JPH0388988A - スクロール形流体機械 - 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、主に冷凍装置の圧縮機として使用するスクロ
ール形流体機械に関する。

（従来の技術） 従来、この種スクロール形流体機械は、例えば「冷却用
油インジェクション付きスクロール式ヘリウム圧縮機の
性能」　（日本冷凍協会論文集Ｖ。

ｌ・３．Ｎｏ３．１９８８）に記載され、かつ、第７図
に示したごとく、鏡板（ａ）の一側平面にｌａ巻体（ｂ
）を突設して成る第１及び第２スクロール（Ｓｔ）（Ｓ
２）を備え、これら両スクロール（Ｓ１）（Ｓ２）のう
ち、少なくとも第２スクロール（Ｓ２）をモータから延
びる駆動軸に連動させて、該駆動軸の回転に伴い前記第
２スクロール（Ｓ２）を第１スクロール（Ｓ１）に対し
公転駆動させることにより、この第１スクロール（Ｓ１
）における渦巻体（ｂ）の外側壁面と、前記第２スクロ
ール（Ｓ２）における渦巻体（ｂ）の内側壁面とで形成
される第１圧縮室（Ａ）と、前記第１スクロール（Ｓ１
）における渦巻体（ｂ）の内側壁面と、前記第２スクロ
ール（Ｓ２）における渦巻体（ｂ）の外側壁面とで形成
される第２圧縮室（Ｂ）とで、吸入流体を圧縮して吐出
するように構成されており、また、以上の流体機械にお
いては、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）内に油をインジェク
タ３ンして、そのシール性能を高めたり、また、前記各
圧縮室（Ａ）（Ｂ）内に高圧ガスをインジェクションし
て、能力の増大を行ったり、更には、前記各圧縮室（Ａ
）（Ｂ）内に液流体をインジェクションして、冷却性能
を向上させることが通常行われている。

１、かして、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）へのインジェク
タ３フ手段としては、第７図実線で示した通り、前記第
１スクロール（Ｓ１）の鏡板（ａ）で前記各圧縮室（Ａ
）（Ｂ）との対向部位に、２つのインジェクションポー
）　（ＰＬ）（Ｐ２）を設けて、該各ボート（Ｐｉ）（
Ｐ２）から前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）にそれぞれ個別に
油などを注入するようにしたものと、また、第７図点線
で示した通り、前記第１スクロール（Ｓ１）の鏡板（ａ
）で、その渦巻体（ｂ）間の中央部に、１つのインジェ
クションボート（Ｐｓ）を設けて、このボー）　（Ｐｓ
）を第２スクロール（Ｓ２）の移動に伴い前記各圧縮室
（Ａ）（Ｂ）に交互に開口させて、１つのポート（Ｐ　
Ｌ）でもって各圧縮室（Ａ）（Ｂ）内に油などを注入す
るようにしたことが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 所で、２つのインジェクタ３ンポート（Ｐｉ）（Ｐ２）
を設ける場合、これら各ボー）（Ｐｉ）（Ｐ２）をそれ
ぞれ個別に制御することで、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）
内への油などの注入量を最適にコントロールできる反面
、２つのポート（Ｐ１）（Ｐ２）を必要とし、該各ポー
ト（Ｐｉ）（Ｐ２）の制御手段も各別に必要とするため
に、構成が複雑となり、コストが高くなる問題があった
。

また、１つのボー）　（Ｐｓ）を設ける場合、つのボー
）　（Ｐｓ）を設けるだけで済むから、構成が簡単とな
ってコストも低摩とできる反面、運転条件などによって
、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）への油などの注入量が不安
定となって、最適な注入量が得られず、シール性能や冷
却性能などの低下を招く問題があった。

即ち、後で詳述する第３図で明らかなごとく、前記第１
及び第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）での注入量をそれぞれＱＡ
、ＱＢとしたとき、その注入量比即ち、　ＱＢ　は、吸
入圧力（Ｐｓ）と吐出圧力（ＴＴｌｌ （Ｐｄ）との比、即ち、運転圧力比によりそれぞれ異な
るのであるが、特に運転圧力比が小のときには、同図の
点線曲線（ロ）で示したように、注入量比が１近くとな
って、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）のうち高圧側となる第
１圧縮室（Ａ）には、油などの注入が殆どできないとい
う事態が発生する。

