JPH0733830B2 - スクロール気体圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はスクロール気体圧縮機の給油通路に関するもの
である。

従来の技術 低振動、低騒音特性を備えたスクロール圧縮機は、吸入
室が外周部に有り、吐出ポートが渦巻きの中心部に設け
られ、圧縮流体の流れが一方向で、往復動圧縮機や回転
式圧縮機のような流体を圧縮するための吐出弁を必要と
せず、圧縮比が一定で、吐出脈動も比較的小さくて大き
な吐出空間を必要としないことが一般に知られている。

しかし、特に気体を圧縮する場合などは圧縮部の漏れ隙
間を小さくするために渦巻き部の寸法精度を極めて高く
する必要があるが、部品形状の複雑さ、寸法精度のバラ
ツキなどにより、スクロール気体圧縮機のコストが高く
性能のバラツキも大きいという問題があった。

そこで、この種の問題解決のための方策として、圧縮途
中の気体漏れ防止のために潤滑油膜を利用したシール効
果により渦巻き部寸法精度の適性化と圧縮機性能の安定
化を期待することが大きく、第11図に示すように吐出室
底部の潤滑油を、圧縮途中の圧縮室に直接流入させる構
成が考えられる。

同図は密閉容器701内の上部にモータ703を配置し、下部
に圧縮部を配置して密閉容器内空間702を吐出室として
構成で、吐出室底部の油溜710の潤滑油を油吸い込み管7
22を介して圧縮途中圧縮室723にその底面部から直接流
入させる構成である（特開昭57−8386号公報）。

また、第12図のように、圧縮部を上部に、モータ816と
吐出室812に通じる油溜とを下部に配置し、旋回スクロ
ール801には密閉空間809と旋回スクロール801の背圧室8
17とを連通する絞り効果を有した導通孔818が設けら
れ、背圧室817が吸入圧力と吐出圧力の中間圧力状態で
旋回スクロール801を固定スクロール802に押し付ける構
造で、油溜899の潤滑油はクランク軸807に設けられた長
手方向の溝719、720、721、クランク軸807を支持する各
軸受の摺動部微少隙間を介して背圧室817に流入し、さ
らに導通孔818を介して密閉空間809に流入させる構成が
ある（特開昭59−110884号公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の第11図のような吐出室圧力に等しい
密閉容器内空間702の底部の油溜710の潤滑油を、圧縮途
中の圧縮室723に差圧により流入させる構成では、冷媒
圧縮機などのように閉循環系で使用する際に、圧縮機停
止中にその自重や差圧等により、圧縮機外部の冷凍サイ
クルからの圧縮機内に帰還した多量の冷媒が液化状態で
油溜710の上部のモータ703下面にまで溜まり、冷媒液や
潤滑油が油吸い込み管722などを通じて圧縮室723に流入
し、充満する場合もある。このような状態では、圧縮負
荷が過大のため、再起動運転不能であり、例えモータ70
3の起動トルクが大きくて再起動できるとしても圧縮機
破損を招く。

また、油吸い込み管の通路抵抗が固定された構成では、
モータ703の回転速度が変化して圧縮機運転される場合
などは、必ずしも圧縮室への潤滑油給油によって圧縮効
率を向上させ得るものではない。すなわち、圧縮室間隙
間からの吸入気体容積当たりの圧縮気体漏れ量は、圧縮
時間の長い時に多く、圧縮時間の短い時に少ない。した
がって、圧縮機低速度運転時にはより積極的な圧縮室へ
の潤滑油給油によって圧縮気体漏れを少なくし、圧縮効
率を改善するものである。

しかし、圧縮機高速度運転時には圧縮効率の改善にはつ
ながらず、むしろ、圧縮気体漏れが少なく、潤滑油中に
混入している冷媒ガスの流入によって圧縮室圧力が高く
なり、圧縮トルクが大きくなる。また、圧縮機高速度運
転時には吐出流体速度が速くて吐出流体に含まれる潤滑
油を効果的に分離することも困難で、圧縮機外部への潤
滑油吐出量が多く、圧縮機内潤滑油が不足し、摺動部焼
き付を生じるという問題を有している。

