JPH02294583A - スクロール形圧縮機を用いた冷凍装置 - 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、スクロール形圧縮機を用いた冷凍装置に関す
る。

（従来の技術） 従来、冷凍装置に組込まれるスクロール形圧縮機は、例
えば特開昭６３−１６７０８４号公報に開示され、且つ
第４図に示すように、鏡板（Ｍ）（Ｎ）の中心郎から外
周部にかけて渦巻体（Ｂ）（Ｃ）を突設した固定及び可
動スクロール（Ｆ）（０）を備え、駆動軸（Ｋ）並びに
、その端部に一体化したカウンタウェイト（Ｗ）、これ
に突設する駆動ピン（Ｄ）に嵌合されるスイングリンク
（Ｓ）を介して前記可動スクロール（０）を固定スクロ
ール（Ｆ）に対し回動させ、渦巻外周側の吸入ボート（
Ｌ）から吸入する冷媒ガスを渦巻体（Ｂ）（Ｃ）間に仕
切られる圧縮室（Ａ）で圧縮し、渦巻中心側の吐出ポー
ト（Ｈ）から吐出するようにしている。

尚、前記可動スクロール（０）は、スラスト軸受（Ｐ）
を介して架構（Ｘ）に載置され、又、前記渦巻体（Ｂ）
（Ｃ）と鏡板（Ｘ）（Ｙ）との端面間には、加工誤差や
部材の変形等を吸収するため所定の隙間が確保されてい
る。又、スイングリンク（Ｓ）は、駆動ビン（Ｄ）に套
嵌する輸受筒（Ｇ）の下部鍔部（Ｅ）により、その下面
（Ｑ）がカウンタウェイト（Ｗ）の頂面（Ｕ）に対し浮
くように片持ち状に枢着され、又、他側に設ける規制孔
（Ｚ）に、カウンタウェイト（Ｗ）に突設するリミット
ピン（Ｒ）を遊嵌状に受け入れ、駆動ビン（Ｄ）を軸と
した一定範囲にわたる揺動を可能にして、起動時の液圧
縮で圧縮室（Ａ）に異常高圧が発生した場合等に、渦巻
体（Ｂ）（Ｃ）の壁面間に隙間を空けてその異常高圧を
吸入ポート（Ｌ）（ＩＩＩに逃がせるようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記圧縮機では，前記渦巻体（Ｂ）（Ｃ）と
鏡板（Ｍ）（Ｎ）との嬬而間や、各部材の嵌合部分に形
成された隙間により、本来可動スクロール（０）はスラ
スト軸受（Ｐ）上で傾き得るのであるが、通常運転時は
、これに打ち勝ち、可動スクロール（０）に作用する遠
心力（ｆｍ）とＦに中心倒圧縮室（Ａ）での内部圧力に
基づく力の水平成分（ｆｒ）とで各渦巻体（Ｂ）（Ｃ）
の壁面同士は密着され、かつ、前記内部圧力に基づく力
の軸方向成分（ｆｎ）で鏡板（Ｎ）の裏面はスラスト軸
受ＣＰ）に押圧されて、該可動スクロール（０）の平行
度は保たれることになる。

しかし、例えば、顕著な一例としてこの圧縮機が組込ま
れる冷凍装置において蒸発器として作用していた熱交換
器に付若した霜を除去するため冷媒流通経路を逆転させ
て霜の付ｎした熱交換器に高圧の吐出ガスを通じるとい
うデフロスト運転を行う場合等には、吐出ポート（Ｈ）
側の高圧圧力が低下し、又、これに引きずられて吸入ポ
ート（Ｌ）側の低圧圧力も低下するのであって、このよ
うに高圧圧力及び低圧圧力の低い条件下で運転を行う場
合には、圧縮室（Ａ）の内部圧力が低下して、前記各成
分（ｆｒ，ｆｎ）は小さくなり、渦巻体（Ｂ）（Ｃ）間
を密若させる径方向の接触力並びに、鏡板（Ｎ）をスラ
スト軸受（Ｐ）に押圧するスラスト方向の押圧力は弱く
なってしまう。

