(57)【要約】【課題】圧縮機本体の大きさを変えずに、高速運転域では容積を大きくすることによる運転周波数ダウンで機械損失を減らし、低速運転域では容積を小さくすることによる運転周波数アップで漏れ損失とモーター損失を減らし、幅広い運転モードに対応することが可能なスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】圧縮途中の流体をバイパス２５の中間孔２４ａから吸入室１３に戻すことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さく出来、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。【選択図】図２
2007051556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に中間孔と吸入孔を持ち、前記中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記一対の圧縮空間のどちらか一方にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくし、また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にすることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第１中間孔と第２中間孔と吸入孔を持ち、前記第１中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記一対の圧縮空間のうち一方にだけ臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第１中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第１中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、前記第２中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記一対の圧縮空間のうち他方にだけ臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第２中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第２中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくし、また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にすることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロ
ールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくし、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第１中間孔と吸入孔を持ち、前記第１中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の大きな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第１中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第１中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の前記吸入閉じ込み容積を小さくし、また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にすることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくし、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第２中間孔と吸入孔を持ち、前記第２中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の小さな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第２中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第２中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の前記吸入閉じ込み容積を小さくし、また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にすることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくし、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第１中間孔と第２中間孔と吸入孔を持ち、前記第１中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡
板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の大きな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第１中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第１中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、前記第２中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の小さな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第２中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第２中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の前記吸入閉じ込み容積を小さくし、また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にすることを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機、冷凍機、ブロワ、給湯機等に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、運転モードの多様化にともない、大容量での大能力運転から小容量での小能力運転まで幅広い運転が求められて来た。