スクロール圧縮機
【課題】圧縮室と背圧室を間欠的に連通する背圧孔において、圧縮室と背圧室を連通し終わったあと、次の低圧である圧縮室と連通する際に、背圧孔内に溜まっていたガスと油がこの低圧の圧縮室に再膨張して熱流体損失が生じることについては、従来は特に考慮されていなかった。本発明の目的は、効率の良いスクロール圧縮機を提供することにある。
【解決手段】上記本発明の目的は、旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合わせによって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、前記旋回スクロールは、前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記圧縮室と前記背圧室とを間欠的に繋ぐ背圧孔を有し、前記背圧孔は、前記圧縮室と連通するとともに前記背圧室と連通し、前記圧縮室との連通が遮断された後に、前記背圧室との連通を遮断することを特徴とするスクロール圧縮機によって達成される。
【解決手段】上記本発明の目的は、旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合わせによって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、前記旋回スクロールは、前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記圧縮室と前記背圧室とを間欠的に繋ぐ背圧孔を有し、前記背圧孔は、前記圧縮室と連通するとともに前記背圧室と連通し、前記圧縮室との連通が遮断された後に、前記背圧室との連通を遮断することを特徴とするスクロール圧縮機によって達成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍用や空調用などの冷凍サイクルに使用される冷媒圧縮機、或いは空気やその他のガスを圧縮するガス圧縮機として好適なスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、前記旋回スクロールまたは固定スクロールの少なくともいずれか一方の背面に設けられ旋回スクロールと固定スクロールの両部材の少なくとも一方を他方に押付けるための背圧室と、前記固定スクロールと旋回スクロールの少なくとも何れか一方の鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備えたスクロール圧縮機が知られている。
【０００３】
また、特許文献１には、「スクロール圧縮機は、固定スクロール、この固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロール、この旋回スクロールの鏡板背面に設けられた背圧室、前記旋回スクロールの鏡板に形成され圧縮室と背圧室とを連通する背圧孔、及び固定スクロールの鏡板に設けられ圧縮室内の圧力が吐出空間の圧力より高くなると圧縮室内の作動流体を吐出空間へ放出するリリース機構を備えている。旋回スクロールの旋回運動に伴い、背圧孔により圧縮室と背圧室とが連通される区間４７は、リリース機構により圧縮室と吐出空間とが連通される区間４４，４５と重ならないように構成されている。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮室と背圧室を間欠的に連通する背圧孔において、圧縮室と背圧室を連通し終わったあと、次の低圧である圧縮室と連通する際に、背圧孔内に溜まっていたガスと油がこの低圧の圧縮室に再膨張して熱流体損失が生じることについては、従来は特に考慮されていなかった。
【０００６】
本発明の目的は、効率の良い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】
【０００７】
上記本発明の目的は、
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールまたは固定スクロールの少なくともいずれか一方の背面に設けられ旋回スクロールと固定スクロールの両部材の少なくとも一方を他方に押付けるための背圧室と、
前記固定スクロールと旋回スクロールの少なくとも何れか一方の鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれることを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
【０００８】
また、上記本発明の目的は、
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールの鏡板背面に設けられ旋回スクロールを前記固定スクロールに押付けるための背圧室と、
前記旋回スクロールの鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれることを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
【０００９】
また、上記本発明の目的は、
旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合わせによって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
前記旋回スクロールは、前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記圧縮室と前記背圧室とを間欠的に繋ぐ背圧孔を有し、
前記背圧孔は、前記圧縮室と連通するとともに前記背圧室と連通し、前記圧縮室との連通が遮断された後に、前記背圧室との連通を遮断する
ことを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、効率の良いスクロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例である固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合い状態を表す平面図。
【図２】スクロール圧縮機の縦断面図の例。
【図３】図２における背圧孔部を拡大して示す要部拡大断面図の例。
【図４】従来構造の固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合い状態を表す平面図。
【図５】スクロール圧縮機におけるクランク角と圧縮室圧力との関係を模式的に表した断熱圧縮線図の例。
