JPS60243390A - 密閉形スクロ−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】 どに用い−られる冷媒圧縮機あるいは空気圧縮機として
用いられる密閉形の給油式スクロール圧縮機に係り、特
に密閉容器内に油分離機構を備えた密閉形スクロール圧
縮機に関するものである。

〔発明の背景〕

密閉形スクロール圧縮機は、密閉容器内にスクロール圧
縮機部、と電動機部を回転軸を介して連へしマ 収納し、圧縮機部が上方に電動機部が下方に配置され、
密閉容器室を圧縮機部の上方に形成される吐出室と圧縮
機部の下方に形成され′電動機が配置されている電動機
室に区画され１画室は通路を介し連通している。スクロ
ール流体機部は、鏡板とこの鏡板にインボリュートある
いはインボリュートに近い曲線で形成されたラップを直
立して形成される旋回スクロール部材及び上記鏡板に上
記ラップを直立すると共に鏡板の中心付近に吐出ポート
外周部に吸入ポートを開口した構造の固定スフ。

ロール部材を互いにラップを内側に向けて噛合せ、この
両部材を吸入管および吐出管を有するケーシングの内部
に収納している。

旋回スクロール部材とフレームまたは固定スクロール部
材との間に、旋回スクロール部材の自転を阻止するオル
ダム機構を設け、旋回スクロール部材に回転軸に連設し
た偏心軸を係合し、偏心軸の旋回運動によって旋回スク
ロール部材を自転することたく旋回運動させて、両スク
ロール部材により形成される密閉空間内のガスを圧縮し
、圧縮ガスを吐出ポートより吐出し室へ吐出し通路を経
て下部の電動機室へ導ひき、該室で油分離し、圧縮ガス
のみ吐出管を介し機外へ送出される。

また旋回スクロール部材の鏡板の背面には、圧縮機フレ
ームで囲まれた空間（以下背圧室と呼ぶの中間の圧力が
導入され、旋回スクロール部材を固定スクロール部材に
押付ける軸方向の付与力を与えている。

潤滑油は密閉容器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、上記背圧室の中間圧力との差圧
により回転軸内の偏心孔内を上昇し１、各軸受部へ給油
される。各軸受部へ給油された油は前記背圧室を経てス
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吐出室へ吐出される。

しかして上述の吐出室と電動機室を連通ずる通路は樋状
の通路ガイドを電動機のステータ部延長し、更に核樋状
の通路ガイドを延長するように電動機のステータを切欠
き通路を形成している。上記通路ガイド及び切欠き通路
を流通した吐出冷媒ガ不及びガス中の潤滑油は電動機下
部の空間に至り、ガスの流れは方向変換され、ここで冷
媒ガスと油は分離される。油分の多い冷媒ガスは、ステ
ータ外周部の流路を上昇して電動機の上部空間に至る。

ここで、冷媒ガス中に含まれた油は自重にて落下し、更
に冷媒ガスと油とが分離される。固定子の上部空間にて
分離された油はチャンバ内壁をったって下部に戻される
。他方冷媒ガスは吐出管を介し機外へ導かれる。

上記のように、各軸受部へ差圧にて供給された油は冷媒
ガスとともに流路ガイド、固定子の切欠通路を通って電
動機の下部空間に流入し、密閉容器底部の油面に沿うよ
うに冷媒ガスが流れる。従って油面と電動機用ステータ
のコイルエンド部の下端との距離が小さい場合（すなわ
ち、油面が上昇してコイルエンド部と近接する場合）、
冷媒ガスがこの隙間を通って上部の空間へ移動しようと
するため、密閉容器底部の油をふき上げる現象が起こる
。

密閉容器底部の油が冷媒ガスによってふき上げられると
、次のような問題点が生じる。

（１）　ふきあげられた油は油粒となって密閉容器下部
の９間を充満するので、油上りが増加する。

圧縮機の油上り量が増加すると、圧縮機自体の信頼性は
もとより、冷凍サイクル全体として（例えば熱交換器の
伝熱性能や配管の圧力損失の増加等）性能及び信頼性を
低下させる恐れがある。

