JP3590431B2 - Scroll compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、空調用或いは空気機械用に用いられるスクロール圧縮機に係り、特に過圧縮対策機構の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7〜9は、例えば特開昭61−116085号公報に示された従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図である。図において、密閉容器1a,1b,1c内に上部にスクロール圧縮部2と下部に駆動源であるモータ3が内蔵されている。スクロール圧縮部2には円盤上の鏡板4aにインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線からなる渦巻状のラップ4bを下方に直立させて形成した固定スクロール部材4と、この固定スクロール部材4と実質的に同一形状の鏡板5a、ラップ5bからなる旋回スクロール部材5とを互いにラップ4b,5bを内側に向けて噛み合わせ、また旋回スクロール部材5の見かけ上の自転を阻止するオルダムリング6を固定スクロール部材4に固定された静止部分であるフレーム7と旋回スクロール部材5との間に設けたものである。また固定スクロール4の鏡板4aの中央部には、圧縮された冷媒ガスを高圧室15に導くための吐出ポート4cと圧縮途中の圧縮室13から高圧室15に連通する一対のバイパス孔4d、そして前記バイパス孔4d上方には弁座4eとリード弁型のバイパスバルブ9及びストッパー10がボルト14により固定スクロール鏡板4a背面に固定されている。また、旋回スクロール5の背面にはクランク軸8が挿入されるボス部5cを備えている。クランク軸8はフレーム7の軸受部7aに支えられており、一方端にはモータ3の回転子3aが取り付けられ、他端は旋回スクロール5のボス部5cが挿入されている。11は冷媒ガスを圧縮機内に導く吸入管、12は高圧室15の高圧冷媒ガスを外部へ吐き出す吐出管である。
【0003】
次に動作について説明する。吸入管11より圧縮機内部に取り込まれた冷媒ガスはモータ3の回転子3aの回転によってクランク軸8が回転すると、旋回スクロール5が自転防止機構であるオルダムリング6の働きにより姿勢を保ったまま固定スクロール4に対して旋回運動し、両スクロールラップ4b,5bの噛み合いによって形成される一対の圧縮室13に取り込まれる。そして、圧縮室13は旋回スクロール5の旋回運動によってスクロール外周部から次第に中心部へ移動し、その体積が減少する。その結果、圧縮室13に取り込まれた低圧の冷媒ガスは前記の過程で圧縮され、その圧力が上昇する。
【0004】
ここで、両スクロールラップ4b,5bにより形成される一対の圧縮室13が旋回スクロール5の旋回運動に伴い、吸入を完了後、中心部に向かって移動し固定スクロール部材4の中心部に設けられた吐出ポート4cに連通する間、一対の圧縮室13の圧力は、吐出圧力に関わらず常に吸入圧力と圧縮室13の容積変化とにより一定の圧力まで昇圧される。つまり、スクロール圧縮機には渦巻の幾何学形状によって決定する組み込み圧縮比が存在する。
【0005】
従って、従来のスクロール圧縮機では、凝縮圧力(高圧)と蒸発圧力(低圧)との比が前記組み込み圧縮比より小さい場合には、一対の圧縮室13の圧力は吐出ポート4cに連通する前に凝縮圧力(高圧)に到達するので、一対のバイパス孔4dよりリード弁型のバイパスバルブ9を押し上げて圧縮途中の冷媒ガスを高圧室15に吐出して、圧縮室13の圧力が凝縮圧力(高圧)よりも上昇することを防ぎ、過圧縮損失を低減させている。また、凝縮圧力(高圧)と蒸発圧力(低圧)との比がスクロール圧縮機の組み込み容積比より大きい場合には、圧縮室13の圧力はバイパス孔4dの位置に到達したときも凝縮圧力(高圧)よりも低いためバイパスバルブ9は開かず従来と同様の圧縮行程が継続される。このようにして圧縮室13から高圧室15に吐出された高圧の冷媒ガスは吐出管12より密閉容器1の外部へ送り出される。
