JP2006329067A - ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機において、圧縮機全体の小型・軽量化、騒音・振動の低減、信頼性の向上及び性能の向上を併せて達成すること。
【解決手段】ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機は、インジェクション油を含んで吐出された作動ガスを、圧縮機部２と密閉容器１との間に形成された連通路１８を通して圧縮機部２下方の電動機室１ｂ１に導き、さらにステータコア３ａと密閉容器１との間に形成された弓形状通路２５ｂを通して電動機部３下方の空間１ｂ２に導き、さらにステータコア３ａと密閉容器１との間に形成された他の弓形状通路２５ｃを通して電動機部３上方に導き、さらに吐出管１９を通して外部に吐出するように構成されている。そして、吐出管１９を通路１８の反対側に位置して設けると共に、この通路１８の直下に４つの弓形状通路の１つ２５ｂを鉛直方向に対向して設け、このコアカット面２５ｂをコイルエンド３ａ２の外周と同等位置またはそれより中央側に位置させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機に係り、特にヘリウムガスを用いる超高真空分野のクライオポンプ装置用ヘリウム圧縮機等に使用される密閉形スクロール圧縮機に好適なものである。

従来のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機としては、特開２００３−２７８６７２号公報（特許文献１）に示されたものがある。この特許文献１のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機は、作動ガスとしてヘリウムガスを用い、密閉容器内に圧縮機部及び電動機部を回転軸で連接して上下に収納すると共に、密閉容器の底部に貯留された潤滑油を圧縮機部の圧縮室に注入する油インジェクション機構部を備えている。電動機部は、外周に等間隔に複数の弓形状通路を有するステータコア及びこのステータコアから上下に突出するコイルエンドを有するステータ巻線からなるステータと、このステータの内側に設けられたロータとを備えている。圧縮機部は、鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロールと鏡板に渦巻状のラップを直立する旋回スクロールとをこれらのラップを互いに内側にして噛み合わせ、旋回スクロールを回転軸に連設する偏心機構に係合し、旋回スクロールを自転することなく固定スクロールに対し旋回運動させ、固定スクロールには中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口とを設け、吸入口より作動ガスを吸入し、固定スクロール及び旋回スクロールにて形成される圧縮室を中心に移動させ容積を減少して作動ガスを圧縮し、この圧縮された作動ガスをインジェクション油と共に吐出口より圧縮機部上方の吐出室内に吐出するように構成している。この吐出された作動ガス及びインジェクション油の混合ガスは、圧縮機部と密閉容器との間に形成された通路を通して圧縮機部下方の電動機室に導かれ、さらに通路に近い側の弓形状通路によるガス流路部を通して電動機部下方に導かれ、さらに通路から遠い側の弓形状通路を通して電動機部上方に導かれ、さらに吐出管を介して外部に吐出される。

特開２００３−２７８６７２号公報

前記特許文献１のものは、油インジェクションラインにヘリウムガスが混入することによる油ラインの配管振動増加及び騒音発生を防止するために、インジェクション孔の最適な寸法について開示している。しかしながら、圧縮機全体の小型・軽量化、騒音・振動の低減、信頼性の向上及び性能の向上を併せて達成するように、前記孔の大きさ及び位置を選択することには限界があることが分かった。

即ち、特許文献１のものは、図１３に示すように、ステータコア３ａ１の弓形状通路２９ａ、２９ｂにおける外径がステータ巻線のコイルエンド３ａ２の外径より大幅に大きいために、圧縮機部から吐出されたインジェクション油を含む作動ガスの弓形状通路２９ａへの流れがエンドコイル３ａ２の表面から離れて密閉容器１の内壁面１ｍに沿って流れ、エンドコイル３ａ２を効果的に冷却できないことが分かった。また、特許文献１のものは、弓形状通路２９ａがヘリウム用圧縮機として充分な通路面積を確保されていないために、弓形状通路２９ａから鉛直方向の大きなガス流となって潤滑油２３の油面２３ｂを直接叩くことにより、油面２３ｂが大きく波立つと共に、モータ室１ｂ２の空間に油粒２３ｆ、２３ｇが散在する現象が発生し、その結果、ロータ３ｂの下側に設けられたロータバランスウエイト９ｂの攪拌による動力損失が顕著となると共に、潤滑油２３の中にヘリウムガスが多量に混入して油インジェクションラインにヘリウムガスが多量に混入される、ということが分かった。

