JP2615878B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、流体の容積を制御するスクロール圧縮機
に関し、特にその配管系の改良に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図は例えば特開昭60−206989号公報に開示された
従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。同図におい
て、１は台板部1aの下面に渦巻突起1bが設けられた固定
スクロール、２は台板部2aの上面に渦巻突起2bが設けら
れた揺動スクロールで、台板部2aの中心部下方に揺動軸
部2cが突出している。上記両渦巻突起1b,2bは組合さ
れ、両渦巻の中心部に向かうに従って流体を圧縮する。
３は固定及び揺動スクロール1,2間の外周部に形成され
た吸入口、４は固定スクロール１の台板部1aの中心部に
設けられた吐出口である。５は上記両渦巻突起1b,2b間
に形成される空間の圧縮室、６は主軸で、上端部の大径
部6aに偏心孔6bが設けられている。７は偏心孔6bに嵌着
され、揺動軸部2cを半径方向に支持する揺動軸受であ
る。8,9は主軸６を駆動するモータのロータとステー
タ、10は主軸６が駆動されたとき揺動スクロール２が自
転しないで公転運動を行なうように規制するオルダム継
手、11は上記スクロール機構とモータ機構を収容する密
閉容器である。12は密閉容器11に固設され、密閉容器11
内を介して吸入口３に通じる吸入管、13は固定スクロー
ル１の中心部に固着された吐出管で、吐出口４に連結し
て吐出口４からの圧縮ガスを密閉容器11外に送出する。

次に動作について説明する。ロータ８が回転すると主
軸６が回転し、オルダム継手10を介して揺動スクロール
２が自転を阻止されながら公転運動をする。これによ
り、吸入管12から吸入口３を通して渦巻突起1b,2b間の
圧縮室５に吸入ガスを取込み、中心部に行くに従って次
第に圧縮し、圧縮ガスを吐出口４から吐出管13に吐出す
る。

上記従来のスクロール圧縮機は、スクロール圧縮機を
空気調和機に適用し、室外機として用いた場合、室外機
１台に対して複数台の室内機を設けた所謂マルチエアコ
ンにおいては、室内機側の運転台数の変更等による室内
機側負荷の変動に対し、室外機側即ち圧縮機側が追従で
きなかった。特に、室内機側負荷が低い場合にはサーモ
スタット等の作動によりスクロール圧縮機が発停を繰返
し、モータ等の駆動源に大きな負荷が断続的にかかるこ
とになる。

又、空気調和機は、冷房時、暖房時共に室内外の温度
変化により吸入圧力や吐出圧力が変化し、それによって
吸入圧力と吐出圧力の圧力比が変動する。圧縮機は設計
時に最適圧力比が設定され、この圧力比で運転するとき
に最大の効率が得られるようになっており、上記のよう
に圧力比が変動して最適圧力比から外れると圧縮動力損
が生じ、効率が低下した。

上記のような課題を解決するために特願昭61−283406
号により先に提案したスクロール圧縮機がある。このス
クロール圧縮機は、固定スクロールの台板部に圧縮室内
の流体を圧縮室外に排出する機構を設け、この機構の開
閉をバイパス弁によって行い、且つバイパス弁の駆動を
圧縮機の吸入圧及び吐出圧の切換えにより行い、バイパ
ス機構により容量制御を行っている。又、このバイパス
機構に連結し、圧縮室内の流体を密閉容器外に送出する
ための直管が固定スクロールの台板部に固着されたカバ
ー及び密閉容器に固着されて垂設されている。

この他にも、例えば特開昭61−87988号公報等にも類
似した配管が開示されている。これによれば、圧縮機の
密封容器外と１対の流体バイパス孔を連結する配管が示
されているが、配管の形状についての具体的説明はな
い。又、固定スクロール台板部に螺止めされたカバーと
このカバーに固着され密閉容器に固着されてその外に導
出された直管との配管が示されている。

