JPH04370383A - スクロール圧縮機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スクロ−ル圧縮機に係
り、特に空気調和機、冷蔵庫等の冷凍機に用い、簡単な
構造で性能向上、信頼性向上を図るのに好適なスクロ−
ル圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、圧縮機の低振動化、低騒音化を図
るためにロ−タリ−圧縮機に代ってスクロ−ル圧縮機が
採用されてきている。そして、スクロ−ル圧縮機におい
ては、圧縮途中の圧縮室内に冷媒の液噴射（以下インジ
ェクションという）を行ない、圧縮機構部を冷却するこ
とにより、性能向上、信頼性向上を図ることが行われて
いる。なお、スクロ−ル圧縮機におけるインジェクショ
ン構造に関するものには、例えば、実開昭５６−８５０
８７号公報記載のものが挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に、スクロ−ル圧
縮機は相対する２つの圧縮室を有するので、圧力のバラ
ンスを考えて相対する２つの位置にインジェクションを
行なうのが理想である。すなわち、インジェクション通
路を通って冷凍サイクルから圧縮室へ流入した冷媒は、
圧縮室の圧力を増加させるが、相対する圧縮室に同時に
インジェクションを行なえば、圧力のアンバランスは生
じない。圧力のアンバランスは、旋回スクロ−ルの運動
を不安定にし、インジェクションによる性能向上、信頼
性向上の効果を低下させる原因となるものである。

【０００４】図７は、従来のインジェクション孔を有す
る固定スクロールの平面図、図８は、図７のＢ−Ｂ矢視
断面図である。図７，８において、１１は吸込口、１３
は吐出孔を示している。固定スクロ−ルに吐出孔１３を
有するスクロ−ル圧縮機においては、前記固定スクロ−
ルのほぼ中央部に吐出孔１３があるため、相対する２つ
の位置にインジェクションを行なうためには、図７，８
に示すように２つのインジェクション孔にそれぞれイン
ジェクションパイプを接続する必要がある。さらに、密
閉容器にも、２つの密封構造が必要である。したがって
、部品点数が増加し、加工や組立も複雑になるという問
題があった。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものである。本発明の第１の目的は、簡単な構
造で、かつ効果的にインジェクションを行なうことがで
きるスクロ−ル圧縮機を提供することにある。また、本
発明の第２の目的は、圧力のバランスを保って、しかも
簡単な構造で、かつ効果的にインジェクションを行なう
ことができるスクロ−ル圧縮機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明のスクロ−ル圧縮機に係る第１の発明
の構成は、密閉容器内に、電動機と該電動機にクランク
軸で連結された圧縮機構部とを収納するものであって、
圧縮機構部は、それぞれ台板上に直立する渦巻状のラッ
プを有する２つのスクロ−ルが互いにラップを噛み合わ
せて圧縮室を形成し、一方のスクロ−ルに係る旋回スク
ロ−ルが自転を阻止された状態で他方のスクロ−ルに係
る固定スクロ−ルに対して旋回運動をなすように構成さ
れ、前記固定スクロ−ルに圧縮ガスの吐出孔を有するス
クロ−ル圧縮機において、前記固定スクロ−ル台板内で
、前記吐出孔と通じない１つの横穴に２つのインジェク
ション孔が連通するように、インジェクション通路を構
成したものである。

【０００７】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明のスクロ−ル圧縮機に係る第２の発明の構成は、
２つのインジェクション孔が、相対する圧縮室に同時に
開口し、かつ、先に閉口するインジェクション孔が閉口
するとき、あるいは閉口した直後には、前記相対する圧
縮室が吐出孔と連通しているように構成されたものであ
る。

