JP2020033951A - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】トリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒を使用した場合においても、摺動部に潤滑油を確実に供給する。【解決手段】スクロール圧縮機は、密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部をクランク軸を介して駆動する電動機とを備え、前記密閉容器の下部には油溜りが形成されている。前記冷媒は少なくともトリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒であり、前記密閉容器の底部に設けられ、前記油溜りに溜められた油のうち、冷媒をより多く含む油を取り込むためのカバー部材と、前記カバー部材の径方向外側に形成された支持部と、前記支持部に設けられ、冷媒をより多く含む油を前記カバー部材の内部に流入させるための開口部を備える。【選択図】図2
Description
本発明はスクロール圧縮機に関し、特に、空気調和機などの冷凍サイクル装置に使用され冷媒を圧縮する圧縮機として好適なものである。
空気調和機などの冷凍サイクル装置に使用される冷媒としては、例えば、HFC134a、HFC410A、HFC407Cなどが使用されている。これらの冷媒は、オゾン層への影響が少ないものの地球温暖化係数(GWP)が大きい。これに対する代替冷媒として、例えばHFC32(ジフルオロメタン)が提案されている。HFC32は、HFC410Aと比較すると地球温暖化係数が約三分の一程度である。
しかし、HFC32はGWPが675と低いものの、GWPの更なる低減が求められている。そこで、特開2011−202032号公報(特許文献1)に記載されているように、トリフルオロヨードメタン(CF3I)(GWP=0.4)を含む混合冷媒が検討されている。
前記特許文献1には、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む混合冷媒に対して優れた相溶性を有するともに、熱・化学的安定性が優れる冷凍機用潤滑油組成物についても記載されている。
また、特開2007−9789号公報(特許文献2)には、圧縮機内のアキュムレータ部における中ほどに設けられ、バッフル板機能を持たせた副軸受支持プレートにより、軽い液冷媒と重い潤滑油を上下に分離し、前記副軸受支持プレート下方の潤滑油をオイルポンプで吸い上げる圧縮機が記載されている。
冷凍サイクル装置に使用される冷媒として、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒を使用する場合、CF3Iの密度は冷凍機油の密度よりも通常2倍以上大きい。この密度の高いCF3Iを多く含む冷媒を使用する場合、冷媒が溶解した冷凍機油の密度は、冷凍機油単体の密度よりも大きくなる。
圧縮機の停止時など、圧縮機の温度が低下し、冷媒が圧縮機内で液冷媒となって存在する冷媒寝込み状態になると、液冷媒が冷凍機油(以下単に、油または潤滑油ともいう)に多量に溶解し、密度の大きい冷媒を多く含む油の密度は大きくなり、冷媒溶解量の少ない油との間で二層分離が発生する。この二層分離が発生すると、圧縮機の油溜りの下部には冷媒リッチな油(冷媒を多く含む冷媒)が溜まり、油溜りの上部には冷媒溶解量の少ない油が溜まることになる。冷媒リッチな油は粘度低下して潤滑性が不足しており、この油が圧縮機の摺動部に供給されると、軸受損傷や焼き付きなどの故障が発生する課題がある。
上記特許文献2のものでは、圧縮機のアキュムレータ部に設けたバッフル板機能を持たせた副軸受支持プレートにより、軽い液冷媒と重い潤滑油を上下に分離し、前記副軸受支持プレート下方の粘度の高い潤滑油をオイルポンプで吸い上げて、摺動部に供給するものである。しかし、前述したトリフルオロヨードメタン(CF3I)を多く含む混合冷媒を使用する場合、冷媒が溶解した冷凍機油の密度は、冷凍機油単体の密度よりも大きくなるため、圧縮機の下部に冷媒リッチな油が溜まり、この油が摺動部に供給されると、軸受損傷や焼き付きなどが発生する課題がある。
本発明の目的は、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒を使用した場合においても、摺動部に潤滑油を確実に供給することのできるスクロール圧縮機を得ることにある。
上記目的を達成するため、本発明は、密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部をクランク軸を介して駆動する電動機とを備え、前記密閉容器の下部には油溜りが形成されているスクロール圧縮機において、前記冷媒は少なくともトリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒であり、前記密閉容器の底部に設けられ、前記油溜りに溜められた油のうち、冷媒をより多く含む油を取り込むためのカバー部材と、前記カバー部材の径方向外側に形成された支持部と、前記支持部に設けられ、冷媒をより多く含む油を前記カバー部材の内部に流入させるための開口部を備えることを特徴とする。
