JPS63131888A - スクロ−ル冷媒圧縮機 - 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 本発明は圧縮機の高圧側で圧縮冷媒から分離した潤滑油
を低圧側の駆動室に戻すスクロール冷媒圧縮機に関する
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往復動式圧縮機や回
転式圧縮機のような流体を圧縮するだめの吐出弁を必要
とせず吐出脈動が比較的小さくて大きな吐出空間を必要
としな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第４図に示す構成が
知られている。同図に示す構成は、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、正補吐
出後、圧縮気体から潤滑油を分離後、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、キャップ１１９
内で圧縮気体から分離された潤滑油が孔１２２〜孔１８
４を通じて吸入通路をなす空間１８０に戻され油溜１０
８に集められ、再び摺動部に供給される構成であった。

発明か解決しようとする間幀点 しかしながら上記の第４図のような油戻し用の穴１８４
の大きさが一定した構成では、圧縮気体の温度変化によ
って潤滑油の粘性が異なり、また圧縮機の運転条件によ
って高圧側と低圧側（空間１８２と空間１８０）との差
圧も変化するので、キャップ１１９内で圧縮気体から分
離した潤滑油が孔１８４を経由してキャップ１１９内か
ら空間１８０に戻る潤滑油量が変化したシ、また圧縮機
の駆動軸１！ｌ！Ｉ紘速度に応じて圧縮気体量も変化し
キャップ１１９内で圧Ｍ気体から分離する潤滑油量も変
化するなどして、圧縮機の運転状況に応じた油戻しが出
来ないので、キャップ１１９内での分離潤滑油量不足な
どで潤滑油に代って圧縮気体が空間１８０に多量流入し
て軸受摺動部の異常摩耗や圧縮機効率の著しい低下を招
き、またキャップ１１９内での圧縮気体からの分離潤滑
油量が多い場合などは、圧縮機外に圧Ｍ気体と共に流出
して潤滑油不足が早期に生じるなどして種々の問題を引
き起こすという問題がめった。

また、このような圧縮機を冷媒圧縮機に供して、ヒート
ポンプ暖房運転を長時間継続する低外気温度の場合は、
室外機での吸熱量が少なく、未蒸発冷媒ガスが空間１８
０に多量流入して空間１８０を形成するシェル１０１の
外側面や、モータ１０４の外部電源接続端子１８８に着
霜して絶縁不良を起こすため、孔１８４の下流側開口端
の近傍に外部電源接続端子１８８を設けるなどの工夫が
なされてきたが、圧縮室の隙間密封用油戻しのための孔
１８４の開度が一定で着霜防止に充分な熱量を有する潤
滑油量を外部電源接続端子１８８に接触させ得ないなど
の問題があった。

そこで、本発明はスクロール気体圧縮機を冷媒圧縮機に
供するに際し、油戻し通路の途中に圧縮機の運転状況に
応じてその通路を制御する流量制御装置を設けて高効率
、耐久性、安全性に優れたスクロール冷媒圧縮機を提供
するものである。

問題点を解決するだめの手段 上記問題を解決するために本発明のスクロール冷媒圧縮
機は、密閉ケース内に圧縮部とその駆動装置および潤滑
油供給装置を配置し：高圧側で圧縮冷媒から分離された
潤滑油を駆動装置および潤滑油供給装置を配置した低圧
側の駆動室に戻す油戻し通路を設け、油戻し通路の途中
には空調装置の制御装置によって制御される流量制御装
置を設け、流量制御装置は空調装置の運転モードが冷房
運転の時その通路が狭め、暖房運転の時その通路を広げ
るべく制御する構成である。

作　　　用 本発明は上記構成によって、冷房運転モードの時、油戻
し通路は流量制御装置によって狭められ、室内外の温度
が高くて高負荷運転となり、高圧側圧力、温度ともに高
く圧縮冷媒から分離された潤滑油の粘性が低く流動性が
良いが、高圧側から低圧側の駆動室への潤滑油流入量が
コントロールされた潤滑油のみの適切な油戻しがなされ
るので、吐出冷媒ガスの低圧側への流入もなく圧縮効率
をあまり低下させない。

