JPH0584394B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、冷凍・空調用の冷媒圧縮機、空気そ
の他のガス圧縮機として用いられるスクロール圧
縮機に関するものである。

従来例の構成とその問題点 スクロール圧縮機の作動原理を第２図により説
明する。渦巻状の旋回スクロール１と固定スクロ
ール２において、旋回スクロール１を紙面上で時
計方向に旋回運動させると、旋回スクロール１と
固定スクロール２で形成される圧縮室３，３ａ，
３ｂ……のうち、吐出口より最も外側に位置して
いる圧縮室３ａ，３ｂは旋回運動に伴つて容積が
次第に縮小しながら両スクロール１，２の中心に
向つて移動していく。両圧縮室３ａ，３ｂが両ス
クロール１，２の中心近傍に達したとき、両圧縮
室３ａ，３ｂ内の圧縮ガスは吐出口４から吐出さ
れる。ここで圧縮室３を形成する両スクロール
１，２の接点を半径方向接点５と称する。

次に従来のスクロール圧縮機の基本構成につい
て第３図で説明する。

端板２ａに直立する渦巻状のラツプ２ｂを形成
した固定スクロール２と、この固定スクロール２
と実質的に同一形状の端板１ａ、ラツプ１ｂから
なる旋回スクロール１とを互いにかみ合せ、また
固定スクロール２と結合されたフレーム６と旋回
スクロール１との間にオルダムリング７と称する
自転阻止機構を設けたものである。フレーム６の
軸受部８により回転支持されたクランク軸９に
は、フレーム６または密閉容器１０に支持された
モータ１１によつて回転駆動が与えられる。

吸入口１２から吸入されたガスは、旋回スクロ
ール１の旋回運動により圧縮室３で圧縮され、吐
出口１３から密閉容器１０内に吐出され、ガス通
路１４を通つて密閉容器１０下部の部屋に流れ、
吐出管１５から外部サイクルに吐出される。

密閉容器１０の底には潤滑油１６が溜つてお
り、吐出圧力により、油穴１７を通つて旋回スク
ロール１の摺動部へ給油される。

また、旋回スクロール１の背面側にはフレーム
６によつて形成され、かつ圧力的に分離された背
圧室１８が設けられ、圧縮室３と旋回スクロール
１の端板１ａに設けた小孔１９によつて通じてい
る。

このような構成及び動作のスクロール圧縮機で
は、圧縮室３は三次元空間を形成するため、前述
の半径方向接点５（第２図参照）と共に、旋回ス
クロール１と固定スクロール２との面接触すなわ
ち軸方向接点２０による密封も必要である。

ところで、圧縮室３に存在する圧縮ガスの圧力
によつて、固定スクロール２と旋回スクロール１
とを引き離そうとする力が作用し、そのままでは
両スクロール１，２は軸方向に離れてしまい、軸
方向接点２０の密封度が低下し、正常な圧縮作用
が果せなくなる。

小孔１９は、前述の軸方向密封度を維持するた
め圧縮室３内部の圧縮ガスを背圧室１８に導くた
めのもので、背圧室１８の圧力及び受圧面積は圧
縮室３の内圧による力に打ち勝つか、あるいは平
衡するように設定し、必要に応じてバネを介在さ
せる場合もある。

しかしながら上記のような構成では、背圧室１
８に吐出圧力あるいはそれに近い圧縮途中のガス
を導いているため、一度圧縮したガスを圧縮室３
外に引き出すことになり、効率の低下を及ぼす。
また背圧室１８の圧力変動も大きく、旋回スクロ
ール１に加わるスラスト力の変動が大きくなり、
摺動部や軸受部に変動荷重が加わり耐久性が劣化
するなどの欠点があつた。

発明の目的 本発明は、従来の欠点を解消するものであり、
自動的に最適な軸方向の密封を保つことができる
スクロール圧縮機を提供するものである。

発明の構成 本発明は、旋回スクロール背面の背圧室に、吸
入ガスと、圧縮室以外の高圧部から得た吐出ガス
とを導く通路を設け、各々通路に高圧側から低圧
側にガスが流れるように構成した制御弁により、
背圧室圧力を一定圧に保持し、圧縮機の性能向上
と耐久性の向上を図る上できわめて有利である。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例を第１図にもとづいて
説明する。本図において、第２図及び第３図と同
じ符号をつけたものは同じものを表わす。

端板２ａに直立する渦巻状のラツプ２ｂとから
なる固定スクロール２は、ボルト２１によりフレ
ーム２２に結合されており、両者の間に端板１ａ
とラツプ１ｂからなる旋回スクロール１がおさめ
られている。旋回スクロール１の端板１ａのラツ
プ１ｂが形成されている面と反対側に、フレーム
２２とで形成される空間、すなわち、圧力的に分
離された背圧室１８が設けられ、その空間内に旋
回スクロール１の自転阻止機構であるオルダムリ
ング７が取り付けられている。

フレーム２２の軸受２３により回転支持された
クランク軸９が旋回スクロール１の軸受部１ｃと
回転係合している。

ガスは吸入管３４より吸入口１２を通じて圧縮
室３に吸入され両スクロール１，２の中央部の吐
出口１３から密閉容器１０内に吐出されガス通路
１４から密閉容器１０の下部の吐出圧室２４へ流
れ、吐出管１５から外部に出される。

