密閉形スクロール圧縮機
【課題】本発明の目的は、スクロール圧縮機の性能向上とモータプロテクタの小型化・圧縮機の小型化を同時に図った密閉形スクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】フレーム下方部に設けたバランスウエイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛りひもにて固定したことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
【効果】本発明によれば、該バランスウエイト周囲の高速なガス流れによるモータプロテクタへの強制冷却効果によって該プロテクタの小型化と圧縮機の小型化が図れる。またバランスウエイトによる攪拌損失の低減効果が得られ、省エネルギーを同時に実現できる。
【解決手段】フレーム下方部に設けたバランスウエイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛りひもにて固定したことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
【効果】本発明によれば、該バランスウエイト周囲の高速なガス流れによるモータプロテクタへの強制冷却効果によって該プロテクタの小型化と圧縮機の小型化が図れる。またバランスウエイトによる攪拌損失の低減効果が得られ、省エネルギーを同時に実現できる。
【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、冷凍・空調用のヘリウム用スクロール圧縮機の全体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘリウム用スクロール圧縮機における従来の公知例として、特許文献１に開示されているように、モータ保護装置となるモータプロテクタを内蔵した構造例がある。また、冷凍・空調用のスクロール圧縮機においては、特許文献２に開示されているように、フレーム下方部のモータ室にバランスウェイトを配置した構造例がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−００９７７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、モータ室内のガス流による冷却効果が発揮できるように吐出管近傍の位置としているため、モータプロテクタの配置に制約ができることになる。このため、モータのコイルエンド部の中性点リード線とプロテクタ端子部との結線作業およびプロテクタの固定作業性にも制約が伴い、モータのコイルエンド成形作業性にも融通性がなくなり、モータ製作作業全体のコストが増加する。
【０００５】
また、プロテクタ周囲のガス流速が２〜３ｍ／Ｓ前後と低く、ガス流によるプロテクタへの冷却作用にも限界があり、モータプロテクタの電流容量を増加させなければならず、該プロテクタの更なる小型化ができないという課題がある。
【０００６】
また、モータプロテクタの電流容量増加に伴うモータプロテクタ本体の寸法アップによって、モータ室のスペース拡大と高さ方向の増加が必要となり、延いては圧縮機全高が高くなるとともに、圧縮機全体としての大型化・重量増加という課題が懸念される。
【０００７】
本発明は、モータプロテクタの冷却効果を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、
密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状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わせ、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した密閉形スクロール圧縮機において、
フレーム下方部に設けたモータ室内のバランスウェイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛り紐にて固定したことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機構造により達成される。
【０００９】
また、上記本発明の目的は、
モータによって駆動される回転軸と、
前記回転軸の回転によって駆動されるスクロール圧縮機部と、
回転による前記スクロール圧縮機部のアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトと、
前記モータのモータコイルエンドに固定されたモータプロテクタとを備えた密閉形スクロール圧縮機において、
前記モータプロテクタは、前記モータコイルエンドに縛り紐により固定され、
前記バランスウェイトは、その回転により、前記モータプロテクタの近傍に流れを発生させる部分を有する
ことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機
により達成される。
【００１０】
上記バランスウェイトは、半円筒状の第一の重り部とこれより径の小さい半円筒状の第二の重り部からなり、第一の重り部の外縁部寸法Ｒ1は上側モータコイルエンド部の外半径Ｒm2，内側半径Ｒm2とのほぼ中間の寸法関係となるＲ1≒（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定すること、または、Ｒ1＞（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定することを特徴とする。
【００１１】
また、油インジェクションによる冷却機能を備えたヘリウム用密閉形スクロール圧縮機において上記構造を適用するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モータプロテクタの冷却効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の縦形タイプのヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の全体構造の一実施例を示す縦断面図。
【図２】モータステータ３ａ縦断面図。
【図３】モータステータ３ａ平面図。
【図４】モータプロテクタ９１周囲のモータ回路図例である。
【図５】バランスウェイト９の平面図。
【図６】バランスウェイト９の縦断面図。
【図７】図１のＡ−Ａ断面図。
【図８】ガス案内通路手段４７周辺部の縦断面図。
【図９】図１のバランスウェイト９がモータプロテクタ９１に接近した状態を示す部分断面図。
【図１０】図１の上からみた圧縮機平面図。
【図１１】本発明のヘリウム用スクロール圧縮機を適用した冷凍システム全体を示す系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する。図１は、縦形構造における注油式密閉形ヘリウム用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と図３は、モータステータ３ａとモータプロテクタ９１を組み合わせた部品まとめを示す縦断面図と平面図である。図４は、モータ回路図である。図５と図６は、バランスウェイト９の平面図と縦断面図である。
