JP4134331B2 - 密閉形スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形スクロール圧縮機に係り、特に作動ガスとしてフロンガスやヘリウムガスを用いる冷凍空調分野の冷凍空調装置や超高真空分野のクライオポンプ装置等に使用される密閉形スクロール圧縮機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密閉形スクロール圧縮機としては、モータ電流の異常増加および周囲温度の異常上昇に基づいて前記電動機部の開閉を行なうモータプロテクタを備え、このモータプロテクタを広い空間部に面して作動ガスが滞留する密閉容器の内壁面に固定するようにしたものがある（従来技術１）。
【０００３】
別の従来の密閉形スクロール圧縮機としては、特開２００１−３０４１４７号（特許文献１）に開示されているように、固定スクロールの吐出ポートから吐出パイプまでの吐出ガスの流路上のモータに温度、電流を検知できるモータプロテクタを設け、このモータプロテクタの温度検知により圧縮機が渦巻破壊、軸受焼付を起こす前に停止するようにしたものがある（従来技術２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３０４１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術１では、作動ガスの流れが流速０．３ｍ／ｓ以下の停滞する部分における密閉容器の内壁面にモータプロテクタを固定しているため、モータプロテクタに対する作動ガス流による冷却効果が十分に得られないものであった。このため、モータプロテクタの周囲温度が比較的高くなり、モータプロテクタの性能・機能が低下するという問題があった。
【０００６】
また、上述した従来技術２では、モータプロテクタを吐出ガスの流路上のモータに設けることが開示されているが、その具体的な構成の開示がなく、単にモータの外表面にモータプロテクタを設けたとした場合には、モータプロテクタに対する作動ガス流による冷却効果が十分に得られないものであった。この場合には、従来技術１と同様に、モータプロテクタの周囲温度が比較的高くなり、モータプロテクタの性能・機能が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、モータプロテクタの冷却を促進して作動電流値を高くし、プロテクタ接点部の長寿命化を図ることが可能な密閉形スクロール圧縮機を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、密閉容器内にスクロール圧縮機部と電動機部とを収納し、鏡板に渦巻状ラップを直立する固定スクロールと鏡板に渦巻状ラップを直立する旋回スクロールとをラップを互いに内側にして噛み合わせて前記スクロール圧縮機部を形成し、圧縮された作動ガスを前記密閉容器内の空間に吐出する吐出口を前記固定スクロールに設け、前記密閉容器内に吐出された前記作動ガスを器外に吐出する吐出管を設けてなる密閉形スクロール圧縮機において、前記吐出口から前記吐出管に至る作動ガスの流れが縮流される部分を有し、前記縮流される部分の前後におけるガス流路部に、モータ電流の異常増加および周囲温度の異常上昇に基づいて前記電動機部のモータ回路を直接開路するモータプロテクタを配置したものである。
【０００９】
なお、本発明のその他の手段は以下の記述から明らかにされる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の幾つかの実施例を図を参照しながら説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１１】
本発明の第１実施例の密閉形スクロール圧縮機を、図１から図４を参照しながら説明する。この密閉形スクロール圧縮機は縦型の圧縮機であり、冷凍空調装置に用いるものである。
【００１２】
図１において、密閉形スクロール圧縮機１００は、スクロール圧縮機部２および電動機部３を密閉容器１内に収納して構成されており、具体的には、縦長の密閉容器１内の上方にスクロール圧縮機部２が収納され、下方に電動機部３が収納された縦型である。そして、密閉容器１内はフレーム７によって二つの部屋１ａ、１ｂ（即ち、上部室１ａと電動機室１ｂ）とに区画されている。さらに、電動機室１ｂ内は電動機部３によって二つの部屋１ｂ１、１ｂ２（即ち、上電動機室１ｂ１と下電動機室１ｂ２）とに区画されている。
