JPWO2019073659A1 - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Abstract

オイルを貯留した密閉容器（１）と、密閉容器（１）の内部に設けた電動機部（２）および電動機部（２）により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構部（３）とを備える。圧縮機構部（３）により圧縮した冷媒を電動機部（２）の固定子鉄心に巻付けた巻線同士の間の隙間を通して密閉容器（１）の上部空間（２０）に流れる構成とする。電動機部（２）の上部空間（２０）側であって巻線同士間の隙間と対向する部分にオイル分離板（２２）を設ける。この構成により、電動機部（２）の巻線同士間の隙間を通過する冷媒はオイル分離板（２２）に衝突して冷媒からオイルが分離されるようになり、オイルの密閉容器（１）の外部への吐出を低減することができる。

Description

本発明は空気調和機や冷凍機、あるいはヒートポンプ式の給湯システムなどに用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。

一般に空気調和機や冷凍機に用いられる密閉型電動圧縮機は、密閉容器の内部に回転子と固定子からなる電動機部と、この電動機部に連結した圧縮機構部と、密閉容器内の底部にオイルを溜めるオイル溜め部と、を備えている。そして、圧縮機構部で冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒は電動機部の回転子と固定子との間のエアギャップを通して密閉容器上部に案内し、吐出管より密閉容器の外部に吐出するようになっている。

このような密閉型電動圧縮機では、圧縮された冷媒が密閉容器の底部に溜めているオイルを巻き込んでいる。そのため、冷媒とオイルとの分離が密閉容器内で十分行われないと、密閉容器の外部の冷凍サイクル回路にオイルが流出し、これによって冷却効率が低下すると共に、密閉容器の内部のオイルが不足して、圧縮機構部における作動が円滑に行えなくなるおそれがある。

そこで、従来は電動機部の回転子と固定子との間のエアギャップの上方にオイル分離板が設けてある（例えば、特許文献１参照）。

図７は特許文献１に開示された密閉型電動圧縮機を示し、密閉容器１０１内に圧縮機構部１０２とこれを駆動する電動機部１０３とが設けてあり、電動機部１０３にはその回転子１０４と固定子１０５との間のエアギャップ１０６の上方にこれを覆うオイル分離板１０７が設けてある。

特開２０１１−１０６４０９号公報

上記特許文献１に開示された密閉型電動圧縮機によれば、オイル分離板１０７にエアギャップ１０６からの冷媒が衝突してオイルが分離され、密閉容器１０１外に吐出されるオイルを低減することができる。

しかしながら、上記構成の密閉型電動圧縮機は、分布巻きの電動機を設けた構造である。上記構成において分布巻きの電動機の代わりに集中巻きの電動機を設けたとすると、固定子１０５の鉄心に巻付けた巻線部分の巻線と巻線の間に隙間が形成されているため、固定子１０５に巻付けた巻線部分を冷媒が通過するようになってしまう。

すなわち、分布巻きの電動機であれば固定子１０５に巻付けた巻線部分を通過する冷媒がほとんどないので問題とならないが、集中巻きの電動機とすると固定子１０５の鉄心に巻付けた巻線部分には隙間が生じており、この隙間を通った冷媒がオイル分離板１０７に衝突することなく、そのまま密閉容器１０１の吐出管から外部に吐出してしまう。したがって、オイルを多く含む冷媒が密閉容器１０１の外部に吐出されてしまうことになる。

本発明は、集中巻きの電動機を用いていても密閉容器の外部へ吐出されるオイルを低減することができる密閉型電動圧縮機を提供する。

本発明は、オイルを貯留した密閉容器と、密閉容器の内部に設けた電動機部および電動機部により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構部を備える。電動機部は集中巻き電動機として圧縮機構部により圧縮した冷媒が電動機部の固定子鉄心に巻付けた巻線同士間の隙間を通って密閉容器の上部空間に流れる構成とする。電動機部の上部空間側であって固定子鉄心に巻付けた巻線同士間の隙間と対向する部分にオイル分離板を設ける。

この構成により、電動機部の巻線同士間の隙間を通過する冷媒はオイル分離板に衝突して冷媒からオイルが分離されるようになり、オイルの密閉容器の外部への吐出を低減することができ、オイル吐出の少ない優れた密閉型電動圧縮機を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦断面図である。 図２は、図１の２−２線にて切断した平面断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機のオイル分離板を取り外した状態の電動機部を示す平面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の電動機部を示す斜視図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の巻線を除く電動機部の分解斜視図である。 図６は、図４の６−６線断面図である。 図７は、従来の密閉型電動圧縮機の縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の縦断面図である。図２は図１の２−２線にて切断した平面断面図である。図３は本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機のオイル分離板を取り外した状態の電動機部を示す平面図である。図４は本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の電動機部を示す斜視図である。図５は本発明の第１の実施の形態における密閉型電動圧縮機の巻線を除く電動機部の分解斜視図である。図６は図４の６−６線断面図である。

