(57)【要約】【課題】密閉ケース内に低圧の作動流体を一旦貯留し、その作動流体を密閉ケース内に配置された圧縮機構部に導いて圧縮する密閉型圧縮機において、液体状の作動流体が圧縮機構部に導かれる液バック現象の発生を防止する。【解決手段】密閉型圧縮機２は、密閉ケース７内に電動機部８と圧縮機構部９とが収容され、電動機部８と圧縮機構部９とを連結する回転軸１２に、密閉ケース７の上部空間Ａ内の作動流体を圧縮機構部９に導く吸込通路２６が形成されている。上部空間Ａ内に開口する吸込通路２６の吸込部２６ａが、作動流体を上部空間Ａに導く吸込管３１における上部空間Ａに開口する出口部３１ａより上方に位置している。【選択図】図１
2013076325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉ケースと、
前記密閉ケース内に収容される電動機部と、
前記密閉ケース内に前記電動機部より下方に位置して収容され、回転軸を介して前記電動機部に連結される圧縮機構部と、
前記密閉ケース内の前記電動機部より上方の上部空間に連通され、前記密閉ケース内に作動流体を導く吸込管と、
を有し、
前記上部空間内の作動流体を前記圧縮機構部に導く吸込通路が前記回転軸に形成され、前記上部空間内に開口する前記回転軸の吸込通路の吸込部が、前記上部空間内に開口する前記吸込管の出口部より上方に位置していることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記密閉ケース内に、前記吸込管の出口部と前記回転軸の吸込通路の吸込部との間を仕切る仕切体が設けられていることを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機と、前記密閉型圧縮機に接続される凝縮器と、前記凝縮器に接続される膨張装置と、前記膨張装置と前記密閉型圧縮機との間に接続される蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、密閉型圧縮機及びこの密閉型圧縮機を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉ケース内に電動機部と圧縮機構部とを収容し、循環するガス冷媒（作動流体）を密閉ケース内に一旦流入させ、密閉ケース内に流入したガス冷媒を圧縮機構部に導いて圧縮する密閉型圧縮機として、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載された密閉型圧縮機では、密閉ケース内の電動機部より上方の空間に連通された吸込管により密閉ケース内にガス冷媒を導き、このガス冷媒を電動機部と圧縮機構部とを連結する回転軸内に形成された吸込通路を経由して圧縮機構部に導いている。吸込通路には圧縮機構部より上方の空間に開口した吸込部が設けられ、回転軸には吸込部の上方を覆う回転板が取付けられている。この回転板は、蒸発していない液冷媒がガス冷媒と共に吸込管から密閉ケース内に導かれた場合、液冷媒が吸込通路内に入り込むことを防止している。
【０００４】
液冷媒が吸込通路内に入り込むと、その液冷媒が圧縮機構部に導かれて所謂液バック現象を発生し、液バック現象が発生した場合には圧縮機構部の損傷に繋がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１２５１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された密閉型圧縮機では、ガス冷媒を密閉ケース内に導く吸込管の出口部が、吸込通路の吸込部より上方に位置している。このため、吸込部の上方を覆う回転板が設けられていても、ガス冷媒と共に液冷媒が密閉ケース内に導かれた場合には、その液冷媒が吸込通路内に入り込み易く、吸込通路内に入り込んだ液冷媒が圧縮機構部に導かれて液バック現象が生じ易い。
【０００７】
