JPH1077979A - スクロール式圧縮機 - Google Patents

スクロール式圧縮機

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JPH1077979A
JPH1077979A JP9220707A JP22070797A JPH1077979A JP H1077979 A JPH1077979 A JP H1077979A JP 9220707 A JP9220707 A JP 9220707A JP 22070797 A JP22070797 A JP 22070797A JP H1077979 A JPH1077979 A JP H1077979A
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JP9220707A
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シィ ウエザストン ローガ
Kenneth L Feathers
エル フェザーズ ケネス
James F Fogt
エフ フォグト ジェームス
Jean-Luc Caillat
キャイラト ジーン−ルック
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮過程中に高温を発生するヘリウム或いは
空気の圧縮に特に適したスクロール式圧縮機を、提供す
る。 【解決手段】 外殻１２内に、吸入チャンバ４８内に位
置する低圧油溜まり４２の他、吐出チャンバ５０内に位
置する高圧油溜まり（油面を１２７で示す。）を設け
た。低圧油溜まりから潤滑油を各種軸受部、スラスト受
け部、また特に両スクロール部材間の相対回転を阻止す
るオルダム継手４５に供給する他、圧縮機構に供給され
る吸入ガス中にも供給して高圧油溜まりに油が補給され
るようにする。圧縮ガスに随伴する潤滑油を分離する分
離板１０６を備えた油分離器を、吐出チャンバ内に設け
る。また高圧油溜まりから低圧油溜まりに油を戻して上
記油面を予定レベルに制御する油面制御装置１１４を、
設ける。さらに高圧油溜まりから油を取出して両スクロ
ール部材間の圧縮作用中の流体ポケットに注入して、冷
却を促す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はスクロール式機
械、特に冷媒としてヘリウムを利用する極低温用途もし
くは空気圧縮機として使用するのに適したスクロール式
圧縮機に、関するものである。
【０００２】
【発明の背景】冷媒としてヘリウムを使用することは、
極低温用途において普通に行われている。しかしヘリウ
ムの周期的な圧縮は、圧縮機の設計に関する極めて独特
な問題を提起することとなる。すなわちヘリウムの圧縮
過程中には高温、普通には通例の冷媒を使用する場合の
２倍を越える温度上昇、が生じるからである。そのよう
な高温によって起きえる圧縮機の損傷を防ぐためには、
圧縮機を通して極く多量の油を循環させる等によって冷
却度を高める必要がある。
【０００３】空気の圧縮も著しい温度上昇を生じさせる
他、空気圧縮系が冷凍用途で一般に利用される閉鎖系と
は対照的に開放系であることから汚染の問題を伴う。空
気圧縮機はその吸入気体を外気から吸引するので、種々
の粒状物とか腐食性蒸気や気体状汚染物が圧縮機を通し
て循環される。したがってこの種圧縮機についても、圧
縮機を通して多量の潤滑油を循環させるのが望ましい。
【０００４】この発明はヘリウムの圧縮にも空気の圧縮
にも特に適した、新規なスクロール式圧縮機を提供する
ことを課題とする。
【０００５】
【発明の要約】この発明に係るスクロール式圧縮機は通
例の低圧油溜まりの他に、吐出チャンバ内の高圧油溜ま
りを備えたものに構成される。低圧油溜まりからは油
が、通常のスクロール式圧縮機におけるのと類似の態様
で諸軸受及びその他の可動部分に循環される。これに対
し高圧油溜まりの油は冷却のために外部の熱交換器を通
して流され、次に両スクロール翼間に形成され機械中心
方向に移動しつつ流体圧縮作用を行っている流体ポケッ
ト内へ注入されて、圧縮機の冷却を促すと共に両スクロ
ール翼間の密封と潤滑を援ける。圧縮機の吐出チャンバ
内に油分離器を設け、注入された油の少なくとも一部を
圧縮ガスから除去して高圧油溜まりに油を補給する。ま
た独特の油面制御機構を設けて、高圧油溜まり内への過
剰の油の蓄積を防止する。そうして比較的多量の油を循
環させ、圧縮機運転中の過熱を防止すると共に潤滑を促
す。極低温用途では冷媒（すなわちヘリウム）が実質的
に油を含まないことが極めて重要であり、このため複数
の外部の油分離器を設けてガス圧縮中に注入された油の
完全な除去を図る。この油除去は、圧縮空気が利用され
る多くの用途においても重要である。
【０００６】この発明はまた両スクロール部材間の相対
回転を阻止するためのオルダム継手を積極的に潤滑する
潤滑油供給機構を設けることも、提案するものである。
この潤滑油供給機構は両スクロール部材を相対旋回可能
に支持する静止ボデー（後述する実施例では主軸受ハウ
ジング）中に設けられた油通路を含み、この油通路は、