一般的に高速運転することにより、機械的な損失は増加する。また、逆に低速運転することにより、流体の漏れが増大し体積効率が悪化し、さらにモーターの効率が悪化する傾向にある。吸入容積を大きくした場合、同等能力を得るために運転周波数を下げることから、機械損失が減少し高速運転域の性能は良化するが、逆に低速運転域の性能は流体の漏れ損失とモーター損失増加により悪化する。また、吸入容積を小さくした場合、同等能力を得るために運転周波数を上げることから、流体の漏れ損失とモーター損失の減少により低速運転域の性能は良化するが、逆に高速運転域の性能は機械的損失増加により悪化する。よって、高速運転域では吸入容積を大きくし、さらに低速運転域では吸入容積を小さくすることが求められてきた。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機を示すものである。図８に示すように、旋回スクロール羽根もしくは固定スクロール羽根の少なくとも一方にその巻き終わり位置からその渦巻き形状に沿ってさらに延ばした延長羽根を設け、この延長羽根の内壁およびこれと対向する他の羽根の外壁の少なくとも一方を羽根の厚みが薄くなる方向に変位させた変位面とし、その変位面と対向する他の羽根の壁面との間は最も接近した時でも一定の隙間ができるように構成し、その隙間は低速運転時には延長羽根部分に存在する吸入冷媒を巻き終わり側に逃がすことが出来、且つ高速運転時には延長羽根部分に存在する吸入流体の大部分を巻き終わり側に逃がすことなく圧縮室側に閉じ込むことができ、擬似的に吸入流体の閉じ込み容積を変化させることから、幅広い運転モードに対応することが可能となった。
【特許文献１】特開平１１−８２３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、低速から高速の各運転条件において、羽根の厚みが薄くなる方向に変位させた変位面と対向する他の羽根壁面の間のわずかな隙間に、オイル潤滑されるが、同じ運転条件でもオイル量、粘度などに違いが生じ、各運転条件ごとに一定のシール性が得られず、閉じこめた吸入流体を巻き終わりに逃がす量がそれぞれの運転条件で一定に決めることができず、希望通りの容積が得られない可能性があるため、さらなる運転モードの多様化に対応することが必要である。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、容積の可変により小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来るスクロール圧縮機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】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に中間孔と吸入孔を持ち、前記中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記一対の圧縮空間のどちらか一方にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記中間孔は前記旋回
スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであることで、閉じ込めた流体を吸入室に運転条件ごとにある一定量逃がすことが可能となり、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率良く運転することが可能となり、さらなる運転モードの多様化に対応できる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスクロール圧縮機は、容積の可変により小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に中間孔と吸入孔を持ち、前記中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記一対の圧縮空間のどちらか一方にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくし、同等能力を得るために運転周波数を上げることから、流体の漏れ損失とモーター損失の減少により、高い性能を得ることができる。また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にし、もともとの前記吸入閉じ込み容積を大きくすることで、高い性能を得ることができるようになり、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【０００９】
第２の発明は、固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第１中間孔と第２中間孔と吸入孔を持ち、前記第１中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記一対の圧縮空間のうち一方にだけ臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第１中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第１中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、前記第２中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または
