JP2956555B2 - スクロール気体圧縮機 - Google Patents

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気体圧縮
機のバイパス弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】低振動、低騒音特性を備えたスクロール
圧縮機は、吸入室が圧縮空間を形成する渦巻きの外周部
に有り、吐出口が渦巻きの中心部に設けられ、圧縮比が
一定で、往復動圧縮機や回転式圧縮機のような流体を圧
縮するための吐出弁を必要としないことが一般に知られ
ている。したがって、吸入圧力と吐出圧力がほぼ一定の
場合には高効率な圧縮ができる。このスクロール圧縮機
を空調用冷媒圧縮機として使用する場合は、可変速運転
や空調負荷変動によって冷媒の吸入圧力と吐出圧力が変
化する。そして、実際の圧縮比と設定圧縮比との間の差
によって、不足圧縮や過圧縮運転が生じる。不足圧縮時
には、吐出室の高圧冷媒ガスが吐出口から圧縮室に間欠
的に逆流し、圧縮入力の増加を招く。また、密閉空間と
なった圧縮室で液冷媒や多量の潤滑油を圧縮して液圧縮
が発生した場合には、過圧縮状態となり、圧縮入力の異
常上昇・過大な振動と騒音、圧縮機破損を招くことがあ
る。

【０００３】このような圧縮不足に起因する圧縮流体の
逆流を防ぐ方策として、吐出口の出口側に逆止弁を設け
ることもある。また、過圧縮を軽減する方策として、特
公平５−４９８３０号公報に記載されているように、圧
縮途中の一対の圧縮室から吐出室に通じる対称位置に配
置されたバイパス穴を設け、バイパス穴の出口側に吐出
室への流体流出のみを許容するバイパス弁を設ける手段
が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、吐出口
に逆止弁を設けた状態で吐出口に近い圧縮室にもバイパ
ス弁を設ける場合や、吐出口に近い圧縮室に多数のバイ
パス穴を設ける場合には、逆止弁とバイパス弁とが互い
に干渉しあい、吐出口に近い所要の位置にバイパス穴を
配置できなくなり、運転圧縮比によっては効果的な過圧
縮防止ができないという課題があった。

【０００５】また、バイパス穴を個別に塞ぐバイパス弁
の数が多くなりコスト高になると共に、各バイパス弁作
動時の騒音が大きくなり、スクロール圧縮機の低騒音特
性を損なうという課題もあった。本発明は、上記従来の
課題に鑑み、吐出口を開閉する逆止弁装置に干渉するこ
となく、吐出口の近傍に配置したバイパス穴を開閉する
簡単なバイパス弁の提供と、過圧縮低減範囲の拡大およ
びバイパス穴に残留する圧縮気体量を少なくして圧縮効
率を向上することを目的とするものである。

【０００６】また本発明は、対称な圧縮室の圧力均衡を
図り、圧縮負荷トルク変動を少なくすることを目的とす
るものである。

【０００７】また本発明は、バイパス穴を開閉するバイ
パス弁の応答性を圧縮機負荷に応じて変化させ、バイパ
ス穴開閉作動の信頼性を高めることを目的とするもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のスクロール気体圧縮機は、吐出口の出口側を
開閉する逆止弁装置と吐出口近傍の圧縮室との間に、圧
縮室からのバイパス穴が開口するバイパス吐出室を配置
し、バイパス穴を開閉する環状のバイパス弁をバイパス
吐出室に配置したものである。

