JP7206490B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents
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Description
本実施形態のスクロール型圧縮機(1)は、冷凍装置に適用される。冷凍装置は、空気の温度や湿度を調節する空気調和装置、庫内を冷却する冷却装置、温水を生成する給湯装置などを含む。冷凍装置は、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備える。冷媒回路は、スクロール型圧縮機(1)と、凝縮器と、膨張機構と、蒸発器とを有する。冷媒回路では、スクロール型圧縮機(1)で圧縮された冷媒が凝縮器で放熱し、膨張機構で減圧される。減圧された冷媒は、蒸発器で蒸発し、スクロール型圧縮機(1)に吸入される。
ケーシング(10)は、中空状の密閉容器である。ケーシング(10)は、胴部(11)と第1閉塞部(12)と第2閉塞部(13)とを有する。胴部(11)は、縦長の円筒状に形成される。第1閉塞部(12)は、胴部(11)の上部に固定される。第1閉塞部(12)は、胴部(11)の上側の開口を閉塞している。第2閉塞部(13)は、胴部(11)の下部に固定される。第2閉塞部(13)は、胴部(11)の下側の開口を閉塞している。
スクロール型圧縮機(1)は、吸入管(17)及び吐出管(18)を備える。吸入管(17)は、ケーシング(10)の第1閉塞部(12)を上下に貫通している。吸入管(17)の流入端は、冷媒回路の低圧ガスラインに接続する。吸入管(17)の流出端は、圧縮機構(30)の圧縮室(64)に接続する。吐出管(18)は、ケーシング(10)の胴部(11)を径方向に貫通している。吐出管(18)の流入端は、中空空間(16)に連通する。吐出管(18)の流出端は、冷媒回路の高圧ガスラインに接続する。
電動機(20)は、圧縮機構(30)の駆動源である。電動機(20)は、胴部(11)の軸方向の中間部に配置される。電動機(20)は、固定子(21)と回転子(22)とを有する。固定子(21)及び回転子(22)は、略円筒状に形成される。固定子(21)は、ケーシング(10)の胴部(11)の内周面に固定される。回転子(22)は、固定子(21)の内部に挿通される。回転子(22)は、駆動軸(23)の外周面に固定される。電動機(20)では、固定子(21)の内部で回転子(22)が回転する。
駆動軸(23)は、ケーシング(10)の軸方向に沿って延びている。駆動軸(23)は、上下方向に延びている。駆動軸(23)は、上部軸受け(B1)及び下部軸受け(B2)によって回転可能に支持される。駆動軸(23)の内部には、給油通路(24)が形成される。駆動軸(23)は、主軸(25)と偏心軸(26)とを有する。主軸(25)は、電動機(20)を貫通するようにケーシング(10)の軸方向に沿って延びている。主軸(25)の下端には、油搬送部であるポンプ(27)が設けられる。ポンプ(27)は油溜部(O)の油を汲み上げる。ポンプ(27)で汲み上げた油は、給油通路(24)を流れ、上部軸受け(B1)、下部軸受け(B2)、及び他の部品の各摺動部へ供給される。
圧縮機構(30)は、駆動軸(23)を介して電動機(20)によって駆動される。駆動された圧縮機構(30)は、冷媒を圧縮する。圧縮機構(30)は、ハウジング(31)とオルダム継手(R)と固定スクロール(50)と可動スクロール(60)とを有する。圧縮機構(30)では、下側から上側に向かって順に、ハウジング(31)、オルダム継手(R)、可動スクロール(60)、及び固定スクロール(50)が配置される。可動スクロール(60)と固定スクロール(50)との間には、冷媒が圧縮される圧縮室(64)が形成される。
ハウジング(31)は、第1フレーム(32)と第2フレーム(33)とを有する。第1フレーム(32)は、ケーシング(10)の内周面に固定される。第2フレーム(33)は、第1フレーム(32)の上側に設けられる。
オルダム継手(R)は、第2フレーム(33)と可動スクロール(60)の間に配置される。オルダム継手(R)は、リング状に形成される。オルダム継手(R)の下面には、第2フレーム(33)の溝に嵌合する第1キーが形成される。オルダム継手(R)の上面には、可動スクロール(60)の第2鏡板(61)の溝に嵌合する第2キーが形成される。オルダム継手(R)は、可動スクロール(60)の自転を規制する自転防止機構を構成する。
固定スクロール(50)は、第1スクロールを構成する。固定スクロール(50)は、ハウジング(31)の上端に設置される。固定スクロール(50)は、ハウジング(31)の基部(34)に締結部材であるボルトを介して固定される。
可動スクロール(60)は、第2スクロールを構成する。可動スクロール(60)は、固定スクロール(50)とハウジング(31)との間に配置される。可動スクロール(60)は、第2鏡板(61)と、第2ラップ(62)と、ボス部(63)とを有する。第2鏡板(61)は、平面視において概ね円形の円板状に形成される。第2ラップ(62)は、インボリュート曲線を描く渦巻き壁状に形成される。第2ラップ(62)は、第2鏡板(61)から固定スクロール(50)側に向かって上方に突出する。第2ラップ(62)の各先端は、固定スクロール(50)の第1鏡板(51)と実質的に接触する。