旋回駆動用の駆動軸のベアリング部に供給される潤滑油
を受取るものに構成するのが好ましい。本潤滑油供給機
構は圧縮機に限らず、スクロール式機械一般に設けるこ
とができる。
【０００７】この発明の他の特徴と長所は、添付図面を
参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
【０００８】
【実施例】図１にはこの発明に従った密閉型のスクロー
ル式圧縮機を、符号１０で全体を指して示してある。圧
縮機１０は、内部に圧縮装置を配置してある外殻１２を
備えている。圧縮装置は延出する螺旋翼１８を有する端
板１６を備えた旋回スクロール部材１４、延出する螺旋
翼２４を有する端板２２を備えた非旋回スクロール部材
２０、及び外殻１２に固定支持させてある主軸受ハウジ
ング２６を備えている。主軸受ハウジング２６は旋回ス
クロール部材１４と非旋回スクロール部材２０を、非旋
回スクロール部材２０が旋回スクロール部材１４に対し
相対的に軸線方向で移動できるように、且つ、両螺旋翼
１８，２４が互いに噛合わされ該両螺旋翼１８，２４間
に、旋回スクロール部材１４の旋回に伴い圧縮装置中心
側に移動するほど容積を減少して行く可動の流体ポケッ
トが形成されるように、支持している。
【０００９】外殻１２内の下方部分に駆動用のモータ２
８を設けてあり、このモータ２８は外殻１２に支持され
た固定子３０、及び駆動軸３４を駆動するように該駆動
軸３４に固定してある回転子３２を含む。駆動軸３４は
旋回スクロール部材１４に対し偏心ピン３６及び駆動ブ
ッシュ３８を介し接続されており、上方の主軸受ハウジ
ング２６と外殻１２に固定支持させた下部軸受ハウジン
グ４０とによって回転可能に支持されている。駆動軸３
４の下端は、外殻１２内の底部に設けられた油溜まり４
２内に臨ませてある。モータ２８と下部軸受ハウジング
４０間で駆動軸３４上に逆転防止及び下部釣合い重り遮
蔽機構４４を配置してあり、本機構４４は圧縮機の運転
停止時にその逆転を制限する一方、回転子３２の下端部
周りの領域への油流れを制限するように機能する。旋回
スクロール部材１４が非旋回スクロール部材２０に対し
相対回転することを阻止するため、主軸受ハウジング２
６上で支持し両スクロール部材１４，２０に対し接続し
てあるオルダム継手４５を設けてある。
【００１０】軸受及びスラスト受け面に対し油溜まり４
２から潤滑油を供給するため駆動軸３４の下端部内に油
ポンプを設けてあり、この油ポンプは駆動軸３４内で軸
線方向に延びる偏心した通路４３を通して潤滑油を上方
へと導くように働く。主軸受ハウジング２６及び／又は
下部軸受ハウジング４０に対し潤滑油を供給するための
放射方向の通路を設けることができ、また潤滑油の一部
は偏心ピン３６の上端から放出されて、該偏心ピン３６
と駆動ブッシュ３８との接触面及び駆動ブッシュ３８と
旋回スクロール部材１４との接触面を潤滑する。
【００１１】外殻１２の内部を横切る消音プレートない
し仕切りプレート４６も設けてあり、このプレート４６
はその周縁で外殻１２に対し密封的に固着してある。仕
切りプレート４６は外殻１２の内部を、下方側の吸入チ
ャンバ４８と上方側の吐出チャンバ５０とに分割する。
【００１２】圧縮機１０の稼働中に吸入ガスは吸入ガス
入口５２を通して吸入チャンバ４８内に吸入され、そこ
から螺旋翼１８，２４及び端板１６，２２によって区画
形成された可動の流体ポケット中へと吸入される。旋回
スクロール部材１４が非旋回スクロール部材２０に対し
相対的に旋回するにつれて該流体ポケットは圧縮装置の
中心に向けて移動し、容積を減少して行ってガスを圧縮
する。圧縮ガスは吐出チャンバ５０内に、非旋回スクロ
ール部材２０中に設けられた吐出口５４と通路５６を通
し、そして仕切りプレート４６に装着された吐出通路形
成組立体５８を通して吐出される。圧縮ガスは次いで、
吐出ガス出口５９を通して圧縮機１０を出る。軸線方向
に移動可能な非旋回スクロール部材２０の旋回スクロー
ル部材１４との軸線方向での密封的な係合関係を維持す
るため、非旋回スクロール部材２０の上面中に圧力付勢
チャンバ６０を設けてある。この圧力付勢チャンバ６０
内には浮動シール６２を配置してあり、この浮動シール
６２は仕切りプレート４６と協力して吐出口５４から吐
出チャンバ５０内へと流れる吐出ガスの漏れを防止す
る。圧力付勢チャンバ６０内は、圧縮作用中の流体ポケ
ットから非旋回スクロール部材２０中の通路（図示せ
ず）を介し導かれた中間圧力の流体によって加圧されて
いる。
【００１３】以上に説明した圧縮機１０の各部の構造は
吐出通路形成組立体５８を除いて、本願出願人の所有に
係る米国特許Ｎｏ．４，８７７，３８２、Ｎｏ．５，１
５６，５３９、Ｎｏ．５，１０２，３１６、Ｎｏ．５，
３２０，５０６及びＮｏ．５，３２０，５０７に開示さ
れたスクロール式圧縮機の対応部分の構造と類似してい
てこれらの特許により詳細に記載されており、ここにこ
れらの米国特許を引用してその記載を加入する。
【００１４】前述したように圧縮機１０は、冷媒として
のヘリウムと共に用いるのに特に適合させてある。ヘリ
ウムの性質からして、冷凍用圧縮機で該気体を圧縮する
際には著しく高い温度が生じる。その温度が過剰となる
