JPH0739831B2

JPH0739831B2 - スクロール流体機械

Info

Publication number: JPH0739831B2
Application number: JP63065991A
Authority: JP
Inventors: 勇江藤; 光博西田; 澄雄洲本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1995-05-01
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH01237378A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、駆動スクロールと従動スクロールとを回転
させる全系回転形のスクロール圧縮機の原理を応用した
スクロール流体機械の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

スクロール圧縮機の原理は従前から知られており、１対
の渦巻突起体を組合せて圧縮作用を行なう容積形圧縮機
の一種である。通常、渦巻突起体の一方を固定し、他方
を揺動運動させて圧縮作用を行なうが、双方の渦巻突起
体をそれぞれの中心の回りに回転させる、いわゆる、全
系回転形のものもその原理は、例えばUSP2,475,247明細
書に開示されているように公知である。

この全系回転形のスクロール圧縮機の原理図を第３図に
示す。駆動スクロール（１）は電動機，機関，又はター
ビンなどの駆動源により、その軸中心O₁を中心として回
転運動をする。従動スクロール（２）もその軸中心O₂を
中心として、駆動スクロール（１）の回転に同期して回
転運動をさせる。双方の回転により圧縮室（３）は中心
側に移動していつてその容積を減じ、圧縮気体の圧力が
上昇し、吐出口（2c）から高圧気体として圧出される。

第３図（ａ）の０゜の状態では、圧縮室（３）に気体が
吸入された状態であり、（ｂ）〜（ｄ）に示す以後０゜
→90゜→180゜→270゜→360゜（０゜）の回転により、
圧縮室（３）は次第に中心側に移動し容積が減少する。
この間、双方のスクロール（１），（２）の渦巻突起体
（1a），（2a）による半径方向のシール部（Ｓ）は、半
径方向に一直線上に並んで静止状態で一定位置を占めて
いることが分かる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のような従来のスクロール圧縮機では、気体の吸入
室を吐出側に対し高真空度を維持することは、極めて困
難であつた。このため、従来スクロール圧縮機の原理を
真空ポンプに応用することはできないという課題があ
り、まだ例を見ない実状にある。

そこで、この従来のスクロール圧縮機の原理を真空ポン
プに応用したところ、駆動スクロールと、従動スクロー
ルとで気体が圧縮された場合、この気体中に容易に凝視
し易い気体を含んでいると、この圧縮工程で気体が液化
して油中にとけこみ、油の劣下が著しくなるという課題
が発生した。

この発明はこのような従来の課題を解消するためになさ
れたもので、真空状態下で、圧縮中のスクロールの中心
部に空気が導入され、気体の液化を防止できるスクロー
ル流体機械を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るスクロール流体機械は、吸気口を有する
第１の容器、この第１の容器に気密に結合され、排気口
を有すると共に油が封入される第２の容器、上記第１の
容器に回転自在に配置され、略軸心に上記第２の容器内
に連通する吐出口を有する第１のスクロール、第１のス
クロールと共動して圧縮室を構成する第２のスクロー
ル、上記第１のスクロールと上記第２のスクロールのう
ちいずれか一方を回転駆動する駆動源、上記吐出口の流
路を逆止めする逆止弁、上記第１の容器又は上記第２の
容器と、上記第１のスクロールとを貫通して上記圧縮室
を上記第１の容器又は上記第２の容器の外部に連通し得
る通気口、及びこの通気口の外部開口側に装着され、上
記通気口を開閉し得る開閉部材を備えたものである。

〔作用〕

この発明におけるスクロール流体機械は、適宜な時期に
通気口の開閉弁を開放することにより、圧縮室内にて圧
縮される液化し易い気体は真空状態下において外気が導
入されることにより、液化が防止される。

