JPH02181084A - スクロール型流体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、冷凍装置の圧縮機などに用いられるスクロー
ル型流体装置に関し、特に、潤滑油を戻す油戻し機構に
係るものである。

（従来の技術） 一般に、例えば、特開昭６０−７３０８０号公報に開示
されているように、スクロール型流体装置には、ケース
内に固定スクロールと公転スクロールとが互いに噛合さ
れて収納されると共に、該公転スクロールの背面にクラ
ンク軸が偏心して連接される一方、上記ケース内が固定
スクロール上方の高圧室と下方の低圧室とに区画されて
おり、上記クランク軸の回転により公転スクロールが固
定スクロールに対して自転することなく公転し、上記低
圧室に導入された流体を上記両スクロール間で圧縮し、
高圧室を介して吐出するようにしているものがある。

（発明が解決しようとする課Ｗｉ） 上述したスクロール型流体装置において、クランク軸の
軸受等に潤滑油を供給しており、この潤滑油が流体に混
入し、高圧流体と共に固定スクロールより吐出され、高
圧室に溜ることになる。そこで、小径の回収通路を高圧
室と低圧室とに亘って形成し、潤滑油を低圧室に戻すよ
うにしているが、近年、クランク軸を回転するモータを
インバータ制御して高速回転しつつある。従って、この
高回転化に伴って潤滑油の貯溜量が増加することになり
、油切れを生じる危険性があり、信頼性が低いという問
題があった。さりとて、上記回収通路を大径にすると、
潤滑油の回収効率は向上するものの、圧縮した高圧流体
も低圧室に逆流することになり、圧縮機効率が低下する
という問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、両スクロ
ールのラップ間に流入する低圧流体を該ラップの外側で
旋回させることにより、該低圧流体中の潤滑油を遠心分
離し、潤滑油を確実に回収して油切れを防止すると共に
、圧力室内を所定圧に保つことができるようにすること
を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すために、請求項（１）に係る発明が講
じた手段は、第１図及び第２図に示すように、先ず、各
々鏡板（１１）、　　（１２）の前面に渦巻状のラップ
（１３）、　　（１４）が立設されて成る固定スクロー
ル（７）と公転スクロール（８）とが互いに各ラップ（
１３）、　　（１４）を噛合して密閉ケーシング（２）
内に並設収納され、該公転スクロール（８）は鏡板（１
２）背面にてフレーム（１５）に支持され、該公転スク
ロール（８）が固定スクロール（７）に対して自転する
ことなく公転するようにしたスクロール型流体装置を前
提としている。

そして、上記ケーシング（２）内には低圧流体が導入さ
れる低圧室（２ｂ）が形成される一方、上記固定スクロ
ール（７）の鏡板（１１）とフレーム（１５）との間に
は低圧流体を両ラップ（１３）、　　（１４）間に導く
吸込室（１９）が該両ラップ（１３）、　　（１４）の
外側に形成され、該吸込室（１つ）と上記低圧室（２ｂ
）とに連通ずる吸入通路（１５ｃ）が形成されている。

更に、該吸入通路（１５ｃ）における吸込室（１つ）側
の開口には該吸込室（１９）に流入する流体が吸込室（
１９）内で公転スクロール（８）の公転方向に旋回する
ように該流体を案内するガイド部材（４１）が設けられ
ている。加えて、上記吸込室（１９）に貯溜する潤滑油
を低圧室（２ｂ）に戻す油戻し通路（４２）が設けられ
た構成としている。

また、請求項（２）に係る発明が講じた手段は、請求項
（１）の発明において、上記吸入通路（１５Ｃ）及び油
戻し通路（４２）はフレーム（１５）に穿設される一方
、上記ガイド部材（４１）は吸入通路（１５ｃ）の開口
を覆うようにフレーム（１５）に取付けられた構成とし
ている。

（作用） 上記構成により、請求項（１）及び（２）に係る発明で
は、公転スクロール（８）を固定スクロール（７）に対
して自転することなく公転させると、該両スクロール（
７）、（８）のラップ（１３）、（１４）により鏡板（
１１）、　　（１２）間に密閉室（１８）が形成され、
該密閉室（１８）が中央に向って移動しつつ収縮するこ
とになる。

一方、上記密閉室（１８）には低圧流体が低圧室（２ｂ
）より吸入通路（１５ｃ）及び吸込室（１９）を介して
流入し、圧縮されることになる。

そして、上記低圧流体は吸込室（１９）に流入した際、
ガイド部材（４１）に案内されて公転スクロール（８）
の公転方向に吸込室（１９）内で旋回する。この旋回に
より流体中に混入している潤滑油が遠心分離され、該潤
滑油は吸込室（１９）に溜ると共に、油戻し通路（４２
）を介して低圧室（２ｂ）に戻ることになる。

