JPH04321787A - 密閉形スクロール圧縮機 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は密閉形スクロール圧縮機
に係り、特に吐出ガスに伴われて潤滑油が圧縮機の外へ
出ていく現象（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】密閉形スクロール圧縮機は空調機の冷媒
ガスなどの圧縮に用いられるもので、一般に密閉容器内
に、上部に圧縮機部、下部にこれを駆動するための電動
機を収容し、電動機の下方には潤滑油（以下単に油と称
することもある）を溜めた油溜りが設けられている構成
となっている。圧縮機部は、円のインボリュート又はそ
れに近い渦巻き状のラップを具えた固定スクロール及び
旋回スクロールを互いに噛み合わせてなるものであり、
旋回スクロールは自転することなく固定スクロールに対
して公転運動するようにクランク軸により駆動される。 このクランク軸は上記の電動機によって駆動される。固
定スクロール，旋回スクロールおよびクランク軸は密閉
容器に固定されたフレームで支持されている。油は前記
油溜りからクランク軸内の油通路に吸い上げられ、各軸
受およびスクロール摺動面を潤滑した後、圧縮機部で圧
縮された冷媒ガスと共に圧縮機上方の密閉容器内の空間
に吐出され、フレームと密閉容器との間に形成された冷
媒通路を通ってフレームの下方の空間に入り、更に、電
動機と密閉容器との間に形成された冷媒通路を通って油
溜りに戻るようにされ、また、冷媒ガスは電動機を冷却
した後、密閉容器に接続された吐出管から密閉容器外に
吐出される。

【０００３】従来の密閉形スクロール圧縮機においては
、特開昭６３−１４３３９８号公報に示されるように、
フレームと密閉容器との間に形成された冷媒通路に導か
れた圧縮ガスを、ガス案内通路および分流板を設けるこ
とによって、電動機コイルエンド側面に向う流れと、電
動機外周部の鉛直方向に向う流れとに分流して、鉛直方
向下方への流量を制限して油上りを減少させる様にした
構造、あるいは特開昭６３−２１２７９６号公報に示さ
れるように、フレームの側面に上下方向の複数の溝を設
けて上下方向の複数の通路を形成し、該通路の一つを電
動機の周部に設けられた電動機上方空間を電動機下方の
潤滑油溜りに連通する通路と対向させると共に、該通路
から遠い方において吐出管を密閉容器に接続することに
よって、電動機下部の冷却を図ると共に油上り量の低減
を図る構造に頼っていた。

【０００４】又は、特開平２−１３３２６６　号公報に
示されるように、フレームと密閉容器の間に形成される
フレーム通路と、電動機と密閉容器の間に形成される電
動機通路の１つを対向させ、前記フレーム通路と遠い側
において吐出管を密閉容器と接続し、通路面積が比較的
大きい電動機通路をフレーム通路と吐出管とのほぼ中間
に位置することによって、油上りを低減する構造に頼っ
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開昭
６３−１４３３９８号公報に記載のような分流板を設け
て電動機下方への冷媒ガス流量を制限する技術において
は、電動機下方の冷却をある程度犠牲にしており、この
ため、電動機効率が低下する過負荷運転条件下では、電
動機下部温度が高くなってしまうとの問題がある。この
ため、電動機の出力を大きくしたりして過負荷時の電動
機効率を向上させたり、過負荷条件の運転範囲を制限し
たりする必要がある。

【０００６】一方、上記の特開昭６３−２１２７９６号
公報記載の従来技術の場合においては、複数のフレーム
側面通路の一つを電動機周部の通路に対向させているた
め、電動機周部の通路に対向する前記フレーム側面通路
の流量を多くすれば電動機下部を比較的良好に冷却でき
る。しかしながら、この従来技術の密閉形スクロール圧
縮機をインバータ駆動で高速化した場合、電動機の周囲
を流れる冷媒ガス流速が速くなり、電動機下部空間に導
かれた冷媒ガスが再び電動機上部空間に流れて吐出管よ
り圧縮機外へ出ていく冷媒ガス流れの過程で、電動機下
部の潤滑油溜りに戻る途中の潤滑油を再び吹き上げるこ
ととなり、いわゆる油上りを増加させてしまうとの問題
がある。すなわち、この従来技術では、フレーム通路か
ら電動機下方に導かれた冷媒ガスは、フレームから遠い
位置の電動機周部通路を通って再び電動機上部空間に吹
き上かり、この上向きのガス流れによって、例えば電動
機コア上面から電動機下部の潤滑油溜へ落下途中の潤滑
油を吹き上げることになる。しかも、この従来技術では
、吐出管がフレーム通路から遠い側に設けてあるため、
吐出管はこの吹き上がる圧縮ガス流に近い位置に位置し
、冷媒ガスの潤滑油吹き上げによる油上りが多くなる。

