JP2002227778A - スクロール流体機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機外に吐出された潤滑油による冷凍サイクル熱
交換器の伝熱性能低下を防ぐために安価で生産性の高い
フレームと密閉容器の勘合部における密封構造を提供
し、高性能かつ高効率の冷凍サイクルを実現すること。 【解決手段】フレームと密閉容器の嵌め合いを隙間嵌め
とし、作動流体および潤滑油をオイルセパレータに円滑
に導く通路を備えたパッキン部材によりフレームと密閉
容器の間に生じる隙間を密封することを特徴とするスク
ロール流体機械。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮性流体を作動
流体としたスクロール流体機械に係るもので、特に冷凍
サイクルを構成しているスクロール圧縮機に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】スクロール流体機械は、冷凍・空調機器
用の流体機械として様々な分野で広く活用されている。
他形態の流体機械に比べて高効率，高信頼性，静音など
の優位性を備えた流体機械として、開発・研究が盛んで
ある。

【０００３】一般にスクロール流体機械装置の構造は図
３に示す如く、主要部品としては、端板に直立した渦巻
状ラップを形成してなる旋回スクロール１，端板に直立
した渦巻状ラップに形状してなる固定スクロール２，オ
ルダム機構６，フレーム５，駆動機構からなっており、
旋回スクロール１と密閉容器１６の内部に勘合固定され
たフレーム５に支持固定された固定スクロール２とを互
いに噛み合わせ、フレーム５に主軸受１８および下部軸
受２０で支持されたクランク軸７の一端を旋回スクロー
ル１の背面の旋回軸受１９に嵌め合わせ、密閉容器１６
に固定したステータ１４ａおよびクランク軸７に固定し
たロータ１４ｂから成る駆動機構にてクランク軸７を回
転することにより、旋回スクロール１をオルダム機構６
で自転を防止しつつ固定スクロール２に対して旋回運動
させる。

【０００４】上記の如く旋回スクロール１を旋回運動さ
せると、吸入管２５から入った作動流体は旋回スクロー
ル１と固定スクロール２のラップ間に形成される圧縮室
３で圧縮されて固定スクロール２の吐出ポート２ａから
吐出し、吐出通路２４，オイルセパレータ１７を経て機
外に吐出される。

【０００５】潤滑油は密閉容器１６下部に配置され圧縮
後の圧力である吐出圧力が作用している油溜り１５に貯
蔵されており、クランク軸７に設けられた給油通路２１
を介して主軸受１８，下部軸受２０および旋回軸受１９
を給油した後、旋回スクロール１の背面空間であり内部
圧力が圧縮前の吸入圧力と圧縮後の吐出圧力の中間の圧
力である背圧室９に入り、旋回スクロール１に設けられ
た連絡穴１０を介し圧縮室３に排出される。

【０００６】圧縮室３に排出された潤滑油は霧状とな
り、作動流体とともに吐出ポート２ａから吐出され、固
定スクロール２およびフレーム５に設けられた吐出通路
２４を通過し、吐出通路２４の出口に設置されたオイル
セパレータ１７にて作動流体と分離され、再び油溜り１
５に貯蔵される。前記した油溜り１５の吐出圧力と背圧
室９の中間圧力の差圧力を利用して潤滑油を供給する差
圧力給油を用いたスクロール流体機械の一例としては特
公昭５７−２３７９３号公報がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図３に示す構造のスク
ロール流体機械において、圧縮室３に排出され霧状とな
った潤滑油を含む作動流体は吐出ポート２ａから吐出さ
れるが、フレーム５と密閉容器１６の勘合部に隙間が存
在すると、一部の作動流体および潤滑油は吐出通路２４
およびオイルセパレータ１７を通過せずにフレーム５と
密閉容器１６の隙間を介して直接機外に排出される。作
動流体とともに排出された霧状の潤滑油は冷凍サイクル
を形成している熱交換器の配管内側に膜状になって付着
し、伝熱性能を低下させる。

【０００８】前述の問題を解決するためにフレーム５と
密閉容器１６の嵌め合いを隙間の無い締り嵌めとする
と、フレーム５は密閉容器１６により拘束され、固定ス
クロール２との接触面が変形し平面度が低下する。平面
度が低下することより固定スクロール２はフレーム５に
旋回スクロール１に対して斜めに支持・固定され、圧縮
室部の旋回スクロールラップ歯先と固定スクロールラッ
プ底面に生じた隙間から作動流体が流出し圧縮効率が低
下してしまう。

