(57)【要約】【課題】二酸化炭素を冷媒として用いた場合に、高効率なスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で前記圧縮室に潤滑油を供給することを特徴とするスクロール圧縮機。【選択図】　　　　図１
2004044582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、前記固定スクロール部品の渦巻きラップと前記旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機において、前記冷媒として二酸化炭素を用い、前記圧縮室内に供給する潤滑油量を、前記冷媒の吸入行程完了時に前記圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記固定スクロール部品の吸入室の容積が、前記圧縮室の押しのけ容積の２０％以上であ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】
前記旋回スクロール部品内に、潤滑油を流通させる絞り孔を備えた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４】
前記旋回スクロール部品の駆動によって、間欠的に潤滑油を流通させる絞り孔を備えた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５】
前記潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記潤滑油としてポリオールエステルを主成分とするオイルを用いたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、前記固定スクロール部品の渦巻きラップと前記旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機において、前記冷媒として二酸化炭素を用いるとともに、潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用い、前記旋回スクロール部品内に、前記潤滑油を流通させる絞り孔を備え、前記絞り孔によって、圧縮室内に供給する潤滑油量を、前記冷媒の吸入行程完了時に前記圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で、前記潤滑油を前記圧縮室内に供給することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項８】
固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、前記固定スクロール部品の渦巻きラップと前記旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機において、前記冷媒として二酸化炭素を用いるとともに、潤滑油としてポリオールエステルを主成分とするオイルを用い、前記旋回スクロール部品内に、前記潤滑油を流通させる絞り孔を備え、前記絞り孔によって、圧縮室内に供給する潤滑油量を、前記冷媒の吸入行程完了時に前記圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で、前記潤滑油を前記圧縮室内に供給することを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
家庭用又は業務用の冷凍空調分野では、冷凍空調用密閉型圧縮機として、レシプロ式圧縮機、ロータリ式圧縮機、及びスクロール式圧縮機が使用されている。これらのレシプロ式圧縮機、ロータリ式圧縮機、及びスクロール式圧縮機は、コストや性能面でのそれぞれの特徴を活かして開発が行われている。
防音とメンテナンスフリーを目的とした場合には、圧縮機構および電動機構を容器に収納した密閉型圧縮機が用いられ、この密閉型圧縮機では、スクロール式圧縮機とロータリ式圧縮機が主流となっている。
従来のスクロール圧縮機を例に挙げて示す。図８はスクロール圧縮機の断面図である。
スクロール圧縮機は、固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４によって圧縮室５を形成している。固定スクロール部品２は、鏡板２ｂから渦巻きラップ２ａが立ち上がって構成され、旋回スクロール部品４は、鏡板４ｂから渦巻きラップ４ａが立ち上がって構成されている。圧縮室５は、鏡板２ｂと鏡板４ｂとの間に、渦巻きラップ２ａと渦巻きラップ４ａとが噛み合わさって形成される。旋回スクロール部品４は、自転拘束機構によって自転が拘束され、円軌道に沿って旋回する。圧縮室５は、この旋回スクロール部品４の旋回動作によって容積を変えながら移動する。そして圧縮室５において、吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を吐出する。なお、旋回スクロール部品４の外周部及び渦巻きラップ背面に、所定の背圧を印加することで、旋回スクロール部品４が固定スクロール部品２から離れて転覆しないように構成している。
