JPH0532595B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、密閉容器内にスクロール圧縮機を収
納し、密閉容器内を吐出圧力雰囲気に保持する密
閉形スクロール圧縮機に関するものである。

〔発明の背景〕

冷凍機、空気調和機などに用いられる密閉形の
スクロール圧縮機は、スクロール圧縮機部と電動
機部をフレームに支承された回転軸を介して連設
し、この電動圧縮機を密閉容器内に収納し、圧縮
機部が上方に電動機部が下方に配置されている。
スクロール圧縮機部は、円板状の鏡板と、この鏡
板にインボリユートあるいはインボリユートに近
い曲線で形成されたラツプを直立して形成される
旋回スクロール部材および同様なスクロール部材
の鏡板の中心付近に吐出口、外周部に吸入口を開
口する固定スクロール部材を備え、両スクロール
部材を互にラツプを内側にして噛合わせ、上記吸
入口には密閉容器を貫通して吸入管が接続されて
いる。旋回スクロール部材とフレームとの間に
は、旋回スクロール部材の自転を阻止するオルダ
ム機構を設け、旋回スクロール部材に、回転軸に
連設した偏心軸を係合し、偏心軸の旋回運動によ
つて旋回スクロール部材を自転することなく旋回
運動させて、両スクロール部材により形成される
密閉空間内のガスを圧縮し、圧縮ガスを吐出ボー
トより吐出室（密閉容器内）へ吐出し、通路を経
て密閉容器内下部の電動機室へ導き、該電動機室
で油を分離し、圧縮ガスのみ密閉容器に接続する
吐出管を介し機外へ送出される。

また旋回スクロール部材の鏡板の背面にはフレ
ームとの間に背圧室を形成し、この背圧室に吸入
圧力と吐出圧力との中間的な圧力を導いて、この
中間的圧力にて旋回スクロール部材を固定スクロ
ール部材に押し付け、両スクロール部材のラツプ
部の軸方向の密封を行つている。

また潤滑油は密閉容器の底部に溜められてお
り、この油は、密閉容器内の高圧（吐出）圧力
と、上記背圧室の中間的圧力との差圧により、回
転軸内の給油孔を上昇し、各軸受部へ給油され
る。

しかして、上記構造の密閉形スクロール圧縮機
においては、第４図に示すように、固定スクロー
ル部材５に鏡板５ａの外側には吐出圧力Pdが作
用している。一方圧縮過程の密閉空間（以下圧縮
室と称す）の圧力は、吸入圧力Ps、圧縮室圧力
P₁，P₂……、吐出圧力Pdが図示のように分布し
ている。また旋回スクロール部材６の鏡板６ａの
背面の背圧室２０には中間的圧力Pb、更に、軸
受けボス６ｃ内には叶出圧力Pd（油圧）が作用し
ている。

上記各圧力の合力の関係により、固定スクロー
ル部材５の鏡板５ａおよび旋回スクロール部材６
の鏡板６ａは共に圧縮室側へ押されるような荷重
を受け、更にラツプ５ｂ，６ｂの支持力により、
スクロール部材は図示のような変形を生じる。
（図は理解しやすい為、変形を誇張して示してい
る）その結果、背圧室圧力Pb、軸受けボス６ｃ
内圧力Pdにより荷重と、吸入室および圧縮室内
の圧力Ps，P₁，P₂……、Pdによる荷重との差で
生じる旋回スクロール部材の軸方向押し付け力
は、鏡板６ａの外周部６a′だけでなく、ラツプ６
ｂの先端でも受けることになる。鏡板外周部６
a′は通常強制給油による潤滑を行つているため摩
擦係数は比較的小さいが、ラツプ６ｂの先端は接
触面積も小さく、油膜も形成し難いので鏡板外周
部より摩擦係数が大きい。従つて機械損失は増大
し、また、この変形の結果、外周部のラツプ先端
は隙間が生じやすくなり、ガスの内部洩れによる
損失増加や吸入室への洩れによる体積効率の低下
を招くことになる。またラツプ中央部の先端の押
し付け荷重が大きいと、焼付きを起したり、摩耗
も増加する等の問題点を有する。