【００１５】
該バランスウェイト９は、軸の回転によるスクロール圧縮機部のアンバランスを打ち消すためのものであり、旋回スクロール６の旋回運動に伴い発生する遠心力とロータウエイト１２側の遠心力を相殺するための部品で、フレーム７の下方部にあってモータ室１ｂ１の上方部に設置している。
【００１６】
該バランスウェイト９は、半円筒状の第一の重り部９ａとそれより径の小さな半円筒状の第二の重り部９ｂからなる。
【００１７】
図１において、密閉容器１内に、スクロール圧縮機部（５，６）とモータ部３を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール５と旋回スクロール６とをラップを互いに内側にしてかみ合わせ、旋回スクロール６を回転軸１４に連設する偏心軸１４ａに係合し、旋回スクロール６を自転することなく固定スクロール５に対し旋回運動させ、固定スクロール５には中心部に開口する吐出口１０と外周部に開口する吸入口１５を設け、吸入口１５よりガスを吸入し、両スクロール５，６にて形成される圧縮室８を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮し、吐出口１０より圧縮ガスを容器室（吐出室）１ａ内、連通路１８（１８ａ，１８ｂ）を介して、モータ室１ｂに移動させ、さらに吐出管２０を介し器外にガスを吐出する密閉形スクロール圧縮機構造を示す。
【００１８】
作動ガスがヘリウムガスである場合には、作動ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管３１を密閉容器１に貫通して前記固定スクロール５の鏡板部５ａに設けた油注入用のポート２２に接続した油注入機構部を備える。前記吐出口１０から吐出されたインジェクション油がミスト状油となって、ヘリウムガスとの混合流体の流れとなり、上記容器室１ａから、連通路１８（１８ａ，１８ｂ）介して、モータ室１ｂに移動することになる。
【００１９】
上記フレーム７の外縁部に設けた通路１８ｂの下流側に、図７，図８に示すように矩形状の上記混合流体のガス案内通路手段４７を設ける。該ガス案内通路手段４７は油分離機構となるのもので、該通路手段の出口部４７ｂは水平方向流れとなるように、上記鉛直方向の流れを方向変換するために衝突板部４７ａを設ける。該ガス案内通路手段４７の開口部４７ｂは、対向するモータコイルエンド部３ｇの外側面部に対向するように設定している。
【００２０】
前記した図１と図７に示すように、フレーム下方部に設けたバランスウェイト９の外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ９１をモータコイルエンド部３ｇ，３ｃの上方部に薄膜状の絶縁シート手段１５０ａを介して縛り紐１８６にて固定している。
【００２１】
モータ回路図を図４に示す。スター結線の中性点３ｋにモータプロテクタ９１を装備する回路となる。３相に対してモータプロテクタ９１に２箇所の接点部９１ｐ（電流遮断部）を構成し、本構成により、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイル部３ｅを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ９１を示したものである。このため、該接点部は常時閉じている。異状時に開くものである。
【００２２】
図３に示すように、９１ａ，９１ｂ，９１ｃは、プロテクタピン部である。３ｅはモータコイル部である。なお、７０ａはハーメチック端子である。図４において、該接点部９１ｐ，９１ｐ２の構造としては、バイメタル方式構造（図示せず）がある。なお、該モータプロテクタ９１は、雰囲気温度が正常時に戻れば、バイメタル方式構造により、接点が閉じて再度回路に電流が流れるという自動復帰式である。
【００２３】
図２と図５に示すように、バランスウェイト９の重り部９ａの外半径寸法Ｒ1は、モータコイルエンド部３ｇ，３ｃの外半径Ｒm2，内側半径Ｒm2との寸法関係を、Ｒ1≒（Ｒm1＋Ｒm2）／２に、即ち同等寸法に設定している。または、更に乱流の流れを誘起させるために、Ｒ1＞（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定するものである。
【００２４】
また、プロテクタを配置する中心位置（径寸法位置）となるＲpu寸法（図３）に対して、重り部９ａの外半径寸法のＲ1寸法と同程度とする。重り部９ｂの外半径Ｒ2寸法は、コイルエンド部内側寸法Ｒm2より適宜小さい寸法としている。本構成とすることにより、バランスウェイト９の外縁部となる錘り部９ａ周囲の周速が数十ｍ／秒となり（圧縮機の径が数十mm、回転数が数千回転の場合）、モータ室１ｂ１内のガス流（もしくは油との混合体）が、該バランスウェイト９に衝突して流れに乱れを促進し、乱流域でのプロテクタ周囲・雰囲気条件となさしめることができ、該混合体によるモータプロテクタ９１への強制冷却効果を高くすることができる。図７に、該バランスウェイト９周囲の乱れた混合体の流れ様相を示す。
【００２５】
分かりやすく言うと、バランスウェイトの形状を工夫してモータプロテクタ９１の周囲を掻き混ぜることにより、モータプロテクタ９１を冷却するものである。バランスウェイト９は、その回転により、モータプロテクタの近傍（実施例では、その上面及び側面）に流れを発生させる部分を有する。これが、半円筒状の第一の重り部９ａ、及び、それより径の小さな半円筒状の第二の重り部９ｂである。当該部分によって密閉容器内に乱流を発生させ、モータプロテクタ９１を冷却させる。
【００２６】
従って、モータプロテクタ９１をその乱流の中に配置するために、縛り紐１８６にてモータコイルエンド部３ｇ，３ｃの上方部に固定している。モータプロテクタ９１とモータコイルエンド部３ｇ，３ｃとの間には絶縁シート手段１５０ａを配設している。縛り紐１８６で固定することで、モータプロテクタ９１とバランスウェイト９との距離を可及的に小さくして乱流をモータプロテクタ９１に最大限ぶつけることが可能となる。モータプロテクタ９１をカバーなどで覆うことなく剥き出しにすれば冷却効果が高まることは言うまでも無い。
【００２７】
なお、従来機においては、掻き混ぜる手段が無くプロテクタ周囲の流速は数ｍ／秒程度以下であるので、本実施例においては、約十倍の冷却効果が得られることになる。また、モータコイルエンド部３ｇ，３ｃの上部への冷却効果（コイルエンド本体への油とガスの混合流体による強制冷却作用）も得られ、モータコイル温度も低下させることができる。
【００２８】
なお、図７に示すように、モータプロテクタ９１は、前記混合流体のガス案内通路手段４７と吐出管２０のほぼ中間位置のコイルエンド部上面に配置する。従来例の吐出管２０の流出口近傍に設置する必要はなく、プロテクタの配置に大きな制約事項はなくなる。
【００２９】
また、図９に示すように、階段状のバランスウェイト９の外側空間の近傍となるコイルエンド３ｃの上部にモータプロテクタ９１を配置し、第二の重り部９ｂの下端面９ｋがロータエンドリング３ｊに対向するように軸方向に延伸して設定し、本構造にて該バランスウェイト９の小型化，コンパクト化を図ると共に、該空間（モータ室１ｂ１）の省スペース化を図る。
