WO2005010372A1

WO2005010372A1 - スクロール圧縮機

Info

Publication number: WO2005010372A1
Application number: PCT/JP2004/010866
Authority: WO
Inventors: Akira Hiwata; Yoshiyuki Futagami; Teruyuki Akazawa; Noboru Iida; Kiyoshi Sawai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2006-01-24
Also published as: KR101101593B1; CN100501164C; KR20060052842A; JPWO2005010372A1; CN1829861A

Abstract

鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール部品2及び旋回スクロール部品4を噛み合わせて双方間に圧縮室5を形成し、旋回スクロール部品4を自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室5が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行うスクロール圧縮機において、ラップ4aにおける鏡板4bと反対側の端面に窪み部14を設け、窪み部14と鏡板4b背面とを連絡する連絡通路15を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。

Description

明細書

スクロール圧縮機技術分野

本発明は、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール部品及び旋回スクロール部品を嚙み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転掏束機構による自転の拘束のちとに円軌道に沿って旋回させだとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行うスクロール圧縮機に関するものである。背景技術

冷凍空調用の密閉型圧縮機としては、レシプロ式、ロータリ式、スクロール式があり、いずれの方式も家庭用、業務用の冷凍空調分野で使用されてきている。現在はコス卜、性能面等でそれぞれの特徴を活かして開発が行われている。

中でも圧縮機構および電動機構を容器に収納し圧縮機は、防音とメンテナンスフリ一を意図ししわゆる密閉型圧縮機で代表され、スク口一ル圧縮機とロータリ圧縮機が主流となっている。スクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール部品及び旋回スクロール部品を嚙み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転掏束機構による自転の拘束のちとに円軌道に沿って旋回させとき圧縮室が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行い、旋回スクロール部品の外周部及び渦巻きラップ背面に所定の背圧を潤滑用のオイルにより印加し、旋回スクロール部品が固定スクロール部品から離れて転覆しないようにしている。

従来技術によるスクロール圧縮機を例に挙げて示す。囡了はスクロール圧縮機断面図である。吸入管 1より吸い込まれ泠媒ガスは、ラップ部 2 aと鏡板 2 bからなる固定スクロール部品 2の吸入室 3を経て、ラップ部 4 aと鏡板 4 bからなる旋回スクロール部品 4 とかみ合わさってできる圧縮室 5に閉じ込められ、中心に向かって容積を減少させながら圧縮され、吐出ポー卜 6より吐出される。固定スクロール部品 2と軸受了に囲まれて形成される背圧室 8は旋回スクロール部品 4が固定スクロール部品 2から引き離されないだけの背圧を常に有している必要がある。しかし、この背圧が過剰になると、旋回スクロール部品 4が固定スクロール部品 2に強く押し付けられて、スクロール摺動部の異常磨耗ゆ入力増加を招くことになる。このめ背圧は常に一定に保つ必要がある。そこで、背圧調整機構 9を設けている。背圧調整機構 9は、背圧室 8から固定スクロール部品 2の内部を通つて吸入室 3へと連通している S路 1 0に、バルブ 1 1を設けもので、背圧室 8の圧力が設定圧力より高くなるとバルブ 1 1が開き、背圧室 8のオイルが吸入室 3へと供給され、背圧室内を一定の中間圧に維持している。旋回スクロール部品 4の背面には前述の中間力が印加され、運転中に転覆するのを抑えている。転覆すると固定スクロール部品 2と旋回スクロール部品 4が離れてしまい、その部分に漏れが発生してしまう。まだ吸入室 3へと供給されたオイルは旋回運動ととちに圧縮室 5へと移動し、圧縮室間の漏れ防止に役立つてし、る。

また、スクロールのラップ部の歯先面に、相手側の鏡板と摺動可能に接触して、歯先面からの漏れを低減させるめにチッブシールを装着し、かつチッブシールの背面に潤滑油を供給させるチップシール溝を形成している。これによつて、チップシールの背面に背圧を印加して歯先面の漏れを防ぎながら、潤滑油によってチップシールが接触することによる摺動損失の増大を防いでいるものちある。

(特許文献 1 )