吸入管１より吸い込まれた冷媒ガスは、固定スクロール部品２の吸入室３を経て、固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４とがかみ合わさってできる圧縮室５に閉じ込められ、固定スクロール部品２の中心に向かって圧縮室５の容積を減少させながら圧縮され、吐出ポート６より吐出される。背圧室８は、固定スクロール部品２と軸受７に囲まれて形成される。この背圧室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する必要があるが、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、スクロール摺動部の異常磨耗や入力増加を招くことになる。そこで、背圧を常に一定に保つために背圧調整機構９を設けている。この背圧調整機構９は、背圧室８から固定スクロール部品２の内部を通って吸入室３へと連通している通路１０に、バルブ１１を設けて構成されている。そして、背圧室８の圧力が設定圧力より高くなるとバルブ１１が開き、背圧室８のオイルが吸入室３に供給され、背圧室８内を一定の中間圧に維持する。旋回スクロール部品４の背面には前述の中間圧が印加され、運転中に転覆しないように抑えている。吸入室３に供給されるオイルは、旋回スクロール部品４の旋回運動とともに圧縮室５に移動し、圧縮空間の冷媒の漏れ防止に役立っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２０７９７９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二酸化炭素を冷媒として用い、臨界圧以上の圧力で運転した場合、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７〜１０倍以上高い。このため、固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４との間に形成される圧縮室５では、各ラップ部２ａ、４ａの歯先面からの漏れが増大し、性能低下を招くという問題を有していた。
例えば、特許文献１記載のスクロール圧縮機では、相手側の鏡板とラップ部の歯先面との間からの漏れを低減させるために、スクロールのラップ部の歯先面に、チップシール溝が形成され、その中にチップシールが装着されている。しかしながら、チップシールが接触することによる摺動損失の増大や、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。
【０００５】
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、二酸化炭素を冷媒として用いた場合に、簡単で低コストを図った構成としながらも、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ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、前記固定スクロール部品の渦巻きラップと前記旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機において、前記冷媒として二酸化炭素を用い、前記圧縮室内に供給する潤滑油量を、前記冷媒の吸入行程完了時に前記圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合としたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記固定スクロール部品の吸入室の容積が、前記圧縮室の押しのけ容積の２０％以上であることを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロール部品内に、潤滑油を流通させる絞り孔を備えたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記旋回スクロール部品の駆動によって、間欠的に潤滑油を流通させる絞り孔を備えたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記潤滑油としてポリオールエステルを主成分とするオイルを用いたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、前記固定スクロール部品の渦巻きラップと前記旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機において、前記冷媒として二酸化炭素を用いるとともに、潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用い、前記旋回スクロール部品内に、前記潤滑油を流通させる絞り孔を備え、前記絞り孔によって、圧縮室内に供給する潤滑油量を、前記冷媒の吸入行程完了時に前記圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で、前記潤滑油を前記圧縮室内に供給することを特徴とする。
