JP2000097172A

JP2000097172A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2000097172A
Application number: JP11311046A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishibashi; 広志石橋; Yoshitaka Shibamoto; 祥孝芝本; Yoshiaki Yoshida; 喜明吉田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1999-11-01
Filing date: 1999-11-01
Publication date: 2000-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】吐出ポートおよびリリーフポートからの吐出
脈動を緩和する。【解決手段】固定スクロール２の反渦巻体側にカバー
体２４を固定する。カバー体２４の内部空間２４ａと吐
出室１Ａとを支持体に設けた連通孔６１を介して連通す
る。カバー体の内部空間に固定スクロールの吐出口２３
およびリリーフポート１０を開口する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機、
詳しくは、鏡板に渦巻体を突設して成る固定及び可動ス
クロールを備えたスクロール圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種スクロール圧縮機は、例え
ば特開昭５８−１２８４８５号公報に記載されているよ
うに知られている。この公報記載のスクロール圧縮機
は、図９に示したように、密閉ケーシングＡの内方上部
に、鏡板Ｂ１に渦巻体Ｂ２を突設して成る固定スクロー
ルＢを設け、かつ、この固定スクロールＢの下部側に、
同じく鏡板Ｃ１に渦巻体Ｃ２を突設して成る可動スクロ
ールＣを前記各渦巻体Ｂ２，Ｃ２が互いに噛合するよう
に上下対向状に支持すると共に、前記ケーシングＡの下
部側にモータＤを設けて、該モータＤから延びる駆動軸
Ｅを前記可動スクロールＣの下部側に設けた軸受ハウジ
ングＦに軸受支持させる一方、前記駆動軸Ｅの軸受上端
側を前記可動スクロールＣに連動連結させて、前記駆動
軸Ｆの駆動に伴い前記可動スクロールＣを固定スクロー
ルＢに対しオルダムリングなどの自転防止機構を介して
公転駆動させるようにしている。

【０００３】そして、前記可動スクロールＣの下方背面
側で前記軸受ハウジングＦとの間には中間圧室Ｇを設け
ると共に、前記可動スクロールＣの鏡板Ｃ１に前記中間
圧室Ｇと圧縮室とを連通させる中間圧孔Ｈを形成して、
該中間圧孔Ｈから前記圧縮室における圧縮ガス流体の一
部を前記中間圧室Ｇ側に導入させることにより、この中
間圧室Ｇの内部を吸入圧力と吐出圧力との中間圧力に保
持し、この中間圧力でもって前記可動スクロールＣを固
定スクロールＢ側に押付けており、斯くすることによ
り、これら各スクロールＢ，Ｃの各渦巻体Ｂ２，Ｃ２を
それぞれ鏡板Ｃ１，Ｂ１側に互いに密接させ、運転時
に、前記可動スクロールＣが前記固定スクロールＢに対
し下方側に離間するのを防止し、この離間により、前記
各渦巻体Ｂ２，Ｃ２間の圧縮室側から低圧側へのガス漏
れの発生をなくして、前記圧縮室での圧縮損失を低減し
ている。

【０００４】更に、以上のスクロール圧縮機において
は、前記圧縮室内で過圧縮を起こしたりするのを防止す
るため、前記固定スクロールＢに複数のリリーフポート
Ｉを形成すると共に、前記固定スクロールＢの前記各リ
リーフポートＩとの対向部位に、前記圧縮室の内部圧力
が所定圧力以上となったとき開動作されるリリーフ弁Ｊ
をそれぞれ設けている。斯くすることにより、前記圧縮
室の内部圧力が所定圧力以上となったとき、前記リリー
フ弁Ｊを開き、前記圧縮室内の圧縮ガス一部を前記リリ
ーフポートＩからケーシング内に開放させて、前記圧縮
室内で過圧縮が発生したりするのを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上の構成
では、前記リリーフポートＩにより前記圧縮室での過圧
縮を防止できるのであるが、前記中間圧孔Ｈを介して前
記中間圧室Ｇと前記各渦巻体Ｂ２，Ｃ２間に形成される
圧縮室とを連通させ、前記中間圧室Ｇを中間圧に保持す
るようにしているから、この中間圧室Ｇと前記圧縮室と
の間でガス流体の出入りが発生することになり、つま
り、前記中間圧孔Ｈが高圧の圧縮室側に開口されたとき
には、この圧縮室から前記中間圧室Ｇ内に高圧のガス流
体が流入し、また、前記中間圧孔Ｈが中間圧室Ｇより低
圧の圧縮室側に開口したときには、この圧縮室側に前記
中間圧室Ｇから中間圧のガス流体が流入されるため、こ
のガス流体の出入りにより圧縮損失や動力損失を招く問
題があった。即ち、図１０は、縦軸に圧力を、横軸に圧
縮容積をとったグラフであって、吸入側において前記各
渦巻体Ｂ２，Ｃ２間の圧縮室にガス流体を吸入し、前記
可動スクロールＣの公転運動に伴って前記ガス流体を圧
縮室内で圧縮し、圧縮終了後に吐出口からケーシング内
に吐出させるまでのガス流体の過程を示しており、ガス
流体が前記圧縮室へと吸入されて封入されるとき、該圧
縮室内に前記中間圧室Ｇから中間圧のガス流体が導入さ
れることにより、同図の一点鎖線で示すように、前記圧
縮室の内部圧力が高くなり、それだけ動力損失が生ずる
のであり、また、高圧の圧縮室から中間圧室Ｇに排出さ
れることにより、それだけ圧縮損失が生ずるのである。

