JP2001271750A - 開放形圧縮機および開放形圧縮機ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常温度上昇による焼付きを防止できる開放
形圧縮機を提供する。 【解決手段】 本発明の開放形圧縮機１０は、圧縮要素
ＣＦから吐出された冷媒の温度を検出する温度センサ１
と、ケーシング１１内へ冷媒をインジェクションするた
めのインジェクションポート２を開閉可能な閉鎖弁３
と、温度センサ１により検出された温度に基づいて閉鎖
弁３の開閉制御をするインジェクション弁開閉制御部４
とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、開放形圧縮機およ
び開放形圧縮機ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来の開放形圧縮機について説明
する。

【０００３】図７は、従来の開放形圧縮機の構成を概略
的に示す断面図である。図７を参照して、開放形圧縮機
１１０は、圧縮機１１０の外部にあるエンジンなどの駆
動源から駆動力を与えられて冷媒の圧縮動作を行なうも
のである。このため、開放形圧縮機１１０はケーシング
１１１内に圧縮要素ＣＦを有しているが、モータなどの
駆動源を有していない。

【０００４】圧縮要素ＣＦは、固定スクロール１１２
と、可動スクロール１１３とを有している。固定スクロ
ール１１２は、鏡板１１２ａと、鏡板１１２ａの前面に
突出した渦巻状歯部１１２ｂと、圧縮された冷媒を吐出
するための吐出口１１２ｃとを主に有している。この固
定スクロール１１２は、ハウジングなどを介してケーシ
ング１１１に固定されている。可動スクロール１１３
は、鏡板１１３ａと、鏡板１１３ａの前面に突出した渦
巻状歯部１１３ｂとを主に有している。渦巻状歯部１１
３ｂは、固定スクロール１１２の渦巻状歯部１１２ｂと
互いに噛み合い圧縮室を構成している。可動スクロール
１１３は、外部からの駆動力によって回転するクランク
軸１１４から回転力を受けて、相対的にその姿勢を保ち
ながら公転するように支持されている。

【０００５】ケーシング１１１には、ケーシング１１１
内へ冷媒を吸入するための吸入管１１５と、圧縮要素Ｃ
Ｆにより圧縮された冷媒をケーシング１１１外へ吐出す
るための吐出管１１６とが取付けられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】開放形圧縮機１１０で
は、ケーシング１１１内にモータなどの駆動源を有して
いない。このため、ケーシング１１１内で最も温度が高
くなる部分は、圧縮要素ＣＦによって圧縮された冷媒が
吐出される部位（吐出口１１２ｃ付近）である。

【０００７】複数の室内機（室内機マルチ）を備える室
外機に開放形圧縮機１１０を複数台搭載すると、１台の
圧縮機で複数の室内を冷暖房する場合もあり、室内機の
利用状況や外気温度によっては圧縮機に過剰に負荷がか
かる可能性が高い。この場合、圧縮要素ＣＦの吐出口１
１２ｃ付近において異常温度上昇が起こりやすい。その
温度上昇によって渦巻状歯部１１２ｂ、１１３ｂが熱膨
張することで、鏡板１１２ａと渦巻状歯部１１３ｂとの
隙間および鏡板１１３ａと渦巻状歯部１１２ｂとの隙間
が小さくなる。これにより、鏡板１１２ａ、１１３ａと
渦巻状歯部１１２ｂ、１１３ｂとの間で焼付きが生じや
すくなるという問題があった。

【０００８】また、室内機マルチの空調機にて、圧縮機
１１０内の油が少なくなると、鏡板１１２ａ、１１３ａ
と渦巻状歯部１１２ｂ、１１３ｂとの間に与えられる油
量が少なくなり、この部分での油によるシール能力が低
下する。このため、高圧側の圧縮室から低圧側の圧縮室
への冷媒の漏れが生じる。これにより、高圧に圧縮され
た高温の冷媒が繰返し圧縮されることになり、吐出口１
１２ｃ付近での異常温度上昇を助長させるという問題も
あった。

