JP3564769B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は空調機用のスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、家庭用の空調機等を暖房及び冷房運転の両方で用いるとその使用時の蒸発温度、凝縮温度は様々に変化することになる。従って、構成上必ずある一定の容積比をもつことになるスクロール圧縮機では、その容積比の選定が非常に難しく、あらゆる範囲で性能を確保するために比較的大きな容積比を選定していた。
【０００３】
ところが、容積比を大きく設定すると、比較的冷房、暖房負荷の低い運転ではスクロール圧縮機特有の不足圧縮が生じ、圧縮機の性能を大きく低下させることになる。また、余り小さくし過ぎると同様に、過圧縮を生じ、これもまた圧縮機の性能を大きく低下させることになる。
【０００４】
そこで、特開昭６１−１４４９２号公報（スクロール圧縮機）のように、この容積比を、ヒートポンプ運転での凝縮温度と蒸発温度で決定される容積比より小さくし、吐出弁を設けるものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような従来の技術では次に述べるような問題点を有していた。実際の暖房運転等で使用される蒸発温度、凝縮温度で決定される容積比は比較的小さく、運転時間のほとんどが、いわゆる不足圧縮となり、吐出ガスの逆流により圧縮機の性能が著しく低下する。
【０００６】
また、これを低減するために、吐出弁を設けているが、この弁のバネ定数を大きくして早く閉じようとすると、騒音増大など別の問題を発生することになる。また、弱すぎると、その効果は期待できない。
【０００７】
その結果、空調機にかかわる年間の消費電力を大きく低下することは困難であった。
【０００８】
また、圧縮機の信頼性を向上するためのコンプライアンス機構を軸方向に設けるため、旋回渦巻羽根部品のみにチップシールを挿入した構成のものが提案されているが、スクロール圧縮機特有の転覆モーメントによる旋回渦巻羽根部品の傾きを抑えようと旋回渦巻羽根部品の背面から圧力あるいは、物理的に強く押し付けると過大な力となり、圧縮機の性能を著しく低下させることになる。また、弱く抑えるとその効果は低減する。そこで、適度な弱い力で押し付け、かつ、十分にシールして性能の低下を防止することが望まれる。
【０００９】
また、特に、横置き型のスクロール圧縮機の場合、高速化に伴いクランク軸の両端で支持される構成が望ましいとともに、各軸受けへ潤滑油を確実におくる給油手段を設けなければならなく、製造コストの大きな増加を招くことになる。
【００１０】
また、同様に、横置き型のスクロール圧縮機では、そのクランク軸にかかる軸方向の力を支承する必要があり、これもまた、部品点数の増加によるコストの増加を招くことになる。
【００１１】
本発明は、上記従来例の課題を解決するもので、スクロール圧縮機の性能を向上することにより、スクロール圧縮機を用いた空調機の年間消費電力を大きく低減することを目的とするものである。
【００１２】
また、本発明は、上記従来例の課題を解決するもので、安価に性能及び、信頼性の高いスクロール圧縮機の実現を目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上に述べた従来のスクロール圧縮機の課題を解決するための技術的手段は、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定したものである。
【００１４】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、気象データからの発生頻度の高い外気温度の領域における蒸発温度と凝縮温度で決定される圧縮比に対応する容積比近傍に設定したものである。
【００１５】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた吐出孔に、先端部の面積、あるいは吐出孔にかかる部品の面積が他の部分に比べ大なる逆止弁を設けたものである。
【００１６】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた逆止弁の取り付け部を、前記固定渦巻羽根部品の渦巻羽根と反対側の鏡板平面より低くするとともに、その低下量を逆止弁の最大リフト量とほぼ同程度、あるいは同程度以下としたものである。
