JPS63259103A - スクロール流体機械 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、スクロール流体機械に係り、さらに詳しくは
、作動中の過圧縮を抑えるに好適なスクロール流体機械
に関する。

［従来の技術］ 従来のスクロール流体機械の一例は、特開昭５０−３２
５１２号公報に示されており、この構成を第６図および
第７図により説明する。

旋回スクロール１は鏡板部１ａと、この鏡板部１ａに直
立しているラップ部１ｂとからなる。ラップ部１ｂはイ
ンボリュートまたはインボリュートに近い曲線に成形さ
れており、−１ｍな厚さｔと一様な高さｈをもっている
。鏡板部１ａとラップ部１ｂとは通常一体のものである
。固定スクロール２は旋回スクロール１と全く同じ構成
であり、鏡板部２ａの中心に吐出ポート３を備えている
。

旋回スクロール１と固定スクロール２とは各ラップ部１
ｂ、２ｂの巻き終り端１ｂ’　と２ｂ’　とが約１８０
’ずらした状態で合わされている。

固定スクロール２に対して旋回スクロール１を固定スク
ロール２の心Ｏｆを中心にして反時計方向に公転させる
。

公転中は、旋回スクロール１を、旋回スクロール１の心
○ｍを中心に公転と同一角度時計方向に自転させて、見
かけ上、旋回スクロール１が自転しないようにする。こ
のように旋回スクロール１を公転させることによって、
密閉状態の作動空間４．５を縮少していき、ガスを圧縮
して流吐出口３から吐出する。

［発明が解決しようとする課題］ このようなスクロール流体機械を圧縮機として用いた場
合に両スクロールによって形成される作動空間が旋回運
動に伴ない吸入を完了後、中心に向かって移動し固定ス
クロールの中心部に設けた流出口に通ずる間、各作動空
間の圧力は、その吐出圧力にかかわず、常に吸入圧力と
作動空間の容積変化により一定の圧力覆歴をたどる。即
ち、吸入完了時の作動空間の容積をＶｓ、圧縮過程の作
動空間の容積をＶｉ、吸入圧力をＰｓとし、圧縮過程を
ポリトロープ変化とすると、圧縮過程の圧力Ｐｉは、 但し、ｎ：ポリトロープ指数で表わされる。

一方、スクロール流体機械を圧縮機として冷凍サイクル
に使用した場合に、その冷凍サイクルの使用条件により
、圧縮機の吐出圧力が理想的な圧縮過程における吐出圧
力より変化するが９例えば冷凍サイクルの使用条件によ
り、圧縮機の吐出口を絞る必要があるときには、その吐
出圧力が高くなり、また、起動時などの吸入圧力と吐出
圧力との差が無い場合にはその吐出圧が低くなり、それ
ぞれ理想的な圧縮過程のＰ−■曲線より異なる経路をた
どり過圧縮の状態を呈する。この結果、過圧縮のための
損失仕事が発生し、効率が低下するという問題があった
。

本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、損失
動力を低減し、効率の良いスクロール流体機械を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的は、流出口に通じる以前の作動空間と
流出口側とを連通ずる通路を設け、この通路を開閉する
容量制御用の弁を設けることにより達成される。

［作用］ 作動空間の圧力が吐出圧力よりも高い場合には作動空間
が流出口に連通ずる以前に、容量制御用の弁により、流
体を流出口側に送り出し、作動空間内の圧力が異常に上
昇することを防止する。これにより、過圧縮による損失
動力が低減し、効率を向上させることができる。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明す
る。

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すものであ
る。面図において、従来の同一または相当するものには
、第１図および第２図で用いた符号と同一符号を付し、
説明は省略する。

固定スクロール２の鏡板部２ｂに、対の通路６゜７、お
よび８，９を設けこられた通路６，７および６，７にプ
ランジャ１０を嵌め込んである。通路６と通路７および
通路８と通路９とはスクロール２の心Ｏｆに関して対称
に配置されいてる。鏡板部２ａとプランジャ１０との間
には、Ｏリング１１が介在されており、鏡板部２ａとプ
ランジャ１０間からのガス漏洩を防いでいる。

対の通路６と通路７とは、理論吸入風量を変化させるた
めのもので、対の通路８と通路９とは。

体積比を変化させるためのものである。

通路８は、作動空間４内のガスを、流出口３に本来の時
期より早（、吐出させるもので、固定スクロール２のラ
ップ２ｂを横切りラップ部２ｂの内側と外側にはみ出し
ている。但し、空間４以外と流出口側が連通しないよう
に、固定スクロール２のラップ２ｂの外側にはみ出して
いる通路の長さは、ラップの厚さより小さくなっている
。

通路９は、作動空間５内のガスを吐出ポート３の本来の
時期より早く吐出させるもので、固定スクロール２の内
周面付近から内側に向かって延びており、長さＱ９は旋
回スクロール１のラップ部１ｂの内周面より常にはみ出
す程度の長さである。