前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記一対の圧縮空間のうち他方にだけ臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第２中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第２中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、前記一対の圧縮空間の両方の第１中間孔と第２中間孔から圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、流体がバイパスの中間孔を通過する時の圧力損失を抑え、さらに見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくでき、同等能力を得るために運転周波数を上げることから、流体の漏れ損失とモーター損失の減少により、より高い性能を得ることができる。また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にし、もともとの前記吸入閉じ込み容積をさらに大きくすることで、高い性能を得ることができるようになり、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００１０】
第３の発明は、固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくし、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第１中間孔と吸入孔を持ち、前記第１中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の大きな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第１中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第１中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の大きい方の第１中間孔から圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さく出来、前記圧縮空間の吸入とじ込み容積の小さい方と大きい方の容積比の差が小さくなり、両方の圧縮空間がバランス良く容積変化するため、軸のトルク変動が小さくなることから、低騒音化と高効率化が実現できる。また、同等能力を得るために運転周波数を上げることから、流体の漏れ損失とモーター損失の減少により、より高い性能を得ることができる。また、高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を戻さずに前記吸入閉じ込み容積を一定にし、もともとの前記吸入閉じ込み容積を大きくすることで、高い性能を得ることができるようになり、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００１１】
第４の発明は、固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくし、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮
空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第２中間孔と吸入孔を持ち、前記第２中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の小さな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第２中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第２中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の小さい方の第２中間孔から圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくでき、前記圧縮空間の吸入とじ込み容積の小さい方をさらに小さくすることが出来、同等能力を得るために運転周波数を上げることから、流体の漏れ損失とモーター損失の減少により、より高い性能を得ることができる。また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にし、もともとの前記吸入閉じ込み容積を大きくすることで、高い性能を得ることができるようになり、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００１２】
第５の発明は、固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に直立して形成された渦巻き状のインボリュートの固定スクロールラップ対して、旋回スクロールの一部をなすインボリュートのラップが支持円板上に直立するとともに、前記固定スクロールラップに類似した形状の旋回スクロールラップを互いに噛み合わせて、両スクロール間に渦巻き形の対称形の一対の圧縮空間を形成し、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくし、前記固定スクロールラップの中心部に吐出室に通じる吐出口を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を設け、自転阻止部材を介して前記旋回スクロールが前記固定スクロールに対し旋回運動を行うことによって、前記各圧縮空間が吸入側より吐出側に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧縮すべく容積変化し、前記圧縮空間と前記吸入室を連通させるバイパスで圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がし、前記バイパスの端部に第１中間孔と第２中間孔と吸入孔を持ち、前記第１中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の大きな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第１中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第１中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、前記第２中間孔は、前記固定スクロールの前記鏡板上または前記旋回スクロールの前記支持円板上の少なくともどちらか一方にあり、且つ前記吸入閉じこみ容積の小さな前記圧縮空間にだけに臨み、前記固定スクロールの前記鏡板上の前記第２中間孔は前記旋回スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、また前記旋回スクロールの前記支持円板上の前記第２中間孔は前記固定スクロールラップ厚みで一定区間完全にふさぐことの出来る位置と大きさであり、低速運転域では前記バイパスを連通させ、前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の大きい方の第１中間孔と前記圧縮空間の吸入閉じこみ容積の小さい方の第２中間孔から圧縮途中の流体を前記吸入室に逃がすことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくでき、前記圧縮空間の吸入とじ込み容積の小さい方と大きい方を両方とも小さくすることができ、容積比の設定に自由度が増す。