JP2009036136A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の構成では、特に高速運転時の圧縮機内の油循環量が増加する運転条件で軸受部から排出される油が油排出路内で飛散してしまい、吐出ガスに飛散した油を多量に含んでしまうことから、圧縮機外のサイクルへ油が吐出ガスとともに持ち出されて性能低下の原因となるとともに、圧縮機内の油が減少してしまい油面を安定して保つことが困難なことから信頼性が低下するという課題があった。従って、軸受部から排出される際の油の飛散を防止して吐出ガスの油含有率を低減することにより高性能で信頼性の高い圧縮機が望まれる。本発明の目的は、吐出ガスの油含有率を低減することにある。
【解決手段】
前記バランスウェイトに第１の連通路を穿設し、前記ロータに第２の連通路を穿設し、前記第１および第２の連通路を通して油を下に落とすことを特徴とする縦型密閉式のスクロール圧縮機によって達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は冷凍空調機器等に用いられる密閉型スクロール圧縮機に関するものである。

従来のスクロール圧縮機として、特許文献１が知られている。

この特許文献１によれば、密閉容器内に圧縮機構、この圧縮機構の下方に設けた圧縮機構を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を圧縮機構に伝達するためのシャフトとを備え、密閉容器内の下部に設けた油溜の油をシャフトを通じてシャフトの軸受部や圧縮機構の摺動部に供給する給油機構とを備えている。

油は給油機構によって重力に逆らって軸受部や圧縮機構の摺動部に強制給油されて、円滑な動作を確保しながら、圧縮機構で圧縮した冷媒ガスを密閉容器内の電動機の部分を通して電動機を冷却した後、密閉容器外に吐出するようにしており、前記軸受部や圧縮機構の摺動部に供給した後のオイルが供給圧や重力によって下方に移動し油溜に自然回収されるようにすることができる。しかし、冷媒ガスは常時油と接触してこれを随伴させ、密閉容器から冷凍サイクルに供給される際に油を持ち込んでしまい、冷凍サイクル中での配管圧力損失や凝縮機や蒸発機などの熱交換機での熱交換効率の低下をもたらす問題があった。そのため、圧縮機構より吐出された冷媒ガスと軸受部から排出された油を一括してロータ上部に誘導し、ロータ内部に通路孔を設けて、通路孔通過時に働くロータの回転による遠心力により油と冷媒ガスの気液分離を行う構成となっている。

特開２００１−２８０２５２号公報

しかしながら、上記従来の構成では次に示すような課題を有する。すなわち、軸受部より排出された際には油として独立しているにも関わらず、冷媒ガスと油を一括してロータ上部の空間に誘導して随伴させ、再びロータ内部の通路内を通過する過程で遠心力により気液分離させる構成をとる限り、満足に冷媒ガスから油を取り除くことは難しく、ロータ上部の空間に冷媒ガスと油が混在して混ざり合うため、流路や流れの乱れが起きやすく効率的にロータ内部の通路に誘導しにくいという課題があった。

従って、軸受部から排出される際の油の飛散を防止して吐出ガスの油含有率を低減することにより高性能で信頼性の高い圧縮機が望まれる。

本発明の目的は、吐出ガスの油含有率を低減することにある。

上記本発明の目的は、
密閉容器内の電動機の一部を構成するロータと、
前記ロータに取り付けられたバランスウェイトと、を備え、
前記バランスウェイトに第１の連通路を穿設し、
前記ロータに第２の連通路を穿設し、
前記第１および第２の連通路を通して油を下に落とすことを特徴とする縦型密閉式のスクロール圧縮機
によって達成される。

また、上記本発明の目的は、
電動機の一部であるロータと、
前記ロータに固定され、回転の安定を保つためのバランスウェイトと、
前記ロータに固定されたシャフトの内から油を軸受に供給する機構と、
前記ロータに穿設された連通路によって油を下部に案内する機構と、
を備えた縦型密閉式のスクロール圧縮機において、
前記シャフトと前記軸受との間から流出した油を、前記連通路に案内する別の連通路を前記バランスウェイトに穿設したことを特徴とする縦型密閉式のスクロール圧縮機
によって達成される。