（２）密閉容器下部が油で充満することによって、電動
機やバランスウェイトが油面に浸っていなくとも、これ
らの部分による油のかく拌損失が増加し、圧縮機の人力
上昇の原因となる。

（３）油面の位置とコイルエンド部との距離ｈａが比較
的大きく保たれている場合でも、起動初期のような冷媒
循環量が大きい時は、ステータ下部の空間をよぎる冷媒
ガスの流速が大きく増加するので、油をふきあげる。こ
の他、電動機ステータの外周部に形成された流路は、下
から上方向に向かうガスの流れがあるとともに、ステー
タ上部の空間で分離した油粒が密閉容器側壁等をったっ
て上から下方向に向かう油の流れがあり、このため空間
で分離し九油粒が冷媒ガスの上昇流にのって再び上部空
間に戻され結果として密閉容器自体の油分離効率が低下
するという等の問題点を有する〔発明の目的〕 本発明は上記問題点に鑑みて発明されたもので、密閉容
器内の油を効率よく分離し、油の機外への流出を防止し
、圧縮機の性能向上をはかった密閉形スクロール圧縮機
を提供することを目的とするＯ 〔発明の概要〕 上記目的を達成するため本発明は吐出室と電動機室を連
通する通路を延長するようＶＣ通路ガイドを設け、この
通路ガイドは下端側壁部に開口を設け、通路ガイドを流
通する冷媒ガスの流れを上記開口にて約９０度方向変換
して電動機室に放出させ、油分離効率の向上をはかる特
徴を有する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図にもとすき説明する。

第１図に示すスクロール圧縮機は、密閉容器１に、圧縮
機部２と電動機部３が収納されている。

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を互に噛合せて圧縮室（密閉空間）９が形成される
。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、インポリウド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、その中心部に吐出口
１０、外周部に吸入ロアを備えている。旋回スクロール
部材６は円板状の鏡板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
板の反ラツプ面に形成されたポス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１
１＆に回転軸１４が支承され、回転軸先端の偏心軸１４
ａは、上記ポス６Ｃに旋回運動が可能なように挿入され
ているうまたフレーム１１には固定スクロール部材５が
複数本のボ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１
４には下部に電動機軸１４ｂを一体に連投し゛蝋ｗＪ機
部３勿直結している。固にスクロール部材５の吸入ロア
には、密閉容器１を貫通して垂直方向の吸入管１ユが接
続され、吐出口１０が開口している吐出室１ａは通路ｔ
ｅａ、１８ｂ更に樋状の通路ガイド３１を介して下部室
１ｂと連通し、更に密閉容器１を貫通する吐出管１９に
連通している。なお吸入管１７と固定スクロール５との
間には高圧部と低圧部とをシールする０リング３２を設
けている。逆止弁部３３は、スプリング３３ｂとスプリ
ング３３１）を押さえる弁座３３ｂから成る。該逆止弁
３３は、圧縮機停止時の主軸１４の逆転を防止すること
と、密閉容器内の潤滑油が低圧側に流出するのを防止す
るものである。

上記構造のスクロール圧縮機は、電動機３を直結した回
転軸１４０回転により、偏心軸１４ａが偏心回、転する
ことにより、ポス６Ｃを介し、旋回スクロール部材６は
旋回運動をする。この旋回運吸入室８に入り、上記のよ
うに圧縮されて吐出口１０から吐出口１ａへ吐出され、
通路１Ｂ＆、１８ｂ及び通路ガイド３１を通って下部室
１ｂに流入し、次いで吐出管１９から吐出される。