つまり、第５図及び第６図は、それぞれ縦軸に圧力比（
Ｐ／Ｐｓ）を、横軸に容積比（Ｖ／ＶＳ）をとり、第５
図は前記第３図における運転圧力比が大きい場合を、ま
た、第０図は運転圧力比が小さい場合のＰ−■特性グラ
フを示しており、前記第Ｓ図、第６図において、それぞ
れ曲線（ハ）（ニ）（へ）（ト）は、前記各圧縮室（Ａ
）（Ｂ）の容積変化に対する内圧変化を示している。運
転圧力比が比較的大の場合には、第５図のように曲線（
ハ）（ニ）で示したように、前記第１圧縮室（Ａ）側が
第２圧縮室（Ｂ）側よりも若干高い程度で、しかも、こ
れら各圧縮室（Ａ）（Ｂ）における前記ポート（Ｐｓ）
の開口位置での内圧は吐出圧に対して低くなっているた
め、第３図における注入量比が１よりも低い値となって
、前記各圧縮室（Ａ）ＣＢ）内に油などの注入ができる
のであるが、この反面、運転圧力比が比較的小の場合に
は、第６図のように各圧縮室（Ａ）（Ｂ）の内圧が、第
６図の曲線（へ）（ト）で示したように、第１圧縮室（
Ａ）側が第２圧縮室（Ｂ）側よりも大となり、しかも、
運転圧力比の低下に伴い吐出圧が小となって、この吐出
圧に対して前記第１圧縮室（Ａ）の内圧が極端に高くな
るために、該第１圧縮室（Ａ）内に油などの注入ができ
なかったのである。尚、第５図、第６図において、曲線
（ホ）（チ）は、それぞれ断熱圧縮圧力を示している。

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、１つのインジェクシロンポートを設けて、構成
簡単かつコスト低摩とするにも拘わらず、各圧縮室内に
適正量のインジェクシロンを行うことができるスクロー
ル形流体機械を提供するここにある。

（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（２）の
一側平面に渦巻体（３）を突設した第１及び第２スクロ
ール（４）（５）を備え、第を及び第２スクロール（４
）（５）のうち、少なくとも第２スクロール（５）を駆
動軸（７１）に連動させたスクロール形流体機械におい
て、前記第１スクロール（４）の鏡板（２）に、前記第
１スクロール（４）における渦巻体（３）の外側壁面と
第２スクロール（５）における渦巻体（３）の内側壁面
とで形成される第１圧縮室（Ａ）と、前記第１スクロー
ル（４）における渦巻体（３）の内側壁面と第２スクロ
ール（５）における渦巻体（３）の外側壁面とで形成さ
れ、前記第１圧縮室（Ａ）より低い圧力となる第２圧縮
室（Ｂ）とに開口可能なインジェクタもンポート（８）
を設けると共に、このインジェクシ自ンポート（８）を
、前記駆動軸（７１）の１回転における前記第１圧縮室
（Ａ）との開口時間が、前記第２圧縮室（Ｂ）との開口
時間より長くなる位置に設けたことを特徴とするもので
ある。

（作用） 前記駆動軸（７１）に伴う前記第２スクロール（５）の
第１スクロール（４）に対する公転駆動時に、前記イン
ジェクンロンポート（８）が前記第１及び第２圧縮室（
Ａ）（Ｂ）に交互に開口され、該各圧縮室（Ａ）（Ｂ）
内に油などがインジェクタ１ンされるのであるが、前記
ポート（８）の各圧縮室（Ａ）（Ｂ）に対する開口時間
が、高圧側となる第１圧縮室（Ａ）で長く、また、低圧
側となる第２圧縮室（Ｂ）で短くなるように設定されて
いるため、運転条件などに拘わりなく、前記各圧縮室（
Ａ）（Ｂ）にほぼ均等で適正量のインジェクシロンが行
われる。

