JP2009097357A - 密閉形スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】旋回スクロール11の端板31と固定スクロール17の端板19との摺動面における固定スクロール側の摺動面102に渦巻曲線の油溝109を形成し、該油溝109は固定スクロール17の渦巻き溝103の最外壁107の外側に該最外壁107の渦巻曲線に沿ってほぼ3/4周にわたり、さらに両端が閉塞し、一端側を吸入口27から隔てて位置して形成され、旋回スクロール11に設けられた給油口113から旋回運動に伴って油溝109内に間欠的に潤滑油を供給する。
【選択図】図3
Description
しかし、油溝の一端または両端が開放しているものは、開口部から油溝内に潤滑油が入りやすいがまた排出もされやすく、油溝内に潤滑油が保持されることがない。このため、停止後の再起動時や供給量が減少したときには給油不足となりやすい、また一端から供給する構成では、他端が開放している構造でも距離が長い場合には、他端まで行き着きにくく、他端部域の潤滑性が十分得られない問題を有している。
例えば、旋回スクロールまたは固定スクロールの端板に両端を閉じた油溝を形成して、該油溝に、間欠的に潤滑油を供給する構造について、特開平6−307354号公報(特許文献1)に示されている。
該油溝109の一端側のB部を吸入口27から隔てて、例えば、略1/4周隔てて位置し、他端側のC部を渦巻曲線の下流側における前記吸入口27の近傍に位置して設置されるため、吸入口27に近い位置から油溝を設置すると油溝109内に供給する高圧の潤滑油が低圧の圧縮室内に圧力差によって流出しやすく潤滑油が消費されやすいが、略1/4周離すことでこのような潤滑油の圧縮室内部への多量の流出を低減することができる。
以上のように、潤滑油の消費を抑えて潤滑油を摺動面に保持して広範囲に行きわたらせて良好な潤滑性を得ることができる。
かかる構成によれば、油溝がほぼ固定スクロール翼の厚の距離だけ渦巻き溝最外壁の外側に位置して形成されるため、潤滑性とシール性が向上する効果がある。
すなわち、圧縮ガスの漏れに対するシール性から言えば、最外壁の渦巻曲線に近いほどよいが、あまり近いと高圧の潤滑油が圧縮室内に流入して潤滑油が摺動面に保持され難くなる。また、逆に離れ過ぎて外側に配置されると旋回スクロール端板の外縁との距離が短くなるか、または旋回スクロール端板で覆われなくなり油溝の潤滑油が吸入空間に流出して油溝と渦巻き溝間の摺動面が潤滑不良を起こすことになる。このため、端板によって常に覆われずに開放されてしまうので旋回スクロールの端板の外径を大型化しなければならない。
給油口から供給される潤滑油は高圧潤滑油であるので、吸入側ないしはそれに近い圧縮室側に設置されている油溝からは圧縮室へ漏れ出る量が多く、それより中央に移動して圧力が上昇した圧縮室側に近い油溝からは圧縮室へ漏れ出る量が少なくなる傾向にある。
従って、旋回スクロールの供給口の位置を油溝全長の低圧側に設定すると、低圧側の油溝に多く流れて、圧力が上昇する側には行き届かないおそれがある。
しかし、かかる発明によれば、給油口の位置を全長の圧力が上昇する側、すなわち渦巻き中心に近い閉塞端からほぼ1/3の位置に設けることによって、圧縮室内の圧力を考慮して油溝の両端部分まで均等にバランスよく潤滑油を供給できる。
さらに、アンモニア冷媒は、フロン冷媒に比べて、油への溶け込みが少なく潤滑油の粘度低下が生じにくく、フロン冷媒を用いるものに比べて油溝の内部に潤滑油が保持されやすい。このため、前記断面積を大きくとっても油溝内に潤滑油が保持されてシール性、摺動性が良好に保たれる。
密閉ケース2内の上方寄りに、密閉ケース2内を上下に仕切るようにフレーム部材7が中ケース6の内部に取付けられている。
