(57)【要約】  スクロール圧縮機は、筒状のシェルと、シェルの内壁に固着された固定スクロールと、固定スクロールに対向して配置された揺動スクロールと、シェルの内壁に固着され、揺動スクロールを支持するフレームと、シェルの外側において固定スクロールとフレームとの間に配置され、シェルを外部から加熱又は冷却する熱源装置とを備えた。
2020165985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシェルと、
前記シェルの内壁に固着された固定スクロールと、
前記固定スクロールに対向して配置された揺動スクロールと、
前記シェルの内壁に固着され、前記揺動スクロールを支持するフレームと、
前記シェルの外側において前記固定スクロールと前記フレームとの間に配置され、前記シェルを外部から加熱又は冷却する熱源装置とを備えたスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記熱源装置は、前記シェルの外壁と接触するように配置されている請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記熱源装置は、冷媒回路の冷媒によって冷却又は加熱を行う装置である請求項１又は請求項２記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記シェルの外壁の温度を計測する温度センサと、
前記熱源装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記温度センサで計測された計測温度が目標温度範囲内となるように前記熱源装置を制御する請求項１〜請求項３の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記制御装置は、前記計測温度が前記目標温度範囲より高い場合、前記熱源装置で前記シェルを冷却し、前記計測温度が前記目標温度範囲より低い場合、前記熱源装置で前記シェルを加熱する請求項４記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記制御装置は、スクロール圧縮機の運転条件に対応する前記目標温度範囲に基づいて前記熱源装置を制御する請求項４又は請求項５記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
前記固定スクロール及び前記揺動スクロールはそれぞれ台板及び渦巻歯を備え、
前記固定スクロール及び前記揺動スクロールの一方のスクロールの前記渦巻歯と他方のスクロールの前記台板との隙間を歯先隙間と定義するとき、
前記目標温度範囲には、運転中に前記歯先隙間が無くなることによる歯先接触を回避すると共に、設定値以上の運転効率が得られる温度範囲が設定されている請求項４〜請求項６の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空調機及び冷凍機等に利用されるスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール圧縮機では、固定スクロールを支持するフレームが筒状のシェルの内壁に固定されている。フレームは、シェルの軸方向に延び、且つ固定スクロールの渦巻歯の外周側に位置する筒状の外壁を有しており、外壁の外周面でシェルの内壁に焼嵌等で固定されている。そして、フレームの外壁の軸方向の端面と固定スクロールの台板との接触部分がねじで固定されることで、固定スクロールがフレームの外壁に固定されている。この構成では、フレームの外壁が固定スクロールの渦巻歯の外周側に位置することで、冷媒吸入空間が狭くなる。このため、近年では、冷媒吸入空間を広げる観点からフレームの外壁を無くしたスクロール圧縮機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、フレームの外壁が無くなることで、固定スクロールの固定先が無くなることから、固定スクロールを直接、シェルの内壁に固着する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０７８７８７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、固定スクロールがシェルの内壁に固着されている、所謂フレーム外壁レス構造のスクロール圧縮機では、運転中の圧力及び熱により固定スクロール及び揺動スクロールに撓み及び熱膨張が発生し、渦巻歯の歯先が、対向する相手側のスクロールの歯底に接触又は干渉する。これにより、最終的に渦巻歯の歯先の焼付きに至る可能性があった。【０００５】
