JP2016044603A - 横型段付きスクロール圧縮機 - Google Patents

横型段付きスクロール圧縮機 Download PDF

Info

Publication number
JP2016044603A
JP2016044603A JP2014169579A JP2014169579A JP2016044603A JP 2016044603 A JP2016044603 A JP 2016044603A JP 2014169579 A JP2014169579 A JP 2014169579A JP 2014169579 A JP2014169579 A JP 2014169579A JP 2016044603 A JP2016044603 A JP 2016044603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compression
compression chamber
bypass port
port
scroll compressor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014169579A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6352109B2 (ja
Inventor
創 佐藤
So Sato
創 佐藤
後藤 利行
Toshiyuki Goto
利行 後藤
隆英 伊藤
Takahide Ito
隆英 伊藤
尚夫 水野
Hisao Mizuno
尚夫 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2014169579A priority Critical patent/JP6352109B2/ja
Priority to DE112015003850.7T priority patent/DE112015003850T5/de
Priority to US15/316,909 priority patent/US10267311B2/en
Priority to PCT/JP2015/064500 priority patent/WO2016027533A1/ja
Publication of JP2016044603A publication Critical patent/JP2016044603A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6352109B2 publication Critical patent/JP6352109B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0269Details concerning the involute wraps
    • F04C18/0276Different wall heights
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

【課題】運転停止中に圧縮機に液冷媒がマイグレーションした液寝込み状態からの起動時においても、液圧縮を効果的に防止することができる横型段付きスクロール圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】横型段付きスクロール圧縮機1において、一対の圧縮室15内の圧力が、吸入締切り位置から吐出ポート13Cに連通する位置迄の間の圧縮途中位置で設定圧以上になったとき、その圧力を吐出室にリリーフするバイパスポート23A,23Bが渦巻き状ラップ13B,14Bの渦巻き方向に沿って設けられ、該バイパスポート23A,23Bのうち、段部13Dと14E、13Eと14Dが噛み合い開始時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室に開口するバイパスポート23B,23B1の開口面積が、第1圧縮室と対をなす第2圧縮室に開口するバイパスポート23Aの開口面積よりも大きくされている。【選択図】図2