そして、フレーム部材7の上方にはスクロール圧縮機構部(圧縮機構部)9が配置され、下方にはスクロール圧縮機構部9を構成する旋回スクロール11に旋回運動の回転力を与えるモータ13が配置されている。さらに、密閉ケース2の底部には潤滑油が収容されるようになっていて、底部に貯留された潤滑油を汲み上げる給油ポンプ15がモータ13の下方に配置されている。
また、図1に示すように、駆動軸41の下端部には、給油ポンプ15が接続されていて、この給油ポンプ15で潤滑油をパイプ47によって汲み上げて、駆動軸41の軸中心部を貫通して設けられた貫通油路49を介して前記クランク部45の上端から軸受ボス部35の上部に放出するようになっている。
さらに、前記固定スクロール17の吸入口27には、吸入管65が上ケース5を貫通して設けられ、中ケース6にはケース内の高圧ガスを吐出する吐出管67が設けられている。
まず、モータ13に給電すると、駆動軸41が回転を開始する。そして、回転力が旋回スクロール11に伝えられる。
旋回スクロール11の軸受ボス部35は駆動軸41に対して、偏心したクランク部45と嵌合しており、しかもオルダム機構38によって支持されているため、この旋回スクロール11は自転の伴わない旋回運動を行う。
従って、旋回スクロール11に植設された旋回スクロール翼33も旋回運動を行い、この旋回運動に伴って、旋回スクロール翼33と固定スクロールの渦巻き溝103との間に形成された圧縮室37が周期的に小さくなり、吸入管65を介して吸入されたガスが圧縮されて吐出口25から吐出されて、密閉ケース2内の上方に吐出されてからフレーム部材7の周囲に形成された図示しない連通孔を通って下方側に流れて密閉ケース2内のフレーム部材7の下方の空間内に高圧ガスが貯留され、吐出管67から外部へ排出される。
図3は、固定スクロール17を下面、すなわち摺動面102側からの見た図面であり、固定スクロール翼23が渦巻曲線状に形成され、その渦巻形状の固定スクロールの翼23間には旋回スクロール翼33が嵌り合う渦巻状の渦巻き溝103が形成されている。
この渦巻き溝103の入口は吸入口27に繋がり、出口は吐出口25に繋がっている。
また、渦巻き溝103の最外壁107の外側に渦巻き溝103の最外壁107の渦巻曲線に沿ってほぼ3/4周の油溝109が形成されている。
B部の位置は、例えばほぼ1/4周離れた位置にあり、またC部の位置は渦巻き溝の始端壁面から固定スクロール翼23の厚さtの1〜2倍離れて位置されている。
油溝109の全長は、図3に示すようにほぼ3/4周にわたって形成されているが、B部が吸入口27に近いと油溝109からの潤滑油が低圧の圧縮室内に流出しやすくなるのでほぼ1/4周離れ、またC部について、あまり吸入口27に近すぎると圧縮室は高圧側に位置しているが吸入口27の低圧の影響を受けて潤滑油が吸入口27に流出してしまうため固定スクロール翼23の厚さtの1〜2倍離れて位置されている。
また、油溝109の内縁の形状は、ほぼ固定スクロール翼23の厚さtの距離だけ渦巻き溝103の最外壁107の渦巻曲線の外側に位置して形成されている。
さらに、油溝109の断面形状は、矩形ないし半円弧形状であり、その幅と深さがほぼ同程度に形成されている。
(a)図は旋回スクロール渦巻き外壁と固定スクロール渦巻き溝外壁間で形成される作動室が最大密閉空間を形成し、吸入が完了し圧縮行程開始の状態を示している。この状態から軸が90°ピッチで回転して圧縮動作が進む状態を順に(b)、(c)、(d)に示している。
油溝と給油口が連通している区間は(a)から(b)のおよそ90°の間である。また、旋回スクロール11の端板31が油溝109に最接近している(d)と吸入通路となる固定スクロール17の渦巻き溝103に最接近している(c)とでは、油溝109、渦巻き溝103それぞれと端板31の外径との距離をおよそ等しく一定値以上を保っている。
この給油口113の旋回状態の軌跡は、図3のD矢印で示すように一定の周期で油溝109と交差するように旋回して、交差のときに潤滑油が供給される。
