(57)【要約】【課題】簡単な機構で圧縮機のより一層の小型・軽量化を図る密閉型圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器(2)内にて圧縮機構(30)の反電動機側を覆う吐出ヘッド(70)と、圧縮機構に連通して吐出ヘッドの近傍に形成された吐出室(80)と、吐出室と圧縮機外に連通する吐出口(87)との間に位置付けられた分離室(74)を有し、分離室にて作動流体から潤滑油を分離する潤滑油分離装置(71)とを具備し、この装置は、吐出口に一体成形され、分離室に向けて延出される筒状の分離管(86)と、吐出ヘッドに一体成形され、分離管の外周面と組み合わさって環状空間を形成する筒状の突起部(72)とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器の内部に、潤滑油を含む作動流体を圧縮する圧縮機構及び該圧縮機構を駆動する電動機を収容し、前記密閉容器内が前記圧縮機構によって吐出圧となる密閉型圧縮機において、
前記密閉容器内にて前記圧縮機構の反電動機側を覆う吐出ヘッドと、前記圧縮機構に連通して前記吐出ヘッドの近傍に形成された吐出室と、該吐出室と前記圧縮機外に連通する吐出口との間に位置付けられた分離室を有し、該分離室にて前記作動流体から潤滑油を分離する潤滑油分離装置とを具備し、
該潤滑油分離装置は、
前記吐出口に一体成形され、前記分離室に向けて延出される筒状の分離管と、
前記吐出ヘッドに一体成形され、前記分離管の外周面と組み合わさって環状空間を形成する筒状の突起部とを含む
ことを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記筒状の突起部は、前記吐出ヘッドに溶接で固定されていることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記筒状の突起部には、前記吐出室と前記環状空間とを連通する噴出孔が形成され、該噴出孔の孔軸線は、前記分離管の外周面に沿って傾斜されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記密閉容器は、軸線を上下方向として前記圧縮機構と前記電動機とを収容する筒状の胴部と、該胴部の上側を閉塞して前記吐出室を形成する上蓋と、前記胴部の下側を閉塞して潤滑油の貯油室を形成する下蓋とから構成され、
前記潤滑油分離装置は、前記分離室と前記貯油室との間を接続し、分離された潤滑油を前記貯油室に戻すリターン経路を有す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。
【請求項５】
前記作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴とする請求項１から４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、密閉容器の下側に潤滑油を貯留する密閉型圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の圧縮機は冷凍空調機器などに用いられ、作動流体としての冷媒を圧縮する。この冷媒には通常、潤滑油が含まれている。この潤滑油は圧縮機内の摺動面や軸受等の潤滑のみならず、摺動面のシールとしての機能を有する。しかしながら、この潤滑油が圧縮機外に排出され、冷凍回路内を循環する場合には冷房能力を低下させる要因となる。そこで、圧縮機構から圧縮機外までの距離或いは通路面積を大きくして潤滑油の圧縮機外への排出を防止することが考えられる。冷媒の流速が遅くなるからである。
【０００３】
しかし、圧縮機の内部にて冷媒の流速を遅くするための空間は、圧縮機のサイズや重量に与える影響が大きくなるとの懸念があり、潤滑油分離装置を内蔵した圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、当該装置は圧縮冷媒が吐出室から吐出口に導かれるまでの過程にて圧縮冷媒から潤滑油を分離する。そして、分離された潤滑油は分離室の下方の貯油室に蓄えられる。また、潤滑油の圧縮機外への排出を防止する他の一例としては、フィルタを内蔵した圧縮機も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９３５４３号公報
【特許文献２】特開２００５−１１３８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記冷凍空調機器などに用いられ、密閉容器の下側に潤滑油を貯留する圧縮機においては、近年、一般家庭にも容易に配置させるべくより一層の小型・軽量化が求められている。
そして、この要求を充足するためには、単に潤滑油分離装置やフィルタを内蔵することの他、これら潤滑油分離装置等の構成自体にも改良を加える必要があるが、上述した従来の技術ではこの点について格別な配慮がなされていない。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡単な機構で圧縮機のより一層の小型・軽量化を図る密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、密閉容器の内部に、潤滑油を含む作動流体を圧縮する圧縮機構及び圧縮機構を駆動する電動機を収容し、密閉容器内が圧縮機構によって吐出圧となる密閉型圧縮機であって、密閉容器内にて圧縮機構の反電動機側を覆う吐出ヘッドと、圧縮機構に連通して前記吐出ヘッドの近傍に形成された吐出室と、吐出室と圧縮機外に連通する吐出口との間に位置付けられた分離室を有し、分離室にて作動流体から潤滑油を分離する潤滑油分離装置とを具備し、潤滑油分離装置は、吐出口に一体成形され、分離室に向けて延出される筒状の分離管と、吐出ヘッドに一体成形され、分離管の外周面と組み合わさって環状空間を形成する筒状の突起部とを含むことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２記載の発明では、筒状の突起部は、吐出ヘッドに溶接で固定されていることを特徴としている。
