JPH0772544B2 - スクロール形圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、全負荷運転と、これより容量の小さい部分負
荷運転とを可能にした可変容量式のスクロール形圧縮機
に関する。

（従来の技術） 従来、特開平１−106990号公報に開示され、かつ、第２
図に示すように、固定及び可動スクロール（Ｆ）（Ｏ）
を備え、圧縮途上の圧縮室に開口されるバイパス孔
（Ｂ）に、アンローダピストン（Ａ）を付設して、該ピ
ストン（Ａ）の背圧室（Ｐ）に高圧又は低圧を導入する
ことにより前記バイパス孔（Ｂ）を開閉して全負荷運転
と部分負荷運転とが行えるようにしている。

そして、この運転の切換えのためには、吐出管（Ｇ）か
らキャピラリー（Ｋ）を介装した高圧導入路（Ｈ）を、
又、吸入管（Ｓ）から切換弁装置（Ｗ）を介装した低圧
導入路（Ｌ）を各々分岐して、これら導入路（Ｈ）
（Ｌ）を背圧室（Ｐ）に至るパイロット通路（Ｄ）に接
続し、切換弁装置（Ｗ）を閉じて背圧室（Ｐ）を高圧に
することにより、ピストン（Ａ）を作動して、前記バイ
パス孔（Ｂ）を閉じて全負荷運転を、又、切換弁装置
（Ｗ）を開いて背圧室（Ｐ）を低圧にすることにより、
ピストン（Ａ）を後退させて前記バイパス孔（Ｂ）を低
圧側に開放して部分負荷運転を行うようにしている。

又、この種圧縮機はヒートポンプ式の冷凍装置に広く適
用され、吐出管（Ｇ）と吸入管（Ｓ）との間に四路切換
弁（Ｚ）を介装して、室内熱交換器（Ｃ）、膨張機構
（Ｑ）、及び室外熱交換器（Ｅ）を接続し、四路切換弁
（Ｚ）の切換で実線矢印の暖房運転と、点線矢印の冷房
運転とが行えるようにしている。

尚、第２図中、（Ｔ）は吐出孔、（Ｊ）は吐出弁であ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記構成で、ピストン（Ａ）を作動してバイ
パス孔（Ｂ）を閉じ、全負荷運転を行っている場合につ
いて考えると、第３図に示すように、背圧室（Ｐ）側か
らは、高圧圧力からキャピラリー（Ｋ）の分だけ減圧さ
れたパイロット圧力（Pi）とこれを受ける第１受圧面積
（A1）を乗じた力（Fi＝Pi×A1）が作用し、この力（F
i）が、バイパス孔（Ｂ）側の圧縮室内圧（Pb）とこれ
を受ける第２受圧面積（A2）を乗じた力（Fb＝Pb×A2）
と、スプリングの押圧力（Fj）及び第１受圧面積（A1）
と第２受圧面積（A2）との差部分に作用する低圧圧力
（Ps）にこの差の面積（A1−A2）を乗じた力（Fs＝Ps×
（A1−A2）））とのトータル（Fb＋Fj＋Fs）よりも大き
くなっている（Fi＞Fb＋Fj＋Fs）。

通常の運転では、この状態が保持されるが、暖房運転
時、室外熱交換器（Ｅ）がフロストしてデフロスト運転
を行う場合、四路切換弁（Ｚ）は冷房位置（点線）に切
換えるが、この切換え直後の過渡期においては、これま
で高圧とされていた室内熱交換器（Ｃ）に至る経路が低
圧に、又、低圧とされていた室外熱交換器（Ｅ）から延
びる経路が高圧に変更されるため、第４図に示すよう
に、吐出管（Ｇ）の高圧圧力が低下し、又、吸入管
（Ｓ）の低圧圧力が上昇することになる。このうち、高
圧圧力の低下は背圧室（Ｐ）に導入する高圧のパイロッ
ト圧力（Pi）を低下させ、ピストン（Ａ）を不安定にし
てしまう。この結果、ピストン（Ａ）がバイパス孔
（Ｂ）の着座部分等でチャタリングを起こし、異音が発
生する問題が起こるのである。

