JPH09217690A - スクロール気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮効率向上のための効果的なバイパス穴と
バイパス弁および圧縮室への給油通路の配置構成を実現
したものである。 【解決手段】 吐出口３０に最も近い第２圧縮室２ｂが
吐出口３０に開口した直後の状態で、バイパス穴３９が
旋回スクロールラップ１３ａによって遮閉されない位置
で、且つ、圧縮室２または吸入室３１に供給される潤滑
油の流入位置よりも吐出口３０の側にバイパス穴３９と
バイパス弁４０を設けたものである。この構成によれば
運転圧縮比が設定圧縮比より小さい場合には、圧縮途中
気体を吐出室３２に一部排出して過圧縮を防止する。ま
た、バイパス作用のない場合には、潤滑油がバイパス穴
を充填するので圧縮気体の圧縮室残留を防止し、圧縮気
体の再膨張，圧縮による圧縮効率低下を防ぐことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスクロール気体圧縮
機のバイパス穴の配置とバイパス気体の通路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】低振動、低騒音特性を備えたスクロール
気体圧縮機は、吸入室が圧縮空間を形成する渦巻きの外
周部に有り、吐出口が渦巻きの中心部に設けられ、吸入
容積と最終圧縮室容積とで決定する圧縮比が一定であ
る。

【０００３】特に、吸入圧力と吐出圧力とで定める圧縮
比の変動が少ない場合は、それに合わせた容積比を設定
することによって、往復動圧縮機や回転式圧縮機のよう
な流体を圧縮するための吐出弁装置を必要とせず、高効
率な圧縮ができる。

【０００４】このスクロール気体圧縮機を空調用冷媒圧
縮機として使用する場合は、可変速運転や空調負荷変動
によって冷媒の吸入圧力と吐出圧力が変化する。

【０００５】そして、実際の圧縮比と設定圧縮比との間
の差によって、不足圧縮や過圧縮運転が生じる。不足圧
縮時には、吐出室の高圧冷媒ガスが吐出口から圧縮室に
間欠的に逆流し、圧縮入力の増加を招く。

【０００６】また、液冷媒や多量の潤滑油を圧縮する、
いわゆる液圧縮現象が生じた場合には、超過圧縮状態と
なり、圧縮入力の異常上昇，過大な振動と騒音、圧縮機
破損を招くことがある。

【０００７】このような圧縮不足に起因する圧縮流体の
逆流を防ぐ方策として、吐出口の出口側に逆止弁装置を
設けることもある。

【０００８】また、過圧縮を軽減する方策として、特公
平５−４９８３０号公報に記載されているように、吸入
室にも吐出口にも間欠的に通じない常時密閉空間となる
圧縮室を有する場合には、超過圧縮発生頻度の高い常時
密閉空間となる圧縮室から吐出室に通じる対称位置に配
置されたバイパス穴を設け、バイパス穴の出口側に吐出
室への流体流出のみを許容するバイパス弁装置を設けて
液圧縮や過圧縮に起因する圧縮機破損を防止する手段が
知られている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、超過圧縮となる液圧縮や通常の過圧縮は
上述の常時密閉空間に限らず、圧縮途中の任意の圧縮室
でも生じる可能性がある。

【００１０】また、スクロール気体圧縮機の構成によっ
ては常時密閉空間となる圧縮室が存在しない容積比を備
える場合もある。さらに、過圧縮が生じない運転状態の
場合もある。

【００１１】したがって、バイパス穴を設置することは
圧縮途中ガスの圧縮室内残留を生じさせ、その結果、圧
縮効率低下を招き易いことから、特に、常時密閉空間と
なる圧縮室が存在しない容積比を備える構成のスクロー
ル気体圧縮機の場合は、バイパス穴開設の具体的な指針
が少ないという課題があった。

【００１２】上述の理由から、圧縮機破損防止のために
設けられるバイパス穴の位置が、吐出口を開閉する逆止
弁装置と関係してバイパス弁装置の配置構成から決めら
れることが多かった。

【００１３】当然のことながら、スクロール気体圧縮機
の幅広い圧縮比運転領域での圧縮効率向上のためにバイ
パス穴とバイパス弁装置を積極的に導入する考え方が少
なかった。

【００１４】また、圧縮完了圧縮室が吐出口に開通直後
は、吐出口内の圧力が上昇して逆止弁装置が開通するま
での間、逆止弁装置の応答性に応じて遅延する結果、吐
出口内で過圧縮が生じるなどの付加的な要因があり、入
力低減に効果的なバイパス機能を備えたスクロール気体
圧縮機の実現が望まれていた。

