(57)【要約】【課題】本発明は、気液分離器の配置スペースを不要として圧縮機分の配置スペースがあればよく、騒音発生の低減化と、気液分離器の応力の分散を効率よく行えて、容量を損なうことなく充分な耐圧強度を有する気液分離器を備えた密閉形圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器１内に圧縮機構部３と電動機部２を収容し、密閉容器外部の吸込み冷媒管Ｐｃに気液分離器Ｋｂを備えた密閉形圧縮機Ｍにおいて、上記気液分離器は、密閉容器の上部に軸方向に沿って配置され、軸方向に所定の高さ寸法を有し平面視で略円弧状に形成されるとともに略円弧状と直交する断面における内周側側面ａと上面ｂおよび下面ｃとが連設されてなる内側曲面Ｕと、略円弧状と直交する断面における外周側側面ｄと上面および下面とが連設されてなる外側曲面Ｓを有し、内側曲面の曲率半径Ｒｕは外側曲面の曲率半径Ｒｓよりも大きく形成した。【選択図】      図２
2006342743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に、圧縮機構部と電動機部を収容し、上記密閉容器外部の吸込み径路に気液分離器を備えた密閉形圧縮機において、
上記気液分離器は、
上記密閉容器の軸方向に沿って配置され、
軸方向に所定の高さ寸法を有し、軸方向から見て略円弧状に形成されるとともに、上記略円弧状と直交する断面における内周側側面と上記密閉容器と対向する第１の面および第２の面とが連設されてなる内側曲面と、上記略円弧状と直交する断面における外周側側面と上記第１の面および第２の面とが連設されてなる外側曲面を有し、
上記内側曲面の曲率半径は、上記外側曲面の曲率半径よりも大きく形成されることを特徴とする密閉形圧縮機。
【請求項２】
密閉容器内に、圧縮機構部と電動機部を収容し、上記密閉容器外部の吸込み径路に気液分離器を備えた密閉形圧縮機において、
上記気液分離器は、
上記密閉容器の軸方向に沿って配置され、
軸方向に所定の高さ寸法を有し、軸方向から見て略円弧状に形成されるとともに、上記略円弧状と直交する断面における内周側側面と上記密閉容器と対向する第１の面および第２の面とが連設されてなる内側曲面と、上記略円弧状と直交する断面における外周側側面と上記第１の面および第２の面とが連設されてなる外側曲面を有し、
上記内周側側面を形成する円弧の中心と、上記外周側側面を形成する円弧の中心との位置が、互いにずらせて設けられることを特徴とする密閉形圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクルを構成する密閉形圧縮機に係り、特に、吸込み径路に設けられ冷媒を気液分離する気液分離器と、その取付け構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば空気調和機の冷凍サイクルを構成する圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を収容する密閉形が多用される。この圧縮機の吸込み径路には気液分離器が設けられていて、蒸発器で蒸発した冷媒を導入して気液分離する。分離されたガス冷媒のみが圧縮機に吸込まれて圧縮され、液冷媒の吸込みは規制される。  
上記気液分離器は、密閉容器の側部に沿って並設されていて、密閉容器の側部と気液分離器の底部とは吸込み冷媒管を介して接続される。すなわち、密閉形圧縮機と気液分離器とは１セット化されていて、密閉形圧縮機の配置スペースには気液分離器のスペース分も必要となる。
【０００３】
そのため、圧縮機の配置スペースが大きく必要となる。近時、径方向と比較して軸方向に長い密閉形圧縮機が採用されているが、それでもなお気液分離器が並設されるので配置スペースの低減にはさほど有効でない。また、密閉形圧縮機の密閉容器および気液分離器ともに円筒状をなしていて、これら円筒体を２つ並べた形状となるため、機器への配置を決め難いとともに、防音材を巻き難い。  
