JPS6229784A - スクロ−ル形流体機械 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はスクロール形流体機械、詳しくは、鏡板に渦巻
き形のラップを立設してなる固定スクロールと公転スク
ロールとの各ラップを、対向状にかみ合わせて、これら
スクロール間に２系統の第１及び第２圧縮室を形成した
スクロール形流体機械に関する。

（従　　来　　技　　術　　） この種スクロール形流体機械は実開昭５９−１９０９８
４号公報にも記載されており、既に知られている。

ところで、この種スクロール形流体機械においては、設
計時に該機械の圧縮比（設計圧縮比）を一旦決めてしま
うと、運転状態のいかんに拘わりなくこの圧縮比以上で
運転が行われるのである。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、例えばこの種スクロール形流体機械を冷媒圧
縮機に用いた場合に、冷凍負荷が設計負荷よりも著しく
小さくなるなどして、運転圧縮比（凝縮圧力／蒸発圧力
）が前記設計圧縮比より大きくずれた場合には、動力損
失が著しく増大する不具合があった。

しかして、本発明の目的は、圧縮行程途中の圧縮室内の
ガス（冷媒）を吸入側に開放するバイパス路を設けて、
容量制御を可能とすることによって、負荷に対応した圧
縮比で効率的な運転が行えるようにしながら、固定及び
公転スクロール間に形成される２系統の圧縮室を適切に
連通して、これら圧縮室間の圧力バランスも損なわない
ようにする点にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明の構成を第１図、第２図に基づいて説明すると、
鏡板（２１）（３１）に渦巻き形のラップ（２２）（３
２）を立設してなる固定スクロール（２）と公転スクロ
ール（３）との各ラップ（２２）（３２）を、対向状に
かみ合わせて、これらスクロール（２）（３）間に２系
統の第１及び第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）を形成したスクロ
ール形流体機械において、開閉手段（２４）を備え、圧
縮行程途中における少な（とも一方の第１または第２圧
縮室（ＡまたはＢ）を吸入側に開放可能とした中間バイ
パス路（２３）を設けると共に、前記固定スクロールに
、一方の前記圧縮室（Ａ。

Ｂ）が前記バイパス路（２３）を通過した後の圧縮行程
途中において前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）の相互を連通さ
せる連通路（６）を設けたのである。

（作　　　　用　　） 前記開閉手段（６）を操作して前記バイパス路（２３）
を閉鎖することにより、全容量運転を行うことができる
一方、前記開閉手段（６）を操作して前記バイパス路（
２３）を吸入側に開放すると、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ
）の吸入行程が終了しても、圧縮行程途中のこれら圧縮
室（Ａ）（Ｂ）が前記バイパス路（２３）への開口を通
過し終る迄は吸入冷媒が前記バイパス路（２３）から吸
入側に追い出されるので圧縮が開始されず、前記開口の
通過後にはじめて圧縮作用が始まるのである。この結果
、圧縮比を前記設計圧縮比より小さく変更できるのであ
る。しかも、圧縮行程における前記開口の閉鎖後におい
て、前記各圧縮室（Ａ）ＣＢ）を前記連通路（６）を介
して相互に連通ずるようにしたから、各圧縮室（Ａ）（
Ｂ）と前記バイパス路（２３）との連通を遮断するタイ
ミングが、これら圧縮室（Ａ）（Ｂ）間で箕なっていて
も、該各圧縮室（Ａ）（Ｂ）間の内圧に大きなアンバラ
ンスが生じないのである。

（実　　施　　例　　） 第１．２図に示すものは冷媒圧縮用のスクロール形流体
機械である。

（ｌ）は密閉ケーシングで、該ケーシング（ｌ）の上部
に固定スクロール（２）と公転スクロール（３）とを対
向状に配設すると共に、下部に前記公転スクロール（３
）を駆動するモータ（図示せず）を配設している。

前記各スクロール（２）（３）は、鏡板（２１）（３１
）に、渦巻き形のラップ（２２）（３２）を立設してな
るもので、これらスクロール（２）（３）を、前記各ラ
ップ（２２）（３２）を対向させてかみ合わせることに
よって、これらスクロール（２）（３）間に２系統の第
１及び第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）を形成するごとくしてい
る。

また、前記固定スクロール（２）の鏡板（２１）の中央
部には吐出口（４）を設ける一方、前記公転スクロール
（３）の中央部背面には軸受（３ａ）を形成し、該軸受
（３ａ）に前記モータに連結する駆動軸（５）の偏心軸
部（５ａ）を回転自由に挿嵌している。