【００１５】なお、圧縮完了圧縮機が吐出口に開通直後
の吐出口内圧力上昇を抑制する方策として、吐出口の周
囲に小径の吐出孔を配置して気体排出通路を確保する手
段が実開昭６２−２６５９１号公報で開示されている。

【００１６】しかしながら、これら小径の吐出孔は吐出
口と同作用に供されるのみで、上記課題解決の一方策と
して応用できなかった。

【００１７】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、圧縮比が大きい運転状態での性能を損なう
ことなく、運転頻度の高い圧縮比が中以下の運転状態で
の性能向上を図ることを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、吐出口に最も近い圧縮室の特定の範囲にバ
イパス穴を設けると共に、バイパス穴よりも下流側に潤
滑油を供給したものである。上記バイパス穴と給油構成
によって、運転圧縮比が設定圧縮比より大きい場合と小
さい場合とを含めた全運転圧縮比領域を通した全体の圧
縮効率を高めることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するための請求
項１記載の発明は、渦巻状の圧縮空間には吐出室にも吸
入室にも間欠的に連通しない空間が存在せず、吐出口に
最も近い圧縮室が吐出口に開通した直後の状態で、旋回
スクロールラップの端部によってバイパス穴の通路を狭
められず且つ圧縮室または吸入室に潤滑油を供給する給
油通路よりも吐出口の側の位置に、圧縮室と吐出室との
間を連通するバイパス穴とバイパス穴の出口側を開閉す
るバイパス弁を設けたものである。

【００２０】そして、この構成によれば運転圧縮比が設
定圧縮比より大きい場合にも、吐出口に開口直前の圧縮
室内気体の吐出室への一部排出を促進させて吐出口から
気体を排出する際の過圧縮を制御することができる。

【００２１】また運転圧縮比が設定圧縮比より小さい場
合には、圧縮途中気体を吐出室に一部排出して過圧縮を
防止することができる。

【００２２】請求項２記載の発明は、複数対のバイパス
穴が旋回スクロールラップによって同時に閉塞されない
ように配置したものである。そして、この構成によれば
バイパス機能が作用する圧縮室の範囲が広がる。

【００２３】請求項３記載の発明は、旋回スクロールラ
ップの先端に設けた渦巻き状溝に渦巻き状のシール部材
を遊合状態で配置した構成で、シール部材が各バイパス
穴を全閉塞することのない形状寸法と位置にバイパス穴
を設けたものである。

【００２４】そして、この構成によれば各バイパス穴と
渦巻き状溝とシール部材を介して隣接する圧縮室への気
体漏洩を防ぐと共に、潤滑油が各バイパス穴に充満して
圧縮室としての死空間が解消する。

【００２５】請求項４記載の発明は、底面にバイパス穴
が開口し且つ他端が吐出室に通じるパイパス吐出室を固
定スクロールの鏡板に凹設し、バイパス吐出室にバイパ
ス弁を配置した構成で、圧縮途中気体がバイパス弁を通
過することによって逆止弁装置の弁体を押し上げて吐出
口を開通させるべく、バイパス吐出室から吐出室への気
体排出通路を設けたもので、過圧縮時にバイパス弁と同
時に逆止弁装置が開いて、吐出口からの圧縮気体排出を
早めて吐出口での過圧縮を防止する。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例の横置形スクロール気
体圧縮機について、図面を参照して説明する。

【００２７】（実施例１）図１において、１は鉄製の密
閉容器で、その内部全体は吐出管（図示なし）に連通す
る高圧雰囲気となり、その中央部にモータ３、右部に圧
縮部が配置され、モータ３の回転子３ａを固定した駆動
軸４の一端を支承する圧縮部の本体フレーム５が密閉容
器１に固定されており、その本体フレーム５に固定スク
ロール７が取り付けられている。

【００２８】駆動軸４に設けられた主軸方向の油穴１２
は、その一端が給油ポンプ装置（図示なし）に通じ、他
端が最終的に主軸受８に通じている。固定スクロール７
と噛み合って圧縮室２を形成する旋回スクロール１３
は、渦巻き状の旋回スクロールラップ１３ａと旋回軸１
３ｃとを直立させたラップ支持円板１３ｂとから成り、
固定スクロール７と本体フレーム５との間に配置されて
いる。

【００２９】また、前述の実開昭６２−２６５９１号公
報でも開示されているような、渦巻き状溝１３ｄが旋回
スクロールラップ１３ａの先端に設けられている。この
渦巻き状溝１３ｄと同形状をした渦巻き状のシール部材
１３ｅが渦巻き状溝１３ｄ内に油膜形成ができる程度の
微小隙間を有して遊合状態で配置されている。

