JPH0456154B2 - - Google Patents

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JPH0456154B2
JPH0456154B2 JP59107089A JP10708984A JPH0456154B2 JP H0456154 B2 JPH0456154 B2 JP H0456154B2 JP 59107089 A JP59107089 A JP 59107089A JP 10708984 A JP10708984 A JP 10708984A JP H0456154 B2 JPH0456154 B2 JP H0456154B2
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JP
Japan
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pressure
scroll
chamber
pressure chamber
compression element
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JP59107089A
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Yoshiaki Matoba
Hitoshi Ozawa
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/24Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C27/00Sealing arrangements in rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C27/005Axial sealings for working fluid

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Rotary Pumps (AREA)

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圧縮機、詳しくは固定スク
ロールと公転スクロールとをもつ圧縮要素4を備
え、前記公転スクロールの背圧側に、吐出側と連
通する圧力室を設けて、前記公転スクロールを支
持する如くしたスクロール圧縮機に関する。
(従来の技術) 以上の如く構成するスクロール圧縮機は、特開
昭50−32512号公報に記載されており、すでに知
られている。このものを第3図に基づいて概略説
明すると、内圧を低圧とする密閉ケーシング60
内に固定スクロール61と公転スクロール62と
から成る圧縮要素63を内装する一方、前記公転
スクロール62における背面の一部を作用面62
aとし、該作用面62aと駆動軸69の下端に設
ける受体64との間に圧力室65を画成して該圧
力室65に通路66を介して圧縮流体(吐出圧
力)を導き、前記圧力室65における前記作用面
62aに吐出圧力を作用させて、前記公転スクロ
ール62を圧縮要素63の内圧(内圧に起因する
離脱力)に抗して固定スクロール61側に押し付
ける如く成し、このことにより、これらスクロー
ル61,62の対向するスラスト面にこのスラス
ト面を相互に摺接させるためのスラスト荷重が働
くように成していたのである。尚、第3図中、6
7はOリング、68は予圧ばねである。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、この種圧縮機を冷凍装置の圧縮機な
どのように吐出圧力が負荷により大きく変動する
装置に適用すると、この負荷変動により前記公転
スクロール62を固定スクロール61に押圧する
押圧力(支持力)が大きく変動するのであつて、
このため、例えば低負荷で吐出圧力が低い時に適
当な前記スラスト荷重が得られるように前記作用
面62aの面積を設定しておくと、高負荷で吐出
圧力が高くなつた時には前記スラスト荷重が過大
になりすぎて、前記各スクロール61,62のス
ラスト面間での摺動抵抗が増大し、動力損失が著
しく大きくなつたり、摩耗、焼付けを生じたりす
る問題を生じていたのである。
而して、本発明は前記両スクロールの相互に働
く前記圧力室の内圧を、圧縮要素における前記中
間圧を背圧とする圧力調整弁を用いて調節するよ
