JPH041484A - 高圧ドーム形スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高圧ドーム形スクロール圧縮機、詳しくは主
として小形小容量のスクロール圧縮機に関する。

（従　　来　　技　　術） 従来、高圧ドーム形スクロール圧縮機は、例えば特開昭
６１−１５２９８３号公報に示され、また、第３図に示
したように、第１スクロール（Ｆ）と第２スクロール（
Ｓ）とを架構（Ｇ）を介して上下対向状に配設すると共
に、第２スクロール（Ｓ）の鏡板（Ｗ）の中央裏面側に
ボス筒（Ｂ）を突設し、これに駆動軸（Ｋ）の軸端部に
設けたビン部（Ｐ）を挿嵌させて、駆動軸（Ｋ）の回転
に伴い第２スクロール（Ｓ）を第１スクロール（Ｆ）に
対し相対的に公転駆動させるようにしている。

又、第２スクロール（Ｓ）の鏡板（Ｗ）の裏面側でボス
筒（Ｂ）の外側に、鏡板（Ｗ）の裏面中心部と裏面外周
部とをそれぞれ径方向にシールするシールリング（Ｒ）
を介装して、前記第２スクロール（Ｓ）の裏面中央部を
高圧室（Ｈ）に臨ませ、また、裏面外周部を低圧室（Ｌ
）に臨ませて第２スクロール（Ｓ）の鏡板（Ｗ）の上面
を第１スクロール（Ｆ）のスラスト受面（Ｅ）に押し付
けることにより、該第２スクロール（Ｓ）のスラスト軸
受支持を行うようにしている。

即ち、前記駆動軸（Ｋ）の駆動回転で前記第２スクロー
ル（Ｓ）ｔ−第１スクロール（Ｆ）に対し相対的に公転
駆動することにより、吸入口から吸入される圧縮流体が
、各スクロール（Ｆ）（Ｓ）の渦巻体（Ｍ）（Ｎ）間に
形成される圧縮室で圧縮され吐出口（０）から吐出され
るのであるが、この圧縮による内圧の作用で前記第２ス
クロール（Ｓ）を離反させようとする離反力に対し、前
記第２スクロール（Ｓ）の裏面中央部に高圧圧力が作用
することによる前記スラスト受面（Ｅ）への押付力が常
に大きくなり、前記離反力との差により、前記押付力で
前記第２スクロール（Ｓ）を前記スラスト受面（Ｅ）に
常時押付けるようにしているのでる。

従って、圧縮流体の高圧圧力が低くなり、低圧圧力の差
圧が低くなる低差圧時でも前記離反力により打勝って前
記第２スクロール（Ｓ）を前記スラスト受面（Ｅ）に押
付けられるように、前記第２スクロール（Ｓ）に作用す
る高圧作用面、即ち、前記シールリング（Ｒ）の径を設
定しているのである。

（発明が解決しようとする課題） 所が、以上の如く、前記第２スクロール（Ｓ）の高圧作
用面に作用する高圧圧力による押付力で前記第２スクロ
ール（Ｓ）をスラスト受面（Ｅ）に押し付けてシールす
る構造にあっては、前記した低差圧時でもシール性が低
下しないように、即チ、前記第２スクロール（Ｓ）にお
ける渦巻体（Ｎ）１！１スクロール（Ｆ）における鏡板
（Ｕ）との間から漏れが生じないように、前記押付力を
設定する必要があるため、圧縮流体の高圧圧力が高くな
り、低圧圧力との差圧が高くなる高差圧時には押付力が
強すぎることになり、前記各スクロール（Ｆ）（Ｓ）の
相対的な公転駆動の負荷が大きくなり、圧縮機の運転効
率が低下し、また、スラスト受面（Ｅ）の信頼性も低下
する問題があった。

本発明の目的は、運転条件如何に拘らず、換言すると全
運転範囲においてスラスト負荷が所定負荷以上になるこ
となく運転ができ、圧縮機の運転効率を改善できると共
に、スラスト受面の信頼性も向上できるようにする点に
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明は以上の目的を達成するため密閉ケーシング（１
）内に、第１スクロール（３）と第２スクロール（４）
とを備えた圧縮要素（５）とモータ（７）とを内装し、
前記ケーシング（１）に吐出管（９）を開口させた高圧
ドーム形スクロール圧縮機において、前記第２スクロー
ル（４）の背面に、高圧側受圧面（１２）と低圧側受圧
面（１５）とを画成すると共に、前記高圧側受圧面（１
２）に作用する高圧側圧力による押付力が、前記圧縮要
素（５）の内圧による離反力に打勝つとき、前記第２ス
クロール（４）を支持する第１スラスト受面（１６）と
、前記離反力が押付力に打勝つとき、前記第２スクロー
ル（４）を支持する第２スラスト受面（１７）とを設け
る一方、前記高圧側受圧面（１２）を、運転範囲内にお
ける高圧圧力と低圧圧力との差圧が高くなる高差圧運転
時前記第１スラスト受面（１６）に作用する面圧を基準
とした押付力となる受圧面積としていることを特徴とす
るものである。