この不都合を防止するには、組立時に、渦巻歯の歯先と、対向する相手側のスクロールの歯底との歯先隙間を確保しておく必要がある。しかし、歯先隙間は冷媒ガスの漏れ流路となることから、歯先隙間を広く設定すると、歯先隙間からの冷媒ガスの漏れによって効率が低下するという問題があった。【０００６】
よって、組立時の歯先隙間は、運転中の歯先接触を防止しつつ冷媒ガスの漏れを抑制できる、最適な歯先隙間に設定することが重要である。そこで、組立時の歯先隙間を最適な歯先隙間に設定するという考え方もあるが、別の考え方として、シェルの温度を調整してシェルを伸縮させることで、運転時の歯先隙間を調整するという考え方もある。しかし、特許文献１では運転中の歯先隙間を調整するという考え方について全く検討されていない。【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、所謂フレーム外壁レス構造において、運転中の歯先隙間を調整することが可能な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】
【０００８】
この発明に係るスクロール圧縮機は、筒状のシェルと、シェルの内壁に固着された固定スクロールと、固定スクロールに対向して配置された揺動スクロールと、シェルの内壁に固着され、揺動スクロールを支持するフレームと、シェルの外側において固定スクロールとフレームとの間に配置され、シェルを外部から加熱又は冷却する熱源装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、シェルを外部から加熱又は冷却する熱源装置を備えたので、運転中の歯先隙間を調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の内部構造を示す概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の要部拡大概略図である。
【図３】図２の圧縮機構部における、圧力の影響による歯先隙間の変化を示した図である。
【図４】図２の圧縮機構部における、温度上昇の影響による歯先隙間の変化を示した図である。
【図５】運転範囲の説明図である。
【図６】シェル側面の表面温度と効率との関係を示すグラフを示した図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における制御装置の制御を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の熱源装置の変形例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の内部構造を示す概略図である。
スクロール圧縮機は、圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する駆動機構部２０と、駆動機構部２０の駆動力を圧縮機構部１０に伝達する主軸３０とを有している。圧縮機構部１０、駆動機構部２０及び主軸３０は、外郭を構成する密閉容器である筒状のシェル４０内に収容されている。シェル４０内には更に、フレーム５０が収容されている。フレーム５０は、シェル４０の内周面に焼嵌等によって固定されている。フレーム５０は、シェル４０内において圧縮機構部１０と駆動機構部２０との間に配置されている。フレーム５０は、中心部に形成された貫通孔を介して主軸３０を回転自在に支持すると共に、後述の揺動スクロール１２を回転自在に支持する。
【００１２】
シェル４０の底部は、冷凍機油を貯蓄する油溜め４１となっている。油溜め４１内の冷凍機油は、主軸３０の下端に取付けられたポンプ３１によって吸い上げられ、主軸３０内部に軸方向に設けられた給油穴（図示せず）を通ってフレーム５０内の油溜まり５０ａ及び各摺動部へ給油される。
【００１３】
シェル４０には、外部の冷媒ガスをシェル４０内に吸入する吸入管７０と、圧縮された冷媒ガスをシェル４０外に吐出する吐出管７１とが接続されている。
【００１４】