上記対策として、特開昭58−67902が提案され
ているが、上記先行技術は、運転状態における両
スクロール部材のラツプの軸方向隙間を適正に保
つために、あらかじめ、両スクロールラツプの先
端を中央で低くなるような球面状に形成する方式
である。この方式は、運転条件が一定であり、変
形状態も分かつている場合は効果が望めるが、一
般には運転条件も種々変化し、変形状態も変化す
るので、全運転範囲で効果を望むことは難しい問
題点を有する。

又、スクロール圧縮機に係るものとして、特開
昭58−167893号公報及び特開昭59−49387号公報
がある。

上記特開昭58−167893号公報には、半密閉容器
内の固定スクロールの基板１５ａの中央部には、
リアハウジング３の内側面中心部に一体形成され
た環状の隔壁３ａ内側に吐出室Ｃへ吐出するため
の吐出通路１５Ｃが設けられ、リアハウジングの
隔壁３ａの外周部にはこの吐出室を取り囲むよう
に背圧付与室Ｅが形成され、この背圧付与室Ｅは
基板１５に透設した連通孔１５ｄによつて圧縮途
中の圧縮室Ｄと逆止弁を介して連通されているこ
とが開示されている。そして、背圧付与室Ｅには
吐出圧力と吸入圧力との中間圧力が作用し、吐出
室Ｃには吐出圧力が背圧として作用するので、基
板１５ａが全体としてフロント側に安定した力で
押し付けられるので、シール性が向上し、体積効
率が向上することが記載されている。又、背圧付
与室Ｅの外側は大気圧であり、元々吐出圧が作用
することによる変形を考慮する必要が無いもので
ある。しかしながら、開示の背圧付与室Ｅは、背
圧付与室Ｅから圧縮室Ｄへの逆流を防止している
と明記されているように、基板１５ａに透設した
連通孔１５ｄによつて圧縮途中の圧縮室Ｄと逆止
弁を介して連通されているものであるので、一度
上昇した背圧付与室Ｅの圧力は、逆止弁があるた
め低下しにくく、圧縮室の圧力が低下したとき
は、背圧付与室の圧力が過大となるものである。
又、固定スクロール部材１５は回動不能ではある
が前後方向即ち軸方向には移動可能に構成されて
いるものである。

又、上記特開昭59−9387号公報には、密閉容器
内の固定スクロールの支持円板の中央部には吐出
口が設けられ、この吐出口から密閉容器内に吐出
ガスを吐出して密閉容器内を高圧雰囲気に保持す
るとともに、旋回スクロールの背面のオルダムリ
ング外周側の空間と圧縮空間とをバランスホール
で通過させたスクロール圧縮機が開示されてい
る。しかしながら、該公報は、確かに密閉容器内
が吐出圧に保持されている密閉形のスクロール圧
縮機を開示するものであるが、固定スクロールに
圧力空間室を設けることを開示するものではな
い。

〔発明の目的〕

本発明は上記に鑑みて発明されたもので、固定
スクロールの鏡板の変形に適正にし、ラツプ先端
の押し付け荷重を適正に保持し、高効率で信頼性
の高い密閉形スクロール圧縮機を提供することを
目的とする。

〔発明の構成〕

上記目的を達成するために本発明による密閉形
スクロール圧縮機は、スクロール圧縮機部と電動
機とを、フレームに支承した回転軸を介して連設
し、このスクロール圧縮機部と電動機とを密閉容
器内に収納し、このスクロール圧縮機部は、鏡板
に直立して設けられたインボリユート曲線のラツ
プを有する旋回スクロール部材および固定スクロ
ール部材をラツプを互に内側にして噛合せ、旋回
スクロール部材を回転軸に連設する偏心軸部に係
合し、旋回スクロール部材を固定スクロール部材
に対して自転防止部材により自転することなく、
旋回運動させ、固定スクロール部材には中心部に
開口する吐出口と、外周部に開口する吸入口とを
設け、吸入口よりガスを吸入し、両スクロール部
材にて形成される密閉空間を中心に移動させ容積
を減少してガスを圧縮し、吐出口より圧縮ガスを
密閉容器内に吐出して密閉容器内を高圧圧力に保
持し、通路を介して機外に吐出する密閉形スクロ
ール圧縮機において、固定スクロール部材の反ラ
ツプ側鏡板部に設けた凹所と該凹所を覆うカバー
とから圧力空間室を形成するとともに、該圧力空
間室と、前記密閉容器内であつて吸入圧力と吐出
圧力との中間圧力部位とを連通孔により連通させ
たことを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図にもとづき説
明する。

