(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を移送する容積型ポンプ機構とこれを駆動する電動機を密閉容器の内部に収容し、この密閉容器内下部に上記容積型ポンプ機構を潤滑するための潤滑油及び上記容積型ポンプ機構から漏洩した液体を貯溜するとともにこの液体から蒸発したガスを貯溜するガス域を上記密閉容器内上部に形成し、吸入液体が流過する吸入管及び吐出液体が流過する吐出管をそれぞれ上記密閉容器を封密的に貫通させて上記容積型ポンプ機構の吸入口及び吐出口に直結してなる液体ポンプにおいて、上記吸入管に一端が連結された連通管の他端を上記密閉容器の内部の所定高さに開口させ、上記密閉容器内に貯溜された液体の液面が上記所定高さ以上に上昇したときこの液頭に基づく圧力によって上記所定高さ以上の液体を上記連通管を経て上記吸入管に導入することを特徴とする液体ポンプ。
【請求項２】
上記密閉容器内のガス域と上記吸入管とを常時連通させる均圧管を設けたことを特徴とする請求項１記載の液体ポンプ。
【請求項３】
液体を移送する容積型ポンプ機構とこれを駆動する電動機を密閉容器の内部に収容し、この密閉容器内下部に上記容積型ポンプ機構を潤滑するための潤滑油及び上記容積型ポンプ機構から漏洩した液体を貯溜するとともにこの液体から蒸発したガスを貯溜するガス域を上記密閉容器内上部に形成し、吸入液体が流過する吸入管及び吐出液体が流過する吐出管をそれぞれ上記密閉容器を封密的に貫通させて上記容積型ポンプ機構の吸入口及び吐出口に直結してなる液体ポンプにおいて、上記密閉容器の底部に一端が開口する下部連通管の他端及び上記密閉容器内のガス域に一端が開口する上部連通管の他端をそれぞれ上記密閉容器の底から所定の高さ位置で上記吸入管に連結し、上記密閉容器内に貯溜された液体の液面が上記所定の高さ以上に上昇したときこの液頭に基づく圧力によって上記所定の高さ以上の液体を上記下部連通管を経て上記吸入管に導入することを特徴とする液体ポンプ。
【請求項４】
上記密閉容器の外部で接続連通管の一端を上記吸入管に連結し、この接続連通管の他端と上記下部連通管の他端と上記上部連通管の他端を接続パイプによって互いに接続するとともにこの接続パイプ内で上記下部連通管の他端及び上記接続連通管の他端を上記所定の高さ位置で上方に開口させたことを特徴とする請求項３記載の液体ポンプ。
【請求項５】
上記密閉容器の外部で上記吐出管の途中に容器を設けるとともにこの容器内にこれを仕切る仕切板と、この仕切板に穿設された複数の吐出ポートを上記吐出管内の圧力が低下したときに閉止する吐出弁を設置したことを特徴とする請求項１又は３記載の液体ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液冷媒を移送するのに好適な液体ポンプに関する。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】
従来、液冷媒を移送するには一般にキヤンドモータポンプが用いられていたが、これはコストが高く、また、効率が悪いので、実用性に乏しいという問題があった。
【０００３】
これに対処するため、密閉型電動圧縮機を液冷媒の移送用ポンプとして用いることが特開平２−１７３３８４号公報によって提案された。
しかし、これは圧縮機構の摺動部から漏洩した液冷媒が密閉容器の内部に充満して電動機のコイルや電極端子を浸し、これらの絶縁低下をもたらすという不具合があった。
そして、液冷媒が一旦密閉容器内に溜まると、これを外部に排出することが難く、また、電動機の発熱により密閉容器内の液冷媒が蒸発して密閉容器内の圧力が上昇し、この結果、圧縮機構の潤滑不良や焼き付きを招くおそれがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために発明されたものであって、その要旨とするところは、 液体を移送する容積型ポンプ機構とこれを駆動する電動機を密閉容器の内部に収容し、この密閉容器内下部に上記容積型ポンプ機構を潤滑するための潤滑油及び上記容積型ポンプ機構から漏洩した液体を貯溜するとともにこの液体から蒸発したガスを貯溜するガス域を上記密閉容器内上部に形成し、吸入液体が流過する吸入管及び吐出液体が流過する吐出管をそれぞれ上記密閉容器を封密的に貫通させて上記容積型ポンプ機構の吸入口及び吐出口に直結してなる液体ポンプにおいて、上記吸入管に一端が連結された連通管の他端を上記密閉容器の内部の所定高さに開口させ、上記密閉容器内に貯溜された液体の液面が上記所定高さ以上に上昇したときこの液頭に基づく圧力によって上記所定高さ以上の液体を上記連通管を経て上記吸入管に導入することを特徴とする液体ポンプにある。
