JP2020101168A

JP2020101168A - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP2020101168A
Application number: JP2018241624A
Authority: JP
Inventors: 満石川; Mitsuru Ishikawa
Original assignee: Ishikawa Energy Research Co Ltd
Current assignee: Ishikawa Energy Research Co Ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2018-12-25
Publication date: 2020-07-02
Anticipated expiration: 2038-12-25
Also published as: CN111365233A; JP6707764B1

Abstract

【課題】装置全体の複雑化を抑止しつつ、圧縮率が更に向上されたスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】本発明のスクロール圧縮機１０は、圧縮機本体側に固定された固定スクロール２１と、固定スクロール２１に対して旋回可能に配置された可動スクロール２０と、固定スクロール２１と可動スクロール２０との間隙として形成される圧縮空間４３と、可動スクロール２０に駆動力を与えるシャフト１８と、シャフト１８に取り付けられたファン１７と、ケーシング３１と、を具備する。また、本発明では、ファン１７を、ケーシング３１の内部を流れる冷媒の流れに於いて、モータ２３よりも上流側に配置している。これにより、冷媒の流れ抵抗を小さくし、スクロール圧縮機１０の圧縮効率を更に向上することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に、流体の圧縮率を高めることが出来るスクロール圧縮機に関する。

一般的なスクロール圧縮機は、スクロール本体に固定スクロールが固定され、この固定スクロールに対して可動スクロールが旋回可能に組み合わされている。スクロール圧縮機を運転すると、旋回中心を回転軸にして可動スクロールが旋回することで、スクロール圧縮機の周辺部から、固定スクロールと可動スクロールとの間に導入された流体は、両者の間で圧縮されながら、中心部に向かって移動する。中心部に達した流体は、圧縮された状態で系外に供給される。このような構成のスクロール圧縮機は、例えば特許文献１に記載されている。

特許第４６３５６６０号公報

しかしながら、上記した一般的な構成を有するスクロール圧縮機では、それほど加圧されていない状態の流体を、可動スクロールと固定スクロールとの間の空間に導入するため、高い圧縮率を得ることが簡単でない課題があった。

また、スクロール圧縮機の圧縮率を向上するために、モータの回転数を高速にすると、スクロール圧縮機が消費するエネルギが増大してしまう課題が発生する。

また、その圧縮率を高めるべく、スクロール圧縮機の前段部分に流体を圧縮する圧縮機を介装すると、圧縮機で加圧した流体をスクロール圧縮機に供給できることから、高い圧縮率を得ることは出来る。しかしながら、新たに別体の圧縮機が必要になることから、装置全体の複雑化および高コスト化を招く課題が存在する。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮率が向上されたスクロール圧縮機を提供することにある。

本発明は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記シャフトを回転するモータと、ケーシングと、を具備し、前記固定スクロール、前記可動スクロール、前記シャフトおよび前記ファンは、前記ケーシングに内蔵され、前記ケーシングの内部に於ける前記冷媒の流れに於いて、前記ファンは、前記モータよりも上流側に配置されることを特徴とする。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ケーシングには、外部から前記冷媒を取り込む取入口が形成され、前記ファンは、前記取入口の直近に配置されることを特徴とする。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ケーシングの内壁と、前記モータのステータコアとの間に、前記ファンが送風した前記冷媒が流通する流通経路を形成し、前記流通経路が形成される部分の、前記ケーシングの外面に、前記モータに供給される電力を変換する電力変換回路を配置することを特徴とする。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ケーシングの内部に於ける前記冷媒の流れに於いて、前記ファンは、前記モータよりも下流側にも配置されることを特徴とする。