のを避けるため、他のより一般的な冷媒が利用される場
合に普通必要とされるよりも実質的により多量の油を種
々の構造要素に循環させる必要があり、また圧縮作用中
の流体ポケットに対し油を供給する必要がある。また多
量の油を循環させる必要に加えて、圧縮されたヘリウム
が冷却系或いは極低温系へと供給される前に同ヘリウム
から実質的に全ての油を除去することも極めて重要であ
る。
【００１５】冷媒としてヘリウムを利用する場合におけ
るこれらの特殊な要求を満たすため、本発明に係る圧縮
機１０では旋回スクロール部材１４の端板１６中にほぼ
放射方向に沿わせた通路６４を設けてある。この通路６
４はその内端で、旋回スクロール部材１４に設けられ前
記駆動ブッシュ３８及び偏心ピン３６を挿入してあるハ
ブ６６内に、偏心ピン３６の上方側で開口させてある。
通路６４の外端は密栓されており、該通路６４から軸線
方向の上向きに延びる通路６８を同様に端板１６中に設
けて該通路６８を、圧縮装置の流体ポケット内に吸入さ
れることとなる吸入ガス流中に開口させてある。したが
って通路６４，６８は偏心ピン３６の上端から放出され
る油の一部を、流体ポケット内へと流れる吸入ガス中へ
と注入することになる。
【００１６】圧縮機１０に入った吸入ガス中への油の供
給に加えて、外部から供給する油を圧縮作用中の流体ポ
ケット内に注入することとしてある。そのためには図
２，５に示すように非旋回スクロール部材２０の端板２
２にほぼ弦方向に沿う１対の通路７０，７２を設けて、
これらの通路７０，７２の内端を、同様に端板２２中に
設けた軸線方向の通路７４，７６に対し連通させてあ
る。軸線方向の通路７４，７６は、それぞれ圧縮作用中
で吸入圧力と吐出圧力間の中間圧力にある１対の流体ポ
ケットであって放射方向で対向位置する１対の流体ポケ
ット内に開口している。通路７０，７２の外端は、非旋
回スクロール部材２０の端板２２の外側面中に設けた単
一の通路７８に連ねてある。組立体８０を端板２２の外
側面上に固定してあり、この組立体８０は、外殻１２に
装着された油入口組立体８４から通路７８へと導かれた
通路８２を形成している。非旋回スクロール部材２０の
軸線方向での動きを許容するため組立体８０は上下の２
部分から構成され、下方部分８６を上方部分８８の下端
部に摺動可能に嵌合してある。これらの部分８６，８８
間にはＯリング等の適当なシール手段を設けるのが好ま
しい。比較的短い管状部材９０を、油入口組立体８４を
組立体８０の下方部分８６に対し外部に密封した状態で
接続するために利用している。
【００１７】さらに図１−３に示すように主軸受ハウジ
ング２６にほぼ放射方向に沿う複数の通路９２を設け
て、該ハウジング２６の凹溝９４内にたまる油を外側の
前記オルダム継手４５へ導くこととしている。放射方向
の通路９２は図３に示すように、それぞれ９０°隔てて
４個設けるのが好ましい。
【００１８】図１，２に示すように吐出通路形成組立体
５８は上方側の管状部材９６を含み、この管状部材９６
は下端から内向きに延びる比較的大径のねじ穴９８、及
び仕切りプレート４６中に設けた開口１０２に嵌合して
ある位置決め用凸縁１００を有する。フランジ付きのね
じ付け保持具１０４を管状部材９６のねじ穴９８に螺着
して、この保持具１０４により吐出通路形成組立体５８
を仕切りプレート４６に対し固定すると共に吐出通路５
６から吐出チャンバ５０に通じる吐出ガス用の流路を形
成してある。
【００１９】同様に図１，２に示すように吐出通路形成
組立体５８は油分離板１０６を支持しており、この油分
離板１０６は流出穴１０８に上方側から対向させて吐出
通路形成組立体５８の上端に固定されている。油分離板
１０６は吐出通路形成組立体５８位置から放射方向の外
向きに延び、放射方向で互いに隔ててある複数の懸垂す
る環状フランジ部１１０を有する。これらの環状フラン
ジ部１１０は吐出ガス用の屈曲した流路を形成し、それ
によって吐出ガスに随伴する油の分離を促す。
【００２０】油分離板１０６によって吐出ガスから分離
された油は、吐出チャンバ５０の下方部分内に溜まろう
とする。この油を再循環させるため図２に示す油出口管
接手１１２を、上方側の油溜まりを形成しているところ
の吐出チャンバ５０の下方部分内に開口するように配置
して外殻１２に固定してある。油出口管接手１１２から
流出する油は図６について後述するように、前記した油
入口組立体８４へと供給される。
【００２１】吐出チャンバ５０内への油の過剰な蓄積を
防止するため図１に示す潤滑油面制御装置１１４を設け
て過剰の油を、仕切りプレート４６を通して下方の油溜
まり４２内へと戻すように図ってある。この潤滑油面制
御装置１１４は、仕切りプレート４６の周端付近で該プ
レート４６に密封的に取付けて同プレート４６を貫通さ
せてある戻し管組立体１１６を有する。この戻し管組立
体１１６を吐出通路形成組立体５８に対し接続する管１
１８が、設けられている。戻し管組立体１１６はそれを
貫通する通路１２８を含み、この通路１２８は下端の開
口１３０で低圧の吸入チャンバ４８内に開放させてあ
る。所望の場合には通路１２８内に適当なフィルタを、
下方の油溜まり４２内へ戻される油が粒状物を含まない
