JPH03260390A - scroll compressor - Google Patents

scroll compressor

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Publication number
JPH03260390A
JPH03260390A JP6048190A JP6048190A JPH03260390A JP H03260390 A JPH03260390 A JP H03260390A JP 6048190 A JP6048190 A JP 6048190A JP 6048190 A JP6048190 A JP 6048190A JP H03260390 A JPH03260390 A JP H03260390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fixed scroll
scroll
wrap
bypass
end plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP6048190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Sakurai
和夫 櫻井
Takahiro Tamura
田村 貴寛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP6048190A priority Critical patent/JPH03260390A/en
Publication of JPH03260390A publication Critical patent/JPH03260390A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、渦巻状ラップを夫々有する固定スクロールと
旋回スクロールとを噛み合わせ、旋回スクロールを自転
なしに固定スクロールに対して旋回運動させることによ
り、これらスクロールの渦巻状ラップ間に形成される対
をなす密閉室が逐次容積を減じ、これにより、吸入され
たガスが圧縮され、固定スクロール中央の吐出口から吐
出されるようになっているスクロール圧縮機に係り、更
に詳しく言えば吐出容量を変更するためのスクロール圧
縮機の容量制御に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention is characterized by meshing a fixed scroll and an orbiting scroll, each having a spiral wrap, and causing the orbiting scroll to orbit relative to the fixed scroll without rotating. , a pair of sealed chambers formed between the spiral wraps of these scrolls gradually reduces the volume, so that the sucked gas is compressed and discharged from the central discharge port of the fixed scroll. The present invention relates to a compressor, and more specifically, relates to capacity control of a scroll compressor for changing the discharge capacity.

[従来の技術] 上記のように吐出容量が制御できるスクロール圧縮機は
、例えば、特開昭64−45987号公報、同64−4
5988号公報等に開示されている。特開昭64−45
987号のスクロール圧縮機は、吐出容量を制御するた
めに、密閉室が最大容積となる旋回スクロールの旋回角
度からアンロード運転(容量低減運転)に見合った所定
の旋回角度だけ進んだ旋回角度位置において、対をなす
各密閉室に対して旋回スクロールの旋回運動により同時
に閉じ終わるような少なくとも一対のバイパス穴であっ
て吸入室に対しては通じているバイパス穴を固定スクロ
ールの端板に設け、これらの各バイパス穴を介しての吸
入室と各密閉室との間の連通を同時に開閉するための夫
々のピストンを各バイパス穴に設け、これらピストンの
背面に該ピストンの開閉動作用のガス圧を作用させるた
めのガス導入路が設けられている。
[Prior Art] Scroll compressors whose discharge capacity can be controlled as described above are disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publications No. 64-45987 and No. 64-4.
It is disclosed in Japanese Patent No. 5988 and the like. Unexamined Japanese Patent Publication 1986-45
In order to control the discharge capacity, the scroll compressor No. 987 has a turning angle position that is advanced by a predetermined turning angle commensurate with unloading operation (capacity reduction operation) from the turning angle of the turning scroll at which the closed chamber has the maximum volume. wherein at least one pair of bypass holes are provided in the end plate of the fixed scroll, the bypass holes communicating with the suction chamber being closed simultaneously by the orbiting motion of the orbiting scroll for each of the sealed chambers forming the pair; Each bypass hole is provided with a respective piston for simultaneously opening and closing the communication between the suction chamber and each sealed chamber via each of these bypass holes, and gas pressure for opening and closing the piston is provided on the back surface of each piston. A gas introduction path is provided for the action of the gas.

また、特開昭64−45988号は、同様に容量を制御
するために、各バイパス穴を固定スクロールの@破の外
側でバイパス管で結び、これらのバイパス管に開閉弁を
設けた容量制御型のスクロール圧縮機に係るものである
Furthermore, in order to similarly control the capacity, JP-A No. 64-45988 discloses a capacity control type in which each bypass hole is connected by a bypass pipe on the outside of the fixed scroll hole, and these bypass pipes are provided with on-off valves. This relates to a scroll compressor.

上記のように構成したスクロール圧縮機において、これ
らのバイパス穴をピストンを押し下げることにより又は
開閉弁を閉じることにより遮断すると、バイパスするガ
スがないので、最大容積の圧縮室形成当初からガスの圧
縮を開始し、従来の圧縮機と同様に全負荷運転となる。
In the scroll compressor configured as described above, if these bypass holes are shut off by pushing down the piston or closing the on-off valve, there is no gas to bypass, so gas compression is stopped from the beginning when the maximum volume compression chamber is formed. The compressor starts and operates at full load like a conventional compressor.

これに対して、バイパス穴をピストン又は開閉弁を開に
して連通させると最大容積の圧縮室の形成時から旋回ス
クロールがバイパス穴を塞ぐ位置まで旋回するまでは、
ガスは吸入室にバイパスして圧縮されず、旋回スクロー
ルのそれ以降の旋回によってのみガスは圧縮される。し
たがって、吐出容量も少なくなり、アンロード運転とな
る。
On the other hand, when the bypass hole is opened and communicated with the piston or on-off valve, from the time when the maximum volume compression chamber is formed until the orbiting scroll rotates to the position where the bypass hole is closed,
The gas is bypassed to the suction chamber and is not compressed; only subsequent turns of the orbiting scroll compress the gas. Therefore, the discharge capacity also decreases, resulting in an unload operation.

[発明が解決しようとする課題] ところで、前者のスクロール圧縮機においては、アンロ
ード運転時には、圧縮される作動ガスは。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, in the former scroll compressor, during unload operation, the working gas to be compressed is as follows.

