JPH0693981A - スクロ−ル式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】両スクロ−ル翼の接触力を安定させることが可
能なスクロ−ル式圧縮機を提供することにある。 【構成】軸方向に移動自在な固定スクロ−ル翼１２と、
この固定スクロ−ル翼１２に対して偏心した旋回スクロ
−ル翼１１とを備え、両スクロ−ル翼１１、１２の翼部
１１ａ、１１ｂを噛み合わせて両スクロ−ル翼１１，１
２の間に複数の圧縮空間ａ₁ 〜ａ₃ を形成し、旋回スク
ロ−ル翼１１を旋回運動させて圧縮空間ａ₁ 〜ａ₃ に吸
込まれた被圧縮ガスを圧縮するとともに、固定スクロ−
ル翼１１に背圧を作用させて両スクロ−ル翼１１、１２
の接触力を調節するスクロ−ル式圧縮機において、固定
スクロ−ル翼１２の背面側に少なくとも三つの圧力導入
室３８〜４０を形成し、これら圧力導入室３８〜４０に
異なる圧力の被圧縮ガスを導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、空気調和機の
冷凍サイクルを構成するスクロ−ル式圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和機の冷凍サイクルにおい
ては、図３に示すようなスクロ−ル式圧縮機Ａが多用さ
れる傾向にある。このスクロ−ル式圧縮機Ａには、運転
騒音が極めて低く、かつ吸込弁や吐出弁等が不要で部品
点数が少なく、しかも圧縮性能が良いという特徴があ
る。図３のスクロ−ル式圧縮機（以下、圧縮機と称す
る）Ａにおいては、密閉ケ−ス１内上部に支持フレ−ム
２が設けられ、回転軸３を回転自在に枢支している。

【０００３】回転軸３には、後述する圧縮機構部４が連
結され、下部にはステ−タ５とロ−タ６とからなる電動
機部７が設けられている。回転軸３の下端部は電動機部
７から下方に突出していて、密閉ケ−ス１に取付けられ
た副軸受８によって枢支されている。

【０００４】また、密閉ケ−ス１の内底部には潤滑油を
集溜する油溜り部９が形成され、ここに回転軸３の下端
部が浸漬される。すなわち、回転軸３の回転に伴って、
油溜り部９の潤滑油が回転軸３に設けられた給油機構Ｋ
に沿って吸い上げられ、圧縮機構部４の各摺動部への給
油がなされる。

【０００５】圧縮機構部４は、フレ−ム２にオルダムリ
ング１０を介して旋回自在に支持される旋回スクロ−ル
翼１１と、この旋回スクロ−ル翼１１と噛合った固定ス
クロ−ル翼１２と、この固定スクロ−ル翼１２を軸方向
に移動可能に支持する支持手段１３、および、固定スク
ロ−ル翼１２の背面側にガス圧を作用させる背圧案内手
段１４とから構成される。上記オルダムリング１０は、
旋回スクロ−ル翼１１の自転を規制し、旋回運動のみ行
わせる。

【０００６】旋回スクロ−ル翼１１は、上記回転軸３の
上端偏心部３ａに掛合するボス部１１ｃを備えた鏡板部
１１ａと、この鏡板部１１ａの上面側に一体に突設され
た渦巻状の翼部１１ｂとからなる。

【０００７】固定スクロ−ル翼１２は、鏡板部１２ａ
と、この鏡板１２ａの下面側に一体に突設され旋回スク
ロ−ル翼１１の翼部１１ｂと噛合する渦巻状の翼部１２
ｂとからなる。

【０００８】これら旋回、固定スクロ−ル翼１１、１２
の鏡板部１１ａ、１２ａと翼部１１ｂ、１２ｂとにより
複数の圧縮空間ａ…が形成され、被圧縮ガスである冷媒
ガスが周端部側から取り込まれる。圧縮空間ａ…は、両
スクロ−ル翼１１、１２の相対運動に伴って、中心部側
に移動するとともにその容積を縮小させる。そして、圧
縮空間ａ…の容積変化に伴って冷媒ガスが圧縮される。
固定スクロ−ル翼の１２の鏡板部１２ａの上面部は凹陥
状に形成され、この中央部には、中心寄りの圧縮空間と
連通する吐出ポ−ト１５が貫通している。