【０００６】本発明の目的は、圧縮室での圧縮損失及び
動力損失を低減できながら、しかも、過圧縮を少なくで
きるスクロール圧縮機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、鏡板２１，３１に渦巻体２
２，３２を突設した固定スクロール２と可動スクロール
３とを備えたスクロール圧縮機において、前記固定スク
ロール２と可動スクロール３との間で圧縮された高圧ガ
ス流体を密閉ケーシング１内に吐出させ、該ケーシング
１内の高圧圧力を前記可動スクロール３の背面側に付与
して、この可動スクロール３を前記固定スクロール２側
に押圧するようになすと共に、これら固定スクロール２
と可動スクロール３との間に形成する圧縮室Ｘ，Ｙのう
ち、吐出口２３に開口する直前の圧縮室Ｘ１，Ｙ１と前
記ケーシング１内とをリリーフポート１０により連通
し、このリリーフポート１０に、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１
から前記ケーシング１への流れのみを許すリリーフ弁１
１を設けたのである。

【０００８】また、請求項２記載の発明は、前記固定ス
クロール２の渦巻体２２を、その巻終り端から前記可動
スクロール３における渦巻体３２の巻終り端近くまで延
長させ、その延長部の内側面を前記固定スクロール２の
渦巻体２２に連続するインボリュート曲線となすと共
に、リリーフポート１０を、前記固定スクロール２と可
動スクロール３との間に形成する二つの圧縮室Ｘ，Ｙと
交互に連通する位置に開口させたのである。

【０００９】さらに、請求項３記載の発明は、前記固定
スクロール２の鏡板２１に、前記吐出口２３を開閉する
吐出弁２５を取付けると共に、この吐出弁２５の取付基
部からリリーフ弁１１を一体に延長させたのである。

【００１０】

【作用】従って、請求項１記載の発明では、運転時、密
閉ケーシング１内に吐出される高圧ガス流体の高圧圧力
を前記可動スクロール３の背面側に付与して、この可動
スクロール３を前記固定スクロール２側に押付けるよう
にしたから、該固定スクロール２から前記可動スクロー
ル３が離間したりするのを確実に阻止できると共に高圧
圧力により前記可動スクロール３を固定スクロール２に
押しつけるから、従来例のように中間圧で押しつける場
合に比較して前記各渦巻体２２，３２間における圧縮室
Ｘ，Ｙでの圧縮損失及び動力損失を低減することがで
き、しかも、前記圧縮室Ｘ，Ｙのうち前記吐出口２３に
開口する直前の圧縮室Ｘ１，Ｙ１と前記ケーシング１内
とをリリーフポート１０により連通し、このリリーフポ
ート１０に前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１からケーシング１内へ
の流れのみを許すリリーフ弁１１を設けたから、前記圧
縮室Ｘ１，Ｙ１が所定圧力以上となったとき、前記リリ
ーフ弁１１を開き、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１内の圧縮ガス
の一部を前記リリーフポート１０から前記ケーシング１
内に開放でき、従って、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１内で過圧
縮が発生するのを防止でき、また、軸受ハウジングに対
する軸受荷重や駆動トルクが異常に高くなるのも防止で
きるのである。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、前記固定
スクロール２の渦巻体２２を、その巻終り端から前記可
動スクロール３における渦巻体３２の巻終り端近くまで
延長させ、その延長部の内側面を前記固定スクロール２
の渦巻体２２に連続するインボリュート曲線となすと共
に、前記リリーフポート１０を、前記固定スクロール２
と可動スクロール３との間に形成する二つの圧縮室Ｘ，
Ｙと交互に連通する位置に開口させたから、前記各渦巻
体２２，３２間の各圧縮室Ｘ，Ｙでガス流体を圧縮する
とき、これら各圧縮室Ｘ，Ｙ間では所定の位相差でもっ
てガス流体の圧縮が行われるため、前記リリーフポート
１０として一個を形成するだけで、前記各圧縮室Ｘ，Ｙ
での過圧縮を防止できるのであって、各圧縮室Ｘ，Ｙご
とにリリーフポートを設ける場合に比較してその加工性
を向上できるのである。

【００１２】さらに、請求項３記載の発明では、前記固
定スクロール２の鏡板２１に、前記吐出口２３を開閉す
る吐出弁２５を取付けると共に、この吐出弁２５の取付
基部から前記リリーフ弁１１を一体に延長させたから、
前記吐出弁２５とリリーフ弁１１とを一つの部品にで
き、それだけ部品点数を少なくでき、コストダウンが可
能となる。

【００１３】

【実施例】図１は縦形スクロール圧縮機を示しており、
密閉ケーシング１の内方上部に、鏡板２１に渦巻体２２
を突設し、前記鏡板２１の中央部に吐出口２３を形成し
た固定スクロール２と、鏡板３１に渦巻体３２を突設し
て成る可動スクロール３とを、互いに各渦巻体２２，３
２が噛み合うように上下対向状に支持すると共に、前記
ケーシング１の下部側にモータ４を設けて、該モータ４
から延びる駆動軸４１を前記可動スクロール３の下部側
に固定した軸受ハウジング５に軸受支持させる一方、前
記駆動軸４１の軸受上端側を前記可動スクロール３にお
ける鏡板３１の裏面中央部に突設したボス部３３に挿嵌
させて、前記駆動軸４１の駆動に伴い前記可動スクロー
ル３を固定スクロール２に対しオルダムリング５０から
成る自転防止機構を介して公転駆動させるようにしてい
る。

【００１４】また、前記固定スクロール２には、前記吐
出口２３の上部側を覆うカバー体２４を固定ボルトなど
を介して取付け、該カバー体２４を前記ケーシング１の
内方上部側に固定した支持板６に連結させており、この
支持板６には前記吐出口２３に連通する連通孔６１を設
けている。さらに、前記固定スクロール２には前記ケー
シング１を貫通して該ケーシング１内に突入する吸入管
７を接続しており、また、前記連通孔６１が開口する前
記ケーシング１の吐出室１Ａと、前記モータ４と軸受ハ
ウジング５の空間１Ｂとを、連絡路１Ｃで連通して、前
記ケーシング１内を高圧とした高圧ドーム構造とし、前
記空間１Ｂに吐出管８を開口させている。

