(57)【要約】【課題】非対称歯形となる固定スクロールと旋回スクロール対を用いた横置スクロール圧縮機において、旋回スクロール内線側の圧縮室のシール不足を解消して、圧縮機の効率低下を防止する。【解決手段】スクロール圧縮機１００は、渦巻状のラップ１０１ｂを有する旋回スクロール１０１と固定スクロール１０２とで複数の圧縮室１０３を形成する。旋回スクロールの反ラップ側に背圧室１３１を形成する。密閉容器１２２に油を貯留する貯油室１３３を形成する。固定スクロールに吸込掘込１０２ｅと、この吸込み部を始点とし冷媒流れ方向と周方向反対側に位置するＲ溝１０２ｍとを形成する。旋回スクロールに背圧室または貯油部からラップ側に油を供給する開口を形成する。旋回スクロールの旋回運動に伴い、溝と開口とを用いて、圧縮室に間欠的に給油する。【選択図】  図１
2011157974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状のラップを有する旋回スクロールと固定スクロールとで複数の圧縮室を形成し、旋回スクロールの反ラップ側に背圧室を形成し、前記旋回スクロールおよび固定スクロールを密閉容器に収容した密閉型のスクロール圧縮機において、前記密閉容器に油を貯留する貯油室を形成し、前記固定スクロールに吸込み部と、この吸込み部を始点とし冷媒流れ方向と周方向反対側に位置する溝とを形成し、前記旋回スクロールに前記背圧室または貯油部からラップ側に油を供給する開口を形成し、前記溝と前記開口とを用いて旋回スクロールの旋回運動に伴い圧縮室に間欠的に給油することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記旋回スクロールの外線側に形成される外線側圧縮室の閉込み容積が、内線側に形成される内線側圧縮室の閉込み容積よりも大きい非対称歯形を有することを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記開口および前記溝を、前記旋回スクロールの旋回運動により、旋回スクロールの外線側圧縮室が閉じきった状態から内線側圧縮室が閉じきった状態に変化する間に少なくともその一部が重なり、その他の状態では重ならない位置に形成したことを特徴とする請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
旋回スクロールと、この旋回スクロールと互いにかみ合う固定スクロールと、前記旋回スクロールと前記固定スクロールがかみ合って形成される複数の圧縮室と、前記固定スクロールが固定されるフレームと、前記旋回スクロールと固定スクロールとフレームにより形成される背圧室とを備え、前記背圧室と前記外線側圧縮室との間に背圧制御弁を介在させ、前記各部品を密閉容器に収容したスクロール圧縮機において、前記密閉容器内に貯油室を形成し、前記複数の圧縮室のうち、前記旋回スクロールの外線側に形成される外線側圧縮室の閉込み容積を、内線側に形成される内線側圧縮室の閉込み容積よりも大きくし、前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールに前記背圧室または前記貯油室から油を供給する圧縮室給油経路を形成し、この圧縮室給油経路は固定スクロールでは吸込み部に連通しており、旋回スクロールでは、旋回スクロールの旋回により外線側圧縮室が閉じきった状態から内線側圧縮室が閉じきった状態になるまでの間の少なくともいずれかの時期に、固定スクロールに形成した圧縮室給油経路に連通する位置に形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
冷媒として二酸化炭素を使用可能であって、請求項３に記載のスクロール圧縮機を搭載したことを特徴とするヒートポンプ給湯機用の冷凍サイクル。
【請求項６】
