(57)【要約】【課題】コストと寸法を減少させると共に出力の制御機構を単純化できる圧縮装置を提供する。【解決手段】単一の外殻１２内に、モータ回転子８０を含む単一のモータによって回転駆動される水平な駆動軸５０を設け、該駆動軸によって駆動される２組のスクロール式圧縮機を、上記外殻内の両側に配置した。上記駆動軸によって駆動される単一の油ポンプ５８によって、駆動軸内の通路を介し２組の圧縮機に潤滑油を供給する。一者の組または両者の組の圧縮機に、パルス幅調整容量制御機構２１２と蒸気注入機構２１４を設けることができる。一者の組に該両機構を設けると容量を５０％と１１０％の間で、また両者の組に該両機構を設けると容量を０％と１２０％の間で、それぞれ変更できる。【選択図】図４  
2005009490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外殻、
この外殻内に配置された第１のスクロール式圧縮機、
上記外殻内に配置された第２のスクロール式圧縮機、
これらの第１及び第２のスクロール式圧縮機間に延在している駆動軸であって、上記第
１のスクロール式圧縮機に係合する第１の駆動平坦部を一方の端に、上記第２のスクロー
ル式圧縮機に係合する第２の駆動平坦部を他方の端に、それぞれ有しており、これらの第
１の駆動平坦部と第２の駆動平坦部とが互いに１８０°だけ位相を異にする駆動軸、及び
上記した第１及び第２のスクロール式圧縮機間で上記外殻内に配置されたモータであっ
て、上記駆動軸を回転駆動するために該駆動軸へと結合してあるモータ、
を備えたスクロール式機械。
【請求項２】
中央殻体と吐出ポートを有する吐出ダクトとを形成してある外殻であって、吐出ダクト
を中央殻体から外側に引き離し該中央殻体にほぼ平行に配置してある外殻、
上記中央殻体内に配置された第１のスクロール式圧縮機であって、上記吐出ダクトに連
通する第１の吐出チャンバへ圧縮流体を供給する第１のスクロール式圧縮機、
上記中央殻体内に配置された第２のスクロール式圧縮機であって、上記吐出ダクトに連
通する第２の吐出チャンバへ圧縮流体を供給する第２のスクロール式圧縮機、
これらの第１及び第２のスクロール式圧縮機間に延在し該第１及び第２のスクロール式
圧縮機に対し結合してある駆動軸、及び
上記した第１及び第２のスクロール式圧縮機間で上記中央殻体内に配置されたモータで
あって、上記駆動軸に対し該駆動軸を駆動するように結合してあるモータ、
を備えたスクロール式機械。
【請求項３】
中央殻体と吸入ポートを有する吸入ダクトとを形成してある外殻であって、吸入ダクト
を中央殻体から引き離してある外殻、
上記中央殻体内に配置され上記吸入ダクトに連通させてある第１のスクロール式圧縮機
であって、第１の吐出チャンバへ圧縮流体を供給する第１のスクロール式圧縮機、
上記中央殻体内に配置され上記吸入ダクトに連通させてある第２のスクロール式圧縮機
であって、第２の吐出チャンバへ圧縮流体を供給する第２のスクロール式圧縮機、
これらの第１及び第２のスクロール式圧縮機間に延在し該第１及び第２のスクロール式
圧縮機に対し結合してある駆動軸、及び
上記した第１及び第２のスクロール式圧縮機間で上記中央殻体内に配置されたモータで
あって、上記駆動軸に対し該駆動軸を駆動するように結合してあるモータ、
を備えたスクロール式機械。
【請求項４】
外殻、
この外殻内に配置された第１のスクロール式圧縮機、
上記外殻内に配置された第２のスクロール式圧縮機、
これらの第１及び第２のスクロール式圧縮機間に延在し該第１及び第２のスクロール式
圧縮機に対し結合してある駆動軸、
この駆動軸により駆動される油ポンプであって、駆動軸に形成してある通路を介して上
記第１及び第２のスクロール式圧縮機に対し潤滑油を供給する油ポンプ、及び
上記した第１及び第２のスクロール式圧縮機間で上記外殻内に配置されたモータであっ
て、上記駆動軸に対し該駆動軸を駆動するように結合してあるモータ、
を備えたスクロール式機械。
【請求項５】
中央殻体、吸入チャンバ、及び吐出ポートを有する吐出ダクトを設けてある外殻であっ
て、吐出ダクトを中央殻体から引き離してある外殻、
上記中央殻体の第１の端に取り付けられ上記吸入チャンバを区画形成している第１の端
キャップであって、上記吐出ダクトに連通する第１の吐出通路を形成する第１の端キャッ
プ、
上記中央殻体の第２の端に取り付けられ上記吸入チャンバを区画形成している第２の端
キャップであって、上記吐出ダクトに連通する第２の吐出通路を形成する第２の端キャッ
プ、
上記中央殻体内に配置された第１のスクロール式圧縮機、
上記中央殻体内に配置された第２のスクロール式圧縮機、
これらの第１及び第２のスクロール式圧縮機間に延在し該第１及び第２のスクロール式
圧縮機に対し結合してある駆動軸、及び
上記した第１及び第２のスクロール式圧縮機間で上記中央殻体内に配置されたモータで
あって、上記駆動軸に対し該駆動軸を駆動するように結合してあるモータ、
を備えたスクロール式機械。
【請求項６】
前記モータが、
前記外殻に取り付けられた固定子、及び
前記駆動軸に取り付けられた回転子、
を備えている請求項１または４のスクロール式機械。
【請求項７】
前記モータが、
前記中央殻体に取り付けられた固定子、及び
前記駆動軸に取り付けられた回転子、
を備えている請求項２，３または５のスクロール式機械。
【請求項８】
前記第１のスクロール式圧縮機が、
第１の端板から延出する第１の螺旋翼を有する第１のスクロール部材、
第２の端板から延出する第２の螺旋翼を有する第２のスクロール部材であって、第２の
螺旋翼を上記第１の螺旋翼と、第２の螺旋翼が第１の螺旋翼に対し相対的に旋回するとき