【０００９】また本発明のスクロール気体圧縮機は、環
状薄板のバイパス弁がバイパス穴を同時に開閉すべくさ
せたものである。

【００１０】また本発明のスクロール気体圧縮機は、バ
イパス弁を付勢するバネ装置の付勢力に形状記憶特性を
備えさせたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は上記構成によって、圧縮
最終行程途上の圧縮室圧力が吐出室圧力よりも設定値を
超えた時、環状のバイパス弁が吐出口を開閉する逆止弁
装置に干渉することなく後退して各バイパス穴が開き、
圧縮途中気体が吐出室に流出して圧縮室での過圧縮が少
なくなる。圧縮室圧力が正常復帰後は、環状のバイパス
弁が各バイパス穴を閉塞する。また、圧縮途中の気体が
通路短縮したバイパス穴を早く通過して吐出室に流出
し、圧縮室の圧力降下が速くなる。また、環状のバイパ
ス弁がバイパス穴を閉塞した後は、バイパス穴に残留す
る圧縮気体の容積が少なくなり、その気体の再膨張・再
圧縮作用が少なくなる。

【００１２】また本発明は、環状薄板のバイパス弁がバ
イパス穴を同時に開閉して、バイパス穴が開口する圧縮
室は互いに同圧力に調整される。

【００１３】また本発明は、実負荷圧縮比が設定圧縮比
よりも小さくて過圧縮が生じる低速・低負荷運転時に
は、バネ装置のバイパス弁への付勢力が弱まり、バイパ
ス弁を後退させてバイパス穴を開通させ易くなる。一
方、実負荷圧縮比が設定圧縮比よりも大きくてバイパス
穴の開通を必要としない高負荷・高速運転時には、バネ
装置のバイパス弁への付勢力が強まり、バイパス弁によ
るバイパス弁閉塞作用が高まり、吐出気体が圧縮室に漏
洩するのを防ぐ。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例の横置形スクロール冷
媒圧縮機について、図面を参照しながら説明する。図１
において、１は鉄製の密閉容器で、その内部全体は吐出
管（図示なし）に連通する高圧雰囲気となり、その中央
部にモータ３、右部に圧縮部が配置され、モータ３の回
転子３ａに固定された駆動軸４の一端を支承する圧縮部
の本体フレーム５が密閉容器１に固定されており、その
本体フレーム５に固定スクロール７が取り付けられてい
る。駆動軸４に設けられた主軸方向の油穴１２は、その
一端が給油ポンプ装置（図示なし）に通じ、他端が最終
的に主軸受８に通じている。固定スクロール７と噛み合
って圧縮室２を形成する旋回スクロール１３は、渦巻き
状の旋回スクロールラップ１３ａと旋回軸１３ｃとを直
立させたラップ支持円板１３ｂとから成り、固定スクロ
ール７と本体フレーム５との間に配置されている。固定
スクロール７は、鏡板７ａと渦巻き状の固定スクロール
ラップ７ｂとから成り、固定スクロールラップ７ａの中
央部に吐出口３０、外周部に吸入室３１が配置されてい
る。吐出口３０は、隣接する吐出室３２を介してモータ
３が配置された高圧空間に通じている。吸入室３１は、
密閉容器１の端壁を貫通する吸入管３３に通じている。
駆動軸４の主軸から偏芯して駆動軸４の右端穴部に配置
された旋回軸受１４は、旋回スクロール１３の旋回軸１
３ｃと係合摺動すべく構成されている。旋回スクロール
１３のラップ支持円板１３ｂと本体フレーム５に設けら
れたスラスト軸受１９との間は、油膜形成可能な微小隙
間が設けられている。ラップ支持円板１３ｂには旋回軸
１３ｃとほぼ同芯の環状シール部材１８が遊合状態で装
着されており、その環状シール部材１８はその内側の背
面室Ａ２０と外側とを仕切っている。背面室Ａ２０は、
主軸受８および旋回軸受１４の摺動面を介して駆動軸４
の油穴１２にも通じている。旋回軸受１４の底部の油室
１５と、ラップ支持円板１３ｂの外周部空間の背面室Ｃ
１６との間は、ラップ支持円板１３ｂに設けられた油通
路２１を介して通じている。油通路２１は、その両端に
絞り部Ａ２２と絞り部Ｂ２３を、その中間にバイパス油
穴２４を有している。バイパス油穴２４は、旋回スクロ
ール１３の旋回運動に伴って、スラスト軸受１９面に設
けられた環状の油溝２５に間欠的に通じるべく配置され
ている。環状の油溝２５と背面室Ｃ１６とは、環状の油
溝２５の一部に設けられた排出油通路２６を介して通じ
ている。スラスト軸受１９の環状溝２５は、自転阻止部
材２７と係合する旋回スクロール１３の係止溝（図示な
し）にも間欠的に連通すべく配置されている。背面室Ｃ
１６と吸入室３１との間は、ラップ支持円板１３ｂと摺
接する鏡板７ａの表面に設けられた油溝（図示なし）を
介して連通している。吐出口３０の出口側を開閉する逆
止弁装置３５が固定スクロール７の鏡板７ａの平面上に
取り付けられており、その逆止弁装置３５は薄鋼板製の
リード弁３５ａと弁押え３５ｂとから成る。吐出口３０
を囲むバイパス吐出室３６が逆止弁装置３５に隣接して
鏡板７ａに凹設されている。バイパス吐出室３６は、鏡
板７ａに圧入固定された逆止弁座ケース３７に設けたバ
イパス通路３８を介して吐出室３２に通じている。鏡板
７ａの中央部には、吐出口３０と間欠的に連通する第２
圧縮室２ｂとバイパス吐出室３６とに開口する一対の第
２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３９ｃ，第４バイ
パス穴３９ｄが圧縮進行に追従する形態で順次対称配置
されており、第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３
９ｃ，第４バイパス穴３９ｄの出口側を開閉するバイパ
ス弁４０とそれを付勢するコイルバネ４１がバイパス吐
出室３６に配置されている。図５に示す如く、バイパス
弁４０の外観形状は逆止弁座ケース３７との回転止め係
止穴４０ａを中央部に有し、第２バイパス穴３９ｂ，第
３バイパス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄを開閉する
一対のリード部４０ｂを外周部に有している。コイルバ
ネ４１は、それ自身の温度が上昇するとバイパス弁４０
への付勢力が増加し、それ自身の温度が下降するとバイ
パス弁４０への付勢力が減少する形状記憶特性を有して
いる。また、鏡板７ａには、吸入室３１と間欠的に連通
する第１圧縮室２ａと吐出室３２とに開口する一対の第
１バイパス穴３９ａが対称配置されていると共に、第１
バイパス穴３９ａの出口側を開閉する補助バイパス弁装
置４２が取り付けられている。図６は、横軸に圧縮機運
転速度を、縦軸に圧力と圧縮比を表し、空調装置運転時
の圧縮機運転速度と吸入圧力，吐出圧力，圧縮比の関係
を示す実負荷特性図である。図７は、横軸に圧縮室の容
積変化を、縦軸に圧縮室の圧力変化を表した従来スクロ
ール圧縮機のＰ−Ｖ線図である。

