JPS6217391A - スクロ−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〕 この発明は冷媒圧縮機等に用いられるスクロール圧縮機
に係り、特に固定スクロールの吐出孔と接続される吐出
管のシール構造に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のスクロール圧縮機を第６図、第７図及び第８図に
より説明する。

第６図ａ　−ｄはスクロール圧縮機の原理構成図を示す
もので、図において、１は固定スクロール、２は揺動ス
クロール、３は吐出孔、４は圧縮室、０は固定スクロー
ル上の定点、Ｏ′は揺動スクロール上の定点である。固
定スクロール１および揺動スクロール２は同一の渦巻形
状で成形されており、その形体は従来から知られている
如く、インボリュート曲線等で形成される。

次に動作について説明する。第６図ａ　−ｄにおいて、
固定スクロール１は空間に対して静止しており、揺動ス
クロール２は固定スクロール１と図の如く組合わされて
、その姿勢を空間に対して変化させないで、公転連動、
即ち揺動を行ない、第４図ａ　−ｄに示すθ°、９Ｇ’
　、１８Ｑ”　、　２７０°のように連動する。揺動ス
クロール２の揺動に伴って固定スクロール１及び揺動ス
クロール２の間に形成酸される三日月状の圧縮室４は順
次その容積を減じ、この圧縮室４に取り込まれた気体は
圧縮されて吐出口３から吐出される。この間第６図ａ　
ｙ　ｄに示すＯ〜Ｏ′の距離は一定に保持されており、
渦巻の間隙をｐ１厚みをｔで表わせば、−ｐ゛ ００’＝−−ｔ　　　となっている。ｐは渦巻のピッチ
に相当する。

この様な作動原理によって圧縮作用を行うスクロール圧
縮機を冷媒圧縮機に応用した従来例を説明する。

第７図は、例えば特開昭５９−２２４４９３号公報に開
示されたスクロール圧縮機の断面図であり、図中１は固
定スクロール、２は揺動スクロール、３は吐出孔、４は
圧縮室、５は主軸、６，７は軸受フレーム、８はモータ
・ロータ、９はモータ・ステータ、１０はシェル、１１
はオルダム継手、１２はシェル下部に設けた油溜、１３
は冷媒ガス吸入管、１４は主軸５に傷心して設けられた
揺動スクロール軸２ａと嵌合する揺動軸受、１５は主軸
５の上部と嵌合する主軸受、１６は主軸５の下部と嵌合
するモータ側軸受、１７．１８は吸入ガスｎ路用の連通
孔、１９は同じ（吸入ガス経路用の吸入孔である。固定
スフ四−ル１は軸受フレーム６にねし止めなどにより固
定され、揺動スクロール２は固定スクロール１とかみ合
わされた状態で主軸５に軸２８によって連結されている
。

主軸５はインローなどで互いに結合された軸受フレーム
６．７によって軸支されるようになっている。また、モ
ータ・ロータ８は主軸５に、モータ・ステータ９は軸受
フレーム７に圧入、焼嵌めまたはねし止めなどによって
固定されている。更にオルダム継手１１ば、揺動スクロ
ール２と軸受フレーム６との間に配設され、揺動スクロ
ール２の自転を防止するようになっている。このように
して組立てられた機構部はシェルｌｏ内に収容固定され
ている。

また、第８図は、特公昭５８−２８４３３号公報に示さ
れたスクロール圧縮機の吐出管の接続方式を示す要部の
断面図である。図中、第６図、第７図と同一符号は同一
または相当部分を示す。第８図において２２はＯリング
であり、一般にゴム材によって形成されている。該Ｏリ
ング２２は前記吐出孔３と吐出管２０とを連通かつ密封
係止されるように固定スクロール吐出孔３のＯリング溝
に装着され、吐出ガスがシェル内へ漏出するのを防止し
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような、従来のスクロール圧縮機では、吐出ガスが
低圧シェル内へ漏出することを防止するために、ゴム製
の０リング２２を固定スクロール１に設けられた吐出孔
３と吐出管２０とを密封係止するように装着しなければ
ならない。しかしながら、圧縮機の運転中に高温となっ
た吐出ガスの熱は固定スクロール１や吐出管２０を介し
て０リング２２へ伝わるため、Ｏリング２２が熱により
劣化されてしまう。その結果、固定スクロール１の吐出
孔３と吐出管２０の密封が不十分となり、低圧シェル内
へ吐出ガスが漏出することにより有効な吐出ガス押しの
け量の減少や、漏出したガスの再圧縮により吐出ガス温
が更に上昇するために圧縮機全体の温度が高くなること
があった。この結果、圧縮機の性能低下や、圧縮機が高
温になることによって軸受油膜厚が減少することなどに
より気密の信頼性の低下する等の問題があった。