尚、本発明において、高差圧運転時とは、運転範囲にお
ける常用運転条件での運転のことであり、低差圧運転と
は主としてデフロスト運転のことであって、これら高差
圧と低差圧との臨界ははっきりしとしている。

また、前記低圧側受圧面（１５）には中間圧力を作用さ
せてもよいが、低圧圧力を作用させるのが好ましい。

（作　　　　用　　） 圧縮流体の高圧圧力が高くなり、低圧圧力との差圧が高
い高差圧条件での運転時には、前記第２スクロール（４
）の高圧側受圧面（１２）に作用する高圧側圧力による
押付力が、前記圧縮要素（５）の内圧による離反力、即
ち、第２スクロール（４）を第１スクロール（３）に対
し離反させようとする力に打勝って、前記第２スクロー
ル（４）は前記第１スラスト受面（１６）でスラスト支
持され、また、前記圧縮流体の高圧圧力が低くなり、低
圧圧力との差圧が低い低差圧条件での運転時で、前記離
反力が前記押付力に打勝つときには、前記第２スクロー
ル（４）は前記第２スラスト受面（１７）でスラスト支
持されるのである。

つまり、前記した１対のスラスト受面（１６）（１７）
を設けると共に、前記第２スクロール（４）の背面に画
成する高圧側受圧面（１２）を、運転範囲内における高
圧圧力と低圧圧力との差圧が高くなる高差圧時、前記第
１スラスト受面（１６）に作用する面圧を基準とした押
付力となる受圧面積として、この高圧側受圧面（１２）
には、高圧側圧力を、また、低圧側受圧面（１５）には
前記高圧側圧力より低い低圧側圧力を作用させるように
し、高差圧時には前記第１スラスト受面（１６）により
スラスト支持し、低差圧時には前記第２スラスト受面（
エフ）によりスラスト支持するようにしたから、前記第
１スラスト受面（１６）には、高差圧時における押付力
と離反力との差が作用するだけで、高差圧時に、低差圧
時における離反力に打勝つ大きな押付力が作用すること
はないのである。

即ち、前記押付力を低差圧時に必要な押付力に設定する
必要がないから、高差圧時に押付力が強すぎて、スラス
ト負荷が増大し、圧縮機の運転効率が低下したり、前記
第１スラスト受面（１６）の信頼性が低下することはな
いのである。

また、前記低圧側受圧面（１５）に低圧圧力を作用させ
る場合には中間圧力を作用させる場合に比較して、前記
圧縮要素（５）に吸入される圧縮流体の温度上昇がなく
なり、圧縮効率の低下をなくし得るのである。

（実　　施　　例　　） 第１図に示した高圧ドーム形スクロール圧縮機は冷凍装
置に適用されるもので、密閉ケーシング（１）の内部上
部には、架橋（２）に固定される第１スクロール（３）
と、該第１スクロール（３）の渦巻状ラップ（３ａ）と
嵌合する渦巻状ラップ（４ａ）をもった第２スクロール
（４）とから成る圧縮要素（５）を内装すると共に、こ
の圧縮要素（５）の下方には駆動軸（６）をもったモー
タ（７）を内装している。

そして、前記駆動軸（６）の上端部には、偏心したビン
部（６ａ）を設けて、このビン部（６ａ）を前記第２ス
クロール（４）の＃！板（４ｂ）における背面中央部に
突設するボス筒（４ｃ）に挿嵌して、前記駆動軸（６）
の回転で前記第２スクロール（４）を第１スクロール（
３）に対し公転駆動し、前記各スクロール（３）（４）
の各ラップ（３ａ）　　（４ａ）及び鏡４１ｉＥ（３ｂ
）（４ｂ）の内面間に画成される圧縮室で、吸入管（８
）から吸入する低圧ガス冷媒を圧縮し、圧縮した高圧ガ
ス冷媒を吐出孔（９）から前記ケーシング（１）内に吐
出し、該ケーシング（１）に設ける外部吐出管（１０）
から外部に吐出するようにしている。

