JPS60132085A - スクロ−ル型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一対のうず巻体の角度をずらせてかみ合せ、
相対的な円運動（公転運動のみ）を加えて９両うず巷間
に形成する密閉空間（以下流体ポケットという。）を中
心方向へ移動させながら容積を減縮して中心部から圧縮
流体を吐出させるようにしたスクロール型圧縮機に関す
るものである。

このようなスクロール型圧縮機についてはすでに種々の
ものが考案されているが、ここで第１図を参照して圧縮
原理について説明すれば。

可動スクロール部材２及び固定スクロール部材１を角度
をずらせて互いにかみ合い状態に配置する。両うず巻体
の間には両うず巻体の接触部から接触部にわたる限定さ
れた流体ポケット５が形成される。可動スクロール部材
２を固定スクロール部材１に対して、可動スクロール部
材２の中心０１が固定スクロール部材１の中心の周りを
半径０−０１として公転するように、可動スクロール部
材２の自転を禁止しながら動かすと。

流体ポケット５の容積は徐々に減少する。

第１図（ａ）に示す状態から、可動スクロール部材２の
公転角が９０度を示す第１図（ｂ）、１８０度を示す第
１図（ｃ）、２７０度を示す第１図（ｄ）を参照して、
流体ポケット５の容積は（点を施した領域）徐々に減少
していることが理解できる。

３６０度回転した第１図（ａ）では１両流体ポケット５
は、中央部に移り、互いに接続し、更に９０度ずつ移動
した第１図（ｂ）　、　（Ｃ）　、　（ｃｌ）図に示さ
れるように流体ポケット５は挟まり、第１図（ｄ）では
ほとんど零となる。この間、第１図（ｂ）で開き始めた
外側空間が第１図（Ｃ）、（ｄ）から（ａ）に移り、新
たな流体を取り込んだ流体ポケットを作る。

したがって、可動スクロール部材２及び固定スクロール
部材１の軸方向両端にシールした円１ 板を設け、一方の円板の中央部に第１図に幸で示すよう
な吐出孔を設けておけば、径方向外側で取り込まれた流
体が圧縮され吐出孔１１から吐出されることになる。

しかしながら、従来のスクロール型圧縮機を転回数）に
ほぼ比例するため２回転数が高くなると、冷凍能力が過
大となり、圧縮機のクラッチをオン、オフする回数が多
くなる。また冷凍能力が過大となると別に設けられてい
る凝縮器が容量不足となって、圧力が上昇し、圧縮機の
効率が低下する。そして圧縮機の効率の低下を防ぐため
には、凝縮機を大型化しなければなら　６− なかった。

さらに、流体吸入ポート（流体を圧縮機ハウジング内に
吸入する入口）に弁等の絞りを設けて、圧縮機が高回転
となったとき、冷凍能力を抑制する機構においては、吸
入冷媒ガスは弁等によって絞られるため、圧力が降下す
るとともに、冷媒ガスの温度も低下する。しかしながら
。

上記の吸入ポートと両うず巻体における流体取込口まで
の距離が比較的長いため、圧縮機の各部品によって冷媒
ガスが熱せられるため、上記の流体取込口における冷媒
ガスは温度が高くなり、その結果うず巻体間から吐出し
たガスの温度があまり低下せず、冷凍能力に対する圧縮
割合が少なく、効率があまり良くないという問題点があ
る。

したがって本発明の目的とするところは、高回転域にお
いて、冷凍能力を抑制するとともに。

効率が低下することのないスクロール型圧縮機を提供す
ることである。

本発明によれば板体の一面上に第１のうず巻　４一 体を固定した第１のスクロール部材と、板体の一面上に
第２のうず巻体を固定した第２のスクロール部材とを１
両うず巻体の角度をずらせてかみ合わせながら重ねて、
第１のスクロール部材を円軌道上を公転運動するように
、第２のスクロール部材に対して動かして１両うず巻体
間に閉塞された密閉空間を形成しつつ、流体を取り込み
、第１のスクロール部材の運動に伴い。

該密閉空間を中心方向に移動せしめ、かつ容積の減少を
伴わせて、一方向性連続流体圧縮作用を行わせるように
したスクロール型圧縮機において、前記第１及び第２の
うず巻体の各々の外終端部に内壁が径方向に凹んだ室を
形成する一方、互いに他方のうず巻体の外周壁土で、前
記室に対向する位置に、径方向に突出する突壁を設け、
該突壁の先端の幅は上記室の開口部の幅より小さくシ、
前記各うず巻体の外終端部が他の小旋回角度範囲を除・
いた全旋回角度位置において、前記室内壁と上記突壁の
外壁面とが常に摺動接触するように構成されていること
を特徴とするスクロール型圧縮機を得ることができる、
以下１本発明について、実施例をもとじして説明する。

