JPH09119389A

JPH09119389A - 密閉形圧縮機

Info

Publication number: JPH09119389A
Application number: JP27816895A
Authority: JP
Inventors: Shusaku Ueda; 秀作植田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】ケーシング内の吐出圧が上昇しても、高圧圧力
を利用して簡単な構造で、コストも高くなることなく、
吐出圧の異常上昇を防止する。【解決手段】圧縮機構ＣＦに、吐出側の高圧圧力が設定
圧力以上となったとき、該吐出側の高圧圧力を受けて、
圧縮途上の中間圧室５１を吸入側の低圧圧力域に開くリ
リーフ弁６を設ける。このリリーフ弁６は、中間圧室５
１を吸入側へ開放する開放口２４に着座及び離間する弁
体７と、この弁体７を着座側に付勢する付勢体９と、高
圧圧力が設定圧力以上になったとき付勢体９に抗して弁
体７を離間させる高圧作用室６１とを備え、弁体７の反
着座側を、ケーシング１内を高圧圧力側と低圧圧力側と
に仕切る圧力隔壁４に設ける貫通孔４３に挿入して、該
弁体７の反着座側端面を高圧圧力側に開放し、弁体７の
内部に、反着座側端面から高圧作用室６１に延びる高圧
導入孔７５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として冷凍機ま
たは空調機等に使用され、ケーシングにモータ及び圧縮
機構を内装した密閉形圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、密閉形圧縮機として例えば、ケー
シングにスクロール圧縮機構を内装し、この圧縮機構の
一側方に、該圧縮機構の吐出口及び外部吐出管が開口す
る高圧室を、他方側に、吸入管が開口し、モータを配設
する低圧室を形成した低圧ドーム型のスクロール圧縮機
があるが、この構造のものでは、吐出圧が上昇すれば、
それに応じて軸受荷重と圧縮に必要なモータトルクが上
昇し、モータの駆動軸を支持する軸受については、軸受
で発生する油膜が薄くなって軸受の信頼性が低下する不
具合があり、また、モータについては、モータの負荷が
大きくなり、モータ温度が上昇するためモータの信頼性
が低下する不具合が生じていた。

【０００３】この吐出圧が高い条件での軸受荷重及びモ
ータトルクの増大に伴う課題を解決する対策として、ま
ず、軸受に対しては最小油膜厚さを確保できるように軸
受サイズを大きくすることが考えられ、また、モータに
ついては、モータの温度が高くなりすぎないように、効
率の良いサイズの大きいモータを使用することが考えら
れる。

【０００４】しかしながら、軸受及びモータのサイズを
大きくするとそれだけコストが高くなるし、また、通常
運転時において、反対に軸受サイズが大きくなるために
摩擦抵抗が大きくなり機械損失が増大し、圧縮機の能力
の低下が生じてしまうのである。

【０００５】そこで、吐出圧が高い条件で、軸受荷重と
モータの負荷を低下させる方法として、例えば、特開平
３−６７０８３号に記載されているような容量を制御す
る方法がある。

【０００６】この容量制御を可能としたスクロール圧縮
機は、図６に示したように、ケーシングＡ内に固定スク
ロールＢと公転スクロールＣから成る圧縮機構ＣＦを内
装しており、該ケーシングＡを固定スクロールＢで高圧
室Ｄと低圧室Ｅとに仕切り、高圧室Ｄに固定スクロール
Ｂに設ける吐出口Ｆを開口させると共に、吐出管Ｇを開
口させており、また、低圧室Ｅには、図示していないが
吸入管を開口させて、該吸入管から吸入した低圧ガスを
圧縮機構ＣＦ内に吸入して圧縮した後、吐出口Ｆから高
圧室Ｄに吐出させるようにしている。