圧縮機構部１０は、駆動機構部２０により駆動されることで、吸入管７０から吸入した圧縮流体である冷媒ガスを圧縮する機能を有している。圧縮機構部１０は、固定スクロール１１と、固定スクロール１１に対向して配置された揺動スクロール１２とを有している。
【００１５】
固定スクロール１１は、台板１１ａと、台板１１ａの一方の面に立設された渦巻の突起である渦巻歯１１ｂとを有している。固定スクロール１１は、台板１１ａの外周面部分でシェル４０の内周面に焼嵌等によって固定されている。
【００１６】
揺動スクロール１２は、台板１２ａと、台板１２ａの一方の面に立設された渦巻の突起である渦巻歯１２ｂとを有している。揺動スクロール１２の台板１２ａの他方の面（以下、背面という）には筒状の揺動ボス部１２ｃが形成されている。揺動ボス部１２ｃには、主軸３０の上端に設けられた後述の偏心軸部３０ａが嵌め込まれている。
【００１７】
揺動スクロール１２は、オルダムリング１３により、固定スクロール１１に対して自転することなく揺動するようになっている。オルダムリング１３は、揺動スクロール１２の台板１２ａの背面に設けられた溝とフレーム５０に設けられた溝との両方に係止するように設けられ、揺動スクロール１２の自転を防止し、公転運動のみ可動な構造となっている。
【００１８】
固定スクロール１１と揺動スクロール１２とは、渦巻歯１１ｂと渦巻歯１２ｂとを互いに噛み合せるようにして嵌合し、シェル４０内に装着される。渦巻歯１１ｂと渦巻歯１２ｂとの間には、相対的に容積が変化する複数の圧縮室１５が形成される。
【００１９】
駆動機構部２０は、圧縮機構部１０で冷媒ガスを圧縮するために、揺動スクロール１２を駆動する機能を有している。つまり、駆動機構部２０が主軸３０を介して揺動スクロール１２を駆動することによって、圧縮機構部１０で冷媒ガスを圧縮する。駆動機構部２０は、固定子２１及び回転子２２を有している。回転子２２は、主軸３０に対して圧入等により固定されている。回転子２２は、固定子２１に通電されることにより回転駆動し、主軸３０を回転させる。
【００２０】
主軸３０は、上端側に偏心軸部３０ａを有し、偏心軸部３０ａが揺動スクロール１２の揺動ボス部１２ｃ内に設けられた揺動軸受（図示せず）にスライダ１４を介して係止されて動力を揺動スクロール１２に伝達する。
【００２１】
フレーム５０は、径の異なる複数の円筒部がシェル４０の軸方向に連なった形状を有し、駆動機構部２０側に向かって順に径が小さくなるように構成されている。フレーム５０は、所謂外壁レス構造であり、複数の円筒部のうち、固定スクロール１１側の円筒部５１の外周面がシェル４０の内周面に焼嵌等によって固着されている。フレーム５０は、中心部に形成された貫通孔を介して主軸３０を回転自在に支持すると共に、円筒部５１の固定スクロール１１側に形成された環状の平坦面５１ａで揺動スクロール１２を回転自在に支持する。
【００２２】
そして、この実施の形態１の特徴とする構成としては、シェル４０を外部から加熱又は冷却する熱源装置６０を備えたことにある。熱源装置６０は、具体的にはヒータなどで構成された加熱部と、クーラなどで構成された冷却部とを備えた構成としてもよいし、加熱と冷却とを同一素子で行えるペルチェ素子を用いる等の構成としてもよい。熱源装置６０は、外部電源によって駆動される。
【００２３】
熱源装置６０は、シェル４０の外側において固定スクロール１１とフレーム５０との間に配置されている。更に詳しくは、熱源装置６０は、シェル４０と固定スクロール１１との固着位置４２と、シェル４０とフレーム５０との固着位置４３との間に配置されている。熱源装置６０は、シェル４０の外壁４０ｂと接触するように配置されている。また、シェル４０の外壁４０ｂには、外壁４０ｂの温度としてシェル側面の表面温度を計測する温度センサ６１が配置されている。温度センサ６１の計測温度は後述の制御装置６２に入力される。
【００２４】
熱源装置６０は、温度センサ６１の計測温度に基づいて制御装置６２によって制御される。制御装置６２は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＣＰＵなどで構成される。制御装置６２による熱源装置６０の制御については後述する。
【００２５】
次に、熱源装置６０による運転時の歯先隙間の変化について説明する。ここで、固定スクロール１１及び揺動スクロール１２の一方のスクロールの渦巻歯と他方のスクロールの台板との隙間を歯先隙間と定義する。