このような理由により、圧縮機が低速度から高速度まで
の広範囲運転される場合には、圧縮室への潤滑油流入量
を調整する必要がある。勿論、同図の構成でも油吸い込
み管722からの潤滑油流入開口部が旋回スクロールによ
って一時的に塞がれ、間欠的に開閉されて高速運転時の
給油量が多少制限されるが、閉塞部長さが短いために給
油量調整範囲も少なく、可変速度運転に供されるスクロ
ール圧縮機には積極的に圧縮室へ給油することが困難で
あるという問題があった。

また、第12図の構成では圧縮部が上部に配置されている
ため、圧縮機停止中に冷媒液などが圧縮室に流入するこ
ともなく、また、軸受部の微小隙間を介して圧縮室へ給
油するので、その軸回転方向の油膜形成により、高速回
転時には軸方向への通路抵抗が生じて多少の給油制限が
可能であるが、上記と同様に可変速度運転時には新たな
圧縮室への給油量調整を必要とする問題があった。

そこで、本発明は旋回スクロールのラップ支持円板部を
利用して、圧縮室への給油通路を特定の旋回角度範囲内
でのみ開通する構成にし、圧縮効率と耐久性に優れたス
クロール気体圧縮機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のスクロール気体圧縮
機は、旋回スクロールを旋回駆動させる駆動軸を支承す
る本体フレームと固定スクロールとの真に旋回スクロー
ルが配置され、旋回スクロールのラップ支持円板の反圧
縮空間の側に、旋回スクロールの背圧室を形成し、背圧
室は吐出ポートに通じる吐出室油溜と絞り通路を有する
油通路で連通し、圧縮室に開口する油エンジェクション
通路を有する給油通路で背圧室と圧縮室とが連通し、油
インジェクション通路を固定スクロールの鏡板に設けた
構成において、油インジェクション通路の上流側にはラ
ップ支持円板と固定スクロールの鏡板との摺接面に開口
部を設け、その開口部が旋回スクロールの旋回運動に連
動してラップ支持円板により間欠的に開閉される構成と
したものである。

作用 本発明は上記構成によって、油通路を経由して背圧室に
流入した吐出室油溜の潤滑油は旋回スクロールのラップ
支持円板の一旋回運動の度に給油通路を解して間欠的に
圧縮室に給油され、その給油は旋回速度が遅い時には一
旋回当りの給油量が多く、旋回速度が速い時には一旋回
当たりの給油量が少なく調整されて、圧縮機低速度運転
時の圧縮室間隙間の油膜シール効果により圧縮効率を向
上させると共に、圧縮機高速度運転時には一旋回当たり
の圧縮室への給油量を少なくして圧縮室圧力上昇を抑制
し、圧縮動力損失の低減を図る。

また圧縮機停止時には、吐出室気体の吸入室への瞬時逆
流と膨張作用によって、旋回スクロールは吐出ポートに
通じる圧縮室が拡張された位置に停止し、ラップ支持円
板が給油通路途中を遮断し、圧縮機停止中に吐出室の油
溜から潤滑油や液化流体がその自重などで圧縮空間に流
入し、圧縮機再始動時の動力損失や耐久性低下を防止す
るものである。

実 施 例 以下、本発明の実施例のスクロール圧縮機について、図
面を参照しながら説明する。

第１図において、１は鉄製の密閉ケースで、その内部全
体が吐出室２に連通する高圧雰囲気で、上部にモータ
３、下部に圧縮部を配置し、モータ３の回転子3aに固定
された駆動軸４を支承する圧縮部の本体フレーム５によ
り密閉ケース１の内部がモータ室６と吐出室とに仕切ら
れている。本体フレーム５は、軽量化と軸受部の熱発散
を主目的とした熱伝導特性に優れたアルミニウム合金製
で、その外周部に溶接性に優れた鉄製のライナー８が焼
ばめ固定され、ランナー８の外周面が密閉ケース１に全
周内接し部分的に溶接固定されている。

モータ３の固定子3bの両端外周部は、密閉ケース１に内
接固定された軸受フレーム９と本体フレーム５によって
支持固定されている。駆動軸４は軸受フレーム９に設け
られた上部軸受10、本体フレーム５の上端部に設けられ
た下部軸受11、本体フレーム５の中央部に設けられた主
軸受12、本体フレーム５の上端面とモータ３の回転子3a
の下部端面との間に設けられたスラスト玉軸受13とで支
持され、その下端部には駆動軸４の主軸から偏心した偏
心軸受14が設けられている。

