JP2008002418A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒およびオイルをほぼ拘束して取扱って、十分に気液分離されたガスを吐出することができる密閉型圧縮機およびその気液分離吐出方法を提供する。
【解決手段】液化しきれなかったミスト状のオイルと分離された冷媒は電動機下部室から固定子または固定子と密閉容器との間の固定子通路に通して前記拘束域外回りの固定子上部室に導かれる、そこの空間部分の密閉容器の内壁側に設置されたメッシュ状のオイルセパレータ２８によりミスト状のオイルは液化され固定子通路３７と密閉容器１と固定子３ａの空間を密閉容器の空間部分よりオイルの自重落下によりオイル溜めへ滴下される。
【選択図】図１

Description

本発明は冷凍空調分野等に使用される密閉型圧縮機に関するものである。

従来、この種の密閉型圧縮機は、本実施の形態に係る密閉型のスクロール圧縮機を示す図１を参照して、密閉容器１内に圧縮機構２、この圧縮機構２の下方に設けた圧縮機構２を駆動するための電動機３と、この電動機３の回転力を圧縮機構２に伝達するためのクランク軸４とを備え、密閉容器１内の下部に設けたオイル溜め５のオイル６をクランク軸４を通じてクランク軸４の軸受部６６や圧縮機構２の摺動部に供給する給油機構７とを備えている。

これによって、オイル６は給油機構７によって重力に逆らって軸受部６６や圧縮機構２の摺動部に強制給油されて、円滑な動作を確保しながら、圧縮機構２で圧縮した冷媒ガスを密閉容器１内の電動機３の部分を通して電動機３を冷却した後密閉容器１外に吐出するようにしており、前記軸受部６６や圧縮機構２の摺動部に供給した後のオイルが供給圧や重力によって下方に移動しオイル溜め２０に自然回収されるようにすることができる。しかし、冷媒ガスは常時オイルと接触してこれを随伴させ、密閉容器から冷凍サイクルに供給される際にオイルを持ち込んでしまい、冷凍サイクル中での配管圧力損失や凝縮器や蒸発器などの熱交換器での熱交換効率の低下をもたらす問題がある。

これを解消するのに従来、圧縮機構から密閉容器内に吐出した冷媒ガスが電動機を通ってそれを冷却しながら密閉容器外に吐出されるまでの冷媒ガスの通路を、オイルの衝突分離や遠心分離が繰り返し生じるように設計して、密閉容器外に吐出される冷媒ガスにオイルが随伴しないように工夫したり、特許文献１が開示しているように軸受部や圧縮機構から排出されたオイルは圧縮機構からの吐出冷媒と合流した後電動機の回転子の中を通過し下部で遠心分離させることにより滴下させた後伝い落ちにより下部のオイル溜めに回収されるようにする一方、分離された冷媒ガスは固定子と密閉容器との間の通路を上昇して密閉容器外に吐出する整然とした冷媒の流れを作って前記滴下し伝い落ちるオイルを随伴させにくくするにようにしている。
特開平７−１８９９６３号公報

しかし、従来のどの方式も満足な気液分離はできていない。冷媒ガスの流れによる衝突分離や遠心分離を図る従来の方式は、圧縮機構や電動機の固定子に設ける冷媒通路の設け方によって冷媒ガスの流れを規制して各部との衝突や回転子やバランスウエイトの回転を利用した旋回流が生じるようにするものであるが、冷媒ガスやオイルの流れを拘束し切れず衝突や旋回が不十分であったり、冷媒がその流路や流れの乱れによってオイルと再三接触して随伴させやすかったりして、密閉容器外に吐出する冷媒ガスにオイルが混入することを防止し切れていない。

また、上記公報に開示のものは、軸受部や圧縮機構から排出されたオイルは圧縮機構からの吐出冷媒と合流した後電動機の回転子の中を通過し下部で遠心分離させることにより滴下させた後伝い落ちにより下部のオイル溜めに回収されるようにする一方、分離された冷媒ガスは固定子と密閉容器との間の通路を上昇して密閉容器外に吐出する整然とした冷媒の流れを作って前記滴下し伝い落ちるオイルを随伴させにくくするにようにしている、しかしながら、オイルが冷媒ガスにより分散されてその流れに乗じてしまい随伴されるの
で、やはり、密閉容器外に吐出する冷媒ガスにオイルが混入することを防止し切れていない。

本発明の目的は、冷媒およびオイルをほぼ拘束して取扱って、十分に気液分離されたガスを吐出することができる密閉型圧縮機およびその気液分離吐出方法を提供することにある。

