JPH0418150B2 - - Google Patents

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JPH0418150B2
JPH0418150B2 JP58034740A JP3474083A JPH0418150B2 JP H0418150 B2 JPH0418150 B2 JP H0418150B2 JP 58034740 A JP58034740 A JP 58034740A JP 3474083 A JP3474083 A JP 3474083A JP H0418150 B2 JPH0418150 B2 JP H0418150B2
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JP
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fluid
compressor
scroll
wrap
wrap element
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JP58034740A
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Henrii Ebaa Deiuitsudo
Yuujiin Atsutaa Robaato
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Trane Co
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Trane Co
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Publication date
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Publication of JPH0418150B2 publication Critical patent/JPH0418150B2/ja
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    • F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/06—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
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    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
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    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に定流体変位量のスクロール型流
体圧縮機に関するもので、詳細には容量調整のた
め絞つた吸入負荷除去を行なうスクロール型流体
圧縮機に関するものである。
定流体変位量のスクロール型装置には典型的に
は相互に噛み合う固定角度関係を以つて取付けら
れたインボリユート・ラツプ素子を有する平行板
材が含まれている。ラツプ素子の軸線はラツプ素
子の側面と板材により定められる流体のポケツト
を当該ラツプ素子の相対的軌道運動で入口と出口
の間にて移動せしめるよう通常平行で且つ偏寄つ
ている。圧縮機としての使用時に、流体のポケツ
トはスクロール・ラツプ体の周りを中央排出ポー
トに向かつて内方へ移動され、そのため当該ポー
トに捕獲された流体は容積が減少し圧力が増加す
る。
往復動型圧縮機、特に冷凍及び空気調和の適用
例に適用せる圧縮機の場合と同様、サイクルの削
減とエネルギー節約を目的としてスクロール型圧
縮機の容量を調整することが望ましい。冷凍シス
テムにおいては圧縮機の始動及び停止を繰返すか
又は圧縮機の容量が負荷と等しくなるよう圧縮機
の負荷を除去することによつて、減少した冷却負
荷に適合させることが出来る。圧縮機は全て急速
にオン、オフのサイクルを行なうと圧縮機の作動
寿命を縮め易いので、圧縮機の容量をエネルギー
の効率化が図れる様式で調整することが望まし
い。
本願と同じ譲受人に譲渡せる既出の特許願第
202967号においては容量を調整するため吸入の閉
じを遅らせたスクロール型圧縮機が開示された。
当該特許出願ではラツプ素子の相互に噛み合つた
側面の間に形成せる流体ポケツトがラツプ素子の
