JP2013221485A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸入管の内部を流れる低圧の冷媒の過熱を抑制することによって、性能低下を抑制できる圧縮機を提供する。
【解決手段】固定スクロール２４と可動スクロール２６とを有する圧縮機構１５と、固定スクロール２４に接続され、圧縮室４０に冷媒を吸入させる吸入管１８と、固定スクロールの周囲に低圧空間Ｓ２が形成されているケーシング１０とを備えている。低圧空間Ｓ２は、吸入管１８の一部が配置され低圧の冷媒が存在する空間である。吸入管１８には、絞り部と、吸入部とが形成されている。絞り部は、吸入管１８の内部を流れる冷媒の流速を上げる。吸入部は、低圧空間Ｓ２と吸入管１８の内部とを連通させ、吸入管１８の内部を流れる冷媒の流速が上がることによって低圧空間Ｓ２における冷媒を吸入管１８の内部へ吸入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機に関する。

従来、空調装置等の冷凍装置における圧縮機として、スクロール圧縮機が存在している。スクロール圧縮機は、特許文献１（特開２０１０−２８５９３０号公報）に開示のように、固定スクロールとこれに噛み合う可動スクロールとを有しており、これらの間に圧縮室が形成されている。そして、可動スクロールが公転することにより、圧縮室に低圧の冷媒が吸入され、吸入した低圧の冷媒を圧縮室において高圧の冷媒へと圧縮した後に吐出口を介して吐出するようになっている。尚、固定スクロールには、吸入管が接続されており、この吸入管を介して圧縮室に低圧の冷媒が吸入されるようになっている。

ここで、吸入管内を流れる低圧の冷媒は、基本的には、そのまま固定スクロールと可動スクロールとの間に形成される圧縮室に流入するが、一部は、固定スクロールの周囲空間に漏れる。

ここで、吐出口付近は、圧縮室において圧縮された高圧の冷媒が吐出されるのでかなり温度が高くなっている。特に、吐出温度が上がりやすい冷媒を用いた場合は、この傾向が顕著になる。このため、特許文献１に開示の圧縮機では、固定スクロールの外面温度や、固定スクロールの上端に設けられる蓋体が、低圧空間の温度よりも高い状態にある。この結果、低圧空間における低圧の冷媒が固定スクロールから熱を吸収してしまうことが考えられる。そして、この圧縮機では、固定スクロールから熱を吸収した冷媒が伝熱媒体となって、吸入管内を流れる低圧の冷媒を加熱してしまうことが想定される。加熱されて密度が小さくなった冷媒が圧縮室に流れ込むと、容積効率の低下が生じてしまう。そして、この結果、圧縮機全体としての性能低下が生じることが懸念される。

そこで、本発明の課題は、吸入管の内部を流れる低圧の冷媒の過熱を抑制することによって、性能低下を抑制できる圧縮機を提供することにある。

本発明の第１観点に係る圧縮機は、圧縮機構と、吸入管と、ケーシングとを備えている。圧縮機構は、固定スクロールと、固定スクロールと共に圧縮室を形成する可動スクロールとを有する。吸入管は、固定スクロールに接続され、圧縮室に冷媒を吸入させる。ケーシングは、固定スクロールの周囲に低圧空間が形成されており、圧縮機構を収容する。低圧空間は、吸入管の一部が配置され低圧の冷媒が存在する空間である。そして、吸入管には、絞り部と、吸入部とが形成されている。絞り部は、吸入管の内部を流れる冷媒の流速を上げる。吸入部は、低圧空間と吸入管の内部とを連通させ、吸入管の内部を流れる冷媒の流速が上がることによって低圧空間における冷媒を吸入管の内部へ吸入する。

本発明では、絞り部において、吸入管の内部を流れる冷媒の流速が上がることにより、低圧空間における冷媒が吸入部を介して吸入管の内部に吸入されるエジェクタ効果、を生じさせることができる。これにより、低圧空間における冷媒圧力を下げることができる。ここで、低圧空間における冷媒は、固定スクロールからの熱を吸収し吸入管へと熱を伝える伝熱媒体となっている。よって、このような媒体の圧力を下げることにより、吸入管の内部を流れる冷媒に対する加熱を抑制できる。これにより、吸入管の内部を流れる低圧の冷媒の過熱を抑制できる。すなわち、低圧空間の断熱効果を向上できている。従って、容積効率の低下を抑制でき、性能低下を抑制できる。

本発明の第２観点に係る圧縮機は、本発明の第１観点に係る圧縮機であって、吸入管と固定スクロールとは、シール部材を介して接続されている。

ここで、圧縮機の運転中、固定スクロールは、温度が高い状態になっている。そこで、本発明では、吸入管と固定スクロールとの間にシール部材を配置することにより、吸入管の内部を流れる冷媒への固定スクロールからの入熱を抑制できる。

