JP4624201B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍機、空調機に用いられるスクロール圧縮機に関し、特に、過圧縮を防止するスクロール圧縮機に関するものである。

従来の過圧縮を防止するスクロール圧縮機には、次のものがある。
スクロール圧縮機の圧縮室側と吐出側とを連通するバイパス通路を設けると共に、バイパス通路にスクロール圧縮機の圧縮室側から吐出室側への冷媒ガスの流通を許す逆止弁を設け、バイパス通路を、スクロール圧縮機の圧縮室の圧力比が設定圧力比の０．５〜０．７５となる位置に接続した（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１９５９６０号公報（第４頁、第５頁、図９）

特許文献１のスクロール圧縮機においては、固定スクロール背面に設けられ、固定スクロール背面の吐出空間と圧縮室をバイパスするバイパス通路の通路断面積と、圧縮室が吐出ポートと連通した後の流路断面積の大きさの関係が明らかでなく、場合によっては圧縮室の圧力が吐出圧力よりも大きくなる可能性があった。また、バイパス通路が圧縮室と連通するときの圧縮室の圧縮比を、設定圧縮比の０．５〜０．７５となる位置にバイパス通路を設けているため、低圧縮比運転での過圧縮を防止しようとすると設定圧縮比を小さくする必要があり、このとき高圧縮比運転では不足圧縮ロスが生じる。また、高圧縮比運転での不足圧縮を防止しようとすると設定圧縮比を高くする必要があり、このとき低圧縮比運転時に過圧縮ロスを生じることがある。このように全運転範囲に亘り高効率なスクロール圧縮機を得ることができないといった問題点があった。また、高流量でなおかつ低圧縮比運転時などはバイパス通路の通路断面積が足りず、過圧縮が発生してしまい、効率的な運転ができないといった問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第１の目的は、圧縮室が吐出ポートと連通した後も圧縮室の圧力が過剰に上昇することのない高効率なスクロール圧縮機を得ることである。

また、第２の目的は、設定圧縮比を高くすることにより高圧縮比運転時の不足圧縮ロスを低減させる場合にも、低圧縮比運転時の過圧縮ロスが発生しない高効率なスクロール圧縮機を得ることである。

また、第３の目的は、圧縮途中の圧縮ガスを導入し、この圧力を揺動スクロール又は固定スクロールの主軸方向の移動に利用する場合に、低圧縮比運転時においても圧力が過大になることのないスクロール圧縮機を得ることである。

本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器内に収容した固定スクロール及び揺動スクロールを噛合わせ、固定スクロールに対して揺動スクロールを公転運動させることにより、両スクロールの板状渦巻歯で形成される圧縮室で圧縮された圧縮ガスを、固定スクロールの中心部に設けた吐出ポートから吐出空間に吐出するスクロール圧縮機において、一端が圧縮室側に開口し、また、他端が吐出空間側に開口し、圧縮室側の圧力が吐出空間側の圧力より大きいとき開となり、また、小さいとき閉となる開閉手段を有する一対の第１バイパス路と、一端が圧縮室側に開口し、また、他端が吐出空間側に開口し、圧縮室側の圧力が吐出空間側の圧力より大きいとき開となり、また、小さいとき閉となる開閉手段を有する一対の第２バイパス路とを設け、第１バイパス路は、揺動スクロールの公転により、両スクロールの板状渦巻歯で側面連通隙間が形成され、圧縮室が吐出ポートに連通するとき、側面連通隙間の圧縮ガスの流通面積がバイパス路の流通面積より大きくなるまで、第１バイパス路の圧縮室側の開口が、吐出ポートに連通した圧縮室に連通するように配置され、第２バイパス路は、第２バイパス路と第１バイパス路とが同一空間となる圧縮室に連通する位置に配置され、かつ、当該圧縮室に第１バイパス路が連通を始める前に当該圧縮室に連通を開始し、当該圧縮室が吐出ポートに連通を始める前に当該圧縮室への連通を終了するように配置されているものである。

