JPH11166490A - 容量制御スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルロード運転時もパートロード運転時も図
示効率が高い高性能な容量制御スクロール圧縮機を得る
こと。 【解決手段】 電動要素と、固定スクロールと揺動スク
ロールとを有し、これらの鏡板に相対向させてそれぞれ
形成した渦巻き状のラップを互いに噛み合わせて、圧縮
室を形成するスクロール圧縮要素と、圧縮室内の圧縮途
中の冷媒ガスをバイパス孔から低圧側へバイパスさせて
容量制御を行うパワーセーブ機構と、フルロード運転時
に、圧縮途中の圧縮室内のガスを高圧側にバイパスする
ための過圧縮バイパス孔と過圧縮バイパス弁とを有する
過圧縮防止機構とを備え、渦巻き状のラップ渦巻きの幾
何学的形状により決まる組込み圧縮比をパワーセーブ運
転時に過不足圧縮、過圧縮ロスが小さくなり最適となる
ように設定したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機、冷凍
機等に用いられるスクロール圧縮機に関するもので、更
に詳細には圧縮途中の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせ
て容量制御を行うパワセーブ機構に工夫を施すことによ
り、図示損失、再圧縮損失、モータ損失の改善による性
能向上、加工性の容易化によるコストダウン、シール性
の改善、起動特性改善による信頼性向上を確保できる容
量制御スクロール圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は、例えば特開平８−３０３３６１
号公報に開示された従来の容量制御スクロール圧縮機の
ユニット回路への配管状態を示す概略的説明図である。
図９に示すように、圧縮機本体１が外部のユニット回路
１００に接続されているとともに、このユニット回路１
００は、凝縮器１０１、減圧装置１０２及び蒸発器１０
３からなり、圧縮機本体１から吐出する圧縮された高圧
冷媒ガスは、凝縮器１０１内にて凝縮液化し、この液冷
媒を減圧装置１０２で減圧し、蒸発器１０３内で気化し
て冷却作用を行った後、圧縮機本体１に帰還させるよう
になっている。

【０００３】また、蒸発器１０１内にて凝縮液化した液
冷媒の一部は、液冷媒管１０４から後述する圧縮機本体
１内のスクロール圧縮要素の圧縮室内に供給されて、圧
縮冷媒の温度上昇を低減するようになっている一方、フ
ルロード（全負荷）運転時やパワーセーブ運転時には、
凝縮器１０１に流入する前の高圧冷媒ガスや低圧冷媒ガ
スを選択的に高圧導入管１０５に設けた電磁弁１０６の
開弁により、後述するスクロール圧縮要素におけるパワ
ーセーブ機構のバイパス通路に連通する背圧通路に導入
するようになっている。

【０００４】図１０は、上記公報に開示された従来の容
量制御スクロール圧縮機の全体構成を示す概略的縦断面
図である。図１０に示すように、圧縮機本体１は、円筒
状のミドルシェル３とこのミドルシェル３の上下両端部
に被冠された上シェル４、下シェル５とで形成された密
閉容器２内の上部にフレーム６を固着し、このフレーム
６の外周に冷媒ガスを後述する圧縮室Ｐ内に導く吸入通
路７を形成する一方、その下部にサブフレーム８を固着
するとともに、このサブフレーム８とフレーム６との間
に電動要素１０を軸支し、この電動要素１０にて駆動す
るスクロール圧縮要素２０をメイフレーム６の上部に配
置してなる構成を有する。

【０００５】前記電動要素１０は、固定子１１と、この
固定子１１に回転自在に挿嵌される回転子１２と、この
回転子１２の中心軸部を形成するシャフト１３とからな
る一方、前記スクロール圧縮要素２０は、上下に相対向
する固定スクロール２１と揺動スクロール３１とからな
り、この固定スクロール２１の鏡板２２の下面に形成し
た渦巻状のラップ２３を揺動スクロール３１の鏡板３２
の上面に形成した渦巻状のラップ３３とを互いに噛み合
わせることにより、複数の圧縮空間からなる圧縮室Ｐを
形成している。