【００１３】
スクロール圧縮機部２は固定スクロール５と旋回スクロール６とフレーム７とを備えて構成されている。固定スクロール５と旋回スクロール６とは、互いに噛み合わされて配置され、これらの間に圧縮室（密閉空間）８が形成される。
【００１４】
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あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ５ｂとを備えて構成され、中心部に圧縮室８からの作動ガスを吐出するための吐出口１０が形成されると共に、外周部に圧縮室８へ作動ガスを吸入するための吸入口１４を備えている。吐出口１０は吐出室１ａに開口されている。
【００１５】
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５のラップ５ｂと同一形状に形成されたラップ６ｂと、鏡板６ａの反ラップ面に形成されたボス部６ｃとを備えて構成されている。
【００１６】
フレーム７の中央部に軸受３９、４０が設けられている。これらの軸受部３９、４０には回転軸１４が支承されている。フレーム７はその外周部が密閉容器１に固定されて支持されている。回転軸１４の一側には偏心軸１４ａが形成されている。この偏心軸１４ａは旋回スクロール６のボス部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８１によって固定されている。
【００１７】
旋回スクロール６は、フレーム７と旋回スクロール６との間に配置され、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、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構成されている。回転軸１４の他側には電動機軸１４ｂが形成されている。この電動機軸１４ｂには電動機部３が直結されている。
【００１８】
固定スクロール５の吸入口１６には密閉容器１を貫通して延びる吸入管１７が接続されている。吸入口１６には逆止弁１３が設けられている。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が設けられている。
【００１９】
吐出口１０が開口している上部室１ａは通路１８ａ、１８ｂを介して電動機室１ｂと連通している。通路１８ａは旋回スクロール６と密閉容器１の側壁１ｍとの間の隙間により形成され、通路１８ｂはフレーム７と密閉容器１の側壁１ｍとの間の隙間により形成されている。
【００２０】
電動機部３は、スクロール圧縮機部２の下方に形成される電動機室１ｂ内に配置され、密閉容器１の側壁１ｍに固定された電動機ステータ３ａと、電動機軸１４ｂに固定された電動機ロータ３ｂとを備えて構成されている。電動機部３は３相モータで構成されており、そのモータ回路は、図２に示すように、スター結線の中性点３ｋにインターナルモータプロテクタ９１を装備する回路となっている。３相の２つのモータコイル３ｅに対してそれぞれ接点部（電流遮断部）９１ｐを設けている。これにより、モータ電流の異常増加とガス温度の異常上昇に基づいて、モータコイル３ｅに通電せしめるモータ回路をダイレクトカット機能（直接開路する機能）を有するモータプロテクタ９１となっている。２箇所の接点９１ｐは通常状態では常時閉じており、異状時に開くものである。この接点部９１ｎ、９１ｐは具体的にはバイメタル方式の構造である。モータプロテクタ９１はモータコイル３ｅに接続するための端子９１ｂを有している。なお、電動機部３に通電するためのハーメチック端子３７は密閉容器１に取り付けられている。
【００２１】