Description

本発明は、固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き方向に沿う位置に段部が設けられている横型段付きスクロール圧縮機に関するものである。
固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップにおける歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、その段部を境に渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている、いわゆる段付きスクロール圧縮機は、冷媒ガスを渦巻き状ラップの周方向だけでなく、ラップ高さ方向にも圧縮(三次元圧縮)できるため、段部を備えていないスクロール圧縮機(二次元圧縮)に比べて、押しのけ量を大きくし、圧縮機容量を増加することができる。従って、圧縮機の外径を大きくすることなく、圧縮比を高めて性能向上を図り、小型化、軽量化することができる。
かかる段付きスクロール圧縮機において、圧縮室の圧力が異常上昇し、その圧力が吐出ポートと連通する前に設定圧以上に達したとき、バイパスポートおよびバイパス弁を介して吐出室にリリーフする過圧縮防止機構を設けた段付きスクロール圧縮機が特許文献1に開示されている。一方、特許文献2には、固定スクロールおよび旋回スクロールを異巻き数とした二次元圧縮タイプのスクロール圧縮機において、過圧縮および液圧縮を緩和するため、一対の背側圧縮室および腹側圧縮室に設けられるバイパスポートの位置および大きさ(数)を異ならせるようにしたものが開示されている。
また、特許文献3には、駆動軸を水平方向に配設した横型スクロール圧縮機にあって、両スクロールにより形成される圧縮室と、吐出室との間に、少なくとも4個のリリーフポートと1個の吐出ポートとを設けるとともに、各々のポートにリリーフ弁を設け、各リリーフポートまたは吐出ポートの1つが常に圧縮室と連通するように構成し、圧縮行程全域において液圧縮および過圧縮を防止できるようにしたものが開示されている。
特開2009−287512号公報 特開2004−270667号公報 特開2000−345976号公報
しかしながら、特許文献1−3の何れにも、横型の段付きスクロール圧縮機を、運転停止中に液冷媒がマイグレーションし、圧縮室内に液冷媒が溜まり込んでいる状態で起動時における液圧縮を効果的に防止できるようにしたものは開示されていない。スクロール圧縮機は、液冷媒が溜まり込んでいる状態で起動すると、液圧縮によってスクロールラップが破損する可能性があるため、過大な液圧縮を防止すべく、バイパスポートを設けて液冷媒を吐出室にリリーフする技術を採用している。
駆動軸が水平に配設されている横型スクロール圧縮機の場合、通常、重力方向下側の圧縮室に冷媒液がマイグレーションして溜まり込むため、重力方向下側の圧縮室でより液圧縮が発生し易いと考えられていた。こうした中、発明者らによる分析の結果、横型段付きスクロール圧縮機においては、段部同士の噛み合いが外れると、一対の背側圧縮室と腹側圧縮室とが連通するため、必ずしも重力方向下側の圧縮室で液圧縮が発生し易いわけではなく、段部が噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部が含まれる圧縮室側においてより液圧縮が発生し易いということが判った。以下にその分析結果について説明する。
図6は、圧縮室の略50%高さ位置まで液冷媒が溜まり込んでいる状態から起動した場合の圧縮動作を示したもので、固定スクロール13および旋回スクロール14の渦巻き状ラップ13B,14Bの歯先面および歯底面の渦巻き方向の所定位置に、それぞれ段部13D,13Eおよび14D,14Eが設けられ、両スクロール13,14を噛み合わせたとき、互いに噛み合う重力方向下側の歯底面の段部13Eと歯先面の段部14Dが左下45°位置に設定されている場合のものである。
図6(A)は、スクロール旋回角が吸入締切り位置で、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合い終了位置にある状態を示しており、この場合、スクロール中心を通る水平線レベルまで下側圧縮室(固定腹側圧縮室)15A内に液冷媒が溜まり込んでいるものとする。この(A)図の状態から90°旋回角が進んだ状態が(B)図であり、段部13Eと14D、13Dと14Eの噛み合いが外れるため、一対の固定腹側圧縮室15Aと固定背側圧縮室15Bとが連通し、(A)図で固定腹側圧縮室15Aに溜まり込んでいた液冷媒が対をなす固定背側圧縮室15B側に移動している。
この(B)図の状態から90°旋回角が進んだ状態が(C)図であり、この位置で段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合いを開始し、両圧縮室15A,15B内に液冷媒が閉じ込められる。このとき、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる固定背側圧縮室15Bに閉じ込められる液冷媒の量が、固定腹側圧縮室15Aに閉じ込められる液冷媒の量よりも多く、この液冷媒が、更に90°旋回角が進んだ(D)図の状態に至る以降の過程において圧縮され、液圧縮が発生する。
このように、横型の段付きスクロール圧縮機の場合、段部を有していない二次元圧縮タイプの横型スクロール圧縮機のように、起動時に重力方向下側に位置している圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aにおいて、液圧縮が発生し易いというわけではなく、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる圧縮室(固定背側圧縮室)15B側において、より液圧縮が発生し易いということになる。
なお、図6は、重力方向下側の段部13E,14Dを、水平方向に対して左下45°の位置に設定した場合のものであるが、この段部13E,14Dの位置を変えたところ、段部13Eと14Dおよび13Dと14Eが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる固定背側圧縮室15Bに閉じ込められる液冷媒の量が変化することが判った。その変化の状況を、図7ないし図9を用いて説明する。
図7は、重力方向下側の段部13E,14Dの位置を真下位置、図8は、重力方向下側の段部13E,14Dの位置を右下45°位置、図9は、重力方向下側の段部13E,14Dの位置を真横位置(水平位置)に設定した場合の圧縮動作を示したものであり、各図において、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに閉じ込められる液冷媒の量は、各図の(C)状態の比較から明らかな通り、変化していることが判る。
すなわち、図6(C)の場合、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる固定背側圧縮室15B側に閉じ込められる液冷媒量の方が、対をなす固定腹側圧縮室15Aに閉じ込められる冷媒量に比べて圧倒的に多く、液圧縮が発生し易い。また、図7(C)の場合も、図6(C)の場合と同様、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる固定背側圧縮室15B側に閉じ込められる液冷媒量の方が、対をなす固定腹側圧縮室15Aに閉じ込められる冷媒量に対して圧倒的に多い。
これに対して、図8(C)の場合は、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる固定背側圧縮室15B側に閉じ込められる液冷媒量の方が、対をなす固定腹側圧縮室15Aに閉じ込められる冷媒量に比べて、やや多い略半々と云える程度まで減少していることが判る。更に、図9(C)の場合には、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる固定背側圧縮室15B側に閉じ込められる液冷媒量の方が逆に、対をなす固定腹側圧縮室15Aに閉じ込められる冷媒量に比べ、やや少ないものの略半々と云える程度に変化していることが判る。
本発明は、上述した知見に基づいてなされたものであって、運転停止中に圧縮機に液冷媒がマイグレーションした液寝込み状態からの起動時においても、液圧縮を効果的に防止することができる横型段付きスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するために、本発明の横型段付きスクロール圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る横型段付きスクロール圧縮機は、一対の圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、その段部を境に前記渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている横型段付きスクロール圧縮機において、前記一対の圧縮室内の圧力が、吸入締切り位置から吐出ポートに連通する位置迄の間の圧縮途中位置で設定圧以上になったとき、その圧力を吐出室にリリーフするバイパスポートが前記渦巻き状ラップの渦巻き方向に沿って設けられ、そのバイパスポートのうち、前記段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の前記段部が含まれる第1圧縮室に開口する前記バイパスポートの開口面積が、その第1圧縮室と対をなす第2圧縮室に開口する前記バイパスポートの開口面積よりも大きくされていることを特徴とする。
