(57)【要約】【課題】リキッドインジェクション回路の配管又は／及びパワーセーブ機構の配管を、固定スクロールやバッフル板に横孔加工を施すことなく簡単に接続できるようにしたスクロール圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮要素における固定スクロール３aの上面に凹部３cを設け、この凹部３cの底面に固定スクロールの内部に通じる通孔３dを設ける。中央部に取付孔１２aを設け、上面に上部シール材１４を装着すると共に、下面に下部シール材１５を装着した配管接続用部材１２を前記凹部３cに嵌装し、所定長さの配管１３を取付孔１２aに挿入固定する。バッフル板４に設けた通孔４aに配管１３を挿通しながら、当該バッフル板４を落とし込み、上部キャップ５に設けた通孔５aに配管１３を貫通させて当該上部キャップ５を被せ、容器本体１とバッフル板４と上部キャップ５の重合部を溶接Wする。これにより、配管接続用部材１２は固定スクロール３aとバッフル板４との間に挟着される。【選択図】図２
2007100543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に電動要素と、この電動要素により駆動される圧縮要素とを備え、圧縮要素は前記容器内に取り付けられている支持アームに固定された固定スクロールと、前記電動要素のロータに軸着されている駆動軸の偏心カム部に装着された揺動スクロールとの組み合わせから構成され、前記容器本体内を高圧領域と低圧領域とに仕切るバッフル板を有するスクロール圧縮機において、前記固定スクロールとバッフル板との間にシール材を介して配管接続用部材を挟着し、この配管接続用部材を介してリキッドインジェクション又は／及びパワーセーブ用の配管を取り付けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記シール材は、前記バッフル板と配管接続用部材との間に位置する上部シール材と、前記配管接続用部材と固定スクロールとの間に位置する下部シール材とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記配管接続用部材は、前記固定スクロールの中心部を挟んで少なくとも２個所設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２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、スクロール圧縮機に係り、特にリキッドインジェクション又は／及びパワーセーブ用の配管をスクロール圧縮機の内部に簡便に接続できるようにしたスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は周知のものであって、円盤の一面側に渦巻状の凹溝が形成されている固定スクロールと、これに対向する円盤の一面側に渦巻状の突起が形成されている揺動スクロールとから圧縮要素が構成され、これら一対のスクロールにおける渦巻状凹溝と突起を組み合わせて圧縮室を形成して圧縮作用を行う。即ち、固定スクロールは静止させ、揺動スクロールはその中心軸回りには自転しない旋回運動をさせ、前記渦巻状凹溝と突起により形成される圧縮室が揺動スクロールの旋回運動によって回転しながら中央部に移動し、次第にその容積を減じる。そして、圧縮要素の外側部から圧縮室内に吸入された気体は、圧縮室の容積変化により等エントロピー変化等に従って圧力が上昇するのである。
【０００３】
スクロール圧縮機においては、圧縮要素の摺動部や駆動軸の軸受部に対して容器本体の底部に設けたオイル溜めからオイルポンプによりオイルを吸い上げ、駆動軸の内部に設けた油通路を介して給油することにより潤滑するようにしてある。しかしながら、圧縮機の運転負荷が大きい時には、特に圧縮要素の温度が異常に高くなって摺動部に磨耗が生じることがある。このような圧縮要素の温度上昇に起因する摺動部の磨耗を防止する対策として、圧縮機に接続される冷凍サイクルの一部にリキッドインジェクション回路を設け、このリキッドインジェクション回路から凝縮冷媒液を気化させて圧縮要素に供給することにより、圧縮要素を冷却するようにした技術が従来知られている(例えば、特許文献１、特許文献２等)。
【０００４】
又、スクロール圧縮機においては、過負荷時に圧縮要素内で発生する圧縮ガスの異常高圧を減圧するために、異常高圧ガスの一部を圧縮要素から容器内の低圧領域に逃がすパワーセーブ機構を設けることがある(例えば、特許文献３)。