本体フレーム５の下端面にはアルミニウム合金製の固定
スクロール15が固定され、固定スクロール15は渦巻き状
の固定スクロールラップ15aと鏡板15bから成り、鏡板15
bの中心部には固定スクロールラップ15aの巻き始め部に
開口する吐出ポート16が吐出室２にも開口して設けら
れ、固定スクロールラップ15aの外周部には吸入室17が
設けられている。

固定スクロールラップ15aに噛み合って圧縮室を形成す
る渦巻き状の旋回スクロールラップ18aと駆動軸４の偏
心軸受14に支持された旋回軸18bとを直立させたラップ
支持円板18cとから成るアルミニウム合金製の旋回スク
ロール18は、固定スクロール15の本体フレーム５と駆動
軸４とに囲まれて配置されており、旋回軸18bの外周部
に高張力鋼材料から成るスリーブ19が焼ばめ固定され、
ラップ支持円板18cの表面は硬化処理されている。

本体フレーム５に固定された平行ピン19に拘束されて軸
方向にのみ移動が可能なスラスト軸受20と、固定スクロ
ール15の鏡板15bとの間には、スペーサ21が設けられ、
スペーサ21の軸方向寸法は、油膜による摺動面のシール
性向上のためにラップ支持円板18cの厚さよりも約0.015
〜0.020mm大きく設定されている。

駆動軸４の偏心軸受14の底部と、旋回スクロール18の旋
回軸18bの端部との間の偏心軸受空間36と、ラップ支持
円板18cの外周部空間37とは、旋回軸18bとラップ支持円
板18cに設けられた油穴A38aにより連通されている。

スラスト軸受20は第２図のように、その中央部が２つの
平行な直線部分とそれに連なる２つの円弧状曲線部分か
ら成る形状に貫通成形されている。

旋回スクロール自転阻止用のオルダムリング24は、焼結
成形や射出成形工法などに適した軽合金や樹脂材料から
成り、第２図のように両面が平行な薄い環状板とその一
面に設けられた一対の平行キー部分とから成り、環状板
の外輪郭は２つの平行な直線部分とそれに連なる２つの
円弧状曲線部分から成り、直線部分が第２図のようにス
ラスト軸受20の直線部分に微少隙間で係合し摺動可能で
あり、平行キー部分は第１図、第２図のように、旋回ス
クロール18のラップ支持円板18cに設けられた一対のキ
ー溝71に微少隙間で係合し、摺動可能な形状に設定され
ている。

第１図のように、本体フレーム５とスラスト軸受20との
間には約0.1mm前後のレリース隙間27が設けられ、その
レリース隙間27に対向して本体フレーム５にも環状溝28
が設けられ、環状溝28を囲んだゴム製のシールリング70
が本体フレーム５とスラスト軸受20との間に装着されて
いる。

モータ室６の上部と吐出室２とは、密閉ケース１の側壁
を貫通して接続されたバイパス吐出管29を介して連通
し、バイパス吐出管29のモータ室６への開口位置は固定
子3bの上部コイルエンド30の側面に対向し、バイパス吐
出管29の上部開口端と、密閉ケース１の上面に接続され
た吐出管31とは、軸受フレーム５に設けられた抜き穴3
2、密閉ケース１の上面と軸受フレーム９との間に配置
され多数の小穴を有したパンチングメタル33を介して連
通している。

モータ室６の下部に設けられた吐出室油溜34は、モータ
室６の上部とモータ３の固定子3bの外周の一部をカット
して設けた冷却通路35により連通されている。また、吐
出室油溜34は本体フレーム５に設けられた油穴B38bを経
由して環状溝28に通じると共に、オルダムリング24が配
置された旋回スクロール18の背圧室39にも主軸受12と摺
動部微少隙間を介して通じ、更に偏心軸受14に設けられ
た油溝A40aを介して偏心軸受空間36へも連通している。

また、本体フレーム５に設けられた油穴B38bは、駆動軸
４の下部軸受11に対応する下部軸部4aの表面に設けられ
た螺線状油溝41にも通じており、螺線状油溝41の巻方向
は、駆動軸４が正回転する時に潤滑油の粘性を利用した
ネジポンプ作用が生じるように設けられ、その終端は下
部軸受4aの途中まで形成されている。