本発明の実施形態の目的は、気体状の作動流体と共に液体状の作動流体が密閉ケース内に導かれた場合、液体状の作動流体が圧縮機構部に導かれることを防止することができる密閉型圧縮機及びこの密閉型圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の密閉型圧縮機によれば、密閉ケースと、密閉ケース内に収容される電動機部と、密閉ケース内に電動機部より下方に位置して収容され、回転軸を介して電動機部に連結される圧縮機構部と、密閉ケース内の電動機部より上方の上部空間に連通され、密閉ケース内に作動流体を導く吸込管と、を有し、上部空間内の作動流体を圧縮機構部に導く吸込通路が回転軸に形成され、上部空間内に開口する回転軸の吸込通路の吸込部が、上部空間内に開口する吸込管の出口部より上方に位置している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の密閉型圧縮機を含む冷凍サイクル装置の概略図である。
【図２】第２の実施形態の密閉型圧縮機を含む冷凍サイクル装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について、図１に基づいて説明する。冷凍サイクル装置１は、密閉型圧縮機２と、密閉型圧縮機２に接続された油分離器３と、油分離器３に接続された凝縮器４と、凝縮器４に接続された膨張装置５と、膨張装置５と密閉型圧縮機２との間に接続された蒸発器６とを有している。この冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体状のガス冷媒と液体状の液冷媒とに相変化しながら循環し、ガス冷媒から液冷媒に相変化する過程で放熱され、液冷媒からガス冷媒に相変化する過程で吸熱され、これらの放熱や吸熱を利用して暖房、冷房、加熱、冷却等が行われる。
【００１２】
密閉型圧縮機２は、略円筒状に形成された気密状態の密閉ケース７を有し、この密閉ケース７内に電動機部８と圧縮機構部９とが収容されている。密閉ケース７は、円筒の中心を上下方向に向けて設置され、密閉ケース７内の上方側に電動機部８が配置され、その下方に圧縮機構部９が配置されている。密閉ケース７内の底部には、潤滑油が貯留されている。密閉ケース７内の空間は、圧縮機構部９で圧縮される前のガス冷媒で満たされている。
【００１３】
電動機部８は、固定子１０と回転子１１と回転軸１２とを有している。固定子１０は円筒状に形成され、密閉ケース７の内周部に焼嵌めや圧入又は溶接等により固定されている。回転子１１は、固定子１０の内側に回転可能に挿入され、回転子１１の中心部に回転軸１２が嵌合されている。回転軸１２は、圧縮機構部９に設けられた後述する軸受（主軸受１９、副軸受２０）により回転可能に軸支され、回転軸１２と回転子１１とが一体に回転する。回転軸１２の上端側は、密閉ケース７内における電動機部８の上方に形成された上部空間Ａ内に延出している。また、回転軸１２には、この回転軸１２の外周側に向けて偏心して張り出した二つの偏心部１３、１４が形成されている。これらの偏心部１３、１４は、回転軸１２の軸方向に沿って設定寸法離間した位置に形成されるとともに回転軸１２の回転方向に沿って１８０°離間した位置に形成されている。
【００１４】
圧縮機構部９は、低圧のガス冷媒を圧縮して高圧・高温のガス冷媒とする部分であり、上下に配置された一対のシリンダ１５、１６と、シリンダ１５、１６の間に配置された上下一対の仕切板１７、１８と、一方のシリンダ１５の上方に配置された主軸受１９と、他方のシリンダ１６の下方に配置された副軸受２０と、副軸受２０の下側にねじ止めされた吸込カバー２１とを有している。
【００１５】
一方のシリンダ１５内には、上端側を主軸受１９により閉止されて下端側を仕切板１７により閉止されたシリンダ室２２が形成されている。他方のシリンダ１６内には、上端側を仕切板１８により閉止されて下端側を副軸受２０により閉止されたシリンダ室２３が形成されている。
【００１６】
