JPH07189964A - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、圧縮機を高速あるいは高負荷運転
させたようなときに、電動機部の温度が異常に上昇した
ような場合でも、高圧冷媒ガスの流れにより、電動機部
を十分に冷却し、かつ、圧縮機から冷凍サイクルへの油
吐出量を十分に抑える、信頼性および成績係数の高い圧
縮機を提供することを目的とする。 【構成】 圧縮機構部１から吐出された高圧冷媒ガスが
連通孔２１を通過し、その後の高圧冷媒ガスの主流が、
固定子１４に設けられている切り欠き２２、固定子１４
の下部、固定子１４と回転子１５との隙間を順に通過
し、潤滑油受け２７の小孔２８に対して、クランク軸２
６の回転軸中心に対してほぼ１８０度反対に設けられた
吐出管２３より密閉容器１０外部へと吐出される。

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４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外部へ吐出するための吐出管１
０９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で高圧冷媒ガスに圧縮されて、一旦、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に設けられた連通孔１１１を
通過して、電動機部１０３が設けられている電動機側空
間１１４に流入し、その後、主に軸受け部材１０７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
る貫通孔１１２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の内部空間に吐出され、残り
は軸受け部材１０７から重力作用により落下し、密閉容
器１０１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、上記の
ような構成の圧縮機では、圧縮機構部で圧縮された高圧
冷媒ガスが、密閉容器内部空間に吐出された後、主に軸
受け部材と電動機部との間を経て、吐出管より密閉容器
外部へ吐出されるので、前記高圧冷媒ガスが電動機部と
接触する機械が少ない。すなわち、高圧冷媒ガスによっ
て電動機部が十分に冷却されない。そのため、圧縮機が
高速運転あるいは高負荷運転されたとき、電動機部の固
定子に大きな電流が流れ、固定子自身の導線抵抗によ
り、固定子が異常に発熱する。これにより、固定子の導
線を被膜している絶縁体の劣化が進行し、絶縁低下を招
く。その結果、固定子が破壊し、最終的には圧縮機破損
の事態を招く可能性がある。

【０００８】また、圧縮機構部で圧縮された高圧冷媒ガ
スは、密閉容器の内部空間に吐出された後、主に軸受け
部材と電動機部との間を通過するので、軸受け部材から
落下する潤滑油の流路と交差することになる。そのた
め、高圧冷媒ガスは、前記軸受け部材から落下する潤滑
油を多量に捕獲し、該潤滑油とともに吐出管から密閉容
器外部へ吐出される。特に、圧縮機を高速運転させて、
冷媒吐出量を増加させると、吐出される冷媒の重量に対
する潤滑油の重量の比が著しく増加する。このように、
圧縮機から冷凍サイクルへの潤滑油吐出量が増加するの
に伴って、冷凍サイクルでの配管圧力損失が増加する。
また、凝縮器、蒸発器などの熱交換器での熱交換効率が
低下するので、圧縮機を高速運転させても冷凍能力が増
加しない、あるいは、冷凍サイクルの成績係数が低下し
てしまうという課題を有していた。

【０００９】本発明は上記従来例の課題を解決するもの
で、圧縮機の高負荷あるいは高速運転時に、電動機の固
定子の温度が上昇した場合でも、高圧冷媒ガスにより固
定子を十分に冷却するとともに、圧縮機から冷凍サイク
ルへの潤滑油吐出量を抑制して、信頼性および成績係数
の高い圧縮機を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段は、以下の通りである。

【００１１】圧縮機構部を潤滑した後の潤滑油を一時的
に受けるために、圧縮機構部と電動機部との間に小孔を
有する潤滑油受けを設置し、圧縮機構部の吐出口から密
閉容器の内部空間の吐出口側空間に吐出された高圧冷媒
ガスが、前記吐出口側空間と電動機側空間とを連通する
連通孔を通過し、その後、電動機側空間へ流入したとき
の該高圧冷媒ガスの主流が、電動機部を構成する固定子
の外周部に前記連通孔とほぼ同軸上に設けられた切り欠
きを通過し、該固定子の下方を経て、該固定子と前記電
動機部を構成する前記クランク軸に一体に取り付けられ
た回転子との隙間、および前記連通孔とほぼ同軸上に設
けられた固定子の切り欠きとは別の切り欠きを通過した
後、前記潤滑油受けに設けられた小孔に対して、前記ク
ランク軸の回転中心軸に対してほぼ１８０度に近い角度
に設けられた密閉容器の吐出管から外部に吐出されるよ
うにしたものである。

