JPH10331788A - スクロール圧縮機のオイル除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧縮された冷媒の圧力変動が生じても，吹出
速度の変動を抑え，かつ，放射状に吹出すようにして効
率的にオイル分離及び除去が行えるようにする。 【解決手段】 圧縮した冷媒が吹出される吐出ポート３
４，該吐出ポート３４からの冷媒が吹出される分離室４
６，当該分離室に吹出す際の吹出速度及び吹出方向を規
制する吹出調整手段３７を設ける。吹出調整手段３７
は，吐出ポート３４を覆うキャップ部材４２，該キャッ
プ部材４２の内部に設けられて吐出ポート３４から吹出
された冷媒圧により上下動する逆止弁３５により形成し
て，冷媒圧により逆止弁３５が上下動して冷媒の吹出速
度の変動を調整する。またキャップ部材４２には，分離
室４６の内側壁に向って複数の吹出口３６を形成する。
これにより冷媒を略一定の速度で放射状に吹出て当該冷
媒に含まれるオイルを分離し，当該オイルを分離室４６
の側壁に付着させることにより効率的に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，可動スクロール等
における可動部の潤滑に用いられたオイルが，圧縮した
冷媒中に含まれた際に，当該オイルと冷媒とを効率的に
分離して除去できるようにしたスクロール圧縮機のオイ
ル除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクロール圧縮機は，固定スクロールと
可動スクロールとを有して，これらの相対運動により冷
媒を圧縮している。そして，このような可動部に対し
て，ロータリーべーン式オイルポンプ等を用いケースの
底部に貯留しているオイルを供給して潤滑が行なわれて
いる。

【０００３】従って，圧縮された冷媒中にはオイルが混
入してしまうので，当該冷媒を仕切部材（バッフル）と
エンドキャップとで形成される分離室に噴射して，当該
冷媒に含有されているオイルを分離することが行われて
いる。

【０００４】なお，オイルの分離は，概略以下のような
原理に基づく。即ち，圧縮されて吐出される冷媒には，
冷媒に対して質量の重いオイルが含まれている。そし
て，このようなオイルを含む冷媒が，分離室に吹出され
る。

【０００５】分離室は真空状態でないので，吹出された
質量の異なる冷媒及びオイルは，分離室の雰囲気から抵
抗を受け，これにより当該冷媒及びオイルの速度が異な
るようになる。

【０００６】特に，分離室に吹出された冷媒は，当該分
離室で膨張するので，これらの速度の違いが顕著とな
る。このため，オイルの速度は，冷媒より著しく異なる
ようになって，冷媒とオイルとの分離ができる。そし
て，当該オイルが分離室の側壁等に吹き当って除去され
る。

【０００７】従って，かかるオイルの分離は，分離室の
空間が大きいほど速度差を大きくできて効率的にオイル
分離が行え，またオイルが分離室の側壁に一様に吹き当
るほどオイルの回収効率を高くすることが可能になる
が，分離室の空間を大きくすることは，装置を大きくす
ることになり，近年の小型化の要請に反すると共に，分
離室を余り大きくすると折角圧縮した冷媒の圧力が低下
してしまうので，分離室の大きさは現実的な大きさに設
定されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，従来の
構成においては，単に冷媒を分離室に吹出すのみの構成
であったり，または吹出速度が圧縮された冷媒の圧力に
依存して変化するような構成となっていた。このため，
効率的にオイル分離及び除去を行うことが困難であっ
た。

【０００９】そこで，本発明は，圧縮された冷媒の圧力
変動が生じても，分離室への吹出速度の変動を抑え，か
つ，放射状に吹出すようにして効率的にオイル分離及び
除去を行うことができるようにしたスクロール圧縮機の
オイル除去装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１にかかる発明は，ケースに収納された可動
スクロールと固定スクロールとを有して，これらの可動
部をオイルで潤滑して冷媒を圧縮して送出する際に，当
該冷媒に含まれるオイルを分離して除去するスクロール
圧縮のオイル除去装置において，圧縮した冷媒を吹出す
吐出ポートと，該吐出ポートからの冷媒が，吹出されて
膨張し，当該冷媒に含まれるオイルの速度と冷媒の速度
との差を大きして当該冷媒に含まれるオイルを分離して
除去する分離室と，冷媒の吹出速度及び吹出方向を規制
する吹出調整手段とを設ける。