本発明のスクロール圧縮機においては、第１バイパス路は、揺動スクロールの公転により、両スクロールの板状渦巻歯で側面連通隙間が形成され、圧縮室が吐出ポートに連通するとき、側面連通隙間の圧縮ガスの流通面積がバイパス路の流通面積より大きくなるまで、第１バイパス路の圧縮室側の開口が、吐出ポートに連通した圧縮室に連通するように配置されているので、圧縮室が吐出ポートと連通した後の側面連通隙間の流通面積が小さい時もバイパス路により流通面積が確保でき、過圧縮を発生させない高効率な運転をすることができる。
また、本発明のスクロール圧縮機においては、第２バイパス路は、第２バイパス路と第１バイパス路とが同一空間となる圧縮室に連通する位置に配置され、かつ、当該圧縮室に第１バイパス路が連通を始める前に当該圧縮室に連通を開始し、当該圧縮室が吐出ポートに連通を始める前に当該圧縮室への連通を終了するように配置されているので、低圧縮比運転においても、過圧縮を防止することができる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態のスクロール圧縮機の縦断面図である。密閉容器１０に収容された固定スクロール１の外周部は、ガイドフレーム１５にボルト（図示せず）によって締結されている。固定スクロール１の台板部１ａの一方の面（図において下側）には板状渦巻歯１ｂが形成され、また、外周部には２個１対のオルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に形成されている。このオルダム案内溝１ｃにはオルダム機構９の２個１対の固定側キー９ｃが往復摺動自在に係合されている。
密閉容器１０に収容された揺動スクロール２の台板部２ａの一方の面（図において上側）には固定スクロール１の板状渦巻歯１ｂと実質的に同一形状の渦巻歯２ｂが形成されており、固定スクロール渦巻歯１ｂと揺動スクロール渦巻歯２ｂを噛み合わせることにより圧縮室２０を形成する。また、台板部２ａの板状渦巻歯２ｂと反対側の面（図において下側）の中心部には中空円筒状のボス部２ｆが形成されており、そのボス部２fの内側面には揺動軸受２ｃが形成されている。ボス部２fと同じ側の面の外周部には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａと圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されている。

揺動スクロール２の台板部２ａの外周部には、前記固定スクロールのオルダム案内溝１ｃとほぼ９０度の位相差を持つ２個１対のオルダム案内溝２ｅがほぼ一直線上に形成されており、このオルダム案内溝２ｅにはオルダム機構９の２個１対の揺動側キー９ａが往復摺動自在に係合されている。
また、台板部２ａには、固定スクロール１側の面（図１において上側の面）と、コンプライアントフレーム３側の面（図１において下側の面）とを連通する細い穴である抽気孔２ｊが形成されている。そして、この抽気孔２ｊの、コンプライアントフレーム側の面の開口部、即ち、下開口部２ｋは、通常運転時にはその円軌跡がコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの内部に常時収まるように位置されている。

固定スクロール台板１ａのほぼ中心部には上部の吐出空間１０ｄに開口する吐出ポート１ｄが台板１ａを貫通して設けられている。また、固定スクロール台板１ａには、上部の吐出空間１０ｄに開口する渦巻歯１ｂの板厚にほぼ等しい内径のバイパス路であるリリーフポート３０が、台板１ａを貫通して複数個設けられている。台板１ａの吐出空間１０ｄに面する端面には開閉手段である板状の逆止弁１７とこの弁の開度を制限するストッパ１８とがボルト１９によって固定スクロール１に締結されている。この逆止弁１７は、圧縮室２０の圧力よりも上部の吐出空間１０ｄの圧力が大きければリリーフポート３０を閉鎖し、圧縮室２０の圧力が吐出空間１０ｄの圧力より大きければリリーフポート３０を開放し、圧縮室２０より吐出空間１０ｄへ圧縮ガスが流れるバイパス路を開閉する。

コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの外側には、オルダム機構環状部が往復摺動運動する面３ｘが形成されている。コンプライアントフレーム３の中心部には、電動機によって回転駆動される主軸４を半径方向に支持する主軸受３ｃ及び補助主軸受３ｈが形成されている。また、コンプライアントフレーム３には、前記揺動スクロール下開口部２ｋと対峙する位置にスラスト軸受３ａからフレーム空間１５ｆに連通する連通穴３ｓが形成されている。コンプライアントフレーム３のオルダム機構環状部の往復摺動運動する面３ｘには、台板外周部空間２ｉとフレーム空間１５ｆを連通する連通穴３ｎが形成されている。また、コンプライアントフレーム３には、ボス部外径空間２ｈの圧力を調整する弁３ｔ、弁押え３ｌ、バネ３ｍを収納するための中間圧調整弁空間３ｐが設けられている。そして中間圧調整スプリング３ｍは自然長より縮められて収納されている。

図１に示すように、ガイドフレーム１５の内側面の固定スクロール側（図１において上側）には、上嵌合円筒面１５ａが形成されており、コンプライアントフレーム３の外周面に形成された上嵌合面３ｄと係合されている。他方ガイドフレーム１５の内側面の電動機側（図１において下側）には、下嵌合円筒面１５ｂが形成されており、コンプライアントフレーム３の外周面に形成された下嵌合円筒面３ｅと係合されている。

ガイドフレーム１５の内側面とコンプライアントフレーム３の外側面とによって形成されるフレーム空間１５ｆは、その上下をリング状のシール材１６ａ、１６ｂで仕切られている。ここでは、ガイドフレーム内周面にシール材１６ａ、１６ｂを収納するリング状のシール溝が２ヶ所に形成されているが、このシール溝はコンプライアントフレーム３の外周面に形成されていてもよい。また、上下を揺動スクロール２の台板部２ａとコンプライアントフレーム３で囲われたスラスト軸受３ａの外周側の空間、すなわち台板外周部空間２ｉは吸入ガス雰囲気（吸入圧）の低圧空間となっている。

主軸４の揺動スクロール側（図１において上側）端部には、揺動スクロール２の揺動軸受２ｃと回転自在に係合する揺動軸部４ｂが形成されており、その下側にはコンプライアントフレーム３の主軸受３ｃおよび補助主軸受３ｈと回転自在に係合する主軸部４ｃが形成されている。また主軸の他端部には、サブフレーム６の副軸受６ａと回転自在に係合する副軸部４ｄが形成されており、この副軸部４ｄと前述した主軸部４ｃとの間に電動機回転子８が焼嵌られている。さらに主軸４の下端面にはオイルパイプ４ｆが圧入されており、密閉容器１０の底部に溜まった冷凍機油１０ｅを吸い上げる。

次に、本スクロール圧縮機の動作について説明する。
定常運転時には、密閉容器１０に設置された吸入管１０ｆから低圧の吸入ガスが吸入され、圧縮室２０で圧縮された後、高圧ガスとして吐出ポート１ｄから密閉容器１０内の吐出空間１０ｄに吐出され、密閉容器１０に設置された吐出管１０ｇから圧縮機外に出される。
密閉容器１０内の空間が吐出ガス雰囲気の高圧の吐出空間１０ｄとなるので、密閉容器１０の底部の冷凍機油１０ｅは、オイルパイプ４ｆから主軸４に軸方向に貫通して設けられた高圧油給油穴４ｇを図１において上方向に向かって流れる。そして、ボス部空間２ｇに導かれた高圧油は揺動軸受２ｃで減圧されて吸入圧より高く、吐出圧以下の中間圧となり、ボス部外側空間２ｈに流れる。他方、もう一つの径路として、高圧油給油穴４ｇの高圧油は、主軸４に設けられた横穴から主軸受３ｃの高圧側端面に導かれ、この主軸受３ｃで減圧されて中間圧となり、同じくボス部外側空間２ｈに流れる。ボス部外側空間２ｈの中間圧となった冷凍機油（冷凍機油に溶解していた冷媒の発泡で、一般にはガス冷媒と冷凍機油の２相流になっている）は、中間圧調整弁収納空間３ｐを通る際に中間圧調整スプリング３ｍによって負荷される力に打ち勝って中間圧調整弁３ｔを押し上げてフレーム空間１５ｈに流れ、その後調整弁後流路３ｎを通ってオルダム機構環状部９ｂの内側に排出される。他方、もう１つの径路として、揺動スクロールのスラスト面２ｄとコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３aの摺動部に給油したあと、オルダム機構環状部の内側に排出される。そして、これらから排出された油はオルダム機構環状部の摺動面及びキー摺動面に給油した後、台板外周部空間２ｉに開放される。
以上に説明したように、ボス部外側空間２ｈの中間圧力Ｐｍ１は、中間圧調整スプリング３ｍのバネ力と中間圧調整弁３ｔの中間圧露出面積とによってほぼ決定される所定の圧力αによって、
Ｐｍ１＝Ｐｓ＋α（Ｐｓは吸入雰囲気圧力すなわち低圧）
で制御されている。