【0006】
【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、過圧縮損失対策機構を構成する一対のバイパス孔4dに取り付けるバイパスバルブ9がリード弁型であるため、前記一対のバイパス孔4dを含んだ圧縮途中の圧縮室13の圧力が凝縮圧力(高圧)に達しても、当該リード弁型のバイパスバルブ9自身のバネ力によりバイパス孔4dの開き遅れが生じ冷媒ガス流出が妨げられ、十分な過圧縮損失対策の効果が得られなかった。
また、一対のバイパス孔4dの開孔タイミングがずれると、一対の圧縮室13の圧力がアンバランスとなり、余分なトルク変動が生じ振動が発生した。
さらに、前記一対のバイパス孔4d上方には、バイパスバルブ9、ストッパー10及び弁座4eをそれぞれ独立に設けていたので、部品点数の増加や加工箇所の増加、組立箇所の増加を招きコストアップとなっていた。
また前記リード弁型のバイパスバルブ9をボルト14またはリベット等で固定する際には、固定スクロール鏡板4aが歪んで揺動スクロール鏡板5aとの間に隙間が生じることにより漏れ損失が増加して性能を低下させていた。
【0007】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、一対のバイパス孔を開閉するバイパスバルブの開き遅れが無く、十分な過圧縮対策効果が得られ、且つ、加工、組立がし易く、組立時に固定スクロール鏡板が歪まないスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1のスクロール圧縮機は、固定スクロールの鏡板に形成された一対のバイパス孔からバイパスバルブを介して圧縮途中の圧縮室より高圧室に冷媒を逃がす過圧縮防止機構を有するスクロール圧縮機において、バイパスバルブは中央に吐出ガスが通る穴を有する一対のバイパス孔に共用のフリーバルブで、固定スクロールの鏡板背面中央部に設けられた上部にバイパスバルブのストッパーを有する吐出室に収納されたものである。
【0009】
請求項2のスクロール圧縮機は、請求項1記載のものにおいて、バイパス孔の弁座をリング状としたことを特徴とする。
【0010】
請求項3のスクロール圧縮機は、請求項2記載のものにおいて、バイパスバルブをリング状としたことを特徴とする。
【0011】
請求項4のスクロール圧縮機は、請求項1記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板とシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、高低圧仕切板の下面をバイパスバルブのストッパーとすることを特徴とする。
【0012】
請求項5のスクロール圧縮機は、請求項1記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板、上下に移動可能な第2シール部品及びシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、第2シール部品の下面をバイパスバルブのストッパーとすることを特徴とする。
【0013】
【作用】
請求項1のスクロール圧縮機は、一対の圧縮途中の圧縮室の圧力が高圧より若干高くなるとフリーバルブであるバイパスバルブは速やかに開き、かつ一対のバイパスバルブ孔を同時に開口させるので、過圧縮を防止し、かつ圧縮室の圧力がアンバランスにならない。また、バイパスバルブを固定スクロール鏡板に固定しないので固定スクロール鏡板が歪まない。
【0014】
請求項2のスクロール圧縮機は、弁座を固定スクロール鏡板背面に成形する場合、同一加工工具により同一加工面に容易に成形できる。
【0015】
請求項3のスクロール圧縮機は、バイパスバルブをリング状とすることにより組み立てが容易になる。
【0016】
請求項4のスクロール圧縮機は、ストッパーに既存の部品である高低圧仕切板を流用できる。
【0017】
請求項5のスクロール圧縮機は、ストッパーに既存の部品である第2シール部品を流用できる。
【0018】
【実施例】
実施例1.
