JPH0886293A - 横形密閉電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】横形圧縮機の冷凍機油と冷媒ガスを分離する分
離流路に、大量に冷凍機油や液状の冷媒が流入した際
に、圧縮された流速の速い冷媒との干渉により冷凍機油
が霧状になって圧縮機の外に吐出しない圧縮機を提供す
ること。 【構成】密閉容器内を電動機を収納する部分と、吐出パ
イプ１９を装着した空間部分とに分離する支持板１２を
備え、該支持板１２上部に設けたと、気液分離通路３６
を形成する分離板１３に設けたガス通路１８とを互いに
独立させた。 【効果】気液分離通路３６を通過した冷凍機油２０が支
持板のガス通路１７を通過した流速もの速い冷媒と干渉
することがなく、冷凍機油２０が霧状にならず、安定し
た冷凍機油２０貯溜と冷凍機油２０の吐出量の低減を可
能にし、これにより、冷凍装置としての性能および信頼
性を向上させることが可能になった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、横形密閉電動圧縮機に
係り、特に空気調和機や冷蔵庫等の冷凍機器に用い、簡
単な構造で横置き可能であり、信頼性向上を図るのに好
適な横形密閉電動圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】以下、横形密閉電動圧縮機の従来例とし
て、横形スクロ−ル圧縮機の縦断面図である図３を参照
して説明する。密閉容器１内に圧縮機構部、及び電動機
部が収納されている。圧縮機構部は、固定スクロール
２、旋回スクロール３、フレ−ム４、回転軸５、オルダ
ムリング６を主要構成要素としている。固定スクロール
２の吸込口には外部サイクルに接続する吸込パイプ８が
圧入されている。

【０００３】電動機部は、固定子２３および回転子７か
らなり、固定子２３は密閉容器１に嵌合、その他の固定
方法により固定されており、回転子７は回転軸５に固定
されている。

【０００４】フレ−ム４の外周部は、密閉容器１に固定
されており、回転軸５の回転を受ける軸受を具備してい
る。回転軸５の偏心部には旋回スクロール３が回転自在
に取り付けられ、フレ−ム４に設けられた溝と旋回スク
ロール３に設けられた溝には、オルダムリング６が摺動
自在に配設され、旋回スクロール３の自転を防止してい
る。

【０００５】旋回スクロール３と係合されて、圧縮室を
形成する固定スクロール２は、フレ−ム４にボルト２４
によって締結されている。回転軸５の偏心部と反対側の
軸端部１０は副軸受１１で支えられており、副軸受１１
は密閉容器１に固定された支持板１２に取り付けられて
いる。

【０００６】一方、フレ−ム４と旋回スクロール３とで
形成される背面室空間２１は、吸込圧力（低圧）から吐
出圧力（高圧）に至るいずれかの圧力に保たれている。
これに対して、密閉容器１の内部は吐出圧力（高圧）で
あるので、背面室空間２１との圧力差により、冷凍機油
２０は給油管を通り回転軸５に設けられた油孔２２を経
由して各摺動部に供給されることになる。

【０００７】前記支持板１２により、圧縮機構部および
電動機部の位置する側と冷凍機油２０を貯溜する側とを
区切っており、上記支持板１２は回転子７の外周部より
も上方に設けられた支持板ガス通路１７の通路面積を制
限することにより、圧縮機構部から吐出された冷媒ガス
の圧力よりも冷凍機油２０を貯溜する空間の圧力が低く
なるように冷媒ガスを減圧して、この圧力差により冷凍
機油２０を貯溜する油面が高くなる。

【０００８】即ち、上記圧力差により、支持板１２の回
転子７の外周部よりも下方に設けられた支持板切欠部部
３４を冷凍機油２０が流通し、支持板１２で仕切られた
吐出パイプ１９を位置された側の空間に冷凍機油２０が
貯溜される。このとき、冷凍機油２０と共に冷媒ガス
が、支持板切欠部部３４を通過した場合に貯溜された冷
凍機油２０２６に冷媒ガスが吹き込み、冷凍機油２０が
泡立って、泡の状態で吐出パイプ１９から冷凍サイクル
へ吐出されてしまう。

【０００９】これを防止するために、従来技術は図３に
示すとおり、支持板１２と冷凍機油２０の貯溜空間との
間に分離板１３を設け、この分離板１３の下端部に分離
板切欠部部３５を形成し、支持板１２と分離板１３との
間に気液分離通路３６を形成し、この気液分離通路３６
によって、支持板切欠部部３４を通過した冷媒ガスを冷
凍機油２０の貯溜空間の手前でバイパスさせる構造とし
ている。さらに、前記支持板１２に設けた支持板ガス通
路１７と分離板ガス通路１８を連通させた構造としてい
る。

