JPH0826862B2 - 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おり、既
に、車両空調用圧縮既や事務所空調用圧縮機のように気
体排除容積が大きい分野で実用化されている。

しかし、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12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流流入させる構
成が考えられ、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
を吐出室とした構成で、吐出室底部の油溜710の潤滑油
を油吸い込み管722を介して圧縮途中の圧縮室723にその
底面部から直接流入させる構成がある（特開昭57−8386
号公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかし、家庭用空調圧縮機のような小容量気体排除容
積や圧縮機小型化を必要とする分野では、低騒音化を図
るために圧縮するための吐出弁を用いないので所要の圧
縮比を確保するための渦巻き数が必要であり、吸入・圧
縮部が大きく、圧縮機小型化を図る際の大きな支障にな
っていた。

また、上記の第12図のような油吸い込み管の通路抵抗
が固定され、油溜710の潤滑油を圧縮途中の適当な圧縮
室723に適当な差圧により流入させるだけの構成では、
モータ703の回転速度が変化して圧縮機運転させる場合
などは必ずしも圧縮室への潤滑油給油によって圧縮効果
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、上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いので可変速度運転に供される小容
量気体排除容積の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。

そこで、本発明は圧縮室を形成する渦巻き部の巻き数
を少なくし、圧縮室への給油量を圧縮機運転速度に応じ
て制御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、旋回スクロールが駆動軸を支障する本体フレー
ムと固定スクロールとの間に配置され、吐出ポートに通
じて油溜から最終的に圧縮室に流入する給油通路を設け
た構成において、吸入室にも吐出ポートにも通じない常
時密閉空間を形成でき、かつ油溜から常時密閉空間へ実
質的に間欠給油可能なイジェクション穴を常時密閉空間
に開設可能な範囲で、固定スクロールラップと旋回スク
ロールラップの実質的な渦巻き数を最少とした構成であ
る。

作用 本発明は上記構成によって、吐出ポートの圧力が圧縮
室の最終圧力よりも高い場合でも、油溜から常時密閉空
間に流入した潤滑油が油膜によって常時密閉空間と隣接
する圧縮室隙間を密封すると共に、常時密閉空間の存在
によって、吐出ポートと間欠的に通じた圧縮室から吸入
室と間欠的に通じる圧縮室への高圧気体の逆流を生じる
ことがない。

また、常時密閉空間の領域が狭いことに起因して、こ
の圧縮室内で液圧縮などによる異常圧力上昇に生じる余
地がない。

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図は本発明の第１の実施例におけるスクロール冷
媒圧縮機の縦断面図を示し、第２図は主要部品の分解図
を示し、第３図は第１図におけるＡ−Ａ線における断面
図を示し、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を示し、第５図は第４図における
Ｂ−Ｂ線における縦断面図を示し第６図は給油通路に用
いる逆止の外観図を示し、第７図、第８図は吐出ポート
における圧縮室の移動説明図を示し、第９図は吸入行程
から吐出行程までの冷媒ガスの圧力変化を示す特性図を
示し、第10図は各圧縮室における定点の圧力変化を示す
特性図を示し、第11図は吐出ポートに連なる圧縮室容積
が最少状態の圧縮室配置説明図を示す。

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、ライナー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の両端外周部が密閉ケース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
15bの中央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と本体フレーム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。

なお、固定スクロールラップ15aと旋回スクロールラ
ップ18aの渦巻き曲線は、米国特許4441870号公報にも記
載されている如く、第11図の通りである。すなわち、そ
の巻き始めが隣り合うラップとラップとの間の溝幅に等
しい直径の円弧で始まり、それに続く渦巻き曲線がイン
ボリュート曲線から成っており、巻き始め先端部が小さ
な円弧80になっている。したがって、吐出ポート16に連
通しない圧縮空間を形成する渦巻き曲線の実質的な境界
点はＡ点７となる。

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18
c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、曲線部分が第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９に設けられた抜き穴32、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の摺
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に対向する下部軸部4aの表面に設けられた
螺旋状油溝41にも通じており、螺旋状油溝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
ポンプ作用の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と吸入穴43の底面との間の吸入
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
a、51bと外周部空間37とは、第２圧縮室51a、51bに開口
して鏡板15bにて設けられた細径のインジェクション穴5
2a、52b、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54、外周部空間37に開口した段付
き形状の油穴C38cとから成るインジェクション通路55で
連通され、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60a、6
0b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C3
8c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の回転角度を表し、
縦軸は冷媒圧力を表し、吸入・圧縮・吐出行程における
冷媒ガスの圧力変化状態を表し、実線62は正常圧力運転
時の圧力変化を表し、62aは圧縮室への油インジェクシ
ョンをせず圧縮不足運転時の圧力変化を表し、点線63は
異常圧力上昇運転時の圧力変化を表す。

第10図において、横軸は駆動軸４の回転角度を表し、
縦横は冷媒圧力を表し、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表し、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）の定点におけ圧力変化を表し、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
化を表し、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表し、二重
点線68は背圧室39の圧力変化を表す。

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
が回転駆動を開始し、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ウムレータ46に接続した吸入管4
7、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、60bへと順次移送圧縮され第９図の曲線62aのよ
うな圧縮比が小さいことによる圧力未上昇の状態で中央
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の下部陣部4aの表面
に設けられた螺旋状油溝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11の端部の微少軸受
隙間を潤滑油が通過する際にその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。モータ室６の圧力がある程度上昇
した後、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せて背圧室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を通る穴A38a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、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図から理解できるように吐出室２の圧力が第２圧縮
室51a、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に逆流しようとするが、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荷重に抗
せずスラスト軸受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て第２圧縮室51a、51bへインジ
ェクションされる。

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の端面に当接しており、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
て隣接する圧縮空間の気体漏れを少なくする。