【００３０】
図１から図３及び図７，図９に示すように、モータプロテクタ９１は、本体外郭部表面が充電露出部としており、上記したように該モータプロテクタ９１の下端面とモータコイルエンド部の上方端面部とを薄膜状の絶縁シート手段１５０ａのみを介して、縛り紐１８６（１８６ａ，１８６ｂ）にて固定した、いわゆる裸の状態で固定する構造にする。該絶縁シート手段１５０ａとしては、比較的軟質性で耐熱性があるポリエステル系合成樹脂材（シート材）がある。
【００３１】
本構成により、該モータプロテクタ９１の周囲を流れるガス流または、油との混合流体による強制冷却機能を大きく向上させることができるので、モータプロテクタの最大作動電流値となる過負荷条件におけるＭＣＣ値を更に高くすることができる。また過電流の遮断部となるプロテクタ接点部９１ｐの長寿命化を更に図ることができる。１１は、バランスウェイト９とモータロータ３ｂの軸方向位置を決める円筒状のカラー部材である。上記のとおり、本実施例では、バランスウェイト９の形状とコイルエンド部の寸法とモータプロテクタ配置とを特定し、三者の関係を設定している。なお６１は補助フレームであり、６４は補助軸受である。
【００３２】
図１に示すように、圧縮機上部の吸入管１７と油インジェクション管３１をエルボ構造とし、その両者の高さをほぼＬｓ＝Ｌｍ関係とする。このために、吸入管サイズを吐出管サイズより小さくする。例えば、吸入管サイズを５／８インチサイズとし、吐出管サイズを３／４インチサイズとしている。一方、油インジェクション管３１のサイズは１／２インチサイズとする。即ち、圧縮機上部の吸入管と油インジェクション管をエルボ構造とするとともに、吸入管サイズを吐出管サイズ（外径）より約１５％程度小さくして、吸入管位置高さと油インジェクション管位置高さをほぼ同一高さとする。
【００３３】
本構成とすることにより、ヘリウム用密閉型スクロール圧縮機の全高さを低く設定できる。このため、圧縮機ユニットの小型・軽量化にも波及効果が得られる。通常の空調用圧縮機では、吸入管サイズは吐出管サイズより２ランクから３ランク大きい外径サイズの５０％増加となる。このような構造は、ヘリウム圧縮機固有な構造となる。
【００３４】
ここで、図１のヘリウム用スクロール圧縮機を例にとり、作動ヘリウムガスの流れとインジェクションされた冷却油の流れを説明する。図１において、ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管３１を密閉容器１の上フタ２ａに貫通して固定スクロール５の鏡板部５ａに設けた油注入用のポート２２に接続し、該ポート２２の開口部は、旋回スクロール６のラップ６ｂの歯先面に対向して開口している。
【００３５】
密閉容器１内の吸入管１７側となる上部にはスクロール圧縮機構部が、下側にはモータ部３が収納されている。そして、密閉容器１内は吐出室１ａとフレーム７をはさんでモータ室１ｂとに区画されている。スクロール圧縮機構部は、固定スクロール５と旋回スクロール６を互いに噛み合せて圧縮室（密閉空間）８を形成している。固定スクロール５は、円板状の鏡板５ａと、これに直立したインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ５ｂとからなり、その中心部に吐出口１０、外周部に吸入口１５を備えている。旋回スクロール６も円板状の鏡板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。
【００３６】
フレーム７は中央部に主軸受４０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。回転軸１４にはモータ軸１４ｂを一体に連設し、モータ部３を直結している。固定スクロール５の吸入口１５には密閉容器１の上フタ２ａを貫通して吸入管１７が接続され、吐出口１０が開口している吐出室１ａはフレーム７の外縁部の通路１８ａ，１８ｂを介してモータ室１ｂ（１ｂ１，１ｂ２）と連通している。
【００３７】
このモータ室１ｂは密閉容器中央部のケーシング部２ｂを貫通する吐出管２０に連通している。吐出管２０は上記通路１８ａ，１８ｂの位置に対してほぼ反対側の位置に設置している。モータ室１ｂは、モータステータ３ａの上部空間（モータ室１ｂ１）とモータステータ３ａの下部空間（モータ室１ｂ２）とに区分している。この両側の空間（１ｂ１，１ｂ２）を連通するように、モータステータ３ａとケーシング部２ｂ内壁面２ｍ側との間に油とガスの流路部となる円弧状の通路２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ、図３，図７参照）を形成している。また、モータエアーギャップの隙間２６も通路となり、該隙間２６を介して空間（モータ室１ｂ１）と空間（モータ室１ｂ２）とが連通している。
【００３８】
このような容器内部のモータ室１ｂ１，１ｂ２のガスと油の混合体の流れによって、６０℃〜７０℃の比較的低温なインジェクション油によるモータへの直接冷却及び本実施例の構成であるモータプロテクタ９１本体部と周辺部への直接冷却が可能となる。その空間（モータ室１ｂ１）にて、ガス中の油はガスから分離されて下方に通路２５を介して周囲部材３ａ，３ｈ，３ｇ，２ｂ，７，１４を冷却しながら流れるものである。
【００３９】
なお図３の３ｆは排出管７４を通す半円弧状溝部である。またＯfは、モータ中心軸である。吸入管１７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するＯリング５３を設けている。また、旋回スクロール６の鏡板の背面には、スクロール圧縮機部２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（図１参照）を介し、吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力Ｐｂ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いる。
【００４０】
潤滑油２３は密閉容器１の底部に溜められており、この潤滑油２３は回転軸１４ａ，１４ｂ内に設けた偏心穴１３による遠心ポンプ効果により油吸上管２７へ吸上げられるとともに回転軸１４内を流れ、旋回軸受３２に供給される。該旋回軸受３２に供給されて排出された油は、ころ軸受の主軸受４０に落下しフレーム下端部に移動して排出管７４に導かれて、底チャンバ部の油溜め部に戻るようになる。
【００４１】
一方、前記旋回軸受３２に供給されて排出された油は、環状のシールリング構造からなるシール手段８５を経て、背圧室３６に移動する。背圧室３６に移動した油は、前記穴６ｄを介してスクロールラップの圧縮室８へ注入され圧縮ガスと混合され、次いでヘリウムガスと共に吐出室１ａへ吐出される。前記密閉容器１の底部には、該底部の潤滑油２３を器外へ取出す油取り出し管３０が設けられている。
【００４２】
