JPH07189963A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 密閉型電動圧縮機において、密閉容器の外部
に吐出される高圧冷媒ガスに混入する潤滑油の割合を極
めて少なくすることにより、信頼性と成績係数の高い圧
縮機を提供する。 【構成】 圧縮機構部およびクランク軸の潤滑に供され
た油を一時回収する容器を圧縮機構部下部に配設し、一
時回収された油を電動機の回転子による油の撹拌作用の
影響の及ばない任意の位置へ排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷暖房装置、あるいは
冷蔵庫などに用いられるスクロール圧縮機やロータリー
圧縮機などの密閉型電動圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、冷暖房装置、あるいは冷蔵庫
などの冷却装置にはスクロール圧縮機やロータリー圧縮
機などの密閉型電動圧縮機が用いられている。

【０００３】この種類の圧縮機の従来技術として、特開
昭第６０−５０９９６号公報に示されている密閉型電動
圧縮機を例にとり、図面とともに説明する。

【０００４】図５に示すように、密閉容器１０１の内部
には、圧縮機構部１０２、電動機部１０３を構成する回
転子１０４と固定子１０５、電動機部１０３の回転力を
圧縮機構部１０２に伝達するクランク軸１０６、クラン
ク軸１０６を支承する軸受け部材１０７が設置されてい
る。また、密閉容器１０１には、低圧冷媒ガスを吸入す
るための吸入管１０８、圧縮機構部１０２で圧縮された
高圧冷媒ガスを密閉容器の外部へ吐出するための吐出管
１０９が設けられている。

【０００５】上記構成において、電動機部１０３の回転
子１０４が回転すると、この回転力はクランク軸１０６
によって圧縮機構部１０２に伝達される。圧縮機構部１
０２に回転力が伝達されると、圧縮作用が生じる。この
結果、吸入管１０８より吸入された低圧冷媒ガスは、圧
縮機構部１０２で圧縮されて高圧冷媒ガスになり、いっ
たん密閉容器１０１の内部空間の吐出口側空間１１３に
吐出された後、軸受け部材１０７に設けられた連通口１
１１を通過して、電動機部１０３が設けられている電動
機空間側１１４に流入し、その後、主に軸受け部材１０
７と電動機部１０３との間を経て、吐出管１０９より冷
凍サイクル（図示せず）へ吐出される。

【０００６】また、密閉容器１０１の下部には潤滑油溜
め１１０が設けられている。この潤滑油溜め１１０に溜
められている潤滑油は、潤滑ポンプ（図示せず）などに
よって汲み上げられ、クランク軸１０６に設けられてい
る連通口（図示せず）を通過して、圧縮機構部１０２お
よび軸受け部材１０７とクランク軸１０６との摺動面な
どを潤滑した後、その一部は圧縮機構部１０２から高圧
冷媒ガスとともに密閉容器１０１内空間に吐出され、残
りは軸受け部材１０７から重力の作用により落下し、密
閉容器１０１の下部の潤滑油溜め１１０に戻る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の圧縮機では、運転中密閉容器１０１内では圧
縮機構部１０２およびクランク軸１０６から排出された
油が電動機の回転子１０４によって撹拌され軸受け部材
１０７の下部空間で多量の油滴となって飛散している。
したがって、圧縮機構部１０２より吐き出され通路１１
１を通り軸受け部材１０７の下部空間に導かれたガス
は、ここで多量の油の液滴と接触してこれを捕獲するの
で、多量の油が吐出ガスに混入し吐出管１０９を通り密
閉容器外部に排出されてしまう。密閉容器から排出され
た多量の油は冷凍サイクル中で配管圧力損失の増加や、
凝縮器、蒸発器などの熱交換器での熱交換効率の低下な
どを招き、圧縮機の信頼性や成績係数の低下をもたら
す。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上に述べたオイル吐出
の増加という問題点を解決するため、本発明では第１の
手段として、密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機構
部の下方に前記圧縮機構部を駆動するための電動機と、
この電動機の回転力を前記圧縮機構部に伝達するための
クランク軸とを配設し、前記圧縮機構部下部に吐き出し
ガスを密閉容器外部に排出する通路の開口部を設けた圧
縮機において、前記圧縮機構部および前記クランク軸の
潤滑に供された油を一時回収する容器を前記圧縮機構部
下部に配設し、前記容器には回収された油を密閉容器内
に排出する管を配設している。