また、暖房モードの時、油戻し通路は流量制御装置によ
って広げられ、室内外の温度が低くて低負荷運転となり
、圧縮冷媒から分離された潤滑油の粘性が高く流動性が
悪いが、油戻し通路が広いため、高圧側に潤滑油が停滞
することなく駆動室への油戻しがなされるので、その熱
量によって低圧側外壁面の着霜を防止し、潤滑油供給装
置によって摺動部への充分な給油と、潤滑油が吸入冷媒
ガスと共に圧線室に送シ込まれ）圧縮室の隙間密封効果
により摺動部の耐久性と圧縮効率が高く、また、圧縮機
外の冷凍サイクルへの潤滑油循環量が少なく熱交換器の
効率も高く、圧縮機を使用する冷凍サイクル効率にも優
れたスクロール冷媒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密閉型スクロール冷媒圧縮機に
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の実施例における密閉型スクロー
ル冷媒圧縮機の縦断面図を示し、第２図は本発明の第２
の実施例における密閉型スクロール冷媒圧縮機の縦断面
図を示し、第３図は本発明の第１図の実施例の密閉型ス
クロール冷媒圧縮機に接続して構成された冷凍サイクル
とその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１．２七共に単
一の溶接ビード６によって溶接密封きれ密閉ケース１．
２内を上側の吐出空間１３と下側の駆動室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電源（図示なし）によ
って運転制御されるモータ７により回転駆動される駆動
軸８の上端部の偏心穴９には旋回スクロール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と固定スクロール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駆動室１５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、駆動室１５の底部には油溜１７が設けられ、偏
心穴９と油溜１７とを連通する偏心油穴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と駆動室１５との間は吐出空間油溜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丈−２１に連係して作動する流量
制御装置２６および密閉ケース２を貫通して温度センサ
ー２１の近くの上部にまで伸ばして設けられたノズル形
状の油放出管２ａを経由する油戻し通路３１によって連
通し、その途中に油冷却装置２８を設けている。

圧縮機外部の空調装置の制御装置４０とモータ７とを電
気的に接続するガラスターミナル（電源接続端子）２４
が温度センブー２１の近くの密閉ケース２に設けられて
いる。

また第２図においては、油放出管２３ａの出口がガラス
ターミナル２４に向けられている。

また第３図は、第１図の実施例の圧縮機４１と室外機側
熱交換器４２、膨張弁装＠４３、室内側熱交換器４４、
アキュームレータ４５を順次配管接続し、圧縮機４１と
室外機側熱交換器４２、室内側熱交換器４４との間に切
換弁４６を配して冷凍サイクルを形成している。

空調装置の制御装置４０は冷房または暖房のいづれかの
運転モードにより切換弁４６を制御して冷房運転の時は
実線４７で示す冷媒回路に切換え、暖房運転の時は点線
４８で示す冷媒回路に切換える。また、制御装置４０は
圧縮機４１のモータ７の回転速度をガラスターミナル２
４を介してインバータ電源によ多制御し、温度センｆ−
２１からの異常温度検知信号を受信して流量制御装置２
６を制御する。

流量制御装置２６は極細の固定通路４９と制御通路５０
とから成り、制御通路５０は電磁弁装置による通路の開
閉周期を変えて流量を制御される。

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図と第３図において、空調装置の制御装置４０が冷
房運転モード時、冷媒回路が実線の通路を構成し、イン
バータ電源により制御されるモータ７によって駆動軸８
が回転駆動されると旋回スクロール１０が旋回運動をし
、吸入管１６を通して冷媒ガスが駆動室１５に流入後、
冷媒ガスに含まれる潤滑油の一部を分離して旋回スクロ
ール１０と固定スクロール１１の間に形成された圧縮室
内に閉じ込められ、旋回スクロール１０の旋回運動に伴
って圧縮され、吐出ポート３０より吐室空間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、油戻し管２５、油冷却装置２８、流量
制御装置２６の固定通路４９を経て油放出管２３から低
圧側の駆動室１５に配置された温度セン″！７″−２１
に向けて戻され、その途中の固定通路４９で減圧された
潤滑油は温度センサー２１に衝突後、ガラスターミナル
２４の端子にも飛沫し、最終的には底部の油溜１７に収
集され、駆動軸８の偏心油入１８の遠心ポンプ作用によ
シ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１３で吐出冷媒ガスから分離されなかっ
た潤滑油は冷媒ガスと共に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４２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、
適当な粘性を有する潤滑油は適量給油によって摺動部の
潤滑と圧縮室微小隙間の密封機能を有して圧縮機の安定
運転に寄与する。