【０００８】さらに、上記第２の目的を達成するために
、本発明のスクロ−ル圧縮機に係る第３の発明の構成は
、２つのインジェクション孔が、相対する圧縮室に同時
に開口するとともに、前記相対する圧縮室と冷凍サイク
ルとを結ぶインジェクション通路に逆止弁を設けたもの
である。このとき、逆止弁の冷凍サイクル側の圧力は、
それぞれのインジェクション孔が閉口するときあるいは
閉口した直後の圧力よりも低くなるようにする。たとえ
ば、インジェクション通路と冷凍サイクルの接続位置、
インジェクション通路での減圧、あるいは第２の発明の
構成などによってである。

【０００９】さらに、上記第２の目的を達成するために
、本発明のスクロ−ル圧縮機に係る第４の発明の構成は
、２つのインジェクション孔が、相対する圧縮室に同時
に開口するとともに、固定スクロール内におけるインジ
ェクション通路に逆止弁を設けたものである。

【００１０】

【作用】上記の各技術手段による働きは次のとうりであ
る。第１の発明では、２つのインジェクション孔が１つ
の横穴で結ばれるので、インジェクションパイプが１つ
あれば良く、したがって、部品点数が少なく、加工や組
立も簡単になる。第２の発明では、第１の発明の作用を
備えると共に、２つのインジェクション孔が相対する圧
縮室に同時に開口し、かつ、先に閉口するインジェクシ
ョン孔が閉口するとき、あるいは閉口した直後には、相
対する圧縮室が吐出孔と通じている、すなわち相対する
圧縮室が連通しているので、圧力のアンバランスは生じ
ない。

【００１１】第３の発明では、２つのインジェクション
孔が相対する圧縮室に同時に開口するようにし、かつ、
圧縮室と冷凍サイクルを結ぶインジェクション通路に逆
止弁を設けて、逆止弁の働きによりインジェクション通
路が同時に閉じるようにしたので、相対する圧縮室の圧
力のバランスを損なうことなく、インジェクションを行
なうことができる。第４の発明では、逆止弁を前記固定
スクロ−ルに内蔵する構成としたので、第３の発明の作
用に加えて、インジェクションを行なわないときに、イ
ンジェクション孔から逆止弁までの空間が及ぼす圧縮ガ
スの再膨張による性能低下を少なくすることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の各実施例を図１ないし図１２
を参照して説明する。まず、スクロ−ル圧縮機の一般的
な全体構成を図１を参照して説明する。図１は、本発明
の一実施例に係るスクロ−ル圧縮機の縦断面図を、基本
的な冷凍サイクルとのつながりを含めて示したものであ
る。図１に示すスクロ−ル圧縮機は、密閉容器１内の上
部に圧縮機構部、下部に電動機部が収納されている。圧
縮機構部は、固定スクロ−ル２、旋回スクロ−ル３、フ
レ−ム４、クランク軸５、オルダムリング６を主要構成
要素としている。固定スクロ−ル２の吸込口１１（後述
する図２参照）には外部サイクルに接続する吸込パイプ
１０が圧入されている。

【００１３】電動機部は、ステ−タ８およびロ−タ９か
らなり、ステ−タ８は密閉容器１内に焼き嵌めなどによ
り固定されており、ロ−タ９はクランク軸５に圧入など
により固定されている。フレ−ム４の外周部は密閉容器
１に固定されており、クランク軸５の回転を受ける軸受
を具備している。固定スクロ−ル２はボルト２１により
フレ−ム４に締結されている。

【００１４】固定スクロ−ル２は、台板２ａとこの台板
２ａ上に直立する渦巻状のラップ２ｂとからなり、旋回
スクロ−ル３は、台板３ａとこの台板３ａ上に直立する
渦巻状のラップ３ｂとからなり、それぞれラップ部２ｂ
、３ｂを互いに内側に向けて噛み合わせて圧縮室１２（
１２ａ，１２ｂの総称）を形成している。旋回スクロ−
ル３のボス部にはクランク軸５の偏心部５ａが回転自在
に嵌入され、台板３ａ部の溝（図示せず）とフレ−ム４
の溝４ａにはオルダムリング６が摺動自在に配設され、
旋回スクロ−ル３の自転防止手段として機能している。 ７は、クランク軸５の下部を支持する軸受である。

