(57)【要約】【課題】マフラーと圧縮機構部の密着性が不十分であると冷媒ガスとともに潤滑油が冷凍サイクルに排出されるが、密着性を確保する為にマフラーと圧縮機後部の締結ボルト締め付け力を大きくすると、圧縮機後部に歪が生じて効率低下の原因となるという課題を解決し、マフラーと圧縮機構部との密着性を向上させつつ、圧縮機構部への歪を少なくしたスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】固定スクロールと密着する吐出マフラーの圧縮機構部と対向する部分の密着部分にシール材を配置することにより密着性と歪の極小化を両立させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧力により部材が変形して効率・信頼性を損なうことのないようにラップ高さよりもラップ底面厚みが多い固定スクロールを用い、且つ吐出口を覆うように取り付けられた吐出マフラーを有し、前記マフラーが圧縮機構端面との間で消音空間を形成する曲面部と前記圧縮機構端面に密着して消音空間の気密を保つ平坦部とが一体に構成されるようにプレス絞加工で構成されている場合において、自然冷媒等で高差圧が発生するために前記マフラーと前記固定スクロールの圧縮機構部の対向する密着部に溝を構成しシール材を配置することにより密着部から冷凍サイクルへの潤滑油流出を低減させる密着性を確保しつつ、圧縮機の効率に影響を及ぼす圧縮機構部への歪を防止することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記マフラーにおいて前記固定スクロールの圧縮機構部と対向する密着部に磁性流体を塗布することによりシール材と前記マフラーの密着性を更に向上させることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
自然冷媒Ｒ７４４を用いていることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機、冷凍機器等に使用される圧縮機であって、自然冷媒を用いる場合に圧縮室内部に高差圧が存在し、漏れ隙間を低減することにより高効率を可能とするスクロール圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機や冷凍機器などに使用される従来の密閉圧縮機についてスクロール圧縮機を例に説明する。スクロール圧縮機は、吸入管から吸入した冷媒ガスを、固定スクロールと旋回スクロールが噛み合って構成される三日月形状の圧縮空間に導き、旋回スクロールが自転を拘束された状態で円軌道運動することにより圧縮空間が外周部から中心に向かって移動しながら容積を減少させることで圧縮している。
【０００３】
圧縮空間は中心に向かって移動した結果、固定スクロールの中心に設けられたスクロール吐出口に連通することになる。このとき高圧に圧縮された冷媒ガスがスクロール吐出口から勢い良く噴出するので吐出ガスには脈動が生じる。このような吐出ガスの脈動は騒音・振動の原因となるため、吐出ガスを一旦流路面積の大きい消音空間に放出し、しかる後再度流路面積の小さな空間を通して吐出することで消音効果を得る拡張室型マフラーを用いて静音化するという技術が用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０２０８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、近年の環境保護の観点より自然冷媒Ｒ７４４を用いたスクロール圧縮機が要望されてはじめており、圧縮機の信頼性確保の観点から従来よりも高粘度の潤滑油を用いているため、その潤滑油が冷凍サイクル内へ流出すると冷凍サイクルのパイプ内壁に潤滑油が付着して冷凍性能を低下させる率が従来よりも大きく、また圧縮機へ潤滑油が戻りにくくなっているため圧縮機内部に存在する潤滑油の量が不十分となって機械損が増大し圧縮機の効率を低下させ、極端な場合には摺動部の焼き付きを起こす恐れもある等の不具合があった。
【０００６】
また、圧縮機構部より吐出された冷媒ガスの消音のため、ガス吐出部には消音用のマフラーを配置するが、マフラーと圧縮機構部の密着性が不十分であると冷媒ガスとともに潤滑油が冷凍サイクルに排出されてしまう。
【０００７】
一方圧縮機構部においては微小な歪が生じても効率の低下が大きくなるため、圧力変形による微小な歪が生じないよう圧縮機構部底面の厚みは機構部の高さよりも厚く、なっており、対向する部分にボルト等を用いての密着性向上は難しい。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、マフラーと圧縮機構部との密着性を向上させつつ、圧縮機構部への歪を少なくすることが可能となるため、圧縮機の効率を維持しつつ、冷凍サイクルへの潤滑油の流出を低減させることが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、固定スクロールとマフラーとの密着部において圧縮
