JP3721587B2 - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、冷暖房装置、冷蔵庫などの冷却装置に用いる圧縮機、例えばスクロール圧縮機、ロータリー圧縮機のような密閉型電動圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷暖房装置、冷蔵庫などの冷却装置に用いる密閉型電動圧縮機として従来提案されているものについて、図９を参照してその構成を説明する。
【０００３】
図９において、圧縮機構部１０１は、固定渦巻羽根１０２を有する固定スクロール１０３、旋回渦巻羽根１０４を旋回鏡板１０５の上に形成した旋回スクロール１０６、および旋回スクロール１０６の自転を阻止するオルダムリング１０７とから構成されており、固定スクロール１０３は、軸受部材１０８とともに密閉容器１０９に固定されている。旋回スクロール１０６の旋回鏡板１０５において、旋回渦巻羽根１０４が設けられている面と反対側の面には旋回スクロール軸１１０が設けられ、この旋回スクロール軸１１０は、軸受部材１０８と副軸受部材１１１とによって回転自在に支持されたクランク軸１１２の上端に形成された偏芯穴部１１３に嵌入されている。軸受部材１０８と副軸受部材１１１との間には、密閉容器１０９に固定された固定子１１４と、クランク軸１１２に固定されてクランク軸１１２とともに回転する回転子１１５とかになる電動機部１１６が配設されている。
【０００４】
密閉容器１０９の内部は、圧縮機構部１０１により圧縮された高圧冷媒ガスを吐出する吐出口１１７が設けられている吐出口側室１１８と、電動機部１１６が設置されている電動機側室１１９とに、圧縮機構部１０１によって仕切られ、この吐出口側室１１８と電動機側室１１９とは、圧縮機構部１０１に設けた連通口１２０によって連通されている。
【０００５】
以上のように構成されていることにより、吸入管１２９より吸入された低圧冷媒ガスは圧縮機構部１０１で圧縮されて高圧冷媒ガスとなり、吐出口側室１１８へ吐出された高圧冷媒ガスは、連通口１２０を通過して電動機側室１１９へ流入し、その主流は矢印のように下向きとなっている。電動機部１１６の固定子１１４の外周には、連通口１２０とほぼ同軸状で密閉容器１０９に対して上下方向の切欠部１２１が設けられているので、下向きの高圧冷媒ガスの主流は、この切欠部１２１を通過して密閉容器１０９の下部に達し、その後、固定子１１４の下部を通り、電動機部１１６の固定子１１４と回転子１１５との隙間を通過し、圧縮機構部１０１の下部に設けられた吐出ガス通路１２２を通り、最終的には吐出管１２３より密閉容器１０９の外部へ吐出される。
【０００６】
一方、クランク軸１１２の下端には潤滑油ポンプ１２４が設置され、この潤滑油ポンプ１２４は、クランク軸１１２の回転に伴って、密閉容器１０９の底部に設けた潤滑油溜１２５に溜められている潤滑油を、クランク軸１１２の中心部に形成した連通路１２６を経て圧縮機構部１０１へ汲み上げる。連通路１２６を経由した潤滑油の大半は、旋回スクロール軸１１０を潤滑して主軸受１２７を潤滑したのち、油回収容器１２８の上部より吐出されて油回収容器１２８内に回収される。
【０００７】
この油回収容器１２８に回収されて溜められた潤滑油は、クランク軸１１２に一体に取り付けた釣合をとるための偏芯重り１２９の回転により撹伴されて遠心力が付与され、この遠心力の作用により、油回収容器１２８に設けた部屋１３０へ連通孔１３１を通って押し出される。ついで、潤滑油はさらにこの部屋１３０の中を押し上げられ、圧縮機構部１０１の軸受部材１０８に設けた排油通路１３２の中を押し進んだのち、電動機部１１６の固定子１１４の外周に設けた切欠部１２１とほぼ同位相の位置に排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の密閉型電動圧縮機にあっては、油回収容器１２８の底部とクランク軸１１２との間に間隙１３３が存在し、しかも偏芯重り１２９による遠心力は偏芯重り１２９が存在しない部分では徐々に弱まるので、潤滑油は油回収容器１２８の内部に逆流し易く、また、偏芯重り１２９の端面は軸方向に垂直な面で形成されているので、潤滑油ポンプ１２４から汲み上げる潤滑油が多い場合、偏芯重り１２９の端面に潤滑油が集まって油回収容器１２８とクランク軸１１２との間隙１３３から下部へ流出し、この流出した潤滑油は、電動機部１１６の回転子１１５によって撹伴されて電動機側室１１９内で多量の油滴となって飛散することがあった。
【０００９】
