JPH06100185B2 - スクロ−ル圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、空気圧縮機やヘリウム圧縮機に使用される注
油式密閉形スクロール圧縮機に関する。

［従来の技術］ 密閉容器内を高圧状態に保った密閉形スクロール圧縮機
において、圧縮ガスの冷却の為に圧縮ガス中に油を注入
する、いわゆる油注入方式（油インジェクション方式）
を採用しているものでは、通常、例えば特開昭61−1127
94に開示されたように、圧縮ガス中に注入された油を密
閉容器内で分離し密閉容器底部に貯留し、貯留された油
中に、圧縮ガス中に注入する油を抽出する油抽出管を開
口させている。また、圧縮機の軸受部へ潤滑油を供給す
る油吸上管も貯留油中に開口させている。

この場合、大部分の油は密閉容器内で分離され、密閉容
器底部に貯留される。また、密閉容器内で分離されずに
吐出ガスと共に圧縮機吐出管から吐出される油は、吐出
管の途中に油分離器を設けて分離し、圧縮機の吸入管ま
たは圧縮途中の圧縮室へ注入することにより、密閉容器
底部に貯留する油量を一定に保つ方式としている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記従来技術では、圧縮機吐出管の途中に設けた油分離
器の分離作用が十分でない場合、一部の油は圧縮ガスと
共に油分離器出口側へ吐出され、時間の経過と共に密閉
容器底部に貯留された油量が減少し、圧縮機の軸受部へ
供給される潤滑油量が減少して軸受部の焼損を生じる。

本発明の目的は、上記圧縮機吐出管の途中に設けた油分
離器の分離作用不十分等その他いかなる原因で密閉容器
底部に貯留される油量が減少した場合でも、圧縮機の軸
受部へ供給される潤滑油量が減少する前に圧縮機を停止
し、軸受部の焼損を確実に防止する簡単な機構を提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的は、密閉容器底部の貯留油中に開口する油抽出
管を油吸上管より高い位置に開口させ、かつ圧縮したガ
スの温度上昇を感知して圧縮機を停止させるサーモスタ
ットを設けるという簡単な機構により達成される。

［作用］ 密閉容器底部の油量が、油抽出管の開口位置まで減少す
ると、油抽出管を介して圧縮ガス中に注入される油量が
減少し、圧縮ガスの温度が上昇する為サーモスタットが
作動して圧縮機は停止する。油抽出管は油吸上管より高
い位置に開口しているので、圧縮機が停止した時点にお
いて、軸受部へ供給される潤滑油量は減少することがな
く、軸受部の焼損を防止できる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図に従って説明する。第
１図は本発明に係る注油式密閉形スクロール圧縮機の縦
断面図および注油系統図を示している。図において、密
閉容器１内の上方にはスクロール圧縮機部２が、下方に
は電動機部３が収納されている。そして、密閉容器１内
は上部室1aと電動機室1bとに区画されている。スクロー
ル圧縮機部２は固定スクロール部材５と旋回スクロール
部材６を互いに噛合せて圧縮室（密閉空間）を形成して
いる。

固定スクロール部材５は、円板状の鏡板5aと、これに直
立し、インポリユート曲線あるいはこれに近似の曲線に
形成されたラップ5bとからなり、その中心部に吐出10、
外周部に吸入口７を備えている。旋回スクロール部材６
は円板上の鏡板6aと、これに直立し、固定スクロールの
ラップと同一形状に形成されたラップ6bと、鏡板の反ラ
ップ面に形成されたポス部6cとからなっている。フレー
ム11は中央部に軸受部を形成し、この軸受部に回転軸14
が支承され、回転軸先端の偏心軸14aは、上記ポス6cに
旋回運動が可能なように挿入されている。またフレーム
11には固定スクロール部材５が複数本のポルトによって
固定され、旋回スクロール部材６はオルダムリングおよ
びオルダムキーよりなるオルダム機構12によってフレー
ム11に支承され、旋回スクロール部材６は固定スクロー
ル部材５に対して、自転しないで旋回運動をするように
形成されている。回転軸14には下部に電動機軸14bと一
体に連接し、電動機部３を直結している。固定スクロー
ル部材５の吸入口７には密閉容器１を貫通して垂直方向
の吸入管17が接続され、吐出口10が開口している上部室
1aは通路18a,18bを介して電動機室1bと連通している。
この電動機室1bは密閉容器１を貫通する吐出管19に連通
している。また電動機室1bの上部と下部とは、電動機ス
テータ3aと密閉容器１側壁との間の隙間20及びステータ
3aとロータ3bとの隙間を介して連通している。

