JPH03294683A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はスクロール圧縮機、詳しくは固定スクロールと
可動スクロールとを備え、この可動スクロールの公転駆
動で圧縮する作動ガス及び圧縮機本体を冷却するために
冷却用油を注入するようにしたスクロール圧縮機に関す
る。

（従　　来　　技　　術） 従来、冷却用油を注入するようにしたスクロール圧縮機
は、例えば、特開昭６１−１８７５８４号公報に示され
、また、第９図に示したように、固定スクロール（ＦＳ
）の鏡板（Ａ）に設ける冷却用油の油注入口（Ｂ）を、
可動スクロール（Ｏ８）の鏡板に立設するラップ（Ｒ１
）のラップ幅より大きくシ、前記油注入口（Ｂ）の口径
が前記ラップ（Ｒ１）のラップ幅より小さくした場合の
問題点、即ち、前記油注入口（Ｂ）が前記ラップ（Ｒ１
）で塞がれることにより生ずる油撃現象に似た振動的な
圧力脈動による問題点を解消するようにしたものが提案
されている。

（発明が解決しようとする課題） 所が、以上の如く油注入口（Ｂ）の口径を、可動スクロ
ール（Ｏ８）におけるラップ（Ｒ１）のラップ幅より大
きくすると、前記した油撃現象に似た圧力脈動による問
題点を解決できるのであるが、前記油注入口（Ｂ）の口
径を前記ラップ幅より大きくするため、吐出側の高圧圧
力と吸入側の低圧圧力との差圧が低い低差圧の条件では
、前記ラップ（Ｒ１）を挟んで開口する油注入口（Ｂ）
を介して圧縮過程の圧縮室（Ｃ）から、吸入室（Ｄ）に
圧縮過程の作動ガスが洩れ、圧縮効率が低下する問題が
あった。

本発明の目的は、油注入口が可動スクロールのラップに
より閉塞されて、油注入経路に油撃現象に似た圧力脈動
が生ずる問題を解決できながら、しかも、運転条件の如
何に拘らず、作動ガスが洩れることのないようにする点
にある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、以上の問題点を解決するために鏡板（２ａ）
　（３ａ）にラップ（２ｂ）（３ｂ）を立設した固定ス
クロール（２）と可動スクロール（３）とを備え、前記
各スクロール（２）（３）のラップ（２ａ）（３ｂ）で
形成する作動室（１４）（１５）に、冷却用油を注入す
るようにしたスクロール圧縮機において、前記固定スク
ロール（２）の油注入部位に、前記可動スクロール（３
）に設けるラップ（３ｂ）のラップ幅より小さい複数の
油注入口（２０）を、前記ラップ（３ｂ）の幅方向に向
かって該ラップ（３ｂ）のラップ幅より広い範囲にわた
り−設けたのである。

また、固定スクロール（２）のラップ（２ｂ）における
内側ラップ部の外周と可動スクロール（３）のラップ（
３ｂ）における内周との間に形成される第２作動室（１
５）に開口する第２油注入口（２０Ｂ）の個数を、前記
固定スクロール（２）の外側ラップ部の内周と、前記可
動スクロール（３）のラップ（３ｂ）における外周との
間に形成される第１作動室（１４）に開口する第１油注
入口（２０Ａ）の個数より多くするのが好ましいし、ま
た、固定スクロール（２）のラップ（２ｂ）における内
側ラップ部の外周と、可動スクロール（３）のランプ（
３ｂ）における内周との間に形成される第２作動室（１
５）に開口する第２油注入口（２０Ｂ）の開口径を、前
記固定スクロール（２）のラップ（２ｂ）における外側
ラップの内周と、前記可動スクロール（３）のラップ（
３ｂ）における外周との間に形成される第１作動室（１
４）に開口する第１油注入口（２０Ａ）の開口径より大
径とするのが好ましい。

