JPS60249686A - 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） 本発明はスクロール形流体機械、詳しくは固定スクロー
ルと公転スクロールとを備え、前記公転スクロールとの
背面側に、吐出側と連通ずる圧力室を設けて、前記公転
スクロールを支持する如くしたスクロール形流体機械に
関する。

（従来の技術） 以上の如く構成するスクロール形流体機械は、特開昭５
０−３２５１２号公報に記載されており、すでに知られ
ている。このものを第２図に基づいて概略説明すると、
内圧を低圧とする密閉ケーシング（６０）内に固定スク
ロール（６１）と公転スクロール（６２）とからなる圧
縮要素（６３）を内装する一方、前記公転スクロール（
６２）における背面の一部を作用面（６２，ａ　）とし
、該作用面（８２ａ）と駆動軸（６９）の下端に設ける
受体（６４）との間に圧力室（６５）を画成して、該圧
力室（６５）に通路（６６）を介して圧縮流体（吐出圧
力）を導き、前記圧力室（６５）における前記作用面（
６２ａ）に吐出圧力を作用させて、前記公転スクロール
（６２）を圧縮要素（６３）の内圧（両スクロール（６
１）（６２）間に曇く離脱力）に抗して固定スクロール
（６１）側に押し付ける如く成し、このことにより、こ
れらスクロール（６１）（６２）の対向するスラスト面
にこのスラス）・面を相互に摺接させるためのスラスト
荷重か俤くように成していたのである。尚、第２図中、
（８７）はＯリング、（６８）は予圧ばねである。

（発明が解決しょうきする問題点） ところで、この種流体機械を冷凍装置の圧縮機なとのよ
うに吐出圧力が負荷により大きく変動する装置に適用す
ると、この負荷変動により前記公転スクロール（６２）
を固定スクロール（６１）に押圧する押圧力（支持力）
が大きく変動するのであって、このため、例えば、低負
荷で吐出圧力が低い時に適当な前記スラスト荷重が得ら
れるように前記作用面（６２ａ）の面積を設定しておく
と、高負荷で吐出圧力が高くなった時には前記スラスト
荷重が過大になりすぎて、前記各スクロール（６１）（
６２）のスラス！・面間での摺動抵抗が増大し、動力損
失が著しく大きくなったり、摩耗、焼付けを生じたりす
る問題を生していたのである。

而して、本発明は吐出側と連通ずる前記圧力室を、通路
を介して低圧側に連通させると共に、該通路に前記圧縮
要素における前記中間圧を背圧きする圧力調整弁を介装
して前記圧力室の圧力を前記中間圧に基づいて調節でき
るよ・うにす“ることにより、前記スラスト荷重の大き
さを吐出圧力の変化に無関係には檻一定に保持てき、こ
のことにより従来の動力損失及びスラスト面での摩耗・
焼付けの問題を解決する点にある。

本発明が更に解決しようとする問題は、前記圧力室の圧
を低圧側に逃がす前記通路の出口側を前記圧縮要素にお
ける中間圧領域に開口させることにより、前記した問題
点を解決できながら前記圧力室から解放される圧縮流体
を有効に利用して性能の低下を防止できる上に、吐出量
の増大をも計れるようにする点にある。

（問題点を解決するための手段） 而して、本発明は固定スクロールと公転スクロールとを
備え、前記公転スクロールの背面側に、吐出側と連通ず
る圧力室を設けて、前記公転スクロールを支持するごと
くしたスクロール形流体機械において、前記圧力室上、
前記固定スクロールと公転スクロールとにより形成する
圧縮室であって、圧縮過程の中間圧となる領域との間に
、連通路を設けて、この連通路に圧力調整弁を設けると
共に、この調整弁の背圧室を、前記圧縮室であって、前
記圧縮過程の中間圧となる領域に開口する中間圧通路に
連通させたことを特徴とするのである。

（作　用） 以上の如く成すことにより、前記圧力室の内圧が、前記
圧力調整弁の作用により前記中間圧に対応して調整され
るのであって、このため、前記スクロール間のスラスト
荷重の大きさを、吐出圧力の変化に無関係にてき、しか
も、中間圧（吸入圧力）の変化に対しても無関係にはと
一定の値に安定させることができるのである。

その上、圧力室から前記連通路を介して解放される圧縮
流体は前記圧縮室であって、中間圧となる領域に導入さ
れて再圧縮されるのであり、従って、高圧の圧縮流体を
低圧側に解放することによる性能低下も小さく抑えられ
、しかも吐出量を増大させられるのである。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面に基つづいて説明する。

第１図に示すスクロール形流体機械は、冷凍装置の圧縮
機として適用するものであって、固定スクロール（２）
と公転スクロール（３）とにより、圧縮要素（４）を形
成し、該圧縮要素（４）とモータ（５）とを密閉ケーシ
ング（１）内に」１下方向に配設したものである。そし
て、前記公転スクロール（３）の背面に前記モータ（５
）のロータ（５１）に固定するクランク軸（６）を軸受
メタル（７）を介して嵌合させ、前記モータ（５）の駆
動により前記公転スクロール（３）を固定スクロール（
２）に対して公転させる如く成している。

