JPH0587069A - ガス圧縮ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油をスクロール圧縮機の密閉空間へ供給する
ための故障しがちな高揚程のポンプを廃し、それに替わ
る手段を設けて、ユニットを低価格なものとし、かつユ
ニットの円滑な運転を可能にする。 【構成】 上記スクロール圧縮機からガスと共に吐出さ
れ油分離手段によって分離された油の一部を冷却し上記
密閉空間内へ噴射するインジェクション経路、上記分離
された油の残余を上記圧縮機の摺動部へ導く油路、上記
スクロール圧縮機を収容している密閉ハウジング内を圧
縮機構の室と同圧縮機構を駆動する電動モータの室とに
仕切る部材、および上記電動モータの室に吸入されたガ
スを上記密閉ハウジングの底部からその外部を経て上記
圧縮機構の室に導くガス通路を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヘリウムガス等をスク
ロール型圧縮機で圧縮するのに好適なガス圧縮ユニット
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のヘリウムガス圧縮ユニット
の１例の系統図である。スクロール型圧縮機１０１で圧
縮されたヘリウムガスは油を含んだ状態で吐出されて吐
出ガスクーラ１０２に入り、ここで冷却水によって冷却
された後、オイルセパレータ１０３へ導かれ、ここでヘ
リウムガスと油とが分離される。次いで、ヘリウムガス
はアドソーバ１０４に入り、ここでガス中に含まれる油
の蒸気が除去された後、図示外の極低温冷凍機の膨脹機
構に送られる。極低温冷凍機から流入するヘリウムガス
はサージボトル１０５を経て圧縮機１０１に吸入され
る。

【０００３】上記オイルセパレータ１０３で分離された
油は圧縮機１０１に戻り、その油溜り１１１内に貯留さ
れる。この油溜り１１１内の油はポンプ１１２によりイ
ンジェクション管１１３を流れ、オイルクーラ１１４を
通流する過程で冷却水によって冷却された後、ガスを圧
縮する圧縮機１０１の密閉空間２４内に噴射され、これ
によって圧縮ガスが冷却される。次いで、油は圧縮ガス
とともに圧縮機１０１から吐出され前記したオイルセパ
レータ１０３を経て油溜り１１１内に帰還する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のスクロール
型圧縮機が組み込まれたガス圧縮ユニットにおいては、
解決すべき次の問題があった。即ち、低圧下にある油溜
り１１１内の油を圧縮機１０１の密閉空間２４内に噴射
させて圧縮ガスを冷却する上において、高揚程のポンプ
１１２を必要とするため、ポンプ１１２が高価となるほ
か、故障しやすくガス圧縮ユニットの円滑運転に支障を
きたす不具合があった。

【０００５】本発明は上記従来技術の欠点を解消し、ポ
ンプを不要としたガス圧縮ユニットを提供しようとする
ものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、固定スクロールと旋回スクロールと
を噛み合わせることによってガスを圧縮する密閉空間が
形成される圧縮機構を密閉ハウジング内に備えたスクロ
ール圧縮機をその系統内に有するガス圧縮ユニットにお
いて、上記スクロール圧縮機からガスと共に吐出され油
分離手段によって分離された油の一部を冷却し上記密閉
空間内ヘ噴射するインジェクション経路、上記分離され
た油の残余を上記圧縮機の摺動部へ導く油路、上記密閉
ハウジング内を上記圧縮機構の室と同圧縮機構を駆動す
る電動モータの室とに仕切る部材、および上記電動モー
タの室に吸入されたガスを上記密閉ハウジングの底部か
らその外部を経て上記圧縮機構の室に導くガス通路を備
えたことを特徴とするガス圧縮ユニットに関するもので
ある。

【０００７】

【作用】本発明は上記構成を具えているため、次の作用
を生ずる。即ち、圧縮機よりガスとともに吐出された油
は油分離手段に導かれてガスと分離される。この油分離
手段によって分離された油の一部は圧縮機の吐出側の高
圧力とこれより低い密閉空間内の圧力との圧力差によっ
て、インジェクション経路を通流し、冷却された後、密
閉空間内へ噴射され、これにより圧縮ガスが冷却され
る。