さらに、密閉形圧縮機の法線方向、すなわち直径方向の振動によって気液分離器が共振し易く、大きな騒音が発生する。気液分離器が電動機部と近い位置で密閉容器の側面に固定されるので、気液分離器に電動機部の騒音が伝播・拡大し易い。密閉容器と気液分離器を接続する吸込み冷媒管が密閉容器中心から径方向に離間しているので、圧縮機の回転方向の振動が大きな振幅となって吸込み冷媒管を振動させ、騒音の発生や配管の折損を招き易い。
【０００４】
気液分離器内の吸込み冷媒管に設けられる油戻し孔と、圧縮機に設けられる冷媒吸込み口との落差が小さい。したがって、冷媒循環量の少ない運転条件では潤滑油の戻りが少く、油切れになる虞れがある。蒸発器と連通する気液分離器内の吸込み冷媒管と、圧縮機と連通する吸込み冷媒管との位置が接近しているので、フィルタを大きくできずに目詰まりし易い。  
そこで、［特許文献１］あるいは［特許文献２］に開示されるような、アキュームレータ（気液分離器）一体型圧縮機が提供されるに至った。
【特許文献１】特開２０００−２６５９５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１２９９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
［特許文献１］では、圧縮機本体のケーシングと、このケーシングの少なくとも一部を取り囲むように設けられたアキュームレータ用ケーシングとによって環状のアキュームレータを形成し、圧縮機本体とアキュームレータとを一体化している。  
［特許文献２］では、耐圧密閉容器を形成して、内部の天地方向の天側にアキュームレータ部、その下にモータ部、地側に圧縮機構部を配置してなる。上記モータ部とアキュームレータ部との間には、モータハウジング（以下、「仕切り壁」と呼ぶ）が介設される。  
いずれの密閉形圧縮機においても、アキュームレータを一体化して備えているので、配置スペースとしては圧縮機分もしくは、それよりも若干大きなスペースを確保すればよく、圧縮機の振動にともなう配管類の振動や、油切れおよび目詰りの不安から解放されることとなる。
【０００６】
しかしながら、上述の［特許文献１］および［特許文献２］のアキュームレータ一体型圧縮機では、密閉容器内を仕切り壁で仕切ったり、密閉容器外周面に沿って気液分離器を設けているので、電動機部もしくは圧縮機構部で発生した熱が、密閉容器または仕切り壁を介して直接的に気液分離器に伝達する。  
そのため、気液分離器内の冷媒が過熱状態となって体積効率が低下してしまう。また、電動機部に電源を供給する電源端子部を密閉容器の側面部に設けざるを得ず、製造性が低下する。特に、密閉容器内を仕切り壁で仕切る構成では、気液分離器の気密性維持が困難となり、分離された液冷媒がモータ部に漏れ易い等の不具合がある。
【０００７】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、気液分離器の配置スペースを不要として圧縮機分の配置スペースがあればよく、騒音発生の低減化と、気液分離器の応力の分散を効率よく行えて、容量を損なうことなく充分な耐圧強度を有する気液分離器を備えた密閉形圧縮機を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明は、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を収容し、密閉容器外部の吸込み径路に気液分離器を備えた密閉形圧縮機において、上記気液分離器は、密閉容器の軸方向に沿って配置され、軸方向に所定の高さ寸法を有し軸方向から見て略円弧状に形成されるとともに略円弧状と直交する断面における内周側側面と上記密閉容器と対向する第１の面および第２の面とが連設されてなる内側曲面と、略円弧状と直交する断面における外周側側面と上記第１の面および第２の面とが連設されてなる外側曲面を有し、内側曲面の曲率半径は外側曲面の曲率半径よりも大きく形成される。