本発明の目的は、高圧圧力の導入経路を工夫することに
より、デフロスト運転へ移行した過渡期におけるピスト
ンの不安定な作動を抑制し、異音の発生を低減できるス
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） そこで、本発明では、固定及び可動スクロール（２）
（３）を備え、圧縮途上の圧縮室を吸入側に連通させる
バイパス孔（８）を開口して、このバイパス孔（８）に
アンローダピストン（７）を付設し、切換弁装置（４）
の切換で、前記ピストン（７）の背圧室（９）を高圧に
して前記バイパス孔（８）を閉鎖し、又、前記背圧室
（９）を低圧にして前記バイパス孔（８）を開放するよ
うにしたスクロール形圧縮機において、圧縮室に開口す
る吐出孔（５）の吐出側開口に、該吐出側開口を開閉す
る吐出弁（６）を配設すると共に、前記背圧室（９）に
高圧を導く高圧導入路（16）を前記吐出孔（５）内に連
通したのである。

（作用） ピストン（７）を作動してバイパス孔（８）を閉じ、全
負荷運転を行っている場合、吐出弁（６）でその吐出側
開口が閉鎖される吐出孔（５）がスクロール（２）
（３）の組込み圧力比に吸入圧力を乗じた必ず昇圧され
た一定圧力の圧縮室に開口するため、前記吐出孔（５）
内は、必ず昇圧された一定圧力となるので、圧縮室と吐
出弁（６）との間の前記吐出孔（５）内から高圧導入路
（16）を介して前記背圧室（９）に送られるパイロット
圧力も一定の高圧圧力に保つことができる。従って、バ
イパス孔（８）を開放して部分負荷運転を行う時には、
吐出弁（６）で吐出側開口を閉鎖可能としながら、全負
荷運転時には、暖房運転からデフロスト運転に切換えた
当初、一時的に高圧側の高圧圧力が低下しても、背圧室
（９）の圧力を一定に保持できるため、ピストン（７）
の作動をほぼ安定化でき、該ピストン（７）のチャタリ
ングを防止して異音の発生を低減できるのである。

（実施例） 第１図に示すものは、密閉ケーシング（１）の内部上方
に、各鏡板（21）（31）に渦巻体（22）（32）を突設し
た固定及び可動スクロール（２）（３）を架構（10）を
介して支持すると共に、固定スクロール（２）の中心部
に設ける吐出孔（５）の吐出側開口に、該吐出孔（５）
の吐出側開口を開閉する吐出弁（６）を付設し、この吐
出弁（６）は、後記する部分負荷運転を行う時には、吐
出弁（６）で吐出側開口を閉鎖可能としながら、可動ス
クロール（３）の公転駆動により、渦巻外周部から吸入
する低圧ガスを各渦巻体（22）（32）間に形成される二
系統の圧縮室（Ｘ）（Ｙ）で圧縮し、高圧ガスを吐出孔
（５）から吐出チャンバー（50）を経て吐出管（51）に
吐出するようにしている。

又、固定スクロール（２）には、二系統の圧縮室（Ｘ）
（Ｙ）に対応して一対のアンローダシリンダ（70）（一
つのみを図示）を突設しており、該シリンダ（70）に、
スプリング（71）で開側に付製されるアンローダピスト
ン（７）を内装し、該ピストン（７）の進出側に、圧縮
行程途中の各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）に開口され、連通路
（80）を介して吸入室（81）に連通されるバイパス孔
（８）を形成している。そして、シリンダ（70）の背圧
室（９）に、外部継手（91）、内部継手（92）、分配管
（93）及び分配継手（94）をもつパイロット通路（90）
を接続し、高圧又は低圧のパイロット圧力を導くように
している。

更に、吐出管（51）と、吸入管（11）との間に四路切換
弁（12）を介装し、その切換ポートに、暖房時凝縮器と
なり冷房時蒸発器となる室内熱交換器（13）、膨張機構
（14）、及び暖房時蒸発器となり冷房時凝縮器となる室
外熱交換器（15）を接続し、四路切換弁（12）の切換え
で、実線矢印に示す暖房運転と、点線矢印で示す冷房又
はデフロスト運転とが行えるようにしている。

以上の構成で、背圧室（９）に高圧圧力を導く高圧導入
路（16）を、前記吐出孔（５）内に連通させる。具体的
には、吐出孔（５）内に斜め開口する接続孔（17）に、
ブッシュ（18）を嵌合して、該ブッシュ（18）に高圧導
入路（16）の端部を接続する。そして、この高圧導入路
（16）の途中部位に、キャピラリー（19）を介装して、
他端部をパイロット通路（90）に接続する。