【０００９】第２の手段として、前記第１の手段に加
え、前記油回収容器に取り付けられた管の開口部を前記
電動機を構成する固定子の外周部に形成された切り欠き
部に対応して配している。

【００１０】第３の手段として、前記第１および第２の
手段に加え、前記油回収容器および前記容器に配設され
た管の一方または両方を樹脂により形成している。

【００１１】第４の手段として、前記第１から前記第３
の手段に加え、前記油回収容器に配設された管の開口部
と前記吐き出しガス排出通路の開口部との配置位相を前
記クランク軸の軸心を中心として概略９０度以上の位置
に離して配している。

【００１２】第５の手段として、密閉容器内に圧縮機構
部と、この圧縮機構部の下方に前記圧縮機構部を駆動す
るための電動機と、この電動機の回転力を該圧縮機構部
に伝達するためのクランク軸とを配設し、前記圧縮機構
部下部に吐き出しガスを密閉容器外部に排出する通路の
開口部を設けた圧縮機において、前記圧縮機構部および
前記クランク軸の潤滑に供された油を一時回収する容器
を前記クランク軸を支承する前記圧縮機構部の軸受部に
配設し、前記油回収容器外周部に油排出口を設けてい
る。

【００１３】第６の手段として、前記第５の手段に加
え、前記油回収容器内にクランク軸の回転時の釣合をと
る偏心重りを配設している。

【００１４】第７の手段として、前記第６の手段に加
え、前記油回収容器を複数の部屋に分割し、各部屋を連
通口により連通させている。

【００１５】第８の手段として、密閉容器内に圧縮機構
部と、この圧縮機構部の下方に前記圧縮機構部を駆動す
るための電動機と、この電動機の回転力を該圧縮機構部
に伝達するためのクランク軸とを配設し、前記圧縮機構
部下部に吐き出しガスを密閉容器外部に排出する通路の
開口部を設けた圧縮機において、前記圧縮機構部および
前記クランク軸の潤滑に供された油を一時回収する容器
を前記クランク軸を支承する前記圧縮機構部の軸受部に
配設し、前記圧縮機構部に前記油回収容器の排出通路を
設けている。

【００１６】

【作用】上記手段による作用は以下に記す通りである。
第１の手段によれば、前記圧縮機構部およびクランク軸
より排出された油を、前記油回収容器中に一時的に回収
して前記容器に配設された管を通して、前記電動機の回
転子による油の撹拌作用の影響の及ばない任意の位置へ
排出することにより、前記圧縮機構部の下部空間での油
の飛散を防ぐことができ、吐出ガス中への油の混入量を
低減させ、オイル吐出量を著しく減少させることができ
る。

【００１７】第２の手段によれば、前記油回収容器に配
設された管の開口部から吐き出された油は回転子から離
れているため、回転子により飛散されることがないうえ
に、自重による落下作用と密閉容器の底部に向かうガス
の流れに合流することにより、迅速に底部油溜まりに回
収され、前記圧縮機構部および前記クランク軸の潤滑に
再度供されるため、油溜まりに封入する油の量を適切に
減らすことができ、圧縮機のコストを低減することがで
きる。

【００１８】第３の手段によれば、前記油回収容器およ
び前記容器に配設された管を安価に製作、提供すること
ができ、なおかつ前記電動機の固定子との偶発的な電気
的短絡事故による圧縮機の故障を防ぐことができる。

【００１９】第４の手段によれば、吐き出しガスを密閉
容器外部に排出する通路の開口部と前記油回収容器に配
設された管の開口部が離れているため、油の回り込みに
よる吐き出しガスへの混入を防ぎ、オイル吐出量を減少
させることができる。

