JP2004144103A - 密閉型スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉容器内に残留した異物が各摺動部内に侵入することなく、圧縮効率や信頼性の低下を防止ものである。
【解決手段】密閉容器１底部に設けられた油溜１１から油通路１０を介して圧縮機構部２に油を汲み上げるオイルポンプ９による油汲み上げ経路、あるいは油通路１０の開口部を覆うように油フィルター２６を設け、吸入フィルターより油フィルターの網目を細かくすることにより、冷媒ガスの流量を減少させることなく、冷凍サイクル内の異物が各摺動部内に侵入することを防止することができる。
【選択図】図１２

Description

　本発明は、空気調和装置や冷蔵庫等の冷凍機器に使用される密閉型スクロール圧縮機に関するものである。

　従来のこの種の空気調和装置に使用される密閉型スクロール圧縮機は、密閉容器底部に貯留した潤滑油をオイルポンプ等により吸い上げて圧縮機構部や電動機軸受部などに供給するものがあった（例えば、特許文献１参照）。

　以下に、従来の密閉型スクロール圧縮機について、図面とともに説明する。

　図１３に示したように、密閉容器１の内部において、圧縮機構部２は、固定スクロール２ａ、旋回スクロール２ｂ、フレーム３と回転軸４で構成されている。固定スクロール２ａと、固定スクロール２ａに対して旋回運動を行なう旋回スクロール２ｂを互いに噛み合わせて、圧縮室５を形成している。フレーム３は、中央部に第２の軸受部６を設けており、第２の軸受部６にて偏心軸受７を介し、回転軸４を受けている。また回転軸４は、下部に電動機８の回転子８ａを、端部にはオイルポンプ９を有している。オイルポンプ９は、油通路１０を介して、密閉容器１底部の油溜１１に繋がっている。また、油通路１０は、例えば保持板１２に鑞付けしたり、略Ｄ字状孔部（図示せず）を設けた保持板１２に、略Ｃ字状に切り欠いた油通路１０を挿入して自転することがないように保持板１２に固定されている。

　フレーム３は、スペーサ１３を介して固定スクロール２ａに、複数本のボルト１４で固定されている。また回転軸４は、偏心軸受７を介して駆動軸１５に旋回運動を与え、旋回スクロール２ｂは、オルダム機構１６を介してフレーム３に支持されることにより、自転することなく固定スクロール２ａに対して旋回運動を行なう。

　吸入管１７は、密閉容器１を貫通してフレーム３に設けられた吸入口１８に近接され、また吸入管１７接続部には、吸入フィルター１９が設けられている。吐出管２０は、密閉容器１を貫通して上シェル２１と固定スクロール２ａとで形成された吐出室２２に接続されている。また吐出室２２と圧縮室５は、固定スクロール２ａに設けられた吐出口２３で繋がっている。

　以上のように構成された密閉型スクロール圧縮機の、冷媒ガスおよび油の流れについて説明する。

　吸入管１７より密閉容器１内に流入した低圧冷媒ガスは、吸入フィルター１９を通過して、フレーム３に設けられた吸入口１８を通って、固定スクロール２ａと旋回スクロール２ｂの噛み合わせによって形成された圧縮室５に導かれる。固定スクロール２ａに対して旋回スクロール２ｂが旋回運動することにより、吸入された冷媒ガスは圧縮され、高圧冷媒ガスになる。この高圧冷媒ガスは、吐出口２３を通って、吐出室２２に入り、吐出管２０より密閉容器１外へ吐出される。

　また、油溜１１にある油は、油通路１０を通って、オイルポンプ９により汲み上げられ、回転軸４内に設けられた貫通孔２４を通って各摺動部に達する。各摺動部を潤滑した後、油は，油排出孔２５より密閉容器１内に排出され、電動機８の固定子８ｂに設けられた切り欠き部８ｃを通って、油溜１１に戻される。
特開平０７−１８９９４４号公報

