JPH029988A - 流体機械の油戻し装置 - 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、スクロール型流体装置などの流体機械におい
て、潤滑油等を戻す油戻し装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、例えば、特開昭６０−７３０８０号公報に開示
されているように、スクロール型流体装置には、ケース
内に固定スクロールと公転スクロールとが互いに噛合さ
れて収納されると共に、該公転スクロールの背面にクラ
ンク軸が偏心して連接される一方、上記ケース内が固定
スクロール上方の高圧室と下方の低圧室とに区画されて
おり、上記クランク軸の回転により公転スクロールが固
定スクロールに対して自転することなく公転し、上記低
圧室に導入された流体を上記両スクロール間で圧縮し、
高圧室を介して吐出するようにしているものがある。

（発明が解決しようとする課題） 上述したスクロール型流体装置において、両スクロール
間の潤滑等のために流体に潤滑油を混入させており、こ
の潤滑油が高圧流体と共に固定スクロールより吐出され
、高圧室に溜ることになる。

そこで、小径の回収通路を高圧室と低圧室とに亘って形
成し、潤滑油を低圧室に戻すようにしているが、近年、
クランク軸を回転するモータをインバータ制御して高速
回転しつつある。従って・この高回転化に伴って潤滑油
の貯溜量が増加することになり、浦切れを生じる危険性
があり、信頼性が低いという問題があった。さりとて、
上記回収通路を大径にすると、潤滑油の回収効率は向上
するものの、圧縮した高圧流体も低圧室に逆流すること
になり、圧縮効率が低下するという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもので、油戻し口
を熱変形プレートで開閉するようにして、油が所定量溜
まると油戻し口を開放し、杉油を確実に回収できるよう
にして浦切れを防止すると共に、圧力室内を所定圧に保
つことができるようにすることを目的とするものである
。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、請求項（１）及び（２）に
係る発明が講じた手段は、第１図及び第２図に示すよう
に、先ず、ケース（２）内に流体が導入されて該流体と
の間でエネルギーを授受するようにした流体機械を前提
としている。

そして、上記ケース（２）内に流体が流入する圧力室（
２ａ）が形成されると共に、該圧力室（２ａ）に開口し
て圧力室（２ａ）の油を戻す油戻し口（４０ａ　）が形
成されている。

更に、熱膨張率の異なる２枚のｑｚ板（４２）（４３）
が断熱部（４４）を介して互いに貼り合わされて熱変形
プレート（４１）が形成され、該熱変形プレート（４１
）は双端部にて固定支持されると共に、先端部が上記油
戻し口（４０ａ）を閉鎖して設けられている。加えて、
該熱変形プレート（４１）は上記浦が圧力室（２ａ）内
に所定量貯溜して杉油に浸漬されると上記両平板（４２
）（４３）が変形して上記油戻し口（４０ａ）を開放す
るように構成されている。

また、上記熱変形プレート（４１）は先端部が油戻し口
（４０ａ）に対面する第１平板（４２）の背面に第２平
板（３）が貼り合され、該第２平板（４３）にヒータ（
４８）が設けられて加熱されると共に、放熱フィン（４
７）が形成され、浦が圧力室（２ａ）内に所定量貯溜す
ると上記第２平板（４３）の放熱量が増加して両手ＩＮ
（４２）。

（４３）が変形し、上記油戻し口（４０ａ）を開放する
ように構成されている。

（作用） 上記構成により、請求項（１）及び（２）に係る発明で
は、例えば、スクロール型流体装置において、圧縮され
た高圧流体が潤滑油と共に圧力室（２ａ）に導入し、該
潤滑油が圧力室（２ａ）に溜ることになる。

一方、熱変形プレート（４１）は、潤滑油の貯溜量が少
ないと、第２平板（４３）がヒータ（４８）で常時加熱
されて第１平板（４２）より伸長しており、上記油戻し
口（４０ａ）を閉鎖している。そして、上記潤滑油が所
定量貯溜すると、該潤滑油に熱変形プレー）（４１）が
浸漬し、加熱されている第２平板（４３）は熱が潤滑油
に放熱されて温度が低下し、第１平板（４２）より収縮
して該両平板（４２）、　　（４３）が変形する。この
変形により油戻し口（４０ａ）が開放され、潤滑油が油
溜め（２７）等に回収されることになる。