【０００８】油分離手段によって分離された油の残余は
圧縮機の吐出側の高圧力により油路を通って圧縮機の摺
動部に供給され、ここを潤滑した後圧縮機構の室へと流
出し、この室から吸入ガスとともに密閉空間内に導入さ
れる。

【０００９】また、吸入ガスは圧縮機の電動モータの室
に吸入され、ここを冷却した後、密閉ハウジングの外部
のガス通路を通って圧縮機構の室から密閉空間内に吸入
される。これにより、電動モータの室に油が入り込んだ
場合にも、油はガス通路を通流するガスに同伴されて密
閉空間内に導かれる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１実施例の系統図である。
図において、１２０はスクロール圧縮機１０１と吐出ガ
スクーラ１０２との間に設けられた前段のオイルセパレ
ータ、１２３は前記前段のオイルセパレータ１２０の底
部と圧縮機１０１の密閉空間２４とを接続するインジェ
クション管、１１４は同インジェクション管１２３上に
設けられているオイルクーラ、１２５は前段のオイルセ
パレータ１２０の底部と圧縮機１０１との間を接続する
油管である。１２６は、この油管１２５に接続し、圧縮
機１０１の摺動部へ油を導く油通路である。上記以外の
構成は図４に示した従来の系統と同じであり、対応する
部材には同じ符号を付している。

【００１１】図２は上記実施例の系統に用いられている
スクロール圧縮機１０１の縦断面図である。密閉ハウジ
ング８の内部にはその上部にスクロール型圧縮機構Ｃ
が、下部に電動モータＭが設置され、これらは回転シャ
フト５を介して互いに連動連結されている。スクロール
型圧縮機構Ｃは固定スクロール１、旋回スクロール２、
旋回スクロール２の公転旋回運動を許容するがその自転
を阻止するオルダムリンク等の自転阻止機構３、回転シ
ャフト５を軸支する上部軸受７１及び下部軸受７２、旋
回スクロール２を支持する旋回軸受７３及びスラスト軸
受７４等からなる。

【００１２】固定スクロール１は端板１１とその内面に
立設された渦巻き状ラップ１２とを備え、この端板１２
にはその中央部に吐出ポート１３が設けられている。旋
回スクロール２は端板２１とその内面に立設された渦巻
き状ラップ２２とを備え、この端板２１の外面に立設さ
れたボス２３内にドライブブッシュ５４が回転自在に嵌
装され、このドライブブッシュ５４に穿設された孔５５
内に回転シャフト５の上端から突出する偏心ピン５３が
回転自在に嵌合されている。固定スクロール１と旋回ス
クロール２とを相互に所定距離だけ偏心させ、かつ、１
８０度だけ角度をずらせて噛み合わされることによって
複数個の密閉空間２４が形成されており、この密閉空間
２４にインジェクション管１２３が接続されている。

【００１３】密閉ハウジング８に固定されたフレーム６
は固定スクロール１及び電動モータＭを締結してこれら
を支持し、また、密閉ハウジング１内をスクロール型圧
縮機構Ｃの室８６と電動モータＭの室８７とに仕切って
いる。密閉ハウジング８の底部、即ち電動モータＭの室
８７の底部より密閉ハウジング８の外部をへてスクロー
ル型圧縮機構Ｃの室８６に接続するガス通路１３０が設
けられている。

【００１４】フレーム６と旋回スクロール２の端板２１
との間にスラスト軸受７４及び自転阻止機構３が介装さ
れており、フレーム６の内部に形成れれた室６１には偏
心ピン５３、ドライブブッシュ５４、旋回軸受７３、ボ
ス２３等からなる旋回駆動機構、自転阻止機構３、バラ
ンスウエイト８４等が収容されている。フレーム６には
一端が油管１２５と接続する油通路１２６が穿設されて
おり、この油通路１２６の他端は下部軸受７２を経て回
転シャフト５の内部に形成された給油孔５２に連通され
ている。