このため、可動スクロール（０）は不安定な状態となっ
て、第５図（イ）に示すように渦巻体（Ｂ）（Ｃ）間が
離れ、又、同図（口）に示すように可動スクロール（０
）に傾転現象が発生して、各渦巻体（Ｂ）（Ｃ）に局部
的な干渉が起こり、異常音を発生したり、該各渦巻体（
Ｂ）（Ｃ）の信頼性が低下する等の問題を招《のである
。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたちので、その
目的は、低い圧力条件下で運転を行うような場合でも、
可動スクロールの傾転現象を阻止し、異音の発生等を防
止できるスクロール形圧縮機を用いた冷凍装置を提供す
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、鏡板（３ａ）
（４ａ）の中心部から外周部にかけて渦巻体（３ｂ）（
４ｂ）を突設した固定及び可動スクロール（３）（４）
を備え、渦巻外方側の吸入ポート（１３）から吸入する
低圧ガスを前記渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間に仕切られる
圧縮室で圧縮し、渦巻中心側の吐出ポート（１４）から
高圧ガスを吐出するようにしたスクロール形圧縮機を用
いた冷凍装置において、前記吸入ポート（１３）及び叶
出ポート（１４）に常時遮断される圧縮室（ＡＭ）に、
注入口（２３）を開口して、この注入口（２３）と吐出
ガス経路（１８）との間に、吐出ガスのバイパス路（２
４）を設けると共に、高圧又は低圧圧力を検出する圧力
検出手段（２５）と、該検出手段（２５）の検出値が設
定値を越えるとき前記バイパス路（２４）を閉じ、前記
検出値が設定値を下回るとき前記バイパス路（２４）を
開＜ｒＭｒＡ手段（２６）とを設けたことを特徴とする
ものである。

（作用） 低圧力条件下で運転を行っている場合など、前記検出手
段（２５）による検出値が設定値を下回ったときには、
前記開閉手段（２６）が開放されて、前記吐出ガス経路
（１８）の高圧吐出ガスが、前記バイパス路（２４）か
ら注入口（２３）を経て、前記吸入ポート（１３）と吐
出ポート（１４）とに対し常時遮断される圧縮室（ＡＭ
）へと注入される。この圧縮室ＣＡＭ）は、吸入及び吐
出ポートのいずれにも遮断され本来ならば圧縮途上の中
間圧力領域であるが、高圧吐出ガスの注入によりその内
部が高圧領域とされる。このため、可動スクロール（４
）に臨む高圧領域が、吐出ポート（１４）に連通される
中心部の他に、この圧縮室（ＡＭ）にまで拡大されるこ
とになる。

従って、運転の圧力条件としては低いにも拘わらず、全
体として、各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間の接触力及び鏡
板（４ａ）のスラスト方向の押圧力を増すことができ、
可動スクロール（４）の平行度が保たれることになる。

（実施例） 第３図は、冷凍￥ｊＨに使用するスクロール形圧縮１（
１００）を示しており、密閉ケーシング（１）の内力上
部に、架構（２）を介して，円板形状の鏡板（３ａ）に
渦巻体（３ｂ）を突設した固定スクロール（３）と、同
じく鏡板（４ａ）に渦巻体（４ｂ）を突設した可動スク
ロール（４）とをそれぞれ噛合状態で上下対設すると共
に、前記ケーンング（１）の内方下部側には、駆動軸（
５）をもったモータ（６）を配設している。

前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）は、前記各鏡板（３ａ）
（４ａ）の中心部から外周部にかけて所定のインボリエ
ート形状に合致する螺旋形状に形成し、前記各渦巻体（
３ｂ）（４ｂ）の突出先端側には、それぞれ前記各鏡板
（３　ａ）　　（４　ａ）との間に形成される隙間を埋
めるチップシール（３ｃ）（４ｃ）を嵌合している。

また、前記固定スクロール（３）は、前記架橋（２）の
上部取付面に、固定ボル｝　（Ｂ）を介して固定支持し
、一方、前記可動スクロール（４）は、前記架橋（２）
の上部に設けたスラスト軸受（２ａ）を介して回動自由
に支持している。

