JPH11148474A - 密閉型スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、従来技術における圧縮機の信
頼性低下と性能低下とを解決することにある。 【解決手段】モータ外周部を密閉容器のケーシング部の
内壁面に密着して固定し、該モータ外周部にはガス通路
と油通路となる複数個の切り欠き部を設け、モータステ
ータの上下部にあるコイルエンド部の外形寸法を前記モ
ータ外周部に設けた切り欠き部外周寸法より同等以上に
設定した圧縮機構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍空調用等の冷
媒圧縮機に使用される密閉形スクロール圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】密閉形スクロール圧縮機において、密閉
容器内が高圧の雰囲気となる高圧チャンバ方式で、圧縮
機部が容器上部に、モータ部がその下方に位置した縦型
構造のスクロール圧縮機の開示が、特開平8−284853 号
公報にてその例がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の密閉型スクロー
ル圧縮機においては、密閉容器内が高圧の雰囲気となる
高圧チャンバ構造であるため、密閉容器自体の油分離機
能が不充分であることが欠点となっている。一方で、モ
ータ冷却を高温の冷媒ガスの流れとガス中に含まれる油
でなされるが、その冷却効果が不充分な場合、モータコ
イル温度が上昇して絶縁不良によるレアーショートの事
故に至る例があり、圧縮機全体としての信頼性の面で課
題がある。

【０００４】本発明の目的は、上記課題を解決して信頼
性の高い密閉型スクロール圧縮機を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、密閉型スクロール圧縮機において、モー
タ外周部を密閉容器のケーシング部の内壁面に密着して
固定し、該モータ外周部にはガス通路と油通路となる複
数個の切り欠き部を設け、モータステータの上下部にあ
るコイルエンド部の外形寸法を前記モータ外周部に設け
た切り欠き部外周寸法より同等もしくは大きく設定する
こと、さらに、モータステータの上下部にあるコイルエ
ンド部の外形寸法Ｄ１とケーシング内径寸法Ｄ２との比
がＤ１／Ｄ２＝０.９５ 以上にすることである。

【０００６】さらに、縦形の密閉型スクロール圧縮機で
あって、モータステータの上下部にあるコイルエンド部
の外形寸法において、上部コイルエンド部の外形寸法よ
り下側コイルエンド部の外形寸法を大きく設定した構成
とすることを特徴としている。

【０００７】本構成とすることにより、モータ室での冷
媒ガスと油の混合体がモータコイルエンド部に接触する
領域を大きくすることができる。このことが、コイルエ
ンド部の温度上昇を低下せしめ、さらにコイルエンド部
での衝突作用による油分離機能が飛躍的に改善できる。
結果的に、容器自体の油分離性能が向上し、圧縮機から
の油上がり量が低下するという作用・効果がえられる。

【０００８】モータ冷却が従来機より改善されることに
より、コイル温度が低下するので実質のモータ効率が向
上することになる。このことは、圧縮機の入力低減と性
能向上がはかられ、ひいては年間を通しても空調機のエ
ネルギ消費効率が大きく改善できるという波及効果があ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１から
図６にわたって示す。

【００１０】図１は、本発明の密閉形スクロール圧縮機
の一実施例を示す縦断面図である。図２は、図１のＣ−
Ｃ断面を示す平面図である。

【００１１】図１と図２において、密閉容器２内の上方
にはスクロール圧縮機部４が、下方にはモータ部３が収
納されている。モータ３の外周部を密閉容器２のケーシ
ング部２ｂの内壁面２ｍに密着して固定している。そし
て、密閉容器２内は吐出室１ａとモータ室１ｂとにフレ
ーム７により区画されている。スクロール圧縮機部４は
固定スクロール５と旋回スクロール６を互に噛合わせて
圧縮室（密閉空間）８を形成している。

【００１２】固定スクロール５は、円板状の鏡板５ａ
と、これに直立しインボリウト曲線と円弧曲線に形成さ
れたラップ５ｂとからなり、図２に示すように、その中
心部に吐出口１０，外周部に吸入口１６，１６ｃを備え
ている。旋回スクロール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
部６ｃとからなっている。