【００１２】また、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
機部と、この電動機部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、前記密閉容器内の下部に潤滑
油溜めと、この潤滑油溜めに溜められた潤滑油が、前記
クランク軸に設けられた貫通孔を通して前記圧縮機構部
の摺動部を潤滑した後、一時的に受けられるための、小
孔を有する前記圧縮機構部と前記電動機部との間に設け
られた潤滑油受けとを設置し、前記圧縮機構部によって
密閉容器内部空間が、前記電動機部が設置されている電
動機側空間と前記圧縮機構部の吐出口が設けられている
吐出口側空間とに仕切られ、前記電動機側空間と前記吐
出口側空間とを連通するための連通孔を設け、該連通孔
の位置が、前記クランク軸の回転中心軸に対して、前記
潤滑油受けに設けられた小孔とほぼ同じ角度としたもの
である。

【００１３】さらに、圧縮機構部の外周下端高さが、固
定子上端高さより低い位置としたものである。

【００１４】

【作用】上記手段による作用は、以下の通りである。

【００１５】圧縮機構部で圧縮された潤滑油を含有する
高圧冷媒ガスは、密閉容器内部空間の吐出口側空間に吐
出された後、該吐出口側空間と電動機側空間とを連通す
る連通孔を通過することにより、密閉容器に対して、下
向きの流れとなる。このため、高圧冷媒ガスの主流は、
前記連通孔とほぼ同軸上に設けられた固定子の外周の切
り欠きを通過し、該固定子の下方を経て、該固定子と回
転子との隙間、および前記連通孔とほぼ同軸上に設けら
れた固定子の切り欠きとは別の切り欠きを通過する。こ
の間、高圧冷媒ガスの流速が低下し、また、密閉容器内
面及び固定子との接触機会が増えるので、表面張力の作
用により、該高圧冷媒ガスに含有される潤滑油は、密閉
容器内面及び固定子の表面に滴状に成長し、重力作用に
よって密閉容器下方へと落下する。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。

【００１６】また、上記のように高圧冷媒ガスが電動機
部の回りを流れることにより、該高圧冷媒ガスと電動機
部との接触機会が増えるので、高圧冷媒ガスによって、
電動機部を十分に冷却することができる。すなわち、圧
縮機を高速運転させたようなときに、電動機部の固定子
の温度が上昇した場合でも、高圧冷媒ガスにより固定子
を十分に冷却することができ、温度の異常な上昇は抑制
することができる。

【００１７】さらに、圧縮機構部の外周下端高さが、固
定子上端高さより低い位置とすることにより、前記連通
孔から電動機側空間へ流入する高圧冷媒ガスの主流は、
連通孔とほぼ同軸上に設けられた固定子の外周の切り欠
きへ、より流入しやすくなるので、上記説明の作用がさ
らに確実に得られる。

【００１８】回転子と固定子の隙間を通過した高圧冷媒
ガスは、潤滑油受けに設けられた小孔に対して、クラン
ク軸の回転中心軸に対してほぼ１８０度に近い角度に設
けられた密閉容器の吐出管から外部に吐出されるので、
潤滑油受けに設けられた小孔から流れ落ちる潤滑油と、
密閉容器の吐出管から外部に吐出される高圧冷媒ガスの
流れとは、クランク軸の回転中心軸に対してほぼ１８０
度反対位置となる。従って、高圧冷媒ガスは潤滑油をほ
とんど捕獲することはない。その結果、密閉容器の吐出
管から外部に吐出される高圧冷媒ガスに含有される潤滑
油の割合は極めて少なく、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
換効率の低下などの事態を招くようなことはない。