【図６】スクロール圧縮機におけるクランク角と圧縮室圧力との関係を模式的に表した指圧線図の例。
【図７】背圧孔の両端部の開口区間および背圧孔内の圧力変化を模式的に表した図。
【図８】本発明の一実施例を示す冷凍サイクルの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２，図３はスクロール圧縮機の縦断面図である。図に示すように、固定スクロール（固定スクロール部材）７は、円板状の台板７ａと、この台板７ａの上に渦巻状に立設されたラップ７ｂと、台板７ａの外周側に位置し、ラップ７ｂの先端面と連続する鏡板面７ｅを有してラップ７ｂを囲む筒状の支持部７ｄとを有する。なお、ラップ７ｂは「歯」に見立てられるため、ラップ７ｂの先端面は歯先、ラップ７ｂが立設された台板７ａの表面は、ラップ７ｂの間にあるため歯底７ｃと呼ばれる。
【００１４】
また、支持部７ｄが、旋回スクロール（旋回スクロール部材）８の鏡板８ａと接する面は、固定スクロール７の鏡板面７ｅとなっている。固定スクロール７は、その支持部７ｄがボルト等によりフレーム１７に固定され、固定スクロール７と一体となったフレーム１７は溶接等の固定手段によりケース（密閉容器）９に固定されている。
【００１５】
前記旋回スクロール８は、固定スクロール７に対向して配置され、固定スクロールのラップ７ｂと旋回スクロールのラップ８ｂとが噛み合わされて、フレーム１７内に旋回可能に設けられている。旋回スクロール８は、円板状の鏡板８ａ，この鏡板８ａの表面である歯底８ｃから立設された渦巻状のラップ８ｂ、及び鏡板８ａの背面中央に設けられたボス部８ｄとを有する。また、鏡板８ａの外周部の、固定スクロール７と接する表面が、旋回スクロール８の鏡板面８ｅとなっている。
【００１６】
ケース９は、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，モータ部１６（１６ａ：回転子，１６ｂ：固定子）及び潤滑油などを内部に収納した密閉容器構造となっている。モータ部１６の回転子１６ａと一体に固定されたシャフト（回転軸）１０は、フレーム１７に主軸受５を介して回転自在に支持され、固定スクロール７の中心軸線と同軸となっている。
【００１７】
シャフト１０の先端にはクランク部１０ａが設けられており、このクランク部１０ａは旋回スクロール８の背面に設けられたボス部８ｄに挿入され、旋回スクロール８はシャフト１０の回転に伴い旋回可能に構成されている。クランク部１０ａとボス部８ｄとの間には旋回軸受１１が挟まれる。旋回スクロール８の中心軸線は固定スクロール７の中心軸線に対して所定距離だけ偏心した状態となる。また、旋回スクロール８のラップ８ｂは、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。１２は、旋回スクロール８を固定スクロール７に対して、自転しないように拘束しながら相対的に旋回運動させるためのオルダムリングである。
【００１８】
図４は従来構造の固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合い状態を示す平面図で、図に示すように、ラップ７ｂ，８ｂ間には三日月状の複数の圧縮室１３（１３ａ，１３ｂ）が形成され、旋回スクロール８を旋回運動させると、各圧縮室は中央部に移動するに従い連続的に容積が縮小される。即ち、旋回スクロールラップ８ｂの内線側及び外線側に、それぞれ旋回内線側圧縮室１３ａ及び旋回外線側圧縮室１３ｂが形成される。２０は吸込室で、流体を吸入している途中の空間である。この吸込室２０は、旋回スクロール８の旋回運動の位相が進んで、流体の閉じ込みを完了した時点から圧縮室１３となる。
【００１９】
吸込ポート１４は、図２，図４に示すように、固定スクロール７に設けられている。この吸込ポート１４は吸込室２０と連通するように台板７ａの外周側に穿設されている。また、吐出ポート１５は、最内周側の圧縮室１３と連通するように固定スクロール７の台板７ａの渦巻中心付近に穿設されている。
【００２０】
モータ部１６によりシャフト１０を回転駆動すると、シャフト１０のクランク部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、旋回スクロール８は固定スクロール７の中心軸線を中心に、所定距離の旋回半径をもって旋回運動する。この旋回運動時に旋回スクロール８が自転しないように、オルダムリング１２によって拘束される。
【００２１】
旋回スクロール８の旋回運動によって、各ラップ７ｂ，８ｂの間にできる圧縮室１３は中央に連続的に移動し、その移動に従って圧縮室１３の容積が連続的に縮小する。これにより、吸込ポート１４から吸込まれた流体（例えば、冷凍サイクルを循環する冷媒ガス）を各圧縮室１３内で順次圧縮し、圧縮された流体は吐出ポート１５からケース上部の吐出空間５４に吐出される。吐出された流体は、吐出空間５４からケース９内のモータ室５２に入り、吐出パイプ６から圧縮機外、例えば冷凍サイクルに供給される。
【００２２】
潤滑油はケース９の底に貯留されており、シャフト１０の下端には容積型または遠心式の給油ポンプ２１を設けている。シャフトの回転とともに給油ポンプ２１も回転させ、潤滑油を給油ポンプケース２２に設けた潤滑油吸込口２５から吸入して、給油ポンプの吐出口２８から吐出する。吐出された潤滑油はシャフトに設けた貫通穴３を通って上部へ供給される。潤滑油の一部は、シャフト１０に設けた横穴２４を通って副軸受２３を潤滑し、ケース底部の油溜まり５３に戻る。その他大部分の潤滑油は、貫通穴３を通ってシャフト１０のクランク１０ａ上部に達し、クランク１０ａに設けた油溝５７を通って旋回軸受１１を潤滑する。そして旋回軸受１１の下部に設けた主軸受５を潤滑した後、排油穴２６ａ及び排油パイプ２６ｂを通ってケース底部の油溜まり５３へ戻る。
【００２３】
ここで、油溝５７，旋回軸受１１で形成される空間および、主軸受５を収める空間（フレーム１７，シャフト１０，フレームシール５６，旋回スクロール８のボス部８ｄに設けられたつば形状の旋回ボス部材３４，シール部材３２で形成された空間）をあわせて第１の空間３３と呼ぶことにする。この第１の空間３３は吐出圧力に近い圧力を有する空間である。主軸受５及び旋回軸受１１の潤滑のために第１の空間３３に流入した潤滑油の大部分は、排油穴２６ａ及び排油パイプ２６ｂを通ってケース底部へ戻るが、一部の潤滑油は、オルダムリング１２の潤滑，固定スクロール７と旋回スクロール８との摺動部の潤滑及びシールに必要な最低限の量が、シール部材３２の上端面と旋回ボス部材３４との端面間の後述の油漏出手段を介して背圧室１８に入る。背圧室１８を第２の空間と呼ぶことにする。
