JPH029977A - スクロール気体圧縮機 - 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、アキュームレータ装置を白値したスクロール
気体圧縮機に関するものである。

従来の技術 スクロール圧縮機は、吸入室が外周部にあり、吐出ボー
トが渦巻きの中心部に設けられ、吐出ポートを中心とす
る対称な渦巻き形の圧縮空間で吸入・圧縮され１、圧縮
流体の流れが一方向で圧縮トルクの変動が往復動式圧縮
機や回転式圧縮機に比べて小さく、振動や騒音も極めて
小さいことが一般に知られている。

また、−船釣には第１５図のように、圧縮機１１１に凝
縮器１１２、膨張弁１１３、蒸発器１１４を順次接続し
て冷凍サイクルを構成する場合に、吸入冷媒の蓄積およ
び、圧縮機１１１の圧縮室内で生じやすい冷媒液圧縮を
阻止して圧縮機耐久性を向上する目的で、圧縮機１１１
の吸入側と蒸発器１１４との間に冷媒気液分離と冷媒蓄
積用のアキュームレータ１１０を設け、アキュームレー
タ１１０を圧縮機１１１の側面近傍などに取り付け、ア
キュームレータ１１０と圧縮機１１１との間の断熱に工
夫が成され、アキュームレータ１１０の加熱に伴う吸入
冷媒ガス加熱によって圧縮効率が低下するのを防止して
いる。

また、アキュームレータ１１０の内部構成は、第１６図
のように、蒸発器１１４から帰還する冷媒液が、圧縮機
１１１の吸入側に接続するセンターパイプ１０４の上部
開口端に直接流入しないように、じゃま板１０３をセン
ターパイプ１０４の上端に配置し、冷媒通路が通路日を
通る迂回経路を構成するなどの工夫が成されている（実
開昭５９−８４３７８号公報）。

このような気液分離と冷媒蓄積用のアキュームレータ１
１０を振動、騒音の少ないスクロール冷媒圧縮機に取り
つけた場合、流入液冷媒がアキュームレータ１１０の内
壁などに衝突して生じるアキュームレータ自身の振動に
よってスクロール冷媒圧縮機が加振され、また、軽量化
のために薄肉に成形されたボディ１０１を冷媒衝突音が
透過してスクロール圧縮機特有の低振動、低、騒音特性
が損なわれると言う課題があった。

また、圧縮機の構造に係わらず、圧縮機とアキュームレ
ータとが側構造のために、圧縮機とその付属機器を配置
するスペースを多く必要とするなどの課題があった。

一方、上記課題を解決するための方策として、特公昭４
３−２５１８号公報に示されているように、圧縮機に気
液分離用のアキュームレータ部を内蔵した構成も考えら
れている。

しかし、同発明は、アキュームレータ部を形成する壁面
積が大きく、さらには、吸入冷媒ガスが電動機部を通過
する構成のために、吸入冷媒ガスが吸熱して圧縮効率が
著しく低下する。

また、第１７図に示すスクロール圧縮機の構成も考えら
れている。

同図は、密閉容器２０８内がスクロール圧縮部とフレー
ム２０９により区分され、その上部に低圧室２０６　ｂ
　Ｎ下部に高圧室２０６ａがそれぞれ形成され、低圧室
２０６ｂで冷媒の気液分離をし、吸入冷媒ガスを、固定
スクロール部材２０２に設けた吸入管２１０を通じて圧
縮室内に吸入し、圧縮した冷媒ガスを固定スクロール部
材２０２に設けた流出路２１１を通じて高圧室２０６ａ
に吐出した後、吐出冷媒ガスに含まれる潤滑油を分離し
、低圧室２０６ｂと高圧室２０６ｇとの間の密封をフレ
ーム２０９と密閉容ＦＪ２ｏｓとの間に設けた０リング
２１４によって行い、固定スクロール部材２０２の上面
に取りつけられたテフロン製の断熱材２１３によって低
圧室２０６ｂの液冷媒２１９への加熱を低減すると共に
、気液分離室を密閉容器と一体にすることによる圧縮機
設置の際の省スペース化、低、１騒音化、低振動化の工
夫が成されている（特開昭５７−７０９８４号公報）。

発明が解決しようとする課題 しかし、第１７図の構成は、低圧室２０６ｂがスクロー
ル圧縮部の上部に配置されているため、液冷媒２１９の
外周部が高圧室２０６ｍを形成する高温の密閉容器２０
６に直接接している。このため、冷媒ガスよりも密度が
高く、熱伝導特性の良い液冷媒２１９の外周部とその上
部の吸入冷媒ガスが加熱され、圧縮効率を低下させると
いう課題があった。

また、密閉容器２０６の低圧室２０６ｂを構成する部分
の板厚が厚い場合には、吸入冷媒ガスが、低圧室２０６
ｂに流入して低圧室２０６ｂの内壁に衝突して生じる冷
媒音、密閉容器２０６の共鳴音が圧縮機外部に伝播しな
いが、密閉容器２０８の聖断面積が大きくなり、高圧室
２０６ａ側の熱量が液冷媒や吸入冷媒ガスに伝熱し易く
、圧縮効率を一層低下させるという課題があった。

また、上記とは反対に、密閉容器２０６の低圧室２０６
ｂを構成する部分の板厚が薄い場合には、冷媒音や密閉
容器２０６の共鳴音が圧縮機外部に伝播し、特に、スク
ロール圧縮機の低騒音特性を損なうという課題があった
。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のスクロール圧縮機は
、スクロール圧縮機構を密閉容器内に収納し、密閉容器
内を固定スクロール部材により高圧室と、吸入流体の気
液を分離し蓄積する低圧室とに仕切り、低圧室を下部に
、高圧室を上部に配置し、高圧室にはスクロール圧縮機
構に係わる駆動装置を配置し、低圧室を形成する部材内
壁の大部分を断熱と防音特性を兼ね備えた低比重・軟質
材から成る低固有振動数部材で覆った構成である。

作　　用 本発明は上記構成によって、圧縮機の高圧室を形成する
密閉容器から低圧室の内壁を覆った部材への伝熱を少な
くして、低圧室の底部に蓄積した吸入液体への加熱を低
減し、圧縮機への気液分離機能と吸入流体蓄積機能内蔵
による圧縮効率低下を少なくする。

