JP2017002730A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】摺動部の多いクランクシャフト近傍に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】ガス冷媒と環状流の潤滑油が二相状態で流れる冷媒吸入配管１１に油分離回収機構３０を配設した冷媒吸入配管１１を二重管とし、この二重管を構成する一方の冷媒吸入外管３１の内壁には下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザー３２を設け、また、二重管を構成する他方の冷媒吸入内管３３の先端入口をディフューザー３２入口より下流側に配置し、冷媒吸入内管３３の後端を圧縮室３の外周部となる密閉容器６の圧縮室３の中心部に向けて接続し、冷媒吸入内管３３入口より下流側の冷媒吸入外管３１に配置した油配管３４をクランクシャフト１５ａが配置された近傍空間の密閉容器６に接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に冷媒吸入配管でガス冷媒と二相状態で流れる潤滑油のクランクシャフト近傍空間（スラスト軸受、旋回スクロール駆動軸受などが配設されている空間）への給油に関する。

スクロール圧縮機は、固定スクロールおよび旋回スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせることにより、固定スクロールと旋回スクロールとの相互間にガス冷媒を圧縮する圧縮室が形成されている。また、ガス冷媒の吸入室は圧縮室の一番外周部に存在し、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒の吐出ポートは圧縮室の一番内周部（中心部）に存在している。そして、旋回スクロールを公転運動（旋回運動）させることで、圧縮室を外周部から中心部に向かって移動させながら徐々に圧縮室の容積を減少させ、冷媒吸入口から吸入室に吸入されたガス冷媒を所定の比率で圧縮する圧縮動作を行い、吐出ポートから圧縮機密閉容器内の吐出室へ圧縮されて高温高圧となったガス冷媒を吐出する（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−１５９２６８号公報

図３で例示するスクロール圧縮機５０の概略構成を示す断面側面図に基づいてスクロール圧縮機５０の構成および動作について説明する。

ここで例示するスクロール圧縮機５０は、冷凍サイクルを循環するガス冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧となったガス冷媒を吐出させるものである。このスクロール圧縮機５０は、密閉容器６（密閉容器６ａ、６ｂで構成されている）内に固定スクロール１と固定スクロール１に対して公転運動（旋回運動）を行う旋回スクロール２を組み合わせた圧縮機構部を備えている。また、スクロール圧縮機５０は、旋回スクロール２を軸支する主軸１５を駆動する駆動部１４（例えば、電動機やクラッチなどの回転駆動手段）を備えている。

固定スクロール１は、台板１ｂと、台板１ｂの一方の面に立設された渦巻状突起である板状渦巻歯１ａとで構成され、密閉容器６（密閉容器６ａ）にボルトなどで固定されている。また、旋回スクロール２は、台板２ｂと、台板２ｂの一方の面に立設され、板状渦巻歯１ａと実質的に同一形状の渦巻状突起である板状渦巻歯２ａとで構成されている。この固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで、相対的に容積が変化する圧縮室３が形成される。

そして、固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで形成されている圧縮室３の外周部となる密閉容器６（密閉容器６ｂ）には、ガス冷媒を圧縮室３に供給するための冷媒吸入配管１１が設けられている。また、固定スクロール１の台板１ｂの中央部には、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒を吐出する吐出ポート４が形成されている。そして、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂに設けられている吐出弁装置５を介して密閉容器６内の吐出室７に吐出されるようになっている。この吐出室７に吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒吐出口１２から冷凍サイクルに吐出されることになる。

旋回スクロール２は、自転運動を阻止するための自転運動阻止機構９により、固定スクロール１に対して自転運動をすることなく公転運動を行い、旋回スクロール２（台板２ｂの板状渦巻歯２ａの形成面とは反対側の背面２ｃ）に作用するスラスト荷重（スラスト軸受押し付け荷重）Ｆを密閉容器６（密閉容器６ｂ）のスラスト荷重受面６ｃで受け止めるようにしている。また、背面２ｃの略中心部には、中空円筒形状のボス部２ｄが形成されている。

この旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆをスラスト荷重受面６ｃで受け止めるスラスト軸受は、旋回スクロール２の背面２ｃと、背面２ｃに対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃと、この二面間に充填された潤滑油で構成される。

