JP3255504B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

スクロール圧縮機

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JP3255504B2
JP3255504B2 JP21988493A JP21988493A JP3255504B2 JP 3255504 B2 JP3255504 B2 JP 3255504B2 JP 21988493 A JP21988493 A JP 21988493A JP 21988493 A JP21988493 A JP 21988493A JP 3255504 B2 JP3255504 B2 JP 3255504B2
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敦 島田
稲場恒一
関口浩一
川南茂也
若菜竜也
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/70Safety, emergency conditions or requirements
    • F04C2270/72Safety, emergency conditions or requirements preventing reverse rotation

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  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スクロール圧縮機に係
り、特に空気調和機、冷蔵庫等の冷凍機に用い、簡便な
構造で高品質、高信頼性のスクロール圧縮機を提供する
ものである。
【0002】
【従来の技術】近年、圧縮機の低振動化、低騒音化を図
るためにスクロール圧縮機が採用されてきている。この
スクロール圧縮機において、運転停止時の冷媒及び冷凍
機油の逆流を防止するための逆止弁は不可欠なものであ
る。この逆止弁を吸込み側に設けた構造として特開昭−
34312がある。
【0003】この逆止弁の働きを図2、図3を用いて説
明する。図2、図3は、スクロール圧縮機の吸込み室及
び吸込み通路を示す部分拡大図である。圧縮機運転中は
吸込みガス圧により逆止弁23は図3のように下方の位
置にあり吸込みガスはその上部を通過し圧縮室に吸入さ
れる。運転が停止されると、高圧側から低圧側へのガス
の流れにより逆止弁23は、図2の位置に持ち上げられ
シールカラー21の端面と逆止弁23の平面で吸込み側
との通路を閉鎖し冷媒及び冷凍機油の逆流を防止するも
のである。
【0004】従来の技術では、この逆止弁は成形性の良
さ、安価に製作でき且つ必要機能を満足できる加工手段
として焼結成形が一般的であった。このため、シール面
に空孔が多く洩れ不良が非常に多い問題があった。この
シール面の洩れが多いとガスの逆流により圧縮機が逆転
する現象が生じ、異常音を発生する問題及び逆起電力が
発生することで本体や電気品に悪影響を与える問題があ
った。特に、一般家庭用のルームエアコンや冷蔵庫にお
いては、騒音に関しては敏感であるため非常に問題であ
った。さらに、シール面の洩れが多いと、逆流する際圧
縮機内の冷凍機油が外部に持ち出され、軸受等への給油
が不足し圧縮機の信頼性を低下させる問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
の問題を解決するためのもので、逆止弁とシールカラー
とのシール部の洩れ不良を低減すると同時に、空調機及
び冷蔵庫として快適で信頼性の高いスクロール圧縮機を
提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスクロール圧縮機に係る構成は、密閉容器
内に、電動機と該電動機に連結された圧縮機構部とを収
納するものであって、それぞれの台板上に直立する渦巻
状のラップを有し、それぞれのラップを互いに噛み合わ
せて圧縮室を形成する固定スクロール及び旋回スクロー
ルと、該旋回スクロールに回転力を伝達するクランク軸
と、このクランク軸を回転させる軸受を具備するフレー
ムと、このフレームと前記旋回スクロールとの角度関係
位置を保つ自転防止機構とを備えているスクロール圧縮
機において、前記固定スクロールと旋回スクロールで形
成される圧縮室の吸込み側に圧縮機の停止時に高圧側か
ら低圧側への逆流を防止するための焼結成形した逆止弁
とシールカラーで構成する逆止弁構造を持たせ、この焼
結成形した逆止弁に存在する空孔を埋めたものである。
