(57)【要約】【課題】Ｕシールリングの破損を抑制し、信頼性を向上させた完全低圧シェルタイプの圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機１００は、構成部材１２と吐出管１３との低圧側径方向隙間δを０．２以上、０．５以下の範囲に設定している。【選択図】図２
2011111992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェルと、
前記シェル内に設けられ、流体を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部で圧縮された流体が吐出される高圧空間を形成する構成部材と、
一端部を薄肉化した環状段部が形成され、前記構成部材に隙間を介してはめ込まれており、前記高圧空間と連通して高圧流体を前記シェルの外部に吐出する吐出管と、
前記吐出管に設けられた前記環状段部と前記構成部材との間にはめ込まれるように設けられているシールユニットと、を有し、
前記構成部材と前記吐出管との低圧側径方向隙間δを０．２以上、０．５以下の範囲に設定している
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記シールユニットをＵシールリングで構成し、
前記Ｕシールリングの軸方向厚みをｈ２、底部厚みｈ１、前記ＵシールリングのＵ字部片側の径方向厚みをｔとし、
０．２≦ｔ≦２、０．２≦ｈ２−ｈ１≦５、２≦ｈ２≦７を満たし、
更に（ｈ２−ｈ１）×ｔ  ／（２．６×δ）≧１となるように設定している
ことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記シェルに低圧側冷媒のみを作用させている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記シールユニットは、
四ふっ化エチレン樹脂、三ふっ化塩化エチレン樹脂、四ふっ化エチレン・六ふっ化プロピレン樹脂）、四ふっ化エチレン・エチレン共重合樹脂のいずれかを材質として形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記シールユニットは、
ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、カーボン、グラファイト、ガラスファイバー、及び、二硫化モリブデンのうち少なくとも１つが充填材として添加されている
ことを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記圧縮機構部で圧縮する流体は、
高低圧の差圧の大きいものとしている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば空気調和装置やヒートポンプ給湯機、冷蔵庫等の冷凍サイクル装置の一構成要素として使用される完全低圧シェルタイプの圧縮機に関し、特に高圧空間と低圧空間との間をシールするシールユニットを備えた圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置の一構成要素として使用される圧縮機は、冷凍サイクルを循環する冷媒を圧縮して吐出する機能を有している。このような圧縮機は、大別すると、シェル（密閉容器）に高圧冷媒が作用する高圧シェルタイプのものと、シェルに低圧冷媒が作用する低圧シェルタイプのものと、に分けられる。低圧シェルタイプの圧縮機においても、シェルの一部を高圧マフラーとし、残りに低圧冷媒が作用するもの（以下、不完全低圧シェルタイプと称する）と、シェルに低圧冷媒しか作用しないもの（以下、完全低圧シェルタイプと称する）と、が存在する。
【０００３】
高圧シェルタイプの圧縮機の場合、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒は、圧縮機に連接されている吸入管を経て圧縮機内の圧縮室へ流入し、そこで圧縮されて高温・高圧の状態となる。圧縮室で圧縮された冷媒は、シェルの内部を充満した後、圧縮機に連接されている吐出管を通って冷凍サイクルへと送り込まれる。