【００１５】そして、前記モータ４の駆動に伴う前記駆
動軸４１の回転で、前記固定スクロール２に対し可動ス
クロール３を公転駆動させることにより、前記吸入管７
から前記各スクロール２，３の各渦巻体２２，３２間に
形成される吸入部からガス流体を吸入して、これら各渦
巻体２２，３２間の圧縮室で圧縮し、この圧縮ガス流体
を前記吐出口２３から前記連通孔６１及び連絡路１Ｃを
経て前記空間１Ｂに吐出させ、該空間１Ｂから前記吐出
管８を介して外部に吐出させるのである。

【００１６】また以上の構成において、前記軸受ハウジ
ング５と前記可動スクロール３との間でボス部３３の外
周囲には背面室９が形成され、該背面室９は、前記ケー
シング１内の高圧圧力が作用している。即ち、前記背面
室９は、前記ケーシング１の底部油溜から前記駆動軸４
１の内部を経て各潤滑箇所へと汲上げられる高圧の潤滑
油が供給されていて、高圧圧力が作用するようになって
おり、この背面室９に作用する高圧圧力により前記可動
スクロール３を固定スクロール２側に押圧するようにし
ている。また、図２，図３で明らかにしたように、前記
固定スクロール２の鏡板２１に、前記各スクロール２，
３の渦巻体２２，３２間に形成される圧縮室Ｘ，Ｙで、
前記吐出口２３に開口する直前の圧縮室Ｘ１，Ｙ１を前
記吐出室１Ａに連通させるリリーフポート１０を設ける
と共に、前記リリーフポート１０に前記圧縮室Ｘ１，Ｙ
１から前記吐出室１Ａへの流れのみを許すリリーフ弁１
１を設け、このリリーフ弁１１の上部側に弁押え１２を
設けたのである。

【００１７】更に詳記すると、前記固定スクロール２の
鏡板２１に、前記吐出口２３に開口される直前の二つの
圧縮室Ｘ１，Ｙ１を前記吐出室１Ａに連通する二つのリ
リーフポート１０，１０を形成して、これら各リリーフ
ポート１０，１０にそれぞれリリーフ弁１１，１１を設
けると共に、この各リリーフ弁１１，１１の上部側にそ
れぞれ弁押え１２，１２を取付けたのである。また、前
記リリーフ弁１１，１１及び弁押え１２，１２は、図３
で示したように、一対のリリーフ弁１１，１１を連結片
１１ａで、一対の弁押え１２，１２を連結片１２ａでそ
れぞれ一体化して、前記各リリーフ弁１１及び各弁押え
１２をそれぞれ一つの部品にして部品点数を減少できる
ようにしている。また、前記リリーフ弁１１及び弁押え
１２は、前記各連結片１１ａ，１２ａの長さ方向両側で
前記リリーフ弁１１及び弁押え１２の各基部側を前記可
動スクロール２の鏡板２１上に固定ボルトなどで共締め
するようにしている。

【００１８】次に、以上の構成による作用について説明
する。前記スクロール圧縮機による運転時には、前記吸
入管７からの吸入ガス流体が、前記各スクロール２，３
における各渦巻体２２，３２の外方側に形成される吸入
部から内部に導入されて、前記各圧縮室Ｘ，Ｙ内で圧縮
され、この圧縮ガス流体が前記吐出口２３から前記支持
板６の連通孔６１を経て吐出室１Ａから前記空間１Ｂに
導かれ、この空間１Ｂから吐出管７を介して外部に吐出
される。このとき、前記背面室９には、前記ケーシング
１の底部油溜から前記駆動軸４１の内部を経て各潤滑箇
所へと汲上げられる高圧の潤滑油が供給されて高圧が作
用し、この高圧圧力により、前記可動スクロール３が固
定スクロール２側に押付けられる。従って、前記固定ス
クロール２から可動スクロール３が離間したりするのが
確実に防止され、前記各渦巻体２２，３２をそれぞれ鏡
板３１，２１に密接させることができ、しかも、前記圧
縮室Ｘ，Ｙから低圧側へのガス漏れの発生を防止でき、
前記圧縮室Ｘ，Ｙでの圧縮損失及び動力損失を低減する
ことができるのである。

【００１９】しかも、前記固定スクロール２には、前記
圧縮室Ｘ，Ｙのうち前記吐出口２３に開口する直前の第
１圧縮室Ｘ１，Ｙ１と前記吐出室１Ａとをリリーフポー
ト１０，１０により連通し、この各リリーフポート１０
に前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１から吐出室１Ａへの流れのみを
許すリリーフ弁１１，１１を設けているから、前記圧縮
室Ｘ１，Ｙ１が前記各リリーフ弁１１で設定する所定圧
力以上となったとき、これら各リリーフ弁１１が開か
れ、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１内の圧縮ガスの一部が前記各
リリーフポート１０から前記吐出室１Ａに開放されて、
前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１内で過圧縮が発生したりするのを
防止できる。従って、前記軸受ハウジング５の軸受に対
する荷重や駆動トルクが異常に高くなるのも防止できる
のである。