他方、揺動スクロール２の台板部２ａに設けられた抽気孔２ｊの下開口部２ｋはコンプライアントフレーム３に設けられた連通穴３ｓのスラスト軸受開口部即ち、上開口部３ｕ（図１において上側の開口部）と、常時もしくは間欠的に連通する。このため、固定スクロール１と揺動スクロール２とで形成される圧縮室２０からの圧縮途上の吸入圧より高く、吐出圧力以下の中間圧の冷媒ガスが、揺動スクロール２の抽気孔２ｊ及びコンプライアントフレーム３の連通穴３ｓを介してフレーム空間１５ｆに導かれる。但し、導かれるといってもフレーム空間１５ｆは上シール材１６ａと下シール材１６ｂとで密閉された閉空間なので、定常運転時には圧縮室２０の圧力変動に呼応して圧縮室２０とフレーム空間１５ｆとは双方向に微少な流れを有する、いわば呼吸している状態となる。以上に説明したように、フレーム空間１５ｆの中間圧Ｐｍ２は、連通する圧縮室２０の位置でほぼ決定される所定の倍率βによって、
Ｐｍ２＝Ｐｓ×β（Ｐｓは吸入雰囲気圧力すなわち低圧）
で制御される。

さて、コンプライアントフレーム３には、ボス部外側空間２ｈの中間圧Ｐｍ１に起因する力及びスラスト軸受３ａを介しての揺動スクロール２からの押し付け力の合計が下向きの力として作用するものの、フレーム空間１５ｆの中間圧Ｐｍ２に起因する力及び下端面の高圧雰囲気に露出している部分に作用する高圧に起因する力の合計が上向きの力として作用し、そして定常運転時にはこの上向きの力が下向きの力より大きくなるように設定されている。このためコンプライアントフレーム３は、上嵌合円筒面３ｄをガイドフレーム１５の上嵌合円筒面１５ａに、下嵌合円筒面３ｅをガイドフレーム１５の下嵌合円筒面１５ｂに案内され、即ち、コンプライアントフレーム３はガイドフレーム１５に対して軸方向に摺動可能となっており、固定スクロール側（図１において上方）に浮き上がっている。そして、スラスト軸受３ａを介してコンプライアントフレーム３に押し付けられている揺動スクロール２も、同じく上方に浮き上がり、その結果揺動スクロール２の歯先と歯底は、固定スクロール１のそれぞれ歯底と歯先に接触し、摺動する。また、圧縮機の起動時等の過度期や、圧縮室２０の内圧が異常に上昇したとき等には、ガイドフレーム１５側へ押し付けられることにより、固定スクロール１と揺動スクロール２の歯底と歯先が離間し、圧縮室２０内圧が過度に上昇することを防止する。

