JPH0633787B2 - スクロ−ル気体圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は圧縮機の高圧側などで圧縮気体から分離した潤
滑油を圧縮室などに戻す装置を有するスクロール気体圧
縮機に関するものである。

従来の技術 低振動、低騒音特性を備えたスクロール圧縮機は、吸入
室が外周部に有り、吐出ポートが渦巻きの中心部に設け
られ、圧縮流体の流れが一方向で往復動式圧縮機や回転
式圧縮機のような流体を圧縮するための吐出弁を必要と
せず圧縮比が一定で、吐出脈動も比較的小さくて大きな
吐出空間を必要としないことが知られている。また、実
際のスクロール気体圧縮機などでは停止直後の逆転防止
のために吐出ポートや吸入通路などに逆止弁を設けて圧
縮流体の逆流を防止することも知られている（特開昭５
９−１９２８９０号公報、特開昭５９−１１０８８４号
公報）。

しかし、特に気体を圧縮する場合などは圧縮部の漏れ隙
間を小さくするために渦巻き部の寸法精度を極めて高く
する必要があるが、部品形状の複雑さ、寸法精度のバラ
ツキなどにより、スクロール気体圧縮機のコストが高く
性能のバラツキも大きいという問題があった。

そこで、この種の問題解決の方策として、圧縮途中の気
体漏れ防止のために潤滑油膜を利用したシール効果によ
り渦巻き部寸法精度の適性化と圧縮機性能の安定化を期
待することが大きく、第３図に示す構成が考えられ、吐
出室６７４に設けられた油分離エレメント６７２によっ
て圧縮気体に含まれる潤滑油を分離して固定スクロール
６０１の鏡板６０３上の油溜６７３に潤滑油を収集し、
固定スクロール６０１と旋回スクロール６０６との間の
摺動面６３１に差圧給油の後、吸入室699に潤滑油を流
入させて油膜のシール効果によって圧縮室内での圧縮気
体漏れを少なくする構成がある（特開昭５６−１６５７
８７号公報）。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の第３図のような気体通路に逆止弁を
設けず、固定スクロール６０１の鏡板６０３上の油溜６
７３の潤滑油を摺動面６３１を介して下部の吸入室６９
９に流入させる構成では、圧縮機停止直後に圧縮気体の
逆流により圧縮機が逆転をして圧縮効率の著しい低下を
招き、例え吐出ポートや吸入通路に逆止弁を設けたとし
ても種々の問題があった。すなわち、例えば特開昭５９
−１９２８９０号公報のように吐出ポートに逆止弁を設
けた場合には、圧縮機停止直後の圧縮室内が吸入側の圧
力になるので、油溜６７３の潤滑油が圧縮室内に流入を
続け、圧縮機内部が圧力バランスした後でも油溜６７３
の潤滑油がその自重によって長時間を要して徐々に吸入
室６９９を経由して吐出室に連通しない密閉空間に流入
・充満するので、圧縮機の冷時再始動時には潤滑油の粘
性が大きくて圧縮室の密封度が良く、始動トルクが極め
て高く、始動不能が生じたり、始動可能でも液圧縮が生
じて、圧縮機外部への潤滑油飛び出し、異常振動、異音
発生、圧縮機破損を招くなどの問題があった。また、例
えば特開昭５９−１１０８８４号公報のように逆止弁を
吸入通路に設けるだけの場合にも上記と同様に圧縮機内
部が圧力バランスした後の潤滑油の流入によって、圧縮
機冷時再始動時には始動不能が生じたり、圧縮機破損を
招くという問題があった。

そこで、本発明は気体の吸入通路の途中に逆止弁を設け
ると共に、給油通路の一部を油溜の油面よりも高くして
運転停止直後からの圧縮室への潤滑油流入を防止して、
始動時の振動・騒音特性、圧縮効率、耐久性に優れたス
クロール気体圧縮機を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題を解決するために本発明のスクロール気体圧縮
機は、吐出室の油溜、吐出室に通じる油溜、または中圧
室の油溜を上流側とし、その油溜よりも圧力が低く吐出
室に通ぜず且つ油溜と同等位置または低位置に配置され
た第１圧縮室、吸入室に通じる第２圧縮室、または吸入
室を下流側とする絞り通路を有する給油通路を設け、そ
の給油通路の一部を油溜の油面よりも高い位置に配置
し、吸入室よりも上流側の吸入通路の途中に逆止弁装置
を設けた構成である。

