(57)【要約】【課題】圧縮機の外観を大きくすること無く油分離できる圧縮機を提供する。【解決手段】圧縮機構部を構成する固定スクロール１１の外周に吐出ガスが流れる環状通路１１１を凹設し、当該固定スクロール外周の環状通路を吐出ガスが旋回することによって、遠心力により油分離する構成としてある。これにより、冷媒ガス中の潤滑油は環状通路を旋回する際に遠心分離されるとともに、環状通路は固定スクロールの外周に凹状に形成してあるので、圧縮機の吐出ポート付近に油分離機構を設けるもののように外観を大型化させることなく油分離を行うことができる。【選択図】図３
2013238180.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内部に圧縮機構部と前記圧縮機構部を駆動する電動モータとを有し、上記圧縮機構部は固定スクロールに対して可動スクロールを旋回運動させて圧縮室容積を縮小していくことによって冷媒を圧縮するように構成し、かつ、前記固定スクロールは外周部に環状通路を凹設するとともに、固定スクロールに設けた吐出室から前記環状通路の接線方向に開口する冷媒通路を形成し、前記環状通路に前記密閉容器のモータ収容室側に連通する冷媒連通路を形成した電動圧縮機。
【請求項２】
冷媒連通路は環状通路の内周側に形成してモータ収容室側に連通させるとともに、同環状通路の外周側には前記密閉容器の貯液部と連通する液連通路を形成した請求項１記載の電動圧縮機。
【請求項３】
液連通路は冷媒連通路の断面積より小さくした請求項２記載の電動圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧縮を行う電動圧縮機に関するもので、自動車用空調装置などに用いられる電動圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電動圧縮機においては、圧縮機構の作動に伴い、圧縮機構の摺動部を潤滑する潤滑油の一部が圧縮された流体と共に圧縮機から吐出され、冷凍・空調サイクル中を循環することとなる。そして、この場合、流体と共に吐出される潤滑油の量がサイクル中に多く吐出されるほどシステム効率（熱効率）が低下することは従来からよく知られている。
【０００３】
かかる事情から、システム効率の向上を図るために、圧縮機構により圧縮された流体から、その流体に含まれる潤滑油を極力分離した後、該流体をシステムサイクル中に吐出するようにしている。
【０００４】
そのような例として、圧縮機構の吐出側に、圧縮された流体から潤滑油を分離する遠心分離式の分離室を設けた圧縮機が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００５】
かかる圧縮機では、圧縮機構により圧縮され潤滑油を含む高圧の冷媒ガスが遠心分離式の分離室に導かれ、略円柱状の分離室内を旋回し、旋回による遠心力により冷媒ガスに含まれるミスト状の潤滑油が分離室内壁に接触することで冷媒ガスから分離されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８２３５２号公報
【特許文献２】特開２００１−２９５７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記油分離機構は冷凍サイクル配管をつなぐ圧縮機の吐出ポート付近に構成されるのが一般的であることから、吐出ポート付近が大型化、あるいは突出することがあり、そのために商品性が損なわれる恐れがある。
【０００８】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、圧縮機を大きくすること無く油分離機構を構成できる圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、圧縮機構部を構成する固定スクロールの外周に吐出ガスが流れる環状通路を凹設し、当該固定スクロール外周の環状通路を吐出ガスが旋回することによって、遠心力により油分離する構成としてある。
【００１０】