該両螺旋翼間に複数個の移動する流体ポケットが形成されるように噛合わせてある第２の
スクロール部材、及び
前記外殻に取り付けられた第１の主軸受けハウジングであって、前記駆動軸を回転可能
に支持する第１の主軸受けハウジング、
を備えている請求項１または４のスクロール式機械。
【請求項９】
前記第２のスクロール式圧縮機が、
第３の端板から延出する第３の螺旋翼を有する第３のスクロール部材、
第４の端板から延出する第４の螺旋翼を有する第４のスクロール部材であって、第４の
螺旋翼を上記第３の螺旋翼と、第４の螺旋翼が第３の螺旋翼に対し相対的に旋回するとき
該両螺旋翼間に複数個の移動する流体ポケットが形成されるように噛合わせてある第４の
スクロール部材、及び
前記外殻に取り付けられた第２の主軸受けハウジングであって、前記駆動軸を回転可能
に支持する第２の主軸受けハウジング、
を備えている請求項８のスクロール式機械。
【請求項１０】
前記第１のスクロール式圧縮機が、
第１の端板から延出する第１の螺旋翼を有する第１のスクロール部材、
第２の端板から延出する第２の螺旋翼を有する第２のスクロール部材であって、第２の
螺旋翼を上記第１の螺旋翼と、第２の螺旋翼が第１の螺旋翼に対し相対的に旋回するとき
該両螺旋翼間に複数個の移動する流体ポケットが形成されるように噛合わせてある第２の
スクロール部材、及び
前記中央殻体に取り付けられた第１の主軸受けハウジングであって、前記駆動軸を回転
可能に支持する第１の主軸受けハウジング、
を備えている請求項２，３または５のスクロール式機械。
【請求項１１】
前記第２のスクロール式圧縮機が、
第３の端板から延出する第３の螺旋翼を有する第３のスクロール部材、
第４の端板から延出する第４の螺旋翼を有する第４のスクロール部材であって、第４の
螺旋翼を上記第３の螺旋翼と、第４の螺旋翼が第３の螺旋翼に対し相対的に旋回するとき
該両螺旋翼間に複数個の移動する流体ポケットが形成されるように噛合わせてある第４の
スクロール部材、及び
前記中央殻体に取り付けられた第２の主軸受けハウジングであって、前記駆動軸を回転
可能に支持する第２の主軸受けハウジング、
を備えている請求項１０のスクロール式機械。
【請求項１２】
前記外殻が前記第１及び第２のスクロール式圧縮機に連通する吸入圧力チャンバ、前記
第１のスクロール式圧縮機に連通する第１の吐出圧力チャンバ、及び前記第２のスクロー
ル式圧縮機に連通する第２の吐出圧力チャンバを形成している請求項１または４のスクロ
ール式機械。
【請求項１３】
前記中央殻体が前記第１及び第２のスクロール式圧縮機に連通する吸入圧力チャンバ、
前記第１のスクロール式圧縮機に連通する第１の吐出圧力チャンバ、及び前記第２のスク
ロール式圧縮機に連通する第２の吐出圧力チャンバを形成している請求項２または３のス
クロール式機械。
【請求項１４】
前記第１及び第２のスクロール式圧縮機を、前記吸入圧力チャンバ内に配置してある請
求項１２または１３のスクロール式機械。
【請求項１５】
前記第１のスクロール式圧縮機の容量を変更するための第１の容量調整機構を、備えて
いる請求項１から５までの何れか一項に記載のスクロール式機械。
【請求項１６】
前記第１の容量調整機構が、パルス幅調整機構を含むものである請求項１５のスクロー
ル式機械。
【請求項１７】
前記第２のスクロール式圧縮機の容量を変更するための第２の容量調整機構を、備えて
いる請求項１５のスクロール式機械。
【請求項１８】
前記第１の容量調整機構が第１のパルス幅調整機構を含み、前記第２の容量調整機構が
第２のパルス幅調整機構を含むものである請求項１７のスクロール式機械。
【請求項１９】
前記モータを、可変速モータに構成してある請求項１から５までの何れか一項に記載の
スクロール式機械。
【請求項２０】
前記駆動軸に前記第１のスクロール式圧縮機に係合する第１の端で第１の駆動平坦部を
、また前記第２のスクロール式圧縮機に係合する第２の端で第２の駆動平坦部を、これら
の第１及び第２の駆動平坦部を互いに１８０°だけ位相をずらせて形成してある請求項２
または５のスクロール式機械。
【請求項２１】
前記外殻に、吸入ポートを有する吸入ダクトであって前記中央殻体から引き離してある
吸入ダクトを形成してある請求項２のスクロール式機械。
【請求項２２】
前記外殻に中央殻体、及び吸入ポートを有する吸入ダクトであって中央殻体から引き離
してある吸入ダクトを設けてある請求項４のスクロール式機械。
【請求項２３】
前記駆動軸を、ほぼ水平姿勢で設けてある請求項１から５までの何れか一項に記載のス
クロール式機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、単一の殻体内に複数の圧縮機を配置してあるスクロール式機械に関するも
のである。特にこの発明は単一の殻体内に２個の圧縮機を、モータを挟んでその両側に配
置し、その両圧縮機をモータで駆動することとしてあるスクロール式機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギーコスト及び管理の点から、要求に従って変更できる出力を有するモータ駆動
の冷媒圧縮装置についての需要が存在する。この需要を満たすために数多くの圧縮装置が
開発されて来ている。かかる装置には圧縮装置の出力を変更する目的で、多シリンダ圧縮
機中の１個または複数個のシリンダを負荷解除するとか再膨張容積を変更するといったも
のがある。これらの可変容量装置は比較的複雑になりがちであると共に、負荷解除状態で
の圧縮機の効率が最適にはならない。可変速圧縮機も用いられて来ているが、これらの可