その後、上記潤滑油が回収されると、上記第２平板（４
３）の放熱量が低下し、再び油戻し口（４０ａ）を閉鎖
することになる。

（発明の効果） 従って、請求項（１）及び（２）に係る流体機械の油戻
し装置によれば、熱変形プレート（４１）を設け、第２
平板（４３）の放熱量変化により両手板（４２）、　　
（４Ｂ）が変形して油戻し口（４０ａ）を開閉するよう
にしたために、圧力室（２ａ）に溜る油を確実に回収す
ることができるので、油切れを確実に防止することがで
き、信頼性の向上を図ることができる。また、上記油戻
し口（４０ａ）を開閉するので、該油戻し口（４０ａ）
を大きく形成することができ、油の回収をより確実に行
うことができると同時に、圧力室（２ａ）を一定圧力に
保つことができることから、流体機械の効率低下を確実
に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に示すように、（１）は流体機械であるスクロー
ル型流体装置であって、冷凍機における圧縮機に用いら
れ、冷媒ガスとエネルギーを授受し、該冷媒ガスを高圧
に圧縮して吐出している。

該スクロール型流体装置（１）は、密閉ケース（２）内
にスクロール機構（３）と駆動機構（４）とが収納され
て構成され、該ケース（２）の側部には吸入管（５）が
、上部には吐出管（６）が連設されている。そして、上
記スクロール機構（３）は固定スクロール（７）と公転
スクロール（８）とより成り、また、上記駆動機構（４
）はモータ（９）とクランク軸（１０）とより構成され
ている。

上記固定スクロール（７）及び公転スクロール（８）は
鏡板（１１）、　　（１２）の前面にラップ（１３）、
　　（１４）がインボリュート曲線状に立設されて成り
、両スクロール（７）、　　（８）は鏡板（１１）、　
　（１２）の前面を対面させて上下に並設され、両ラッ
プ（１Ｂ）、（１４）が噛合されている。そして、上記
固定スクロール（７）は鏡板（１１）の外周縁にフラン
ジ（１１ａ　）が連設され、該フランジ（１１ａ　）に
てケース（２）に固定され、該ケース（２）内が固定ス
クロール（７）上方の圧力室である高圧室（２ａ）と下
方の低圧室（２ｂ）とに区画されている。また、上記公
転スクロール（８）の鏡板（１２）の背面中央部にはス
クロール軸（１２ａ）が突設される一方、上記ケース（
２）の中央部にはクランク軸（１０）の支持フレーム（
１５）が固定され、該支持フレーム（１５）には上下に
連通ずる連通口（１５ａ）が穿設されると共に、上記ク
ランク軸（１０）が軸受メタル（１６）を介して上下に
嵌挿されている。そして、該クランク軸（１０）は上記
支持フレーム（１５）を貫通するクランク主軸（１０ａ
）の上端に凹状のスクロール軸受孔（１０ｂ）を有する
ボス（１０ｃ）が連接されて成り、該クランク主軸（１
０ａ）にモータ（９）が取付けられる一方、上記スクロ
ール軸受孔（１０ｂ）はその軸受中心（０１）がクラン
ク主軸（１０ａ）の軸心（０２）より偏心して設けられ
、該スクロール軸受孔（１０ｂ）に前記公転スクロール
（８）のスクロール軸（１２ａ）が１茨合されている。

更に、上記両スクロール（７）、　　（８）における鏡
板（１１）、　　（１２）の外周面間にはガイド円形溝
を介して複数の球体（１７）が設けられ、上記公転スク
ロール（８）は自転運動を防止しつつスクロール軸受孔
（１０ｂ）の偏心により固定スクロール（７）に対して
公転するように構成されている。

