JP2013245641A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】最も高温高圧の冷媒が吐出されるマフラー空間と低温低圧の冷媒が流れる固定スクロールの吸入室の位置関係によっては、吸入室の冷媒ガスは、マフラー空間から固定スクロールを経由して熱影響を受けてしまい、実際に圧縮室にとじ込められる時点で、その冷媒ガスは膨張し、循環量の低下を引き起こしてしまう。
【解決手段】固定スクロール１２上部の吐出口１７を覆うように設けられたマフラー１９により形成されたマフラー空間３７を、固定スクロール１２上部における圧縮室１５が、吸入室１６に重なる領域以外に設け、マフラー空間３７から吸入室１６への加熱（熱影響）を抑制し、高い体積効率を実現する圧縮機を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられる圧縮機に関するものである。

従来、空調装置や冷却装置などに用いられる密閉型圧縮機は、一般に、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスを圧縮機構部で圧縮し、冷凍サイクルへと送り込む役割を果たしている。冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスは吸入経路を経て、圧縮機構部に形成された圧縮室へと供給される。その後、圧縮されて高温高圧状態となった冷媒ガスは、圧縮機構部から密閉容器内へと吐出され、密閉容器に設けられた吐出管から冷凍サイクルへと送り込まれる（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、冷媒ガスは吸入管を経て、固定スクロールの吸入室に導かれ、圧縮された後、固定スクロールの吐出口から吐出される。吐出された高温高圧の冷媒ガスは、固定スクロール上部の吐出口を覆うように設けられたマフラーにより形成されたマフラー空間に吐出される。

特開２００４−３１６５９１号公報

しかしながら、従来の構成では、吸入室とマフラー空間との位置関係は何ら開示されていない。即ち、マフラー空間内の高温の冷媒ガスによる吸入室内の冷媒ガスへの熱影響については考慮されていなかった。実際、最も高温高圧の冷媒が吐出されるマフラー空間と低温低圧の冷媒が流れる固定スクロールの吸入室の位置関係によっては、吸入室の冷媒ガスは、マフラー空間から固定スクロールを経由して熱を受けてしまい、実際に圧縮室にとじ込める時点では、冷媒ガスは膨張し、循環量の低下を引き起こしてしまう課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、体積効率の向上による高効率を実現する圧縮機を提供することにある。

本発明の圧縮機は、固定スクロールの外周側に形成された吸入室に吸入された冷媒ガスを圧縮した後、固定スクロールの中央部に設けられた吐出口から吐出し、吐出口から吐出された冷媒ガスが、固定スクロール上部の吐出口を覆うように設けられたマフラー空間に、吐出されるスクロール圧縮機において、固定スクロール上部における吸入室に重なる領域以外に、マフラー空間を設けたものである。これによって、体積効率の向上による高効率を実現する圧縮機を提供できる。

本発明によれば、固定スクロール上部における低温の冷媒ガスが流れる吸入室に重なる領域以外に、高温の冷媒ガスが存在するマフラー空間を設けているため、マフラー空間から吸入室への加熱（熱影響）を抑制することができ、高い体積効率を得ることができる。

本発明の実施の形態１による圧縮機の縦断面図 図１における圧縮機の断面図 本発明の実施の形態１における旋回スクロールのラップ方向から見た正面図 本発明の実施の形態２による圧縮機の縦断面図 図４における圧縮機の断面図 本発明の実施の形態３による圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態４による圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態４における圧縮機構部の要部拡大断面図 本発明の実施の形態４における各部温度測定結果のグラフ

第１の発明は、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、固定スクロールの外周側に形成された吸入室に吸入された冷媒ガスを圧縮した後、固定スクロールの中央部に設けられた吐出口から吐出し、吐出口から吐出された冷媒ガスが、固定スクロール上部の吐出口を覆うように設けられたマフラーにより形成されたマフラー空間に、吐出されるスクロール圧縮機において、固定スクロール上部における吸入室に重なる領域以外に、マフラー空間を設けたものである。

この構成によれば、固定スクロール上部における低温の冷媒ガスが流れる吸入室に重なる領域以外に、高温の冷媒ガスが存在するマフラー空間を設けているため、マフラー空間から吸入室への加熱（熱影響）を抑制することができ、高い体積効率を得ることができる。

