JPH08144953A - 圧縮機の給油装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷媒に対し溶解性がないかあるいは微弱の冷
凍機油を、圧縮機構の軸受部に対し十分かつ確実に供給
可能にし、これにより圧縮機の性能劣化をなくしかつ信
頼性を高める。 【構成】 シェル３１内に設置されて、圧縮された冷媒
ガスを外部へ送出する圧縮機構Ｐと、上記シェル３１の
底部に貯溜され、冷媒に対し溶解性がないかあるいは微
弱の相溶性がある冷凍機油３７を、この冷凍機油３７内
に下端を浸漬したオイル吸入パイプ１７を通して上記圧
縮機構Ｐに供給する給油ポンプ１６とを備えて、上記シ
ェル３１の底部に２層分離して滞留する下層の液冷媒３
８を、弁機構３５により上記シェル３１外へ排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空調あるいは冷凍ユ
ニットなどに用いられる冷凍空調装置の冷媒回路に、冷
媒と相互溶解性のない冷凍機油を封入する場合におい
て、圧縮機構内部に冷凍機油を安定供給する圧縮機の給
油装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２６は例えば実開平５−６１７８号公
報に示された従来のスクロール圧縮機の給油装置を示す
断面図であり、同図において、１は固定スクロール、２
は揺動スクロール、２Ｂは主軸を偏心状態にて支持する
揺動軸受、３は冷媒の吸入口、４は吐出ポート、５は固
定スクロール１および揺動スクロール２間に形成された
圧縮室、６は上記の主軸、７は主軸６を支持する主軸
受、８は主軸受７などを支持する軸受フレームであり、
これらは圧縮機構Ｐを構成している。

【０００３】また、９Ａは圧縮機構Ｐの下部に配置され
たモーター９のモーターローター、９Ｂはモーターステ
ータ、１０は主軸６の副軸受支え、１０Ａは副軸受、１
１は上記各部材を収納するシェル、１２は揺動スクロー
ル２および主軸受７間に設けられたオルダム継手、１３
はシェル１１の底部に設けられた油溜めに滞留する冷凍
機油、１４は蒸発機などに接続された冷媒の吸入管、１
５は凝縮機などに接続された吐出管である。

【０００４】さらに、１６は例えばギャーポンプなどの
容積型の給油ポンプ、１７はオイル吸入パイプで、下端
がシェル１１の底の冷凍機油１３中に開口している。１
８は主軸受７の内部に設けられた給油孔で、上記圧縮機
構Ｐの各軸受部に連通している。

【０００５】次に動作について説明する。固定スクロー
ル１はシェル１１に固定され、これに対して揺動スクロ
ール２は主軸６のモーター９による回転に伴い、揺動運
動を行う。これにより、吸入管１４から吸入された冷媒
ガスは、軸受フレーム８およびモーター９間の間隙に通
じる吸入口３から吸込まれ、上記圧縮室５で圧縮された
後、吐出ポート４から排出される。

【０００６】ここで、副軸受支え１０は、シェル１１に
固定されており、副軸受１０Ａで主軸６の下部を支えて
いる。そして、副軸受支え１０はシェル１１の底部とモ
ーター９側の空間とを遮る構造でないため、ガスや液冷
媒、冷凍機油は副軸受支え１０の上下空間を自由に流通
できる。

【０００７】図２７は特開昭６０−１６６７８４号公報
に示されたスクロール圧縮機の給油装置の他の従来例を
示し、ここではシェル１１底部の冷凍機油１３の貯溜状
態を示している。そして、同図において、１９は仕切り
板であり、シェル１１の底部上方に空間部２０を有した
状態でモーター９の下部に固定されている。

【０００８】また、１９Ａ，１９Ｂは仕切り板１９に加
工された孔部、２１は主軸６端に取り付けられたオイル
キャップであり、主軸６の回転により、冷凍機油１３に
遠心力を発生させて、そのオイルキャップ２１に形成し
た透孔２１ａを通して吸引した冷凍機油１３を、給油孔
１８を通じて上記と同様の圧縮機構Ｐの軸受部などに圧
送する。

【０００９】ところで、冷凍ユニットなどの運転時に、
ガス冷媒とともに液冷媒が吸入管１４を通じてシェル１
１内に流入する場合や、圧縮機を長時間停止し、圧縮機
が低温にさらされた場合、シェル１１中で液冷媒が凝
縮，液化し、シェル１１の底部に、図２８に示すように
溜まり込む。

【００１０】従来の空調回路に採用されている冷媒ＨＣ
ＦＣ２２やＣＦＣ１２は、冷凍機油（鉱油や合成油）と
溶解性があり、液冷媒と冷凍機油が溶解し合う。液冷媒
が溶解した冷凍機油はある程度の粘度があるため、ま
た、上記給油ポンプ１６のオイル吸入パイプ１７の下端
部付近には、液冷媒が溶解した冷凍機油が滞留し、適量
の給油量を確保できるため、圧縮機構Ｐの軸受を流体潤
滑できる。

【００１１】なお、冷媒成分が溶解した冷凍機油１３
は、圧縮機の運転開始時には溶解した冷媒成分が冷凍機
油中で気化し、冷凍機油１３が泡状となるため、給油ポ
ンプの動作不良が発生し、圧縮機の正常な運転を阻害す
る。そのため、図２７に示すように、フォーミングを抑
制するための仕切り板１９が備えられた構造が採用され
る。

【００１２】なお、冷凍機油はここで記述したように液
冷媒がシェル１１内部に溜まり込むる場合だけ、冷凍機
油に液冷媒が溶解するのではなく、通常の運転状態、す
なわち、適度な過熱度を有するガスが吸入管１４から流
入する場合でもシェル１１底部に滞留する冷凍機油１３
は冷媒成分が溶解した状態にある。

【００１３】このように、従来の冷媒回路に用いられる
冷凍機油と冷媒は相互に溶解性があるため、液冷媒のみ
が冷凍機油とは独立して存在することなく、圧縮機の潤
滑は正常に機能する訳である。

【００１４】従来の圧縮の給油装置は上記のように液冷
媒に対し相互溶解された冷凍機油を圧縮機構の軸受部に
供給して、その軸受部の潤滑を正規に実現できる。

【００１５】一方、これに対し、液冷媒に対し相互溶解
性のない冷凍機油を用いて、上記軸受部の潤滑を行うも
のが提案されるに及んでいる。

【００１６】図２８および図２９は、かかる相互溶解性
のない液冷媒２３と冷凍機油２２を用いた圧縮供給の給
油装置を一部破断して示すものであり、ここではシェル
１１の底部に冷凍機油２２および液冷媒２３がこれらの
比重量の違いに応じて上下２層に分離した状態にて滞留
している。

【００１７】通常、液冷媒２３の比重量は１．１〜１．
４程度であり、冷凍機油２２は０．８〜０．９程度であ
るため、図２８に示すようにシェル１１底部には液冷媒
２３が、その上層に冷凍機油２２が滞留することとな
る。一方、液冷媒２３の比重量が冷凍機油２２の比重量
より大きいときは、図２９に示すようになる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の圧縮機の給油装
置は以上のように構成されているので、液冷媒２３と冷
凍機油２２との２相分離によって、ポンプ吸入パイプ１
７部には液冷媒２３が存在することとなり、そのため、
軸受部には粘度の小さい液冷媒２３が配送され、潤滑効
果が極端に低下して、遂には軸受などを潤滑不良による
焼付き状態にするなどの問題点があった。

【００１９】すなわち、従来の圧縮機構造では、冷媒と
溶解性がないか、もしくは、微弱の相溶性を有する冷凍
機油を採用することで、圧縮機の運転を不可能にしてし
まうなどの問題点があった。

【００２０】この発明は冷媒に対し溶解性がないかある
いは微弱な冷凍機油を、圧縮機構の軸受部に対し十分か
つ確実に供給可能にし、これにより性能劣化がなくかつ
信頼性が高い圧縮機の給油装置を得ることを目的とす
る。

【００２１】また、この発明は液冷媒と冷凍機油の各比
重量の違いに応じてフロートを昇降させることで、潤滑
に必要な冷凍機油のみを確実に圧縮機構の軸受部に供給
できる圧縮機の給油装置を得ることを目的とする。

【００２２】また、この発明はフロートの浮力を計算さ
れた圧力荷重以上として、潤滑に必要な冷凍機油のみを
確実に圧縮機構の軸受部に供給できる圧縮機の給油装置
を得ることを目的とする。

【００２３】また、この発明はシェルの底部にある冷凍
機油より比重量の小さい液冷媒のみを選択的にシェルの
外へ排出できる圧縮機の給油装置を得ることを目的とす
る。

【００２４】また、この発明は油保持カップにて液冷媒
から隔離した冷凍機油のみを圧縮機構の軸受部に供給で
きる圧縮機の給油装置を得ることを目的とする。

【００２５】また、この発明は第２円筒を第１円筒の内
側に設けることによって、オイル吸入パイプにより吸入
できる冷凍機油３７の保持量を多くし、一層安定化した
潤滑機能を実現できる圧縮機の給油装置を得ることを目
的とする。