【００２０】即ち、冷凍装置の冷媒圧縮に用いる場合、
冷凍装置のシステムにより決まる圧力比、つまり凝縮圧
力と蒸発圧力とにより決まる圧力比が、前記各スクロー
ル２，３の設計圧力比より低いと、換言すると蒸発圧力
で決まる吸入圧力が高くなりシステムにより決まる圧力
比が設計圧力比より低くなったり、逆に凝縮圧力で決ま
る吐出圧力が低くなりシステムにより決まる圧力比が設
計圧力比より低くなると、リリーフポート１０を設けな
い場合では、図５の圧縮特性曲線Ｒ２のように圧縮室
Ｘ，Ｙの高圧圧力Ｐ０２が高くなるのに対し、リリーフ
ポート１０を設けた場合には図５の圧縮特性曲線Ｒ１の
ように圧縮室Ｘ，Ｙの高圧圧力Ｐ０１を前記高圧圧力を
Ｐ０２に比較して低くできるのである。尚、図５におい
てＰ１は圧縮室Ｘ，Ｙの閉じ込み時における低圧圧力で
ある。

【００２１】また、システムで決まる圧力比が設計圧力
比より低いと、固定スクロール２と可動スクロール３と
の間の離反力が増大し、図６の点線Ｐｘで示したように
前記可動スクロール３を固定スクロール２に押付け力、
つまりスラスト軸受荷重が減少し、可動スクロール３が
不安定となりガス漏れが生じたり、また、逆に前記軸受
ハウジング５の軸受に対する荷重や駆動トルクが高くな
るのであるが、リリーフポート１０を設けることにより
前記したシステムにより決まる圧力比が低い場合、つま
り過圧縮される場合でも、また、液圧縮により過圧縮さ
れる場合でも、前記固定スクロール２に可動スクロール
３を押し付ける押し付け力、つまりスラスト軸受荷重を
増大させられ、従って、前記可動スクロール３が固定ス
クロール２に対し離反することのない適正な押し付け力
が得られるのであって、前記可動スクロール３が不安定
となったり、ガス漏れが生ずるのを防止でき、それでい
て、前記軸受ハウジング５の軸受に対する荷重や駆動ト
ルクが高くなるのも防止できるのである。

【００２２】しかも、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１内での過圧
縮の発生を防止するにあたっては、従来のように、前記
圧縮室Ｘ１，Ｙ１と可動スクロールの背面側とを中間圧
孔を介して連通し、中間圧を可動スクロールに作用させ
るのでなく、換言すると、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１と中間
圧室との間でガス流体を出入させるのでなく、この可動
スクロール３の背面側に設けた背面室９に前記ケーシン
グ１内の高圧圧力を付与して、前記可動スクロール３を
固定スクロール２側に押付けるようにしているため、従
来のように、中間圧室を介して圧縮ガス流体が高圧側か
ら低圧側に洩れることによる圧縮損失や動力損失をなく
すことができるのである。

【００２３】また、以上説明した実施例は前記固定スク
ロール２における渦巻体２２の巻終り端と、前記可動ス
クロール３における渦巻体３２の巻終り端とを１８０度
の位相差とし、前記各渦巻体２２，３２により形成する
二つの圧縮室Ｘ，Ｙの吸入口を対称位置に設けた一般適
なスクロール圧縮機であるが、図４で示したように、固
定スクロール２における渦巻体２２の巻終り端から前記
可動スクロール３における渦巻体３２の巻終り端近くに
まで延びるインボリュート曲線形状の延長部２２ａを設
けて、前記各スクロール２，３を非対称形に形成しても
よい。この場合、前記リリーフポート１０を前記各スク
ロール２，３の渦巻体２２，３２間に形成する二つの圧
縮室Ｘ，Ｙと交互に連通する位置、つまり、図４の実線
で示した位置に開口させることにより、一つのリリーフ
ポート１０を設けるだけで、このリリーフポート１０を
前記固定スクロール２の鏡板２１で前記公転スクロール
２の公転駆動時に前記第１圧縮室Ｘ１，Ｙ１と交互に連
通されられるのであって、図４の実線と点線とで示した
ように、各圧縮室Ｘ，Ｙごとにリリーフポート１０を設
ける場合に比較してその加工性を向上できるのである。
尚、前記渦巻体２２の延長部２２ａは、その内側面だけ
をインボリュート曲線状に形成するようにしてもよい。

【００２４】即ち、以上のように、前記固定スクロール
２の渦巻体２２にインボリュート曲線状の延長部２２ａ
を設けて、前記各スクロール２，３を非対称形とすると
きには、前記各渦巻体２２，３２間の前記第１圧縮室Ｘ
１，Ｙ１でガス流体を圧縮するとき、これら各圧縮室Ｘ
１，Ｙ１間では図７に示したように所定の位相差でもっ
てガス流体の圧縮が行われるため、図４の実線位置に一
つのリリーフポート１０を設けるだけで、前記公転スク
ロール２の公転駆動時、前記リリーフポート１０を、図
７に示したように前記第１圧縮室Ｘ１，Ｙ１に所定期間
交互に開口させるられるのである。尚、このとき、前記
固定スクロール２の鏡板２１に形成する一つのリリーフ
ポート１０は、前記鏡板２１に設ける渦巻体２２の厚み
より小さく、かつ、該渦巻体２２の厚みにできるだけ近
い孔径に形成することが望ましく、斯くすることによ
り、前記リリーフポート１０をガス流体が通過するとき
の抵抗を軽減することができながら、このリリーフポー
ト１０を介して前記圧縮室Ｘ，Ｙの高圧側から低圧側に
ガス流体がリークしたりして圧縮損失を招いたりするの
をなくすことができる。