　しかしながら上記のような構成では、密閉容器１の底部に残留した、圧縮機組立時に混入した異物や密閉容器１溶接時に生じたスパッタなどの異物が、油通路１０を通ってオイルポンプ９に汲み上げられ、貫通孔２４を通って圧縮部や軸受部などの各摺動部に侵入するため、各摺動部が、異物を噛み込み、損傷するので、圧縮効率や信頼性が低下するという課題を有していた。

　さらに、冷凍サイクル内（図示せず）の異物は、吸入フィルター１９によって取り除かれ、密閉容器１内に侵入しないようになっていたが、細かな異物が取り除けるように、吸入フィルター１９の網目を細かくすると、異物が吸入フィルター１９に付着し、冷媒ガスの流量が減少するため、圧縮機の能力が低下するという課題や、逆に、網目の粗い吸入フィルター１９を設けると、冷媒ガスの流量は減少しないが、冷凍サイクル内の異物が、密閉容器１内に流入し、流入した異物が、油通路１０を通ってオイルポンプ９に汲み上げられ、貫通孔２４を通って圧縮部や軸受部などの各摺動部に侵入するため、各摺動部が、異物を噛み込み、損傷するので、圧縮効率や信頼性が低下するという課題を有していた。

　本発明は上記従来例の課題を解決するもので、密閉容器内に残留した異物が各摺動部内に侵入することなく、圧縮効率や信頼性の低下を防止することを目的とするものである。

　また本発明は、油フィルター１９に異物が付着しても、油の流量が減少することなく、圧縮機の信頼性を確保することを目的とするものである。

　本発明は、吸入管の密閉容器内部側開口部には吸入フィルターを、オイルポンプによる油汲み上げ経路の途中には油フィルターをそれぞれ設け、吸入フィルターより油フィルターの網目を細かくするものである。

　本発明は、吸入管の密閉容器内部側開口部には吸入フィルターを、オイルポンプによる油汲み上げ経路の途中には油フィルターをそれぞれ設け、吸入フィルターより油フィルターの網目を細かくすることにより、冷媒ガスの流量を減少させることなく、冷凍サイクル内の異物が各摺動部内に侵入することを防止することができるため、圧縮機の能力および、圧縮効率や信頼性の低下を防止することができる。

　本発明は、吸入管の密閉容器内部側開口部には吸入フィルターを、オイルポンプによる油汲み上げ経路の途中には油フィルターをそれぞれ設け、吸入フィルターより油フィルターの網目を細かくすることにより、冷媒ガスの流量を減少させることなく、冷凍サイクル内の異物が各摺動部内に侵入することを防止することができる。

　以下本発明の一実施例における密閉型スクロール圧縮機について図面とともに説明する。

　（実施の形態１）
　図１、５、６、１２において、図１３に示す従来例の密閉型スクロール圧縮機と同様の構成については、便宜上同一の番号を付し説明を省略する。

　図１、２において、密閉容器１下部に、油通路１０を保持する保持板１２が有り、その保持板１２には、油通路１０の保持板１２側入口部を覆うように油フィルター２６が設けられている。

　このため、圧縮機構部２に供給される油は、油フィルター２６を通らねばならず、密閉容器１内に残留していた異物は、油フィルター２６通過時に取り除かれる。

　この結果、異物が圧縮機構部２に侵入することがないので、圧縮機の圧縮効率や信頼性が低下することはない。

　図３において、２６は本発明の一実施例の油フィルターであり、多数の小孔を設けた薄板で形成されている。

　このため、油フィルター２６を容易に作成でき、細かな異物も取り除くことができるため、密閉容器１内の異物が、各摺動部に侵入することを防止できる。

　この結果、異物が圧縮機構部２に侵入することがないので、圧縮機の圧縮効率や信頼性が低下することはない。

　なお、油フィルター２６は図４に示すようなスリット状の穴形状を施した薄板で形成しても良い。この場合、油の流量を減少させることなく異物を取り除くことができるので、圧縮機の圧縮効率が低下することはない。また、油フィルター２６は、例えばステンレスなどの細線を編んだものや、ステンレス板などをエッチングなどにより網目状に抜いたもので作成しても、同等の効果を得ることができる。