また、気液混合流体が低圧室に流入して、その内壁と衝
突する際の発生音を緩和すると共に、圧縮機外部への伝
播を低減するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例のスクロール冷媒圧縮機につい
て、第１図〜第１２図を参照しながら説明する。

第１図において、１は鉄製の密閉ケースで、その内部が
旋回スクロール１８と噛み合って圧縮室を形成する固定
スクロール部材１５・により、上側のモータ室ｄと下側
のアキュームレータ室４６とに仕切られている。モータ
室６は高圧雰囲気で、上部にモータ３、下部に圧縮部を
配置し、モータ３の回転子〇ａに固定された駆動軸４を
支承する圧縮部の本体フレーム５は、軽量化と、軸受部
の熱発散を主目的とした熱伝導特性に優れたアルミニウ
ム合金製で、固定スクロール部材１５ｅにボルト固定さ
れると共に、その外周部に溶接性に優れた鉄製のライナ
ー８が焼ばめ固定され、ライナー８の外周面が密閉ケー
ス１に全周内接し、部分的に溶接固定されている。

モータ３の固定子３ｂは、密閉ケース１に内接固定され
ている。

駆動軸４は本体フレーム５の上端部に設けられた上部軸
受１１、中央部に設けられた主軸受１２、本体フレーム
５の上端面とモータ３の回転子３ａの下部端面との間に
設けられたスラスト玉軸受１３とで支持され、その下端
部には、駆動軸４の主軸から偏心した偏心軸受１４が設
けられている。

固定スクロール部材１５ｅは、アルミニウム合金製の固
定スクロール１５と、その外周に焼きばめ固定された溶
接性に優れた鉄製の仕切りライナー７９とで構成されて
いる。

固定スクロール１５は、渦巻き状の固定スクロールラッ
プ１５ｍと鏡板１５ｂから成り、鏡板１５ｂの中央部に
は、固定スクロールラップ１５ｇの巻き始め部に開口す
る吐出ポート１６が、モータ室６に開通する吐出通路８
０に連通して設けられ、固定スクロールラップ１５暑の
外周部には吸入室１７が設けられている。

固定スクロールラップ１５ｍに噛み合って圧縮室を形成
する渦巻き状の旋回スクロールラップ１８ｍと、駆動軸
４の偏心軸受１４に支持された旋回軸ＩＥｌｂとを直立
させたラップ支持円板１８ｃとから成るアルミニウム合
金製の旋回スクロール１８は、固定スクロール１５と本
体フレーム５と駆動軸４とに囲まれて配置されており、
う、プ支持円板１８ａの表面は硬化処理されている。

吐出通路８０は、本体フレーム５に取りつけられた吐出
ガスガイド８１、本体フレーム５に設けられたガス通路
Ａ３０ａ１固定スクロール１５に設けられたガス通路Ｂ
８０ｂ１ガス通路Ｃ８０゜とから成り、吐出ポート１６
に連通して横方向に設けられたガス通路Ｃ８０ｃと縦方
向に設けられたガス通路８８０ｂとの通路途中には、逆
止弁装置５０が設けられている。

逆止弁装置５０は、逆止弁穴５０ａと弁体ｓｏｂと弁体
付勢用のバネ装置５０ｃとから成る。

逆止弁穴５０ｍはガス通路Ｃ８０ｃの直径よりも大きい
円筒状の横穴で、固定スクロール１５の外周面に開口し
、側面にはガス通路Ｂ８０ｂが開口しており、その開口
端は弁体５０ｂやバネ装置５０ａの外形寸法よりも小さ
く設定されている。

弁体５０ｂは、ガス通路Ｃ８０ｃと逆止弁穴５０ｇとの
接続部の段付き部にまで移動し得る寸法構成である。

仕切りライナー７９は、固定スクロール１５の段付き外
周部の下側の小径外周部に焼きばめ固定され、その焼き
ばめ面を密封すると共に、逆止弁穴５０ｍの開口端を塞
ぐ。

また、仕切りライナー７９の外周面とその外周面部の全
周に設けられた突起条部７９ｍとは、上部密閉ケース１
ａと下部密閉ケース１ｂとの内壁面とに当接しており、
突起条部７９ａと上部密閉ケース１ａと下部密閉ケース
１ｂとが単一の溶接ビード了９ｂによって密封溶接され
ている。

冷凍サイクルの蒸発器側に通じるアキュームレータ室４
６は、下部密閉ケース１ｂと固定スクロール部材１５・
とで形成され、下部密閉ケース１ｂの内側には樹脂製の
断熱カバー８２が取りつけられている。

樹脂製のバッフル８３は、固定スクロール部材１５ｅと
断熱カバー８２との間に挾持されて、アキュームレータ
室４６を下側の気液分離室８４と上側の吸入通路８５と
に仕切っている。

下部密閉ケース１ｂと断熱カバー８２の側壁を貫通して
バッフル８３より下部に設けられた吸入管４７は、その
終端部がバッフル８３に対抗して開口し、気液分１室８
４と吸入通路８５とを連通ずるバッフル８３に設けられ
た吸入ガイド六８６から雛れた位置に設けられている。

また、吸入管４７の途中には小径の油水８７が設けられ
、気液分離室８４の底部に滞留している冷媒液や潤滑油
が受電ずつ吸入管４７に再流入する。

固定スクロール１５に設けられた縦穴の２個の吸入穴４
３は吸入室１７と吸入通路８５とを連通している。

本体フレーム５に固定された割りピン形の平行ビン１９
に拘束されて軸方向にのみ移動が可能なスラスト軸受２
０と、固定スクロール１５の鏡板１５ｂとの間には、ス
ペーサ２１が設けられ、スペーサ２１の軸方向寸法は、
油膜による摺動面のシール性向上のために、ラップ支持
円板１８ａ（７）厚さよりも約０．０１５〜０．０２０
ｒｎｒｎ大きく設定されている。

駆動軸４の偏心軸受１４の底部と、旋回スクロール１８
の旋回軸１８ｂの軸部との間の偏心軸受空間３６と、ラ
ップ支持円板１８ｃの外周部空間３７とは、旋回軸１８
ｂとラップ支持円板１８ｃに設けられた油水Ａ３８ｍに
より連通されている。