そして、前記駆動軸（５）の上端部に一体に設けたカウ
ンタウェイト（７）と、このカウンタウェイト（７）に
従動されるスイングリンク（８）、並びに自転防止機構
を構成するオルグムリング（９）とを介して、前記可動
スクロール（４）を固定スクロール（３）に対し公転駆
動させ、前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間に形成される
二系統の圧縮室（１１）（１２）で冷媒の圧縮を行うよ
うにしている。

同図中、（１３）は前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）の外
周側に設けた吸入ボート、（１４）は前記固定スクロー
ル（３）の中心部に開設した吐出ポート、（ｌ５）は該
吐出ポート（１４）に配設した逆止弁である。

第２図は、以上の圧縮機（１００）を用いた冷凍装置を
示しており、この圧縮機（１００）のケー／冫グ（１）
に接続した吐出管（１６）と吸入管（ｌ７）との間に四
路切換弁（ｌ９）を介装して、室内空調等に用いる利用
側熱交換器（２０）、膨張機構（２１）及び室外設置の
熱源側熱交換器（２２）をそれぞれ接続し、暖房時は、
同図実線矢印の経路で吐出ガスを循環させて、前記利用
側熱交換器（２０）を凝縮器として又前記熱源側熱交換
器（２２）を蒸発器として作用させる一方、冷房時や、
前記した暖房時に熱源側熱交換ｉＷ　（２２）が若霜し
そのデフロスト運転を行う場合には、前記四路切換弁（
１９）の切換操作により、同図点線矢印で示す逆の経路
で吐出ガスを循環させて、前記熱源側熱交換器（２２）
を凝縮器として又前記利用側熱交換器（２０）を蒸発器
として作用させるようにしている。尚、前記デフロスト
運転時には、高圧の吐出ガスが若霜した前記熱源｛ＩＩ
ＩＭ交換器（２２）に供給されるため、該吐出ガスの圧
力が低下し、これに引きずられて低圧の吸入ガス圧力も
低下されることになる。

しかし゛Ｃ１以上の構成において、第１図に示すように
、前記各渦巻体（３ｂ）（４ｂ）間に形成される圧縮室
（１１）（１２）のうち、前記吸入ポート（１３）と吐
出ポート（１４）とに対し、常に遮断状態に保持される
中間部分の一対の圧縮室（ＡＭ）（ＡＭ）に、それぞれ
注入口（２３）（２３）を開口させる。具体的には、前
記固定スクロール（３）の渦巻体（３ｂ）の外周縁近く
の点（Ｐ１）から渦巻内面に沿って１周以上巻戻した点
に第１の注入口（２３）を、又、同じく前記固定スクロ
ール（３）の渦巻体（３ｂ）の外周縁近くの点（Ｐ２）
から渦巻外面に沿ってもう１周半以上巻戻した位置に第
２の注入口（２３）を開口するのである。尚、この例の
ように注入口を一対の圧縮室（ＡＭ）（ＡＭ）に対し対
称に一対開口すれば圧力バランスが良好にとれるが、そ
の他、図中想ｇｌ線に示すように、大きな穴径の注入口
（２３゜）を一つだけ設けて、この一つの注入口（２３
’　）を介して２つの圧縮室（ＡＭ）（ＡＭ）に高圧ガ
スを注入するようにしてもよい。

そして、第２図及び第３図に示すように、前記注入口（
２３）（２３）と、前記吐出管（ｌ６）一四路切換弁（
１９）間の吐出ガス経路（１８）との間に、吐出ガスの
バイパス路（２４）を接続する。このバイパス路（２４
）は継手管（２４ａ）を介して前記ケーシング（１）に
固定され、各注入口（２３）（２３）へは分配管（２４
ｂ）（２４ｂ）を介して接続している（第３図）。

又、通常の運転とデフロスト運転等の低圧力条件下での
運転とを判別するため、第２図に示すように、前記吐出
ガス経路（１８）に、高圧圧力を検出する圧力検出手段
（２５）を介装する。尚、高圧圧力が低下すればほとん
どの場合これにひきずられて吸入側の低圧圧力も低下す
るため、高圧圧力検出に代えて、低圧圧力を検出するよ
うにしてもよい。