【特許文献１】実開昭５５−３５５００号公報
【特許文献２】実開昭５５−７１０９１号公報
【特許文献３】特開平８−２７０５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記スクロール圧縮機のように、リキッドインジェクション回路から冷却用の凝縮冷媒液を圧縮要素に供給したり、或いは圧縮要素での異常高圧ガスの一部を容器内の低圧領域に逃がすためには、固定スクロールに横孔加工を施してこの横孔に対してリキッドインジェクション回路からの配管を接続しなければならず、又場合によっては容器内を高圧領域と低圧領域に仕切るバッフル板に横孔加工を施すと共に、この横孔から固定スクロールに通じる縦孔加工を施し、更にバッフル板の横孔に対してリキッドインジェクション回路からの配管を接続しなければならない等の複雑で厄介な加工が要求されていた。又、固定スクロールの内部に至るまでの通路長が長くなるため、リキッドインジェクションによる冷却ロスが大きくなり、パワーセーブ機構の場合には通路抵抗が大きくなる等の問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、リキッドインジェクション回路の配管又は／及びパワーセーブ機構の配管を、固定スクロールやバッフル板に横孔加工を施すことなく簡単に接続でき、且つ固定スクロールの内部に至るまでの通路長を従来より短縮できるようにしたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、容器内に電動要素と、この電動要素により駆動される圧縮要素とを備え、圧縮要素は前記容器内に取り付けられている支持アームに固定された固定スクロールと、前記電動要素のロータに軸着されている駆動軸の偏心カム部に装着された揺動スクロールとの組み合わせから構成され、前記容器本体内を高圧領域と低圧領域とに仕切るバッフル板を有するスクロール圧縮機において、前記固定スクロールとバッフル板との間にシール材を介して配管接続用部材を挟着し、この配管接続用部材を介してリキッドインジェクション又は／及びパワーセーブ用の配管を取り付けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記シール材は、前記バッフル板と配管接続用部材との間に位置する上部シール材と、前記配管接続用部材と固定スクロールとの間に位置する下部シール材とから構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機において、前記配管接続用部材は、前記固定スクロールの中心部を挟んで少なくとも２個所設けられたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記請求項１の発明によれば、容器本体内に電動要素と圧縮要素とを備え、容器本体内を高圧領域と低圧領域とに仕切るバッフル板を有するスクロール圧縮機において、圧縮要素の固定スクロールとバッフル板との間にシール材を介して配管接続用部材を挟着し、この配管接続用部材を介してリキッドインジェクション又は／及びパワーセーブ用の配管を取り付けたので、固定スクロール又はバッフル板に横孔加工を施すことなく簡単に接続でき、且つ固定スクロールの内部に至るまでの通路長を従来よりも短縮することができる。
【００１１】
上記請求項２の発明によれば、前記シール材は、前記バッフル板と配管接続用部材との間に位置する上部シール材と、前記配管接続用部材と固定スクロールとの間に位置する下部シール材とから構成されているので、リキッドインジェクション回路から固定スクロールに供給される凝縮冷媒液又は／及びパワーセーブ機構において固定スクロールから排出される圧縮ガスの漏れを防止することができる。
【００１２】
上記請求項３の発明によれば、前記配管接続用部材は、前記固定スクロールの中心部を挟んで少なくとも２個所設けられることにより、一方の配管接続用部材にリキッドインジェクション回路からの配管を接続し、他方の配管接続用部材にパワーセーブ機構の配管を接続することができる。或は配管接続用部材を３個所設けて、そのうちの２箇所にリキッドインジェクション回路からの配管を接続することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るスクロール圧縮機の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るスクロール圧縮機の一実施形態を示す概略縦断面図である。図中、１は円筒形の容器本体であり、内部に電動要素２とこの電動要素２により駆動される圧縮要素３とが収納・配設され、容器本体１の上端部にはバッフル板４を介して上部キャップ５が取り付けられ、容器本体１の下端部には下部キャップ６が取り付けられることにより密閉容器として構成されている。
