JPH02283883A - スクロールコンプレッサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ローリングロータ型モータ駆動式の密閉式ス
クロールコンプレッサに関する。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］ローリ
ングロータ型モータは、所定の時間に巻線の一部のみが
励磁され、励磁される巻線を変えることによって、その
結果生ずる非対象の磁場が、ステータの回りを移動する
。この種のモータの特徴は、高トルク、低速度なことで
ある。ロータがステータの内部に配置される場合には、
非対象の磁場の結果として生ずるロータとステータとの
間の共働関係は、他の制限がなければ、ローリングピス
トン型あるいは往復動べ゛−ン型圧縮機のピストンとシ
リンダとの関係と同様である。その結果、ロータは、米
国特許筒２．５６１．８９０号に記載されているロ゛−
リングピストン型圧縮機のピストンのようなものであっ
てもよい。このようなモータは、ロータが固定軸の回り
を回転することを抑制しているモータと比べて、軸受は
負荷が低い。

ローリングロータ型モータは、圧縮機と一体に形成する
ことができ、それによって、軸や軸受けのような部品の
大きさを小さくし、部品数を少なくすることが出来るが
、この種のモータには、幾つかの本質的な欠点がある。

即ち、巻線の幾つかが特定の時間に励磁されるので、モ
ータ重量のポンド当たりの出力トルクが、誘導モータの
場合よりも少ない。また、ロータは、回転磁界に追随す
るように、磁気吸引によって励磁された巻線の方に移動
して、その中心が円軌道を描くので、力学的な釣り合い
を保つことが出来ない。この不釣合いな力は、ロータ回
転速度の二乗に比例して増加し、そのため、この種のモ
ータを高速回転に適用することは不適当である。

［課題を達成するための手段及び作用コ本発明によるス
クロールコンプレッサでは、４倒のロータが、スクロー
ルコンプレッサの旋回スクロール（ｏｒｂｉｔｉｎｇ　
５ｃｒｏｌｌ）と一体に運動するように形成される。ロ
ータとステータとの間の通常の内サイクロイド（ｈｙｐ
ｏｃｙｃｌｏｉｄａｌ）の関係は、ロータの軌道運動（
ｏｒｂｉｔｉｎｇ　ｍｏｔｉｏｎ）に制限する（従って
、旋回スクロールの軌道運動を制限する）ことによって
変化する。コンプレッサのバランスをより良くするため
には、ロータの各々の端部に旋回スクロールを配置させ
るのが好ましい。

これによって、各々の旋回スクロールとそれに対応する
固定スクロールとの間の軸線方向の分離力を排除するこ
とも出来る。また、耐回転装置によって、ロータを半径
方向の運動が許容されるので、液体スラグが入った場合
に、圧抜きをすることが出来る。

本発明は、内サイクロイド運動を軌道運動に変換するこ
とを目的とする。

また、本発明は、半径方向のコンプライアンスを十分に
維持することが出来る、スクロールコンプレッサに使用
する簡単な装置を堤供することを目的とする。

さらに、本発明は、ローリングロータが、その半径方向
の動作を変えることが出来るようにすることを目的とす
る。

基本的には、本発明によるスクロールコンプレッサは、
内側ステータ式のローリングロータ型モータのロータに
、少なくとも一つの旋回スクロール部材を取り付け、こ
れらが−緒に運動出来るようにするものである。旋回ス
クロールとローリングロータとの間の境界面の小さな摩
擦力によって、ロータがステータの回りをローリングす
ることができ、内サイクロイド運動を生ずる。この内サ
イクロイド運動は、揺動と回転運動を結合したものであ
る。しかし、耐回転手段が設けられているので、旋回ス
クロールの回転は抑制されている。その結果生ずる旋回
スクロールの運動は、純粋な揺動運動である。ロータと
旋回スクロールは一体に運動するようになっているので
、ローリングロータの本質的な半径方向のコンプライア
ンスは、旋回スクロールに伝えられる。

本発明によれば、スクロールコンプレッサは、冷媒を供
給する供給手段と、圧縮された冷媒を排出する排出手段
とを有する中空の本体と、固定スクロール及び旋回スク
ロールと、本体内に配置されたステータと、本体内に配
置されて旋回スクロールと一体に運動する環状のロータ
とを有し、スクロールを駆動する駆動手段と、ロータの
運動を所定の軌道運動に制限する手段とから構成される
。

上記のロータの運動を制限する手段は、旋回スクロール
に形成された開口部と共働して、ロータの運動を制限す
るように構成することが出来る。

また、ロータと一体に運動する第２の旋回スクロールを
有するように構成することも出来る。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例を説明す
る。

