JPS63239390A - 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〕 本発明は、冷凍装置や空気調和装置等において冷媒ある
いは空気の圧縮用として用いて好適なスクロール圧１ｉ
！機に関する。

〔従来の技術〕

従来この種のスクロール圧ｍ機において、フロンなどの
ガス体圧縮用として具体化されたものとして、たとえば
特開昭６０−２０６９８８号公報などに示される構成を
有するものが知られている。これを第８図を用いて簡単
に説明すると１図中群号１は固定スクロール、２はこれ
に組合わされることでスクロール状の圧縮室３を形成す
る揺動スクロールで、これら各スクロール１．２は、ス
クロール台板！ａ、２ａとその対向する内側面に突設さ
れたスクロール状を５する渦巻突起１ｂ、２ｂとで構成
されている。４は前記圧縮室３外周側に形成された吸入
室、５は固定スクロール１外周部に設けられた吸入口、
６は前記固定スクロール台板１ａの中央部に設けられた
吐出口で、この吐出口６には吐出管７内方端が嵌合固定
されている。

８は後述する主軸を支承してシェル内に配置される軸受
支え、８ａはこの軸受支え８上側から下方側に潤滑油を
排出するための返油孔である。９は前記揺動スクロール
２を駆動する主軸としてのクランク軸で、この主軸９の
偏心した位置には軸線方向に貫通して給油孔９ａが貫通
して形成され、またこの主軸９の中央部周囲には電動機
１０が配設され、さらにそのｆ端部には潤滑油を給油孔
９ａに送込むためのポンプ作用をもつノズル１１が設け
られている。

１２．１３は上述したような構成部品を収容する密閉容
器を構成するロアシェルおよびアッパシェルで、その嵌
合部を溶接することで一体的に固定されており、またロ
アシェル１２と内部部品との固定は、前記軸受支え８の
外周部材の焼嵌めなどによっている。

１４は前記ロアシェル１２中央側部に設けられシェル下
側から内部に吸入ガスを導入する吸入管、１５はロアシ
ェル１２底部の油溜めに溜られた潤滑油で、さらに１６
は前記両シェル１２゜１３で形成されるシェル内空間で
あり、吸入ガスが満たされる低圧空間とされている。

このような構成において、前記電動機１０が通電される
と、その駆動力により主軸９に回転が与えられ、その上
端部の偏心位置に軸支されている揺動スクロール２に回
転が伝達されて、この揺動スクロール３は前記軸受支え
８に対して角度的に一定の姿勢を保ちながら運動すると
いう、いわゆる揺動遅動を行ない、これにより固定スク
ロール１側との間に形成される圧縮室３が膨張、収縮を
繰り返すことで圧縮作用が行なわれる。そして、このよ
うな圧縮作用が行なわれる間、冷媒などの被圧縮流体（
気体）は図中実線矢印で示すように、吸入管１４から圧
縮機内に吸入され、電動機１０を冷却しながら、軸受支
え８の外周通路を通って上昇し、固定スクロールｌの吸
入口５から吸入室４に吸入される。さらに、前述したよ
うに圧縮室３内で圧縮された気体は、吐出口６を通って
吐出管７から圧縮機外に吐出される。

また、圧縮機の運転中において、ロアシェル１２底部側
の潤滑油１５は、図中破線矢印で示すように、ノズル１
１の先端から吸入され、主軸９の回転により発生する遠
心力により給油孔９ａ内を上昇し、揺動スクロール２、
主軸９等の摺動部を１１滑した後、返油孔８ａを通って
シェル内空間１６を落下し、ロアシェルｌｚ内の底部油
溜めに戻される。このとき、潤滑油の一部は、返油孔８
ａからは戻らず、吸入室４に吸入されて、圧縮気体と共
に吐出口６を通って吐出管７から圧縮機外に送出される
。この送出された潤滑油は、冷凍サイクルを循環して吸
入管１４を通って再び圧縮機内に流入し順次回収される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のスクロール圧縮機は以上のような構成とされてい
るため、吸入室４に所定の吸入圧で吸入された気体は、
圧縮室３で圧縮されて最終圧力（吸入圧で一義的に定ま
る）に達した後、吐出管７を経て圧縮機外に吐出されて
凝縮器等に導入されるが、このときこの凝縮圧力と前記
最終圧力とが異なると、過圧縮や圧縮不足を生じ、吐出
管７内で圧力脈動を生じることにより、この吐出管７を
通じて振動、騒音等といった問題を招く原因となってい
た。ざらに、寝込み起動時において、吸入室４に冷媒液
等が吸入された場合には、吐出管７内での冷媒液の粘性
抵抗による一種の詰り現象により、吐出管７内が異常昇
圧して起動不良を発生することもあった。

