JPH11182480A - 回転式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮運転の停止時に圧縮機本体からタンクに
向けて吐出された圧縮気体が逆流するのを抑え、圧縮機
本体から発生する吹き返し音等を低減させる。 【解決手段】 圧縮機本体１の吐出口８を吐出配管１１
を介してアフタクーラ１０に接続し、このアフタクーラ
１０を吐出配管１１を介して空気タンク１２に接続す
る。また、吐出口８とアフタクーラ１０との間には第１
の逆止弁１４を設け、この逆止弁１４の弁体には４フッ
化エチレン等の樹脂材料からなる弁シールを設ける。さ
らに、アフタクーラ１０と空気タンク１２との間には第
２の逆止弁２０を設け、この逆止弁２０の弁体には耐熱
性に優れた金属材料からなる弁シールを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気圧縮機
や真空ポンプ等に用いて好適な回転式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転式圧縮機には、スクロール
式圧縮機、ベーン式圧縮機、スクリュー式圧縮機等が知
られている。これらのうち例えば、スクロール式空気圧
縮機等に用いられるスクロール式圧縮機は、固定スクロ
ールと旋回スクロールとの間で圧縮室を画成する圧縮機
本体を備え、吸込口から圧縮室内に吸込まれる空気を圧
縮空気として吐出口から外部の空気タンクに吐出させる
構成となっている。

【０００３】この種の従来技術では、圧縮機本体と空気
タンクとの間にアフタクーラを設け、圧縮機本体から吐
出される高温の圧縮空気をアフタクーラにより予め冷却
した状態にして空気タンク内に貯留し、これによって空
気タンク内に貯えられる圧縮空気の貯蓄量を増やすよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるスクロール式空気圧縮機では、圧縮機本体
の吐出口と空気タンクとの間を接続する吐出配管には、
空気タンクの近傍位置に逆止弁を設けることにより、圧
縮運転を停止したときに空気タンク内の圧縮空気が吐出
配管を逆流して漏れるのを抑える構成としている。

【０００５】しかし、この従来技術にあっては、圧縮運
転を停止したときに吐出配管内に残存した圧縮空気が、
吐出口から圧縮機本体の圧縮室に向けて逆流するため、
この逆流した空気（以下、逆流空気という）の流れによ
り旋回スクロールが運転時とは逆方向に高速回転してし
まい、これによって、圧縮機本体に余分な負荷がかか
り、装置の寿命を早める原因になるという問題がある。
また、このように旋回スクロールが逆回転するに伴っ
て、吸込口からは前記逆流空気が外部に向けて勢いよく
吹き返されるようになり、このときに大きな吹き返し音
が発生し、騒音の原因になるという問題がある。

【０００６】そこで、このような問題を解決するため
に、前記逆止弁を圧縮機本体の吐出口の近傍位置に設け
ることにより、空気タンク内の圧縮空気の逆流と吐出配
管内に残存した圧縮空気の逆流との両方を、前記逆止弁
により抑える方法が知られている。

【０００７】しかし、この場合には、圧縮運転時に逆止
弁が吐出口からの圧縮空気による圧縮熱の影響を受けて
劣化し易くなり、圧縮空気の逆流を防止する逆流防止手
段としての逆止弁の機能が損なわれるという問題があ
る。

【０００８】また、吸込口にメッシュ板等の絞りを設け
ることにより、吸込口から吹き返される逆流空気の流速
をメッシュ板により小さく抑える方法が知られている。

【０００９】しかし、このようにメッシュ板等の絞りを
吸込口に設けると、逆に圧縮運転時には吸込口から圧縮
室内に吸込まれる吸込空気量が前記メッシュ板により大
幅に減少してしまい、圧縮性能が低下する上に、吸込口
に取付けるメッシュ板の取付構造が複雑化してしまうと
いう問題がある。

