JPH11141475A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液圧縮防止とガス過圧縮防止を容易に効果的
に行うことができ、信頼性の高いスクロール型圧縮機を
提供する。 【解決手段】 固定スクロールの鏡板に特定の圧縮室か
ら密閉容器内に貫通する孔とこの孔に対応して前記鏡板
の他側面にリリース弁を備えた液圧縮防止兼ガス過圧縮
防止用マルチリリース機構を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空調・冷凍
機等に搭載されるスクロール型圧縮機に関するものであ
り、さらに詳しくは、固定スクロールと揺動スクロール
とを噛み合わせて形成される複数の圧縮室にて圧縮され
た圧縮ガスを密閉容器内に吐出した後、密閉容器外へ吐
出するようにしたスクロール型圧縮機に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気調和装置などの冷凍サイクル
に使用されるスクロール型コンプレッサ１は、例えば図
３に示される構成になっている。両端が閉鎖された筒状
の密閉容器１の内側には電動要素２とスクロール圧縮要
素３とが内蔵されている。上記電動要素２は上記密閉容
器１の内壁面側に固定されたステータ４と、このステー
タ４の内側に回転自在に支持されたロータ５とからな
り、このロータ５には回転軸６が貫通状態に結合されて
いる。この回転軸６の一端は上記スクロール圧縮要素３
の一部を構成する支持フレーム７に回転自在に支持され
ている。上記回転軸６の他端側は上記ロータ５から突出
されており、この先端部には給油部８が接続されてい
る。そして、上記給油部８の端部には油導入管９が接続
されている。この油導入管９の吸込み側の端部は上記密
閉容器１内に収容された潤滑油ｂに没するように下方に
延長されている。上記回転軸６には上記給油部８から潤
滑油ｂを吸入して供給する油通路１０が軸方向に穿設さ
れており、潤滑油がこの油通路１０を経て支持フレーム
７などの各摺動部に供給された後、再循環されるように
なっている。

【０００３】そして、上記支持フレーム７に貫通する状
態に支持された上記回転軸６の一端部はその中心が上記
回転軸６の軸心と偏心して設けたピン部（クランク部）
１１として形成されており、このピン部１１には揺動ス
クロール１２が連接されている。この揺動スクロール１
２は円盤状に形成されておりこの円盤状の鏡板２１の一
側面の中央部に上記ピン部１１が接続されるボス穴部１
３が形成されている。この揺動スクロール１２の鏡板２
１の他側面にはインボリュート曲線状の揺動ラップ１４
が一体に形成されている。また、上記支持フレーム７に
は、円盤状に形成された固定スクロール１５が結合され
ている。この固定スクロール１５の鏡板２２には上記揺
動スクロール１２に対面する部分にインボリュート曲線
状の固定ラップ１６が形成されており、上記揺動ラップ
１４との間に複数の圧縮室１７を形成している。密閉容
器１の外から吸入管１８を経て前記スクロール圧縮要素
３の外周部に導入された冷媒ガスは、図４（ａ）に示し
たように前記固定スクロール１５の第１吸入口３０とこ
の第１吸入口３０に相対する位置に第１吸入口３０と通
じる連通溝３１で連絡された第２吸入口３２の２箇所か
ら吸入されて前記圧縮室１７にて圧縮されて、漸次中心
に移動していくことで容積を縮小して固定スクロール１
５の鏡板２２の他側面の中央部に設けた吐出ポート１９
から密閉容器１内に吐出され、この空間で同伴した潤滑
油が分離され、脈動が低減される。

【０００４】密閉容器１内に吐出ポート１９から吐出さ
れた圧縮ガスは白矢印で示したように固定スクロール１
５と支持フレーム７に設けた図示しない通路を流れて、
電動要素２側に行きロータ５の回転による遠心力などで
冷媒ガス中の潤滑油がさらに分離され、そして潤滑油が
分離された冷媒ガスは吐出管２０から密閉容器１外に吐
出される。分離された潤滑油は黒矢印で示したように流
れて密閉容器１の底部に溜り、循環して使用される。