第１図に示すように、ローリングロータ型モータ駆動式
の密閉式スクロールコンプレッサ（ａ　ｒｏｌｌｉｎｇ
　ｒｏｔｏｒ　ａ＋ｏｔｏｒ　ｄｒｉｖｅｎ　ｈｅｒ＠
ｅｔｉｃｓｃｒｏｌｌ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）　１０
は、多数の巻線１１−１．１１−２．１１−３．１１−
４．１１−５．１１−６を有する。電源１２からの電力
は、切り換え論理モジュール１６の制御に基づいて、出
力スイッチ・モジュール１４によって、巻線１１１乃至
１１−６に供給される。第２図に示すように、電源１２
は、切り換え論理モジュール１６によって制御されるス
イッチ１４−１乃至１４−６を介して、巻線１１−１乃
至１１−６に接続されている。第２図では、スイッチ１
４−１は、ソレノイド動作（電磁動作）として描かれて
いるが、他の適当な出力切り換え手段を使用することが
出来る。第３図に示すように、スイッチ１４−１乃至１
４−６は、一つの巻線への電力の遮断と次の巻線への電
力の供給とが一致するｒＯＦＦ時ＯＮＪモードで動作す
ることが出来る。あるいは、第４図に示すように、スイ
ッチ１４−１乃至１４−６は、一つの巻線への電力の供
給を遮断する少し前に、次の巻線へ電力を供給するｒＯ
ＦＦ前ＯＮＪモードで動作させることも可能である。

第１図及び第５図に示すように、ｐ−リングロータ型モ
ータ駆動式の密閉式スクロールコンプレッサ１０は、巻
線１１を有するステータ２０と環状のロータ２１を有す
る。密閉本体２８は、上部本体部３０、中間本体部３２
及び底部本体部１３０から成る。上部本体部３０には、
固定スクロール２６が固定されている。また、上部本体
部３０の中央には、上部本体部を貫通して延在する排出
口３１が設けられている。同様に、底部本体部１３０に
は、固定スクロール１２６が固定され、その中央には、
底部本体部を貫通して延在する排出口１３１が設けられ
ている。中間本体部３２には、その本体部を貫通して延
在する導入口３３が設けられている。また、中間本体部
３２には、一対の接続フランジ（エンドフランジ）３２
−１及び３２−３が設けられ、それぞれに環状の凹部３
２−２及び３２−４が形成されている。凹部３２−２及
び３２−４には、９０°間隔で、軸線方向の穴部３２−
５が形成され、それぞれの穴部の中には、ビン３４が配
置している。

上部本体部３０にはフランジ３０−１が形成されている
。フランジ３０−１は、溶接、ボルト又は他の適当な手
段によって、接続フランジ３２−１に緊密に固定され、
少なくとも環状の凹部３２−２の部分の上方を覆うよう
に配置する。同様に、底部本体部１３０にはフランジ１
３０−１が形成されている。フランジ１３０−１は、溶
接、ボルト又は他の適当な手段によって、接続フランジ
３２−３に緊密に固定され、少なくとも環状の凹部３２
−４の部分の下方を覆うように配置する。第６図に示す
ように、旋回スクロール２４はフランジ２４−１を有し
、そのフランジ２４−１には、軸線方向の開口部２４−
２が９０″間隔で形成されている。この開口部２４−２
の大きさは、旋回フランジの軌道に対応する大きさであ
る。７ランシ２４−１は、フランジ３０−１と接続フラ
ンジ３２−１の間の凹部３２−２内に延在している。

各々の軸線方向の開口部２４−２内には、ビン３４が配
置している。同様に、旋回スクロール１２４はフランジ
１２４−１を有し、その７ランジ１２４−１には、軸線
方向の開口部１２４−２が９０°間隔で形成されている
。この開口部１２４２の大きさは、旋回フランジの軌道
に対応する大きさである。フランジ１２４４は、接続フ
ランジ３２−３とフランジ１３０−１の間の凹部３２−
４内に延在している。各々の軸線方向の開口部１２４−
２内には、ビン３４が配置している。

ローリングロータ型モータの動作中は、上述したように
、幾つかの巻線の選択的な励磁によって、磁場がステー
タの回りを移動する。環状のロータ２１は、磁場に追随
し易（、ローリングピストン型圧縮機のピストンとシリ
ンダとの間の共働関係と同様に、ステータ２０と共働す
る。従って、環状の円筒形ロータ２１は、ステータ２０
の回りを回転し、このロータ２１と一体に旋回スクロー
ル２４及び１２４が回転する。開口部２４−２及び１２
４−２内にビン３４が配置されているので、旋回スクロ
ール２４及び１２４己一体になっている環状のロータ２
１の運動は、開口部２４−２及び１２４−２の大きさの
円内における軌道運動に制限される。従って、開口部２
４−２及び１２４２の大きさは、旋回スクロール２４及
び１２４が所望の軌道円を描くような大きさである。