【００２６】
図２は、この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部の要部拡大概略図である。
組立時における固定スクロール１１の歯先隙間δ１及び揺動スクロール１２の歯先隙間δ２は、予め規定されている。以下、組立時の歯先隙間δ１及び歯先隙間δ２を規定値という。規定値の決定方法については後述する。
【００２７】
固定スクロール１１とシェル４０との固着位置４２の下端と、フレーム５０とシェル４０との固着位置４３の上端との距離Ｌは、熱源装置６０によってシェル４０が加熱又は冷却されることで変化する。具体的には、熱源装置６０でシェル４０が加熱されると、シェル側面の表面温度が上昇し、シェル４０が軸方向に膨張して距離Ｌが拡大する。これにより、歯先隙間が拡大する。一方、熱源装置６０でシェル４０が冷却されると、シェル側面の表面温度が下降し、シェル４０が軸方向に縮小して距離Ｌが縮小する。これにより、歯先隙間が縮小する。
【００２８】
このように、熱源装置６０によってシェル４０を加熱又は冷却することで距離Ｌを変更できるので、歯先隙間を強制的に調整できる。ここで、熱源装置６０は、上述したように固定スクロール１１とシェル４０との固着位置４２と、フレーム５０とシェル４０との固着位置４３との間に配置されており、距離Ｌを変更するにあたって影響の大きい箇所に配置されている。このため、熱源装置６０の熱によって効率良くシェル４０の伸縮を行えるようになっている。
【００２９】
次に、スクロール圧縮機の動作について説明する。
外部電源から固定子２１に電力供給されると、回転子２２が回転し、この回転力が主軸３０を介して揺動スクロール１２に伝達される。揺動スクロール１２はオルダムリング１３によって自転が防止されることで公転し始める。固定スクロール１１と揺動スクロール１２とで形成された圧縮室１５には、吸入管７０からシェル４０の内部に吸い込まれた冷媒が連続的に取り込まれる。圧縮室１５では、冷媒の吸入→圧縮→吐出が繰り返される。シェル４０の下部に貯留されていた潤滑油は、主軸３０の回転によって吸い上げられ、各軸受を潤滑した後、シェル４０の底部の油溜め４１に返油される。
【００３０】
圧縮過程における冷媒ガスは、圧力上昇と共に温度上昇を伴う。このため、圧縮室１５を形成している固定スクロール１１及び揺動スクロール１２には、圧縮ガスによる圧力作用が働く。これと同時に、固定スクロール１１及び揺動スクロール１２は圧縮ガスからの温度遷移によって熱膨張する。
【００３１】
ここで、運転時の圧力作用よび熱膨張に起因した歯先隙間の変位について説明する。
【００３２】
（圧力による撓み）
図３は、図２の圧縮機構部における、圧力の影響による歯先隙間の変化を示した図である。図３において、点線は、圧力による撓み後のスクロールの位置を示している。なお、図３及び後述の図４において熱源装置６０の図示は省略している。
運転中の固定スクロール１１には、図３に示すように固定スクロール１１の背面側に、吐出圧である高圧が作用する。運転中の圧縮室１５は、吐出圧よりも低い昇圧過程の中間圧となっている。そして、圧縮室１５の外周側の冷媒吸入空間１６は、中間圧よりも低い吸入圧である低圧となっている。
【００３３】
固定スクロール１１の周囲の圧力関係は以上の通りであるため、固定スクロール１１の台板１１ａの外周部でシェル４０の内壁４０ａに固定されている固定スクロール１１は、図３の点線で示すように、渦巻歯１１ｂ側に凸となるように撓む。
【００３４】
一方、運転中の揺動スクロール１２には、背面側に、吸入圧である低圧が作用する。また、運転中の圧縮室１５は、上述したように中間圧となっている。そして、圧縮室１５の外周側の冷媒吸入空間１６は上述したように低圧となっている。
【００３５】
揺動スクロール１２の周囲の圧力関係は以上の通りであるため、揺動スクロール１２の台板１２ａの背面の外周付近がフレーム５０の平坦面５１ａで支持されている揺動スクロール１２は、図３の点線で示すように背面側に凸となるように撓む。
【００３６】
以上のように揺動スクロール１２及び固定スクロール１１のそれぞれが撓むことで、歯先隙間はそれぞれ、δ１及びδ２からδ１＋α１及びδ２＋α２に変化する。
【００３７】
（温度上昇による熱膨張）