スプリングの付勢力に打ちかって固定スクロールのラッ
プ間をバイパスするのであるが、バイパスすることによ
りラップ間の密閉室内の圧力は吸入圧力に近づき、そう
すると、ピストンはスプリングによりバイパス穴を閉ぐ
方向へ押され、作動ガスは効率よくバイパスできなくな
り、損失も大きくなる。また固定スクロールのラップ外
線巻き終り点が両スクロールラップ間の密閉室が最大容
積となるところ又はそれより僅かに先のところに在る様
な、即ち、固定スクロールのラップ外線がその様な所ま
でしか延びていない様な、ラップ渦巻形状を固定スクロ
ールが有する場合(第2図のような固定スクロールラッ
プ形状の場合)には、ラップを介して吸入室と密閉室を
連通ずる該公報記載の如き一対のバイパス穴を固定スク
ロール端板に配設することはできない。
The biasing force of the spring causes a bypass between the wraps of the fixed scroll, but by bypassing, the pressure in the sealed chamber between the wraps approaches the suction pressure, and the piston is then pushed by the spring in the direction of closing the bypass hole. As a result, the working gas cannot be bypassed efficiently and losses increase. In addition, the end point of the wrap outer line of the fixed scroll is at or slightly beyond the point where the sealed chamber between both scroll wraps has the maximum volume, that is, the wrap outer line of the fixed scroll reaches such a point. When the fixed scroll has a wrapped spiral shape that extends only a short distance (in the case of a fixed scroll wrapped shape as shown in Fig. 2), the suction chamber and the sealed chamber are communicated through the wrap as described in the publication. A pair of bypass holes cannot be provided in the fixed scroll end plate.

他方、後者のスクロール圧縮機においては、バイパス管
が設けられているので、フルロード運転時、バイパス管
内中に作動ガスが充満し、このガスの再膨張による干渉
があり、このため体積効率の低下による能力減、又、作
動空間の温度上昇による吐出ガス温度上昇、モータ巻線
温度の上昇等の問題がある。
On the other hand, in the latter type of scroll compressor, since a bypass pipe is provided, during full-load operation, the bypass pipe is filled with working gas, and there is interference due to re-expansion of this gas, resulting in a decrease in volumetric efficiency. There are also problems such as a decrease in capacity due to the increase in temperature of the working space, an increase in the temperature of the discharged gas, and an increase in the temperature of the motor windings.

本発明の目的は、前述の公知の容量制御スクロール圧縮
機における前記の諸種の問題点、特に無駄な損失という
問題点を解決すべくなされたものである。すなわち、本
発明はアンロード運転時には、作動ガスは圧損なく確実
にバイパスでき、また全負荷運転時にはバイパス管に因
る作動ガスの干渉のないスクロール圧縮機を提供するこ
とを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the various problems mentioned above in the known capacity control scroll compressor, particularly the problem of unnecessary losses. That is, an object of the present invention is to provide a scroll compressor in which working gas can be reliably bypassed without pressure loss during unload operation, and there is no interference with the working gas due to a bypass pipe during full load operation.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記課題を解決するために、特許請求の範囲
の各請求項に記載のスクロール圧縮機を提供するもので
ある。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides a scroll compressor as set forth in each claim.

[作   用] 制御ピストン弁作動用の圧力を制御ピストン弁の背面に
作用させると、ピストン弁は全バイパス穴を閉塞する。
[Function] When the pressure for actuating the control piston valve is applied to the back surface of the control piston valve, the piston valve closes all bypass holes.

したがってバイパスするガスはなく、全負荷運転すなわ
ちフルロード運転ができる。
Therefore, there is no gas to bypass and full load operation is possible.

この場合、従来のようなバイパス管が設けられていない
ので、前述したような作動ガスの再膨張による干渉がな
い。
In this case, since a bypass pipe as in the conventional case is not provided, there is no interference due to re-expansion of the working gas as described above.

制御ピストン便作動用の圧力を下げ、又は無くすと、制
御ピストン弁は開き、バイパス路が連通ずる。したがっ
てアンロード運転となる。
When the pressure for actuating the control piston is reduced or eliminated, the control piston valve opens and the bypass passage opens. Therefore, it becomes an unload operation.

[実 施 例] 以下、本発明の詳細な説明する。[Example] The present invention will be explained in detail below.

第1図は本発明を実施した密閉形スクロール圧縮機の全
体構造断面図を示す。
FIG. 1 shows a sectional view of the entire structure of a hermetic scroll compressor embodying the present invention.

第1図において、密閉容器1内の上方には圧縮機部2が
、下方には電動機3がそれぞれ配設され、また密閉容器
lの底部には潤滑の油溜り4が形成されている。前記圧
縮機部2は、端板上にうず巻状のラップ5aを有する固
定スクロール5と、同じく端板上にうず巻状のラップ6
aを有する旋回スクロール6と、固定スクロール5と一
体化され旋回スクロール6を支持するフレーム7とを具
え、固定スクロール5および旋回スクロール6のランプ
同志を噛み合わせた構成となっている。また旋回スクロ
ール6とフレーム7との間には、旋回スクロール6゛の
自転を防止するオルダム機構8が設けられている。電動
機3は密閉容器1に圧入締結され、クランク軸9を介し
て旋回スクロール6を旋回運動させるようになっている
。クランク軸9はフレーム7に設けた上部主軸受10と
下部主軸受11とで支持され、そのクランクピンは旋回
スクロール6の背面に設けた旋回軸受12と嵌合されて
いる。
In FIG. 1, a compressor section 2 is disposed above and an electric motor 3 is disposed below inside a closed container 1, and an oil reservoir 4 for lubrication is formed at the bottom of the closed container 1. The compressor section 2 includes a fixed scroll 5 having a spiral wrap 5a on the end plate, and a spiral wrap 6 on the end plate.
The rotating scroll 6 has a frame 7 that is integrated with the fixed scroll 5 and supports the orbiting scroll 6, and the lamps of the fixed scroll 5 and the orbiting scroll 6 are engaged with each other. Further, an Oldham mechanism 8 is provided between the orbiting scroll 6 and the frame 7 to prevent rotation of the orbiting scroll 6'. The electric motor 3 is press-fitted into the closed container 1 and rotates the orbiting scroll 6 via the crankshaft 9. The crankshaft 9 is supported by an upper main bearing 10 and a lower main bearing 11 provided on the frame 7, and its crank pin is fitted into an orbiting bearing 12 provided on the back surface of the orbiting scroll 6.

