在家庭用或业务用的制冷空调领域，作为制冷空调用密闭型压缩 机使用的是往复式压缩机、回转式压缩机及涡旋式压缩机。该往复式 压缩机、旋转式压缩机及涡旋式压缩机通过活用成本或性能方面的各 自的特征被进行开发。
在以防音和维修容易为目的时，使用将压缩机构和电动机构收容 在容器内的密闭型压缩机，在该密闭型压缩机中，涡旋式压缩机和旋 转式压缩机为主流。
以现有的涡旋式压缩机为例子进行描述。图8是涡旋式压缩机的 剖面图。
涡旋式压缩机由固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4形成压缩室 5。固定涡旋部件2是从端板2b立起涡卷2a而构成的，旋转涡旋部 件4是从端板4b立起涡卷4a而构成的。压缩室5是在端板2b和端 板4b之间涡卷2a和涡卷4a啮合而被形成的。旋转涡旋部件4由自 转约束机构约束其自转，沿圆轨道旋转。压缩室5由该旋转涡旋部件 4a的旋转动作一边改变容积一边进行移动。而且，在压缩室5中， 压缩吸入了的制冷剂，排出压缩了的制冷剂。而且，通过对旋转涡旋 部件4的外周部及涡卷背面施加规定的背压，使旋转涡旋部件4不从 固定涡旋部件2离开而颠覆。
从吸入管1吸入的制冷剂气体经过固定涡旋部件2的吸入室3被 关在固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4啮合而形成的压缩室5中，朝 向固定涡旋部件2的中心一边减少容积一边被压缩，从排出口6排 出。背压室8被固定涡旋部件2和轴承7围着地被形成。该背压室8 需要经常地具有旋转涡旋部件4不被从固定涡旋部件2拉离程度的背 压，但是，当该背压过剩时，旋转涡旋部件4被强力地压紧在固定涡 旋部件2上，会导致涡旋滑动部的异常磨损功和输入功率增加。因 此，为了将背压经常地保持一定而设有背压调整机构9。该背压调整 机构9是在通路10上设置阀11而构成的，该通路10从背压室8通 过固定涡旋部件2的内部连通到吸入室3。而且，当背压室8的压力 比设定压力高时，阀11打开，背压室8的油被供给到吸入室3，将 背压室内维持为一定的中间压力。在旋转涡旋部件4的背面上施加上 述中间力，而使其在运转中不颠覆。供给到吸入室3的油随着旋转涡 旋部件4的旋转运动移动到压缩室5，起到压缩室间的防漏作用。
但是，在将二氧化碳作为制冷剂使用、在临界压力以上的压力下 运转时，压缩机的排出压力和吸入压力的压力差高到以氟里昂为制冷 剂的现有的制冷循环的压力差的约7～10倍以上。因此，在形成在固 定涡旋部件2和旋转涡旋部件4之间的压缩室5中具有导致从各涡卷 部2a、4a的齿顶面的泄漏增大，性能低下的问题。
例如，在日本特开2001-207979号公报记载的涡旋式压缩机 中，为了使从相对侧的端板和涡卷部的齿顶面之间的泄漏降低，在涡 卷部的齿顶面上形成有顶端密封槽，在其中安装着顶端密封件。但 是，具有由于顶端密封件接触而引起的滑动损失的增大和零件数量的 增加的问题及由加工工序的增加带来的生产效率降低的问题。

因此，本发明是鉴于上述现有技术的课题而完成的，其目的是提 供一种在将二氧化碳用作制冷剂时，可以成为简单且成本低的构成且 具有高效率及高可靠性的涡旋式压缩机。
本发明的第一实施方式的涡旋式压缩机，使固定涡旋部件的涡卷 和旋转涡旋部件的涡卷啮合而形成压缩室，由自转约束机构约束旋转 涡旋部件的自转并使旋转涡旋部件沿圆轨道旋转，形成在固定涡旋部 件的涡卷和旋转涡旋部件的涡卷之间的压缩室通过一边改变容积一边 进行移动而压缩吸入的制冷剂、排出制冷剂，其特征在于，制冷剂使 用的是二氧化碳，供给到压缩室内的润滑油量相对于在制冷剂吸入行 程结束时被关在压缩室内的制冷剂量的比例为2重量％以上20重量％ 未满。
