JP2001522969A - 密封型スクロールコンプレッサ - Google Patents

密封型スクロールコンプレッサ

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JP2001522969A
JP2001522969A JP2000519692A JP2000519692A JP2001522969A JP 2001522969 A JP2001522969 A JP 2001522969A JP 2000519692 A JP2000519692 A JP 2000519692A JP 2000519692 A JP2000519692 A JP 2000519692A JP 2001522969 A JP2001522969 A JP 2001522969A
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scroll
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lubricating oil
suction gas
compressor
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JP2000519692A
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English (en)
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スメラド、スコット・ジェイ
クラム、ダニエル・アール
シモンズ、ビル・ピー
Original Assignee
アメリカン スタンダード インターナショナル インコーポレイテッド
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/045—Heating; Cooling; Heat insulation of the electric motor in hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

(57)【要約】 低圧側冷媒用スクロールコンプレッサの吸込み圧力部分を通して流れるガスと潤滑油の、流れ、使用、相互作用、及び分離を、コンプレッサシェルとコンプレッサを駆動するモータのステータの両方で画定される別々の吸込みガス供給通路及び潤滑油リターン通路とともに、マルチポート型フレームを用いることによって管理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
（発明の背景） 本発明はスクロールコンプレッサに関するものである。本発明は、特に、密封
型低圧側冷媒用スクロールコンプレッサにおける、及びその中を通る潤滑油及び
吸込みガスの流れの制御に関するものである。
【０００２】 低圧側コンプレッサは、コンプレッサの圧縮機構を駆動するモータがコンプレ
ッサ外皮、即ちコンプレッサシェルの吸込み圧力部分（低圧側（low-side））に
配置されているコンプレッサである。スクロールコンプレッサの場合、コンプレ
ッサの圧縮機構を有し、オルダム継手のような器具を用いることにより一方のス
クロール部材が他方のスクロール部材に対して軌道運動するように相対的運動を
規制された、２つのスクロール部材の一方をモータが駆動することが多い。
【０００３】 適切な方向にそのような軌道運動をすることにより、スクロール部材の交互に
配置された渦巻き形ラップ（外包部）の径方向外側の末端にポケットが周期的に
形成される。圧縮動作中、そのようなポケットは、吸込みガスで満たされ密封さ
れた状態で径方向内側に移動するとともに、その容積が縮小してその内部に捕捉
されたガスが圧縮されることになる。圧縮ポケットは移動して、最終的に、多く
の場合スクロールセットの中央に位置する放出ポートと連通し、圧縮ガスがそれ
を通して放出される。
【０００４】 冷却の用途で用いられる低圧側スクロールコンプレッサでは、比較的潤滑油の
無い冷媒ガスが、吸込み圧力で、スクロール部材のラップの径方向外側の末端の
近傍に供給されなければならない。しかし同時に、駆動シャフトと被動スクロー
ル部材がその中で回転する軸受の潤滑のため、及びコンプレッサシェルの吸込み
圧力部分における他の要素及び表面の潤滑のための供給も行わなければならない
。この結果、冷却用スクロールコンプレッサのシェルの低圧側における潤滑が必
要な表面への潤滑油の供給、潤滑油溜めへの潤滑油のリターン、及びそのような
潤滑油と圧縮機構を通して流れる吸込みガスとの相互作用を、必要なときに必要
な場所に十分な潤滑を与えながらコンプレッサの効率を最大限にするように、注
意深く管理し、制御しなければならないことになる。
【０００５】 低圧側スクロールコンプレッサにおいて吸込みガスと潤滑油の流れを制御する
構成が、本出願の譲受人に譲渡された米国特許第5,533,875号に記載されており 、この特許は引用により本発明の一部とする。その構成では、コンプレッサシェ
ルの吸込み圧力部分に取着されたスリーブを使用し、かつ、潤滑油と吸込みガス
が、それらがコンプレッサの低圧側を通して流れる際に互いに隔離され、制御さ
れるようにコンプレッサ駆動モータが取りつけられている。そのようなスリーブ
