JPH025917B2 - - Google Patents
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- JPH025917B2 JPH025917B2 JP58183002A JP18300283A JPH025917B2 JP H025917 B2 JPH025917 B2 JP H025917B2 JP 58183002 A JP58183002 A JP 58183002A JP 18300283 A JP18300283 A JP 18300283A JP H025917 B2 JPH025917 B2 JP H025917B2
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- chamber
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/10—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
- F04C28/16—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using lift valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C28/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
- F04C28/28—Safety arrangements; Monitoring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rotary Pumps (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は空調機、冷凍機および冷凍サイクル応
用装置用等のスクロール圧縮機に関し、特に広い
圧力比範囲で効率のよい運転が可能なスクロール
圧縮機に関するものである。
用装置用等のスクロール圧縮機に関し、特に広い
圧力比範囲で効率のよい運転が可能なスクロール
圧縮機に関するものである。
従来のスクロール圧縮機を第１図および第２図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
密閉容器１内には、圧縮機部２と電動機部３が
収納されており、圧縮機部２は固定スクロール５
と旋回スクロール６により圧縮室９が形成され、
旋回スクロール６が電動機３に直結するクランク
軸４により自転することなく旋回駆動されること
により、圧縮室９は次第に中心へ移動して容積が
減少しガスを圧縮する。旋回スクロールの自転防
止はオルダムリングとキーおよび旋回スクロール
背面に設けられたキー溝とからなるオルダム機構
１３によつてなされる。旋回スクロール背面には
中間圧室１５が設けられており、旋回スクロール
鏡板に設けられた小孔（図示せず）により圧縮室
に連通している。中間圧室１５内の圧力は前記小
孔の通じる圧縮室の平均圧力はほぼ等しくなり、
この圧力は旋回スクロールを固定スクロールに密
着させるために必要な適切な圧力となるよう前記
小孔の位置を決めてある。軸受や旋回スクロール
鏡板摺動面の潤滑は、油溜１６の油を差圧または
遠心ポンプ作用により油通路１７，１８，１９を
経て給油することにより行なわれる。ガスは吸入
管７から吸入室８へ入り、圧縮されて吐出ポート
１０から密閉容器１内の吐出室１００へ吐出さ
れ、吐出ガス通路１１を通つて吐出管１２から圧
縮機外へ吐出される。
収納されており、圧縮機部２は固定スクロール５
と旋回スクロール６により圧縮室９が形成され、
旋回スクロール６が電動機３に直結するクランク
軸４により自転することなく旋回駆動されること
により、圧縮室９は次第に中心へ移動して容積が
減少しガスを圧縮する。旋回スクロールの自転防
止はオルダムリングとキーおよび旋回スクロール
背面に設けられたキー溝とからなるオルダム機構
１３によつてなされる。旋回スクロール背面には
中間圧室１５が設けられており、旋回スクロール
鏡板に設けられた小孔（図示せず）により圧縮室
に連通している。中間圧室１５内の圧力は前記小
孔の通じる圧縮室の平均圧力はほぼ等しくなり、
この圧力は旋回スクロールを固定スクロールに密
着させるために必要な適切な圧力となるよう前記
小孔の位置を決めてある。軸受や旋回スクロール
鏡板摺動面の潤滑は、油溜１６の油を差圧または
遠心ポンプ作用により油通路１７，１８，１９を
経て給油することにより行なわれる。ガスは吸入
管７から吸入室８へ入り、圧縮されて吐出ポート
１０から密閉容器１内の吐出室１００へ吐出さ
れ、吐出ガス通路１１を通つて吐出管１２から圧
縮機外へ吐出される。
このようなスクロール圧縮機において、圧縮室
９ａ，９ｂが旋回スクロール６の旋回運動に伴な
い、吸入を完了して最大密閉容積Vsを形成後、
圧縮室は次第に中心へ移動しながら容積が減少
し、９ｃ，９ｄとなり、さらに最小密閉容積Vi
を形成するまでの間は、冷凍サイクルの運転状態
で決まる吐出室１００における吐出圧力Pdと無
関係に、吸入圧力Psと圧縮途中の圧縮室容積Vc
及びポリトロープ指数ｎとから圧縮途中の圧縮室
圧力Pcが次の様に決まる。