請求項８記載の本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、前記旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、前記固定スクロール部品の渦巻きラップと前記旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出するスクロール圧縮機において、前記冷媒として二酸化炭素を用いるとともに、潤滑油としてポリオールエステルを主成分とするオイルを用い、前記旋回スクロール部品内に、前記潤滑油を流通させる絞り孔を備え、前記絞り孔によって、圧縮室内に供給する潤滑油量を、前記冷媒の吸入行程完了時に前記圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で、前記潤滑油を前記圧縮室内に供給することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明による第１の実施の形態は、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出す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、圧縮室内に供給する潤滑油量を、冷媒の吸入行程完了時に圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合としたものである。本実施の形態によれば、圧縮室に供給された潤滑油はシールオイルとして作用し、ラップ部の歯先面からの漏れと側壁からの漏れを低減させることができる。また、吸入加熱による損失の増大を最小限にすることができる。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やすことがなく、コストを低く抑えることができる。
本発明による第２の実施の形態は、第１の実施形態におけるスクロール圧縮機において、固定スクロール部品の吸入室の容積が、圧縮室の押しのけ容積の２０％以上であるものである。本実施の形態によれば、冷媒が圧縮される前に潤滑油と冷媒を十分に混合させることができるので、圧縮室のシール性を更に高め、漏れを低減させる効果を高めることができる。
本発明による第３の実施の形態は、第１の実施形態におけるスクロール圧縮機において、旋回スクロール部品内に、潤滑油を流通させる絞り孔を備えたものである。本実施の形態によれば、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室に潤滑油を供給する手段を安価に実現できる。
本発明による第４の実施の形態は、第１の実施形態におけるスクロール圧縮機において、旋回スクロール部品の駆動によって、間欠的に潤滑油を流通させる絞り孔を備えたものである。本実施の形態によれば、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室に潤滑油を供給し、かつ、冷媒循環量の変化に対しても給油量を調節することができるので、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明による第５の実施の形態は、第１から第４の実施形態におけるスクロール圧縮機において、潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いたものである。本実施の形態によれば、全運転領域に対して機械効率を向上させ、かつ、漏れ損失も低減させることができるので、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明による第６の実施の形態は、第１から第４の実施形態におけるスクロール圧縮機において、潤滑油としてポリオールエステルを主成分とするオイルを用いたものである。本実施の形態によれば、冷媒循環量が多い運転条件に対しては、圧縮室のシール性が高まり、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明による第７の実施の形態は、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出す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るとともに、潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用い、旋回スクロール部品内に、潤滑油を流通させる絞り孔を備え、絞り孔によって、圧縮室内に供給する潤滑油量を、冷媒の吸入行程完了時に圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で、潤滑油を圧縮室内に供給するものである。本実施の形態によれば、圧縮室に供給された潤滑油はシールオイルとして作用し、ラップ部の歯先面からの漏れと側壁からの漏れを低減させることができる。また、吸入加熱による損失の増大を最小限にすることができる。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やすことがなく、コストを低く抑えることができる。また、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室に潤滑油を供給する手段を安価に実現できる。