【００２５】さらに、図８で示したように、前記固定ス
クロール２の鏡板２１に設けた前記吐出口２３との対向
部位に、該吐出口２３を開閉する吐出弁２５を取付ける
と共に、この吐出弁２５の取付基部２５ａから前記各リ
リーフ弁１１，１１を一体に延長させるようにしてもよ
い。斯くするときには、前記吐出弁２５と前記各リリー
フ弁１１，１１とを一つの部品にできるから、部品点数
を減少できコストダウンが可能となり、また、組付性を
高めることもできる。尚、これら弁の上部には、図３と
同様に弁のリフトを規制する弁押えが設けられている。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明では、鏡板２１，３１に渦巻体２２，３２を突設した
固定及び可動スクロール２，３を備えたスクロール圧縮
機において、前記固定スクロール２と可動スクロール３
との間で圧縮された高圧ガス流体を密閉ケーシング１内
に吐出させ、該ケーシング１内の高圧圧力を前記可動ス
クロール３の背面側に付与して、この可動スクロール３
を前記固定スクロール２側に押圧するようになすと共
に、これら固定スクロール２と可動スクロール３との間
に形成する圧縮室Ｘ，Ｙのうち、吐出口２３に開口する
直前の圧縮室Ｘ１，Ｙ１と前記ケーシング１内とをリリ
ーフポート１０により連通し、該リリーフポート１０に
前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１から前記ケーシング１内への流れ
のみを許すリリーフ弁１１を設けたから、運転時に、前
記ケーシング１内の高圧圧力を前記可動スクロール３の
背面側に付与して、この可動スクロール３を前記固定ス
クロール２側に押付けることができ、従って、この押付
け力で固定スクロール２から前記可動スクロール３が離
間したりするのを確実に阻止できると共に、高圧圧力で
押付けられるのであるから、中間圧で押付ける従来例に
比較して、低圧側への洩れをなくせるので圧縮室Ｘ，Ｙ
での圧縮損失を低減することができる。しかも、前記吐
出口２３に開口する直前の圧縮室Ｘ１，Ｙ１と前記ケー
シング１内とをリリーフポート１０により連通し、この
リリーフポート１０に前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１からケーシ
ング１への流れのみを許すリリーフ弁１１を設けている
ため、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１が所定圧力以上となったと
き、前記リリーフ弁１１を開いて、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ
１内の圧縮ガスの一部を前記リリーフポート１０から高
圧室となる前記ケーシング１内に開放でき、従って、前
記圧縮室Ｘ１，Ｙ１内での過圧縮を防止でき、また、軸
受ハウジングに対する軸受荷重が異常に増大したり駆動
トルクが増大したりしたのを防止することができるので
ある。

【００２７】また、請求項２記載の発明では前記固定ス
クロール２の渦巻体２２を、その巻終り端から前記可動
スクロール３における渦巻体３２の巻終り端近くまで延
長させ、その延長部の内側面を前記固定スクロール２の
渦巻体２２に連続するインボリュート曲線となすと共
に、前記リリーフポート１０を前記固定スクロール２と
可動スクロール３との間に形成する二つの圧縮室Ｘ，Ｙ
と交互に連通する位置に開口させたから、前記各渦巻体
２２，３２間の各圧縮室Ｘ，Ｙでガス流体を圧縮すると
き、これら各圧縮室Ｘ，Ｙ間では所定の位相差でもって
ガス流体の圧縮が行われるため、前記リリーフポート１
０として一個を形成するだけで、前記各圧縮室Ｘ，Ｙで
の過圧縮を防止できるのであって、各圧縮室Ｘ，Ｙごと
にリリーフポートを設ける場合に比較してその加工性を
向上できるのである。

【００２８】さらに、請求項３記載の発明では、前記固
定スクロール２の鏡板２１に、前記吐出口２３を開閉す
る吐出弁２５を取付けると共に、この吐出弁２５の取付
基部から前記リリーフ弁１１を一体に延長させたから、
前記吐出弁２５とリリーフ弁１１とを一つの部品にで
き、それだけ部品点数を少なくでき、コストダウンが可
能となり、また、組付性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるスクロール圧縮機の全体構造
を示す一部省略した縦断面図。

【図２】リリーフポート及びリリーフ弁を設けた固定
スクロールの一部を示す拡大断面図。

【図３】図２の平面図。

【図４】非対称形とした固定及び可動スクロールの説
明図。

【図５】リリーフポートを設けた場合と設けない場合
との圧縮曲線を示すグラフ。

【図６】スラスト軸受荷重と圧力比との関係を示すグ
ラフ。

【図７】非対称形スクロールの圧縮曲線を示すグラ
フ。

【図８】吐出口に吐出弁を設けた実施例の図３に対応
する平面図。

【図９】従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図。

【図１０】従来の圧縮曲線を示すグラフ。

【符号の説明】

１密閉ケーシング、１Ａ高圧室、２固定スクロー
ル、３可動スクロール、２１，３１鏡板、２２，３
２渦巻体、２３吐出口、２５リーフ形吐出弁、１
０リリーフポート、１１リリーフ弁、Ｘ，Ｙ圧縮
室、Ｘ１，Ｙ１吐出口開口直前の圧縮室。

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年１２月２８日（１９９９．１２．
２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】スクロール圧縮機

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール圧縮機、
詳しくは、鏡板に渦巻体を突設して成る固定および可動
スクロールを備えたスクロール圧縮機に関する。

【０００２】

【０００４】更に、以上のスクロール圧縮機において
は、前記圧縮室内で過圧縮を起こしたりするのを防止す
るため、前記固定スクロールＢに複数のリリーフポート
Ｉを形成すると共に、前記固定スクロールＢの前記各リ
リーフポートＩとの対向部位に、前記圧縮室の内部圧力
が所定圧力以上となったとき開動作されるリリーフ弁Ｊ
をそれぞれ設けている。斯くすることにより、前記圧縮
室の内部圧力が所定圧力以上となったとき、前記リリー
フ弁Ｊを開き、前記圧縮室内の圧縮ガスの一部を前記リ
リーフポートＩからケーシング内に開放させて、前記圧
縮室内で過圧縮が発生したりするのを防止している。

