JPH02294580A - スクロール形圧縮機を用いた冷凍装置 - 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、スクロール形圧縮機を用いた冷凍装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、冷凍装置に組込まれるス汐口７ル形圧縮機は、例
えば特開昭８３−ＩＣ！７０８４号公報に開示され、且
つ第４図に示すように、鏡板（Ｍ）（Ｎ）の中心部から
外周部にかけて渦巻体（Ｂ）（Ｃ）を突設した固定及び
可動スクロール（Ｆ）（０）を備え、駆動軸（Ｋ）並び
に、その嬬部に一体化したカウンタウェイト（Ｗ）、こ
れに突設する駆動ビン（Ｄ）に嵌合されるスイングリン
ク（Ｓ）を介して前記可動スクロール（０）を固定スク
ロール（Ｆ）に対し回動させ、渦巻外周側の吸入ポート
（Ｌ）から吸入する冷媒ガスを渦巻体（Ｂ）（Ｃ）間に
仕切られる圧縮室（Ａ）で圧縮し、渦巻・中心側の吐出
ボー｝　（Ｈ）から吐出するようにしている。

尚、前記可動スクロール（０）は、スラスト軸受（Ｐ）
を介して架横（Ｘ）に載置され、又、前記渦巻体（Ｂ）
（Ｃ）と鏡板（Ｘ）（Ｙ）との端而間には、加工誤差や
部材の変形等を吸収するため所定の隙間が確保されてい
る。又、スイングリンク（Ｓ）は、駆動ビン（Ｄ）に套
嵌する軸受筒（Ｇ）の下部鍔部（Ｅ）により、その下面
（Ｑ）がカウンタウェイト（Ｗ）の頂面（Ｕ）に対し浮
くように片持ち状に枢着され、又、他側に設ける規制孔
（Ｚ）に、カウンタウェイト（Ｗ）に突設するリミット
ビン（Ｒ）を遊嵌状に受け入れ、駆動ピン（Ｄ）を軸と
した一定範囲にわたる揺動を可能にして、起動時の液圧
縮で圧縮室（Ａ）に異常高圧が発生した場合等に、渦巻
体（Ｂ）（Ｃ）の壁面間に隙間を空けてその異常高圧を
吸入ボート（Ｌ）｛１１に逃がせるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記圧縮機では、前記渦巻体（Ｂ）（Ｃ）と
鏡板（Ｍ）（Ｎ）との端面間や、各部材の嵌合部分に形
成されたＦＡ間により、本来可動スクロール（０）はス
ラスト軸受（Ｐ）上で傾き得るのであるが、通常運転時
は、これに打ち勝ち、可動スクロール（０）に作用する
遠心力（ｆｍ）と圧縮室（Ａ）での内部圧力に基づく力
の水平成分（ｆｒ）とで各渦巻体（Ｂ）（Ｃ）の壁面同
士は密若され、かつ、前記内部圧力に基づく力の軸方向
成分（ｆｎ）で鏡板（Ｎ）の裏面はスラスト軸受（Ｐ）
に抑圧されて、該可動スクロール（０）の平行度は保た
れることになる。

しかし、例えば、顕著な一例としてこの圧縮機が覆ｎ込
まれる冷凍装置において蒸発器として作用していた熱交
換器に付着した霜を除去するため冷媒流通経路を逆転さ
せて霜の付看しだ熱交換器に高圧の吐出ガスを通じると
いうデフロスト運転を行う場合等には、吐出ポート（｝
Ｉ）側の高圧圧力が低下し、又、これに引きずられて吸
入ポート（Ｌ）側の低圧圧力も低下するのであって、こ
のように高圧圧力及び低圧圧力の低い条件下で運転を行
う場合には、圧縮室（Ａ）の内部圧力が低下して、前記
各成分（ｆｒ＋ｆｎ）は小さ《なり、渦巻体（Ｂ）（Ｃ
）間を密着させる径方向の接触力並びに、鏡板（Ｎ）を
スラスト軸受（Ｐ）に押圧するスラスト方向の押圧力は
弱《なってしまう。

