JP3536134B2 - 電動圧縮機 - Google Patents

電動圧縮機

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JP3536134B2
JP3536134B2 JP18868394A JP18868394A JP3536134B2 JP 3536134 B2 JP3536134 B2 JP 3536134B2 JP 18868394 A JP18868394 A JP 18868394A JP 18868394 A JP18868394 A JP 18868394A JP 3536134 B2 JP3536134 B2 JP 3536134B2
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swirl
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達也 堀
繁 村松
弘之 福原
定幸 山田
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松下電器産業株式会社
松下エコシステムズ株式会社
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクロール式の電動圧
縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来におけるスクロール式の電動圧縮機
は、例えば特開昭57−137677号公報、特開昭6
2−168986号公報などに開示されているような構
成のものが一般的であった。以下、従来のスクロール式
電動圧縮機について、その縦断面図を示す図4および圧
縮過程の模式図を示す図5を参照して説明する。
【0003】図4において、1は円筒部1aと蓋部1b
とからなる密閉容器、2は固定子2aと回転子2bとか
らなり、密閉容器1内に配設された電動機、3は密閉容
器1内に配設され、電動機2により駆動される圧縮機構
部で、固定渦巻はね3cを形成し、固定枠体に固定され
た固定渦巻はね部材3aと、この固定渦巻はね部材3a
の固定渦巻はね3cと噛み合って複数の圧縮空間を形成
する旋回渦巻はね3dを鏡板の上に形成した旋回渦巻は
ね部材3bとにより構成されている。4は旋回渦巻はね
部材3bを旋回駆動するため電動機2に連結されたクラ
ンク軸、5はクランク軸4の一端に形成した主軸を支承
する主軸受、6はクランク軸4の主軸受5の反対側に配
した副軸受で、主軸受5および副軸受6は前記密閉容器
1に固着されている。7は旋回渦巻はね部材3bを固定
渦巻はね部材3aに対して旋回運動させるための自転防
止用のオルダムリング、8は吐出管9から密閉容器1の
外部へ吐出される吐出ガスの吐出チャンバー10を形成
する吐出マフラー、11は密閉容器1の外部から圧縮す
るガスを吸収する吸入管、20は固定渦巻はね部材3a
に形成したバイパス孔、21はバイパス孔20の開口に
設けた逆止弁である。
【0004】次に、上記のように構成したスクロール式
の電動圧縮機における圧縮機構部3の作用について説明
する。低圧ガスは吸入管11より圧縮機構部3へ導か
れ、固定渦巻はね部材3aに対して旋回渦巻はね部材3
bが旋回運動することにより、吸入された低圧ガスが圧
縮機構部3圧縮空間で圧縮されて高圧ガスになる。
【0005】この圧縮された高圧ガスは吐出管9より密
閉容器1の外へ吐出されて他の機構を作動させ、作動に
よって低圧となった低圧ガスは吸入管11より再び圧縮
機構部3に戻って圧縮されることによりガスの循環が行
われ、周知の圧縮サイクルが形成される。
【0006】この圧縮過程を説明すると、図5(a)、
(b)、(c)、(d)に示すように、電動機2に連結
されたクランク軸4により旋回渦巻はね部材3bが固定
渦巻はね部材3aに対して旋回運動すると、固定渦巻は
ね3cと旋回渦巻はね3dとの噛み合いにより形成され
る三日月状の圧縮空間(例えばA)は、外側部分から内
側部分へ向かって順次移動するに従い、その容積は徐々
に縮小されるので、圧縮空間の中に充満されているガス
は徐々に圧縮され、中央部に形成した吐出口19より吐
出管9を経て吐出される。
【0007】この場合、圧縮空間により圧縮される圧縮
比は予め固定されており、もし負荷条件によって定まる
圧縮比が、予め固定されている圧縮比より小さいと、過
圧縮の現象が発生し、動力の損失をまねき、効率が低下
するという問題点があった。この問題点を解決するため
に、従来のスクロール式圧縮機においては、固定渦巻は
ね部材3aにバイパス孔20を形成し、このバイパス孔
20の開口には逆止弁21を設けることにより、圧縮空
間の圧力が吐出チャンバー10の圧力よりも大きくなっ
た場合は、逆止弁21を開いて圧縮空間内部のガスの一
部を逃がすことにより圧力を低下させて過圧縮を防止
し、効率の低下を防止していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のスクロール式圧
縮機のように、バイパス孔と逆止弁とにより過圧縮を防
止する場合にあっては、図4に示すバイパス孔20は、
構造上あまり大きな径にすることができないので、逃が
すガスの量が制限され、過圧縮を充分に防止することが
できないという問題点があった。
【0009】また、負荷条件によって逆止弁21が閉じ