本発明の第３観点に係る圧縮機は、本発明の第１観点又は第２観点に係る圧縮機であって、吸入状態における低圧空間の冷媒の圧力は、吸入管の内部の絞り部の上流側における冷媒の吸入圧力に対して、２％〜６５％小さくなっている。吸入状態とは、吸入部を介して低圧空間における冷媒が吸入管の内部へと吸入されている状態である。

本発明では、このように低圧空間における冷媒の圧力を下げることにより、低圧空間の断熱効果を向上できている。

本発明に係る圧縮機では、吸入管の内部を流れる低圧の冷媒の過熱を抑制することによって、性能低下を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る圧縮機の縦断面図。 吸入管を含む吸入管の周辺の模式図。 吸入管の縦断面図。 内径Ｄ２に対する内径Ｄ１の割合と、吸入状態における圧力Ｐ１との関係を示すグラフ。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機１について説明する。

（１）スクロール圧縮機１の構成
図１は、本実施形態に係るスクロール圧縮機１の縦断面図である、以下の説明においては、図１に示す駆動モータ１６の中心軸線Ｏ−Ｏに沿った方向を軸方向又は上下（縦）方向とする。

スクロール圧縮機１は、冷媒を循環させることによって冷凍サイクルを行う冷媒回路において、冷媒を圧縮するために用いられる。スクロール圧縮機１は、高低圧ドーム型の圧縮機であって、互いに噛合する２つのスクロールの少なくとも一方のスクロールが自転することなく他方のスクロールに対して公転することにより、冷媒を圧縮する。尚、本実施形態では、冷媒として、Ｒ３２冷媒を使用している。

スクロール圧縮機１は、図１に示されるように、ケーシング１０と、吸入管１８と、吐出管１９と、圧縮機構１５と、上部軸受３３と、オルダム継手３９と、駆動モータ１６と、下部軸受６０と、油分離板６５と、シャフト１７と、ガスガイド５８とを有している。スクロール圧縮機１は、ケーシング１０の内部空間に、吸入管１８及び吐出管１９の一部、圧縮機構１５、上部軸受３３、オルダム継手３９、駆動モータ１６、下部軸受６０、油分離板６５、シャフト１７、及び、ガスガイド５８が収容された密閉型構造を有している。

以下、スクロール圧縮機１の構成要素について説明する。

（１−１）ケーシング１０、吸入管１８及び吐出管１９
ケーシング１０は、軸方向に延びる縦型の円筒形状の容器であり、主として、略円筒状の筒状部１１と、筒状部１１の上端に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、筒状部１１の下端に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とから構成される。

ケーシング１０の内部空間は、圧縮機構１５の下方空間である高圧空間Ｓ１と、圧縮機構１５の上方空間である低圧空間Ｓ２とに区画されている。

また、ケーシング１０には、吸入管１８及び吐出管１９が接続されている。吸入管１８は、上壁部１２を貫通する管状部材であり、ケーシング１０の外部から圧縮機構１５における圧縮室４０（後述する）へ、冷媒回路内を循環する冷媒を吸入させるための部材である。吸入管１８は、固定スクロール２４の嵌入孔２４ｃ（後述する）に対して隙間ばめされることにより、その下端部が固定スクロール２４に接続されている。吐出管１９は、筒状部１１に貫通する管状部材であり、高圧空間Ｓ１からケーシング１０の外部へ、圧縮した冷媒を吐出するための部材である。尚、吸入管１８については、後により詳細に説明する。

ケーシング１０の内部空間の底部には、潤滑油を貯留するための空間である油貯留空間Ｐが形成されている。潤滑油は、スクロール圧縮機１の運転中において、圧縮機構１５等の摺動部の潤滑性を良好に保つために使用される。

（１−２）圧縮機構１５
圧縮機構１５は、低温低圧の冷媒を吸入し、低温低圧の冷媒を圧縮して高温高圧の冷媒とした後に吐出する。圧縮機構１５は、シャフト１７の上端に連結されている。圧縮機構１５は、主として、ハウジング２３と、固定スクロール２４と、可動スクロール２６とを有している。

（１−２−１）ハウジング２３
ハウジング２３は、ケーシング１０の筒状部１１の内周面に圧入され、その外周面がケーシング１０の筒状部１１の内周面に気密状に密着されている。このようにハウジング２３の外周面とケーシング１０の筒状部１１の内周面とが密着されていることにより、上述した高圧空間Ｓ１と低圧空間Ｓ２とが区画されている。

