(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に固定スクロールとフレームとの間に旋回スクロールを備え、前記フレームと前記旋回スクロールとにより、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに押し付ける圧力を生じる中間圧力室を形成したスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールの軸受部の外周に配設されたフランジ部と、
前記フランジ部に接し、密閉容器内の圧力と略等しい圧力の高圧室と前記旋回スクロールを前記固定スクロールに押し付ける圧力の低圧室とに前記中間圧力室を分割するシールリングと、を備え、
前記旋回スクロールの公転運動に伴って、前記シールリングを介して、断続的に前記高圧室と前記低圧室とを連通する給油路を前記フランジ部に複数個配設し、
前記複数の給油路の内、前記高圧室と前記低圧室とを連通するものの断面積が、前記旋回スクロールの公転運動による位置に寄らず、一定であることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
前記旋回スクロールはオルダムリングとオルダムキー溝によって支承され、
前記複数の給油路の内、少なくとも前記オルダムキー溝近傍に設けられたものの開口軸方向は、概略前記旋回スクロールのオルダムキー溝に向けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１において、
前記旋回スクロールはオルダムリングとオルダムキー溝によって支承され、
前記給油路の個数は、前記オルダムキーの摺動部分の個数以上としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調システム等の冷媒ガスを圧縮し、強制給油ポンプを有する回転式密閉形スクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機内部に封入されている冷凍機油を強制給油ポンプにより各軸受部へ給油した後、固定スクロール及び旋回スクロールによって形成される圧縮室へ給油する直前に前記冷凍機油の一部をケース内へ廃油する環油型スクロール圧縮機では、前記旋回スクロール及びオルダムリングを収納した中間圧力室を二室に隔てるシールリング等の隔壁を設けている。そして、この隔壁で前記圧縮室へ給油する直前の冷凍機油を溜める高圧室と、前記旋回スクロール背面に前記固定スクロールへ押付けるに足る圧力を持つ低圧室と、を形成する必要があり、さらに前記高圧室から前記低圧室への給油機構を設ける必要がある。
【０００３】
この問題に対し、特許文献１では、シールリングを介し隔てられた高圧室と低圧室とを往来でき、かつ前記高圧室と前記低圧室に連通しない複数の孔乃至溝を設け、前記孔乃至溝内に油を保持することにより前記高圧室から低圧室へ給油する機構が取られている。
【０００４】
また同じ問題に対し、特許文献２では、旋回スクロール軸受部の外周にフランジ部を設け、前記フランジ部に接するシールリングを設けて高圧室と低圧室とを形成し、前記フランジ部に前記高圧室と前記低圧室へ連通する給油路となる複数の貫通孔を設け、前記複数の貫通孔全てが常に前記高圧室と前記低圧室とが連通し開口することにより給油される機構が取られている。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２２８９６８号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、前記高圧室から前記低圧室への給油機構による前記圧縮室への給油量は電動機回転数及び前記孔の仕様、数に依存するが、低回転時には少量、高回転時には多量となる特徴がある。
【０００７】
特許文献２では、前記高圧室から前記低圧室への給油機構による前記圧縮室への給油量は、前記高圧室と低圧室との差圧及び給油路として用いられる前記連通孔の仕様、数に依存し、電動機回転数には影響されない。前記連通孔の仕様による給油量は数式１により決定され、前記連通孔を複数個設ける際には前記数式１の複数倍となる。このため適量となる給油量を確保し、かつ前記連通孔を複数個設ける際には、連通孔の径を小さくする必要がある。
【０００８】
【数１】
0004484912.tif 000002
【０００９】
従って、回転数変化による圧縮機効率の変動が小さく且つ圧縮室への給油量の適正化を図れることが望まれる。
【００１０】
本発明の目的は、圧縮室への給油量の適正化を図れる環油型スクロール圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の目的は、
密閉容器内に固定スクロールとフレームとの間に旋回スクロールを備え、前記フレームと前記旋回スクロールとにより、前記旋回スクロールを前記固定スクロールに押し付ける圧力を生じる中間圧力室を形成したスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールの軸受部の外周に配設されたフランジ部と、