【００１３】フレーム７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、上記ボス部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７には固定スクロール５が
複数本のボルトによって固定され、旋回スクロール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３８によってフレーム７に支承され、旋回スクロール
６は固定スクロール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。

【００１４】回転軸１４には下部にモータロ−タ部を一
体に結合している。固定スクロール５の吸入口１６には
密閉容器２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１８
ａ，１８ｂを介してモータ室１ｂと連通している。

【００１５】このモータ室１ｂは密閉容器２を貫通する
吐出管２０に連通している。またモータ室１ｂの上部と
下部とは、モータステータ３ａと密閉溶器２の側壁２ｍ
との間の隙間２５およびモータステータ３ａとモータロ
ータ３ｂとの隙間を介して連通している。なお吸入管１
７と固定スクロール５との間には高圧部と低圧部とをシ
ールスルＯリング５３を設けている。また吸入管１７内
には、逆止弁手段１３ａが設けられ、該逆止弁１３ａは
圧縮機停止時の回転軸１４の逆転を防止することと、密
閉容器内の潤滑油が低圧側に流出するのを防止するもの
である。

【００１６】また、旋回スクロール６の鏡板の背面に
は、圧縮機部４とフレーム７で囲まれた空間３６（以下
背圧室と呼ぶ）が形成され、この背圧室３６には旋回ス
クロールの鏡板に穿設した細孔６ｄを介し、吸入圧力と
吐出圧力の中間の圧力が導入され、旋回スクロール６を
固定スクロール５に押付ける軸方向の付与力を与えてす
る。

【００１７】潤滑油２２ａは密閉容器２の底部２２に溜
められており、この潤滑油２２ａは密閉容器内の高圧圧
力と、上記背圧室３８の中間圧力との差圧により油吸上
管２７へ吸い上げられた後、回転軸１４内の孔内（給油
孔）１３を上昇し、旋回軸受３２，主軸受４０および補
助軸受３９へ横穴を介して給油される。各軸受部へ給油
された油は前記背圧室３８を経てスクロールラップの圧
縮室８へ注入されて圧縮ガスと混合され、次いで吐出ガ
スと共に吐出室１ａへ吐出される。

【００１８】上記構成により、モータロータ３ｂに直結
した回転軸１４が回転して偏心軸１４ａが偏心回転する
と、旋回軸受３２を介して旋回スクロール６は旋回運動
を行う。この旋回運動により、圧縮室８は次第に中心に
移動して容積が減少する。作動ガスは吸入管１７から吸
入口１６を経て吸入室５ｆへ入ると共に、軸受を潤滑し
た油が旋回スクロール６の外周部隙間等から吸入室５ｆ
へ流入して前記作動ガスに混入する。軸受を経由した油
と前記した穴６ｄから注入された油とを含んだ作動ガス
は前記圧縮室で圧縮されて吐出口１０から上部室１ａへ
吐出され、通路１８ａ，１８ｂを通ってモータ室１ｂへ
流入する。

【００１９】図２に示すように、通路２５（２５ａ，２
５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）はモータ３の外周部に設けた扇
形の切り欠き状通路である。なお、図１において、実線
の矢印は冷媒ガスの流れを、破線の矢印は油の流れをそ
れぞれ示している。狭い通路１８ａ，１８ｂから広い空
間のモータ室１ｂに流入した作動ガスと油は、その流速
が急激に低下し、一部のガスは流れ方向が変更する。

【００２０】また、通路２５ｂを通ってガスと油は流下
し下側モータ室１ｃに至る。コイルエンド部３ｄと仕切
り板４７との空間でガス速度が低下しその空間内で垂直
方向から水平方向への方向変換にともなう油分離作用が
なされる。さらに、通路25cを通って上昇し再び、上側
モータ室１ｂにいたり、その空間が広い空間なのでその
空間内のガス速度が小さくなり、ガス中に含まれる油の
大部分が分離される。

【００２１】さらに、ガスは吐出管２０内へ流出するこ
とになる。油は仕切り板４７の孔４７ｆ，４７ｇ（図５
参照）を通って流下し、密閉容器２の底部２２に溜ま
る。密閉容器２の底部２２に溜められた潤滑油２２ａ
は、密閉容器２内の圧力（吐出圧力）と前記背圧室３６
の圧力（中間圧力）との差圧によって管２７に流入して
いく。

