(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機構部の下方に前記圧縮機構部を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を前記圧縮機構部に伝達するためのクランク軸と、前記圧縮機構部下部に吐き出しガスを密閉容器外部に排出する通路の開口部とを設け、前記圧縮機構部および前記クランク軸の潤滑に供された油を一時回収する容器を前記圧縮機構部下部に配設し、前記容器にはクランク軸の回転時の釣合をとる偏芯重りを収納すると共に容器の内法寸法を偏芯重りの回転半径および高さ寸法とほぼ同一に設定し、前記容器に回収された油を密閉容器内に排出する通路を上方向に配設したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
前記油回収容器を複数の部屋に分割し、各部屋を連通口により連通させたことを特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項３】
圧縮機構部に前記油回収容器の排油通路を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷暖房装置、あるいは冷蔵庫などに用いられるスクロール圧縮機やロータリー圧縮機などの密閉型電動圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷暖房装置、あるいは冷蔵庫などの冷却装置にはスクロール圧縮機やロータリー圧縮機などの密閉型電動圧縮機が用いられている。
【０００３】
この種類の圧縮機の従来技術として、特開昭第６０−５０９９６号公報に示されている密閉型電動圧縮機を例にとり、図面とともに説明する。
【０００４】
図５に示すように、密閉容器１０１の内部には、圧縮機構部１０２、電動機部１０３を構成する回転子１０４と固定子１０５、電動機部１０３の回転力を圧縮機構部１０２に伝達するクランク軸１０６、クランク軸１０６を支承する軸受け部材１０７が設置されている。また、密閉容器１０１には、低圧冷媒ガスを吸入するための吸入管１０８、圧縮機構部１０２で圧縮された高圧冷媒ガスを密閉容器の外部へ吐出するための吐出管１０９が設けられている。
【０００５】
上記構成において、電動機部１０３の回転子１０４が回転すると、この回転力はクランク軸１０６によって圧縮機構部１０２に伝達される。圧縮機構部１０２に回転力が伝達されると、圧縮作用が生じる。この結果、吸入管１０８より吸入された低圧冷媒ガスは、圧縮機構部１０２で圧縮されて高圧冷媒ガスになり、いったん密閉容器１０１の内部空間の吐出口側空間１１３に吐出された後、軸受け部材１０７に設けられた連通口１１１を通過して、電動機部１０３が設けられている電動機空間側１１４に流入し、その後、主に軸受け部材１０７と電動機部１０３との間を経て、吐出管１０９より冷凍サイクル（図示せず）へ吐出される。
【０００６】
また、密閉容器１０１の下部には潤滑油溜め１１０が設けられている。この潤滑油溜め１１０に溜められている潤滑油は、潤滑ポンプ（図示せず）などによって汲み上げられ、クランク軸１０６に設けられている連通口（図示せず）を通過して、圧縮機構部１０２および軸受け部材１０７とクランク軸１０６との摺動面などを潤滑した後、その一部は圧縮機構部１０２から高圧冷媒ガスとともに密閉容器１０１内空間に吐出され、残りは軸受け部材１０７から重力の作用により落下し、密閉容器１０１の下部の潤滑油溜め１１０に戻る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の圧縮機では、運転中密閉容器１０１内では圧縮機構部１０２およびクランク軸１０６から排出された油が電動機の回転子１０４によって撹拌され軸受け部材１０７の下部空間で多量の油滴となって飛散している。したがって、圧縮機構部１０２より吐き出され通路１１１を通り軸受け部材１０７の下部空間に導かれたガスは、ここで多量の油の液滴と接触してこれを捕獲するので、多量の油が吐出ガスに混入し吐出管１０９を通り密閉容器外部に排出されてしまう。密閉容器から排出された多量の油は冷凍サイクル中で配管圧力損失の増加や、凝縮器、蒸発器などの熱交換器での熱交換効率の低下などを招き、圧縮機の信頼性や成績係数の低下をもたらす。