【００１７】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記旋回渦巻羽根部品に設けられた旋回渦巻羽根の先端に、軸方向のシールのためのチップシールを設けるとともに、前記固定渦巻羽根部品及び、旋回渦巻羽根部品の巻き数を、一回転中の転覆モーメントが大となる方向に前記固定渦巻羽根部品の外壁と前記旋回渦巻羽根部品の内壁で圧縮室が形成されるように設定したものである。
【００１８】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記クランク軸の主軸と反対側の端部に副軸を設けて前記クランク軸を前記電動機の両端で支持し、前記副軸の端部に各軸受けへ潤滑油を供給する給油手段を設けるとともに、前記給油手段と前記副軸を支承する副軸受けを副軸受けフレームに一体に形成したものである。
【００１９】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記クランク軸の主軸と反対側の端部に副軸を設けて前記クランク軸を前記電動機の両端で支持し、前記副軸を支持する副軸受けを鍔付き軸受けブッシュにより構成したものである。
【００２０】
【作用】
本発明は上記構成によって、空調機の実際の運転で多用される圧力条件範囲におけるスクロール圧縮機の過圧縮損失、不足圧縮損失が低減でき、圧縮機の性能の向上が図れ、年間の空調機にかかわる消費電力の大幅な低減が図れる。
【００２１】
また、本発明は上記構成によって、比較的冷房、暖房負荷の高い条件、いわゆる比較的圧縮比の大きな運転条件において著しい不足圧縮現象を防止でき、圧縮機の効率を向上できる。特に、一定速度で運転される圧縮機の場合、その効果は大きい。
【００２２】
また、本発明は上記構成によって、比較的暖房、冷房負荷が高く、高い圧縮比で運転される時の逆止弁の閉じる速度を大きくできるとともに、閉じる時に発生する衝撃音の緩和が可能となり、逆流が確実に防止され、圧縮機の性能を大きく向上できるとともに、騒音の増加も低減できる。
【００２３】
また、本発明は上記構成によって、簡単な構成によりコストを大幅に増加させることなく、逆流の通路抵抗を増加することができ、性能の大きな低下を防止できる。
【００２４】
また、本発明は上記構成によって、比較的小さな押し付け力で構成でき、スラスト力による性能の低下を導くことなく、転覆による羽根先端隙間からの洩れを防止でき、圧縮機の性能を大幅に向上することができる。
【００２５】
また、本発明は上記構成によって、給油手段と副軸受けが同一部品により構成可能となり製造コストを大きく低減できる。
【００２６】
さらにまた、本発明は上記構成によって、簡単な構成でかつ安価にクランク軸にかかるスラスト力を支承できる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例として、図１から図８を用いて説明する。
【００２８】
密閉容器１の内部に圧縮機構２を固定し、これを駆動する電動機３の固定子４を固定し、この電動機３の回転子５に圧縮機構２を駆動するクランク軸６を結合する。圧縮機構２は、固定鏡板８に一体に形成した固定渦巻羽根９を有する固定渦巻羽根部品１０と、この固定渦巻羽根９と噛み合って複数個の圧縮作業空間１４を形成する旋回渦巻羽根１１を旋回鏡板１２の上に形成した旋回渦巻羽根部品１３と、この旋回渦巻羽根部品１３の自転を防止して旋回のみをさせる自転拘束部品１５と、この旋回鏡板１２の旋回渦巻羽根１１の反対側に設けた旋回駆動係合部１６と、クランク軸６の主軸１８の内方に設け、この旋回駆動軸１６が嵌入する偏心駆動係合部１７と、このクランク軸６の主軸１８を支承する主軸受け１９を有する軸受け部品２１と、旋回鏡板１２の背面の旋回鏡板背面２０から微小な間隔の隙間をおいてこの旋回渦巻羽根部品１３の軸方向の動きを制限する軸方向移動制限平面２３を有する平面板部品２４を配置する。この平面板部品２４に、鏡板背面２０にかかる圧力を中心部にかかる吐出圧力と鏡板背面２０にかかる吐出圧力よりも低い圧力とに仕切る摺動仕切り環２５を配設する。２６はクランク軸６の先端に取り付けられた給油機構で、密閉容器１内に溜められた潤滑油はクランク軸６に設けられた貫通孔２７を通って摺動仕切り環２５の内方に供給される。