　図５において、２７は例えば、流量センサーを用いた油流量センサーである。図に示したように、油通路１０の油フィルター２６より下流位置に油流量センサー２７を設けることにより、油フィルター２６に異物が付着し、油汲み上げ経路内の油流量が減少したことを検出することができる。

　この圧縮機を用いた冷凍サイクルの一例を図６に示す。図中２８は凝縮器、２９は絞り機構、３０は蒸発器である。

　冷媒ガスは、圧縮機で圧縮され、高温高圧のガス冷媒として吐出管２０から密閉容器１外へ吐出される。このガス冷媒は、凝縮器２８で液化され高温高圧の液冷媒となり、絞り機構２９で、周囲の温度を吸収して低温低圧の液冷媒となる。この液冷媒は、蒸発器３０で、低温低圧のガス冷媒となり、吸入管１７より圧縮機へ流入する。

　図７に前記油流量センサー２７を用いた圧縮機の制御例の一例を示す。まず一定量以上の異物が油フィルター２６に付着すると、圧縮機制御部３１に設けられたセンサー信号入力部３２に、油流量センサー２７からの信号が入力される。入力された信号に従い、例えば、圧縮機駆動部３３により圧縮機３４の運転を一定期間停止して異物の落下を待つ。あるいは、表示装置３５を設けて異物付着状態を表示する。またあるいは、圧縮機３４を停止してオイルポンプ逆転手段３６によりオイルポンプを逆転させ、油を逆流させて異物を排除するということができる。

　この結果、圧縮機構部２が油切れを起すことなく運転できるので、圧縮機３４の信頼性を向上させることができる。

　なお、油流量センサー２７は、圧力センサー等を用いても同等の効果を得ることができ
る。

　図８において、１０は本発明の一実施例の油通路である。図に示したように、油通路１０に上部給油孔１０ａを設けることにより、油フィルター２６に異物が付着し、油通路１０の入口部からの油の供給量が減少しても、上部給油孔１０ａから油を供給することができ、油切れを起こすことがないので、圧縮機の信頼性を確保することができる。

　図９（ａ）、（ｂ）に示すように、上部油フィルター３７を設けることにより、上部給油孔１０ａから供給される油の異物を除去することができるので、異物が各摺動部に侵入することがなくなり、各摺動部が、異物を噛み込み、損傷することを防止することができるため、圧縮効率や信頼性の向上を図ることができる。

　また図１０に示すように、圧力作動弁３８を設ける。通常、油フィルター２６を通って油が供給されるため、異物は油フィルター２６で除去される。除去された異物が増え、油フィルター２６が詰まり、油フィルター２６から供給される油量が減少すると、圧力作動弁３８が作動し、上部給油孔１０ａから油が供給される。

　このため、油切れを起こすことがなく圧縮機を運転できるので、圧縮機の信頼性を確保することができる。

　なお、圧力作動弁３８は他の圧力作動弁、例えば、リフト弁等を用いても同等の効果を得ることができる。

　また図１１（ａ）、（ｂ）において、１０は本発明の一実施例の油通路である。図に示したように、油通路１０の一部を断面略Ｃ字状となる様に、縦方向に切り欠き、略Ｄ字状孔部３９を有した保持板１２によって上部給油口１０ｂおよび、下部給油口１０ｃを設けることにより、下部給油口１０ｃを覆うように設けられた油フィルター２６に異物が付着し、下部給油口１０ｃからの油の供給量が減少しても、上部給油口１０ｂから油を供給することができ、油切れを起こすことがないので、圧縮機の信頼性を確保することができる。さらに、油通路下端の略Ｃ字状部および、保持板の略Ｄ字状孔部３９は、油通路１０の自転防止用に形成されたものを利用すればよく、特に、異物侵入対応として設ける必要はないので、部品点数が増加することがない。

