JP4469094B2

JP4469094B2 - 密閉形圧縮機

Info

Publication number: JP4469094B2
Application number: JP2001034277A
Authority: JP
Inventors: 功川邉; 浩二平野
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2010-05-26
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002235666A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形圧縮機に係わり、特に圧縮機構部の潤滑をなすための潤滑油が、圧縮された高圧ガスとともに外部へ吐出されてしまうこと、いわゆる吐油の抑制構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、従来から、たとえば冷凍サイクル回路などに多用される密閉形圧縮機を示していて、ここではアキュームレータＡと２本の冷媒吸込み管ａ，ａを介して接続されている。
【０００３】
密閉形圧縮機は、密閉ケース１内に、回転軸２を介して連結される上部側の電動機部３と下部側の圧縮機構部４とが収容される。密閉ケース１内底部には、潤滑油の溜り部５が形成されていて、圧縮機構部４の一部が浸漬状態にある。
【０００４】
上記電動機部３は、上記回転軸２に嵌着固定される回転子６と、この回転子６周面と狭小の間隙を存する内周面を備え、上記密閉ケース１内周に嵌着固定される固定子７とからなる。
【０００５】
ここでは、上記圧縮機構部４は２つのシリンダ室８ａ，８ｂを備えた、いわゆるツインロータリ式と呼ばれるものが用いられる。上記回転軸２の回転にともない圧縮機構部４において冷媒ガスを圧縮して密閉ケース１内へ吐出し、同時に溜り部５から潤滑油を吸上げて、圧縮機構部４の各摺動部に給油するようになっている。
【０００６】
ところで、圧縮機構部４に給油された潤滑油の一部はシリンダ室８ａ，８ｂにおいて摺動部の潤滑をなしたあと、圧縮されて高圧化したガスと混合して、密閉ケース１内に吐出される。
【０００７】
すなわち、潤滑油は細かい油滴となって高圧ガスとともに密閉ケース１内に浮遊し充満する。そのままでは、密閉ケース１に接続される冷媒吐出管ｂから外部の冷凍サイクル機器へ高圧ガスとともに導かれてしまう。いわゆる吐油量が大になって、溜り部５の潤滑油が減少し、ついには摺動部の焼き付け現象に至る。
【０００８】
そこで、上記回転軸２の上端部には油分離円板９が取付けられる。圧縮機構部４で圧縮された高圧ガスと潤滑油の油分との混合気は、電動機部３を構成する回転子６と固定子７との隙間や、固定子７に巻装される巻線の隙間を介して上昇したあと、上記油分離円板９に衝突する。
【０００９】
上記回転軸２が高速で回転しているので、油分離円板９において遠心作用が働き、混合気から高圧ガスと油分とを分離する。高圧ガスは上昇して吐出冷媒管ｂに導かれ、かつ油分は密閉ケース１周壁に飛散したあと、固定子７外周面に設けられる油戻し通路（図示しない）に沿って流下し、溜り部５へ戻るようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記油分離円板９は高速で回転する回転軸２の上端部に取付け具を介して取付け固定されるようになっているので、極めて強固な取付けが必要であり、コストアップにつながっている。
【００１１】
なお、密閉ケース１内には固定子７の巻線と接続する口出し線ｃが配線されていて、密閉ケース１上端部に取付けられる三相端子部Ｄに接続されている。密閉ケース１は密閉構造であるから、組立てられた状態で口出し線ｃが油分離円板９に接触しているか否かの確認できない。
【００１２】
この口出し線ｃが油分離円板９に接触することも考えられる。この場合は、回転する油分離円板９に口出し線ｃが絡まったり、口出し線ｃの被覆が削られたりして、ついには短絡事故や、地絡事故に繋がる虞れがある。
