JPS6237238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、冷凍、空調用の冷媒圧縮機、空気
やその他のガス圧縮機、膨脹機として用いられる
密閉形スクロール流体装置に関する。

〔従来の技術〕

スクロール流体装置の基本構成は、第１図およ
び第２図に示すように、端板１ａに直立するうず
巻き状のラツプ１ｂを形成した固定スクロール部
材１と、この固定スクロール部材１と実質的に同
一形状の端板２ａ、ラツプ２ｂからなる旋回スク
ロール部材２とを互いにラツプ１ｂ，２ｂを互い
に向かい合わせにしてかみ合せ、また、固定スク
ロール部材１に結合された静止部分（フレーム）
と旋回スクロール部材２との間にオルダムリング
と称する自転阻止部材３を設けたものである。

第２図において、旋回スクロール２をクランク
シヤフト４によつて時計方向に旋回運動させる
と、固定スクロール部材１および旋回スクロール
部材２によつて形成される圧縮室５（５ａ，５ｂ
……）のうち、最も外側に位置している圧縮室５
ａ，５ｂは、旋回運動にともなつて容積が次第に
縮小しながら、両スクロール部材１，２の中心に
向つて移動していく。

両圧縮室５ａ，５ｂが両スクロール部材１，２
の中心近傍に達したとき、両圧縮室５ａ，５ｂが
吐出口１ｄと連絡して、両圧縮室５ａ，５ｂ内の
圧縮ガスは吐出される。

このような構成および動作のスクロール流体装
置では、固定スクロール部材１と旋回スクロール
部材２とを引き離そうとする力が、圧縮室５ａ，
５ｂ……に存在する圧縮ガスの圧力によつて両ス
クロール部材１，２に作用する。そのため、その
ままでは両スクロール部材１，２は離れてしま
い、正常な圧縮、膨脹あるいは液体移送作用を果
せなくなる。そこで特開昭53―119412号公報に示
されているように、ガス圧を旋回スクロール部材
２の背面側の背圧室に作用させて、両スクロール
部材間に生ずる引き離そうとする力よりも大きい
軸方向押付け力を旋回スクロール部材２に加えて
いる。

このような圧縮機では背圧室の圧力は、小孔の
位置が定つた場合には、吸入圧力の変動に見合つ
て変化する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記圧縮機は、大気中に置かれてお
り、圧縮機の外側の圧力は大気圧であるため、圧
縮機の吐出口の圧力（吐出圧力）の変動があつて
も、この変動が背圧室に伝達されない。そのため
吐出圧力が変動しても背圧室の圧力変化はほとん
ど起こらない。

前述の引き離そうとする力は、両スクロール部
材間の各圧縮室における面積と圧力との積の総和
で表わされ、押付け力は、旋回スクロールの背面
の面積と背圧室の圧力との積で表わされる。

従つて、運転中に吐出圧力が変化した場合や小
孔の位置を変えずに、この小孔の位置から定まる
設定圧力と異なる吐出圧力の下で使用した場合に
は、吐出口に連通している圧縮室の圧力が変わる
ので、その分だけ引き離そうとする力が変化する
（大きくなるかまたは小さくなる）。これに対して
背圧室の圧力は、小孔の位置を変えない限りほと
んど変らないので、押付け力はほとんど変化しな
い。

このように吐出圧力が変動した場合、引き離そ
うとする力と押付け力との比が変わつてしまい、
押付け力を引き離そうとする力より所定の比率の
範囲で常に大きく維持することすなわち、適正な
軸方向押付け力を維持することができなくなる。

この発明の目的は、吸入圧力の変動に追従して
軸方向押付け力が変化するようにしたものに、簡
単な構成を加えるだけで吐出圧力の変動にも追従
して適正な軸方向押付け力を常に旋回スクロール
に付与することができる密閉形スクロール液体装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の特徴は、スクロール流体装置を密閉
状の容器に納めて、吐出口を密閉容器の内部に開
口し、前記スクロール流体装置の前記吐出口から
吐出される圧縮ガスを密閉容器内に吐出するとと
もに、前記背圧室に隣接して配置された軸受とク
ランクシヤフトとの隙間に潤滑油を供給する給油
通路が前記クランクシヤフトに形成され、密閉容
器内に注入されている潤滑油が油面に作用する吐
出圧力により前記給油通路を介して前記軸受とク
ランクシヤフトとの隙間に供給され、一部が前記
背圧室に流入するようになつていることを特徴と
する密閉形スクロール流体装置である。