一方、背圧室（９）を低圧にする低圧導入路（40）は吸
入管（11）から分岐し、これに電磁開閉弁から成る切換
弁装置（４）を介装して、端部をパイロット通路（90）
に接続する。

こうして、切換弁装置（４）を閉じ、背圧室（９）に高
圧のパイロット圧力を導入し、ピストン（７）を作動さ
せてバイパス孔（８）を閉鎖して全負荷運転を、又、切
換弁装置（10）を開け、背圧室（９）を低圧にし、ピス
トン（７）を後退させてバイパス孔（８）を吸入側に開
放して部分負荷運転を行うようにしている。

この場合、全負荷運転を行っている場合で暖房運転から
デフロスト運転に切換えた当初、一時的に高圧圧力が低
下しても、高圧導入路（16）は、吐出孔（５）内に連通
させているため、該高圧導入路（16）から導かれて前記
背圧室（９）に導入される高圧のパイロット圧力はほぼ
一定に維持され、ピストン（５）の作動は安定化され
る。つまり、吐出孔（５）内の圧力は、該吐出孔（５）
が圧縮室に開口しているので、スクロール（２）（３）
の渦巻体（22）（32）の巻き数等で決まる組込み圧力比
（α）に吸入側低圧圧力（Ps）を乗じた必ず昇圧された
一定圧力（Ps×α）とされるため、この圧力から生成さ
れるパイロット圧力も一定の高圧圧力に保たれる。従っ
て、背圧室（９）の圧力は一定に保持され、ピストン
（５）のチャタリングを抑制できるのである。

尚、第１図において、（52）は油分離体、（60）は吐出
弁押えである。又、この実施例では、切換弁装置（４）
として低圧導入路（40）の連通及び遮断を行う電磁開閉
弁を用いたが、この他、高圧導入路（16）と低圧導入路
（40）との一方のみをパイロット通路（90）に接続する
方向切換弁を用いてもよい。

（発明の効果） 以上、本発明によれば、ピストン（７）を作動してバイ
パス孔（８）を閉じ、全負荷運転を行っている場合、吐
出弁（６）でその吐出側開口が開閉される吐出孔（５）
がスクロール（２）（３）の組込み圧力比で吸入圧力を
乗じた必ず昇圧された一定圧力の圧縮室に開口するた
め、前記吐出孔（５）内は、必ず昇圧された一定圧力と
なるので、圧縮室と吐出弁（６）との間に前記吐出孔
（５）内からも高圧導入路（16）を介して前記背圧室
（９）に送られるパイロット圧力も一定の高圧圧力に保
つことができる。従って、バイパス孔（８）を開放して
部分負荷運転を行う時には、吐出弁（６）で吐出側開口
を閉鎖可能としてながら、暖房運転からデフロスト運転
に切換えた当初、一時的に高圧側の高圧圧力が低下して
も、背圧室（９）の圧力を一定に保持できるため、ピス
トン（７）を作動をほぼ安定化でき、該ピストン（７）
のチャタリングを防止して異音の発生を低減できるので
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
は従来例の縦断面図、第３図はピストンに作用する力の
関係を示す図、第４図はデフロスト移行の過渡期におけ
る圧力変動の様子を示す図である。 （２）……固定スクロール （３）……可動スクロール （４）……切換弁装置 （５）……吐出孔 （６）……吐出弁 （７）……アンローダピストン （８）……バイパス孔 （９）……背圧室 （16）……高圧導入路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 仁 大阪府堺市築港新町３丁12番地 ダイキン 工業株式会社堺製作所臨海工場内 (56)参考文献 特開 平１−106990（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−220988（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定及び可動スクロール（２）（３）を備
   え、圧縮途上の圧縮室を吸入側に連通させるバイパス孔
   （８）を開口して、このバイパス孔（８）にアンローダ
   ピストン（７）を付設し、切換弁装置（４）の切換で、
   前記ピストン（７）の背圧室（９）を高圧にして前記バ
   イパス孔（８）を閉鎖し、又、前記背圧室（９）を低圧
   にして前記バイパス孔（８）を開放するようにしたスク
   ロール形圧縮機において、圧縮室に開口する吐出孔
   （５）の吐出側開口に、該吐出側開口を開閉する吐出弁
   （６）を配設すると共に、前記背圧室（９）に高圧を導
   く高圧導入路（16）を前記吐出孔（５）内に連通したこ
   とを特徴とするスクロール形圧縮機。