電動機室１ｂは密閉容器１を貫通する吐出管２０に連通されている。これによって、吐出口１０と吐出管２０とは、吐出室１ａ、通路１８ａ、１８ｂおよび電動機室１ｂを介して連通されている。また、電動機室１ｂの上部１ｂ１と下部１ｂ２とは、電動機ステータ３ａと電動機ロータ３ｂとの隙間２５ａ、および電動機ステータ３ａと密閉容器１の側壁１ｍとの間の隙間２５ｂを介して連通されている。なお、回転軸１４に設けられたバランスウエイト９ａと電動機ロータ３ｂに設けられた副ウエイト９ｂは、旋回スクロール６の旋回運動に伴い生じる遠心力を相殺するためのものである。
【００２２】
旋回スクロール６の鏡板６ａ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）が形成されている。この背圧室３６には、旋回スクロール６の鏡板６ａに穿設した細孔６ｄを通して吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力が導入されるようになっている。これによって、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が与えられる。
【００２３】
潤滑油２２は密閉容器１の底部に溜められている。この潤滑油２２は、密閉容器１内の高圧圧力と背圧室２３の中間圧力との差圧により油吸上管２７を通して吸上げられた後、回転軸１４内の中央穴１３を上昇し、中央穴１３の上端開口から旋回軸受３２へ給油されると共に、横穴５１を介して補助軸受３９（すべり軸受部）から主軸受４０（円筒コロ軸受部）へ給油される。各軸受部３２、３９、４０へ給油された潤滑油２２は、背圧室３６を経て穴６ｄを通って圧縮室８へ注入され、圧縮ガスと混合されて吐出ガスと共に上部室１ａへ吐出される。尚、油板４７は潤滑油２２の油面上に配設される。
【００２４】
圧縮機のガス吐出口となる吐出管２０へのガス出口近傍のガス流の主流となる流路部１ｇにはモータプロテクタ９１が配置されている。この流路部１ｇは、縮流部分である吐出口１０の入口側（前側）部分であり、電動機室１ｂ内の広い空間部分の流れより作動ガスの流速が特に速くなる部分である。モータプロテクタ９１は容器内壁面１ｍに固定されたホルダー９０に保持されている。リード線９１ａは三相モータコイル３ｅとモータプロテクタ９１の端子部とをつないでいる。モータプロテクタ９１は、三相モータのモータ回路を直接開路するものであり、具体的には、モータ電流および雰囲気ガス温度の異常上昇時にプロテクタ内部の接点が開き、モータ回路をオフする機能を備えている。これによって、モータプロテクタ９１は、モータ回路に過大な電流が流れることを防止してモータ焼損を未然に防ぐことができ、圧縮機の保護を図ることができる。
【００２５】
上記構成において、電動機部３に通電されて電動機ロータ３ｂが回転されると、電動機ロータ３ｂに直結した電動機軸１４ｂが回転されて偏心軸１４ａが偏心回転される。これによって、旋回軸受３２を介して旋回スクロール６が旋回運動される。この旋回運動により、圧縮室８は周囲から次第に中心に移動して容積が減少する。これに伴って、作動ガスは吸入管１７から吸入口１６を経て吸入室５fへ入り圧縮室８で圧縮が開始されると共に、軸受３２、３９、４０を潤滑した油は旋回スクロール６の旋回スクロール鏡板６ａの細穴６ｄから圧縮室８へ流入して前記作動ガスに混入する。この油を含んだ作動ガスは、圧縮室８で圧縮された後に吐出口１０から上部室１ａへ吐出され、通路１８ａ、１８ｂを通って電動機室１ｂへ流入する。なお、図1において、実線の矢印は作動ガスであるフロンガスの流れを、破線の矢印は油の流れをそれぞれ示している。
【００２６】
狭い通路１８ａ、１８ｂから広い空間の電動機室１ｂに流入した作動ガス（油を含む）は、隙間２５ａ、２５ｂを鉛直方向に通って下電動機室１ｂ２に至り、再度上方向に向かって上電動機室１ｂ１に至る。この過程で、作動ガス中に含まれる油の一部分が分離される。一方、電動機室１ｂに流入して電動機ステータ３ａ上面に衝突した作動ガスは、流れ方向が変更され、その過程でガス中に含まれる油の一部分が分離され、さらにはモータプロテクタ９１の周囲を通ってプロテクタ９１の冷却を促進した後に吐出管２０内へ流出する。なお、分離された油は電動機ステータ外周部の隙間２５ｂを通って流下し、密閉容器１底部に留まる。
【００２７】