第３図、第４図のように、固定スクロール15は、吸入室
17の両端を連通する円弧状の吸入通路42が設けられ、そ
れに直交する円形の吸入穴43が固定スクロールラップ15
aの側面に対しても直角方向に設けられ、吸入穴43の底
部は平面で吸入通路42の側面にまで到達している。第５
図のように、吸入穴43の中心は吸入通路42の底面44とず
れており、吸入通路42への開口部寸法W45は吸入穴43の
直径寸法より小さく設けられている。また、吸入穴43に
はアキュームレータ46の吸入管47が接続されており、吸
入穴43の底面44と吸入管端面48との間には、吸入管47の
内径寸法および吸入管端面48と底面44との間の吸入穴深
さ寸法L49よりも大きく、且つ開口寸法W45よりも大きい
円形薄鋼板の逆止弁50が配置されている。逆止弁50の表
面は油漏れ特性が悪く弾力性に富んだテフロンがコーテ
ィングされている。

吸入室17にも吐出室２にも連通しない第２圧縮室51と外
周部空間７とは、第２圧縮室51に開口して鏡板15bに設
けられた細径のインジェクション穴52、鏡板15bと樹脂
製の断熱カバー53とで形成されたインジェクション溝5
4、外周部空間37に開口した段付き形状の油穴C38cとか
ら成るインジュクション通路55で連通されている。そし
て、背圧室39と第２圧縮室51は旋回スクロール18に設け
た油穴A38a,外周部空間37,インジェクション通路55から
成る給油通路で連通している。また油穴C38cの大径部56
には、第６図に示すような外周の一部に切欠き57を有す
る薄鋼板製の逆止弁58とコイルスプリング59とが配置さ
れ、コイルスプリング59は、断熱カバー53に押さえられ
て逆止弁を常時付勢する。外周部空間37への油穴C38cの
開口位置は、第７図、第８図に示す如く、吐出ポート16
に連通する第３圧縮室60の容積減少行程が終了する近傍
にまで旋回スクロール18が移動した時（第７図参照）
に、外周部空間37と油穴C38cとが連通し、それ以外の時
（第８図参照）にはラップ支持円板18cによって遮断さ
れる位置に設けられている。

第９図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、縦
軸は冷媒圧力を示し、吸入・圧縮・吐出行程における冷
媒ガスの圧力変化状態を示し、実線62は正常運転時の圧
力変化を示し、点線63は異常圧力上昇運転時の圧力変化
を示す。

第10図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、縦
軸は冷媒圧力を示し、実線64は吐出室２にも吸入室17に
も連通しない第２圧縮室51a、51bのインジェクション穴
52a、52bの開口位置における圧力変化を示し、点線65は
吸入室17に連通する第１圧縮室61a、61b（第３図参照）
の定点における圧力変化を示し、一点鎖線66は吐出室２
に連通する第３圧縮室60a、60bの定点における圧力変化
を示し、二点鎖線67は第１圧縮室61a、61bと第２圧縮室
51a、51bとの間の定点における圧力変化を示し、二重点
線68は背圧室39の圧力変化を示す。

以上のように構成されたスクロール冷媒圧縮機につい
て、その動作を説明する。

第１図〜第10図において、モータ３によって駆動軸４が
回転駆動すると、旋回スクロール18が旋回運動をし、圧
縮機に接続した冷凍サイクルから潤滑油を含んだ吸入冷
媒ガスが、アキュームレータ46に接続した吸入管47、吸
入穴43、吸入通路42を順次経て吸入室17に流入し、旋回
スクロール18と固定スクロール15との間に形成された第
１圧縮室61a、61bを経て圧縮室内に閉じ込められ、常時
密閉空間となる第２圧縮室51a、51b、第３圧縮室60a、6
0bへと順次移送圧縮され、中央部の吐出ポート16を経て
吐出室２へと吐出される。

潤滑油を含んだ吐出冷媒ガスは、圧縮機外部へ配管接続
されたバイパス吐出管29を経て再び圧縮機内のモータ室
６に帰還した後、外部の冷凍サイクルへ吐出管31から搬
出されるが、モータ室６に流入する際に、モータ３の上
部コイルエンド30の側面に衝突してモータ巻き線の表面
に付着することにより、潤滑油の一部を分離した後、軸
受フレーム９に設けられた抜き穴32を通過する際に、流
れ方向を変えたり、パンチングメタル33の小穴を通過す
る際に、潤滑油の慣性力や表面付着などにより、潤滑油
が効果的に分離される。

