JP3237404B2 - 密閉型スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密閉型スクロール圧縮
機に係り、特に、吐出ガスに伴って潤滑油が圧縮機の外
へでていく、いわゆる、油上りを防止するための改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】冷媒ガスと潤滑油が混合した吐出ガスを
電動機下方で冷媒ガスと潤滑油に分離する手段を有する
密閉型スクロール圧縮機としては、例えば、特開平5−4
4667号公報に記載されたものがある。この公報のものに
は、密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部を備
え、圧縮機部と電動機部により密閉容器内を上部，中
部，下部の三つの空間に分割した密閉型スクロール圧縮
機において、密閉容器内に、上部空間と中部空間に連通
する通路と、中部空間と下部空間を連通する通路と、こ
の通路を通過したガスを電動機下側のコイルエンド部に
導く噴射装置を設けたものが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、油
溜りから吸い上げられ、各軸受およびスクロール摺動部
を潤滑した潤滑油は、固定スクロールの吐出口から上空
間に冷媒ガスと混じって吐出され、この冷媒ガスは、圧
縮機部の外周の通路を通って中部空間に入り、更に電動
機外周の通路を通った後、噴射装置によって電動機下側
のコイルエンドに噴きつけ衝突させている。この時、噴
射装置と、コイルエンド外周の空間面積が小さいため、
衝突後のガス速度が速く、このため分離された潤滑油
は、再び、ガスと混合されてしまう。また、衝突後、コ
イルエンドの軸方向の距離が短いため、分離された潤滑
油は噴霧状態で圧縮機下方の油溜りに落下するが、この
時、前述の通りガス速度が速く、更に、ロータの回転に
よる回転流により、潤滑油は再びガスと混合されてしま
う。以上により、潤滑油とガスは再混入して圧縮機吐出
管から圧縮機外へ導かれるため、油上りが増加するとい
う問題があった。

【０００４】また、密閉容器内に中部空間と下部空間を
連通する通路と、この通路を通過したガスを電動機下側
のコイルエンド部に導く噴射装置を設けているため、部
品点数が増え、取付け部の信頼性を十分に確認する必要
があった。

【０００５】本発明の目的は、圧縮機構部より吐出され
たガスが電動機を通過した後、密閉容器の内壁に向って
流れ、その後、密閉容器に配置した吐出口から圧縮機外
へと流れるガスの通路系を有することにより、冷媒ガス
中に含まれる潤滑油の分離を良好に行い、油上りの低減
を図り、電動機の冷却を効果的に行い、信頼性の高いス
クロール圧縮機を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、固定スクロール，旋回スクロール，フレ
ーム，自転防止機構等から成る圧縮機構部を上方に配置
し、前記圧縮機構部を駆動する電動機を下方に配置し、
駆動軸のクランク部を前記旋回スクロールに連結し、前
記駆動軸の支承部を前記電動機の両側に設け、これらを
密閉容器に収納し、前記密閉容器の下部を油溜りとした
密閉型スクロール圧縮機において、前記フレームには、
駆動軸の上部を支承する軸受を有すると共に前記電動機
の固定子外周部が締結され、さらにこのフレーム下部に
は前記駆動軸の下部を支承する軸受を備えると共に電動
機の下部を塞ぐカバーが締結固定され、前記フレームの
外周面を前記密閉容器の内壁に締結することにより、該
密閉空間を上部空間と下部空間に仕切ると共に、固定ス
クロールのラップ中心部の吐出孔から吐出されたガスを
電動機の上部に導くガス通路を形成し、電動機の下部を
塞ぐ前記カバーには前記密閉容器の内壁に対向するガス
通路孔が設けられ、前記圧縮機構部より吐出された冷媒
と潤滑油のガスは、前記ガス通路を通り、前記電動機上
部から電動機を通過し電動機を冷却した後、前記カバー
に形成したガス通路孔から横方向に吐出され、密閉容器
内壁に衝突されて潤滑油とガスに分離され、ガスはカバ
ー及びフレームの外周と前記密閉容器内壁との空間から
ガス速度を小さくして上昇し、前記密閉容器上部の前記
ガス通路孔に対して遠い側に設けられた吐出接続口から
圧縮機外へと流れるガスの通路系を構成したものであ
る。