周りを中央排出ポートに向かつて移動する際当該
ポケツトを選択された中間点から吸入して排気す
る弁装置が示されている。この方法は圧縮行程の
部分中に吸入する往復動型圧縮機のシリンダーの
排気作用に幾分順応している。
多筒型の往復動式圧縮機の容量を調整する最も
効率的な様式の１つは吸入ポートを通つて当該圧
縮機のシリンダーの１つに流れる流体の流れを遮
断することである。この方法はスクロール型圧縮
機内の螺線状ラツプ素子の外端部にて形成中の流
体ポケツトに到る流体の流れを閉塞することに類
似しているが、往復動型圧縮機内での実行の方が
容易に行なわれる。スクロール型圧縮機で典型的
にはラツプ素子の両外端部は同程度の吸入圧力迄
開き、流体を密封殻体の内側から吸入する。従つ
て、各スクロール・ラツプ体の半径方向外側端部
に形成せるポケツト内への流体の流れは独立的に
制御することが出来ない。一方の入口又は両方の
入口に到る吸入気体の流れが個別的に制御可能で
あれば、スクロール型圧縮機の容量は更に広い範
囲に亘つて調整出来且つ更に効率的に制御可能で
ある。
したがつて、本発明は、スクロール型圧縮機に
おいて、吸入流体の量を簡易、確実、かつ有効に
規制し、これによつてスクロール型圧縮機での高
効率の容量出力制御を達成することを目的とす
る。
以上の目的を念頭において、本発明は、 スクロール型流体圧縮機において、 ａ 全体的に平行な２枚の板材、他方のラツプ素
子と固定角度関係の相互に密接し合う配置にて
当該板材上に取付けたインボリユート・ラツプ
素子を有する各板材の対面する表面、軸線の周
りに同様の螺線形状の半径方向内側及び半径方
向外側の側面を各々定める前記ラツプ素子、相
互に密接し合うラツプ素子の接触する側面と板
材が板材の相対的な相互作動に伴い流体のポケ
ツトを定めること、ラツプ素子の一方が延在し
他方のラツプ素子の半径方向外端部を取り囲む
こと、 ｂ 前記一方のラツプ素子によつて包囲され当該
素子の周縁部に隣接して配設され、流体ポケツ
トの初期形成時に該流体ポケツトと流体連通状
態にある容積体、 ｃ 前記容積体と各々流体連通状態にある第１及
び第２流体入口、 ｄ 前記一方のラツプ素子の延在部分の内側側面
に沿つた前記第１及び第２流体入口の間の流体
連通状態を中断するよう作動する補合密封部
材、 ｅ 当該圧縮機の容量を調整するため前記第１及
び第２流体入口の一方へ流入する流体の流れを
制御するよう接続せる第１弁を含む当該圧縮機
の容量を調整する装置を提供する。
さらに、本発明は、 スクロール型流体圧縮機であつて、 ａ 全体的に平行な２個の板材、各々他方のラツ
プ素子と固定角度関係の相互に密接し合う配置
で当該板材上に取付けたインボリユート・ラツ
プ素子を備えた対面する表面、各々軸線の周り
に同様の螺線形状を有する半径方向内側及び半
径方向外側側面を定める前記ラツプ素子、流体
のポケツトを定める相互に密接し合うラツプ素
子の接触側面と板材、 ｂ 主原動装置により長手方向軸線の周りで回転
自在に駆動され且つ２個の平行な板材の一方に
接続せる駆動軸、駆動軸の回転時に前記一方の
板材が固定板材に対して相対的に軌道運動する
よう固定された他方の板材、 ｃ 固定板材のインボリユート・ラツプ素子と同
じ表面上で固定板材に取付けられ、軌道運動す
る板材上のラツプ素子を包囲するラツプ形状で
当該インボリユート・ラツプ素子から延在する
周縁ラツプ素子、 ｄ 固定板材の周縁部に隣接して当該固定板材内
で相互に全体的に直径方向に対向し且つ流体ポ
ケツトの形成時に当該流体ポケツトの１個以上
と流体連通状態にある第１及び第２流体入口、 ｅ 周縁ラツプ素子の内側側面と軌道運動する板
材のインボリユート・ラツプ素子の外側側面の
間及び平行な２個の板材の間に延在し第１流体
入口と第２流体入口の間の流体の流れを阻止す
るよう作動する当該周縁ラツプ素子に隣接して
配設せる補合密封部材、 ｆ 第１流体入口と第２流体入口の少なくとも一
方に流れる流体の流れを制御し、かくして圧縮
機の容量を調整するよう作動する弁装置、 から成るスクロール型流体圧縮機を提供する。
第１の態様では、圧縮機の定格出力の約50乃至
100％の範囲内で圧縮機の容量を自在に制御可能
であり、第２の態様では、さらに約０乃至100％
の範囲内で圧縮機容量制御が可能である。
第１図を参照すると、本発明の第１実施態様を
含むスクロール型流体圧縮機は全体的に参照番号
１０で表わされている。スクロール型流体圧縮機
１０には吸引圧力状態にある上記室１２と排出圧
力状態にある下部室１３の両者に対する密封ハウ
ジングとして作用する密閉殼体１１が含まれてい
る。上部室１２と下部室１３は、（図示せず）
『Ｏ』リング、他の適当なガスケツト装置又は溶
