JP2009281377A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】背圧室と圧縮室を間欠的に連通させることで背圧を制御しているスクロール圧縮機において、高圧領域から背圧室へ過剰なオイルが供給されると、旋回スクロールに過剰な背圧が印加されるためスラスト荷重が増大し、性能悪化や信頼性悪化を引き起こすことになる。
【解決手段】高圧領域３０から背圧室２９へ間欠的にオイルを進入させ、背圧室２９から圧縮室１５へ間欠的にオイルを進入させることで、背圧室２９へ過剰なオイル６が供給されることがないため、安定した背圧の印加が可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられるスクロール圧縮機に関するものである。

従来、冷凍空調機や冷凍機に用いられるスクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行うものである。作動流体は旋回スクロールの旋回運動に伴い徐々に圧縮され、中心部に向かうに従い高圧状態となるため、旋回スクロールには固定スクロールから引き離される方向に離反力が働く。その結果、旋回スクロールと固定スクロールには隙間が生じるため、圧縮途中の漏れが発生し、性能悪化を引き起こしてしまう。この対策として、旋回スクロールの背面に中間圧力を印加させ、固定スクロールからの離反を防止する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

図９は特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図である。旋回スクロール３の端板に設けられ、圧縮室１４側に開口する圧縮室側開口部２２ｃから背圧室１２に開口する背圧室側開口部２２ｂへ連通する連絡通路２２を備え、旋回スクロール３の旋回運動に伴い、圧縮室側開口部２２ｃが固定スクロール２の端板で開閉されることで連絡通路２２の連通及び閉塞が行われる。この連通及び閉塞の動作により、背圧室１２の圧力を所定の圧力である中間圧力に維持している。
特開２００７−２７０６９７号公報

前記従来の構成では、背圧室１２への給油に関しては何ら開示されていない。背圧室１２にはオルダムリングに代表されるような自転拘束機構８が配置されているため、潤滑のためのオイルが必要となるが、通常はオイル溜りのオイルを導いて背圧室１２へと供給する。しかしオイル溜りのオイルは高圧状態であるため、大量に供給すると背圧室１２の圧力が高くなり、旋回スクロール３に過剰な背圧が印加される恐れがある。過剰な背圧が印加された場合には、スラスト荷重が増大するため、性能悪化や信頼性悪化を引き起こすという課題を有していた。

本発明は前記従来の課題を解決するもので、高圧領域と背圧室、背圧室と圧縮室のそれぞれの連通のタイミングを規制することで、過剰な背圧を防止し、安定した背圧の印加が可能となるスクロール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、鏡板から渦巻き状のラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの背面には高圧領域と背圧室を形成し、自転拘束機構による規制により旋回スクロールが円軌道に沿って所定の旋回半径で旋回することで、圧縮室が容積を変えながら中心に向かって移動し、吸入、圧縮、吐出の一連の動作を行うスクロール圧縮機において、高圧領域と背圧室を間欠的に連通させる第１の経路と、背圧室と圧縮室を間欠的に連通させる第２の経路を設けたものである。

かかる構成によれば、過剰な背圧を防止し、安定した背圧の印加が可能となる。また高圧領域から背圧室へのオイル供給量を連通比率でコントロールできるため、細孔等による絞りの必要性もなく、異物噛み込みや閉塞の課題も解消でき、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