【０００４】
不完全低圧シェルタイプの圧縮機の場合、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒は、圧縮機に連接されている吸入管を経て圧縮機の容器内を充満した後、圧縮機内の圧縮室へと流入し、そこで圧縮され高温・高圧の状態となる。そして、圧縮室で圧縮されて高圧となった冷媒は、吐出ポートを通り、シェルの一部に設けられた高圧マフラーを充満した後、圧縮機に連接されている吐出管を通って冷凍サイクルへと送り込まれる。
【０００５】
一方、完全低圧シェルタイプの圧縮機の場合、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒を圧縮する過程は、不完全低圧シェルの圧縮機と同様である。しかしながら、圧縮室で圧縮されて高圧となった冷媒は、シェルに作用することなく、吐出ポートより吐出され、圧縮機に連接されている吐出管を通って冷凍サイクルへと送り込まれる。したがって、高圧冷媒がシェルに作用しないよう、吐出ポートと吐出管とを繋ぎ、高圧空間と低圧空間との間からの冷媒漏れを防止するシールユニットが必要となる。
【０００６】
このようなシールユニットとしては、たとえばゴム材料のＯ−リングや合成樹脂材料のシールリングが用いられることが多い。また、シールユニットの材質を変更して耐荷重性を向上させるようにした技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。さらに、完全低圧シェルタイプの圧縮機において、シールユニット取り付け箇所の形状を特殊なものとし、シールユニットに与圧を加えることで、耐荷重性を向上させるようにした技術も提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０８１０８号公報（第４―７頁、第６図等）
【特許文献２】特開平１０−７８１７８号公報（第３−４頁、第１図等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、冷媒ガスとシールユニットとの間には、シールユニットの表面に冷媒が溶解し、高圧側から低圧側への拡散が生じ、拡散した冷媒ガスが低圧側へと蒸発する浸透プロセスと呼ばれる現象が存在する。ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系冷媒を用いる場合は、ＨＦＣ系冷媒の物性上、シールユニット中を浸透する浸透量が少ないため、ゴム材料もしくは合成樹脂材料のどちらを使用しても問題はなかった。一方、二酸化炭素を冷媒として用いる場合、二酸化炭素がシールユニットに溶解しやすいため、二酸化炭素が浸透しにくいＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）に代表される合成樹脂材料を使用する方が信頼性は高く、これを材質としてＵシールリングが一般的に使用される。
【０００９】
しかしながら、二酸化炭素は、その冷媒物性上、運転サイクルがＨＦＣ系冷媒より高圧広域になるため、高圧空間と低圧空間との差圧が大きく、Ｕシールリングにも強大な負荷が生じ、Ｕシールリングが極端に変形してしまうことになりかねない。特に、冷凍サイクルの運転条件によっては急激な圧力変動が変形量を促進させることになり、Ｕシールリングの破断に発展してしまう可能性があった。Ｕシールリングが変形又は破断すると、圧縮機の性能が低下したり、異常停止したりして、システムの信頼性を損ねてしまうことになる。
【００１０】
ところで、圧縮機の仕様を、高圧シェルタイプもしくは不完全低圧シェルタイプとする場合、Ｕシールリングが不要となる。しかしながら、高圧冷媒がシェルに作用するため、シェルの肉厚を十分に確保する必要があり、材料費・加工費が大幅に増加することになる。特に、圧縮機の仕様を高圧シェルタイプもしくは不完全低圧シェルタイプとし、冷媒として二酸化炭素を使用する場合には、シェル肉厚の増加によるコストへの影響は更に大きくなる。
【００１１】