スラスト軸受２ｏは焼結合金製で、第２図、第５図、第
６図のように、その中央部が２つの平行な直線部分２２
と、それに連なる２つの円弧状曲線部分２３から成る形
状の精密な穴が貫通成形されている。

旋回スクロール１８の自転阻止部材（以下、オルダムリ
ングという）２４は、焼結成形や射出成形工法などに適
した軽合金や強化繊維腹合樹脂材料から成り、含油特性
も有し、第２図、第４図、第５図、第６図のように両面
が平行な薄い環状板２４ｍと、その−面に設けられた一
対の平行キー部分２４ｂとから成り、環状板２４ｍの外
輪郭は、２つの平行な直線部分２５とそれに連なる２つ
の円弧状曲線部分２６から成り、直線部分２５が第５図
、第６図のようにスラスト軸受２０の直線部分２２に微
少隙間で係合し、摺動可能であり、平行キ一部分２４ｂ
の側面２４ａは、直線部分２５の中央部で直交し、そし
て第２図のように、旋回スクロール１８のラップ支持円
板１８ａに設けられた一対のキー溝７１に微少隙間で係
合し、摺動可能な形状に設定されている。なお、環状板
２４ａの内輪郭は、外輪郭に類似した形状である。

また、平行キ一部分２４ｂの付は根に設けられたヘコミ
部２４ｄは潤滑油の通路にもなる。また、円弧状曲線部
分に設けられたヘコミ部２４ｅも同様な潤滑油の通路で
ある。

第１図、＠３図のように、本体フレーム５とスラスト軸
受２０との間には、約０．１ｒｎｒｎのレリース隙間２
７が設けられ、そのレリース隙間２７に対向して本体フ
レーム５にも環状溝２８が設けられ、環状溝２８を囲ん
だゴム製のシールリング７０が、本体フレーム５とスラ
スト軸受２０との間に装着されている。

上部密閉ケース１ａの上端壁の外周部には、吐出管３１
、中央部にはモータ電源接続用のガラスターミナル８８
が取りつけられている。

吐出管３１とガラスターミナル８８との側と、モータ３
の側とを、上部密閉ケース１ａに取りつけられた薄板の
油セパレータ８９が仕切り、油セパレータ８９の中央部
には、打ち抜き穴９０が設けられている。

モータ室６の下部に設けられた吐出室油溜３４は、モー
タ室６の上部とモータ３の固定子３ｂの外周の一部をカ
ットして設けた冷却通路３５により連通されている。ま
た、吐出室油溜３４は、本体フレーム５に設けられた油
水０３８ｄを介して環状溝２８に通じると共に、油水ａ
３ｅｂを介してオルダムリング２４が配置された旋回ス
クロール１８の背圧室３９にも、下部軸受１１の摺動部
微少隙間と主軸受１２の摺動部油溝（図示なし）を介し
て通じ、更に偏心軸受１４に設けられた油溝Ａ４０ｍを
介して偏心軸受空間３６へも連通している。

また、本体フレーム５に設けられた油水Ｂ５８ｂは、駆
動軸４の上部軸受１１に対応する下部軸部４ａの表面に
設けられた螺旋状油溝４１にも通じており、螺旋状油溝
４１の巻き方向は、駆動軸４が正回転する時に潤滑油の
粘性を利用したネジポンプ作用の生じるように設けられ
、その終端は上部軸受４ａの途中まで形成されている。

駆動軸４の下端部の偏肉部重量と偏心量および旋回スク
ロール１８の重量によって生じる回転不釣り合いは、回
転子３ａの上端と下端に取りつけられたバランスウェイ
ト７５．７６により解消される。

吸入室１７にも吐出ポート１６にも連通しない第２圧縮
室５１と外周部空間３７とは、第２圧縮室５１に開口し
て、旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｃに設け
られた細径のインジェクション穴５２と油水Ｃ３８ｃと
から成るインジェクシぢン通路５５で連通され、油水〇
３８ｃには第８図〜第１０図に示すような、旋回スクロ
ール１８の旋回速度に応じてその給油通路が切り替わり
、且つ、逆止弁機能を備えた給油通路制御弁装置９１が
装着されている。

逆止弁装置９１は、油水Ｃ３８ａの段付き小径円筒穴９
２に装着された弁体９３と、油水Ｃ３８ｃの大径円筒穴
９２ｍに装着されたプランジャー９４、プランジャー９
４を付勢するコイルバネ９５と、コイルバネ９５の移動
を止め、その中央部に油通路９６を備えた止めネジ９７
とで構成されている。

テフロンやセラミックスのような軽比重材質から成る弁
体９３は、その外周部に貫通した縦溝９３ｍが設けられ
、小径円筒穴９２の中で円滑な往復移動が可能である。

真鍮のような比重の大きい材質から成るプランジャー９
４は、その中央部に通路Ａ９８ａ１その外周部に円周溝
９８Ｃ１通路Ａ９８ｍと円周溝９８ｃとを連通する通路
Ｂ９８ｂが設けられている。

コイルバネ９５は、それ自身の温度が設定温度以上（例
えば１３０℃）になると収縮し、それ自身の温度が下降
すると伸長する形状記憶特性を備えた材質から成る。

旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｏには、吸入
室１７と大径円筒穴９２とを連通する細径のバイパス穴
Ｑ９が設けられ、プランジャー９４の静止位置によりバ
イパス穴９９が開閉される。

第１１図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、
縦軸は冷媒圧力を示し、吸入・圧縮・吐出過程における
冷媒ガスの圧力変化状態を示し、実線６２は正常圧力で
運転時の圧力変化を示し、点線６３は異常圧力上昇時の
圧力変化を示す。

第１２図において、横軸は駆動軸４の回転角度を示し、
縦軸は冷媒圧力を示し、実線６４は、吐出室２にも吸入
室１７にも連通しない第２圧縮室５１ｍ、５１ｂのイン
ジェクション穴５２ｍ。