【０００５】
他の特徴とするところは、上記密閉容器内のガス域と上記吸入管とを常時連通させる均圧管を設けたことにある。
【０００６】
第２の発明の要旨とするところは、 液体を移送する容積型ポンプ機構とこれを駆動する電動機を密閉容器の内部に収容し、この密閉容器内下部に上記容積型ポンプ機構を潤滑するための潤滑油及び上記容積型ポンプ機構から漏洩した液体を貯溜するとともにこの液体から蒸発したガスを貯溜するガス域を上記密閉容器内上部に形成し、吸入液体が流過する吸入管及び吐出液体が流過する吐出管をそれぞれ上記密閉容器を封密的に貫通させて上記容積型ポンプ機構の吸入口及び吐出口に直結してなる液体ポンプにおいて、上記密閉容器の底部に一端が開口する下部連通管の他端及び上記密閉容器内のガス域に一端が開口する上部連通管の他端をそれぞれ上記密閉容器の底から所定の高さ位置で上記吸入管に連結し、上記密閉容器内に貯溜された液体の液面が上記所定の高さ以上に上昇したときこの液頭に基づく圧力によって上記所定の高さ以上の液体を上記下部連通管を経て上記吸入管に導入することを特徴とする液体ポンプにある。
【０００７】
他の特徴とするところは、上記密閉容器の外部で接続連通管の一端を上記吸入管に連結し、この接続連通管の他端と上記下部連通管の他端と上記上部連通管の他端を接続パイプによって互いに接続するとともにこの接続パイプ内で上記下部連通管の他端及び上記接続連通管の他端を上記所定の高さ位置で上方に開口させたことにある。
【０００８】
更に他の特徴とするところは、上記密閉容器の外部で上記吐出管の途中に容器を設けるとともにこの容器内にこれを仕切る仕切板と、この仕切板に穿設された複数の吐出ポートを上記吐出管内の圧力が低下したときに閉止する吐出弁を設置したことことにある。
【０００９】
【作用】
第１の発明においては、容積型ポンプ機構の摺動部から密閉容器内に漏洩した液体によって密閉容器内の液面が所定高さ以上に上昇すると、所定高さ以上の液体は連通管にその他端から流入して連通管内を通って吸入管に吸入され、吸入管の中を流過する液体に伴われてポンプ機構に吸入される。
【００１０】
上記密閉容器内のガス域と上記吸入管を均圧管を介して常時連通させれば、密閉容器内の圧力は均圧管を介して吸入管内の圧力と常時均しくなる。
【００１１】
第２の発明においては、密閉容器内の液面が所定の高さ以上に上昇すると、所定の高さ以上の液体は下部連通管を通って吸入管に吸入され、また、密閉容器内のガス域の圧力は上部連通管を介して吸入管内の圧力と均圧する。
【００１２】
上記密閉容器の外部で上記吐出管の途中に容器を設けるとともにこの容器内にこれを仕切る仕切板と、この仕切板に穿設された複数の吐出ポートを吐出管内の圧力が低下したときに閉止する吐出弁を設置すれば、圧力脈動によって吐出管内の圧力が低下したとき吐出弁が閉止して圧力脈動が吐出管を伝播するのを阻止する。
【００１３】
【実施例】
本発明の１実施例が図１及び図２に示されている。
密閉容器１の内部には電動機２と、この下方に電動機２によって駆動される容積型ポンプ機構３が収容されている。そして、密閉容器１の頂部には電極端子２６が取り付けられている。
電動機２のステータ２ａは密閉容器１に固定され、ロータ２ｂはクランクシヤフト４の上部に固定されている。
【００１４】
容積型ポンプ機構３はクランクシヤフト４と、そのクランクピン５に嵌合されたローリングピストン６と、密閉容器１に固定されたシリンダブロック７と、このシリンダブロック７の上端開口を閉塞する上部軸受８と、シリンダブロック７の下端開口を閉塞する下部軸受９と、シリンダブロック７に穿設されたスロット２７内に出没自在に嵌挿されたブレード１０と、このブレード１０の背後に配設されてこれを押推する押えばね１１等からなる。
【００１５】
シリンダブロック７と上部軸受８と下部軸受９とによって囲まれるシリンダ室１２内にローリングピストン６を収容し、このローリングピストン６の外周面にブレード１０の先端を当接せしめることによってこのブレード１０の片側に吸入室１３が、他側に圧縮室１４が限界されている。