〔作用〕

上記の構成であるから、密閉容器内の潤滑油に
は吐出圧力が作用し、この潤滑油は、吐出圧力と
背圧室との差圧によつて軸受に供給され、軸受と
クランクシヤフトとの軸受隙間を通つて背圧室に
流入し、ここで潤滑油中に含まれているガス（空
気冷媒）が分離してその分だけ背圧室の圧力は高
くなる。吐出圧力が変動した場分、これに見合つ
て背圧室と密閉容器内圧力との差圧が変化し、こ
れによつて背圧室に流れ込む潤滑油の量が変化す
るので、背圧室に流れ込むガス量が吐出圧力の変
動に見合つて変化し、その結果、背圧室の圧力が
吐出圧力の変動に見合つて変化する。

その結果、吐出圧力の変動によつて生ずる両ス
クロールを互いに引き離そうとする力の変化に追
従して旋回スクロール部材に加わる軸方向押付け
力が変化し、吐出圧力の変動時も適正な軸方向押
付け力を維持できる。

従つて、吸入圧力の変動に追従して軸方向押付
け力が変化するようにしたものに、簡単な構成す
なわち密閉容器、給油通路を追加するだけで、吐
出圧力の変動にも追従して適正な軸方向押付け力
を常に旋回スクロールに付与することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第３図、第４図お
よび第５図により説明する。

第３図および第４図は、この発明の一実施例を
示すものである。

密閉容器６は、２つの部分６ａ，６ｂからな
り、以下に述べる機器を収納するものである。２
つの部分６ａ，６ｂは、その内部に各機器を収納
し、フレームを密閉容器６に固定した後結合さ
れ、一つの密閉容器６を形成する。

固定スクロール部材１は、端板１ａ、この端板
１ａに直立しているうず巻き状のラツプ１ｂから
なり、中心部に吐出口１ｄを有し、外周側に吸入
口１ｃを有する。吸入口１ｃには吸入管８が連結
され、吐出口１ｄは密閉容器６内の吐出室６ｃに
開口している。旋回スクロール部材２は、端板２
ａ、この端板２ａに直立しているうず巻き状のラ
ツプ２ｂからなり、反ラツプ側の面（背面）にス
クロールピン２ｃおよび端板２ａに２個の小孔２
ｄを備えている。

両スクロール部材１，２のラツプ１ｂ，２ｂは
ともに同じ形状に成形されている。また両スクロ
ール部材１，２はラツプ１ｂ，２ｂを互いに向き
合わされてかみ合つている。

フレーム９は、固定スクロール１に数本のボル
ト（図示せず）によつて取付けられ、背圧室９ａ
を備えている。クランクシヤフト４は、フレーム
９に取付けた軸受１０に回転自在に支持され、軸
心は固定スクロール部材１の中心と一致してい
る。

このクランクシヤフト４は、その端部にボス穴
４ａを備え、このボス穴４ａの中心は、クランク
シヤフト４の軸心から旋回半径εだけ離れたとこ
ろに位置している。またこのボス穴４ａにはスク
ロールピン２ｃがはめ込まれている。

自転阻止部材３は、オルダムリングとキーとか
らなり、平らなオルダムリングの両面に互いに直
交する溝を備え、旋回スクロール部材２の背面と
フレーム９との間に設けられている。この自転阻
止部材３のオルダムリングの一方の溝には、フレ
ーム９に固定されたオルダムキー１１がはめ込ま
れ、他方の溝には、旋回スクロール部材２の背面
に固定されたオルダムキー（図示せず）がはめ込
まれている。

モータ７のステータ７Ｓは密閉容器６の内壁面
に取付けられ、ロータ７Ｒは、クランクシヤフト
４に取付けられている。

吐出管１２は、密閉容器６に取付けられ、モー
タ室６ｄに連絡されている。偏心孔１３は、クラ
ンクシヤフト４に設けられ、下方端１３ａはクラ
ンクシヤフト４の軸心と一致する位置で開口して
いる。上方端における位置はクランクシヤフト４
の軸心から離れたところである。なお、符号１４
は密閉容器６の底部にためられている潤滑油であ
る。