また、前記第２スクロール（４）における鏡板（４ｂ）
の背面で、前記ボス筒（４Ｃ）の半径方向外側位置と前
記架橋（２）との間に、前記鏡板（４ｂ）の背面中心領
域と外周領域とを径方向に区画する主としてメタルから
成るシールリング（１１）を介装して、前記中心部領域
を、前記ケーシング（１）に開放し、この中心部領域、
即ち、前記シールリング（１１）の内側に高圧側受圧面
（１２）を形成するのであり、また、前記外周領域を、
前記架Ｉｊ！（２）とにより前記ケーシング（１）と区
画し、前記架構（２）に設ける連通孔（１３）を介して
、前記吸入管（８）に連通ずる低圧室（工４）を設け、
前記外周領域に低圧側受圧面（１５）を形成するのであ
る。

尚、第１，２図において（２０）は、前記シールリング
（１工）を嵌合する嵌合溝（２１）の底部に嵌合し、前
記シールリング（１１）を第２スクロール（４）側に押
しつける主として０リングから成る弾性体で、この弾性
体（２０）による押しつけによりシール効果は高まるこ
とになる。

また、以上のように、弾性体（２０）を用いる代わりに
、前記シールリング（１１）自体を例えばテフロン樹脂
等の弾性材料により形成してもよい。

また、前記第２スクロール（４）の鏡板（４ｂ）の外周
部に対向する前記第１スクロール（３）の外周に、前記
高圧側受圧面（１２）に作用する高圧側圧力による押付
力（押上刃）が、前記圧縮要素（５）の内圧による前記
第２スクロール（４）の第１スクロール（３）に対する
離反力（押下刃）に打勝つとき、前記第２スクロール（
４）を支持する第１スラスト受面（１６）を設けると共
に、前記シールリング（１１）の径方向外方で、前記第
２スクロール（４）の鏡板（４ｂ）における前記外周領
域の中心寄位置に対向する架橋（２）に、前記離反力（
押下刃）が押付力（押上刃）に打勝つとき、前記第２ス
クロール（４）を支持する第２スラスト受面（１７）を
設けるのである。尚、前記第１スラスト受面（１６）で
前記第２スクロール（４）を支持するとき、前記第２ス
ラスト受面（１７）と第２スクロール（４）の背面との
間には、僅かな隙間（２０〜６０μ、好ましくは４０μ
）が形成されるのである。

しかして、以上の構成において、前記シールリング（１
１）で画成する高圧側受圧面（１２）の受圧面積は、主
としてデフロスト運転時などのように、高低差圧が低差
圧となる運転条件に合わせて設定するのでなく、運転範
囲内における常用運転条件で、前記第１スラスト受面（
１θ）に作用するスラスト力が最適となるように設定す
るのであって、斯くて高低差圧が最大となる場合でも、
前記スラスト力が過大となることがなくなるのである。

従って、運転範囲内における常用運転条件、つまり高差
圧運転時においては、前記高圧側受圧面（１２）に作用
する高圧側圧力による押付力が前記離反力に打勝って、
前記第２スクロール（４）は前記第１スラスト受面（１
６）により支持されるのであり、高低差圧時に押付力が
増大して前記第２スクロール（４）の公転駆動の負荷を
増大させることはないのである。

しかも、デフロスト運転を行う場合のように低差圧運転
においては、前記圧縮要素（５）の内圧による前記第２
スクロール（４）の第１スクロール（３）に対する離反
力が前記押付力に打勝ち、第２スクロール（４）は、前
記第１スラスト受面（１６）から離れて第２スラスト受
面（１７）により支持されるのであって、低差圧時にお
いても、前記圧縮要素（５）における前記第１及び第２
スクロール（３）（４）間のシール性は低下することは
ない。

即ち、前記第１スラスト受面（１６）と第２スラスト受
面（１７）との間の隙間、即ち、一方のスラスト受面（
１６又は１７）で第２スクロール（４）を支持している
とき、他方のスラスト受面（１７又は１６）と第２スク
ロール（４）との間に生ずる隙間は、２０〜６０μ程度
好ましくは４０μとするのであって、前記第２スクロー
ル（４）が第２スラスト受面（エフ）で支持される場合
、前記第１スクロール（３）の鏡板（３ｂ）と第２スク
ロール（４）のラップ（３ｂ）の端面との間は前記隙間
に対応して離れることになるが、前記圧縮要素（５）内
に注入される潤滑油により充分オイルシールできるし、
また、チップシール（１８）を設けることにより／−ル
性は充分確保できる。