【００１０】図４に前記支持板ガス通路１７と連通する
分離板ガス通路１８の油分離の例を示す。図４は、吐出
ガス中の冷凍機油２６ａを冷媒ガス２５と分離するため
に、網状抵抗体３０を設けた例を示す。このようにし
て、連通させた開口を持つことにより分離板ガス通路１
８を通過した冷凍機油２６ａを含む冷媒は、網状抵抗体
３０ａを通過する際に油分離が行なわれる。以上の構造
については、特開平５−１２６０７２号に記載のものが
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記構造においては、
（１）起動時に急激に油面が変動した場合に、上記気液
分離通路３６内に冷凍機油２０が流入してしまい、極端
な場合は分離板ガス通路１８から冷凍機油２０貯溜空間
に流出する場合がある。この際に、支持板ガス通路１７
から流出してる冷媒ガスによって霧化されて、吐出パイ
プ１９から冷凍サイクルに流出する場合のあることが判
った。

【００１２】（２）外気温度が低いときに、停止時の圧
縮機内部の冷凍機油２０の中に冷媒が溶け込み、この状
態で起動した場合に、急激な圧力変動により、冷凍機油
２０中に溶け込んでいた冷媒が、急激にガス化し、これ
によって、冷凍機油２０の油面が急激に変動して、上記
気液分離通路３６内に冷凍機油２０が流入してしまい、
極端な場合は分離板ガス通路１８から冷凍機油２０貯溜
空間に流出する場合がある。この際に、支持板ガス通路
１７から流出してる冷媒ガスによって霧化されて、吐出
パイプ１９から冷凍サイクルに流出する場合のあること
が判った。

【００１３】（３）空気調和機の暖房運転時に室外側熱
交換器に霜が付着した場合は、冷凍サイクル室内側熱交
換器で凝縮された冷媒が室外熱交換器でガス化されずに
液状のまま圧縮機に吸い込まれた場合、圧縮機内の差圧
により、急激にガス化して、これによって、冷凍機油２
０の油面が急激に変動して、上記気液分離通路３６内に
冷凍機油２０が流入してしまい、極端な場合は分離板ガ
ス通路１８から冷凍機油２０貯溜空間に流出する場合が
ある。この際に、支持板ガス通路１７から流出してる冷
媒ガスによって霧化されて、吐出パイプ１９から冷凍サ
イクルに流出する場合のあることが判った。

【００１４】図３に前記液戻り時の冷媒の流れと冷凍機
油２０の流れの実験結果を示す。多量の液冷媒圧縮機内
に流入すると、圧縮機内の差圧により支持板１２下部に
設けられた支持板切欠部部３４を、ガス化した冷媒ガス
とこの冷媒ガスによって油面を急激に押し下げられた冷
凍機油２０が極めて短時間に通過する。このとき、流量
が多量な場合は、冷凍機油２０が前記気液分離通路３６
を通過して、上部に位置された分離板ガス通路１８から
も冷凍機油２０が排出されるようになる。

【００１５】この場合は、前記支持板１２に設けられた
支持板ガス通路１７を通過した冷媒ガスによって前記冷
凍機油２０を霧状にする。これによって、霧状の冷凍機
油は吐出パイプ１９から冷凍サイクルへ吐出され、熱交
換器のパイプの内面に油膜を形成して、熱交換性能を低
下させ、冷凍機器全体の性能を低下させる原因となる。

【００１６】本発明は、上記の気液分離通路内に冷凍機
油が流入して、分離板ガス通路から冷凍機油の貯溜空間
に流出するような場合になっても、支持板ガス通路１７
から流出してくる冷媒ガスによって冷凍機油が霧化され
ないようにし、吐出パイプ１９から冷凍サイクルに冷凍
機油が流出しない横形密閉電動圧縮機を提供することを
目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、電動機と、
この電動機に回転軸で連結された圧縮機構部と、上記電
動機及び圧縮機構部を収納する密閉容器と、上記電動機
部の位置する空間と上記圧縮機構部から吐出された冷媒
ガスを吐出する吐出パイプが位置された空間とを仕切る
仕切板と、上記仕切板を挿通した上記回転軸の油孔に圧
力差を利用して冷凍機油を供給する給油機構と、上記給
油機構と上記仕切板との間に位置されて気液分離通路を
仕切板との間に形成する分離板とを備え、上記支持板
は、上記密閉容器の内周面に密着して保持され且つ、上
記電動機を構成する回転子の外周部下端位置よりも下方
部に冷凍機油流通用の切欠部を有し、回転子の外周部上
端位置よりも上方部位置で且つ上記気液分離通路と分離
した位置にガス通路を有し、上記分離板は、上記仕切板
の冷凍機油流通用の切欠部よりも下方部位置に冷凍機油
流通用の切欠部を有し且つ、上記仕切板のガス通路より
も下方部位置に上記気液分離通路の流出口となるガス通
路を形成し、上記両ガス通路のガス流出方向が平行方向
になるようにされた横形密閉電動圧縮機とすることによ
り、達成される。