（実施例） 第４図は高圧ドームタイプのスクロール形流体機械を示
しており、密閉ケーシング（１）内の上部に、鏡板（２
）の一側平面に渦巻体（３）を突設して成る第１及び第
２スクロール（４）（５）を、それぞれ前記各渦巻体（
３）が互いに噛合するように、ハウジング（６）を介し
て上下対向状に配設すると共に、前記ケーシング（１）
内の下部側に、駆動軸（７１）をもつモータ（７）を設
ける一方、前記駆動軸（７１）の上端に設けた偏心軸部
（７１ａ）を、前記第２スクロール（５）の下部中央に
突設した筒状ボス部（５１）に挿嵌させて、前記駆動軸
（７１）の回転に伴い前記第２スクロール（５）を第１
スクロール（４）に対し公転駆動させることにより、こ
の第１スクロール（４）における渦巻体（３）の外側壁
面と、前記第２スクロール（５）における渦巻体（３）
の内側壁面とで形成される第１圧縮室（Ａ）と、前記第
１スクロール（４）における渦巻体（３）の内側壁面と
、前記第２スクロール（５）における渦巻体（３）の外
側壁面とで形成される第２圧縮室（Ｂ）とで、吸入流体
を圧縮して吐出するようにしている。

しかして、以上のスクロール形流体機械において、前記
第１スクロール（４）の鏡板（２）に、前記第１及び第
２圧縮室（Ａ）（Ｂ）に開口可能な１つのインジェクシ
ョンポート（８）を設けて、該ポート（８）にオイルイ
ンジェクシロンパイプ（８０）を接続すると共に、該ポ
ート（８）を、前記駆動軸（７１）の１回転における前
記第１圧縮室（Ａ）との開口時間が、前記第２圧縮室（
Ｂ）との開口時間より長くなる位置に設けたのである。

具体的には、第１図及び第２図で詳しく示したごとく、
前記第１スクロール（４）における鏡板（２）の中心部
（０１）と外周端縁との中間部位で、前記鏡板（２）に
設ける渦巻体（３）の互いに隣接するものの中心（０２
）から内方側に所定長さ離れた位置に、前記１つのイン
ジェクションポート（８）を設けて、前記駆動軸（７１
）による第２スクロール（５）の公転駆動に伴い、前記
ポート（８）が互いに隣接する前記第１及び第２圧縮室
（Ａ）（Ｂ）に交互に開口されるとき、この第１圧縮室
（Ａ）での開口時間が、第２圧縮室（Ｂ）での開口時間
よりも長くように設定するのである。

そして、前記駆動軸（７１）で第２スクロール（５）が
、第１図の状態に回動されたとき、前記インジェクショ
ンポート（８）を前記第１圧縮室（Ｂ）側に長時間にわ
たって開口させ、また、前記第２スクロール（５）が、
第２図の状態に回動されたとき、前記ポート（８）を前
記第２圧縮室（Ｂ）側に、前記第１圧縮室（Ａ）側より
も短時間にわたって開口させるのである。

第３図は、縦軸に注入量比を、横軸に運転圧力比（Ｐｄ
／Ｐｓ）をとった各圧縮室（Ａ）（Ｂ）での注入特性グ
ラフを示しており、この図から明らかなごとく、前記各
圧縮室（Ａ）（Ｂ）での注入量比は、運転圧力比でそれ
ぞれ異なり、特に従来のものでは、同図の点線曲線（ロ
）で示したように、注入量比が相対的に高く、運転圧力
比が小さいときには、前記した通り注入量比が１近くに
あって、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）のうち高圧側となる
第１圧縮室（Ａ）には、油などの注入ができない場合が
あったのであるが、以上のように、第１スクロール（４
）における鏡板（２）の特定位置にインジェクションポ
ート（８）を設けて、該ポート（８）の第１圧縮室（Ａ
）に対する開口時間を長くシ、かつ、第２圧縮室（Ｂ）
に対する開口時間を短くすることにより、同図の曲線（
イ）で示したように、注入量比を相対的に低くでき、つ
まり、注入量比を０．５を中心とした領域にまで低くで
きるのであり、従って、運転条件などに拘わりなく、前
記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）内にほぼ均等で適正量のインジ
ェクシ３ンが行われるのである。