【０００７】そして、固定スクロールＢの鏡板Ｂ１に、
各スクロールＢ，Ｃ間に形成される圧縮室Ｈの圧縮行程
途中に開口するバイパス孔Ｊと、該バイパス孔Ｊを吸入
側に連通させるバイパス通路Ｋとを形成すると共に、前
記鏡板Ｂ１におけるバイパス孔Ｊとの対向位置に、軸方
向外方に向かって突出する筒状部を一体形成して、該筒
状部を、前記バイパス通路Ｋを開閉するアンローダピス
トンＬを内装するシリンダＭとなし、該シリンダＭ内
に、前記ピストンＬをバイパス孔Ｊに対し離反する方向
に付勢するバネＮを内装すると共に、前記ピストンＬ
に、フルロード運転時は、前記バネＮの付勢力に打ち勝
って該ピストンＬをバイパス孔Ｊに着座させる高圧圧力
を背圧として作用させ、アンロード運転時には、低圧圧
力を背圧として作用させてピストンＬをバネＮの付勢力
でバイパス孔Ｊから離反させるようにして、圧縮室Ｈに
通じる前記バイパス孔Ｊを開いて低圧側と連通させるこ
とにより、容量少なく圧縮運転して受圧面積及び圧力を
低下させてガス荷重を低下させ、軸受荷重とモータトル
クを低下させるごとく成している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スクロ
ール圧縮機を容量制御して吐出圧の上昇を防止しようと
する場合、吐出圧の異常上昇を検出するために、圧縮機
の外部に圧力センサを設置したり、図７に示すようにア
ンローダピストンＬに背圧を作用させるための圧力導入
管Ｐを接続したり、さらに、この圧力導入管Ｐに高圧圧
力と低圧圧力とを選択して導入する必要があることか
ら、圧力の切換のための電磁弁Ｑを必要とするなど、外
部部品が多数必要となり、配管構造が複雑化するだけで
なく、コストも高くなる問題が生じるのである。

【０００９】本発明は、以上の問題に鑑みて成したもの
で、ケーシング内の吐出圧が上昇しても、高圧圧力を利
用して簡単な構造で、コストも高くなることなく、吐出
圧の異常上昇を防止することができる密閉形圧縮機を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、ケーシング１に圧縮機構Ｃ
Ｆを内装した密閉形圧縮機において、前記圧縮機構ＣＦ
に、吐出側の高圧圧力が設定圧力以上となったとき、該
吐出側の高圧圧力を受けて、圧縮途上の中間圧室５１を
吸入側の低圧圧力域に開くリリーフ弁６を設けたのであ
る。

【００１１】以上の構成により、請求項１記載の発明で
は、吐出側の高圧圧力が設定圧力以上となったとき、こ
の吐出された高圧圧力を直接リリーフ弁６に作用させ
て、圧縮途上の中間圧室５１を吸入側の低圧圧力域に開
放させるように作動させ、アンロード運転を行って吐出
圧の異常上昇が防止される。その結果、モータ、軸受が
大きくなることなく吐出圧の異常上昇が防止できるの
で、圧縮機の大型化の防止、コストアップの軽減が可能
となるし、軸受を小さくできるので摩擦損失も少なく圧
縮機の能力も軸受を大きくする場合に比べて向上でき
る。

【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記圧縮機構ＣＦを、対称な２系統の圧縮
室を画成する固定スクロール２及び公転スクロール３か
ら構成し、リリーフ弁６を、それぞれの系統の中間圧室
５１，５１に対応させて一対設けたのである。

【００１３】以上の構成により、請求項２記載の発明で
は、２系統の圧縮室を有するスクロール形の密閉形圧縮
機においても、それぞれの系統の中間圧室５１，５１に
対応させてリリーフ弁６を設けているので、各中間圧室
５１，５１での吐出圧の異常上昇が圧力バランスを崩す
ことなく良好に防止される。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載の発明において、前記リリーフ弁６が、中間
圧室５１を吸入側へ開放する開放口２４に着座及び離間
する弁体７と、この弁体７を着座側に付勢する付勢体９
と、高圧圧力が設定圧力以上になったとき付勢体９に抗
して弁体７を離間させる高圧作用室６１とを備えるよう
にしたのである。