【００２４】
シール部材３２は、フレーム１７に設けられた円環溝３１に波状バネ（図示せず）と共に挿入されており、吐出圧力となっている第１の空間３３と、吸込圧力と吐出圧力との間の圧力となっている背圧室１８とを仕切っている。前記油漏出手段は、例えば旋回ボス部材３４に設けられた複数の穴３０と前記シール部材３２とで構成される。前記複数の穴３０は旋回スクロール８の旋回運動に伴いシール部材３２を跨いだ円運動を行い、第１の空間３３と背圧室１８との間を移動する。これにより、第１の空間３３の潤滑油を穴３０に溜め、背圧室１８へ間欠的に移送することにより、必要最小限の油を背圧室１８に導くことができる。複数の穴３０の代わりにスリットなどを設けて背圧室への油漏出手段としてもよい。
【００２５】
背圧室１８に入った潤滑油は、背圧が高くなると、背圧室１８と圧縮室１３とを連通する背圧孔３５を通って圧縮室１３へ入り、その後、吐出ポート１５から吐出され、一部は、例えば冷媒ガスと共に吐出パイプ６から冷凍サイクルへ吐出され、残りはケース９内で冷媒ガスと分離されてケース底の油溜まり５３に貯留される。
【００２６】
なお、上記で説明したように前記第１の空間３３と背圧室１８と油漏出手段を備えることで、各軸受部に必要な給油量と圧縮室に必要な給油量を独立に制御することができるため、圧縮室給油量の適正化が可能となり高効率な圧縮機を得ることができる。
【００２７】
以上説明してきたスクロール圧縮機において、次に背圧の詳細について述べる。スクロール圧縮機では、その圧縮作用により、固定スクロール７と旋回スクロール８とを互いに引離そうとする軸方向の力が発生する。この軸方向の力により、両スクロールが引離される、いわゆる旋回スクロール８の離脱現象が生じると、圧縮室の密閉性が悪化して圧縮機の効率が低下する。そこで、旋回スクロール８の鏡板の背面側に、吐出圧力と吸込圧力の間の圧力となる背圧室１８を設け、その背圧により引離し力を打ち消すと共に、旋回スクロール８を固定スクロール７に押付けるようにしている。このとき、押付力が大き過ぎると旋回スクロール８の鏡板面８ｅと固定スクロール７の鏡板面７ｅとの摺動損失が増大し、圧縮機効率が低下する。つまり背圧には適正な値が存在し、小さ過ぎると圧縮室の密閉性が悪化して熱流体損失が増大し、大き過ぎると摺動損失が増大する。よって、背圧を適正な値に維持することが、圧縮機の高性能化，高信頼性化において重要となる。本実施例では背圧を適正な範囲に維持するため、背圧孔３５を備えている。
【００２８】
背圧孔３５の構成について図３，図４を用いて詳細に説明する。旋回スクロール８の鏡板にはコの字形に背圧孔３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）が設けられている。この背圧孔３５は、旋回スクロール８が一旋回する間に、圧縮室１３と背圧室１８とを間欠的に繋ぐものである。止栓３５ｄは、コの字形の背圧孔３５を形成するため、通路３５ａの端部を閉止するためのものである。
【００２９】
固定スクロール７の外周側の鏡板面７ｅには背圧室１８と連通した切欠部３６ａを設けている。コの字形の背圧孔３５の一方の連通口である背圧室側連通口（端部３５ｃ）は、図４の回転軌跡６０に示す旋回運動により前記切欠部３６ａと間欠的に連通することで背圧室１８に連通し、切欠部３６ａと連通していないときには固定スクロール７の鏡板面７ｅによりその連通口が塞がれている。背圧孔３５の他方の連通口である圧縮室側連通口（端部３５ｂ）は、旋回運動により圧縮室１３と間欠的に連通し、連通していないときは固定スクロール７のラップ７ｂによりその連通口が塞がれている。
【００３０】
背圧室側連通口（端部３５ｃ）が背圧室１８に連通する区間と、圧縮室側連通口（端部３５ｂ）が圧縮室に連通する区間は一般的に異なり、その両者が連通している間だけ圧縮室１３と背圧室１８が連通することになる。
【００３１】
前記切欠部３６ａの形状及び背圧孔３５の両端部３５ｂ，３５ｃの位置を決めると、背圧孔３５が圧縮室１３と背圧室１８とを連通する区間（背圧孔の連通区間）が決まり、背圧室１８の圧力はこの連通区間での圧縮室圧力に応じた値となる。つまり、連通のタイミングは、この切欠部３６ａを用いて調整されるということである。
【００３２】
これを図５，図６により更に詳細に説明する。まず、図５によりスクロール圧縮機の圧縮室の圧力変化を説明する。図５の線図は横軸がクランク角（旋回スクロールの旋回運動の位相）、縦軸が断熱圧縮時の圧縮室の圧力であり、これらの関係を模式的に示したものである。図５の線図では、旋回外線側圧縮室１３ｂまたは旋回内線側圧縮室１３ａのいずれか一方の圧縮室圧力を示している。図中の実線４９で示す圧縮室に着目すると、区間７０が吸込区間、区間７１が圧縮区間、区間７２が吐出区間となる。なお、７３，７４は、４９で示す圧縮室の前後にできる圧縮室での圧縮室圧力の変化を示したものである。
【００３３】
次に図６により、４９で示す圧縮室のみに注目して説明する。４９は断熱圧縮線で、この断熱圧縮線４９に対して、実際の指圧線図は熱流体損失により５１のように上方へ膨らんでいる。
【００３４】
そして、従来の構成を例に説明すると、端部３５ｂが圧縮室１３に連通するのは４４から４５までの区間４６であり、端部３５ｃが背圧室１８に連通するのは４８から４５までの区間６１であるとする。よって圧縮室１３と背圧室１８とが連通するのは、両端部とも連通している区間６１となる。この区間６１において圧縮室圧力は４８から４５まで変動しており、背圧は多少の変動を伴いながらも、この区間における圧縮室圧力を平均した圧力４７に設定されることになる。
【００３５】
以上が背圧生成のメカニズムであるが、以下、従来構成での問題点について述べる。従来構成では、背圧については上記で説明したように適正に維持することが可能であるが、コの字形の背圧孔３５がいわゆるデッドボリュームになるということについて、あまり考慮されていなかった。すなわち、背圧孔３５が圧縮室１３と背圧室１８とを連通し終わって、端部３５ｂと端部３５ｃがともに塞がれる瞬間について考えると、圧力４５である端部３５ｂ側から背圧（圧力４７）である端部３５ｃへ流体が流れており、背圧孔３５内は圧力４５に近い圧力で満たされていることになる。そして、旋回運動に伴い端部３５ｂが次の圧縮室に連通する際には、その圧縮室圧力は４４であるため、背圧孔３５内の流体は圧力４５に近い圧力から圧力４４まで再膨張することになり、熱流体損失が生じることになる。
【００３６】
