JPH02196182A - スクロール型流体装置 - 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、冷凍装置の圧縮機等に用いられるスクロール
型流体装置に関し、特に、その流体吐出構造の改良に関
する。

（従来の技術） 一般に、例えば、冷凍装置における圧縮機にはスクロー
ル型流体装置が用いられているものがあり、このスクロ
ール型流体装置は第２図に示すように、密閉ケーシング
（ａ）内に該密閉ケーシング（ａ）の内部空間を上下２
室（ｐ）、（ｎ）に分割する固定スクロール（ｂ）およ
び公転スクロール（ｃ）が収納されていると共に、該固
定スクロール（ｂ）および公転スクロール（Ｃ）は鏡板
（ｄ）、　　（ｅ）の前面に各々ラップ（ｆ）、（ｇ）
がインボリュート曲線状に立設されて成り、両鏡板（ｄ
）、（ｅ）の前面を対面させると共に、互いに両ラップ
（ｆ）、Ｃｇ）を噛合させ、該両ラップ（ｆ）、　　（
ｇ）の側面を多点接触させることで、その接触部間に圧
縮室（ｈ）を形成している。

更に、上記固定スクロール（ｂ）における鏡板（ｄ）の
略中央部には圧縮室（ｈ）に連通ずる冷媒の流出口（ｉ
）が開設される一方、上記公転スクロール（Ｃ）は鏡板
（ｅ）の背面側に設けられたフレーム（ｊ）に支持され
ると共に、該鏡板背面には電動機（ｋ）が取付けられた
クランク軸（ｉｔ）が偏心して連接されており、上記ク
ランク軸（１））の回転により公転スクロール（Ｃ）が
固定スクロール（ｂ）に対して自転することなく公転し
、上記圧縮室（ｈ）が収縮するように構成されている。

そして、この第２図に示すものはケーシング（ａ）内を
低圧とするようにした低圧ドーム型のものであり、該低
圧ドーム型のものは冷媒吸入管（ｍ）が密閉ケーシング
（ａ）内の下部空間（ｎ）に開口して接続されて成り、
冷媒吐出管（ｏ）が密閉ケーシング（ａ）向上部空間（
ｐ）に開口して接続されている。そして、冷媒吸入管（
ｍ）から上記下部空間（ｎ）に吸入された冷媒は上記フ
レーム（ｊ）に穿設された冷媒流入路（ｑ）から冷媒の
吸込室（ｒ）に流入した後、圧縮室（ｈ）内で圧縮され
、固定スクロール（ｂ）の流出口（ｉ）から密閉ケーシ
ング（ａ）内の上部空間（ｐ）に流出して、該上部空間
（ｐ）を経て、冷媒吐出管（０）から吐出するようにな
っている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、上述したようなスクロール型の流体装置にあっ
ては、冷媒流入路（ｑ）から吸込室（ｒ）に流入した冷
媒は、圧縮室（ｈ）で圧縮されて高温となり、この高温
の冷媒ガスが上部空間（ｐ）に流入するので固定スクロ
ール（ｂ）の鏡板背面側が高温雰囲気に、常時晒される
ことになる。しかも、電動機（ｋ）から発する熱を受け
ているため、上部空間（ｐ）内に位置する高温高圧の冷
媒の熱が上記固定スクロール（ｂ）の鏡板（ｄ）から熱
伝導（矢印参照）して圧縮室内の冷媒ガスが加熱され、
膨張して密度が大きくなるので、容積効率が低下してお
り、この容積効率の低下に伴い、圧縮効率が低下すると
いう問題があった。また、特開昭６３−３６０８４号公
報に示されるように、固定スクロールを密閉ケーシング
の上面に接触させて、その放熱性を向上させたものもあ
るが、この場合にあっても、上述したような圧縮室内の
冷媒ガスへの悪影響に関しては解決されたものではない
。

そこで、本発明は、密閉ケーシング内を全域に亘って低
圧空間とし、更には固定スクロールの流出口とケーシン
グの冷媒吐出口とを冷媒吐出管によって直結して上記固
定スクロールの鏡板背面側を高温にせず、冷媒への熱影
響を低減させるスクロール型流体装置を得ることを目的
とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明が講じた手段は、
以下に述べるとおりである。

請求項（１）記載の発明にあっては、第１図に示すよう
に、流体吸入口（５）および流体吐出口（６）を有する
密閉の低圧ケーシング（２）内に固定スクロール（７）
と公転スクロール（８）とが収容され、該両スクロール
（７）、　　（８）は各々鏡板（７ａ）、　　（８ａ）
の前面にラップ（７ｂ）。