また、ポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いることで、全運転領域に対して機械効率を向上させ、かつ、漏れ損失も低減させることができるので、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明による第８の実施の形態は、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとを噛み合わせて圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構によって自転を拘束して円軌道に沿って旋回させ、固定スクロール部品の渦巻きラップと旋回スクロール部品の渦巻きラップとの間に形成される圧縮室が、容積を変えながら移動することで、吸入した冷媒を圧縮して吐出す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るとともに、潤滑油としてポリオールエステルを主成分とするオイルを用い、旋回スクロール部品内に、潤滑油を流通させる絞り孔を備え、絞り孔によって、圧縮室内に供給する潤滑油量を、冷媒の吸入行程完了時に圧縮室内に閉じこめられている冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で、潤滑油を圧縮室内に供給するものである。本実施の形態によれば、圧縮室に供給された潤滑油はシールオイルとして作用し、ラップ部の歯先面からの漏れと側壁からの漏れを低減させることができる。また、吸入加熱による損失の増大を最小限にすることができる。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やすことがなく、コストを低く抑えることができる。また、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室に潤滑油を供給する手段を安価に実現できる。また、ポリオールエステルを主成分とするオイルを用いることで、冷媒循環量が多い運転条件に対しては、圧縮室のシール性が高まり、更に高効率なクロール圧縮機を提供することができる。
【０００８】
【実施例】
図１に第１の実施例によるスクロール圧縮機の断面図を示す。
スクロール圧縮機は、密閉容器２０内に圧縮機構部と電動機構部とを備えている。圧縮機構部は密閉容器２０内の上方に配置され、電動機構部は圧縮機構部よりも下方に配置されている。密閉容器２０の上部には、吸入管１と吐出管２１が設けられている。密閉容器２０内の下部には、潤滑油を溜める油溜まり２２を有している。
圧縮機構部は、固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４により、複数の圧縮空間からなる圧縮室５を形成している。固定スクロール部品２は、鏡板２ｂから渦巻きラップ２ａが立ち上がって構成され、旋回スクロール部品４は、鏡板４ｂから渦巻きラップ４ａが立ち上がって構成されている。圧縮室５は、鏡板２ｂと鏡板４ｂとの間に、渦巻きラップ２ａと渦巻きラップ４ａとが噛み合わさって形成される。旋回スクロール部品４は、自転拘束機構２２によって自転が拘束され、円軌道に沿って旋回する。圧縮室５を構成する複数の圧縮空間は、この旋回スクロール部品４の旋回動作によって容積を変えながら移動する。なお、旋回スクロール部品４の外周部及び渦巻きラップ背面に、所定の背圧を印加することで、旋回スクロール部品４が固定スクロール部品２から離れて転覆しないように構成している。
【０００９】
吸入管１より吸い込まれた冷媒ガスは、固定スクロール部品２の吸入室３を経て、固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４とがかみ合わさってできる圧縮室５に閉じ込められ、固定スクロール部品２の中心に向かって容積を減少させながら圧縮され、吐出ポート６より吐出される。背圧室８は、固定スクロール部品２と軸受７に囲まれて形成され、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する必要がある。なお、軸受７の上面であって、旋回スクロール部品４と対向する面には、リング状のシール部材７ａを設けている。背圧調整機構９は、旋回スクロール部品４の背圧を常に一定に保つ機構である。背圧調整機構９は、背圧室８から固定スクロール部品２の内部を通って吸入室３へと連通している通路１０に、バルブ１１を設けて構成されている。そして、背圧室８の圧力が設定圧力より高くなるとバルブ１１が開き、背圧室８のオイルが吸入室３に供給され、背圧室８内を一定の中間圧に維持する。旋回スクロール部品４の背面には前述の中間圧が印加され、運転中に転覆しないように抑えている。吸入室３に供給されるオイルは、旋回スクロール部品４の旋回運動とともに圧縮室５に移動し、圧縮室５を構成する複数の圧縮空間からの冷媒の漏れ防止に役立っている。
【００１０】
油溜まり２２に溜まった潤滑油は、シャフト１３の内部に形成された通路２３を通って、シャフト１３の上端部に導かれる。シャフト１３の上端部に導かれた潤滑油は、シャフト１３と旋回スクロール４との摺動面及びシャフト１３と軸受７との摺動面を潤滑する。また潤滑油の一部は、旋回スクロール部品４内に設けられた連通路２４を通り、連通路２４に取り付けられた絞り孔１２で減圧された後、背圧室８に供給される。背圧室８の圧力が設定圧力より高くなるとバルブ１１が開き、背圧室８の潤滑油が吸入室３に供給され、背圧室８に溜まった潤滑油は、シールオイルとして作用する。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、便宜的にシャフト１３を中心にして左右に分けて図示する。
表１に４つの異なる運転条件の吐出圧力、吸入圧力、圧縮比、回転数を示す。