【００１８】

【作用】仕切板のガス流通路が気液分離通路と分離した
位置に設けられ且つ、仕切板のガス通路よりも下方部位
置に上記気液分離通路の流出口となるガス通路を形成さ
れて、上記支持板と上記分離板のガス通路のガス流出方
向が、平行になるようにされているので、上記支持板の
ガス通路を通過した冷媒ガスによって、冷凍機油が霧状
化されるのを抑制し、冷凍機油の冷凍サイクルへの吐出
を低減する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図１及び図２を参
照して説明する。

【００２０】まず、本発明による横置形スクロール圧縮
機の一般的な全体構成を、図１を参照して説明する。図
１は、本発明の一実施例によるスクロール圧縮機の縦断
面図を示したものであり、密閉容器１内に圧縮機構部、
及び電動機部が収納されている。圧縮機構部は、固定ス
クロール２、旋回スクロール３、フレ−ム４、回転軸
５、オルダムリング６を主要構成要素としている。固定
スクロール２の吸込口には外部サイクルに接続する吸込
パイプ８が圧入されている。

【００２１】電動機部は、固定子２３および回転子７か
らなり、固定子２３は密閉容器１に焼嵌等により固定さ
れており、回転子７は回転軸５に圧入等により固定され
ている。

【００２２】フレ−ム４の外周部は、密閉容器１に固定
されており、回転軸５の回転を受ける軸受を具備してい
る。回転軸５の偏心部には、旋回スクロール３が回転自
在に取り付けられ、フレ−ム４に設けられた溝と旋回ス
クロール３に設けられた溝には、オルダムリング６が摺
動自在に配設され、旋回スクロール３の自転を防止して
いる。旋回スクロール３と係合されて圧縮室を形成する
固定スクロール２は、フレ−ム４にボルト２４によって
締結されている。

【００２３】回転軸５の偏心部と反対側の軸端部１０
は、副軸受１１で支えられており、副軸受１１は、密閉
容器１に固定された支持板１２に取り付けられている。
一方、フレ−ム４と旋回スクロール３とで形成される背
面室空間２１は、吸込圧力から吐出圧力に至るいずれか
の圧力に保たれており、密閉容器１の内部は吐出圧力で
あるので、この圧力差により冷凍機油２０の油面に圧力
が加わって、冷凍機油２０が給油管を通り、回転軸５に
設けられた油孔２２を経由して各摺動部に供給される。

【００２４】前記支持板１２により、圧縮機構部および
電動機部の位置する側と冷凍機油２０を貯溜する側（吐
出パイプ１９の位置する側）とを区切っており、該支持
板１２に設けられたガス通路１７の通路面積を制限する
ことにより、圧縮機構部から吐出された圧力よりも低い
圧力に冷媒を減圧し、この圧力差により冷凍機油２０を
貯溜する油面が高くなる。

【００２５】このとき、前述の圧力差により、支持板１
２の回転子７の外周部よりも下方に設けられた支持板切
欠部３４を冷凍機油２０が通過し、支持板１２に仕切ら
れた吐出パイプ１９の位置する側の空間に冷凍機油２０
が貯溜される。このとき、冷凍機油２０とともに冷媒ガ
スが支持板切欠部３４を通過した場合は、貯溜された冷
凍機油２０中に冷媒ガスが吹き込み、泡立ってしまい、
泡の状態で吐出パイプ１９から冷凍サイクルへ吐出され
てしまう。

【００２６】このために、給油機構を構成する給油パイ
プ１５と支持板１２との間に分離板１３を設けた。これ
によって気液分離通路３６を形成し、支持板切欠部３４
を通過した冷媒ガスをバイパスさせて、冷凍機油２０の
貯溜空間に冷媒ガスが流入しないようにしている。さら
に、前記支持板１２に設けた支持板ガス通路１７と、気
液分離通路３６の流出口である分離板ガス通路１８と
を、独立させた構造としている。