しかし、上記のような各種の配管は銅管であり、密閉
容器は鋼製であるために両者に熱膨張係数の差がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のスクロール圧縮機は以上のように構成されてい
るので、上記熱膨張係数の差のため、スクロール圧縮機
運転時の温度上昇によって銅管に熱応力が発生し、圧縮
機の繰返しの発停による温度のサイクル的変化によりそ
の熱応力がサイクル的に発生して銅管を折損する等の課
題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされ
たもので、流体バイパス孔と密閉容器外を連通する配管
の形状を密閉容器との熱膨張差によって生じる熱応力を
吸収可能にして配管の折損事故が発生しないようにした
信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、密閉容器との固着部からその内部に主に
縦に伸長する縦管部と、該縦管部から分岐して上記流体
パイパス孔に連結するように先端が固着された可撓性管
部とから成る配管を設け、上記縦管部の固着部と可撓性
管部の固着部間に水平方向の距離を有し、かつ、上記分
岐した可撓性管部先端の固着部に至る配管は上記縦管部
に対して対称位置にあるようにしたものである。

〔作 用〕

この発明におけるスクロール圧縮機は、容量制御しな
い場合に配管により吐出圧を導くが、この吐出圧を有す
る流体の温度は高い、このためこの流体の熱が作用する
と縦管部と密閉容器との縦方向の熱膨張の違いにより縦
管部の方が相対的に伸び、可撓性管部に縦の熱応力を加
えるが、可撓性管部が撓んでこの熱応力を吸収するため
に縦管部に大きな熱応力が加わらず、配管の切断を防止
する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明の一実施例によるスクロール圧縮機の縦
断面図を示し、同図において、符号１〜12,1a,2a〜2c,6
a,6b,11a,11bは第３図に示した従来例の構成要素と同
一、又は相当部分を示し、その説明を省略する。14は固
定スクロール１の台板部1aの中央部に吐出口４を囲うよ
うに設けられた環状突起、15は密閉容器11に固着され、
環状突起14と嵌合して吐出室16を形成する吐出室カバー
である。17はこの吐出室カバー15に連結され、密閉容器
11外に引出されだ吐出管、18は環状突起14の外周囲に配
置されたシール材で、吐出室カバー15とでシールして吐
出室16の気密を保持している。19は固定スクロール１の
台板部1aに設けられ吐出口４に通じる以前の圧縮室５に
片側開口を有する左右一対の流体バイパス孔、20は流体
バイパス孔19を囲うようにリング状溝20aが台板部1aに
設けられることにより流体バイパス孔19上部開口周囲の
リング状溝20aの内・外周囲に設けられた弁座である。2
1は台板部1aの側面に開口を有しリング状溝20aに連通す
るように台板部1aに設けられた排出孔である。22はリン
グ状溝20a上に位置する円板状のバイパス弁、23はリン
グ状溝20aやバイパス弁22の上部を覆うカバーである。2
4はリング状溝20aに入れられてバイパス弁22を保持する
バネ、25は弁座20とカバー23によって形成される弁座空
間、26はカバー23の弁座空間25に設けられた連通孔であ
る。27は図示しない三方電磁弁の切換えによって吸入
圧，吐出圧を導く例えば銅製の配管で、カバー23の連通
孔26と密閉容器11の図示しない配管孔にろう付けにより
固定されている。また、28はカバー23の下端外縁に設け
られた環状溝で、この溝28に装着されたＯリング29によ
り固定スクロール１の台板部1aとの間をシールされてい
る。30はカバー23を台板部1aに片持ち固定したボルトで
ある。上記符号19〜26,20a,28〜30の各構成要素は各々
一対設けられている。

第２図は上記配管27等の斜視図であり、同図におい
て、配管27は水平配置され換撓性を有するコの字形状の
コの字形管部27aと、その中央部にろう付けにより固定
され密閉容器11外へ引出されるように垂直配置された直
管部27bとから成り、コの字形管部27aの両端にカバー23
の連通孔26がろう付けにより連結されている。上記した
ように直管部27bはコの字管部27aが形成する面27cに対
して略直角に分岐している。

次に動作について説明する。圧縮機を容量制御なしで
最大能力で運転する場合は、図示しない三方電磁弁を切
換えて配管27に吐出圧を導く。これにより弁座空間25の
圧力が吐出圧となり、バイパス弁22に吐出圧が作用して
ばね24のばね力に抗してバイパス弁22が押下げられて弁
座20に密着する。これにより流体バイパス孔19と排出孔
21は閉鎖されるので圧縮室５の流体は吐出口４から吐出
室16,吐出管17を経て圧縮機外へ吐出される。

