JPH05340363A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】圧縮室９内の圧力の異なる位置に接続される複
数の連絡孔２１ａ，２１ｂは、それぞれ通路切替弁２２
ａ，２２ｂもしくは通路切替機構２４〜２６を介し、フ
レームに設けられた連絡孔により背圧室２０に接続され
る。通路切替弁もしくは通路切替機構３２により、圧縮
機の吸入及び吐出圧力を検知し、圧縮室９内の圧力の異
なる位置に接続される複数の連絡孔２１ａ，２１ｂを選
択的に切替て、背圧室２０に連通する。 【効果】運転圧力条件の変化に対して常に旋回スクロー
ルを固定スクロールに過不足なく密着させて運転するこ
とにより、適正な圧縮機構を保つことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷媒用の冷凍及び空調
装置に搭載されるスクロール圧縮機に係り、特に、旋回
スクロールの反ラップ側背圧室のガス圧力により旋回ス
クロールを固定スクロールに密着させ、圧縮機構を保持
する中間圧方式において、運転圧力比（吐出圧力／吸入
圧力）が大きい場合の背圧室を備えたスクロール圧縮機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機において、旋回スクロ
ール反ラップ側のガス圧力により旋回スクロールを固定
スクロールに密着させる構造は、特開昭53−119412号公
報に記載のように、旋回及び固定の両スクロールラップ
により形成される密閉空間（圧縮室）と、旋回スクロー
ルの反ラップ側に形成される背圧室とをスクロール台板
に設けられた連絡孔により連通させ、圧縮室で圧縮途中
のガスによる中間圧力を背圧室に作用させるようになっ
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、背圧室の圧力は、スクロール台板に設けられた連絡
孔が圧縮室に通じる位置の圧縮室内圧力によりほぼ決ま
り、吐出圧力による影響はごく少ない。

【０００４】搭載される冷凍空調装置の運転圧力条件の
変動が少ない場合は、あらかじめ運転される圧力条件に
合わせて連絡孔の位置を設定すれば問題ないが、運転圧
力条件の変動が大きい冷凍空調装置に搭載された場合、
吐出圧力が高い、もしくは、吸入圧力が低い等の高圧力
比条件下では、圧縮室内の平均的圧力に対して背圧室圧
力が相対的に低下して旋回スクロールを固定スクロール
に密着させるための押しつけ力が不足し、逆に吐出圧力
が低いもしくは吸入圧力が高い等の低圧力比条件下では
背圧室圧力が相対的に高くなり旋回スクロールを固定ス
クロールに密着させるための押しつけ力が過大となり圧
縮機入力が増加したり、場合によっては摺動面の摩耗等
があった。

【０００５】本発明の目的は、背圧室の圧力を制御し変
化させることにより、運転圧力の変動に際し、旋回スク
ロールの押しつけ力を適正に保ち、広い圧力範囲で運転
可能なスクロー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】上記目的を達成するた
め、本発明では圧縮室と背圧室を連絡する連絡孔を、圧
縮室の圧力の異なる位置に複数設け、選択的に背圧室へ
連通させることにより、背圧室の圧力を制御して変化さ
せる。吐出圧力が高いもしくは吸入圧力が低い等の高圧
力比条件下ではその運転圧力を検知し高圧側の圧縮室に
通じる連絡孔を背圧室に連通させる。逆に、吐出圧力が
低いもしくは吸入圧力が高い等の低圧力比条件下では低
圧側の圧縮室に通じる連絡孔を背圧室に連通させる。以
上により背圧室の圧力を制御し、変化させる事により背
圧室の圧力を適正に保ち、旋回スクロール押しつけ力の
過不足をなくす。

【０００７】

【作用】圧縮機の吸入圧力もしくは吐出圧力の検知によ
り、圧縮室に通じる複数の連絡孔は通路切換弁または通
路切換機構を介して選択的に背圧室に接続され、背圧室
圧力を制御する。

