JP2002048077A - スクロール型流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇圧後の被搬送流体の低圧側への流入を阻ん
でスクロール型圧縮機の性能低下を未然に防ぐ。 【解決手段】 ハウジングと、ハウジングの内部に固定
された固定スクロール２と、固定スクロール２に噛み合
わされた旋回スクロール３と、固定スクロール２との間
で空間Ｓを画成するとともに空間Ｓ内で旋回スクロール
３を旋回運動可能に支持するフレーム４とを備えるスク
ロール型流体機械において、固定スクロール２とフレー
ム４との合わせ面にＯリング１２を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空気調和装
置や冷凍装置に用いられるスクロール型圧縮機等のスク
ロール型流体機械に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール型圧縮機等のスクロール型流
体機械には、固定スクロール、旋回スクロールのいずれ
か一方を他方に押し付けて両者間のシール性を高める機
構を有するものがある。

【０００３】旋回スクロールを固定スクロールに押し付
ける機構を有するスクロール型圧縮機の一例を図６に示
す。図において符号１０１は密閉されたハウジング、１
０２はハウジング１０１に固定された固定スクロール、
１０３は固定スクロール１０２に噛み合わされた旋回ス
クロール、１０４は固定スクロール１０２との間で空間
ｓを画成するとともに空間ｓ内で旋回スクロール１０３
を旋回運動可能に支持するフレーム、１０５は旋回スク
ロール１０３を回転させるシャフト、１０６は旋回スク
ロール１０２の自転を阻止して公転のみを許容する自転
阻止機構、１０７は両スクロール１０２，１０３間に画
成される圧縮室ｃに冷媒ガス等の被搬送流体を導く吸入
管、１０８は圧縮された被搬送流体を外部に導く吐出管
である。

【０００４】このスクロール型圧縮機には、フレーム１
０４と旋回スクロール１０２との間にハウジング１０１
内の昇圧された被搬送流体を導入する導入孔（図示略）
が設けられている。この導入孔を通じて導入された被搬
送流体が旋回スクロール１０３の下面（背面）を上方に
押し上げる作用を生んで固定スクロール１０２に旋回ス
クロール１０３が押し付けられ、これによって両スクロ
ール１０２，１０３間のシール性が高められるのであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記スクロ
ール型圧縮機の場合、吸入管１０７が両スクロール１０
２，１０３間の空間ｓに直に接続されているので、空間
ｓ内のスクロールによる圧縮機構の外周部は低圧にな
る。これに対し、ハウジング１０１内は昇圧された被搬
送流体で満たされるので、ハウジング１０１内に収容さ
れている両スクロール１０２，１０３の周囲は高圧にな
る。このため、圧縮機構の内外の圧力差から固定スクロ
ール１０２とフレーム１０４との合わせ面を通じて空間
ｓに被搬送流体が流入してしまい、吸込量や吐出量を減
少させる恐れがある。また、空間ｓ内の圧力が高まるこ
とにより、旋回スクロールを挟んで圧縮機構の内外の圧
力差が小さくなり、背圧を利用したシールが十分になさ
れなくなる恐れがある。こういった現象はいずれも当該
圧縮機の性能低下を引き起こす原因となる。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、昇圧後の被搬送流体の低圧側への流入を阻んで
スクロール型圧縮機の性能低下を未然に防ぐことを目的
としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段として、次のような構成のスクロール型流体機
械を採用する。すなわち本発明に係る請求項１記載のス
クロール型流体機械は、ハウジングと、該ハウジングの
内部に固定された固定スクロールと、該固定スクロール
に噛み合わされた旋回スクロールと、前記固定スクロー
ルとの間で空間を画成するとともに該空間内で前記旋回
スクロールを旋回運動可能に支持するフレームとを備
え、前記旋回スクロールによって２分される前記空間の
うち前記旋回スクロールの背面側に高圧の被搬送流体を
導入することによって前記固定スクロールに前記旋回ス
クロールを押し付けるスクロール型流体機械であって、
前記固定スクロールと前記フレームとの合わせ面にシー
ル部材が配設されていることを特徴とする。