本発明のスクロール圧縮機は高圧領域と背圧室、背圧室と圧縮室をそれぞれ間欠連通させることで、過剰な背圧を防止し、安定した背圧の印加が可能となる。また高圧領域から背圧室へのオイル供給量を連通比率でコントロールできるため、細孔等による絞りの必要性もなく、異物噛み込みや閉塞の課題も解消でき、高効率かつ高信頼性を実現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、鏡板から渦巻き状のラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールの背面には高圧領域と背圧室を形成し、自転拘束機構による規制により旋回スクロールが円軌道に沿って所定の旋回半径で旋回することで、圧縮室が容積を変えながら中心に向かって移動し、吸入、圧縮、吐出の一連の動作を行うスクロール圧縮機であって、高圧領域と背圧室を間欠的に連通させる第１の経路と、背圧室と圧縮室を間欠的に連通させる第２の経路を設けたものである。この構成によれば、過剰な背圧を防止し、安定した背圧の印加が可能となる。また高圧領域から背圧室へのオイル供給量を連通比率でコントロールできるため、細孔等の絞りの必要性もなく、異物噛み込みや閉塞の課題も解消でき、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明のスクロール圧縮機における第２の経路の連通比率が第１の経路の連通比率に対し同等以上としたものである。この構成によれば、１回転のうち高圧領域から背圧室へオイルを供給している区間より、背圧室から圧縮室に連通している区間のほうが長いため、背圧室の圧力が異常上昇する恐れがない。すなわち、旋回スクロールに対し過剰背圧の印加がないため、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明のスクロール圧縮機における第２の経路が連通しているときのみ、第１の経路が連通したものである。この構成によれば、高圧領域から背圧室へオイルを供給している間は、必ず圧縮室に連通しているため、背圧室にオイルが溜まりこむこともなく、背圧が異常上昇する恐れもない。すなわち、旋回スクロールに対し過剰背圧の印加がないため、高効率かつ高信頼性を実現する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１から第３のいずれか１つの発明のスクロール圧縮機における背圧室が第２の経路を介して、対で形成される圧縮室のうち一方の部屋にのみ連通したものである。この構成によれば、背圧室は一方の圧縮室にしか連通しないため、１回転あたりの背圧の変動が小さく、結果として所定の背圧に設定することが容易となる。また安定状態では背圧室から圧縮室への逆流の恐れもないので、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第５の発明は、特に第１から第４のいずれか１つの発明のスクロール圧縮機における第２の経路における最小経路断面積が、第１の経路における最小経路断面積より大きくしたものである。この構成によれば、背圧室へのオイル流入抵抗に対し、背圧室からのオイル流出抵抗を小さくできるため、背圧室の圧力は高圧の変動に関わらず、圧縮室の圧力に依存させることができる。すなわち、旋回スクロールに対し過剰背圧の印加がないため、高
効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第６の発明は、特に第１から第５のいずれか１つの発明のスクロール圧縮機における旋回スクロールの背面にシール部材を配置することで、高圧領域と背圧室に仕切ったものである。この構成によれば、高圧領域から背圧室への圧力の漏れ込みを防止できるので、背圧室へのオイル流入は第１の経路のみで制御することができる。すなわち所定の背圧に設定することが容易になると同時に、安定した背圧が印加できるので、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第７の発明は、特に第６の発明のスクロール圧縮機における第１の経路の一開口端が、シール部材を往来する構成としたものである。この構成によれば、第１の経路の一開口端が高圧領域と背圧室を往来することになるが、第１の経路の両開口端で圧力差が生じたときのみ背圧室へとオイルは供給される。すなわち、オイル供給は開口端がシール部材を往来する割合で調整できるため、細孔等の絞りの必要性もなく、異物噛み込みや閉塞の課題も解消でき、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第８の発明は、特に第１から第７のいずれか１つの発明のスクロール圧縮機における第２の経路が、背圧室から旋回スクロールの内部を経てラップ先端へと通じる第１の制御経路と、固定スクロールのラップ溝底面に形成された凹部から構成され、旋回運動によって第１の制御経路が凹部に間欠的に開口したものである。この構成によれば、第２の経路と固定スクロールのラップ溝底面に形成された凹部により、任意の圧縮室に背圧室を連通させることができる。圧縮機はその用途によって必要な背圧が異なるが、本構成では吸入圧力から吐出圧力までの間であれば、いかなる背圧であっても調整が可能となるので、用途に合わせた高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第９の発明は、特に第１から第７のいずれか１つの発明のスクロール圧縮機における第２の経路が、背圧室から旋回スクロールの内部を経てラップ側鏡板面へと通じる第２の制御経路で構成され、旋回運動によって第２の制御経路が固定スクロールのラップ溝に間欠的に開口したものである。この構成によれば、第２の経路が固定スクロールのラップ外周部及びラップ溝を往来することで、背圧室と圧縮室を連通させることになる。第２の経路を構成する要素としては、旋回スクロールに形成した第２の制御経路のみであるため、寸法公差の影響が小さい。すなわちラップ溝への開口のばらつきが抑制され、その結果背圧の変動も抑制されるので、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第１０の発明は、特に第１から第９のいずれか１つの発明のスクロール圧縮機に相溶性の冷凍機油を用いたものである。この場合、高圧領域から背圧室へオイルが供給された時点でオイルは減圧するため、オイルに溶け込んでいた作動流体が発泡する。その結果、背圧室には気体状態となった作動流体が存在するため、万一背圧室の流入と流出のバランスが崩れたとしても、その気体が圧縮され、極端な背圧上昇には至らない。すなわち旋回スクロールに対し過剰背圧の印加がないため、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