また、圧縮機構部１０１より吐き出され、連通口１２０を通って電動機側室１１９に導入された高圧冷媒ガスは、飛散した多量の油滴と接触してこれを捕集するので、多量の潤滑油を混入した高圧冷媒ガスが、吐出ガス通路１２２を通って吐出管１２３より密閉容器１０９の外部に排出され、この排出された高圧冷媒ガスに混入されている潤滑油が原因となって、冷凍サイクル中における配管圧力の損出が増加し、凝縮器や蒸発器などの熱交換器における熱交換効率の低下を招き、さらに圧縮器の信頼性や成績係数の低下をもたらすという問題点があった。
【００１０】
本発明は、潤滑油の飛散、流出を抑制して信頼性、成績係数の高い密閉型電動圧縮機を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の密閉型電動圧縮機においては、密閉容器内に、圧縮機構部およびこの圧縮機構部をクランク軸を介して駆動する電動機部を収納し、上記圧縮機構部の下部には、上記クランク軸に取り付けた偏芯重りおよびこの偏芯重りを囲撓する油回収容器を有する潤滑油回収部を形成し、この潤滑油回収部に、回収した潤滑油を上記油回収容器の外周壁部に移動させる移動手段を設けたものである。
【００１２】
また、回収した潤滑油を油回収容器の外周壁部に移動させる移動手段としては、偏芯重りの端面部に、クランク軸の軸方向に対して上方に傾斜する傾斜面を設けたり、偏芯重りの端面部に、クランク軸の半径方向に対して傾斜する傾斜面を設けたり、偏芯重りは中心部よりも外周部を肉厚とし、この偏芯重りの下端面に沿って平行にした底部を油回収容器に設けたり、油回収容器の外周壁部に段部を設けたり、あるいは、油回収容器の外周部と偏芯重りの外端面との間隙部よりも小さい間隙部を、油回収容器の底部と偏芯重りの下端面との間に設けたりして形成することができる。
【００１３】
【作用】
上記のように構成された密閉型電動圧縮機にあっては、軸受部分を潤滑、冷却して油回収容器に回収された潤滑油は、クランク軸の回転による偏芯重りの回転に引きずられて移動すると同時に、その遠心力によって油回収容器の外周壁部に向かって移動して潤滑油溜に還流される。一方、偏芯重りが存在しない部分では、潤滑油の回転速度が徐々に弱まって遠心力が小さくなるので、油回収容器の外周壁部に移動した潤滑油は油回収容器の内側に向かって逆流してくるが、回収した潤滑油を油回収容器の外周壁部に移動させる移動手段によって、潤滑油は油回収容器の外周壁部に強制的に移動させられるので、油回収容器の底部から電動機部へ流出することはなくなる。
【００１４】
また、油回収容器に逆流してきた潤滑油は、偏芯重りの端面部に形成したクランク軸の軸方向に対して上方に傾斜する傾斜面、あるいはクランク軸の半径方向に対して傾斜する傾斜面によって油回収容器の外周壁面の方向に移動させることができる。
【００１５】
また、偏芯重りは中心部よりも外周部を肉厚とし、この偏芯重りの下端面に沿う形状の底部を油回収容器に設けると、電動機部と連通している油回収容器とクランク軸との隙間は、高い位置となって潤滑油が流出し難くなり、外周壁面に集まり易くなる。
【００１６】
さらに、油回収容器の外周壁部に形成した段部に潤滑油が溜まって電動機部に流出し難くなり、また、油回収容器の外周部と偏芯重りの外端面との間隙部よりも小さい間隙部を、油回収容器の底部と偏芯重りの下端面との間に形成すると、油回収容器の底部に存在する潤滑油に遠心力が作用し易くなり、潤滑油が流出し難くなる。
【００１７】
【実施例】
本発明の密閉型電動圧縮機について、密閉型電動スクロール圧縮機を実施例として図１ないし図８を参照して説明する。
【００１８】
図１において、圧縮機構部１は、固定渦巻羽根２を有する固定スクロール３、旋回渦巻羽根４を旋回鏡板５の上に形成した旋回スクロール６、および旋回スクロール６の自転を阻止するオルダムリング７とから構成されており、固定スクロール３は、軸受部材８とともに密閉容器９に固定されている。旋回スクロール６の旋回鏡板５において、旋回渦巻羽根４が設けられている面と反対側の面には旋回スクロール軸１０が設けられ、この旋回スクロール軸１０は、軸受部材８と副軸受部材１１とによって回転自在に支持されたクランク軸１２の上端に形成された偏芯穴部１３に嵌入されている。軸受部材８と副軸受部材１１との間には、密閉容器９に固定された固定子１４と、クランク軸１２に固定されてクランク軸１２とともに回転する回転子１５とかになる電動機部１６が配設されている。
【００１９】