根据本发明的实施方式，供给到压缩室的润滑油起到密封油的作 用，可以降低从涡卷部的齿顶面的泄漏和从侧壁的泄漏。而且，可以 使由吸入加热带来的损失增大成为最小限度。另外，由于可以不设置 顶端密封件，因此不会增加零件数量，可以降低成本。
本发明的第二实施方式的涡旋式压缩机，在第一实施方式的涡旋 式压缩机中，其特征在于，固定涡旋部件的吸入室的容积是压缩室的 排量的20％以上。
根据本实施例，由于可以在制冷剂被压缩前使润滑油和制冷剂充 分混合，因此，可以进一步提高压缩室的密封性，可以提高降低泄漏 的效果。
本发明的第三实施方式的涡旋式压缩机，在第一实施方式的涡旋 式压缩机中，其特征在于，在旋转涡旋部件内具有使润滑油流通的节 流孔。
根据本实施方式，可以廉价地实现以相对于吸入的制冷剂量为2 重量％以上20重量％未满的比例向压缩室供给润滑油的装置。
本发明的第四实施方式的涡旋式压缩机，在第一实施方式的涡旋 式压缩机中，其特征在于，具有由旋转涡旋部件的驱动间断地使润滑 油流通的节流孔。
根据本实施例，由于可以以相对于吸入的制冷剂量为2重量％以 上20重量％未满的比例向压缩室供给润滑油，并且即使对于制冷剂循 环量的变化也可以调节供油量，因此可以提供更加高效率的涡旋式压 缩机。
本发明的第五实施方式的涡旋式压缩机，在第一～第四实施方式 的涡旋式压缩机中，其特征在于，润滑油采用的是以聚亚烷基二醇为 主要成分的油。
根据本实施方式，由于可以对于全运转区域提高机械效率、且还 可以降低泄漏损失，因此可以提供更加高效率的涡旋式压缩机。
本发明的第六实施方式的涡旋式压缩机，在第一～第四实施方式 的涡旋式压缩机中，其特征在于，润滑油使用的是以多元醇酯为主要 成分的油。
根据本实施方式，对于制冷剂循环量多的运转条件，可以提供压 缩室的密封性高、更高效率的涡旋式压缩机。
本发明的第七实施方式的涡旋式压缩机，使固定涡旋部件的涡卷 和旋转涡旋部件的涡卷啮合而形成压缩室，由自转约束机构约束旋转 涡旋部件自转地使旋转涡旋部件沿圆轨道旋转，形成在固定涡旋部件 的涡卷和旋转涡旋部件的涡卷之间的压缩室通过一边改变容积一边进 行移动压缩吸入的制冷剂排出制冷剂，其特征在于，制冷剂使用的是 二氧化碳，并且润滑油使用的是以聚亚烷基二醇为主要成分的油，在 旋转涡旋部件内具有使润滑油流通的节流孔，由该节流孔使供给到压 缩室内的润滑油量成为相对于在制冷剂吸入行程结束时被关在压缩室 内的制冷剂量为2重量％以上20重量％未满的比例地将润滑油供给到 压缩室内。
根据本实施例，供给到压缩室的润滑油起到密封油的作用，可以 降低从涡卷部的齿顶面的泄漏和从侧壁的泄漏。而且，可以使由吸入 加热带来的损失的增大成为最小限度。而且可以不设置顶端密封件， 因此不会增加零件数量，可以降低成本。另外，可以廉价地实现以相 对于吸入的制冷剂为2重量％以上20重量％未满的比例将润滑油供给 到压缩室的装置。而且，通过使用以聚亚烷基二醇为主要成分的油， 可以对于全运转区域使机械效率提高，而且也可以降低泄漏损失，因 此，可以提供更高效率的涡旋式压缩机。
本发明的的第八实施方式的涡旋式压缩机，使固定涡旋部件的涡 卷和旋转涡旋部件的涡卷啮合而形成压缩室，由自转约束机构约束旋 转涡旋部件的自转地使旋转涡旋部件沿圆轨道旋转，形成在固定涡旋 部件的涡卷和旋转涡旋部件的涡卷之间的压缩室通过一边改变容积一 边进行移动压缩吸入的制冷剂、排出制冷剂，其特征在于，制冷剂使 用的是二氧化碳，并且润滑油使用的是以多元醇酯为主要成分的油， 在旋转涡旋部件内具有使润滑油流通的节流孔，由该节流孔使供给到 压缩室内的润滑油量成为相对于在制冷剂吸入行程结束时被关在压缩 室内的制冷剂量为2重量％以上20重量％未满的比例地将润滑油供给 到压缩室内。