ハウジング２３は、ボルト等で固定することによって固定スクロール２４を載置し、後述するオルダム継手３９を介して、固定スクロール２４と共に可動スクロール２６を挟持している。また、ハウジング２３の外周部には、軸方向に貫通する孔が形成されており、この孔が、第２連絡通路４８を形成している。第２連絡通路４８は、第１連絡通路４６（後述する）及び高圧空間Ｓ１と連通している。

また、ハウジング２３には、ハウジング２３の上面中央部から下面中央部に向かって軸方向に延びるハウジング貫通孔３１が形成されている。ハウジング２３のハウジング貫通孔３１を形成する貫通孔形成面３１ｂには、上部軸受３３が密着して固定されている。ここで、後述する上端軸受２６ｃは、ハウジング貫通孔３１に位置するように、且つ、上部軸受３３の上方に位置するように、形成されている。

（１−２−２）固定スクロール２４
固定スクロール２４は、円板形状の第１鏡板２４ａと、第１鏡板２４ａの下面に一体的に接続され第１鏡板２４ａの下面に対して直交する渦巻形状（インボリュート状）の第１ラップ２４ｂとを有している。

固定スクロール２４には、嵌入孔２４ｃ（図２を参照）と、嵌入孔２４ｃに隣接する補助吸入孔（図示せず）とが形成されている。嵌入孔２４ｃは、吸入管１８の下端を隙間ばめするために軸方向に延びる孔であり、吸入管１８の内部ＩＮ１と、後述する圧縮室４０とを連通する孔である。補助吸入孔は、低圧空間Ｓ２と、圧縮室４０とを連通する孔である。

また、第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成されている。吐出孔４１は、圧縮室４０で圧縮された冷媒を吐出するための孔である。また、第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１と連通する拡大凹部４２が形成されている。拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる空間である。固定スクロール２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール２４と蓋体４４とは、ガスケット（図示せず）を介して密着させることによりシールされている。また、固定スクロール２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール２４の下面に開口する第１連絡通路４６が形成されている。

（１−２−３）可動スクロール２６
可動スクロール２６は、第２鏡板２６ａと、第２鏡板２６ａの上面に一体的に接続され第２鏡板２６ａの上面に対して直交する渦巻形状（インボリュート状）の第２ラップ２６ｂとを有している。第２鏡板２６ａの下面中央部には、シャフト１７の偏芯部１７ｂ（後述する）を軸支する軸受となる上端軸受２６ｃが形成されている。第２鏡板２６ａには、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、上端軸受２６ｃの内側の空間とを連通している。また、第２鏡板２６ａの下面には、オルダム継手３９のキー部（図示せず）が嵌め込まれる楕円形状のキー溝２６ｄが形成されている。

以上のような構成を有する圧縮機構１５では、固定スクロール２４の第１ラップ２４ｂと可動スクロール２６の第２ラップ２６ｂとが噛み合うことにより、第１鏡板２４ａ、第１ラップ２４ｂ、第２鏡板２６ａ及び第２ラップ２６ｂによって囲まれる空間である圧縮室４０が形成されている。圧縮室４０では、可動スクロール２６の公転運動によって容積が減少されることにより、冷媒が圧縮される。

（１−３）上部軸受３３
上部軸受３３は、内輪３３ａ、複数の転動体３３ｂ及び外輪３３ｃを有する転がり軸受である。内輪３３ａは、シャフト１７の外周面に密着して固定されている。外輪３３ｃは、貫通孔形成面３１ｂに密着して固定されている。転動体３３ｂは、内輪３３ａと外輪３３ｃとの間に転がり自在に嵌め込まれている。転動体３３ｂは、例えば、球、又は、ころである。このようにして、上部軸受３３は、シャフト１７を回転自在に軸支している。

（１−４）オルダム継手３９
オルダム継手３９は、可動スクロール２６の自転運動を防止するための環状の部材である。オルダム継手３９は、キー部が可動スクロール２６のキー溝２６ｄに嵌め込まれている。そして、これにより、可動スクロール２６が、オルダム継手３９を介してハウジング２３に支持されている。

（１−５）駆動モータ１６
駆動モータ１６は、圧縮機構１５に連結されるシャフト１７に連結されており、シャフト１７を介して圧縮機構１５を駆動するブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、圧縮機構１５の下方に配置されている。

駆動モータ１６は、主として、ケーシング１０の筒状部１１の内壁に固定されるステータ５１と、このステータ５１の径方向内側に回転自在に配置されるロータ５２とを有している。ステータ５１の内周面とロータ５２の外周面との間には、僅かな間隙であるエアギャップが形成されている。