５２ｂの開口位置における圧力変化を示し、点線６５は
吸入室１７に連通ずる第１圧縮室６１暑。

６１ｂ（第７図参照）の定点における圧力変化を示し、
−点鎖線６６は吐出室２に連通ずる第３圧縮室６０ｍ　
、６０ｂの定点における圧力変化を示し、二点鎖線６７
は、第１圧縮室６１ｍ、６１ｂと第２圧縮室５１ｍ、５
１ｂとの間の定点における圧力変化を示し、二重点線６
８は背圧室３９の圧力変化を示す。

以上のように構成されたスクロール気体圧縮機について
、その動作を説明する。

第１図〜第１２図において、モータ３によって駆動軸４
が回転駆動すると、旋回スクロール１８は、駆動軸４の
クランク機構によって１動軸４の主軸回りに回転しよう
とするが、オルダムリング２４の平行キ一部分２４ｂが
旋回スクロール１８のキー溝７１に係合し、直線部分２
５が回転を阻止されたスラスト軸受２０の直線部分に係
合しているので、自転を阻止され、公転運動をして固定
スクロール１５と共に圧縮室の容積を変化させ、冷媒ガ
スの吸入・圧縮作用を行う。

そして、圧縮機に接続した冷凍サイクルから潤滑油を含
んだ気液混合の吸入冷媒が、吸入管４７からアキューム
レータ室４６に流入し、バッフル８３に衝突し、気体と
液体の重量差や方向転換時の慣性力によって気液分離し
、液冷媒がアキュムレータ室４６の底部に溜まる。

上部密閉ケース１ｍを介して下部密閉ケース１ｂに伝わ
るモータ室６の熱量は断熱特性を備えた断熱カバー８２
．バッフル８３によって遮熱され、吸入冷媒への伝熱が
少ない。

また、冷媒がアキュームレータ室４６に流入し、内壁な
どに衝突した際に生じる衝突音や振動は、断熱カバー８
２によって連間、吸振される。

分離された吸入ガスは、吸入ガイド六８６、吸入通路４
２、吸入穴４３を順次繰て吸入室１７に流入し、旋回ス
クロール１日と固定スクロール１５との間に形成された
第１圧縮室６１ａ。

６１ｂを経て圧縮室内に閉じ込められ、常時密閉空間と
なる第２圧縮室５１ｍ、５１ｂ、第３圧縮室Ｂｏａ　、
Ｓｏｂへと順次移送圧縮され、中央部の吐出ポート１６
から逆止弁装置５０の付勢力に抗して吐出通路８０を経
てモータ室６へと吐出される。

吐出ガスガイド８１の先端から斜め内向き方向に排出し
た吐出冷媒ガスは、モータ３の回転子３ａとバランスウ
ェイト７５に衝突して拡散され、モータ３の下部コイル
エンド３０ｍの巻き線の間を通過後、固定子〇ｂの外周
部の冷却通路３５を経て、モータ３を冷却しながらモー
タ室６の上部空間に流れ、再び、内向きの流れに変換後
、中央部の内抜き穴９０を経て、外周部の吐出管３１か
ら外部の冷凍サイクルへ送出される。

この際、吐出冷媒ガス中の潤滑油は、その一部がモータ
コイルエンドの多数の巻き線の表面に付着して冷媒ガス
から分離し、吐出室油溜３４に収集する。

吐出室油溜３４の潤滑油は、後述する経過を経て背圧室
３９に流入し、次第に背圧室圧力が高まる。その背圧力
により旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｃが固
定スクロール１５の鏡板１５０に付勢接触し、圧縮室の
軸方向隙間が無くなり圧縮室が密封され、吸入冷媒ガス
が効率良く圧縮され、安定運転が継続する。

圧縮機内圧力が均衡し、アキュームレータ室４６は勿論
のこと、圧縮室内にまで液冷媒が存在し、液圧縮が生じ
やすい状態などからの圧縮機冷時起動初期には、圧縮室
内の圧縮冷媒圧力によって旋回スクロール１８に吐出ポ
ート１６と反対の方向のスラスト力が作用する。しかし
、旋回スクロール１８の背面には付勢に必要な背圧力が
生じていないので、旋回スクロール１Ｂが固定スクロー
ル１５から離れ、スラスト軸受２０に支持される。この
時、圧縮室の軸方向には約ｏ、ｏ　ｔ　ｓ〜０．０２０
ｒｎｒｎの隙間が生じる。その結果、圧縮室内圧力が一
時的に降下して、起動初期の圧縮負荷が軽減する。

なお、スラスト軸受２０が旋回スクロール１Ｂを支持す
る初期の支持力は後述する如く、シールリング７０の弾
性力と補助的なバネ装置（例えば、米国特許第３６００
１１４号明細書）に依存する。

万一、圧縮室内で液圧縮などが生じて瞬時的に圧縮室圧
力が異常上昇した場合は、旋回スクロール１８に作用す
るスラスト力が旋回スクロール１８の背面に作用する付
勢力よりも大きくなり、旋回スクロール１８が軸方向に
移動し、旋回スクロール１８のラップ支持円板１８ｏが
固定スクロール１５の鏡板１５ｂから雅れてスラスト軸
受２０に支持されると共に、圧縮室の密封が解除して、
圧縮室圧力が降下し、圧縮負荷が軽減する。

吐出室油溜３４の潤滑油は、油水Ｂ５８ｂから吸い込ま
れ、駆動軸４の上部軸部４暑の表面に設けられた螺旋状
油溝４１のネジポンプ作用により、スラスト玉軸受１３
へ給油され、上部軸部４ａの端部の微少軸受隙間を潤滑
油が通過する際に、その油膜のシール作用により、モー
タ室６の吐出冷媒ガス雰囲気と上部軸受１０の上流側空
間とが遮所される。

吐出室油溜３４の溶解吐出冷媒ガスを含んだ潤滑油は、
下部軸受１１の微少隙間を通過する際に、吐出圧力と吸
入圧力との中間圧力に減圧され、背圧室３９に流入する
。その後、偏心軸受１４の油溝Ａ４０ａ、偏心軸受空間
３６、旋回スクロール１８を通る油水Ａ３Ｂを経て漸次
減圧されながら外周部空間３７に流入する。

