JPH02305392A - 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、冷凍装置の圧縮機等に用いられるスクロール
型流体装置に関し、特に、その潤滑機構の改良に関する
。

（従来の技術） 一般に、冷凍装置における圧縮機にはスクロール型流体
装置が用いられているものがあり、このスクロール型流
体装置は、例えば特開昭６３−３６０８４号公報に示さ
れるように、密閉ケーシング内に固定スクロールと公転
スクロールとが収納されていると共に、該固定スクロー
ルおよび公転スクロールは鏡板の前面に各々ラップがイ
ンボリュート曲線状に立設されて成り、両鏡板の前面を
対向させると共に、互いに両ラップを噛合させ、該両ラ
ップの側面が多点接触し、その接触部間に圧縮室が形成
されて構成されている。更に、上記固定スクロールにお
ける鏡板の略中央部には冷媒の流出口が開設される一方
、上記公転スクロールの鏡板背面側にはフレームが設け
られると共に該背面に、電動機が取付けられたクランク
軸が連接されて該公転スクロールが支持されており、該
公転スクロールの中心はクランク軸の軸心より偏心して
設けられ、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
記圧縮室容積が収縮するように構成されている。

また、この流体装置の型式としてはケーシング内を高圧
に保つようにした高圧ドーム型のものがあり、該高圧ド
ーム型の流体装置は冷媒供給管が上記両スクロールで形
成される圧縮室内に直接間゛口するように取付けられ、
冷媒吐出管が密閉ケーシングの内部空間に開口して接続
されて成り、冷媒供給管から上記圧縮室内に吸入された
冷媒は該圧縮室内で圧縮されて、固定スクロールの流出
口から密閉ケーシング内に流出した後、冷媒吐出管から
吐出される。一方、このスクロール型流体装置の駆動時
において、クランク軸の回転に対して公転スクロールは
自転せず公転するのみであるために、両者の接触部とし
ての軸受は部には潤滑油による潤滑が必要となる。その
潤滑油を供給する手段としては、密閉ケーシング内部が
高圧空間に保持されることから上記軸受は部の周辺を低
圧にすることで、その圧力差を利用して密閉ケーシング
内の底部の貯留部に貯留されている潤滑油をクランク軸
に貫通された給油路から汲上げて上記軸受は部に供給す
るようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述したような圧力差を利用した潤滑油供給機
構においては、上記軸受は部を潤滑した潤滑油は、更に
低圧側に導かれるために、ケーシング内において最も低
圧になっている圧縮室の吸入側へ導入することになる。

また、この潤滑油はケーシング内の貯留部に貯留されて
いた時には高温の流体に晒されていたために、高温状態
となっ−　５　＝ ており、この高温状態のまま圧縮室内へ導入されること
から、該潤滑油は圧縮室内の流体を加熱し、この加熱に
よって該流体は熱膨張されて密度が小さくなることで、
その容積効率が低下し、圧縮材効率の低下に繋っている
ものであった。

そこで、本発明は、この点に鑑み公転スクロールを支持
しているフレームの上面に形成された潤滑油の油溜め部
に排油管を接続し、該排油管によって潤滑油をケーシン
グ外部に導き、排油管に介設された冷却手段によって冷
却することにより、上記潤滑油の流体への熱影響を抑制
し、容積効率の向上を図るスクロール型流体装置を得る
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明が講じた手段は、
以下に述べるとおりである。

先ず、請求項（１）記載の発明にあっては、第１図に示
すように、高圧ケーシング（２）内に固定スクロール（
７）と公転スクロール（８）とが収納され、該両スクロ
ール（７）、　　（８）は各々の鏡板（７ａ）、　　（
８ａ）の前面にラップ（７ｂ）。

