特許 7460229 スクロール圧縮機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-25

(45)【発行日】2024-04-02

(54)【発明の名称】スクロール圧縮機

(51)【国際特許分類】

   F04C 18/02 20060101AFI20240326BHJP

   F04C 29/12 20060101ALI20240326BHJP

   F04C 23/00 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

F04C18/02 311X

F04C29/12 Z

F04C23/00 F

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023188564

(22)【出願日】2023-11-02

【審査請求日】2024-01-25

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】320011199

【氏名又は名称】株式会社石川エナジーリサーチ

(74)【代理人】

【識別番号】100147913

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 義敬

(74)【代理人】

【識別番号】100091605

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 敬

(74)【代理人】

【識別番号】100197284

【弁理士】

【氏名又は名称】下茂 力

(72)【発明者】

【氏名】石川 満

(72)【発明者】

【氏名】茅沼 秀高

【審査官】岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／１４４９４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１０１１６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１９０２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４６９６２７２（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６７１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１１５４１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０１５１１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｃ １８／０２

Ｆ０４Ｃ ２９／１２

Ｆ０４Ｃ ２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、
固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記ファンが収容される前段圧縮室と、を具備し、
前記ファンおよび前記前段圧縮室は、前記冷媒の流れにおいて、前記可動スクロールよりも上流側に配置され、
前記ファンを覆うように構成されたファンケーシングを更に具備し、前記前段圧縮室は、前記ファンケーシングの内壁と前記ファンとの間に形成された空間であり、前記ファンは、前記冷媒の流れにおける上流側を向く上流側主面部と、前記冷媒の流れにおける下流側を向く下流側主面部と、半径方向外側を向く側面部と、を有し、
前記上流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１０とし、前記下流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１１とし、前記側面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１２とした場合、Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの２倍以下であり、
前記側面部に、半径方向外側に向かって突起する突起部を形成することを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項2】

Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの１．５倍以下であ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】

Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの１．２倍以下であ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4】

蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、
固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記ファンが収容される前段圧縮室と、を具備し、
前記ファンおよび前記前段圧縮室は、前記冷媒の流れにおいて、前記可動スクロールよりも上流側に配置され、
前記ファンを覆うように構成されたファンケーシングを更に具備し、前記前段圧縮室は、前記ファンケーシングの内壁と前記ファンとの間に形成された空間であり、前記ファンは、前記冷媒の流れにおける上流側を向く上流側主面部と、前記冷媒の流れにおける下流側を向く下流側主面部と、半径方向外側を向く側面部と、を有し、
前記上流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１０とし、前記下流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１１とし、前記側面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１２とした場合、Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの２倍以下であり、
上下方向において、前記ファンの下端部と前記内壁との距離は、前記ファンの上端部と前記内壁との距離よりも短いことを特徴とするスクロール圧縮機。

【請求項5】

前記ファンの下端と前記内壁との距離をＬ２０とし、前記ファンの上端と前記内壁との距離をＬ２１とした場合、Ｌ２０のＬ２１に対する比率を２／３以下とすることを特徴とする請求項４に記載のスクロール圧縮機。

【請求項6】

前記ファンの下端と前記内壁との距離をＬ２０とし、前記ファンの上端と前記内壁との距離をＬ２１とした場合、Ｌ２０のＬ２１に対する比率を１／２以下とすることを特徴とする請求項４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関し、特に、流体の圧縮率を高めることができるスクロール圧縮機に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なスクロール圧縮機は、スクロール本体に固定スクロールが固定され、この固定スクロールに対して可動スクロールが旋回可能に組み合わされている。スクロール圧縮機を運転すると、旋回中心を回転軸にして可動スクロールが旋回することで、スクロール圧縮機の周辺部から、固定スクロールと可動スクロールとの間に導入された流体は、両者の間で圧縮されながら、中心部に向かって移動する。中心部に達した流体は、圧縮された状態で系外に供給される。このような構成のスクロール圧縮機は、例えば特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第４６３５６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記した一般的な構成を有するスクロール圧縮機では、それほど加圧されていない状態の流体を、可動スクロールと固定スクロールとの間の空間に導入するため、高い圧縮率を得ることが簡単でない課題があった。

