JPS61226585A

JPS61226585A - スクロ−ル型圧縮装置

Info

Publication number: JPS61226585A
Application number: JP60066956A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayano; 早野　誠; Shigemi Nagatomo; 長友　繁美; Kanji Sakata; 坂田　寛二; Hitoshi Hattori; 仁司服部; Mitsuo Hatori; 羽鳥　三男; Naoya Morozumi; 尚哉両角
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1986-10-08

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】〔発明の技術分野〕本発明は、密閉ケース内にスクロール型圧縮機構を収容
してなるスクロール型圧縮装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、低圧の圧縮装置として、スクロール型圧縮装置が
知られている。この圧縮装置は、一対のスクロール翼を
軸方向に組合せて圧縮機構を構成したもので、小型、高
効率、低振動等の利点を備えている。

ところで、このようなスクロール型圧縮装置は、通常、
密閉ケース内のやや上方寄りの位置に上記密閉ケース内
を上下方向に仕切る形態にフレームを固定し、このフレ
ームの上方にスクロール型圧縮機構を配置し、またフレ
ームの下方に上記スクロール型圧縮機構に駆動動力を与
えるモータを配置し、さらに密閉ケースの底部に潤滑油
を収容したものとなっている。スクロール型圧縮機構は
、通常、スクロール翼を突設した固定要素と、この固定
要素の下方に配置され上記スクロール翼とかみあうスク
ロール翼の突設された可動要素とで構成されている。そ
して、前記フレームに、軸受孔を上下方向に貫通させて
設け、この軸受孔で前述したモータの回転軸を回転自在
に支持している。

また、回転軸の上端部と前記可ｖＪ要素との間に偏心連
結機構およびオルダム機構を設け、この偏心連結機構と
オルダム機構とで可動要素を自転の伴わない旋回運動さ
せるようにしている。このように構成されたスクロール
型圧縮装置にあっては、通常、モータが設置されている
部分の空間を気液弁ｍ器として使用するために可動要素
の下面側が低圧雰囲気に、また固定要素の上面側が高圧
雰囲気となる流路構成を採用している。

ところで、このようなスクロール型圧縮装置にあっては
、可動要素のスクロール翼と固定要素の鏡板との間およ
び固定要素のスクロール翼と可動要素の鏡板との間の摺
動損失を低減させるとともにこれらの間のシール性能を
良好にするため、圧縮室の内部に適量の潤滑油を供給す
ることが必要である。このため、従来は、回転軸および
偏心連結機構の潤滑経路にガス供給経路を並存させ、吸
込室ヘガス供給する際のガス圧力によって同時に潤滑油
を圧縮室の内部に供給するようにしていた。

ところが、この方式は、潤滑経路に存在する高温の油に
よってガスが過熱され、この過熱されたガスが圧縮室の
内部に導入されるため、体積効率が低下する欠点があっ
た。

そこで、このような不具合を解消するため、ガスの吸入
経路を圧縮鍬構の潤ＩＩ　Ｉ！路とは全く異な゛る位置
、例えば固定要素の側面部に設けたものも提案されてい
る。この装置によれば、比較的低温のガスを圧縮できる
ことから、体積効率の向上化が図れ、能力アップが見込
まれる。

ところが、上記のように固定要素の側面部から吸込室の
内部にガスを導く形態の圧縮装置にあっては、次のよう
な問題があった。すなわち、スクロール型圧縮装置は、
通常、可動要素のスクロール翼の両側にそれぞれ高圧ポ
ートへ至るまでの経路を異にする２つの螺旋状の圧縮室
を形成する。

ところが圧縮室の周囲の吸込室の側面部からガスを導く
と、上記２つの圧縮室に均等にガスが流入し難く、これ
がために効率低下を招いていた。しかもこの場合には流
路の長さも長くなるため、通路抵抗が増し、結局、体積
効率の低下を招いてしまうという問題があった。