〔発明の実施例〕

第１図は、この発明によるスクロール真空ポンプの一実
施例の縦断面図である。図において、（１）は上部に配
設された駆動スクロールで、円板部（1b）に渦巻突起体
（1a）が設けられ、軸中心O₁に吐出口（1c）が設けら
れ、上方に駆動軸（４）が一体に、又は固着により出さ
れている。（4a）は弁（32）を介して吐出口（1c）に連
通する排気経路、（4b）は半径方向にあけられた複数の
吐出穴、（２）は下方に配設された従動スクロールで、
円板部（2b）に設けられた渦巻突起体（2a）が渦巻突起
体（1a）に組合わされており、下部にボス部（５）が出
されている。（６）は円筒上の容器、（6a）は吸入室、
（７）はこの容器（６）下端に取付けられた軸受ハウジ
ングで、軸受（18），（19）を介し、従動スクロール
（２）を支持し、容器（６）にボルト（20）によりＯリ
ング（23）を介し、気密に取付けられている。（８）は
容器（６）の上端にボルト（21）によりＯリング（24）
を介し気密に取付けられた上部容器で、この内部には大
気圧室（10）が形成されていると共に、大気圧室（10）
から大気に通じる排気口（11）があけられている。（1
6）及び（17）は上部容器（８）にはめられ駆動軸
（４）を支持する軸受、（25）は押えで、ネジ（26）に
よつて上部容器（８）に固定され、軸受（16）を支持し
ている。（14）及び（15）はシール、（13）は上部容器
（８）に固定されシール（14）を支持する止め輪、（2
7）は駆動源の電動機で、フランジ（28）を介し上部容
器（８）上にボルト（22）により取付けられている。
（29）は電動機（27）の回転軸で、軸継手（30）により
駆動軸（４）を連結している。（12）は容器（６）に取
付けられ、被真空引き体から真空引きするための吸入
口、（32）は弁で、バネ（31）により押圧されている。
（33）は継手で駆動スクロール（１）上に設けられたキ
ー又は突起（35）及びウデ（34）により位置決めされて
いる。なお、ウデ（34）は従動スクロール（２）にボル
ト（36）により固定されている。

また、駆動スクロール（１）側はフリーで継手（33）に
設けられた溝部（37）を摺動するようになつている。

また、（39）は逆止弁で吸油管（38）に板バネ（48）に
より押圧されている。（41），（42）は油通路で、Ｏリ
ング（40）及びシール（14），（15）により大気圧室
（10）とシールされている。（43）は油、（44）は油通
路（41）と上部容器（９）外とを連通する水平の通気
口、（45）はこの通気口（44）と連通した垂直の通気
口、（46）は上記通気口（44）の外部開口を封止する封
止材、（47）は通気口（45）の上端開口に螺合された開
閉ねじである。

上記一実施例のポンプの動作は、次のようになる。モー
タ（27）を回転すると、駆動スクロール（１）は軸中心
O₁を中心として回転され、従動スクロール（２）が軸中
心O₂を中心として追従して回転される。その際、駆動ス
クロール（１）上に設けられた継手（33）とウデ（34）
により双方のスクロールを正確に180度ねじつた位置で
回転させ、渦巻突起体（1a），（2a）の接するところ
は、すべて完全に接してすきまができないようにし、圧
縮室（３）を完全にシールさせ、真空度を向上させるよ
うにしている。

双方のスクロール（１），（２）の回転により、第２図
と同様に気体の吸入・圧縮・吐出しが行なわれる。上記
スクロール（１），（２）の回転により、吸入口（12）
から被真空引き体（図示は略す）の気体が吸入され、吸
入室（6a）により吸引され、圧縮室（３）に入る。こう
して、圧縮室（３）が中心側に移動し気体の圧縮作用が
行なわれる。圧縮された気体は吐出口（1c）から弁（3
2）を押し上げ吐出穴（4b）を経て大気圧室（10）に至
る。そして、排気口（11）から外部の大気中へ排出され
る。シール（14），（15）は大気圧室（10）と吸入室
（6a）の密封を行なつている。弁（32）は圧縮室（３）
内より圧縮吐出された気体が大気圧室（10）より逆戻り
しないようにしている。つぎに逆止弁（39）はモータ
（27）の回転力による遠心力で板バネ（48）により開放
され、油通路（41），（42）を経由して圧縮室（３）へ
油（43）を供給する。また、モータ（27）が停止した場
合には、逆止弁（39）は閉鎖されて吸油管（38）に密着
し、油通路（41）を閉じる。なお、圧縮室に供給された
油（43）は封止機能を発揮し、大気が浸入しないように
し、真空度を向上させる役目をしている。

なお、上記説明では、逆止弁（39）を板バネ（48）で開
放する場合について説明したが、例えば回転軸（29）の
回転に応じてカム（図示せず）を駆動させ、このカムで
逆止弁（39）を開閉するようにしてもよく、また、電磁
弁にて電気的に開閉するものでも同様の効果を奏する。