【0005】

また、スクロール圧縮機の圧縮率を向上するために、モータの回転数を高速にすると、スクロール圧縮機が消費するエネルギが増大してしまう課題が発生する。

【0006】

更にまた、その圧縮率を高めるべく、スクロール圧縮機の前段部分に流体を圧縮する圧縮機を介装すると、圧縮機で加圧した流体をスクロール圧縮機に供給できることから、高い圧縮率を得ることは出来る。しかしながら、新たに別体の圧縮機が必要になることから、装置全体の複雑化および高コスト化を招く課題が存在する。

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮率が向上されたスクロール圧縮機を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のスクロール圧縮機は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記ファンが収容される前段圧縮室と、を具備し、前記ファンおよび前記前段圧縮室は、前記冷媒の流れにおいて、前記可動スクロールよりも上流側に配置され、前記ファンを覆うように構成されたファンケーシングを更に具備し、前記前段圧縮室は、前記ファンケーシングの内壁と前記ファンとの間に形成された空間であり、前記ファンは、前記冷媒の流れにおける上流側を向く上流側主面部と、前記冷媒の流れにおける下流側を向く下流側主面部と、半径方向外側を向く側面部と、を有し、前記上流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１０とし、前記下流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１１とし、前記側面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１２とした場合、Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの２倍以下であり、前記側面部に、半径方向外側に向かって突起する突起部を形成することを特徴とする。

【0009】

本発明のスクロール圧縮機は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記ファンが収容される前段圧縮室と、を具備し、前記ファンおよび前記前段圧縮室は、前記冷媒の流れにおいて、前記可動スクロールよりも上流側に配置され、前記ファンを覆うように構成されたファンケーシングを更に具備し、前記前段圧縮室は、前記ファンケーシングの内壁と前記ファンとの間に形成された空間であり、前記ファンは、前記冷媒の流れにおける上流側を向く上流側主面部と、前記冷媒の流れにおける下流側を向く下流側主面部と、半径方向外側を向く側面部と、を有し、前記上流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１０とし、前記下流側主面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１１とし、前記側面部と前記内壁との間隙の厚さをＬ１２とした場合、Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの２倍以下であり、上下方向において、前記ファンの下端部と前記内壁との距離は、前記ファンの上端部と前記内壁との距離よりも短いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、圧縮率が向上されたスクロール圧縮機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1A】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す斜視図である。

【図1B】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す切開斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機を示す断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機のファンケーシングを示す斜視図である。

【図4】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機のファンケーシングを示す断面図である。

【図5A】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の第１ファンおよび第２ファンを前方から見た分解斜視図である。

【図5B】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の第１ファンおよび第２ファンを後方から見た分解斜視図である。

【図6】本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の第１ファンを前方から見た正面図である。

【図7】本発明の他施形態に係るスクロール圧縮機の第１ファンを前方から見た正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、図を参照して本形態のスクロール圧縮機１０を説明する。以下の説明では、同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。更に、以下の説明では、上下前後左右の各方向を適宜用いるが、前方とはスクロール圧縮機１０の内部における流体の流れの上流側を示し、後方とは前方の反対側である。また、左右とはスクロール圧縮機１０を前方から見た場合の左右を示している。

【0028】

図１Ａは、スクロール圧縮機１０を示す斜視図である。図１Ｂは、スクロール圧縮機１０を示す切開斜視図である。

【0029】

図１Ａおよび図１Ｂを参照して、スクロール圧縮機１０は蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒１１を圧縮する圧縮機である。スクロール圧縮機１０は、図示しない配管を介して、ここでは図示しない凝縮器、膨張手段および蒸発器と接続される。係る冷凍サイクルは、例えば、車両の車室を冷房または暖房する車室用空調機として用いられる。

【0030】

本実施形態にかかる冷凍サイクルは、例えば、ミスト潤滑方式のものである。ミスト潤滑方式とは、後述する冷媒１１の中に溶解された潤滑油を、冷媒１１と共に冷凍サイクル内に循環させ、ガス状の冷媒１１に含まれるミスト状の潤滑油により圧縮機の摺動箇所を潤滑するものである。後述するように、本実施形態では、液化した潤滑油を再度ミスト化する機構を有していることから、冷媒１１は常にミスト状の潤滑油を含み、各機器は潤滑されている状態とされる。

