(57)【要約】【課題】簡単な構成で損失の抑制が得られ効率の向上が図れるようにしたスクロール圧縮機を提供すること。【解決手段】固定スクロール７に対向して旋回可能に設けられた旋回スクロール８の背面中心部にあって吐出圧力に近い圧力を有し、密閉容器底部に貯留された潤滑油が導かれる第１の空間３３と、旋回スクロール８の背面に設けられ吐出圧力と吸込圧力の中間圧力となる第２の空間１８とを備え、第２の空間１８内の圧力調整のため、固定スクロール７に形成された連通路２ｆを介して導入される吸込圧力または圧縮初期圧力と第２の空間１８内の圧力との差に応じて、第２の空間１８内の流体を連通路２ｆを介して吸込室または圧縮室に逃がす背圧調整弁２を備えたスクロール圧縮機において、旋回スクロール８のラップ８ｂに貫通孔１を設け、これにより連通路２ｆ内の平均圧力より高い平均圧力となる圧縮室と第２の空間１８を連通させたもの。【選択図】図１
2007138868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
渦巻状のラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して旋回可能に設けられ、前記固定スクロールのラップとの間に複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップが立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロールの背面中心部にあって吐出圧力に近い圧力を有し、密閉容器底部に貯溜された潤滑油が導かれる第１の空間と、前記旋回スクロールの背面に設けられ吐出圧力と吸込圧力の間の圧力となる第２の空間とを備え、前記第１の空間から前記第２の空間へ必要最小限の潤滑油を漏出させる手段と、前記第１の空間内の大部分の潤滑油を密閉容器内の圧縮ガスと混合させることなく密閉容器底部へ戻す手段を設け、また、前記第２の空間内の圧力調整のため、前記固定スクロールの最外周ラップの歯先に形成された連通路を介して導入される吸込圧力又は圧縮初期圧力と前記第２の空間内の圧力との差に応じて、前記第２の空間内の流体を前記連通路を介して吸込室又は圧縮室に逃がす背圧調整弁を備えたスクロール圧縮機において、
前記圧縮室の中で前記連通路内の平均圧力より高い平均圧力となる圧縮室と、前記第２の空間を連通する貫通孔が前記旋回スクロールに設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２】
請求項１に記載のスクロール圧縮機において、
前記貫通孔は、前記の空間に面する前記旋回スクロールの鏡板から当該旋回スクロールのラップの歯先まで貫通して形成さ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に記載のスクロール圧縮機において、
前記貫通孔は、前記圧縮室に通じる側の孔径が前記空間に通じる側の孔径より小さいことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３に記載の何れかのスクロール圧縮機において、
前記流体は、冷媒ガスであ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒ガス圧縮用のスクロール圧縮機に係り、特にルームエアコンに好適なスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、よく知られていように、渦巻状のラップを円板状の鏡板に立設させた２枚のスクロールを用い、各々のラップが噛み合わされるように対向させて配置し、一方のスクロールを固定スクロールとし、他方を旋回スクロールとして旋回させることにより、互いのラップ間に形成される複数の圧縮室の容積が順次縮小されてゆくようにして流体を圧縮するようにしているものである。
【０００３】
従って、スクロール圧縮機では、圧縮動作させたとき、固定スクロールと旋回スクロールを相互に引離そうとする軸方向の力(以下、引離し力という)が発生する。このとき両スクロールが引離されてしまったとすると、ラップの歯先と歯底の間にギャップ(空隙)が現われ、圧縮室の密閉性が悪化してしまうので、圧縮効率が低下する。