接によつて密閉殼体１１の内部と接触する周縁部
の周りで密閉されている支持枠体１４により密閉
殼体１１内に定められている。支持枠体１４はス
クロール型流体圧縮機１０を含む機構を密閉殼体
１１内で軸方向に整合させる働きもする。
下部室１３には駆動軸１７が貫通延在する回転
子１６を有する全体的に慣用型の電動機１５が含
まれている。駆動軸１７の上端部には軸受１７
ａ，１７ｂが設けてあり、組合つた状態で駆動軸
１７と回転子１６を電動機１５内で半径方向中央
に位置付け且つ駆動軸１７と回転子１６を電動機
１５内で支持するよう作用する。駆動軸１７の上
端部には軸線が全体的に駆動軸１７と平行ではあ
るが当該駆動軸から偏寄しているクランク・ピン
１８が含まれている。駆動軸１７が電動機１５に
よつて回転自在に駆動される際、クランク・ピン
１８はジヤーナル軸受１８ａ内で回動し、当該ク
ランク・ピンに接続せる揺動リンク１９をその軸
線の周りに回転させる。揺動リンク１９は軌道運
動板材２５の下面に形成せる駆動短軸２０と係合
する半径方向に補合する駆動素子として作用す
る。揺動リンク１９の回転に伴なつて駆動短軸２
０は揺動リンク１９の軸線の周りで円形軌道を描
き、ジヤーナル軸受２０ａ内を移動する。従つ
て、揺動リンク１９は駆動軸１７の回転運動を軌
道運動板材２５の軌道運動に変換する。
第１図と第３図は駆動軸１７の軸線に平行な軸
線の周りで全体的に螺線形状を有する軌道運動す
るラツプ素子２６が軌道運動板材２５の上面に固
定される様式を図解している。軌道運動するラツ
プ素子２６は同様の螺線形状を有する固定ラツプ
素子２７とその対面する側面に沿つた各種個所に
て接触することが理解出来る。固定ラツプ素子２
７は全体的に軌道運動板材２５に平行且つ対面す
る固定板２８から懸下している。
軌道運動するラツプ素子２６と固定ラツプ素子
２７は摺動する４個のブロツク３０がナツトとボ
ルトの締付け具３１によつて枢軸的に設置される
円形リング２９を含むオルダム継手の使用により
相互に固定角度関係に維持される。本明細書にお
いて『固定角度関係』とは、ラツプ素子２６，２
７どうしが相互に見かけ上の自転作動を阻止され
た配置にあることを言う。ブロツク３０は、支持
枠体１４内で相互に直径方向に対向して当該支持
枠体に対し90゜で軌道運動板材２５内に形成せる
スロツト３０ａと摺動自在に係合し、従つて、軌
道運動板材２５に可変円形軌道半径の円形並進運
動を実施可能ならしめる間に軌道運動板材２５の
角度変位を制限する。固定板材２８は逆に複数個
の隔置せるフランジ支持体３２ａ，３２ｂ，３２
ｃ，３２ｄによつて所定位置に保持され、当該各
フランジ支持体はボルト３３によつて支持枠体１
４に接続されている。スクロール型の軌道運動板
材２５は円形スラスト軸受３４によつて軸方向に
支持されている。
円形スラスト軸受３４の如き、機械内の各種軸
受面の潤滑は、駆動軸１７の下端部からスクロー
ル型流体圧縮機の底部にあるオイル溜め３６内へ
延在するオイル・ポンプ３５によつて与えられ
る。オイル・ポンプ３５は遠心型で、駆動軸１７
の回転中に作動してオイルを駆動軸１７内の（図
示せざる）中空穴中を上昇させ、スクロール型流
体圧縮機１０の上方部分の軸受面を潤滑する。
第３図に示す如く、周縁ラツプ素子４０は
『Ａ』点から反時計方向に『Ｂ』点附近迄延在し、
固定板材２８に形成せる第１流体入口４１、第２
流体入口４２に対し包囲する関係になつている。
周縁ラツプ素子４０は点Ａ及びＢの間で固定ラツ
プ素子２７の耳たぶ形延在部であり、ラツプ素子
２６と固定ラツプ素子２７で定められたポケツト
内へこれらの入口を通つて流れる流体が制御出来
るよう第１流体入口４１と第２流体入口４２を密
封包囲する装置を提供する。先行技術の慣用的な
スクロール型流体圧縮機においては、流体は（点
Ａで表わされている）固定ラツプ素子の半径方向
外端部及び軌道運動するラツプ素子２６の端部２
６ａを通過することによつて圧縮機殼体の内側か
らインボリユート・ラツプ素子内へ自由に流入す
る。本発明においては、ラツプ素子のこれらの部
分は周縁ラツプ素子４０によつて上部室１２内の
流体から分離され本実施態様での補合密封部材で
ある補合シール４３によつて相互に分離される。
第３図に示され且つ第４図に詳細に示されている
本発明の実施態様においては、補合シールが軌道
運動板材２５と固定板材２８の対面する表面の間
の分離距離に等しい幅を有して周縁ラツプ素子４
０の半径方向内側面から軌道運動するラツプ素子
２６の半径方向外方側面へ延在するばね鋼片体を
含む。補合シール４３は軌道運動するラツプ素子
２６の軌道運動中に常時当該ラツプ素子と接触状
