(57)【要約】【課題】二酸化炭素を冷媒として用いた場合に、高効率及び高信頼性を有するスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品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の自転を自転拘束部品によって拘束し、前記旋回スクロール部品を旋回運動させることにより、前記圧縮室を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させ、冷媒ガスを前記圧縮室に吸い込んで圧縮するスクロール圧縮機。【選択図】        図１
2005016335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品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の自転を自転拘束部品によって拘束し、前記旋回スクロール部品を旋回運動させることにより、前記圧縮室を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させ、冷媒ガスを前記圧縮室に吸い込んで圧縮するスクロール圧縮機であって、
冷媒として二酸化炭素を用い、
前記固定スクロール部品を鉄系金属材料で、前記旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、
前記旋回スクロール部品に表面処理を施し、
前記旋回渦巻ラップの歯先と前記固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、前記旋回渦巻ラップの歯先を傾斜させたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
内周側の前記旋回渦巻ラップにおける最小高さを、外周側の前記旋回渦巻ラップにおける最大高さの９９．６％以上１００％未満とし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３】
固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品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の自転を自転拘束部品によって拘束し、前記旋回スクロール部品を旋回運動させることにより、前記圧縮室を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させ、冷媒ガスを前記圧縮室に吸い込んで圧縮するスクロール圧縮機であって、
冷媒として二酸化炭素を用い、
前記固定スクロール部品を鉄系金属材料で、前記旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、
前記旋回渦巻ラップの歯先以外に表面処理を施したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記旋回鏡板の歯底と前記固定渦巻ラップの歯先との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、前記旋回鏡板の歯底を傾斜させたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施し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】
前記表面処理を施した部分に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷暖房装置や冷蔵庫等の冷却装置に用いられるスクロール圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍空調用の密閉型圧縮機としては、レシプロ式、ロータリ式、スクロール式があり、いずれの方式も家庭用、業務用の冷凍空調分野で使用されてきている。現在はコスト、性能面等でそれぞれの特徴を活かした開発が行われている。
中でも圧縮機構及び電動機構を容器に収納した圧縮機は、防音とメンテナンスフリーを意図したいわゆる密閉型圧縮機で代表され、スクロール圧縮機とロータリ圧縮機が主流となっている。スクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻ラップが立ち上がる固定スクロール部品及び旋回スクロール部品を噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール部品を自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行い、旋回スクロール部品の外周部及び渦巻ラップ背面に所定の背圧を潤滑用のオイルにより印加し、旋回スクロール部品が固定スクロール部品から離れて転覆しないようなことがないようにしている。
上記従来のスクロール圧縮機を図８に示す（例えば、特許文献１）。図８は従来のスクロール圧縮機の断面図である。