密閉容器９の内部は、圧縮機構部１により圧縮された高圧冷媒ガスを吐出する吐出口１７が設けられている吐出口側室１８と、電動機部１６が設置されている電動機側室１９とに、圧縮機構部１によって仕切られ、この吐出口側室１８と電動機側室１９とは、圧縮機構部１に設けた連通口２０によって連通されている。
【００２０】
以上のように構成されていることにより、吸入管２９より吸入された低圧冷媒ガスは圧縮機構部１で圧縮されて高圧冷媒ガスとなり、吐出口側室１８へ吐出された高圧冷媒ガスは、連通口２０を通過して電動機側室１９へ流入し、その主流は矢印（図１参照）のように下向きとなっている。電動機部１６の固定子１４の外周には、連通口２０とほぼ同軸状で密閉容器９に対して上下方向の切欠部２１が設けられているので、下向きの高圧冷媒ガスの主流は、この切欠部２１を通過して密閉容器９の下部に達し、その後、固定子１４の下部を通り、電動機部１６の固定子１４と回転子１５との隙間を通過し、圧縮機構部１の下部に設けられた吐出ガス通路２２を通り、最終的には吐出管２３より密閉容器９の外部へ吐出される。
【００２１】
一方、クランク軸１２の下端には潤滑油ポンプ２４が設置され、この潤滑油ポンプ２４は、クランク軸１２の回転に伴って、密閉容器９の底部に設けた潤滑油溜２５に溜められている潤滑油を、クランク軸１２の中心部に形成した連通路２６を経て圧縮機構部１へ汲み上げる。連通路２６を経由した潤滑油の大半は、旋回スクロール軸１０を潤滑して主軸受２７を潤滑したのち、油回収容器２８の上部より吐出されて油回収容器２８内に回収される。
【００２２】
この油回収容器２８に回収されて溜められた潤滑油は、クランク軸１２の回転時の釣合をとるためにクランク軸１２に一体に取り付けられ、油回収容器２８により囲撓されている断面半円形の柱状の偏芯重り２９（図３参照）の回転により撹伴されて遠心力が付与され、この遠心力の作用により、油回収容器２８に設けた部屋３０へ連通孔３１を通って押し出される。ついで、潤滑油はさらにこの部屋３０の中を押し上げられ、圧縮機構部１の軸受部材８に設けた排油通路３２の中を押し進んだのち、電動機部１６の固定子１４の外周に設けた切欠部２１とほぼ同位相の位置に排出されて潤滑油溜２５に還流される。なお、３３は偏芯重り２９の端面部に形成した傾斜面で、クランク軸１２の軸方向に対して上方に傾斜している。
【００２３】
油回収容器２８部分の模式図を示す図２および図２におけるＡ−Ａ線断面図を示す図３を参照して油回収容器２８内での潤滑油の動きについて説明する。なお、点Ｐは運転中の潤滑油の位置を示している。
【００２４】
偏芯重り２９と油回収容器２８との間に存在する潤滑油Ｍは、クランク軸１２の回転による偏芯重り２９の回転に引きずられて移動すると同時に、その遠心力によって油回収容器２８の外周壁部に向かって移動し、連通孔３１より油回収容器２８の部屋３０に導入される。一方、偏芯重り２９が存在しない部分３４では、潤滑油Ｍの回転速度が徐々に弱まって遠心力が小さくなるので、油回収容器２８の外周壁部に移動した潤滑油Ｍは油回収容器２８の内側に向かって逆流してくる。この逆流してきた潤滑油Ｍは、偏芯重り２９の端面部に当たると、傾斜面３３の存在により、油回収容器２８とクランク軸１２との間隙３５から電動機部１６に流出することなく、クランク軸１２の回転により、上記傾斜面３３に沿って上方に移動して偏芯重り２９の部分に集合するので、再び偏芯重り２９によって遠心力が付与されて油回収容器２８の外周壁部に移動する。
【００２５】
したがって、回転子１５による潤滑油Ｍの飛散は防止され、排出する高圧冷媒ガスの中に混入される量も少なくなり、排出された高圧冷媒ガスに混入されている潤滑油が原因で惹起される冷凍サイクル中における配管圧力の損出、凝縮器や蒸発器などの熱交換器における熱交換効率の低下がなくなり、さらに圧縮機の信頼性や成績係数の低下も起こらなくなる。
【００２６】
また、図４および図５に示すように、偏芯重り２９は断面扇形の柱状とし、その端面部にクランク軸１２の半径方向に対して傾いている傾斜面３６を設けることもできる。この場合は、逆流してきて偏芯重り２９の端面部に当接した潤滑油Ｍは、傾斜面３６の存在により外側、すなわち油回収容器２８の外周の方向に押し出されるので、間隙３５より電動機部１６に流出することはなくなる。
【００２７】
