(57)【要約】      （修正有）【課題】内部にコンプレッサ機構と排気チャンバとが位置づけられるハウジングを有するコンプレッサを提供する。【解決手段】第１のポートは、圧縮されたガス及びオイルをコンプレッサ機構から排気チャンバへ送る。逆止め弁は、圧縮されたガス及びオイルが第１のポートを介して排気チャンバへ進入できるようにする。排気チャンバ内の第２のポートは、圧縮されたガス及びオイルがコンプレッサ組み立てから通って排出されるハウジング内の出口を画定する。第２のポートは、排気チャンバの下半分において第１のポートの下に垂直に配置され、これにより排気チャンバ内に蓄積し得るオイルの量が制限される。第２のポートは、ハウジングの平坦な部分でハウジングを通過する排気管によって画定されることが可能であり、これにより、管のハウジングへの溶接が容易になる。【選択図】  図４
2004270681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを圧縮するための、かつオイルで潤滑されるコンプレッサ組み立てであって、
ハウジングと、
上記ハウジング内に画定される排気チャンバと、
上記ハウジング内に配置されかつガスが圧縮される作業空間を画定するコンプレッサ機構とを備え、上記コンプレッサ機構は上記排気チャンバに繋がる第１のポートを有し、これによりオイルと圧縮されたガスとは上記作業空間から上記排気チャンバへ送られ、
上記排気チャンバにおける、オイルと圧縮されたガスとが上記コンプレッサ組み立てから通って排出される上記ハウジング内の出口を画定する第２のポートを備え、上記第２のポートは、上記排気チャンバの下半分において上記第１のポートの下に垂直に配置され、これにより上記排気チャンバ内に蓄積されるオイルは上記第２のポートを介して圧縮されたガスと共に排出可能であり、上記排気チャンバに入る実質上全ての流体は上記第１のポートを介して進入し、かつ上記排気チャンバを出る実質上全ての流体は上記第２のポートを介して出るコンプレッサ組み立て。
【請求項２】
上記第１のポートと密封式に係合可能な弁をさらに備え、上記弁は、流体が上記作業空間から上記排気チャンバへ入ることを可能にし、かつ上記排気チャンバから上記作業空間への流体の流れを阻止する請求項１記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項３】
排気管をさらに備え、上記排気管は上記排気チャンバ内に位置づけられた入口を有し、上記入口は上記第２のポートを画定する請求項１記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項４】
上記排気管は上記ハウジングを介して伸長し、上記ハウジングは上記排気管に隣接する比較的平坦な部分を含み、上記排気管は上記平坦な部分で上記ハウジングに溶接されている請求項３記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項５】
上記コンプレッサ機構は固定式スクロール部材と周回性のスクロール部材とを備え、上記固定式及び周回性スクロール部材とは互いに係合されており、上記第１のポートは上記固定式スクロール部材内に位置づけられる請求項１記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項６】
ガスを圧縮するための、かつオイルで潤滑されるコンプレッサ組み立てであって、
第１の容積を画定する高圧の排気チャンバと低圧のチャンバとを画定する密閉されたハウジングと、
上記ハウジング内に配置されたコンプレッサ機構とを備え、上記コンプレッサ機構は上記高圧の排気チャンバと上記低圧のチャンバとの間に機能的に配置されかつ内部でガスが圧縮される作業空間を画定し、
上記コンプレッサ機構を駆動するためのモータを備え、上記モータは上記低圧のチャンバ内に位置づけられ、
上記作業空間と上記高圧のチャンバとに繋がる第１のポートを備え、圧縮されたガス及びオイルは上記作業空間から上記高圧チャンバへ送られ、
上記ハウジング内の出口を画定しかつ上記高圧のチャンバに繋がる第２のポートを備え、上記第２のポートは上記第１のポートの下に垂直に配置され、上記第１の容積の大部分は上記第２のポートより上に垂直に配置され、上記排気チャンバに入る実質上全ての流体は上記第１のポートを介して進入し、かつ上記排気チャンバを出る実質上全ての流体は上記第２のポートを介して出るコンプレッサ組み立て。
【請求項７】
排気管をさらに備え、上記排気管は上記高圧のチャンバ内に位置づけられた入口を有し、上記入口は上記第２のポートを画定する請求項６記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項８】
上記排気管は上記ハウジングを介して伸長し、上記ハウジングは上記排気管に隣接する比較的平坦な部分を含み、上記排気管は上記平坦な部分で上記ハウジングに溶接されている請求項７記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項９】
上記コンプレッサ機構は固定式スクロール部材と周回性のスクロール部材とを備え、上記固定式及び周回性スクロール部材とは互いに係合されており、上記第１のポートは上記固定式スクロール部材によって画定される請求項６記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項１０】
上記第１のポートと密封式に係合可能な弁をさらに備え、上記弁は流体が上記高圧のチャンバへ入ることを可能にし、かつ上記高圧のチャンバから上記第１のポートを介する流体の流れを阻止する請求項９記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項１１】
上記ハウジングは上記低圧のチャンバに繋がる入口開口を画定する請求項６記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項１２】
上記低圧のチャンバは油溜めを画定する請求項６記載のコンプレッサ組み立て。
【請求項１３】
コンプレッサ機構におけるオイルの移動及び蓄積を制御する方法であって、
高圧のチャンバと低圧のチャンバとを画定する密閉されたハウジングを供給することと、
上記ハウジング内にコンプレッサ機構を供給することと、
上記コンプレッサ機構でガスを圧縮し、オイル及び圧縮されたガスを上記コンプレッサ機構から第１のポートを介して上記高圧のチャンバへ排出することと、
上記高圧のチャンバの底部にオイルを蓄積することと、
第２のポートを上記高圧のチャンバ内の上記底部と上記第１のポートとの間に垂直に配置することと、
過剰なオイルを圧縮されたガスと共に上記第２のポートを介して排出することにより、上記高圧のチャンバ内のオイルの蓄積を制限することと、
上記高圧のチャンバを包囲することを含み、上記高圧のチャンバに入る、かつ上記高圧のチャンバから排出される実質上全ての流体は上記第１のポート及び第２のポートを介して上記高圧のチャンバに入り、かつ上記高圧のチャンバを出る方法。
【請求項１４】
上記コンプレッサ機構を起動させるためのモータを供給することと、上記モータを上記低圧のチャンバ内に配置することをさらに含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
上記低圧のチャンバ内でオイルを循環させるステップをさらに含む請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
上記低圧のチャンバ内でオイルを循環させるステップは、上記低圧のチャンバ内に配置された油溜めの中にオイルを集めることを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
上記コンプレッサ機構は固定式スクロール部材と周回性のスクロール部材とを備え、上記コンプレッサ機構でガスを圧縮する上記ステップは上記固定式スクロール部材を中心にして上記周回性のスクロール部材を周回させることを含む請求項１３記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンプレッサに関し、より特定的にはスクロール・コンプレッサの排気チャンバに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール・コンプレッサは、内部にスクロールとモータを収容する密閉されたハウジングを有する。ハウジング内には潤滑油もまた存在し、ハウジングの下部に溜まることが多く、よってこの下部は油溜めとして機能する。しかしながら、コンプレッサが作動する間のコンプレッサ内部の潤滑油の移動は、最終的に潤滑油をこうした潤滑油が集まることは望ましくない場所に集める可能性がある。
【０００３】
よって、ハウジング内の潤滑油の改善された制御及び調整をもたらすスクロール・コンプレッサが望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、排気チャンバ内での潤滑油の過剰な蓄積を防止するように位置づけられた排出口を備える排気チャンバを有するスクロール・コンプレッサを提供する。
【０００５】
本発明は、その一形態において、ハウジングと、上記ハウジング内に画定される排気チャンバと、上記ハウジング内に配置されるコンプレッサ機構とを含む、ガスを圧縮するための、オイルで潤滑されるコンプレッサ組み立てを備える。コンプレッサ機構は、ガスが圧縮される作業空間を画定し、かつ排気チャンバに繋がる第１のポートを有し、この第１のポートにより、圧縮されたガスとオイルとが作業空間から排気チャンバへと送られる。排気チャンバには第２のポートが位置づけられ、ハウジング内に圧縮されたガスとオイルとが通ってコンプレッサ組み立てから排出される出口を画定する。第２のポートは、排気チャンバ内で第１のポートの下に垂直に配置され、これにより、排気チャンバ内に蓄積されるオイルは第２のポートを通って圧縮ガスと共に排出されることが可能であり、かつ排気チャンバに入る実質上全ての流体は第１のポートを通って進入し、排気チャンバから出る実質上全ての流体は第２のポートを通って出る。
【０００６】
コンプレッサ組み立てはまた、第１のポートと密閉式に係合可能な弁を含む場合もあり、この場合の弁は、流体を作業空間から排気チャンバへと進入させ、かつ排気チャンバから作業空間への流体の移行を抑える。コンプレッサ組み立てはまた排気管を含み、排気管は、排気チャンバ内に配置された第２のポートを画定する入口を有する。排気管はハウジングを通って伸長し、ハウジングは排気管に隣接した、排気管がハウジングに溶接される比較的平坦な部分を含む。コンプレッサ組み立ては、コンプレッサ機構が相互に係合されて固定された周回性のスクロール部材でありかつ第１のポートが固定式スクロール部材内に位置づけられるスクロール・コンプレッサであることが可能である。
