(57)【要約】【課題】電動圧縮機の密閉容器の内部に溜められた冷凍機油が冷凍空調サイクルを循環する冷媒ガスの流れに乗って密閉容器の外へ放出されてしまい、電動圧縮機が故障に至る一方で、冷凍空調サイクルの効率が極端に低下するという不具合が生じることを効果的に防止する。【解決手段】電動機部３と圧縮機構部２を連結するシャフト４の端部に窪７みを設け、窪み７の中若しくは上方に吐出管５を配置し、窪みの壁面は傾斜を設けた形状とし、底部に貫通穴を設けて窪みからの冷凍機油の排出を促進する構成としている。これにより、密閉容器内部では電動圧縮機の作動時に吐出管５の吸入口６周辺部では冷凍機油の混入の希薄な冷媒ガスの区域が構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内には動作流体を機械的に圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、シャフトの一方の端部には軸方向の窪みを設け、この窪みの中、もしくはこの窪みの上方に圧縮された動作流体を密閉容器の外へ導く吐出管の入り口部を設けた事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項２】
シャフトの端部に設けた窪みの形状を台形とした事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】
シャフトの端部に設けた窪みの底部に貫通穴を設けた事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。
【請求項４】
密閉容器内には動作流体を機械的に圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、シャフトの一方の端部には回転盤を設け、この回転盤の形状をくぼみ形状として、回転盤には貫通穴を設け、この回転盤の上方に圧縮された動作流体を密閉容器の外へ導く吐出管の入り口部を設けた事を特徴とする密閉型電動圧縮機。
【請求項５】
シャフトの端部に設けた回転盤の壁面の形状に起伏を持たせてその表面積を増大させた事を特徴とする請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
【請求項６】
シャフトの端部に設けた回転盤の壁面表面には微細な凹凸を設けた事を特徴とする請求項４または請求項５に記載の密閉型電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷暖房の空調装置や冷凍装置あるいは乾燥機などに用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のいわゆる密閉型電動圧縮機においては、電動圧縮機の密閉容器の内部に溜められた冷凍機油が冷凍空調サイクルを循環する冷媒ガスの流れに乗って密閉容器の外へ放出されてしまうと、圧縮機構部における潤滑油の不足が生じるため、これに起因して電動圧縮機が故障に至る一方で、冷凍空調サイクルを循環する冷媒ガス中の油分の割合が増える事により、冷暖房の効率が極端に低下するという不具合が生じる。
【０００３】
このため、密閉型電動圧縮機の運転中に冷凍機油を密閉容器内に滞留、保持させる方策の効果の成否が電動圧縮機の信頼性向上と冷凍空調サイクルの効率向上のための重要な要因となる。
【０００４】
このため、効率の良い電動圧縮機を実現する事を意図して、密閉容器内部の冷凍機油と冷媒ガスを密閉容器内で分離させたり、密閉容器の外に設けた油分離器で冷媒ガスと冷凍機油を分離する事を主眼とした技術的な取り組みが従来から数多く提案されている。
【０００５】
例えば特許文献１や文献２では、密閉容器の外に冷凍機油を混合した冷媒ガスの連絡通路を設けて、この通路を通過したガスの流れを密閉容器内を通過してきたガスの流れと相互に干渉させて冷媒ガス中の油分を掻き落す方策が取られている。
【０００６】
また、特許文献３では圧縮機構部と電動機部と密閉容器で囲まれるわずかな空間部に冷凍機油交じりの冷媒をろ過して冷凍機油を分離するフィルターを設けている。
【０００７】
また、特許文献４、５、６では密閉容器内の冷媒ガス通路部に冷媒ガス中の冷凍機油を掻き落すための分離板やメッシュフィルターを設けている。
【０００８】
また、特許文献７、８では密閉容器内の吐出管入り口部に隔壁を設けたり、吐出管を曲げる事により油交じりの冷凍機油が密閉容器の外に出るのを抑制している。
【０００９】
また、特許文献９では圧縮機構を駆動させる電動機と圧縮機構部を繋ぐクランク軸に油分離盤を取り付けて、この盤に付着した冷媒ガス中の油分を盤の回転により生じる遠心力で周辺の電動機部へ飛ばしている。