【００１１】
【表１】
2004044582.tif 000003
【００１２】
図２に表１に示される４つの異なる運転条件での、吸入した冷媒量に対する潤滑油の供給割合と成績係数比を示す。吸入した冷媒量とは、スクロール圧縮機が吸入行程を完了した時に閉じ込めた冷媒量を意味している。成績係数比は、それぞれの条件での成績係数を、成績係数の最大値で除したものである。図２から分るように、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室５に潤滑油を供給すると成績係数が最大になる。二酸化炭素を冷媒として用いた場合は、潤滑油の供給量が少ないと、シール性が悪くなり、圧縮室５の漏れ損失が増大し、潤滑油の供給量が多いと、吸入時に冷媒が過熱されて、閉じ込めることのできる冷媒量が減少して圧縮機の効率が低下することを示している。
【００１３】
一方、冷媒としてＲ４１０Ａを用いた場合と、冷媒として二酸化炭素を用いた場合を比較したものを図３に示す。二酸化炭素を用いた場合の、吸入した冷媒量に対する潤滑油の供給割合と成績係数比は、条件２で測定されたものである。また、Ｒ４１０Ａを用いた場合の、吸入した冷媒量に対する潤滑油の供給割合と成績係数比は、二酸化炭素を用いた場合の条件２と冷凍能力及び周波数がほぼ同等となるように設計されたスクロール圧縮機で測定されたものである。図３から、従来のフロン系冷媒であるＲ４１０Ａを用いた場合は、吸入した冷媒量に対する潤滑油の供給割合は、少なければ少ないほど成績係数比は向上することが分る。従って、二酸化炭素を冷媒として用いる場合は従来のフロン系冷媒を用いる場合とは異なり、適切な割合で圧縮室に潤滑油を給油する必要があることが分る。
【００１４】
本実施例では、絞り孔１２を適切に調節することによって、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室５に潤滑油を供給し、冷媒として二酸化炭素を用い、高圧側圧力が臨界圧以上となるように運転した場合でも、高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。また、絞り孔１２を別部材として連通路２４内に組み付けることで、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室５に潤滑油を供給する手段を安価に実現できる。また、図１に示す第１の実施例では、吸入管１及び吸入室３が背圧調整機構９と重なるために、便宜的にシャフト１３を中心にして左右に分けて図示されているので、図４に固定スクロール部品２と吸入室３と旋回スクロール部品４と圧縮室５の断面を拡大したものを示す。従来のＲ４１０Ａを冷媒として用いるスクロール圧縮機の場合、吸入室３の容積が、圧縮室５の押しのけ容積の約１４％となっている。ここで、圧縮室の押しのけ容積とは、旋回スクロール部品の１回転中、冷媒を吸入する空間の全容積である。また、吸入室３の容積とは、冷媒の吸入行程が終了した時点での、吸入管と圧縮空間との間に生じる空間の容積である。しかしながら、冷媒として二酸化炭素を用いた場合は、Ｒ４１０Ａを冷媒として用いる場合と比較して、吸入時の冷媒粘度が約１．４倍高くなるために、潤滑油と冷媒の混合が十分に行われず、圧縮室５のシールオイルとしての働きが低下する。そこで、吸入時の冷媒粘度の分だけ大きい吸入室３を形成し、固定スクロール部品２の吸入室３の容積が、圧縮室５の押しのけ容積の２０％以上の場合には、冷媒が圧縮される前に潤滑油と冷媒を十分に混合させることができるので、圧縮室５のシール性を高め、漏れを低減させる効果を更に高めることができる。
【００１５】
図５に第２の実施例を示す。この実施の形態のスクロール圧縮機は、図１の実施の形態における絞り孔を、旋回スクロール部品４の駆動によって、間欠的に潤滑油を供給する構成としたものである。すなわち図５に示すように、絞り孔１２の開口部を、旋回スクロール部品４の下面であって、軸受７に対向する面に設けている。そして、この絞り孔１２の開口部は、旋回スクロール部品４の駆動にともない、軸受７のシール部材７Ａを跨いで、シール部材７Ａの内周側と外周側とに位置することとなる。そして、シール部材７Ａの外周側に位置した場合に、背圧室８へ潤滑油を供給する。なお、シール部材７Ａの内周側に位置した場合には、背圧室８への潤滑油の供給は行われない。
【００１６】
表１に示されている４つの異なる条件に関して、冷媒循環量に対する圧縮室５に潤滑油を供給する最適な割合を図６に示す。図６から、４つの異なる条件では、さまざまな漏れに関するパラメータを異なるように設定しているにも関わらず、圧縮室５に潤滑油を供給する最適な割合は、冷媒循環量に対して強い相関関係があることが分る。このスクロール圧縮機では、圧縮室５に間欠的に潤滑油を供給する絞り孔１２を備えているので、圧縮室５に給油される潤滑油量は以下の式に表わすことができる。
【００１７】
【数１】
2004044582.tif 000004
【００１８】
ここで、Ｑは給油量、Ｃは定数、ΔＰは差圧、ｆは周波数、ｖは動粘度、ｄは絞り孔直径、Ｔｏは１回転当りの給油時間である。上式から分るように、圧縮室５に給油される潤滑油量を適切に調節することができるので、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室５に潤滑油を供給し、かつ、冷媒循環量の変化に対しても給油量を調節することができるので、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