この油インジェクションラインへのヘリウムガスの混入について、さらに具体的に述べる。従来の弓形状通路２９ａ、２９ｂの通路面積の和Ｓｍ（単位：ｍｍ^２）は、圧縮機の行程容積Ｖｔｈ（単位：ｃｍ^３／ｒｅｖ）に対して、Ｓｍ／Ｖｔｈ＝４．５前後であり、この数値はインジェクション機構部を備えていない空調用途と同じであった。しかしながら、ヘリウム用スクロール圧縮機の場合には、その弓形状通路２９ａは作動ガスと冷却用インジェクション油の両方の流路となり、特に、インジェクション油の流量が増加すると、流動に伴う通路損失の影響などにより当該弓形状通路２９ａの有効な通路面積が確保できなくなり、より一層、鉛直方向のガス速度が増加することとなっていた。このため、撹乱された潤滑油２３の中にヘリウムガスが大きな泡状３７ａ、３７ｂ、３７ｃとなって介在し、油出口部３０の流出口３０ａに吸い込まれることになる。その結果、油インジェクションラインにヘリウムガスが多量に混入されるようになる。特許文献１では、混入したヘリウムガスをスムースに圧縮室側に逃がすことにより、結果的にヘリウムガスの介在を減らそうとものであるが、本発明では、ヘリウムガスの混入となる原因・要因そのものを排除しようとするものである。

本発明の目的は、圧縮機全体の小型・軽量化、騒音・振動の低減、信頼性の向上及び性能の向上を併せて達成することができるヘリウム用密閉形スクロール圧縮機を実現することにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、作動ガスとしてヘリウムガスを用い、密閉容器内に圧縮機部と電動機部とを回転軸で連接して上下に収納すると共に、前記密閉容器の底部に貯留された潤滑油を前記圧縮機部の圧縮室に注入する油インジェクション機構部を備え、前記電動機部は、前記密閉容器との間に４つの弓形状通路を周方向に等間隔に形成する４つコアカット面を有するステータコア及びこのステータコアから上下に突出するコイルエンドからなるステータと、このステータの内側に回転可能に設けられたロータとを備え、前記圧縮機部は、鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロールと鏡板に渦巻状のラップを直立する旋回スクロールとをこれらのラップを互いに内側にして噛み合わせ、前記旋回スクロールを回転軸に連設する偏心軸に係合し、前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロールに対し旋回運動させ、前記固定スクロールには中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口とを設け、前記吸入口より作動ガスを吸入し、前記固定スクロール及び前記旋回スクロールにて形成される圧縮室を中心に移動させ容積を減少して作動ガスを圧縮し、この圧縮された作動ガスを前記吐出口より圧縮機部上方の吐出室内に吐出するように構成され、インジェクション油を含んで吐出された作動ガスを、前記圧縮機部と前記密閉容器との間に形成された連通路を通して圧縮機部下方の電動機室に導き、さらに前記ステータコアと前記密閉容器との間に形成された前記弓形状通路を通して電動機部下方の空間に導き、さらに前記ステータコアと前記密閉容器との間に形成された他の弓形状通路を通して電動機部上方に導き、さらに吐出管を通して外部に吐出するように構成された密閉形スクロール圧縮機において、前記吐出管を前記通路の反対側に位置して設けると共に、この通路の直下に前記４つの弓形状通路の１つを鉛直方向に対向して設け、このコアカット面を前記コイルエンドの外周と同等位置またはそれより中央側に位置させたものである。