【００１０】
しかし、いずれも密閉容器内部で攪拌され霧状に微細化された冷凍機油を捕獲した後の処理が不十分であり、霧状に微細化された冷凍機油を液化させて密閉容器底部の冷凍機油溜りへ誘導して戻すには不確実である。また、吐出管から霧状の冷凍機油が吸引されて密閉容器の外部へ排出される事を抑制する効果も不十分であった。
【００１１】
このため、冷媒ガス中の冷凍機油の分離効率を向上させ、冷凍機油を再度液状に戻し、かつ、吐出管から冷凍機油が排出されるのを抑制する効果に結びつけるための方策を確立する事が技術的な課題の一つとなっている。
【特許文献１】特開２００５−１４７０７７号公報
【特許文献２】特開２００５−１２０８６４号公報
【特許文献３】特開２００５−１１３８６１号公報
【特許文献４】特開２００４−３４００６３号公報
【特許文献５】特開２００４−３１６５３２号公報
【特許文献６】特開２００５−０５４７４２号公報
【特許文献７】特開２００５−１５５５１８号公報
【特許文献８】特開２００５−１１３７２６号公報
【特許文献９】特開平９−２６４２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明では、電動圧縮機の密閉容器内部の冷凍機油が、密閉容器に設けられた吐出管を通じて冷凍空調サイクル中へ戻る冷媒ガスの流れに混入して密閉容器の外部へ排出される事を十分に抑制し、性能の安定した密閉型電動圧縮機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために本発明の密閉型電動圧縮機では、電動機部と圧縮機構部を連結するシャフトの端部に窪みを設け、この窪みの中、若しくは窪みの上方に吐出管を配置している。
【００１４】
さらに、この窪みの壁面は傾斜を設けた形状とし、さらには窪みの底部に貫通穴を設けて窪みからの冷凍機油の排出を促進する構成としている。
【００１５】
また、シャフトの端部には回転盤を設け、この回転盤の壁面を緩やかな窪み形状に構成し、この壁面には貫通穴を配置して、この回転盤の中、若しくは上方に吐出管を配置している。
【００１６】
さらに、回転盤の壁面は起伏形状で構成し、あるいは壁面に微小な凹凸を形成している。
【００１７】
以上の手段により、密閉容器内部では電動圧縮機の作動時に吐出管の吸入口周辺部では冷凍機油の混入の希薄な冷媒ガスの区域が構成され、前記仕様の回転盤を取り付けた場合には遠心力の作用による冷媒ガスの概渦巻き流の形成が促進され、吐出管吸入口周辺部の冷媒ガス中の冷凍機油が更に希薄に構成される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の密閉型電動圧縮機では、圧縮機の作動時に吐出管周辺部には冷凍機油の混入の希薄な冷媒ガスが供給されるので、冷凍機油が密閉容器内に十分に確保される一方で、冷凍空調サイクル中へ流出する冷媒ガス中での冷凍機油の含有比率が抑制される。これにより圧縮機構部の異常磨耗による故障のない、冷凍効率の高い高品質高性能の密閉型電動圧縮機が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
第１の発明は、密閉容器内には動作流体を機械的に圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、シャフトの一方の端部には軸方向に窪みを設け、この窪みの中、もしくはこの窪みの上方に圧縮された動作流体を密閉容器の外へ導く吐出管の吸入口部を設けている。この特徴により、電動圧縮機の駆動時には、電動機部とシャフトの回転により冷凍機油の混入した冷媒ガスに渦が生じ、遠心力の作用で冷媒ガス中の冷凍機油の部分が吐出管の吸入口周辺から遠ざかるように運動するので前記吸入口周辺部では冷凍機油の含有量の相対的に希薄な冷媒ガスが供給されるので、吐出管を通じて密閉容器の外部へ流出する冷凍機油の量が抑制される。
【００２０】
第２の発明は、第１の発明におけるシャフトの端部に設けた窪みの形状を台形形状としているので、シャフト回転時の遠心力の作用で窪み壁面に付着した冷凍機油が吐出管吸入口の周辺部へ飛散し排除される。
【００２１】
第３の発明は、第１の発明および第２の発明におけるシャフトの端部に設けた窪みの底部に貫通穴を設けているので、窪みの壁面に吸着し、窪みに蓄積された冷凍機油が貫通穴を通じて周囲に排出されるので、一度分離された冷凍機油が窪みに溜まる心配がない。
【００２２】