本発明によれば、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒を使用した場合においても、摺動部に潤滑油を確実に供給できるスクロール圧縮機を得ることができる効果が得られる。
以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を、図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一部分である。
本発明のスクロール圧縮機の実施例1を図1〜図3を用いて説明する。
図1は本実施例1のスクロール圧縮機の縦断面図である。
まず、図1を用いて、本実施例1のスクロール圧縮機の全体構造を説明する。
図1は本実施例1のスクロール圧縮機の縦断面図である。
まず、図1を用いて、本実施例1のスクロール圧縮機の全体構造を説明する。
本実施例におけるスクロール圧縮機1は、縦型で、圧縮機構部2とこの圧縮機構部2を駆動する駆動部3を密閉容器4内に収納して構成されている。前記密閉容器4は円筒状に構成されており、この密閉容器4内に、上から前記圧縮機構部2、前記駆動部3及び油溜り5の順に配設されている。前記圧縮機構部2はクランク軸6を介して前記駆動部3に連結されている。なお、35は前記クランク軸6に取り付けられたバランスウェイトである。
前記圧縮機構部2は、固定スクロール7と、この固定スクロール7と対向して噛み合う旋回スクロール8と、前記固定スクロール7を固定するフレーム9を基本要素として構成されている。
前記フレーム9は密閉容器4に固定され、転がり軸受(コロ軸受)で構成された主軸受10を設置する軸受支持部9a、この軸受支持部9aの上部から外径方向に延び前記固定スクロール7を固定する支持部9bを有する。前記支持部9bは、その下面が平坦に形成されて前記密閉容器4を貫通するように設けられている吐出管11よりも上方に配置され、この支持部9bの外周面は、前記密閉容器4の内周面に、溶接12により周方向の複数箇所で固定されている。なお、34は前記フレーム9の下端面を覆うと共に、前記主軸受10を保持するためのフレームカバーである。
前記固定スクロール7は、台板7aと、この台板7aの下側に垂直に立設されたスクロールラップ7bを備え、また、前記台板7aの外周部には吸入口7cが、前記台板の中心には吐出口7dが設けられている。この固定スクロール7は、前記フレーム9に複数のボルト13により固定され、前記複数のボルト13は周方向に均等に配置されている。
前記旋回スクロール8は、台板8aと、この台板8aの上側に垂直に立設されたスクロールラップ8bを備え、また、前記台板8aの反スクロールラップ側の中央には旋回ボス部8cが垂直に突出するように設けられ、この旋回ボス部8c内にはすべり軸受で構成された旋回軸受8dが圧入して設けられている。
前記固定スクロール7と前記旋回スクロール8を噛み合わせることにより圧縮室14が形成され、前記旋回スクロール8が旋回運動することにより、その容積が減少する圧縮動作が行われる。即ち、前記密閉容器4の上キャップ4aを貫通し、前記吸入口7cに接続されるように吸入管15が設けられており、前記旋回スクロール8の旋回運動に伴って、冷凍サイクル(図示せず)の冷媒ガスが前記吸入管15及び前記吸入口7cを介して前記圧縮室14へ吸込まれる。
この圧縮室14に吸込まれた冷媒ガスは、圧縮行程を経て、前記固定スクロール7の吐出口7dから密閉容器4内上部の吐出室16に吐出され、その後前記フレーム9の外周面に形成された連通路(図示せず)から、前記駆動部3が設けられている電動機室17側に流れる。電動機室17側に流れた圧縮冷媒ガスは、前記吐出管11から冷凍サイクルに流出する。この構成により、前記密閉容器4内の空間は吐出圧力に保たれる。
なお、前記圧縮機構部2で圧縮される冷媒としては、地球環境に配慮した地球温暖化係数(GWP)が低く不燃冷媒であるトリフルオロヨードメタン(以下、CF3Iともいう)を少なくとも含む冷媒、好ましくはCF3Iを25%以上、更に好ましくは30%以上含む混合冷媒が用いられる。
また、前記冷媒としてトリフルオロヨードメタン(CF3I)を少なくとも30wt%以上含み、更にジフルオロメタン(HFC32)と、ペンタフルオロエタン(HFC125)を含む混合冷媒であることが望ましく、更に、前記混合冷媒は、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を30〜50wt%含み、ジフルオロメタン(HFC32)を40〜60wt%含むことが好ましく、トリフルオロヨードメタン(CF3I)とジフルオロメタン(HFC32)とを合せて85〜95wt%含むことが更に好ましい。前記ペンタフルオロエタン(HFC125)は前記混合冷媒に5〜15wt%含ませることが好ましい。