９ａ，９ｂが旋回スクロール６の旋回運動に伴な
い、吸入を完了して最大密閉容積Vsを形成後、
圧縮室は次第に中心へ移動しながら容積が減少
し、９ｃ，９ｄとなり、さらに最小密閉容積Vi
を形成するまでの間は、冷凍サイクルの運転状態
で決まる吐出室１００における吐出圧力Pdと無
関係に、吸入圧力Psと圧縮途中の圧縮室容積Vc
及びポリトロープ指数ｎとから圧縮途中の圧縮室
圧力Pcが次の様に決まる。
Pc＝Ps（Vs／Vc）n
また中心部の吐出ポート１０に連通する直前の
最小密閉容積Viが形成された時のPi（設計吐出
圧）も次のように決まる。
最小密閉容積Viが形成された時のPi（設計吐出
圧）も次のように決まる。
Pi＝Ps（Vs／Vi）n
この後圧縮室が吐出ポート１０を介して吐出室
１００に連通すると圧力は吐出圧力Pdになる。
１００に連通すると圧力は吐出圧力Pdになる。
PdがPiに一致している時は、圧力は第３図の
圧力容積線図において１→２→３の線をたどり圧
縮動力損失は生じないがPdがPiより低いと圧力
は１→２→2′→3′の線をたどり、過圧縮となつて
図のＡのハツチングで示す面積に相当する圧縮動
力損失が生じる。逆にPdがPiより高いと圧力は
１→２→2″→3″の線をたどり、不足圧縮となつて
図のＢのハツチングで示す面積に相当する圧縮動
力損失が生じる。このように従来のスクロール圧
縮機は設計圧力比Pi／Ps以外の圧力比で運転す
ると効率が低下するという欠点を持つていた。
圧力容積線図において１→２→３の線をたどり圧
縮動力損失は生じないがPdがPiより低いと圧力
は１→２→2′→3′の線をたどり、過圧縮となつて
図のＡのハツチングで示す面積に相当する圧縮動
力損失が生じる。逆にPdがPiより高いと圧力は
１→２→2″→3″の線をたどり、不足圧縮となつて
図のＢのハツチングで示す面積に相当する圧縮動
力損失が生じる。このように従来のスクロール圧
縮機は設計圧力比Pi／Ps以外の圧力比で運転す
ると効率が低下するという欠点を持つていた。
一方空調機は冷房時、暖房時共室内外の温度の
変化によつて吸入圧力や吐出圧力が変動し、圧力
比も変化する。又特に、暖房時に高温風を得る設
計になる高温ヒートポンプ空調機の場合は冷房時
の圧力比Pd／Psが３〜3.5であるのに対して、暖
房時の圧力比は5.5〜６と広い圧力範囲の要求さ
れる空調機に従来のスクロール圧縮機を使用する
と年間を通じたエネルギ効率比（シーズナル・エ
ネルギ・エフシエンシー・レシオ「SEER」）は
最適圧力比運転時のエネルギ効率比（エネルギ・
エフシエンシー・レシオ「EER」）に比べてかな
り低下するという問題があつた。
変化によつて吸入圧力や吐出圧力が変動し、圧力
比も変化する。又特に、暖房時に高温風を得る設
計になる高温ヒートポンプ空調機の場合は冷房時
の圧力比Pd／Psが３〜3.5であるのに対して、暖
房時の圧力比は5.5〜６と広い圧力範囲の要求さ
れる空調機に従来のスクロール圧縮機を使用する
と年間を通じたエネルギ効率比（シーズナル・エ
ネルギ・エフシエンシー・レシオ「SEER」）は
最適圧力比運転時のエネルギ効率比（エネルギ・
エフシエンシー・レシオ「EER」）に比べてかな
り低下するという問題があつた。
この問題を解決する対策として提案されたもの
として特開昭58−128485号公報に開示された発明
がある。この発明は、固定スクロールの中央部に
設けられた吐出ポートに通じる以前の圧縮空間と
吐出室あるいは吐出配管とを通じる（排出口）を
設け、この通路にリード弁やボール弁あるいは円
すい弁のような逆止弁を設け、圧縮室内のガス圧
が吐出圧力より高くなつた時のみ圧縮室から吐出
室あるいは吐出配管にガスが逃がされ、前述の過
圧縮を防止するものである。
として特開昭58−128485号公報に開示された発明
がある。この発明は、固定スクロールの中央部に
設けられた吐出ポートに通じる以前の圧縮空間と
吐出室あるいは吐出配管とを通じる（排出口）を
設け、この通路にリード弁やボール弁あるいは円
すい弁のような逆止弁を設け、圧縮室内のガス圧
が吐出圧力より高くなつた時のみ圧縮室から吐出
室あるいは吐出配管にガスが逃がされ、前述の過
圧縮を防止するものである。
しかしながら上記先行発明の実施例ではばね力
が強いと流体抵抗が増大して十分な過圧縮防止効
果が得られず、ばね力が弱すぎるとチヤタリング
を起こして不安定になるなどの恐れがある。
が強いと流体抵抗が増大して十分な過圧縮防止効
果が得られず、ばね力が弱すぎるとチヤタリング
を起こして不安定になるなどの恐れがある。
この欠点を無くすために、高圧力比運転時は一
般に吐出ガス温度が高くなる現象をとらえ、形状
気憶合金を利用してある圧力比以上では閉じ、あ
る圧力比以下では開くような強制弁としたものと
して特開昭59−192880号に開示の発明として提案
されている。
般に吐出ガス温度が高くなる現象をとらえ、形状
気憶合金を利用してある圧力比以上では閉じ、あ
る圧力比以下では開くような強制弁としたものと
して特開昭59−192880号に開示の発明として提案
されている。
しかしこの発明も圧力比を温度として間接的に
検知するため、吸入ガスの過熱度に影響を受け、
常に一定の圧力比で切換えるのはむずかしい。
検知するため、吸入ガスの過熱度に影響を受け、
常に一定の圧力比で切換えるのはむずかしい。