【００１０】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は、圧縮運転を停止したときに圧
縮機本体からタンクに向けて吐出された圧縮空気が圧縮
機本体内に逆流するのを逆止弁により抑えることがで
き、圧縮機本体に加えられる余分な負荷を軽減して装置
の性能を向上できると共に、吐出口からの逆流空気によ
る吹き返し音を低減できるようにした回転式圧縮機を提
供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明は、回転運動により気体を圧縮する圧縮機
本体と、該圧縮機本体により圧縮された圧縮気体を冷却
するアフタクーラと、該アフタクーラで冷却された後の
圧縮気体を貯えるタンクとを備えてなる回転式圧縮機に
適用される。

【００１２】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記圧縮機本体とアフタクーラとの間には、圧
縮気体が前記アフタクーラに向けて流通するのを許し、
逆向きの流れを遮断する第１の逆止弁を設け、前記アフ
タクーラとタンクとの間には、前記アフタクーラからの
冷却された圧縮気体が前記タンクに向けて流通するのを
許し、逆向きの流れを遮断する第２の逆止弁を設ける構
成としたことにある。

【００１３】このように構成したことにより、圧縮運転
を停止したときには、圧縮機本体とタンクとの間に残留
した圧縮気体が圧縮機本体側に漏れて逆流するのを第１
の逆止弁により阻止できる。そして、タンク内の圧縮気
体が圧縮機本体側に漏れて逆流するのを第２の逆止弁に
より阻止することができる。

【００１４】ここで、例え圧縮機本体とタンクとの間に
残留した圧縮気体が第１の逆止弁を介して圧縮機本体側
に僅かに漏れて逆流したとしても、このときに圧縮機本
体側に逆流する圧縮気体の流速を第１の逆止弁により減
速することができる。

【００１５】また、第２の逆止弁には、アフタクーラに
より冷却された圧縮気体が流通するようになるから、第
２の逆止弁を常に低温状態に維持することができ、該逆
止弁が圧縮機本体から吐出される圧縮気体による圧縮熱
の影響を受けて劣化するのを防止できる。

【００１６】また、請求項２の発明では、前記第１の逆
止弁は、金属材料によって形成され弁座を有する弁ケー
スと、該弁ケースの弁座に離，着座する弁体とからな
り、該弁体の弁シールは該弁体と一体または別体の金属
材料により形成している。

【００１７】このように構成したことにより、圧縮運転
時に第１の逆止弁の弁シールが圧縮機本体から吐出され
る圧縮気体による圧縮熱の影響を受けて劣化するのを防
止できる。

【００１８】さらに、請求項３の発明では、前記第２の
逆止弁は、金属材料によって形成され弁座を有する弁ケ
ースと、該弁ケースの弁座に離，着座する弁体とからな
り、該弁体の弁シールは樹脂材料またはゴム材料により
形成している。

【００１９】これにより、第２の逆止弁が閉弁したとき
には、樹脂材料またはゴム材料からなる弁シールが弁ケ
ースの弁座に着座することにより、弁シールと弁座面と
の間のシール性を高めることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
回転式圧縮機を、スクロール式空気圧縮機に適用した場
合を例に挙げ、添付図面に従って詳述する。ここで、図
１ないし図３は本発明の第１の実施の形態を示してい
る。

【００２１】図において、１はスクロール式の圧縮機本
体で、該圧縮機本体１は、図１に示すように、軸受部２
Ａを有する有蓋筒状のケーシング２と、先端側がクラン
ク３Ａとなって該ケーシング２の軸受部２Ａに回転可能
に設けられた駆動軸３と、該駆動軸３のクランク３Ａに
回転自在に支持された旋回スクロール４と、前記ケーシ
ング２の開口端側に一体に設けられ、該旋回スクロール
４との間で複数の圧縮室５，５，…を画成する固定スク
ロール６とから大略構成されている。