【０００５】図４（ｂ）に示したように、前記スクロー
ル圧縮要素３の安全性確保や機能維持のためにガス過圧
縮防止機構３３（あるいは液圧縮防止機構。以後、ガス
過圧縮防止機構と称す）が固定スクロール１５に設けら
れている。このガス過圧縮防止機構３３は、固定スクロ
ール１５の鏡板２２に前記圧縮室１７から前記密閉容器
１内に貫通する孔３４、３４とこの孔３４に対応して鏡
板２２の他側面に設けたリリース弁３５、３５から構成
されている。１つの孔３４は前記固定ラップ１６の前記
吐出ポート１９側に近接して、他の孔３４は固定ラップ
１６の前記吐出ポート１９の外側に近接して設けてあ
る。

【０００６】このガス過圧縮防止機構３３の作用は、図
５（イ）〜（ハ）に示したように、吸入された冷媒ガス
が複数の圧縮室１７にて圧縮されて、漸次中心に移動し
ていくことで容積を縮小してゆき、（ロ）に示した圧縮
室１７内の冷媒ガスが過圧縮状態になると（あるいは圧
縮室１７内が冷媒液で満たされた状態になると）、リリ
ース弁３５、３５が開放されて圧縮室１７内の冷媒が貫
通孔３４、３４を経て密閉容器１内にリリースされ、そ
して（ハ）に示したように圧縮室１７と吐出ポート１９
が連通すると圧縮室内の冷媒ガスは吐出ポート１９から
密閉容器１内に吐出されるようになっている。

【０００７】図６に、従来の他のスクロール型圧縮機の
スクロール圧縮要素における冷媒ガスの圧縮の進行状態
を示す。この例では、スクロール圧縮要素の安全性確保
や機能維持のために液圧縮防止機構とガス過圧縮防止機
構が固定スクロール１５に設けられている。液圧縮防止
機構は、前記ガス過圧縮防止機構３３と同様に構成され
ており、すなわち固定スクロール１５の鏡板に前記圧縮
室１７から前記密閉容器１内に貫通する孔３６、３６と
この孔３６に対応して前記鏡板の他側面に設けた図示し
ないリリース弁から構成されている。ガス過圧縮防止機
構は前記ガス過圧縮防止機構３３と同様に構成されてお
り、すなわち固定スクロール１５の鏡板に前記圧縮室１
７から前記密閉容器１内に貫通する孔３４、３４とこの
孔３４に対応して前記鏡板の他側面に設けた図示しない
リリース弁から構成されている。貫通孔３４、３６の各
２つの内の１つの孔は前記固定ラップ１６の前記吐出ポ
ート１９側に近接して、貫通孔３４、３６の他の孔は固
定ラップ１６の前記吐出ポート１９の外側に近接して設
けてある。

【０００８】図６（イ）〜（ハ）に示したように、吸入
された冷媒ガスが複数の圧縮室１７にて圧縮されて、漸
次中心に移動していくことで容積を縮小してゆき、
（ロ）に示した圧縮室１７内の冷媒ガスが過圧縮状態に
なったり、圧縮室１７内が冷媒液で満たされた状態にな
ると、それぞれに対応するリリース弁が開放されて圧縮
室１７内の冷媒ガスは貫通孔３４、３４を経て、冷媒液
は３６、３６を経て密閉容器１内にリリースされ、そし
て（ハ）に示したように圧縮室１７と吐出ポート１９が
連通すると圧縮室内の冷媒ガスは吐出ポート１９から密
閉容器１内に吐出されるようになっている。このように
液圧縮防止機構とガス過圧縮防止機構を固定スクロール
１５に設ければ高い安全性が確保されるが、機構が煩雑
になり、コストアップになる欠点があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、液圧
縮防止とガス圧縮防止を行うことができる簡単な機構を
固定スクロール１５に備えた信頼性の高いスクロール型
圧縮機を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる問題
について鋭意研究した結果、例えば従来のガス過圧縮防
止機構３３の貫通孔３４と液圧縮防止機構の貫通孔３６
との間の特定の位置に液圧縮防止兼ガス過圧縮防止用マ
ルチリリース機構を設けることにより、課題を解決でき
ることを見いだし、本発明を成すに到った。