こととするために配置することができる。吐出通路形成
組立体５８はその上端から軸線方向の下向きに延びる通
路１２０を含んでおり、この通路１２０はその下端で放
射方向の通路１２２と、絞り部１２４を介して連通させ
てある。軸線方向の通路１２０の上端は適当な栓１２３
で閉鎖してあり、放射方向の通路１２２の外端は吐出チ
ャンバ５０の下方部分内に開口させてある。管１１８は
軸線方向の通路１２０に対し、放射方向の上記通路１２
２よりも上方側に配置してある他の放射方向の通路１２
６を介して連通させてある。
【００２２】吐出チャンバ５０内の油面が上昇すると、
通路１２２内に油が流入する。絞り部１２４の下縁より
も上方にまで油面が上昇すると該絞り部１２４を介し油
が通路１２０内に、したがって通路１２６及び管１１８
内に流入し始め、その油は戻し管組立体１１６を介して
下方の油溜まり４２内へ戻される。吐出チャンバ５０内
の圧力（吐出圧力）が吸入チャンバ４８内の圧力よりも
高いことから、吐出チャンバ５０内の油面１２７が絞り
部１２４の下縁よりも上方にある限り油は通路１２２、
絞り部１２４等に強制的に移動せしめられて、下方の油
溜まり４２内へ強制的に戻される。しかし絞り部１２４
は油面１２７が該絞り部１２４の下縁よりも下方にある
期間、圧縮ガスが吸入チャンバ４８内に流れるのを制限
するように働く。所望の場合には栓１２３を取除いて、
通路１２０を吐出チャンバ５０内の圧縮ガスと自由な連
通関係におくことができる。その場合には絞り部１２４
を通路１２０の下流側、つまり通路１２６、管１１８又
は戻し管組立体１１６の内部に配置することが必要とな
る。通路１２０は、圧縮機１０の中心軸線１２９と実質
的に同一線上に配置するのが好ましい。そのように配置
すると絞り部１２４及び／又は通路１２６の通路１２０
内への開口端が圧縮機１０の中心軸線１２９に近接位置
することとなって、吐出チャンバ５０内に保留されてい
る油の油面に対する圧縮機１０の傾動の影響が減らされ
る。
【００２３】吐出ガス出口５９内へと流動する吐出ガス
に随伴される油の量を減らすため、また該吐出ガス出口
５９の下端部分よりも上方にまで油面が上昇するように
圧縮機１０が傾動せしめられた場合に吐出ガス出口５９
を通して多量の油が放出されることを避けるため、吐出
ガス出口５９の内端に対向位置させたバッフル部材１３
２を、外殻１２に取付けて設けてある。このバッフル部
材１３２は図４に示すように頂壁に開口１３４を有し、
外殻１２の内面に密封的に取付けられる開放端１３６を
有する箱状のものであってよい。バッフル部材１３２は
また一端封止の円筒状であって、吐出チャンバ５０内の
潤滑油の上面とは反対側で上向きに開放した開口１３４
を有するものであってもよい。
【００２４】図６は圧縮機１０を、冷媒としてヘリウム
を使用するように設計された冷却ないし極低温回路中で
用いる態様を示している。図示のように圧縮されたヘリ
ウムは圧縮機１０からライン１３８を通して、同ヘリウ
ムから油を分離するように機能する熱交換器１４０へと
流れる。圧縮されたヘリウムは熱交換器１４０から順
次、随伴する油を実質的に完全に除去する追加の油分離
器１４２を通して凝縮器１４４に、そして次に蒸発器等
の他の系構成要素（図示せず）に、送られた上で、前記
油入口組立体８４へと接続されたライン１４１を通し圧
縮機１０へ戻される。圧縮機１０の吐出チャンバ５０内
に収集された油は冷却するために油出口１１２から熱交
換器１４６へ、ライン１４８を通して送られる。熱交換
器１４６で分離された油はライン１４３を通して、熱交
換器１４０及び油分離器１４２で分離された油と一緒に
油入口組立体８４へ供給され、そこから圧縮作用中の流
体ポケットへと送られる。この油は実質的に吐出圧力下
にあるので、吸入圧力よりも高いが吐出圧力よりも低い
圧力下にあるところの圧縮作用中の流体ポケット内へと
容易に流入する。図示のように適当な逆止弁１５０を吐
出ガス出口５９及び油出口１１２の両者に、望ましくな
い流体の逆流を阻止するために配設している。熱交換器
１４０で分離された潤滑油及び油分離器１４２で分離さ
れた潤滑油もライン１４５を通して油入口組立体８４
に、上述のように可動流体ポケット内へと注入するため
に供給される。種々の系部分から油入口組立体８４へと
戻される潤滑油の圧力は、実質的に同一であるのが望ま
しい。そのため油分離器１４２及び熱交換器１４０，１
４６のそれぞれの出口に、口径を適当に設定した絞り１
４７を設けている。
【００２５】以上の説明から明らかなように圧縮機１０
は、種々の圧縮機部分を潤滑するためと圧縮機の適切な
冷却を保証するため圧縮機内での多量の油流れを得させ
るものに構成されている。また圧縮機１０は、圧縮冷媒
からの油の分離を促すため及び圧縮機中へ注入する適切
な油量を確保するための内部の油分離手段を備えてい
る。さらに圧縮装置の吸入口に対する油の供給及び圧縮
作用中の流体ポケットへの油の注入によって吐出チャン
バ内の油量が確保される一方、この油量が過剰となるこ
とが溢流機構によって防止される。
【００２６】図７にはこの発明の第２の実施例に係るス
クロール式の圧縮機１５２を示してあり、本圧縮機１５