また、同等能力を得るために運転周波数を上げることから、流体の漏れ損失とモーター損失の減少により、より高い性能を得ることができる。また高速運転域では前記バイパスを非連通させ、圧縮途中の流体を逃がさずに前記吸入閉じ込み容積を一定にし、もともとの前記吸入閉じ込み容積を大きくすることで、高い性能を得ることができるようになり、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである
。
【００１４】
図１において、鉄製の密閉容器１の内部全体は吐出管２に連通する高圧雰囲気となり、その中央部にモータ３、上部に圧縮部が配置され、モータ３の回転子３ａに固定されたクランクシャフト４の一端を支承する圧縮部の本体フレーム５が密閉容器１に固定されており、その本体フレーム５に固定スクロール６が取り付けられている。
【００１５】
クランクシャフト４に設けられた主軸方向の油穴７は、その一端が給油ポンプ装置８に通じ、他端が最終的に旋回スクロール９の旋回軸受１０に通じている。固定スクロール６と噛み合って圧縮室１１を形成する旋回スクロール９は、渦巻き状の旋回スクロールラップ９ａと旋回軸受１０とを直立させたラップ支持円板９ｂとからなり、固定スクロール６と本体フレーム５との間に配置されている。
【００１６】
固定スクロール６は、鏡板６ａと渦巻き状の固定スクロールラップ６ｂとからなり、固定スクロールラップ６ｂの中央部に吐出口１２、外周部に吸入室１３が配置されている。
【００１７】
クランクシャフト４の主軸部４ａから偏心してクランクシャフト４の上端部に配置された旋回軸部４ｂは、旋回スクロール９の旋回軸受１０と係合摺動し、クランクシャフト４の下端部に配置された副軸部４ｃは密閉容器１内に溶接や焼き嵌めして固定された副軸受１９により軸支され、主軸部４ａ、旋回軸部４ｂ、副軸部４ｃの三点で支持された構成をしている。旋回スクロール９のラップ支持円板９ｂと本体フレーム５に設けられた第１のスラスト軸受１５ａとの間は、油膜形成可能な微小隙間が設けられている。ラップ支持円板９ｂには旋回軸受１０とほぼ同心の環状シール部材１６が遊合状態で装着されており、その環状シール部材１６はその内側の背面室１７と外側の背圧室１８とを仕切っている。
【００１８】
給油ポンプ装置８によって吸い上げられた潤滑油はクランクシャフト４の油穴７を通り旋回スクロール９の旋回軸受１０と旋回軸部１４との間に形成された軸方向の内部空間２０へ導かれ、一方は旋回スクロール９のラップ支持円板９ｂの背面に設けられた絞り部２１を経由して固定スクロール６と本体フレーム５とによって囲まれて形成される背圧室１８へと通じ、旋回スクロール９を固定スクロールラップ６ｂ外周部の第２のスラスト軸受１５ｂに押さえつける機能を持った背圧調整弁２２、オイル供給通路２２ａを通って吸入室１３へと導かれる。もう一方は旋回軸受１０、背面室１７、主軸受１４を通り圧縮部外部へ排出される。
【００１９】
吐出口１２の出口側を開閉する逆止弁装置２３が固定スクロール６の鏡板６ａの平面上に取り付けられており、その逆止弁装置２３は薄鋼板製のリード弁２３ａと弁押さえ２３ｂとからなる。
【００２０】
固定スクロール６の鏡板６ａ上にバイパス２５の両端部に中間孔２４ａと吸入孔２４ｂがあり、バイパス２５と中間孔２４ａの間とバイパス２５と吸入穴２４ｂの間にそれぞれ高圧が加わることでバイパス２５を連通させず、低圧が加わることで連通させる中間側逆支弁装置２７ａと吸入側逆支弁装置２７ｂを持ち、電磁弁２６によりバイパス２５への圧力を高圧・低圧と切り替える構成をしている。
【００２１】
図２は図１における固定スクロール６と旋回スクロール９とバイパス２５と電磁弁２６などの圧縮機構部周辺の拡大断面図である。
【００２２】
以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２３】
まず、運転モードの多様化にともない、大容量での大能力運転から小容量での小能力運
転まで幅広い運転が求められて来た。高速運転域では機械的な損失は増加し、低速運転域では流体の漏れ損失の増大による体積効率の悪化とモーター損失の増大による効率の悪化の傾向がある。吸入容積を大きくした場合、同等能力を得るために運転周波数を下げることから、機械損失の減少により高速運転域の性能は良化する。逆に低速運転域の性能は流体の漏れ損失とモーター損失の増加により悪化する。また、吸入容積を小さくした場合、同等能力を得るために運転周波数が上げることから，流体の漏れ損失とモーター損失の減少により低速運転域の性能は良化するが、逆に高速運転域の性能は機械的損失増加により悪化する。よって、高速運転域では吸入容積を大きくし、さらに低速運転域では吸入容積を小さくすることで小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００２４】
そこで、図３に示すように、中間孔２４ａは固定スクロール６の鏡板６ａ上で、一対の圧縮空間１１のどちらか一方にだけに臨むことにより、低速運転域ではバイパス２５を連通させ、圧縮途中の流体を吸入室１３に戻し、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくし、同等能力を得るために運転周波数を上げることから、流体の漏れ損失とモーター損失の減少により、より高い性能を得ることができる。また高速運転域ではバイパス２５を非連通させ、圧縮途中の流体を吸入室１３に逃がさずに、前記吸入閉じ込み容積を一定にし、もともとの前記吸入閉じ込み容積を大きくすることで、高い性能を得ることができるようになり、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００２５】