作動冷媒に二酸化炭素を用い、冷凍機油にポリアルキレングリコール油，ポリオールエステル油，ポリアルファオレフィン油，パラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油の少なくともいずれかを用いる請求項４または請求項５に記載のスクロール圧縮機を搭載した冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスクロール圧縮機およびそれを搭載した冷凍サイクルに係り、特に冷凍空調機器やヒートポンプ式給湯機に搭載するのに好適なスクロール圧縮機およびそれを搭載した冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール圧縮機の例が、特許文献１に記載されている。この公報に記載のスクロール圧縮機では、旋回スクロールの外線側で形成される圧縮室と内線側で形成される圧縮室との閉込み容積が異なるように、旋回スクロールおよび固定スクロールの歯形またはラップ形状（以後、非対称歯形と称する）を形成している。このように非対称歯形を有するスクロール圧縮機では、圧縮室のシール性を向上させるために、旋回スクロールの内線側に形成される圧力室よりも圧力が高い旋回スクロールの外線側の圧縮室が閉じきった状態になってから、シールのための給油を開始している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７２２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載のスクロール圧縮機では、非対称歯形を採用しているので、圧縮室間の圧力分布が旋回スクロールの外線側圧縮室と内線側圧縮室で異なる。つまり、閉込み容積の大きい外線側圧縮室が、常に先に圧縮を開始するので、内線側圧縮室が圧縮を開始する時点では、外線側圧縮室の圧力は吸込圧力よりも高い。この結果、旋回スクロール及び固定スクロールの各渦巻体（ラップ）と相手側スクロール部材の端板間に形成される隙間では、高圧である外線側圧縮室から内線側圧縮室へ向かう漏れ流れが生じる。
【０００５】
そこで、内線側のシール性を向上させるために、外線側からの漏れ流れが潤滑油を含むように、潤滑油の供給路を決定している。しかしながら、吸込圧力と吐出圧力の圧力差の大きい運転条件や冷媒にＣＯ2を用いて高圧となる運転条件では、上記渦巻体と端板間に形成される隙間から漏れ込む潤滑油だけでは潤滑油量が不足し、各スクロールラップの側面間に形成される隙間をシールするための潤滑油が不足するおそれがある。これにより、圧縮機の効率低下を引き起こすおそれがある。
【０００６】
本発明は上記従来技術の不具合に鑑みなされたものであり、その目的は、吸込み圧力と吐出圧力との圧力差が大きいときや冷媒にＣＯ2を用いたときであっても、スクロール圧縮機を高効率で運転可能にすることにある。本発明の他の目的は、非対称歯形となる固定スクロールと旋回スクロール対を用いた横置スクロール圧縮機において、旋回スクロール内線側の圧縮室のシール不足を解消して、圧縮機の効率低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は、渦巻状のラップを有する旋回スクロールと固定スクロールとで複数の圧縮室を形成し、旋回スクロールの反ラップ側に背圧室を形成し、前記各部材を密閉容器に収容した密閉型のスクロール圧縮機において、密閉容器に油を貯留する貯油室を形成し、固定スクロールに吸込み部と、この吸込み部を始点とし冷媒流れ方向と周方向反対側に位置する溝とを形成し、旋回スクロールに背圧室または貯油部からラップ側に油を供給する開口を形成し、溝と開口とを用いて旋回スクロールの旋回運動に伴い圧縮室に間欠的に給油するものである。
【０００８】
そして好ましくは、旋回スクロールの外線側に形成される外線側圧縮室の閉込み容積が、内線側に形成される内線側圧縮室の閉込み容積よりも大きい非対称歯形を有するものであり、開口および溝を、旋回スクロールの旋回により、旋回スクロールの外線側圧縮室が閉じきった状態から内線側圧縮室が閉じきった状態に変化する間に少なくともその一部が重なり、その他の状態では重ならない位置に形成したものである。
【０００９】
また上記目的を達成するために、本発明は、旋回スクロールと、この旋回スクロールと互いにかみ合う固定スクロールと、旋回スクロールと固定スクロールがかみ合って形成される複数の圧縮室と、固定スクロールが固定されるフレームと、旋回スクロールと固定スクロールとフレームにより形成される背圧室とを備え、背圧室と外線側圧縮室との間に背圧制御弁を介在させ、各部品を密閉容器に収容したスクロール圧縮機において、密閉容器内に貯油室を形成し、複数の圧縮室のうち、旋回スクロールの外線側に形成される外線側圧縮室の閉込み容積を、内線側に形成される内線側圧縮室の閉込み容積よりも大きくし、旋回スクロールおよび固定スクロールに背圧室または貯油室から油を供給する圧縮室給油経路を形成し、この圧縮室給油経路は固定スクロールでは吸込み部に連通しており、旋回スクロールでは、旋回スクロールの旋回により外線側圧縮室が閉じきった状態から内線側圧縮室が閉じきった状態になるまでの間の少なくともいずれかの時期に、固定スクロールに形成した圧縮室給油経路に連通する位置に形成したものである。