【００２０】第５の手段によれば、前記圧縮機構部およ
び前記クランク軸より排出された油を前記油回収容器中
に一時的に回収し、前記容器の油排出口から排出される
油を前記電動機の固定子巻線部に衝突させることによ
り、油は粘性により前記巻線部に粘着し、自重により前
記巻線を伝わり徐々に落下するため、大多数の油は直接
油溜めに回収される。このため、前記電動機の回転子に
よる撹拌される油の量が減少するため油の飛散量が減り
前記圧縮機構部の下部空間での油の液適量が減少するこ
とにより吐き出しガス中に混入する油の分量が減少し、
オイル吐出量を著しく減少させることができる。

【００２１】第６の手段によれば、前記油回収容器の中
に前記クランク軸に一体的に取り付けられたバランスウ
エイトを配置しているので、圧縮機の運転時にバランス
ウエイトが回転し、該容器内に一時的に溜められた油が
撹拌され遠心力が与えられる。この遠心力の効果によ
り、前記油回収容器内から油が迅速に排出される。

【００２２】第７の手段によれば、前記油回収容器を複
数の部屋に分割し、各部屋を連通口により連通させてい
るので、前記クランク軸に一体的に取り付けられたバラ
ンスウエイトを収納している部屋に一時的に溜められた
油は、前記遠心力の効果により前記容器の連通口を通り
他の部屋に押し出される。そして、押し出された油には
順次押し出されてくる油による力が働くため、この部屋
の中で油を持ち上げるように移動させることができる。
この作用により、この部屋の上部方向に油の排出口を設
ければ、前記電動機の固定子の巻線部を越えて外周方向
へ油を噴出させることができる。これにより、前記電動
機の回転子により撹拌される油の量を減少させ、オイル
吐出量を減少させることができる。

【００２３】第８の手段によれば、前記圧縮機構部には
前記油回収容器から排出された油の排油通路が設けられ
ているので、前記排油通路の開口部を前記圧縮機構部の
外周方向に設けることにより、前記電動機の回転子によ
る撹拌作用の影響の及ばない位置に油を排出することが
できる。

【００２４】

【実施例】以下本発明の一実施例における密閉型電動圧
縮機について、密閉型電動スクロール圧縮機を例にと
り、図面とともに説明する。

【００２５】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、およびオル
ダムリング８とから構成されており、前記固定スクロー
ル２は、軸受け部材９とともに密閉容器１０に固定され
ている。前記旋回スクロール６の旋回鏡板５の旋回渦巻
羽根４と反対側の面には旋回スクロール軸７が設けてあ
り、この旋回スクロール軸７は、前記軸受け部材９と副
軸受け部材１１とによって回転自在に支承されたクラン
ク軸１２の一端に形成された偏心穴部１３に嵌入されて
いる。前記両軸受け部材９，１１の間には密閉容器１０
に固定された固定子１４と、クランク軸１２に固定さ
れ、クランク軸１２とともに回転する回転子１５とから
なる電動機部１６が配置されている。

【００２６】したがって、電動機部１６を駆動させるこ
とにより、クランク軸１２が回転し、クランク軸１２の
偏心穴部１３が偏心回転運動を行う。これにより、旋回
スクロール６が自転運動を行おうとするが、オルダムリ
ング８によって自転を拘束されているので、クランク軸
１２と旋回スクロール６の旋回スクロール軸７との軸間
距離を半径とする旋回運動を行う。その結果、固定スク
ロール３の固定渦巻羽根２と旋回スクロール６の旋回渦
巻羽根４とを互いに１８０度回転させた状態で噛み合せ
ることにより形成された複数個の圧縮作業空間１７が、
密閉容器１０に取り付けられたことにより形成された複
数個の圧縮作業空間１７が、密閉容器１０に取り付けら
れた吸入管１８から吸入した低圧冷媒ガスを圧縮機構部
１に設けられた吸入口１９を経て取り込み、前記圧縮作
業空間１７の容積が減少するのに伴って、連続的に圧縮
作業を行う。圧縮された高圧冷媒ガスは、圧縮機構部１
に設けられた吐出口２０から密閉容器１０の内部空間の
吐出側空間２９へ吐き出される。