（発明の効果） 従って、請求項（１）及び（２）に係る発明によれば、
吸込室（１９）内で流体をガイド部材（４１）によって
旋回させるようにしたために、該吸込室（１９）内で潤
滑油を流体より分離して低圧室（２ｂ）に確実に回収す
ることができるので、高速回転時においても油切れを確
実に防止することができ、信顆性の向上を図ることがで
きる。更に、圧縮前の低圧流体より潤滑油を分離するの
で、高圧室（２ａ）と低圧室（２ｂ）とに亘って油戻し
通路（４２）を形成する必要がなく、駆動効率の低下を
防止することができる。

また、低圧流体を密閉室（１９）に向って旋回して流入
させるので、過給効果が発揮され、駆動効率の向上を図
ることができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に示すように、（１）はスクロール型流体装置で
あって、冷凍装置における圧縮機に用いられ、冷媒ガス
（流体）を高圧に圧縮して吐出するものである。

該スクロール型流体装置（１）は、密閉ケーシング（２
）内にスクロール機構（３）と駆動機構（４）とが収納
されて構成され、該ケーシング（２）の側部には吸入管
（５）が、上部には吐出管（６）が連設されている。上
記スクロール機構（３）は固定スクロール（７）と公転
スクロール（８）とより成り、また、上記駆動機構（４
）は電動機（９）とクランク軸（１０）とより構成され
ている。

上記固定スクロール（７）及び公転スクロール（８）は
各々鏡板（１，１）、　　（１２）の前面にラップ（１
３）、　　（１４）が渦巻状に立設されて成り、両スク
ロール（７）、　　（８）は鏡板（１１）。

（１２）の前面を対面させて上下に並設され、互いに両
ラップ（１３）、　　（１４）が噛合されている。上記
固定スクロール（７）は鏡板（１１）の外周縁にフラン
ジ（１１ａ　）が連設され、該フランジ（１１ａ　）に
てケーシング（２）に固定され、該ケーシング（２）内
が固定スクロール（７）上方の高圧室（２ａ）と下方の
低圧室（２ｂ）とに区画されている。また、上記公転ス
クロール（８）の鏡板（１２）の背面中央部にはスクロ
ール軸（１２ａ）が突設されている。一方、上記クラン
ク軸（１０）はクランク主軸（１０ａ）の上端に凹状の
スクロール軸受孔（１０ｂ）を有するボス（１０ｃ）が
連接されて成り、上記固定スクロル（７）のフランジ（
１，１ａ）に連接固定された支持フレーム（１５）に嵌
挿されて支持されている。更に、上記クランク主軸（１
０ａ）には電動機（９）が連結されており、スクロール
軸受孔（１０ｂ）はその軸受中心（０１）がクランク主
軸（１０ａ）の軸心（０２）より偏心して設けられ、該
スクロール軸受孔（１０ｂ）に上記公転スクロール（８
）のスクロール軸（１２ａ）がスタブ軸受（１６）を介
して嵌合されている。そして、該スクロール軸受孔（１
０ｂ）の偏心により公転スクロール（８）が固定スクロ
ール（７）に対して公転し、このスクロール軸受孔（１
０ｂ）の中心（０＋）（スクロール軸（１２ａ）の中心
）が公転スクロール（８）の可動支点、クランク主軸（
１０ａ　）の軸心（０２）が公転中心となっている。

上記固定スクロール（７）と公転スクロール（８）は両
ラップ（１３）、　　（１４）が側面にて多点接触（１
７）するように設けられると共に、各ラップ（１３）、
　　（１４）の端面が他方の各スクロール鏡板（１２）
、　　（１１）に接し、接触（１７）間に密閉室（１８
）が形成されている。

また、上記固定スクロール（７）のフランジ（１１ａ）
とラップ（１３）との間は下面か開口する吸込室（１９
）に構成され、該吸込室（１つ）は両ラップ（１３），
　　（１４）の外側に位置して周回状に形成され、上記
密閉室（１８）が公転スクロール（８）の公転により順
次吸込室（１９）に開口して該密閉室（１８）に低圧冷
媒ガスが流入するように構成されている。一方、上記鏡
板（１１）のほぼ中央部には吐出口（２０）が穿設され
、上記密閉室（１８）より高圧冷媒ガスが吐出口（２０
）を介して高圧室（２ａ）に吐出されるように成ってい
る。

