(57)【要約】【課題】運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止したスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】スクロール圧縮機において、前記流量調整弁（６）は、前記貯油部（５３）の潤滑油圧力と、吸入圧又は前記両スクロール間の潤滑油圧の中間圧いずれかとを、パイロット圧として導入して、前記スクロール圧縮機（１００）の運転停止時には、前記流量調整弁（６）が、前記貯油部（５３）から前記固定スクロール（２２）に至る、前記給油路の一部を閉鎖し、前記スクロール圧縮機（１００）の運転時には、前記流量調整弁（６）が、前記貯油部（５３）の圧力と、前記吸入圧又は前記中間圧との差圧が、予め設定した値以上で前記給油路の一部を開放したことを特徴とすることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回スクロール（２１）及び固定スクロール（２２）を有し作動流体を圧縮する圧縮機構部（２）、該圧縮機構部（２）を収納する圧力容器（１）、前記圧縮機構部（２）の吐出側に設けられ、作動流体から分離された潤滑油を貯める貯油部（５３）、該貯油部（５３）の潤滑油を前記圧力容器（１）内の差圧を用いて前記圧力容器内を循環させるための給油路、並びに、流量調整弁（６）を具備するスクロール圧縮機において、
前記流量調整弁（６）は、前記貯油部（５３）の潤滑油圧力と、吸入圧又は前記両スクロール間の潤滑油圧の中間圧いずれかとを、パイロット圧として導入して、
前記スクロール圧縮機（１００）の運転停止時には、前記流量調整弁（６）が、前記貯油部（５３）から前記固定スクロール（２２）に至る、前記給油路の一部を閉鎖し、
前記スクロール圧縮機（１００）の運転時には、前記流量調整弁（６）が、前記貯油部（５３）の圧力と、前記吸入圧又は前記中間圧との差圧により、予め設定した値以上で前記給油路の一部を開放したことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記スクロール圧縮機（１００）の運転時には、前記流量調整弁（６）が、前記差圧に応じて、前記給油路の流量を制御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】
前記流量調整弁（６）は、
上部室（７１）、
下部室（７２）、
ロッド（６４）を下方に有し、上部室（７１）を上部パイロット室（７１−１）と下部パイロット室（７１−２）に分離するピストン（６５）、
前記上部室（７１）と前記下部室（７２）との間に設けられた連通孔（７４）、及び、  前記上部パイロット室（７１−１）と前記下部室（７２）が均等圧の時には、前記連通孔下部の弁座（６３）に、前記下部室（７２）内でバネ（６２）により着座する弁体（６１）を具備し、
前記上部パイロット室（７１−１）には、前記貯油部（５３）の潤滑油圧力がパイロット圧として導入され、前記下部パイロット室（７１−２）には、吸入圧又は前記中間圧のいずれかをパイロット圧として導入され、
前記上部パイロット室（７１−１）と前記下部パイロット（７１−２）との差圧に応じて、前記ロッド（６４）は、前記連通孔（７４）を貫通移動し前記弁体（６１）を押圧して、前記ロッド（６４）と前記弁座（６３）との間の絞り量を変動させて、前記給油路の流量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記スクロール圧縮機が、縦型であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記スクロール圧縮機が、横型であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記作動流体が、二酸化炭素（ＣＯ２）であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止したスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に見られるような従来技術のスクロール圧縮機では、冷媒の中に潤滑油を混入しておいて、圧縮された冷媒が吐出室に一時滞留する際に冷媒から潤滑油を分離すると共に、分離した潤滑油を油溜りに溜めておき給油路を介して、スクロールなどの摺動部や旋回スクロールのスラスト力を受けるための背圧室等に供給している。このような従来技術のスクロール圧縮機においては、圧縮機の停止時に各給油路が連通した位置になると、油は油溜りから容器内へ急激に流出してしまうことが生じていた。このため、潤滑油溜りの潤滑油減少による給油量不足が発生する可能性があった。
【０００３】