これに対して本実施例では、固定スクロール７に設けた切欠部３６ａの形状を図１のように変更することで、図６の従来構成での区間６１を区間６２へと拡大するようにする。具体的には、背圧孔３５は、圧縮室１３と連通するとともに背圧室１８と連通し、圧縮室１３との連通が遮断された後に、背圧室１８との連通を遮断する。つまり、端部３５ｂが圧縮室１３との連通を終えた後も、端部３５ｃは背圧室１８と連通しているようにする。換言すれば、旋回スクロール８が一旋回する間に、背圧孔３５により圧縮室１３と背圧室１８とが間欠的に連通され、背圧孔３５の背圧室１８側の連通口が、背圧孔３５の圧縮室１３側の連通口より遅いタイミングで閉じる位置関係となるように背圧孔３５の端部３５ｂ，３５ｃを設ける。
【００３７】
このことにより、両端部が塞がれた後の、コの字形の背圧孔３５内の高い圧力は背圧４７まで低下し、旋回運動に伴い端部３５ｂが次の圧縮室に連通する際の再膨張は、圧力４７から圧力４４までとなり、従来構成に比べて再膨張損失を低減することが可能となる。
【００３８】
以上の内容を図７により再度説明する。図７の上部は、背圧孔の端部３５ｂおよび３５ｃの開口区間および閉口区間を示しており、図７の下部は背圧孔内の圧力を示している。実線は本実施例の構造（図１）、破線は従来の構造（図４）での開口区間および圧力変化を示している。従来の構造（図４）では、端部３５ｂが圧縮室に開口した瞬間（区間４６の開始点）に圧力は４４となり、圧縮室圧力の増加とともに背圧孔内の圧力も高くなる。そして端部３５ｃが背圧室１８に開口した後（区間６１の開始点）も圧力が上昇し、区間４６、区間６１の終了点において、圧力４５より少し低い圧力４５′となる。そして端部３５ｂが、圧力４４である次の圧縮室に開口する際に、背圧孔内の流体が圧力４５′から圧力４４まで再膨張することになる。
【００３９】
これに対して本実施例の構造（図１）では、区間４６が終了した後も端部３５ｃが背圧室１８に開口しているように区間６２を設定しているため、背圧孔内の圧力は一旦４５′まで上昇した後、背圧４７まで低下する。そして次の圧縮室に開口する際には、背圧孔内の流体は圧力４７から圧力４４まで再膨張することになるが、従来の構造（図４）と比べると、圧力４５′から圧力４７までの再膨張分を低減することができる。
【００４０】
この再膨張分低減の効果は，背圧孔３５の体積が大きいほど大きくなる。背圧孔３５の体積をＶ，圧縮機の押除量（吸込容積）をＶｔｈとすると、再膨張損失はＶ／Ｖｔｈにほぼ比例するためである。
【００４１】
また、この再膨張分低減の効果は、背圧孔３５内の圧力が大きく下がるほど、大きくなる。大まかな見積もりではあるが、大局的には以下の通りである。吐出圧力をＰｄ，吸込圧力をＰｓとし、背圧孔３５内の圧力がΔＰだけ再膨張（４５′→４４ｏｒ４７→４４）すると仮定すると、再膨張損失はΔＰ／（Ｐｄ−Ｐｓ）にほぼ比例する。
【００４２】
つまり、次式のように考えられる。
再膨張損失 ∝（Ｖ／Ｖｔｈ）・（ΔＰ／（Ｐｄ−Ｐｓ））
【００４３】
従って、背圧孔３５内の圧力を４５′→４７のように下げておく方が再膨張損失を小さくすることができる。
【００４４】
また、以上説明してきた圧縮機１と、凝縮器４０，膨張弁４１，蒸発器４２，四方弁４３を用いて、図８に示すように空調用の冷凍サイクルを構成することで、年間を通じた消費電力量が小さく、かつ運転範囲の広い使い勝手のよい空調機を提供することができる。
【符号の説明】
【００４５】
３ 貫通穴
５ 主軸受
６ 吐出パイプ
７ 固定スクロール
７ａ 台板
７ｂ，８ｂ ラップ
７ｃ，８ｃ 歯底
７ｄ 支持部
７ｅ，８ｅ 鏡板面
８ 旋回スクロール
８ａ 鏡板
８ｄ ボス部
９ ケース（密閉容器）
１０ シャフト（回転軸）
１０ａ クランク部
１１ 旋回軸受
１２ オルダムリング
１３ 圧縮室
１３ａ 旋回内線側圧縮室
１３ｂ 旋回外線側圧縮室
１４ 吸込ポート
１５ 吐出ポート
１６ モータ部
１６ａ 回転子
１６ｂ 固定子
１７ フレーム
１８ 背圧室
２０ 吸込室
２１ 給油ポンプ
２３ 副軸受
３０ 穴
３２ シール部材
３３ 第１の空間
３４ 旋回ボス部材
３５ 背圧孔
３５ａ 通路
３５ｂ 圧縮室側連通口
３５ｃ 背圧室側連通口
３５ｄ 止栓
３６，３６ａ，３６ｂ 切欠部
４６ 背圧孔の圧縮室側連通口が圧縮室に連通する区間
４９ 断熱圧縮線
５１ 指圧線図
５２ モータ室
５３ 油溜まり
５４ 吐出空間
６０ 背圧孔の各連通口の回転軌跡
６１，６２ 背圧孔の背圧室側連通口が背圧室に連通する区間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍用や空調用などの冷凍サイクルに使用される冷媒圧縮機、或いは空気やその他のガスを圧縮するガス圧縮機として好適なスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、前記旋回スクロールまたは固定スクロールの少なくともいずれか一方の背面に設けられ旋回スクロールと固定スクロールの両部材の少なくとも一方を他方に押付けるための背圧室と、前記固定スクロールと旋回スクロールの少なくとも何れか一方の鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備えたスクロール圧縮機が知られている。
【０００３】
また、特許文献１には、「スクロール圧縮機は、固定スクロール、この固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロール、この旋回スクロールの鏡板背面に設けられた背圧室、前記旋回スクロールの鏡板に形成され圧縮室と背圧室とを連通する背圧孔、及び固定スクロールの鏡板に設けられ圧縮室内の圧力が吐出空間の圧力より高くなると圧縮室内の作動流体を吐出空間へ放出するリリース機構を備えている。旋回スクロールの旋回運動に伴い、背圧孔により圧縮室と背圧室とが連通される区間４７は、リリース機構により圧縮室と吐出空間とが連通される区間４４，４５と重ならないように構成されている。」と記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧縮室と背圧室を間欠的に連通する背圧孔において、圧縮室と背圧室を連通し終わったあと、次の低圧である圧縮室と連通する際に、背圧孔内に溜まっていたガスと油がこの低圧の圧縮室に再膨張して熱流体損失が生じることについては、従来は特に考慮されていなかった。
【０００６】
本発明の目的は、効率の良い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】
