JP2557734B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は固定スクロールと揺動スクロールとをかみ
合わせて圧縮を行うスクロール圧縮機の改良に関する。

（ロ）従来の技術 従来のスクロール圧縮機は例えば特開昭64−11834号
公報に示されているように構成されている。ここで、こ
の公報を参考に従来例を説明する。第４図において、50
は密閉容器で、この容器は以下に述べる機器を収納する
ものである。

固定スクロール51は鏡板52とこの鏡板に立設されて形
成した渦巻き状のラップ53とからなり、中心部に吐出口
54を有し、外周側に吸込口55に通じている吸込室56を有
している。吸込口55には吸込管57が連結され、吐出口54
は逆止弁58を介して密閉容器50内の固定スクロール51上
方の吐出口59に開口している。

揺動スクロール60は、鏡板61とこの鏡板に立設されて
形成した渦巻き状のラップ62とからなり、反ラップ側の
面（背面）にピン63及び鏡板61に２個の孔64を備えてい
る。

両スクロール51,60のラップ53,62はともに同じ形状に
形成されている。また、両スクロール51,60はラップ53,
62を互に内側に向けてかみ合わされている。フレーム65
は固定スクロール51に数本のボルト（図示せず）によっ
て取付けられ、背圧室66を備えている。この背圧室に孔
64を介して導入されたガス圧によって揺動スクロール60
に軸方向押付け力を作用させるようにしている。

回転軸67はフレーム65に取付けた軸受68に回転自在に
支持され、軸心は固定スクロール51の中心と一致してい
る。この回転軸はその端部にボス孔69を備え、このボス
孔の中心は回転軸67の軸心から旋回半径εだけ離れたと
ころに位置している。ボス孔69にはピン63がはめ込まれ
ている。自転を阻止する継手手段70は平らなリングの両
面に互に直交するキーを備えたもので、揺動スクロール
60の背面とフレーム65との間に設けられている。

電動要素71の固定子72は密閉容器50の内壁面に取付け
られ、回転子73は回転軸67に取付けられている。吐出管
74は密閉容器50に取付けられている。偏心した孔75が回
転軸67に設けられ、その下方端は回転軸67の軸心と一致
する位置で開口しているが、上方端は回転軸67の軸心か
ら離れたところにある。密閉容器50の底部にはオイルが
貯溜されている。

固定スクロール51の鏡板52には一対のパワーセーブ孔
76,77が設けられている。これらのパワーセーブ孔はバ
イパス管78,79、開閉弁80,81を介して吸込室56に連通し
ている。

この構造のスクロール圧縮機では、パワーセーブ孔7
6,77によって容量制御を行うスクロール圧縮機の吐出口
54に逆止弁58を設けることにより、全負荷運転から軽負
荷運転に切り換えて圧縮工程の始まりが遅くなって、吐
出口54に連通した圧縮空間の圧力が吐出室59内の圧力に
達していなくとも吐出室59から吐出口54に連通した圧縮
空間に高圧冷媒が逆流するのを防止され、冷凍能力の低
下に比べて入力が増加しないようにしている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかしながら、従来のスクロール圧縮機はパワーセー
ブ孔76,77にバイパス管78,79と開閉弁80,81とを設けて
いるため、部品点数が多くなるとともに、容量制御機構
に液冷媒噴射機構を併用する場合には、新たに別部分を
設けなければならない問題があった。

この発明は上記の問題を解決するもので、パワーセー
ブによる容量制御機構を簡素化するとともに、この容量
制御機構に簡単に液冷媒噴射機構を併用できるようにし
たスクロール圧縮機を提供することを目的としたもので
ある。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明は密閉容器内に回転軸を有する電動要素と、
この電動要素で駆動されるスクロール圧縮要素とを収納
し、このスクロール圧縮要素は回転軸の軸受を中央に有
するフレームと、鏡板に渦巻き状のラップを立設させた
固定スクロールと、この固定スクロールに向かい合って
かみ合う鏡板に渦巻き状のラップを立設させた揺動スク
ロールと、この揺動スクロールと固定スクロールとで形
成された複数の圧縮空間を外方から内方へ向かって次第
に縮小させて圧縮を行うように揺動スクロールを固定ス
クロールに対して旋回させる駆動手段と、前記揺動スク
ロールを固定スクロールに対して自転しないように公転
させる継手手段とを備え、前記固定スクロールには圧縮
空間で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出する吐出孔が
設けたスクロール圧縮機において、前記固定スクロール
に圧縮空間内に連通する液冷媒噴射用の小孔と、圧縮空
間内の冷媒を低圧側に逃がすパワーセーブ孔とを設け、
このパワーセーブ孔を固定スクロールのラップと反対側
の鏡板の面の間隔を圧縮空間側より狭くする少なくとも
２本の孔で形成し、かつ、パワーセーブ孔の開閉用のバ
ルブを収納する凹部と小孔に液冷媒を供給する導出孔と
を設けた部材を固定スクロールに取付けたものである。

