JP2012154213A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、吸入される冷媒ガスを断熱することで、生産性を悪化させることなく体積効率を向上させる。
【解決手段】固定スクロール１１の反ラップ面に形成する吐出孔１３と吸入孔１２を隔てる溝１４と、前記旋回スクロールの反ラップ面に形成する中央部と外周部を隔てる溝との少なくともどちらか一方の溝を形成したことで、構造は溝の加工のみで生産性がよく、高温部分である吐出孔と低温部分である吸入孔が断熱層により隔たれるため吸入される冷媒ガスの断熱が実現される。
【選択図】図５

Description

本発明は流体の吸入、圧縮、吐出を繰り返し行うスクロール圧縮機に関するものである。

従来、この種のスクロール圧縮機は、吐出された高温のガスによって固定スクロール自身の温度が高められ、その結果吸入孔から吸入される冷媒ガスの温度が高められ、体積効率の低下を招いている。その対策として吸入経路である溝の内部に断熱材を装着しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

図８は、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機を示すものである。図８に示すように、固定スクロール１に冷媒ガスを流入するための溝２が形成され、溝２の内側に断熱材３が装着されている。

特開昭６２−１４７０８５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、冷媒やオイルにさらされる圧縮機構の内部に断熱材を装着するため、適合可能な断熱材の選定や装着方法が極めて困難であるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、簡単な構造で、吸入される冷媒ガスを断熱し体積効率を向上させることで、生産性がよく、高効率なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールの反ラップ面に形成する、吐出孔と吸入孔を隔てる溝と、前記旋回スクロールの反ラップ面に形成する、中央部と外周部を隔てる溝との少なくともどちらか一方の溝を形成するものである。

これによって、構造は溝の加工のみで生産性がよく、高温部分と低温部分が断熱層により隔たれるため吸入される冷媒ガスは断熱される。

本発明のスクロール圧縮機は、簡単な構造で、吸入される冷媒ガスを断熱し、吸入加熱による体積効率の低下を抑えることができる。

本発明の実施の形態１における固定スクロールの反ラップ面の平面図 本発明の実施の形態１における旋回スクロールの反ラップ面の平面図 本発明の実施の形態１における固定スクロールの反ラップ面の平面図 本発明の実施の形態１における固定スクロールの反ラップ面の平面図 本発明の実施の形態１における固定スクロールの反ラップ面の平面図 本発明の実施の形態２における固定スクロールの反ラップ面の平面図 本発明の実施の形態２における固定スクロールの縦断面図 従来のスクロール圧縮機の固定スクロールの平面図

第１の発明は、鏡板に直立して形成された渦巻状のラップを有する固定スクロールと、この固定スクロールのラップに対向して噛み合うラップを有する旋回スクロールとにより複数の圧縮室を形成し、前記旋回スクロールの旋回運動により前記圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い、前記固定スクロールの反ラップ面に形成された吐出孔から圧縮されたガスを吐出するスクロール圧縮機において、前記固定スクロールの外周部に外部から冷媒を導入するための吸入孔を設け、前記吐出孔と前記吸入孔とを隔てる溝と、前記旋回スクロールの反ラップ面に形成する中央部と外周部とを隔てる溝の少なくとも一方の溝を形成するとしたものである。これにより、構造は溝の加工のみで生産性がよく、高温部分である吐出孔と低温部分である吸入孔が断熱層により隔たれるため吸入される冷媒ガスは断熱される。

第２の発明は、特に第１の発明における溝を、前記吐出孔と前記吸入孔を含む吸入部とを隔てるよう構成したものである。これにより、吸入直後だけでなく、圧縮室に閉じ込められるまでの広い範囲で冷媒が加熱されることを抑えることが出来る。

第３の発明は、特に第１もしくは第２の発明の溝を、前記吐出孔に連通する圧縮室に対応する反ラップ面の部分と、前記吸入孔もしくは前記吸入孔を含む吸入部とを隔てるよう構成したものである。これにより、吐出温度に到達する部分を断熱することが出来るので、吸入冷媒の加熱をより抑えることが出来る。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の溝が２重以上であることにより、断熱層が段階的に２重以上に形成されるため、より断熱の効果が大きい。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の溝が鏡板外周に対して同心円に形成されることで、より加工が容易である。

第６の発明は、吐出孔から圧縮されたガスを吐出する容器内吐出室を内部に形成したマフラを、前記固定スクロールの反ラップ面に設け、特に、第１〜５のいずれか１つの発明の前記固定スクロールの反ラップ面の溝が、マフラの内外空間を連通しないことにより、マフラ内外のシール性を維持しながら、断熱層を形成することができる。

第７の発明は、特に、第１〜６のいずれか１つの発明の溝に断熱材を充填することにより、より断熱効果が大きい。

第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明の冷媒ガスがＣＯ２であることにより、吐出温度が高いため、より断熱による効果が顕著である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の固定スクロールの反ラップ面の平面図を示すものである。

図２は、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の旋回スクロールの反ラ
ップ面の平面図を示すものである。

図１において、固定スクロール１１の外周部に吸入孔１２が設けられ、固定スクロール１１の反ラップ面の中心部に吐出孔１３が設けられている。固定スクロール１１の反ラップ面には吐出孔１３と吸入孔１２を隔てる溝１４が形成されている。

図２において、旋回スクロール１５の反ラップ面に中央部と外周部を隔てる溝１６が形成されている。

以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクルから戻ってきた低温低圧の冷媒ガスが吸入孔１２を通って圧縮室に導かれ、旋回スクロール１５の旋回運動により圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い、冷媒ガスは高温高圧になり吐出孔１３から吐出される。