ている場合は、バイパス孔20内に残存しているガスが
圧縮空間に逆流するため、圧縮空間内部の圧力が上昇し
て圧縮ロスとなり、効率の低下をまねくという問題点も
あった。
【0010】本発明は、圧縮比が小さくなった条件の下
では過圧縮を防止し、圧縮比が大きくなった条件の下で
は圧縮不足を防止し、これらに原因する効率の低下が防
止できる電動圧縮機を提供することを目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電動圧縮機においては、渦巻はねを形成し
た固定渦巻はね部材と、この固定渦巻はね部材の渦巻は
ねと噛み合う渦巻はねを形成した旋回渦巻はね部材とを
備えた圧縮機構部およびこの圧縮機構部を駆動する電動
機を密閉容器に収納し、前記固定渦巻はね部材の中央部
には、この固定渦巻はね部材における渦巻はねの巻き始
め部の径より大きな径の吐出孔を形成し、この吐出孔に
透孔を有する弁板を摺動自在に挿入したものである。
【0012】また、弁板の外周にシール材を取り付ける
と効果的であり、さらに、弁板と対向する旋回渦巻はね
部材の渦巻はねの先端と固定渦巻はね部材との間に空隙
を形成することが好ましく、そのためには、弁板と対向
する旋回渦巻はね部材の渦巻はねの高さを他の部分のそ
れより低くしたり、弁板と対向する固定渦巻はね部材の
渦巻はねの高さを他の部分のそれより高くしたりして空
隙を形成することができる。
【0013】
【作用】上記のように構成された電動圧縮機では、圧縮
空間内部の圧力が高くなって過圧縮の状態となる場合
は、弁板が吐出孔の内部を上方に摺動して移動すると、
吐出孔の径が固定渦巻はね部材の渦巻はねの巻き始め部
の径より大きいので、圧縮空間と連通する巻き始め部が
吐出孔の底部で開口する。その結果、圧縮空間内部のガ
スが吐出されて圧力を低下させることができるので、圧
縮比が小さくなって過圧縮を防止することができる。
【0014】また、圧縮空間内部の圧力が低くなって圧
縮不足の状態となる場合は、弁板が、吐出孔の底部にお
いて、圧縮空間の開口を閉塞して圧縮空間内部のガスが
吐出されるのを阻止して圧力を高めることができるの
で、圧縮比を大きくして圧縮不足を防止することができ
る。
【0015】また、弁板の外周にシール材を存在させる
ことにより、吐出孔の内壁と弁板の外周との気密性が保
持され、圧縮空間内部の圧力を弁板に的確に作動させる
ことができる。
【0016】さらに、弁板と旋回渦巻はねの先端との間
に空隙を形成することにより、両者の接触がなくなって
接触音が発生するのを阻止することができる。
【0017】
【実施例】本発明の実施例について図1、図2および図
3を参照して以下に説明する。
【0018】スクロール圧縮機の縦断面図を示す図1に
おいて、円筒部1aと蓋部1bとにより構成した密閉容
器1の内部には、固定子2aと回転子2bとを有する電
動機2、および、この電動機2により駆動される圧縮機
構部3が収納されている。この圧縮機構部3は、固定枠
体に固定され、固定渦巻はね3cを形成した固定渦巻は
ね部材3aと、この固定渦巻はね部材3aの固定渦巻は
ね3cと噛み合って複数の圧縮空間を形成する旋回渦巻
はね3dを鏡板の上に形成した旋回渦巻はね部材3bと
により構成されている。前記旋回渦巻はね部材3bを旋
回駆動するクランク軸4の一端には主軸を支承する主軸
受5を形成し、この主軸受5が形成されている端部と反
対側のクランク軸4の端部には副軸受6が形成され、こ
れら主軸受5および副軸受6は前記密閉容器1に固着さ
れている。なお、7は旋回渦巻はね部材3bを固定渦巻
はね部材3aに対して旋回運動させるための自転防止用
のオルダムリング、8は吐出管9から密閉容器1の外部
へ吐出される吐出ガスの吐出チャンバー10を形成する
吐出マフラー、11は密閉容器1の外部から圧縮するガ
スを吸収する吸入管、12は固定渦巻はね部材3aの鏡
板の中央部に形成した吐出孔で、固定渦巻はね3cの巻
き始め部にかかる大きさの径を有するものである。13
は吐出孔12内に摺動自在に挿入され、中央部に透孔1
4を形成したリング状の圧縮比調整弁板で、通常は自重
により吐出孔12の底部に位置して固定渦巻はね3cの
巻き始め部を閉塞している。15は吐出チャンバー10
に面する吐出孔12の開口部を閉塞するストップバルブ
で、中央部に透孔16を有し、ボルト17により固定渦
巻はね部材3aに固定され、圧縮比調整弁板13が吐出
孔12より飛び出すのを阻止している。
【0019】上記のように構成されたスクロール圧縮機
においては、低圧ガスは吸入管11より圧縮機構部3へ
導かれ、固定渦巻はね部材3aに対して旋回渦巻はね部
材3bが旋回運動することにより、吸入された低圧ガス
は、圧縮機構部3において固定渦巻はね3cと旋回渦巻
はね3dとの噛み合いにより形成された三日月状の圧縮
空間で順次かつ徐々に圧縮されて高圧ガスとなる。
【0020】そして、この圧縮空間内部の圧力が吐出チ
ャンバー10内の圧力よりも大きい場合は、圧縮空間内
部の圧力により圧縮比調整弁板13が吐出孔12内を摺
動して上方に移動し、圧縮空間と連通する固定渦巻はね
3cの巻き始め部が開放されるので、圧縮空間のガスの
一部が吐出孔12、透孔14、16を経て吐出されて圧
縮空間の圧力が下がる。
【0021】したがって、圧縮過程の途中で圧縮比が大
