JPH01167492A

JPH01167492A - 組込み圧縮比可変機構を有する容積型流体機械

Info

Publication number: JPH01167492A
Application number: JP32518787A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Teruya; 照屋　仁; Yasuo Endo; 遠藤　泰夫; Seiji Yanagisawa; 清司柳澤
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-07-03

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、内部圧縮が行われるスクロール流体機械やス
クリュー流体機械等の容積型流体機械であって、特に該
流体機械固有の組込み内部圧縮比により生ずる圧力より
低い圧力で運転する流体機械に関する。該流体機械は空
気、ガス、水蒸気等を圧縮、片眼、吸引するのに用いら
れる。

〔従来の技術及び問題点〕

従来の内部圧縮を行なう流体機械における最適圧縮のＰ
Ｖ線回は、第３図に示されている。

図において、Ｐｌ　：入口圧力、Ｐ２　：吐出圧力（組
込み内部圧縮比によって生ずる圧力）、■ｌ：入ロｌ容
積、Ｖ２　：出口容積（組込み容積比によって決まる容
積）、ｐ、：運転圧力（運転吐出圧）である。

そして組込み（最適）内部圧縮比（Ｐ２／ＰＩ）は、次
の理論式により定義される。

（ＰＺ／ＰＩ）　＝　（Ｖｌ／Ｖ２）”ここでｎ：ポリ
トロープ指数（Ｖ＋／Ｖｚ）　：組込み容積比上記した組込み内部圧縮比（Ｐ２／ＰＩ）により、第３
図のＰＶ線図における状態■から状態■への圧縮が最適
圧縮である。

ところが、最適圧力Ｐ２より低い圧力Ｐ、が運転吐出圧
力として必要な場合には、過圧縮の状態となり、同図の
斜線部分で示される仕事が圧縮機として余分な仕事にな
り、不要な動力（パワー）を消費することになる。

次に、上記の現象を実際の流体機械について説明する。

第４図は、従来のスクロール装置の要部断面図であって
、旋回スクロール１の上面の連続した１個の渦巻部材１
ａは、上部ケーシングを兼ねた固定スクロール２の上部
内面の連続した１個の渦巻部材２ａに、旋回半径ｅだけ
偏心して設置されており、旋回スクロール１が図示しな
い主軸の回転につれて偏心旋回するのに伴い、渦巻部材
１ａと２ａの接点が周辺部より中心部へ移動し、これに
伴って流体を吸込口４より吸込み中間圧縮されながら、
中心部の吐出口５より吐出するようになっている。

なお、図中、３はスラスト軸受及び自転防止機構、６〜
１０は互いに対向する両渦巻部材１ａと２ａによって区
分された各室Ａ−Ｅ、Ｐ、〜Ｐ。

は上記各室Ａ−Ｅの圧力、Ｐ、は運転吐出圧つまり運転
圧力である。

上記した従来のスクロール装置においては、運転時、運
転圧力（運転吐出圧）Ｐｉが、組込み内部圧縮比によっ
て生ずる圧力ＰＣより小さい場合、つまり、第３図にお
いて、Ｐ２　＝Ｐｅ＞Ｐｉの場合、同図の斜線部に相当
する不要動力を消費してしまうという問題点があった。

また第５図は、従来のスクリュー流体機械の側断面図で
あって、駆動側と被動側の１対のスクリューロータ（図
は駆動側ロータ２１のみが示され、被動側ロータは紙面
の裏側で支持されている。）が、ケーシング２２内で互
いに噛み合うようにして軸受２３で支持されており、ケ
ーシング２２の軸方向両端部には、両ロータの２点鎖線
で示すねじ部の噛み合いに伴う容積拡大部に吸込口２４
が、また容積縮少部に吐出口２５がそれぞれ設けられて
いる。なお、図中、Ｐｉ　：運転圧力（運転吐出圧）、
Ｐｘ　：吸込圧、ＰＡ−Ｐｃ　：各位置における内部圧
力である。

上記した従来のスクリュー流体機械においては、運転時
、吸込圧Ｐ、で吸込まれた流体は、ケーシング内部で、
ＰＩ−＋ＰＡ−＋Ｐ、→Ｐｃのように徐々に圧縮され、
ＰＣの圧力まで圧縮されて吐き出される。ところが、運
転圧力Ｐ、がこのＰｃより小さい場合、つまり第３図に
おいてＰｔ　＝ＰＣ＞Ｐ、の場合には、同図の斜線部に
相当する不要な動力を消費してしまい、また、ＰＣから
Ｐ、への急激な圧力変化によって騒音を発生するという
問題点があった。