【００１１】当該吹出調整手段は，吐出ポートを覆うよ
うに配設され，かつ，分離室の内側壁に向って複数の吹
出口が形成されて，冷媒を分離室に放射状に吹出させる
円筒状のキャップ部材と，該キャップ部材の内部に上下
動自在に配設されて，吐出ポートから吹出されたオイル
を含む冷媒の圧力により上下動し，吹出口から分離室に
吹出されるオイルを含む冷媒の吹出速度の変動を調整す
る逆止弁とを備えていることを特徴とする。

【００１２】請求項２にかかる発明は，オイルが除去さ
れた冷媒を吐出す吐出パイプが，分離室の上壁を貫通し
て設けられている場合に，当該分離室側の吐出パイプの
一端がキャップ部材の近傍に位置するように設ける。こ
れにより，オイルが分離室の側壁に吹当ったり当該側壁
で跳ね返った際に，跳ね返ったオイルが吐出パイプに流
入するのを防止したことを特徴とする。

【００１３】請求項３にかかる発明は，吹出調整手段に
キャップ部材を覆うカップ部材を設ける。当該カップ部
材の側面には，キャップ部材に設けられた吹出口と互い
違いになるように複数の第２の吹出口を設ける。これに
より，キャップ部材の吹出口から放射状に冷媒を吹出し
てオイル分離を行い，その時に分離されたオイルがカッ
プ部材の内壁に吹当ることにより除去され，その後にカ
ップ部材の第２の吹出口から分離室に放射状に吹出して
最終的なオイルの分離及び除去を行うようにしたことを
特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本発明にかかるスクロール圧縮機の
縦断面図であり，図２はその要部であるオイル除去装置
の部分破断斜視図である。

【００１５】スクロール圧縮機は，後述の渦巻き状のラ
ップを備えた固定スクロール１及び可動スクロール２を
有して，当該固定スクロール１及び可動スクロール２
は，冷媒を圧縮する空間３を形成するために偏心して組
み合わされている。

【００１６】また，固定スクロール１は，ケース４に固
定されたフレーム５との間に等距離を保って設けられ，
可動スクロール２は，下面をフレーム５と当接してケー
ス４の中心に配置されるシャフト６と係合されている。

【００１７】この可動スクロール２には，シャフト６の
回転動作を可動スクロール２の公転動作に変えるオルダ
ムリング７が備えられている。

【００１８】可動スクロール２の下面とフレーム４の上
面との間にはオルダムリング７が設けられ，その上面に
配設された２個のキー８（図には１個のみを示す）が可
動スクロール２のキー溝９とそれぞれ嵌合しており，下
面に設けられる２個のキー１０（図には１個のみを示
す）がフレーム５のキー溝１１とそれぞれ嵌合してい
る。

【００１９】このため，シャフト６の回転中，オルダム
リング７と可動スクロール２とが相対移動しつつ，可動
スクロール２が公転動作する。

【００２０】シャフト６は，上端部がフレーム５により
支持され，また下端部がベアリングプレート１２によっ
て回転可能に支持されている。このシャフト６の上端部
には，クランクシャフト部１３が備えられ，これが可動
スクロール２に形成されるシャフト係合部１４に挿入さ
れている。

【００２１】また，シャフト６には，モータ１５が設け
られ，このモータ１５からの動力によってシャフト６が
回転するようになっている。

【００２２】さらに，モータ１５の下方には，ロータリ
ーベーン式オイルポンプが備えられている。このロータ
リーベーン式オイルポンプは，ベアリングプレート１２
と，ハウジングプレート１６とにより形成されるハウジ
ング１７を有し，当該ハウジング１７内にシャフト６に
固定されたローラー１８が収容されている。

【００２３】このローラー１８は，上面でハウジング１
７内に装着される第１摺動プレート１９と，下面でハウ
ジングプレート１６により支持された第２摺動プレート
２０とにそれぞれ接している。

【００２４】これらの第１及び第２摺動プレート１９，
２０は，いずれも摺動性の優れた炭素鋼からなり，研削
加工で面粗さを高く，しかも良好な平面度を保って加工
されている。

【００２５】さらに，ベアリングプレート１２に外輪
を，またシャフト６に内輪をそれぞれ固定されるボール
ベアリング２１が設けられている。

【００２６】このボールベアリング２１は，例えば高炭
素高Cr鋼からなる軸受鋼を用いて製作されて，シャフト
６のラジアル荷重を支持すると共に，スラスト荷重を受
け止めるように構成されて，当該ボールベアリング２１
と第１摺動プレート１９との間には，ストッパープレー
ト２２が装着されている。

【００２７】また，ハウジングプレート１６には，シャ
フト６内の給油孔２３と通じさせた吸込み用油孔２４
と，給油系統で圧力が上昇したとき，潤滑オイルを逃が
す逃がし用油孔２５が形成されている。