【０００９】
さらに、上記目的を満足するため本発明は、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を収容し、密閉容器外部の吸込み径路に気液分離器を備えた密閉形圧縮機において、上記気液分離器は、密閉容器の軸方向に沿って配置され、軸方向に所定の高さ寸法を有し軸方向から見て略円弧状に形成されるとともに、略円弧状と直交する断面における内周側側面と上記密閉容器と対向する第１の面および第２の面とが連設されてなる内側曲面と、略円弧状と直交する断面における外周側側面と上記第１の面および第２の面とが連設されてなる外側曲面を有し、内周側側面を形成する円弧の中心と外周側側面を形成する円弧の中心との位置が互いにずらせて設けられる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、気液分離器を一体に備えたうえで、配置スペースおよび騒音発生の低減化と、充分な耐圧強度を有する気液分離器を備えることができる等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。  
図１（Ａ）は第１の実施の形態における気液分離器Ｋａを一体に備えた密閉形圧縮機Ｍにおいて、気液分離器Ｋａを横断面にした密閉形圧縮機Ｍの平面図であり、図１（Ｂ）は密閉形圧縮機Ｍを縦断面にした正面図であり、図１（Ｃ）は気液分離器Ｋａの縦断面図である。  
はじめに密閉形圧縮機Ｍから説明すると、径方向と比較して軸方向に長い円筒体からなる密閉容器１内に、電動機部２と圧縮機構部３が収容される。これら電動機部２と圧縮機構部３は回転軸４を介して互いに連結されていて、上部側に電動機部２、下部側に圧縮機構部３が位置する。
【００１２】
上記電動機部２は、密閉容器１の内周壁に挿嵌固定される円筒状の固定子５と、この固定子５の内周壁と狭小の間隙を存して挿入され、上記回転軸４の上部が挿嵌固定される回転子６とから構成される。  
ここで用いられる上記圧縮機構部３は、中間仕切り板を介して上下に２つのシリンダを備え、それぞれのシリンダ内に形成されるシリンダ室においてローラーが偏心回転することにより圧縮作用をなす、２シリンダタイプでロータリ式のものである。（個々の構成部品において、特に符号付けは省略している）
上記密閉容器１の上端面で、中心部とは外れた位置には、市中電源と、たとえばインバータ回路（いずれも図示しない）を介して電気的に接続される電源端子部７が取付けられる。上記電源端子部７は、密閉容器１内において口出し線８を介して上記電動機部２と接続されていて、市中電源が電動機部２へ供給されるようになっている。  
密閉容器１の上端面で、この略中心部には吐出冷媒管Ｐａの開口端部が挿入され、たとえばロー付け加工により接続される。上記吐出冷媒管Ｐａは、鉛直方向に延出されて冷凍サイクルを構成する凝縮器に接続され、さらに膨張装置と蒸発器に連通する（いずれも図示しない）。
【００１３】
上記密閉容器１の上端面とは所定の間隙を存した上方部位に、後述する気液分離器Ｋａが密閉容器１の軸方向に沿って取付けられる。上記気液分離器Ｋａは、図１（Ｂ）に示すように、高さ方向（密閉容器１の軸方向）に所定の厚みを有する。図１（Ａ）に示すように、平面視で（密閉容器１の軸方向から見て）略円弧状（もしくは馬蹄状、もしくは全てが曲面をなす略凹字状）に形成され、二股状をなしている。  