【００１９】

【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。

【００２０】図１（ａ）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４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とともに回転可能な回転子１５と
からなる電動機部１６が配置されている。

【００２１】従って、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なう。これにより、旋回ス
クロール６が自転運動を行なおうとするが、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なう。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
わ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１
９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なう。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２
０から密閉容器１０の内部空間の吐出側空間２９へ吐出
される。

【００２２】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が設けられている前記吐出口
側空間２９と、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
連通孔２１によって連通されている。従って、吐出口側
空間２９へ吐出された高圧冷媒ガスは、密閉容器１に対
して上下方向に設けられた圧縮機構部１の連通孔２１を
通過し、その後、電動機側空間３０へ流入したときの主
流は、密閉容器１０に対して下向きとなる。電動機部１
６の固定子１４の外周には、前記連通孔２１とほぼ同軸
上に、密閉容器１０に対して上下方向の切り欠き２２が
設けられている。従って、前記下向きの高圧冷媒ガスの
主流は、この切り欠き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、最終的に密閉容器１０に設けら
れた吐出管２３から密閉容器１０外部へ吐出される。

【００２３】一方、クランク軸２６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の回転に伴って、密閉容器１０下部の潤
滑油溜め２５に溜められている潤滑油を、クランク軸１
２中心部に設けられたクランク軸連通孔２６を通して、
密閉容器１０上部の圧縮機構部１へ汲み上げる。そし
て、圧縮機構部１の各摺動部分を潤滑した後、一部は、
高圧冷媒ガスとともに圧縮機構部１の吐出口２０から吐
出側空間２９へ吐出され、残りの大半は、一旦、潤滑油
受け２７に溜められた後、図１（ｂ）に示すように、密
閉容器１０に設けられている吐出管２３に対して、クラ
ンク軸２６の回転中心軸に対してほぼ１８０度に近い角
度に設けられている前記潤滑油受け２７の小孔２８か
ら、重力作用により、密閉容器１０の下部へと落下し、
潤滑油溜め２５に再度溜まる。

【００２４】上記実施例により、圧縮機構部１の吐出口
２０から電動機側空間３０へ流入した高圧冷媒ガスの主
流は、密閉容器１０の外部へ吐出されるまでの経路が長
いので、その流速が十分に低下し、また密閉容器１０内
壁面及び固定子１４などとの接触機会が増えるので、表
面張力の作用により、該高圧冷媒ガスに含有される潤滑
油は、密閉容器１０内壁面及び固定子１４などの表面に
滴状に成長し、重力作用によって密閉容器１０下方へと
落下し、密閉容器１０下部の潤滑油溜め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。

【００２５】また、潤滑油受け２７の小孔２８から落下
する潤滑油の落下経路と、電動機側空間３０での高圧冷
媒ガスの主流とは別経路なので、前記高圧冷媒ガスの主
流が、前記小孔２８から落下する潤滑油を捕獲するよう
なことはほとんどない。従って、最終的に、密閉容器１
０の外部へ吐出される高圧冷媒ガスには、潤滑油はほと
んど含有されない。

【００２６】さらに、上記のように高圧冷媒ガスが電動
機部１６の回りを流れることにより、該高圧冷媒ガスに
よって、電動機部１６を十分に冷却することができる。

【００２７】別の実施例では、電動機側空間３０と吐出
口側空間２９とを連通するための連通孔２１が、図２に
示すように、クランク軸１２の回転中心軸に対して、潤
滑油受け２７に設けられた小孔２８とほぼ同じ角度に位
置している。

【００２８】上記実施例により、潤滑油受け２７の小孔
２８から落下する潤滑油は、前記連通孔２１から電動機
側空間３０へ流入する高圧冷媒ガスの流れが下向きなの
で、重力作用と相まって下方向に引っ張られる力がより
強くなり、小孔から落下する途中で飛散するようなこと
はなく、密閉容器１０下方の潤滑油溜め２５まで確実に
落下し、再度溜まる。