　図１２において、油フィルター２６の網目は、吸入フィルター１９の網目より細かくなっている。

　このため、冷凍サイクル内の異物で大きなものは、吸入フィルター１９で、また小さなものは、油フィルター２６で取り除くことができる。さらに、吸入フィルター１９は、網目が粗く、異物によってフィルターが塞がれることがないので、冷媒ガスの流量が減少することはない。

　この結果、圧縮機の能力および、圧縮効率や信頼性の低下を防止することができる。

　なお、図５、図８（ａ）に示したように、油フィルター２６を油通路１０の内部または開口部付近いずれに設けても同等の効果を得ることができる。

　以上のように、本発明にかかる密閉型スクロール圧縮機は、吸入フィルターより油フィルターの網目を細かくすることにより、冷媒ガスの流量を減少させることなく、冷凍サイクル内の異物が各摺動部内に侵入することを防止することができ、圧縮機の能力および、
圧縮効率や信頼性の低下を防止することが可能となるので、空気調和機や冷蔵庫等の冷凍機器に適用することができる。

本発明の一実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図 本発明の一実施例における油通路の断面図 本発明の一実施例における油フィルターの正面図 本発明の一実施例における油フィルターの正面図 本発明の一実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図 本発明の一実施例における冷凍サイクルを示す構成図 本発明の一実施例における圧縮機および制御部のブロック図 本発明の一実施例における油通路の断面図 （ａ）本発明の一実施例における油通路の断面図（ｂ）本発明の一実施例における油通路の断面図 本発明の一実施例における油通路の断面図 （ａ）本発明の一実施例における油通路の断面図（ｂ）同油通路の平面図 本発明の一実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図 従来の密閉型スクロール圧縮機の断面図

符号の説明

　１　　　密閉容器
　２　　　圧縮機構部
　２ａ　　固定スクロール
　２ｂ　　旋回スクロール
　４　　　回転軸
　８　　　電動機
　８ａ　　回転子
　８ｂ　　固定子
　９　　　オイルポンプ
　１０　　油通路
　１０ａ　上部給油孔
　１０ｂ　上部給油口
　１０ｃ　下部給油口
　１１　　油溜
　１２　　保持板
　１５　　駆動軸
　１６　　オルダム機構
　１７　　吸入管
　１９　　吸入フィルター
　２６　　油フィルター
　２７　　油流量センサー
　２８　　凝縮器
　２９　　絞り機構
　３０　　蒸発器
　３２　　センサー信号入力部
　３３　　圧縮機駆動部
　３４　　圧縮機
　３５　　表示装置
　３６　　オイルポンプ逆転手段
　３７　　上部油フィルター
　３８　　圧力作動弁
　３９　　略Ｄ字状孔部
　４０　　第１の軸受部

Claims (1)

1. 密閉容器の内部に、固定スクロールと、駆動軸を有するとともに前記固定スクロールに対して旋回運動を行なう旋回スクロールと、前記旋回スクロールが自転することを防止するオルダム機構と、一端に前記駆動軸を支持する第１の軸受部を有するとともに前記旋回スクロールに偏心旋回運動を伝える回転軸とで構成された圧縮機構部と、前記密閉容器を貫通して設けられ前記圧縮機構に冷媒を供給する吸入管と、回転子と固定子からなり前記圧縮機構部に前記回転軸を介して駆動力を与える電動機と、前記密閉容器の底部に設けられた油溜と、前記回転軸の一端に設けられ油通路を介して前記油溜より油を圧縮機構部に汲み上げるオイルポンプとを備え、前記吸入管の密閉容器内部側開口部に吸入フィルターを、前記オイルポンプによる油汲み上げ経路の途中に油フィルターをそれぞれ設け、前記吸入フィルターより前記油フィルターの網目が細かいことを特徴とする密閉型スクロール圧縮機。