【００２８】この逃がし用油孔２５にはバルブ及びスプ
リングが設けられており，オイルポンプの運転中，油孔
２５を密閉している。

【００２９】また，固定スクロール１の中央上部には，
圧縮された冷媒が吐出される吐出ポート３４が形成され
ている。そして，これら固定スクロール１等を覆うよう
にケース４に仕切部材３１と当該仕切部材３１を蓋をす
るようにエンドキャップ３２が設けられて，仕切部材３
１及びエンドキャップ３２で形成される空間が分離室４
６を形成し，吐出パイプ３３がエンドキャップ３２の上
面を挿通して設けられている。

【００３０】仕切部材３１には，吐出ポート３４と連通
するスプール３８が設けられ，当該スプール３８の先端
部に吹出調整部３７が設けられている。

【００３１】当該吹出調整部３７は，上部が閉塞された
円筒状のキャップ部材４２と，当該キャップ部材４２の
内部に上下動自在に配設された逆止弁３５とを有してい
る。

【００３２】キャップ部材４２の上面４３には穴４４が
設けられ，またその側面４５には複数の吹出口３６が形
成されている。

【００３３】そして，吐出ポート３４を介して吐出され
る冷媒により逆止弁３５が吹上げられて冷媒が吹出口３
６から分離室４６内に吹出される。

【００３４】このとき，吐出ポート３４を介して吐出さ
れる冷媒に圧力変動があると，それに応じて逆止弁３５
が上下動して，当該逆止弁３５とスプール３８との間隔
が変動するようになっている。従って，分離室４６内に
吹出される冷媒の吹出速度が略一定に保たれるようにな
り，当該分離室４６内での冷媒とオイルとの速度差を略
一定に保つことが可能になる。

【００３５】無論，当該冷媒とオイルとの速度差は，分
離室４６の大きさや圧縮冷媒の圧力変動の幅等の他の条
件を勘案して適宜状況に応じて設定されるものである。

【００３６】また，オイルを含む冷媒は複数の吹出口３
６から分離室４６全体に吹出されるようになるので，当
該分離室４６の空間が有効に利用できると共に，分離さ
れたオイルがエンドキャップ３２や仕切部材３１の内壁
の略全面にわたり吹き当るようになるので，当該オイル
を効率的に除去することが可能になる。

【００３７】なお，このようにして分離されたオイル
は，仕切部材３１に溜り，当該仕切部材３１に設けられ
たオイル戻り穴４０を介して，ケース４の底部に貯留さ
れるようになる。このとき，オイル戻り穴４０の大きさ
は，分離室４６内の圧力が，所定圧力を保つように設定
されている。

【００３８】また，逆止弁３４にもオイルが付着する。
このとき，吐出ポート３４からの冷媒の圧力が高いと，
当該逆止弁３５がキャップ部材４２の上面４３に密着
し，その時の密着力により下動しなくなる事態が生じ得
る。

【００３９】そこで，かかる事態が生じないように，当
該上面４３に穴４４が設けられて，逆止弁３５が上面４
３に密着した後でも，分離室４６の雰囲気が当該穴４４
から上面４３と逆止弁３５との間に侵入できるようにな
っており，これにより密着による逆止弁３５が上面４３
にくっついてしまわないようになっている。

【００４０】無論，逆止弁３５と，キャップ部材４２の
上面４３との間にコイルスプリング等を装着して，これ
ら逆止弁３５が上面４３にくっつかないようにすること
も可能である。

【００４１】なお，分離されたオイルはエンドキャップ
３２の側壁に吹当ることにより，当該側壁に付着して除
去されるが，その際に当該側壁で跳ね返されて，吐出パ
イプ３３に流入する場合がある。

【００４２】この様な場合には，吐出パイプ３３の分離
室４６側の端部（口）をキャップ部材４２の上面４３の
近傍まで延設することにより，側壁で跳ね返されたオイ
ルが吐出パイプ３３に侵入しないようにすることが好ま
しい。

【００４３】また，上記説明では，キャップ部材４２の
吹出口から直ちに分離室４６に吹出される場合について
説明したが，本発明はこれに限定されず，例えば図３に
示すように，当該キャップ部材４２を覆うようにカップ
部材５０を配設した構成であっても良い。