（作　　　　用　　） 以上の構成により、前記油注入口（２０）は、可動スク
ロール（３）のラップ（３ｂ）によりすべてか同時に閉
塞されることはなく、複数の油注入口（２０）の何れか
一つ又はそれ以上が開口するので、油注入経路に圧力脈
動が生ずることを抑制できると共に、一つの油注入口（
２０）が前記可動スクロール（３）のラップ（３ｂ）を
挟んで二つの作動室（１４）（１５）に同時に開口する
ことがないので、低差圧の条件で運転される場合でも作
動ガスが前記油注入口（２０）を介して一方の作動室（
１５）から他方の作動室（１４）に洩れることも抑制で
きるのである。

また、前記第２作動室（１５）に開口する第２油注入口
（２０Ｂ）の数を、前記第１作動室（１４）に開口する
第１油注入口（２０Ａ）の数より多くしたり、また、前
記第２油注入口（２０Ｂ）の開口径を第２油注入口（２
０Ａ）の開口径より大径とすることにより、前記各作動
室（１４）（１５）への油注入量を均等にでき、作動ガ
ス及び圧縮機本体の冷却効果を均等とし、不均等による
性能低下を防止できるのである。

（実　　施　　例　　） 第１図に示したものは、作動ガスとしてヘリウムガスを
用いたスクロール圧縮機であって、密閉ケーシング（１
）の内部上方に、固定スクロール（２）と可動スクロー
ル（３）とを対向状に配設すると共に、下方に、駆動軸
（４）をもったモータ（５）を配設したものである。

前記固定スクロール（２）は、鏡板（２ａ）の下面に渦
巻状のラップ（２ｂ）を立設すると共に、前記鏡板（２
ａ）の外周部を前記密閉ケーシング（１）に固定の架構
（６）に支持固定している。

又、前記可動スクロール（３）は、鏡板（３ａ）の上面
に渦巻状のラップ（３ｂ）を突設すると共に、前記鏡板
（３ｂ）の背面には、前記駆動軸（４）の上部に設ける
偏心ピン部（４ａ）を嵌合するボス部（３ｃ）を突設し
ており、自転防止部材（７）を介して、前記駆動軸（４
）の回転で旋回運動を行うように構成している。

尚、第１図において（８）は、前記固定スクロール（２
）と可動スクロール（３）との吸入室に連通ずる吸入管
、（９）は前記ケーシング（１）の頭部に開口する吐出
管であり、（１０）はこの吐出管（９）に接続する油分
離器であり、（１１）はこの油分離器（１０）の部域に
接続する油注入管で、この油注入管（１１）の途中には
油冷却器（１２）が介装されている。

しかして、以上の構成において、前記駆動軸（４）を駆
動し、前記可動スクロール（３）を固定スクロール（２
）に対し公転駆動させることにより、吸入管（８）から
、前記固定スクロール（２）におけるラップ（２ｂ）の
外周部の吸入室（１３）を経て導入される低温低圧のヘ
リウムガスを前記各スクロール（２）（３）のラップ（
２ｂ）（３ｂ）により形成する作動室（１４）（１５）
の閉鎖で閉じ込め、この作動室（１４）（１５）の容積
減少で圧縮して、前記固定スクロール（２）の中央部に
設ける吐出孔（２ｃ）により吐出されるのである。

そして、前記吐出孔（２ｃ）から吐出される高温高圧の
ヘリウムガスは、吐出管（９）を介して外部へ吐出され
、前記吐出管（９）に介装する油分離器（１０）で、ヘ
リウムガスと油とが分離される。

また、分離された油は、油冷却器（１２）をもった油注
入管（１１）を介して次に説明する油注入口（２０）か
ら冷却用油として前記作動室（１４）（１５）に注入さ
れるのである。

次に、前記油注入口（２０）を第２，３図に基づいて説
明する。

第２，３図に示した実施例は、前記固定スクロール（２
）のラップ（２ｂ）における内側ラップ部（２ｂｌ　）
の外周と、外側ラップ部（２ｂ２）９− との内周との間に位置する鏡板（２ａ）に、前記可動ス
クロール（３）のラップ（３ｂ）におけるラップ幅より
小さい複数の油注入口（２０）を、前記ラップ（３ｂ）
の幅方向に向かって、該ラップ（３ｂ）のラップ幅より
広い範囲にわたって設けたものである。

