| 【発明の名称】 |
スクロール圧縮機 |
| 【発明者】 |
【氏名】関田 真澄
|
| 【要約】 |
【課題】高効率を維持しつつ容量制御を行い、駆動源への負担を低減させることを可能とする。
【解決手段】固定及び旋回スクロール１１、１２の渦巻状ラップ１１ａ、１２ａを相互に偏心させ、かつ位相をずらして噛み合わせる。旋回スクロール１２を公転旋回運動させ、それぞれの渦巻状ラップ１１ａ、１２ａ間に形成される第１から第３の圧縮室１３−１、１４−１、１３−２、１４−２、１３−３、１４−３を中心へ向かって移動させ、吸入側から取り入れたガスを、中心に形成される高圧室１７を介して吐出ポート１５から送り出させる。対向する渦巻状ラップ１２ａ、１１ａに接触するそれぞれの渦巻状ラップ１１ａ、１２ａの内端において最後に接触する限界点ａ、ｂから渦巻に沿って中心から離間する方向へ一回転（２π）分より外側にて、吸入側と連通するバイパス孔２１を固定スクロール１１の端板１１ｂに形成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 端板に渦巻状ラップが立設された固定スクロール及び旋回スクロールを相互に偏心させ、かつ位相をずらして噛み合わせ、前記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを公転旋回運動させることにより、それぞれの渦巻状ラップ間に形成される複数の圧縮室を中心へ向かって移動させ、吸入側から前記圧縮室内に取り入れたガスを、中心に形成される高圧室を介して該高圧室に連通する吐出ポートから送り出すスクロール圧縮機であって、渦巻状ラップの内端において対向する渦巻状ラップに最後に接触する限界点から渦巻に沿って中心から離間する方向へ一回転分より外側に、吸入側と連通するバイパス孔が形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】 前記バイパス孔は、前記固定スクロールを構成する端板に形成されていることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機、冷凍機等に搭載されるスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、空気調和機や冷凍機等には、スクロール圧縮機が用いられている。このスクロール圧縮機は、高効率かつ低騒音で稼動できるという特性を有しており、この特性を生かして空気調和機や冷凍機等に広く用いられつつある。このように、空気調和機や冷凍機等に用いられるスクロール圧縮機は、エバポレータで熱を吸収して低温・低圧となった冷媒ガスを吸入・圧縮し、高温・高圧となった冷媒ガスをコンデンサに送り込む役割を担っている。この種のスクロール圧縮機の固定スクロール及び旋回ロールの一例を図３に示すものを例にとって説明する。
【０００３】固定スクロール１は、端板１ｂと、その内面に立設された渦巻状ラップ１ａとからなり、旋回スクロール２は、端板２ｂとその内面に立設された渦巻状ラップ２ａとからなる。これら固定スクロール１と旋回スクロール２のそれぞれの渦巻状ラップ１ａ、２ａは、実質的に同じ形状とされている。これら固定スクロール１と旋回スクロール２とは、その渦巻状ラップ１ａ、２ａの先端面１ｃ、２ｃが、相手側の端板２ｂ、１ｂの内面２ｄ、１ｄに密接し、各ラップ１ａ、２ａの側面が複数箇所で線接触することにより渦巻きの中心に対して点対称をなす複数の圧縮室３−１、４−１、３−２、４−２が形成されるようになっている。
【０００４】そして、旋回スクロール２を図示しない自転阻止機構によってその自転を阻止しながら図示しない旋回駆動機構を介して駆動することにより公転旋回運動させると、各ラップ１ａ、２ａの外周端から圧縮室３−２、４−２内にガスが取り込まれ、各ラップ１ａ、２ａの線接触部が渦巻きの中心に向かって移動するにしたがってその内部のガスが圧縮され、圧縮されたガスは最内方の高圧室７から端板１ｂの中央に設けられた吐出ポート５を経て吐出弁６を押し開いて吐出チャンバー８に吐出されるようになっている。また、図３（Ｃ）には、渦巻状ラップ１ａ、２ａと吐出ポート５との相対位置関係が示されている。渦巻状ラップ１ａ、２ａは、対向する渦巻状ラップ２ａ、１ａに最後に接触する限界点ａ、ｂより外方はインボリュート曲線で構成され、限界点ａ、ｂ間は円弧状の曲線（必ずしも円関数ではない）によって構成されている。
【０００５】旋回スクロール２の公転旋回運動により渦巻状ラップ１ａ、２ａは限界点ａ、ｂで互いに離れ始め、この時点で最内方の高圧室７より一つ外方の２つの圧縮室３−１、４−１が最内方の高圧室７を介して突出ポート５に連通し始めるようになっている。ところで、小型自動車等のエアコンにおいては、スクロール圧縮機を駆動させる際の負担が大きいため、このような場合、必要に応じて圧縮比を小さくして駆動源の負担を小さくする容量制御機能を有するスクロール圧縮機が用いられている。この種の容量制御機能を有するスクロール圧縮機としては、圧縮室３−１、３−２、４−１、４−２と連通するバイパス孔を固定スクロール１の端板１ｂに形成し、このバイパス孔から圧縮室内のガスを吸入側へ逃がすものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の容量制御機能を有するスクロール圧縮機にあっては、旋回スクロール２の公転旋回運動により渦巻状ラップ１ａ、２ａが限界点ａ、ｂで互いに離れ始めて高圧室７とこの高圧室７の一つ外側の圧縮室３−１、４−１とが連通した、いわゆる三室合流時に、高圧室７にて高圧に圧縮されたガスがバイパス孔から吸入側へ流出してしまい、効率が低下してしまうという問題があった。