【００２２】このように、密閉容器２内に吐出された油
と冷媒ガスは、密閉容器２内が比較的広い空間を備えて
いるので、密閉容器２自体が油分離機能を有し、大部分
の油は、この密閉容器２内でガス中から分離されて、次
に容器下部の油溜め部に回収される。

【００２３】図３は、図１のＡ−Ａ断面を示す１実施例
の平面図である。また、図４は、図１のＡ−Ａ断面を示
すその他の実施例の平面図である。図３に示すように、
モータ３の外周部を密閉容器のケーシング部２ｂの内壁
面２ｍに密着して固定し、該モータ外周部にはガス通路
と油通路となる複数個の切り欠き部２５（２５ａ，２５
ｂ，２５ｃ，２５ｄ）を設けている。

【００２４】モータステータ３ａの上下部にあるコイル
エンド部３ｃ，３ｄの外形寸法Ｄ１を前記モータ外周部
に設けた切り欠き部外周寸法（最小ステータ幅寸法）Ｄ
３とほぼ同等に設定している。切り欠き部２５は、扇形
状のもしくはスリット状に軸方向に設定している。図４
は、Ｄ３＜Ｄ１に設定した実施例である。

【００２５】さらに、モータステータ３ａの上下部にあ
るコイルエンド部３ｃ，３ｄの外形寸法Ｄ１とケーシン
グ内径寸法Ｄ２との比がＤ１／Ｄ２＝０.９５ 以上にす
ることが本発明の作用効果の得られる実用的な値とな
る。

【００２６】本構成とすることにより、モータ室１ｂ，
１ｃでの冷媒ガスと油の混合体がモータコイルエンド部
３ｃ，３ｄに接触する領域を大きくすることができる。
このことが、コイルエンド部の温度上昇を低下せしめ、
さらにコイルエンド部での衝突作用による油分離機能が
飛躍的に改善できる。結果的に、容器自体の油分離性能
が向上し、圧縮機からの油上がり量が低下するという作
用・効果がえられるものである。なお、モータ外周部に
設けた切り欠き部外周寸法（最小ステータ幅寸法）Ｄ３
とケーシング内径Ｄ２との比Ｄ３／Ｄ２＝０.９２から
０.９５の値が実用的な寸法となる。この範囲内で、上
記寸法関係が適正となっている。

【００２７】次に、図５において、通路２５ｂを通って
ガスと油は流下し下側モータ室１ｃに至る。隙間Ｌ２が
従来機より狭くなっているので、直接ガスと油がコイル
エンド部３ｄに衝突しやすくなる。コイルエンド部３ｄ
と仕切り板４７との空間でガス速度が低下しその空間内
で垂直方向から水平方向への方向変換にともなう油分離
作用がなされる。さらに、反対側のコイルエンド部３
ｄ′の中をとおってひいては、通路２５ｃを通って上昇
し再び、上側モータ室１ｂにいたる。その空間が広い空
間なのでその空間内のガス速度が小さくなり、ガス中に
含まれる油の大部分が分離される。さらに、ガスは吐出
管２０内へ流出することになる。油は仕切り板４７の孔
４７ｆ，４７ｇを通って流下し、密閉容器２の底部２２
に溜まる。

【００２８】図６は、本発明におけるその他の実施例の
モータ室でのガスと油の流れ様相を示す部分断面図であ
る。図６において、縦形の密閉型スクロール圧縮機であ
って、モータステータ３ａの上下部にあるコイルエンド
部の外形寸法において、上部コイルエンド部３ｃの外形
寸法Ｄ２より下側コイルエンド部３ｄの外形寸法Ｄ７を
大きく設定した構成としている。

【００２９】本構成とすることにより、コイルエンド部
３ｄとケーシング内壁面２ｍとの隙間Ｌ２，Ｌ３が、上
側コイルエンド部３ｃとケーシング内壁面２ｍとの隙間
Ｌ１より小さくなって、下側モータ室１ｃでの冷媒ガス
と油の混合体がモータコイルエンド部に直接接触・衝突
する領域をさらに大きくすることができる。このこと
が、下側コイルエンド部の温度上昇を低下せしめ、さら
に該コイルエンド部３ｄとの衝突作用による油分離機能
が飛躍的に改善できる。結果的に、容器自体の油分離性
能が向上し、圧縮機からの油上がり量が低下するという
作用・効果がえられる。