【０００９】さらに、鏡板部１２ａの上面側には、吐出
ポ−ト１５を中心として、異なる半径の、二つの突条１
６ａ、１６ｂが一体に設けられ、かつこれら互いの突条
１６ａ、１６ｂ間の鏡板部１２ａ部位には、中間圧導入
孔１７が貫通している。

【００１０】固定スクロ−ル翼１２の上面側には、密閉
ケ−ス１内部を上端部空間と下部空間とに仕切る圧力仕
切板１８が、突条１６ａ、１６ｂ上端と狭小の間隙を存
して密閉ケ−ス１に取付固定されている。

【００１１】この圧力仕切板１８は、中央部に逆止弁１
９を備えた弁座部２０が設けられ、上記吐出ポ−ト１５
と連通する。換言すれば、吐出ポ−ト１５は逆止弁１９
を備えた弁座部２０を介して、圧力仕切板１８の上部側
空間と連通する。

【００１２】固定スクロ−ル翼１２の吐出ポ−ト１５周
囲に設けられた凹陥部と背圧板弁座部２０とで、圧縮さ
れた高圧ガスが導かれる高圧吐出室２２が形成される。
また、高圧吐出室２２の外側には中間圧室２３が環状に
形成されている。そして、高圧吐出室２２と中間圧室２
３とによって背圧案内手段１４が構成されている。

【００１３】なお、密閉ケ−ス１の上部側面には吐出管
２４が接続されており、吐出管２４は、圧力仕切板１８
によって仕切られる密閉ケ−ス１内の上部空間と、冷凍
装置の図示しない凝縮器とを連通させる。

【００１４】密閉ケ−ス１の中間部側面には吸込管２５
が接続されていて、吸込管２５は、圧力仕切板１８によ
って仕切られる密閉ケ−ス１内の下部空間と、冷凍装置
の図示しない蒸発器とを連通させる。

【００１５】このような圧縮機Ａにおいて、電動機部７
が通電されて圧縮機構部４が駆動されると、吸込管２５
から低圧な冷媒ガスが密閉ケ−ス１内に導入され、圧力
仕切板１８より下部の空間に充満する。

【００１６】この冷媒ガスは、旋回スクロ−ル翼１１と
固定スクロ−ル翼１２とによって形成された圧縮空間ａ
…の外周側に吸込まれる。冷媒ガスは、旋回スクロ−ル
翼１１の旋回運動に伴って徐々に中心部に移送される。
さらに、旋回スクロ−ル翼１１の旋回運動に伴って空間
容量が減少し、この結果、冷媒ガスが圧縮される。

【００１７】冷媒ガスが所定圧まで上昇したところで、
吐出ポ−ト１５から高圧吐出室２２を介して圧力仕切板
１８の上部空間へ吐出され、さらに吐出管２４を介して
外部の凝縮機に導かれる。なお、吐出ポ−ト１５から吐
出される高圧の冷媒ガスが一旦高圧吐出室２２に充満し
て、固定スクロ−ル翼１２の中央部に高圧の背圧をかけ
る。

【００１８】さらに、圧縮途中の冷媒ガス、即ち中間圧
の冷媒ガスが中間圧導入孔１７を介して中間圧室２３へ
導かれ、中間圧室２３に充満する。そして、中間圧の冷
媒ガスが固定スクロ−ル翼１２の周端部に中間圧の背圧
をかける。

【００１９】このようにして、通常の運転状態では、背
圧案内手段１４が固定スクロ−ル翼１２に効果的な背圧
をかける。固定スクロ−ル翼１２は、支持手段１３によ
って軸方向へ移動可能に支持されているが、背圧案内手
段１４の作用によって軸方向への移動を規制され、旋回
スクロ−ル翼１１に押圧される。

【００２０】運転条件によっては、圧縮空間ａ…に液冷
媒が吸込まれることがあり、この場合には冷媒ガスが過
度に昇圧する。背圧案内手段１４の背圧よりも冷媒ガス
の圧力が上回り、固定スクロ−ル翼１２は軸方向に移動
する。

