JP2018131910A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】スクロール圧縮機の体積効率を向上させるとしたスクロール圧縮機を提供すること。
【解決手段】スクロール圧縮機の密閉容器１０の内側に、吸入管１３から導入した冷媒を分流する整流板１６０を設け、整流板１６０の開口部は圧縮機側に開口する第一開口部１６１と電動要素側に開口する第二開口部１６２の少なくとも２つを有し、吸入管１３から低圧空間１２に導入された冷媒を整流板１６０の第一開口部１６１により、吸入管１３から吸入された冷媒は、固定スクロール３０の吸入開口部３０１と対向し、冷媒の流れ方向を第一開口部から直接圧縮機構部１７０へとすることで、吸入冷媒の温度上昇を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、スクロール圧縮機の体積効率を向上させることに関するものである。

従来、この種のスクロール圧縮機は、密閉容器内に仕切板を設けることで、仕切られた低圧空間に固定スクロール及び旋回スクロールを有した圧縮要素と、この旋回スクロールを旋回駆動する電動要素とを配置した密閉型スクロール圧縮機が知られている。

この種の密閉型スクロール圧縮機では、冷媒は、冷媒吸入管を介して密閉容器の内部の低圧空間に導入され、その際、設けられた吸入バッフルに衝突し、衝突後の冷媒を、圧縮要素へ流入させ、圧縮要素で圧縮した冷媒を、固定スクロールの吐出ポートを介して、仕切板で仕切られた高圧側の室に吐出する構成をしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平４−２５５５９５号公報

しかしながら、前記従来の構成では、冷媒が吸入バッフルに衝突することで、吸入バッフルから流出する冷媒の流れ方向は回転軸と平行になる。そのため、整流板から反電動要素側へ流出した冷媒は仕切板に衝突する。

仕切板は高圧空間と接触しているため、高温になる。そのため、冷媒は仕切板に接触することで加熱され、圧縮機構部に吸入される冷媒密度が低下し、さらに体積効率が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、スクロール圧縮機の体積効率を向上させるとしたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器内を高圧空間と低圧空間に区画する仕切板と、仕切板に隣接する固定スクロールと、固定スクロールに噛み合わされ、圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、旋回スクロールを支持する主軸受と、旋回スクロールを回転させる回転軸と、回転軸を回転させる電動要素と、密閉容器に設けられた前記低圧空間に冷媒を吸入させる吸入管と、吸入管から吸入された冷媒を分流させる整流板を備え、固定スクロールと前記旋回スクロールとで圧縮機構部は構成されており、圧縮機構部は、仕切板と電動要素との間に配置されており、整流板にて分流された冷媒の一方側が通過する第一開口部は、圧縮機構部側に向けて設けられており、また、他方側が通過する第二開口部は、電動要素側に向けて設けられており、第一開口部を通過した冷媒は、吸入開口部を介して、圧縮機構部へ流入させるとしたものである。

これによって、整流板の第一開口部から流出した冷媒は、整流板より分流し、流れの方向は圧縮機構部の吸入口と対向になり、冷媒が仕切板による加熱されることもなくなり、吸入密度の低下を抑制し、体積効率向上効果を得ることとなる。

本発明によれば、吸入された冷媒の流れ方向を圧縮機構部へ転向させ、仕切板にて加熱による体積効率の低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態１にかかるスクロール圧縮機の構成を示す縦断面図

第１の発明は、密閉容器内を高圧空間と低圧空間に区画する仕切板と、仕切板に隣接する固定スクロールと、固定スクロールに噛み合わされ、圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、旋回スクロールを支持する主軸受と、旋回スクロールを回転させる回転軸と、回転軸を回転させる電動要素と、密閉容器に設けられた前記低圧空間に冷媒を吸入させる吸入管と、吸入管から吸入された冷媒を分流させる整流板を備え、固定スクロールと前記旋回スクロールとで圧縮機構部は構成されており、圧縮機構部は、仕切板と電動要素との間に配置されており、整流板にて分流された冷媒の一方側が通過する第一開口部は、圧縮機構部側に向けて設けられており、また、他方側が通過する第二開口部は、電動要素側に向けて設けられており、第一開口部を通過した冷媒は、吸入開口部を介して、圧縮機構部へ流入するスクロール圧縮機である。

これにより、整流板の第一開口部から流出した冷媒は、整流板より分流し、流れの方向は圧縮機構部の吸入口と対向になり、冷媒が仕切板による加熱されることもなくなり、吸入密度の低下を抑制し、体積効率向上効果を得ることとなる。

