JPS6352237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は冷凍空調用（ルームエアコン、パツ
ケジエアコン、チラーユニツト、冷凍冷蔵ユニツ
ト、冷蔵庫用等）又はヘリウム液化用等の密閉形
スクロール圧縮機に関するものである。

〔従来の技術〕

密閉形スクロール圧縮機には、圧縮要素と圧縮
室内部とを除いてチヤンバ内および背圧室全体を
中間圧とした全中間圧半密閉方式（第１図に示す
もの）と、圧縮室内部を除いて他の部分全体を吸
入圧とした低圧チヤンバ全密閉方式（例えば公開
特許昭53−35840）とがある。

密閉形圧縮機は、圧縮要素部本体および駆動源
であるモータを一つの密封されたチヤンバ内に収
納して構成される。空調用密閉形圧縮機では一般
に駆動軸は鉛直に配置するが、これは圧縮機の構
成要素の各摺動部分の潤滑に必要な油を圧縮機自
体のチヤンバ底部に溜めて保有すると共に、これ
を軸端より吸引して各摺動部分に供給できるよう
にするためである。この発明に係るスクロール圧
縮機も基本的には上記と同じ構成をとつている。

密閉形スクロール圧縮機の基本構成を、第１図
に示す全中間圧チヤンバ方式について説明する。
スクロール圧縮機は、円板状の鏡板１にインボリ
ユート曲線あるいはこれに近似の曲線からなる渦
巻状のラツプ２を直立させて形成した固定スクロ
ール３と、円板状の鏡板４にラツプ２と同一形状
のラツプ５を直立させてなる旋回スクロール６と
を、互いにラツプ２および５を内側に向けてかみ
合わせ、また旋回スクロール６の自転を阻止し、
旋回スクロールの中心が固定スクロール３の中心
のまわりを遊星円運動するよう、オルダムリング
７を固定スクロール３が固定されている静止部分
（この例ではフレーム９）と旋回スクロール６と
の間に設けたものである。一方チヤンバ１３に圧
入あるいはその他の方法で固定されたフレーム９
の中心の軸受部９ａには、前記旋回スクロール６
を駆動するためのクランクシヤフト８が支持さ
れ、クランクシヤフトのピン部すなわちクランク
ピン８ａは旋回スクロールの鏡板ボス部の内部に
形成された軸受部４ａに挿入されている。クラン
クシヤフト８の中心は固定スクロール３の中心と
一致しており、クランクピン８ａの中心は旋回ス
クロール６の中心に一致している。クランクシヤ
フト８の中心とクランクピン８ａの中心との距離
は、旋回スクロール６の遊星円運動の半径、すな
わち旋回半径となる。クランクシヤフト８の回転
力はこれに固定されたロータ１１により与えら
れ、ロータ１１の回転力はハーメチツクターミナ
ル（図示せず）を介してステータ１２の巻線に供
給される電気的エネルギーにより得られる。すな
わちロータ１１とステータ１２とによりモータが
構成されている（なお１０はバランスウエイト）。

クランクシヤフト８のクランクピン８ａと反対
側の端には、図に示すごとく揚油のための揚油チ
ツプ１８が設けられ、クランクシヤフト８の内部
には軸中心線に対して傾いた揚油孔１９が形成さ
れている。これによりチヤンバ１３の底部に溜め
られた潤滑油２０を、主として回転の遠心力によ
り揚油孔１９に連通する油供給孔２１および２２
を通じて軸受９ａおよび４ａの摺動面に供給す
る。

ラツプ２および５の渦巻きが固定スクロール３
側から見て反時計方向に形成されているとして、
旋回スクロール６の中心が固定スクロール３の中
心のまわりに（固定スクロール側から見て）時計
方向に旋回運動すると、両鏡板１，４および両ラ
ツプ２，５の間に形成される密閉空間すなわち圧
縮室１５は、ラツプ２，５の巻終り端での最大容
積から中心に向かつて移動しながら縮小する。こ
の運動をくり返すことにより吸入口１４から低圧
ガスを吸引し、吐出口１６から高圧ガスとして吐
出することができる。しかし、この装置が作動し
ている状態では、固定スクロール３と旋回スクロ
ール６とを引離そうとする力が圧縮室１５内の流
体圧により発生する。従つてこのままでは両スク
ロール３および６は離れてしまい正常な圧縮動作
が不可能になるので、ガス圧あるいは油圧等の流
体力、又はバネ力等の機械力を旋回スクロール６
の反ラツプ面に作用させ、両者３および６を離れ
ないように保持しなければならない。この力をガ
ス圧で与えようとする場合、第１図に示すように
旋回スクロールの鏡板４に圧縮室の一部と旋回ス
クロール６の反ラツプ側の空間（背圧室２５）と
を連通する小孔（背圧孔１７）を設け、圧縮室の
圧力（中間圧）を背圧室２５に導くことによつて
達成している。