【００１９】
図７に第３および第４の実施例を示す。図７は潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いた場合と、ポリオールエステルを用いた場合の圧縮機の性能を比較したものである。ポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いた場合は、二酸化炭素に対して相溶性が低いので、圧縮開始前に冷媒と潤滑油を十分に混合しておかないとシール性が低下する。一般的にポリアルキレングリコールは摺動部の潤滑性を良好に保つことができるので、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室５に潤滑油を供給し、かつ、固定スクロール部品２の吸入室３の容積が、圧縮室５の押しのけ容積の２０％以上とするときに、全運転領域に対して機械効率を向上させ、かつ、漏れ損失も低減させることができるので、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。一方、ポリオールエステルを主成分とするオイルを用いた場合は、二酸化炭素に対して相溶性が高いので、各隙間で潤滑油が冷媒と一緒に洗われてシールオイルとしての作用が低下する。この効果は冷媒循環量が少ない条件で特に顕著に表れる。しかしながら、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で圧縮室５に潤滑油を供給し、かつ、固定スクロール部品２の吸入室３の容積が、圧縮室５の押しのけ容積の２０％以上とするときは、冷媒循環量が多い運転条件に対しては、圧縮開始前に冷媒と潤滑油を十分に混合させることができるので、各隙間で潤滑油が冷媒と一緒に洗われてシールオイルとしての作用が低下するよりも早く、新たに潤滑油が各隙間に供給されてシール性を格段に高めることができる。特に冷媒循環量が多い条件で、更に高効率なスクロール圧縮機を提供できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、圧縮室に供給された潤滑油はシールオイルとして作用し、ラップ部の歯先面からの漏れと側壁からの漏れを同時に低減させることができる。また、吸入加熱による損失の増大を最小限にすることができる。
また本発明によれば、固定スクロール部品の吸入室の容積を、圧縮室の押しのけ容積の２０％以上とすることで、冷媒が圧縮される前に潤滑油と冷媒を十分に混合させることができるので、圧縮室のシール性を更に高め、漏れを低減させる効果を高めることができる。
また本発明によれば、旋回スクロール部品内に圧縮室に潤滑油を流通させる絞り孔を備えたことで、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で前記圧縮室に潤滑油を供給する手段を安価に実現できる。
また本発明によれば、旋回スクロール部品の駆動によって、圧縮室に間欠的に潤滑油を流通させる絞り孔を備えたことで、吸入した冷媒量に対して、２重量％以上２０重量％未満の割合で前記圧縮室に潤滑油を供給し、かつ、冷媒循環量の変化に対しても給油量を調節することができるので、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明によれば、潤滑油としてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いたことで、全運転領域に対して機械効率を向上させ、かつ、漏れ損失も低減させることができるので、更に高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。
また本発明によれば、潤滑油としてポリオールエステルを主成分とするオイルを用いたことで、冷媒循環量が多い運転条件に対しては、圧縮室のシール性が高まり、更に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】
【図１】本発明の一実施例を示す固定スクロール部品及び旋回スクロール部品の断面図
【図２】吸入した冷媒に対する潤滑油の供給割合と性能の関係を表すグラフ
【図３】吸入した冷媒に対する潤滑油の供給割合と性能の関係をＲ４１０Ａと二酸化炭素で比較したグラフ
【図４】固定スクロール部品と旋回スクロール部品と吸入室の拡大図
【図５】本発明の一実施例を示す固定スクロール部品及び旋回スクロール部品の断面図
【図６】吸入した冷媒に対する潤滑油の最適な供給割合と冷媒循環量の関係を表すグラフ
【図７】オイルの違いによる性能の関係を表すグラフ
【図８】従来例を示すスクロール圧縮機の断面図
【符号の説明】
１　　吸入管
２　　固定スクロール部品
２ａ　ラップ部
２ｂ　鏡板
３　　吸入室
４　　旋回スクロール部品
４ａ　ラップ部
４ｂ　鏡板
５　　圧縮室
６　　吐出ポート
７　　軸受
８　　背圧室
９　　背圧調整機構
１０　連通路
１１　バルブ
１２　絞り孔
１３　シャフト
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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