第４の発明は、密閉容器内には動作流体を機械的に圧縮する圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動させる電動機部と、この電動機部の動力を圧縮機構部へ伝達するシャフトを備え、シャフトの一方の端部には回転盤を設け、この回転盤の形状をくぼみ形状として、回転盤には貫通穴を設け、この回転盤の上方に圧縮された動作流体を密閉容器の外へ導く吐出管の入り口部を設けている。この特徴により、吐出管吸入口周辺部において、回転盤で積極的に冷媒ガスの渦流を生起させ、併せてガス中の冷凍機油を捕獲した後、これを遠心力の作用で吐出管周辺部へ飛散させて排除し、あるいは貫通穴を通じて回転盤の裏面となる圧縮機の下部に落下させ、前記吸入口から冷凍機油の飛沫を遠ざける。  このため、吐出管を通じて密閉容器の外部へ流出する冷凍機油の量が抑制される。
【００２３】
第５の発明は、第４の発明におけるシャフトの端部に設けた回転盤の形状に起伏を持たせてその表面積を増大させている。この特徴により、回転盤壁面の起伏形状が回転する事で前記吐出管吸入口周辺部での冷媒ガスの渦流が増強され、併せて冷凍機油の飛沫の捕獲能力が向上するので吐出管吸入口周辺部での冷媒ガス中の冷凍機油の飛沫量を減少させる事が出来る。このため、吐出管を通じて密閉容器の外部へ流出する冷凍機油の量が抑制される。
【００２４】
第６の発明は、第４の発明および第５の発明におけるシャフトの端部に設けた回転盤の壁面表面には微細な凹凸を設けている。これにより、壁面の表面積がかなり増加するので、冷媒ガス中の冷凍機油の飛沫を回転盤で捕獲する機会が大幅に増大する。このため、吐出管を通じて密閉容器の外部へ流出する冷凍機油の量を更に減らす事が出来る。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明における第１の発明による実施の形態の例を図１に示す。
【００２６】
図１は本発明による密閉型電動圧縮機の内部構造を示す縦部分断面図である。また、比較のために従来技術による密閉型電動圧縮機の内部構造を示す縦断面図を図６に例示する。
【００２７】
先ず、従来の技術について図６を基に説明する。
【００２８】
冷凍空調サイクル（図示せず）から圧縮機へ戻って来た冷媒は吸入管１５からアキュムレータ１２に一旦蓄積される。そしてアキュムレータ内には液化した冷媒が溜められ、気化した冷媒についてはアキュムレータの出口配管から圧縮機構部２に供給される。
【００２９】
圧縮機構部には電動機部３の回転運動がクランクシャフト４を介して伝達され、この結果、気化した冷媒は高圧に圧縮された後に圧縮機構部から密閉容器１の内部に放出される。
【００３０】
この、高圧の冷媒ガスは電動機部３と密閉容器１の各隙間を通過して密閉容器の上部に達し、ここで吐出管５ａの吸入口６ａから密閉容器の外へ排出され、冷凍空調サイクル中
へ戻される。
【００３１】
一方、圧縮機構部の摺動部を飛沫潤滑するために、冷凍機油が密閉容器には封入されており、これが密閉容器下部の油溜まり１４に蓄えられている。しかし、この油は密閉容器内部で前記高圧の吐出ガスと混合し、高圧ガスが液化した場合には冷媒と冷凍機油が混濁した状態の液となって油溜まり１４に蓄えられる。この結果、吐出管５ａを通じて密閉容器外へ出て行く冷媒ガスには冷凍機油の飛沫がかなり混入しており、冷凍空調サイクルの運転状況によってその混合比率は変動する。さらには、場合によっては油溜まりに蓄えられた冷凍機油と液化した冷媒との混濁した液のかなりの部分が一時的に密閉容器の外へ出て行ってしまう事も生じるため、油溜まりの液面高さも変動する。
【００３２】
このため、冷凍空調サイクル中を循環する冷媒ガスに含まれる冷凍機油の含有量が多くなると、相対的に冷媒ガスの循環量が低下する事になり、冷却効率が低下する。また、冷凍機油が多量に長時間圧縮機外部に出てしまうと圧縮機構部での潤滑性能が低下し、最悪の場合には摺動部の焼き付き等の故障に至る。
【００３３】
この様な事態を避けるために、冷媒ガスと冷凍機油の飛沫が混合したものが通る、密閉容器と電動機部との間の各隙間については、その大きさや隙間の断面形状や通路の配置等については数々の工夫が凝らされており、冷媒ガスが吸入口６ａに到達したときには冷媒ガス中の冷凍機油の含有量が少なくなっているように目論まれている。また、冷凍機油の飛沫が密閉容器内部の各部品に付着し、電動機部３の上部に液溜まりが生じた場合に備えて、クランクシャフト４には油溜まり１４へ通じる貫通穴１３が設けられている。
【００３４】