そして上記気液分離器Ｋａは、図１（Ｃ）に示すように、上記略円弧状断面と直交する断面における内周側側面ａと上面（密閉容器１と対向する第１の面）ｂおよび下面（密閉容器１と対向する第２の面）ｃとが連設されてなる内側曲面Ｕと、上記略円弧状と直交する断面における外周側側面ｄと上面ｂおよび下面ｃとが連設されてなる外側曲面Ｓを有している。
【００１４】
二股状になった上記内側曲面Ｕで囲まれる内部、すなわち内側曲面Ｕにおける内周側側面ａと所定間隔を存した位置に上記吐出冷媒管Ｐａが挿通される。二股状の一方端部で、この上面ｂには図示しない蒸発器から延出される冷媒管Ｐｂの開口端部が挿入され、たとえばロー付け加工により接続される。換言すれば、気液分離器Ｋａの上面ｂは冷媒管Ｐｂによって吊持状態にある。  
さらに、気液分離器Ｋａの下方部位から下面に２本の吸込み冷媒管Ｐｃ（吸込み径路）が貫通し、内部に挿入される。これらの吸込み冷媒管Ｐｃの気液分離器Ｋａ下面ｃ貫通部分は、たとえばロー付け加工により気液分離器Ｋａに接続される。したがって、気液分離器Ｋａは２本の吸込み冷媒管Ｐｃによって下部側から支持されることになる。
【００１５】
これら吸込み冷媒管Ｐｃは気液分離器Ｋａ内において互いに並行し、上面近傍まで延出されていて、各吸込み冷媒管Ｐｃの開口端部は上面と所定間隔を存して対向する。気液分離器Ｋａ外部において各吸込み冷媒管Ｐｃは密閉容器１の外周壁に沿って垂下し、圧縮機構部３と同一高さ位置で水平方向に屈曲される。  
上記圧縮機構部３を構成する各シリンダ室には吸込み口が設けられるとともに、それぞれの吸込み口に接続口体９が接続される。各接続口体９はシリンダから密閉容器１外面に突設されていて、上記吸込み冷媒管Ｐｃの開口端部が挿入され、たとえばロー付け加工により接続される。このような構成であるので、上記気液分離器Ｋａは密閉形圧縮機Ｍの上部に配置されることに何らの不具合もない。
【００１６】
特に、図１（Ａ）に示すように、気液分離器Ｋａの外側曲面Ｓの一部が密閉容器１の周面からわずかに外方へ突出しているが、気液分離器Ｋａの高さ寸法をある程度大にすれば、気液分離器Ｋａの外側曲面Ｓと密閉容器１の周面とを互いに同一の曲率半径に形成することは可能である。また、気液分離器Ｋａと圧縮機構部３とを連通する吸込み冷媒管Ｐｃが、密閉容器１の側部に突出しているけれども、その突出量はわずかでしかない。  
このように、密閉容器１内に圧縮機構部３と電動機部２を収容し、密閉容器１外部の吸込み径路を構成する吸込み冷媒管Ｐｃに気液分離器Ｋａを接続した密閉形圧縮機Ｍにおいて、密閉容器１の上部に、密閉容器１の軸方向に沿って上記気液分離器Ｋａを配置した。この気液分離器Ｋａは、軸方向に所定の高さ寸法を有し、平面視で略円弧状に形成される。したがって、密閉容器１の側面からの出っ張りを抑制でき、密閉形圧縮機Ｍの配置スペースの大幅減少を図れる。
【００１７】
冷凍サイクル運転の開始とともに密閉形圧縮機Ｍが駆動され、冷媒ガスに対する圧縮作用をなす。圧縮されて高温高圧化した冷媒ガスは吐出冷媒管Ｐａから吐出され、凝縮器、膨張機構および蒸発器に順次導かれて冷凍サイクル作用をなす。蒸発器において蒸発した冷媒は気液分離器Ｋａに導入され、気液分離される。分離された液冷媒は気液分離器Ｋａの底部に溜り、分離されたガス冷媒がそれぞれの吸込み冷媒管Ｐｃを介して圧縮機構部３に吸込まれ、圧縮されて上述の径路に導かれる。  
上記気液分離器Ｋａは、密閉形圧縮機Ｍを構成する密閉容器１とは完全独立した別体構造であるので、圧縮機Ｍの圧縮作用にともなう電動機部２と圧縮機構部３から発生する熱、および密閉容器１内に充満する高温ガスによる密閉容器１の熱が気液分離器Ｋａに伝達することはほとんどない。すなわち、気液分離器Ｋａ内に導かれている冷媒が過熱状態にならずにすみ、体積効率の向上を図れる。特に、本実施態様においては、気液分離器Ｋａと密閉形圧縮機Ｍを構成する密閉容器１とを、ある程度の距離を存して配置したので、より確実に熱伝達を防止できる。
【００１８】