態にとどまるよう偏寄され、金属製ネジ４４の如
き適当な締付け装置によつて所定位置に保持され
る。補合シール４３は軌道運動するラツプ素子２
６の周りで第１流体入口４１と第２流体入口４２
の間の流体の流れを中断するよう作動する。
第１図及び第３図に示す如く、被圧縮流体の出
口４５は固定板材２８の中央附近に配設してあ
り、その上方で導管１６は半径方向外方へ延在
し、支持枠体１４を通つて下方へ到り、下部室１
３と流体連通状態になつている。固定板材２８に
は第１弁４７と第２弁４８も接続してある。第１
弁４７、第２弁４８は各々第１流体入口４１、第
２流体入口４２を通つて上部室１２から吸入され
る流体の流れを制御し、第１流体入口４１と第２
流体入口４２を完全に開き又は閉じることが望ま
しい場合には電磁ソレノイド弁を含むことが出
来、又は代替的に中間程度の制御に対して吸入流
体の流れを調整することが望ましい場合には、比
例弁を含むことが出来る。いずれの場合でも、第
１弁４７、第２弁４８は密閉殼体１１を貫通延在
する端子５３に接続せるリード線４７ａ，４８ｂ
を介して電気的に制御される。端子５３は密閉殼
体１１の外側に設置せる筐体５４内に包囲してあ
る。
第１図乃至第４図に示した第１実施態様におい
て、流体は吸入ポート４９へ流入し、比較的低い
吸入圧力で上部室１２内へ流入する。スクロール
型流体圧縮機１０を全容量で作動すべき場合には
第１弁４７、第２弁４８を完全に開いて流体を軌
道運動するラツプ素子２６と固定ラツプ素子２７
の間に形成せるポケツト内へ第１流体入口４１と
第２流体入口４２を介して流入可能とする。これ
らのラツプ素子の間の移動線接触は第３図に示す
如くポケツト５０ａ，５０ｂ，５０ｃを定める。
ポケツト５０ａ，５０ｂがスクロールの中心に向
つて移動するのに伴ない当該ポケツト内に含まれ
ている流体の容積が実質的に減少し、その圧力が
比例して増加する。
出口４５の真ぐ下流側とその上方に出口４５を
閉じるコイルばね５２により偏寄される平坦な円
形弁板素子５１を含む（第６図に詳細に図示せ
る）排出逆止弁が配設してある。出口４５におけ
るポケツト５０ｃ内の流体の圧力がコイルばね５
２の力と導管４６内の流体圧力から生ずる力の組
合せた値より大きい場合、出口４５における流体
圧力は排出逆止弁板素子たる円形弁板素子５１を
離座せしめ、かくして流体を導管４６を介して下
部室１３内へ流入可能とする。この排出流体は引
続いて支持枠体１４内の通路５５へ流入し、回転
子１６を通過して流れ、排出ポート５６を介して
スクロール型流体圧縮機１０から流出する。
スクロール型流体圧縮機１０の容量をその定格
出力の50％に調整するため、第２弁４８が閉じら
れ、かくして流体が第２流体入口４２に流入する
のを阻止する。吸入流体は制限が最低の状態で第
１流体入口４１に流入するが、軌道運動するラツ
プ素子２６の外方側面の周りから第２流体入口４
２への流れは補合シール４３により阻止される。
第１流体入口４１に流入する流体は軌道運動する
ラツプ素子２６の固定ラツプ素子２７に対する相
対運動によつて圧縮される。第２弁４８は閉じて
あるので、第２流体入口４２内の圧力はスクロー
ル型流体圧縮機１０の作動続行に伴なつて真空レ
ベル附近迄低下する。これらの状態下において中
間にある流体用のポケツト５０ａには圧縮流体が
含まれ、中間にある流体用のポケツト５０ｂには
真空圧力に近い流体が含まれる。一方が高圧力状
態にあり他方が真空圧力に近い状態にあるこれら
の流体ポケツトが共通のポケツト５０ｃ内の出口
４５で合流し続けるのに伴なつてその合流の結果
発生する圧力は最初低下するが、当該圧力は導管
４６内の圧力と均衡状態に達する迄、軌道運動す
るラツプ素子２６の連続的な運動で増加する。排
出逆止弁たる円形弁板素子５１は排出ポート５６
が取付けてある装置から出口４５内へ流れる流体
の逆流を阻止する。導管４６内のシステム圧力が
出口４５における圧力以下である場合には流体は
排出逆止弁板たる円形弁板素子５１を通過して導
管４６から流出するだけである。出口４５は各サ
イクルで以前利用可能な圧縮流体の50％のみを受
取るのでスクロール型流体圧縮機１０の出力は約
50％削減される。
スクロール型流体圧縮機１０を完全に無負荷状
態にするには第１弁４７と第２弁４８の両方を閉
じ、第１流体入口４１と第２流体入口４２の両方
に流れる吸入流体の流れを中断する。出口４５に
おける圧力は引続き均衡圧力に達し、流体は排出
逆止弁板たる円形弁板素子５１を通過しない。
オン／オフ型のソレノイド弁の代わりに比例弁
たる第１弁４７、第２弁４８が使用される場合に
は、スクロール型流体圧縮機１０の容量はその定
格出力容量の約０乃至100％の間の任意の値に調