しかも、油溝109の長さがほぼ3/4周と長いため、短い油溝に比べて間欠的な供給による潤滑油の保持効果が大きくなる。すなわち、長いとそれだけ吸入側となる低圧空間近傍まで延びた油溝端部まで潤滑油が行き渡るのに時間を要するために油溝内に滞留する時間が増えて短い油溝よりも多くの潤滑油を油溝内に保持することができ間欠供給の保持効果を増大することができる。
すなわち、油溝109の内縁が渦巻き溝の最外壁107にあまりに近いと大半の潤滑油が圧縮室内に流入して油溝109より外側の摺動面が潤滑不良を起こすことになり、逆に離れ過ぎて外側に配置されると旋回スクロール端版の外縁との距離が短くなるか、旋回スクロール端版31の外縁からはみ出てしまい潤滑油が旋回スクロール端板31の外側空間に流出して油溝と渦巻き溝間の摺動面が潤滑不良を起こすことになる。このため、端板によって常に覆われずに開放されてしまうので旋回スクロールの端板の外径を大型化しなければならない。
従って、油溝の内縁を渦巻き溝から固定スクロール翼のおよそ厚t外側に離して設けることで、潤滑性とシール性がともに達成できる。
すなわち、低圧縮室側に設置されている油溝109からは圧縮室へ漏れ出る量が多く、高圧縮室側に設置されている油溝109からは圧縮室へ漏れ出る量が少ない傾向があるので、旋回スクロールの供給口の位置を油溝全長の低圧側に設定すると、低圧側の油溝に多く流れて、高圧側には行き届かないおそれがあるが、本実施形態のように、給油口113の位置を全長の高圧側からほぼ1/3の位置に設けることによって、圧縮室内の圧縮圧力の高低差を考慮して油溝の両端部分まで均等にバランスよく潤滑油を供給できる。
2 密閉ケース
7 フレーム部材
9 スクロール圧縮機構部(圧縮機構部)
11 旋回スクロール
17 固定スクロール
19、31 端板
23 固定スクロール翼
33 旋回スクロール翼
103 渦巻き溝
107 最外壁
109 油溝
111 油路
113 供給口
Claims (5)
- 密閉ケース内に端板上に設けた渦巻状の固定スクロール翼から形成される渦巻き溝を有する固定スクロールと、端板上に渦巻状の旋回スクロール翼としての渦巻き翼を有する旋回スクロールとを組み合わせて、前記旋回スクロールを固定スクロールに対して自転防止機構を介して旋回運動をなすことによって、前記固定スクロールの渦巻き溝と旋回スクロールの渦巻き翼とによって形成される圧縮室の容積を減少させてガスを圧縮して、該圧縮ガスを中心部から吐出するように構成した密閉形スクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールの端板と固定スクロールの端板との摺動面における前記固定スクロール側の摺動面に、渦巻曲線で形成される前記渦巻き溝の最外壁の外側に該最外壁の渦巻曲線に沿ってほぼ3/4周の油溝を形成し、該油溝は両端が閉塞し一端側を吸入口から隔てて位置し、そこから渦巻曲線に沿って内側に入った他端側を前記吸入口手前の近傍に位置し、前記油溝は前記旋回スクロールの端板によって常に覆われると共に、旋回スクロールに設けられた給油口から旋回運動に伴って前記油溝内に間欠的に潤滑油が供給されることを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。 - 前記油溝の内縁はほぼ固定スクロール翼の厚さの距離だけ前記渦巻き溝の最外壁から外側に位置して形成されることを特徴とする請求項1記載の密閉形スクロール圧縮機。
- 前記給油口が前記油溝の全長の渦巻き中心に近い閉塞端からほぼ1/3の位置に設けられることを特徴とする請求項1記載の密閉形スクロール圧縮機。
- 前記油溝の断面形状は、矩形ないし半円弧形状であり、その幅と深さがほぼ同程度であることを特徴とする請求項1記載の密閉形スクロール圧縮機。
- 前記圧縮ガスにアンモニア冷媒を用いることを特徴とする請求項1記載の密閉式スクロール圧縮機。
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