JP2001329972A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮機回転数に応じた最適な圧縮室の容積比
を確保することができ、回転数可変速による小能力から
大能力の広い範囲にわたって、最適なＣＯＰを得ること
がでるスクロール圧縮機を提供する。 【解決手段】 密閉容器内に、鏡板に渦捲き状のラップ
を立設させた固定スクロールを固定し、同じく鏡板4aに
渦捲き状のラップ4bを立設させた旋回スクロール４を、
互いにラップを噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、ス
クロールの中心方向に移動するに従って容積を縮小する
ことにより、圧縮室の冷媒を圧縮してなるスクロール圧
縮機において、固定スクロールおよび旋回スクロール４
のいずれか一方、もしくは両方のラップの先端部に歯先
に向かって傾斜する面取り部１２を形成した構成となっ
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、スクロール圧縮機
に係り、詳しくは圧縮機回転数に応じた最適な圧縮室の
容積比を確保することができ、回転数可変速により小能
力から大能力の広い範囲にわたって、最適なエネルギー
消費効率（ＣＯＰ）を得ることができるスクロールの構
造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例によるスクロール圧縮機としては
例えば図１に示すように、内部を高圧室２とした密閉容
器１内に、鏡板３ａに渦巻状のラップ３ｂを立設させる
と共にほぼ中央に吐出孔３ｃを穿設してなる固定スクロ
ール３が固定され、その下方に同じく鏡板４ａの一面に
渦巻状のラップ４ｂを立設させると共に他面に旋回スク
ロール軸４ｃを設けた旋回スクロール４がラップを噛み
合わせて偏心して配設され、前記両ラップ３ｂ、４ｂ間
に形成される圧縮室５の外周と中央に夫々吸入室６と吐
出室７が設けられている。

【０００３】前記旋回スクロール４を自転をさせずに固
定スクロール３に対して円軌道運動させるとき、圧縮室
５は吸入室６で冷媒を吸入した後、スクロールの中心方
向に移動するに従って容積を縮小することにより、前記
圧縮室５の冷媒を圧縮し最終的に吐出室７に吐出する。
通常、スクロール圧縮機は吸込容積と最終圧縮室容積と
で決定する容積比が一定であるため、設計値付近の圧力
比ではエネルギー消費効率（ＣＯＰ）は良いが、低速運
転時では無駄な圧縮（過圧縮）を行うため、圧縮機入力
を増大させＣＯＰを低下させる。

【０００４】スクロール圧縮機を空調用冷媒圧縮機とし
て使用する場合、運転モードの多様化に伴い可変速運転
する必要が生じている。可変速運転では、同一スクロー
ル圧縮機で大容量での大能力運転から小容量での小能力
運転まで幅広い運転状態が得られる必要がある。

【０００５】容積を可変する場合、図５に示すように、
旋回スクロール４のラップ巻き終り４ｂ１’位置からそ
の渦巻形状に沿って更にラップを延ばした延長部４ｂ
ｂ’を設け、延長部４ｂｂ’の巻き終り端部４ｂ３’に
向けて、ラップ厚みを薄くして圧縮室の吸込容積をかえ
る方法がある。上記構成において、圧縮機が低速運転さ
れている状態では、旋回スクロールラップ４ｂの前記延
長部４ｂｂ’の切削した部位と固定スクロールラップ３
ｂ間の隙間より吸入冷媒を逃がすため、延長前のラップ
巻き終り４ｂ１’部分までが有効に働いて、圧縮室５へ
の冷媒を設計通りの閉じ込み容積となり、一方圧縮機の
運転速度が増大するにつれて前記延長部４ｂｂ’が対向
する固定スクロールラップ３ｂ部分との間での冷媒の閉
じ込み容積が大きくなる。

【０００６】しかしながら、上記構成において、延長部
４ｂｂ’は精度良く加工することが困難であり、かつ巻
き終り端部４ｂ３’で歯厚が薄くなったことにより、ラ
ップ強度の信頼性が低下するという欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みなされたもので、固定スクロールおよび旋回スクロ
ールのいずれか一方、もしくは両方のラップの先端部に
面取り部を形成することにより、圧縮機回転数に応じた
最適な圧縮室の容積比を確保することができ、回転数可
変速による小能力から大能力の広い範囲にわたって、最
適なＣＯＰを得ることができ、かつバイパス溝の加工を
精度良く容易に行うことができ、バラツキの少ないスク
ロール圧縮機を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するためなされたもので、密閉容器内に、鏡板に渦捲
き状のラップを立設させた固定スクロールを固定し、同
じく鏡板に渦捲き状のラップを立設させた旋回スクロー
ルを、互いにラップを噛み合わせて複数の圧縮室を形成
し、スクロールの中心方向に移動するに従って容積を縮
小することにより、前記圧縮室の冷媒を圧縮してなるス
クロール圧縮機において、前記固定スクロールおよび旋
回スクロールのいずれか一方、もしくは両方のラップの
先端部に歯先に向かって傾斜する面取り部を形成した構
成となっている。