を用いると、それが有効に作用している場合には、コンプレッサの材料コスト及
びコンプレッサの組立プロセスの両方の点で一定の利益が得られるとともに一定
のコストがかかることになる。
【０００６】 （発明の概要） 本発明の目的は、低圧側冷媒用スクロールコンプレッサの吸込み圧力部分にお
ける冷媒ガスの流れを制御・管理することである。
【０００７】 本発明の別の目的は、低圧側冷媒用スクロールコンプレッサの吸込み圧力部分
における潤滑油の流れを制御・管理することである。
【０００８】 本発明のさらに別の目的は、コンプレッサの効率を確保するとともに、コンプ
レッサシェルの吸込み圧力部分において必要な場所に必要なときに十分な潤滑を
確保するように、低圧側冷媒用スクロールコンプレッサの潤滑油及び吸込みガス
の流れ、使用、相互作用、及び分離を制御・管理することである。
【０００９】 本発明の別の目的は、低圧側スクロールコンプレッサの吸込み圧力部分におい
てコンプレッサの動作時に生ずる圧力差を利用して、潤滑が必要なコンプレッサ
の部分内の表面への潤滑油の供給を助けることである。
【００１０】 本発明のさらに別の目的は、コンプレッサの放出ガス流れ中にコンプレッサか
ら過剰な量の潤滑油が流出するのを防止するとともに、構成部品、構成の複雑さ
、及びその製造・組立費用の点でそのコンプレッサのコストを低下させるように
、マルチポート型フレームを使用することによって潤滑油と吸込みガスの流れ、
使用、相互作用、及び分離を効果的に管理する、コンプレッサ駆動モータがコン
プレッサシェルに直接支持された構成の冷媒用スクロールコンプレッサを提供す
ることである。
【００１１】 以下の好ましい実施態様の説明及び添付の図面を参照することで理解されるで
あろう本発明のこれらの目的及び他の目的は、コンプレッサのシェルにそのステ
ータが直接取り付けられた駆動モータを有するスクロールコンプレッサによって
達成される。このコンプレッサはマルチポート型フレームを使用しており、この
マルチポート型フレームは、コンプレッサシェルと駆動モータステータとが共同
して画定している通路ととも、コンプレッサの吸込み圧力部分における及び吸込
み圧力部分を通しての潤滑油及び吸込みガスの流れ、使用、及び相互作用を効果
的に管理するものである。
【００１２】 モータステータ及びコンプレッサシェルは、共同して、コンプレッサシェルの
吸込み圧力部分に入る大半の吸込みガスを誘導し、流れを規制する吸込みガス供
給通路を画定する。比較的潤滑油の無い状態に維持された主な吸込みガス流れは
、供給通路に入り、プロセスのモータの部分を冷却した後に駆動モータステータ
の上側部分の周囲に分かれて流れる。ガス流の分岐した一部は、次に、スクロー
ル部材とその渦巻き形ラップによって画定された互いに反対側にある一対の吸込
みポケットの近傍に開口を有するマルチポート型フレームによって画定された、
互いに反対側にある高い位置のポートに入る。
【００１３】 潤滑油は、初めに、コンプレッサ駆動シャフトにおいて画定されている通孔を
通してコンプレッサシェルの吸込み部分の潤滑油溜めから上方にポンピングされ
る。その通孔を通して流れる潤滑油は、下側駆動シャフト軸受、上側駆動シャフ
ト軸受、及び被動スクロール部材を駆動する駆動シャフトの上側端部にあるスタ
ブシャフトの表面に供給される。駆動シャフト潤滑油通孔の開口を、コンプレッ
サの動作時に潤滑油溜めの圧力と比較して低圧となるコンプレッサシェルの吸込
み圧力部分の或る位置に設けることによって、軸受表面及びスタブシャフトへの
潤滑油の供給が助けられる。
【００１４】 マルチポート型フレームは、一度使用されたそのような潤滑油を内部に画定さ
れたキャビティに収集し、スクロールセットに連通しているコンプレッサの吸込
み圧力部分を通る主な吸込みガス流の経路から効果的に分離された、基本的に独
立した潤滑油リターン経路を介して、潤滑油溜めに戻すように構成されている。
これに関連して、マルチポート型フレームにより画定されたキャビティに収集さ
れた潤滑油は、マルチポート型フレームの外周の一部、及びフレームによって画
定された高い位置の吸込みガスアパーチャに向かう途中の駆動モータステータの
上側端部の外周の一部を流れる吸い込みガスの流れからそのようなリターン潤滑
油を隔離して誘導するように構成されたポートを通してキャビティから流れる。
そのような潤滑油は、コンプレッサ駆動モータのステータ及びコンプレッサシェ
ルにより少なくとも部分的に画定された潤滑油リターン通路に誘導される。マル
チポート型フレームの幾何学的形状及びその内部に画定された吸込み学供給アパ
ーチャ及び潤滑油リターンアパーチャの位置と、コンプレッサシェル及び駆動モ
ータステータが共同して画定している別々の吸込みガス供給通路及び潤滑油リタ
ーン通路が反対側の位置に設けられていることが、吸込みガスによる駆動モータ
の冷却を達成すると同時に、スクロールセットに流れる吸込みガスを、コンプレ
ッサ者の吸込み圧力部分で使用された潤滑油から基本的に分離された状態に維持
する役目を果たす。
【００１５】 （好ましい実施形態の説明） 初めに図１、図２、図３、及び図４を参照されたい。図１及び図２は、本発明
のスクロールコンプレッサ１０の断面図であり、図１には本発明のコンプレッサ
のモータのステータを通っている反対方向の吸込みガス流れ経路と潤滑油リター