【０００７】
本発明は、その他の一形態において、第１の容積を画定する高圧排気チャンバと低圧排気チャンバとを有する密閉されたハウジングを含む、ガスを圧縮するための、オイルで潤滑されるコンプレッサ組み立てを備える。コンプレッサ機構は、ハウジング内の高圧排気チャンバと低圧排気チャンバとの間に機能的に配置され、ガスが圧縮される作業空間を画定する。コンプレッサ機構を駆動するためのモータは、低圧チャンバ内に位置づけられる。第１のポートは作業空間及び高圧チャンバに連絡し、作業空間から高圧チャンバへの圧縮されたガス及びオイルの移行に備える。高圧チャンバに繋がる第２のポートは、ハウジング内に出口を画定する。第２のポートは、第１のポートの下に垂直に、第１の容積の大部分が第２のポートの上に垂直に配置されるように配置され、排気チャンバに入る実質上全ての流体は第１のポートを通って進入し、排気チャンバから出る実質上全ての流体は第２のポートを通って出る。
【０００８】
コンプレッサ組み立てはまた、低圧チャンバに繋がる入口開口を画定するハウジングを含む。低圧チャンバはまた、油溜めを画定する。
【０００９】
本発明は、その他の態様において、コンプレッサ機構におけるオイルの移動及び蓄積を制御する方法を含む。本方法は、高圧チャンバ及び低圧チャンバを画定する密閉されたハウジングを供給することと、ハウジング内にコンプレッサ機構を供給することを含んでいる。コンプレッサ機構は、ガスの圧縮に使用される。オイルと圧縮されたガスとは、コンプレッサ機構から第１のポートを介して高圧チャンバへと排出される。オイルは、高圧チャンバの底部に蓄積される。高圧チャンバ内には第２のポートが底部と第１のポートとの間に垂直に配置され、高圧チャンバ内のオイルの蓄積は、過剰なオイルを圧縮ガスと共に第１のポートを介して排出することにより制限される。本方法はまた、高圧チャンバを囲い込むことを含み、高圧チャンバに入る、またはこれを出る実質上全ての流体は第１及び第２のポートを介して高圧チャンバに入る、または出る。
【００１０】
本方法はまた、コンプレッサ機構を駆動するためのモータを供給することと、モータを低圧チャンバ内に配置することを含む可能性がある。本方法はまた、オイルを低圧チャンバ内で循環させるステップを含む可能性がある。オイルを低圧チャンバ内で循環させるステップは、オイルを低圧チャンバ内に配置された油溜めに集めることを含む。コンプレッサ機構は、固定式スクロール部材と、周回性のスクロール部材とを含む可能性があり、コンプレッサ機構でガスを圧縮するステップは、周回性のスクロール部材を固定式スクロール部材を中心にして周回させることを含む。
【００１１】
本発明の優位点は、排気チャンバの出口ポートを排気チャンバの下部に配置することにより、排気チャンバに過剰量のオイルが集まると、排気チャンバを出る圧縮されたガスの蒸気の流れが排気チャンバからオイルを除去することにある。
【００１２】
本発明の他の優位点は、コンプレッサ・ハウジングを通ってハウジングの平坦部を伸長する排気管を使用することにより、抵抗溶接による等のハウジングへの排気管の接着が容易になることにある。
【００１３】
本発明の上述の特徴及び目的及び他の特徴及び目的、及びこれらを達成する方法は、添付の図面に関連して行う下記の本発明の実施形態の説明を参照すればより明白となり、本発明そのものがより良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
複数の図面を通じて、対応する参照記号は対応する部分を示す。本明細書で述べる具体例は本発明の実施形態を示すものであるが、以下で開示する実施形態は網羅的であることを意図されたものではなく、また本発明の範囲を開示されたままの形式に限定するものとして解釈されるように意図されたものでもない。
【００１５】
本発明により、図１にはスクロール・コンプレッサ２０が分解図で示されている。スクロール・コンプレッサ２０は、周回性のスクロール部材２４に係合される固定された、または静止したスクロール部材２２を含む。固定式及び周回性のスクロール部材２２、２４は各々、インボリュート・ラップ２６、２８を含む。冷媒は、スクロール部材２２、２４間で、インボリュート・ラップ２６、２８間に形成されかつスクロール部材２４が固定式スクロール部材２２を中心に周回移動すると半径方向の内側へ移動するポケットにおいて圧縮される。冷媒は、低圧でスクロール部材２２、２４間に形成される空間の半径方向の外部に位置づけられた入口２３（図４）を介して両スクロール部材間の空間に進入し、比較的高圧で、固定式スクロール部材２２の半径方向の中心に近接して位置づけられた排気ポート３０を介して排出される。スクロール部材２２、２４は各々、インボリュート・ラップ２６、２８の遠位チップに位置づけられるリセスに取り付けられた、インボリュート・ラップ２６、２８と対向するスクロール部材のベースプレートとの間にシールを供給するための炭素鋼チップ・シール４０を有する。
【００１６】
逆止め弁は、圧縮された冷媒が排気チャンバまたはプレナム３８へと排出され得るようにし、排気プレナム３８に位置づけられる圧縮された冷媒が排気ポート３０へ逆流することを防止する。この弁は、排気ポート３０で固定式スクロール部材２２と密封式に係合する排気弁リーフ３２と、排気弁リテーナ３４とを含む。弁リーフ３２は、固定式スクロール部材２２と弁リテーナ３４との間に固定される。弁リテーナ３４はその遠位端に、スクロール部材２２、２４間でガスが圧縮されると弁リーフ３２が排気ポート３０から外側へ屈曲できるようにするベンドを有し、これにより、高圧ガスの排気プレナム３８への通行が可能になる。弁リテーナ３４は、弁リーフ３２が排気ポート３０から外側へ屈曲できる程度を限定し、弁リーフ３２の過剰な屈曲による損傷を防止する。ネジ付きファスナー３６は、弁リテーナ３４及び弁リーフ３２を固定式スクロール部材２２に固定する。コンプレッサ２０により使用可能な代替弁は、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＨａｌｌｅｒ他の「排気弁を有するコンプレッサ」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，９０５号により記述されている。スクロール部材２２、２４間には、過剰加圧の場合に吐出し圧力のガスを吸気圧力入口へと方向づけ得るようにする圧力リリーフ弁２７が配置される。
【００１７】
固定式スクロール部材２２と周回性のスクロール部材２４との間には、周回性のスクロール部材２４と固定式スクロール部材２２との相対動作を制御するオルダム・リング４４が配置される。周回性のスクロール２４は、シャフト４６上に偏心的に配置された延長部４８に取り付けられ、シャフト４６の回転が周回性のスクロール２４と固定式スクロール２２との間に相対的な周回動作を与える。コンプレッサのスクロール部材間に相対的な周回動作を与えるための偏心的に配置された延長部を有するシャフトとオルダム・リングとの使用は、一般的な当業者には周知である。
【００１８】
カウンターウェイト５０（図１）は、シャフト４６が通って挿入される開口を有するカラー部分を含む。カウンターウェイト５０は、図３及び４には示されていない。カウンターウェイト５０はまた、シャフト４６を偏心的に荷重して周回性のスクロール２４によるシャフト４６の偏心負荷を平衡させる部分的に円筒である壁５２を含む。開示された実施形態では、カウンターウェイト５０はシャフト４６上に熱収縮により嵌められる。シャフト４６は、シャフト４６の長手方向の長さに沿って伸長する内部通路５４と、通路５４から横へシャフト４６の半径方向の外面へと伸長する二次通路５６とを含む。通路５４、５６は、コンプレッサ・ハウジングの吸気圧力チャンバ内に位置づけられた油溜め５８と、シャフト４６に回転式に係合するベアリングとの間に潤滑油を送る。
【００１９】
２つのローラ・ベアリング６０は、シャフト４６上の、シャフト４６が各々周回性のスクロール２４とクランクケース６２とに係合する場所に配置されている。シャフト４６の反対側の端の近くにはボール・ベアリング６４が配置され、ベアリング・サポート６６内に取り付けられる。シャフト４６の支持は、２００１年９月２６日に提出された、本引用により開示に含まれるＨａｌｌｅｒ他の「シャフトの軸方向コンプライアンス機構」と題する米国特許出願第０９／９６４，２４１号に記述されているような類似方法で行うことができる。
【００２０】
クランクケース６２は、固定式スクロール２２内に位置づけられた間隙７４を通り抜けてクランクケース６２内のねじ穴７６と係合するネジ付きファスナー７２によって固定式スクロール２２に固定される。クランクケース６２は、周回性のスクロール２４とスライド式に係合して固定式スクロール２２から離れる周回性のスクロール２４の動作を制限するスラスト面６８を含む。クランクケース６２はまた、以下で詳述するようにクランクケースをステータ９２に固定する４本の脚７８を含む。シャフト４６は、クランクケース６２内の開口８０を通って伸長する。クランクケース６２は、水平なコンプレッサ・ハウジングの下部で脚７８間に配置され、カウンターウェイト５０が回転する空間を包囲するシュラウド部分７０を含む。シュラウド７０は、その上部沿いに、シュラウド７０によって部分的に包囲された空間とコンプレッサ２０の低圧のチャンバまたはプレナム３９のその他の空間との間の圧力等化を可能にする開口８１を含む。低圧のプレナム３９は、コンプレッサ・ハウジング８８内に周回性のスクロール２４とエンドキャップ１６８との間に位置づけられた空間を含み、入口管８６を介してコンプレッサ２０に戻される吸気圧力冷媒を受け入れる。
【００２１】
２本の脚７８間には、ファスナを使用して吸込みバッフル８２（図１）が固定される。図示されたファスナはソケット・ヘッド・キャップねじ８４であるが、セルフタッピンねじのような他のファスナ及び他の締め付け方法を使用して吸込みバッフル８２を固定することもできる。吸込みバッフル８２は、図４で最も良く分かるように、入口管８６に近接して配置される。冷媒は入口管８６を介してコンプレッサ・ハウジング８８に進入するが、吸込みバッフル８２は進入する冷媒の流路内に配置され、冷媒の方向をクランクケース６２の外周沿いに向け直す。クランクケース６２の外周は、吸込みバッフル８２に隣接して、入口２３への通路を画定するリセス８５を含む。クランクケース６２は、内部にシャフト４６を回転式に支持するためのローラ・ベアリング６０が設置されたスリーブ部分８９を含む。スリーブ８９は、開口８０とは反対側のシュラウド部分７０によって支持される。代替のクランクケース及び吸込みバッフル組み立ては、中間の高さに位置づけられたハウジング８８への入口を含む場合があり、この場合の吸込みバッフルは、入口８６と入口２３との間に位置づけられた、吸込みバッフルからオイルを除去するために吸込みバッフル沿いの冷媒の流れの方向を横切って伸長する狭い開口を有する。コンプレッサ２０により使用可能なクランクケース及び吸込みバッフルは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＨａｌｌｅｒ他の「コンプレッサ組み立て」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，７６８号により記述されている。
