(57)【要約】【課題】構造の簡略化を図りつつ冷媒を潤滑油から十分に分離して効率よく密閉容器外に吐出することの可能な密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】スクロールユニット(30)及び主軸フレーム(14)の内部またはスクロールユニット及び主軸フレームと密閉容器(2)の胴部(3)の内壁面との間に、冷媒と潤滑油とを電動機(6)のステータ(8)へ直接導くように吐出流路(90)を設け、ステータの上部に吐出流路から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイル分離板(96)を設け、潤滑油を分離した冷媒を密閉容器外に吐出する吐出管(72)を主軸フレームの下方に位置して胴部に設ける。【選択図】図１
2010065556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の胴部、及び該胴部の上側に形成される吐出室、並びに前記胴部の下側に形成される潤滑油の貯油室を有し、前記胴部内に吐出圧が作用する密閉容器と、
前記胴部内を延び、軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、
前記胴部内に収容され、前記回転軸を通電により駆動させるとともに、該回転軸の周囲にて該回転軸と一体にて回転されるロータ、及び該ロータの周囲にて該ロータを回転させる電機子巻線を含むステータ、並びに前記ステータ内に形成され、潤滑油を前記貯油室へ導く供給流路を有する電動機と、
該電動機の上側にて前記胴部内に収容され、前記回転軸に駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮ユニットと、
該圧縮ユニットと前記電動機との間に配設され、前記圧縮ユニットを固定するとともに、前記軸受けを介して前記回転軸を支持する主軸フレームとを具備し、
前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームの内部並びに前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームと前記胴部の内壁面との間の少なくともいずれか一方に設けられ、該圧縮ユニットで圧縮された冷媒及び該冷媒に含まれる潤滑油を前記吐出室から前記ステータへ直接導く吐出流路と、
前記ステータの上部に設けられ、前記吐出流路から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイル分離板と、
前記胴部に前記主軸フレームの下方に位置して設けられ、前記オイル分離板及び前記ステータを通過した冷媒を前記密閉容器外に吐出する吐出管と、
を有することを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記吐出流路は前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームの内部並びに前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームと前記胴部の側壁面との間の少なくともいずれか一方に設けられて前記ステータへ延びるパイプの経路であることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記吐出流路は前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームの内部に穿設された穴の径路を介することを特徴とする請求項１または２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記胴部の側壁内面に沿い前記電動機を作動させるための配線を有し、
前記吐出管は、前記回転軸を挟んで前記配線と対称な位置に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型圧縮機に係り、詳しくは、冷媒及び潤滑油の吐出流路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の密閉型圧縮機では、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するスクロールユニットが密閉容器内に備えられ、スクロールユニット及びこのスクロールユニットの駆動部には潤滑油が用いられている。この潤滑油は、スクロールユニット内の摺動面や軸受等の潤滑剤のみならず、摺動面のシールとしての機能を有しており、密閉容器下部の貯油室に貯溜され、一時的に冷媒と混ざりながら密閉容器内を循環している。
【０００３】
ところで、容器内の各部分で潤滑剤やシールとして作用した潤滑油は、冷媒とともに吐出口から吐出されてしまうと、スクロールユニット内の油上がり現象、潤滑不良、熱効率の低下を招くという問題がある。
そこで、潤滑油を冷媒と一緒に吐出させずに密閉容器下部の貯油室へ導くため、容器胴部の内壁面に排油通路や排油ガイド部を設け、或いは内壁面に沿い排油パイプを設けた構成が知られている（特許文献１、２、３参照）。
【０００４】
一方、冷媒は密閉容器の上部に設けられた吐出管を介して密閉容器外へ吐出されることが多く、このように吐出管が密閉容器の上部に設けられていると、スクロールユニットから吐出した潤滑油と冷媒とを直接吐出管に流れないよう密閉容器下部の貯油室へ導くための仕組みがスクロールユニットの上部に必要となり、部品点数が増加して構造が複雑となり易いという問題がある。