本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器内に圧縮機構と、この圧縮機構の下方に設けた圧縮機構を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を圧縮機構部に伝達するためのクランク軸と、密閉容器内の下部に設けたオイル溜めのオイルをクランク軸を通じてクランク軸の軸受部や圧縮機構摺動部に供給する給油機構とを備え、圧縮機構から密閉容器内へ吐出されるガスおよび圧縮機構およびその軸受部への供給後のオイルをほぼ拘束して回転子上部室から回転子通路に通して回転子下部室に導くことにより回転子の回転による強制旋回に供して気液の遠心分離を行ない、液化したオイルを固定子のコイルエンドに付着して伝い落ち下部のオイル溜めへ滴下させる、一方液化しきれなかったミスト状のオイルと分離された冷媒は電動機下部室から固定子または固定子と密閉容器との間の固定子通路に通して前記拘束域外回りの固定子上部室に導かれる、そこの空間部分の密閉容器の内壁側に設置されたメッシュ状のオイルセパレータによりミスト状のオイルは液化され固定子通路と密閉容器と固定子の空間を密閉容器の空間部分よりオイルの自重落下によりオイル溜めへ滴下される、また、冷媒ガスは固定子上部室の位置以上の部分から密閉容器外に吐出させて、オイルと気液分離した冷媒ガスを吐出することを特徴としている。

本発明によれば、圧縮機構からの吐出ガスおよびそれに乗じて随伴している圧縮機構およびその軸受部に供給した後のオイルをほぼ拘束して取扱い、回転子通路を通すことで回転子の回転による強い遠心分離に供して効率のよい遠心分離を行って後、液化されたオイルを固定子のコイルエンド部に当てることによりオイルを捕捉しオイル溜りへ滴下させ、またミスト状のオイルは密閉容器内壁に設置された網目状のオイルセパレータにより液化させオイル溜りへ滴下することにより、十分に気液分離したガスを密閉容器外に吐出し供給することができる。

本発明の固定子の上部にメッシュ状のオイルセパレータを配備することにより気液の分離を促進することが可能になりシステムに排出される油を抑制することによりシステム効率を上げることが可能となる。

以下、本発明における実施の形態に係る密閉型圧縮機およびその気液分離吐出方法について図を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。

本実施の形態は縦型でスクロール式の圧縮機構を内蔵した冷凍サイクル用の密閉型圧縮機の場合の一例であり、圧縮対象は冷媒ガスである。しかし、本発明はこれに限られることはなく、ロータリ式の圧縮機構など各種の圧縮機構をそれを駆動する電動機とともに密閉容器内に内蔵したガス一般を対象として圧縮し、圧縮機構が密閉容器内を上下に仕切り、その下部に電動機を収容する密閉型圧縮機であればその全般に適用して有効であり、本発明の範囲に属する。

（実施の形態１）
本実施の形態の密閉型圧縮機は図１に示すように、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸４の主軸受部材１１と、この主軸受部材１１上にボルト止めした
固定スクロール１２との間に、固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２を構成し、旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間に旋回スクロール１３の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構１４を設けて、クランク軸４の上端にある主軸部４ａにて旋回スクロール１３を偏心駆動することにより旋回スクロール１３を円軌道運動させ、これにより固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器１外に通じた吸入パイプ１６および固定スクロール１２の外周部の吸入口１７から冷媒ガスを吸入して圧縮していき所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール１２の中央部の吐出口１８からリード弁１９を押し開いて密閉容器１内に吐出させることを繰り返す。

クランク軸４の下端は密閉容器１の下端部のオイル溜め２０に達して、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めして固定された副軸受部材２１により軸受され、安定に回転することができる。電動機３は主軸受部材１１と副軸受部材２１との間に位置して、密閉容器１に溶接や焼き嵌めなどして固定された固定子３ａと、クランク軸４の途中の外まわりに一体に結合された回転子３ｂとで構成され、回転子３ｂの上下端面の外周部分にはピン２２により止め付けられたバランスウエイト２３、２４が設けられ、これにより回転子３ｂおよびクランク軸４が安定して回転し、旋回スクロール１３を安定して円軌道運動させることができる。

給油機構７はクランク軸４の下端で駆動されるポンプ２５によってオイル溜め２０内のオイル６をクランク軸４を通縦しているオイル供給穴２６を通じて圧縮機構２の各部の軸受部６６や圧縮機構２の各摺動部に供給する。供給後のオイル６は供給圧や重力によって逃げ場を求めるようにして軸受部６６を通じ主軸受部材１１の下に流出して滴下し、最終的にオイル溜め２０に回収される。