【００１５】以上のように構成されたスクロール冷媒圧
縮機について、その動作を説明する。図１〜図７におい
て、モータ３によって駆動軸４が回転駆動すると本体フ
レーム５のスラスト軸受１９に支持された旋回スクロー
ル１３が旋回運動をし、圧縮機に接続した冷凍サイクル
から潤滑油を含んだ吸入冷媒ガスが、吸入管３３を経由
して吸入室３１に流入し、旋回スクロール１３と固定ス
クロール７との間に形成された圧縮室２へと圧縮移送さ
れ、中央部の吐出口３０，吐出室３２を経てモータ３を
冷却しながら吐出管（図示なし）から圧縮機外部に排出
される。潤滑油を含んだ吐出冷媒ガスは、吐出室３２か
ら吐出管（図示なし）までの通路途中で分離され、油溜
１１に収集する。吐出圧力が作用する潤滑油は、駆動軸
４の一端に連結された給油ポンプ装置（図示なし）によ
り、駆動軸４の油穴１２を経由して油室１５に送られ、
その大部分が主軸受８を経由して油溜１１に帰還する一
方、残りの潤滑油が旋回スクロール１３に設けられた油
通路２１を経由して最終的に背面室Ｃ１６に流入する。
油通路２１を流れる潤滑油は、その入口部の絞り部Ａ２
２で一次減圧され、その一部の潤滑油がバイパス穴２４
を通じてスラスト軸受１９に設けられた環状油溝２５に
流入し、残りの潤滑油が絞り部Ｂ２３で二次減圧された
後、両経路を経た潤滑油は吸入室３１に通じている背面
室Ｃ１６に流入する。油通路２１の潤滑油は、旋回スク
ロール１３の旋回運動に伴ってバイパス穴２４が環状油
溝２５に間欠的に連通する際の通路抵抗の影響を受け
る。すなわち、旋回速度が遅い時には油通路２１の潤滑
油が環状油溝２５に多く流入し、旋回速度が速い時には
油通路２１の潤滑油が環状油溝２５に少なく流入するよ
うに調整される。圧縮室２の冷媒ガス圧力は、駆動軸４
の主軸方向に旋回スクロール１３を固定スクロール７か
ら離反させようと作用する。一方、旋回スクロール１３
のラップ支持円板１３ｂが吐出圧力の作用する背面室Ａ
２０（環状シール部材１８で囲まれた内側部分）からの
背圧を受けている。したがって、旋回スクロール１３を
固定スクロール７から離反させようとする力と背圧力と
が相殺される。その結果、旋回スクロール１３の離反力
よりも背圧力が大きい場合には、ラップ支持円板１３ｂ
は固定スクロール７の鏡板７ａに支持され、反対の場合
にはスラスト軸受１９に支持される。上述のいずれの場
合にもラップ支持円板１３ｂとその摺動面の間は微小隙
間が保持されて、その摺動面に供給された潤滑油によっ
て油膜形成されており、その摺動抵抗が軽減されてい
る。旋回スクロール１３のラップ支持円板１３ｂが固定
スクロール７の鏡板７ａまたはスラスト軸受１９のいず
れに支持される場合でも、圧縮室２の隙間は微小で、背
面室Ｃ１６・吸入室３１を順次経て圧縮室２に流入した
潤滑油の油膜で密封されている。一方、スクロール圧縮
機は圧縮比が一定なことから、圧縮機冷時始動初期には
多量の冷媒液が圧縮室２に流入して液圧縮が生じること
が有り、圧縮室２が異常圧力上昇して吐出室３２の圧力
より高くなる。吸入室３１と間欠的に連通する第１圧縮
室２ａで液圧縮が生じた場合には、図３のように、鏡板
７ａに設けた第１バイパス穴３９ａの出口側を閉塞する
補助バイパス弁装置４２および第２バイパス穴３９ｂ，
第３バイパス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄの出口側
を閉塞するバイパス弁４０が順次開いて冷媒を吐出室３
２に流出させ、圧縮室圧力を降下させる。また、吐出口
３０と間欠的に連通する第２圧縮室２ｂで液圧縮が生じ
た場合には、鏡板７ａに設けた第２バイパス穴３９ｂ，
第３バイパス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄの出口側
を閉塞するバイパス弁４０の全体がコイルバネ４１の付
勢力に抗して開き冷媒を吐出室３２に流出させ、圧縮室
圧力を降下させる。なお、第２〜第４バイパス穴（３９