第２の発明は、第１の発明において、固定スクロール上部における吸入室に重なる領域に、断熱空間を設けたものである。

この構成によれば、固定スクロール上部における吸入室に重なる領域に設置した断熱空間は、高温の冷媒ガスが侵入しにくい淀んだ状態である。この淀んだ冷媒ガスが断熱層の役割を果たし、高温の冷媒が通過するマフラー空間と、比較的高温の冷媒が存在するマフラー上部の容器内空間から、固定スクロールの吸入室への加熱（熱影響）を抑制することができ、さらに高い体積効率を得ることができる。

第３の発明は、第２の発明において、マフラーを複数個設け、それらのマフラーによって囲まれた空間を断熱空間としたものである。

この構成によれば、第１のマフラーでマフラー空間を形成し、第２のマフラーで断熱空間を形成することが容易にできる。

第４の発明は、第２から３のいずれかの発明において、断熱空間を構成するマフラーを、熱伝導率の低い材料で形成したものである。

この構成によれば、高温の冷媒が通過するマフラー空間および、比較的高温の冷媒が存在するマフラー上部の容器内空間から、断熱空間への加熱（熱影響）を抑制することができ、さらに、固定スクロールにおける吸入室への加熱（熱影響）を抑制することができるため、高い体積効率を得ることができる。

第５の発明は、第２から４のいずれかの発明において、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部
と、圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、圧縮機構部によって、密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、一方の容器内空間から密閉容器の外部に冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、他方の容器内空間に電動機部を配置し、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、オイル分離機構部が、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスを円筒状空間に流入させる流入部と、円筒状空間から一方の容器内空間に、オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する送出口と、送出口と対向して配置され、分離したオイルと前記冷媒ガスの一部とを円筒状空間から排出する排出口とを有する圧縮機であって、断熱空間と他方の容器内空間を連通した通路を設けたものである。

この構成によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導くことで、冷媒ガスの温度は、他方の容器内空間の方が、一方の容器内空間よりも低くなる。この温度の低い他方の容器内空間と断熱空間を連通する通路を設けることにより、断熱空間内の冷媒ガス温度を低い状態で保持できるため、さらに、固定スクロールの吸入室への加熱（熱影響）を抑制することができ、高い体積効率を得ることができる。

第６の発明は、第１から５のいずれかの発明において、作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである。

この構成によれば、特に冷媒ガスの密度が高いため、圧力損失の比率も大きくなり、また温度差が大きくなるため、冷媒ガスは吸入室を通過する際に加熱されやすくなる。そのため本発明の構成の効果が顕著に現れ、高い体積効率を実現する圧縮機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による圧縮機の縦断面図である。

また、図２は図１の断面図、図３は、旋回スクロールのラップ方向から見た正面図である。図のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

図１に示すように、本発明の圧縮機は、密閉容器１と、その内部に圧縮機構部１０、モータ部２０を備えて構成されている。密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどして固定したシャフト５の主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした固定スクロール１２との間に、固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３を挟み込んでスクロール式の圧縮機構部１０を構成している。旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間には、旋回スクロール１３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などによる自転拘束機構１４を設け、シャフト５の上端にある偏心軸部５ａにて旋回スクロール１３を偏心駆動することにより、旋回スクロール１３を円軌道運動させる。これにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５が、外周側から中央部に向かって容積を縮めながら移動することを利用して、密閉容器１外の冷凍サイクルに通じた吸接管３から、吸接管３と圧縮室１５の間にある固定スクロールに設けられた常に吸入圧力である吸入室１６を経て冷媒ガスを吸入し、圧縮室１５に閉じ込んだのち圧縮を行う。所定の圧力に到達した冷媒ガスは、固定スクロール１２の中央部の吐出口１７からリード弁１８を押し開けて、吐出される。

固定スクロール１２の一方の容器内空間３１側には、吐出口１７及びリード弁１８を覆うマフラー１９が設けられている。マフラー１９は、吐出口１７を一方の容器内空間３１
から隔離し、マフラー空間３７を形成している。

シャフト５の下端にはポンプ６が設けられ、ポンプ６の吸い込み口が貯オイル部２内に存在するように配置する。ポンプ６はスクロール圧縮機と同時に駆動されるため、ポンプ６は密閉容器１の底部に設けられた貯オイル部２にあるオイルを、圧力条件や運転速度に関係なく、確実に吸い上げることができ、オイル切れの心配も解消される。ポンプ６で吸い上げたオイルは、シャフト５内を通縦しているオイル供給穴７を通じて圧縮機構部１０に供給される。なお、オイルをポンプ６で吸い上げる前もしくは吸い上げた後に、オイルフィルタ等でオイルから異物を除去すると、圧縮機構部１０への異物混入が防止でき、更なる信頼性向上を図ることができる。

