JPH10176685A - スクロール型圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 吐出ポートと渦巻き状のラップを有する固定
スクロールに、公転する渦巻き状のラップを有する揺動
スクロールを噛み合わせて圧縮したガスを該吐出ポート
から高圧室側に吐出するスクロール型圧縮機であって、
密閉容器外へ吐出される圧縮ガス中の潤滑油を抑えて冷
凍能力を高めたスクロール型圧縮機を提供する。 【解決手段】 密閉容器内を高圧室と低圧室に区画し、
さらに該低圧室内を支持フレームにより電動要素側とス
クロール圧縮要素側に区画し、冷媒ガスを該スクロール
圧縮要素側に導入し、かつ前記支持フレームの特定の位
置に上面から下面に貫通する潤滑油落とし穴を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば空調・冷凍
機等に搭載されるスクロール型圧縮機に関するものであ
り、さらに詳しくは、スクロール圧縮要素の固定スクロ
ールと揺動スクロールとを噛み合わせて形成される複数
の圧縮空間からなる圧縮室にて圧縮され、密閉容器外へ
吐出される圧縮ガス中に含まれる潤滑油を抑えて冷凍能
力を高め、長期に亘り安定して運転することができるス
クロール型圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のスクロール型圧縮機にお
いては、密閉容器内に収納される電動要素とスクロール
型圧縮機とを備え、このスクロール圧縮要素は、密閉容
器内を高圧室と低圧室とに区画しかつこの高圧室に連通
する吐出ポートと渦巻き状のラップを有するアルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金製固定スクロールと、この
固定スクロールに対して電動要素の駆動により公転する
渦巻き状のラップを有するアルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金製揺動スクロールとを互いに噛み合わせて、
複数の圧縮空間からなる圧縮室を形成し、これら圧縮空
間にて圧縮されたガスを吐出ポートから高圧室側に吐出
させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなスクロール
型圧縮機では、通常、密閉容器内にスクロール圧縮要素
を支持するとともに電動要素の回転軸の上端を回転自在
に軸支する支持フレームが備えられており、この支持フ
レームの上面からその内部を貫通して密閉容器の内壁面
に至る潤滑油落し穴が設けられている。この潤滑油落し
穴を通って下に落ちる潤滑油の多くは密閉容器内に吸入
される冷媒ガスにより吹き上げられて、圧縮室で圧縮さ
れる圧縮ガス中に混入する。吐出ポートから高圧室側に
吐出した圧縮ガス中に含まれる潤滑油は高圧室内で分離
されるものの、一部の潤滑油は圧縮ガスに同伴されて密
閉容器外にでて冷凍サイクル中の凝縮器、蒸発器などの
内壁に付着して熱交換率を低下させ、冷凍能力を低下さ
せる問題があった。本発明の目的は、密閉容器外へ吐出
される圧縮ガス中に含まれる潤滑油を抑えて冷凍能力を
高め、長期に亘り安定して運転できるスクロール型圧縮
機を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等はかかる問題
について鋭意研究した結果、支持フレームによりスクロ
ール圧縮要素と電動要素を区画し、吸入する冷媒ガスを
このスクロール圧縮要素側に導入するとともに、この支
持フレームの特定の位置に上下方向に貫通する潤滑油落
し穴を設けることにより、落下する潤滑油が冷媒ガスに
よって吹き上げられることがなくなり、密閉容器外へ吐
出される圧縮ガス中に含まれる潤滑油を抑えて冷凍能力
を高め、長期に亘り安定して運転できるスクロール型圧
縮機が得られることを見いだし、本発明を成すに到っ
た。

【０００５】すなわち、本発明の請求項１の発明は、密
閉容器内に収納される電動要素とスクロール圧縮要素と
を備え、前記密閉容器内を高圧室と低圧室とに区画し、
前記スクロール圧縮要素は前記高圧室に連通する吐出ポ
ートと渦巻き状のラップを有する固定スクロールとこの
固定スクロールに対して前記電動要素の駆動により公転
する渦巻き状のラップを有する揺動スクロールとを互い
に噛み合わせて複数の圧縮空間からなる圧縮室を形成
し、この圧縮室にて圧縮されたガスを前記吐出ポートか
ら高圧室側に吐出するスクロール型圧縮機において、支
持フレームにより前記電動要素と前記スクロール圧縮要
素を区画して、前記密閉容器内に吸入する冷媒ガスを前
記スクロール圧縮要素側に導入するとともに、前記電動
要素の固定子の内周面より内側の位置に前記支持フレー
ムの上面から下面に貫通する潤滑油落とし穴を設けたこ
とを特徴とするスクロール型圧縮機である。