【０００６】すなわち、前記揺動スクロール３１は、鏡
板３２の下面中央部にボス状に形成した軸受部３４を電
動要素１０のシャフト１３の上端部に設けた偏心軸部１
４に軸合させることにより、前記電動要素１０の駆動に
よる固定スクロール２１に対して自転しないよう公転さ
せて偏心運動させ、圧縮室Ｐを外方の低圧側圧縮空間か
ら内方の高圧側圧縮空間に向かって次第に縮小させるこ
とによって、密閉容器２内の低圧室２Ａ側に臨む吸入管
９Ａから流入して電動要素１０及び吸入通路７を通して
供給される冷媒ガスを圧縮し、この圧縮された冷媒ガス
を固定スクロール２１の中央部に形成した圧縮室Ｐの高
圧側に連通する吐出ポート２４から吐出弁２５の開弁に
より高圧室２Ｂ側に吐出させ、この高圧室２Ｂに連通す
る吐出管９Ｂから密閉容器２外に吐出させると共に、そ
の後上述したように凝縮器１０１内にて凝縮液化するよ
うに構成されている。

【０００７】図１１は、上記公報に開示された従来の容
量制御スクロール圧縮機におけるパワセーブ機構を示す
概略的要部縦断面図である。図に示すように、スクロー
ル圧縮要素２０には、圧縮途中の冷媒ガスを低圧側へバ
イパスさせて容量制御を行うパワーセーブ機構４０が設
けられ、このパワーセーブ機構４０は、固定スクロール
２１の鏡板２２の上面に設けられたカバー４１を備え、
このカバー４１には、上述したユニット回路１００から
の高圧冷媒ガスが高圧導入管１０６を介して供給される
背圧通路４２と、この背圧通路４２には導入口４２ａを
介して連通するバイパス通路４３が形成され、このバイ
パス通路４３には、固定スクロール２１の鏡板２２にそ
れぞれ貫通形成した圧縮室Ｐに連通するバイパス孔４４
と低圧室２Ａに連通する戻り孔４５とが対として臨み、
これらバイパス孔４４及び戻り孔４５のバイパス通路４
３側の開口部４４ａ、４５ａが近接するように傾斜させ
てバイパス弁４６にて開閉するようになっている。

【０００８】このようなパワーセーブ機構４０は、パー
トロード（パワーセーブ）運転時には電磁弁１０６を閉
弁状態を維持して、凝縮器１０１に流入する前の高圧冷
媒ガスがバイパス通路４３に流入しないようにする一
方、フルロード運転時において、電磁弁１０６の開弁に
より凝縮器１０１に流入する前の高圧冷媒ガスを背圧通
路４２からバイパス通路４３に導入し、この高圧冷媒ガ
スによる背圧作用にてバイパス弁４６を押し下げること
により、バイパス孔４４及び戻し孔４５を遮断し、圧縮
室Ｐ内の冷媒ガスが低圧室２Ａ側に戻らないようにして
いる。

【０００９】パートロード運転時には、背圧通路４２に
低圧冷媒ガスを導くことにより、圧縮途中の冷媒ガスの
過剰な圧力によりバイパス弁４６が押し上げられて開弁
し、圧縮途中の冷媒ガスをバイパス孔４４から戻し孔４
５を通って低圧室２Ａ側にリークさせることにより、冷
凍能力に見合った容量制御が行われるようになってい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の容量制御スクロ
ール圧縮機は以上のように構成されているので、渦巻状
のラップ２３、３３の幾何学的形状で決まる組込み圧縮
比をフルロード運転時の標準条件等の運転頻度の高い条
件時に過不足圧縮ロス、過圧縮ロスが小さくなるよう最
適化していた。このため、パートロード運転時において
は、バイパス孔４４より内方で実質的な圧縮が開始され
るため、渦巻状のラップ２３、３３の巻数が減ったこと
と同じであり、組込み圧縮比はフルロード運転時と比較
して小さくなるため、過不足圧縮ロスが増大していた。

【００１１】これを図示したのが図１２であり、２００
が前記フルロード運転の標準条件時のＰ−Ｖ線図を示
し、過圧縮ロス、過不足圧縮ロスがほとんど無い。ま
た、前記パートロード運転時のＰ−Ｖ線図を２０１で示
し、渦巻状ラップ２３、３３の巻数が実質的には減り、
組込み圧縮比が小さくなり、過不足圧縮ロス２０２が増
大している。

【００１２】また、従来の容量制御スクロール圧縮機に
おいて、電動要素１０が単相誘導電動機の場合には、フ
ルロード運転時にモータ効率が最大になるように運転コ
ンデンサの容量を設定していた。このため、圧縮機容量
が小さくなり軽負荷となるパートロード運転時において
は、設定されたコンデンサ容量が実質的に大きく適正で
なくなりモータ効率は低下していた。