【００２９】
図２に渦巻羽根部品の部分詳細図を示すが、斜線は固定渦巻羽根部品に設けた固定渦巻羽根を示している。本図では、吸入完了時と圧縮完了時の容積比をほぼ２．１に設定した場合を示している。この時、圧縮比は、仮に冷媒をＲ−２２を用いた場合は比熱比１．１２とするとおよそ２．３となる。当然ながら、冷媒変更時にはこの値は比熱比につれて変化する。図３に運転周波数に対する能力及び運転圧縮比の関係の概略を示す。図中ＱＦＨ、ＱＦＨ／２はそれぞれ暖房運転における定格能力、定格能力の１／２程度の能力を示し、ＰＦＨ、ＰＦＨ／２はそのときの運転圧縮比を示す。ここで定格１／２能力とは、厳密に１／２である必要はなく、本図楕円で示したように範囲を持って設定される。通常の空調機では、ＰＦＨ／２は２．１から２．５の値をとり、これは、概ね容積比１．９から２．３となる。
【００３０】
空調機において、年間消費電力は概ね定格運転時とその１／２能力運転時の性能で決定される。その中でも特に、１／２能力における性能が大きく影響を与える。そのため、前述の容積比に設定することにより、スクロール圧縮機は最適点で運転される頻度が多くなり、年間の消費電力は大幅に低減される。
【００３１】
次に、第２の実施例を図３を用いて、ＪＩＳによる温暖地の外気温発生頻度をもとに説明する。ＪＩＳによると、発生頻度の高い外気温は６度から１０度前後となり、この時空調機の運転圧縮比は図中楕円で示した範囲の圧縮比で運転されることになる。したがって、この圧縮比に対応した容積比に設定することにより、過不足圧縮で運転される頻度が最大となり、年間の消費電力は大きく低減される。
【００３２】
次に、第３の実施例を図４、図５を用いて説明する。図５は吐出孔に設けられた逆止弁２８であり、先端部２９あるいは吐出孔３０にかかる部分の面積が他の部分３１に比べて大きくなっている。圧縮機が発生頻度の比較的少ない、高い圧縮比で運転される時、容積比を比較的小さく設定しているため、逆流を生じることになる。しかし、逆止弁２８の先端部２９は比較的大きな面積に設定しているため、その閉じる過程における逆流の通路面積を小さくできることになり、その量を大幅に低減できる。また、その他の部分３１はバネとして、弁を強く固定鏡板８に衝突させようとするが、先端部２９に比べ、面積を小さくしているためそのバネ力を増加することはなくその衝撃による騒音は増大することはない。
【００３３】
次に、第４の実施例を図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）中３２は固定鏡板８に設けた逆止弁の取り付け部であり、鏡板平面３３より低く設定されており、その量は逆止弁２８の最大リフト量とほぼ同程度に構成されている。これにより、逆止弁が閉じ始めると同時に、その通路面積３４は大幅に減少し、逆流がほとんど防止され、圧縮機の効率は大幅に向上する。図６（ｂ）にＡ−Ａ斜視図を示す。
【００３４】
次に、第５の実施例を図７をもとに説明する。
図７は、吐出開始（圧縮完了）時の固定渦巻羽根部品、旋回渦巻羽根部品の噛み合う位置を示したものであり、この時、旋回渦巻羽根部品（図示せず）を傾けようとする転覆モーメントは最大となる。ここで、斜線で示したものが固定渦巻羽根部品１０である。矢印Ａはクランクの方向であり、矢印Ｂは最大の転覆モーメントが作用する方向を示している。この時、旋回渦巻羽根部品が、この転覆モーメントにより傾き、その結果、両渦巻羽根９、１１の先端はそれぞれ旋回、固定の鏡板からはなれ、隙間の拡大による洩れの増加により、性能が著しく低下する。この時の軸方向の隙間が最大となり、洩れ経路は図中ＣからＤ及び、ＥからＦとなる。ところが、本発明では、この洩れ経路には、チップシール４１が挿入されており、隙間が最大となっても洩れは増加することはない。
【００３５】
次に、第６及び第７の実施例を図８をもとに説明する。