尚、（７）は吐出管、（８）は前記軸受（３ａ）の外面
に係合し、前記公転スクロール（３）の自転を防止する
自転防止機構、（９）はスラスト軸受である。また、図
示していないが、前記ケーシング（ｌ）には側部に吸入
ガス管を接続している。

以上のごとく構成するスクロール形流体機械において、
前記固定スクロール（２）のラップ（２２）間の鏡板（
２１）に、圧縮行程途中の第１及び第２圧縮室（Ａ）（
Ｂ）を、吸入圧と成っているケーシング（ｌ）内に開放
する中間バイパス路（２３）を形成すると共に、該バイ
パス路（２３）に、該バイパス路（２３）を開閉する開
閉手段として機能する電磁弁（２４）を設けるのである
。

この電磁弁（２４）は、前記バイパス路（２３）に形成
するン−）　（２３ａ）に首座する弁体（２４ａ）と、
該弁体（２４ａ）にアマチュア（２４ｂ）を介して連結
し、弁体（２４ａ）を往復動させるソレノイド部（２４
ｃ）とから成っており、かくして、前記ソレノイド部（
２４ｃ）に通電することにより、前記弁体（２４ａ）を
リターンばね（２４ｄ）に抗して持ち上げて前記バイパ
ス路（２３）を開放し、前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）を前
記ケーシング（ｌ）内に連通させる如くしている。

尚、前記バイパス路（２３）の出口側内面にはねじ部（
２３ｂ）を設けており、該ねじ部（２３ｂ）に前記リタ
ーンばね（２４ｃ）の受体（２４ｅ）を螺合している。

更に、前記固定スクロール（２）の鏡板（２１）に、一
方の第１圧縮室（Ａ）が前記バイパス路（Ｂ）を通過し
た後の圧縮行程において前記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）の相
互を連通させる連通路（６）を形成するのである。

前記連通路（θ）について詳記すると、第２図に示すよ
うに、前記固定スクロール（２）のラップ（２２）の基
礎円（Ｃ）において、前記バイパス路（２３）の開口方
向に対し直交する方向の直径線と円周との交点（ａ）（
ｂ）に接する接線（ｃ）（ｄ）を仮想し、この一方の接
線（ｃ）が前記ラップ（２２）の外側インボリュート線
（２ａ）と交差する点（Ｐ）に、即ち、前記圧縮行程時
に前記第１圧縮室（Ａ）に対向する位置（第３図参照）
に前記連通路（６）の一端を開口させるのであり、また
、他方の前記接線（ｄ）が前記ランプ（２２）の内側イ
ンボリュート線（２ｂ）と交差する点（Ｑ）に、即ち、
前記圧縮行程時に前記第２圧縮室（Ｂ）に対向する位置
（第３図参照）に前記連通路（６）の他端を開口させる
のである。

以上のごとく構成するスクロール形流体機械において、
前記電磁弁（２４）を開動作させて、前記バイパス路（
２３）を前記ケーシング（ｌ）内に開放し、部分容量運
転を行う場合について説明する。

前記モータを駆動させると前記公転スクロール（３）が
公転させられて、各圧縮室（Ａ）（Ｂ）に低圧ガス冷媒
が吸入され、第３図の状態で吸入行程が完了し、圧縮行
程に移行する。

しかしながら、前記バイパス路（２３）が開放されてい
るので、前記公転スクロール（３）の公転に伴い、前記
各圧縮室（Ａ）（Ｂ）内の低圧冷媒は前記バイパス路（
２３）を介して前記ケーシング（ｌ）内に流出する。

更に、前記公転スクロール（３）が公転し、第４図に示
すごとく、まず第２圧縮室（Ｂ）と前記バイパス路（２
３）との連通が遮断されるのである。これと同時に前記
連通路（θ）の両端部がそれぞれ第１圧縮室（Ａ）（以
下、Ａ１で特定する）及び第２圧縮室（Ｂ）（以下、Ｂ
ｌで特定する）に開口し始め、これら各圧縮室（Ａ）（
Ｂ）を連通ずるのである。

従って、前記第２圧縮室（Ｂ）は、前記バイパス路（２
３）との直接的な連通が遮断された後も、前記第１圧縮
室（Ａ）を介して前記バイパス路（６）への連通を保持
するのである。

前記公転スクロール（３）が第５図の状聾まで公転する
と、前記第２圧縮室（Ｂ１）のみならず第１圧縮室（Ａ
１）と前記バイパス路（２３）との連通も遮断され、か
くして前記各圧縮室（Ａ１）（Ｂｌ）において圧縮が開
始される。

