WO2012131904A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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orbiting scroll
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功一 今田
松永　睦憲
土屋　豪
長谷川　修士
美博 深谷
啓 武田
近野　雅嗣
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日立アプライアンス株式会社
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    • F04C27/005—Axial sealings for working fluid

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor applied to a refrigerant compressor for refrigeration and air conditioning, a compressor for compressing a gas such as air, and the like.
  • Non-orbiting scroll member an orbiting scroll member that forms a suction chamber or a compression chamber by meshing with the non-orbiting scroll member, and forming a suction chamber or a compression chamber;
  • a back pressure chamber for applying a pressing force, back pressure chamber fluid inflow means for allowing fluid to flow into the back pressure chamber in order to maintain the back pressure, which is the pressure of the back pressure chamber, and the fluid that has flowed into the suction chamber or the compression chamber
  • a back pressure chamber fluid outflow means for controlling a differential pressure across the back pressure chamber fluid outflow path connecting the back pressure chamber and the suction chamber or the compression chamber.
  • the intermittent flow passage portion and the intermittent flow passage portion that are intermittently communicated by the turning motion of the orbiting scroll member are arranged in series.
  • the pressure fluctuation width of the end plate side surface is small, but when the pressure on the swivel end plate side surface is the lowest, the back pressure valve inflow hole is fully opened, and the pressure on the swivel end plate side surface is Since the plate is in a state of directly acting on the plate, there is a possibility that the above-described problem of lowering the back pressure occurs under the condition that the pressure fluctuation becomes large at high speed rotation.
  • the object of the present invention is to provide a scroll compressor having a back pressure control means that opens and closes with a differential pressure. It is to obtain a high compressor.
  • the present invention includes a crankshaft that meshes a fixed scroll and a turning scroll having a spiral shape with a base plate and drives the turning scroll, and the turning scroll as the crankshaft rotates.
  • a suction chamber and a compression chamber between the orbiting scroll and the fixed scroll, and the rear surface of the orbiting scroll is pressed against the orbiting scroll by the pressure higher than the suction chamber.
  • a back pressure chamber that applies force, a communication passage that communicates the suction chamber or the compression chamber and the back pressure chamber to the fixed scroll, and the communication passage is opened and closed by a differential pressure in the middle of the communication passage.
  • an inlet communication passage from the back pressure control means of the communication passage to the back pressure chamber is provided.
  • the cross-sectional area of at least two passages is formed, and the cross-sectional area of the inlet communication passage on the back pressure chamber side of the inlet communication passage is configured to be larger than the cross-sectional area of the inlet communication passage on the back pressure control means side.
  • a part of the back pressure chamber side opening of the side inlet communication passage is always closed by the base plate of the orbiting scroll, and the back pressure chamber side opening area of the back pressure chamber side inlet communication passage is always
  • the present invention is characterized in that it is configured to be equal to or smaller than the cross-sectional area of the inlet communication passage on the back pressure control means side.
  • the opening area of the communication passage on the back pressure chamber side Even when the opening is maximum, the cross-sectional area of the communication passage on the back pressure control means side may be reduced.
  • the back pressure chamber side opening of the back pressure chamber side inlet communication passage is provided with a groove extending in the outer peripheral side in a part thereof, and the groove is formed so that the end of the groove opens to the back pressure chamber side. It may be configured such that the opening area of the groove is always less than or equal to the cross-sectional area of the inlet communication passage on the back pressure control means side by closing with the base plate of the orbiting scroll.
  • the base plate of the orbiting scroll is provided with a groove or a hole communicating the back pressure chamber side opening and the back pressure chamber of the back pressure chamber side inlet communication passage, and the opening area of the groove or hole is the back pressure control. You may comprise so that it may become below the cross-sectional area of the entrance communication channel
  • the back pressure control means uses the communication passage cross-sectional area on the back pressure chamber side of the communication passage connecting the suction chamber or the compression chamber and the back pressure chamber.
  • the passage area of the back pressure chamber is always less than or equal to the cross-sectional area of the communication passage on the back pressure control means side, so that pressure fluctuation propagation is suppressed by expanding and reducing the passage. An effect is obtained. For this reason, pressure fluctuations acting on the back pressure control means can be suppressed even under operating conditions in which pressure fluctuations on the side surface of the swivel end plate become large, and abnormal vibration of the back pressure control means can be prevented.
  • a scroll compressor with high efficiency and high reliability can be obtained.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a scroll compressor according to the present invention.
  • the principal part enlarged view of the back pressure control means part vicinity shown in FIG. The bottom view of the fixed scroll shown in FIG.
  • FIG. 6 is a main part enlarged view showing a second embodiment of the scroll compressor according to the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 6 is an enlarged view showing a main part of a scroll compressor according to a third embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part of a scroll compressor according to a fourth embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing a fifth embodiment of the scroll compressor of the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing a sixth embodiment of the scroll compressor according to the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 5 The top view of the turning scroll in Example 5 shown in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing a sixth embodiment of the scroll compressor according to the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 5 is an enlarged view showing a main part of a scroll compressor according to a third embodiment
  • FIG. 6 is an enlarged view of a main part showing a seventh embodiment of the scroll compressor according to the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 9 is an enlarged view of a main part showing an eighth embodiment of the scroll compressor according to the present invention, corresponding to FIG. 5.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of the scroll compressor of the present invention.