【００２１】旋回スクロ−ル翼１１と固定スクロ−ル翼
１２とのクリアランスが拡大し、異常高圧の冷媒ガスが
密閉ケ−ス１内へ逃がされる。そして、いわゆるコンプ
ライアンス機能が発揮され、各スクロ−ル翼部１１ｂ、
１２ｂのストレスが解消される。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の圧縮機Ａにおいては、固定スクロ−ル翼１２の
背面側に高圧吐出室２２と中間圧室２３とが形成されて
いる。そして、冷媒ガスが二箇所から高圧吐出室２２或
いは中間圧室２３に導かれ、旋回スクロ−ル翼１１の背
面に作用する。しかし、圧縮機Ａの運転状態によっては
吸込圧及び吐出圧が変化することがあり、この場合には
押圧力を一定に保つことができないという不具合があ
る。そして、両スクロ−ル翼１１、１２の接触力が安定
せず、押圧力が不足して固定スクロ−ル翼１２がふれ回
ったり、或いは逆に押圧力が強すぎて摺動部が摩耗した
りすることがあった。本発明の目的とするところは、両
スクロ−ル翼の接触力を安定させることが可能なスクロ
−ル式圧縮機を提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、軸方向に移動自在な固定スクロ
−ル翼と、この固定スクロ−ル翼に対して偏心した旋回
スクロ−ル翼とを備え、両スクロ−ル翼の翼部を噛み合
わせて両スクロ−ル翼の間に複数の圧縮空間を形成し、
旋回スクロ−ル翼を旋回運動させて圧縮空間に吸込まれ
た被圧縮ガスを圧縮するとともに、固定スクロ−ル翼に
背圧を作用させて両スクロ−ル翼の接触力を調節するス
クロ−ル式圧縮機において、固定スクロ−ル翼の背面側
に少なくとも三つの圧力導入室を形成し、これら圧力導
入室に異なる圧力の被圧縮ガスを導入することにある。
こうすることによって本発明は、両スクロ−ル翼の接触
力を安定させることができるようにしたことにある。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例の要部を図１及び図
２に基づいて説明する。なお、従来の技術の項で説明し
たものと重複するものについては同一番号を付し、その
説明は省略する。

【００２５】図１は本発明の一実施例の要部を示すもの
で、図中の符号１１は旋回スクロ−ル翼、符号１２は固
定スクロ−ル翼を示している。さらに、符号１８は圧力
仕切板を示しており、符号３ａは回転軸３の偏心部を示
している。

【００２６】旋回スクロ−ル翼１１は、鏡板部１１ａに
渦巻状の翼部１１ｂを突設してなるものである。さら
に、旋回スクロ−ル翼１１は、鏡板部１１ａの背面の中
央部ににボス部１１ｃを有しており、このボス部１１ｃ
に回転軸３の偏心部３ａが入り込んでいる。

【００２７】固定スクロ−ル翼１２は、旋回スクロ−ル
翼１１と同様に、鏡板部１２ａに渦巻状の翼部１２ｂを
突設してなるものである。さらに、固定スクロ−ル翼１
２は翼部１２ｂを旋回スクロ−ル１１の側に向けて旋回
スクロ−ル１１に組合っており、翼部１２ｂを旋回スク
ロ−ル翼１１の翼部１１ｂに噛み合わせている。

【００２８】両鏡板部１１ａ、１２ａの間の空間は両翼
部１１ｂ、１２ｂによって仕切られており、両スクロ−
ル翼１１、１２の間には第１〜第３の圧縮空間ａ₁ 〜ａ
₃ が形成されている。

【００２９】さらに、固定スクロ−ル翼１２の鏡板部１
２ａには第１〜第３の圧力導入孔３１〜３３が設けられ
ており、各圧力導入孔３１〜３３は鏡板部１２ａを貫通
している。そして、各圧力導入孔３１〜３３はそれぞれ
第１〜第３の圧縮空間ａ₁ 〜ａ₃ に連通するとともに、
鏡板部１２ａの背面３４に開口している。

【００３０】また、第３の圧力導入孔３３は鏡板部１２
ａの中央に位置しており、第２の圧力導入孔３２、３２
は第３の圧力導入孔３３、３３の外側に位置している。
さらに、第１の圧力導入孔３１、３１は第２の圧力導入
孔３２、３２の外側に位置している。