吸入管１より吸い込まれた冷媒ガスは、渦巻ラップ２ａと鏡板２ｂからなる固定スクロール部品２の吸入室３を経て、渦巻ラップ４ａと鏡板４ｂからなる旋回スクロール部品４と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。
旋回スクロール部品４と、軸受部材７のリング状の溝に装着された摺動仕切り環１４とに囲まれて形成される背圧空間８ａは、吐出圧力と吸入圧力との間の中間圧に設定されており、背圧調整機構９によりこの中間圧が一定圧となるよう制御されている。なお、摺動仕切り環１４は、旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃと摺動する。
背圧調整機構９は、背圧空間８ａ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を設けたもので、背圧空間８ａの圧力が設定圧力より高くなるとバルブ１１が開き、背圧空間８ａのオイルを吸入室３へと供給し、背圧空間８ａ内を一定の中間圧に維持している。また吸入室３へと供給されたオイルは、旋回運動とともに圧縮室５へと移動し、圧縮室５間の漏れ防止に役立っている。旋回スクロール部品４の背面には、前述の中間力が印加され、運転中に転覆するのを抑えている。転覆すると固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４が離れてしまい、その部分に漏れが発生してしまう。
スクロール圧縮機を構成する固定スクロール部品２と旋回スクロール部品４の材料には、両方に鋳鉄を主とした鉄系を、又は、固定スクロール部品２に鉄系を、旋回スクロール部品４にはアルミニウム系を用いたものがある。
また、特許文献２に記載のスクロール圧縮機では、旋回スクロール部品又は固定渦巻ラップを、歯先面の温度分布を測定した結果をもとに、鏡板の歯底から歯先までの高さ寸法を調整し、組み立て状態において各渦巻ラップの歯先と相手方の鏡板の歯底との間に最内周側で最も大きくなるようなスラスト方向ギャップを形成したり、スラスト方向ギャップを複数段階で変化させている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２８０２５２号公報
【特許文献２】
特開平７−１９７８９１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た場合、圧縮機の吐出圧力は、フロンを冷媒とする従来の圧縮機と比較すると、高圧側圧力が約７〜１０倍以上高い。このため、旋回スクロール部品が固定スクロール部品から引き離されないだけの背圧を与えると、旋回スクロール部品が固定スクロール部品に強く押し付けられ、摺動部の異常磨耗や焼付きが発生し、入力増加による性能低下を招くことになる。また、大容量で多冷媒となるシステムでは、液冷媒の戻りが激しい過渡運転時においては、洗浄性の高い二酸化炭素の液冷媒により、旋回スクロール部品のスラスト面において潤滑油切れや温度上昇が発生してアルミニウム表面が起点となり焼付きに至る恐れがある。
また、同じ熱膨張係数の金属、鉄系材料を用いて両スクロール部品を形成した場合には、旋回スクロール部品の比重が大きくなるために、運転時の遠心力が大きくなり、その結果、軸受部材負荷が高くなり、摺動損失も大きくなる。特に、高速運転時には遠心力が非常に大きくなることから主軸と軸受部材で激しく磨耗してしまう。また、渦巻ラップの精度を高めるには、取り付け面や摺動面を精密に機械加工する必要があるが、鉄系材料は切削性が低いために、その加工が極めて難しく、生産性を向上させることが困難であった。
また、各圧縮室は圧縮作用を行うことにより圧縮熱が生じ、この熱によって各スクロール部品が高温になる。そして、各圧縮室内の圧力は、最外周側の圧縮室から中心側の圧力室に向けて順次高くなり、各渦巻ラップには最外周側から中心側に向かって温度勾配が生じる。即ち、中心側（最内周側）の圧縮室は最外周側の圧縮室より高温になる。この温度上昇により各渦巻ラップは熱膨張し、特に高温となる中央側に位置する各渦巻ラップの内周側は大きく熱膨張してしまう。このため、各渦巻ラップの熱膨張時には、各渦巻ラップの歯先面と各鏡板の歯底とのスラスト方向ギャップが組み立て時のギャップ寸法よりも小さくなり、各渦巻ラップの歯先面が各鏡板の歯底と接触する。さらに接触面圧が高まると、お互いにカジリが発生し、各鏡板や各渦巻ラップが損傷する恐れがあり、圧縮機としての圧縮効率、耐久性が低下してしまうという問題がある。特に、固定スクロール部品に鉄系材料を、旋回スクロール部品にアルミニウム系材料を用い、異なる熱膨張係数の金属を用いて形成した場合には、この問題は顕著に現れる。
また、スラスト方向ギャップの存在による性能低下を回避するために、旋回スクロール部品及び固定スクロール部品のどちらか又は両方にチップシールを設ける場合には、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】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、二酸化炭素を冷媒として用いた場合に、高効率及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。