【００１０】
なお、冷媒として二酸化炭素を使用可能な上記スクロール圧縮機を、ヒートポンプ給湯機用の冷凍サイクルが搭載することが望ましい。さらに、上記スクロール圧縮機は、作動冷媒に二酸化炭素を用い、冷凍機油にポリアルキレングリコール油，ポリオールエステル油，ポリアルファオレフィン油，パラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油の少なくともいずれかを用いるものがよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特許請求の範囲に記載の構成により、吸込み圧力と吐出圧力との圧力差が大きいときや冷媒にＣＯ2を用いたときであっても、スクロール圧縮機を高効率で運転可能である。また、非対称歯形となる固定スクロールと旋回スクロール対を用いた横置スクロール圧縮機において、旋回スクロール内線側の圧縮室のシール不足が解消され、圧縮機の効率低下が防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る横置スクロール圧縮機の一実施例の縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図３】図１に示したスクロール圧縮機が有する差圧制御弁の詳細縦断面図。
【図４】図１に示したスクロール圧縮機に用いる旋回スクロールのラップ側から見た図。
【図５】図４のＢ−Ｂ′矢視断面図。
【図６】スクロールラップによる圧縮動作を説明する図。
【図７】本発明に係る横置スクロール圧縮機の他の実施例に用いる固定スクロールをラップ側から見た図。
【図８】図７のＣ−Ｃ′矢視断面図。
【図９】図７に示した固定スクロールとともに用いる旋回スクロールをスクロールラップ側から見た図。
【図１０】スクロールラップによる圧縮動作を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明に係る横置スクロール圧縮機１００の一実施例を、図面を用いて説明する。図１は、横置スクロール圧縮機１００の縦断面図である。図１では、この横置スクロール圧縮機１００が備える旋回スクロール１０１および固定スクロール１０２，フレーム１０９，オルダムリング１１０の各部を、周方向異なる位置の断面で示している。図２は、図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、固定スクロール１０２のスクロールラップ１０２ｒ側から見た図である。図３は、横置スクロール圧縮機１００が備える差圧制御弁の詳細断面図である。図４は、旋回スクロール１０１をスクロールラップ１０１ｂ側からみた軸方向視図である。図５は、図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。図６は、旋回スクロール１０１および固定スクロール１０２により形成される圧縮室１０３の圧縮動作を説明する図である。
【００１４】
横置スクロール圧縮機１００は、円筒状に形成された筒部とこの筒部の両側部を覆う鏡板状に形成されたエンドプレートからなる密閉容器１２２内に、圧縮機要素とモータ１１２が収容されている。圧縮機要素は、旋回スクロール１０１とこの旋回スクロールとともに圧縮室１０３を形成する固定スクロール１０２とを有している。
【００１５】
旋回スクロール１０１は、平板状の鏡板１０１ａに、渦巻状に形成されたスクロールラップ１０１ｂが立設されている。鏡板１０１ａの背面側には、旋回軸受１０１ｃを保持するリング状の軸受保持部１０１ｄと、旋回スクロール１０１が回転軸１１１の軸心から偏心して回転（旋回）できるように、旋回オルダム溝１０１ｅが設けられている。
【００１６】
固定スクロール１０２の反固定スクロールラップ側の面には、詳細を後述するリリース穴１０２ｃを覆うように、リード弁板であるリリース弁板１０４が設けられている。リリース弁板１０４に重なり合ってリリース弁板１０４の開口度を制限するリテーナ１０４ａを配置し、これらリリース弁板１０４とリテーナ１０４ａの一端側を、固定ねじ１０５で固定している。固定スクロール１０２の中央部には、吐出穴１０２ｄが開口している。