図１において、本実施の形態における密閉型電動圧縮機は、密閉容器１内に電動機部２と、その下側に配置した圧縮機構部３と、底部に配置したオイル溜め部４を設けている。

この圧縮機構部３は、二連式のロータリー圧縮機構によって構成してあり、アキュームレータ５から冷媒を吸引して圧縮し、密閉容器１内の電動機部２の下部空間６に圧縮した冷媒を吐出する。

一方、電動機部２は電磁鋼板を複数枚、積層形成した回転子７と固定子８からなり、回転子７の回転軸９によって圧縮機構部３を駆動するようになっている。

電動機部２は集中巻の電動機であり、その固定子８は、図３に示すように固定子鉄心１０に設けられたティース部１１に、図４に示す樹脂製のインシュレータ１２を介して巻線１４を巻き付けて構成してある。そして、この固定子鉄心１０は密閉容器１の内壁面に焼きばめにより固定してあり、その外周に切欠き溝１５を設けて固定子鉄心１０の外周面と密閉容器１の内壁面との間に冷媒の通路となる図１および図２に示す貫通路１６を形成している。

また、インシュレータ１２は固定子鉄心１０と巻線１４との間を絶縁しており、巻線１４の外周部に位置する環状壁１７（図５参照）の上端を凹凸状にするとともに、その一部には数個の爪片１８が設けてある。

ここで固定子鉄心１０のティース部１１に巻付けた巻線１４は集中巻きであり、ノズル巻きするところから図３に示すように隣り合う巻線１４同士の間に隙間１９が生じている。したがって、電動機部２の下部空間６に吐出された冷媒は巻線１４同士の間の隙間１９を通って密閉容器１の上部空間２０へと流れる。

そこでこの電動機部２は隙間１９の上方、すなわち上部空間２０の側に隙間１９を覆うように樹脂製のオイル分離板２２が設けてある。

オイル分離板２２は図４〜図６に示すようにドーナツ板状に形成してあり、巻線１４同士の間の隙間１９と対向する部分は無孔部２３とするとともに、巻線１４の頂部と対向する部分には開口２４が設けてある。そして、オイル分離板２２の外周数箇所に係合部としての透孔２５を設けている。係合部としての透孔２５は、インシュレータ１２の外周部に設けてある係止部としての爪片１８に嵌合させて、オイル分離板２２をインシュレータ１２に装着してある。

また、オイル分離板２２は外周適所に切欠き開口２７を形成している。巻線１４からのリード線２８をこの切欠き開口２７から引き出し、このリード線２８を引き出した切欠き開口２７の近くにはインシュレータ１２の爪片１８に嵌合させる透孔２５の一つが設けてある。

更に、オイル分離板２２は図６に示すようにその内周部及び外周部に電動機部２の側に向かって下向きに突出する環状リブ２９ａ，２９ｂが設けてある。外側の環状リブ２９ａは内側の環状リブ２９ｂより突出寸法を短くするとともに、図４に示すように、インシュレータ１２の環状壁１７上端の凹凸との間に冷媒が流れる間隙３０を形成している。

以上のように構成された密閉型圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

本実施の形態の密閉型圧縮機は、圧縮機構部３で圧縮した冷媒が電動機部２の下部空間６に吐出され、密閉容器１の底部に溜まっているオイルを巻き込んだ状態で電動機部２を構成する固定子８の巻線１４同士の間に形成された隙間１９を通って密閉容器１の上部空間２０に向かって流れる。

ここで、電動機部２を構成する固定子８の巻線１４同士の間に形成された隙間１９の上方には隙間１９を覆うようにオイル分離板２２が設けてあるので、巻線１４同士の間の隙間１９を通過する冷媒はオイル分離板２２の無孔部２３に衝突し、冷媒からオイルが分離される。

そして、オイル分離後の冷媒はオイル分離板２２に設けた開口２４を通って密閉容器１の上部空間２０に流れ、吐出管２１より密閉容器１の外部へと吐出される。

したがって、オイルが密閉容器１の外部に吐出されるのを大きく低減することができる。

特にオイル分離板２２に設けた開口２４は巻線１４と対向する部分に形成されているので、冷媒は開口２４を通過する際、巻線１４に触れるようになり、この巻線１４に触れることによっても冷媒からオイルが分離されることになる。

したがって、オイル分離効果が高まり、密閉容器１の外部に吐出されるオイル量を更に低減することができる。

また、オイル分離板２２はドーナツ板状に形成してあり、その内周部分と外周部分に、電動機部２の側に向かって下向きに突出する環状リブ２９ａ，２９ｂを設けている。外周部分の環状リブ２９ａの突出寸法は、内周部分の環状リブ２９ｂの突出寸法よりも低くなる構成としてあり、オイルが、オイル分離板２２の中央の孔から上部空間２０に向かうことを抑えるので、密閉容器１の外部に吐出されるオイル量を更に低減することができる。

