JP2000205131A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉型電動圧縮機において、圧縮された流体
から分離されてオイル溜まりに貯溜されたコンプレッサ
オイルが、回転部分によって生じる流体の旋回流により
油面から巻き上げられて再び流体に混入するのを防止す
る。 【解決手段】 吐出ポート２４に近い位置において流体
の通路２２，２３を形成された駆動軸１１の端部を、隙
間ａ，ｂを残して覆うように筒状の障壁２１が形成され
ると共に、その外周面から半径方向外方及び軸方向に向
って延びる複数枚の羽根状の障壁３０が設けられる。圧
縮機部４において圧縮される流体は矢印のように流れ、
電動機部３の部品の隙間を通過する際に混入されている
オイルが分離されて下部のオイル溜まり２５に溜まる。
本発明の特徴である羽根状の障壁３０は流体中に残って
いるオイルを分離すると共に、回転子２０の回転による
流体の旋回流を阻止するのでオイルの巻き上げが防止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスクロール
型のような圧縮機を、駆動用の電動機部と共通の密閉ハ
ウジング内に組み込んだ密閉型電動圧縮機に係り、特に
空調装置のような冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮する
のに適した圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】空調装置等の冷凍サイクルに使用される
密閉型電動圧縮機においては、その摺動部分を潤滑する
ためのコンプレッサオイルが、圧縮すべき流体（即ち冷
媒）に予め混入されて圧縮機内を流れているので、吐出
される高圧の冷媒にはオイルが含まれている。このオイ
ルがコンデンサからエバポレータに至る冷凍サイクルへ
循環すると冷凍サイクルの熱的な性能が低下するので、
圧縮機の吐出側において冷媒からオイルを分離して再び
圧縮機内へ循環させるために、圧縮機の吐出側には例え
ば特開昭５８−１７０８９３号公報に記載されているよ
うに、遠心分離式等のオイルの分離手段が設けられてオ
イルを回収するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】駆動軸が垂直に支持さ
れている縦型形式の密閉型電動圧縮機であって、電動機
部の回転子のような回転部分が、ハウジング内の底部に
形成されるオイル溜まりの油面から比較的離れた上部に
設けられている場合は、回転部分の回転によってその周
囲にある冷媒ガスに旋回流が生じても、その旋回流によ
ってオイル溜まりのオイルが巻き上げられる恐れは少な
いし、寧ろ回転部分によってオイルを含む冷媒ガスに積
極的に旋回流を発生させて、油滴に作用する遠心力によ
って冷媒ガスからオイルを分離する作用を行わせている
場合もある。

【０００４】これに対して、駆動軸が水平に支持されて
いる横型形式の密閉型電動圧縮機の場合は、電動機部の
回転部分をハウジング内の下部に形成されるオイル溜ま
りの油面の近くに配置することになるので、その回転部
分によって発生する冷媒ガスの旋回流が特に高速運転時
に強くなるため、オイル溜まりのオイルがその旋回流に
よって巻き上げられて再び霧化し、圧縮された冷媒ガス
に混じって冷凍サイクルへ循環するという問題があり、
冷媒にオイルが混入することによって冷凍サイクルの能
力が低下することだけでなく、オイル溜まり内に十分な
量のコンプレッサオイルを貯溜することができないとい
う問題が生じる。

【０００５】本発明は、従来技術における前述のような
問題に対処して、たとえ横型であっても、圧縮された流
体中からオイルを効率よく分離してオイル溜まり内に貯
溜することにより、オイルが圧縮された流体と共に排出
されるのを防止すると共に、電動機部の回転子のような
回転部分が高速回転をする運転状態においても、オイル
溜まり内にある分離されたオイルが流体の旋回流によっ
て巻き上げられて再び圧縮された流体に混入するのを防
止して、オイル溜まり内に圧縮機を潤滑するのに必要な
量のオイルを常に確保することができるような、改良さ
れた密閉型電動圧縮機を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項
に記載された密閉型電動圧縮機を提供する。