次に、圧縮機の動作について説明する。まず、吸込圧力
の冷媒が、冷凍システム（図示しない）から導入口３３
を介して密閉本体２８の内部に供給される。密閉本体２
８内の冷媒は、旋回スクロール２４及び１２４のラップ
（ｗｒａｐ）と、それらに対応する固定スクロール２６
及び１２６との間にトラップされ、圧縮されて、それぞ
れ、排出口３１及び１３１を介して、従来のスクロール
コンプレッサと同様の方法によって、冷凍システム（図
示しない）に供給される。従来のスクロールコンプレッ
サと同様に、圧縮されるガスの圧力は、共働する固定ス
クロールと旋回スクロールを分離し易く、軸線方向の分
離力が働く。しかし、旋回スクロール２４と１２４は一
体になっているので、一方の旋回スクロールがそれに対
応する固定スクロールに接近しても、他方の旋回スクロ
ールが対応する固定スクロールから離されるだけであり
、分離力が相殺され、それによって、高い軸受は負荷を
排除することが出来る。

例えば、トラップ容量（ｔｒａｐｐｅｄ　ｖｏｌｕｍｅ
）内のコンプレッサのスクロールラップの間に液体スラ
グがある場合には、その液体スラグの非圧縮性によって
、過度の圧力が生ずる。しかし、開口部２４−２及び１
２１−２がビン３４と共働しているので、ロータ２１と
一体に運動する旋回スクロール２４及び１２４は、ステ
ータ２０及び固定スクロール２６及び１２６の壁面から
離れて運動することができ、それによって、トラップ容
量を開き、ロータ２１及び／又は旋回スクロール２４及
び１２４が、液体スラグ、砂などに打ち勝てるようにす
るこさが出来る。

本発明の実施例では、８つのビン３４を使用しているが
、それよりも少ない数のビンを使用することもでき、例
えば、７ランジ３２−１又は３２３のいずれかにすべて
のビンを使用することもでき、あるいは、フランジ３２
−１及び３２−３のぞれぞれに２つのビンを使用するこ
とも出来る。

また、゛必ずしも２対のスクロールを使用する必要はな
い。

［発明の効果］ 上述したように、本発明によれば、内サイクロイド運動
を軌道運動に変換してスクロールコンプレッサを提供す
ることが出来る。また、本発明によれば、このようなス
クロールコンプレッサにおいて、半径方向のコンプライ
アンスを維持する簡単な装置を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ローリングロータ型モータ／コンプレッサの
回路図、 第２図は、第１図の回路の切り換え部を示す詳細図、 第３図は、ｒＯＦＦ時ｏＮ」モードにおイテ、時間の関
数として表したスイッチの動作を示す図、第４図は、ｒ
ＯＦＦ前ＯＮＪモードにおイテ、時間の関数として表し
たスイッチの動作を示す図、第５図は、ローリングロー
タ型モータ駆動式スクロールコンプレッサの縦断面図、 第６図は、第５図のスクロールコンプレッサの一部の６
−６線断面図である。 密閉式スクロールコンプレッサ ト・・巻線、　　　　　　１２・・・電源４・・・出力
スイッチ・モジュール ６・・・切り換え論理モジュール ０・・・ステータ、　　　　２１・・・ステータ４．１
２４・・・旋回スクロール ４−１．１２４−１・・・フランジ ４−２．１２４−２・・・軸線方向開口部６．１２６・
・・固定スクロール ８・・・密閉外板、　　　３０・・・上部外板２・・・
中央部外板、　１３０・・・底部外板０−１．１３１−
４・・・フランジ １．１３１・・・排出口 ２−１．３２−３・・・接続フランジ ２−２．３２−４・・・環状凹部 ２−５・・・軸線方向穴部 ３・・・導入口、　　　　３４・・・ビン１０・・・ロ
ーリングロータ型モータ駆動式のＦＩＧ。 ＯＦＦ前ＯＮモード ＦＩＧ。 ＦＩＧ。 ＦＩＧ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）冷媒を供給する供給手段と、圧縮された冷媒を排
   出する排出手段とを有する中空の本体と、固定スクロー
   ル及び旋回スクロールと、 前記本体内に配置されたステータと、前記本体内に配置
   されて前記旋回スクロールと一体に運動する環状のロー
   タとを有し、前記スクロールを駆動する駆動手段と、 前記ロータの運動を所定の軌道運動に制限する手段とか
   ら成る、スクロールコンプレッサ。
2. （２）前記ロータの運動を制限する手段が、前記旋回ス
   クロールに形成された開口部と共働して、前記ロータの
   運動を制限することを特徴とする、請求項１項に記載の
   スクロールコンプレッサ。
3. （３）前記ロータと一体に運動する第２の旋回スクロー
   ルを有することを特徴とする、請求項１項に記載のスク
   ロールコンプレッサ。