２は特に空気圧縮機として使用するのに適したものに構
成されている。圧縮機１５２は後述する点を除いて前記
圧縮機１０と実質的に等しく、圧縮作用中の流体ポケッ
ト内への油の注入、流体ポケット内へ流入する吸入ガス
中への油の供給、及び圧縮機の内部での圧縮ガスからの
油の分離を、図１の圧縮機１０におけるのと同様に行う
ものとされている。したがって圧縮機１５２において圧
縮機１０の各部に対応する部分は圧縮機１０について用
いた符号にダッシュ（’）を付けた符号で指し、同部分
についての詳しい説明は行わない。
【００２７】圧縮機１０における吸入ガス入口５２に代
えて圧縮機１５２は、外殻１２’に固定された導管１５
６を含む吸入ガス入口組立体１５４を有する。導管１５
６は、吸入導管１５８をねじ嵌め接続するものに形成さ
れている。所望の場合には消音器を含んでいてよい吸入
フィルタ組立体１６０を、吸入導管１５８の他端に取付
けて設けてある。この吸入フィルタ組立体１６０は過度
の摩耗を生じさせ得る粒状物を濾過分離するように、ま
た圧縮機１５２内へ吸入される空気に生じ得る騒音を消
去するように、働く。
【００２８】圧縮機１５２の吐出ガス出口管継手１６２
は内端に、制限開口１６４を有する。この制限開口１６
４は、吐出チャンバ５０’を出る圧縮空気の流れを制限
するように働く。このように圧縮空気流れを制限するこ
とは、吐出チャンバ５０’内に形成される圧力が圧力付
勢チャンバ６０’内の中間圧力と共に非旋回スクロール
部材２０’を軸線方向で付勢して旋回スクロール部材１
４’に対し密封的に係合させることからして、背圧負荷
が零であるか極く小さい圧縮機運転期間中において特に
重要である。また空気を圧縮し始める圧縮機起動時に非
旋回スクロール部材２０’に対する十分な付勢力を確保
するため、及び浮動シール６２’と仕切りプレート４
６’間での適正な初期密封を確保するために、浮動シー
ル６２’の下面と圧力付勢チャンバ６０’の内底面とに
両端で作用させた複数個のスプリングを、圧力付勢チャ
ンバ６０’内に設けてある。
【００２９】出口管継手１６２中に絞りとして機能する
制限開口１６４を設けても、通常運転中に該開口１６４
を通して流れる圧縮空気の密度が低圧運転時におけるよ
りも実質的に大であることからして、系の効率は実質的
に低下しない。
【００３０】以上に説明した構成に加えて圧縮機１５２
には、吐出チャンバ５０’内での過剰の油の蓄積を防止
するための改造された機構を組込んである。図７，８に
示すように圧縮機１５２は、外殻１２’の頂部に設けた
適宜の金物１６８を貫通し軸線方向の内向きに延びる長
尺管状部材１６６を備えている。この長尺管状部材１６
６の下端部１７０は、仕切りプレート４６’に設けたね
じ穴１７２にねじ嵌めされている。吐出チャンバ５０’
内からの金物１６８を通しての流体漏れを防止するた
め、管状部材１６６の上端近くに肩部１７４を設けて、
この肩部１７４にＯリング１７６を密接させてある。仕
切りプレート４６’のねじ穴１７２を通しての流体漏れ
を防止するため同様に、管状部材１６６に他の肩部１７
８を設け該肩部１７８にＯリング１８０を密接させてあ
る。
【００３１】長尺管状部材１６６は内部に軸線方向の穴
１８４を有する上側部材１８２を含み、この上側部材１
８２は上端付近に、周方向で間隔をあけて配置され穴１
８４内に開口させてある複数個の放射方向の穴１８６を
有する。長尺管状部材１６６の下側部材１８８は上端付
近に径縮小部１９０を有し、この径縮小部１９０は、上
側部材１８２の穴１８４にねじ嵌めするものに形成され
ている。下側部材１８８は穴１８４の延長部を構成する
中心穴１９２を有し、この中心穴１９２は下側部材１８
８の上端から下端付近にまで延び、下側部材１８８の外
部に開口させて該部材１８８の底壁に形成してある絞り
穴１９４に連なっている。下側部材１８８の上端部に嵌
合して適当なフィルタ１９６を設けてあり、このフィル
タ１９６は、下方の油溜まりへと戻される油から夾雑物
を濾過分離する。長尺管状部材１６６はフィルタ１９６
の周期的な洗浄及び／又は交換を可能とするように、容
易に取外し分解できるものに構成されている。図７，８
から判明するように肩部１７８から放射方向の通路ない
し穴１８６までの距離が、吐出チャンバ５０’内の油面
位置を決定することになる。同油面が穴１８６よりも下
方にある時には絞り穴１９４が、吸入チャンバ４８’内
への圧縮空気の漏れを制限するように働く。
【００３２】圧縮機１５２には外殻１２’に支持させた
圧力リリーフ弁１９８も組込んであり、同リリーフ弁１
９８は、吐出チャンバ５０’内の過剰圧力に応動して該
圧力を外気中に逃がすこととする。
【００３３】圧縮機１５２はさらに、吐出チャンバ５
０’内の下方部分により形成されている油溜まり中に延
びた温度センサ２２８も有する。この温度センサ２２８
はモータ２８’に対する電力供給部に接続されていて、
吐出チャンバ５０’内の過剰温度に呼応してモータ２
８’に対する電力供給を断つ。温度センサ２２８は油に
浸って主として過剰な油温に呼応することとなるように
配置されているが、油面が該センサ２２８位置よりも下
がると過剰な吐出ガス温度にも呼応することになる。