【００３０】固定スクロール７は、鏡板７ａと渦巻き状
の固定スクロールラップ７ｂとから成り、固定スクロー
ルラップ７ｂの中央部に吐出口３０、外周部に吸入室３
１が配置されている。吐出口３０は、隣接する吐出室３
２を介してモータ３が配置された高圧空間に通じてい
る。吸入室３１は、密閉容器１の端壁を貫通する吸入管
３３に通じている。

【００３１】駆動軸４の主軸から偏芯して駆動軸４の右
端穴部に配置された旋回軸受１４は、旋回スクロール１
３の旋回軸１３ｃと係合摺動すべく構成されている。旋
回スクロール１３のラップ支持円板１３ｂと本体フレー
ム５に設けられたスラスト軸受１９との間は、油膜形成
可能な微小隙間が設けられている。

【００３２】ラップ支持円板１３ｂには旋回軸１３ｃと
ほぼ同芯の環状シール部材１８が遊合状態で装着されて
おり、その環状シール部材１８はその内側の背面室Ａ２
０と外側とを仕切っている。背面室Ａ２０の上流側と下
流側は旋回軸受１４の摺動面と駆動軸４の油穴１２およ
び主軸受８を介して油溜１１に通じている。

【００３３】旋回軸受１４の底部の油室１５と、ラップ
支持円板１３ｂの外周部空間の背面室Ｃ１６との間は、
ラップ支持円板１３ｂに設けられた油通路２１を介して
通じている。

【００３４】油通路２１は、その両端に絞り部Ａ２２と
絞り部Ｂ２３を、その中間にバイパス油穴２４を有して
いる。バイパス油穴２４は、旋回スクロール１３の旋回
運動に伴って、スラスト軸受１９面に設けられた環状の
油溝２５に間欠的に通じるべく配置されている。環状の
油溝２５と背面室Ｃ１６とは、環状の油溝２５の一部と
して設けられた排出油通路２６を介して通じている。

【００３５】スラスト軸受１９の環状の溝２５は、自転
阻止部材２７と係合する旋回スクロール１３の係止溝
（図示なし）にも間欠的に連通すべく配置されている。
背面室Ｃ１６と吸入室３１との間は、ラップ支持円板１
３ｂと摺接する鏡板７ａの表面に設けられた油溝４３
（図４参照）を介して連通している。

【００３６】吐出口３０の出口側を開閉する逆止弁装置
３５が固定スクロール７の鏡板７ａの平面上に取り付け
られており、その逆止弁装置３５は薄鋼板製のリード弁
３５ａと弁押え３５ｂとから成る。

【００３７】吐出口３０を囲むバイパス吐出室３６が逆
止弁装置３５に隣接して鏡板７ａに凹設されている。バ
イパス吐出室３６は、鏡板７ａに圧入固定された逆止弁
座ケース３７に設けたバイパス通路３８を介して吐出室
３２に通じている。

【００３８】鏡板７ａの中央部には、吐出口３０と間欠
的に連通する第２圧縮室２ｂとバイパス吐出室３６とに
開口し、且つ、第２圧縮室２ｂへの開口部が旋回スクロ
ールラップ１３ａの先端部に配置されたシール部材１３
ｅの幅Ｗよりも小径のバイパス穴３９が吐出口３０に対
して対称配置されている。

【００３９】バイパス穴３９は、一対の第２バイパス穴
３９ｂと一対の第３バイパス穴３９ｃと一対の第４バイ
パス穴３９ｄから成り、旋回スクロールラップ１３ａの
壁面に沿って圧縮進行に追従する形態で順次対称配置さ
れている。

【００４０】第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３
９ｃ，第４バイパス穴３９ｄはシール部材１３ｅによっ
て同時に全閉塞されないように、適正間隔で配置されて
いる。第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３９ｃ，
第４バイパス穴３９ｄの出口側を開閉するバイパス弁４
０とそれを付勢するコイルバネ４１がバイパス吐出室３
６に配置されている。

【００４１】図４は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面
を示した図で、吐出口３０と間欠的に連通する第２圧縮
室２ｂが吐出口３０と開通した直後の圧縮空間の状態を
示す。

【００４２】この圧縮空間の容積比、すなわち、圧縮室
２の吸入容積と圧縮完了時の圧縮室容積との割合が、圧
縮機定格負荷時の吸入室３１の圧力と吐出室３２の圧力
との割合、すなわち、運転圧縮比に相当する容積比に最
も近づくように設定されており、定格負荷運転時に過不
足圧縮の少ない渦巻き形状の圧縮空間に設定されてい
る。

【００４３】この状態で、第２バイパス穴３９ｂ，第３
バイパス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄは旋回スクロ
ールラップ１３ａによって、遮閉されることのない位置
に配置されている。