以上のように、低差圧時には第２スラスト受面（１７）
で支持するようにしたから、前記高圧側受圧面（１２）
の受圧面積は、低差圧時前記圧縮要素（５）における漏
れが生じない押付力が得られる面積にする必要がなく、
換言すると、高低差圧が低差圧時に比較して高差圧とな
る常用運転条件で最適となるように設定できるから、高
低差圧が運転範囲内において最大差圧となっても、前記
第１スラスト受面（１６）でのスラスト負荷は低減でき
、それだけ圧縮機効率が向上するし、スラスト受面の信
頼性も向上できるのである。

又、以上説明した実施例では、前記シールリング（１１
）の外周領域に低圧室（１４）を設けているため、前記
圧縮要素（５）に吸入される吸入ガス冷媒の温度が吸入
時に上昇することを回避できることになる。

尚、前記シールリング（１１）の外周領域を吸入管（８
）に連通して低圧室（１４）を設けたが、中間圧を導い
て中間圧室を形成し、前記低圧側受圧面（１５）に中間
圧を作用させてもよい。

又、前記第２スクロール（４）のラップ端面にチップシ
ール（１８）を設けたが、このチップシール（１８）は
必らずしも必要でない。

（発明の効果） 本発明は以上の如く、密閉ケーシング（１）内に、第１
スクロール（３）と第２スクロール（４）とを備えた圧
縮要素（５）きモータ（７）とを内装し、前記ケー７ン
グ（１）に吐出管（９）を開口させた高圧ドーム形スク
ロール圧縮機において、前記第２スクロール（４）の背
面に、高圧側受正面（１２）と低圧側受圧面（１５）と
を画成すると共に、前記高圧側受圧面（１２）に作用す
る高圧側圧力による押付力が、前記圧縮要素（５）の内
圧による離反力に打勝つとき、前記第２スクロール（４
）を支持する第１スラスト受面（１６）と、前記離反力
が押付力に打勝つとき、前記第２スクロール（４）を支
持する第２スラスト受面（１７）とを設ける一方、前記
高圧側受圧面（１２）を、運転範囲内における高圧圧力
と低圧圧力との差圧が高くなる高差圧運転時前記第１ス
ラスト受面（１６）に作用する面圧を基準とした押付力
となる受圧面積としているものであるから、換言すると
、高差圧時には前記第１スラスト受面（１６）によりス
ラスト支持し、低差圧時には第２スラスト受面（１７）
によりスラスト支持するようにしたから、高差圧時に第
１スラスト受面（１Ｂ）に押付ける部付力は、低差圧時
に必要な押付力に設定する必要がなく、高差圧となる常
用運転条件で最適となるようにできるのであり、このた
め、運転範囲内において高低差圧が最大となる場合でも
、押付力が強過ぎてスラスト負荷が過大になることはな
いのであり、従って、圧縮機効率を向上できると共に、
スラスト受面（１Ｂ）（１７）の信頼性も向上できるの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明圧縮機の一実施例を示す一部省略断面図
、第２図は要部の拡大断面図、第３図は従来例の説明図
である。 （１）・・・・密閉ケーシング （３）・・・・第１スクロール （４）・・・・第２スクロール （５）・・・・圧縮要素 （７）・・・・モータ （９）・・・・吐出管 （１２）・・・・高圧側受圧面 （１５）・・・・低圧側受圧面 （１６）・・・・第１スラスト受面 （１７）・・・・第２スラスト受面 第２ 図 ／ 、５ 第３ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）密閉ケーシング（１）内に、第１スクロール（３）
   と第２スクロール（４）とを備えた圧縮要素（５）とモ
   ータ（７）とを内装し、前記ケーシング（１）に吐出管
   （９）を開口させた高圧ドーム形スクロール圧縮機にお
   いて、前記第２スクロール（４）の背面に、高圧側受圧
   面（１２）と低圧側受圧面（１５）とを画成すると共に
   、前記高圧受圧面（１２）に作用する高圧側圧力による
   押付力が、前記圧縮要素（５）の内圧による離反力に打
   勝つとき、前記第２スクロール（４）を支持する第１ス
   ラスト受面（１６）と、前記離反力が押付力に打勝つと
   き、前記第２スクロール（４）を支持する第２スラスト
   受面（１７）とを設ける一方、前記高圧側受圧面（１２
   ）を、運転範囲内における高圧圧力と低圧圧力との差圧
   が高くなる高差圧運転時前記第１スラスト受面（１６）
   に作用する面圧を基準とした押付力となる受圧面積とし
   ていることを特徴とする高圧ドーム形スクロール圧縮機
   。 ２）低圧側受圧面（１５）に低圧圧力を作用させている
   請求項１記載の高圧ドーム形スクロール圧縮機。