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上に述べたオイル吐出の増加という問題点を解決するため、本発明では第１の手段として、密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機構部の下方に前記圧縮機構部を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を前記圧縮機構部に伝達するためのクランク軸とを配設し、前記圧縮機構部下部に吐き出しガスを密閉容器外部に排出する通路の開口部を設けた圧縮機において、前記圧縮機構部および前記クランク軸の潤滑に供された油を一時回収する容器を前記圧縮機構部下部に配設し、前記容器には回収された油を密閉容器内に排出する管を配設している。
【０００９】
第２の手段として、前記第１の手段に加え、前記油回収容器に取り付けられた管の開口部を前記電動機を構成する固定子の外周部に形成された切り欠き部に対応して配している。
【００１０】
第３の手段として、前記第１および第２の手段に加え、前記油回収容器および前記容器に配設された管の一方または両方を樹脂により形成している。
【００１１】
第４の手段として、前記第１から前記第３の手段に加え、前記油回収容器に配設された管の開口部と前記吐き出しガス排出通路の開口部との配置位相を前記クランク軸の軸心を中心として概略９０度以上の位置に離して配している。
【００１２】
第５の手段として、密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機構部の下方に前記圧縮機構部を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を該圧縮機構部に伝達するためのクランク軸とを配設し、前記圧縮機構部下部に吐き出しガスを密閉容器外部に排出する通路の開口部を設けた圧縮機において、前記圧縮機構部および前記クランク軸の潤滑に供された油を一時回収する容器を前記クランク軸を支承する前記圧縮機構部の軸受部に配設し、前記油回収容器外周部に油排出口を設けている。
【００１３】
第６の手段として、前記第５の手段に加え、前記油回収容器内にクランク軸の回転時の釣合をとる偏心重りを配設している。
【００１４】
第７の手段として、前記第６の手段に加え、前記油回収容器を複数の部屋に分割し、各部屋を連通口により連通させている。
【００１５】
第８の手段として、密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機構部の下方に前記圧縮機構部を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を該圧縮機構部に伝達するためのクランク軸とを配設し、前記圧縮機構部下部に吐き出しガスを密閉容器外部に排出する通路の開口部を設けた圧縮機において、前記圧縮機構部および前記クランク軸の潤滑に供された油を一時回収する容器を前記クランク軸を支承する前記圧縮機構部の軸受部に配設し、前記圧縮機構部に前記油回収容器の排出通路を設けている。
【００１６】
【作用】
上記手段による作用は以下に記す通りである。第１の手段によれば、前記圧縮機構部およびクランク軸より排出された油を、前記油回収容器中に一時的に回収して前記容器に配設された管を通して、前記電動機の回転子による油の撹拌作用の影響の及ばない任意の位置へ排出することにより、前記圧縮機構部の下部空間での油の飛散を防ぐことができ、吐出ガス中への油の混入量を低減させ、オイル吐出量を著しく減少させることができる。
【００１７】
第２の手段によれば、前記油回収容器に配設された管の開口部から吐き出された油は回転子から離れているため、回転子により飛散されることがないうえに、自重による落下作用と密閉容器の底部に向かうガスの流れに合流することにより、迅速に底部油溜まりに回収され、前記圧縮機構部および前記クランク軸の潤滑に再度供されるため、油溜まりに封入する油の量を適切に減らすことができ、圧縮機のコストを低減することができる。
【００１８】