上記固定スクロール（７）と公転スクロール（９）は両
ラップ（１３）、　　（１４）が側面にて多点接触（１
８）するように設けられると共に、各ラップ（１３）、
（１４）の端面が他方の鏡板（１２）、　　（１１）に
接し、上記接触（１８）間に密閉室（１９）が形成され
ている。また、上記固定スクロール（７）のフランジ（
１１ａ　）には内面から下面に亘る吸入口（２０）が、
鏡板（１１）の中央部には吐出口（２１）がそれぞれ穿
設され、該吸入口（２０）より冷媒ガスが密閉室（１９
）に供給されるように成っている。

また、上記公転スクロール（８）の鏡板（１２）背面側
にはケース（２）に固着された固定フレーム（２２）が
鏡板（１２）と平行に設けられ、該固定フレーム（２２
）の外周部には貫通孔（２２ａ）が穿設されると共に、
中央部にはクランク軸（１０）のボス（１０ｃ）が軸受
メタル（２３）を介して嵌入されている。更に、上記固
定フレーム（２２）の上面と公転スクロール（８）との
間にはチップシール（３１）が設けられ、該チップシー
ル（３１）の内側には背圧室（２５）が形成されている
。該背圧室（２５）は、図示しないが、高圧の密閉室（
１９）に連通されて高圧冷媒ガスが導入され、公転スク
ロール（８）を固定スクロル（７）側に押圧するように
なっている。また、上記チップシール（３１）の外側に
は公転スクロール（８）の鏡阪（１２）と固定フレーム
（２２）との間隙によって吸入路（２６）が形成され、
上記固定スクロール（７）の吸入口（２０）と固定フレ
ーム（２２）の貫通孔（２２ａ）とが連通されている。

さらに、上記ケース（２）内の底部には潤滑油の浦溜め
（２７）が形成される一方、上記クランク主軸（１０ａ
）は給油路（１０ｄ）が穿設されると共に、下端部が上
記油溜め（２７）の潤滑油に浸漬され、該潤滑油を上記
軸受メタル（１６）。

（２３）に供給するようにしている。また、上記支持フ
レーム（１５）と固定フレーム（２２）との間にはバラ
ンサ室（２８）が形成され、該バランサ室（２８）内に
位置してバランサ（１０ｅ）が上記クランク軸（１０）
のボス（１０ｃ）に連接されており、該バランサ（１０
ｅ）の回転により上記述通口（１５ａ）を通過した冷媒
ガス中のミスト状の潤滑油を側壁に衝突させて油溜め（
２７）に戻すように成っている。

次に、本発明の特徴である高圧室（２ａ）の油戻し機構
について説明する。

先ず、上記固定スクロール（７）のフランジ（ｌｌａ）
、固定フレーム（２２）及び支持フレーム（１５）を貫
通して潤滑油の回収通路（４０）が形成されており、該
回収通路（４０）の上端開口が高圧室（２ａ）に開放さ
れて油戻し口（４０ａ）に構成されている。そして、上
記固定スクロール（７）の鏡板（１１）背面（第１図に
おいて上面）には上記油戻し口（４０ａ）を開閉する熱
変形プレート（４１）が設けられている。

該熱変形プレート（４１）は、第２図及び第３図に示す
ように、熱膨張率の異なる第１平板（４２）と第２平板
（４３）とが断熱部（４４）を介して貼り合わされて形
成されている。該第１及び第２平板（４２）、　　（４
３）は夫々偏平な長方形の金属板で形成され、第１平板
（４２）の背面（第３図において上面）に第２平板（４
３）が先端部と基端部とで貼り合わされている。そして
、上記熱変形プレート（４１）の基端部はボルト（４５
）によって固定スクロール（７）の鏡板（１１）に固定
支持される一方、上記第１平板（４２）の先端下面には
上記曲戻し口（４０ａ）に着座する半球状の弁体（４６
）が設けられている。