このような問題を解決する手段として、吐出マフラを装
着する方法が考えられるが、たとえば特開昭５５−１２
５３８ｅ号公報等に示されるように、吐出マフラを固定
スクロールに対しＯリングやノくツキン等を介して複数
本のボルトで締結する等、構造が複雑で組立ても煩雑で
あり、さらに吐出圧を固定スクロール台板の全面で受け
るため、固定スクロールが変形しその渦巻突起の揺動ス
クロール台板側への接触する接触事故等を招く虞れがあ
った。

このような固定スクロールの変形を抑制するために、固
定スクロール台板で吐出圧を受ける面積を小さくするこ
とが考えられるが、このよう番こ吐出マフラを構成する
とそのマフラ容積が減少し、特に寝込み起動時における
吐出管内の異常昇圧を防止することができなくなり、圧
縮機の起動不良という問題点を解決し得ないものであっ
た。

また、上述した吐出マフラを低圧シェル空間内に収容さ
せるようにすると、吐出管のシェル外への取出しが難し
くなる等の問題もあった。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、吐出圧
力脈動を効果的に減衰させ、振動、騒音等の問題を解決
するとともに、寝込み起動時における起動不良をも防＋
ｈＬ得る簡易型であって信頼性の高いスクロール圧縮機
を得ることを目的としている。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 このような要請に応えるために本発明に係るスクロール
圧縮機は、固定スクロール台板の渦巻突起と反対側の外
側面とで吐出口の周囲を取囲む筒状部を突設し、この筒
状部に対し開口端を嵌合させるようにして所要の吐出空
間を有する吐出マフラを、台板上に配設するとともにシ
ェル側に固着して設け、かつ前記吐出マフラの開口端と
固定スクロール台板の筒状部との嵌合部分に、圧縮機停
止時の常温状態において隙間を生じるような寸法形状を
有し熱可塑性樹脂材等の熱膨張率の大きい弾性材により
形成されたシール材を介在させて設けるようにしたもの
である。

〔作用〕

本発明によれば、固定スクロール台板上に吐出圧受圧面
積を最小として吐出マフラを設けることにより、吐出脈
動を減衰させ得るとともにこの固定スクロール台板の変
形をも抑制し得るもので、さらに上述した熱可塑性樹脂
材によるシール材により圧縮ｊａＭ転時の高温状態では
熱膨張することで固定スクロール台板筒状部と吐出マフ
ラ開口端との間を閉塞状態とし、圧縮機としての機能を
確保するとともに、圧縮機停と時の常温状態によって熱
収縮し、前記嵌合部に隙間を生じさせ、これにより寝込
み起動時において吐出マフラ内の流体を前記シール材に
よる隙間から吐出空間外に逃す作用をし異常昇圧を防止
し得るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図ないし第３図は本発明に係るスクロール圧縮機の
一実施例を示すものであり、これらの図において前述し
たｆｓＢ図と同一または相当する部分には同一番号を付
してその説明は省略する。