また、図４に示すように、第１中間孔２８ａは固定スクロール６の鏡板６ａ上で、一対の圧縮空間１１の一方にだけに臨み、同様に第２中間孔２８ｂは一対の圧縮空間１１の他方にだけに臨むことにより、一対の圧縮空間の第１中間孔２８ａと第２中間孔２８ｂの両方から圧縮途中の流体を吸入室１３に逃がすことができ、流体がバイパス２５の第１中間孔２８ａと第２中間孔２８ｂを通過する時の圧力損失を抑え、さらに見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さくできることから、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００２６】
また、図５に示すように、圧縮空間１１の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくした場合、第１中間孔２８ａは固定スクロール６の鏡板６ａ上で、一対の圧縮空間１１の吸入容積の大きい方にだけに臨むことにより、圧縮空間１１の吸入とじ込み容積の小さい方と大きい方の容積比を小さくすることができ、両方の圧縮空間１１がバランス良く容積変化するため、軸のトルク変動が小さくなり、低騒音化と高効率化が実現でき、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００２７】
また、図６に示すように、圧縮空間１１の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくした場合、第２中間孔２８ｂは固定スクロール６の鏡板６ａ上で、一対の圧縮空間１１の吸入容積の小さい方にだけに臨むことにより、容積比を大きく取ることが出来、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００２８】
また、図７に示すように、圧縮空間１１の吸入閉じこみ容積の一方を他方よりも小さくした場合、第１中間孔２８ａは固定スクロール６の鏡板６ａ上で、一対の圧縮空間１１の吸入容積の大きい方にだけに臨み、第２中間孔２８ｂは固定スクロール６の鏡板６ａ上で、一対の圧縮空間１１の吸入容積の小さい方にだけに臨むことにより、一対の圧縮空間の第１中間孔２８ａと第２中間孔２８ｂの両方から圧縮途中の流体を吸入室１３に逃がすことができ、流体がバイパス２５の第１中間孔と第２中間孔を通過する時の圧力損失を抑え、さらに見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さく出来、且つ容積比を大きく取ることが出来、容積設定の自由度が広がることから、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【００２９】
以上のように、特に低速運転域において圧縮途中の流体をバイパス２５の中間孔２４ａから吸入室１３に逃がすことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さく出来、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、圧縮途中の流体をバイパスの中間孔から吸入室に戻すことにより、見かけ上の吸入閉じ込み容積を小さく出来、小能力から大能力の広い範囲に渡って効率よく運転することが可能となり、ＨＦＣ系冷媒やＨＣＦＣ系冷媒を用いたエアーコンディショナー用圧縮機のほかに、自然冷媒ＣＯ2を用いたエアーコンディショナーやヒートポンプ式給湯機などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１における縦型スクロール圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１における縦型スクロール圧縮機構部拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態１における一対の圧縮空間の一方にのみ中間孔がある旋回スクロールと固定スクロール構成図
【図４】本発明の実施の形態１における一対の圧縮空間の一方と他方に中間孔がある旋回スクロールと固定スクロール構成図
【図５】本発明の実施の形態１における吸入閉じ込み容積が大きい方に第１中間孔がある旋回スクロールと固定スクロール構成図
【図６】本発明の実施の形態１における吸入閉じ込み容積が小さい方に第２中間孔がある旋回スクロールと固定スクロール構成図
【図７】本発明の実施の形態１における吸入閉じ込み容積が大きい方と小さい方のそれぞれに第１中間孔と第２中間孔がある旋回スクロールと固定スクロール構成図
【図８】従来の縦型スクロール圧縮機の９０度置きの旋回の動作状態図
【符号の説明】
【００３２】
１  密閉容器
２  吐出管
３  モータ
３ａ  回転子
３ｂ  固定子
４  クランクシャフト
４ａ  主軸部
４ｂ  旋回軸部
４ｃ  副軸部
５  本体フレーム
６  固定スクロール
６ａ  鏡板
６ｂ  固定スクロールラップ
７  油穴
８  給油ポンプ装置
９  旋回スクロール
９ａ  旋回スクロールラップ
９ｂ  支持円板
１０  旋回軸受
１１  圧縮空間
１２  吐出口
１３  吸入室
１４  主軸受
１５ａ  第１のスラスト軸受
１５ｂ  第２のスラスト軸受
１６  環状シール部材
１７  背面室
１８  背圧室
１９  副軸受
２０  内部空間
２１  絞り部
２２  背圧調整弁
２２ａ  オイル供給通路
２３  逆止弁装置
２３ａ  リード弁
２３ｂ  弁押さえ
２４ａ  中間孔
２４ｂ  吸入孔
２５  バイパス
２６  電磁弁
２７ａ  中間側逆支弁装置
２７ｂ  吸入側逆支弁装置
２８ａ  第１中間孔
２８ｂ  第２中間孔
１２０  固定スクロール
１２１  羽根
１２１ａ  基本羽根
１２１ｂ  延長羽根
１２１ｂ１  変位面
１２２  鏡板
１３０  旋回スクロール
１３０ａ  旋回軸
１３１  羽根
１３１ａ  基本羽根
１３１ｂ  延長羽根
１３１ｂ１  変位面
１３２  鏡板
１４０  吸入ポート
１４１、１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｂ１  圧縮室
１４１ｃ  閉じ込み部
１４２  自転防止旋回駆動機構
１４３  オルダムリング
１４５  吐出ポート
１５１  段差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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