（８ｂ）が立設されて形成されると共に、各ラップ（７
ｂ）、　　（８ｂ）を噛合して並設される一方、上記公
転スクロール（８）の鏡［（８ａ）の背面（８ｄ）にク
ランク軸（１０）が連結され、該クランク軸（１０）の
回転により上記公転スクロール（８）を固定スクロール
（７）に対して自転することなく公転するように構成さ
れたスクロール型流体装置を前提とし、上記固定スクロ
ール（７）は鏡板（７ａ）の背面（７ｇ）とケーシング
（２）との間に所定間隔が存するように配設されていて
、該ケーシング（２）内における固定スクロール（７）
の鏡板（７ａ）の背面側が流体吸入口（５）と連通ずる
低圧空間に形成されており、一方、上記固定スクロール
（７）に形成された流出口（７ｃ）とケーシング（２）
の流体吐出口（６）とが吐出管（１４）によって直結さ
れて構成されている。

請求項（２）記載の発明にあっては、同じく第１図に示
すように、上記請求項（１）記載のスクロール型流体装
置において、吐出管（１４）は、外管（１４ａ）と該外
管（１，４ａ　）に間隙を存して配設された内管（１４
ｂ）とでなる二重管構造で構成されていることを特徴と
する 請求項（３）記載の発明にあっては、上記請求項（１）
または（２１記載のスクロール型流体装置において、固
定スクロール（７）の鏡板（７ａ）は、流出口（７ｃ）
の周縁部が薄肉に形成されて凹部（７ｆ）が刳設され、
該凹部（７ｆ）に吐出管（１４）の端部が挿入されてい
ることを特徴とする請求項（４）記載の発明にあっては
、上記請求項（１）または（２）記載のスクロール型流
体装置において、固定スクロール（７）の鏡板（７ａ）
は、流出口（７ｃ）周縁部より外周側が厚肉に形成され
ていることを特徴とする。

（作用） 上記構成による作用を以下に述べる。

先ず、請求項（１）記載の発明においては、流体装置の
駆動に伴い、クランク軸（１０）を回転させると、該回
転に伴って公転スクロール（８）が固定スクロール（７
）に対して公転運動し、例えば、冷媒を圧縮して高圧状
態にし、固定スクロール（７）に形成された流出口（７
ｃ）から吐出管（１４）を経て冷媒回路中に吐出する。

このとき、固定スクロール（７）の鏡板（７ａ）の背面
（７ｇ）側が冷媒膜入日（５）と連通して低圧空間に形
成されているために、該鏡板（７ａ）の背面と圧縮冷媒
とは接触せず、各スクロール（７）。

（８）内の冷媒の温度を上昇させることがないため、冷
媒が熱膨張して体積効率が低下することなく、圧縮機の
効率が向上する。

一方、請求項（ａ記載の発明においては、吐出管（１４
）は、外管（１４ａ）と該外管（１４ａ）に間隙を存し
て配設された内管（１４ｂ）とでなる二重管構造で構成
されているために、外管（１４ａ）の内周面と内管（１
４ｂ）の外周面との間で冷媒が滞留し、内管（１４ｂ）
内を流通する冷媒のケーシング内部空間への熱伝導を抑
制して、冷媒の体積効率の向上に寄＋５する。

また、請求項（３）記載の発明においては、固定スクロ
ール（７）の鏡板（７ａ）は、流出口（７ｃ）の周縁部
が薄肉に形成されて四部（７ｆ）が形成され、該凹部（
７ｆ）に吐出管（１４）が挿入されているために、上記
流出口（７ｃ）から吐出管（１４）へ流入されるされる
圧縮冷媒と鏡板（７ａ）との接触面は上記薄肉に形成さ
れている四部（７ｆ）の厚さ部分のみであって、熱伝導
面積が小さいことから、鏡板（７ａ）への熱伝導が抑制
される。

更に、請求項（４）記載の発明においては、固定スクロ
ール（７）の鏡板（７ａ）は、圧縮冷媒流出口（７ｃ）
周縁部より外周側が厚肉に形成されているために、ケー
シング内部空間が高温になった場合でもその熱は各スク
ロール（７）、　　（８）　内の冷媒に伝導し難く、体
積効率の向上がなされる。