図４は、図２の圧縮機構部における、温度上昇の影響による歯先隙間の変化を示した図である。
圧縮室１５の温度が、吸入ガス及び吐出ガスのそれぞれの温度の影響を受けて温度上昇すると、揺動スクロール１２及び固定スクロール１１が熱膨張する。この熱膨張により、図４の点線で示すように渦巻歯１２ｂ及び渦巻歯１１ｂのそれぞれの歯高が高くなる。これにより歯先隙間が縮小し、それぞれδ１及びδ２からδ１＋β１及びδ２＋β２に変化する。なお、β１及びβ２は負値である。
【００３８】
以上の圧力による撓みと温度上昇による熱膨張とによって、運転中の揺動スクロール１２及び固定スクロール１１のそれぞれの歯先隙間は、δ１及びδ２からδ１＋α１＋β１及びδ２＋α２＋β２に変化する。このように歯先隙間は、運転中の吸入圧力及び吐出圧力と、吸入温度及び吐出温度とによって、組立時の規定値δ１及び規定値δ２から大きく変化する。
【００３９】
運転中に生じるこのような歯先隙間の変化を踏まえ、従来は、所定の運転範囲での運転中に、歯先隙間が無くなることによる歯先接触が起こらない歯先隙間を、組立時の規定値として定めていた。これに対し、この実施の形態１では、熱源装置６０によって歯先隙間を調整することが可能であるため、組立時の規定値を、従来の規定値よりも小さい隙間に設定することが可能である。歯先隙間は圧縮室１５の内部漏れ流路となるため、規定値を可能な限り小さく設定することで圧縮機性能を向上できる。
【００４０】
（熱源装置の動作）
熱源装置６０は、温度センサ６１で計測されたシェル側面の表面温度が、現在の運転条件に応じた目標温度範囲となるように制御装置６２によって制御される。運転条件とは、吸入圧力及び吐出圧力である。歯先隙間は、シェル側面の表面温度が高くなると拡大し、シェル側面の表面温度が低くなると縮小する。このようにシェル側面の表面温度と歯先隙間とには相関関係があることから、シェル側面の表面温度が目標温度範囲となるように熱源装置６０を制御することで、歯先隙間を最適に保つことが可能である。
【００４１】
ここで、最適な歯先隙間とは、運転中の歯先接触を防止しつつ冷媒ガスの漏れを抑制して効率が高い状態を維持できる隙間を指す。圧縮機では、仕様に応じて運転範囲が設定されており、目標温度範囲は、その運転範囲において歯先隙間がどのように変化するかを事前にモニタリングしたデータを用いて設定される。以下、目標温度範囲の設定方法について、歯先隙間の規定値の決定方法も含めて説明する。
【００４２】
ここでまず、歯先隙間の規定値の決定方法について図５及び図６を用いて説明する。
【００４３】
図５は、運転範囲の説明図である。
図５において、直線で囲まれた領域は、スクロール圧縮機の仕様に応じて設定された運転範囲を示している。運転範囲は、吸入圧力と吐出圧力とによって特定される。吐出圧力には温度のファクターも含まれる。
【００４４】
ここでは、歯先隙間の規定値を、「運転範囲内での運転時に歯先接触が生じない隙間」よりも小さく設定する。そして、そのように設定したスクロール圧縮機を、図５に示した運転範囲内で運転したモニタリング結果が次の図６である。具体的には、図５の運転範囲内のある運転点（つまり、運転条件）での運転時におけるモニタリングデータに基づいて、シェル側面の表面温度とスクロール圧縮機の効率との関係をグラフ化したものが図６である。
【００４５】
図６は、シェル側面の表面温度と効率との関係を示すグラフを示した図である。図６において横軸がシェル側面の表面温度、縦軸がスクロール圧縮機の運転効率（以下、効率という）である。
シェル側面の表面温度と効率との関係は、上に凸のグラフで表される。効率が高いとは、歯先隙間が小さく、圧縮行程での冷媒漏れが少ないことを意味する。このグラフにおいて、あるシェル側面の表面温度より低くなると効率が大幅に低下する傾向があるが、これは、歯先接触によるものである。よって、白丸のプロット点のように、シェル側面の表面温度が、効率がピークとなるシェル側面の表面温度よりも低い運転時には、歯先接触が生じている可能性がある。一方、黒丸のプロット点のように、シェル側面の表面温度が、効率がピークとなるシェル側面の表面温度よりも高い運転時には、歯先隙間が大きすぎて効率が低い運転状態にある。
【００４６】