【０００７】
上記本発明の目的は、
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールまたは固定スクロールの少なくともいずれか一方の背面に設けられ旋回スクロールと固定スクロールの両部材の少なくとも一方を他方に押付けるための背圧室と、
前記固定スクロールと旋回スクロールの少なくとも何れか一方の鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれることを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
【０００８】
また、上記本発明の目的は、
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールの鏡板背面に設けられ旋回スクロールを前記固定スクロールに押付けるための背圧室と、
前記旋回スクロールの鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれることを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
【０００９】
また、上記本発明の目的は、
旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合わせによって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
前記旋回スクロールは、前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記圧縮室と前記背圧室とを間欠的に繋ぐ背圧孔を有し、
前記背圧孔は、前記圧縮室と連通するとともに前記背圧室と連通し、前記圧縮室との連通が遮断された後に、前記背圧室との連通を遮断する
ことを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、効率の良いスクロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例である固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合い状態を表す平面図。
【図２】スクロール圧縮機の縦断面図の例。
【図３】図２における背圧孔部を拡大して示す要部拡大断面図の例。
【図４】従来構造の固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合い状態を表す平面図。
【図５】スクロール圧縮機におけるクランク角と圧縮室圧力との関係を模式的に表した断熱圧縮線図の例。
【図６】スクロール圧縮機におけるクランク角と圧縮室圧力との関係を模式的に表した指圧線図の例。
【図７】背圧孔の両端部の開口区間および背圧孔内の圧力変化を模式的に表した図。
【図８】本発明の一実施例を示す冷凍サイクルの概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１３】
図２，図３はスクロール圧縮機の縦断面図である。図に示すように、固定スクロール（固定スクロール部材）７は、円板状の台板７ａと、この台板７ａの上に渦巻状に立設されたラップ７ｂと、台板７ａの外周側に位置し、ラップ７ｂの先端面と連続する鏡板面７ｅを有してラップ７ｂを囲む筒状の支持部７ｄとを有する。なお、ラップ７ｂは「歯」に見立てられるため、ラップ７ｂの先端面は歯先、ラップ７ｂが立設された台板７ａの表面は、ラップ７ｂの間にあるため歯底７ｃと呼ばれる。
【００１４】
また、支持部７ｄが、旋回スクロール（旋回スクロール部材）８の鏡板８ａと接する面は、固定スクロール７の鏡板面７ｅとなっている。固定スクロール７は、その支持部７ｄがボルト等によりフレーム１７に固定され、固定スクロール７と一体となったフレーム１７は溶接等の固定手段によりケース（密閉容器）９に固定されている。
【００１５】
前記旋回スクロール８は、固定スクロール７に対向して配置され、固定スクロールのラップ７ｂと旋回スクロールのラップ８ｂとが噛み合わされて、フレーム１７内に旋回可能に設けられている。旋回スクロール８は、円板状の鏡板８ａ，この鏡板８ａの表面である歯底８ｃから立設された渦巻状のラップ８ｂ、及び鏡板８ａの背面中央に設けられたボス部８ｄとを有する。また、鏡板８ａの外周部の、固定スクロール７と接する表面が、旋回スクロール８の鏡板面８ｅとなっている。
【００１６】
ケース９は、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，モータ部１６（１６ａ：回転子，１６ｂ：固定子）及び潤滑油などを内部に収納した密閉容器構造となっている。モータ部１６の回転子１６ａと一体に固定されたシャフト（回転軸）１０は、フレーム１７に主軸受５を介して回転自在に支持され、固定スクロール７の中心軸線と同軸となっている。
【００１７】
シャフト１０の先端にはクランク部１０ａが設けられており、このクランク部１０ａは旋回スクロール８の背面に設けられたボス部８ｄに挿入され、旋回スクロール８はシャフト１０の回転に伴い旋回可能に構成されている。クランク部１０ａとボス部８ｄとの間には旋回軸受１１が挟まれる。旋回スクロール８の中心軸線は固定スクロール７の中心軸線に対して所定距離だけ偏心した状態となる。また、旋回スクロール８のラップ８ｂは、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。１２は、旋回スクロール８を固定スクロール７に対して、自転しないように拘束しながら相対的に旋回運動させるためのオルダムリングである。
【００１８】
図４は従来構造の固定スクロールと旋回スクロールとの噛み合い状態を示す平面図で、図に示すように、ラップ７ｂ，８ｂ間には三日月状の複数の圧縮室１３（１３ａ，１３ｂ）が形成され、旋回スクロール８を旋回運動させると、各圧縮室は中央部に移動するに従い連続的に容積が縮小される。即ち、旋回スクロールラップ８ｂの内線側及び外線側に、それぞれ旋回内線側圧縮室１３ａ及び旋回外線側圧縮室１３ｂが形成される。２０は吸込室で、流体を吸入している途中の空間である。この吸込室２０は、旋回スクロール８の旋回運動の位相が進んで、流体の閉じ込みを完了した時点から圧縮室１３となる。
【００１９】
吸込ポート１４は、図２，図４に示すように、固定スクロール７に設けられている。この吸込ポート１４は吸込室２０と連通するように台板７ａの外周側に穿設されている。また、吐出ポート１５は、最内周側の圧縮室１３と連通するように固定スクロール７の台板７ａの渦巻中心付近に穿設されている。