ｂ，３９ｃ，３９ｄ）は旋回スクロールラップ１３ａの
端面によって同時に閉塞されることが無いように配置さ
れているので、バイパス弁４０が必ず開通作動する。ま
た、補助バイパス弁装置４２およびバイパス弁４０が開
通作動するのは、圧縮室２で液圧縮が生じる場合に限ら
ない。すなわち、図６に示す如く、通常の冷凍サイクル
運転における吸入圧力は、圧縮機が低速〜高速運転に変
化するのに追従して低下する。一方、吐出圧力は上昇し
て、圧縮比が上昇するのが一般的である。したがって、
補助バイパス弁装置４２およびバイパス弁４０が設置さ
れない場合の圧縮機低速運転時などの圧縮比は、定格負
荷運転状態で設定された圧縮比よりも小さくなって図７
の斜線部分で示す如く過圧縮状態となる。このような場
合には上述と同様に、第２バイパス穴３９ｂ，第３バイ
パス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄの出口側を閉塞す
るバイパス弁４０のリード部４０ｂが開いて冷媒を吐出
室３２に流出させ、２点鎖線９９で示す如く、圧縮室圧
力が途中降下して圧縮負荷が軽減する。なお、一般的に
は、対称位置に配置された圧縮室２（圧縮室Ａ，圧縮室
Ｂ）の各圧力は、圧縮室隙間密封程度の差から互いに相
違する。この圧縮室２の圧力差は旋回スクロール１３に
自転力を与えて自転阻止部材２７に回転力を与えること
になる。しかし、補助バイパス弁装置４２およびバイパ
ス弁４０が開通して圧縮負荷軽減する場合には、圧縮室
２（圧縮室Ａ，圧縮室Ｂ）の圧力が吐出室３２を介して
圧縮行程途中で瞬時的に均圧されて、圧縮室圧力差が小
さくなる。一方、圧縮機高速運転時は吸入室３１の圧力
が低下、吐出室３２の圧力が上昇する結果、実際の冷凍
サイクル運転圧縮比がスクロール圧縮機設定圧縮比より
も大きい圧縮状態となって、第２圧縮室２ｂの容積が拡
大する過程で、しかも逆止弁装置３５が吐出口３０を閉
塞するまでの間に吐出室３２の冷媒ガスが吐出口３０を
介して第２圧縮室２ｂに間欠的に逆流する。この逆流冷
媒ガスは第２圧縮室２ｂで再圧縮されて圧縮損失とな
る。バイパス吐出室３６が鏡板７ａに凹設されることに
よって第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３９ｃ，
第４バイパス穴３９ｄの通路が短くなった結果、これら
の通路内に残留する冷媒ガスの再膨張・再圧縮による圧
縮損失は低減されている。また、吸入圧力と吐出圧力と
の差圧が大きくて実負荷圧縮比が設定圧縮比（固定スク
ロールラップ７ｂと旋回スクロールラップ１３ａの巻数
によって定まる）よりも大きく、第２〜第４バイパス穴
（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）とバイパス吐出室３６との
開通を必要としない圧縮機高速・高負荷運転時には、吐
出ガス温度上昇によってコイルバネ４１は温度上昇し、
バイパス弁４０への付勢力を増加させて、バイパス吐出
室３６の底面とバイパス弁４０とのシール性能を向上し
ており、第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３９
ｃ，第４バイパス穴３９ｄを介して吐出室３２から第２
圧縮室２ｂへの冷媒ガス漏洩流入を少なくしている。ま
た一方、吸入圧力と吐出圧力との差圧が小さくて実負荷
圧縮比が設定圧縮比よりも小さく、圧縮室２での過圧縮
状態を回避させるべく第２〜第４バイパス穴（３９ｂ，
３９ｃ，３９ｄ）とバイパス吐出室３６との開通を必要
とする圧縮機低速・低負荷運転時には、コイルバネ４１
の温度が低いのでバイパス弁４０への付勢力が弱く、バ
イパス弁４０が素早く後退して第２〜第４バイパス穴
（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）の開通が容易になり、圧縮
室２での過圧縮回避が容易にでき、入力が低減する。