更に、通常運転時のように所定の圧力が確保された状聾
では吐出ガスのバイパスによる効率低下を防止するため
、前記検出手段（２５）の検出値が設定値を越える場合
には前記バイパス路（２４）を閉じ、前記検出値が設定
値を下回るとき前記バイパス路（２４）を開く開閉手段
（２６）を設ける。この開閉手段（２６）は電磁弁（２
７）等で構成され、制御器（２８）を介して開閉される
。

斯くして、デフロスト渇転を行った場合など、吐出ガス
圧力が所定の設定値以下となった場合、前記バイパス路
（２４）が開かれて、各注入口（２３）（２３）を介し
て前記各圧縮室（ＡＭ）（ＡＭ）に高圧ガスが注入され
る。これにより前記各圧縮室（ＡＭ）ＣＡＭ）は高圧領
域となり、全体の高圧領域が拡大して各渦巻体（３ｂ）
（４ｂ）間の接触力及び鏡板（４ａ）のスラスト方向の
押圧力を増すことができ、可動スクロール（４）の傾転
が阻止できるのである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明では、吸入ボート（１３）
と吐出ポート（１４）に対して常時遮断される圧縮室（
ＡＭ）に、注入口（２３）を開口して、この注入口（２
３）と吐出ガス経路（１８）との間に、吐出ガスのバイ
パス路（２４）を設けると共に、高圧又は低圧圧力を検
出する圧力検出手段（２５）と、該検出手段（２５）の
検出値が設定値を越えるとき前記バイパス路（２４）を
閉じ、前記検出値が設定値を下回るとき前記バイパス路
（２４）を開く開閉手段（２６）とを設けたから、低い
圧力条件での運転時にも、前記可動スクロール（４）の
傾転現象を防止して、異音の発生等を低減できるに至っ
たのである。

４．図面の１′！ｉＩ車な説明 第１図は本発明の冷凍装置に使用するスクロール形圧縮
機の要部を示す平面図、第２図は同冷凍装置の配管図、
第３図はスクロール形圧縮機の全体構造を示す一部省略
縦断而図、第４図は従来例の断面図、第５図（イ）（口
）はその問題点の説明図である。

（３）●●●●●●Φ●●固定スクロール（４）●●●
●●●●●φ可動スクロール（３ａ）（４ａ）　＋１●
●Ｉ１鏡板 （３ｂ）（４ｂ）●拳●拳渦巻体 （１３）●●●●−●●−吸入ボート （１４）●●ＩＩ＋１●壷●●吐出ポート（　Ｉｇ）ｈ
ａ＊＊＊ｍ＊畳吐出ガス経路（２３）●●●Ｏ●●●●
注入口 （２　４）　　俸●●舎●拳ｅ畳バイパス路（２５）●
●の●●●轡●圧力検出手段（２６）−φ●●●●●●
開閉手段 （ＡＭ）−●φ●●●●−●圧縮室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）鏡板（３ａ）（４ａ）の中心部から外周部にかけて
   渦巻体（３ｂ）（４ｂ）を突設した固定及び可動スクロ
   ール（３）（４）を備え、渦巻外方側の吸入ポート（１
   ３）から吸入する低圧ガスを前記渦巻体（３ｂ）（４ｂ
   ）間に仕切られる圧縮室で圧縮し、渦巻中心側の吐出ポ
   ート（１４）から高圧ガスを吐出するようにしたスクロ
   ール形圧縮機を用いた冷凍装置において、前記吸入ポー
   ト（１３）及び吐出ポート（１４）に常時遮断される圧
   縮室（ＡＭ）に、注入口（２３）を開口して、この注入
   口（２３）と吐出ガス経路（１８）との間に、吐出ガス
   のバイパス路（２４）を設けると共に、高圧又は低圧圧
   力を検出する圧力検出手段（２５）と、該検出手段（２
   ５）の検出値が設定値を越えるとき前記バイパス路（２
   ４）を閉じ、前記検出値が設定値を下回るとき前記バイ
   パス路（２４）を開く開閉手段（２６）とを設けたこと
   を特徴とするスクロール形圧縮機を用いた冷凍装置。