  • a compression unit including a fixed scroll 20 and a turning scroll 19 and a driving unit 3 are housed in a sealed container 21.
  • the drive unit 3 includes an electric motor 10 including a stator 8 and a rotor 9, a crankshaft 11, a frame 12, a sub frame 13, and a sub bearing housing 16 as basic elements.
  • the electric motor 10 is driven by an electric input from an inverter (not shown) via the electric terminal 17 and imparts a rotating action to the crankshaft 11.
  • the crankshaft 11 includes a main shaft portion 11a, a subshaft portion 11b, and an eccentric pin portion 11c.
  • the shaft support portion 14 disposed on the frame 12 and the shaft support portion 15 disposed on the sub bearing housing 16 constitute a shaft support portion that rotatably supports the main shaft portion 11a and the sub shaft portion 11b of the crankshaft 11. Further, oil 18 for lubricating the shaft support portions 14 and 15 is stored in the sealed container 21.
  • the frame 12 and the sub-frame 13 coupled to the sub-bearing housing 16 are fixed to the sealed container 21.
  • the compression operation is performed by reducing the volume of the compression chamber 2 mechanically configured by meshing the fixed scroll 20 and the orbiting scroll 19 by the rotating action of the crankshaft 11.
  • the working fluid is sucked into the compression chamber 2 from the suction pipe 6, discharged through the compression port 4 to the discharge space 5 in the sealed container 21, and further discharged from the discharge pipe 7 to the outside of the sealed container 21.
  • an intermediate pressure between the discharge pressure and the suction pressure (hereinafter referred to as back pressure) is applied to the back space of the orbiting scroll 19 (hereinafter referred to as back pressure chamber 102). Then, the orbiting scroll 19 is pressed against the fixed scroll 20.
  • back pressure an intermediate pressure between the discharge pressure and the suction pressure
  • the configuration of the back pressure control means 106 will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 2 shows the back pressure control means 106 shown in FIG. 1 in detail.
  • the back pressure control means 106 includes a seal member 107, a spring 108, a valve body 109, and a seat portion 110, and is provided between the inlet communication passage 200 and the outlet communication passage 201.
  • the inlet communication passage 200 opens on the sliding surface of the fixed scroll 20 with the base plate 100 of the orbiting scroll, and serves to communicate the back pressure chamber 102 and the back pressure control means 106.
  • the inlet communication passage 200 includes an inlet communication passage 301 on the back pressure chamber 102 side and an inlet communication passage 302 on the back pressure control means 106 side, and the cross sectional area S 1 of the passage 301 is larger than the cross sectional area S 2 of the passage 302. It is configured.
  • the outlet communication passage 201 opens on the suction groove 202 of the fixed scroll on the outlet side, and serves to communicate the back pressure control means 106 and the suction groove 202.
  • FIG. 3 is a bottom view of the fixed scroll 20 shown in FIGS.
  • the suction groove 202 communicates with the suction space 203.
  • the outlet communication passage 201 may be configured to open to an intermediate pressure groove 204 communicating with the compression chamber 2 as shown in FIG.
  • a configuration FIG. 3 that opens to the suction groove 202 will be described as an example.
  • the valve body 109 is pressed against the seat portion 110 by the spring load of the spring 108 when the compressor is stopped.
  • the pressure in the suction groove 202 communicating with the suction space 203 decreases, and the upper pressure P3 of the valve body 109 is lower than the pressure P2 in the passage 302, which is the lower part of the valve body 109, via the outlet communication passage 201. Lower.
  • the valve body 109 is opened, so that gas and oil flow into the suction groove 202 from the back pressure chamber 102. Then, back pressure control is performed to keep the pressure Pb of the back pressure chamber 102 at a predetermined pressure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a positional relationship between the base plate 100 of the orbiting scroll and the inlet communication passage 200 in the first embodiment. Since the orbiting scroll base plate 100 orbits, the outer peripheral end of the base plate moves under the entrance communication passage 200.
  • the opening 300 is configured in a state where a part of the inlet of the inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side is covered with the base plate 100 of the orbiting scroll.
  • the area S0 of the opening 300 is always equal to or smaller than the sectional area S2 of the inlet communication passage 302 on the back pressure control means 106 side, and the passage 301 and the outer peripheral space 101 are always in communication.
  • the outer peripheral space 101 of the orbiting scroll base plate is in communication with the back pressure chamber 102 of the orbiting scroll base plate 100 via the passage 303, but the outer peripheral pressure P0 is smaller than the back pressure Pb.
  • a change in the pressure difference applied by the gas compression action accompanying the movement of 100 occurs.
  • the pressure becomes highest at the position where the base plate 100 of the orbiting scroll is closest to the outer peripheral part, and as shown in (b), the position closer to the inner side (the furthest away from the outer peripheral part). Position) pressure is lowest.
  • the valve body 109 causes abnormal vibration due to the pressure fluctuation, and the flow rate of gas and oil passing through the back pressure control means 106 increases. This causes a decrease in the back pressure Pb.
