JPH073231B2 - 密閉形スクロ−ル圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冷凍、空調用の冷媒圧縮機あるいはヘリウム用
圧縮機として用いられる密閉形スクロール圧縮機に係
り、特に圧縮機からの油の器外流出を防止したいわゆる
圧縮機の油上り防止と電動機の冷却性能の向上を有した
密閉形スクロール圧縮機に関する。

〔従来の技術〕

従来の密閉形スクロール圧縮機は、特開昭60−243389号
に記載のように、電動機ステータ上方にガス衝突用の仕
切板を設け、スクロール圧縮機構部で圧縮された冷媒ガ
スを、上部の吐出室から連通路および前記仕切板を介し
て電動機室に至らしめ、次いで冷媒ガスを、電動機の上
部コイルエンドの周囲を通して圧縮機の吐出管から外部
に流出させるようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術においては、前記仕切板の存在により冷媒
ガスが電動機下方へ流れにくくなって、冷媒ガスによる
電動機の冷却作用が損われる。このため、運転条件とし
て厳しくなる過負荷圧力条件、すなわち吸入圧力と吐出
圧力が共に設計圧力の上限値での条件下において電動機
下部の巻線温度が著しく上昇する問題が生ずる。

本発明の目的は、圧縮機の油上り量を増加させることな
く、電動機全体の冷却作用を向上させられる密閉形スク
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〕

上記目的は、密閉容器の側壁内面に断面コ字形の枠を取
付けて、該枠と前記側壁とで下部容器室（電動機室）に
至る圧縮ガスを電動機コイルエンド部に導くガス案内通
路を形成し、かつ前記ガス案内通路を流通した圧縮ガス
を、電動機コイルエンド側面に向う流れと、電動機ステ
ータ外周部の鉛直方向に向う流れとに分流する分流板を
設ける構成とすることにより、達成される。

〔作用〕

上部電動機室へ導かれた圧縮ガスはガス案内通路へ流入
してここを流通した後、分流板により分流し、一方は電
動機コイルエンド側面に直接衝突して、圧縮ガス中に含
まれる油が分離される。油を分離した圧縮ガスは電動機
の上部コイルエンド外周部と密閉容器の側壁内面との空
間を通過して吐出管に向う。また分流した他方は電動機
ステータ外周部の鉛直方向に向った後、ステータ外周部
と下部コイルエンドの周辺を放物線の軌跡を描くよりに
して流れ、電動機全体の冷却を行う。これにより、圧縮
機の油吐出量を低減できると共に、電動機全体の冷却効
果を向上させることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図により説
明する。第１図は本発明による密閉形スクロール圧縮機
の縦断面図、第２図は第１図のII−II矢視断面図、第３
図はガス案内通路を形成する枠および分流板の取付部分
を示す斜視図、第４図はガス案内通路周辺の部分断面図
である。図において、密閉容器１内の上方に圧縮機部10
0が、下方に電動機部３が収納されている。そして、密
閉容器１内は上部室1a（吐出室）と電動機室1b,1cとに
区画されている。

圧縮機部100は固定スクロール部材５と旋回スクロール
部材６を互に噛合せて圧縮室（密閉空間）７を形成して
いる。固定スクロール部材５は、円板状の鏡板5aと、こ
れに直立しインボ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5bとからなり、その中心部に吐出口
10、外周部に吸入口16を備えている。旋回スクロール部
材６は円板状の鏡板6a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6bと、鏡板の
反ラップ面に形成されたボス6cとからなっている。フレ
ーム11は中央部に軸受部を形成し、この軸受部に回転軸
14が支承され、回転軸先端の偏心軸14aは、上記ボス6c
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11には固定スクロール部材５が複数本のボルトによっ
て固定され、旋回スクロール部材６はオルダムリングお
よびオルダムキーよりなるオルダム機構12によってフレ
ーム11に支承され、旋回スクロール部材６は固定スクロ
ール部材５に対して、自転しないで旋回運動をするよう
に形成されている。回転軸14には下部に、ロータ3bに固
定された電動機軸14bを一体に連設し、電動機部３を直
結している、固定スクロール部材５の吸入口16には密閉
容器１を貫通して垂直方向の吸入管17が接続され、吐出
口10が開口している上部室1aは通路18a,18bを介して上
部電動機室1bと連通している。この上部電動機室1bは電
動機ステータ3aと密閉容器１側壁との間の通路19を介し
て下部電動機室1cに連通している。また上部電動機室1b
は密閉容器１を貫通する吐出管20に連通している。

なお、11aは電動機３をフレーム側に固定するためのフ
レーム台座部、22は密閉容器底部の油溜りを示す。上記
密閉容器１は上部鏡板2a、胴体部2b、下部鏡板2cで形成
されている。

一方、上記密閉容器１の側壁2b内面に断面コ字形の枠23
が取付けられて、該枠23と前記側壁2bとで下部容器室1b
に至る圧縮ガスを電動機コイルエンド部3cに導くガス案
内通路24を形成している。また、ガス案内通路24を流通
した圧縮ガスを、電動機コイルエンド3c外側面に向う流
れと、電動機ステータ3a外周部の鉛直方向に向う流れと
に分流する分流板23bが設けられている。この分流板23b
は、前記枠23と一体に形成されている。前記枠23は、取
付座23aを介して前記側壁2bに固着されている。

