JPS61205386A

JPS61205386A - 密閉形スクロ−ル圧縮機

Info

Publication number: JPS61205386A
Application number: JP4479685A
Authority: JP
Inventors: Masao Shiibayashi; 正夫椎林; Katsuaki Kikuchi; 勝昭菊地; Tetsuya Arata; 哲哉荒田; Kazutaka Suefuji; 和孝末藤; Yoshikatsu Tomita; 好勝富田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1986-09-11

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】〔発明の利用分野〕本発明は冷凍・空調用あるいはヘリウム用の密閉形スク
ロール圧縮機に関するものである。

〔発明の背景〕

従来の横形スクロール圧縮機として、特開昭５９−２９
７９１が提案されているが、このスクロール圧縮機は、
密閉容器内が吐出圧力という高圧圧力の雰囲気となって
いた。しかし、このような構造においては、（１）電動
機の冷却が不十分であること、（２）圧縮要素部材であ
る旋回スクロールの支持方法が、内部ガス力をそのま＼
旋回スクロールの背面部で支持する方式なので、スラス
ト荷重が過大となり圧縮機の効率（機械的性能）が低下
するという問題があった。

また、この圧！１機は横形専用機であシ、樵々のユニッ
トに搭載する場合、据付位置が限定される等、使い勝手
がよくないとり問題点を有していた〔発明の目的〕本発明は上記問題点に鑑みて発明されたもので、スクロ
ール圧縮機の性能と信頼性の向上を図ること、ま九、縦
置、横置兼用の使い勝手のよいスクロール圧縮機を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため本発明は、電動機まわシを低温
・低圧の冷媒ガスの雰囲気とし、電動機の冷却を向上さ
せる。また、固定スクロールの反ラツプ側を吐出圧力の
雰囲気とし、この吐出室の空間にて冷媒ガス中の油を分
離し、分離した油を軸受部に給油する。また、旋回スク
ロールの支持方式を、旋回スクロールの背面を低圧圧力
に近い中間圧力（吐出圧力と吸入圧力の中間圧力の意味
］のガス力でもって支持する。これにて、旋回スクロー
ルを固定スクロール側へ最小の押付力でもりて押付け、
この部分の軸方向力による摺動損失を低減するもので、
圧縮機の機械的性能の向上を因るといった、上記構成を
組合せた、即ち、密閉容器内を低圧室と高圧室および中
間王室に形成した複合チャンバ形式とした特徴を有する
。また、第２の発明は上記形式の圧縮機を縦置・横置兼
用化が可能な構成とした特徴を有する。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１図
は縦形の空調用の密閉形スクロール圧縮機を示し、密閉
容口１の下部に圧＃機部と容器上部に電動機部５を収納
している。圧縮機部は固定スクロール部材１０と旋回ス
クロール部材１１を互に噛合わせて圧縮室（密閉玉量）
１６ｂが形成される。固定スクロール部材１０は、円板
状の鏡板部ｔＯａと、これに直°立レインポリウド曲線
あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ５１０ｂ
とからなシ、その中心部に吐出口１０ｆ１外周部に吸入
口１０ｄを備えている。旋回スクロール部材１１は円板
状の鏡板部１１ｍと、これに直立し、固定スクロールの
ラップと同一形状に形成されたラップ部１１ｂと、鏡板
の反ラツプ面に形成されたボスｌ１ｇとからなっている
。フレーム１２は中央部に軸受部を形成し、この軸受部
に回転軸１３が支承され、回転軸光漏の偏心軸１３ａは
、上記ボスｌ１ｇに旋回運動が可能なように挿入されて
いる。またフレーム１２には固定スクロール部材１０が
複数本のボルト（図示せず）によって固定され、旋回ス
クロール部材１１はオルダム機構１４によってフレーム
１２に支承され、旋回スクロール部材１１は固定スクロ
ール部材１０に対して、自転しなめで旋回運転をするよ
うに形成されている。回転軸１３には上部に電動機軸１
３ｂを一体に連投し、電動機部５を直結している、図中
（以下の図面も同じ）実線矢印はガスの流れる方向、破
線矢印は油の流れる方向を示す。低温低圧の冷媒ガスは
吸入管４から密閉容器１内に導びかれ、低圧室７に流入
し、次いで電動機５０周曲の通路６を通過し下部の低圧
室８に至る。ここで、電動機５を冷却した冷媒ガスは過
熱を受けて吸入流路１２２次いで固定スクロール１０内
の吸入孔１０ｄに至る。上記のように、電動機５のまわ
９のを関７．８を低温・低圧の冷媒ガスの雰囲気とし、
電動ｆ１５に低圧冷媒ガスを通すことによって電動機５
の冷却をはかってわる。圧縮要素部に至った冷媒ガスは
、旋回スクロールの自転を防止された旋回運動により、
両スクロールで形成される密閉空間が漸次縮小しスクロ
ール中央部に移動するとともに、該冷媒ガスは圧力と温
度を高め中央の吐出孔１０ｆよυ下部高圧室（吐出室）
１７へ吐出される。なお、吐出孔１０ｆのガス出口部に
は油分離エレメント（デミスタ内蔵）４′０が装着され
ており、これにて冷媒吐出ガス中から油を分離するもの
である。油分離エレメントの詳細な実施例を第４図と第
５図に示す。第４図は円筒状（カップ状）の油分離エレ
メント４０の実施例を示す。該ニレメン）４０の底部４
０ｄは、冷媒ガスを衝突させ方向を横方向（四方）に変
換させる衝突板的機能を有する。４０ＣＶｉ分離した油
を下方向に落下させるための油穴である。また、該エレ
メント４０の胴部４０ｂには複数の穴４０ｂ′を設けて
おり、この穴を介して冷媒ガスは、吐出室１７に広がる
。６０は吐出管を示す。なお、図中の実線矢印は冷媒ガ
スの流れ方向を、破線矢印は油の流れる方向を示す。第
５図の実施例は上記油分離エレメント４０の内部にデミ
スタ４０６を組込んだ場合の実施例である。その他の部
分は第４図の実施例と同様であり同符号を付しその説明
を省略する。このように、吐出室１７に広がった冷媒ガ
スは、油を分離した後吐出管６０を介して、外部へ導か
れる。上記のように、固定スクロール１０の下部に高圧
の吐出圧力の雰囲気となる吐出室を形成し、この部分に
て冷媒ガス中に混合した油を分離する。

