JP2007120412A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定スクロールの外周と密閉シェルの内壁との間に隙間を設け、この隙間に潤滑油を溜め、メインフレームと固定スクロールの合わせ面のシール性を向上させ、高圧側から低圧側へのガスのリークを低減し、圧縮機の性能低下を防止できるスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】 密閉シェル１の内部がメインフレーム２を挟んで冷媒吐出室1aと電動機室1bとに区画され、冷媒吐出室内に固定スクロール５と旋回スクロール６とを組合せてなる圧縮部３が収納され、圧縮部３で生成された高圧ガスを所定の冷媒回路に送出するスクロール圧縮機において、メインフレーム２の外周面を密閉シェル１の内壁面に全周にわたって接触させ、固定スクロール５の外周面と密閉シェル２の内壁面との間に隙間１０を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は、内部高圧型のスクロール圧縮機に係わり、より詳しくは、メインフレームと固定スクロールとの接触面をオイルシールでシールし、吐出空間側の高圧ガスが吸入側の低圧ガスへリークするのを防ぎ、ガスの循環量の低下に伴う圧縮機の性能低下を防ぐための構造に関する。

メインフレームと固定スクロールの環状接触面は、外側の高圧ガス（吐出ガス）と内側の低圧ガス（吸入ガス）をシールする必要がある。
前記環状接触面のシール機能は、メインフレームおよび固定スクロールそれぞれの接触面の面精度（平面度および面粗さ）に依存し、研削加工により高精度な面としても、Ｏリングなどのシール部材を用いない限り微量なリークは防ぐことができない。

従来のメインフレームと固定スクロールの環状接触面をシールし、リークを防止するスクロール圧縮機として図７および図８に示すようなものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
図７は従来例のスクロール圧縮機の要部である主軸受部材（以下メインフレームと呼ぶ）１１’の平面図を示すものである。
図７において、固定スクロールとメインフレーム１１’の接合面１００にオイル溜まり溝１０１が形成されている。オイル溜まり溝１０１はメインフレーム１１’のおおよそ全周わたって形成されているが、固定スクロールに形成しても効果としては同等のものが得られる。

図８は従来例におけるスクロール圧縮機の要部拡大縦断面図を示すものである。図７、図８に示すように、鏡板１２ａ’、１３ａ’からラップ１２ｂ’、１３ｂ’が立ち上がる固定スクロール１２’および旋回スクロール１３’を噛み合わせて双方間に圧縮室１５’を形成し、旋回スクロール１３’を自転の規制のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室１５’が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行う。

圧縮室１５’は図示の場合、複数形成され固定スクロール１２’、旋回スクロール１３’の外周側から中央に移動しながら容積が小さくなり、固定スクロール１２’の外周部に設けられている吸入口から冷媒を吸入して中央に移動しながら次第に圧縮し、固定スクロール１２’の中央部に設けられた吐出口１８’を通じて密閉容器内に吐出された後、外部吐出口を通して密閉容器外に吐出される。

上記構成の場合、スクロール圧縮機が前記吸入、圧縮、吐出を行う際には、背圧室２９’は接合面１００を介して高圧の吐出圧力雰囲気と接していることになる。この接合面１００のシール性が低下した場合には、背圧室２９’へ高温高圧の冷媒ガスが流入することなり、圧縮機の圧縮効率が大幅に低下する結果となる。本例では固定スクロール１２’とメインフレーム１１’の接合面１００にオイル溜まり溝１０１が形成されているため、メインフレーム１１’と固定スクロール１２’の接合時の歪や、圧縮機運転時の高圧吐出ガスと低圧の吸入圧力等の差圧に起因する微小隙間を通して、オイル溜まり溝１０１にはある程度のオイルが流入する。前記オイル溜まり溝１０１が溝として構成されているためオイルは滞留し、接合面ではオイルシール性が向上することにより、吐出ガスの高圧と背圧室２９’の中間圧力との差圧によって発生するガスの流入を抑制することができ圧縮損失の低減を実現できる。

また、オイル溜まり溝１０１にオイル積極的に導くため、図９に示すように、オイル溜まり溝１０１と背圧室２９’とを連通するオイル溜まり溝連通路１０２を設け、オイル溜まり溝連通路１０２の背圧室２９’への開口方向が、主軸受部材１１’の中心方向より旋回スクロール１３’の反旋回方向に角度を持って配置されている。旋回スクロール１３’が背圧室２９’内でオイルとともに旋回運動を行っている状態で本構成を採用した場合、旋回スクロール１３’が背圧室２９’内で旋回する際のオイルの撹拌およびポンピング作用で、オイル溜まり溝１０１に強制的にオイルが供給され、オイル溜まり溝１０１には常時オイルが滞留し接合面１００でのオイルシール効果をより高めることが出来る。

しかしながら、上記構成の場合、オイル溜り溝を固定スクロールとメインフレームの接合面に切削するもので、この接合面の面精度がシール機能に依存するため、溝の切削に加工工数が増大し、コスト面で不利となる。そこで、加工工数が少なく、加工コスト面で有利なスクロール圧縮機が望まれる。