【０００８】吐出圧力が高いもしくは吸入圧力が低い等
の高圧力比条件下では、高圧側の圧縮室に通じる連絡孔
が背圧室に連通される。これにより背圧室の圧力は圧縮
室内の平均的圧力に対して上昇し、旋回スクロールを固
定スクロールに密着させて運転することが可能となり、
適正な圧縮機構を保つ。また、吐出圧力が低いもしくは
吸入圧力が高い等の低圧力比条件下では、低圧側の圧縮
室に通じる連絡孔が背圧室に連通する。これにより背圧
室の圧力は圧縮室内の平均的圧力に対して低下し、固定
スクロールへの旋回スクロールの押しつけ力を低下さ
せ、圧縮機の入力増加、摺動面の摩耗等を防止でき、運
転圧力条件の変化に対して、常に、旋回スクロールを固
定スクロールに過不足なく密着させて運転することによ
り、適正な圧縮機構を保つ。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図１ないし図５に
示す。

【００１０】図１に中間圧方式のスクロール圧縮機の断
面図を示す。密閉容器１内に、圧縮機構部２と電動機３
が収納されている。圧縮機構部２は固定スクロール４と
旋回スクロール５を互いにラップを内側にしてかみ合わ
せて密閉空間（圧縮室）９が形成される。固定スクロー
ル４は、円板状の底板４ａと、これに直立しインボリュ
ートあるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ４ｂ
とからなり、その中心部に吐出口１０，外周部に吸入口
７を備えている。旋回スクロール５は円板状の台板５ａ
と、固定スクロールのラップ４ｂと同一形状に形成され
たラップ５ｂと、円板状の台板５ａの反ラップ側に形成
されたボス５ｃとからなっている。フレーム１１は中央
部に軸受部１１ａを形成し、この軸受部に駆動軸１４が
支承され、駆動軸先端の偏心軸１４ａは、ボス５ｃに旋
回運動が可能なように挿入されている。またフレーム１
１には固定スクロールの台板４ｃが複数本のボルトによ
って固定され、旋回スクロール５はオルダムリング及び
オルダムキーよりなるオルダム機構１２によって、フレ
ーム１１に支承され、旋回スクロール５は固定スクロー
ル４に対して、自転せずに旋回運動をするように形成さ
れている。駆動軸１４には下部に電動機３を直結してい
る。

【００１１】この構造のスクロール圧縮機は、電動機３
に直結された駆動軸１４の回転により偏心軸１４ａが偏
心回転することにより、ボス５ｃを介し、旋回スクロー
ル５は旋回運動をする。この旋回運動により、圧縮室９
は次第に中心に移動して、容積が減少する。低圧の冷媒
ガスは、密閉容器１を貫通して固定スクロール４の吸入
口７に接続された吸入管１７を経て吸入室８に入り、上
記のように、圧縮室内で圧縮され圧力を高め、中央の吐
出口１０から吐出室１ａに吐出される。吐出口１０が開
口する吐出室１ａは通路１８ａ，１８ｂを介して、モー
タ室１ｂと連通し、密閉容器１を貫通する吐出管１９よ
り吐出される。

【００１２】旋回スクロールの反ラップ側背圧室のガス
圧力により、旋回スクロールを固定スクロールに密着さ
せ圧縮機構を保持する中間圧方式について以下説明す
る。

【００１３】背圧室２０と圧縮室９を連絡する連絡孔２
１を設けて、圧縮室内の圧縮途中の吸入圧力と吐出圧力
の中間的ガス圧を背圧室２０に付加する。その際、旋回
固定の両スクロール部材で形成される複数の圧縮室９内
のガス圧力（旋回スクロールを下方に押し下げる離反
力）に対して、背圧室２０内の圧力は若干高くなるよう
に圧縮室９に通じる連絡孔２１の位置を設定することに
より、旋回スクロール台板５ａを固定スクロール台板４
ｃに向け押し上げ密着させることにより吸入側への圧縮
ガスの漏れを防止し、圧縮機構を保持する。