整出来る。第１弁４７、第２弁４８の両者が部分
的に閉じられると、第１流体入口４１、第２流体
入口４２の両方を流れる流体がその閉じ作用で制
限を受け、スクロール型流体圧縮機を通る大部分
の流れが削減される。代替的に第２弁４８の方を
部分的に閉じて第１弁４７を完全に開いた状態に
し、定格出力の50乃至100％の範囲内で容量を制
御することが出来る。第１流体入口４１における
流体圧力が第２流体入口４２における圧力に等し
いか又はそれ以上である場合にのみ補合シール４
３は軌道運動するラツプ素子２６の外方側面を密
封するよう機能する。第１弁４７を第２弁４８以
上に閉じると補合シール４３で流体のバイパスが
生起してしまう。従つて、スクロール型流体圧縮
機１０の容量を削減する場合は第２弁４８を第１
弁４７以上に閉じるか又は両方の弁を等量だけ閉
じることが必要である。
第５図及び第６図に図示せる本発明の他の実施
態様においては、第１流体入口４１と第２流体入
口４２の間の補合密封部材が補合羽根シール５７
を含み、当該補合羽根シールは一端部５７ａがコ
イルばね５８により軌道運動するラツプ素子２６
の外側面に対して偏寄されるよう全体的に半径方
向に整合している。これらの補合羽根シール５７
とコイルばね５８は周縁ラツプ素子５９の外部の
筐体５８ａ内に密封状態で設置してある。周縁ラ
ツプ素子５９と４０は各々前者がスロツトを含
み、当該スロツトを通じて補合羽根シールが周縁
ラツプ素子５９及び軌道運動するラツプ素子２６
の両者と密封関係を以つて自由に半径方向内方及
び外方へ移動する点を除いて類似している。補合
羽根シール５７は軌道運動板材２５と固定板材２
８の間に延在し、第１流体入口４１と第２流体入
口４２の間で、軌道運動するラツプ素子２６の周
縁部の周りの流体の流れを中断させるよう作用す
る補合シール４３と同等の密封機能を提供する。
補合シール４３以上に補合羽根シール５７により
与えられる利点は第１流体入口４１と第２流体入
口４２のいずれが高い圧力になつているかには無
関係に当該両入口間の流体の流れを中断するよう
作用することにある。従つて、第１弁４７又は第
２弁４８のいずれか一方を完全に又は部分的に閉
じてスクロール型流体圧縮機１０の容量を制御す
ることが出来る。
ここで第７図に移ると、当該図には全体的に参
照番号６５で表わされた本発明を装備せる代替的
なスクロール型流体圧縮機が示されている。スク
ロール型流体圧縮機１０の構成要素と類似してい
るスクロール型流体圧縮機６５の構成要素は同じ
参照番号で表わしてあるところから、当該構成要
素の諸機能については再度説明しない。然し乍
ら、当該構成要素の機能上異なつている面につい
ては適度に注釈を付ける。スクロール型流体圧縮
機６５にはスクロール型流体圧縮機１０と同様に
半径方向に補合する駆動機構、電動機１５を収容
する密封殼体６６が含まれている。支持枠体６７
は密封殼体６６で包囲せる容積の上方部分と下方
部分の間の密封仕切りを定めず、隔置せる間隔に
て固定板材６８から延在するフランジ支持体３２
ａ乃至３２ｄの如き他の要素と電動機１５に対す
る支持体を提供する。
固定板材６８にはスクロール型流体圧縮機１０
内の場合と同様固定ラツプ素子２７７及び軌道運
動するラツプ素子２６に対し実質的に同一の関係
を以つて配設されている第１弁４７、第２弁４８
も含まれている。スクロール型流体圧縮機６５に
おいて、密封殼体６６により包囲せる自由容積は
実質的に排出圧力にあるため、導管６９によつて
第１弁４７と第２弁４８に吸入流体を運ぶ必要が
ある。導管６９は第１弁４７、第２弁４８の上流
側を吸入ポート６９ａと共通の流体連通状態に接
続し、かくして吸入流体を第１流体入口４１、第
２流体入口４２へ到達させる流体連通装置を提供
する。
軌道運動するラツプ素子２６と固定ラツプ素子
２７の間の移動する線接触によつて圧縮される流
体は出口４５内の圧力が密封殼体６６内の圧力を
越える時はいつでも固定板材６８内の出口４５を
通つて流出する。排出逆止弁素子たる円形弁板素
子５１は密封殼体６６の内側から出口４５内への
流体の逆流を阻止し、かくしてスクロール型流体
圧縮機が部分的に負荷を受けた状態で作動する時
の当該圧縮機の効率を高める。圧縮流体は究極的
には通路５５を通り、回転子１６の周りを通り、
排出ポート５６から出て、作動中の電動機１５を
冷却する。
スクロール型流体圧縮機６５の容量はスクロー
ル型流体圧縮機１０に関連して前述した如く第１
弁４７と第２弁４８の双方若しくは一方を開いた
り又は閉じることにより削減される。第１流体入
口４１と第２流体入口の間の吸入流体の流れを阻
止するためスクロール型流体圧縮機６５内には平