【０００４】
そこで、旋回スクロールの鏡板の背面に背圧室を形成させ、この背圧室の中の圧力が吐出圧力と吸込圧力の中間の圧力になるようにし、この圧力により旋回スクロールが固定スクロール側に押圧されて引離し力が打ち消されるようにすると共に、旋回スクロールと固定スクロールの間に引付力(吸引力)が発生されるようにしている。
【０００５】
しかし、このとき引付力が大き過ぎると、旋回スクロールと固定スクロールの間に働くスラスト力が大きくなり、各ラップの歯先と歯底の摺動摩擦が増大し、圧縮機の効率が低下してしまうので、引付力を適当な強さに調整する必要があり、このため背圧室と吸込室を、背圧調整弁を介して連通させ、背圧室と吸込室の圧力差に応じて背圧室の流体を吸込室に逃がすことにより背圧の大きさを調整するようにしたスクロール圧縮機が従来技術として提案されている(例えば、特許文献１参照。)。
【０００６】
また、別の従来技術として、圧縮室に対する給油量を調整する機構が一般に知られている。ここで、圧縮機の底部に貯留された潤滑油は、軸受部や摺動部の潤滑と、圧縮室の潤滑やシールに用いられるもので、このため軸受部を経由して圧縮室に供給されるが、このとき軸受部の方が、圧縮室よりも一般に必要給油量が多く、従って、軸受部を経由した潤滑油を全て圧縮室に供給したとすると、圧縮室への給油量が過大になってしまう。
【０００７】
このようにして圧縮機への給油量が多くなったとすると、吐出ガスと同等の温度にある潤滑油が吸込ガスを加熱し、加熱損失が発生してしなうなどの不具合が生じ、性能低下の要因となる。そこで、軸受部を潤滑した潤滑油の大部分は密閉容器の底部に戻し、一部の潤滑油だけを圧縮室の中に供給するようにしたスクロール圧縮機が、これも従来技術として提案されている(例えば、特許文献２参照。)。
【特許文献１】特開平１０−１１０６８８号公報
【特許文献２】特許公報３３４４８４３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術は、損失の発生に充分な配慮がされているとは言えず、効率の更なる向上に問題があった。
【０００９】
すなわち、まず特許文献１に記載の従来技術は、背圧室内の圧力が高くなったとき、背圧調整弁により背圧室内の流体を吸込室に逃がすものであるが、この場合、一度圧縮した高圧の流体を膨張させて吸込室に戻すことになり、この結果、いわゆる再膨張損失が発生してしまう。
【００１０】
次に特許文献２に記載の従来技術は、背圧を調整して損失の低減を図っているものであるが、その方法として旋回スクロールの鏡板に背圧室と圧縮室を常時連通させる孔を設けたものであり、この場合、旋回スクロールが１旋転する間に背圧室から圧縮室に、そして圧縮室から背圧室にと流体の流れの向きが毎回変わることになるので、これによる圧縮損失、いわゆる呼吸損失が発生してしまうことになる。
【００１１】
従って、従来技術は、再膨張損失や呼吸損失の発生が充分に抑えられず、効率の更なる向上に問題が生じてしまうのである。
【００１２】
本発明の目的は、簡単な構成で損失の抑制が得られ効率の向上が図れるようにしたスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、渦巻状のラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールに対向して旋回可能に設けられ、前記固定スクロールのラップとの間に複数の圧縮室を形成する渦巻状のラップが立設された旋回スクロールと、前記旋回スクロールの背面に設けられ吐出圧力と吸込圧力の間の圧力となる空間とを備え、前記空間内の圧力調整のため、前記固定スクロールの最外周ラップの歯先に形成された連通路を介して導入される吸込圧力又は圧縮初期圧力と前記空間内の圧力との差に応じて、前記の空間内の流体を前記連通路を介して吸込室又は圧縮室に逃がす背圧調整弁を備えたスクロール圧縮機において、前記圧縮室の中で前記連通路内の平均圧力より高い平均圧力となる圧縮室と、前記空間を連通する貫通孔が前記旋回スクロールに設けられていることにより達成される。
【００１４】
このとき、前記貫通孔は、前記の空間に面する前記旋回スクロールの鏡板から当該旋回スクロールのラップの歯先まで貫通して形成されているようにしても良く、前記圧縮室に通じる側の孔径が前記空間に通じる側の孔径より小さくなっているようにしても良い。