【０００５】
このようなことから、上記各特許文献では、吐出管を密閉容器の胴部に設けるようにしており、これによりスクロールユニットの上部における構造の簡略化が実現されている。
【特許文献１】特開平９−２８７５７９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１６５００号公報
【特許文献３】特開２００６−１３２４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記各特許文献によれば、排油通路等を設けることで潤滑油と冷媒とを密閉容器下部の貯油室へ確実に導くことが可能であるが、このような構造では、潤滑油と冷媒とを貯油室へ導くことができても、潤滑油と冷媒とを十分に分離できるとは限らず、依然として上記スクロールユニット内の油上がり現象、潤滑不良、熱効率の低下を招くおそれがあり、好ましいことではない。
【０００７】
また、吐出管を密閉容器の胴部に設ける場合、冷媒を他の構成部材との干渉少なく如何にスムーズに効率よく密閉容器外に吐出できるかも課題となる。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、構造の簡略化を図りつつ冷媒を潤滑油から十分に分離して効率よく密閉容器外に吐出することの可能な密閉型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】
上記の目的を達成すべく、請求項１記載の密閉型圧縮機は、筒状の胴部、及び該胴部の上側に形成される吐出室、並びに前記胴部の下側に形成される潤滑油の貯油室を有し、前記胴部内に吐出圧が作用する密閉容器と、前記胴部内を延び、軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、前記胴部内に収容され、前記回転軸を通電により駆動させるとともに、該回転軸の周囲にて該回転軸と一体にて回転されるロータ、及び該ロータの周囲にて該ロータを回転させる電機子巻線を含むステータ、並びに前記ステータ内に形成され、潤滑油を前記貯油室へ導く供給流路を有する電動機と、該電動機の上側にて前記胴部内に収容され、前記回転軸に駆動されて作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する圧縮ユニットと、該圧縮ユニットと前記電動機との間に配設され、前記圧縮ユニットを固定するとともに、前記軸受けを介して前記回転軸を支持する主軸フレームとを具備し、前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームの内部並びに前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームと前記胴部の内壁面との間の少なくともいずれか一方に設けられ、該圧縮ユニットで圧縮された冷媒及び該冷媒に含まれる潤滑油を前記吐出室から前記ステータへ直接導く吐出流路と、前記ステータの上部に設けられ、前記吐出流路から導かれた冷媒から潤滑油を分離するオイル分離板と、前記胴部に前記主軸フレームの下方に位置して設けられ、前記オイル分離板及び前記ステータを通過した冷媒を前記密閉容器外に吐出する吐出管とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２記載の密閉型圧縮機では、請求項１において、前記吐出流路は前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームの内部並びに前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームと前記胴部の側壁面との間の少なくともいずれか一方に設けられて前記ステータへ延びるパイプの経路であることを特徴とする。
また、請求項３記載の密閉型圧縮機では、請求項１または２において、前記吐出流路は前記圧縮ユニット及び前記主軸フレームの内部に穿設された穴の径路を介することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４記載の密閉型圧縮機では、請求項１から３のいずれかにおいて、前記胴部の側壁内面に沿い前記電動機を作動させるための配線を有し、前記吐出管は、前記回転軸を挟んで前記配線と対称な位置に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の密閉型圧縮機によれば、圧縮ユニット及び主軸フレームの内部並びに圧縮ユニット及び主軸フレームと密閉容器の胴部の内壁面との間の少なくともいずれか一方に冷媒と潤滑油とを電動機のステータへ導くように吐出流路を設け、冷媒の密閉容器外への吐出を密閉容器の胴部に設けた吐出管から行うようにしているので、潤滑油と冷媒とを直接吐出管に流れないよう密閉容器下部の貯油室へ導くための仕組み（吐出ヘッド）を圧縮ユニットの上部に設ける必要がなくなり、密閉容器の上部の構造を簡略化することができ、コスト低減を図ることができる。
【００１２】
そして、冷媒と潤滑油がオイル分離板のみならず電機子巻線を含むステータを通過することで、確実に冷媒と潤滑油とを分離でき、冷媒だけを良好に密閉容器外へ吐出することができる。