【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、固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品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の自転を自転拘束部品によって拘束し、前記旋回スクロール部品を旋回運動させることにより、前記圧縮室を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させ、冷媒ガスを前記圧縮室に吸い込んで圧縮するスクロール圧縮機であって、冷媒として二酸化炭素を用い、前記固定スクロール部品を鉄系金属材料で、前記旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、前記旋回スクロール部品に表面処理を施し、前記旋回渦巻ラップの歯先と前記固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、前記旋回渦巻ラップの歯先を傾斜させ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、内周側の前記旋回渦巻ラップにおける最小高さを、外周側の前記旋回渦巻ラップにおける最大高さの９９．６％以上１００％未満としたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明のスクロール圧縮機は、固定鏡板上に固定渦巻ラップを有する固定スクロール部品と、旋回鏡板上に旋回渦巻ラップを有する旋回スクロール部品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の自転を自転拘束部品によって拘束し、前記旋回スクロール部品を旋回運動させることにより、前記圧縮室を渦巻の中心に向かって容積を減少させながら移動させ、冷媒ガスを前記圧縮室に吸い込んで圧縮するスクロール圧縮機であって、冷媒として二酸化炭素を用い、前記固定スクロール部品を鉄系金属材料で、前記旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、前記旋回渦巻ラップの歯先以外に表面処理を施したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記旋回鏡板の歯底と前記固定渦巻ラップの歯先との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、前記旋回鏡板の歯底を傾斜させ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、前記表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施し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５のいずれかに記載のスクロール圧縮機において、前記表面処理を施した部分に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態によるスクロール圧縮機は、固定スクロール部品を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、旋回スクロール部品に表面処理を施し、旋回渦巻ラップの歯先と固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、旋回渦巻ラップの歯先を傾斜させたものである。本実施の形態によれば、固定スクロール部品が鉄系材料で、旋回スクロール部品がアルミニウム系材料で形成し、旋回スクロール部品に表面処理を施しているので、冷媒として二酸化炭素を用いた高差圧運転において、旋回鏡板の歯底が固定渦巻ラップの歯先に強く押し付けられても、硬化層を持った表面処理により異常磨耗を抑えて焼付きを生じることなく運転することができる。また、本実施の形態によれば、大容量で多冷媒となるシステムにおける液冷媒の戻りが激しい過渡運転時においても、洗浄性の高い二酸化炭素の液冷媒による、旋回スクロール部品のスラスト面における潤滑油切れや温度上昇の発生による焼付きを生じることなく運転できる。また、本実施の形態によれば、旋回スクロール部品がアルミニウム系材料で形成しているので、高速運転時の駆動部の遠心力を小さくでき、かつ耐久性に優れ摺動損失を少なくすることができる。また、本実施の形態によれば、旋回渦巻ラップの歯先と固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップが外周側から内周側へと増加するように、旋回スクロールの渦巻ラップの歯先を傾斜させることで、圧縮過程において中心部で生じる高温の圧縮熱に対しても、旋回スクロール部品における渦巻ラップの中心部の歯先の接触を防止することができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるスクロール圧縮機において、内周側の旋回渦巻ラップにおける最小高さを、外周側の旋回渦巻ラップにおける最大高さの９９．６％以上１００％未満としたものである。本実施の形態によれば、各渦巻ラップの歯先面からの漏れ損失を低減させながら、各渦巻ラップの歯先面のカジリ等を防ぎ、歯先からの漏れを最小限に抑制することができ、圧縮機の性能向上と信頼性の確保を両立することができる。