【００１５】
このように、旋回スクロールの背圧室となる空間と圧縮室とを連通する貫通孔を設けたことから、背圧室の圧力が過大になった場合、背圧室内の流体は、背圧調整弁と連通路を介して吸込室または圧縮初期の圧縮室に流出すると同時に、一部は貫通孔を通って吸込室または圧縮初期の圧縮室の圧力よりも高い圧力の圧縮室に流出する。
【００１６】
その結果、背圧調整のために、一度圧縮して得られる背圧室の流体を吸込室または圧縮初期の圧縮室に全量逃がす場合の再膨張損失に比べて、一部を吸込室または圧縮初期の圧縮室内の圧力よりも高い圧力の圧縮室に逃がすことになるから、再膨張にともなう損失を低減することができる。
【００１７】
また、背圧室の圧力が過小になった場合、背圧調整弁のみでは背圧を高める作用はしないが、背圧孔を備えていれば、圧縮室から背圧室へ流体が流入して背圧を高める復元力が働き、両スクロールが引離されることによる圧縮機効率の低下を防ぐことができる。
【００１８】
特に、貫通孔を旋回スクロールの鏡板からラップの歯先まで貫通して設けた場合、背圧室内の流体が背圧孔を通って圧縮室に入るときに、ラップの歯先が摺動する固定スクロールの鏡板(歯底部)との微小な隙間を通ることになる。この隙間が流路抵抗となるため、背圧室と圧縮室を直接連通する場合に比べて、流体の自由な流出入を抑制できるから、背圧室内の圧力変動を小さく抑えることができる。
【００１９】
また、このとき、上記したように、旋回スクロールが１旋転する間に背圧室から圧縮室へ、圧縮室から背圧室へと流れの向きが毎回変わることによる呼吸損失が発生するが、上記した背圧室内の圧力変動が小さく抑えられる結果、この呼吸損失も小さく抑えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、固定スクロールと旋回スクロールの引付力を調整するための背圧調整に伴う損失が低減できるので、圧縮効率の更なる向上を得ることができる。また、本発明によれば、背圧が低下した際には背圧を高めるための復元力が働くようになるので、この点でも圧縮効率の更なる向上を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明によるスクロール圧縮機について、図示の実施の形態により詳細に説明する。ここで、まず、図１は、本発明の一実施形態の断面図で、この図において、まず、７は固定スクロールで、これは、図２に詳しく示されているように、円板状の鏡板７ａと、この鏡板７ａの一方の面に渦巻き状に立設されたラップ７ｂと、このラップ７ｂを囲むようにして鏡板７ａの外周側に筒状に形成された支持部７ｄとで構成され、鏡板７ａのラップ７ｂが立設された面が歯底７ｃとなっている。なお、ここで、この図２は、図１の下側から固定スクロール７を見た場合を表わしている。
【００２２】
そして、この固定スクロール７は、支持部７ｄがボルトなどによりフレーム１７に取付けられ、フレーム１７が略円筒形をしたケース９に溶接などの固定手段により取付けられることにより、このケース９の中の所定の位置に保持されている。
【００２３】
一方、８は旋回スクロールで、この旋回スクロール８は、図３(a)に詳しく示されているように、円板状の鏡板８ａと、固定スクロール７のラップ７ｂと同様、鏡板８ａの表面である歯底８ｃから立設された渦巻き状のラップ８ｂと、鏡板８ａの背面中央に設けられたボス部８ｄとで構成されていて、フレーム１７の中で固定スクロール７に対向して配置され、フレーム１７内で旋回可能に保持される。このとき、この鏡板８ａの外周部で、固定スクロール７の鏡板７ａに接している面が、旋回スクロール８の鏡板面８ｅとなっている。
【００２４】
次に、ケース９は、上記したように、略円筒形をしていて、その内部には、モータ１６が固定スクロール７と旋回スクロール８からなるスクロール部と共に収納され、潤滑油が封入された上で密閉構造に作られている。このときモータ１６のシャフト１０は、回転子１６ａを保持した状態で、固定スクロール７の軸線と同軸になるようにして、主軸受５と副軸受２３によりフレーム１７に回転自在に保持されている。
【００２５】