さらに圧縮機構２から吐出される冷媒ガス２７が、圧縮機構２の上部の容器内吐出室３１、この容器内吐出室３１と圧縮機構２の下部を連通させる圧縮機構連通路３２、この圧縮機構連通路３２から回転子上部室３３に続く連絡路３４、回転子上部室３３と回転子下部室３５を連通させるように回転子３ｂに設けた回転子通路３６、回転子下部室３５、を順次経て電動機３の下に至り、さらに固定子３ａの下部と上部とを連通させるように固定子３ａまたは固定子３ａと密閉容器１との間に設けられた固定子通路３７を通って前記連絡路３４の外まわりの固定子上部室３８に抜けた後、密閉容器１の固定子上部室３８の位置以上の部分に設けられた外部吐出パイプ３９を通って密閉容器１外に吐出されるようにする容器内ガス通路Ａを設けてある。

このような容器内ガス通路Ａの容器内吐出室３１と、圧縮機構連通路３２とは、圧縮機構２およびその軸受部６６の外回りに位置して、圧縮機構２から吐出される冷媒ガス２７を一括して圧縮機構２の下部の連絡路３４に吐出させる。続いて連絡路３４は吐出されてきた冷媒ガス２７を回転子上部室３３に導いて回転子３ｂおよびバランスウエイト２３の回転による影響で緩く旋回する状態で回転子通路３６内に進入させて下方に通りぬけ、遠心分離により外側に向かう液化されたオイル６は固定子３ａのコイルエンドに付着して伝い落ち下部のオイル溜め２０へ滴下させる、一方液化されなかったミスト上のオイルとオイルと分離された冷媒は電動機下部室から固定子３ａまたは固定子３ａと密閉容器１との間の固定子通路に通して前記拘束域外回りの固定子上部室に導かれミスト状のオイルはその固定子上部室の密閉容器の内壁に配備された網目状のオイルセパレータ２８により液化されオイル６の自重落下により固定子通路及び固定子３ａと密閉容器１の空間部分を通りオイル溜め２０に滴下されることにより、オイル６の気液分離効果を高めることが出来る。

以上のように、本発明にかかる密閉型圧縮機は、従来の密閉型圧縮機に対して気液分離効果をたかめることによりシステムに吐出するオイルを削減することによりシステム損失を抑制できる、密閉型圧縮機を提供することができる。

本発明の実施例を示す密閉型圧縮機の断面図

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮機構
３ 電動機
３ａ 固定子
３ｂ 回転子
４ クランク軸
６ オイル
７ 給油機構
１７ 吸入口
１８ 吐出口
２０ オイル溜め
２３ バランスウエイト
２４ バランスウエイト
２７ 冷媒ガス
２８ オイルセパレータ
３１ 容器内吐出室
３２ 圧縮機構連通路
３３ 回転子上部室
３４ 連絡路
３５ 回転子下部室
３６ 回転子通路
３７ 固定子通路

Claims (1)

1. 密閉容器内に圧縮機構と、この圧縮機構の下方に設けた圧縮機構を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を圧縮機構部に伝達するためのクランク軸と、密閉容器内の下部に設けたオイル溜めのオイルを、クランク軸を通じてクランク軸の軸受部や圧縮機構摺動部に供給する給油機構とを備えた密閉型圧縮機の気液分離方法であって、圧縮機構から密閉容器内へ吐出されるガスおよび圧縮機構およびその軸受部への供給後のオイルをほぼ拘束して回転子上部室から回転子通路に通して回転子下部室に導くことにより回転子の回転による強制旋回に供して気液の遠心分離を行ない、液化されたオイルを固定子のコイルエンドに付着して伝い落ち下部のオイル溜めへ滴下させる一方液化されなかったミスト状のオイルと冷媒は電動機下部室から固定子または固定子と密閉容器との間の固定子通路に通して拘束域外回りの固定子上部室に導き、その固定子上部の空間部分の密閉容器内側に網目状の部品によりミスト化されたオイルを液化させ固定子と密閉容器との間の空間部分より自重落下によりオイル溜めまで滴下する、また冷媒ガスは密閉容器の固定子上部室の位置以上の部分から密閉容器外に吐出させて、オイルと気液分離した冷媒ガスを吐出することを特徴とする密閉型圧縮機。

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