【０００７】本発明によれば、密閉型電動圧縮機におい
て、吐出ポートに近い位置に流体の通路を形成された駆
動軸の端部を覆うように筒状の障壁を形成すると共に、
この筒状の障壁の外周面から半径方向外方及び軸方向に
向って延びる複数枚の羽根状の障壁を設けることができ
るので、羽根状の障壁が圧縮された流体中からオイルを
分離すると共に、圧縮された流体の旋回流を阻止する作
用をするため、旋回流によってオイル溜まりのオイルが
巻き上げられて霧化し、再び圧縮された流体中へ拡散す
るのを防止することができる。

【０００８】本発明においては、具体的に、駆動軸の端
部に形成される通路を、駆動軸を径方向に貫通する通路
部分、及びそれに連通して吐出ポートに向かって軸方向
に駆動軸の端部を貫通する通路部分から構成することが
好ましく、この径方向に貫通する通路部分の位置におい
て、筒状の障壁が隙間を残して駆動軸を覆うと共に、筒
状の障壁の端部と電動機部の回転子の端面との間にも隙
間を形成して、それらの隙間によって流体の通路の一部
を構成するのがよい。

【０００９】本発明の密閉型電動圧縮機は、スクロール
型圧縮機として実施することができるほか、斜板型圧縮
機やベーン型圧縮機等、色々な形式の圧縮機として実施
することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態を図１及び図２を参照して説明する。図示の実施形態
は本発明を容積型圧縮機の１つであるスクロール型圧縮
機に適用した場合の例であるが、本発明はスクロール型
圧縮機だけでなく、内蔵の電動機部によって回転駆動さ
れる圧縮機であれば、斜板型圧縮機やベーン型圧縮機、
その他の形式の圧縮機に広く適用することができる。

【００１１】図１及び図２に例示した実施形態のスクロ
ール型圧縮機においては、特に図２に示すように、固定
スクロール１が圧縮機部４のハウジングの一部を形成し
ており、その右側に圧縮機部４のハウジングの他の一部
を形成するセンターハウジング２が、図示しない複数本
のボルト等によって締結される。更にセンターハウジン
グ２の右側には電動機部３が締結されて、それらは電動
機部一体型のスクロール型圧縮機を構成している。固定
スクロール１の左側部分の内部空間には吐出室５が形成
されており、その入口にはリード弁型の逆止弁である吐
出弁６が設けられていて、その最大開度はストッパ７に
よって規制されている。

【００１２】良く知られているように、スクロール型圧
縮機の固定スクロール１は側板１ａと、それに形成され
た渦巻き形の羽根１ｂとを具えている。側板１ａの中心
部には吐出口１ｃが開口しており、吐出室５側において
吐出口１ｃの開口には前述の吐出弁６が設けられて開口
を外側から閉塞している。固定スクロール１の渦巻き形
の羽根１ｂと噛み合うように、旋回スクロール８が可動
の状態で後述の手段によって支持される。旋回スクロー
ル８も側板８ａとそれに形成された渦巻き形の羽根８ｂ
を具えている。渦巻き形の羽根１ｂ及び８ｂは実質的に
同じ形状を有するが、両者は位相が１８０°ずれること
によって相互に噛み合っている。

【００１３】側板８ａの固定スクロール１に対する背面
側には、ボス部８ｃが図２において右方へ突出するよう
に形成されており、ボス部８ｃはニードルベアリング９
とブッシュ１０を介して、電動機３の駆動軸１１と一体
的に、それに対して偏心して形成されたクランクピン１
１ａによって回転可能に軸支されている。クランクピン
１１ａは図示しない二面幅部を形成して、それに摺動係
合する長穴をブッシュ１０に形成することにより、ブッ
シュ１０をクランクピン１１ａに対して半径方向に僅か
に移動可能とし、旋回スクロール８が公転するときの遠
心力を受けて、渦巻き形の羽根８ｂが自動的に固定スク
ロール１の渦巻き形の羽根１ｂに対して半径方向に押し
付けられるようにしている。