さて、本発明によれば、固定スクロール台板１ａの渦巻
突起ｔｂと反対側の外側面上で吐出口６の周囲を取囲む
ように筒状部１ｃを突設し、この筒状部ＩＣに対し開口
端２０ａｔ−嵌合させるようにして所要の容積をもつ吐
出空間２１を有する略々下向きカップ状を呈する吐出マ
フラ２０を、台板１ａ上に配設するとともに上端部２０
ｂをアッパシェル１３側に溶接などにより固着して設け
、かつ前記吐出マフラ２０の開口端２０ａと固定スクロ
ール台板１ａの筒状部ＩＣとの嵌合部分に、圧縮機停止
時の常温状態において隙間を生じるような寸法形状を有
し四ふっ化エチレン樹脂材簿といった熱可塑性樹脂材等
の熱膨張率の大きい弾性材により形成されたシール材２
２を介在させて設けるようにしたところに特徴を有して
いる。

なお１図中２３は前記吐出空間２１内でマフラ開口端２
０ａと台板筒状部１ｃとの間の嵌合部に連続する油溜り
部である。

また、上述したシール材２２は、本実施例の場合、固定
スクロール台板１ａの筒状部１ｃＶＲ合面に凹設された
環状溝ｌｄ内に一部が嵌込まれる状態で装着されるよう
な構成とされている。ここで、このようなシール材２２
装若部分での各部の寸法関係は、第２図に示される通り
である。すなわち、台板筒状部１ｃの環状溝１ｄの半径
方向底部１ｅの直径をＤｌ、シール材２２の外径をＤｉ
、吐出マフラ２０の開口端２０ａ嵌合面の直径を０３．
シール材２２の幅をｄとするとき。

これら三部材間で隙間が発生し得る二個所のうちいずれ
か一方または両方に隙間が生じるような寸法関係には１
次の三通りが代表例として考えられるもので、このよう
な関係となるように各部の寸法形状を設定するとよいも
のである。

■　Ｄｔ　＋２　ｄ＜Ｄｚ　＜Ｄ３ ■　ＤＩ　＋２　ｄ＝Ｄｚ　＜０３ ■　Ｄ塞＋２ｃｉ＜Ｄｚ＝Ｄ３ しかし、この場合に、シール材２２は、上述したような
四ふっ化エチレン樹脂材のような可撓性材料で形成され
るため、上述した以外にも適宜の変形例が考えられる。

要は、上述したシール材２２を、吐出マフラ開口端２０
ａ嵌合面や固定スクロール台板１ａの筒状部１ｃ嵌合面
、あるいはこれら両者に対して常温状態で隙間が生じる
ような寸法形状をもって、これら各部材を形成するとよ
いものである。なお、上述した環状溝１ｄの半径方向の
溝深さは、シール材２２の幅ｄよりも小さく設定される
ことは言うまでもない。

そして、このような構成によれば、固定スクロール台板
ｌａ上での吐出マフラ２０による吐出圧受圧面積は、台
板１ａよりも充分小さくなっており、これにより従来の
ような固定スクロール台板１ａの変形を大幅に抑制し得
るものである。また、このときに吐出マフラ２０の軸線
方向高さを調節すれば、その吐出空間２１の容積をマフ
ラとして効果的に吐出圧力脈動を減衰させることができ
るもので、しかもこれを最小の最適値に設定することで
、吐出マフラ２０のコンパクト化が可崗である。

さらに、寝込み起動時において、ロアシェル１２に寝込
んだ液冷媒が吸入口５から吸引され、吐出口６を通過し
て吐出空間２１内に液が流入することにより、この吐出
マフラ、２０に取付けられた吐出管７側に一度に多量に
液が排出されて一時的な液詰りか発生しても、シール材
２２と固定スクロール台板筒状部ＩＣに設けられた環状
溝１ｄと吐出マフラ開口端２０ａ嵌合面との間に隙間が
あるため、液冷媒等の波体は、吐出空間２１からシェル
内空間１６偏に漏れ出し、その結果圧力の異常昇圧は発
生せず、起動不良も発生しない。これは、上述したシー
ル材２２が圧ｌ１１１１停止時の常温状態で熱収縮され
ていることから容易に理解されよう。