第１１の発明は、特に第１から第１０のいずれか１つの発明のスクロール圧縮機における作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである。この場合、特に動作圧力が高いため、変動が少なく、安定した背圧が求められる。すなわち本発明の効果が顕著に現れ、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

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、本発明の第１の実施の形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図、図２は図１の圧縮機構部の要部拡大断面図である。以下、本発明の第１の実施の形態に係るスクロール圧縮機について、その動作、作用を説明する。

図１、図２に示すように、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸４の主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした固定スクロール１２との間に、固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２を構成し、旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間に旋回スクロール１３の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転拘束機構１４を設けて、クランク軸４の上端にある偏心軸部４ａにて旋回スクロール１３を偏心駆動することにより旋回スクロール１３を円軌道運動させ、これにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１外に通じた吸入パイプ１６及び固定スクロール１２の外周部の吸入口１７から冷媒ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール１２の中央部の吐出口１８からリード弁１９を押し開いて密閉容器１内に吐出させることを繰り返す。

旋回スクロール１３のラップ上面１３ｃには、運転中の温度分布を測定した結果をもとに、中心部である巻き始め部から外周部である巻き終わり部にかけて、徐々にハネ高さが高くなるようにスロープ形状が設けられている。これにより熱膨張による寸法変化を吸収し、局所摺動を防止することができる。

また旋回スクロール１３の背面１３ｅには、高圧領域３０と、高圧と低圧の中間圧に設定された背圧室２９が形成されている。この背面１３ｅの圧力付加により旋回スクロール１３は固定スクロール１２に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。

圧縮機運転中は、クランク軸４の下端にはポンプ２５が設けられ、スクロール圧縮機と同時に駆動される。これによりポンプ２５は密閉容器１の底部に設けられたオイル溜め２０にあるオイル６を吸い上げて、オイルフィルタ等で異物を除去した後、クランク軸４内を通縦しているオイル供給穴２６を通じて圧縮機構２に供給する。このときの供給圧は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は固定スクロール１２から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。

このように供給されたオイル６の一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部４ａと旋回スクロール１３との嵌合部、クランク軸４と主軸受部材１１との間の軸受部６６に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、オイル溜め２０へ戻る。高圧領域３０に供給されたオイル６の別の一部は、旋回スクロール１３に形成され、かつ高圧領域３０に一開口端を有する第１の経路５４を通って、自転拘束機構１４が位置している背圧室２９に進入し、スラスト摺動部及び自転拘束機構１４の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧室２９にて旋回スクロール１３の背圧を印加する。

また旋回スクロール１３には、背圧室２９に一開口端５５ａを有する第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａが形成されており、旋回スクロール１３の旋回運動に伴って、背圧室２９と圧縮室１５を間欠的に連通させる。図３は固定スクロール１２に旋回スクロール１３を噛み合わせた状態であり、位相を９０度ずつずらした図を図３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に示している。例えば図３に示す構成の場合、第２の経路５５と
しての第１の制御経路５５Ａの他方の開口端５５ｂを、固定スクロール１２のラップ溝底面１２ｃに形成された凹部１２ｄに周期的に開口させることで、間欠連通を実現させている。図３の（Ｂ）の状態で開口端５５ｂが凹部１２ｄに開口しており、この状態では第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａを通って背圧室２９から圧縮室１５へとオイルが供給される。これに対し図３の（Ａ）（Ｃ）（Ｄ）では、開口端５５ｂが凹部１２ｄに開口していないため、背圧室２９から圧縮室１５へとオイルが供給されることはない。以上のことから、第１の経路５４を通って背圧室２９に進入したオイル６は、第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａを通って圧縮室１５へと導かれ、圧縮時のシール性向上や潤滑性向上の役割を果たす。