図１１は、前記の圧縮機１００をヘリウム用スクロール圧縮機ユニット装置８００およびヘリウム冷凍装置の実施例である。図１１に示すように、密閉容器１の底部に溜められた潤滑油２３は、密閉容器１内の圧力（吐出圧力Ｐｄ）と前記圧縮室８の圧力（吐出圧力と吸入圧力との間の圧力）との差圧によって油取り出し管３０の流入部３０ａから該油取り出し管３０内に流入していく。油取り出し管３０内へ流入した油は外部油配管５１を通って油冷却器３３へ至り、ここで適宜冷却された後、油配管３６ａ，３６ｂを介して油インジェクション管３１およびポート２２を経て差圧を利用し流入せしめ圧縮室８へ注入される。２７１は、油流量調節弁である。この様にして圧縮室８へ注入された油は、該圧縮室８内において作動ガスの冷却作用およびスクロールラップ先端部等の摺動部を潤滑する役目を果す。
【００４３】
吐出管２０から吐出されたヘリウムガスはガス冷却器７１０を経て、油分離器７００に至り、ここで油を分離した後、油吸着器８１２に至り、配管７２０に移動し、次にヘリウムガスはヘリウム冷凍機８６０で断熱膨張し、冷熱源を発生し、極低温が得られる。その後、再び配管７３０、さらにサージタンク７３２を経て吸入管路７３６を通り、常温の吸入ガスとして圧縮機１００に戻る。油配管７４０は、油分離器７００と吸入配管７３６とを接続して、分離した油を圧縮機吸入側に戻すものである。なお、本構造は、油インジェクション構造を備えていない空調用・冷凍用密閉形スクロール圧縮機においても、上記したヘリウム用密閉形スクロール圧縮機と同一の作用・効果が得られるものである。
【００４４】
以上の実施例によれば、モータプロテクタの冷却効果を高めることができる。これによって、モータプロテクタ自体の小型化が可能となり、延いては圧縮機の小型化を図ることができる。そして小型の密閉形スクロール圧縮機を提供することができる。
【００４５】
より具体的には、以下の通りである。
【００４６】
バランスウェイト周囲のガス流と油ミストとの混合体の流速は、数十ｍ／ｓ以上（例えば４０〜）となることから、この高速流速によるモータプロテクタ全体の強制冷却効果が最大限に発揮できる。該プロテクタの周囲を流れる乱流のガス流または、油との混合流体による強制冷却機能が大きく向上することで、上記のモータプロテクタの最大作動電流値（ＭＣＣ値）を更に高くすることができる。即ち該プロテクタの作動電流上限の増加、延いてはプロテクタの小型化を図ることができるものである。
【００４７】
また、バランスウェイト周囲のガス流速は高速でほぼ均一であるため、モータプロテクタの配置に制約がなくなり、取付性が向上する。また、上記の効果とともに、モータ室のスペースの狭小化を図ることができるので、圧縮機の高さ寸法を低く設定でき、圧縮機の小型化への効果がある。
【００４８】
更に、高速の混合体の流れを誘起することにより、プロテクタ本体の冷却効果とともに、周辺のコイルエンド上部への強制冷却効果も発生するので、コイル温度の低下効果も発揮できて、モータ自体の長寿命化が図れる。
【００４９】
特に、ヘリウム用スクロール圧縮機においては、圧縮機高さの吸入管と油インジェクション管をエルボ構造とし、その両者の高さをほぼ同一高さの関係としているため、低背丈なコンパクトの圧縮機構造となり、圧縮機ユニットの小型・軽量化が図れる。延いては低コスト化が実現できる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 密閉容器
１ｂ，１ｂ１，１ｂ２ モータ室
３ モータ部
３ａ モータステータ
３ｂ モータロータ
３ｈ，３ｇ モータコイルエンド部
５ 固定スクロール
６ 旋回スクロール
７ フレーム
８ 圧縮室
９ バランスウェイト
１０ 吐出口
１４ 回転軸
１４ａ 偏心軸
１５ 吸入口
１７ 吸入管
１８ａ，１８ｂ，２５ 通路
２０ 吐出管
２２ ポート
２３ 潤滑油
３０ 油取り出し管
３１ 油インジェクション管
３２ 旋回軸受
３８ オルダム機構
４０ 主軸受
４７ ガス案内通路手段
９１ モータプロテクタ
１５０ａ 絶縁シート手段
１８６ 縛り紐
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関し、特に、冷凍・空調用のヘリウム用スクロール圧縮機の全体構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘリウム用スクロール圧縮機における従来の公知例として、特許文献１に開示されているように、モータ保護装置となるモータプロテクタを内蔵した構造例がある。また、冷凍・空調用のスクロール圧縮機においては、特許文献２に開示されているように、フレーム下方部のモータ室にバランスウェイトを配置した構造例がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−００９７７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２８１１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１においては、モータ室内のガス流による冷却効果が発揮できるように吐出管近傍の位置としているため、モータプロテクタの配置に制約ができることになる。このため、モータのコイルエンド部の中性点リード線とプロテクタ端子部との結線作業およびプロテクタの固定作業性にも制約が伴い、モータのコイルエンド成形作業性にも融通性がなくなり、モータ製作作業全体のコストが増加する。
【０００５】
また、プロテクタ周囲のガス流速が２〜３ｍ／Ｓ前後と低く、ガス流によるプロテクタへの冷却作用にも限界があり、モータプロテクタの電流容量を増加させなければならず、該プロテクタの更なる小型化ができないという課題がある。
【０００６】
また、モータプロテクタの電流容量増加に伴うモータプロテクタ本体の寸法アップによって、モータ室のスペース拡大と高さ方向の増加が必要となり、延いては圧縮機全高が高くなるとともに、圧縮機全体としての大型化・重量増加という課題が懸念される。
【０００７】
本発明は、モータプロテクタの冷却効果を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、
密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状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わせ、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した密閉形スクロール圧縮機において、
フレーム下方部に設けたモータ室内のバランスウェイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛り紐にて固定したことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機構造により達成される。
【０００９】
また、上記本発明の目的は、
モータによって駆動される回転軸と、
前記回転軸の回転によって駆動されるスクロール圧縮機部と、
回転による前記スクロール圧縮機部のアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトと、