図３はモータプロテクタ９１の動作電流とそのプロテクタ周囲の雰囲気温度との関係を示すモータプロテクタ特性図である。図３に示すように、雰囲気温度Ｔｐの場合において、従来技術１ではモータプロテクタの動作電流値がｋ１と低くなるのに対して、本実施例ではモータプロテクタ９１の動作電流値がｋ２と高くなっている。このことは、モータプロテクタ９１を最適な位置（即ち、密閉容器１内を流れる作動ガスの速度が特に速い部分）に配置することによって、モータプロテクタ９１による圧縮機の過負荷条件を大きくできることとなるので、例えば、吐出圧力を従来技術１より高く確保できる。これによって、本実施例では運転範囲を広く設定することができるとういう効果が得られる。
【００２８】
図４はプロテクタ雰囲気温度と寿命との関係を示す特性図である。モータプロテクタ雰囲気温度を下げることにより、モータ回路に過電流が流れた時にそのプロテクタ接点部９１ｐの温度を低いものとすることができ、これによって接点部９１ｐのオン、オフ頻度を少なくすることがでるので、図４に示すようにモータプロテクタ９１の寿命改善の効果が得られるものである。なお、バイメタル方式のモータプロテクタ９１を用いているので、モータ電流および雰囲気温度が正常時に戻れば、接点部９１ｐ、９１ｎが再度閉じてモータ回路に通電され、電動機部３の運転が自動復帰される。
【００２９】
次に、本発明の第２実施例の密閉形スクロール圧縮機を、図５を参照しながら説明する。この第２実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００３０】
この第２実施例では、ステータコイルエンド部３ｃの上方部にあって、通路１８ｂの鉛直方向のガス流の主流となる流路部１ｋにモータプロテクタ９１が配置されている。この流路部１ｋは、縮流部分である通路１８ｂの出口側（後側）部分であり、電動機室１ｂ内の広い空間部分での停滞した作動ガスの流れより作動ガスの流速が特に速くなる部分である。特に、通路１８ｂを流下した作動ガスは、そのガス速度が速いと共に油分を多く含んでいるため、プロテクタ９１の冷却効果をより一層有効に利用することができる。モータプロテクタ９１の周囲を冷却した作動ガスは、その後上述した第１実施例と同様に流れて吐出管２０から流出される。
【００３１】
この第２実施例のよれば、モータプロテクタ９１の冷却効果をさらに高めることができ、これによって圧縮機の保護をより一層確実に行なうことができる。
【００３２】
次に、本発明の第３実施例の注油式密閉形スクロール圧縮機を、図６から図１１を参照しながら説明する。なお、この第３実施例の説明において、第１実施例と重複する部分の説明を一部省略してある。
【００３３】
密閉形スクロール圧縮機１００は、密閉容器１内にスクロール圧縮機部２と電動機部３とを左右に配置した横型構成である。モータ室１ｂ内にあって副軸受２３９を支えるサイドカバー７２が設けられている。このサイドカバー７２は電動機部３の下流側を覆うカバーを構成するものである。ガス吐出開口７２ｅに連通してガス案内通路部３１９が設けられている。そして、そのガス案内通路部３１９の内部にモータプロテクタ９１が配置されている。
【００３４】
この第３実施例では、作動ガスがヘリウムガスであり、図６に示すように、この作動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Ｓキャップ１ｄに貫通させ、固定スクロール５の鏡板部５ａに設けた油注入用ポート１９に接続するようにしており、これらによって油注入機構部が構成されている。油注入用ポート１９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内の吸入配管１７ａ側にはスクロール圧縮機部２が収納され、反対側には電動機部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をはさんで電動機室１ｂとに区画されている。スクロール圧縮機部２は、固定スクロール５と旋回スクロール６とを互いに噛み合わせて圧縮室（密閉空間）８を形成している。
【００３６】