また、特許文献２において、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止した従来技術が開示されている。この従来技術は、電動機により駆動される回転軸の給油穴にバイパス穴を設け、このバイパス穴出口に蓋を設けたことを特徴としている。蓋は、弾性体に取り付けられた錘体であり、運転停止時の遠心力がかからない時には、蓋である錘体がバイパス穴出口を開放するように構成されている。運転停止時に蓋が開放して、吐出圧のかかった高圧ガス冷媒を給油穴に侵入させて、潤滑油が油溜りから流出することを防止したものである。この従来技術では、回転軸に錘体と弾性体を付加するので、構造や組立調整が複雑になり信頼性や生産性が悪いとともに、錘体の回転駆動に無駄な動力を消耗し、運転時の効率が低下するという問題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０９１５０号公報
【特許文献２】特許第４２３２３４９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止したスクロール圧縮機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、旋回スクロール（２１）及び固定スクロール（２２）を有し作動流体を圧縮する圧縮機構部（２）、該圧縮機構部（２）を収納する圧力容器（１）、前記圧縮機構部（２）の吐出側に設けられ、作動流体から分離された潤滑油を貯める貯油部（５３）、該貯油部（５３）の潤滑油を前記圧力容器（１）内の差圧を用いて前記圧力容器内を循環させるための給油路、並びに、流量調整弁（６）を具備するスクロール圧縮機において、前記流量調整弁（６）は、前記貯油部（５３）の潤滑油圧力と、吸入圧又は前記両スクロール間の潤滑油圧の中間圧いずれかとを、パイロット圧として導入して、前記スクロール圧縮機（１００）の運転停止時には、前記流量調整弁（６）が、前記貯油部（５３）から前記固定スクロール（２２）に至る、前記給油路の一部を閉鎖し、前記スクロール圧縮機（１００）の運転時には、前記流量調整弁（６）が、前記貯油部（５３）の圧力と、前記吸入圧又は前記中間圧との差圧により、予め設定した値以上で前記給油路の一部を開放したことを特徴とするスクロール圧縮機である。
【０００７】
これにより、圧縮機の効率を低下させること無く、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止することができる。また、圧縮された冷媒ガスが流量調整弁に流入するようなデッドボリュームは形成されることは無く、冷媒ガスが流量調整弁や給油路に混入することも防止され、流量調整弁の作動を安定して行うことができる。よって、信頼性の高い流量調整弁の作動や給油路への給油を行うことができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記スクロール圧縮機（１００）の運転時には、前記流量調整弁（６）が、前記差圧に応じて、前記給油路の一部の流量を制御することを特徴とする。これにより、圧縮機の回転数の変動に応じて、自動的に給油量を増加・減少させることができる。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記流量調整弁（６）は、上部室（７１）、下部室（７２）、ロッド（６４）を下方に有し、上部室（７１）を上部パイロット室（７１−１）と下部パイロット室（７１−２）に分離するピストン（６５）、前記上部室（７１）と前記下部室（７２）との間に設けられた連通孔（７４）、及び、前記上部パイロット室（７１−１）と前記下部室（７２）が均等圧の時には、前記連通孔下部の弁座（６３）に、前記下部室（７２）内でバネ（６２）により着座する弁体（６１）を具備し、前記上部パイロット室（７１−１）には、前記貯油部（５３）の潤滑油圧力がパイロット圧として導入され、前記下部パイロット室（７１−２）には、吸入圧又は前記中間圧のいずれかをパイロット圧として導入され、前記上部パイロット室（７１−１）と前記下部パイロット（７１−２）との差圧に応じて、前記ロッド（６４）は、前記連通孔（７４）を貫通移動し前記弁体（６１）を押圧して、前記ロッド（６４）と前記弁座（６３）との間の絞り量を変動させて、前記給油路の一部の流量を制御することを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項の発明において、前記スクロール圧縮機が、縦型であることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から３のいずれか１項の発明において、前記スクロール圧縮機が、横型であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項の発明において、前記作動流体が、二酸化炭素（ＣＯ２）であることを特徴とする。