【０００７】又、特願平２−１３３２６６　号公報に記
載の従来技術においては、圧縮された冷媒ガスはフレー
ム通路を経て圧縮機部と電動機との空間に入りその一部
はフレーム通路と対向する電動機通路を通って電動機下
部を冷却し、その後は、流路抵抗の小さい電動機通路を
通って電動機と圧縮機部の空間に再び入る。しかしなが
ら、対向したフレーム通路と電動機通路の間の電動機の
巻線の形状によっては、フレーム通路から電動機通路へ
冷媒ガスが流れる際、巻線に冷媒ガスが当り、冷媒ガス
に混っていた油分が、電動機上部空間に飛散し吐出管よ
り吐出され油上りが多くなる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】密閉容器内に、固定スク
ロールと、これに噛み合う旋回スクロールと、固定スク
ロールに一体的に結合され旋回スクロールを旋回自在に
支持し且つ側面が密閉容器内壁と密着しているフレーム
とからなる圧縮機部を上方部に設け、該圧縮機部の下方
に旋回スクロール駆動用の電動機を設け、該電動機の下
方の密閉容器底部に潤滑油溜りを設け圧縮機部と電動機
との間の空間に密閉容器外部へ連通する吐出管を接続し
、固定スクロールの中央の吐出口から潤滑油を含んだ圧
縮冷媒ガスが圧縮機部の上方の空間に吐出されるように
し、フレームの側面に上下方向の溝を設けることによっ
て該溝と密閉容器内壁との間に、圧縮機部の上方の空間
を圧縮機部と電動機との間の空間に連通する上下方向の
フレーム通路を形成した密閉形スクロール圧縮機におい
て、電動機外周と密閉容器内壁との間に、電動機上方空
間を電動機下方の潤滑油に連通する複数個の電動機通路
を設け、前記フレーム通路に電動機通路の一つを対向さ
せ、冷媒ガスが対向させたフレーム通路と電動機通路の
間の電動機の巻線に妨げられず、大部分が電動機通路に
導かれるように、巻線を成形（当該部の巻線を他の部分
に比べ外径が小さく又、上端コーナー部をテーパ大に部
分成形）するか又は、対向させたフレーム通路と電動機
通路の間に２つの通路を連通させる連通板を設け、密閉
容器外部へ連通する前記吐出管は、前記フレーム通路か
ら遠い側において密閉容器に接続すると共に、通路面積
が相対的に大きい電動機通路をフレーム通路と吐出管と
のほぼ中間にて電動機外周の概ね対称的な２ケ所の位置
に設けて電動機の下方から上方へ向うガス通路となし、
以て該ガス通路を通る上向きの冷媒ガスの流速を下げ、
かつ、該ガス通路を吐出管から遠い位置とすることによ
り、上向きの上記冷媒ガスの流れが落下途中の潤滑油を
吹き上げて吐出管に至らしめることを防止し、更に、電
動機下部の空間に潤滑油溜りと他空間を分ける仕切板を
設け油上りを低減する。

【０００９】更に油上りを低減するため、前記仕切板上
面に金網を貼り付け、電動機下部の空間を通る冷媒ガス
より潤滑油分離を促進し油上りを低減する。

【００１０】

【作用】潤滑油溜りから吸い上げられ各軸受やスクロー
ル摺動部を潤滑した油は、固定スクロールの中央吐出口
から圧縮機部上方空間に冷媒ガスに混って吐出される。 遠合された潤滑油と冷媒ガスは、フレーム周面に形成さ
れた前記上下方向のフレーム通路を経て、更に成形され
た巻線形状により対向する電動機通路に導かれ電動機下
方の空間に入るか、又は連通板を設けた場合はフレーム
通路と対向する電動機通路を連通させる連通板の内側を
通りフレーム通路と対向する電動機通路を通って電動機
下方の空間に入り、電動機下部を冷却すると同時に、電
動機下方の空間を通る際、仕切板の上面を覆っている金
網により潤滑油と分離される。潤滑油と分離された冷媒
ガスは、フレーム通路と吐出管とのほぼ中間の位置にて
電動機周部に設けた流路抵抗の小さい電動機通路を通っ
て電動機と圧縮機部の間の空間に入り、電動機上部を冷
却して吐出管に至る。