特開平 6— 28836 号公報しかしながら、固定スクロール部品と旋回スクロール部品との間に形成される各圧縮室は圧縮作闲を行ろ際には、各ラップ部の歯先面の隙間を大きくする場合、そこから漏れが増大し、性能低下を招くという問題を有してい。ま、各ラップ部の歯先面の隙間を小さくする場合、過負荷時の熱歪みゆ圧力変形により歯先面が強く接触してカジリゅ異常磨耗が発生するという課題を有していだ。

ま、二酸化炭素を冷媒として用いた場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの圧力差の約了〜 1 0倍以上高い。このため、固定スクロール部品と旋回スクロール部品との間に形成される各圧縮室は、圧縮作用を行う際には各ラップ部の歯先面からの漏れが更に増大し、性能低下を招くという問題を有していた。

ま、チップシール背面に供給される潤滑油の璗を適切にコン卜ロールすることは困難であり、チップシール背面を通って圧縮室に潤滑油が過剰に供給されることによって、冷媒が過熱されて性能が低下しり、部品点数の増加及び加工工程の増加により生産性を低下させるという問題を有していた。また、二酸化炭素を;令媒として用いた場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの圧力差の約 7 〜1 0倍以上高い。このため、圧縮室に入る潤滑油は多くなり、更に性能の低下を引き起こしていた。

そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、簡単で低コス卜を図っ構成としながらち、高効率および高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供することを目的とするちのである。発明の開示

本発明の第 1の実施の形態によるスクロール圧縮機は、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール部品、及び鏡板から渦巻きラップが立ち上がる旋回スクロール部品を嚙み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構による自転の拘束のちとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行うスクロール圧縮機において、ラップにおける鏡板と反対側の端面に窪み部を設け、窪み部と鏡板背面とを連絡する連絡通路を設けちのである。

本実施の形態によれば、圧縮室に供給されだ潤滑油は歯先面を潤滑するので、カジリゅ異常磨耗が発生しない。また、圧縮室に供給され潤滑油はシールオイルとしても作用し、ラップ部の歯先面からの漏れを低減させることができる。また、チップシールを設けなくても良いので部品点数を増ゆすことがなく、コス卜を低く抑えることができる。

本発明の第 2の実施の形態は、第 1の実施の形態によるによるスクロール圧縮機において、窪み部を旋回スクロール部品の内周側に形成し、窪み部を圧縮室に開口させたものである。

本実施の形態によれぱ、潤滑油が旋回スクロール部品の内周側により多 <供給されるので、旋回スクロール部品の内周側の圧縮室のシール性を更に高め、ラップ部の側壁からの漏れを低減させる効果を高めることができる。

本発明の第 3の実施の形態は、第 1の実施の形態によるによるスクロール圧縮機において、窪み部を旋回スクロール部品の外局側に形成し、窪み部を圧縮室に開口させものであ。

本実施の形態によれば、潤滑油が旋回スクロール部品の外周側により多く供給されるので、旋回スクロール部品の外周側の圧縮室のシール性を更に高め、ラップ部の側壁からの漏れを低減させる効果を高めることができる。

本発明の第 4の実施の形態は、第 2ま 7£は第 3の実施の形態によるスクロール圧縮機において、窪み部の開口面にある圧縮室において、圧縮室を形成する旋回スクロール部品のラップ部と固定スクロール部品のラップ部との 2つの接触点間の、旋回スクロール部品のラップに沿っ長さに対して、窪み部における圧縮室への開口面の長さを短く構成し 7£ものである。

本実施の形態によれば、窪み部が開口している圧縮室と、その圧縮室より吐出側に形成されだ圧縮室、又は吸入側に形成されだ圧縮室とが連通することがないので、圧縮室間の漏れを最小限にすることができる。

本発明の第 5の実施の形態は、第 1の実施の形態によるスクロール圧縮機において、冷媒として H F C系冷媒又は H C F C系泠媒を用いたちのである。

本実施の形態によれば、圧縮室に供給される潤滑油を適切にコン卜ロールすることができ、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。

本発明の第 6記載の実施の形態は、第 1の実施の形態によるスクロール圧縮機において、冷媒として二酸化炭素を用いたちのである。

本実施の形態によれば、フロンを冷媒とする従来の)令凍サイクルの圧力差の約 7〜1 0 倍以上高い場合であっても、圧縮室に供給される潤滑油を適切にコン卜ロールすることができ、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。図面の簡単な説明