スクロール型圧縮機(1)は、下部軸受け部材(41)を備えている。下部軸受け部材(41)は、下部軸受け(B2)が形成される軸受け本体(42)と、該軸受け本体(42)から径方向外方に延出する3つの固定部(43)とを有する。固定部(43)は、ケーシング(10)の胴部(11)に締結部材などを介して固定される(図7を参照)。
スクロール型圧縮機(1)は、油戻し機構(70)を備えている。油戻し機構(70)は、各摺動部の潤滑に利用された潤滑油を油溜部(O)に戻すための機構である。油戻し機構(70)は、油排出管(71)と、油導入部材(72)とを含んでいる。
油排出管(71)について、図1~図5を参照しながら説明する。油排出管(71)は、第1室(36)に溜まった油を排出する管である。第1室(36)には、上部軸受け(B1)などの各摺動部の潤滑に利用された油が溜まる。油排出管(71)は、第1室(36)に溜まった油を油導入部材(72)へ送る。
油導入部材(72)について、図1~図5を参照しながら説明する。油導入部材(72)は、第2空間(16)に配置される。油導入部材(72)は、油排出管(71)の近傍に配置される。油導入部材(72)は、油排出管(71)を流出した油をコアカット(C)(厳密には、第1コアカット(C1))に導入する。油導入部材(72)は、縦長の中央凹部(73)と、該中央凹部(73)から周方向の両側にそれぞれ張り出した一対の側板部(74)とを含んでいる。
固定子(21)のコアカット(C)について、図1~図5を参照しながら詳細に説明する。上述したように、固定子(21)の外周面には、第1コアカット(C1)、第2コアカット(C2)、第3コアカット(C3)、及び第4コアカット(C4)が形成される。これらのコアカット(C)は、周方向に等間隔置きに配置される。第1コアカット(C1)は、油戻し機構(70)に対応する。換言すると、導入溝(73c)は、第1コアカット(C1)の第1溝(81)に対応する。第2コアカット(C2)は、ガスガイド(65)に対応する。換言すると、ガスガイド(65)の縦通路(66)は、第2コアカット(C2)の第1溝(81)に対応する。
各コアカット(C)の寸法関係について詳細に説明する。
図5に示すように、固定子(21)は、第1溝(81)が形成される第1コア部(29A)と、第2溝(82)が形成される第2コア部(29B)とを有する。第1コア部(29A)は、固定子(21)のうち第1溝(81)と軸方向の高さが同じ部分である。第2コア部(29B)は、固定子(21)のうち第2溝(82)と軸方向の高さが同じ部分である。
図1及び図7に示すように、上述した下部軸受け部材(41)は、下部空間(16)に配置される。本例では、第1コアカット(C1)の各第2溝(82)の下端部と、下部軸受け部材(41)とが軸方向視において重ならない。具体的には、主溝(82A)の下端部と、下部軸受け部材(41)とが軸方向視において重ならない。補助溝(82B)の下端部と、下部軸受け部材(41)とが軸方向視において重ならない。主溝(82A)及び補助溝(82B)の下端部は、油の流出口を構成する。
次にスクロール型圧縮機(1)の基本的な運転動作について説明する。スクロール型圧縮機(1)の運転時には、電動機(20)が通電状態となり、電動機(20)が駆動される。電動機(20)の回転子(22)が回転すると、駆動軸(23)が回転駆動され、可動スクロール(60)が固定スクロール(50)に対して旋回運動を行う。
スクロール型圧縮機(1)の運転時における油の流れについて説明する。
実施形態は、固定子(21)及び回転子(22)を有する電動機(20)と、前記電動機(20)によって回転駆動される圧縮機構(30)と、前記電動機(20)及び前記圧縮機構(30)を収容するケーシング(10)とを備え、前記ケーシング(10)には、前記電動機(20)を挟んで前記圧縮機構(30)側に中間空間(第1空間(15))が形成され、該電動機(20)を挟んで前記圧縮機構(30)と反対側に潤滑油の油溜部(O)を含む下部空間(第2空間(16))が形成され、前記固定子(21)の外周面には、切り欠き(C)が形成され、前記切り欠き(C)は、前記中間空間(15)に連通する第1溝(第1切り欠き部(81))と、前記第1溝(81)から分岐するとともに前記下部空間(16)に連通する2つ以上の第2溝(第2切り欠き部(82))とを含み、所定の摺動部の潤滑に利用した潤滑油を前記第1溝(81)に導く導入溝(導入路(73c))を備えている。
上述した実施形態では、以下のような構成としてもよい。
15 中間空間(第1空間)
16 下部空間(第2空間)
20 電動機
21 固定子
22 回転子
30 圧縮機構
41 部材
73c 導入溝(導入路)
73d 流出口
81 第1溝(第1切り欠き部)
82 第2溝(第2切り欠き部)
82A 主溝
82B 補助溝
C コアカット(切り欠き)
C1 第1コアカット(第1切り欠き)
Claims (13)
- 固定子(21)及び回転子(22)を有する電動機(20)と、
前記電動機(20)によって回転駆動される圧縮機構(30)と、
前記電動機(20)及び前記圧縮機構(30)を収容するケーシング(10)とを備え、