【００４４】また、第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパ
ス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄは、第２圧縮室２ｂ
が図４の状態から進角または退角した状態でも旋回スク
ロールラップ１３ａによって、同時に遮閉されることが
ないような形状と間隔で配置されている。

【００４５】図５に示す如く、バイパス弁４０の外観形
状は逆止弁座ケース３７との回転止め係止穴４０ａを中
央部に有し、第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３
９ｃ，第４バイパス穴３９ｄを開閉する一対のリード部
４０ｂを外周部に有している。

【００４６】コイルバネ４１は、それ自身の温度が上昇
するとバイパス弁４０への付勢力が増加し、それ自身の
温度が下降するとバイパス弁４０への付勢力が減少する
形状記憶特性を有している。

【００４７】また、鏡板７ａには、吸入室３１と間欠的
に連通する第１圧縮室２ａと吐出室３２とに開口する一
対の第１バイパス穴３９ａが対称配置されていると共
に、第１バイパス穴３９ａの出口側を開閉する補助バイ
パス弁装置４２が取り付けられている。

【００４８】図６は、横軸に圧縮機運転速度を、縦軸に
圧力と圧縮比を表し、空調装置運転時の圧縮機運転速度
と吸入圧力，吐出圧力，圧縮比の関係を示す実負荷特性
図である。

【００４９】図７は、横軸に圧縮室の容積変化を、縦軸
に圧縮室の圧力変化を表した従来スクロール気体圧縮機
のＰ−Ｖ線図（指圧線図）である。

【００５０】以上のように構成されたスクロール気体圧
縮機について、その動作を説明する。

【００５１】図１〜図７において、モータ３によって駆
動軸４が回転駆動すると本体フレーム５のスラスト軸受
１９に支持された旋回スクロール１３が旋回運動をし、
圧縮機に接続した冷凍サイクルから潤滑油を含んだ吸入
冷媒ガスが、吸入管３３を経由して吸入室３１に流入
し、旋回スクロール１３と固定スクロール７との間に形
成された圧縮室２へと圧縮移送され、中央部の吐出口３
０，吐出室３２を経てモータ３を冷却しながら吐出管
（図示なし）から圧縮機外部に排出される。

【００５２】潤滑油を含んだ吐出冷媒ガスは、吐出室３
２から吐出管（図示なし）までの通路途中で分離され、
油溜１１に収集する。吐出圧力が作用する油溜１１の潤
滑油は、駆動軸４の一端に連結された給油ポンプ装置
（図示なし）により、駆動軸４の油穴１２を経由して油
室１５に送られ、その大部分が主軸受８を経由して油溜
１１に帰還する一方、残りの潤滑油が旋回スクロール１
３に設けられた油通路２１を経由して最終的に背面室Ｃ
１６に流入する。

【００５３】油通路２１を流れる潤滑油は、その入口部
の絞り部Ａ２２で一次減圧され、その一部の潤滑油がバ
イパス油穴２４を通じてスラスト軸受１９に設けられた
環状の油溝２５に流入し、残りの潤滑油が絞り部Ｂ２３
で二次減圧された後、両経路を経た潤滑油は吸入室３１
に通じている背面室Ｃ１６に流入する。

【００５４】油通路２１の潤滑油は、旋回スクロール１
３の旋回運動に伴ってバイパス油穴２４が環状の油溝２
５に間欠的に連通する際の通路抵抗の影響を受ける。

【００５５】すなわち、旋回速度が遅い時には油通路２
１の潤滑油が環状の油溝２５に多く流入し、旋回速度が
速い時には油通路２１の潤滑油が環状の油溝２５に少な
く流入するように調整される。圧縮室２の冷媒ガス圧力
は、駆動軸４の主軸方向に旋回スクロール１３を固定ス
クロール７から離反させようと作用する。

【００５６】一方、旋回スクロール１３のラップ支持円
板１３ｂが吐出圧力の作用する背面室Ａ２０（環状シー
ル部材１８で囲まれた内側部分）からの背圧を受けてい
る。

【００５７】したがって、旋回スクロール１３を固定ス
クロール７から離反させようとする力と背圧力とが相殺
される。

【００５８】その結果、旋回スクロール１３の離反力よ
りも背圧力が大きい場合には、ラップ支持円板１３ｂは
固定スクロール７の鏡板７ａに支持され、反対の場合に
はスラスト軸受１９に支持される。

【００５９】上述のいずれの場合にもラップ支持円板１
３ｂとその摺動面の間は微小隙間が保持されて、その摺
動面に供給された潤滑油によって油膜形成されており、
その摺動抵抗が軽減されている。

【００６０】旋回スクロール１３のラップ支持円板１３
ｂが固定スクロール７の鏡板７ａまたはスラスト軸受１
９のいずれに支持される場合でも、圧縮室２の隙間は微
小で、背面室Ｃ１６，吸入室３１を順次経て圧縮室２に
流入した潤滑油の油膜で密封されている。