前記モータのモータコイルエンドに固定されたモータプロテクタとを備えた密閉形スクロール圧縮機において、
前記モータプロテクタは、前記モータコイルエンドに縛り紐により固定され、
前記バランスウェイトは、その回転により、前記モータプロテクタの近傍に流れを発生させる部分を有する
ことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機
により達成される。
【００１０】
上記バランスウェイトは、半円筒状の第一の重り部とこれより径の小さい半円筒状の第二の重り部からなり、第一の重り部の外縁部寸法Ｒ1は上側モータコイルエンド部の外半径Ｒm2，内側半径Ｒm2とのほぼ中間の寸法関係となるＲ1≒（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定すること、または、Ｒ1＞（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定することを特徴とする。
【００１１】
また、油インジェクションによる冷却機能を備えたヘリウム用密閉形スクロール圧縮機において上記構造を適用するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、モータプロテクタの冷却効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の縦形タイプのヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の全体構造の一実施例を示す縦断面図。
【図２】モータステータ３ａ縦断面図。
【図３】モータステータ３ａ平面図。
【図４】モータプロテクタ９１周囲のモータ回路図例である。
【図５】バランスウェイト９の平面図。
【図６】バランスウェイト９の縦断面図。
【図７】図１のＡ−Ａ断面図。
【図８】ガス案内通路手段４７周辺部の縦断面図。
【図９】図１のバランスウェイト９がモータプロテクタ９１に接近した状態を示す部分断面図。
【図１０】図１の上からみた圧縮機平面図。
【図１１】本発明のヘリウム用スクロール圧縮機を適用した冷凍システム全体を示す系統図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を用いて本発明の一実施例を詳細に説明する。図１は、縦形構造における注油式密閉形ヘリウム用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と図３は、モータステータ３ａとモータプロテクタ９１を組み合わせた部品まとめを示す縦断面図と平面図である。図４は、モータ回路図である。図５と図６は、バランスウェイト９の平面図と縦断面図である。
【００１５】
該バランスウェイト９は、軸の回転によるスクロール圧縮機部のアンバランスを打ち消すためのものであり、旋回スクロール６の旋回運動に伴い発生する遠心力とロータウエイト１２側の遠心力を相殺するための部品で、フレーム７の下方部にあってモータ室１ｂ１の上方部に設置している。
【００１６】
該バランスウェイト９は、半円筒状の第一の重り部９ａとそれより径の小さな半円筒状の第二の重り部９ｂからなる。
【００１７】
図１において、密閉容器１内に、スクロール圧縮機部（５，６）とモータ部３を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール５と旋回スクロール６とをラップを互いに内側にしてかみ合わせ、旋回スクロール６を回転軸１４に連設する偏心軸１４ａに係合し、旋回スクロール６を自転することなく固定スクロール５に対し旋回運動させ、固定スクロール５には中心部に開口する吐出口１０と外周部に開口する吸入口１５を設け、吸入口１５よりガスを吸入し、両スクロール５，６にて形成される圧縮室８を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮し、吐出口１０より圧縮ガスを容器室（吐出室）１ａ内、連通路１８（１８ａ，１８ｂ）を介して、モータ室１ｂに移動させ、さらに吐出管２０を介し器外にガスを吐出する密閉形スクロール圧縮機構造を示す。
【００１８】
作動ガスがヘリウムガスである場合には、作動ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管３１を密閉容器１に貫通して前記固定スクロール５の鏡板部５ａに設けた油注入用のポート２２に接続した油注入機構部を備える。前記吐出口１０から吐出されたインジェクション油がミスト状油となって、ヘリウムガスとの混合流体の流れとなり、上記容器室１ａから、連通路１８（１８ａ，１８ｂ）介して、モータ室１ｂに移動することになる。
【００１９】
上記フレーム７の外縁部に設けた通路１８ｂの下流側に、図７，図８に示すように矩形状の上記混合流体のガス案内通路手段４７を設ける。該ガス案内通路手段４７は油分離機構となるのもので、該通路手段の出口部４７ｂは水平方向流れとなるように、上記鉛直方向の流れを方向変換するために衝突板部４７ａを設ける。該ガス案内通路手段４７の開口部４７ｂは、対向するモータコイルエンド部３ｇの外側面部に対向するように設定している。
【００２０】
前記した図１と図７に示すように、フレーム下方部に設けたバランスウェイト９の外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ９１をモータコイルエンド部３ｇ，３ｃの上方部に薄膜状の絶縁シート手段１５０ａを介して縛り紐１８６にて固定している。
【００２１】
モータ回路図を図４に示す。スター結線の中性点３ｋにモータプロテクタ９１を装備する回路となる。３相に対してモータプロテクタ９１に２箇所の接点部９１ｐ（電流遮断部）を構成し、本構成により、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイル部３ｅを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ９１を示したものである。このため、該接点部は常時閉じている。異状時に開くものである。
【００２２】
図３に示すように、９１ａ，９１ｂ，９１ｃは、プロテクタピン部である。３ｅはモータコイル部である。なお、７０ａはハーメチック端子である。図４において、該接点部９１ｐ，９１ｐ２の構造としては、バイメタル方式構造（図示せず）がある。なお、該モータプロテクタ９１は、雰囲気温度が正常時に戻れば、バイメタル方式構造により、接点が閉じて再度回路に電流が流れるという自動復帰式である。
【００２３】
図２と図５に示すように、バランスウェイト９の重り部９ａの外半径寸法Ｒ1は、モータコイルエンド部３ｇ，３ｃの外半径Ｒm2，内側半径Ｒm2との寸法関係を、Ｒ1≒（Ｒm1＋Ｒm2）／２に、即ち同等寸法に設定している。または、更に乱流の流れを誘起させるために、Ｒ1＞（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定するものである。
【００２４】