このため、可動スクロール（０）は不安定な伏ｔ！！１
（！：なって、第５図（イ）に示すように渦巻体（Ｂ）
（Ｃ）間が離れ、又、同図（口）に示すように可動スク
ロール（０）に傾転現象が発生して、該可動スクロール
（０）はすり鉢状に可動されてしまうことになり、各渦
巻体（Ｂ）（Ｃ）が離れたり衝撃的に再接触したりして
異常干渉音が発生し、又、渦巻体（Ｂ）（Ｃ）の信頼性
が低下する等の問題が起こるのである。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、低い圧力条件下で運転を行うような場合で、可
動スクロールが傾転するおそれがある場合、堝巻体間に
生じる衝撃的な干渉を緩和して異常音の発生等を防止で
きるスクロール形圧縮機を用いた冷凍装置を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、鏡板（３　ａ
）　　（４　ａ）の中心部から外周部にかけて渦巻体（
３ｂ）（４ｂ）を突設した固定及び可動スクロール（３
）（４）を備え、渦巻外方側の吸入ポート（１３）から
吸入する低圧ガスを前記渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間に仕
切られる圧縮室で圧縮し、渦巻中心側の吐出ボー｝（１
４）から高圧ガスを吐出するようにしたスクロール形圧
縮機を用いた冷凍装置において、吸入ガス経路（２５）
に、油又は液冷媒の注入路（２４）を開口すると共に、
高圧又は低圧圧力を検出する圧力検出手段（２６）と、
該検出手段（２６）の検出値が設定値を越えるとき前記
注入路（２４）を閉じ、前記検出値が設定値を下回ると
き開く開閉手段（２７）とを設けたことを特徴とするも
のである。

（作用） 低圧力条件下で運転を行うような場合に、前記検出手段
（２６）の検出値が設定値を下回ったとき、つまり、前
記可動スクロール（４）に傾転現象が発生する場合には
、前記開閉手段（２７）が開放されて、前記注入路（２
４）から油又は液冷媒が圧縮室内へとインジェクシタン
され、前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間に油膜又は液模
が形成され、この油膜等が緩衝材としてはたらき、可動
スクロール（４）の傾転による前記各渦巻体（３ｂ）（
４ｂ）の衝撃的な干渉が緩和されて、異常音の発生等が
低減化される。

（実施例） 第２図は、冷凍装置に使用するスクロール形圧縮機（１
００）を示しており、密閉ケーシング（１）の内方上部
に、架橋（２）を介して、円板形状の鏡板（３ａ）に渦
巻体（３ｂ）を突設した固定スクロール（３）と、同じ
く鏡［（４ａ）に渦巻体（４ｂ）を突設した可動スクロ
ール（４）とをそれぞれ噛合状態で上下対設すると共に
、前記ケーンング（１）の内方下部側には、駆動軸（５
）をもったモータ（６）を配設している。

１１１１記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）は、前記各鏡板（
３　ａ）　　（４　ａ）の中心部から外周部にかけて所
定のインボリュート検出に合致する螺旋形状に形成し、
前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）の突出先端側には、それ
ぞれ前記各鏡板（３　ａ）　　（４　ａ）との間に形成
される隙間を埋めるチップシール（３ｃ）（４ｃ）を嵌
合している。

また、前記固定スクロール（３）は、前記架橋（２）の
上部取付面に、固定ボル｝　（Ｂ）を介して固定支持し
、一方、前記可動スクロール（４）は、前記架構（２）
の上部に設けたスラスト軸受（２ａ）を介して回動自由
に支持している。

そして、前記駆動軸（５）の上端郎に一体に設けたカウ
ンタウェイト（７）と、このカウンタウェイト（７）に
従動されるスイングリンク（８）、並びに自転防止機構
を構成するオルダムリング（９）とを介して、前記可動
スクロール（４）を固定スクロール（３）に対し公転駆
動させ、前記各堝巻体（３ｂ）（４ｂ）間に形成される
二系統の圧縮室（１１）（１２）で冷媒の圧縮を行うよ
うにしている。