【００２２】
モータ９０はクランクケース６２に隣接して配置され、ステータ９２とロータ９４とを含む。ブッシング９６は、コンプレッサ２０を組み立てる際に、ステータ９２をクランクケース６２及びベアリング・サポート６６に対して正しく位置づけるために使用される。組み立てに際して、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６は個々に、シャフト４６が正しい位置合わせで挿入される穴を保有していなければならない。クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６には、これらの穴に対して精密に位置づけられた滑腔パイロット・ホール１００、１０２、１０４が設けられている。アライメント・ブッシング９６はパイロット・ホール内にぴったりと嵌り、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６の位置を正しく合わせる。次に、ボルト９８（図１）を使用して、ベアリング・サポート６６、モータ９０及びクランクケース６２が合わせて固定される。パイロット・ホール１００はクランクケース６２内の脚７８の遠位端に位置づけられ、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６を合わせて固定する際には、ボルト９８が通ってホール１００のねじ部分に係合する。モータ９０のステータ９２に位置づけられたパイロット・ホール１０２はステータ９２を通って伸長し、そこを介するボルト９８の通過を可能にする。ベアリング・サポート６６に位置づけられたパイロット・ホール１０４も同じくそこを介するボルト９８のシャフトの通過を可能にするが、ボルト９８のヘッドの通過を防止し、ボルト９８がクランクケース６２に係合してクランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６が合わせて固定されるとベアリング・サポート６６にもたれる。開示された実施形態では、ブッシング９６は中空のスリーブであり、ボルト９８はブッシング９６を通って挿入される。但し代替実施形態では、パイロット・ホール及びブッシングを使用して、これらの部品を合わせて固定する異なる方法により、クランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６の正しい位置合わせを行うことも可能である。例えば、パイロット・ホールはボルト９８が挿入される開口から分離していることも可能であり、またはパイロット・ホール及びアライメント・ブッシング９６を使用してクランクケース６２、モータ９０及びベアリング・サポート６６を合わせて固定する代替方法を採用することも可能である。コンプレッサ２０により使用可能なアライメント・ブッシングは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒの「アライメント・ブッシングを有するコンプレッサと組み立て方法」と題する米国暫定特許出願第６０／４１２，８６８号により記述されている。
【００２３】
モータ９０上には終端ピン・クラスタ１０８が位置づけられ、配線（図示されていない）がクラスタ１０８をエンドキャップ１６８に取り付けられた第２の終端ピン・クラスタ１１０に接続し、モータ９０にはこの配線を介して電力が供給される。終端のガードまたはフェンス１１１はエンドキャップ１６８に溶接され、終端クラスタ１１０を包囲する。シャフト４６はロータ９４の穴を介して伸長し、焼嵌めによってこれに回転式に固定され、これにより、ロータ９４が回転するとシャフト４６も回転する。ロータ９４は、そのベアリング・サポート６６に隣接する方の端にカウンターウェイト１０６を含む。
【００２４】
上述のように、シャフト４６は、ベアリング・サポート６６内に取り付けられるボール・ベアリング６４によって回転式に支持される。ベアリング・サポート６６は、ボール・ベアリング６４が取り付けられる実質上円筒形の開口１１４を画定する中心ボス１１２を含む。ボス１１２内にボール・ベアリング６４を保持するため、開口１１４の内部に位置づけられた溝１１６内に保持リング１１８が嵌め込まれる。ボス１１２にはオイル・シールド１２０が固定され、これは、そこからモータ９０の方へ伸長する円筒形の部分１２２を有する。円筒形の部分１２２によって外接される空間内にはカウンターウェイト１０６が配置され、これによりカウンターウェイト１０６は油溜め５８内に存在するオイルから遮蔽される。但し、ほとんどの状況下では、図４が示すようにオイル・レベル１２３はオイル・シールド１２０より下になることが予想される。オイル・シールド１２０は、これが油溜め５８へと移動するオイルへのカウンターウェイト１０６の影響を阻止し、かつまた偏心的に配置されるカウンターウェイト１０６の回転により生成される冷媒ガスの移動によって発生される可能性のある油溜め５８内のかきまぜを阻止するように配置される。オイル・シールド１２０の第２の実質的に円筒形である部分１２４は第１の円筒形部分１２２より小さい直径を有し、半径方向の内側へ曲がった遠位部分を有する複数の長手方向へ伸長するタブを有する。ボス１１２は円形の溝を含み、オイル・シールド１２０は、半径方向の内側へ曲がった遠位部分を円形の溝に係合させることによりボス１１２に固定される。コンプレッサ２０により使用可能なオイル・シールドは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒの「カウンターウェイト・シールドを有するコンプレッサ」と題する米国仮特許出願第６０／４１２，８３８号により記述されている。
【００２５】
支持アーム１３４は、ベアリング・サポート６６のボス１１２と外部リング１３６との間を伸長する。リング１３６の外周はプレス嵌めによってハウジング８８と係合し、ベアリング・サポート６６をその内部に固定する。外部リング１３６の内周は、ベアリング・サポート６６がモータ９０に係合されるとステータ９２の巻上げに対面する。リング１３６の外周上にはフラット１３８が位置づけられ、上側のフラット１３８は、冷媒が外部リング１３６とハウジング８８との間を通過できるようにして、吸込みプレナム内の圧力の等化を促進させる。リング１３６の底部に沿って位置づけられたフラット１３８は、油溜め５８内のオイルがリング１３６とハウジング８８との間を通過できるようにする。外部リング１３６の内周上に位置づけられたノッチ１４０は、ベアリング・サポート６６の機械加工の間にベアリング・サポート６６を位置づけるために使用可能であり、同じく冷媒がステータ９２とリング１３６との間を通過できるようにして吸込みプレナム３９内の圧力の等化を促進させる。ステータ９２の外周はまた、ステータ９２とハウジング８８との間に潤滑油及び冷媒が通って移動できる通路を供給するフラットを含む。
【００２６】
支持アーム１３４は、２つの最低位のアーム１３４が約１２０度の角度を成して２つの最低位のアーム１３４が油溜め５８内のオイルへと伸長する度合いを制限し、これにより、こうしたアーム１３４で油溜め５８内のオイルの変位を制限するように配置される。スリーブ１４２はベアリング・サポート６６から後方へ突出し、油溜め５８からの潤滑油の取りこみに備えている。スリーブ１４２には、オイル・ピックアップ・チューブ１４４がネジ付きファスナー１４６で固定される。Ｏリング１４８は、オイル・ピックアップ・チューブ１４４とスリーブ１４２との間にシールを供給する。図１が示すように、スリーブ内の穴には、スリーブ１４２を介する潤滑油の移動を促進するベーン１５０、逆転ポートプレート１５２、ピン１５４、ワッシャとウェーブ・スプリング１５６及び保持リング１５８が固定され、シャフト４６の端付近に配置される。ワッシャとウェーブ・スプリング１５６は、図１では１つの部品として示されているが２つの別個の部品であって、ワッシャは中央開口を含まない平坦な円形部品であり、ウェーブ・スプリングはシート材料から形成され、円形の外周、中央の開口及び外周を伸長する波形を有する。このようなワッシャ及びウェーブ・スプリングは、技術上周知である。コンプレッサ２０により使用可能なベアリング・サポートは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＨａｌｌｅｒの「ベアリング・サポートを有するコンプレッサ」と題する米国仮特許出願第６０／４１２，８９０号により記述されている。ベアリング・サポートはまた、外部リングの表面にステータにもたれる１つまたは複数の環状に離隔されたリセスを含む場合があり、これにより、ステータへのベアリング・サポートの固定によって発生するステータの積層における任意の膨出はリセス内へと突き出ることが可能である。このようなリセスの使用は、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒ他の「コンプレッサのベアリング・サポート及びステータ組み立て」と題する米国特許出願第１０／６１７，４７５号により記述されている。
【００２７】
図３及び４から分かるように、コンプレッサ・ハウジング８８は、比較的平坦な部分１６２を有する排出エンドキャップ１６０を含む。ハウジング８８はまた、円筒シェル１６６と、後エンドキャップ１６８とを含む。両エンドキャップ１６０、１６８は円筒シェル１６６に溶接され、密閉されたエンクロージャを供給している。エンドキャップ１６０、１６８は、深絞り鋼スタンピング成形法を使用して製造される。排気管１６４は、平坦な部分１６２の開口３６０を通って伸長する。溶接または蝋付けによる排気管１６４のエンドキャップ１６０への固定は、排気管１６４が通って配置される開口を直に取り囲む平坦な部分１６２の使用によって容易になる。エンドキャップ１６０は図５及び６に示され、平坦な部分１６２の縁は図５の鎖線で示されている。開示された実施形態では、排気管１６４は、エンドキャップ１６０に抵抗溶接された銅メッキ鋼管である。鋼管の使用は、排気管１６４に強度を与え、また、管１６４のエンドキャップ１６０への抵抗溶接を容易にする。排気管１６４に対する銅メッキの使用は、排気管１６４へのはんだ付け接続を容易にする。これにより、コンプレッサ２０のエンドユーザは、コンプレッサ２０から外側へ伸長する管１６４の端部へのはんだ付け接続をすぐに行うことができる。