また、プロテクタを配置する中心位置（径寸法位置）となるＲpu寸法（図３）に対して、重り部９ａの外半径寸法のＲ1寸法と同程度とする。重り部９ｂの外半径Ｒ2寸法は、コイルエンド部内側寸法Ｒm2より適宜小さい寸法としている。本構成とすることにより、バランスウェイト９の外縁部となる錘り部９ａ周囲の周速が数十ｍ／秒となり（圧縮機の径が数十mm、回転数が数千回転の場合）、モータ室１ｂ１内のガス流（もしくは油との混合体）が、該バランスウェイト９に衝突して流れに乱れを促進し、乱流域でのプロテクタ周囲・雰囲気条件となさしめることができ、該混合体によるモータプロテクタ９１への強制冷却効果を高くすることができる。図７に、該バランスウェイト９周囲の乱れた混合体の流れ様相を示す。
【００２５】
分かりやすく言うと、バランスウェイトの形状を工夫してモータプロテクタ９１の周囲を掻き混ぜることにより、モータプロテクタ９１を冷却するものである。バランスウェイト９は、その回転により、モータプロテクタの近傍（実施例では、その上面及び側面）に流れを発生させる部分を有する。これが、半円筒状の第一の重り部９ａ、及び、それより径の小さな半円筒状の第二の重り部９ｂである。当該部分によって密閉容器内に乱流を発生させ、モータプロテクタ９１を冷却させる。
【００２６】
従って、モータプロテクタ９１をその乱流の中に配置するために、縛り紐１８６にてモータコイルエンド部３ｇ，３ｃの上方部に固定している。モータプロテクタ９１とモータコイルエンド部３ｇ，３ｃとの間には絶縁シート手段１５０ａを配設している。縛り紐１８６で固定することで、モータプロテクタ９１とバランスウェイト９との距離を可及的に小さくして乱流をモータプロテクタ９１に最大限ぶつけることが可能となる。モータプロテクタ９１をカバーなどで覆うことなく剥き出しにすれば冷却効果が高まることは言うまでも無い。
【００２７】
なお、従来機においては、掻き混ぜる手段が無くプロテクタ周囲の流速は数ｍ／秒程度以下であるので、本実施例においては、約十倍の冷却効果が得られることになる。また、モータコイルエンド部３ｇ，３ｃの上部への冷却効果（コイルエンド本体への油とガスの混合流体による強制冷却作用）も得られ、モータコイル温度も低下させることができる。
【００２８】
なお、図７に示すように、モータプロテクタ９１は、前記混合流体のガス案内通路手段４７と吐出管２０のほぼ中間位置のコイルエンド部上面に配置する。従来例の吐出管２０の流出口近傍に設置する必要はなく、プロテクタの配置に大きな制約事項はなくなる。
【００２９】
また、図９に示すように、階段状のバランスウェイト９の外側空間の近傍となるコイルエンド３ｃの上部にモータプロテクタ９１を配置し、第二の重り部９ｂの下端面９ｋがロータエンドリング３ｊに対向するように軸方向に延伸して設定し、本構造にて該バランスウェイト９の小型化，コンパクト化を図ると共に、該空間（モータ室１ｂ１）の省スペース化を図る。
【００３０】
図１から図３及び図７，図９に示すように、モータプロテクタ９１は、本体外郭部表面が充電露出部としており、上記したように該モータプロテクタ９１の下端面とモータコイルエンド部の上方端面部とを薄膜状の絶縁シート手段１５０ａのみを介して、縛り紐１８６（１８６ａ，１８６ｂ）にて固定した、いわゆる裸の状態で固定する構造にする。該絶縁シート手段１５０ａとしては、比較的軟質性で耐熱性があるポリエステル系合成樹脂材（シート材）がある。
【００３１】
本構成により、該モータプロテクタ９１の周囲を流れるガス流または、油との混合流体による強制冷却機能を大きく向上させることができるので、モータプロテクタの最大作動電流値となる過負荷条件におけるＭＣＣ値を更に高くすることができる。また過電流の遮断部となるプロテクタ接点部９１ｐの長寿命化を更に図ることができる。１１は、バランスウェイト９とモータロータ３ｂの軸方向位置を決める円筒状のカラー部材である。上記のとおり、本実施例では、バランスウェイト９の形状とコイルエンド部の寸法とモータプロテクタ配置とを特定し、三者の関係を設定している。なお６１は補助フレームであり、６４は補助軸受である。
【００３２】
図１に示すように、圧縮機上部の吸入管１７と油インジェクション管３１をエルボ構造とし、その両者の高さをほぼＬｓ＝Ｌｍ関係とする。このために、吸入管サイズを吐出管サイズより小さくする。例えば、吸入管サイズを５／８インチサイズとし、吐出管サイズを３／４インチサイズとしている。一方、油インジェクション管３１のサイズは１／２インチサイズとする。即ち、圧縮機上部の吸入管と油インジェクション管をエルボ構造とするとともに、吸入管サイズを吐出管サイズ（外径）より約１５％程度小さくして、吸入管位置高さと油インジェクション管位置高さをほぼ同一高さとする。
【００３３】
本構成とすることにより、ヘリウム用密閉型スクロール圧縮機の全高さを低く設定できる。このため、圧縮機ユニットの小型・軽量化にも波及効果が得られる。通常の空調用圧縮機では、吸入管サイズは吐出管サイズより２ランクから３ランク大きい外径サイズの５０％増加となる。このような構造は、ヘリウム圧縮機固有な構造となる。
【００３４】
ここで、図１のヘリウム用スクロール圧縮機を例にとり、作動ヘリウムガスの流れとインジェクションされた冷却油の流れを説明する。図１において、ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管３１を密閉容器１の上フタ２ａに貫通して固定スクロール５の鏡板部５ａに設けた油注入用のポート２２に接続し、該ポート２２の開口部は、旋回スクロール６のラップ６ｂの歯先面に対向して開口している。
【００３５】
密閉容器１内の吸入管１７側となる上部にはスクロール圧縮機構部が、下側にはモータ部３が収納されている。そして、密閉容器１内は吐出室１ａとフレーム７をはさんでモータ室１ｂとに区画されている。スクロール圧縮機構部は、固定スクロール５と旋回スクロール６を互いに噛み合せて圧縮室（密閉空間）８を形成している。固定スクロール５は、円板状の鏡板５ａと、これに直立したインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ５ｂとからなり、その中心部に吐出口１０、外周部に吸入口１５を備えている。旋回スクロール６も円板状の鏡板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。
【００３６】
フレーム７は中央部に主軸受４０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。回転軸１４にはモータ軸１４ｂを一体に連設し、モータ部３を直結している。固定スクロール５の吸入口１５には密閉容器１の上フタ２ａを貫通して吸入管１７が接続され、吐出口１０が開口している吐出室１ａはフレーム７の外縁部の通路１８ａ，１８ｂを介してモータ室１ｂ（１ｂ１，１ｂ２）と連通している。
【００３７】
このモータ室１ｂは密閉容器中央部のケーシング部２ｂを貫通する吐出管２０に連通している。吐出管２０は上記通路１８ａ，１８ｂの位置に対してほぼ反対側の位置に設置している。モータ室１ｂは、モータステータ３ａの上部空間（モータ室１ｂ１）とモータステータ３ａの下部空間（モータ室１ｂ２）とに区分している。この両側の空間（１ｂ１，１ｂ２）を連通するように、モータステータ３ａとケーシング部２ｂ内壁面２ｍ側との間に油とガスの流路部となる円弧状の通路２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ、図３，図７参照）を形成している。また、モータエアーギャップの隙間２６も通路となり、該隙間２６を介して空間（モータ室１ｂ１）と空間（モータ室１ｂ２）とが連通している。