【００１４】図２において、１２は旋回スクロール８の
公転によって発生する遠心力に釣り合うようにブッシュ
１０に取り付けられたバランスウエイト、１３は駆動軸
１１の左端部を軸支するベアリング、１４は同じく右端
部を軸支するベアリング、１５は固定スクロール１に形
成された吸入ポートであって、吸入ポート１５は噛み合
った渦巻き形の羽根１ｂ及び８ｂの周囲に形成される空
間としての吸入室１６に開口している。吸入ポート１５
はまた、図示しない配管を介して空調装置の冷凍サイク
ルにおける蒸発器に連通していて、そこから圧縮すべき
低温、低圧の冷媒ガスを受入れる。

【００１５】前述の吐出室５は図示しない通路を介して
電動機部３の図２における左端部の内部に連通してい
る。電動機部３は前述のセンターハウジング２に連結さ
れた概ね筒形の電動機ハウジング１７の内部に構成され
ており、界磁コア１８と概ねその全周を幾つかの部分に
分割するように巻かれた複数個の界磁コイル１９を含む
固定部分、及び界磁コア１８の円筒形の内部空間におい
て回転可能なように駆動軸１１に取り付けられた回転子
２０を含む回転部分からなっている。

【００１６】電動機ハウジング１７の図２における右側
を閉じる壁面１７ａには内部に向かって軸方向に延びる
筒状の障壁２１が一体的に形成されており、その内面の
一部は前述のようにベアリング１４を介して駆動軸１１
の右端部を回転自在に支持しているが、筒状の障壁２１
の先端はベアリング１４の部分を超えて回転子２０に近
い位置まで延びており、回転子２０との間に隙間ａを、
駆動軸１１の表面との間に隙間ｂをそれぞれ形成してい
る。

【００１７】駆動軸１１の右端部には前述の隙間ｂに開
口するように、径方向の貫通孔からなる通路２２と、該
通路２２に連通して駆動軸１１の右端部の中心を貫通す
る孔からなる通路２３が形成されている。通路２３は電
動機ハウジング１７に設けられた吐出ポート２４と、そ
れに接続される図示しない配管を介して空調装置の冷凍
サイクルにおける凝縮器に連通している。従って、固定
スクロール１内の吐出室５は、センターハウジング２に
形成された図示しない通路と、電動機部３の内部に設け
られた固定部分や回転部分等の空隙として形成される空
間と、前述の隙間ａ及びｂと、通路２２及び２３を介し
て吐出ポート２４に接続している。

【００１８】電動機ハウジング１７の下部の空間はオイ
ル溜まり２５を形成する。オイル溜まり２５はセンター
ハウジング２に設けられたＬ形のオイル通路２６を介し
て駆動軸１１に設けられたＴ形のオイル通路２７に連通
することができる。図２に示すように、オイル通路２７
は前述のニードルベアリング９や渦巻き形の羽根１ｂ及
び８ｂの接触部分等へ給油することができるように駆動
軸１１の左端部に開口している。なお、図２に示す２８
はオイルシール、２９は電動機部３へ給電するための端
子部を示している。なお、図示していないが、旋回スク
ロール８には自転を阻止して公転のみを許す自転防止機
構が付設されている。

【００１９】本発明の特徴に対応して実施形態のスクロ
ール型圧縮機においては、特に図１において明らかに示
したように、筒状の障壁２１から半径方向外方及び軸方
向に向かって延びる複数枚の固定の羽根状の障壁３０が
設けられている。

【００２０】以上のように構成された図示実施形態のス
クロール型圧縮機においては、電動機部３が給電を受け
て駆動軸１１を回転させると、クランクピン１１ａを介
して旋回スクロール８が回転駆動されるが、旋回スクロ
ール８は図示しない自転防止機構によって自転を阻止さ
れているために公転のみをすることになる。旋回スクロ
ール８が自転を伴わない公転をすることによって、渦巻
き形の羽根１ｂ及び８ｂの間に対になって複数個形成さ
れる圧縮室３１が吸入室１６において外方に開いたとき
に、矢印で示したように吸入ポート１５から吸入室１６
へ流入した低圧の冷媒が圧縮室３１内へ吸入され、次に
圧縮室３１が閉じて両スクロール１，８の中心部に向か
って移動しながら容積を縮小して行く間に内部の冷媒が
圧縮されて加圧され、中心部において圧縮室３１が開い
たときに圧縮された冷媒が吐出口１ｃを通り吐出弁６を
押し開いて吐出室５へ吐出される。