うにして、前記スラスト荷重の大きさを吐出圧力
の変化に無関係にほぼ一定に保持させ、従来の動
力損失、及びスラスト面での焼付け、摩耗の問題
を解決できるようにする点にある。
(問題点を解決するための手段) 而して、本発明は、固定スクロールと公転スク
ロールとをもつ圧縮要素を備え、前記公転スクロ
ールの背面側に、吐出側と連通する圧力室を設け
て、前記公転スクロールを支持するごとくしたス
クロール圧縮機において、前記圧力室と、前記圧
縮要素の吸入側との間にこれら圧力室と圧縮要素
の吸入側とを連通する連通路を設けて、この連通
路に、圧力調整弁を設けると共に、この圧力調整
弁の背圧室を、前記固定スクロールと公転スクロ
ールとにより形成する圧縮室であつて、圧縮過程
の中間圧となる領域に開口する中間圧通路に連通
させたのである。
(作用) 以上の如く成すことにより、前記圧縮要素に形
成する圧縮室における圧縮過程の中間圧をもと
に、この中間圧を背圧とする圧力調整弁を用いて
前記圧力室の圧力を制御するようにしたから、前
記スクロール間のスラスト荷重の大きさを、吐出
圧力の変化とほぼ無関係に一定にできるし、ま
た、前記圧力室に対向する公転スクロールの背圧
側面積と、前記中間圧通路を開口させる圧縮要素
における中間圧領域の容積とをもとに適正に設定
することができるから、吸入圧力の変化に対して
も、適正な値に安定させることができるのであ
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
第1図に示すスクロール圧縮機は、冷凍装置の
圧縮機として適用するものであつて、固定スクロ
ール2と公転スクロール3とにより、圧縮要素4
を形成し、該圧縮要素4とモータ5とを密閉ケー
シング1内に上下方向に配設したものである。そ
して、前記公転スクロール3の背面に前記モータ
5のロータ51に固定するクランク軸6を軸受メ
タル7を介して嵌合させ、前記モータ5の駆動に
より前記公転スクロール3を固定スクロール2に
対して公転させる如く成している。
また、前記圧縮要素4における固定スクロール
2に吸入ポート21と吐出ポート22とを設け
て、前記吸入ポート21に吸入管8を接続する一
方、前記吐出ポート22をケーシング1内に開口
させており、斯くして前記公転スクロール3の公
転により低圧ガスを前記吸入管8を介して前記圧
縮要素4に吸入し、圧縮して圧縮流体を前記吐出
ポート22からケーシング1内に一旦吐出し、更
に、該ケーシング1に接続される外部吐出管9を
介して機外に吐出する如く成しているのである。
以上の如く構成する前記圧縮機において、前記
圧縮要素4とモータ5との間に、これら圧縮要素
4とモータ5とを支持する架構10を、前記ケー
シング1に圧入して固定すると共に、該架構10
における圧縮要素4側に凹入部11を形成し、か
つ、この凹入部11を前記圧縮要素4により閉鎖
して、前記公転スクロール2の背圧側に圧力室1
2を形成するのである。
尚、第1図中13は前記架構10に設ける軸受
部で、14は該軸受部13に内装する軸受メタ
ル、15は前記架構10とクランク軸6との間に
設ける軸受、6aは前記クランク軸6に設けるバ
ランスウエイト、16は前記公転スクロール3の
自転を防止するオルダム継手である。
更に、前記固定スクロール2の部材を利用して
前記圧力室12と前記圧力要素4における吸入側
とを連通する連通路17を形成し、この連通路1
7に圧力調整弁18を介装するのである。この圧
力調整弁18は、前記固定スクロール2の形成部
材内に前記連通路17の途中を開口する弁孔19
を形成し、該弁孔19に前記連通路17を開閉す
る弁体20を内装すると共に、前記弁孔19にお
ける前記弁体20の背圧室23にこの弁体20を
押圧するコイルばねから成る押圧体24を内装し
たものであつて、更に、この圧力調整弁18の前
記背圧室23には、前記公転スクロール3と固定
スクロール2とにより形成される圧力要素4にお
ける圧縮室25であつて、圧縮過程の中間圧とな
る領域に開口する中間圧通路26を接続するので
ある。
尚、本実施例においては、前記圧力室12を吐
出側に連通させるための特別な手段は設けていな
いが、この圧力室12は前記架構10の軸受部材
13における軸受メタル14とクランク軸6との
間の間隙などを介してケーシング1内(吐出側)
と連通している。また、前記架構10に、前記圧
力室12とケーシング1内とを連通する通路を別
途に設けるようにしてもよい。また、本実施例は
前記連通路17の一端を圧縮要素4の吸入側に直