吐出冷媒ガスから分離された潤滑油の一部は上部軸受の
摺動面を潤滑した後、残りの潤滑油と共に冷却通路35を
通りモータ３を冷却しながら下部の吐出室油溜34に収集
される。

吐出室油溜34の潤滑油は、駆動軸４の下部軸部4aの表面
に設けられた螺線状油溝41のネジポンプ作用によりスラ
スト玉軸受13へ給油され、下部軸受4aの端部の微少軸受
隙間を潤滑油が通過する際に油膜のシール作用により、
モータ室６の吐出冷媒ガス雰囲気と主軸受12の上流側空
間とが遮断される。

吐出室油溜34の溶解吐出冷媒ガスを含んだ潤滑油は、主
軸受12の微少隙間を通過する際に、吐出圧力と吸入圧力
との中間圧力に減圧されて背圧室39に流入し、その後、
偏心軸受14の油溝A40a、偏心軸受空間36、旋回スクロー
ル18を通る油穴A38を経て外周部空間37に流入し、更に
間欠的に開口する油穴C38c、インジェクション溝54、イ
ンジェクション穴52a、52bを経て第２圧縮室51a、51bに
流入し、その通路途中の摺動面を潤滑する。

また、吐出室油溜34は環状溝28やレリース隙間27とも通
じているので、スラスト軸受20はその背圧力により付勢
されてスペーサ21の端面に当接している。そして旋回ス
クロール18のラップ支持円板18cは、スラスト軸受20と
固定スクロール15の鏡板15bとの間で微少隙間を保持さ
れて円滑に摺動すると共に、固定スクロールラップ15a
の端面とラップ支持円板18cとの間、並びに、旋回スク
ロールラップ18aとの端面と鏡板15bとの間の隙間も微少
に保持されて、隣接する圧縮室間の気体漏れを少なくし
ている。

第２圧縮室51a、51bのインジェクション穴52a、52bの開
口部は、第10図の如くの圧力変化64をし、吐出室２の圧
力に追従して変化する背圧室圧力68よりも瞬時的に高い
が平均圧力が低いので、背圧室39からの潤滑油は、油穴
C38cの鏡板開口端でラツプ支持円板18cの摺動面によ
り、間欠的に開閉され給油されながらインジェクション
通路55を経て、間欠的に第２圧縮室51a、51bに流入す
る。そして正常運転時の背圧室圧力68よりも瞬時的に高
い第２圧縮室51a、51b内の圧縮冷媒ガスは、細径のイン
ジェクション穴52a、52bで減衰されているため、インジ
ェクション溝54への瞬時的な逆流がなく、インジェクシ
ョン溝54内の圧力が背圧室圧力68よりも高くならない。

なお、駆動軸４の一回転当たりの外周部空間37から油穴
C38cへの潤滑油流入量は、駆動軸４の回転速度が遅い場
合には多く、速い場合には少なくなるように流量調整さ
れ、第２圧縮室51a、51bへの油インジェクション量も相
応して増減する。

第２圧縮室51a、51bにインジェクションされた潤滑油
は、吸入冷媒ガスと共に圧縮室に流入した潤滑油と合流
し、隣接する圧縮室間の隙間を油膜により密封して圧縮
気体漏れを防ぎ、圧縮空間の摺動面を潤滑しながら圧縮
気体と共に吐出室２に吐出される。圧縮機低速運転時の
吐出冷媒ガス中の潤滑油は、吐出冷媒ガスの流速も遅
く、潤滑油の混入も少ないため、モータ室６でほぼ分離
され、高速運転時には潤滑油の一部が外部へ吐出され
る。

また、背圧室39に差圧給油された潤滑油は、シールリン
グ70の弾性力と共に中間圧力の付勢力を旋回スクロール
18に作用させてラップ支持円板18cを鏡板15bとの摺動面
に押圧油膜シールして外周部空間37と吸入室17との間の
連通を遮断すると共に、スラスト軸受20とラップ支持円
板18cとの摺動面の隙間も潤滑シールする。

また、圧縮機の冷時始動後しばらくの間は、第９図、第
10から理解できるように吐出室２の圧力が第２圧縮室51
a、51bの圧力よりも低いので、圧縮途中の冷媒ガスが第
２圧縮室51a、51bからインジェクション通路55を経て背
圧室39に逆流しょうとするが、逆止弁58の逆止作用にて
外周部空間37への逆流が阻止され、吐出室油溜34の潤滑
油は吐出室２の圧力上昇と共に背圧室39、外周部空間37
にまで差圧給油される。