（８ｂ）が立設されて成り、該両ラップ（７ｂ）。

（８ｂ）が相互に噛合されて、該両ラップ（７ｂ）、　
　（８ｂ）と上記両鏡板（７ａ）、　　（８ａ）との間
に流体室（３ａ）が形成されると共に、該流体室（３ａ
）には流体供給管（５）が連通される一方、上記公転ス
クロール（８）は鏡板（８ａ）背面側に設けられたフレ
ーム（１１）に支持されると共に、該鏡板（８ａ）の背
面（８ｃ）にはクラ：／り軸（１０）が連結され、該ク
ランク軸（１ｏ）の回転により上記公転スクロール（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）内の底部には潤滑油
（Ｌ）の貯留部（２ｂ）が形成される一方、上記クラン
ク軸（１０）には貯留部（２ｂ）の潤滑油（Ｌ）に浸漬
する下端部（１０ｄ）から公転スクロール（８）に連結
される上端部（１０ｅ）に亘って給油路（１０ｆ）が形
成されると共に、上記フレーム（１１）の上面にはクラ
ンク軸（１０）の上端部（１０ｅ）外側に位置して潤滑
油（Ｌ）の油溜め部（１１ｂ）が形成されている。

また、該油溜め部（ｌｌｂ）には排油管（１５）の一端
（１５ａ）が接続されており、該排油管（１５）は上記
油溜め部（ｌｌｂ）の潤滑油（Ｌ）を上記流体供給管（
５）に導くように他端（１５ｂ）かケーシング（２）外
部に延長されて該流体供給管（５）に接続されている。

更に、該排油管（１５）には潤滑油（Ｌ）を冷却する冷
却手段（１６）が介設されていることを特徴とする。

また、請求項（２）記載の発明にあっては、同じく第１
図に示すように上記請求項（１）記載のスクロール型流
体装置において、冷却手段（１６）は冷媒回路の凝縮器
（１７）に取付けられ、該凝縮器（１７）のファン（１
７ａ）の送風により潤滑油（Ｌ）を冷却するように構成
されていることを特徴とする。

（作用） 上記構成による作用を以下に述べる。

先ず、請求項（１）記載の発明においては、モータ等の
駆動に伴い、クランク軸（１０）を回転させると、該回
転に伴って公転スクロール（８）が固定スクロール（７
）に対して自転することなく公転運動し、例えば冷媒を
圧縮して高圧状態にし、ケーシング（２）内を介して冷
媒回路中に吐出する。また、ケーシング（２）内が高圧
状態となるのに対し、クランク軸（１０）の上端部（１
０ｅ）周辺は低圧状態に保たれることがら、ケーシング
（２）の内部空間との圧力差により、ケーシング（２）
の貯留部（２ｂ）の潤滑油（Ｌ）はクランク軸（１０）
に形成された給油路（１０ｆ）を経て上記クランク軸（
１０）の上端部（１０ｅ）周辺へ送られて、該上端部（
１０ｅ）周辺その他の潤滑を行う。その後、この潤滑油
（Ｌ）はフレーム（１１）の上面に形成された油溜め部
（１１ｂ）に溜り、排油管（１５）によってケーシング
（２）外部に排出された後、冷却手段（１６）で冷却さ
れる。そして、この冷却された潤滑油（Ｌ）は流体供給
管（５）側に送給されて、流体と共に流体室（３ａ）へ
導入される。従って、流体に接触する潤滑油（Ｌ）は低
温状態となっているために、上記流体は潤滑油（Ｌ）か
らの受熱が抑制され、流体装置の容積効率の低下が防止
されている。

一方、請求項（２）記載の発明においては、冷却手段（
１６）が冷媒回路の凝縮器（１７）に取付けられ、該凝
縮器（１７）のファン（１７ａ）の送風によって潤滑油
（Ｌ）を冷却するようにされていることで、排油管（１
５）で排出された潤滑油（Ｌ）は凝縮器（１７）のファ
ン（１７ａ）がらの送風によって放熱されて、低温状態
にされる。

