JP2009013912A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】旋回スクロールと固定スクロールの摺動部に、旋回スクロールを引き離す力を発生することがなく十分な潤滑油を供給することができるスクロール圧縮機を提供すること。
【解決手段】本発明のスクロール圧縮機は、固定鏡板１０ａ外周で旋回鏡板１１ａと摺動する面に一端が背圧制御機構６１に開口させるとともに他端を圧縮室３２の吸入工程に開口させた油溝２６を設けたものであり、これにより旋回スクロール１１を引き離す力を発生することがなく十分な潤滑油を供給することができるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば空気調和機等の冷凍空調分野において、冷媒ガスを圧縮するためのスクロ−ル圧縮機に関するものである。

従来、この種のスクロ−ル圧縮機は、固定羽根と固定鏡板とを有する固定スクロールと、旋回羽根と旋回鏡板とを有する旋回スクロールと、前記固定羽根と前記旋回羽根を噛み合わせによって発生する軸方向ガス力に対抗して旋回スクロールの背面に圧力を付与し、旋回スクロールを固定スクロールに押し付けて両スクロール部品の端面におけるシール作用を維持するとともに、固定スクロールの端板外周の摺動部に旋回スクロールの旋回運動にて潤滑油を供給する油溝を設けたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来のスクロ−ル圧縮機の油溝構造を示す平面図を示すものである。図４に示すように、環状の給油溝１０１に一端が開口した円弧状の油溝１０２が固定スクロール１０３に設けられ、旋回スクロールの旋回運動によって円弧状の油溝１０２に潤滑油の粘性によるポンプ作用が働くことで潤滑油を摺動面に供給する構成となっている。
特開平７−２０８３５６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、油溝１０２への給油が旋回スクロール（図示せず）の旋回運動による潤滑油の粘性によるポンプ作用で行われるため、圧縮機の低速運転時には必要な給油量が確保できないという課題を有していた。

また、油溝１０２には旋回スクロールの背面の圧力に対してポンプ作用による圧力が加わるため、旋回スクロールを固定スクロール１０３から引き離す力として旋回スクロールに働くことで不安定な運転が発生してしまうという課題を有していた。

本発明は、上記点に鑑み、低速運転時においても十分な潤滑油を旋回スクロールと固定スクロールとの摺動面に供給することで、信頼性の高い密閉型圧縮機を提供することを目的とする。

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、旋回スクロールの背面の圧力を制御する圧力調整機構を固定スクロールに設け、固定スクロールの鏡板外周の摺動面に一端を圧力調整機構に開口させるとともに他端を圧縮室の吸入領域に開口させた油溝を設けたものである。

これにより、圧縮機の低速運転時においても潤滑油を旋回スクロールと固定スクロールとの摺動面に十分な潤滑油を油溝に供給することができるとともに、旋回スクロールを固定スクロールから引き離す力が発生しないため安定な運転ができる。

本発明のスクロール圧縮機は旋回スクロールと固定スクロールの摺動部に十分な潤滑油を供給することができるとともに、旋回スクロールを引き離す力を発生することがないため信頼性が向上するスクロール圧縮機を提供することができる。

第１の発明は、旋回スクロールの背面の圧力を制御する圧力調整機構を固定スクロールに設け、固定スクロールの端板外周の摺動面に一端を圧力調整機構に開口させるとともに他端を圧縮室に開口させた油溝を設けたことにより、旋回スクロールと固定スクロールの摺動部に十分な潤滑油を供給することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の油溝の他端を圧縮室の吸入領域に開口させることにより、旋回スクロールを引き離す力が発生しないため安定な運転が確保できる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明の密閉型圧縮機に高圧ガスを冷媒とすることを特徴とする。例えば、二酸化炭素など高圧ガスを冷媒とすることにより、高圧側と低圧側の差圧が大きくなるため旋回スクロールを固定スクロールに押付ける力が大きくなり摺動部の潤滑性が要求されるが、本発明により信頼性が高いスクロール圧縮機を提供することができる。