したがって、冷時始動初期のスラスト軸受20への背圧付
勢力が圧縮室圧力により生じ、旋回スクロール18を固定
スクロール15から離反させようとするスラスト過重に抗
しながらスラスト軸受20が微少に後退して旋回スクロー
ル18と固定スクロール15との間の軸方向隙間を拡大する
ことにより、圧縮空間に漏れを生じて圧縮室圧力を下
げ、始動初期の圧縮負荷を軽減する。

その後、吐出室２の圧力上昇に伴い、外周部空間37の潤
滑油はコイルスプリング59の付勢力に抗してインジェク
ション穴52a、52bを介して駆動軸４の回転速度に逆比例
するように計量制御され、第２圧縮室51a、51bへインジ
ェクションされる。

また、冷時始動初期や安定運転時に油インジェクション
やその他の原因で瞬時的な液圧縮が生じた場合の圧縮室
圧力は、第９図の点線63のように異常な圧力上昇と過圧
縮が生じるが、吐出室２とそれに連通する高圧空間容積
が大きいので吐出室圧力の上昇が極めて小さい。

また、液圧縮により第２圧縮室51a、51bに連通するイン
ジェクション溝54なども異常圧力上昇するが、細径の油
穴C38cの絞り効果と逆止弁58の逆止作用により、外周部
空間37とインジェクション溝54との間が遮断される。そ
のため、背圧室39の圧力は変わらず、スラスト軸受20の
背面に作用する背圧付勢力にも変動がなく、その結果、
液圧縮時には旋回スクロール18に作用する過大なスラス
ト力によって上述のようにスラスト軸受20が後退して圧
縮室圧力が降下し、その後、正常運転を継続する。

なお、液圧縮途中でスラスト軸受20が後退することによ
り圧縮室圧力は第９図の一点鎖線63aの如く途中で降圧
する。

圧縮機停止後は、圧縮室内圧力により旋回スクロール18
に逆旋回トルクが生じ、旋回スクロール18が逆旋回して
吐出冷媒ガスが吸入側に逆流する。この吐出冷媒ガスの
逆流に追従して、逆止弁50が第３図の位置から第４図の
位置に移動し、逆止弁50の表面に施されたテフロン被膜
により、吸入管端面48を密封して吐出冷媒ガスの逆流を
制止し、旋回スクロール18の逆旋回が停止し、吸入通路
42と吐出ポート16との間の空間は吐出圧力を保持する。

また、インジェクション通路55の逆止弁58を境にして圧
縮室に連通する通路は吐出圧力になるが、外周部空間37
と背圧室39との間の空間はしばらくの間、中間圧力を保
持し、吐出室油溜34からの潤滑油微少流入により次第に
吐出圧力に近付く。圧縮機停止時、旋回スクロール18は
逆転し第３圧縮室60a、60bが拡大して逆旋回トルクを生
じない位置に停止し、油穴C38cの外周部空間37への開口
部はラップ支持円板18cにより遮断される。

圧縮機停止後は、コイルスプリング59の付勢力によって
も逆止弁58がインジェクション通路55を遮断するので、
外周部空間37から圧縮室への潤滑油流入がない。

以上のように上記実施例によれば、旋回スクロール18が
駆動軸４を支承する本体フレーム５と固定スクロール15
との間に配置され、吐出ポート16に通じる吐出室油溜34
と第２圧縮室51a、51bとは、主軸受12の微少隙間や細径
穴を有する油穴C38c、インジェクション溝54、細径のイ
ンジェクション穴52a、52bとから成るインジェクション
通路55を有する給油通路で連通し、そのインジェクショ
ン通路55は、旋回スクロール18のラップ支持円板18cと
固定スクロール15の鏡板15bとの摺動面に開口して鏡板1
5bに設けられ、油インジェクション通路55の上流側開口
部が旋回スクロール18の旋回運動に連動してラップ支持
円板18cにより間欠的に開閉されることにより、吐出室
油溜34から第２圧縮室51a、51bに流入する潤滑油量は、
旋回スクロール18が一旋回する時間の長い場合には多
く、短い場合には少なくなるように制御される。このた
め、第２圧縮室51a、51bへの油インジェクション量は駆
動軸４の回転速度に逆比例して増減するので、圧縮機低
速運転時のように圧縮時間が長くて圧縮途中冷媒ガスの
漏れ量が多くなる場合には、充分な給油による油膜シー
ルによって圧縮空間の密封を高めて圧縮効率の向上と圧
縮室温度上昇を低減させることができる。