坦なばね鋼製補合シール４３又は補合羽根シール
５７のいずれか一方を使用出来る。従つてスクロ
ール型流体圧縮機６５の負荷除去は本質的にスク
ロール型流体圧縮機１０の場合と同様の様式にて
実行されるが、スクロール型流体圧縮機６５には
支持枠体６７と密封殼体６６の内部部分の間に流
体シールを不要とする利点が備わつている。
本発明を具備しているスクロール型流体圧縮機
の更に別の例を第８図に示すが、本例の場合スク
ロール型流体圧縮機は全体的に参照番号７０で表
わされている。本実施態様においては前述と同
様、機能と形態が類似している構成要素が同一参
照番号で表わされている。スクロール型流体圧縮
機７０は３つの重要な点で前述のスクロール型流
体圧縮機１０及び６５と異なつている。第１に、
その密封殼体６６は吸入圧力で作動し、その下方
部分に配設せる吸入ポート７１及びその上面に設
置せる排出ポート７２を含む。第２に、電動機１
５は、吸入ポート７１に流入して回転子１６の周
りを通る吸入流体によつて冷却され、然る後、吸
入流体は通常５５を通つて密封殼体６６の上方部
分に流入する。
第３の且つ最も重要な相違点は第１弁７４と第
２弁７５に関するものである。これらの弁は各々
ピストン７４ａ，７５ａ及びコイルばね７４ｂ，
７５ｂを含む。第１弁７４と第２弁７５が開いて
いる時、これらのピストン７４ａ，７５ａはコイ
ルばねの作用によつて垂直方向上方へ押され、か
くして流体を各々第１流体入口７６、第２流体入
口７７を介し流すことが出来る。これらの弁の上
方部分は各々導管７８ａ，７８ｂによつて第１及
び第２電磁ソレノイド弁７４ｃ，７５ｃに接続さ
れ、第１電磁ソレノイド弁７４ｃ、第２電磁ソレ
ノイド弁７５ｃは排出気体がスクロール型流体圧
縮機７０から運ばれるＴ字導管７３と共通の流体
連通状態になつている。（電気関係のリード線と
端子が図示されていない）第１電磁ソレノイド弁
７４ｃ、第２電磁ソレノイド弁７５ｃを選択的に
開くことにより、排出圧力の流体がピストン７４
ａ又は７５ａのいずれか一方に与えられ、当該ピ
ストンでコイルばね７４ｂ，７５ｂにより与えら
れるばね力に抗して第１流体入口７６と第２流体
入口７７の双方若しくは一方を閉じる。スクロー
ル型流体圧縮機の負荷を除く目的で使用される同
様の型式の弁の作動の更に詳細な説明は本願と同
じ譲受人に譲渡された1980年に出願の先行技術の
米国特許願第202967号に開示されている。
第１電磁ソレノイド弁７４ｃ又は第２電磁ソレ
ノイド弁７５ｃのいずれか一方が選択的に閉じら
れて排出流体がピストン７４ａ又は７５ａに流れ
るのを阻止した後、第１弁７４と第２弁７５内の
排出流体は両ピストンを通つて漏洩し、当該両ピ
ストンはコイルばね７４ｂ，７５ｂの影響下で開
位置へ移動出来る。第１弁７４及び第２弁７５は
簡単な電磁ソレノイド弁によるか又は第１弁４
７、第２弁４８に類似した比例制御される弁によ
りスクロール型流体圧縮機７０内で置換可能であ
ることは明らかである。
他の面においてはスクロール型流体圧縮機７０
は実質的にスクロール型流体圧縮機１０及び６５
と同様に作動する。又、ばね鋼片製の補合シール
４３又は補合羽根シール５７のいずれか一方を使
用して第１流体入口７６と第２流体入口７７の間
の流体の流れを中断することが出来る。排出圧力
で励起される第１弁７４、第２弁７５は選択的に
制御されて第１流体入口７６又は第２流体入口７
７を完全に開いたり又は閉じたりするが、中間位
置へ調整されることはない。この理由から、第８
図に示した排出流体励起弁たる第１弁７４及び第
２弁７５は各々一方又は両方を励起することによ
つてスクロール型流体圧縮機７０の容量をその定
格出力の約50％又は０％のいずかに削減する目的
で使用可能である。比例制御弁たる第１弁４７、
第２弁４８を使用すれば定格出力の０乃至100％
の全範囲に亘つ選択的に制御が行なわれる。
スクロール型流体圧縮機１０，６５，７０の各
入口の１つのみの容量制御が特定の適用例に対し
て十分である場合には第１弁４７、第２弁４８又
は第１弁７４、第２弁７５の一つを提供すること
のみが必要であるが、ばね鋼製補合シールが使用
される場合には第１流体入口４１又は７６よりも
むしろ各々第２流体入口４２又は７７に当該第２
弁４８又は７５を適用しなければならない。補合
羽根シール５７で使用される場合には単一弁を流
体入口のいずれか一方の流体入口に使用出来る。
いずれにせよ、他方の流体入口は吸入流体に接続
しなければならない。単一弁は勿論スクロール型
流体圧縮機１０，６５、又は７０の定格総出力の
約50％乃至100％の範囲で当該スクロール型流体
圧縮機の容量を調整出来るのみである。