【００２８】
コンプレッサ及びモータ仮組み立てが組み立てられて円筒形のハウジング・シェル１６６内へ焼嵌めされると、固定式スクロール部材２２が排出エンドキャップ１６０内へ配置され、エンドキャップ１６０の内面にしっかりと係合する。排出エンドキャップ１６０と固定式スクロール部材２２との間には、排気プレナム３８が形成される。圧縮された冷媒は、排気ポート３０を介して排出されるため、冷媒は排気プレナム３８に入り、続いて排気管１６４を介してコンプレッサ２０から排出される。圧縮された冷媒は、排気プレナム３８へと入る際にオイルも共に運ぶ。このオイルの中の幾分かは、冷媒から離れて排気プレナム３８の底部に蓄積する。排気管１６４は、排気プレナム３８の底部付近に位置づけられた入口ポート３５６を有し、よって排気管１６４を介して排出される蒸気の流れは排気プレナム３８の底部に溜まっていたオイルを伴って運び、これにより、排気プレナム３８に蓄積され得るオイルの量が制限される。図４の線３５４は、排気チャンバ３８に蓄積されるオイルの上面を表す。コンプレッサ２０の正常運転の間、排気チャンバ３８内に蓄積されるオイルの上面３５４は、典型的には入口ポート３５６の最低位部分より僅かに下である。
【００２９】
エンドキャップ１６０と固定式スクロール２２の裏面３５８とによって画定される排気チャンバ３８は、排気ポート３０と入口ポート３５６しか内部の開口を画定するもののない密閉されたチャンバである。上述のように、圧縮された冷媒とオイルとは排気ポート３０を介して排気チャンバ３８へ入り、弁３４は、冷媒またはオイルの排気チャンバ３８からポート３０への流れを防止する。排気チャンバ３８からの排出の間に圧縮された冷媒及びオイルが通過する排気管１６４への入口ポート５６は、ポート３０の下に垂直に、かつ排気チャンバ３８の下半分に位置づけられる。
【００３０】
開示された本実施形態は、排気チャンバ３８内に位置づけられる、実質上水平に配向された短く真っ直ぐな長さを有する内側部分３５０を有する排気管１６４を使用している。コンプレッサの排気口の代替実施形態は、排気管への入口が引き続き排気プレナムの底部付近に位置づけられ、そこに蓄積し得るオイルの量が制限されるように、管がプレナム内で下向きに、または上向きに伸長する状態で垂直のより高い位置または低い位置で排気プレナムへ進入する管を使用することも可能である。排気管１６４の外側部分３５２は、管の外側部分が排気管１６４の他の部分と同じ実質上水平な平面においてシャフト４６の方向を横切って伸長するように、９０度の角度で屈曲される場合もある。排気管１６４を介してコンプレッサ２０から排出されるオイルは、冷媒と共に凝縮回路を介して運ばれ、冷媒とオイルは入口管８６を介してコンプレッサ２０へ戻る。
【００３１】
取付けブラケット２０６及び２０８はハウジング８８に溶接され、コンプレッサ２０を概して水平方向に支持する。但し、図４から分かるように、取付けブラケット２０６、２０８は長さの異なる脚を有するため、実質上水平である間に通路５４によって画定されるシャフト４６の軸は傾斜して配置される。ブラケット２０６、２０８のこうした形状により、ベアリング・サポート６６の下に位置づけられかつ油溜め５８を画定する低圧のプレナム３９の一部はコンプレッサ２０における最下部分となる。底部ブレース部材２１０、２１２は、スウェージング作業によって支持部材２１４、２１６（図２）に固定されることが可能である。コンプレッサ２０によって使用される取付けブラケットは、２００２年９月２３日に提出された、本引用により開示に含まれるＳｋｉｎｎｅｒの「コンプレッサの取付けブラケットと製造方法」と題する米国仮特許出願第６０／４１２，８８４号により記述されたものであることが可能である。その他の取付けブラケットの使用も、また可能である。例えば、支持部材２１４及び２１６に類似する支持部材によって形成されているが、支持部材の全長に沿ってその外端を下向きに屈曲させてより大きな剛性を与えられている取付けブラケットを、コンプレッサ２０を支持するクロスブレイスなしに使用することもできる。
【００３２】
本発明を模範設計を有するものとして説明してきたが、本発明は、本開示内容の精神及び範囲内でさらに修正されることが可能である。従って本出願は、その一般的原理を使用する本発明のあらゆる変形、使用または応用を包含すべく意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるスクロール・コンプレッサの分解図である。
【図２】図１が示すコンプレッサの端面図である。
【図３】図２のコンプレッサの線３−３に沿った断面図である。
【図４】図２のコンプレッサの線４−４に沿った断面図である。
【図５】エンドキャップの端面図である。
【図６】エンドキャップの断面図である。
【図１】
2004270681.tif 000003
【図２】
2004270681.tif 000004
【図３】
2004270681.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004270681.tif 000008
【外国語明細書】
BACKGROUND OF THE INVENTION
1. Field of the Invention.
The present invention relates to compressors and, more particularly, the discharge chamber of a scroll compressor.
2. Description of the Related Art.
Conventional scroll compressors having a hermetically sealed housing in which the scrolls and a motor are housed.  Lubricating oil is also present within the housing and oftentimes collects in the lower portion of the housing which thereby acts as an oil sump.  The movement of the lubricating oil within the compressor during operation of the compressor, however, can lead to lubricating oil collecting in locations where it is undesirable for such lubricating oil to collect.
A scroll compressor which provides for the improved control and regulation of lubricating oil within the housing is desirable.
SUMMARY OF THE INVENTION
The present invention provides a scroll compressor having a discharge chamber with a discharge outlet which is positioned to prevent the excess accumulation of lubricating oil within the discharge chamber.
The invention comprises, in one form thereof, a compressor assembly for compressing a gas and lubricated with an oil which includes a housing, a discharge chamber defined within the housing and a compressor mechanism disposed within the housing.  The compressor mechanism defines a working space in which gas is compressed and has a first port in communication with the discharge chamber whereby compressed gas and oil are communicated from the working space to the discharge chamber.  A second port is located in the discharge chamber and defines an outlet in the housing through which compressed gas and oil are discharged from the compressor assembly.  The second port is disposed vertically below the first port in a lower half of the discharge chamber whereby oil collected within the discharge chamber is dischargable with the compressed gas through the second port and wherein substantially all fluids entering the discharge chamber enter through the first port and substantially all fluids exiting the discharge chamber exit through the second port.