【００２６】また、この発明は油保持カップにシェルの
上部空間に通じる管要素を設けることでシェルに入り込
む液冷媒や冷凍機油の最大量を限定することができ、さ
らにオイル吸入パイプ下端を常に冷凍機油内に位置させ
ることができる圧縮機の給油装置を得ることを目的とす
る。

【００２７】また、この発明は油保持カップ内部のガス
のみをシェルの上部空間に排出することで、冷凍機油を
十分に上記油保持カップ内に確保できる圧縮機の給油装
置を得ることを目的とする。

【００２８】また、この発明は油保持カップ内部のガス
を管要素を用いて簡単に排出できる圧縮機の給油装置を
得ることを目的とする。

【００２９】さらに、この発明はシェルの底の液冷媒の
高さを管要素内の冷凍機油の高低差によって制限するこ
とで、その液冷媒のオイル吸入パイプによる吸入を回避
できる圧縮機の給油装置を得ることを目的とする。

【００３０】さらに、この発明は液冷媒がこれに対し比
重量が小さい冷凍機油３７内に浸入して２相分離状態と
なった場合にも、これを第１管を包む第２管内に保持さ
せることで、オイル吸入パイプがあるシェル内への流出
を防止できる圧縮機の給油装置を得ることを目的とす
る。

【００３１】さらに、この発明はシェル内を上下に隔成
する遮蔽板下部に滞留するガスを簡単にシェル内の上部
空間に排出できる圧縮機の給油装置を得ることを目的と
する。

【００３２】さらに、この発明はシェル内を上下に隔成
する遮蔽板下部に滞留するガスのみを冷凍機油や液冷媒
などと完全に分離して、シェル内の上部空間に排出でき
る圧縮機の給油装置を得ることを目的とする。

【００３３】さらに、この発明は油保持カップの遮蔽板
やシェル内を上下に隔成する遮蔽板に設けたフロート形
の弁要素によって、冷凍機油の上部に滞留するガスのみ
を選択的にシェル内の上部空間に排出できる圧縮機の給
油装置を得ることを目的とする。

【００３４】さらに、この発明は下向きのＵ字管内に十
分な量の冷凍機油を貯溜することで、シェル内に多量の
液冷媒が入り込んだ場合にも、油保持カップ内における
オイル吸入パイプを十分に冷凍機油中に浸漬させること
ができる圧縮機の給油装置を得ることを目的とする。

【００３５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る圧
縮機の給油装置は、シェル内に設置されて、圧縮された
冷媒ガスを外部へ送出する圧縮機構と、上記シェルの底
部に貯溜され、冷媒に対し溶解性がないかあるいは微弱
な相溶性がある冷凍機油を、この冷凍機油内に下端を浸
漬したオイル吸入パイプを通して上記圧縮機構に供給す
る給油ポンプとを備えて、上記シェルの底部に２層分離
して滞留する下層の液冷媒を、弁機構により上記シェル
外へ排出するようにしたものである。

【００３６】請求項２の発明に係る圧縮機の給油装置
は、弁機構を、シェルの底部またはこの底部に連通する
液冷媒排出管と、該液冷媒排出管の一部にこれを開閉す
るように配置されて、比重量が冷凍機油より大きく、液
冷媒より小さいフロートから構成したものである。

【００３７】請求項３の発明に係る圧縮機の給油装置
は、フロートの全部または一部が液冷媒に浸漬された場
合に生じる浮力を、上記冷凍機油の比重量，液面高さと
液冷媒排出管の開口径に対応する上記フロートの球面位
置から球面頂点までの高さの和、および上記液冷媒排出
管の開口面積の積で計算される圧力荷重より大としたも
のである。

【００３８】請求項４の発明に係る圧縮機の給油装置
は、シェルに、該シェルの底部に２層分離して滞留する
液冷媒より比重量が大きい下層の冷凍機油より上部に一
端が開口する液冷媒排出管を連設したものである。

【００３９】請求項５の発明に係る圧縮機の給油装置
は、オイル吸入パイプの下端より高い位置に遮蔽板と、
上記オイル吸入パイプの外側を囲むように該遮蔽板の周
囲に垂下連設され、下端が上記オイル吸入パイプの下端
より低く、かつシェルの底部および内周に対して所定の
隙間を形成する第１円筒とからなる油保持カップを形成
したものである。

【００４０】請求項６の発明に係る圧縮機の給油装置
は、油保持カップの内部に、オイル吸入パイプの外側を
囲むように、シェルの底部に下端が密着固定された第２
円筒を設け、該第２円筒の上端を第１円筒の下端および
上記オイル吸入パイプの下端より高くしたものである。

【００４１】請求項７の発明に係る圧縮機の給油装置
は、油保持カップの遮蔽板に、該油保持カップの内部お
よびシェルの上部空間に両端が開口するガス抜き用の管
要素を連結したものである。

【００４２】請求項８の発明に係る圧縮機の給油装置
は、油保持カップの遮蔽板に、該油保持カップ内部のガ
スの排出を可能にし、冷凍機油または液冷媒の流出を阻
止するガス抜き用の弁要素を連設したものである。

【００４３】請求項９の発明に係る圧縮機の給油装置
は、遮蔽板に形成される管要素または弁要素を連結する
連通孔を、第１円筒および第２円筒間の隙間上方に臨む
ように配置したものである。

【００４４】請求項１０の発明に係る圧縮機の給油装置
は、オイル吸入パイプの下端が臨む空間をシェルの底部
付近に隔成する遮蔽板と、該遮蔽板に形成された連通孔
に上端が連設されて、下端が上記オイル吸入パイプの下
端より低い位置に配置された第１管を連設したものであ
る。

【００４５】請求項１１の発明に係る圧縮機の給油装置
は、第１管の外側を囲むように、シェルの底部に下端が
密着固定され、かつ上端が遮蔽板との間に一定の隙間を
形成する第２管を設けたものである。

【００４６】請求項１２の発明に係る圧縮機の給油装置
は、遮蔽板に、この遮蔽板下部に滞留するガスをシェル
内の上部空間に排出する管要素を連結したものである。

【００４７】請求項１３の発明に係る圧縮機の給油装置
は、遮蔽板に、この遮蔽板下部に滞留するガスのみをシ
ェル内の上部空間に排出する弁要素を連結したものであ
る。

【００４８】請求項１４の発明に係る圧縮機の給油装置
は、弁要素を、遮蔽板に形成した連通孔を含むフロート
収納部と、該フロート収納部に収納されて液冷媒および
冷凍機油より比重量の小さいフロートとから構成したも
のである。

【００４９】請求項１５の発明に係る圧縮機の給油装置
は、油保持カップの内部および該油保持カップの遮蔽板
上部付近のシェル内に、曲部頂点が上記シェル内の液冷
媒または冷凍機油のレベルより高い位置に配置された下
向きのＵ字管の両端をそれぞれ連通させるように構成し
たものである。

【００５０】

【作用】請求項１の発明における圧縮機の給油装置は、
弁機構を通じて、シェルの底部に溜った液冷媒をシェル
の外部に自動排出させ、オイル吸入パイプにより、その
液冷媒に対し２相分離された上層の冷凍機油のみを確実
に圧縮機構の軸受等へ供給させる。

【００５１】請求項２の発明における圧縮機の給油装置
は、弁機構にフロート構造を採用することで、例えばフ
ロートより比重の大きい液冷媒中では液冷媒排出管を開
いて、この液冷媒を排出させ、フロートより比重の小さ
い冷凍機油中では冷媒排出管を閉じて、シェル内での冷
凍機油の滞留を維持可能にする。

【００５２】請求項３の発明における圧縮機の給油装置
は、フロートの体積と冷凍機油およびフロートの比重の
差との積である浮力と、冷凍機油の比重量，液面高さと
液冷媒排出管の開口径に対応する上記フロートの球面位
置から球面頂点までの高さとの和，および冷媒排出管の
開口面積の積である圧力荷重との関係により、フロート
による冷媒排出管の開閉を自動的に行わせて、液冷媒の
みの排出を高精度に実施可能にする。

【００５３】請求項４の発明における圧縮機の給油装置
は、冷凍機油より比重が小さい液冷媒のみを、上端が冷
凍機油の上方に臨む連通管を通じて、シェルの外へ排出
する。

【００５４】請求項５の発明における圧縮機の給油装置
は、液冷媒がシェルの内部に入り込んだ場合にも、油保
持カップを用いてシェルの底部に冷凍機油を保持可能に
し、常に、オイル吸入パイプへの冷凍機油の供給を可能
にする。

【００５５】請求項６の発明における圧縮機の給油装置
は、油保持カップ内に設けた第２円筒が、シェルの底部
であって油保持カップ内に潜り込んだ液冷媒のオイル吸
入パイプ下部への浸入を確実に阻止する。

【００５６】請求項７の発明における圧縮機の給油装置
は、シェルの上部空間に通じる管要素によって、油保持
カップ内に滞留したガスを抜き、シェルに入り込む冷凍
機油を十分にし、オイル吸入パイプの下端から冷凍機油
を常に吸入可能にする。

【００５７】請求項８の発明における圧縮機の給油装置
は、冷凍機油を保持する油保持カップ内に滞留したガス
を弁要素を介して抜くことで、その保持カップ内に冷凍
機油を十分に確保可能にする。