【０００９】それゆえ本発明の一の目的は、異常温度上
昇による焼付きを防止できる開放形圧縮機を提供するこ
とである。

【００１０】また、本発明の他の目的は、圧縮要素に適
正量の油を供給できる開放形圧縮機ユニットを提供する
ことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の開放形
圧縮機は、ケーシング外部から駆動力を与えられてケー
シング内の圧縮要素が冷媒を圧縮するものであって、温
度センサと、弁と、制御手段とを備えている。温度セン
サは、圧縮要素から吐出された冷媒の温度を検出するも
のである。弁は、ケーシング内へ冷媒をインジェクショ
ンするためのインジェクションポートを開閉可能なもの
である。制御手段は、温度センサにより検出された温度
に基づいて弁の開閉制御をするものである。

【００１２】請求項１に記載の開放形圧縮機によれば、
圧縮要素から吐出された冷媒の温度が温度センサにより
検出される。これにより、圧縮機内で最も温度が高くな
る部位の温度を知ることができる。そして、最も温度が
高くなる部位の温度が過剰に上昇しているときには、イ
ンジェクションポートからケーシング内へ冷媒をインジ
ェクションすることにより、その部位の温度を低減する
ことができる。よって、異常温度上昇を防止することが
でき、それによる焼付きを防止することもできる。

【００１３】請求項２に記載の開放形圧縮機ユニットで
は、上記の開放形圧縮機が複数個互いに連結されてお
り、複数の開放形圧縮機の各々のケーシング内の油面を
均一に制御するために各々のケーシングに接続された均
油管が備えられている。

【００１４】請求項２に記載の開放形圧縮機ユニットに
よれば、室内機の利用状況によって１の圧縮機に過剰に
負荷がかかりケーシング内の油量が少なくなった場合で
も、均油管を通じて他の圧縮機から油を補うことができ
る。このため、油量の減少による圧縮機内でのシール能
力の低下を防止することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。

【００１６】図１は、本発明の一実施の形態における開
放形圧縮機の構成を概略的に示す断面図である。図１を
参照して、本実施の形態の開放形圧縮機１０は、ケーシ
ング１１内に、主に圧縮要素ＣＦを有している。

【００１７】圧縮要素ＣＦは、固定スクロール１２と可
動スクロール１３とを有している。固定スクロール１２
は、鏡板１２ａと、その鏡板１２ａの前面に突出した渦
巻状歯部１２ｂと、圧縮された冷媒を吐出するための吐
出口１２ｃとを主に有している。この固定スクロール１
２は、ハウジングなどを介してケーシング１１に固定さ
れている。可動スクロール１３は、鏡板１３ａと、その
鏡板１３ａの前面に突出した渦巻状歯部１３ｂとを主に
有している。この渦巻状歯部１３ｂは、固定スクロール
１２の渦巻状歯部１２ｂと互いに噛み合って圧縮室を構
成している。可動スクロール１３は、外部からの駆動力
によって回転するクランク軸１４から回転力を受けて、
相対的にその姿勢を保ちながら公転するように支持され
ている。

【００１８】クランク軸１４は、外部駆動源からの駆動
力を受けるためにケーシング１１外へ延びている。この
クランク軸１４には、回転のバランスを保つためのバラ
ンスウェイト１４ａが取付けられている。

【００１９】ケーシング１１には、ケーシング１１内へ
冷媒を吸入するための吸入管１５と、圧縮要素ＣＦによ
り圧縮された冷媒をケーシング１１外へ吐出するための
吐出管１６とが取付けられている。

【００２０】本実施の形態において特に注目すべきは、
圧縮要素ＣＦから吐出された冷媒の温度を検出する温度
センサ１と、インジェクションポート２を開閉可能な閉
鎖弁３と、この閉鎖弁３を開閉制御するためのインジェ
クション弁開閉制御部４とが備えられていることであ
る。

【００２１】温度センサ１は、たとえばサーミスタより
なっており、圧縮要素ＣＦの吐出口１２ｃ付近、たとえ
ばケーシングトップに配置されている。インジェクショ
ンポート２は、たとえば吸入管１５から圧縮要素ＣＦに
冷媒が至る経路（矢印Ａ）に開口するようケーシング１
１に設けられている。インジェクションポート２は液ラ
インに接続されており、その経路の途中に閉鎖弁３が設
けられている。インジェクション弁開閉制御部４は、温
度センサ１により検出された温度に基づいて閉鎖弁３の
開閉制御を行なわしめるものである。