さらに、主軸１５の一端部に設けられたクランクシャフト１５ａにはバランスウェイト１６が取り付けられている。このクランクシャフト１５ａに取り付けられたバランスウェイト１６外周部と中空円筒形状のボス部２ｄ内周部との間には旋回スクロール２の駆動軸受１７が設けられている。

この主軸１５の一方（クランクシャフト１５ａの近傍）は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた主軸受１８によって回転自在に軸支され、主軸１５の他方は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた副軸受１９によって回転自在に軸支されている。また、主軸１５と密閉容器６（密閉容器６ｂ）との間には、潤滑油の移動を阻止するシャフトシール１３が設けられている。

そして、駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクシャフト１５ａ）が回転して旋回スクロール２が旋回運動（揺動運動）を行うことにより生じるアンバランスがバランスウエイト１６により相殺されることで、静バランスおよび動バランスが保たれるようになっている。

これら、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などがクランクシャフト１５ａ近傍（周辺）に配設されている摺動部である。

吐出弁装置５は、吐出ポート４の開口（高温高圧のガス冷媒の出口）を開閉する薄板状の吐出弁５ａと、吐出弁５ａの開度（浮上量）を規制するとともに吐出弁５ａの過剰な変形を抑制する弁押さえ５ｂと、弁押さえ５ｂを吐出弁５ａを介して固定スクロール１の台板１ｂに固定する固定ボルト５ｃとで構成されている。弁押さえ５ｂは、平坦部に続く湾曲部を先端部に有する形状となっており、この湾曲部の高さで吐出弁５ａの浮上量すなわち開度が規制されている。吐出弁５ａは、ガス冷媒の流れが吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へと一方向の流れとなるように許容するものである。

ここで、スクロール圧縮機５０の動作について説明する。駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクシャフト１５ａ）が回転駆動されると、自転運動阻止機構９により自転を抑制された旋回スクロール２は、公転運動（旋回運動）を行う。旋回スクロール２が公転運動を行うと、ガス冷媒は冷媒吸入配管１１の冷媒吸入口１１ａから圧縮室３内へと流れ込み、ガス冷媒の吸入過程が開始される。さらに、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとは互いに噛み合ってその相互間に圧縮室３を形成しているので、圧縮室３内に流入したガス冷媒は、旋回スクロール２の公転運動に伴い圧縮室３の容積が縮小されていくため、所定の比率で圧縮されることになる。

圧縮室３で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂ中央部に設けられた吐出ポート４へと導かれる。この吐出ポート４の開口端（固定スクロール１の台板１ｂ右端）には、吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へとガス冷媒が一方向に流れることを許容する吐出弁装置５が設けられているので、吐出ポート４内のガス冷媒圧力が吐出室７内のガス冷媒圧力よりも高くなると、吐出弁装置５が開き、吐出ポート４内の高温高圧ガス冷媒を吐出室７へと吐出する。そして、吐出室７へと吐出された高温高圧のガス冷媒は、ガス冷媒吐出口１２から冷凍サイクルへと吐出される。このようにして、スクロール圧縮機５０は、ガス冷媒の吸入→圧縮→吐出を連続的に繰り返す。

このようにして、駆動部１４によって主軸１５が回転駆動され、クランクシャフト１５ａに回転自在に取り付けられた旋回スクロール２が自転運動阻止機構９により自転を抑制されて公転運動を行うと、ガス冷媒は冷媒吸入配管１１の冷媒吸入口１１ａから圧縮室３内へと流れ、ガス冷媒の吸入過程が開始される。さらに、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとが互いに噛み合って相互間に形成している圧縮室３内に流入したガス冷媒は、旋回スクロール２の公転運動に伴って圧縮室３の容積が縮小されて所定の比率で圧縮されると旋回スクロール２にスラスト荷重Ｆが発生することになるが、この旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆは背面２ｃを介してスラスト荷重受面６ｃで受け止められる。