ここで背圧室２９におけるオイル量について説明する。第１の経路５４を介して高圧領域３０から背圧室２９へと進入するオイル６と、第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａを介して背圧室２９から圧縮室１５へと進入するオイル６に関して、前者のオイル量が多い場合、背圧室２９には過剰なオイル６が供給されるため、圧力が上昇してしまう。その結果、旋回スクロール１３に過剰な背圧が印加される。過剰な背圧が印加された場合には、スラスト荷重が増大するため、性能悪化や信頼性悪化を引き起こすという課題がある。

そこで本実施の形態のスクロール圧縮機では、第１の経路５４及び第２の経路５５をそれぞれ間欠的に連通させる。具体的には第１の経路５４の一開口端５４ａを常時高圧領域３０に開口させ、旋回スクロール１３の背面１３ｅに形成された他方の開口端５４ｂを、高圧領域３０と背圧室２９を周期的に往来させるものである。これにより、背圧室２９へ過剰なオイル６が供給されることがないため、圧力の異常な上昇が防止できる。結果として、旋回スクロール１３への過剰な背圧が防止でき、安定した背圧の印加が可能となる。また高圧領域３０から背圧室２９へのオイル供給量を連通比率でコントロールできるため、第１の経路５４の通路径をオイルフィルタに対し１０倍以上の寸法で構成することが可能となる。これにより、通路に異物が噛み込んで閉塞する恐れがなくなるため、安定した背圧の印加と同時にスラスト摺動部及び自転拘束機構１４の潤滑も良好な状態を維持でき、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。なお、第１の経路５４は図２に示すように一開口端５４ａと他方の開口端５４ｂとを端部に有し、その途中の経路で連通している。

また第２の経路５５の連通比率を第１の経路５４の連通比率に対し同等以上とする。図４は旋回スクロール１３の位相に対し、第１の経路５４と第２の経路５５の連通状態を示した図である。図４に示すように、１回転のうち第１の経路５４が高圧領域３０から背圧室２９へ連通している区間より、第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａが背圧室２９から圧縮室１５に連通している区間を同等以上に設定するものである。この構成によると、第１の経路５４による背圧室２９へのオイル供給時間より、第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａによる背圧室２９からのオイル排出時間の方が長くなるため、背圧室２９の圧力が異常上昇する恐れがない。すなわち、旋回スクロール１３に対し過剰背圧の印加がないため、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

また第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａが連通しているときのみ、第１の経路５４を連通させる。図５は図４と同様、旋回スクロール１３の位相に対し、第１の経路５４と第２の経路５５の連通状態を示した図である。図５に示すように、１回転のうち第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａが背圧室２９から圧縮室１５に連通している区間の中で、第１の経路５４が高圧領域３０から背圧室２９へ連通しているように設定するものである。この構成によると、第１の経路５４による高圧領域３０から背圧室２９へオイル６を供給している間は、必ず第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａによっ
て背圧室２９から圧縮室１５に連通しているため、背圧室２９にオイル６が溜まりこむこともなく、背圧室２９の圧力が異常上昇する恐れもない。すなわち、旋回スクロール１３に対し過剰背圧の印加がないため、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

また第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａを介して、背圧室２９を対で形成される圧縮室１５のうち一方の部屋１５ａにのみ連通させる。これにより、背圧室２９は一方の圧縮室１５ａにしか連通しないため、１回転あたりの背圧の変動が小さく、結果として所定の背圧に設定することが容易となる。また安定状態では背圧室２９から圧縮室１５への逆流の恐れもないので、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

また第２の経路５５としての第１の制御経路５５Ａにおける最小経路断面積５５ｓを、第１の経路５４における最小経路断面積５４ｓより大きくする。これにより、背圧室２９へのオイル流入抵抗に対し、背圧室２９からのオイル流出抵抗を小さくできるため、背圧室２９の圧力は高圧の変動に関わらず、圧縮室１５の圧力に依存させることができる。すなわち、旋回スクロール１３に対し過剰背圧の印加がないため、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