接開口させるようにしたが、前記固定スクロール
2の背圧側に吸入チヤンバーを設ける場合前記連
通路17の前記一端を、この吸入チヤンバーに開
口するようにしておけばよい。
以上の如く成して前記圧力調整弁18を作用さ
せ前記圧力室12内の圧縮流体を吸入側に適宜解
放することにより前記圧力室12内の圧力を前記
中間圧に基づいて調整できるように成しているの
である。
更に、本実施例において前記公転スクロール3
の背面に前記圧力室12に対向して形成される受
圧面3aの面積Sと、前記中間圧通路26を開口
させる領域における前記圧縮室25の容積Vsと
を適当に設定して、前記固定、公転スクロール
2,3間に働く前記スラスト荷重を、吸入圧力
(Ps)の変化に対しても無関係に、前記押圧体2
4のばね力により設定される一定の力(K)に保
持させる如く成している点である。
詳しくは、圧縮要素4の内圧に起因して前記公
転スクロール3に働く前記離脱力(Fpa)は、簡
単のために圧縮要素4の吐出口22領域で働く離
脱力を無視して考えると、 Fpa=A・Ps(Vo/V)n で表わされる。但し、A,Vはそれぞれ圧縮室5
の区画された各領域における圧力を考慮した該圧
縮室25の、スラスト方向の相当面積及び相当容
積、Voは吸入完了時における圧縮室25の閉じ
込み容積である。
一方、前記公転スクロール3を固定スクロール
2側に押圧する如く働く支持力(Fps)は、 Fps=S・Ps(Vo/Vs)n+K で表わされる。但し、Vsは中間吐出通路26を
開口させた領域の圧縮室25の容積(以下中間圧
領域容積という)である。
而して、これら支持力(Fps)と離脱力(Fpa)
との比をとると、 Fps/Ppa=S・V/A・V5+K/Fpa となり、上式において、A、Vは圧縮機の仕様に
よりほぼ決定されるものであるが、受圧面3aの
面積S、前記中間圧領域容積Vsはそれぞれ設計
において設定できるものであるから、これら受圧
面積S及び中間圧領域容積Vsを S・V/A・Vs=1 となるように設定すれば、前記支持力(Fps)と
離脱力(Fpa)との差は、 Fps−Fpa=K となり、つまり吸入圧力(Ps)の変化に無関係
に、常に、前記押圧体24のばね力により設定さ
れる一定の力(K)に保持されるのである。
また、本実施例においては第2図に示すよう
に、前記公転スクロール3の外周に前記固定スク
ロール2の端面に対向する環状の凹部27を設
け、かつ、前記固定スクロール2の前記端面にシ
ール面28を形成する一方、前記凹部27に前記
シール面28に摺接する摺接面をもつ金属又は樹
脂製等のシールリング29を嵌合し、かつ、該リ
ング29を前記シール面28に押圧するばね30
を介装させ、斯くして、両スクロール2,3間の
軸方向の隙間をシールし、起動時に両スクロール
2,3間の前記間隙を介して圧力室12が圧縮要
素4の吸入側に開放されるのを防止し、この起動
時の前記圧力室12の圧の立上りを良好にできる
ようにしている。尚、31は前記シールリング2
9と公転スクロール3との間をシールするための
Oリングである。
以上の如く構成するスクロール圧縮機の作用を
説明する。
前記モータ5の駆動により圧縮要素4が作用す
ると、前記吐出ポート22からケーシング1内に
圧縮流体が吐出され、該ケーシング1内が高圧と
なる。そして、このケーシング1内の圧縮流体は
前記した軸受メタル14とクランク軸6との間の
隙間などを介して前記圧力室12に流入する。こ
の時、この圧力室12の圧力が前記中間圧と前記
押圧体24で設定する圧力分との合計の圧力以下
であれば、前記圧力調整弁18が閉動作し、前記
連通路17が閉鎖され、このため前記圧力室12
の圧力は除々に上昇するのである。
一方、前記圧力室12の圧力が前記中間圧と押
圧体24で設定する圧力分との合計より高くなる
と、前記圧力調整弁18が前記連通路17を開放
して前記圧力室12が低圧側に連通し、該圧力室
12の圧力が低下するのである。
斯くして、前記圧力室12の圧力は前記中間圧
よりも前記押圧体24で設定する圧力分だけ高い
圧力に常に保持できるのである。
以上の如く、圧力室12の内圧を吐出圧力と無
関係に、かつ、前記中間圧に追随して調節できる
から、前記スラスト荷重の大きさを負荷変動に対
し安定させられるのであり、しかも、前記した如
く前記公転スクロール3の受圧面3aの面積及び
前記中間圧通路26の前記圧力室25への開口位
置、従つて、前記中間圧通路26が開口する領域
の前記圧縮室25の容積を適当に調節したから、