ステータ５１は、導線が巻き付けられているコイル部（図示せず）と、コイル部の上方及び下方に形成されているコイルエンド５３とを有している。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、且つ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成されている複数のコアカット部（図示せず）が形成されている。このコアカット部は、筒状部１１とステータ５１との間に軸方向に延びるモータ冷却通路５５を形成する。ロータ５２の中央部には、シャフト１７（シャフト１７の主軸部１７ａ（後述する））が嵌めこまれている。

（１−６）下部軸受６０
下部軸受６０は、駆動モータ１６の下方に配設され、シャフト１７（シャフト１７の主軸部１７ａ）の下部を軸支する軸受である。下部軸受６０は、その外周面が、ケーシング１０の筒状部１１の内壁に気密状に接合されている。

（１−７）油分離板６５
油分離板６５は、平板状の部材であり、下降する冷媒から潤滑油を分離する部材である。油分離板６５は、下部軸受６０の上端面に固定されている。

（１−８）シャフト１７
シャフト１７は、内部に、軸方向に延びる給油孔６１が形成される中空形状を有している。給油孔６１は、シャフト１７の上端面から下端面にかけて延びるように形成されている。シャフト１７は、その下端が、油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油に浸かっており、給油孔６１が、油貯留空間Ｐに連通している。また、給油孔６１は、油室８３に連通している。油室８３は、シャフト１７の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される空間である。油室８３は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、固定スクロール２４と可動スクロール２６との摺動部（本実施形態では、適宜、圧縮機構１５の摺動部という）に連通している。また、油室８３は、圧縮室４０を介して低圧空間Ｓ２に連通する。

スクロール圧縮機１では、このような構成を有することによって、シャフト１７が、給油孔６１を介して油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油を内部に吸入し、吸入した潤滑油を、圧縮機構１５の摺動部に供給できるようになっている。

さらに、シャフト１７には、その内部に、軸方向に延びる給油孔６１から水平方向に分岐する第１給油横孔６１ａ及び第２給油横孔６１ｂが形成されている。第１給油横孔６１ａは、上端軸受２６ｃ及び上部軸受３３とシャフト１７との摺動部に潤滑油を供給できるように形成されている。第２給油横孔６１ｂは、下部軸受６０とシャフト１７との摺動部に潤滑油を供給できるように形成されている。

このように、シャフト１７は、給油孔６１、第１給油横孔６１ａ、及び、第２給油横孔６１ｂを介して油貯留空間Ｐに貯留された潤滑油を、各摺動部（圧縮機構１５の摺動部、上端軸受２６ｃ及び上部軸受３３とシャフト１７との摺動部、及び、下部軸受６０とシャフト１７との摺動部）に供給している。

また、より具体的な構成について説明すると、シャフト１７は、その軸芯がロータ５２の回転中心と一致する主軸部１７ａと、シャフト１７の上端部を構成する偏芯部１７ｂと、シャフト１７の質量バランスをとるバランスウェイト部１７ｃと、を有している。

（１−８−１）主軸部１７ａ
主軸部１７ａは、円筒形状を有しており、中心軸線Ｏ−Ｏ周りに回転する部分である。主軸部１７ａは、その上部が、上部軸受３３によって軸支され、その下部が、下部軸受６０によって軸支されている。

（１−８−２）偏芯部１７ｂ
偏芯部１７ｂは、円筒形状を有しており、主軸部１７ａの軸芯に対して偏芯するように主軸部１７ａの上端に設けられている。偏芯部１７ｂは、その上端が、可動スクロール２６の上端軸受２６ｃの内側の空間に嵌め込まれることによって上端軸受２６ｃに軸支されている。つまり、シャフト１７の偏芯部１７ｂが可動スクロール２６の上端軸受２６ｃに嵌めこまれることによって、シャフト１７が可動スクロール２６に接続されている。

（１−８−３）バランスウェイト部１７ｃ
バランスウェイト部１７ｃは、主軸部１７ａの外周面に密着して固定されている部分である。バランスウェイト部１７ｃは、シャフト１７において駆動モータ１６の上方であって上部軸受３３の下方に位置する外周面に固定されている。バランスウェイト部１７ｃは、偏芯部１７ｂの偏芯方向とは逆方向に位置するように設けられている。

以上のように、シャフト１７は、圧縮機構１５（具体的には、可動スクロール２６）と、駆動モータ１６（具体的には、ロータ５２）とが連結されていることによって、駆動モータ１６の駆動力を圧縮機構１５に伝達している。具体的には、駆動モータ１６に電流が流されると、まず、中心軸線Ｏ−Ｏを中心として上から視て半時計回りにロータ５２が回転し、この回転駆動力がシャフト１７に伝達されて、シャフト１７が上から視て半時計回りに回転する。そして、シャフト１７が回転することにより、シャフト１７に連結される可動スクロール２６（圧縮機構１５）にロータ５２（駆動モータ１６）の回転駆動力が伝達されて、可動スクロール２６が駆動している。このとき、シャフト１７は、偏芯部１７ｂを有しているので、可動スクロール２６が偏芯回転を行うようになっている。