しかして、第４図の状態から両圧縮室（Ａ１）（Ｂ１）
が共に閉じ切る第５図の状態まで、これら圧縮室（Ａｌ
）（Ｂｌ）は常に前記連通路（６）を介して相互に連通
しているので、バイパス終了時（第５図の状態）の閉じ
込み冷媒量が相等しくなる。

更に、第６図に示す圧縮作用中においても両圧縮室（Ａ
ｔ）（Ｂｌ）は相互に連通しているので、前記各圧縮室
（ＡＩ）（Ｂｌ）間の内圧にアンバランスは生じない。

かくして、前記バイパス路（２３）を介した吸入冷媒の
吸入側へのｔｎ出により、各圧縮室（Ａ１）（Ｂｌ）の
最終的な閉じ込み冷媒量を、全容母運転時（？ＩＸ磁弁
（２４）の閉鎖時）に比して少なくできるので、圧縮比
を設計圧縮比より小さくできるのである。

この結果、冷凍負荷が小さい場合など、運転圧縮比が前
記設計圧縮比より著しく小さくなっても、これに対応さ
せて前記スクロール流体機械の圧縮比も小さくできるの
で、効率的な運転が行えるのである。

しかも、前記第１．第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）と前記バイ
パス路（２３）との連通が遮断されるタイミングが、こ
れら第１．第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）で異なるにも拘わら
ず、これら圧縮室（Ａ）（Ｂ）が前記連通路（６）を介
して相互に連通ずるので、これら前記第１及び第２圧縮
室（Ａ）（Ｂ）の内圧を常に等しくでき、この結果、前
記内圧のアンバランスによるトルク変動も生じず、従っ
て、振動の問題も起こらないのである。

尚、前記連通路（６）を設ける位置は、第２図に示した
ものに限られるものでなく、前記第１及び第２圧縮室（
Ａ）（Ｂ）に閉じ込められる冷媒量をほぼ等しくできる
ように開口させていればよい。

尚、前記バイパス路（２３）を前記圧縮室（Ａ１、Ｂｌ
）に一箇所開口させているが、複数箇所に開口させても
よい。

（発明の効果　） 以上のごとく本発明によれば、前記開閉手段の開閉操作
により前記流体機械に全容量運転と部分容量運転とを選
択的に行わせることができ、この結果、負荷の小さい場
合など、運転圧縮比が前記設計圧縮比より著しく小さく
なっても、これに対応させて前記スクロール流体機械の
圧縮比も小さくできるので、効率的な運転が行えるので
ある。

しかも、前記第１．第２圧縮室（Ａ）ＣＢ）と前記バイ
パス路（２３）との連通が遮断されるタイミングが、こ
れら第１．第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）で異なる場合でも、
これら圧縮室（Ａ）（Ｂ）を前記連通路（６）を介して
相互に連通させるので、これら第１及び第２圧縮室（Ａ
）ＣＢ）の内圧を等しくでき、この結果、前記内圧のア
ンバランスによるトルク変動も生じず、振動の問題も起
こらないのである。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図はいずれも本発明の詳細な説明図で、第１図
は部分縦断面図、第２図は固定スクロールの部分拡大平
面図、第３〜６図は運転状態を説明する説明図である。 （２）・・固定スクロール （３）・・公転スクロール （６）・・連通路 （２１）、（３１）・・鏡板 （２２）、（３２）・・ラップ （２３）・・中間バイパス路 （２４）・・電磁弁（開閉手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （ｌ）鏡板（２１）（３１）に渦巻き形のラップ（２２
   ）（３２）を立設してなる固定スクロール（２）と公転
   スクロール（３）との各ラップ（２２）（３２）を、対
   向状にかみ合わせて、これらスクロール（２）（３）間
   に２系統の第１及び第２圧縮室（Ａ）（Ｂ）を形成した
   スクロール形流体機械において、開閉手段（２４）を備
   え、圧縮行程途中における少なくとも一方の第１または
   第２圧縮室（ＡまたはＢ）を吸入側に開放可能とした中
   間バイパス路（２３）を設けると共に、前記固定スクロ
   ール（２）に、一方の前記圧縮室（Ａ，Ｂ）が前記バイ
   パス路（２３）を通過した後の圧縮行程途中において前
   記各圧縮室（Ａ）（Ｂ）の相互を連通させる連通路（６
   ）を設けたことを特徴とするスクロール形流体機械。