また、旋回スクロール部材６の鏡板の背面には、フレー
ム11で囲まれた空間（以下背圧室と呼ぶ）23が形成さ
れ、この背圧室23には旋回スクロールの鏡板に穿設した
細孔6mを介し、吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力が導入
され、旋回スクロール部材６を固定スクロール部材５に
押し付ける軸方向の付与力を与えている。

潤滑油24は密閉容器１の底部に溜められており、この油
は密閉容器内の高圧圧力と、上記背圧室23の中間圧力と
の差圧により、電動機軸14bの下端に連接された吸上管1
4dから吸上げられた後、回転軸14及び電動機軸14b内の
吸上孔14c内を上昇し、旋回軸受25、主軸受26および補
助軸受27へ給油される。各軸受部へ給油された油は前記
背圧室23を経てスクロールラップの圧縮室へ注入され圧
縮ガスと混合され、次いで吐出ガスと共に上部室1aへ吐
出される。尚28は前記油24の油面上に配設されたホーミ
ング防止板を示す。

前記密閉容器１の底部には、該底部の油24を器外へ取出
す油抽出管30が、油吸上管14dの開口より高さｈだけ高
い位置に開口している。また密閉容器１の上部には、ス
クロール圧縮機部２の圧縮途中の圧縮室2aへ油を注入す
る油注入管31が設けられている。この油注入管31は固定
スクロール部材５の鏡板5aに穿設したポート32を介して
圧縮室2aに連通している。

前記油抽出管30と前記油注入管31とは、油冷却器33およ
び絞り装置35を介した油配管36を介して接続されてい
る。

また、上部室1aの密閉容器１の外壁には上部室1a内に吐
出されたガスの温度上昇を感知して圧縮機を停止させる
センサー、例えばサーモスタット37を設置している。

吐出ガスと共に吐出された油を分離する油分離器38は吐
出管19と接続されており、油分離器38には分離された油
の油戻し管39と送出管40が接続されている。

次に本実施例の作用について説明する。電動機ロータ3b
に直結した回転軸14が回転して偏心軸14aが偏心回転す
ると、旋回軸受25を介して旋回スクロール部材６は旋回
運動を行う。この旋回運動により、圧縮室2aを次第に中
心に移動して容積が減少する。作動ガスは吸入管17から
吸入口７を経て吸入室2cへ入ると共に、軸受を潤滑した
油が旋回スクロール部材６の外周部隙間から吸入室2cへ
流入して前記作動ガスに混入する。油を含んだ作動ガス
は前記圧縮室で圧縮されて吐出口10から上部室1aへ吐出
され、通路18a,18bを通って電動機室1bへ流入する。実
線の矢印は作動ガスの流れを、破線の矢印は油の流れを
それぞれ示している。狭い通路18a,18bから広い空間の
電動機室1bに流入した作動ガスは、その流速が急激に低
下し、かつ流れ方向が変更する為、ガス中に含まれる油
の大部分が分離され、作動ガスは吐出管19内へ流出し、
油は電動機ロータ外周部の隙間20を通って流下して密閉
容器１底部に溜まる。密閉容器１の底部に溜められた油
24は、密閉容器１内の圧力（吐出圧力）と前記圧縮室2a
の圧力（吐出圧力以下の圧力）との差圧によって油抽出
管30から油配管36へ流入し油冷却器33へ至り、ここで適
宜冷却された後、絞り装置35を通り、油配管36、油注入
管31及びポート32を経て圧縮室2aへ注入される。圧縮室
2aに注入された油は、該圧縮室内において作動ガスの冷
却作用及びスクロールラップ先端部等の摺動部を潤滑す
る役目を果す。そして、この油は作動ガスと共に圧縮さ
れた後、吐出口10より上部室1aへ吐出され、前述と同様
に電動機室1bで作動ガスから分離して密閉容器１の底部
に溜まる。尚、各軸受25,26,27への給油は、密閉容器１
内の圧力と背圧室23内の圧力（中間圧力）との差圧によ
り、油吸上管14d、回転軸14a内の給油孔14cを介して行
われる。

上記の如くガス中に含まれる油の大部分は密閉容器１内
で分離され底部に溜まるが、一部の油は分離されずに圧
縮ガスと共に吐出管19から吐出される。この油は、油分
離器38で分離され、油戻し管39を通って油注入管31に入
り油抽出管30から抽出された油と共に圧縮室2aへ注入さ
れる。一方油を分離された圧縮ガスは油分離器吐出管40
から吐出される。