  • the passage 301 becomes an enlarged space between the narrowed opening 300 and the narrowed passage 302 as described above, so that the fluctuation of the outer peripheral pressure P0 is propagated into the passage 302. The effect of suppressing and reducing the fluctuation
  • the pressing force of the orbiting scroll 19 to the fixed scroll 20 can be properly maintained, and the oil supply to the compression chamber can be properly ensured, so that the refrigerant leakage loss during the compression operation is suppressed and the energy efficiency is improved. be able to.
  • the reliability of the sliding of the orbiting scroll 19 can be ensured by optimizing the back pressure. Therefore, a scroll compressor capable of realizing high reliability and high energy efficiency can be obtained.
  • FIG. 6 corresponds to FIG.
  • the area S0 of the opening 300 is always equal to or smaller than the cross-sectional area S2 of the inlet communication passage 302 on the back pressure control means side.
  • the base plate 100 of the orbiting scroll has time to temporarily close the inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side, and the passage 301 and the outer peripheral space 101 are intermittent. It is the point which is comprised so that it may communicate with.
  • the passage 301 and the outer peripheral space 101 are configured not to communicate with each other, whereby the pressure P2 in the passage 302 can be more stably maintained. The malfunction of the pressure Pb can be prevented.
  • FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 5, and FIG. 8 is a bottom view of the fixed scroll in the third embodiment, and is a view for explaining the shape of the groove 104 provided in the fixed scroll.
  • a groove 104 extending from the inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side to the outer peripheral side is provided on the base plate surface of the fixed scroll, and the base plate 100 of the orbiting scroll is located under the groove 104.
  • the outer peripheral end of the groove 104 is always located outside the outer peripheral end of the base plate 100 of the orbiting scroll.
  • the sectional area S0 of the groove 104 is configured to be equal to or smaller than the sectional area S2 of the inlet communication passage 302 on the back pressure control means side.
  • the passage 301 is an enlarged space between the narrowed groove 104 and the narrowed passage 302, the fluctuation of the outer peripheral pressure P0 is prevented from propagating into the passage 302, and the fluctuation of the pressure P2 is reduced. An effect is acquired and the malfunction of the fall of the back pressure Pb can be prevented.
  • the intended configuration of the present invention may be difficult in dimension depending on the size of the turning radius.
  • the configuration is not affected by the turning radius. It can be easily configured by adjusting the length of the groove 104.
  • FIG. 9 corresponds to FIG.
  • the fourth embodiment is different from the third embodiment in that the outer peripheral end of the groove 104 is temporarily located inside the outer peripheral end of the base plate 100 of the orbiting scroll.
  • the inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side and the outer peripheral space 101 can be configured to communicate intermittently.
  • the passage 301 and the outer peripheral space 101 can be configured not to communicate with each other, whereby the pressure P2 in the inlet communication passage 302 on the back pressure control means side is more stable. Can be kept in.
  • the intended configuration of the present invention may be dimensionally difficult depending on the size of the turning radius.
  • this fourth embodiment as well, without being affected by the turning radius, It can be easily configured by adjusting the length of the groove 104.
  • FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG. 5, and FIG. 11 is a plan view of the orbiting scroll in the fifth embodiment, and is a diagram for explaining the shape of the groove 103 provided in the orbiting scroll.
  • a groove 103 extending to the outer peripheral end is provided on the base plate surface of the orbiting scroll, and the inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side of the fixed scroll is always positioned on the groove 103. It is comprised so that the said channel
  • the cross-sectional area S0 of the groove 103 is configured to be equal to or smaller than the cross-sectional area S2 of the inlet communication passage 302 on the back pressure control means side. Since the passage 301 becomes an enlarged space between the narrowed groove 103 and the narrowed passage 302, the fluctuation of the outer peripheral pressure P0 is suppressed from being propagated into the passage 302, and the fluctuation of the pressure P2 is reduced. As a result, the problem of a decrease in the back pressure Pb can be prevented.
  • the intended configuration of the present invention may be difficult in dimension depending on the size of the turning radius, but according to the fifth embodiment, without being affected by the turning radius, It can be easily configured by adjusting the length of the groove 103.
  • FIG. 12 corresponds to FIG.
  • the sixth embodiment is different from the fifth embodiment in that an inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side of the fixed scroll is temporarily positioned on the groove 103, and the outer periphery of the passage 301 is It is the point which comprised so that the space 101 might communicate intermittently.
  • the passage 301 and the outer peripheral space 101 not to communicate with each other when the outer peripheral pressure P0 is high, the pressure P2 in the inlet communication passage 302 on the back pressure control means side can be maintained more stably.
  • the intended configuration of the present invention may be difficult in dimension depending on the size of the turning radius, but according to the sixth embodiment, without being affected by the turning radius, It can be easily configured by adjusting the length of the groove 103.
  • FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 5, and FIG. 14 is a plan view of the orbiting scroll in the seventh embodiment, and is a view for explaining the shape of the hole 105 provided in the orbiting scroll.
  • a hole 105 is provided in the base plate surface of the orbiting scroll, and the inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side of the fixed scroll is always positioned above the hole 105, and the passage 301 and the outer periphery space 101 are always connected.