第１図に示すスクロール圧縮機は、密閉容器１
内に圧縮機部２と電動機部３が収納されている。
圧縮機部２は固定スクロール部材５と旋回スクロ
ール部材６を互に噛合わせて密閉空間（圧縮室）
９が形成される。固定スクロール部材５は、円板
状の鏡板５ａと、これに直立しインボリユート曲
線あるいはこれに近似の曲線に形成されたラツプ
５ｂとからなり、その中心部に吐出口１０、外周
部に吸入口７を備えている。旋回スクロール部材
６は円板状の鏡板６ａと、これに直立し、固定ス
クロールのラツプと同一形状に形成されたラツプ
６ｂと、鏡板の反ラツプ面に形成されたボス６ｃ
とからなつている。フレーム１１は中央部に軸受
部１１ａを形成し、この軸受部に回転軸１４が支
承され、回転軸先端の偏心軸１４ａは、上記ボス
６ｃに旋回運動が可能なように挿入されている。
またフレーム１１には固定スクロール部材５が複
数本のボルトによつて固定され、旋回スクロール
部材６はオルダムリングおよびオルダムキーより
なるオルダム機構１２によつてフレーム１１に支
承され、旋回スクロール部材６は固定スクロール
部材５に対して、自転しないで旋回運動をするよ
うに形成されている。回転軸１４には下部に電動
機部３を直結している。

しかして、上述の固定スクロール部材５の鏡板
５ａは反ラツプ側の壁に皿形の凹所３１が形成さ
れており、この凹所３１は細孔３２を介し適宜圧
力の圧縮室９と連通している。鏡板５ａの外側に
はカバー３３がボルト３４にて固定され、上記凹
所３１は圧力空間室（以下圧力空間室３１と称
す）を形成されている。またカバー３３には管状
壁３５が突設され、この管状壁３５は鏡板５ａの
吐出口１０に環状のシール部材、例えば、Ｏリン
グ３６を介在して嵌挿され、上記吐出口１０と圧
力空間室３１とはシールされると共に、管状壁３
５は軸方向には摺動可能に配設され、吐出口１０
は管状壁３５の管通路３７に連通し密閉容器室１
ａに開口している。

固定スクロール部材５の吸入口７には密閉容器
１を貫通して吸入管１７が接続され、上記吐出口
１０、管通路３７が開口する吐出室１ａは通路１
８ａ，１８ｂを介して下部室１ｂと連通し、更に
密閉容器１を貫通する吐出管１９に連通してい
る。

旋回スクロール部材６の背面とフレーム１１で
囲まれた空間（以下背圧室と称す）２０には、旋
回、固定の両スクロール部材で形成される複数の
圧縮室内のガス圧によるスラスト方向のガス力
（この力は、旋回スクロール部材６を下方に押し
下げようとする離反力となる。）に対抗するため
吸入圧力（低圧側圧力）と吐出圧力の中間の圧力
が作用する。この中間圧力の設定は旋回スクロー
ル６の鏡板６ａに細孔２１を設け、この細孔２１
を介してスクロール内部のガスを背圧室２０に導
き、旋回スクロールの背面にガスを作用させて行
う。

回転軸１４及び偏心軸１４ａには各軸受部へ給
油を行うための給油孔（図示せず）が回転軸１４
の下端から偏心軸１４ａの上端面まで穿設され、
回転軸下端部１４ｄは密閉容器１底部の潤滑油２
２内に浸漬されている。

上記構造のスクロール圧縮機は、電動機３をを
直結した回転軸１４の回転により、偏心軸１４ａ
が偏心回転することにより、ボス６ｃを介し、旋
回スクロール部材６は旋回運動をする。この旋回
運動により、圧縮室９は次第に中心に移動して容
積が減少する。低温低圧の冷媒ガスは吸入管１７
から吸入口７を経て固定スクロール内の外周部の
吸入室８に入り、上記のように圧縮されて圧力を
高め中央の吐出口１０、管通路３７から吐出室１
ａに吐出される。この高温、高圧の冷媒ガスは通
路１８ａ，１８ｂを介し下部室１ｂに流入し、次
いで吐出管１９から外部へ吐出される。

