JPH04128580A - スクロール圧縮機 - 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〕 本発明はスクロール圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

従来、スクロール圧縮機において液圧縮による破損を防
止する技術として、 スクロール部における圧縮途中の中間圧を細孔を介して
旋回スクロールの背面側に導き、そして、この中間圧に
より旋回スクロールを、スクロール軸芯方向で固定スク
ロール側に押圧することて、両スクロール間をシールす
るとともに、液圧縮時にはスクロール部て発生する異常
圧に対し、旋回スクロールを上記中間圧に抗して、スク
ロール軸芯方向て固定スクロールから離間する側に逃げ
動作させて、破損を回避するようにしたものかある（従
来例１）。

また、旋回スクロールの旋回半径を可変として、通常時
には両スクロール間を十分にシールてきる旋回半径に保
ちなからも、液圧縮によりスクロール部に異常圧か発生
したときには、それに応じ旋回スクロールの旋回半径を
減少側に変化させて、破損を回避するようにしたものも
ある（従来例２）。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかし、従来例１の技術では、スクロール部において圧
縮されたガスか流入する吐出室の内圧等の高圧に対する
気密構造に加えて、旋回スクロールの背面に作用させる
中間圧に対する気密構造も必要となるために、全体とし
て気密構造か極めて複雑となり、このため、製作か難し
く、また、装置コストか嵩む問題かある。

一方、従来例２の技術では、旋回スクロールの旋回半径
を可変にするために旋回スクロールの駆動構造（特にク
ランク構成）か複雑となって、このために、やはり製作
か難しく、また、装置コストか嵩む問題があった。

本発明の目的は、合理的かつ簡略な構造により、両スク
ロール間のシールを十分に達成しなから、液圧縮よる破
損を確実に防止する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるスクロール圧縮機の第１の特徴構成は、 スクロール部において圧縮されたガスか流入する吐出室
の内圧か、固定スクロールに対し旋回スクロールの側に
向く背圧として作用する状態に、前記固定スクロールを
配置し、前記固定スクロールを、スクロール軸芯方向に
おいて変位自在に支持してあることにあり、 その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、上記第１特徴構成において通常は、スクロール
軸芯方向で変位自在に支持した固定スクロールに対して
吐出室の内圧を、旋回スクロールの側に向く背圧として
作用させることにより、固定スクロールを旋回スクロー
ルに押圧して、両スクロール間を高度にシールすること
かできる。

そして、液圧縮時にはスクロール部で発生する異常圧に
対し、固定スクロールを上記吐出室の内圧に抗して、ス
クロール軸芯方向て旋回スクロールから離間する側に逃
げ動作させ、それによって、両スクロール間のシールを
不完全にすることで、液圧縮時の異常圧による装置破損
を確実に回避できる。

〔発明の効果〕

すなわち、本発明の第１特徴構成によれば、本来的に発
生する吐出室内圧を利用するという合理的な構成で、ま
た、固定スクロールをスクロール軸芯方向において変位
自在に支持するという簡単な構造改良だけて、通常時に
は両スクロール間のシールを十分にしなから、液圧縮時
の装置破損は確実に回避てき、従来技術との比較として
、中間圧に対する気密構造か必要な先述従来例１や、旋
回半径を可変とするための特殊駆動構造か必要な先述従
来例２に比へ、装置構造を簡略化して製作を容易にし、
また、製作コストを低減しなから、通常時の両スクロ〜
ル間のシールと、液圧縮時の破損防止との夫々を確実に
達成し得るに至った。

また、機械的に固定した固定スクロールに対し旋回スク
ロールを中間圧により押圧して、両スクロール間のシー
ルを行う先述の従来例１に比へ、本発明の第１特徴構成
によれば、中間圧よりも高圧の吐出室内圧により固定ス
クロールを旋回スクロールに対し押圧して、両スクロー
ル間のシールを行うから、通常時における両スクロール
間のシールをより高度に達成できる利点もある。

〔本発明の第２特徴構成〕 本発明によるスクロール圧縮機の第２の特徴構成は、前
記吐出室の内圧とは別に、前記固定スクロールを、前記
旋回スクロールの側に付勢する付勢手段を設けたことに
あり、 この第２特徴構成を採用すねは、圧縮運転の開始時点で
吐出室の内圧か昇圧を開始する以前においても、上記付
勢手段による付勢をもって両スクロール間を確実にシー
ルてきることにより、圧縮運転開始時の立ち上かり性を
高く維持できる。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図および第２図は、ヒートポンプにおいて冷媒ガス
を圧縮するスクロール圧縮機の装置構造を示し、主要構
成装置として、スクロール部（１）及びモータ（２）を
容器（３）に内装し、スクロール部（１）の上部で容器
（３）内の上端部には気密構造の吐出室（４）を形成し
てある。

（５）はガスの戻り管、（６）は圧縮ガスの送出管であ
り、ガスは、吸入口（７）からスクロール部（１）へ吸
入されてスクロール部（１）で圧縮され、そして、スク
ロール部（１）から吐出室（４）へ吐出されて、吐出室
（４）から送出管（６）へ送出される。