固定スクロール５は、図６、図１０および図１１に示すように、円板状の鏡板５ａと、これに直立し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１６を備えている。鏡板５ａには油注入用ポート１９が貫通して形成されている。この油注入用ポート１９は、１個にて隣接する圧縮室８へ冷却油を注入できるもので、溝径Ｄｔのラップ溝５ｆの中心位置に設けられている。また、油注入用ポート１９の穴径ｄ₀は、ラップ厚さｔより大きい値に設定され、油インジェクション時の油撃現象を防止するようになっている。
【００３７】
旋回スクロール６は、図６に示すように、円板状の鏡板６ａと、これに直立し、固定スクロール５のラップ５ｂと同一形状に形成されたラップ６ｂと、鏡板６ａの反ラップ面に形成されたボス部６ｃとを備えて構成されている。
【００３８】
フレーム７は中央部に軸受３９、４０が設けられている。これらの軸受３９、４０には回転軸１４が支承されている。回転軸１４の一側には偏心軸１４ａが形成されている。この偏心軸１４ａは、旋回スクロール６のボス部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は電動機部３を支持する筒状の側壁７ａが形成されている。この側壁７ａのスクロール圧縮機部側の周縁部がフランンジ状に形成され、その周縁部の外周が密閉容器１に固着されている。電動機部３はこの側壁７ａ内にて支持されている。フレーム７には固定スクロール５が複数本のボルト８１によって固定されている。旋回スクロール６は、フレーム７と旋回スクロール６との間に配置され、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、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構成されている。回転軸１４の他側には電動機軸１４ｂが形成されている。電動機軸１４ｂには電動機部３が直結されている。
【００３９】
固定スクロール５の吸入口１６には密閉容器１を貫通して吸入管１７が接続されている。吸入管１７は吸入配管１７ａと継パイプ１７ｂとから構成されている。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が設けられている。また、吸入口１６内には逆止弁１３が設けられている。この逆止弁１３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１内の潤滑油２２が低圧側に流出するのを防止することのために設けられている。
【００４０】
吐出口１０が開口している吐出室１ａは通路１８ａ、１８ｂを介して電動機室１ｂと連通している。この電動機室１ｂは密閉容器１の中央ケ−シング部１ｅを貫通する吐出管２０に連通されている。また、電動機室１ｂは、フレーム７および電動機部３によって左右の空間１ｂ１、１ｂ２に区画されている。空間１ｂ１と空間１ｂ２とは、電動機ステータ３ａとフレーム７の側壁７ａとの間の隙間２５ｃ、および電動機ステータ３ａと電動機ロータ３ｂとの隙間２５ａを介して連通されている。
【００４１】
フレーム７の下端部には穴７ｂが形成されている。この穴７ｂは、吐出室１ａで溜まった油２２ａをモータ室１ｂ側の油室２２ｂに移動せしめるための油穴である。方向変更ブロック１１５は、吐出口１０を覆うように設けられ、吐出口１０から出た作動ガスと油を水平方向から上方向に向かわせるための部品である。この方向変更ブロック１１５により、通路１８ａ側に比較的多くの油を導き、空間１ｂ１を介して電動機部３に直接油を吹き付けてモータ冷却とモータプロテクタ９１への冷却効果をあげることができる。油面計４５は運転中の油面を管理するために設けられている。電源部５７は密閉容器１のモータプロテクタ９１に対向する部分の外側に設けられている。
【００４２】
また、旋回スクロール６の鏡板６ａの背面には、スクロール圧縮機部２とフレーム７で囲まれた背圧室３６が形成されている。この背圧室３６には、旋回スクロール６の鏡板６ａに穿設した細孔６ｄを介して吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力が導入されされるようになっている。これによって、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が与えられる。
【００４３】
