JPH02125986A - スクロール形圧縮機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、主として冷凍装置等に使用されるスクロール
形圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、スクロール形圧縮機は、例えば特開昭５９−１８
３０９１号公報に記載され、かつ、第７図に示すように
、密閉ケーシング（Ａ）の内方上部側に、鏡板（ａ）に
渦巻体（ｂ）を突設して成る固定スクロール（Ｂ）と、
同じく鏡板（Ｃ）に渦巻体（ｄ）を突設して成る可動ス
クロール（Ｃ）とを上下対向状に組合せて架構（Ｄ）で
支持すると共に、前記ケーシング（Ａ）の内方下部側に
モータ（Ｅ）を配設し、該モータ（Ｅ）に結合された駆
動軸（Ｆ）を前記可動スクロール（Ｃ）に連動連結して
、前記モータ（Ｅ）に伴う前記駆動軸（Ｆ）の回転によ
り、前記両スクロール（Ｂ）（Ｃ）の各渦巻体（ｂ）（
ｄ）間に形成される圧縮室（ｅ）で吸入流体を圧縮し、
この圧縮流体を前記固定スクロール（Ｂ）における鏡板
（ａ）の中心部に設けた吐出孔（ｆ）から、該鏡板（ａ
）の背面側に設けた高圧チャンバー（Ｇ）へと吐出させ
るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、以上のスクロール形圧縮機では、前記固定ス
クロール（Ｂ）における鏡板（ａ）の全背面側に高圧チ
ャンバー（Ｇ）が形成され、該高圧チャンバー（Ｇ）に
吐出された吐出流体による高圧圧力が、前記鏡板（ａ）
の背面側全面に付与されることから、この鏡板（ａ）に
下方側への挟み（通常３０〜５０μｍ）が発生し、前記
各渦巻体（ｂ）（ｄ）と各鏡板（ａ）（ｃ）との対向面
間に隙間が生じて、シール性を損ない、圧縮効率を低下
させたりする問題があった。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、その
目的は、前記固定スクロールに撓みを低減して、各渦巻
体と各鏡板との対向面間を確実にンールして、圧縮効率
を高めることができるスクロール形圧縮機を提供するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、ケーシング（
１）に、鏡板（２１）（３１）に渦巻体（２２）（３２
）をそれぞれ突設した固定及び可動スクロール（２）（
３）を対向状に組合せて内装し、前記渦巻体（２２）（
３２）間に形成する圧縮室（７）で吸入流体を圧縮して
、前記固定スクロール（２）の鏡板（２１）の中心部に
設けた吐出孔（２３）から吐出するようにしたスクロー
ル形圧縮機において、１ｌｉｆ記固定スクロール（２）
の背面側に、該背面側を第１室（８１）と第２室（８２
）とに区画する仕切壁（９）を設けると共に、前記固定
スクロール（２）における鏡板（２１）の中心部に、前
記仕切壁（９）を貫通し、前記第１室（８１）に臨む突
出部（２４）を設け、該突出部（２４）に設ける吐出孔
（２３）を前記第１室（８１）に開口させる一方、前記
第２室（８２）を前記圧縮室（７）の吸入側に開口する
前記ケーシング（１）内に連通させたことを特徴とする
ものである。

（作用） 以上のスクロール形圧縮機では、前記固定スクロール（
２）の背面側が仕切壁（９）により第１室（８１）と第
２室（８２）とに区画されて、この第１室（８１）内に
前記圧縮室（７）で圧縮された高圧流体が前記吐出孔（
２３）を介して吐出され、前記第２室（８２）は前記圧
縮室（７）の吸入側で低圧域に開放される。また、前記
固定スクロール（２）の鏡板（２１）には、その中心部
に突出部（２４）が形成され、該突出部（２４）が前記
第１室（８１）に露出されるのであり、従って、前記固
定スクロール（２）には、前記突出部（２４）の前記第
１室（８１）に臨む端面だけに、吐出流体による高圧圧
力が作用することとなり、一方、前記突出部（２４）が
突出される鏡板（２１）の中心部位には、前記圧縮室（
７）で圧縮された吐出直前の高圧流体が作用することに
なるため、この高圧流体による圧力と、前記突出部（２
４）の端面に付与される圧力とが互いに相殺され、前記
固定スクロール（２）の撓みが低減され、前記両スクロ
ール（２）（３）の各鏡板（２１）　　（３１）と各渦
巻体（２２）（３２）との対向面が確実にンールされる
のである。