次にこの実施例の動作について説明する。

プランジャ１０で通路６，７，８．９を密閉した状態で
、旋回スクロール１を旋回させたときは、従来（第６図
および第７図の場合）と同様の動作となる。

通、路８，９に嵌め込んだプランジャ１０を引くと、密
閉された空間４は通路８、密閉された空間５は通路９を
介して流出口３と連絡される。連絡される状態になるの
は、旋回スクロール１のラップ部２ｂと固定スクロール
２のラップ部２ｂとの内側の接触線１４．１５が通路８
，９の設置位置に達したときである。この位置は、密閉
された空間４，５が流出口３と連絡する時期より早い。

従って、密閉された作動空間４，５の容積は、本来の流
出口３時期の場合より大きくなる。即ち、作動空間内の
体積比が小さくなり、流出時の作動空間４．Ｓ内の圧力
を小さくすることができる。

さらに、上述した作動空間内の過圧縮を防止し得る作用
を第４図および第５図を用いて説明する。

スクロール流体機械が圧縮動作を行う場合にその圧力と
容積とは前述した（１）式で表わされる。

そして、作動空間の最小容積（吐出容ＪＬ）をＶｏ工と
すると、第４図に示すように吐出圧力がＰ、）工の場合
（Ｖｓ／Ｖｏが設計体積比、即ちＰｐ、／Ｐｓ＝Ｄ ので、動力損失は生じない。ところが、吐出圧力がＰＤ
２と低い場合は、作動空間の圧力Ｂ　−＋　ｌ）　−）
　Ｃ→ｆ−＋ＰＤ２と変化するので、ｂ、ｃ、ｆが囲ま
れた面積が動力損失となる。また、吐出圧力がＰＤ３と
高い場合には、作動空間の圧力はａ−＋ｂ−４ｃ→ｅ−
＋ｄと変化するので、ｃ、ｅ、ｄで囲まれた面積が動力
損失になる。

この動力損失によるスクロール流体機械の全断熱効率η
は第５図に示すようにＰＤ／Ｐｓが設計点のとき最大と
なり、特にＰ　Ｄ／　Ｐ　ｓが小さいとき（吐出圧力が
低いとき）、全断熱効率ηは著しく低下し、流体の過圧
縮による動力損失が大きいことが分かる。

本発明は、Ｐｏ／Ｐｓが設計点に対して、大きくなった
場合でも、小さくなった場合でも適用できるがここでは
ＰＤが小さく損失が大きい場合について説明する。

まず、吐出圧力が設計点のときには、プランジャ１０で
通路６，７を閉じることにより、作動空間の圧力は第４
図においてａ−＋ｂ−＋ｃ−＋ＰＤ１と変化する。次に
、吐出圧力が設計点より低くなったときは、プランジャ
１０によって、密閉された作動空間４を通路８を通して
流出口側に連通させ。

また作動空間５を通路９を通して、流出口側に連通させ
る。このときの作動空間の容積は第４図においてＶＯ２
に相当する。従って、体積比が小さくなることから、密
閉された作動空間の容積は、設計点よりも早く流出口側
に連通ずるので、その圧力は第４図においてａ−＋ｂ−
＋ｆ−４ＰＤ２となり、ｂ。

ｃ、ｆで囲まれる面積の動力損失を回避することができ
る。その結果、全断熱効率ηを第５図の一点鎖線で示す
ように何重させることができる。

第３図はこの発明の他の実施例を示すものである。この
実施例は、固定スクロール２の鏡板２ａとラップ部にわ
たって通路６，７，８．９を設けたものである。その他
の構成および動作は前述した実施例と同一であるので、
省略する。

以上述べた如く、本発明の実施例によれば、作動空間内
の圧力が吐出圧力よりも高い場合に、この作動空間の圧
縮流体を送り出し、作動空間の圧力を流出口側の圧力よ
り上昇することを防止し、動力損失を低減させることが
できる。また、起動時の起動トルクも低減させることが
できる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、作動空間内の流体の過圧
縮を防止できるので、消費動力が小さくなり、高い性能
効率を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の正面断面図、第２図は
第１図の■−■断面図、第３図はこの発明の他の実施例
の断面図で第４図は作動空間の容積と圧力関係を示す図
、第５図はスクロール圧縮機の全断熱効率を示す図、 ／第す図は、従来のスクロール圧縮機の正面断面図、第
７図は、第６図のπ−■断面図である。 １・・・・・・旋回スクロール、２・・・・・・固定ス
クロール、ｌａ、２ａ・・・・・・鏡板部、ｌｂ、２ｂ
・・・・・・ラップ部、３・・・・・・吐出ポート、４
，５・・・・・・空間、６，７，８．９・・・・・・通
路、１ｏ・・・プランジャ。 篇　　１　　図 ６、ｑｙ９．’？−・・通話 １０−−−プランジＶ 第　２　図 箇　３　図 手４図 榮５図 ルカ之Ｐａ／円

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、鏡板部と、これに直立しているうず巻き状のラップ
   部とを有する固定スクロールおよび旋回スクロールがラ
   ップ部同士でかみ合い、両スクロール間に、複数の作動
   空間が形成されており、旋回スクロールが固定スクロー
   ルに対して見かけ上自転しないように旋回し、流入側か
   ら流体を作動空間に取り入れ流出口から吐出させるスク
   ロール流体機械において、流出口に通じる以前の作動空
   間と流出口側とを連通する通路を設け、この通路を開閉
   する容量制御用の弁を設けたことを特徴とするスクロー
   ル流体機械。