また、上記支持フレーム（１５）は、第４図にも示すよ
うに、公転スクロール（８）の鏡板（１２）背面側に延
びる略ドーナツ状の円盤部（１５ａ）と、該円盤部（１
５ａ）の内端下部より下方に延びる略筒状の円筒部（１
５ｂ）とより構成されている。そして、上記円盤部（１
５ａ）は上部外周縁にて固定スクロール（７）のフラン
ジ（１１ａ）に固定されており、冷媒ガスが通る吸入通
路（１５ｃ）が上記吸込室（１つ）と低圧室（２ａ）に
連通して上下に穿設されると共に、公転スクロール（８
）の鏡板（１２）が位置する段差部（１５ｄ）が上部に
形成され、該段差部（１５ｄ）によって上記吸込室（１
９）の下面が閉鎖されている。上記円筒部（１５ｂ）に
は、下部に電動機（９）が取付けられており、クランク
軸（１ｏ）のボス（１０ｃ）が嵌入される大径孔（１５
ｅ）と、クランク主軸（１０ａ　）が嵌入される小径孔
（１５ｆ）とが穿設され、該大径孔（１５ｅ）に上部ク
ランク軸受（２］）が、小径孔（１５ｆ　）の下部に下
部クランク軸受（２２）がそれぞれ装着されてクランク
軸（１０）が嵌合支持されている。

更に、上記公転スクロール（８）の鏡板（１２）と支持
フレーム（１５）の段差部（１５ｄ）との間にはスラス
ト軸受（３１）が介設されていて、公転スクロール（８
）のスラスト力を受は止めている。また、上記公転スク
ロール（８）は、図示しないが、自転阻止機構が設けら
れ、固定スクル（７）に対して公転のみ行うように構成
されている。

一方、上記支持フレーム（１５）にお、ける円盤部（１
５ａ）の内周側はバランサ室（３２）に構成されており
、該バランサ室（３２）内に位置して主バランサ（３３
）が上記クランク軸（１０）のボス（１０ｃ）上端部に
突設されると共に、上記電動機（９）のロータ（９ａ）
の下部に副バランサ（３４）が設けられ、該両バランサ
（３３）。

（３４）により公転スクロール（８）の慣性バランスを
保つようにしている。

次に、上記支持フレーム（１５）における吸入通路（１
５Ｃ）の吸込室（１９）側の開口（上端開口）には、第
２図〜第５図に示すように、本発明の特徴とする冷媒ガ
スのガ・イド部ｔｒＡ’（４１）が設けられている。上
記吸入通路（１５Ｃ）はクランク主軸（１０ａ）の軸心
（０２）とほぼ同心上に平面視円弧状に形成され、はぼ
対称位置に２つ形成されると共に、上端の吸込室（１９
）側の開０が段差部（１５ｄ）に開設されて低圧冷媒ガ
スを低圧室（２ｂ）より吸込室（１９）に導くようにし
ている。

上記ガイド部材（４１）は、吸入通路（］、５ｃ）の吸
込室（１９）側の開口において、公転スクロール（８）
の公転方向（矢符Ａ）と逆方向のほぼ半部針を覆って設
けられており、横断面逆Ｕ字状に形成されている。更に
、上記ガイド部材（４１）は吸入通路（１５ｃ）の開口
において、公転スクロール（８）の公転方向と逆方向の
端部（４１ａ）より高さが公転方向（Ａ）に向ってやや
高くなるように形成され、公転方向の端部が開口端（４
１ｂ）となっており、上記吸入通路（１５ｃ）より吸込
室（１つ）に流入する低圧冷媒ガスが公転スクロール（
８）の公転方向（Ａ）に旋回するように該冷媒ガスを案
内している。

また、上記支持フレーム（１５）の円盤部（１５ａ）に
は上端が段差部（１５ｄ）の外周縁に、下端が円盤部（
１５ａ）の下面に開口する油戻し通路（４２）が上下に
穿設され、該油戻し通路（４２）はキャピラリ等で形成
され、吸込室（１９）、つまり、段差部（１５ｄ）に溜
った潤滑油を低圧室（２ｂ）に戻すように構成されてい
る。

尚、第１図における（５１）は潤滑油の油溜めであり、
図示しないが、クランク軸（１ｏ）に形成された給油路
から潤滑油が各油受（１６）。

（２１）、　　（２２）に供給されている。また、（５
２）は支持フレーム（１５）の円筒部（１５ｂ）に形成
されて冷媒ガスか通るガス通路であり、バランサ室（３
２）に連通している。

次に、このスクロール流体装置（１）の作用について説
明する。

先ず、冷媒ガスは吸入管（５）よりケース（２）内に流
入し、低圧室（２ｂ）において、電動機（９）の外側を
通り、支持フレーム（１５）の吸入通路（１５ｃ）を介
して吸込室（１９）より密閉室（１８）に導入する。

一方、公転スクロール（８）はクランク軸（１０）の回
転により固定スクロール（７）に対し公転すると共に、
自転阻止機構（図示省略）により自転することなく公転
する。この公転スクロール（８）の公転により密閉室（
１８）が両ラップ（１３）、　　（１４）間で順次形成
されて収縮し、冷媒ガスを圧縮して吐出口（２０）より
吐出する。