【００１３】これを図示したのが図１３であり、フルロ
ード運転時の負荷トルクＴｆでモータ効率は最大値ηｍ
ａｘとなり、これは上述したように運転コンデンサの容
量がこの負荷トルクＴｆの時に最適となるよう設定され
ているためであり、パートロード運転時の負荷トルクＴ
ｐはフルロード運転時と比較して非常に軽負荷であるた
め、負荷トルクＴｐに対して運転コンデンサの容量が大
きいためモータ効率はηｐまで低下する。

【００１４】さらに、従来の容量制御スクロール圧縮機
において、スクロール圧縮要素２０が密閉容器２内を高
圧側と低圧側に分離する仕切壁を具備し、弾性部材によ
るバネ力と固定スクロール２１背面の一部に設けた高圧
空間のガス圧力とで固定スクロール２１を軸方向に押圧
するコンプライアント機構を備えてなるスクロール圧縮
機の場合には、高圧導入管１０５を上シェル４から軸方
向に導入する際、仕切壁があるために接合箇所が上シェ
ル４、仕切壁、固定スクロール２１の３箇所となり加工
及び組立が複雑であった。

【００１５】また、高圧導入管１０５を密閉容器２の半
径方向から導入した場合は、バイパス通路４３が長くな
り冷媒が低圧空間にリークする際に圧損が増大し図示効
率が低下し、バイパス通路４３はデッドボリュームにな
るため再圧縮ロスが増大していた。

【００１６】さらに、上述したコンプライアント機構付
のスクロール圧縮機では、圧縮機起動時に液圧縮が生じ
た場合に、固定スクロール２１の背面押付力よりも圧縮
室内の圧力の方が大きくなり、固定スクロール２１は軸
方向上方に移動し圧縮室内の圧力を低下させ再び固定ス
クロール２１の通常の位置に戻り、液圧縮しない定常状
態になるまでこの軸方向の上下運動を行う。このため、
高圧導入管１０５には繰り返し応力が生じ疲労破壊を起
こす可能性があるため、高圧導入管１０５の信頼性確保
が容易ではなかった。

【００１７】また、従来の容量制御スクロール圧縮機に
おいては、フルロード運転、パートロード運転の切り替
えのために高圧導入管１０５が必要であった。このた
め、圧縮機では高圧導入管１０５をパワーセーブ機構４
０と接合するために溶接、ボルト結合、かしめ等の接合
箇所が増え、加工や組立てが複雑化し、外部ユニット側
では高圧導入管１０５、電磁弁１０６の溶接や配管取り
回しスペースの確保等が必要となりコストアップやユニ
ットの大型化を招いていた。

【００１８】この発明はかかる問題点を解決するために
なされたもので、フルロード運転時もパートロード運転
時も図示効率が高い高性能な容量制御スクロール圧縮機
を得ることを目的とする。

【００１９】また、フルロード運転時でもパートロード
運転時でもモータ効率の高い高性能な容量制御スクロー
ル圧縮機を得ることを目的とする。

【００２０】また、パワーセーブ率が高く、再圧縮ロス
の小さい高性能な容量制御スクロール圧縮機を得ること
を目的とする。

【００２１】また、加工、組立てが容易で、高圧導入管
の信頼性が高く、高性能、高信頼性、低コストの容量制
御スクロール圧縮機を得ることを目的とする。

【００２２】また、Ｏ−リング等のシール手段が不要
で、Ｏ−リング溝加工の無い低コストなバイパス弁を用
いることにより、より低コストの容量制御スクロール圧
縮機を得ることを目的とする。

【００２３】また、高圧導入管が不要なパワーセーブ機
構の信頼性が高く、また、高圧導入管をパワーセーブ機
構と接合するための加工や組立てが簡略化でき、外部ユ
ニット側では高圧導入管、電磁弁の溶接が無く、配管取
り回しスペースの確保等が容易な低コスト化やユニット
の小型化が可能となる容量制御スクロール圧縮機を得る
ことを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】この発明に係る容量制御
スクロール圧縮機は、密閉容器内に収納される電動要素
と、密閉容器内に収納され、固定スクロールと揺動スク
ロールとを有し、これら固定スクロール及び揺動スクロ
ールの鏡板に相対向させてそれぞれ形成した渦巻き状の
ラップを互いに噛み合わせて、複数の圧縮空間からなる
圧縮室を形成するスクロール圧縮要素と、圧縮室内の圧
縮途中の冷媒ガスをバイパス孔から低圧側へバイパスさ
せて容量制御を行うパワーセーブ機構と、フルロード運
転時に、圧縮途中の圧縮室内のガスを高圧側にバイパス
するための過圧縮バイパス孔と過圧縮バイパス弁とを有
する過圧縮防止機構とを備え、渦巻き状のラップ渦巻き
の幾何学的形状により決まる組込み圧縮比をパワーセー
ブ運転時に過不足圧縮、過圧縮ロスが小さくなり最適と
なるように設定したものである。