【０００９】従来のスクロール流体機械で採用している
中間嵌めでは、フレーム５と密閉容器１６の組合せによ
り隙間や締めしろが発生するため、上記問題を解決する
にはフレーム５の外周を製管部品である密閉容器１６に
合わせて旋盤加工等で切削する必要があり、生産性を悪
化させ製造原価を上昇させる要因となっていた。

【００１０】本発明は、この問題点を解決し、高効率で
生産性の高いスクロール流体機械を安価に提供するもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるスクロール流体機械は、各請求項に記
載されたところを特徴とするものであり、フレームと密
閉容器の嵌め合いを隙間嵌めとし、密閉容器とフレーム
の間に生じる隙間は、パッキン部材を追加することによ
り密封するものである。特に、板金加工等で作成したパ
ッキン部材の弾性変形を利用して隙間を密封することに
より安価で生産性の高いスクロール流体機械を提供する
ことが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て、図１，図２を用いて説明する。最初に図１を用いて
構成を説明する。図１は、本発明を実施した密閉形スク
ロール圧縮機の全体構造断面図を示す。図１に於いて、
密閉容器１６内の上方には圧縮機部が、下方にはステー
タ１４ａとロータ１４ｂからなる電動機１４がそれぞれ
配設され、また密閉容器１６の底部には潤滑油を貯蔵す
る油溜まり１５が形成されている。前記圧縮機部は、台
板上に、渦巻き状のラップを有する旋回スクロール１
と、同じく端板上に渦巻状ラップを有する固定スクロー
ル２と、固定スクロール２と一体化され旋回スクロール
１を支持するフレーム５とを具え、旋回スクロール１お
よび固定スクロール２のラップ同士を噛み合わせた構成
となっている。

【００１３】また旋回スクロール１とフレーム５の間に
は、旋回スクロール１の自転を防止するオルダム機構６
が設けられている。前記ロータ１４ｂはクランク軸７に
ステータ１４ａは密閉容器１６にそれぞれ固定され、ク
ランク軸７を介して旋回スクロール１を旋回運動させる
構造となっている。クランク軸７はフレーム５に設けた
主軸受１８と下部軸受２０で支持され、その一端は旋回
スクロール１の背面に設けた旋回軸受１９と嵌合されて
いる。

【００１４】クランク軸７内には主軸受１８，下部軸受
２０および旋回軸受１９へ潤滑油を導く給油通路２１が
設けられ、かつクランク軸７の軸端には油溜り１５の潤
滑油を吸い上げて前記給油通路２１に送り込む給油装置
２２が設けられている。

【００１５】前記圧縮機部が電動機１４で駆動されるク
ランク軸７を介して旋回運動をせしめられると、旋回ス
クロール１，固定スクロール２により形成される空間
（圧縮室）はスクロールの中心方向に移動するにつれ容
積を減少し吸入した冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷
媒ガスは固定スクロール２の端板の中央に設けられた吐
出口２ａから密閉容器１６内の上部空間２３へ吐出され
る。

【００１６】また、旋回スクロール１の背面には圧縮行
程のガスが導かれる背圧室９が形成されている。背圧室
９の圧力は冷媒ガスの吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力
であり、スクロール摺動部への給油は、吐出圧力と背圧
室圧力の差圧を利用して行なわれる。

【００１７】潤滑油は給油装置２２より給油通路２１を
通り、主軸受１８，下部軸受２０および旋回軸受１９を
潤滑した後、背圧室９に入り連絡穴１０を介して圧縮室
に流入し、冷媒ガスと混合した状態で固定スクロール２
の中央に設けた吐出口２ａより密閉容器１６内の上部空
間２３へ吐出され、固定スクロール２およびフレーム５
に設けられた吐出通路２４を通過し、吐出通路出口に設
置されたオイルセパレータ１７にて冷媒ガスと分離さ
れ、再び油溜り１５に貯蔵される。