【００５８】請求項９の発明における圧縮機の給油装置
は、第１円筒および第２円筒間の隙間の冷凍機油から生
じるガスを円滑かつ能率的にシェル内の上部空間へ排出
可能にする。

【００５９】請求項１０の発明における圧縮機の給油装
置は、シェルの底に滞留しようとする液冷媒の量を、管
要素内の冷凍機油の高低差に応じて制限し、オイル吸入
パイプから冷凍機油のみを吸入可能にする。

【００６０】請求項１１の発明における圧縮機の給油装
置は、シェル内を上下に隔成する遮蔽板上で２相分離状
態となった液冷媒がシェルの底部に落ち込んでも、第１
管を包む第２管によってシェルの底部に臨むオイル吸入
パイプ付近へ移動しないようにし、オイル吸入パイプに
よる冷凍機油のみの吸入を確実なものとする。

【００６１】請求項１２の発明における圧縮機の給油装
置は、シェル内を上下に隔成する遮蔽板の下部に滞留す
るガスを管要素を用いて効率的に排出し、遮蔽板下部に
おける冷凍機油の貯溜量を十分なものにする。

【００６２】請求項１３の発明における圧縮機の給油装
置は、シェル内を上下に隔成する遮蔽板の下部に滞留す
るガスを弁要素を用いて効率的に排出し、遮蔽板下部に
おける冷凍機油の貯溜量を十分なものにする。

【００６３】請求項１４の発明における圧縮機の給油装
置は、油保持カップの遮蔽板やシェル内を上下に隔成す
る遮蔽板に設けたフロートを有する弁要素によって、冷
凍機油の上部に滞留するガスのみを選択的にシェル内の
上部空間に排出可能にする。

【００６４】請求項１５の発明における圧縮機の給油装
置は、シェル内に多量の液冷媒が入り込んだ場合にも、
十分な量の冷凍機油を貯溜させた下向きのＵ字管から、
油保持カップ内に冷凍機油の量を十分に確保できるよう
にし、これによりオイル吸入パイプから常に安定的に冷
凍機油のみを吸入可能にする。

【００６５】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１において、３１は圧縮機のシェル、３１Ａは
シェル３１の底部に設けられた液抜き用のシェル底孔、
３１Ｂはシェル３１の上部のガス相空間に設けるシェル
連通孔、１４は吸入管、３３は圧縮機の下に設置される
液溜め容器である。

【００６６】また３４はシェル底孔３１Ａと液溜め容器
３３を連通する液冷媒排出管としての連通管、３５は弁
機構、３６はシェル連通孔３１Ｂと液溜め容器３３の上
部とを連通するガス連通管である。

【００６７】３７は冷媒に対し２相分離する特性を有す
る非相溶性または微弱の相溶性の冷凍機油、３８は液冷
媒であり、シェル３１内にて液化した液冷媒３８が相分
離して滞留した状態を示している。また、液溜め容器３
３の底部にも液冷媒３８が溜まっている。

【００６８】従って、この実施例によれば、液冷媒３８
が冷凍機油３７の比重量より大きい場合に、シェル底孔
３１Ａの連通管３４に溜った液冷媒のみを、弁機構３５
を開いて液溜め容器３３に集めることで、冷凍機油３７
を軸受などに対し十分に給油して、圧縮機構の軸受など
において所期の適切な潤滑作用を得ることができる。

【００６９】なお、ここでは非相溶性の冷凍機油３７の
給油を確実にする場合について述べたが、従来の相溶性
の冷凍機油においても、液冷媒３８と冷凍機油３７が相
分離する温度条件があり、このような従来冷媒でも同様
の効果が期待できる。

【００７０】この発明では、上記弁機構３５が液冷媒３
８だけを、シェル３１側（上側）から液溜め容器３３側
（下側）へ流す機能を有するものであり、この構造によ
り、冷凍機油３７の液溜め容器３３への流入を阻止する
ことが可能である。

【００７１】実施例２．図２は上記弁機構３５の一実施
例を示すものであり、同図において、３４Ａ，３４Ｂは
連通管（液冷媒排出管）であり、これらのうち、連通管
３４Ａは図３に示すように内径が大とされ、一方、連通
管３４Ｂは内径が小とされ、連通管３４Ａ内にはフロー
ト４０が図４に示すように挿入されている。

【００７２】また、４１はフロート４０の上部に設けた
金網などのフロートストッパであり、このフロート４０
に用いる材料の比重量は、液冷媒３８より小で、かつ、
冷凍機油３７の比重量より大なる材料で作製することが
必要である。

【００７３】次に動作について説明する。吸入管１４か
ら液冷媒が流入するような冷媒回路の運転状態やシェル
３１の底部に液冷媒が滞留するような条件では、シェル
３１の底部に滞留する冷凍機油３７の下層部に比重量が
相対的に大きい液冷媒３８が滞留する。このような状況
におけるフロート４０は以下の動作となる。

【００７４】すなわち、シェル３１と液溜め容器３３は
ガス連通管３６で導通され、シェル３１と液溜め容器３
３の各内部は均圧されている。連通管３４Ａに液冷媒３
８が流入した場合、上記プレート１０は液冷媒３８より
比重量が小さいため浮力を受ける。

【００７５】この結果、フロート４０に作用する下向き
の荷重（後で説明）より浮力が大となり、フロート４０
が浮き上がり、連通管３４Ａと３４Ｂが連通し、液冷媒
３８は液溜め容器３３内に落下する。

【００７６】こうして、シェル３１内の液冷媒３８が液
溜め容器３３内に排出された時には、連通管３４内に冷
凍機油３７が流入しようとする。しかし、この場合に
は、フロート４０が冷凍機油３７の比重量より重いため
浮力が働かず、フロート４０は降下し、連通管３４Ｂの
開口部を閉塞し、冷凍機油３７はシェル３１内部に残留
する。

【００７７】つまり、弁機構３５を採用することで、液
冷媒３８だけを選択的に液溜め容器３３に流出させるこ
とができる。

【００７８】次に、図３および図４を参照しながら、フ
ロート４０の浮力と連通管３４Ｂの内径ｄの関係につい
て述べる。フロート４０が連通管３４Ｂの開口部を閉塞
している状態では、フロート４０が冷凍機油３７や液冷
媒３８に侵漬された場合に発生する浮力と、閉塞した上
記開口部の面積に作用する液冷媒３８や冷凍機油３７の
液高さに応じた圧力荷重が作用する。

【００７９】いま、フロート４０をが球形とし、フロー
ト４０を冷凍機油３７に浸漬した状態を想定した場合、
フロート４０が連通管３４Ｂの入口部を開くためには、
［フロート４０の体積］×［冷凍機油３７とフロート４
０の比重量の差］で計算される浮力が、［冷凍機油３７
の比重量］×［液面高さＨ＋連通管３４Ｂの開口径に対
応する、フロート４０の球面の位置からフロート４０の
球面頂点までの高さΔＨ］×［開口部面積ｄ² ・π／
４］で計算される圧力荷重より大となった場合である。

【００８０】従って、フロート４０が浮き上がるために
は、これらの制約条件を満足するように、フロート４０
や連通管３４Ｂの内径を設計する必要がある。

【００８１】このような設計条件を満足する構造を採用
した場合、オイル吸入パイプ１７部には、常に冷凍機油
３７が滞在する状態となり、安定した給油状態が実現で
きるため、軸受各部の潤滑を良好にし、圧縮機の運転不
具合を回避できる。

【００８２】実施例３．図５は上記弁機構３５の他の実
施例を示す。図５はこの弁機構３５をシェル３１の底部
に配置したものを示し、同図において、３１Ｃはシェル
３１の底部に設けた円弧状凹形のフロート収納部であ
り、これの中央部には連通管３４Ａが連結されている。
フロート収納部３１Ｃにはフロート４０が連通管３４Ａ
の開口部を塞ぐように収納され、また、上部のフロート
ストッパー４２により、フロート４０の浮き上がりを防
止する構造となっている。

【００８３】なお、上記フロートストッパー４２はフロ
ート収納部４１Ｃの上部に上記のように固定され、液冷
媒や冷凍機油の流入，流出が自在となるように金網など
によって作られている。なお、フロート４０は、比重量
が液冷媒３８より小で、かつ、冷凍機油３７の比重量よ
り大なる材料で作製されている。

【００８４】この実施例によれば、液冷媒３８がシェル
３１の底部に滞留するような冷媒回路の運転状態を想定
と、この場合には、シェル３１底部に滞留する冷凍機油
３７の下層部に比重量の大きい液冷媒３８が滞留するた
め、フロート４０は以下の動作となる。

【００８５】すなわち、シェル３１と図示を省略した図
１に示したものと同様の液溜め容器３３はガス連通管３
６で導通されており、フロート収納部３１Ｃに液冷媒３
８が流入した場合、実施例２と同様の動作を行い、フロ
ート４０は液冷媒３８中を浮き上がる。

【００８６】従って、その液冷媒３８は、連通管３４Ａ
および図示を省略した連通管３４Ｂを通じて液溜め容器
３３に落下する。シェル３１の液冷媒３８が上記液溜め
容器３３内に全て排出された時には、フロート収納部３
１Ｃに冷凍機油３７が流入する。