そして、このシャフト１０の先端には所定の偏心距離δを持ったクランク１０ａが形成されていて、このクランク１０ａが旋回スクロール８のボス部８ｄに、旋回軸受１１を介して回転可能に挿入されている。従って、旋回スクロール８は、軸線が固定スクロール７の軸線に対して所定距離δだけ偏心した状態で、フレーム７内に配置されていることになる。
【００２６】
このとき旋回スクロール８のラップ８ｂは、図４に示されているように、固定スクロール７のラップ７ｂに周方向に所定角度だけずらして重ね合わせられている。そして、この旋回スクロール８には、当該旋回スクロール８が固定スクロール７に対して自転しないように拘束された状態で、相対的に旋回運動させるための機構として、オルダムリング１２が設けてある。
【００２７】
そこで、この状態でモータ１６により旋回スクロール８を旋回運動させたとすると、ラップ７ｂとラップ８ｂの間に、周辺部から中央部に移動するに従って連続的に容積が縮小されてゆく三日月状の複数の圧縮室１３が形成される。例えば、非対称ラップの場合、図４に示すように、旋回スクロール８の内線側及び外線側に、それぞれ旋回内線側圧縮室１３ａと旋回外線側圧縮室１３ｂが形成されることになる。
【００２８】
このとき、図４に示されている空間２０は吸込室で、この吸込室２０は流体を吸入している途中の空間を表わし、固定スクロール７に設けてある吸込ポート１４に連通され、旋回スクロール８の旋回運動の位相が進んで、吸込ポート１４が閉じて流体の閉じ込みが完了した時点から圧縮室１３(１３ａ、１３ｂ)に変わる。
【００２９】
このため吸込ポート１４は、図４に示されているように、吸込室２０と連通するようにして固定スクロール７の鏡板７ａの外周側に穿設されている。そして、この固定スクロール７の鏡板７ａの渦巻中心付近に吐出ポート１５が穿設されていて、最内周側の圧縮室１３と連通するようになっている。
【００３０】
次に、この図１に示したスクロール圧縮機の作動について説明する。まず、モータ１６に通電され、回転子１６ａにトルクが発生してシャフト１０が回転すると、この回転は、シャフト１０のクランク１０ａから旋回軸受１１を介して旋回スクロール８に伝えられ、これにより旋回スクロール８は固定スクロール７の軸線を中心に、所定距離δの旋回半径をもって旋回運動する。このとき上記したオルダムリング１２による拘束機能が働き、旋回スクロール８が自転しないで旋回する(以下、この動きを“旋転"という)。
【００３１】
そして、この旋回スクロール８の旋転により各ラップ７ｂ、８ｂの間に形成される圧縮室１３が中央に向って移動し、この移動に従って圧縮室１３の容積が連続的に縮小してゆくことになり、この結果、吸込ポート１４から吸込まれた流体(気体を含む流体)を各圧縮室１３内で順次圧縮し、圧縮された流体が吐出ポート１５からケース９内に排出され、ケース９内から吐出パイプ６を通って、例えば冷凍サイクルの中に供給されることになる。
【００３２】
このとき、シャフト１０の下端には容積式又は遠心式の給油ポンプ２１が設けてあり、ケース９の底には潤滑油が貯留されている。そこでシャフト１０が回転すると給油ポンプ２１が動作し、給油ポンプケース２２に設けられている潤滑油吸込口２５から潤滑油を吸入する。そして、吸入された潤滑油は給油ポンプの吐出口２８からシャフト１０の貫通孔３を通って上部に導かれ、フレーム１７の中から旋回スクロール８の中に入り、旋回スクロール８のボス部８ｄにある鍔状のボス部材３４により形成されている第１の空間３３に流入するが、このとき各部の潤滑が得られる。
【００３３】
このときの潤滑について具体的に説明すると、まず、潤滑油の一部はシャフト１０に設けてある横孔２４を通って副軸受２３を潤滑し、ケース底部に戻る。また、潤滑油の他の一部はシャフト１０に設けた横孔４を通って主軸受５を潤滑しながら第１の空間３３に達する。更に潤滑油の他の一部は貫通孔３を通ってクランク１０ａの上部に達し、旋回軸受１１を潤滑して第１の空間３３に入る。
【００３４】
このとき、シャフト１０には軸受隙間より十分大きな通路である給油溝２７、２８が設けてあるので、主軸受５と旋回軸受１１を通過する際の潤滑油には圧力勾配がほとんどなく、従って、潤滑油中に溶解した冷媒が減圧される虞がなく、発泡してしまう虞もないので、軸受の信頼性を高く保持することができる。
【００３５】