【００３８】
このような容器内部のモータ室１ｂ１，１ｂ２のガスと油の混合体の流れによって、６０℃〜７０℃の比較的低温なインジェクション油によるモータへの直接冷却及び本実施例の構成であるモータプロテクタ９１本体部と周辺部への直接冷却が可能となる。その空間（モータ室１ｂ１）にて、ガス中の油はガスから分離されて下方に通路２５を介して周囲部材３ａ，３ｈ，３ｇ，２ｂ，７，１４を冷却しながら流れるものである。
【００３９】
なお図３の３ｆは排出管７４を通す半円弧状溝部である。またＯfは、モータ中心軸である。吸入管１７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するＯリング５３を設けている。また、旋回スクロール６の鏡板の背面には、スクロール圧縮機部２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（図１参照）を介し、吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力Ｐｂ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いる。
【００４０】
潤滑油２３は密閉容器１の底部に溜められており、この潤滑油２３は回転軸１４ａ，１４ｂ内に設けた偏心穴１３による遠心ポンプ効果により油吸上管２７へ吸上げられるとともに回転軸１４内を流れ、旋回軸受３２に供給される。該旋回軸受３２に供給されて排出された油は、ころ軸受の主軸受４０に落下しフレーム下端部に移動して排出管７４に導かれて、底チャンバ部の油溜め部に戻るようになる。
【００４１】
一方、前記旋回軸受３２に供給されて排出された油は、環状のシールリング構造からなるシール手段８５を経て、背圧室３６に移動する。背圧室３６に移動した油は、前記穴６ｄを介してスクロールラップの圧縮室８へ注入され圧縮ガスと混合され、次いでヘリウムガスと共に吐出室１ａへ吐出される。前記密閉容器１の底部には、該底部の潤滑油２３を器外へ取出す油取り出し管３０が設けられている。
【００４２】
図１１は、前記の圧縮機１００をヘリウム用スクロール圧縮機ユニット装置８００およびヘリウム冷凍装置の実施例である。図１１に示すように、密閉容器１の底部に溜められた潤滑油２３は、密閉容器１内の圧力（吐出圧力Ｐｄ）と前記圧縮室８の圧力（吐出圧力と吸入圧力との間の圧力）との差圧によって油取り出し管３０の流入部３０ａから該油取り出し管３０内に流入していく。油取り出し管３０内へ流入した油は外部油配管５１を通って油冷却器３３へ至り、ここで適宜冷却された後、油配管３６ａ，３６ｂを介して油インジェクション管３１およびポート２２を経て差圧を利用し流入せしめ圧縮室８へ注入される。２７１は、油流量調節弁である。この様にして圧縮室８へ注入された油は、該圧縮室８内において作動ガスの冷却作用およびスクロールラップ先端部等の摺動部を潤滑する役目を果す。
【００４３】
吐出管２０から吐出されたヘリウムガスはガス冷却器７１０を経て、油分離器７００に至り、ここで油を分離した後、油吸着器８１２に至り、配管７２０に移動し、次にヘリウムガスはヘリウム冷凍機８６０で断熱膨張し、冷熱源を発生し、極低温が得られる。その後、再び配管７３０、さらにサージタンク７３２を経て吸入管路７３６を通り、常温の吸入ガスとして圧縮機１００に戻る。油配管７４０は、油分離器７００と吸入配管７３６とを接続して、分離した油を圧縮機吸入側に戻すものである。なお、本構造は、油インジェクション構造を備えていない空調用・冷凍用密閉形スクロール圧縮機においても、上記したヘリウム用密閉形スクロール圧縮機と同一の作用・効果が得られるものである。
【００４４】
以上の実施例によれば、モータプロテクタの冷却効果を高めることができる。これによって、モータプロテクタ自体の小型化が可能となり、延いては圧縮機の小型化を図ることができる。そして小型の密閉形スクロール圧縮機を提供することができる。
【００４５】
より具体的には、以下の通りである。
【００４６】
バランスウェイト周囲のガス流と油ミストとの混合体の流速は、数十ｍ／ｓ以上（例えば４０〜）となることから、この高速流速によるモータプロテクタ全体の強制冷却効果が最大限に発揮できる。該プロテクタの周囲を流れる乱流のガス流または、油との混合流体による強制冷却機能が大きく向上することで、上記のモータプロテクタの最大作動電流値（ＭＣＣ値）を更に高くすることができる。即ち該プロテクタの作動電流上限の増加、延いてはプロテクタの小型化を図ることができるものである。
【００４７】
また、バランスウェイト周囲のガス流速は高速でほぼ均一であるため、モータプロテクタの配置に制約がなくなり、取付性が向上する。また、上記の効果とともに、モータ室のスペースの狭小化を図ることができるので、圧縮機の高さ寸法を低く設定でき、圧縮機の小型化への効果がある。
【００４８】
更に、高速の混合体の流れを誘起することにより、プロテクタ本体の冷却効果とともに、周辺のコイルエンド上部への強制冷却効果も発生するので、コイル温度の低下効果も発揮できて、モータ自体の長寿命化が図れる。
【００４９】
特に、ヘリウム用スクロール圧縮機においては、圧縮機高さの吸入管と油インジェクション管をエルボ構造とし、その両者の高さをほぼ同一高さの関係としているため、低背丈なコンパクトの圧縮機構造となり、圧縮機ユニットの小型・軽量化が図れる。延いては低コスト化が実現できる。
【符号の説明】
【００５０】
１ 密閉容器
１ｂ，１ｂ１，１ｂ２ モータ室
３ モータ部
３ａ モータステータ
３ｂ モータロータ
３ｈ，３ｇ モータコイルエンド部
５ 固定スクロール
６ 旋回スクロール
７ フレーム
８ 圧縮室
９ バランスウェイト
１０ 吐出口
１４ 回転軸
１４ａ 偏心軸
１５ 吸入口
１７ 吸入管
１８ａ，１８ｂ，２５ 通路
２０ 吐出管
２２ ポート
２３ 潤滑油
３０ 油取り出し管
３１ 油インジェクション管
３２ 旋回軸受
３８ オルダム機構
４０ 主軸受
４７ ガス案内通路手段
９１ モータプロテクタ
１５０ａ 絶縁シート手段
１８６ 縛り紐
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状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わせ、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した密閉形スクロール圧縮機において、フレーム下方部に設けたモータ室内のバランスウエイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛りひもにて固定したことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項２】