  • the cross-sectional area S0 of the hole 105 is configured to be equal to or smaller than the cross-sectional area S2 of the inlet communication passage 302 on the back pressure control means side. Since the passage 301 becomes an expanded space between the narrowed hole 105 and the narrowed passage 302, the fluctuation of the outer peripheral pressure P0 is suppressed from being propagated into the passage 302, and the fluctuation of the pressure P2 is suppressed. The effect of reducing the size can be obtained, and the problem of a decrease in the back pressure Pb can be prevented.
  • FIG. 15 corresponds to FIG.
  • This embodiment differs from the seventh embodiment in that an inlet communication passage 301 on the back pressure chamber side of the fixed scroll is temporarily positioned above the hole 105, and the passage 301 and the outer peripheral space are 101 is configured to communicate intermittently.
  • the passage 301 and the outer peripheral space 101 not to communicate with each other when the outer peripheral pressure P0 is high, the pressure P2 in the inlet communication passage 302 on the back pressure control means side can be maintained more stably.

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Abstract

　スクロール圧縮機は、旋回スクロールと固定スクロールとの間に吸入室及び圧縮室を形成し、旋回スクロールの背面には吸入室より高い圧力により旋回スクロールに固定スクロールへの押付け力を与える背圧室を備える。固定スクロールには、吸込室または圧縮室と背圧室とを連通する連絡通路２００，２０１と、該連絡通路の途中に差圧により該通路を開閉する背圧制御手段を備えている。前記背圧制御手段から背圧室までの入口連絡通路２００は、少なくとも２つ以上の通路断面積で構成され、この入口連絡通路の背圧室側入口連絡通路３０１の断面積を、背圧制御手段側の入口連絡通路３０２の断面積より大きく構成している。また、前記通路３０１の背圧室側開口部３００の一部が前記旋回スクロールの台板で常時塞がれるようにして、通路３０１の背圧室側開口面積が、常時通路３０２の断面積以下となるように構成し、高効率且つ高信頼性のスクロール圧縮機を実現する。

Description

スクロール圧縮機
　本発明は冷凍、空調用の冷媒圧縮機や、空気などの気体を圧縮する圧縮機などに適用されるスクロール圧縮機に関する。
　従来のスクリュー圧縮機としては、例えば特開２００５－１６３６５５号公報（特許文献１）に記載のものがある。この従来技術のものでは、「非旋回スクロール部材と、この非旋回スクロール部材と噛み合って旋回運動をすることにより吸込室または圧縮室を形成する旋回スクロール部材と、スクロール部材に非旋回スクロール部材への押付け力を与える背圧室と、背圧室の圧力である背圧を維持するべく背圧室に流体を流入させる背圧室流体流入手段と、その流入した流体を吸込室または圧縮室に流出させる背圧室流体流出手段とを備える。背圧室流体流出手段は、背圧室と吸込室または圧縮室とを繋ぐ背圧室流体流出路に、前後の差圧を制御する背圧制御弁と絞り流路部と旋回スクロール部材の旋回運動により間欠的に連通する間欠流路部とを直列に配してなる。」と記載されている。
特開２００５－１６３６５５号公報
　スクロール圧縮機では旋回スクロール部材の旋回運動に伴い、背圧室の旋回端板側面部でのガスおよび油圧縮作用が生じる。特許文献1では旋回外周溝を設けてガスおよび油圧縮の回避を実施しており、背圧室の旋回端板側面部の圧力変動を緩和しているが、圧力変動は皆無ではないので、背圧弁流入穴部の圧力が変動する。旋回端板側面部の圧力が最も高くなるのは旋回端板が最も外周側に寄った状態の時であり、圧力が最も低くなるのは旋回端板が最も外周側から離れた状態の時である。旋回端板側面部の圧力変動が背圧弁板に直接作用すると背圧弁の異常振動を促し、背圧弁に流入する流体量が増加し、背圧が所望の圧力より低くなり、適正な旋回スクロール押上げ力が確保できず、効率低下等の不具合が発生する。上記特許文献１のものでは、旋回端板側面部の圧力が最も高くなる時に背圧弁流入穴部を旋回端板で塞ぐ間欠構造となっているので、背圧弁流入穴部の圧力変動幅は旋回端板側面部の圧力変動幅に対しては小さくなっているが、旋回端板側面部の圧力が最も低くなる時は背圧弁流入穴部が全開となり、旋回端板側面部の圧力が背圧弁板に直接作用する状態になるため、高速回転で圧力変動が大きくなる条件では上記の背圧低下の不具合が発生する恐れがあった。
