JP2010031667A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出されるオイル量の低減と電動機効率低下の抑制とを同時に実現し、冷凍サイクルの熱交換能力と圧縮機本体の効率を同時に向上させることが課題であった。
【解決手段】密閉容器１の内部に、固定子２２と回転子２４で構成される電動機２と電動機で駆動される圧縮機構部３を配設し、固定子の外周が密閉容器の内壁に固定され、密閉容器内の空間が、電動要素を挟んで上部に上部空間７と下部空間８の大きく二つに分離される密閉型圧縮機において、密閉容器の内壁に設けた溝９が、上部空間と下部空間の両方に開口する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調機、冷凍機、ブロワ、給湯機等に使用される密閉型圧縮機に関するものである。

図８は、特許文献１に記載された従来の密閉型圧縮機を示すものである。図８に示すように、密閉容器の内部に、固定子と回転子で構成される電動機とこれによって駆動される圧縮機構を配設し、固定子の外周が密閉容器の内壁に固定されている。圧縮機構部で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが、固定子の外周に設けられた切り欠及び固定子と回転子の隙間を通過し、密閉容器上部に設けられた吐出管から外部冷却回路に吐出されている。切り欠部及び固定子と回転子との間の各隙間の通路断面積が小さいと電動機の上部空間と下部空間との圧力差が大きくなるため、上部空間で冷媒ガスから分離されたオイルは密閉容器内底部に戻りにくくなり、吐出管から冷媒ガスとともに吐出されるオイル量が多くなっていた。そこで通路断面積を大きくすることによって、吐出されるオイル量を少なくし、圧縮機のオイルレベルの確保と冷凍サイクルの熱交換能力の低下を防止していた。
特開昭６１−２８０７２７号公報

しかしながら、従来の構成では、固定子切り欠の通路断面積を大きくすることにともない、吐出されるオイル量を少なくすることが可能であるが、一方では電動機の効率が低下してしまうという問題があった。従って、吐出されるオイル量の低減と電動機効率低下の抑制とを同時に実現し、冷凍サイクルの熱交換能力と圧縮機本体の効率を同時に向上させることが課題であった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吐出されるオイル量の低減と電動機効率低下の抑制とを同時に実現し、冷凍サイクルの熱交換能力と圧縮機本体の効率を同時に向上させることを目的とする。

従来の課題を解決するために、本発明の密閉型圧縮機は、密閉容器の内部に、固定子と回転子で構成される電動機とこの電動機で駆動される圧縮機構部を配設し、固定子の外周が密閉容器の内壁に固定され、密閉容器内の空間が、電動機を挟んで上部空間と下部空間の大きく二つに分離される密閉型圧縮機において、密閉容器の内壁に設けた溝が、上部空間と下部空間の両方に開口し、かつ固定子の外周をほぼ円筒形にしたものである。

この構成により、固定子の外周をほぼ円筒形にすることで、電動機外周に切り欠きを設けている時と比べて電動機の効率が向上する。さらには、密閉容器内壁に設けた溝により、電動機外周に切り欠きを設けている時と同様の冷媒の通路断面積を確保できることから、吐出されるオイル量を少なくすることが出来る。よって、電動機の効率を向上させ、同時に吐出されるオイル量を切り欠があった時と同等に維持することが可能となる。

本発明の密閉型圧縮機は、電動機の効率を向上させ、冷媒ガスとともに吐出されるオイル量を現状と同等に維持できることから、冷凍サイクルの熱交換能力の向上と圧縮機本体の効率の向上が得られる。さらに圧縮機のオイルレベルを確保できることから高い信頼性も同時に得ることが可能となる。

第１の発明は、密閉容器の内部に、固定子と回転子で構成される電動機とこの電動機で駆動される圧縮機構部を配設し、固定子の外周が密閉容器の内壁に固定され、密閉容器内の空間が、電動機を挟んで上部空間と下部空間の大きく二つに分離される密閉型圧縮機において、密閉容器の内壁に設けた溝が、上部空間と下部空間の両方に開口することを特徴とする。縦型圧縮機において電動機が上、圧縮機構部が下側に設置される場合においては、密閉容器内壁の溝により、吐出された冷媒ガスが、下部空間から上部空間に移動する時の流速が遅くなる。よって、上部空間と下部空間の圧力差が小さくなり、上部空間に溜まったオイルが自重により密閉容器内のオイル溜りに戻りやすくなり、圧縮機のオイルレベルが確保される。さらに、上部空間のオイルが少なくなるため、吐出冷媒とともに巻き上げられるオイルも少なくなって、圧縮機本体から吐出されるオイル量も低減され、冷凍サイクルの熱交換能力の低下を防止することができる。また、圧縮機構部が上、電動機が下側にある場合も同等の効果が得られる。