本発明の多数の好適実施態様に関連付けて本発
明の説明を行なつているが、当技術の熟知者には
本発明を考察することにより本発明の他の改変例
が明らかとなろう。従つて、本発明の範囲は前掲
の特許請求の範囲を参照することにより決定され
るべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は密閉殼体内の上部室が吸引圧力状態に
あり、下部室が排出圧力状態にある本発明の一実
施態様の断面図。第２図は第１図の２−２線にお
ける横断面図。第３図は第１図の３−３線におけ
る横断面図。第４図は第１図の４−４線における
横断面図で、補合密封部材の実施態様を更に詳細
に示す。第５図は第３図と同様の図であるが、補
合密封部材の他の実施態様を示す横断面図。第６
図は第５図の６−６線における横断面図。第７図
は密閉殼体が排出圧力になつている本発明の他の
実施態様を示す一部破断した断面図。第８図は密
閉殼体が吸入圧力になつている本発明の更に他の
実施態様を破断状態で示す断面図である。 １０…スクロール型流体圧縮機、２５…軌道運
動板材、２６…ラツプ素子、２７…固定ラツプ素
子、２８…固定板材、４１…第１流体入口、４２
…第２流体入口、４３…補合シール、４７…第１
弁、６５…スクロール型流体圧縮機、７０…スク
ロール型流体圧縮機、７４…第１弁、７６…第１
流体入口、７７…第２流体入口。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ スクロール型流体圧縮機において、 ａ 全体的に平行な２枚の板材、他方のラツプ素
    子と固定角度関係の相互に密接し合う配置にて
    当該板材上に取付けたインボリユート・ラツプ
    素子を有する各板材の対面する表面、軸線の周
    りに同様の螺線形状の半径方向内側及び半径方
    向外側の側面を各々定める前記ラツプ素子、相
    互に密接し合うラツプ素子の接触する側面と板
    材が板材の相対的な相互作動に伴い流体のポケ
    ツトを定めること、ラツプ素子の一方が延在し
    他方のラツプ素子の半径方向外端部を取り囲む
    こと、 ｂ 前記一方のラツプ素子によつて包囲され当該
    素子の周縁部に隣接して配設され、流体ポケツ
    トの初期形成時に該流体ポケツトと流体連通状
    態にある容積体、 ｃ 前記容積体と各々流体連通状態にある第１及
    び第２流体入口、 ｄ 前記一方のラツプ素子の延在部分の内側側面
    に沿つた前記第１及び第２流体入口の間の流体
    連通状態を中断するよう作動する補合密封部
    材、 ｅ 当該圧縮機の容量を調整するため前記第１及
    び第２流体入口の一方へ流入する流体の流れを
    制御するよう接続せる第１弁を含む当該圧縮機
    の容量を調整する装置。 ２ 第１弁の完全閉鎖で圧縮機の容量が約50％削
    減され、第１弁の部分的閉鎖で当該容量を50乃至
    100％の範囲内に調整するよう作動する特許請求
    の範囲第１項に記載の装置。 ３ 補合密封部材が密封状にて前記他方のラツプ
    素子の外側側面に対し摺動し、ラツプ素子の間の
    半径方向距離が変化する時当該側面と接触した状
    態にとどまるよう半径方向に偏寄される特許請求
    の範囲第１項に記載の装置。 ４ 補合密封部材が一方のラツプ素子の延在部分
    の内側側面から他方のラツプ素子の外側側面へ全
    体的に接線方向へ延在する可撓性片体を含む特許
    請求の範囲第１項に記載の装置。 ５ 可撓性片体がばね鋼で形成されている特許請
    求の範囲第４項に記載の装置。 ６ 更に、相互に密接し合うラツプ素子の間で圧
    縮せる流体が排出される出口と、圧縮流体を出口
    から外方へ流し得るようにし且つ出口を通じてラ
    ツプ素子の間の流体ポケツト内へ流体が流入する
    のを阻止するよう作動する逆止弁を含む特許請求
    の範囲第１項に記載の装置。 ７ スクロール型流体圧縮機であつて、 ａ 全体的に平行な２個の板材、各々他方のラツ
    プ素子と固定角度関係の相互に密接し合う配置
    で当該板材上に取付けたインボリユート・ラツ
    プ素子を備えた対面する表面、各々軸線の周り
    に同様の螺線形状を有する半径方向内側及び半
    径方向外側側面を定める前記ラツプ素子、流体
    のポケツトを定める相互に密接し合うラツプ素
    子の接触側面と板材、 ｂ 主原動装置により長手方向軸線の周りで回転
    自在に駆動され且つ２個の平行な板材の一方に
    接続せる駆動軸、駆動軸の回転時に前記一方の