根据本实施例，供给到压缩室的润滑油起到密封油的作用，可以 降低从涡卷部的齿顶面的泄漏和从侧壁的泄漏。而且，可以使由吸入 加热带来的损失的增大成为最小限度。而且可以不设置顶端密封件， 因此不会增加零件数量，可以降低成本。另外，可以廉价地实现相对 于吸入的制冷剂以2重量％以上20重量％未满的比例将润滑油供给到 压缩室的装置。而且，通过使用以多元醇酯为主要成分的油，因此对 于制冷剂循环量多的运转条件可以提供压缩室的密封性高、更高效率 的涡旋式压缩机。
附图说明
图1是表示本发明的一实施例的固定涡旋部件和旋转涡旋部件的 剖面图。
图2是表示相对于吸入的制冷剂的润滑油的供给比例与性能的关 系的曲线图。
图3是用R401A和二氧化碳比较相对于吸入的制冷剂的润滑油的 供给比例与性能的关系的图。
图4是固定涡旋部件和旋转涡旋部件和吸入室的放大图。
图5是表示本发明的一实施例的固定涡旋部件和旋转涡旋部件的 剖面图。
图6是表示相对于吸入的制冷剂的润滑油的最佳供给比例与制冷 剂循环量的关系的曲线图。
图7是表示由油的不同产生的性能的关系的曲线图。
图8是保持现有例子的涡旋压缩机的剖面图。

图1表示第一实施例的涡旋式压缩机。
涡旋式压缩机在密闭容器20内具有压缩机构部和电动机构部。 压缩机构部配置在密闭容器20内的上方，电动机构部配置在压缩机 构部的下方。在密闭容器20的上部设置吸入管1和排出管21。在密 闭容器20内的下部具有用于储存润滑油的油储存部22。
压缩机构部由固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4形成由多个压缩 空间组成的压缩室5。固定涡旋部件2是从端板2b上立起涡卷2a构 成的，回涡旋部件4是从端板4b上立起涡卷4a而构成的。压缩室5 是在端板2b和端板4b之间涡卷2a和涡卷4a啮合而形成的。旋转涡 旋部件4由自转约束机构22约束其自转，沿圆轨道旋转。构成压缩 室5的多个压缩空间由该旋转涡旋部件4的旋转动作一边改变容积一 边移动。通过在旋转涡旋部件4的外周部及涡卷背面上施加规定的背 压，使旋转涡旋部件4不从固定涡旋部件2离开并颠覆。
从吸入管1吸入的制冷剂气体经过固定涡旋部件2的吸入室3被 关入压缩室5，该压缩室5是固定涡旋部件2和旋转涡旋部件4啮合 而形成的，该制冷剂气体朝向固定涡旋部件2的中心一边减少容积一 边被压缩，从排出口6被排出。背压室8被固定涡旋部2和轴承7包 围地被形成的，旋转涡旋部件4需要经常具有不被从固定涡旋部件2 拉离的程度的背压。在轴承7的上面、即与旋转涡旋部件4相对的面 上设有环状密封构件7a。背压调整机构9是使旋转涡旋部件4的背 压经常保持一定的机构。背压调整机构9是在通路10上设置阀11而 构成的，该通路10从背压室8通过固定涡旋部件2的内部连通到吸 入室3。而且，当背压室8的压力比设定压力高时，阀11打开背压 室8的油供给到吸入室3，将背压室内维持为一定的中间压力，在旋 转涡旋部件4的背面上施加上述的中间力，以使其在运转中不颠覆。 被供给到吸入室3的油随着旋转涡旋部件4的旋转运动移动到压缩室 5，起到防止从构成压缩室5的多个压缩空间泄漏制冷剂的作用。
储存在油储存部22中的润滑油通过形成在轴13内部的通路23 被导引到轴13的上端部。被导引到轴13的上端部的润滑油润滑轴 13与旋转涡旋部件4的滑动面及轴13与轴承7的滑动面。另外，润 滑油的一部分通过设在旋转涡旋部件4内的连通路24，在被安装在 连通路上的节流孔12减压后供给到背压室8。当背压室8的压力比 设定压力高时，阀11打开，背压室8的润滑油供给到吸入室3，储 存在背压室8中的润滑油起到密封油的作用。另外，在本实施例中， 由于吸入管1及吸入室3与背压调整机构9重叠着，为了方便而以轴 13为中心分为左右地进行图示。
在表1中表示4个不同运转条件的排出压力、吸入压力、压缩 比、转速。