上記断熱部（４４）は熱変形プレート（４１）の両側面
に開口する薄肉の偏平空間で形成されて上記両平板（４
２）、（４Ｂ）間の熱伝導を防止するようにしている。

また、上記第２平板（４４）には複数個の放熱フィン（
４７）、　　（４７）、・・・及びシーズヒータ（４８
）が設けられており、該放熱フィン（４７）、　　（４
７）、・・・は上記第２平板（４３）より薄く形成され
ると共に、該第２平板（４３）より側方に向って突設さ
れ、且つ第２平板（４３）の先端から基端部に亘って所
定間隔を在して並設されている。更に、上記シーズヒー
タ（４８）は合金発熱体より成る１本のシーズ線で構成
され、上記第２平板（４３）の上面に該第２平板（４３
）の周縁を巻回して設けられている。

そして、該シーズヒータ（４８）は、図示しないが、電
源（１００Ｖ）に接続されて上記第２平板（４３）を常
時加熱しており、該第２平板（４３）が第１平板（４２
）より伸長して熱変形プレート（４１）は先端部が下方
に湾曲し、上記弁体（４６）が油戻し口（４０ａ）を閉
鎖する一方、潤滑油が溜り該潤滑油に浸漬すると、上記
第２平板（４３）の放熱量が増加し、該第２平板（４３
）が第１平板（４２）より収縮して熱変形プレート（４
１）は先端部が上方に湾曲して油戻し口（４０ａ）を開
放するように構成されている。

次に、このスクロール型流体装置（１）の作用について
説明する。

先ず、冷媒ガスは吸入管（５）よりケース（２）内に流
入し、低圧室（２ｂ）において、電動機（９）のエアギ
ャップを通り、支持フレーム（１５）の連通口（１５ａ
）、バランサ室（２８）、固定フレーム（２２）の貫通
孔（２２ａ）、吸入路（２６）を順に介して固定スクロ
ール（７）の吸入口（２０）より密閉室（１９）に導入
する。

一方、公転スクロール（８）はクランク軸（１０）の回
転により偏心して回転し、固定スクロール（７）に対し
て自転することなく公転し、密閉室（１９）が両ラップ
（１３）、（１４）間で順次形成されて収縮する。そし
て、密閉室（１９）に導入された冷媒ガスは圧縮され、
固定スクロール（７）の吐出口（２１）より高圧室（２
ａ）に吐出され、吐出管（６）を介してケース（２）外
に導出される。

この圧縮動作中において、第４図及び第５図に示すよう
に、冷媒ガスには低圧室（２ｂ）内で潤滑油が混入され
て各ラップ（１３）、　　（１４）間の潤滑等を行って
おり、この潤滑油は圧縮された高圧冷媒ガスと共に高圧
室（２ａ）に流入し、冷媒ガスのみケース（２）外に流
出することになる。

一方、熱変形プレート（４１）は第２平板（４３）がシ
ーズヒータ（４８）によって常時加熱されており、第４
図に示すように、高圧室（２ａ）における潤滑油の貯溜
量が少ない場合、第２平板（４３）は放熱量が少なく、
第６図に示すように、第１平板（４２）の温度（Ａ）に
対して第２平板（４３）の温度（Ｂ）が高く保持されて
いる。そして、該第２平板（４３）が第１平板（４２）
より伸長して熱変形プレート（４１）の先端部が下方に
湾曲変形し、弁体（４６）が油戻し口（４０ａ）を閉鎖
している。

この油戻し口（４０ａ）を閉鎖した状態で圧縮動作を継
続すると、潤滑油が高圧室（２ａ）に順次溜まることに
なり、第５図に示すように、潤滑油が所定ｆｆ１（Ｌ）
ｆｆｉまると、熱変形プレート（４１）は該潤滑油に浸
漬することになる。そして、第６図に示すように、第１
平板（４２）の温度（Ａ）は加熱されていないので、は
ぼ一定状態を保つのに対し、第２平板（４３）の温度（
Ｂ）は放熱フィン（４７）、（４７）、・・・が設けら
れているので、熱が潤滑油に逃げて放熱量が増加し、温
度（Ｂ）が順次低下することになる（第６図（Ｂ１）参
照）。この温度（Ｂ）低下により第２平板（４３）は第
１平板（４２）より収縮し、熱変形プレート（４１）の
先端部が上方に湾曲変形して油戻し口（４０ａ）が開放
され、高圧室（２ａ）に溜った潤滑油は回収通路（４０
）を通って低圧室（２ｂ）の油溜め（２７）に戻ること
になる。