変速圧縮機は複雑な制御を必要とする。速度制御の効率及びモータ駆動圧縮機の効率は、
少なくとも圧縮装置が容量減少条件下で作動されているときに問題を残している。
【０００３】
最大負荷に対する需要を満たすのに十分に大きい単一の圧縮機に代えて、要求される最
大負荷に等しい結合出力を有するところの複数個のより小さい圧縮機を含む装置も、開発
されて来ている。これらの複数圧縮機装置は、複数個のモータ駆動圧縮機の各々を負荷需
要が変更されるごとに選択的に作動及び作動解除させて圧縮機装置の出力が要求される負
荷需要を満たすように、全装置を制御する手段を含んでいる。これらの多圧縮機装置は優
れた効率を有するが、潤滑油が全て個々の構造要素に等しく分配されるのを確保するため
の潤滑油管理を処理する手段を含めての複雑な配管機構を要求する。
【０００４】
複数圧縮機装置のさらなる設計事項は、複数個の標準的なモータ駆動圧縮機ユニットを
共通した単一の圧縮機殻体内に設けるといった事項に関するものであった。共通した殻体
は装置を最大限にコンパクト化すると共に等油分配のための共通の油溜まり、共通の吸入
ガス入口及び共通の吐出ガス出口を付与する。これらの単一殻体の複数圧縮機装置は市場
において受け入れられるものであることが実証されているが、比較的大きくなりがちであ
ると共に全装置を制御する手段がなお若干複雑である。
【特許文献１】米国特許Ｎｏ．５，３８５，４５３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数圧縮機装置の引き続いての開発は、装置の全コストと全寸法を減少させると共に、
装置に対する需要に関連しての圧縮機装置の出力を決定する制御機構を単純化することに
向けられて来ている。この発明は、この課題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は単一の外殻内において、単一の駆動軸の両側で２個のスクロール式圧縮機を
設けてある複数圧縮機の圧縮装置を提供するものである。単一のモータ回転子は駆動軸の
中央部にプレス嵌めされ、該単一のモータ回転子は単一のモータ固定子内に配置される。
したがって両圧縮機は単一のモータの同一の回転子及び固定子によって駆動を受ける。駆
動軸はその各端で各スクロール式圧縮機に対し駆動平坦部でもって係合され該各圧縮機を
駆動するが、駆動軸の一端の駆動平坦部と他端の駆動平坦部は、圧縮装置内での吐出脈動
を減少させると共に駆動軸の曲がりを抑制するため、互いに１８０°だけ位相をずらせて
設ける。外殻には吸入ポートを有する吸入ダクトと吐出ポートを有する吐出ダクトを一体
的に形成するが、吸入ダクトないし吐出ダクトは外殻の主体部から離隔ないし引き離して
設けるのが、該ダクトと外殻主体部との間の熱伝達を制限する上で望ましい。両スクロー
ル式圧縮機に対する潤滑油の供給は、上記した単一の駆動軸によって駆動される油ポンプ
により駆動軸内の通路を介して行える。一実施例では外殻が直接吐出型の圧縮機を提供す
るものに構成され、同実施例に係る外殻は、中央殻体の各端に固定される端キャップに各
圧縮機に直接に連通させる吐出通路を外殻の主体部から離隔ないし引き離して設けた吐出
ダクトに連通させて形成してあるものに、構成される。
【０００７】
複数圧縮機装置の出力の制御は可変速モータによって、または２個の圧縮機のうちの一
者または両者に組み込まれたパルス幅調整（ｐｕｌｓｅｄ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔ
ｉｏｎ，ＰＷＭ）容量制御機構によって、達成される。容量制御のために可変速モータを
組み込んだときは、容量を０％から１００％にまで変更できる。２個の圧縮機のうちの１
個の圧縮機にＰＷＭ容量制御機構を組み込んだときは、容量を５０％から１００％の範囲
で変更できる。両者の圧縮機に対しＰＷＭ容量制御機構を組み込んだときは、容量を０％
から１００％の範囲で変更できる。２個の圧縮機のうち１個または両方の圧縮機の容量は
所望の場合、蒸気注入機構を用いることによりほぼ１２０％の容量にまで増加させて、２
個の圧縮機からなる圧縮装置の容量提供範囲をさらに拡大できる。これらの２個の圧縮機
／単一モータ装置の複数組を、所望の場合には単一の殻体中に設置できる。
【０００８】
この発明の他の利用範囲は、以下の詳細な説明から明らかとなる。以下の詳細な説明と
特定の例はこの発明の好ましい実施例を示してはいるが、例示のためのみのものであって
この発明の範囲を限定する意図のものではない点を、理解すべきである。
【実施例】
【０００９】
実施例についての以下の説明は単に例示的なものであって、この発明、その利用分野、
或いは用途を何ら限定する意図のものではない。図１にはこの発明に従った多圧縮機の圧
縮装置を、符号１０で全体を指して示してある。圧縮装置１０は組合わせ型の密閉された
殻体アセンブリ１２を有し、同外殻アセンブリ１２のそれぞれの端には仕切り板アセンブ
リ１４と端キャップ１６をボルト止めしてある。
【００１０】
殻体アセンブリ１２は中央殻体１８と１対の中間殻体２０を備えており、１対の中間殻
体２０は中央殻体１８の両端に配置され図示のように該中央殻体１８にボルト止めされて
いる。１個の中間殻体１８には、殻体アセンブリ１２内のモータに対する電気及び診断系
の接続を行うための入口２２が形成されている。中央殻体１８には単一の吸入管接続部２
４と単一の吐出管接続部２６を設けてある。
【００１１】
図２に示すように各仕切り板アセンブリ１４は、外板２８と横向きに延びている分離板
３０とを有する。各外板２８は、殻体アセンブリ１２の対応する中間殻体２０と対応する