また、上記本発明の目的は、
密閉容器内に、電動機と該電動機の上部に連結された圧縮機構部とを収納するものであって、それぞれの端板上に渦巻状のラップを有し、それぞれのラップを噛み合わせることにより圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールと、電動機の回転力を伝達して旋回スクロールを公転させるシャフトと、このシャフトを回転させる軸受を具備するフレームと、前記旋回スクロールの自転防止手段と、密閉容器の底部に設けられた油溜と、その油溜の油をシャフトを通じてシャフトの軸受部や圧縮機構の摺動部に供給する給油機構とを備えたスクロール圧縮機において、前記シャフトの軸受部から排出された油がロータに付属させるバランスウェイト等に径方向の空孔を有し、その空孔がロータ内部の連通路を通ってロータ下部に排出されることを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。

本発明によれば、吐出ガスの油含有率を低減することができる。

以下、本発明におけるいくつかの好適な実施の形態について図を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されず、また、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらの実施の形態のみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

図１は本発明の実施例におけるスクロール圧縮機の断面図である。図１に示すように、密閉容器１内に溶接で固定したフレーム５と、このフレーム５上にボルト止めした固定スクロール３との間に、固定スクロール３と噛み合う旋回スクロール４を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２を構成している。旋回スクロール４とフレーム５との間に旋回スクロール４の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリング１０が配設されている。シャフト６の上端にあるピン部６ａにて旋回スクロール４を偏心駆動することにより、旋回スクロール４との間に形成している圧縮室２３が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１外に通じた吸入パイプ１１および固定スクロール３の外周部の吸込口１２から冷媒ガスを吸入して圧縮してゆき、圧縮された冷媒ガスは固定スクロール３の中央部の吐出口１４から密閉容器１内に吐出されることを繰り返す。

シャフト６の下端は密閉容器１の下端部の油溜９に達して、密閉容器１内に溶接して固定された副軸受部材１５により軸受され、安定に回転することができる。電動機７はフレーム５と副軸受部材１５との間に位置して、密閉容器１に焼き嵌めして固定されたステータ７ｂとシャフト６の途中の外まわりに一体に結合されたロータ７ａとで構成され、ロータ７ａの上下端面にはピンにより止め付けられたバランスウェイト１６が設けられ、これによりロータ７ａおよびシャフト６が安定して回転し、旋回スクロール４を安定して円軌道運動させることができる。

給油機構１７はシャフト６の下端で駆動される給油ポンプ１８によって油溜９内の油８を、シャフト６を貫通している油供給穴６ｂを通じて軸受部５ａや圧縮機構２の各摺動部に供給する。

図２に示すように、供給後の油８は供給圧や重力によって逃げ場を求めるようにして軸受部５ａを通じフレーム５の下に流出して滴下した後、バランスウエイト１６で外周を囲まれたロータ上部空間１９に誘導され、ロータ７ａの回転による強制旋回に供してかかる遠心力によりバランスウエィト１６の内周側面の空洞穴２０に導かれ、ロータ７ａ内部の連通路２１を通って効率的にロータ７ａ下部から排出され、密閉容器１内の油溜９へ回収される。

尚、バランスウェイト１６内周側面の空洞穴２０の開口面積は、軸受部５ａから排出される油量に応じて油８通過時に抵抗とならない面積に設計することが望ましく、空洞穴２０は複数個になっても構わない。

以上のような構成では、軸受部から排出された油はバランスウェイトに穿設された連通路で外周を囲まれたロータ上部の空間に誘導され、ロータの回転により発生した強制旋回に供して遠心力でバランスウェイト内周側面に押し付けられて凝集し、遠心分離による気液分離効率を高める効果があるので、わずかに随伴した冷媒ガスをさらに分離しやすくでき、選択的に油をロータ内部の連通路に誘導することができる。

また、冷媒ガスは電動機部の外周に向け吐出してステータと密閉容器との間の通路を下降して電動機下部に至った後、ステータとロータとの間のエアギャップを上昇して密閉容器外に吐出する整然とした流れを形成することができ、前記ロータ下部より滴下した油を随伴させにくくしている。