【０００５】

【０００６】また、ケーシングの上部空間でリリーフ弁
Ｊを作動させるので、弁の着座音がケーシング等に伝達
されて圧縮機の騒音が大きくなるのである。

【０００７】本発明の目的は、圧縮室での圧縮損失およ
び動力損失を低減できながら、過圧縮を少なくできるス
クロール圧縮機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、鏡板２１，３１に渦巻体２
２，３２を突設した固定スクロール２と可動スクロール
３とを備え、この両スクロールの渦巻体２２，３２を対
向させて噛み合わせて圧縮室Ｘ，Ｙを形成したスクロー
ル圧縮機において、前記固定スクロール２の反渦巻体側
にカバー体２４を固定し、このカバー体２４の対向側に
支持体６を固定し、前記カバー体２４に支持体６を連結
し、この支持体６のカバー体２４と反対側に吐出室１Ａ
を形成し、前記カバー体２４の内部空間２４ａと吐出室
１Ａとを連通孔６１を介して連通し、前記カバー体の内
部空間２４ａに固定スクロール２の吐出口２３を開口
し、前記固定スクロール２に、前記圧縮室Ｘ，Ｙからカ
バー体２４の内部空間２４ａへ流体をリリーフするリリ
ーフ弁１１を設けたことを特徴とする。

【０００９】従って、請求項１記載の発明では、運転
時、圧縮室Ｘ，Ｙで圧縮された圧縮ガス流体は、固定ス
クロール２の吐出口２３からカバー体２４の内部空間２
４ａへ吐出され、さらに支持体６の連通孔６１を経て密
閉ケーシング１内の吐出室１Ａに導かれるので、カバー
体２４を設けない場合と比較して、吐出口２３からの吐
出脈動を緩和できる。また、リリーフ弁１１は流体の一
部をカバー体２４の内部空間２４ａへ逃がすものである
ので、リリーフポート１０からの吐出脈動も緩和でき
る。

【００１０】

【００１１】また、前記固定スクロール２には、前記吐
出口２３の上部側を覆うカバー体２４を固定ボルトなど
を介して取付け、該カバー体２４を前記ケーシング１の
内方上部側に固定した支持板６に連結させており、この
支持板６には前記吐出口２３に連通する連通孔６１を設
けている。さらに、軸受ハウジング５と支持体６とで区
画される低圧空間には、前記ケーシング１を貫通して該
ケーシング１内に突入する吸入管７が配置され、この吸
入管７を前記固定スクロール２に接続しており、また、
前記吐出口２３が開口する内部空間２４ａと前記連通孔
６１が開口する前記ケーシング１の吐出室１Ａとを前記
連通孔６１を介して連通するとともに、前記吐出室１Ａ
と、前記モータ４と軸受ハウジング５の空間１Ｂとを、
連絡路１Ｃで連通して、前記ケーシング１内を高圧とし
た高圧ドーム構造とし、前記空間１Ｂに吐出管８を開口
させている。

【００１２】そして、前記モータ４の駆動に伴う前記駆
動軸４１の回転で、前記固定スクロール２に対し可動ス
クロール３を公転駆動させることにより、前記吸入管７
から前記各スクロール２，３の各渦巻体２２，３２間に
形成される吸入部からガス流体を吸入して、これら各渦
巻体２２，３２間の圧縮室で圧縮し、この圧縮ガス流体
を前記吐出口２３から前記連通孔６１および連絡路１Ｃ
を経て前記空間１Ｂに吐出させ、該空間１Ｂから前記吐
出管８を介して外部に吐出させるのである。

【００１３】また以上の構成において、前記軸受ハウジ
ング５と前記可動スクロール３との間でボス部３３の外
周囲には背面室９が形成され、該背面室９は、前記ケー
シング１内の高圧圧力が作用している。即ち、前記背面
室９は、前記ケーシング１の底部油溜から前記駆動軸４
１の内部を経て各潤滑箇所へと汲上げられる高圧の潤滑
油が供給されていて、高圧圧力が作用するようになって
おり、この背面室９に作用する高圧圧力により前記可動
スクロール３を固定スクロール２側に押圧するようにし
ている。また、図２，図３で明らかにしたように、前記
固定スクロール２の鏡板２１に、前記各スクロール２，
３の渦巻体２２，３２間に形成される圧縮室Ｘ，Ｙで、
前記吐出口２３に開口する直前の圧縮室Ｘ１，Ｙ１を前
記吐出室１Ａに連通させるリリーフポート１０を設ける
と共に、前記リリーフポート１０に前記圧縮室Ｘ１，Ｙ
１から前記吐出室１Ａへの流れのみを許すリリーフ弁１
１を設け、このリリーフ弁１１の上部側に弁押え１２を
設けたのである。

【００１４】更に詳記すると、前記固定スクロール２の
鏡板２１に、前記吐出口２３に開口される直前の二つの
圧縮室Ｘ１，Ｙ１を前記吐出室１Ａに連通する二つのリ
リーフポート１０，１０を形成して、これら各リリーフ
ポート１０，１０にそれぞれリリーフ弁１１，１１を設
けると共に、この各リリーフ弁１１，１１の上部側にそ
れぞれ弁押え１２，１２を取付けたのである。また、前
記リリーフ弁１１，１１および弁押え１２，１２は、図
３で示したように、一対のリリーフ弁１１，１１を連結
片１１ａで、一対の弁押え１２，１２を連結片１２ａで
それぞれ一体化して、前記各リリーフ弁１１および各弁
押え１２をそれぞれ一つの部品にして部品点数を減少で
きるようにしている。また、前記リリーフ弁１１および
弁押え１２は、前記各連結片１１ａ，１２ａの長さ方向
両側で前記リリーフ弁１１および弁押え１２の各基部側
を前記固定スクロール２の鏡板２１上に固定ボルトなど
で共締めするようにしている。