【００２２】また、固定スクロール６には外周側の圧縮
室５に開口する吸込口７と、内周側（中心側）の圧縮室
５に開口する吐出口８とが設けられ、吸込口７には吸込
フィルタ９が装着されている。そして、圧縮機本体１
は、旋回スクロール４の旋回（回転）運動により、吸込
口７から吸込んだ空気を各圧縮室５で圧縮しつつ、吐出
口８に向けて圧縮空気を吐出するものである。

【００２３】１０は吐出配管１１を介して圧縮機本体１
の吐出口８側に接続されたアフタクーラで、該アフタク
ーラ１０は、吐出口８から吐出された高温の圧縮空気を
冷却するものである。

【００２４】１２はアフタクーラ１０の吐出側に配管１
３を介して設けられた空気タンクで、該空気タンク１２
はアフタクーラ１０からの冷却された圧縮空気を貯える
ものである。

【００２５】１４は圧縮機本体１の吐出口８とアフタク
ーラ１０との間に位置して吐出配管１１に設けられた第
１の逆止弁で、該逆止弁１４は、図１に示す如く吐出口
８の近傍位置に配設されるものである。

【００２６】そして、逆止弁１４は、金属材料により形
成され、流入ポート１５Ａ、流出ポート１５Ｂおよびね
じ穴１５Ｃが設けられた弁ケース１５と、該弁ケース１
５の一部を構成し、弁座１６Ａおよび開口部１６Ｂが設
けられた隔壁１６と、弁ケース１５のねじ穴１５Ｃに螺
着され、軸方向にガイド穴１７Ａが形成されたねじ１７
と、円柱部１８Ａと円板部１８Ｂとから段付の円柱体と
して一体形成され、該円柱部１８Ａ側がねじ１７のガイ
ド穴１７Ａに摺動可能に挿嵌された弁体１８とから構成
されている。そして、逆止弁１４は流入ポート１５Ａが
吐出口８側に接続され、流出ポート１５Ｂがアフタクー
ラ１０側に接続されている。

【００２７】ここで、弁体１８の円板部１８Ｂには、弁
座１６Ａと対向した位置に弁シール１９が一体に設けら
れている。そして、該弁シール１９は、耐熱性に優れた
金属材料等から環状体として形成され、弁座１６Ａに着
座することにより開口部１６Ｂを閉塞するものである。

【００２８】そして、逆止弁１４は、吐出口８からの圧
縮空気が流入ポート１５Ａ内に流入したときには、弁体
１８が図２中に示す一点鎖線の如く開弁位置に保持され
ることにより、圧縮空気が流入ポート１５Ａ側から流出
ポート１５Ｂ側へと吐出配管１１を矢示Ａ方向に流通す
るのを許す構成となっている。また、この圧縮空気が吐
出配管１１を矢示Ａ方向とは逆向きに矢示Ｂ方向へと流
れる場合には、弁体１８が図２中に示す実線の如く閉弁
位置におかれることにより、この矢示Ｂ方向に向けた圧
縮空気の流れを遮断する構成となっている。

【００２９】２０はアフタクーラ１０と空気タンク１２
の間に位置して吐出配管１１に設けられた第２の逆止弁
で、該逆止弁２０は、図１に示す如く空気タンク１２の
近傍位置に配設されるものである。

【００３０】そして、逆止弁２０は、逆止弁１４とほぼ
同様に、金属材料により形成され、流入ポート２１Ａ、
流出ポート２１Ｂおよびねじ穴２１Ｃが設けられた弁ケ
ース２１と、該弁ケース２１の一部を構成し、弁座２２
Ａおよび開口部２２Ｂが形成された隔壁２２と、弁ケー
ス２１のねじ穴２１Ｃに螺着され、ガイド穴２３Ａが形
成されたねじ２３と、円柱部２４Ａおよび円板部２４Ｂ
を有する弁体２４とから構成されている。

【００３１】ここで、弁体２４の円板部２４Ｂには、弁
座２２Ａと対向した位置に弁シール２５が一体に設けら
れている。そして、該弁シール２５は、耐熱性を有する
樹脂材料、例えば四フッ化エチレン系の高分子材料から
環状体として形成され、弁座２２Ａに着座することによ
り開口部２２Ｂを閉塞するものである。なお、弁シール
２５はゴム材料から形成してもよい。