                         表1
                  4个不同的运转条件    高压    [MPa]    低压    [MPa]   压缩比   转速   [1/s] 条件1     8.0     3.8     2.1     17 条件2     9.0     5.0     1.8     37 条件3     10.0     4.0     2.5     62 条件4     9.0     3.0     3.0     62
图2表示图1所示的4个不同条件下的相对于吸入的制冷剂量的 润滑油的供给比例和制冷系数比。所谓吸入的制冷剂量指的是在涡旋 式压缩机吸入行程结束了时被关入的制冷剂量。制冷系数比是用制冷 系数的最大值除各条件下的制冷系数而得到的。如图2所示，当相对 于吸入的制冷剂量以2重量％以上20重量％未满的比例向压缩室5供 给润滑油时，制冷系数成为最大。在将二氧化碳用作制冷剂时，当润 滑油的供给量少时，密封性变差，压缩室5的泄漏损失增大，当润滑 油的供给量多时，在吸入时制冷剂过热，可以使被封闭入的制冷剂量 减少，压缩机的效率降低。
另外，图3表示比较制冷剂使用R410A时与制冷剂使用二氧化碳 时的情况。使用二氧化碳时的相对吸入的制冷剂量的润滑油的供给比 例与制冷系数比是在条件2下被测定的。另外，使用R410A时的相对 吸入的制冷剂量的润滑油的供给比例与制冷系数比是在使用二氧化碳 时的条件2和用设计成制冷能力及频率大致相同的涡旋式压缩机被测 定的。从图3中可知，在使用作为原来的氟里昂类制冷剂的R410A 时，相对于吸入的制冷量的润滑油的供给比例越小制冷系数比越提 高。因此，在将二氧化碳用作制冷剂时，与使用原来的氟里昂类制冷 剂时不同，需要以适当的比例向压缩室供给润滑油。
在本实施例中，通过适当地调节节流孔12，相对于吸入的制冷剂 量以2重量％以上20重量％未满的比例向压缩室5供给润滑油，即使 制冷剂使用二氧化碳，在高压侧压力为临界压力以上进行运转时，也 可以提供高效率的涡旋式压缩机。另外，通过将节流孔12做成为另 外的构件组装在连通路24内，可以廉价地实现相对于吸入的制冷剂 量以2重量％以上20重量％未满的比例向压缩室5供给润滑油的装 置。另外，在图1所示的第一实施例中，由于吸入管1及吸入室3与 背压调整机构9重叠，为了方便以轴13为中心分为左右地进行图 示，图4表示放大了固定涡旋部件2和吸入室3和旋转涡旋部件4和 压缩室5剖面的情况。在是制冷剂使用原来的R410A的涡旋式压缩机 时，吸入室3的容积为压缩室5的排量的约14％。在此，压缩室的排 量是旋转涡旋部件的1转中吸入制冷剂的空间的全容积。
另外，吸入室3的容积是在制冷剂的吸入行程结束了的时刻在吸 入管与压缩空间之间产生的空间的容积。但是，在制冷剂使用二氧化 碳时与制冷剂使用R410A时相比，由于吸入时的制冷剂粘度高约1.4 倍，因此不能充分进行润滑油与制冷剂的混合，压缩室5的作为密封 油的作用的降低。因此，在形成与吸入时的制冷剂粘度对应的大的吸 入室3、固定涡旋部件2的吸入室3的容积为压缩室5的排量的20％ 以上时，在制冷剂被压缩前可以使润滑油与制冷剂充分混合，因此， 可以提高压缩室5的密封性，可以更加提高降低泄漏的效果。
图5表示第二实施例，该实施例的涡旋式压缩机将图1的实施例 中的节流孔构成为由旋转涡旋部件4的驱动间断地供给润滑油的形 式。即，如图5所示，将节流孔12的开口部设在旋转涡旋部件4的 下面、且与轴承7相对的面上，而且，该节流孔12的开口部随着旋 转涡旋部件4的驱动跨过轴承7的密封构件7A位于密封构件7A内周 侧和外周侧。而且，在位于密封构件7A的外周侧时，向背压室8供 给润滑油。而在位于密封构件7A的内周侧时，不进行向背压室8供 给润滑油。