そして、旋回スクロール２が固定スクロール１およびスラスト荷重受面６ｃに対して公転運動を行うと、旋回スクロール２の背面２ｃとスラスト荷重受面６ｃとの摺接面間（旋回スクロール２の背面２ｃと、この旋回スクロール２の背面２ｃと対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃとの二面間）にスラスト荷重Ｆが作用して摺接面が接触することで摩耗が発生し、最悪の場合には焼き付きに至ることとなるが、冷媒吸入配管１１の冷媒吸入口１１ａからガス冷媒とともに供給された環状流の潤滑油が給油通路６ｄを通って流れて摺接面間が潤滑されることで、摺接面における摩耗や焼き付きを防止するようにしている。

また、本構成のスクロール圧縮機５０では、駆動部１４によって主軸１５（クランクシャフト１５ａ）が回転駆動されると、クランクシャフト１５ａに回転自在に取り付けられた旋回スクロール２が自転運動阻止機構９により自転を抑制されて公転運動を行うように構成されている。

このクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）の空間には多くの摺動部が存在し、信頼性の観点からクランクシャフト１５ａ近傍に配設されている自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部への給油量確保が重要となる。

しかしながら、スクロール圧縮機５０の冷媒吸入配管１１は圧力損失低減のため、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとが互いに噛み合って相互間に形成している圧縮室３（スクロール吸入部）近傍に配設されることから、冷媒吸入配管１１内でガス冷媒とともに流れる潤滑油（環状流の油）をクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）の空間に給油することが困難である。このため、クランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に配設されている自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が摩耗して信頼性が低下する問題があった。

また、冷媒吸入配管１１内のガス冷媒とともに流れる潤滑油（環状流の油）でクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に配設されている多くの摺動部を潤滑するスクロール圧縮機５０では、給油は冷媒吸入口１１ａ付近の密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けた溝状の給油通路６ｄから供給している。しかし、給油通路６ｄからクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に配設されている多くの摺動部までの経路における空間がバランスウェイト１６の配置により狭くなっており、潤滑油（環状流の油）はクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に配設されている多くの摺動部まで到達しにくいことから給油量不足により自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部に摩耗が発生し、信頼性が低下する問題があった。また、一般的に冷媒吸入配管１１内を流れる潤滑油は、冷媒吸入配管１１管内壁に付着した環状流または環状噴霧流であり、潤滑油の大半がミスト状ではないため、ガス冷媒の流れに追従できず給油通路６ｄへ誘導しにくいという問題があった。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、冷媒吸入配管でガス冷媒とともに流れる潤滑油を簡易な構造で分離回収し、摺動部が多く配設されているクランクシャフトが配置された近傍の空間に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係るスクロール圧縮機は、ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管を有し、クランクシャフトを回転させることにより旋回スクロールを公転運動させ、前記旋回スクロールおよび固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した圧縮室の容積を減少させながら中心部へと移動させて前記ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
前記冷媒吸入配管には油分離回収機構を配設し、
前記油分離回収機構で分離された前記ガス冷媒は、前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した前記圧縮室に供給し、
前記油分離回収機構で分離された前記潤滑油は、前記クランクシャフトが配置された近傍の空間に供給することを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係るスクロール圧縮機は、上述した請求項１において、前記油分離回収機構は、前記冷媒吸入配管を二重管とし、
前記二重管を構成する一方の冷媒吸入外管の内壁には、下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザーを設け、
前記二重管を構成する他方の冷媒吸入内管の先端を前記ディフューザー入口より下流側に配置し、
前記冷媒吸入内管の後端を前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した前記圧縮室に接続し、
前記冷媒吸入内管入口より下流側の前記冷媒吸入外管に配置した油配管を前記クランクシャフトが配置された近傍の空間に接続したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管を有し、クランクシャフトを回転させることにより旋回スクロールを公転運動させ、前記旋回スクロールおよび固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した圧縮室の容積を減少させながら中心部へと移動させて前記ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、前記冷媒吸入配管には油分離回収機構を配設し、前記油分離回収機構で分離された前記ガス冷媒は、前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した前記圧縮室に供給し、前記油分離回収機構で分離された前記潤滑油は、前記クランクシャフトが配置された近傍の空間に供給することにより、冷媒吸入配管内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油を分離回収することができ、スクロール圧縮機の摺動部が密集するクランクシャフトが配置された近傍の空間への給油量を増大することができる。これにより、冷媒吸入配管でガス冷媒とともに流れる潤滑油を簡易な構造で分離回収し、摺動部が多く配設されているクランクシャフトが配置された近傍の空間に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することが可能となる。