【００３２】そして、逆止弁２０は、アフタクーラ１０
からの冷却された圧縮空気が流入ポート２１Ａ内に流入
したときには、弁体２４が図３中に示す一点鎖線の如く
開弁位置に保持されることにより、前記圧縮空気が流入
ポート２１Ａ側から流出ポート２１Ｂ側へと吐出配管１
１を矢示Ａ方向に流通するのを許す構成となっている。
また、この圧縮空気が吐出配管１１を矢示Ａ方向とは逆
向きに矢示Ｂ方向へと流れる場合には、弁体２４が図３
中に示す実線の如く閉弁位置におかれることにより、こ
の矢示Ｂ方向に向けた圧縮空気の流れを遮断する構成と
なっている。

【００３３】本実施の形態によるスクロール式空気圧縮
機は上述の如く構成され、次にその作動について説明す
る。

【００３４】まず、駆動軸３をモータ等の駆動源（図示
せず）によって回転駆動すると、この回転は駆動軸３の
クランク３Ａから旋回スクロール４に伝えられることに
より、一定の旋回半径をもった旋回運動を行う。そし
て、この旋回運動によって旋回スクロール４と固定スク
ロール６との間に画成された圧縮室５，５，…は中央側
に向けて連続的に縮小し、吸込口７から吸込んだ空気を
順次圧縮しつつ、この圧縮空気を吐出口８に向けて吐出
し、第１の逆止弁１４、アフタクーラ１０および第２の
逆止弁２０を介して空気タンク１２内に貯える。

【００３５】また、圧縮運転を停止したときには、アフ
タクーラ１０と空気タンク１２との間に設けた第２の逆
止弁２０が閉弁することにより、空気タンク１２内の圧
縮空気が圧縮機本体１側に漏れるの逆止弁２０により阻
止することができ、空気タンク１２内には圧縮機本体１
からの圧縮空気を貯え続けておくことができる。ここ
で、逆止弁２０は弁シール２５を樹脂材料等により形成
したから、閉弁時には弁シール２５と弁座２２Ａとの間
のシール性を高めることができる。

【００３６】さらに、上述した圧縮運転の停止時には、
圧縮機本体１の吐出口８とアフタクーラ１０との間に設
けた逆止弁１４が逆止弁２０と共に閉弁することによ
り、吐出配管１１内に残留した圧縮空気が圧縮機本体１
側に漏れるのを阻止することができる。

【００３７】ここで、逆止弁１４は弁シール１９を金属
材料により形成しているため、閉弁時には吐出配管１１
内に残留した圧縮空気が弁座１６Ａと弁シール１９との
間から圧縮機本体１側に僅かに漏れて逆流することがあ
る。しかし、このように例え吐出配管１１内に残留した
圧縮空気が圧縮機本体１側に逆流したとしても、この逆
流した圧縮空気の流速は逆止弁１４により十分に減速す
ることができる。

【００３８】従って、本実施の形態によれば、圧縮運転
の停止時に従来技術で述べたように旋回スクロール４が
高速で逆回転するような事態を防止でき、圧縮機本体１
に加えられる余分な負荷を最小限に抑え、装置の寿命を
延ばすことができる。そして、吸込口７から発生する吹
き返し音等の騒音の低減化を図ることができる。

【００３９】また、吸込口７側には従来技術で述べたよ
うにメッシュ板等を設ける必要がなくなり、圧縮運転時
に吸込口７から圧縮室５内に吸込まれる吸入空気量を増
やすことができ、これにより装置の圧縮性能を高めるこ
とができる。そして、メッシュ板等を取付けるための取
付手段が不要になり、装置の全体構成を簡略化すること
ができる。

