JPS6341590Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、例えば空気や冷媒等の気体（以下、
空気という）を圧縮するのに用いて好適なスクロ
ール式圧縮機に関し、特に無負荷運転中には吐出
側の圧縮空気の一部をクランク室内に導びき、旋
回スクロールを固定スクロール側に押圧すること
により、無負荷運転中であつても該旋回スクロー
ルと固定スクロールとの間の軸方向のシールを確
実に行なわせることができるようにしたスクロー
ル式圧縮機に関するものである。

従来、この種の圧縮機としてケーシングには固
定スクロールを固着して設け、前記ケーシングに
は駆動軸を回転自在に設け、該駆動軸には前記固
定スクロールと重なり合つて旋回する間に圧縮室
を形成する旋回スクロールを回転自在に設け、前
記固定スクロールの中心位置には前記圧縮室から
の圧縮空気を吐出する吐出口を設けると共に該吐
出口から離れた位置には吸込み口を設け、前記旋
回スクロール背面を前記ケーシングとの間にクラ
ンク室を形成し、前記圧縮室内の圧縮空気を前記
クランク室に導びくための背圧導入孔を前記旋回
スクロールに形成してなるものが知られている。

このように構成されるスクロール式圧縮機は、
負荷運転中は背圧導入孔を介して圧縮室内の圧縮
空気の一部をクランク室内に導びき、旋回スクロ
ールを固定スクロール側に押圧することにより、
該旋回スクロールと固定スクロールとの間の軸方
向のシールを行なわせることができる。

しかし、このような形式のスクロール式圧縮機
は、スクリユ圧縮機やベーン式圧縮機の如く吐出
圧が所定圧力に達したとき吸込み口からの吸気量
を制限する吸込み絞り弁式または閉鎖弁式の無負
荷運転機構（アンローダ）を適用することができ
ないという問題がある。

即ち、仮りに吸込み口に吸込み絞り弁や閉鎖弁
等のアンロード弁を設け、吐出側圧力が所定圧力
に達したときこれらの弁を作動して吸気量を制限
すると、吸込み口が真空状態となり、吐出口が開
口するまでの圧縮行程が真空のまま進むことにな
る。この結果、背圧導入孔を介してクランク室内
の空気を吸込み、該クランク室内を真空状態とし
てしまい、従つて旋回スクロールを固定スクロー
ルに押圧するための押圧力が失なわれ、吐出口が
吐出側配管に開口したとき該吐出側配管圧力によ
つて旋回スクロールを浮き上らせる方向に作動
し、該旋回スクロールのラツプ部歯先が固定スク
ロールから離れてしまう。

このように、旋回スクロールが固定スクロール
から浮き上ると、該旋回スクロールラツプ部歯先
が叩かれて異常摩耗を起したり、異常振動を起
し、旋回スクロールを破損するばかりでなく軸受
をも損傷し、ひいては圧縮機の寿命を縮めてしま
うことになり、結局前述した如く吸込み口に吸込
み絞り弁や閉鎖弁を設けることができない。

本考案は前述した問題点に鑑みなされたもの
で、スクリユ圧縮機やベーン式圧縮機と同様に、
吸込み口に吸込み絞り弁や閉鎖弁等のアンロード
弁を設けても、旋回スクロールの浮上現象を防止
しうるようにしたスクロール式圧縮機を提供する
ことを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本考案で採用する
構成の特徴は、吸込み口に吐出口に連なる吐出側
空間の圧力が所定圧力に達したとき作動し、該吸
込み口からの吸気量を制限して無負荷運転を行な
わせるアンロード弁を設け、該アンロード弁が作
動したとき吐出側空間の圧縮気体をクランク室に
供給する気体配管を設けたことにある。

ここで、前記吐出側空間とは吐出口から下流側
の空間を意味し、該吐出口、該吐出口に接続され
る空気配管、該空気配管途中の油分離器、該油分
離器の次段に設けられる空気タンク等を含む概念
として定義される。また、アンロード弁としては
吐出側空間圧力が所定圧力に達したとき吸込み側
を閉鎖すると共に圧縮空気の一部を吸込み口に供
給するようにしてなる吸込み絞り弁、同じく吐出
側空間圧力が所定圧力に達したとき吸込み口を完
全に閉鎖してしまう閉鎖弁、さらには吸込み口か
らの吸込み量を減少させる絞り弁等が用いられ
る。

