JP2012207622A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｏリングの熱損傷を防止できる吸入管とし、フィルターの設置作業効率を良くすると共に、フィルター機能を十分に発揮できるフィルター配設構造を提供する。
【解決手段】吸入管５０の下端部は固定スクロール２２に設けた吸込み口部２２ＫにＯリング６０を介して嵌合させたスクロール型圧縮機であって、吸入管は、前記吸込み口部側が鉄鋼製の鉄管体であり、上側が銅製の銅管体であり、該銅管体を圧縮機ケーシングに対して銀ロー付け接合を施しており、フィルターＦを吸入管の下端部に装着して該吸入管から下方に突出した突出部を有し、吸込み口部２２Ｋに連通すると共に圧縮室に冷媒ガスを送入する孔部２２Ｈは、突出部全長に亘って、該孔部の横断面における少なくとも一つの径方向において、鉄管体の流路最大内径よりも大きく形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクルの蒸発器からの冷媒ガス配管と接続して、この冷媒ガス配管を流れてくる冷媒ガスを吸入させる吸入管の中に、冷媒ガスに混入している可能性のあるゴミを取り除くフィルターを装着したスクロール型圧縮機に関する。

冷凍サイクルの蒸発器から冷媒ガス配管を流れて来る冷媒ガスを吸入して圧縮する圧縮機としてスクロール型圧縮機がある。このスクロール型圧縮機として、下記特許文献１には、一体材料からなる吸入管５１が圧縮機ケーシングの一部であるエンドキャップ４Ａに接合された構造が示されている。また、吸入管５１の先部は、冷媒ガスの漏れ防止のためにＯリングを介して固定スクロール１２の吸入口１８に嵌合されている。なお、一体材料は一般には鉄鋼材と考えられる。また、特許文献２には、スクロール式流体機械の空気フィルターについての開示がある。なお、特許文献１の吸込口１８の内径は、該吸入口１８の下に続く孔部の内径に対して、概ね吸入管５１の肉厚分、段差状に大径化している。即ち、吸込口１８は吸入管５１の肉厚分程度、前記孔部よりも大きくし、吸入管５１の内径と前記孔部の内径を概ね同じにして、吸入管５１と孔部とにおいて、冷媒ガスの流路抵抗を同じ程度にしている。

特開２００９−２２８４３９号公報 特開２００８−２６７１４２号公報

しかし、特許文献１のように、吸入管を鉄鋼材で形成すれば、それを、鉄鋼材で形成されているエンドキャップに溶接すると、その溶接熱でＯリングが熱損傷し得る。また、冷凍サイクルでは、上記特許文献２と同様に、冷媒ガス中のゴミを除去すべく、冷媒配管回路の何処かにフィルターを設置する必要がある。このフィルターを効率的な作業で設置すると共に、フィルターとしての機能を十分に発揮させたい。
依って解決しようとする課題は、Ｏリングの熱損傷を防止できる吸入管とし、フィルターの設置作業効率を良くすると共に、フィルター機能を十分に発揮できるフィルター配設構造を有するスクロール型圧縮機の提供である。

上記課題に鑑みて第１の発明は、固定スクロールと揺動スクロールを収容する鉄鋼製の圧縮機ケーシングを貫通して、外部配管からの冷媒ガスを吸入する吸入管が接合固定されており、該吸入管の下端部は前記固定スクロールに設けた吸込み口部にＯリングを介して嵌合させたスクロール型圧縮機であって、
前記吸入管は、前記吸込み口部側が鉄鋼製の鉄管体であり、該鉄管体の上端側に、銅製又は他の金属の表面に銅メッキを施した銅管体を接合して構成し、
該吸入管の銅管体を前記圧縮機ケーシングに対して銀ロー付け接合を施しており、
冷媒ガスに混入しているゴミを取り除く籠型のフィルターを、前記吸入管の下端部に装着して該吸入管から下方に突出した突出部を有し、
前記吸込み口部に連通すると共に、固定スクロールのラップと揺動スクロールのラップとの成す圧縮室に冷媒ガスを送入するための孔部は、前記突出部の全長に亘って、該孔部の横断面における少なくとも一つの径方向において、前記鉄管体の流路としての最大内径よりも大きく形成した拡径部を有する
ことを特徴とするスクロール型圧縮機を提供する。