更に、請求項３記載の発明では、筒状の突起部には、吐出室と環状空間とを連通する噴出孔が形成され、噴出孔の孔軸線は、分離管の外周面に沿って傾斜されていることを特徴としている。
【０００８】
更にまた、請求項４記載の発明では、密閉容器は、軸線を上下方向として圧縮機構と電動機とを収容する筒状の胴部と、胴部の上側を閉塞して吐出室を形成する上蓋と、胴部の下側を閉塞して潤滑油の貯油室を形成する下蓋とから構成され、潤滑油分離装置は、分離室と貯油室との間を接続し、分離された潤滑油を貯油室に戻すリターン経路を有することを特徴としている。
【０００９】
また、請求項５記載の発明では、作動流体が二酸化炭素からなる冷媒であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
従って、請求項１記載の本発明の密閉型圧縮機によれば、圧縮機構の反電動機側は吐出ヘッドで覆われており、この吐出ヘッドには、分離管の外周面と組み合わさって作動流体から潤滑油を分離する筒状の突起部が一体成形されている。また、この分離管は吐出口に一体成形されている。そして、これら分離管と筒状の突起部とが相俟って環状空間を形成して潤滑油分離装置を構成することにより、密閉容器の内部にて作動流体の流速を遅くするための空間を不要にしつつ、簡単な機構で圧縮機外に流れる潤滑油率（ＯＣＲ）が抑制可能となる。この結果、圧縮機のより一層の小型・軽量化が図られるし、圧縮機の製造コストの低廉化も達成可能となる。
【００１１】
また、この潤滑油率の抑制により、冷凍システムの各熱交換器の効率が向上し、冷凍システムの省エネルギー化にも寄与する。
また、請求項２記載の発明によれば、簡単な機構で圧縮機外に流れる潤滑油率を抑制可能となるし、更に、請求項３記載の発明によれば、圧縮された作動流体は、密閉容器内を循環すべく吐出室に至る。その後、突起部の噴出孔を通過して分離室に流入し、分離管の外周面を旋回しながら下降する。この過程にて作動流体中の潤滑油は作動流体から確実に分離される。
【００１２】
更にまた、請求項４記載の発明によれば、作動流体から分離された潤滑油はリターン経路を通じて貯油室に導かれて蓄えられるので、潤滑油の供給不足によって圧縮機の故障を招くおそれが解消される。
また、請求項５記載の発明によれば、作動流体として高圧に圧縮される二酸化炭素からなる冷媒が用いられ、密閉容器の板厚が増大した場合であっても、上記構成によれば十分な量の潤滑油が確保可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施例に係る密閉型圧縮機を示す。この圧縮機１は冷凍空調装置やヒートポンプ式給湯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ＣＯ２冷媒（以下、冷媒と称する）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出する。
【００１４】
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４は、その上側及び下側が上蓋６及び下蓋８によってそれぞれ気密に嵌合されており、胴部４の内部が密閉され、吐出圧が作用している。
胴部４内には電動モータ（電動機）１０が収容され、このモータ１０内には回転軸１２が配置されており、回転軸１２はモータ１０への通電によって駆動される。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。
【００１５】
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８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の油路２４を経て回転軸１２の上端からモータ１０やスクロールユニット（圧縮機構）３０等に供給され、各摺動部分や軸受等の潤滑、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、導入口１９を介して貯油室２３に貯留される。
【００１６】
上記ユニット３０は胴部４内においてモータ１０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、当該ユニット３０は、可動渦巻体５２及び固定渦巻体３２から構成されており、可動渦巻体５２は鏡板５４を備え、この鏡板５４には固定渦巻体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。これに対し、固定渦巻体３２の鏡板３４にも鏡板５４に向けて延びる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、この圧縮室は固定渦巻体３２に対する可動渦巻体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る。
【００１７】
上述した可動渦巻体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、可動渦巻体５２の自転は自転阻止ピン６８により阻止されている。