また、冷媒圧縮機においては更に以下に述べろ２つの問
題がある。第１は、冷媒ガスとゴム製のＯリング２２の
化学反応により０リング２２の劣化が促進されることで
あり、第２は、冷媒圧縮機の停止中周囲温度が低い時に
は特に、前記の油溜部１２の潤滑油に冷媒が溶は込み、
起動時に冷媒がａり状態でかつ、潤滑油滴と共に圧縮室
４に吸入され、圧縮されろことにより吐出ガス圧力が瞬
間的に２００ｋｇ／ｃ＋７　ｇ程度となり、０リング２
２が固定スクロール１の吐出孔３内のＯリング溝よりは
ずれろことにより密封が保てなくなることである。

従って冷媒圧縮機の場合、上述の２点が吐出ガスの密封
を低下させ、圧縮機の性能・信頼性を低下させる問題が
あった。

この発明は以上の問題点を解消するためになされたもの
で、吐出ガスの低圧シェル内への漏出を長時間運転後や
圧縮機の吐出ガス圧力の異常上昇時にも防止し、高効率
・高信頼性のスクロール圧ｔａ機を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るスクロール圧縮機は、固定スフ四−ル吐
出孔と吐出管の密封係止の手段として、吐出管にリング
溝を形成し、このリング溝に合成樹脂製の合口のあるシ
ールリングを装着したものである。

〔作　用〕

乙の発明においては、合成樹脂製のシールリングに運転
中の吐出ガス圧力Ｐｄを作用させることにより、固定ス
クロール吐出孔とシールリング接触面及びシールリング
とリング溝と接触面に台形状の圧力分布をもつシール面
圧力Ｐｏｔ　、　ＰＯ２を発生させて、吐出ガスの、密
封を確実にする。

さらに、合成４１）ｆｎｖ製シールリングに耐熱性があ
り冷媒に浸されない四フッ化エチレン等を用いることに
より、その材料の熱膨張率が大きいことを利用して、運
転中ば、合口すき間をなくし、吐出ガスの密封を完全に
する。

さらに、前述の冷媒寝込後の起動時に発生する吐出ガス
圧力の異常上昇の際も、シール面圧力ｐｏ１．ＰＯ２が
上昇し密封を確実にすることになる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第１図及び第２図はこの発明に係るスクロール圧縮の一
例を示すものである。第１図において、第６図乃至第８
図と同一の部分には同一符号を付してその説明を省略し
、異なる点を重点に述べる。

即ち、この実施例における特徴部分は、圧縮の吐出ガス
圧によりシール面圧力が発生するシールリングを用いて
固定スクロール吐出孔と吐出管との密封係止を可能にし
たところにあり、このために固定スクロール１の圧縮４
と連通ずる吐出孔３に連結される吐出管３２にリング溝
２５を形成し、このリング溝２５には四フッ化エチレン
等の合成樹脂材から成形したリールリング２４を装着す
る。

前記シールリング２４は吐出孔３に密嵌合する外径にな
っているとともに、その内径はリング溝２５の内径より
太き（形成され、且つその厚さはリング溝２５の幅寸法
より小さく形成され、これにより圧縮４内吐出ガス圧が
シールリング２４の内周面（背面）及び圧縮４側端に作
用するようになっている。

このように構成されたスクロール圧縮機において、圧縮
室４から吐出孔３へ吐出された吐出ガス（圧力Ｐｄ）は
第３図に示すように、シールリング２４の背面および下
面に作用する。一方、固定スクロール１の吐出孔３と吐
出管２３のすき間は低圧シェル内の圧力（圧力Ｐｓ）が
作用している。

従ってシールリング２４の上面（リング溝２５と圧接す
る面）の一部には圧力Ｐｓが作用するが、Ｐｄ＞Ｐｓで
あるので、シールリング２４と固定スクロール１の吐出
孔３との接触面及び、シールリング２４の上面とリング
溝２５の上側面との接触面には、第２図に示すように、
低圧シェル内の圧力Ｐｓ側に向は下り勾配となる台形状
分布の面圧Ｐｏ１及びＰｏ２が発生し、シール作用が生
じる。

従って、吐出孔３より吐出されたガスは、シールリング
２４で密封され、低圧シェル内へ流出することがなく、
吐出管２３．外部配管２１を経て圧縮機外へ吐出される
。

ここで、シールリング２４材として合成樹脂材料である
四フッ化エチレン等を用いる乙とにより、シールリング
２４は冷媒による劣化を防止でき、かつ、耐熱性（約２
５０℃迄）を有するため、長時間運転後や吐出ガスが高
温となる（吐出ガス温度１５０℃前後）高圧縮化運転中
でもシール作用が低下することがない。

さらに、組立性の観点から、シールリング２４に合口を
設けてリング溝２５ヘシールリング２４を装着しやすい
ようにした場合でも、前記合成樹脂材料を用いた場合、
熱膨張率が固定スクロール１、吐出管２３の鉄系材料に
比べ１０倍程度太きいので、運転中にシールリング２４
の合口は密着してしまうのでシール作用が保ちうろこと
となる。