このため、固定スクロール１１、旋回スクロール１５とも中心部がより高温になる。中心部の熱は鏡板を介して、外周部へと伝わり、吸入孔１２から導入される冷媒ガスおよび圧縮室に閉じ込められる前の冷媒ガスを加熱する。ここで、鏡板に溝１４，１６を形成し、断熱層を形成しているため、鏡板を熱が伝わりにくくなり冷媒ガスの加熱が抑えられ、体積効率を向上することができる。

なお、本実施例では、固定スクロール１１及び旋回スクロール１５の両方に溝１４、１６が形成される場合について説明したが、どちらか一方だけであってもよく、その場合も断熱効果を得ることができる。
＜溝の変形例＞
図３〜図５は、溝１４の変形例を示している。

図３のように、溝１４は複数個所に設けてもよく、形状も直線でも円弧状でも同様に断熱効果が得られる。溝１４の深さは深いほど断熱効果は大きくなるが、強度低下による変形が大きくなるので、許容変形範囲内に収めるのがよい。

また、図４のように、吸入孔１２だけでなく圧縮室が閉じ込む直前までの範囲（吸入部１７）には、吸入ガスが存在するので、吐出孔１３と吸入部１７を隔てる溝１４を形成することで、より吸入加熱を抑えることが出来る。

また、図５のように、吐出孔１３に連通する圧縮室はほぼ吐出温度になっているため、この範囲に対応する固定スクロール１１の反ラップ面の部分と吸入部１７とを隔てるように溝１４を形成することで、吐出温度に到達する部分から断熱することができるので、より吸入加熱を抑えることができる。

また、図５のように、溝１４を２重に形成することで、断熱層が２重に形成され、２段階で断熱が行われるため、断熱効果が大きい。

また、図５のように、溝１４を鏡板外周に対して同心円に形成することで、旋盤加工が可能になり容易に加工できる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態におけるスクロール圧縮機の固定スクロールの反ラップ面の平面図を示すものである。

図７は、本発明の第２の実施の形態におけるスクロール圧縮機の固定スクロールの縦断面図を示すものである。

図６、図７において、固定スクロール１１の外周部に吸入孔１２が設けられ、固定スクロール１１の反ラップ面の中心部に吐出孔１３が設けられている。固定スクロール１１の反ラップ面には、マフラ１８が設けられ、マフラ１８内部には吐出孔１３から圧縮されたガスが吐出される容器内吐出室１９が形成されている。固定スクロール１１の反ラップ面には、吐出孔１３と吸入部１７を隔てる溝１４が、マフラ１８の内外を連通しないように、マフラ１８の内側、外側にそれぞれ独立して形成されている。

以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクルから戻ってきた低温低圧の冷媒ガスが吸入孔１２を通って圧縮室に導かれ、旋回スクロール１５の旋回運動により圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い、冷媒ガスは高温高圧になり吐出孔１３から吐出される。吐出されたガスはマフラ１８内の容器内吐出室１９に吐出され、圧縮機構部の通路を通って電動機部へ導かれる（図示せず）。

このため、固定スクロール１１は中心部がより高温になる。中心部の熱は鏡板を介して、外周部へと伝わり、吸入孔１２から導入される冷媒ガスおよび圧縮室に閉じ込められる前の冷媒ガスを加熱するが、鏡板に溝１４を形成し、断熱層を形成しているため、鏡板を熱が伝わりにくくなり冷媒ガスの加熱が抑えられ、体積効率を向上することができる。

また、溝１４は、マフラ１８の内外を連通しないように、マフラ１８の内側、外側にそれぞれ独立して形成されているので、マフラ１８のシール性は維持することができる。

また、図７のように、溝１４に断熱材２０を充填することで、より大きな断熱効果を得ることができる。

また、冷媒ガスとして、ＣＯ２を用いた場合、吐出温度が高いため、断熱の効果がより顕著である。

以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、簡単な構造で、吸入される冷媒ガスを断熱し、吸入加熱による体積効率の低下を抑えることができるので、生産性がよく、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。さらに、製品であるルームエアコン等の空調機やヒートポンプ式給湯機として、より省エネで環境に優しい快適な製品とすることが可能である。

１１ 固定スクロール
１２ 吸入孔
１３ 吐出孔
１４ 溝
１５ 旋回スクロール
１６ 溝
１７ 吸入部
１８ マフラ
１９ 容器内吐出室
２０ 断熱材

Claims (8)

1. 鏡板に直立して形成された渦巻状のラップを有する固定スクロールと、この固定スクロールのラップに対向して噛み合うラップを有する旋回スクロールとにより複数の圧縮室を形成し、前記旋回スクロールの旋回運動により前記圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い、前記固定スクロールの反ラップ面に形成された吐出孔から圧縮されたガスを吐出するスクロール圧縮機において、
   前記固定スクロールの外周部に外部から冷媒を導入するための吸入孔を設け、前記吐出孔と前記吸入孔とを隔てる溝と、前記旋回スクロールの反ラップ面に形成する中央部と外周部とを隔てる溝の少なくとも一方の溝を形成することを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記溝は、前記吐出孔と前記吸入孔を含む吸入部とを隔てるものであることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記溝は、前記吐出孔に連通する圧縮室に対応する反ラップ面の部分と、前記吸入孔もしくは前記吸入孔を含む吸入部とを隔てるものであることを特徴とする請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記溝が２重以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記溝が鏡板外周に対して同心円に形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
6. 吐出孔から圧縮されたガスを吐出する容器内吐出室を内部に形成したマフラを、前記固定スクロールの反ラップ面に設け、前記固定スクロールの反ラップ面の溝が、前記マフラの内外空間を連通しないことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
7. 前記溝に断熱材を充填することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
8. 冷媒ガスがＣＯ２であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。

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