JPS63106393A - スクロ−ル気体圧縮機 - 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】 産業上の利用分野 本発明はスクロール気体圧縮機に関するものである。

従来の技術 低振動、低騒音特性を備えたスクロール圧縮機は、吸入
室が外周部にあり吐出ポートがうす巻きの中心部に設け
られ、圧縮流体の流れが一方向で吸入体積効率の高いこ
とがよく知られている。

しかし、特に気体を圧縮する場合などは圧縮部の漏れ隙
間を小さくするためにうす巻き部の寸法精度を極めて高
くする必要があるが、部品形状の複雑さ、寸法バラツキ
などによりスクロール圧縮機のコストが高く性能バラツ
キも大きいという問題があった。

そこで、この種の問題解決のために特開昭５５−１０７
０９３号公報で知られるように第３図に示す構成や特開
昭６０−７５７９５号公報で知られるように第４図に示
す構成が発明され、摺動部に供給した潤滑油の一部を吸
入気体と共に圧縮室に流入させ、圧縮吐出後、圧縮気体
から潤滑油を分阻後再び潤滑油溜に通じる空間に戻すと
いう考え方のもとに、第３図では圧縮流体が圧縮機の外
部に設けられた油分離タンク１１８に導入された後、油
分離タンク１１８内で潤滑油が分離され毛細管１１７ｂ
’ｉ通じて吐出圧力と吸入圧力との中間圧力状態の密閉
容器１１２内に戻される構成であった。

また、第４図ではキャップ２１９内で圧縮気体から分離
された潤滑油が孔２２２、孔２８４を通じて吸入通路を
なす空間２８０に戻される構成であった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の第３図のような圧縮気体と潤滑油と
を区別なく毛細管１１７ｂを通じて中間圧力状態の密閉
容器１１２に戻す構成では、潤滑油が不足して圧縮気体
が密閉容器１１２に戻る場合などは粘性が低いので通路
抵抗が小さく、多量に密閉容器１１２に流入して著るし
く圧縮効率を低下させ、また、油分離タンク１１８に潤
滑油のみを戻す機能を備えさせる場合はコストも高く油
分離タンク１１８自身も大きくなって設置スペースを多
く要する一方、潤滑油を戻さないで圧縮機運転を継続す
ると潤滑油が不足して圧縮効率の低下や圧縮機の破損を
招くなどの複雑多岐な問題があった。

また、第４図のような油戻し制御機構を設けない構成で
は潤滑油量が少ない場合には圧縮気体が孔２２２．２８
４を通過し易いので吸入通路の空間２８０に多量流入し
て圧縮効率を著るしく低下させるという問題があった。

そこで、本発明は潤滑油戻し状態と圧縮気体戻し状態と
を温度センサーにより識別し安価で高効率、耐久性に優
れたスクロール気体圧縮機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のスクロール気体圧縮
機は、高圧側で圧縮気体から分離した潤滑油を圧縮機の
駆動源および主軸の軸受部を配置した低圧側または低温
雰囲気の中間圧側に戻す極細の油戻し通路を設け、低圧
側または中間圧側への油戻し通路の開口端を、低圧側ま
たは低温雰囲気の中間圧側に配置されて油戻し通路の流
量制御または圧縮機回転速度の制御機能に連係した温度
センサーに近接対向して設ける構成である。

作　　用 本発明は上記構成によって、適量の潤滑油が吸入気体と
共に圧縮吐出され圧縮気体から分離された潤滑油が継続
的に極細の油戻し通路を経て低圧側または低温雰囲気の
中間圧側に適企戻る状態では温度センサーの温度上昇が
低く圧縮機は継続的に運転されるが、何らかの原因で圧
縮気体から分離する潤滑油が少なくなって圧縮気体が油
戻し通路を経て低圧側または中間圧側に流入する状態で
は高温の圧縮気体の流入量が多くなって温度センサーを
異常温度上昇せしめて油戻し通路の遮断または油戻し通
路の絞り、あるいは圧縮機の停止、または回転速度の増
減などによる潤滑油確保制御を構じて潤滑油不足に起因
する圧縮効率の低下、摺動品摩耗や焼付を防いで高効率
、耐久性に優れたスクロール気体圧縮機を提供できるも
のである。