シリンダ室２２、２３には回転軸１２が挿通され、回転軸１２に形成された一方の偏心部１３がシリンダ室２２内に位置し、回転軸１２に形成された他方の偏心部１４がシリンダ室２３内に位置している。偏心部１３にはローラ２４が嵌合され、偏心部１４にはローラ２５が嵌合されている。これらのローラ２４、２５は、回転軸１２の回転に伴い外周部の一部をシリンダ室２２、２３の内周面に当接させながらシリンダ室２２、２３内を転動する。さらに、シリンダ室２２、２３内には、スライド可能にブレード（図示せず）が設けられており、ブレードの先端部がスプリング等の付勢体により付勢されてローラ２４、２５の外周面に当接されている。シリンダ室２２、２３の内周面にローラ２４、２５の外周面の一部が当接され、ローラ２４、２５の外周面にブレードの先端部が当接されることにより、シリンダ室２２、２３内はローラ２４、２５の転動に伴って容積が変動する二つの空間に仕切られている。一方の空間にガス冷媒が流入し、その空間の容積がローラ２４、２５の転動に伴って小さくなることにより、その空間内のガス冷媒が圧縮される。
【００１７】
回転軸１２の内部には、回転軸１２の軸心に沿ってガス冷媒を導く吸込通路２６が形成されている。吸込通路２６の上端部には、密閉ケース７内における電動機部８より上方の上部空間Ａに開口する吸込部２６ａが形成され、吸込通路２６の下端部には、吸込カバー２１内のカバー内空間Ｂに開口する出口部２６ｂが形成されている。
【００１８】
副軸受２０とシリンダ１６と仕切板１７、１８とシリンダ１５とには、カバー内空間Ｂとシリンダ室２２、２３とを連通する連通路２７が形成されている。吸込通路２６を経由して上部空間Ａ内からカバー内空間Ｂ内に導かれたガス冷媒は、連通路２７を経由してシリンダ室２２、２３に導かれる。シリンダ室２２、２３に導かれたガス冷媒は、上述したようにシリンダ室２２、２３内でローラ２４、２５が転動することに伴って圧縮される。
【００１９】
仕切板１７、１８には、シリンダ室２２、２３内で圧縮された高圧・高温のガス冷媒が吐出される吐出室２８が形成されている。シリンダ室２２、２３と吐出室２８との間には、シリンダ室２２、２３内のガス冷媒の圧力が所定値に上昇した場合に開弁される吐出弁（図示せず）が設けられている。吐出室２８には、圧縮されたガス冷媒を油分離器３に導く吐出管２９が接続されている。
【００２０】
油分離器３では、圧縮機構部９で圧縮されたガス冷媒に含まれる潤滑油が分離される。油分離器３の下部と圧縮機構部９との間には、油分離器３でガス冷媒中から分離された高圧の潤滑油を圧縮機構部９に導く油戻し管３０が接続されている。
【００２１】
凝縮器４では、油分離器３において潤滑油を分離されたガス冷媒が凝縮され、液冷媒となる。
【００２２】
膨張装置５では、凝縮器４で凝縮された液冷媒が減圧される。
【００２３】
蒸発器６では、膨張装置５で減圧された液冷媒が蒸発し、ガス冷媒となる。
【００２４】
蒸発器６と密閉型圧縮機２とは吸込管３１により接続され、蒸発器６内で蒸発したガス冷媒は、吸込管３１を経由して密閉ケース７内の上部空間Ａに導かれる。吸込管３１の先端部には出口部３１ａが形成され、この出口部３１ａは密閉ケース７内の上部空間Ａに開口している。
【００２５】
密閉ケース７内の上部空間Ａに開口している吸込通路２６の吸込部２６ａと、吸込管３１の出口部３１ａとの位置関係は、吸込部２６ａが出口部３１ａより上方に位置している。
【００２６】
このような構成において、この冷凍サイクル装置１では、圧縮機構部９が電動機部８によって駆動されることにより圧縮機構部９においてガス冷媒の圧縮が行われ、圧縮された高圧・高温のガス冷媒が吐出管２９を経由して油分離器３に導かれる。油分離器３ではガス冷媒中に含まれる潤滑油が分離され、潤滑油を分離されたガス冷媒が凝縮器４に導かれる。油分離器３で分離された高圧の潤滑油は、油戻し管３０を経由して圧縮機構部９に導かれ、圧縮機構部９内の摺動部分、例えば、主軸受１９や副軸受２０と回転軸１２との摺動部分の潤滑に用いられる。
【００２７】
油分離器３で潤滑油を分離されたガス冷媒は、凝縮器４で凝縮されて液冷媒となり、この液冷媒が膨張装置５で減圧され、蒸発器６内で蒸発してガス冷媒となる。蒸発器６内のガス冷媒は吸込管３１を経由して密閉ケース７内の上部空間Ａに導かれる。吸込管３１から上部空間Ａに導かれたス冷媒は、上部空間Ａから回転軸１２に形成された吸込通路２６を経由して吸込カバー２１内のカバー内空間Ｂに導かれ、カバー内空間Ｂから連通路２７を経由してシリンダ室２２、２３に導かれ、再び圧縮される。