【００１７】
固定スクロール１０２では、図２に示すように、固定スクロール基準面１０２ａを端面として切削することにより、渦巻状に固定スクロールラップ１０２ｒが形成されている。したがって、固定スクロールラップ１０２ｒの端面（歯先面）は、固定スクロール基準面１０２ａと同一平面上にある。固定スクロールラップ１０２ｒよりも外周側には、リング状に周囲溝１０２ｂが形成されている。固定スクロール１０２の外周部には、複数の切り欠き部が形成されており、切り欠き部は吐出ガスおよび油を流す複数個の流通溝１０２ｇとして作用する。
【００１８】
固定スクロールラップ１０２ｒの根元側である歯底には、固定スクロールラップ１０２ｒに近接して、２個ずつ計４個のリリース穴１０２ｃが形成されている。リリース穴１０２ｃは、固定スクロール１０２の軸方向に貫通している。リリース穴１０２ｃを設けた理由は、圧縮室１０３の圧力が吐出圧以上になった場合に、リリース穴１０２ｃから冷媒ガス放出するためである。
【００１９】
固定スクロール１０２の歯底面であって、固定スクロールラップの１０２ｒが終わる外径側には、吸込部１０２ｓが形成されている。吸込部１０２ｓと、一部位置が重なるように反固定スクロールラップ側から吸込穴１０２ｆが形成されている。吸込み部１０２ｓから固定スクロールラップ１０２ｒに沿って、徐々に深さが変化する吸込掘込１０２ｅを形成する。吸込穴１０２ｆには、反固定スクロールラップ側から吸込パイプ１０６が挿入されている。吸込み部１０２ｓを挟んで吸込掘込１０２ｅとは反対側に、吸込掘込１０２ｅと連続して半径が一定のＲ溝１０２ｍが形成されている。Ｒ溝１０２ｍは、周方向に所定角度範囲だけ、形成されている。
【００２０】
ここで、図１に示すように、吸込穴１０２ｆに吸込パイプ１０６を挿入する際には、この吸込穴１０２ｆを封止する弁体１０７ａと、この弁体１０７ａを押圧する逆止弁ばね１０７ｂを吸込穴１０２ｆに挿入する。弁体１０７ａと逆止弁ばね１０７ｂは、吸込側逆止弁１０７を形成する。
【００２１】
固定スクロール１０２の周囲溝１０２ｂ部であって、Ｒ溝１０２ｍが形成されている位置から離れた位置に、差圧制御弁１０８を設けている。具体的には、図２及び図３に示すように、固定スクロール１０２の反固定スクロールラップ側から、順に径が小さくなる段付き穴（弁穴）１０２ｈを形成する。
【００２２】
弁穴１０２ｈは３段の穴であり、小径部と中間径部の境には、シートの中央部に円柱が取り付けられた形状の弁体１０８ａが保持される。小径部と中間径部の段差面は、弁シール面１０２ｉを形成する。中間径部には、弁体１０８ａを押圧する差圧弁ばね１０８ｂが挿入されている。大径部には、差圧弁ばね１０８ｂに挿入されて差圧弁ばね１０８ｂを保持する突起１０８ｃが中央部に形成された弁キャップ１０８ｄが、弁キャップ挿入部１０２ｎをガイドとして、嵌合されている。このように構成した差圧制御弁１０８では、弁穴１０２ｈの中間径部に弁体１０８ａと差圧弁ばね１０８ｂを挿入し、突起１０８ｃに差圧弁ばね１０８ｂの一端を挿入し、弁キャップ１０８ｄを弁穴１０２ｈの中間径部よりも大径の弁キャップ挿入部１０２ｎに圧入する。
【００２３】
弁穴１０２ｈの中間径部の側方から固定スクロール１０２の歯底に向けて斜めに、圧縮室導通路１０２ｋが形成されている。圧縮室導通路１０２ｋは、固定スクロール内線１０２ｊと旋回スクロール外線１０１ｆとで形成される圧縮室１０３（図４参照）に連通する。
【００２４】
図１に戻り、旋回スクロール１０１の反スクロールラップ側（背面側）と旋回スクロール１０１の外径側を覆い、固定スクロール１０２とボルト締結されるフレーム１０９が、固定スクロール１０２に対向して配置されている。フレーム１０９では、外周部に固定スクロール１０２を取り付ける固定取付面１０９ａが形成されている。固定取付面１０９ａの内側には、旋回はさみこみ面１０９ｂが設けられる。
【００２５】
旋回はさみこみ面１０９ｂの内側には、フレームオルダム溝１０９ｃが設けられている。フレームオルダム溝１０９ｃは、旋回スクロール１０１を旋回運動させるためのオルダムリング１１０を、フレーム１０９と旋回スクロール１０１の間に配置するために設けられる。オルダムリング１１０では、オルダムリング１１０がフレーム１０９に対向する面に、フレーム突起部１１０ａが形成されており、その反対面には旋回突起部１１０ｂ形成されている。