冷媒ガスの流れ及び潤滑油の流れに従って、上記圧縮機
の作用を説明する。

低湛低王の冷媒ガスは吸入管１７から導かれ固定スクロ
ール５内の吸入室８に至る。Ｅｉｌｉ要素部に至った冷
媒ガスは１．旋回スク′ロールの自転を防止された旋回
運動により両スクロールで形成される密閉空間９が漸次
縮小し、スクロール中央部に移動するとともに、該冷媒
ガスは、圧力を高め中央の吐出孔１０より吐出される。

吐出された高温、高圧の冷媒ガスは密閉容器１内の上部
空間１ａ及び通路＋８＆、１８ｔ）通路ガイド３１を介
し電動機まわりの下部空間１ｂを満たし、吐出管１９を
介して外部へ導ひかれる。（この高圧の吐出圧力を記号
ｐａｌで示す。） 他方、旋回スクロール部材６の背面とフレーム１１で囲
まれた空間２０（これを「背圧室」と称する）には、旋
回、固定の両スクロールで形成される複数の密閉空間内
のガス圧によるスラスト方向のガス力（この力は、旋回
スクロール部材６を下方に押し下げようとする離反力と
なる。）に対抗するため吸入圧力（低圧側圧力）と吐出
圧力の中間の圧力（記号ｐｍで示す）が作用する。この
中間圧力の設定は、旋回スクロール６の鏡板６ａに細孔
を設け、この細孔を介してスクロール内部のガスを背圧
室２０に導き、旋回スクロールの背面にガス力を作用さ
せて行う。この中間圧力のかけ方は特開昭５３−１１９
４１２及び特開昭５３−３７５２０等にて開示されてい
るので詳細な説明を省略する。

次に潤滑油の流れについて説明する。

潤滑油２２は密閉容器１の下部に溜められる。

主軸１４の下端１４ａは容器底部の油中２２に浸漬し、
主軸上部には偏心軸部ｔＳａを備え、該偏心軸部ｉ４ａ
が旋回ボス６Ｃを介して、スクロール圧縮賛素部である
旋回スクロール部材６と係合している。主軸及び偏心軸
には、各軸受部への給油を行うだめの偏心縦孔１４ｃが
主軸下端から偏心軸の上端面まで形成される。偏心軸部
１４ａの下部には、旋回スクロールボス部６Ｃの先端面
に対向せる主軸受上部にバランスウェイト１４ｅが回転
軸１４と係合し一体化して形成されている。

潤滑油２２内に浸漬された主軸下端１４（Ｌは高圧の吐
出圧力ｐａの雰囲気にあり、他方、下流となる旋回ボス
６Ｃの軸受部のまわりは中間圧力ｐｍの雰囲気にあるた
め、（ｐａ−ｐｍ）の圧力差によって、容器底部の潤滑
油２２は偏心縦孔１４０内を上昇する。また、主軸の回
転により、該偏心縦孔１４０内の油に遠心力が作用し、
各軸受部への給油険をさらに増加させている。このより
に、各軸受部への給油は、偏心孔給油法と、差圧給油法
によって行っている。偏心縦孔＋４ｃ内を上昇した潤滑
油は、軸受１１ａへ給油されるとともに、偏心軸部１４
ａの上部空間２３（旋回スクロールボス部６Ｃのボス部
底面と偏心軸部１４ａの上端面との隙間の部分で、この
空間は油ＥＥ室となる。以後「油圧室」２３と称す。）
に至る。該油圧室２３の潤滑油は、はぼ吐出圧力ｐ（Ｌ
に等しい圧力であシ、また旋回ボス６Ｃの軸受及び軸受
１１ａに至った潤滑油は、おのおのの軸受隙間、を通っ
て背圧室２０へ排油される。背圧室２０に至った潤滑油
は、オルグムリング部１２などを潤滑した後、前記細孔
を介して両スクロールで形成される圧縮、室９に注入さ
れひいてはスクロールラップの内部で、前記冷媒ガース
と混合される。次に冷媒ガスとともに潤滑油は昇圧作用
を受け吐出孔１０゜吐出Ｍｌａさらに通路１８ａ、１８
１）通路ガイド３１を経て亀動機室１ｂへ午夢動する。