第２の発明は、第１発明の前記拡径部は前記吸込み口部の内径と同じ程度の内径に形成している。
第３の発明は、第１又は第２の発明の前記吸込み口部と孔部が前記固定スクロールの周辺寄りの位置に設けられており、前記一つの径方向が固定スクロールの円周方向であって、前記突出部の近くの前記孔部の横断面形状は前記円周方向に長い長孔である。
第４の発明は、第１又は第２の発明の前記突出部の近くの前記孔部の横断面形状は円形状である。

第５の発明は、第１〜第４の発明の前記フィルターは、その入口開口縁部が前記鉄管体の下端部内周に圧入されている。
第６の発明は、第５の発明の前記下端部内周には段差部が設けられており、該段差部の内径は該段差部よりも上側の吸入管の内径の中で最小であり、該段差部に前記入口開口縁部を圧入装着している。

第１の発明では、吸入管は、その下側を鉄管体とし、上側を銅管体とした構造であって、その銅管体部分を鉄鋼製の圧縮機ケーシングに対して銀ロー接合をしているため、銀ロー付けの際の熱は溶接時の熱よりも温度を低くできるため、吸入管に予めＯリングを装着した状態で組立製造する場合でも、Ｏリングに対する熱損傷を防止できる。また、吸入管が鉄管体と銅管体という２つの部品で構成されるため、この２つの部品を接合して吸入管を形成する際に、ついでの作業によってこの吸入管の中にフィルターを装着できる。即ち、フィルターの設置作業の効率が良い。
更に、冷媒ガス中のゴミは籠型フィルターの中央部に溜まり易く、その場合、フィルターの側面部が流路の主体となる。しかし、フィルターを吸入管の内部に収容装着していると、吸入管の内壁がフィルターの側面部に近接しているため、この場合、現実には流路が確保できない恐れがある。そこで、籠型のフィルターを吸入管の下端部、即ち、鉄管体の下端部に装着して吸入管から突出した突出部を有し、この突出部の全長に亘って孔部が拡径部を有するため、フィルターの側面部の流路を確保できる。

第２の発明では、拡径部の寸法形態を具体化している。
第３の発明では、拡径部の寸法形態を具体化しており、吸込み口部と孔部が固定スクロールの周辺寄りの位置に設けられていると、径方向を拡径するには寸法制約が強い場合があり、この場合、孔部を固定スクロールの円周方向に長い長孔とすることで、流路を確保できる。
第４の発明では、第３発明のように孔部が鏡板部の周辺寄りの位置でない場合等、径方向の寸法制約が小さければ、孔部の横断面形状を円形状に拡径でき、この場合、流路を最も広く確保できる。円形ということは、全方位の径方向において拡径している。

第５の発明では、フィルターは圧入によって装着されているため、装着作業が容易である。
第６の発明では、下端部の内周に設けられた段差部の内径は該段差部よりも上側の吸入管の内径の中で最小であるため、鉄管体と銅管体を銀ロー付け等で接合して吸入管を形成した後、どの製造工程段階においても、フィルターを吸入管の上端から押し入れて、フィルターの入口開口縁部を段差部に圧入装着できるため、このフィルターに対する各部接合時の接合熱の影響を防止できるので、フィルター形成に半田付けが可能等、フィルターの製造制限が少なくなる。

本発明に係るスクロール型圧縮機の縦断面図である。 図１のスクロール型圧縮機の要部部品の拡大平面図である。 図２の矢視線Ｃ−Ｃによる縦断面図である。 図２の矢視線Ｄ−Ｄによる縦断面部分に吸入管を装着させた拡大縦断面図である。