（１−１０）ガスガイド５８
ガスガイド５８は、第２連絡通路４８を流れる圧縮冷媒を高圧空間Ｓ１に導くための部材である。ガスガイド５８は、ケーシング１０の筒状部１１に固定されており、筒状部１１の内周面と共に、冷媒を高圧空間Ｓ１に導くための空間を形成する。

（２）吸入管１８の詳細構成
従来のスクロール圧縮機では、特許文献１（特開２０１０−２８５９３０号公報）に開示のように、固定スクロールに吸入管が接続されており、この吸入管を介して圧縮室に低圧の冷媒が吸入されるようになっている。

ここで、吸入管の内部を流れる低圧の冷媒は、基本的には、そのまま固定スクロールと可動スクロールとの間に形成される圧縮室に流入するが、一部は、固定スクロールの上方空間に漏れる。尚、固定スクロールの上方空間に漏れた低圧の冷媒は、固定スクロールや蓋の冷却源となっている。

ここで、吐出口付近は、圧縮室において圧縮された高圧の冷媒が吐出されるのでかなり温度が高くなっている。特に、本実施形態のようにＲ３２冷媒等の吐出温度が上がりやすい冷媒を用いた場合は、この傾向が顕著になる。このため、固定スクロールの外面温度や固定スクロールの上端に設けられる蓋体が、固定スクロールの上方空間の温度よりも高い状態にある。この結果、本来、固定スクロールや蓋体の冷却源である低圧の冷媒が、固定スクロールや蓋体から熱を吸収してしまうことにより、吸入管内を流れる低圧の冷媒の加熱源となってしまうことが想定される。加熱されて密度が小さくなった冷媒が圧縮室に流れ込むと、容積効率の低下が生じてしまう。そして、この結果、圧縮機全体としての性能低下が生じることが懸念される。

そこで、本実施形態では、吸入管１８に、絞り部７１と吸入部７４とが形成されている。以下、吸入管１８について、図２及び図３を用いて説明する。ここで、図２は、吸入管１８を含む吸入管１８の周辺の模式図である。図３は、吸入管１８の縦断面図である。尚、図２に示されている吸入管１８の内部ＩＮ１において、軸方向に流れる冷媒は、矢印Ａに示す方向に流れている。また、図２のドットのハッチングは冷媒を示している。

吸入管１８は、絞り部７１と、吸入部７４と、筒状部７５と、連結部７６と、を有している。

絞り部７１は、吸入管１８の内部ＩＮ１を流れる冷媒の流速を上げる部分であり、軸方向の下方から上方に向かうにつれて（すなわち、冷媒流れ方向下流側から上流側に向かうにつれて）末広がりとなる形状を有している。絞り部７１は、縮径部７２と、最小内径部７３とを有している。

縮径部７２は、絞り部７１の軸方向上方（冷媒流れ方向上流側）における内径を軸方向の下方（冷媒流れ方向下流側）に向かうにつれて縮小する部分であり、軸方向に延びている。縮径部７２は、軸方向の上方から下方に向かうにつれてその内径が縮小するように、外側から内側に向かって窪むような湾曲形状を有している。縮径部７２には、その一部に、径方向に貫通する径方向貫通孔７２ａが形成されている。

最小内径部７３は、縮径部７２において、最も内径が最小となる部分である。すなわち、最小内径部７３は、吸入管１８において最も内径が最小となっている。

尚、最小内径部７３の内径Ｄ１は、吸入管１８の絞り部７１の冷媒流れ方向上流側における内径Ｄ２の１／５〜１／２となっている。

吸入部７４は、絞り部７１の近傍に形成され、径方向に延びるように設けられる管状部分である。吸入部７４は、その径方向一端の開口７４ａが縮径部７２の径方向貫通孔７２ａに一致するように、且つ、その径方向他端の開口７４ｂが低圧空間Ｓ２に臨むように、設けられている。これにより、吸入部７４は、吸入管１８の内部ＩＮ１と、低圧空間Ｓ２とを連通させるようになっている。