また、請求項２の発明によれば、前記油分離回収機構は、前記冷媒吸入配管を二重管とし、前記二重管を構成する一方の冷媒吸入外管の内壁には、下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザーを設け、前記二重管を構成する他方の冷媒吸入内管の先端を前記ディフューザー入口より下流側に配置し、前記冷媒吸入内管の後端を前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した前記圧縮室に接続し、前記冷媒吸入内管入口より下流側の前記冷媒吸入外管に配置した油配管を前記クランクシャフトが配置された近傍の空間に接続したことにより、冷媒吸入配管内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油を分離回収することができ、スクロール圧縮機の摺動部が密集するクランクシャフトが配置された近傍の空間への給油量を増大することができる。これにより、冷媒吸入配管でガス冷媒とともに流れる潤滑油を簡易な構造で分離回収し、摺動部が多く配設されているクランクシャフトが配置された近傍の空間に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態であるスクロール圧縮機の概略構成を示す断面側面図である。 図１に示したスクロール圧縮機の油分離回収機構の概略構成を示す断面側面図である。 従来のスクロール圧縮機の概略構成を示す断面側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る油分離回収機構を備えたスクロール圧縮機の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、ここで説明するスクロール圧縮機は横置き型の例を示すが、縦置き型のものにも本発明を適用することができる。また、本発明に係る油分離回収機構はスクロール圧縮機に限らず、他の圧縮機やポンプに適用することができる。また、図１を含め、以下の図面は模式的に表したものであり、各構成部材の大きさなどの関係についても実際のものとは異なる場合があり、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、従来と同一構成に関しては同一符号を用いる。

図１は、本発明の実施の形態であるスクロール圧縮機２０の概略構成を示す断面側面図である。図１に基づいて、スクロール圧縮機２０の構成および動作について説明する。

ここで例示するスクロール圧縮機２０は、例えば、空気調和装置や給湯装置、冷蔵装置、冷凍装置などの各種機器に用いられる冷凍サイクルを構成する要素の一つとなるものである。

スクロール圧縮機２０は、冷凍サイクルを循環するガス冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧となったガス冷媒を吐出させるものである。このスクロール圧縮機２０は、密閉容器６（密閉容器６ａ、６ｂで構成されている）内に固定スクロール１と固定スクロール１に対して公転運動（旋回運動）を行う旋回スクロール２を組み合わせた圧縮機構部を備えている。また、スクロール圧縮機２０は、旋回スクロール２を軸支する主軸１５を駆動する駆動部１４（例えば、電動機やクラッチなどの回転駆動手段）を備えている。

固定スクロール１は、台板１ｂと、台板１ｂの一方の面に立設された渦巻状突起である板状渦巻歯１ａとで構成され、密閉容器６（密閉容器６ａ）にボルトなどで固定されている。また、旋回スクロール２は、台板２ｂと、台板２ｂの一方の面に立設され、板状渦巻歯１ａと実質的に同一形状の渦巻状突起である板状渦巻歯２ａとで構成されている。この固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで、相対的に容積が変化する圧縮室３が形成される。

そして、固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで形成されている圧縮室３の外周部となる密閉容器６（密閉容器６ｂ）には、冷媒吸入配管１１に配設された油分離回収機構３０で分離されたガス冷媒を圧縮室３に供給するための冷媒吸入内管３３後端が圧縮室３（固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせた中心部付近）に向けて接続されている。また、固定スクロール１の台板１ｂの中央部には、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒を吐出する吐出ポート４が形成されている。そして、圧縮されて高温高圧となったガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂに設けられている吐出弁装置５を介して密閉容器６内の吐出室７に吐出されるようになっている。この吐出室７に吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒吐出口１２から冷凍サイクルに吐出されることになる。

旋回スクロール２は、自転運動を阻止するための自転運動阻止機構９により、固定スクロール１に対して自転運動をすることなく公転運動を行い、旋回スクロール２（台板２ｂの板状渦巻歯２ａの形成面とは反対側の背面２ｃ）に作用するスラスト荷重（スラスト軸受押し付け荷重）Ｆを密閉容器６（密閉容器６ｂ）のスラスト荷重受面６ｃで受け止めるようにしている。また、背面２ｃの略中心部には、中空円筒形状のボス部２ｄが形成されている。

この旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆをスラスト荷重受面６ｃで受け止めるスラスト軸受は、旋回スクロール２の背面２ｃと、背面２ｃに対向する位置に配置されたスラスト荷重受面６ｃと、この二面間に充填された潤滑油で構成される。

さらに、主軸１５の一端部に設けられたクランクシャフト１５ａにはバランスウェイト１６が取り付けられている。このクランクシャフト１５ａに取り付けられたバランスウェイト１６外周部と中空円筒形状のボス部２ｄ内周部との間には旋回スクロール２の駆動軸受１７が設けられている。

この主軸１５の一方（クランクシャフト１５ａの近傍）は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた主軸受１８によって回転自在に軸支され、主軸１５の他方は、密閉容器６（密閉容器６ｂ）に設けられた副軸受１９によって回転自在に軸支されている。また、主軸１５と密閉容器６（密閉容器６ｂ）との間には、潤滑油の移動を阻止するシャフトシール１３が設けられている。

そして、駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクシャフト１５ａ）が回転して旋回スクロール２が旋回運動（揺動運動）を行うことにより生じるアンバランスがバランスウエイト１６により相殺されることで、静バランスおよび動バランスが保たれるようになっている。

これら、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などがクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）の空間に配設されている摺動部である。そして、クランクシャフト１５ａが配置された近傍空間の密閉容器６（密閉容器６ｂ）には、冷媒吸入配管１１に配設された油分離回収機構３０で分離された潤滑油を供給するための、冷媒吸入内管３３入口より下流側の冷媒吸入外管３１に配置した油配管３４が接続されている。

吐出弁装置５は、吐出ポート４の開口（高温高圧のガス冷媒の出口）を開閉する薄板状の吐出弁５ａと、吐出弁５ａの開度（浮上量）を規制するとともに吐出弁５ａの過剰な変形を抑制する弁押さえ５ｂと、弁押さえ５ｂを吐出弁５ａを介して固定スクロール１の台板１ｂに固定する固定ボルト５ｃとで構成されている。弁押さえ５ｂは、平坦部に続く湾曲部を先端部に有する形状となっており、この湾曲部の高さで吐出弁５ａの浮上量すなわち開度が規制されている。吐出弁５ａは、ガス冷媒の流れが吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へと一方向の流れとなるように許容するものである。

図２は、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機２０の油分離回収機構３０の概略構成を示す断面側面図である。

図２に示しているように、油分離回収機構３０は、ガス冷媒と環状流の潤滑油が二相状態で流れる冷媒吸入配管１１に配設してある。油分離回収機構３０は、冷媒吸入配管１１を二重管とし、この二重管を構成する一方の冷媒吸入外管３１の内壁には、下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザー３２を設け、また、二重管を構成する他方の冷媒吸入内管３３の先端入口をディフューザー３２入口より下流側に配置し、冷媒吸入内管３３の後端を固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａとを互いに噛み合わせることで形成されている圧縮室３の外周部となる密閉容器６（密閉容器６ｂ）の圧縮室３に向けて接続している。

また、冷媒吸入内管３３入口より下流側の冷媒吸入外管３１に配置した油配管３４を、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）空間の密閉容器６（密閉容器６ｂ）に接続している。

このように、冷媒吸入外管３１の内壁に下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザー３２を設けることで、コアンダ効果により内壁に沿って環状に流れる潤滑油の壁面からの剥離を抑制可能で、潤滑油を容易に油配管３４へと誘導することができる。また、ディフューザー３２の形状はテーパー状が望ましいが、上流から下流に向かって曲率を有している形状でも同様の効果を得ることができる。

そして、油分離回収機構３０で分離されたガス冷媒は冷媒吸入内管３３から圧縮室３に供給され、油分離回収機構３０で分離された潤滑油は油配管３４から、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が多く配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に供給するようにしている。