【００６１】一方、スクロール気体圧縮機は容積比と冷
媒の特性から定まる圧縮比が一定なことから、圧縮機冷
時始動初期には多量の冷媒液が圧縮室２に流入して液圧
縮が生じることが有り、圧縮室２が異常圧力上昇して吐
出室３２の圧力より高くなる。

【００６２】吸入室３１と間欠的に連通する第１圧縮室
２ａで液圧縮が生じた場合には、図３のように、鏡板７
ａに設けた第１バイパス穴３９ａの出口側を閉塞する補
助バイパス弁装置４２および第２バイパス穴３９ｂ，第
３バイパス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄの出口側を
閉塞するバイパス弁４０のリード部４０ｂが順次開いて
冷媒を吐出室３２に流出させ、圧縮室圧力を降下させ
る。

【００６３】また、吐出口３０と間欠的に連通する第２
圧縮室２ｂで液圧縮が生じた場合には、鏡板７ａに設け
た第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３９ｃ，第４
バイパス穴３９ｄの出口側を閉塞するバイパス弁４０の
全体がコイルバネ４１の付勢力に抗して開き冷媒を吐出
室３２に流出させ、圧縮室圧力を降下させる。

【００６４】なお、第２〜第４バイパス穴（３９ｂ，３
９ｃ，３９ｄ）は旋回スクロールラップ１３ａの端面に
よって同時に閉塞されることが無いように配置されてい
るので、バイパス弁４０が一部連続的に必ず開通作動す
る。

【００６５】また、補助バイパス弁装置４２およびバイ
パス弁４０が開通作動するのは、圧縮室２で液圧縮が生
じる場合に限らない。すなわち、図６に示す如く、通常
の冷凍サイクル運転における吸入圧力は、圧縮機が低速
〜高速運転に変化するのに追従して低下する。一方、吐
出圧力は上昇して、圧縮比が上昇するのが一般的であ
る。

【００６６】したがって、補助バイパス弁装置４２およ
びバイパス弁４０が設置されない場合の圧縮機低速運転
時などの圧縮比は、定格負荷運転状態で設定された圧縮
比よりも小さくなって図７の斜線部分で示す如く過圧縮
状態となる。

【００６７】このような場合には上述と同様に、第２バ
イパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３９ｃ，第４バイパス
穴３９ｄの出口側を閉塞するバイパス弁４０のリード部
４０ｂが開いて冷媒を吐出室３２に流出させ、２点鎖線
９９で示す如く、圧縮室圧力が途中降下して圧縮負荷が
軽減する。

【００６８】なお、一般的には、対称位置に配置された
圧縮室２（圧縮室Ａ，圧縮室Ｂ）の各圧力は、圧縮室隙
間密封程度の差から互いに相違する。この圧縮室２の圧
力差は旋回スクロール１３に自転力を与えて自転阻止部
材２７に回転力を与えることになる。

【００６９】しかし、補助バイパス弁装置４２およびバ
イパス弁４０が開通して圧縮負荷軽減する場合には、圧
縮室２（圧縮室Ａ，圧縮室Ｂ）の圧力が吐出室３２を介
して圧縮行程途中で瞬時的に均圧されて、圧縮室圧力差
が小さくなる。

【００７０】また、バイパス吐出室３６に排出された圧
縮途中冷媒ガスがバイパス通路３８を経て吐出室３２に
流出する際に、逆止弁装置３５のリード弁３５ａが押し
上げられ、吐出口３０と吐出室３２との間が開通される
（図３参照）。

【００７１】吐出口３０と開通直後の第２圧縮室２ｂ内
の冷媒ガスは、逆止弁装置３５のリード弁３５ａの開口
遅延のない状態で通路抵抗を受けることなく、円滑に吐
出室３２に排出されるので、吐出口３０内での過圧縮が
生じることは無い。

【００７２】一方、圧縮機高速運転時は吸入室３１の圧
力が低下、吐出室３２の圧力が上昇する結果、実際の冷
凍サイクル運転圧縮比がスクロール気体圧縮機設定圧縮
比よりも大きい圧縮状態（バイパス弁４０が開通作動し
ない状態）となる。

【００７３】この状態では、第２圧縮室２ｂの容積が拡
大する過程で、しかも逆止弁装置３５が吐出口３０を閉
塞するまでの間に、吐出室３２の冷媒ガスが吐出口３０
を介して第２圧縮室２ｂに間欠的に逆流する。この逆流
冷媒ガスは第２圧縮室２ｂで再圧縮されて圧縮損失とな
る。