【００８７】この状態では冷凍機油３７より比重量が大
きいフロート４０は浮き上がらず、このためにフロート
収納部３１Ｃ内の連通管３４の開口部は閉塞される。す
なわち、冷凍機油３７はシェル３１内部に残留する。

【００８８】このように、弁機構３５の構造をシェル３
１の底部に採用することで、液冷媒３８だけを選択的に
液溜め容器３３に流出させることができ、これにより図
２に示すように、連通管３４に弁機構３５を採用した場
合（実施例２）と同様の作用および効果が得られる。

【００８９】実施例４．図６は上記弁機構３５の他の実
施例を示す。この実施例では上記弁機構３５を液溜め容
器３３の内部に設置してある。同図において、３３Ａは
液溜め容器３３と連通管３４Ｂを連通する連通孔、４３
は液溜め容器３３の内部に形成されて、連通管３４Ｂの
端部と連通孔３３Ａを介して連通される液冷媒排出管と
してのフロート収納管である。

【００９０】フロート収納管４３の内部には図示するよ
うにフロート４０が収納され、フロート４０の落下を防
止するように、フロート収納管４３の中央部に小径の下
部孔４３ａが設けられ、その孔径などは上記のようにフ
ロート４０が浮き上がる条件を考慮し設計される。な
お、このフロート４０は、比重量が液冷媒３８より小
で、かつ、冷凍機油３７の比重量より大なる材料で作製
されている。

【００９１】この実施例によれば、連通管３４Ｂには、
冷凍機油３７と液冷媒３８が流入するが、この場合、収
納管４３内に冷凍機油３７が流入した時には、フロート
４０が上記実施例と同様の作用によりフロート収納管４
３の下部孔４３ａを閉塞する。

【００９２】一方、液冷媒３８がフロート収納管４３内
部に流入した時には、この液冷媒３８よりも比重量が小
さいフロート４０が浮遊し、フロート４０より比重量の
大きい液冷媒３８だけが選択的に液溜め容器３３内に落
下する。

【００９３】以上では、図２，図３，図４，図５および
図６では弁機構３５の具体例を示し、かつ上記各図にお
いて、フロート４０はその比重量が液冷媒３８より小
で、かつ、冷凍機油３７の比重量より大なる材料である
ことを前提とし、また、球形状を前提として説明した。

【００９４】しかし、このような材料や形状に限定しな
い場合でも、この発明と同様の効果を得ることができ
る。

【００９５】また、図２，図３，図４，図５および図６
のフロート４０は、その内部に空間部がない構成の場合
である。従って、使用する材料自体の比重量が液冷媒３
８より小で、かつ、冷凍機油の比重量より大なる条件を
満たすことが必要である。

【００９６】具体的な例を示すと、先に述べたように、
液冷媒３８の比重量は１．１〜１．４程度であり、冷凍
機油３７の比重量は０．８〜０．９程度であることか
ら、フロート４０に用いられる材料の比重量は両者の間
の値として０．９〜１．１程度を選択し、このため、材
料として例えば樹脂などが適用できる。

【００９７】なお、この説明ではフロートの比重量を
０．９〜１．１に限定したが、使用される液冷媒３８の
種類や冷凍機油３７の種類によりこの数値範囲は変化
し、［冷凍機油の比重量］≦［フロート材料の比重量］
≦［液冷媒の比重量］となるようにフロート材料を選択
することが必要である。

【００９８】実施例５．図７はこの発明におけるフロー
トの他の実施例を示し、４４は球形状の中空容器型のフ
ロートであり、４４Ｂがフロート４４を構成する容器表
面部、４４Ａはその内部に形成された空間部である。

【００９９】この実施例のフロート４４にあっては、こ
のフロート４４を構成する材料として、金属など強度の
強い材料を用い、フロート４４の体積と金属の容器表面
部４４Ｂの重量を任意の値に選択することで、フロート
４４の見かけの比重量を調整でき、これにより、フロー
トの比重量を上記のような０．９〜１．１に設定するこ
とができる。

【０１００】実施例６．なお、上記各実施例では、フロ
ート４０，４４の形状が球形状である場合について説明
したが、その他の形状としても上述と同様な作用および
効果を得ることができる。

【０１０１】図８はフロートの形状を三角錐形状とした
ものを示し、図において、４５はフロートであり、この
フロート４５の大径側を上側に、小径側を下側に配置
し、連通管３４Ａや３４Ｂの開口部、またはフロート収
納管４３の下部孔４３ａを開閉するように収納すること
で、球形フロートと同様な弁機構の作用，効果を得るこ
とができる。

【０１０２】ここでは、上記の球形や円錐状のフロート
形状について述べたが、これに限らず、その他のあらゆ
る形状のフロートをも採用でき、上記と同様な作用，効
果が得られることは容易に推測できる。

【０１０３】実施例７．上記の実施例１〜実施例６で
は、冷凍機油３７の比重量が液冷媒３８より小の場合に
ついて説明したが、冷凍機油５３の比重量が液冷媒３８
より大で、液冷媒３８に対し２相分離する特性を有する
非相溶性または微弱な相溶性の冷凍機油５３を用いるこ
ともできる。

【０１０４】図９はこの実施例を示す圧縮機要部の断面
図であり、この圧縮機１のシェル３１の中に、液冷媒３
８より比重量が大である冷凍機油５３が２相分離した状
態で滞留している状況を示す。同図において、５２は液
溜め容器３３の上部に突設され、シェル３１の底部を貫
通して、先端がシェル３１内の液冷媒３８内に開口して
いる連通管、５３は液冷媒３８より比重量が大である冷
凍機油である。なお、連通管５２のシェル３１内底面か
らの高さ（長さ）Ｌ２は、圧縮機シェル３１に貯溜され
る冷凍機油５３の油面の高さＬ１より高い位置にある。

【０１０５】この実施例では、液冷媒３８より比重量が
大きい冷凍機油５３を用いることで、図９に示すよう
に、給油ポンプのオイル吸入パイプ１７の開口端は、液
冷媒３８の下層の冷凍機油５３中に存在するため、給油
不良による圧縮機不具合いが発生することがない。

【０１０６】しかし、点線Ｌ３で示すように、例えばシ
ェル３１内部に滞留する液冷媒３８の量が増加した場合
は、副軸受１０Ａやモーターローター部９Ａが液冷媒で
浸積された状態となる。

【０１０７】このような状態では、液冷媒３８が攪拌さ
れるために、動力が消費され損失となり、また、副軸受
１０Ａも潤滑の悪い状態となる。そこで、このような課
題を回避するため、シェル３１内部に液冷媒３８が滞留
することを防止する必要があり、シェル３１内部の液冷
媒３８の滞留量を抑制するため、図９に示す構造が有効
となる。

【０１０８】すなわち、液溜め容器３３に連通される連
通管５２は、シェル３１内部にシェル底部より高さＬ２
まで挿入されている。ここで、Ｌ１はシェル３１中に封
入されている最大油量高さを示し、Ｌ２＞Ｌ１とするこ
とで、冷凍機油５３は液溜め容器３３に流れ込まない。

【０１０９】また、シェル３１に流入したり、凝縮した
液冷媒３８がＬ２より高い位置に溜まり込んだ場合は、
この液冷媒３８は連通管５２を通り、液溜め容器３３に
排出される。従って、シェル３１内部の液冷媒３８の滞
留量を抑制できる。

【０１１０】このように、図９の構造を採用することに
より、シェル３１内部の液冷媒３８の滞留量を少なくで
き、従って、上記のような液冷媒３８が多量に滞留する
ことによって、副軸受１０Ａなどの潤滑を悪化するなど
の欠点を回避できる。

【０１１１】実施例８．図１０は図９の連通管５２の配
置を変更した実施例である。すなわち、図１０におい
て、５４は上端５４ａがシェル３１の側面に取り付けら
れ、下端が液溜め容器３３の上部に取り付けられた連通
管で、この連通管５４の上端は、冷凍機油５３の油面５
３ａより高い位置に開口している。この場合も、実施例
７と同様の作用，効果が得られる。

【０１１２】実施例９．図１１は冷媒空調装置の圧縮機
において、液冷媒より比重量が小で、液冷媒に対し２相
分離する特性を有する非相溶性または微弱の相溶性の冷
凍機油を用いる場合の、シェル底部の油溜め部の一実施
例を示す。

【０１１３】同図において、６０は油保持カップであ
り、６０Ａは油保持カップ６０の天板部を構成する部品
である遮蔽板であり、この実施例ではの円盤状をなす。
なお、油保持カップ６０は副軸受支え１０に固定されて
いる。

【０１１４】また、６０Ｂは上記遮蔽板６０Ａの外周部
に垂下するように連設された第１円筒であり、シェル３
１の内壁部との間に円環形状の適切な隙間６１を形成
し、また、第１円筒６０Ｂの下端とシェル３１の底部に
も適切な隙間６２が形成されている。

【０１１５】さらに、６３は第１円筒６０Ｂの内部側に
設置された第２円筒であり、その底部はシェル３１の底
に密着した構造である。ここで、Ｈ１は第２円筒６３の
上記底からの高さである。また、６４は第１円筒６０Ｂ
と第２円筒６３との間に形成された円筒状の隙間であ
る。