又、圧縮機を容量制御により運転する場合、図示しな
い三方電磁弁の切換えによって配管27に吸入圧を導く。
これにより弁座空間25の圧力が吸入圧となる。流体バイ
パス孔19は圧縮室５の圧縮過程の途中に設けられている
ので、流体バイパス孔19と連通する圧縮室５の圧力は吸
入圧よりも高くなっている。従って、ばね24のばね力も
作用してバイパス弁22は上部に押上げられカバー23によ
って規制され、流体バイパス孔19と排出孔21は連通し、
圧縮室５内の流体の一部が流体バイパス孔19、排出孔21
を通って吸入空間と通じる固定スクロール１外へ排出さ
れ、圧縮室５内の圧縮容量が制御される。

上記したように圧縮機の運転時には、配管27を通じて
弁座空間25に吐出圧や吸入圧が導かれる。上記吐出圧を
有する流体の温度は高く、又、上記吸入圧を有する流体
の温度は低く、これらの温度が配管27に作用し、又、圧
縮機の発停により熱が配管27に交互に作用する。このよ
うな熱が作用した時、垂直方向に真直ぐ伸びた直管部27
bが、密閉容器11と配管27との材質の差による熱膨張係
数の差により密閉容器11より長く伸びる。固定スクロー
ル１の位置、カバー23及びコの字形管部27aの垂直方向
の位置は、その密閉容器11の熱膨張に依存するため直管
部27bはコの字形管部27aに対して下方への熱応力を加え
る。この熱応力によりコの字形管部27aは撓んで下方に
押下げられその熱応力を吸収し、配管27の直管部27bに
大きな熱応力が作用するのを防ぐ。

なお、配管としてはこの他にも、密閉容器の固着部か
らその内部へ主に縦に伸長する縦管部から分岐して流体
バイパス孔に連結される可撓性管部が縦の力に対して可
撓性を有する構造の配管ならばどのようなものでもよ
い。

〔発明の効果〕

この発明によれば、密閉容器の固着部からその内部に
主に縦に伸長する縦管部と、該縦管部から分岐して上記
流体バイパス孔に連結するように先端が固着された可撓
性管部とから成る配管を設け、上記縦管部の固着部と可
撓性管部の固着部間に水平方向の距離を有し、かつ、上
記分岐した可撓性管部先端の固着部に至る配管は上記縦
管部に対して対称位置にあるようにしたので、縦管部が
熱膨張しても、固着部間に距離があるため可撓性間部が
撓んで下方に押し下げられ縦管部の熱応力を吸収でき、
しかも、分岐した可撓性管部が縦管部に対して対称とな
っていることより、撓む際にねじれたり、部分的に応力
集中が生じることがなく、平均化されるので、配管の損
傷が生じにくいという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるスクロール圧縮機の
縦断面図、第２図は第１図に示した配管部の詳細な斜視
図、第３図は従来のスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。 図中、１……固定スクロール、1a,2a……台板部、1b,2b
……渦巻突起、２……揺動スクロール、３……吸入口、
４……吐出口、５……圧縮室、６……主軸、８……ロー
タ、９……ステータ、11……密閉容器、11b……ボル
ト、19……流体バイパス孔、22……バイパス弁、27……
配管、27a……コの字形管部、27b……直管部。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台板部の下面に渦巻突起が設けられ、中心
   部に吐出口が設けられた固定スクロールと、台板部上面
   に渦巻突起が設けられ、上記固定スクロールと組合わさ
   れて圧縮室を形成する揺動スクロールと、該揺動スクロ
   ールを駆動する駆動手段と、上記固定スクロール、揺動
   スクロール及び駆動手段を収納する密閉容器と、上記固
   定スクロールの台板部に設けられ上記吐出部に連通する
   以前の流体を上記圧縮室から導出する複数の流体バイパ
   ス孔とを備えたスクロール圧縮機において、上記密閉容
   器との固着部からその内部に主に縦に伸長する縦管部
   と、該縦管部から分岐して上記流体バイパス孔に連結す
   るように先端が固着された可とう性管部とから成る配管
   を設け、上記縦管部の固着部と可とう性管部の固着部間
   に水平方向の距離を有し、かつ、上記分岐した可とう性
   管部先端の固着部に至る配管は上記縦管部に対して対称
   位置にあることを特徴とするスクロール圧縮機。