【００２６】
フレーム１０９の中央部には、軸貫通孔が形成されており、この軸貫通孔には軸シール１０９ｄと主軸受１０９ｅが並んで保持されている。フレーム１０９の中央部であって旋回スクロール１０１の端面に対向する面は、シャフトスラスト面１０９ｆであり、シャフト１１１からの軸力を支承する面である。フレーム１０９の外周面には、冷媒ガスおよび油の流路となる複数の流通溝１０９ｈが形成されている。
【００２７】
偏心部１１１ｅを有するシャフト１１１は、一端が旋回スクロールに保持された旋回軸受１０１ｃで支承されており、中間部は主軸受１０９ｅで支承されている。シャフト１１１は、密閉容器１２２内を左右に延びている。シャフト１１１の軸心部を左右に貫通するシャフト給油孔１１１ａが形成されており、このシャフト給油孔１１１ａに連通する半径方向孔が複数設けられている。これら半径方向孔は、旋回スクロール１０１側から順に、主軸受給油孔１１１ｂ，軸シール給油孔１１１ｃ，副軸受給油孔１１１ｄである。
【００２８】
シャフト１１１の一端側である偏心部１１１ｅは、旋回スクロール１０１に保持した旋回軸受１０１ｃに嵌合する。シャフト１１１の他端部は副軸受１１３に嵌合する。副軸受１１３は、副軸受ハウジング１１５に保持されている。副軸受ハウジング１１５は、密閉容器１２２に固定された副軸受支持板１１４に固定される。シャフト１１１の中間部であって、副軸受１１３とフレーム１０９に対応する位置の間には、モータ１１２を構成するロータ１１２ａが圧入されている。モータ１１２のステータ１１２ｂは、密閉容器１２２に焼き嵌めされている。
【００２９】
このように構成した横置スクロール圧縮機１００の動作を、以下に説明する。モータ１１２のロータ１１２ａが回転すると、このロータ１１２ａが取り付けられたシャフト１１１が回転し、シャフト１１１の端部に取り付けた旋回スクロール１０１が旋回運動する。オルダムリング１１０を設けているので、旋回スクロール１０１は、その自転が防止される。
【００３０】
旋回スクロール１０１が旋回すると、吸込パイプ１０６を経て吸込穴１０２ｆに導かれた冷媒ガスが、旋回および固定両スクロール１０１，１０２の間に形成される圧縮室１０３に流入する。そして、冷媒ガスは圧縮室１０３で圧縮されて、吐出穴１０２ｄから、密閉容器１２２の鏡板部と固定スクロール１０２の反固定スクロールラップ側間に形成される固定背面室１１７に吐出される。
【００３１】
固定背面室１１７に吐出された冷媒ガスは、固定スクロール１０２およびフレーム外周部に形成した流通溝１０２ｇ，１０９ｈを通って、モータ１１２のロータ１１２ａを収容しているモータ室１１８に流入する。モータ室１１８に入った冷媒ガスは、モータ１１２のロータ１１２ａとステータ１１２ｂ間を通過する。その過程で、冷媒ガスは、ロータ１１２ａやステータ１１２ｂに衝突し、冷媒ガス中に含まれる潤滑油を分離する。分離された潤滑油は、モータ室１１８の下部に落下する。
【００３２】
モータ室１１８に流入した冷媒ガスは、副軸受支持板１１４に形成された通気孔１１４ａを通る。通気孔１１４ａを通過した冷媒ガスは、シャフト１１１の右端部よりも右側であって、密閉容器１２２を仕切るように配置された油分離板１２５に衝突する。油分離板１２５に衝突した冷媒ガスは、衝突の際に冷媒ガス中に含む潤滑油を分離し、密閉容器１２２の鏡板部に取り付けた吐出パイプ１２０から外部に流出する。
【００３３】
密閉容器１２２の右端側の鏡板と油分離板１２５間の空間の下部には、潤滑油を貯える貯油室１２１が形成されている。冷媒ガスが通気孔１１４ａを通る流路抵抗により、貯油室１２１の圧力は、モータ室１１８の圧力より低くなる。その結果、モータ室１１８の潤滑油１１９は、中央部がモータ１１２側に凸に形成された副軸受支持板１１４の下部に形成した導油孔１１４ｄから貯油室１２１側に押し出される。貯油室１２１の油面が、モータ室１１８の油面よりも高くなる。
【００３４】
貯油室１２１に貯えられた潤滑油が、密閉容器１２２内の各部に給油される様子を、以下に説明する。旋回スクロール１０１の背面側には、旋回スクロール１０１と固定スクロール１０２とフレーム１０９により、中間圧室１２３が形成される。この中間圧室１２３の圧力は、差圧制御弁１０８により、吸込圧力と吐出圧力の間の圧力（以後、中間圧と呼ぶ）に保たれる。