第２の発明は、特に、第１の発明の密閉型圧縮機において、固定子の外周をほぼ円筒形にすることにより、電動機の効率を向上することが出来る。また、溝で固定子と密閉容器の間の通路断面積が確保されるため、電動機の切り欠きがあった時と同等のオイル吐出量にすることが出来る。よって、電動機の効率の向上によって圧縮機本体の効率が向上するとともに、吐出されるオイル量が低減され冷凍サイクルの熱交換能力の低下を防止することができる。

第３の発明は、特に、第１〜２の発明の密閉型圧縮機において、溝を複数個設けることで、冷媒ガスの通路断面積を大きくすることが可能となる。これによって、上部空間と下部空間の圧力差を小さくすることができ、圧縮機本体から吐出されるオイル量が低減され、冷凍サイクルの熱交換能力の低下を防止することができる。

第４の発明は、特に、第１〜３の発明の密閉型圧縮機において、溝を斜めに設けることで、冷媒ガスの通過距離を長くすることが可能となる。よって、固定子の高さが低い場合においても、冷媒ガスが固定子と密閉容器の間を通過する時の流速を十分に遅くすることが可能となり、上部空間と下部空間の圧力差を小さく出来ることから、吐出されるオイル量が低減され、冷凍サイクルの熱交換能力の低下を防止することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４の発明の密閉型圧縮機において、溝が密閉容器の円周方向の幅より、径方向の深さを小さくすることで、吐出管から冷媒ガスとともに吐出されるオイル量を低減したまま、密閉容器外周を大きくせずにコンパクトな密閉型圧縮機を提供することができる。

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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。図２は本発明の第１の実施の形態における電動機部の断面図である。

図１において圧縮機は、底部にオイルの貯溜されたオイル溜り６を有する密閉容器１で、この容器内には上側に電動機２が、下側に圧縮機構部３がそれぞれ収納されている。電動機２は回転軸３１に装着された回転子２４と、外周に切欠部２８を形成した固定子２２とで構成されている。圧縮機構部３は、シリンダ３０と、回転軸３１の偏芯部３１ａによりシリンダ３０内を回転するピストン３２とこのピストン３２に接してシリンダ３０内を
分けるベーン３３とシリンダ３０の開口を封じる上軸受部３４と下軸受部３５と、この上軸受部３４に取り付けられた吐出弁３６と、この吐出弁３６を覆うカップマフラー３７とで構成されており、回転子２４からの駆動によりシリンダ３０内をピストン３２が回転し冷媒が圧縮される構造となっている。

以上のように構成された密閉型圧縮機において、図２に示すように、固定子２２の外周が密閉容器１の内壁に固定されている。密閉容器１内の空間が、電動機２を挟んで上部空間７と下部空間８の大きく二つに分離される密閉型圧縮機において、密閉容器１の内壁に設けた溝９が、上部空間７と下部空間８の両方に開口する構成としている。

圧縮された冷媒は、カップマフラー３７より密閉容器１内に吐出され、固定子２２と密閉容器１内壁で形成された切欠部２８と、固定子２２と密閉容器１内壁で形成された溝９と、電動機２のエアギャップ２６を通って、電動機２の上部空間７に送り出され、冷媒吐出管５から密閉容器１の外に吐出される。矢印は、冷媒の流れを示す。

以上のように、本実施の形態においては、溝９を設けることで、冷媒の通路断面積が増加し、吐出された冷媒ガスが下部空間８から上部空間７に移動する時の流速が遅くなるため、上部空間７と下部空間８の圧力差が減少する。よって、冷媒から分離されたオイルが自重により、上部空間７から下部空間８のオイル溜り６に戻りやすくなるため、圧縮機のオイルレベルが確保できる。また、上部空間のオイルが少なくなるため、吐出冷媒とともに巻き上げられるオイルも少なくなって、圧縮機本体から吐出されるオイル量も減少し、冷凍サイクルの熱交換能力の低下を防止することができる。

また、図３に示すように、密閉容器１内の下側に電動機２が、上側に圧縮機構部３が収納されている場合も同等の効果が得られる。

また、溝９を複数個設けることで、冷媒ガスの通路断面積をさらに大きくすることができるため、上部空間７と下部空間８の圧力差を小さくすることが可能となる。

また、図４に示すように溝９を斜めに設けることで、冷媒ガスの通過距離を長くすることが可能となる。これによって、固定子２２の高さが低い場合でも、溝９を通過する時に十分に冷媒の流速を遅くすることが可能となり、上部空間７と下部空間の圧力差を小さくすることが可能となる。