本発明は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記シャフトを回転するモータと、ケーシングと、を具備し、前記固定スクロール、前記可動スクロール、前記シャフトおよび前記ファンは、前記ケーシングに内蔵され、前記ケーシングの内部に於ける前記冷媒の流れに於いて、前記ファンは、前記モータよりも上流側に配置されることを特徴とする。これにより、本発明のスクロール圧縮機によれば、ファンがモータよりも上流側に配置されることで、ファンが回転することでより多くの冷媒をケーシングの内部に取り込むことができ、圧縮空間により多くの冷媒を導入することができる。よって、圧縮効率を向上し、スクロール圧縮機の小型化および高性能化を図ることができる。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ケーシングには、外部から前記冷媒を取り込む取入口が形成され、前記ファンは、前記取入口の直近に配置されることを特徴とする。これにより、本発明のスクロール圧縮機によれば、ファンを取入口の直近に配置することで、ファンの上流側に於ける抵抗を小さくし、ファンが回転することで多くの冷媒をケーシングの内部に取り込むことができる。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ケーシングの内壁と、前記モータのステータコアとの間に、前記ファンが送風した前記冷媒が流通する流通経路を形成し、前記流通経路が形成される部分の、前記ケーシングの外面に、前記モータに供給される電力を変換する電力変換回路を配置することを特徴とする。これにより、本発明のスクロール圧縮機によれば、流通経路を流通する冷媒により、電力変換回路を効果的に冷却できる。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ケーシングの内部に於ける前記冷媒の流れに於いて、前記ファンは、前記モータよりも下流側にも配置されることを特徴とする。これにより、本発明のスクロール圧縮機によれば、圧縮空間に冷媒を過給できる効果を顕著にできる。

本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機を前方から見た分解斜視図である。本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機を後方から見た分解斜視図である。本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す図であり、第２ケーシング部とステータコアとの関連構成を示す斜視図である。本発明の他の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。本発明の他の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す図であり、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は断面図である。本発明の他の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す断面図である。本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機が備えるファンの直径および回転数を検討するためのグラフである。

以下、図を参照して本形態のスクロール圧縮機１０を説明する。以下の説明では、同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。更に、以下の説明では、上下前後左右の各方向を適宜用いるが、前方とはスクロール圧縮機１０の内部における流体の流れの上流側を示し、後方とは前方の反対側であり、左右とはスクロール圧縮機１０を前方から見た場合の左右を示している。

図１を参照して、本実施の形態に係るスクロール圧縮機１０の構成を説明する。図１（Ａ）はスクロール圧縮機１０の全容を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断面線Ａ−Ａに於ける断面図である。図１（Ｂ）では、スクロール圧縮機１０の内部に於ける冷媒の流れを点線で示しており、係る事項は他の断面図に於いても同様である。

図１（Ａ）および図１（Ｂ）を参照して、スクロール圧縮機１０では、ケーシング３１の内部に、スクロール圧縮機１０として機能する各部材が収納されている。また、図１（Ａ）に示すように、ケーシング３１は、前方から、第１ケーシング部３１１、第２ケーシング部３１２、第３ケーシング部３１３および第４ケーシング部３１４を有している。

第１ケーシング部３１１は、ケーシング３１の内部空間を前方から塞ぐ蓋形状を呈している。

第１ケーシング部３１１には、ケーシング３１の内部に冷媒を取り込むための取入口１３が開口されている。前方からスクロール圧縮機１０を見た場合、取入口１３はケーシング３１の略中心に形成されている。よって、取入口１３は、ケーシング３１の中心に配置されるシャフト１８の前方に形成されている。取入口１３の直径Ｌ１は、例えば１３ｍｍ
程度である。

第２ケーシング部３１２は、略筒形状を呈しており、その内部に後述するモータ２３が収納される。また、第２ケーシング部３１２の上面の一部は当接面３４を形成している。当接面３４は、例えば平坦に形成され、インバータ基板１５が面的に接触する。係る構成により、第２ケーシング部３１２の当接面３４とインバータ基板１５とを熱的に結合できる。よって、スクロール圧縮機１０が運転する際に、第２ケーシング部３１２の内部を流通する冷媒で、インバータ基板１５を良好に冷却できる。インバータ基板１５には、電力変換回路が形成されている。