【００３５】
貯油室１２１内の潤滑油１１９は、吐出圧雰囲気にあるので、中間圧室１２３と貯油室１２１内の潤滑油１１９とでは、吐出圧と中間圧の差圧が生じる。この差圧により、給油パイプ１２４からシャフト給油孔１１１ａ経て旋回軸受１０１ｃに給油される。さらに、シャフト１１１が回転すると、遠心力が生じ、シャフト１１１の軸心部を貫通するシャフト給油孔１１１ａを流通する潤滑油は、シャフト１１１の半径方向に形成された主軸受給油孔１１１ｂおよび軸シール給油孔１１１ｃ，副軸受給油孔１１１ｄから、各摺動部へ給油される。旋回軸受１０１ｃに給油された潤滑油１１９は、中間圧室１２３に漏れこむ。そして、差圧制御弁１０８から圧縮室導通路１０２ｋに入り、冷媒ガスとともに固定背面室１１７に吐出される。
【００３６】
図４に、旋回スクロールの上面図を、図５に図４のＢ−Ｂ′断面図を示す。これらの図からわかるように、旋回スクロール１０１の鏡板１０１ａに、窪みである油ポケット１２６が形成されている。上述したように、固定スクロール１０２には、Ｒ溝１０２ｍが形成されており、このＲ溝１０２ｍは吸込み圧になっている。油ポケット１２６とＲ溝１０２ｍにより、図６に示すように、旋回スクロール１０１の内線側圧縮室への給油経路が形成される。
【００３７】
油ポケット１２６の作用について、図６を用いて説明する。図６は、旋回スクロール１０１のスクロールラップ１０１ｂと固定スクロール１０２の固定スクロールラップ１０２ａにより形成される圧縮室１０３が、シャフト１１１の回転に伴い変化する様子を示した図である。
【００３８】
同図（ａ）は、シャフト１１１の偏心部１１１ｅの角度が基準位置にある状態で、この角度をクランク角度０゜と称する。同図（ｂ）は、シャフト１１１の偏心部１１１ｅの角度が１２５゜進んだ角度であり、同図（ｃ）は、シャフト１１１の偏心部１１１ｅの角度が１８０゜まで進んだ角度であり、同図（ｄ）は、シャフト１１１の偏心部１１１１ｅの角度が２７０゜まで進んだ角度の状態を示している。
【００３９】
同図（ａ）に示すクランク角度０゜は、旋回スクロール１０１の外線側が吸込完了したときに対応する。このクランク角度が０゜から、同図（ｂ）に示したクランク角１２５゜までのシャフト１１１の回転区間では、油ポケット１２６はＲ溝１０２ｍを介して吸込圧力である吸込み部１０２ｓと連通している。このとき、潤滑油は同図（ａ）中に矢印で示したようにＲ溝１０２内を流れる。シャフト１１１の回転角度が、０°〜１２５°の範囲にあるときに、旋回スクロール１０１の内線側に形成される圧縮室１０３ａをシールするための給油が完了する。
【００４０】
図６（ｃ）および図６（ｄ）に示すように、旋回スクロール１０１が旋回運動して、ハッチングして示した固定スクロール１０２の周囲溝１０２ｂに油ポケット１２６が連通すると、油ポケット１２６に給油される。周囲溝１０２ｂは、中間圧室１２３と連通しているので、周囲溝１０２ｂの圧力は中間圧になる。
【００４１】
旋回スクロール１０１の外線側に形成される将来圧縮室１０３ｂとなる空間へ冷媒ガスを吸込み終えたら、旋回スクロール１０１の外線側の圧縮室１０３ｂに、差圧制御弁１０８を介して給油される。非対称歯形を有するスクロールラップの場合、圧縮室１０３ａ，１０３ｂの圧力は、従来の対称歯形と異なり、先に圧縮動作を開始する旋回スクロール１０１の外線側の圧縮室１０３ｂの圧力の方が、内線側の圧縮室１０３ａよりも高い。
【００４２】
したがって、旋回スクロール１０１の外線側の圧縮室１０３ｂに給油された油を、シャフト１１１の回転により圧縮室１０３ｂの圧力が上昇するに伴い、スクロールラップ１０１ｂ，１０２ｒの歯先歯底を介して、内線側の圧縮室１０３ａに流れ込ませる、従来の方法だけでは、内線側の圧縮室１０３ａをシールする潤滑油が不足する。そこで、本実施例では油ポケット１２６とＲ溝１０２ｍとを利用して、内線側の圧縮室１０３ａへの給油を確実にしている。この油ポケット１２６から供給された潤滑油は、固定スクロールラップ１０２ａおよび旋回スクロールラップ１０１ｂの歯先歯底はもちろんのこと、両スクロールラップ１０１ｂ，１０２ｒの側面間に形成される隙間をもシール可能である。
【００４３】