【００３４】図９には圧縮機１５２を組込んである空気
及び油循環回路を、模式的に示してある。圧縮機１５２
の吐出ガス出口管継手１６２はライン２００を介して油
分離器２０２に接続されており、この油分離器２０２は
圧縮空気から随伴する油を除去する。圧縮空気は油分離
器２０２からライン２０４を介し、適当な貯蔵タンク
（図示せず）へと導かれる。ライン２０４の途中にはブ
ロー弁２０６と消音器２０８を、逆止弁２１０の上流側
で接続してある。これらのブロー弁２０６と消音器２０
８は圧縮機１５２が停止された時、吐出チャンバ５
０’、油分離器２０２及びライン２００，２０４内の残
留圧力を排除するのに用いられる。同圧力排除によって
圧縮機１５２は、重圧力負荷に抗して再起動することを
要求されなくなる。ブロー弁２０６は適当な電磁弁であ
るのが好ましく、また逆止弁２１０はタンクないし貯溜
槽の圧力が抜かれるのを確実に阻止する。
【００３５】油出口１１２’は適当なオイルクーラ２１
２に、ライン２１４を介して接続されている。ライン２
１４には適当な逆止弁２１６を、油出口１１２’近くで
挿入してある。油の過剰な冷却を避けるために適当な迂
回ライン２１８とバルブ２１０を設けてあり、これらの
迂回ライン２１８とバルブ２１０は油の一部又は全部
を、熱交換器ないしオイルクーラ２１２を迂回させて戻
しライン２２２に直接導けることとする。戻しライン２
２２は、圧縮機１５２に設けられた油入口組立体８４’
へと接続されている。油分離器２０２で分離された油も
油入口組立体８４’へ、ライン２２４を介して供給され
る。油中に随伴する夾雑物が圧縮作用中の流体ポケット
中へ注入されることを阻止するために適当なフィルタ２
２６を、ライン２２２及びライン２２４の両者に挿入設
置してある。
【００３６】以上に説明した好ましい実施例は本発明の
前述した特徴と長所が与えられるように十分に配慮され
たものであるが、特許請求の範囲を適正に解釈した範囲
内で実施例の構造に変形或いは修正を加えて本発明を実
施可能であることは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従った密閉型のスクロール式圧縮機
を示す縦断正面図である。
【図２】図１の圧縮機の一部を示す縦断側面図で、油戻
し及び注入機構を示している。
【図３】図１の圧縮機に設けられた主軸受ハウジングを
示す横断平面図で、横断面は図１の３−３線に沿う。
【図４】図１の圧縮機に設けられた吐出ガス用のバッフ
ル部材を示す斜視図である。
【図５】図１の圧縮機に設けられた非旋回スクロール部
材の一部を示す横断平面図で、横断面は図２の５−５線
に沿う。
【図６】図１の圧縮機を組込まれた冷却回路を示す模式
図である。
【図７】図２に類似の縦断面図で、特に空気圧縮機とし
て用いるのに適合させてある、この発明に従った密閉型
のスクロール式圧縮機を示している。
【図８】図７の圧縮機に設けられた取外し可能な油戻し
部材の主要部を示す拡大縦断面図である。
【図９】図７の圧縮機を組込まれた流体回路を示す模式
図である。
【符号の説明】
１０ スクロール式圧縮機 １２，１２’ 外殻 １４，１４’ 旋回スクロール部材 １６，１６’ 螺旋翼 ２０，２０’ 非旋回スクロール部材 ２４，２４’ 螺旋翼 ２６，２６’ 主軸受ハウジング ３４，３４’ 駆動軸 ４２ 油溜まり ４３ 通路 ４６，４６’ 仕切りプレート ４８，４８’ 吸入チャンバ ５０，５０’ 吐出チャンバ ５２ 吸入ガス入口 ５３ 吐出通路形成組立体 ５９ 吐出ガス出口 ６４，６４’ 通路 ６８，６８’ 通路 ７０，７０’ 通路 ７２ 通路 ７４，７４’ 通路 ７８ 通路 ８２，８２’ 通路 ８４，８４’ 油入口組立体 １０６，１０６’ 油分離板 １１２，１１２’ 油出口管接手 １１４ 潤滑油面制御装置 １１６ 戻し管組立体 １２０ 通路 １２２ 通路 １２７，１２７’ 油面 １３２ バッフル部材 １５２ スクロール式圧縮機 １５４ 吸入ガス入口組立体 １６２ 吐出ガス出口管接手 １６６ 長尺管部材 １９６ フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス エル フェザーズ アメリカ合衆国、45383オハイオ州、ウエ ストミルトン、サウス ケッセラー ロー ド 3758 (72)発明者 ジェームス エフ フォグト アメリカ合衆国、45365オハイオ州、シド ニー、アルドリン ドライブ 2427 (72)発明者 ジーン−ルック キャイラト アメリカ合衆国、45414オハイオ州、ディ トン、セットルメント ウェイ 7001

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 密閉された外殻、 上記外殻内に配置されていて、第１の螺旋翼を備えた第
    １の端板を有する第１のスクロール部材、及び上記外殻
    内に配置されていて、第２の螺旋翼を備えた第２の端板
    を有する第２のスクロール部材、を備えており、第１及
    び第２のスクロール部材が相対旋回可能に支持され、第
    １及び第２の螺旋翼が、両スクロール部材の相対旋回に
    伴い容積を減少して行ってガスを圧縮する可動の流体ポ