横型スクロール圧縮機では、停止中に冷媒液がマイグレーションし、重力方向下側に位置する圧縮室内に溜まり込むため、圧縮開始時に重力方向下側に位置していた圧縮室側でより液圧縮が発生し易くなる。しかし、いわゆる段付きスクロール圧縮機の場合、段部の噛み合いが外れると、一対の背側圧縮室と腹側圧縮室との間が連通されるため、必ずしも重力方向下側の圧縮室で液圧縮が発生し易くなるわけではなく、段部が噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部が含まれる圧縮室側でより液圧縮が発生し易くなる。
本発明によれば、一対の圧縮室内の圧力が、吸入締切り位置から吐出ポートに連通する位置迄の間の圧縮途中位置で設定圧以上になったとき、その圧力を吐出室にリリーフするバイパスポートが渦巻き状ラップの渦巻き方向に沿って設けられ、そのバイパスポートのうち、段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の段部が含まれる第1圧縮室に開口するバイパスポートの開口面積が、第1圧縮室と対をなす第2圧縮室に開口するバイパスポートの開口面積よりも大きくされているため、横型段付きスクロール圧縮機を液冷媒が溜まり込んでいる状態で起動したとしても、段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の段部が含まれる第1圧縮室に閉じ込められた液冷媒を、開口面積が大きくされているバイパスポートを介して吐出室にリリーフすることにより、液圧縮が発生し易い第1圧縮室側での過大な液圧縮の発生を防止することができる。従って、横型段付きスクロール圧縮機の液寝込み起動時における液圧縮を効果的に防止し、液圧縮によるスクロールの破損等のリスクを低減してその信頼性を向上することができる。
また、本発明の横型段付きスクロール圧縮機は、上記の横型段付きスクロール圧縮機において、前記第1圧縮室が前記バイパスポートに対して閉口する前位置から前記吐出ポートに連通する位置迄の範囲で開口する第2バイパスポートの開口面積も、前記第2圧縮室が第2バイパスポートに対して閉口する前位置から前記吐出ポートに連通する位置迄の範囲で開口する第2バイパスポートの開口面積よりも大きくされていることを特徴とする。
本発明によれば、第1圧縮室がバイパスポートに対して閉口する前位置から吐出ポートに連通する位置迄の範囲で開口する第2バイパスポートの開口面積も、第2圧縮室が第2バイパスポートに対して閉口する前位置から吐出ポートに連通する位置迄の範囲で開口する第2バイパスポートの開口面積よりも大きくされているため、第1圧縮室がバイパスポートに対して閉口した位置から吐出ポートに連通する迄の噛み合い範囲においても、第1圧縮室が液圧縮を発生したとき、その液冷媒を開口面積が大きくされている第2バイパスポートを介して吐出室にリリーフすることができる。従って、段部が噛み合い開始以降の全圧縮工程で第1圧縮室での液圧縮を確実に防止し、液寝込み起動に対する横型段付きスクロール圧縮機の耐久性および信頼性を確保することができる。
さらに、本発明の横型段付きスクロール圧縮機は、上述のいずれの横型段付きスクロール圧縮機において、前記第1圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートは、ポート数が前記第2圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートのポート数よりも多くされることにより、前記開口面積が大きくされていることを特徴とする。
本発明によれば、第1圧縮室に開口するバイパスポートおよび/または第2バイパスポートのポート数が、第2圧縮室に開口するバイパスポートおよび/または第2バイパスポートのポート数よりも多くされることにより、開口面積が大きくされているため、この種のポート径が所定径以下に制限される中において、ポート数を多くすることにより、簡易に開口面積を大きくすることができる。従って、液寝込み起動時、第1圧縮室に閉じ込められた液冷媒を、ポート数を増やして開口面積を大きくしたバイパスポートおよび/または第2バイパスポートを介して円滑にリリーフすることができ、第1圧縮室側での液圧縮を確実に防止することができる。
さらに、本発明の横型段付きスクロール圧縮機は、上述のいずれの横型段付きスクロール圧縮機において、前記第1圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートは、1個当たりのポート面積が前記第2圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートの1個当たりのポート面積よりも大きくされることにより、前記開口面積が大きくされていることを特徴とする。
本発明によれば、第1圧縮室に開口するバイパスポートおよび/または第2バイパスポートの1個当たりのポート面積が、第2圧縮室に開口するバイパスポートおよび/または第2バイパスポートの1個当たりのポート面積よりも大きくされることにより、開口面積が大きくされているため、この種のポート径が所定径以下に制限される中、1個当たりのポート面積を、例えば長孔にして変えることにより、簡易に開口面積を大きくすることができる。従って、液寝込み起動時、第1圧縮室に閉じ込められた液冷媒を、1個当たりのポート面積を大きくして開口面積を大きくしたバイパスポートおよび/または第2バイパスポートを介して円滑にリリーフすることができ、第1圧縮室側での液圧縮を確実に防止することができる。
さらに、本発明に係る横型段付きスクロール圧縮機は、一対の圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、その段部を境に前記渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている横型段付きスクロール圧縮機において、前記一対の圧縮室内の圧力が、吸入締切り位置から吐出ポートに連通する位置迄の間の圧縮途中位置で設定圧以上になったとき、その圧力を吐出室にリリーフするバイパスポートが前記渦巻き状ラップの渦巻き方向に沿って設けられ、前記一対の段部のうち、重力方向下側に位置する前記段部が水平方向に対して0°からスクロール旋回方向に45°の範囲に位置されていることを特徴とする。
本発明によれば、一対の圧縮室内の圧力が、吸入締切り位置から吐出ポートに連通する位置迄の間の圧縮途中位置で設定圧以上になったとき、その圧力を吐出室にリリーフするバイパスポートが渦巻き状ラップの渦巻き方向に沿って設けられ、一対の段部のうち、重力方向下側に位置する段部が水平方向に対して0°からスクロール旋回方向に45°の範囲に位置されているため、横型段付きスクロール圧縮機を液冷媒が溜まり込んでいる状態で起動したとしても、一対の段部の中の重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対して0°からスクロール旋回方向に45°の範囲に位置されていることから、段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の段部が含まれる第1圧縮室と、それと対をなす第2圧縮室とに閉じ込められる液冷媒の量を略等しくし、各々の液冷媒をバイパスポートによって吐出室にリリーフすることにより、第1および第2圧縮室、すなわち一対の背側圧縮室および腹側圧縮室での液圧縮のリスクを軽減することができる。従って、横型段付きスクロール圧縮機の液寝込み起動時における液圧縮を効果的に防止し、液圧縮による渦巻き状ラップの破損等のリスクを低減してその信頼性を向上することができる。
さらに、本発明の横型段付きスクロール圧縮機は、上記の横型段付きスクロール圧縮機において、前記重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対してスクロール旋回方向に20°から40°の範囲に位置されていることを特徴とする。
本発明によれば、重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対してスクロール旋回方向に20°から40°の範囲に位置されているため、段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の段部が含まれる第1圧縮室と、それと対をなす第2圧縮室とに各々閉じ込められる液冷媒の量をより等しくなる方向に近づけることができ、第1および第2圧縮室での液圧縮のリスクをより軽減することができる。これによって、段部が噛み合い開始以降の圧縮工程での各圧縮室での液圧縮を防止し、液寝込み起動に対する横型段付きスクロール圧縮機の耐久性および信頼性を確保することができる。