ン流れ経路が明示されており、図２は図１の断面に対して９０゜の角度をなす断
面を示す。図中の黒い矢印は、潤滑油の流れを表しており、そのような矢印の一
つに符号２００が付されている。白い矢印は、吸込みガスの流れを表しており、
そのような矢印の一つに符号３００が付されている。本発明の好ましい実施態様
は、固定部材／軌道運動する部材からなる型のスクロールコンプレッサであるが
、他の型のスクロールコンプレッサに本発明を適用することもできる。
【００１６】 コンプレッサ１０は、キャップ部１２、中間シェル１４、及びベースプレート
１６からなる、密封シェル１１を有する。中間シェル１４は、縮径部１５ａ及び
下側大径部１５ｂを有する。シェル１１は、好適実施例では、固定スクロール部
材２４の末端プレート２２によって、低圧側、即ち吸込み圧力部１８と高圧側、
即ち放出圧力部２０とに分割されている。
【００１７】 固定スクロール部材２４は、その末端プレート２２から延出するスクロールラ
ップ２６を有し、このスクロールラップ２６は、軌道運動スクロール部材３０の
末端プレート２９から延出するスクロールラップ２８と交互に配置された形で係
合する。スクロール部材２４とスクロール部材３０とは、共同して、コンプレッ
サの圧縮機構とスクロールセットを形成する。オルダム継手３２は、コンプレッ
サの動作中にスクロール部材３０が固定スクロール部材２４に対して軌道運動す
るように、スクロール部材３０を規制する。
【００１８】 軌道運動するスクロール部材３０は、モータのロータ３６が取着された駆動シ
ャフト３４によって駆動される。好ましい実施態様では、スクロール部材３０の
、末端プレート２９のスクロールラップ２８が延出する側の反対側にボス３８が
垂設されており、駆動シャフト３４は、共にコンプレッサシェルの内部に設けら
れた、即ちコンプレッサシェルに固定されたマルチポート型フレーム４０及び下
側フレーム４２内部での回転を支持する。後に詳述するように、フレーム４０の
表面４１は、中間シェル１４の縮径部１５ａと協働して、スクロールセットに供
給される吸込みガスの比較的潤滑油の無い流れと、コンプレッサシェルの吸込み
圧力部分にて潤滑のために使用した後にコンプレッサ１０の潤滑油溜めに戻され
る際に潤滑油の流れる経路との間の境界／隔壁を形成する。
【００１９】 モータステータ４４は、好ましくはその周囲が適合した形で中間シェル１４に
固定的に支持される。これに関しては、中間シェル１４を熱収縮によってステー
タ４４上に嵌合させるのが好ましいが、或いはステータ４４を中間シェル内に圧
入することもできる。
【００２０】 中間シェル１４とモータステータ４４は、協働して、モータステータ４４の切
り取り部の存在によってそれらの間に形成される吸込みガス供給通路４６を画定
する。好ましい実施態様では、吸込みガスそらせ板４８が中間シェル１４の下側
部分１５ｂの内側表面５０に取り付けられ、後に詳述するように、供給通路４６
及びマルチポート型フレームと協働して、スクロールセットへ比較的潤滑油の無
い吸込みガスを供給する。吸込みガスは、初めに吸込み継手５２を通り、その反
対側に位置する吸込みガスそらせ板４８に当たって、コンプレッサ１０の吸込み
圧力部分１８に供給される。
【００２１】 潤滑油溜め５４は、シェル１１の底部と、その中に垂設された潤滑油ポンプ５
６とによって画定されている。潤滑ポンプ５６は駆動シャフト３４に取り付けら
れており、後に詳述するように、駆動シャフト３４が回転することによって生ず
るポンプ５６の回転により、潤滑油溜め５４から潤滑油が駆動シャフトを通して
上方で移動する。好ましい実施態様ではポンプ５６が遠心形であるが、容積形等
の他の型のポンプ機構を用いることもできる。
【００２２】 ポンプ５６により潤滑油溜め５４からポンピングされて汲み上げられた潤滑油
に連行される破壊屑は、遠心力により下側フレーム４２内部の環状の破壊屑収集
領域５８に集められる。そのような破壊屑は、図示されていない水抜き孔を通し
て潤滑油溜めに戻される。遠心力により収集領域５８に集められた潤滑油は、内
部でコンプレッサ駆動シャフトの下側末端が回転している下側フレーム４２の軸
受表面６０に最終的に供給される。
【００２３】 ポンプ５６の作用により駆動シャフト３４に導入される潤滑油の別の一部は、
そのまま潤滑油通路６２を通して上方に進む。好適実施態様では、潤滑油通路６
２が傾斜通路である。ガス抜き通路６４は、潤滑油通孔６２を、コンプレッサシ
ェルの吸込み圧力部分１８の領域６５において駆動シャフトの外部と連通させて
いる。領域６５は、モータロータ３６の上側端部、モータステータ４４、フレー
ム４０の垂設された部分の近傍に位置する領域である。
【００２４】 ガス抜き通路６４は、２つの理由で重要である。第１に、ガス抜き通路によっ
て、潤滑油横断通孔６２に連行された冷媒を、そのような潤滑油がフレーム４０
の上側軸受表面６６に供給する前に放出することができる。第２に、ガス抜き通
路によって、シャフトを貫通する通孔６２内において潤滑油の上向きの流れが誘
導される。何れも、領域６５の圧力が、コンプレッサの動作中に潤滑油溜め５４
に存在する圧力より低いために生ずる。
【００２５】 それに関連して、ガス抜き通路６４の位置と、領域６５におけるその出口近傍
での低い圧力によって、そのような潤滑油を潤滑油溜め５４から効果的に汲み上