第３の手段によれば、前記油回収容器および前記容器に配設された管を安価に製作、提供することができ、なおかつ前記電動機の固定子との偶発的な電気的短絡事故による圧縮機の故障を防ぐことができる。
【００１９】
第４の手段によれば、吐き出しガスを密閉容器外部に排出する通路の開口部と前記油回収容器に配設された管の開口部が離れているため、油の回り込みによる吐き出しガスへの混入を防ぎ、オイル吐出量を減少させることができる。
【００２０】
第５の手段によれば、前記圧縮機構部および前記クランク軸より排出された油を前記油回収容器中に一時的に回収し、前記容器の油排出口から排出される油を前記電動機の固定子巻線部に衝突させることにより、油は粘性により前記巻線部に粘着し、自重により前記巻線を伝わり徐々に落下するため、大多数の油は直接油溜めに回収される。このため、前記電動機の回転子による撹拌される油の量が減少するため油の飛散量が減り前記圧縮機構部の下部空間での油の液適量が減少することにより吐き出しガス中に混入する油の分量が減少し、オイル吐出量を著しく減少させることができる。
【００２１】
第６の手段によれば、前記油回収容器の中に前記クランク軸に一体的に取り付けられたバランスウエイトを配置しているので、圧縮機の運転時にバランスウエイトが回転し、該容器内に一時的に溜められた油が撹拌され遠心力が与えられる。この遠心力の効果により、前記油回収容器内から油が迅速に排出される。
【００２２】
第７の手段によれば、前記油回収容器を複数の部屋に分割し、各部屋を連通口により連通させているので、前記クランク軸に一体的に取り付けられたバランスウエイトを収納している部屋に一時的に溜められた油は、前記遠心力の効果により前記容器の連通口を通り他の部屋に押し出される。そして、押し出された油には順次押し出されてくる油による力が働くため、この部屋の中で油を持ち上げるように移動させることができる。この作用により、この部屋の上部方向に油の排出口を設ければ、前記電動機の固定子の巻線部を越えて外周方向へ油を噴出させることができる。これにより、前記電動機の回転子により撹拌される油の量を減少させ、オイル吐出量を減少させることができる。
【００２３】
第８の手段によれば、前記圧縮機構部には前記油回収容器から排出された油の排油通路が設けられているので、前記排油通路の開口部を前記圧縮機構部の外周方向に設けることにより、前記電動機の回転子による撹拌作用の影響の及ばない位置に油を排出することができる。
【００２４】
【実施例】
以下本発明の一実施例における密閉型電動圧縮機について、密閉型電動スクロール圧縮機を例にとり、図面とともに説明する。
【００２５】
図１において、圧縮機構部１は、固定渦巻羽根２を有する固定スクロール３、旋回渦巻羽根４を旋回鏡板５の上に形成した旋回スクロール６、およびオルダムリング８とから構成されており、前記固定スクロール２は、軸受け部材９とともに密閉容器１０に固定されている。前記旋回スクロール６の旋回鏡板５の旋回渦巻羽根４と反対側の面には旋回スクロール軸７が設けてあり、この旋回スクロール軸７は、前記軸受け部材９と副軸受け部材１１とによって回転自在に支承されたクランク軸１２の一端に形成された偏心穴部１３に嵌入されている。前記両軸受け部材９，１１の間には密閉容器１０に固定された固定子１４と、クランク軸１２に固定され、クランク軸１２とともに回転する回転子１５とからなる電動機部１６が配置されている。
【００２６】
したがって、電動機部１６を駆動させることにより、クランク軸１２が回転し、クランク軸１２の偏心穴部１３が偏心回転運動を行う。これにより、旋回スクロール６が自転運動を行おうとするが、オルダムリング８によって自転を拘束されているので、クランク軸１２と旋回スクロール６の旋回スクロール軸７との軸間距離を半径とする旋回運動を行う。その結果、固定スクロール３の固定渦巻羽根２と旋回スクロール６の旋回渦巻羽根４とを互いに１８０度回転させた状態で噛み合せることにより形成された複数個の圧縮作業空間１７が、密閉容器１０に取り付けられたことにより形成された複数個の圧縮作業空間１７が、密閉容器１０に取り付けられた吸入管１８から吸入した低圧冷媒ガスを圧縮機構部１に設けられた吸入口１９を経て取り込み、前記圧縮作業空間１７の容積が減少するのに伴って、連続的に圧縮作業を行う。圧縮された高圧冷媒ガスは、圧縮機構部１に設けられた吐出口２０から密閉容器１０の内部空間の吐出側空間２９へ吐き出される。