〔発明の目的）本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、２つの圧縮室に均等にガスを導
（ことができ、しかも通路抵抗の低減化を図り得、もっ
て体積効率の向上化が図れるスクロール型圧縮装置を提
供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、固定要素と可動要素とからなるスクロール型
圧縮機構を備えたスクロール型圧縮装置において、固定
要素の少なくとも可動スクロール翼の最外周端部近傍位
置に吸込室と低圧空間とを連通ずる第１の吸込みポート
を漏えるとともに、前記固定要素の前記固定スクロール
翼の最外周端部近傍位置に前記吸込室と前記低圧空間と
を連通ずる第２の吸込みポートを備えてなることを特徴
としている。

〔発明の効果〕

上記構成であると、２つの吸込みポートから２つの圧縮
室に均等にガスを吸込ませることができる。しかも、吸
込みポートを少なくとも２つ設けるようにしているので
、吸込み通路断面積が従来の２倍となり、通路抵抗の低
減化を図ることもできる。　　゛したがって、本発明によれば、これらの効果が相まつて
体積効率の向上化が図れ、装置の能力アップを図ること
ができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図において、図中１０１は、縦長に形成された密閉
ケースである。この密閉ケース１０１内の上方寄りの位
置にはフレーム１０２が固定されている。

そして、フレーム１０２の上方にスクロール型圧縮機構
１０３が配置され、またフレーム１０２の下方に上記ス
クロール型圧縮機構１０３　Ｃ駆動動力を与えるための
モータ１０４が固定され、さらに密閉ケース１０１の底
部には潤滑油１０５が収容されている。

スクロール型圧縮機構１０３は、公知のものと同様に、
固定要素１１１と、この固定要素１１１の下方に配置さ
れた可動要素１１２とで構成されている。

固定要素１１１は、円板状の鏡板１１３と、この鏡板１
１３の一方の面周縁部に突設された環状壁１１４と、こ
の環状壁１１４で囲まれた部分に上記環状壁１１４とほ
ぼ等しい高さに突設された固定スクロール翼１１５と、
鏡板１１３のほぼ中央部に設けられた吐出口１１６とで
構成されている。そして、上記鏡板１１３の上面には、
前記吐出口１１６の上面に所定の小空間を形成するとと
もに、その側壁部に孔１１７ａを有した気液分離用の小
キャップ１１７が固定されている。このように構成され
た固定要素１１１は、環状壁１１４オよび固定スクロー
ル翼１１５の突出方向を下方として上記環状壁１１４の
周縁部がボルト１１８によってフレーム１０２の上面周
縁部に気密に固定されている。なお、固定時に固定要素
１１１の上面にキャップ１１９が当てがわれ、このキャ
ップ１１９も前記ボルト１１８によって一体に固定され
ている。キャップ月９は、前記小キャップ１１７を内包
するとともに、鏡板１１３の上面との間に高圧の空間１
２０を形成するものである。また、その側壁の一部には
、後述する潤滑油を案内するための切欠き１２２が形成
されている。一方、可動要素１１２は、前記環状ｌ　１
１４の内径より若干大きい外径の鏡板１２３と、この鏡
板１２３の一方の面に前記固定スクロール１１１１５の
高さとほぼ等しい高さに突設された可動スクロールＭ１
２４と、鏡板１２３の他方の図中央部に突設された筒部
１２５とで構成されている。このように構成された可動
要素１１２は、可動スクロール翼１２４の突出方向を上
方として、上記スクロール翼１２４と前記固定スクロー
ル翼１１５とがかみ合い、かつ！［１２３の周辺部と前
記環状壁１１４の端面および可動スクロール１１１２４
の端面とｉｉｔ板１１３および固定スクロール翼１１５
の端面と鏡板１２３がそれぞれ摺接するように装着され
、この装着状態が上記鏡板１２３と前記フレーム１０２
との間に設けられたオルダム機構１３０によって保持さ
れている。

