JPH05288166A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷凍および空調用冷媒圧縮機として使用される
背圧室を持つスクロール圧縮機において、吐出ガスの温
度上昇を抑制すると共に、吸入圧力と吐出圧力の比が大
きい場合でも、旋回スクロールの固定スクロールへの押
し付け力を確保する。 【構成】導通路５ｃを介して背圧室１５と導通している
圧縮室内にインジェクション孔７ａよりインジェクショ
ンされた液冷媒は、導通路５ｃを介して背圧室１５内に
流入し背圧室１５内の温度を下げると共に背圧を上昇さ
せる。さらに、もう１つの導通路５ｄを介して背圧室と
導通する圧縮室に流入し、圧縮室内の温度を下げる。 【効果】導通路を介して背圧室と導通している圧縮室内
に液冷媒をインジェクションすることにより、吐出ガス
の温度上昇を抑制し、さらに吸入圧力と吐出圧力の比が
大きい場合でも、旋回スクロールの固定スクロールへの
押し付け力を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷凍，空調用冷媒圧縮機
として使用されるスクロール圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機の作動ガスの冷却及び
圧縮機本体の冷却のため、冷却機構を備えたものとし
て、例えば特公昭56−85087 号公報に記載されているよ
うに高圧油を油冷却器を介して、固定スクロールの鏡板
部に設けられた油インジェクション孔から圧縮室内の作
動ガス中にインジェクションする方式が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような液状の冷媒，油を直接圧縮室内にインジェクショ
ンする従来技術においては、吸入圧力と吐出圧力の比が
大きい運転条件では吐出ガスの温度が高くなりすぎると
いう問題点があった。さらに、背圧室内の吸入圧力と吐
出圧力の中間の圧力により旋回スクロールを固定スクロ
ールに押し付け、旋回スクロールを固定スクロールに密
着させる方式のスクロール圧縮機においては、吸入圧力
と吐出圧力の比が大きい運転条件では、上記背圧室内の
圧力は吸入圧力の影響をより受ける為、旋回スクロール
の固定スクロールへの押し付け力が不足気味になるとい
う問題点もあった。

【０００４】本発明の目的は一個のインジェクション孔
から該背圧室と導通路を介して導通している圧縮途中の
圧縮室内に液状の冷媒をインジェクションし、該背圧室
と圧縮室を連通させている二個の導通路を介して二つの
圧縮室を同時に冷却すると共に、該背圧室内の圧力を上
昇させ、吸入圧力と吐出圧力の比が大きく旋回スクロー
ルの固定スクロールへの押し付け力が不足する場合でも
適正な押し付け力を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスクロール圧縮機は、互いにラップが向い
合っている固定スクロールと旋回スクロールにより圧縮
室が形成され、旋回スクロールの背面に、旋回スクロー
ルとフレームにより背圧室が形成され、該背圧室と圧縮
途中の両スクロール部材により形成される圧縮室とが導
通路を介して連通し、該背圧室の圧力が吸入圧力と吐出
圧力の中間の圧力に保持されているスクロール圧縮機に
おいて、前記導通路を介して該背圧室と導通している圧
縮途中の圧縮室あるいは導通前の圧縮室に、液状の冷媒
をインジェクションする回路を備えたものである。

【０００６】又、互いにラップが向い合っている固定ス
クロールと旋回スクロールにより圧縮室が形成され、固
定スクロールの背面に、導通路を介して圧縮途中の圧縮
室と連通し、吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力に保たれ
る背圧室を具備したスクロール圧縮機において、前記導
通路を介して該背圧室と導通している圧縮途中の圧縮
室、あるいは導通前の圧縮室に、液状の冷媒をインジェ
クションする回路を備えたものである。

【０００７】又、圧縮室にインジェクションされる冷媒
が、液状あるいは、液とガスの混じった湿り状態の冷媒
としたものである。

【０００８】

【作用】本発明のスクロール圧縮機は上記のように構成
しているので、固定スクロールに設けたインジェクショ
ン孔から背圧室と導通している圧縮室内に液状の冷媒を
インジェクションすることにより、背圧室と圧縮室を導
通させている導通路を介して、圧縮室と該背圧室を同時
に冷却することができ、吐出ガスの温度上昇を抑制する
ことができる。さらに上記インジェクションにより該背
圧室内の圧力を上昇させ、旋回スクロールの固定スクロ
ールへの押し付け力が不足した場合でも、該押し付け力
を適正に保つことができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図３によ
り説明する。