一方、駆動軸４の回転速度が設定回転数以下の場合（例
えば６０００ｒｐｍ）には、旋回スクロール１８の旋回
運動に伴って生じ、プランジャー９４に発生する遠心力
がコイルバネ９５の付勢力より小さいので、プランジャ
ー９４の端面は第８図のように大径円筒穴９２ａの底面
に接して静止し、通路Ａ９Ｂｍに通じる円筒溝９８ｏが
ラップ支持円板１８ｃのバイパス穴９９に通ぜず、段付
き小径円筒穴９２、弁体９３に設けられた縦溝９３ａ、
細径のインジェクション穴５２ａ。

５２ｂを介して吐出ポート１６にも吸入室１７にも通じ
ない第２圧縮室５１ｎ、５１ｂに連通している。

それゆえ、外周部空間３７の潤滑油は、油通路９６、油
水Ｃ３８ｃ１インジェクション穴５２ａ。

５２ｂを経て第２圧縮室５１ａ、５１ｂに流入し、その
通路途中の各摺動面を潤滑する。

第２圧縮室５１ｍ、５１ｂにインジェクションされた潤
滑油は、吸入冷媒ガスと共に圧縮室に流入した潤滑油と
合流し、隣接する圧縮室間の微少隙間を油膜により密封
して圧縮冷媒ガス漏れを防ぎ、圧縮室間の摺動面を潤滑
しながら圧縮冷媒ガスと共に吐出ポート１６を経てモー
タ室６に再び吐出される。

また、吐出室油溜３４は、環状溝２８やレリース隙間２
７とも通じているので、スラスト軸受２０はその背圧力
により付勢されてスペーサ２１の端面に当接する。そし
て、旋回スクロール１８ノラツプ支持円板１８ａは、ス
ラスト’１ｉｌｌｌｌ受２０ト固定スクロール１５の鏡
板１５ｂとの間で微少隙間を保持されて円滑に摺動する
と共に、固定スクロールラップ１５ｍの端面とラップ支
持円板１８ａとの間、旋回スクロールラップ１８ａの端
面と鏡板１５ｂとの間の隙間も微少に保持され、隣接す
る圧縮室間の気体漏れを少なくする。

第２圧縮室５１ａ、５１ｂのインジェクション穴５２ｍ
、５２ｂ開口部は、第１２図の如くの圧力変化をし、モ
ータ室６の圧力に追従して変化する背圧室圧力６８より
も瞬時的に高いが平均圧力が低い。そのため、背圧室３
９からの潤滑油は、間欠的に第２圧縮室５１ｍ、５１ｂ
に流入し、また、正常運転時の背圧室圧力６８よりも瞬
時的に高い第２圧縮室５１ａ、５１ｂ内の圧縮冷媒ガス
は、細径のインジェクション穴５２ａ、５２ｂで減圧さ
れて瞬時的な油水０３８ｃへの逆流が少なく、油水〇３
８ｃ内の圧力が背圧室圧力６８よりも高くならない。

また、前述のように圧縮機起動初期には、シー／Ｌ／　
ＩＪング了０の弾性力やバネ装置によりスラスト軸受２
０を介して旋回スクロール１８を支持するが、圧縮機起
動安定後の背圧室３９に差圧給油された潤滑油は、中間
圧力の付勢力を旋回スクロール１８に作用させて、ラッ
プ支持円板１８ｃを鏡板１５ｂとの摺動面に押圧油膜シ
ールし、外周部空間３７と吸入室１７との間の連通を遮
断する。

また、背圧室３９の潤滑油は、スラスト軸受２０とラッ
プ支持円板１８ｃとの摺動面の隙間に介在し、その隙間
（約０．０１５〜０．０２０ｍｍ）を密封する。

また、圧縮機の冷時起動後しばらくの間は、第１１図、
第１２図から理解できるように、モータ室６の圧力が第
２圧縮室５１ａ、５１ｂの圧力よりも低く、圧縮途中の
冷媒ガスが第２圧縮室５１ｍ、５１ｂから給油通路制御
弁装置９１を１経て背圧室３９に逆流しようとするが、
第１０図のように、弁体９３の逆止作用によって外周部
空間３７への逆流が阻止され、吐出室油溜３４の潤滑油
はモータ室６の圧力上昇と共に背圧室３９、外周部空間
３７にまで差圧給油される。

すなわち、圧縮機の冷時起動後しばらくの間は、外周部
空間３７の潤滑油圧力が低い。このため、圧縮途中の冷
媒ガスがインジェクション穴５２ａ。

５２ｂから段付き小径円筒穴９２に逆流し、コイルバネ
９５の付勢力に抗して、弁体９３がプランジャー９４の
端面を塞いだ状態で外周部空間３７の方へ移動し、コイ
ルバネ９５をほぼ密着状態にまで収縮させて停止し、円
筒溝９８ｏと細径のバイパス穴９９とが連通ずる。これ
によって、第２圧縮室５１ｍ、５１ｂから外周部空間３
７への圧縮冷媒ガスの逆流が阻止されると共に、外周部
空間３７と吸入室１７とが連通ずる。その結果、吐出室
油溜３４の潤滑油は、順次、背圧室３９、外周部空間３
７を経て吸入室１７に流入し、給油途中の摺動部を潤滑
する。

その後、モータ室６の圧力上昇に伴い、外周部空間２１
の潤滑油は昇圧し、段付き小径円筒穴９２との差圧によ
って弁体９３が第９図の位置に移動し、インジエクショ
ン穴５２ｍ　、５２ｂから第２圧縮室５１ｍ、５１ｂへ
インジェクションされ、吸入室１７への通路を断つ。

また、冷時起動直後のように吸入冷媒ガスの圧力が非常
に高く、スクロール圧縮機の圧縮比が一定であることか
ら圧縮室圧力も非常に高くなった場合、あるいは、異常
な液圧縮が生じた場合などは、上述のように旋回スクロ
ール１８が固定スクロール１５から離反し、スラスト軸
受２０に支持される。しかしながら、背圧付勢されたス
ラスト軸受２０は、異常に上昇した圧縮室圧力により生
じて、旋回スクロール１８に作用するスラスト荷重を支
持できず、レリース隙間２７を減少させる方向に後退し
て、旋回スクロール１８と固定スクロール１５との間の
軸方向隙間が拡大する。これにより、圧縮室間に多くの
漏れが生じて圧縮室圧力が急低下し、圧縮負荷が瞬時に
軽減した後、スラスト軸受２０が瞬時に元の位置に復帰
して、背圧室３９の圧力は著しい低下もせず、安定運転
が再継続する。

