JPS61258989A - スクロ−ル流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はスクロール流体機械（真空ポンプ、圧縮機、膨
張機等）のうち主に真空ポンプに係り、特に高真空のガ
スを扱うためのスクロール流体機械。

〔発明の背景〕

従来のスクロール式圧縮機は、ラップ（渦巻要素）の外
周に吸入口、中心に吐出口を有し、密閉空間を外周から
中心へ移動させながら容積を減少させて、ガスを圧縮さ
せていた。特開昭４８−５０１１に見られるような真空
ポンプにおいても圧縮機と同様なガスの移動方式を採用
している。この方式の真空ポンプの場合、真空圧力であ
る吸入圧力と外気をシールするため、旋回スクロール外
周または、ハウジングと主軸との間にシール部が必要と
なる欠点がある。

旋回スクロールの運動方向を圧縮機とは逆にして、中心
からガスを吸入して外周から吐出する方式を真空ポンプ
に採用した場合、旋回スクロール外周は大気圧でよく、
旋回スクロール外周またはハウジングと外気とのシール
は不要である。この方式の真空ポンプは特開昭５９−３
４４９５に見られるように、ラップの巻き角を１．５巻
程度とし、作動室内部でのガスの膨張を無くすようにし
ている。

しかし、我々の試作機の実験検討の結果、１０−”Ｔｏ
ｒｒ以下の到達圧力を得るためには、少なくともラップ
の巻き数を３巻以上とし、密閉空間の数を４個以上とし
て、作動室内のシール部を多くする必要があることがわ
かった。ところが、このように巻き数が多いラップでは
、中心部での密閉空間の容積即ち吸込容積が大きくとれ
ず、ラップの外径の割に、設計排気速度が大きくと九な
い問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は、吸入圧力が大気圧に近い範囲で排気速度が大
きく、到達圧力が低いスクロール真空ポンプを提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、中心吸込・外周吐出方式のスクロール真空ポ
ンプにおいて、ラップ巻き数を１．５巻以上とし、吸入
圧力が大気圧に近い範囲で、ラップの中心と外周との間
からもガスを吸入することにより設計排気速度を大きく
したことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図で説
明する。１は固定スクロールで、その端板１ａに直立し
たラップ１ｂが旋回スクロール２の端板２ａに直立した
ラップ２ｂとかみ合って配置されている。両スクロール
部材１，２のラップｌｂ、２ｂはインボッニートあるい
はこれに近似する曲線に形成されており、はぼ一様な厚
さと一様な高さを持つ。

固定スクロール部材１の端板１ａの中心部には、ポート
６が設けられ、外周側には別のポート７が設けられてい
る。ポート６は、吸入ポートとなり。

ポート７は、吐出ポートとなる。

フレーム８は、固定スクロール部材１の端板外周部に数
本のボルト（図示せず）によって固定されている。

クランク軸３は、フレーム８に取付けた軸受１０．１１
によってフレーム８に支持されている。

このクランク軸３には、バランスウェイト１２及びカウ
ンタウェイト１３が締結されている。クランク軸３の頭
部には、クランクピン３ａが一体で偏心して形成されて
いる。一方、旋回スクロール端板２ａのラップと反対の
面には、円筒突起部２ｃが設けられ、この円筒突起部２
Ｃの内面に旋回軸受４が圧入されている。この旋回軸受
４に前記のクランクピン３ａが挿入され、クランク軸３
の回転によって、旋回スクロール２が′Ｍ、ｌ／Ｉされ
る。

この旋回軸受４とクランクピン３ａとは、軸方向に剛に
結合されておらず、移動可能に結合されている。

自転防止部材１５は、旋回スクロール端板２ａとフレー
ム８の間に設けられ、クランク軸３と同じ偏心黴を持つ
クランク軸で、軸受１３，１４によって結合されている
。それぞれ軸受押さえ５゜７で外輪が固定されている。

旋回スクロール２とフレーム８との間には、スラスト軸
受２０ａ’、２０ｂが、旋回スクロール２と固定スクロ
ール１との間にはスラスト軸受２１ａ、２１ｂが設けら
れ、旋回スクロール２に働く軸方向ガス力Ｆｐ、と、モ
ーメントＭを受けて旋回スクロール２を支持している。