【０１１６】次に、６０Ｃは遮蔽板６０Ａに設けられた
連通孔で、この連通孔６０Ｃにはガス抜き用の管要素６
５が結合されている。この管要素６５の上端は遮蔽板６
０Ａの上部、またはモーターローター９Ａ，モータース
テータ９Ｂがある上部空間３９に解放され、図１１では
モーターステータ９Ｂの上部空間に解放させてある。

【０１１７】また、３７ａは管要素６５内部の冷凍機油
で、この液面位置は液冷媒３８の比重量と冷凍機油３７
の比重量の差により、シェル３１の冷凍機油３７の液面
位置Ｈ３よりもＨ４だけ高くなっている。

【０１１８】また、隙間６４に浸入する液冷媒３８の浸
入高さを第１円筒部６０Ｂ下端部から測定して、Ｈ２と
する。このＨ２も液冷媒３８の比重量と冷凍機油３７の
比重量の差により、生じるものである。この実施例で
は、シェル３１に入り込む液冷媒３８や冷凍機油３７の
最大量を限定し、この量を基準にＨ１＞Ｈ２となるよう
に、また、Ｈ５＞（Ｈ３＋Ｈ４）となるように寸法を決
定してある。

【０１１９】なお、圧縮機が定常に運転され、シェル３
１内部に液冷媒３８の滞留がない通常時には、オイル吸
入パイプ１７の周りには、常に冷凍機油３７が滞留して
いる。

【０１２０】冷凍機油３７がシェル３１底部に滞留して
いる場合に、液冷媒３８が吸入管１４から流入したり、
また、シェル３１内部で凝縮するような場合において
も、図１１の構造によれば、上記隙間６４内は管要素６
５を通じてシェル３１の内圧を受けて加圧され、しか
も、第２円筒６３の十分な高さＨ１によって液冷媒３８
の侵入が抑制される。すなわち、比重が冷凍機油３７よ
り大である液冷媒３８が冷凍機油３７の下に潜り込むこ
とはなく、図１１のように、オイル吸入パイプ１７の周
りを、常に冷凍機油３７が滞留している状態に維持でき
る。

【０１２１】実施例１０．なお、図１１では管要素６５
をシェル３１の内部に配置したが、図１２に示すよう
に、上記管要素６５に代えて、管要素６６をシェル３１
の外部に配置し、各端部をそれぞれ油保持カップ６０内
部とシェル３１の上部空間を連通させる構造としてもよ
く、実施例９について説明したものと同様の効果を奏す
る。

【０１２２】実施例１１．図１３および図１４は図１１
または図１２の構造を基本とするものの、第２円筒６３
を省略し、油保持カップ６０をそのまま備えた構成とな
っており、このうち図１３は正常に冷凍機油３７がシェ
ル３１の底部に滞留している。

【０１２３】そして、油保持カップ６０の下端部の位置
はオイル吸入パイプ１７の下端部の位置より低く、これ
らの各下端部間は図示するように寸法Ｈとなっている。
また、図１４は例えば圧縮機の停止時に、冷凍機油３７
がシェル３１の底部に滞留している状況に加えて、液冷
媒３８が溜まり込む状態を示す。

【０１２４】すなわち、図１３は圧縮機が定常運転状態
またはその運転が停止された状態を示し、このときは、
冷凍機油３７が油保持カップ６０の外側および内側のシ
ェル３１底部に滞留し、液冷媒３８が存在しない状態で
ある。

【０１２５】これに対して、図１４は冷凍機油３７がシ
ェル３１底部に滞留している状態において、液冷媒３８
が吸入管１４から流入したり、また、シェル３１内部で
液冷媒が凝縮したりするような場合を示している。

【０１２６】この図１４では、油保持カップ６０の外側
に滞留していた冷凍機油３７の下に液冷媒３８が入り込
み、また、シェル３１底部と油保持カップ６０の下端と
の隙間６２に滞留していた冷凍機油３７も液冷媒３８よ
り比重量が小さいため置換される。

【０１２７】しかし、油保持カップ６０の内部にある冷
凍機油３７は逃げ場がないため、図１４に示すようにオ
イル吸入パイプ１７部の周辺には冷凍機油３７が保持さ
れる状態が維持される。

【０１２８】従って、このようにシェル３１内部に液冷
媒３８が滞留するような場合、圧縮機の運転が開始され
た時にも冷凍機油３７が給油できる状況にあり、圧縮機
運転の上記不具合の発生はない。

【０１２９】次に、圧縮機の起動後に油保持カップ６０
の内部の冷凍機油３７が排出される過程について説明す
る。冷凍機油３７がオイル吸入パイプ１７から吸入さ
れ、冷凍機油３７が排出された後は、液冷媒３８が油保
持カップ６０の内部に浸入して潤滑不良となることが予
想される。しかし、実際の運転ではこのようなことはな
い。

【０１３０】すなわち、圧縮機の起動時はシェル３１の
圧力が急低下し、液冷媒３８は蒸発し、液冷媒３８の表
面に浮遊する冷凍機油３７はその液冷媒３８と攪拌され
た状態となる。このため、油保持カップ６０の内部に冷
凍機油３７が連続的に入り込み、ここで液冷媒３８とは
分離された冷媒機油３７は、オイル吸入パイプ１７から
軸受部に供給される。

【０１３１】このように、油保持カップ６０を設けるこ
とで、給油ポンプ１６のオイル吸入パイプ１７付近に冷
凍機油３８を保持でき、給油機能の低下を防止でき、結
果的に圧縮機運転の不具合いを防止することができる。

【０１３２】実施例１２．図１５は第２円筒６３を図１
４に示す第１円筒６０の内周側であって、シェル３１の
底部に密着するように組付けた構造を示す。ここで、６
７は第２円筒６３の内側の空間を示す。

【０１３３】この実施例において、冷凍機油３７と液冷
媒３８が滞留している状態は、図１４と同様であり、す
なわち、冷凍機油３７がシェル３１底部に滞留している
状態において、液冷媒３８が吸入管１４から流入した
り、また、シェル３１内部で液冷媒３８が凝縮するよう
な場合に生じる。

【０１３４】一方、この実施例の図１４との相違点は、
第２円筒６３がある場合には、この第２円筒６３が一定
の高さを持ち、かつこの第２円筒６３と油保持カップ６
０の第１円筒６０Ｂとの間の冷凍機油３７の逃げ場がな
いことにより、液冷媒３８はシェル３１底部の中央部、
すなわち、第２円筒６３の内側の空間６７には流入でき
ない。従って、冷凍機油３７の保持量が図１２に比べて
多くなる。このため、図１３および図１４に示す構造よ
り一層安定した給油ポンプ機能を実現でき、圧縮機運転
の上記不具合いを防止することができる。

【０１３５】なお、図１１に示すような管要素６５がな
い場合を想定すると、この状態では、油保持カップ６０
の内部に冷媒が気化したガスが溜まり込み、油保持カッ
プ６０の内部に冷凍機油３７を確保できる体積が縮減さ
れる。

【０１３６】この状態では給油不良状態になりやすいた
め、ガス抜き作用を持たせるため、油保持カップ６６と
モーターステータ９Ｂの上部空間もしくは下部空間と
を、管要素６５で連通する。このような構造を採用する
ことで、油保持カップ６０内部に確実に冷凍機油３７を
確保できるため、結果的に圧縮機の運転信頼性を確保で
きる。

【０１３７】実施例１３．図１６は管要素である連通管
形状が上記実施例９，１０と異なる逆向きのＵ字管構造
を有するものを示す。すなわち、図１１の実施例９で
は、管要素６５の上端がモーターステータ９Ｂの上部空
間に解放されており、液冷媒３８が多量に入り込み、液
面位置Ｈ３とこの液面位置Ｈ３から管要素６５内の冷媒
機油３７の液面位置までの高さＨ４の和が、連通管６５
の長さＨ５より大となった場合には、液冷媒３８が油保
持カップ６０の内部に流入し、目的の機能が発揮できな
い状況となる。

【０１３８】この実施例はこのような不具合を回避する
ための構造であり、図１６において、６８はＵ字形連通
管であり、一端が油保持カップ６０の連通孔に連結さ
れ、他端がモーターステータ９Ｂ下部のシェル３１内に
開口している。

【０１３９】また、この構造のＵ字形連通管６８内の液
面レベルは、図１６に示す通りであり、液冷媒３８と冷
凍機油３７の比重量の関係より、連通孔６０Ｃ側のＵ字
形連通管６８内の液面高さＨ７は、シェル３１内に開口
する側のＵ字形連通管６８内の液面高さＨ８よりも高く
なる。

【０１４０】一方、液冷媒３８がシェル３１内部に多量
にり入り込み、シェル３１内部の冷凍機油３８の液面高
さＨ９が高くなった場合も、高さＨ７やＨ８は高さＨ９
の上昇に連動して高くはならない。また、Ｈ１０はＵ字
形連通管６８のシェル３１の底からの高さであり、Ｈ７
＜Ｈ１０の関係となるように設定することによって、冷
凍機油３７の圧力を高く維持させて液冷媒３８が油保持
カップ６０内部に流入しないようにしている。