【００２５】また、密閉容器内に収納され、固定子巻線
に主巻線と補助巻線とを有する単相誘導電動機からなる
電動要素と、電動要素の補助巻線に直列に接続され、ユ
ニット側のフルロード運転時に最適なコンデンサ容量の
フルロード運転用運転コンデンサと、電動要素の補助巻
線に直列に接続され、ユニット側のパワーセーブ運転時
に最適なコンデンサ容量のパワーセーブ運転用運転コン
デンサと、フルロード運転時とパワーセーブ運転時との
切り替えに連動して、フルロード運転用運転コンデンサ
とパワーセーブ運転用運転コンデンサとを切り替える機
構とを備えたものである。

【００２６】また、密閉容器内に収納される電動要素
と、密閉容器内に収納され、固定スクロールと揺動スク
ロールとを有し、これら固定スクロール及び揺動スクロ
ールの鏡板に相対向させてそれぞれ形成した渦巻き状の
ラップを互いに噛み合わせて、複数の圧縮空間からなる
圧縮室を形成するスクロール圧縮要素と、スクロール圧
縮要素が密閉容器内を高圧側と低圧側に分離する仕切壁
を有し、弾性部材によるバネ力と前記固定スクロール背
面の一部に設けた高圧空間のガス圧力とで固定スクロー
ルを軸方向に押圧するコンプライアント機構と、圧縮室
内の圧縮途中の冷媒ガスを圧縮室から軸方向に低圧側へ
抜けるバイパス孔から低圧側へバイパスさせて容量制御
を行うパワーセーブ機構とを備えたものである。

【００２７】また、パワーセーブ機構に設けられ、ピス
トン弁を用いたバイパス弁と、このバイパス弁の背面を
押圧してバイパス弁を閉じるためにユニット回路から高
圧冷媒ガスをパワーセーブ機構に導き、終端部分を仕切
壁に接合した高圧導入管とを備えたものである。

【００２８】また、ピストン弁は、弾性部材で構成され
たものである。

【００２９】また、密閉容器内に収納される電動要素
と、密閉容器内に収納され、固定スクロールと揺動スク
ロールとを有し、これら固定スクロール及び揺動スクロ
ールの鏡板に相対向させてそれぞれ形成した渦巻き状の
ラップを互いに噛み合わせて、複数の圧縮空間からなる
圧縮室を形成するスクロール圧縮要素と、圧縮室内の圧
縮途中の冷媒ガスをバイパス孔から低圧側へバイパスさ
せて容量制御を行うパワーセーブ機構と、このパワーセ
ーブ機構に設けられ、密閉容器内に設けられた電磁弁で
構成されたバイパス弁とを備えたものでさる。

【００３０】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の
実施の形態の一例を、図面に基づいて説明する。図１
は、この発明の実施の形態の一例を示す図で、容量制御
スクロール圧縮機の要部縦断面図である。この圧縮機本
体は渦巻の組込み圧縮比がパートロード運転時に最適に
なるように設定されていること、過圧縮防止機構が備わ
っていること以外は従来の容量制御スクロール圧縮機と
同一な構造を有する。

【００３１】円筒状のミドルシェル３とこのミドルシェ
ル３の上下両端部に被冠された上シェル４、下シェル
（図示せず）とで形成された密閉容器２内の上部にフレ
ーム６を固着し、このフレーム６の外周に冷媒ガスを後
述する圧縮室Ｐ内に導く吸入通路（図示せず）を形成す
る一方、その下部にサブフレーム８を固着するととも
に、このサブフレーム（図示せず）とフレーム６との間
に電動要素（図示せず）を軸支し、この電動要素にて駆
動するスクロール圧縮要素２０をフレーム６の上部に配
置してなる構成を有する。