クランク軸9内には上部主軸受10.下部主軸受11お
よび旋回軸受12へ潤滑油を導く給油通路13が設けら
れ、かつ電動機3の軸(クランク軸)9の下端には油溜
り4の潤滑油を吸い上げて前記給油通路13へ送り込む
給油装置14が設けられている。
Inside the crankshaft 9 is an upper main bearing 10. A lubricant passage 13 is provided to guide lubricating oil to the lower main bearing 11 and the swing bearing 12, and at the lower end of the shaft (crankshaft) 9 of the electric motor 3, a lubricant is provided to suck up the lubricating oil from the oil reservoir 4 and send it to the lubricant passage 13. A device 14 is provided.

前記の圧縮機部2は、旋回スクロール6が電動機3で駆
動されるクランク軸9を介して旋回運動せしめられると
、旋回スクロール6と固定スクロール5とにより形成さ
れる対称的な対をなす密閉空間(圧縮室)がスクロール
中心方向に移動するに従って容積を減少して、吸入した
冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷媒ガスは固定スクロ
ールの端板の中央に設けられた吐出口16から密閉容器
内の上部空間17へ吐出される。
In the compressor section 2, when the orbiting scroll 6 is rotated via a crankshaft 9 driven by an electric motor 3, a symmetrical pair of closed spaces formed by the orbiting scroll 6 and the fixed scroll 5 are formed. As the compression chamber moves toward the center of the scroll, its volume decreases to compress the sucked refrigerant gas. The compressed refrigerant gas is discharged from a discharge port 16 provided at the center of the end plate of the fixed scroll to an upper space 17 within the closed container.

また、旋回スクロールの背面には、圧縮行程の冷媒ガス
を導かれる中間圧室15が形成されている。中間圧室1
5の圧力は冷媒ガスの吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力
であり、スクロールのm動部への給油が吐出圧力と中間
室圧力との差圧を利用して行われる。潤滑油は給油装置
14により給油通路13を通り、下部主軸受11、上部
主軸受10および旋回軸受12を潤滑した後、中間圧室
15を経て圧縮室に流入し、冷媒ガスと混合した状態で
固定スクロール5の中央に設けた吐出口16より密閉容
器l内の上部空間17へ吐出する。
Furthermore, an intermediate pressure chamber 15 is formed on the back surface of the orbiting scroll to which refrigerant gas for the compression stroke is guided. Intermediate pressure chamber 1
The pressure No. 5 is an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure of the refrigerant gas, and oil supply to the m moving part of the scroll is performed using the differential pressure between the discharge pressure and the intermediate chamber pressure. The lubricating oil passes through the oil supply passage 13 by the oil supply device 14, lubricates the lower main bearing 11, the upper main bearing 10, and the swing bearing 12, and then flows into the compression chamber via the intermediate pressure chamber 15, where it is mixed with refrigerant gas. The liquid is discharged from a discharge port 16 provided at the center of the fixed scroll 5 into an upper space 17 within the closed container l.

フレーム7と密閉容器1の内側壁との間には、フレーム
7の外周部に軸方向(上下方向)に延びる溝18を設け
ることによって、前記の上部空間17中の冷媒ガスを圧
縮機部2の下方の空間へ導くようになっている。
A groove 18 extending in the axial direction (vertical direction) is provided between the frame 7 and the inner wall of the airtight container 1 on the outer periphery of the frame 7, so that the refrigerant gas in the upper space 17 can be transferred to the compressor section 2. It is designed to lead to the space below.

第1図中、20は密閉容器1を貫通して、@閉容器1の
外部から圧縮機部2の吸入側に冷媒ガスを導くための吸
入管である。21は密閉容器1内の圧縮機部2と電動機
3との間の空間に接続された吐出管であり、この吐出管
から圧縮された冷媒ガスが密閉容器1の外部へ流出する
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a suction pipe for penetrating the closed container 1 and guiding refrigerant gas from the outside of the closed container 1 to the suction side of the compressor section 2. Reference numeral 21 denotes a discharge pipe connected to a space between the compressor section 2 and the electric motor 3 in the closed container 1, and compressed refrigerant gas flows out of the closed container 1 from this discharge pipe.

さらに1本実施例においては、第1図、第2図に示すよ
うに、固定スクロール5の端板には、−対のバイパス穴
5bと5b′、および5cと5c’が設けられている。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the end plate of the fixed scroll 5 is provided with a pair of bypass holes 5b and 5b' and a pair of bypass holes 5c and 5c'.