【０１４１】なお、この実施例ではＵ字形連通管をシェ
ル３１の外部に装備した場合について説明したが、Ｕ字
形連通管６８をシェル３１の内部に設けることも可能で
あり、この場合も上記実施例１２と同様の効果を奏す
る。

【０１４２】実施例１４．図１７はこの発明における油
保持カップ６０の遮蔽板６０Ａに弁要素としてのガス抜
き弁を設けたものを示す。同図において、６９は遮蔽板
６０Ａに加工された連通孔６０Ｃに下端が結合された通
気管、７０は通気管６９の上端に連結されたガス抜き弁
（弁要素）であり、ガスのみが、油保持カップ６０内の
冷凍機油３７の油面上部にできた空間６７Ａからモータ
ー９の下部空間へ一方向にだけ流す機能を有する。すな
わち、液冷媒３８や冷凍機油３７は流通させず、また、
ガスの逆流、すなわち、上部空間から空間６７Ａへの流
通を阻止する機能を有する。

【０１４３】例えば、冷凍機油３７が圧縮機から流出
し、シェル３１内部の滞留量が減少し、空間６７の上部
にガス相の空間６７Ａが発生した状況においては、空間
６７Ａの内部が冷凍機油３７で充満させるためには、空
間６７Ａ内のガスを上部空間へ排出する必要がある。

【０１４４】このため、ガス抜き機能のあるガス抜き弁
７０を設け、空間６７内部にガス相の空間６７Ａが発生
した場合においても、結果的にガスのみをその空間６７
Ａから排出することで、同空間６７に冷凍機油３７を保
持できるようになり、圧縮機運転の上記不具合いを抑止
できる。

【０１４５】実施例１５．図１８は上記ガス抜きガス抜
き弁７０の具体的な実施例を示し、ここでは逆止弁構造
を採用し、これをフロートを主体として構成したものを
示す。同図において、６０Ｄは空間６７に開口形成され
たフロート収納部で、これがモーター９の下部に開口す
る。７１はフロート収納部６０の開口部となる連通孔６
０Ｅを開閉するフロートである。

【０１４６】この実施例では、冷凍機油３７の液面がフ
ロート７１より下位にある場合は、このフロート７１は
下降して連通穴６０Ｅを解放しており、一方、空間６７
内に冷凍機油が流入して増加するに従い、ガス相の空間
６７Ａにあるガスは連通孔６０Ｅを通ってモーター９の
下部空間へ排出される。

【０１４７】続いて、シェル３１内の液面が上昇し、油
保持カップ６０内の冷凍機油３８の液面も上昇すると、
フロート７１が徐々に上昇して、遂には連通孔６０Ｅは
閉塞され、空間６７で増加する冷凍機油は、連通孔６０
Ｅから排出されることはない。

【０１４８】従って、ガスのみが連通孔６０Ｅを通って
流出し、冷凍機油の流出を防止することができる。な
お、フロートの比重量は液冷媒および冷凍機油の比重量
より小に設定する。

【０１４９】実施例１６．ところで、図１１に示す管要
素６５，図１２に示す管要素６６やＵ字形連通管６８の
位置を隙間６４の上部近辺における油保持カップ６０の
遮蔽板６０Ａに設けることで、その油保持カップ６０内
部の液冷媒３８のガスを効果的に抜くことができる。以
下、この理由を説明する。

【０１５０】すなわち、シェル３１底部に液冷媒３８が
存在する時は、隙間６４の下部には必ず液冷媒３８が存
在するが、第２円筒６３があるため、シェル３１内部に
は液冷媒３８が入り込むことはない。

【０１５１】ここで、圧縮機の起動時にシェル３１内部
の圧力が急低下した場合を想定すると、隙間６４下部に
存在する液冷媒３８がガス化する。従って管要素６５や
Ｕ字形連通管６８の各下端位置を隙間６４の上部近辺に
設けることで、隙間６４に滞留する液冷媒３８のガスが
直ちに管要素６５，６６やＵ字形連通管６８を通して効
果的にモーター９の下部空間に排出できる。

【０１５２】なお、図１７に示すようなガス抜き弁７０
を上記のように隙間６４の上部近辺に配置しても、同様
のガス抜き作用および効果が得られる。

【０１５３】実施例１７．図１９は冷媒空調装置に、液
冷媒３８より比重量が小で、冷凍機油３７と液冷媒３８
が２相分離する特性を有する非相溶性または微弱の相溶
性の冷凍機油３７を用いた場合の圧縮機のシェル底部に
おける油溜め部を有するものを示し、これにより図１１
に示したものと同様の基本作用を実現できる。

【０１５４】図１９において、７５は遮蔽板であり、こ
れがシェル３１の下部の内周部に密着，固定され、その
固定位置は、シェル３１底部に十分な量の冷凍機油３７
が貯溜できる空間を確保できる位置とする。７６はシェ
ル３１に形成される上記遮蔽板７５下部の空間である。

【０１５５】上記遮蔽板７５にはモーター９の下部空間
と連通する連通孔７５Ａ，７５Ｂが２か所に設けられて
おり、連通孔７５Ａには、管要素７９の下端が連結さ
れ、上記空間７６内からモーター９の下部空間にガスを
排出できるようになっている。

【０１５６】一方、７７は連通孔７５Ｂに上端が連通す
る第１管であり、下端部はシェル３１の底部との間に隙
間を有する所定長さを持つ。そして、７８は第１管７７
の外周側に配置され、下端がシェル３１の底部に密着，
固定され、上端部が遮蔽板７５との間に隙間を有する所
定長さの第２管である。

【０１５７】図２０は図１９におけるＷ―Ｗ線断面図で
あり、同図において、８０は図２１にも示すように第１
管７７と第２管７８の間の隙間である。この図２０から
判るように、第１管７７および第２管７８ともに円筒状
をなすが、この管形状は円筒状以外の形状、例えば、四
角筒状などの他の形状とすることができ、また、隙間８
０を所定の任意の形状とすることができる。

【０１５８】この実施例によれば、図１９では圧縮機が
定常に運転されている状況を想定した場合であり、液冷
媒３８の滞留がなく、冷凍機油３７だけがシェル３１の
底部や遮蔽板７５上部に滞留している。

【０１５９】一方、図２２は液冷媒３８が相対的に比重
量が小である冷凍機油３７とともに、上記シェル３１の
底部や遮蔽板７５の上部に流入し、２相分離している状
態を示している。この図２２においては、シェル３１の
内部には冷凍機油３７が充満しており、冷凍機油３７は
排出される通路がないため、同図に示すように、第１管
７７の内部および第２管７８の下部では、液冷媒３８が
冷凍機油３７と置換される。

【０１６０】遮蔽板７５の上面には、上層に２相分離し
た冷凍機油３７と下層に液冷媒３８が滞留している。こ
の状態より、さらに液冷媒３８がシェル３１内に流入し
た場合でも、シェル３１底部の空間７６には液冷媒３８
が流入しないため、オイル吸入パイプ１７の周辺部には
冷凍機油３７が確保される。従って、安定した給油ポン
プ機能が実現でき、圧縮機運転の上記不具合いを防止す
ることができる。

【０１６１】なお、上記実施例では第１管の外側に第２
管を設けたものについて説明したが、この第２管がない
場合にも、シェル３１の底に滞留した液冷媒３８がオイ
ル吸入パイプ１７により吸上げられるのを防止できる。

【０１６２】これを図２３について説明する。いま、冷
凍機油３７の密度をρ₀ 、液冷媒の密度をρ_R （ρ₀ ＜
ρ_R ）、Ｈ₁₁をシェル３１の底に溜った液冷媒の、第１
管７７の下端からの高さ、Ｈ₁₂を管要素７９の遮蔽板７
５からの高さとする。

【０１６３】また、Ｈ₁₃を管要素７９内およびシェル３
１内の各冷凍機油３７面の高低差、Ｈ₁₄をシェル３１の
底にある液冷媒３８面から遮蔽板７５上の液冷媒３８面
までの高さ、Ｈ₁₅を遮蔽板７５上の液冷媒３８面より上
層の冷凍機油３７面の高さ、Ｐ₀ をシェル３１内の圧
力、ｇを重力とする。

【０１６４】さらに、Ｄは円筒状のシェル３１の内径、
Ｄ₁ を管要素７９の内径とする。

【０１６５】そして、管要素７９および第１管７７につ
いて、上記液冷媒３７の高さＨ₁₁における圧力について
みると、Ｐ₀ ＋ρ₀ ・ｇ・（Ｈ₁₃＋Ｈ₁₄＋Ｈ₁₅）＝Ｐ₀
＋ρ₀ ・ｇ・Ｈ₁₅＋ρ_R ・ｇ・Ｈ₁₄から、Ｈ₁₃＝Ｈ
₁₄｛（ρ_R ／ρ₀ ）−１｝となり、管要素７９内の冷凍
機油３７のレベルが決まる。

【０１６６】一方、シェル３１の底に滞留する液冷媒３
８の量Ｖ₁ は、Ｖ₁ ＝（π／４）Ｄ² ・Ｈ₁₁となり、こ
れにより上昇する管要素７９における冷凍機油３７の油
面高さΔＨ₁₂は、ΔＨ₁₂（π／４）ｄ² ＝（π／４）Ｄ
²・Ｈ₁₁から求まる。