第４の発明は、特に、第３の発明のスクロール圧縮機を運転回転数可変型とすることを特徴とすることにより、低速運転時の厳しい潤滑状態においても旋回スクロールと固定スクロールの摺動部に十分な潤滑油を供給することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態におけるスクロール圧縮機の断面図、図２は本発明の実施の形態における固定スクロールの油溝構造を示す平面図、図３は本発明の実施形態における背圧制御弁の要部断面図を示すものである。

密閉容器１内に、圧縮機構部２とこれを駆動する電動機３が上下に配置されている。電動機３は密閉容器１の内側に焼き嵌めや溶接などして固定された固定子４と、この固定子４の内側に回転自在に位置する回転子５とからなり、この回転子５には駆動軸６が貫通状態で結合されている。この駆動軸６の上向きとなっている一端は圧縮機構部２の一部を構成する固定部材としての主軸受部材７に固定された軸受８により回転自在に支持されている。駆動軸６の軸受８により支持されている側の先端には駆動軸６に対して偏心運動を行うクランク軸９が備えられている。

一方、圧縮機構部２は、固定鏡板１０ａからうず巻き状の固定羽根１０ｂが立ち上がった固定スクロール１０と旋回鏡板１１ａからうず巻き状の旋回羽根１１ｂが立ち上がった旋回スクロール１１とを向かい合わせに噛み合わせて双方間に複数の圧縮室３２を形成し、固定スクロール１０を主軸受部材７に固定するとともに、これらの間に旋回スクロール１１を挟み込んで主軸受部品７により自転防止機構１２を介しバックアップしている。

この状態で、旋回スクロール１１の自転を自転防止機構１２により防止しておいて、クランク軸９により旋回スクロール１１をこの旋回スクロール１１に接合した旋回軸受１３を介して円軌道に沿った旋回運動のみをさせる。これによって、圧縮室３２は容積を減少させながら例えば周辺部から旋回羽根１１ｂと固定羽根１０ｂの中心に向かって移動されながら、固定スクロール１０の周辺部に設けた吸入孔１４から冷媒ガス等を吸入し、圧縮する。圧縮した冷媒ガス等は固定スクロール１０の中心部にある吐出孔１５を通り、密閉容器１内の空間１６に吐出される。密閉容器１内に吐出された冷媒ガスは電動機３の細部を通ってこれを冷却した後、吐出管１７を経て密閉容器１外に吐出され冷凍サイクルに供給される。この冷凍サイクルを経た冷媒ガスは吸入管１８を経て吸入孔１４に戻され、以降繰り返し利用される。

また、駆動軸６の下向きとなる他端側は密閉容器１内に焼き嵌めや溶接などして固定された副軸受部品３６に設けられた副軸受１９によって回転自在に支持されており、駆動軸６の他端側の先端には容積型のポンプ２０を用いた潤滑機構３７を備えている。この潤滑機構３７は、ポンプ２０により潤滑油貯留部２１から潤滑油を吸入して駆動軸６の中心に軸方向に設けられた給油通路２２を通じクランク軸９の上部に位置する旋回スクロール１１の中央部背面に位置する潤滑油溜まり２３に供給する。この潤滑油溜まり２３への潤滑油の供給圧は圧縮機構部２の吐出圧とほぼ同等に設定されている。