The compressor assembly may also include a valve sealingly engageable with the first port wherein the valve allows fluids to enter the discharge chamber from the working space and inhibits passage of fluids from the discharge chamber to the working space.  The compressor assembly also includes a discharge tube wherein the discharge tube has an inlet positioned in the discharge chamber which defines the second port.  The discharge tube extends through the housing and the housing includes a relatively flat portion adjacent the discharge tube where the discharge tube is welded to the housing.  The compressor assembly may be a scroll compressor wherein the compressor mechanism includes mutually engaged fixed and orbiting scroll members and the first port is located in the fixed scroll member.
The invention comprises, in another form thereof, a compressor assembly for compressing a gas and lubricated with an oil which includes a hermetically sealed housing having a high pressure discharge chamber defining a first volume and a low pressure chamber.  A compressor mechanism is operably disposed within the housing between the high pressure discharge chamber and the low pressure chamber and defines a working space in which gas is compressed.  A motor for driving the compressor mechanism is located in the low pressure chamber.  A first port is in communication with the working space and the high pressure chamber and provides for the communication of compressed gas and oil from the working space to the high pressure chamber.  A second port in communication with the high pressure chamber defines an outlet in the housing.  The second port is disposed vertically below the first port with a majority of the first volume disposed vertically above the second port and wherein substantially all fluids entering the discharge chamber enter through the first port and substantially all fluids exiting the discharge chamber exit through the second port.
The compressor assembly also includes a housing which defines an inlet opening in communication with the low pressure chamber.  The low pressure chamber also defines an oil sump.
The invention comprises, in another form thereof, a method of controlling the movement and accumulation of oil in a compressor mechanism.  The method includes providing an hermetically sealed housing defining a high pressure chamber and a low pressure chamber and providing a compressor mechanism within the housing.  The compressor mechanism is used to compress gas.  Oil and compressed gas are discharged from the compressor mechanism into the high pressure chamber through a first port.  Oil is accumulated in a bottom portion of the high pressure chamber.  A second port is positioned in the high pressure chamber vertically between the bottom portion and the first port and the accumulation of oil is limited within the high pressure chamber by discharging excess oil through the second port together with compressed gas.  The method also includes enclosing the high pressure chamber wherein substantially all fluids entering and discharged from the high pressure chamber enter and exit the high pressure chamber through the first and second ports.
The method may also include providing a motor for driving the compressor mechanism and disposing the motor in the low pressure chamber.  The method may also include the step of circulating oil within the low pressure chamber.  The step of circulating oil within the low pressure chamber includes collecting oil within an oil sump disposed within the low pressure chamber.  The compressor mechanism may include a fixed scroll member and an orbiting scroll member wherein the step of compressing a gas with the compressor mechanism involves orbiting the orbiting scroll member relative to the fixed scroll member.
An advantage of the present invention is that by positioning the outlet port of the discharge chamber in the lower portion of the discharge chamber, the vapor flow of compressed gas exiting the discharge chamber removes oil from the discharge chamber when an excess quantity of oil has collected in the discharge chamber.
Another advantage of the present invention is that by using a discharge tube which extends through the compressor housing at a flat portion of the housing the attachment of the discharge tube to the housing, such as by resistance welding, is facilitated.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The above mentioned and other features and objects of this invention, and the manner of attaining them, will become more apparent and the invention itself will be better understood by reference to the following description of an embodiment of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings, wherein:
Figure 1 is an exploded view of  a scroll compressor in accordance with the present invention.