上記気液分離器Ｋａを、軸方向に沿って所定の高さ寸法を有するとともに、平面視で略円弧状に形成したから、気液分離器Ｋａとしての内容積を充分に確保することができ、気液分離上、何らの不具合もない。気液分離器Ｋａに接続する冷媒管Ｐｂと吸込み冷媒管Ｐｃを互いに離間した位置に接続できるから、吸込み冷媒管Ｐｃと対向して取付けるフィルタ（図示しない）を大きくできて、目詰まりの虞れがない。  
密閉形圧縮機Ｍの駆動にともなって、電動機部２と圧縮機構部３にある程度の振動が発生することはやむを得ない。しかしながら、密閉形圧縮機Ｍの上部に気液分離器Ｋａを配置したので、圧縮機Ｍと気液分離器Ｋａとを連通する吸込み冷媒管（吸込み径路）Ｐｃが、従来の密閉形圧縮機と気液分離器とを並設した構成よりも密閉容器１の中心に近接した状態となる。そのため、圧縮機Ｍから気液分離器Ｋａに伝わる接線方向振動の振幅を抑制できて、騒音低減化と各種の不具合の発生抑制化を得られる。
【００１９】
電動機部２に電源を供給する電源端子部７を、密閉容器１の上面に取付けることができ、取付けが容易になるとともに、電源端子部７と電動機部２とを電気的に接続する口出し線４の処理が扱い易くなって、製造性の向上を図れる。電源端子部７が密閉容器１の周面外方へ突出することがないから、スペース的に有利となる。  
図２（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施の形態における気液分離器Ｋｂの横断平面図と縦断面図である。  
この気液分離器Ｋｂは、基本的に、上述した密閉形圧縮機Ｍを構成する密閉容器１の上部に、密閉容器１の軸方向に沿って配置され、軸方向に所定の高さ寸法を有し、平面視で（密閉容器１の軸方向から見て）略円弧状（もしくは馬蹄状、もしくは全てが曲面をなす略凹字状）に形成されて二股状をなしている。
【００２０】
そして、上記気液分離器Ｋｂは、略円弧状と直交する断面における内周側側面ａと上面（密閉容器１と対向する第１の面）ｂおよび下面（密閉容器１と対向する第２の面）ｃとが連設されてなる内側曲面Ｕと、略円弧状と直交する断面における外周側側面ｄと上面ｂおよび下面ｃとが連設されてなる外側曲面Ｓを有していることも変りがない。  
ここでの気液分離器Ｋｂの特徴は、内側曲面Ｕの曲率半径Ｒｕが、外側曲面Ｓの曲率半径Ｒｓよりも大きく形成されることである。なお、内側曲面Ｕの曲率半径Ｒｕを、円弧部断面の内側フィレット径と換言でき、外側曲面Ｓの曲率半径Ｒｓを、円弧部断面の外側フィレット径と換言できる。  
いずれにしても、内側曲面Ｕが円形に近い大きな曲面となって、内圧による応力を効率よく分散できる。また、外側曲面Ｓは角部に近い小さな曲面となって、内圧による応力の分散がわずかとなる。
【００２１】
上記気液分離器Ｋｂに高圧ガスを充填した場合、図にハッチング示すように外側曲面Ｓ部分よりも内側曲面Ｕに近いＺ部に大きな応力が発生する。上述したように、気液分離器Ｋｂの部分的な断面は、角部に近い形態よりも円形に近い形態のほうが、内圧による応力の分散化を図れる。  
上記気液分離器Ｋｂでは、内側曲面Ｕの曲率半径Ｒｕを、外側曲面Ｓの曲率半径Ｒｓよりも大に設定したので、内側曲面Ｕとその近傍部位に発生する応力を効率よく分散して最大値を低減できる。したがって、気液分離器Ｋｂの容量を損なうことなく、充分な耐圧強度を保証できる。
【００２２】
図３は、第３の実施の形態における気液分離器Ｋｃの横断平面図である。  
この気液分離器Ｋｃも、基本的に、密閉形圧縮機Ｍを構成する密閉容器１の上部に、密閉容器１の軸方向に沿って配置され、軸方向に所定の高さ寸法を有し、平面視で（密閉容器１の軸方向から見て）略円弧状に形成されて二股状をなし、略円弧状と直交する断面における内周側側面ａと上面（密閉容器１と対向する第１の面）ｂおよび下面（密閉容器１と対向する第２の面）ｃとが連設されてなる内側曲面Ｕと、外周側側面ｄと上面ｂおよび下面ｃとが連設されてなる外側曲面Ｓを有していることも変りがない。  