即ち、第２図の実施例では開口径を同一径とした７個の
油注入口（２０）を、前記内側ラップ部（２ｂ＋　）と
外側ラップ部（２ｂ２）との間に配設し、これら各油注
入口（２０）を、前記固定スクロール（２）の鏡板（２
ａ）に設ける油チヤンバ−（２１）にそれぞれ開口させ
たもので、前記油チヤンバ−（２１）を、前記鏡板（２
ａ）に設ける油注入路（２２）を介して前記油注入管（
１１）に接続し、前記油分離器（１０）で分離した油を
油冷却器（１２）で冷却した後、冷却された高圧の油を
前記油チヤンバ−（２１）が各油注入口（２０）を経て
前記第１及び第２作動室（１４）（１５）に注入するよ
うにしている。

しかして、前記油注入口（２０）の開口径は、１０− 前記可動スクロール（３）のラップ幅より小さくしてい
るから、高圧圧力が低くなる低差圧時においても平均的
な内部圧力が高い第２動作室（１５）から第１作動室（
１４）にヘリウムガスが洩れることはないし、また、前
記各油注入口（２０）を、前記可動スクロール（３）の
ラップ幅より広い範囲に設けているから、つまり各油注
入口（２０）の外形を結ぶ外形線は、前記ラップ幅より
大きくなっているから、すべての油注入口（２０）が可
動スクロール（３）のラップ（３ｂ）によって同時に閉
塞されることはなく、従って、閉塞による圧力脈動が生
ずる問題も解消できるのであり、また、一つの油チヤン
バ−（２１）を設けて、前記油注入口（２０）を開口さ
せるだけであるから、複数の油注入口（２０）を設けな
がら、その構造は簡単にできるのである。

以上の構成において、前記油注入口（２０）は、前記各
作動室（１４）（１５）が密閉された位置で開口するよ
うにしているが、一方の作動室（１４）が前記各スクロ
ール（２）（３）のラップ（２ｂ）（３ｂ）の外側に形
成される吸入室（１３）に開放する位置に設けてもよい
。

斯くすることにより、吸入閉じ込み前において、吸入さ
れるヘリウムガスを冷却できるので、吸入行程時にすで
に加熱されている場合でも、その冷却効果を高められ、
それだけ圧縮機の容積効率を向上できるのである。

また、以上説明した実施例は、前記油注入口（２０）の
口径を等径とし、等分に配設したが、その他、第６，７
図に示したように、前記固定スクロール（２）のラップ
（２ｂ）における内側ラップ部（２ｂ＋　）の外周と、
可動スクロール（３）のラップ（３ｂ）における内周と
の間に形成される第２作動室（１５）に開口する第２油
注入口（２０Ｂ）の個数を、前記固定スクロール（２）
における外側ラップ部（２ｂ２）の内周と、前記可動ス
クロール（３）のラップ（３ｂ）における外周との間に
形成される第１作動室（１４）に開口する第１油注入口
（２０Ａ）の個数より多くするのが好ましい。

斯くすることにより前記第１及び第２作動室（１４）（
１５）に注入する油の注入量を均等にできるのである。

即ち、第２〜４図に示した実施例において、前記第１及
び第２作動室（１４）（１５）への油注入量が均等にな
らないのは、前記可動スクロール（３）の公転駆動の進
行による容積減少で圧縮される前記各作動室（１４）（
１５）内の圧力が第５図に示したように変化することに
よるもので、第２作動室（１５）内の圧力変化は、第１
作動室（１４）の圧力変化より大きり、シかも、そのピ
ーク値が油注入圧力に近づき、平均圧力も第１作動室（
１４）の平均圧力より高いことから、第１作動室（１４
）への油注入量に比較して第２作動室（１５）への油注
入量が少なくなるのである。