潤滑機構３７は、潤滑油溜まり２３に供給した潤滑油を旋回軸受１３の潤滑および冷却した後、今１つの潤滑油溜まり２４を経て軸受８を潤滑する潤滑経路を有し、潤滑経路での潤滑後の潤滑油は主として供給圧や重力により圧縮機構部２の下部に滲み出して潤滑油貯留部２１に戻り再循環を行う。潤滑機構３７は、さらに、潤滑油溜まり２３に供給された潤滑油の一部を旋回スクロール１１の背面室６０に収納される自転防止機構１２と主軸受部品７および旋回スクロール１１との間の摺動部に絞り部２５を通じて供給した後、固定スクロール１０に設けた圧力調整機構６１に流入する。この圧力調整機構６１は開閉弁６１ａとバネ６１ｂで構成されており、圧力調整機構６１に流入した潤滑油は開閉弁６１ａを通過した後、固定スクロール１０の固定鏡板１０ａに設けられた油溝２６の一端に流入する。油溝２６に流入した潤滑油は一部が旋回スクロールと固定スクロールの摺動面を潤滑に供給され、残りの大部分の潤滑油は油溝２６の他端は圧縮室３２に開口しているため、圧縮室３２に流入し冷媒ガスと混合する。冷媒ガスと混合された潤滑油は冷媒ガスとともに密閉容器１内に吐出されて、冷媒ガスから分離された後潤滑油溜め部２１に戻る。また、密閉容器１内の冷媒ガスは吐出管１７より密閉容器１外に吐出され冷凍サイクルに供給された後、吸入管１８を経て吸入孔１４より圧縮室３２に再び戻ってくる。

また、油溝２６の他端を圧縮室３２の吸入工程に開口した場合、油溝２６の圧力はほぼ吸入圧力と等しくなるため旋回スクロール１１の固定スクロール１０から引き離す力は発生しないため安定した運転が可能となる。

また、例えば二酸化炭素などの高圧ガスを冷媒とした場合、圧力差が大きくなることで旋回スクロールを固定スクロールに押付け力が大きくなるが、上記実施例の構成によれば、油溝１０ｂから摺動部に確実に潤滑油を供給することができるため、信頼性の高いスクロール圧縮機を実現できる。

また、スクロール圧縮機を運転周波数可変型にした場合、低速運転時においても上記実施例の構成によれば、油溝２６に供給される潤滑油量は絞り部２５を通過した全量が供給されるため摺動部に確実に潤滑油を供給することができ、信頼性の高いスクロール圧縮機を実現できる。

以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、旋回スクロールと固定スクロールの摺動部に確実に潤滑油を供給することができ、また旋回スクロールには固定スクロールから引き離す力が発生しないため安定な運転が可能となるので、例えば空気調和機等の冷凍空調分野において、冷媒ガスを圧縮するためのスクロ−ル圧縮機等に有用である。

本発明の実施形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図 本発明の実施形態における固定スクロールの油溝構造を示す平面図 本発明の実施形態における圧力調整機構の構造を示す要部断面図 従来のスクロール圧縮機の油溝構造を示す平面図

符号の説明

１０ 固定スクロール
１０ａ 固定鏡板
１０ｂ 固定羽根
１１ 旋回スクロール
１１ａ 旋回鏡板
１１ｂ 旋回羽根
２６ 油溝
３２ 圧縮室
６０ 背面室
６１ 圧力調整機構

Claims (4)

1. 固定羽根と固定鏡板とを有する固定スクロールと、旋回羽根と旋回鏡板とを有する旋回スクロールと、前記固定羽根と前記旋回羽根を噛み合わせて形成した複数の圧縮室と、前記旋回スクロールの前記旋回羽根面と反対側に設けられた背面室と、前記背面室をシール部材によって区画した高圧空間および中間圧空間と、前記高圧空間に供給された潤滑油を前記中間圧空間に供給する給油手段と、前記中間圧空間に供給された潤滑油を前記圧縮室に供給し前記背面室の圧力を一定値に維持する圧力調整機構を有し、前記固定鏡板で前記旋回鏡板と摺動する部分に油溝を設け、この油溝の一端が前記圧力調整機構に連通するとともに他端が前記圧縮室に連通したスクロール圧縮機。
2. 油溝の一端が圧力調整機構に連通するとともに、他端が圧縮室の吸入圧力領域に連通した請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 二酸化炭素を冷媒とした請求項１または２に記載のスクロ−ル圧縮機。
4. 圧縮機の運転を回転数可変とした請求項１から３いずれか１項に記載のスクロール圧縮機。

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