端キャップ１６間でボルト止めされている。各分離板３０は対応する外板２８に対し密封
的に係合して、圧縮装置１０のそれぞれの端に位置する吐出圧力チャンバ３２と２つの仕
切り板アセンブリ１４間に位置する単一の吸入圧力チャンバ３４とを形成している。吐出
圧力チャンバ３２は、図１に示すように中央殻体１８の主体から引き離してある導管（吐
出ダクト）３６を介して、吐出ポートを構成する吐出管接続部２６と連通させてある。類
似して吸入圧力チャンバ３４は、図１に示すように中央殻体１８の主体から引き離してあ
る導管（吸入ダクト）３８を介して、吸入ポートを構成する吸入管接続部２４と連通させ
てある。導管ないしダクト３６，３８を中央殻体１８の主体から離隔させた、つまり引き
離したことによっては、該各導管ないしダクトと中央殻体１８の主体との間の熱伝達が制
限されることになる。所望の場合には吐出弁（図示せず）を、導管ないしダクト３６内の
何れの部分にも設けることができる。
【００１２】
圧縮機取付けフレーム４０が端キャップ１６、仕切り板アセンブリ１４及び殻体アセン
ブリ１２によって形成されている。
【００１３】
殻体アセンブリ１２に取付けてあるところの圧縮装置１０の主な要素には、１対の２分
割主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）４２とモータ固定子４４とが含まれる。両
端に１対の偏心クランクピン５２を有する単一の駆動軸ないしクランク軸５０を、それぞ
れの主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）４２内で支持してある１対の軸受５４に
回転可能に支承させてある。各クランクピン５２は図３に示すように、１つの面上におい
て駆動平坦部５６を有する。圧縮装置１０内での吐出脈動を減少させると共に駆動軸曲が
りを最小限に抑えるため２つの駆動平坦部５６は、図２，３に示すように互いに１８０°
だけ回転位相をずらせてある。
【００１４】
図２，３に示すように１対の主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）４２のうちの
１個の主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）４２に支持させて油ポンプ５８を設け
てあり、この油ポンプ５８のインペラは駆動ピン孔６０を利用してクランク軸５０により
駆動させるように図られている。クランク軸５０は、一端から延びる軸線方向の穴６２及
び他端から延びる軸線方向の穴６４を有する。このうち軸線方向の穴６２は放射方向の穴
６６と連ねてあって、油ポンプ５８から潤滑油を受け取って該潤滑油を圧縮装置１０の一
側へと供給する。また軸線方向の穴６４は放射方向の穴５８と連ねてあって、油ポンプ５
８から潤滑油を受け取って該潤滑油を圧縮装置１０の他側へと供給する。放射方向のベン
ト孔７０を、軸線方向の穴６４に連ねてクランク軸５０に形成してある。さらに１つが軸
線方向の穴６２に連なり他の１つが軸線方向の穴６４に連なるところの１対の放射方向の
穴７２によって、１対の主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）４２に対する潤滑油
の供給が行われる。また軸線方向の穴６４に連なる他の１組の放射方向の穴７４によって
モータ固定子４４内を通過させてある巻線７６に対し、冷却目的で潤滑油が供給される。
殻体アセンブリ１２内の低部は油溜まり７８に形成されていて、該油溜まり７８内にはモ
ータ固定子４４の低端よりも僅かに下方のレベルにまで潤滑油を充満してある。油ポンプ
５８は油溜まり７８から油を吸引して該油を、クランク軸５０の種々の穴及び孔を介し圧
縮装置１０の種々の構成要素へと給送する。
【００１５】
クランク軸５０はモータ固定子４４、該モータ固定子４４を貫通している巻線７６、及
びクランク軸５０に対しプレス嵌めしてある回転子８０を含む電動モータによって回転駆
動される。
【００１６】
各２分割主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）４２の外面（電動モータとは反対
側の面）には平坦なスラスト受け面８４を設けてあり、該スラスト受け面８４上には旋回
スクロール部材８６を配置してある。各旋回スクロール部材８６は通例のように、端板９
０から外向きに延出する螺旋翼８８を有する。各旋回スクロール部材８６の端板９０の内
面（電動モータ側の面）から、内部にジャーナル軸受け面を有する円筒状のハブ９２を突
出させてある。各ハブ９２内には駆動ブッシュ９６を回転可能に配置してあって、この駆
動ブッシュ９６は、その内部にクランクピン５２を配置してある穴を有する。各クランク
ピン５２の駆動平坦部５６は各駆動ブッシュ９６の穴の一部に形成してある平坦面に対し
駆動を行うように係合して、例えば本願出願人の所有する米国特許Ｎｏ．４，８７７，３
８２に示されているような放射方向で融通性を有する駆動機構を提供するものであり、こ
こに同米国特許を引用してその記載を加入する。前述したように２つの駆動平坦部５６は
互いに１８０°、位相をずらせてある。１対のオルダム接手９８も設けてあり、そのそれ
ぞれは各旋回スクロール部材８６と各２分割主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）
４２間に配置されている。各オルダム接手９８はそれぞれの旋回スクロール部材８６とそ
れぞれの非旋回スクロール部材１００とに、旋回スクロール部材８６の回転を阻止するよ
うにキー係合させてある。所望の場合には各オルダム接手９８を、それぞれの旋回スクロ