【００１１】すなわち、本発明の請求項１の発明は、密
閉容器内に電動要素とこの電動要素によって駆動される
スクロール圧縮要素とを備え、前記スクロール圧縮要素
は、円盤状の鏡板の一側面にインボリュート曲線状の固
定ラップと、中央部に吐出ポートを備えた固定スクロー
ルと、この固定スクロールに対して前記電動要素の駆動
により公転するインボリュート曲線状の揺動ラップを有
する揺動スクロールとを互いに噛み合わせて複数の圧縮
室を形成し、前記密閉容器外から吸入した冷媒ガスを前
記圧縮室にて順次圧縮して前記吐出ポートを経て前記密
閉容器内に吐出した後、前記密閉容器外に吐出するスク
ロール型圧縮機であって、前記鏡板に前記圧縮室から前
記密閉容器内に貫通する孔とこの孔に対応して前記鏡板
の他側面にリリース弁を備えた液圧縮防止兼ガス過圧縮
防止用マルチリリース機構を備えたことを特徴とするス
クロール型圧縮機である。

【００１２】本発明の請求項２の発明は、請求項１記載
のスクロール型圧縮機において、前記複数の圧縮室の内
前記吐出ポートに最も近い位置にある圧縮室中の冷媒ガ
スが前記吐出ポートに連通する直前の圧縮室の最後端部
の位置と、この圧縮室中の冷媒ガスが最大容積を有した
圧縮室の最後端部の位置との間に前記マルチリリース機
構の孔を設けるとともに、前記固定ラップのインボリュ
ート曲線の基礎円を中心として相対する箇所に前記マル
チリリース機構の他の孔を設けたことを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項３の発明は、請求項２記載
のスクロール型圧縮機において、前記マルチリリース機
構の１つの孔は前記固定ラップの前記吐出ポート側に近
接して、他の孔は固定ラップの前記吐出ポートの外側に
近接して設けたことを特徴とする。

【００１４】本発明の請求項４の発明は、請求項２ある
いは請求項３記載のスクロール型圧縮機において、前記
マルチリリース機構の１つの孔を液冷媒を吸い込み易い
吸入側に圧縮バランスを崩さない範囲で移設したことを
特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図１お
よび図２に示す図面に基づいて詳細に説明する。図１
（イ）は、液圧縮防止兼ガス過圧縮防止用マルチリリー
ス機構を備えた本発明のスクロール型圧縮機の前記複数
の圧縮室の内前記吐出ポート１９に最も近い位置にある
圧縮室１７中の冷媒ガスが前記吐出ポート１９に連通す
る直前の圧縮室１７の最後端部の位置ｂを示す説明図で
あり、（ロ）はこの圧縮室１７中の冷媒ガスが最大容積
を有したときの圧縮室１７Ａの最後端部の位置ｄを示す
説明図である。図２は、液圧縮防止兼ガス過圧縮防止用
マルチリリース機構を備えた本発明の他のスクロール型
圧縮機の貫通孔の位置を示す説明図である。なお、図１
〜図２において前記図３・図４・図５・図６における符
号と同一符号で示した部分は、図３・図４・図５・図６
で説明した同一符号の部分と同じ機能を持つ部分であ
る。

【００１６】図１（イ）、（ロ）において、ａは固定ラ
ップ１６のインボリュート曲線の基礎円（接線）３８と
位置ｂを結ぶ直線であり、ｃは固定ラップ１６のインボ
リュート曲線の基礎円（接線）３８と位置ｄを結ぶ直線
である。Θ１は直線ａと直線ｃの間の角度を示す。そし
て前記位置ｂと位置ｄとの間に、液圧縮防止兼ガス過圧
縮防止用マルチリリース機構の１つの貫通孔３７が設け
られており、前記固定ラップ１６のインボリュート曲線
の基礎円３８を中心としてこの貫通孔３７と相対する箇
所に他の貫通孔３７が設けられている。液圧縮防止兼ガ
ス過圧縮防止用マルチリリース機構は、前記ガス過圧縮
防止機構３３と同様に構成されている。すなわち、固定
スクロール１５の鏡板２２に前記圧縮室１７から前記密
閉容器１内に貫通する孔３７、３７とこの貫通孔３７に
対応して前記鏡板２２の他側面に設けた図示しないリリ
ース弁から構成されている。本発明のスクロール型圧縮
機はこのような構成とした以外は、図３に示した従来の
スクロール圧縮機１と同様な構成になっている。