機構部と対向する密着部にシール材を設け、且つ前記マフラーに磁性流体を塗布する。本構成によって、マフラーと圧縮機構部との密着性を向上させつつ、圧縮機構部への歪を少なくすることが可能となるため、圧縮機の効率を維持しつつ、冷凍サイクルへの潤滑油の流出を低減させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールと密着する吐出マフラーの圧縮機構部と対向する部分の密着部分にシール材を配置することにより、密着性と歪の極小化を両立させる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態における密閉型電動圧縮機の断面図
【図２】本発明の一実施の形態における吐出マフラーの平面図
【図３】本発明の一実施の形態における圧縮機構に吐出マフラーを取り付けた状態を示す斜視図
【図４】本発明の一実施の形態における電線を保持した状態を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
請求項１記載の発明は、密閉容器内に収納された圧縮機構の吐出孔を消音用のマフラーで覆うように取り付けられている密閉型スクロール圧縮機であり、マフラーは圧縮機構を形成する固定スクロール端面と密着するよう取り付ける必要がある。固定スクロール外周部との締結においてはボルトにより密着性を確保しているが、固定スクロールの圧縮機構部を形成するラップ部分と対向する部分においては密着部分に溝を構成し、その溝にシール材を配置することにより外周部のボルト締結力を利用して密着性を確保している。
【００１３】
この構成によれば、従来よりも高い圧力条件にて運転する圧縮機で、マフラーと固定スクロールの密着部からの漏れが増加する使用条件下においてもマフラーと固定スクロールの密着性を確保でき、冷凍サイクルへの潤滑油流出を低減することが可能となる。
【００１４】
また圧縮機構部に対向する部分に締結力を発生させることがなく、固定スクロールラップ底面などの圧縮機構部への歪を発生させないため、圧縮室内部の冷媒ガスの漏れによる効率低下も防止することが可能となる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、マフラーに設けた平面部に磁性流体を塗布することにより、さらに密着性を向上させることができる。
【００１６】
この構成によれば、自然冷媒等を用いることで従来よりも高い圧力条件にて運転する場合においてもマフラーと固定スクロールの密着性を確保でき、冷凍サイクルへの潤滑油流出を低減することが可能となる。
【００１７】
また圧縮機構部に対向する部分に締結力を発生させることがなく、固定スクロールラップ底面などの圧縮機構部への歪を発生させないため、圧縮室内部の冷媒ガスの漏れによる効率低下も防止することが可能となる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１および２記載の発明において、特に自然冷媒Ｒ７４４を用いているスクロール圧縮機に適用する。
【００１９】
Ｒ７４４用に圧縮機を適用するには高い粘度の潤滑油を使用する必要があるが、高粘度の潤滑油が冷凍サイクル内に進入した場合には冷凍サイクルの熱交換用の銅管パイプ内壁に潤滑油が付着して冷凍性能を大幅に低下させたり、圧縮機内部に戻ってくる潤滑油が少
ないために圧縮機の耐久性に不具合が発生することを防止することが可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１はスクロール圧縮機の断面図である。２０はスクロール圧縮機構であり固定スクロール部材２１と旋回スクロール部材２２が噛み合って三日月型の圧縮空間を形成している。４０は吐出マフラーであり、固定スクロール部材２１の背面に密着して消音空間４３を形成している。２４は固定スクロール部材の径方向中心に設けられたスクロール吐出口であり、消音空間４３に開口している。２５は連通孔であり消音空間４３と下側空間１５を連通して冷媒ガスを消音空間４３から下側空間１５に導く。３３は電動機の回転子で軸方向に貫通する回転子貫通孔３４とオイルセパレータ３５を有している。３２は電動機固定子で外周部に固定子貫通孔３６を有している。２６は圧縮機構外周部に設けた冷媒通路で下側空間１５と上側空間１４とを連通している。
【００２２】
ガラス絶縁端子１３を介して電流が供給されて電動機が回転し、スクロール圧縮機構を駆動して吸入管１１から吸入した冷媒ガスを圧縮すると同時に、密閉容器底部の油溜まりから汲み上げられた潤滑油はクランクシャフト８により回転運動を与えられるトロコイドポンプ７により圧縮機下部から吸い上げられ、クランクシャフト８内部にある潤滑油供給用の貫通穴８ａを通り旋回スクロール部材２２の偏心軸受内部空間２２ａへと導かれ、圧縮機構の摺動部を潤滑する。