【００４４】無論，後述する理由から，カップ部材は１
つに限定されるものではなく，状況に応じその数を適宜
設定することが可能である。

【００４５】カップ部材５０は，キャップ部材４２を覆
うように配設され，その側面にはキャップ部材の吹出口
３６に対応して，第２の吹出口５１が複数設けられてい
る。

【００４６】なお，この第２の吹出口５１の配設位置
は，キャップ部材４２の吹出口３６と重ならないように
互い違いに配設されている。

【００４７】以上のような構成にすることにより，キャ
ップ部材４２の吹出口３６から吹出されて分離したオイ
ルは，カップ部材５０の内壁に吹き当ることにより除去
されるようになる。

【００４８】そして残りの冷媒は，吹出方向を変え，カ
ップ部材５０の第２の吹出口５１から分離室４６に放射
状に吹出されて，更にオイル分離が進められ，分離され
たオイルは分離室４６の側壁に付着することにより除去
されるようになる。

【００４９】このように，吐出ポート３４と吐出パイプ
３３との間に複数の吹出口３６，５１を設けて抵抗を大
きくすることにより効率的にオイル分離を行うことが可
能になると共に，吹出口３６，５１の位置を互違いに設
けることにより効率的に除去することが可能になる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように，請求項１にかかる
発明によれば，逆止弁により吹出口から分離室に吹出さ
れるオイルを含んだ冷媒の吹出速度の変動を調整すると
共に，当該冷媒を複数の吹出口から分離室の内側壁に向
って放射状に吹出させるようにしたので，効率よくオイ
ルを分離することができ，また除去することが可能にな
る。

【００５１】請求項２にかかる発明によれば，吐出パイ
プの一端をキャップ部材の近傍まで延設したので，分離
室の側壁で跳ね返ったオイルが吐出パイプに入り，再度
冷媒に含まれる事態を防止することが可能になる。

【００５２】請求項３にかかる発明によれば，キャップ
部材を覆うようにカップ部材を設け，かつ，キャップ部
材に設けられた吹出口と互い違いになるように第２の吹
出口を設けたので，効率的にオイル分離及びその除去を
行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用されるスクロ
ール圧縮機の縦断面図である。

【図２】図１における吹出調整部の断面斜視図である。

【図３】カップ部材を設けた場合のスクロール圧縮機の
縦断面図である。

【符号の説明】

１ 固定スクロール ２ 可動スクロール ３ 空間 ４ ケース ２３ 給油孔 ２４ 吸込み用油孔 ２５ 逃がし用油孔 ３１ 仕切部材 ３２ エンドキャップ ３３ 吐出パイプ ３４ 吐出ポート ３５ 逆止弁 ３６，５１ 吹出口 ３７ 吹出調整部 ３８ スプール ４０ オイル戻り穴 ４２ キャップ部材 ４３ キャップ部材の上面 ４４ 穴 ４５ キャップ部材の側面 ４６ 分離室 ５０ カップ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 里 和哉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 江原 俊行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケースに収納された可動スクロールと固
   定スクロールとを有して，これらの可動部をオイルで潤
   滑して冷媒を圧縮して送出する際に，当該冷媒に含まれ
   るオイルを分離して除去するスクロール圧縮のオイル除
   去装置において，圧縮した冷媒が吹出される吐出ポート
   と，該吐出ポートからのオイルを含む冷媒が，吹出され
   て膨張することにより当該冷媒に含まれるオイルと冷媒
   との速度差を大きして，当該冷媒に含まれるオイルを分
   離する分離室と，前記吐出ポートを覆うように配設さ
   れ，かつ，前記分離室の内側壁に向って複数の吹出口が
   形成されて，冷媒を放射状に吹出させる円筒状のキャッ
   プ部材と，該キャップ部材の内部に上下動自在に配設さ
   れて，前記吐出ポートから吹出されたオイルを含む冷媒
   の圧力により上下動し，前記吹出口から前記分離室に吹
   出されるオイルを含む冷媒の吹出速度の変動を調整する
   逆止弁とを備えた吹出調整手段とを有することを特徴と
   するスクロール圧縮機のオイル除去装置。
2. 【請求項２】 前記分離室でオイルが分離された冷媒を
   吐出す吐出パイプが，当該分離室の上壁を貫通して設け
   られ，かつ，当該吐出パイプの一端が前記キャップ部材
   の近傍まで延設されてなることを特徴とする請求項１記
   載のスクロール圧縮機のオイル除去装置。
3. 【請求項３】 前記吹出調整手段が，前記キャップ部材
   を覆うと共に，当該キャップ部材に設けられた吹出口と
   互い違いになるように設けられた複数の第２の吹出口を
   備えるカップ部材を有してなる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のオイル除去装置。