一方、固定渦巻体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８０側とを仕切っている。固定渦巻体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が鏡板３４を貫通して穿設されており、この吐出孔は、ユニット３０の反電動モータ１０側、より具体的には、固定渦巻体３２の反スクロール側に配置された吐出弁８２により開閉される。また、吐出弁８２を含む固定渦巻体３２の反スクロール側は吐出ヘッド７０で覆われており、この吐出ヘッド７０により、吐出弁８２の開弁時における音が抑制される。
【００１８】
ところで、上蓋６の適宜位置には、吐出室８０内の圧縮冷媒を圧縮機外へ送出する中空の吐出パイプ（分離管）８６が接続されており、この吐出パイプ８６の一端である吐出口８７にて上記経路に接続されている。そして、本実施例の圧縮機１は、吐出室８０と吐出口８７との間に分離室７４を有しており、また、この分離室７４にて冷媒から潤滑油を分離する潤滑油分離装置７１を備えている。
【００１９】
より詳しくは、図２にも示されるように、吐出ヘッド７０には外筒突起部（筒状の突起部）７２が溶接にて一体成形されている。そして、外筒突起部７２は、固定渦巻体３２の反スクロール側にて吐出パイプ８６に向けて膨出され、吐出パイプ８６を部分的に囲繞しており、潤滑油分離装置７１の外筒を構成している。また、外筒突起部７２の先端開口は吐出パイプ８６の外周縁に隙間なく嵌合されている。これに対し、この吐出パイプ８６の下側が分離室７４として形成され、吐出パイプ８６は分離室７４に向けて延出されて潤滑油分離装置７１の内筒を構成している。そして、外筒突起部７２の内周面、換言すれば、分離室７４の内周面と吐出パイプ８６の外周面との間には環状空間が形成される。更に、外筒突起部７２には、吐出室８０とこの環状空間とを連通させる冷媒噴出孔（噴出孔）７６が上下に形成されており、図３に示されるように、これら冷媒噴出孔７６の孔軸線は吐出パイプ８６の外周面に沿うように傾斜している。
【００２０】
また、本実施例の圧縮機１では、固定渦巻体３２及び主軸フレーム１４内には分離室７４と貯油室２３とを互いに連通するリターン経路９０が穿設されている。
上述した圧縮機１によれば、回転軸１２の回転に伴い、可動渦巻体５２が自転することなく旋回運動する。この可動渦巻体５２の旋回運動は、吸入パイプ８４を介して胴部４内に取り込んだ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。
【００２１】
そして、圧縮室の容積が縮小すると、高圧の圧縮冷媒はハウジング２内を循環すべく吐出室８０に至る。その後、外筒突起部７２の冷媒噴出孔７６を通過して分離室７４に流入し、吐出パイプ８６の外周面を旋回しながら下降する。この過程にて、圧縮冷媒中の潤滑油は遠心分離の原理に基づいて冷媒から確実に分離され、分離室７４の内周面に付着する。その際、圧縮冷媒は吐出パイプ８６の内側を介して上昇し、圧縮機外へ送出される。
【００２２】
一方、圧縮冷媒から分離された潤滑油は分離室７４の内周面を伝って流下し、リターン経路９０及び導入口１９を通じて貯油室２３に導かれて蓄えられる。
以上のように、本実施例によれば、固定渦巻体３２の反スクロール側は吐出ヘッド７０で覆われており、この吐出ヘッド７０には、吐出パイプ８６の外周面と組み合わさって冷媒から潤滑油を分離する外筒突起部７２が一体成形されている。また、この吐出パイプ８６は吐出口８７に一体成形されている。そして、これら吐出パイプ８６と外筒突起部７２とが相俟って環状空間を形成して潤滑油分離装置７１を構成することにより、ハウジング２の内部にて冷媒の流速を遅くするための空間を不要にしつつ、簡単な機構で圧縮機外に流れる潤滑油率（ＯＣＲ）が抑制可能となる。この結果、圧縮機のより一層の小型・軽量化が図られるし、圧縮機の製造コストの低廉化も達成可能となる。
【００２３】
また、潤滑油率の抑制により、冷凍システムの各熱交換器の効率が向上して冷房能力の低下が防止され、冷凍システムの省エネルギー化にも寄与する。
更に、圧縮冷媒中の潤滑油は遠心分離の原理に基づいて冷媒から確実に分離され、しかも、リターン経路９０を通じて貯油室２３内に蓄えられるので、潤滑油の供給不足によって圧縮機の故障を招くおそれが解消される。また、その後、この潤滑油はオイルポンプ２２の駆動によって再び循環するので、圧縮機１内の摺動面や軸受等の潤滑の他、摺動面のシールとしての機能を十分に発揮し、圧縮機の耐久寿命の延命化が達成される。
【００２４】
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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施例ではスクロールユニットを用いているが、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する以上、他の圧縮機構を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態に係る密閉型圧縮機を示した縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  密閉型圧縮機
２  ハウジング（密閉容器）
４  胴部
６  上蓋
８  下蓋
１０  電動モータ（電動機）
１４  主軸フレーム
２３  貯油室
３０  スクロールユニット（圧縮機構）
３２  固定渦巻体
７０  吐出ヘッド
７１  潤滑油分離装置
７２  外筒突起部（筒状の突起部）
７４  分離室
７６  冷媒噴出孔（噴出孔）
８０  吐出室
８６  吐出パイプ（分離管）
８７  吐出口
９０  リターン経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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