特開２００５−１４００３７号公報

本発明は上記の問題点に鑑み、メインフレームの外周を前記密閉シェルの内壁に全周にわたって接触させ、固定スクロールの外周と密閉シェルの内壁との間に隙間を設け、この隙間に吐出ガスから分離された潤滑油を溜め、メインフレームと固定スクロールの合わせ面のシール性を向上させ、高圧側から低圧側へのガスのリークを低減し、圧縮機の性能低下を防止することができるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、密閉シェルの内部がメインフレームを挟んで冷媒吐出室と電動機室とに区画され、前記冷媒吐出室内に固定スクロールと旋回スクロールとを組合せてなる圧縮部が収納され、前記圧縮部で生成された高圧ガスを、前記冷媒吐出室から前記電動機室内を通して所定の冷媒回路に送出する内部高圧型のスクロール圧縮機において、
前記メインフレームの外周面を前記密閉シェルの内壁面に全周にわたって接触させ、前記固定スクロールの外周面と前記密閉シェルの内壁面との間に隙間を設けてなる構成となっている。

また、前記メインフレームの外周より内側に、前記冷媒吐出室と前記電動機室とを連通する連通穴を設けてなる構成となっている。

本発明によれば、固定スクロールの外周面と密閉シェルの内壁面との間に隙間を設け、この隙間に吐出ガスから分離された潤滑油を溜め、メインフレームの外周面より内側部分に軸方向上下を連通する第１連通穴を設けると共に、固定スクロールに前記メインフレームの第１連通穴と連通し、かつ軸方向上下を連通する第２連通穴を設け、これらの連通穴に吐出ガスを流す構成とすることにより、メインフレームと固定スクロールとの環状接触面のシール性を向上させることがで、高圧側から低圧側へのガスのリークを低減し、圧縮機の性能低下を防止することができるスクロール圧縮機となる。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。
図１は本発明におけるスクロール圧縮機の縦断面図、図２はスクロール圧縮機の要部拡大上面図で、図３は要部拡大断面図である。

図１、図２及び図３において、密閉シェル１の内部が、メインフレーム２を挟んで上方の冷媒吐出室１ａと、下方の電動機室１ｂとに区画され、前記冷媒吐出室１ａ内に圧縮部３が収納され、前記電動機室１ｂ内に電動機４が収納されている。
そして、前記圧縮部３で生成された高圧ガスを、前記冷媒吐出室１ａから前記電動機室１ｂ内を通して吐出管２０から所定の冷媒回路に送出し、内部高圧型のスクロール圧縮機を構成している。

前記圧縮部３は、鏡板５ａの内面に渦捲き状のラップ５ｂを立設させた固定スクロール５と、同固定スクロール５と鏡板６ａの内面のラップ６ｂを互いに噛み合わせ複数の圧縮室７を形成する旋回スクロール６と、同旋回スクロール６の背面に形成された旋回軸受６ｃとから構成されている。前記旋回軸受６ｃに、先端の旋回軸８ａを挿入し、前記電動機４の回転力を前記旋回スクロール６に伝達するとともに、前記圧縮部３の各摺動部に潤滑油を供給するための潤滑油送路８ｂを備えたシャフト８と、同シャフト８の上部を支承すると共に、前記固定スクロール５を支持するメインフレーム２とにより主にスクロール圧縮機が構成されている。

前記メインフレーム２の外周面２ａは、前記密閉シェル１の内壁面１ｂに、複数のスポット溶接Ｗにより接合され固定されている。また、前記メインフレーム２の上面（接触面）に前記固定スクロール５の底面（接触面）を接合させた環状接触面９を複数のボルト２１により固定している。
そして、前記メインフレーム２の外周面２ａを前記密閉シェル１の内壁面１ｂにほぼ全周にわたって接触させ、前記固定スクロール５の外周面５ｃと前記密閉シェル１の内壁面１ｂとの間に隙間１０を設け、この隙間１０に後述する潤滑油を溜める。
前記隙間１０は前記固定スクロール５の外径を、前記密閉シェル１の内径より小さくするだけで得られるため、従来例のような溝の切削に高度な加工技術を必要としないので、
加工コスト面で有利な構成となっている。
また、前記メインフレーム２の外周面２ａより内側部分に軸方向上下を連通する第１連通穴１１ａを設けると共に、前記固定スクロール５に前記メインフレーム２の第１連通穴１１ａと連通し、かつ軸方向上下を連通する第２連通穴１１ｂを設けてなる構成となっている。

次に吐出ガスＧ及び吐出ガスＧから分離された潤滑油Ｊの流体の流れを図３により説明する。圧縮部３で圧縮された圧縮ガスは，前記固定スクロール５の略中央に設けられた吐出口５ｃより冷媒吐出室１ａに吐出され吐出ガスＧ（図３の実線矢印）となる。この吐出ガスＧには少量の潤滑油Ｊが含まれ、前記冷媒吐出室１ａで吐出ガスＧが前記密閉シェル１の内壁面１ｂに衝突し、潤滑油Ｊの一部が分離される。
そして、前記吐出ガスＧは、前記冷媒吐出室１ａから前記第２連通穴１１ｂおよび第１連通穴１１ａを通り、前記電動機室１ｂ内を経由して吐出管２０から所定の冷媒回路に送出される。