また、前記冷凍機油としては、前記冷媒に対して相溶性の良い油、例えばポリオールエステル油(POE)またはポリビニルエーテル油(PVE)の何れかを使用することが好ましい。
なお、31は前記旋回ボス部8cの下端面に対向する前記フレーム9の上面の溝に設けられたシールリングである。このシールリング31は、前記旋回スクロール8の背面に形成されている背圧室32に、吐出圧力状態の冷媒ガスや油が流入するのを抑制している。従って、前記背圧室32は吐出圧力と吸入圧力との間の中間圧力となっており、前記旋回スクロール8は、前記背圧室32における中間圧力と前記シールリング31内側に作用する吐出圧力との合力で、前記固定スクロール7に押し付けられている。
前記旋回スクロール8を旋回運動させるための前記駆動部3は、ステータ18a及びロータ18bを備える電動機18と、前記ロータ18bと一体に回転する前記クランク軸6と、前記旋回スクロール8の自転を防止するためのオルダム継手19等により構成されている。18cは前記電動機18の前記ステータ18aのコイルエンド部である。
前記クランク軸6は、前記フレーム9の軸受支持部9aに設けられた前記主軸受10で回転支持される主軸部6aと、前記電動機18の下方に設けられ前記密閉容器4に副フレーム20を介して取り付けられた副軸受21に回転支持される副軸部6bと、前記主軸部6aの上端側に設けられ前記旋回スクロール8の旋回軸受8dに挿入されて係合する偏心ピン部6c等で構成されている。前記主軸部6aと前記副軸部6bとは同一軸心上に形成され、前記偏心ピン部6cは前記主軸部6aに対して偏心させて設けられている。また、前記偏心ピン部6cは前記旋回スクロール8の旋回軸受8dに、軸方向に移動可能で且つ回転自在に係合されている。
前記クランク軸6の下端部には、給油ポンプ22が設けられており、また、クランク軸6内には軸方向に貫通するように形成された油通路6d(図2参照)を有していて、前記密閉容器4下部の油溜り5の冷凍機油(以下、油または潤滑油ともいう)は前記給油ポンプ22を介して前記油通路6dに供給される。また、前記副軸部6bには前記油通路6dから径方向に分岐して前記副軸受21に油を供給するための給油穴6e(図2参照)が設けられている。
前記給油ポンプ22から前記油通路6dを介して、前記偏心ピン部6c端部の前記旋回ボス部8c内に供給された油は、前記旋回軸受8dを潤滑後、一部は、前記旋回ボス部8cの下端面に形成された給油穴や給油溝(図示せず)などを介して前記シールリング31を跨いで通過し、前記背圧室32に供給される。残りの油は前記主軸受10を潤滑後、排油パイプ33を介して前記油溜り5に戻される。
前記主軸受10は転がり軸受であるコロ軸受により構成され、前記クランク軸6の前記電動機18よりも上側に配設されている。一方、前記副軸受21は転がり軸受である玉軸受により構成され、前記電動機18よりも下側に配設されている。これら主軸受10と副軸受21により前記クランク軸6を回転支持している。
なお、前記副軸受21は、密閉容器4に溶接により固定された前記副フレーム20にボルト23で取り付けた副軸受ハウジング24内に設けられている。詳しくは、前記副軸受ハウジングには、前記駆動部3側に前記副軸受21を挿入するための開口部24aを有しており、この開口部24aから前記副軸受21が上方から挿入され、更に、該副軸受21の上方の前記開口部24aを覆うハウジングカバー25が備えられている。
前記ハウジングカバー25は、前記副軸受21に給油される油が前記駆動部3側に飛散するのを防止するためのもので、前記クランク軸6の外周側から前記副軸受(玉軸受)21の外輪の部分までの部分を覆うように構成されている。
前記密閉容器4は、上キャップ4a及び底キャップ4bを有している。上キャップ4a及び底キャップ4bは密閉容器4の中央筒部4cに対して外側に被せるように嵌合され、その嵌合端部が溶接トーチにより斜め下方および斜め上方から加熱されて溶着されている。また、前記密閉容器4の底面には脚部4dが取付けられている。26は前記底キャップ4bの内側に取り付けられたマグネットで、このマグネット26は圧縮機内の鉄系の異物(粉塵)を回収する役目を果たしている。
また、前記密閉容器4の側面にはハーメ端子27が設けられ、前記電動機18に電力を供給できるようになっている。前記ハーメ端子27は、前記密閉容器4を貫通して設けられ、前記ステータ18aにおける上側のコイルエンド18cと前記フレーム9との間に位置している。
次に、図2を用いて図1に示す副軸受21付近の構成を詳細に説明する。図2は図1に示すスクロール圧縮機の副軸受付近を拡大して示す拡大断面図である。
図2において、28は、前記副軸受21とクランク軸6の間に設けられた絶縁スリーブである。前記絶縁スリーブ28は、前記電動機18をインバータ駆動することにより発生する軸電流が、前記クランク軸6を介して、転がり軸受で構成された前記副軸受21に流入するのを遮断し、前記副軸受21に電食が発生するのを防止する。