圧縮機の安定した作動を保障するには、各摺動
要素の摺動面への潤滑油の供給、特に軸受部９ａ
および４ａへの供給が必要である。しかし、チヤ
ンバ底部に溜まる潤滑油２０の量には制限があ
り、また軸受９ａおよび４ａに供給された油は軸
受部から洩出した後、背圧室２５からミスト状と
なつてオルダムリング７および両鏡板１，４の摺
動面の潤滑に供せられるが、その一部は両鏡板
１，４の摺動面から吸入室へ又は、背圧孔１７か
ら圧縮室１５へと入込み、吐出ガスと共に外部へ
送出されてしまうため、チヤンバ１３の底部の潤
滑油の量は次第に減少して揚油が不可能になる。
このため第１図に示す例では圧縮機の外部に吐出
配管に接続する油分離器（図示せず）を設置し、
分離した油をチヤンバ１３の内部へ油戻し管２４
を通じて戻すようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の全中間圧方式の圧縮機では、機械各部の
摺動部特に軸受部分を潤滑する油を分離する機能
を圧縮機自体の内部に有していない。すなわち吐
出ガスを一度油分離器（図示せず）に導き、ここ
でガスと潤滑油とを分離した後、油分離器より油
戻し管２４を通じて潤滑油をチヤンバ１３の底部
に戻す必要がある。このようにしないとチヤンバ
底部の潤滑油は数分程度でなくなつてしまい、軸
受の潤滑が行なわれなくなつて軸受が焼付き、圧
縮機は機能を失うことになる。またモータの冷却
の大部分を潤滑油を介して行なわなければならな
いので、油冷却器も必要である。

従来の全低圧チヤンバ方式の圧縮機（前記引用
例）では吸入ガスを最初チヤンバ内のモータ室に
導き、ここでガスと油との分離を行なうようにし
ており、同時に吸入ガスによりモータの冷却を行
なわせている。この場合の問題点としては、(1)吸
入ガスの過熱が大となつて性能低下が著しい。(2)
圧縮室内部のガス圧による旋回スクロールの固定
スクロールからの離脱を、機械的方法（引用例の
場合はスラスト軸受）で拘束する必要がありこの
ため機械的損失（摺動摩擦損失）が大きくなる。
等がある。また、油が混合している圧縮ガスを吐
出室に吐出し、ここで油とガスとに分離し、ガス
は直接吐出室から外部に排出し、油は、下方のモ
ータ室に落下させるものが知られている。（特開
昭55−46081号） しかし、吐出室からら直接ガスを外部に排出し
ているので、モータ室の内部はガスが淀み、その
ままではモータの発生する熱を外部に放出するこ
とが難しい。

また、ガスが吐出室から直接外部に排出される
ので、吐出室内に浮遊している油滴が排出される
ガスの流れに随伴されて外部に排出されるすなわ
ち、油分離が充分に行なわれなくなる恐れが高
い。

本発明の目的は、簡単な構成により油と圧縮ガ
スとの再混合を防止し、もつて良好な油分離を行
い得る密閉形スクロール圧縮機を提供することに
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の上記の目的は、吐出室とモータ室と
が通路を介して連絡されているものにおいて、前
記通路は、吐出室内の上部に開口し、主に、吐出
室内のガスをモータ室に導く第１の通路と、前記
第１の通路における吐出室内の開口位置よりも低
い位置に開口し、主に吐出室の油をモータ室に導
く第２の通路とで構成することにより達成され
る。