以下、本考案について図面に示す実施例と共に
説明する。

図は本考案の全体構成図で、ケーシング１には
軸受部１Ａと後述のクランク室を形成する円筒部
１Ｂとが形成され、該円筒部１Ｂには固定スクロ
ール２が固着して設けられている。前記固定スク
ロール２は鏡板２Ａと、該鏡板２Ａに立設された
うず巻状のラツプ２Ｂと、前記円筒部１Ｂに固着
されるフランジ部２Ｃとからなり、該ラツプ部２
Ｂはインボリユートまたはインボリユートに近い
曲線に形成されている。また、前記固定スクロー
ル２のフランジ部２Ｃ近くには吸込み口３が形成
されると共に鏡板２Ａの中心位置には吐出口４が
形成されている。

５は固定スクロール２と同一軸線O₁に設けら
れた駆動軸で、該駆動軸５はケーシングの軸受部
１Ａに軸受６，６を介して回転自在に支持されて
いる。前記駆動軸５には旋回スクロール７が軸受
８を介して回転自在に支持され、旋回スクロール
７の軸線O₂は駆動軸５の軸線O₁に対して距離δ
だけ偏心するように設けられている。ここで、旋
回スクロール７は鏡板７Ａと、該鏡板７Ａに立設
されたうず巻状のラツプ部７Ｂとからなり、該ラ
ツプ部７Ｂはインボリユートまたはインボリユー
トに近い曲線に形成されている。そして、ラツプ
部７Ｂは固定スクロール２のラツプ部２Ｂと所定
角度ずらせて重なり合うように取付けられ、該各
ラツプ部２Ｂ，７Ｂ間は密閉空間となつて複数の
圧縮室９を形成し、かつ鏡板７Ａと固定スクロー
ル２のフランジ部２Ｃとが摺動面１０となつて互
いに摺動するように構成されている。

１１はケーシング１と旋回スクロール７背面と
の間に形成された密閉空間からなるクランク室
で、該クランク室１１内に圧縮室９内の圧縮空気
の一部を導びくため、旋回スクロール７の鏡板７
Ａには背圧導入孔１２が１または２箇所形成され
ている。なお、クランク室１内には吸込み口３の
圧力よりも高く、吐出口４の吐出圧力よりも低い
圧力を導びくため、背面導入孔１２は吸込み口３
と吐出口４との中間部位の圧縮室９に開口し、圧
縮運転中はクランク室１１内は当該中間部位に位
置する圧縮室９の圧力と等圧となつて旋回スクロ
ール７に押圧力を与えている。

１３はクランク室１１内に設けられた自転防止
機構としてのオルダム接手で、該オルダム接手１
３はオルダムリング１３Ａと、該オルダムリング
１３Ａの複数箇所に形成された十字状の凹溝１３
Ｂと、旋回スクロール７に植設され、凹溝１３Ｂ
に嵌合している軸１３Ｃとからなる。従つて、駆
動軸５を回転すると、旋回スクロール７はオルダ
ム接手１３によつて案内されつつ該駆動軸５の軸
線O₁を中心として半径δをもつて公転する。

また、１４は一端が吐出口４に接続され、他端
が空気タンクまたは空圧機器（いずれも図示せ
ず）に接続された空気配管で、該空気配管１４の
途中には圧縮空気中に混入した油分を分離するた
めの油分離器１５が設けられ、該油分離器１５の
次段には該油分離器１５内圧力が所定の設定圧
力、例えば３Kg／cm²となつたとき開弁する常閉の
圧力調整弁１６が設けられている。従つて、圧縮
運転中は空気配管１４、油分離器１５内等は圧力
調整弁１６の開弁圧力と等圧以上となつている。