スクロール部（１）は、下面側にスクロール壁（８ａ）
を形成した上部配置の固定スクロール（８）と、上面側
にスクロール壁（９ａ）を形成した下部配置の旋回スク
ロール（９）とを備え、固定スクロール（８）と旋回ス
クロール（９）とは、渦巻き方向における両スクロール
壁（８ａ）、　（９ａ）の位相を互いに１８０°ズラせ
、かつ、一方の隣接スクロール壁（８ａ）間に他方のス
クロール壁（９ａ）を入れ込んで、上下に組み合わせで
ある。

固定スクロール（８）は、容器（３）に固設の上部環状
部材（１０）に内嵌して、半径方向については変位不能
に固定してあり、他方、旋回スクロル（９）は、中間環
状部材（ｌｌａ）と下部環状部材（ｌｌｂ）との間に挟
み込んでスクロール軸芯（Ｑｂ）方向への変位を阻止す
る支持において、半径方向へは所定範囲で変位可能にし
、そして、モータ（２）の回転をクランク機構（１２）
を介して旋回スクロール（９）に伝達することにより、
旋回スクロール（９）を固定スクロール（８）のスクロ
ール軸芯（Ｑａ）とは所定寸法（ｅ）だけ偏芯させた状
態で、固定スクロール（８）のスクロールＩ［［ｌ芯（
Ｑａ）回りで旋回動作させる構成としてある。

つまり、旋回スクロール（９）の上記旋回動作により第
２図（イ）、　（０）、　（ハ）、（ニ）の夫々に示す
工程をその順に繰り返し、そして、その繰り返しにより
、スクロール壁（８ａ）、　（９ａ）の大径側端部の側
から両スクロール壁（８ａ）、　（９ａ）間に三日月状
の圧縮室（Ｓ）を順次形成して、スクロール壁（８ａ）
、　（９ａ）の小径側に連続的に移行させるとともに、
その移行過程で圧縮室（Ｓ）の容積を次第に縮小して、
圧縮室（Ｓ）内のガスを圧縮する構成となっている。

圧縮されたガスは最終的に、固定スクロール（８）のス
クロール軸芯（Ｑａ）部に形成してある吐出孔（１３）
から吐出室（４）へ吐出する。

なお、吸入口（７）は固定スクロール（８）におけるス
クロール壁（８ａ）の大径側端部近傍に臨ませてあり、
また、吐出室（４）は、容器（３）と上部環状部材（１
０）との間を全周にわたってシール（本例では溶接）す
ることで、容器（３）自他部に対し気密としてある。

固定スクロール（８）は、その外周に形成した一対の凹
部（１４）と上部環状部材（１０）の内周に形成した凸
部（１５）との係合により、旋回スクロル（９）の旋回
動作に伴う自転を阻止してあり、−力、旋回スクロール
（９）は、その下面に形成した半径方向に延びる一対の
凹溝（１６）と自転防止リング（１７）の上面に形成し
た凸部（１８）との係合により自転を阻止してある。

自転防止リング（１７）についてさらに詳説すると、自
転防止リング（１７）の下面には、上面側の凸部（１８
）とは９０°位相をズラせて一対の下面側凸部（１９）
を形成してあり、そして、下部環状部材（ｌｌｂ）に形
成した半径方向に延びる一対の凹溝（２０）に下面側凸
部（１９）を係合させることにより、下部環状部材（１
１）に対する自転防止リング（１７）の変位動作を、そ
の凹溝（２０）の溝方向（旋回スクロール（９）の下面
に形成した凹溝（１６）の溝方向とは直交する方向）に
ついてのみ許す構成としてある。

つまり、上面側の凸部（１８）と旋回スクロール（９）
下面の凹溝（１６）とを係合させて、旋回スクロール（
９）と自転防止リング（１７）との相対変位動作を、旋
回スクロール（９）下面の凹溝（１６）の溝方向につい
てのみ許すことと、上記の如く、それとは直交する方向
についてのみ下部環状部材（ｌｌｂ）に対する自転防止
リング（１７）の変位動作を許すこととにより、クラン
ク機構（１２）からの動力伝達に対して旋回スクロール
（９）を、その自転を阻止しながら旋回動作させるよう
にしてある。

固定スクロール（８）の支持については、前述のように
、固定スクロール（８）を上部環状部材（１０）に内嵌
するのに対し、上部環状部材（］０）の上面側に押さえ
リング（２Ｉ）を取り付けて、固定スクロール（８）の
上方側への抜は出しを防止してあり、そして、この押さ
えリング（２１）の装備にあたっては、スクロール軸芯
（Ｑｂ）方向への変位か阻止される状態に支持された旋
回スクロル（９）に対し固定スクロール（８）か適切に
接している状態（すなわち、両スクロール（８）、　（
９）間のシールか適切で、スクロール壁（８ａ）、　（
９ａ）間に形成される圧縮室（Ｓ）の気密か圧縮機能上
で十分に保持される状態）において、固定スクロール（
８）の上面と、それに対する当接面である押さえリング
（２１）の下面との間に、所定寸法（ｄ、）の間隙（２
２）か形成されて、この間隙（２２）の融通ｉｌｌで固
定スクロール（８）のスクロール軸芯（Ｑａ）方向への
変位が許されるように、押さえリング（２１）の取り付
は位置を設定してある。