【００１８】フレーム５と一体化された固定スクロール
２と密閉容器１６の間にはパッキン部材４が配設され
る。詳細図を図２に示す。フレーム５と密閉容器１６の
嵌め合いは隙間嵌めとなっており、パッキン部材４の一
端は固定スクロール上面に、他端は密閉容器の蓋部分に
より支持位置決めされている。

【００１９】パッキン部材４の外径は密閉容器１６の内
径と同等または大きく、内径は固定スクロール２との接
触部の外径と同等または小さくなっており、弾性変形に
より固定スクロール２および密閉容器１６とに密着し、
固定スクロール２と密閉容器１６の隙間を密封してい
る。またパッキン部材４には冷媒ガスおよび潤滑油を吐
出通路２４を経てオイルセパレータ１７へ円滑に導くた
めのパッキン通路８が設けられている。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、機外に吐出された潤滑油
による熱交換器の伝熱性能の低下およびフレーム５の平
面度の低下による圧縮効率の低下を防ぐ生産性の高いス
クロール流体機械を安価に提供することができる。また
従来ではフレーム５と密閉容器１６の嵌め合いは中間嵌
めとなっており、焼嵌め等の作業工程により勘合させて
いたが、フレーム５と密閉容器１６の嵌め合いを隙間嵌
めとしたことにより前述の勘合作業を廃止または簡略化
でき、更に作業性，生産性の向上を図ることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるスクロール流体機
械構成図を示す。

【図２】本発明の実施の形態におけるパッキン部材の一
例の詳細図を示す。

【図３】従来の技術におけるスクロール流体機械の構成
図を示す。

【符号の説明】 １…旋回スクロール、２…固定スクロール、２ａ…吐出
ポート、３…圧縮室、４…パッキン部材、５…フレー
ム、６…オルダム機構、７…クランク軸、８…パッキン
通路、９…背圧室、１０…連絡穴、１４…電動機、１４
ａ…ステータ、１４ｂ…ロータ、１５…油溜り、１６…
密閉容器、１７…オイルセパレータ、１８…主軸受、１
９…旋回軸受、２０…下部軸受、２１…給油通路、２２
…給油装置、２３…上部空間、２４…吐出通路、２５…
吸入管。

フロントページの続き (72)発明者 大石 康郎 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 阿部 功 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 空調システム清水生産本部内 (72)発明者 今村 浩幸 静岡県清水市村松390番地 日立清水エン ジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3H029 AA02 AA14 AB03 BB05 BB32 CC04 CC19 3H039 AA06 AA12 BB08 BB11 BB15 CC08 CC16 CC31 CC41

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吐出圧力が作用する密閉空間内に、端板と
   該端板に立設する渦巻状のスクロールラップを有し、該
   スクロールラップの立設する方向である軸線方向に垂直
   な面内を自転せずに旋回運動する旋回スクロール部材
   と、端板と該端板に立設する渦巻状のスクロールラップ
   を有し少なくとも該軸線方向に垂直な面内方向における
   運動が概略規制される固定スクロール部材と、該旋回ス
   クロール部材の自転を防止するオルダム機構と、該オル
   ダム機構および該固定スクロール部材を支持するフレー
   ム部材と、該旋回スクロール部材を旋回駆動する駆動手
   段と、該旋回スクロール部材に該駆動手段からの駆動力
   を伝達するクランク軸と、該クランク軸を支持する複数
   の軸受を備え、該旋回スクロール部材と該固定スクロー
   ル部材を噛合わせ両スクロール部材の間に概略閉塞して
   容積が縮小する圧縮室と、該旋回スクロール部材の端板
   のラップ反対側の面に吐出圧力と吸入圧力との中間的な
   圧力が作用する背圧室と、一端が該圧縮室側に他端が該
   背圧室側に開口する該旋回スクロール端板に設けられた
   連絡穴と、該固定スクロール部材および該フレーム部材
   に設けられた作動流体流路と、該密閉容器または吐出圧
   力が作用する別容器に潤滑油を貯溜し前記軸受に供給す
   る潤滑油供給手段を有するスクロール流体機械におい
   て、該固定スクロール部材と該密閉容器の嵌め合いに隙
   間が存在し、該嵌め合い隙間を密封し作動流体を該作動
   流体流路へ円滑に誘導するパッキン部材を有することを
   特徴とするスクロール流体機械。