以上の通りであり、軸受部から排出された油は、圧縮機構から吐出された冷媒ガスの電動機部への流路とは独立して、ロータ上部に設けられたバランスウェイトとフレーム軸受部に囲まれた空間に誘導された後、ロータの回転による強制旋回に供して油にかかる遠心力によってバランスウェイト内周側面の空洞穴に導かれ、ロータ内部の通路を通って効率的にロータ下部の油溜へと循環する。そのため、冷媒ガスに乗じる機会がほとんどなく油溜へと滴下して回収されるので、吐出された冷媒ガスの油含有率を低減することができる。

以上のような構成で軸受部からの排出経路（バランスウェイトの連通路とロータの連通路）を設定したことにより、電動機７のロータ７ａ及びバランスウェイト１６部の変更を行うことのみで、吐出ガス２２の油含有率を低減することができ、圧縮機構２や給油機構１７は従来通りに設計することができることから、変更に伴うコスト増加を抑えることができる。その結果、安価に冷媒ガス１３と油８の気液分離を行うことができ、吐出ガス２２の油含有率を抑えることができる。したがって、冷凍サイクル中での配管圧力損失や凝縮機，蒸発機などの熱交換器での熱交換効率の低下を防止するという効果を期待でき、サイクル性能を大幅に向上させることが可能である。また、圧縮機内の油持ち出しを抑えられることから油面安定化にもつながり、軸受部への安定的な油供給が可能になることから信頼性上の向上も期待できる。

本発明の実施の形態における密閉型スクロール圧縮機の断面図。 本発明の実施の形態における要部拡大図。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮機構
３ 固定スクロール
４ 旋回スクロール
５ フレーム
５ａ 軸受部
６ シャフト
６ａ ピン部
６ｂ 油供給穴
７ 電動機
７ａ ロータ
７ｂ ステータ
８ 油
９ 油溜
１０ オルダムリング
１１ 吸込パイプ
１２ 吸込口
１３ 冷媒ガス
１４ 吐出口
１５ 副軸受部材
１６ バランスウェイト
１７ 給油機構
１８ 給油ポンプ
１９ ロータ上部空間
２０ 空洞穴
２１ 連通路
２２ 吐出ガス
２３ 圧縮室

Claims (5)

1. 密閉容器内の電動機の一部を構成するロータと、
   前記ロータに取り付けられたバランスウェイトと、を備え、
   前記バランスウェイトに第１の連通路を穿設し、
   前記ロータに第２の連通路を穿設し、
   前記第１および第２の連通路を通して油を下に落とすことを特徴とする縦型密閉式のスクロール圧縮機。
2. 電動機の一部であるロータと、
   前記ロータに固定され、回転の安定を保つためのバランスウェイトと、
   前記ロータに固定されたシャフトの内から油を軸受に供給する機構と、
   前記ロータに穿設された連通路によって油を下部に案内する機構と、
   を備えた縦型密閉式のスクロール圧縮機において、
   前記シャフトと前記軸受との間から流出した油を、前記連通路に案内する別の連通路を前記バランスウェイトに穿設したことを特徴とする縦型密閉式のスクロール圧縮機。
3. 密閉容器内に、電動機と該電動機の上部に連結された圧縮機構部とを収納するものであって、それぞれの端板上に渦巻状のラップを有し、それぞれのラップを噛み合わせることにより圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールと、電動機の回転力を伝達して旋回スクロールを公転させるシャフトと、このシャフトを回転させる軸受を具備するフレームと、前記旋回スクロールの自転防止手段と、密閉容器の底部に設けられた油溜と、その油溜の油をシャフトを通じてシャフトの軸受部や圧縮機構の摺動部に供給する給油機構とを備えたスクロール圧縮機において、前記シャフトの軸受部から排出された油がロータに付属させるバランスウェイト等に径方向の空孔を有し、その空孔がロータ内部の連通路を通ってロータ下部に排出されることを特徴とするスクロール圧縮機。
4. 前記バランスウェイトは、軸受部から排出される油をシールするためにフレーム軸受部外径よりわずかに大きい中心穴を有している請求項３に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記バランスウェイトの他に円環状の油飛散防止板を設置して、軸受部から排出される油をシールしている請求項３に記載のスクロール圧縮機。

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