さらに、本発明の横型段付きスクロール圧縮機は、上述のいずれかの横型段付きスクロール圧縮機において、前記重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対してスクロール旋回方向に30°の位置に位置されていることを特徴とする。
本発明によれば、重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対してスクロール旋回方向に30°の位置に位置されているため、段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の段部が含まれる第1圧縮室と、それと対をなす第2圧縮室とに各々閉じ込められる液冷媒の量を略同等とすることができ、第1および第2圧縮室での液圧縮のリスクを一層軽減することができる。従って、段部が噛み合い開始以降の圧縮工程での各圧縮室での液圧縮を確実に防止し、液寝込み起動に対する横型段付きスクロール圧縮機の耐久性および信頼性を確保することができる。
本発明によると、横型段付きスクロール圧縮機を液冷媒が溜まり込んでいる状態で起動したとしても、段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の段部が含まれる第1圧縮室に閉じ込められた液冷媒を、開口面積が大きくされているバイパスポートを介して吐出室にリリーフすることにより、液圧縮が発生し易い第1圧縮室側での過大な液圧縮の発生を防止することができるため、横型段付きスクロール圧縮機の液寝込み起動時における液圧縮を効果的に防止し、液圧縮によるスクロールの破損等のリスクを低減してその信頼性を向上することができる。
また、本発明によると、横型段付きスクロール圧縮機を液冷媒が溜まり込んでいる状態で起動したとしても、一対の段部の中の重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対して0°からスクロール旋回方向に45°の範囲に位置されていることから、段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の段部が含まれる第1圧縮室と、それと対をなす第2圧縮室とに閉じ込められる液冷媒の量を略等しくし、各々の液冷媒をバイパスポートによって吐出室にリリーフすることにより、第1および第2圧縮室、すなわち一対の背側圧縮室および腹側圧縮室での液圧縮のリスクを軽減することができるため、横型段付きスクロール圧縮機の液寝込み起動時における液圧縮を効果的に防止し、液圧縮による渦巻き状ラップの破損等のリスクを低減してその信頼性を向上することができる。
本発明の第1実施形態に係る横型段付きスクロール圧縮機の縦断面相当図である。 図1のA−A断面相当図である。 上記スクロール圧縮機の固定および旋回スクロールの噛み合い状態の変移を示す圧縮動作説明図である。 本発明の第2実施形態に係る横型段付きスクロール圧縮機の両スクロールの噛み合い状態の変移を示す圧縮動作説明図である。 上記スクロール圧縮機の圧縮室に溜まった液冷媒の液面高さと発生液圧縮圧力の関係を示す説明図である。 横型段付きスクロール圧縮機の重力方向下側の段部が水平方向に対し左下45°に位置する場合の液寝込み起動時の圧縮動作説明図である。 上記圧縮機の重力方向下側の段部が水平方向に対し真下位置に位置する場合の液寝込み起動時の圧縮動作説明図である。 上記圧縮機の重力方向下側の段部が水平方向に対し右下45°に位置する場合の液寝込み起動時の圧縮動作説明図である。 上記圧縮機の重力方向下側の段部が水平方向に対し真横位置(水平位置)に位置する場合の液寝込み起動時の圧縮動作説明図である。
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1ないし図3および図5を用いて説明する。
図1には、本発明の第1実施形態に係る横型段付きスクロール圧縮機の縦断面相当図が示され、図2には、そのA−A断面相当図、図3には、そのスクロール圧縮機の圧縮動作説明図が示されている。
横型段付きスクロール圧縮機1は、外殻を構成するハウジング2を備えている。このハウジング2は、一端が封鎖されている有底のカップ状ハウジング3と、その開口端側に嵌合装着されるフロントハウジング4とからなり、両者をボルト等により一体に締め付け固定した構成とされている。
フロントハウジング4の内部には、クランク軸5がメイン軸受6およびサブ軸受7を介してその軸線回りに回転自在に支持されている。クランク軸6の一端側(図1において左端側)は小径軸部5Aとされ、その小径軸部5Aはフロントハウジング4を貫通して図1の左側に突出している。小径軸部5Aの外部突出端には、公知の如く外部からの動力を受ける電磁クラッチ、プーリー等が設けられ、エンジン等の外部駆動源からベルトを介して動力が入力されるようになっている。メイン軸受6とサブ軸受7との間には、リップシール8が設置され、ハウジング2内と大気との間をシールしている。
クランク軸5の他端側(図1において右端側)には、大径軸部5Bが設けられ、その大径軸部5Bには、クランク軸5の軸線より所定寸法だけ偏心したクランクピン5Cが一体に設けられている。クランク軸5は、大径軸部5Bおよび小径軸部5Aがメイン軸受6およびサブ軸受7を介して支持されることにより、フロントハウジング4に回転自在に支持されている。クランクピン5Cには、ドライブブッシュ9および旋回軸受10を介して後述する旋回スクロール14が連結され、クランク軸5の回転駆動によって旋回スクロール14が旋回駆動されるようになっている。
ドライブブッシュ9には、クランクピン5Cが嵌合するピン穴9Aが設けられ、クランクピン5Cに嵌合されたドライブブッシュ9の外周に旋回軸受10を介して旋回スクロール14のボス部14を嵌合することにより、クランクピン5Cと旋回スクロール14が連結されている。このドライブブッシュ9とクランクピン5Cとの間に、旋回スクロール14の旋回半径を可変とする公知の従動クランク機構を設けることができる。また、ドライブブッシュ9には、旋回スクロール14が旋回されることにより発生するアンバランス荷重を除去するためのバランスウェイト11が設けられ、旋回スクロール14と共に旋回駆動されるようになっている。
ハウジング2内には、一対の固定スクロール13および旋回スクロール14により構成されるスクロール圧縮機構(圧縮機構)12が組み込まれている。この固定スクロール13は、端板13Aと端板13Aから立設されている渦巻き状ラップ13Bとから構成されており、また、旋回スクロール14は、端板14Aと端板14Aから立設されている渦巻き状ラップ14Bとから構成されている。
本実施形態の固定スクロール13および旋回スクロール14は、それぞれ渦巻き状ラップ13B,14Bの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う所定の位置に、それぞれ段部13D,13Eおよび14D,14E(図2参照)を備えている。この段部13D,13Eおよび14D,14Eを境に、渦巻き状ラップ13B,14Bの歯先面は、旋回軸線方向に外周側の歯先面が高く、内周側の歯先面が低くされる一方、歯底面は、旋回軸線方向に外周側の歯底面が低く、内周側の歯底面が高くされている。これによって、渦巻き状ラップ13B,14Bは、その外周側におけるラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている。
固定スクロール13と旋回スクロール14は、その中心を旋回半径分だけ離し、渦巻き状ラップ13B,14Bの位相を180度ずらして噛み合わされ、両スクロールの渦巻き状ラップ13B,14Bの歯先面と歯底面間に常温で僅かなラップ高さ方向のクリアランスを有するように組み付けられる。これによって、図1に示されるように、両スクロール13,14間に、その端板13A,14Aと渦巻き状ラップ13B,14Bとにより限界される一対の圧縮室15がスクロール中心に対して対称に形成されるとともに、旋回スクロール14が固定スクロール13の周りをスムーズに旋回されるようになっている。
圧縮室15は、旋回軸線方向の高さが渦巻き状ラップ13B,14Bの外周側において内周側の高さよりも高くされることにより、ガスを渦巻き状ラップ13B,14Bの周方向だけでなく、ラップ高さ方向にも圧縮できる三次元圧縮が可能な圧縮機構12を構成している。なお、渦巻き状ラップ13B,14Bの歯先面には、相手方スクロールの歯底面との間に形成されるチップシール面をシールするチップシール16が、歯先面に設けられている溝内に嵌合設置されている。かかる構成の横型段付きスクロール圧縮機1は、よく知られたものである。