次に旋回スクロールの支持構造について第１図を参照し
て説明する。旋回スクロール１１の背面を、鏡板部１１
．１に設けた連絡孔１１ｂ及び１１Ｃ（これらの連絡孔
１１ｂ、１１Ｃは背圧室１５と圧縮室１６８．１６ｂ等
を連絡する穴である。

）により、圧縮室１６８．１６ｂ内のガス圧を、背圧室
１５に導き、この中間圧力によるガス圧力を利用する。

これらの連絡孔１１ｂ、１１Ｃは比較的低圧圧力（吸入
圧力）に近い中間圧力が得られるような位置に開口して
いる。これは、旋回スクロール１ｉを固定スクロール１
０側へ最小の押付力でもって押付け、両スクロールの鏡
板摺動部１８での摩擦損失を低減するものである。第３
図に旋回スクロール１１の平面図を示す。

連絡孔１１ｂは、鏡板部１１ａをラップ部１１ｄの外壁
部に沿って貫通され、他方連絡孔１１Ｃは鏡板外周部ｔ
ｔｆから中央部の方へ伸びる径方向の長穴部と遅籟口１
１Ｃ′部から成る。該連絡孔１１Ｃ′は、前記連絡孔１
１ｂと圧力的にはｙ対称な位置でスクロールラップ部１
１ｄの内壁に沿うように設けられている。なお、これら
の連絡孔１１ｂ、１１Ｃ（ＩＩＣ’）は、上記背圧室１
５の圧力を極力抑えるため、スクロールラップ巻終り部
Ｐ点（及びＰ′点）から１巻内側のＱ点（及びＱ′点）
の近傍位置に設ける。本発明では、連絡孔１１ｂｅｌｌ
ｃ’をＱ点及びＱ′点上に設ける。上記構造により、背
圧室のガスが、吸入行程時の圧縮室に流入することがな
いので、流体的性能を損うことがない。

次に、潤滑油の流れについて第１図、第６図を参照して
説明する。尚、この実施例の給油経路を第６図に示す。

高圧部の吐出室１７から中間圧力の雰囲気にある背圧室
１５へ流れる油流路と、軸受６１を介して低圧室８へ流
れる油流路の２系路で構成され、いずれも差圧給油によ
る方法を採っている。低圧室８と背圧室に至った油は、
両スクロールの圧ａ寛へ導かれ、最終的には吐出室１７
に戻る。なお、給油管３０で導かれる油は油溜４１から
、油流路３１．３２１−介して主軸１３内の細穴３３に
至る。この部分は高圧の圧力雰囲気であり、背圧室１７
の中間圧力との圧力シールは軸受部６３で実施される。

また、高圧部と低圧室８の低圧圧力との圧力シールは軸
受部６１にて行われる。両軸受部６１．６３の軸受クリ
アランス等のｖ＠贅により、供給油量を調節するもので
ある。