次に、１７はアンロード弁としての閉鎖弁で、
該閉鎖弁１７は本体１７Ａと、該本体１７Ａ内を
室Ａ，Ｂに画成する隔壁１７Ｂと、一方の室Ａ側
に位置して本体１７Ａに形成された流入口１７
Ｃ、流出口１７Ｄと、他方の室Ｂ側に位置して本
体１７Ａに形成されたパイロツト口７Ｅと、室Ａ
内に設けられ流出口１７Ｄを開閉する弁体１７Ｆ
と、室Ｂ内に摺動可能に設けられたピストン１７
Ｇと、該弁体１７Ｆとピストン１７Ｇとを連結す
る連結棒１７Ｈと、弁体１７Ｆを常時開弁する方
向に付勢するため隔壁１７Ｂとピストン１７Ｇと
の間に張設されたばね１７Ｊとからなり、前記パ
イロツト口１７Ｅは本体１７Ａとピストン１７Ｇ
とによつて画成されるパイロツト室Ｃに開口する
構成となつている。そして、流入口１７Ｃは大気
に開口し、流出口１７Ｄは吸込み配管１８を介し
て吸込み口３と接続され、パイロツト口１７Ｅは
パイロツト配管１９を介して油分離器１５の空気
部分または油液部分と接続されている。

２０は前記パイロツト配管１９の途中に設けら
れた常閉の電磁開閉弁、２１は油分離器１５内圧
力を検出し、所定の設定圧力以上となつたとき作
動する圧力スイツチで、該圧力スイツチ２１は伝
送線２２を介して前記電磁開閉弁２０のソレノイ
ド部２０Ａと接続され、圧力スイツチ２１が作動
したとき電磁開閉弁２０を開弁するようになされ
ている。

さらに、２３は空気配管で、該空気配管２３の
一端はパイロツト配管１９の途中で閉鎖弁１７と
電磁開閉弁２０との間に接続され、その他端はケ
ーシング１に形成された開口２４を介してクラン
ク室１１と接続されている。従つて、電磁開閉弁
２０が開弁し、閉鎖弁１７が作動したときには、
空気配管２３を介して油分離器１５内の圧縮空気
またはこれと潤滑用油の混合体をクランク室１１
内に供給しうるように構成されている。

本考案は以上のように構成されるが、モータ
（図示せず）を回転すると、その回転は駆動軸５、
軸受８を介して旋回スクロール７に伝えられ、該
旋回スクロール７は固定スクロール２に対して軸
線O₁を中心として相対的な円運動を行なう。こ
の際、閉鎖弁１７はこの弁体１７Ｆが流出口１７
Ｄを開弁しているから、該閉鎖弁１７の流入口１
７Ｃからの外気は吸込み配管１８を介して吸込み
口３から吸込まれ、この空気は圧縮室９内で徐々
に圧縮され、所定の圧力に高められた後に吐出口
４から吐出される。さらに、この圧縮空気は空気
配管１４を介して油分離器１５に供給され、該圧
縮空気中の油分が除去される。油分離器１５内が
圧力調整弁６の設定圧力より高圧となると該圧力
調整弁１６が開弁し、清浄な圧縮空気が空気タン
ク等に供給される。

また、圧縮室９内の圧縮空気は背圧導入孔１２
を介してクランク室１１に供給され、旋回スクロ
ール７の背面にこの圧力を作用させ、該旋回スク
ロール７を固定スクロール２側に押圧して該各ス
クロール２，７間のシールを行なう。

然るに、油分離器１５内圧力が圧力スイツチ２
１の設定圧力まで高まると該圧力スイツチ２１が
作動し、伝送線２２を介して電磁開閉弁２０のソ
レノイド部２０Ａを励磁し、該電磁開閉弁２０を
開弁する。この結果、油分離器１５内の圧縮空気
はパイロツト配管１９を介して閉鎖弁１７のパイ
ロツト室Ｃに供給され、ピストン１７Ｇをばね１
７Ｊに抗して押し上げ、弁体１７Ｆによつて流出
口１７Ｄを閉鎖する。これと同時にパイロツト配
管１９からの圧縮空気等は空気配管２３を介して
開口２４からクランク室１１に供給される。この
ようにクランク室１１に供給された圧縮空気等は
背圧導入孔１２から圧縮室９内に導かれ、吐出口
４から空気配管１４に吐出され、再び油分離器１
５に戻される。しかし、この間は背圧導入孔１２
を介して循環する空気量のみとなり、圧縮仕事を
低減させることができ、動力を大きく低下させる
ことができる。以上の動作によつて無負荷運転が
行なわれる。

