JPS58128485A - スクロ−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】 本発明は、空気あるいは冷媒ガスなどを圧縮するスクロ
ール圧縮機に関する。

まず、スクロール流体機械の基本構成および作動原理を
第１図および第２図によシ説明する。

スクロール流体機械は、円板状の鏡板１−にインボリュ
ート曲線あるいはこれに近似の曲線からなる渦巻状のラ
ップ１ｂを直立させて形成した固定スクロール部材１と
、この固定スクロール部材１と同一形状の鏡板２ｍ、ラ
ップ２ｂから表る旋回スクロール部材２とを互いにラッ
プ１−・２ｂを内側に向けてかみ合わせ、また旋回スク
ロール部材２の見かけ上の自転を阻止するオルダムリン
グ３を固定スクロール部材１に固定された静止部分（フ
レーム）と旋回スクロール部材２との間に設けたもので
ある。

このような構成において、旋回スクロール部材２の中心
Ｏｍが固定スクロール部材１の中心Ｏ＠のまわシを時計
方向に旋回運動すると、両鏡板１１・２ｍおよび両ラッ
プ１ｈ・２ｂ間に形成され、両ラップ１ｂ・２ｂの巻き
終り端に位置していた密閉空間５鵬・５ｂは、両スクロ
ール部材１・２の中心に向って移動しながら体積が徐々
に縮小していく。

従って、固定スクロール部材１の中心に設けられたボー
ト１−を吐出口、ボート１・を吸入口とし、旋回スクロ
ール部材２を時計方向にクランクシャフト４によって旋
回運動させてやれば、この装置は圧縮機として動作する
。

この装置が作動している状態では、固定スクロール部材
１と旋回スクロール部材２とを引き離そうとする力が、
密閉空間５−・５ｂ・５＠・５−内に存在する流体圧に
よって両スクロール部材１・２に作用する。

そのため、このｔまでは両スクロール部材１・２は離れ
てしまい、正常力圧縮作用ができなくなる。とのため、
旋回スクロール部材２の反ラツプ側にガス圧、バネ圧力
どを作用させ、引き離そうとする力よシも大きな押付力
を旋回スクロール部材２に加え、両スクロール部材１・
２を密着させたシ、スラスト軸受によシ旋回スクロール
２の反ラツプ側への移動量を規制している。

このようなスクロール圧縮機において、両スクロールラ
ップにより形成される密閉空間５ａ・５ｂが旋回運動に
伴ない吸入を完了後、中心に向って移動し固定スクロー
ル部材１の中心部に設けられた吐出孔１自に通ずる間、
密閉空間５■・５にの圧力は、吐出圧力にかかわらず、
常に吸入圧力と、密閉空間５ａ・５ｂの容積変化にょシ
一定の圧力履歴をたどる。即ち、吸入完了時の密閉空間
の容積をｖｓ１圧縮過程の密閉空間の容積をＶ＋、吸入
圧力をＰｓとし、圧縮過程をポリトロープ変化とすると
、圧縮過程の圧力Ｐ＋Ｆｉ、次式で表わされる。

Ｐｊ＝Ｐ・（１） ここに　ｎ：　ポリトロープ指数 従って、圧縮過程における密閉空間の容積と圧力の変化
を第３図により示すと、吐出圧力Ｐｊ！−が高すぎる場
合１−２−７−！；の変化をし、吐出圧力Ｐ−が低すぎ
る場合は１−２−２’−３’の変化を行う。

このため、理想的な圧縮過程に比べ、吐出圧力が高過ぎ
る場合にＩ／′１２−７−４’で囲まれた部分が損失仕
事となり、吐出圧力が低過ぎる場合はｅ−２−７で囲ま
れた部分が損失仕事となシ、圧縮機効率の低下をきたす
。

起動時など、吸入圧力と吐出圧力との差が無い場合でも
、１−２−４−！；”の圧縮過程をたどシ昇圧しないに
もかかわらす１−２−７’の変化に要する動力を消費す
る。特に冷凍空調用圧縮機として用いた場合、起動時の
バランス圧力が高い際には、大きな起動トルクを必要と
し、駆動用のモータ容量を大きくする必要がある。

また、冷凍空調用圧縮機として使用し、液冷媒が密閉空
間に吸い込れた場合には、密閉空間が吐出孔と連通する
までの間、液冷媒を圧縮する為、密閉空間内の圧力が異
常に高くなシ、駆動トルクの増加、軸受荷重の増大によ
る軸あるいけ、軸受の損傷などの現象が生じる等の種々
の問題点を有する。