以下、本発明を添付図面を用いて更に詳細に説明する。まず、図１を参照する。スクロール型圧縮機は、冷媒が循環して冷凍サイクル運転動作を行う図示しない冷媒回路の蒸発器からの冷媒ガス配管Ｐに接続されており、冷媒ガスを圧縮するものである。この圧縮機は、縦長孔筒状の密閉ドーム型の圧縮機ケーシング１０を有する。この圧縮機ケーシング１０は、上下方向に延びる軸線を有する円筒状の胴部であるケーシング本体１２と、その上側を気密状に塞ぐべく参照記号Ｙ４の部位で溶接して一体接合され、上方側に突な椀状の上エンドキャップ１４と、ケーシング本体１２の下側を気密状に塞ぐべく溶接して一体接合され、下方側に突な椀状の下エンドキャップ（ボトム）１６とを有して圧力容器として構成されている。

圧縮機ケーシング１０の内部には、冷媒ガスを圧縮するスクロール圧縮機構２０と、このスクロール圧縮機構２０の下方に配置される駆動モータ３０とが収容されている。このスクロール圧縮機構２０と駆動モータ３０とは、圧縮機ケーシング１０内を上下方向に延び、この駆動モータ３０の出力軸である駆動軸３６によって連結されている。そして、スクロール圧縮機構２０と駆動モータ３０との間には高圧空間ＫＫが形成されている。

スクロール圧縮機構２０は、環状のメインフレーム４０と、該メインフレーム４０の上面に密着して配置される固定スクロール２２と、これら固定スクロール２２とメインフレーム４０の間に配置され、固定スクロール２２に揺動係合する揺動スクロール２４とを備えている。メインフレーム４０はその外周面において全周に亘ってケーシング本体１２に固定されている。また、メインフレーム４０によって、圧縮機ケーシング１０内がメインフレーム４０の下側の高圧空間ＫＫと、メインフレーム４０の上側の吐出空間ＴＫとに区画され、各空間ＫＫ，ＴＫは、メインフレーム４０及び固定スクロール２２の各外周部に縦に延びて形成された縦溝Ｍを介して連通している。スクロール型圧縮機２０によって高圧に圧縮された冷媒ガスは吐出空間ＴＫ、縦溝Ｍ、高圧空間ＫＫの順に流れる。

メインフレーム４０には、前記駆動軸３６をラジアル軸受３９を介して回転可能に軸受する軸受部４０Ｔが、下面中央部において下に向かって突出している。また、駆動軸３６の上端部には、該駆動軸３６の中心軸線から偏心した中心軸線を有する偏心軸部３８が一体に設けられている。この偏心軸部３８は、揺動スクロール２４の鏡板部２４Ａの下面の中央部において下に向かって突出した円筒状のボス部２４Ｂに挿入されており、偏心軸部３８とボス部２４Ｂとは相対回転可能である。メインフレーム４０には、この偏心軸部３８を受容した揺動スクロール２４のボス部２４Ｂが回動できる空間４０Ｈが前記軸受部４０Ｔの孔に連通してその上側に形成されている。駆動モータ３０の下方には、駆動軸３６の下端部を回転可能に嵌入支持するベアリングプレート４１が備えられている。

また、既述したが、圧縮機ケーシング１０の上エンドキャップ１４の所定位置には、鉄鋼製の管状の台座管１４Ｚがその中心軸線を上下方向に指向させつつ貫通して溶接接続されている。その溶接部は肉盛部Ｙ１である。この台座管１４Ｚを挿通して、冷媒回路の冷媒ガス配管Ｐからの冷媒ガスをスクロール圧縮機構２０に導くための吸入管５０が接合固定されている。また、ケーシング本体１２には、圧縮機ケーシング１０内の高圧空間ＫＫの冷媒ガスを圧縮機ケーシング１０の外に吐出させる吐出管７０が気密状に貫通固定されている。吸入管５０は、吐出空間ＴＫを上下方向に延び、その下端部はＯリング６０を介して固定スクロール２２の鏡板部２２Ａに設けた吸込み口部２２Ｋに嵌入しており、更に、この吸込み口部２２Ｋは鏡板部２２Ａを貫通した孔部２２Ｈと連通し、固定スクロール２２のラップ２２Ｒと揺動スクロール２４のラップ２４Ｒとの成す圧縮室２６に冷媒ガスを送り込むように連通している。こうして圧縮室２６内に冷媒ガスが吸入される。