この気液分離器Ｋｃの特徴は、上記内周側側面ａを形成する円弧Ｎａの中心Ｏａと、上記外周側側面ｄを形成する円弧Ｎｄの中心Ｏｄとが、互いに位置をずらせて設けられることである。換言すれば、内周側側面ａの中心Ｏａが外周側側面ｄの中心Ｏｄと同心円上になく、中心線Ｌに沿って内周側側面ａの円弧中心Ｏａが外周側側面ｄの円弧中心Ｏｄより外方へ偏心量ｅだけ偏心している。
【００２３】
外周側側面ｄの円弧Ｎｄを所定値に設定したうえで、内周側側面ａの円弧Ｎａを大に設定すると、プレス加工が困難なものになるが、内周側側面ａを形成する円弧Ｎａの中心Ｏａを、外周側側面ｄを形成する円弧Ｎｄの中心Ｏｄよりも外側にずらすことで、製造性を損なわずに製造でき、かつ高さ寸法と外径寸法を変えることなく容量の増大化を図れる。  
図４（Ａ）（Ｂ）は、第４の実施の形態における気液分離器Ｋｄの横断平面図と、縦断面図である。  
この気液分離器Ｋｄも、基本的に、密閉形圧縮機Ｍを構成する密閉容器１の上部に、密閉容器１の軸方向に沿って配置され、軸方向に所定の高さ寸法を有し、平面視で略円弧状に形成されて二股状をなし、略円弧状と直交する断面における内周側側面ａと上面ｂおよび下面ｃとが連設されてなる内側曲面Ｕと、外周側側面ｄと上面ｂおよび下面ｃとが連設されてなる外側曲面Ｓを有していることも変りがない。
【００２４】
この気液分離器Ｋｄの特徴は、上記内側曲面Ｕを形成する上面ｂおよび下面ｃと、上記外側曲面Ｓを形成する上面ｂおよび下面ｃの、互いの境目部分を平坦部Ｈに形成したことである。換言すれば、円弧部断面の内側フィレット径と外側フィレット径との間を平坦状とした。  
平面視で円弧状に形成される気液分離器であると、高圧ガスを充填した場合に、円弧状から平坦状になる方向に曲げモーメントＭが働く。何らの対策も施さないと、内側曲面Ｕを形成する上面ｂおよび下面ｃと、上記外側曲面Ｓを形成する上面ｂと下面ｃの、互いの境目部分に大きな応力が生じる。
【００２５】
これに対して上述のように平坦部Ｈを設けることにより、曲げモーメントＭに対する強度を上げることができ、容量を損なうことがなく、充分な耐圧強度を有する気液分離器を提供できる。  
なお、上記各実施の態様においては、気液分離器を密閉容器の上部に配置したものについて説明したが、本発明はこれに限らず、気液分離器を密閉容器の下部に配置してもよく、さらには、密閉容器の軸方向を水平方向にした横型密閉形圧縮機にも適用できる。  
また、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるとともに、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明における第１の実施の形態に係る、気液分離器を横断面にした密閉形圧縮機の平面図と、密閉形圧縮機を断面にした正面図と、気液分離器の断面図。
【図２】本発明における第２の実施の形態に係る、気液分離器の横断面図と縦断面図。
【図３】本発明における第３の実施の形態に係る、気液分離器の横断面図。
【図４】本発明における第４の実施の形態に係る、気液分離器の横断面図と縦断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１…密閉容器、３…圧縮機構部、２…電動機部、Ｋａ〜Ｋｄ…気液分離器、ａ…内周側側面、ｂ…上面、ｃ…下面、Ｕ…内側曲面、ｄ…外周側側面、Ｓ…外側曲面。 
【図１】
2006342743.tif 000003
【図２】
2006342743.tif 000004
【図３】
2006342743.tif 000005
【図４】
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