ここで第１の空間３３に流入した潤滑油の大部分は、排油孔２６ａから排油パイプ２６ｂを通ってケース底部へ戻るが、このとき、排油パイプ２６ｂの出口をケース９の内壁面に近接させ、潤滑油が下方向に流出されるような構造にしてあるので、潤滑油が吐出ガスと混合して冷凍サイクルに持ち出されてしまうのが抑えられ、この結果、冷凍サイクルの性能低下が防がれ、圧縮室内の潤滑油が極端に減少して圧縮機の信頼性が損なわれてしまう虞も無くすことができる。
【００３６】
そして、この第１の空間３３に流入した潤滑油の残りは、オルダムリング１２の潤滑と圧縮室１３の封止及び潤滑に使用されるが、このときシール部材３２の上端面と旋回ボス部材３４の端面間が油漏出手段として働き、これにより、このときに必要な最低限の量の潤滑油だけが背圧室１８に流入されるようになっている。
【００３７】
また、このシール部材３２は、フレーム１７に設けられている円環溝３１に挿入されるようになっているが、このとき波状のバネ部材(図示せず)と共に挿入されるようにしてあり、これにより吐出圧力になっている第１の空間３３と、吸込圧力と吐出圧力の中間の圧力になっている背圧室１８の間が仕切られるようになっている。
【００３８】
このとき旋回ボス部材３４には複数の孔３０が設けてあり、これが前記の油漏出手段としても働く。この複数の孔３０は、旋回スクロール８の旋回運動に伴ってシール部材３２を跨いで円運動するので、第１の空間３３と背圧室１８に交互に臨み、第１の空間３３の潤滑油を背圧室１８に移送する働きをする。そして、このとき背圧室１８に給油される潤滑油の量は、これら複数の孔３０の個数や各孔の径及び深さにより任意に調整することができる。
【００３９】
従って、この実施形態によれば、固定スクロール７に対向して旋回可能に設けられた旋回スクロール８の背面中心部にあって吐出圧力に近い圧力を有し、密閉容器底部に貯留された潤滑油が導かれる第１の空間３３と、旋回スクロール８の背面に設けられ吐出圧力と吸込圧力の中間圧力となる第２の空間１８が備えられ、これにより、第１の空間３３から第２の空間１８へ必要最小限の潤滑油を漏出させる手段と、第１の空間３３内の大部分の潤滑油を密閉容器内の圧縮ガスと混合させることなく密閉容器底部に戻すことができる。
【００４０】
ところで、この図１のスクロール圧縮機では、図示のように、固定スクロール７に背圧調整弁２が設けてある。そこで、背圧室１８に入った潤滑油は、背圧が高くなると、吸込室２０(又は圧縮初期の圧縮室１３)の連通路に設けられた背圧調整弁２を開いて吸込室２０(又は圧縮初期の圧縮室１３)の中に流入する。そして、圧縮室１３を通って吐出ポート１５から排出され、一部は吐出パイプ６から冷凍サイクルに供給され、残りはケース９内で冷媒と分離されて底部に貯留する。
【００４１】
ここで、図２と図５により、この背圧調整弁２の詳細について説明すると、この背圧調整弁２は、弁体２ａとスプリング２ｂ、このスプリング２ｂを抑えている部材２ｃ、背圧室１８に通じている空間２ｄ、吸込室２０(又は圧縮初期の圧縮室１３)に通じている空間２ｅ、固定スクロール７に連通した連通路２ｆを備え、空間２ｄを空間２ｅから仕切るようにして、弁体２ａとスプリング２ｂを配置させたものである。
【００４２】
このため弁体２ａは、部材２ｃで固定されたスプリング２ｂにより、空間２ｄに連通する開口部に押付けられ、空間２ｄ内の圧力が、連通路２ｆを介して導入される空間２ｅ内の吸込室２０(又は圧縮初期の圧縮室１３)の圧力と、スプリング２ｂの押付け力に対応する圧力の合計より高くなったとき、上方(図５で上方)に動いて空間２ｄと空間２ｅを連通させる働きをする。このとき背圧室１８の圧力(背圧)をＰｂとすると、これは、次の(1)式で示す圧力に制御される。
【００４３】
Ｐｂ＝Ｐｓ＋α  ……  ……(1)
ここで、Ｐｓは吸込室２０(又は圧縮初期の圧縮室１３)の圧力(吸込圧力)であり、αはスプリング２ｂの押付け力に対応する圧力(＝一定値)である。
【００４４】
ところで、これまでの構成は従来技術と同じであるが、ここで、次に、この実施形態に特有の構成について説明する。まず、この実施形態では、図１に示すように、旋回スクロール８のラップ８ｂに貫通孔１が設けてある。そして、この貫通孔１は、図３に詳細に示されているように、鏡板８ａの背圧室１８側の面からラップ８ｂの歯先まで、当該ラップ８ｂを貫通した形で設けられている。この図３において、同図の(a)は、図１の上側から旋回スクロール８を見た場合で、図３の(b)は同図(a)のＢ−Ｂ線による断面図である。