【００１４】図２に本発明の第１の実施例に用いるスク
ロール圧縮機の断面図を示す。第１の実施例では、背圧
室２０と圧縮室９を連絡する連絡孔は、固定スクロール
４の円板状の底板４ａ上を貫通し、圧縮室９内の圧力の
異なる位置に２本接続される。２本の連絡孔２１ａ，２
１ｂはそれぞれ配管で、一旦、圧縮機外に取り出され、
電磁弁２２ａ，２２ｂを介し１本の配管となり、密閉容
器１を貫通しフレーム１１に設けられた連絡孔２３に接
続される。電磁弁２２ａ，２２ｂは、圧縮機の吸入及び
吐出配管に設けられた圧力センサ２４，２５により吸入
圧力及び吐出圧力を検知し制御装置２６に取り込み、そ
の運転圧力比（吐出圧力／吸入圧力）が高い領域では高
圧側の連絡孔２１ｂに通じる電磁弁２２ｂを開き、低圧
側の連絡孔２１ａに通じる電磁弁２２ａを閉じる。反対
に運転圧力比（吐出圧力／吸入圧力）が低い領域では高
圧側の連絡孔２１ｂに通じる電磁弁２２ｂを閉じ、低圧
側の連絡孔２１ａに通じる電磁弁２２ａを開く。

【００１５】図３に第２の実施例として、電磁３方弁２
７を用いて背圧室２０と圧縮室９内の圧力の異なる位置
に接続された２本の連絡孔２１ａ，２１ｂとの連絡を切
換る方式のスクロール圧縮機の断面図を示す。

【００１６】第３の実施例として、圧縮室に接続される
複数の連絡孔が背圧室に通じるまでの間に具備される通
路切換機構として、シリンダ内にピストンを組み込み、
ピストンの一方に吸入圧力、他方に吐出圧力を作用さ
せ、各圧力の変化に応じてピストンはシリンダ内を移動
可能とし、圧縮室に接続する複数の連絡孔及び背圧室に
接続する連絡孔をシリンダの壁面上に連通させ、ピスト
ンを介して背圧室に接続する連絡孔と圧縮室に接続する
複数の連絡孔の一つが連通し、吸入及び吐出圧力の変化
によるピストンの移動により、圧縮室に接続された連絡
孔が選択的に切換られ背圧室に連通する方式の通路切換
機構を具備する実施例を図４，図５に示し説明する。

【００１７】図４で背圧室２０と圧縮室９内の圧力の異
なる位置に接続された２本の連絡孔２１ａ，２１ｂとの
連絡の切換を、通路切換機構３２で実施される。シリン
ダ２８内にピストン２９を組み込み、ピストンの一方に
吸入圧力、他方に吐出圧力を作用させ、吸入圧力が作用
する側にスプリング３０を組み込み、標準的な圧力条件
においてピストン２９は吐出圧力が作用する側に押し付
けられた状態でバランスする。各圧力の変化に応じてピ
ストンはシリンダ２８内を移動可能とし、圧縮室９に接
続する２本の連絡孔２１ａ，２１ｂ及び背圧室２０に接
続する連絡孔２３をシリンダ２８の壁面上に連通させ、
ピストン２９に設けた溝３１を介して背圧室２０に接続
する連絡孔２３と圧縮室９に接続する２本の連絡孔２１
ａ，２１ｂの一つが連通する。吸入及び吐出圧力の変化
によりピストン２９が移動し、圧縮室９に接続された連
絡孔が切換られ、背圧室の圧力を調整可能となる。標準
的な圧力条件においてピストン２９は吐出圧力が作用す
る側に押し付けられた状態でバランスし、その際、低圧
側の連絡孔２１ａが背圧室２０と連通される。