以上より、シェル側面の表面温度が、最高効率より少し低い効率となる範囲Ａにあると、運転範囲内において、歯先接触を回避でき且つ効率のよい運転が可能となる。このようなモニタリング結果を踏まえ、範囲Ａが目標温度範囲に設定される。つまり、目標温度範囲には、運転中の歯先接触を回避すると共に、設定値以上の効率が得られる温度範囲が設定される。
【００４７】
図６のグラフは各運転条件毎に求められる。したがって、制御装置６２には、各運転条件に応じた目標温度範囲が予め設定されており、制御装置６２は現在の運転条件に対応する目標温度範囲に基づいて熱源装置６０を制御する。
【００４８】
図７は、この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における制御装置の制御を示すフローチャートである。図７のフローチャートの制御は制御間隔毎に実施される。
スクロール圧縮機の運転開始後、制御装置６２は、温度センサ６１の計測温度が、現在の運転条件に対応する目標温度範囲内にあるかをチェックする（ステップＳ１）。制御装置６２は、温度センサ６１の計測温度が目標温度範囲内であれば、熱源装置６０を停止する（ステップＳ２）。一方、温度センサ６１の計測温度が目標温度範囲よりも高い場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、熱源装置６０を冷却側で駆動して（ステップＳ４）、シェル４０を縮小させる。これにより歯先隙間を小さくし、効率を上昇させる。また、制御装置６２は、温度センサ６１の計測温度が目標温度範囲よりも低い場合（ステップＳ３でＮＯ）には、熱源装置６０を加熱側で駆動して（ステップＳ５）、シェル４０を膨張させる。これにより、歯先隙間を広げ、歯先接触が起こらないようにする。
【００４９】
以上説明したように、実施の形態１によれば、シェル４０を外部から加熱又は冷却する熱源装置６０が、シェル４０の外側であって、シェル４０の軸方向における固定スクロール１１とフレーム５０との間に配置されている。これにより、シェル４０の軸方向における固定スクロール１１とフレーム５０との間のシェル部分を加熱又は冷却することが可能となり、当該シェル部分を温度変化させて伸縮させることができる。つまり、歯先隙間を決定する要素である、シェル４０の軸方向における固定スクロール１１とフレーム５０との間の距離Ｌを自由に変化させることが可能となり、運転中の歯先隙間を強制的に変化させることが可能となる。
【００５０】
実施の形態１では歯先隙間を変化させることが可能であるため、組立時の歯先隙間を広く設定しなくても、歯先接触を回避することができ、圧縮機故障を防止できる。つまり、歯先接触が生じる可能性がある運転時には、熱源装置６０によってシェル４０を加熱して歯先隙間を広げればよい。
【００５１】
また、実施の形態１において熱源装置６０は、シェル４０の外壁４０ｂと接触するように配置されているので、熱源装置６０の熱を効率良くシェル４０の外壁４０ｂに伝達できる。
【００５２】
実施の形態１において制御装置６２は、シェル側面の温度が目標温度範囲となるように熱源装置６０を制御する。これにより、常に最適な歯先隙間を維持した状態でスクロール圧縮機の運転が可能となり、性能を向上できる。具体的な制御として、制御装置６２は、計測温度が目標温度範囲より高い場合、熱源装置６０でシェル４０を冷却し、計測温度が目標温度範囲より低い場合、熱源装置６０でシェル４０を加熱する。これにより、シェル４０を伸縮させて歯先隙間を最適な歯先隙間に調整できる。
【００５３】
また、制御装置６２は、スクロール圧縮機の運転条件に対応する目標温度範囲に基づいて熱源装置６０を制御するので、目標温度範囲を運転条件に寄らず固定範囲とした場合に比べて、歯先隙間の調整を適切に行える。
【００５４】
また、低温状態での圧縮機停止中には、シェル４０内に冷媒が集まる冷媒寝込み現象が発生することがある。このような冷媒寝込み現象が発生した際には、熱源装置６０によってシェル４０を加熱することで、圧縮機構部１０内の液冷媒を蒸発させることが容易である。よって、寝込み時間を短縮でき、起動不良を回避できる。
【００５５】
スクロール圧縮機の運転が、仮に所定の運転範囲外のイレギュラー運転となった場合でも、熱源装置６０によって歯先隙間を一時的に変化させることで、歯先接触による圧縮機故障を防止できる。
【００５６】