【００４５】
そして、このときの貫通孔１のラップ８ｂ上における位置は、貫通孔１の圧縮室１３側の圧力が、ほぼ背圧値となるような位置にしてある。ここで、貫通孔１の圧縮室１３側の圧力について説明する。貫通孔１の圧縮室１３側(図１では上側)の圧力は、旋回内線側圧縮室１３ａの圧力と旋回外線側圧縮室１３ｂの圧力の中間の値となる。
【００４６】
但し、このとき旋回内線側圧縮室１３ａの圧力と旋回外線側圧縮室１３ｂの圧力は、旋回スクロール８が１旋転する間に変動するから、１旋転中のそれぞれの平均圧力の中間の値が貫通孔１の圧縮室１３側の圧力となる。そこで、このことについて、図６により更に詳しく説明する。
【００４７】
ここで、まず、図６は、クランク角(旋回スクロールの位相)と圧縮室内圧力の関係を模式的に示したグラフであり、横軸はクランク角、縦軸は圧縮室内圧力を示している。旋回スクロールが旋回運動するにつれて、旋回内線側圧縮室１３ａの圧力は特性線Ａ−Ｄ−Ｅ−Ｃで示すように上昇し、旋回外線側圧縮室１３ｂの圧力は、特性線Ａ−Ｂ−Ｃで示すように、吸込圧力から吐出圧力まで上昇する。
【００４８】
このとき、貫通孔１の圧縮室１３側の圧力は、その開口区間において、両者の中間の圧力である線Ｆ−Ｇのように変化する。この線Ｆ−Ｇの時間平均値となる圧力が、ほぼ背圧値となるようラップ８ｂ上の位置に貫通孔１が設けられていることになる。
【００４９】
このとき貫通孔１は、図３(a)に示すように、圧縮室１３に通じる側の孔径ｄ１が背圧室１８に通じる側の孔径ｄ２より小さくしてある。そして、これにより固定スクロール７ｃの歯底と摺動するラップ８ｂの歯幅が、貫通孔１によって減少してしまうのを抑えると共に、孔径ｄ１の部分を貫通孔１の一部に設けるだけで済むので、加工に際して細いドリルを用いる区間が短くなり、加工が簡単にできるようにしている。
【００５０】
次に、この実施形態における貫通孔１による作用と動作について説明すると、いま、ここで、背圧室１８に流れ込んできた流体(冷媒が溶け込んでいる潤滑油)により背圧が高くなったとする。そうすると、この場合、背圧室１８内の流体は、背圧調整弁２を通って吸込室又は吸込圧力より僅かに圧力が高くなっている初期圧縮状態の圧縮室１３内に流入する。そして、このように背圧が上昇して背圧調整弁２が開いてしまうということは、一旦圧縮した流体が吸込圧力まで、又はそれに近い初期圧縮状態にある圧縮室内の圧力まで再膨張してしまうということであり、従って、この場合は大きな圧縮損失が生じてしまうことになる。
【００５１】
しかるに、この実施形態では、貫通孔１が設けてあるので、背圧が上昇した場合、背圧室１８内の流体の一部は、この貫通孔１を通って圧縮室１３内に流入するようになる。このとき、貫通孔１の位置は、既に図６で説明したように、圧縮室１３内の圧力が背圧に近い圧力まで上昇している位置にしてあるので、流入した流体は再膨張することなく圧縮される。
【００５２】
従って、この実施形態の場合、背圧が上昇したときでも、背圧室１８内の流体の全てが背圧調整弁２を通って吸込圧力又はそれに近い圧縮室内圧力まで再膨張してしまうわけではなく、一部は貫通孔１を通って背圧に近い圧力まで上昇している圧縮室１３に流入し、再膨張することなく圧縮されるようになるので、損失の低減が得られ、圧縮効率の高いスクロール圧縮機を実現することができる。
【００５３】
しかも、このとき、この実施形態によれば、上記した損失の低減が、旋回スクロール８に貫通孔１を設けるだけという簡単な構成によって得られるので、コストを抑えながら圧縮効率の高いスクロール圧縮機が実現できることになる。
【００５４】
また、この実施形態では、貫通孔１を旋回スクロール８のラップ８ｂに設けているので、背圧室１８内の流体が貫通孔１を通って圧縮室１３に流入する際には、旋回スクロール８のラップ８ｂの歯先と固定スクロール７の歯底７ｃの間にある微小な隙間を通ることになる。
【００５５】