【０００７】上記構成とすることにより、油溜りから吸
い上げられ、各軸受およびスクロール摺動部を潤滑した
潤滑油は、固定スクロールの吐出孔から上部空間に冷媒
ガスと混合して吐出される。この潤滑油を含んだ冷媒ガ
スは、固定スクロールのラップ中心部の吐出孔と電動機
の上方を連通するガス通路を介して電動機を通過し電動
機を冷却した後、電動機下方を塞ぐように配置されたカ
バーに設けられているガス通路孔から横方向に全て吐出
されて密閉容器の内壁に衝突する。この時、潤滑油を含
んだ冷媒ガスは、潤滑油とガスに分離される。その後、
潤滑油は密閉容器の内壁に付着して、静かに圧縮機下方
の油溜りに滴下する。一方、ガスはカバーと密閉容器の
内壁との間の広い空間面積でガス速度が小さくなり整流
されて上昇し、密閉容器上部の前記ガス通路孔に対して
遠い側に設けられた吐出接続口から圧縮機外へと導かれ
る。このようにガス通路系を構成したことにより、電動
機を多量の吐出ガスにより冷却し、その後ガスの全てを
横方向に噴出させて密閉容器の内壁に衝突させるから、
効率良く冷媒ガスから潤滑油を分離でき、しかも分離さ
れた潤滑油は再度混合されにくくなる。したがって、油
上りの低減および電動機巻線温度の低減を図ることがで
きる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１および図２に
より説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例に係る密閉型スク
ロール圧縮機の断面図を示す。図２は、図１における断
面Ａ−Ａを示す。

【００１０】図１および図２において、密閉容器１内の
上方にはスクロール圧縮機構２を下方にはこれを駆動す
る電動機３をそれぞれ配置して収納し、容器１の下方に
は油溜り４が形成されている。

【００１１】スクロール圧縮機構２は、旋回スクロール
５，固定スクロール６，電動機３で駆動するクランク軸
である駆動軸７，フレーム８，自転防止機構９から成っ
ている。

【００１２】旋回スクロール５は台板(鏡板)５ａ上に渦
巻状のラップ５ｂ有する。また、台板５ａの背面には駆
動軸７のクランクピン部７ａが挿入される軸受１０が設
けられ、また、台板５ａには圧縮途中のラップ５ｂ空間
と背圧室８ａとを連通する均圧孔５ｃが設けられてい
る。また、台板５ａの背面には自転防止機構であるオル
ダムリング９のキー９ａが摺動するキー溝５ｄが設けら
れている。

【００１３】固定スクロール６も同様に台板６ａ上に渦
巻状のラップ６ｂを有する。また、ラップ外周部には吸
入孔６ｃ，ラップ中心部には吐出孔６ｄが設けられてい
る。

【００１４】容器１に固定されたフレーム８は、駆動軸
７を支承する軸受１１，背圧室８ａと電動機３側の圧力
差を密封するためのシール軸受１２，旋回スクロール５
を固定スクロール６との間で挾み込む台座８ｂ，自転防
止機構であるオルダムリング９のキー９ａが摺動するキ
ー溝８ｃを有する静止台座８ｄ，旋回スクロール５に適
切な押し付け力を与えるための背圧室８ａ，電動機３，
固定子３ａの締結部８ｆを有している。また、フレーム
８の外周面８ｆ，８ｇを容器１の内壁に締結することに
より、外周面８ｆと容器１の内壁の締結により、上部空
間１３と下部空間１４に仕切るとともに固定スクロール
６のラップ中心部の吐出孔６ｄと電動機３の上方を連通
するガス通路１５を形成している。また、フレーム８の
外周面８ｇは、部分的に容器１の内壁に締結している。

【００１５】旋回スクロール５と固定スクロール６は互
いにラップを内側に向けて組合せ、固定スクロール６と
フレーム８の台座８ｂとにより旋回スクロール５の台板
５ａを挾み込む。旋回スクロール５の背面とフレーム８
の間には旋回スクロール５の自転を防止するための自転
防止機構９が配置されている。

【００１６】自転防止機構９であるオルダムリング９は
リング９ｂとキー９ａで構成されており、旋回スクロー
ル５とフレーム８の静止台座８ｄとの間に挾まれ、オル
ダムリング９のキー９ａは旋回スクロール５とフレーム
８の静止台座８ｄに設けられたキー溝８ｃに係合してい
る。

【００１７】駆動軸７は、一端が旋回スクロール５に設
けた軸受１０に支持されているクランクピン部７ａを有
し、もう一端はカバー１６に設けた軸受１７により支持
されている。また、駆動軸７内には、給油孔７ｂが該軸
の回転中心上に設けられ、この給油孔７ｂは一端がクラ
ンクピン部７ａの端面に開口し、もう一端はカバー１６
に設けた軸受１７の端面に開口している。また、軸受１
２内に、給油孔７ｂと連通する径方向の給油孔７ｃを有
している。