上述のように、本実施例の密閉形スクロール圧縮機は、
密閉容器１内に低圧圧力室７、背圧室（中間圧力室）１
５、及び高圧圧力室１７を形成している。上記構造は電
動機の冷却面、圧縮機の性能面及び圧縮機の油上り低減
を図る丸め、油分離防止機構を備えるもので、これによ
りスクロール圧縮機の信頼性と性能の両面で飛躍的な向
上を図ることができる。

尚、第１図に示す縦形構造の実施例においては、圧縮要
素部である両スクロール部材１０．Ｉｔを容器下部に電
動機５を容儀上部に配しているが、これを圧縮要素部を
容器上部に電動機を容器下部に配した実施例においても
、低圧一部中間圧方式の構造をとる限り、同様の効果を
得られる。

第２図の実施例は、第１図の実施例を横方向に置いたも
のである。このように、縦置・横置形兼用スクロール圧
Ｉｍ＠での構造上の特徴は次の通りであり、第２図を参
照し乍ら説明する。

（１）　　軸受部６１，６２．６３へ給油するための給
銚管３０と、冷媒ガスの吸入孔となるｔＯａとは、はソ
対称な位置（反対方向の位置）にあることが好ましい、
横形にした場合給油管３０１に吐出室１７の底部に設け
る。（軸受部の給油は、高圧側から中間圧力あるｖｈｔ
ｒＸ低圧圧力側へ供給する差圧給油経路を設ける。）（２）　　冷媒ガスを密閉容器内に導く吸入管４の位置
は、図示のように、モータのロータ５ｂの下端部より上
方の位置ｈｓにあること。これにより、容器底部に溜ま
る油４１１の冷媒ガスによる吹き上げを防止する。これ
は、油かく拌損失の低減と油上シ量の増１加を極力抑え
るものである。第２図の場合、吸入管４から流入した冷
媒ガスを直接ロータエンド部５Ｃに衝突させ、かつ冷媒
ガス中に混った細粒を回転方向に飛散させ、これらの作
用にて冷媒ガス中の油分あるいは液冷媒粒の分離効率も
高めることができる。

（３）吐出管６０は、容器内部に設けた軸受部への給油
のための給油管３０の位置に対してはｙ反対の位置に設
け、横形にした場合、該吐出管６０が密閉容器１の上部
（最上部）に位置するように設ける。横形にした場合、
吐出管６０を最上部に設けるのは、吐出管６０と油面４
１′との距離を極力遠ざけることにより、該吐出室１７
内における冷媒ガス中の油分離を良くするためである。

その他の部分は第１図の実施例と全く同様であシ同符号
を付しその説明を省略する。

密閉容器内に吸入ガスを導入する低圧方式のチャンバ構
造の圧縮機においては、液冷媒が大量に冷凍サイクル側
から戻うてきた場合、及び液冷媒が低圧室７．８の油中
に大量に浴は込んだ状態では、両スクロール１０．１１
の圧縮室１６８．１６ｂに液冷媒が流入し、液圧縮に伴
う種々の弊害が起こる。これを防止したのが第７図の実
施例である。図は縦置形の実施例を示す。この実施例は
、吸入管６５をフレーム１２のガス入口部１２ａから鉛
直方向に設けて電動機５のコイルエンド下端部５ｆに係
合する位置まで延ばし、ここから冷媒ガスを吸入するも
のである。これにより、低圧室８に溜４１つ九液冷媒７
０を直接吸入することがないこと、また電動機５のコイ
ルの冷却効果をアップさせることができる。その他の部
分は前記実施例と全く同一である。

第８図と第９図の実施例は、圧縮機の冷却効果ｔあげる
丸め、油インジェクシ嘗ン（あるいは液冷媒インジェク
シ璽ン）配管経路を備えた本発明の他の実施例である。

第８図の冷却経路は次の通シである。

容器底部の油４１を配管７２を介して、一旦機外に導い
て外部にて油冷却させ死後（冷却部を７３で示す。）配
管７４にて再び圧縮機に戻し、次いで、固定スクロール
１０の鏡板部に設けたインジェクシ冒ン孔７５を介して
圧！ｉ寥１６ａあるいは吸入室１０ｇに注入される。第
８図の場合、両スクロールで形成される吸入室１０ｇに
油注入される油インジェクシ嘗ン配管経路を示す。注入
された油は、冷媒ガスの冷却と両スクロールラップ間の
潤滑とシールの作用をする。その他の部分は前記各実施
例と同一である。