(第1の手段) また、上記目的を達成するための特許請求第2項の手段
の構成は、前記第1の手段の前提と同一の前提におい
て、この焼結成形した逆止弁にスチーム処理を施し酸化
皮膜を表面に付着させることで逆止弁シール面の空孔を
埋めたものである。(第2の手段) さらに、上記目的を達成するための特許請求第3項の手
段の構成は、前記第1の手段の前提と同一の前提におい
て、前記同様固定スクロールと旋回スクロールで形成さ
れる圧縮室の吸込み側に圧縮機の停止時に高圧側から低
圧側への逆流を防止するため逆止弁とシールカラーで構
成する逆止弁構造を持たせ、この逆止弁の材質にアルミ
材や樹脂材等の軽比重材を用いたものである。(第3の
手段)
【0007】
【作用】上記手段による働きは次の通りである。
【0008】第1の手段、第2の手段及び第3の手段に
よる逆止弁構造の働きは従来と同様である。まず、第1
の手段、第2の手段による作用は固定スクロールと旋回
スクロールで形成される圧縮室の吸込み側に設けた逆止
弁構造において、スチーム処理を施すことにより逆止弁
とシールカラーとのシール性が向上し、大幅に洩れ不良
を削減することができる。このため、このスクロール圧
縮機を搭載した空調機及び冷蔵庫は、圧縮機の停止時に
高圧側から低圧側へのガスの流れによる逆転現象を少な
くすることができ、異常音を発生や逆起電力が発生する
ことで本体や電気品に悪影響を抑えることができる。特
に、一般家庭用のルームエアコンや冷蔵庫においては、
騒音に関して敏感であり異常音を少なくすることができ
快適性の面で非常に効果がある。さらに、シール面の洩
れを少なくできることで、圧縮機内の冷凍機油が外部に
持ち出される心配が無く、軸受等への給油が十分行え高
信頼性なスクロール圧縮機を提供することができる。
【0009】第3の手段による作用は、アルミ材や樹脂
材等の軽比重材を用いることで圧縮機の停止時に作動す
る逆止弁の追従性を良くする働きがある。このことによ
り、停止時の逆転現象を抑えることができ、異常音の発
生や逆起電力が発生することで本体や電気品に悪影響を
抑えることができる。また、逆止弁の追従性が良くなる
ことによる効果として、圧縮機内の冷凍機油の外部への
持出しを少なく抑えることができ信頼性の高いスクロー
ル圧縮機を提供できる。さらに、この逆止弁に樹脂材を
用いた場合、圧縮機停止時にこの逆止弁が相手シール材
に衝突する際衝撃音を発するが、この騒音を低減するこ
とが可能である。
【0010】
【実施例】以下本発明の実施例を図1より図2を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例に係るスクロー
ル圧縮機の縦断面図、図2、図3は、逆止弁構造を示す
縦断面図、まず、全体構成を説明する。
【0011】図1に示すスクロール圧縮機は、密閉容器
1内の上部にポンプ部(圧縮機構部)、下部に電動機部
が収納されている。ポンプ部は固定スクロール2、旋回
スクロール3、フレーム4、オルダムリング11を主要
構成要素としている。固定スクロール2の吸込口7に
は、外部サイクルに接続する吸込パイプ22が圧入され
ている。
【0012】固定スクロール2と旋回スクロール3と
は、それぞれの台板面に直立する渦巻き状のそれぞれの
ラップ部を互いに内側に向けて噛み合わせて圧縮室6を
形成している。
【0013】旋回スクロールのボス部には、クランク軸
5の偏心部5aが回転自在に嵌入され、台板部の溝及
び、フレーム4の溝(図示せず)には、オルダムリング
11が摺動自在に配設されている。
【0014】フレーム4には、旋回スクロール3の台板
を支持するための座面、オルダムリング11が摺動する
面、及びクランク軸5を支えるスラスト面及び主軸受が
設けられる。更に、フレーム外周部は固定スクロール2
とボルト13により締結され、外周側面は、スポット溶
接により密閉容器1に固定されている。
【0015】クランク軸5には、電動機を構成するロー
タ10が圧入などにより嵌着されており電動機を構成す
るステータ9は密閉容器1内に焼嵌めなどにより固定さ
れている。
【0016】16は、クランク軸5の下部を支持する軸
受けである。
【0017】次にスクロール圧縮機の作用及び給油機構
を説明する。
【0018】ロータ10は、ステータ9より回転力を受
け、クランク軸5が回転し、旋回スクロール3は、オル
ダムリング11の作用により自転することなく、偏心回
動(公転)する。旋回スクロール3の偏心回動により吸
込パイプ22を通して吸込まれた冷媒ガスは、固定スク
ロール2の吸込口7から圧縮室6で徐々に圧縮され、吐
出口8から密閉容器1の中に放出される。放出された冷
媒ガスは、電動機部を冷却し吐出パイプ14から外部サ