【００３２】前記電動要素は、固定子と、この固定子に
回転自在に挿嵌される回転子と、この回転子の中心軸部
を形成するシャフトとからなる一方、前記スクロール圧
縮要素２０は、上下に相対向する固定スクロール２１と
揺動スクロール３１とからなり、この固定スクロール２
１の鏡板２２の下面に形成した渦巻状のラップ２３を揺
動スクロール３１の鏡板３２の上面に形成した渦巻状の
ラップ３３とを互いに噛み合わせることにより、複数の
圧縮空間からなる圧縮室Ｐを形成している。

【００３３】すなわち、揺動スクロール３１は、鏡板３
２の下面中央部にボス状に形成した軸受部３４を電動要
素のシャフトの上端部に設けた偏心軸部に軸合させるこ
とにより、電動要素の駆動による固定スクロール２１に
対して自転しないよう公転させて偏心運動させ、圧縮室
Ｐを外方の低圧側圧縮空間から内方の高圧側圧縮空間に
向かって次第に縮小させることによって、密閉容器２内
の低圧室２Ａ側に臨む吸入管（図示せず）から流入して
電動要素及び吸入通路を通して供給される冷媒ガスを圧
縮し、この圧縮された冷媒ガスを固定スクロール２１の
中央部に形成した圧縮室Ｐの高圧側に連通する吐出ポー
ト２４から吐出弁２５の開弁により高圧室２Ｂ側に吐出
させ、この高圧室２Ｂに連通する吐出管９Ｂから密閉容
器２外に吐出させるとともに、凝縮液化する構成となっ
ている。

【００３４】また、スクロール圧縮要素２０には、圧縮
途中の冷媒ガスを低圧側へバイパスさせて容量制御を行
うパワーセーブ機構４０が設けられ、このパワーセーブ
機構４０は、固定スクロール２１の鏡板２２の上面に設
けられたカバー４１を備え、このカバー４１には、ユニ
ット回路１００からの高圧冷媒ガスが高圧導入管１０６
を介して供給される背圧通路４２と、この背圧通路４２
には導入口４２ａを介して連通するバイパス通路４３が
形成され、このバイパス通路４３には、固定スクロール
２１の鏡板２２にそれぞれ貫通形成した圧縮室Ｐに連通
するバイパス孔４４と低圧室２Ａに連通する戻り孔４５
とが対として臨み、これらバイパス孔４４及び戻り孔４
５のバイパス通路４３側の開口部４４ａ、４５ａが近接
するように傾斜させてバイパス弁４６にて開閉するよう
になっている。

【００３５】このようなパワーセーブ機構４０は、パー
トロード（パワーセーブ）運転時には凝縮器に流入する
前の高圧冷媒ガスがバイパス通路４３に流入しないよう
にする一方、フルロード運転時において、凝縮器に流入
する前の高圧冷媒ガスを背圧通路４２からバイパス通路
４３に導入し、この高圧冷媒ガスによる背圧作用にてバ
イパス弁４６を押し下げることにより、バイパス孔４４
及び戻し孔４５を遮断し、圧縮室Ｐ内の冷媒ガスが低圧
室２Ａ側に戻らないようにしている。

【００３６】また、圧縮室Ｐ内の圧力が高圧室２Ｂの圧
力よりも上昇した場合には、過圧縮バイパス孔５１、過
圧縮バイパス弁５２で構成される過圧縮防止機構５０に
より圧縮室Ｐ内の冷媒を高圧室２Ｂにリークさせるため
過圧縮が生じないようにすることが可能となる。

【００３７】パートロード運転時には、背圧通路４２に
低圧冷媒ガスを導くことにより、圧縮途中の冷媒ガスの
過剰な圧力によりバイパス弁４６が押し上げられて開弁
し、圧縮途中の冷媒ガスをバイパス孔４４から戻し孔４
５を通って低圧室２Ａ側にリークさせることにより、冷
凍能力に見合った容量制御が行われるようになってい
る。

【００３８】ここで、渦巻状のラップ２３、３３の組込
み圧縮比がパートロード運転時の標準条件時に最適とな
るように設定されているため、過不足圧縮ロス、過圧縮
ロスは小さくすることが可能となる。

【００３９】以上の説明から明らかなように、渦巻状の
ラップ２３、３３の組込み圧縮比がパートロード運転時
の標準条件時に最適となるように設定されているため、
この場合のＰ−Ｖ線図は図２の２０５に示すように過不
足圧縮ロスも過圧縮ロスもほとんど無い。また、フルロ
ード運転時のＰ−Ｖ線図を２０６に示すが、こちらも過
圧縮防止機構５０の作用により過圧縮ロスも過不足圧縮
ロスもほとんど生じない。すなわち、フルロード運転時
もパートロード運転時も図示効率が高い高性能な容量制
御スクロール圧縮機を得ることができる。