なお、図中実線矢印は冷媒ガスの流れ方向、破線矢印は
油の流れ方向を示す。

次に本実施例の作用について説明する。

吸入管17より吸入口16へ導かれた冷媒ガスは圧縮機部２
の圧縮室７にて圧縮された後、吐出口10より上部室1aへ
吐出され、通路18a、18bを経て上部電動機室1bへ導かれ
る。その冷媒ガスはガス案内通路24へ流入してここを流
通した後、分流板23bに至り、ここで枠23の開口部25aへ
の流れと、枠23の開口部25bへの流れと分流させられ
る。開口部25aから流出した冷媒ガスは電動機コイルエ
ンド3c外側面に直接衝突し、冷媒ガス中に含まれる油が
分離される。油を分離した冷媒ガスは、電動機コイルエ
ンド3cの外周部と密閉容器１の側壁2b内周面との空間を
通過して吐出管20に向う。一方、開口部25bから流出し
た冷媒ガスは電動機ステータ3a外周部の空間19へ流れる
鉛直方向の流れを呈し、電動機コイルエンド3fの周辺を
放物線の軌跡を描くようにして流れ、この過程で電動機
全体の冷却を行う。第５図に密閉容器１内の冷媒ガスの
流れを示す。

従って、本実施例においては、電動機上部空間を流れる
冷媒ガス量と、電動機下部空間および電動機ステータ外
周部の空間を流れる冷媒ガス量との適正な配分が可能と
なり、圧縮機の油吐出量を低減できると共に、電動機全
体の冷却効果を向上させることができる。

また、上記ガス流量の分配は、前記枠23の開口部25aと
開口部25bとの開口面積比で決まる。そこで、最適な開
口面積比を求めるために実験を行ったところ、開口部25
aの開口面積が、開口部25bの開口面積に対して10倍から
20倍前後の比率に設定することが好適であることが確認
された。

ここで、開口面積比Ｓは、次式で与えられる値である。

また、電動機冷却が実用的に十分で油上り量が低くなる
開口面積比Ｓは、第６図に示したように0.05〜0.1の範
囲であることも確認できた。第６図から分かるように、
開口面積比Ｓが0.1より大きくなると、油上がり量は急
激に増加するものの、電動機巻線温度の低下の効果は若
干小さくなる傾向を示す。実用的にはガス案内通路23の
開口面積比はＳ≒0.08前後が最適である。

さらに、第３図、第４図に示すように、開口部25aの縦
寸法lcを電動機コイルエンド3cの縦長さlmとほぼ同一寸
法とし、開口部25bの横寸法laを枠23の横寸法Ｂの1/2〜
1/3程度とし、枠23の幅寸法Ｗと横寸法Ｂを連通路18の
形状と関連して適宜決め、概略としてガス案内通路24を
流れるガス流速が３〜5m/s程度となるように枠23の大き
さを決めることにより、衝突作用による油分離効果を一
層高められることも確認できた。

また、本実施例においては、前記枠23と前記分流板23b
とを一体化した構成としているので、量産性（組立性）
の向上を図ることができる。

第７図は前記枠の変形例を示し、第３図と異なるのは、
枠の取付座をなくし、枠23の側板端面を直接密閉容器１
の側壁2bに溶着した点にある。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、圧縮機の油上り
量を低減できると共に、電動機全体の冷却効果の向上を
図ることができる。その結果、冷凍サイクル全体として
も、性能向上（配管の圧力損失の低減に伴う冷房能力、
暖房能力の向上、ひいては成績係数EERの向上）の効果
があると共に、圧縮機自体の信頼性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は本発明による密閉形スクロール圧縮機の縦断面図、第
２図は、第１図のII−II矢視断面図、第３図はガス案内
通路を形成する枠および分流板の取付部分を示す斜視
図、第４図はガス案内通路周辺の部分断面図、第５図は
密閉容器内のガスの流れを示す断面図、第６図は本発明
の効果を示す線図、第７図は枠の変形例を示す斜視図で
ある。 １……密閉容器、2b……側壁、３……電動機、５……固
定スクロール、６……旋回スクロール、23……枠、23b
……分流板、24……ガス案内通路、25a、25b……開口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に、スクロール圧縮機と電動機
   をフレームに支承した回転軸を介して連設して収納する
   と共に、密閉容器室を上下室に区画し、スクロール圧縮
   機は、円板状鏡板に渦巻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、吸入口よりガスを吸入し、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し、吐出口より圧縮ガスを上部容器
   室に吐出し、通路を介し下部容器室に導き、吐出管を介
   し器外に吐出する密閉形スクロール圧縮機において、前
   記密閉容器の側壁内面に断面コ字形の枠を取付けて、該
   枠と前記側壁とで下部容器室に至る圧縮ガスを電動機コ
   イルエンド部に導くガス案内通路を形成し、かつ前記ガ
   ス案内通路を流通した圧縮ガスを、電動機コイルエンド
   側面に向かう流れと、電動機ステータ外周部の鉛直方向
   に向かう流れとに分流する分流板を設けたことを特徴と
   する密閉形スクロール圧縮機。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記分流
   板は、前記枠と一体に形成されている密閉形スクロール
   圧縮機。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、電動機ス
   テータ外周部の鉛直方向へガスを向かわせるガス流路開
   口部の大きさが、電動機コイルエンド部へガスを向かわ
   せるガス流路開口部の大きさに対して、ほぼ0.05〜0.1
   の範囲の比率となっている密閉形スクロール圧縮機。