【０００６】本発明の請求項２の発明は、請求項１記載
のスクロール型圧縮機において、前記吐出ポートの上部
に、前記密閉容器内を高圧室と低圧室とに区画するため
の隔壁を設けたことを特徴とする。

【０００７】本発明の請求項３の発明は、請求項１ある
いは請求項２記載のスクロール型圧縮機において、前記
支持フレームは鋳造一体成形品であることを特徴とす
る。

【０００８】本発明の請求項４の発明は、請求項１ない
し請求項３記載のスクロール型圧縮機において、冷媒が
ＨＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒から選ばれる冷媒であ
り、潤滑油がエステル系オイル、エーテル系オイル、ア
ルキルベンゼン系オイルから選ばれる潤滑油であること
を特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例を図１
と図２に示す図面に基づいて詳細に説明すると、図１は
本発明に係るスクロール型圧縮機の全体構成を示す断面
図であり、図２の（ａ）は、図１の本発明のスクロール
型圧縮機の支持フレームの平面図であり、（ｂ）はこの
支持フレームのＡ−Ａ断面図である。図３の（ａ）は、
従来のスクロール型圧縮機の支持フレームの平面図であ
り、（ｂ）はこの支持フレームのＢ−Ｂ断面図である。

【００１０】図１において、１は密閉容器である。この
密閉容器１内には、支持フレーム２を間に介して電動要
素３が下部側に、この電動要素３にて駆動されるスクロ
ール圧縮要素４が上部側にそれぞれ配置収納されてい
る。

【００１１】前記電動要素３は、前記支持フレーム２に
回転自在に軸支された回転軸３１と、この回転軸３１に
圧入保持された回転子３２と、この回転子３２の外周に
嵌装された固定子３３とで構成されているとともに、前
記回転軸３１の上端部には、偏心部３１ａが軸心と偏心
させて形成され、この偏心部３１ａには、後述するスク
ロール圧縮要素４の揺動スクロール６の下面偏心部に設
けたピン部６１ａが挿入されて連結されるようになって
いる。

【００１２】一方、前記スクロール圧縮要素４は、固定
スクロール５と、この固定スクロール５の下側に配置さ
れた揺動スクロール６とで構成され、前記固定スクロー
ル５は、低圧室１Ｂ側下面に渦巻き状のラップ５１が突
出形成されているとともに、その中央部には、前記高圧
室１Ａ側に連通する吐出ポート５２が設けられている。

【００１３】吐出ポート５２の上部には、前記密閉容器
１内を高圧室１Ａと低圧室１Ｂとに区画する隔壁９が吐
出ポート５２の外周にＵ字型シールパッキング１２を介
して気密に嵌合させて配設されており、この隔壁９の中
央部にはバルブ９１と吐出口９２を備えた中空ノズル部
９３が設けられている。さらに、この吐出ポート５２の
上方を取り囲むように、上部がバネ１０で密閉容器１と
の間に保持されているデミスタ１１が設置されている。
Ｕ字型シールパッキング１２は、固定スクロール５の吐
出ポート５２と隔壁９との間をシールするためのパッキ
ングであり、１３は圧縮ガスが通過するようにデミスタ
１１に設けられた複数の小孔である。そして、１４は分
離したオイル（潤滑油）を密閉容器１の底部のオイル溜
１５に戻すためのパイプを示す。オイル溜１５に溜めら
れたオイルは回転軸３１の下端に設けられ、回転軸３１
の回転により駆動されるポンプ３４により汲み上げられ
て、回転軸３１の中空部３５を経て上方の摺動部に送ら
れ、循環して使用するようになっている。

【００１４】前記揺動スクロール６は、その上面に渦巻
き状のラップ６１が突出形成され、このラップ６１に
は、前記固定スクロール５のラップ５１が互いに噛み合
わされ、これによって、外方から内方に向かって次第に
縮小する複数の圧縮空間７からなる圧縮室８が前記吐出
ポート５２に連通して形成され、この圧縮室８にて冷媒
を圧縮するようになっている。

【００１５】前記固定スクロール５の下面に突出形成さ
れたラップ５１の頂部にはシール部材ａが埋設して配設
されており、また、前記揺動スクロール６の上面に突出
形成されたラップ６１の頂部にもシール部材ｂが埋設し
て配設されており、このシール部材ａ、ｂの一部が各ス
クロールの摺動面と接して圧縮ガスのシールを行うよう
にしてある。

【００１６】また、前記揺動スクロール６の下面偏心部
には、ピン部６１ａが突設され、このピン部６１ａは、
前記回転軸３１の上端部に設けた偏心部３１ａに挿入さ
れて連結されている。