Figure 2 is an end view of the compressor of Figure 1.
Figure 3 is a sectional view of the compressor of Figure 2 taken along line 3-3.
Figure 4 is a sectional view of the compressor of Figure 2 taken along line 4-4.
Figure 5 is an end view of an end cap.
Figure 6 is a cross sectional view of an end cap.
Corresponding reference characters indicate corresponding parts throughout the several views.  Although the exemplification set out herein illustrates an embodiment of the invention, the embodiment disclosed below is not intended to be exhaustive or to be construed as limiting the scope of the invention to the precise form disclosed.
DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION
In accordance with the present invention, a scroll compressor 20 is shown in an exploded view in Figure 1.  Scroll compressor 20 includes a fixed or stationary scroll member 22 which is engaged with an orbiting scroll member 24.  Fixed and orbiting scroll members 22, 24 respectively include an involute wrap 26, 28.  A refrigerant is compressed between scroll members 22, 24 in pockets which are formed between involute wraps 26, 28 and which migrate radially inwardly as scroll member 24 orbitally moves relative to fixed scroll member 22.  The refrigerant enters the space between the scroll members at low pressure through inlet 23 (Fig. 4) located at the radially outer portion of the space formed between scroll members 22, 24 and is discharged at a relatively high pressure through a discharge port 30 located proximate the radial center of fixed scroll member 22.  Scroll members 22, 24 each have carbon steel tip seals 40 mounted in recesses located in the distal tips of involute wraps 26, 28, for providing a seal between involute wraps 26, 28 and the base plate of the opposing scroll member. 
A one-way valve allows compressed refrigerant to be discharged into a discharge chamber or plenum 38 and prevents compressed refrigerant located in discharge plenum 38 from reentering discharge port 30.  The valve includes an exhaust valve leaf 32 which sealingly engages fixed scroll member 22 at discharge port 30 and an exhaust valve retainer 34.  Valve leaf 32 is secured between fixed scroll member 22 and valve retainer 34.  Valve retainer 34 has a bend at its distal end which allows valve leaf 32 to flex outwardly away from discharge port 30 when gas is compressed between scroll members 22, 24 and thereby permit the passage of  high pressure gas into discharge plenum 38.  Valve retainer 34 limits the extent to which valve leaf 32 may flex outwardly away from discharge port 30 to prevent damage from excessive flexing of valve leaf 32.   A threaded fastener 36 secures valve retainer 34 and valve leaf 32 to fixed scroll member 22.  An alternative valve that may be used with compressor 20 is described by Haller et al. in U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60/412,905 entitled COMPRESSOR HAVING DISCHARGE VALVE filed on September 23, 2002 and which is hereby incorporated herein by reference.  Pressure relief valve 27 is positioned between scroll members 22, 24 to allow discharge pressure gas to be directed into the suction pressure inlet in the event of overpressurization.
An Oldham ring 44 is disposed between fixed scroll member 22 and orbiting scroll member 24 to control the relative motion between orbiting scroll member 24 and fixed scroll member 22.  Orbiting scroll 24 is mounted on an eccentrically positioned extension 48 on shaft 46 and rotation of shaft 46 imparts a relative orbital movement between orbiting scroll 24 and fixed scroll 22.  The use of shafts having eccentrically positioned extensions and Oldham rings to impart a relative orbital motion between scroll members of a compressor is well known to those having ordinary skill in the art. 
A counterweight 50 (Fig. 1) includes a collar portion with an opening through which shaft 46 is inserted.  Counterweight 50 is not shown in Figures 3 and 4.  Counterweight 50 also includes a partially cylindrical wall 52 which eccentrically loads shaft 46 to counterbalance the eccentric loading of shaft 46 by orbiting scroll 24.  Counterweight 50 is heat shrink fitted onto shaft 46 in the disclosed embodiment.  Shaft 46 includes an internal passageway 54 extending the longitudinal length of shaft 46 and secondary passages 56 extending transversely from passageway 54 to the radially outer surface of shaft 46.  Passageways 54, 56 communicate lubricating oil between oil sump 58, which is located in the suction pressure chamber of the compressor housing, and bearings rotatably engaging shaft 46.
Two roller bearings 60 are positioned on shaft 46 where shaft 46 respectively engages orbiting scroll 24 and crankcase 62.  A ball bearing 64 is positioned near the opposite end of shaft 46 and is mounted within bearing support 66.  Shaft 46 may be supported in a manner similar to that described by Haller et al. in U.S. Patent Application Serial No. 09/964,241 filed Sept. 26, 2001 entitled SHAFT AXIAL COMPLIANCE MECHANISM and which is hereby incorporated herein by reference. 
Crankcase 62 is secured to fixed scroll 22 with threaded fasteners 72 which pass through apertures 74 located in fixed scroll 22 and engage threaded bores 76 in crankcase 62.  Crankcase 62 includes a thrust surface 68 which slidably engages orbiting scroll 24 and restricts movement of orbiting scroll 24 away from fixed scroll 22.  Crankcase 62 also includes four legs 78 which secure the crankcase to stator 92 as described in greater detail below.  Shaft 46 extends through opening 80 in crankcase 62.  Crankcase 62 includes a shroud portion 70 which is disposed between legs 78 in the lower portion of the horizontal compressor housing and partially encloses a space within which counterweight 50 rotates.  Shroud 70 includes an opening 81 along its upper portion which permits the equalization of pressure between the space partially enclosed by shroud 70 and the remainder of the low pressure chamber or plenum 39 of compressor 20.  Low pressure plenum 39 includes that space within compressor housing 88 located between orbiting scroll 24 and end cap 168 and receives the suction pressure refrigerant which is returned to compressor 20 through inlet tube 86.    
A suction baffle 82 (Fig. 1) is secured between two legs 78 using fasteners.  The illustrated fasteners are socket head cap screws 84 but other fasteners such as self-tapping screws and other fastening methods may also be used  to secure suction baffle 82.  Suction baffle 82 is positioned proximate inlet tube 86 as best seen in Figure 4.  Refrigerant enters compressor housing 88 through inlet tube 86 and suction baffle 82 is positioned in the flow path of entering refrigerant to redirect the refrigerant along the outer perimeter of crankcase 62.  The outer perimeter of crankcase 62 includes a recess 85 adjacent suction baffle 82 which defines a passage to inlet 23.  Crankcase 62 includes a sleeve portion 89 in which roller bearing 60 is mounted for rotatably supporting shaft 46.  Sleeve 89 is supported by shroud portion 70 opposite opening 80.  An alternative crankcase and suction baffle assembly may include an inlet to housing 88 located at mid-height wherein the suction baffle has a narrow opening located between inlet 86 and inlet 23 which extends transverse to the flow direction of refrigerant along the suction baffle to strip oil from the suction baffle.  Crankcases and suction baffles which may be used with compressor 20 are described by Haller, et al. in U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60/412,768 entitled COMPRESSOR ASSEMBLY filed on September 23, 2002 and which is hereby incorporated herein by reference.