実施例 以下本発明の一実施例のスクロール気体圧縮機について
、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１の実施例におけるスフロ−／し気
体圧縮機の縦断面図を示し、第２図は本発明の第２の実
施例におけるスクロール気体圧縮機の縦断面と油戻し通
路制御系統の説明図を示す。

第１図において、１，２は鉄製の密閉ケース、３は鉄製
のフレームでその外接面部で密閉ケース１．２と共に単
一の溶接ビード６によって溶接密封され密閉ケース１，
２内を上側の吐出空間１３と下側のモータ室１５（低圧
側）に仕切っている。

フレーム３に支承されインバーター電源（図示なし）に
よって運転制御されるモータ７によシ回転駆動される駆
動軸８の上端部の偏心穴９には旋回スフロー／ｌ／１０
が自転阻止部品を係合して装嵌され、これにかみ合う吐
出ポート３０を有した固定スクロール１１がフレーム３
にボルト固定されている。

密閉ケース１とフレーム３と固定スフｃｒ−／Ｌ／１１
とで形成された吐出空間１３は、密閉ケース１に設けら
れた吐出管１４を通じて外部の配管系に連通し、フレー
ム３と密閉ケース２とで形成された低圧側のモータ室１
５は、密閉ケース２に設けられた吸入管１６を通じて外
部の配管系に連通し、モータ室１５の底部には油溜１７
が設けられ、偏心穴９と油溜１７とを連通する偏心細穴
１８を有した駆動軸８の下端が油溜１７に埋没している
。

モータ７の上部コイルエンド２０にはモータ７の過電流
防止を兼ねた温度センサー２１が取付られ、吐出空間１
３とモータ室１５との間は吐出空間油溜２２の底部に開
口し、フレーム３に設けられて吐出油戻し用の極細通路
１９とそれに接続するノズル２３から構成される油戻し
通路３１によって連通し、ノズ／ｖ２３の先端が温度セ
ンサー２１の上部に近接対向して設けられている。

圧縮機外部のｖｌ源装置とモータ７とを電気的に接続す
るガラスターミナ／ｖ２４がノズ／Ｌ’２３の近くの密
閉ケース２に設けられている。

また第２図は、吐出空間油溜２２とモータ室１５との間
を、吐出空間油溜２２の底部に開口して密閉ケース１を
貫通した油戻し管２５、圧縮機の外部に設けられ温度セ
ンサー２１に連係して作動する外部絞シ装置２６および
密閉ケース２を貫通して温度センサー２１０近くの上部
に設けられたノズ／Ｌ’２３ａを経由する油戻し通路３
１ａによって連通し、その途中に油冷却装置２８を設け
ている。

以上のように構成された密閉型スクロール冷媒圧縮機に
ついて、以下その動作を説明する。

第１図、において、モータ７によって駆動軸８が回転駆
動されると旋回スフロー／Ｌ／１０が旋回運動をし、吸
入管１６を通して冷媒ガスがモータ室１５に流入後、冷
媒ガス中に含まれる潤滑油の一部を分離して旋回スフロ
ー／ｖ１０と固定スフロー）ｖｌｌの間に形成された圧
縮室内に閉じ込められ、旋回スフロー）ｖｌｏの旋回運
動にともなって圧縮され、吐出ボート３０よシ吐出空間
１３へ吐出され、吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一
部はその自重などによって吐出冷媒ガスから分離して吐
出空間油溜２２に収集され、極細通路１９で減圧の後、
ノズ）ｖ２３の先端から真下の低温度雰囲気内のモータ
室１５に配置された温度センサー２１に向けて適量ずつ
放出され、飛散した潤滑油の一部はガラスターミナル２
４の端子にも飛沫し、最終的には底部の油溜１７に集成
され、駆動軸８の偏心細穴１８の遠心ポンプ作用によｐ
軸受摺動面などに給油された後、吸入冷媒ガスと共に圧
縮吐出される。