【００４０】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態の他の例を、図面に基づいて説明する。図３は、この
発明の実施の形態の他の例を示す図で、容量制御スクロ
ール圧縮機の回路構成図である。電動要素は、固定子巻
線に主巻線３００と補助巻線３０１とを有する単相誘導
電動機からなり、補助巻線３０１に直列に接続されたう
え、主巻線３００に補助巻線３０１との直列回路が並列
に接続されて運転中常に通電される運転コンデンサを並
列に２種類の容量のフルロード運転用運転コンデンサＣ
ｒｆ３０２、パートロード運転用運転コンデンサＣｒｐ
３０３を接続して構成し、ユニット側のフルロード運転
時とパワーセーブ運転時との切り替えに連動してフルロ
ード運転時の負荷トルクでモータ効率が最大となるフル
ロード運転用運転コンデンサＣｒｆと、パートロード運
転時の負荷トルクでモータ効率が最大となるパートロー
ド運転用運転コンデンサＣＲｐとにリレー３０４等を用
いて切り替える機構を備えた構成としている。

【００４１】以上のことから、図４に示すように、フル
ロード運転時は、負荷トルクＴｆと運転コンデンサＣｒ
ｆが最適となるよう設定されているため、モータ効率は
ηｆでｍａｘとなり、パートロード運転時においても負
荷トルクＴｐと運転コンデンサＣＲｐが最適となるよう
設定されているため、モータ効率はηｆと比較してもほ
とんど低下しないでηｐとなる。すなわち、フルロード
運転時でもパートロード運転時でもモータ効率の高い高
性能な容量制御スクロール圧縮機を得ることができる。

【００４２】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態の他の例を、図面に基づいて説明する。図５は、この
発明の実施の形態の他の例を示す図で、容量制御スクロ
ール圧縮機の要部縦断面図である。スクロール圧縮要素
２０が密閉容器２内を高圧側と低圧側に分離する仕切壁
６０を具備し、弾性部材６１によるバネ力と固定スクロ
ール２１背面の一部に設けた高圧空間６２のガス圧力と
で固定スクロール２１を軸方向に押圧するコンプライア
ント機構を備えてなるスクロール圧縮機において、容量
制御バイパスのためのパワーセーブ機構４０が圧縮室か
ら軸方向に低圧側へ抜けるよう設けられたバイパス通路
４３とピストン状のバイパス弁６３で構成されている。

【００４３】また、高圧導入管１０５の密閉容器２内で
の接合部分を仕切壁６０上に設けて構成したものであ
る。これによって、バイパス通路４３は、非常に短くな
りパートロード運転時に圧縮途中の冷媒がバイパス通路
４３を通って低圧側にリークしていく際の圧損を小さく
でき、また、デッドボリュームとなるバイパス通路４３
の容積は非常に小さくすることが可能となる。すなわ
ち、容量制御時のパワーセーブ率を高められ、また、デ
ッドボリュームとなるバイパス通路の容積が非常に小さ
いため、再圧縮ロスを低減できる。

【００４４】なお、高圧導入管１０５が仕切壁６０に接
合されるため溶接等の固定箇所が上シェル４と仕切壁６
０の２箇所だけとなるとともに、この高圧導入管１０５
が固定スクロール２１に直接固定されていないため、液
圧縮時の固定スクロール２１の軸方向の上下運動による
繰り返し応力が作用しない。これによって、高圧導入管
の信頼性を高めることができる。

【００４５】また、図６に拡大して示したバイパス弁６
３がピストン状に構成されて固定スクロール２１のバイ
パス通路４３と高圧導入管１０５をつないでいるため、
前述の固定スクロールの上下運動に追従することが可能
となりシールを確保できる。ここで、ピストン状のバイ
パス弁６３は、鉄等の金属で構成した場合について図示
しており、半径方向のシールはＯ−リング６３ａでシー
ルしているが、その他のシール手段を用いてもよい。

【００４６】さらに、ピストン状のバイパス弁６３の素
材をテフロン、ゴム等の弾性部材で構成してもよくこの
場合は、Ｏ−リングを使用しなくても図７のような形状
にすればシールが可能になる。

【００４７】以上のように、加工、組立てが容易で、パ
ワーセーブ率が高く、再圧縮ロスが小さく、高圧導入管
１０５の信頼性が高い、高性能、高信頼性、低コストの
容量制御スクロール圧縮機を得ることができる。