容器下部の油溜め部には曲板３５が設はシれ、核曲板３
５には油ストレーナ３６が取付けられている。核曲板３
５は電動機のロータ部３ｂによる攪拌現象を底部の油に
与えることなく、気泡が油孔１４ｃに流入することを防
止している。また油ストレーナ３６はゴミや金属等の異
物の流入を防止しているしかして１本実施例は、通路ｔ
８ａ、＋８１）’に延長する通路ガイド苧１を設け、こ
のガイドは下端側壁部に開口３２を設け、通路ガイド３
１を通って下方に流れて来たガス通路を上記開口３２に
て約９０度方向変換して該開口３２よ！７電動機室１ｂ
に放出する。

上記通路ガイドを第２図、第３図に示す。通路ガイド３
１は樋状に形成され、下端を底壁３１（Ｌにて閉塞し、
上端部両側壁に開口３２ａ、３２１）を設ける。このガ
イド３１は両縁３１ｂを密閉容器に上端３１０を、前述
の通路１８１）の下部に通路を延長するように取付けら
れる。該ガス通路ガイド３１は、ガス通路３３を約９０
度方向変換せる機能、すなわち衝突板としての機能を有
する底壁３１ａを備えている。また、ガス通路ガイ、ド
３１のガス流出部において、その開口部３２ａ、３２）
は密閉容器１の側壁に沿うようなガスの流れとする。

第３図は、電動機室１ｂにおいて、ガスの流れと潤滑油
の流れが密閉チャンバの側壁に泊った流れすなわち旋回
流となっている模様を示す。このような流路を形成する
ことにより、密閉容器内でのガスの流速を蚊も小さくす
ることができるので、密閉容器内での油分離効塞をより
効果的に高めることができる。

第１図にも示すように、−密閉容器１より冷媒ガスが外
部へ流出する吐出管１９の取付位置は、ガス通路ガイド
３１のガス流出口である開口部３２ａ、３２ｂの位置よ
シも高い位置に設置する。これＶｉ、を動機室１ｂでの
ガスの流れを上昇流とすることにより、冷媒ガス中に混
合した油粒の自重作用による油分離効塞を更に高めるこ
とを図ったものである。

第４図、第５図は、ガス通路ガイドの他の実施例を示す
ものである。ガス通路ガイド４１はガスの１ｈ）−＋−
て密閉容器内の側壁に沿った旋回流を促進するため周方
向に伸びた開口案内壁４１ａ１．４１ａ２を前述の第２
図に示したガス通路ガイド３１に付加したものである。

４１ｄはガス流路を衝突させて約９０度方向に方向変換
車せる機能をもつ底壁である。

なお第２図と第４図に示したガス通路ガイド３１．４１
の開口部の距離１０としては、実用的に尾〜２０〜４Ｑ
ｍｍ程度が妥当と考えられる。

このように、ガス通路ガイド３１．４１を密閉容器内に
装着することによって、ガスの流れを電動機下部に形成
されている油溜りの空間１Ｃに導かないので、容器下部
の潤滑油２２を吹きあげることはない。

なお、電動機室１ｂにおいて分離された油が自重作用に
て落下し、その油の流れで電動機３の冷・却が行なわれ
、電動機のコイル温度は低下する作用をも行なう。

本発明の作用及び効果を第６図を用いて詳細に説明する
。

密閉容器内のガス流速Ｗ＋　（ｍ　／θｅｃ）は一般に
次式で与えられる。　Ｗ、＝□・・・・・・・・・（１
）ここで　Ｖ：圧縮機吐出風量（ｍ３／ｓθＣ）Ｓ：通
路面積（ｍ） 本発明では、ガス通路ガイド３１．４１によりガス流を
２方向に分かれるので、ガス流速Ｗ２は次は次式に示さ
れるように、半減する。