また、図５に示すように溝１が密閉容器１の円周方向の幅より、径方向の深さを小さくすることで、吐出管５から冷媒ガスとともに吐出されるオイル量を低減したまま、密閉容器１の外周を大きくせずにコンパクトな密閉型圧縮機を提供することができる。

（実施の形態２）
図６は本発明の第２の実施の形態における密閉型圧縮機の縦断面図である。

図６において圧縮機は、底部にオイルの貯溜されたオイル溜り６を有する密閉容器１で、この容器内には上側に電動機２が、下側に圧縮機構部３がそれぞれ収納されている。電動機２は回転軸３１に装着された回転子２４と、固定子２２とで構成されている。固定子２２の外周が密閉容器１の内壁に固定され、密閉容器１内の空間が、電動機２を挟んで上部空間７と下部空間８の大きく二つに分離されており、密閉容器１の内壁に設けた溝９が、上部空間７と下部空間８の両方に開口する構成としている。圧縮機構部３は、シリンダ３０と、回転軸３１の偏芯部３１ａによりシリンダ３０内を回転するピストン３２とこのピストン３２に接してシリンダ３０内を分けるベーン３３とシリンダ３０の開口を封じる上軸受部３４と下軸受部３５と、この上軸受部３４に取り付けられた吐出弁３６と、この
吐出弁３６を覆うカップマフラー３７とで構成されており、回転子２４からの駆動によりシリンダ３０内をピストン３２が回転し冷媒が圧縮される構造となっている。圧縮された冷媒は、カップマフラー３７より密閉容器１内に吐出され、固定子２２と密閉容器１内壁で形成された溝９と電動機２のエアギャップ２６を通って、電動機２の上部へ送り出され、冷媒吐出管５から密閉容器１の外に吐出される。矢印は、冷媒の流れを示す。

以上のように構成された密閉型圧縮機において、図７に示すように、固定子２２の外周をほぼ円筒形の構成をしている。これによって、電動機２の外周に切り欠きを設けている時と比べて電動機２の効率が向上する。さらには、密閉容器１内壁に設けた溝９により、電動機２の外周に切り欠きを設けている時と同様の冷媒の通路断面積を確保できることから、吐出されるオイル量を少なくすることが出来る。よって、電動機２の効率を向上させ、同時に吐出されるオイル量を電動機２の切り欠があった時と同等に維持することが可能となる。

以上のように、本発明の密閉型圧縮機は、電動機の効率を向上させ、冷媒ガスとともに吐出されるオイル量を低減することで、冷凍サイクルの熱交換能力の向上と圧縮機本体の効率の向上が得られる。さらに圧縮機のオイルレベルを確保できることから高い信頼性も同時に得ることが可能となり、ＨＦＣ系冷媒やＨＣＦＣ系冷媒を用いたエアーコンディショナー用圧縮機のほかに、自然冷媒ＣＯ_２を用いたエアーコンディショナーやヒートポンプ式給湯機などの用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態１における電動機部の断面図 本発明の実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態１における斜め溝の拡大平面図 本発明の実施の形態１における溝の幅と深さの関係の拡大断面図 本発明の実施の形態２における密閉型圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態２における電動機部の断面図 従来の密閉型圧縮機における電動機部の断面図

符号の説明

１ 密閉容器
２ 電動機
４ 上シェル
５ 冷媒吐出管
６ オイル溜り
７ 上部空間
８ 下部空間
９ 溝
２２ 固定子
２４ 回転子
２６ エアギャップ
２８ 切欠部
３ 圧縮機構部
３０ シリンダ
３１ 回転軸
３１ａ 偏芯部
３２ ピストン
３３ ベーン
３４ 上軸受部
３５ 下軸受部
３６ 吐出弁
３７ カップマフラー
３８ 吐出孔

Claims (5)

1. 密閉容器の内部に、固定子と回転子で構成される電動機と前記電動機で駆動される圧縮機構部を配設し、前記固定子の外周が前記密閉容器の内壁に固定され、前記密閉容器内の空間が、前記電動要素を挟んで上部に上部空間と下部空間の大きく二つに分離される密閉型圧縮機において、前記密閉容器の内壁に設けた溝が、前記上部空間と前記下部空間の両方に開口することを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 固定子の外周がほぼ円筒形であることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 溝を複数個設けることを特徴とする請求項１または２に記載の密閉型圧縮機。
4. 溝を斜めに設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。
5. 溝が密閉容器の円周方向の幅より、径方向の深さを小さくすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の密閉型圧縮機。