【００１６】以上のように上記実施例によれば、固定ス
クロール７の一部をなす鏡板７ａの一面に直立して形成
された渦巻き状の固定スクロールラップ７ｂに対して、
旋回スクロール１３の一部をなすラップ支持円板上１３
ｂに直立し且つ固定スクロールラップ７ｂに類似した形
状の旋回スクロールラップ１３ａを互いに噛み合わせ
て、両スクロール間に渦巻き形の一対の圧縮空間を形成
し、固定スクロールラップ７ｂの中心部に吐出室３２に
通じる吐出口３０を設け、固定スクロールラップ７ｂの
外側には吸入室３１を設け、駆動軸４と係合するラップ
支持円板１３ｂと駆動軸４を支持する本体フレーム５と
に係合する自転阻止部材２７を介して旋回スクロール１
３が固定スクロール７に対し公転運動を行うことによっ
て、各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行す
る複数個の圧縮室２に区画されて流体を圧縮すべく容積
変化するスクロール圧縮機構を形成し、吐出口３０の出
口側を開閉する逆止弁装置３５を配置し、吐出口３０の
近傍の圧縮途中の圧縮室（２ａ，２ｂ）に開口し且つ他
端が吐出室３２に通じる３対のバイパス穴（３９ｂ，３
９ｃ，３９ｄ）を鏡板７ａに対称配置して設け、吐出口
３０を囲む環状のバイパス弁４０が各バイパス穴（３９
ｂ，３９ｃ，３９ｄ）の出口側を開閉すべく配置された
構成において、その底面にバイパス穴（３９ｂ，３９
ｃ，３９ｄ）が開口し且つ他端が吐出室３２に通じるバ
イパス吐出室３６を鏡板７ａに凹設して吐出口３０を囲
む形態で設け、バイパス吐出室３６にバイパス弁４０を
配置したことにより、吐出口３０を開閉する逆止弁装置
３５に干渉することなく、圧縮最終行程途上の圧縮室
（２ａ，２ｂ）に開通するバイパス穴（３９ｂ，３９
ｃ，３９ｄ）を開閉するバイパス弁４０を簡易に設ける
ことができる。それによって、圧縮室（２ａ，２ｂ）で
過圧縮が生じ始めた時に、速やかに圧縮冷媒ガスを吐出
室３２に排出して過度な過圧縮を防止し、入力低減と耐
久性向上を図ることができる。また、バイパス吐出室３
６を鏡板７ａに凹設しているので、バイパス穴（３９
ｂ，３９ｃ，３９ｄ）の通路長さが短くなり、過圧縮冷
媒ガスの吐出室３２への排出時間を速めて過圧縮防止を
一層促進することができると共に、バイパス穴（３９
ｂ，３９ｃ，３９ｄ）に残溜する圧縮冷媒ガスの再膨張
・再圧縮による入力損失を少なくすることもできる。ま
た、上記実施例では、バイパス弁４０が少なくとも一対
以上のバイパス穴（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）を同時に
開閉すべくしたことにより、対称な圧縮室（２ａ，２
ｂ）の圧力を吐出室３２の圧力に近付け、それによって
両圧縮室（２ａ，２ｂ）の圧力均衡を図り、自転阻止部
材２７に作用する回転力変動を小さくして圧縮負荷トル
ク変動と振動を少なくすることができる。