（実施例） 以下、本発明における一実施例を図面に沿って説明する
。

第１図に示すように、（１）はスクロール型圧縮機で、
冷凍機に用いられ、冷媒ガスを高圧に圧縮して吐出して
いる。

該スクロール型圧縮機（１）は、密閉ケーシング（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、上記密閉ケーシング（２）の側面の吸入
口（５）には吸入管（５ａ）が接続されており、上面に
は吐出口（６）が開口されている。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）は電動
機（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）および公転スクロール（８）
は鏡板（７ａ）、　　（８ａ）の前面にラップ（７ｂ）
、　　（８ｂ）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（７ａ）、（８
ａ）の前面を対面させて上下に並設され、両ラップ（７
ｂ）、　　（８ｂ）が噛合されると共に、該両ラップ（
７ｂ）、　　（８ｂ）の側面が多点接触し、その接触部
間に圧縮室（３ａ）が形成されている一方、固定スクロ
ール（７）の中央部には上記圧縮室（３ａ）と密閉ケー
シング（２）の鏡板背面側とを連通ずる流出口（７ｃ）
が設けられている。また、該固定スクロール（７）は鏡
板（７ａ）の外周縁にフランジ（７ｄ）が連設され、該
フランジ（７ｄ）にて上記密閉ケーシング（２）の内周
面に固定され、また、上記公転スクロール（８）の鏡板
（８ａ）の背面（８ｄ）にはスクロール軸（８Ｃ）が突
設されている。

一方、上記密閉ケーシング（２）の中央部には公転スク
ロール（８）の背面側に位置して支持フレーム（１１）
が取付けられると共に、上記クランク軸（１０）が軸受
（１２）を介して該支持フレーム（１１）に上下方向に
嵌挿されている。そして、該クランク軸（１０）はクラ
ンク主軸（１０ａ）に電動機（９）が取付けられると共
に、クランク主軸（１０ａ）の軸心（０２）より偏心し
て連結ビン（１０ｂ）が突設されている。この連結ビン
（１０ｂ）には中央に軸受孔（１０ｃ）が穿設されてお
り、該軸受孔（１０ｃ）に上記スクロール軸（８ｃ）が
嵌入されて、該スクロール軸（８ｃ）はその軸心（０１
）がクランク主軸（１０ａ）の軸心（０２）より偏心し
て構成されている。

また、上記支持フレーム（１１）は外周部がケーシング
内周面に固着されて支持されると共に、外周部上面が固
定スクロール（７）のフランジ下面に密着されている。

そして、該支持フレーム（１１）の上面には段差部（１
１ａ）が形成され、該段差部（ｌｌａ）に上記公転スク
ロール（８）の鏡板（８ａ）が設置されて、該公転スク
ロール（８）が支持フレーム（１１）に支持されている
。

更に、支持フレーム（１１）の段差部（ｌｌａ）と公転
スクロール（８）の鏡板（８ａ）との間にはオイルダム
機構（１３）が設けられ、公転スクロール（８）が固定
スクロール（７）に対して自転することなく公転のみ行
うように構成される一方、上記ラップ（７ｂ）、（８ｂ
）の外側と固定スクロール（７）のフランジ（７ｃ）と
の間がフレーム（１１）背面に連通した冷媒の吸込室（
３ｂ）に形成されている。更に、上記支持フレーム（１
１）には段差部（１１ａ）の下方にバランサ室（１ｌ　
ｂ）が形成されており、該バランサ室（１ｌ　ｂ）内に
位置してバランサ（１０ｄ）が連結ビン（１０ｂ）の側
部に設けられている。

また、上記固定スクロール（７）は鏡板（７ａ）がケー
シング（２）の内部上面と所定間隔を存するように配設
されると共に、フランジ（７ｄ）と支持フレーム（１１
）との各々の外周縁の一部はケーシング内周面と所定間
隙を存して離隔されて開口部（７ｅ）、（ｌｉｅ）が設
けられており、該密閉ケーシング（２）の内部空間（２
ａ）を均一な圧力状態に形成するように構成されている
。

また、上記密閉ケーシング（２）内の底部には各軸受部
へ供給される潤滑油（０）の貯留部（２ｂ）が形成され
ている。

次に、本発明の特徴である冷媒ガスの吐出構造について
説明する。

上記流出口（７ｃ）の周縁部には、固定スクロ−ル（７
）の鏡板（７ａ）の背面（７ｇ）が創設されて円形の四
部（７ｆ）が形成されて、ケーシング（２）の上下方向
に薄肉に形成される一方、その四部（７ｆ）の外周側は
厚肉に形成されている。そして、該凹部（７ｆ）には、
上記圧縮室（３ａ）とケーシング（２）の吐出口（６）
とを連通ずる吐出管（１４）の一端部が挿入され、」−
配流出口（７ｃ）と吐出口（６）とが、この吐出管（］
４）によって直結されている。また、上記四部（７ｆ）
の孔径は、本圧縮機（１−）の正常運転を確保するため
に、以下の式に示すように設定される。