【００１１】従って本発明によるスクロール圧縮機にお
いては、混合された潤滑油と冷媒ガスの圧縮機内部での
経路を長くすることにより冷媒ガスと混合された潤滑油
の油滴を徐々に大きくし冷媒ガスと分離し易くし更には
、仕切板に設けられた金網にて潤滑油を分離することに
より油上りを低減することが出来る。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図１乃至図３により説
明する。図１は本発明を実施したスクロール圧縮機の縦
断面図、図２は、図１の断面Ｉ−Ｉの上面図を示したも
のである。図２は特に、冷媒通路を示し、電動機の巻線
等の図示は省略している。図３は本発明による他の実施
例を示すスクロール圧縮機の縦断面図、図４は図３の断
面ＩＩ−ＩＩの上面図を示したものである。

【００１３】図１において、密閉容器１内の上方には圧
縮機部２が、下方には電動機３がそれぞれ配設され、ま
た密閉容器１の底部には潤滑油の油溜り４が形成されて
いる。圧縮機部２は、台板上にうず巻状のラップ５ａを
有する固定スクロール５と、同じく台板上にうず巻状の
ラップ６ａを有する旋回スクロール６と、固定スクロー
ル５と一体化され且つ旋回スクロール６を支持するフレ
ーム７とを具え、固定スクロール５および旋回スクロー
ル６のラップ同志を噛み合わせた構成となっている。フ
レーム７は密閉容器１の内側壁に密着して固定されてい
る。また旋回スクロール６とフレーム７との間には、旋
回スクロール６の自転を防止するオルダム機構８が設け
られている。電動機３は密閉容器１に圧入締結され、ク
ランク軸９を介して旋回スクロール６を旋回運動させる
ようになっている。クランク軸９はフレーム７に設けた
主軸受１０と下部軸受１１とで支持され、そのクランク
ピンは旋回スクロール６の背面に設けた旋回軸受１２と
嵌合されている。

【００１４】クランク軸９内には主軸受１０，下部軸受
１１および旋回軸受１２へ潤滑油を導く給油通路１３が
設けられ、且つ電動機３の軸端には油溜り４の潤滑油を
吸い上げて前記給油通路１３へ送り込む給油装置１４が
設けられている。

【００１５】フレーム７と密閉容器１の内側壁との間に
はフレーム７の外周部に軸方向（上下方向）に延びる溝
１８を設けることにより、前記の上部空間１７中の冷媒
ガスを圧縮機部２の下方の空間へ導くための冷媒通路１
８が形成されている。これをフレーム通路と称する。

【００１６】また、圧縮機部２の下方の空間、すなわち
フレーム７の下部と電動機上部との間の空間、を電動機
の下方の空間と連通させるための冷媒通路として、電動
機３のコアの周部を部分的にカットすることによって、
複数個の通路が電動機３の周部と密閉容器１の内側壁と
の間に形成されている。これを電動機通路と称する。こ
の電動通路の位置・形状は、図１の断面Ｉ−Ｉの上面図
としての図２に示す。

【００１７】図２に示すように電動機通路は複数個所に
設けられており、そのうち、電動機通路２１は前記のフ
レーム通路１８と軸方向に対向するように位置し、対向
させたフレーム通路１８と電動機通路２１の間に２つの
通路を連通させる連通路２５ａを備えた連通板２５を設
け、又該電動機通路２１から遠い側の電動機通路２３は
、通路抵抗を大きくするため、密閉容器１の内壁に電動
機通路２３を狭くする邪魔板２４が取付けられている。