モータによって駆動される回転軸と、
前記回転軸の回転によって駆動されるスクロール圧縮機部と、
回転による前記スクロール圧縮機部のアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトと、
前記モータのモータコイルエンドに固定されたモータプロテクタとを備えた密閉形スクロール圧縮機において、
前記モータプロテクタは、前記モータコイルエンドに縛りひもにより固定され、
前記バランスウェイトは、その回転により、前記モータプロテクタの近傍に流れを発生させる部分を有する
ことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２記載のバランスウエイトは、半円筒状の第一の重り部とこれより径の小さい半円筒状の第二の重り部からなり、第一の重り部の外縁部寸法Ｒ1は、上側モータコイルエンド部の外半径Ｒm2，内側半径Ｒm2とのほぼ中間の寸法関係となるＲ1≒（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定すること、または、Ｒ1＞（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定することを特徴とする請求項１記載の密閉形スクロール圧縮機。
【請求項４】
作動ガスがヘリウムガスであり、密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状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わせ、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し、上記作動ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管を密閉容器に貫通して前記固定スクロールの鏡板部に設けた油注入用ポートに接続した油注入機構部を備えたヘリウム用密閉形スクロール圧縮機において、フレーム下方部に設けたモータ室内のバランスウエイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛りひもにて固定したことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項３記載の階段状のバランスウエイトにおいて、第二の重り部の下端面がロータエンドリング上面に対向するように軸方向に延伸して設定したことを特徴とする請求項１記載または請求項３記載の密閉形スクロール圧縮機。
【請求項６】
圧縮機上部の吸入管と油インジェクション管をエルボ構造とするとともに、吸入管サイズを吐出管サイズより小さくして、吸入管位置高さと油インジェクション管位置高さをほぼ同一高さとしたことを特徴とする請求項１記載または請求項４記載の密閉形スクロール圧縮機。
【請求項１】
密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状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わせ、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した密閉形スクロール圧縮機において、フレーム下方部に設けたモータ室内のバランスウエイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛りひもにて固定したことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項２】
モータによって駆動される回転軸と、
前記回転軸の回転によって駆動されるスクロール圧縮機部と、
回転による前記スクロール圧縮機部のアンバランスを打ち消すためのバランスウェイトと、
前記モータのモータコイルエンドに固定されたモータプロテクタとを備えた密閉形スクロール圧縮機において、
前記モータプロテクタは、前記モータコイルエンドに縛りひもにより固定され、
前記バランスウェイトは、その回転により、前記モータプロテクタの近傍に流れを発生させる部分を有する
ことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
【請求項３】
請求項１または２記載のバランスウエイトは、半円筒状の第一の重り部とこれより径の小さい半円筒状の第二の重り部からなり、第一の重り部の外縁部寸法Ｒ1は、上側モータコイルエンド部の外半径Ｒm2，内側半径Ｒm2とのほぼ中間の寸法関係となるＲ1≒（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定すること、または、Ｒ1＞（Ｒm1＋Ｒm2）／２に設定することを特徴とする請求項１記載の密閉形スクロール圧縮機。
【請求項４】
作動ガスがヘリウムガスであり、密閉容器内に、スクロール圧縮機部と電動機部を収納すると共に、前記スクロール圧縮機部は円板状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わせ、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し、上記作動ヘリウムガスを冷却するための油インジェクション管を密閉容器に貫通して前記固定スクロールの鏡板部に設けた油注入用ポートに接続した油注入機構部を備えたヘリウム用密閉形スクロール圧縮機において、フレーム下方部に設けたモータ室内のバランスウエイトの外縁部近傍にあって、モータ電流の異常増加とガス温度の異常増加によりモータコイルを通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能を有するモータプロテクタ手段をモータコイルエンド部の上方部に絶縁シート手段を介して縛りひもにて固定したことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。
【請求項５】
請求項３記載の階段状のバランスウエイトにおいて、第二の重り部の下端面がロータエンドリング上面に対向するように軸方向に延伸して設定したことを特徴とする請求項１記載または請求項３記載の密閉形スクロール圧縮機。
【請求項６】
圧縮機上部の吸入管と油インジェクション管をエルボ構造とするとともに、吸入管サイズを吐出管サイズより小さくして、吸入管位置高さと油インジェクション管位置高さをほぼ同一高さとしたことを特徴とする請求項１記載または請求項４記載の密閉形スクロール圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−５２４９０（Ｐ２０１２−５２４９０Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７２４９（Ｐ２０１０−１９７２４９）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（３９９０４８９１７）日立アプライアンス株式会社 (3,043)
【Ｆターム（参考）】
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