第４図のスクロール形流体機械は、前記第１スクロール
（４）に、吸入ポート（９）に開口する吸入管（１０）
を接続すると共に、前記ケーシング（１）における第１
スクロール（４）の上部側空間から前記モータ（７）の
下部側空間へと延びる第１吐出管（１１）を接続する一
方、前記ケーシング（１）におけるハウジング（６）と
モータ（７）との間に第２吐出管（１２）を接続して、
前記第１スクロール（４）の上部中央に設けた吐出孔（
１３）から吐出される圧縮ガスを、前記第１吐出管（１
１）を介して前記モータ（７）の下部側空間へと導き、
とのモータ（７）の冷却を行いながら、前記第２吐出管
（１２）から外部に吐出するようにしている。また、第
４図の実施例では、前記駆動軸（７１）の上部側に設け
た偏心軸部（７１ａ）を前記第２スクロール（５）に連
動連結するようにしたが、前記駆動軸（７１）に前記両
スクロール（４）（５）を連動させて、これら各スクロ
ール（４）（５）を回動させるようにしてもよい。

また、以上説明した実施例は、前記インジェクションポ
ート（８）にオイルインジェクシａンパイブ（８０）を
接続してオイルをインジェクションしているが、その地
検媒液をインジェクションする場合や、冷媒ガスをイン
ジェクションする場合にも同様に適用できる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明にかかるスクロール形流体
機械では、第１スクロール（４）の鏡板（２）に、前記
第１スクロール（４）における渦巻体（３）の外側壁面
と第２スクロール（５）における渦巻体（３）の内側壁
面とで形成される第１圧縮室（Ａ）と、前記第１スクロ
ール（４）における渦巻体（３）の内側壁面と第２スク
ロール（５）における渦巻体（３）の外側壁面とで形成
され、前記第１圧縮室（Ａ）より低い圧力となる第２圧
縮室（Ｂ）とに開口可能なインジェクションボート（８
）を設けると共に、このインジェクションポート（８）
を、駆動軸（７１）の１回転における前記第１圧縮室（
Ａ）との開口時間が、前記第２圧縮室（Ｂ）との開口時
間より長くなる位置に設けたから、構成簡単かつコスト
低部としながら、運転条件に拘わらず、つまり、低圧力
比運転から高圧力比運転の何れでも、前記各圧縮室（Ａ
）（Ｂ）内には窄等しい等分配のインジェクションを行
うことができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明にかかるスクロール形流体機
械の要部を示すものであって、それぞれ各スクロールの
回動状態を示しており、第３図は各圧縮室の注入特性を
示すグラフ、第４図は同スクロール形流体機械の縦断面
図、第５図及び第６図は第３図における運転圧力比が大
、小の場合のＰ−■特性を示すグラフ、第７図は従来例
を示す断面図である。 （２）・・・・ （３）・・・・ （４）・・・・ （５）・・・・ （７１）・・・ ・鏡板 ・渦巻体 ・第１スクロール ・第２スクロール ・駆動軸 （８） ・・・・・インジェクションポート （Ａ） ・・・・・第１圧縮室 （Ｂ） ・・・・・第２圧縮室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）鏡板（２）の一側平面に渦巻体（３）を突設した第
   １及び第２スクロール（４）（５）を備え、第１及び第
   ２スクロール（４）（５）のうち、少なくとも第２スク
   ロール（５）を駆動軸（７１）に連動させたスクロール
   形流体機械において、前記第１スクロール（４）の鏡板
   （２）に、前記第１スクロール（４）における渦巻体（
   ３）の外側壁面と第２スクロール（５）における渦巻体
   （３）の内側壁面とで形成される第１圧縮室（Ａ）と、
   前記第１スクロール（４）における渦巻体（３）の内側
   壁面と第２スクロール（５）における渦巻体（３）の外
   側壁面とで形成され、前記第１圧縮室（Ａ）より低い圧
   力となる第２圧縮室（Ｂ）とに開口可能なインジェクシ
   ョンポート（８）を設けると共に、このインジェクショ
   ンポート（８）を、前記駆動軸（７１）の１回転におけ
   る前記第１圧縮室（Ａ）との開口時間が、前記第２圧縮
   室（Ｂ）との開口時間より長くなる位置に設けているこ
   とを特徴とするスクロール形流体機械。