オルダム機構１３０は、鏡板１２３の下面周縁部で、か
つ鏡板１２３の中心を通って描かれる同一線上の２個所
に設けられたキー溝１３１ａ、　１３１ｂと、このキー
溝１３１ａ、　１３１ｂの配列方向と直交する線上で、
かつフレーム１０２の上面に第４図に示すように設けら
れたキー溝１３２ａ、　１３２ｂと、第４図に示すよう
に一方の面に上記キー溝１３１ａ、　１３１ｂに嵌入す
るキー１３３ａ、　１３３ｂを有するとともに他方の面
に上記キー溝１３２ａ、　１３２ｂ１．：嵌入スルキー
１２４ａ、　１２４ｂを有したリング１３５とで構成さ
れている。そして、上記リング１３５の両面には、実際
には第５図に示すように摺動抵抗を減少させるための、
たとえば網目状の油溝１３６が形成されている。また、
前記各キー溝１３２ａ、　１３２ｂ、　１３１ａ、　１
３１ｂの内側面には、第６図にキー＊　１３２ｂで代表
して示すようにキーとの摺動面積を減少させるための拡
口段部１３７が形成されている。

前記フレーム１０２は、前記密閉ケース１０１の側壁内
面を径方向に僅か突出させて形成されたフランジ１０１
ａに固定されており、具体的には第４図に示すように構
成されている。すなわち、フレーム１０２の中心部には
、前記可動要素１１２の筒部１２５の軸心線に対して偏
心した軸受孔１４１が上下方向に貫通して設けられてい
る。また、フレーム１０２の最も外側には、上記軸受孔
１４１と同軸的に筒状体１４０が配置されている。この
筒状体１４０は、密閉ケース１０１の内面との間で所定
の環状空間を形成し得る外径に形成されており、その上
端側に内径が前記環状壁１１４の内径より大きく、かつ
上記環状壁１１４がボルト１１８で締付は固定されると
ころの環状壁１４２を形成し、下端側でモータ１０４を
支持したものとなっている。上記環状壁１４２の内側に
は環状溝１４３を介して前記鏡板１２３の下面周辺部を
受ける環状受は面１４４ａが一段低下して形成され、こ
の内側に前記リング１３５を受ける環状受け面１４４ｂ
がさらに一段低下して形成され、この内側にざらに一段
低下して後述するスラスト力軽減機構１４９を受止める
環状受は面１４４Ｃが形成されている。そして、各受は
面は、放射状に設けられた溝１４５によって周方向に複
数に分割されており、上記溝１４５の少なくとも１つは
フレーム１０２の壁に設けられ内外を直接通じさせる孔
１４６に通じている。また、前記環状壁１４２の外周面
には、周方向に複数の取付は腕１４７が突設されており
、これら取付は腕１４７が前述した密封ケース１０１内
面のフランジ１０１ａの上面にボルト１４８によって固
定されている。なお、前記キー溝１３２ａ、　１３２ｂ
は、受は面１４４ｂに形成されている。

上記スラスト力軽減機構１４９の主要部は、具体的には
、第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、前記環状受
は面１４４Ｃに嵌入支持される環状体１５０と、この環
状体１５０の上面に刻設された環状溝１５１と、上記上
面で上記環状溝１５１の内側および外側にそれぞれ形成
された上記環状溝１５１よりも浅くて細い環状溝１５２
　、１５３と、これら環状溝１５２　、１５３内に一部
がそれぞれ外方に突出するように装着された、たとえば
四弗化エチレン製のシールリング１５４　、１５５とで
構成されている。そして、シールリング１５４の外周面
下端部には同図（Ｃ）に示すようにテーパ面が形成され
ており、また、シールリング１５５の内周面下端部にも
同様なテーパ面が形成されている。また、前記溝１５１
の周方向４箇所位置には、この溝１５１の深さと同じ深
さで上記溝１５１を前記環状溝１５２　、１５３に連通
させる有底孔１５７が形成されている。