【００２３】
スクロール吐出口２４から吐出された潤滑油を含んだ高圧冷媒ガスは消音空間４３で一度拡張された後、狭い連通孔２５を通ることによって圧力脈動が低減される。
【００２４】
連通孔２５を通った冷媒ガスはガイド２８により電動機回転子３３に導かれて回転子貫通孔３４を通ったのち、オイルセパレータ３５に衝突して冷媒ガスと潤滑油が分離される。
【００２５】
分離された潤滑油は遠心力で電動機固定子巻き線のコイルエンドに飛ばされた後、自重で密閉容器底部の油溜りに向かって落下して行く。
【００２６】
潤滑油と分離された冷媒ガスは電動機固定子の外周部に設けられた固定子貫通孔を通って密閉容器上方に向かい、さらに圧縮機構外周部に設けられた冷媒通路を通って上側空間に達し、最終的に吐出管１２から冷凍サイクルに出て行く。
【００２７】
このような構成とするために吐出マフラー４０は、ガラス絶縁端子と干渉しないように高さが制限され、冷媒通路および電線通路を塞がないようにしながらスクロール吐出口と連通孔が開口する消音空間を形成し、更には電線が配線される空間を上側空間に確保する必要から複雑な形状とならざるを得ない。
【００２８】
通常この種の密閉型電動圧縮機の使用される吐出マフラーは板金プレス加工で平坦部の平面が出やすいような複数の曲線で構成される形状である。吐出マフラー４０の形状を図２に示す。消音空間４３を最大化するため、プレス加工により精度が保証される平坦部は斜線で図示された部分４１が最大となる。
【００２９】
図３に吐出マフラー４０と固定スクロール部材２１との組図を図３に示す。外周部分、特に自然冷媒等の高差圧を適用する圧縮機については可能な限り多い本数でボルト４５を用いて平坦部４１の近傍を締結することにより平坦部４１部分での密着性を確保している
。この構成により潤滑油を含んだ冷媒ガスが直接吐出管１１より冷凍サイクル内へ流出しないようにしている。
【００３０】
しかしながら図２の鎖線部分については消音空間４３と吐出マフラー端部との距離が近いにもかかわらず、平坦部の密着性のみで冷媒ガスの流出を防止している。本部分についてもボルトによる締結を施すのが望ましいが、図３の点線で示した固定スクロール部材２１の圧縮機構部を構成する部分に対向する部分であり、もしボルト等で締結した場合にはラップ底面に数μｍの歪を生じさせてしまう。
【００３１】
特に自然冷媒等を用いる低容積・高差圧での運転を想定する圧縮機の場合には数μｍの歪により大きな効率低下や信頼性の低下を招く危険性がある。
【００３２】
よって図４にあるように図２および図３の鎖線部に相当する部分に固定スクロール部材２１の圧縮機構部をシール溝５１およびシール材５２を配置することにより、圧縮機構部のラップ部分に歪を生じさせることなく冷媒ガスおよび潤滑油の漏れを低減することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図２に図示した平坦部４１について磁力を発生させることのできる磁性流体を塗布することにより、吐出マフラー４０と固定スクロール部材２１との密着性を更に向上させることが可能となり、圧縮機構部のラップ部分に歪を生じさせることなく冷媒ガスおよび潤滑油の漏れを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明にかかる密閉型スクロール圧縮機は、従来の圧縮機に対して吐出マフラーの密着性を向上させることにより、冷凍サイクルへの冷媒ガスに含まれる潤滑油の吐出量を低減させつつ、圧縮機構部への歪を抑えることで高効率の圧縮機を提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１  スクロール圧縮機
７  トロコイドポンプ
８  クランクシャフト
８ａ  シャフト内部貫通穴
１０  密閉容器
１１  吸入管
１２  吐出管
１３  ガラス絶縁端子
１４  上側空間
１５  下側空間
２０  スクロール圧縮機構
２１  固定スクロール部材
２２  旋回スクロール部材
２２ａ  内部空間
２３  圧縮空間
２４  スクロール吐出口
２５  連通孔
２６  冷媒通路
２８  ガイド
３０  電動機
３１  電線
３２  固定子
３３  回転子
３４  回転子貫通孔
３５  オイルセパレータ
３６  固定子貫通孔
４０  吐出マフラー
４１  平坦部
４２  曲面部
４３  消音空間
４４  電線保持部
４５  ボルト
５０  油溜り
５１  シール溝
５２  シール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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