【００７４】しかしながら、吸入室３１に供給された潤
滑油が吸入冷媒ガスと共に圧縮室を通過する際の油膜に
よって隣接する圧縮室隙間，渦巻き状溝１３ｄとシール
部材１３ｅとの隙間が密封されるので、吐出口３０に開
通しない圧縮室への吐出冷媒ガスの逆流が阻止される。

【００７５】また、圧縮室に供給された潤滑油がシール
部材１３ｅの幅Ｗより小径のバイパス穴３９に充満し、
バイパス穴３９に滞留する冷媒ガス量が少ない。

【００７６】この結果、バイパス穴３９内に残留する冷
媒ガスの再膨張，再圧縮による圧縮損失は極めて少な
い。

【００７７】また、バイパス吐出室３６が鏡板７ａに凹
設されることによって第２バイパス穴３９ｂ，第３バイ
パス穴３９ｃ，第４バイパス穴３９ｄの通路が短くなっ
た結果、バイパス穴３９内に残留する冷媒ガスの再膨
張，再圧縮による圧縮損失が無視できるまでに低減され
ている。

【００７８】また、第２圧縮室２ｂが吐出口３０と開通
した直後の圧縮冷媒ガス排出通路は狭く、しかも逆止弁
装置３５の開口遅延が生じる。

【００７９】したがって、吐出口３０に開通直後の第２
圧縮室２ｂ内の圧力が吐出室３２よりも圧力上昇しよう
とする。

【００８０】しかしながら、圧縮冷媒ガスの一部がバイ
パス穴３９とバイパス弁４０とを介してバイパス吐出室
３６に排出され、第２圧縮室２ｂ内の圧力が低下し、過
剰な過圧縮が回避され、圧縮入力が低減する。

【００８１】その後、第２圧縮室２ｂと吐出口との開通
拡大と逆止弁装置３５の開口が進行するのに伴って、圧
縮冷媒ガスは吐出口３０から吐出室３２に排出される。

【００８２】なお、実際の容積比（吸入容積と最終圧縮
室容積との割合）が圧縮機定格運転負荷条件に合わせて
設定されているので、バイパス穴３９の開設位置が上述
の位置より大幅に吸入側に開設された場合は、旋回スク
ロールラップ１３ａがバイパス穴３９を通過後の第２圧
縮室２ｂが吐出口３０と開通するまでの圧縮室移動範囲
で、密閉空間になる。

【００８３】その結果、過圧縮発生時の実質的な入力低
減効果が漸次少なくなっていく。また、バイパス穴３９
の開設位置が上述の位置より吐出口３０の側に近付けた
場合は、圧縮機高速運転時など、吸入圧力と吐出圧力と
の差圧が大きくて実負荷圧縮比が設定圧縮比よりも大き
い場合に、第２圧縮室２ｂが吐出口３０と開通するまで
にバイパス穴３９が旋回スクロールラップ１３ａによっ
て遮閉されることに成るので、バイパス作用も少なくな
る。第２圧縮室２ｂが吐出口３０と開通する直前と直後
に生じる過圧縮を回避できなくなり、バイパス作用によ
る入力低減効果も漸次少なくなる。

【００８４】圧縮機高速，高負荷運転時には、吐出ガス
温度上昇によってコイルバネ４１は温度上昇し、バイパ
ス弁４０への付勢力を増加させて、バイパス吐出室３６
の底面とバイパス弁４０とのシール性能を向上してお
り、第２バイパス穴３９ｂ，第３バイパス穴３９ｃ，第
４バイパス穴３９ｄを介して吐出室３２から第２圧縮室
２ｂへの冷媒ガス漏洩流入を少なくしている。

【００８５】また一方、吸入圧力と吐出圧力との差圧が
小さくて実負荷圧縮比が設定圧縮比よりも小さく、圧縮
室２での過圧縮状態を回避させるべく第２〜第４バイパ
ス穴（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）とバイパス吐出室３６
との開通を必要とする圧縮機低速，低負荷運転時には、
コイルバネ４１の温度が低いのでバイパス弁４０への付
勢力が弱く、バイパス弁４０が素早く後退して第２〜第
４バイパス穴（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）の開通が容易
になり、圧縮室２での過圧縮回避が容易にでき、入力が
低減する。

【００８６】なお、上記実施例ではバイパス穴３９の第
２圧縮室２ｂへの開口部の大きさをシール部材１３ｅよ
り小さくしたが、圧力負荷，運転速度，圧縮室への給油
量条件などに応じてシール部材１３ｅの幅Ｗ相当まで広
げることができ、潤滑油の油膜形成によって実質的な圧
縮効率低下を招くことがない。