圧縮動作は従来と変らないので、ここでは省略
し、圧縮ガスの流れについて述べる。

圧縮ガスは吐出口１ｄから密閉容器６の上方の
吐出室６ｃに吐き出される。その後圧縮ガスは、
通路１５を通つて下方のモータ室６ｄに流れモー
タ７の周囲を通つて吐出管１２に達し、この吐出
管１２を経由して使用箇所に送られる。

背圧室９ａは、フレーム９、軸受１０に供給し
た潤滑油、固定スクロール部材１の各要素によつ
て密閉容器６内と圧力的にシールされた状態にあ
るとともに、この背圧室９ａは小孔２ｄによつて
圧縮室５の圧縮途中の部屋と連絡しているので、
吸入圧力と吐出圧力との中間の圧力になつている
とともに、吸入圧力が変化してこれに見合つて圧
縮室の圧力が変つたときに、この変化が小孔２ｄ
を通して背圧室９ａに伝達され、背圧室９ａの圧
力は吸入圧力の変化に追従して変化する。また、
軸受１０に供給された油の一部がクランクシヤフ
ト４と軸受１０との軸受隙間を通つて背圧室９ａ
に流入する。冷媒圧縮機の場合吐出圧力、温度に
応じて油中に冷媒が溶解しているので、油が背圧
室９ａ（吐出圧力より低圧）に入つたとき、油中
の冷媒が蒸発する。そのため背圧室９ａの圧力
は、小孔２によつて定まる中間圧力よりも高い圧
力となる。一方油中への冷媒の溶解量は、油の温
度、圧力によつて定まるもので、吐出圧力が変化
すれば、それに応じて、背圧室９ａに流れ込む油
の量が変化するとともに冷媒の溶解量も変化す
る。そのため、吐出圧力が高くなつた場合背圧室
９ａに流れ込む油の量も増えるとともに、油には
吐出圧力の大きさに対応した量の冷媒が溶解して
おり、これが蒸発した際に、吐出圧力の上昇に対
応して圧力上昇が起こる。要するに、吐出圧力の
変化によつて、これに対応して背圧室９ａの圧力
も変化することになり、両スクロール部材１，２
を引き離そうとする離脱力の増加分に対応して背
圧室９ａのガス圧によつて旋回スクロール部材２
に付与される軸方向押付け力が大きくなる。

上記のように、背圧室９ａの圧力が維持されて
いるので、吸入圧力の変動時に加え吐出圧力の変
動時も離脱力よりも常に若干大きい軸方向押付け
力を旋回スクロール部材２に付与することができ
る。

第５図はこの発明の他の実施例を示すものであ
る。

この実施例において、一実施例と同一または相
当するものには第３図、第４図と同一符号を付
し、それらの説明は省略する。

吐出孔１ｄと上部の吐出６ｃとを結ぶ中間吐出
管１６を設け、この中間吐出管１６の途中に中間
冷却器１７を設けたものである。

このようにすると、圧縮ガスを中間冷却器１７
で冷却し低温にしてから密閉容器６の吐出室６ｃ
内に戻しているので、密閉容器６内の機器をより
効果的に冷却することができる。

また、第５図に点線によつて示すように、中間
冷却器１７を出た冷却されている圧縮ガスを密閉
容器６の下部のモータ室６ｄに導いてもよい。

上述の他、この発明の実施例によれば次の効果
がある。

(1) スクロール流体装置から吐出室に吐出された
ガスを、モータを収納したモータ室を経由させ
た後、密閉容器の外部に取出しているので、吐
出ガスでモータを冷却することが可能となる。
従つて、モータの冷却不良による悪影響を取り
除くことがでできる。

(2) 背圧室に排出された油は、背圧室内で回るバ
ランスフエイトにより撹拌され、オルダムリン
グとこれに係合するキー等に飛散し摺動部の潤
滑に供される。

さらに、最終的に潤滑油は、背圧室と圧縮室
とを結ぶ流路により、圧縮室へ送られ作動室内
のスクロール部材の摺動部の潤滑に供される。
したがつて、これら摺動部への給油のための特
別な配管、給油孔圧縮するためのポンプなどを
必要とせず簡単な構造で部品点数が少なく小
形、軽量簡素な構造で信頼性の高い圧縮機を提
供することができる。