【００２７】密閉容器１０の内部空間は、圧縮機構部１
によって、前記吐出口２０が設けられている吐出口側空
間２９と、前記電動機部１６が設置されている電動機側
空間３０とに仕切られており、前記両空間２９，３０は
圧縮機構部１に設けられた連通口２１によって連通され
ている。したがって、吐出口側空間２９へ吐出された高
圧冷媒ガスは、連通口２１を通過し、電動機側空間３０
へ流入し、その主流は下向きとなる。電動機部１６の固
定子１４の外周には、前記連通口２１とほぼ同軸状に、
密閉容器１０との間に上下方向の切り欠き部２２が設け
られている。したがって、前記下向きの高圧冷媒ガスの
主流は、この切り欠き部２２を通過し、密閉容器１０の
下部へと達する。その後、高圧冷媒ガスの主流は、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
れた吐き出しガス通路３５を通り最終的には密閉容器１
０の外部へ吐き出される。

【００２８】一方、クランク軸１２の下端には潤滑油ポ
ンプ２４が設置されており、この潤滑油ポンプ２４は、
クランク軸１２の回転にともなって、密閉容器１０の低
部の潤滑油溜め２５に溜められている潤滑油を、クラン
ク軸１２の中心部に設けられたクランク軸１２の連通口
２６を通して、圧縮機構部１へ汲み上げる。連通口２６
を経由した他の大半は旋回スクロール軸７を潤滑し、主
軸受１３ａを潤滑した後、油回収容器２７の上部に吐出
される。

【００２９】一方、旋回スクロール軸７を潤滑した油の
一部はスラスト部およびオルダムリング８を潤滑した
後、一部は圧縮作業空間１７に入り圧縮作業空間を潤
滑、シールし、吐出口２０より吐出ガスに混じり吐出口
側空間２９に吐出される。

【００３０】そして、油回収容器２７に溜められた油
は、クランク軸１２に一体的に取り付けられたバランス
ウエイト３７の回転により撹拌されることにより遠心力
が与えられる。この遠心力の作用により、油回収容器２
７に設けられた小部屋３８へ連通口２８を通り押し出さ
れ、さらに小部屋２８の中を上昇するように押し上げら
れ、圧縮機構部１の軸受け部材９に設けられた排油通路
３６の中を押し進められた後、電動機部１６の固定子１
４の外周に設けられた切り欠き部２２とほぼ同位相の位
置に排出される。

【００３１】また、油回収容器２７とクランク軸１２の
間にすきまがあるが、遠心力の作用により潤滑油は油回
収容器２７の内壁面に押しやられるため、この隙間から
下部に流出することはほとんどない。したがって、回転
子による油の飛散も防止される。

【００３２】一方、切り欠き部２２と、圧縮機構部１に
設けられた高圧冷媒ガスの連通口２１とはほぼ同じ位相
にあるため、排油通路３６から排出された潤滑油は高圧
冷媒ガスの下向きの流れに引き込まれ、切り欠き部２２
を通過し密閉容器１０の下部へ向かう。

【００３３】この間に、潤滑油は密閉容器１０の内壁面
および固定子１４などとの接触の機会が増えるので、表
面張力の作用により、密閉容器１０の内壁面および固定
子１４の表面に滴状に成長し、重力作用と高圧冷媒ガス
の流れにより密閉容器１０の下方へと迅速に落下し、密
閉容器１０の下部の潤滑油溜め２５に大半の部分が再度
溜まる。さらに、高圧冷媒ガスの流れに含まれる潤滑油
の残りの部分は、高圧冷媒ガスが固定子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
通過する間に、固定子１４および回転子１５などと接触
し、一方回転子１５の回転によりはね飛ばされて固定子
１４などに当たり、表面張力の作用により滴状に成長し
重力の作用により下方へ落下して潤滑油溜め２５に溜ま
る。その結果、高圧冷媒ガスと潤滑油はほとんどが分離
される。