同図中，（１３）は前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）の外
周側に設けた吸入ポート、（１４）は前記固定スクロー
ル（３）の中心部に開設した吐出ポート、（ｌ５）は該
吐出ポート（１４）に配設した逆止弁である。

第１図は、以上の圧縮機（１００）を用いた冷凍装置を
示しており、この圧縮機（１００）のケーシング（１）
に接続した吐出管（１６）と吸入管（１７）との間に四
路切換弁（１９）を介装して、室内空調等に用いる利用
側熱交換器（２０）、並びに冷房用膨張機構（２　１　
ａ）　、受液器（３０），暖房用膨張機横（２　ｌ　ｂ
）　、室外設置の熱源側熱交換器（２２）をそれぞれ接
続している。又、前記吐出管（１６）と四路切換弁（１
９）との間の高圧ガス経路（１８）には、油分離器（４
０）を介装してる。尚、図中、（２　１　ｃ）は暖房時
に冷房用膨張機構（２　１　ａ）を側路する逆上弁、（
２　１　ｄ）は冷房時に暖房用膨張機構（２　ｌ　ｂ）
を側略する逆上弁である。

そして、暖房時は、同図実線矢印の経路で吐出ガスを循
環させて、前記利用側熱交換器（２０）を凝縮器として
又前記熱源側熱交換器（２２）を蒸発器として作用させ
る一方、冷房時や、前記した暖房時に熱源側熱交換器（
２２）が若霜しそのデフロスト運転を行う場合には、前
記四路切換弁（ｌ９）の切換操作により、同図点線矢印
で示す逆の経路で吐出ガスを循環させて、前記熱源側熱
交換器（２２）を凝縮器として又前記利用側熱交換Ｄ　
（　２　０　）を蒸発器として作用させるようにしてい
る。この場合、前記デフロスト運転時には、高圧の吐出
ガスが着霜した前記熱源側熱交換器（２２）に供給され
るため、該吐出ガスの圧力が低下し、これに引きずられ
て低圧の吸入ガス圧力も低下されることになる。

しかして、以上の構成において、前記油分離器（４０）
の底部に注入路（２４）の入口側を接続すると共に、該
注入路（２４）の出口側を、第２図に明示するように、
継手管（２４ａ）を介して前記圧縮機（１００）のケー
シング（１）に固定し，その内部側をＬ字形の内部管（
２　４　ｂ）により、前記吸入管（１７）から前記圧縮
室（１１）（１２）に至る吸入ガス経路（２５），詳し
くは前記吸入ポート（１３）に対応して前記架横（２）
に形成する吸入路（２５ａ）に上方に指向させて開口し
、前記油分離器（４０）で分離された油を吸入ガスに積
極的に含ませるようにする。

又、通常の運転とデフロスト運転等の低圧力条件下での
運転とを判別するため、第１図に示すように、前記吐出
ガス経路（ｌ８）に、高圧圧力を検出する圧力検出手段
（２５）を介装する。尚、高圧圧力が低下すればほとん
どの場合これにひきずられて吸入側の低圧圧力も低下す
るため、高圧圧力検出に代えて、低圧圧力を検出するよ
うにしてもよい。

更に、通常運転時のように所定の圧力が確保され傾転が
問題とならない場合には油注入による油上がり皿の増加
を防止するため、前記検出手段（２５）の検出値が設定
値を越える場合には前記注入路（２４）を閉じ、前記検
出値が設定値を下回るとき前記注入路（２４）を開く開
閉手段（２６）を設ける。この開閉手段（２６）は電磁
弁（２７）等で構成され、制御器（２８）を介して開閉
される。