【００８７】（実施例２）図８は実施例１の図５で示す
リード部４０ｂを有するバイパス弁４０の代わりに、環
状のバイパス弁４０ｃを配置しても良い。このバイパス
弁４０ｃは、バイパス弁４０よりも第２〜第４バイパス
穴（３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）を同時に開閉することが
できる。圧縮機高速運転時のバイパス弁４０ｃの開閉応
答性が良くなり、バイパス作用による圧縮入力低減効果
の向上を期待できる。

【００８８】（実施例３）図９は実施例１の図４におけ
るバイパス穴３９の開設位置を変えて４対のバイパス穴
３９₁ を配置した例で、更に低圧縮比領域のバイパス作
用を図ったものである。

【００８９】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１記載の発明は、吐出口から吐出室へのみの流体流れを
許容し且つ吐出口の出口側を開閉する逆止弁装置を配置
し、吐出口に最も近い圧縮途中の圧縮室に開口し且つ他
端が吐出室に通じる少なくとも一対以上のバイパス穴を
固定スクロールの鏡板に対称配置すると共に、バイパス
穴を介して圧縮室から吐出室へのみの流体排出を許容し
且つバイパス穴の出口側を開閉するバイパス弁を鏡板に
設けた構成で、渦巻形状の圧縮空間は吐出口にも吸入室
にも間欠的に連通しない空間が存在せず、バイパス穴
は、吐出口に最も近い圧縮室が吐出口に開通した直後の
状態で、旋回スクロールラップの端部によってバイパス
穴の通路を狭められず且つ圧縮室または吸入室へ潤滑油
を供給する給油通路の流入位置よりも吐出口の側の位置
に設けたものである。

【００９０】この構成によれば運転圧縮比が設定圧縮比
より大きい場合には、吐出口に開口直前と直後の圧縮室
内気体の一部を、逆止弁装置が開口遅延状態であっても
吐出口を経由することなく吐出室に排出促進させて、圧
縮完了気体を吐出口から排出する際の過圧縮を抑制して
圧縮入力を低減することができる。

【００９１】また、バイパス穴よりも上流側に供給され
た潤滑油が圧縮途中気体の通過しないバイパス穴に充満
するので、圧縮室での残留圧縮気体が少なく、残留気体
が再膨張，再圧縮することによる圧縮効率低下を実質的
に回避することができる。

【００９２】また、運転圧縮比が設定圧縮比より小さい
場合には、圧縮途中気体を吐出室に一部排出して過圧縮
を防止して圧縮入力の低減と圧縮機破損を防止すること
ができる。

【００９３】請求項２記載の発明は、複数対の全てのバ
イパス穴が旋回スクロールラップによって同時に閉塞さ
れないように、バイパス穴を配置したもので、この構成
によれば吐出口に最も近い圧縮室におけるバイパス機能
が継続的に作用して、圧縮入力を連続的に軽減できる。

【００９４】その結果、急激な圧縮負荷変動を回避して
バイパス作用時の振動発生を抑制することができる。

【００９５】請求項３記載の発明は、旋回スクロールラ
ップの先端に設けた渦巻き状溝に渦巻き状のシール部材
を遊合状態で配置した構成で、前記シール部材がバイパ
ス穴を全閉塞できない形状寸法と位置に前記バイパス穴
を開設したもので、この構成によれば各バイパス穴と渦
巻き状溝とシール部材を介して隣接する圧縮室への気体
漏洩を少なくすることができる。

【００９６】また、バイパス穴の開口寸法を制限するこ
とによって、圧縮室に供給された潤滑油が各バイパス穴
に充満し易くなるので、バイパス作用が生じない場合
に、圧縮室としての死空間が実質的に存在しなくなる。

【００９７】その結果、圧縮途中気体がバイパス穴に出
入りすることによる再膨張，再圧縮がないので、バイパ
ス穴開設による圧縮効率低下を防止することができる。

【００９８】請求項４記載の発明は、底面にバイパス穴
が開口し且つ他端が吐出室に通じるバイパス吐出室を固
定スクロールの鏡板に凹設し、バイパス吐出室にバイパ
ス弁を配置した構成で、圧縮途中気体がバイパス弁を通
過することによって吐出口を開閉する逆止弁装置の弁体
を押し上げて吐出口を開通させるべく、バイパス吐出室
から吐出室への気体排出通路を設けたものである。

【００９９】この構成によれば、圧縮室と吐出口との開
通前から吐出口の出口側が開通しているので、吐出口近
傍の圧縮室で異常圧力上昇した気体が吐出口から吐出室
に排出する際の気体通路抵抗が少なくなり、吐出口内で
の過圧縮を防止できる。