また、前記鏡板１２３の内部にはスラスト力軽減機構１
４９を第１図に示すように装着した状態下で、環状体１
５０と、内側、外側シールリング１５２゜１５３と、鏡
板１２３の下面とで囲まれた環状空間Ｑを常に高圧ポー
トＳと中圧ポートＳ′とに連通させる孔１５８　、１５
９が形成されている。

前記フレーム１０２の軸受孔１４１には、前記モータ１
０４の回転軸１６０が回転自在に支持されている。

回転軸１（ｉｏには、軸受孔１４１の大径部分に位置す
る部分に大径部１６１が形成されており、この大径部１
６１に前述した筒部１２５に嵌入ソる小軸１６２が突設
されている。そして、上記回転輪１６０は、その下端が
潤滑油１０７中に侵入する長さに形成されており、その
下端部は密閉ケース１０１の内面に軸受支持材２００を
介して固定された副軸受１６３によって支持されている
。また、回転軸１６０内には遠心ポンプ作用で潤滑油１
０５を、軸受面や小軸１６２と筒部１２５との嵌合部に
汲み上げる孔１６４が形成されている。この孔１６４の
入口部、つまり回転軸１６０の下端部に位置する部分の
形状は、回転軸１６０の下端面中央部から上方に向けて
延びる部分１６５と、この部分１６５から半径方向に下
部軸受１６３の内面まで延びる部分１６ｆ３と、この部
分１６６から下方へ向けて延びる部分１６７と、この部
分１６７から回転軸１６０の直径より僅かに短い長さだ
け半径方向に延びる部分１６とを組合わせたものとなっ
ている。

前記モータ１０４は、回転子１７０を、内側に、固定子
１７１を外側に配し、かつ固定子１７０を中間ケース１
０１ａの内面に固定してなるかご形の誘導電動機によっ
て構成されている。

一方、前記モータ１０４の回転子１７０の上端に突設さ
れたバランスウェイト１１３と、前記フレーム１０２と
の間にはラチェット式の反転防止機構１７４が設けられ
ている。

さらに、前記密閉ケース１０１の側壁には、同側壁内面
とフレーム１０２の筒状体１４０の外周面の間の環状空
間１８０にガスを供給する吸込管１８１が接続されてい
る。また、固定要素１１１の環状壁１１４には、上記環
状空間と吸込ｖＲとを連通する第１の吸込みポートとな
る第１の吸込管１８２と、第２の吸込みポートとなる第
２の吸込管１８３とが前記キャップ１１９を同時に貫通
するように設けられている。これら２つの吸込管１８２
　、１８３の関係位置は第８図に示される。すなわち、
第１の吸込管１８１は、固定要素１１１の可動スクロー
ル買１２３の最外周端部近傍位置に配置されており、第
２の吸込管１８３は、固定要素の固定スクロール関１１
５の最外周端部近傍位置に配置されている。さらにキャ
ップ１１９の上部壁と密閉ケース１０１の上部壁とには
、前記空間１２０からの圧縮ガスを吐出させるための吐
出管１８４が接続されている。

なお、第１図中１８５は、空間１２０内に押し出された
潤滑油をフレーム１０２より下方へ戻すために環状壁１
１４およびフレーム１０２に設けられた孔を示し、１８
Ｇはバランスウェイトを示し、１８７はモータ１０４へ
の給電用接続機構を示し、また１８８は潤滑油を通過さ
せるだめの孔を示している。

次に上記のように構成された圧縮装置の動作を説明する
。

まず、モータ１０４に給電すると、回転軸１６０が回転
を開始する。この回転は、軸受孔１４１および副軸受１
６３の両軸受によって円滑に保持される。

そして、回転軸１６０の回転力が可動要素１１２に伝え
られる。可動要素１１２の筒部１２５は回転軸１６０に
対して偏心して設けられた小軸１６２と嵌合しており、
しかもオルダム１Ｑｌ１１３０によって支持されている
ので、この可動要素１１２は自転の伴なわない旋回運動
を行なう。したがって、可動要素１１２に設けられた可
動スクロール翼１２４も旋回運動を行なう。第８図にお
いて可動要素１１２が時計回りに旋回運動すると、可動
スクロール翼１２４の内側に形成された第１の圧縮室Ｐ
１には、第１の吸込管１８２からのガスが吸込まれ、上
記可動スクロール翼１２４の外側に形成された第２の圧
縮室Ｐ２には、第２の吸込管１８３からのガスが導入さ
れる。