前記スラスト荷重を吸入圧力の変化にも無関係に
一定とすることができるのである。
尚、本実施例においては、各軸受における摺接
面への給油は、前記クランク軸6内に、下端を前
記ケーシング1底部に形成する油溜37に連通
し、上部を分岐して各軸受側に開口する給油通路
38を形成して、前記クランク軸6の回転により
前記通路38に生じるポンプ作用及び圧力室とケ
ーシング内の差圧を利用して行う如く成している
のであるが、本実施例は、前記した如く前記圧力
室12の内圧を、前記油溜37のあるケーシング
1内の圧力を導いて上昇させるように成している
から、起動時に前記圧力室12の圧が前記油溜3
7のあるケーシング1内の圧よりも先に立上がる
ことがなく、従つて、前記圧力室12の内圧に規
定される前記給油通路38の出口側の圧力が、起
動時においても前記油溜37側の圧力より低くで
きるのであつて、この結果、この起動時において
も前記給油通路38を介して各軸受の摺接面に十
分な潤滑油を確実に供給できるのである。
(発明の効果) 以上の如く、本発明は前記圧縮要素4の固定ス
クロール2と公転スクロール3とによりに形成す
る圧縮室25であつて、圧縮過程の中間圧となる
領域の前記中間圧を背圧とする圧力調整弁18を
用いて前記圧力室12の圧力を制御するようにし
たから、前記各スクロール2,3間のスラスト荷
重の大きさを、吐出圧力の変化とほぼ無関係に、
かつ、前記圧力室12に対向する公転スクロール
3の背圧側面積と、前記中間圧通路26を開口さ
せる圧縮要素4における中間圧領域の容積とを適
正に設定することにより吸入圧力の変化に対して
も適正な値に安定させることができるのであり、
従つて、両スクロール2,3のスラスト面間での
焼付け、摩耗や過大な摺動抵抗による動力損失を
確実に防止できるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例の縦断面図、第2図は
同実施例のシールリング部分の部分拡大断面図、
第3図は従来例の説明図である。 2……固定スクロール、3……公転スクロー
ル、12……圧力室、17……連通路、18……
圧力調整弁、23……背圧室、25……圧縮室、
26……中間圧通路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 固定スクロール2と公転スクロール3とをも
    つ圧縮要素4を備え、前記公転スクロール3の背
    面側に、吐出側と連通する圧力室12を設けて、
    前記公転スクロール3を支持するごとくしたスク
    ロール圧縮機において、前記圧力室12と、前記
    圧縮要素4の吸入側との間にこれら圧力室12と
    圧縮要素4の吸入側とを連通する連通路17を設
    けて、この連通路17に、圧力調整弁18を設け
    ると共に、この圧力調整弁18の背圧室23を、
    前記固定スクロール2と公転スクロール3とによ
    り形成する圧縮室25であつて、圧縮過程の中間
    圧となる領域に開口する中間圧通路26に連通さ
    せたことを特徴とするスクロール圧縮機。
JP59107089A 1984-05-25 1984-05-25 スクロール圧縮機 Granted JPS60249684A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59107089A JPS60249684A (ja) 1984-05-25 1984-05-25 スクロール圧縮機

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JP59107089A JPS60249684A (ja) 1984-05-25 1984-05-25 スクロール圧縮機

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Publication Number Publication Date
JPS60249684A JPS60249684A (ja) 1985-12-10
JPH0456154B2 true JPH0456154B2 (ja) 1992-09-07

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ID=14450185

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