しかして、上述の如く、旋回スクロール部材５
の鏡板５ａの反ラツプ側壁面には圧縮室９に連通
する圧力空間室３１が形成され、該壁面は上記圧
縮室９と同圧の雰囲気圧力になつており、吐出室
１ａの吐出圧力が上記壁面には作用しないように
形成されているため吐出圧の影響による鏡板５ａ
の変形は防止される。

圧力空間室３１に開口する細孔３２の他端の開
口位置は、吸入閉じ込み直後の圧縮室から吐出口
近くの圧縮室までの適宜な圧力の圧縮室の位置に
選択することが出来、圧力空間室３１は吸入圧力
より吐出圧力の間の適宜な圧力に設定することが
出来、この雰囲気圧力により鏡板５ａの変形を適
正にすることが出来る。

即ち、圧力空間室３１を吸入圧近くに設定すれ
ば鏡板５ａは逆にやや外側にわん曲するような変
形が生じ、ラツプ先端の間〓が確保されラツプ先
端の押付け荷重は減るが、隣り合う高圧室から低
圧室へややガス洩れが生じる傾向になり、また、
圧力空間室３１を吐出圧近くに設定すれば、鏡板
５ａは旋回スクロール側へややわん曲するような
変形が生じ、ラツプ先端の間〓は少なく、ガス漏
れは無くなるがラツプ先端の押付け荷重が増加す
る傾向になる。

従つて圧力空間３１を、上述の適宜な圧力に設
定することにより、鏡板５ａの変形を適正にし、
ラツプ先端の押付け荷重及びガス洩れを適正に保
持することが出来る。

第２図は他の実施例を示し、旋回スクロール部
材５の鏡板５ａの反ラツプ側壁面に第１図の実施
例と同様に圧力空間室４１が形成され、この圧力
空間室４１を吸入室８に連通する実施例である。

即ち、圧力空間室４１に開口する細孔４２の他
端を吸入室８に開口し、圧力空間室４１は吸入圧
力雰囲気に形成されている。

その他の部分は第１図の実施例と同様であるか
ら同符号を付しその説明を省略する。

この実施例は上記のように、鏡板５ａの反ラツ
プ側壁面は吸入圧力の雰囲気圧力になつており、
鏡板５ａは前述の吐出圧の影響による変形は防止
されることは勿論であるが、この実施例は鏡板５
ａの壁面が吸入圧力雰囲気にあり、一方背圧室１
５は吸入圧力と吐出圧力の中間的圧力にあるた
め、圧縮機内部の圧力により、逆に鏡板５ａが外
側に向かう軸方向の力が作用し、やや外側にわん
曲状に撓む変形が生じることになり、スクロール
ラツプ先端の荷重を非常に小さくすることが出来
る。

第３図は更に他の実施例を示し、旋回スクロー
ル部材５の鏡板５ａの反ラツプ側壁面に第１図の
実施例と同様に形成された圧力空間室５１を背圧
室２０と同圧に保持する実施例である。

即ち、圧力空間室５１を固定スクロール部材５
の外周部に設けた連通孔５２にて旋回スクロール
部材６の鏡板６ａの外周の空間５３に連通し、該
空間５３を介し背圧室２０に連通し、圧力空間室
５１は背圧室２０と連通し、吸入圧力と吐出圧力
との中間的圧力である背圧室２０と同圧に保持さ
れる。その他の部分は第１図の実施例と同様であ
るから同符号を付しその説明を省略する。

この実施例は上記のように、鏡板５ａの反ラツ
プ側壁面は背圧室２０と同じ雰囲気圧力になつて
おり、鏡板５ａは前述の吐出圧の影響による変形
は防止されると共に、背圧室１５と同圧の雰囲気
にあるから、、上記変形をほぼ皆無にすることが
出来る。従つて、背圧による軸方向の押圧力が適
正であればスクロールラツプ先端の荷重を軽減す
ると共に、スクロールラツプの倒れによるシール
部の隙間を小さくすることが出来、洩れ損失を軽
減することが出来る。