これらのバイパス穴は、密閉室が最大容積となる旋回ス
クロール旋回角度からアンロード運転に見合った所定の
旋回角度だけ進んだ旋回位置において、前記対称的な対
をなす密閉室に対して、旋回スクロールの旋回運動によ
り同時に閉し終るような一対の第工のバイパス穴5bお
よび5Cを、夫々、固定スクロールラップ58内線およ
び外線沿いに設け、又、密閉室が最大容積となる密閉室
内に前記固定スクロールラップ5a内線沿いのバイパス
穴5bに対応する第2のバイパス穴5b’を固定スクロ
ールラップ内線沿いに設け、同様に、前記固定スクロー
ルラップ5a外線沿いのバイパス穴5cに対応する第2
のバイパス穴5c’を固定スクロールラップ5a外線沿
いに設けである。バイパス穴5b′、 5c’は、夫々
These bypass holes are located at a rotation position where the orbiting scroll has advanced by a predetermined rotation angle commensurate with the unloading operation from the orbiting scroll rotation angle at which the sealed chamber reaches its maximum capacity. A pair of first bypass holes 5b and 5C are provided along the inner line and outer line of the fixed scroll wrap 58, respectively, so that they can be closed simultaneously by the turning movement of the fixed scroll. A second bypass hole 5b' corresponding to the bypass hole 5b along the inner line of the fixed scroll wrap 5a is provided along the inner line of the fixed scroll wrap, and a second bypass hole 5b' corresponding to the bypass hole 5c along the outer line of the fixed scroll wrap 5a is similarly provided.
A bypass hole 5c' is provided along the outer line of the fixed scroll wrap 5a. Bypass holes 5b' and 5c' are respectively.

バイパス穴5b、5cから固定スクロールラップの巻き
角が夫々2πラジアン又は略2πラジアン進んだ位置に
設けられている。これらの穴5b。
The winding angle of the fixed scroll wrap is provided at a position advanced by 2π radians or approximately 2π radians from the bypass holes 5b and 5c, respectively. These holes 5b.

5b′、5c、5c’はラップの内外線に沿って複数個
形成されている。尚、バイパス穴の径は、ラップ6aの
厚さSより小さく設定されている。
A plurality of 5b', 5c, and 5c' are formed along the inner and outer lines of the wrap. Note that the diameter of the bypass hole is set smaller than the thickness S of the wrap 6a.

第3図は、第2図において矢視A−Aでみた断面図であ
る。同図に示されているように、対をなすバイパス穴5
b、5b’は、固定スクロール端板内にて一個の制御ピ
ストン弁22で開閉されるようになっている連通穴5d
で結ばれている。すなわち、バイパス穴5b、5b’を
連通ずるための連通穴5dを固定スクロール端板に設け
、この穴5d内に、バイパス穴5b、5b’を同時に開
閉するための制御ピストン弁22が設けられている。
FIG. 3 is a sectional view taken along arrow A-A in FIG. 2. As shown in the figure, a pair of bypass holes 5
b, 5b' are communication holes 5d that are opened and closed by one control piston valve 22 in the fixed scroll end plate.
are tied together. That is, a communication hole 5d for communicating the bypass holes 5b, 5b' is provided in the fixed scroll end plate, and a control piston valve 22 for simultaneously opening and closing the bypass holes 5b, 5b' is provided in the hole 5d. There is.

そして制御ピストン弁22と固定スクロール5に設けた
台座との間には、ピストン22を開の方向へ押圧す各ス
プリング23が介装されている。また制御ピストン弁2
2の動作用の圧力ガスを制御弁22の背面に作用させる
ためのガス通路管24が設けられている。対をなす他の
バイパス穴5c。
Each spring 23 that presses the piston 22 in the opening direction is interposed between the control piston valve 22 and a pedestal provided on the fixed scroll 5. Also control piston valve 2
A gas passage pipe 24 is provided for applying pressure gas for the second operation to the back surface of the control valve 22. Another pair of bypass holes 5c.

5c’にも上記した構造と同じ構造を有する制御ピスト
ン弁、スプリング、ガス通路管が設けられている。これ
らのガス通路管24は、第1実施例では第1図に示すよ
うに、開閉弁25.26を介して、圧縮機の吸入側と吐
出側にそれぞれ連通されている。
5c' is also provided with a control piston valve, a spring, and a gas passage pipe having the same structure as described above. In the first embodiment, these gas passage pipes 24 are communicated with the suction side and the discharge side of the compressor via on-off valves 25 and 26, respectively, as shown in FIG.

次に上記実施例の動作について説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.

電動機3によりクランク#lI9を介して旋回スクロー
ルを旋回運動させると、吸入管2oから吸入されたガス
例えば冷媒ガスは固定スクロール5と旋回スクロール6
との作用で圧縮された後、固定スクロール5の中央に設
けられた吐出口16から密閉容器上の上部空間17に吐
出される。この吐出された冷媒ガスはフレーム7に設け
た通路18を通って圧縮機部の下方の空間、すなわち、
フレーム7と電動機3との間の空間に流入し、吐出管2
1から密閉容器1の外に流出する。
When the electric motor 3 causes the orbiting scroll to orbit through the crank #lI9, the gas sucked from the suction pipe 2o, such as refrigerant gas, is transferred to the fixed scroll 5 and the orbiting scroll 6.
After being compressed by the action of the fixed scroll 5, it is discharged from the discharge port 16 provided at the center of the fixed scroll 5 into the upper space 17 above the closed container. This discharged refrigerant gas passes through the passage 18 provided in the frame 7 and enters the space below the compressor section, i.e.
It flows into the space between the frame 7 and the electric motor 3, and the discharge pipe 2
1 to the outside of the closed container 1.