（ホ）作用 この発明は上記のように構成したことにより、圧縮機
の容量制御を行うパワーセーブ孔を開閉するバルブを収
納する凹部と、圧縮機を冷却する液冷媒噴射用の小孔に
液冷媒を供給する導出孔とを有する部材を固定スクロー
ルに取付け、容量制御機構と冷却機構との併用が簡単に
行えるようにしたものである。

（ヘ）実施例 以下この発明を第１図乃至第３図に示す実施例に基づ
いて説明する。

１は圧縮機、２は凝縮器、３は減圧装置、４は蒸発器
で、これらを配管接続して冷凍サイクルを構成してい
る。５は凝縮器２の入口側と圧縮機１とに設けられた高
圧案内管、６は凝縮器２の出口側と圧縮機１とに設けら
れた液冷媒管である。圧縮機１は密閉容器７と、この容
器内の上側に収納されたスクロール圧縮要素８と、下側
に収納された電動要素９とで構成されている。10はフレ
ームで、このフレームには中央に回転軸11を軸支する軸
受12が設けられている。スクロール圧縮要素８は固定ス
クロール13と揺動スクロール14とで構成されている。固
定スクロール13は密閉容器７の内壁に圧接してこの容器
内を高圧室15と低圧室16とに区画する円板状の鏡板17
と、この鏡板の一方の面周縁に突出された環状壁18と、
この環状壁18で囲まれた鏡板17に立設されたインボリュ
ート状またはこれに近似の曲線からなる渦巻き状のラッ
プ19とで構成されている。そして、固定スクロール13は
環状壁18及びラップ19と突出方向を下方としている。

揺動スクロール14は円板状の鏡板20と、この鏡板の一
方の面に立設されたインボリュート状またはこれに近似
の曲線からなる渦巻き状のラップ21と、鏡板20の他方の
面の中央に突出されたピン22とで構成されている。そし
て、揺動スクロール14はラップ21の突出方向を上方とし
て、このラップが固定スクロール13のラップ19に向かい
合ってかみ合うようにして内部に複数の圧縮空間23を形
成するようにしている。この圧縮空間は外方から内方へ
向かって次第に縮小して冷媒を圧縮するようにしてい
る。

固定スクロール13の鏡板17には中央に圧縮空間23に連
通する吐出孔24が設けられている。

25は回転軸11の先端に設けられて揺動スクロール14の
ピン22を挿入するボス孔で、このボス孔の中心は回転軸
11の軸心と偏心して設けられている。26は固定スクロー
ル13に対して揺動スクロール14を自転しないように円軌
道上を公転させる継手手段である。フレーム10外周には
スクロール圧縮要素８に冷媒を導く吸込通路27が設けら
れている。28は密閉容器７に取付けられた吸込管で、こ
の吸込管は電動要素９の下方で密閉容器７内の低圧室16
に連通している。29は密閉容器７の上部に取付けられた
吐出管で、この吐出管は密閉容器７内の高圧室15に連通
している。

固定スクロール13の鏡板17には圧縮空間23の冷媒を低
圧室16に逃がすパワーセーブ孔30が設けられている。こ
のパワーセーブ孔は２本の孔を一対にして形成されてい
る。そして、パワーセーブ孔30は圧縮空間23に連通する
第１の孔31と低圧室16に連通する第２の孔32とで形成さ
れている。第１・第２の孔31,32はラップ19と反対側の
開口を近接させるように傾けて形成されている。

また、固定スクロール13の鏡板17には圧縮空間23内に
液冷媒噴射用の小孔33が設けられている。

34は固定スクロール13の鏡板17の反ラップ側の面に設
けられた部材で、この部材には第１の孔31と第２の孔32
とを開閉するバルブ35を収納する凹部36及び導出孔37
と、液冷媒噴射用の小孔33に連通する導出孔38とが設け
られている。導出孔37は高圧案内管５に接続され、導出
孔38は液冷媒管６が接続されている。高圧案内管５には
全負荷運転時に閉塞し、軽負荷運転時に開放する電磁弁
39が設けられている。吐出孔24は吐出弁40で開閉されて
いる。