【０００７】この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高効率を維持しつつ容量制御を行い、駆動源への負担を低減させ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している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１記載のスクロール圧縮機は、端板に渦巻状ラップが立設された固定スクロール及び旋回スクロールを相互に偏心させ、かつ位相をずらして噛み合わせ、前記固定スクロールに対して前記旋回スクロールを公転旋回運動させることにより、それぞれの渦巻状ラップ間に形成される複数の圧縮室を中心へ向かって移動させ、吸入側から前記圧縮室内に取り入れたガスを、中心に形成される高圧室を介して該高圧室に連通する吐出ポートから送り出すスクロール圧縮機であって、渦巻状ラップの内端において対向する渦巻状ラップに最後に接触する限界点から渦巻に沿って中心から離間する方向へ一回転分より外側に、吸入側と連通するバイパス孔が形成されていることを特徴としている。
【０００９】これにより、渦巻の中心へ向かって移動される圧縮室がバイパス孔にさしかかると、圧縮室内のガスがバイパス孔から吸入側へ逃がされて容量が制御されるので、駆動源への負担を低減させて円滑な駆動を行うことができる。しかも、バイパス孔は、渦巻状ラップの内端において最後に接触する限界点から渦巻に沿って中心から離間する方向へ一回転分より外側に形成されているので、対向する渦巻状ラップから限界点が離間して、高圧室と高圧室から渦巻に沿って中心から離間する側に隣接する圧縮室とが合流する三室合流により、高圧室と圧縮室とが連通したとしても、高圧室の高圧のガスがバイパス孔から吸入側へ逆流して効率が低下してしまうようなことがなく、確実に高圧のガスを、吐出ポートから送り出すことができる。つまり、高効率を維持しつつ容量制御を行って駆動源への負担を低減させることが可能なスクロール圧縮機とすることができる。
【００１０】請求項２記載のスクロール圧縮機は、請求項１記載のスクロール圧縮機において、前記バイパス孔が、前記固定スクロールを構成する端板に形成されていることを特徴としている。
【００１１】つまり、固定スクロールを構成する端板に吸入側と連通するバイパス孔を形成した簡略的な構造にて、高効率を維持しつつ容量制御を可能とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明のスクロール圧縮機の実施の形態例を図によって説明する。図１において、符号１１は、固定スクロール、符号１２は、旋回スクロールであり、これら固定スクロール１１及び旋回スクロール１２は、それぞれ約３周半の渦巻状ラップ１１ａ、１２ａを有している。
【００１３】そして、この渦巻状ラップ１１ａ、１２ａによって、内周側から順に、吐出ポート１５と連通する高圧室１７、第１の圧縮室１３−１、１４−１、第２の圧縮室１３−２、１４−２及び第３の圧縮室１３−３、１４−３が形成されるようになっている。固定スクロール１１を構成する端板１１ｂには、吸入側に連通する一対一組のバイパス孔２１が形成されている。
【００１４】これらバイパス孔２１は、渦巻状ラップ１１ａ、１２ａの内端において、それぞれ対向側の渦巻状ラップ１２ａ、１１ａの内周面に最後に接触する限界点ａ、ｂから渦巻に沿って中心から離間する方向へ一回転（２π）分よりも外側に形成されている。すなわち、バイパス孔２１は、限界点ａ、ｂが、対向側の渦巻状ラップ１２ａ、１１ａの内周面から離間し、高圧室１７と第１の圧縮室１３−１、１４−１とが合流する三室合流時点にて、限界点ａ、ｂとともに第１の圧縮室１３−１、１４−１を形成していた渦巻状ラップ１１ａ、１２ａ同士の接触点Ａ、Ｂよりも渦巻に沿って中心から離れる側に形成された第２の圧縮室１３−２、１４−２と連通する位置に形成されている。
【００１５】次に、上記の固定スクロール１１及び旋回スクロール１２を備えたスクロール圧縮機の動作を図２を参照して説明する。
（１）図２（ａ）に示すように、それぞれの渦巻状ラップ１１ａ、１２ａの限界点ａ、ｂがそれぞれ対向する渦巻状ラップ１２ａ、１１ａに接触した時点からさらに旋回スクロール１２の公転が進行すると、高圧室１７と第１の圧縮室１３−１、１４−１とが合流して三室合流となる。
【００１６】（２）図２（ｂ）に示すように、この時点より第２の圧縮室１３−２、１４−２が第１の圧縮室１３−１、１４−１となり、中心へ向かうにしたがって圧縮される。このとき、新たに形成された第１の圧縮室１３−１、１４−１内のガスが、これら第１の圧縮室１３−１、１４−１と連通するバイパス孔２１から吸入側へ逃がされて、駆動源の負担が軽減される。