さて、フルロード運転(全負荷運転)時には、吸入側と
結ばれた開閉弁25は閉しておき、吐出側と結ばれた開
閉弁26は開いておく。こうすることにより制御弁22
の背面には、吐出圧力ガスが作用するため、制御弁はバ
イパス大側に押し下げられた状態となり、それぞれのバ
イパス穴5bと5b′、および5cと5c’は連通され
ていない状態となる。これにより、圧縮機はフルロード
運転状態となる。
Now, during full load operation (full load operation), the on-off valve 25 connected to the suction side is closed, and the on-off valve 26 connected to the discharge side is kept open. By doing this, the control valve 22
Since the discharge pressure gas acts on the back side of the control valve, the control valve is pushed down to the large bypass side, and the bypass holes 5b and 5b' and 5c and 5c' are not communicated with each other. This puts the compressor into full load operation.

他方、アンロード運転の場合には、開閉弁25を開き、
開閉弁26を閉しることにより、制御弁22の背面に吸
入圧力ガスを導入する。この場合、スプリング23の力
と密閉室内のガス圧とにより、制御弁22は押し上げら
れた状態となり、バイパス穴5bと5b′、および5c
と5c’は連通された状態となる。これにより圧縮機は
アンロード運転となる。すなわち、密閉室の冷媒ガスは
、バイパス穴5bから5b’へ、また、5cから5c’
へバイパスされアンロード運転となる。
On the other hand, in the case of unloading operation, the on-off valve 25 is opened,
By closing the on-off valve 26, suction pressure gas is introduced to the back side of the control valve 22. In this case, the control valve 22 is pushed up by the force of the spring 23 and the gas pressure in the sealed chamber, and the bypass holes 5b, 5b', and 5c
and 5c' are in communication with each other. This causes the compressor to enter unload operation. That is, the refrigerant gas in the sealed chamber flows from bypass hole 5b to 5b' and from 5c to 5c'.
The system is bypassed and unloaded.

第4図beよって、上記実施例のクランク角度とガス圧
との関係を更に詳しく説明する。密閉室の容積は、旋回
スクロール6を旋回運動させるクランク軸9のクランク
角度すなわち旋回スクロールの旋回角度の関数である。
Referring to FIG. 4B, the relationship between the crank angle and gas pressure in the above embodiment will be explained in more detail. The volume of the sealed chamber is a function of the crank angle of the crankshaft 9 that causes the orbiting scroll 6 to orbit, ie, the orbit angle of the orbiting scroll.

容量制御可能でないスクロール圧縮機において一つの最
大容積の密閉室に都市込まれたガスが吐出口から吐出さ
れ終るまでの該ガスの圧力変化とクランク角度の関係を
線図で表わすと、第4図の線ABCのようになる。
In a scroll compressor whose capacity cannot be controlled, the relationship between the crank angle and the pressure change of the gas until the gas is discharged from the discharge port until it is discharged from the discharge port is shown in a diagram as shown in Fig. 4. The line will look like ABC.

α1は密閉室が最大容積である時、すなわち圧縮開始時
点に当るクランク角度であり、このときの密閉室内のガ
ス圧力は吸入室における吸入圧力Psである。またα2
は密閉室が最小容積になった時、すなわち圧縮ガスの吐
出直前に当るクランク角度であり、このときの該密閉室
内のガス圧力は設定圧力と呼ばれる。α3は、吐出口1
6への圧縮ガスの吐出完了時点に当るクランク角度であ
る。
α1 is the crank angle when the sealed chamber is at its maximum volume, that is, at the time of starting compression, and the gas pressure in the sealed chamber at this time is the suction pressure Ps in the suction chamber. Also α2
is the crank angle at which the sealed chamber reaches its minimum volume, that is, immediately before the compressed gas is discharged, and the gas pressure in the sealed chamber at this time is called the set pressure. α3 is discharge port 1
This is the crank angle at which the discharge of compressed gas to 6 is completed.

クランク角度α2からα3までは、両スクロールのラッ
プで形成される中心域は吐出口16と連通しつつ容積が
縮小し、該中心域内のガス圧力は吐出口16におけるガ
ス圧力(運転圧力とよばれる)phである。
From crank angle α2 to α3, the volume of the central region formed by the wraps of both scrolls is reduced while communicating with the discharge port 16, and the gas pressure in the central region is equal to the gas pressure at the discharge port 16 (referred to as operating pressure). )ph.

フルロード運転時には、第4図の実線で示す如<、A−
)B→C−)Dの経過をたどり、ガスの圧縮、吐出が行
われる。
During full load operation, as shown by the solid line in Fig. 4,
)B→C-)D, the gas is compressed and discharged.

一方、前記実施例のアンロード運転は図の2点鎖線で示
されるや すなわち、クランク角度α、(圧縮開始時点)で形成さ
れる最大容積から、密閉室の容積が減少を始め、バイパ
ス穴5 b ’ y 5 c ’が吸入側と連通したク
ランク角度α、から、作動室の流体は、バイパス穴5b
よりバイパス5b’へ、また、バイパス5cよりバイパ
ス穴5c’へと吸入側に作動流体はバイパスされ、クラ
ンク角度α。に達する。このクランク角度α4の位置で
バイパス穴を旋回スクロールのラップが閉じ終る。
On the other hand, in the unloading operation of the above embodiment, the volume of the sealed chamber starts to decrease from the maximum volume formed at the crank angle α (compression start point) as indicated by the two-dot chain line in the figure, and the volume of the closed chamber starts to decrease. From the crank angle α at which b'y5c' communicates with the suction side, the fluid in the working chamber flows through the bypass hole 5b.
The working fluid is bypassed from the bypass 5b' to the suction side from the bypass 5c to the bypass hole 5c', and the crank angle α. reach. At the position of this crank angle α4, the wrap of the orbiting scroll finishes closing the bypass hole.