また、圧縮機高速運転時のように圧縮時間が短くて圧縮
途中冷媒ガスの漏れ量が少なくなる場合には、給油量を
少なくして加熱と潤滑油溶解冷媒ガスの流入量を制御
し、圧縮室の温度上昇と圧力上昇を防止して動力損失の
低減と耐久性を高めることができる。

また、吐出冷媒ガスの流速が速くて油分離効率が悪くな
る圧縮機高速運転時でも、吐出冷媒ガスに混入する潤滑
油量が少ないので、圧縮機外部の冷凍サイクルへの油吐
出量も少なくなり、冷凍サイクルの熱交換器の熱交換性
能の低下を防ぎ、圧縮機内潤滑油確保によって圧縮機耐
久性向上や圧縮室への油インジェクション効果を発揮さ
せることができる。

また、上記実施例によれば油インジェクション通路55の
開口部は、吐出ポート16に連通する第３圧縮室60a、60b
の容積減少行程が終了する近傍にまで旋回スクロール18
が移動した時に開通し、それ以外の時に遮断される位置
に設けられたことにより、圧縮機停止直後は、旋回スク
ロール18が吐出室12と吸入室17との間の差圧によって逆
旋回し、吐出冷媒ガスが逆流・膨張するので旋回スクロ
ール18は第３圧縮室60a、60bの容積がほぼ最小になる状
態では停止せず、インジェクション通路55の開口部はラ
ップ支持円板18cにより遮断されると共に、吸入穴43に
設けられた逆止弁50が吸入側の通路を塞ぎ圧縮室を吐出
圧力に等しくするが、インジェクション通路55よりも上
流側の給油通路にまで吐出冷媒ガスが逆流しないことか
ら、給油通路途中の潤滑油流失を防いで再始動時の給油
を早めるこのができる。

また、圧縮機停止中に冷凍サイクルから多量の液化冷媒
が圧縮機内に帰還した場合でも、給油通路を通じて第２
圧縮室への潤滑油や冷媒液の流入がないので、圧縮機再
始動時の圧縮室内液閉じ込めが発生せず円滑な始動がで
き、耐久性を向上できる。

また、上記実施例ではインジェクション穴52a、52bを第
２圧縮室に開口したが、吸入室17に通じる第１圧縮室61
a、61bに開口してもよく、圧縮機停止中に給油通路を介
して吐出室油溜34から第１圧縮室61a、61bに潤滑油が流
入することもない。

また、上記実施例では冷媒圧縮機について説明したが、
潤滑油を使用する酸素、窒素、ヘリウムなどの他の気体
圧縮機の場合も同様の作用効果を期待できる。

発明の効果 以上のように本発明は、旋回スクロールを旋回駆動させ
る駆動軸を支承する本体フレームと固定スクロールとの
間に旋回スクロールが配置され、旋回スクロールのラッ
プ支持円板の反圧縮空間の側に、旋回スクロールの背圧
室に形成し、背圧室は吐出ポートに通じる吐出室油溜と
絞り通路を有する油通路で連通し、圧縮室に開口する油
インジェクション通路を有する給油通路で背圧室と圧縮
室とが連通し、油インジェクション通路を固定スクロー
ルの鏡板に設けた構成において、油インジェクション通
路の上流側にはラップ支持円板と固定スクロールの鏡板
との摺動面に開口部を設け、その開口部が旋回スクロー
ルの旋回運動を連動してラップ支持円板により間欠的に
開閉される構成としたことにより、背圧室から油インジ
ェクションすべき圧縮室への給油通路の設定と、その給
油通路の途中で開閉される開口部の設定の自由度が高く
なる。この結果、吐出室油溜から背圧室を経由して圧縮
室に流入する潤滑油を、ラップ支持円板と鏡板との摺動
面の全領域に潤滑と油膜シールに供しながら、旋回スク
ロールが一旋回する時間の長い場合には多く、短い場合
には少なくなるように油量制御が容易にできる。このた
め、圧縮空間への油インジェクション量は駆動軸の回転
速度に逆比例して増減するので、圧縮機低速運転時のよ
うに圧縮時間が長くて圧縮途中気体の漏れ量が多くなる
場合には、充分な給油による油膜シールによって圧縮空
間の密封を高め、圧縮効率の向上と圧縮室温度上昇を低
減して潤滑油の劣下を防ぐことができる。また、圧縮機
高速運転時のように圧縮時間が短くて圧縮途中気体の漏
れ量が少なくなる場合には、給油量を少なくして潤滑油
による加熱と潤滑油溶解気体の流入量を抑制し、圧縮室
の温度上昇と圧力上昇を防止して動力損失の低減と耐久
性を高めることができる。