次に、本スクロール圧縮機の圧縮過程を説明する。
図２は、揺動スクロール２の公転による公転角の進行による圧縮室２０、リリーフポート３０、吐出ポート１ｄの関係を示したものである。ここで、揺動スクロール２は、固定スクロール１に対して、自転することなく反時計回りに公転している状態を示しており、揺動スクロール２の位置は固定スクロール１に対する公転角で表される。
図２（ａ）は、固定スクロール１と揺動スクロール２の両渦巻歯１ｂ、２ｂにより圧縮室２０が初めて形成された状態であり、この時の公転角を０°とする。圧縮室２０は固定スクロール渦巻歯１ｂの内周側と揺動スクロール渦巻歯２ｂの外周側によって形成される揺動スクロール外周側圧縮室２０ａと、固定スクロール渦巻歯１ｂの外周側と揺動スクロール渦巻歯２ｂの内周側によって形成される固定スクロール外周側圧縮室２０ｂの２つが形成される。
図２（ｂ）は、外側のリリーフポート３０である一対の第２リリーフポート３０ａがそれぞれ圧縮室２０ａ、２０ｂと連通した状態である。さらに、図２（ｃ）は、一対の第２リリーフポート３０ａに加えて、内側のリリーフポート３０である一対の第１リリーフポート３０ｂがそれぞれ圧縮室２０ａ、２０ｂと連通した状態である。このように、第１リリーフポート３０ｂが圧縮室２０ａ、２０ｂと連通する前に、第２リリーフポート３０ａは圧縮室２０ａ、２０ｂと連通している。
図２（ｄ）は、圧縮室２０ａ、２０ｂが固定スクロール台板１ａに設けられた吐出ポート１ｄに連通する直前の状態である。このとき一対の第２リリーフポート３０ａは圧縮室２０ａ、２０ｂと連通していないが、第１リリーフポート３０ｂは圧縮室２０ａ、２０ｂと連通しており、このように、第２リリーフポート３０ａは第１リリーフポート３０ｂよりも早く圧縮室２０ａ、２０ｂとの連通を終る。
図２（ｅ）は、圧縮室２０ａ、２０ｂが吐出ポート１ｄと連通してガスを吐出しつつある状態である。

図３は、圧縮室２０（２０ａ、２０ｂ）が吐出ポート１ｄと連通した初期の拡大図である。この図において、δは固定スクロール渦巻歯１ｂの側面と揺動スクロール渦巻歯２ｂの側面との隙間で、側面連通隙間である。圧縮室２０の圧縮された冷媒は圧縮室２０が吐出ポート１ｄと連通した後、この側面連通隙間δを通って吐出ポート１ｄへと流入する。しかし圧縮室２０が吐出ポート１ｄと連通した直後は、側面連通隙間δが小さく、よって冷媒が吐出ポート１ｄへ流れるための十分な流路が確保できない。本実施の形態では、側面連通隙間δの圧縮ガスの流通面積がリリーフポート３０（第１リリーフポート３０ｂ）の流通面積よりも大きくなるまで、リリーフポート３０（第１リリーフポート３０ｂ）が圧縮室２０と連通しており、圧縮室２０の過剰な圧力上昇をリリーフポート３０（第１リリーフポート３０ｂ）から逃がすため、圧縮室２０の圧力が過剰に上昇することはない。

さらに、リリーフポート３０の作用、効果について説明する。
図４は、縦軸に圧縮室２０の圧力、横軸に揺動スクロール２の公転角をとったものであり、公転角と圧縮室２０の圧力との関係を示したものである。
ここで、板状渦巻歯１ｂ、２ｂが初めて圧縮室２０を形成したときの圧縮室２０の圧力、即ち、図２（ａ）に示す吸入圧力と、圧縮室２０が吐出ポート１ｄと連通する直前の圧縮室２０の圧力、即ち、図２（ｄ）に示す圧縮室２０の圧力との比を設定圧縮比とし、吸入圧力と、吐出ポート１ｄの圧力、即ち、吐出空間１０ｄの圧力との比を運転圧縮比とする。設定圧縮比は、圧縮室２０と吐出ポート１ｄが連通する公転角を遅らせれば大きくなり、板状渦巻歯１ｂ、２ｂの形状等で定まる圧縮機毎に定まるものである。また、運転圧縮比は、外気温や室内温度の設定などにより変化し、空調機等の運転状態（運転条件）により変化する。