圧縮機内の油分離作用は、密閉容器内ガス流速に大きく
影響を受ける。従って、本発明は密閉容器内ガス流速を
低下させることにより、圧縮機の油上り量を約ね〜几に
低減することができる。第６図は、従来形機と本発明の
機械による電動機室の密閉容器内ガス流速の状況を示す
。図中のΔｔｌ。

、Δｔ２は密閉容器内のガス流速が最小になる滞空時間
を示す。密閉容器内壁に沿ったガスの流れとすることに
より、密閉容器内のガス流速が最小となる滞空時間をΔ
ｔ１時間からΔｔ２時間へと大幅に長くすることができ
るので、密閉容器内での油分離効果を更に高めることが
できる。

−＋ｋ　４　ＡＭｋ　−Ｈｑ　由１ｆ＆！−Ｊ−Ｊｄ＋
Ｊｆ　六ｈσ）會上に＆　ｂモＪＩＬ　ｖｒより、密閉
容器側壁に付着して、油の分離効果を一層高めることが
できる。

〔発明・υ効果〕 以上説明したように本発明によれば、スクロール圧縮機
の密閉容器内での油上り量を大巾に低減することができ
る。これは該！Ｅ縮機の信頼性の向上はもとより、冷凍
サイクル全体としての性能向上に大きく寄与する効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す密閉形スクロール圧縮
機の縦断面図、第２図は流路ガイドの詳細図、第４図は
流路ガイドの他の実施例の詳細図、第３図及び第５図は
電動機室における冷媒ガスと油の流れの模様を示す密閉
容器内部の横断面図である。第６図は電動機室のガ′ス
流速を説明する線図である。 １・・・密閉容器　１ａ・・・吐出室　１ｂ・・・電動
機室２・・・圧縮機　３・・・電動機　５・・・固定ス
クロール部材　５ａ・・・鏡板　５ｂ・・・ラップ　６
・・・旋回スクロール部材　６ａ・・・鏡板　６ｂ・・
・ラップ　７・・・吸入口　８・・・吸入室　９・・・
圧縮室　１０・・・吐出口　１４・・・回転軸　＋４＆
・・・偏心軸　１９・・・吐出管　３１・・・通路ガイ
ド　３１（１・・・底壁　３２・・・開口　３３・・・
通路　４１・・・通路ガイド　４１ａ＋、４１ａ２・・
・案内壁　４１（Ｌ・・・底壁　４２・・・開口　４３
・・・通路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器内に、スクロール圧縮機と電動機をフレー
   ムに支承した回転軸を介して連設して収納すると共に、
   密閉容器室を上下室に区画し、スクロール圧縮機は、円
   板状鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール部
   材及び旋回スクロール部材を、ラップを内側にして噛合
   せ、旋回スクロール部材を回転軸に連設する偏心軸部に
   係合し、旋回スクロール部材を自転することなく固定ス
   クロール部材に対し旋回運動させ、固定スクロール部材
   には中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口
   を設け、吸入口よりガスを吸入し、両スクロール部材に
   て形成される圧縮空間を中心に移動させ容積を減少して
   ガスを圧縮し、吐出口より圧縮ガスを上部容器室に吐出
   し、通路を介し下部容器室に導ひき、吐出管を介し器外
   に吐出する密閉形スクロール圧縮機にお４いて、電動機
   室を連通ずる上流流路に樋状の通路ガイドを連設し、上
   記通路ガイドは下端部の側壁に開口を設け、上記通路ガ
   イドを流通する冷媒ガスの流路を上記開口にて約９０度
   方向変換ｔて電動機室に放出させることを特徴とする密
   閉形スクロール圧縮機。 ２、通路ガイドは下端を底壁にて閉塞し、上端部両側壁
   に開口を有する特許請求の範囲第１項記載の密閉形スク
   ロール圧縮機。 ３、通路ガイドは開口部を突出する案内壁を突設してな
   る特許請求の範囲第２項記載の密閉形スクロール圧縮機
   。