【００１３】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態におけるスクロール型圧縮機１００を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、停止時の流量調整弁を示す断面図であり、（ｂ）は、運転時の流量調整弁を示す断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＡ部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。各実施態様について、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態におけるスクロール型圧縮機１００を示す断面図である。本発明はこの一例に限定されるものではなく、流量調整弁６に係わる要部を除いて、その他の構造を持つスクロール型圧縮機にも適用可能である。
本実施形態におけるスクロール型圧縮機１００は、圧力容器１内に電動機部３と圧縮機構部２とを収容した密閉型電動圧縮機である。電動機部３は、固定子と、電動機部３によって回転駆動されるシャフト４に固定される回転子とを備えている。
【００１７】
圧縮機構部２は、主軸受４３によって支持されたクランク機構４１により公転する可動スクロール２１と、可動スクロール２１と対向配置されて作動室２７を形成する固定スクロール２２とを備えている。シャフト４は、副軸受４４と、主軸受４３とによって略垂直に支持されている。可動スクロール２１は、略円盤状の可動側板と、可動側板の端面から固定スクロール２２側に向かってインボリュート曲線状に立設した可動側渦巻と、可動側渦巻と反対側の端面から円筒状に立設したボス部を備える。固定スクロール２１は、固定側板と、固定側板の可動スクロール２１側の端面に設けられた渦巻状の溝によって形成された固定側渦巻を備える。可動スクロール２２のボス部が設けられた側には、スラスト軸受が配置されている。
【００１８】
クランク機構４１は、シャフト４の圧縮機構部側の端部に一体に設けられた偏心軸と可動スクロール２１のボス部によって構成されている。偏心部は、主軸受４３及び副軸受４４の軸中心から所定量ｅだけ偏心するように設けられている。この偏心量ｅが、可動スクロール３２の公転半径となる。可動スクロール２１側の背面側には、図示しないオルダムカップリングが配置されており、可動スクロール２１の自転を防止している。これにより、可動スクロール２１は公転のみが許容されている。圧縮機構部２は、可動側渦巻と固定側渦巻の噛み合いによって形成される複数の作動室２７が、可動スクロール２１が固定スクロール２２に対して旋回することで体積を縮小することにより固定側渦巻の最外周側に連通する吸入ポート２６から供給された冷媒を圧縮する。このように、圧縮機構部２は、旋回スクール２１と固定スクロール２２からなり、偏心軸を持つシャフト４の回転により、旋回スクロール２１が公転運動することにより、作動流体を圧縮する。
【００１９】
ここで、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止する本実施形態の機能を説明する。
本実施形態の機能を説明する前に、本実施形態の流量調整弁６が無い場合について、潤滑油が油溜りから逆流する現象について説明する。運転作動中は、吸入ポート２６から吸入された作動流体は、圧縮機構部２で圧縮された後、圧縮された作動流体と潤滑油は吐出ポート２３とリード弁２３’（２３”はストッパ）を経て、吐出配管２４を通り、油分離器５へ流入する。潤滑油は、円筒部５２で作動流体から分離され、貯油部５３に一時的に溜められる。
【００２０】
一方、高圧となった作動流体は、油分離器５の出口５５から吐出され、冷凍サイクルならば凝縮器などに送られる。圧縮機１００内の貯油部５３に戻った潤滑油は、給油管５４から、給油路６８に直接連結して（流量調整弁６はないものとして説明）、間歇給油機構３１（特許文献１参照）、給油路２４を経て、空間４５に達する。その後、シャフト４中心に設けられた給油路４２を通じて、主軸受４３及び副軸受４４に潤滑油を給油する。主軸受４３及び副軸受４４を潤滑した潤滑油は給油路２５を経て、吸入ポート２６から吸入される作動流体と一緒に圧縮機構部２の作動室２７へと吸入される。
【００２１】
次に、圧縮機が運転を停止すると、リード弁２３’により咄出ポート２３は閉じられるため、作動室２７（電動機室も同様）は吸入圧力と等しくなる。このため、吐出圧力のかかった貯油部５３から（流量調整弁６はない）、圧力容器内に潤滑油が逆流して、貯油部５３の潤滑油が、急激に減少してしまう。
本実施形態においては、上記のような潤滑油の逆流現象を防止するために、以下に説明するような流量調整弁６が設置されている。図２（ａ）は、停止時の流量調整弁を示す断面図であり、（ｂ）は、運転時の流量調整弁を示す断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）のＡ部の拡大図である。
流量調整弁６が設置された図１、及び、詳細な流量調整弁６が示された図２を参照して、本実施形態を説明する。
【００２２】