げる通孔６２を上向きに流れる潤滑油において圧力の低下が生ずることになる。
この圧力低下のために、潤滑油ポンプ５６自体によって達成されなければならな
い汲み上げ量が低下する、言いかえれば、ポンプの出力を上げなければならない
ことになる。ガス抜き通路６４の近傍における領域６５に相対的に低い圧力が生
成されるのは、ステータ４４の上側端部の近傍及びマルチポート型フレーム４０
の垂設部分の近傍において駆動シャフト及び駆動モータロータが高速で回転する
ためである。
【００２６】 駆動シャフト３４のスタブシャフト部分６８が回転自在に支持されている上側
軸受表面６６には、通孔６２と軸受表面６６を連通させる、交差する形に穿孔さ
れた（cross-drilled）潤滑油通路７０を通して潤滑油が供給される。通路７０ は、軸受表面６６の上側部分に開口を有している。
【００２７】 第２の、即ち上側の潤滑油通孔７２は、軌道運動するスクロール部材３０の端
部プレートの上側、ボス３８、スタブシャフト６８の上側末端表面７４によって
画定されている。駆動シャフト通孔６２から上側通孔７２に進んだ潤滑油は、ス
タブシャフト３４とボス３８の内側表面の間の界面である駆動表面７６に落ちる
。
【００２８】 つり合い重り７８が駆動シャフト３４に取着され、それとともに回転する。つ
り合い重り７８の底部の近傍において軸受表面６６の上側部分に出る潤滑油は、
駆動表面７６の下側に出る潤滑油と混合し、駆動シャフトとつい合い重りの高速
回転により、マルチポート型フレーム４０の潤滑油収集キャビティ８０において
遠心力で外向きに流れる。そのような潤滑油の一部は、遠心力によって、つり合
い重りとボス３８との間に画定されたギャップ７９を通して、つり合い重り７８
の内径方向に沿って外方向と上方向に移動する。そのような潤滑油は、マルチポ
ート型フレーム４０の上向きの表面である荷重表面８１と接触している、軌道運
動するスクロール部材３０の下側を潤滑する。
【００２９】 一旦潤滑目的で使用されると、潤滑油は、キャビティ８０からマルチポート型
フレーム４０の潤滑油リターンアパーチャ８２を通して出てゆき、アパーチャ８
２と位置の合った潤滑油リターン通路８６の入口８４の近傍に入る。潤滑油リタ
ーン通路８６は、吸込みガス供給通路４６と同様に、モータステータ４４と中間
シェル１４が協働して画定している。潤滑油リターン通路８６への入口８４の位
置は、コンプレッサ１０のシェルの周りで吸込みガス供給通路４６の出口８８か
ら１８０゜反対側の位置にあるのが好ましい。
【００３０】 以下、全ての図面を参照して、吸込みガスの流れに注目して説明する。吸込み
継手５２を通してコンプレッサシェルに入ってくる吸込みガスの大半は、吸込み
ガスそらせ板４８に衝当して上向きに流れ、吸込みガス供給通路４６に入る。吸
込みガスの極一部は、吸込みガスそらせ板４８の周りのコンプレッサシェルの下
側内部に流れる、即ち「こぼれる」。吸込み継手５２の反対側に吸込みガスそら
せ板４８の配置と、固体ベース部分９０を有するその物理的幾何学的形状とによ
って潤滑油溜め５４が主な吸込みガス流れから遮蔽され、潤滑油溜め５４中の潤
滑油が静止状態に維持される利点が得られるとともに、基本的に潤滑油の無い吸
込みガスが比較的独立した流れ経路に流されて、スクロールセットに流れる途中
の吸込みガスによる冷却が促進されることになる。
【００３１】 シェル１１に入る吸込みガスの大半は、吸込みガス供給通路４６を通して上向
きに流れ、その出口８８から放出される。出口８８から放出された吸込みガス流
れは分散して、モータステータ４４の上側端部の近傍においてマルチポート型フ
レーム４０の外部の周囲の一部を２方向に流れる。ロータ−ステータギャップ９
２を通して上向きに流れる吸込みガスの一部の流れと、吸込みガス通路４６を通
り、モータステータ４４の上側部分の周りを主として流れる基本的に潤滑油の無
い吸込みガスの大部分の流れとにより、コンプレッサ駆動モータが冷却されると
ともに、が動作中のコンプレッサの信頼性が向上することになる。
【００３２】 出口８８から放出された吸込みガス流れの分散は、マルチポート型フレーム４
０において互いに反対側に存在する吸込みガスアパーチャ９４及び９６によって
生ずる。アパーチャ９４及び９６は、吸込みガス供給通路４６の出口８８から中
間シェル１４の周囲に９０゜回った位置の上にある。吸込みガスは、スクロール
部材のかみ合った渦巻き形ラップの外側に位置する領域９８を通過した後、コン
プレッサの動作中にスクロール部材の相対的軌道運動によって形成される吸込み
ポケットにアパーチャ９４及び９６を通して流入する。前に説明したように、フ
レーム４０の周囲方向の表面４１と、中間シェル１１の部分１５ａの縮径した部
分の内部表面の近傍であるその配置とにより、コンプレッサにおける比較的潤滑
油の無い領域９８と、その領域の下の、潤滑油がキャビティ８０から出てアパー
チャ８２を通り潤滑油溜め５４に戻る途中に通る部分との間が遮蔽される。
【００３３】 領域９８に流入する吸込みガス流れは、比較的オイルの量は少ないものの、調
節された少量の潤滑油を連行しているということに注意されたい。領域９８にそ
のような潤滑油が存在することは、その潤滑油によってオルダム継手の潤滑がな
され、かつ対向するスクロール部材の末端プレートに並置されたスクロール部材
