JPS59176494A

JPS59176494A - スクロ−ル圧縮機

Info

Publication number: JPS59176494A
Application number: JP58050834A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Inaba; 稲葉　努; Toshiyuki Nakamura; 利之中村; Tadashi Kimura; 正木村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-03-26
Filing date: 1983-03-26
Publication date: 1984-10-05
Also published as: US4592703A

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】この発明は、冷媒圧縮機などに用いられるスクロール圧
縮機に係り、とくに吸入ガスの流路を改良したスクロー
ル圧縮機に関するものである。

この発明の説明に入る前に、スクロール圧縮機の原理に
ついて簡単に述べる。

スクロール圧縮機の基本要素は第１図（ａ）〜（ｄ）に
示す通りで、同図において１は固定スクロール、２は揺
動スクロール、５は固定スクロール１と揺動スクロール
２との間隙からなる圧縮室、０は周定スクロール１の中
心である。

固定スクロール１および揺動スクロール２は同一形状で
巻方向が反対の渦巻を有し、これらの渦巻の形体はイン
ボリュートあるいは円弧などを組合わせたものであり、
またこれらの渦巻どうしを組合わせることにより両渦巻
間に圧縮室５が形成される。

次に動作について説明する。第１図（ａ）〜（ｄ）にお
いて固定スクロール１は空間に対して静止しており、揺
動スクロール２は固定スクロール１と図の如く組合わさ
れて、その姿勢を空間に対して変化させないで、すなわ
ち自転運動をせずに固定スクロール１の中心０の回シを
回転運動すなわち揺動運動を行ない、第１図（ａ）　、
　（ｂ）　、　（Ｃ）　、　（ｄ）のように運動する。

このような揺動スクロール２の運動に伴ない、圧縮室５
は順次その容積を減じ、外周部よシ圧縮室５に取込まれ
た気体は固定スクロール１の中央部付近まで圧縮され吐
出される。

次に従来のスクロール圧縮機の具体的な実施例を第２図
によシ説明する。第２図は、スクロール圧縮機を例えば
冷凍機まだは空気調和機あるいは空気圧縮機に応用しよ
うとする場合の具体的な実施例であって、フロンなどの
ガス体の圧縮機として構成したものである。同図におい
て、１は固定スクロール、２は揺動スクロール軸　３は
揺動スクロール２の合板で、背面に直径方向の溝３ａを
有する。４は揺動スクロール軸、５は圧縮室、６は圧縮
室５の吸入部、７は揺動スクロール台板３の背面と僅か
に離れて取付けられたリング、８は揺動スクロール２の
自転を防止し、揺動させるリング状のオルダム継手で上
下面に互いに十字状に配設された突起９ａ、１３ｂを有
する。９は揺動スクロール台板３の背面を支承するスラ
スト軸受、１０は固定スクロール１をボルトなどで固定
し、後述のシェルに圧嵌などの方法によシ固定されてい
るフレームすなわち軸受支え、１１は台板３およびリン
グＴと軸受支え１０との間に形成されるオルダム室、１
２は軸受支え１０にあけられたオルダム室１１と後述の
モータ室を連通する返油孔、１３はモータ、１３Ｂは軸
受支え１０に取付けられたモータステータ、１３ｂはモ
ータロータ、１４はクランク軸、１５はクランク軸１４
内に偏心して設けられた油孔、１６はクランク軸１４に
偏心して設けられ、揺動スクロール軸４と嵌合する揺動
軸受、１７はクランク軸１４上部と嵌合する主軸受、１
８は同じくクランク軸１４中間部と嵌合するモータ側軸
受、１９は軸受支え１０とモータステータ１３ａおよび
モータロータ１３ｂ上端部との間に形成されるモータ室
、２０はモータロータ１３ｂ上部に固定された第１バラ
ンサ、２１は同じくモータロータ１３ｂ下部に固定され
た第２バランサ、２２は軸受支え１０を固定して圧縮機
全体を密封するシェル、２３はシェル２２底部に設けら
れた油溜、２４はシェル２２の外部からモータ室１９に
連通する吸入管、２５はモータステータ１３ａとモータ
ロータ１３ｂの間のいわゆるエアギャップ、２６は軸受
支え１０外周とシェル２２内周の間に軸方向に沿って部
分的に設けられかつ下端がシェル２２内の油溜２３上方
に開口し上端が吸入室６と連通された流路、２Ｔは固定
スクロール１のほぼ中央部よりシェル２２の外部へガス
を吐出するための吐出管、２８はモータロータ１３ｂを
貫通する通気孔である。