【００２２】本実施の形態では、図１を参照して、圧縮
要素ＣＦから吐出された冷媒の温度が温度センサ１によ
り検出される。これにより、圧縮機１０内で最も温度が
高くなる部位（吐出口１２ｃ付近）の温度を知ることが
できる。そして、この最も温度が高くなる部位の温度が
過剰に上昇しているときには、インジェクション弁開閉
制御部４により閉鎖弁３が開かれる。これにより液ライ
ンからインジェクションポート２を通じてケーシング１
１内へ低温の冷媒がインジェクションされ、それにより
吐出口１２ｃ付近の温度が低下する。これにより、吐出
口１２ｃ付近での異常温度上昇を防止することができる
ため、渦巻状歯部１２ｂ、１３ｂと鏡板１２ａ、１３ａ
との焼付きを防止することが可能となる。

【００２３】図１においてインジェクションポート２に
接続される液ラインは、たとえば図２に示すように空調
機内の凝縮器３１と膨張弁３２との間の経路から冷媒を
取り込むよう構成されている。

【００２４】また図３に示すように１つの空調機内に複
数の圧縮機１０Ａ、１０Ｂが搭載される場合がある。こ
の場合には、複数の圧縮機１０Ａ、１０Ｂの各々に凝縮
器３１と膨張弁３２との間の経路から冷媒がインジェク
ションポート２に与えられることになる。またこの場
合、複数の圧縮機１０Ａ、１０Ｂは、均油管３５により
互いに接続されることが好ましい。この均油管３５は、
複数の圧縮機１０Ａ、１０Ｂの各ケーシング内の油面位
置を均一にするためのものである。

【００２５】図４は、均油管のケーシングへの接続の様
子を示す図１の５０−５０線の断面に対応した概略断面
図である。図４を参照して、均油管３５は、ケーシング
１１に設けられた油吸入排出口３５ａに接続されてい
る。この油吸入排出口３５ａは、ケーシング１１内の油
溜り空間内における油面位置がクランク軸１４やバラン
スウェイト１４ａなどの回転部材により攪拌されない位
置（最適油面位置）となるように設けられている。この
ように均油管３５が各ケーシング１１に接続されること
で、各ケーシング１１内の油面位置は均一に制御され
る。

【００２６】ただし図４の構成では、油溜り空間内の最
適油面位置により均油管３５の接続位置が一義的に決ま
るため設計の自由度が低い。このため、図５に示すよう
に均油管３５をケーシング１１の任意の位置に接続し、
ノズル３５ｂの油吸入排出口３５ａを油溜り空間の最適
油面位置にまで延ばす構成とすることが好ましい。これ
により、均油管３５をケーシング１１の任意の位置に取
付けることが可能となるため、設計の自由度が高くな
る。

【００２７】本実施の形態では、図３に示すように複数
の圧縮機１０Ａ、１０Ｂを搭載する場合、その複数の圧
縮機１０Ａ、１０Ｂは互いに均油管３５で接続される。
このため、複数の圧縮機１０Ａ、１０Ｂの油面は均一に
保たれ、圧縮機１０Ａ、１０Ｂ間の油の偏りが防止でき
る。よって、室内機の利用状況によって１つの圧縮機
（たとえば１０Ａ）に過剰に負荷がかかり、ケーシング
１１内の油量が少なくなった場合でも、他の圧縮機（た
とえば１０Ｂ）から油を補うことができる。このため、
図１において渦巻状歯部１２ｂ、１３ｂと鏡板１２ａ、
１３ａとの間に油を適切に供給でき、高圧側の圧縮室か
ら低圧側の圧縮室へ冷媒が漏れることを防止することが
できる。よって、高圧に圧縮された冷媒が繰返し圧縮さ
れることが防止されるため、それによる吐出口１２ｃ付
近での異常温度上昇を防止することができる。

【００２８】また本実施の形態では、図４および図５に
示すように油吸入排出口３５ａは、バランスウェイト１
４ａなどの回転部材で油が攪拌されない高さ位置に設定
されている。このため、油攪拌により油ミストが吸入ガ
スに吸われてシステム内に流出することはなく、また油
攪拌による機械損失を低減することもできる。

【００２９】本実施の形態では、図１に示すように冷媒
が圧縮要素ＣＦ内に入る手前の経路にインジェクション
ポート２が開口しているが、本発明の構成はこれに限定
されない。本発明では、たとえば図６に示すようにイン
ジェクションポート２が圧縮要素ＣＦの圧縮室内に直接
インジェクションできるように設けられていてもよい。
また、インジェクションポート２は、圧縮後の冷媒温度
を下げることができれば、図１および図６に示す以外の
位置に開口していてもよい。