固定スクロール13は、カップ状ハウジング3の内底面に複数本のボルト17を介して固定設置されている。また、旋回スクロール14は、端板14Aの背面に設けられているボス部14Cに対して、上述の通り、クランク軸5の一端側に設けられているクランクピン5Cがドライブブッシュ9および旋回軸受10を介して結合されている。更に、この旋回スクロール14は、フロントハウジング4のスラスト軸受け面により端板14Aの背面が支持され、そのスラスト軸受け面と端板14Aの背面との間に設けられているオルダムリンク等の自転阻止機構18を介して、自転が阻止されながら固定スクロール13の周りを公転旋回駆動されるようになっている。自転阻止機構18は、公知のピンリング式の自転阻止機構としてもよい。
固定スクロール13には、端板13Aの中央部位に圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出ポート13Cが開口されており、その吐出ポート13Cには、リテーナを介して吐出リード弁19が設置されている。また、固定スクロール13の端板13Aの背面側には、カップ状ハウジング3の内面と密接されるようにOリング等のシール材20が介装され、カップ状ハウジング3の内面との間にハウジング2の内部空間から区画された吐出室21が形成されている。これによって、吐出室21を除くハウジング2の内部空間が、吸入チャンバー22として機能する構成とされている。
上記構成の横型段付きスクロール圧縮機1において、運転条件が変化することによって過圧縮や液圧縮が発生することがあり、この場合、固定スクロール13および旋回スクロール14の渦巻き状ラップ13B,14Bの歯先面側の段部13D,14Dの根元部等に対して、過圧縮や液圧縮による過大な応力が負荷される可能性があり、その応力によって段部13D,14Dの根元にクラックが生じ、渦巻き状ラップ13B,14Bが破損するリスクがある。
このため、本実施形態では、一対の圧縮室15が吸入締め切りされた位置(θd)から段部13Dと14E、13Eと14Dとが噛み合いを開始(θs位置)し、その噛み合いが終了する位置(θs+π)を経て、一対の圧縮室15が合流して吐出ポート13Cに連通する位置(θp)に至る迄の全圧縮行程において、各圧縮室15に開口され、過圧縮あるいは液圧縮を防止する、それぞれ対をなす第1バイパスポート23A,23B、第2バイパスポート24A,24Bおよび第3バイパスポート25A,25Bを渦巻き方向に沿って、複数対設けた構成としている。
これらの第1バイパスポート23A,23B、第2バイパスポート24A,24Bおよび第3バイパスポート25A,25Bの吐出室21への開口部には、各圧縮室15内の圧力が設定圧以上になったとき、各々のバイパスポート23A,23B,24A,24Bおよび25A,25Bを吐出室21に開放する図示省略のリード弁が設けられているものとする。なお、このようなリード弁を設けることは公知である。
更に、横型段付きスクロール圧縮機1にあっては、前述の通り、運転停止中に液冷媒がマイグレーションした液寝込み状態からの起動時に液圧縮が発生し易いのは、起動時に重力方向下側に位置する圧縮室ではなく、段部13Dと14E、13Eと14Dが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15B側で、液圧縮が発生し易いとの知見を得ている。この知見に基づいて、上記の第1バイパスポート23A,23B、第2バイパスポート24A,24Bおよび第3バイパスポート25A,25Bに加えて、液寝込み状態からの起動時における液圧縮を効果的に防止すべく、以下の構成を採用している。
つまり、段部13Dと14E、13Eと14Dが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに開口する第1バイパスポート23Bに加えて、追加の第1バイパスポート23B1を設け、第1圧縮室15Bと対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aに開口する第1バイパスポート23Aの開口面積によりも、第1圧縮室(固定背側圧縮室)15B側に開口する第1バイパスポート23B,23B1の開口面積を大きくし、液冷媒をよりリリーフし易くすることによって、液圧縮を防止するようにしている。
また、上記第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bが噛み合いを開始した位置(θs)から噛み合い終了位置(θs+π)を経て吐出ポート13Cに連通する位置(θp)に至る間に、その第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに開口する第2バイパスポート24B位置にも、追加の第2バイパスポート24B1を設けることにより、第1圧縮室15Bと対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aに開口する第2バイパスポート24Aの開口面積によりも、第1圧縮室(固定背側圧縮室)15B側に開口する第1バイパスポート24B,24B1の開口面積を大きくし、液冷媒をリリーフし易くして液圧縮が発生しないようにしている。
なお、追加して設ける第1バイパスポート23B1、第2バイパスポート24B1に対しても、第1圧縮室15B内の圧力が設定圧以上になったとき、各々バイパスポート223B1,24B1を吐出室21に開放するリード弁が設けられるものとする。この第1バイパスポート23B1および第2バイパスポート24B1用のリード弁は、第1バイパスポート23Bおよび第2バイパスポート24Bに設けられるリード弁と共用化するようにしてもよい。
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記横型段付きスクロール圧縮機1において、吸入ポート(図示省略)からハウジング2内の吸入チャンバー22内に吸込まれた低圧の冷媒ガスは、旋回スクロール14の旋回駆動により、一対の圧縮室15内に吸込まれる。この冷媒ガスは、圧縮室15が外周側から中心側へと渦巻き状ラップ13B,14Bの周方向およびラップ高さ方向に容積を減少しながら移動される間に三次元圧縮され、一対の圧縮室15が合流して吐出ポート13Cと連通されることにより、吐出リード弁19を開いて吐出室21内に吐き出される。この高圧ガスは、ハウジング2に設けられている吐出ポートを経て外部に送出される。
この圧縮過程において、運転条件によって圧縮室15内の圧力が異常上昇して過圧縮状態となったり、あるいは液冷媒を吸込み、液圧縮することにより圧力が異常上昇したりすることがある。このような場合、固定スクロール13および旋回スクロール14の渦巻き状ラップ13B,14Bの歯先面側の段部13D,14Dの根元部に対して、過圧縮や液圧縮による過大な応力が負荷されることがあり、その応力集中により段部13D,14Dの根元にクラックが生じ、渦巻き状ラップ13B,14Bが破損するリスクがある。
しかるに、本実施形態においては、一対の圧縮室15が吸入締め切り位置(θd)から吐出ポート13Cに連通する位置(θp)に至る迄の圧縮行程全域において、各圧縮室15に開口される第1バイパスポート23A,23B、第2バイパスポート24A,24Bおよび第3バイパスポート25A,25Bを渦巻き方向に沿って複数対設けた構成としている。このため、過圧縮あるいは液圧縮された圧縮室15の異常圧力あるいは液冷媒を第1バイパスポート23A,23B、第2バイパスポート24A,24Bおよび第3バイパスポート25A,25Bのいずれから、順次リード弁を介して吐出室21にリリーフすることができる。従って、渦巻き状ラップ13B,14Bが破損するリスクを解消することができる。
一方、横型段付きスクロール圧縮機1が運転停止中に液冷媒がマイグレーションし、圧縮室15内に溜まり込むことがある。かかる液寝込み状態から圧縮機を起動すると、横型段付きスクロール圧縮機1では、段部13Dと14E、13Eと14Dが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15B側で、より液圧縮が発生し易いことが判っており、この第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに開口する第1バイパスポート23B,23B1の開口面積を、該第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bと対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aに開口する第1バイパスポート23Aの開口面積によりも大きくしている。
このため、液圧縮が発生し易い第1圧縮室(固定背側圧縮室)15B側において、液冷媒をよりリリーフし易くすることができ、これによって、横型段付きスクロール圧縮機1での液圧縮を効果的に防止することができる。
