(57)【要約】【課題】固定スクロールの熱膨張による変形を抑制することで焼付きを防止し、高い信頼性を確保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２の鏡板の反ラップ側に断熱材を設置し、吐出温度が高温になる高速・高差圧運転時においても、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導を抑え、固定スクロール２の温度上昇を抑制し、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形を抑制し、旋回スクロール３と固定スクロール２の接触を防止できるため、入力の増大や焼付きを防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出ポートを設けた鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合せて、前記旋回スクロールを自転の規制のもとに円軌道に沿って旋回させたときに容積を変えながら移動することで、圧縮室を形成し、吸入ポートから吸入された作動流体が前記圧縮室で圧縮され、前記吐出ポートから前記固定スクロールの反ラップ側に隣接するマフラー内を通過した後、圧縮機の外へ吐出される流路を有するスクロール圧縮機において、前記固定スクロールの鏡板の反ラップ側に断熱材を設けたスクロール圧縮機。
【請求項２】
吐出ポートに断熱材を設けてなる請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
断熱材を中空セラミック粒子で構成した請求項１または請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
マフラーに放熱フィンを設けてなる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
マフラーの材質をアルミ合金としてなる請求項４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
作動流体を二酸化炭素としてなる請求項１から請求項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、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられるスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種のスクロール圧縮機は特許文献１の構成が知られている。図４は、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機を示す断面図である。図４において、鏡板２ｂの一側面に立設された渦巻き状の壁体を有し、定位置に固定された固定スクロール２と、他の鏡板３ａの一側面に立設された渦巻き状の他の壁体を有し、各上記壁体同士をかみ合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロール３から構成されている。固定スクロール２には、吐出ポート２ｄが構成されており、吐出管２ｅを通って圧縮機の外に作動流体が吐出される。
【特許文献１】特開２００６−２６６１７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、高速・高差圧運転時において吐出温度は非常に高くなり、吐出管内の作動流体温度も高温になるため、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導が発生し、固定スクロールの温度上昇に伴い、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップが熱膨張により変形し、旋回スクロールと固定スクロールが接触し、入力の増大や焼付きが発生する場合があった。
【０００４】
また、固定スクロールラップの熱膨張を考慮し、固定スクロールと旋回スクロールの軸方向隙間広く設定した場合、低速・低差圧運転時にこの隙間からの漏れが多くなり、圧縮機の性能が低下する場合があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、固定スクロールの熱膨張による変形を抑制し、運転条件に関わらず高信頼性かつ高性能なスクロール圧縮機の提供を目的とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールの鏡板の反ラップ側に断熱材を設置したものである。
【０００７】
これによって、吐出温度が高温になる高速・高差圧運転時においても、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導を抑え、固定スクロールの温度上昇を抑制し、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形を抑制し、旋回スクロールと固定スクロールの接触を防止できるため、入力の増大や焼付きを防止できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールの熱膨張による変形を抑制し、スクロール圧縮機の信頼性と性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、固定スクロールの鏡板の反ラップ側に断熱材を設けることで、吐出温度が高温になる高速・高差圧運転時においても、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導を抑え、固定スクロールの温度上昇を抑制し、固定スクロール鏡板や固定スクロ
ールラップの熱膨張による変形を抑制し、旋回スクロールと固定スクロールの接触を防止できるため、入力の増大や焼付きを防止できる。
【００１０】
第２の発明は、吐出ポート内に断熱材を設置することで、吐出ポートから固定スクロールラップへの熱伝導を抑制できるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。
【００１１】
第３の発明は、断熱材を中空セラミックを含む塗料とすることで、断熱効果を高め、複雑な形状の部品に対しても容易に塗布でき、吐出ポートから固定スクロールラップへの熱伝導を抑制できるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。
【００１２】
第４の発明は、マフラーに放熱フィンを設置することで、マフラー内の熱を効果的にマフラーの外へ放熱することができるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。
【００１３】
第５の発明は、マフラーの材質をアルミ合金とすることで、マフラー内の熱をさらに効果的にマフラーの外へ放熱することができるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。
【００１４】
第６の発明は、圧縮機の作動流体を作動時の差圧が大きい二酸化炭素とした場合でも、吐出温度が高温になる高速・高差圧運転時において、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導を抑え、固定スクロールの温度上昇を抑制し、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形を抑制し、旋回スクロールと固定スクロールの接触を防止できるため、入力の増大や焼付きを防止できる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図である。図１のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
【００１７】