【００３１】固定スクロ−ル翼１２の背面３４は圧力仕
切板１８に接近して対向している。さらに、固定スクロ
−ル翼１２と圧力仕切板１８との間には、三つのシ−ル
材３５〜３７が挟まれている。各シ−ル材３５〜３７は
断面が円形な環状体であり、各シ−ル材３５〜３７の環
の径寸法は異なっている。そして、シ−ル材３５〜３７
は略同心に配置されている。

【００３２】シ−ル材３５〜３７の配置は、固定スクロ
−ル翼１２の第１〜第３の圧力導入孔３１〜３３の配置
に合わせて決められている。つまり、最大径のシ−ル材
３５と中間径のシ−ル材３６の間に第１の圧力導入孔３
１、３１が位置しており、中間径のシ−ル材３６と最小
径のシ−ル材３７との間に第２の圧力導入孔３２、３２
が位置している。また、最小径のシ−ル材３７の内側に
第３の圧力導入孔３３が位置している。

【００３３】各シ−ル材３５〜３７は固定スクロ−ル翼
１２と圧力仕切板１８とに圧接しており、各シ−ル材３
５〜３７の内側と外側は気密的に仕切られている。そし
て、最大径のシ−ル材３５と中間径のシ−ル材３６との
間には第１の圧力導入室３８が形成されており、中間径
のシ−ル材３６と最小径のシ−ル材３７との間には第２
の圧力導入室３９が形成されている。さらに、最小径の
シ−ル材３７の内側には第３の圧力導入室４０が形成さ
れている。そして、第１〜第３の圧力導入室３１〜３３
はそれぞれ第１〜第３の圧縮空間ａ₁ 〜ａ₃ と連通して
いる。

【００３４】なお、固定スクロ−ル翼１２は、軸方向に
移動できる状態で、図示しない密閉ケ−スにより支持さ
れている。また、旋回スクロ−ル翼１１は固定スクロ−
ル１２に対して偏心しており、オルダムリング（図示し
ない）等により自転を規制されながら、固定スクロ−ル
翼１２に対して旋回する。また、圧力仕切板１８の中央
部に形成された貫通孔４１に、従来の技術の項で説明し
た圧縮機Ａと同様に逆止弁（図示しない）等が収納され
る。

【００３５】上述のような圧縮機の運転状態において
は、最も外側に位置する第１の圧縮空間ａ₁ に被圧縮ガ
スとしての冷媒ガスが吸込まれ、この冷媒ガスが旋回ス
クロ−ル翼１１の旋回運動に伴って中心へ移送される。
さらに、旋回スクロ−ル翼１１の旋回運動に伴って圧縮
空間ａ₁ 〜ａ₃ の容量が減少し、この結果、冷媒ガスが
圧縮される。

【００３６】各圧縮空間ａ₁ 〜ａ₃ の冷媒ガスの一部が
第１〜第３の圧力導入孔３１〜３３を通って第１〜第３
の圧力導入孔３８〜４０へ導入される。そして、固定ス
クロ−ル翼１２の背面３１に冷媒ガスの圧力が作用す
る。

【００３７】冷媒ガスの圧力は固定スクロ−ル翼１２
（及び旋回スクロ−ル翼１１の）中心側へ移動するにし
たがって上昇する。このため、各圧縮空間ａ₁ 〜ａ₃ の
冷媒ガスの圧力が異なり、各圧力導入室３８〜４０には
異なる圧力の冷媒ガスが導かれる。そして、固定スクロ
−ル翼１２には三つの値の背圧が作用し、この背圧は鏡
板部１２ａの外周側から中心側へいくほど高い。

【００３８】すなわち、上述のように三つの圧力導入室
３８〜４０を形成して固定スクロ−ル翼１２に背圧を作
用させる圧縮機においては、鏡板部１２ａの外周側から
中央側に亘って背圧が徐々に変化し、隣り合った圧力導
入室間の圧力差が小さい。このため、固定スクロ−ル翼
１２を旋回スクロ−ル翼１１に押し付けようとする力
と、両翼１１、１２を引き離そうとする力の関係を常に
略一定に保つことができる。そして、冷媒ガスの吸込圧
或いは吐出圧が変化し、両スクロ−ル翼間の発生圧力が
変化しても、固定スクロ−ル翼１２を安定して旋回スク
ロ−ル翼１１に押し付けることができる。