の先端部及び渦巻き形ラップの密封及び潤滑がなされるという点で有益である。
【００３４】 しかし、吸込みガスがシェル１１に入る際に主な吸込みガス流が潤滑油溜め５
４から遮蔽されていることの結果、フレーム４０の下及び周囲方向の潤滑油リタ
ーン経路が、吸込みガス流れがスクロール部材の交互配置されたラップへ流れる
経路から区別されていることの結果、及びガス流がまとまりのある状態を維持す
るとともにコンプレッサシェルの吸込み圧力部分における潤滑油成分が比較的高
い位置からガス流が分離した状態を維持する機能を果たすフレーム４０のアパー
チャ９４及び９６に吸込みガスが吸込み通路４６から比較的高速で引き出される
ことの結果として、全般に、領域９８に流入する吸込みガスは基本的に潤滑油の
無いものとなる。正味の結果としては、潤滑が必要なコンプレッサの吸込み圧力
部分１８の表面及び軸受が、その必要量を満たすに十分な量だけ潤滑されるとと
もに、圧縮機構へ比較的潤滑油の無い吸込みガスの供給及びコンプレッサ駆動モ
ータの保護のための冷却がなされる。
【００３５】 その好ましい実施態様に基づいて本発明を説明してきたが、本発明の範囲内で
なされる実施態様の改変も初めから意図されており、以下の特許請求の範囲に包
含されるものであることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の低圧側冷媒用スクロールコンプレッサの断面図であり、コンプレッサ
シェルの吸込み圧力部分における反対方向の吸込みガス流れ経路と潤滑油リター
ン流れ経路が明示されている。
【図２】 図１の断面から９０゜の角度をなす向きに切った本発明のコンプレッサの断面
図であり、コンプレッサシェルの上側部分にあるスクロールセットに入る分岐し
た吸込みガス流れが示されている。
【図３】 図１の線３−３で切った断面図である。
【図４】 図１の線４−４で切った断面図である。
【図５】 その中でコンプレッサ駆動モータの駆動シャフトがモータを回転させ、かつ、
コンプレッサの他の構成要素とともに、コンプレッサシェルの吸込み圧力部分の
内部での別々のガス流れ経路及び潤滑油流れ経路を画定するマルチポート型フレ
ームの斜視図である。
【図６】 図５のマルチポート型フレームの底面図である。
【図７】 図３のマルチポート型フレームの側面図であり、吸込みガスがスクロールセッ
トに供給される際に通過するアパーチャが示されている。
【図８】 図６のマルチポート型フレームの同図中の線８−８で切った断面図であり、線
８−８は、ガスがスクロースセットに供給される際に通過するアパーチャを横断
する線である。
【図９】 図６のマルチポート型フレームの同図中の線９−９で切った断面図であり、線
９−９は、潤滑油がコンプレッサの低圧側の潤滑油溜めにリターンされる際に通
過するアパーチャを横断する線である。
【図１０】 本発明のコンプレッサの吸込みガスそらせ板の斜視図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 シモンズ、ビル・ピー アメリカ合衆国ウィスコンシン州54601・ ラクロス・サウスサーティファーストスト リート 1535 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AB03 BB03 BB32 BB35 CC02 CC07 CC09 CC16 CC23 CC24 CC25 CC26 CC27 CC33 CC35 CC44 3H039 AA03 AA04 AA12 BB08 BB11 BB16 CC01 CC12 CC27 CC28 CC29 CC32 CC33 CC42 CC44

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スクロールコンプレッサであって、 放出圧力部分と、潤滑油溜めを画定している吸込み圧力部分とを有する外皮部
    分であるシェルと、 スクロールラップを有する第１スクロール部材と、 スクロールラップを有する第２スクロール部材と、 ロータ及びステータを有するモータとを有することを特徴とし、 前記第１スクロール部材のスクロールラップと前記第２スクロール部材のスク
    ロールラップが、交互に配置されていることを特徴とし、 前記ステータが、前記シェルの前記吸込み圧力部分において前記シェルに取り
    付けられていることを特徴とし、 前記ステータが、前記シェルと共同して、吸込みガス供給通路及び潤滑油リタ
    ーン通路を画定していることを特徴とし、 前記モータのロータの回転により、前記第１及び前記第２スクロール部材が駆
    動されることを特徴とするスクロールコンプレッサ。
  2. 【請求項２】 フレームであって、前記フレームが、それを通して吸込み
    ガスが前記第１及び前記第２スクロール部材の交互配置されたスクロールラップ
    に流れる少なくとも１つのアパーチャと、それを通して潤滑油が前記潤滑油溜め
    に戻るために前記フレームから出る少なくとも１つのアパーチャとを画定する、
    該フレームを更に有することを特徴とする請求項１に記載のスクロールコンプレ
    ッサ。
  3. 【請求項３】 駆動シャフトであって、前記駆動シャフトの上に前記モー
    タの前記ロータが取り付けられ、前記駆動シャフトが、前記コンプレッサの動作