【００１７】前記貫通孔３７を設ける位置は前記位置ｂ
と位置ｄとの間であれば特に限定されない。しかし、図
１に示したように、液圧縮防止効果およびガス過圧縮防
止効果を上げるためには、１つの貫通孔３７は前記固定
ラップ１６の前記吐出ポート１９側に近接して設け、他
の孔３７は固定ラップ１６の前記吐出ポート１９の外側
に近接して設けることが好ましい。そしてΘ１は通常０
度を超え１２０度以下である。

【００１８】この液圧縮防止兼ガス過圧縮防止用マルチ
リリース機構の貫通孔３７が設けられた位置は、図６に
示した従来のガス過圧縮防止機構の貫通孔３４の位置よ
り冷媒吸入口寄りであって、かつ従来の液圧縮防止機構
の貫通孔３６の位置より吐出ポート１９寄りである。第
１吸入口３０および第２吸入口３２から吸入された冷媒
が全て液体であることは現実にはないので、この液圧縮
防止兼ガス過圧縮防止用マルチリリース機構は液圧縮防
止機能を十分に効果的に発揮できる。この液圧縮防止兼
ガス過圧縮防止用マルチリリース機構は同時にガス過圧
縮防止作用を有し、吸入された冷媒ガスが複数の圧縮室
１７にて圧縮されて、漸次中心に移動していくことで容
積を縮小してゆき、圧縮室１７内の冷媒ガスが過圧縮状
態になると図示しないリリース弁が開放されて圧縮室１
７内の冷媒は貫通孔３７、３７を経て密閉容器１内にリ
リースされ、そして圧縮室１７と吐出ポート１９が連通
すると圧縮室内の冷媒ガスは吐出ポート１９から密閉容
器１内に吐出されるようになっている。

【００１９】図２に示したように、液圧縮防止兼ガス過
圧縮防止用マルチリリース機構を備えた本発明の他のス
クロール型圧縮機の貫通孔３７の内の１つの貫通孔３７
Ａは前記固定ラップ１６のインボリュート曲線の基礎円
３８を中心としてこの貫通孔３７と相対する箇所ｅより
液冷媒を吸い込み易い吸入側に圧縮バランスを崩さない
範囲で移設してある。前記基礎円３８の中心と前記箇所
ｅを結ぶ直線ｆと、前記基礎円３８の中心と前記貫通孔
３７Ａの中心を結ぶ直線ｇとの間の角度Θ２は通常最大
でも凡そ６０度程度である。貫通孔３７Ａを液冷媒を吸
い込み易い吸入側に圧縮バランスを崩さない範囲で移設
することにより、一層液圧縮防止効果を挙げることがで
きる。

【００２０】以上の本発明の説明においては、横置き型
のスクロール型圧縮機について説明したが、本発明のス
クロール型圧縮機は横置き型に限定されるものではな
く、縦置き型スクロール型圧縮機やその他の形式のスク
ロール型圧縮機であっても差し支えない。

【００２１】

【発明の効果】本発明のスクロール型圧縮機は、簡単な
構成の液圧縮防止兼ガス過圧縮防止用マルチリリース機
構を備えたので、低コストである上、液圧縮防止とガス
過圧縮防止を容易に効果的に行うことができ、信頼性が
高くなって、安定して運転できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （イ）は、本発明のスクロール型圧縮機の複
数の圧縮室の内吐出ポートに最も近い位置にある圧縮室
中の冷媒ガスが吐出ポートに連通する直前の圧縮室の最
後端部の位置ｂを示す説明図であり、（ロ）は、この圧
縮室中の冷媒ガスが最大容積を有したときの圧縮室の最
後端部の位置ｄを示す説明図である。