（実施例） 第１図に示したスクロール形圧縮機は、密閉構造とされ
たケーシング（１）の内方上部に、鏡板（２１）に渦巻
体（２２）を突設して成る固定スクロール（２）と、同
じく鏡板（３１）に渦巻体（３２）を突設して成る可動
スクロール（３）とを、それぞれ上下対向状に組合せて
架構（４）で支持すると共に、前記ケーシング（１）の
内方下部側に、ステータ（５１）とロータ（５２）とか
ら成るモータ（５）を配設して、該モータ（５）のロー
タ（５２）に結合した駆動軸（６）の上部側を、前記可
動スクロール（３）に連動連結させて、前記モータ（５
）に伴う前記駆動軸（６）の回転により、前記各渦巻体
（２２）（３２）間に形成される圧縮室（７）で吸入流
体を圧縮し、この圧縮流体を前記固定スクロール（２）
における鏡板（２１）の中心部に設けた吐出孔（２３）
から、前記ケーシング（１）の内方上部側に形成した高
圧チャンバー（８）に吐出するようにしている。

しかして以上のようなスクロール形圧縮機において、前
記ケーシング（１）の内部で固定スクロール（２）の上
部側に仕切壁（９）を設けて、該仕切壁（９）で前記高
圧チャンバー（８）の内方上下部位を、第１室（８１）
と第２室（８２）とに画成すると共に、前記固定スクロ
ール（２）における鏡板（２１）の中心部に、上方に向
けて突出する突出部（２４）を一体に設ける一方、前記
仕切壁（９）の中心部に挿通孔（９１）を開設して、該
挿通孔（９１）から前記突出部（２４）を、その端面を
前記第１室（８１）に臨ませて挿通支持させる。

そして、前記固定スクロール（２）に設けた突出部（２
４）に、前記圧縮室（７）の中心部位に臨む前記吐出孔
（２３）を形成して、前記圧縮室（７）で圧縮の圧縮流
体を、前記吐出孔（２３）から前記第１室（８１）へと
吐出するようになすと共に、前記第２室（８２）を前記
圧縮室（７）の吸入側で前記ケーシング（１）の低圧域
に開放させるようにしたのである。

又、前記仕切壁（９）の挿通孔（９１）は、該仕切壁（
９）の中央一部を下方側に筒状に折曲げて形成し、この
筒状の折曲部位と前記固定スクロール（２）の突出部（
２４）との間に、リング状のシール部材（１０）を介装
させ、該シール部材（１０）で前記各室（８１）（８２
）を気密状に区画するようになすのである。

以」−の構成とするときには、前記圧縮室（７）で圧縮
された高圧流体が、前記吐出孔（２３）から前記第１室
（８１）へと吐出されて、この第１室（８１）が高圧と
なり、一方、前記第２室（８２）は、前記圧縮室（７）
の吸入側で前記ケーシング（１）の低圧域に開放され、
前記第２室（８２）が低圧に保持される。

又、前記固定スクロール（２）における鏡板（２１）の
中心部には、前記突出部（２４）が形成され、この突出
部（２４）の端面が前記第１室（８１）に露出されてい
ることから、前記固定スクロール（２）には、前記突出
部（２４）の前記第１室（８１）に臨む端面だけに、吐
出流体による高圧圧力が下方に向けて作用することとな
り、一方、前記突出部（２４）が突出される鏡板（２１
）の中心部位には、前記圧縮室（７）で圧縮された吐出
直前の高圧流体が上方に向けて作用することになるため
、この高圧流体による上方への圧力と、前記突出部（２
４）の端面に付与される下方への圧力とが互いに相殺さ
れ、前記固定スクロール（２）の撓みが低減されるので
ある。