また、吐出気体の流速が速くて油分離効率が悪くなる圧
縮機高速運転時でも、吐出気体に混入する潤滑油量が少
ないので圧縮機外部への油吐出量も少なくなり、圧縮機
外部での油回収の必要もなく、圧縮機内潤滑油確保によ
って圧縮機耐久性向上や圧縮空間への油インジェクショ
ン効果を発揮できると共に、圧縮機外部配管系の設置空
間やコストを削減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール冷媒圧縮
機の縦断面図、第２図は同圧縮機における主要部品の分
解図、第３図は第１図におけるＡ−Ａ線での断面図、第
４図は第３図における吸入管接続部における逆止弁の位
置説明図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線における縦断面
図、第６図は給油通路に用いる逆止弁の外観図、第７
図、第８図はそれぞれ同圧縮機における吐出ポート部の
圧縮室の移動説明図、第９図は同圧縮機における吸入行
程から吐出行程までの冷媒ガスの圧力変化を示す特性
図、第10図は同各圧縮室における定点の圧力変化を示す
特性図、第11図、第12図はそれぞれ従来の異なるスクロ
ール圧縮機の縦断面図である。 ２……吐出室、３……モータ、４……駆動軸、５……本
体フレーム、12……主軸受、15……固定スクロール、15
a……固定スクロールラップ、16……吐出ポート、17…
…吸入室、18……旋回スクロール、18a……旋回スクロ
ールラップ、18c……ラップ支持円板、34……吐出室油
溜、38c……油穴Ｃ、39……背圧室、52a、52b……イン
ジェクション穴、54……インジェクション溝、55……油
インジェクション通路、58……逆止弁、59……コイルス
プリング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定スクロール15の一部をなす鏡板15bの
   一面に形成された渦巻き状の固定スクロールラップ15a
   に対して旋回スクロール18の一部をなすラップ支持円板
   18c上に旋回スクロールラップ18aを搖動回転自在に噛み
   合わせ、両スクロール15,18間に渦巻き形の圧縮空間を
   形成し、前記固定スクロールラップ15aの中心部には吐
   出ポート16を設け、前記固定スクロールラップ15aの外
   側には吸入室17を設け、前記圧縮空間は吸入側より吐出
   側に向けて連続移行する複数個の圧縮室61a,61b,51a,51
   b,60a,60bに区画されて流体を圧縮するスクロール圧縮
   機構を形成し、前記旋回スクロール18を旋回駆動させる
   駆動軸４を支承する本体フレーム５と前記固定スクロー
   ル15との間に前記旋回スクロール18が配置され、前記ラ
   ップ支持円板18cの反圧縮空間の側に、前記旋回スクロ
   ール18の背圧室39を形成し、前記背圧室39は前記吐出ポ
   ート16に通じる吐出室油溜29と絞り通路を有する油通路
   38bで連通し、前記圧縮室に開口する油インジェクショ
   ン通路52a,52bを有する給油通路で前記背圧室39と前記
   圧縮室とが連通し、前記油インジェクション通路52a,52
   bを前記固定スクロール15の鏡板15bに設けた構成におい
   て、前記油インジェクション通路52a,52bの上流側には
   前記ラップ支持円板18cと前記鏡板15bとの摺接面に開口
   部38cを設け、前記開口部38cが前記旋回スクロール18の
   旋回運動に連動して前記ラップ支持円板18cにより間欠
   的に開閉されるスクロール気体圧縮機。
2. 【請求項２】ラップ支持円板18cと前記鏡板15bとの摺接
   面に設けた開口部38cは、吐出ポート16に連通する圧縮
   室の容積減少行程が終了する近傍にまで旋回スクロール
   18が移動した時に開通し、それ以外の時に遮断される位
   置に設けられた特許請求の範囲第１項記載のスクロール
   気体圧縮機。