ところで、油分離器１５内圧力が所定の圧力に
達して閉鎖弁１７を閉じ、吸込み口３からの吸気
量を制限する無負荷運転時においては、この吸込
み口３近傍が真空状態となり、圧縮室９が吐出口
４に開口するまでの圧縮行程が真空のまま進行す
ることになつて、この間背圧導入孔１２からクラ
ンク室１１内の空気を吸込み、該クランク室１１
内も真空状態としようとする。しかし、本考案に
では閉鎖弁１７が閉弁すると同時に空気配管２３
を介して油分離器１５内の圧縮空気等がクランク
室１１内に供給されるから、該クランク室１１内
を常に高圧状態に保持することができ、旋回スク
ロール７を固定スクロール２側に押圧する押圧力
が確保でき、旋回スクロール７の浮上現象を確実
に防止することができる。

なお、前述の実施例では油分離器１５内等の吐
出側空間圧力を検出し、閉鎖弁１７に流体圧力を
供給するための手段を電磁開閉弁２０と圧力スイ
ツチ２１とから構成するものとして述べたが、こ
れに限るものではなく、吐出側空間圧力をパイロ
ツト圧として作動する機械式圧力調整弁をパイロ
ツト配管１９に設けるものであつてもよい。また
アンロード弁としては閉鎖弁に限ることなく、絞
り弁や吸込み絞り弁として構成してもよいもので
ある。

本考案に係るスクロール式圧縮機は以上詳細に
述べた如くであつて、この種々の圧縮機にも無負
荷運転用のアンロード弁を吸込み口に設けること
ができるから、動力を軽減することができる。ま
た無負荷運転開始と同時にクランク室に吐出側の
圧縮気体を供給し、旋回スクロールの浮上現象を
防止するように構成したから、該旋回スクロール
の歯先が破損したり、異常振動を起したりする事
故を防止でき、圧縮機の寿命を延すことができる
等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は本考案に係るスクロール式圧縮機の全体構
成図である。 １……ケーシング、２……固定スクロール、２
Ｃ……フランジ部、３……吸込み口、４……吐出
口、５……駆動軸、７……旋回スクロール、９…
…圧縮室、１０……摺動面、１１……クランク
室、１２……背圧導入孔、１３……オルダム接
手、１４……空気配管、１５……油分離器、１６
……圧力調整弁、１７……閉鎖弁（アンロード
弁）、１８……吸込み配管、１９……パイロツト
配管、２０……電磁開閉弁、２１……圧力スイツ
チ、２３……空気配管（流体配管）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシングには固定スクロールを固着して設
   け、前記ケーシングには駆動軸を回転自在に設
   け、該駆動軸には前記固定スクロールと重なり合
   つて旋回する間に圧縮室を形成する旋回スクロー
   ルを回転自在に設け、前記固定スクロールの中心
   位置には前記圧縮室からの圧縮気体を吐出する吐
   出口を設けると共に該吐出口から離れた位置には
   吸込み口を設け、前記旋回スクロール背面と前記
   ケーシングとの間にクランク室を形成し、前記圧
   縮室内の圧縮気体を前記クランク室に導くための
   背圧導入孔を前記旋回スクロールに形成してなる
   スクロール式圧縮機において、前記吸込み口には
   前記吐出口に連なる吐出側空間の圧力が所定圧力
   に達したとき作動し、該吸込み口からの吸気量を
   制限して無負荷運転を行なわせるアンロード弁を
   設け、該アンロード弁が作動したとき前記吐出側
   空間の圧縮気体を前記クランク室に供給する気体
   配管を設けたことを特徴とするスクロール式圧縮
   機。