このように構成されたスクロール圧縮機の動作を説明す
る。

まずモータステータ１３ａに通電すると、モータロータ
１３ｂはトルクを発生してクランク軸１４を駆動する。

クランク軸１４が回転を始めると、クランク軸１４に偏
心して設けた揺動軸受１６に嵌合されている揺動スクロ
ール軸４にトルクが伝えられ、揺動スクロール２はオル
ダム継手８にガイドされて揺動運動を行ない、第１図に
示しだような圧縮作用を行なう。気体は第２図中に実線
で示すように吸入管２４からモータ室１９に入り、エア
ギャップ２５および通気孔２８を通りながらモータステ
ータ１３ａおよびモータロータ１３ｂを冷却し、油溜２
３上部で方向を反転して、流路２６を通った後吸入室６
に吸入され、圧縮室５内に取込凍れ、クランク軸１４０
回転とともに順次中心側に送り適才れて固定スクロール
１中央部に設けた吐出管２７から吐出される。

次に給油系について説明する。油溜２３に溜められた油
はクランク軸１４に偏心してあけられた油孔１５のポン
プ作用により、第２図中に破線矢印で示すように、クラ
ンク軸１４の下端から吸い上げられ、油孔１５を通って
揺動軸受１６．主軸受１７．モータ側軸受１８に供給さ
れ、これらを通った後、スラスト軸受９に供給されてス
ラスト軸受面を潤滑し、さらにその後、オルダム室１１
内に排出される。オルダム室１１内に溜った油は返油孔
１２を通ってモータ室１９に落下した後、エアギャップ
２５を通って油溜２３に戻される。。

なお、クランク軸１４０回転に伴なう揺動スクロール２
の揺動運動は圧縮機全体に不釣合力による振動を引き起
こそうとするが、第１ノくランサ２０および第２バラン
サ２１によシフランク軸１４０回りの釣合をとることが
できるため、異常な振動がなく圧縮機は運転される。

以上のように構成された従来のスクロール圧縮機では、
前述したように、吸入管２４からモータ室１９に導入さ
れた吸入ガスはすべてエアギャップ２５および通気孔２
８を通って油溜２３上部に流入し、ここで油溜２３内の
油に衝突して方向を反転し、流路２６を通過した後吸入
室６に吸入される。一方、クランク軸１４の回転により
油溜２３内の油は常に撹拌されているため、油面の状態
は第２図に示すように静止しているのではなく油溜２３
内で回転し、一部は油滴となって飛散している。また、
エアギャップ２５および通気孔２８は通路面積が比較的
小さいだめに、この部分を通過する吸入ガスの流速は上
昇し、その状態で油溜２３の油に衝突する。このため、
衝突時に油は吸入ガスから力を受け、一部飛散させられ
る。このように飛散した油は吸入ガスによって運ばれ、
吸入ガスとともに流路２６を通過して吸入室６に吸入さ
れることになる。とくに停止時には油溜２３内に冷媒液
が入り込んだま凍すなわち浸込んだ状態となり、圧縮機
を起動させると、圧力が低下して急激なフォーミングが
起こるため、上記の傾向が著しい。このようにいわゆる
油上りが多いと、油がそのまま吐出管２７から圧縮機外
へ吐出されてしまうので、次第に油溜２３内の油量が減
じ、極端な場合には油孔１６から揚油されて軸受に供給
する油量が不足して、安全な運転を行なうことができな
くなる。