図2において、28は、前記副軸受21とクランク軸6の間に設けられた絶縁スリーブである。前記絶縁スリーブ28は、前記電動機18をインバータ駆動することにより発生する軸電流が、前記クランク軸6を介して、転がり軸受で構成された前記副軸受21に流入するのを遮断し、前記副軸受21に電食が発生するのを防止する。
前記給油ポンプ22は、前記クランク軸6の下端部と連結されて前記副軸受ハウジング24にねじ29等で固定されている。
前記クランク軸6には、軸方向に貫通するように形成された前記油通路6dと、該油通路6dから分岐して径方向に形成された前記給油穴6eが設けられているので、前記クランク軸6が回転して前記給油ポンプ22が駆動されると、この給油ポンプ22は前記油溜り5から油を吸い上げ、前記油通路6d及び前記給油穴6eを介して、前記絶縁スリーブ28に給油される。本実施例では、クランク軸6に形成された前記給油穴6eを介して前記絶縁スリーブ28の背面に油を供給するように構成しているので、絶縁スリーブ28がクランク軸6と摺動しても、該絶縁スリーブ28の摩耗を防ぐことができる。
前記クランク軸6には、軸方向に貫通するように形成された前記油通路6dと、該油通路6dから分岐して径方向に形成された前記給油穴6eが設けられているので、前記クランク軸6が回転して前記給油ポンプ22が駆動されると、この給油ポンプ22は前記油溜り5から油を吸い上げ、前記油通路6d及び前記給油穴6eを介して、前記絶縁スリーブ28に給油される。本実施例では、クランク軸6に形成された前記給油穴6eを介して前記絶縁スリーブ28の背面に油を供給するように構成しているので、絶縁スリーブ28がクランク軸6と摺動しても、該絶縁スリーブ28の摩耗を防ぐことができる。
前記給油穴6e及び前記軸方向溝6fを介して供給された油は、前記ハウジングカバー25と前記内輪との間に形成される前記流路30を介して、前記副軸受21である玉軸受(転がり軸受)の転動体21cに供給された後、下方の油溜り5側に排出される。
前記ハウジングカバー25を設けているので、クランク軸6に形成された前記給油穴6eを介して前記副軸受21へ供給される油の飛散を防止できる。スクロール圧縮機においては、各摺動部分への連続的給油が必要となるが、前記副軸受21に転がり軸受を用いると、副軸受に供給された油が密閉容器4内に飛散し、冷媒と共に圧縮機外へ吐出されて、圧縮機の各摺動部に適切な量の油を供給できなくなる課題がある。これに対し、本実施例では前記ハウジングカバー25を設けているので、前記副軸受21へ供給される油の飛散を防止して、圧縮機の各摺動部に適切な量の油を連続的に供給できる。
また、本実施例では、前記油溜り5の中央下部に、密度の大きい冷媒が多く溶解して密度が大きくなっている冷凍機油を溜めるために、液冷媒トラップ用のカバー部材40が、密閉容器4の底キャップ4bに溶接などにより設置されている。前記カバー部材40は、前記給油ポンプ22の下方に設置されている。
このカバー部材40の外側(外周側)の側面には、液冷媒を多く含む油、即ち冷媒リッチな油を流入させるための開口部41が設けられており、このカバー部材40の上面は、冷媒リッチな油が溜まらないように、鉛直方向の上方に凸形状に形成されている。冷媒リッチな密度の大きい油は、冷媒溶解量の少ない油よりも比重が大きくなるので、下方に移動して前記カバー部材40の上面に到達する。ここから、凸形状に構成されているカバー部材40の上面の斜面に沿って下降し、前記開口部41に到達して、ここから前記カバー部材40の内部に流入する。
従って、本実施例によれば、冷媒リッチな油をカバー部材40の内部に溜めることができるので、カバー部材40上方の冷媒溶解量の少ない油だけを前記給油ポンプ22により吸い込み、圧縮機の各摺動部に供給することが可能となる。また、前記カバー部材40内に取り込まれた冷媒リッチな油は、前記カバー部材40により前記給油ポンプ22から隔離されるから、冷媒溶解量の少ない油に巻き込まれて給油ポンプ22に吸込まれるのを防止できる。
なお、前記カバー部材40の外径は前記密閉容器4の油溜り5の部分の内径の1/2程度、前記カバー部材40の高さは前記密閉容器4の油溜り5の部分の内径の「1/5〜1/10」程度に構成すると、冷媒リッチな油を前記カバー部材40内に十分に取り込むことが可能となる。
前記カバー部材40の具体的構成を、図3を用いて説明する。図3は図2に示すカバー部材の構成を説明する正面図である。
カバー部材40は、平面形状は円形であり、正面形状は、図3に示すように、鉛直方向の上方に凸、即ち、カバー部材40の上面の中央部が上に凸形状に構成されている。また、カバー部材40の外周部分には複数の開口部41を有する支持部42が円周方向に設けられており、また前記支持部42の2箇所以上には密閉容器4の底部へ取り付けるための取付け部42aが設けられている。即ち、前記支持部42は、図3に示すように周方向に複数個設けられているが、そのうちの少なくとも2個以上の支持部42に前記取付け部42aが設けられ、この取付け部42aを密閉容器4の底部にスポット溶接などの手段で固定している。