また、モータ７の回転速度が設定値を越えると、吐出空
間１３での潤滑油分離量が増えるので制御装置４０から
の制御により制御通路５０が少し開かれ、油戻し量が増
加して摺動部給油量を多くする。

万一、油溜１７や吐出空間油溜２２に潤滑油が管内冷媒
速度が遅い場合は、潤滑油が配管内に滞留して圧縮機内
に戻らなくて潤滑油不足が生じる）センｆ−２１が急上
昇すると共に、駆動室１５の雰囲気温度も上昇し、温度
センブー２１が設定温和 度（例えば６０°Ｃ）をへえるとインバータ電源回路が
制御されてモータ７が停止する。

また、空調装置の制御装置４０が暖房運転モードの時、
冷媒回路が点線の連路を構成し、流量制御装置２６の進
路は固定通路４９と開度を大きくした制御通路５０とな
り、内外気温度が低いことによる吐出温度や吐出圧力、
粘性、吐出空間１３と駆動室１５との差圧が低くとも吐
出冷媒ガスから分離した潤滑油は適量づつ駆動室１５に
戻され、温度セン丈−２１とガラスターミナル２４を加
熱して油溜１７に戻る。

第２図においては、吐出空間油溜２２の潤滑油が直接、
ガラスターミナルに向けて戻されてガラスターミナル近
傍の密閉ケース２を加熱する。

なお、上記実施例では流量制御装置２６の制御通路５０
を電磁弁装置の開閉による断続制御を示したが、サーボ
モータ等による通路の連続制御を行っても艮い。

以上のように上記実施例によれば密閉ケース１．２内に
スクロール圧縮部とその駆動装置（モータ７、駆動軸８
）および偏心油入１８を設けた駆動軸８を配置し、吐出
空間１３で吐出冷媒ガスから分離された潤滑油を駆動装
置（モータ７、駆動軸８）および偏心油入１８設けた駆
動軸８を配置した低圧側の駆動室１５に戻す油戻し通路
３１を設け、油戻し通路３１の途中には空調装置４０に
よって制御される流量制御装置２６を設け、流量制御装
置２６は空調装置の運転モードが冷房運転の時に流量制
御装置２６の通路（制御通路５０）が狭く、暖房運転の
時に流量制御装＠２６の回路（制御通路５０）を広げる
べく制御することにより、空調装置運転時の内外気温度
の違いによる吐出空間１３と低圧側の駆動室１５との間
の差圧や、吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油温度の違い
により潤滑油の粘性などが変化して、冷房運転時には潤
滑油の差圧が高く粘性も低いので駆動室１５への油戻し
量が多く、暖房運転時には潤滑油の差圧が低く粘性も高
いので潤滑油の油戻し量が少なくなる傾向が生じても流
量制御装置２６の通路抵抗が運転モードに応じて制御さ
れ、油戻し量に極端な相異が生ぜず適切な油戻し量設定
により、圧縮機内の潤滑油不足もなく安定した潤滑油供
給ができ、適力な粘性を有する適量給油によって摺動部
の潤滑と圧縮室微少隙間の踏射効果によシ圧絹効率や摺
勧部耐久性回上に寄与できる。

また、駆動装置（モータ７、駆動軸８）の回転速度の増
加に伴い流量制御装置２６の通路の開度を大きくするこ
とにより、高速回転運転時など吐出冷媒ガスが増加する
に伴い潤滑油吐出量が増加する場合でも油戻し通路が広
くなって潤滑油吐出量に応じた油戻し量の確保ができ、
高速回転運転時でも圧縮機外の冷凍サイクルへの潤滑油
多量吐出を阻止し潤滑油不足や冷凍サイクル熱交換器の
性能低下の防止ができる。

また、低圧側の駆動室１５に設けたモータ７の電源接続
用のガラスターミナル２４に向けて油戻し通路３１の下
流側開口端部を接近させることによシ、常にガラスター
ミナル２４の付近は油戻し潤滑油熱を受けているので、
万一、未蒸発冷媒液が駆動室１５に多く流入して駆動室
１５内温度が零度以下になったシ、あるいは、外気温度
が零度以下の雰囲気で圧縮機が運転されるなどして密閉
ケース２の外壁に着霜、結露が生じても密閉ケース２に
接触しているガラスターミナル２４ｃＤ付近は零度以上
の温度保持ができ、ガラスターミナル２４の付近は結露
することもないので絶縁不良もなく火災などの生じない
安全圧縮機が提供できる。