また旋回スクロール１３の背面１３ｅにシール部材７８を配置することで、高圧領域３０と背圧室２９に仕切る。これにより、高圧領域３０から背圧室２９への圧力の漏れ込みを防止できるので、背圧室２９へのオイル流入は第１の経路５４のみで制御することができる。すなわち所定の背圧に設定することが容易になると同時に、安定した背圧が印加できるので、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

また第１の経路５４の一開口端５４ｂを旋回スクロール１３の背面１３ｅに形成し、シール部材７８を往来させ、他方の開口端５４ａは常時高圧領域３０に開口させておくことで間欠連通を実現させる。図６は固定スクロール１２に旋回スクロール１３を噛み合わせ、旋回スクロール１３の背面から見た状態であり、位相を９０度ずつずらした図を図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に示している。図６に示すように、シール部材７８で旋回スクロール１３の背面領域を内側の高圧領域３０と外側の背圧室２９に仕切っている。図６（Ｂ）の状態で一開口端５４ｂがシール部材７８の外側である背圧室２９に開口しているため、オイルが高圧領域３０から背圧室２９へ供給される。これに対し図６（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）では、一開口端５４ｂはシール部材７８の内側に開口しているため、オイルが高圧領域３０から背圧室２９へ供給されることはない。すなわち第１の経路５４の一開口端５４ｂが高圧領域３０と背圧室２９を往来することになるが、第１の経路５４の両開口端５４ａ、５４ｂで圧力差が生じたときのみ背圧室２９へとオイル６は供給される。この構成にすると、オイル供給は一開口端５４ｂがシール部材７８を往来する割合で調整できるため、第１の経路５４の通路径をオイルフィルタに対し１０倍以上の寸法で構成することが可能となる。これにより、通路に異物が噛み込んで閉塞する恐れがなくなるため、安定した背圧の印加と同時にスラスト摺動部及び自転拘束機構１４の潤滑も良好な状態を維持でき、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。なお本実施の形態では、第１の経路５４の他方の開口端５４ａが常時高圧領域３０にあり、一開口端５４ｂが高圧領域３０と背圧室２９を往来する場合を例として説明したが、第１の経路５４の他方の開口端５４ａが高圧領域３０と背圧室２９を往来し、一開口端５４ｂが常時背圧室２９にある場合でも、両開口端５４ａ、５４ｂで圧力差が生じるため、間欠連通が実現でき同様の効果が得られる。

（実施の形態２）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部断面図である
。図７において図２と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。図７に示すように、本実施の形態２のスクロール圧縮機では、第２の経路５５が、背圧室２９から旋回スクロール１３の内部を経てラップ側鏡板面１３ｆへと通じる第２の制御経路５５Ｂで構成され、旋回運動によって第２の制御経路５５Ｂが固定スクロール１２のラップ溝１２ｂに間欠的に開口したものである。図８は固定スクロール１２に旋回スクロール１３を噛み合わせた状態であり、位相を９０度ずつずらした図を図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順に示している。例えば図８に示す構成の場合、第２の経路５５としての第２の制御経路５５Ｂを構成する開口端５５ｂを、固定スクロール１２のラップ外周部１２ｆ及びラップ溝１２ｂを往来させることで、背圧室２９と圧縮室１５の間欠連通を実現させている。図８の（Ｂ）の状態では開口端５５ｂがラップ溝１２ｂに開口しており、この状態では第２の経路５５としての第２の制御経路５５Ｂを通って背圧室２９からラップ溝１２ｂを介して圧縮室１５へとオイルが供給される。これに対し図８（Ａ）、（Ｃ）、（Ｄ）では、開口端５５ｂがラップ外周部１２ｆに面していて、ラップ溝１２ｂに開口していないため、背圧室２９から圧縮室１５へとオイルが供給されることはない。通常、旋回スクロール１３と固定スクロール１２は、互いの渦巻きラップの芯を合わせた状態で組み立て、運転時の隙間の均一化を図っている。例えば第２の経路５５を構成する要素が２つの場合、それぞれの要素が各ラップに対して公差を持つことになるため、２つの要素分の寸法公差が影響してくる。つまり、第２の経路５５の開口比率の範囲が拡大し、開口が最小の場合と最大の場合で、背圧変動や性能ばらつきが発生してしまう。これに対し本実施の形態に示すように、第２の経路５５を構成する要素が１つの場合、寸法公差の影響は１つの要素分のみとなる。すなわち開口比率の範囲が縮小し、その結果背圧変動や性能ばらつきも抑制されるので、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