前記ケーシング(10)には、前記電動機(20)を挟んで前記圧縮機構(30)側に第1空間(15)が形成され、該電動機(20)を挟んで前記圧縮機構(30)と反対側に潤滑油の油溜部(O)を含む第2空間(16)が形成され、
前記固定子(21)の外周面には、切り欠き(C)が形成され、
前記切り欠き(C)は、
前記第1空間(15)に連通する第1切り欠き部(81)と、
前記第1切り欠き部(81)から分岐するとともに前記第2空間(16)に連通する2つ以上の第2切り欠き部(82)とを含み、
所定の摺動部の潤滑に利用した潤滑油を前記第1切り欠き部(81)に導く導入路(73c)を備えていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項1において、
前記第1切り欠き部(81)は、前記2つ以上の第2切り欠き部(82)と軸方向視において重なるように周方向に延びていることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項1又は2において、
前記導入路(73c)の流出口(73d)は、前記第1切り欠き部(81)の内部に配置されることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項2において、
前記第1切り欠き部(81)の軸方向の長さh1が、前記第2切り欠き部(82)の軸方向の長さh2よりも短いことを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項2乃至4のいずれか1つにおいて、
前記第2切り欠き部(82)の周方向の幅の合計Wtが、前記第1切り欠き部(81)の周方向の幅W1よりも短いことを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項2乃至5のいずれか1つにおいて、
複数の前記第2切り欠き部(82)は、前記導入路(73c)の少なくとも一部と軸方向視において重なる主溝(82A)を含んでいることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項6において、
前記複数の第2切り欠き部(82)は、1つ以上の補助溝(82B)を含み、
前記補助溝(82B)は、前記導入路(73c)と軸方向視において重ならない、
又は前記補助溝(82B)と前記導入路(73c)とが軸方向視において重なる面積が、該主溝(82A)と前記導入路(73c)とが軸方向視において重なる面積よりも小さいことを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項7において、
前記主溝(82A)の軸直角断面の面積S1が、前記補助溝(82B)の軸直角断面の面積S2よりも大きいことを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項6乃至8のいずれか1つにおいて、
前記固定子(21)の外周面には、前記切り欠き(C)を構成する第1切り欠き(C1)と、該第1切り欠き(C1)と異なる1つ以上の他の切り欠き(C2,C3,C4)とを含む複数の切り欠き(C1,C2,C3,C4)が形成され、
前記複数の切り欠き(C1,C2,C3,C4)は、互いに同一の構造で且つ周方向に等間隔置きに配置されることを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項9において、
前記第1切り欠き(C1)の補助溝(82B)から、該第1切り欠き(C1)の主溝(82A)までの周方向の距離をL1とし、前記第1切り欠き(C1)の前記補助溝(82B)から、該補助溝(82B)に隣接する他の切り欠き部(C2)までの周方向の距離をL2とすると、
前記L1が前記L2よりも短いことを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項2乃至10のいずれか1つにおいて、
前記固定子(21)は、
前記第1切り欠き部(81)が形成される複数の第1電磁鋼板(M1)と、
前記第2切り欠き部(82)が形成される複数の第2電磁鋼板(M2)とを含み、
前記第1電磁鋼板(M1)の鉄損が、前記第2電磁鋼板(M2)の鉄損よりも低いことを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項2乃至11のいずれか1つにおいて、
前記固定子(21)は、
前記第1切り欠き部(81)が形成される複数の第1電磁鋼板(M1)と、
前記第2切り欠き部(82)が形成される複数の第2電磁鋼板(M2)とを含み、
前記第1電磁鋼板(M1)の厚みが、前記第2電磁鋼板(M2)の厚みよりも小さいことを特徴とするスクロール型圧縮機。 - 請求項1乃至12のいずれか1つにおいて、
前記電動機(20)と前記油溜部(O)との間に配置される軸受け部材(41)を備え、
前記第2切り欠き部(82)の前記第2空間(16)側の端部は、前記軸受け部材(41)と軸方向視において重ならないように配置されることを特徴とするスクロール型圧縮機。
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