この例では、駆動モータ３０は交流モータであって、圧縮機ケーシング１０の内壁面に固定された環状のステータ３２と、このステータ３２の内側に回転自在に構成されたロータ３４とを備え、該ロータ３４には既述の駆動軸３６が固定されている。この駆動軸３６の回転によって前記偏心軸部３８が回転して既述の揺動スクロール２４が駆動される。この揺動スクロール２４の駆動に際しては、周知のオルダムリング２８の作用によって揺動スクロール２４は自転を規制されつつ旋回する（揺動する）。その旋回は、駆動軸３６に対する偏心軸部３８の偏心量を半径とする円となる。

駆動モータ３０の下側の下部空間ＵＫは高圧に保たれており、該下部空間ＵＫを区画形成する下エンドキャップ１６の内底部には油が貯留されている。駆動軸３６の軸中には、高圧油供給手段の一部としての給油路８０が形成され、この給油路８０は、揺動スクロール２４の鏡板部２４Ａの下面側の油室８０ＫＫに連通している。駆動軸３６の下端には図示しないピックアップが連結されていて、これが下エンドキャップ１６の内底部に貯留している油を掻き上げる。この掻き上げられた油は、駆動軸３６の給油路８０を通って揺動スクロール２４の下側の油室８０ＫＫに供給され、この油室８０ＫＫから、揺動スクロール２４に設けられた連通路２４ＡＲを介してスクロール圧縮機構２０の各摺動部分及び圧縮室２６へ供給される。

固定スクロール２２は、鏡板部２２Ａと、この鏡板部２２Ａの下面に形成された渦巻き状、即ち、インボリュートの既述したラップ２２Ｒを有している。一方、揺動スクロール２４は、鏡板部２４Ａと、この鏡板部２４Ａの上面に形成された渦巻き状、即ち、インボリュートの既述したラップ２４Ｒとを有している。そして、固定スクロール２２のラップ２２Ｒと揺動スクロール２４のラップ２４Ｒとは互いに対面して揺動係合し、このことにより固定スクロール２２と揺動スクロール２４との間において、両ラップ２２Ｒ，２４Ｒによって、３つ或いは適宜数の圧縮室２６が形成される。

メインフレーム４０の軸受部４０Ｔの下側位置の駆動軸３６には、揺動スクロール２４や偏心軸部３８等と動的バランスを取るための釣合錘３７が設けられており、釣合錘３７によりバランスを取りながら、揺動スクロール２４を自転させることなく旋回させるようになっている。そして、この揺動スクロール２４の旋回に伴い、圧縮室２６は、両ラップ２２Ｒ，２４Ｒ間の容積が固定スクロール２２の中心部に向かって収縮することで、吸入管５０を介して吸入された冷媒ガスを圧縮して高圧化するよう構成されている。

固定スクロール２２の中心部には吐出孔ＴＰが設けられており、この吐出孔ＴＰから吐出された高圧冷媒ガスは、吐出弁４２を通って吐出空間ＴＫに吐出され、既述のように、メインフレーム４０及び固定スクロール２２の各外周部に設けた既述の縦溝Ｍを介して、メインフレーム４０の下側の高圧空間ＫＫに流出し、この高圧冷媒ガスは、ケーシング本体１２に設けた吐出管７０を介して圧縮機ケーシング１０の外に吐出される。

図１に示されているように、吸入管５０は上エンドキャップ１４の中央よりも周辺寄りの位置に設けられている。以下、図２と図３と図４を参照する。吸入管５０の下端部を嵌合させる吸込み口部２２Ｋと、その下の孔部２２Ｈは固定スクロール２２の鏡板部２２Ａの周辺寄りの位置に設けられている。この吸込み口部２２Ｋは平面視において円形であるが、孔部２２Ｈは、平面視において固定スクロール２２の円周方向に長い長孔形である。固定スクロール２２の円周方向ではなくて径方向の縦断面図である図３においては、図示の如く、孔部２２Ｈはその短径が現れていて、吸込み口部２２Ｋに対して段差状に縮径されている。しかし、固定スクロール２２の円周方向に沿った縦断面図である図４においては、孔部２２Ｈはその長径が現れていて、吸込み口部２２Ｋと（概ね）同じ径となっている。