【００２９】図３において、圧縮機構部９の外周近傍下
端高さが、電動機部１６を構成する固定子１４の上端高
さより低い位置としている。

【００３０】これにより、連通孔２１を通過し、電動機
側空間３０へ流入したときの高圧冷媒ガスの主流が、よ
り一層、固定子１４に設けられている切り欠き２２へ流
入しやすくなる。従って、上記で説明した通りの高圧冷
媒ガスと潤滑油との分離効果および電動機部１６の冷却
効果がより一層確実なものとなる。

【００３１】なお、上記説明の実施例は、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、例えば、密
閉型ロータリー圧縮機に適用されることは言うまでもな
い。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上記説明から明らかなように、
電動機部の固定子を十分に冷却する効果を有するので、
圧縮機を高速運転あるいは高負荷運転させたようなとき
に、電動機部の固定子の温度が上昇した場合でも、高圧
冷媒ガスにより固定子を十分に冷却することができ、温
度の異常な上昇は抑制することができる。また、密閉容
器の吐出管から外部に吐出される高圧冷媒ガスに含有さ
れ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が低下するよ
うな事態を招くようなことはなく、信頼性および成績係
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】（ａ）本発明の一実施例における密閉型スクロ
ール圧縮機の縦断面図 （ｂ）同位置関係を説明するための略式横断面図

【図２】本発明の別の実施例における位置関係を説明す
るための略式横断面図

【図３】本発明の別の実施例における密閉型スクロール
圧縮機の部分縦断面図

【図４】従来からあ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 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 連通孔 ２２ 切り欠き ２５ 潤滑油溜め ２７ 潤滑油受け ２８ 小孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪川 正浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 野洲 敏治 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 (3)

【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
   機構部の下方に該圧縮機構部を駆動するための電動機部
   と、この電動機部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、前記密閉容器内の下部に潤滑油溜
   めと、この潤滑油溜めに溜められた潤滑油が、前記クラ
   ンク軸に設けられた貫通孔を通して前記圧縮機構部の摺
   動部を潤滑した後、一時的に受けられるための、小孔を
   有する前記圧縮機構部と前記電動機部との間に設けられ
   た潤滑油受けとを配置し、前記圧縮機構部によって密閉
   容器内部空間が、前記電動機部が設置されている電動機
   側空間と前記圧縮機構部の吐出口が設けられている吐出
   口側空間とに仕切られ、吐出口から前記吐出口側空間に
   吐出された高圧冷媒ガスが、前記吐出口側空間と前記電
   動機側空間とを連通するための連通孔を通過し、その後
   の高圧冷媒ガスの主流が、前記連通孔とほぼ同軸上に前
   記電動機部を構成する固定子の外周に設けられた切り欠
   きを通り、該固定子の下方を経て、該固定子と前記電動
   機部を構成する前記クランク軸に一体に取り付けられた
   回転子との隙間、および前記連通孔とほぼ同軸上に設け
   られた固定子の切り欠きとは別の切り欠きを通過した
   後、前記潤滑油受けに設けられた小孔に対して、前記ク
   ランク軸の回転中心軸に対してほぼ１８０度に近い角度
   に設けられた密閉容器の吐出管から外部に吐出される密
   閉型電動圧縮機。
2. 【請求項２】 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部
   と、この電動機部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、前記密閉容器内の下部に潤滑油溜
   めと、この潤滑油溜めに溜められた潤滑油が、前記クラ
   ンク軸に設けられた貫通孔を通して前記圧縮機構部の摺
   動部を潤滑した後、一時的に受けられるための、小孔を
   有する前記圧縮機構部と前記電動機部との間に設けられ
   た潤滑油受けとを設置し、前記圧縮機構部によって密閉
   容器内部空間が、前記電動機部が設置されている電動機
   側空間と前記圧縮機構部の吐出口が設けられている吐出
   口側空間とに仕切られ、前記電動機側空間と前記吐出口
   側空間とを連通するための連通孔を設け、この連通孔
   が、前記クランク軸の回転中心軸に対して、前記潤滑油
   受けに設けられた小孔とほぼ同じ角度に位置した密閉型
   電動圧縮機。
3. 【請求項３】 圧縮機構部の外周近傍下端高さが、固定
   子上端高さより低い位置とした請求項１または請求項２
   記載の密閉型電動圧縮機。