本発明は上記問題点に鑑みて発明されたもの
で、スクロール圧縮機を設計圧力比Pi／Psより
大幅に低い圧力比Pi／Psで運転する時に起る過
圧縮を、簡単な構造でしかも確実に防止でき、第
３図に示される面積Ａに相当する圧縮動力損失が
生じることのないスクロール圧縮機を提供するこ
とを目的とする。
で、スクロール圧縮機を設計圧力比Pi／Psより
大幅に低い圧力比Pi／Psで運転する時に起る過
圧縮を、簡単な構造でしかも確実に防止でき、第
３図に示される面積Ａに相当する圧縮動力損失が
生じることのないスクロール圧縮機を提供するこ
とを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明によるス
クロール圧縮機は、鏡板に渦巻状のラツプを直立
してなる固定スクロール部材及び旋回スクロール
部材を備え、一対のスクロールを互にラツプを内
側にして噛合わせ、旋回スクロール部材の背圧室
には圧縮途中の適切な圧縮室から導入した中間圧
力をかけて旋回スクロール部材を軸方向に密着さ
せ、固定スクロール部材に対し、旋回スクロール
部材を自転しないように旋回運動させて気体を圧
縮するスクロール圧縮機において、圧縮室が吐出
ポートに連通する以前に圧縮室を吐出室に連通さ
せる吐出バイパスポートを設け、該吐出バイパス
ポートには弁背圧室の圧力によつて作動して吐出
バイパスポートを開閉する吐出バイパス弁を設
け、吐出圧力と吸入圧との圧力比が所定値π0以上
の時は圧縮機チヤンバ内の吐出圧力を前記弁背圧
室に導入して、前記吐出バイパス弁を閉じ、圧力
比が吸入圧力Psを一定とし、圧縮室が吐出ポー
トに連通する直前の圧力をPdAとし、圧縮室が吐
出バイパスポートに連通する直前の圧力をPdBと
し、πA＝PdA／Ps、πB＝PdB／Psと定義したときのπA
とπB のほぼ中間にある所定値π0以上の時は圧縮機チヤ
ンバ内の吐出圧力を前記弁背圧室に導入して、前
記吐出バイパス弁を閉じ、圧力比が所定値π0以下
の時は前記中間圧力のガスを前記弁背圧室に導入
して前記吐出バイパス弁を開くような切換手段を
備えたことを特徴とするものである。
クロール圧縮機は、鏡板に渦巻状のラツプを直立
してなる固定スクロール部材及び旋回スクロール
部材を備え、一対のスクロールを互にラツプを内
側にして噛合わせ、旋回スクロール部材の背圧室
には圧縮途中の適切な圧縮室から導入した中間圧
力をかけて旋回スクロール部材を軸方向に密着さ
せ、固定スクロール部材に対し、旋回スクロール
部材を自転しないように旋回運動させて気体を圧
縮するスクロール圧縮機において、圧縮室が吐出
ポートに連通する以前に圧縮室を吐出室に連通さ
せる吐出バイパスポートを設け、該吐出バイパス
ポートには弁背圧室の圧力によつて作動して吐出
バイパスポートを開閉する吐出バイパス弁を設
け、吐出圧力と吸入圧との圧力比が所定値π0以上
の時は圧縮機チヤンバ内の吐出圧力を前記弁背圧
室に導入して、前記吐出バイパス弁を閉じ、圧力
比が吸入圧力Psを一定とし、圧縮室が吐出ポー
トに連通する直前の圧力をPdAとし、圧縮室が吐
出バイパスポートに連通する直前の圧力をPdBと
し、πA＝PdA／Ps、πB＝PdB／Psと定義したときのπA
とπB のほぼ中間にある所定値π0以上の時は圧縮機チヤ
ンバ内の吐出圧力を前記弁背圧室に導入して、前
記吐出バイパス弁を閉じ、圧力比が所定値π0以下
の時は前記中間圧力のガスを前記弁背圧室に導入
して前記吐出バイパス弁を開くような切換手段を
備えたことを特徴とするものである。
本発明の具体的な実施例を説明するに先立ち、
本発明の基礎となる原理について説明する。
本発明の基礎となる原理について説明する。
第４図はスクロール圧縮機の圧力比と圧縮機断
熱効率の関係を示している。設計圧力比Pi／Ps＝πA で設計された圧縮機の断熱効率はπAの位置で最高
の位置を占める曲線Ａのような特性となり、実際
の運転時にπAより大きい圧力比Pd／Ps（Pd＞Pi）で 運転されると圧縮不足となり、またπAより小さい
圧力比Pd／Ps（Pd＜Pi）で運転されると過圧縮とな り、いずれの場合にも断熱効率が低下する。この
圧縮機に、圧縮室が吐出ポートに連通する以前に
吐出室に開通し、この時の圧力比がπBとなるよう
な吐出バイパスポートを対をなす圧縮室に対応す
る固定スクロール鏡板部に各１ケ設け、この吐出
バイパスポートを吐出室に対して開いたままにす
ると特性曲線Ａは左方にシフトし図の特性曲線Ｂ
のような断熱効率特性となる。そこでこの吐出バ
イパスポートを開閉する吐出バイパス弁を設け、
特性曲線Ａと特性曲線Ｂの交点に対応する図のπ0
より高い圧力比では開くようにすると、特性曲線
Ａと特性曲線Ｂの高い方の効率で推移する特性が
得られることがわかる。
熱効率の関係を示している。設計圧力比Pi／Ps＝πA で設計された圧縮機の断熱効率はπAの位置で最高
の位置を占める曲線Ａのような特性となり、実際
の運転時にπAより大きい圧力比Pd／Ps（Pd＞Pi）で 運転されると圧縮不足となり、またπAより小さい
圧力比Pd／Ps（Pd＜Pi）で運転されると過圧縮とな り、いずれの場合にも断熱効率が低下する。この
圧縮機に、圧縮室が吐出ポートに連通する以前に
吐出室に開通し、この時の圧力比がπBとなるよう
な吐出バイパスポートを対をなす圧縮室に対応す