これにより、冷媒ガス中の潤滑油は環状通路を旋回する際に遠心分離されるとともに、環状通路は固定スクロールの外周に凹状に形成してあるので、圧縮機の吐出ポート付近に油分離機構を設けるもののように外観を大型化させることなく油分離を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、吐出ポート付近が突出、あるいは大型化することなく油分離を行うことができて、潤滑に対する信頼性を維持しつつ冷凍サイクルの高効率化が両立できる電動圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における電動圧縮機の縦断面図
【図２】同電動圧縮機における固定スクロールの吐出室側面を示す平面図
【図３】同電動圧縮機の固定スクロール外周に設けた環状通路を示す斜視図
【図４】同電動圧縮機の固定スクロールの吐出室と環状通路との関係を示す拡大斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
第１の発明は、密閉容器内部に圧縮機構部と前記圧縮機構部を駆動する電動モータとを有し、上記圧縮機構部は固定スクロールに対して可動スクロールを旋回運動させて圧縮室容積を縮小していくことによって冷媒を圧縮するように構成し、かつ、前記固定スクロールは外周部に環状通路を凹設するとともに、固定スクロールに設けた吐出室から前記環状通路の接線方向に開口する冷媒通路を形成し、前記環状通路に前記密閉容器のモータ収容室側に連通する冷媒連通路を形成した構成としてある。
【００１４】
これにより、圧縮室から吐出する冷媒ガスは固定スクロール外周の環状通路を流れて旋回する時に油が分離され、冷凍サイクルへの潤滑油の流出を低減して冷凍サイクルの高効率化が実現できるとともに、環状通路は固定スクロールの外周に凹状に形成してあるので、圧縮機の吐出ポート付近に油分離機構を設けるもののように外観を大型化させることなく油分離を行うことができる。
【００１５】
第２の発明は、冷媒連通路は環状通路の内周側に形成してモータ収容室側に連通させるとともに、同環状通路の外周側には前記密閉容器の貯液部と連通する液連通路を形成した構成としてある。
【００１６】
これにより、遠心力によって分離されるミスト状の潤滑油は環状通路の内周側に設けた冷媒連通路に混入することなくその慣性力によって環状通路の外周側に設けた液連通路から密閉容器の貯液部と流れるので、油分離効率が向上し、より冷凍サイクルの高効率化が達成できる。
【００１７】
第３の発明は、液連通路は冷媒連通路の断面積より小さくした構成としてあり、環状通路の外周側壁に付着分離される潤滑油のみを貯液部に導くことになって冷媒ガスが混入することを抑制できる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電動圧縮機の縦断面図である。この実施の形態では、電動圧縮機１の胴部の周りにある取付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機を１つの例として示している。
【００２０】
図１において、この電動圧縮機１は、その本体ケーシング３と後述するサブケーシング及び吐出ケーシングとで構成した密閉容器内に、電動モータ５と、電動モータ５によって駆動される圧縮機構部４を設けて構成してある。また、本体ケーシング３内に圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を貯留する貯液部を備え、電動モータ５をモータ駆動
回路部１０１によって駆動するようにしている。取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油７などの液を採用している。また、潤滑油７は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４が固定スクロールと可動スクロールで構成される圧縮機であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００２１】
本実施の形態の電動圧縮機１はひとつの例として機電一体型のものであり、電動モータ５は駆動軸１４を介して可動スクロール１２を固定スクロール１１に対して円軌道運動させる。図１に示すように固定鏡板１１ａ、旋回鏡板１２ａから羽根が立ち上がった固定スクロール１１と可動スクロール１２とを噛合わせて形成した圧縮空間１０は、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、吸入口８および本体ケーシング３の端壁３ａ側に取り付けた吐出ケーシング１００の吐出口９を通じて行う。