このように、ガス冷媒と環状流の潤滑油が二相状態で流れる冷媒吸入配管１１に油分離回収機構３０を配設した冷媒吸入配管１１を二重管とし、この二重管を構成する一方の冷媒吸入外管３１の内壁には、下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザー３２を設け、また、二重管を構成する他方の冷媒吸入内管３３の先端入口をディフューザー３２入口より下流側に配置し、冷媒吸入内管３３の後端を圧縮室３の外周部となる密閉容器６（密閉容器６ｂ）の圧縮室３に向けて接続し、冷媒吸入内管３３入口より下流側の冷媒吸入外管３１に配置した油配管３４を、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）空間の密閉容器６（密閉容器６ｂ）に接続することにより、冷媒吸入配管１１内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油を分離回収することができ、スクロール圧縮機２０の摺動部が密集するクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間への給油量を増大することができる。これにより、冷媒吸入配管１１でガス冷媒とともに流れる潤滑油を簡易な構造で分離回収し、摺動部が多く配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

ここで、スクロール圧縮機２０の動作について説明する。駆動部１４の回転に伴って主軸１５（クランクシャフト１５ａ）が回転駆動されると、自転運動阻止機構９により自転を抑制された旋回スクロール２は、公転運動（旋回運動）を行う。旋回スクロール２が公転運動を行うと、油分離回収機構３０で分離されたガス冷媒は冷媒吸入内管３３から圧縮室３内へと流れ込み、ガス冷媒の吸入過程が開始される。さらに、旋回スクロール２の板状渦巻歯２ａと固定スクロール１の板状渦巻歯１ａとは互いに噛み合ってその相互間に圧縮室３を形成しているので、圧縮室３内に流入したガス冷媒は、旋回スクロール２の公転運動に伴い圧縮室３の容積が縮小されていくため、所定の比率で圧縮されることになる。

圧縮室３で圧縮された高温高圧のガス冷媒は、固定スクロール１の台板１ｂ中央部に設けられた吐出ポート４へと導かれる。この吐出ポート４の開口端（固定スクロール１の台板１ｂ右端）には、吐出ポート４から密閉容器６内の吐出室７へとガス冷媒が一方向に流れることを許容する吐出弁装置５が設けられているので、吐出ポート４内のガス冷媒圧力が吐出室７内のガス冷媒圧力よりも高くなると、吐出弁装置５が開き、吐出ポート４内の高温高圧ガス冷媒を吐出室７へと吐出する。そして、吐出室７へと吐出された高温高圧のガス冷媒は、ガス冷媒吐出口１２から冷凍サイクルへと吐出される。このようにして、スクロール圧縮機２０は、ガス冷媒の吸入→圧縮→吐出を連続的に繰り返す。

このようにして、駆動部１４によって主軸１５が回転駆動され、クランクシャフト１５ａに回転自在に取り付けられた旋回スクロール２が自転運動阻止機構９により自転を抑制されて公転運動を行うとガス冷媒が所定の比率で圧縮され、旋回スクロール２に発生するスラスト荷重Ｆが背面２ｃを介してスラスト荷重受面６ｃで受け止められる。

そして、本構成の油分離回収機構３０を備えたスクロール圧縮機２０では、ガス冷媒と環状流の潤滑油が二相状態で流れる冷媒吸入配管１１に油分離回収機構３０を配設した冷媒吸入配管１１を二重管とし、この二重管を構成する一方の冷媒吸入外管３１の内壁には、下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザー３２を設け、また、二重管を構成する他方の冷媒吸入内管３３の先端入口をディフューザー３２入口より下流側に配置し、冷媒吸入内管３３の後端を圧縮室３の外周部となる密閉容器６（密閉容器６ｂ）の圧縮室３に向けて接続し、冷媒吸入内管３３入口より下流側の冷媒吸入外管３１に配置した油配管３４を、自転運動阻止機構９、シャフトシール１３、駆動軸受１７、主軸受１８、そしてスラスト軸受などの摺動部が多く配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍（周辺）空間の密閉容器６（密閉容器６ｂ）に接続している。