る固定スクロール鏡板部に各１ケ設け、この吐出
バイパスポートを吐出室に対して開いたままにす
ると特性曲線Ａは左方にシフトし図の特性曲線Ｂ
のような断熱効率特性となる。そこでこの吐出バ
イパスポートを開閉する吐出バイパス弁を設け、
特性曲線Ａと特性曲線Ｂの交点に対応する図のπ0
より高い圧力比では開くようにすると、特性曲線
Ａと特性曲線Ｂの高い方の効率で推移する特性が
得られることがわかる。
ところで吸入圧力をPs、吐出圧力をPd、旋回
スクロールの鏡板に設けた背圧ポートから、旋回
スクロールの背圧室に導入された中間圧力をPb
とするとき、第５図に示すように（Pd−Ps）／
（Pb−Ps）の値は吸入圧力や吐出圧力の絶対値に
は左右されず、圧力比とほぼ直線に近い対応関係
にあることが確認されている。すなわち、（Pd−
Ps）／（Pb−Ps）の値をＫとし、このＫと圧力
比（Pd／Ps）の関係を、実際のスクロール圧縮機の 運転に際し、Ps、Pdを種々変化させ、その場合
におけるPs、PdおよびPbを測定して、横軸に
Pd／Psをとり縦軸にＫをとつてプロツトすると、第 ５図に示す線図が得られ、π0に対応するＫの値は
一義的に定まる所定値となる。このようにＫと圧
力比の関係は直線的比例関係にあるので、π0に代
えてＫを用い（Pd−Ps）／（Pb−Ps）＜Ｋのと
きはこれを開くように制御する切換弁を設けるこ
ととすれば、π0より高い圧力比では前記特性曲線
Ａによる特性の運転となり、またπ0より低い圧力
比では前記特性曲線Ｂによる特性の運転となつ
て、広い圧力比範囲で高効率な圧縮機を実現でき
ることがわかる。
スクロールの鏡板に設けた背圧ポートから、旋回
スクロールの背圧室に導入された中間圧力をPb
とするとき、第５図に示すように（Pd−Ps）／
（Pb−Ps）の値は吸入圧力や吐出圧力の絶対値に
は左右されず、圧力比とほぼ直線に近い対応関係
にあることが確認されている。すなわち、（Pd−
Ps）／（Pb−Ps）の値をＫとし、このＫと圧力
比（Pd／Ps）の関係を、実際のスクロール圧縮機の 運転に際し、Ps、Pdを種々変化させ、その場合
におけるPs、PdおよびPbを測定して、横軸に
Pd／Psをとり縦軸にＫをとつてプロツトすると、第 ５図に示す線図が得られ、π0に対応するＫの値は
一義的に定まる所定値となる。このようにＫと圧
力比の関係は直線的比例関係にあるので、π0に代
えてＫを用い（Pd−Ps）／（Pb−Ps）＜Ｋのと
きはこれを開くように制御する切換弁を設けるこ
ととすれば、π0より高い圧力比では前記特性曲線
Ａによる特性の運転となり、またπ0より低い圧力
比では前記特性曲線Ｂによる特性の運転となつ
て、広い圧力比範囲で高効率な圧縮機を実現でき
ることがわかる。
次に本発明の具体的な一実施例を第６図〜第１
０図により説明する。
０図により説明する。
第６図は本発明のスクロール圧縮機の一実施例
の全構成を示し、第１図と同一符号のものは同じ
もの、もしくは相当するものを表わしている。
の全構成を示し、第１図と同一符号のものは同じ
もの、もしくは相当するものを表わしている。
固定スクロール５の鏡板部には圧縮室を吐出室
１００に連通させる吐出バイパスポート３６ａ，
３６ｂが設けられており、その位置は例えば第７
図に示すように、圧縮室が吐出ポート１０に通じ
る以前に突出室１００と連通するような位置であ
る。
１００に連通させる吐出バイパスポート３６ａ，
３６ｂが設けられており、その位置は例えば第７
図に示すように、圧縮室が吐出ポート１０に通じ
る以前に突出室１００と連通するような位置であ
る。
吐出バイパスポート３６ａ，３６ｂの上部には
吐出バイパス弁３２ａ，３２ｂが設けられると共
に、これを収納するハウジング３１ａ，３１ｂが
取り付けられている。吐出バイパス弁の背面は弁
背圧室３３ａ，３３ｂになつており、ここにはば
ね３５ａ，３５ｂが設置され、吐出バイパス弁を
下方に押し付けている。このばね力は圧縮室内の
圧力が弁背圧室３３ａ，３３ｂの圧力よりもある
程度以上高くならないうちは吐出バイパス弁３２
ａ，３２ｂを下に押し付けて吐出バイパスポート
を閉じるような力とする。
吐出バイパス弁３２ａ，３２ｂが設けられると共
に、これを収納するハウジング３１ａ，３１ｂが
取り付けられている。吐出バイパス弁の背面は弁
背圧室３３ａ，３３ｂになつており、ここにはば
ね３５ａ，３５ｂが設置され、吐出バイパス弁を
下方に押し付けている。このばね力は圧縮室内の
圧力が弁背圧室３３ａ，３３ｂの圧力よりもある
程度以上高くならないうちは吐出バイパス弁３２
ａ，３２ｂを下に押し付けて吐出バイパスポート
を閉じるような力とする。
弁背圧室３３ａ，３３ｂからは圧力導入管３０
ａ，３０ｂが伸びており、途中で一本の導入管２
８につながつている。
ａ，３０ｂが伸びており、途中で一本の導入管２
８につながつている。
この導入管２８に導く圧力を切換えるために、
切換え弁装置２０が設けられている。弁装置は大
径シリンダ部２０ａ，２０ｂと小径シリンダ部２
０ｃとこれらにかん合する大径ピストン２１ａと
小径ピストン２１ｂが一体となつたピストン２１
とからなり、それぞれのシリンダには圧力導入管
２２，２３，２４が設けられている。またピスト
ン２１が図の右へ移動した時のみシリンダ２０ａ
に連通する開閉口２５′とこれにつながる連絡管
２５およびピストン２１が図の左へ移動した時の