【００１５】以上の構成により、請求項３記載の発明で
は、弁体７を、付勢体９の付勢力と、吐出側の高圧圧力
を導入する高圧作用室６１内の圧力との力の差で作動さ
せる簡単な構造で吐出圧の異常上昇を防止できるのであ
って、容量制御を行うにも拘らず、圧縮機外部に部品を
配設する必要がないので、配管構造が複雑化することが
ないし、部品点数の増大もないのでコストの低廉が図れ
る。

【００１６】さらに、圧縮機構ＣＦ内が液圧縮の状態と
なったときでも、中間圧室５１の異常高圧で弁体７を付
勢体９の付勢力に反して、中間圧室５１を吸入側の低圧
圧力域に開放するように作動させられるので、液圧縮も
回避できる。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記弁体７の反着座側を、ケーシング１内
を高圧圧力側と低圧圧力側とに仕切る圧力隔壁４に設け
る貫通孔４３に挿入して、該弁体７の反着座側端面を高
圧圧力側に開放すると共に、弁体７の内部に、反着座側
端面から高圧作用室６１に延びる高圧導入孔７５を設け
たのである。

【００１８】以上の構成により、請求項４記載の発明で
は、圧力隔壁４で仕切られたケーシング１内の高圧圧力
側に吐出された吐出ガスを弁体７に形成した高圧導入孔
７５から高圧作用室６１へと導入して、吐出圧が設定圧
力以上となったとき、つまり、ケーシング１内の高圧圧
力側の圧力が設定圧力以上となったとき、この高圧圧力
側から高圧導入孔７５を介して設定圧力以上の高圧ガス
が高圧作用室６１に導入され、弁体７を簡単に作動させ
ることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施例について図１乃至
図４に基づいて説明する。本実施例の密閉形圧縮機は、
スクロール形圧縮機であって、密閉ケーシング１の内部
上方に圧縮機構ＣＦを、ケーシング１の内部下方にモー
タ（図示せず）を内装しており、前記圧縮機構ＣＦは、
固定スクロール２と、公転スクロール３とから成り、こ
れらスクロール２，３を架構１１を介して上下対向状に
配設すると共に、前記公転スクロール３を前記モータの
駆動軸１２に連動させる一方、前記ケーシング１の内部
で前記固定スクロール２の上部側に、ケーシング１内を
上下に区画する圧力隔壁４を配設し、上部側に、固定ス
クロール２に形成する吐出口２２を前記圧力隔壁４を貫
通させて開口させ、かつ、外部吐出管１３を開口させる
高圧圧力側となる高圧室４１を形成すると共に、この高
圧室４１の下部側に、吸入管１４が開口し、前記モータ
を配設する低圧圧力側となる低圧室４２を区画形成した
のである。

【００２０】従って、前記モータの駆動に伴う前記駆動
軸１２の回転により前記公転スクロール３が前記固定ス
クロール２に対して公転駆動し、この公転駆動で前記吸
入管１４から前記低圧室４２内に吸入された低圧ガスが
前記各スクロール２，３の渦巻体２１，３１で形成され
る圧縮室５内に吸入され、この吸入されたガスが圧縮さ
れて、この圧縮ガスが前記吐出口２２から前記高圧室４
１に吐出され、前記外部吐出管１３からケーシング１外
部に吐出されるのである。

【００２１】しかして、以上のスクロール形圧縮機にお
いて、前記圧縮機構ＣＦに、吐出側の高圧圧力が設定圧
力以上となったとき、該吐出側の高圧圧力を受けて、圧
縮途上の中間圧室５１を吸入側の低圧圧力域に開くリリ
ーフ弁６を設けたのである。

【００２２】つまり、前記リリーフ弁６は、図２に示す
ように、前記固定スクロール２と公転スクロール３によ
り形成される対称な２系統の圧縮室５におけるそれぞれ
の系統の中間圧室５１，５１に対応させて一対設けるの
である。

【００２３】そして、このリリーフ弁６の構成について
具体的に説明すると、図３及び図４に示すように、固定
スクロール２の鏡板２３における各中間圧室５１，５１
に対応する位置に軸方向外方に開放され、リリーフ弁６
の弁体７を内装するシリンダ８を形成しており、このシ
リンダ８は、内底部側に小径の低圧穴部８１を、該低圧
穴部８１の上方に、この低圧穴部８１の径より大径で、
第１シールリング８２を圧入する第１段部８３形成し、
さらに、この第１段部８３より上方に、第１段部８３よ
り大径の第２段部８４を形成しており、この第２段部８
４に第２シールリング８５を圧入している。