イクルへ供給される。
【0019】供給機構は差圧給油方式を採用し、中間圧
室12の圧力と吐出圧力との差圧により圧縮機下部にあ
る冷凍機油15を主軸受け旋回スクロール軸受け、その
他摺動部へ給油する。中間圧室12は、旋回スクロール
3の台板に圧縮室6と通じる2つの中間圧孔(図示せ
ず)により、吸込圧力と吐出圧力の中間の圧力の部屋を
形成する。冷凍給油15は、上記圧力差により、クラン
ク軸の内部の貫通穴5aを通り旋回スクロール軸受け、
主軸受けに給油される。
【0020】さらに、中間圧室12に入り込んで冷凍給
油は、旋回スクロール3の中間圧孔や台板外周部より、
圧縮室6に給油され吐出口8から冷媒ガスとともに密閉
容器1の中に放出される。
【0021】本発明の実施例を図2から図3を参照して
説明する。
【0022】まず、逆止弁の構造について説明する。圧
縮機が運転されると冷媒ガスは吸込み通路7を通り、こ
の吸込みガス圧により逆止弁23は図3のように下方の
位置に押し下げられ、その上方に圧縮室6に連通する空
間が形成される。これにより、吸込みガスはその空間を
通過し圧縮室6に吸入される。更に、圧縮された冷媒ガ
スは吐出口8より密閉容器1内へ吐出される。吐出口8
から吐出された高圧ガスは密閉容器1の上部空間から圧
縮機構部を形成するポンプ部の外周部に設けられた切欠
きまたは連通孔を通り電動機等を収納する下部空間に供
給される。この時、ガスの流れにより電動機を形成する
ステータ9を冷却し、更に、この高圧ガスが電動機等の
空間を通過することで吐出口8から冷媒ガスとともに霧
状になって吐き出される潤滑用の冷凍機油が分離され、
高圧の冷媒ガスが吐出パイプ14から外部サイクルへ戻
される。運転状態から運転が停止されると、圧縮室6、
密閉容器1及び吐出パイプから外部サイクルへ戻る途中
にある高圧の冷媒ガスが、吸入口7より前方の低圧側へ
逆流しようとする力と逆止弁23の下側に設けられたス
プリング26とにより、逆止弁23は、図2の位置に押
し戻されシールカラー21の端面と逆止弁23の平面で
吸込み側との通路を閉鎖し冷媒の逆流を防止するととも
に圧縮機下部の冷凍機油15が摺動部への給油経路であ
るクランク軸5の貫通孔5b、旋回スクロール軸受、フ
レーム軸受、中間圧室12、中間圧孔、圧縮室6等を通
って圧縮機の外部へ持ち出されるのを防ぐものである。
【0023】このとき、吸入口7と圧縮室6との間をシ
ールカラー21の端面と逆止弁23の平面とでシールす
るが、逆止弁23が焼結材のように空孔を持つ材料の場
合、この逆止弁23の平面部に凹部となる空孔が点在し
その大きさもまちまちであるため、この凹部の大きいと
ころから冷媒が逆流するとともに冷凍機油が吸込口に流
入して洩れ不良となることが多かった。このシール面の
洩れが多いとガスの逆流により圧縮機が逆転する現象を
生じ異常音を発生したり、逆起電力が発生することで本
体や電気品に悪影響を与えることもあった。これは、実
験的に逆止弁が無い状態で、実際に起り得る条件とし
て、圧力差25Kg/cm2 で停止させたところ、約9
000回転で逆転し、逆起電力として200V近い電圧
が発生している。また、シール面の洩れが多いと、逆流
する際、圧縮機下部の冷凍油15が摺動部への給油経路
であるクランク軸5の貫通穴5b、旋回スクロール軸
受、フレーム軸受、中間圧縮室12、中間圧孔、圧縮室
6等を通って圧縮機の外部に持ち出され、油量が低下す
ることにより軸受等への給油が不足し、圧縮機の信頼性
を低下させる問題があった。
【0024】このため、本実施例ではこの洩れ不良の原
因となる空孔を埋める手段として、焼結成形した逆止弁
23にスチーム処理を施し酸化皮膜を表面に付着させた
ものである。また、その他の異種材として、デフリック
コート処理を施し、二硫化モリブデンを付着させる。こ
れにより、前記問題を解決することができ快適で信頼性
の高いスクロール圧縮機を提供することができる。
【0025】次に、第3の発明の実施例について説明す
る。逆止弁は、圧縮機停止時のガスの流れで押し上げ方
向へ動くため、逆止弁自体の重量が軽いほど、追従性は
有利になる。本実施例においては、前記の逆止弁構造に
おける重比重材に変えて、アルミ材や樹脂材等の軽比重
材を用いることで、圧縮機の停止時に作動する逆止弁の
追従性を改善する。このことにより、停止時の逆転現象
を抑えることができ、異常音の発生や逆起電力が発生す
ることで本体や電気品に悪影響を抑えることができる。
また、逆止弁の追従性が良くなることによる効果とし
て、圧縮機内の冷凍機油15の外部への持出しを少なく
抑えることができ信頼性の高いスクロール圧縮機を提供
できる。さらに、この逆止弁に樹脂材を用いた場合、圧