まず、第２図（ａ）を参照して１本発明に用いられるう
ず巻体について説明すると、予め定められた曲線（Ｃ１
）形状を有するうず巻体の端部外側面には、うず巻体の
径方向に凹んだ室６（以下吸入補助室壁という。）が設
けられている。

この吸入補助室壁乙の内壁の形状は、まず可動うず巻体
の旋回半径（Ｒ１）を半径とする円弧（Ｃ２）に形成さ
れ、さらにうず巻体が延在する方向にうず巻体と同一の
曲線（Ｃ１）形状で、任意の長さに形成され、かつ、可
動うず巻体の旋回半径（Ｒ１）を半径とする円弧（Ｃ２
）形状となるように形成されている。また、この吸入補
助室壁とほぼ対称の位置であるうず巻体の外壁面には、
うず巻体の径方向に突出する突壁４（以下吸入補助壁と
いう。）が設けられている。この吸入補助壁４の外壁面
の形状は、まず、可動うず巻体の旋回半径（Ｒ１）より
やや大きい半径の円弧（Ｃ３）によって、うず巻体外側
面から径方向に形成され１次に直線部分（Ｌｌ）を有し
。

さらに、可動うず巻体の旋回半径（Ｒ１）よりやや大き
い半径の円弧（Ｃ３）で形成され、吸入補助壁４の先端
部表面がうず巻体と同一の曲線（Ｃ１）となるように、
予め定められた長さに形成されている。なお、吸入補助
壁４は、第２図（１〕）に示すように、うず巻体と同一
の曲線で構成された先端部（図中に点線で示す。）にさ
らに両側端部が任意の半径（Ｒ２）の円弧（Ｃ４）によ
って形成され、先端部がうず巻体と同一の曲線（Ｃ１）
で構成された部材が取り付られたような形状であっても
よい。ただし、この場合、上述の吸入補助室壁３内壁の
円弧（Ｃ２）の半径は。

可動うず巻体の旋回半径（Ｒ１）よりＲ２だけ半径を大
きくする。

さらに、第６図を参照して、上述のうず巻体を底板に固
定し、固定スクロール部材１及び可　７− 動スクロール部材２としたのち１両スクロール部材の吸
入補助室壁５と吸入補助壁４とを対応させて２両スクロ
ール部材の吸入補助室壁６と吸入補助壁４とによって実
質的に室（以下吸入補助室という。）が形成されている
。なお、吸入補助壁４のうず巻体外壁面からの突出長さ
は。

固定スクロール部材１と可動スクロール部材２をかみ合
せて、各うず巻体の外路端部が他方のうず巻体から最も
離れたときに、吸入補助壁４の先端部面の端部と吸入補
助室壁乙の内壁面の端部とが一致するようになっている
。また吸入補助壁４の先端部面の長さは、吸入補助室壁
乙の開口部の長さよりも短くなっている。

次に、第６図〜第７図を参照して本発明によるスクロー
ル圧縮機の動作を説明する。

まず第３図を参照して、可動スクロール部材２と固定ス
クロール部材１を角度をずらせて互いにかみ合いの状態
に配置する。このとき吸入補助壁４の一方端が吸入補助
室壁乙の内壁端部に接触し、流体ポケット５を密閉状態
としてい　８− る。また吸入補助壁４の他方端において吸入補助室６は
開口部を有している。なおこの状態において、開口部の
開口面積が最大となっている。

次に第４図に示すように可動スクロール部材２を第６図
に示す状態よりも少し旋回させると。

チ 吸入補助室壁６と吸入補助壁Ｉとの接触部分が離れ、吸
入室７の流体が吸入補助室６を通って流体ポケット５内
に流入する。さらに第５図に示すように可動スクロール
部材２を第４図に示す状態よりもさらに旋回させ、上述
した吸入補助壁４の他方端が吸入補助室壁６に接触し、
上述した開口部が実質的に閉鎖した状態となると。

吸入室７から流体ポケット５への流体の流入が遮断され
、流体の流体ポケット５内への取込みが終了する。第５
図に示す状態からさらに可動スクロール部材２が旋回す
ると、吸入補助壁４は吸入補助室壁６の内壁面に密着し
なからうず巻体の中心方向に進んでくる。可動スクロー
ル部材２の公転角が第３図に示す状態から１８０度とな
った状態が第６図に示されており、流体ポケラト５内の
流体は圧縮されながら中心方向へ移動していることがわ
かる。さらに可動スクロール部材２が旋回し、可動スク
ロール部材２の公転角が第６図に示す状態から２７０度
となった状態が第７図に示されており、流体ポケット５
内の流体はさらに圧縮されて、中心方向へ移動している
。そして可動スクロール部材２が６６０度旋回すると、
第８図に示すように中心部の吐出孔１１から圧縮された
ガスが吐出される。