圧縮機構部１０に導かれたオイルの圧力は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は固定スクロール１２から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。さらにオイルの一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部５ａと旋回スクロール１３との嵌合部、シャフト５と主軸受部材１１との間の軸受部８に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、貯オイル部２へ戻る。

高圧領域３５に供給されたオイルの別の一部は、旋回スクロール１３に形成され、かつ高圧領域３５に一開口端を有する経路７ａを通って、自転拘束機構１４が位置している背圧室３６に進入する。進入したオイルは、スラスト摺動部及び自転拘束機構１４の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧室３６にて旋回スクロール１３の背圧印加の役割を果たしている。

ここで冷媒ガスの圧縮に関して、詳細に説明する。図３は固定スクロール１２に旋回スクロール１３を噛み合わせた状態の圧縮機構部１０の横断面図であり、（Ｉ）〜（ＩＶ）の順番に位相を９０度刻みでずらした状態を示す図である。ここで旋回スクロール１３のラップ外壁と固定スクロール１２のラップ内壁に囲まれて形成される圧縮室を第１の圧縮室１５ａ、旋回スクロール１３のラップ内壁と固定スクロール１２のラップ外壁に囲まれて形成される圧縮室を第２の圧縮室１５ｂとする。図３の（Ｉ）は、第１の圧縮室１５ａが冷媒ガスを閉じ込めた瞬間の状態であり、その圧縮室を１５ａ−１とする。その後、第１の圧縮室１５ａは、（ＩＩ）の１５ａ−２、（ＩＩＩ）の１５ａ−３、（ＩＶ）の１５ａ−４、（Ｉ）の１５ａ−５、（ＩＩ）の１５ａ−６、（ＩＩＩ）の１５ａ−７と移動し、（ＩＶ）の１５ａ−８では固定スクロール１２の中心部に形成された吐出口１７を経て、点線で示したマフラー空間３７に吐出される。

同様に、圧縮室１５ｂにおいて、図３の（ＩＩＩ）は、第２の圧縮室１５ｂが冷媒ガスを閉じ込めた瞬間の状態であり、順次中心方向に圧縮室１５ｂが移動し、固定スクロール１２の中心部に形成された吐出口１７を経て、点線で示したマフラー空間３７に吐出される。

ここで、圧縮室１５ａと圧縮室１５ｂが、常に、吸入圧力となる領域となる吸入室１６は、それぞれの圧縮室について、冷媒ガスが閉じこんだ瞬間の、固定スクロール１２と旋回スクロール１３のラップ接点を結んだ範囲より下流の領域（斜線部）となる。

本実施の形態では、マフラー空間３７は、固定スクロール１２上部における吸入室１６（斜線部）に重なる領域以外に設けている。

低温状態の冷媒ガスは、密閉容器１外の冷凍サイクルと通じる吸接管３から常に吸入圧力の吸入室１６を通過し、圧縮室１５ａ及び１５ｂへと供給されるが、吸入室１６を通過
する際に外部から加熱されると、膨張してしまい、体積効率の低下を引き起こしてしまう。

特に、固定スクロール１２の吐出口１７からリード弁１８を押し開けて吐出された冷媒ガスは、最も高温であるため、マフラー空間３７に相当する固定スクロール上部は、加熱されやすい。しかし、マフラー空間３７を、固定スクロール１２上部における吸入室１６（斜線部）に重なる領域以外に設けているため、マフラー空間３７から吸入室１６への加熱（熱影響）を抑制することができ、高い体積効率を得ることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図、図５は、図４の断面図である。

本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。

本実施の形態では、固定スクロール１２上部における吸入室１６に重なる領域に、断熱空間３８を設けている。ここで、断熱空間３８をマフラー１９で形成しているが、これに限ったものではない。

この構成によれば、固定スクロール１２上部における吸入室１６に重なる領域に設置した断熱空間３８は、高温の冷媒ガスが侵入しにくい淀んだ状態であるため、淀んだ冷媒ガスが断熱層の役割を果たし、高温の冷媒が通過するマフラー空間３７と、比較的高温の冷媒が存在するマフラー１９上部の容器内空間３１から、固定スクロール１２の吸入室１６への加熱を、この断熱空間３７の断熱効果で抑制することができ、さらに圧縮室１５内での高い体積効率を得ることができる。