係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）前記吐出管を前記通路の反対側に位置して設けると共に、この通路の直下に前記複数の弓形状通路の１つを鉛直方向に対向して設け、この弓形状通路を形成するコアカット面を、平坦面とその平坦面に上下に延びるように設けた矩形状溝とから形成したこと。
（２）前記矩形状溝を設けた弓形状通路の反対側に位置する弓形状通路を形成するコアカット面も、平坦面とその平坦面に上下に延びるように設けた矩形状溝とにより形成したこと。
（３）前記弓形状通路の面積の和Ｓｍが、圧縮機の行程容積Ｖｔｈに対して、Ｓｍ／Ｖｔｈ＝６．５〜９．５の範囲にあること。ここで、Ｓｍは弓形状通路と溝部の通路面積和（ｍｍ^２）、Ｖｔｈは圧縮機の行程容積（ｃｍ^３／ｒｅｖ）である。

本発明のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機によれば、圧縮機全体の小型・軽量化、騒音・振動の低減、信頼性の向上及び性能の向上を併せて達成することができる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機を図１から図１２を用いて説明する。

まず、図１を参照しながら、本実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機１００の基本的な構成に関して説明する。図１は本発明の第１実施形態の注油式縦型タイプのヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の縦断面図である。

ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機１００は、作動ガスとしてヘリウムガスが用いられ、密閉容器１内に圧縮機部２と電動機部３とを回転軸１４で連接して上下に収納すると共に、密閉容器１の底部に貯留された潤滑油２３を圧縮機部２の圧縮室８に注入する油インジェクション機構部５０を備えている。

電動機部３は、密閉容器１との間に複数の弓形状通路２５ａ〜２５ｄを形成するステータコア３ａ１及びこのステータコア３ａ１から上下に突出するコイルエンド３ａ２を有するステータ３ａと、このステータ３ａの内側に回転可能に設けられたロータ３ｂとを備えている。

圧縮機部２は、鏡板５ａに渦巻状のラップ５ｂを直立する固定スクロール５と鏡板６ａに渦巻状のラップ６ｂを直立する旋回スクロール６とをこれらのラップ５ｂ、６ｂを互いに内側にして噛み合わせ、旋回スクロール６を回転軸１４に連設する偏心軸１４ａに係合し、旋回スクロール６を自転することなく固定スクロール５に対し旋回運動させ、固定スクロール５には中心部に開口する吐出口１０と外周部に開口する吸入口１５とを設け、吸入口１５より作動ガスを吸入し、固定スクロール５及び旋回スクロール６にて形成される圧縮室８を中心に移動させ容積を減少して作動ガスを圧縮し、この圧縮された作動ガスを吐出口１０より圧縮機部２上方の吐出室１ａ内に吐出するように構成されている。

そして、ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機１００は、インジェクション油と共に吐出された作動ガスを、圧縮機部２と密閉容器１との間に形成された通路１８ａ、１８ｂを通して圧縮機部２下方の電動機室１ｂの上部電動機室１ｂ１に導き、さらにステータコア３ａと密閉容器１との間に形成された弓形状通路２５ｂを通して電動機部３下方の下部電動機室１ｂ２に導き、さらにステータコア３ａと密閉容器１との間に形成された他の弓形状通路２５ｃを通して電動機部３上方の上部電動機室１ｂ１に導き、さらに吐出管１９を通して外部に吐出するように構成されている。

また、吐出管１９を通路１８ａ、１８ｂの反対側に位置して設けると共に、この通路１８ａ、１８ｂの直下に４つの弓形状通路の１つ２５ｂを鉛直方向に対向して設け、４つのコアカット面２８ａ〜２８ｄをコイルエンド３ａ２の外周より中央側に位置してステータコア３ａのコアカット面２８ｂと２８ｃまたは２８ａと２８ｄにおける外径をエンドコイル３ａ２の外径と同等またはそれ以下としている。

次に、図１から図７を参照しながら、ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機１００の全体構成に関してさらに具体的に説明する。図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は旋回スクロール６を省略して示す図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図３の固定スクロール５の縦断面図、図５は図１のＣ−Ｃ断面図、図６は図５の電動機部３のステータ３ａを横にして示す断面図、図７は図５の電動機部３のステータ３ａの平面図である。