図４（ａ）は、設定圧縮比よりも運転圧縮比が大きい場合の圧縮室２０の圧力と公転角の関係を示したものである。θ^*は圧縮室２０が吐出ポート１ｄと連通する公転角である。この場合、図の斜線部が不足圧縮ロスとなる。このロスを防ぐためには設定圧縮比を高くしておく必要が有るが、設定圧縮比を高くすると、運転条件が低圧縮比になった場合に、図４（ｂ）斜線部に示すように過圧縮ロスが発生する。この過圧縮ロスを防止するのがリリーフポート３０である。
図４（ｃ）は一対の第１リリーフポート３０ｂを設けた場合の圧縮室２０の圧力変化を示したものである。図に示すように圧縮室２０が吐出ポート１ｄと連通した後も、渦巻側面の連通流路が十分確保できるまで、例えば、上記のように側面連通隙間δの流通面積がリリーフポート３０の流通面積よりも大きくなるまで、第１リリーフポート３０ｂは圧縮室２０と連通しているので、過圧縮ロスの発生を防ぐことができる。
一方、図４（ｄ）に示すように、運転圧縮比が極端な低圧縮比となった場合、一対の第１リリーフポート３０ｂでは、斜線部の低圧縮比領域の過圧縮を防止することはできない。このため、前記第１リリーフポート３０ｂが圧縮室２０と連通するよりも早く圧縮室２０と連通し、さらに第１リリーフポート３０ｂが圧縮室２０と連通した後に圧縮室２０との連通が閉じる位置に第２のリリーフポート３０ａを設けることにより、図４（ｄ）に示すような低圧縮比運転においても、過圧縮を防止することができる。

また、運転圧縮比が低い場合、圧縮負荷は軽く、フレーム空間１５ｆの抽気圧力はそれほど大きくなくてもよい。フレーム空間１５ｆへ抽気する抽気ポート２ｊと圧縮室２０が連通している範囲において、同時にリリーフポート３０と圧縮室２０が連通していることにより、圧縮室２０の圧力が吐出ポート１ｄの圧力（吐出空間１０ｄの圧力）より大きくなることはなく、揺動スクロール２は適正な背圧を得ることができ、圧縮ガスの漏れ防止及び板状渦巻歯１ｂ、２ｂの歯先の摩耗が防止できる。

本スクロール圧縮機の初期吐出時の過圧縮防止機構、即ち、圧縮室２０がバイパス路である吐出ポート１ｄに連通するとき、側面連通隙間δの圧縮ガスの流通面積がリリーフポート３０の流通面積より大きくなるまで、圧縮室２０側の圧力が吐出ポート１ｄ側の圧力より大きいとき開となる逆止弁１７を有するリリーフポート３０が吐出ポート１ｄに連通した圧縮室２０に連通している機構、及び第１リリーフポート３０ｂの圧縮室２０側の開口が圧縮室２０に連通を始める連通開始時より前に圧縮室２０に連通を開始し、また、連通開始時より後に連通を終了する第２リリーフポート３０ａを設けた低圧縮比運転時の過圧縮防止機構は、コンプライアントフレーム３を設け、揺動スクロール２を主軸４方向に上下動させるスクロール圧縮機に限らず、両スクロール１、２共に主軸４方向に位置を固定したスクロール圧縮機にも適用でき、同様の効果が得られる。

また、本スクロール圧縮機は、圧縮後の高圧ガスを吐出ポート１ｄから密閉容器１０内に吐出し、この吐出空間１０ｄから圧縮機外に出す所謂高圧シェルの例で説明したが、例えば吐出空間１０ｄを密閉容器１０内で区画し、圧縮後の高圧ガスを吐出ポート１ｄからその吐出空間に吐出し、その後、直接圧縮機外に出す等の所謂低圧シェルでもよく、同様の効果が得られる。この場合は、バイパス路の一端が圧縮室２０側に開口し、他端がその吐出空間側に開口するようにする。