請求項２記載の密閉型圧縮機によれば、吐出流路はパイプなので、簡単な構造で確実に冷媒と潤滑油とを電動機のステータへ導くことができる。
【００１３】
請求項３記載の密閉型圧縮機によれば、吐出流路は圧縮ユニット及び主軸フレームに設けられた穴の径路を介するので、より一層簡単な構造で確実に冷媒と潤滑油とを電動機のステータへ導くことができ、併せてコスト低減を図ることができる。
請求項４記載の密閉型圧縮機によれば、吐出管は回転軸を挟んで電動機の配線と対称な位置に設けられているので、冷媒を電動機の配線との干渉少なくスムーズに効率よく密閉容器外に吐出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により本発明の一実施例について説明する。
図１は、本発明に係る密閉型圧縮機の縦断面を示す。
この圧縮機１は、スクロール型圧縮機であって、冷凍装置やヒートポンプ式給油機などの冷凍回路に組み込まれている。当該回路は、作動流体の一例である二酸化炭素冷媒（以下、冷媒）が循環する経路を備え、圧縮機１は経路から冷媒を吸入し、圧縮して経路に向けて供給する。
【００１５】
この圧縮機１はハウジング（密閉容器）２を備えており、ハウジング２の胴部３は、その上側及び下側が上蓋４及び下蓋５によってそれぞれ気密に嵌合されており、胴部３の内部が密閉され、高圧の吐出圧が作用している。
胴部３内には電気モータ（電動機、以下、モータ）６が収容され、このモータ６内には回転軸１２が配置されている。詳しくは、モータ６は、永久磁石を有するロータ７が回転軸１２の外周側に固着され、このロータ７の外周側には電機子巻線９を有するステータ８が配置されている。ステータ８は胴部３に外周側の一部分が圧入されて固定されている。これより、電機子巻線９が通電されると、ロータ７は電機子巻線９で発生した磁界の回転に伴って回転し、回転軸１２と一体的に回転する。また、回転軸１２の上端側は軸受１６を介して主軸フレーム１４に回転自在に支持されている。なお、主軸フレーム１４は、溶接等により胴部３に接合され固定されている。
【００１６】
また、モータ６の上部には、主軸フレーム１４に外嵌されるとともに径方向でステータ８外周部にまで延びて遮蔽部材８０が設けられている。この遮蔽部材８０により、ロータ７及びステータ８の領域とステータ８の外周の領域とが仕切られている。
一方、回転軸１２の下端側は軸受２０を介して副軸フレーム１８に回転自在に支持されている。また、回転軸１２の下端側にはオイルポンプ２２が装着されており、ポンプ２２は下蓋５の内側に形成された貯油室２３内の潤滑油を吸引する。この潤滑油は回転軸１２の内部に軸線方向に沿って穿設される油路２４を経て回転軸１２の上端からモータ６やスクロールユニット（圧縮ユニット）３０等に供給され、各摺動部分や軸受等の潤滑剤、並びに、摺動面のシールとして機能する。更に、このフレーム１８の適宜位置には潤滑油の導入口１９が形成されており、圧縮機１内の各摺動部分に供給された潤滑油は、後述の如く導入口１９を介して貯油室２３に貯留される。
【００１７】
上記スクロールユニット３０は、胴部３内においてモータ６の上方に配置され、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する。詳しくは、このスクロールユニット３０は、可動スクロール５２及び固定スクロール３２から構成されており、可動スクロール５２は鏡板５４を備え、この鏡板５４には固定スクロール３２の鏡板３４に向けて延びた渦巻きラップが一体形成されている。そして、これら各渦巻きラップが互いに協働して圧縮室を形成し、この圧縮室は固定スクロール３２に対する可動スクロール５２の旋回運動により、渦巻きラップの径方向外周側から中心に向けて移動し、この際、その容積が減少され、冷媒が圧縮される。
【００１８】
上述した可動スクロール５２に旋回運動を付与するため、鏡板５４の下面側にはボス６６が形成され、このボス６６は軸受け２８を介して偏心軸２６に回転自在に支持される。この偏心軸２６は回転軸１２の上端側に一体形成されている。なお、可動スクロール５２の自転は自転阻止ピン６８により阻止されている。
一方、固定スクロール３２は主軸フレーム１４に固定されており、鏡板３４が圧縮室側と吐出室６０側とを仕切っている。また、固定スクロール３２の中央部分の適宜位置には、圧縮室側に連通する吐出孔３６が鏡板３４を貫通して穿設されている。
【００１９】
そして、図１に示すように、吐出室６０とモータ６のロータ７及びステータ８の領域とは、吐出流路９０により連通されている。即ち、吐出流路９０が吐出室６０からステータ８の上部に潤滑油を含んだ冷媒を導くように設けられている。
詳しくは、吐出流路９０は、スクロールユニット３０及び主軸フレーム１４の内部に穿設された穴の径路９２と当該径路９２と連通するパイプ９４とからなり、パイプ９４が遮蔽部材８０を貫通し、潤滑油を含んだ冷媒をステータ８の上部に直接導くように構成されている。
【００２０】
また、ステータ８の上部には、吐出流路９０により導かれる冷媒から潤滑油を分離するオイル分離板９６が設けられている。
これにより、圧縮室から吐出室６０に至った潤滑油を含んだ冷媒は、吐出流路９０を通りオイル分離板９６及びステータ８を経て冷媒と潤滑油とに分離される。
ここで、図２を参照すると、図１のＡ−Ａ線に沿う断面が示され、オイル分離板９６の上面図が示されている。
【００２１】
同図に示すように、オイル分離板９６には、その上面から視て同心円状に複数の絞り孔９８が配設され、潤滑油を含む冷媒はこれらの絞り孔９８を通ることで圧縮冷媒と潤滑油に分離される。