本実施の形態では、断熱空間３８が、固定スクロール１２の吸入室１６に重なる領域が広いほど、断熱空間３７から吸入室１６への断熱効果がより発揮される。また、固定スクロール１２上部のマフラー空間３７以外の領域において、断熱空間３８の領域が広いほど断熱効果がさらに発揮できる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図である。

本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
本実施の形態では、マフラー１９を複数個設けている。

この構成によれば、第１のマフラー１９−１でマフラー空間３７を形成し、第２のマフラー１９−２で断熱空間３８を形成することが容易にできる。すなわち、固定スクロール１２上部における吸入室１６に重なる領域に設置した断熱空間３８は、高温の冷媒ガスが侵入しにくい淀んだ状態である。この淀んだ冷媒ガスが断熱層の役割を果たし、マフラー１９−１で形成された高温の冷媒が通過するマフラー空間３７と、比較的高温の冷媒が存在するマフラー１９−２上部の容器内空間３１から、固定スクロール１２の吸入室１６への加熱（熱影響）を抑制することができ、さらに高い体積効率を得ることが容易にできる。

さらに、本実施の形態のように、圧縮機構部１０に吐出口１７にリード弁１８等を用いて冷媒ガスを吐出させた構成を設けた場合、リード弁１８等の騒音をマフラー１９−１と
１９−２の複数の空間で低減させることができ、更に低騒音の圧縮機を実現できる。

また、実施の形態２、３において、断熱空間３８を構成するマフラーを、熱伝導率の低い材料（例えば、樹脂材料（ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等）、セラミック）で形成することができる。

この構成によれば、高温の冷媒が通過するマフラー空間３８および、比較的高温の冷媒が存在するマフラー１９−２上部の容器内空間３１から、断熱空間３８への加熱（熱影響）を抑制することができ、さらに、固定スクロール１２の吸入室１６への加熱（熱影響）を抑制することができるため、圧縮室１５内での高い体積効率を得ることができる。

（実施の形態４）
図７は、本発明の第４の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図である。図７に示すように、本実施の形態による圧縮機は、密閉容器１内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機部２０とを備えている。

本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。

密閉容器１内は、圧縮機構部１０によって、一方の容器内空間３１と他方の容器内空間３２に分割している。そして、他方の容器内空間３２には、電動機部２０を配置している。また、他方の容器内空間３２は、電動機部２０によって、圧縮機構側空間３３と貯オイル側空間３４に分割している。そして、貯オイル側空間３４には、貯オイル部２を配置している。

次に、図７及び図８を用いて、実施の形態４による圧縮機のオイル分離機構部について説明する。図８は図７における圧縮機構部の要部拡大断面図である。

本実施の形態による圧縮機は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部４０を設けている。

オイル分離機構部４０は、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間４１と、マフラー１９で形成されたマフラー空間３７と円筒状空間４１とを連通する流入部４２と、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通する送出口４３と、円筒状空間４１と他方の容器内空間３２とを連通する排出口４４とを有する。

円筒状空間４１は、固定スクロール１２に形成した第１の円筒状空間４１ａと主軸受部材に形成した第２の円筒状空間４１ｂとで構成される。

流入部４２は、第１の円筒状空間４１ａに連通し、好ましくは流入部４２の開口を第１の円筒状空間４１ａの上端内周面に形成する。そして、流入部４２は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から円筒状空間４１に流入させる。流入部４２は、円筒状空間４１に対し、接線方向に開口している。

送出口４３は、円筒状空間４１の上端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成する。送出口４３は、第１の円筒状空間４１ａの上端面に形成することが好ましい。そして、送出口４３は、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。

排出口４４は、円筒状空間４１の下端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも他方の
容器内空間３２側に形成する。排出口４４は、第２の円筒状空間４１ｂの下端面に形成することが好ましい。そして、排出口４４は、円筒状空間４１から圧縮機構側空間３３に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。

ここで、送出口４３の開口部の断面積Ａは、円筒状空間４１の断面積Ｃよりも小さく、排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きい方が好ましい。送出口４３の開口部の断面積Ａが、円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４の方向に導かれることなく、送出口４３から吹き出してしまう。また、排出口４４の開口部の断面積Ｂが円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４から吹き出してしまう。