潤滑油２２は密閉容器１の底部に溜められている。この潤滑油２２は、密閉容器１内の高圧圧力と背圧室３６の中間圧力との差圧により油吸上管９６ｄへ吸上げられた後、回転軸１４内を流れ、旋回軸受３２、補助軸受３９および主軸受４０へ給油される。軸受３２、３９、４０へ給油された潤滑油２２は、背圧室３６を経て穴６ｄを通して圧縮室８へ注入され、圧縮ガスと混合されて吐出ガスと共に吐出室１ａへ吐出される。密閉容器１の底部には、該底部の潤滑油２２を器外へ取出す油取り出し管３０が設けられている。密閉容器１の底部に溜められた潤滑油２２は、密閉容器１内の圧力（吐出圧力）と圧縮室８の圧力（吐出圧力以下のポート１９の開口部分における圧力）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。
【００４４】
サイドカバー７２は、図６から図８に示すように、外周筒部７２ａと中央筒部７２ｂと底部７２ｃとを一体に有して構成されている。この外周筒部７２ａの先端側に複数のフランジ部が形成され、このフランジ部に穴７２ｄが形成されている。サイドカバー７２はこの穴７２ｄを通してボルト７４によりフレーム７の側壁７ａの端面に取り付けられている。中央筒部７２ｂには副軸受２３９が設けられ、この副軸受２３９によって電動機軸１４ｂの端部が支持されている。底部７２ｃには、ガス吐出開口７２ｅおよびリード線用穴７２ｆが形成されている。
【００４５】
サイドカバー７２のガス吐出開口７２ｅのガス吐出側（反電動機部側）にはガス案内通路部３１９とプロテクタ保持機能を有するホルダー９０が設けられている。ホルダー９０はサイドカバー７２にねじなどにより着脱可能に取り付けられている。一方、サイドカバー７２の穴７２ｆはモータリード線３６０、ステータ３ａ内部の三相中性点用リード線９１ａが通る専用穴としている。なお、この第３実施例のモータ回路は、第１実施例のモータ回路（図２参照）と同一であるので、その説明を省略する。
【００４６】
モータプロテクタ９１は、ガス案内通路部３１９内部に配置され、ホルダー９０に装着されている。リード線９１ａは、サイドカバー壁面７２ｃに止め金具３７２を用いて止められている。
【００４７】
通路１８ｂから空間１ｂ１に流入した作動ガス（油を含む）は、通路２５ｃおよび隙間２５ａを通ってサイドカバー７２内の空間に至る。この際に、作動ガスは電動機部３を冷却する（換言すれば、電動機部３で加熱される）。この空間内で油の一部が分離されて密閉容器１の底部に溜められる。この空間内に流入した作動ガスの主流は、ガス吐出開口７２ｅからガス案内通路部３１９に導かれてモータプロテクタ９１の周囲を通り、広い空間１ｂ２に流出される。ここで、ガス吐出開口７２ｅは縮流部分を構成し、ガス吐出開口７２ｅから吐出された作動ガスの流速はガス案内通路部３１９内において特に速いものとなる。すなわち、作動ガスの主流の速度が１〜３ｍ／ｓにあるガス流域内にモータプロテクタ９１が配置されている。従って、ガス案内通路部３１９に内蔵されたモータプロテクタ９１は、この特に速い流速の作動ガスによって冷却されることになる。また、ガス吐出開口７２ｅの吐出側にモータプロテクタ９１の感熱部を対向してサイドカバー７２に取り付けるようにしているので、作動ガスでモータプロテクタ９１の感熱部を効果的に冷却することができる。ガス案内通路部３１９から広い空間１ｂ２に流出した作動ガスの中に含まれる油の一部が分離されて密閉容器１の底部に溜められると共に、残りの作動ガスは吐出管２０を通して器外に流出される。
【００４８】
この第３実施例では、図３に示すように、モータプロテクタ９１の動作電流値がｋ３と高くなっている。このことは、モータプロテクタ９１による圧縮機の過負荷条件を第１実施例よりもさらに大きくできることとなるので、例えば、吐出圧力を第１実施例より高く確保できる。これによって、この第３実施例では運転範囲をより一層広く設定することができるとういう効果が得られる。
【００４９】
次に、本発明の第４実施例の注油式密閉形スクロール圧縮機を、図１２を参照しながら説明する。この第４実施例は、次に述べる通り第３実施例と相違するものであり、その他の点については第３実施例と基本的には同一である。
【００５０】