一方、吐出空間１ａで吐出冷媒ガスから分離されなかっ
た潤滑油は外部の冷凍サイクルへ搬出され再び吸入冷媒
ガスと共に吸入管１６を通して圧縮機内に帰還する。

このような冷媒ガスと潤滑油との循環サイクルの中での
適当な粘性を有する潤滑油は摺動部の潤滑と圧縮室微少
隙間の密封機能を有し、圧縮機の安定運転に寄与するが
、万一油溜１７や吐出空間油溜２２に潤滑油が不足した
場合（例えば、冷凍サイクルの配管が非常に長く、しか
も圧縮機低速回転時などのような配管内冷媒速度が遅い
場合は潤滑油が配管内に滞留して圧縮機内に戻らなく潤
滑油不足が生じる）は、吐出空間１３から極めて粘性の
低い高温の冷媒ガスが極細通路１９を通して多量にモー
タ室１５に流入してモータ室１５の雰囲気温度を急上昇
させると共に温度センサー２１も急上昇し、温度センサ
ー２１が設定温度（例えば６０°Ｃ）を超えるとインバ
ーター電源回路が制御されてモータ７の停止、あるいは
モータ７の一定時間増速による配管内滞留潤滑油の帰還
促進が図られる。

また第２図において、吐出空間油溜２２に収集された潤
滑油は、油戻し管２５と油冷却装置２８を通過中に冷却
され、外部絞り装置２６で減圧の後、ノズ／Ｌ’２３ａ
の先端から斜下の低温度雰囲気内のモータ室１５に配置
された温度センサー２１して循環する。

万一、油溜１７や吐出空間油溜２２に潤滑油が不足した
場合は第１図の例と同様な手順で温度センサー２１の温
度が急上昇し、温度センサー２１が設定温度（例えば６
０’Ｃ）を超えると外部絞シ装置２６が作動してその通
路を遮断すると共にインバーター電源回路が制御されて
モータ７の一定時間増速による配管内滞留潤滑油の帰還
促進が図られる。外部戻し通路２７が遮断された後、温
度センサー２１が設定温度以下に回復すると再び外部戻
し通路２７が開かれ吐出空間油溜２２の潤滑油は再びモ
ータ室１５に適量ずつ戻される。

なお、上記実施例では温度センサー２１が設定温度を超
えると外部絞り装置３１ｂが遮断されたが、完全に遮断
せずその通路を更に絞る制御を行ってもよい。

また、第１図、第２図の実施例ではモータ室１５が低圧
側で吐出空間油溜２２が圧縮機の内部に設けられた構成
であるが、雰囲気温度を比較的低く保持できる構成なら
ばモータ室１５は中間圧側となる構成でもよく、また、
吐出空間油溜２２を圧縮機外部の吐出側に設けた簡易構
造の油セパレータで代用しても上記実施例同様の作用が
得られる。