一方、前記吐出ガスＧから分離された前記潤滑油Ｊの一部は、前記密閉シェル１の内壁面１ｂに沿って流れ（図３の破線矢印）前記隙間１０に溜まる。この隙間１０に溜まった潤滑油Ｊにより、前記メインフレーム２と前記固定スクロール５との前記環状接触面９のシール性を向上させることができる。
これによって、高圧側から低圧側へのガスのリークを低減し、圧縮機の性能低下を防止することができるスクロール圧縮機となる。

また、図４に示すように、固定スクロール５に前記第２連通穴１１ｂの替わりに、前記メインフレーム２の第１連通穴１１ａと連通する切り欠き１２を設けてもよい。この場合も上記実施例と同様に前記吐出ガスＧは、前記冷媒吐出室１ａから前記切り欠き１２および連通穴１１ａを通り、前記電動機室１ｂ内を経由して吐出管２０から所定の冷媒回路に送出される。鋳物で前記切り欠き１２の形状を作れば、穴を空ける必要がなく工数を削減できる。

また、図５に示すように、密閉シェル１は平板を筒状に丸め、合わせ面を溶接Ｗ’により接合したもので、この溶接Ｗ’部分は内壁面１ｂの精度が悪いため、この部分だけメインフレーム２に、同メインフレーム２の外周面２ａと密閉シェル１の内壁面１ｂとの接触を逃すための逃げ部１３を設けてもよい。この場合、溜まった潤滑油が下（電動機室１ｂ）に落ちる量を減らすため、逃げ部１３の面積を小さくする方がよい。

また、図６に示すように、前記冷媒吐出室１ａと前記電動機室１ｂとを、前記密閉シェル１の外部を経由して連通する連通管１１ｃを設け、前記吐出ガスＧを前記冷媒吐出室１ａから前記電動機室１ｂに導くようにしてもよい。

以上に説明したように、前記メインフレーム２の外周面２ａを前記密閉シェル１の内壁面１ｂにほぼ全周にわたって接触させ、前記固定スクロール５の外周面５ｃと前記密閉シェル１の内壁面１ｂとの間に隙間１０を設け、この隙間１０に後述する潤滑油を溜め、また、前記メインフレーム２の外周面２ａより内側部分に軸方向上下を連通する第１連通穴１１ａを設けると共に、前記固定スクロール５に前記メインフレーム２の第１連通穴１１ａと連通し、かつ軸方向上下を連通する第２連通穴１１ｂを設けてなる構成とすることにより、前記メインフレーム２と前記固定スクロール５との前記環状接触面９のシール性を向上させることができ、高圧側から低圧側へのガスのリークを低減し、圧縮機の性能低下を防止することができるスクロール圧縮機となる。

本発明によるスクロール圧縮機の縦断面図である。 本発明による要部拡大上面図である。 本発明による要部拡大断面図である。 本発明による吐出ガス通路の第２の実施例を示す要部拡大上面図である。 本発明による吐出ガス通路の第３の実施例を示す要部拡大上面図である。 本発明による吐出ガス通路の第４の実施例を示す要部拡大上面図である。 従来例によるスクロール圧縮機の要部拡大上面図である。 従来例によるスクロール圧縮機の要部拡大縦断面図である。 従来例による他の実施例を示すスクロール圧縮機の要部拡大上面図である。

符号の説明

１ 密閉シェル
１ａ 冷媒吐出室
１ｂ 電動機室
２ メインフレーム
２ａ 外周面
３ 圧縮部
４ 電動機
５ 固定スクロール
５ａ 鏡板
５ｂ ラップ
５ｃ 吐出口
６ 旋回スクロール
６ａ 鏡板
６ｂ ラップ
６ｃ 旋回軸受
８ シャフト
８ａ 旋回軸
８ｂ 潤滑油送路
９ 環状接触面
１０ 隙間
１１ａ 第１連通穴
１１ｂ 第２連通穴
１１ｃ 連通管
１２ 切り欠き
１３ 逃げ部
Ｇ 吐出ガス
Ｊ 潤滑油
Ｗ スポット溶接
Ｗ’溶接

Claims (2)

1. 密閉シェルの内部がメインフレームを挟んで冷媒吐出室と電動機室とに区画され、前記冷媒吐出室内に固定スクロールと旋回スクロールとを組合せてなる圧縮部が収納され、前記圧縮部で生成された高圧ガスを、前記冷媒吐出室から前記電動機室内を通して所定の冷媒回路に送出する内部高圧型のスクロール圧縮機において、
   前記メインフレームの外周面を前記密閉シェルの内壁面に全周にわたって接触させ、前記固定スクロールの外周面と前記密閉シェルの内壁面との間に隙間を設けてなることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記メインフレームの外周より内側に、前記冷媒吐出室と前記電動機室とを連通する連通穴を設けてなることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。

Images