【００１８】電動機通路２１と２３とのほぼ中間位置と
なる電動機外周部には、電動機通路２１に対し同等もし
くは同等以上の通路面積となるコアカットで形成される
電動機通路２２ａ，２２ｂが形成されている。この電動
機通路２２ａと２２ｂは、電動機通路２１を流下して電
動機下部空間に入った冷媒ガスを再び電動機上部空間に
導くものである。

【００１９】更に、電動機下部の空間に潤滑油溜り４と
他空間を分ける金網２８を備えた仕切板２７を設ける。

【００２０】次に動作について説明する。

【００２１】圧縮機部２は旋回スクロール６が電動機３
で駆動されるクランク軸９を介して旋回運動せしめられ
ると、旋回スクロール６と固定スクロール５とにより形
成される空間（圧縮室）がスクロール中心方向に移動す
るに従って容積を減少することにより、吸入管１９から
吸入した冷媒ガスを圧縮する。圧縮された冷媒ガスは固
定スクロールの台板の中央に設けられた吐出口１６から
密閉容器内の上部空間１７へ吐出される。

【００２２】また、旋回スクロールの背面には、圧縮行
程のガスを導かれる中間圧室１５が形成されている。中
間圧室１５の圧力は冷媒ガスの吸入圧力と吐出圧力の中
間の圧力であり、この中間圧力によって旋回スクロール
６は固定スクロール５に押しつけられる。両スクロール
の摺動部への給油は、吐出圧力と中間圧室１５の圧力と
の差圧を利用して行なわれる。潤滑油は給油装置１４よ
り給油通路１３を通り、主軸受１０，下部軸受１１、お
よび旋回軸受１２を潤滑した後、中間圧室１５を経て圧
縮室に流入し、冷媒ガスと混合した状態で固定スクロー
ル５の中央に設けた吐出口１６より密閉容器１内の上部
空間１７へ吐出する。

【００２３】吐出された潤滑油の混った冷媒ガスは、フ
レーム通路１８を経て、更に連通板２５により形成され
る連通路２５ａを通り、フレーム通路１８と対向する電
動機通路２１を通って電動機３の下部の空間に導かれる
。電動機３の下部の空間に導かれた潤滑油の混った冷媒
ガスは、電動機３下部を冷却すると同時に、仕切板２７
の上面を覆っている金網２８により潤滑油と分離される
。又仕切板２７により潤滑油溜りの潤滑油と再混合する
のを防がれる。潤滑油と分離された冷媒ガスは、吐出管
２０に近い電動機通路２３ではなく、流路抵抗の小さい
電動機通路２２ａ，２２ｂを通り電動機上部空間に入る
。又、電動機通路２２ａ，２２ｂは吐出管２０に対して
遠い位置にあるため、冷媒ガスに若止混っている潤滑油
が直接吐出管２０より吐出されることはなく、電動機上
部空間で更に分離され、電動機通路２１あるいは電動機
通路２３を通り、電動機上部空間で分離された潤滑油は
、潤滑油溜り４へ戻される。

【００２４】従って本実施例におけるスクロール圧縮機
においては、混合された潤滑油と冷媒ガスの圧縮機内部
での経路を長くすることにより、冷媒ガスと混合された
潤滑油の油滴を徐々に大きくし冷媒ガスと分離し易くし
更には、仕切板２７に設けられた金網２８にて潤滑油を
分離することにより油上りを低減することが出来る。

【００２５】図３，図４に示す実施例においては、連通
板２５を設ける替わりに、フレーム通路１８と対向する
電動機３の巻線２６の形状を、その他の部分に対し外径
を小さく、上端部をその他に対しテーパ大に成形し、フ
レーム通路１８からの潤滑油の混った冷媒ガスを電動機
通路２１に導く構造としている。その他の構造，動作は
図１，図２に示した実施例と同様である。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明より明らかな如く、本発明に
よるスクロール圧縮機は、冷媒ガスからの潤滑油分離を
促進でき、油上りを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるスクロール圧縮機の縦断面図であ
る。