即ち、孔部２２Ｈの横断面における一つの径方向である、固定スクロール２２の円周方向において、孔部２２Ｈは、鉄管体５４の段差部５４Ｄの下側の開口である下端出口の最小内径Ｄ１よりも大きく形成された拡径部２２ＨＫを有している。また、拡径部２２ＨＫは鉄管体５４の流路としての最大内径Ｄ２よりも大きい。孔部２２Ｈは、その短径方向、即ち、固定スクロール２２の径方向の寸法に対して、長径方向、即ち、固定スクロール２２の円周方向に拡径されている。

ここで、図４を参照して吸入管５０の構造を説明する。鉄鋼材からなる鉄管体５４を下側とし、その上側に、銅製、又は鉄鋼等銅以外の金属の表面に銅メッキを施した銅管体５２を接合して吸入管５０を構成している。その接合は銀ローＹ２で接合されている。鉄管体５４の肉厚よりも銅管体５２の肉厚は薄い。この例の銅管体５２は鉄管体５４の半分以下の肉厚である。この吸入管５０の銅管体５２の部分を台座管１４Ｚに銀ロー付け接続している。この接合部は図１の肉盛部Ｙ３である。

この鉄管体５４の下方部外周には、Ｏリング６０を装着させる環状の溝５４Ｍを設けている。鉄管体５４の下端部の内周には、上側に開放している段差部５４Ｄが形成されている。この段差部５４Ｄの内径は吸入管５０の中で最小の内径である。従って、籠型のフィルターＦは、吸入管５０の上端開口から挿入して、この段差部５４Ｄに圧入できる。即ち、籠型フィルターＦは、網状の本体部ＦＢとその入口開口縁部ＦＡとを有しており、この入口開口縁部ＦＡが段差部５４Ｄに圧入される。従って、フィルターＦは、銅管体５２と鉄管体５４とを接合部Ｙ２で接合する際には装着しておらず、接合の後から装着できるため、ロー付け熱の影響を受けることを防止できる。このため、フィルターＦは、半田付けを用いて形成すること等も可能であって、フィルターＦの製作自由度が向上する。

このようにして、吸入管５０の下端部にフィルターＦを装着し、その本体部ＦＢの大部分を吸入管５０から下方に突出させている。即ち、本体部ＦＢの大部分が突出部であるので、突出部をＦＢで表しておく。この例の円周方向に長い長孔形状の孔部２２Ｈは、該円周方向に拡径された拡径部２２ＨＫを有しており、突出部ＦＢの側面部と孔部２２Ｈの内壁との隙間は、短径方向では殆ど無いが、長径方向では拡径部２２ＨＫによって大きく確保されている。

この例では、拡径部２２ＨＫは突出部ＦＢの全長に亘るだけでなく、孔部２２Ｈのほぼ全長に亘って設けているが、孔部２２Ｈの上部、即ち、突出部ＦＢの下端位置よりやや深く、フィルターＦの側面部の流路が確保できる位置まで設けていればよい。また、この例では孔部２２Ｈ（の上部）を長孔形状にすることにより拡径部２２ＨＫを設けているが、固定スクロール２２における吸込み口部２２Ｋと孔部２２Ｈの位置によっては、孔部２２Ｈの（上部）を断面円形にすることもでき、この場合は、フィルターＦを通る冷媒ガスの流路を突出部ＦＢの全周に亘って大きく確保できる。

また、フィルターＦは、段差部無しで圧入してもよい。例えば、鉄管体５４の先部内径を下細（先細）にし、これに上から押し込んで圧入する等である。圧入以外に、接着や挟持等によって吸入管５０の下端部に装着してもよい。