囡1は、本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の断面図

図 2は、本発明の一実施例を示す旋回スクロール部品と窪み部の拡大図

図 3は、本発明の一実施例を示すスクロール圧縮機の圧縮行程図

図 4は、チップシール溝にチップシ一ルが揷入されたときの運転中の位置を示す断面図図 5は、チッブシールがある場合のスクロール圧縮機の圧縮行程図

図 6は、圧力差と潤滑油量の関係を表したグラフ

図 7は、従来例を示すスクロール圧縮機の断面図発明を実施するだめの最良の形態

図 1〜図 3に第 1の実施例を示す。同囡には、この実施例のスクロール圧縮機と従来のスクロール圧縮機との相違を明確するめに、図了と同一若しくは機能的に同等のちのには、同一の符号を付してある。密閉容器の下部に溜まった潤滑油は、シャフ卜 1 3の内部に形成され通路 1 3Aを通って、旋回スクロール部品 4内に取り付けられ絞り孔 1 2 で減圧された後、背圧室 8に供給される。また、旋回スクロール部品 4のラップ部 4 aの先端に窪み部 1 4を設け、窪み部 1 4と鏡板 4 bの背面とを連絡する連絡通路 1 5を設けている。また、本実施例では吸入管 1及び吸入室 3と背圧調整機構 9が重なるために、便宜的にシャフ卜 1 3を中心にして左右に分けて図示する。

この構成によれば、窪み部 1 4から供給された潤滑油は、圧縮室 5に閉じ込められて中心に向かって移動するので、過負荷時の熱歪みゆ圧力変形により歯先面が強く接触する旋回スクロール 4のラップ部 4 aの中心部において、歯先面を潤滑してカジリゅ異常磨耗の発生を防ぐことができる。ま、窪み部 1 4から供給され潤滑油はシールオイルとしても作用し、ラップ部の歯先面からの漏れを低減させることができる。

また、窪み部 1 4が開口している内側の圧縮室 5 1に、潤滑油がより多く供給されるので、窪み部 1 4が開口している内側の圧縮室のラップ部の側壁からの漏れを低減させる効果を高めることができる。

また、窪み部 1 4を、旋回スクロール部品 4の外周側に形成し、圧縮室 5に開口している場合（図示せず）には、窪み部 1 4が開口している外側の圧縮室 5 2に、潤滑油がより多く供給されるので、窪み部 1 4が開口している外側の圧縮室のラップ部の側壁からの漏れを低減させる効果を高めることができる。

ま、窪み部 1 4の閧ロ面にある圧縮室 5において、圧縮室 5を形成する旋回スクロール部品 4のラップ部 4 aと固定スクロール部品 2のラップ部 2 aの 2つの接触点間の、旋回スクロール部品 4のラップに沿つだ長さに対して、窪み部 1 4における圧縮室 5への開口面の長さ 1 4 aを短く構成する。その場合、窪み部 1 4が開口している圧縮室 5と、その圧縮室 5より吐出側に形成された圧縮室又は吐出空間 5 aとが連通することがなく、また窪み部 1 4が開口している圧縮室 5と、吸入側に形成され圧縮室又は吸入空間 5 とが連通することがないので、圧縮室間の漏れを最小限にしながら、圧縮室 5に潤滑油を供給することができる。

図 4と図 5に第 2の実施例を示す。 H F C系泠媒である R4 1 OAを用いた場合のスクロール圧縮機において、チップシール溝 1 6 bに潤滑油を供給させる連絡通路 1 5を設けた場合の圧縮室への給油置について説明する。チップシール溝 1 6 bに挿入されたチップシール 1 6 aは、内周側の圧縮室 5 1と外周側の圧縮室 52との圧力差によってチップシール溝 1 6 bの外周側に寄せられ、結果として内周側の圧縮室 5 1との間に隙間 1 7 aがでぎる。