この場合、バイパス通路系の圧損により、クランク角度
α、の位置での圧力は、吸入圧力Psにバイパス通路系
の圧損分βを加えたPs十βとなる。
In this case, due to the pressure loss in the bypass passage system, the pressure at the position of the crank angle α becomes Ps + β, which is the sum of the suction pressure Ps and the pressure loss β in the bypass passage system.

クランク角度α1で形成される最大容積よりも密閉室の
容積が減少したクランク角度α、の位置からガスの圧縮
が始まり、!閉室が吐出口に連通ずる直前のクランク角
度α2の位置における該密閉室内のガス圧力すなわちア
ンロード運転時の設定圧力は、運転圧力Ph(これはア
ンロード運転時でもフルロード運転時と同じである)よ
りも低圧のPh′である。よって、クランク角度α2の
位置の直後に吐出口16と連通した両スクロールラップ
で形成された中心域内のガス圧力は、吐出口16からの
ガスの逆流により瞬時に運転圧力Phと等しくなり、こ
の運転圧力phにてクランク角度α、の位置で圧縮ガス
の吐出が終る。したがって、アンロード運転においては
、A−+E−LA’→F→B−+C4Dの経過をたどっ
てガスの圧縮・吐出が行われる。
Compression of the gas starts from the position of the crank angle α, where the volume of the sealed chamber is smaller than the maximum volume formed at the crank angle α1, and! The gas pressure inside the closed chamber at the crank angle α2 position immediately before the closed chamber communicates with the discharge port, that is, the set pressure during unload operation, is the operating pressure Ph (this is the same during unload operation as during full load operation). ) is a lower pressure than Ph'. Therefore, the gas pressure within the central region formed by both scroll wraps communicating with the discharge port 16 immediately after the position of the crank angle α2 becomes equal to the operating pressure Ph instantaneously due to the backflow of gas from the discharge port 16, and this operation The discharge of the compressed gas ends at the position of the crank angle α at the pressure ph. Therefore, in the unloading operation, the gas is compressed and discharged following the sequence of A-+E-LA'→F→B-+C4D.

なお、上記実施例において、起動期間中は弁25を開け
、弁26を閉しておけば、起動負荷を軽減することに役
立つ。
In the above embodiment, opening the valve 25 and closing the valve 26 during the startup period helps reduce the startup load.

第5図に示す実施例は、第1図に示す実施例のものに比
べて、制御ピストン弁22の背面に作用するガス圧供給
路が相違するだけで他の部分は同じである。すなわち、
ガス通路24は開閉弁26を介して圧縮機の吐出側のみ
に接続されている。
The embodiment shown in FIG. 5 is the same as the embodiment shown in FIG. 1 except for the gas pressure supply path acting on the back surface of the control piston valve 22. That is,
The gas passage 24 is connected only to the discharge side of the compressor via an on-off valve 26.

したがって、開閉弁26を開くことにより制御ピストン
弁22の背面には吐出圧力ガスが作用し、制御弁22は
押し下げられ、フルロード運転状態となる。又、開閉弁
26を閉とすると、制御弁22の背面に作用していた吐
出圧力ガスは、バイパス穴5b、5b′、5c、5c’
より少しづつ洩れ。
Therefore, by opening the on-off valve 26, the discharge pressure gas acts on the back surface of the control piston valve 22, and the control valve 22 is pushed down, resulting in a full load operating state. Furthermore, when the on-off valve 26 is closed, the discharge pressure gas acting on the back surface of the control valve 22 is transferred to the bypass holes 5b, 5b', 5c, and 5c'.
It leaks little by little.

ひいては、制御弁22の背面の作動圧力ガスは減少し、
スプリング23の力が上まわった時、制御弁22は押し
上げられ、アンロード運転状態となる。
As a result, the operating pressure gas on the back side of the control valve 22 decreases,
When the force of the spring 23 increases, the control valve 22 is pushed up and enters an unload operation state.

なお、第5図において、起動期間中は弁26を閉してお
くことにより、起動負荷軽減効果が得られる。
In addition, in FIG. 5, by keeping the valve 26 closed during the startup period, the effect of reducing the startup load can be obtained.

第6図に示す実施例は、第5図に示す実施例と比べて、
ガス通路24は開閉弁25を介して圧縮機の吸入側にの
み接続され、また制御ピストン弁22を収容している室
の壁には密閉容器1内の上部空間1ブに通じる絞り孔或
はキャピラリ27が穿設されている。したがって、開閉
弁25を開くことにより制御弁22の背面に低圧の吸入
圧力ガスが作用し、制御弁22はスプリング23の力に
より押し上げられ、アンロード運転状態となる。
The embodiment shown in FIG. 6 is different from the embodiment shown in FIG.
The gas passage 24 is connected only to the suction side of the compressor via an on-off valve 25, and the wall of the chamber housing the control piston valve 22 has a throttle hole or A capillary 27 is bored. Therefore, by opening the on-off valve 25, low-pressure suction pressure gas acts on the back surface of the control valve 22, and the control valve 22 is pushed up by the force of the spring 23, resulting in an unload operation state.