【００４０】さらに、第１の逆止弁１４の弁体１８には
金属材料からなる弁シール１９を設ける構成としたか
ら、該弁シール１９が吐出口８からの圧縮空気による高
温の圧縮熱の影響を受けて劣化するのを防止でき、これ
によって、圧縮空気の逆流を防止する逆流防止手段とし
ての逆止弁１４の信頼性を高めることができる。

【００４１】これに対し、第２の逆止弁２０は、弁シー
ル２５を四フッ化エチレン等の比較的耐熱性の低い樹脂
材料により形成している。しかし、逆止弁２０には吐出
口８からの高温の圧縮空気がアフタクーラ１０により予
め冷却した状態で流れるようになるから、弁シール２５
を含めた逆止弁２０全体を低温状態に維持することがで
きる。これによって、弁シール２５についても弁シール
１９と同様に圧縮熱の影響を受けて劣化するのを防止で
き、圧縮空気の逆流を防止する逆流防止手段としての逆
止弁２０の信頼性を高めることができる。

【００４２】次に、図４は本発明による第２の実施の形
態を示し、本実施の形態の特徴は、圧縮機本体１の吐出
口８とアフタクーラ１０との間には、前記第１の実施の
形態で述べた第１の逆止弁１４に替えて第１の逆止弁３
１を設け、該逆止弁３１の弁体３２全体を金属材料によ
り形成する構成としたことにある。

【００４３】ここで、前記逆止弁３１は、前記第１の実
施の形態による第１の逆止弁１４とほぼ同様に構成さ
れ、該逆止弁３１に用いる弁体３２は円柱部３２Ａと円
板部３２Ｂとから段付の円柱体として形成されている。

【００４４】しかし、弁体３２は、円柱部３２Ａおよび
円板部３２Ｂを含めた全体が前記第１の実施の形態によ
る弁シール１９と同様に、耐熱性を有する金属材料等に
より形成されている点で前記第１の実施の形態のものと
は異なっている。これにより、弁体３２は円板部３２Ｂ
の端面が弁ケース１５の弁座１６Ａに直接離，着座し、
弁座１６Ａとの間をシールする弁シールとして構成され
ている。

【００４５】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。

【００４６】次に、図５は本発明による第３の実施の形
態を示し、本実施の形態の特徴は、圧縮機本体１の吐出
口８とアフタクーラ１０との間には、前記第１の実施の
形態で述べた第１の逆止弁１４に替えて第１の逆止弁４
１を設け、該逆止弁４１の弁体４２全体を金属材料によ
り平板状に形成する構成としたことにある。

【００４７】ここで、前記逆止弁４１は、前記第１の実
施の形態による第１の逆止弁１４とほぼ同様に構成され
ているものの、該逆止弁４１に用いる弁体４２は、耐熱
性に優れた金属材料からなる薄肉の平板体として形成さ
れ、その一端側は弁ケース１５の弁座１６Ａに固定され
ている。これにより、弁体４２はその他端側が自由端と
なって弁座１６Ａに離，着座し、弁座１６Ａとの間をシ
ールする弁シールとして構成されている。さらに、逆止
弁４１に用いるねじ４３には前記第１の実施例で述べた
ガイド穴１７Ａが廃止されている。

【００４８】かくして、このように構成される本実施の
形態でも、前記第１の実施の形態とほぼ同様の作用効果
を得ることができる。

【００４９】なお、前記第１の実施の形態では、弁体１
８，２４側にそれぞれ弁シール１９，２５を設ける構成
として述べたが、これに替えて、例えば弁シール１９，
２５を弁ケース１５，２１の弁座１６Ａ，２２Ａ側に設
け、弁体１８，２４をこの弁シールに対して離，着座さ
せる構成としてもよい。

【００５０】また、前記各実施の形態では、回転式圧縮
機としてスクロール式空気圧縮機を例に挙げて説明した
が、本発明はこれに限らず、ベーン式圧縮機、スクリュ
ー式圧縮機等に適用してもよく、さらに空気以外の気体
を圧縮する圧縮機にも適用でき、また真空ポンプ等にも
適用できる。