【００１７】さらに、前記スクロール圧縮要素４を構成
する固定スクロール５と揺動スクロール６との間には、
図示しないオルダム継手が介装され、このオルダム継手
は、前記電動要素３の駆動により固定スクロール５に対
して揺動スクロール６を自転しないように円軌道上を公
転させるようになっている。

【００１８】そして、前記バルブ９１は、前記吐出ポー
ト５２の上方に設けられた中空ノズル部９３の吐出側を
開閉させることにより、前記揺動スクロール６の揺動運
動により圧縮室８にて圧縮されたガスを前記高圧室１Ａ
内に吐出させるようになっている。前記高圧室１Ａ内で
分離したオイルはパイプ１４を経て密閉容器１の底部の
オイル溜１５に戻すようになっている。

【００１９】なお、図中１６は前記支持フレーム２の外
周に設けた冷媒吸込通路で、この冷媒吸込通路１６は、
前記スクロール圧縮要素４の圧縮室８と連通して、この
圧縮室８内に冷媒を導くようになっている。

【００２０】さらに、図中１７は冷媒の吸込管、１８は
前記密閉容器１の上部に設けた高圧室１Ａと連通する吐
出管をそれぞれ示すものである。３６は電源ターミナル
を示す。

【００２１】上記の例では、固定スクロール５とデミス
タ１１との間に密閉容器１内を高圧室１Ａと低圧室１Ｂ
とに区画する隔壁９を設けた例を示したが、図示しない
が、このような隔壁９を設けず、例えば、固定スクロー
ル５により密閉容器１内を高圧室１Ａと低圧室１Ｂとに
区画しても差し支えない。

【００２２】図１に示されているように、本発明のスク
ロール型圧縮機においては、支持フレーム２が低圧室１
Ｂ内をさらに電動要素３側とスクロール圧縮要素４側と
に区画しており、密閉容器１内に吸込管１７から吸入す
る冷媒ガスはスクロール圧縮要素４側に導入されるよう
になっている。そして、電動要素３の固定子３３の内周
面より内側の位置に支持フレーム２の上面から下面に貫
通する潤滑油落とし穴２１が設けられている。このよう
に構成することにより、潤滑油落とし穴２１から落下す
る潤滑油が冷媒ガスによって吹き上げられることがなく
なり、例えば、高圧室１Ａ内へ同伴される潤滑油量は潤
滑に用いられた潤滑油の約５％程度であり、高圧室１Ａ
内へ同伴された潤滑油も分離されてパイプ１４を経てオ
イル溜り１５に循環され、潤滑に用いられた潤滑油の残
り約９５％は低圧室１Ｂ側に存在するようになるので、
密閉容器１外へ吐出される圧縮ガス中に含まれる潤滑油
を非常に少なくすることができ、冷凍能力を高めること
ができる。

【００２３】図２の（ａ）、（ｂ）に示した図１の本発
明のスクロール型圧縮機の支持フレーム２は、鋳造によ
り一体に成形されたものであり、２２は支持フレーム２
に一体に形成されている、低圧室１Ｂ内を電動要素３側
とスクロール圧縮要素４側とに区画するための仕切であ
り、２３は電源ターミナル３６が配置される部分を示
す。

【００２４】図３の（ａ）、（ｂ）に示した従来のスク
ロール型圧縮機の支持フレーム２Ａは、鋳造により一体
に成形されたものであるが、低圧室１Ｂ内を電動要素３
側とスクロール圧縮要素４側とに区画するための仕切が
なく、また、支持フレーム２Ａの内側の側面から内部を
貫通して密閉容器１の内壁面に至る潤滑油落し穴２１Ａ
が設けられている。２３は電源ターミナル３６が配置さ
れる部分を示す。この潤滑油落し穴２１Ａを通って下に
落ちる潤滑油の一部は密閉容器１内に吸込管１７から吸
入する冷媒ガスにより吹き上げられて、圧縮室８にて圧
縮される圧縮ガス中に混入する。吐出ポート５２から高
圧室１Ａ側に吐出した圧縮ガス中に含まれる潤滑油は高
圧室１Ａ内である程度分離されるものの、一部の潤滑油
は圧縮ガスに同伴されて密閉容器１外にでる。このよう
な構成の従来のスクロール型圧縮機は、潤滑油落とし穴
２１Ａから落下する潤滑油が冷媒ガスによって吹き上げ
られるので、例えば、高圧室１Ａ内へ同伴される潤滑油
量は潤滑に用いられた潤滑油の約５０％程度になり、潤
滑に用いられた潤滑油の残り約５０％程度しか低圧室１
Ｂ側に存在しないようになるので、高圧室１Ａ内へ同伴
された潤滑油は一部が分離されてパイプ１４を経てオイ
ル溜り１５に循環されるものの、密閉容器１外へ吐出さ
れる圧縮ガス中に含まれる潤滑油が多くなり、冷凍能力
が低下する原因となる。