【００１８】カバー１６は、駆動軸７を支承する軸受１
７，油溜り４から潤滑油を導く給油パイプ１８，密閉容
器１の内壁に対向するガス通路孔１６ａから成り、フレ
ーム８にボルト１９により締結している。また、カバー
１６に設けた密閉容器１の内壁に対向するガス通路孔１
６ａは、フレーム外周面８ｆと容器１の内壁で形成され
たガス通路１５に対して、遠い側に設けられている。

【００１９】電動機３は固定子３ａと回転子３ｂから成
り、固定子３ａはフレーム８の締結部８ｅに締結し、回
転子３ｂは駆動軸７に固定している。

【００２０】密閉容器１は、フレーム８を支持するケー
シング１ａと両側のキャップ１ｂ，１ｃから成り、ケー
シング１ａに吐出接続口２０および電源接続口２２を設
け、キャップ１ｂに吸入接続口２１，キャップ１ｃに脚
２３を設けている。また、ケーシング１ａに設けた吐出
接続口２０は、カバー１６に設けた密閉容器１の内壁に
対向するガス通路孔１６ａに対して、遠い側に設けられ
ている。

【００２１】次にスクロール圧縮機の作用について説明
する。電動機３により駆動軸７が回転すると、駆動軸
７，クランクピン部７ａの回転運動および自転防止機構
の作用により、旋回スクロール５は自転することなく旋
回運動する。この結果、旋回スクロール５と固定スクロ
ール６のラップおよび台板で形成される空間は中心に移
動しつつその容積を減少し、吸入接続口２１から吸入し
たガスを圧縮し、固定スクロール６の吐出孔６ｄから吐
出される。吐出された冷媒と潤滑油のガスは、フレーム
外周面８ｆと容器１の内壁で形成されたガス通路１５を
通り、電動機３上方にながれ、そして、電動機３を通過
し電動機３を冷却た後、電動機３下方に配置したカバー
１６に設けた密閉容器１の内壁に対向したガス通路孔１
６ａを通り、密閉容器１の内壁に衝突する。この時、潤
滑油を含んだ冷媒ガスは、潤滑油とガスに分離される。
その後、潤滑油は密閉容器１の内壁に付着して、静かに
圧縮機下方の油溜り４に滴下する。一方、ガスはカバー
と密閉容器の内壁との空間面積からガス速度を小さく
し、密閉容器１ａに設けた吐出接続口２０から圧縮機の
外へと導かれる。

【００２２】ここで、カバー１６に設けた密閉容器１の
内壁に対向するガス通路孔１６ａは、フレーム外周面８
ｆと容器１の内壁で形成されたガス通路１５に対して、
遠い側に設けられているほうが電動機３を通過する冷媒
と潤滑油のガスは、対角に流れるため、電動機３の冷却
効果がよい。また、ケーシング１ａに設けた吐出接続口
２０は、カバー１６に設けた密閉容器１の内壁に対向す
るガス通路孔１６ａに対して、遠い側に設けられている
ほうが、密閉容器１の内壁に衝突した後、ガスはカバー
１６と密閉容器１の内壁との空間面積からガス速度を小
さく密閉容器１に設けた吐出接続口２０から圧縮機の外
へと導かれるがこの時、距離が長い方がガスは整流化さ
れるため、分離された潤滑油が再度混合されにくい。

【００２３】また、スクロールが圧縮作用を行うと旋回
スクロール５と固定スクロール６は離そうとする力が作
用するので、これを防止するため、旋回スクロール５の
背面の背圧室内８ａの圧力は、均圧孔５ｃにより、吐出
圧力より低く、吸入圧力より高い中間圧力に保たれる。
この中間圧力のかけ方は特開昭53−119412号および特開
昭55−37520 号公報で開示されているので詳細な説明は
省略する。また、前述の通り、密閉容器１内は吐出圧力
である。

【００２４】これにより、旋回スクロール５の軸受１０
とフレーム８の軸受１１の背圧室８ａ側端面は中間圧力
に保たれるため、油溜り４の潤滑油は、カバー１６に設
けた給油パイプ１８を経て、駆動軸７のクランクピン部
７ａ側の給油孔７ｂの端部まで吐出圧力と中間圧力の差
圧で導かれ、これにより、旋回スクロール５に設けた軸
受１０に給油される。更に、駆動軸７内の給油孔７ｃを
介して、フレーム８内に設けた軸受１１，１２をはじめ
各摺動部に給油される。なお、潤滑油の給油手段とし
て、吐出圧力と中間圧力の差圧給油として説明したが、
この他の、給油手段、例えば、オイルポンプであっても
よい。