【００２０】
モータ部１６によりシャフト１０を回転駆動すると、シャフト１０のクランク部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、旋回スクロール８は固定スクロール７の中心軸線を中心に、所定距離の旋回半径をもって旋回運動する。この旋回運動時に旋回スクロール８が自転しないように、オルダムリング１２によって拘束される。
【００２１】
旋回スクロール８の旋回運動によって、各ラップ７ｂ，８ｂの間にできる圧縮室１３は中央に連続的に移動し、その移動に従って圧縮室１３の容積が連続的に縮小する。これにより、吸込ポート１４から吸込まれた流体（例えば、冷凍サイクルを循環する冷媒ガス）を各圧縮室１３内で順次圧縮し、圧縮された流体は吐出ポート１５からケース上部の吐出空間５４に吐出される。吐出された流体は、吐出空間５４からケース９内のモータ室５２に入り、吐出パイプ６から圧縮機外、例えば冷凍サイクルに供給される。
【００２２】
潤滑油はケース９の底に貯留されており、シャフト１０の下端には容積型または遠心式の給油ポンプ２１を設けている。シャフトの回転とともに給油ポンプ２１も回転させ、潤滑油を給油ポンプケース２２に設けた潤滑油吸込口２５から吸入して、給油ポンプの吐出口２８から吐出する。吐出された潤滑油はシャフトに設けた貫通穴３を通って上部へ供給される。潤滑油の一部は、シャフト１０に設けた横穴２４を通って副軸受２３を潤滑し、ケース底部の油溜まり５３に戻る。その他大部分の潤滑油は、貫通穴３を通ってシャフト１０のクランク１０ａ上部に達し、クランク１０ａに設けた油溝５７を通って旋回軸受１１を潤滑する。そして旋回軸受１１の下部に設けた主軸受５を潤滑した後、排油穴２６ａ及び排油パイプ２６ｂを通ってケース底部の油溜まり５３へ戻る。
【００２３】
ここで、油溝５７，旋回軸受１１で形成される空間および、主軸受５を収める空間（フレーム１７，シャフト１０，フレームシール５６，旋回スクロール８のボス部８ｄに設けられたつば形状の旋回ボス部材３４，シール部材３２で形成された空間）をあわせて第１の空間３３と呼ぶことにする。この第１の空間３３は吐出圧力に近い圧力を有する空間である。主軸受５及び旋回軸受１１の潤滑のために第１の空間３３に流入した潤滑油の大部分は、排油穴２６ａ及び排油パイプ２６ｂを通ってケース底部へ戻るが、一部の潤滑油は、オルダムリング１２の潤滑，固定スクロール７と旋回スクロール８との摺動部の潤滑及びシールに必要な最低限の量が、シール部材３２の上端面と旋回ボス部材３４との端面間の後述の油漏出手段を介して背圧室１８に入る。背圧室１８を第２の空間と呼ぶことにする。
【００２４】
シール部材３２は、フレーム１７に設けられた円環溝３１に波状バネ（図示せず）と共に挿入されており、吐出圧力となっている第１の空間３３と、吸込圧力と吐出圧力との間の圧力となっている背圧室１８とを仕切っている。前記油漏出手段は、例えば旋回ボス部材３４に設けられた複数の穴３０と前記シール部材３２とで構成される。前記複数の穴３０は旋回スクロール８の旋回運動に伴いシール部材３２を跨いだ円運動を行い、第１の空間３３と背圧室１８との間を移動する。これにより、第１の空間３３の潤滑油を穴３０に溜め、背圧室１８へ間欠的に移送することにより、必要最小限の油を背圧室１８に導くことができる。複数の穴３０の代わりにスリットなどを設けて背圧室への油漏出手段としてもよい。
【００２５】
背圧室１８に入った潤滑油は、背圧が高くなると、背圧室１８と圧縮室１３とを連通する背圧孔３５を通って圧縮室１３へ入り、その後、吐出ポート１５から吐出され、一部は、例えば冷媒ガスと共に吐出パイプ６から冷凍サイクルへ吐出され、残りはケース９内で冷媒ガスと分離されてケース底の油溜まり５３に貯留される。
【００２６】
なお、上記で説明したように前記第１の空間３３と背圧室１８と油漏出手段を備えることで、各軸受部に必要な給油量と圧縮室に必要な給油量を独立に制御することができるため、圧縮室給油量の適正化が可能となり高効率な圧縮機を得ることができる。
【００２７】
以上説明してきたスクロール圧縮機において、次に背圧の詳細について述べる。スクロール圧縮機では、その圧縮作用により、固定スクロール７と旋回スクロール８とを互いに引離そうとする軸方向の力が発生する。この軸方向の力により、両スクロールが引離される、いわゆる旋回スクロール８の離脱現象が生じると、圧縮室の密閉性が悪化して圧縮機の効率が低下する。そこで、旋回スクロール８の鏡板の背面側に、吐出圧力と吸込圧力の間の圧力となる背圧室１８を設け、その背圧により引離し力を打ち消すと共に、旋回スクロール８を固定スクロール７に押付けるようにしている。このとき、押付力が大き過ぎると旋回スクロール８の鏡板面８ｅと固定スクロール７の鏡板面７ｅとの摺動損失が増大し、圧縮機効率が低下する。つまり背圧には適正な値が存在し、小さ過ぎると圧縮室の密閉性が悪化して熱流体損失が増大し、大き過ぎると摺動損失が増大する。よって、背圧を適正な値に維持することが、圧縮機の高性能化，高信頼性化において重要となる。本実施例では背圧を適正な範囲に維持するため、背圧孔３５を備えている。
【００２８】
背圧孔３５の構成について図３，図４を用いて詳細に説明する。旋回スクロール８の鏡板にはコの字形に背圧孔３５（３５ａ，３５ｂ，３５ｃ）が設けられている。この背圧孔３５は、旋回スクロール８が一旋回する間に、圧縮室１３と背圧室１８とを間欠的に繋ぐものである。止栓３５ｄは、コの字形の背圧孔３５を形成するため、通路３５ａの端部を閉止するためのものである。
【００２９】
固定スクロール７の外周側の鏡板面７ｅには背圧室１８と連通した切欠部３６ａを設けている。コの字形の背圧孔３５の一方の連通口である背圧室側連通口（端部３５ｃ）は、図４の回転軌跡６０に示す旋回運動により前記切欠部３６ａと間欠的に連通することで背圧室１８に連通し、切欠部３６ａと連通していないときには固定スクロール７の鏡板面７ｅによりその連通口が塞がれている。背圧孔３５の他方の連通口である圧縮室側連通口（端部３５ｂ）は、旋回運動により圧縮室１３と間欠的に連通し、連通していないときは固定スクロール７のラップ７ｂによりその連通口が塞がれている。
【００３０】
背圧室側連通口（端部３５ｃ）が背圧室１８に連通する区間と、圧縮室側連通口（端部３５ｂ）が圧縮室に連通する区間は一般的に異なり、その両者が連通している間だけ圧縮室１３と背圧室１８が連通することになる。