また、この吐出マフラ２０は、アッパシェル１３側に溶
接等で固着されているだけで、固定スクロール台板１ａ
にはフリーな状態で嵌合されているだけであるため、ボ
ルト等による締結手段は一切不要で、しかも吐出マフラ
２０は一部が７ツパシエル１３外に露呈し、その部分か
ら吐出管７が直接圧縮機外に導通されているので１組立
てが簡単である等の利点もある。

一方、圧縮機運転中は、高温吐出ガスにより吐出マフラ
２０、固定スクロール台板１ａおよびシール材２２がガ
ス温度と略々同程度まで昇温される。そして、このとき
には、これらの部材は熱膨張するもので、特にシール材
２２は四ぷっ化エチレン樹脂材などの熱膨張率の大きい
材料で形成されているので、シール材２２は、第３図に
示されるように、環状溝ｌｄ内で熱膨張して上述した隙
間を閉塞し吐出空間２１とシェル内空間１６との間は密
封するとともに、またシール材２２には吐出空間２１と
通じる面２２ａで吐出圧を受は軸線方向下側に押付けら
れてシール材２２のシェル内空間１６に通じる面２２ｂ
が環状＄１！ｌｉｄの軸線方向底部１ｆにも密着するも
ので、その結果三方向を密封することになる。この場合
、上述したシール材２２による吐出マフラ２０および固
定スクロール台板１ａとの嵌合部での隙間は、圧縮機運
転範囲における最低の吐出ガス温度においてシール材２
２が８膨張して隙間を密封するような寸法に設定されて
いる。

さらに、−上述したシール材２２による密封効果をより
一層効果的に行なうために１両部材間の嵌合部に連通ず
るようにして吐出空間２１内に油溜り部２３が設けられ
ている。ここで、この油溜り部２３は、前記筒状部１ｃ
の一ヒ端部外周部分に同心状に凹設して形成されており
、かつこれに連続してその外側に臨む吐出マフう２０の
開口端２０ａ内壁部と筒状部ＩＣ外壁部との間に前記嵌
合部が形成されている。そして、このような油溜り部２
３には、吐出マフラ２０内の吐出空間２１内において圧
縮室３から吐出された吐出ガス中に混入している潤滑油
１５が気液分離され、気体は吐出管７により圧縮機外に
排出される一方、潤滑油１５が順次連続して貯溜される
ことになる。

すなわち、ロアシェル１２底部の油溜りの潤滑油１５は
、第１図中破線矢印で示すように、揺動スクロール２、
主軸９等の摺動部に供給されて潤滑を行なった後、下方
に落下させて底部油溜めに戻されるが、その一部は吸入
室４に吸入されて、圧縮気体と共に吐出口６から吐出空
間２１内に吐出されるもので、これを吐出空間２１内で
気液分離し、油溜り部２３に溜められる。

そして、このように油溜り部２３に潤滑油が溜められる
と、この溜められた潤滑油によっても、前記吐出空間２
１とシェル内空間１６との間をシールする。したがって
、上述したシール２２によるシール機能は、若干の漏れ
を許容する程度の比較的簡便なものでよい、なお、この
ようなシール材２２を用いた場合、潤滑油１５は連続的
に前記嵌合部からシェル内空間１６に微少量づつ漏れる
が、この油は前述したように吐出ガス中に混入して圧縮
機外に排出されるだけのものであり、これを吐出空間２
１内で気液分離し前記嵌合部の効果的なシールを行なえ
るように利用することでその有用性は大きい。

なお１本発明はｆ：述した実施例構造に限定されず、各
部の形状、構造等を、適宜変形、変更することは自由で
、種々の変形例が考えられる。

第４図は本発明の別の実施例を示すものであって１．上
述した実施例とは逆に、吐出マフラｚＯの開口端２０ａ
外壁部が接するように、固定スクロール台板１ａ−ヒに
筒状部１ｃを突設し、さらにその内側に同心状態で環状
凹部２３ａを形成し、これを前記油溜り部２３とするよ
うに構成した場合であるが、略々同等の作用効果を奏す
るものであることは、容易に理解されよう。