本スクロール圧縮機においては、バイパス路である第１リリーフポート３０ｂの圧縮室２０側の開口が圧縮室２０に連通を始める連通開始時より前に圧縮室２０に連通を開始し、また、連通開始時より後に連通を終了する別のバイパス路である第２リリーフポート３０ａを設けたので、設定圧縮比を高くすることにより高圧縮比運転時の不足圧縮ロスを低減させる場合にも、低圧縮比運転時の過圧縮ロスが発生しない高効率なスクロール圧縮機を得ることができる。

また、本スクロール圧縮機においては、一端が圧縮室２０側に開口し、他端が吐出ポート１ｄ側に開口し、圧縮室２０側の圧力が吐出ポート１ｄ側の圧力より大きいとき開となる開閉手段である逆止弁１７を有するバイパス路が、固定スクロール１の台板部１ａの貫通穴である、逆止弁１７を有するリリーフポート３０であり、このリリーフポート３０の一端が圧縮室２０側に開口し、他端が吐出ポート１ｄに連通する吐出空間１０ｄであって、固定スクロール１の背面の吐出空間１０ｄに開口するので、本スクロール圧縮機を高圧シェルとした場合に、バイパス路をリリーフポート３０で形成することにより、過圧縮防止機構を容易に形成できる。

また、本スクロール圧縮機においては、スクロール圧縮機を、圧縮途中の圧縮ガスを導入し、この圧力を揺動スクロール２の主軸方向の移動に利用して、両スクロール１、２の板状渦巻歯１ｂ、２ｂの歯先と相手側の台板部２ａ、１ａとの主軸４方向の押圧力調整又は主軸４方向の隙間調整を行う機構を有するものとして、バイパス路またはリリーフポート３０が連通している圧縮室２０から圧縮ガスを導入するようにしたので、圧縮途中の圧縮ガスを導入し、この圧力を揺動スクロール２の主軸４方向の移動に利用する場合に、低圧縮比運転時においても圧力が過大になることのない適正な圧力で揺動スクロール２を押圧するスクロール圧縮機を得ることができる。

また、本スクロール圧縮機においては、バイパス路またはリリーフポート３０の内径を板状渦巻歯１ｂ、２ｂの歯厚とほぼ等しくしたので、圧縮室２０ａ、２０ｂ間でバイパスしない範囲で流路抵抗が最小になっている。

また、本スクロール圧縮機においては、圧縮室側の圧力が吐出側の圧力より大きいとき開となり、小さいとき閉となる開閉手段を、圧縮室側から吐出ポート側へのみ圧縮ガスが流れるようにした逆止弁としたので、信頼性の高い開閉動作が得られる。
また、逆止弁をリード弁としたので、最も簡単で信頼性の高い逆止弁が得られている。

実施の形態２．
実施の形態１のスクロール圧縮機では、コンプライアントフレーム３を用い、コンプライアントフレーム３とガイドフレーム１５によって囲まれたフレーム空間１５ｆに圧縮途中の圧縮室２０からの圧縮ガスを導入し、この圧力を利用することにより、コンプライアントフレーム３と揺動スクロール２を軸方向で、固定スクロール１側に移動、押圧させていたが、固定スクロール１への揺動スクロール２の押圧機構として、コンプライアントフレーム３を用いることなく、揺動スクロール２の背面（圧縮室と反対側）に背圧空間を設け、この背面空間に圧縮途中の圧縮室２０の圧力を導入し、これにより揺動スクロール２を軸方向に押圧、移動させ、両スクロールの板状渦巻歯の歯先と相手側の台板部との軸方向の押圧力調整又は軸方向の隙間調整を行う機構のスクロール圧縮機に、実施の形態１のスクロール圧縮機のリリーフポート３０と同様の技術を適用してもよく、同様の効果が得られる。

また、揺動スクロール２を軸方向に移動させるのではなく、固定スクロール１の背面（圧縮室と反対側）に背圧空間を設け圧縮途中の圧縮室２０の圧縮ガスを導入し、この圧力を利用して固定スクロール１を押圧、移動させる軸方向の押圧力調整又は軸方向の隙間調整を行う機構のスクロール圧縮機に、実施の形態１のスクロール圧縮機のリリーフポート３０と同様の技術を適用してもよく、同様の効果が得られる。
なお、その他のスクロール圧縮機の構成等は、実施の形態１と同様である。