【００５１】

【発明の効果】以上、詳述した通り請求項１の発明によ
れば、圧縮機本体とアフタクーラとの間に第１の逆止弁
を設け、アフタクーラとタンクとの間には第２の逆止弁
を設ける構成としたから、圧縮運転時には第２の逆止弁
を常に低温状態に維持することができ、第２の逆止弁が
圧縮機本体から吐出される圧縮気体による圧縮熱の影響
を受けて劣化するのを防止できる。

【００５２】従って、圧縮運転を停止して第１，第２の
逆止弁が閉弁したときに、例え圧縮機本体とタンクとの
間に残留した圧縮気体が第１の逆止弁を介して圧縮機本
体側へと僅かに漏れて逆流したとしても、このときに圧
縮機本体側に逆流する気体の流速を第１の逆止弁により
十分に減速することができる。これによって、従来技術
で述べたように圧縮機本体が高速で逆回転するような事
態をなくし、圧縮機本体に加えられる余分な負荷を最小
限に抑えて装置の寿命を延ばすことができる。そして、
圧縮機本体から発生する吹き返し音等の騒音の低減化を
図ることができる。

【００５３】また、請求項２の発明では、逆止弁は弁体
の弁シールを該弁体と一体または別体の金属材料により
形成する構成としたから、圧縮運転時に弁シールが圧縮
気体による圧縮熱の影響を受けて劣化するのを防止で
き、圧縮気体の逆流を防止する逆流防止手段としての逆
止弁の信頼性を高めることができる。

【００５４】さらに、請求項３の発明では、第２の逆止
弁は弁体の弁シールを樹脂材料により形成する構成とし
たから、閉弁時には弁シールと弁ケースの弁座との間の
シール性を高めることができ、逆流防止手段としての第
２の逆止弁の信頼性を請求項３の発明と同様に高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるスクロール式
空気圧縮機を示す縦断面図である。

【図２】図１中の第１の逆止弁を拡大して示す断面図で
ある。

【図３】図１中の第２の逆止弁を拡大して示す断面図で
ある。

【図４】本発明の第２の実施の形態によるスクロール式
空気圧縮機の第１の逆止弁を示す断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態によるスクロール式
空気圧縮機の第１の逆止弁を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機本体 ４ 旋回スクロール ５ 圧縮室 １０ アフタクーラ １２ 空気タンク １４，３１，４１ 第１の逆止弁 １５，２１ 弁ケース １６Ａ，２２Ａ 弁座 １８，２４，３２，４２ 弁体 １９，２５ 弁シール ２０ 第２の逆止弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転運動により気体を圧縮する圧縮機本
   体と、該圧縮機本体により圧縮された圧縮気体を冷却す
   るアフタクーラと、該アフタクーラで冷却された後の圧
   縮気体を貯えるタンクとを備えてなる回転式圧縮機にお
   いて、 前記圧縮機本体とアフタクーラとの間には、圧縮気体が
   前記アフタクーラに向けて流通するのを許し、逆向きの
   流れを遮断する第１の逆止弁を設け、前記アフタクーラ
   とタンクとの間には、前記アフタクーラからの冷却され
   た圧縮気体が前記タンクに向けて流通するのを許し、逆
   向きの流れを遮断する第２の逆止弁を設ける構成とした
   ことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 【請求項２】 前記第１の逆止弁は、金属材料によって
   形成され弁座を有する弁ケースと、該弁ケースの弁座に
   離，着座する弁体とからなり、該弁体の弁シールは該弁
   体と一体または別体の金属材料により形成してなる請求
   項１に記載の回転式圧縮機。
3. 【請求項３】 前記第２の逆止弁は、金属材料によって
   形成され弁座を有する弁ケースと、該弁ケースの弁座に
   離，着座する弁体とからなり、該弁体の弁シールは樹脂
   材料またはゴム材料により形成してなる請求項１に記載
   の回転式圧縮機。