【００１５】上記構成の系統において、電動モータＭを
駆動することによって回転シャフト５、偏心ピン５３、
ドライブブッシュ５４、ボス２３等からなる公転旋回機
構を介して旋回スクロール２が駆動され、旋回スクロー
ル２は自転阻止機構３によって自転を阻止されながら公
転旋回半径を半径とする円軌道上を公転旋回運動する。
すると、ヘリウムガスがサージボトル１０５より吸入管
８２を経て電動モータＭの室８７に入り、ここを通流す
る過程で電動モータＭを冷却した後、ガス通路１３０を
通ってスクロール型圧縮機構Ｃに形成された吸入室１５
を経て密閉空間２４内に吸入される。そして、旋回スク
ロール２の公転旋回運動により密閉空間２４の容積が減
少するのに伴って圧縮されながら中央部に至り、吐出ポ
ート１３から吐出マフラ室１４に入り、さらに吐出管８
３を経て外部に吐出される。

【００１６】圧縮機１０１でヘリウムガスとともに吐出
された油は前段のオイルセパレータ１２０内に導かれ、
ここで大部分の油がガスと分離される。前段のオイルセ
パレータ１２０内に貯留された油の１部は圧縮機１０１
の吐出側の高い圧力と密閉空間内の低い圧力との圧力差
によってインジェクション管１２３を通流し、オイルク
ーラ１１４で冷却された後、密閉空間２４内に噴射され
る。かくして、密閉空間２４内の圧縮ガスは噴射された
油によって冷却される。

【００１７】一方、前段のオイルセパレータ１２０内の
残余の油は油管１２５及び油通路１２６を通って下部軸
受７２に入りここを潤滑した後、給油孔５２に入り、こ
こから上部軸受７１、偏心ピン５３、自転阻止機構３、
旋回軸受７３、スラスト軸受７４等の摺動部を潤滑して
室６１内に貯留される。この室６１内の余剰の油は空隙
３０を上昇して吸入室１５を通るガスに伴われて密閉空
間２４内に吸入される。

【００１８】また、前段のオイルセパレータ１２０で捕
集されなかった油はオイルセパレータ１０３で分離さ
れ、油返し管１２７を通って吸入管８２より電動モータ
Ｍの室８７内に導かれる。次いでこの油はガス通路１３
０を通流するヘリウムガスに同伴されて密閉空間２４内
へ導かれる。

【００１９】このようにして、電動モータＭの室８７内
には油が滞留することがないので、前段のオイルセパレ
ータ１２０には常時十分な油が確保されることとなり、
密閉空間２４に安定して油を噴射することができる。

【００２０】図３は本発明の第２実施例の系統図であ
る。オイルセパレータ１０３の底部から圧縮機１０１の
密閉空間２４に油を噴射するためのインジェクション管
１２３、及び圧縮機１０１の摺動部に油を供給するため
の油管１２５がそれぞれ設けられている。また、オイル
セパレータ１０３の側部と吸入管８２とを接続する油返
し管１２７が設けられている。他の構成は前段のオイル
セパレータ１２０及びその付属管とオイルクーラ１１４
を除いた図１と同じであり、また圧縮機１０１の構成も
図２に示すものと同様である。

【００２１】上記構成の系統において、圧縮機１０１で
ヘリウムガスと共に吐出された油は吐出ガスクーラ１０
２を通流する過程で冷却されたのち、オイルセパレータ
１０３に導かれ、ここでヘリウムガスと分離される。オ
イルセパレータ１０３内に貯留された油の一部は第１実
施例と同様に圧力差によってインジェクション管１２３
を通流し、密閉空間２４内に噴射され、これによって圧
縮ガスが冷却される。また、オイルセパレータ１０３内
に貯留された油の一部は油管１２５を通って圧縮機１０
１の摺動部を潤滑する。さらに余剰の油は油返し管１２
７を通って吸入管８２より電動モータＭの室８７内に導
かれる。次いでこの油はガス通路１３０を通流するヘリ
ウムガスに同伴されて密閉空間２４内へ導かれる。