【００１４】
上記電動要素２は電動機であって、外周部が容器本体１のほぼ中央部の内壁に固定されているステータ２aと、このステータ２aの中央部に回転自在に配設されたロータ２bとから構成され、ロータ２bの中央部には駆動軸７が貫通して軸着されている。
【００１５】
上記圧縮要素３は公知のスクロール形式のものであって、ほぼ円盤状の下面側に渦巻状の凹溝が形成されている固定スクロール３aと、ほぼ円盤状の上面側に渦巻状の突起が形成されている揺動スクロール３bとから構成され、これら一対のスクロールの渦巻状凹溝と突起を組み合わせて圧縮室を形成して圧縮作用を行う。即ち、固定スクロール３aは静止させ、揺動スクロール３bはその中心軸回りには自転しない旋回運動をさせ、前記凹溝と突起により形成される圧縮室が揺動スクロール３bの旋回運動によって回転しながら中央部に移動し、次第にその容積を減じる。そして、圧縮要素３の外側部から圧縮室内に吸入された気体は、圧縮室の容積変化により等エントロピー変化等に従って圧力が上昇する。
【００１６】
前記容器本体１の上部の内壁には上部支持フレーム８が固定され、この上部支持フレーム８の上面外周部に前記固定スクロール３aが複数のボルト９を介して固定され、中央部に形成されている軸受部８aには前記駆動軸７の上端部が貫通して軸支されている。又、上部支持フレーム８の上面側中央部には円形の凹部８bが形成されており、軸受部８aを貫通した駆動軸７の偏心カム部７aが凹部８b内に突出し、この偏心カム部７aに前記揺動スクロール３bの下面側突出円筒部がベアリング１０を介して嵌着され、揺動スクロール３bが前記固定スクロール３aに組み合わされている。そして、上部支持フレーム８と揺動スクロール３bは、この揺動スクロール３bの自転を規制するためにオルダムリング１１によって継ぎ手接続されている。これにより、駆動軸７の軸回転に伴って偏心カム部７aが偏心回転し、この偏心カム部７aにより揺動スクロール３bは自転することなく固定スクロール３aに対して旋回運動をする。
【００１７】
図２に示すように、固定スクロール３aの上面に凹部３cが設けられており、凹部３cの底面には固定スクロール３aの内部に通じる通孔３dが設けられ、この凹部３c内に配管接続用部材１２が装着されている。配管接続用部材１２は、例えばリキッドインジェクション回路(図略)から凝縮冷媒液を供給する配管１３を接続するためのものであり、中央部には取付孔１２aを有し、上面には前記バッフル板４との間に位置する上部シール材１４が装着され、下面には上記凹部３cの底面との間に位置する下部シール材１５が装着されている。これらのシール材としては、例えば耐熱性のOリングを使用することができる。
【００１８】
この配管接続用部材１２の取り付けに際しては、前記容器本体１にバッフル板４及び上部キャップ５を取り付ける前の段階で固定スクロール３aの凹部３c内に嵌入し、中央部の取付孔１２aに所定長さの配管１３を挿入してその下端部を溶接により固定する。次いで、バッフル板４に設けられている通孔４aに配管１３を挿通しながらバッフル板４を落とし込み、このバッフル板４の外周端部を容器本体１の上端縁に載置する。この後、前記上部キャップ５に設けられている通孔５aに配管１３の上端部を挿通しながら上部キャップ５を落とし込み、この上部キャップ５の下端縁をバッフル板４の外周端部の上に載置し、容器本体１とバッフル板４と上部キャップ５との重合部を、その外周に沿って溶接Wすることにより一体化する。これにより、配管接続用部材１２は、固定スクロール３aとバッフル板４との間に、前記上部シール材１４及び下部シール材１５を介して挟着される。そして、上部キャップ５の通孔５aにスリーブを嵌着し、配管１３に溶接することで固定する。
更に、配管１３の上端部にリキッドインジェクション回路からの配管を連結するのである。
【００１９】
このようにして、配管接続用部材１２を介して所定長さの配管１３を固定スクロール３aに簡単に取り付けることができる。このため、従来のように固定スクロール３a又は／及びバッフル板４に横孔加工を施す必要がなくなり、横孔に対して配管１３を接続する必要もなくなる。