つまり、上部環状部材（１０）に内嵌した固定スクロー
ル（８）は吐出室（４）の形成壁の一部とじても機能す
ることから、固定スクロール（８）の背面（上面）には
吐出室（４）の内圧（ｐ）か、旋回スクロール（９）の
側に向く背圧として作用するか、上述の如く固定スクロ
ール（８）をスクロール軸芯（Ｑａ）方向に変位自在に
支持することにより、通常の圧縮機能時には、吐出室（
４）の内圧（ｐ）を利用して固定スクロール（８）を旋
回スクロール（９）に押圧することで、両スクロール（
８）、　（９）間のシールを高度に達成し、そして、液
相冷媒の吸入により生じる液圧縮時には、スクロール部
（１）で発生する異常圧（具体的には液圧縮のために圧
縮室（Ｓ）か異常な高圧となって、その異常圧により両
スクロール（８）、　（９）を離間させる大きな力か作
用する）に対し、固定スクロール（８）を吐出室（４）
の内圧（ｐ）に抗して、スクロー軸芯（Ｑａ）方向で旋
回スクロール（９）から離間する側（上方）へ逃げ動作
させ、それによって、両スクロール（８）、　（９）間
のシールを不完全にすることで、液圧縮時の異常圧によ
る装置破損を回避する構成としてある。

また、スクロール軸芯（Ｑａ）、　（Ｑｂ）を縦向きに
配置して固定スクロール（８）を旋回スクロール（９）
の上方側に位置させたことにより、吐出室（４）の内圧
（ｐ）とは別に、固定スクロール（８）の自重をもって
固定スクロール（８）を旋回スクロール（９）の側に重
力付勢するようにもしてあり、これによって、圧縮運転
の開始時点て吐出室（４）の内圧（ｐ）か昇圧を開始す
る以前においても、上記の重力付勢により両スクロール
（８）、　（９）間のシールを適切に保って、圧縮運転
開始時の立ち上かり性を高く維持するようにしてある。

容器（３）内の下端部は、各部の潤滑や冷却に用いる冷
凍機油（Ｌ）の溜まり部としてあり、この冷凍機油（Ｌ
）は適宜循環手段（図示せず）によりクランク機構（１
２）や軸受部（２３）等の必要各部に循環供給される。

〔別実施例〕

次に別実施例を列記する。

（１１吐出室（４）の内圧（ｐ）とは別に、固定スクロ
ール（８）を旋回スクロール（９）の側に付勢する付勢
手段として、前述の実施例においては重力付勢を採用し
たか、これに代えて、スプリングや弾性部材等を用いて
、吐出室（４）の内圧（ｐ）とは別に、固定スクロール
（８）を旋回スクロール（９）の側に付勢する付勢手段
を構成してもよく、また、この種の付勢手段を省略して
、吐出室（４）の内圧（ｐ）のみにより固定スクロール
（８）を旋回スクロール（９）の側に付勢する構成を採
用してもよい。

（２）　　吐出室（４）の内圧（［〕）か、固定スクロ
ール（８）に対し旋回スクロール（９）の側に向く背圧
として作用する状態とするための、具体的固定スクロー
ル（８）の配置構成は種々の構成変更か可能である。

また、固定スクロール（８）をスクロール軸芯（Ｑａ）
方向に変位自在に支持するための具体的支持構造も種々
の改良・構成変更が可能である。

（３）スクロール軸芯（Ｑａ）、　（Ｑｂ）の向きは縦
向きに限定されるものではなく、横向きゃ斜め向きてあ
ってもよい。

また、固定スクロール（８）を旋回スクロール（９）の
下方側に配置する構成を採用してもよい。

（４）圧縮対象ガスは、ヒートポンプの冷媒ガスに限定
されるものではなく、本発明は、各種分野において種々
の圧縮目的で用いるスクロノＬ圧縮機に適用できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すか、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の実施例を示し、第１図
は切欠断面図、第２図（０，（ｏ）、　（ハ）。 （ニ）は夫々、圧縮工程を説明図する横断図である。 （１）・・・・・スクロール部、（４）・・・・吐出室
、（８）・・・・・・固定スクロール、（９）・・・・
旋回スフロー／ｌ、（Ｑａ）・・・・スクロール軸芯、
（ｐ）・・・−内圧。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．スクロール部（１）において圧縮されたガスが流入
   する吐出室（４）の内圧（ｐ）か、固定スクロール（８
   ）に対し旋回スクロール（９）の側に向く背圧として作
   用する状態に、前記固定スクロール（８）を配置し、前
   記固定スクロール（８）を、スクロール軸芯（Ｑａ）方
   向において変位自在に支持してあるスクロール圧縮機。
2. ２．前記吐出室（４）の内圧（ｐ）とは別に、前記固定
   スクロール（８）を、前記旋回スクロール（９）の側に
   付勢する付勢手段を設けたスクロール圧縮機。