また、旋回スクロール１８と固定スクロール１５との間
の軸方向隙間部に異物噛み込みが生じた場合も上述と同
様に、スラスト軸受２０が後退して異物を除去する。

また、冷時起動初期や定常運転時に、瞬時的な液圧縮が
生じた場合の圧縮室圧力は、第１１図の点線６３のよう
に異常な圧力上昇と過圧縮が生じるが、吐出ポート１６
に連通ずる高圧空間容積が大きいため、モータ室６圧力
の上昇は極めて小さい。

また、液圧縮により第２圧縮室５１ａ、５１ｂに連通ず
る段付き小径円筒穴９２なども異常圧力上昇するが、逆
止弁９３の逆止作用により、外周部空間３７と段付き小
径円筒穴９２との間は遮断される。その結果、背圧室３
９の圧力は変わらず、スラスト軸受け２０の背面に作用
する背圧付勢力にも変動がない。その結果、液圧縮時に
は、旋回スクロール１８に作用する過大なスラスト力に
よって、上述のようにスラスト軸受け２ｏが後退し、圧
縮室圧力が降下して正常運転を継続する。

なお、液圧縮途中でスラスト軸受け２０が後退すること
により、圧縮室圧力は第１１図の−点鎖線６３ｍの如く
途中で降圧する。

また、単位時間当たりの圧縮室気体漏れが少なくなるに
伴って差圧が低くなり、圧縮室への油インジェクション
量が抑制され、背圧室３９の圧力が漸次上昇する圧縮機
高速運転時（例えば、モータ３の回転数が８０００ｒｐ
ｍ）には、旋回スクロール１８の旋回運動に伴って生じ
、逆止弁９３とプランジャー９４に発生する遠心力の合
力が、コイルバネ９５の付勢力よりも大きくなり、逆止
弁９３とプランジャー９４が、コイルバネ９５の付勢力
に抗して移動し、液圧縮発生の場合と同様に、第１０図
の位置に停止する。

このため、外周部空間３７と第２圧縮室５１ａ。

５１ｂとの間が遮断され、外周部空間３７と吸入室１７
とが連通する。そして、外周部空間３７の潤滑油は、第
２圧縮室５１　ｍ　、　５１　ｂへ流入せず１バイパス
穴９９を通過する際に減圧されて吸入室１７に流入する
。吸入室１７への潤滑油流入によって外周部空間３７に
通じる背圧室３９の圧力が適正背圧にまで低下し、固定
スクロール１５への旋回スクロール１８の付勢力が適正
に保持される。

吸入室１７に流入した潤滑油は、吸入冷媒ガスと共に圧
縮室に吸入された後、モータ室６に吐出される。

また、背圧室３９の圧力が異常上昇した場合には、旋回
スクロール１８のラップ支持円板１８ｃと固定スクロー
ル１５の鏡板１５ｂとの間の摺動面の摩擦熱により、コ
イルバネ９５が設定温度を超えてプランジャー９４への
付勢力を弱める。その結果、圧縮機高速運転時と同様に
、プランジャー９４がコイルバネ９５の方へ移動し、第
１０図の位置に停止する。そして上述と同様に、吸入室
１７と外周部空間３７とが連通し、背圧室３９の圧力が
低下し、適正に保持される。

圧縮機停止後は、圧縮室内圧力により、旋回スクロール
１８に逆旋回トルクが生じ、旋回スクロール１８が逆旋
回して吐出冷媒ガスが吸入側に逆流する。この吐出冷媒
ガスの逆流に追従して、逆止弁装置５０が第１図の位置
から吐出ポート１６の側へ移動し、逆止弁穴５０ｍの底
面を密封して吐出冷媒ガスの逆流を制止し、旋回スクロ
ール１８の逆旋回が停止し、吸入通路４２とガス通路Ｃ
８０ｃとの間の空間は、吸入側圧力を保持する。

また、モータ室６の圧力がある程度にまで低下すると、
吐出室油溜３４の潤滑油は、給油通路の通路抵抗によっ
て外周部空間３７への差圧給油が停止する。

また、圧縮機運転中、上部軸受１１の給油上流側は、吐
出室油溜３４に連通し、給油下流側は中間圧力状態の背
圧室３９に連通してその間に差圧が生じ、モータ３の回
転子３ａを固定した駆動軸４が旋回スクロール１日の方
向へ付勢される。この付勢力は、スラスト玉軸受１３を
介して本体フレーム５に支持され、駆動軸４が上部軸受
１ｏと主軸受１２との間の隙間の範囲内で、駆動軸４の
不釣り合いや圧縮負荷に起因して、倒れが生じるのを阻
止して、上部軸受１０と主軸受１２の片当たりを防止す
る。

また、圧縮機運転時の温度上昇により、アルミニウム合
金製の本体フレーム５は熱膨張して鉄製のライナー８を
拡管し、ライナー８の外周面と密閉ケース１の内壁との
密着を強めて互いの剛性向上に役立つ。

また、上記実施例では吐出室油溜３４の潤滑油を第２圧
縮室５１ａ、５１ｂに油インジェクションしたが、圧縮
機使用条件などにより吸入室１７に通じる第１圧縮室８
１ｍ、８１ｂに油インジェクシヲンしてもよい。

また、上記実施例ではスラスト軸受２ｏの背面に設けた
レリース隙間２７や環状溝２８に吐出室油溜３４の潤滑
油を導入したが、モータ室６の吐出冷媒ガスや第２圧縮
室５１ａ、５１ｂなどから中間圧力冷媒ガスを導入して
もよい。

また、上記実施例では吐出通路８０に逆止弁装置５０を
設けたが、密閉ケース１の内容積や潤滑油漬によっては
、吸入室１７と吸入穴４３との間に、上下方向に作動す
るフリーバルブ型の逆止弁を設けてもよい。