第９図は、電動機５の冷却作用の向上を図っ九油インジ
ェクシ嘗ン配管経路の実施例である。容儀下部の油４１
は、油配管８０を介して機外へ導き、油冷却器８１にて
油を冷却する。冷却された油は減圧弁８２を介して油配
管８３に導かれ、該配管８３の油出口は、電動＠５の上
部（コイルエンド上端部５ｇ）に対向している。すなわ
ち、冷却した油を電動機の上流側（冷媒ガスの上流側付
近）に注入する油配管経路を構成している。注入された
油は、電動機５の冷却作用ひいては、吸入冷媒ガスの冷
却作用をなし、次いで注入油を冷媒ガスは混合しながら
両スクロールの圧縮室へ流入し、再び吐出室１７に戻る
。第８図と第９図の実施例は、冷凍２論用のスクロール
圧縮機のほか、ヘリウム用スクロール圧縮機にも適用さ
れる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、電動機の冷却作用
。圧縮機の機械性能の向上ならびに密閉容器自体の油分
離効率の向上が図られ、性能面と信頼性の両面にわたっ
て飛躍的な向上が図れる。

また、第２の発明は縦置形、横置形が任意に選定出来る
構造となシ、使い勝手の良い圧ａ機が得られる。

また、液冷媒圧ａｔ防止した実施例ならびに油インジェ
クシ冒ン経路を備えた実施例によれば、スクロール圧ｍ
機自体の信頼性を更に向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す密閉形スクロール圧
縮機の縦断面図、第２図は第１図の実施例を横置形にし
た実施例の縦断面図、第３図は第１図の実施例の旋回ス
クロールの拡大平面図、第４図、第５図は夫々油分離エ
レメント部の異なる実施例を示す断面図、第６図は給油
経路を表わすフローチャート、第７図は他の実施例を示
す縦断面図、第８図、第９図は油冷却機構を備えた夫々
他の実施例を示す断面図である。１・・・密閉容器　　４・・・吸入管　　５・・・電動
機７．８・・・低圧室　　１５・・・背圧室（中間圧力
室）１１　ｂ　、　１１　Ｃ−・・連絡孔　　１７・・
・は出室１０・・・固定スクロール　　１１・−ｍ　回
スクロール１２・・・フレーム　　４１・・・淘滑油。亭δ巳Ｌ

Claims

【特許請求の範囲】

　１．密閉容器内に、スクロール圧縮機と電動機をフレ
ームを支承した回転軸を介して連設して収納し、圧縮機
部は、円板状鏡板に渦巻き状のラップを直立する固定ス
クロール部材及び旋回スクロール部材をラップを互に内
側にして噛合せ、旋回スクロール部材を回転軸に連設す
る偏心軸部に係合し、旋回スクロール部材を自転するこ
となく固定スクロール部材に対し旋回運動させ、固定ス
クロール部材には中心部に開口する吐出口と、外周部に
開口する吸入口を設け、両スクロール部材にて形成され
る圧縮空間を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮
するスクロール圧縮機において、フレーム及び固定スク
ロールにて密閉容器室を二室に隔絶し、電動機の収納さ
れた室に吸入ガスを導入して低圧室とし、固定スクロー
ル外壁の室に吐出ガスを導入して高圧室を形成すると共
に旋回スクロール背面部にフレームにて背圧室を形成し
、この背圧室に高圧と低圧の中間的圧力を導入して中間
圧室を形成し、高圧室の低部に端部を開口する給油経路
を形成してなることを特徴とする密閉形スクロール圧縮
機。
　２．給油経路が、背圧室に流れる流路と、下軸受部を
介して低圧室へ流れる流路にてなる特許請求の範囲第１
項記載の密閉形スクロール圧縮機。
　３．密閉容器内に、スクロール圧縮機と電動機をフレ
ームを支承した回転軸を介して連設して収納し、圧縮機
部は、円板状鏡板に渦巻状のラップを固定スクロール部
材及び旋回スクロール部材を、ラップを互に内側にして
噛合せ、旋回スクロール部材を回転軸に連設する偏心軸
部に係合し、旋回スクロール部材を自転することなく固
定スクロール部材に対し旋回運動させ、固定スクロール
部材には中心部に開口する吐出口と、外周部に開口する
吸入口を設け、両スクロール部材にて形成される圧縮空
間を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮するスク
ロール圧縮機において、電動機の収納された室に吸入管
を開口接続して低圧室を形成し、固定スクロール外壁の
室に吐出ガスを導入して高圧（吐出）室を形成し、旋回
スクロール背面部にフレームにて背圧室を形成し、この
背圧室に高圧と低圧の中間的圧力を導入して中間圧室を
形成し、上記密閉形スクロール圧縮機を横置にした際、
上記吸入管を電動機のロータの下端延長位置より上方に
開口接続し、フレームに穿設する給油通路の端部を高圧
室底部に開口し、吐出管を密閉容器上部に開口し、縦置
、横置兼用形としたことを特徴とする密閉形スクロール
圧縮機。
　４．給油経路が、背圧室に流れる流路と、下部軸受部
を介して低圧室へ流れる流路にてなる特許請求の範囲第
３項記載の密閉形スクロール圧縮機。