本実施形態では、上述したように作動ガスとしてヘリウムガスを用いており、この作動ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管３１を密閉容器１の上蓋１ｃに貫通して固定スクロール５の鏡板部５ａに設けた油注入用ポート２２（図２参照）に接続している。油注入用ポート２２の開口部は、旋回スクロール６のラップ６ｂの歯先面に対向して開口している。密閉容器１内の吸入配管１７側となる上部には圧縮機部２が、下側には電動機部３が収納されている。そして、密閉容器１内は、吐出室１ａと、フレーム７をはさんでモータ室１ｂとに区画されている。

また、密閉容器１の底部には底部の潤滑油２３を器外へ取出す油取り出し管３０が設けられ、密閉容器１の上蓋１ｃには圧縮機部２の圧縮途中の圧縮室８へ油を注入する油インジェクション管３１が設けられている。

圧縮機部２は、固定スクロール５と旋回スクロール６とを互いに噛み合わせて圧縮室（密閉空間）８を形成している。固定スクロール５は、図３に示すように、円板状の鏡板５ａと、これに直立したインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ５ｂとからなり、その中心部に吐出１０、外周部に吸入口１５（１５ａ、１５ｂ）を備えている。吸入口１５は軸心が異なる２つの吸入口１５ａ、１５ｂで構成されている。旋回スクロール６は、円板状の鏡板６ａと、これに直立し、固定スクロールのラップ５ｂと同一形状に形成されたラップ６ｂと、鏡板の反ラップ面に形成されたボス部６ｃとからなっている。フレーム７は、図１に示すように、中央部に軸受部４０を形成しており、この軸受部４０に回転軸１４が支承されている。回転軸１４の上端部を構成する偏心軸１４ａは、ボス部６ｃに旋回運動が可能なように挿入されている。また、フレーム７には固定スクロール５が複数本のボルト８１によって固定されている。旋回スクロール６はオルダムリングおよびオルダムキーよりなるオルダム機構３８によってフレーム７に支承され、旋回スクロール６は固定スクロール５に対して、自転しないで旋回運動をするように形成されている。回転軸１４には電動機軸１４ｂを一体に連設し、電動機部３を直結している。

固定スクロール５の吸入口１５には密閉容器２の上蓋１ｃを貫通して吸入管１７が接続されている。吐出口１０が開口している吐出室１ａは、圧縮機部２の外縁部（固定スクロール５及びフレーム７の外縁部）の通路１８（１８ａ、１８ｂ）を介してモータ室１ｂ（１ｂ１、１ｂ２）と連通している。このモータ室１ｂは、密閉容器１の中央部を構成するケーシング部１ｄを貫通する吐出管１９に連通されている。吐出管１９は通路１８ａ、１８ｂに対してほぼ反対側の位置に設置されている。この両者１８、１９の位置関係は、通路１８を通過した作動ガスとインジェクション油の混合体が、その通路１８の鉛直方向となる弓形状通路２５ｂへ向かう下方向の流れ経路と、ステータ上面３ｆやその周囲のコイルエンド３ａ２との衝突によって水平方向に向かう流れ経路との二手に分かれる。水平方向の流れ経路は、容器内壁に沿って弓形状通路２５ａ、２５ｄへ向かう流れ経路と、中央部を通って吐出管１９に向かう流れ経路とに分流される。

モータ室１ｂ１は、ステータ３ａとケーシング部１ｄの内壁面１ｍとの間に作動ガスとインジェクション油との混合体の流路部となる弓形状通路２５ｂを形成し、その他の流路部としての弓形状通路２５ａ、２５ｃ、２５ｄを形成している。弓形状通路２５ｂでは主に作動ガスとインジェクション油との混合体が下方向に向う流れとなり、弓形状通路２５ｃでは作動ガスのみが上方向に向う流れとなる。また、ステータ３ａとロータ３ｂとのエアーギャップ２６もガス通路となり、エアーギャップ２６を介して空間１ｂ１と空間１ｂ２とが連通している。

このような容器内部のモータ室１ｂ１、１ｂ２の作動ガスとインジェクション油の混合体の流れによって、６０℃〜７０℃の比較的低温なインジェクション油を含む作動ガスによる電動機部３への直接冷却が可能となる。また、作動ガス中の潤滑油は、そのモータ室１ｂ１、１ｂ２にて作動ガスから分離されて下方に流れ、密閉容器１の底部に貯留される。