【００１５】次に、以上の構成による作用について説明
する。前記スクロール圧縮機による運転時には、前記吸
入管７からの吸入ガス流体が、前記各スクロール２，３
における各渦巻体２２，３２の外方側に形成される吸入
部から内部に導入されて、前記各圧縮室Ｘ，Ｙ内で圧縮
され、この圧縮ガス流体が前記吐出口２３から内部空間
２４ａに吐出され、前記支持板６の連通孔６１を経て吐
出室１Ａから前記空間１Ｂに導かれ、この空間１Ｂから
吐出管８を介して外部に吐出される。このとき、前記背
面室９には、前記ケーシング１の底部油溜から前記駆動
軸４１の内部を経て各潤滑箇所へと汲上げられる高圧の
潤滑油が供給されて高圧が作用し、この高圧圧力によ
り、前記可動スクロール３が固定スクロール２側に押付
けられる。従って、前記固定スクロール２から可動スク
ロール３が離間したりするのが確実に防止され、前記各
渦巻体２２，３２をそれぞれ鏡板３１，２１に密接させ
ることができ、しかも、前記圧縮室Ｘ，Ｙから低圧側へ
のガス漏れの発生を防止でき、前記圧縮室Ｘ，Ｙでの圧
縮損失および動力損失を低減することができるのであ
る。

【００１６】しかも、前記固定スクロール２には、前記
圧縮室Ｘ，Ｙのうち前記吐出口２３に開口する直前の第
１圧縮室Ｘ１，Ｙ１と前記吐出室１Ａとをリリーフポー
ト１０，１０により連通し、この各リリーフポート１０
に前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１から吐出室１Ａへの流れのみを
許すリリーフ弁１１，１１を設けているから、前記圧縮
室Ｘ１，Ｙ１の圧力が前記内部空間２４ａ内の圧力以上
となったとき、これら各リリーフ弁１１が開かれ、前記
圧縮室Ｘ１，Ｙ１内の圧縮ガスの一部が前記各リリーフ
ポート１０から前記内部空間２４ａに開放されて、前記
圧縮室Ｘ１，Ｙ１内で過圧縮が発生したりするのを防止
できる。従って、前記軸受ハウジング５の軸受に対する
荷重や駆動トルクが異常に高くなるのも防止できるので
ある。

【００１７】しかも、前記吐出口２３またはリリーフポ
ート１０からのガス流体は、内部空間２４ａに吐出さ
れ、この内部空間２４ａで吐出脈動が緩和されるので、
騒音が低減できる。

【００１８】冷凍装置の冷媒圧縮に用いる場合、冷凍装
置のシステムにより決まる圧力比、つまり凝縮圧力と蒸
発圧力とにより決まる圧力比が、前記各スクロール２，
３の設計圧力比より低いと、換言すると蒸発圧力で決ま
る吸入圧力が高くなりシステムにより決まる圧力比が設
計圧力比より低くなったり、逆に凝縮圧力で決まる吐出
圧力が低くなりシステムにより決まる圧力比が設計圧力
比より低くなると、リリーフポート１０を設けない場合
では、図５の圧縮特性曲線Ｒ２のように圧縮室Ｘ，Ｙの
高圧圧力Ｐ０２が高くなるのに対し、リリーフポート１
０を設けた場合には図５の圧縮特性曲線Ｒ１のように圧
縮室Ｘ，Ｙの高圧圧力Ｐ０１を前記高圧圧力をＰ０２に
比較して低くできるのである。尚、図５においてＰ１は
圧縮室Ｘ，Ｙの閉じ込み時における低圧圧力である。

【００１９】また、システムで決まる圧力比が設計圧力
比より低いと、固定スクロール２と可動スクロール３と
の間の離反力が増大し、図６の点線Ｐｘで示したように
前記可動スクロール３を固定スクロール２に押付け力、
つまりスラスト軸受荷重が減少し、可動スクロール３が
不安定となりガス漏れが生じたり、また、逆に前記軸受
ハウジング５の軸受に対する荷重や駆動トルクが高くな
るのであるが、リリーフポート１０を設けることにより
前記したシステムにより決まる圧力比が低い場合、つま
り過圧縮される場合でも、また、液圧縮により過圧縮さ
れる場合でも、前記固定スクロール２に可動スクロール
３を押し付ける押し付け力、つまりスラスト軸受荷重を
増大させられ、従って、前記可動スクロール３が固定ス
クロール２に対し離反することのない適正な押し付け力
が得られるのであって、前記可動スクロール３が不安定
となったり、ガス漏れが生ずるのを防止でき、それでい
て、前記軸受ハウジング５の軸受に対する荷重や駆動ト
ルクが高くなるのも防止できるのである。

【００２０】しかも、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１内での過圧
縮の発生を防止するにあたっては、従来のように、前記
圧縮室Ｘ１，Ｙ１と可動スクロールの背面側とを中間圧
孔を介して連通し、中間圧を可動スクロールに作用させ
るのでなく、換言すると、前記圧縮室Ｘ１，Ｙ１と中間
圧室との間でガス流体を出入させるのでなく、この可動
スクロール３の背面側に設けた背面室９に前記ケーシン
グ１内の高圧圧力を付与して、前記可動スクロール３を
固定スクロール２側に押付けるようにしているため、従
来のように、中間圧室を介して圧縮ガス流体が高圧側か
ら低圧側に洩れることによる圧縮損失や動力損失をなく
すことができるのである。