筒状部７５は、軸方向に延びる円筒形状を有する部分であり、連結部７６の軸方向下端に接続されている。筒状部７５は、一部（筒状部７５の約６０％）が、固定スクロール２４に形成される嵌入孔２４ｃに隙間ばめによって嵌められている。筒状部７５は、その内径が、吸入管１８において絞り部７１の冷媒流れ方向上流側の部分の内径Ｄ２と同様である。筒状部７５の軸方向下端は、吸入管１８の内部ＩＮ１を流れる冷媒を圧縮機構１５の圧縮室４０へと流出させる出口開口７５ａが形成されている。出口開口７５ａは、固定スクロール２４の上面と対向するように形成されている。

連結部７６は、軸方向に延びる部分であり、絞り部７１の軸方向下端（本実施形態では、最小内径部７３）と筒状部７５の軸方向上端とを連結する。連結部７６は、軸方向の上方から下方に向かうにつれてその内径が拡径するような湾曲形状を有している。

このように、本実施形態の吸入管１８では、内径を縮小する絞り部７１が形成されている。よって、吸入管１８の内部ＩＮ１において、絞り部７１の冷媒流れ方向上流側を流れる冷媒は、絞り部７１から冷媒流れ方向下流側へと吐出される際に、その流速が上がる。そして、絞り部７１によって冷媒の流速が上がることによってその部位における冷媒の圧力が下がる。この冷媒の圧力低下によって、低圧空間Ｓ２における冷媒が、吸入部７４の開口７４ａを介して吸入部７４の内部空間に流入し、その内部空間に流入した冷媒が、開口７４ｂ（径方向貫通孔７２ａ）を介して、吸入管１８の内部ＩＮ１のうち吸入部７４の内部空間を除く部分へと流入する現象が起こる（図３の矢印を参照）。すなわち、吸入部７４は、低圧空間Ｓ２における冷媒を、吸入管１８の内部ＩＮ１へと吸入する機能を有している。そして、吸入部７４を介して吸入管１８の内部ＩＮ１に流入した冷媒は、吸入管１８の内部ＩＮ１において、絞り部７１の冷媒流れ方向の上流側を流れてくる冷媒と合流されることになる。そして、吸入管１８の内部ＩＮ１を流れる冷媒は、筒状部７５の出口開口７５ａを介して、圧縮室４０へと流出される。

以上のように、吸入管１８は、絞り部７１や吸入部７４を含むエジェクタ構造を有している。

（３）シール部材７７
上述したように、固定スクロール２４の温度は高い状態にある。よって、固定スクロール２４からの吸入管１８の内部ＩＮ１への入熱は抑制できることが好ましい。

そこで、スクロール圧縮機１は、シール部材７７をさらに備えている。シール部材７７は、吸入管１８（本実施形態では、筒状部７５）の外周面と固定スクロール２４の嵌入孔２４ｃを形成する嵌入孔形成面２４ｄとの間の隙間Ｓ（図２を参照）を塞ぐように配置されている。そして、シール部材７７は、その内周面が吸入管１８（本実施形態では、筒状部７５）の外周面に密着しており、その外周面が固定スクロール２４の嵌入孔形成面２４ｄに密着している。本実施形態では、隙間Ｓにシール部材７７を設けることにより、固定スクロール２４からの吸入管１８の内部ＩＮ１への入熱を抑制している。尚、本実施形態でのシール部材７７は、Ｏリングであるが、隙間Ｓをシールできるものであれば、これに限られるものではない。

（４）動作
以下、スクロール圧縮機１内における冷媒及び潤滑油の流れについて説明する。

（４−１）冷媒の流れ
まず、駆動モータ１６が駆動されることによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているシャフト１７が、軸回転運動を行う。シャフト１７の回転駆動力は、上端軸受２６ｃを介して可動スクロール２６に伝達される。尚、シャフト１７の可動スクロール２６に接続される偏芯部１７ｂは、中心軸線Ｏ−Ｏに対して偏心している。また、可動スクロール２６は、オルダム継手３９によって自転が防止されている。これにより、可動スクロール２６は公転運動を行う。

圧縮前の低温低圧の冷媒は、吸入管１８から嵌入孔２４ｃを経由して、又は、低圧空間Ｓ２から補助吸入孔を経由して、圧縮機構１５の圧縮室４０に吸入される。可動スクロール２６の公転運動により、圧縮室４０は固定スクロール２４の外周部から中心部へ向かって移動しながら、その容積が徐々に減少される。その結果、圧縮室４０内の冷媒は圧縮されて圧縮冷媒となる。圧縮冷媒は、吐出孔４１からマフラー空間４５へ吐出された後、第１連絡通路４６及び第２連絡通路４８を経由して、高圧空間Ｓ１（具体的には、圧縮機構１５と駆動モータ１６との軸方向における間の空間）へ排出される。尚、圧縮冷媒の一部は、ガスガイド５８とケーシング１０の筒状部１１との間の空間を下方に向かって流れる。そして、この圧縮冷媒は、モータ冷却通路５５を通ってさらに下降し、駆動モータ１６の下方の空間に到達する。その後、この圧縮冷媒は、流れの向きを反転させて、モータ冷却通路５５やエアギャップを上昇し、圧縮機構１５と駆動モータ１６との軸方向における間の空間に再度流入する。そして、最終的に、圧縮冷媒は、吐出管１９からケーシング１０の外部に吐出される。