【０００９】また、前記面取り部を、前記渦捲き状のラ
ップの巻き終わり部近傍から始まり、渦捲きの１巻以内
で終わるようにした構成となっている。

【００１０】また、前記面取り部の断面形状を、円弧
状、Ｃ面取りまたはテーパ面取りに形成した構成となっ
ている。

【００１１】また、前記面取り部の傾斜幅を、全長にわ
たり均一、もしくは中心部に向かうにしたがい小さくな
るようにした構成となっている。

【００１２】また、前記両ラップのいずれか一方を１８
０度延長した非対称ラップで構成した。

【００１３】また、前記圧縮室の過圧縮を防止する吐出
バイパス弁を使用しない構成となっている。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施
例を示すスクロール圧縮機の概略横断面図、図２は本発
明の要部拡大斜視図、図３は本発明の要部拡大上面図で
ある。図において、内部を高圧室２とした密閉容器１内
に、鏡板３ａに渦巻状のラップ３ｂを立設させると共に
ほぼ中央に吐出孔３ｃを穿設してなる固定スクロール３
が固定され、その下方に同じく鏡板４ａの一面に渦巻状
のラップ４ｂを立設させると共に他面に旋回スクロール
軸４ｃを設けた旋回スクロール４がラップを噛み合わせ
て偏心して配設され、前記両ラップ３ｂ、４ｂ間に形成
される圧縮室５の外周と中央に夫々吸入室６と吐出室７
が設けられスクロール圧縮機を構成している。

【００１５】前記吸入室６に吸入管６ａを接続し、固定
スクロール３のほぼ中央に吐出孔３ｃを穿設して圧縮室
５を吐出室７に連通させ、更に、密閉容器１に吐出管１
ａを設けて、吸入管６ａから吸入孔６ｂを経由して吸入
室６、圧縮室５、吐出孔３、吐出室７を経て吐出管１ａ
に到る流路を形成する。一方、旋回スクロール４の下方
に位置してそのスラスト荷重を受け、外周部において固
定スクロール３を支持するメインフレーム８の中心部に
駆動軸受９が設けられ、同軸受９に支持され、図示され
ていない電動機により駆動されるクランク軸１０の上端
には偏心軸受１１が設けられ、これに前記旋回スクロー
ル軸４ｃが挿入されている。メインフレーム８と旋回ス
クロール４の鏡板４ａとの間に図示しないオルダムリン
グが配設されている。

【００１６】この構成において、前記旋回スクロール４
を自転をさせずに固定スクロール３に対して円軌道運動
させるとき、圧縮室５は吸入室６で冷媒を吸入した後、
スクロールの中心方向に移動するに従って容積を縮小す
ることにより、前記圧縮室５の冷媒を圧縮し最終的に吐
出室７に吐出する。

【００１７】前記固定スクロール３および旋回スクロー
ル４のいずれか一方、もしくは両方のラップ３ｂ，４ｂ
の先端部に歯先に向かって傾斜する面取り部１２を形成
した構成となっている。図２および図３は旋回スクロー
ル４を例に示したもので、前記面取り部１２の長さを、
前記渦捲き状のラップ４ｂの巻き終わり部４ｄ近傍から
始まり、渦捲きの１巻（３６０°）以内で終わるように
構成されている。

【００１８】また、前記面取り部１２の断面形状を図４
に示すように、Ｃ面取り（Ａ）、円弧状（Ｂ）またはテ
ーパ面取りに形成し、面取り部１２の傾斜面の幅を、全
長にわたり均一、もしくは中心部に向かうにしたがって
狭くなるようにしている。これにより、面取り部１２の
加工を精度良く容易に行うことができ、ラップ強度を損
なうことなく、信頼性を高めバラツキの少ないスクロー
ル圧縮機となる。