    時にそれを通して潤滑油が前記潤滑油溜めから出る通孔を画定しており、前記駆
    動シャフトが前記フレームに突入しており、前記第１スクロール部材及び前記第
    ２スクロール部材の１つをそれと係合した状態で駆動し、前記駆動シャフトの前
    記通孔に流入する潤滑油の一部分が、それを通して潤滑が必要な前記コンプレッ
    サ内の表面に供給され、そこから前記フレームに画定された潤滑油収集キャビテ
    ィに入る、該駆動シャフトを更に有することを特徴とする請求項２に記載のスク
    ロールコンプレッサ。
  4. 【請求項４】 前記フレームによって画定された前記潤滑油リターンアパ
    ーチャが、前記潤滑油収集キャビティと連通しており、前記モータステータ及び
    前記シェルが共同して画定している前記潤滑油リターン通路と概ね位置が整合し
    ていることを特徴とする請求項３に記載のスクロールコンプレッサ。
  5. 【請求項５】 前記ステータ及び前記シェルが共同して画定している前記
    吸込みガス供給通路と、前記ステータと前記シェルが共同して画定している前記
    潤滑油リターン通路とが、前記シェル内において前記ステータの互いに反対の側
    に位置していることを特徴とする請求項４に記載のスクロールコンプレッサ。
  6. 【請求項６】 前記シェルに入る吸込みガスの大部分を、前記モータステ
    ータ及び前記シェルが共同して画定している前記吸込みガス供給通路に誘導する
    ためのそらせ板を更に有することを特徴とする請求項５に記載のスクロールコン
    プレッサ。
  7. 【請求項７】 前記フレームが、前記第１スクロール部材と前記第２スク
    ロール部材の交互配置されたスクロールラップに流れる吸込みガスが通過する少
    なくとも２つのアパーチャを画定していることを特徴とし、 前記少なくとも２つのアパーチャが、前記モータステータ及び前記シェルが共
    同して画定している前記吸込みガス供給通路から流出した吸込みガスの流れが、
    ２つの流れに分割されるように、前記シェル内で前記フレームの周囲方向に配置
    されていることを特徴とし、 前記吸込みガスの第１の部分が、前記少なくとも２つのアパーチャの１つを通
    り、前記吸込みガス供給通路から出て、前記第１及び前記第２スクロール部材の
    交互配置されたスクロールラップに流れ、前記吸込みガスの第２の部分が、前記
    少なくとも２つのアパーチャのなかの第２のアパーチャを通り、前記吸込みガス
    供給通路から出て、前記第１及び前記第２スクロール部材の交互配置されたスク
    ロールラップに流れることを特徴とする請求項６に記載のスクロールコンプレッ
    サ。
  8. 【請求項８】 前記フレームが外周部表面を概ね確定していることを特徴
    とし、 前記フレームによって画定された前記少なくとも２つのアパーチャを通過した
    後に前記第１及び前記第２スクロール部材の交互配置されたスクロールラップに
    流れる吸込みガスが、前記フレームによって画定された前記潤滑油リターンアパ
    ーチャから流出する潤滑油から遮蔽されるように、前記外周部表面が前記シェル
    の内側表面の近傍に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のスクロー
    ルコンプレッサ。
  9. 【請求項９】 前記シェルが概ね円筒形で、縮径部と大径部とを有してお
    り、前記潤滑油溜めが、前記シェルの前記大径部において画定されており、前記
    モータが、前記シェルの前記縮径部に取り付けられていることを特徴とする請求
    項１に記載のスクロールコンプレッサ。
  10. 【請求項１０】 前記モータステータと前記シェルとが共同して画定して
    いる前記吸込みガス供給通路から流出した吸込みガスの流れが、前記吸込みガス
    供給通路から出た後に流れが分割されて、前記モータを冷却するように前記モー
    タの上側部分の周囲の少なくとも一部を流れることを特徴とする請求項９に記載
    のスクロールコンプレッサ。
  11. 【請求項１１】 フレームであって、前記フレームが、それを通して吸込
    みガスが前記第１及び前記第２スクロール部材の交互配置されたスクロールラッ
    プに流れる第１の及び第２のアパーチャと、それを通して潤滑油が前記潤滑油溜
    めに戻るために前記フレームから出る少なくとも１つの潤滑油リターンアパーチ
    ャとを画定し、前記フレームにおける前記アパーチャから出た潤滑油の大部分が
    、前記モータステータ及び前記シェルによって画定された前記潤滑油リターン通
    路に入る、該フレームを更に有することを特徴とする請求項１に記載のスクロー
    ルコンプレッサ。
  12. 【請求項１２】 前記フレームが、潤滑油が収集されるキャビティを画定
    しており、前記吸込みガスの分割した流れが、前記フレームの外部を流れ、前記
    モータのステータの上側部分を横断して、前記フレームに画定された前記第１の
    及び前記第２のアパーチャに入ることを特徴とし、 前記フレームにおける前記第１の及び前記第２のアパーチャを通過した吸込み
    ガスと、前記潤滑油リターンアパーチャを通して前記フレームによって画定され