【００２７】
密閉容器１０の内部空間は、圧縮機構部１によって、前記吐出口２０が設けられている吐出口側空間２９と、前記電動機部１６が設置されている電動機側空間３０とに仕切られており、前記両空間２９，３０は圧縮機構部１に設けられた連通口２１によって連通されている。したがって、吐出口側空間２９へ吐出された高圧冷媒ガスは、連通口２１を通過し、電動機側空間３０へ流入し、その主流は下向きとなる。電動機部１６の固定子１４の外周には、前記連通口２１とほぼ同軸状に、密閉容器１０との間に上下方向の切り欠き部２２が設けられている。したがって、前記下向きの高圧冷媒ガスの主流は、この切り欠き部２２を通過し、密閉容器１０の下部へと達する。その後、高圧冷媒ガスの主流は、固定子１４の下部を通り、電動機部１６の固定子１４と回転子１５との隙間を通過し、圧縮機構部１の下部に設けられた吐き出しガス通路３５を通り最終的には密閉容器１０の外部へ吐き出される。
【００２８】
一方、クランク軸１２の下端には潤滑油ポンプ２４が設置されており、この潤滑油ポンプ２４は、クランク軸１２の回転にともなって、密閉容器１０の低部の潤滑油溜め２５に溜められている潤滑油を、クランク軸１２の中心部に設けられたクランク軸１２の連通口２６を通して、圧縮機構部１へ汲み上げる。連通口２６を経由した他の大半は旋回スクロール軸７を潤滑し、主軸受１３ａを潤滑した後、油回収容器２７の上部に吐出される。
【００２９】
一方、旋回スクロール軸７を潤滑した油の一部はスラスト部およびオルダムリング８を潤滑した後、一部は圧縮作業空間１７に入り圧縮作業空間を潤滑、シールし、吐出口２０より吐出ガスに混じり吐出口側空間２９に吐出される。
【００３０】
そして、油回収容器２７に溜められた油は、クランク軸１２に一体的に取り付けられたバランスウエイト３７の回転により撹拌されることにより遠心力が与えられる。この遠心力の作用により、油回収容器２７に設けられた小部屋３８へ連通口２８を通り押し出され、さらに小部屋３８の中を上昇するように押し上げられ、圧縮機構部１の軸受け部材９に設けられた排油通路３６の中を押し進められた後、電動機部１６の固定子１４の外周に設けられた切り欠き部２２とほぼ同位相の位置に排出される。
【００３１】
また、油回収容器２７とクランク軸１２の間にすきまがあるが、遠心力の作用により潤滑油は油回収容器２７の内壁面に押しやられるため、この隙間から下部に流出することはほとんどない。したがって、回転子による油の飛散も防止される。
【００３２】
一方、切り欠き部２２と、圧縮機構部１に設けられた高圧冷媒ガスの連通口２１とはほぼ同じ位相にあるため、排油通路３６から排出された潤滑油は高圧冷媒ガスの下向きの流れに引き込まれ、切り欠き部２２を通過し密閉容器１０の下部へ向かう。
【００３３】
この間に、潤滑油は密閉容器１０の内壁面および固定子１４などとの接触の機会が増えるので、表面張力の作用により、密閉容器１０の内壁面および固定子１４の表面に滴状に成長し、重力作用と高圧冷媒ガスの流れにより密閉容器１０の下方へと迅速に落下し、密閉容器１０の下部の潤滑油溜め２５に大半の部分が再度溜まる。さらに、高圧冷媒ガスの流れに含まれる潤滑油の残りの部分は、高圧冷媒ガスが固定子１４の下部を通り、電動機部１６の固定子１４と回転子１５との隙間を通過する間に、固定子１４および回転子１５などと接触し、一方回転子１５の回転によりはね飛ばされて固定子１４などに当たり、表面張力の作用により滴状に成長し重力の作用により下方へ落下して潤滑油溜め２５に溜まる。その結果、高圧冷媒ガスと潤滑油はほとんどが分離される。
【００３４】
上記実施例により、圧縮機構部１とクランク軸１２の潤滑に供された潤滑油は、一部は圧縮機構部１の吐出口２０から吐出され、高圧冷媒ガスの流れとともに密閉容器１０の下部に設けられた潤滑油溜め２５に回収され、大半部分の潤滑油は油回収容器２７に一時回収された後、圧縮機構部１に設けられた排油通路３６を経て高圧冷媒ガスの流れに合流して潤滑油溜め２５に回収されるので、圧縮機構部１から流れ出た潤滑油のうち、電動機部１６の回転子１５により、圧縮機構部１の下部で攪拌される部分がほとんどなくなる。したがって、圧縮機構部１に設けられた吐き出しガス通路３５の開口部に流入する高圧冷媒ガスが潤滑油の液滴を捕獲することがほとんどなくなり、密閉容器１０の外に吐出されるオイルの量を低減することができる。