本発明は上記問題点に鑑みて発明されたもので、運転時
の圧力比が、容積比により定まる理想的な圧力比よシも
小さか場合に生ずる損失動力を低減し、圧力比に依らず
高い性能を得る。また、起動時に要する起動トルクを小
さくする。更に、液圧縮時に、異常に高い駆動トルク、
軸受荷重が生しることを未然に防ぐ。

これらの機能を備えたスクロール圧縮機を提供すること
を目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、両スクロール部材に
より形成される密閉空間と吐出室あるいは吐出配管とを
結ぶ通路を設け、密閉空間の圧力が吐出圧力よりも高い
場合には、密閉空間が吐出孔と連通ずる以前に吐出室あ
るいは吐出配管に流体を送り出し、密閉空間圧の圧力が
異常に上昇することを防止する特徴を有する。

以下本発明を密閉型スクロール圧縮機に適用した一実施
例を第４図に基すき説明する。

密閉容器６Ｆｉ３つの部分６ｍ・６ｂ・６Ｃからなり以
下の機器を収納するものである。画スクロール部材１・
２１−ｔ、ラップ１ｋ・２−を互に内側に向けて噛合っ
ている。固定スクロール１は数本のボルト（図示せず）
によりフレーム９に取付けられてい−る。フレーム９は
、密閉容器６に、圧入・容接郷により固定されている。

クランクシャツ）４＃−ｔ、フレーム９に取付けた軸受
１３に回転自在に支持され、一端は、旋回スクロールの
ボス部の軸受に係合している。自転阻止部材３＃−１、
旋回スクロール部材２の背面とフレーム９との間に設け
られている。旋回スクロール２の背面には、旋回スクロ
ールの鏡板２ｍとフレーム９１．クランクシャフト４、
軸受１２・１３等で形成される背圧室１４が設けられ、
旋回スクロール鏡板部２ａに設けた小孔２−により、両
ラップ１ｂ・２ｂで形成される圧縮室と通じている。こ
れにより、背圧室１４の圧力を、吸入圧力と吐出圧力の
中間の圧力に保ち、旋回スクロール部材２を固定スクロ
ール部材１に密着させるに必要な軸方向押付力を得てい
る。

モータ７のステータ７蟲は密閉容器６の内壁面に取付け
られ、ロータ７ｂＦｉクランクシヤフト４に取付けられ
ている。

吸入孔１・は、固定スクロール部材１の外周部に設けら
れ、吸入管１０を連結している。また吐出孔１−は、固
定スクロール部材１の中４部に設けられ、密閉容器６上
部室（吐出室）に開口している。吐出管１１は、密閉容
器６に取付けられている。密閉容器乙の低部には潤滑油
１５が溜められており、クランクシャフト４に設けられ
九油孔（図示せず）を介して各摺動部に給油される。密
閉容器６＃′ｉ、固定スクロール部材１あるいはフレー
ム９によシ上部の吐出室１６と下部の電動機室１７に区
画され、これらを結ぶ連通路１８が、固定スクロール部
材１、フレーム９に設けられている。

作動ガスは、吸入孔１ｃよシ吸い込まれ、クランクシャ
フト４の回転にともない圧縮され、高温高圧のガスとな
り吐出孔１ｄよシ吐出室１６に排出した後、電動機室１
７に送られ、モータの周囲を通り、吐出管１１よシ外部
の使用機器に送られる。

固定スクロールの鏡板１−には、両ラップ１ｈ・２ｂに
より形成される圧縮室と、密閉容器上部の吐出室１６と
を結ぶ排出孔１９が設けられ、吐出室１６への出口壁に
は、リード弁２０ａ、弁押え２０ｋからなる逆止弁２０
が設けられている。

排出孔１９は、両ラップで形成される２個の圧縮室の圧
力が対称となる点で、且つ吸入圧力及び吐出圧力に直接
通じぬ位置に、夫々−個づつ設けられている。勿論、複
数個設けた場合でも同様である０ このような構成の密閉形スクロール圧縮機では、圧縮室
の圧力が、吐出圧力すなわち吐出室の圧力よりも高くな
ると、逆止弁２０が開き、排出孔１９よシ圧縮室内のガ
スは吐出室１６に送り出され、不必要な圧縮室の圧力上
昇を防ぐ。また圧縮室の圧力が吐出圧よシも低い場合に
は、逆止弁２０は閉じ、圧縮室へのガスの逆流を阻止す
る。

絡５図・第６図は、逆止弁の他の実施例を示したもので
ある。

第５図では、逆止弁は球２１と弁室２３下壁の截頭円錐
状の弁座２３．とからなる。圧縮室の圧力が吐出室の圧
力よりも高い場合、球２１が押しあげられ、欠円形状の
ストッパ２２に当たる。圧縮室内のガスは、排出孔１９
′よυ球２１およびストッパ２２の周にを通シ、吐出室
１６へ送シ出される。吐出室１６の圧力が圧縮室の圧力
よシ高い場合には、球２１Ｆｉ座２５−に密着し逆流を
防止する。