また、前述した各実施例において用いられるシール材２
２としては、第５図（ａ）、（ｂ）に示すように、断面
矩形状を呈するリング体で構成するとよいものであるが
、第６図に示されるような合い目障間を有するピストン
リング状のシール材２２であってもよく、さらにその断
面形状としても第７図（ａ）、（ｂ）に示すように円形
断面あるいはテーパ面を有する台形断面を有するもので
あってもよいことは勿論である。この場合、上述したよ
うなシール材２２の材質としては、熱膨張率の大きい可
撓性を有する熱可塑性樹脂材が適しており、特にこのス
クロール圧縮機を冷媒圧縮機として使用する場合には、
耐冷媒性をもつ四ふっ化エチレン樹脂材が適している。

また、前述したピストンリング状を呈するシール材の場
合にその合い目障間の寸法は熱膨張率を考慮して設定す
ればよいものである。

〔発明の効果〕

以に説明したように本発明に係るスクロール圧ｌｉＩ機
によれば、固定スクロール台板の外側面上に吐出口周囲
を取囲むように突設された筒状部に対し開口端を嵌合さ
せるようにして吐出空間を有する吐出マフラを、台板上
に配設するとともにシェル側に固着して設け、かつ吐出
マフラ開口端と固定スクロール台板筒状部との嵌合部に
、これらの部材との間で圧縮機外［ヒ時の常温状態にお
いて隙間を生じるような寸法形状をもって熱可塑性樹脂
材Ｗの熱膨張率の大きい弾性材により形成したシール材
を介在させて設けたので、簡単な構成にもかかわらず、
吐出マフラを固定スクロール台板上に吐出圧受圧面積を
最小にして配設し、吐出脈動を減衰させるとともに固定
スクロール台板の変形をも抑制し得るものであり、さら
に常温状態で吐出マフラの台板への嵌合部にシール材に
よる隙間を得られることから、寝込み起動時におけ異常
昇圧を防止し起動不良などの問題を防止することができ
、動作上での高い信頼性を確保し得る等の種々優れた効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るスクロール圧縮機の一実施例を示
す断面図、第２図および第３図は吐出マフラと固定スク
ロール台板との嵌合部での圧縮機停止時の常温状態およ
び圧縮４１１１！ｌ！転時の高温状態を示す要部拡大断
面図、第４図は本考案の別の実施例を示す要部断面図、
第５図（ａ）　、　（ｂ）はシール材の概略斜視図およ
びそのｖ−ｖ線断面図、第６図はシール材の変形例を示
す斜視図、第７図（ａ）、（ｂ）はシール材の断面形状
を例示する断面図、第８図は従来例を示す断面図である
。 １−・・・固定スクロール、１ａφ・・拳固室スクロー
ル台板、ｉｂ・・・・渦巻突起、ｌｃ・・・・筒状部、
ｌｄ・・・・環状溝、２・−・・揺動スクロール、３・
・・・圧縮室、５・・・・吸入口、６・・・・吐出口、
７・・・・吐出管、９・・・・主軸（クランク軸）、１
２．１３・・・・ロアおよびアッパシェル、１５・・・
・潤滑油、２０・・・・吐出マフラ、２０ａ・・・・開
口端、２１・・・・吐出空間、２２・・・・シール材、
２３・・・・油溜り部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　シェル内で揺動スクロール側と組合わされ被圧縮流体
   を圧縮する圧縮室を形成する渦巻突起およびこの渦巻突
   起を内側面上に突設しかつ吐出口を中央部に穿設してな
   る台板からなる固定スクロールを備え、この固定スクロ
   ール台板の外側面上に吐出口周囲を取囲む筒状部を突設
   し、この筒状部に対し開口端を嵌合させるようにして吐
   出空間を有する吐出マフラを、前記台板上に配設すると
   ともにシェル側に固着して設け、かつ前記吐出マフラの
   開口端と固定スクロール台板の筒状部との嵌合部間に、
   この嵌合部が常温状態で隙間を生じるような寸法形状を
   もって熱膨張率の大きい弾性材により形成されたシール
   材を介在させて設けるようにしたことを特徴とするスク
   ロール圧縮機。