第３図はこの発明におけるスクロール圧縮機の吐出管２
３と固定スクロール吐出孔３との密封結合方式の第２の
実施例を示すもので、吐出管２３、の吐出孔３との嵌合
側に形成したリング溝２５を形成する下端ランド部２５
ａの直径を上方ランド部（吐出管）の直径より小さくシ
、これによりシールリング２４の下面、特に内周面（背
面）に圧縮機４の吐出ガス圧Ｐｄが作用し易くする。即
ち運転直後、吐出ガス圧力Ｐｄが作用し易くする。

即ち運転直後、吐出ガス圧力が徐々に上昇してい（時に
、シールリング２４の背面に吐出ガス圧力が速やかに作
用するようにしてシールの応答性を高める。

また、第４図はこの発明におけるスクロール圧力の吐出
管２３と吐出孔３との密封結合の第３の実施例を示すも
のであり、この場合は、リング溝を形成する下端ランド
部２５ａにリング溝２５内と吐出孔３とを連通ずる連通
孔２６を設け、この連通孔２６を通して吐出ガス圧力が
シールリング２４の背面に速やかに作用するようにした
ものである。

上記第１図、第３図及び第４図では、吐出管２３と固定
スクロール１との間で、密封を保つように構成したが、
第５図に示すように、固定スクロール１の上部にカバー
２７を取付け、その内部に吐出孔３を圧力差によって開
閉させろ逆止弁２８を内蔵したスクロール圧縮機におい
ても、吐出管２３とカバー２７との間で前記シールリン
グ２４を用いて密封を保ちうろことが可能であり、上記
実施例と同様の効果を有する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明によれば、固定スクロール
の吐出孔と嵌合する吐出管先端に圧縮機の吐出ガス圧力
の作用でシール面圧力を生じる合成＊＊＊のシールリン
グを装着したので、冷媒の化学反応や吐出ガスの熱によ
るシールリング材の劣化がなく密封を長時間保つことが
でき、これに伴い吐出ガスの低圧シェル内への漏出がな
く、高効率、高信頼性のスクロール圧縮機を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のスクロール圧縮機の第１の実施例を
示す圧縮機の吐出管と固定スクロールとの接続要部の断
面図、第２図はシールリングに作用する圧力及び密封面
圧を説明する模式図、第３図乃至第５図はこの発明の他
の実施例を示す吐出管接続部の断面図、第６図はスクロ
ール圧ｍ機の動作原理図、第７図は従来のスクロール圧
縮機の断面図、第８図は従来の吐出管密封手段を示す要
部の断面図である。 １・・・固定スクロール、２・・・揺動スクロール、３
・・・吐出孔、４・・・圧縮室、１０・・・シェル、２
１・・・外部配管、２３・・・吐出管、２４・・・シー
ルリング、２５・・・リング溝、２６・・・連通孔、２
７・・・カバーである。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄（外２名） 第２図 第５図　　　　　第４１ 第５図 第６図 第７！Ｉ 第８図 手続補正書（自発）　　じ ６１　５　２９゜ 昭和　　年　　月　　日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）インボリュートよりなる一対の渦巻を互いに偏心
   させて組合わせることにより圧縮室を形成する固定スク
   ロールおよび揺動スクロールと、この揺動スクロールを
   軸受を介して自転しない公転運動をさせて流体を圧縮さ
   せる圧縮機構、前記圧縮機構を含む軸受フレームが上部
   に配置され、駆動用モータが下部に配置された圧縮機全
   体を密封シェル内に収容すると共に、シェル下部に潤滑
   用油溜めを設け、前記駆動用モータを吸入ガスで冷却す
   るいわゆる低圧シェル密閉型スクロール圧縮機において
   、前記シェル上部を貫通し、シェルに固定された吐出管
   の一端を前記固定スクロールの吐出孔に連通し、他端を
   圧縮された流体をサイクル内へ導く外部配管と連通させ
   るとともに、前記吐出管の固定スクロール吐出孔との嵌
   合部にリング溝を形成し、このリング溝に上記圧縮室の
   吐出ガス圧力でシール面圧力を生じるシールリングを装
   着したことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. （２）前記シールリングが合口を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載のスクロール圧縮機。
3. （３）前記吐出管リング溝の固定スクロール圧縮室側ラ
   ンド部直径を外部配管側ランド部直径より小さくしたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスクロール
   圧縮機。
4. （４）前記吐出管のリング溝の圧縮室側ランド部に、シ
   ールリング背面を圧縮室側に直通させる連通孔を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスクロー
   ル圧縮機。
5. （５）前記シールリングが四フッ化エチレン等の合成樹
   脂材料から成形されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項〜第４項のいずれかに記載のスクロール圧縮
   機。