　本発明の目的は、差圧で開閉する背圧制御手段を有するスクロール圧縮機において、旋回端板側面部の圧力変動が大きくなる運転条件下でも背圧を適正安定に保ち、高効率で信頼性の高い圧縮機を得ることにある。
　上記目的を達成するため、本発明は、台板に渦巻き形状を有する固定スクロール及び旋回スクロールを互いに噛み合わせ、該旋回スクロールを駆動させるクランク軸を備え、該クランク軸の回転に伴って前記旋回スクロールが旋回運動することにより前記旋回スクロールと前記固定スクロールとの間に吸入室及び圧縮室を形成し、前記旋回スクロールの背面には前記吸入室より高い圧力により前記旋回スクロールに前記固定スクロールへの押し付け力を与える背圧室を有し、前記固定スクロールに、前記吸込室または前記圧縮室と前記背圧室とを連通する連絡通路と、該連絡通路の途中に差圧により該連絡通路を開閉する背圧制御手段を備えたスクロール圧縮機において、前記連絡通路の背圧制御手段から前記背圧室までの入口連絡通路を少なくとも２つ以上の通路断面積で構成し、この入口連絡通路の背圧室側の入口連絡通路断面積を、背圧制御手段側の入口連絡通路断面積より大きく構成し、前記背圧室側の入口連絡通路の背圧室側開口部の一部が前記旋回スクロールの台板で常時塞がれるようにして、この背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口面積が、常時前記背圧制御手段側の入口連絡通路断面積以下となるように構成したことを特徴とする。
　前記連絡通路の背圧室側開口部を前記旋回スクロールの台板で開閉することで前記連絡通路を間欠的に連通させるように構成した場合においても、前記連絡通路の背圧室側の開口面積が最大開口時でも前記背圧制御手段側の連絡通路断面積以下となるように構成しても良い。
　また、前記背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口部は、その一部に外周側に延びる溝が設けられ、該溝の端部が背圧室側に開口するように当該溝を旋回スクロールの台板で塞ぎ、前記溝の開口面積が常時前記背圧制御手段側の入口連絡通路断面積以下となるように構成しても良い。
　或いは、前記旋回スクロールの台板に、前記背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口部と背圧室を連通する溝または穴を設け、該溝または穴の開口面積が前記背圧制御手段側の入口連絡通路の断面積以下となるように構成しても良い。
　本発明によれば、差圧で開閉する背圧制御手段を有するスクロール圧縮機において、吸込室または圧縮室と背圧室をつなぐ連絡通路の背圧室側の連絡通路断面積を背圧制御手段の連絡通路断面積より大きく構成し、且つ背圧室側の開口面積を常時背圧制御手段側の連絡通路断面積以下となるように構成しているので、通路の拡大縮小による圧力変動伝播抑制効果が得られる。このため、旋回端板側面部の圧力変動が大きくなる運転条件下でも背圧制御手段に作用する圧力変動が抑えられ、背圧制御手段の異常振動を防止できるので、背圧をより適正安定に保ち、高効率で信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図。 図１に示す背圧制御手段部付近の要部拡大図。 図１に示す固定スクロールの底面図。 図１に示す固定スクロールの他の例を示す底面図。 図１に示す背圧制御手段部付近の要部拡大図で、（ａ）は旋回スクロール台板が外周部に最も寄ったときの状態を示す図、（ｂ）は旋回スクロール台板が外周部から最も離れたときの状態を示す図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例２を示す要部拡大図で、図５に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例３を示す要部拡大図で、図５に相当する図。 図７に示した実施例３における固定スクロールの底面図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例４を示す要部拡大図で、図５に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例５を示す要部拡大図で、図５に相当する図。 図１０に示した実施例５における旋回スクロールの平面図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例６を示す要部拡大図で、図５に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例７を示す要部拡大図で、図５に相当する図。 図１３に示した実施例７における旋回スクロールの平面図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例８を示す要部拡大図で、図５に相当する図。
　以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示している。