また、高圧シェルタイプの圧縮機の場合、圧縮された高圧・高温の冷媒でモーターを冷却するため液インジェクション冷却、モーター巻線強度アップ、高性能潤滑油等の対策が別途必要となる。さらに、高圧シェルタイプの圧縮機の場合、軸受部には高圧・高温の冷媒が作用するため、軸受部の温度が上昇することによって、軸と軸受部との焼き付きの原因となってしまう可能性もある。
【００１２】
確かに、Ｕシールリングの材質を変更して耐荷重性を向上させることは可能であるが、材質の変更であるために耐クリープ性、耐衝撃性、疲労特性等の評価が数多く必要となり、時間、コスト及び手間を大幅に要することになる。一方、Ｕシールリングを装着する箇所の形状を変更して耐荷重性を向上させることも可能であるが、この方法では、取り付け箇所の形状及び寸法の変更や、Ｕシールリングそのものに与圧を与える形状が必要となり、加工精度上困難であることも多く、検討項目が多くなり、それに伴いコストも増加することになる。
【００１３】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、Ｕシールリングの破損を抑制し、信頼性を向上させた完全低圧シェルタイプの圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る圧縮機は、シェルと、前記シェル内に設けられ、流体を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部で圧縮された流体が吐出される高圧空間を形成する構成部材と、一端部を薄肉化した環状段部が形成され、前記構成部材に隙間を介してはめ込まれており、前記高圧空間と連通して高圧流体を前記シェルの外部に吐出する吐出管と、前記吐出管に設けられた前記環状段部と前記構成部材との間にはめ込まれるように設けられているシールユニットと、を有し、前記構成部材と前記吐出管との低圧側径方向隙間δを０．２以上、０．５以下の範囲に設定していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る圧縮機によれば、構成部材と吐出管との低圧側径方向隙間δの最適範囲を設定しているので、取り付け箇所の加工精度を極端に高めることなく、耐荷重性が向上し、信頼性の高いシール性を確保したものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る圧縮機の断面構成例を示す縦断面図である。
【図２】シールユニット１４の設置場所周辺を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図３】隙間δと、ＨＦＣ系冷媒を基準としたときの二酸化炭素冷媒がＵシールリングに与える応力比と、の関係を示すグラフである。
【図４】隙間δと、二酸化炭素冷媒雰囲気中の発生応力がＨＦＣ系冷媒雰囲気中と同等以下となるＵシールリングの各寸法と、の関係を示すグラフである。
【図５】Ｕシールリングの各寸法と、Ｕシールリングの変形割合と、の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る圧縮機１００の断面構成例を示す縦断面図である。図１に基づいて、圧縮機１００の構成及び動作について説明する。この圧縮機１００は、たとえば冷蔵庫や冷凍庫、自動販売機、空気調和装置、冷凍装置、給湯器等の各種産業機械に用いられる冷凍サイクルの構成要素の一つとなるものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１８】
図１では、圧縮機１００が密閉型のスクロール型圧縮機である場合を例に示している。この圧縮機１００は、冷媒等の流体を吸入し、圧縮して高温・高圧の状態として吐出させる機能を有している。圧縮機１００は、外郭を構成するシェル８の内部に、圧縮機構部３５や駆動機構部３６、その他の構成部品が収納され、構成されている。図１に示すように、シェル８内において、圧縮機構部３５が上側に、駆動機構部３６が下側に、それぞれ配置されている。
【００１９】