また、図６に示すように、偏芯重り２９は断面半円形の柱状とし、クランク軸１２側の中心部から外周部に向かって順次肉厚を厚くなるように下端面に傾斜面３７を形成し、油回収容器２８の底部はこの傾斜面３７に沿った円錐状底面３８にすると、油回収容器２８の底部の形状が中高テーパー状となるので、底部に溜まった潤滑油Ｍは遠心力によりスムーズに油回収容器２８の外周に移動させることができ、さらに間隙３５が高い位置にあって潤滑油Ｍがこの間隙３５から流出し難くなっている。なお、油回収容器２８の底部は円錐状の例を説明したが、偏芯重り２９の下端面を階段状にして肉厚を厚くしても同様の効果が得られる。
【００２８】
また、図７に示すように、油回収容器２８の外周壁に段部４０を設け、偏芯重り２９の外周部の上部においては、油回収容器２８の内壁との間に比較的大きな間隙部４１を形成し、下部においては小さな間隙部４２を形成するようにすると、油回収容器２８の上部から流れ込んだ潤滑油Ｍは、段部４０にいったん溜められるとともに、下の間隙部４２に存在する潤滑油は偏芯重り２９による遠心力で段部４０に押し上げられる。したがって、間隙３５より電動機部１６に流出する潤滑油はなくなる。
【００２９】
さらに、図８に示すように、油回収容器２８の底部と偏芯重り２９の下端面との間隙部４３は、油回収容器２８の外周部と偏芯重り２９の外端面との間隙部４４よりも小さくすることもできる。この場合には、外側の間隙部４３に大きな遠心力が働くので、下側の間隙部４２から間隙３５を経て電動機部１６に潤滑油Ｍが流出する惧れはなくなる。
【００３０】
なお、以上説明した偏芯重りと油回収容器とは適宜組み合わせることは可能であり、また以上は密閉型電動スクロール圧縮機の例について説明したが、例えば、密閉型ロータリ圧縮機のような他の密閉型電動圧縮機に適用しても充分な効果が得られる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、回収された潤滑油が、油回収容器とクランク軸との間隙から電動機部に流出することはなく、クランク軸の回転による遠心力で的確に油回収容器の外周壁面に移動するので、電動機部に流出して惹起される潤滑油の飛散は防止され、排出する高圧冷媒ガスの中に混入される量も少くなり、排出された高圧冷媒ガスに混入されている潤滑油が原因で起こる冷凍サイクル中における配管圧力の損出、凝縮器や蒸発器などの熱交換器における熱交換効率の低下がなくなり、さらに圧縮機の信頼性や成績係数の低下も起こらなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における密閉型スクロール圧縮機の断面図
【図２】同密閉型スクロール圧縮機の油回収部の模式図
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図
【図４】同密閉型スクロール圧縮機の油回収部の変形例の模式図
【図５】図４のＢ−Ｂ線における断面図
【図６】同密閉型スクロール圧縮機の油回収部の他の変形例の模式図
【図７】同密閉型スクロール圧縮機の油回収部の別の変形例の模式図
【図８】同密閉型スクロール圧縮機の油回収部のさらに別の変形例の模式図
【図９】従来における密閉型スクロール圧縮機の断面図
【符号の説明】
１ 圧縮機構部
９ 密閉容器
１２ クランク軸
１６ 電動機部
２８ 油回収容器
２９ 偏芯重り
３３、３６、３７ 傾斜面
３８ 円錐状底面
４０ 段部
４３、４４ 間隙部
Ｍ 潤滑油

Claims (5)

1. 密閉容器内に、圧縮機構部およびこの圧縮機構部をクランク軸を介して駆動する電動機部を収納し、上記圧縮機構部の下部には、上記クランク軸に取り付けた偏芯重りおよびこの偏芯重りを囲撓しつつ隙間を介してクランク軸が貫通する穴を底面に有する油回収容器を備えた潤滑油回収部を形成し、この潤滑油回収部には、潤滑油を上記油回収容器の外周壁部に移動させる移動手段を設けた密閉型電動圧縮機。
2. 偏芯重りの回転方向端面部に、クランク軸の軸方向に対して上方に傾斜する傾斜面を設けて移動手段とした請求項１記載の密閉型電動圧縮機。
3. 偏芯重りの端面部に、クランク軸の半径方向に対して傾斜する傾斜面を設けて移動手段とした請求項１記載の密閉型電動圧縮機。
4. 偏芯重りの底部を中心部よりも外周部が肉厚となる様に形成し、油回収容器の底部を前記偏芯重りの下端面と平行にした請求項１ないし３のいずれかに記載の密閉型電動圧縮機。
5. 油回収容器の外周壁部を偏芯重りの外径よりも僅かに大きな内径を有する下段部と、該下段部よりも大きな内径を有する上段部とで構成し、上段部に排油通路と連通する連通孔を設けた請求項１ないし４のいずれかに記載の密閉型電動圧縮機。

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