　図１に本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す。まず、スクロール圧縮機の全体構造に関して説明する。スクロール圧縮機１は、密閉容器２１に固定スクロール２０旋回スクロール１９から成る圧縮部と駆動部３が収められている。駆動部３は、固定子８と回転子９からなる電動機１０と、クランク軸１１と、フレーム１２と、副フレーム１３と、副軸受ハウジング１６を基本要素として構成する。ここで、電動機１０は、電気端子１７を経由したインバータ（図示せず）からの電気入力により駆動され、回転作用をクランク軸１１へ付与する。クランク軸１１は、主軸部１１ａと副軸部１１ｂと偏心ピン部１１ｃとを備えて構成する。フレーム１２に配設した軸支持部１４、副軸受ハウジング１６に配設した軸支持部１５は、クランク軸１１の主軸部１１ａと副軸部１１ｂを回転自在に支持する軸支持部を構成する。また、前記軸支持部１４、１５の潤滑のための油１８が密閉容器２１内に蓄えられている。フレーム１２と、副軸受ハウジング１６と結合されている副フレーム１３は、密閉容器２１に固定される。クランク軸１１の回転作用により、固定スクロール２０と旋回スクロール１９を噛み合わせることにより機械的に構成した圧縮室２の容積を減少させて圧縮動作を行う。作動流体は吸込管６から圧縮室２へ吸込まれ、圧縮行程を経て吐出ポート４から密閉容器２１内の吐出空間５に吐出され、更に吐出管７から密閉容器２１外へ吐出される。
　圧縮室２の密閉性を保つため、吐出圧と吸込圧の間の中間的な圧力（以下、背圧と呼称）を旋回スクロール１９の背面空間（以下、背圧室１０２と呼称）に作用させ、旋回スクロール１９を固定スクロール２０へ押付ける。固定スクロール２０に設けた背圧制御手段１０６により背圧を生成し適正に保つことで、圧縮動作時における冷媒漏れによるエネルギー損失を低減し、且つ旋回スクロール１９の押付け摺動に関して良好な信頼性を確保することができる。
　図２～図４を用いて背圧制御手段１０６の構成について説明する。図２は、図１に示した背圧制御手段１０６を詳細に示したものである。背圧制御手段１０６は、シール部材１０７、バネ１０８、弁体１０９、シート部１１０で構成され、入口連絡通路２００と出口連絡通路２０１との間に設けられている。入口連絡通路２００は、入口側が固定スクロール２０の旋回スクロールの台板１００との摺動面に開口し、背圧室１０２と背圧制御手段１０６とを連通する役目をする。入口連絡通路２００は、背圧室１０２側の入口連絡通路３０１と、背圧制御手段１０６側の入口連絡通路３０２で構成し、前記通路３０１の断面積Ｓ1は前記通路３０２の断面積Ｓ２より大きく構成されている。　
　前記出口連絡通路２０１は、出口側が固定スクロールの吸入溝２０２に開口し、背圧制御手段１０６と吸入溝２０２を連通する役目をする。
　図３は図１、図２に示す固定スクロール２０の底面図である。図３のように、吸入溝２０２は吸込空間２０３に連通している。なお、前記出口連絡通路２０１は図４のように圧縮室２に連通する中間圧力溝２０４に開口する構成としても良い。以下の説明では、吸入溝２０２に開口する構成（図３）を例として説明する。
　図２に示すように、圧縮機停止状態においては、弁体１０９はバネ１０８のバネ荷重によりシート部１１０に押し付けられている。圧縮機運転状態においては、吸入空間２０３に連通する吸入溝２０２の圧力が下がり、出口連絡通路２０１を介して弁体１０９の上部圧力Ｐ３が弁体１０９の下部である通路３０２内の圧力Ｐ２より低くなる。圧力Ｐ２と圧力Ｐ３の圧力差で弁体１０９に作用する荷重がバネ１０８のバネ荷重より大きくなると弁体１０９が開弁することで、背圧室１０２からガスおよび油が吸入溝２０２に流入し、背圧室１０２の圧力Ｐｂを所定の圧力に保つ背圧制御を行う。
　図５は、実施例１における旋回スクロールの台板１００と入口連絡通路２００との位置関係を示す図である。旋回スクロールの台板１００は旋回運動するため、台板外周端が入口連絡通路２００の下で移動する。背圧室側の入口連絡通路３０１の入口の一部を旋回スクロールの台板１００で塞いだ状態で開口部３００が構成される。開口部３００の面積Ｓ０は常に背圧制御手段１０６側の入口連絡通路３０２の断面積Ｓ２と同等以下になるように構成されており、前記通路３０１と外周空間１０１とが常時連通している。
　旋回スクロールの台板の外周空間１０１は、旋回スクロールの台板１００の背圧室１０２と通路３０３を介して連通しているが、外周部圧力Ｐ０は背圧Ｐｂに対して旋回スクロールの台板１００の移動に伴うガス圧縮作用で加わる圧力差分の変動が生じる。（ａ）図に示すように、旋回スクロールの台板１００が外周部に最も寄った位置で圧力は最も高くなり、（ｂ）図に示すように、内側寄りの位置（外周部から最も離れた位置）で圧力は最も低くなる。外周部圧力Ｐ０の変動が直接弁体１０９の下部である通路３０２に伝播すると弁体１０９が圧力変動の影響で異常振動を起こし、背圧制御手段１０６を通過するガス及び油の流量が増加し、背圧Ｐｂの低下を招く。本実施例では、前記通路３０１は前述の通り、絞られた開口部３００と絞られた通路３０２との間の拡大空間となるため、外周部圧力Ｐ０の変動を通路３０２内に伝播するのを抑え、圧力Ｐ２の変動を小さくする効果が得られ、背圧Ｐｂの低下の不具合を防止できる。
　これにより旋回スクロール１９の固定スクロール２０への押付け力を適正に保つことができ、且つ圧縮室への給油も適正に確保できるから、圧縮動作時における冷媒漏れ損失を抑制し、エネルギー効率向上をすることができる。併せて、背圧の適正化により、旋回スクロール１９の摺動に関する信頼性を確保することもできる。従って、高い信頼性と高いエネルギー効率を実現できるスクロール圧縮機が得られる。
　図６により本発明のスクロール圧縮機の実施例２を説明する。図６は図５に相当する図である。　
　本実施例においても上記実施例１と同様に、開口部３００の面積Ｓ０は常に背圧制御手段側の入口連絡通路３０２の断面積Ｓ２と同等以下になるように構成されている。実施例１との相違点は、旋回スクロールの台板１００が、背圧室側の入口連絡通路３０１を、一時的に全閉にする時間があり、前記通路３０１と外周空間１０１とが間欠的に連通するように構成している点である。本実施例のように、外周部圧力Ｐ０が高い時には、前記通路３０１と外周空間１０１とが連通されないように構成することにより、通路３０２内の圧力Ｐ２をより安定して保つことができ、背圧Ｐｂの低下の不具合を防止できる。