【００１３】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、口出し線の短絡事故や地絡事故の発生する虞れの全くない構成で、潤滑油の外部への吐油量の低減を図って潤滑性を確保し、信頼性の向上を得られる密閉形圧縮機を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を満足するため本発明の密閉形圧縮機は、請求項１として、密閉ケース内に、回転軸を介して連結される電動機部と圧縮機構部とを収容する密閉形圧縮機において、上記電動機部は、回転軸に嵌着固定される回転子と、この回転子周面と所定の間隙を存する内周面を備え密閉ケース内周に嵌着固定される固定子とからなり、上記固定子は固定子本体および端子板から構成され、上記固定子本体は、円環状をなす固定子鉄心の内周部に沿い所定間隔を存して複数放射状に一体形成されそれぞれに絶縁部材を介して巻線が集中巻される磁極歯と、固定子鉄心の上面外周に沿って所定間隔を存して複数設けられ各巻線から引き出される巻始め端末及び巻終り端末がそれぞれ異なる部位に装着される巻線端末受け部とを備え、上記端子板は、円環状に形成される案内溝と、この案内溝に沿って設けられ固定子本体の巻線端末受け部に対向する位置に配置される口出し線受け部と、案内溝に引き回され一方の端末部が口出し線受け部に配置され他方の端末部が電源接続コネクタに接続される口出し線とを備え、端子板を固定子本体上面に取付けると同時に、固定子本体に巻装される巻線の巻始め端末及び巻終り端末と端子板に備えられる口出し線とが互いに電気的に接続するように構成され、上記端子板に、圧縮機構部で圧縮され密閉ケース内へ吐出される高圧ガスに含まれる潤滑油分を分離する油分離手段が取付けられることを特徴とする。
【００１５】
請求項２として、請求項１記載の密閉形圧縮機において上記油分離手段は、圧縮機構部で圧縮され密閉ケース内へ吐出される高圧ガスと潤滑油分との混合気を衝止する邪魔板であることを特徴とする。
【００１７】
このような課題を解決する手段を採用することにより、油分離手段を固定子本体に取付け固定される端子板に取付けるので、口出し線が油分離手段に接触しても、この短絡事故や地絡事故の発生する虞れが全くなく、しかも潤滑油の外部への吐油量の低減を図って潤滑性を確保し、信頼性の向上を得られる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
密閉形圧縮機は、密閉ケース１内に、回転軸２ａを介して連結される電動機部３と圧縮機構部４とが収容される。密閉ケース内底部には、潤滑油の溜り部５が形成されている。
【００１９】
上記回転軸２ａの下端部は溜り部５の潤滑油中に浸漬されていて、この下端部には、回転軸２ａの回転にともなって溜り部５の潤滑油を吸上げ、圧縮機構部４の各摺動部に給油する油ポンプ（図示しない）が設けられている。
【００２０】
上記圧縮機構部４は、２つのシリンダ室８ａ，８ｂを備えた、ツインロータリ式と呼ばれるものが用いられている。各シリンダ室８ａ，８ｂには偏心ローラ１０ａ，１０ｂがそれぞれ偏心回転自在に収容され、かつベーンの先端部が、常に偏心ローラ周面に弾性的に当接している。
【００２１】
上記シリンダ室８ａ，８ｂにはベーンを介して吸込みポートと吐出ポートが設けられ、ベーンはシリンダ室を高圧側と低圧側に仕切る。吸込みポートにはアキュームレータＡから延出される吸込み冷媒管ａ，ａが接続され、吐出ポートは密閉ケース１内に連通する。（上記ベーン、吸込みポート、吐出ポートは詳細に図示していない）
なお、上記圧縮機構部４として、いわゆるツインロータリ式のものを採用したが、これに限定されることがなく、いわゆるスクロール式圧縮機構部などであってもよい。
【００２２】
上記電動機部３は、上記回転軸２ａに嵌着固定される回転子６と、この回転子周面と狭小の間隙を存する内周面を備え、上記密閉ケース２ａ内周に嵌着固定される固定子７Ａとからなる。
【００２３】
上記固定子７Ａは、後述するように、固定子本体１１と、この固定子本体の上端面に取付け固定される端子板１２とを具備していて、上記回転軸２ａ端面は回転子６の上端面から突出せず、所定量下方に没入状態にある。
【００２４】
そして、固定子７Ａを構成する固定子本体１１と端子板１２のさらに上部に、本発明の特徴としての油分離機構（油分離手段）Ｓが配置される。上記油分離機構Ｓとして、具体的には、端子板１２に取付けられる邪魔板であって、密閉ケース内径よりもわずかに小さい直径の円板からなる。