また、送出口４３の開口部の断面積Ａを、排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きくすることで、送出口４３における流路抵抗が減る。これにより、冷媒ガスは排出口４４よりも送出口４３に流れやすくなる。一例として、Ａ／Ｂは９程度に設定することができる。

本実施の形態では、固定スクロール１２の外周部に孔加工を施すことで第１の円筒状空間４１ａを形成し、主軸受部材１１の外周部に孔加工を施すことで第２の円筒状空間４１ｂを形成する。また、固定スクロール１２の反ラップ側端面には、第１の円筒状空間４１ａに対し、接線方向に開口する溝を形成し、第１の円筒状空間４１ａ側の溝の一部をマフラー１９で覆うことで流入部４２を構成している。また、送出口４３は、マフラー１９に形成した孔で構成し、この孔を第１の円筒状空間４１ａの開口に配置している。また、排出口４４は、軸受けカバー４５に形成した孔で構成し、この孔を第２の円筒状空間４１ｂの開口に配置している。

以下に本実施の形態によるオイル分離機構部４０の作用を説明する。

マフラー１９で形成されたマフラー空間３７に吐出された冷媒ガスは、固定スクロール１２に形成された流入部４２を経て、円筒状空間４１に導かれる。流入部４２は円筒状空間４１に対し、接線方向に開口しているため、流入部４２から送出される冷媒ガスは、円筒状空間４１の内壁面に沿って流れ、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口４４に向かった流れとなる。

冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間４１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。

円筒状空間４１の内周面で発生した旋回流は、排出口４４に到達後、又は排出口４４近傍で折り返し、円筒状空間４１の中心を通る上昇流に変わる。

遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、上昇流により送出口４３に到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。

また円筒状空間４１で分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口４４から圧縮機側空間３３に送り出される。圧縮機側空間３３に送り出されたオイルは、自重により密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。

圧縮機側空間３３に送り出された冷媒ガスは、圧縮機構部１０の隙間を通過して一方の
容器内空間３１に至り、吐出管４から密閉容器１の外部に送り出される。

本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、送出口４３を流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成し、排出口４４を流入部４２よりも他方の容器内空間３２側に形成することで、流入部４２から排出口４４までの間では、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生し、排出口４４から送出口４３までの間では、円筒状空間４１の中心部で旋回流と逆方向の流れが発生する。従って、排出口４４が流入部４２から離れるに従い、冷媒ガスの旋回回数が増え、オイルの分離効果が高まる。また旋回後の冷媒ガスは、旋回流の中心部を通過するため、送出口４３は、流入部４２よりも反排出口側にあればよい。すなわち、流入部４２と排出口４４との距離を可能な限り大きくすることで、オイル旋回分離の効果を高めることができる。

また、本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、容器内空間３２に分離したオイルを貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出するため、円筒状空間４１の内周面で発生する旋回流を、排出口４４の方向に導く作用を備えている。

仮に、円筒状空間４１に排出口４４を形成せず、円筒状空間４１内にオイルを貯留すると、排出口４４から外部に引っ張る流れが発生しないため、オイル面に到達する前に旋回流が消滅してしまうか、オイル面に到達するとオイルを巻き上げてしまう。また円筒状空間４１に排出口４４を形成せずに、オイル分離機能を発揮させるためには、オイルを貯留するに十分な空間を形成する必要がある。

しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部４０のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出することで、旋回流を排出口４４に導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。

本実施の形態によれば、圧縮機構部１０で圧縮されてオイル分離機構部４０から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に導かれて吐出管４から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部２０を通過しない。

図９は、ある運転条件での各部における冷媒ガスの温度測定結果のグラフである。本実施の形態の冷媒ガスの温度測定結果と、冷媒ガスが電動機部２０を通過する図１に示すような実施の形態１の構成における温度測定結果を対比している。ここで、電動機部２０には、ＤＣブラシレスモータを使用しており、効率の良い電動機部２０であり、電動機部２０の運転による発熱も抑制されている。本実施の形態では、電動機部２０が冷媒ガスにより加熱されることがないため、図１に示すように、冷媒ガスが電動機部２０を通過する構成と比較して、電動機部２０の温度を約２０℃下げることができる。すなわち、冷媒ガスによって電動機２０が加熱されることなく、電動機部２０の高効率が図れる。