ール部材８６とそれぞれの主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）４２とにキー係合
させてもよい。
【００１７】
各非旋回スクロール部材１００にも端板１０４から突出する螺旋翼１０２が設けられて
おり、該螺旋翼１０２は対応する旋回スクロール部材８６の螺旋翼８８と噛合うように配
置されている。各非旋回スクロール部材１００は中心に配置された吐出通路１０６を有し
ており、この吐出通路１０６は中心に配置の開放された凹溝１０８と連通していて、凹溝
１０８を対応する吐出圧力チャンバ３２と連通させてある。各非旋回スクロール部材１０
０には環状凹溝１１２も形成してあり、その内部には浮動シール組立体１１４を配置して
ある。各スクロール式圧縮機における旋回スクロール部材８６の螺旋翼８８と非旋回スク
ロール部材１００の螺旋翼１０２とは通例のように、螺旋翼８８が螺旋翼１０２に対し相
対的に旋回するとき該両螺旋翼８８，１０２間に複数個の移動する流体ポケットが形成さ
れるように噛合わせてある。同流体ポケットは各スクロール式圧縮機の中心に向かって移
動するにつれ次第に容積を減少して行くもので、各スクロール式圧縮機の外周側で流体ポ
ケットへと入る流体が流体ポケットの該移動によって圧縮を受ける。
【００１８】
凹溝１０８，１１２と浮動シール組立体１１４は互いに協力して次のような軸線方向で
の圧力付勢チャンバ、すなわちそれぞれの螺旋翼８８，１０２間の移動する流体ポケット
で圧縮されつつある加圧流体を受け入れてそれぞれの螺旋翼８８，１０２を、端板１０４
，９０の対抗する面へと移動付勢しシール係合させる圧力付勢チャンバ、を形成する。浮
動シール組立体１１４は出願人の所有する米国特許Ｎｏ．５，１５６，５３９に詳細に記
載されているタイプのものであるのが好ましく、ここに同米国特許を引用してその記載を
加入する。非旋回スクロール部材１００は２分割軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング
）４２に対し相対的に軸線方向での制限された移動を行えるように、前述した米国特許Ｎ
ｏ．４，８７７，３８２または出願人が所有する米国特許Ｎｏ．５，１０２，３１６に記
載されているような適当な方法で支持されており、ここにこれらの米国特許を引用してそ
の記載を加入する。
【００１９】
殻体アセンブリ１２は、導管３８を介して吸入管接続部２４から圧縮されるガスを受け
取る吸入圧力チャンバ３４を形成している。吸入圧力チャンバ３４内のガスは互いに噛合
ったスクロール部材８６，１００のそれぞれに、その放射方向外側の部分で取り入れられ
、螺旋翼８８，１０２のそれぞれで圧縮され、吐出通路１０６と凹溝１０８を介して吐出
圧力チャンバ３２中へ吐出される。圧縮されたガスは各吐出圧力チャンバ３２から、導管
３６と吐出管接続部２６を介して放出される。
【００２０】
圧縮装置１０中に容量制御機構を採り入れることが望ましい場合には、電動モータを可
変速モータに設計できる。モータ固定子４４、巻線７６及び回転子８０を含む可変速モー
タとしての設計方式は周知であり、詳細には述べない。電動モータに可変速能力を付与す
ることによって圧縮装置１０の容量を、０％から１００％の間で変更できる。
【００２１】
図４には、この発明の他の実施例に従った独特の容量制御機構及び蒸気注入機構を組み
込んである圧縮装置２１０を示してある。圧縮装置２１０は、１対のスクロール部材８６
，１００に容量制御機構２１２と蒸気注入機構２１４を組み込んである点を除いて、圧縮
装置１０と同一である。
【００２２】
容量制御機構２１２は吐出管接手２１６、ピストン２１８、殻体結合金物２２０、電磁
弁２２２、制御モジュール２２４、及び１個またはそれより多い適当なセンサーを有する
センサー列（アレイ）２２６を含んでいる。吐出管接手２１６は開放凹溝１０８内でねじ
嵌めまたは他の適宜の手段で支持されていて、図５に示すように内部空洞２２８及び複数
の吐出通路２３０を形成してある。吐出弁２３２を、吐出管接手２１６の上流側に配置し
てある。吐出弁２３２は詳細な図示は行わないが、通例のように吐出圧力チャンバ３２方
向へのガス流れのみを許容する逆止弁に構成されている。したがって加圧されたガスは吐
出弁２３２の付勢荷重に抗し該吐出弁２３２を開放して空洞２２８内へ流入し、さらに吐
出通路２３０を通って吐出圧力チャンバ３２内へと流入する。
【００２３】
図４−６を参照して吐出管接手２１６及びピストン２１８の詳細構造を説明すると、吐
出管接手２１６には環状フランジ２３４を設けてあり、該フランジ２３４にはリップシー
ル２３６と浮動リテーナ２３８を押し付けてある。ピストン２１８は吐出管接手２１６に
対し、プレス嵌めまたは他の手段で固定されている。ピストン２１８には環状フランジ２
４０を設けてあり、リップシール２３６と浮動リテーナ２３８はフランジ２４０，２３４
間で挟持されている。吐出管接手２１６には該吐出管接手２１６を貫通する通路２４２及
びオリフィス２４４を形成してあって、該通路２４２及びオリフィス２４４によって吐出
圧力チャンバ３２が次のように形成された圧力チャンバ２４６、すなわち吐出管接手２１
６、ピストン２１８、リップシール２３６、浮動リテーナ２３８及び端キャップ１６によ
って区画形成された圧力チャンバ２４６、と流体的に接続されている。殻体結合金物２２
０は端キャップ１６に固定されていて、吐出管接手２１６、ピストン２１８、リップシー
ル２３６及び浮動リテーナ２３８から成るアセンブリを摺動可能に支承している。殻体結