ｙｒＤ２　（Ｐｄ−Ｐｓ）／４＞Ｆａ−・−・■（Ｄ：
凹部孔径、Ｐｄ：冷媒吐出圧力、Ｐｓ：冷媒吸入圧力、
Ｆａ：圧縮室内の圧力が固定スクロールを公転スクロー
ルから引離そうとする力） 更に、上記吐出管（１４）は外管（１４ａ）と内管（１
４ｂ）からなる二重管構造で形成されており、外管（１
４ａ）は上端がケーシング（２）の吐出ＩＸＩ　（６）
の周縁に溶着されていると共に、下端付近がリング状の
シール部材（１５）を介して上記四部（７ｆ）の内周面
に圧入されて圧縮室（３ａ）とケーシング内部空間（２
ａ）とを隔離（７ている。一方、内管（１４ｂ）は上記
外管（１４ａ）の内径より小径の筒体で形成され、上記
外管（１，４ａ　）の内周面と小間隙を存して配置され
、該内管（１４ｂ）の上端部の外周面にはフランジ（１
４ｃ）が突設されて上記外管（１４ａ）の下端面に溶着
されており、一方、下端面は上記四部（７【）の底面と
小間隙を存している。

次に、上記構成による本装置の作動について説明する。

先ず、本スクロール型圧縮機（１）の駆動時においては
、電動機（９）の駆動に伴いクランク軸（１０）が回転
し、この回転によって公転スクロール（８）が固定スク
ロール（７）に対して自転することなく公転して吸入管
（５ａ）からケーシング内部空間（２ａ）に吸入された
冷媒を支持フレーム（１１）に穿設された冷媒流入口（
１１，ｄ）から上記吸込室（３ｂ）を紅で、両スクロー
ル（７）、（８）間に形成される圧縮室（３ａ）内で圧
縮して固定スクロール（７）の流出口（７ｃ）から流出
して、吐出管（１４）の内管（１４ｂ）内部を通過して
冷媒回路中に吐出する。この時、固定スクロール（７）
の背面側空間は吸入管（５ａ）と連通した低圧低温とな
っていることから固定スクロール（７）の鏡面（７ａ）
の背面（７ｇ）は圧縮室（３ａ）内で圧縮された高温の
冷媒と直接接触することはなく、鏡板（７ａ）の温度」
二重は抑制されている。また、上記四部（７ｆ）が形成
されていることにより、流出口（７ｃ）から吐出管（１
４）側へ送られる高温の冷媒と鏡板（７ａ）との接触部
は、この四部（７ｆ）の底部分における厚さ寸法のみで
あるために、熱伝導部分が小さく、これによっても鏡板
（７ａ）の温度上昇が抑制される。更に、ここで、圧縮
室（３ａ）から吐出管（１４）に送られる冷媒は、その
一部が外管（１４ａ）の内周面と内管（１４ｂ）の外周
面との間の円筒状空間（１４ｄ）に流入されて滞留する
。従って、この滞留により、内管（１，４ｂ　）内を通
過する高温の冷媒の熱は自然対流および輻射による放熱
のみでしか伝えられないため、外管（１４ａ）に熱伝導
され難くなり、固定スクロル（７）の背面側空間の温度
上昇を抑制し、ひいては、固定スクロール（７）の温度
上昇の抑制に繋る。また、上記四部（７ｆ）の外方部は
厚肉に形成されていることで、ケーシング内部空間（２
ａ）が高温になった場合にあっても、その熱は圧縮室（
３ａ）および吸込室（３ｂ）へは伝達され難く構成され
ている。

このように、上記構成によれば、固定スクロール（７）
の温度上昇を抑制することで該固定スクロール（７）の
熱が吸込室（３ｂ）に流入される冷媒の温度を上昇させ
ることを抑制して、その体積効率が向上され、圧縮機の
性能が向上する。

尚、上述したものは吐出管を二重管で構成したが、本発
明はこれに限らず、三重管、場合によっては一重管とし
てもよい。

（発明の効果） 上述したように、本発明によれば、以下のような効果を
発揮するものである。

先ず、請求項（１）記載の発明においては、固定スクロ
ールの鏡板の背面側が流体吸入口と連通して低圧空間に
形成されているために、該鏡板の背面と圧縮流体とは接
触せず、各スクロール内の流体の温度を上昇させること
がないため、冷媒が熱膨張して体積効率が低下すること
なく、圧縮機の効率の向上が図れる。