【００２５】
図２は、固定子７Ａを構成するため、固定子本体１１に対して端子板１２を取付け組立てる前の状態を示している。端子板１２に複数の口出し線１３が配線され、これら口出し線１３が１本に束ねられて、先端に電源接続コネクタ１４が接続されている。
【００２６】
上記邪魔板Ｓの直径は端子板１２直径よりも大きく形成されていて、所定の部位には複数の孔部１５が設けられ、かつ下面側には所定間隔を存して複数の取付け脚１６が突設される。
【００２７】
各取付け脚１６が上記端子板１２に挿着されることにより、邪魔板Ｓは端子板１２に取付け固定される。この状態で、邪魔板Ｓと端子板１２とは所定の間隙を存するように設計され、邪魔板Ｓの孔部１５は塞がることがなく、完全開放されている。
【００２８】
図３（Ａ）に口出し線を除いた端子板１２の斜視図を表し、図３（Ｂ）に固定子本体１１の平面視を示す。
はじめに固定子本体１１から説明すると、この内周部に沿って複数の磁極歯１７が所定の間隔を存して放射状に一体形成され、円環状をなす固定子鉄心の各磁極歯１７が絶縁部材で覆われ、この上に巻線１８が集中巻される。
【００２９】
固定子鉄心の上面略外周に沿って、複数の巻線端末受け部１９が所定の間隔を存して設けられていて、巻線１８から引き出される一方の巻線端末１８ａが巻始め端末として上記巻線端末受け部１９に装着される。
【００３０】
この巻線１８と対向する位置にある巻線１８から引き出される一方の巻線端末１８ａが巻終り端末として別の巻線端末受け部１９に装着される。各巻線端末１８ａがそれぞれの巻線端末受け部１９に装着されたあと、固定のために固定子接続部材（図示しない）が挿入される。
【００３１】
つぎに、上記端子板１２について説明すると、固定子本体１１の上面に収まるように円環状に形成され、上記口出し線１３を２本重ねて固定子７Ａの周方向に引き回し案内する案内溝２０が設けられる。
【００３２】
上記案内溝２０に沿って、図示しない口出し線側接続部材を収容するための口出し線受け部２１が設けられている。この口出し線受け部２１は、端子板１２を固定子本体１１の上面に取付ける際に、固定子本体１１上面の巻線端末受け部１９に対向する位置にある。
【００３３】
口出し線１３が案内溝２０に引き回され、一方の端末部が口出し線受け部２１に配置され、かつ口出し線側接続部材によって固定される。それぞれの口出し線１３が口出し線出口２２から引き出されたあと、他方の口出し線１３の端末部が上記電源接続コネクタ１４に接続される。
【００３４】
このようにして組立てられた端子板１２が、固定子本体１１の上面に取付けられる。同時に、固定子本体１１に巻装される巻線１８端末と端子板１２に備えられる口出し線１３とが、互いに電気的に接続される。
【００３５】
そのあと、上記端子板１２に邪魔板Ｓの下面から突出する取付け脚１６を取付けて、邪魔板Ｓの固定保持をなす。上記口出し線１３は邪魔板Ｓの周縁から引き出され、この先端の電源接続コネクタ１４が密閉ケース１上端面に設けられる三相端子部Ｄに嵌め込まれる。
なお、上記邪魔板Ｓに口出し線１３を挿通するための挿通孔を設けてもよい。いずれにしても、口出し線１３の中途部が邪魔板Ｓの周縁に接触する可能性があるが、後述するように、口出し線１３にとって何らの支障もない。
【００３６】
再び図１に示すように、圧縮機構部４が構成される一方で、上記密閉ケース１の上面部には吐出冷媒管ｂが接続され、図示しない凝縮器に連通される。上記アキュームレータＡの上面部には吸込み冷媒管ｅが接続され、図示しない蒸発器に連通される。
【００３７】
上記凝縮器と上記蒸発器との間には膨張機構が接続されていて、密閉形圧縮機−凝縮器−膨張機構−蒸発器を介して上記アキュームレータＡに順次連通する冷凍サイクルが構成される。
【００３８】
このようにして構成される密閉形圧縮機において、電動機部３に通電することにより回転軸２ａが回転駆動され、圧縮機構部４を構成するシリンダ室８ａ，８ｂ内で偏心ローラ１０ａ，１０ｂが偏心回転する。
【００３９】
蒸発器で蒸発した冷媒が上記アキュームレータＡから吸込み管ａ，ａと吸込みポートを介してシリンダ室８ａ，８ｂ内に導かれる。偏心ローラ１０ａ，１０ｂの偏心回転により、シリンダ室８ａ，８ｂ内に吸込まれた冷媒ガスが徐々に圧縮される。