きくなって過圧縮の状態になると、圧縮空間のガスを吐
出して圧縮比を低下させるように作動するので、小さい
圧縮比で運転を継続することができ、過圧縮による効率
低下を防止することができる。
【0022】また、逆に圧縮空間内部の圧力が、吐出チ
ャンバー10内のそれよりも小さい場合は、圧縮調整弁
板13は吐出孔12の底部に位置して圧縮空間と連通す
る固定渦巻はね3cの巻き始め部を閉塞し、吐出孔12
よりも径が小さい透孔14のみが開口した状態となって
圧縮空間内部の圧力を上昇させるように作動するので、
大きな圧縮比で運転を継続することができ、圧縮不足に
よる効率低下が防止できる。
【0023】なお、吐出孔12および透孔14の径は、
低負荷条件、高負荷条件などの運転条件により最適な圧
縮比が得られるように所定の大きさに設定することがで
きる。
【0024】また、図2に示すように、圧縮比調整弁板
13の板厚を大きくし、その外周側部にシール材18を
取付けて圧縮比調整弁板13と吐出孔12の内壁面との
密着性を良くして気密にすると、ガス漏れがなくなり、
圧縮空間内の圧力はより効果的にかつ的確に圧縮比調整
弁板13が動作するように作用させることができる。
【0025】さらに、図3に示すように、旋回渦巻はね
部材3bにおいて、吐出孔12の内部と対向する部分に
位置する旋回渦巻はね3dの高さを、吐出孔12に対向
していない部分に位置する他の旋回渦巻はね3dのそれ
より低くして、旋回渦巻はね3dの先端部と固定渦巻は
ね部材3aの鏡板面、すなわち固定渦巻はね3cの付け
根面との間に空隙pを設けると、圧縮比調整弁板13と
旋回渦巻はね3dとの接触がなくなり、これらの破損や
異常接触音の発生がなくなる。
【0026】なお、固定渦巻はね部材3aにおいて、吐
出孔12の内部に対向して位置する固定渦巻はね3cの
高さを、他の部分のそれよりも高く、すなわち旋回渦巻
はね3dの高さよりも大きくして空隙pを形成しても同
様の効果が得られる。
【0027】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、固定渦
巻はね部材の中央部に、この固定渦巻はね部材の渦巻は
ねの巻き始め部の径よりも大きな径の吐出孔を形成し、
この吐出孔内に、中央部に透孔を形成した弁板を摺動自
在に挿入しているので、低負荷条件、高負荷条件それぞ
れの運転条件に応じた圧縮比による効率的な圧縮が可能
となり、過圧縮および圧縮不足による効率低下がない電
動圧縮機を提供することができる。
【0028】また、弁板の外周側面にシール材を取り付
けることにより、より効果的な圧縮を行うことができ
る。
【0029】さらに、吐出孔の内部に位置する旋回渦巻
はね部材の渦巻はねの先端が、弁板と接触しないように
することにより、騒音の要因となる接触音の発生をなく
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるスクロール圧縮機の縦
断面図
【図2】同スクロール圧縮機の変形例を示す縦断面図
【図3】同スクロール圧縮機の他の変形例を示す要部断
面図
【図4】従来におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図5】スクロール圧縮機における圧縮過程の模式図
【符号の説明】
1 密閉容器 2 電動機 3 圧縮機構部 3a 固定渦巻はね部材 3b 旋回渦巻はね部材 3c 固定渦巻はね 3d 旋回渦巻はね 12 吐出孔 13 圧縮比調整弁板 14 透孔 18 シール材 p 空隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福原 弘之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 山田 定幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 18/02 311 F04C 29/10 331

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 渦巻はねを形成した固定渦巻はね部材
    と、この固定渦巻はね部材の渦巻はねと噛み合う渦巻は
    ねを形成した旋回渦巻はね部材とを備えた圧縮機構部お
    よびこの圧縮機構部を駆動する電動機を密閉容器に収納
    し、前記固定渦巻はね部材の中央部には、この固定渦巻
    はね部材における渦巻はねの巻き始め部の径より大きな
    径の吐出孔を形成し、この吐出孔内に透孔を有する弁板
    を摺動自在に挿入した電動圧縮機。
  2. 【請求項2】 弁板の外周にシール材を取り付けた請求
    項1記載の電動圧縮機。
  3. 【請求項3】 弁板と対向する旋回渦巻はね部材の渦巻
    はねの先端と固定渦巻はね部材との間に空隙を形成した
    請求項1記載の電動圧縮機。
  4. 【請求項4】 弁板と対向する旋回渦巻はね部材の渦巻
    はねの高さを、他の部分のそれより低くした請求項3記
    載の電動圧縮機。
  5. 【請求項5】 弁板と対向する固定渦巻はね部材の渦巻
    はねの高さを、他の部分のそれより高くした請求項3記
    載の電動圧縮機。
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