第２発明は、特に、第１の発明において、第一開口部の水平方向の中心線は、固定スクロール吸入部と交差するものである。

これにより、流動抵抗が少なく効率的に冷媒を圧縮機構部の吸入部に導くこととなり、圧縮機のさらなる効率向上効果を得ることができる。

第３の発明は、特に、第１または第２発明において、整流板を密閉容器の内壁に取り付けるものである。

これにより、整流板の振動を低減できるため、より安定的に冷媒を圧縮室に導くことができるとともに、高温の圧縮機構部からの熱伝導も低減できるため、さらに効率向上効果を得ることができる。

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、以下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、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。

図１においては、上下方向に長手方向を有する円筒状の密閉容器１０を、密閉容器として備えている。圧縮機１は、密閉容器１０の内部に、冷媒を圧縮するための圧縮機構部１７０と、圧縮機構部１７０を駆動するための電動要素８０を備えた密閉型スクロール圧縮機である。

圧縮機構部１７０は、少なくとも、固定スクロール３０、旋回スクロール４０、主軸受６０及びオルダムリング９０で構成される。固定スクロール３０は、本発明における非旋
回スクロールである。固定スクロール３０は、仕切板２０の下方に隣接して配置されている。旋回スクロール４０は、固定スクロール３０の下方に、固定スクロール３０と噛み合わされて、配置され、二つのスクロールの間に圧縮室５０が構成されている。

旋回スクロール４０と主軸受６０との間には、自転抑制部材（オルダムリング）９０が設けられている。オルダムリング９０は、旋回スクロール４０の自転を防止する。これにより、旋回スクロール４０は、固定スクロール３０に対して自転することなく、旋回運動をする。

固定スクロール３０、旋回スクロール４０、電動要素８０、オルダムリング９０及び主軸受６０は、低圧空間１２に配置されている。また、固定スクロール３０及び旋回スクロール４０は、仕切板２０と主軸受６０との間に配置されている。

密閉容器１０の内部上方には、密閉容器１０の内部を上下に仕切る仕切板２０が設けられている。仕切板２０は、密閉容器１０の内部を、高圧空間１１と低圧空間１２とに区画している。高圧空間１１は、圧縮機構部１７０で圧縮された後の高圧の冷媒で満たされる空間であり、低圧空間１２は、圧縮機構部１７０で圧縮される前の低圧の冷媒で満たされる空間である。

密閉容器１０は、密閉容器１０の外部と低圧空間１２とを連通させる冷媒吸入管１３と、密閉容器１０の外部と高圧空間１１とを連通させる冷媒吐出管１４とを備えている。圧縮機１は、冷媒吸入管１３を介して、密閉容器１０の外部に設けられた冷凍サイクル回路（図示せず）から、低圧空間１２に低圧の冷媒を導入する。

また、圧縮機構部１７０で圧縮された高圧の冷媒は、まず、高圧空間１１に導入される。その後、高圧空間１１から冷媒吐出管１４を介して、冷凍サイクル回路に吐出される。

密閉容器１０の内側に、冷媒吸入管１３から導入した冷媒を受けるために整流板１６０が設けられている。整流板１６０の開口部は、固定スクロール３０、旋回スクロール４０、自転抑制部材９０、主軸受６０で構成した圧縮機構部１７０側に開口される第一開口部１６１と電動要素８０側に開口される第二開口部１６２の少なくとも２つ以上を備えている。

第一開口部１６１は、整流板１６０の一端側に設けられ、固定スクロール３０の吸入開口部３０１と水平方向にて対向し、また、第一開口部１６１と仕切板２０との間で、かつ、仕切板２０に対向し、整流板１６０内を第一開口部１６１に向って流れる冷媒が衝突する端面に隔壁１６３が設けられている。

すなわち、冷媒吸入管１３から流入後一方側に分流し、整流板１６０内を第一開口部１６１に向って流れる冷媒は、隔壁１６３に衝突後、固定スクロール３０の吸入開口部３０１に流入する構成により、仕切板２０に衝突することはない。

また、第二開口部１６２は、整流板１６０の他端側にて、電動要素８０側に対向するように設けられている。これにより、冷媒吸入管１３から流入後他方側に分流し、整流板１６０内を第二開口部１６２に向って流れる冷媒は、電動要素８０を冷却する効果を有する。

固定スクロール３０及び旋回スクロール４０の下方には、旋回スクロール４０を支持する主軸受６０が設けられている。主軸受６０は、上面で旋回スクロール４０を支持するとともに、軸受部６１で回転軸７０を軸支する。

低圧空間１２の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり１５が形成されている。回転軸７０は、図１において上下方向に長手方向を有する軸である。