【００２７】しかも、上記支持板ガス通路１７と分離板
ガス通路１８は、支持板１２及び分離板１３の板の面に
対して直角方向（上記気液分離通路の直角方向）に、そ
して分離板ガス通路１８はガス通路１７よりも下方部位
置に形成し、さらに、夫々のガス通路がどくりつしてい
る、即ち、両通路の間に図に示すように仕切りを設けて
いるので、この仕切りによって気液分離通路３６を通過
した冷凍機油２０は、ガス通路１７を通過した流速の速
い冷媒ガスと冷凍機油２０との流れを分離する構造とす
る。

【００２８】上記支持板と上記気液分離流路３６には、
上記回転子７の回転中心より上方部に板面に対して直角
方向に独立した孔を設け、さらに、図２に示すように気
液分離通路３６を通過した冷凍機油を、上記仕切りに衝
突させて、直角方向に位置するガス通路１８から吐出す
るようになっている。これにより、上記支持板１２のガ
ス通路１７を通過した流速の速い冷媒ガス２５の流れに
干渉されないように、ガス通路１８から吐出された冷凍
機油２６ａを分離できる。これにより、上記支持板１２
のガス通路１７を通過した流速の速い冷媒ガス２５によ
って、冷凍機油２６ａが霧状化するのを抑制し、冷凍機
油の圧縮機外への吐出を低減し、冷凍機油を安定貯溜す
ることが出来る。

【００２９】上記構成の実施例は、空気調和機の暖房運
転時などに見られる現象として、冷凍サイクルにて凝縮
された冷媒が液状のまま、圧縮機に吸い込まれた場合、
その他の要因により、圧縮機内の冷凍機油２０が、支持
板１２の下部に設けた支持板切欠部３４を大量に通過す
る際に、分離板切欠部３５のみでは吐出パイプ及び給油
機構の位置する側に流入しようとする冷凍機油２０が流
れず、冷媒ガスも一緒に流れようとする場合に、１枚乃
至複数枚の分離板１３により構成される気液分離通路３
６及び分離板ガス通路１８に、冷媒ガスをバイパスさせ
る。

【００３０】しかも、流量が極めて多量であった場合
で、上記気液分離通路３６及び分離板ガス通路１８を、
冷凍機油２０が流れる現象が発生した場合でも、上記支
持板１２のガス通路１７を通過した冷媒ガスによって、
冷凍機油２０が霧状化されるのを抑制できる。

【００３１】すなわち、仕切板１２のガス流通路１７が
気液分離通路３６と分離した位置に設けられ且つ、仕切
板１２のガス通路１７よりも下方部位置に上記気液分離
通路の流出口となるガス通路１８を形成されて、上記支
持板１２のガス通路１７と上記分離板１３のガス通路１
８のガス流出方向が、平行になるようにされているの
で、上記支持板１２のガス通路１７を通過した冷媒ガス
によって、気液分離通路３６及び分離板ガス通路１８を
流れる冷凍機油２０が、霧状化されるのを抑制できる。
したがって、冷凍機油２０の冷凍サイクルへの吐出を、
大幅に低減することができる。

【００３２】また、このように霧状の冷凍機油２０が吐
出パイプ１９から冷凍サイクルへ吐出されるのを大幅に
減少できるので、熱交換器のパイプの内面に油膜が形成
されなくなり、熱交換性能の低下を防止でき、これによ
って冷凍機器全体の性能の低下を防止できる。

【００３３】上記冷凍機油２０の霧状化される原因のう
ち、最も霧状化が起きやすいと考えられる冷凍サイクル
からの冷媒の液戻り時について、上記構成の実施例の横
形密閉電動圧縮機を用いて確認した。即ち、上記構成の
実施例の横形密閉電動圧縮機に、内部観察用覗き窓を取
付けて、冷凍サイクルからの冷媒の液戻り時の状態を観
察した。