また、前記圧縮要素（４）における固定スクロール（２
）に吸入ポー）（２１）と吐出ポート（２２）とを設け
て、前記吸入ポート（２１）に吸入管（８）を接続する
一方、前記吐出ポート（２２）をケーシング（１）内に
開口させており、斯くして、前記公転スクロール（３）
の公転−により低圧ガスを前記吸入管（８）を介して前
記圧縮要素（４）に吸入し、圧縮して圧縮流体を前記吐
出ポート（２２）からケーシング（１）内に一旦吐出し
、更に、該ケーシング（１）に接続される外部吐出管（
９）を介して機外に吐出する如く成しているのである。

以上の如く構成する前記流体機械において、前記圧縮要
素（４）とモータ（５）との間に、これら圧縮要素（４
）とモータ（５）とを支持する架構（１０）を、前記ケ
ーシング（１）に圧入して固定すると共に、該架構（１
０）における圧縮要素（４）側に凹入部（１１）を形成
し、かつ、この凹入部（１１）を前記圧縮要素（４）に
より閉鎖して、前記公転スクロール（２）の背面側に圧
力室（１２）を形成するのである。

尚、第１図中、（１３）は前記架構Ｎ（１０）に設（づ
る軸受部で、（１４）は該軸受部（１３）に内装する軸
受メタル、（１５）は前記架構（１０）とクランク軸（
６）との間に設ける軸受、（６ａ）は前記クランク軸（
６）に設けるバランスウェイト、（１６）は前記公転ス
クロール（３）の自転を防止するオルダム継手である。

更に、前記固定スクロール（２）の部材を利用して、前
記圧力室（１２）と、固定スクロール（２）公転スクロ
ール（３）とから成る圧力室（２５）であって、圧縮過
程の中間圧となる領域とを連通ずる連通路（１７）を形
成し、この連通路（１７）に圧力調整弁（１８）を介装
するのである。この圧力調整弁（１８）は、前記固定ス
クロール（２）の形成部材内に前記連通路（１７）の途
中を開口する弁孔（１９）を形成し、該弁孔（１９）に
前記連通路（１７）を開閉する弁体（２０）を内装する
と共に、前記弁孔（１９）における前記弁体（２０）の
背圧室（２３）にこの弁体（２０）を押圧するコイルば
ねから成る押圧体（２４”）を内装したものである。

更に、前記背圧室（２３）を、前記圧縮室（２５）であ
って、前記連通路（１７）が開口する領域よりも高圧側
の領域に中間圧通路（２６）を介して連通ずるのである
。

而して前記中間圧通路（２６）の前記圧縮室（２５）へ
の開口位置及び前記押圧体（２４）のばね力は、前記圧
力室（１２）の内圧により規定される前記スクロール（
２）（３）間のスラスト荷重が常に所望の設定値に保持
できるように決定するのである。

尚、本実施例においては、前記圧力室（１２）を吐出側
に連通させるための特別な手段は設けていないが、この
圧力室（１２）は前記架構（１０）の軸受部（１３）に
おける軸受メタル（１４）とクランク軸（６）との間の
間隙などを介してケーシング（１）内（吐出側）と連通
している。また、前記架構（１０）に、前記圧力室（１
２）とケーシング（１）内とを連通ずる通路を別途に設
けるようにしてもよい。

以上の如く構成するスクロール形流体機械の作用を説明
する。　・ 前記モータ（５）の駆動により圧縮要素（４）が作用す
ると前記吐出ポンプ（２２）からケーシング（１）内に
圧縮流体が吐出され、該ケーシング（１）内が高圧とな
る。そして、このケーシング（１）内の圧縮流体は前記
した軸受メタル（１４）とクランク軸（６）との間の隙
間などを介して前記圧力室（１２）に流入する。

この時、この圧力室（１２）の圧力が前記中間圧と前記
抑圧体（２４）で設定する圧力骨との合計の圧力（以下
、基準圧力という）以下であれば、前記圧力調整弁（１
８）が閉動作し、前記連通路（１７）が閉鎖され、この
ため前記圧力室（１２）の圧力は除々に上昇するのであ
る。

一方、前記圧力室（１２）の圧力が前記中間圧と押圧体
（２４）で設定する圧力骨との合計より高くなると、前
記圧力調整弁（１８）が前記連通路（１７）を開放し、
該通路（１７）を介して前記圧力室（１２）が該圧力室
（１２）の前記基準圧力より低い前記圧縮室（２５）に
おける中間圧領域に連通し、該圧力室（１２）の圧力が
低下するのである。