そこで、この隙間が流路抵抗となり、流体の自由な流出入が抑制されることになり、従って、この実施形態によれば、例えば旋回スクロール鏡板８ａに孔を設けて背圧室１８と圧縮室１３を直接連通する場合に比較して、背圧室１８内の圧力変動を小さく抑えることができる。
【００５６】
また、この場合、流体の流れの向きが旋回スクロール８が１旋転する毎に毎回、背圧室１８から圧縮室１３に、圧縮室１３から背圧室１８にと変わることになるが、この実施形態では、上記した流路抵抗により、このような流れ方向の反転に伴う流体の流量が抑えられるので、圧縮損失(いわゆる呼吸損失)を小さく抑えることができ、更なる効率の向上を得ることができる。
【００５７】
ところで、このようなスクロール圧縮機では、その運転条件によっては背圧が低下してしまう場合がある。そして、この場合、両スクロールが引離され、圧縮室の密閉性が悪化して圧縮効率が低下してしまうが、この実施形態によれば、これを防止することができる。そこで、以下、その理由について説明する。
【００５８】
例えば圧縮ガス力が大きくなるような圧力条件で運転した場合、この圧縮ガス力により旋回スクロール８が傾こうとする転覆モーメントが大きくなり、旋回スクロール８がコマのように振れ回りながら旋回運動してしまうという、いわゆる揺動運動が発生して、旋回スクロール８の鏡板面８ｅと固定スクロール７の摺動面の間の隙間が大きくなり、この隙間を通って背圧室１８から吸込室２０、又は背圧室１８から圧縮初期の圧縮室１３に漏れてしまう潤滑油の量が増える。
【００５９】
一方、背圧室１８に流入してくる潤滑油は、第１の空間３３からシールリング３２をまたいで入ってくるのみであるから、その量は圧縮機の回転速度と旋回スクロール８のボス部材３４に設けてある複数の孔３０の個数や各孔の径及び深さにより決まり、この背圧室１８に流入する潤滑油の量が、両鏡板面から吸込室２０又は圧縮初期の圧力１３に流出する潤滑油の量より少なければ、背圧は低下していくことになる。
【００６０】
このとき、背圧調整機構として背圧調整弁だけが備えられている従来のスクロール圧縮機では、このような背圧の低下に際しても、そこに設けてある背圧調整弁は単に逆止弁として働くだけであるから、背圧を高める作用は得られない。
【００６１】
これに対して、上記実施形態によれば、貫通孔１が備えられているので、背圧が低くなれば圧縮室１３から背圧室１８に流体が流入して背圧を高めるので、両スクロールを密着させる方向の復元力を働かせることができ、従って、両スクロールが引離されることによる圧縮機効率の低下を防ぐことができる。
【００６２】
以上、説明したように、上記実施形態によれば、固定スクロールと旋回スクロールの引付力を調整するために働かせている背圧調整に伴う損失を低減でき、更に、背圧が低下した際には背圧を高める方向の復元力を働かせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明によるスクロール圧縮機の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態における固定スクロールの詳細を説明するための正面図である。
【図３】本発明の一実施の形態における旋回スクロールの詳細を説明するための正面図と断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態における固定スクロールと旋回スクロールの平面図である。
【図５】本発明の一実施の形態における背圧調整弁の断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態の動作を説明するための特性図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：貫通孔
２：背圧調整弁
３：貫通孔
４：横孔
５：主軸受
６：吐出パイプ
７：固定スクロール
８：旋回スクロール
９：ケース
１０：シャフト
１０ａ：クランク
１１：旋回軸受
１２：オルダムリング
１３：圧縮室
１４：吸込ポート
１５：吐出ポート
１６：モータ
１７：フレーム
１８：背圧室
【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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