図８は副軸受け及び給油手段の部分図を示したものであり、３５は、鍔付きブッシュ３６からなる副軸受けであり、クランク軸の副軸３７を支承している。３８はクランク軸６の端部に設けたスラスト受け部であり、鍔付きブッシュ３６のの鍔部で支持される。３９は副軸受けフレーム４０と一体に設けられた給油手段であり、各軸受けに潤滑油を供給する。本実施例では容積型の給油手段を設けたが、差圧式の給油手段でも効果は同様である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る効果は、上に述べたように、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積の比を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される容積比以下に設定したことにより、実際の運転で多用される範囲における圧縮機の性能の向上が図れ、年間の空調機にかかわる消費電力の大幅な低減が図れることである。
【００３７】
本発明の請求項２に係る効果は、容積比を、気象データからの発生頻度の高い外気温度の領域における蒸発温度と凝縮温度で決定される圧縮比に対応する容積比近傍に設定したことにより比較的冷房、暖房負荷の高い条件において著しい過圧縮現象を防止でき、圧縮機の効率を向上できることである。特に、一定速度で運転される圧縮機の場合、その効果は大きい。
【００３８】
本発明の請求項３に係る効果は、容積比を定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた吐出孔に、先端部の面積、あるいは吐出孔にかかる部分の面積が他の部分に比べ大なる逆止弁を設けたことにより、比較的暖房、冷房負荷が高く、高い圧縮比で運転される時の逆止弁の閉じる速度を大きくできるとともに、閉じる時に発生する衝撃音の緩和が可能となり、逆流が確実に防止され、圧縮機の性能を大きく向上できるとともに、騒音の増加も低減できることである。
【００３９】
本発明の請求項４に係る効果は、固定渦巻羽根部品に設けた逆止弁の取り付け部を、前記固定渦巻羽根部品の渦巻羽根と反対側の鏡板平面より低くするとともに、その量を逆止弁の最大リフト量とほぼ同程度、あるいはそれ以下としたことにより、簡単な構成によりコストを大幅に増加させることなく、逆流の通路抵抗を増加することができ、性能の大きな低下を防止できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクロール圧縮機の一実施例の縦断面図
【図２】同部分詳細図
【図３】本発明にかかる他の実施例の概略図
【図４】本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
【図５】本発明にかかる逆止弁の平面図
【図６】（ａ）本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
（ｂ）同Ａ−Ａ斜視図
【図７】本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
【図８】本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 圧縮機構
３ 電動機
６ クランク軸
１０ 固定渦巻羽根部品
１１ 旋回渦巻羽根
１２ 旋回鏡板
１３ 旋回渦巻羽根部品
１５ 自転拘束部品
１８ 主軸
１９ 主軸受け
２１ 軸受け部品
２８ 逆止弁
２９ 先端部
３０ 吐出孔
３１ 他の部分
３２ 逆止弁取り付け部
３３ 鏡板平面
３５ 副軸受け
３６ 鍔付きブッシュ
３７ 副軸
３９ 給油手段
４０ 副軸受けフレーム
４１ チップシール
【産業上の利用分野】
本発明は空調機用のスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、家庭用の空調機等を暖房及び冷房運転の両方で用いるとその使用時の蒸発温度、凝縮温度は様々に変化することになる。従って、構成上必ずある一定の容積比をもつことになるスクロール圧縮機では、その容積比の選定が非常に難しく、あらゆる範囲で性能を確保するために比較的大きな容積比を選定していた。
【０００３】
ところが、容積比を大きく設定すると、比較的冷房、暖房負荷の低い運転ではスクロール圧縮機特有の不足圧縮が生じ、圧縮機の性能を大きく低下させることになる。また、余り小さくし過ぎると同様に、過圧縮を生じ、これもまた圧縮機の性能を大きく低下させることになる。
【０００４】