【００２１】また、以上説明した実施例は前記固定スク
ロール２における渦巻体２２の巻終り端と、前記可動ス
クロール３における渦巻体３２の巻終り端とを１８０度
の位相差とし、前記各渦巻体２２，３２により形成する
二つの圧縮室Ｘ，Ｙの吸入口を対称位置に設けた一般的
なスクロール圧縮機であるが、図４で示したように、固
定スクロール２における渦巻体２２の巻終り端から前記
可動スクロール３における渦巻体３２の巻終り端近くに
まで延びるインボリュート曲線形状の延長部２２ａを設
けて、前記各スクロール２，３を非対称形に形成しても
よい。この場合、前記リリーフポート１０を前記各スク
ロール２，３の渦巻体２２，３２間に形成する二つの圧
縮室Ｘ，Ｙと交互に連通する位置、つまり、図４の実線
で示した位置に開口させることにより、一つのリリーフ
ポート１０を設けるだけで、このリリーフポート１０を
前記固定スクロール２の鏡板２１で前記公転スクロール
２の公転駆動時に前記第１圧縮室Ｘ１，Ｙ１と交互に連
通されられるのであって、図４の実線と点線とで示した
ように、各圧縮室Ｘ，Ｙごとにリリーフポート１０を設
ける場合に比較してその加工性を向上できるのである。
尚、前記渦巻体２２の延長部２２ａは、その内側面だけ
をインボリュート曲線状に形成するようにしてもよい。

【００２２】即ち、以上のように、前記固定スクロール
２の渦巻体２２にインボリュート曲線状の延長部２２ａ
を設けて、前記各スクロール２，３を非対称形とすると
きには、前記各渦巻体２２，３２間の前記第１圧縮室Ｘ
１，Ｙ１でガス流体を圧縮するとき、これら各圧縮室Ｘ
１，Ｙ１間では図７に示したように所定の位相差でもっ
てガス流体の圧縮が行われるため、図４の実線位置に一
つのリリーフポート１０を設けるだけで、前記公転スク
ロール２の公転駆動時、前記リリーフポート１０を、図
７に示したように前記第１圧縮室Ｘ１，Ｙ１に所定期間
交互に開口させるられるのである。尚、このとき、前記
固定スクロール２の鏡板２１に形成する一つのリリーフ
ポート１０は、前記鏡板２１に設ける渦巻体２２の厚み
より小さく、かつ、該渦巻体２２の厚みにできるだけ近
い孔径に形成することが望ましく、斯くすることによ
り、前記リリーフポート１０をガス流体が通過するとき
の抵抗を軽減することができながら、このリリーフポー
ト１０を介して前記圧縮室Ｘ，Ｙの高圧側から低圧側に
ガス流体がリークしたりして圧縮損失を招いたりするの
をなくすことができる。

【００２３】さらに、図８で示したように、前記固定ス
クロール２の鏡板２１に設けた前記吐出口２３との対向
部位に、該吐出口２３を開閉する吐出弁２５を取付ける
と共に、この吐出弁２５の取付基部２５ａから前記各リ
リーフ弁１１，１１を一体に延長させるようにしてもよ
い。斯くするときには、前記吐出弁２５と前記各リリー
フ弁１１，１１とを一つの部品にできるから、部品点数
を減少できコストダウンが可能となり、また、組付性を
高めることもできる。尚、これら弁の上部には、図３と
同様に弁のリフトを規制する弁押えが設けられている。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、固定スクロール２の吐出口２３から出たガ
ス流体およびリリーフポート１０から出たガス流体をカ
バー体２４の内部空間２４ａへ導くものであるので、こ
の内部空間２４ａで吐出脈動を緩和できる。

【００２５】また、カバー体内でリリーフ弁が開閉する
ので、弁の着座音は圧縮機容器外へ放射されにくく低騒
音である。

【図面の簡単な説明】

【図２】リリーフポートおよびリリーフ弁を設けた固
定スクロールの一部を示す拡大断面図。

【図３】図２の平面図。

【図４】非対称形とした固定および可動スクロールの
説明図。

【図７】非対称形スクロールの圧縮曲線を示すグラ
フ。

【図９】従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図。

【図１０】従来の圧縮曲線を示すグラフ。

【符号の説明】１密閉ケーシング、１Ａ高圧室、２固定スクロー
ル、３可動スクロール、２１，３１鏡板、２２，３
２渦巻体、２３吐出口、２５リーフ形吐出弁、１
０リリーフポート、１１リリーフ弁、Ｘ，Ｙ圧縮
室、Ｘ１，Ｙ１吐出口開口直前の圧縮室。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田喜明大阪府堺市築港新町３丁12番地ダイキン工業株式会社堺製作所臨海工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鏡板（２１）（３１）に渦巻体（２２）
（３２）を突設した固定スクロール（２）と可動スクロ
ール（３）とを備え、この両スクロール（２）（３）の
渦巻体（２２）（３２）を対向させて噛み合わせて圧縮
室（Ｘ１，Ｙ１）を形成したスクロール圧縮機におい
て、前記固定スクロール（２）の反渦巻体側にカバー体（２
４）を固定し、密閉ケーシング（１）の内方のカバー体（２４）の対向
する側に支持体（６）を固定し、前記カバー体（２４）に支持体（６）を連結し、この支
持体（６）のカバー体（２４）と反対側に吐出室（１
Ａ）を形成し、前記カバー体（２４）の内部空間（２４ａ）と吐出室
（１Ａ）とを支持体に設けた連通孔（６１）を介して連
通し、前記カバー体（２４）の内部空間（２４ａ）に固定スク
ロール（２）の吐出口（２３）を開口し、前記固定スクロール（２）に、前記圧縮室（Ｘ１，Ｙ
１）からカバー体（２４）の内部空間（２４ａ）へ流体
をリリーフするリリーフ弁（１１）を設けたことを特徴
とするスクロール圧縮機。