第３ケーシング部３１３は、略筒形状を呈しており、後述するように可動スクロール２０および旋回機構が収納される。第４ケーシング部３１４は、ケーシング３１の内部空間を後方から塞ぐ蓋形状を呈しており、その内面には固定スクロール２１が形成されている。第１ケーシング部３１１ないし第４ケーシング部３１４は、ボルトなどの締結手段を介して相互に結合されている。ケーシング３１を構成する各部材は、ステンレスまたはアルミニウム等の金属材料から構成されている。

図１（Ｂ）を参照して、ケーシング３１の内部には、前方側から、ファン１７、モータ２３、可動スクロール２０、固定スクロール２１、シャフト１８が収納されている。ここでは図示していないが、可動スクロール２０の前方には、シャフト１８の回転運動を可動スクロール２０の旋回運動に変換する旋回機構が配設されている。

また、第２ケーシング部３１２の上面には、インバータ基板１５が配置されている。具体的には、上面にインバータ回路が組み込まれた基板の下面、または、内部にインバータ回路を内蔵する筐体の下面が、第２ケーシング部３１２の上面に当接する。インバータ回路は導電路および回路素子からなる。このインバータは、例えば、入力された商用交流電力を直流電力に変換するコンバータ回路と、この直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するインバータ回路とから構成されている。インバータ基板１５は、上記したモータ２３に交流電力を供給する。スクロール圧縮機１０の運転時に於いてインバータ基板１５は発熱するが、後述するように、ケーシング３１に導入される冷媒の一部を、インバータ基板１５の近傍を流通させることで、インバータ基板１５を冷却している。このようにすることで、インバータ基板１５の過熱を抑制し、インバータ回路を安定的に動作させることができる。

図２および図３を参照して、上記した概略構成を有するスクロール圧縮機１０の構成を詳述する。図２はスクロール圧縮機１０を前方から見た分解斜視図であり、図３はスクロール圧縮機１０を後方から見た分解斜視図である。図２および図３では、スクロール圧縮機１０を構成する各部材の中心線２７を点線で示している。

図２および図３を参照して、先ず、第１ケーシング部３１１の後方直近には、ファン１７が配置されている。ファン１７は、ケーシング３１の内部で回転することで、冷媒を送風する。ファン１７としては、半径方向外側に向かって送風する遠心ファンでも良いし、後方に向かって送風する軸流ファンでも良い。ここでは、ファン１７として、遠心ファンを採用している。ファン１７は、後述するシャフト１８に対して相対回転不可能に接続されている。よって、モータ２３がシャフト１８を回転させると、ファン１７はシャフト１８と共に回転する。

第２ケーシング部３１２は、上記したように略筒状を呈する部材であり、その前端に底部としての区画壁３２を有する。区画壁３２は、ケーシング３１の内部に於いて、ファン１７が配設される空間と、モータ２３が配設される空間とを区画する。区画壁３２の外縁部近傍を開口することで、連通口２８が形成されている。連通口２８は、ファン１７が送風する冷媒を流通させるための開口である。連通口２８は、区画壁３２の円周方向に沿って細長く形成されている。更に、連通口２８は、区画壁３２の円周方向に沿って複数が形成されている。更にまた、連通口２８は、当接面３４の直下にも形成されている。係る構成とすることで、スクロール圧縮機１０の運転時に連通口２８を流通する冷媒で、当接面３４に載置される上記したインバータ基板１５を効果的に冷却できる。また、区画壁３２の中央には、シャフト１８が貫通する貫通孔が形成されている。

モータ２３は、回転子２５と固定子２６とを含む。本実施形態では、モータ２３は、上記した可動スクロール２０を旋回させ、更には、ファン１７を回転させる。

回転子２５は、円周方向に沿って配置された複数の図示しない磁石を含む。回転子２５の半径方向中央には貫通孔が形成されており、その貫通孔にはシャフト１８が挿通される。回転子２５とシャフト１８とは、相対回転不可能に相互に接続されている。よって、回転子２５が回転すると、シャフト１８も共に回転する。