【００３４】その結果は、冷凍機油２６ａが、図２に示
すように気液分離通路３６を通過した後に、分離板ガス
通路１８より流出される。しかし、分離板ガス通路１８
より流出された冷凍機油２６ａは、仕切板１２のガス通
路１７からの流速の速い冷媒ガス２５の流れとは分離さ
れた状態でガス通路１８よりも下方に流れ、貯溜されて
いる冷凍機油２０の油面が安定していることを確認し
た。更に、冷媒の液戻り状態での運転時には従来増加し
ていた冷凍機油の冷凍サイクルへの吐出循環量について
も通常運転時に近い低い値を示した。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、気液分離通路内に冷凍
機油が流入して、分離板ガス通路から冷凍機油の貯溜空
間に流出するような場合になっても、支持板ガス通路か
ら流出してくる冷媒ガスによって冷凍機油が霧化される
のを抑制できた。これによって、吐出パイプから冷凍サ
イクルへの冷凍機油の流出を大幅に減少できる横形密閉
電動圧縮機を提供できる。

【００３６】また、上記のように霧状の冷凍機油が吐出
パイプから冷凍サイクルへ吐出されるのを大幅に減少で
きるので、熱交換器のパイプの内面に油膜が形成されな
くなり、熱交換性能の低下を防止でき、これによって冷
凍機器全体の性能の低下を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の横形スクロール圧縮機の縦断面図

【図２】実施例の支持板回りの部分拡大断面図

【図３】従来技術の横形スクロール圧縮機の縦断面図

【図４】従来技術の支持板回りの部分拡大断面図

【符号の説明】

１…密閉容器，２…固定スクロール，３…旋回スクロー
ル，４…フレ−ム，５…回転軸，６…オルダムリング，
７…回転子，８…吸込パイプ，１１…副軸受，１２…支
持板，１３…分離板，１５…給油管，１６…カップ，１
７…支持板ガス通路，１８…分離板ガス通路，１９…吐
出パイプ，２０…冷凍機油，２１…背面室空間，２２…
油孔，２３…固定子、２４…ボルト ３０…網状抵抗体，３４…支持板切欠部，３５…分離板
切欠部，３６…気液分離通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 敦 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所リビング機器事業部内 (72)発明者 若菜 竜也 栃木県下都賀郡大平町大字富田709番地の ２株式会社日立栃木エレクトロニクス内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機と、この電動機に回転軸で連結され
   た圧縮機構部と、上記電動機及び圧縮機構部を収納する
   密閉容器と、上記電動機部の位置する空間と上記圧縮機
   構部から吐出された冷媒ガスを吐出する吐出パイプが位
   置された空間とを仕切る仕切板と、上記仕切板を挿通し
   た上記回転軸の油孔に圧力差を利用して冷凍機油を供給
   する給油機構と、上記給油機構と上記仕切板との間に位
   置されて気液分離通路を仕切板との間に形成する分離板
   とを備え、上記支持板は、上記密閉容器の内周面に密着
   して保持され且つ、上記電動機を構成する回転子の外周
   部下端位置よりも下方部に冷凍機油流通用の切欠部を有
   し、回転子の外周部上端位置よりも上方部位置で且つ上
   記気液分離通路と分離した位置にガス通路を有し、上記
   分離板は、上記仕切板の冷凍機油流通用の切欠部よりも
   下方部位置に冷凍機油流通用の切欠部を有し且つ、上記
   仕切板のガス通路よりも下方部位置に上記気液分離通路
   の流出口となるガス通路を形成し、上記両ガス通路のガ
   ス流出方向が平行方向になるようにされて成ることを特
   徴とする横形密閉電動圧縮機。
2. 【請求項２】電動機と、この電動機に回転軸で連結され
   た圧縮機構部と、上記電動機及び圧縮機構部を収納する
   密閉容器と、上記電動機部の位置する空間と上記圧縮機
   構部から吐出された冷媒ガスを吐出する吐出パイプが位
   置された空間とを仕切る仕切板と、上記仕切板を挿通し
   た上記回転軸の油孔に圧力差を利用して冷凍機油を供給
   する給油機構と、上記給油機構と上記仕切板との間に位
   置されて気液分離通路を仕切板との間に形成する分離板
   とを備え、上記支持板は、上記密閉容器の内周面に密着
   して保持され且つ、上記電動機を構成する回転子の外周
   部下端位置よりも下方部に冷凍機油流通用の切欠部を有
   し、回転子の外周部上端位置よりも上方部位置で且つ上
   記気液分離通路と分離した位置にガス通路を有し、上記
   分離板は、上記仕切板の冷凍機油流通用の切欠部よりも
   下方部位置に冷凍機油流通用の切欠部を有し且つ、上記
   気液分離通路の直角方向位置で仕切板のガス通路よりも
   下方部位置に上記気液分離通路の流出口となるガス通路
   を形成し、上記両ガス通路のガス流出方向が平行方向に
   なるようにされて成ることを特徴とする横形密閉電動圧
   縮機。