【０１００】これによって、バイパス作用による入力低
減効果を更に高めることができる。また、吐出口から吐
出室への排出時間が長くなり、圧縮気体排出速度が抑制
されるので、逆止弁装置からの発生音が軽減し、騒音低
下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスクロール気体圧縮機の一実施例の部
分縦断面図

【図２】同要部拡大縦断面図

【図３】同要部拡大縦断面図

【図４】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図

【図５】バイパス弁の外観図

【図６】圧縮機運転速度と圧力の関係を示す特性図

【図７】圧縮室の容積変化と圧力変化状態を示す特性図

【図８】別の実施例のバイパス弁の外観図

【図９】別の実施例のバイパス穴の配置図

【符号の説明】

２ 圧縮室 ２ｂ 第２圧縮室 ４ 駆動軸 ５ 本体フレーム ７ 固定スクロール ７ａ 鏡板 ７ｂ 固定スクロールラップ １３ 旋回スクロール １３ａ 旋回スクロールラップ １３ｂ ラップ支持円板 １３ｄ 渦巻き状溝 １３ｅ シール部材 １９ スラスト軸受 ２７ 自転阻止部材 ３０ 吐出口 ３１ 吸入室 ３２ 吐出室 ３５ 逆止弁装置 ３５ａ リード弁 ３５ｂ 弁押え ３６ バイパス吐出室 ３８ バイパス通路 ３９ａ 第１バイパス穴 ３９ｂ 第２バイパス穴 ３９ｃ 第３バイパス穴 ３９ｄ 第４バイパス穴 ４０ バイパス弁 ４０ｃ バイパス弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｃ 29/10 ３３１ Ｆ０４Ｃ 29/10 ３３１Ｃ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロールの一部をなす鏡板の一面
   に直立して形成された渦巻き状の固定スクロールラップ
   に対して、旋回スクロールの一部をなすラップ支持円板
   上に直立し且つ前記固定スクロールラップに類似した形
   状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両ス
   クロール間に渦巻き形の一対の圧縮空間を形成し、前記
   固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口
   を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を
   設け、駆動軸と係合する前記ラップ支持円板と、前記固
   定スクロールを締結し且つ前記駆動軸を支持する本体フ
   レームとに係合する前記旋回スクロールの自転阻止部材
   を介して、前記旋回スクロールが前記固定スクロールに
   対し公転運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸
   入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に
   区画されて流体を圧縮すべく容積変化するスクロール圧
   縮機構と、前記圧縮室と前記吸入室の内、少なくとも一
   方への給油通路とを形成し、前記ラップ支持円板の反圧
   縮空間側が前記本体フレームに設けたスラスト軸受に支
   持される形態と、前記旋回スクロールが前記固定スクロ
   ールの側に背圧付勢される形態とのうち少なくとも一方
   の形態とし、前記吐出口から吐出室へのみの流体流れを
   許容し且つ前記吐出口の出口側を開閉する逆止弁装置を
   配置し、前記吐出口に最も近い圧縮途中の前記圧縮室に
   開口し且つ他端が前記吐出室に通じる少なくとも一対以
   上のバイパス穴を前記鏡板に対称配置すると共に、前記
   バイパス穴を介して前記圧縮室から前記吐出室へのみの
   流体排出を許容し且つ前記バイパス穴の出口側を開閉す
   るバイパス弁を前記鏡板に設けた構成で、前記圧縮空間
   は前記吐出口にも前記吸入室にも間欠的に連通しない空
   間が存在せず、前記バイパス穴は、前記吐出口に最も近
   い前記圧縮室が前記吐出口に開通した直後の状態で、前
   記旋回スクロールラップの端部によって前記バイパス穴
   の通路を狭められず且つ前記給油通路の流入位置よりも
   前記吐出口の側の位置に設けられたスクロール気体圧縮
   機。
2. 【請求項２】 複数対の全てのバイパス穴が旋回スクロ
   ールラップによって同時に閉塞されないように、前記バ
   イパス穴を配置した請求項１記載のスクロール気体圧縮
   機。
3. 【請求項３】 旋回スクロールラップの先端に設けた渦
   巻き状溝に渦巻き状のシール部材を遊合状態で配置した
   構成で、前記シール部材がバイパス穴を全閉塞できない
   形状寸法と位置に前記バイパス穴を開設した請求項１記
   載のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 底面にバイパス穴が開口し且つ他端が吐
   出室に通じるバイパス吐出室を固定スクロールの鏡板に
   凹設し、前記バイパス吐出室にバイパス弁を配置した構
   成で、圧縮途中気体が前記バイパス弁を通過することに
   よって前記逆止弁装置の弁体を押し上げて吐出口を開通
   させるべく、前記バイパス吐出室から前記吐出室への気
   体排出通路を設けた請求項１記載のスクロール気体圧縮
   機。