【００４８】また、ピストン状のバイパス弁６３の素材
をテフロン、ゴム等の弾性部材で構成した場合は、Ｏ−
リング６３ａ等のシール手段が必要なく、Ｏ−リング溝
加工の無い低コストなバイパス弁６３を得ることが可能
になり、前記圧縮機よりさらに低コストな容量制御スク
ロール圧縮機を得ることができる。

【００４９】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態の他の例を、図面に基づいて説明する。図８は、この
発明の実施の形態の他の例を示す図で、容量制御スクロ
ール圧縮機の要部拡大縦断面図である。バイパス通路４
３とピストン状のバイパス弁６３とで構成されるパワー
セーブ機構において、バイパス弁６３をソレノイド６４
等を用いた電磁弁で構成し密閉容器内に設けて構成した
ものである。

【００５０】従来の容量制御スクロール圧縮機において
は、フルロード運転、パートロード運転の切り替えのた
めに高圧導入管１０５と電磁弁１０６が必要であった
が、バイパス弁６３自体が電磁弁であるためバイパス孔
の開閉を直接行うことが可能となり、高圧導入管１０５
が必要ない。また、これにより、弁が１つ無くなるので
パワーセーブ機構の信頼性が高くなる。

【００５１】さらに、圧縮機側では高圧導入管１０５を
パワーセーブ機構４０と接合するために溶接、ボルト結
合、かしめ等の接合箇所が無くなり、加工や組立てが簡
略化でき、外部ユニット側では高圧導入管、電磁弁の溶
接が無くなり、配管取り回しスペースの確保等が容易と
なり低コスト化やユニットの小型化が可能となる。すな
わち、低コスト、高信頼性の容量制御スクロール圧縮機
を得ることができる。

【００５２】

【発明の効果】この発明に係る容量制御スクロール圧縮
機は、フルロード運転時もパートロード運転時も図示効
率が高い高性能な容量制御スクロール圧縮機を得ること
ができる。

【００５３】また、フルロード運転時でもパートロード
運転時でもモータ効率の高い高性能な容量制御スクロー
ル圧縮機を得ることができる。

【００５４】また、パワーセーブ率が高く、再圧縮ロス
の小さい高性能な容量制御スクロール圧縮機を得ること
ができる。

【００５５】また、加工、組立てが容易で、高圧導入管
の信頼性が高い、高性能、高信頼性、低コストの容量制
御スクロール圧縮機を得ることができる。

【００５６】また、ピストン状のバイパス弁の素材を弾
性部材で構成したため、シール手段が必要なく、シール
手段用の加工が不要で低コストなバイパス弁を得ること
が可能になり、より低コストの容量制御スクロール圧縮
機を得ることができる。

【００５７】また、バイパス弁を電磁弁で構成し密閉容
器内に設けて構成したため、低コストで高信頼性の容量
制御スクロール圧縮機を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の要部縦断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機のＰ―Ｖ線図である。

【図３】 この発明の実施の形態２を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の回路構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態２を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の回転数−モータ効率、トルク曲線
図である。

【図５】 この発明の実施の形態３を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の要部縦断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の要部拡大縦断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態３を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の要部拡大縦断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態４を示す図で、容量制
御スクロール圧縮機の要部拡大縦断面図である。