【００３４】上記実施例により、圧縮機構部１とクラン
ク軸１２の潤滑に供された潤滑油は、一部は圧縮機構部
１の吐出口２０から吐出され、高圧冷媒ガスの流れとと
もに密閉容器１０の下部に設けられた潤滑油溜め２５に
回収され、大半部分の潤滑油は油回収容器２７に一時回
収された後、圧縮機構部１に設けられた排油通路３６を
経て高圧冷媒ガスの流れに合流して潤滑油溜め２５に回
収されるので、圧縮機構部１から流れ出た潤滑油のう
ち、電動機部１６の回転子１５により、圧縮機構部１の
下部で攪拌される部分がほとんどなくなる。したがっ
て、圧縮機構部１に設けられた吐き出しガス通路３５の
開口部に流入する高圧冷媒ガスが潤滑油の液滴を捕獲す
ることがほとんどなくなり、密閉容器１０の外に吐出さ
れるオイルの量を低減することができる。

【００３５】さらに、排油通路３６の開口部と吐き出し
ガス通路３５の開口部を、クランク軸の軸心を中心とし
て概略９０度以上に離して配置すると、圧縮機構部１に
設けられた連通口２１を通過した高圧冷媒ガスの一部が
吐き出しガス通路３５の開口部に向けて圧縮機構部１の
下部を回り込む途中で、密閉容器１０の内壁面および圧
縮機構部１および電動機の固定子１４などと接触する機
会が増えるためガスに含まれる潤滑油の液滴が分離され
る。

【００３６】なお、図１における油回収容器２７に設け
た小部屋３８および排油通路３６に代わり、図２に示す
ように油回収容器２７の小穴２８ａから潤滑油を排出す
ると、排出された潤滑油は電動機部１６の固定子１４に
衝突、粘着し、表面張力の作用により滴状に成長し、重
力の作用により固定子１４を伝わり、固定子１４と回転
子１５との隙間を通過して、密閉容器１０の下部に設け
られた潤滑油溜め２５に回収される。さらに、図３のよ
うに油回収容器２７の小穴２８ａに排油チューブ２８ｃ
を設け、排油チューブ２８ｃの開口部をたとえば電動機
部１６の固定子１４の切り欠き部２２の位置に配置する
と、油回収容器２７の油は排油チューブ２８ｃを経由し
て切り欠き部２２へ排出されるため、回転子による油の
飛散が防止されるため、オイル吐出量の低減に効果のあ
ることはいうまでもない。

【００３７】また、油回収容器２７および排油チューブ
２８ｃを樹脂により形成することにより、油回収容器お
よびチューブを安価に製作、提供することができ、なお
かつ電動機の固定子との偶発的な電気的短絡事故による
圧縮機の故障を防ぐことができる。

【００３８】なお、図４に示すように、圧縮機構部１の
軸受け部材９に潤滑油戻し穴３８を設け、圧縮機構部１
の下部に油回収容器２７ａを設けることにより、軸受け
より戻った潤滑油を油回収容器２７ａで一時回収した
後、油回収容器２７ａに取り付けた排油チューブ２８ｂ
より潤滑油を排出し、最終的に密閉容器１０の下部に設
けられた潤滑油溜め２５に回収してもよい。

【００３９】なお、図１から図４の実施例は、密閉型電
動スクロール圧縮機の例を説明したが、本発明は、スク
ロール圧縮機に限らず、他の密閉型電動圧縮機、たとえ
ば密閉型ロータリー圧縮機に適用されることはいうまで
もない。