【００２５】冷蔵庫、自動販売機及びショーケース用の
圧縮機は従来冷媒としてジクロロジフルオロメタン（Ｒ
１２）を多く使用していた。このＲ１２は、その高いオ
ゾン破壊の潜在性により、大気中に放出されて地球上空
のオゾン層に到達すると、このオゾン層を破壊する問題
からフロン規制の対象となっている。このオゾン層の破
壊は冷媒中の塩素基（Ｃｌ）により引き起こされる。

【００２６】本発明で使用する冷媒としては、具体的に
は、例えば、１，１，１，２−テトラフルオロエタン
（Ｒ１３４ａ）単体又はＲ１３４ａとジフルオロメタン
（Ｒ−３２）とペンタフルオロエタン（Ｒ−１２５）と
の混合冷媒（Ｒ４０７Ｃ）、Ｒ−３２とＲ−１２５との
混合冷媒（Ｒ４１０Ａ）などのＨＦＣ系冷媒、ハイドロ
クロロジフルオロメタン（Ｒ２２）単体又は混合冷媒な
どのＨＣＦＣ系冷媒などを挙げることができる。本発明
で使用する冷凍機油としては、具体的には、例えば、こ
れらの冷媒と相溶性のあるエステル系オイル、エーテル
系オイルあるいはこれらの冷媒と相溶性のないアルキル
ベンゼン系オイル、あるいはこれらの混合物などの冷凍
機油を挙げることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明のスクロール型圧縮機は、密閉容
器外へ吐出される圧縮ガス中に含まれる潤滑油を抑える
ことができるので冷凍能力が高められるとともに、長期
に亘り安定して運転できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスクロール型圧縮機の一実施例の全
体構成を示す断面図である。

【図２】 （ａ）は、図１の本発明のスクロール型圧縮
機の支持フレームの平面図であり、（ｂ）はこの支持フ
レームの断面図である。

【図３】 （ａ）は、従来のスクロール型圧縮機の支持
フレームの平面図であり、（ｂ）はこの支持フレームの
断面図である。

【符号の説明】

１ 密閉容器 １Ａ 高圧室 １Ｂ 低圧室 ２、２Ａ 支持フレーム ３ 電動要素 ４ スクロール圧縮要素 ５ 固定スクロール ６ 揺動スクロール ７ 圧縮空間 ８ 圧縮室 ９ 隔壁 ２１、２１Ａ 潤滑油落し穴 ２２ 仕切 ３３ 固定子 ５１、６１ 渦巻き状のラップ ５２ 吐出ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 里 和哉 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 江原 俊行 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に収納される電動要素とスク
   ロール圧縮要素とを備え、前記密閉容器内を高圧室と低
   圧室とに区画し、前記スクロール圧縮要素は前記高圧室
   に連通する吐出ポートと渦巻き状のラップを有する固定
   スクロールとこの固定スクロールに対して前記電動要素
   の駆動により公転する渦巻き状のラップを有する揺動ス
   クロールとを互いに噛み合わせて複数の圧縮空間からな
   る圧縮室を形成し、この圧縮室にて圧縮されたガスを前
   記吐出ポートから高圧室側に吐出するスクロール型圧縮
   機において、支持フレームにより前記電動要素と前記ス
   クロール圧縮要素を区画して、前記密閉容器内に吸入す
   る冷媒ガスを前記スクロール圧縮要素側に導入するとと
   もに、前記電動要素の固定子の内周面より内側の位置に
   前記支持フレームの上面から下面に貫通する潤滑油落と
   し穴を設けたことを特徴とするスクロール型圧縮機。
2. 【請求項２】 前記吐出ポートの上部に、前記密閉容器
   内を高圧室と低圧室とに区画するための隔壁を設けたこ
   とを特徴とする請求項１記載のスクロール型圧縮機。
3. 【請求項３】 前記支持フレームは鋳造一体成形品であ
   ることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のス
   クロール型圧縮機。
4. 【請求項４】 冷媒がＨＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒か
   ら選ばれる冷媒であり、潤滑油がエステル系オイル、エ
   ーテル系オイル、アルキルベンゼン系オイルから選ばれ
   る潤滑油であることを特徴とする請求項１ないし請求項
   ３記載のスクロール型圧縮機。