ここで、油分離器38の油分離作用が不十分な場合、油分
離器吐出管40から吐出される圧縮ガス中に油が同伴さ
れ、その結果密閉容器１の底部に貯留された油24は時間
の経過と共に減少する。油24が減少していき油抽出管30
の開口高さまで減少すると、油抽出管30から抽出され油
注入管31を介して圧縮室2aに注入される油量が減少する
ので、上部室1aに吐出される圧縮ガスの温度が上昇して
サーモスタット37が作動し圧縮機を停止される。油抽出
管30は油吸上管14dの開口より高い位置に開口している
ので、上記の油抽出管30の高さまで油24が減少した時点
では、油吸上管14dから各軸受25,26,27へ供給される潤
滑油が減少することはなく、各軸受25,26,27の焼損を確
実に防止できる。

第２図は本発明の他の実施例を示したもので、第１図と
異なるのは、油抽出管30が開口する位置の油面を確認で
きるサイトグラス41を、密閉容器１の底部に設けた点で
ある。

第２図では、密閉容器１の底部に貯留された油24が油抽
出管30の高さまで減少した時点を示している。この時点
で、油抽出管30から抽出され、油注入管31を介して圧縮
室2aに注入される油量が減少し、上部室1aに吐出される
圧縮ガスの温度が上昇してサーモスタット37が作動し、
圧縮機を停止させる。油抽出管30は油吸上管14dより高
い位置に開口しているので、油抽出管30の高さまで油24
が減少した時点においては、油吸上管14dから各軸受25,
26,27へ供給される潤滑油が減少することはなく、第１
図の実施例と同様に、各軸受25,26、27の焼損を確実に
防止できる。

第２図の実施例では、サーモスタット37の外に、更に、
油抽出管30の開口高さに対応して、密閉容器１の底部に
サイトグラス41が設けられている、したがって、サイト
グラス41により、油24が油抽出管30の開口高さまで減少
しているかどうかを直接目視により確認できる。従っ
て、油24が減少しサーモスタット37が作動して圧縮機が
停止した場合に、軸受の焼損を防止できるだけでなく、
サイトグラス41により油24が油抽出管30の高さまで減少
したことを直接目視にて確認し油の追加封入の要否を迅
速に判断することができるので、油24の減少を確認した
後油を追加封入するだけで圧縮機の正常な運転を迅速に
再開できるという効果がある。

尚、前述した実施例は、いずれも圧縮したガスの温度上
昇を感知して圧縮機の停止させるサーモスタット37を密
閉容器１の外表に設置したが、吐出管19の外表等、圧縮
したガスの温度を適切に感知できる他の位置に設置して
も本発明により前述と同様の効果を達成できる。

また、前述した実施例は、いずれも圧縮室2aに油24を注
入する場合の効果を述べたが、吸入室17へ油24を注入す
る場合でも本発明により前述と同様の効果を達成でき
る。

さらに、前述した実施例は、いずれも１本の油注入管31
を介して圧縮室2aへ油24を注入する場合の効果を述べた
が、複数の油注入管を介して圧縮室へ油24を注入する場
合でも本発明により同様の効果を達成できる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、いかなる原因で
密閉容器底部に貯留される油量が減少した場合でも、圧
縮したガスの温度上昇を感知するサーモスタットによ
り、電動機軸の軸受部へ供給する油量が低下する前に圧
縮機を停止させことができるので、電動機軸の軸受焼損
を確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスクロール圧縮機の一実施例を示す縦
断面図及び注油系統図、第２図は本発明の他の実施例を
示す縦断面図及び注油系統図である。 １…密閉容器、1a…上部室 1b…電動機室、２…スクロール圧縮機部 2a…圧縮室、24…油 14d…油吸上管、30…油抽出管 31…油注入管、37…サーモスタット 41…サイトグラス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内にスクロール圧縮機部と電動機
   部を収納し、前記スクロール圧縮機部で圧縮したガスを
   密閉容器内に吐出し、密閉容器内でガス中に含まれる油
   を分離させた後、ガスを吐出管を介して器外へ吐出さ
   せ、分離油は密閉容器底部に貯留するように構成し、密
   閉容器底部の貯留油中に油抽出管と油吸上管を開口さ
   せ、該貯留油の一部を前記油抽出管に接続された油冷却
   器及び絞り装置を介して圧縮途中の圧縮室へ注入し、該
   貯留油の一部を前記油吸上管を介して圧縮機の軸受部へ
   供給するスクロール圧縮機において、 前記油抽出管は前記油吸上管より該貯留油中の高い位置
   に開口させ、かつ圧縮したガスの温度上昇を感知して圧
   縮機を停止させるセンサーを、密閉容器又は吐出管の外
   表面に設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】前記油抽出管が開口する位置の油面を確認
   できるサイトグラスを、前記密閉容器底部に設けたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のスクロール圧
   縮機。