フレーム２２には、背圧室１８と密閉容器１０
下部の吐出圧室２４及び吸入口１２に通じる連通
路２５，２６を設け、各々、差圧により吐出圧室
２４から背圧室１８、背圧室１８から吸入口１２
へとガスが流れるようにボール２７ａ，２８ａ及
びバネ２７ｂ，２８ｂからなる制御弁であるリリ
ーフ弁２７，２８が配設されている。２９，３０
はリリーフ弁２７，２８のバネ２７ｂ，２８ｂの
力を調整するネジ具である。３１は連通路２６と
吸入口１２を連絡するガス穴である。

旋回スクロール１の旋回運動によつて圧縮室３
に生じるガス圧は、旋回スクロール１を端板１ａ
を反ラツプ側に押し下げる作用があり、負荷を軽
減するためにも、背圧室１８の圧力を吸入圧と吐
出圧の相乗平均圧力に維持することが必要であ
る。

背圧室１８は圧力的に他の空間と分離されてお
り、圧縮機の起動（つまり、旋回スクロール１の
旋回運動）により、発生した吐出圧力は、リリー
フ弁２７のばね力に打ち勝つて連通路２５から背
圧室１８に流れ込み、また、背圧室１８の圧力が
異常に高くなると吸入側に通じるリリーフ弁２８
が開き、背圧室１８のガスが吸入側に漏れ、背圧
室１８を最適な圧力に維持させることができる。
従つて、リリーフ弁２７，２８のバネ２７ｂ，２
８ｂの力は、背圧室１８の圧力が吸入圧と吐出圧
のほぼ相乗平均圧に維持できるように調整される
ことは言うまでもない。

この背圧室１８の圧力によつて旋回スクロール
１は固定スクロール２に押し付けられて最適な軸
方向密封がなされる。

吸入側圧縮室３′と背圧室１８との気密は固定
スクロール２と旋回スクロール１との外周側の接
触面３２により達成され、また、旋回スクロール
１と固定スクロール２の軸方向シールに影響を与
える軸方向接触面２０の摩耗に対しては、旋回ス
クロール１が軸方向にわずか移動できる構造とな
つているため、自動的に対応できる。

旋回スクロール１が背圧室１８の圧力により、
圧縮室３の圧力とほぼ平衡することによつて旋回
スクロール１とフレーム２２の摺動面３３との摩
擦抵抗も軽減することができる。

本構成によれば、背圧室１８の圧力を最適な大
きさに調整することが容易であり、圧力バランス
的に優れ、従来の小孔方式に比べ、リリーフ弁２
７，２８の開閉頻度が少ないため圧縮効率の高い
圧縮機を提供するものである。

発明の効果 このように本発明では、旋回スクロール背圧室
と、吸入側及び吐出側に通じる制御弁を設けるこ
とにより最適な背圧室圧力の維持を可能にし、効
率の向上と耐久性向上を得ることができ、その実
用的効果は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における縦断面図、
第２図はスクロール圧縮機の作動原理説明図、第
３図は従来のスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。 １……旋回スクロール、２……固定スクロー
ル、６……クランク軸、１２……吸入口、１３…
…吐出口、１８……背圧室、２５，２６……連通
路、２７，２８……リリーフ弁、３１……ガス
穴、３４……吸入管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 端板１ａ，２ａとこの端板１ａ，２ａに対し
   て直立するうず巻状のラツプ１ｂ，２ｂとからな
   る旋回スクロール２および固定スクロール１を、
   互いのラツプ１ｂ，２ｂが内側になるように、か
   つ偏心するように組み合わされてなり、外周部近
   くにガスを吸入するためのガス吸入口１２が設け
   られるとともに、中心部近くに圧縮されたガスを
   吐出するためのガス吐出口１３が設けられたスク
   ロール圧縮部と、 前記スクロール圧縮部を内部に収納する密閉容
   器１０と、 前記旋回スクロールの端板１ａ，２ａに対して
   ラツプ１ｂ，２ｂと反対側に設けられ、前記密閉
   容器１０内と圧力的に遮断されるよう構成された
   背圧室１８と、からなり、 前記固定スクロール１に対する旋回スクロール
   ２の回転運動により、前記一対のスクロールのラ
   ツプ１ｂ，２ｂと端板１ａ，２ａで形成される空
   間３が、前記一対のスクロール１，２の中心方向
   に移動するに従つて、その容積が減少し前記ガス
   吸入口１２より吸入されたガスが圧縮され前記ガ
   ス吐出口１３より吐出するスクロール圧縮機であ
   つて、前記密閉容器１０が、前記スクロール圧縮
   部のガス吸入口１２と外部を連通する吸入管３
   ４、および前記スクロール圧縮部の吐出口１３か
   ら吐出されたガスを外部に排出するための吐出管
   １５を備えるとともに、 前記密閉容器１０内と前記背圧室１８とを第１
   の制御弁２７を介して連通し、 前記背圧室１８と前記ガス吸入口１２とを第２
   の制御弁２８を介して連通し、 前記第１の制御弁２７を介して密閉容器１０内
   のガスを前記背圧室１８に流入させることによ
   り、前記背圧室１８内に一定値以上の圧力を得る
   とともに、前記背圧室１８内の圧力が異常に高く
   なつた場合に前記第２の制御弁２８を介して前記
   背圧室１８内のガスをガス吸入口１２に流出させ
   ることにより、前記背圧室１８内の圧力を制御す
   ることを特徴とするスクロール圧縮機。