关于图1所示的4个不同条件，将相对于制冷剂循环量的向压缩 室5供给润滑油的最佳比例表示在图6中。从图6中可知，在4个不 同的条件下，尽管使关于各种各样的泄漏的参数不同地进行设定，但 是供给到压缩室5的润滑油的最佳比例对于制冷剂循环量具有强的相 关关系。在该涡旋式压缩机中，由于具有向压缩室5间断地供给润滑 油的节流孔12，因此，被供给的压缩室5的润滑油量可以由以下的 式子表示。 $Q=C·\mathrm{\Delta P}·\frac{f}{v}·\log \left\{\cosh (v·\frac{32}{d^2}·\frac{\mathrm{To}}{360}·\frac{1}{f})\right\}$
在此，Q是供给油量，C是常数，ΔP是差压，f是频率，v是动 粘度，d是节流孔直径，To是每一转的供给时间。从上式可知，由于 可以适当地调节供给到压缩室5的润滑油量，因此，可以在相对于吸 入的制冷剂量以2重量％以上20重量％未满的比例向压缩室5供给润 滑油、且对于制冷剂循环量的变化也可以调节供油量，因此，可以提 供更高效率的涡旋压缩机。
图7表示第三和第四实施例。图7是比较润滑油使用以聚亚烷基 二醇为主要成分的油时和润滑油使用多元醇酯时的压缩机的性能的 图。在使用以聚亚烷基二醇为主要成分的油时，由于与二氧化碳的相 溶性低，当在压缩开始前未充分混合制冷剂与润滑油时，密封性低。 由于一般聚亚烷基二醇可以良好地保持润滑部的润滑性，在相对于吸 入的制冷剂量以2重量％以上20重量％未满的比例向压缩室5供给润 滑油、且使固定涡旋部件2的吸入室3的容积为压缩室5的排量的 20％以上时，可以对于全运转区域提高机械效率，而且也可以使泄漏 损失降低，因此，可以提供更高效率的涡旋式压缩机。另外，在使用 以多元醇酯为主要成分的油时，由于对于二氧化碳的相溶性高，在各 间隙中润滑油与制冷剂一起被清洗，从而作为油密封的作用降低。该 效果在制冷剂循环量少的条件下特别显著。但是，在相对于吸入的制 冷剂量以2重量％以上20重量％未满的比例向压缩室5供给润滑油、 且使固定涡旋部件2的吸入室3的容积为压缩室5的排量的20％以上 时，由于对于制冷剂循环量多的运转条件，在压缩开始前可以充分地 使制冷剂与润滑油混合，因此，比在各间隙中润滑油与制冷剂一起被 清洗而使作为密封油的作用降低早地将新的润滑油被供给到各间隙 中，从而格外地提高了密封性。特别是在制冷剂循环量多的条件下可 以提供更高效率的涡旋式压缩机。
根据本发明，被供给到压缩到润滑油可以用作密封油，可以同时 降低从涡卷部的齿顶面的泄漏和从侧壁的泄漏。而且可以使由吸入加 热引起的损失的增大成为最小限度。
根据本发明，通过使固定涡旋部件的吸入室的容积成为压缩室的 排出量的20％以上，可以在制冷剂被压缩前充分地使润滑油与制冷剂 混合，因此可以更加提高压缩机的压缩室密封性，可以提高降低泄漏 的效果。
另外，根据本发明，通过在旋转涡旋部件内具有向压缩室供给润 滑油的节流孔，可以廉价地实现相对于吸入的制冷剂量以2重量％以 上20重量％未满的比例向上述压缩室供给润滑油的装置。
另外，根据本发明，通过具有借助旋转旋转构件的驱动向压缩室 间断地供给润滑油的节流孔，可以相对于吸入的制冷剂量以2重量％ 以上20重量％未满的比例向上述压缩室供给润滑油、且对于制冷剂循 环量的变化也可以调节供油量，因此可以提供更高效率的涡旋压缩 机。
另外，根据本发明，由于通过润滑油使用以聚亚烷基二醇为主要 成分的油，可以对于全运转区域提高机械效率，而且也可以降低泄漏 损失，因此可以提供更高效率的涡旋压缩机。
另外，根据本发明，通过润滑油使用以多元醇酯为主要成分的 油，对于制冷剂循环量多的运转条件可以提供压缩室的密封性高、更 高效率的涡旋式压缩机。