（４−２）潤滑油の流れ
まず、駆動モータ１６が駆動されることによって、ロータ５２が回転する。これにより、ロータ５２に固定されているシャフト１７が、軸回転運動を行う。シャフト１７の軸回転によって圧縮機構１５が駆動し、高圧空間Ｓ１に圧縮冷媒が吐出されると、高圧空間Ｓ１の圧力が上昇する。ここで、シャフト１７に形成される給油孔６１は、油室８３及び給油細孔６３を介して低圧空間Ｓ２に連通している。これにより、給油孔６１の上端部分と下端部分との間において、圧力差が発生する。その結果、給油孔６１自体が差圧ポンプとして作用し、油貯留空間Ｐに貯留される潤滑油が給油孔６１に吸引されて給油孔６１を上昇する。

給油孔６１を上昇して油室８３まで達した潤滑油は、給油細孔６３を経由して、圧縮機構１５の摺動部に供給される。圧縮機構１５の摺動部を潤滑した潤滑油は、圧縮冷媒と同じ経路を通って、圧縮室４０から高圧空間Ｓ１へ吐出される。その後、潤滑油は、圧縮冷媒と共にモータ冷却通路５５を下降した後に、一部が油分離板６５に衝突する。このとき、油分離板６５に付着した潤滑油は、高圧空間Ｓ１を落下して油貯留空間Ｐに貯留される。

一方、油貯留空間Ｐから吸引されて給油孔６１を上昇する潤滑油の多くは、第１給油横孔６１ａ及び第２給油横孔６１ｂに分流される。第１給油横孔６１ａに分流される潤滑油及び油室８３の潤滑油の一部は、シャフト１７（偏芯部１７ｂ）と上端軸受２６ｃとの摺動部を潤滑した後、シャフト１７（主軸部１７ａ）の上部と上部軸受３３との摺動部に供給される。そして、その後、高圧空間Ｓ１に流入し、油貯留空間Ｐに戻される。また、第２給油横孔６１ｂに分流される潤滑油は、シャフト１７（主軸部１７ａ）の下部と下部軸受６０との摺動部を潤滑して高圧空間Ｓ１に漏れ出した後、高圧空間Ｓ１を油貯留空間Ｐまで落下する。

（５）特徴
（５−１）
本実施形態では、吸入管１８の途中に、絞り部７１及び吸入部７４を含むエジェクタ構造が形成されている。

これにより、絞り部７１の冷媒の流れ方向上流側から流れてくる冷媒は、絞り部７１によってその流速が加速する。そして、冷媒の加速によって生じる冷媒の圧力低下を利用して、低圧空間Ｓ２における低圧の冷媒が吸入部７４を介して吸入管１８の内部ＩＮ１に吸入されるエジェクタ効果を生じさせることができている。この結果、低圧空間Ｓ２の冷媒圧力を低下させることができる。ここで、低圧空間Ｓ２における冷媒は、固定スクロール２４や蓋体４４からの熱を吸収し吸入管１８へと熱を伝える伝熱媒体となるので、このような媒体となる低圧の冷媒の圧力を下げることにより、吸入管１８の内部ＩＮ１を流れる冷媒の加熱を抑制できる。よって、吸入管１８の内部ＩＮ１を流れる冷媒の過熱を抑制できる。

特に、本実施形態のように、吐出冷媒の温度が高くなりやすいＲ３２冷媒を用いたとしても、低圧空間Ｓ２の圧力が下がっていることにより、吸入管１８への加熱を抑制でき、吸入管１８の内部ＩＮ１を流れる冷媒の過熱を抑制できる。

このように、本実施形態では、吸入管１８がエジェクタ構造を有するといった簡易な構造で低圧空間Ｓ２における断熱効果を向上させることができ、吸入管１８の内部ＩＮ１への入熱を抑制できている。よって、加熱されて密度が小さくなった冷媒が圧縮室４０に流れ込むことを抑制でき、容積効率の低下を抑制できている。よって、スクロール圧縮機１の性能低下を抑制できる。