圧縮された作動流体と潤滑油は吐出ポート２３を経て、吐出配管２４を通り、油分離器５へ流入する。潤滑油は円筒部５２で作動流体から分離され、貯油部５３に一時的に溜められ、給油管５４を経て圧縮機１００内へ戻される。作動流体は油分離器５の出口５５から吐出される。圧縮機１００内の貯油部５３に戻った潤滑油は、流量調整弁６へ流入し、給油路６６（図２参照）を通って、ロッド６４と弁座６３の内径側との隙間で形成される絞り部で減圧され、給油路６８と２４を経て偏心軸受４１と軸受４内の給油路４２へ流入する。その後主軸受４３、副軸受４４流入する。軸受を潤滑した潤滑油は結油路２５を経て、吸入ポート２６から吸入される作動流体といっしょに圧縮機構部２の作動室２７へ吸入される。
【００２３】
流量調整弁６は、上部室７１、下部室７２、ロッド６４を下方に有し、上部室７１を上部パイロット室７１−１と下部パイロット室７１−２に分離するピストン６５、上部室７１と下部室７２との間に設けられた連通孔７４、及び、上部パイロット室７１−１と下部室７２が均等圧の時には、連通孔下部の弁座６３に、下部室７２内でバネ６２により着座する弁体６１を具備している。上部パイロット室７１−１には、貯油部５３の潤滑油圧力がパイロット圧として導入され、下部パイロット室７１−２には、吸入圧又は前記中間圧のいずれかがパイロット圧として導入される。
【００２４】
上部パイロット室１−１と下部パイロット７１−２との差圧に応じて、ロッド６４は、連通孔７４を貫通移動し弁体６１を押圧して、ロッド６４と弁座６３との間の隙間による絞り量を変動させて、貯油部と旋回スクロール２１との間の前記給油路の流量を制御する。吐出圧の上昇は、作動室にかかる内圧が上昇していることであるので、当然、差圧の増大に応じて給油路の流量を上げるように、流量調整弁６が制御する。
【００２５】
流動制御弁６の作動は次のようなものとなる。
（ａ）停止時
弁体６１はバネ６２により、弁座６３に押しつけられ、閉じている。弁体６１とピストン６５はロッド６４で連絡されており、給油路６６、６８、導圧管６７は均圧（均等圧力な状態）しているため、弁体６１には、バネ６２の力しか作用しない。
（ｂ）運転時
給油路６６、導圧管６７には貯油部５３の潤滑油圧力（ほぼ吐出圧）が作用し、給油路６８には吸入圧（又は中間圧）が作用する。予め、運転中の吐出圧と吸入圧との差圧がピストン６５に作用する力より、弁体６１が弁座６３に着座させようとするバネ力を小さく設定することで、運転時は、弁体６１が弁座６３から離れ、潤滑油が流れる。ロッド６４と弁座６３とのすき間絞りにより潤滑油の流量を制御する。ロッド６４は、ストレートであっても良い。この場合、差圧が大きくなれば、流量が増大する。下部に至るにつれテーパで細くなるようにすれば、ロッド６４と弁座６３との間の絞り隙間量をより大きく変動させることができる。
【００２６】
本発明の特徴は、圧縮機の効率を低下させること無く、運転停止時に潤滑油が油溜りから流出することを防止するものである。この点に関して、本発明の特徴の１つとして、流量調整弁６が、貯油部５３の潤滑油圧力を、パイロット圧として導入している。これまでの本発明の開発過程においては、吐出ポート２３から直接パイロット圧を導入して流量調整弁６の差圧として作用させることが考えられたが、この場合には、以下のようなマイナス面が生じる可能性があった。
【００２７】
すなわち、吐出ポート２３から直接パイロット圧を導入すると、上部パイロット室７１−１が、リード弁２３’の前に、閉鎖デッドボリュームとして形成されてしまい、ここでの再膨張が性能低下を引き起こす。また、吐出ポート２３から直接導入すると、潤滑油のみならず、作動流体、すなわち冷媒ガスが混入することが発生し、流量調整弁の作動を不安定にする場合が生じる。さらには、冷媒及び冷媒ガスが混入すると、ピストン６５のシール性能を悪化させ、給油路にガスの漏れ込みを許し性能低下が生じることがある。流量調整弁６が、貯油部５３の潤滑油圧力を、パイロット圧として導入すれば、このような問題が発生することがなくなり、信頼性の高い流量調整弁６の作動、給油路への給油を行うことができる。
【００２８】
以上の説明では、スクロール圧縮機１００が縦型として説明したが、これに限らず、横型であっても良い。この場合には、貯油部５３は下方に形成されるので、これに近接して流量調整弁６を設置することになる。また、流量調整弁６の給油路６８の出口は、吸入ポートに近い、固定スクロール（２２）と旋回スクロール（２１）の摺接面としたが、必ずしもこれに限定されず、前記両スクロール間の中間部分（吸入側と吐出ポートの中間）において設置しても良い。さらには、旋回スクロール（２１）を支承するスラスト軸受側に出口を設けても良い。本発明のスクロール圧縮機は冷媒用圧縮機に適用するとよく、ＣＯ２冷媒を用いた冷凍サイクルに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１    圧力容器
２    圧縮機構部
６    流量調整弁
２１    旋回スクロール
２２    固定スクロール
５３    貯油部
６５    ピストン
７１    上部室
７２    下部室
７４    連通孔
【図１】
2012225226.tif 000003
【図２】
2012225226.tif 000004