【００３５】
さらに、排油通路３６の開口部と吐き出しガス通路３５の開口部を、クランク軸の軸心を中心として概略９０度以上に離して配置すると、圧縮機構部１に設けられた連通口２１を通過した高圧冷媒ガスの一部が吐き出しガス通路３５の開口部に向けて圧縮機構部１の下部を回り込む途中で、密閉容器１０の内壁面および圧縮機構部１および電動機の固定子１４などと接触する機会が増えるためガスに含まれる潤滑油の液滴が分離される。
【００３６】
なお、図１における油回収容器２７に設けた小部屋３８および排油通路３６に代わり、図２に示すように油回収容器２７の小穴２８ａから潤滑油を排出すると、排出された潤滑油は電動機部１６の固定子１４に衝突、粘着し、表面張力の作用により滴状に成長し、重力の作用により固定子１４を伝わり、固定子１４と回転子１５との隙間を通過して、密閉容器１０の下部に設けられた潤滑油溜め２５に回収される。さらに、図３のように油回収容器２７の小穴２８ａに排油チューブ２８ｃを設け、排油チューブ２８ｃの開口部をたとえば電動機部１６の固定子１４の切り欠き部２２の位置に配置すると、油回収容器２７の油は排油チューブ２８ｃを経由して切り欠き部２２へ排出されるため、回転子による油の飛散が防止されるため、オイル吐出量の低減に効果のあることはいうまでもない。
【００３７】
また、油回収容器２７および排油チューブ２８ｃを樹脂により形成することにより、油回収容器およびチューブを安価に製作、提供することができ、なおかつ電動機の固定子との偶発的な電気的短絡事故による圧縮機の故障を防ぐことができる。
【００３８】
なお、図４に示すように、圧縮機構部１の軸受け部材９に潤滑油戻し穴３９を設け、圧縮機構部１の下部に油回収容器２７ａを設けることにより、軸受けより戻った潤滑油を油回収容器２７ａで一時回収した後、油回収容器２７ａに取り付けた排油チューブ２８ｂより潤滑油を排出し、最終的に密閉容器１０の下部に設けられた潤滑油溜め２５に回収してもよい。
【００３９】
なお、図１から図４の実施例は、密閉型電動スクロール圧縮機の例を説明したが、本発明は、スクロール圧縮機に限らず、他の密閉型電動圧縮機、たとえば密閉型ロータリー圧縮機に適用されることはいうまでもない。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記説明から明らかなように、密閉容器の外部に吐出される高圧冷媒ガスに混入する潤滑油の割合を極めて少なくすることができるので、冷凍サイクル中での配管圧力損失の増加や、凝縮器、蒸発器などの熱交換器での熱交換効率の低下などを招くようなことがなく、信頼性と成績係数の高い圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図
【図２】本発明の第２の実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図
【図３】本発明の第３の実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図
【図４】本発明の第４の実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図
【図５】従来例の密閉型スクロール圧縮機の断面図
【符号の説明】
１    圧縮機構部
９    軸受け部材
１０  密閉容器
１２  クランク軸
１４  固定子
１５  回転子
２１  連通口
２２  切り欠き部
２５  潤滑油溜め
２７  油回収容器
２８  連通口
２８ｂ  排油チューブ
３５  吐き出しガス通路
３６  排油通路
３７  バランスウエイト
３９  潤滑油戻し穴
【図１】
0003616123.tif 000002
【図２】
0003616123.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003616123.tif 000005
【図５】
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