更に、圧縮室 5を形成する旋回スクロール部品 4のラップ部 4 aと固定スクロール部品 2のラップ部 2 aの 2つの接触点 1 8 a、 1 8 b間にチップシール溝 1 6 bに潤滑油を供給させる連絡通路 1 5がある場合を考える。連絡通路 1 5が連通している鏡板 4 bの背面は吐出圧力の潤滑油で満たされているので、連絡通路 1 5がチップシール溝 1 6 bに臨んでいる場所の潤滑油の圧力も吐出圧力となる。結果、チップシール 1 6 aの背面とチップシール溝 1 6 bとの隙間における連絡通路 1 5よりも吐出側（中心側）の隙間 1了 bは、吐出ガスが満たされ、連絡通路 1 5よりち吸入側（外周側）の隙間 1了 cは、連絡通路 1 5を通ってきた潤滑油で満たされることとなる。

つまり、潤滑油は鏡板 4 bから連絡通路 1 5を通って、チップシール 1 6 aの背面とチップシール溝 1 6 bとの間における吸入側の隙間 1 7 cへと流れながら、圧縮室 5に潤滑油が供給されることとなる。

また、圧縮室 5内の圧力は、回転にともなって吸入圧力から吐出圧力へと変化するが、連絡通路 1 5を通って出てくる潤滑油は吐出圧力であるので、圧縮室 5が吐出圧力より低、ときのみ圧縮室 5に潤滑油が供給される。

以上のことを考慮して、圧縮室 5に供給される潤滑油の畺を、圧縮室 5を形成する旋回スクロール部品 4のラップ部 4 aと固定スクロール部品 2のラップ部 2 aとの 2つの接触点 1 8 a、 1 8 bのうち、吸入側（外周側）の接点 1 8 bと連絡通路 1 5との間の旋回スクロール部 4のラップ部 4 aに沿つだ長さと、圧縮室 5 1内圧力と吐出圧力との差圧を掛けた量に対して、圧縮室 5に供給される潤滑油の衋を整理しちのを図 6に示す。

図 6を見て分るよに、漏れに寄与する外周側の接点 1 8 bと連絡通路 1 5との間の旋回スクロール部 4のラップ部 4 aに沿っ長さと、圧縮室 5内圧力と吐出圧力との差圧を掛け 7£璗に対して比例関係になるものの、チップシール 1 6 aを設け揚合は、漏れに寄与する長さは自在に調節することができなし

そこで、窪み部 1 4における圧縮室 5に開口する長さ 1 4 aを決めることによって、図 5に示すような関係で、圧縮室に供給される潤滑油を適切にコン卜ロールすることができる。結果として、冷媒過熱で性能を低下させることな <漏れを防ぎながら、摺動部の潤滑油として必要な量を任意に決定して供給することができるので、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。

ま、冷媒を、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの圧力差の約 7〜1 0倍以上高い二酸化炭素とする場合でち、圧縮室に供給される潤滑油を適切にコン卜ロールすることができ、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。産業上の利用可能性

本発明のスクロール圧縮機は、家庭用、業務用の冷凍空調分野で使用される密閉型圧縮機として利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール部品、及び鏡板から渦巻きラップが立ち上がる旋回スクロール部品を嚙み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させだとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、吸入、圧縮、吐出を行うスクロール圧縮機において、前記ラップにおける鏡板と反対側の端面に窪み部を設け、前記窪み部と前記鏡板背面とを連絡する連絡通路を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。

2 前記窪み部を前記旋回スクロール部品の内周側に形成し、前記窪み部を前記圧縮室に開口させだことを特徴とするクレーム 1記載のスクロール圧縮機。

3 前記窪み部を前記旋回スクロール部品の外周側に形成し、前記窪み部を前記圧縮室に開口させたことを特徴とするクレーム 1記載のスクロール圧縮機。

4 前記窪み部の開口面にある前記圧縮室において、前記圧縮室を形成する前記旋回スクロール部品のラップ部と前記固定スクロール部品のラップ部との 2つの接触点間の、前記旋回スクロール部品のラップに沿った長さに対して、前記窪み部における前記圧縮室への開口面の長さを短くしたことを特徴とするクレーム 2またはクレーム 3記載のスクロ —ル圧縮機。

5 冷媒として、 H F C系冷媒又は H C F C系冷媒を用いことを特徴とするクレーム 1に記載のスクロール圧縮機。

6 冷媒として、二酸化炭素を用いことを特徴とするクレーム 1に記載のスクロール圧縮機。