カバー部材40は、平面形状は円形であり、正面形状は、図3に示すように、鉛直方向の上方に凸、即ち、カバー部材40の上面の中央部が上に凸形状に構成されている。また、カバー部材40の外周部分には複数の開口部41を有する支持部42が円周方向に設けられており、また前記支持部42の2箇所以上には密閉容器4の底部へ取り付けるための取付け部42aが設けられている。即ち、前記支持部42は、図3に示すように周方向に複数個設けられているが、そのうちの少なくとも2個以上の支持部42に前記取付け部42aが設けられ、この取付け部42aを密閉容器4の底部にスポット溶接などの手段で固定している。
前記支持部42の傾斜角度は、上方に凸形状に形成されている前記カバー部材40の上面の傾斜角度よりも大きくなるように構成され、カバー部材40の上面を伝わって流下する冷媒リッチの油が、前記開口部41から容易にカバー部材40内に取り込まれるように構成されている。また、前記支持部42の傾斜角度を大きくすることにより、カバー部材40内の容積をより大きくでき、より多くの冷媒リッチな油を取り込むことができる。
次に、図4を用いて、本実施例1の動作を説明する。図4は実施例1の動作を説明する図で、図2に示す油溜り5付近の模式図である。この図4を用いて、油溜り5に溜められた冷凍機油の動作(挙動)を説明する。
クランク軸6の下端には給油ポンプ22が連結されており、前記クランク軸6が回転すると前記給油ポンプ22が回転し、密閉容器4の底部の油溜り5に貯油されている冷凍機油を、前記給油ポンプ22を介してクランク軸6に形成されている油通路6d(図2参照)に供給し、該油通路6dから、図1に示す旋回軸受8d、主軸受10、副軸受21、圧縮機構部2の各摺動部等に供給されるように構成されている。
各摺動部等に油を供給するための前記給油ポンプ22は、ギアポンプ(トロコイドポンプ)、遠心ポンプ、差圧で油を供給する差圧給油方式のポンプなど、何れのタイプのものでも良い。
前記給油ポンプ22の下端よりも下方には、前記カバー部材40が設けられており、このカバー部材40よりも上方に存在する油のうち、密度の大きい冷媒の溶解量が多い冷媒リッチの密度の大きい油は、冷媒溶解量の少ない密度の小さい油よりも下方に移動する。その後、密度の大きい冷媒リッチの油は、図4に細い実線の矢印で示すように、上に凸形状に形成されている前記カバー部材40の傾斜面に沿って下降し、前記カバー部材40の開口部41からカバー部材40内に流入し、図4に符号Bで示すように溜められる。
一方、冷媒の溶解量の少ない密度の小さい油は、図4に符号Aで示すように、油溜り5の上部に溜まる。従って、給油ポンプ22が回転すると、冷媒溶解量の少ない油が、太い白抜きの矢印で示すように、前記給油ポンプ22に吸い込まれ、圧縮機の各摺動部に供給されるので、軸受損傷や摺動部の焼き付きが発生するのを防止することができる。
なお、前記カバー部材40内に取り込まれた油に含まれている冷媒は、圧縮機が運転されて温度上昇すると、冷媒ガスとなって油から分離され、圧縮機から冷凍サイクルに流出するので、冷媒リッチな油がカバー部材内に蓄積されて新たな冷媒リッチな油を取り込めなくなるということはない。
本実施例のように、密度の高いCF3Iを多く含む冷媒を使用する場合、冷媒が溶解した冷凍機油の密度が冷凍機油単体の密度よりも大きくなる。また、圧縮機の停止時などに冷媒寝込み状態になると、冷媒を多く含み密度が大きくなっている冷凍機油と、冷媒溶解量が少なく密度が小さい冷凍機油との二層分離が発生し易い。このため、スクロール圧縮機の油溜り5の下部には冷媒リッチな密度の大きい油が溜まり、油溜り5の上部には冷媒溶解量の少ない密度の小さい油が溜まることになる。
しかし、本実施例のように、油溜り5の底部に、冷媒を多く含む密度の大きい油を溜めるカバー部材40を備える構成とすることにより、冷媒を多く含む油が直接給油ポンプ22から吸い込まれるのを防止することができる。従って、本実施例によれば、冷媒溶解量の少ない油を圧縮機の各摺動部に供給できるから、スクロール圧縮機の信頼性を向上できる効果が得られる。
本発明のスクロール圧縮機の実施例2を、図5を用いて説明する。図5において、図1〜図4と同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示しており、この実施例2の説明においては実施例1と異なる部分を中心に説明し、同一部分については説明を省略する。