【００１８】吸入圧力が低く吐出圧力が高い、運転圧力
比の高い領域ではその圧力差によりピストン２９が移動
し、高圧側の連絡孔２１ｂが背圧室２０と連通される。
（図５）以上により、背圧室内の圧力が相対的に低く、
旋回スクロールを固定スクロールに密着させる力が不足
となる運転圧力比が高い領域では、高圧側の連絡孔を連
通させ背圧室圧力を高めることにより適正な押し付け力
を確保することが可能となる。

【００１９】第３の実施例ではピストンの一方に吸入圧
力、他方に吐出圧力を作用させたのに対して、図６に示
す第４の実施例では、ピストンの一方に吸入圧力、他方
に圧縮室の圧力を作用させ、さらに通路切換機構を圧縮
機内の固定スクロール４に内蔵した例を示す。

【００２０】図７に示す第５の実施例では、ピストンの
一方に圧縮室の圧力、他方に吐出圧力を作用させる。第
４の実施例と同様に通路切換機構を圧縮機内の固定スク
ロール４に内蔵している。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、吐出圧力が高いもしく
は吸入圧力が低い等の高圧力比条件下では、高圧側の圧
縮室に通じる連絡孔が背圧室に連通され、背圧室の圧力
は圧縮室内の平均的圧力に対して上昇し、旋回スクロー
ルを固定スクロールに密着させて運転し、吐出圧力が低
いもしくは吸入圧力が高い等の低圧力比条件下では、低
圧側の圧縮室に通じる連絡孔が背圧室に連通され背圧室
の圧力は圧縮室内の平均的圧力に対して低下し、固定ス
クロールへの旋回スクロールの押しつけ力を低減し、圧
縮機の入力増加、摺動面の摩耗等防止できる。こうして
運転圧力条件の変化に対して常に旋回スクロールを固定
スクロールに過不足なく密着させて運転し、適正な圧縮
機構を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】中間圧方式のスクロール圧縮機の断面図。

【図２】本発明の一実施例に用いるスクロール圧縮機の
断面図。

【図３】電磁３方弁を用いた本発明の第２の実施例の断
面図。

【図４】標準的圧力条件での本発明の第３の実施例の動
作の説明図。

【図５】高圧力比条件での本発明の第３の実施例の動作
の説明図。

【図６】本発明の第４の実施例の断面図。

【図７】本発明の第５の実施例の断面図。

【符号の説明】

１…密閉容器、４ａ…固定スクロール底板、９…圧縮
室、１１…フレーム、２０…背圧室、２１，２３…連絡
孔、２１ａ…低圧側の連絡孔、２１ｂ…高圧側の連絡
孔、２２ａ…低圧側の電磁弁、２２ｂ…高圧側の電磁
弁、２４…吸入圧力センサ、２５…吐出圧力センサ、２
６…制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台板及び前記台板に直立する渦巻状のラッ
   プを有する固定スクロールおよび旋回スクロールが互い
   に前記ラップを内側にしてかみ合い、前記旋回スクロー
   ルは自転を阻止された状態で、前記固定スクロールに対
   して旋回運動し、前記旋回スクロールの反ラップ側に形
   成される背圧室と、前記ラップにより囲まれる圧縮室を
   連絡する連絡孔を設けて、前記圧縮室内の圧縮途中の中
   間圧力を背圧室に付加し、前記旋回スクロールの台板を
   前記固定スクロールの台板に密着させ、圧縮機構を保持
   する圧縮機において、 前記圧縮室と前記背圧室を連絡する前記連絡孔は、前記
   圧縮室内の圧力の異なる位置に複数接続され、前記背圧
   室に通じるまでの間に通路切換弁を具備し、前記圧縮機
   の吸入圧力及び吐出圧力あるいはいずれか一方を検知し
   て前記通路切換弁の開閉を制御する事により前記背圧室
   の圧力を調整することを特徴とするスクロール圧縮機。