【０００８】請求項２記載のスクロール型流体機械は、
請求項１記載のスクロール型流体機械において、前記固
定スクロールまたは前記フレームのいずれか一方に前記
合わせ面に沿って溝が形成され、該溝に前記シール部材
が配設されていることを特徴とする。

【０００９】本発明に係るスクロール型流体機械におい
ては、固定スクロールとフレームとの合わせ面にシール
部材を配設することにより、圧縮機構の内外に圧力差が
生じても空間が隙間なく封止され、被搬送流体の流入が
阻まれるので、圧縮機の吸込量や吐出量が減少すること
がない。また、上記のような理由から空間内の圧力が高
まることがないので、旋回スクロールの端板を挟んで圧
縮機構の内外の圧力差が小さくなることがなく、背圧を
利用したシールが十分に機能する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係るスクロール型流体機
械の第１の実施形態を図１および図２に示して説明す
る。本実施形態では、本発明に係るスクロール型流体機
械の一形態としてスクロール型圧縮機を示して説明す
る。図１において、符号１は密閉されたハウジング、２
はハウジング１に固定された固定スクロール、３は固定
スクロール２に噛み合わされた旋回スクロール、４は固
定スクロール２との間で空間Ｓを画成するとともに空間
Ｓ内で旋回スクロール３を旋回運動可能に支持するフレ
ーム、５は旋回スクロール３を回転させるシャフト、６
はシャフト５を駆動するモータ、７は旋回スクロール３
の自転を阻止して公転のみを許容する自転阻止機構、８
は両スクロール２，３間に画成される圧縮室Ｃに冷媒等
の被搬送流体を導く吸入管、９は圧縮された被搬送流体
を外部に導く吐出管である。

【００１１】ハウジング１は、筒状部１ａの上下端に底
部１ｂおよび蓋部１ｃが隙間なく溶接されて密閉状態と
されている。また、蓋部１ｃには吸入管８が貫通し、筒
部１ａには吐出間９が貫通するように配設されており、
これらを穿通すべく形成された穴と各管との間も隙間な
く溶接されている。

【００１２】固定スクロール２は、端板２ａと、端板２
ａの下面に立設された渦巻き状の壁体２ｂと、端板２ａ
の周縁部に設けられて固定スクロール２をハウジング１
に固定するためのフレームとしての役割を果たす周壁部
２ｃとを備えている。

【００１３】端板１２ａの中央には、容積を漸次減少さ
せながら中心に移動してきた圧縮室Ｃから高圧の流体を
導く吐出ポート２ｄが設けられている。また、端板２ａ
の上面中央には、所定の大きさ以上の圧力が作用した場
合に吐出ポート２ｄを開く吐出弁１０が設けられてい
る。

【００１４】旋回スクロール３は、端板３ａと、端板３
ａの上面に立設された渦巻き状の壁体３ｂと、端板３ａ
の下面に設けられたボス部３ｃとを備えている。旋回ス
クロール３は、固定スクロール２に対して相互に公転旋
回半径だけ偏心しかつ１８０゜だけ位相をずらした状態
で、壁体２ｂ，３ｂどうしをかみ合わせて組み付けられ
ている。

【００１５】フレーム４は固定スクロール２の下部に固
定されており、固定スクロール２との間で空間Ｓを画成
している。また、自転阻止機構７はこの空間Ｓ内にあっ
て旋回スクロール３とフレーム４との間に設けられてい
る。

【００１６】シャフト５は上部をフレーム４に、下部を
下部軸受１１にそれぞれ支持されており、その中間部に
はモータ６を構成するロータ６ａが取り付けられてい
る。ちなみに、同じくモータ６を構成するステータ６ｂ
はステータ６ａを取り囲むようにしてハウジング１に固
定されている。