以上の各実施例の方式を適宜選択することによ
り、スクロールラツプ先端の荷重の軽減とガス洩
れの減少が両方が重視される場合、またスクロー
ルラツプ先端の荷重の軽減が特に重視される場
合、あるいはガス洩れの減少が特に重視される場
合などの状況にあり、好適な実施例を採用するこ
とが出来る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、圧力空間
室と密閉容器内であつて吸入圧力と吐出圧力との
中間圧力部位とを連通孔により連通させたので、
吸入圧力の低下した場合など圧縮室の圧力が低下
した場合も圧力空間室の圧力を追随させて、固定
スクロールの変形を適正に保つことが出来、固定
スクロール部材の鏡板の変形とスクロールラツプ
先端の押し付け荷重あるいはスクロールラツプの
〓間を最適な状態に形成することが出来、摩擦損
失、ガス洩れ損失を共に減少することが出来、特
に高効率な且つスクロールラツプの摩耗の少ない
信頼性の高い密閉形スクロール圧縮機を提供する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す密閉形スクロ
ール圧縮機の縦断面図、第２図は他の実施例を示
す密閉形スクロール圧縮機の縦断図、第３図は更
に他の実施例を示す密閉形スクロール圧縮機の縦
断面図である。第４図はスクロール部材の問題点
を説明する両スクロール部材部分の縦断面図であ
る。 １……密閉容器、１ａ……吐出室、５……固定
スクロール部材、５ａ……鏡板、５ｂ……ラツ
プ、６……旋回スクロール部材、６ａ……鏡板、
６ｂ……ラツプ、８……吸入室、９……密閉空間
（圧縮室）、１０……吐出口、２０……背圧室、３
１……圧力空間室、３２……細孔、３３……カバ
ー、３５……管状壁、３７……管通路、４１……
圧力空間室、４２……細孔、５１……圧力空間
室、５２……連通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スクロール圧縮機部と電動機とを、フレーム
   に支承した回転軸を介して連設し、このスクロー
   ル圧縮機部と電動機とを密閉容器内に収納し、こ
   のスクロール圧縮機部は、鏡板に直立して設けら
   れたインボリユート曲線のラツプを有する旋回ス
   クロール部材および固定スクロール部材をラツプ
   をに互に内側にして噛合せ、旋回スクロール部材
   を回転軸に連設する偏心軸部に係合し、旋回スク
   ロール部材を固定スクロール部材に対して自転防
   止部材により自転することなく、旋回運動させ、
   固定スクロール部材には中心部に開口する吐出口
   と、外周部に開口する吸入口とを設け、吸入口よ
   りガスを吸入し、両スクロール部材にて形成され
   る密閉空間を中心に移動させ容積を減少してガス
   を圧縮し、吐出口より圧縮ガスを密閉容器内に吐
   出して密閉容器内を高圧圧力に保持し、通路を介
   して機外に吐出する密閉形スクロール圧縮機にお
   いて、 固定スクロール部材の反ラツプ側鏡板部に設け
   た凹所と該凹所を覆うカバーとから圧力空間室を
   形成するとともに、該圧力空間室と、前記密閉容
   器内であつて吸入圧力と吐出圧力との中間圧力部
   位とを連通孔により連通させたことを特徴とする
   密閉形スクロール圧縮機。 ２ 圧力空間室を、圧縮過程にある密閉空間と連
   通し、圧縮過程の中間的圧力に形成する特許請求
   の範囲第２項記載の密閉形スクロール圧縮機。 ３ 圧力空間室を、吸入室または吸入配管と連通
   し、吸入圧力に形成する特許請求の範囲第２項記
   載の密閉形スクロール圧縮機。 ４ 旋回スクロールとフレームとの間に形成した
   背圧室に圧縮過程の圧力を導入して旋回スクロー
   ルに固定スクロール側への押圧力を付与すると共
   に、圧力空間室にも圧縮過程の圧力を導入してな
   る特許請求の範囲第１項記載の密閉形スクロール
   圧縮機。 ５ 圧力空間室を、通路を介して背圧室に連通し
   てなる特許請求の範囲第４項記載の密閉形スクロ
   ール圧縮機。 ６ 前記カバーが、中央部に管状壁を突設するカ
   バーであつて、該管状壁を環状のシール部材を介
   在して鏡板の吐出口に嵌挿して前記鏡板を覆い、
   前記凹所にて圧力空間室を形成した特許請求の範
   囲第２項記載の密閉形スクロール圧縮機。