【００４０】
偏心ローラ１０ａ，１０ｂが１回転したところでシリンダ室８ａ，８ｂのガスが所定圧まで上昇し、吐出ポートから密閉ケース１内に吐出される。同時に、シリンダ室８ａ，８ｂ内での吸込み行程が進行し、かつ圧縮行程に変わる。密閉ケース１内には高圧化したガスが充満し、吐出冷媒管ｂから凝縮器へ吐出される。そして、周知の冷凍サイクルが構成される。
【００４１】
冷媒ガスに対する圧縮作用にともなって、密閉ケース１の内底部に集溜する潤滑油は回転軸２ａの下端部に設けられる油ポンプによって吸い上げられる。そして、回転軸２ａに形成される給油通路を介して各摺動部に導かれ、潤滑性が保持される。
【００４２】
圧縮機構部４に給油された潤滑油の一部はシリンダ室８ａ，８ｂに導かれ、摺動部の潤滑をなしたあと、圧縮されて高圧化したガス中にミスト状となって混合し、密閉ケース１内に吐出される。
【００４３】
図４に示すように、高圧ガスと潤滑油の油滴の混合気（実線矢印）は、電動機部３を構成する回転子６と固定子７Ａとの隙間や、固定子７Ａに巻装される巻線１８の隙間を介して上昇する。
【００４４】
そして、混合気は固定子７Ａの上方部位で邪魔板Ｓに衝突する。邪魔板Ｓに設けられる孔部１５は、混合気が通過する回転子６と固定子７Ａとの隙間と対向する位置に設けられておらず、また固定子７Ａの巻線１８の隙間とは対向する位置には設けられていないので、混合気は邪魔板Ｓによって衝止される。
【００４５】
混合気は高圧化しているので、邪魔板Ｓに対してかなりの気流速度をもって衝突する。したがって、邪魔板Ｓでは混合気に対して遠心作用が働くことになり、混合気は高圧ガスと油分とに分離される。
【００４６】
分離した高圧ガス（破線矢印）は、邪魔板Ｓに沿って流れ、比重が軽いところから孔部１５を介して上昇する。そのあと、上記吐出冷媒管ｂから外部の凝縮器に導かれる。
【００４７】
一方、分離した潤滑油の油分（一点鎖線矢印）は、邪魔板Ｓに沿って流れ、比重が重いところから滴下する。そして、固定子７Ａの外周面に設けられる油戻し通路２３を流下して、上述の溜り部５へ戻る。
【００４８】
このように、固定部である固定子７Ａの端子板Ｓに油分離機構としての邪魔板Ｓを取付けたので、従来のような油分離円板を回転軸に取付ける構成と異なり、遠心力やアンバランスが問題とならずにすみ、しかも強固で精度の高い取付け固定が不要となる。
【００４９】
上記端子板１２から延出される口出し線１３が邪魔板Ｓの周縁に接触していても、邪魔板Ｓが固定であるので、口出し線１３に対する何らの不具合もなく、短絡や地絡事故の発生の虞れがない。
【００５０】
図５に示すような、油分離機構（油分離手段）Ｓａであってもよい。
回転軸２ａを介して連結される電動機部３と圧縮機構部４とが密閉ケース１内に収容されることと、電動機部３は、回転軸２ａに嵌着固定される回転子６と、密閉ケース１内周に嵌着固定される固定子７Ａとからなり、圧縮機構部４は、いわゆるツインロータリ式のものであることも変わりがない。
【００５１】
上記固定子７Ａは、先に図２および図３（Ａ）（Ｂ）で説明したように、固定子鉄心の複数の磁極歯１７にそれぞれ巻線１８が集中巻された固定子本体１１と、この固定子本体１１の上端面に取付け固定され巻線１８と電気的に接続される口出し線１３を備えた端子板１２とを具備していることも同様である。
【００５２】
上記油分離機構Ｓａは、上記端子板１２内周部に適宜な手段をもって取付け固定される邪魔用筒体であり、所定の内径の筒部ｎと、この筒部ｎの下端に一体に形成される鍔部ｍとからなる。
【００５３】
ここでは、上記密閉ケース１上端面に接続される吐出冷媒管ｂ１が、密閉ケース１内に所定量突出するよう形成される。この吐出冷媒管ｂ１のケース１内突出部が上記邪魔用筒体Ｓａを構成する筒部ｎ内に挿入される。
【００５４】
上記吐出冷媒管ｂ１の外径と比較して、邪魔用筒体Ｓａの筒部ｎ内径が大に形成され、これらの間に狭小の隙間を存する。また、邪魔用筒体Ｓａの鍔部ｍ外径と上記端子板１２の内径との間には充分な空間が形成される。
【００５５】
このようにして構成されているので、圧縮構部４から吐出される高圧ガスと潤滑油の油滴の混合気は、電動機部３を構成する回転子６と固定子７Ａとの隙間や、固定子７Ａの巻線１８の隙間を介して上昇し、さらには端子板１２と邪魔用筒体Ｓａとの間を上昇する。