【００１７】シャフト５の上端には旋回スクロール３の
ボス部３ｃに回動自在に嵌合する偏心部５ａが設けられ
ており、旋回スクロール３は、シャフト５を回転させる
ことによって、空間Ｓ内で自転を阻止されつつ公転旋回
運動するようになっている。

【００１８】シャフト５には上下に貫通する油通路５ｂ
が形成されている。さらに、シャフト５の下端には、ハ
ウジング１の底に溜まった潤滑油を油通路５ｂを通じて
汲み上げる油ポンプ機構（図示略）が設けられている。

【００１９】このスクロール型圧縮機には、フレーム４
と旋回スクロール３との間にハウジング１内の昇圧され
たガスを導入する導入孔（図示略）が設けられている。
この導入孔を通じて導入されたガスが旋回スクロール３
の下面（背面）を上方に押し上げる作用を生み、固定ス
クロール２に旋回スクロール３が押し付けられて両スク
ロール２，３間のシールがなされる。

【００２０】上記のように構成されたスクロール型圧縮
機による気化冷媒等のガス（被搬送流体）圧縮の過程を
説明すると、まず、モータ６を駆動することによりシャ
フト５を回転させ、旋回スクロール３が公転旋回運動を
開始する。これに伴い、吸入管８を通じて空間Ｓにガス
が流れ込み、固定スクロール２と旋回スクロール３との
間に画成される圧縮室Ｃに導入される。圧縮室Ｃに導入
されたガスは、圧縮室Ｃの容積縮小に伴って圧縮されな
がら、両スクロール２，３による圧縮機構の中央部に移
動する。圧を高めながら中央部に移動してきたガスは、
吐出ポート２ｄから吐出弁１０を押し開けてハウジング
１内に排出され、吐出管９を通じて外部に排出される。

【００２１】また、ハウジング１の底に溜まった潤滑油
が、シャフト５の回転に伴う油ポンプ機構の駆動により
油通路５ｂを通じて汲み上げられ、各摺動部に供給され
て潤滑する。

【００２２】ところで、上記スクロール型圧縮機の場
合、吸入管８が空間Ｓに直に接続されているので、空間
Ｓ内が低圧になるのに対し、昇圧されたガス体で満たさ
れたハウジング１内は高圧になって圧縮機構の内外に圧
力差が生まれる。

【００２３】そこで、上記スクロール型圧縮機において
は、図２に示すように、固定スクロール２とフレーム４
との間にシール部材が配設されている。固定スクロール
２とフレーム４との合わせ面は圧縮機構を取り囲むよう
に環状に形成されるので、シール部材には耐熱、耐食、
耐久性に優れたゴム製のＯリング１２が採用されてい
る。このＯリング１２が、フレーム４側の合わせ面に沿
って環状に形成された溝１３にはめ込まれたうえで、固
定スクロール２との間に挟まみ込まれることでシール部
材としての機能を発揮しているのである。

【００２４】これによると、固定スクロール２とフレー
ム４との間にシール部材としてのＯリング１２が配設さ
れていることから、圧縮機構の内外に圧力差が生じても
空間Ｓが隙間なく封止され、ガスの流入が阻まれるの
で、圧縮機の吸込量や吐出量が減少することがない。

【００２５】また、上記のような理由から空間Ｓ内の圧
力が高まることがないので、旋回スクロール３の端板３
ａを挟んで圧縮機構の内外の圧力差が小さくなることが
なく、背圧を利用したシールが十分に機能する。

【００２６】なお、本実施形態においては溝１３をフレ
ーム４側の合わせ面に形成したが、溝１３を固定スクロ
ール２側の合わせ面に形成しても構わない。

【００２７】本発明に係るスクロール型流体機械のその
他の実施形態を図３ないし図５に示して説明する。な
お、上記第１の実施形態において既に説明した構成要素
には同一符号を付して説明は省略する。図３に示す実施
形態では、固定スクロール２側の合わせ面に環状の膨出
部１４を設け、この膨出部１４をフレーム４の内側に嵌
合するようにして段付きの合わせ面を構成している。