ここで、従来のスクロール部材を用いた圧縮機及び本発
明による圧縮機との圧縮機回転数（γｐｍ）と冷凍能力
（Ｋｃａ１／ｈ）との関係を第９図に示す。なお、横軸
を回転数（γｐｍ）、縦軸を冷が本発明による圧縮機を
表わす。第９図に示されるとおり＋　ｇ、は回転数と冷
凍能力とがほぼ比例の関係にあることがわかる。ところ
が＋　ｇ２は回転数と冷凍能力との関係が比例していな
い。

すなわち１回転数が上昇し、高回転域となると。

回転数が上昇しても、冷凍能力はそれほど増加しないこ
とがわかる。このことは９本発明による圧縮機に用いる
スクロール部材に設けられた吸入補助室壁及び吸入補助
壁によって流体が絞られ、流体ポケットへはいる直前で
圧力が低下しているためである。

次に、スクロール圧縮機の吸入ポートに弁等による絞り
を設けた圧縮機と本発明による圧縮機とを°比較したモ
リエル線図を第１０図に示す。

なお、横軸にエンタルピ（Ｋｃａｌ／に９）　、縦軸に
圧力（Ｋｆ　／ｃｒ！　）をとり９点線（ｇ、）が吸入
ポートに弁等による絞りを設けた圧縮機、実線（ｇ４）
が本発明による圧縮機を示す。第１０図に示されるとお
り＋　ｇ４はｇ３に比べて、吸入室内での流体（冷媒ガ
ス）の過熱が少なく、流体ポケット０部の吐出孔から吐
出される冷媒ガスの温度も低くなる〔Δｔ２（温度差）
〕。また、第１０図に斜線で示した部分だけ圧縮仕事が
少ないことがわかる。

以上説明したように２本発明による圧縮機によれば、圧
縮機の高回転域において冷凍能力が抑制でき、さらに、
圧縮仕事が小さくなり、効率の低下することがない。ま
た９本発明の圧縮機では、冷媒ガスがうず巻体の流体ポ
ケットに流入する直前で、冷媒ガスを絞っているため。

吸入ポートに弁等の絞りを設けた場合と比べて冷媒ガス
が過熱されることが少ない。

なお、吸入補助室の流体取り込み口の最大開口面積は吸
入補助室壁のうず巻方向の長さを変化させることによっ
て任意の大きさに選択でき。

冷凍能力の抑制の状態を変えることが可能であることは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）はスクロール型圧縮機の圧縮原理
を説明するための図、第２図（ａ）は本発明によるスク
ロール型圧縮機に用いられるうず巻体の一実施例を表わ
す図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）に表わすうず巻体の
吸入補助壁の他の実施例についてその一部分を表わす図
、第３図は本発明の構造を示す断面図、第４図は第６図
に示す状態から可動スクロール部材を少し旋回させた状
態を表わす図、第５図は第４図に示す状態から可動スク
ロール部材を少し旋回させた状態を表わす図、第６図は
第３図に示された状態から可動スクロール部材が１８０
度旋回した状態を表わす図。 第７図は第６図に示す状態から可動スクロール部材が２
７０度旋回した状態を表わす図、第８図は第６図に示す
状態から可動スクロール部材が３６０度旋回した状態を
表わす図、第９図は従来のスクロール型圧縮機及び本発
明によるスクロール型圧縮機の冷凍能力と圧縮機回転数
との関係を比較した図、第１０図は従来のスクロール型
圧縮機及び本発明によるスクロール型圧縮機のモリエル
線図である。 １・・・固定スクロール部材、２・・・可動スクロール
部材、６・・・吸入補助室壁、４・・・吸入補助壁。 代理人σ１２７）弁理士後藤洋介

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、板体の一面上に第１のうず巻体を固定した第１のス
   クロール部材と、板体の一面上に第２のうず巻体を固定
   した第２のスクロール部材とを２両うず巻体の角度をず
   らせてかみ合わせながら重ねて、第１のスクロール部材
   を円軌道上を公転運動するように、第２のスクロール部
   材に対して動かして１両うず巻体間に閉塞された密閉空
   間を形成しつつ、流体を取り込み、第１のスクロール部
   材の運動に伴い、該密閉空間を中心方向に移動せしめ、
   かつ容積の減少を伴わせて、一方向性連続流体圧縮作用
   を行わせるようにしたスクロール型圧縮機において、前
   記第１及び第２のうず巻体の各々の外終端部に内壁が径
   方向に凹んだ室を形成する一方、互いに他方のうず巻体
   の外周壁土で、前記室に対向する位置に、径方向に突出
   する突壁を設け、該突壁の先端の幅は上記室の開口部の
   幅より小さくシ。 前記各うず巻体の外終端部が他方のうず巻体から最も離
   れるときの前記第１のスクロール部材の旋回角度位置を
   中心とした所定の小旋回角度範囲を除いた全旋回角度位
   置において、前記室内壁と上記突壁の外壁面とが常に摺
   動接触するように構成されていることを特徴とするスク
   ロール型圧縮機。