    た前記キャビティから出る潤滑油との間の隔壁を、前記フレームが画定している
    ことを特徴とする請求項１１に記載のスクロールコンプレッサ。
  13. 【請求項１３】 前記シェルに入る吸込みガスの大部分を、前記モータス
    テータ及び前記シェルが共同して画定している前記吸込みガス供給通路に誘導す
    るためのそらせ板を更に有することを特徴とし、 吸込みガスが、前記シェルの前記大径部において前記シェルに入ることを特徴
    とする請求項１２に記載のスクロールコンプレッサ。
  14. 【請求項１４】 駆動シャフトであって、前記駆動モータの前記ロータが
    、前記駆動シャフトに取り付けられ、前記駆動シャフトが、潤滑油が前記潤滑油
    溜めから前記コンプレッサの動作時に潤滑が必要な前記コンプレッサの表面にそ
    れを通して流れる通孔を画定しており、前記駆動シャフトが前記フレームに突入
    しており、前記第１スクロール部材及び前記第２スクロール部材の１つをそれと
    係合した状態で駆動する、該駆動シャフトを更に有することを特徴とする請求項
    １３に記載のスクロールコンプレッサ。
  15. 【請求項１５】 スクロールコンプレッサであって、 放出圧力部分と吸込み圧力部分とを有し、油溜めを画定しており、縮径部と
    大径部を有する、外皮部分であるシェルであって、前記油溜めが前記大径部にお
    いて画定されている、該シェルと、 スクロールラップを有する第１スクロール部材と、 スクロールラップを有する第２スクロール部材と、 ロータ及びステータを有するモータと、 フレームとを有することを特徴とし、 前記第１スクロール部材のスクロールラップと前記第２スクロール部材のスク
    ロールラップが、交互に配置されていることを特徴とし、 前記ステータが、前記シェルの前記縮径部において前記シェルに直接支持され
    ていることを特徴とし、 前記ステータが、前記シェルと共同して、吸込みガス供給通路及び潤滑油リタ
    ーン通路を画定していることを特徴とし、 前記フレームが、潤滑油収集キャビティ、前記キャビティから出る潤滑油が前
    記潤滑油リターン通路に入る前に通過する少なくとも１つのアパーチャ、及び吸
    込みガスが、前記シェルのおいて前記モータステータにより画定された前記吸込
    みガス供給通路から出た後に前記第１及び前記第２スクロール部材の交互配置さ
    れたラップに流れるときに通過する少なくとも１つのアパーチャを画定している
    ことを特徴とするスクロールコンプレッサ。
  16. 【請求項１６】 駆動シャフトであって、前記駆動シャフトの上に前記モ
    ータの前記ロータが取り付けられ、前記駆動シャフトが、前記コンプレッサの動
    作時にそれを通して潤滑油が前記潤滑油溜めから潤滑を必要とする前記フレーム
    によって画定された前記キャビティ内の表面に流れる通孔を画定しており、前記
    駆動シャフトが前記フレームに突入しており、前記第１スクロール部材及び前記
    第２スクロール部材の１つをそれと係合した状態で駆動し、前記駆動シャフトの
    前記通孔を流れる潤滑油が、前記表面の潤滑のために使用された後、前記フレー
    ムによって確定された前記キャビティに供給される、該駆動シャフトを更に有す
    ることを特徴とする請求項１５に記載のスクロールコンプレッサ。
  17. 【請求項１７】 吸込みガスが、前記シェルの前記大径部において前記シ
    ェルに入り、前記吸込みガスの大部分が、前記モータステータと前記シェルが共
    同して画定している前記吸込みガス供給通路に上向きに流入することを特徴とす
    る請求項１６に記載のスクロールコンプレッサ。
  18. 【請求項１８】 前記ステータ及び前記シェルが共同して画定している前
    記吸込みガス供給通路と、前記ステータと前記シェルが共同して画定している前
    記潤滑油リターン通路とが、前記シェル内において前記ステータの互いに反対の
    側に位置していることを特徴とする請求項１７に記載のスクロールコンプレッサ
    。
  19. 【請求項１９】 前記シェルに入る吸込みガスの大部分を、前記モータス
    テータ及び前記シェルが共同して画定している前記吸込みガス供給通路に誘導す
    るためのそらせ板を更に有することを特徴とする請求項１８に記載のスクロール
    コンプレッサ。
  20. 【請求項２０】 前記フレームによって画定された前記潤滑油リターンア
    パーチャが、前記モータステータ及び前記シェルが共同して画定している前記潤
    滑油リターン通路と概ね位置が整合していることを特徴とする請求項１９に記載
    のスクロールコンプレッサ。
  21. 【請求項２１】 前記フレームが、前記第１スクロール部材と前記第２ス
    クロール部材の交互配置されたスクロールラップに流れる吸込みガスが通過する
    少なくとも２つのアパーチャを画定していることを特徴とし、 前記少なくとも２つのアパーチャが、前記モータステータ及び前記シェルが画
    定している前記吸込みガス供給通路から流出した吸込みガスの流れが、２つの流
    れに分割されるように、前記シェル内で前記フレームの周囲方向に配置されてい