本発明は、運転圧力Ｐ、がＰ２　＞Ｐｉ＞Ｐｔ間におい
て、上記のような過圧縮に伴う不要な動力消費を減少さ
せ、圧縮機の部分負荷効率を同上させることを技術的課
題としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記した従来技術の問題点及び技術的課題を
解決するために、内部圧縮が行われる容積型流体機械に
おいて、流体を圧縮するケーシング内部と吐出ケーシン
グ内部間に、１個又は複数個の貫通穴を設け、該貫通孔
の吐出ケーシング側に逆止弁を設けたことを特徴として
いる。

〔作　用〕

本発明は上記のように構成されているので、運転時、当
該流体機械の運転圧力（運転吐出圧）Ｐ、が固有の組込
み内部圧縮比によって生ずる圧力Ｐ、より小さい場合、
流体圧縮ケーシング内部と吐出ケーシング内部間に設け
られた貫通穴の逆止弁のうち、上記運転圧力Ｐ、より内
部圧縮圧力の小さい区間に設けられた逆止弁は閉鎖され
たままであり、一方、運転圧力Ｐ、より内部圧力の大き
い区間に設けられた逆止弁は開放される。

従って、流体圧縮ケーシング内部では、上記運転圧力Ｐ
、より高い圧力に圧縮されることなく、該運転圧力Ｐ、
に適合した内部圧力ＰＲで外部へ吐き出すので、第３歯
に示す斜線部に相当する仕事が節約され、部分負荷効率
が上昇する。また急激な圧力変動がないため、騒音も低
減される。

〔実施例］次に、本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１図は、本発明の第１実施例を示すスクロール流体機
械の要部断面図であって、図中、第４図に記載した符号
と同一の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。

図において、旋回スクロール１に対向する固定スクロー
ル２の上部には、該固定スクロール２の中心部の吐出口
５ａに連通された吐出圧室１５ａを内部に有する吐出ケ
ーシング１５が一体に形成され、該吐出ケーシング１５
の上壁の中心部に吐出口５が設けられている。

上記吐出ケーシング１５の内部の吐出圧室１５ａと、両
渦巻部材１ａと２ａによって区分された各室６．　７．
　９．　１０　（Ａ、　　Ｂ、　　Ｄ、　　Ｅ）とを連
通ずる貫通孔１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａが固定ス
クロール２の壁面に穿設され、これらの各貫通孔１１ａ
〜１４ａの吐出ケーシング１５側に、逆止弁１１〜１４
がそれぞれ設置されている。なお、図中、３は軸受及び
自転防止機構、Ｐ１〜Ｐ、は室Ａ〜室Ｅの圧力、Ｐ、は
運転圧力、Ｐ。

は吐出圧室１５ａの圧力である。

上記のように構成されているので、旋回スクロール１が
図示しない主軸の回転につれて偏心旋回するのに伴い、
渦巻部材１ａと２ａの接点が周辺部より中心部へ移動し
、これに伴って流体を吸込口４より吸込み、固定スクロ
ールの中心部の吐出口５ａへ向かって移動する間に内部
圧縮が行われて昇圧する。運転圧力Ｐ、が固有の組込み
内部圧縮比により生ずる圧力２２以上の高い圧力で運転
されているときは、各貫通孔１１ａ〜１４ａの各逆止弁
１１〜１４はすべて閉鎖されているので、従来のもの（
第４図）と同様に固定スクロール２の中心部の吐出口５
ａより吐出圧室１５ａ内へ吐出し、吐出口５より外部へ
吐出する。

しかし、運転圧力Ｐ、が例えばＰｉ＜Ｐｂ　。

ＰＣ，Ｐ、及びＰ、＞Ｐ、、Ｐ、になった場合、逆止弁
１２と１３が開き、逆止弁１１と１４が閉じ、吐出圧室
１５ａの圧力Ｐ、＝Ｐｉ　＝Ｐ、＝Ｐｃ＝Ｐｄとなる。

上記のように、運転圧力Ｐ、に応じて生ずる吐出圧室１
５ａ内の圧力Ｐ、と、スクロール内圧力Ｐ３〜Ｐ、の圧
力差により逆止弁１１〜１４が開閉することにより、組
込み内部圧縮比が（Ｐ２／Ｐ、）から（Ｐｉ　／Ｐ、）
に変化するので、内部圧縮としては、第３図のＰＶ線図
における状態■から状應ツとなり、同図に示す斜線部に
相当する仕事が節約でき、部分負荷効率が従来構造のも
の（第４図）より上昇する。