【００３１】
前記切欠部３６ａの形状及び背圧孔３５の両端部３５ｂ，３５ｃの位置を決めると、背圧孔３５が圧縮室１３と背圧室１８とを連通する区間（背圧孔の連通区間）が決まり、背圧室１８の圧力はこの連通区間での圧縮室圧力に応じた値となる。つまり、連通のタイミングは、この切欠部３６ａを用いて調整されるということである。
【００３２】
これを図５，図６により更に詳細に説明する。まず、図５によりスクロール圧縮機の圧縮室の圧力変化を説明する。図５の線図は横軸がクランク角（旋回スクロールの旋回運動の位相）、縦軸が断熱圧縮時の圧縮室の圧力であり、これらの関係を模式的に示したものである。図５の線図では、旋回外線側圧縮室１３ｂまたは旋回内線側圧縮室１３ａのいずれか一方の圧縮室圧力を示している。図中の実線４９で示す圧縮室に着目すると、区間７０が吸込区間、区間７１が圧縮区間、区間７２が吐出区間となる。なお、７３，７４は、４９で示す圧縮室の前後にできる圧縮室での圧縮室圧力の変化を示したものである。
【００３３】
次に図６により、４９で示す圧縮室のみに注目して説明する。４９は断熱圧縮線で、この断熱圧縮線４９に対して、実際の指圧線図は熱流体損失により５１のように上方へ膨らんでいる。
【００３４】
そして、従来の構成を例に説明すると、端部３５ｂが圧縮室１３に連通するのは４４から４５までの区間４６であり、端部３５ｃが背圧室１８に連通するのは４８から４５までの区間６１であるとする。よって圧縮室１３と背圧室１８とが連通するのは、両端部とも連通している区間６１となる。この区間６１において圧縮室圧力は４８から４５まで変動しており、背圧は多少の変動を伴いながらも、この区間における圧縮室圧力を平均した圧力４７に設定されることになる。
【００３５】
以上が背圧生成のメカニズムであるが、以下、従来構成での問題点について述べる。従来構成では、背圧については上記で説明したように適正に維持することが可能であるが、コの字形の背圧孔３５がいわゆるデッドボリュームになるということについて、あまり考慮されていなかった。すなわち、背圧孔３５が圧縮室１３と背圧室１８とを連通し終わって、端部３５ｂと端部３５ｃがともに塞がれる瞬間について考えると、圧力４５である端部３５ｂ側から背圧（圧力４７）である端部３５ｃへ流体が流れており、背圧孔３５内は圧力４５に近い圧力で満たされていることになる。そして、旋回運動に伴い端部３５ｂが次の圧縮室に連通する際には、その圧縮室圧力は４４であるため、背圧孔３５内の流体は圧力４５に近い圧力から圧力４４まで再膨張することになり、熱流体損失が生じることになる。
【００３６】
これに対して本実施例では、固定スクロール７に設けた切欠部３６ａの形状を図１のように変更することで、図６の従来構成での区間６１を区間６２へと拡大するようにする。具体的には、背圧孔３５は、圧縮室１３と連通するとともに背圧室１８と連通し、圧縮室１３との連通が遮断された後に、背圧室１８との連通を遮断する。つまり、端部３５ｂが圧縮室１３との連通を終えた後も、端部３５ｃは背圧室１８と連通しているようにする。換言すれば、旋回スクロール８が一旋回する間に、背圧孔３５により圧縮室１３と背圧室１８とが間欠的に連通され、背圧孔３５の背圧室１８側の連通口が、背圧孔３５の圧縮室１３側の連通口より遅いタイミングで閉じる位置関係となるように背圧孔３５の端部３５ｂ，３５ｃを設ける。
【００３７】
このことにより、両端部が塞がれた後の、コの字形の背圧孔３５内の高い圧力は背圧４７まで低下し、旋回運動に伴い端部３５ｂが次の圧縮室に連通する際の再膨張は、圧力４７から圧力４４までとなり、従来構成に比べて再膨張損失を低減することが可能となる。
【００３８】
以上の内容を図７により再度説明する。図７の上部は、背圧孔の端部３５ｂおよび３５ｃの開口区間および閉口区間を示しており、図７の下部は背圧孔内の圧力を示している。実線は本実施例の構造（図１）、破線は従来の構造（図４）での開口区間および圧力変化を示している。従来の構造（図４）では、端部３５ｂが圧縮室に開口した瞬間（区間４６の開始点）に圧力は４４となり、圧縮室圧力の増加とともに背圧孔内の圧力も高くなる。そして端部３５ｃが背圧室１８に開口した後（区間６１の開始点）も圧力が上昇し、区間４６、区間６１の終了点において、圧力４５より少し低い圧力４５′となる。そして端部３５ｂが、圧力４４である次の圧縮室に開口する際に、背圧孔内の流体が圧力４５′から圧力４４まで再膨張することになる。
【００３９】
これに対して本実施例の構造（図１）では、区間４６が終了した後も端部３５ｃが背圧室１８に開口しているように区間６２を設定しているため、背圧孔内の圧力は一旦４５′まで上昇した後、背圧４７まで低下する。そして次の圧縮室に開口する際には、背圧孔内の流体は圧力４７から圧力４４まで再膨張することになるが、従来の構造（図４）と比べると、圧力４５′から圧力４７までの再膨張分を低減することができる。
【００４０】
この再膨張分低減の効果は，背圧孔３５の体積が大きいほど大きくなる。背圧孔３５の体積をＶ，圧縮機の押除量（吸込容積）をＶｔｈとすると、再膨張損失はＶ／Ｖｔｈにほぼ比例するためである。
【００４１】
また、この再膨張分低減の効果は、背圧孔３５内の圧力が大きく下がるほど、大きくなる。大まかな見積もりではあるが、大局的には以下の通りである。吐出圧力をＰｄ，吸込圧力をＰｓとし、背圧孔３５内の圧力がΔＰだけ再膨張（４５′→４４ｏｒ４７→４４）すると仮定すると、再膨張損失はΔＰ／（Ｐｄ−Ｐｓ）にほぼ比例する。
【００４２】
つまり、次式のように考えられる。
再膨張損失 ∝（Ｖ／Ｖｔｈ）・（ΔＰ／（Ｐｄ−Ｐｓ））
【００４３】
従って、背圧孔３５内の圧力を４５′→４７のように下げておく方が再膨張損失を小さくすることができる。
【００４４】
また、以上説明してきた圧縮機１と、凝縮器４０，膨張弁４１，蒸発器４２，四方弁４３を用いて、図８に示すように空調用の冷凍サイクルを構成することで、年間を通じた消費電力量が小さく、かつ運転範囲の広い使い勝手のよい空調機を提供することができる。
【符号の説明】
【００４５】
３ 貫通穴
５ 主軸受
６ 吐出パイプ
７ 固定スクロール
７ａ 台板
７ｂ，８ｂ ラップ
７ｃ，８ｃ 歯底
７ｄ 支持部
７ｅ，８ｅ 鏡板面
８ 旋回スクロール
８ａ 鏡板
８ｄ ボス部
９ ケース（密閉容器）
１０ シャフト（回転軸）
１０ａ クランク部
１１ 旋回軸受
１２ オルダムリング
１３ 圧縮室
１３ａ 旋回内線側圧縮室
１３ｂ 旋回外線側圧縮室
１４ 吸込ポート
１５ 吐出ポート
１６ モータ部
１６ａ 回転子
１６ｂ 固定子
１７ フレーム