【００２１】吐出室５から先は、圧縮された冷媒は前述
のように図示しない通路を通って矢印のように電動機ハ
ウジング１７内の図２において左端部側へ流入し、電動
機ハウジング１７内の隙間を通過して流れる間に電動機
部３を冷却しながら右端部側へ到達する。このように圧
縮された冷媒が電動機ハウジング１７内の電動機部３の
隙間を通って流れる際に、予め冷媒に混入されて圧縮機
部４内等を潤滑した微粒の油滴状のコンプレッサオイル
が電動機部３の固定部分等に付着してガス状の冷媒から
分離され、凝集、流下して下部のオイル溜まり２５へ溜
まる。

【００２２】オイルを分離されながら電動機ハウジング
１７内を通過した冷媒は、電動機部３の右端部側が壁面
１７ａによって閉塞されているので、それ以上軸方向に
流れるのを阻止されるし、筒状の障壁２１には半径方向
に羽根状の障壁３０が形成されているので旋回方向に流
れることも阻止される。従って、冷媒は常時開いている
筒状の障壁２１の先端と回転子２０との隙間ａを通って
半径方向に流れた後に軸方向の隙間ｂへ流入し、更に駆
動軸１１内の通路２２及び２３を通って吐出ポート２４
から冷凍サイクルに向かって排出される。

【００２３】なお、オイル溜まり２５に貯溜されている
オイルは、吐出室５の加圧された冷媒ガスの圧力に近い
高い圧力を帯びているから、その圧力と吸入室１６の低
い吸入圧力との差圧によって付勢されて、オイル通路２
６及び２７を通過してニードルベアリング９や図２にお
いて左側のベアリング１３の周辺へ流れ、それらを潤滑
したのちに、吸入室１６内へ吸入された冷媒ガスに混入
して固定スクロール１と旋回スクロール８の渦巻き形の
羽根や側板の摺動接触部分をも潤滑する。そして圧縮さ
れた冷媒と共に電動機部３の内部を通過する際に、前述
のように冷媒ガス中からオイルが分離されてオイル溜ま
り２５へ流下し、オイルの含有量が減少した冷媒ガスが
筒状の障壁２１の周辺へ到達する。

【００２４】このように、含んでいる大部分のオイルを
電動機部３において分離された冷媒ガスは、更に羽根状
の障壁３０に接触して流れの方向を変えられるのと、隙
間ａ及びｂから通路２２及び２３へ流れる際に流れの通
路が曲折するので、冷媒中からオイルを分離する作用が
一層進んで、オイルを殆ど含まないガス状の冷媒のみが
吐出ポート２４から冷凍サイクルへ排出されるようにな
る。しかも、羽根状の障壁３０によって旋回方向の流れ
が阻止されるために、冷媒の流れが旋回してオイル溜ま
り２５内のオイルを巻き上げることがなくなるので、オ
イルが再び冷媒に混入して冷凍サイクルへ流れることが
ない。

【００２５】以上の説明から明らかなように、図示実施
形態における羽根状の障壁３０は、冷媒ガス中からオイ
ルを分離する作用をすると共に、冷媒ガスの旋回流その
ものを阻止することによって、旋回流によってオイル溜
まりのオイルが巻き上げられて霧化し、再び冷媒ガス中
へ拡散するのを防止する作用をもする。

【００２６】図３は図示実施形態のスクロール型圧縮機
と比較するために、従来技術レベルのスクロール型圧縮
機を示したもので、図２及び図１に示したものと実質的
に同じ部分については同じ参照符号を付して重複する説
明を省略する。図３に示したスクロール型圧縮機が本発
明の実施形態と異なる点は、図示実施形態における筒状
の障壁２１に対応する筒状部分３２の軸方向の長さが短
くて、ベアリング１４を支持するために必要な長さを有
するに過ぎないことと、筒状部分３２に、図示実施形態
における半径方向の羽根状の障壁３０に相当するものが
設けられていない点にある。