前記フランジ部に接し、密閉容器内の圧力と略等しい圧力の高圧室と前記旋回スクロールを前記固定スクロールに押し付ける圧力の低圧室とに前記中間圧力室を分割するシールリングと、を備え、
前記旋回スクロールの公転運動に伴って、前記シールリングを介して、断続的に前記高圧室と前記低圧室とを連通する給油路を前記フランジ部に複数個配設し、
前記複数の給油路の内、前記高圧室と前記低圧室とを連通するものの断面積が、前記旋回スクロールの公転運動による位置に寄らず、一定であることを特徴とするスクロール圧縮機
により達成される。
【００１２】
また、前記旋回スクロールはオルダムリングとオルダムキー溝によって支承され、前記複数の給油路の内、少なくとも前記オルダムキー溝近傍に設けられたものの開口軸方向は、概略前記旋回スクロールのオルダムキー溝に向けられても良い。
【００１３】
また、前記旋回スクロールはオルダムリングとオルダムキー溝によって支承され、前記給油路の個数は、前記オルダムキーの摺動部分の個数以上としても良い。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、圧縮室への給油量の適正化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図１乃至図３により本発明の実施例を示す。
【００１７】
図１は本発明に関する環油型スクロール圧縮機の断面図である。環油型スクロール圧縮機は、密閉容器１と、前記密閉容器１の内部に設けられ、渦巻状のラップを有する固定スクロール２と、前記固定スクロール２のラップと互いに噛み合わさって複数の圧縮室３を形成するラップを持った旋回スクロール４と、前記旋回スクロール４の自転運動を抑制し公転運動を許容するためのオルダムリング５と、前記旋回スクロール４と前記オルダムリング５を収容し前記固定スクロール２を複数のボルト６により支持するフレーム７とからなる圧縮機構部８と、固定子９及び回転子１０からなる電動機部１１と、前記密閉容器内に備えられた冷凍機油１２、前記冷凍機油１２を前記圧縮機構部８へ供給するための強制給油ポンプ１３、前記回転子１０の回転力を前記圧縮機構部８及び前記強制給油ポンプ１３に伝達するためのクランク軸１４からなる。
【００１８】
前記強制給油ポンプ１３は前記密閉容器１内の下部に溜まった前記冷凍機油１２に浸漬されており、前記クランク軸１４の回転を利用して吐出する容積形ポンプであり、例えばトロコイドポンプが望ましい。前記密閉容器１と圧縮機構部８は前記固定スクロール２乃至フレーム７の外周を溶接すること等により固定されている。冷媒ガスは低圧の状態で吸込管２０から前記固定スクロール２へ流入し、前記圧縮室３にて高圧の状態となり、前記固定スクロール２の概略中心に設けられた吐出口２ａから前記密閉容器１内に排出される。
【００１９】
密閉容器１内に封入されている冷凍機油１２は、前記強制給油ポンプ１３が回転することにより、前記クランク軸１４の軸心部に設けられた給油路１４ａを通り各軸受部及び前記フレーム７内の中間圧力室７ａへ給油される。ここで前記中間圧力室７ａは、前記旋回スクロール４の軸受外周部に設けられたフランジ部４ａと、前記フレーム７に備え付けたシールリング１５により、高圧室７ａａと低圧室７ａｂの２室に分けられている。
【００２０】
なお、前記シールリング１５の下部には、前記フランジ部４ａとの密着を保証するためのバネ１６が備えられている。前記フランジ部４ａには、前記高圧室７ａａから前記低圧室７ａｂへの給油路となる貫通孔４ｂが設けられており、前記貫通孔４ｂは前記旋回スクロール４が公転運動することで、前記シールリング１５を介し前記高圧室７ａａと前記低圧室７ａｂとを往来する。前記高圧室７ａａには密閉容器１内に連通する廃油パイプ１７が設けられており、前記高圧室７ａａからの冷凍機油１２の流れは前記貫通孔４ｂから前記低圧室７ａｂへ流入するものと、前記廃油パイプ１７から前記密閉容器１内へ排出するものとに分けられる。ここで前記貫通孔４ｂから前記低圧室７ａｂへ流入した前記冷凍機油１２は、前記圧縮室３へ流入することになるため、前記高圧室７ａａから前記低圧室７ａｂへの給油量がすなわち前記圧縮室３への給油量となる。
【００２１】
図２は前記中間圧力室７ａ内部の拡大断面図、図３は前記旋回スクロール４の反ラップ面の外観図である。前記冷凍機油１２は前記強制給油ポンプ１３により前記給油路１４ａを経て前記高圧室７ａａに至る。前記高圧室７ａａは、シールリング１５により前記低圧室７ａｂと隔離されているため、前記高圧室７ａａ内の圧力は概略吐出圧力Ｐｄとなり、前記低圧室７ａｂ内の圧力は前記旋回スクロール４の背面に作用する中間圧力Ｐｂとなる。前記高圧室７ａａから前記低圧室７ａｂへの給油は、前記旋回スクロールフランジ部４ａに設けられた前記貫通孔４ｂにより行わる。ここで前記旋回スクロール４の公転運動の中心に対し、対称となる位置に設けられた前記貫通孔４ｂａ及び４ｂｂのうち、前記貫通孔４ｂａは前記シールリング１５の内側となるため前記高圧室７ａａと前記低圧室７ａｂとを連通し給油路となり、前記貫通孔４ｂｂは前記シールリング１５の外側となり給油路ではなくなる。
【００２２】