これにより、冷媒吸入配管１１内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油を分離回収することで、スクロール圧縮機２０の摺動部が密集するクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間への給油量を増大することができる。そして、冷媒吸入配管１１でガス冷媒とともに流れる潤滑油を簡易な構造で分離回収し、摺動部が多く配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管１１を有し、クランクシャフト１５ａを回転させることにより旋回スクロール２を公転運動させ、固定スクロール１および旋回スクロール２それぞれの台板１ｂ、２ｂ上に設けられた板状渦巻歯１ａ、２ａを互いに噛み合わせて形成した圧縮室３の容積を減少させながら中心部へと移動させてガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機２０において、冷媒吸入配管１１には油分離回収機構３０を配設し、油分離回収機構３０で分離されたガス冷媒は、固定スクロール１および旋回スクロール２それぞれの台板１ｂ、２ｂ上に設けられた板状渦巻歯１ａ、２ａを互いに噛み合わせて形成した圧縮室３に供給し、油分離回収機構３０で分離された潤滑油は、クランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に供給することにより、冷媒吸入配管１１内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油を分離回収することができ、スクロール圧縮機２０の摺動部が密集するクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間への給油量を増大することができる。これにより、冷媒吸入配管１１でガス冷媒とともに流れる潤滑油を簡易な構造で分離回収し、摺動部が多く配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

また、油分離回収機構３０は、冷媒吸入配管１１を二重管とし、二重管を構成する一方の冷媒吸入外管３１の内壁には、下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザー３２を設け、二重管を構成する他方の冷媒吸入内管３３の先端をディフューザー３２入口より下流側に配置し、冷媒吸入内管３３の後端を固定スクロール１および旋回スクロール２それぞれの台板１ｂ、２ｂ上に設けられた板状渦巻歯１ａ、２ａを互いに噛み合わせて形成した圧縮室３に接続し、冷媒吸入内管３３入口より下流側の冷媒吸入外管３１に配置した油配管３４をクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に接続したことにより、冷媒吸入配管１１内を内壁に沿って環状に流れる潤滑油を分離回収することができ、スクロール圧縮機２０の摺動部が密集するクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間への給油量を増大することができる。これにより、冷媒吸入配管１１でガス冷媒とともに流れる潤滑油を簡易な構造で分離回収し、摺動部が多く配設されているクランクシャフト１５ａが配置された近傍の空間に容易に給油可能な信頼性の高いスクロール圧縮機２０を提供することが可能となる。

１ 固定スクロール
１ａ 板状渦巻歯
１ｂ 台板
２ 旋回スクロール
２ａ 板状渦巻歯
２ｂ 台板
２ｃ 背面
３ 圧縮室
４ 吐出ポート
５ 吐出弁装置
６ 密閉容器
６ｃ スラスト荷重受面
６ｄ 給油通路
７ 吐出室
９ 自転運動阻止機構
１１ 冷媒吸入配管
１２ 冷媒吐出口
１３ シャフトシール
１４ 駆動部
１５ 主軸
１５ａ クランクシャフト
１６ バランスウェイト
１７ 駆動軸受
１８ 主軸受
２０ スクロール圧縮機
３０ 油分離回収機構
３１ 冷媒吸入外管
３２ ディフューザー
３３ 冷媒吸入内管
３４ 油配管

Claims (2)

1. ガス冷媒と潤滑油の二相状態で流れる冷媒吸入配管を有し、クランクシャフトを回転させることにより旋回スクロールを公転運動させ、前記旋回スクロールおよび固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した圧縮室の容積を減少させながら中心部へと移動させて前記ガス冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
   前記冷媒吸入配管には油分離回収機構を配設し、
   前記油分離回収機構で分離された前記ガス冷媒は、前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した前記圧縮室に供給し、
   前記油分離回収機構で分離された前記潤滑油は、前記クランクシャフトが配置された近傍の空間に供給することを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記油分離回収機構は、前記冷媒吸入配管を二重管とし、
   前記二重管を構成する一方の冷媒吸入外管の内壁には、下流側に向かって流路面積が拡大するディフューザーを設け、
   前記二重管を構成する他方の冷媒吸入内管の先端を前記ディフューザー入口より下流側に配置し、
   前記冷媒吸入内管の後端を前記旋回スクロールおよび前記固定スクロールそれぞれの台板上に設けられた板状渦巻歯を互いに噛み合わせて形成した前記圧縮室に接続し、
   前記冷媒吸入内管入口より下流側の前記冷媒吸入外管に配置した油配管を前記クランクシャフトが配置された近傍の空間に接続した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