しかして、複数の油注入口（２０Ａ）（２０Ｂ）を用い
て油を注入する場合、これら油注入口（２０Ａ）（２０
Ｂ）から注入する油の注入量を均等にするには、前記第
１及び第２浦注入口（２０Ａ）（２０Ｂ）の個数を次の
ように求めるので３− ある。

即ち、前記油注入口（２０Ａ）（２０Ｂ）から注入する
油の流速は、油注入圧力と各作動室（１４）（１５）の
平均圧力との差圧（ΔＰ）に比例するから、一つの油注
入口からの流量は、その流速（Ｖ）と油注入口の断面積
（Ｓ）とで決まる。

Ｑ＝Ｓｖ”　　ｓＦ■ｖ 従って、ｎ個の油注入口（２０Ａ）（２０Ｂ）からの流
量（Ｑｎ）は、 Ｑ　ｎ　＝　ｎ　Ｓ　ｖ　ｏ＝　ｎ　Ｓ　ＦＦＹとなる
。

そこで、第１及び第２作動室（１４）（１５）の可動ス
クロール（３）の−回転中における油注入圧力との平均
差圧をΔＰＡ１ΔＰＢとすると、油注入量を均等にする
には、 ＮＡ　・５ＡＦＷ丁］＝ＮＢ＠ＳＢ　ＦＴＴ丁（但しＮ
Ａは第１作動室（１４）に開口する第１油注入口（２０
Ａ）の個数であり、Ｎｉｌは第２作動室（１５）に開口
する第２油注入口（２０Ｂ）の個数である。また、ＳＡ
は第１油注入口（２〇１４− Ａ）の断面積、ＳＢは第２油注入口（２０Ｂ）の断面積
である。） となり、前記各油注入口（２，０Ａ）（２０Ｂ）の開口
径を同径とする場合、即ち、５Ａ＝ＳＩ３とする場合 ＮＡＦＷ丁ｈ＝Ｎｎｒ贋呵 ＮＢ／ＮＡ＝ｒ贋−／ΔＰＢ とするのである。

また、以上は前記各油注入口（２０Ａ）（２０Ｂ）の口
径を同径としたが、第８図のように個数を同数とし前記
第２油注入口（２０Ｂ）の開口径を、第１油注入口（２
０Ａ）の開口径より大径としてもよい。

この場合、各油注入口（２０Ａ）（２０Ｂ）の個数が同
じであるから、即ち、ＮＡ＝ＮＢであるから、 ＳＡｋ　＝ＳＢ　ｒ ＳＢ／５Ａ＝ｆｌ下］／ΔＰ８ とするのである。

尚、第６，７図に示した実施例において前記第１油注入
口（２０Ａ）の個数を２個とし、第２油注入口（２０Ｂ
）の個数を３個としたが、これらの個数は限定されない
し、また、第８図に示した実施例において、各油注入口
（２０Ａ）（２０Ｂ）をそれぞれ１個としたが２個以上
でもよい。

（発明の効果） 本発明は、鏡板（２ａ）　　（３ａ）にラップ（２ｂ）
（３ｂ）を立設した固定スクロール（２）と可動スクロ
ール（３）とを備え、前記各スクロール（２）（３）の
ラップ（２ａ）　　（３ｂ）で形成する作動室（１４）
（１５）に、冷却用油を注入するようにしたスクロール
圧縮機において、前記固定スクロール（２）の油注入部
位に、前記可動スクロール（３）に設けるラップ（３ｂ
）のラップ幅より小さい複数の油注入口（２０）を、前
記ラップ（３ｂ）の幅方向に向かって該ラップ（３ｂ）
のラップ幅より広い範囲にわたり設けたから、前記各油
注入口（２０）が前記可動スクロール（３）のラップ（
３ｂ）により同時に閉塞されることはなく、圧力脈動を
抑制でき、油注入配管系の振動を低減できると共に、前
記各油注入口（２０）は、可動スクロール（３）のラッ
プ幅より小さいから、作動ガスの洩れをなくすることが
できるのであり、しかも、前記固定スクロール（２）の
油注入部位に設ける油注入口（２０）を複数としたから
、油注入経路を複雑にすることなく簡単な構造で、前記
した効果を得ることができるのである。