みシリンダ２０ｃに連通する開閉口２６′とこれ
につながる連絡管２６が設けられている。
切換え弁装置２０が設けられている。弁装置は大
径シリンダ部２０ａ，２０ｂと小径シリンダ部２
０ｃとこれらにかん合する大径ピストン２１ａと
小径ピストン２１ｂが一体となつたピストン２１
とからなり、それぞれのシリンダには圧力導入管
２２，２３，２４が設けられている。またピスト
ン２１が図の右へ移動した時のみシリンダ２０ａ
に連通する開閉口２５′とこれにつながる連絡管
２５およびピストン２１が図の左へ移動した時の
みシリンダ２０ｃに連通する開閉口２６′とこれ
につながる連絡管２６が設けられている。
圧力導入管２２は圧縮機の中間圧室１５に通じ
る連絡管４１に接続されており、圧力導入管２３
は吸入管７に通じる連絡管４０に接続されてお
り、また圧力導入管２４は圧縮機の油槽１６に通
じる連絡管４２に接続されている。
る連絡管４１に接続されており、圧力導入管２３
は吸入管７に通じる連絡管４０に接続されてお
り、また圧力導入管２４は圧縮機の油槽１６に通
じる連絡管４２に接続されている。
連絡管２６は逆止弁２７を介して連絡管２５と
１つにまとめられ、さらに導入管２８につながつ
ている。
１つにまとめられ、さらに導入管２８につながつ
ている。
このような構成における切換え弁装置２０の作
動について第８図により説明する。
動について第８図により説明する。
大径ピストン２１ａの面積をS1、小径ピストン
２１ｂの面積をS2とし、吸入圧力をPs、吐出圧
力をPd、中間圧力をPbとすると、ピストン２１
を動かす力Ｆは次のように表わされる。
２１ｂの面積をS2とし、吸入圧力をPs、吐出圧
力をPd、中間圧力をPbとすると、ピストン２１
を動かす力Ｆは次のように表わされる。
Ｆ＝PbS1−Ps（S1−S2）−PdS2
＝（Pb−Ps）S1−（Pd−Ps）S2
Ｆ＞Ｏのときピストン２１は右へ動き、この時
は次の関係がある。
は次の関係がある。
Ｆ＝（Pb−Ps）S1−（Pd−Ps）S2＞Ｏ
すなわち
Pd−Ps／Pb−Ps＜S1／S2
Ｆ＜Ｏのときピストン２１は左へ動き、この時
は次の関係がある。
は次の関係がある。
Ｆ＝（Pb−Ps）S1−（Pd−Ps）S2＜Ｏ
すなわち
Pd−Ps／Pb−Ps＞S1／S2
従つて第４図、第５図に示す圧力比π0を境に本
切換え弁を切換えたい時は、S1／S2＝Ｋとなるよ
うな面積比にとることになりこの目的は達せられ
る。
切換え弁を切換えたい時は、S1／S2＝Ｋとなるよ
うな面積比にとることになりこの目的は達せられ
る。
次に切換え弁装置２０と吐出バイパス弁３２
ａ，３２ｂとの作動の関係を第９図および第１０
図により説明する。
ａ，３２ｂとの作動の関係を第９図および第１０
図により説明する。
第９図は運転圧力比が前記π0より高い時を示し
ている。この時は（Pd−Ps）／（Pb−Ps）＞Ｋ
となるのでピストン２１は左へ動き、開閉口２
６′がシリンダ２０ｃと連通する。従つて連絡管
２６は圧力導入管２４に連通し、吐出バイパス弁
３２ａ，３２ｂの背面には吐出圧力の油圧が導入
される。ばね３５ａ，３５ｂと逆止弁２７はとも
に吐出バイパス弁の閉鎖を確実にするために付加
したものであり、ばね３５ａ，３５ｂは吐出バイ
パス弁の背圧室３３ａ，３３ｂの圧力が圧縮室の
圧力よりある程度以上下がらないと吐出バイパス
弁が開かないような力を与え、逆止弁２７は背圧
室３３ａ，３３ｂに導入された油がシリンダ２０
ｃ側に逆流しないようにするためのものである。
逆止弁２７の作用で、油は一担背圧室に充満する
と、開閉口２５′がシリンダ２０ａに開通するま
で逃げる所がなく、また油は非圧縮性であるから
圧縮室の圧力が一時期背圧室３３ａ，３３ｂの圧
力とばね３５ａ，３５ｂの力に打ち勝つことがあ
つても吐出バイパス弁は開かない。従つて運転圧
力比がπ0より高く、切換え弁２１が左に移動して
いる間は確実に吐出バイパス弁が閉じており、チ
ヤタリングを起こす心配はない。
ている。この時は（Pd−Ps）／（Pb−Ps）＞Ｋ
となるのでピストン２１は左へ動き、開閉口２
６′がシリンダ２０ｃと連通する。従つて連絡管
２６は圧力導入管２４に連通し、吐出バイパス弁
３２ａ，３２ｂの背面には吐出圧力の油圧が導入
される。ばね３５ａ，３５ｂと逆止弁２７はとも
に吐出バイパス弁の閉鎖を確実にするために付加
したものであり、ばね３５ａ，３５ｂは吐出バイ
パス弁の背圧室３３ａ，３３ｂの圧力が圧縮室の
圧力よりある程度以上下がらないと吐出バイパス
弁が開かないような力を与え、逆止弁２７は背圧
室３３ａ，３３ｂに導入された油がシリンダ２０
ｃ側に逆流しないようにするためのものである。
逆止弁２７の作用で、油は一担背圧室に充満する
と、開閉口２５′がシリンダ２０ａに開通するま
で逃げる所がなく、また油は非圧縮性であるから
圧縮室の圧力が一時期背圧室３３ａ，３３ｂの圧
力とばね３５ａ，３５ｂの力に打ち勝つことがあ
つても吐出バイパス弁は開かない。従つて運転圧
力比がπ0より高く、切換え弁２１が左に移動して
いる間は確実に吐出バイパス弁が閉じており、チ
ヤタリングを起こす心配はない。
第１０図は運転圧力比が前記π0より低い時を示
している。この時は（Pd−Ps）／（Pb−Ps）＜
Ｋとなるのでピストン２１は右へ動き、開閉口２
５′がシリンダ２０ａと連通する。従つて連絡管