特に、スクロールラップ１０１ｂ，１０２ｒの歯先と鏡板との隙間は、数μｍという微小隙間なのに対して、スクロールラップ１０１ｂ，１０２ｒの熱変形や接触防止を考慮して、側面隙間は数十μｍになる。したがって、吸込圧力と吐出圧力の圧力差の大きい運転条件では、本実施例の効果が顕著になる。
【００４４】
本実施例によれば、スクロール圧縮機の漏れ損失を抑えることができるので、スクロール圧縮機の効率が向上する。これにより、冷凍サイクルのシステムＣＯＰが向上する。特に、冷媒にＣＯ2冷媒を用いた場合には、高圧冷媒であることと断熱指数が高いので、圧縮室間の圧力差が大きくなるが、本実施例によれば、確実に圧縮室をシールすることができるので、スクロール圧縮機の効率が大幅に向上する。
【００４５】
なお、上記実施例では、油ポケット１２６が吸込圧力と連通する区間を、旋回スクロール１０１の外線側が吸込完了したときのクランク角度を０度として、０゜〜１２５゜の区間としたが、連通する区間の終点は、クランク角度０゜〜ほぼ１８０゜までのいずれであってもよい。また、油ポケット１２６を円径の窪みとしたが、本発明の目的を達成する形状であればどのような形状でもよい。
【００４６】
本発明に係る横置スクロール圧縮機１００の他の実施例を、図７ないし図１０を用いて説明する。図７は、図２に対応する図であり、図８は図５に対応する図で、図７のＣ−Ｃ′断面図である。図９は図４に対応する図であり、図１０は、旋回スクロール１０１および固定スクロール１０２の両スクロールラップ１０１ｂ，１０２ｒで形成される圧縮室１０３の変化を示す図である。
【００４７】
本実施例では、油ポケット１２６とＲ溝１０２ｍにより構成される旋回スクロール１０１の内線側の圧縮室１０３ａへの給油経路を上記実施例と異ならせている。つまり、上記実施例では、油ポケット１２６から供給される潤滑油の圧力は、固定スクロール１０２に設けた周囲溝１０２ｂの中間圧からＲ溝１０２ｍの吸込圧へと圧力が変化しているのに対し、本実施例では、周囲溝１０２ｂを設けていないので、貯油室１２１と連通している貯油導通路１０２ｐの吐出圧からＲ溝１０２ｍの吸込圧へと圧力が変化する。
【００４８】
図６に示した実施例と同様、油ポケット１２６が吸込圧力と連通する区間は、旋回スクロール１０１の外線側が吸込完了したときのクランク角度を０゜として、０゜〜１２５゜としている。この連通区間の範囲は、上記実施例と同様変更可能である。本実施例によれば、圧縮機の吐出圧力で給油するので、流路抵抗が大きくて、上記実施例より確実に給油できる。
【００４９】
上記各実施例では、作動冷媒に二酸化炭素を用いた例を示しているが、冷媒としては空気調和装置に通常使用される冷媒であってもよい。なお作動冷媒に二酸化炭素を用いた場合には、冷凍機油にポリアルキレングリコール油，ポリオールエステル油，ポリアルファオレフィン油，パラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油の少なくともいずれかを用いるのが好ましい。
【符号の説明】
【００５０】
１０１  旋回スクロール
１０１ａ  鏡板
１０１ｂ  スクロールラップ
１０１ｃ  旋回軸受
１０１ｄ  軸受保持部
１０１ｅ  旋回オルダム溝
１０１ｆ  旋回スクロール外線
１０１ｇ  旋回スクロール内線
１０２  固定スクロール
１０２ａ  固定スクロール基準面
１０２ｂ  周囲溝
１０２ｃ  リリース穴
１０２ｄ  吐出穴
１０２ｅ  吸込掘込
１０２ｆ  吸込穴
１０２ｇ，１０９ｈ  流通溝
１０２ｈ  弁穴
１０２ｉ  弁シール面
１０２ｊ  固定スクロール内線
１０２ｋ  圧縮室導通路
１０２ｍ  Ｒ溝
１０２ｎ  弁キャップ挿入部
１０２ｐ  貯油導通路
１０２ｒ  固定スクロールラップ
１０３  圧縮室
１０４  リリース弁板
１０４ａ  リテーナ
１０５  固定ねじ
１０６  吸込パイプ
１０７  吸込側逆止弁
１０７ａ，１０８ａ  弁体
１０７ｂ  逆止弁ばね
１０８  差圧制御弁
１０８ｂ  差圧弁ばね
１０８ｃ  突起
１０８ｄ  弁キャップ
１０９  フレーム
１０９ａ  固定取付面
１０９ｂ  旋回はさみこみ面
１０９ｃ  フレームオルダム溝
１０９ｄ  軸シール
１０９ｅ  主軸受
１０９ｆ  シャフトスラスト面
１１０  オルダムリング
１１０ａ  フレーム突起部
１１０ｂ  旋回突起部
１１１  シャフト
１１１ａ  シャフト給油孔
１１１ｂ  主軸受給油孔
１１１ｃ  軸シール給油孔