【0031】

図１Ａおよび図１Ｂを参照して、スクロール圧縮機１０では、ケーシング３１の内部に、スクロール圧縮機１０として機能する各部材が収納されている。図１Ｂを参照して、ケーシング３１の前方側には、ファンケーシング１５およびモータ２３が収納される。

【0032】

図２は、スクロール圧縮機１０を示す断面図である。

【0033】

図２を参照して、ケーシング３１の内部には、前方側から、取入口１３、前室１９およびファンケーシング１５、区画壁１２、モータ収納室１６およびモータ２３、可動スクロール２０および固定スクロール２１、圧縮空間２２並びに吐出口２４が配設される。更に、ケーシング３１の中心にはシャフト１８が配設される。こでは図示されないが、可動スクロール２０の前方には、シャフト１８の回転運動を可動スクロール２０の旋回運動に変換する旋回機構が配設されている。

【0034】

取入口１３は、ケーシング３１の前面に形成された開口である。取入口１３からは冷媒１１が吸い込まれる。

【0035】

前室１９は、ケーシング３１の前端に形成された空間である。前室１９はファンケーシング１５を収容する空間である。

【0036】

ファンケーシング１５は、後述するファン１７を収容するためのケース状の部材である。ファンケーシング１５の前端は取入口１３に接続される。ファンケーシング１５の後端はモータ収納室１６と連通する。

【0037】

ファン１７は、シャフト１８に対して相対回転不能に取り付けられる。ファン１７は、圧縮空間２２に導入される冷媒１１を、上流側で圧縮する機能を有する。かかる機能は図４等を参照して後述する。本実施形態では、ファン１７および後述する前段圧縮室１４は、冷媒１１の流れにおいて、可動スクロール２０、固定スクロール２１および圧縮空間２２よりも上流側に配置される。

【0038】

区画壁１２は、ケーシング３１の内部において、前室１９とモータ収納室１６とを区画する壁状部材である。区画壁１２の略中央には貫通孔が形成され、前室１９とモータ収納室１６とは、その貫通孔を経由して連通する。

【0039】

モータ収納室１６は、モータ２３が収納される空間である。

【0040】

モータ２３は、回転子２５と固定子２６とを含む。本実施形態では、モータ２３は、上記した可動スクロール２０を旋回させ、更には、ファン１７を回転させる。

【0041】

回転子２５は、円周方向に沿って略等間隔に配置された複数の図示しない磁石を含む。回転子２５の半径方向中央には貫通孔が形成されており、その貫通孔にはシャフト１８が挿通される。回転子２５とシャフト１８とは、相対回転不可能に相互に接続されている。よって、回転子２５が回転すると、シャフト１８も共に回転する。

【0042】

固定子２６は、ステータコア２６１とコイル２６２とから成る。ステータコア２６１はケーシング３１の内面に嵌め込まれている。ステータコア２６１は、鉄心とも称される。ステータコア２６１には、コイル２６２が巻回されている。コイル２６２には、図示しないインバータから所定の周波数の交流電力が供給される。固定子２６は電磁石を構成している。

【0043】

シャフト１８は、可動スクロール２０に駆動力を与える略円柱状の鋼棒である。シャフト１８の前端はファン１７に相対回転不可能に接続され、シャフト１８の中間部は回転子２５に相対回転不可能に接続され、シャフト１８の後端は可動スクロール２０を旋回する旋回機構に接続する。ここではこの旋回機構は図示していない。シャフト１８は、軸受等を介して、ケーシング３１に対して回転可能に固定される。

【0044】

可動スクロール２０は、シャフト１８の後端に相対回転不能に接続され、固定スクロール２１に対して旋回可能に配置される。可動スクロール２０は、シャフト１８と共に回転することで旋回する。

【0045】

固定スクロール２１は、ケーシング３１の後面部内面に固定される。

【0046】

圧縮空間２２は、固定スクロール２１と可動スクロール２０との間隙として形成される。

【0047】

吐出口２４は、ケーシング３１の後面部を貫通する貫通孔である。吐出口２４は、圧縮空間２２と連通する。

【0048】

図２を更に参照して、スクロール圧縮機１０の内部における冷媒１１の流れを説明する。図２では、スクロール圧縮機１０の内部における冷媒１１の流れを破線で示す。

【0049】

先ず、取入口１３を経由して、スクロール圧縮機１０の内部に冷媒１１が導入される。ここでは、蒸発器を経た冷媒１１がスクロール圧縮機１０に導入される。次に、冷媒１１は、ファンケーシング１５に導入される。ファンケーシング１５の内部においてファン１７が回転することで、冷媒１１が予備圧縮される。ファンケーシング１５において予備圧縮された冷媒１１は、モータ収納室１６の内部に導入される。その後、冷媒１１は、圧縮空間２２に導入され、可動スクロール２０が旋回することにより圧縮空間２２で更に圧縮される。冷媒１１は、その後、吐出口２４を介してスクロール圧縮機１０の外部に放出される。その後、冷媒１１は、配管を経由して凝縮器に送られる。