又、開閉弁25を閉とすると、制御ピストン弁22の背
面には上部空間17に開閉する絞り孔27から高圧の吐
出圧力ガスが作用し、これにより制御ピストン弁22は
押し下げられ、フルロード運転状態となる。
Furthermore, when the on-off valve 25 is closed, high-pressure discharge pressure gas acts on the back side of the control piston valve 22 from the throttle hole 27 that opens and closes in the upper space 17, and the control piston valve 22 is thereby pushed down, allowing full load operation. state.

なお、第6図において、起動期間中は弁25を開けてお
くことにより、起動負荷の軽減が可能である。
In addition, in FIG. 6, the starting load can be reduced by keeping the valve 25 open during the starting period.

第7図に示す実施例は、制御ピストン弁22の背面側は
上部空間17と細孔28を介して連通されている。圧縮
機起動時には上部空間]7の圧力は低いのでピストン弁
22は押し上げられ、圧縮室の圧力は吸入室にバイパス
する。その後、上部空間17の圧力上昇に伴い、細孔2
8を通じて制御弁22の背面には吐出圧力ガスが作用し
、制御弁22は押し下げられ、フルロード運転となる。
In the embodiment shown in FIG. 7, the back side of the control piston valve 22 communicates with the upper space 17 through a pore 28. When the compressor is started, the pressure in the upper space [7] is low, so the piston valve 22 is pushed up, and the pressure in the compression chamber is bypassed to the suction chamber. Thereafter, as the pressure in the upper space 17 increases, the pores 2
The discharge pressure gas acts on the back side of the control valve 22 through 8, and the control valve 22 is pushed down, resulting in full load operation.

この様にして、起動時の負荷低減を図ることができる。In this way, it is possible to reduce the load upon startup.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明のスクロール圧縮機において
は、その対をなすバイパス穴に跨りそれらを同時に開閉
する制御ピストン弁を固定スクロール端板に設け、この
制御ピストン弁を閉状態また開状態とすることにより、
フルロード運転およびアンロード運転のいずれも行える
。しかも、従来のようにバイパス穴を結ぶバイパス管を
必要としないので、フルロード運転時の作動ガスの再膨
張がなく、またアンロード運転時の制御ピストン弁の作
動も確実に行なえ、バイパス経路での作動ガスの圧力損
失も小さく、無駄な損失を招くことはない。
[Effects of the Invention] As described above, in the scroll compressor of the present invention, a control piston valve that straddles the pair of bypass holes and opens and closes them simultaneously is provided on the fixed scroll end plate, and the control piston valve is closed and closed. By changing the state or open state,
Both full load operation and unload operation can be performed. Moreover, unlike conventional bypass pipes that connect the bypass holes, there is no need for a bypass pipe to connect the bypass holes, so there is no re-expansion of the working gas during full load operation, and the control piston valve can be operated reliably during unload operation. The pressure loss of the working gas is also small, and no unnecessary loss occurs.

また、対照的に対をなすバイパス穴を介するバイパス連
通通路がそれぞれの制御弁により同時に閉状態もしくは
開状態にされるので、対をなす密閉空間の不都合な圧力
差、延いては、それによる荷重のアンバランスを生じる
こともない。
In addition, in contrast, the bypass communication passages via the paired bypass holes are closed or opened simultaneously by their respective control valves, resulting in an undesirable pressure difference between the paired sealed spaces, and the resulting load. There will be no imbalance.

また、固定スクロールのラップ外線が両スクロールラン
プ間の密閉室が最大容積となる所またはそれより少し先
の所までしか延びていない様な圧縮機に対しても、本発
明は適用可能である。
Further, the present invention is also applicable to a compressor in which the fixed scroll wrap outer line extends only to a point where the sealed chamber between both scroll ramps has a maximum volume or a point slightly beyond that.