一方、請求項（′２Ｊ記載の発明においては、外管の内
周面と内管の外周面との間で流体が滞留し、内管内を流
通する冷媒のケーシング内部空間への熱伝導を抑制して
、冷媒の体積効率の向上に寄与する。

また、請求項（３）記載の発明においては、上記冷媒流
出口から吐出管へ流入されるされる圧縮冷媒と鏡板との
接触面は上記薄肉に形成されている四部の厚さ部分のみ
であって、熱伝導面積が小さいことから、鏡板への熱伝
導が抑制される。

更に、請求項（４）記載の発明においては、固定スクロ
ールの鏡板は、圧縮冷媒流出口周縁部より外周側が厚肉
に形成されているために、ケーシング内部空間が高温に
なった場合でもその熱は各スクロール内の冷媒に伝導し
難く、体積効率の向上がなされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるスクロール型圧縮機の
縦断面図である。第２図は従来の低圧ドーム型圧縮機の
縦断面図である。 （１）・・・スクロール型圧縮機 （２）・・・密閉ケーシング （５）・・・吸入口（流体吸入口） （６）・・・吐出口（流体吐出口） （７）・・・固定スクロール （８）・・・公転スクロール （７ａ）、　　（８ａ）・・・鏡板 （７ｂ）、　　（８ｂ）・・・ラップ （７ｃ）・・・流出口 （７ｆ）・・・四部 （７ｇ）、（８ｄ）・・・背面 （１０）・・・クランク軸 （１４）・・・吐出管 （１４ａ）・・・外管 （１４ｂ）・・・内管 第２図 （１）・・・スクロール型圧縮機 （２）・・・密閉ケーシング （５）・・・吸入口（流体吸入口） （６）・・・吐出口（流体吐出口） （７）・・・固定スクロール （８）・・・公転スクロール （７ａ）　　　（８ａ）　　・鏡板 （７ｂ）、（８ｂ）・・ラップ （７ｃ）・・・流出口 （７ｆ）・・・凹部 （７ｇ）、（８ｄ）・・背面 （１０）・・クランク１山 （１４）・・・吐出管 （１４ａ）・・・外管 （１４ｂ＞・・・内管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体吸入口（５）および流体吐出口（６）を有す
   る密閉の低圧ケーシング（２）内に固定スクロール（７
   ）と公転スクロール（８）とが収容され、該両スクロー
   ル（７），（８）は各々鏡板（７ａ），（８ａ）の前面
   にラップ（７ｂ），（８ｂ）が立設されて形成されると
   共に、各ラップ（７ｂ），（８ｂ）を噛合して並設され
   る一方、上記公転スクロール（８）の鏡板（８ａ）の背
   面（８ｄ）にクランク軸（１０）が連結され、該クラン
   ク軸（１０）の回転により上記公転スクロール（８）を
   固定スクロール（７）に対して自転することなく公転す
   るように構成されたスクロール型流体装置において、上
   記固定スクロール（７）は鏡板（７ａ）の背面（７ｇ）
   とケーシング（２）との間に所定間隔が存するように配
   設されていて、該ケーシング（２）内における固定スク
   ロール（７）の鏡板（７ａ）の背面（７ｇ）側が流体吸
   入口（５）と連通する低圧空間に形成されており、一方
   、上記固定スクロール（７）に形成された流出口（７ｃ
   ）とケーシング（２）の流体吐出口（６）とが吐出管（
   １４）によって直結されていることを特徴とするスクロ
   ール型流体装置。
2. （２）上記請求項（１）記載のスクロール型流体装置に
   おいて、吐出管（１４）は、外管（１４ａ）と該外管（
   １４ａ）に間隙を存して配設された内管（１４ｂ）とで
   なる二重管構造で構成されていることを特徴とするスク
   ロール型流体装置。
3. （３）上記請求項（１）または（２）記載のスクロール
   型流体装置において、固定スクロール（７）の鏡板（７
   ａ）は、流出口（７ｃ）の周縁部が薄肉に形成されて凹
   部（７ｆ）が刳設され、該凹部（７ｆ）に吐出管（１４
   ）の端部が挿入されていることを特徴とするスクロール
   型流体装置。
4. （４）上記請求項（１）または（２）記載のスクロール
   型流体装置において、固定スクロール（７）の鏡板（７
   ａ）は、流出口（７ｃ）周縁部より外周側が厚肉に形成
   されていることを特徴とするスクロール型流体装置。