斯くして、デフロスト運転を行った場合など、吐出ガス
圧力が所定の設定値以下となった場合、前記注入路（２
４）が開かれて、前記油分離器（４０）から吸入ガスに
油が注入され、前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）の接触部
に油膜が形成されて、この油膜が緩衝材としてはたらき
、前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間の衝撃的な干渉を暖
和できるのである。

以上の実施例では、油注入によったが、その他、第３図
に示すように、前記受液ｉ（３０）からの詩圧液冷媒を
注入路（２４）を介して吸入ガス経路（２５）に注入し
てもよく、この場合には、液状の冷媒が各渦巻体（３ｂ
）（４ｂ）間に液膜をつくって緩衝材として作用するこ
とになる。尚、第３図の実施例では、固定スクロール（
３）の鏡板（３ａ）における吸入ポート（１３）近くに
注入口（２４ｃ）を開口し、この注入口（２４ｃ）とケ
ーシング（１）のトップに取付けた継手管（２４ａ’　
）との間を内部管（２４ｂ’）を介して接続している。

この他、前記注入路（２４）は、第２図と同様に吸入路
（２５ａ）や、又、吸入管（１７）に開口してもよく、
この場合には、吸入ガスが湿り状態となって、間接的に
前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間に液膜を形成すること
になる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、吸入ガス経路（２５
）に、油又は液冷媒の注入路（２４）を開口すると共に
、高圧又は低圧圧カを検出する圧力検出手段（２６）と
、この検出手段（２Ｂ）　ｃｖ検出値が設定値を越える
とき前記注入路（２４）を閉じ、前記検出値が設定値を
下回るとき開く開閉手段（２７）とを設けたから、低い
圧カ条件下で運転を行うような場合で、可動Ｚクマール
（４）に傾転現象が発生するとき、前記注入路（２４）
から注入される油又は液冷媒により各渦巻体（３ｂ）（
４ｂ）間に油膜又は液膜を形成でき、この油膜等により
前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）の衝撃的な干渉を緩和で
きて、異常音の発生等が低減できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるスクロール形圧縮機を用いた冷
凍装置を示す配管図，ｍ２図は同冷凍装置に使用される
スクロール形圧縮機の全体構造を示す一部省略縦断面図
、第３図は他の実施例図面、第４図は従来例の断面ｍｌ
、第５図（イ）（口）はその問題点の説明図である。 （３）−●Φ●●●●φ●固定スクロール（４）　＠●
●●●●●争●可動スクロール（３ａ）（４ａ）　＋１
●●争鏡板 （３ｂ）（４ｂ）−●●●渦巻体 （１３）−●●●●●●●吸入ボート （１４）＠−●●●―●●吐出ポート （２４）●●●●●●●●注入路 （２５）一●●拳●●●●吸入ガス経路（２６）●●●
Φ●●●●圧力検出手段（２７）●●●φ●●＠０開閉
手段 一一鑓転 −−−−イ１トわｊデ７口スＦ！！転 ２１ｄ ２１ｃ 第３図 第４図 （伺

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）鏡板（３ａ）（４ａ）の中心部から外周部にかけて
   渦巻体（３ｂ）（４ｂ）を突設した固定及び可動スクロ
   ール（３）（４）を備え、渦巻外方側の吸入ポート（１
   ３）から吸入する低圧ガスを前記渦巻体（３ｂ）（４ｂ
   ）間に仕切られる圧縮室で圧縮し、渦巻中心側の吐出ポ
   ート（１４）から高圧ガスを吐出するようにしたスクロ
   ール形圧縮機を用いた冷凍装置において、吸入ガス経路
   （２５）に、油又は液冷媒の注入路（２４）を開口する
   と共に、高圧又は低圧圧力を検出する圧力検出手段（２
   ６）と、該検出手段（２６）の検出値が設定値を越える
   とき前記注入路（２４）を閉じ、前記検出値が設定値を
   下回るとき開く開閉手段（２７）とを設けたことを特徴
   とするスクロール形圧縮機を用いた冷凍装置。