その後、潤滑油が回収されると、再び第１平板（４３）
が伸長し、上述の如く油戻し口（４０ａ）を閉鎖するこ
とになる。

従って、熱変形プレート（４１）を設け、第２平板（４
３）の放熱量変化により両手板（４２）。

（４３）が変形して油戻し口（４０ａ）を開閉するよう
にしたために、高圧室（２ａ）に溜る潤滑油を確実に油
溜め（２７）に回収することができるので、油切れを確
実に防止することができ、信頓性の向上を図ることがで
きる。また、上記油戻し口（４０ａ）を開閉するので、
該油戻し口（４０ａ）を大きく形成することができ、潤
滑油の回収をより確実に行うことができると同時に、高
圧室（２ａ）を一定圧力に保つことができることから、
圧縮効率の低下を確実に防止することかできる。

尚、本実施例はスクロール型流体装置について説明した
が、本発明はその他の各種流体機械に適用してもよく、
また油戻し装置として単独に構成してもよい。

また、放熱フィン（４７）の形状やヒータ（４８）は実
施例に限られるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はスクロール型
流体装置の縦断面図である。第２図は熱変形プレートの
平面図、第３図は同側面図である。 第４図は油戻し口の閉鎖時を示すスクロール型流体装置
の概略図、第５図は油戻し口の開放時を示す同概略図、
第６図は両手板の時間に対する温度特性図である。 （１）・・・スクロール型流体装置、（２）・・・ケー
ス、（２ａ）・・・高圧室、（２ｂ）・・・低圧室、（
３）・・・スクロール機構、（４）・・・駆動機構、（
７）・・・固定スクロール、（８）・・・公転スクロー
ル、（１１）、　　（１２）・・・鏡板、（１１ａ）・
・・フランジ、（１３）、　　（１４）・・・ラップ、
（１９）・・・密閉室、（２１）・・・吐出口、（４０
）・・・回収通路、（４０ａ）・・・油戻し口、（４１
）・・・熱変形プレート、（４２）・・・第１平板、（
４３）・・・第２平板、（４４）・・・断熱部、（４７
）・・・放熱フィン、（４８）ム１（、ｘ；托プＬ−ト
） ４７（成熟フィ゛７） 第 図 第 図 晴間 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ケース（２）内に流体が導入されて該流体との
   間でエネルギを授受するようにした流体機械において、 上記ケース（２）内に流体が流入する圧力室（２ａ）が
   形成されると共に、該圧力室（２ａ）に開口して圧力室
   （２ａ）内の油を戻す油戻し口（４０ａ）が形成される
   一方、 熱膨張室の異なる２枚の平板（４２），（４３）が断熱
   部（４４）を介して互いに貼り合わされて熱変形プレー
   ト（４１）が形成され、 該熱変形プレート（４１）は基端部にて固定支持される
   一方、先端部が上記油戻し口（４０ａ）を閉鎖して設け
   られると共に、該熱変形プレート（４１）は上記油が圧
   力室（２ａ）内に所定量貯溜して該油に浸漬されると上
   記両平板（４２），（４３）が変形して上記油戻し口（
   ４０ａ）を開放するように構成されていることを特徴と
   する流体機械の油戻し装置。
2. （２）　熱変形プレート（４１）は、先端部が油戻し口
   （４０ａ）に対面する第１平板（４２）の背面に第２平
   板（４３）が貼り合わされ、該第２平板（４３）にヒー
   タ（４８）が設けられて加熱されると共に、放熱フィン
   （４７）が形成され、油が圧力室（２ａ）内に所定量貯
   溜すると上記第２平板（４３）の放熱量が増加して両平
   板（４２），（４３）が変形し、上記油戻し口（４０ａ
   ）を開放するように構成されていることを特徴とする請
   求項（１）記載の流体機械の油戻し装置。