合金物２２０は図４に示すように端キャップ１６と一体であってもよいし、またボルトそ
の他の公知の手段によって端キャップ１６に取り付けられる別体の構造要素であってもよ
い。圧力チャンバ２４６は電磁弁２２２に対し管体２５０によって流体的に接続され、ま
た管体２５２を介して吸入圧力チャンバ３４と流体的に接続されている。ピストン２１８
、リップシール２３６及び浮動リテーナ２３８の組合わせにより自動センタリング密封機
構が付与されて、殻体結合金物２２０の内部穴との精密な心合わせが得られる。リップシ
ール２３６と浮動リテーナ２３８は、その内部で吐出管接手２１６が支持されているとこ
ろの開放凹溝１０８の内部穴との間の不整列が全てリップシール２３６及び浮動リテーナ
２３８により吸収されるような放射方向での柔軟性を有している。
【００２４】
通常の完全負荷運転のために非旋回スクロール部材１００を旋回スクロール部材８６に
対し密封的に係合させるように付勢するため、センサー列２２６からの信号に応じ制御モ
ジュール２２４によって電磁弁２２２を解磁（または励磁）させ、管体２５０と管体２５
２間の流体流れを遮断する。この作動中に圧力チャンバ２４６が吐出圧力チャンバ３２と
、通路２４２とオリフィス２４４を介し連通している。圧力チャンバ３２，２４６内の吐
出圧力の加圧流体がピストン２１８の両面に作用し、非旋回スクロール部材１００が旋回
スクロール部材８６向きに移動付勢され各スクロール部材の軸線方向の端が相手側のスク
ロール部材の端板に対し密封的に係合する通常付勢が行われる。両スクロール部材８６，
１００の軸線方向での密封によって圧縮装置２１０は、１００％の容量で作動する。
【００２５】
圧縮装置２１０を負荷解除するためには、センサー列２２６からの信号に応じ制御モジ
ュール２２４によって電磁弁２２２を励磁（または解磁）する。電磁弁２２２が励磁（ま
たは解磁）されると吸入圧力チャンバ３４が圧力チャンバ２４６に対し管体２５２、電磁
弁２２２及び管体２５０を介して直接に連通する。吐出圧力へと加圧された流体が圧力チ
ャンバ２４６から吸入圧力チャンバ３４へと逃がされることでピストン２１８両面に作用
する圧力差が非旋回スクロール部材１００を、図４でみて右側に移動させ、各スクロール
部材の翼先を相手側のスクロール部材の端板から分離して両スクロール部材８６，１００
間の高圧側の流体ポケットから低圧側の流体ポケットへと、そして最終的には吸入圧力チ
ャンバ３４へと圧力解除が行われる。オリフィス２４４は、吐出圧力チャンバ３２と圧力
チャンバ２４６間の吐出ガスの流れを制御するために設けられている。したがって圧力チ
ャンバ２４６が圧縮機の吸入側に接続されたとき、ピストン２１８の両面に加わる圧力に
差が生じる。非旋回スクロール部材１００の調整中ないし移動時に浮動シール組立体１１
４と仕切り板アセンブリ１４間での密封関係を維持するため、波形ばね座金２６０を設け
てある。２つのスクロール部材８６，１００間に間隙が生ぜしめられると、引き続いての
吸入ガスの圧縮が行われない。この負荷解除が起きると吐出弁２３２は閉鎖位置へと移行
し、それによって吐出圧力チャンバ３２或いは冷凍系下流側からの加圧流体の逆流が阻止
される。吸入ガスの圧縮を再開すべきときは、電磁弁２２２を解磁（または励磁）させ管
体２５０，２５２間の流体流れを再び阻止して圧力チャンバ２４６が吐出圧力チャンバ３
２により、通路２４２及びオリフィス２４４を介して加圧されることとする。
【００２６】
制御モジュール２２４はセンサー列２２６と、制御モジュール２２４がその都度の圧縮
装置２１０の特定の状態に対応して要求される負荷解除度を決定するのに必要な情報を提
供するように接続されている。同情報に基づいて接続モジュール２２４は電磁弁２２２を
パルス幅調整モードで作動させ、圧力チャンバ２４６を吐出圧力チャンバ３２と吸入圧力
チャンバ３４とに交替的に接続する。電磁弁２２２がパルス幅調整モードで作動される周
波数ないし繰返し頻度によって、圧縮装置２１０の１組のスクロール部材８６，１００の
作動容量百分率が決定されることになる。感知状態が変化するにつれて制御モジュール２
２４が電磁弁２２２の作動繰返し頻度、したがって圧縮装置２１０の１組のスクロール部
材８６，１００が負荷及び負荷解除状態で作動される相対時間周期が変動する。電磁弁２
２２の作動繰返し頻度の変動によって１組のスクロール部材８６，１００の作動を完全負
荷ないし１００％の容量と完全負荷解除ないし０％の容量との間で、つまり装置が要求す
るところに応じて中間の任意の容量で、行わせることができる。これによって圧縮装置２
１０の容量を、５０％と１００％との間で変更する効果を発揮させうる。
【００２７】
図７−９には圧縮装置２１０用の蒸気注入機構２１４を詳細に示してある。圧縮装置２
１０は、吸入圧力チャンバ３４と吐出圧力チャンバ３２との中間点で両スクロール部材８
６，１００間の移動中の流体ポケットに対し蒸気を注入する能力を有する。蒸気注入管接
手２７０を殻体アセンブリ１２を通して設けてあり、この蒸気注入管接手２７０に殻体ア
センブリ１２内で注入管２７２を流体的に接続してある。注入管２７２には、非旋回スク
ロール部材１００に取り付けた注入管接手２７４を流体的に接続してある。非旋回スクロ
ール部材１００には注入管接手２７４に流体的に連通させた１対の放射方向の通路２７６
を形成してあり、この通路２７６に連ねて１対の軸線方向の通路２７８を非旋回スクロー
ル部材１００に設けてある。軸線方向の通路２７８は圧縮装置２１０の非旋回スクロール
部材１００の互いに反対側に位置する流体ポケットに開口して、これらの流体ポケットに
対し本技術分野で周知のように蒸気を注入するものとされている。