〔作用〕

上記構成により、吐出室で分離した圧縮ガスと
油とは、それぞれ第１および第２の通路を介して
モータ室に導かれるので、吐出室で分離したガス
と油がモータ室に流れ込む際に再び混合すること
がなくなるとともに、油をモータ室の底の領域に
導入することが容易となり、良好な油分離を行う
ことができる。

〔実施例〕

以下この発明の一実施例を第２図〜第５図によ
り説明する。

第２図はこの発明の第１の実施例を示す。この
実施例においてチヤンバ１３は固定スクロール３
およびフレーム９の外径に等しい内径を有し、第
１図の例に比べて長さを上方に増すことにより入
口端は固定スクロールの鏡板１の反ラツプ面より
も上方に位置しており、この入口端をふさぐ蓋チ
ヤンバ３０と共に、固定スクロールの鏡板１の反
ラツプ側に吐出室３１を形成している。このよう
な空間３１を設けることにより、ガスと潤滑油と
の分離が可能である。固定スクロールの鏡板１の
反ラツプ側外周部の厚さは中央部分に比べて小く
されており、これにより分離後の油を溜める油溜
溝３２がチヤンバ１３の内周面との間に形成され
る。またこの油溜溝３２の底面から固定スクロー
ルの鏡板およびフレームを鉛直方向に貫通する油
抜き穴３５および３６を設けてあり、これを通つ
て溜まつた油３３はモータ上部の空間（上部モー
タ室）４３ａへ流れる。ガスは蓋チヤンバ３０を
貫通して接合され、吐出室３１の上方に開口した
吐出ガス取出管４０から一度チヤンバ１３の外部
へ導き、冷却した後、あるいはそのままで再び戻
し管４１を通じてチヤンバ１３の内部へ戻す。こ
れによりモータ室の冷却と油の再分離とを行なわ
せ、ガスは最終的に吐出配管４２から外部へ取出
す。従つてこの実施例では、吐出室３１を設けた
ことにより、配管４０から４１に到る１系統のガ
ス配管を付加するのみで、チヤンバ１３と蓋チヤ
ンバ３０とで形成される密閉空間内でガスと油と
の分離を行なうことが可能となる。旋回スクロー
ル６の固定スクロール３に押付ける力は、第１図
の場合と同様に、旋回スクロールの鏡板４に設け
られた背圧孔１７から導かれたガス圧と、揚油孔
１９を通つて旋回スクロール５とクランクシヤフ
ト８との係合部に流入した油圧（ほぼ吐出圧）と
によつて得られる。背圧室２５は中間圧に保つ必
要があり、上部モータ室４３ａ等の他の高圧の部
分に対してシールされる。このため固定スクロー
ル３とフレーム９との接合面は、パツキン又はＯ
リング（図示せず）によりシールされる。クラン
クシヤフト８の摺動面１９から軸受９ａおよび４
ａに供給される潤滑油には高圧状態で油に溶込ん
だガスあるいは液が混入しており、背圧室２５内
に洩出した油からこれらが分離して背圧室２５内
の圧力を高めるおそれが考えられる。しかし軸受
隙間あるいは軸受の長さを調整する等により洩れ
量を一定限度におされ、また背圧孔１７の位置を
若干低圧側に移す等により背圧を所定の圧力に保
つことができる。

第３図に示す実施例は第２図に示した実施例を
発展させたもので、ガスと油との分離をさらに積
極的に行なうものであり、吐出室３１に油分離エ
レメント３９を設置している。分離された油は固
定スクロールの鏡板１およびフレーム９の外周部
に設けられた切欠き４４および４５から油取出管
４６を通じて一度外部へ取出し、油戻し管４７に
よりモータ下部の空間（下部モータ室）４３ｂに
戻す。このように構成することにより吐出室３１
における油の分離が良好になり、また第２図の実
施例において起り得る上部モータ室４３ａでのガ
スと油との再混合のおそれもない。従つてさらに
有効な油の分離が可能となる。さらに油取出管４
６および戻し管４７の系路に放熱器（図示せず）
を設ければ、油の冷却も可能である。