そこで、特開昭６１−１４４９２号公報（スクロール圧縮機）のように、この容積比を、ヒートポンプ運転での凝縮温度と蒸発温度で決定される容積比より小さくし、吐出弁を設けるものが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したような従来の技術では次に述べるような問題点を有していた。実際の暖房運転等で使用される蒸発温度、凝縮温度で決定される容積比は比較的小さく、運転時間のほとんどが、いわゆる不足圧縮となり、吐出ガスの逆流により圧縮機の性能が著しく低下する。
【０００６】
また、これを低減するために、吐出弁を設けているが、この弁のバネ定数を大きくして早く閉じようとすると、騒音増大など別の問題を発生することになる。また、弱すぎると、その効果は期待できない。
【０００７】
その結果、空調機にかかわる年間の消費電力を大きく低下することは困難であった。
【０００８】
また、圧縮機の信頼性を向上するためのコンプライアンス機構を軸方向に設けるため、旋回渦巻羽根部品のみにチップシールを挿入した構成のものが提案されているが、スクロール圧縮機特有の転覆モーメントによる旋回渦巻羽根部品の傾きを抑えようと旋回渦巻羽根部品の背面から圧力あるいは、物理的に強く押し付けると過大な力となり、圧縮機の性能を著しく低下させることになる。また、弱く抑えるとその効果は低減する。そこで、適度な弱い力で押し付け、かつ、十分にシールして性能の低下を防止することが望まれる。
【０００９】
また、特に、横置き型のスクロール圧縮機の場合、高速化に伴いクランク軸の両端で支持される構成が望ましいとともに、各軸受けへ潤滑油を確実におくる給油手段を設けなければならなく、製造コストの大きな増加を招くことになる。
【００１０】
また、同様に、横置き型のスクロール圧縮機では、そのクランク軸にかかる軸方向の力を支承する必要があり、これもまた、部品点数の増加によるコストの増加を招くことになる。
【００１１】
本発明は、上記従来例の課題を解決するもので、スクロール圧縮機の性能を向上することにより、スクロール圧縮機を用いた空調機の年間消費電力を大きく低減することを目的とするものである。
【００１２】
また、本発明は、上記従来例の課題を解決するもので、安価に性能及び、信頼性の高いスクロール圧縮機の実現を目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上に述べた従来のスクロール圧縮機の課題を解決するための技術的手段は、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定したものである。
【００１４】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、気象データからの発生頻度の高い外気温度の領域における蒸発温度と凝縮温度で決定される圧縮比に対応する容積比近傍に設定したものである。
【００１５】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた吐出孔に、先端部の面積、あるいは吐出孔にかかる部品の面積が他の部分に比べ大なる逆止弁を設けたものである。
【００１６】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた逆止弁の取り付け部を、前記固定渦巻羽根部品の渦巻羽根と反対側の鏡板平面より低くするとともに、その低下量を逆止弁の最大リフト量とほぼ同程度、あるいは同程度以下としたものである。
【００１７】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記旋回渦巻羽根部品に設けられた旋回渦巻羽根の先端に、軸方向のシールのためのチップシールを設けるとともに、前記固定渦巻羽根部品及び、旋回渦巻羽根部品の巻き数を、一回転中の転覆モーメントが大となる方向に前記固定渦巻羽根部品の外壁と前記旋回渦巻羽根部品の内壁で圧縮室が形成されるように設定したものである。
【００１８】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記クランク軸の主軸と反対側の端部に副軸を設けて前記クランク軸を前記電動機の両端で支持し、前記副軸の端部に各軸受けへ潤滑油を供給する給油手段を設けるとともに、前記給油手段と前記副軸を支承する副軸受けを副軸受けフレームに一体に形成したものである。
【００１９】