本発明の第３の実施の形態によるスクロール圧縮機は、固定スクロール部品を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、旋回渦巻ラップの歯先以外に表面処理を施したものである。本実施の形態によれば、圧縮過程において中心部で生じる高温の圧縮熱に対しても、旋回スクロール部品における渦巻ラップの中心部の歯先の接触を防止することができる。また仮に渦巻ラップの中心部の歯先が接触する場合でも、歯先に表面処理を施していないため、運転中に焼付くことなく固定スクロール部品の歯先と固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップを調整するため、加工をせずに、圧縮機の性能向上と信頼性を両立することができるので、低コスト化が図れる。
本発明の第４の実施の形態は、第１から第３の実施の形態によるスクロール圧縮機において、旋回鏡板の歯底と固定渦巻ラップの歯先との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、旋回鏡板の歯底を傾斜させたものである。本実施の形態によれば、冷媒として二酸化炭素を用いた高差圧運転下で、固定スクロール部品が圧力歪や温度歪により、固定スクロール部品の渦巻ラップの歯先が旋回鏡板の歯底に接触することを防止し、高信頼性が図られる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるスクロール圧縮機において、表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施したものである。本実施の形態によれば、二酸化炭素冷媒の高差圧下でも、摺動による硬化層を持った被膜の摩滅が少なく、長時間の使用でも表面処理被膜が残存し、焼付くことなく高信頼性が図られる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるスクロール圧縮機において、表面処理を施した部分に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したものである。本実施の形態によれば、表面処理による粗さを小さくすることより、摺動損失を低減することによる性能向上が図れ、特に初期運転時から高効率化が図れる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示す断面図、図２は同スクロール圧縮機の要部断面図、図３は同スクロール圧縮機に用いる旋回スクロール部品の平面図、図４は同旋回スクロール部品の側面図、図５は同旋回スクロール部品の旋回渦巻ラップの高さ比率を示すグラフである。なお、図８に示す従来のスクロール圧縮機と同一機能の構成については、同一の符号を付している。
本実施例の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２９を有する。
【０００９】
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とからなり、両部品が噛み合って、複数の圧縮室５を形成している。即ち、固定スクロール部品２は、固定鏡板２ｂ（以下、鏡板２ｂ）から渦巻状の固定渦巻ラップ２ａ（以下、渦巻ラップ２ａ）が立ち上がって構成され、旋回スクロール部品４は、旋回鏡板４ｂ（以下、鏡板４ｂ）から渦巻状の旋回渦巻ラップ４ａ（以下、渦巻ラップ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、渦巻ラップ２ａと渦巻ラップ４ａとが噛み合って形成される。
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。
旋回スクロール部品４の鏡板背面部４ｃには背圧空間８が設けてある。この背圧空間８内には軸受部材７に設けた円環溝に摺動仕切り環１４を配置し、この摺動仕切り環１４により背圧空間８を２分割している。摺動仕切り環１４で分割した一方の内側領域８ｂには、高圧の吐出圧力を作用させる。また、その外側領域８ａには、吸入圧力から吐出圧力までの間の所定の中間圧力を作用させている。
旋回スクロール部材４は、これら背圧空間８の圧力によりスラスト力が印加されて固定スクロール２に安定的に押し付けられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行う。
【００１０】