この圧縮動作中において、潤滑油が油溜め（５１）より
クランク軸（１０）内を通り、各軸受（１６）、　　（
２１）、　　（２２）に供給され、この潤滑油が低圧冷
媒ガス中に混入する。そして、この低圧冷媒ガスは吸込
室（１９）に流入する際、ガイド部（４１）によってそ
の流動方向が周回方向（Ａ）に変更しく第５図矢符Ｂ参
照）、上記吸込室（１９）内で旋回することになる。こ
の旋回によって冷媒ガス中の潤滑油が遠心分離し、吸込
室（１９）の段差部（１５ｄ）に溜り、該段差部（１５
ｄ）より潤滑油は油戻し通路（４２）を介して低圧室（
２ｂ）の油溜め（５１）に戻ることになる。

一方、上記吸込室（１９）内の冷媒ガスは、第２図矢符
Ａに示すように、公転スクロール（８）の公転方向に旋
回し、その旋回方向に密閉室（１８）が開口して冷媒ガ
スが過給される。

従って、吸込室（１９）内で冷媒ガスをガイド部材（４
］）によって旋回させるようにしたために、該吸込室（
１つ）内で潤滑油を冷媒ガスより分離して低圧室（２ｂ
）に確実に回収することができるので、高速回転時にお
いても油切れを確実に防止することができ、信頼性の向
上を図ることができる。更に、圧縮前の低圧冷媒ガスよ
り潤滑油を分離するので、高圧室（２ａ）と低圧室（２
ｂ）とに亘って浦戻し通路（４２）を形成する必要がな
く、圧縮機効率の低下を防止することができる。

また、低圧冷媒ガスを密閉室（１９）に向って旋回して
流入させるので、過給効果が発揮され、圧縮機効率の向
上を図ることができる。

尚、本実施例において、スクロール型流体装置（１）は
冷凍装置の圧縮機に適用したが、その他各種装置の圧縮
機や送風機等に適用してもよい。

また、ケーシング（２）内は全体を低圧室（２ｂ）に形
成してもよく、その際、高圧冷媒ガスは吐出口（２０）
より直接吐出管（６）で導出するように構成する。

また、ガイド部材（４１）は実施例に限られず、ブレー
ドなどであってもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はスクロール型
流体装置の縦断面図、第２図は冷媒ガスの旋回方向を示
すラップ等の概略平面図、第３図は支持フレームの平面
図、第４図は同側面図、第５図は同要部の拡大斜視図で
ある。 （１）・・・スクロール型流体装置、（２）・・・ケー
シング、（２ｂ）・・・低圧室、（７）・・・固定スク
ロール、（８）・・・公転スクロール、（１０）・・・
クランク軸、（１１）、（１２）・・・鏡板、（１５）
・・・支持フレーム、（１５ｃ）・・・吸入通路、（１
３）。 （１４）・・・ラップ、（１８）・・・密閉室、（１９
）・・・吸込室、（４１）・・・ガイド部材、（４２）
・・・油戻し通路。 ］　８ −６４７＝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）各々鏡板（１１），（１２）の前面に渦巻状のラ
   ップ（１３），（１４）が立設されて成る固定スクロー
   ル（７）と公転スクロール（８）とが互いに各ラップ（
   １３），（１４）を噛合して密閉ケーシング（２）内に
   並設収納され、該公転スクロール（８）は鏡板（１２）
   背面にてフレーム（１５）に支持され、該公転スクロー
   ル（８）が固定スクロール（７）に対して自転すること
   なく公転するようにしたスクロール型流体装置において
   、 上記ケーシング（２）内には低圧流体が導入される低圧
   室（２ｂ）が形成される一方、上記固定スクロール（７
   ）の鏡板（１１）とフレーム（１５）との間には低圧流
   体を両ラップ（１３），（１４）間に導く吸込室（１９
   ）が該両ラップ（１３），（１４）の外側に形成され、
   該吸込室（１９）と上記低圧室（２ｂ）とを連通する吸
   入通路（１５ｃ）が形成され、 該吸入通路（１５ｃ）における吸込室（１９）側の開口
   には該吸込室（１９）に流入する流体が吸込室（１９）
   内で公転スクロール（８）の公転方向に旋回するように
   該流体を案内するガイド部材（４１）が設けられると共
   に、 上記吸込室（１９）に貯溜する潤滑油を低圧室（２ｂ）
   に戻す油戻し通路（４２）が設けられていることを特徴
   とするスクロール型流体装置。
2. （２）吸入通路（１５ｃ）及び油戻し通路（４２）はフ
   レーム（１５）に穿設される一方、ガイド部材（４１）
   は吸入通路（１５ｃ）の開口を覆うようにフレーム（１
   ５）に取付けられていることを特徴とする請求項（１）
   記載のスクロール型流体装置。