【００２０】
前記上部シール材１４は、配管接続用部材１２とバッフル板４との間に介在しているため、バッフル板４の通孔４aを通ってバッフル板４より上方の高圧領域の圧縮ガスがバッフル板４より下方の低圧領域に流入するのを遮断することができる。このため、バッフル板４の通孔４aの内径を、配管１３の外径に比して大きく形成することが可能となり、前記のようにバッフル板４の通孔４aに配管１３を挿通しながら当該バッフル板４を落とし込む作業がし易くなる。一方、下部シール材１５は、配管接続用部材１２と固定スクロール３aとの間に介在しているため、固定スクロール３a内部の圧縮気体が凹部３の隙間を通って上記低圧領域にガスリークするのを遮断することができる。
【００２１】
図１のように、前記バッフル板４は中央部に通孔４bが設けられ、この通孔４bは固定スクロール３aの中央部に設けられた吐出ポート３e及びこの吐出ポート３eに続く凹部３fに連通している。これにより、圧縮要素３にて圧縮された気体は、固定スクロール３aの吐出ポート３eから吐出されると共に、凹部３f及び通孔４bを通って上部空間の高圧領域に流入し、上部キャップ５に取り付けられている吐出管１６から外部に吐出される。バッフル板４の中央部と、固定スクロール３aの上面側に形成されている円筒部との取付部にはシール材１７が装着されており、これにより上部空間の高圧領域に流入した高圧の圧縮気体が、バッフル板４より下部空間の低圧領域にガスリークしないようにしてある。尚、凹部３fには吐出ポート３eを開閉する圧力開閉弁(図略)が取り付けられる。
【００２２】
前記容器本体１の下部の内壁には下部支持フレーム１８が固定され、この下部支持フレーム１８の中央部に形成されている軸受部１８aにはベアリング１９が装着され、前記駆動軸７の下端部が貫通して軸支されている。これにより、駆動軸７は上下端部が上部支持フレーム８の軸受部８a及び下部支持フレーム１８の軸受部１８aによりそれぞれ軸支されているため、前記ロータ２bの回転に伴う軸回転が安定し、且つステータ２aに対するロータ２bの適正位置を保持することができる。
【００２３】
前記容器本体１の底部には潤滑用オイルを収納したオイル溜め２０が設けられ、前記下部キャップ６の上面中央部にオイルカップ２１が固定され、このオイルカップ２１の側壁下部には円周方向に沿って複数の通孔２１aが等間隔で形成され、これらの通孔２１aを介してオイルカップ２１の内部がオイル溜め２０と連通している。
【００２４】
オイルポンプ２２は、駆動軸７の下端部に取り付けられており、吸込口２２aの近傍にパドル２２bが設けられ、駆動軸７の回転によってオイルカップ２１内のオイルを吸い上げることができる。オイルポンプ２２により吸い上げられたオイルは、遠心力によって駆動軸７の内部に軸線方向に沿って形成されている油通路７bの内壁に沿って上昇し、この油通路７の途中に設けられている複数の給油孔７cから圧縮要素３の摺動部や、駆動軸７の軸受部８a、１８a等に供給される。
【００２５】
駆動軸７の油通路７bの上端は、図１のように偏心カム部７aの内部に軸線方向に沿って形成されている油通路７dに連通しており、この油通路７dは揺動スクロール３bの内部に形成されている複数の給油孔３gと連通している。偏心カム部７aの油通路７dから上方に出たオイルは、偏心カム部７aを軸受けしているベアリング１０部分に給油されると共に、揺動スクロール３bの給油孔３gに流入したオイルは、給油孔３gの上端部から揺動スクロール３bの外周面を下降して下面側に回り込み、揺動スクロール３bと上部支持フレーム８との摺動面に給油される。そして、駆動軸７の回転が停止すると、油通路７b、７d内のオイルは内壁に沿って下降し、オイルポンプ２２の下端部からオイルカップ２１内に落下してオイル溜め２０に戻される。
【００２６】
前記容器本体１の側壁上部にはターミナル２３が取り付けられ、その内部側端子と前記電動要素２のステータ２aとが図示しない内部リード線により接続されると共に、外部側端子には図示しない外部電源からのリード線が接続される。これにより、外部電源から給電すると、ターミナル２３を通じて電動要素２を作動させることができる。
【００２７】
又、容器本体１の側壁要所には吸入管２４が取り付けられ、この吸入管２４の内側端部と前記圧縮要素３の図示しない吸入ポートとが連結管を介して接続されると共に、吸入管２４の外側端部には図示しない気体供給源からの配管が接続される。これにより、例えば冷媒ガスを吸入管２４から供給すると、圧縮要素３の吸入ポートから圧縮室内に吸入され、揺動スクロール３bの旋回運動によって冷媒ガスは圧縮される。そして、圧縮された冷媒ガスは、前記固定スクロール３aの吐出ポート３cから吐出されると共に、吐出管１６から外部に吐出される。