A motor 90 is disposed adjacent crankcase 62 and includes a stator 92 and a rotor 94.  Bushings 96 are used to properly position stator 92 with respect to crankcase 62 and bearing support 66 when assembling compressor 20.  During assembly, crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 must have their respective bores through which shaft 46 is inserted precisely aligned.  Smooth bore pilot holes 100, 102, 104 which are precisely located relative to these bores are provided in crankcase 62, motor 90 and bearing support 66.  Alignment bushings 96 fit tightly within the pilot holes to properly align crankcase 62, motor 90 and bearing support 66.  Bolts 98 (Fig. 1) are then used to secure bearing support 66, motor 90 and crankcase 62 together.  Pilot holes 100 are located on the distal ends of legs 78 in crankcase 62 and bolts 98 are threaded into engagement with threaded portions of holes 100 when securing crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 together.  Pilot holes 102 located in stator 92 of motor 90 extend through stator 92 and allow the passage of bolts 98 therethrough.  Pilot holes 104 located in bearing support 66 also allow the passage of the shafts of bolts 98 therethrough but prevent the passage of the heads of bolts 98 which bear against bearing support 66 when bolts 98 are engaged with crankcase 62 to thereby secure crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 together.  In the disclosed embodiment, bushings 96 are hollow sleeves and bolts 98 are inserted through bushings 96.  Alternative embodiments, however, could employ pilot holes and bushings to properly align crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 with different methods of securing these parts together.  For example, the pilot holes could be separate from the openings through which bolts 98 are inserted or alternative methods of securing crankcase 62, motor 90 and bearing support 66 together could be employed with the use of pilot holes and alignment bushings 96.  Alignment bushings which may be used with compressor 20 are described by Skinner in U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60/412,868 entitled COMPRESSOR HAVING ALIGNMENT BUSHINGS AND ASSEMBLY METHOD filed on September 23, 2002 and which is hereby incorporated herein by reference.
A terminal pin cluster 108 is located on motor 90 and wiring (not shown) connects cluster 108 with a second terminal pin cluster 110 mounted in end cap 168 and through which electrical power is supplied to motor 90.  A terminal guard or fence 111 is welded to end cap 168 and surrounds terminal cluster 110.  Shaft 46 extends through the bore of rotor 94 and is rotationally secured thereto by a shrink fit whereby rotation of rotor 94 also rotates shaft 46.  Rotor 94 includes a counterweight 106 at its end proximate bearing support 66.
As mentioned above, shaft 46 is rotatably supported by ball bearing 64 which is mounted in bearing support 66.  Bearing support 66 includes a central boss 112  which defines a substantially cylindrical opening 114 in which ball bearing 64 is mounted.  A retaining ring 118 is fitted within a groove 116 located in the interior of opening 114 to retain ball bearing 64 within boss 112.  An oil shield 120 is secured to boss 112 and has a cylindrical portion 122 which extends towards motor 90 therefrom.  Counterweight 106 is disposed within the space circumscribed by cylindrical portion 122 and is thereby shielded from the oil located in oil sump 58, although it is expected that the oil level 123 will be below oil shield 120 under most circumstances, as shown in Figure 4.  Oil shield 120 is positioned so that it inhibits the impacting of counterweight 106 on oil migrating to oil sump 58 and also inhibits the agitation of oil within oil sump 58 which might be caused by the movement of refrigerant gas created by the rotation of eccentrically positioned counterweight 106.  A second substantially cylindrical portion 124 of oil shield 120 has a smaller diameter than the first cylindrical portion 122 and has a plurality of longitudinally extending tabs with radially inwardly bent distal portions.  Boss 112 includes a circular groove and oil shield 120 is secured to boss 112 by engaging the radially inwardly bent distal portions with the circular groove.  An oil shield which may be used compressor 20 is described by Skinner in U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60/412,838 entitled COMPRESSOR HAVING COUNTERWEIGHT SHIELD filed on September 23, 2002 and which is hereby incorporated herein by reference. 
Support arms 134 extend between boss 112 and outer ring 136 of bearing support 66.  The outer perimeter of ring 136 is press fit into engagement with housing 88 to secure bearing support 66 therein.  The interior perimeter of outer ring 136 faces the windings of stator 92 when bearing support 66 is engaged with motor 90.  Flats 138 are located on the outer perimeter of ring 136 and the upper flat 138 facilitates the equalization of pressure within suction plenum by allowing refrigerant to pass between outer ring 136 and housing 88.  Flat 138 located along the bottom of ring 136 allows oil in oil sump 58 to pass between ring 136 and housing 88.  A notch 140 located on the interior perimeter of outer ring 136 may be used to locate bearing support 66 during machining of bearing support 66 and also facilitates the equalization of pressure within suction plenum 39 by allowing refrigerant to pass between stator 92 and ring 136.  The outer perimeter of stator 92 also includes flats to provide passages between stator 92 and housing 88 through which lubricating oil and refrigerant may be communicated. 
Support arms 134 are positioned such that the two lowermost arms 134 form an angle of approximately 120 degrees to limit the extent to which the two lowermost arms 134 extend into the oil in sump 58 and thereby limit the displacement of oil within oil sump 58 by such arms 134.  A sleeve 142 projects rearwardly from bearing support 66 and provides for uptake of lubricating oil from oil sump 58.  An oil pick up tube 144 is secured to sleeve 142 with a threaded fastener 146.  An O-ring 148 provides a seal between oil pick up tube 144 and sleeve 142.  As shown in Fig. 1, secured within a bore in sleeve and positioned near the end of shaft 46 are vane 150, reversing port plate 152, pin 154, washer and wave spring 156, and retaining ring 158 which facilitate the communication of lubricating oil through sleeve 142.  Although appearing as one part in Figure 1, washer and wave spring 156 are two separate parts wherein the washer is a flat circular part which does not include a central opening while the wave spring is formed from a sheet material and has a circular outer perimeter and central opening and circumferentially extending undulations.  Such washers and wave springs are known in the art.  A bearing support which may be used with compressor 20 is described by Haller in U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60/412,890 entitled COMPRESSOR HAVING BEARING SUPPORT filed September 23, 2002 and which is hereby incorporated herein by reference.  The bearing support may also include one or more circumferentially spaced recesses in the surface of the outer ring which bears against the stator whereby any bulges in the laminations of the stator caused by the securing of the bearing support against the stator may project into the recesses.  The use of such recesses is described by Skinner et al. in U.S. Patent Application Serial No. 10/617,475 entitled BEARING SUPPORT AND STATOR ASSEMBLY FOR COMPRESSOR which is hereby incorporated herein by reference.
As can be seen in Figures 3 and 4, compressor housing 88 includes a discharge end cap 160 having a relatively flat portion 162.  Housing 88 also includes a cylindrical shell 166 and rear end cap 168.  End caps 160, 168 are welded to cylindrical shell 166 to provide an hermetically sealed enclosure.  End caps 160, 168 are manufactured using a deep drawn steel stamping process.  A discharge tube 164 extends through an opening 360 in flat portion 162.  The securement of discharge tube 164 to end cap 160 by  welding or brazing is facilitated by the use of flat portion 162 immediately surrounding the opening through which discharge tube 164 is positioned.  End cap 160 is shown in Figures 5 and 6 and the border of flat portion 162 is shown with a phantom line in Figure 5.  In the disclosed embodiment, discharge tube 164 is a copper plated steel tube which is resistance welded to end cap 160.  The use of a steel tube provides strength to discharge tube 164 and also facilitates the resistance welding of tube 164 to end cap 160.  The use of copper plating on discharge tube 164 facilitates a soldered connection to discharge tube 164.  The end user of compressor 20 may thereby readily make a soldered connection to the end of tube 164 which extends outwardly from compressor 20. 
After the compressor and motor subassembly is assembled and shrink-fitted into cylindrical housing shell 166, fixed scroll member 22 is positioned within discharge end cap 160 and tightly engages the interior surface of end cap 160.  Discharge plenum 38 is formed between discharge end cap 160 and fixed scroll member 22.  As compressed refrigerant is discharged through discharge port 30 it enters discharge plenum 38 and is subsequently discharged from compressor 20 through discharge tube 164.  Compressed refrigerant carries oil with it as it enters discharge plenum 38.  Some of this oil will separate from the refrigerant and accumulate in the bottom portion of discharge plenum 38.  Discharge tube 164  has an entry port 356 located near the bottom portion of discharge plenum 38 so that the vapor flow discharged through tube 164 will carry with it oil which has settled to the bottom portion of discharge plenum 38 and thereby limit the quantity of oil which can accumulate in discharge plenum 38.  Line 354 in Figure 4 represents the upper surface of oil accumulated in discharge chamber 38.  During normal operation of compressor 20, upper surface 354 of accumulated oil in discharge chamber 38 will typically be slightly below the lowermost portion of entry port 356. 