【図２】図１の断面Ｉ−Ｉの上面図である。

【図３】本発明の他の実施例のスクロール圧縮機の縦断
面図である。

【図４】図３の断面ＩＩ−ＩＩの上面図である。

【符号の説明】

１…密閉容器、２…圧縮機部、３…電動機、４…油溜部
、５…固定スクロール、６…旋回スクロール、９…クラ
ンク軸、１６…吐出口、１８…フレーム通路、１９…吸
入管、２０…吐出管、２１，２２ａ，２２ｂ，２３…電
動機通路、２４…邪魔板、２５…連通板、２７…仕切板
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に、固定スクロールと、これに
   かみ合う旋回スクロールと、固定スクロールに一体的に
   結合され旋回スクロールを旋回自在に支持し且つ周面が
   密閉容内器壁と密着しているフレームとからなる圧縮機
   部を上方向に設け、該圧縮機部の下方に旋回スクロール
   駆動用の電動機をその周面を密閉容器内壁と密着させて
   設け、該電動機の下方の空間には密閉容器底部に潤滑油
   溜りを設け、圧縮機部と電動機との間の空間に密閉容器
   外部へ連通する吐出管を接続し、固定スクロールの中央
   の吐出口から潤滑油を含んだ圧縮冷媒ガスが圧縮機部の
   上方の空間に吐出されるようにし、フレームの周面に上
   下方向の溝を設けることによって該溝と密閉容器内壁と
   の間に、圧縮機部の上方の空間を圧縮機部と電動機との
   間の空間に連通する上下方向のフレーム通路を形成した
   密閉形スクロール圧縮機において、電動機周面と密閉容
   器内壁との間に、圧縮機部と電動機との間の空間を電動
   機下方の空間に連通する複数個の電動機通路を設け、前
   記フレーム通路に電動機通路の一つを対向させ、密閉容
   器外部へ連通する前記吐出管を前記フレーム通路から遠
   い側において密閉容器に接続すると共に、流体抵抗の小
   さい電動機通路をフレーム通路と吐出管とのほぼ中間に
   おける電動機周面の概ね対称の位置に複数個設け、さら
   に、流体抵抗の大きい電動機通路を前記フレーム通路か
   ら遠い側に設け、かつ電動機下部の空間に潤滑油溜りと
   他空間を分ける仕切板を設けるとともに対抗させたフレ
   ーム通路と電動機通路の間に前記２つの通路を連通させ
   る連通板を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】密閉容器内に、固定スクロールと、これに
   かみ合う旋回スクロールと、固定スクロールに一体的に
   結合され旋回スクロールを旋回自在に支持し且つ周面が
   密閉容器内壁と密着しているフレームとからなる圧縮機
   部を上方向に設け、該圧縮機部の下方に旋回スクロール
   駆動用の電動機をその周面を密閉容器内壁と密着させて
   設け、該電動機の下方の空間には密閉容器底部に潤滑油
   溜りを設け、圧縮機部と電動機との間の空間に密閉容器
   外部へ連通する吐出管を接続し、固定スクロールの中央
   の吐出口から潤滑油を含んだ圧縮冷媒ガスが圧縮機部の
   上方の空間に吐出されるようにし、フレームの周面に上
   下方向の溝を設けることによって該溝と密閉容器内壁と
   の間に、圧縮機部の上方の空間を圧縮機部と電動機との
   間の空間に連通する上下方向のフレーム通路を形成した
   密閉形スクロール圧縮機において、電動機周面と密閉容
   器内壁との間に、圧縮機部と電動機との間の空間を電動
   機下方の空間に連通する複数個の電動機通路を設け、前
   記フレーム通路に電動機通路の一つを対向させ、密閉容
   器外部へ連通する前記吐出管を前記フレーム通路から遠
   い側において密閉容器に接続すると共に、流体抵抗の小
   さい電動機通路をフレーム通路と吐出管とのほぼ中間に
   おける電動機周面の概ね対称の位置に複数個設け、かつ
   流体抵抗の大きい電動機通路を前記フレーム通路から遠
   い側に設けるとともに、電動機下部の空間に潤滑油溜り
   と他空間を分ける仕切板を設け、さらに前記フレーム通
   路と対向する位置の電動機の巻線の形状を、他の部分に
   対し外径を小さく、その上端部を他の部分に対しテーパ
   大となるように部分成形したことを特徴とするスクロー
   ル圧縮機。
3. 【請求項３】前記仕切板に潤滑油分離機構をもたせたこ
   とを特徴とする請求項１又は、２記載のスクロール圧縮
   機。