【００２２】このようにして、本第２実施例は第１実施
例と同様に圧縮機１０１の吐出側と密閉空間２４内との
圧力差を利用してインジェクション管１２３を設けたた
め、密閉空間２４内に油を噴射させるためのポンプを配
設する必要がないほか、ガス通路１３０によって電動モ
ータＭの室８７に油が滞留することはなくなる。さら
に、本第２実施例における密閉空間２４内に噴射するた
めの油はガスクーラ１０２及びオイルセパレータ１０３
で冷却分離されるので、第１実施例とは異なり、前段の
オイルセパレータ１２０及びオイルクーラ１１４は不要
となり機器点数がさらに低減される。

【００２３】以上詳述したように、これらの実施例にお
いては、圧縮機よりガスとともに吐出され、冷却分離さ
れた油の一部は圧縮機の吐出側の圧力と密閉空間内の圧
力との圧力差によってインジェクション経路を通流し、
密閉空間内に噴射されるので、この油を噴射させるため
のポンプ等の動力機器が不要となり、コストが低減され
るほか、ポンプの故障等に基づく運転トラブルが解消で
き、ガス圧縮ユニットの運転信頼性が向上する。さら
に、電動モータの室に油が入り込んだ場合にも、その油
はガス通路を通流するガスに同伴されて密閉空間内に導
かれるので、電動モータの室には油が滞留することはな
くなる。この結果オイルセパレータには常時十分な油が
確保され、インジェクション経路を介して密閉空間内に
安定して油を供給することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明のガス圧縮ユニットにおいては、
スクロール圧縮機からガスと共に吐出され油分離手段に
よって分離された油の一部を冷却し圧縮機構の密閉空間
内へ噴射するインジェクション経路、上記分離された油
の残余を圧縮機の摺動部へ導く油路、圧縮機の密閉ハウ
ジング内を上記圧縮機構の室と同圧縮機構を駆動する電
動モータの室とに仕切る部材、および上記電動モータの
室に吸入されたガスを上記密閉ハウジングの底部からそ
の外部を経て上記圧縮機構の室に導くガス通路を備えて
いるので、油を圧縮機の密閉空間へ供給するための高揚
程のポンプが不要となり、全体として低価格となる。さ
らに、ポンプの故障がなくなるので、ガス圧縮ユニット
の円滑運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のガス圧縮ユニットの系統
図。

【図２】上記実施例に用いられるスクロール型圧縮機の
縦断面図。

【図３】本発明の第２実施例のガス圧縮ユニットの系統
図。

【図４】従来のガス圧縮ユニットの系統図。

【符号の説明】

１０１ スクロール型圧縮機 １０２ 吐出ガスクーラ １０３ オイルセパレータ １１４ オイルクーラ １２０ 前段のオイルセパレータ １ 固定スクロール ２ 旋回スクロール ６ フレーム ８ 密閉ハウジング Ｃ 圧縮機構 ８６ 室 Ｍ 電動モータ ８７ 室 ２４ 密閉空間 １２３ インジェクション管 １２５ 油管 １２６ 油通路 １３０ ガス通路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定スクロールと旋回スクロールとを噛
   み合わせることによってガスを圧縮する密閉空間が形成
   される圧縮機構を密閉ハウジング内に備えたスクロール
   圧縮機をその系統内に有するガス圧縮ユニットにおい
   て、上記スクロール圧縮機からガスと共に吐出され油分
   離手段によって分離された油の一部を冷却し上記密閉空
   間内へ噴射するインジェクション経路、上記分離された
   油の残余を上記圧縮機の摺動部へ導く油路、上記密閉ハ
   ウジング内を上記圧縮機構の室と同圧縮機構を駆動する
   電動モータの室とに仕切る部材、および上記電動モータ
   の室に吸入されたガスを上記密閉ハウジングの底部から
   その外部を経て上記圧縮機構の室に導くガス通路を備え
   たことを特徴とするガス圧縮ユニット。