【0050】

後述するように、本実施形態によれば、前段圧縮室１４においてファン１７が回転することで加圧された冷媒１１を圧縮空間２２に供給できることから、スクロール圧縮機１０における圧縮効率を向上できる。

【0051】

図３は、スクロール圧縮機１０のファンケーシング１５を示す斜視図である。

【0052】

ファンケーシング１５は、前後方向に沿う中心軸を有する略円柱状の部材である。ファンケーシング１５の側面は、図２に示したケーシング３１の内面に当接するように配置される。ファンケーシング１５の内部には、前述したファン１７が収納される。ファンケーシング１５の前面中央部には、前段導入口３２が形成される。前段導入口３２は、図２に示した取入口１３と繋がっている。

【0053】

図４は、スクロール圧縮機１０のファンケーシング１５を示す断面図である。図４では、冷媒１１の流れを破線の矢印で示す。

【0054】

ファンケーシング１５は、ファン１７を覆うように構成される金属部材から成る。

【0055】

ファン１７は、第１ファン２８と、第２ファン２９と、を有する。冷媒１１の流れにおいて、第１ファン２８は、第２ファン２９よりも上流側に配設される。

【0056】

前段圧縮室１４は、ファンケーシング１５の内壁２７とファン１７との間に形成された空間である。前段圧縮室１４は、前述した圧縮空間２２の上流側に配置され、冷媒１１の前段圧縮を行う空間である。換言すると、前段圧縮室１４は、下流側に配置される圧縮空間２２に対して冷媒１１を過給するための空間でもある。

【0057】

前段圧縮室１４は、第１ファン２８が収容される第１前段圧縮室１４１と、第２ファン２９が収容される第２前段圧縮室１４２と、を有する。第１前段圧縮室１４１は、内壁２７と第１ファン２８との間に形成された空間である。第２前段圧縮室１４２は、内壁２７と第２ファン２９との間に形成された空間である。第２前段圧縮室１４２は、第１前段圧縮室１４１の下流側に配置される。第１前段圧縮室１４１と第２前段圧縮室１４２とは、連続する空間である。

【0058】

ファンケーシング１５の内部において、冷媒１１は、前段導入口３２、第１前段圧縮室１４１、第２前段圧縮室１４２、前段排出口３３の順番で流れる。

【0059】

第１ファン２８は、主面部である第１上流側主面部２８１および第１下流側主面部２８２と、第１側面部２８５と、を有する。第１上流側主面部２８１は前方を向く主面であり、第１下流側主面部２８２は後方を向く主面であり、第１側面部２８５は半径方向を向く面である。

【0060】

第１ファン２８において、第１上流側主面部２８１と内壁２７との間隙の厚さＬ１０と、第１下流側主面部２８２と内壁２７との間隙の厚さＬ１１と、第１側面部２８５と内壁２７との厚さＬ１２とは略同一である。例えば、Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの２倍以下であり、好ましくは１．５倍以下であり、特に好ましくは１．２倍以下である。更に、Ｌ１０、Ｌ１１およびＬ１２を比較すると、何れかの１つが他の２つの０．５倍以上であり、好ましくは０．７５倍以上であり、特に好ましくは０．９倍以上である。このようにすることで、第１前段圧縮室１４１において冷媒１１がスムーズに流れ、冷媒１１を効果的に圧縮できる。

【0061】

係る事項は、第２前段圧縮室１４２に関しても同様である。

【0062】

図５Ａは、スクロール圧縮機１０の第１ファン２８および第２ファン２９を前方から見た分解斜視図である。図５Ｂは、スクロール圧縮機１０の第１ファン２８および第２ファン２９を後方から見た分解斜視図である。