以下、この発明の実施例1を図について説明する。図1はこの発明の実施例1によるスクロール圧縮機の部分縦断面図、図2は同要部分解斜視図である。図において、図7〜9に示した従来のスクロール圧縮機と同一または相当部分には同一符号を付け、その説明は省略する。
図1において、固定スクロール4の鏡板4aには、中央部に圧縮された冷媒ガスを高圧室15に導くための吐出ポート4cと、一対の圧縮途中の圧縮室13から高圧室15に連通する一対のバイパス孔4dが設けられている。また、バイパス孔4d上部に設けられた弁座4eは上から見ると図2に示すように、一対のバイパス孔4dをカバーするリング状となっている。弁座4e上方には、前記弁座4eとほぼ同形状で、前記吐出ポート4cから吐出される高圧冷媒ガスの流路を防げないように中央に孔が開いており、例えば金属薄板材等により成形された、どこにもつながれていない一つのフリーバルブであるバイパスバルブ9が設置され、さらにその上方には当該バイパスバルブ9のリフト量を規制するストッパー10が固定スクロール4に固定されている。そして、鏡板4aの背面中央部とストッパー10により吐出室20を形成している。
【0019】
次に動作について説明する。スクロール圧縮機の圧縮運転において、凝縮圧力(高圧)と蒸発圧力(低圧)との比がスクロール圧縮機の組み込み容積比より小さい場合、前記一対のバイパス孔4dを含んだ一対の圧縮室13が吐出ポート4cに連通する前に前記一対の圧縮室13の圧力が凝縮圧力(高圧)に達する。そして、さらに圧縮行程が進み圧縮室13の圧力が凝縮圧力(高圧)よりも若干高くなると、前記バイパスバルブ9は上下の差圧により押し上げられ、一対のバイパス孔4dを開孔し、ストッパー10まで到達する。この時、前記バイパスバルブ9は他の部品と直接つながっておらず、その上下移動を妨げるものがないフリーバルブであるので、当該バイパスバルブ9の下方の圧縮室13の圧力が上方の凝縮圧力(高圧)よりも若干高くなると、ほとんど開き遅れがなく一対のバイパス孔4dを開孔することが可能である。つまり、過圧縮損失がほとんど生じない。
【0020】
また前記のようにバイパスバルブ9は、半径方向については固定スクロール鏡板4a背面に設けられた円筒状壁の内側、上下方向については弁座4eとストッパー10の間を移動可能となっているが、前記ストッパー10は固定スクロール鏡板4a背面に設けられた円筒壁部にはめ込まれているため、圧縮室13を形成する固定スクロール鏡板4a面近傍にボルトまたはリベット等を締め付けて前記固定スクロール鏡板4a面を歪ませて、揺動スクロール鏡板4bとの間に隙間が生じることにより漏れ損失が増加して圧縮機の性能を低下させることはなくなる。しかも、前記バイパスバルブ9の弁座4eは、前記一対のバイパス孔4dをカバーするリング状となっているため、当該弁座4eを固定スクロール鏡板4a背面上に成形する際には、例えば同一加工工具による同一加工面に極めて容易に成形可能となると共に、一対のバイパス孔4dに一つのバイパスバルブ9と一つのストッパー10を設置するだけとなり従来より部品点数を減少できる。
【0021】
実施例2.
なお、実施例1では固定スクロール鏡板4a背面に設けた円筒状壁に筒状のストッパー10をかぶせるように固定したが、図3に示すようにCリングなどをストッパー10として固定スクロール鏡板4a背面部に設置することにより実施例1と同様の効果が得られる。
【0022】
実施例3.
図4に示すようにバイパスバルブ9の移動可能な範囲が、上下方向は弁座4eとストッパー10の間、そして半径方向は筒状になったストッパー10の内側面となるような筒状のストッパー10を固定スクロール鏡板4a背面に設置した場合でも実施例1と同様の効果が得られる。
【0023】
実施例4.
図5に示すように軸方向コンプライアント機構を有するスクロール圧縮機、例えば、固定スクロール4がフレーム7に対して軸方向にのみ移動可能なように配置されると共に、密閉容器1内の圧力は高低圧仕切板16と、前記高低圧仕切板16と固定スクロール鏡板4a背面との間に、例えば樹脂材料等で成形され内径または外径側のどちらかがテーパ状になっており、上下空間の差圧により前記テーパ部がくさび状に押し付けられてシール性を向上し、他方の円筒状面のすべりにより上下移動可能に設置されたシール部品17により高圧室15と低圧空間が仕切られているスクロール圧縮機においては、前記バイパスバルブ9のストッパー10の機能を前記バイパスバルブ9の上方に設置された高低圧仕切板16の下面に持たせることにより、ストッパー10を既存の従来部品で流用可能となると共に実施例1と同様の効果が得られる。
【0024】
実施例5.