固定子２６は、ステータコア２６１とコイル２６２とから成る。ステータコア２６１は第２ケーシング部３１２の内面に嵌め込まれている。ステータコア２６１は、鉄心とも称される。ステータコア２６１には、コイル２６２が巻回されている。コイル２６２には、上記したインバータ基板１５から所定の周波数の交流電力が供給される。固定子２６は電磁石を構成している。

シャフト１８は、略円柱状の鋼棒である。シャフト１８の前端はファン１７に相対回転不可能に接続され、シャフト１８の中間部は回転子２５に相対回転不可能に接続され、シャフト１８の後端は可動スクロール２０を旋回する旋回機構に接続する。ここではこの旋回機構は図示していない。

第３ケーシング部３１３は、第２ケーシング部３１２の後端に配置され、第２ケーシング部３１２の内部空間を後方から区画する区画壁３３が形成されている。区画壁３３の外縁部近傍を開口することで、連通口２９が形成されている。連通口２９は、ファン１７が送風する冷媒を流通させるための開口である。連通口２９は、区画壁３３の円周方向に沿って細長く形成されている。また、連通口２９は、区画壁３３の円周方向に沿って複数が形成されている。また、区画壁３３には、シャフト１８が貫通する貫通孔が形成されている。ここで、円周方向に於いて、第２ケーシング部３１２に形成される連通口２８の位置と、第３ケーシング部３１３に形成される連通口２９の位置を一致させることも出来る。係る構成とすることで、ケーシング３１の内部に於いて蒸気冷媒を良好に流動させることが出来る。

可動スクロール２０は、第３ケーシング部３１３の後方に配置されており、ここでは図示しない旋回機構を介して、シャフト１８と接続されている。

第４ケーシング部３１４は、第３ケーシング部３１３を後方から塞ぐ蓋状の部材である。ここでは図示しない旋回機構および可動スクロール２０は、第３ケーシング部３１３と第４ケーシング部３１４との間に配設される。第４ケーシング部３１４の前面に固定スクロール２１が形成されている。図３を参照して、第４ケーシング部３１４の略中央部を貫通することで、圧縮後の冷媒が外部に吐出される吐出口２４が形成されている。

図４を参照して、第２ケーシング部３１２とステータコア２６１との関連構成を説明する。図４は第２ケーシング部３１２およびステータコア２６１を示す斜視図である。

第２ケーシング部３１２の内面には前方当接部３５が形成されている。前方当接部３５は、第２ケーシング部３１２の内面に形成された後方を向く段差であり、第２ケーシング部３１２の内部に於いて、ステータコア２６１の前後方向に於ける位置を規定する。また、第２ケーシング部３１２の内面を半径方向外側に向かって窪ませた凹状部３６が形成されている。凹状部３６の前端は前方当接部３５よりも前方に配置され、凹状部３６の後端は第２ケーシング部３１２の後端まで伸びている。また、凹状部３６の前方には、図２に示した連通口２８が形成されている。

ステータコア２６１を、第２ケーシング部３１２に嵌め込むと、ステータコア２６１の前面が、第２ケーシング部３１２の前方当接部３５に当接する。係る構成により、第２ケーシング部３１２の内部に於いて、前後方向に於けるステータコア２６１の位置が規定される。また、ステータコア２６１の円周方向に於ける外側の面は、第２ケーシング部３１２の外側当接面３７に密着する。係る構成により、第２ケーシング部３１２の内部に於いて、半径方向に於けるステータコア２６１の位置が規定される。

また、第２ケーシング部３１２にステータコア２６１を嵌合すると、ステータコア２６１の半径方向外面と凹状部３６との間に、間隙が形成される。凹状部３６の前端はステータコア２６１の前端よりも前方に配置されており、凹状部３６の後端はステータコア２６１の後端よりも後方に配置されている。即ち、ステータコア２６１の外面と第２ケーシング部３１２の内面との間に、上記した冷媒が流通する冷媒流通経路が形成されている。