また、固定スクロール（２）のラップ（２ｂ）における
内側ラップ部の外周と可動スクロール（３）のラップ（
３ｂ）における内周との間に形成される第２作動室（１
５）に開口する第２油注入口（２０Ｂ）の個数を、前記
固定スクロール（２）の外側ラップ部の内周と、前記可
動スクロール（３）のラップ（３ｂ）における外周との
間に形成される第１作動室（１４）に開口する第１油注
入口（２０Ａ）の個数より多くしたり、また、前記第２
油注入口（２０Ｂ）の開口径を第１油注入口（２０Ａ）
の開口径より大きくすることにより、第１及び第２作動
室（１４）（１５）への油注入１７− 量を均等にすることができるのであって、作動ガス及び
圧縮機本体の冷却効果を均等にでき、不均等による性能
低下を防止できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略断面図、第２図は
固定スクロールの下面図、第３図は同じく固定スクロー
ルの断面図、第４図は油注入口による油注入の作用を説
明する部分拡大説明図、第５図は第１及び第２作動室の
圧力変化を示す特性図、第６図は別の実施例を示す固定
スクロールの下面図、第７図は第６図の実施例における
油注入口による油注入の作用を説明する第４図に対応し
た部分拡大説明図、第８図は更に別の実施例を示す固定
スクロールの下面図、第９図は従来例を示す説明図であ
る。 （２）・・・・固定スクロール （２ａ）・・・・鏡板 （２ｂ）・・・・ラップ （３）・・・・可動スクロール （３ａ）・・・・鏡板 １８− （３ｂ）・・・・ラップ （１４）・・・・第１作動室 （１５）・・・・第２作動室 （２０）・・・・油注入口 （２０Ａ）・・・・第１油注入口 （２０Ｂ）・・・・第２油注入口 １９− 県り

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）鏡板（２ａ）（３ａ）にラップ（２ｂ）（３ｂ）を
   立設した固定スクロール（２）と可動スクロール（３）
   とを備え、前記各スクロール（２）（３）のラップ（２
   ａ）（３ｂ）で形成する作動室（１４）（１５）に、冷
   却用油を注入するようにしたスクロール圧縮機において
   、前記固定スクロール（２）の油注入部位に、前記可動
   スクロール（３）に設けるラップ（３ｂ）のラップ幅よ
   り小さい複数の油注入口（２０）を、前記ラップ（３ｂ
   ）の幅方向に向かって該ラップ（３ｂ）のラップ幅より
   広い範囲にわたり設けたことを特徴とするスクロール圧
   縮機。 ２）固定スクロール（２）のラップ（２ｂ）における内
   側ラップ部の外周と可動スクロール（３）のラップ（３
   ｂ）における内周との間に形成される第２作動室（１５
   ）に開口する第２油注入口（２０Ｂ）の個数を、前記固
   定スクロール（２）の外側ラップ部の内周と、前記可動
   スクロール（３）のラップ（３ｂ）における外周との間
   に形成される第１作動室（１４）に開口する第１油注入
   口（２０Ａ）の個数より多くしている請求項１記載のス
   クロール圧縮機。 ３）固定スクロール（２）のラップ（２ｂ）における内
   側ラップ部の外周と、可動スクロール（３）のラップ（
   ３ｂ）における内周との間に形成される第２作動室（１
   ５）に開口する第２油注入口（２０Ｂ）の開口径を、前
   記固定スクロール（２）のラップ（２ｂ）における外側
   ラップの内周と、前記可動スクロール（３）のラップ（
   ３ｂ）における外周との間に形成される第１作動室（１
   ４）に開口する第１油注入口（２０Ａ）の開口径より大
   径としている請求項１記載のスクロール圧縮機。