【0063】

図５Ａを参照して、ファン１７は、前方側から、第１ファン２８および第２ファン２９を有する。

【0064】

図５Ａおよび図５Ｂを参照して、前述した様に、第１ファン２８は、第１上流側主面部２８１と、第１下流側主面部２８２と、第１側面部２８５と、を有する。第１上流側主面部２８１は、シャフト１８の軸方向に対して直交する方向に伸びる略円形の面であり、冷媒１１の流れにおける上流側を向く面である。第１下流側主面部２８２は、シャフト１８の軸方向に対して直交する方向に伸びる略円形の面であり、冷媒１１の流れにおける下流側を向く面である。また、第１ファン２８の中心には第１挿通孔２８６が形成され、第２ファン２９の中心には第１挿通孔２９６が形成される。第１挿通孔２８６および第１挿通孔２９６には、前述したシャフト１８が挿入される。

【0065】

図５Ａに示す様に、第１上流側主面部２８１には第１上流側送風壁２８３が形成される。第１上流側送風壁２８３は、第１上流側主面部２８１を部分的に前方に向かって隆起させた部位であり、半径方向外側に向かって壁状に伸びる。第１上流側送風壁２８３の中間部は、ファン１７の回転方向に向かって膨らむように湾曲する形状を呈する。ここで、回転方向とは、第１ファン２８を前方から見た場合、反時計回りである。また、第１上流側送風壁２８３は、第１上流側主面部２８１において、円周方向に沿って略同一の角度間隔で離間し、複数が形成される。第１ファン２８が反時計回りに回転すると、図４に示すように、第１上流側主面部２８１と内壁２７とにより囲まれる第１前段圧縮室１４１において、冷媒１１は第１ファン２８の中心から半径方向外側に向かって流れる。

【0066】

図５Ｂに示す様に、第１下流側主面部２８２には第１下流側送風壁２８４が形成される。第１下流側送風壁２８４は、第１上流側主面部２８１を部分的に後方に向かって隆起させた部位であり、半径方向外側に向かって壁状に伸びる。第１下流側送風壁２８４の中間部は、ファン１７の回転方向である反時計回りに向かって窪むように湾曲する形状を呈する。第１ファン２８が反時計回りに回転すると、図４に示すように、第１下流側主面部２８２と内壁２７とにより囲まれる第１前段圧縮室１４１において、冷媒１１は第１ファン２８の周辺から半径方向内側に向かって流れる。

【0067】

前述した構成は、第２ファン２９に関しても同様である。即ち、図５Ａおよび図５Ｂを参照して、第２ファン２９は、第２上流側主面部２９１と、第２下流側主面部２９２と、第２側面部２９５と、を有する。また、第２上流側主面部２９１には第２上流側送風壁２９３が形成され、第２下流側主面部２９２には第２下流側送風壁２９４が形成される。

【0068】

再び図４を参照して、第１ファン２８および第２ファン２９に形成された各壁による効果を説明する。先ず、前段導入口３２から導入された冷媒１１は、内壁２７と第１上流側主面部２８１との間に進入する。前述した様に、第１上流側主面部２８１には第１上流側送風壁２８３が形成されている。よって、第１ファン２８の回転に伴い、第１上流側送風壁２８３は、冷媒１１を半径方向外側に向かって送風する。その後、冷媒１１は、第１側面部２８５と内壁２７との間を経由し、第１下流側主面部２８２と内壁２７との間に送風される。その後、第１下流側主面部２８２に形成された第１下流側送風壁２８４は、冷媒１１を半径方向内側に向かって送風する。即ち、第１上流側送風壁２８３が冷媒１１を半径方向外側に向かって送風し、その後、第１下流側送風壁２８４が冷媒１１を半径方向内側に向かって送風することから、第１ファン２８の第１上流側主面部２８１側および第１下流側主面部２８２の両面において冷媒１１を送風することで、より効果的に冷媒１１を圧縮できる。

【0069】

上記した事項は第２ファン２９においても同様である。即ち、第２ファン２９の第２上流側送風壁２９３が冷媒１１を半径方向外側に送風し、第２下流側送風壁２９４が冷媒１１を半径方向内側に送風する。これにより、冷媒１１は更に圧縮され、過給の効果が大きくなる。