本実施例のスクロール圧縮機は、固定スクロール部品２を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品４をアルミニウム系金属材料にて形成し、旋回スクロール部品４に表面処理を施し、硬化層が形成されている。表面処理としては、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、ニッケルリンメッキ処理のいずれかを行う。
また、旋回スクロール部品４は、表面処理後に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を行っている。ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理により、表面処理による粗さを小さくすることで、摩擦抵抗を低減し、旋回スクロール部品４の摺動面の信頼性を向上すると共に、摺動損失を低減することによる性能向上が図られ、特に初期運転時からの高効率化を図ることができる。
上記構成により、二酸化炭素を冷媒として用いた場合、圧縮機の吐出圧力は、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの高圧側圧力の約７〜１０倍以上高くなり、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与えると、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るが、旋回スクロール部品４に施された表面処理による硬化層により、焼付くことなく信頼性の高いスクロール圧縮機が得られる。また、大容量で多冷媒となるシステムでは、始動や除霜などの過渡運転時にスクロール圧縮機への激しい液戻りが発生し、この液戻りによって潤滑油が液冷媒で洗われ、潤滑状態が厳しくなるが、この表面処理による硬化層により焼付くことはなく、高速運転が可能となる。
【００１１】
また、旋回スクロール部品４は、常温状態で旋回渦巻ラップ４ａの歯先と固定スクロール部品２の固定鏡板２ｂの歯底との間のスラスト方向ギャップが、外周側Ａから内周側Ｂへと増加するように、旋回渦巻ラップ４ａの歯先に傾斜を設けている。
この旋回渦巻ラップ４ａの歯先の傾斜比率について図５を用いて説明する。
図５は高負荷運転後における旋回スクロール部品４の旋回渦巻ラップ４ａの歯先高さを示したものである。なお、図５では、外周側Ａでの旋回渦巻ラップ４ａの高さを１００とした場合の、それぞれの位置での旋回渦巻ラップ４ａの高さの比で示している。
旋回スクロール部品４は、圧縮過程で生じる圧縮熱により、中心部になるに従い高温になり、熱膨張で変形するとともに、高差圧によって変形する。よって、旋回スクロール４の旋回渦巻ラップ４ａの歯先を、固定スクロール２の固定鏡板２ｂの歯底に接触させないために、旋回渦巻ラップ４ａの歯先に、内周側が最小高さとなるような傾斜を設ける。なお、旋回渦巻ラップ４ａの最小歯先高さを、最大歯先高さの９９．６％以下とすると、歯先からの漏れが大きくなり性能を低下させてしまう。従って、内周側の旋回渦巻ラップ４ａの最小歯先高さは、外周側の旋回渦巻ラップ４ａにおける最大歯先高さの９９．６％以上１００％未満とすることが好ましい。
【００１２】
図６は本発明の他の実施例によるスクロール圧縮機を示す要部断面図である。
なお、旋回スクロール部品４の歯底４ｂ以外は上記実施例と同一構成であるので説明を省略する。
本実施例では、旋回スクロール部品４の旋回鏡板４ｂの歯底と、固定スクロール部品２の固定渦巻ラップ２ａの歯先との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、旋回スクロール部品４の旋回鏡板４ｂの歯底に傾斜を設けたものである。この構成により、冷媒として二酸化炭素使用時の高差圧運転下で、固定スクロール部品２が圧力歪や温度歪により、固定渦巻ラップ２ａの歯先が旋回スクロール４の旋回鏡板４ｂの歯底に局部的に接触することを防止し、均等な面圧で受ける構成であるので、高信頼性が図られる。
なお、上記実施例では、旋回渦巻ラップ４ａの歯先に傾斜を設ける場合と、旋回鏡板４ｂの歯底に傾斜を設ける場合を、別々の実施例で説明したが、旋回渦巻ラップ４ａの歯先と旋回鏡板４ｂの歯底とに傾斜を設けてもよい。
【００１３】
図７は本発明の他の実施例によるスクロール圧縮機を示す要部断面図である。
本実施例では、旋回渦巻ラップ４ａの歯先、及び旋回鏡板４ｂの歯底に傾斜を設けることなく、旋回スクロール４の歯先４ａ以外に表面処理を施したものである。
本実施例によれば、圧縮過程における中心部での圧縮熱による熱膨張や高差圧による圧力変形が生じる場合でも、歯先に硬化層を持つ表面処理を施していないため、焼付きを生じない。そして所定時間の運転によって、固定スクロール部品２の固定渦巻ラップ２ａの歯先と固定スクロール部品２の固定鏡板２ｂの歯底との間のスラスト方向ギャップに合うように、旋回スクロール部品４が摩耗によって調整されるため、あらかじめ旋回スクロール部品４の旋回渦巻ラップ４ａの歯先を、傾斜させる加工を行うことなく、圧縮機の性能向上と信頼性を両立することができるので、低コスト化が図れる。