図１および図７において、１３０はモータリード線、１３０ａはファストン端子、７０はハーメ端子部である。

なお、吸入管１７ｂと固定スクロール５との間には高圧部と低圧部とをシールするＯリング５３を設けている。また、吸入管１７内には、逆止弁手段１３が設けられている。逆止弁１３は、圧縮機停止時の回転軸１４の逆転を防止すると共に、密閉容器１内の潤滑油２３が低圧側に流出するのを防止するためのものである。

また、旋回スクロール６の鏡板６ａの背面には、圧縮機部２とフレーム７で囲まれた空間３６（以下背圧室と呼ぶ）が形成される。この背圧室３６には旋回スクロールの鏡板に穿設した細孔６ｄを介して吸入圧力Ｐｓと吐出圧力Ｐｄの中間の圧力Ｐｂが導入され、旋回スクロール６を固定スクロール５に押付ける軸方向の付与力を与えている。

潤滑油２３は密閉容器１の底部に溜められる。この潤滑油２３は、密閉容器１内の高圧圧力と背圧室３６の中間圧力Ｐｂとの差圧により油吸上管２７へ吸上げられ、回転軸１４内を流れ、旋回軸受３２、横穴５１を介して補助軸受３９、主軸受４０へ給油される。軸受部４０、３２へ給油された油は、背圧室３６を経て、穴６ｄを介してスクロールラップの圧縮室８へ注入されて圧縮ガスと混合され、ヘリウムガスと共に吐出室１ａへ吐出される。

次に、図１から図８を参照しながら、固定スクロール５の吐出口１０から吐出されたインジェクション油を含む作動ガスの流れに関連してさらに具体的に説明する。図８はヘリウム用密閉形スクロール圧縮機における弓形状通路の大きさに対する油上り量の関係を示す図である。

固定スクロール５の外縁部とフレーム７の外縁部には、上述したように、吐出室１ａとモータ室１ｂとを連通する通路１８ａ、１８ｂが設けられている。フレーム７は主軸受部４０及び補助軸受部３９を内部に有している。通路１８ａ、１８ｂと対向した鉛直方向となるステータ３ａの外縁部に弓形状通路２５ｂが設けられている。図５に示すように、弓形状通路２５ｂと密閉容器２のケーシング部１ｄの内壁面１ｍとで作動ガスとインジェクション油の両流体が通る通路である弓形状通路２５ａ〜２５ｄが形成され、ステータコア３ａ１の外周面が密閉容器１の内壁面１ｍと密着して固定されている。

ここで、弓形状通路２５の大きさが小さいと、従来技術の欄で説明した理由により、図８に示すように圧縮機の油上り量が増大して底チャンバに潤滑油が確保できなくなって、軸受への給油不足、焼付きに至るという信頼性上の問題が出てくることになると共に、エンドコイル３ａ２の冷却効果が十分に得られなかった。このため、本実施形態では、上述したように、４つのコアカット面２８ｂ〜２８ｄをコイルエンド３ａ２の外周より中央側に位置してステータコア３ａのコアカット面２８ｂと２８ｃまたは２８ａと２８ｄにおける外径をエンドコイル３ａ２の外径と同等またはそれ以下とし、弓形状通路２５の面積の和Ｓｍが、圧縮機の行程容積Ｖｔｈに対して、次の式（１）範囲（図８の適正な範囲）となるようにしてある。

Ｓｍ／Ｖｔｈ＝６．５〜９．５ （１）
ここで、Ｓｍは弓形状通路と溝部の通路面積和（ｍｍ^２）、Ｖｔｈは圧縮機の行程容積（ｃｍ^３／ｒｅｖ）である。

次に、図９及び図１０を参照しながら、ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機１００の注油系統に関して説明する。図９は本実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機における油インジェクション配管経路を示す注油系統図、図１０はヘリウム用密閉形スクロール圧縮機における油インジェクション量に対する油インジェクションラインのヘリウムガスの混入度合いの関係を示す図である。