斯くして、前記圧力室（１２）の圧力は前記中間圧より
も前記押圧体（２４）で設定する圧力骨だけ高い圧力（
前記基準圧力）に常に保持できるのである。

以上の如く、圧力室（１２）の内圧を吐出圧力と無関係
に、かつ前記中間圧に追随して、従って吸入圧力の変化
にも追随して調節できるから、前記スラスト荷重の大き
さを負荷変動に対し無関係には糧一定に安定させられる
のである。

その上、前記圧力調整弁（１８）の作用により前記圧力
室（１２）から解放される圧縮流体を、吸入側に排出す
るのではなく、前記圧縮室（２５）の中間圧領域に導く
ようにしたから下記する作用効果も達成できるのである
。

■　前記圧力室（１２）の圧縮流体を低圧である吸入側
に解放すると動力損失が大きくなるが、前記圧縮流体を
中間圧領域に解放するようにすればそれだけ動力損失が
少なくできる。

■　圧縮流体は高温となっているから、この圧縮流体を
吸入側に排出すると、吸入側の低圧流体が過熱され性能
が低下するが、前記圧縮流体を中間圧領域に導くことに
より上記した問題を解消できる。

■　その上、前記圧縮室（２５）に、該圧縮室（２５）
の内圧よりも高い圧力をもつ前記圧力室（１２）の圧力
を導入するのであるから、インジェクション効果があり
、吐出量も増大できるのである。

尚、上記実施例において、前記連通路（１７）の前記圧
縮室（２５）側聞口部は前記公転スクロール（３）のラ
ップ先端面の公転により開閉されるものであるが、この
連通藷（１７）の圧縮室（２５）側聞口部を開口させる
タイミングは前記圧縮室（２５）が吸入完了に伴い閉鎖
された後に設定してもよいし、また、前記連通路（１７
）から圧縮室（２５）に流入する圧縮流体の流入速度を
考慮して前記吸入完了時よりや＼以前の時点に設定して
もよい。また、本実施例においては、各軸受における摺
接面への給油は、前記クランク軸（６）内に、下端を前
記ケーシング（１）底部に形成する油溜（３７）に連通
し、上部を分岐して各軸受側に開口する給油通路（３８
）を形成して、前記クランク軸（６）の回転により前記
通路（３８）に生じるポンプ作用及び圧力室（１２）と
ケーシング（１）内との圧力差を利用して行う如く成し
ているのであるが、本実施例は前記した如く前記圧力室
（１２）の内圧を、前記油溜（３７）のあるケージ、ン
グ（１）内の圧力を導いて上昇させるように成している
から、起動時に前記圧力室（１２）の圧が前記油溜（３
７）のあるケーシング（１）内の圧よりも先に立上がる
ことがなく、従うて、前記圧力室（１２）の内圧に規定
される前記給油通路（３８）’の出口側の圧力が、起動
時においても前記油溜（３７）側の圧力より低くできる
のであって、この結果、この起動時においても前記給油
通路（３８）を介して各軸受の摺接面に十分な潤滑油を
確実に供給できるのである。

（発明の効果） 以上の如く、本発明は前記圧力室（１２）の圧力を圧縮
室（２５）における圧縮過程の中間圧に基づいて調整す
るようにしたから、前記スクロール（２）（３）間に俄
くスラスト荷重を吐出圧力に関係なく、かつ中間圧（吸
入圧力）の変化に対しても無関係には＼一定の値に安定
させられ、この結果、前記スクロール（２）（３）の各
スラスト面での摩耗・焼き付は及び動力損失の問題を解
消できるのである。

その」−１前記圧力室（１２）の圧縮流体を、圧縮室（
２５）における中間圧領域に解放するようにしたから性
能の低下をきわめて小さくてき、しかも吐出量の増大も
計れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は従来例の
説明図である。 （２）・・・・・・固定スクロール （３）・・・・・・公転スクロール （１２）・・・・・・圧力室 （１７）・・・・・・連通路 （１８）・・・・・・圧力調整弁 （２３）・・・・・・背圧室 （２５）・・・・・・圧縮室 （２６）・・・・・・中間圧通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定スクロール（２）と公転スクロール（３）と
   を備え、前記公転スクロール（３）の背面側に、吐出側
   と連通ずる圧力室（１２）を設けて、前記公転スクロー
   ル（３）を支持するごとくしたスクロール形流体機械に
   おいて、前記圧力室（１２）と、前記固定スクロール（
   ２）と公転スクロール（３）とにより形成する圧縮室（
   ２５）であって、圧縮過程の中間圧となる領域との間に
   、連通路（１７）を設けて、この連通路（１７）に圧力
   調整弁（１８）を設けると共に、この調整弁（１８）の
   背圧室（２３）を、前記圧縮室（２５）であって、前記
   圧縮過程の中間圧となる領域に開口する中間圧通路（２
   ６）に連通させたこ七を特徴とするスクロール形流体機
   械。