これにより、既存の機器を利用して冷却作用を発揮させ
ることができる。

（実施例） 以下、本発明における一実施例を第１図に基づいて説明
する。

第１図に示すように、（１）はスクロール型圧縮機で、
冷凍機に用いられ、冷媒ガスを高圧に圧縮して吐出して
いる。

該スクロール型圧縮機（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、上記密閉ケーシング（２）の側面上部に
は供給管（５）が、その下方には吐出管（６）が連設さ
れている。そして、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）および公転スクロール（８）
は鏡板（７ａ）、　　（８ａ）の前面にラップ（７ｂ）
、　　（８ｂ）がインボリュート曲線状（渦巻状）に立
設されて成り、両スクロール（７）、　（８）は鏡板（
７ａ）、　　（８ａ）の前面を対面させて上下に並設さ
れ、両ラップ（７ｂ）、（８ｂ）が噛合されていること
で、該両ラップ（７’ｂ　）、　　（８ｂ）の側面が多
点接触し、その接触部間に圧縮室（３ａ）が形成されて
いると共に、固定スクロール（７）の中央部には上記圧
縮室（３ａ）と密閉ケーシング（２）の内部空間（２ａ
）を連通する冷媒流出口（７Ｃ）が設けられている。ま
た、該固定スクロール（７）は鏡板（７ａ）の外周縁に
フランジ（７ｄ）が連設され、該フランジ（７ｄ）にて
上記密閉ケーシング（２）の内周面に固定され、また、
上記公転スクロール（８）の鏡板（８ａ）の背面（８ｃ
）には中央に軸受孔（８ｄ）が穿設されたスクロール軸
（８ｅ）が突設されている。

一方、上記密閉ケーシング（２）の中央部には公転スク
ロール（８）の背面側に位置してフレーム（１１）が固
設されると共に、上記クランク軸（１０）が軸受（１２
）、　　（１２）を介して該フレーム（１１）に上下方
向に嵌挿されている。そして、該クランク軸（１０）は
クランク主軸（１０ａ）に電動機（９）が取付けられる
と共に、クランク主軸（１０ａ）の軸心（０２）より偏
心して連結ピン（１０ｂ）が突設されて成り、該連結ピ
ン（１０ｂ）が上記スクロール軸（８ｅ）の軸受孔（８
ｄ）に軸受（８ｆ）を介して嵌入されて該スクロール軸
（８ｅ）はその軸心（０１）がクランク主軸（１０ａ）
の軸心（０２）より偏心している。

また、上記フレーム（１１）は外周部がケーシング（２
）内周面に固着されて支持されると共に、外周部上面が
固定スクロール（７）のフランジ（７ｄ）の下面に密着
されている。そして、該フレーム（１１）の上面には段
差部（１１ａ）が形成され、該段差部（１１ａ）に上記
公転スクロール（８）の鏡板（８ａ）が設置されて、該
公転スクロール（８）がフレーム（１１）に支持されて
いる。更に、フレーム（１１）の段差部（１１ａ）と公
転スクロール（８）の鏡板（８ａ）との間にはオイルダ
ム機構（１３）が設けられ、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のみ
行うように構成される一方、上記ラップ（７ｂ）、（８
ｂ）の外側と固定スクロール（７）のフランジ（７ｄ）
との間が冷媒の吸込室（１４）に形成されている。更に
、上記フレーム（１１）の上面で上記段差部（１１ａ）
の内側には円形凹部で形成されるバランサ室を併用する
油溜め部（１１　ｂ）が形成されており、該油溜め部（
ｌｌｂ）内に位置してバランサ（１〇Ｃ）が連結ピン（
１０ｂ）の下部に設けられている。

また、上記固定スクロール（７）のフランジ（７ｄ）と
フレーム（１１）との外周縁の一部には固定スクロール
（７）の背面側とフレーム（１１）の背面側である密閉
ケーシング（２）の下部空間とを連通ずるように開口部
（７ｅ）、　　（１１Ｃ）が設けられており、該密閉ケ
ーシング（２）の内部空間（２ａ）全体を同圧空間に形
成するように構成されている。また、上記固定スクロー
ル（７）のフランジ（７ｄ）には上記密閉ケーシング（
２）を貫通する上記供給管（５）が上記吸込室（１４）
に連通して接続されている。

更に、上記密閉ケーシング（２）内の底部には潤滑油（
Ｌ）の貯留部（２ｂ）が形成される一方、上記クランク
主軸（１０ａ）には下端部（１０ｄ）から連結ピン（１
０ｂ）の上端部（１０ｅ）に亘る給油路（１０ｆ）が穿
設されると共に、上記下端部（１０ｄ）が上記貯留部（
２ｂ）に貯留されている潤滑油（Ｌ）に浸漬され、該潤
滑油（Ｌ）を上記軸受（８ｆ）、　　（１２）に供給す
るようにしている。