【００２７】従って、図３の参考例のようなスクロール
型圧縮機によれば、高速運転時において回転子２０が高
速で回転すると、筒状部分３２の周囲へ到達した圧縮す
べき流体即ち冷媒ガスに旋回流が発生するので、その旋
回流がオイル溜まり２５の油面からオイルを巻き上げて
霧化し、冷媒ガス中へ再び混入させるために、通路２２
及び２３を通って矢印のように吐出ポート２４へ流れる
冷媒ガスにはオイルが混入していて、それが冷凍サイク
ルへ供給されることによってその熱的な性能が低下する
のと、オイル溜まり２５に十分な量のコンプレッサオイ
ルが貯溜されないために、高速運転時に必要な圧縮機の
潤滑が行われないという恐れが生じる。前述のように、
本発明によればこの問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態としてのスクロール型圧縮機
の特徴部分を示す横断側面図である。

【図２】実施形態の全体構成を示す縦断正面図である。

【図３】従来技術の問題点を説明するためのスクロール
型圧縮機の縦断正面図である。

【符号の説明】

１…固定スクロール ３…電動機部 ４…圧縮機部 ５…吐出室 ８…旋回スクロール １１…駆動軸 １３，１４…ベアリング １５…吸入ポート １７…電動機ハウジング １７ａ…壁面 １８…界磁コア ２０…回転子 ２１…筒状の障壁 ２２，２３…通路 ２４…吐出ポート ２５…オイル溜まり ２６，２７…オイル通路 ３０…羽根状の障壁 ３２…筒状部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津曲 祐市 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 (72)発明者 入山 健治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB05 AC03 BD05 BD13 BH06 CD01 CD05 3H029 AA02 AA15 AA21 AB03 BB04 BB35 CC07 CC09 CC25 CC33 3H039 AA02 AA04 AA12 BB11 BB16 CC29 CC32 CC33 CC42

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮機部と電動機部が一体的に結合され
   ており、両者を連結する共通の駆動軸が設けられてい
   て、前記圧縮機部において圧縮された流体が前記電動機
   部の内部の隙間を通過して導かれる間に、圧縮すべき流
   体に予め混入されているコンプレッサオイルが分離して
   前記電動機部の下部に形成されたオイル溜まりに貯溜さ
   れると共に、圧縮された流体が前記電動機部の内部の隙
   間を通過したのちに、前記駆動軸の前記圧縮機部とは反
   対側の端部付近に設けられた吐出ポートまで前記駆動軸
   の前記端部に形成された通路を通過して導かれるように
   なっており、前記オイル溜まりに貯溜されて圧縮された
   流体の圧力を帯びているオイルがオイル通路を経て再び
   前記圧縮機部へ供給されるように構成されている密閉型
   電動圧縮機において、前記通路を形成された前記吐出ポ
   ートに近い前記駆動軸の近傍に、前記駆動軸側から半径
   方向外方及び軸方向に向って延びる複数枚の羽根状の障
   壁が設けられていることを特徴とする密閉型電動圧縮
   機。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記通路を形成され
   た前記吐出ポートに近い前記駆動軸の近傍に筒状の障壁
   が形成されると共に、前記筒状の障壁の外周面から半径
   方向外方及び軸方向に向って延びる複数枚の前記羽根状
   の障壁が設けられていることを特徴とする密閉型電動圧
   縮機。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記駆動軸の前記端
   部に形成された前記通路が、前記駆動軸を径方向に貫通
   する通路部分と、該通路部分に連通すると共に前記吐出
   ポートに向かって軸方向に前記駆動軸の端部を貫通する
   通路部分から構成されており、前記筒状の障壁が前記径
   方向に貫通する通路部分の位置において所定の間隔の隙
   間を残して前記駆動軸を覆うと共に、前記筒状の障壁の
   端部と前記電動機部の回転子の端面との間にも所定の間
   隔の隙間が形成されて、それらの隙間によって前記駆動
   軸に形成された前記通路へ流れる流体の通路の一部が構
   成されていることを特徴とする密閉型電動圧縮機。