【００２８】
蒸発器６において液冷媒がガス冷媒となる過程において、液冷媒を蒸発させるための熱量の不足等により、一部の液冷媒が蒸発されずに液冷媒の状態で上部空間Ａ内に導かれる場合がある。
【００２９】
上部空間Ａ内においては、吸込通路２６の吸込部２６ａが、吸込管３１の出口部３１ａより上方に位置している。このため、液冷媒がガス冷媒と共に吸込管３１を経由して出口部３１ａから上部空間Ａ内に導かれた場合であっても、その液冷媒は吸込管３１の出口部３１ａから下方に向けて自重により落下し、出口部３１ａより上方に位置する吸込部２６ａから吸込通路２６内に入り込みにくい。これにより、液冷媒がシリンダ室２２、２３内に導かれる液バック現象の発生を防止することができ、液バック現象の発生に伴う圧縮機構部９の損傷を防止することができる。
【００３０】
（第２の実施形態）
第２の実施形態を図２に基づいて説明する。なお、第１の実施形態において説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。
【００３１】
第２の実施形態の密閉型圧縮機２Ａの基本的な構成は第１の実施形態の密閉型圧縮機２と同じである。第２の実施形態の密閉型圧縮機２Ａと第１の実施形態の密閉型圧縮機２との異なる点は、密閉型圧縮機２Ａでは、回転軸１２の上端側であって上部空間Ａ内に位置し、かつ、吸込管３１の出口部３１ａより上方の位置に、出口部３１ａと吸込部２６ａとの間を仕切る仕切体である円板３２が固定されている点である。
【００３２】
このような構成において、吸込管３１の出口部３１ａから上部空間Ａ内にガス冷媒と共に液冷媒が導かれた場合、その液冷媒が上部空間Ａ内で舞い上げられたり回転軸１２の回転等に伴って跳ね上げられたりする場合がある。上部空間Ａ内で液冷媒が舞い上げられたり跳ね上げられたりした場合でも、液冷媒が吸込部２６ａから吸込通路２６内に入り込むことが円板３２により阻止される。これにより、液冷媒がシリンダ室２２、２３内に導かれる液バック現象の発生をより一層確実に防止することができ、液バック現象の発生に伴う圧縮機構部９の損傷の発生をより一層確実に防止することができ、密閉型圧縮機２Ａの信頼性を高めることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では仕切体として円板３２を例に挙げて説明したが、仕切板は、吸込管３１の出口部３１ａから上部空間Ａ内に液冷媒が導かれた場合、その液冷媒が吸込通路２６の吸込部２６ａから入り込むことを阻止する液入り込み阻止部材として機能すればよく、扇形や矩形に形成した仕切体を用いてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、仕切体である円板３２を回転軸１２の上端側に固定した場合を例に挙げて説明したが、仕切体を回転軸１２以外の部材、例えば、密閉ケース７や吸込管３１に固定してもよい。
【００３５】
以上説明した各実施形態によれば、電動機部８と圧縮機構部９とを連結する回転軸１２に密閉ケース７の上部空間Ａ内の作動流体を圧縮機構部９に導く吸込通路２６が形成され、上部空間Ａに開口する吸込通路２６の吸込部２６ａが、上部空間Ａに作動流体を導く吸込管３１の出口部３１ａより上方に位置している。このため、液冷媒がガス冷媒と共に吸込管３１を経由して出口部３１ａから上部空間Ａ内に導かれた場合であっても、その液冷媒は吸込部２６ａから吸込通路２６内に入り込みにくく、液冷媒がシリンダ室２２、２３内に導かれる液バック現象の発生を防止することができ、液バック現象の発生に伴う圧縮機構部９の損傷を防止することができる。
【００３６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３７】
２…密閉型圧縮機、２Ａ…密閉型圧縮機、４…凝縮器、５…膨張装置、６…蒸発器、７…密閉ケース、８…電動機部、９…圧縮機構部、１２…回転軸、２６…吸込通路、２６ａ…吸込部、３１…吸込管、３１ａ…出口部、３２…円板（仕切体）、Ａ…上部空間
【図１】
2013076325.tif 000003
【図２】
2013076325.tif 000004