【００４０】

【発明の効果】本発明は上記説明から明らかなように、
密閉容器の外部に吐出される高圧冷媒ガスに混入する潤
滑油の割合を極めて少なくすることができるので、冷凍
サイクル中での配管圧力損失の増加や、凝縮器、蒸発器
などの熱交換器での熱交換効率の低下などを招くような
ことがなく、信頼性と成績係数の高い圧縮機を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における密閉型スクロール圧
縮機の断面図

【図２】本発明の第２の実施例における密閉型スクロー
ル圧縮機の断面図

【図３】本発明の第３の実施例における密閉型スクロー
ル圧縮機の断面図

【図４】本発明の第４の実施例における密閉型スクロー
ル圧縮機の断面図

【図５】従来例の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 軸受け部材 １０ 密閉容器 １２ クランク軸 １４ 固定子 １５ 回転子 ２１ 連通口 ２２ 切り欠き部 ２５ 潤滑油溜め ２７ 油回収容器 ２８ 連通口 ２８ｂ 排油チューブ ３５ 吐き出しガス通路 ３６ 排油通路 ３７ バランスウエイト ３８ 潤滑油戻し穴

フロントページの続き (72)発明者 岡 秀人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機
   構部の下方に前記圧縮機構部を駆動するための電動機
   と、この電動機の回転力を前記圧縮機構部に伝達するた
   めのクランク軸と、前記圧縮機構部下部に吐き出しガス
   を密閉容器外部に排出する通路の開口部とを設け、前記
   圧縮機構部および前記クランク軸の潤滑に供された油を
   一時回収する容器を前記圧縮機構部下部に配設するとと
   もに、前記容器には回収された油を密閉容器内に排出す
   る管を配設したことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
2. 【請求項２】 油回収容器に取り付けられた管の開口部
   を、電動機を構成する固定子の外周部に形成された切り
   欠き部に対応して配したことを特徴とする請求項１記載
   の密閉型電動圧縮機。
3. 【請求項３】 油回収容器および前記容器に配設された
   管の一方または両方を樹脂により形成することを特徴と
   した請求項１または２いずれか記載の密閉型電動圧縮
   機。
4. 【請求項４】 油回収容器に配設された管の開口部と前
   記吐き出しガス排出通路の開口部との配置位相を前記ク
   ランク軸の軸心を中心として概略９０度以上の位置に離
   して配したことを特徴とする請求項１または請求項２ま
   たは請求項３いずれか記載の密閉型電動圧縮機。
5. 【請求項５】 密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機
   構部の下方に該圧縮機構部を駆動するための電動機と、
   この電動機の回転力を前記圧縮機構部に伝達するための
   クランク軸と、前記圧縮機構部下部に吐き出しガスを密
   閉容器外部に排出する通路の開口部とを設け、前記圧縮
   機構部および前記クランク軸の潤滑に供された油を一時
   回収する容器を前記クランク軸を支承する前記圧縮機構
   部の軸受部に配設し、前記油回収容器外周部に油排出口
   を設けたことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
6. 【請求項６】 油回収容器内に、クランク軸の回転時の
   釣合をとる偏心重りを配設したことを特徴とする請求項
   ５記載の密閉型電動圧縮機。
7. 【請求項７】 油回収容器を複数の部屋に分割し、各部
   屋を連通口により連通させたことを特徴とする請求項６
   記載の密閉型電動圧縮機。
8. 【請求項８】 密閉容器内に圧縮機構部と、この圧縮機
   構部の下方に圧縮機構部を駆動するための電動機と、こ
   の電動機の回転力を前記圧縮機構部に伝達するためのク
   ランク軸とを配設し、圧縮機構部下部に吐き出しガスを
   密閉容器外部に排出する通路の開口部を設けた圧縮機に
   おいて、圧縮機構部と前記クランク軸との潤滑に供され
   た油を一時回収する容器をクランク軸を支承する前記圧
   縮機構部の軸受部に配設し、前記圧縮機構部に前記油回
   収容器の排油通路を設けたことを特徴とする密閉型電動
   圧縮機。