固定スクロール端［１ａには、中心ポート６とラップ外
周との中間にポート１６．１７が設けられている。ポー
ト１６と１７の出口は配管１８で連通されている。中心
ポート６は、吸入配管１９で上流の真空装置２２と接続
されている。吸入配管１８と配管工９とは、調圧弁２３
を介して接続されている。ポー１−１７は、密閉空間２
５が吐出室に通じる直前で密閉空間２５に対して閉じる
位置、即ち固定スクロールラップ１ｂ内側曲線に接し、
固定スクロールの巻き終り１ｄから２π内周の位置に設
けられてしする。ポート１６番よ、密閉空間２４が吐出
室に通じる直前で密閉空間２４に対して閉じる位置、即
ち固定スクロールラップ１ｂの外側曲線に接し、固定ス
クロールの巻き終り１ｄから３π内周の位置に設けられ
ている。しかもポート１６は、密閉空間２５に通じない
ような大きさを有している。

旋回スクロール２を第２図で、反時計回りに旋回運動さ
せると、ガスは中心のポート６や、中間のポート１６．
１７から吸入され、ラップ外周へ排出され、ポート７か
らポンプの外へ吐き出される。

第３図は、この発明の、排気速度と吸入圧力の特性を説
明するための図である。ポート１６と１７がない場合、
排気速度曲線は曲線Ｃ１＋Ｃ２となる。これは、ラップ
巻き数が１゜５以上のとき、中心ポート６から吸入され
たガスを取り囲む密閉空間の容積がラップ外周における
容積よりも小さいので、吸入圧力が大気圧付近での排気
速度はＳｄ、となり、旋回スクロールを逆方向に旋回運
動させた場合よりも小さい排気速度となるためである。

逆に、中心のポート６を使用せず、ポート１６と１７を
吸入口として使用した場合の排気速度曲線は１曲線Ｃ３
＋Ｃ４となる。なぜなら、ポート１６．１７から吸入さ
れて取り囲まれた密閉空間の容積は、ラップ中心部での
密閉空間の容積よりも大きく、吸入圧力が大気圧付近で
、排気速度がＳｄ、よりも大きいＳｄ、どなるからであ
る。しかし、吐出室２６とポート１６．１７との間の隔
壁（シール）の数が、吐出室２６と中心のポート６との
間の隔壁の数よりも少ないため、中心のポートから吸入
した方が、吸入圧力の低い範囲で排気速度が高く、また
到達圧力も低くなる。

そこで、調圧弁２３の圧力設定を、吸入圧力が中間圧力
Ｐ、より高いとき弁が開くようにし、吸入圧力が中間圧
力Ｐ、より低いとき弁が閉じるように設定する。このよ
うに調圧弁を設定することにより、排気速度曲線は、曲
線Ｃ３＋Ｃ２となる。

このように構成することにより、低い到達圧力が得られ
５また吸入圧力が大気圧から到達圧力までの広い範囲で
、高い排気速度が得られる効果がある。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、吸入圧力が大気圧に近い
範囲で排気速度が大きく、シかも到達圧力が低いスクロ
ール真空ポンプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明用図、第２図は第１図
の■−■線断面図、第３図は本発明の実施例の性能を示
す排気特性図である。 １ａ・・・固定スクロール端板、１ｂ・・・固定スクロ
ールラップ、２ａ・・・旋回スクロール端板、２ｂ・・
・旋回スクロールラップ、３・・・クランク軸、４・・
・旋回軸受、５・・・軸受押え、６・・ポート、７・・
・ポート、８・・・フレーム、１０．１１・・・軸受、
１２・・・バランサ、１３・・・カウンタウェイト、１
４・・・軸受、１５・・・自転防止機構、１６．１７・
・・ポート、１８・・・配管、１９・・・吸入配管、２
０．２１・・・スラスト軸受、２２・・・装置、２３・
・・調圧弁、２４．２５・・・密閉空＼−′ ％Ｚ　　図 ’１５３　　　図 □

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、端板とラップとを有する対のスクロール部材が互い
   にラップを向い合わせにしてかみ合つており、旋回スク
   ロール部材を静止スクロール部材に対して見かけ上自転
   しないように旋回運動させ、ガスをラップの中心付近の
   ポートから吸入し、外周から吐出させるものにおいて、
   ラップの中心と外周との途中に別のガスの吸入ポートを
   複数個設けたことを特徴とするスクロール流体機械。 ２、該別のガスの吸入ポートからのガス吸入を、吸入圧
   力に応じて停止するようにしたことを特徴とする特許請
   求範囲第１項記載のスクロール流体機械。 ３、該別のガスの吸入ポートとラップ中心付近のポート
   を接続する通路と、この通路途中にガスの出入を遮断す
   る弁とを設けたことを特徴とする特許請求範囲第１項と
   第２項のスクロール流体機械。 ４、該弁が吸入圧力が所定圧力以下になつたとき閉じ、
   所定の圧力以上になつたとき開く、自動圧力調整弁であ
   ることを特徴とする特許請求範囲第３項記載のスクロー
   ル流体機械。