【００１０】図１は本発明を実施した横形冷媒スクロー
ル圧縮機の全体構造を示す断面図である。図１におい
て、密閉容器１内にはスクロール圧縮機構２とこれを駆
動する電動機３とが水平に配置して収納され、密閉容器
１下方は油溜り６となっている。

【００１１】スクロール圧縮機構２は鏡板上に渦巻き状
のラップ５ａを有する旋回スクロール５と、同じく鏡板
上に渦巻き状のラップ４ａを有する固定スクロール４
と、固定スクロール４と一体化され旋回スクロール５を
支持するフレーム１０とを具え、旋回スクロール５のラ
ップ５ａと固定スクロール４のラップ４ａを噛合せた構
成となっている。

【００１２】旋回スクロール５とフレーム１０の間に
は、旋回スクロール５の自転を防止するオルダム機構１
１が設けられており、電動機３は駆動軸１２を介して旋
回スクロール５を旋回運動させるようになっている。駆
動軸１２はフレーム１０内に設置された主軸受２２，シ
ール軸受２１及びモータ側軸受２３により支持され、そ
のクランクピン１２ａは旋回スクロール５の背面に設け
られた旋回軸受２０と嵌合されている。

【００１３】軸受ハウジング１７の下部には油溜り６内
に開口する給油管１６が設けられ、上記ハウジング１７
内の油溜め１８内に連通している。駆動軸１２内には一
端が前記油溜り１８に開口し、他端が旋回スクロール軸
受ボス５ｂ内に開口する差圧給油通路１９が設けてあ
る。

【００１４】電動機３により駆動軸１２及びクランクピ
ン１２ａを介して旋回スクロール５が旋回運動すると、
旋回スクロール５と固定スクロール４により形成される
複数の圧縮室８がスクロール中心方向に移動するに従
い、容積を減少して吸入した冷媒ガスを圧縮する。圧縮
されたガスは固定スクロール４の吐出孔９、さらに、固
定スクロール４の鏡板とフレーム１０により形成された
通路１３ａ，１３ｂを通って電動機３を冷却した後、吐
出管１４より吐出される。

【００１５】スクロールが圧縮作用を行なうと、旋回ス
クロール５と固定スクロール４により形成される複数の
圧縮室８内のガス圧によるスラスト方向のガス力が、旋
回スクロール５と固定スクロール４を引き離そうとする
ので、これを防止するために、旋回スクロール５の背面
とフレーム１０で囲れた背圧室１５に導通路５ｃを介し
て圧縮途中のガスを導き、旋回スクロール５の背面に該
ガスを作用させ旋回スクロール５を固定スクロール４に
押し付けている。上記背圧室１５内の圧力（以下背圧と
呼ぶ）は冷媒ガスの吸入圧力と吐出圧力の中間である。

【００１６】密閉容器１下方の油溜り６の潤滑油は、吐
出圧力と背圧の差により、給油パイプ１６，軸受ハウジ
ング１７内の油溜め１８及び駆動軸内の給油通路１９を
経て軸受２０を潤滑し、背圧室１５に導かれる。さら
に、油溜め１８の潤滑油の一部は上記圧力差により、シ
ール軸受２１及び主軸受２２を通り、背圧室１５に導か
れる。モータ側軸受２３への給油は、油溜め１８の潤滑
油を粘性ポンプで加圧することにより行われる。

【００１７】図２は、図１のスクロール圧縮機の固定ス
クロールと旋回スクロールの断面図である。図２におい
てインジェクションパイプ７よりインジェクション孔７
ａを介して圧縮室８のうち導通路５ｃを介して背圧室１
５と導通する圧縮室内に液状の冷媒をインジェクション
することによりインジェクションされた圧縮室内の温度
を下げ、導通路５ｃを介して背圧室１５に流入し背圧室
１５内の温度を下げると同時に背圧を上昇させ、これに
よって旋回スクロール５の固定スクロール４への押し付
け力が不足気味になる吸入圧力と吐出圧力の比が大きい
運転条件でも、該押し付け力の不足を補うことができ
る。さらにもう一つの導通路５ｄを介して圧縮途中の圧
縮室に流入し、圧縮室内の温度を下げる。その結果、吐
出孔９から吐出される冷媒ガスの温度は低下し、モータ
の巻線，潤滑油などの温度上昇を抑制し、効率が高く、
信頼性の優れた圧縮機を得ることができる。