圧縮機構部３５は、吸入管５から吸入した流体を圧縮してシェル８内の上方に形成されている高圧空間１５に排出する機能を有している。この高圧流体は、吐出管１３から圧縮機１００の外部に吐出されるようになっている。駆動機構部３６は、圧縮機構部３５で流体を圧縮するために、圧縮機構部３５を構成している揺動スクロール２を駆動する機能を果たすようになっている。つまり、駆動機構部３６がクランクシャフト４を介して揺動スクロール２を駆動することによって、圧縮機構部３５で流体を圧縮するようになっている。
【００２０】
圧縮機構部３５は、固定スクロール１と、揺動スクロール２と、で少なくとも構成されている。図１に示すように、揺動スクロール２は下側に、固定スクロール１は上側に配置されるようになっている。固定スクロール１は、台板１ｃと、台板１ｃの一方の面に立設された渦巻状突起である渦巻体１ｂと、で構成されている。揺動スクロール２は、台板２ｃと、台板２ｃの一方の面に立設された渦巻状突起である渦巻体２ｂと、で構成されている。固定スクロール１及び揺動スクロール２は、渦巻体１ｂと渦巻体２ｂとを互いに噛み合わせ、シェル８内に装着されている。そして、渦巻体２ｂと渦巻体１ｂとの間には、相対的に容積が変化する圧縮室９が形成される。
【００２１】
固定スクロール１は、フレーム３を介してシェル８内に固定されている。固定スクロール１の中央部には、圧縮され、高圧となった流体を吐出する吐出ポート１ａが形成されている。吐出ポート１ａの出口開口部には、この出口開口部を覆い、流体の逆流を防ぐ板バネ製の弁１１が配設されている。弁１１の一端側には、弁１１のリフト量を制限する弁押さえ１０が設けられている。弁１１及び弁押さえ１０は、圧縮機構部３５の上方に配設されている構成部材１２によって形成される高圧空間１５内に設けられている。つまり、圧縮室９内で流体が所定圧力まで圧縮されると、弁１１がその弾性力に逆らって、持ち上げられ、圧縮された流体が吐出ポート１ａから高圧空間１５内に吐出され、吐出管１３を通って圧縮機１００の外部に吐出される。
【００２２】
揺動スクロール２は、固定スクロール１に対して自転することなく公転運動を行なうようになっている。また、揺動スクロール２の渦巻体２ｂ形成面とは反対側の面（以下、スラスト面と称する）の略中心部には、駆動力を受ける中空円筒形状の凹状軸受２ｄが形成されている。この凹状軸受２ｄには、後述するクランクシャフト４の上端に設けられた偏心ピン部４ａが嵌入（係合）されている。
【００２３】
駆動機構部３６は、シェル８内部に固着保持された固定子７と、固定子７の内周面側に回転可能に配設され、クランクシャフト４に固定された回転子６と、シェル８内に垂直方向に収容され、回転軸であるクランクシャフト４と、で少なくとも構成されている。固定子７は、通電されることによって回転子６を回転駆動させる機能を有している。また、固定子７は、外周面が焼き嵌め等によりシェル８に固着支持されている。回転子６は、固定子７に通電がされることにより回転駆動し、クランクシャフト４を回転させる機能を有している。この回転子６は、高周波加熱を使用し、部分的に暖めて内径を拡げ、クランクシャフト４の外周に焼き嵌めされており、内部に永久磁石を有し、固定子７と僅かな隙間を隔てて保持されている。
【００２４】
クランクシャフト４は、回転子６の回転に伴って回転し、揺動スクロール２を回転駆動させるようになっている。このクランクシャフト４は、上側をフレーム３の中心部に位置する軸受部３ｂで、下側をシェル８の下方に固定配置されたサブフレーム１６の中心部に位置する副軸受１６ａで、回転可能に支持されている。このクランクシャフト４の上端部には、揺動スクロール２の凹状軸受２ｄと回転自在に嵌合する偏心ピン部４ａが形成されている。
【００２５】
シェル８には、流体を吸入するための吸入管５、及び、流体を吐出するための吐出管１３が連接されている。吐出管１３の下端部には吐出管１３の肉厚を薄くするようにして環状に形成された段部（以下、環状段部１３ａと称する）が設けられている。そして、吐出管１３は、固定スクロール１の背面（つまり、圧縮機構部３５の上方）に取り付けられた構成部材１２に隙間を介してはめ込まれて、シェル８に連接されている。この構成部材１２は、吐出ポート１ａと吐出管１３とを繋ぐために、圧縮機構部３５の上方に配設されている。また、構成部材１２によって、吐出ポート１ａと吐出管１３を繋ぐ空間、つまり高圧空間１５が形成され、弁１１及び弁押さえ１０が設置可能になっている。