２５は圧力導入管２２に連通し、バイパス弁３２
ａ，３２ｂの背面には中間圧のガス圧が導入され
る。この状態では圧縮室の圧力は前記ガス圧とば
ね３５ａ，３５ｂに打ち勝つて吐出バイパス弁３
２ａ，３２ｂは開き、圧縮室内のガスは通路３４
ａ，３４ｂを通つて吐出室へバイパスされる。
している。この時は（Pd−Ps）／（Pb−Ps）＜
Ｋとなるのでピストン２１は右へ動き、開閉口２
５′がシリンダ２０ａと連通する。従つて連絡管
２５は圧力導入管２２に連通し、バイパス弁３２
ａ，３２ｂの背面には中間圧のガス圧が導入され
る。この状態では圧縮室の圧力は前記ガス圧とば
ね３５ａ，３５ｂに打ち勝つて吐出バイパス弁３
２ａ，３２ｂは開き、圧縮室内のガスは通路３４
ａ，３４ｂを通つて吐出室へバイパスされる。
第１１図は本発明の別の実施例を示すものであ
る。本実施例では切換弁装置２０のシリンダ部に
シールリング５０，５１を設けてある。ピストン
２１の移動方向の端面はストツパ部分の座面でシ
ールされているから、結局各シリンダ室２０ａ，
２０ｂ，２０ｃの間は確実にシールされ、また閉
じている方の開閉口（図では２６′）もまた各シ
リンダ室から確実にシールされることからこれら
の間でもれは生じない。
る。本実施例では切換弁装置２０のシリンダ部に
シールリング５０，５１を設けてある。ピストン
２１の移動方向の端面はストツパ部分の座面でシ
ールされているから、結局各シリンダ室２０ａ，
２０ｂ，２０ｃの間は確実にシールされ、また閉
じている方の開閉口（図では２６′）もまた各シ
リンダ室から確実にシールされることからこれら
の間でもれは生じない。
また本実施例の波及効果として、シールリング
の適度の摩擦力により、第１２図に示すように切
換弁の作動にヒステリシスを持たせることができ
る。すなわち、運転圧力比が低い方から高い方へ
移行する時は圧力比π2で吐出バイパス弁が閉じ、
運転圧力比が高い方から低い方へ移行する時は圧
力比π1で吐出バイパス弁が開くような動作をとな
つて、弁の不安定動作を無くすことができる。
の適度の摩擦力により、第１２図に示すように切
換弁の作動にヒステリシスを持たせることができ
る。すなわち、運転圧力比が低い方から高い方へ
移行する時は圧力比π2で吐出バイパス弁が閉じ、
運転圧力比が高い方から低い方へ移行する時は圧
力比π1で吐出バイパス弁が開くような動作をとな
つて、弁の不安定動作を無くすことができる。
また第１３図はさらに別の実施例を示すもの
で、圧力導入管２４には吐出室に通じる連絡管５
０に接続されている。本実施例は第１の実施例の
吐出圧力の油圧が、吐出圧力のガス圧に変わるの
みで、同じ動作をさせることができる。
で、圧力導入管２４には吐出室に通じる連絡管５
０に接続されている。本実施例は第１の実施例の
吐出圧力の油圧が、吐出圧力のガス圧に変わるの
みで、同じ動作をさせることができる。
本発明で用いたばね３５ａ，３５ｂや逆止弁２
７は、動作をより確実にするためのもので、これ
らが無くても動作は可能であることは言うまでも
ない。
７は、動作をより確実にするためのもので、これ
らが無くても動作は可能であることは言うまでも
ない。
また本実施例では説明のため、切換え弁装置を
圧縮機チヤンバ外に設けた図で示したが、本切換
え弁や各連絡管をすべてチヤンバ内に設けること
ももち論容易である。
圧縮機チヤンバ外に設けた図で示したが、本切換
え弁や各連絡管をすべてチヤンバ内に設けること
ももち論容易である。
以上説明したように、本発明によれば、スクロ
ール圧縮機を高圧力比で運転する時は自動的に吐
出バイパス弁が閉じて設定圧力比も高圧力比状態
になり、低圧力比条件で運転する時は自動的に吐
出バイパス弁が開いて設定圧力比も低圧力比状態
になつていずれの圧力比の時もそれに追従して高
効率運転ができる。
ール圧縮機を高圧力比で運転する時は自動的に吐
出バイパス弁が閉じて設定圧力比も高圧力比状態
になり、低圧力比条件で運転する時は自動的に吐
出バイパス弁が開いて設定圧力比も低圧力比状態
になつていずれの圧力比の時もそれに追従して高
効率運転ができる。
また本発明の吐出バイパス弁は強制的に変位さ
せる弁なので単にばねで押えて圧力差で作動する
弁のようにチヤタリングを起こす心配もなく、切
換え弁も吸入圧力や吐出圧力の絶対値によらず、
圧力比によつて動作する全く新しい方法により、
安定した動作ができる。
せる弁なので単にばねで押えて圧力差で作動する
弁のようにチヤタリングを起こす心配もなく、切
換え弁も吸入圧力や吐出圧力の絶対値によらず、
圧力比によつて動作する全く新しい方法により、
安定した動作ができる。
第１図は従来のスクロール圧縮機の縦断面図、
第２図は第１図の圧縮機部分の横断面図、第３図
はスクロール圧縮機の圧力容積線図、第４図はス
クロール圧縮機の圧力比と断熱効率の特性図、第
５図は圧力比に対する圧力による関数の特性図、
第６図は本発明の一実施例を示す全体構造断面
図、第７図は第６図の固定スクロールの下面図、
第８図は本発明の切換え弁装置の立体構造断面
図、第９図と第１０図は切換え弁と吐出バイパス
弁の圧力比に応じた作動状態図、第１１図は本発
明の別の実施例の切換え弁装置の断面図、第１２
図は第１１図の切換え弁装置を用いた時の吐出バ
イパス弁の開閉動作を表わす図、第１３図は本発