【図９】 従来の容量制御スクロール圧縮機のユニット
回路への配管状態を示す概略的説明図である。

【図１０】 従来の容量制御スクロール圧縮機の全体構
成を示す概略的縦断面図である。

【図１１】 従来の容量制御スクロール圧縮機における
パワセーブ機構を示す概略的要部縦断面図である。

【図１２】 従来の容量制御スクロール圧縮機における
Ｐ―Ｖ線図である。

【図１３】 従来の容量制御スクロール圧縮機における
回転数−モータ効率、トルク曲線図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機本体、２ 密閉容器、２Ａ 低圧室、２Ｂ
高圧室、９Ａ 吸入管、９Ｂ 吐出管、１０ 電動要
素、２０ スクロール圧縮要素、２１ 固定スクロー
ル、２２ 鏡板、２３ ラップ、２４ 吐出ポート、３
１ 揺動スクロール、３２ 鏡板、３３ ラップ、４０
パワーセーブ機構、４１ カバー、４２ 背圧通路、４
３ バイパス通路、４４バイパス孔、４５ 戻し孔、４
６ バイパス孔、４７ 弁体、５０ 過圧縮防止機構、
５１ 過圧縮バイパス孔、５２ 過圧縮バイパス弁、６
０ 仕切壁、６１ 弾性部材、６２ 高圧空間、６３
ピストン状のバイパス弁、６３ａ Ｏ−リング、６３ｂ
弾性部材製ピストン状のバイパス弁、６４ ソレノイ
ド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白藤 好範 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に収納される電動要素と、 前記密閉容器内に収納され、固定スクロールと揺動スク
   ロールとを有し、これら固定スクロール及び揺動スクロ
   ールの鏡板に相対向させてそれぞれ形成した渦巻き状の
   ラップを互いに噛み合わせて、複数の圧縮空間からなる
   圧縮室を形成するスクロール圧縮要素と、 前記圧縮室内の圧縮途中の冷媒ガスをバイパス孔から低
   圧側へバイパスさせて容量制御を行うパワーセーブ機構
   と、 フルロード（全負荷）運転時に、圧縮途中の前記圧縮室
   内のガスを高圧側にバイパスするための過圧縮バイパス
   孔と過圧縮バイパス弁とを有する過圧縮防止機構と、を
   備え、前記渦巻き状のラップ渦巻きの幾何学的形状によ
   り決まる組込み圧縮比をパワーセーブ運転時に過不足圧
   縮、過圧縮ロスが小さくなり最適となるように設定した
   ことを特徴とする容量制御スクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 密閉容器内に収納され、固定子巻線に主
   巻線と補助巻線とを有する単相誘導電動機からなる電動
   要素と、 前記電動要素の補助巻線に直列に接続され、ユニット側
   のフルロード運転時に最適なコンデンサ容量のフルロー
   ド運転用運転コンデンサと、 前記電動要素の補助巻線に直列に接続され、ユニット側
   のパワーセーブ運転時に最適なコンデンサ容量のパワー
   セーブ運転用運転コンデンサと、 前記フルロード運転時と前記パワーセーブ運転時との切
   り替えに連動して、前記フルロード運転用運転コンデン
   サと前記パワーセーブ運転用運転コンデンサとを切り替
   える機構と、を備えたことを特徴とする容量制御スクロ
   ール圧縮機。
3. 【請求項３】 密閉容器内に収納される電動要素と、 前記密閉容器内に収納され、固定スクロールと揺動スク
   ロールとを有し、これら固定スクロール及び揺動スクロ
   ールの鏡板に相対向させてそれぞれ形成した渦巻き状の
   ラップを互いに噛み合わせて、複数の圧縮空間からなる
   圧縮室を形成するスクロール圧縮要素と、 前記スクロール圧縮要素が前記密閉容器内を高圧側と低
   圧側に分離する仕切壁を有し、弾性部材によるバネ力と
   前記固定スクロール背面の一部に設けた高圧空間のガス
   圧力とで前記固定スクロールを軸方向に押圧するコンプ
   ライアント機構と、 前記圧縮室内の圧縮途中の冷媒ガスを前記圧縮室から軸
   方向に前記低圧側へ抜けるバイパス孔から前記低圧側へ
   バイパスさせて容量制御を行うパワーセーブ機構と、を
   備えたことを特徴とする容量制御スクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 前記パワーセーブ機構に設けられ、ピス
   トン弁を用いたバイパス弁と、 このバイパス弁の背面を押圧して該バイパス弁を閉じる
   ためにユニット回路から高圧冷媒ガスを前記パワーセー
   ブ機構に導き、終端部分を前記仕切壁に接合した高圧導
   入管と、を備えたことを特徴とする請求項３記載の容量
   制御スクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 前記ピストン弁は、弾性部材で構成され
   たことを特徴とする請求項４記載の容量制御スクロール
   圧縮機。
6. 【請求項６】 密閉容器内に収納される電動要素と、 前記密閉容器内に収納され、固定スクロールと揺動スク
   ロールとを有し、これら固定スクロール及び揺動スクロ
   ールの鏡板に相対向させてそれぞれ形成した渦巻き状の
   ラップを互いに噛み合わせて、複数の圧縮空間からなる
   圧縮室を形成するスクロール圧縮要素と、 前記圧縮室内の圧縮途中の冷媒ガスをバイパス孔から低
   圧側へバイパスさせて容量制御を行うパワーセーブ機構
   と、 このパワーセーブ機構に設けられ、密閉容器内に設けら
   れた電磁弁で構成されたバイパス弁と、を備えたことを
   特徴とする容量制御スクロール圧縮機。