次に、上記のように構成されたスクロール圧縮機１０の動作を説明する。

図１（Ｂ）を参照して、スクロール圧縮機１０の機能は、内蔵されたモータ２３の駆動力で可動スクロール２０を旋回することで、取入口１３から導入された冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を吐出口２４から外部に吐出することにある。スクロール圧縮機１０は、ここでは図示しない凝縮器、膨張手段および蒸発器と冷媒配管を介して接続され、蒸気圧縮冷凍サイクルを構成している。この蒸気圧縮冷凍サイクルは、例えば、乗用車等の車両室内の冷房または暖房を行う車両用空調装置の一部として用いられる。

スクロール圧縮機１０の具体的な動作は、インバータ基板１５で生成された所定周波数の交流電力が固定子２６に巻回されたコイル２６２に供給されると、回転子２５が回転する。回転子２５の回転に伴いシャフト１８が回転する。シャフト１８が回転すると、シャフト１８の前端に取り付けられたファン１７が回転する。また、シャフト１８の後端に接続された可動スクロール２０が旋回する。

ファン１７が回転すると、ファン１７の送風力で取入口１３から冷媒が吸引される。吸引された冷媒は、ファン１７の送風力でケーシング３１の内部を後方に向かって流動する。具体的には、図１（Ｂ）に点線で示した径路を参照して、冷媒は、連通口２８を経由して、第２ケーシング部３１２の内部に流入する。ケーシング３１の内部では、冷媒は、ステータコア２６１の外面と第２ケーシング部３１２の内面との間隙を経由して、後方に向かって流動する。この後、冷媒は、連通口２９を経由して、第４ケーシング部３１４の内部に流入し、圧縮空間４３に流入する。

その後、固定スクロール２１に対して可動スクロール２０が所定の軌道で旋回することで、冷媒は圧縮されつつ、半径方向中央部の圧縮空間４３に移動する。充分に圧縮された冷媒は、吐出口２４を経由して、凝縮器に移送される。

本実施形態のスクロール圧縮機１０により奏される効果を以下に説明する。

先ず、図１（Ｂ）を参照して、スクロール圧縮機１０にはモータ２３が内蔵されており、モータ２３の駆動力でシャフト１８を介して回転するファン１７の送風力で、圧縮空間４３に冷媒を過給することができる。よって、スクロール圧縮機１０による冷媒の圧縮率を高めることができる。

更に、スクロール圧縮機１０では、ケーシング３１の内部に於ける冷媒の流れに於いて、ファン１７を最上流に配置している。このようにすることで、ケーシング３１への内部に於いてファン１７に冷媒が達するまでの径路の流路抵抗が小さく成るので、ファン１７が回転することにより発生する吸引力でより多くの冷媒をケーシング３１の内部に取り込むことができる。

更に、冷媒の流れに於いてファン１７をモータ２３よりも上流側に配置している。これにより、ファン１７に送風される前の冷媒の流れが、回転子２５の回転により乱されてしまうことを防止でき、よって、ファン１７による過給の効果を顕著にできる。

また、ファン１７により送風された冷媒は、ケーシング３１の内面に形成された冷媒径路を経由して、ケーシング３１の後端に形成された圧縮空間４３に到達する。よって、冷媒は、ケーシング３１の半径方向中心部に配置された回転子２５には原則的には接近しない。これにより、高速で回転する回転子２５により冷媒の流れが乱されることがなく、よって、ファン１７による過給の効果を顕著にできる。

更に、第２ケーシング部３１２の上面にはインバータ基板１５が配置されている。よって、インバータ基板１５が電力変換を行うことで動作熱が発生しても、その動作熱は上記した冷媒に吸収される。よって、インバータ基板１５が過熱することを防止できる。

更にまた、図１（Ｂ）を参照して、前方からスクロール圧縮機１０を見た場合、取入口１３はケーシング３１の中央に形成されている。係る構成により、取入口１３から取り入れた冷媒を、円周方向沿いに均等に送風することができる。よって、圧縮空間４３の周辺部に均等に冷媒を流入させることができ、スクロール圧縮機１０の圧縮効率を更に向上できる。