雛６図では、逆止弁は、排出孔１ｃｌ′に通じる弁室２
３の下壁に弁座２５暑を形成し、截頭円錐状の弁体２４
が弁室２５に配置され、さらにスプリング２６が付加さ
れている。２２ｄ欠円形状のストＩパを示す。動作は、
第５図に示したものと同様であり、スプリング２４が付
加された場合には動作がより確寮となる。第５図に示し
たものにスプリングを付加した場合にも同様の効果が得
られる。

第５図・第６図のよう々逆止弁では、弁が圧縮室壁に近
傍に形成されているため、排出孔部の容積が小さく、こ
の部分での再膨張・再圧縮による効率の低下を抑えるこ
とができる。

第７図は、開放形圧縮機の実施例を示し、吐出配管３１
と、排出孔３２を配管３３で接続し、途中に逆止弁３４
を設けた構造であシ、その他の部分は第１図の従来例と
同様であシその説明を省略する。

以上説明したように本発明によれば、吐出孔に連通する
以前の密閉空間と、吐出室あるいは吐出配管とを結ぶ通
路を設け、該通路に逆止弁を設け、上記密閉空間の圧力
が吐出圧力よシも高い場合は、紋密閉空間の圧縮流体を
送シ出し、密閉空間の圧力が吐出圧力もしくは吐出室の
圧力よシ上昇することを防止し、損失動力を低減し、常
に高い性能効率を得る。また起動時の起動トルクも低減
し、更に液圧縮時岬には密閉空間の圧力が異常に上昇す
ることを防止し、駆動トルク、軸受荷重が異常に高くな
ることを防止する郷の効果を有する

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスクロール圧縮機の縦断面図、第２図は
第１図のト］線矢視横断面図、第３図は圧縮室の容積と
圧力の関係を示す線図、第４図は本発明の一実施例を示
すスクロール圧縮機の縦断面図、第５図・第６図は夫々
逆止弁部分の他の実施例を示す拡大図で、（ａ）図は断
面図、（ｂ）図は平面図を示す。館７図は更に他の実施
例を示すスクロール圧縮機の縦断面図である。 １・・・・固定スクロール部材　１層・・・・鏡板　１
ｈ・・・・ラップ　２・・・・旋回スクロール部材　２
ａ・・・・鏡板　２１・・・・ラップ　１９・１９′・
１９″・・・・排出孔　２０・・・・リード弁（逆止弁
）　２１・２４・・・・弁体　２２・・・・ストッパ　
２６・２５・・・・弁室　２３畠・２５．・・・・弁座
　２６・・・・スプリング　５１・・・・吐出配管　３
２・・・・排出孔　３５・・・・配管　６４・・・・逆
止弁 ■ 卑り団 斥−媚での静オ貴　Ｖ。 組国 第５ｍ （Ｑ） （ｂ） ｊ６図 （ｏ） Ｉｔ、。 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鏡板に渦巻状のラップを直立してなる固定スクロー
   ル部材および旋回スクロール部材を備え、一対のスクロ
   ール部材を互にラップを内側にして噛合せ、固定スクロ
   ール部材に対し旋回スクロール圧縮機材転しないように
   旋回運動させ、気体を圧縮する装置において、固定スク
   ロールの中央部に設けられた吐出孔に通ずる以前の圧縮
   空間と、吐出室あるいは吐か配管とを通ずる通路を設け
   、該通路に、圧縮空間から吐出室あるいは吐出配管の方
   向にのみ通じる逆止弁を設けてがることを特徴とするス
   クロール圧縮機。 ２、通路が、固定スクロール部材の鏡板部に設けられた
   排出孔である特許請求の範囲第１項記載のスクロール圧
   縮機。 ３、通路が、固定スクロール部材の鏡板部に設けられた
   排出孔と該排出孔から吐出配管に接続される配管である
   特許請求の範囲第１項記載のスクロール圧縮機。 ４、排出孔が、固定スクロール部材の鏡板部に、且つ対
   称圧縮空間に一個づつ設けられている特許請求の範囲第
   ２項または第６項記載のスクロール圧縮機。 ５、逆止弁が、固定スクロール部材の外壁に設けられた
   り一ド弁である特許請求の範囲第２項記載のスクロール
   圧縮機。 ６、逆止弁が、排出孔内に設けられている特許請求の範
   囲第２項記載のスクロール圧縮機。 ７、逆止弁が、排出孔内に形成された弁座部と、弁座部
   に配置された球または円錐形の弁体である特許請求の範
   囲第４項記載のスクロール圧縮機