【００１９】上記構成において、圧縮機が低速運転され
ている状態では、圧縮開始からおよそ１回転付近までの
吸入冷媒を、前記面取り部１２より積極的に逃がし、前
記圧縮室５への閉じ込み機能を発揮させないようにした
ので、過圧縮を防止することができ、小能力、高効率な
運転が可能となる。また、圧縮機が中速運転されている
状態では、圧縮開始からおよそ１／２回転付近までの吸
入冷媒を、前記面取り部１２より積極的に逃がし、必要
な容積比確保するようになされている。さらに、圧縮機
が高速運転されている状態では、圧縮機が高回転になる
ため、前記面取り部１２の効果が無くなり、圧縮室５へ
の冷媒の閉じ込み性が高まって、設計値通りの容積比が
確保できて大能力、高効率な運転が実現できる。

【００２０】以上説明したように、前記固定スクロール
３および旋回スクロール４のいずれか一方、もしくは両
方のラップ３ｂ，４ｂの先端部に歯先に向かって傾斜す
る面取り部１２を形成した構成とすることにより、圧縮
機回転数に応じた最適な圧縮室の容積比を確保すること
ができ、回転数可変速による小能力から大能力の広い範
囲にわたって、最適なＣＯＰを得ることができ、かつ面
取り部１２の加工を精度良く容易に行うことができ、バ
ラツキの少ないスクロール圧縮機となる。

【００２１】また、前記両ラップ３ｂ，４ｂのいずれか
一方を１８０度延長した非対称ラップで構成してもよ
く、上記同様圧縮機回転数に応じた最適な圧縮室の容積
比を確保することができる。なお、液圧縮および過圧縮
を防止する場合、面取り部１２によりリリースできるた
め、吐出バイパス弁を使用しない構成としてもよい。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明においては、記固定
スクロールおよび旋回スクロールのいずれか一方、もし
くは両方のラップの先端部に歯先に向かって傾斜する面
取り部を形成した構成とすることにより、圧縮機回転数
に応じた最適な圧縮室の容積比を確保することができ、
回転数可変速による小能力から大能力の広い範囲にわた
って、最適なＣＯＰを得ることができ、かつ面取り部の
加工を精度良く容易に行うことができ、バラツキの少な
いスクロール圧縮機となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すスクロール圧縮機の横断
面図である。

【図２】本発明の実施例を示すスクロールラップの要部
拡大斜視図である。

【図３】本発明の実施例を示すスクロールラップの要部
拡大上面図である。

【図４】本発明の面取り部の形状を示す拡大断面図であ
る。

【図５】従来例によるスクロールラップの要部拡大断面
図である。

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 高圧室 ３ 固定スクロール ４ 旋回スクロール 3a,4a 鏡板 3b,4b ラップ ５ 圧縮室 ６ 吸入室 ７ 吐出室 ８ メインフレーム １２ 面取り部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に、鏡板に渦捲き状のラップ
   を立設させた固定スクロールを固定し、同じく鏡板に渦
   捲き状のラップを立設させた旋回スクロールを、互いに
   ラップを噛み合わせて複数の圧縮室を形成し、スクロー
   ルの中心方向に移動するに従って容積を縮小することに
   より、前記圧縮室の冷媒を圧縮してなるスクロール圧縮
   機において、 前記固定スクロールおよび旋回スクロールのいずれか一
   方、もしくは両方のラップの先端部に歯先に向かって傾
   斜する面取り部を形成してなることを特徴とするスクロ
   ール圧縮機。
2. 【請求項２】 前記面取り部を、前記渦捲き状のラップ
   の巻き終わり部近傍から始まり、渦捲きの１巻以内で終
   わるようにしてなることを特徴とする請求項１記載のス
   クロール圧縮機。
3. 【請求項３】 前記面取り部の断面形状を、円弧状、Ｃ
   面取りまたはテーパ面取りに形成してなることを特徴と
   する請求項１または２記載のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 前記面取り部の傾斜幅を、全長にわたり
   均一、もしくは中心部に向かうにしたがい小さくなるよ
   うにしてなることを特徴とする請求項１、２または３記
   載のスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 前記両ラップのいずれか一方を１８０度
   延長した非対称ラップで構成してなることを特徴とする
   請求項１記載のスクロール圧縮機。
6. 【請求項６】 前記圧縮室の過圧縮を防止する吐出バイ
   パス弁を使用しないことを特徴とする請求項１記載のス
   クロール圧縮機。