図１に示すように、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸４の主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした固定スクロール２との間に、固定スクロール２と噛み合う旋回スクロール３を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２ｆを構成し、旋回スクロール３と主軸受部材１１との間に旋回スクロール３の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構１４を設けて、クランク軸４の上端にある偏心軸部４ａにて旋回スクロール３を偏心駆動することにより旋回スクロール３を円軌道運動させ、これにより固定スクロール２と旋回スクロール３との間に形成している圧縮室１５が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１外に通じた吸入パイプ１６および固定スクロール２の外周部の吸入口１７から作動流体ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった作動流体ガスは固定スクロール２の中央部の吐出ポート２ｄから吐出バルブ１９を押し開いてマフラー２１内に吐出させることを繰り返す。
【００１８】
旋回スクロール３の背面部分には、主軸受部材１１に配置されている摺動仕切り環７８があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環７８により、摺動仕切り環７８の内側領域である高圧部と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧空間に仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール３は固定スクロール２に安定的に押しつけ
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ことができる。
【００１９】
さらに、固定スクロール２には、旋回スクロール３の背面の背圧空間２９の圧力を制御する背圧調整弁９を備えている。
【００２０】
マフラー２１内に吐出された作動流体は、吐出流路Ａ２２を通り、ロータ貫通孔２３を通過した後反転し、ステータ貫通孔２４から吐出流路Ｂ２７を通過し、メカ上部空間２５に入り、吐出管２ｅから圧縮機の外へ吐出される。
【００２１】
高速・高差圧運転時において、作動流体温度はマフラー２１内が最も高温であり、マフラー２１内で固定スクロール２を加熱し、吐出流路Ａ２２内で固定スクロール２や主軸受部材１１を加熱しており、マフラー２１内の高温作動流体から固定スクロール２への熱伝導が発生し、固定スクロール２の温度上昇に伴い、固定スクロール２の鏡板や固定スクロール２のラップ部分が熱膨張により変形し、旋回スクロール３と固定スクロール２が接触し、入力の増大や焼付きが発生する場合があった。
【００２２】
また、固定スクロール２のラップの熱膨張を考慮し、固定スクロール２と旋回スクロール３の軸方向隙間広く設定した場合、低速・低差圧運転時にこの隙間からの漏れが多くなり、圧縮機の性能が低下する場合があった。
【００２３】
断熱材２６を固定スクロール２のマフラー２１と接する面に設置することで、マフラー２１内の高温作動流体から固定スクロール２への熱伝導を抑制し、固定スクロール２の温度上昇に伴う、固定スクロール２の鏡板や固定スクロール２のラップ部分の熱膨張による変形を抑えることができる。
【００２４】
なお、断熱効果の高い中空セラミックを含む塗料を用いれば、固定スクロール２に塗布できるため、容易に断熱材を設置できる。
【００２５】
さらに、吐出流路Ａ内に断熱を施しても良い。
【００２６】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の縦断面図である。
【００２７】
本実施の形態２においては、特に特徴的な構成は吐出ポート２ｄ内に断熱材を設けている点である。
【００２８】
実施の形態２におけるスクロール圧縮機の動作は、前述の実施の形態１と同様であり、基本的な動作の説明は省略する。
【００２９】
作動流体が二酸化炭素の場合、運転中の圧力が大きいため、差圧による固定スクロール２の変形を抑制するため、固定スクロール２の剛性を確保しなければならない。そのため、固定スクロール２が軸方向に厚くなり、吐出ポート２ｄも軸方向に長くなり、熱を受ける面積が大きくなる。
【００３０】
吐出直後の高温の作動流体が最初に通過する吐出ポート２ｄの内面に断熱材を設置することで、吐出ポート２ｄ内の高温作動流体から固定スクロール２への熱伝導を抑制し、固定スクロール２の温度上昇に伴う、固定スクロール２の鏡板や固定スクロール２のラップ部分の熱膨張による変形を抑えることができる。
【００３１】
なお、断熱効果の高い中空セラミックを含む塗料を用いれば、固定スクロール２に塗布できるため、容易に断熱材を設置できる。
【００３２】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の縦断面図である。
【００３３】
本実施の形態においては、特に特徴的な構成はマフラー２１に放熱フィン２８を設けている点である。
【００３４】
実施の形態３におけるスクロール圧縮機の動作は、前述の実施の形態１と同様であり、基本的な動作の説明は省略する。
【００３５】
高速・高差圧運転時において、作動流体温度はマフラー２１内が最も高温であり、マフラー２１内で固定スクロール２を加熱し、吐出流路Ａ２２内で固定スクロール２や主軸受部材１１を加熱しており、マフラー２１内の高温作動流体から固定スクロール２への熱伝導が発生し、固定スクロール２の温度上昇に伴い、固定スクロール２の鏡板や固定スクロール２のラップ部分が熱膨張により変形し、旋回スクロール３と固定スクロール２が接触し、入力の増大や焼付きが発生する場合があった。
【００３６】
また、固定スクロール２のラップの熱膨張を考慮し、固定スクロール２と旋回スクロール３の軸方向隙間広く設定した場合、低速・低差圧運転時にこの隙間からの漏れが多くなり、圧縮機の性能が低下する場合があった。
【００３７】
放熱フィンをマフラー２１に設置することで、マフラー２１内の熱をメカ上部空間２５へ放熱することで、マフラー２１内の作動流体温度の上昇を抑えることで、マフラー２１内の高温作動流体から固定スクロール２への熱伝導を抑制し、固定スクロール２の温度上昇に伴う、固定スクロール２の鏡板や固定スクロール２のラップ部分の熱膨張による変形を抑えることができる。
【００３８】
さらに、マフラー２１の材質を熱伝導性の高いアルミ合金とすれば、マフラー２１内の熱をメカ上部空間２５へより効果的に放熱できる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、固定スクロールの熱膨張による変形を抑制することができ、作動流体を作動流体と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図３】本発明の実施の形態３におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図４】従来のスクロール圧縮機の断面図
【符号の説明】
【００４１】
１  密閉容器
２  固定スクロール
２ｂ  固定スクロール鏡板
２ｄ  吐出ポート
２ｅ  吐出管
２ｆ  スクロール圧縮機構部
３  旋回スクロール
３ａ  旋回スクロール鏡板
４  クランク軸
４ａ  偏心部
９  背圧調整弁
１１  主軸受部材
１４  自転規制機構
１５  圧縮室
１６  吸入パイプ
１７  吸入口
１９  吐出バルブ
２１  マフラー
２２  吸入流路Ａ
２３  ロータ貫通孔
２４  ステータ貫通孔
２５  メカ上部空間
２６  断熱材
２７  吐出流路Ｂ
２８  放熱フィン
２９  背圧空間
３０  高圧部
７８  摺動仕切り環
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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