この様な目論見に加えて更なる冷凍空調サイクルの性能を向上させるためには、密閉型電動圧縮機内部での冷媒ガスと冷凍機油の分離の度合いを更に改善する必要があり、その方策として、例えば電動機部３と圧縮機構部２との間のわずかな隙間を利用して冷凍機油を掻き落すためのフィルター等を設置する案が技術的に提案されている。
【００３５】
しかし、従来からの数多くの技術的解決策では、冷媒ガスと冷凍機油をいかに効果的に分離するかに注意が注がれ、その後に吐出管から出て行く冷媒ガスの状況との関連性までは着眼がなされていなかった。すなわち、いかに冷媒ガスと冷凍機油が効率よく分離されても、その後、密閉容器内部の各構成部品表面に付着した冷凍機油が再度冷媒ガスの撹乱した流れに巻き込まれ、これが吐出管から流出すれば冷凍空調サイクルの性能向上は見込めない。
【００３６】
これに対して本発明では、図１に示すように、クランクシャフト４の端部に窪み７を設け、この窪みの上方近傍か、この窪みにわずかに挿入された位置に吐出管５の吸入口６が配置されている。
【００３７】
これにより、密閉容器内の電動機部上方の空間では撹乱した流れとなっている冷媒ガスも、クランクシャフトの端面部の近傍では電動機部の回転による遠心力の作用の効果により、ガスの流れは概渦巻状になっている。
【００３８】
このため、冷媒ガスと冷凍機油の比重の違いから、冷媒ガス中の冷凍機油の飛沫はシャフト端面部を中心として密閉容器の内壁面方向へ飛ばされるので、この部分に設けた窪み７では冷凍機油の希薄な冷媒ガスで満たされる。
【００３９】
この一連の作用と効果により、電動機部と密閉容器の間の隙間を通り抜けて冷凍機油を分離した冷媒ガスの流れが構成部品の表面に付着した冷凍機油を再度飛沫として拾う事が生じても、吐出管５の吸入口６の付近では冷媒ガスに混入した冷凍機油の飛沫が再び除外
されるので、吐出管を通じて冷凍空調サイクル中へ戻る冷媒ガス中の冷凍機油の含有量が十分に抑制されたものとなる。
【００４０】
この結果、冷凍空調サイクルの性能が向上する。
【００４１】
（実施の形態２）
本発明における第２と第３の発明による実施の形態の例を図２に示す。
【００４２】
図２は本発明による密閉型電動圧縮機の内部構造を示す縦部分断面図である。
【００４３】
この実施の形態では、前記実施の形態１におけるクランクシャフト４の端部に設けた窪み７の壁面の形状を台形にしている。さらに台形の窪みの底部には貫通穴８を１個以上設けた構造としている。
【００４４】
窪み７の壁面の形状が台形であるため、円筒形状の壁面に比べて、クランクシャフト端部付近にわずかに付着する冷凍機油もクランクシャフトの回転に伴う遠心力の効果により徐々に吐出管５の吸入口６の周囲へ向けて飛ばされるので、吸入口６から冷凍空調サイクル中へ戻る冷媒ガスに冷凍機油の飛沫が再混入する心配がない。
【００４５】
また、クランクシャフト端部に付着した冷凍機油が万一窪みに堆積し始めた場合でも、窪みの底部に設けた貫通穴を通して遠心力の作用で迅速に窪みから排出される。
【００４６】
これは、クランクシャフトに設けられている貫通穴１３により、窪み７に堆積した油は排除されるように作用するが、軸方向に高速回転している貫通穴１３の中を重力による自然落下で冷凍機油を排除させる事になるため、実際には冷凍機油の落下流は貫通穴１３の壁面に押し当てられるので油の排出性能に不安が残る。しかし、本発明ではクランクシャフト４の回転軸と概垂直方向に貫通穴８を設けているのでクランクシャフトの高速回転による遠心力の作用が効果的に利用でき、窪み７に冷凍機油が滞留する心配を完全に排除できる。
【００４７】
以上の一連の作用と効果により吐出管を通じて冷凍空調サイクル中へ戻る冷媒ガス中の冷凍機油の含有量を十分に抑制できるので、冷凍空調サイクルの性能が向上する。
【００４８】
なお、窪み７の形状が実施の形態１のように円筒形状の場合でも、その底部に貫通穴８を設けることにより、良好な効果が期待できる事は言うまでもない。
【００４９】
（実施の形態３）
本発明における第４の発明による実施の形態の例を図３に示す。
【００５０】
図３は本発明による密閉型電動圧縮機の内部構造を示す縦部分断面図である。
【００５１】
図３では、クランクシャフト４の端部に窪み状の回転盤９を設け、この回転盤の底部付近に貫通穴１０を１個以上設けている。更に、吐出管５の吸入口６はこの回転盤の上方近傍か若しくは回転盤の窪みの中に挿入される位置に配置されている。
【００５２】
これにより、既に実施の形態１と２で述べた作用と効果に加え、回転盤９の高速回転により、吐出管の吸入口６付近での冷媒ガスの概渦巻状の回転流が強化されるので、この付近での冷媒ガス中の冷凍機油の飛沫の含有量が希薄なものとなる。
【００５３】