【0070】

図６は、スクロール圧縮機１０の第１ファン２８を前方から見た正面図である。

【0071】

ここでは、第１前段圧縮室１４１の内部において、第１ファン２８は下方に偏心して配置される。このようにすることで、上下方向において、第１ファン２８の下端と内壁２７との距離Ｌ２０は、ファン１７の上端部と内壁２７との距離Ｌ２１よりも短い。例えば、Ｌ２０のＬ２１に対する比率は、２／３以下、１／２以下とすることができる。

【0072】

このようにすることで、第１前段圧縮室１４１の内部に潤滑油が滞留することを抑制できる。具体的には、前述したように、本実施形態のスクロール圧縮機１０は、ミスト潤滑方式である。よって、スクロール圧縮機１０が運転することで、第１前段圧縮室１４１の内部において冷媒１１に含まれる潤滑油が冷媒１１から分離し、第１前段圧縮室１４１の下端部分に潤滑油が溜まることがある。図６では、第１前段圧縮室１４１の下端に溜まる潤滑油を色彩で表している。このままであると、冷媒１１に十分な量の潤滑油が含まれないことになる。よって、蒸気圧縮型冷凍サイクルにおいて可動部を有する機器、例えば、スクロール圧縮機１０等において十分な潤滑が行われず、機器の寿命が短くなる恐れがある。

【0073】

本実施形態では、第１側面部２８５を下方に偏心して配置する。よって、スクロール圧縮機１０の運転時に第１ファン２８が回転すると、第１上流側送風壁２８３が貯留された潤滑油を攪拌し、第１前段圧縮室１４１の内部において再び潤滑油をミスト状態にして冷媒１１と混合する。よって、蒸気圧縮型冷凍サイクルの各機器に、冷媒１１と共にミスト状態の潤滑油を供給し、機器の寿命を伸ばすことができる。

【0074】

図７は、他形態に係るスクロール圧縮機１０の第１ファン２８を前方から見た正面図である。

【0075】

ここでは、第１ファン２８の外周面である第１側面部２８５に、半径方向外側に向かって突起する突起部３０が形成される。突起部３０は、第１側面部２８５において、円周方向に沿って略等間隔に配置される。ここで、上下方向において、第１ファン２８は第１前段圧縮室１４１の中心に配置されても良いし、図７に示した様に下方に偏心して配置されても良い。なお、突起部３０はスリンガーとも称される。

【0076】

突起部３０を有することで、第１前段圧縮室１４１の下部に溜まった潤滑油をミスト状にすることができる。具体的には、スクロール圧縮機１０の運転時に第１ファン２８が回転すると、突起部３０が貯留された潤滑油を攪拌し、第１前段圧縮室１４１の内部において再び潤滑油をミスト状態にして冷媒１１と混合する。よって、蒸気圧縮型冷凍サイクルの各機器に、冷媒１１と共にミスト状態の潤滑油を供給し、機器の寿命を伸ばすことができる。

【0077】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更が可能である。また、前述した各形態は相互に組み合わせることが可能である。