【００２８】
図１０，１１には蒸気注入管接手２７０を詳細に示してある。蒸気注入管接手２７０は
内側部分２８０と外側部分２８２とを有する。内側部分２８０はＬ字形の通路２８４を含
み、この通路２８４の一端には注入管２７２を密封的に接続してある。外側部分２８２は
殻体アセンブリ１２の外部から内部へと延びており、同内部で内側部分２８０と一体化さ
れている。溶接またはろう付け結合２８６によって蒸気注入管接手２７０を、殻体アセン
ブリ１２に対し固定及び密封してある。外側部分２８２には、Ｌ字形通路２８４の延長部
である穴２９０を形成してある。外側部分２８２には円筒形の穴２９２も形成してあり、
この穴２９２には冷凍系の配管を接続することとしてある。
【００２９】
図１２は、圧縮装置２１０の蒸気注入機構２１４用の蒸気を供給する機構を描いている
。圧縮装置２１０は凝縮器２９４、第１の膨張弁ないしスロットル２９６、フラッシュタ
ンクないしエコノマイザ２９８、第２の膨張弁ないしスロットル３００、蒸発器３０２、
及びこれらの構成要素を接続する一連の配管３０４を含む冷凍系内に設けられている。圧
縮装置２１０はモータによって作動されて、冷媒ガスを圧縮する。圧縮されたガスは次に
凝縮器２９４で液化される。液化された冷媒は膨張弁２９６を通過し、フラッシュタンク
２９８中で膨張してガスと液体とに分離される。ガス状の冷媒はさらに配管３０６を通っ
て、蒸気注入管接手２７０を介し圧縮装置２１０中へと導入される。他方、残りの液状冷
媒は膨張弁３００内でさらに膨張し、次に蒸発器３０２で気化されて圧縮装置２１０中に
再び取り入れられる。
【００３０】
フラッシュタンク２９８と蒸気注入機構２１４の残りの部分を採用することによって１
組のスクロール部材８６，１００の容量を、圧縮装置２１０の他の１組のスクロール部材
８６，１００の固定容量よりも増すことが可能となる。典型的に標準的な空調条件におい
て１組の圧縮機の容量は、ほぼ２０％だけ増して１組のスクロール部材につきその容量を
１２０％増すことができ、これは圧縮装置２１０全体としてのの容量の１１０％に相当す
る。圧縮装置２１０の１組のスクロール部材８６，１００の容量を制御するため電磁弁３
０８は、配管３０６中に設けてある。圧縮装置２１０の１組のスクロール部材８６，１０
０の容量の増加百分率は、電磁弁３０８をパルス幅調整モードで作動させることによって
制御できる。圧縮装置２１０の容量制御機構２１２と結び付けて電磁弁３０８をパルス幅
調整モードで作動させると、圧縮装置２１０の容量を５０％と１１０％との間のどの部分
にでも位置させ得る。
【００３１】
図１３にはこの発明の別の実施例に従って独特の容量制御機構及び蒸気注入機構を設け
てある圧縮装置を、符号３１０で全体を指して示してある。圧縮装置３１０は前記圧縮装
置２１０と、２組のスクロール部材８６，１００の両者に容量制御機構２１２と蒸気注入
機構２１４との両者を設けてある点を除いて同一である。２対のスクロール部材８６，１
００の両者に容量制御機構２１２と蒸気注入機構２１４とを組み入れることによって、圧
縮装置３１０の容量を０％から１２０％の間で変更できる。
【００３２】
図１４，１５には、この発明に従った他の殻体アセンブリ３１２を描いてある。殻体ア
センブリ３１２は、１対の端キャップ３１６と中央殻体３１８とを備えている。端キャッ
プ３１６は、図１，２に示したものにおける中間殻体２０、端キャップ１６、及び引き離
された導管（吐出ダクト）３６を含み、且つ仕切り板アセンブリ１４の必要性を無くした
一体物構造のものである。図１，２に示したものにおける上記した諸構造要素の一体化は
、複雑さとコストとを減少させる。端キャップ３１６には浮動シール組立体１１４との係
合面３２０、及び中央殻体３１８に形成してある導管（吐出ダクト）３６に連通させる吐
出通路３２２を設けてある。したがって前述の吐出圧力チャンバ３２に対応する吐出圧力
チャンバは無くされ、各スクロール式圧縮機からの吐出ガスが吐出圧力チャンバを経るこ
となく吐出される直接吐出型の圧縮機が提供され、圧縮機からの吐出ガスは直接に、端キ
ャップ３１６に形成した吐出通路３２２を介し導管（吐出ダクト）３６へと導かれる。な
お図２に示したものに類似して所望の場合には吐出弁を、端キャップ３１６に形成する導
管３６延長部を含む導管（吐出ダクト）３６内の何れの場所においても設け得る。本実施
例では吸入圧力チャンバが、中央殻体３１８と１対の端キャップ３１６とによって区画形
成されることになる。
【００３３】
中央殻体３１８には吐出管接続部２６、及び中央殻体３１８の主体から引き離してある
導管（吐出ダクト）３６を形成してある。また中央殻体３１８には、該中央殻体３１８内
に配置するモータへの電力及び診断系を設けてるための電気接続入口３２６を形成してあ
る。一方の端キャップ３１６には吸入管接続部２４を形成してあり、導管（吸入ダクト）
３８の必要性が無くされている。
【００３４】
図２に示した殻体アセンブリ１２の内部に配置したモータ及び他の諸要素は、図１４に
示した殻体アセンブリ３１２の内部へも組み込めるものに設計されている。したがって図
２について前述したモータ及び諸要素についての説明は、図１４の殻体アセンブリ３１２
についても当てはまる。
【００３５】
端キャップ３１６は、図４に示したものに類似の態様で容量制御機構２１２を内装する
ものとできる。端キャップ１６へと類似の態様で殻体結合金物２２０を端キャップ３１６
と一体化することもできるし、また殻体結合金物２２０を端キャップ３１６に取り付けら
れる別体の要素とすることもできる。
【００３６】