以上のように上記実施例によれば冷凍サイクルの高圧側
（圧縮機外部の吐出配管系に設けられた油セパレータま
念は圧縮機内部の吐出空間１３）で圧縮冷媒ガスから分
離され、油セパレータの底部や吐出空間油溜２２などで
溜められｉｎ滑油を、遠心ポンプ給油用の偏心細穴１８
を設けた駆動軸８やインバーター電源駆動されるモータ
１０を配置して吸入冷媒ガス通路の一部を構成する低圧
側のモータ室１５に戻す極細通路１９（または外部絞り
装置２６）、ノヌリレ２３（または２３ａ）などから構
成する油戻し通路３１（または３１ａ）を設け、油戻し
通路３１（または３１ａ）のモータ室１５への開口端を
、モータ室１５に配置して油戻し通路３１＆の流量制御
や圧縮機回転速度の制御（インバータ電源駆動によるモ
ータ１０の停止あるいは回転速度上昇など）機能に連係
した温度セン４７″−２１に近接対向して設ける構成に
することにより、例えば、長配管冷凍サイクルで圧縮機
回速度運転を長時間継続して冷媒流速が遅い配管内に潤
滑油が滞留し圧縮機内部の潤滑油が不足する場合、ある
いは暖房冷凍サイクル運転途中の除霜運転時のように凝
縮器のフィン温度が極めて低くて凝縮能力が大きく蒸発
器の吸熱が不十分で潤滑油を含んだ未蒸発冷媒液が冷凍
サイクル低圧側のアキュームレータ内で滞留して圧縮機
内部の潤滑油が不足する場合などが生じると、高圧側の
油ｌｌ！￥１（吐出空間油溜２２など）から粘性が高く
て極細通路１９や外部絞シ装置２６で適度に減圧されて
モータ室１５に適量ずつ戻る潤滑油に代って粘性の低い
吐出冷媒ガスが油戻し通路２３（または２３＆）を通し
て多重にモータＭ１５に流入し温度センサー２１を設定
温度まで昇温せしめて非常に困雅な油溜（吐出空間油溜
２３など）での潤滑油と吐出冷媒ガスとの混合割合の変
化検出を筒車な構成で実現でき、この構成は応答速度が
早いので圧縮機の運転を制御して潤滑油不足状態での圧
縮機停止、あるいは圧縮機回転速度の増加制御により、
冷媒流量を増加せしめて配管系内に滞留した潤滑油を圧
縮機内に戻して圧縮機の耐久性を高めると共に熱交換器
効率も高めて冷暖房装置の効率を向上できる。

また、上記実施例では密閉ケース１，２で形成された圧
縮機の内部をフレーム３によシモータ室１５（低圧側）
と吐出空間１３（高圧側）とに仕切り、吐出空間油溜２
２の底部に油戻し通路３１（または３１ａ）の高圧側開
口端を設けた構成とすることにより、吐出冷媒ガス中か
ら潤滑油を分離するための油セパレータ装置を圧縮機に
簡易に内蔵して潤滑油を温度センサー２２に向けて放出
するため高圧側の油溜の潤滑油有無状態、あるいは吐出
冷媒ガス中の潤滑油混合割合の変化の検出速度が早く潤
滑油不足状態での油戻し通路３１ａの制御（遮断または
流量絞り）時期や圧縮機回転速度の制御（停止または増
速）時期を早めて潤滑油の早期確保などにもとづく圧縮
機の耐久性向上や圧縮室微少隙間を潤滑油で密封するこ
とによシ圧縮効率の向上ができ、また、モータ室１５へ
の吐出冷媒ガスの流入低減により冷凍サイクル効率の低
下を抑制できる。

また、上記実施例では低圧側のモータ室１５への油戻し
通路３１（または３１ａ）の開口端（ノズ／Ｌ’２３，
２３ａの先端）を温度センサー２１の上部に設けたこと
により、高圧側からモータ室１５に戻る潤滑油や吐出冷
媒ガスがその粘性や高圧側と低圧側との差圧の大きさに
かかわらず温度センサー２１に確実に当たり温度センサ
ー２１の作動信頼性を高めることができる。

また、上記実施例では温度センサー２１がモー精 り１０の過電流紹出用の温度プロテクターを兼ねること
により、新規の温度センサーを設ける必要がな〈従来の
温度センサーを改良する程度の低コストで潤滑油不足時
の圧縮機耐久性向上や圧縮効率向上に必要な吐出油戻し
制御装置を提供でき、吐出冷媒ガスが油戻し通路３１（
または３１ａ）を経てモータ室１５への流入を始めモー
タ室１５の雰囲気温度が急上昇、モータ効率が低下して
モータ入力電流が増加するなどして温度センサー２１が
モータ入力電流と吐出冷媒ガスとの両者から加熱され油
戻し通路３１（ｉ！たは３１ａ）や圧縮機の運転を制御
すべき設定温度に昇温される時開を早めるなどにより温
度センサー２１の吐出冷媒ガス流入検知に対する応答性
を良くすることができる。