また、上記実施例では吸入穴４３と吸入ガイド六８６と
の間に吸入通路８５を設けたが、吸入穴４３と吸入ガイ
ド８６とを直接連通してもよい。

また、第１３図と第１４図は、アキュームレータ室のそ
れぞれ異なる別の実施例で、第１３図に示すアキューム
レータ室４８ａは、断熱特性に優れた樹脂製の断熱カバ
ー８２−の内壁に設けた仕切り壁８２ｂによって、気液
分離室８４暑が液溜室８４ａ１と吸い込み室８４ａ２と
に区分され、仕切り壁８２ｂの上端が、バッフル８３ａ
に設けた吸入ガイド穴８８ｍの下端よりも高い位置まで
伸びている構成である。このため、吸入管４７から流入
した液冷媒が、蒸発することなく短絡経路で吸入ガイド
六８６−に流入しない。

また、第１４図に示すアキュームレータ室４６ｂは、第
１３図の吸い込み室８４ａ２を、バッフル８３ｂから下
部方向に伸長した仕切り壁８３ｂ１によって２室に区分
した構成である。この構成は、吸入冷媒通路が長くなり
、アキュームレータ室４６ｂに流入する気液混合冷媒の
温度が低く、アキュームレータ室４８ｂ内での冷媒蒸発
が少ない条件で運転される冷凍サイクルでの圧縮機に適
する。

以上のように上記実施例によれば、固定スクロール１５
とそれに焼きばめ固定された仕切りライナー７９から成
る固定スクロール部材１５ｅに、旋回運動を行う旋回ス
クロール１８を噛み合わせ、この旋回スクロール１８と
、旋回スクロール１８を駆動する駆動軸４を支承し、且
つ、固定スクロール部材１５ｅをボルト固定した本体フ
レーム５との間に、旋回スクロール１８の自転阻止部材
であるオルダムリング２４を係合させたスクロール圧縮
機構を、密閉ケース１内に収納し、密閉ケース１内を固
定スクロール部材１５ｅにより、高圧側のモータ室６と
吸入冷媒の気液分離と蓄積をさせるアキュームレータ室
４６とに仕切り、低圧側のアキュームレータ室４６を下
部に、モータ室６を上部に配置し、モータ室６にはスク
ロール圧縮機構に係わるモータ３と、それに連接する駆
動軸４から成る駆動装置を配置し、アキュームレータ室
４６を形成する固定スクロール部材１５ｅと、下部密閉
ケース１ｂの内壁を、断熱と防音効果を備えた樹脂製の
断熱カバー８２とバッフル８３とで覆ったことにより、
圧縮冷媒ガス、摺動部発熱、モータ３の発熱などによっ
て加熱された上部密閉ケース１ａから伝わる熱量により
、高温になる下部密閉ケース１ｂや、モータ室６からの
伝熱、および圧縮室熱量によって加熱された固定スクロ
ール部材１５ｅからの伝熱が、断熱カバー８２とバッフ
ル８３とによって遮断することが出来、吸入冷媒ガスや
吸入冷媒液への加熱を少なくシ、圧縮効率の低下を防ぐ
ことが出来る。それによって、吸入冷媒の気液分離と蓄
積機能を有するアキュームレータ室４６を、密閉ケース
１に内蔵することが実現でき、圧縮機外形寸法を小さく
出来る。

また、従来のアキュームレータの別取りつけ構成のよう
な、圧縮機の振動に伴うアキュームレータの共振、さら
には、圧縮機に接続する配管振動も生じることがなく、
冷凍サイクルを構成する装置の振動、騒音を少なくする
ことも出来る。

・また、断熱カバー８２とバッフル８３が軟質材・から
成る低固有振動数特性を有し、防音機能を備えているの
で、吸入冷媒がアキュ−ムレータ室４６に流入し、その
内壁との衝突音や気液分離の際に生じる膨張音が圧縮機
外部に伝播せず、特にスクロール圧縮機は、元来、静粛
なので、防音機能が有効となり、極めて静粛なスクロー
ル冷媒圧縮様を実現することが出来る。

また、アキュームレータ室４６が圧縮機の底部にあるた
め、高温のモータ室６に近い側が吸入冷媒のガス空間側
となり、密度の小さいガス状態の冷媒は熱伝導率が小さ
いので、吸入冷媒への加熱をより一層低減することが出
来る。

また、上記実施例によれば、気液分離と蓄積機能を備え
たアキュームレータ室４６は、その上部から吸入冷媒ガ
スが圧縮室に吸入される吸入通路８５を有することによ
り、万一、圧縮機停止中に、アキュームレータ室４６が
液冷媒で充満された場合でも、圧縮室への液冷媒流入も
なく、圧縮機起動時の液圧縮を少なくすることが出来、
圧縮機の振動、異常音発生を低減すると共に、耐久性を
向上することが出来る。

また、上記実施例によれば、アキュームレータ室４６（
４６ａ、４６ｂ）内を、断熱カバー８２ａ　、（８２ｃ
　）、バッフル８３ｍ　（８３ｂ　）の内壁側に突出さ
せた仕切り壁８２ｂ（８２ｄ）。

８３ｂ１などで、気液分離室から区分した吸入冷媒ガス
の迂回路用の吸い込み室４６ａ１（４６ｂ１）を設けた
ことにより、吸入冷媒通路を簡易構成で長くすることが
出来、吸入管４７から流入する気液混合冷媒が短絡経路
で圧縮室に流入するのを防ぎ、吸入冷媒通路途中で冷媒
の気化を図り、圧縮負荷を軽減することが出来る。

また、上記実施例のような圧縮室の軸方向隙間を大きく
する方式の過負荷軽減機構を備えることにより、多少の
液圧縮運転も可能なため、アキュームレータ室４６の容
積を小さくして気液分唾効率を落とすことも可能である
。その結果、モータ室６などからの伝熱面積を少なくで
きるので、吸入冷媒の吸熱を低減して圧縮効率を向上さ
せ、さらに、小型のスクロール冷媒圧縮機を実現するこ
とも出来る。