【００１７】また、上記実施例では、バイパス穴（３９
ｂ，３９ｃ，３９ｄ）を塞ぐべくバイパス弁４０を付勢
するコイルバネ４１が、それ自身の温度が上昇すると付
勢力を増し、それ自身の温度が下降すると付勢力を減じ
る形状記憶特性を有することにより、吸入冷媒圧力と吐
出冷媒圧力との差圧が大きい高負荷圧縮状態、いわゆ
る、吐出冷媒温度が高くて、実負荷圧縮比が設定圧縮比
よりも高くなり、バイパス穴（３９ｂ，３９ｃ，３９
ｄ）とバイパス吐出室３６との開通を必要としない圧縮
機高速運転時には、バイパス弁４０へのコイルバネ４１
の付勢力が増して、バイパス穴（３９ｂ，３９ｃ，３９
ｄ）閉塞の信頼性を高める。また一方、吸入冷媒圧力と
吐出冷媒圧力との差圧が小さい低負荷圧縮状態、いわゆ
る、吐出冷媒温度が低くて、実負荷圧縮比が設定圧縮比
よりも小さくなり、圧縮室２での過圧縮状態を回避すべ
くバイパス穴（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）とバイパス吐
出室３６との開通を必要とする圧縮機低速運転時には、
バイパス弁４０へのコイルバネ４１の付勢力が弱まり、
バイパス穴（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）開通が容易とな
り、圧縮室２での過圧縮を回避して入力低減効果を高め
る。