１１１ｄ  副軸受給油孔
１１１ｅ  偏心部
１１２  モータ
１１２ａ  ロータ
１１２ｂ  ステータ
１１３  副軸受
１１４  副軸受支持板
１１４ａ  通気孔
１１４ｄ  導油孔
１１５  副軸受ハウジング
１１６  吸込口
１１７  固定背面室
１１８  モータ室
１１９  潤滑油
１２０  吐出パイプ
１２１  貯油室
１２２  密閉容器
１２３  中間圧室
１２４  給油パイプ
１２５  油分離板
１２６  油ポケット
【図１】
2011157974.tif 000003
【図２】
2011157974.tif 000004
【図３】
2011157974.tif 000005
【図４】
2011157974.tif 000006
【図５】
2011157974.tif 000007
【図６】
2011157974.tif 000008
【図７】
2011157974.tif 000009
【図８】
2011157974.tif 000010
【図９】
2011157974.tif 000011
【図１０】
2011157974.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年5月19日(2011.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回スクロールと、この旋回スクロールと互いにかみ合う固定スクロールと、前記旋回スクロールと前記固定スクロールがかみ合って形成される複数の圧縮室と、前記固定スクロールが固定されるフレームと、前記旋回スクロールと固定スクロールとフレームにより形成される背圧室とを備え、前記背圧室と前記外線側圧縮室との間に背圧制御弁を介在させ、前記各部品を密閉容器に収容したスクロール圧縮機において、
前記密閉容器内に貯油室を形成し、前記複数の圧縮室のうち、前記旋回スクロールの外線側に形成される外線側圧縮室の閉込み容積を、内線側に形成される内線側圧縮室の閉込み容積よりも大きくし、前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールに前記貯油室から油を供給する貯油導通路を形成し、この貯油導通路は旋回スクロールに設けられた油ポケットによって間欠的に吸込み部に連通しており、旋回スクロールでは、旋回スクロールの旋回により外線側圧縮室が閉じきった状態から内線側圧縮室が閉じきった状態になるまでの間の少なくともいずれかの時期に、固定スクロールに形成した圧縮室給油経路に連通する位置に形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
非対称歯形を有する固定スクロールと、
背圧室の圧力によって前記固定スクロールに押し付けられ、前記固定スクロールと噛み合って、外線側圧縮室，内線側圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記背圧室と前記外線側圧縮室との間に配設された背圧制御弁と、
を密閉容器に収容し、吸込部から前記各圧縮室に吸い込んだ冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
前記固定スクロールは、前記密閉容器内と連通する貯油導通路と、前記吸込部に連通する溝と、を有し、
前記旋回スクロールは、その旋回に伴って、前記貯油導通路と前記溝との双方に交互に連通する油ポケットを有し、
前記旋回スクロールの旋回により前記外線側圧縮室が形成された状態から前記内線側圧縮室が形成される状態になるまでの間の少なくともいずれかの時期に、前記溝と前記油ポケットが連通する位置に、前記溝，前記貯油導通路，前記油ポケットを配設した
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
冷媒として二酸化炭素を使用可能であって、請求項１または２に記載のスクロール圧縮機を搭載したことを特徴とするヒートポンプ給湯機用の冷凍サイクル。
【請求項４】
作動冷媒に二酸化炭素を用い、冷凍機油にポリアルキレングリコール油，ポリオールエステル油，ポリアルファオレフィン油，パラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油の少なくともいずれかを用いる請求項１乃至３の何れかに記載のスクロール圧縮機を搭載した冷凍サイクル。