また、本実施の形態によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、他方の容器内空間３２の圧縮機側空間３３の加熱も抑制されるため、特に低温状態の冷媒ガスが通過する吸入室１６で発生する冷媒ガスの加熱を低減することができる。さらに、密閉容器１から圧縮機構部１０の吸入室１６への加熱も抑制される。よって、吸入加熱が抑制されるため、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、オイル分離機構部４０で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間３２に排出するため、円筒状空間４１内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間４１内で吹き上げられ、送出口４３から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間４１内にオイルを滞留させないため、円筒状空間
４１を小さく構成できる。

また、本実施の形態によれば、貯オイル部２を貯オイル空間３４に配置し、圧縮機構側空間３３ではオイルを貯留しないため、密閉容器１を小型化できる。

また、本実施の形態によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、流入部４２によって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出されたほとんどの高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、円筒状空間４１を、固定スクロール１２と主軸受部材１１に形成したことで、吐出口１７から吐出管４までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器１を小型化できる。

また、本実施の形態では、図７及び図８に示すように、固定スクロール１２上部における吸入室１６に重なる領域に、断熱空間３８を設けている。そして、断熱空間３８と他方の容器内空間３２の圧縮機側空間３３を連通した通路３９を設置している。

この構成によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、図９に示すように、冷媒ガスの温度は、他方の容器内空間３２の圧縮機側空間３３の方が、一方の容器内空間３１よりも低くなる。この温度の低い圧縮機側空間３３と断熱空間３８を通路３９で連通することにより、断熱空間３８内に存在する淀んだ冷媒ガスの温度を低い状態で保持できる。よって、さらに、固定スクロール１２の吸入室１６への加熱（熱影響）を抑制することができ、高い体積効率を得ることができる。

また、上記実施の形態における圧縮機において、断熱空間３８を構成するマフラーを、熱伝導率の低い材料（例えば、樹脂材料（ＰＰＳ、ＰＥＥＫ等）、セラミック）で形成することにより、断熱空間３８への加熱を抑制することができ、さらに、高い体積効率を得ることは言うまでもない。

また、上記各実施の形態における圧縮機においては、冷媒として二酸化炭素を用いることができる。二酸化炭素は高温冷媒であり、このような高温冷媒を用いる場合には、本発明は更に有効である。

本発明は、スクロール圧縮機やロータリー圧縮機など、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を有する圧縮機に適用でき、特に高温冷媒を用いる圧縮機に適している。

１ 密閉容器
２ 貯オイル部
４ 吐出管
１０ 圧縮機構部
１１ 主軸受部材
１２ 固定スクロール
１３ 旋回スクロール
１４ 自転拘束機構
１６ 吸入室
１７ 吐出口
１９ マフラー
１９−１ 第１のマフラー
１９−２ 第２のマフラー
２０ 電動機部
３１ 容器内空間
３２ 容器内空間
３３ 圧縮機構側空間
３４ 貯オイル側空間
３７ マフラー空間
３８ 断熱空間
３９ 通路
４０ オイル分離機構部
４１ 円筒状空間
４２ 流入部
４３ 送出口
４４ 排出口

Claims (6)

1. 鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき圧縮室が容積を変えながら移動することで、前記固定スクロールの外周側に形成された吸入室に吸入された冷媒ガスを圧縮した後、前記固定スクロールの中央部に設けられた吐出口から吐出し、前記吐出口から吐出された冷媒ガスが、前記固定スクロール上部の吐出口を覆うように設けられたマフラーにより形成されたマフラー空間に吐出される圧縮機において、
   前記固定スクロール上部における吸入室に重なる領域以外に、前記マフラー空間を設けたことを特徴とする圧縮機。
2. 前記固定スクロール上部における吸入室に重なる領域に、断熱空間を設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記マフラーを複数個設け、それらのマフラーによって囲まれた空間を断熱空間としたことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記断熱空間を構成するマフラーを、熱伝導率の低い材料で形成したことを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機。
5. 冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、前記圧縮機構部によって、前記密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、前記一方の容器内空間から前記密閉容器の外部に前記冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、前記他方の容器内空間に前記電動機部を配置し、前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、前記オイル分離機構部が、前記冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスを前記円筒状空間に流入させる流入部と、前記円筒状空間から前記一方の容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する送出口と、前記送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと前記冷媒ガスの一部とを前記円筒状空間から排出する排出口とを有する圧縮機であって、
   前記断熱空間と前記他方の容器内空間を連通した通路を設けたことを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の圧縮機。
6. 冷媒ガスとしての作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としてなる請求項１から５のいずれかに記載の圧縮機。