回転軸７０の一端側は、軸受部６１により軸支され、他端側は、副軸受１６で軸支される。副軸受１６は、低圧空間１２の下方、望ましくは、油溜まり１５内に設けられた軸受である。回転軸７０の上端には、回転軸７０の軸心に対して偏心した偏心軸７１が設けられている。

偏心軸７１は、下方ボス部４３に摺動自在に挿入されている。下方ボス部４３は、偏心軸７１によって、旋回駆動される。

回転軸７０の内部には、潤滑油が通過する油路７２が形成されている。油路７２は、回転軸７０の軸方向に形成された貫通孔である。油路７２の一端は、回転軸７０の下端に設けられた吸込口７３として、油溜まり１５内に開口している。吸込口７３の上部には、吸込口７３から油路７２に潤滑油を汲み上げるパドル７４が設けられている。

回転軸７０は、電動要素８０に連結されている。電動要素８０は、主軸受６０と副軸受１６の間に配置されている。電動要素８０は、密閉容器１０に固定されたステータ８１と、このステータ８１の内側に配置されたロータ８２とを備えている。回転軸７０は、ロータ８２に固定されている。

以上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。

まず、電動要素８０の駆動により、ロータ８２とともに回転軸７０が回転する。偏心軸７１とオルダムリング９０とによって、旋回スクロール４０は自転することなく、回転軸７０の中心軸を中心に旋回運動する。これによって、圧縮室５０の容積が縮小し、その中の冷媒は圧縮される。

冷媒は、冷媒吸入管１３から低圧空間１２に導入され、導入された冷媒は、整流板１６０に衝突し、分流される。

以上のように構成されたスクロール圧縮機は、低圧空間１２に導入された冷媒は、高圧空間１１と接触することで高温になっている仕切板２０に接触することなく、圧縮室５０に導かれるため、仕切板２０によって冷媒が加熱されることを防止することにより、冷媒の密度低下を抑制でき、圧縮機の効率を向上することができる。

また、本実施の形態では、第一開口部１６１の垂直方向の中心線は、固定スクロール３０の吸入開口部３０１と交差していることとなり、流動抵抗が少なく、より直接的に圧縮室５０内に冷媒を導くことができるため、さらに圧縮機の効率を向上することができる。

さらに、本実施の形態においては、整流板１６０を密閉容器１０に取り付けることで、高温の固定スクロール３０に取り付ける場合よりも、整流板の振動を低減でき、また、固定スクロール３０からの熱伝導も低減できるため、冷媒を加熱することなく、効率的に圧縮室５０に導入することができる。

本発明は、給湯機、温水暖房装置、空気調和装置などの電気製品に利用できる冷凍サイクル装置の圧縮機に有用である。

１ 圧縮機
１０ 密閉容器
１１ 高圧空間
１２ 低圧空間
１３ 冷媒吸入管
１４ 冷媒吐出管
１６ 副軸受
２０ 仕切板
３０ 固定スクロール
４０ 旋回スクロール
６０ 主軸受
６１ 軸受部
７０ 回転軸
７１ 偏心軸
８０ 電動要素
１７０ 圧縮機構部
１６０ 整流板
１６１ 第一開口部
１６２ 第二開口部
１６３ 整流板上端面隔壁
３０１ 吸入開口部

Claims (3)

1. 密閉容器内を高圧空間と低圧空間に区画する仕切板と、
   前記仕切板に隣接する固定スクロールと、
   前記固定スクロールに噛み合わされ、圧縮室を形成する旋回スクロールと、
   前記旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、
   前記旋回スクロールを支持する主軸受と、
   前記旋回スクロールを回転させる回転軸と、
   前記回転軸を回転させる電動要素と、
   前記密閉容器に設けられた前記低圧空間に冷媒を吸入させる吸入管と、
   前記吸入管から吸入された冷媒を分流させる整流板と、を備え、
   前記固定スクロールと前記旋回スクロールとで圧縮機構部は構成されており、
   前記圧縮機構部は、前記仕切板と前記電動要素との間に配置されており、
   前記整流板にて分流された冷媒の一方側が通過する第一開口部は、前記圧縮機構部側に向けて設けられており、
   また、他方側が通過する第二開口部は、前記電動要素側に向けて設けられており、
   前記第一開口部を通過した冷媒は、前記吸入開口部を介して、前記圧縮機構部へ流入する構成としたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記第一開口部の水平方向の中心線は、前記固定スクロール吸入部と交差することを特徴とする前記請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記整流板は、前記密閉容器の内壁に取り付けられていること特徴とする前記請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。

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