また、一般にモータは仕事をする場合に発熱が伴なうが
、従来のスクロール圧縮機では吸入ガスがエアギャップ
２５および通気孔２８を通過する際にこの熱を奪い、さ
らに吸入ガスがモータステータ１３ａの外周部および流
路２６を通過する際にもこの熱を奪うようになっていた
。従って、モータは充分に冷却され、モータ自身の信頼
性は全く問題がなかった。しかし、上述のようにモータ
の発生した熱を奪った吸入ガスは、その分温度が上昇し
比重の小さい、すなわち希薄なガスとなυ吸入室６へ吸
入される。このような希薄なガスが吸入室６から圧縮室
５へ吸入される場合、クランク軸１４の１回転当りに吸
入される吸入ガスの重量流量が減少することになシ、結
果的には圧縮機の能力が低下することになる。さらに、
一般にモータロータｆ３ｂの通気孔２Ｂおよびエアギャ
ップ２５は充分な通路面積がないために、これらを吸入
ガスが通過する際に圧力損失を生じる場合があり、これ
も圧縮機の性能上は不利である。

この発明は上述したような欠点を解消するためになされ
たもので、モータ外周とフレームとの間に吸入ガス流路
を設け、モータ室へ導入した吸入ガスの全量あるいは一
部を上記吸入ガス流路内を下方向に通過させた後、フレ
ーム下端付近で上方向へ反転させて油を分離し、その後
上記フレームとシェルの間に設けた流路を通って吸入室
へ吸入されるようにすることにより、油上りが少なく信
頼性が高く、かつ高性能のスクロール圧縮機を提供する
ことを目的としている。

以下、この発明の一実施例を第３図によシ説明する。

第３図において、２９はモータステータ１３ａ外周とフ
レームである軸受支え１０との間に軸方向に沿って設け
られ、上端がモータ室１９と連通されかつ下端がシェル
２２下部の油溜２３上方に開口された流路、３０は軸受
支え１０の下端近傍のモータステータ１３ａとシェル２
２との間の空−間に円環状に設けたデミスタである。々
お、流路２９は円周方向に間欠的に設けられているため
、モータステータ１３ａは部分的に軸受支え１０に固定
されていることは従来のスクロール圧縮機と同じである
。また、第３図において、上述した以外の構成は、第２
図に示すものと同様であるから、第３図中、第２図と同
一または相当部分は同一符号を付して、これらの説明は
省略する。

以上のように構成されたこの実施例のスクロール圧縮機
では、モータ室１９へ導入された吸入ガスは第３図中に
実線矢印で示すように、一部はエアギャップ２５および
通気孔２Ｂを通過した後、反転してデミスタ３０を経て
流路２６より吸入室６へ吸入されるが、残りの大部分の
吸入ガスは流路２９を下方向に通ってデミスタ３０内で
反転し、流路２６を経て吸入室６′へ吸入される。従っ
て、油溜２３に衝突する吸入ガスの流量がタカく、まだ
流速も小さいため、上記衝突時に油を飛散させにくく、
仮りにクランク軸１４の回転などによって飛散した油の
一部を吸入ガスが持ち去っても、デミスタ３０通過時に
油はデミスタ３０に付着して分離される。一方、流路２
９内を通過する吸入ガス中にも返油孔１２から落下した
油あるいは吸入管２４中を運ばれてきた油が含まれてい
るが、吸入ガスは流路２９内を下方へ通過した後デミス
タ３０に衝突し、このデミスタ３０内で反転した後流路
２６へ流入するだめ、油はデミスタ３０内で重力および
慣性力により分離され油溜２３へ落下する。まだ以上の
ような運転中だけでなく、油溜２３内に冷媒液が入り込
んだままの状態での起動時におけるフォーミンクなどに
対しても、油溜２３付近を通過する吸入ガス量が少ない
ことおよびデミスタ３０によって油が分離されることに
より、油上りを少なくすることができる。