【００２６】
また、圧縮機１００には、Ｕシールリングで構成されているシールユニット１４が設けられている。このシールユニット１４は、自封性シールであり、高低圧流体の差圧に応じて径方向に緊迫力を生じさせ、高圧空間と低圧空間との流体漏れを防止する役割を果たす。シールユニット１４として使用されるＵシールリングは、断面Ｕ字型のＰＴＦＥリングとＵ字状ステンレス鋼製ばねあるいはステンレス鋼製コイルばねを組み合わせたものである。シールユニット１４は、吐出管１３の下端部に設けられた環状段部１３ａと構成部材１２との間にはめ込まれるように設けられている（図２で詳細に説明する）。
【００２７】
シェル８の内部には、フレーム３が固着されている。フレーム３は、シェル８の内周面に固着され、中心部にクランクシャフト４を軸支するため貫通孔が形成されている。このフレーム３は、揺動スクロール２を支持するとともに、クランクシャフト４を軸受部３ｂで回転自在に支持している。なお、フレーム３は、その外周面を焼き嵌めや溶接等によってシェル８の内周面に固定するとよい。また、シェル８の内部には、サブフレーム１６が固着されている。サブフレーム１６は、シェル８の内周面に固着され、中心部にクランクシャフト４を軸支するため貫通孔が形成されている。このサブフレーム１６は、クランクシャフト４を副軸受１６ａで回転自在に支持している。なお、フレーム３が上側に、サブフレーム１６が下側に、それぞれ固着されている。
【００２８】
なお、シェル８内には、揺動スクロール２の偏心旋回運動中における自転運動を阻止するための図示省略のオルダムリングが配設されている。このオルダムリングは、たとえば揺動スクロール２とフレーム３との間に配設され、揺動スクロール２の自転運動を阻止するとともに、公転運動を可能とする機能を果たすようになっている。つまり、オルダムリングは、揺動スクロール２の自転防止機構として機能している。また、固定スクロール１と構成部材１２とを分割している状態を例に示しているが、固定スクロール１と構成部材１２との一体型であってもよい。
【００２９】
ここで、圧縮機１００の動作について簡単に説明する。
シェル８に設けられた図示省略の電源端子に通電されると、固定子７と回転子６とにトルクが発生し、クランクシャフト４が回転する。クランクシャフト４の偏心ピン部４ａには、回転自在に揺動スクロール２が装着されている。インボリュート曲線により創設された渦巻体（渦巻体１ｂ、渦巻体２ｂ）を有する揺動スクロール２と固定スクロール１とは、かみ合い、これによって複数の圧縮室９が形成される。圧縮室９は、揺動スクロール２の旋回運動とともに中心に向かって容積を減少させながら移動し、流体が圧縮される。
【００３０】
したがって、冷凍サイクルから戻ってきた流体は、吸入管５から吸入され、シェル８内を充満した後、固定スクロール１と揺動スクロール２とによって形成される圧縮室９へ吸入、圧縮された後、吐出ポート１ａ及び高圧空間１５を通り、吐出管１３を介してシェル８外へ吐出され、冷凍サイクルへと再び送り込まれる。すなわち、圧縮機１００は、完全低圧シェルタイプであり、高圧空間１５及び吐出管１３内以外には、低圧流体しか作用しないようになっている。
【００３１】
シールユニット１４は、圧縮室９で圧縮された高圧流体と、吸入管５から吸入されシェル８内を満たしている低圧冷媒と、の差圧を受けるため、軸方向（鉛直方向）上に向かって荷重を受ける。高低圧の差圧がある一定値を超えると、シールユニット１４は差圧による荷重に耐え切れず、吐出管１３と構成部材１２との隙間へと軸方向に伸びながら変形してしまう。圧縮機１００の運転条件に変化がなければ、シールユニット１４は軸方向に変形し続け、やがてＵ字形状の根元部が破断し、高圧空間と低圧空間（構成部材１２の上方に存在している空間）とが連通してしまう。
【００３２】
こうなると、圧縮機１００の性能低下、または運転不能となり、密閉型の場合には交換が必要となる。また、急激な圧力変動が連続で起こった場合においても、シールユニット１４は急激な圧力変化を受けて変形し、変形または破断してしまうことがある。
【００３３】