【００３０】モータ冷却が従来機より改善されることに
より、殊に、下部コイル温度が低下するので実質のモー
タ効率がさらに向上することになる。本構成とすること
により、モータ室での冷媒ガスと油の混合体がモータコ
イルエンド部に接触する領域を大きくすることができ
る。このことが、コイルエンド部の温度上昇を低下せし
め、さらにコイルエンド部での衝突作用による油分離機
能が飛躍的に改善できる。結果的に、容器自体の油分離
性能が向上し、圧縮機からの油上がり量が低下するとい
う作用・効果がえられる。

【００３１】モータ冷却が従来機より改善されることに
より、コイル温度が低下するので実質のモータ効率が向
上することになる。

【００３２】

【発明の効果】（１）本発明によるモータ冷却の改善に
よって、モータ効率向上などモータ特性が改善される。
このことにより、性能向上と圧縮機単体として油上がり
量低減効果を含めて、信頼性の高い圧縮機を提供でき、
ユニット側での運転範囲により制約がより少なくなると
いう、使い勝手性が改善できるというものである。

【００３３】（２）モータ入力が減少し、総合的に省エ
ネルギ性の高いスクロール圧縮機がえられ、年間を通し
ても空調機のエネルギ消費効率が大きく改善できる。

【００３４】（３）コイル整形が容易となること、その
ことが、コイル整形時のコイルへのキズ発生を防止で
き、モータ製作の量産性が改善できる。

【００３５】（４）従来のモータに発生していたレアー
ショートによる事故を未然に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体構造を示す密閉形電動圧縮機の縦
断面。

【図２】図１のＣ−Ｃ断面を示す平面図。

【図３】図１のＡ−Ａ断面を示す１実施例の平面図。

【図４】図１のＡ−Ａ断面を示すその他の実施例の平面
図。

【図５】本発明におけるモータ室でのガスと油の流れ様
相を示す部分断面図。

【図６】本発明におけるその他の実施例のモータ室での
ガスと油の流れ様相を示す部分断面図。

【符号の説明】

１…密閉容器、１ａ…吐出室、１ｂ…モータ室、３…モ
ータ部、４…スクロール圧縮機部、５…固定スクロー
ル、５ａ…円板状の鏡板、５ｂ…ラップ、５ｆ…吸入
室、６…旋回スクロール、６ａ…円板状の鏡板、６ｂ…
ラップ、６ｃ…ボス部、６ｄ…中間圧孔、７…フレー
ム、８…圧縮室、１０…吐出口、１３…給油孔、１３a
…逆止弁手段、１４…回転軸、１４ａ…偏心軸、１６…
吸入口、１６ｃ…通路、１７…吸入管、２０…吐出管、
２２…密閉容器底部、２２ａ…潤滑油、２７…油吸上
管、３２…旋回軸受、３６…背圧室、３８…オルダム機
構、３９…補助軸受、４０…主軸受。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に圧縮機部とモータ部を収納
   し、圧縮機部は鏡板に渦巻状のラップを直立する固定ス
   クロールと旋回スクロールとをラップを互いに内側にし
   てかみ合せて構成し、旋回スクロールを回転軸に連設す
   る偏心機構に係合し、旋回スクロールを自転することな
   く固定スクロールに対し旋回運動させ、固定スクロール
   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、両スクロールにて形
   成される圧縮室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吐出する密閉型スクロー
   ル圧縮機において、モータ外周部を密閉容器のケーシン
   グ部の内壁面に密着して固定し、該モータ外周部にはガ
   ス通路と油通路となる複数個の切り欠き部を設け、モー
   タステータの上下部にあるコイルエンド部の外形寸法を
   前記モータ外周部に設けた切り欠き部外周寸法より同等
   もしくは大きく設定したことを特徴とする密閉型スクロ
   −ル圧縮機。