以上のような本実施形態の作用効果を具体的に示すのが図４である。図４は、内径Ｄ２に対する内径Ｄ１の割合と、吸入状態における圧力Ｐ１との関係を示すグラフである。尚、圧力Ｐ１とは、低圧空間Ｓ２の冷媒の圧力を意味している。また、吸入状態とは、スクロール圧縮機１の運転中に、吸入部７４を介して低圧空間Ｓ２における冷媒が吸入管１８の内部ＩＮ１へと吸入されている状態を意味する。すなわち、上述してきたようなエジェクタ効果が生じている状態を意味する。

本実施形態では、図４に示すように、内径Ｄ１が内径Ｄ２に対して小さくなればなるほど（但し、Ｄ１／Ｄ２≧１／５）、圧力Ｐ１は小さくなっている。具体的には、吸入管１８の絞り部７１の冷媒流れ方向上流側における冷媒の吸入圧力を基準吸入圧力とした場合、内径Ｄ２に対する内径Ｄ１の割合が１／２の場合、吸入状態における圧力Ｐ１は、基準吸入圧力に対して、約２．１％小さくなっている。また、内径Ｄ２に対する内径Ｄ１の割合が１／３の場合、吸入状態における圧力Ｐ１は、基準吸入圧力に対して、約８．４％小さくなっている。また、内径Ｄ２に対する内径Ｄ１の割合が１／４の場合、吸入状態における圧力Ｐ１は、基準吸入圧力に対して、約２６．３％小さくなっている。また、内径Ｄ２に対する内径Ｄ１の割合が１／５の場合、吸入状態における圧力Ｐ１は、基準吸入圧力に対して、約６４．２％小さくなっている。

このように、本実施形態では、吸入管１８がエジェクタ構造を有していることにより、吸入状態における低圧空間Ｓ２の冷媒の圧力Ｐ１を、吸入管１８の内部ＩＮ１の絞り部７１の冷媒流れ方向上流側における冷媒の吸入圧力（基準吸入圧力）に対して、２％〜６５％小さくすることができている。そして、これにより、上述したように、低圧空間Ｓ２における断熱効果を向上させることができている。

尚、本実施形態では、絞り部７１の冷媒流れ方向上流側から流れてくる冷媒の圧力損失を考慮すると、内径Ｄ１は、内径Ｄ２の１／４〜１／３となっていることが好ましい。

（５−２）
本実施形態では、固定スクロール２４の嵌入孔２４ａを形成する嵌入孔形成面２４ｄと、吸入管１８の下端（筒状部７５の下端）の外周面との間の隙間Ｓには、シール部材７７が配置されている。これにより、固定スクロール２４からの吸入管１８の内部ＩＮへの入熱を抑制できる。

（６）変形例
上記実施形態では、軸方向が上下方向と一致する縦型のスクロール圧縮機を挙げて説明したが、これに限られるものではなく、軸方向が水平方向と一致する横置き型のスクロール圧縮機にも適用できる。

本発明は、低圧空間に一部が配置される吸入管を有する圧縮機に適用できる。

１ スクロール圧縮機（圧縮機）
１０ 圧縮機ケーシング
１５ 圧縮機構
１７ シャフト
１８ 吸入管
２４ 固定スクロール
２６ 可動スクロール
４０ 圧縮室
７１ 絞り部
７４ 吸入部
７７ シール部材
ＩＮ１ 吸入管の内部
Ｐ１ 吸入状態における低圧空間の冷媒の圧力
Ｓ２ 低圧空間

特開２０１０−２８５９３０号公報

Claims (3)

1. 固定スクロール（２４）と、前記固定スクロールと共に圧縮室（４０）を形成する可動スクロール（２６）と、を有する圧縮機構（１５）と、
   前記固定スクロールに接続され、前記圧縮室に冷媒を吸入させる吸入管（１８）と、
   前記固定スクロールの周囲に、前記吸入管の一部が配置され低圧の冷媒が存在する低圧空間（Ｓ２）が形成されており、前記圧縮機構を収容するケーシング（１０）と、
   を備え、
   前記吸入管には、吸入管の内部（ＩＮ１）を流れる冷媒の流速を上げる絞り部（７１）と、前記低圧空間と前記吸入管の内部とを連通させ前記吸入管の内部を流れる冷媒の流速が上がることによって前記低圧空間における冷媒を前記吸入管の内部へ吸入する吸入部（７４）と、が形成されている、
   圧縮機（１）。
2. 前記吸入管と前記固定スクロールとは、シール部材（７７）を介して接続されている、
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記吸入部を介して前記低圧空間における冷媒が前記吸入管の内部へと吸入されている吸入状態における前記低圧空間の冷媒の圧力（Ｐ１）は、前記吸入管の内部の前記絞り部の上流側における冷媒の吸入圧力に対して、２％〜６５％小さくなっている、
   請求項１又は２に記載の圧縮機。

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