【００１７】（３）図２（ｃ、ｄ）に示すように、旋回スクロール１２の公転がさらに進行すると、吐出ポート１５と連通する高圧室１７が徐々に加圧される。また、このとき、第１の圧縮室１３−１、１４−１は、依然としてバイパス孔２１と連通した状態であるので、圧縮に伴いバイパス孔２１から吸入側へガスが逃がされる。
【００１８】（４）図２（ａ）に示すように、旋回スクロール１２の公転がさらに進行すると、それぞれの渦巻状ラップ１１ａ、１２ａの限界点ａ、ｂがそれぞれ対向する渦巻状ラップ１２ａ、１１ａに接触し、この時点からさらに旋回スクロール１２の公転が進行すると、高圧室１７と第１の圧縮室１３−１、１４−１とが合流して三室合流となる。
【００１９】このとき、バイパス孔２１は、それぞれ対向側の渦巻状ラップ１２ａ、１１ａの内周面に接触した限界点ａ、ｂから渦巻に沿って中心から離れる方向に一回転（２π）分よりも外側に形成されているので、バイパス孔２１は、限界点ａ、ｂが対向側の渦巻状ラップ１２ａ、１１ａの内周面から離間し、高圧室１７と第１の圧縮室１３−１、１４−１とが合流する三室合流時点にて、限界点ａ、ｂとともに第１の圧縮室１３−１、１４−１を形成する渦巻状ラップ１１ａ、１２ａ同士の接触点Ａ、Ｂよりも渦巻に沿って外側である第２の圧縮室１３−２、１４−２に配置される。
【００２０】これにより、三室合流により、高圧室１７と第１の圧縮室１３−１、１４−１とが連通したとしても、高圧室１７の高圧のガスは、バイパス孔２１から吸入側へ逆流することなく、吐出ポート１５から吐出弁を介して送り出される。
【００２１】このように、上記のスクロール圧縮機によれば、渦巻の中心へ向かって移動される第１の圧縮室１３−１、１４−１がバイパス孔２１にさしかかると、第１の圧縮室１３−１、１４−１内のガスがバイパス孔２１から吸入側へ逃がされて容量が制御されるので、駆動源への負担を低減させて円滑な駆動を行うことができる。
【００２２】しかも、バイパス孔２１は、渦巻状ラップ１１ａ、１２ａの内端において最後に接触する限界点ａ、ｂから渦巻に沿って中心から離間する方向へ一回転（２π）分より外側に形成されているので、対向する渦巻状ラップ１２ａ、１１ａから限界点ａ、ｂが離間して、高圧室１７と高圧室１７から渦巻に沿って中心から離間する側に隣接する第１の圧縮室１３−１、１４−１とが合流する三室合流により、高圧室１７と第１の圧縮室１３−１、１４−１とが連通したとしても、高圧室１７の高圧のガスがバイパス孔２１から吸入側へ逆流して効率が低下してしまうようなことがなく、確実に高圧のガスを、吐出ポート１５を介して吐出弁から送り出すことができる。
【００２３】つまり、高効率を維持しつつ容量制御を行って駆動源への負担を低減させることが可能なスクロール圧縮機とすることができる。また、固定スクロール１１を構成する端板１１ｂに吸入側と連通するバイパス孔２１を形成した簡略的な構造にて、高効率を維持しつつ容量制御を可能とすることができる。
【００２４】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のスクロール圧縮機によれば、下記の効果を得ることができる。請求項１記載のスクロール圧縮機によれば、渦巻の中心へ向かって移動される圧縮室がバイパス孔にさしかかると、圧縮室内のガスがバイパス孔から吸入側へ逃がされて容量が制御されるので、駆動源への負担を低減させて円滑な駆動を行うことができる。しかも、バイパス孔は、渦巻状ラップの内端において最後に接触する限界点から渦巻に沿って中心から離間する方向へ一回転分より外側に形成されているので、対向する渦巻状ラップから限界点が離間して、高圧室と高圧室から渦巻に沿って中心から離間する側に隣接する圧縮室とが合流する三室合流により、高圧室と圧縮室とが連通したとしても、高圧室の高圧のガスがバイパス孔から吸入側へ逆流して効率が低下してしまうようなことがなく、確実に高圧のガスを、吐出ポートから送り出すことができる。つまり、高効率を維持しつつ容量制御を行って駆動源への負担を低減させることが可能なスクロール圧縮機とすることができる。
【００２５】請求項２記載のスクロール圧縮機によれば、固定スクロールを構成する端板に吸入側と連通するバイパス孔を形成した簡略的な構造にて、高効率を維持しつつ容量制御を可能とすることができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年１１月４日（１９９９．１１．４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１１２７３７
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴 （外３名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１３２６６７（Ｐ２００１−１３２６６７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月１８日（２００１．５．１８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３１４２６５ |
|