また、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記クランク軸の主軸と反対側の端部に副軸を設けて前記クランク軸を前記電動機の両端で支持し、前記副軸を支持する副軸受けを鍔付き軸受けブッシュにより構成したものである。
【００２０】
【作用】
本発明は上記構成によって、空調機の実際の運転で多用される圧力条件範囲におけるスクロール圧縮機の過圧縮損失、不足圧縮損失が低減でき、圧縮機の性能の向上が図れ、年間の空調機にかかわる消費電力の大幅な低減が図れる。
【００２１】
また、本発明は上記構成によって、比較的冷房、暖房負荷の高い条件、いわゆる比較的圧縮比の大きな運転条件において著しい不足圧縮現象を防止でき、圧縮機の効率を向上できる。特に、一定速度で運転される圧縮機の場合、その効果は大きい。
【００２２】
また、本発明は上記構成によって、比較的暖房、冷房負荷が高く、高い圧縮比で運転される時の逆止弁の閉じる速度を大きくできるとともに、閉じる時に発生する衝撃音の緩和が可能となり、逆流が確実に防止され、圧縮機の性能を大きく向上できるとともに、騒音の増加も低減できる。
【００２３】
また、本発明は上記構成によって、簡単な構成によりコストを大幅に増加させることなく、逆流の通路抵抗を増加することができ、性能の大きな低下を防止できる。
【００２４】
また、本発明は上記構成によって、比較的小さな押し付け力で構成でき、スラスト力による性能の低下を導くことなく、転覆による羽根先端隙間からの洩れを防止でき、圧縮機の性能を大幅に向上することができる。
【００２５】
また、本発明は上記構成によって、給油手段と副軸受けが同一部品により構成可能となり製造コストを大きく低減できる。
【００２６】
さらにまた、本発明は上記構成によって、簡単な構成でかつ安価にクランク軸にかかるスラスト力を支承できる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例として、図１から図８を用いて説明する。
【００２８】
密閉容器１の内部に圧縮機構２を固定し、これを駆動する電動機３の固定子４を固定し、この電動機３の回転子５に圧縮機構２を駆動するクランク軸６を結合する。圧縮機構２は、固定鏡板８に一体に形成した固定渦巻羽根９を有する固定渦巻羽根部品１０と、この固定渦巻羽根９と噛み合って複数個の圧縮作業空間１４を形成する旋回渦巻羽根１１を旋回鏡板１２の上に形成した旋回渦巻羽根部品１３と、この旋回渦巻羽根部品１３の自転を防止して旋回のみをさせる自転拘束部品１５と、この旋回鏡板１２の旋回渦巻羽根１１の反対側に設けた旋回駆動係合部１６と、クランク軸６の主軸１８の内方に設け、この旋回駆動軸１６が嵌入する偏心駆動係合部１７と、このクランク軸６の主軸１８を支承する主軸受け１９を有する軸受け部品２１と、旋回鏡板１２の背面の旋回鏡板背面２０から微小な間隔の隙間をおいてこの旋回渦巻羽根部品１３の軸方向の動きを制限する軸方向移動制限平面２３を有する平面板部品２４を配置する。この平面板部品２４に、鏡板背面２０にかかる圧力を中心部にかかる吐出圧力と鏡板背面２０にかかる吐出圧力よりも低い圧力とに仕切る摺動仕切り環２５を配設する。２６はクランク軸６の先端に取り付けられた給油機構で、密閉容器１内に溜められた潤滑油はクランク軸６に設けられた貫通孔２７を通って摺動仕切り環２５の内方に供給される。
【００２９】
図２に渦巻羽根部品の部分詳細図を示すが、斜線は固定渦巻羽根部品に設けた固定渦巻羽根を示している。本図では、吸入完了時と圧縮完了時の容積比をほぼ２．１に設定した場合を示している。この時、圧縮比は、仮に冷媒をＲ−２２を用いた場合は比熱比１．１２とするとおよそ２．３となる。当然ながら、冷媒変更時にはこの値は比熱比につれて変化する。図３に運転周波数に対する能力及び運転圧縮比の関係の概略を示す。図中ＱＦＨ、ＱＦＨ／２はそれぞれ暖房運転における定格能力、定格能力の１／２程度の能力を示し、ＰＦＨ、ＰＦＨ／２はそのときの運転圧縮比を示す。ここで定格１／２能力とは、厳密に１／２である必要はなく、本図楕円で示したように範囲を持って設定される。通常の空調機では、ＰＦＨ／２は２．１から２．５の値をとり、これは、概ね容積比１．９から２．３となる。
【００３０】
空調機において、年間消費電力は概ね定格運転時とその１／２能力運転時の性能で決定される。その中でも特に、１／２能力における性能が大きく影響を与える。そのため、前述の容積比に設定することにより、スクロール圧縮機は最適点で運転される頻度が多くなり、年間の消費電力は大幅に低減される。