次に、前記突出部（２４）が第１室（８１）に対面する
面積、即ち、該突出部（２４）に高圧圧力が作用する面
積（Ａ）を、具体的にいかに定めるかについて、その設
計手順を説明する。

第２図に示すように、上向き方向を正とし、固定スクロ
ール（２）の鏡板（２１）に上向きに作用する力（Ｆ）
を、圧縮室（７）の内部圧力に基づ（上向きの力（Ｆｇ
）、吐出圧力たる高圧圧力（Ｐｄ）及び吸入圧力たる低
圧圧力（Ｐｓ）で表すと、次式■で表示される。

Ｆ＝Ｆｇ−Ａｓ　（Ｐｄ−Ｐｓ）　　・−−−■ここで
、前記内部圧力に基づく力（Ｆ　ｇ）は、低圧圧力（Ｐ
ｓ）と高圧圧力（Ｐｄ）との関数で表され（次式■）、
第３図に示すように高圧圧力（Ｐｄ）が同一でも低圧圧
力（Ｐｓ）が増大すれば大きくなり、又、低圧圧力（Ｐ
ｓ）が同一でも高圧圧力が増大すれば大きくなる。

Ｆｇ＝ｆｕｎｃ、（Ｐｓ、Ｐｄ）　・・−■一方、低圧
圧力（Ｐｓ）及び高圧圧力（Ｐｄ）は、第４図に示すよ
うに、この種圧縮機の典型適用例たる空気調和機の使用
範囲により、その上限（Ｐｓｉ、Ｐｄ１）及び下限（Ｐ
ｓ３．Ｐｄ４）が規制される。このため、前記内部圧力
に基づく力（Ｆ　ｇ）は、第３図中斜線を施した範囲内
で変化することになる。

このように、内部圧力に基づく力（Ｆ　ｇ）は、低圧圧
力（Ｐｓ）と高圧圧力（Ｐｄ）との関数で与えられ、し
かも、これら低圧圧力（Ｐｓ）及び高圧圧力（Ｐｄ）は
ある変化範囲をもつため、結局、固定スクロール（２）
の鏡板（２１）に作用する力（Ｆ）は、ある設定面積（
Ａ）に対して、低圧圧力（Ｐｄ）と高圧圧力（Ｐｄ）と
の関数で与えられ（次式■）、これら低圧及び高圧圧力
（Ｐｓ、Ｐｄ）の条件いかんで、一定の変化範囲をもつ
ことになる。

Ｆ＝ｆｕｎｃ、（Ｐｓ、Ｐｄ）　　−■今、この力（Ｆ
）の変化範囲における最大値をＦｍａＸ１最小値をＦｍ
１ｎとおくと、これらは、面積（Ａ）が小さいと、該面
積（Ａ）以外の鏡板（２１）上面部分の低圧圧力作用面
が拡大して、第１室（８１）側からの下向き力よりも圧
縮室（７）側からの上向き力が勝るため、正の値となり
、鏡板（２１）には上向きの力が作用することになる。

一方、面積（Ａ）が大きいと、逆に圧縮室（７）側から
の上向き力が第１室（８１）側からの下向き力よりも勝
るため、負の値をとり、鏡板（２１）には下向きの力が
作用することになる。この関係を、前記突出部（２４）
が円形である場合について、その面積（Ａ）に見合った
直径（Ｄ＝［ＴＸ７了）を、渦巻体（２１又は３２）の
渦巻ピッチ（ｐ）で除した変数（Ｄ／ｐ）で表すと、第
５図に示すようになり、Ｄ／ｐの増大に伴い、Ｆｍａｘ
及びＦｍ１ｎは小さくなり、ある値を越えると、正から
負に転じることになる。