ところで、上記実施例においては、立形にて示していた
が、横形とする場合には逆止弁（39）を下、排気口（1
1）を上部にすることにより実現できる。つまり、立
形，横形として乗用でき、応用範囲が拡大されることに
なる。

また、油通路（41）と油通路（42）は軸受（17）とシー
ル（14）との間の共通の空間に連通しており、油は一
旦、その空間に収容されるので、油通路（42）の回転時
にいずれの角度でも空間から確実に油が供給され、ま
た、一方では軸受（17）を確実に潤滑することにもな
る。

ところで一方、第２図のようにt₁時点にて到達真空度P₁
に達した状態において、真空引きされる気体中に、液化
しやすい気体が存在していると、高圧縮比の状態で運転
されていることから、気体中に例えば水蒸気が発生する
ことになり、真空度が第２図中破線のように悪化しよう
とする。

ところが、この状態において、開閉ねじ（47）を開き、
通気口（45）（44）及び油通路（41）（42）を介して大
気を圧縮室（３）に導入すると、導入された大気により
弁（32）が開放し、高圧縮比になる以前に圧縮室（３）
内の気体が排出され、圧縮室（３）内の気体の液化が防
止される。

ところで、上記実施例では、油通路（41）（42）に通気
口（44）（45）を連通させるもので説明したが、油通路
（41）（42）とは別個に圧縮室（３）に連通する通路を
形成しても良く、またこの通路は従動スクロール（２）
側に形成しても良い。

また、開閉部材として開閉ねじ（47）を設けたもので説
明したが、電磁バルブを設けても良い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明は、吸気口を有する第１の容器、
この第１の容器に気密に結合され、排気口を有すると共
に油が封入される第２の容器、上記第１の容器に回転自
在に配置され、略軸心に上記第２の容器内に連通する吐
出口を有する第１のスクロール、この第１のスクロール
と共動して圧縮室を構成する第２のスクロール、上記第
１のスクロールと上記第２のスクロールのうちいずれか
一方を回転駆動する駆動源、上記吐出口の流路を逆止め
する逆止弁、上記第１の容器又は上記第２の容器と、上
記第１のスクロールとを貫通して上記圧縮室を上記第１
の容器又は上記第２の容器の外部に連通し得る通気口、
及びこの通気口の外部開口側に装着され、上記通気口を
開閉し得る開閉部材を備えたので、圧縮室内で気体が液
化することを防止できるばかりでなく、液化した場合に
おいても、その液を確実に排出でき、長期に亘つて高真
空度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるスクロール真空ポンプの一実施
例の縦断面図、第２図はその真空度を示す特性図、第３
図（ａ）〜（ｄ）は全系回転形のスクロール流体機械の
作動原理図である。図中、（１）は駆動スクロール、（1a）は渦巻突起体、
（1c）は吐出口、（２）は従動スクロール、（2a）は渦
巻突起体、（３）は圧縮室、（４）は駆動軸、（4a）は
排気経路、（4b）は吐出口、（６）は容器、（７）は軸
受ハウジング、（８）は上部容器、（10）は大気圧室、
（11）は排気口、（12）は吸気口、（27）はモータ、
（29）は回転軸、（32）は弁、（38）は吸油管、（39）
は逆止弁、（40）はＯリング、（41）は油通路、（42）
は油通路、（43）は油、（44）（45）は通気口、（47）
は開閉ねじである。なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸気口を有する第１の容器、この第１の容
器に気密に結合され、排気口を有すると共に油が封入さ
れる第２の容器、上記第１の容器に回転自在に配置さ
れ、略軸心に上記第２の容器内に連通する吐出口を有す
る第１のスクロール、この第１のスクロールと共動して
圧縮室を構成する第２のスクロール、上記第１のスクロ
ールと上記第２のスクロールのうちいずれか一方を回転
駆動する駆動源、上記吐出口の流路を逆止めする逆止
弁、上記第１の容器又は上記第２の容器と、上記第１の
スクロールとを貫通して上記圧縮室を上記第１の容器又
は上記第２の容器の外部に連通し得る通気口、及びこの
通気口の外部開口側に装着され、上記通気口を開閉し得
る開閉部材を備えたスクロール流体機械。