そして、本発明の特徴とする構成は、上記油溜め部（１
１ｂ）と供給管（５）とを連絡する排油管（１５）およ
び該排油管（１５）に介設された冷却手段（１６）であ
る。

排油管（１５）は、上記供給管（５）の下方においてケ
ーシング（２）の側壁および上記フレーム（１１）を貫
通して、その上流端（１５ａ）が上記油溜め部（１１ｂ
）内の下部に接続されていると共に、他方はケーシング
（２）の外部に延長されて、その下流端（１５ｂ）が上
記供給管（５）に接続されている。また、上記油溜め部
（ｌｌｂ）は最も低圧の冷媒が流入する吸入室（１４）
よりやや高い中間圧に保持されており、上記軸受（８ｆ
）、　　（１２）を潤滑した潤滑油（Ｌ）が流入して貯
留されるように構成されている。そして、この油溜め部
（１１ｂ）と供給管（５）との圧力差により排油管（１
５）は潤滑油（Ｌ）を供給管（５）に供給するようにさ
れている。

一方、冷却手段（１６）は上記排油管（１５）に介設さ
れており、排油管（１５）内を流通する潤滑油（Ｌ）の
冷却を行うように構成されている。

そして、その具体的な構成としては、排油管（１５）の
一部が放熱コイルで形成されて放熱性を有しており、こ
の放熱コイル部分に近接して、圧縮機（１）が冷媒配管
によって接続されている凝縮器（１７）が設置され、該
凝縮器（１７）に具備されている冷却ファン（１７ａ）
からの送風が該放熱コイルに作用するように構成されて
いる。

次に、上記構成による本装置の作動について説明する。

先ず、電動機（９）を起動させると、該起動に伴いクラ
ンク軸（１０）が回転し、この回転によって公転スクロ
ール（８）が固定スクロール（７）に対して自転するこ
となく公転する一方、供給管（５）から吸入された冷媒
は上記両スクロール（７）、　　（８）間に形成される
圧縮室（３ａ）内で圧縮されて固定スクロール（７）の
冷媒流出口（７Ｃ）から流出し、密閉ケーシング（２）
の内　１６一 部空間（２ａ）を介して吐出管（６）から冷媒回路中に
吐出される。この圧縮動作中において、密閉ケーシング
（２）の内部空間（２ａ）は高圧状態に保たれており、
その高圧が密閉ケーシング（２）の貯留部（２ｂ）に貯
留されている潤滑油（Ｌ）の油面に作用している。また
、上記吸込室（１４）よりフレーム（１１）のバランサ
室（１１ｂ）に亘っては低圧若しくは中間圧となってい
ることからこの圧力差によって潤滑油（Ｌ）はクランク
軸（１０）内の給油路（１０ｆ）を経て各軸受（１２）
、　　（８ｆ）に供給されることになる。

そして、公転スクロールとクランク軸との間に介設され
ている軸受（８ｆ）およびフレーム（１１）とクランク
軸（１０）との間に介設された軸受（１２）に供給され
た潤滑油（Ｌ）は油溜め部（ｌｌｂ）内に溜り、該油溜
め部（１１ｂ）に一時的に貯留される。そして、油溜め
部（１１　ｂ）は、吸込室（１４）の圧力とケーシング
（２）内圧との中間圧状態に保持されているので、油溜
め部（１１ｂ）内に貯留されていた潤滑油（Ｌ）は冷却
手段（１６）側へ吸出され、冷却手段（１６）へ導入さ
れる。この冷却手段（１６）に導入された潤滑油（Ｌ）
は凝縮器（１７）の送風ファン（１７ａ）が駆動されて
、その送風が放熱コイル部分に作用されることで、放熱
されて、冷却された後、供給管（５）内へ送給される。

そして、供給管（５）から圧縮室（３ａ）内へ送られる
潤滑油（Ｌ）は低温であるために、冷媒へ熱影響を与え
ることがない。

そして、最後に、圧縮室（３ａ）を経て冷媒流出口（７
ｃ）から冷媒と共にケーシング（２）の内部空間（２ａ
）へ流出された潤滑油（Ｌ）は、ケーシング内部空間（
２ａ）を経て再び貯留部（２ｂ）へ戻る。

