JP5149850B2 - スクロール型流体機械 - Google Patents
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Description
一方、他のシール装置は、一対のシールリング間にて形成された円環状の背圧室と、可動スクロール内を延び、スクロールユニットの圧縮室が冷媒の圧縮過程中、所定のタイミングで圧縮室と背圧室とを互いに連通させ、圧縮室内の圧力を背圧室に供給する連通路とを備えている(特許文献2)。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、その運転状況に拘わらず、可動スクロールのスラスト荷重に対抗する背圧を可動スクロールに効果的に加えることができ、可動スクロールの摩擦抵抗の増大や、スクロールユニットの圧縮効率の低下を防ぐことができるスクロール型流体機械を提供することにある。
請求項2記載のスクロール型流体機械は、内外のシールリングの線膨張率が同一である場合、外側のシールリングの開口部はその開口幅が内側のシールリングの開口部よりも狭いので、開口幅の設定のみにより最適な背圧を加えることができ、それ故、シール装置の構造は簡素化され、可動スクロールに対してより効果的に背圧を作用させることができる。
図1は、スクロール型流体機械としての圧縮機1の縦断面図を示す。
この圧縮機1は縦置きタイプであり、冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれる。この冷凍回路は、作動流体の一例である二酸化炭素冷媒(以下、冷媒)が循環する循環経路を備え、圧縮機1は循環経路から低圧の冷媒を吸入し、圧縮した高圧の媒体を循環経路に向けて吐出する。
胴部4内には、主軸フレーム18の上側にスクロールユニット30が配置され、このスクロールユニット30は冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する。詳しくは、このスクロールユニット30は、可動スクロール34及び固定スクロール36から構成されている。これら可動及び固定スクロール34、36は端板38、40をそれぞれ備え、これら端板38、40には互いに噛み合う渦巻きラップが一体に形成されている。可動スクロール34の端板38にはその背面50にボス44が一体的に形成され、このボス44は回転軸16の上端、即ち、偏心軸48に軸受46を介して回転自在に支持されている。それ故、モータ14、即ち、その回転軸16が回転されると、可動スクロール34はその自転が阻止された状態で、回転軸16の軸線回りに旋回運動する。なお、図中、可動スクロール34の自転を阻止する機構は省略されている。
オイルポンプ24は回転軸16の回転により駆動され、貯油室26内の潤滑油Lを吸引し、吸引した潤滑油Lを回転軸16の給油路28内に送出する。それ故、潤滑油Lは、給油路28を経て回転軸16の上端から噴出され、回転軸16の外周面を伝って流下する。それ故、このような潤滑油の流れは前述した軸受17、46の潤滑をなす一方、背圧室52内に冷媒とともに導かれ、主軸フレーム18の端面18Aと可動スクロール34との間の摺動部分の潤滑をなし、また、スクロールユニット内の摺動面のシールとしても機能する。
また、副軸フレーム22の適宜位置には潤滑油Lの戻り口32が形成されており、各摺動部分や軸受17、46等に供給された潤滑油Lは、戻り口32を介して貯油室26に戻される。
シール装置61は、可動スクロール34における端板38の背面50と主軸フレーム18の端面18aとの間に配設されている。シール装置61は、大径及び小径のシールリング62、62’からなり、これらシールリング62、62’は主軸フレーム18の端面18Aに回転軸16の軸心と同心にして取り付けられ、可動スクロール34の背面50に対して相対的に摺接する。
好ましくは、環状溝64の底とシールリング62、62’との間にはばね材料からなる弾性体66が挟み込まれている。これら弾性体66はシールリング62、62’を可動スクロール34の背面50に対して押圧し、シールリング62、62’と背面50との密着力を増加させることができる。
従って、圧縮機が低速で運転され、ハウジング2内の圧力、即ち、その温度が低い状態にあるとき、開口部70、70’は共に開いている。この場合、背圧室52は可動スクロール34の背面50の全域を含んだ形態で確保され、背面50の有効受圧面積は大きい。
そして、圧縮機の運転速度が更に上昇し、ハウジング2内の圧力及び温度が高くなると、シールリング62’の開口部70’もまた閉じ、この場合には、背面50の有効受圧面積はシールリング62’の内側のみに更に減少される。
例えば、上記実施例では、開口部70、70’の端面はシールリングの軸線に沿う平坦面に形成されているが、これに限定されるものではなく、例えばシールリングの軸線に対して傾斜した端面や、L字形状等のように互いに噛み合い可能な相補形状をなしていてもよく、要はシールリングが熱膨張したとき、互いに密着するものであればよい。
また、シールリング62、62’との線膨張率が相違する場合、シールリング62の線膨張率の方が大きければ、開口部70、70’の開口幅が同一であってもよい。
2 ハウジング
16 回転軸
18 主軸フレーム
30 スクロールユニット
34 可動スクロール
36 固定スクロール
42 圧縮室
50 背面
52 背圧室
61 シール装置
62、62’ シールリング
62c、62d 端面
64 環状溝
70、70’ 開口部
Claims (3)
- ハウジング内に収容され、固定スクロール及びこの固定スクロールに対して旋回運動する可動スクロールを含むスクロールユニットと、
前記ハウジング内に前記可動スクロールの背面に隣接して配置され、前記可動スクロールを旋回運動させる主軸を支持するとともに、前記可動スクロールの背面に対向する端面を有した支持部材と、
前記可動スクロールの背面と前記支持部材の端面との間に形成され、前記スクロールユニットから吐出された作動流体の一部がハウジング内を通じて導かれる背圧室と、
可動スクロールの径方向に関して、前記背圧室を区画可能なシール装置と
を備え、
前記シール装置は、
前記可動スクロールの径方向に互いに離間して配置された内外のシールリングと、
前記各シールリングの一部をそれぞれ分断して設けられ、通常はそのシールリングの内外を連通させるべく開かれているが、前記シールリングの熱膨張により閉じられる開口部と
を含み、
前記外側のシールリングの前記開口部を閉じる温度は、前記内側のシールリングの前記開口部を閉じる温度よりも低いことを特徴とするスクロール型流体機械。 - 前記内外のシールリングの線膨張率が同一である場合、外側のシールリングの前記開口部はその開口幅が内側のシールリングの開口部よりも狭いことを特徴とする請求項1に記載のスクロール型流体機械。
- 前記開口部の開口幅は、そのシールリングの周方向に離間した一対の端面間にて規定され、これら端面は互いに平行であり、且つ、シールリングの径方向に対して角度を存して傾斜されてい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型流体機械。
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