【００１５】このようなスクロ−ル圧縮機の一般的な作
用を説明する。ロ−タ９はステ−タ８により回転力を受
け、クランク軸５が回転し、旋回スクロ−ル３はオルダ
ムリング６の作用により自転することなく偏心回転（公
転）する。旋回スクロ−ル３の公転により、吸込パイプ
１０を通して固定スクロ−ル２の吸込口１１から吸込ま
れた冷媒ガスは圧縮室１２で徐々に圧縮され、吐出孔１
３（後述する図２，４参照）から密閉容器１の中に放出
される。放出された冷媒ガスは電動機部を冷却し吐出パ
イプ１８から外部サイクルへ供給される。

【００１６】次に、第１ないし第４の発明の実施例を図
１に合わせて図２ないし図１２を参照して説明する。ま
ず、本発明の各実施例と対比する従来技術を、先の図７
，８に合わせて図９および図１０を参照して説明する。 図９は、従来の技術によるインジェクション孔の開口期
間を示す説明図、図１０は、従来の技術によるインジェ
クション孔の開口期間を示す指圧線図である。図９にお
いて、（ａ）は、２つのインジェクション孔が同時に開
口の状態、（ｂ）は、２つのインジェクション孔が同時
に閉口の状態を示し、開口（ａ）から閉口（ｂ）へ移る
ことを白い矢印、閉口（ｂ）から開口（ａ）へ移ること
をハッチングした矢印でそれぞれ示している。２ｂは固
定スクロールのラップ、３ｂは旋回スクロールのラップ
である。なお、旋回スクロールの公転方向は実線矢印に
示すように図に向かって反時計方向とする。

【００１７】従来の技術では、図９（ａ），（ｂ）に示
すように、インジェクション孔が相対する２つの圧縮室
１２ａ，１２ｂに対して同時に開口し、同時に閉口する
ような相対する２つの位置に、インジェクション孔を設
けていた。このとき、図１０に示すように、一方のイン
ジェクション孔の開口期間α１、該開口期間における平
均圧力Ｐ１と、他方のインジェクション孔の開口期間α
２、該開口期間における平均圧力Ｐ２とは、それぞれ等
しい。しかし、２つのインジェクション孔の位置は、吐
出孔１３に対してほぼ反対側になるため、図８に示した
ように、２つのインジェクション孔にそれぞれインジェ
クションパイプを接続する必要があった。

【００１８】〔実施例　　１〕図２は、図１のスクロー
ル圧縮機における、インジェクション孔を有する固定ス
クロ−ルの平面図、図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図で
ある。図１のスクロール圧縮機における第１の発明（第
１の実施例）では、図２，３に示すように、固定スクロ
ール２の台板２ａ内に２つのインジェクション孔１４ａ
，１４ｂを設けた。この２つのインジェクション孔１４
ａ，１４ｂを、吐出孔１３と通じない横穴１５に連通さ
せるようにした。これにより、横穴１５に、図１のよう
に１つのインジェクションパイプ１６を接続すればイン
ジェクション通路を構成することができる。本実施例に
よれば、簡単な構造で、かつ効果的にインジェクション
を行なうことの可能なスクロ−ル圧縮機を提供すること
ができる。

【００１９】〔実施例　　２〕図４は、図１のスクロー
ル圧縮機におけるインジェクション孔の開口期間を示す
説明図、図５は、図４の例による、本発明の第２の実施
例に係るインジェクション孔の開口期間を示す指圧線図
である。図４において、（ａ）は、インジェクション孔
の開口始め、（ｂ）は、インジェクション孔１４ｂの開
口終り、（ｃ）は、インジェクション孔１４ａの開口終
りの各状態を示す。各状態への移行は白い矢印、ハッチ
ングした矢印で示している。なお、旋回スクロールの公
転方向は実線矢印に示すように図に向かって反時計方向
とする。図５の指圧線図は、横軸にクランク軸回転角（
ｒａｄ）、縦軸に圧力をとり、吸込圧力Ｐｓ，吐出圧力
Ｐｄ，インジェクション圧力Ｐｉｎｊ等圧力の変化を示
している。