密閉容器１の底部に溜められた潤滑油２３は、密閉容器１内の圧力（吐出圧力Ｐｄ）と圧縮室８の圧力（吐出圧力Ｐｄ以下の圧力）との差圧によって油取り出し管３０の流入部３０ａから油取り出し管３０内に流入していく。ここで、本実施形態では、上述した構成により、弓形状通路２５ｂを流出したガスの鉛直方向のガス速度は低減しており、そのガス流による底チャンバの油２３の油面２３ａを撹乱することがなくなり、油面の波立ちがないので、従来構造で見られたような撹乱された油の中にヘリウムガスが大きな泡状３７ａ、３７ｂ、３７ｃとなって油中に介在するような現象が防止される。従って、底チャンバ１ｅ内の潤滑油２３は、図１０に示すように、ヘリウムガス混入度合いが大きく減少することができる。油取り出し管３０の油入り口部３０ａ内へ流入した油は外部油配管５１を通って油冷却器３３へ至り、ここで適宜冷却された後、油配管５２ａ、５２ｂを介して油インジェクション管３１およびポート２２を経て差圧を利用し流入せしめ圧縮室８へ注入される。油ラインへのヘリウムガスの混入が殆どないので、曲がり配管などでの油とガスの流動に伴う間欠的な配管力発生による該インジェクション配管部での振動増加現象を解消し抑えることができる。また、間欠流に伴う耳障りな騒音を防止できるものである。なお、図９において、２７１は油流量調節弁である。

この様にして圧縮室８へ注入された油は、圧縮室８内において作動ガスの冷却作用およびスクロールラップ先端部等の摺動部を潤滑する役目を果す。そして、この油は作動ガスと共に圧縮された後、吐出口１０より吐出室１ａへ吐出され、前述したようにモータ室１ｂで作動ガスから分離されて弓形状通路２５などを介して流下し密閉容器２の底部に溜まる。

上述した本実施形態の構成にすることにより、次に示す効果が得られる。
（１）冷却用インジェクション流量に左右されずに、ヘリウム圧縮機の騒音低減とインジェクション配管の振動低減が図れ、圧縮機全体の信頼性向上、品質改善が図れる。
（２）従来機にみられたロータバランスウエイトによる油攪拌損失がなくなるので、圧縮機の性能向上が図れると共に低コストな圧縮機を提供できる。
（３）弓形状通路の拡大により、ヘリウム用圧縮機にとって、高いモータ性能と油上り量を小さくせしめた小形・軽量で高性能なヘリウム用スクロール圧縮機を提供できる。
（４）圧縮機の油上り量を低減し、底チャンバに油を常時確保できるようになり、圧縮機の信頼性が更に向上できる。

次に、本発明の第２実施形態について図１１を用いて説明する。図１１は本発明の第２実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の電動機部の横断面図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、圧縮機部２と密閉容器１との間に形成した通路１８の直下に設けられた弓形状通路２５ｂを形成するコアカット面２８ｂを、平坦面２８ｂ１とその平坦面１８ｂ１に上下に延びるように設けた矩形状溝２８ｂ２とにより形成すると共に、この弓形状通路２５ｂの反対側に位置する弓形状通路２５ｃを形成するコアカット面２８ｃも、平坦面２８ｃ１とその平坦面２８ｃ１に上下に延びるように設けた矩形状溝２８ｃ２とにより形成している。

この第２実施形態によれば、従来の課題を解決するために最も効果的な２つの弓形状通路２５ｂ、２５ｃのみに矩形状溝２８ｂ２、２８ｃ２を設けたので、他の弓形状通路２５ａ、２５ｄを従来と同様に形成することができる。これによって、その分だけモータ効率及び力率の性能を向上することができる。

本発明の第１実施形態の注油式縦型タイプのヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 旋回スクロールを省略して示す図１のＢ−Ｂ断面図である。 図１に用いる固定スクロールの平面図、縦断面図である。 図３の固定スクロールの縦断面図である。 図１のＣ−Ｃ断面図である。 図５の電動機部のステータを横にして示す断面図である。 ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機における弓形状通路の大きさに対する油上り量の関係を示す図である。 同第１実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機における油インジェクション配管経路を示す注油系統図である。 ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機における油インジェクション量に対する油インジェクションラインのヘリウムガスの混入度合いの関係を示す図である。 本発明の第２実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の電動機部の横断面図である。 従来のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の下部を示す縦断面図である。