【００２４】さらに、固定スクロール２の鏡板２３に
は、前記シリンダ８内における前記低圧穴部８１と中間
圧室５１とを連通する開放口２４を貫通形成すると共
に、この低圧穴部８１に、径方向に延び、固定スクロー
ル２の外周面に開口するバイパス通路２５を開口させ
て、前記中間圧室５１を開放口２４、低圧穴部８１、そ
して、バイパス通路２５を介して吸入側に開放可能にし
ている。

【００２５】また、リリーフ弁６の弁体７は、前記シリ
ンダ８の低圧穴部８１に挿入可能な小径部７１と、シリ
ンダ８の第２段部８４の内周面に摺接する外周面を有す
る大径部７２とを有し、さらに、大径部７２の中心部に
は、小径部７１とは反対方向に延びる突起７３を形成
し、該突起７３を圧力隔壁４に形成する貫通孔４３にシ
ール材４４を介して挿通させ、突起７３端面を高圧室４
１に露出させるようにすると共に、小径部７１の中心部
には、前記開放口２４に着座及び離間可能な先細り状の
凸部７４を形成している。

【００２６】そして、前記弁体７をシリンダ８内に挿入
するときには、シリンダ８の第１段部８３に第１シール
リング８２を、第２段部８４に第２シールリング８５を
圧入した状態で弁体７をシリンダ８内に挿入し、固定ス
クロール２の鏡板２３の上面に取り付ける弁押え８６で
弁体７の外方への飛び出しを防止するのである。

【００２７】前記弁押え８６は、弁体７を軸方向に所定
長さ移動可能に大径部７２の外周部のみに接触するよう
に環状に形成しており、環状内部にばねからなる付勢体
９を挿入して、該付勢体９を弁体７の大径部７２と前記
圧力隔壁４とで挟持して、付勢体９を弁体７に圧接させ
て弁体７を前記開放口２４に着座可能にしている。

【００２８】さらに、弁体７の小径部７１とシリンダ８
の間を前記第１段部８３に配設する第１シールリング８
２でシールして、前記低圧穴部８１と弁体７の小径部７
１とにより形成される空間をバイパス通路２５を介して
低圧圧力域に連通させると共に、図３及び図４示すよう
に、第２段部８４と弁体７とにより高圧作用室６１を形
成するのであって、この高圧作用室６１に前記高圧室４
１の高圧吐出ガスを導入するため、前記弁体７の内部
に、高圧室４１に開放される弁体７の反着座側端面であ
る突起７３の端面から高圧作用室６１に延びるＬ字の高
圧導入孔７５を設け、該高圧導入孔７５から高圧室４１
の高圧圧力を高圧作用室６１に導入するようにしてい
る。

【００２９】また、前記弁体７を軸方向に移動させるた
めに、図５に示すように、弁体７には、付勢体９の付勢
力Ｆｓ及び弁体７の突起７３の端面に作用する高圧圧力
Ｈｐ、弁体７の大径部７２端面に作用する低圧圧力Ｌｐ
による下方への押圧力と、前記高圧作用室６１に導入す
る高圧圧力Ｈｐ及び弁体７の小径部７１端面に作用する
低圧圧力Ｌｐ及び中間圧力Ｍｐによる上方への押圧力が
作用し、高圧室４１内の高圧圧力Ｈｐが設定圧力より低
いときには、弁体７の下方への押圧力が上方への押圧力
に打ち勝ち、かつ、高圧室４１内の高圧圧力Ｈｐが設定
圧力以上のときには、弁体７の上方への押圧力が下方へ
の押圧力に打ち勝つように、付勢体９の付勢力Ｆｓ及び
突起７３の端面の面積Ｄ1、小径部７１の端面の面積Ｄ
2、開放口２４の通路面積Ｄ3、大径部７２の端面の面積
Ｄ4を設定するのである。