【００３１】
次に、第２の実施例を図３を用いて、ＪＩＳによる温暖地の外気温発生頻度をもとに説明する。ＪＩＳによると、発生頻度の高い外気温は６度から１０度前後となり、この時空調機の運転圧縮比は図中楕円で示した範囲の圧縮比で運転されることになる。したがって、この圧縮比に対応した容積比に設定することにより、過不足圧縮で運転される頻度が最大となり、年間の消費電力は大きく低減される。
【００３２】
次に、第３の実施例を図４、図５を用いて説明する。図５は吐出孔に設けられた逆止弁２８であり、先端部２９あるいは吐出孔３０にかかる部分の面積が他の部分３１に比べて大きくなっている。圧縮機が発生頻度の比較的少ない、高い圧縮比で運転される時、容積比を比較的小さく設定しているため、逆流を生じることになる。しかし、逆止弁２８の先端部２９は比較的大きな面積に設定しているため、その閉じる過程における逆流の通路面積を小さくできることになり、その量を大幅に低減できる。また、その他の部分３１はバネとして、弁を強く固定鏡板８に衝突させようとするが、先端部２９に比べ、面積を小さくしているためそのバネ力を増加することはなくその衝撃による騒音は増大することはない。
【００３３】
次に、第４の実施例を図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）中３２は固定鏡板８に設けた逆止弁の取り付け部であり、鏡板平面３３より低く設定されており、その量は逆止弁２８の最大リフト量とほぼ同程度に構成されている。これにより、逆止弁が閉じ始めると同時に、その通路面積３４は大幅に減少し、逆流がほとんど防止され、圧縮機の効率は大幅に向上する。図６（ｂ）にＡ−Ａ斜視図を示す。
【００３４】
次に、第５の実施例を図７をもとに説明する。
図７は、吐出開始（圧縮完了）時の固定渦巻羽根部品、旋回渦巻羽根部品の噛み合う位置を示したものであり、この時、旋回渦巻羽根部品（図示せず）を傾けようとする転覆モーメントは最大となる。ここで、斜線で示したものが固定渦巻羽根部品１０である。矢印Ａはクランクの方向であり、矢印Ｂは最大の転覆モーメントが作用する方向を示している。この時、旋回渦巻羽根部品が、この転覆モーメントにより傾き、その結果、両渦巻羽根９、１１の先端はそれぞれ旋回、固定の鏡板からはなれ、隙間の拡大による洩れの増加により、性能が著しく低下する。この時の軸方向の隙間が最大となり、洩れ経路は図中ＣからＤ及び、ＥからＦとなる。ところが、本発明では、この洩れ経路には、チップシール４１が挿入されており、隙間が最大となっても洩れは増加することはない。
【００３５】
次に、第６及び第７の実施例を図８をもとに説明する。
図８は副軸受け及び給油手段の部分図を示したものであり、３５は、鍔付きブッシュ３６からなる副軸受けであり、クランク軸の副軸３７を支承している。３８はクランク軸６の端部に設けたスラスト受け部であり、鍔付きブッシュ３６のの鍔部で支持される。３９は副軸受けフレーム４０と一体に設けられた給油手段であり、各軸受けに潤滑油を供給する。本実施例では容積型の給油手段を設けたが、差圧式の給油手段でも効果は同様である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る効果は、上に述べたように、密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積の比を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される容積比以下に設定したことにより、実際の運転で多用される範囲における圧縮機の性能の向上が図れ、年間の空調機にかかわる消費電力の大幅な低減が図れることである。
【００３７】
本発明の請求項２に係る効果は、容積比を、気象データからの発生頻度の高い外気温度の領域における蒸発温度と凝縮温度で決定される圧縮比に対応する容積比近傍に設定したことにより比較的冷房、暖房負荷の高い条件において著しい過圧縮現象を防止でき、圧縮機の効率を向上できることである。特に、一定速度で運転される圧縮機の場合、その効果は大きい。
【００３８】