【００３９】従来のように二つの値の背圧が固定スクロ
−ル翼１２に作用する場合、両スクロ−ル翼１１、１２
の接触力と圧縮比との関係は図２（ａ）によって示され
る。しかし、本実施例のように固定スクロ−ル翼１２に
作用する背圧を段階的に変化させた場合には、両スクロ
−ル翼１１、１２の接触力と圧縮比との関係は図２
（ｂ）に示すように変化する。つまり、図２（ｂ）にお
いては圧縮比が変化しても接触力の変化は小さい。

【００４０】したがって、本実施例の圧縮機によれば、
固定スクロ−ル翼に作用する押圧力を安定させることが
できる。そして、高いＣＯＰ（成績係数）及び高い信頼
性が得られる。

【００４１】なお、本実施例においては、三つの圧縮空
間ａ₁ 〜ａ₃ が形成され、圧力導入室３８〜４０の数も
三つに設定されているが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、圧力導入室の数を更に増やして隣合った圧
力導入室間の圧力差をより小さく設定してもよい。ま
た、圧力導入室３１〜３３の数は、本実施例に限定され
ず、必要に応じて種々に変更可能である。さらに、本発
明は、固定スクロ−ル翼１１の背面３４や圧力仕切板１
８の下面に突条が形成されたタイプの圧縮機にも適用可
能である。そして、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で
種々に変形することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、軸方向に
移動自在な固定スクロ−ル翼と、この固定スクロ−ル翼
に対して偏心した旋回スクロ−ル翼とを備え、両スクロ
−ル翼の翼部を噛み合わせて両スクロ−ル翼の間に複数
の圧縮空間を形成し、旋回スクロ−ル翼を旋回運動させ
て圧縮空間に吸込まれた被圧縮ガスを圧縮するととも
に、固定スクロ−ル翼に背圧を作用させて両スクロ−ル
翼の接触力を調節するスクロ−ル式圧縮機において、固
定スクロ−ル翼の背面側に少なくとも三つの圧力導入室
を形成し、これら圧力導入室に異なる圧力の被圧縮ガス
を導入するものである。したがって本発明は、両スクロ
−ル翼の接触力を安定させることができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示す断面図。

【図２】（ａ）は従来の圧縮機の両スクロ−ル翼の接触
力と圧縮比との関係を示すグラフ、（ｂ）は本実施例の
圧縮機の両スクロ−ル翼の接触力と圧縮比との関係を示
すグラフ。

【図３】一般のスクロ−ル式圧縮機を示す断面図。

【符号の説明】

１１…旋回スクロ−ル翼、１２…固定スクロ−ル翼、１
１ｂ…旋回スクロ−ル翼の翼部、１２ｂ…固定スクロ−
ル翼の翼部、３４…固定スクロ−ル翼の背面、３８〜４
０…第１〜第３の圧力導入室、Ａ…スクロ−ル式圧縮
機、ａ₁ 〜ａ₃…圧縮空間。

フロントページの続き (72)発明者 田井 裕一 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東芝 富士工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に移動自在な固定スクロ−ル翼
   と、この固定スクロ−ル翼に対して偏心した旋回スクロ
   −ル翼とを備え、上記両スクロ−ル翼の翼部を噛み合わ
   せて上記両スクロ−ル翼の間に複数の圧縮空間を形成
   し、上記旋回スクロ−ル翼を旋回運動させて上記圧縮空
   間に吸込まれた被圧縮ガスを圧縮するとともに、上記固
   定スクロ−ル翼に背圧を作用させて上記両スクロ−ル翼
   の接触力を調節するスクロ−ル式圧縮機において、上記
   固定スクロ−ル翼の背面側に少なくとも三つの圧力導入
   室を形成し、これら圧力導入室に異なる圧力の被圧縮ガ
   スを導入することを特徴とするスクロ−ル式圧縮機。