第２図は、本発明の第２実施例を示すスクリュー流体機
械の側断面図であって、図中、第５図に記載した符号と
同一の符号は同一ないし同類部分を示すものとする。

図において、１対のスクリューロータ（図は駆動側ロー
タ２１のみ示されている。）を収納したケーシング２２
の吐出側の一部に、吐出口２５と連通した吐出圧室２８
ａを内部に有する吐出ケーシング２８が一体に形成され
ており、該吐出王室２８ａと、運転圧力Ｐ、と適合させ
たい、両ロータのねじ部の噛み合いによる内部圧縮の位
置とを連通ずる貫通孔２７ａ、２６ａが、ケーシング２
２の吐出側に設けられ、これらの各貫通孔の吐出ケーシ
ング側に逆止弁２７．２６が設けられている。なお、図
中、Ｐｉ　：運転圧力、ＰＩ　：吸込圧、ＰＡ−Ｐｃ：
各位置における内部圧力である。

上記のように構成されているので、例えば、Ｐｔ＝Ｐａ
且つＰｔ　＞ＰＡの場合では、逆止弁２６はＰ、の圧力
によって閉じているが、逆止弁２７は開いている。この
場合、逆止弁は、圧力差０のとき開くように設定しであ
るが、勿論、任意の圧力差に設定できる。

このようにして、ケーシング内部では、圧力Ｐ、まで圧
縮することなく運転圧力Ｐ、に適合した内部圧力Ｐ、で
吐き出すので、第３図に示す斜線部相当の仕事が節約で
き、部分負荷効率が従来のもの（第５図）より上昇する
。また、急激な圧力変動がないため、騒音も低減できる
。

なお、上記した実施例では、逆止弁を２個所に設定した
構造について説明したが、逆止弁の数を増せば、更に細
かい運転吐出圧に適合させることができる。

また、内部圧縮を行なう容積型流体機械としてスクロー
ル流体機械とスクリュー流体機械の二つの型式のものに
ついて説明したが、これに限らないことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、内部圧縮が行わ
れる容積型流体機械において、流体を圧縮するケーシン
グ内部と吐出ケーシング内部間に１個又は複数個の貫通
穴を設け、該貫通穴の吐出ケーシング側に逆止弁を設け
たことにより、運転圧力に応じて自らの機能で内部圧縮
比を変更させ、運転圧力に適合させるようにすることが
できる。

従って、部分負荷時に不要の動力を消費させないので、
効率を向上させ、また騒音を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１及び第２の各実施例を
示す断面図、第３図は作用を説明するＰＶ線図、第４図
及び第５図は従来例を示す各断面図である。１・・・旋回スクロール、２・・・固定スクロール、３
・・・軸受及び自転防止機構、４・・・吸込口、５，５
ａ・・・吐出口、１１〜１４・・・逆止弁、ｌｌａ〜１
４ａ・・・貫通穴、１５・・・吐出ケーシング、２１・
・・スクリューロータ、２２・・・ケーシング、２４・
・・吸込口、２５・・・吐出口、２６．２７・・・逆止
弁、２６ａ。２７ａ・・・貫通孔、２８・・・吐出ケーシング。第５図９ら

Claims

【特許請求の範囲】

１．内部圧縮が行われる容積型流体機械において、流体
を圧縮するケーシング内部と吐出ケーシング内部間に１
個又は複数個の貫通穴を設け、該貫通穴の吐出ケーシン
グ側に逆止弁を設け、運転圧力に応じて自らの機能で内
部圧縮比を変更させ運転圧力に適合させうるようにした
ことを特徴とする組込み圧縮比可変機構を有する容積型
流体機械。
２．上記容積型流体機械がスクロール流体機械であって
、上記１個又は複数個の貫通穴が固定スクロールに設け
られている特許請求の範囲第１項記載の組込み圧縮比可
変機構を有する容積型流体機械。
３．上記容積型流体機械がスクリュー流体機械であって
、上記１個又は複数個の貫通穴が、運転圧力と適合させ
たい内部圧縮のケーシング位置に設けられている特許請
求の範囲第１項記載の組込み圧縮比可変機構を有する容
積型流体機械。