さらに中央殻体３１８を、前述した蒸気注入機構２１４を組み込めるものに設計できる
。したがって図４について前述した容量制御機構２１２及び蒸気注入機構２１４について
の説明は、端キャップ３１６を設けてある殻体アセンブリについても当てはまる。さらに
端キャップ３１６を中央殻体３１８の両端に設け、図１３について前述したのに類似して
両者の圧縮機に容量制御機構２１２及び蒸気注入機構２１４を組み込むことも、この発明
の範囲に含まれる。したがって図１３について前述した容量制御機構２１２及び蒸気注入
機構２１４についての説明は、２個の端キャップ３１６を設けた殻体アセンブリについて
も当てはまる。
【００３７】
以上に述べた実施例についての説明は単に例示的なものであり、この発明の要旨とする
ところを外れることのない変形例はすべて、この発明の範囲内にあることを意図したもの
である。そのような変形例を、この発明の範囲から逸脱するものと見做すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明に従った圧縮装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示した圧縮装置の縦断面図である。
【図３】図２に示してある駆動軸の縦断面図である。
【図４】図２に類似の圧縮装置の縦断面図で、２個の圧縮機のうちの１個の圧縮機にパルス幅調整容量制御機構と蒸気注入機構とを組み込んだものを示している。
【図５】図２に示した吐出管接手及びピストンの拡大断面図である。
【図６】図５の矢印６−６に沿った吐出管接手及びピストンの側面図である。
【図７】図４に示す改造された圧縮機の横断面図で、蒸気注入機構を描いてある。
【図８】図４に示す改造された圧縮機の一部を示す側面図で、蒸気注入機構を描いてある。
【図９】図４に示す改造された圧縮機の非旋回スクロール部材を示す横断面図で、蒸気注入機構を描いてある。
【図１０】図４に示した蒸気注入管接手の拡大断面図である。
【図１１】図１０の矢印１１−１１に沿った管接手の側面図である。
【図１２】この発明に従って容量制御機構と蒸気注入機構を利用してある冷凍系を示す模式図である。
【図１３】この発明に従って２個の圧縮機の両者にパルス幅調整容量制御機構と蒸気注入機構とを組み込んである圧縮装置を示す縦断面図である。
【図１４】この発明の他の実施例に従った殻体アセンブリを示す分解斜視図である。
【図１５】図１４に示した端キャップの断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０，２１０，３１０        圧縮装置
１２，３１２                殻体アセンブリ
１６，３１６                端キャップ
１８，３１８                中央殻体
２４                        吸入管接続部（吸入ポート）
２６                        吐出管接続部（吐出ポート）
３２                        吐出圧力チャンバ
３４                        吸入圧力チャンバ
３６                        導管（吐出ダクト）
３８                        導管（吸入ダクト）
４２                        主軸受けアセンブリ（主軸受けハウジング）
４４                        モータ固定子
５０                        駆動軸（クランク軸）
５６                        駆動平坦部
５８                        油ポンプ
８０                        回転子
８６                        旋回スクロール部材
８８                        螺旋翼
９０                        端板
１００                      非旋回スクロール部材
１０２                      螺旋翼
１０４                      端板
２１２                      容量制御機構
２１４                      蒸気注入機構
２２２                      電磁弁
２４６                      圧力チャンバ
２５０                      管体
２５２                      管体
３２２                      吐出通路
【図１】
2005009490.tif 000003
【図２】
2005009490.tif 000004
【図３】
2005009490.tif 000005
【図４】
2005009490.tif 000006
【図５】
2005009490.tif 000007
【図６】
2005009490.tif 000008
【図７】
2005009490.tif 000009
【図８】
2005009490.tif 000010
【図９】
2005009490.tif 000011
【図１０】
2005009490.tif 000012
【図１１】
2005009490.tif 000013
【図１２】
2005009490.tif 000014
【図１３】
2005009490.tif 000015
【図１４】
2005009490.tif 000016
【図１５】
2005009490.tif 000017