【００２２】
これに併せ、本体ケーシング３の貯液部６に貯留されている潤滑油７が容積型ポンプ１３などを駆動軸１４にて駆動するか本体ケーシング３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１４の給油路１５を通じ可動スクロール１２の旋回駆動に伴い可動スクロール１２の背面の液溜り２１および液溜り２２、図に示す例では液溜り２２に供給される。この液溜り２２に供給された潤滑油７の一部は、可動スクロール１２の外周部の背面側に可動スクロール１２を通じ絞り２３などによる所定の制限の基に供給して可動スクロール１２をバックアップしながら、前記潤滑油７を可動スクロール１２を通じ可動スクロール１２の羽根における先端の固定スクロール１１との間のシール部材の一例であるチップシール２４を保持する保持溝２５に供給して固定、旋回各スクロール１１、１２間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２２に供給した潤滑油７の別の一部は、偏心軸受４３、液溜り２１、主軸受４２を経ながら、それらを潤滑した後、電動モータ５側に流出し、貯液部６へと回収される。
【００２３】
さらに、本体ケーシング３内の軸線方向の一方の端部壁３ａ側からポンプ１３、副軸受４１、電動モータ５、主軸受４２を持った主軸受部材５１を配置してある。ポンプ１３は端壁部３ａの外面から収容してその後に嵌め付けた蓋体５２との間に保持し、蓋体５２の内側に貯液部６に通じるポンプ室５３を形成して吸上げ通路５４を介して貯液部６に通じるようにしてある。副軸受４１は端部壁３ａにて支持し、駆動軸１４のポンプ１３に連結している側を軸受するようにしてある。電動モータ５は固定子５ａを本体ケーシング３にボルト１７によって固定し、駆動軸１４の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１４を回転駆動するようにしている。主軸受部材５１は本体ケーシング３の開口端に嵌合され、前記固定スクロール１１と共にサブケーシング１０２でもって挟持する状態で、図示しないボルトなどによって固定し、駆動軸１４の圧縮機構部４側を主軸受４２により軸受している。さらに、これら主軸受部材５１と固定スクロール１１との間に前記可動スクロール１２を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材５１と可動スクロール１２との間にはオルダムリングなどの可動スクロール１２の自転を防止して円運動させるための自転拘束部５７を設け、駆動軸１４の偏心軸受４３を可動スクロール１２に接続して、可動スクロール１２を円軌道上で旋回させるようにしている。
【００２４】
圧縮機構部４には吐出孔３１及びリード弁３１ａが設けられ、サブケーシング１０２との間に形成される吐出室６２に開口される。吐出室６２は固定スクロール１１および主軸受部材５１ないしはこれらと本体ケーシング３との間に形成した連絡通路６３を通じて圧縮機構部４と端部壁３ａとの間の、吐出口９を持った電動モータ収容室側に通じている。
【００２５】
モータ駆動回路部１０１は、サブケーシング１０２内に端部壁１０２ａを隔てて吸入室
６１及び吐出室６２の反対側に回路基板１０３と、図示しない電解コンデンサとを収容して構成され、サブケーシング蓋１０２ｂによって覆われている。上記モータ駆動回路部１０１の回路基板１０３には発熱度の高いスイッチング素子を含むＩＰＭ（インテリジェントパワーモジュール）１０５が搭載される。モータ駆動回路部１０１は、電動モータ５などと図示しない圧縮機ターミナルを介して電気的な接続が行われ、電動モータ５を温度などの必要な情報をモニタしながらモータ駆動回路部１０１によって駆動するようにしてある。このためモータ駆動回路部１０１は外部との電気的な接続を行う図示しないハーネスコネクタが設けられている。
【００２６】
以上によって、電動モータ５はモータ駆動回路部１０１によって駆動され、駆動軸１４を介して圧縮機構部４を円軌道運動させるとともに、ポンプ１３を駆動する。このとき圧縮機構部４はポンプ１３により貯液部６の潤滑油７を供給されて潤滑およびシール作用を受けながら、固定スクロール１１に設けた吸入孔（図示せず）を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、吐出孔３１から吐出室６２に吐出する。この吐出室６２から吐出する冷媒ガス中の潤滑油の分離構成について、以下図２〜図４を用いて説明する。