【００２８】膨出部１４の外周面には周方向に沿って溝
１３があらかじめ形成されており、この溝１３にＯリン
グ１２を配設したうえで固定スクロール２にフレーム４
を固定することでシールがなされている。

【００２９】図４に示す実施形態では、図３と異なり、
溝１３を膨出部１４に嵌合するフレーム４の内側面に形
成している。

【００３０】図５に示す実施形態では、フレーム４の合
わせ面の内縁に沿って段１５を形成し、固定スクロール
２側の合わせ面は段１５に向き合う部分を面取りしてお
き、この面取り部１６と段１５との間に生まれる空隙に
Ｏリング１２を配設するｋとでシールがなされている。

【００３１】いずれの実施形態においても上記第１の実
施形態と同様の効果が得られることがいうまでもない
が、フレーム４によって区画される空間Ｓの内外に圧力
差が生まれることを考慮すれば、合わせ面が平面である
第１の実施形態よりも、合わせ面が段状に形成される図
３ないし図５に示した実施形態のほうが好適であるとい
える。

【００３２】なお、上記各実施形態では、シール部材と
してゴム製のＯリングを採用したが、シール部材にはこ
れ以外にも公知のものを使用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るスク
ロール型流体機械によれば、固定スクロールとフレーム
との合わせ面にシール部材を配設することにより、圧縮
機構の内外に圧力差が生じても空間が隙間なく封止さ
れ、被搬送流体の流入が阻まれるので、圧縮機の吸込量
や吐出量が減少することがない。また、上記のような理
由から空間内の圧力が高まることがないので、旋回スク
ロールの端板を挟んで圧縮機構の内外の圧力差が小さく
なることがなく、背圧を利用したシールが十分に機能す
る。これにより、吸込量や吐出量の減少、シール性の低
下による圧縮効率の低下といった現象が防止されるの
で、当該圧縮機の性能低下を未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施形態を示す図であっ
て、スクロール型圧縮機の側断面図である。

【図２】 圧縮機構の要部を示す断面図である。

【図３】 本発明に係る第２の実施形態を示す図であっ
て、圧縮機構の要部を示す断面図である。

【図４】 本発明に係る第３の実施形態を示す図であっ
て、圧縮機構の要部を示す断面図である。

【図５】 本発明に係る第４の実施形態を示す図であっ
て、圧縮機構の要部を示す断面図である。

【図６】 従来のスクロール型圧縮機の一例を示す側断
面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ 固定スクロール ３ 旋回スクロール ４ フレーム ５ シャフト ６ モータ ７ 自転阻止機構 ８ 吸入管 ９ 吐出管 １２ Ｏリング（シール部材） １３ 溝 Ｓ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 佳純 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町３丁目１ 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AB03 BB16 BB42 CC03 CC09 CC19 3H039 AA03 AA04 AA12 BB15 BB28 CC03 CC31 CC33

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、該ハウジングの内部に固
   定された固定スクロールと、該固定スクロールに噛み合
   わされた旋回スクロールと、前記固定スクロールとの間
   で空間を画成するとともに該空間内で前記旋回スクロー
   ルを旋回運動可能に支持するフレームとを備え、前記旋
   回スクロールによって２分される前記空間のうち前記旋
   回スクロールの背面側に高圧の被搬送流体を導入するこ
   とによって前記固定スクロールに前記旋回スクロールを
   押し付けるスクロール型流体機械であって、 前記固定スクロールと前記フレームとの合わせ面にシー
   ル部材が配設されていることを特徴とするスクロール型
   流体機械。
2. 【請求項２】 前記固定スクロールまたは前記フレーム
   のいずれか一方に前記合わせ面に沿って溝が形成され、
   該溝に前記シール部材が配設されていることを特徴とす
   る請求項１記載のスクロール型流体機械。