    ケットを形成するように互いに噛合わされている、スク
    ロール式のガス圧縮機であって、さらに第１及び第２の
    スクロール部材に対し吸入ガスを供給するために上記外
    殻に設けてある吸入ガス入口、 圧縮機に対し潤滑油を供給するために上記外殻内に設け
    てある低圧油溜まり、 上記外殻内に設けてある高圧油溜まり、及び上記高圧油
    溜まりから上記流体ポケットに対し潤滑油を供給するた
    めの潤滑油流路、を備えたスクロール式圧縮機。
  2. 【請求項２】 前記高圧油溜まり内に一定量以上たまっ
    た油を前記低圧油溜まりに誘導する油面制御装置を、設
    けてある請求項１のスクロール式圧縮機。
  3. 【請求項３】 前記低圧油溜まりから前記高圧油溜まり
    へと潤滑油を供給して高圧油溜まりに潤滑油を補給する
    第２の潤滑油流路を、設けてある請求項１又は２のスク
    ロール式圧縮機。
  4. 【請求項４】 前記低圧油溜まりから前記高圧油溜まり
    へと潤滑油を供給するための潤滑油ポンプを、設けてあ
    る請求項３のスクロール式圧縮機。
  5. 【請求項５】 前記高圧油溜まりから前記流体ポケット
    に対し潤滑油を供給するための前記潤滑油流路が、前記
    第１及び第２の端板のうちの一方の端板内を通過する通
    路を含んでいる請求項１から４までの何れか１項に記載
    のスクロール式圧縮機。
  6. 【請求項６】 前記高圧油溜まりから前記流体ポケット
    に対し潤滑油を供給するための前記潤滑油流路を、放射
    方向の外端位置と内端位置との間の中間位置にある流体
    ポケットに対し潤滑油を供給するように設けてある請求
    項５のスクロール式圧縮機。
  7. 【請求項７】 前記外殻内を吸入ガスを含む吸入チャン
    バと圧縮ガスを受入れる吐出チャンバとに区画する仕切
    りプレートを、該外殻内に設けてあり、前記低圧油溜ま
    りを上記吸入チャンバ内に、また前記高圧油溜まりを上
    記吐出チャンバ内に、それぞれ配置してある請求項１か
    ら６までの何れか１項に記載のスクロール式圧縮機。
  8. 【請求項８】 前記外殻内を吸入ガスを含む吸入チャン
    バと圧縮されたガスを受入れる吐出チャンバとに区画す
    る仕切りプレートを、該外殻内に設けてあり、前記低圧
    油溜まりを上記吸入チャンバ内に、また前記高圧油溜ま
    りを上記吐出チャンバ内に、それぞれ配置してあって、
    前記油面制御装置が、上記仕切りプレートを貫通させて
    あって内部に貫通する通路を有する部材を備えている請
    求項２のスクロール式圧縮機。
  9. 【請求項９】 前記通路を前記吐出チャンバ内に、前記
    仕切りプレートから隔てた位置で連通させてある請求項
    ８のスクロール式圧縮機。
  10. 【請求項１０】 前記外殻内を吸入ガスを含む吸入チャ
    ンバと圧縮ガスを受入れる吐出チャンバとに区画する仕
    切りプレートを、該外殻内に設けてあり、前記低圧油溜
    まりを上記吸入チャンバ内に、また前記高圧油溜まりを
    上記吐出チャンバ内に、それぞれ配置してあって、上記
    吐出チャンバ内に、圧縮ガスに随伴する油を分離する油
    分離器を設けてある請求項２のスクロール式圧縮機。
  11. 【請求項１１】 前記油分離器を、前記流体ポケットか
    ら前記吐出チャンバ内に圧縮ガスを導くために前記仕切
    りプレートに設けた吐出通路に対面させて設けてある請
    求項１０のスクロール式圧縮機。
  12. 【請求項１２】 前記吐出通路を前記吐出チャンバ内に
    圧縮機の中心軸線に至近した位置で開口させて、前記高
    圧油溜まりの油面に対する圧縮機の傾動の影響を減らす
    ようにしてある請求項１１のスクロール式圧縮機。
  13. 【請求項１３】 前記外殻が、前記吐出チャンバから圧
    縮ガスを流出させるための吐出ガス出口と該吐出ガス出
    口に対面させたバッフル部材とを備えている請求項１２
    のスクロール式圧縮機。
  14. 【請求項１４】 前記バッフル部材が、前記吐出ガス出
    口を取り囲むように配置して前記外殻に取付けられてお
    り、前記高圧油溜まり内の潤滑油の反対側を向く開口を
    備えている請求項１３のスクロール式圧縮機。
  15. 【請求項１５】 前記油分離器が前記仕切りプレート中
    に設けた開口に嵌合して該プレートに固定され軸線方向
    に沿い貫通し前記吐出チャンバ内に開口する通路を有す
    る吐出通路形成部材、及びこの吐出通路形成部材におけ
    る前記吐出チャンバ内への開口端に対面させてある油分
    離板を備えている請求項１１のスクロール式圧縮機。
  16. 【請求項１６】 第１及び第２のスクロール部材に対し
    供給される吸入ガス中に前記低圧油溜まりから潤滑油を
    供給する潤滑油ポンプを、設けてある請求項１から１５
    までの何れか１項に記載のスクロール式圧縮機。
  17. 【請求項１７】 前記油面制御装置における前記部材