作 用 本発明は上記構成によって、圧縮機運転中はその差圧に
よって油溜の潤滑油が給油通路を通じて第１圧縮室また
は第２圧縮室または吸入室に供給され、圧縮室間の隙間
を油膜密封して圧縮気体漏れを防ぐ。そして圧縮機停止
後は逆止弁装置から吐出室までの空間が同じ圧力になっ
て差圧給油が停止し、圧縮機外部の配管系から圧縮気体
の凝縮液や潤滑油が差圧や自重などで油溜に流入して油
溜の液面が圧縮室よりも高くなる場合でも、圧縮室への
潤滑油や凝縮液の流入を防ぎ、再始動負荷を少なくして
始動時耐久性の向上を図るものである。

実施例 以下本発明の一実施例のスクロール気体圧縮機につい
て、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の実施例におけるスクロール気体圧縮機
の縦断面図を示し、第２図は第１図のＡ−Ａ線における
圧縮部の横断面図を示す。

第１図において、１、２は鉄製の密閉ケース、３は鉄製
のフレームでその外周面部で密閉ケース１、２と共に単
一の溶接ビード４によって溶接密封され密閉ケース１、
２内を上側の吐出室５と下側の駆動室６（低圧側）とに
仕切っている。

フレーム３に支承されインバータ電源（図示なし）によ
って運転制御されるモータ７により回転駆動される駆動
軸８の上端部の偏心穴９には旋回スクロール１０の旋回
軸１１が填め込まれ、旋回スクロール１０の自転阻止部
品１２が旋回スクロール１０とフレーム３に係合し、旋
回スクロール１０に噛み合う固定スクロール１３がフレ
ーム３に固定され、固定スクロール１３の鏡板１４には
吐出ポート１５が設けられ、鏡板１４の上面には仕切り
板３５およびその一端が吐出室５の底部で固定スクロー
ル１３の外周部に設けられた吐出室油溜１８に浸漬し他
端が油面拡散防止用の仕切り板３５によってその通路方
向に押圧された軟銅製のキャピラリチューブから成る給
油配管２６ａ、２６ｂが、吐出室５の上部に配置され密
閉ケース１に取り付けられ多数の小穴を有した傘状のパ
ンチングメタル１９の近傍にまで迂回させて取り付けら
れている。給油配管２６ａ、２６ｂの鏡板１４への接続
部は、鏡板１４に開設し一部が細径のインジェクション
穴３０ａ、３０ｂに圧入固定されている。

インジェクション穴３０ａ、３０ｂは、第２図のように
圧縮部のほぼ中央部に配置された吐出ポート１５に通ぜ
す圧縮部の外周部に配置された吸入室３３にも通じない
第１圧縮室３９ａ、３９ｂに開口し、その開口位置は互
いに圧縮進度が等しく配置されている。

密閉ケース１とパンチングメタル１９との間には細鉄線
から成るフヘルター２０が詰められ、吐出室５は密閉ケ
ース１の上端に設けられた吐出管２１を通じて外部の配
管系（冷凍サイクル配管系）を経て密閉ケース２の側面
に設けられた吸入管２２を通じて低圧側の駆動室６に連
通し、駆動室６の底部にはモータ室油溜２３が設けら
れ、偏心穴９とモータ室油溜２３とを連通する偏心油穴
２４を有した駆動軸８の下端がモータ室油溜２３に埋没
している。

駆動室６と吸入室３３とはフレーム３に設けられた吸入
通路Ａ５０と固定スクロール１３の鏡板１４に設けられ
た吸入通路Ｂ５１とで連通され、吸入通路Ｂ５１の上部
端には薄板製のフリーバルブ５２とコイルバネ５３から
成る逆止弁装置１６が配置され、フリーバルブ５２は吸
入冷媒ガスの流れがない場合にその自重とコイルバネ５
３の付勢力によって吸入通路Ａ５０を塞ぎ、吸入冷媒ガ
スの流速が大きい場合に吸入通路Ｂ５１の開度を広げる
ように移動する。