縮機停止時にこの逆止弁が相手シール材に衝突する際衝
撃音を発するが、この騒音を低減することが可能であ
る。また、アルミ材や樹脂材は空孔を持たないためシー
ル面からの洩れ不良となることを抑えることができる。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、圧縮室の吸込み側に設
けられた逆止弁構造において、圧縮機停止時に高圧側か
ら低圧側への逆流の洩れを低減でき、逆転現象による異
常音の発生や逆起電力が発生することによる本体や電気
品への悪影響を抑えることができる。さらに、シール面
の洩れを少なくできることで、圧縮機内の冷凍機油が外
部に持ち出される心配が無く、軸受等への給油が十分行
え高信頼性なスクロール圧縮機を提供することができ
る。
【0027】また、アルミ材や樹脂材等の軽比重材を用
いることで圧縮機の停止時に作動する逆止弁の追従性を
良くし閉じ遅れを防止する効果がある。このことによ
り、停止時の逆転現象を抑えることができ、異常音の発
生や逆起電力が発生することで本体や電気品に悪影響を
抑えることができる。また、逆止弁の追従性が良くなる
ことによる効果として、圧縮機内の冷凍機油の外部への
持出しを少なく抑えることができ信頼性の高いスクロー
ル圧縮機を提供できる。さらに、この逆止弁に樹脂材を
用いた場合、圧縮機停止時にこの逆止弁が相手シール材
に衝突する際衝撃音を発するが、この騒音を低減するこ
とが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスクロール圧縮機の縦断面図
【図2】逆止弁構造の拡大図(圧縮機停止時)
【図3】逆止弁構造の拡大図(圧縮機運転時)
【符号の説明】
1…密閉容器、2…固定スクロール、3…旋回スクロー
ル、4…フレーム、5…クランク軸、6…圧縮室、7…
吸込口、8…吐出口、9…ステータ、10…ロータ、1
1,…オルダムリング、12…中間圧室、13…ボル
ト、14…吐出パイプ、15…冷凍機油、16…下軸
受、21…シールカラー、22…吸込みパイプ、23…
逆止弁、26…スプリング、
フロントページの続き (72)発明者 関口浩一 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所リビング機器事業 部内 (72)発明者 川南茂也 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所リビング機器事業 部内 (72)発明者 若菜竜也 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所リビング機器事業 部内 (56)参考文献 特開 平1−177481(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 18/02 311 F04C 29/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉容器内に、電動機と該電動機に連結
    された圧縮機構部とを収納するものであって、 圧縮機構部に、2つの台板上にそれぞれ直立する渦巻状
    のラップを有し、それぞれのラップを互いに噛み合わせ
    て圧縮室を形成する固定スクロール及び旋回スクロール
    と、該旋回スクロールに回転力を伝達するクランク軸
    と、このクランク軸の回転を受ける軸受を具備するフレ
    ームと、このフレームと前記旋回スクロールとの角度位
    置関係を保つ自転防止機構とを備え、前記固定スクロー
    ルと旋回スクロールで形成する圧縮室の吸い込み側に冷
    媒及び冷凍機油の逆流を防止するために逆止弁を設けた
    スクロール圧縮機において、 該逆止弁が空孔を持つ材質で構成され、該逆止弁に空孔
    を埋めるための処理または異種材を付着させたことを特
    徴とするスクロール圧縮機。
  2. 【請求項2】 請求項第1項記載のスクロール圧縮機に
    おいて、 該逆止弁が焼結成形され、該逆止弁にスチーム処理を施
    したことを特徴とするスクロール圧縮機。
  3. 【請求項3】 請求項第1項記載のスクロール圧縮機に
    おいて、 該逆止弁の材質にアルミ材や樹脂材等の軽比重材を用い
    たことを特徴とするスクロール圧縮機。
JP21988493A 1993-09-03 1993-09-03 スクロール圧縮機 Expired - Lifetime JP3255504B2 (ja)

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