【０１６７】従って、Ｈ₁₁＝Ｈ₁₂（Ｄ₁ ²／Ｄ² ）とな
り、シェル３１の底に溜まる液冷媒３８の上昇が制限さ
れる。例えば、液冷媒３８が入り込む前の管要素７９内
の冷凍機油３７のレベルをＨ^* と仮定すると、上記のΔ
Ｈ₁₂は図示のようになる。

【０１６８】すなわち、上記液冷媒の高さＨ₁₁は上記高
低差Ｈ₁₃によって制約でき、これによってその高さＨ₁₁
を、オイル吸入パイプ１７内に吸入しない高さに維持す
ることができる。

【０１６９】実施例１８．図２４はこの発明の他の実施
例を示す。同図において、６９は遮蔽板７５に下端が連
結された通気管、７０は通気管６９の上端に連結された
ガス抜き弁であり、ガスのみが、空間７６上部のガス相
の空間７６Ａからモーター９の下部へ一方向だけ流すよ
うに機能する。さらに、このガス抜き弁７０は液冷媒３
８や冷凍機油３７を流通させず、また、ガスの逆流、す
なわち、モーター９の下部から空間７６へのガス流通を
阻止する機能を有する。

【０１７０】この実施例では、冷凍機油３７が圧縮機か
ら流出し、シェル３１内部の滞留量が減少すると、空間
７６の上部にガス相の空間７６Ａが発生する。空間７６
の内部を冷凍機油３７で充満させるためには、空間７６
Ａ内のガスをモーター９の下部へ排出させる必要があ
る。

【０１７１】ここでは、空間７６に滞留する冷凍機油３
７がガス抜き弁８４から流出することなく、ガス相のガ
スのみをガス抜き弁７０を通過させることで、冷凍機油
３７を空間７２に保持できるようになり、圧縮機運転の
上記不具合いを抑止できる。なお、ガス抜き弁７０の具
体的構造としては、図１８に示したものなどが用いられ
る。

【０１７２】実施例１９．図２５に冷媒空調装置に、液
冷媒３８より比重量が小で、冷凍機油３７と液冷媒３８
が２相分離する特性を有する非相溶性または微弱の相溶
性の冷凍機油３７を用いる場合の圧縮機のシェル底部に
おける油溜め部を示し、これにより図１１や図１９と同
様の基本作用を実現できる。

【０１７３】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、シェル内に設置されて、圧縮された冷媒ガスを外部
へ送出する圧縮機構と、上記シェルの底部に貯溜され、
冷媒に対し溶解性がないかあるいは微弱な相溶性がある
冷凍機油を、この冷凍機油内に下端を浸漬したオイル吸
入パイプを通して上記圧縮機構に供給する給油ポンプと
を備えて、上記シェルの底部に２層分離して滞留する下
層の液冷媒を、弁機構により上記シェル外へ排出するよ
うに構成したので、圧縮機構の軸受部に対し、冷凍機油
を十分かつ確実に供給可能にし、これにより圧縮装置の
性能劣化がなくかつ信頼性を高められるものが得られる
効果がある。

【０１７４】請求項２の発明によれば、弁機構を、シェ
ルの底部またはこの底部に連通する液冷媒排出管と、該
液冷媒排出管の一部にこれを開閉するように配置され
て、比重量が冷凍機油より大きく、液冷媒より小さいフ
ロートから構成したので、液冷媒と冷凍機油の各比重量
の違いに応じてフロートを昇降させることで、圧縮機構
の軸受などの潤滑に必要な冷凍機油のみを確実に圧縮機
構の軸受部に供給できるものが得られる効果がある。

【０１７５】請求項３の発明によれば、フロートの全部
または一部が液冷媒に浸漬された場合に生じる浮力を、
上記冷凍機油の比重量，液面高さと液冷媒排出管の開口
径に対応する上記フロートの球面位置から球面頂点まで
の高さの和，および液冷媒排出管の開口面積の積で計算
される圧力荷重より大とするように構成したので、フロ
ートの浮力を計算された圧力荷重以上として、潤滑に必
要な冷凍機油のみを確実に圧縮機構の軸受部に供給でき
るものが得られる効果がある。

【０１７６】請求項４の発明によれば、シェルに、該シ
ェルの底部に２層分離して滞留する液冷媒より比重量が
大きい下層の冷凍機油より上部に一端が開口する液冷媒
排出管を連設するように構成したので、シェルの底部に
ある冷凍機油より比重量の小さい液冷媒のみを、選択的
にシェルの外へ排出できるものが得られる効果がある。

【０１７７】請求項５の発明によれば、オイル吸入パイ
プの下端より高い位置に遮蔽板と、上記オイル吸入パイ
プの外側を囲むように該遮蔽板の周囲に垂下連設され、
下端が上記オイル吸入パイプの下端より低く、かつシェ
ルの底部および内周に対して所定の間隙を形成する第１
円筒とからなる油保持カップを形成するように構成した
ので、油保持カップにて液冷媒から隔離した冷凍機油の
みを圧縮機構の軸受部に供給できるものが得られる効果
がある。

【０１７８】請求項６の発明によれば、油保持カップの
内部に、オイル吸入パイプの外側を囲むように、シェル
の底部に下端が密着固定された第２円筒を設け、該第２
円筒の上端を第１円筒の下端および上記オイル吸入パイ
プの下端より高くするように構成したので、第２円筒を
第１円筒の内側に設けることによって、オイル吸入パイ
プにより吸入できる冷凍機油３７の保持量を多くし、一
層安定化した潤滑機能を実現できるものが得られる効果
がある。

【０１７９】請求項７の発明によれば、油保持カップの
遮蔽板に、該油保持カップの内部およびシェルの上部空
間に両端が開口するガス抜き用の管要素を連結するよう
に構成したので、油保持カップにシェルの上部空間に通
じる管要素を設けることでシェルに入り込む液冷媒や冷
凍機油の最大量を限定することができ、さらにオイル吸
入パイプ下端を常に冷凍機油内に位置させることができ
るものが得られる効果がある。

【０１８０】請求項８の発明によれば、油保持カップの
遮蔽板に、該油保持カップ内部のガスの排出を可能に
し、冷凍機油または液冷媒の流出を阻止するガス抜き用
の弁要素を連設するように構成したので、油保持カップ
内部のガスのみをシェルの上部空間に排出することで、
冷凍機油を十分に上記油保持カップ内に確保できるもの
が得られる効果がある。

【０１８１】請求項９の発明によれば、遮蔽板に形成さ
れる管要素または弁要素を連結する連通孔を、第１円筒
および第２円筒間の隙間上方に配置するように構成した
ので、上記隙間にある液冷媒からのガスを管要素を用い
て簡単に排出できるものが得られる効果がある。

【０１８２】請求項１０の発明によれば、オイル吸入パ
イプの下端が臨む空間をシェルの底部付近に隔成する遮
蔽板と、該遮蔽板に形成された連通孔に上端が連設され
て、下端が上記オイル吸入パイプの下端より低い位置に
配置された第１管を連設するように構成したので、シェ
ルの底の液冷媒の高さを管要素内の冷凍機油の高低差に
よって制限することで、その液冷媒のオイル吸入パイプ
による吸入を回避できるものが得られる効果がある。

【０１８３】請求項１１の発明によれば、第１管の外側
を囲むように、シェルの底部に下端が密着固定され、か
つ上端が遮蔽板との間に一定の隙間を形成する第２管を
設けるように構成したので、液冷媒３８がこれに対し比
重量が小さい冷凍機油３７内に浸入して、２相分離状態
となった場合にも、これを第１管を包む第２管内に保持
させることで、オイル吸入パイプがあるシェル内への流
出を確実に防止できるものが得られる効果がある。

【０１８４】請求項１２の発明によれば、遮蔽板に、こ
の遮蔽板下部に滞留するガスをシェル内の上部空間に排
出する管要素を連結するように構成したので、シェル内
を上下に隔成する遮蔽板下部に滞留するガスを、簡単に
シェル内の上部空間に排出できるものが得られる効果が
ある。

【０１８５】請求項１３の発明によれば、遮蔽板に、こ
の遮蔽板下部に滞留するガスのみをシェル内の上部空間
に排出する弁要素を連結するように構成したので、シェ
ル内を上下に隔成する遮蔽板下部の滞留ガスのみを冷凍
機油や液冷媒などと完全に分離して、シェル内の上部空
間に排出できるものが得られる効果がある。

【０１８６】請求項１４の発明によれば、弁要素を、遮
蔽板に形成した連通孔を含むフロート収納部と、該フロ
ート収納部に収納されて液冷媒および冷凍機油より比重
量の小さいフロートとから構成したので、油保持カップ
の遮蔽板やシェル内を上下に隔成する遮蔽板に設けたフ
ロート形の弁要素によって、冷凍機油の上部に滞留する
ガスのみを選択的にシェル内の上部空間に排出できるも
のが得られる効果がある。

【０１８７】請求項１５の発明によれば、管要素を下向
きのＵ字管構造となし、該Ｕ字管の曲部頂点をシェル内
の液冷媒または冷凍機油のレベルより高い位置に配置す
るように構成したので、下向きのＵ字管内に十分な量の
冷凍機油を貯溜することで、シェル内に多量の液冷媒が
入り込んだ場合にも、油保持カップ内におけるオイル吸
入パイプを十分に冷凍機油中に浸漬させることができる
ものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例による冷凍空調装置に採
用する圧縮機の給油装置を一部破断して示す正面図であ
る。