明の更に別の実施例を示すスクロール圧縮機の全
体構造断面図である。 ２……圧縮部、５……固定スクロール、６……
旋回スクロール、９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…
…圧縮室、１０……吐出ポート、２０……切換え
弁装置、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ……シリンダ、
２１，２１ａ，２１ｂ……ピストン、２２，２
３，２４……圧力導入管、２５，２６……連絡
管、２５′，２６′……開閉口、２７……逆止弁、
２８，３０ａ，３０ｂ……圧力導入管、３１ａ，
３１ｂ……吐出バイパス弁ハウジング、３２ａ，
３２ｂ……吐出バイパス弁、３３ａ，３３ｂ……
バイパス弁背圧室、３４ａ，３４ｂ……通路、３
５ａ，３５ｂ……ばね、５０，５１……シールリ
ング、１００……吐出室。
第２図は第１図の圧縮機部分の横断面図、第３図
はスクロール圧縮機の圧力容積線図、第４図はス
クロール圧縮機の圧力比と断熱効率の特性図、第
５図は圧力比に対する圧力による関数の特性図、
第６図は本発明の一実施例を示す全体構造断面
図、第７図は第６図の固定スクロールの下面図、
第８図は本発明の切換え弁装置の立体構造断面
図、第９図と第１０図は切換え弁と吐出バイパス
弁の圧力比に応じた作動状態図、第１１図は本発
明の別の実施例の切換え弁装置の断面図、第１２
図は第１１図の切換え弁装置を用いた時の吐出バ
イパス弁の開閉動作を表わす図、第１３図は本発
明の更に別の実施例を示すスクロール圧縮機の全
体構造断面図である。 ２……圧縮部、５……固定スクロール、６……
旋回スクロール、９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…
…圧縮室、１０……吐出ポート、２０……切換え
弁装置、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ……シリンダ、
２１，２１ａ，２１ｂ……ピストン、２２，２
３，２４……圧力導入管、２５，２６……連絡
管、２５′，２６′……開閉口、２７……逆止弁、
２８，３０ａ，３０ｂ……圧力導入管、３１ａ，
３１ｂ……吐出バイパス弁ハウジング、３２ａ，
３２ｂ……吐出バイパス弁、３３ａ，３３ｂ……
バイパス弁背圧室、３４ａ，３４ｂ……通路、３
５ａ，３５ｂ……ばね、５０，５１……シールリ
ング、１００……吐出室。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鏡板に渦巻状のラツプを直立してなる固定ス
クロール部材及び旋回スクロール部材を備え、一
対のスクロールを互にラツプを内側にして噛合わ
せ、旋回スクロール部材の背圧室には圧縮途中の
適切な圧縮室から導入した中間圧力をかけて旋回
スクロール部材を軸方向に密着させ、固定スクロ
ール部材に対し、旋回スクロール部材を自転しな
いように旋回運動させて気体を圧縮するスクロー
ル圧縮機において、 圧縮室が吐出ポートに連通する以前に圧縮室を
吐出室に連通させる吐出バイパスポートを設け、
該吐出バイパスポートには弁背圧室の圧力によつ
て作動して吐出バイパスポートを開閉する吐出バ
イパス弁を設け、吐出圧力と吸入圧力との圧力比
が吸入圧力Psを一定とし、圧縮室が吐出ポート
に連通する直前の圧力をPdAとし、圧縮室が吐出
バイパスポートに連通する直前の圧力をPdBとし、
πA＝PdA／Ps、πB＝PdB／Psと定義したときのπAとπB
のほ ぼ中間にある所定値π0以上の時は圧縮機チヤンバ
内の吐出圧力を前記弁背圧室に導入して、前記吐
出バイパス弁を閉じ、圧力比が所定値π0以下の時
は前記中間圧力のガスを前記弁背圧室に導入して
前記吐出バイパス弁を開くような切換手段を備え
たことを特徴とするスクロール圧縮機。 ２ 前記吐出バイパス弁背圧室に導入する圧力を
切換える手段として異径部を持つピストン状の弁
とシリンダで形成される３つの部屋に、それぞれ
前記中間圧力ガス、吸入圧力ガスおよび吐出圧力
油を導入し、これらの作用力によつて、ある圧力
比以上では前記弁背圧室と前記吐出圧力導入油室
のみを連通するように弁が作動し、ある圧力比以
下では前記弁背圧室と前記中間圧力ガス導入室の
みを連通するように弁が作動するような切換弁を
備えた特許請求の範囲第１項記載のスクロール圧
縮機。 ３ 前記切換弁の吐出圧力油を前記吐出バイパス
弁背圧室に導く管路の途中に、前記切換弁側から
前記吐出バイパス弁側へ向かつてのみ流れるよう
な逆止弁装備を設けた特許請求の範囲第２項記載
のスクロール圧縮機。 ４ 吸入圧力をPs、吐出圧力をPd、中間圧力を
Pbとおき、吐出バイパス弁を作動させたい圧力
比において、（Pd−Ps）／（Pb−Ps）＝Ｋとなる
ととき、前記切換弁ピストン大径ピストン面積
S1、小径面積をS2とすると、S1／S2＝Ｋとなるよ
うに形成し、前記大径ピストン面には前記中間圧
力のガス圧を導入し、前記大径ピストン裏面には
吸入圧力のガス圧を導入し、前記小径ピストン面
には吐出圧力の油圧を導入し、前記ピストンが大
径側に移動した時は前記吐出バイパス弁背圧室と
前記吐出圧力の油圧を導入した室のみを連通し、
前記ピストンが小径側に移動した時は前記吐出バ
イパス弁背圧室と中間圧力のガス圧を導入した室