なお、この実施の形態１では、熱源装置６０が加熱と冷却の両方を行える装置として説明したが、少なくとも一方を行える装置であればよい。熱源装置６０が加熱のみを行う装置である場合、組立時の歯先隙間を運転時に歯先接触が生じない隙間よりも小さく設定しておき、歯先接触が生じそうになった際に熱源装置６０を駆動させて歯先隙間を広げる利用方法がある。一方、熱源装置６０が冷却のみを行う装置である場合、歯先接触が生じない安全側の設計として、組立時の歯先隙間を広く設定しておき、歯先隙間が広がる運転状態の際に熱源装置６０を駆動させて歯先隙間を狭める利用方法がある。
【００５７】
また、熱源装置６０がクーラ又はヒータ等を用いて加熱又は冷却する装置であるとしたが、次の図８に示すように、冷媒回路を循環する冷媒を用いて加熱又は冷却する構成としてもよい。
【００５８】
図８は、この発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の熱源装置の変形例の説明図である。
図８は実施の形態１のスクロール圧縮機１００を備えた冷凍サイクル装置を示している。この変形例の熱源装置６０は、冷凍サイクル装置内の冷媒回路１１０を循環する冷媒を用いてシェル４０を加熱又は冷却するものである。
【００５９】
冷凍サイクル装置は、スクロール圧縮機１００、凝縮器１０１、膨張弁１０２及び蒸発器１０３に冷媒を循環させる冷媒回路１１０を備えている。また、冷凍サイクル装置は、凝縮器１０１と膨張弁１０２との間から分岐してスクロール圧縮機１００のシェル側面に導かれ、シェル４０を加熱する加熱回路１０４と、加熱回路１０４を開閉する開閉弁１０５とを備えている。冷凍サイクル装置は更に、膨張弁１０２と蒸発器１０３との間から分岐してスクロール圧縮機１００のシェル側面に導かれ、シェル４０を冷却する冷却回路１０６と、冷却回路１０６を開閉する開閉弁１０７とを備えている。熱源装置６０は加熱回路１０４及び冷却回路１０６のそれぞれの一部によって構成されている。
【００６０】
スクロール圧縮機１００で圧縮された冷媒は、高温高圧のガス冷媒となる。高温高圧のガス冷媒は凝縮器１０１に流入する。凝縮器１０１で冷媒は高温高圧の気体から液体に相変化する。その後、冷媒は、膨張弁１０２で減圧されて膨張し、低温低圧の二相冷媒となり、蒸発器１０３へ流入する。蒸発器１０３では冷媒が液体から気体に相変化する。そして、膨張弁１０２から流出した冷媒は、スクロール圧縮機１００に吸込まれる。
【００６１】
冷媒回路１１０における冷媒の流れは以上の通りであるため、加熱回路１０４には、凝縮器１０１から膨張弁１０２に向かう高温の冷媒が通過する。このため、開閉弁１０５を開くことにより、加熱回路１０４を通過する冷媒によってシェル４０が加熱される。冷却回路１０６には、膨張弁１０２で減圧されて低温となった冷媒が通過する。このため、開閉弁１０７を開くことにより、冷却回路１０６を通過する冷媒によってシェル４０が冷却される。
【００６２】
このように、熱源装置６０を、冷媒回路１１０の冷媒によって冷却又は加熱を行う装置として構成してもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０  圧縮機構部、１１  固定スクロール、１１ａ  台板、１１ｂ  渦巻歯、１２  揺動スクロール、１２ａ  台板、１２ｂ  渦巻歯、１２ｃ  揺動ボス部、１３  オルダムリング、１４  スライダ、１５  圧縮室、１６  冷媒吸入空間、２０  駆動機構部、２１  固定子、２２  回転子、３０  主軸、３０ａ  偏心軸部、３１  ポンプ、４０  シェル、４０ａ  内壁、４０ｂ  外壁、４１  油溜め、４２  固着位置、４３  固着位置、５０  フレーム、５０ａ  油溜まり、５１  円筒部、５１ａ  平坦面、５２  回転子、６０  熱源装置、６１  温度センサ、６２  制御装置、７０  吸入管、７１  吐出管、１００  スクロール圧縮機、１０１  凝縮器、１０２  膨張弁、１０３  蒸発器、１０４  加熱回路、１０５  開閉弁、１０６  冷却回路、１０７  開閉弁、１１０  冷媒回路。
【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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【国際調査報告】
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