【図２】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油装
置を一部破断して示す正面図である。

【図３】 図２におけるフロート付近を拡大して示す断
面図である。

【図４】 図３に示すフロート付近の構造をさらに拡大
して示す断面図である。

【図５】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油装
置を一部破断して示す正面図である。

【図６】 この発明の圧縮機の給油装置に用いられる弁
機構の他の実施例を示す断面図である。

【図７】 図１における弁機構のフロートを示す断面図
である。

【図８】 図１における弁機構におけるフロートの他の
実施例を示す正面図である。

【図９】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油装
置を一部破断して示す正面図である。

【図１０】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１１】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１２】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１３】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１４】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１５】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１６】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１７】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１８】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図１９】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図２０】 図１９におけるＷ―Ｗ線断面図である。

【図２１】 図１９における第１管付近を拡大して示す
断面図である。

【図２２】 図１９における第１管内の液冷媒の滞留状
況を示す断面図である。

【図２３】 図１９における第２管を除いた場合のシェ
ル内の液冷媒の滞留状況を示す説明図である。

【図２４】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図２５】 この発明の他の実施例による圧縮機の給油
装置を一部破断して示す正面図である。

【図２６】 従来の圧縮機の給油装置を一部破断して示
す正面図である。

【図２７】 圧縮機の給油装置の他の従来例を示す一部
の断面図である。

【図２８】 図２７におけるシェル内の液冷媒および冷
凍機油の状態を一部破断して示す圧縮機の給油装置の正
面図である。

【図２９】 図２７におけるシェル内の液冷媒および冷
凍機油の状態を一部破断して示す圧縮機の給油装置の正
面図である。

【符号の説明】

Ｐ 圧縮機構、１６ 給油ポンプ、１７ オイル吸入パ
イプ、３１ シェル、３４，３４Ａ，３４Ｂ，５２ 連
通管（液冷媒排出管）、３５ 弁機構、３７，５３ 冷
凍機油、３８ 液冷媒、３９ 上部空間、４０，４４，
４５，７１ フロート、４３ フロート収納管（液冷媒
排出管）、６０ 油保持カップ、６０Ａ，７５ 遮蔽
板、６０Ｂ 第１円筒、６０Ｄ フロート収納部、６３
第２円筒、６４，８０ 隙間、６５，７９ 管要素、
７０ ガス抜き弁（弁要素）、７７第１管、７８ 第２
管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池島 薫 尼崎市塚口本町八丁目１番１号 三菱電機 株式会社中央研究所内 (72)発明者 関屋 慎 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株式 会社住環境研究開発センター内 (72)発明者 角田 昌之 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株式 会社住環境研究開発センター内 (72)発明者 石井 稔 鎌倉市大船二丁目14番40号 三菱電機株式 会社住環境研究開発センター内

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シェル内に設置されて、圧縮された冷媒
   ガスを外部へ送出する圧縮機構と、上記シェルの底部に
   貯溜され、冷媒に対し溶解性がないかあるいは微弱の相
   溶性がある冷凍機油を、この冷凍機油内に下端を浸漬し
   たオイル吸入パイプを通して上記圧縮機構に供給する給
   油ポンプとを備えた圧縮機の給油装置において、上記シ
   ェルの底部に２層分離して滞留する下層の液冷媒を、上
   記シェル外へ排出する弁機構を設けたことを特徴とする
   圧縮機の給油装置。
2. 【請求項２】 弁機構が、上記シェルの底部またはこの
   底部に連通する液冷媒排出管の一部に該液冷媒排出管を
   開閉するように配置されて、比重量が冷凍機油より大き
   く、液冷媒より小さいフロートから構成されている請求
   項１に記載の圧縮機の給油装置。
3. 【請求項３】 弁機構が、上記シェルの底部またはこの
   底部に連通する液冷媒排出管と、該液冷媒排出管の一部
   に該液冷媒排出管を開閉するように配置されて、比重量
   が冷凍機油より大きく、液冷媒より小さいフロートとか
   ら構成され、該フロートの全部または一部が液冷媒に浸
   漬された場合に生じる浮力を、上記冷凍機油の比重量，
   液面高さと上記液冷媒排出管の開口径に対応する上記フ
   ロートの球面位置から球面頂点までの高さの和，および
   上記液冷媒排出管の開口面積の積で計算される圧力荷重
   より大とした請求項１に記載の圧縮機の給油装置。
4. 【請求項４】 シェル内に設置されて、圧縮された冷媒
   ガスを外部へ送出する圧縮機構と、上記シェルの底部に
   貯溜され、冷媒に対し溶解性がないかあるいは微弱の相
   溶性がある冷凍機油を、この冷凍機油内に下端を浸漬し
   たオイル吸入パイプを通して上記圧縮機構に供給する給
   油ポンプとを備えた圧縮機の給油装置において、上記シ
   ェルに、該シェルの底部に２層分離して滞留する液冷媒
   より比重量が大きい下層の冷凍機油より上部に一端が開
   口する液冷媒排出管を連設したことを特徴とする圧縮機
   の給油装置。
5. 【請求項５】 シェル内に設置されて、圧縮された冷媒
   ガスを外部へ送出する圧縮機構と、上記シェルの底部に
   貯溜され、冷媒に対し溶解性がないかあるいは微弱の相
   溶性がある冷凍機油を、この冷凍機油内に下端を浸漬し
   たオイル吸入パイプを通して上記圧縮機構に供給する給
   油ポンプとを備えた圧縮機の給油装置において、上記オ
   イル吸入パイプの下端より高い位置に遮蔽板と、上記オ
   イル吸入パイプの外側を囲むように該遮蔽板の周囲に垂
   下連設され、下端が上記オイル吸入パイプの下端より低
   く、かつ上記シェルの底部および内周に対して所定の間
   隙を形成する第１円筒とからなる油保持カップを設けた
   ことを特徴とする圧縮機の給油装置。
6. 【請求項６】 油保持カップの内部に、オイル吸入パイ
   プの外側を囲むように、シェルの底部に下端が密着固定
   された第２円筒を有し、該第２円筒の上端を第１円筒の
   下端および上記オイル吸入パイプの下端より高くした請
   求項５に記載の圧縮機の給油装置。
7. 【請求項７】 油保持カップの遮蔽板に、該油保持カッ
   プの内部およびシェルの上部空間に両端が開口するガス
   抜き用の管要素を連結した請求項５または請求項６に記
   載の圧縮機の給油装置。
8. 【請求項８】 油保持カップの遮蔽板に、該油保持カッ
   プ内部のガスの排出を可能にし、冷凍機油または液冷媒
   の流出を阻止するガス抜き用の弁要素を連設した請求項
   ５または請求項６に記載の圧縮機の給油装置。
9. 【請求項９】 遮蔽板に形成される管要素または弁要素
   を連結する連通孔を、第１円筒および第２円筒間の隙間
   上方に臨むように配置した請求項７に記載の圧縮機の給
   油装置。
10. 【請求項１０】 シェル内に設置されて、圧縮された冷
    媒ガスを外部へ送出する圧縮機構と、上記シェルの底部
    に貯溜され、冷媒に対し溶解性がないかあるいは微弱の
    相溶性がある冷凍機油を、この冷凍機油内に下端を浸漬
    したオイル吸入パイプを通して上記圧縮機構に供給する
    給油ポンプとを備えた圧縮機の給油装置において、上記
    オイル吸入パイプの下端が臨む空間をシェルの底部付近
    に隔成する遮蔽板と、該遮蔽板に形成された連通孔に上
    端が連設されて、下端が上記オイル吸入パイプの下端よ
    り低い位置に配置された第１管とを設けたことを特徴と
    する圧縮機の給油装置。
11. 【請求項１１】 第１管の外側を囲むように、シェルの
    底部に下端が密着固定され、かつ上端が遮蔽板との間に
    一定の隙間を形成する第２管を設けた請求項１０に記載
    の圧縮機の給油装置。
12. 【請求項１２】 遮蔽板に、この遮蔽板下部に滞留する
    ガスをシェル内の上部空間に排出する管要素を連結した
    請求項１０または請求項１１に記載の圧縮機の給油装
    置。
13. 【請求項１３】 遮蔽板に、この遮蔽板下部に滞留する
    ガスのみをシェル内の上部空間に排出する弁要素を連結
    した請求項１０または請求項１１に記載の圧縮機の給油
    装置。
14. 【請求項１４】 弁要素が、遮蔽板に形成した連通孔を
    含むフロート収納部と、該フロート収納部に収納されて
    液冷媒および冷凍機油より比重量の小さいフロートから
    構成されている請求項８または請求項１３に記載の圧縮
    機の給油装置。
15. 【請求項１５】 油保持カップの内部および該油保持カ
    ップの遮蔽板上部付近のシェル内に、曲部頂点が上記シ
    ェル内の液冷媒または冷凍機油のレベルより高い位置に
    配置された下向きのＵ字管の両端をそれぞれ連通させた
    請求項５または請求項６に記載の圧縮機の給油装置。