符号の説明

１…密閉容器、１ａ…吐出室、１ｂ１、１ｂ２…モータ室、２…圧縮機部、３…電動機部、３ａ…ステータ、３ａ１…ステータコア、３ａ２…コイルエンド、３ｂ…ロータ、５…固定スクロール、５ａ…固定スクロール鏡板、６…旋回スクロール、６ａ…旋回スクロール鏡板、７…フレーム、８…圧縮室、９ｂ…ロータバランスウエイト、１０…吐出口、１４…回転軸、１４ａ…偏心軸、１５…吸入口、１７…吸入管、１８ａ、１８ｂ…通路、１９…吐出管、２２…ポート、２３…潤滑油、２５ａ〜２５ｄ…弓形状通路、２７…油吸上管、２８ａ〜２８ｄ…コアカット面、３０…油取り出し管、３１…油インジェクション管、３２…旋回軸受、３８…オルダム機構、３９…補助軸受、４０…主軸受、５０…油インジェクション機構部、５３…Ｏリング、１００…ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機、１３０…主電源用リード線。

Claims (4)

1. 作動ガスとしてヘリウムガスを用い、
   密閉容器内に圧縮機部と電動機部とを回転軸で連接して上下に収納すると共に、
   前記密閉容器の底部に貯留された潤滑油を前記圧縮機部の圧縮室に注入する油インジェクション機構部を備え、
   前記電動機部は、前記密閉容器との間に４つの弓形状通路を周方向に等間隔に形成する４つコアカット面を有するステータコア及びこのステータコアから上下に突出するコイルエンドからなるステータと、このステータの内側に回転可能に設けられたロータとを備え、
   前記圧縮機部は、鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロールと鏡板に渦巻状のラップを直立する旋回スクロールとをこれらのラップを互いに内側にして噛み合わせ、前記旋回スクロールを回転軸に連設する偏心軸に係合し、前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロールに対し旋回運動させ、前記固定スクロールには中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口とを設け、前記吸入口より作動ガスを吸入し、前記固定スクロール及び前記旋回スクロールにて形成される圧縮室を中心に移動させ容積を減少して作動ガスを圧縮し、この圧縮された作動ガスを前記吐出口より圧縮機部上方の吐出室内に吐出するように構成され、
   インジェクション油を含んで吐出された作動ガスを、前記圧縮機部と前記密閉容器との間に形成された連通路を通して圧縮機部下方の電動機室に導き、さらに前記ステータコアと前記密閉容器との間に形成された前記弓形状通路を通して電動機部下方の空間に導き、さらに前記ステータコアと前記密閉容器との間に形成された他の弓形状通路を通して電動機部上方に導き、さらに吐出管を通して外部に吐出するように構成された密閉形スクロール圧縮機において、
   前記吐出管を前記通路の反対側に位置して設けると共に、この通路の直下に前記４つの弓形状通路の１つを鉛直方向に対向して設け、このコアカット面を前記コイルエンドの外周と同等位置またはそれより中央側に位置させた
   ことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
2. 請求項１において、前記吐出管を前記通路の反対側に位置して設けると共に、この通路の直下に前記複数の弓形状通路の１つを鉛直方向に対向して設け、この弓形状通路を形成するコアカット面を、平坦面とその平坦面に上下に延びるように設けた矩形状溝とにより形成したことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
3. 請求項２において、前記矩形状溝を設けた弓形状通路の反対側に位置する弓形状通路を形成するコアカット面も、平坦面とその平坦面に上下に延びるように設けた矩形状溝とにより形成したことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
4. 請求項１から３の何れかにおいて、前記弓形状通路の面積の和Ｓｍが、圧縮機の行程容積Ｖｔｈに対して、次の式（１）の範囲にあることを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
   Ｓｍ／Ｖｔｈ＝６．５〜９．５ （１）
   ここで、Ｓｍは弓形状通路と溝部の通路面積和（ｍｍ^２）、Ｖｔｈは圧縮機の行程容積（ｃｍ^３／ｒｅｖ）である。
   

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