クランクシヤフト４は上部軸受８及び下部軸受９によってそれぞれ軸承されている。
【００１６】
吸入管２０は密閉容器１を封密的に貫通して吸入口２１に直結され、吐出管２２は密閉容器１を封密的に貫通して吐出口２３に直結されている。連通管２４は密閉容器１の底を封密的に貫通して立ち上げられ、その内端は密閉容器１内の所定の高さに開口し、他端は密閉容器１の外部で吸入管２０に連結されている。
【００１７】
クランクシヤフト４が電動機２によって回転駆動されると、クランクピン５に嵌合されたローリングピストン６はシリンダ室１２内で矢印方向に偏心回転運動する。これに伴って液冷媒が吸入管２０、吸入口２１を経て吸入室１３内に吸入され、圧縮室１４内の液冷媒が吐出口２３、吐出管２２を経て吐出される。
【００１８】
これと同時に、密閉容器１内底部に貯溜された潤滑油２５がクランクシヤフト４内下部に組み込まれた潤滑油ポンプ１８によって吸引され、クランクシヤフト４に穿設された給油通路１９を経てクランクシヤフト４  と上部軸受８及び下部軸受９との摺動面、クランクピン５とローリングピストン６との摺動面、ローリングピストン６とシリンダブロック７との摺動面等に給油される。
【００１９】
ローリングピストン６と上部軸受８及び下部軸受９との隙間やスロット２４とブレード１０との隙間等から液冷媒が漏洩すると、これが密閉容器１内底部に貯溜された潤滑油２５に混入する。
【００２０】
液冷媒の漏洩によって密閉容器１内の潤滑油及び液冷媒の液面が上昇すると、その液頭に基づく圧力によって液冷媒が連通管２４にその内端から流入し、この連通管２４を通って吸入管２０内に入り、この中を流過する液冷媒に伴われてポンプ機構３に吸入される。
従って、連通管２４の内端を密閉容器１内の所定の高さに開口させておけば、密閉容器１内の液面が所定高さ以下に低下するのを防止できる。
【００２１】
一方、このポンプの運転によって電動機２や容積型ポンプ機構３の摺動部、即ち、シリンダブロック７、上部軸受８、下部軸受９が発熱すると、潤滑油２５中に混入していた液冷媒が蒸発するとともにこのガス冷媒が加熱されて膨張するので、密閉容器１内の圧力が上昇する。
密閉容器１内の圧力上昇によって連通管２４内の液冷媒が吸入管２０に押し出されると、密閉容器１内のガス冷媒が連通管２４を通って吸入管２０に吸入され、密閉容器１内の圧力は吸入管２０内の圧力と均圧する。
【００２２】
本発明の第２の実施例が図３に示されている。
この第２の実施例においては、密閉容器１の頂部と吸入管２０とを連結する均圧管４０が設けられ、密閉容器１内のガス域は均圧管４０を介して吸入管２０と常時連通している。
他の構成は図１及び図２に示す第１の実施例と同様である。
【００２３】
しかして、密閉容器１内の圧力は常時均圧管４０を介して吸入管２０内の圧力と均圧される。
そして、電動機２や容積型ポンプ機構３の発熱により密閉容器１内の液冷媒が蒸発すると、このガス冷媒は上部軸受８の近傍及び電動機２のステータ２ａとロータ２ｂとの隙間を通って上昇する過程で上部軸受８及び電動機２を冷却する。
かくして、上部軸受８の発熱による焼付き及び電動機２の温度上昇に伴う効率低下や焼損を未然に防止できる。
【００２４】
本発明の第３の実施例が図４に示されている。
この第３の実施例においては、連通管は密閉容器１の底部に一端が開口する下部連通管２７と、密閉容器１の頂部に一端が開口する上部連通管２８と、吸入管２０に一端が接続された接続連通管２９とからなる。これら下部連通管２７、上部連通管２８及び接続連通管２９の他端は接続パイプ３０によって互いに接続され、下部連通管２７及び接続連通管２９の他端は接続パイプ３０内で密閉容器１の底から所定の高さＨにおいて上方に開口している。
他の構成は図１及び図２に示す第１の実施例と同様であり、対応する部材には同じ符号が付されている。
【００２５】
しかして、液冷媒の漏洩によって密閉容器１内の潤滑油及び液冷媒の液面が所定の高さＨ以上に上昇すると、密閉容器１内から液冷媒が下部連通管２７、接続パイプ３０、接続連通管２９を経て吸入管２０内に入り、この中を流過する液冷媒に伴われてポンプ機構３に吸入される。そして、密閉容器１内の潤滑油及び液冷媒の液面が所定高さＨ以下に低下すると、潤滑油及び液冷媒の戻りが停止する。