また、軸方向コンプライアント機構を有するスクロール圧縮機で、図6に示すように高低圧仕切板16と前記シール部品17の間に上下に移動可能な例えば金属性の第2シール部品18を設置したスクロール圧縮機においては、バイパスバルブ9のストッパー10の機能を、前記バイパスバルブ9の上方に設置された前記第2シール部品18の下面に持たさせることにより実施例4と同様の効果が得られる。
【0025】
【発明の効果】
請求項1のスクロール圧縮機は、固定スクロールの鏡板に形成された一対のバイパス孔からバイパスバルブを介して圧縮途中の圧縮室より高圧室に冷媒を逃がす過圧縮防止機構を有するスクロール圧縮機において、バイパスバルブは中央に吐出ガスが通る穴を有する一対のバイパス孔に共用のフリーバルブで、固定スクロールの鏡板背面中央部に設けられた上部にバイパスバルブのストッパーを有する吐出室に収納された構成にしたので、過圧縮損失が小さく性能が向上し、一対のバイパス孔が同時に開くためトルク変動が減少して振動が小さくなり、バイパスバルブを固定スクロールにボルトまたはリベット等で固定しないので固定スクロール鏡板の歪みがなく、部品点数が少なくなるため安価になる。
【0026】
請求項2のスクロール圧縮機は、請求項1記載のものにおいて、バイパス孔の弁座をリング状としたので、弁座を固定スクロール鏡板背面に成形する場合、例えば同一加工工具による同一加工面に容易に成形でき、製作コストを低減できる。
【0027】
請求項3のスクロール圧縮機は、請求項2記載のものにおいて、バイパスバルブをリング状としたので、組み立て性が向上し製作コストを低減できる。
【0028】
請求項4のスクロール圧縮機は、請求項1記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板とシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、高低圧仕切板の下面をバイパスバルブのストッパーとする構成にしたので、ストッパーに既存の部品を流用することができ、部品点数が増えず組み立て性の良い安価なスクロール圧縮機が得られる。
【0029】
請求項5のスクロール圧縮機は、請求項1記載のものにおいて、固定スクロールの鏡板背面側に高低圧仕切板、上下に移動可能な第2シール部品及びシール部品を有する軸方向コンプライアント機構を備え、第2シール部品の下面をバイパスバルブのストッパーとする構成にしたので、ストッパーに既存の部品を流用することができ、部品点数が増えず組み立て性の良い安価なスクロール圧縮機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図2】この発明の実施例1によるスクロール圧縮機の要部分解斜視図である。
【図3】この発明の実施例2によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図4】この発明の実施例3によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図5】この発明の実施例4によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図6】この発明の実施例5によるスクロール圧縮機の部分縦断面図である。
【図7】従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図8】従来のスクロール圧縮機の要部縦断面図である。
【図9】従来のスクロール圧縮機の要部横断面図である。
【符号の説明】
4 固定スクロール、4a 固定スクロール鏡板、4d バイパス孔、4e 弁座、9 バイパスバルブ、10 ストッパー、13 圧縮室、15 高圧室、16 高低圧仕切板、17 シール部品、18 第2シール部品。[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a scroll compressor used for air conditioning or pneumatic machines, and more particularly to a structure of an overcompression countermeasure mechanism.
[0002]
[Prior art]
7 to 9 are longitudinal sectional views showing a conventional scroll compressor disclosed in, for example, JP-A-61-116085. In the figure, a
[0003]
Next, the operation will be described. When the
[0004]
Here, a pair of
[0005]
Therefore, in the conventional scroll compressor, when the ratio between the condensing pressure (high pressure) and the evaporating pressure (low pressure) is smaller than the built-in compression ratio, the pressure in the pair of
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional scroll compressor is configured as described above, since the
Also, when the opening timing of the pair of
Furthermore, since the
When the reed valve
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and there is no delay in opening a bypass valve that opens and closes a pair of bypass holes, a sufficient overcompression countermeasure effect is obtained, and machining and assembly are performed. An object of the present invention is to provide a scroll compressor which is easy to perform and does not warp a fixed scroll end plate during assembly.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The scroll compressor according to claim 1, wherein the scroll compressor has an over-compression prevention mechanism that allows refrigerant to escape from a compression chamber in the middle of compression to a high-pressure chamber via a bypass valve from a pair of bypass holes formed in the end plate of the fixed scroll. The bypass valve is a free valve shared by a pair of bypass holes having a hole through which discharge gas passes in the center, and is housed in a discharge chamber having a stopper of a bypass valve at an upper portion provided at the center of the rear surface of the end plate of the fixed scroll. is there.
[0009]
A scroll compressor according to a second aspect is characterized in that, in the first aspect, the valve seat of the bypass hole is formed in a ring shape.
[0010]
A scroll compressor according to a third aspect is the scroll compressor according to the second aspect, wherein the bypass valve is formed in a ring shape.