また、上記第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bが噛み合いを開始した位置(θs)から噛み合い終了位置(θs+π)を経て吐出ポート13Cに連通する位置(θp)に至る間に、その第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに対して開口する第2バイパスポート24B位置にも、追加の第2バイパスポート24B1を設け、対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aに開口する第2バイパスポート24Aの開口面積によりも大きくしているため、段部13Dと14E、13Eと14Dが噛み合いを開始以降の圧縮工程全域において、第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bでの液圧縮を確実に抑制することができる。
さらに、上記実施形態では、段部13Dと14E、13Eと14Dが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに開口する第1バイパスポート23Bおよび第2バイパスポート24Bに開口面積を大きくするため、それぞれ追加の第1バイパスポート23B1および第2バイパスポート24B2を設けることによって、簡易に開口面積を大きくし、液冷媒をリリーフし易くしている。
なお、第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに対して開口する第1バイパスポート23Bおよび第2バイパスポート24Bに開口面積を大きくするには、上記の如く、ポート数を増やす以外に、例えば第1バイパスポート23Bおよび第2バイパスポート24B自体を長孔とする等によって、開口面積を大きくするようにしてもよい。
また、上記液圧縮の程度は、圧縮室15内に溜まり込んでいる液冷媒の量によって左右されることは云うまでもなく、図5に示されるように、例えば吸入締め切り位置(θd)において、一対の圧縮室15内に満杯程度(液面高さ100%)まで液冷媒が溜まり込んでいるような場合、一方の圧縮室15を液排出し易くしても意味はなく、このような場合については、別途対策が必要である。逆に液面高さが30%以下の場合については、液圧縮による発生圧力が許容範囲以下のため問題はなく、液面高さが30%を超え、70%程度迄の範囲において、上記の効果を期待し得るものと考える。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、バイパスポートの開口面積を変えることなく、重力方向下側に位置する段部13E,14Dの位置を適正範囲に設定することにより、液圧縮を防止している点が異なる。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
つまり、本実施形態は、重力方向下側に位置する段部13E,14Dの設定位置を変えることにより、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに閉じ込められる液冷媒の量が変化するとの知見に基づいてなされたものである。
図4に示されている通り、同じ量の液冷媒が圧縮室15に溜まり込んだとしても、段部13E,14Dの位置を変えることにより、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに閉じ込められる液冷媒の量が変化する。このことは、図6ないし図9を参照して前述した通りであり、図4の(A)ないし(D)は、図6ないし図9における各々の(C)図に相当する図である。
図4の(A)は、重力方向下側の段部13E,14Dの位置を、水平方向に対して左下45°位置に設定したものであり、同様に、図(B)は、段部13E,14Dの位置を真下位置、図(C)は、段部13E,14Dの位置を右下45°位置、図(D)は、段部13E,14Dの位置を真横位置(水平位置)、図(E)は、段部13E,14Dの位置を右下30°位置に設定した場合の圧縮状態を示しており、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合いを開始した時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに閉じ込められる液冷媒の量は、各図に示す通り変化する。
図4の(A)および(B)の場合、第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに閉じ込められる液冷媒の量が、対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aに閉じ込められる液冷媒の量に比較して圧倒的に多く、第1圧縮室(固定背側圧縮室)15B側で液圧縮が発生し易くなる。しかし、(C)および(D)の場合、第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bに閉じ込められる液冷媒の量と、対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aに閉じ込められる液冷媒の量が略等しく((C)の場合は、第1圧縮室15B側がやや多く、(D)の場合は、第2圧縮室15A側がやや多くなる)、(E)の場合、両圧縮室15A,15Bに閉じ込められる液冷媒の量がより等しくなる。
このように、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合い開始時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bと、その圧縮室15Bと対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aとに閉じ込められる液冷媒の量を等しくすることは、各圧縮室15A,15Bに閉じ込められる液冷媒量を少なくし、液圧縮のリスクを低減できることを意味する。
本実施形態は、かかる知見に基づいて、第1実施形態と同様、一対の圧縮室15が吸入締め切り位置(θd)から吐出ポート13Cに連通する位置(θp)に至る迄の全圧縮行程において開口し、各圧縮室15の過圧縮あるいは液冷媒を防止する第1バイパスポート23A,23B、第2バイパスポート24A,24B、第3バイパスポート25A,25Bを設けた横型段付きスクロール圧縮機1にあって、重力方向下側の段部13E,14Dの位置を、図4における(C)〜(E)の範囲、すなわち水平方向に対して0°から時計回り方向(スクロール旋回方向)に45°の範囲、好ましく水平方向に対してスクロール旋回方向に20°から40°の範囲、より好ましくは水平方向に対してスクロール旋回方向に30°の位置に設定したものである。
以上の如く、重力方向下側に位置する段部13E,14Dの位置を、水平方向に対してスクロール旋回方向に0°から45°の範囲、好ましくは20°から40°の範囲、より好ましくは30°の位置に設定することにより、段部13Eと14D、13Dと14Eが噛み合い開始時に、重力方向下側の段部13E,14Dが含まれる第1圧縮室(固定背側圧縮室)15Bと、その圧縮室15Bと対をなす第2圧縮室(固定腹側圧縮室)15Aとに閉じ込められる液冷媒の量を略等しくすることができる。
斯くして、本実施形態によっても、横型段付きスクロール圧縮機1を液寝込み起動したときの液圧縮を効果的に防止することができ、液圧縮によるスクロールの破損等のリスクを低減してその信頼性を向上することができる。
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、上記実施形態では、クランク軸5の一端部をハウジング2の外方に突出させ、外部から動力を受けて駆動されるタイプの横型段付きスクロール圧縮機1に適用した例について説明したが、ハウジング2の内部に電動モータを一体に内蔵し、その電動モータで駆動される密閉タイプの横型段付きスクロール圧縮機にも同様に適用できることはもちろんである。
また、上記実施形態では、一対の圧縮室15が吸入締め切り位置(θd)から吐出ポート13Cに連通する位置(θp)に至る迄の圧縮行程全域において、第1バイパスポート23A,23B、第2バイパスポート24A,24B、第3バイパスポート25A,25Bのいずれかに開口するようにしたものについて説明したが、段部13Dと14E、13Eと14Dとが噛み合いを開始(θs位置)した位置から吐出ポート13Cに連通する位置(θp)迄の範囲、あるいはその段部が噛み合いを開始(θs位置)した位置から噛み合いを終了する位置(θs+π)迄の範囲にバイパスポートを設けた横型段付きスクロール圧縮機1に対しても同様に適用できることは云うまでもない。
1 横型段付きスクロール圧縮機
13 固定スクロール
13B,14B 渦巻き状ラップ
13C 吐出ポート
13D,14D 歯先面の段部
13E,14E 歯底面の段部
14 旋回スクロール
15 圧縮室
15A 第2圧縮室(固定腹側圧縮室)
15B 第1圧縮室(固定背側圧縮室)
21 吐出室
23A,23B,23B1 第1バイパスポート
24A,24B,24B1 第2バイパスポート
25A,25B 第3バイパスポート