尚、前記ピッチ（ｐ）は、渦巻体を構成するインボリュ
ートの基礎円の円周である。又、第５図の目盛りは、一
般的な５馬力程度の圧縮機の具体的数値例である。

こうして、上記したＤ／ｐによりＦｍａｘ及びＦｍ１ｎ
の値は変化するが、結局、これらの値の絶対値ＩＦｍａ
ｘｌ　　ｌＦｍ１ｎｌの大きい方が、そのＤ／ｐにおけ
る最大の力ＩＦ＋として評価できることになるため、第
６図に示すように、この力の絶対値ＩＦ＋が、許容値以
下に収まるように、上記Ｄ／ｐひいては面積（Ａ）を設
定すればよいこととなるのである。因みに、ＩＦｌの許
容値を、２５０ｋｇｆとした場合、直径（Ｄ）の範囲は
、 １、７　・　ｐ　　≦　　Ｄ　　≦　　３．４　・　ｐ
・・・・■となる。尚、この許容値２５０ｋｇｆ以下な
らば、実際上固定スクロール（２）の鏡板（２１）の撓
みは殆ど問題とならないものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明にかかるスクロール形圧縮
機では、固定スクロール（２）の背面側に、該背面側を
第１室（８１）と第２室（８２）とに区画する仕切壁（
９）を設けると共に、前記固定スクロール（２）におけ
る鏡板（２１）の中心部に、前記仕切壁（９）を貫通し
て前記第１室（８１）に臨む突出部（２４）を設け、こ
の突出部（２４）に設ける吐出孔（２３）を前記第１室
（８１）に開口させる一方、前記第２室（８２）を前記
圧縮室（７）の吸入側に開口する前記ケーゾング（１）
内に連通させたから、前記固定スクロール（２）に撓み
が発生するのを低減できて、前記固定及び可動スクロー
ル（２）（３）の各鏡板（２１）（３１）と各渦巻体（
２２）（３２）との対向面間を確実にシールして、圧縮
効率を高め得るに至ったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明スクロール形圧縮機の縦断面図、第２図
〜第６図は突出部の大きさを定めるときの説明図であっ
て、第２図は固定スクロールに作用する力を示す図、第
３図は低圧圧力と圧縮室内圧に基づく力との関係図、第
４図は空気調和機への適用時の低圧及び高圧圧力の使用
範囲を示す図、第５図は固定スクロールに作用する力の
最大値及び最小値の変化を示す図、第６図はその絶対値
の変化を示す図であり、第７図は従来例を示す断面図で
ある。 （１）・・・・ （２）・１・ （２１）・１ （２２）・・・ （２３）・・・ （２４）・・・ （３）・・・・ （３１）・・・ （３２）・・・ （７）・・・・ （８１）−−拳 （８２）・・・ （９）・１１＠・ Ｑケーシング ・固定スクロール ・鏡板 ・渦巻体 ・吐出孔 ・突出部 ・可動スクロール ・鏡板 ・渦巻体 ・圧縮室 ・第１室 ・第２室 自仕切壁 」 確頃嬰代と 瞭

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）　ケーシング（１）に、鏡板（２１）（３１）に渦
   巻体（２２）（３２）をそれぞれ突設した固定及び可動
   スクロール（２）（３）を対向状に組合せて内装し、前
   記渦巻体（２２）（３２）間に形成する圧縮室（７）で
   吸入流体を圧縮して、前記固定スクロール（２）の鏡板
   （２１）の中心部に設けた吐出孔（２３）から吐出する
   ようにしたスクロール形圧縮機において、前記固定スク
   ロール（２）の背面側に、該背面側を第１室（８１）と
   第２室（８２）とに区画する仕切壁（９）を設けると共
   に、前記固定スクロール（２）における鏡板（２１）の
   中心部に、前記仕切壁（９）を貫通し、前記第１室（８
   １）に臨む突出部（２４）を設け、該突出部（２４）に
   設ける吐出孔（２３）を前記第１室（８１）に開口させ
   る一方、前記第２室（８２）を前記圧縮室（７）の吸入
   側に開口する前記ケーシング（１）内に連通させている
   ことを特徴とするスクロール形圧縮機。