JP4407253B2 - スクロ−ル圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、例えば空調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、固定渦巻羽根と固定鏡板とを有する固定渦巻部品と、旋回渦巻羽根と旋回鏡板とを有する旋回渦巻部品と、前記固定渦巻羽根と前記旋回渦巻羽根を噛み合わせて形成した複数の圧縮空間のシール性を向上させるため、例えば背圧室と外側圧縮室及び内側圧縮室とをつなぐ圧力調整機構を有する給油路を設け、圧縮空間への油供給を制御している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−ル圧縮機を示すものである。図４に示すように、背圧室２９より圧力調整機構３１を介して外側圧縮室３３及び内側圧縮室３４とをつなぐ給油路３７が配置され、これにより油供給量を、旋回渦巻羽根の内壁側に形成される内側圧縮室３４よりも旋回渦巻羽根の外壁側に形成される外側圧縮室３３へ多くし前記両圧縮室で構成される圧縮空間３２のシール性を向上できる構成となっている。
特開２００３−１７２２７６号公報

しかしながら、前記従来の構成では、圧縮空間３２への給油路３７が１箇所なので、外側圧縮室３３及び内側圧縮室３４の両室への油分配量が制御し難い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、適正な給油量を容易に制御することにより、圧縮性能の向上を実現するスクロ−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−ル圧縮機は、旋回渦巻部品に液溜まり空間を設け、前記旋回渦巻部品の旋回運動により間欠的に前記中間圧空間から前記吸入空間に開口した外側圧縮室（以下、外側吸入空間という。）へ給油する手段を備えたことを特徴としたものである。

これによって、適正な給油量が容易に制御可能となり、圧縮空間のシール性が向上する。

本発明のスクロ−ル圧縮機は、内側圧縮室及び外側圧縮室への油供給量を、適正かつ容易に制御することによって、圧縮性能が向上するスクロール圧縮機を実現することができる。

第１の発明は、旋回渦巻部品に液溜まり空間を設け、前記旋回渦巻部品の旋回運動により間欠的に中間圧空間から外側吸入空間へ給油する手段を備えることにより、適正な給油量で圧縮空間をシールし、圧縮性能を向上することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の液溜まり空間を旋回渦巻部品の旋回渦巻羽根外壁と鏡板外周との間に位置することにより、外側吸入空間を中心に容易に給油が可能となり、圧縮空間のシール性を向上することができる。

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特に圧縮空間のシール性が要求されるが、本発明により圧縮空間のシール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にポリアルキレングリコールを主成分とする潤滑油を用いたことを特徴とする。この潤滑油は二酸化炭素冷媒と相溶し難いために、運転始動時等には、潤滑油の粘度が高く、圧縮機底部の潤滑油溜まりから圧縮空間へ潤滑油が供給されるまでの時間が長くなるが、本発明では、液溜まり空間に圧縮機停止中も残存滞留していた潤滑油を外側吸入空間に短時間で供給することができるため、固定渦巻部品と旋回渦巻部品の摺動部を適量の潤滑油でシールすることができる。

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）
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はその給油機構を示す圧縮機構の部分断面図、図３は固定渦巻部品と旋回渦巻部品の平面図を示すものである。

密閉容器１の内部に、電動機３と、圧縮機構部２が配設されている。電動機３は密閉容器１の内側に固定された固定子４と、この固定子４の内側に回転自在に支持された回転子５とからなり、この回転子５にはクランク軸６が貫通状態で結合されている。このクランク軸６の一端は上記圧縮機構部２の一部を構成する軸受け部品７に固定されている軸受け８に回転自在に支持されている。軸受け８により支持されているクランク軸６の先端にはクランク軸６に対して偏心運動を行う偏心部９が備えられている。一方、固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１を噛み合わせることにより複数の圧縮空間３２を形成し、旋回渦巻部品１１の自転拘束部品１２を備えて自転を防止し、偏心部９により旋回渦巻部品１１を旋回渦巻部品１１に接合した旋回軸受け１３を介して旋回運動のみをさせることによって、圧縮空間３２を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させることにより吸入ポート１４から冷媒ガス等を吸入し、圧縮する。圧縮された冷媒ガス等は吐出ポート１５を通り、密閉容器内空間１６に吐出される。またクランク軸６の他端側は軸受け部品１７によって支持されている。

またクランク軸６の他端側の先端には容積型ポンプ１８を備えており、潤滑油溜まり１９から容積型ポンプ１８はクランク軸６の軸方向の中心に設けられた潤滑油を供給する給油経路２０を経てクランク軸９の上部の潤滑油溜まり２１を経由して旋回軸受け１３を潤滑および冷却し、潤滑油溜まり２２を経て軸受け８を潤滑した後、潤滑油溜まり１９に戻る。

一方、潤滑油溜まり２１に供給された潤滑油の一部は、旋回渦巻部品１１の内部に設けられた長孔２３を経由して細穴で構成された絞り孔２４より旋回鏡板２５と軸受け８に設けられた窪み２６と固定渦巻部品１０の上面２７とシール部材２８で構成された背圧室２９に、減圧されて供給される。なお、シール部材２８は高圧部である潤滑油溜まり２２と背圧室２９のシールの役割を持っている。またこの背圧室２９には自転拘束部品１２が配設されておりこの背圧室２９に供給される潤滑油により潤滑を行っている。背圧室２９に供給された潤滑油が溜まるに従い、背圧室２９の圧力が上昇するが、その圧力を一定に保つために、背圧室２９と吸入空間３０の間に圧力調整機構３１が構成されており、背圧室２９の圧力が設定された圧力より高くなると圧力調整機構３１が作動して背圧室２９内の潤滑油は吸入空間３０に供給され、背圧室２９内の圧力はほぼ一定に保たれると共に吸入
空間３０に供給された潤滑油は圧縮空間３２に導かれ、圧縮中の冷媒ガス等の漏れを防ぐシールの役割と、固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１の接触面を潤滑する役割を果たしている。