前記貫通孔４ｂａ及び４ｂｂの関係は前記クランク軸１４のクランク角により決定され、図２より１８０°行程が進んだ際は、前記貫通孔４ｂｂが給油路となる。このように前記旋回スクロール４の公転運動の中心に対称となる位置に複数の貫通孔４ｂを設けた際の給油量Ｑは、前記複数の貫通孔４ｂの直径をｄ、長さをＬとすると数式２の関係がある。ここでμは給油される冷凍機油の粘性係数、ｎ′は前記貫通孔４ｂの内、前記高圧室７ａａと前記低圧室７ａｂとを連通するものの数を示す。
【００２３】
【数２】
0004484912.tif 000003
【００２４】
前記ｎ′は前記旋回スクロール４のクランク角によらず概略一定となるようにする。つまり、給油量Ｑは、前記貫通孔４ｂの直径ｄと長さＬ、連通している個数ｎ′によって適正化を図ることができる。また前記複数個の貫通孔４ｂの内、少なくとも前記オルダムリング５のキー部５ａ（オルダムキー溝）に近いものは、その軸方向が、前記オルダムリング５のキー部５ａに向けられていることが望ましい（図２では、軸方向に沿っており、前記オルダムリング５のキー部５ａに向けられていない）。これによりオルダムキーの摺動部へ前記冷凍機油１２を吹き付けることが可能となり、摺動部の信頼性を向上することができる。
【００２５】
換言すれば、旋回スクロール４はオルダムリングとオルダムキー溝によって支承され、給油路（貫通孔４ｂ）の開口軸方向が、概略旋回スクロール４のオルダムキー溝に向けられているので、摺動部の信頼性を向上することができる。
【００２６】
従って、摺動部の信頼性向上のために少なくとも貫通孔４ｂを２つ配設し、更に、高圧室と低圧室とを断続して連通する貫通孔４ｂを設けることが望ましい。
【００２７】
以上より圧縮室への給油量は高圧室と低圧室の差圧及び前記二室間の給油路となる貫通孔の仕様により決定される。つまり、中間圧力室に設けられた高圧室から低圧室への給油量は圧縮機の回転数に依存せず、前記高圧室と前記低圧室との差圧により決定される。従って、従来機で見られた回転数変化に伴う圧縮機効率の変動を抑制することができる。
【００２８】
また、シールリングを介して前記高圧室と前記低圧室とを往来させる位置に前記貫通孔を配置することにより、従来機の前記旋回スクロールの公転運動によらず貫通孔全てがシールリングの内側にのみ配置し常に開口した場合に比べて、前記貫通孔の径を統一した際、数を多く設けることができる。同様に前記貫通孔の数を統一した際、径を大きくすることができる。これにより孔の径、数、配置の自由度が高くなり、圧縮室への給油量の適正化を図ることができる。つまり、従来の往来させないものに比べて、径乃至数に自由度を持たせることにより、圧縮室への給油量の適正化を図り、回転数変化による圧縮機の効率変動を抑えることができる。
【００２９】
また、具体的な構成として、円板状端板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール及び旋回スクロールを噛合わせることで圧縮室を形成し、前記旋回スクロールを自転することなく公転運動させ、前記固定スクロールの外周部に開口した吸入口よりガス冷媒を吸収し、前記固定スクロールの概略中心部に開口する吐出口より圧縮ガスを吐出する圧縮工程を有し、電動機の回転力を前記旋回スクロールに伝達しかつ偏心運動させるためのクランク部を有する回転軸に給油を行うための強制給油ポンプを設け、前記強制給油ポンプより給油された冷凍機油は前記回転軸の軸心部に設けられた貫通孔を通り前記回転軸の軸受部へ給油された後、前記旋回スクロール及び旋回スクロールの自転を抑制するオルダムリングを収納した中間圧力室へ流入し、前記中間圧力室に流入した前記冷凍機油の一部を前記圧縮室へ給油される直前に圧縮機ケース内へ戻すための廃油路を有する環油型スクロール圧縮機において、
前記旋回スクロール軸受部の外周にフランジ部を設け、前記フランジ部に接するシールリングを前記中間圧力室内に設けて高圧室と低圧室とを形成し、前記フランジ部に前記高圧室から前記低圧室へ連通する給油路を設けたスクロール圧縮機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】環油型スクロール圧縮機の断面図。
【図２】環油型スクロール圧縮機の中間圧力室内の拡大断面図。
【図３】環油型スクロール圧縮機の旋回スクロールを反ラップ面から見た外観図。
【符号の説明】
【００３１】
１  密閉容器
２  固定スクロール
２ａ  固定スクロールに設けられた吐出口
３  圧縮室
４  旋回スクロール
４ａ  旋回スクロールの軸受外周に設けられたフランジ部
４ｂ，４ｂａ，４ｂｂ  旋回スクロールフランジ部に設けられた貫通孔
５  オルダムリング
５ａ  オルダムキー部
６  ボルト
７  フレーム
７ａ  中間圧力室
７ａａ  中間圧力室内の高圧室
７ａｂ  中間圧力室内の低圧室
８  圧縮機構部
９  固定子
１０  回転子
１１  電動機部
１２  冷凍機油
１３  強制給油ポンプ
１４  クランク軸
１４ａ  クランク軸の軸心に設けた流路
１５  シールリング
１６  バネ
１７  廃油パイプ
２０  吸込管
【図１】
0004484912.tif 000004
【図２】
0004484912.tif 000005
【図３】
0004484912.tif 000006