このように、上記構成によれば、高温状態で軸受を潤滑
した潤滑油（Ｌ）は排油管（１５）を経て冷却手段（１
６）によって冷却された後、低温状態で冷媒と接触され
るために、該冷媒は潤滑油（Ｌ）からの熱影響を受ける
ことがなく、熱膨張が抑制されて、容積効率が向上され
、装置性能の向上に繋るものである。

尚、上述したものは冷凍装置に圧縮機について述べたが
、本発明はこれに限らず、様々な流体装置への適応が可
能である。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、以下のような効果を
発揮するものである。

先ず、請求項（１）記載の発明においては、流体に接触
する潤滑油は冷却手段によって冷却されて低温状態とな
っているために、上記流体は潤滑油からの受熱が抑制さ
れ、流体装置の容積効率の低下の防止に伴い装置の性能
の向上が図れる。

一方、請求項（２）記載の発明においては、排油管で排
出された潤滑油は凝縮器のファンからの送風によって放
熱されて、低温状態にされることにより、既存の機器を
利用して冷却作用を発揮させることができ、装置全体と
して構造が簡略化され、製造コストの低減にも繋る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール型圧縮機
の縦断面図である。 （１）・・・スクロール型圧縮機 （２）・・・密閉ケーシング （２ｂ）・・・貯留部 （３ａ）・・・圧縮室（流体室） （５）・・・供給管 （７）・・・固定スクロール （８）・・・公転スクロール （７ａ）、（８ａ）・・・鏡板 （７ｂ）、　　（８ｂ）・・・ラップ （１０）・・・クランク軸 （１０ｄ）・・・下端部 （１０ｇ）・・・上端部 （１０ｆ）・・・給油路 （１１）・・・フレーム （１１　ｂ）・・・油溜め部 （１５）・・・排油管 （１５ａ）・・・上流端 （１５ｂ）・・・下流端 （１６）・・・冷却手段 （１７）・・・凝縮器 （１７ａ）・・・冷却ファン （Ｌ）・・・潤滑油

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 　（１）高圧ケーシング（２）内に固定スクロール（７
   ）と公転スクロール（８）とが収納され、該両スクロー
   ル（７），（８）は各々の鏡板（７ａ），（８ａ）の前
   面にラップ（７ｂ），（８ｂ）が立設されて成り、該両
   ラップ（７ｂ），（８ｂ）が相互に噛合されて、該両ラ
   ップ（７ｂ），（８ｂ）と上記両鏡板（７ａ），（８ａ
   ）との間に流体室（３ａ）が形成されると共に、該流体
   室（３ａ）には流体供給管（５）が連通される一方、上
   記公転スクロール（８）は鏡板（８ａ）背面側に設けら
   れたフレーム（１１）に支持されると共に、該鏡板（８
   ａ）の背面（８ｃ）にはクランク軸（１０）が連結され
   、該クランク軸（１０）の回転により上記公転スクロー
   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）内の底部には潤滑油（Ｌ）の貯
   留部（２ｂ）が形成される一方、上記クランク軸（１０
   ）には貯留部（２ｂ）の潤滑油（Ｌ）に浸漬する下端部
   （１０ｄ）から公転スクロール（８）に連結される上端
   部（１０ｅ）に亘って給油路（１０ｆ）が形成されると
   共に、上記フレーム（１１）の上面にはクランク軸（１
   ０）の上端部（１０ｅ）外側に位置して潤滑油（Ｌ）の
   油溜め部（１１ｂ）が形成され、該油溜め部（１１ｂ）
   には排油管（１５）の一端（１５ａ）が接続され、該排
   油管（１５）は上記油溜め部（１１ｂ）の潤滑油（Ｌ）
   を上記流体供給管（５）に導くように他端（１５ｂ）が
   ケーシング（２）外部に延長されて該流体供給管（５）
   に接続されると共に、該排油管（１５）には潤滑油（Ｌ
   ）を冷却する冷却手段（１６）が介設されていることを
   特徴とするスクロール型流体装置。
2. 　（２）上記請求項（１）記載のスクロール型流体装置
   において、冷却手段（１６）は冷媒回路の凝縮器（１７
   ）に取付けられ、該凝縮器（１７）のファン（１７ａ）
   の送風により潤滑油（Ｌ）を冷却するように構成されて
   いることを特徴とするスクロール型流体装置。