なお、上述した旋回渦巻ラップ４ａの歯先に傾斜を設ける代わりに、固定鏡板２ｂの歯底に傾斜を設けても、同一の効果が得られることは言うまでもない。
また、旋回鏡板４ｂの歯底に傾斜を設ける代わりに、固定渦巻ラップ２ａの歯先に傾斜を設けても、同一の効果が得られることは言うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】
上記実施例から明らかなように、本発明は、固定スクロール部品を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、旋回スクロール部品に表面処理を施し、旋回渦巻ラップの歯先と固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、旋回渦巻ラップの歯先を傾斜させたことで、冷媒として二酸化炭素を用いた高差圧運転において、旋回鏡板の歯底が固定渦巻ラップの歯先に強く押し付けられても、硬化層を持った表面処理により異常磨耗を抑えて焼付きを生じることなく運転することができる。
また本発明によれば、大容量で多冷媒となるシステムにおける液冷媒の戻りが激しい過渡運転時においても、洗浄性の高い二酸化炭素の液冷媒による、旋回スクロール部品のスラスト面における潤滑油切れや温度上昇の発生による焼付きを生じることなく運転できる。
また本発明によれば、旋回スクロール部品がアルミニウム系材料で形成しているので、高速運転時の駆動部の遠心力を小さくでき、かつ耐久性に優れ摺動損失を少なくすることができる。
また本発明によれば、旋回渦巻ラップの歯先と固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップが外周側から内周側へと増加するように、旋回スクロールの渦巻ラップの歯先を傾斜させることで、圧縮過程において中心部で生じる高温の圧縮熱に対しても、旋回スクロール部品における渦巻ラップの中心部の歯先の接触を防止することができる。
また本発明は、内周側の旋回渦巻ラップにおける最小高さを、外周側の旋回渦巻ラップにおける最大高さの９９．６％以上１００％未満としたことで、各渦巻ラップの歯先面からの漏れ損失を低減させながら、各渦巻ラップの歯先面のカジリ等を防ぎ、歯先からの漏れを最小限に抑制することができ、圧縮機の性能向上と信頼性の確保を両立することができる。
また本発明は、固定スクロール部品を鉄系金属材料で、旋回スクロール部品をアルミニウム系金属材料で形成し、旋回渦巻ラップの歯先以外に表面処理を施したことで、圧縮過程において中心部で生じる高温の圧縮熱に対しても、旋回スクロール部品における渦巻ラップの中心部の歯先の接触を防止することができる。
また仮に渦巻ラップの中心部の歯先が接触する場合でも、歯先に表面処理を施していないため、運転中に焼付くことなく固定スクロール部品の歯先と固定鏡板の歯底との間のスラスト方向ギャップを調整するため、加工をせずに、圧縮機の性能向上と信頼性を両立することができるので、低コスト化が図れる。
また本発明は、旋回鏡板の歯底と固定渦巻ラップの歯先との間のスラスト方向ギャップが、外周側から内周側へと増加するように、旋回鏡板の歯底を傾斜させたことで、冷媒として二酸化炭素を用いた高差圧運転下で、固定スクロール部品が圧力歪や温度歪により、固定スクロール部品の渦巻ラップの歯先が旋回鏡板の歯底に接触することを防止し、高信頼性が図られる。
また本発明は、表面処理として、アルマイト皮膜処理、ＰＶＤ処理、及びニッケルリンメッキ処理のいずれかを施したことで、二酸化炭素冷媒の高差圧下でも、摺動による硬化層を持った被膜の摩滅が少なく、長時間の使用でも表面処理被膜が残存し、焼付くことなく高信頼性が図られる。
また本発明は、表面処理を施した部分に、ラッピング処理、バフ処理、又はバレル研磨処理を施したことで、表面処理による粗さを小さくすることより、摺動損失を低減することによる性能向上が図れ、特に初期運転時から高効率化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるスクロール圧縮機を示す縦断面図
【図２】同スクロール圧縮機の要部断面図
【図３】同スクロール圧縮機に用いる旋回スクロール部品の平面図
【図４】同旋回スクロール部品の側面図
【図５】同旋回スクロール部品の旋回渦巻ラップの高さ比率を示すグラフ
【図６】本発明の他の実施例によるスクロール圧縮機を示す要部断面図
【図７】本発明の他の実施例によるスクロール圧縮機を示す要部断面図
【図８】従来のスクロール圧縮機を示す縦断面図
【符号の説明】
２    固定スクロール部品
２ａ  固定鏡板
４    旋回スクロール部品
４ａ  旋回鏡板
４ｂ  旋回渦巻ラップ
５    圧縮室
【図１】
2005016335.tif 000003
【図２】
2005016335.tif 000004
【図３】
2005016335.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005016335.tif 000009
【図８】
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