このように構成されたスクロール圧縮機において、電
動要素９を回転させると、その回転力が回転軸11を介し
て揺動スクロール14に伝えられる。すなわち、揺動スク
ロール14は回転軸11のボス穴25にこの回転軸の軸心に対
して偏心して挿入されたビン22で駆動され、継手手段26
で固定スクロール13に対して自転しないように円軌道上
を公転させられる。そして、固定スクロール13と揺動ス
クロール14とはこれらのスクロールで形成された圧縮空
間23を外方から内方へ向かって次第に縮小させ、吸込管
28から密閉容器７内の低圧室16に流入して電動要素９を
通りフレーム10の外周の吸込通路27を流れる冷媒を圧縮
している。この圧縮された冷媒は固定スクロール13の吐
出孔24から吐出弁39を開放して高圧室15内に吐出され、
吐出管29から密閉容器７外に吐出され、凝縮器２内で凝
縮液化する。この液冷媒は減圧装置３で減圧され、蒸発
器４内で気化して冷却作用を行い、圧縮機１に帰還す
る。凝縮器２で凝縮液化した液冷媒の一部は液冷媒管６
から部材34の導出孔38へ導かれ液冷媒噴射用の小孔37を
介して圧縮空間23内に供給して圧縮冷媒の温度上昇を低
減するようにしている。また、全負荷運転時には電磁弁
39を開放して、凝縮器２に流入する前の高圧冷媒を高圧
案内管５から導出孔37を介して凹部36内に導いてバルブ
35を固定スクロール13側に押圧して第１の孔31と第２の
孔32との連通を遮断し、圧縮空間23内に流入した冷媒が
低圧室16に戻らないようにしている。軽負荷運転時には
電磁弁39を閉塞して、凝縮器２内に流入する前の冷媒が
凹部36内に導入されないようにしている。そして、圧縮
空間23内に流入した冷媒は第１の孔31に流入してバルブ
35を押し上げて凹部36から第２の孔32を通って流れ、圧
縮空間23内の冷媒が第２の孔32から低圧室16にリークす
るようにし、冷凍能力が負荷に見合った能力になるよう
にしている。

パワーセーブ孔30は第１の孔31と第２の孔32を傾け反
ラップ側の面の開口を近接させることにより、部材34の
凹部36内に収納するバルブ35を一枚の小さな平板にする
ことができ、しかも、第１の孔31の傾きを変えるだけで
容量制御量を変えることができるようにしている。

パワーセーブ孔30と液冷媒噴射用の小孔33とは凹部36
と導出孔37及び導出孔38を設けた部材34を固定スクロー
ル13に取付けることにより、容量制御機構と冷却機構と
の併用を簡単な構造でできるようにしている。

この発明は高圧冷媒を供給する導出孔37と液冷媒を供
給する導出孔38とを設けた部材34を固定スクロール13に
取付けることにより、容量制御機構と冷却機構とを簡単
に併用することができるようにしたものである。

（ト）発明の効果 以上のようにこの発明によれば、固定スクロールに圧
縮空間に連通する液冷媒噴射用の小孔と、圧縮空間内の
冷媒を低圧側に逃がすパワーセーブ孔とを設け、このパ
ワーセーブ孔を固定スクロールのラップと反対側の鏡板
の面の間隔を圧縮空間側より狭くする少なくとも２本の
孔で形成し、かつ、パワーセーブ孔の開閉用のバルブを
収納する凹部と小孔に液冷媒を供給する導出孔とを備え
た部材を固定スクロールに設けたのであるから、パワー
セーブ孔を開閉するバルブを一枚の小さな平板で形成す
ることができ、しかも、パワーセーブ孔の傾きを変える
だけで、バルブを変更することなく容量制御量を調整さ
せられ、容量制御機構の構造を簡単にできるとともに、
この容量制御機構のバルブを収納する凹部を設けた部材
に液冷媒を供給する導出孔を設けたことにより、容量制
御機構と冷却機構とを簡単に併用することができるもの
である。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例を示す冷凍サイクル図、第
２図は同じくスクロール圧縮機の断面図、第３図は同じ
くスクロール圧縮機の要部拡大断面図、第４図は従来例
を示すスクロール圧縮機の断面図である。 ７……密閉容器、８……スクロール圧縮要素、９……電
動要素、10……フレーム、11……回転軸、12……軸受、
13……固定スクロール、14……揺動スクロール、17,20
……鏡板、19,21……ラップ、23……圧縮空間、24……
吐出孔、26……継手手段、30……パワーセーブ孔、31…
…第１の孔、32……第２の孔、33……液冷媒噴射用の小
孔、35……バルブ、36……凹部、38……導出孔。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に回転軸を有する電動要素と、
   この電動要素で駆動されるスクロール圧縮要素とを収納
   し、このスクロール圧縮要素は回転軸の軸受を中央に有
   するフレームと、鏡板に渦巻き状のラップを立設させた
   固定スクロールと、この固定スクロールに向かい合って
   かみ合う鏡板に渦巻き状のラップを立設させた揺動スク
   ロールと、この揺動スクロールと固定スクロールとで形
   成された複数の圧縮空間を外方から内方へ向かって次第
   に縮小させて圧縮を行うように揺動スクロールを固定ス
   クロールに対して旋回させる駆動手段と、前記揺動スク
   ロールを固定スクロールに対して自転しないように公転
   させる継手手段とを備え、前記固定スクロールには圧縮
   空間で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出する吐出孔が
   設けられたスクロール圧縮機において、前記固定スクロ
   ールには圧縮空間に連通する液冷媒噴射用の小孔と、圧
   縮空間内の冷媒を低圧側に逃がすパワーセーブ孔とが設
   けられ、このパワーセーブ孔は固定スクロールのラップ
   と反対側の鏡板の面の間隔を圧縮空間側より狭くする少
   なくとも２本の孔で形成され、かつ、パワーセーブ孔の
   開閉用のバルブを収納する凹部と小孔に液冷媒を供給す
   る導出孔とを設けた部材を固定スクロールに取付けたこ
   とを特徴とするスクロール圧縮機。