【００３０】そして、前記高圧室４１に吐出される高圧
圧力が設定圧力よりも低いときには、前記高圧作用室６
１に導入する高圧圧力も設定圧力より低くなり、図３に
示すように、高圧作用室６１の圧力が、付勢体９の付勢
力及び弁体７の突起７３の端面に作用する高圧圧力等よ
りも小さくなり、付勢体９の付勢力及び弁体７の突起７
３の端面に作用する高圧圧力等で弁体７を下方に押圧し
て弁体７の凸部７４を前記開放口２４に着座させて開放
口２４を閉鎖するのである。このとき、前記第１段部８
３に配設する第１シールリング８２と、第２段部８４に
配設する第２シールリング８５により高圧作用室６１を
シールするのである。

【００３１】また、高圧室４１に吐出される高圧圧力が
設定圧力以上になったときは、設定圧力以上の高圧圧力
が高圧作用室６１に導入され、図４に示すように、高圧
作用室６１の圧力が、付勢体９の付勢力及び弁体７の突
起７３の端面に作用する高圧圧力等よりも大きくなり、
この高圧作用室６１の高圧圧力で、弁体７を上方に押圧
して弁体７の凸部７４を前記開放口２４から離間させる
のである。このとき、高圧作用室６１は、第１シールリ
ング８２と弁押え８６とによりシールされ、圧縮室５の
中間圧室５１が開放口２４、低圧穴部８１、バイパス通
路２５を介してケーシング１内の吸入側低圧圧力域に開
放される。

【００３２】前記設定高圧圧力は、本実施例では、低圧
圧力が６Ｋのとき、３０Ｋとしており、２９Ｋ以下のと
きロード運転し、３０Ｋ以上でアンロード運転するよう
にしている。

【００３３】以上の実施例では、リリーフ弁６は、一対
の圧縮室に対応させて二つ設けたが、一方の圧縮室にの
み設けるようにしても差し支えない。斯くするときに
は、中間圧室での圧力バランスは維持できないが、圧縮
ガスの合流により吐出圧を低下させて吐出圧の異常上昇
を防止できながら、リリーフ弁を一つにできるので、コ
ストダウンが図れるのである。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、前記圧縮
機構ＣＦに、吐出側の高圧圧力が設定圧力以上となった
とき、該吐出側の高圧圧力を受けて、圧縮途上の中間圧
室５１を吸入側の低圧圧力域に開くリリーフ弁６を設け
たから、吐出側の高圧圧力が設定圧力以上となったと
き、この吐出された高圧圧力を直接リリーフ弁６に作用
させて、圧縮途上の中間圧室５１を吸入側の低圧圧力域
に開放させるように作動させ、アンロード運転を行って
吐出圧の異常上昇を防止できる。その結果、モータ、軸
受が大きくなることなく吐出圧の異常上昇が防止できる
ので、圧縮機の大型化の防止、コストアップの軽減が可
能となるし、軸受を小さくできるので摩擦損失も少なく
圧縮機の能力も軸受を大きくする場合に比べて向上でき
る。

【００３５】請求項２記載の発明によれば、前記圧縮機
構ＣＦを、対称な２系統の圧縮室を画成する固定スクロ
ール２及び公転スクロール３から構成し、リリーフ弁６
を、それぞれの系統の中間圧室５１，５１に対応させて
一対設けたから、２系統の圧縮室を有するスクロール形
の密閉形圧縮機においても、それぞれの系統の中間圧室
５１，５１に対応させてリリーフ弁６を設けているの
で、各中間圧室５１，５１での吐出圧の異常上昇を圧力
バランスを崩すことなく良好に防止できる。

【００３６】請求項３記載の発明によれば、前記リリー
フ弁６が、中間圧室５１を吸入側へ開放する開放口２４
に着座及び離間する弁体７と、この弁体７を着座側に付
勢する付勢体９と、高圧圧力が設定圧力以上になったと
き付勢体９に抗して弁体７を離間させる高圧作用室６１
とを備えるようにしたから、弁体７を、付勢体９の付勢
力と、吐出側の高圧圧力を導入する高圧作用室６１内の
圧力との力の差で作動させる簡単な構造で吐出圧の異常
上昇を防止できるのであって、容量制御を行うにも拘ら
ず、圧縮機外部に部品を配設する必要がないので、配管
構造が複雑化することがないし、部品点数の増大もない
のでコストの低廉が図れる。