本発明の請求項３に係る効果は、容積比を定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた吐出孔に、先端部の面積、あるいは吐出孔にかかる部分の面積が他の部分に比べ大なる逆止弁を設けたことにより、比較的暖房、冷房負荷が高く、高い圧縮比で運転される時の逆止弁の閉じる速度を大きくできるとともに、閉じる時に発生する衝撃音の緩和が可能となり、逆流が確実に防止され、圧縮機の性能を大きく向上できるとともに、騒音の増加も低減できることである。
【００３９】
本発明の請求項４に係る効果は、固定渦巻羽根部品に設けた逆止弁の取り付け部を、前記固定渦巻羽根部品の渦巻羽根と反対側の鏡板平面より低くするとともに、その量を逆止弁の最大リフト量とほぼ同程度、あるいはそれ以下としたことにより、簡単な構成によりコストを大幅に増加させることなく、逆流の通路抵抗を増加することができ、性能の大きな低下を防止できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクロール圧縮機の一実施例の縦断面図
【図２】同部分詳細図
【図３】本発明にかかる他の実施例の概略図
【図４】本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
【図５】本発明にかかる逆止弁の平面図
【図６】（ａ）本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
（ｂ）同Ａ−Ａ斜視図
【図７】本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
【図８】本発明にかかるスクロール圧縮機の他の実施例の部分詳細図
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 圧縮機構
３ 電動機
６ クランク軸
１０ 固定渦巻羽根部品
１１ 旋回渦巻羽根
１２ 旋回鏡板
１３ 旋回渦巻羽根部品
１５ 自転拘束部品
１８ 主軸
１９ 主軸受け
２１ 軸受け部品
２８ 逆止弁
２９ 先端部
３０ 吐出孔
３１ 他の部分
３２ 逆止弁取り付け部
３３ 鏡板平面
３５ 副軸受け
３６ 鍔付きブッシュ
３７ 副軸
３９ 給油手段
４０ 副軸受けフレーム
４１ チップシール
Claims (4)
- 密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積の比（以下容積比と言う。）を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定してなるスクロール圧縮機。
- 密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、気象データからの発生頻度の高い外気温度の領域における蒸発温度と凝縮温度で決定される圧縮比に対応する容積比近傍に設定してなるスクロール圧縮機。
- 密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた吐出孔に、先端部の面積、あるいは吐出孔にかかる部分の面積が他の部分に比べ大なる逆止弁を設けてなるスクロール圧縮機。
- 密閉容器の内部に電動機と、この電動機で駆動する圧縮機構を配設し、前記圧縮機構を、固定渦巻羽根部品と、旋回渦巻羽根を旋回鏡板の上に形成した旋回渦巻羽根部品と、この旋回渦巻羽根部品の自転を防止して旋回のみを行なわせる自転拘束部品
と、前記旋回渦巻羽根部品を旋回駆動するクランク軸と、このクランク軸に形成した主軸を支承する主軸受けを有する軸受け部品を含んで構成し、前記固定渦巻羽根部品と前記旋回渦巻羽根部品とで形成される圧縮空間の吸入完了時の容積と圧縮終了時の容積比を、暖房運転時における蒸発圧力と凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比のうち、定格運転時のおよそ１／２の能力となる蒸発圧力、凝縮圧力で決定される圧縮比に対応する容積比以下に設定するとともに、前記固定渦巻羽根部品に設けた逆止弁の取り付け部を、前記固定渦巻羽根部品の渦巻羽根と反対側の鏡板平面より低くするとともに、その低下量を逆止弁の最大リフト量とほぼ同程度、あるいは同程度以下としてなるスクロール圧縮機。
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