本発明の実施の形態１のスクロール圧縮機を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態１のスクロール圧縮機の揺動スクロール２の公転による公転角の進行による圧縮室、リリーフポート、吐出ポートの関係を示した図である。 本発明の実施の形態１のスクロール圧縮機の圧縮室が吐出ポートと連通した連通初期の状態を示す要部拡大図である。 本発明の実施の形態１のスクロール圧縮機の揺動スクロールの公転角と圧縮室の圧力との関係を示す図である。

符号の説明

１ 固定スクロール、１ａ 台板部、１ｂ、２ｂ 板状渦巻歯、１ｄ 吐出ポート、２ 揺動スクロール、１０ 密閉容器、１０ｄ 吐出空間、１７ 開閉手段（逆止弁、リード弁）、２０ 圧縮室、３０ バイパス路（リリーフポート）、δ 側面連通隙間。

Claims (6)

1. 密閉容器内に収容した固定スクロール及び揺動スクロールを噛合わせ、前記固定スクロールに対して前記揺動スクロールを公転運動させることにより、前記両スクロールの板状渦巻歯で形成される圧縮室で圧縮された圧縮ガスを、前記固定スクロールの中心部に設けた吐出ポートから吐出空間へ吐出するスクロール圧縮機において、
   一端が圧縮室側に開口し、また、他端が吐出空間側に開口し、圧縮室側の圧力が吐出空間側の圧力より大きいとき開となり、また、小さいとき閉となる開閉手段を有する一対の第１バイパス路と、
   一端が圧縮室側に開口し、また、他端が吐出空間側に開口し、圧縮室側の圧力が吐出空間側の圧力より大きいとき開となり、また、小さいとき閉となる開閉手段を有する一対の第２バイパス路と、
   を設け、
   前記第１バイパス路は、
   前記揺動スクロールの公転により、前記両スクロールの板状渦巻歯で側面連通隙間が形成され、前記圧縮室が前記吐出ポートに連通するとき、前記側面連通隙間の圧縮ガスの流通面積が前記第１バイパス路の流通面積より大きくなるまで、前記第１バイパス路の圧縮室側の開口が、前記吐出ポートに連通した前記圧縮室に連通するように配置され、
   前記第２バイパス路は、
   該第２バイパス路と前記第１バイパス路とが同一空間となる前記圧縮室に連通する位置に配置され、かつ、当該圧縮室に前記第１バイパス路が連通を始める前に当該圧縮室に連通を開始し、当該圧縮室が前記吐出ポートに連通を始める前に当該圧縮室への連通を終了するように配置されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記第１バイパス路及び前記第２バイパス路は、
   前記固定スクロールの台板部の貫通穴であるリリーフポートであり、
   一端が圧縮室側に開口し、他端が前記吐出ポートに連通する吐出空間であって、前記固定スクロール背面の吐出空間に開口することを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 圧縮途中の圧縮ガスを導入し、この圧力を前記揺動スクロール又は前記固定スクロールの軸方向の移動に利用して、前記両スクロールの板状渦巻歯の歯先と相手側の台板部との軸方向の押圧力調整又は軸方向の隙間調整を行う機構を有するスクロール圧縮機であって、
   前記第１バイパス路及び前記第２バイパス路のうちの少なくとも一方が連通している前記圧縮室から前記圧縮ガスを導入することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記第１バイパス路及び前記第２バイパス路の内径が前記板状渦巻歯の歯厚とほぼ等しいことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかの請求項に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記圧縮室側の圧力が吐出側の圧力より大きいとき開となり、小さいとき閉となる前記開閉手段が、圧縮室側から吐出空間側へのみ圧縮ガスが流れるようにした逆止弁であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの請求項に記載のスクロール圧縮機。
6. 前記逆止弁がリード弁であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの請求項に記載のスクロール圧縮機。

Images