    が、油フィルタを含んでいる請求項８のスクロール式圧
    縮機。
  18. 【請求項１８】 前記油面制御装置における前記部材
    を、前記外殻を貫通させて設けてあり、前記油フィルタ
    が、圧縮機から取外し可能である請求項１７のスクロー
    ル式圧縮機。
  19. 【請求項１９】 前記高圧油溜まり内に配置された温度
    センサであって、該高圧油溜まり内の過度の温度に応動
    して圧縮機を停止させるための温度センサを、設けてあ
    る請求項１から１８までの何れか１項に記載のスクロー
    ル式圧縮機。
  20. 【請求項２０】 前記温度センサを、常時は前記高圧油
    溜まりの油面下に位置するように配置してある請求項１
    ９のスクロール式圧縮機。
  21. 【請求項２１】 前記第２の潤滑油流路を、吸入ガス中
    に潤滑油を注入するように設けてある請求項３のスクロ
    ール式圧縮機。
  22. 【請求項２２】 前記流体ポケットに対し潤滑油を供給
    するための前記潤滑油流路が、第１及び第２のスクロー
    ル部材のうちの一方のスクロール部材内に設けられた第
    １の流路及び第２の通路を有する請求項１から２１まで
    の何れか１項に記載のスクロール式圧縮機。
  23. 【請求項２３】 ヘリウム又は空気圧縮用の圧縮機であ
    る請求項１から２２までの何れか１項に記載のスクロー
    ル式圧縮機。
  24. 【請求項２４】 第１及び第２のスクロール部材を支持
    する静止ボデー、第１及び第２のスクロール部材間の相
    対回転を阻止するためのオルダム継手、及び該オルダム
    継手に対し潤滑油を給送するために上記静止ボデー中に
    設けてある通路を備えている請求項１から２３までの何
    れか１項に記載のスクロール式圧縮機。
  25. 【請求項２５】 第１の螺旋翼を備えた第１の端板を有
    する第１のスクロール部材、 第２の螺旋翼を備えた第２の端板を有する第２のスクロ
    ール部材であって、該第２の螺旋翼を上記第１の螺旋翼
    に対し噛合わせてある第２のスクロール部材、 第１及び第２のスクロール部材を、その間に可動の流体
    ポケットが形成されるように相対旋回可能に支持する静
    止ボデー、 第１及び第２のスクロール部材間の相対回転を阻止する
    オルダム継手、 潤滑油の供給源、及び上記供給源から上記オルダム継手
    に対し潤滑油を供給するために上記静止ボデー中に設け
    てある通路、を備えたスクロール式機械。
  26. 【請求項２６】 前記静止ボデーに回転自在に支持され
    ていて第１及び第２のスクロール部材のうちの一方のス
    クロール部材に対し該スクロール部材を旋回駆動するよ
    うに、ベアリングを介し接続してある駆動軸、及び上記
    ベアリングに対し潤滑油を供給する潤滑油供給手段を備
    えていて、前記通路を、上記ベアリングから潤滑油を受
    取るように設けてある請求項２５のスクロール式機械。
  27. 【請求項２７】 密閉された外殻、 上記外殻内に配置されていて、第１の螺旋翼を備えた第
    １の端板を有する第１のスクロール部材、及び上記外殻
    内に配置されていて、第２の螺旋翼を備えた第２の端板
    を有する第２のスクロール部材、を備えており、第１及
    び第２のスクロール部材が相対旋回可能に支持され、第
    １及び第２の螺旋翼が、両スクロール部材の相対旋回に
    伴い容積を減少して行ってガスを圧縮する可動の流体ポ
    ケットを形成するように互いに噛合わされている、スク
    ロール式の空気圧縮機であって、さらに第１及び第２の
    スクロール部材間の相対旋回を生じさせるため上記外殻
    内に設けてあるモータ、 上記外殻内に設けてある油溜まり、 第１及び第２のスクロール部材に対し吸入ガスを供給す
    るために上記外殻に設けてある吸入ガス入口、 上記油溜まりから上記流体ポケット内に潤滑油を給送す
    るための潤滑油給送系統、 上記外殻内に配置された油分離器であって、圧縮ガスか
    ら潤滑油を分離して分離した潤滑油を上記油溜まりに戻
    す油分離器、及び分離された潤滑油を濾過するための着
    脱可能なフィルタ、を備えたスクロール式圧縮機。
  28. 【請求項２８】 前記潤滑油給送系統がさらに、吸入ガ
    ス中に潤滑油を注入するように機能するものである請求
    項２７のスクロール式圧縮機。
  29. 【請求項２９】 前記外殻内に、前記油溜まりの外に第
    ２の油溜まりを設けてあり、吸入ガス中に注入する潤滑
    油を該第２の油溜まりから供給し、それにより前記油溜
    まりに潤滑油を補給することとしてある請求項２８のス
    クロール式圧縮機。
  30. 【請求項３０】 前記油溜まりに対し前記第２の油溜ま
    りから潤滑油を供給して補給する潤滑油流路を設けてあ
    る請求項２９のスクロール式圧縮機。
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