(3) スクロール流体装置を密閉容器に納める際、
密閉容器内の空間を吐出室とモータ室との２つ
の部屋を形成し、吐出口からのガスを吐出室に
吐出させ、通路を介してモータ室に導き、その
後、フレーム近傍の吐出管から外部に取出して
いるので、吐出ガスは、吐出室からモータ室に
向つて下向きに流れ、その後、モータ室の底を
水平方向に流れ、その後モータ室の底の付近か
ら吐出管に向つて上向きに流れる。従つて、吐
出ガスは下向き→水平方向→上向きのように、
少なくとも２回は方向を転換するので、吐出ガ
ス中の油を効果的に分離することができる。

(4) 固定スクロール部材の端板は、吐出圧力とな
つている吐出室に囲まれており、端板に吐出圧
力が圧縮室の圧力と反対向きに作用するので、
圧縮室内の圧縮ガスの圧力によつて端板がふく
らむのを抑制できる。とくに端板の吐出口の近
傍は、端板の両面に作用する圧力がほぼ等しい
ので、端板の変形は無視できる程度に小さくで
きる。

〔発明の効果〕

以上述べたようにこの発明によれば、吐出圧力
が作用した潤滑油を軸受隙間を経由させて背圧室
に流入させているので、吐出圧力の変動に追従し
て背圧室の圧力を変化させることができ、これに
よつて吐出圧力の変動時も適正な軸方向押付け力
を旋回スクロールに加えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はスクロール流体装置の縦断面図、第２
図は第１図の―断面図、第３図はこの発明の
一実施例の縦断面図、第４図は第３図の―断
面図、第５図はこの発明の他の実施例の縦断面図
である。 １…固定スクロール部材、２…旋回スクロール
部材、１ａ，２ａ…端板、１ｂ，２ｂ…ラツプ、
１ｃ…吸入口、１ｄ…吐出口、２ｃ…スクロール
ピン、２ｄ…小孔、３…自転阻止部材、４…クラ
ンクシヤフト、５（５ａ，５ｂ，５ｃ……）…圧
縮室、６…密閉容器、７…モータ、８…吸入管、
９…フレーム、９ａ…背圧室、１０…軸受、１１
…オルダムキー、１２…吐出管、１３…軸心孔、
１４…潤滑油、１５…通路、１６…中間吐出管、
１７…中間冷却器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 端板およびこの端板に直立するうず巻き状の
   ラツプを有する旋回スクロール部材と、端板、こ
   の端板に直立するうず巻き状のラツプ、吸入口お
   よび吐出口を有する固定スクロール部材とが互い
   にラツプ同士でかみ合つており、フレームが旋回
   スクロール部材を包囲するように固定スクロール
   部材に固定され、フレーム、旋回スクロール部材
   および固定スクロール部材によつて形成された背
   圧室を旋回スクロール部材の反ラツプ側に有し、
   この背圧室は、固定スクロール部材および旋回ス
   クロール部材によつて形成される圧縮室に小孔を
   介して連絡され、クランクシヤフトは旋回スクロ
   ール部材と背圧室の内部で係合し、かつフレーム
   を貫通してフレームの外部まで延長されており、
   この延長部分に駆動機が取付けられ、フレームの
   クランクシヤフト貫通部に軸受が背圧室に隣接し
   て配置され、旋回スクロール部材と静止部分との
   間に、旋回スクロール部材の自転を阻止する自転
   阻止部材を備えたスクロール流体装置において、
   前記スクロール流体装置を密閉状の容器に納め
   て、前記吐出口を密閉容器の内部に開口し、前記
   スクロール流体装置の吐出口から吐出される圧縮
   ガスを密閉容器内に吐出するとともに、前記背圧
   室に隣接して配置された軸受とクランクシヤフト
   との隙間に潤滑油を供給する給油通路が前記クラ
   ンクシヤフトに形成され、密閉容器内に注入され
   ている潤滑油が油面に作用する吐出圧力により前
   記給油通路を介して前記軸受とクランクシヤフト
   との隙間に供給され、一部が前記背圧室に流入す
   るようになつていることを特徴とする密閉形スク
   ロール流体装置。