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
の鏡板開口端でラップ支持円板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に流入し、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
して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、圧縮室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、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。

この時、インジェクションにより流入した潤滑油とそ
の中に含まれる圧縮冷媒ガスによる加熱作用などで圧縮
室圧力は、油インジェクションをしない場合よりも上昇
して第９図の曲線62のように所要吐出圧力に達した定常
運転時の変化を呈する。

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との間を遮断され、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を鏡にして
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
生じない位置い停止し、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を支障する本体フレーム５と固定スクロール15
との間に配置され、吸入室17にも吐出ポート16にも通じ
ない第２圧縮室51a、51bと吐出ポート16に通じる吐出室
油溜34とは細径の油穴C38cと細径のインジェクション穴
52a、52bをその両端に有するインジェクション通路55を
経由する給油通路で連通し、固定スクロール15の一部を
成す渦巻き形状の固定スクロールラップ15aと旋回スク
ロール18の一部を成す渦巻き形状の旋回スクロールラッ
プ18aの渦巻き数が、渦巻き始めの円弧部などを除いて
実質的に第２圧縮室51a、51bを形成することのできる最
少の巻き数にしたことにより、圧縮室の容積変化率を少
なくする反面、給油通路を通じて圧縮室へ潤滑油を給油
し、圧縮室巻隙間を油膜密封することによる圧縮室の圧
力上昇を促進させると共に適当な給油加熱（潤滑油中に
混入する圧縮冷媒ガスを含む）による圧縮室圧力上昇と
によって第９図における圧力曲線62aを圧力曲線62にま
で変化させた如く、吸入冷媒ガスを過不足のない吐出圧
力にまで昇圧することができる。このため第９図の圧力
曲線62の斜線部分のような過圧縮による動力損失が少な
くなると共に吸入室、圧縮室部分が小さくなり圧縮機の
小型化が実現できる。

また、上記実施例によれば給油通路途中のインジェク
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15b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
ルによって圧縮室間の密封を高めて圧縮効率を向上する
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
流入量を抑制し、圧縮室の温度上昇と過圧縮を防止して
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
61a、61bに開口してもよい。また、背圧室19の潤滑油を
吸入室に流入させてもよい。

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、旋回スクロールが駆動軸を支
障する本体フレームと固定スクロールとの間に配置さ
れ、吐出ポートに通じる油溜から最終的に圧縮室に流入
する給油通路を設けた構成において、吸入室にも吐出ポ
ートにも通じない常時密閉空間を形成でき、かつ油溜か
ら常時密閉空間へ実質的に間欠給油可能なインジェクシ
ョン穴を常時密閉空間に開設可能な範囲で、固定スクロ
ールラップと旋回スクロールラップの実質的な渦巻き数
を最小とすることにより、吐出圧力の作用する油溜と常
時密閉空間との間の差圧が常に適正で、かつ常時密閉空
間から油溜への逆流を生じることがないので、圧縮室へ
の過不足のない給油ができる。その結果、吐出圧力の作
用する油溜と常時密閉空間との間の常時差圧によって、
常時密閉空間内に潤滑油を常時適量間欠注入して、その
油膜によって常時密閉空間と隣接する圧縮室との隙間を
密封し、吐出ポート側から吸入室側への逆流を確実に防
ぎ、圧縮部を小さくして高い吐出圧力の確保と圧縮効率
の向上および圧縮機の小型化を図ることができる。

また、本発明は給油通路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こ
とにより、給油通路を閉塞する寸法を充分に確保ができ
るので吐出室の油溜（または吐出室に通じる油溜）から
圧縮空間に流入する潤滑油量は、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
るように制御できる。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室間の密封を高めて圧縮効率の
向上と吐出圧力の確保また、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、圧縮最終工程における過圧
縮を少なくして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
外部へ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など数多くの優れた効果を奏し小
型のスクロール気体圧縮機を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール冷媒圧縮
機の縦断面図、第２図は第１図に関する主要部品の分解
斜視図、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図における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図に吐出ポート部の圧縮室の移動説明図、
第９図は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図は各圧縮室における定点圧力変
化を示す特性図、第11図は吐出ポートに連なる圧縮室の
容積が最小状態の圧縮室配置説明図、第12図は従来の給
油通路を備えた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、51a、51b……第２
圧縮室、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、60a、60b…第３圧縮
室、61a、61b……第１圧縮室。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定スクロールの一部をなす鏡板の一面に
   形成された渦巻き状の固定スクロールラップに対して旋
   回スクロールの一部をなすラップ支持円板上に形成され
   た渦巻き状と旋回スクロールラップを揺動回転自在に噛
   み合わせ、両スクロール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の中心部には吐出ポート
   を設け、前記固定スクロールラップの外側には吸入室を
   設け、前記圧縮空間は、吸入側より吐出側に向けて連絡
   移行する複数個の圧縮室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は駆動
   軸を支承する本体フレームと前記固定スクロールとの間
   に配置され、前記吐出ポートに通じる油溜から最終的に
   圧縮室に流入する給油通路を設けた構成において、前記
   吸入室にも前記吐出ポートにも通じない常時密閉空間を
   形成でき、かつ前記油溜から前記常時密閉空間へ実質的
   に間欠給油可能なインジェクション穴を前記常時密閉空
   間に開設可能な範囲で、前記固定スクロールラップと前
   記旋回スクロールラップの実質的な渦巻き数を最小とし
   たスクロール気体圧縮機。
2. 【請求項２】常時密閉空間に開通する給油通路がその通
   路途中で、吐出ポート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が移動した時のみ
   開き、それ以外の時に閉ざされるべく、ラップ支持円板
   により間欠的に開閉される特許請求の範囲第１項記載の
   スクロール気体圧縮機。