シールユニット１４に使用されるＵシールリングの寸法を単純に大きくすれば、差圧による発生応力が緩和され、変形や破断を低減することはできる。しかしながら、Ｕシールリングを径・軸方向に厚くしすぎれば、取り付け性が悪化し、取り付け部分の加工も余分に必要となり、コスト増に繋がり、余計な手間及び費用を要することになる。また、不必要な厚みの増加は、自封性シールであるＵシールリングの機能性を損ねることにもなりかねない。以上のことから、Ｕシールリングの最小限の寸法変更により、信頼性を向上させることが重要であることがわかる。
【００３４】
図２は、シールユニット１４の設置場所周辺を拡大して示す要部拡大断面図である。図３は、隙間δと、ＨＦＣ系冷媒を基準としたときの二酸化炭素冷媒がＵシールリングに与える応力比と、の関係を示すグラフである。図４は、隙間δと、二酸化炭素冷媒雰囲気中の発生応力がＨＦＣ系冷媒雰囲気中と同等以下となるＵシールリングの各寸法と、の関係を示すグラフである。図５は、Ｕシールリングの各寸法と、Ｕシールリングの変形割合と、の関係を示すグラフである。図２〜図５に基づいて、シールユニット１４について詳細に説明する。
【００３５】
上述したように、シールユニット１４は、吐出管１３の環状段部１３ａと構成部材１２との間にはめ込まれるように設けられている。このシールユニット１４には、高圧空間１５に存在する高圧流体と、シェル８内に充満している低圧冷媒と、の差圧によって、軸方向上に向かっての荷重がかかっている。
【００３６】
図２に示すように、構成部材１２と吐出管１３との低圧側径方向隙間をδ、シールユニット１４の軸方向の厚みをｈ２、シールユニット１４のステンレス鋼製ばねが取り付けられる軸方向長さ（底部厚み）をｈ１、シールユニット１４のＵ字部片側の径方向厚みをｔとした場合に、式（１）「０．２ｍｍ≦δ≦０．５ｍｍ」、式（２）「０．２ｍｍ≦ｔ≦２ｍｍ」、式（３）「２ｍｍ≦ｈ２≦７ｍｍ」、式（４）「０．２ｍｍ≦（ｈ２−ｈ１）≦５ｍｍ」を満たし、更に式（５）「（ｈ２−ｈ１）×ｔ  ／（２．６×δ）≧１」となるように設定している。
【００３７】
図３においては、隙間δが式（１）で示す最大値０．５ｍｍのとき、ＨＦＣ系冷媒雰囲気中の発生応力は最大値となり、この最大発生応力を基準として示している。式（１）は、機械加工の精度及び吐出管１３に取り付けられるシールユニット１４のサイズから設定した。式（１）の範囲内において、二酸化炭素冷媒雰囲気中では隙間δの増加とともにＵシールリングに発生する応力は、ほぼ１次関数的に増加していることがわかる。そして、隙間δが最大値０．５ｍｍのときＨＦＣ系冷媒雰囲気中最大発生応力の５倍近くの応力が発生しており、二酸化炭素冷媒雰囲気中ではＵシールリングが破損する可能性がある。
【００３８】
図４においては、二酸化炭素冷媒雰囲気中のＵシールリングに発生する応力がＨＦＣ系冷媒雰囲気中の最大発生応力値になるよう、Ｕシールリングの軸方向厚み（ｈ２−ｈ１）、及び、厚みｔの寸法範囲を指定した計算結果を示している。図４の計算結果から、二酸化炭素冷媒雰囲気中のＵシールリングの発生応力がＨＦＣ系冷媒雰囲気中と同等となる関係式「（ｈ２−ｈ１）×ｔ＝２．６×δ」が近似的に求められる。
【００３９】
したがって、式（５）の関係を満たせば、二酸化炭素冷媒雰囲気中の高低圧が作用したとしても、Ｕシールリングに発生する最大発生応力はＨＦＣ系冷媒雰囲気中による最大発生応力と同等以下となり、Ｕシールリングの過大な変形・破損を防止することができると考える。ただし、圧縮機１００の実際の使用寸法を考慮して、式（２）〜式（４）を満たす設定とする。
【００４０】
Ｕシールリングの寸法を決める順番としては、最初にＵシールリングを取り付ける箇所の軸方向と径方向の収納性を考慮してｈ２とｔを定める。次に、作用する圧力に基づき（ｈ２−ｈ１）を定めることにより、ｈ１も自動的に決定されることになる。（ｈ２−ｈ１）の寸法が作用する圧力に十分耐え切れない厚みしかとれない場合は、最初のＵシールリングを取り付ける箇所に戻り、ｈ２とｔを見直し、適切な寸法となるまで検討を繰り返せばよい。
【００４１】