【図２】 本発明の他のスクロール型圧縮機の貫通孔の
位置を示す説明図である。

【図３】 従来のスクロール型圧縮機の全体構成を示す
断面図である。

【図４】 （ａ）は、図３に示した従来のスクロール型
圧縮機の貫通孔の位置などを示す説明図であり、（ｂ）
はリリース弁などを示す説明図である。

【図５】 （イ）〜（ハ）は図３に示した従来のスクロ
ール型圧縮機のスクロール圧縮要素における冷媒ガスの
圧縮の進行状態を示す説明図である。

【図６】 （イ）〜（ハ）は従来の他のスクロール型圧
縮機のスクロール圧縮要素における冷媒ガスの圧縮の進
行状態を示す説明図である。

【符号の説明】

ｂ 潤滑油 １ スクロール型圧縮機 １ 密閉容器 ２ 電動要素 ３ スクロール圧縮要素 ４ ステータ ５ ロータ ６ 回転軸 ７ 支持フレーム ８ 給油部 ９ 油導入管 １０ 油通路 １１ ピン部 １２ 揺動スクロール １３ ボス穴部 １４ 揺動ラップ １５ 固定スクロール １６ 固定ラップ １７、１７Ａ 圧縮室 １８ 吸入管 １９ 吐出ポート ２０ 吐出管 ２１、２２ 鏡板 ３０ 第１吸入口 ３１ 連通溝 ３２ 第２吸入口 ３３ 液圧縮防止機構 ３４、３６、３７、３７Ａ 貫通孔 ３５ リリース弁 ３８ 基礎円

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光永 敏彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 杉本 和▲禧▼ 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 里 和哉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤原 一昭 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に電動要素とこの電動要素に
   よって駆動されるスクロール圧縮要素とを備え、前記ス
   クロール圧縮要素は、円盤状の鏡板の一側面にインボリ
   ュート曲線状の固定ラップと、中央部に吐出ポートを備
   えた固定スクロールと、この固定スクロールに対して前
   記電動要素の駆動により公転するインボリュート曲線状
   の揺動ラップを有する揺動スクロールとを互いに噛み合
   わせて複数の圧縮室を形成し、前記密閉容器外から吸入
   した冷媒ガスを前記圧縮室にて順次圧縮して前記吐出ポ
   ートを経て前記密閉容器内に吐出した後、前記密閉容器
   外に吐出するスクロール型圧縮機であって、前記鏡板に
   前記圧縮室から前記密閉容器内に貫通する孔とこの孔に
   対応して前記鏡板の他側面にリリース弁を備えた液圧縮
   防止兼ガス過圧縮防止用マルチリリース機構を備えたこ
   とを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 【請求項２】 前記複数の圧縮室の内前記吐出ポートに
   最も近い位置にある圧縮室中の冷媒ガスが前記吐出ポー
   トに連通する直前の圧縮室の最後端部の位置と、この圧
   縮室中の冷媒ガスが最大容積を有した圧縮室の最後端部
   の位置との間に前記マルチリリース機構の孔を設けると
   ともに、前記固定ラップのインボリュート曲線の基礎円
   を中心として相対する箇所に前記マルチリリース機構の
   他の孔を設けたことを特徴とする請求項１記載のスクロ
   ール型圧縮機。
3. 【請求項３】 前記マルチリリース機構の１つの孔は前
   記固定ラップの前記吐出ポート側に近接して、他の孔は
   固定ラップの前記吐出ポートの外側に近接して設けたこ
   とを特徴とする請求項２記載のスクロール型圧縮機。
4. 【請求項４】 前記マルチリリース機構の１つの孔を液
   冷媒を吸い込み易い吸入側に圧縮バランスを崩さない範
   囲で移設したことを特徴とする請求項２あるいは請求項
   ３記載のスクロール型圧縮機。