のみを連通するような構造の切換弁とした特許請
求の範囲第２項記載のスクロール圧縮機。 ５ 前記切換弁から前記吐出圧力の油圧を前記吐
出弁背圧室へ導く管路と、前記中間圧力のガスを
前記吐出弁背圧室へ導く管路は途中から共通管路
に結合され、され、前記油圧を導く管路と前記共
通管路の間には前記共通管路へ向つてのみ流れる
逆止弁を備えた特許請求の範囲第４項記載のスク
ロール圧縮機。 ６ 前記吐出バイパス弁は対となる圧縮室に最低
各１ケづつ設けた特許請求の範囲第１項記載のス
クロール圧縮機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18300283A JPS6075796A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スクロ−ル圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18300283A JPS6075796A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スクロ−ル圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075796A JPS6075796A (ja) | 1985-04-30 |
| JPH025917B2 true JPH025917B2 (ja) | 1990-02-06 |
Family
ID=16128034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18300283A Granted JPS6075796A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | スクロ−ル圧縮機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075796A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018088154A1 (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | スクロール圧縮機 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5141407A (en) * | 1990-10-01 | 1992-08-25 | Copeland Corporation | Scroll machine with overheating protection |
| US5707210A (en) * | 1995-10-13 | 1998-01-13 | Copeland Corporation | Scroll machine with overheating protection |
| JP4729773B2 (ja) * | 1999-12-06 | 2011-07-20 | ダイキン工業株式会社 | スクロール型圧縮機 |
| KR100664058B1 (ko) | 2004-11-04 | 2007-01-03 | 엘지전자 주식회사 | 스크롤 압축기의 용량 가변장치 |
| US8328531B2 (en) | 2009-01-22 | 2012-12-11 | Danfoss Scroll Technologies, Llc | Scroll compressor with three-step capacity control |
| KR101827829B1 (ko) * | 2011-01-07 | 2018-02-12 | 삼성전자주식회사 | 스크롤 압축기 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5786588A (en) * | 1980-11-19 | 1982-05-29 | Hitachi Ltd | Enclosed type scroll compressor |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18300283A patent/JPS6075796A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5786588A (en) * | 1980-11-19 | 1982-05-29 | Hitachi Ltd | Enclosed type scroll compressor |
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|---|---|---|---|---|
| WO2018088154A1 (ja) * | 2016-11-08 | 2018-05-17 | 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 | スクロール圧縮機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6075796A (ja) | 1985-04-30 |
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