　図７、図８により本発明のスクロール圧縮機の実施例３を説明する。図７は図５に相当する図、図８は実施例３における固定スクロールの底面図で、固定スクロールに設けられた溝１０４の形状を説明する図である。
　本実施例では、固定スクロールの台板面に、背圧室側の入口連絡通路３０１から外周側に延びる溝１０４が設けられており、その溝１０４の下に旋回スクロールの台板１００が位置し、溝１０４の外周端は常に旋回スクロールの台板１００の外周端より外側にあるように構成されている。これにより、前記背圧室側の入口連絡通路３０１と外周空間１０１とが常時連通する構成としている。前記溝１０４の断面積Ｓ０は背圧制御手段側の入口連絡通路３０２の断面積Ｓ２と同等以下になるように構成されている。前記通路３０１は絞られた溝１０４と絞られた前記通路３０２との間の拡大空間となるため、外周部圧力Ｐ０の変動を通路３０２内に伝播するのを抑え、圧力Ｐ２の変動を小さくする効果が得られ、背圧Ｐｂの低下の不具合を防止できる。
　上記実施例１または実施例２の場合、旋回半径の大きさによって、本発明の意図する構成が寸法的に難しい場合があるが、この実施例３によれば旋回半径の影響を受けず、前記溝１０４の長さを調整することで容易に構成できる。
　図９により本発明のスクロール圧縮機の実施例４を説明する。図９は図５に相当する図である。　
　本実施例４が前記実施例３と相違する点は、溝１０４の外周端は一時的に旋回スクロールの台板１００の外周端より内側となるように構成している点である。このように構成することにより、背圧室側の入口連絡通路３０１と外周空間１０１とが間欠的に連通するように構成することができる。本実施例では、外周部圧力Ｐ０が高い時には前記通路３０１と外周空間１０１とが連通しないように構成することができ、これにより背圧制御手段側の入口連絡通路３０２内の圧力Ｐ２をより安定に保つことができる。
　上記実施例１または実施例２の場合、旋回半径の大きさによって、本発明の意図する構成が寸法的に難しい場合があるが、この実施例４においても、旋回半径の影響を受けずに、溝１０４の長さを調整することで容易に構成できる。
　図１０、図１１により本発明のスクロール圧縮機の実施例５を説明する。図１０は図５に相当する図、図１１は実施例５における旋回スクロールの平面図で、旋回スクロールに設けられた溝１０３の形状を説明する図である。
　本実施例では、旋回スクロールの台板面に、その外周端に延びる溝１０３が設けられており、該溝１０３の上に、常時固定スクロールの背圧室側の入口連絡通路３０１が位置するように構成されており、前記通路３０１と外周空間１０１とが常時連通するように構成されている。前記溝１０３の断面積Ｓ０は背圧制御手段側の入口連絡通路３０２の断面積Ｓ２と同等以下になるように構成されている。前記通路３０１は絞られた溝１０３と絞られた前記通路３０２との間の拡大空間となるため、外周部圧力Ｐ０の変動を前記通路３０２内に伝播するのを抑え、圧力Ｐ２の変動を小さくする効果が得られるので、背圧Ｐｂの低下の不具合を防止できる。
　上記実施例１または実施例２の場合、旋回半径の大きさによって、本発明の意図する構成が寸法的に難しい場合があるが、本実施例５によれば旋回半径の影響を受けずに、溝１０３の長さを調整することで容易に構成できる。
　図１２により本発明のスクロール圧縮機の実施例６を説明する。図１２は図５に相当する図である。　
　本実施例６が上記実施例５と相違する点は、前記溝１０３の上に、一時的に固定スクロールの背圧室側の入口連絡通路３０１が位置するように構成され、前記通路３０１と外周空間１０１とが間欠的に連通するように構成した点である。外周部圧力Ｐ０が高い時には前記通路３０１と外周空間１０１とが連通しないように構成することにより、背圧制御手段側の入口連絡通路３０２内の圧力Ｐ２をより安定して保つことができる。
　上記実施例１または実施例２の場合、旋回半径の大きさによって、本発明の意図する構成が寸法的に難しい場合があるが、本実施例６によれば旋回半径の影響を受けずに、溝１０３の長さを調整することで容易に構成できる。
　図１３、図１４により本発明のスクロール圧縮機の実施例７を説明する。図１３は図５に相当する図、図１４は実施例７における旋回スクロールの平面図で、旋回スクロールに設けられた穴１０５の形状を説明する図である。
　本実施例では、旋回スクロールの台板面に穴１０５が設けられており、その穴１０５の上に、常時固定スクロールの背圧室側の入口連絡通路３０１が位置するように構成され、前記通路３０１と外周空間１０１とが常時連通する構成としている。前記穴１０５の断面積Ｓ０は、背圧制御手段側の入口連絡通路３０２の断面積Ｓ２と同等以下になるように構成されている。前記通路３０１は絞られた前記穴１０５と絞られた前記通路３０２との間の拡大空間となるため、外周部圧力Ｐ０の変動を前記通路３０２内に伝播するのを抑え、圧力Ｐ２の変動を小さくする効果が得られ、背圧Ｐｂの低下の不具合を防止できる。
　図１５により本発明のスクロール圧縮機の実施例８を説明する。図１５は図５に相当する図である。　
　本実施例が上記実施例７と相違する点は、前記穴１０５の上に、一時的に固定スクロールの背圧室側の入口連絡通路３０１が位置するように構成され、前記通路３０１と外周空間１０１とが間欠的に連通するように構成している点である。外周部圧力Ｐ０が高い時には前記通路３０１と外周空間１０１とが連通しないように構成することにより、背圧制御手段側の入口連絡通路３０２内の圧力Ｐ２をより安定して保つことができる。