図5は本実施例2のスクロール圧縮機を説明する図で、図2に相当する図である。この実施例2のスクロール圧縮機が実施例1のものと異なる部分は、密閉容器4の底キャップ4bの中央底面、即ち油溜り5の中央底部に、マグネットホルダ43をスポット溶接44などの手段で前記密閉容器4に固定して設けていることである。このマグネットホルダ43の中央には凹部が設けられ、この凹部に、鉄粉などの圧縮機内の鉄系異物を吸着捕捉して回収するためのマグネット26が嵌め込まれている。前記マグネットホルダ43や前記密閉容器4は鉄材で構成されているので、前記マグネット26はその吸着力で密閉容器4の底部に固定される。従って、接着剤などで前記マグネット26を固定する必要はない。
また、本実施例では、前記マグネットホルダ43を利用して、密度の大きい冷媒を多く含む冷凍機油を取り込むためのカバー部材40を取り付けている。前記マグネットホルダ43は円形状にしても矩形状にしても良いが、本実施例では矩形状になっているものとして説明する。前記マグネットホルダ43の外縁部(外周縁部)には、カバー部材取付け部43aが設けられており、このカバー部材取付け部43aに円形状の前記カバー部材40が嵌め込まれて固定される構造になっている。
従って、本実施例2では、図3に示すように、カバー部材40の脚部42に取付け部42aを設けて前記カバー部材40を溶接などで密閉容器4に固定する必要がなくなる。また、密閉容器4に予め前記マグネットホルダ43を取り付けておけば、圧縮機の組立て時に前記マグネット26や前記カバー部材40を容易に取り付けることができるので、圧縮機の組立ても容易になる効果がある。また、前記マグネットホルダ43を矩形状に構成しているので、その製作もより容易になる。
更に、液冷媒トラップ用の前記カバー部材40内に、鉄系の異物を捕捉するマグネット26を設けているので、給油ポンプ22から異物が潤滑油と共に摺動部に供給されるのを抑制でき、スクロール圧縮機の信頼性をより一層向上することができる。
他の構成は実施例1と同様である。
他の構成は実施例1と同様である。
冷媒として、トリフルオロヨードメタンと他の冷媒とを含む混合冷媒を用いてもよい。他の冷媒としては、CO2、炭化水素、エーテル、フルオロエーテル、フルオロアルケン、HFC、HFO、HClFO、 HClFO、およびHBrFOなどが例示される。なお、「HFC」は、ハイドロフルオロカーボンを示す。「HFO」は、炭素原子、フッ素原子、および水素原子からなるハイドロフルオロオレフィンであり、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有する。「HClFO」は、炭素、塩素、フッ素、および水素原子からなり、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有する。「HBrFO」は、炭素、臭素、フッ素、および水素原子からなり、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有する。
HFCとしては、ジフルオロメタン(HFC32)、ペンタフルオロエタン(HFC125)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC134)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC134a)、トリフルオロエタン(HFC143a)、ジフルオロエタン(HFC152a)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC227ea)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC236fa)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(HFC245fa)、および1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC365mfc)が例示される。
フルオロアルケンとしては、フルオロエテン、フルオロプロペン、フルオロブテン、クロロフルオロエテン、クロロフルオロプロペン、およびクロロフルオロブテンが例示される。フルオロプロペンとしては、3,3,3−トリフルオロプロペン(HFO1243zf)、 1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO1234ze)、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO1234yf)、およびHFO1225が例示される。フルオロブテンとしては、C4H4F4、C4H3F5(HFO1345)、およびC4H2F6(HFO1336)が例示される。クロロフルオロエテンとしては、C2F3Cl(CTFE)が例示される。クロロフルオロプロペンとしては、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン(HCFO1233xf)、および1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン(HCFO1233zd)が例示される。