第４図に示す実施例は第２図および第３図の実
施例をさらに発展させたもので、吐出室（上記吐
出室３１ａおよび下部吐出室３１ｂ）からのガス
および油の上部モータ室４３ａおよび下部モータ
室４３ｂへの導入を、外部配管によらずすべてチ
ヤンバ内で行なうものである。ガスは油分離エレ
メント３９の上部すなわち上部吐出室３１ａに開
口する吐出パイプ５５から、固定スクロールの鏡
板１およびフレーム９を貫通するガス通路穴５４
および５３を通じて上部モータ室４３ａに送ら
れ、油は同様に固定スクロールの鏡板１およびフ
レーム９を貫通する油抜き穴５３および３６と継
ぎパイプ５２と通じて下部モータ室４３ｂに送ら
れる。従つてこの構成によれば、ガスと油との分
離が第３図の実施例の場合はほぼ同等に行なわれ
る上、外部配管を必要としない利点がある。

第５図の実施例はガスと油との分離に関しては
基本的に第４図の実施例と変わらないが、第４図
の実施例における吐出パイプ５５を不要とするも
のである。すなわち固定スクロールの鏡板１の中
央部（ここに吐出口１６が設けられている）と外
周部とに厚肉部５８および５７を設け、中央厚肉
部５８の周辺に油溜６１を形成する。この油溜６
１に溜まつた油は、固定スクロールの鏡板１に設
けられた縦穴６２および６４、横穴６３、および
フレーム９に設けられた貫通穴３６の各油抜き
穴、および継ぎパイプ５２を通じて下部モータ室
４３ｂに送られる。油溜６１の外周部には、リン
グ状の油分離エレメント３９′を配置する。吐出
口１６から吐出されたガスは油分離エレメント３
９′に衝突して油を分離され、同エレメントの外
側の空間３１ａに抜ける。油を分離されたガス
は、固定スクロールの鏡板１およびフレーム９の
外周部に設けられた丸穴もしくは角形切欠き状の
吐出ガス通路６５および６６を通つて上部モータ
室４３ａへ流入する。

上記のようにこれらの実施例によれば密閉形ス
クロール圧縮機において圧縮機自体に油分離およ
び油供給手段を設けたことにより、吐出ガスによ
つてモータを冷却し、かつ密閉チヤンバ内での油
分離と潤滑を確実に行なう課題が達成され、効果
が極めて大である。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば簡単な構成によ
り油と圧縮ガスの再混合を防止し、もつて油分離
を良好に行うことができる密閉形スクロール圧縮
機を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、密閉形スクロール圧縮機の基本構成
を示す縦断面図、第２図〜第５図は、それぞれこ
の発明の種々の実施例を示す縦断面図である。 １，４……鏡板、２，５……ラツプ、３……固
定スクロール、６……旋回スクロール、８……ク
ランクシヤフト、９……フレーム、１３……チヤ
ンバ、３０……蓋チヤンバ、３１……吐出室、３
２……油溜溝、３５，３６，６２，６３，６４…
…油抜き穴、３９，３９′……油分離エレメント、
４３ａ……上部モータ室、４３ｂ……下部モータ
室、５２……継ぎパイプ、５３，５４……ガス通
路穴、５５……吐出パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いにラツプが向かい合つてかみ合つている
   固定スクロールと旋回スクロールとの両スクロー
   ルを境に、固定スクロールの反ラツプ側に吐出室
   を、この吐出室の反対側にモータ室をそれぞれ有
   し、圧縮ガスが吐出室に吐出され、その後吐出室
   から通路を介してモータ室に導入され、モータ室
   から外部に排出されるように構成された密閉形ス
   クロール圧縮機において、前記通路は、前記吐出
   室内の上部に開口し、主に吐出室内のガスをモー
   タ室に導く第１の通路と、前記第１の通路におけ
   る吐出室間の開口位置よりも低い位置に開口し、
   主に吐出室内の油をモータ室に導く第２の通路と
   で構成されたことを特徴とする密閉形スクロール
   圧縮機。 ２ 前記吐出室の内部に、第１の通路の吐出室に
   おける開口部と、前記固定スクロールに形成され
   た吐出口との間に位置する油分離要素を有する特
   許請求の範囲第１項記載の密閉形スクロール圧縮
   機。 ３ 前記第１の通路および第２の通路は、固定ス
   クロールの鏡板および該鏡板に結合されたフレー
   ムに設けられた貫通穴でそれぞれ構成されている
   ことを特徴とす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。