    ることを特徴とし、 前記吸込みガスの第１の部分が、前記少なくとも２つのアパーチャの１つを通
    り、前記第１及び前記第２スクロール部材の交互配置されたスクロールラップに
    流れ、前記吸込みガスの第２の部分が、前記少なくとも２つのアパーチャのなか
    のもう一方を通り、前記第１及び前記第２スクロール部材の交互配置されたスク
    ロールラップに流れることを特徴とする請求項２０に記載のスクロールコンプレ
    ッサ。
  22. 【請求項２２】 前記フレームが外周部表面を概ね確定していることを特
    徴とし、 前記フレームによって画定された前記潤滑油リターンアパーチャから流出した
    潤滑油が、前記少なくとも２つのアパーチャを通過した後に前記第１及び前記第
    ２スクロール部材の交互配置されたスクロールラップに流れる吸込みガスから隔
    離されるように、前記外周部表面が、前記シェルの前記縮径部の内側表面の近傍
    に配置されていることを特徴とする請求項２１に記載のスクロールコンプレッサ
    。
  23. 【請求項２３】 冷媒用スクロールコンプレッサにおいて潤滑油と冷媒の
    流れと相互作用を制御する方法であって、 前記コンプレッサを駆動するモータのステータを、前記コンプレッサの外皮部
    であるシェルに直接取り付ける過程と、 前記コンプレッサを駆動するモータのステータと、前記コンプレッサの前記シ
    ェルとの間に吸込みガス供給通路を画定する過程と、 前記コンプレッサを駆動するモータのステータと、前記コンプレッサの前記シ
    ェルとの間に潤滑油リターン通路を画定する過程と、 前記コンプレッサの前記シェルに入る吸込みガスの大部分を、前記吸い込みガ
    ス供給通路に誘導する過程と、 前記コンプレッサ内で潤滑目的で使用した後の潤滑油を、前記潤滑油リターン
    通路に誘導する過程とを有することを特徴とする冷媒用スクロールコンプレッサ
    において潤滑油と冷媒の流れと相互作用を制御する方法。
  24. 【請求項２４】 前記吸込みガス供給通路と、前記潤滑油リターン通路を
    、前記コンプレッサのシェルの互いに概ね反対の側に配置する過程を更に有する
    ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記コンプレッサの前記シェルに潤滑油溜めを画定する
    過程と、 潤滑油を、前記コンプレッサの前記駆動シャフトに画定された通孔を通して、
    前記潤滑油溜めから前記コンプレッサ内の潤滑の必要な表面にポンピングする過
    程と、 前記コンプレッサ内の前記表面の潤滑に使用した後の潤滑油を収集するキャビ
    ティを画定する過程とを更に有することを特徴とする請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記潤滑油リターン通路と概ね位置が整合している、前
    記キャビティからの出口を画定する過程を更に有することを特徴とする請求項２
    ５に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記吸込みガス供給通路から、前記コンプレッサのスク
    ロール部材の交互配置されたスクロールラップまでの吸込みガスの流れ経路を画
    定する過程であって、前記経路が前記キャビティの外側にあり、吸込みガスが、
    前記コンプレッサの前記スクロール部材の交互配置されたスクロールラップに達
    する前に複数のアパーチャを通って流れるように規制される、該過程と、 前記キャビティから流出した潤滑油と、前記複数のアパーチャの下流にある前
    記流れ経路の一部を通して流れる吸込みガスとの相互作用を防止する隔壁を画定
    する過程とを更に有することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
  28. 【請求項２８】 前記モータが直接取り付けられた前記コンプレッサのシ
    ェルの縮径部を設ける過程と、 潤滑油溜めが画定される前記コンプレッサのシェルの大径部を設ける過程と、 前記コンプレッサシェルの前記大径部において前記コンプレッサのシェルに吸
    込みガスを供給する過程とを更に有することを特徴とする請求項２３に記載の方
    法。
  29. 【請求項２９】 前記コンプレッサの前記大径部には入る吸込みガスの流
    れと、その内部において画定された潤滑油溜めとの間に、前記コンプレッサの前
    記大径部における隔壁を介在させる過程を更に有することを特徴とする請求項２
    ８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記シェルに入る吸込みガスの大部分を、前記シェル内
    を上向きに前記モータのステータを通過させるように流す過程と、 前記コンプレッサの前記スクロール部材の交互配置されたスクロールラップに
    供給する前に前記モータを冷却するように、前記モータの上の領域において前記
    吸込みガスの流れを分割させて、前記フレームにより画定された前記キャビティ
    の外周の一部に流す過程を更に有することを特徴とする請求項２９に記載の方法
    。
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