そして、これら２つの圧縮室Ｐｘ　、Ｐ２に導入された
ガスは、それぞれ時計回りに両スクロール翼４１５　、
１２４間の空間を移動する過程で加圧され、吐出口１１
Ｇから吐出される。吐出された高圧ガスは小キャップ１
１７によって形成された間隙〜小キャップ１１７に設け
られた孔１１７ａ〜高圧空間１２０を介して吐出管１８
３から送り出される。一方、圧縮室Ｐの周縁部に位置す
る吸込室Ｒは第１の吸込管１８２および第２の吸込管１
８３を介して密閉ケース１０１内の環状空間１８０と連
通しているので、環状空間１８０のガスは圧縮室Ｐの内
部に吸込まれる。

また、吸込管１８２　、１８３は空間１８０を介して吸
込管１８１に通じているので、結局、低圧のガスは上記
吸込管１８１〜空間１８０〜第１の吸込管１８２もしく
は第２の吸込管１８３〜吸込室Ｒを介して圧縮室Ｐ内の
低圧ポートに吸込まれることになり、ここに圧縮装置の
ガス吸入経路が確立される。なお、この場合には、吸込
管１８１を介して流れ込んだ低圧ガス中に冷媒等の液が
混入していても、この液は環状空間１８０内を移行する
間に下方へ落下し、潤滑油１０５が溜っている底部へ移
行しようとする。

モータ１０４は自己発熱しているので、落下した液は上
記熱によってガス化され、すでにガス化しているものの
流れに混入して圧縮室Ｐ内へと移動する。したがって、
空間１８０は気液分離器と全く同じ作用をしていること
になる。

一方、上記のようにモータ１０４が回転すると、潤滑油
１０５の一部は、孔１６４の形状に伴なう遠心ポンプ作
用によって孔ＩＯ２内の上方へと汲み上げられる。この
汲み上げられた潤滑油は、軸受孔１４１の内周面を＆ｌ
滑した後、小軸１６２と筒部１２５との嵌合部を潤滑し
、続いて孔１８７を介してオルダム機１１３０が設けら
れている部分を潤滑する。

その後、一部が孔１４６から下方へと流下し、残りが圧
縮室Ｐ内へと侵入して圧縮室Ｐ内の１１動部を潤滑およ
びシールする。そして、圧縮室Ｐ内に入り込んだ潤滑油
は、Ｒｎ的に吐出口１１６から排出された後、キャップ
１１９に設けられた孔１２２および孔１８４を介して下
方へと流下する。したがって、吐出管１８３からは潤滑
油の混入していない高圧ガスが吐出されることになる。

上記の本実施例に係るスクロール圧縮装置によれば、第
１の吸込管１８２が可動スクロール買１２４の最外周端
部近傍位置、すなわち第８図に示されるように、第１の
圧縮ｉＰｔ時の入口部に最も近い位置に設置されている
ので、第１の圧縮室Ｐ１へのガス導入をスムーズならし
めることができる。

また、第１の圧縮室Ｐ１の入口部が閉じた状態にあると
き、第２の圧縮’ＪＰ２の入口部、すなわち固定スクロ
ール翼１１５の最外周端部近傍位置も閉じた状態にある
。そして、上記装置は、第２の吸込管１８３を上記第２
の圧縮室Ｐ２の入口部に配置しているので、第１の吸込
管１８２から第１の圧縮室Ｐ１に導入されるガスと、第
２の吸込管１８３から第２の圧縮室Ｐ２に導入されるガ
スとは同じ割合で吸込まれ、対称位置が同じ程度に圧縮
される。