また、過給のためのファン１７は既存のシャフト１８により回転されるため、ファン１７を回転させる専用部材が不要になり、部品点数の増加や構造の複雑化が抑止されている。

図５を参照して、スクロール圧縮機１０の他の形態を説明する。図５（Ａ）は他の形態に係るスクロール圧縮機１０を示す斜視図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の切断面線Ｂ−Ｂに於ける断面図である。図５に示すスクロール圧縮機１０の構成および動作は、原則的には図１に示したスクロール圧縮機１０と同様であり、取入口１３の構成が異なる。

図５（Ａ）を参照して、ケーシング３１の前端には、ケーシング３１の内部に冷媒を取り入れるための取入口１３が形成されている。ここでは、取入口１３は、上方を向くように開口している。ここでの取入口１３の開口径Ｌ２は、例えば１３ｍｍである。

図５（Ｂ）を参照して、取入口１３は、第１ケーシング部３１１の内部で、接続開口３８と連通している。接続開口３８を前方から見た場合、接続開口３８は、ファン１７の直前に形成された略円形の開口である。接続開口３８とファン１７とを前方から見た場合、接続開口３８の中心位置と、ファン１７の中心位置とは略一致している。

第１ケーシング部３１１の内部には、取入口１３から取り入れた冷媒をファン１７に向かって導く略Ｌ字形状の流路が形成されている。

上記した構成を有するスクロール圧縮機１０の動作は、図１を参照して説明したスクロール圧縮機１０と同様であり、同等の効果を奏することができる。

図６を参照して、スクロール圧縮機１０の更なる他の形態を説明する。図６（Ａ）は他の形態に係るスクロール圧縮機１０を示す斜視図であり、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の切断面線Ｃ−Ｃに於ける断面図である。図６に示すスクロール圧縮機１０の構成および動作は、原則的には図５に示したスクロール圧縮機１０と同様であり、取入口１３の構成が異なる。

図６（Ａ）および図６（Ｂ）を参照して、ここでは、ファン１７として扁平な形状を有すファンが採用されている。また、第１ケーシング部３１１の形状も、ファン１７を収納し得る形状を呈している。

図７の断面図を参照して、更なる他の形態のスクロール圧縮機１０を説明する。この図に示すスクロール圧縮機１０では、シャフト１８に複数のファン１７およびファン１９が取り付けられている。

ファン１９は、シャフト１８のモータ２３よりも後方部分に、相対回転不可能に取り付けられている。係る構成により、ファン１７およびファン１９が、シャフト１８と共に回転することで、冷媒を後方に送風し、ファン１７のみをシャフト１８に取り付けた場合と比較して、圧縮空間４３に冷媒を過給する効果を顕著にすることができる。

ここで、モータ２３の前方部分のシャフト１８に複数のファン１７を取り付けても良いし、モータ２３の後方部分のシャフト１８に複数のファン１９を取り付けることもできる。

図８を参照して、スクロール圧縮機１０が備えるファン１７のサイズおよび回転速度に関して説明する。図７は、スクロール圧縮機１０の性能を示すグラフであり、横軸はファン１７の直径を示し、縦軸はファン１７の回転数を示している。

ここでは、ファン１７の前後に於ける圧力差ΔＰが０．１の場合を実線で示し、圧力差ΔＰが０．２の場合を点線で示し、圧力差ΔＰが０．３の場合を一点鎖線で示している。ここでは、スクロール圧縮機１０の過給性能が期待できる下限値として、圧力差ΔＰが０．１の場合を想定している。

このグラフの傾向としては、ファン１７の直径が小さい場合は、所定の圧力差ΔＰが得られるための回転数が多くなる。

また、このグラフでは、ファン１７で送風される冷媒の速度が音速を超える領域をハッチングで示している。この領域では、ファン１７で送風される冷媒の流れが乱されてしまい、冷媒の圧縮効率を効果的に向上させることはできない。