【００２０】図１のスクロール圧縮機における第２の発
明（第２の実施例）では、前述の第１の実施例の作用を
備えると共に、図４（ａ）に示すように、２つのインジ
ェクション孔１４ａ，１４ｂが相対する圧縮室１２ａ，
１２ｂに同時に開口し、ついで、図４（ｂ）のように、
先に閉口するインジェクション孔１４ｂが閉口するとき
、あるいは図４（ｃ）のように閉口した直後には、相対
する圧縮室１２ａ，１２ｂが吐出孔１３と通じている、
すなわち相対する圧縮室１２ａ，１２ｂが連通している
ようにしている。したがって、一方の圧縮室１２ａにイ
ンジェクションを行なっても、同時に両方の圧縮室にイ
ンジェクションを行なっていることになり、圧力のアン
バランスは生じない。

【００２１】指圧線図で示せば、図５のように、インジ
ェクション孔１４ａの開口期間α１、開口期間における
平均圧力Ｐ１と、インジェクション孔１４ｂの開口期間
α２、開口期間における平均圧力Ｐ２は、それぞれ異な
る。しかし、インジェクション孔１４ｂが閉口するとき
には、圧縮室１２ａ，１２ｂは連通しているので、イン
ジェクション孔１４ｂの閉口後インジェクション孔１４
ａの閉口までは、インジェクション孔１４ａが両方の圧
縮室にインジェクションを行なっている。これにより、
２つのインジェクション孔の開口期間、該開口期間にお
ける平均圧力は、それぞれ等しく、α１、Ｐ１であるの
と同じである。したがって、圧力のバランスを保って、
しかも簡単な構造でインジェクションを行なうことがで
きる。

【００２２】第２の発明によるインジェクションの効果
を図１２に示す。図１２は、インジェクションによる効
果を示す線図である。図１２は、横軸に運転圧力比（Ｐ
ｄ／Ｐｓ）、縦軸に吐出ガス温度差（ｄｅｇ）および成
績係数比をとり、インジェクション有りを実線、インジ
ェクション無しを破線で示している。インジェクション
を行なうことにより、成績係数の比で約６％の向上、吐
出ガス温度の差で約２０ｄｅｇの低減効果があった。こ
のように、第２の実施例によれば、圧力のバランスを保
って、しかも簡単な構造で、かつ効果的にインジェクシ
ョンを行なうことの可能なスクロ−ル圧縮機を提供する
ことができる。

【００２３】〔実施例　　３〕次に、第３の発明（第３
の実施例）では、２つのインジェクション孔が相対する
圧縮室に同時に開口するようにし、かつ、図１のように
、圧縮室１２ａ，１２ｂと冷凍サイクルを結ぶインジェ
クション通路に逆止弁１７ａを設けている。逆止弁１７
ａの働きによりインジェクション通路が同時に閉じるよ
うにしたので、相対する２つの圧縮室１２ａ，１２ｂの
圧力のバランスを損なうことなく、インジェクションを
行なうことができる。

【００２４】図６は、本発明の第３の実施例に係るイン
ジェクション孔の開口期間を示す指圧線図である。図６
の指圧線図に示すように、インジェクション孔１４ａ，
１４ｂの開口期間（インジェクション通路が通じている
期間）α１，α２、開口期間における平均圧力Ｐ１，Ｐ
２は、それぞれ等しい。したがって、圧力のバランスを
損なうことなく、しかも簡単な構造でインジェクション
を行なうことができる。