GWPは、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第4次評価報告書(AR4)の値(100年値)が用いられる。また、AR4に記載されていない冷媒のGWPは、IPCC第5次評価報告書(AR5)の値を用いてもよいし、他の公知文献に記載された値を用いてもよいし、公知の方法を用いて算出または測定した値を用いてもよい。 AR4によると、トリフルオロヨードメタンのGWPは0.4であり、HFC32のGWPは675であり、HFC125のGWPは3,500である。
冷凍機油としては、40℃における動粘度が30〜100mm2/sのポリオールエステル油又はポリビニルエーテル油が好ましい。動粘度は、ISO(International Organization for Standardization,国際標準化機構)3104、ASTM(American Society for Testing and Materials,米国材料試験協会)D445、D7042等の規格に基づいて測定される。冷媒と冷凍機油との低温側臨界溶解温度は、+10℃以下であることが好ましい。
上記特性を有する冷凍機油としては、化学式(化1)、(化2)で表わされるポリオールエステル油、化学式(化3)で表されるポリビニルエーテル油が例示される。式(化1)、(化2)中、R1〜R10は、炭素数4〜9のアルキル基を表し、それぞれ同一であっても異なってもよい。また、式(化3)中、OR11は、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基又はブチルオキシ基であり、nは、5〜15である。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
1:スクロール圧縮機、2:圧縮機構部、3:駆動部、
4:密閉容器、4a:上キャップ、4b:底キャップ、4c:中央筒部、4d:脚部、
5:油溜り、
6:クランク軸、6c:偏心ピン部、6a:主軸部、6b:副軸部、
6d:油通路、6e:給油穴、6f:軸方向溝、
7:固定スクロール、7a:台板、7b:スクロールラップ、
7c:吸入口、7d:吐出口、105:鏡板面、
8:旋回スクロール、8a:台板、8b:スクロールラップ、
8c:旋回ボス部、8d:旋回軸受、
9:フレーム、9a:軸受支持部、9b:圧縮機構支持部、
10:主軸受、11:吐出管、12:溶接、
13,23:ボルト、14:圧縮室、15:吸入管、
16:吐出室、17:電動機室、
18:電動機、18a:ステータ、18b:ロータ、18c:コイルエンド、
19:オルダム継手、20:副フレーム、
21:副軸受、21a:内輪、21b:外輪、21c:転動体、
22:給油ポンプ、
24:副軸受ハウジング、24a:開口部、
25:ハウジングカバー、25a:内側部、25b:外側部、
26:マグネット、27:ハーメ端子、28:絶縁スリーブ、29:ねじ、
30:流路、31:シールリング、32:背圧室、33:排油パイプ、
34:フレームカバー、35:バランスウェイト、
40:カバー部材、41:開口部、42:支持部、42a:取付け部、
43:マグネットホルダ、43a:カバー部材取付け部、44:スポット溶接。
4:密閉容器、4a:上キャップ、4b:底キャップ、4c:中央筒部、4d:脚部、
5:油溜り、
6:クランク軸、6c:偏心ピン部、6a:主軸部、6b:副軸部、
6d:油通路、6e:給油穴、6f:軸方向溝、
7:固定スクロール、7a:台板、7b:スクロールラップ、
7c:吸入口、7d:吐出口、105:鏡板面、
8:旋回スクロール、8a:台板、8b:スクロールラップ、
8c:旋回ボス部、8d:旋回軸受、
9:フレーム、9a:軸受支持部、9b:圧縮機構支持部、
10:主軸受、11:吐出管、12:溶接、
13,23:ボルト、14:圧縮室、15:吸入管、
16:吐出室、17:電動機室、
18:電動機、18a:ステータ、18b:ロータ、18c:コイルエンド、
19:オルダム継手、20:副フレーム、
21:副軸受、21a:内輪、21b:外輪、21c:転動体、
22:給油ポンプ、
24:副軸受ハウジング、24a:開口部、
25:ハウジングカバー、25a:内側部、25b:外側部、
26:マグネット、27:ハーメ端子、28:絶縁スリーブ、29:ねじ、
30:流路、31:シールリング、32:背圧室、33:排油パイプ、
34:フレームカバー、35:バランスウェイト、
40:カバー部材、41:開口部、42:支持部、42a:取付け部、
43:マグネットホルダ、43a:カバー部材取付け部、44:スポット溶接。
Claims (10)
- 密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部をクランク軸を介して駆動する電動機とを備え、前記密閉容器の下部には油溜りが形成されているスクロール圧縮機において、
前記冷媒は少なくともトリフルオロヨードメタン(CF3I)を含む冷媒であり、