[0011]
A scroll compressor according to a fourth aspect of the present invention is the scroll compressor according to the first aspect, further comprising an axially compliant mechanism having a high / low pressure partition and a sealing component on a rear side of the end plate of the fixed scroll, and a lower surface of the high / low pressure partition being a bypass valve. It is characterized in that it is used as a stopper.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a scroll compressor according to the first aspect, further comprising an axially compliant mechanism having a high / low pressure partition plate, a vertically movable second seal component, and a seal component on the rear side of the end plate of the fixed scroll. The lower surface of the second seal component is used as a stopper for the bypass valve.
[0013]
[Action]
In the scroll compressor according to the first aspect, when the pressure in the pair of compression chambers during compression becomes slightly higher than the high pressure, the bypass valve, which is a free valve, opens quickly and simultaneously opens the pair of bypass valve holes. To prevent the pressure in the compression chamber from being unbalanced. Further, since the bypass valve is not fixed to the fixed scroll head, the fixed scroll head is not distorted.
[0014]
In the scroll compressor according to the second aspect, when the valve seat is formed on the back surface of the fixed scroll head plate, it can be easily formed on the same processing surface with the same processing tool.
[0015]
The scroll compressor according to
[0016]
In the scroll compressor according to the fourth aspect, a high / low pressure partition plate, which is an existing component, can be used for the stopper.
[0017]
In the scroll compressor according to the fifth aspect, the second seal component, which is an existing component, can be used for the stopper.
[0018]
【Example】
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view of a scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the same. In the figures, the same or corresponding parts as those of the conventional scroll compressor shown in FIGS. 7 to 9 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
In FIG. 1, a
[0019]
Next, the operation will be described. In the compression operation of the scroll compressor, when the ratio between the condensing pressure (high pressure) and the evaporation pressure (low pressure) is smaller than the volume ratio of the scroll compressor, the pair of
[0020]
Further, as described above, the
[0021]
In the first embodiment, the
[0022]
As shown in FIG. 4, the movable range of the
[0023]
As shown in FIG. 5, a scroll compressor having an axial compliant mechanism, for example, a
[0024]
In addition, a scroll compressor having an axially compliant mechanism is provided with, for example, a metal
[0025]
【The invention's effect】
The scroll compressor according to claim 1, wherein the scroll compressor has an over-compression prevention mechanism that allows refrigerant to escape from a compression chamber in the middle of compression to a high-pressure chamber via a bypass valve from a pair of bypass holes formed in the end plate of the fixed scroll. The bypass valve is a free valve shared with a pair of bypass holes having a hole through which discharge gas passes in the center, and is housed in a discharge chamber having a stopper for the bypass valve in the upper part provided in the center of the back surface of the end plate of the fixed scroll. As a result, the overcompression loss is small and the performance is improved, the torque fluctuation is reduced because the pair of bypass holes are opened at the same time, the vibration is reduced, and the bypass valve is not fixed to the fixed scroll with bolts or rivets. There is no distortion and the number of parts is reduced, so that the cost is reduced.
[0026]
In the scroll compressor according to the second aspect of the present invention, the valve seat of the bypass hole is formed in a ring shape in the case of the first aspect. It can be easily formed and the production cost can be reduced.
[0027]
According to a third aspect of the present invention, in the scroll compressor according to the second aspect, since the bypass valve is formed in a ring shape, assemblability is improved and manufacturing cost can be reduced.
[0028]
A scroll compressor according to a fourth aspect of the present invention is the scroll compressor according to the first aspect, further comprising an axially compliant mechanism having a high / low pressure partition and a seal component on the rear side of the end plate of the fixed scroll. Because the stopper is used as the stopper, existing parts can be used for the stopper, and an inexpensive scroll compressor with good assemblability without increasing the number of parts can be obtained.
[0029]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a scroll compressor according to the first aspect, further comprising an axially compliant mechanism having a high / low pressure partition plate, a vertically movable second seal component, and a seal component on the rear side of the end plate of the fixed scroll. Since the lower surface of the second seal component is used as a stopper for the bypass valve, existing components can be used for the stopper, and the number of components does not increase, and an inexpensive scroll compressor with good assemblability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial vertical sectional view of a scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a main part of the scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a partial vertical sectional view of a scroll compressor according to
FIG. 4 is a partial vertical sectional view of a scroll compressor according to
FIG. 5 is a partial vertical sectional view of a scroll compressor according to
FIG. 6 is a partial vertical sectional view of a scroll compressor according to
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a conventional scroll compressor.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a main part of a conventional scroll compressor.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a conventional scroll compressor.
[Explanation of symbols]
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