スクロール圧縮機１０を全体的に小型化することが重要であり、更に、ファン１７の過度な高速化は消費エネルギが増大する。係る事項を考慮した場合、好適なファン１７の直径は７５ｍｍ以上９５ｍｍ以下であり、更に好適なファン１７の直径は８０ｍｍ以上９０ｍｍ以下である。また、好適なファン１７の回転速度は１３００ｒｐｍ以上１７００ｒｐｍ以下であり、更に好適なファン１７の回転速度は１４００ｒｐｍ以上１６００ｒｐｍ以下である。ファン１７の直径および回転速度がこのような範囲であれば、ファン１７の直径の大型化を抑制しつつ、ファン１７の過度な高速化を抑制し、圧力差ΔＰとして０．１を確保できる。この結果、図１（Ｂ）に示した圧縮空間４３に冷媒を好適に過給し、スクロール圧縮機１０全体の圧縮効率を向上できる。

以上、本発明の実施形態を示したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

１０スクロール圧縮機
１３取入口
１５インバータ基板
１７ファン
１８シャフト
１９ファン
２０可動スクロール
２１固定スクロール
２３モータ
２４吐出口
２５回転子
２６固定子
２６１ステータコア
２６２コイル
２７中心線
２８連通口
２９連通口
３１ケーシング
３１１第１ケーシング部
３１２第２ケーシング部
３１３第３ケーシング部
３１４第４ケーシング部
３２区画壁
３３区画壁
３４当接面
３５前方当接部
３６凹状部
３７外側当接面
３８接続開口
４３圧縮空間

本発明は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、ケーシングと、を具備し、前記固定スクロール、前記可動スクロール、前記シャフトおよび前記ファンは、前記ケーシングに内蔵されることを特徴とする。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記シャフトに複数の前記ファンが取り付けられることを特徴とする。

本発明は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、ケーシングと、を具備し、前記固定スクロール、前記可動スクロール、前記シャフトおよび前記ファンは、前記ケーシングに内蔵されることを特徴とする。これにより、本発明のスクロール圧縮機によれば、ファンがモータよりも上流側に配置されることで、ファンが回転することでより多くの冷媒をケーシングの内部に取り込むことができ、圧縮空間により多くの冷媒を導入することができる。よって、圧縮効率を向上し、スクロール圧縮機の小型化および高性能化を図ることができる。

また、本発明のスクロール圧縮機では、前記シャフトに複数の前記ファンが取り付けられることを特徴とする。これにより、過給効果が顕著になる。

本発明のスクロール圧縮機は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、シャフトに取り付けられて前記冷媒を過給するファンと、ケーシングと、を具備し、前記固定スクロール、前記可動スクロール、前記シャフトおよび前記ファンは、前記ケーシングに内蔵されることを特徴とする。

本発明のスクロール圧縮機は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、シャフトに取り付けられて前記冷媒を過給するファンと、ケーシングと、を具備し、前記固定スクロール、前記可動スクロール、前記シャフトおよび前記ファンは、前記ケーシングに内蔵されることを特徴とする。これにより、圧縮効率を向上することができる。

Claims

蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、
固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記シャフトを回転するモータと、ケーシングと、を具備し、
前記固定スクロール、前記可動スクロール、前記シャフトおよび前記ファンは、前記ケーシングに内蔵され、
前記ケーシングの内部に於ける前記冷媒の流れに於いて、前記ファンは、前記モータよりも上流側に配置されることを特徴とするスクロール圧縮機。
前記ケーシングには、外部から前記冷媒を取り込む取入口が形成され、
前記ファンは、前記取入口の直近に配置されることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
前記ケーシングの内壁と、前記モータのステータコアとの間に、前記ファンが送風した前記冷媒が流通する流通経路を形成し、
前記流通経路が形成される部分の、前記ケーシングの外面に、前記モータに供給される電力を変換する電力変換回路を配置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクロール圧縮機。
前記ケーシングの内部に於ける前記冷媒の流れに於いて、前記ファンは、前記モータよりも下流側にも配置されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のスクロール圧縮機。