前記密閉容器の底部に設けられ、前記油溜りに溜められた油のうち、冷媒を含む油を取り込むためのカバー部材と、
前記カバー部材の径方向外側に形成された支持部と、
前記支持部に設けられ、冷媒を含む油を前記カバー部材の内部に流入させるための開口部を備えることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項1に記載のスクロール圧縮機において、
前記カバー部材は、上面が鉛直方向の上方に凸形状に形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項2に記載のスクロール圧縮機において、
前記クランク軸の下端部には前記油溜りの油を前記圧縮機構部に供給するための給油ポンプが設けられ、
この給油ポンプの下方に前記カバー部材が設置されていることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項3に記載のスクロール圧縮機において、
上方に凸形状に形成されている前記カバー部材の上面の傾斜角度よりも、前記支持部の傾斜角度が大きくなるように構成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項1に記載のスクロール圧縮機において、
前記密閉容器の底部には鉄系の異物を捕捉するためのマグネットが設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項5に記載のスクロール圧縮機において、
前記密閉容器の底部には前記マグネットを設置するためのマグネットホルダが設置され、このマグネットホルダに前記マグネットを設置すると共に、
前記マグネットホルダには前記カバー部材を取り付けるためのカバー部材取付け部が設けられ、このカバー部材取付け部に前記カバー部材が取り付けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項3に記載のスクロール圧縮機において、
前記給油ポンプは、ギアポンプ、遠心ポンプ、差圧で油を供給する差圧給油方式のポンプの何れかであることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項1に記載のスクロール圧縮機において、
前記冷媒はトリフルオロヨードメタン(CF3I)を少なくとも25wt%以上含み、
前記油として、ポリオールエステル油(POE)またはポリビニルエーテル油(PVE)の何れかを使用することを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項8に記載のスクロール圧縮機において、
前記冷媒は、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を少なくとも30wt%以上含み、更にジフルオロメタン(HFC32)と、ペンタフルオロエタン(HFC125)を含む混合冷媒であることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 請求項9に記載のスクロール圧縮機において、
前記混合冷媒は、トリフルオロヨードメタン(CF3I)を30〜50wt%含み、ジフルオロメタン(HFC32)を40〜60wt%含むことを特徴とするスクロール圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018161706A JP2020033951A (ja) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018161706A JP2020033951A (ja) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | スクロール圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2020033951A true JP2020033951A (ja) | 2020-03-05 |
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ID=69667471
Family Applications (1)
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JP2018161706A Pending JP2020033951A (ja) | 2018-08-30 | 2018-08-30 | スクロール圧縮機 |
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-
2018
- 2018-08-30 JP JP2018161706A patent/JP2020033951A/ja active Pending
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