１８ 背圧室
２０ 吸込室
２１ 給油ポンプ
２３ 副軸受
３０ 穴
３２ シール部材
３３ 第１の空間
３４ 旋回ボス部材
３５ 背圧孔
３５ａ 通路
３５ｂ 圧縮室側連通口
３５ｃ 背圧室側連通口
３５ｄ 止栓
３６，３６ａ，３６ｂ 切欠部
４６ 背圧孔の圧縮室側連通口が圧縮室に連通する区間
４９ 断熱圧縮線
５１ 指圧線図
５２ モータ室
５３ 油溜まり
５４ 吐出空間
６０ 背圧孔の各連通口の回転軌跡
６１，６２ 背圧孔の背圧室側連通口が背圧室に連通する区間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールまたは固定スクロールの少なくともいずれか一方の背面に設けられ旋回スクロールと固定スクロールの両部材の少なくとも一方を他方に押付けるための背圧室と、
前記固定スクロールと旋回スクロールの少なくとも何れか一方の鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールの鏡板背面に設けられ旋回スクロールを前記固定スクロールに押付けるための背圧室と、
前記旋回スクロールの鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれ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または２において、前記背圧孔の圧縮室側の連通口が完全に塞がれるまでは、前記背圧孔の背圧室側の連通口が背圧室に連通している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３の何れかにおいて、前記背圧孔により圧縮室と背圧室とを間欠的に連通させる構造として、前記固定スクロールの鏡板に背圧室と連通する切欠部を設け、この切欠部に前記旋回スクロールに設けた前記背圧孔の背圧室側の連通口を連通させる構成としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のスクロール圧縮機を用いて構成した空調用の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合わせによって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
前記旋回スクロールは、前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記圧縮室と前記背圧室とを間欠的に繋ぐ背圧孔を有し、
前記背圧孔は、前記圧縮室と連通するとともに前記背圧室と連通し、前記圧縮室との連通が遮断された後に、前記背圧室との連通を遮断する
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
請求項６において、
前記連通のタイミングは、前記固定スクロールに設けられた切欠部を用いて調整される
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１】
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールまたは固定スクロールの少なくともいずれか一方の背面に設けられ旋回スクロールと固定スクロールの両部材の少なくとも一方を他方に押付けるための背圧室と、
前記固定スクロールと旋回スクロールの少なくとも何れか一方の鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
台板に渦巻状のラップを立設した固定スクロールと、
鏡板に渦巻状のラップを立設し前記固定スクロールと噛み合わされて圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記圧縮室で圧縮した作動流体が吐出される吐出空間と、
前記旋回スクロールの鏡板背面に設けられ旋回スクロールを前記固定スクロールに押付けるための背圧室と、
前記旋回スクロールの鏡板に形成され前記圧縮室と前記背圧室とを連通して背圧室の圧力を吸込圧力と吐出圧力の間の圧力に保持する背圧孔とを備え、
前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記背圧孔により前記圧縮室と前記背圧室とが間欠的に連通され、
前記背圧孔の背圧室側の連通口が、前記背圧孔の圧縮室側の連通口より遅く塞がれ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または２において、前記背圧孔の圧縮室側の連通口が完全に塞がれるまでは、前記背圧孔の背圧室側の連通口が背圧室に連通している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３の何れかにおいて、前記背圧孔により圧縮室と背圧室とを間欠的に連通させる構造として、前記固定スクロールの鏡板に背圧室と連通する切欠部を設け、この切欠部に前記旋回スクロールに設けた前記背圧孔の背圧室側の連通口を連通させる構成としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載のスクロール圧縮機を用いて構成した空調用の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合わせによって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機であって、
前記旋回スクロールは、前記旋回スクロールが一旋回する間に、前記圧縮室と前記背圧室とを間欠的に繋ぐ背圧孔を有し、
前記背圧孔は、前記圧縮室と連通するとともに前記背圧室と連通し、前記圧縮室との連通が遮断された後に、前記背圧室との連通を遮断する
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
請求項６において、
前記連通のタイミングは、前記固定スクロールに設けられた切欠部を用いて調整される
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１８８９７８（Ｐ２０１２−１８８９７８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２３４８（Ｐ２０１１−５２３４８）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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