つまり、両圧縮！Ｐｔ　、Ｐ２に均一にガスを導入でき
るので、体積効率を高めることができる。

また、この装置によれば、圧縮室Ｐに吸込管を２本接続
するようにしているので、１本の場合に比べ、流路断面
積を拡大でき、通路抵抗を減少させることができる。し
たがって、これによっても効率向上に寄与することにな
る。

以上、本発明の代表的実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、上記実施例においては、可動要素の下側にモー
タを配置しているが、本発明は、可動要素の上側にモー
タを配置するものや、あるいは軸心線を水平にして使用
される、いわゆる横型のものにも適用できる。また、モ
ータ側を高圧にし、圧縮機構側を低圧にする装置にも適
用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るスクロール型圧縮装置
の縦断面図、第２図は同装置における固定要素の下面図
、第３図は同装置における可動要素の上面図、第４図は
同装置におけるフレームの上部だけを取り出して示す一
部切欠分解斜視図、第５図は同装置におけるオルダム例
構要部の平面図、第６図は同オルダム機構のキー溝の形
状を説明するための図、第７図（ａ）は同装置に組込ま
れたスラスト力軽減ｅ！桐の平面図、同図（ｂ）は同ス
ラスト力軽減機構の縦断面図、同図（Ｃ）は同機構に組
込まれたシールリングを局部的に示す断面図、第８図は
同スクロール型圧縮装置の第１図におけるＡ−Ａ線切断
矢視断面図である。１０１・・・密閉ケース、１０２・・・フレーム、１０
３　・・・スクロール型圧縮機構、１０４・・・モータ
、１０５・・・潤滑油、１１１・・・固定要素、１１２
・・・可動要素、１１５・・・固定スクロール買、１１
６・・・吐出口、１２４・・・可動スクロール翼、１２
６　、２１１・・・油」制御孔、１３０・・・オルダム
機構、１３９・・・スラスト力軽減機構、１４１・・・
軸受孔、１５０・・・環状体、１５１・・・環状溝、１
５４・・・内側シールリング、１５５・・・外側シール
リング、１５’８．１５９・・・連絡路としての孔、１
６０・・・回転軸、１６３・・・副軸受、１６４・・・
遠心ポンプ用の孔、１７０・・・回転子、１７１・・・
固定子、１７４・・・反転防止機構、１８０・・・環状
空間、１８１・・・吸込管、１８２・・・第１の吸込管
、１８３・・・第２の吸込管、１８４・・・吐出管、Ｐ
・・・圧縮室、Ｐｌ・・・第１の圧縮室、Ｐ２・・・第
２の圧縮室、Ｒ・・・吸込口、Ｑ・・・環状空間。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図第３図第　４　図第５図第６図第７図（Ｃ）頁の続きｊ　明　者　　羽　鳥　　　三　男　　横浜市磯子区新
杉田町８研究所内；　明　者　　両　角　　　尚　哉　　横浜市磯子区新
杉田町８研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

鏡板の一方の面に可動スクロール翼を一体形成してなる
可動要素と、この可動要素に対し複数箇所で摺接し前記
可動要素との間で圧縮室およびこの周囲に吸込室を構成
するとともに上記圧縮室内で前記可動スクロール翼にか
み合う固定スクロール翼を有した固定要素とからなるス
クロール型圧縮機構を密閉ケース内に配置し、上記密閉
ケース内に設けられたモータの動力で上記可動要素を自
転の伴なわない旋回運動させることによって低圧空間か
ら前記吸込室内にガスを導き前記圧縮室内でガス圧縮を
行なわせるようにしたスクロール型圧縮装置において、
前記固定要素の少なくとも前記可動スクロール翼の最外
周端部近傍位置に設けられ前記吸込室と前記低圧空間と
を連通する第１の吸込みポートと、前記固定要素の前記
固定スクロール翼の最外周端部近傍位置に設けられ前記
吸込室と前記低圧空間とを連通する第２の吸込みポート
とを具備してなることを特徴とするスクロール型圧縮装
置。