この第４実施例では、サイドカバー７２とモータプロテクタ９１のフランジ部９１ａとの間に間座ピース２９６を介して隙間２８６を設けている。該隙間２８６を設定することにより、ガス流れの抵抗が減少してモータプロテクタ９１へのガス流れがスムースとなり冷却効果がアップすることになる。該隙間２８６は１ｍｍ前後の微少隙間であっても上記効果が得られる。
【００５１】
次に、本発明の第５実施例のヘリウム冷凍装置を、図１３を参照しながら説明する。この第５実施例では、密閉形スクロール圧縮機１００として上述した第３実施例または第４実施例の注油式密閉形スクロール圧縮機を用いている。
【００５２】
密閉容器１の底部に溜められた潤滑油２２は、密閉容器１内の圧力（吐出圧力）と圧縮室８の圧力（吐出圧力以下のポート１９の開口部分における圧力）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を通って油ストレーナ５６および油冷却器３３へ至り、ここで適宜冷却された後、油インジェクション管５３を通って油流量調節弁５３で減圧され、さらに油インジェクション管３１を通ってポート１９を経て圧縮室８へ注入され、ヘリウムガスを冷却する。油インジェクション管５３、３１の間には、油流量調節弁５３が設けられ、油量を調整できるようになっている。
【００５３】
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。そして、この油は作動ガスと共に圧縮された後、吐出口１０より上部室１ａへ吐出され、前述と同様に電動機室１ｂで作動ガスから分離されて密閉容器１の底部に溜められる。
【００５４】
一方、圧縮機１００から吐出されたヘリウムガスは油分離器７０で油を分離した後、ガス冷却器５０で冷却される。次に、ヘリウムガスはヘリウム冷凍機８０で断熱膨張された後、配管３４０、３００を通って再び吸入ガスとして圧縮機１００に戻る。
【００５５】
上述した実施例の構成に基づく効果を纏めると次の通りである。
【００５６】
ガス流やミスト状の油とガスの混合体による混合流の中にモータプロテクタを配置することにより、プロテクタ自身の冷却を促進し、モータプロテクタの最大作動電流値を高くせしめること、過電流の遮断部となるプロテクタ接点部の長寿命化を図ることができる。これにより、モータプロテクタの小形化・軽量化が図れ、コスト低減ができる。
【００５７】
また、モータプロテクタの長寿命化を図ることができるので、圧縮機全体としても長寿命化および信頼性が大幅に向上できる。
また、モータプロテクタを最適な位置に配置することにより圧縮機の過負荷条件を大きくできるので、吐出圧力を従来より高く確保でき、運転範囲をより広く設定することができる。
【００５８】
特にヘリウム用スクロール圧縮機の場合には、油インジェクションによる冷却効果でモータプロテクタ周囲のガス雰囲気温度を更に低減できるので、フロン冷媒Ｒ２２仕様の冷凍空調用スクロール圧縮機の同一容量馬力クラスに対して、機能性が同等であっても小さなモータプロテクタを使用することができる。
【００５９】
そして、ヘリウム圧縮機は主に半導体製造装置に用いられるクライオポンプ装置に使用されているが、モータプロテクタの信頼性が改善されることにより、モータ保護が確実となり、圧縮機の保護にも通じるので、圧縮機の長寿命化に効果が波及されることになる。
【００６０】
【発明の効果】
上述した実施例の説明から明らかなように、本発明によれば、モータプロテクタの冷却を促進して作動電流値を高くし、プロテクタ接点部の長寿命化を図ることが可能な密閉形スクロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の空調用密閉形スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の密閉形スクロール圧縮機のモータ回路図である。
【図３】従来技術１、本発明の第１実施例および第２実施例の密閉形スクロール圧縮機のプロテクタ雰囲気温度の特性図である。
【図４】従来技術１および本発明の第１実施例の密閉形スクロール圧縮機のプロテクタ耐久性を示す特性図である。
【図５】本発明の第２実施例の空調用密閉形スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図６】本発明の第３実施例の注油式密閉形スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図７】図６の密閉形スクロール圧縮機のサイドカバー部分（モータプロテクタを省略した状態）の側面図である。