発明の効果 以上のように本発明は、高圧側で圧縮気体から分離され
た潤滑油を圧縮機の駆動源および潤滑油供給装置を配置
した低圧側ま九は低温雰囲気の中間圧側に戻す極細の油
戻し通路を設け、低圧側または低温雰囲気の中間圧側へ
の油戻し通路の開口端を、低圧側または低温雰囲気の中
間圧側に配置して油戻し通路の流量制御または圧縮機の
回転速度の制御機能または潤滑油回復制御機能に連係し
た温度センサーに近接対向して設けることにより、高圧
側で潤滑油が不足してくると、それまで粘性が高くて極
細の油戻し通路で適度に減圧されて圧縮機駆動源などを
配した雰囲気温度の高くない低圧側または中間圧側に適
量ずつ災る潤滑油に代って粘性の低い圧縮気体が油戻し
通路を通して多量に流入し温度センサーを検知設定温度
まで昇温せしめて非常に困錐な潤滑油と圧縮気体との流
入識別を簡単な構成で実現でき、温度センサーに潤滑油
や圧縮気体が直接触れる構成のため応答速度が早く、低
圧側や中間圧側への圧縮気体の流入をす早く制限して圧
縮機効率の低下を防ぐことができると共に圧縮機の運転
を制御して潤滑油不足状態での圧縮機の停止、あるいは
減速などによる圧縮機の耐久性を向上でき、潤滑油確保
のための制御装置を作動させて圧縮機内潤滑油を回復さ
せることによシ潤滑油の一部を吸入気体と共に圧縮室に
流入させ圧縮室微少隙間を潤滑油で密封して圧縮気体の
隙間漏れを防いで圧縮効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例におけるスクロール気体
圧縮機の縦断面図、第２図は本発明の第２の実施例にお
けるスクロール気体圧縮機の縦断面、第ａ図、第４図は
それぞれ異なる従来の油戻し通路を備えたスクロー／ｌ
／気体圧縮機の断面図を示す。 １．２・・・・・・密閉ケース、３・・・・・・フレー
ム、７・・・・・・モータ、８・・・・・・駆動軸、１
０・・・・・・旋回スクロール、１１・・・・・・固定
スクロール、１３・・・・・吐出空間、１５・・・・・
・モータ室、１７・・・・・・油溜、１９・・・・・・
極細通路、２１・・・・・・温度センサー、２２・・・
・・・吐出空間油溜、２３，２３ａ・・・・・・ノズル
、２６・・・・・・外部絞シ装置、３１，３１ａ・・・
・・・油戻し通路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第３
図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉容器内に電動機とこれにより駆動されるスク
   ロール圧縮機とを備え、高圧側で圧縮気体から分離され
   た潤滑油を圧縮機の駆動源および潤滑油供給装置を配置
   した低圧側または低温雰囲気の中間圧側に戻す極細の油
   戻し通路を設け、前記油戻し通路の低圧側または前記中
   間圧側への開口端を、前記油戻し通路の流量制御、圧縮
   機の回転速度制御、または潤滑油の回復制御に連係した
   温度センサーに近接対向して設けたスクロール気体圧縮
   機。
2. （２）圧縮機の密閉ケース内を低圧側と高圧側とに仕切
   り、高圧側の油溜底部に油戻し通路の高圧側開口端を設
   けた特許請求の範囲第１項記載のスクロール気体圧縮機
   。
3. （３）低圧側への油戻し通路の開口端を温度センサーの
   上部に設けた特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   スクロール気体圧縮機。
4. （４）駆動源を電動機とし、温度センサーが電動機保護
   用の温度プロテクターを兼ねた特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のスクロール気体圧縮機。