【００１８】図３は本発明を適用したサイクル構成図の
一例である。図３においてスクロール圧縮機３０より高
温，高圧の冷媒ガスが吐出され、この冷媒ガスは凝縮器
３１で冷却され中温，高圧の液冷媒となる。この高圧の
液冷媒は減圧器３２で減圧され、圧力の低下と同時に温
度も低下し、低温，低圧の液冷媒となり、蒸発器３３に
入り周りから熱を奪いながら液から蒸気に変り、スクロ
ール圧縮機３０に戻る。このサイクルの内、減圧器３２
の前にバイパスを設けることにより液状の冷媒をスクロ
ール圧縮機３０内の圧縮室８にインジェクションし、こ
れによってインジェクションされた圧縮室内の温度を下
げる。また導通路５ｃを介して導通している背圧室１５
内の温度を下げると同時に背圧を上昇させ、旋回スクロ
ール５の固定スクロール４への押し付け力の不足を補う
ことができる。さらにもう一つの導通路５ｄを介して圧
縮途中の圧縮室の温度を下げて吐出される冷媒ガスの温
度を低下させ、モータの巻線，潤滑油などの温度上昇を
抑制することができる。

【００１９】図５は本発明が有効であるインジェクショ
ンの範囲を示した図である。背圧室１５と導通している
圧縮室、あるいはそれ以前の状態にある圧縮室に液冷媒
をインジェクションすることにより、導通路５ｃを介し
て一旦圧縮室に入った高圧，低温の液冷媒をこれより圧
力の低い背圧室に流入させることができる。これによっ
て背圧室１５の温度を下げ、背圧室１５の圧力を上昇さ
せ、旋回スクロール５の固定スクロール４への押し付け
力を補うことができる。さらに、もう一つの導通路５ｄ
を介して圧縮途中の圧縮室に液冷媒を流入させることが
でき、この圧縮室内の温度を下げることができる。これ
によって吐出される冷媒ガスの温度を低下させることが
できる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、吐
出ガスの温度上昇を抑制することができ、その結果、モ
ータの巻線，潤滑油などの温度上昇を抑えることがで
き、さらにまた、旋回スクロールの固定スクロールへの
押し付け力を適正な状態に保つことができるので、効率
が高く、信頼性の優れた圧縮機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である横形の密閉形スクロー
ル圧縮機の全体構造を示す縦断面図である。

【図２】図１の固定スクロールと旋回スクロールの縦断
面図である。

【図３】サイクル構成図である。

【図４】固定スクロール背面に背圧室を具備したスクロ
ール圧縮機のスクロール部縦断面図である。

【図５】吐出温度上昇の抑制に有効なインジェクション
範囲を示した図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…スクロール圧縮機構、３…電動機、
４…固定スクロール、５…旋回スクロール、５ｃ，５ｄ
…導通路、７…インジェクションパイプ、７ａ…インジ
ェクション孔、１０…フレーム、１２…駆動軸、３０…
スクロール圧縮機、３１…凝縮器、３２…減圧器、３３
…蒸発器、４０…背圧室カバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩田 直巳 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内 (72)発明者 五十嵐 豊 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所清水工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いにラップが向い合っている固定スクロ
   ールと旋回スクロールにより圧縮室が形成され、旋回ス
   クロールの背面に、旋回スクロールとフレームにより背
   圧室が形成され、該背圧室と圧縮途中の両スクロール部
   材により形成される圧縮室とが導通路を介して連通し、
   該背圧室の圧力が吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力に保
   持されているスクロール圧縮機において、前記導通路を
   介して該背圧室と導通している圧縮途中の圧縮室あるい
   は導通前の圧縮室に、液状の冷媒をインジェクションす
   る回路を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】互いにラップが向い合っている固定スクロ
   ールと旋回スクロールにより圧縮室が形成され、固定ス
   クロールの背面に、導通路を介して圧縮途中の圧縮室と
   連通し、吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力に保たれる背
   圧室を具備したスクロール圧縮機において、前記導通路
   を介して該背圧室と導通している圧縮途中の圧縮室、あ
   るいは導通前の圧縮室に、液状の冷媒をインジェクショ
   ンする回路を備えたことを特徴とするスクロール圧縮
   機。
3. 【請求項３】圧縮室にインジェクションされる冷媒が、
   液状あるいは、液とガスの混じった湿り状態の冷媒であ
   る請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機。