【００５６】
そして、混合気は邪魔用筒体Ｓａがあるところから吐出冷媒管ｂ１に短絡することなく、密閉ケース１の上部まで導かれる。比重の大きな潤滑油の油分は密閉ケース１の内面に衝突して、この内面に沿って流れ落ち、冷媒ガスのみが吐出冷媒管ｂ１から吐出される。
【００５７】
完全に分離した油分のみが、先に図４で示した、固定子７Ａの外周面に設けられる油戻し通路２３を流下して、上述の溜り部５へ戻る。
【００５８】
ここでも、固定子７Ａを構成する端子板１２に油分離機構としての邪魔用筒体Ｓａを取付けたので、遠心力やアンバランスが問題とならずにすみ、しかも強固で精度の高い取付け固定が不要となる。
【００５９】
端子板１２から延出される口出し線１３が邪魔用筒体Ｓａに接触していても、邪魔用筒体Ｓａが固定であるので口出し線１３に対して何らの不具合も作用せず、口出し線１３の短絡や地絡事故の発生の虞れがない。
【００６０】
なお、上述の実施の形態においては、邪魔板Ｓや邪魔用筒体Ｓａを端子板１２と別体としてが、これに限定されるものではなく、邪魔板Ｓや邪魔用筒体Ｓａを合成樹脂製として端子板１２と一体成形してもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、電動機部を構成する固定子の端子板に油分離手段を取付けたので、回転軸に取付けることによる遠心力やアンバランスが問題とならずにすみ、しかも強固で精度の高い取付け固定が不要となり、コストダウンを図れる。
【００６２】
端子板から延出される口出し線が油分離手段に接触していても、この油分離手段が固定であるので、口出し線の短絡や地絡事故の発生の虞れがなく、信頼性の向上を図れるなどの効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す、油分離機構を備えた密閉形圧縮機の概略の断面図。
【図２】同実施の形態を示す、電動機部の固定子を構成する固定子鉄心と、油分離機構を取付けた端子板の分解図。
【図３】同実施の形態を示す、端子板の斜視図と、固定子鉄心の平面図。
【図４】同実施の形態を示す、邪魔板の油分離機能を説明する図。
【図５】他の実施の形態を示す、油分離機構を備えた密閉形圧縮機の概略の断面図。
【図６】従来の、油分離円板を備えた密閉形圧縮機の概略の断面図。
【符号の説明】
１…密閉ケース、
２ａ…回転軸、
３…電動機部、
４…圧縮機構部、
６…回転子、
７Ａ…固定子、
１８…巻線、
１１…固定子鉄心、
１３…口出し線、
１２…端子板、
Ｓ…邪魔板、
Ｓａ…邪魔用筒体。

Claims

密閉ケース内に、回転軸を介して連結される電動機部と圧縮機構部とを収容する密閉形圧縮機において、
上記電動機部は、上記回転軸に嵌着固定される回転子と、この回転子周面と所定の間隙を存する内周面を備え、上記密閉ケース内周に嵌着固定される固定子とからなり、
上記固定子は、固定子本体および端子板から構成され、
上記固定子本体は、
円環状をなす固定子鉄心の内周部に沿い所定間隔を存して複数、放射状に一体形成され、それぞれに絶縁部材を介して巻線が集中巻される磁極歯と、
上記固定子鉄心の上面外周に沿って所定間隔を存して複数設けられ、上記各巻線から引き出される巻始め端末及び巻終り端末がそれぞれ異なる部位に装着される巻線端末受け部とを備え、
上記端子板は、
円環状に形成される案内溝と、
この案内溝に沿って設けられ、上記固定子本体の巻線端末受け部に対向する位置に配置される口出し線受け部と、
上記案内溝に引き回され、一方の端末部が上記口出し線受け部に配置され、他方の端末部が電源接続コネクタに接続される口出し線とを備え、
上記端子板を上記固定子本体上面に取付けると同時に、固定子本体に巻装される巻線の巻始め端末及び巻終り端末と端子板に備えられる口出し線とが互いに電気的に接続するように構成され、
上記端子板に、上記圧縮機構部で圧縮され密閉ケース内へ吐出される高圧ガスに含まれる潤滑油分を分離する油分離手段が取付けられることを特徴とする密閉形圧縮機。
上記油分離手段は、上記圧縮機構部で圧縮され密閉ケース内へ吐出される高圧ガスと潤滑油分との混合気を衝止する邪魔板であることを特徴とする請求項１記載の密閉形圧縮機。