【００２６】
密閉容器１内の圧力が上昇すると、密閉容器１内からガス冷媒が上部連通管２８、接続パイプ３０及び接続連通管２９を経て吸入管２０内に入り、密閉容器１内の圧力は吸入管２０内の圧力と均圧する。
【００２７】
本発明の第４の実施例が図５に示されている。
この第４の実施例においては、密閉容器１の外部で吐出管２２の途中に容器３１が設けられ、この容器３１内にはこれを仕切る仕切板３２と、この仕切板３２に穿設された複数の吐出ポート３３を開閉する吐出弁３４が設置されている。
他の構成は第１ないし第３の実施例と同様である。
【００２８】
容積型ポンプ機構３のローリングピストン６がシリンダ室１２内で回転すると、その微少回転角度範囲内で吸入室１３と圧縮室１４とが連通し、吐出管２２内の圧力が瞬間的に低下する。吐出管２２内の圧力が低下すると、容器３１内の吐出弁３４が吐出ポート３３を閉止し、圧力低下が後流側の吐出管２２に波及するのを防止するので、吐出管２２内の圧力脈動が吐出管２２を加振して騒音を発生するのを抑制できる。
【００２９】
なお、吐出弁３４は流動抵抗が小さく、応答性が良い等の特性が必要であり、従って、別置の容器３１内に複数の吐出ポート３３を設けてその全開口面積を吐出管２２の断面積より大きくするのが望ましく、また、吐出弁３４は応答性に富むリード弁等を用いるのが望ましい。
【００３０】
なお、ポンプの起動時に液冷媒が連通管２４又は下部連通管２７を通って密閉容器１内に急激に流入するのを防止するため、連通管２４又は２７に密閉容器１に向かう流れを阻止する逆止弁を設けて置くのが望ましい。
【００３１】
上記実施例においては、容積型ポンプ機構としてロータリ式ポンプ機構を用いているが、スクロール型等任意の容積型ポンプ機構を用いることができ、また、液冷媒に限らず任意の液体を移送しうることは勿論である。
【００３２】
【発明の効果】
第１の発明においては、吸入管に一端が連結された連通管の他端を密閉容器の内部の所定高さに開口させたので、容積型ポンプ機構から漏洩して密閉容器の内部に貯溜された液体の液面が所定高さ以上に上昇したとき、この液頭に基づく圧力によって所定高さ以上の液体を連通管を経て吸入管に戻すことができる。
従って、密閉容器内に液体が充満して電動機やその電極端子が液体に浸されるのを防止することができるので、電動機や電極端子の絶縁低下に基づく焼損等を防止して液体ポンプの信頼性を向上できる。また、密閉容器内に常時所定量の液体を貯溜できるので、容積型ポンプ機構の潤滑不良や焼損を未然に防止できる。
【００３３】
密閉容器内のガス域と吸入管を均圧管を介して常時連通させれば、密閉容器内の圧力を常時吸入管内の圧力と均圧させることができるとともに電動機や容積型ポンプ機構の温度上昇を抑制できる。
【００３４】
また、第２の発明においては、密閉容器の底部に一端が開口する下部連通管の他端及び密閉容器内のガス域に一端が開口する上部連通管の他端をそれぞれ密閉容器の底から所定の高さ位置で吸入管に連結し、密閉容器内に貯溜された液体の液面が所定の高さ以上に上昇したときこの液頭に基づく圧力によって所定の高さ以上の液体を下部連通管を経て吸入管に導入することができるので、密閉容器内の液面高さを所定の高さに維持できるとともに上部連通管によって密閉容器内のガス域の圧力を常時吸入管内の圧力と均圧させることができる。
【００３５】
また、密閉容器の外部で吐出管の途中に容器を設けるとともにこの容器内にこれを仕切る仕切板と、この仕切板に穿設された複数の吐出ポートを吐出管内の圧力が低下したときに閉止する吐出弁を設置すれば、吐出管の振動及びこれから発生する騒音を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施例を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第４の実施例を示す略示的縦断面図である。
【符号の説明】
１    密閉容器
３  容積型ポンプ機構
２  電動機
２０  吸入管
２１    吸入口
２２    吐出管
２３    吐出口
２４    連通管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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