【００２７】
図２は固定スクロールの吐出室側面を示す平面図、図３は同固定スクロールの外周に設けた環状通路を示す斜視図、図４は同固定スクロールの吐出室と環状通路との関係を示す拡大斜視図である。
【００２８】
図２〜図４において、固定スクロール１１にはその外周に環状通路１１１が凹設形成してあり、前記環状通路１１１に吐出室６２からの冷媒ガスが通る冷媒通路１１２が接線方向に開口連通させてある。また、環状通路１１１には前記した主軸受部材５１と本体ケーシング３との間に形成されていてモータ収容室へとつながる連絡通路６３と連通する冷媒連通路１１３が形成してある。更に、環状通路１１１の外周側の適所には圧縮機下部に形成されていて貯液部６と連通する連通路１０６に連通する液連通路１１４が形成してある。そして、上記冷媒連通路１１３は環状通路１１１の内周側に、液連通路１１４は環状通路１１１の外周側に設けてあり、かつ、液連通路１１４は冷媒連通路１１３の断面積より小さく形成してある。
【００２９】
以上の構成において、吐出室６２からの吐出冷媒ガスは潤滑油を伴って冷媒通路１１２から固定スクロール外周の環状通路１１１に接線方向に流れ、環状通路１１１を勢いよく旋回し、遠心力によって潤滑油が遠心分離される。遠心分離された冷媒ガスは環状通路１１１の冷媒連通路１１３を通って連絡通路６３を介しモータ収容室へと吐出し、吐出ケーシング１００の吐出口９から冷凍サイクルへと吐出していく。また、環状通路１１１で遠心分離された潤滑油は圧縮機下部の連通路１０６を介した貯液部６へと流れる。
【００３０】
従って、この電動圧縮機では、従来の圧縮機のように圧縮機の吐出口付近に油分離機構を設ける必要がなく、圧縮機の吐出口付近が大型化、あるいは突出することがない。しかも上記潤滑油分離のための環状通路１１１は固定スクロール１１の外周に凹設形成してあるから、本体ケーシング３が大型化することもなく、コンパクトに維持したまま潤滑油の分離ができ、冷凍サイクルの高効率化が実現できる。
【００３１】
また、上記冷媒連通路１１３は環状通路１１１の内周側に形成してモータ収容室側に連通させる構成としてあるから、遠心力によって分離されるミスト状の潤滑油は環状通路の内周側に設けた冷媒連通路に混入することなくその慣性力によって環状通路１１１の外周側に設けた液連通路１１４から本体ケーシング３の貯液部６と流れるので、油分離効率が向上し、より冷凍サイクルの高効率化が達成できる。
【００３２】
更に、前記液連通路１１４は冷媒連通路１１３の断面積より小さくした構成としてある
から、環状通路１１１の外周側壁に付着分離される潤滑油のみを貯液部６に導くことになって冷媒ガスが混入することを抑制できる。したがって、上記液連通路１１４から冷媒ガスが貯液部６側へと吐出することによって当該貯液部６を下部に有するモータ収容室側で潤滑油の吹きあがり等を防止することができ、吐出口９から冷凍サイクルに吐出する潤滑油をより確実に少なくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように、本発明にかかる電動圧縮機は、圧縮機の大型化を招くことなく油分離を行うことができて圧縮機外への潤滑油流出を防ぐことができ、圧縮機の摺動部の潤滑に対する信頼性を維持しつつ冷凍サイクルの高効率化を両立でき、自動車用はもちろん一般家庭、業務用の空調装置やヒートポンプ給湯機等各種の冷凍装置に幅広く適用できる。
【符号の説明】
【００３４】
１  電動圧縮機
３  本体ケーシング
４  圧縮機構部
５  電動モータ
５ａ  固定子
５ｂ  回転子
８  吸入口
９  吐出口
１０  圧縮空間
１１  固定スクロール
１１ａ  固定鏡板
１２  可動スクロール
１２ａ  旋回鏡板
１４  駆動軸
４２  主軸受
４３  偏心軸受
５１  主軸受部材
６２  吐出室
１０６  連通路
１１１  環状通路
１１２  冷媒通路
１１３  冷媒連通路
１１４  液連通路
【図１】
2013238180.tif 000003
【図２】
2013238180.tif 000004
【図３】
2013238180.tif 000005
【図４】
2013238180.tif 000006