以上のように構成されたスクロール気体圧縮機につい
て、その動作を説明する。

第１図、第２図において、モータ７によって駆動軸８が
回転駆動されると旋回スクロール１０が旋回運動をし、
吸入室３３と吸入通路Ｂ５１の圧力が低下して駆動室６
との差圧が設定値を超えると、逆止弁装置１６が上側へ
移動して吸入室３３と駆動室６との間が連通する。その
後、圧縮機に接続した冷凍サイクルから吸入冷媒ガスが
吸入管２２を通して駆動室６に流入し、その中に含まれ
る潤滑油の一部が分離された後に吸入室３３に吸入さ
れ、この吸入冷媒ガスは旋回スクロール１０と固定スク
ロール１３との間に形成された圧縮室内に閉じ込めら
れ、旋回スクロール１０の旋回運動に伴って順次圧縮さ
れ中央部の吐出ポート１５を経て吐出室５へ吐出させ、
吐出冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一部はその自重およ
びパンチングメタル１９の小穴や細鉄線から成るフヘル
ター２０を通過する際にその表面に付着するなどして吐
出冷媒ガスから分離して吐出室油溜１８に収集され、残
りの潤滑油は吐出冷媒ガスと共に吐出管２１を経て外部
の冷凍サイクルへ搬出され、再び吸入ガスと共に吸入管
２２を通して圧縮機内に帰還する。

一方、駆動室６で吸入冷媒ガスから分離した底部のモー
タ室油溜２３に収集された潤滑油は駆動軸８の偏心油穴
２４による遠心ポンプ作用で偏心油穴２４、駆動軸８に
係わる軸受隙間（偏心穴９と旋回軸１１との隙間を含
む）、旋回スクロール１０に係わるスラスト軸受部や自
転阻止部品１２の摺動面を順次潤滑して吸入冷媒ガスと
共に吸入室３３へ流入する。

また、吐出室油溜１８の潤滑油は絞り通路を有した給油
配管２６ａ、２６ｂおよびインジェクション穴３０ａ、
３０ｂを通り、漸次減圧されながら圧縮途中の第１圧縮
室３９ａ、３９ｂに差圧給油され、吸入室３３を経由し
て圧縮室に流入してきたモータ室油溜２３の潤滑油と共
に隣接する圧縮室間の隙間を油膜で密封し圧縮冷媒ガス
の漏れを少なくする。

圧縮機停止後は、逆止弁装置が吸入室３３と駆動室との
間を遮断するので第１圧縮室３９ａ、３９ｂの圧力は旋
回スクロール１０の瞬時逆転によって吐出室５と同圧力
になり、吐出室油溜１８から第１圧縮室３９ａ、３９ｂ
への潤滑油の流入が停止し、それ以後の長期間停止中で
も給油配管２６ａ、２６ｂよりも低い油面の潤滑油の流
入が無い。

以上のように上記実施例によれば吐出室油溜１８を上流
側とし、吐出室油溜１８よりも圧力が低く吐出室５に通
ぜず、且つ吐出室油溜１８と同等高さ位置に配置された
第１圧縮室３９ａ、３９ｂを下流側とするキャピラリチ
ューブから成る給油配管２６ａ、２６ｂ通路を設け、給
油配管２６ａ、２６ｂの一部を吐出室油溜１８の油面よ
りも高い位置に配置し、吸入室３３よりも上流側の駆動
室６との間の吸入通路Ｂ５１の途中に逆止弁装置１６を
設けることにより、圧縮機停止後、冷凍サイクルから帰
還した冷媒液が吸入通路を通じて吸入室３３に流入せ
ず、圧縮機停止直後に吐出室油溜１８と第１圧縮室３９
ａ、３９ｂとの間の差圧がなくなるので、吐出室油溜１
８から第１圧縮室３９ａ、３９ｂへの潤滑油流入が停止
すると共に、圧縮機内圧力バランス状態で圧縮機が停止
中に、冷凍サイクルの高圧側からその自重で帰還した潤
滑油や冷媒液で増量して吐出室油溜１８の油面が第１圧
縮室３９ａ、３９ｂよりも高くなる場合でも、逆流防止
弁装置１６の逆止弁作用や給油配管２６ａ、２６ｂの吐
出室５内の高位置配管によって、吐出室油溜１８の潤滑
油が圧縮室に流入せず、再始動時には潤滑液などの圧縮
も生ぜず、しかも逆止弁装置が吸入通路を閉じているの
で吸入室３３の圧力が低く圧縮負荷も小さいなどの理由
で、始動時の振動が極めて小さいスクロール式圧縮機特
有の円滑な運転始動ができる。