また相溶性の冷凍機油を用いることにより、高圧領域３０から背圧室２９へオイル６が供給された時点でオイル６は減圧するため、オイル６に溶け込んでいた作動流体が発泡する。その結果、背圧室２９には気体状態となった作動流体が存在するため、万一背圧室２９の流入と流出のバランスが崩れたとしても、その気体が圧縮され、極端な背圧上昇には至らない。すなわち旋回スクロール１３に対し過剰背圧の印加がないため、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

最後に作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素とした場合、特に動作圧力が高いため、変動が少なく、安定した背圧が求められる。すなわち本発明の効果が顕著に現れ、高効率かつ高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。

以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、高圧領域から背圧室、背圧室から圧縮室へ間欠的にオイルを進入させることで、安定した背圧の印加が可能となるため、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の要部拡大断面図 本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールを噛み合わせた状態での断面図 本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の第１の経路と第２の経路の連通状態を示す連通状態図 本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の第１の経路と第２の経路の連通状態を示す連通状態図 本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールを噛み合わせた状態での平面図 本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の要部拡大断面図 本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の固定スクロールと旋回スクロールを噛み合わせた状態での断面図 従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部の断面図

符号の説明

１２ 固定スクロール
１２ｂ ラップ溝
１２ｃ ラップ溝底面
１２ｄ 凹部
１２ｆ 外周部
１３ 旋回スクロール
１３ｃ ラップ先端
１３ｅ 背面
１３ｆ ハネ側鏡面
１４ 自転拘束機構
１５ 圧縮室
２９ 背圧室
３０ 高圧領域
５４ 第１の経路
５４ａ 開口端（高圧領域側）
５４ｂ 開口端（背圧室側）
５４ｓ、５５ｓ 最小経路断面積
５５ 第２の経路
５５ａ 開口端（背圧室側）
５５ｂ 開口端（圧縮室側）
５５Ａ 第１の制御経路
５５Ｂ 第２の制御経路
７８ シール部材

Claims (11)

1. 鏡板から渦巻き状のラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、前記旋回スクロールの背面には高圧領域と背圧室を形成し、自転拘束機構による規制により前記旋回スクロールが円軌道に沿って所定の旋回半径で旋回することで、前記圧縮室が容積を変えながら中心に向かって移動し、吸入、圧縮、吐出の一連の動作を行うスクロール圧縮機であって、前記高圧領域と前記背圧室を間欠的に連通させる第１の経路と、前記背圧室と前記圧縮室を間欠的に連通させる第２の経路とを設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 第２の経路の連通比率が第１の経路の連通比率に対し同等以上である請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 第２の経路が連通しているときのみ、第１の経路が連通してなる請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
4. 背圧室が第２の経路を介して、対で形成される圧縮室のうち一方にのみ連通してなる請求項１から３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
5. 第２の経路における最小経路断面積が、第１の経路における最小経路断面積より大きくしてなる請求項１から４のいずれか１項に記載にスクロール圧縮機。
6. 旋回スクロールの背面にシール部材を配置することで、高圧領域と背圧室に仕切ってなる請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
7. 第１の経路の一開口端が、シール部材を往来してなる請求項６に記載のスクロール圧縮機。
8. 第２の経路が、背圧室から旋回スクロールの内部を経てラップ先端へと通じる第１の制御経路と、固定スクロールのラップ溝底面に形成された凹部から構成され、旋回運動によって前記第１の制御経路が前記凹部に間欠的に開口してなる請求項１から７のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
9. 第２の経路が、背圧室から旋回スクロールの内部を経てラップ側鏡板面へと通じる第２の制御経路で構成され、旋回運動によって前記第２の制御経路が固定スクロールのラップ溝に間欠的に開口してなる請求項１から７のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
10. 相溶性の冷凍機油を用いてなる請求項１から９のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
11. 作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としてなる請求項１から１０のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。