図５においては、Ｕシールリングの寸法（ｈ２−ｈ１）×ｔ／（２．６×δ）をパラメータに、過負荷条件で圧縮機１００の運転を行い、耐久試験完了後のＵシールリングの軸方向の変形割合を測定した結果を示している。
【００４２】
図５に示すように、（ｈ２−ｈ１）×ｔ／（２．６×δ）≧１の領域では、Ｕシールリングの変形割合は１２％以下となっている。このことから、発生応力が抑えられていると考えられる。一方、（ｈ２−ｈ１）×ｔ／（２．６×δ）＜１の領域では、Ｕシールリングの変形割合が（ｈ２−ｈ１）×ｔ／（２．６×δ）≧１よりも大きい。そして、変形割合が２５％を超えたところでＵシールリングが破断した。また、変形割合が２０％を超えたものも変形量が大きく、シール性が低下している可能性があった。
【００４３】
これらから、解析結果を実験結果で実証することができ、Ｕシールリングの寸法が（ｈ２−ｈ１）×ｔ／（２．６×δ）≧１の範囲であれば、Ｕシールリングの過大な変形・破断を抑制することができ、信頼性を十分確保できるものと考える。
【００４４】
以上のように、軸方向厚み（ｈ２−ｈ１）、径方向厚みｔ、径方向隙間δを適切な値に設定することで、二酸化炭素冷媒雰囲気中においてもＨＦＣ系冷媒雰囲気中と同等以下のレベルにまで発生応力を減少させることができる。したがって、軸方向厚み（ｈ２−ｈ１）、径方向厚みｔ、径方向隙間δを適切な値に設定したＵシールリングをシールユニット１４として使用すれば、Ｕシールリングの寸法、取り付け箇所の加工精度を極端に高めることなく、耐荷重性が向上し、信頼性の高いシール性を確保した圧縮機１００を提供することが可能である。
【００４５】
また、二酸化炭素冷媒雰囲気中においても、Ｕシールリングを使用することができるため、圧縮機１００の仕様として完全低圧シェルタイプを採用でき、高圧シェルタイプまたは不完全低圧シェルで課題であったシェル肉厚の増加を防止することができ、コスト低減に繋がる。特に大容量の圧縮機を開発する場合、シェル肉厚の関係から圧縮機の仕様は低圧シェルタイプが有利なため、効果は大きくなる。
【００４６】
なお、実施の形態では、圧縮機１００がスクロール圧縮機である場合を例に説明したが、これに限定するものではなく、低圧シェルタイプであればその他の形式、たとえばレシプロ式、ロータリー式、スクリュー式であっても同様の効果が得られる。また、二酸化炭素冷媒を使用した場合における発生応力でＵシールリングを説明したが、高低圧の差圧が大きくなる他の冷媒（たとえば、圧縮された状態において超臨界状態となるような冷媒）を用いた場合にも同様のことが言える。
【００４７】
また、シールユニット１４の材質としては、たとえば四ふっ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン））、三ふっ化塩化エチレン樹脂（ＰＣＴＦＥ）、四ふっ化エチレン・六ふっ化プロピレン樹脂（ＦＥＰ）、四ふっ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）等を用いるとよい。これらの材質でシールユニット１４を作製すれば、高低圧差に対してより耐久力を発揮することになる。さらに、これらの材質に、たとえばポリイミド、ポリフェニレンサルファイド、カーボン、グラファイト、ガラスファイバー、及び、二硫化モリブデンのうち少なくとも１つを充填材として用いれば、更に高低圧差に対しての耐久力を得られる。
【符号の説明】
【００４８】
１  固定スクロール、１ａ  吐出ポート、１ｂ  渦巻体、１ｃ  台板、２  揺動スクロール、２ｂ  渦巻体、２ｃ  台板、２ｄ  凹状軸受、３  フレーム、３ｂ  軸受部、４  クランクシャフト、４ａ  偏心ピン部、５  吸入管、６  回転子、７  固定子、８  シェル、９  圧縮室、１１  弁、１２  構成部材、１３  吐出管、１３ａ  環状段部、１４  シールユニット、１５  高圧空間、１６  サブフレーム、１６ａ  副軸受、３５  圧縮機構部、３６  駆動機構部、１００  圧縮機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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