また、背圧室２９内の潤滑油の一部は、旋回渦巻部品１１の旋回運動に伴い、図２（ｂ）、図３（ｂ）に示すように、固定渦巻部品１０の油溝３８を介して旋回渦巻部品１１に設けられた液溜まり空間３６に一旦溜められる。その後、旋回渦巻部品１１の旋回運動に伴い、液溜まり空間３６に溜められた潤滑油は、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、外側吸入空間３５に供給される。この液溜まり空間３６は、旋回渦巻羽根外壁と鏡板外周との間に設けることにより、潤滑油を外側吸入空間３５へ容易に導くことが可能となる。

このような構成にすることにより、圧力調整機構３１を経由して吸入空間３０へ供給される潤滑油と、背圧室２９より、旋回渦巻部品１１の鏡板面に設けられた液溜まり空間３６を経由して外側吸入空間３５に導かれる潤滑油が、固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１の摺動部をシールする役割を果たし、圧縮性能の高いスクロール圧縮機を実現できる。また、外側吸入空間３５に供給する潤滑油の量は、液溜まり空間３６の容積により容易に制御できるため、中間圧である背圧室２９内の潤滑油が低圧の外側吸入空間３５に多量に流入することによって発生する吸入加熱による性能低下を防ぐことができる。

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ため、圧縮空間３２からの漏れにより性能を低下させるが、上記実施例の構成によれば、圧縮空間３２を形成する外側吸入空間３５に潤滑油を供給することができるため、固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１の摺動部を適量の潤滑油でシールすることができ、圧縮性能の高いスクロール圧縮機を実現できる。

また、二酸化炭素冷媒と相溶し難いポリアルキレングリコールを主成分とする潤滑油を使用した場合、運転始動時には潤滑油の粘度が高くなるため、圧縮機底部の潤滑油溜まり１９から圧縮空間３２へ潤滑油が供給されるまでの時間が長くなるが、上記実施例の構成によれば、圧縮空間３２を形成する外側吸入空間３５に、液溜まり空間３６に滞留していた潤滑油を短時間で供給して、固定渦巻部品１０と旋回渦巻部品１１の摺動部を適量の潤滑油でシールすることができ、圧縮性能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−ル圧縮機は、圧縮室への適正な給油と容易な制御が可能となるので、例えば空調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。

本発明の実施の形態におけるスクロール圧縮機の断面図 本発明の実施の形態におけるスクロール圧縮機の圧縮機構の部分断面図 本発明の実施の形態における固定渦巻部品、旋回渦巻部品の平面図 従来のスクロール圧縮機の断面図

１ 密閉容器
２ 圧縮機構部
３ 電動機
４ 固定子
５ 回転子
６ クランク軸
７ 軸受け部品
８ 軸受け
９ 偏心部
１０ 固定渦巻部品
１１ 旋回渦巻部品
１２ 自転拘束部品
１３ 旋回軸受け
１４ 吸入ポート
１５ 吐出ポート
１６ 密閉容器内空間
１７ 軸受け部品
１８ 容積型ポンプ
１９ 潤滑油溜まり
２０ 給油経路
２１ 潤滑油溜まり
２２ 潤滑油溜まり
２３ 長穴
２４ 絞り孔
２５ 旋回鏡板
２６ 窪み
２７ 固定渦巻部品上面
２８ シール部材
２９ 背圧室
３０ 吸入空間
３１ 圧力調整機構
３２ 圧縮空間
３３ 外側圧縮室
３４ 内側圧縮室
３５ 外側吸入空間
３６ 液溜まり空間
３７ 給油路
３８ 油溝

Claims (4)

1. 固定渦巻羽根と固定鏡板とを有する固定渦巻部品と、旋回渦巻羽根と旋回鏡板とを有する旋回渦巻部品と、前記固定渦巻羽根と前記旋回渦巻羽根を噛み合わせて前記旋回渦巻羽根の内壁側および外壁側双方に形成した複数の内側圧縮室および外側圧縮室から構成される圧縮空間と、前記旋回渦巻部品の前記旋回渦巻羽根面と反対側に設けられた背圧室と、前記背圧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内側圧縮室および外側圧縮室と吸入ポートとの間を連通する吸入空間に供給し、前記背圧室の圧力を一定値に維持する圧力調整機構を有した給油手段を備えたスクロール圧縮機において、前記旋回鏡板の固定鏡板との摺動面に液溜まり空間を凹設し、前記固定鏡板の旋回鏡板との摺動面に前記背圧室の中間圧空間に連通する環状の油溝を設け、前記液溜まり空間は前記旋回渦巻部品の旋回運動により、前記吸入空間に開口した外側圧縮室（以下、外側吸入空間という。）と前記環状の油溝を介して前記中間圧空間に交互に開口するようになすことで、間欠的に前記中間圧空間から外側吸入空間へ給油する手段を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 液溜まり空間は、前記旋回渦巻部品の旋回渦巻羽根外壁と鏡板外周との間に位置していることを特徴とする請求項１に記載のスクロ−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. 潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とする油を用いたことを特徴とする請求項３に記載のスクロ−ル圧縮機。