【００２５】次に他の実施例について図３，図４および
図５により説明する。

【００２６】図３に他の実施例を示す密閉型スクロール
圧縮機の全体構造断面図を示す。

【００２７】図４は図３における断面Ａ−Ａを示す。

【００２８】図３および図４において、フレーム２４の
電動機３，固定子３ａの締結部24ｅは、電動機３，固定
子３ａの外周カット部分２５に相当するところに電動機
３の下方に開口する空間２４ｈを設け、ここに密閉容器
１の内壁に対向するガス通路孔２４ｉを設けたものであ
る。この場合、吸入接続口２１から吸入したガスを圧縮
し、固定スクロール６の吐出孔６ｄから吐出され、吐出
された冷媒と潤滑油のガスは、フレーム外周面２４ｆと
容器１の内壁で形成されたガス通路２６を通り、電動機
３上方にながれ、そして、電動機３を通過し電動機３を
冷却した後、フレーム２４に設けた密閉容器の内壁に対
向したガス通路孔２４ｉを通り、密閉容器１の内壁に衝
突する。この時、潤滑油を含んだ冷媒ガスは、潤滑油と
ガスに分離される。

【００２９】この構造は、図１と図２で説明したものよ
り、ガス通路孔２４ｉと容器下方の油溜り４の潤滑油の
油面までの距離を十分に確保できるため油面までの空間
部分を確保でき、このためガス流速を小さくすることが
でき分離された潤滑油が再度混合されにくい。

【００３０】また、図５に他の実施例を示す密閉型スク
ロール圧縮機の断面図を示す。図５は、カバー２７に設
けた密閉容器１の内壁に対向したガス通路孔２７ａと密
閉容器１の内壁との距離を短くする手段として、ボス２
７ｂを設けたものである。この場合、潤滑油を含んだ冷
媒ガスの密閉容器内壁への衝突速度を速くして潤滑油と
ガスの分離効率の向上を図ったものである。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、密閉形スクロール圧縮
機において、圧縮された冷媒ガス中に含まれる潤滑油を
分離して油溜りに戻す作用が良好に行われ、いわゆる、
油上りを効果的に防止でき、電動機の冷却を確実に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る密閉型スクロール圧縮
機の断面図。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】他の実施例を示す密閉型スクロール圧縮機の断
面図。

【図４】図３におけるＡ−Ａ矢視断面図。

【図５】他の実施例を示す密閉型スクロール圧縮機の断
面図。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…スクロール圧縮機構、３…電動機、
４…油溜り、５…旋回スクロール、６…固定スクロー
ル、７…駆動軸、８…フレーム、９…自転防止機構、１
３…上部空間、１４…下部空間、１５…ガス通路、１６
…カバー、１６ａ…ガス通路孔。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−44667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−190690（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/02 311 F04C 29/02 311 F04C 29/02 351 F04C 29/02 361

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定スクロール，旋回スクロール，フレー
   ム，自転防止機構等から成る圧縮機構部を上方に配置
   し、前記圧縮機構部を駆動する電動機を下方に配置し、
   駆動軸のクランク部を前記旋回スクロールに連結し、前
   記駆動軸の支承部を前記電動機の両側に設け、これらを
   密閉容器に収納し、前記密閉容器の下部を油溜りとした
   密閉型スクロール圧縮機において、前記フレームには、駆動軸の上部を支承する軸受を有す
   ると共に前記電動機の固定子外周部が締結され、さらに
   このフレーム下部には前記駆動軸の下部を支承する軸受
   を備えると共に電動機の下部を塞ぐカバーが締結固定さ
   れ、 前記フレームの外周面を前記密閉容器の内壁に締結する
   ことにより、該密閉空間を上部空間と下部空間に仕切る
   と共に、固定スクロールのラップ中心部の吐出孔から吐
   出されたガスを電動機の上部に導くガス通路を形成し、 電動機の下部を塞ぐ前記カバーには前記密閉容器の内壁
   に対向するガス通路孔が設けられ、 前記圧縮機構部より吐出された冷媒と潤滑油のガスは、
   前記ガス通路を通り、前記電動機上部から電動機を通過
   し電動機を冷却した後、前記カバーに形成したガス通路
   孔から横方向に吐出され、密閉容器内壁に衝突されて潤
   滑油とガスに分離され、ガスはカバー及びフレームの外
   周と前記密閉容器内壁との空間からガス速度を小さくし
   て上昇し、前記密閉容器上部の前記ガス通路孔に対して
   遠い側に設けられた吐出接続口から圧縮機外へと流れる
   ガスの通路系を構成したことを特徴とする密閉型スクロ
   ール圧縮機。