詳しくは、冷媒と潤滑油とは、オイル分離板９６のみならず、電機子巻線９を含むステータ８内を流下することで、電機子巻線９に潤滑油が付着して、確実に冷媒と潤滑油とに分離される。
【００２２】
そして、胴部３には主軸フレーム１４の下方に位置して吐出管７２が設けられており、潤滑油を分離した冷媒はこの吐出管７２を通じてハウジング２外、即ち圧縮機１外へ吐出させられる。
詳しくは、上記図２に示すように、実際には胴部３の側壁内面に沿いモータ６を作動させるための配線１００が配策されており、上記吐出管７２は、回転軸１２を挟んで配線１００に対称な位置に設けられている。
【００２３】
このように構成された圧縮機１によれば、回転軸１２の回転に伴い、可動スクロール５２が自転することなく旋回運動する。この可動スクロール５２の旋回運動は、吸入管７０を介して冷媒をスクロールユニット３０の外周側からその内部に向けて吸入させる。そして、圧縮室の容積が縮小すると、撹拌によるミスト状の潤滑油を含んだ高圧の圧縮冷媒は吐出孔３６を介して吐出室６０に至り、吐出流路９０を経てハウジング２内を循環し、胴部３に設けた吐出管７２を通じて圧縮機１外へ吐出させられる。
【００２４】
この際、潤滑油を含んだ高圧の圧縮冷媒は、オイル分離板９６及びステータ８にて潤滑油から確実に分離され、冷媒だけが吐出管７２を通じて圧縮機１外へ吐出させられ、分離された潤滑油は、滴下し、ハウジング２内の下部に設けられた導入口１９を介して貯油室２３に貯留される。
また、スクロールユニット３０や軸受１６、２８等に供された潤滑油は、オイル排出路８４によってその流れが略直角方向に向けて変更され、上記吐出流路９０を通る潤滑油を含んだ圧縮冷媒と同様に、ステータ８内を流下し、導入口１９を通じて貯油室２３に導かれて蓄えられる。
【００２５】
ところで、上述した如く、本発明に係る密閉型圧縮機では、冷媒と潤滑油とをモータ６のステータ８の上部へ直接に導くように吐出流路９０を設け、吐出管７２を主軸フレーム１４の下方に位置して胴部３に設けるようにしている。
従って、本発明に係る密閉型圧縮機によれば、吐出管７２を胴部３に設けることで、上記従来の如くスクロールユニット３０の上部に配設していた吐出ヘッドを設ける必要がなくなり、ハウジング２の上部の構造を簡略化することができ、コスト低減を図ることができる。
【００２６】
そして、潤滑油を含んだ冷媒を吐出流路９０を経てステータ８へ直接に導くようにし、オイル分離板９６のみならず電機子巻線９を含むステータ８を通過させるようにしたことで、確実に冷媒と潤滑油とを分離でき、冷媒だけを良好に圧縮機１外へ吐出させることができる。
また、ここでは、吐出流路９０をスクロールユニット３０及び主軸フレーム１４の内部に穿設された穴の径路９２と当該径路９２と連通するパイプ（例えば、銅パイプ）９４とから構成するようにしているので、パイプ９４を用いて簡単な構造で確実に冷媒と潤滑油とをモータ６のステータ８へ導くことができ、穴の径路９２を介させることでより一層簡単な構造とし、コスト低減を図ることができる。
【００２７】
また、吐出管７２は回転軸１２を挟んで配線１００に対称な位置に設けられているので、潤滑油の分離された冷媒をモータ６の配線９６との干渉少なくスムーズに効率よく圧縮機１外に吐出させることができる。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施形態を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
【００２８】
例えば、上記実施形態では、吐出流路９０をスクロールユニット３０及び主軸フレーム１４の内部に穿設された穴の径路９２と当該径路９２と連通するパイプ９４とから構成するようにしているが、吐出流路９０をパイプ９４のみで構成してもよい。即ち、パイプ９４をスクロールユニット３０及び主軸フレーム１４の内部またはスクロールユニット３０及び主軸フレーム１４と胴部３の側壁面との間に配設し、パイプ９４だけで吐出室６０とロータ７及びステータ８の領域とを連通するようにしてもよい。さらに、可能であれば、吐出流路９０を主軸フレーム１４の内部を通る穴の径路９２のみで構成し、穴の径路９２だけで吐出室６０とロータ７及びステータ８の領域とを連通するようにしてもよい。
【００２９】
また、上記実施形態では、圧縮機１をスクロールユニット３０を用いてスクロール型圧縮機として密閉型圧縮機を構成しているが、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するものであれば、本発明は、スクロール型圧縮機に限られず、他の方式の密閉型圧縮機にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る密閉型圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    密閉型圧縮機
２    ハウジング（密閉容器）
３    胴部
６    モータ
８    ステータ
１２  回転軸
１４  主軸フレーム
３０  スクロールユニット
３２  固定スクロール
５２  可動スクロール
６０  吐出室
７２  吐出管
９０  吐出流路
９６  オイル分離板
９８  吐出孔
１００  配線
【図１】
2010065556.tif 000003
【図２】
2010065556.tif 000004