Claims (7)

  1. 一対の圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、その段部を境に前記渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている横型段付きスクロール圧縮機において、
    前記一対の圧縮室内の圧力が、吸入締切り位置から吐出ポートに連通する位置迄の間の圧縮途中位置で設定圧以上になったとき、その圧力を吐出室にリリーフするバイパスポートが前記渦巻き状ラップの渦巻き方向に沿って設けられ、
    そのバイパスポートのうち、前記段部が噛み合い開始時に、重力方向下側の前記段部が含まれる第1圧縮室に開口する前記バイパスポートの開口面積が、その第1圧縮室と対をなす第2圧縮室に開口する前記バイパスポートの開口面積よりも大きくされていることを特徴とする横型段付きスクロール圧縮機。
  2. 前記第1圧縮室が前記バイパスポートに対して閉口する前位置から前記吐出ポートに連通する位置迄の範囲で開口する第2バイパスポートの開口面積も、前記第2圧縮室が第2バイパスポートに対して閉口する前位置から前記吐出ポートに連通する位置迄の範囲で開口する第2バイパスポートの開口面積よりも大きくされていることを特徴とする請求項1に記載の横型段付きスクロール圧縮機。
  3. 前記第1圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートは、ポート数が前記第2圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートのポート数よりも多くされることにより、前記開口面積が大きくされていることを特徴とする請求項1または2に記載の横型段付きスクロール圧縮機。
  4. 前記第1圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートは、1個当たりのポート面積が前記第2圧縮室に開口する前記バイパスポートおよび/または第2バイパスポートの1個当たりのポート面積よりも大きくされることにより、前記開口面積が大きくされていることを特徴とする請求項1または2に記載の横型段付きスクロール圧縮機。
  5. 一対の圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールの渦巻き状ラップの歯先面および歯底面の渦巻き方向に沿う位置に各々段部が設けられ、その段部を境に前記渦巻き状ラップの外周側のラップ高さが内周側のラップ高さよりも高くされている横型段付きスクロール圧縮機において、
    前記一対の圧縮室内の圧力が、吸入締切り位置から吐出ポートに連通する位置迄の間の圧縮途中位置で設定圧以上になったとき、その圧力を吐出室にリリーフするバイパスポートが前記渦巻き状ラップの渦巻き方向に沿って設けられ、
    前記一対の段部のうち、重力方向下側に位置する前記段部が水平方向に対して0°からスクロール旋回方向に45°の範囲に位置されていることを特徴とする横型段付きスクロール圧縮機。
  6. 前記重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対してスクロール旋回方向に20°から40°の範囲に位置されていることを特徴とする請求項5に記載の横型段付きスクロール圧縮機。
  7. 前記重力方向下側に位置する段部が、水平方向に対してスクロール旋回方向に30°の位置に位置されていることを特徴とする請求項5または6に記載の横型段付きスクロール圧縮機。
JP2014169579A 2014-08-22 2014-08-22 横型段付きスクロール圧縮機 Active JP6352109B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014169579A JP6352109B2 (ja) 2014-08-22 2014-08-22 横型段付きスクロール圧縮機
DE112015003850.7T DE112015003850T5 (de) 2014-08-22 2015-05-20 Horizontaler Stufenspiralverdichter
US15/316,909 US10267311B2 (en) 2014-08-22 2015-05-20 Horizontal step scroll compressor with bypass ports
PCT/JP2015/064500 WO2016027533A1 (ja) 2014-08-22 2015-05-20 横型段付きスクロール圧縮機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014169579A JP6352109B2 (ja) 2014-08-22 2014-08-22 横型段付きスクロール圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016044603A true JP2016044603A (ja) 2016-04-04
JP6352109B2 JP6352109B2 (ja) 2018-07-04