【００３７】さらに、圧縮機構ＣＦ内が液圧縮の状態と
なったときでも、中間圧室５１の異常高圧で弁体７を付
勢体９の付勢力に反して、中間圧室５１を吸入側の低圧
圧力域に開放するように作動させられるので、液圧縮も
回避できる。

【００３８】請求項４記載の発明によれば、前記弁体７
の反着座側を、ケーシング１内を高圧圧力側と低圧圧力
側とに仕切る圧力隔壁４に設ける貫通孔４３に挿入し
て、該弁体７の反着座側端面を高圧圧力側に開放すると
共に、弁体７の内部に、反着座側端面から高圧作用室６
１に延びる高圧導入孔７５を設けたから、圧力隔壁４で
仕切られたケーシング１内の高圧圧力側に吐出された吐
出ガスを弁体７に形成した高圧導入孔７５から高圧作用
室６１へと導入して、吐出圧が設定圧力以上となったと
き、つまり、ケーシング１内の高圧圧力側の圧力が設定
圧力以上となったとき、この高圧圧力側から高圧導入孔
７５を介して設定圧力以上の高圧ガスが高圧作用室６１
に導入され、弁体７を簡単に作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の密閉形圧縮機の実施例を示す部分縦断
面図。

【図２】同実施例における固定スクロールを上方から見
た上面図で、一方のシリンダにのみ弁体を挿入した状態
を示す。

【図３】本発明の要部断面図を示し、ロード状態のとき
を示す。

【図４】本発明の要部断面図を示し、アンロード状態の
ときで中間圧を低圧側に連通させた状態を示す。

【図５】本発明におけるリリーフ弁の弁本体に作用する
圧力の状態を示す説明図。

【図６】従来のスクロール圧縮機を示す部分縦断面図。

【図７】従来のスクロール圧縮機に接続される配管の状
態を示す説明図。

【符号の説明】

１ケーシングＣＦ圧縮機構２固定スクロール２４開放口３公転スクロール４圧力隔壁４３貫通孔５１中間圧室６リリーフ弁６１高圧作用室７弁体７５高圧導入孔９付勢体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング（１）に圧縮機構（ＣＦ）を内
装した密閉形圧縮機において、前記圧縮機構（ＣＦ）
に、吐出側の高圧圧力が設定圧力以上となったとき、該
吐出側の高圧圧力を受けて、圧縮途上の中間圧室（５
１）を吸入側の低圧圧力域に開くリリーフ弁（６）を設
けていることを特徴とする密閉形圧縮機。
【請求項２】圧縮機構（ＣＦ）は、対称な２系統の圧縮
室を画成する固定スクロール（２）及び公転スクロール
（３）からなり、リリーフ弁（６）は、それぞれの系統
の中間圧室（５１）（５１）に対応させて一対設けてい
る請求項１記載の密閉形圧縮機。
【請求項３】リリーフ弁（６）は、中間圧室（５１）を
吸入側へ開放する開放口（２４）に着座及び離間する弁
体（７）と、この弁体（７）を着座側に付勢する付勢体
（９）と、高圧圧力が設定圧力以上になったとき付勢体
（９）に抗して弁体（７）を離間させる高圧作用室（６
１）とを備える請求項１または請求項２記載の密閉形圧
縮機。
【請求項４】弁体（７）の反着座側を、ケーシング
（１）内を高圧圧力側と低圧圧力側とに仕切る圧力隔壁
（４）に設ける貫通孔（４３）に挿入して、該弁体
（７）の反着座側端面を高圧圧力側に開放すると共に、
弁体（７）の内部に、反着座側端面から高圧作用室（６
１）に延びる高圧導入孔（７５）を設けている請求項３
記載の密閉形圧縮機。