【図８】図６の密閉形スクロール圧縮機の固定スクロールのサイドカバー部分（モータプロテクタを備えた状態）の側面図である。
【図９】図６の密閉形スクロール圧縮機の要部拡大断面図である。
【図１０】図６の密閉形スクロール圧縮機の固定スクロールの正面図である。
【図１１】図６の密閉形スクロール圧縮機の固定スクロールの断面図である。
【図１２】本発明の第４実施例の注油式密閉形スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図１３】本発明の第５実施例のヘリウム冷凍装置の構成図である。
【符号の説明】
１…密閉容器、１ａ…吐出室、１ｂ…電動機室、１ｍ…側壁、２…スクロール圧縮機部、３…電動機部、３ａ…電動機ステータ、３ｂ…電動機ロータ、５…固定スクロール、５ａ…固定スクロール鏡板、５ｂ…ラップ、５f…吸入室、６…旋回スクロール、６ａ…旋回スクロール鏡板、６ｂ…ラップ、６ｃ…ボス部、８…圧縮室、１０…吐出口、７…フレーム、１４…回転軸、１４ａ…偏心軸、１４ｂ…電動機軸、１６…吸入口、１７…吸入管、１８ａ、１８ｂ…通路、１９…ポート、２０…吐出管、２２…潤滑油、２７…油吸上管、３０…油取り出し管、３０ａ…流入部、３１…油インジェクション管、３２…旋回軸受、３３…油冷却器、３８…オルダム機構、３９…補助軸受、４０…主軸受、５０…ガス冷却器、５１…油配管、５３…Ｏリング、５６…油ストレーナ手段、７０…油分離器、７２…サイドカバー、９１…モータプロテクタ、１００…密閉形スクロール圧縮機、７２ｅ…ガス吐出開口。

Claims (5)

1. 密閉容器内にスクロール圧縮機部と電動機部とを収納し、鏡板に渦巻状ラップを直立する固定スクロールと鏡板に渦巻状ラップを直立する旋回スクロールとをラップを互いに内側にして噛み合わせて前記スクロール圧縮機部を形成し、圧縮された作動ガスを前記密閉容器内の空間に吐出する吐出口を前記固定スクロールに設け、前記密閉容器内に吐出された前記作動ガスを器外に吐出する吐出管を設けてなる密閉形スクロール圧縮機において、
   前記吐出口から前記吐出管に至る作動ガスの流れが縮流される部分を有し、前記縮流される部分の前後におけるガス流路部に、モータ電流の異常増加および周囲温度の異常上昇に基づいて前記電動機部のモータ回路を直接開路するモータプロテクタを配置した
   ことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
2. 前記吐出口から吐出された作動ガスが前記電動機部を通って前記吐出管に至るように構成し、前記作動ガスの流れにおける前記電動機部の下流側に流速の速いガス流路部を形成し、このガス流路部に前記モータプロテクタを配置したことを特徴とする請求項１に記載の密閉形スクロール圧縮機。
3. 前記作動ガスの流れにおける前記電動機部の下流側を覆うカバーを設け、前記カバーの一部にガス吐出開口を形成し、前記ガス吐出開口の吐出側に前記モータプロテクタの感熱部を対向して前記カバーに取り付けたことを特徴とする請求項２に記載の密閉形スクロール圧縮機。
4. 前記作動ガスがヘリウムガスであり、前記圧縮機構部の作動室内の作動ガスを冷却するための油インジェクション管を前記密閉容器に貫通して前記固定スクロールの鏡板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、前記吐出口から吐出されたミスト状油と作動ガスとの混合体の流れの中に前記モータプロテクタを配置したことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の密閉形スクロール圧縮機。
5. 前記モータプロテクタが配置された前記ガス流路部の作動ガスの流れの速度が１〜３ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の密閉形スクロール圧縮機。

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