この結果、吐出管を通じて冷凍空調サイクル中へ戻る冷媒ガス中の冷凍機油の含有量を
相当十分に抑制できるので、冷凍空調サイクルの性能が向上する。
【００５４】
（実施の形態４）
本発明における第５の発明と第６の発明による実施の形態の例をそれぞれ図４と図５に示す。
【００５５】
図４と図５は本発明による密閉型電動圧縮機に設けた回転盤９とその周辺部の構造を示す縦断面図である。
【００５６】
冷媒ガスの流れによる密閉容器外への冷凍機油の吐出量を抑制する技術的方策についての説明が重複して煩わしくなる事を避けるため、実施の形態１と２と３に述べた作用と効果に重ねて、変更点の作用と効果を述べるに留める。
【００５７】
図４に示すように、実施の形態３で述べた回転盤９の窪みを構成する壁面の形状を波型に起伏１１ａを持たせたものとしている。
【００５８】
これにより、回転盤の高速回転時には冷媒ガスに起伏１１ａが絡み、冷媒ガスの渦巻き流を更に強固なものとする事が出来る。
【００５９】
また、回転盤の表面積が大幅に増えた事により、回転盤周辺部に飛散している冷凍機油の飛沫を捕獲する能力も大幅に向上し、捕獲した油は既に述べた遠心力の作用で貫通穴１０を通り、吐出管に対して回転盤の裏側の位置関係となる密閉容器概下部方向に迅速に排除されるので、回転盤が捕獲した冷凍機油による冷媒ガス中への再混入を効果的に回避できる。
【００６０】
さらに、図５の例のように回転盤の窪み部の壁面に例えば筋状あるいは網目状等の微細な凹凸形状１１ｂを構成する事により、壁面の表面積が極端に増大するので回転盤周辺部に飛散している冷凍機油の飛沫を捕獲する能力も一段と向上すると同時に冷媒ガスの攪拌能力も向上させる事ができる。
【００６１】
以上の一連の作用と効果により、吐出管を通じて冷凍空調サイクル中へ戻る冷媒ガス中の冷凍機油の含有量を極めて効果的に抑制できるので、冷凍空調サイクルの性能が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように本発明による密閉型電動圧縮機では、冷媒ガスと混合した冷凍機油を圧縮機の密閉容器内で効果的に分離できるので、冷凍機油が密閉容器から冷凍空調サイクル中へ流出してしまう事により生じる冷凍空調サイクルの性能低下を回避できる。また、冷凍機油が圧縮機の密閉容器内部に留まるので、油切れに起因する圧縮機の異常磨耗等による故障の心配がなくなる。本発明の技術により、空調用エアコンディショナーや冷凍、冷蔵システムに使用される従来の密閉型電動圧縮機に比べて高性能で信頼性の安定した密閉型電動圧縮機を提供でき、空調、冷凍冷蔵システム全体の性能の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明実施の形態１における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図
【図２】本発明実施の形態２における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図
【図３】本発明実施の形態３における密閉型電動圧縮機の縦部分断面図
【図４】本発明実施の形態４における密閉型電動圧縮機の回転盤周辺部の縦断面図
【図５】本発明実施の形態４における密閉型電動圧縮機の回転盤周辺部の縦断面図
【図６】従来の技術による密閉型電動圧縮機の例を示す縦断面図
【符号の説明】
【００６４】
１        密閉容器                                
２        圧縮機構部
３        電動機部
４        クランクシャフト
５、５ａ  吐出管                            
６、６ａ  吐出管の吸入口部                                
７        クランクシャフト端部の窪み
８        貫通穴                
９        回転盤              
１０      回転盤の貫通穴
１１ａ    回転盤に構成した壁面の起伏
１１ｂ    回転盤に構成した壁面の微小突起
１２      アキュムレータ
１３      クランクシャフトの貫通穴
１４      油溜まり
１５      吸入管
【図１】
2007187008.tif 000003
【図２】
2007187008.tif 000004
【図３】
2007187008.tif 000005
【図４】
2007187008.tif 000006
【図５】
2007187008.tif 000007
【図６】
2007187008.tif 000008