【００３０】なお、図６における上記以外の構成は、図
１の構成とほぼ同じであるため、同一の部材については
同一の符号を付し、その説明を省略する。

【００３１】また、本実施の形態では、温度センサ１と
してサーミスタについて説明したが、本発明はこれに限
定されず、圧縮冷媒の温度を測定できるものであればサ
ーミスタ以外のものを用いることもできる。

【００３２】また、本発明の開放形圧縮機の構成は、図
１に示す構成のものに限られず、外部駆動源からの駆動
力により圧縮動作を行なうものであればいかなるものも
適用することができる。

【００３３】また、図３においては圧縮機１０Ａ、１０
Ｂが２つ連結された構成について説明したが、本発明で
は３つ以上の圧縮機が連結されていてもよい。

【００３４】このように本発明の構成は、上述した実施
の形態の構成に限定されず、特許請求の範囲と均等の意
味および範囲内でのすべての変更を含むものである。

【００３５】

【発明の効果】請求項１に記載の開放形圧縮機によれ
ば、圧縮要素から吐出された冷媒の温度が温度センサに
より検出される。これにより、圧縮機内で最も温度が高
くなる部位の温度を知ることができる。そして、最も温
度が高くなる部位の温度が過剰に上昇しているときに
は、インジェクションポートからケーシング内へ冷媒を
インジェクションすることにより、その部位の温度を低
減することができる。よって、異常温度上昇を防止する
ことができ、それによる焼付きを防止することもでき
る。

【００３６】請求項２に記載の開放形圧縮機ユニットに
よれば、複数の圧縮機を連結し、その各々に接続される
均油管を設けたことにより、室内機の利用状況によって
１の圧縮機に過剰に負荷がかかりケーシング内の油量が
少なくなった場合でも、他の圧縮機から油を補うことが
できる。このため、油量の低下による異常温度上昇を防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態における開放形圧縮機
の構成を概略的に示す断面図である。

【図２】 図１に示す液ラインを説明するための図であ
る。

【図３】 複数の圧縮機が連結された場合の液ラインを
説明するための図である。

【図４】 均油管の接続の様子を示す図１の５０−５０
線の断面に対応する概略断面図である。

【図５】 均油管の接続の様子を示す図１の５０−５０
線の断面に対応する概略断面図である。

【図６】 圧縮室内に直接インジェクションする開放形
圧縮機の構成を示す部分断面図である。

【図７】 従来の開放形圧縮機の構成を概略的に示す断
面図である。

【符号の説明】

１ 温度センサ、２ インジェクションポート、３ 閉
鎖弁、４ インジェクション弁開閉制御部、１１ ケー
シング、１２ 固定スクロール、１３ 可動スクロー
ル、１４ クランク軸、１５ 吸入管、１６ 吐出管、
１０、１０Ａ、１０Ｂ 開放形圧縮機、３５ 均油管、
３５ａ 油吸入排出口。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶原 幹央 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 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB07 AC03 BE10 CD01 3H029 AA02 AA17 AB03 AB08 BB06 BB12 BB50 BB51 CC09 CC12 CC23 CC56 CC64 3H039 AA02 AA12 BB13 BB21 BB25 CC27 CC30 CC33 CC39 CC48

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（１１）外部から駆動力を与
   えられて前記ケーシング（１１）内の圧縮要素（ＣＦ）
   が冷媒を圧縮する開放形圧縮機であって、 前記圧縮要素（ＣＦ）から吐出された冷媒の温度を検出
   する温度センサ（１）と、 前記ケーシング（１１）内へ冷媒をインジェクションす
   るためのインジェクションポート（２）を開閉可能な弁
   （３）と、 前記温度センサ（１）により検出された温度に基づい
   て、前記弁（３）の開閉制御をする制御手段（４）とを
   備えた、開放形圧縮機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の開放形圧縮機（１０
   Ａ、１０Ｂ）が複数個互いに連結されており、 前記複数の開放形圧縮機（１０Ａ、１０Ｂ）の各々の前
   記ケーシング（１１）内の油面を均一に制御するため
   に、前記ケーシング（１１）の各々に接続された均油管
   （３５）を備えた、開放形圧縮機ユニット。