また第1および第2のバイパス穴を夫々複数個設けるこ
とによって、アンロード運転時におけるバイパス路での
圧損が更に小さくなるという効果がある。
Further, by providing a plurality of first and second bypass holes, there is an effect that the pressure loss in the bypass path during unloading operation is further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は1本発明の1実施例を示す断面図、第2回(’
)、 (0)は同実施例における固定・旋回両スクロー
ルの噛み合わせのそれぞれ異なる状態を示す平面断面図
、第3図は制御ピストン弁に係る部分の詳細図であって
第2図(イ)において矢視A−Aでみた断面図、第4図
はクランク角度とガス圧との関係を示す線図、第5.第
6.第7図は本発明の更にそれぞれ異なる実施例を示す
断面図である。 5・固定スクロール  5a・・ラップ5b、5b 、
5c、5c”・・バイパス穴5d・・連通穴     
6・・・旋回スクロール22・・制御ピストン弁 23
・・・スプリング24・・・ガス通路管   25.2
6・・・開閉弁(他1名) 第3図 第2図 第6図 第7図
Figure 1 is a sectional view showing one embodiment of the present invention.
), (0) is a plan sectional view showing different states of engagement of both the fixed and orbiting scrolls in the same embodiment, and FIG. 3 is a detailed view of the part related to the control piston valve, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between crank angle and gas pressure; FIG. 6th. FIG. 7 is a sectional view showing further different embodiments of the present invention. 5. Fixed scroll 5a... Wrap 5b, 5b,
5c, 5c"...Bypass hole 5d...Communication hole
6... Orbiting scroll 22... Control piston valve 23
... Spring 24 ... Gas passage pipe 25.2
6... Open/close valve (1 other person) Figure 3 Figure 2 Figure 6 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 吐出室に開口する吐出口を中心位置近傍に有する端
板にうず巻き状のラップを直立させて形成した固定スク
ロールと、端板に前記固定スクロールのうず巻きラップ
と同一曲線のうず巻き状ラップを直立させて形成した旋
回スクロールとをかみ合わせ、前記両スクロールのかみ
合わされたうず巻き状ラップの外周部に吸入室を形成す
ると共に、旋回スクロールの自転を防止する手段と、該
旋回スクロールを自転することなく旋回運動させるため
の旋回スクロール駆動手段と、を具え、前記旋回スクロ
ールの旋回運動中に該旋回スクロールのうず巻き状ラッ
プと前記固定スクロールのうず巻き状ラップとの間に対
称的に形成される対をなす密閉室を逐次容積を減じなが
ら前記吐出口に向かって移動させて前記吸入室からの吸
入ガスを圧縮ガスとして前記吐出口から吐出させるよう
にしたスクロール圧縮機において、 前記密閉室が最大容積となる旋回スクロールの旋回角度
からアンロード運転に見合った所定の旋回角度だけ進ん
だ旋回位置において前記対をなす密閉室に対して、旋回
スクロールの旋回運動により同時に閉じ終わるような一
対の第1のバイパス穴(5b、5c)をそれぞれ固定ス
クロールのラップ内線および外線に沿って固定スクロー
ルの端板に設け、又、密閉室が最大容積となる密閉室内
に前記固定スクロールのラップ内線沿いの第1のバイパ
ス穴(5b)に対応する第2のバイパス穴(5b′)を
固定スクロールのラップ内線に沿って固定スクロールの
端板に設けると共に、同様に、前記固定スクロールのラ
ップ外線沿いの第1のバイパス穴(5c)に対応する第
2のバイパス穴(5c′)を固定スクロールのラップ外
線に沿って固定スクロールの端板に設け、これらの第2
のバイパス穴 (5b′、5c′)は、第1のバイパス穴(5b、5c
)から、それぞれ2πラジアン又は略2πラジアンだけ
固定スクロールのラップ巻き角が進んだ位置にあり、固
定スクロールの端板には、これら第1のバイパス穴(5
b、5c)とそれに対応する第2のバイパス穴(5b′
、5c′)とに跨り且つそれらの第1および第2のバイ
パス穴を同時に開閉するための制御ピストン弁をそれぞ
れ設け、これら制御ピストン弁の背面に該弁の開閉動作
用の圧力を作用させるための圧力導入路を具えたことを
特徴とするスクロール圧縮機。 2 制御ピストン弁を開方向に付勢するスプリングを固
定スクロール端板に設けた請求項1記載のスクロール圧
縮機。 3 前記の第1および第2のバイパス穴(5b、5b′
、5c、5c′)はラップの内外線に沿って複数個形成
されている請求項1又は2記載のスクロール圧縮機。
[Scope of Claims] 1. A fixed scroll formed by vertically forming a spiral wrap on an end plate having a discharge port opening into a discharge chamber near the center position, and a fixed scroll having a spiral wrap formed on the end plate with the same curve as the spiral wrap of the fixed scroll. Means for engaging an orbiting scroll formed by standing upright spiral wraps, forming a suction chamber in the outer periphery of the engaged spiral wrap, and preventing rotation of the orbiting scroll; an orbiting scroll drive means for making an orbiting motion without rotating, and the scroll is symmetrically formed between a spiral wrap of the orbiting scroll and a spiral wrap of the fixed scroll during the orbiting motion of the orbiting scroll. In the scroll compressor, a pair of sealed chambers are moved toward the discharge port while successively decreasing their volumes, and suction gas from the suction chamber is discharged from the discharge port as compressed gas, wherein the sealed chamber is A pair of closed chambers are closed at the same time by the orbiting movement of the orbiting scroll, with respect to the pair of closed chambers at a rotation position advanced by a predetermined orbit angle commensurate with the unloading operation from the orbit angle of the orbiting scroll that has the maximum volume. No. 1 bypass holes (5b, 5c) are provided in the end plate of the fixed scroll along the inner and outer wrap lines of the fixed scroll, respectively, and bypass holes (5b, 5c) are provided in the end plate of the fixed scroll along the inner and outer wrap lines of the fixed scroll, and bypass holes (5b, 5c) are provided in the end plate of the fixed scroll along the inner and outer wrap lines of the fixed scroll, and bypass holes (5b, 5c) are provided in the end plate of the fixed scroll along the inner and outer wrap lines of the fixed scroll. A second bypass hole (5b') corresponding to the first bypass hole (5b) is provided in the end plate of the fixed scroll along the inner wrap line of the fixed scroll; A second bypass hole (5c') corresponding to the bypass hole (5c) is provided in the end plate of the fixed scroll along the wrap outer line of the fixed scroll.
The bypass holes (5b', 5c') are the first bypass holes (5b, 5c).
), the wrap angle of the fixed scroll is advanced by 2π radians or approximately 2π radians, respectively, and the end plate of the fixed scroll has these first bypass holes (5
b, 5c) and the corresponding second bypass hole (5b'
, 5c') and for simultaneously opening and closing the first and second bypass holes thereof, and applying pressure for opening and closing the valves to the back surfaces of these control piston valves. A scroll compressor characterized by comprising a pressure introduction passage. 2. The scroll compressor according to claim 1, wherein the fixed scroll end plate is provided with a spring that biases the control piston valve in the opening direction. 3 The first and second bypass holes (5b, 5b'
, 5c, 5c') are formed in plural numbers along the inner and outer lines of the wrap.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004143951A (en) * 2002-10-22 2004-05-20 Tokyo Gas Co Ltd Scroll compressor
JP2007178029A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Mitsubishi Electric Corp Refrigeration air conditioner

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