１：スクロール圧縮機、２：圧縮室、３：駆動部、４：吐出ポート、５：吐出空間、
６：吸込管、７：吐出管、８：固定子、９：回転子、１０：電動機、
１１：クランク軸、１２：フレーム、１３：副フレーム、
１４，１５：軸支持部、１６：副軸受ハウジング、
１７：電気端子、１８：油、１９：旋回スクロール、２０：固定スクロール、
２１：密閉容器、
１００：旋回スクロール台板、１０１：旋回スクロール台板の外周空間、
１０２：背圧室、
１０３，１０４：溝、１０５：穴、１０６：背圧制御手段、
１０７：シール部材、１０８：バネ、１０９：弁体、１１０：シート部、
２００：入口連絡通路、２０１：出口連絡通路、
２０２：吸入溝、２０３：吸入空間、２０４：中間圧力溝、
３００：開口部、
３０１：背圧室側の入口連絡通路、３０２：背圧制御手段側の入口連絡通路、
３０３：背圧室と旋回スクロール台板外周空間との連絡通路、
Ｓ０：開口部断面積、Ｓ１：背圧室側入口連絡通路の断面積、
Ｓ２：背圧制御手段側入口連絡通路の断面積、
Ｐ０：開口部断面積圧力、Ｐ１：背圧室側入口連絡通路の圧力、
Ｐ２：背圧制御手段側入口連絡通路の圧力、
Ｐ３：出口連絡通路の圧力、Ｐｂ：背圧室の圧力。

Claims (5)

  1. 　台板に渦巻き形状を有する固定スクロール及び旋回スクロールを互いに噛み合わせ、該旋回スクロールを駆動させるクランク軸を備え、該クランク軸の回転に伴って前記旋回スクロールが旋回運動することにより前記旋回スクロールと前記固定スクロールとの間に吸入室及び圧縮室を形成し、前記旋回スクロールの背面には前記吸入室より高い圧力により前記旋回スクロールに前記固定スクロールへの押し付け力を与える背圧室を有し、
    　前記固定スクロールに、前記吸込室または前記圧縮室と前記背圧室とを連通する連絡通路と、該連絡通路の途中に差圧により該連絡通路を開閉する背圧制御手段を備えたスクロール圧縮機において、
    　前記連絡通路の背圧制御手段から前記背圧室までの入口連絡通路を少なくとも２つ以上の通路断面積で構成し、この入口連絡通路の背圧室側の入口連絡通路断面積を、背圧制御手段側の入口連絡通路断面積より大きく構成し、
    　前記背圧室側の入口連絡通路の背圧室側開口部の一部が前記旋回スクロールの台板で常時塞がれるようにして、この背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口面積が、常時前記背圧制御手段側の入口連絡通路断面積以下となるように構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
  2. 　請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口部は、その一部に外周側に延びる溝が設けられ、該溝の端部が背圧室側に開口するように当該溝を旋回スクロールの台板で塞ぎ、前記溝の開口面積が常時前記背圧制御手段側の入口連絡通路断面積以下となるように構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
  3. 　請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの台板に、前記背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口部と背圧室を連通する溝を設け、該溝の開口面積が前記背圧制御手段側の入口連絡通路の断面積以下となるように構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
  4. 　請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの台板に、前記背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口部と背圧室を連通する穴を設け、該穴の面積が前記背圧制御手段側の入口連絡通路の断面積以下となるように構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
  5. 　台板に渦巻き形状を有する固定スクロール及び旋回スクロールを互いに噛み合わせ、該旋回スクロールを駆動させるクランク軸を備え、該クランク軸の回転に伴って前記旋回スクロールが旋回運動することにより前記旋回スクロールと前記固定スクロールとの間に吸入室及び圧縮室を形成し、前記旋回スクロールの背面には前記吸入室より高い圧力により前記旋回スクロールに前記固定スクロールへの押し付け力を与える背圧室を有し、
    　前記固定スクロールに、前記吸込室または前記圧縮室と前記背圧室とを連通する連絡通路と、該連絡通路の途中に差圧により該連絡通路を開閉する背圧制御手段を備え、
    　且つ前記連絡通路の背圧室側の開口部を前記旋回スクロールの台板で開閉することで前記連絡通路を間欠的に連通させるようにしたスクロール圧縮機において、
    　前記連絡通路の背圧制御手段から前記背圧室までの入口連絡通路を少なくとも２つ以上の通路断面積で構成し、この入口連絡通路の背圧室側の入口連絡通路断面積を、背圧制御手段側の入口連絡通路断面積より大きく構成し、
    　前記背圧室側入口連絡通路の背圧室側開口部が最大に開口した状態においても、該開口部の一部分が前記旋回スクロールの台板で塞がれるようにすると共に、前記背圧室側連絡通路の背圧室側開口面積が前記背圧制御手段側の入口連絡通路の断面積以下となるように構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
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