    板材が固定板材に対して相対的に軌道運動する
    よう固定された他方の板材、 ｃ 固定板材のインボリユート・ラツプ素子と同
    じ表面上で固定板材に取付けられ、軌道運動す
    る板材上のラツプ素子を包囲するラツプ形状で
    当該インボリユート・ラツプ素子から延在する
    周縁ラツプ素子、 ｄ 固定板材の周縁部に隣接して当該固定板材内
    で相互に全体的に直径方向に対向し且つ流体ポ
    ケツトの形成時に当該流体ポケツトの１個以上
    と流体連通状態にある第１及び第２流体入口、 ｅ 周縁ラツプ素子の内側側面と軌道運動する板
    材のインボリユート・ラツプ素子の外側側面の
    間及び平行な２個の板材の間に延在し、第１流
    体入口と第２流体入口の間の流体の流れを阻止
    するよう作動する当該周縁ラツプ素子に隣接し
    て配設せる補合密封部材、 ｆ 第１流体入口と第２流体入口の少なくとも一
    方に流れる流体の流れを制御し、かくして圧縮
    機の容量を調整するよう作動する弁装置、 から成るスクロール型流体圧縮機。 ８ 圧縮機の定格出力の約50乃至100％の範囲内
    で圧縮機の容量を調整するよう弁装置が作動する
    特許請求の範囲第７項に記載のスクロール型流体
    圧縮機。 ９ 前記弁装置が第１流体入口と第２流体入口の
    両者に対する流体の流れを制御する特許請求の範
    囲第７項に記載のスクロール型流体圧縮機。 １０ 圧縮機の定格出力の約０乃至100％の範囲
    内で圧縮機の容量を調整するよう弁装置が作動す
    る特許請求の範囲第９項に記載のスクロール型流
    体圧縮機。 １１ 前記他方のラツプ素子の外側側面に対して
    密封状にて摺動し、ラツプ素子の相対的な軌道運
    動中に当該側面と接触した状態にとどまるよう半
    径方向に偏寄される羽根を補合密封部材が含む特
    許請求の範囲第７項又は第９項に記載のスクロー
    ル型流体圧縮機。 １２ 補合密封部材が周縁ラツプ素子の半径方向
    内側面から軌道運動板材上のラツプ素子の外側側
    面へ全体的に接線方向に延在する可撓性片体を含
    む特許請求の範囲第７項又は第９項に記載のスク
    ロール型流体圧縮機。 １３ 更に、少なくともスクロール型流体圧縮機
    の平行板材を含む空間容積を包囲する密封殻体を
    含み、前記密封殻体が吸入圧力にて流体を当該圧
    縮機に流入せしめる吸入ポートと圧縮流体が排出
    圧力にて排出される排出ポートを含むようにした
    特許請求の範囲第７項又は第９項に記載のスクロ
    ール型流体圧縮機。 １４ 密封殻体が吸入圧力にあり、吸入ポートが
    密封殻体により包囲せる自由容積と流体連通状態
    にあり、かくして前記弁装置と流体連通状態にあ
    る特許請求の範囲第１３項に記載のスクロール型
    流体圧縮機。 １５ 密封殻体が排出圧力にあり、出口が密封殻
    体により包囲せる自由容積と流体連通状態にあ
    り、吸入ポートが弁装置と流体連通状態にある特
    許請求の範囲第１３項に記載のスクロール型流体
    圧縮機。 １６ 更に、流体をラツプ素子から出口を通つて
    排出可能となし出口からラツプ素子の間の流体ポ
    ケツト内への流体の逆流を阻止するよう作動する
    逆止弁を含む特許請求の範囲第１３項に記載のス
    クロール型流体圧縮機。 １７ 更に、平行板材を包囲し第１及び第２室に
    分割せる密封殻体を含み、前記密封殻体が流体を
    吸入圧力にて圧縮機に流入せしめる吸入ポートと
    圧縮流体が排出圧力にて排出される排出ポートを
    含むようにした特許請求の範囲第７項又は第９項
    に記載のスクロール型流体圧縮機。 １８ 第１及び第２室の一方の室が排出圧力にあ
    り、他方の室が吸入圧力にある特許請求の範囲第
    １７項に記載のスクロール型流体圧縮機。
JP58034740A 1982-03-05 1983-03-04 スクロ−ル型流体圧縮機 Granted JPS58190595A (ja)

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US354989 1999-07-16

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JPH0418150B2 true JPH0418150B2 (ja) 1992-03-26

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