【００１８】上記実施例では、図５の外観のように、リ
ード部４０ａ，４０ｂを有するバイパス弁４０を配置し
たが、図８に示す外観形状のバイパス弁を用いても良
い。

【００１９】

【発明の効果】以上のように本発明のスクロール気体圧
縮機は、固定スクロール７の一部をなす鏡板の一面に直
立して形成された渦巻き状の固定スクロールラップに対
して、旋回スクロールの一部をなすラップ支持円板上に
直立し且つ固定スクロールラップに類似した形状の旋回
スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール
間に渦巻き形の一対の圧縮空間を形成し、固定スクロー
ルラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、固定
スクロールラップの外側には吸入室を設け、駆動軸と係
合するラップ支持円板と駆動軸を支持する本体フレーム
とに係合する自転阻止部材を介して旋回スクロールが固
定スクロールに対し公転運動を行うことによって、各圧
縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個
の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化するス
クロール圧縮機構を形成し、吐出口の出口側を開閉する
逆止弁装置を配置し、吐出口の近傍の圧縮途中の圧縮室
に開口し且つ他端が吐出室に通じる少なくとも一対以上
のバイパス穴を鏡板に対称配置して設け、吐出口を囲む
環状のバイパス弁が各バイパス穴の出口側を開閉すべく
配置された構成で、その底面にバイパス穴が開口し且つ
他端が吐出室に通じるバイパス吐出室を鏡板に凹設して
吐出口を囲む形態で設け、バイパス吐出室にバイパス弁
を配置したことにより、吐出口を開閉する逆止弁装置に
干渉することなく、圧縮最終行程途上の圧縮室に開通す
るバイパス穴を開閉するバイパス弁を簡易に設けること
ができる。また、バイパス穴位置の選択の自由度が高く
なり、過圧縮低減の範囲を広くすることができる。その
結果、圧縮室で過圧縮が生じ始めた時に、圧縮最終行程
近くまでの間で、速やかに圧縮気体を吐出室に排出し続
けられるので、圧縮比の変動に幅広く対応して過度な過
圧縮を防止し、入力の低減と耐久性の向上を図ることが
できる。また、バイパス吐出室を鏡板に凹設しているの
で、バイパス穴の通路長さが短くなり、過圧縮気体の吐
出室への排出時間を速めて過圧縮防止を一層促進するこ
とができると共に、バイパス穴に残溜する圧縮気体の再
膨張・再圧縮による入力損失を少なくすることもでき
る。

【００２０】また、本発明のスクロール気体圧縮機は、
バイパス弁が少なくとも一対以上のバイパス穴を同時に
開閉すべくしたことにより、対称な圧縮室の圧力を吐出
室の圧力に近付け、それによって両圧縮室の圧力均衡を
図り、自転阻止部材に作用する回転力変動を小さくして
圧縮負荷トルク変動と振動を少なくすることができる。

【００２１】また、本発明のスクロール気体圧縮機は、
バイパス穴を塞ぐべくバイパス弁を付勢するバネ装置を
設け、バネ装置自身の温度が上昇すると付勢力を増し、
バネ装置自身の温度が下降すると付勢力を減じる形状記
憶特性を有することにより、吸入圧力と吐出圧力との差
圧が大きい高負荷圧縮状態、いわゆる、吐出気体温度が
高くて、実負荷圧縮比が設定圧縮比よりも大きくなり、
バイパス穴とバイパス吐出室との開通を必要としない圧
縮機高速運転時には、バイパス弁へのバネ装置の付勢力
が増して、バイパス穴閉塞の信頼性を高めることができ
る。また一方、吸入圧力と吐出圧力との差圧が小さい低
負荷圧縮状態、いわゆる、吐出気体温度が低くて、実負
荷圧縮比が設定圧縮比よりも小さくなり、圧縮室での過
圧縮状態を回避すべくバイパス穴とバイパス吐出室との
開通を必要とする圧縮機低速運転時には、バイパス弁へ
のバネ装置の付勢力が弱まり、バイパス穴開通が容易と
なり、圧縮室での過圧縮を回避して入力低減効果を高め
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール気体圧縮機の一実施例の部
分縦断面図