また、モータ１３の冷却のために流される吸入ガス量は
従来のスクロール圧縮機より減少しているため、モータ
１３の温度はよシ高くなるが、モータ１３の許容温度以
下になるようにこの吸入ガス量を選ぶことができる。つ
まり、適当に流路２９の大きさを選定すれば、エアギャ
ップ２５および通気孔２８を通過しなからモータ１３を
冷却する吸入ガス量を最小にすることができ、残シの吸
入ガスは直接流路２６に流入するためモータ１３の発熱
による温度上昇をなくすことができる。このように２方
向に分かれた吸入ガスのうち、モータ１３を通過した一
部は温度上昇するが、モータステータ１３ａからフレー
ムである軸受支え１０さらにシェル２２を伝わって外部
へ放出される熱量が増加するため、結果的に吸入室６に
吸入される吸入ガスの温朋が低くなる１、従って、吸入
ガスの比重量は犬きくなり、クランク軸１４の１回転当
シに吸入される吸入ガスの重量流量は増加することにカ
リ、圧縮機の能力は増加する。

さらに、吸入ガスはエアギャップ２５および通気孔２８
のほかに流路２９を通過することにより、この部分にお
ける圧力損失が減少し、圧縮機の能力の向上に寄与する
ことになる。

以上説明したように、この発明によれば、運転中にも、
甘た起動時のフォーミング発生時にも油溜内の油を吸入
ガスが持ち去ることが少なく、また圧縮室へ吸入される
吸入ガスの温度上昇も小さく、さらにモータ部を通過す
る際の吸入ガス圧力損失も小さいために、信頼性が高く
かつ高性能のスクロール圧縮機を提供することができる
という優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）　、　（Ｃ）　、　（ｄ）は
作動順に示すスクロール圧縮機の作動原理図、第２図は
従来のスクロール圧縮機の縦断面図、第３図はこの発明
の一実施例によるスクロール圧縮機を示す縦断面図であ
る。１・・・固定スクローノへ　２・・・揺動スクローノへ
　５・・・圧縮室、６・・・吸入室、８・・・オルダム
継手、１０・・・軸受支え（フレーム）、１３・・・モ
ータ、１３ａ・・モータステータ、１３ｂ・・・モータ
ロータ、１４・・・クランク軸、１９・・・モータ室、
２２・・シエ／ｌｚ。２３・・油溜、２６・・・流路、２９・・・流路、３０
・・・デミスタ。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。代理人　　葛　　野　　信　　− （ほか１名）１１　図（必）（ｋ）第２図７３　　囚

Claims

【特許請求の範囲】

（１）それぞれ同一形状の渦巻を有しこれらの渦巻どう
じを互いに組わせることによυ両渦巻間に圧縮室を形成
する固定スクロールおよび揺動スクロールと、上記揺動
スクロールを上記固定スクロールに対して角度的に一定
の位置を保つように連結するオルダム継手と、上記揺動
スクロールに公転運動するように駆動力を伝達するクラ
ンク軸と、このクランク軸を支承するフレームと、上記
フレームに固定されて上記クランク軸を駆動するモータ
と、上記すべての部材を収容するシェルとを備え、かつ
上記固定スクロールおよび揺動スクロールを有する圧縮
部を上部に配置し、上記モータを下部に配置したスクロ
ール圧縮機において、上記フレームとモータ上方部分と
の商に形成されたモータ室に上端が連通されかつ上記シ
ェル内の油溜上方に下端が開口し、さらにモータ室に導
入された吸入ガスの全量あるいはその一部が下方向に通
過するようにモータ外周とフレームの間に軸方向に沿っ
て設けた流路と、この流路を通過したガスがフレームの
下端付近で上方に向きを換えて通過するように上記フレ
ームとシェルとの間に軸方向に沿って設けると共にシェ
ル内の油溜上方に下端が開口し上端が圧縮部側に連通ず
る流路とを有することを特徴とするスクロール圧縮機。
（２）　　フレーム下端近傍のモータ外周とフレームと
の空間にデミスタを設けた特許請求の範囲第１項記載の
スクロール圧縮機。