また、上記実施例では給油配管２６ａ、２６ｂの下流側
を第１圧縮室としたが、吸入室３３に通じる第２圧縮室
４０ａ、４０ｂ（第２図参照）と吐出室油溜１８とを配
管連通する場合でも同様な作用をする。

また、上記実施例では給油配管２６ａ、２６ｂを吐出室
５内でのみ配置したが密閉シェル１を貫通し圧縮機外に
まで伸長配管して供給潤滑油の冷却効果を図ってもよ
い。

発明の効果 以上のように本発明は、吐出室の油溜または吐出室に通
じる油溜を上流側とし、油溜よりも圧力が低く吐出室に
通ぜず、且つ油溜と同等高さ位置または低位置に配置さ
れた第１圧縮室または吸入側に通じる第２圧縮室または
吸入室を下流側とする絞り通路を有する給油通路を設
け、給油通路の一部を油溜の油面よりも高い位置に配置
し、吸入室よりも上流側の吸入通路の途中に逆止弁装置
を設けることにより、圧縮機停止後、圧縮機に接続する
配管系から帰還した凝縮液が吸入通路を通じて吸入室に
流入せず、圧縮機停止直後から旋回スクロールの瞬時逆
転によって油溜と第１圧縮室（または第２圧縮室または
吸入室）との間の差圧がなくなって第１圧縮室などへの
差圧給油が停止し、更には長期に渡る圧縮機停止中に、
圧縮機を含む閉配管系の高圧側からその自重や運転停止
直後の差圧により帰還した潤滑油や圧縮気体の凝縮液で
増量して吐出室の油溜（または吐出室に通じる油溜）の
油面が第１圧縮室よりも高くなる場合でも、給油通路の
高位置配置によって油溜の潤滑液や圧縮気体の凝縮液が
給油通路を通じて吸入室や圧縮室に流入することがない
ので、圧縮機再始動時には潤滑液などによる液圧縮もな
く、また、例え吐出室が小さくとも圧縮機外部への潤滑
油飛び出しも生せず、しかも逆止弁装置が吸入通路を閉
じて吸入室の圧力が低いなどの相乗効果による圧縮負荷
も小さいなどの理由から異常振動、軸受や圧縮部の損傷
もなく、スクロール式圧縮機特有の円滑な運転始動がで
き、耐久性を向上すると共に吐出室油溜などの潤滑油を
常に確保して圧縮空間隙間の油膜密封効果により、圧縮
効率にも優れた圧縮機を提供できるなどの優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスクロール気体圧縮
機の縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線における圧縮
部の横断面図、第３図は従来の給油通路を備えたスクロ
ール気体圧縮機の断面図を示す。 １，２……密閉ケース、５……吐出室、６……駆動室、
７……モータ、１０……旋回スクロール、１３……固定
スクロール、１４……鏡板、１５……吐出ポート、１６
……逆止弁装置、１８……吐出室油溜、２１……吐出
管、２２……吸入管、２３……モータ室油溜、２６ａ，
２６ｂ……給油配管、３０ａ，３０ｂ……インジェクシ
ョン穴、３３……吸入室、３９ａ，３９ｂ……第１圧縮
室、４０ａ，４０ｂ……第２圧縮室、５０……吸入通路
Ａ、５１……吸入通路Ｂ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定スクロールに対して旋回スクロールを
   揺動回転自在に噛み合わせ、両スクロール間に渦巻き形
   の圧縮空間を形成し、前記圧縮空間は吸入側より吐出側
   に向けて連続移行する複数個の圧縮室に区画されて流体
   を圧縮するスクロール式圧縮機構を形成し、吐出室の油
   溜、吐出室に通じる油溜、または中圧室の油溜を上流側
   とし、前記油溜よりも圧力が低く前記吐出室に通ぜず、
   且つ前記油溜と同等高さ位置または低位置に配置された
   第１圧縮室、吸入室に通じる第２圧縮室、または吸入室
   を下流側とする絞り通路を有する給油通路を設け、前記
   給油通路の一部を前記油溜の油面よりも高い位置に配置
   し、前記吸入室よりも上流側の吸入通路の途中に逆止弁
   装置を設けたスクロール気体圧縮機。