【００２５】〔実施例　　４〕次に、図１１は、本発明
の第４の実施例に係る固定スクロールの逆止弁内蔵部を
示す要部断面図である。第４の発明（第４の実施例）で
は、図１１に示すように、逆止弁１７ｂを固定スクロ−
ル２に内蔵している。すなわち、固定スクロール２の台
板２ａ内における、横穴１５とインジェクションパイプ
１６との接続部に、逆止弁１７ｂを装着している。第４
の実施例によれば、第３の実施例の作用に加えて、イン
ジェクションを行なわないときに、インジェクション孔
１４ａ，１４ｂから逆止弁１７ｂまでの空間がおよぼす
圧縮ガスの再膨張による性能低下を少なくすることがで
きる。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、第１の発
明によれば、簡単な構造で、かつ効果的にインジェクシ
ョンを行なうことの可能なスクロ−ル圧縮機を提供する
ことができる。また、第２ないし第４の発明によれば、
圧力のバランスを保って、しかも簡単な構造でかつ効果
的にインジェクションを行なうことの可能なスクロ−ル
圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスクロ−ル圧縮機の縦
断面図である。

【図２】図１のスクロール圧縮機における、インジェク
ション孔を有する固定スクロ−ルの平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図４】図１のスクロール圧縮機におけるインジェクシ
ョン孔の開口期間を示す説明図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係るインジェクション
孔の開口期間を示す指圧線図である。

【図６】本発明の第３の実施例に係るインジェクション
孔の開口期間を示す指圧線図である。

【図７】従来のインジェクション孔を有する固定スクロ
ールの平面図である。

【図８】図７のＢ−Ｂ矢視断面図である。

【図９】従来の技術によるインジェクション孔の開口期
間を示す説明図である。

【図１０】従来の技術によるインジェクション孔の開口
期間を示す指圧線図である。

【図１１】本発明の第４の実施例に係る固定スクロール
の逆止弁内蔵部を示す要部断面図である。

【図１２】インジェクションによる効果を示す線図であ
る。

【符号の説明】

１　　密閉容器 ２　　固定スクロ−ル ３　　旋回スクロ−ル ２ａ，３ａ　　台板 ２ｂ，３ｂ　　ラップ ５　　クランク軸 ６　　オルダムリング ８　　ステ−タ ９　　ロ−タ １２ａ，１２ｂ　　圧縮室 １３　　吐出孔 １４ａ，１４ｂ　　インジェクション孔１５　　横穴 １６　　インジェクションパイプ １７ａ，１７ｂ　　逆止弁

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　密閉容器内に、電動機と該電動機にク
   ランク軸で連結された圧縮機構部とを収納するものであ
   って、圧縮機構部は、それぞれ台板上に直立する渦巻状
   のラップを有する２つのスクロ−ルが互いにラップを噛
   み合わせて圧縮室を形成し、一方のスクロ−ルに係る旋
   回スクロ−ルが自転を阻止された状態で、他方のスクロ
   −ルに係る固定スクロ−ルに対して旋回運動をなすよう
   に構成され、前記固定スクロ−ルに圧縮ガスの吐出孔を
   有するスクロ−ル圧縮機において、前記固定スクロ−ル
   台板内で、前記吐出孔と通じない１つの横穴に２つのイ
   ンジェクション孔が連通するように、インジェクション
   通路を構成したことを特徴とするスクロ−ル圧縮機。
2. 【請求項２】　　２つのインジェクション孔は、相対す
   る圧縮室に同時に開口し、かつ、先に閉口するインジェ
   クション孔が閉口するとき、あるいは閉口した直後には
   、前記相対する圧縮室が吐出孔と連通しているように構
   成されたことを特徴とする請求項１のスクロ−ル圧縮機
   。
3. 【請求項３】　　２つのインジェクション孔が、相対す
   る圧縮室に同時に開口するとともに、前記相対する圧縮
   室と冷凍サイクルとを結ぶインジェクション通路に逆止
   弁を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のい
   ずれかのスクロ−ル圧縮機。
4. 【請求項４】　　２つのインジェクション孔が、相対す
   る圧縮室に同時に開口するとともに、固定スクロール内
   におけるインジェクション通路に逆止弁を設けたことを
   特徴とする請求項１または２記載のいずれかのスクロ−
   ル圧縮機。