Family

ID=55350487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014169579A Active JP6352109B2 (ja) 2014-08-22 2014-08-22 横型段付きスクロール圧縮機

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10267311B2 (ja)
JP (1) JP6352109B2 (ja)
DE (1) DE112015003850T5 (ja)
WO (1) WO2016027533A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6685649B2 (ja) * 2015-03-17 2020-04-22 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 スクロール圧縮機

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1037869A (ja) * 1996-07-22 1998-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール気体圧縮機
JP2000345976A (ja) * 1999-06-02 2000-12-12 Sanden Corp スクロール型圧縮機の弁構造
JP2002303281A (ja) * 2001-02-02 2002-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール圧縮機
JP2015055173A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 三菱重工業株式会社 スクロール圧縮機

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61252887A (ja) 1985-05-02 1986-11-10 Sanden Corp リリ−フバルブを備えたスクロ−ル型圧縮機
JPH0830471B2 (ja) 1986-12-04 1996-03-27 株式会社日立製作所 インバータ駆動のスクロール圧縮機を備えた空調機
KR100439651B1 (ko) 2000-11-06 2004-07-12 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 스크롤 압축기
JP2004270667A (ja) 2003-03-12 2004-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール圧縮機
CN100371598C (zh) * 2003-08-11 2008-02-27 三菱重工业株式会社 涡旋式压缩机
FR2927672B1 (fr) * 2008-02-19 2012-04-13 Danfoss Commercial Compressors Compresseur frigorifique a spirales
JP5314326B2 (ja) 2008-05-30 2013-10-16 三菱重工業株式会社 冷媒圧縮機

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1037869A (ja) * 1996-07-22 1998-02-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール気体圧縮機
JP2000345976A (ja) * 1999-06-02 2000-12-12 Sanden Corp スクロール型圧縮機の弁構造
JP2002303281A (ja) * 2001-02-02 2002-10-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール圧縮機
JP2015055173A (ja) * 2013-09-11 2015-03-23 三菱重工業株式会社 スクロール圧縮機

Also Published As

Publication number Publication date
DE112015003850T5 (de) 2017-05-04
US20170122317A1 (en) 2017-05-04
US10267311B2 (en) 2019-04-23
JP6352109B2 (ja) 2018-07-04
WO2016027533A1 (ja) 2016-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6180860B2 (ja) スクロール圧縮機
US9157438B2 (en) Scroll compressor with bypass hole
JP5851851B2 (ja) スクロール圧縮機
JP2003269346A (ja) スクロール型流体機械
KR101472664B1 (ko) 스크롤 압축기 및 그 스크롤의 가공 방법
JP2007170253A (ja) スクロール圧縮機
US20220220960A1 (en) Scroll compressor including end-plate side stepped portions of each of the scrolls corresponding to wall-portion side stepped portions of each of the scrolls
WO2011040341A1 (ja) スクロール流体機械
JP6352109B2 (ja) 横型段付きスクロール圧縮機
JP5832187B2 (ja) スクロール圧縮機
JP2012127222A (ja) スクロール圧縮機及びそのスクロール圧縮機を備えた冷凍サイクル装置
WO2016121658A1 (ja) スクロール流体機械
CN107429690B (zh) 涡旋流体机械
JP2009127524A (ja) スクロール圧縮機
JP6470000B2 (ja) スクロール型流体機械
JP6946111B2 (ja) スクロール圧縮機
JP6932797B2 (ja) スクロール圧縮機
JP6008516B2 (ja) スクロール圧縮機
JP2004270667A (ja) スクロール圧縮機
WO2019138502A1 (ja) スクロール圧縮機
KR100308285B1 (ko) 스크롤압축기의역회전방지장치
WO2017208833A1 (ja) スクロール型流体機械
JP5884107B2 (ja) 内接歯車式オイルポンプ
JP2011220229A (ja) スクロール圧縮機
JP2004003520A (ja) スクロール圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180508

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180606

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6352109

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150