発明の効果 以上のように本発明は、密閉ケース内に圧縮部とその駆
動装置および潤滑油供給装置を配置し、高圧側で圧縮冷
媒ガスから分離された潤滑油を前記駆動装置および前記
潤滑油供給装置を配置した低圧側の駆動室に戻す油戻し
通路を設け、前記油戻し通路の途中には空調装置の制御
装置によって制御される流量制御装置を設け、前記流量
制御装置は前記空調装置の運転モードが冷房運転の時そ
の通路が狭く、暖房運転の時その通路を広げるべく制御
すると七によシ、空調装置運転時の内外気温度の違いに
よる高圧側と低圧側の駆動室との間の差圧や、高圧側の
圧縮冷媒ガス中に含まれる潤滑油温度の違いにより潤滑
油の粘性などが変化して、冷房運転時には潤滑油の差圧
が高く粘性も低いので駆動室への戻し量が多く、暖房運
転時には潤滑油の差圧が低く粘性も扁いので潤滑油の油
戻し量が少なくなる煩回が生じても流量制御装置の通路
抵抗が運転モードに応じて制御され、油戻し量に極端な
相異が生ぜず適切な油戻し設定によシ、圧縮機内の潤滑
油不足もなく安定した潤滑油供給ができ、適切な粘性を
有する適量給油によって摺動部の潤滑と圧縮室微少な隙
間の密封効果により圧縮効率の向上と安定化や摺動部耐
久性向上を図るとと−もにスクロール圧縮部品の寸法精
度適性化により安価な圧縮機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における密閉型スクロー
ル冷媒圧縮機の縦断面図、第２図は本発明の第２の実施
例における密閉型スクロール冷媒圧縮機の縦断面図、第
３図は本発明の第１の実施例の密閉型スクロール冷媒圧
縮機に接続して構成された冷凍サイクルとその制御系統
の構収図、第４図は従来の油戻し進路を備えた密閉型ス
クロール気体圧硝機の断面図を示す。 １．２・・・・・・密閉ケース、３・川・・フレーム、
７・・・・・・モータ、８・・・・・・駆動軸、１０・
川・・旋回スクロール、１１・川・・固定スクロール、
２４・・・・・・ガラスターミナル、２６・・・・・・
流量制御装置、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１
図 １，２−　自閉ケース ３−　フレーム ６−、ｓ棲ビード ７−　七−タ ８−駆動軸 ？−−＃ｉ心大 ＩＯ−旋回スクロール ｎ−ｍ−固定スクロール ／３−　　吐出空間 １４−　　吐出管 ｔＳ−−ν′ｗＪ軸 １６−　　吸入管 ／７−−泊溜 １８−肩心油大 ２０−　　コイルエンド ２１−′ｉＬ麿七ンサー ２２−　　吐出空間油層 ２３−　　泊放出管 ２４−ガラスターミナル ２５−　　油戻し管 ２６−　　流量制御装量 ２８−油冷却ｉ！ ３０−　　吐出ボート ３１−油戻し道路 ４０−一制御装！ ４１−　　スクロール冷媒Ｘ縮機 ３１α−＊＆シ道路 ４０　＝　＠＃装置 ４Ｆ−一圧ｊｌｉＩ機

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉ケース内に圧縮部とその駆動装置および潤滑
   油供給装置を配置し、高圧側で圧縮冷媒ガスから分離さ
   れた潤滑油を前記駆動装置および前記潤滑油供給装置を
   配置した低圧側の駆動室に戻す油戻し通路を設け、前記
   油戻し通路の途中には空調装置の制御装置によって制御
   される流量制御装置を設け、前記流量制御装置は前記空
   調装置の運転モードが冷房運転の時その通路が狭く、暖
   房運転の時その通路を広げるべく制御するスクロール冷
   媒圧縮機。
2. （２）駆動装置の回転速度の増加に伴ない流量制御装置
   の通路の開度を大きくする特許請求の範囲第１項記載の
   スクロール冷媒圧縮機。
3. （３）低圧側の駆動室を形成する密閉ケースに設けた駆
   動装置の電源接続端子を油戻し通路の下流側開口部に向
   けて接近させた特許請求の範囲第１項または第２項記載
   のスクロール冷媒圧縮機。