一方、この例では、鉄鋼製の上エンドキャップ１４には、既述の如く、鉄鋼製の台座管１４Ｚをアーク溶接によって溶接接合している（肉盛部Ｙ１）。前記吸入管５０をこの台座管１４Ｚに嵌入させ、その銅管体５２の部分を銀ローＹ３によってロー付け接合する。こうして上エンドキャップ組立体を形成しておき、この組立体を本体側に組み込んでスクロール型圧縮機を製造できる。従って、吸入管５０を上エンドキャップ１４に対して接合固定させる間、Ｏリング６０を外したままにしておくことができるので、接合時の熱によってＯリングが熱損傷することを防止できる。しかし、本願では、この製造組み込み順序に限らず、吸入管５０は、その下端部をＯリング６０を介して固定スクロール２２の鏡板部２２Ａに設けた吸込み口部２２Ｋに嵌入した後に、その上部を上エンドキャップ１４に溶接接合した台座管１４Ｚの中を挿通させ、そして銅管体５２の部分を銀ローＹ３によってロー付け接合してスクロール型圧縮機を製造してもよい。この場合も、銅管体５２を使用しているため、銀ロー付けが可能なため、アーク溶接時の温度よりも低く、Ｏリング６０の熱損傷が防止、或いは低減できる。

本発明は、冷凍サイクルの圧縮機としてのスクロール型圧縮機に利用できる。

１０ 圧縮機ケーシング
１２ ケーシング本体
１４ 上エンドキャップ
１４Ｄ 段差部
１４Ｚ 台座管
２２ 固定スクロール
２２Ｈ 孔部
２２ＨＫ 拡径部
２２Ｋ 吸込み口部
２４ 揺動スクロール
５０ 吸入管
５２ 銅管体
５４ 鉄管体
５４Ｄ 段差部
６０ Ｏリング
Ｆ フィルター
ＦＡ 入口開口縁部
ＦＢ 突出部（本体部）

Claims (6)

1. 固定スクロールと揺動スクロールを収容する鉄鋼製の圧縮機ケーシングを貫通して、外部配管からの冷媒ガスを吸入する吸入管が接合固定されており、該吸入管の下端部は前記固定スクロールに設けた吸込み口部にＯリングを介して嵌合させたスクロール型圧縮機であって、
   前記吸入管は、前記吸込み口部側が鉄鋼製の鉄管体であり、該鉄管体の上端側に、銅製又は他の金属の表面に銅メッキを施した銅管体を接合して構成し、
   該吸入管の銅管体を前記圧縮機ケーシングに対して銀ロー付け接合を施しており、
   冷媒ガスに混入しているゴミを取り除く籠型のフィルターを、前記吸入管の下端部に装着して該吸入管から下方に突出した突出部を有し、
   前記吸込み口部に連通すると共に、固定スクロールのラップと揺動スクロールのラップとの成す圧縮室に冷媒ガスを送入するための孔部は、前記突出部の全長に亘って、該孔部の横断面における少なくとも一つの径方向において、前記鉄管体の流路としての最大内径よりも大きく形成した拡径部を有する
   ことを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 前記拡径部は前記吸込み口部の内径と同じ程度の内径に形成している請求項１記載のスクロール型圧縮機。
3. 前記吸込み口部と孔部が前記固定スクロールの周辺寄りの位置に設けられており、前記一つの径方向が固定スクロールの円周方向であって、前記突出部の近くの前記孔部の横断面形状は前記円周方向に長い長孔である請求項１又は２記載のスクロール型圧縮機。
4. 前記突出部の近くの前記孔部の横断面形状は円形状である請求項１又は２記載のスクロール型圧縮機。
5. 前記フィルターは、その入口開口縁部が前記鉄管体の下端部内周に圧入されている請求項１〜４の何れか１記載のスクロール型圧縮機。
6. 前記下端部内周には段差部が設けられており、該段差部の内径は該段差部よりも上側の吸入管の内径の中で最小であり、該段差部に前記入口開口縁部を圧入装着している請求項５記載のスクロール型圧縮機。

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