【図２】同要部拡大縦断面図

【図３】同要部拡大縦断面図

【図４】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図

【図５】バイパス弁の外観図

【図６】圧縮機運転速度と圧力の関係を示す特性図

【図７】圧縮室の容積変化と圧力変化状態を示す特性図

【図８】別の実施例のバイパス弁の外観図

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 圧縮室 ２ａ 第１圧縮室 ２ｂ 第２圧縮室 ３ モータ ３ａ 回転子 ４ 駆動軸 ５ 本体フレーム ７ 固定スクロール ７ａ 鏡板 ７ｂ 固定スクロールラップ ８ 主軸受 １２ 油穴 １３ 旋回スクロール １３ａ 旋回スクロールラップ １３ｂ ラップ支持円板 １３ｃ 旋回軸 １４ 旋回軸受 １５ 油室 １６ 背面室Ｃ １８ 環状シール部材 １９ スラスト軸受 ２０ 背面室Ａ ２１ 油通路 ２２ 絞り部Ａ ２３ 絞り部Ｂ ２４ バイパス油穴 ２５ 環状油溝 ２６ 排出油通路 ２７ 自転阻止部材 ３０ 吐出口 ３１ 吸入室 ３２ 吐出室 ３３ 吸入管 ３５ 逆止弁装置 ３５ａ リード弁 ３５ｂ 弁押え ３６ バイパス吐出室 ３７ 逆止弁座ケース ３８ バイパス通路 ３９ａ 第１バイパス穴 ３９ｂ 第２バイパス穴 ３９ｃ 第３バイパス穴 ３９ｄ 第４バイパス穴 ４０ バイパス弁 ４０ａ 回転止め係止穴 ４０ｂ リード部 ４１ コイルバネ ４２ バイパス弁

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に
   直立して形成された渦巻き状の固定スクロールラップに
   対して、旋回スクロールの一部をなすラップ支持円板上
   に直立し且つ前記固定スクロールラップに類似した形状
   の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スク
   ロール間に渦巻き形の一対の圧縮空間を形成し、前記固
   定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を
   設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設
   け、駆動軸と係合する前記ラップ支持円板と静止部材と
   に係合する自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが
   前記固定スクロールに対し公転運動を行うことによっ
   て、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移
   行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容
   積変化するスクロール圧縮機構を形成し、前記吐出口の
   出口側を開閉する逆止弁装置を配置し、前記吐出口の近
   傍の圧縮途中の圧縮室に開口し且つ他端が前記吐出室に
   通じる少なくとも一対以上のバイパス穴を前記鏡板に対
   称配置して設け、前記吐出口を囲む環状のバイパス弁が
   前記各バイパス穴の出口側を開閉すべく配置された構成
   で、底面に前記バイパス穴が開口し且つ他端が前記吐出
   室に通じるバイパス吐出室を前記鏡板に凹設して前記吐
   出口を囲む形態で設け、前記バイパス吐出室に前記バイ
   パス弁を配置したスクロール気体圧縮機。
2. 【請求項２】バイパス弁が少なくとも一対以上のバイパ
   ス穴を同時に開閉すべくした請求項１記載のスクロール
   気体圧縮機。
3. 【請求項３】バイパス穴を塞ぐべくバイパス弁を付勢す
   るバネ装置を設け、前記バネ装置自身の温度が上昇する
   と付勢力を増し、前記バネ装置自身の温度が下降すると
   付勢力を減じる形状記憶特性を有する請求項１記載のス
   クロール気体圧縮機。