【００２８】
本実施形態に係るスクロール圧縮機は上記のように構成されており、前記外部電源から給電すると電動要素２が作動してロータ２bが回転し、このロータ２bの回転と共に駆動軸７が軸回転し、偏心カム部７aを介して圧縮要素３の揺動スクロール３bが旋回し、吸入管２４から供給される気体例えば冷媒ガスを、吸入ポートから圧縮室に吸入して圧縮運転が開始される。
【００２９】
圧縮運転中において、過負荷状態になると圧縮要素３の温度が異常に上昇することがある。圧縮要素３が異常高温になると、図示しないリキッドインジェクション回路が作動し、凝縮冷媒液を前記配管１３を介して固定スクロール３aに供給することで圧縮要素３を冷却する。この時、バッフル板４から固定スクロール３aに至るまでの通路長が従来よりも短いため、凝縮冷媒液の冷却ロスを低く抑えて圧縮要素３の冷却効率を高めることができる。この冷却によって圧縮要素３が通常温度に戻ると、リキッドインジェクション回路の作動が停止する。又、軽負荷状態の運転時ではリキッドインジェクション回路は作動しない。図示しない温度センサ及び切替手段等により、リキッドインジェクション回路の作動制御が可能である。
【００３０】
そして、前記圧縮要素３の吸入ポートから圧縮室に吸入された冷媒ガスは、前記のように揺動スクロール３bの旋回運動によって圧縮された後、吐出管１６から外部に吐出され、この吐出管１６に接続された図示しない配管を介して冷凍サイクルに送り込まれる。冷凍サイクルを循環した後、冷媒ガスは図示しない配管を介して吸入管２４から容器本体１に戻され、連絡管を経て圧縮要素３の吸入ポートから圧縮室に吸入されるのである。
【００３１】
上記実施形態では、配管接続用部材１２を１箇所に設けてリキッドインジェクション回路の配管を接続した例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図示は省略したが、配管接続用部材を固定スクロールの中心部を挟んで少なくとも２個所に設け、一方の配管接続用部材にリキッドインジェクション回路からの配管を接続し、他方の配管接続用部材にパワーセーブ機構の配管を接続することができる。パワーセーブ機構の配管を接続した場合には、その配管の上端部は屈曲させてバッフル板４の一部を貫通させ低圧領域に開口するように構成する。更に、配管接続用部材を３個所に設けて、そのうちの２個所にリキッドインジェクション回路からの配管を分岐させて接続し、残りの１個所にパワーセーブ機構の配管を接続することも可能である。配管接続用部材を設ける個所は、必要に応じてその数を設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、スクロール圧縮機に適用することができ、特に固定スクロールとバッフル板との間にシール材を介して配管接続用部材を挟着し、この配管接続用部材を介してリキッドインジェクション回路又は／及びパワーセーブ機構の配管を簡単に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係るスクロール圧縮機の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明に係るスクロール圧縮機の一実施形態における一部概略断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  容器本体
２  電動要素
２a  ステータ
２b  ロータ
３  圧縮要素
３a  固定スクロール
３b  揺動スクロール
３c  凹部
３d  通孔
４  バッフル板
４a  通孔
５  上部キャップ
６  下部キャップ
７  駆動軸
７a  偏心カム部
７b  油通路
８  上部支持フレーム
８a  軸受部
１１  オルダムリング
１２  配管接続用部材
１２a  取付孔
１３  配管
１４  上部シール材
１５  下部シール材
１６  吐出管
１８  下部支持フレーム
１８a  軸受部
２０  オイル溜め
２１  オイルカップ
２２  オイルポンプ
２３  ターミナル
２４  吸入管
【図１】
2007100543.tif 000003
【図２】
2007100543.tif 000004