Discharge chamber 38 defined by end cap 160 and rear surface 358 of fixed scroll 22 is a hermetically sealed chamber with discharge port 30 and entry port 356 defining the only openings therein.  As described above, compressed refrigerant and oil enters discharge chamber 38 through discharge port 30 and valve 34 prevents the passage of refrigerant or oil from discharge chamber 38 into port 30.  Entry port 56 to discharge tube 164, through which compressed refrigerant and oil passes during discharge from discharge chamber 38, is located vertically below port 30 and in the lower half of discharge chamber 38.
The disclosed embodiment utilizes a discharge tube 164 which has an inner portion 350 located within discharge chamber 38 which has a short, straight length which is oriented substantially horizontal.  Alternative embodiments of the discharge outlet for the compressor could utilize a tube which enters discharge plenum at a vertically higher or lower location with the tube extending downwardly or upwardly within the plenum so that the inlet to the discharge tube was still located near the bottom of the discharge plenum to limit the quantity of oil which could accumulate therein.  The outer portion 352 of discharge tube 164 may be bent at a 90 degree angle such that the outer portion of the tube extends transverse to the direction of shaft 46 in the same substantially horizontal plane as the remainder of discharge tube 164.  The oil discharged from compressor 20 via discharge tube 164 is carried with the refrigerant through a condensing circuit and the refrigerant and oil returns to compressor 20 via intake tube 86.
Mounting brackets 206 and 208 are welded to housing 88 and support compressor 20 in a generally horizontal orientation.  As can be seen in Figure 4, however, mounting brackets 206, 208 have legs which differ in length such that the axis of shaft 46 defined by passage 54 while substantially horizontal will be positioned at an incline.  The configuration of brackets 206, 208 are such that the portion of low pressure plenum 39 positioned below bearing support 66 and which defines oil sump 58 will be the lowermost portion of compressor 20.  Bottom brace members 210, 212 may be secured to support members 214, 216 (Fig. 2) by a swaging operation.  The mounting brackets used with compressor 20 may be those described by Skinner in U.S. Provisional Patent Application Serial No. 60/412,884 entitled COMPRESSOR MOUNTING BRACKET AND METHOD OF MAKING filed on September 23, 2002 and which is hereby incorporated herein by reference.  Alternative mounting brackets may also be employed.  For example, mounting brackets formed by support members similar to members 214 and 216 but which have been given greater rigidity by bending their outer edges downward along the full length of the support members may be used without a crossbrace to support compressor 20.
While this invention has been described as having an exemplary design, the present invention may be further modified within the spirit and scope of this disclosure.  This application is therefore intended to cover any variations, uses, or adaptations of the invention using its general principles.
WHAT IS CLAIMED IS:
1. A compressor assembly for compressing a gas and lubricated with an oil, said compressor assembly comprising:
a housing;
a discharge chamber defined within said housing;
a compressor mechanism disposed within said housing and defining a working space in which gas is compressed, said compressor mechanism having a first port in communication with said discharge chamber whereby oil and compressed gas are communicated from said working space to said discharge chamber; and
a second port in said discharge chamber defining an outlet in said housing through which oil and compressed gas are discharged from said compressor assembly, said second port disposed vertically below said first port in a lower half of said discharge chamber whereby oil collected within said discharge chamber is dischargable with the compressed gas through said second port and wherein substantially all fluids entering said discharge chamber enter through said first port and substantially all fluids exiting said discharge chamber exit through said second port.
2. The compressor assembly of claim 1 further comprising a valve sealingly engageable with said first port, said valve allowing fluids to enter said discharge chamber from said working space and inhibiting passage of fluids from said discharge chamber to said working space.
3. The compressor assembly of claim 1 further comprising a discharge tube, said discharge tube having an inlet positioned in said discharge chamber, said inlet defining said second port.
4. The compressor assembly of claim 3 wherein said discharge tube extends through said housing and said housing includes a relatively flat portion adjacent said discharge tube, said discharge tube being welded to said housing at said flat portion.
5. The compressor assembly of claim 1 wherein said compressor mechanism comprises a fixed scroll member and an orbiting scroll member, said fixed and orbiting scroll members being mutually engaged, said first port located in said fixed scroll member.
6. A compressor assembly for compressing a gas and lubricated with an oil, said compressor assembly comprising:
a hermetically sealed housing defining a high pressure discharge chamber defining a first volume and a low pressure chamber;
a compressor mechanism disposed within said housing, said compressor mechanism operably disposed between said high pressure discharge chamber and said low pressure chamber and defining a working space in which gas is compressed; 
a motor for driving said compressor mechanism, said motor located in said low pressure chamber;
a first port in communication with said working space and said high pressure chamber wherein compressed gas and oil are communicated from said working space to said high pressure chamber;
a second port defining an outlet in said housing and in communication with said high pressure chamber, said second port disposed vertically below said first port wherein a majority of said first volume is disposed vertically above said second port and wherein substantially all fluids entering said discharge chamber enter through said first port and substantially all fluids exiting said discharge chamber exit through said second port.
7. The compressor assembly of claim 6 further comprising a discharge tube, said discharge tube having an inlet positioned in said high pressure chamber, said inlet defining said second port.
8. The compressor assembly of claim 7 wherein said discharge tube extends through said housing and said housing includes a relatively flat portion adjacent said discharge tube, said discharge tube being welded to said housing at said flat portion.
9. The compressor assembly of claim 6 wherein said compressor mechanism comprises a fixed scroll member and an orbiting scroll member, said fixed and orbiting scroll members being mutually engaged, said first port defined by said fixed scroll member.
10. The compressor assembly of claim 9 further comprising a valve sealingly engageable with said first port, said valve allowing fluids to enter said high pressure chamber and inhibiting passage of fluids from said high pressure chamber through said first port.
11. The compressor assembly of claim 6 wherein said housing defines an inlet opening in communication with said low pressure chamber.
12. The compressor assembly of claim 6 wherein said low pressure chamber defines an oil sump.
13. A method of controlling the movement and accumulation of oil in a compressor mechanism, said method comprising
providing an hermetically sealed housing defining a high pressure chamber and a low pressure chamber;
providing a compressor mechanism within said housing;
compressing a gas with said compressor mechanism and discharging oil and compressed gas from said compressor mechanism into said high pressure chamber through a first port;
accumulating oil in a bottom portion of said high pressure chamber;
positioning a second port in said high pressure chamber vertically between said bottom portion and said first port;
limiting the accumulation of oil within said high pressure chamber by discharging excess oil through said second port together with compressed gas; and
enclosing said high pressure chamber wherein substantially all fluids entering and discharged from said high pressure chamber enter and exit said high pressure chamber through said first and second ports.
14. The method of claim 13 further comprising providing a motor for driving said compressor mechanism and disposing said motor in said low pressure chamber.
15. The method of claim 14 further comprising the step of circulating oil within said low pressure chamber.
16. The method of claim 15 said step of circulating oil within said low pressure chamber includes collecting oil within an oil sump disposed within said low pressure chamber.
17. The method of claim 13 wherein said compressor mechanism comprises a fixed scroll member and an orbiting scroll member and said step of compressing a gas with said compressor mechanism includes orbiting said orbiting scroll member relative to said fixed scroll member.
ABSTRACT OF THE DISCLOSURE
A compressor assembly having a housing in which a compressor mechanism and discharge chamber are located.  A first port communicates compressed gas and oil from the compressor mechanism to the discharge chamber.  A one-way valve allows the compressed gas and oil to enter the discharge chamber through the first port.  A second port in the discharge chamber defines an outlet in the housing through which compressed gas and oil are discharged from the compressor assembly.  The second port is disposed vertically below the first port in the lower half of the discharge chamber to thereby limit the quantity of oil which may collect in the discharge chamber.  The second port may be defined by a discharge tube which passes through the housing at a flat portion of the housing which thereby facilitates the welding of the tube to the housing. 
【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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【図６】
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