また、上記実施例では冷媒圧縮機について動作を説明し
たが、潤滑油を使用する酸素、窒素、ヘリウムなどの他
の気体圧縮機の場合も同様の作用効果が期待できる。

発明の効果 以上のように本発明は、スクロール圧縮機構を密閉容器
内に収納し、密閉容器内を、固定スクロール部材により
高圧室と吸入流体の気液を分離させ蓄積する低圧室とに
仕切り、低圧室を下部に、高圧室を上部に配置し、高圧
室にはスクロール圧縮機構に係わる駆動装置を配置し、
低圧室を形成する部材内壁の大部分を断熱と防音特性を
兼ね備えた低比重・軟材質から成る低固有振動数部材で
覆ったことにより、圧縮気体、摺動部発熱、駆動装置の
発熱などによって加熱された密閉ケースの上部から伝わ
る熱量により、高温になる密閉ケースの下部や、高圧室
からの伝熱、および圧縮室熱量によって加熱された固定
スクロール部材からの伝熱が、低圧室を構成する部材に
よって遮断することが出来、吸入流体への加熱を少なく
し、圧縮効率の低下を防ぐことが出来る。それによって
、吸入流体の気液分離と蓄積機能を有する低圧室を密閉
容器に内蔵することが性能面でも実現でき、圧縮機外形
寸法を小さく出来る。

また、低圧室が密閉容器と一体構成なので、従来の気液
分離と蓄積機能を備えたアキュームレータの別取りっけ
構成のような、圧縮機の振動に伴うアキュームレータの
共振、さらには、圧縮機に接続する配管振動も少なく、
圧縮機を使用する機械装置の振動、騒音を少なくするこ
とも出来る。

また、低圧室を形成する部材の内壁が低比重、軟質材か
ら成る低固有振動数特性を有し、防音機能を備えている
ので、吸入流体が低圧室に流入し、その内壁との衝突音
や気液分離の際に生じる膨張音が圧縮機外部に伝播せず
、低圧室部分の密閉容器の厚さを薄くして軽量化を図る
ことも出来る。

特にスクロール気体圧縮機は、元来、静粛なので、防音
機能が有効性を発揮し、極めて静粛なスクロール気体圧
縮機を実現することが出来る。

また、低圧室が圧縮機の底部にあるため、高温の高圧室
に近い側が吸入流体のガス空間側となり、密度の小さい
気体は熱伝導率も小さいので、吸入流体への加熱が少な
く、圧縮効率の低下を防ぐなどの結果、吸入流体の気液
分離と蓄積機能を備えた低圧室内蔵膨圧縮機の小型化、
高効率維持、静粛性に優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるスクロール冷媒圧縮機
の縦断面図、第２図は同圧縮機における主要部品の分解
図、第３図は同圧縮機におけるスラスト軸受部の部分詳
細図、第４図は同圧縮機におけるオルダムリングの外観
図、第５図は同圧縮機におけるオルダム機構部の組立外
観図、第６図は第５図における上平面図、第７図は第１
図におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図、第８図、第１０
図は第１図における給油通路制御弁装置の装着部の詳細
図、第９図は第８図、第１０図における給油通路制御弁
装置を構成する部品の外観図、第１１図は同圧縮機の吸
入行程から吐出行程までの冷媒ガスの圧力変化を示す特
性図、第１２図は各圧縮室における定点の圧力変化を示
す特性図、第１３図、第１４図はそれぞれ本発明の第２
、第３の実施例におけるスクロール冷媒圧縮機のアキュ
ームレータ室部分の縦断面図、第１５図は一般的な冷凍
サイクルを構成する機器の接続系統図、第１６図は第１
５図における圧縮機に接続されたアキュームレータの縦
断面図、第１７図は従来のアキュームレータを内蔵した
スクロール気体圧縮機の縦断面図である。 ２・・・・・・吐出室、３・・・・・・モータ、４・・
・・・・駆動軸、５・・・・・・本体フレーム、６・・
・・・・モータ室、１５・・・・・・固定スクロール、
１５ａ・・・・・・固定スクロールラップ、１５ｂ・・
・・・・鏡板、１６・・・・・・吐出ボート、１７・・
・・・・吸入室、１８・・・・・・旋回スクロール、１
８ａ・・・・・・旋回スクロールラップ、１８０・・・
・・・ラップ支持円板、２０・・・・・・スラスト軸受
、２７・・・・・・リリース隙間、２８・・・・・・環
状溝、３４・・・・・・吐出室油溜、３９・・・・・・
背圧室、４３・・・・・・吸入穴、４６・・・・・・ア
キュームレータ室、４７・・・・・・吸入管、８２・・
・・・・断熱力・バー、８３・・・・・・バッフル、８
５・・・・・・吸入通路、９１・・・・・・給油通路制
御弁装置。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第 図 ４−一、駆動蝕 第１０図 ／５−−−７Ｉｒｉ文スクロール ／７−　級入覧 第１５図 第１６図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定スクロール部材の一部をなす鏡板の一面に形
   成された渦巻き状の固定スクロールラップに対して、旋
   回スクロールの一部をなすラップ支持円板上の旋回スク
   ロールラップを揺動回転自在に噛み合わせ、両スクロー
   ル間に渦巻き形の圧縮空間を形成し、前記固定スクロー
   ルラップまたは前記旋回スクロールラップの中心部には
   吐出ポートを設け、前記固定スクロールラップの外側に
   は吸入室を設け、前記圧縮空間は吸入側より吐出側に向
   けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体を圧
   縮すべく、前記旋回スクロールと静止部材との間に、前
   記旋回スクロールの自転阻止部材を係合させて前記旋回
   スクロールを旋回運動させるスクロール圧縮機構を形成
   し、前記スクロール圧縮機構を密閉容器内に収納し、前
   記密閉容器内を前記固定スクロール部材により高圧室と
   、吸入流体の気液を分離し蓄積させる低圧室とに仕切り
   、前記低圧室を下部に、前記高圧室を上部に配置し、前
   記高圧室には前記スクロール圧縮機構に係わる駆動装置
   を配置し、前記低圧室を形成する部材内壁の大部分を断
   熱と防音特性を兼ね備えた低比重・軟質材から成る低固
   有振動数部材で覆ったスクロール気体圧縮機。
2. （２）低圧室が、その上部から圧縮室に吸入される吸入
   通路を有する請求項１記載のスクロール気体圧縮機。
3. （３）低圧室の内壁を覆う部材により、低圧室内を吸入
   流体の気液分離空間または蓄積空間と吸入気体の通路と
   に区分した請求項２記載のスクロール気体圧縮機。