【0078】

例えば、図２を参照して、モータ２３は必ずしもケーシング３１に内蔵される必要は無く、モータ２３をケーシング３１の外部に配置することもできる。
本発明のスクロール圧縮機は、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる冷媒を圧縮する圧縮機であり、固定スクロールと、前記固定スクロールに対して旋回可能に配置された可動スクロールと、前記固定スクロールと前記可動スクロールとの間隙として形成される圧縮空間と、前記可動スクロールに駆動力を与えるシャフトと、前記シャフトに取り付けられたファンと、前記ファンが収容される前段圧縮室と、を具備し、前記ファンおよび前記前段圧縮室は、前記冷媒の流れにおいて、前記可動スクロールよりも上流側に配置されることを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、前段圧縮室においてファンが回転することで加圧された冷媒を圧縮空間に供給できることから、スクロール圧縮機における圧縮効率を向上できる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ファンは、第１ファンと、前記第１ファンよりも下流側に配置された第２ファンと、を有し、前記前段圧縮室は、前記第１ファンが収容される第１前段圧縮室と、前記第２ファンが収容される第２前段圧縮室と、を有することを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、ファンおよび前段圧縮室を直列的に複数有することで、更に圧縮された状態の冷媒を圧縮空間に向けて供給することができる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ファンは、主面部と、送風壁と、を有し、前記主面部は、前記シャフトの軸方向に対して直交する方向に伸びる略円形の面であり、前記送風壁は、前記主面部を部分的に隆起させた部位であり、半径方向外側に向かって壁状に伸びることを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、送風壁が冷媒を半径方向外側に向かって送風することで、冷媒を更に効果的に圧縮できる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記主面部は、前記冷媒の流れにおける上流側を向く上流側主面部と、前記冷媒の流れにおける下流側を向く下流側主面部と、を有し、前記送風壁は、前記上流側主面部に形成された上流側送風壁と、前記下流側主面部に形成された下流側送風壁と、を有することを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、前段圧縮室の内部において、上流側送風壁および下流側送風壁により冷媒を圧縮できることから、冷媒を更に効果的に圧縮できる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記上流側送風壁の中間部は、前記ファンの回転方向に向かって膨らむように湾曲する形状を呈することを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、ファンが回転することで、上流側送風壁が半径方向外側に向かって冷媒を送風することから、冷媒を更に効果的に圧縮できる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記下流側送風壁の中間部は、前記ファンの回転方向に向かって窪むように湾曲する形状を呈することを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、ファンが回転することで、下流側送風壁が半径方向内側に向かって冷媒を送風することから、冷媒を更に効果的に圧縮できる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ファンを覆うように構成されたファンケーシングを更に具備し、前記前段圧縮室は、前記ファンケーシングの内壁と前記ファンとの間に形成された空間であり、前記ファンは、前記冷媒の流れにおける上流側を向く上流側主面部と、前記冷媒の流れにおける下流側を向く下流側主面部と、半径方向外側を向く側面部と、を有し、前記上流側主面部と前記内壁との間隙の厚さと、前記下流側主面部と前記内壁との間隙の厚さと、前記側面部と前記内壁との厚さとは略同一であることを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、ファンケーシングの内壁と前記ファンとの間において効果的に冷媒を圧縮することができる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、上下方向において、前記ファンの下端部と前記前段圧縮室との距離は、前記ファンの上端部と前記前段圧縮室との距離よりも短いことを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、前記ファンの下端部と前記前段圧縮室との距離が短くなることにより、前段圧縮室の下端に貯留した潤滑油を攪拌してミストの状態で冷媒と混合することができる。
また、本発明のスクロール圧縮機では、前記ファンの側面部に、半径方向外側に向かって突起する突起部を形成することを特徴とする。本発明の実施形態にかかるスクロール圧縮機によれば、運転状況下において前段圧縮室の下端に潤滑油が貯留された場合であっても、突起部により潤滑油を攪拌してミストの状態で冷媒と混合することができる。

【符号の説明】

【0079】

１０ スクロール圧縮機
１１ 冷媒
１２ 区画壁
１３ 取入口
１４ 前段圧縮室
１４１ 第１前段圧縮室
１４２ 第２前段圧縮室
１５ ファンケーシング
１６ モータ収納室
１７ ファン
１８ シャフト
１９ 前室
２０ 可動スクロール
２１ 固定スクロール
２２ 圧縮空間
２３ モータ
２４ 吐出口
２５ 回転子
２６ 固定子
２６１ ステータコア
２６２ コイル
２７ 内壁
２８ 第１ファン
２８１ 第１上流側主面部
２８２ 第１下流側主面部
２８３ 第１上流側送風壁
２８４ 第１下流側送風壁
２８５ 第１側面部
２８６ 第１挿通孔
２９ 第２ファン
２９１ 第２上流側主面部
２９２ 第２下流側主面部
２９３ 第２上流側送風壁
２９４ 第２下流側送風壁
２９５ 第２側面部
２９６ 第１挿通孔
３０ 突起部
３１ ケーシング
３２ 前段導入口
３３ 前段排出口

【要約】

【課題】圧縮率が向上されたスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】スクロール圧縮機１０は、固定スクロール２１と、固定スクロール２１に対して旋回可能に配置された可動スクロール２０と、固定スクロール２１と可動スクロール２０との間隙として形成される圧縮空間２２と、可動スクロール２０に駆動力を与えるシャフト１８と、シャフト１８に取り付けられたファン１７と、ファン１７が収容される前段圧縮室１４と、を具備する。スクロール圧縮機１０では、ファン１７および前段圧縮室１４は、冷媒１１の流れにおいて、可動スクロール２０よりも上流側に配置される。
【選択図】図３

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】