即ち、オイル分離板２２の無孔部２３に衝突し分離されたオイルは突出寸法の短い外周側の環状リブ２９ａに向かって冷媒とともに流れ、環状リブ２９ａの下端から外周方向、つまり固定子鉄心１０の外周と密閉容器１の内壁面との間に形成された貫通路１６に向かって流れるので、上記貫通路１６よりオイル溜め部４へと円滑に戻るようになる。したがって、オイル分離板２２によって分離されたオイルが再び冷媒に巻き上げられて密閉容器１の外部に吐出するのを抑制し、高いオイル分離効果をもたらすことができる。

一方、上記オイル分離効果をもたらせるオイル分離板２２は、その外周適所に設けた透孔２５を電動機部２のインシュレータ１２に設けた爪片１８に係合させてインシュレータ１２に取り付けてあるから、巻線１４同士の間に形成された隙間１９を吹き上がって通過してくる冷媒がオイル分離板２２に衝突しても、オイル分離板２２がインシュレータ１２から外れるようなことがなく、強固に固定保持された形となる。したがって、オイル分離板２２が不用意に外れるようなことがなくなり、信頼性を高めることができる。

また、オイル分離板２２はその外周縁に設けた切欠き開口２７から電動機部２の巻線１４のリード線２８を引き出すが、そのリード線２８の引き出しは切欠き開口２７の外周開口部分を介して行えるので、リード線引き出し作業が容易になり、組み立て性を向上させることができる。

また、上記リード線２８を引き出すとき、オイル分離板２２は切欠き開口２７の開口縁にリード線２８が引っ掛かって強い力を受けることがあるが、切欠き開口２７を形成した部分は、その近傍に設けた透孔２５をインシュレータ１２の爪片１８に係合させているので、リード線２８の取り回しによってオイル分離板２２が不用意に外れたり、或いは、切欠き開口２７周辺部分が反り返ってひび割れしたりするなどのことを防止できる。したがって、信頼性も高いものとすることができる。

以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明は上述したようなロータリー式圧縮機構を用いた密閉型電動圧縮機に限られるものではなく、その他の圧縮機構、例えばスクロール圧縮機構を用いた密閉型電動圧縮機としてもよいものである。

以上説明したように、第１の開示における密閉型電動圧縮機は、オイルを貯留した密閉容器と、密閉容器の内部に設けた電動機部および電動機部により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構部を備える。電動機部は集中巻き電動機として圧縮機構部により圧縮した冷媒が電動機部の固定子鉄心に巻付けた巻線同士間の隙間を通って密閉容器の上部空間に流れる構成とする。電動機部の上部空間側であって固定子鉄心に巻付けた巻線同士間の隙間と対向する部分にオイル分離板を設ける。

この構成により、電動機部の固定子鉄心に巻付けた巻線同士間の隙間を通過する冷媒がオイル分離板に衝突して冷媒からオイルが分離されるようになり、オイルの密閉容器の外部への吐出を低減することができる。

第２の開示における密閉型電動圧縮機は、第１の開示において、オイル分離板の固定子鉄心に巻付けた巻線と対向する部分に開口を設けてもよい。

この構成により、固定子鉄心に巻付けた巻線同士間の隙間を通過した冷媒はオイル分離板に衝突した後、オイル分離板の開口を通ってオイル分離板を通過するが、開口を通る際巻線に触れてオイルが分離されるようになり、オイル分離効果を高めることができる。

第３の開示における密閉型電動圧縮機は、第１または第２の開示において、電動機部の固定子鉄心の外周に切欠き溝を設けて密閉容器の内壁面との間に冷媒の通路となる貫通路を形成してもよい。さらに、オイル分離板をドーナツ板状に形成して、オイル分離板の内周部分と外周部分に電動機部側に向かって突出する環状リブを設け、オイル分離板の外周部分の環状リブの突出寸法が内周部分の突出寸法よりも短くなる構成としてもよい。

この構成により、オイル分離板に衝突して冷媒から分離されたオイルは突出寸法の短い外周側の環状リブから外周下方方向、つまり固定子鉄心の外周と密閉容器の内壁面との間の貫通路に向かって流れる。そのため、オイルは貫通路よりオイル溜め部へと円滑に戻るようになり、冷媒からのオイルの分離効果を更に高めることができる。

第４の開示における密閉型電動圧縮機は、第１〜第３の開示のいずれかにおいて、オイル分離板の外周適所に係合部を設けるとともに、電動機の固定子鉄心に設けたインシュレータに係合部に係合する係止部を設け、オイル分離板の係合部をインシュレータの係止部に係合させて、オイル分離板をインシュレータに取り付けてもよい。

この構成により、オイル分離板を確実に固定することができ、冷媒の衝突等によって外れることのない信頼性の高いものとすることができる。

第５の開示における密閉型電動圧縮機は、第４の開示において、オイル分離板の外周縁に電動機の巻線のリード線を引き出す切欠き開口を設けるとともに、インシュレータの係止部に係合させる係合部の一つを切欠き開口の近傍に設けてもよい。

この構成により、オイル分離板に設けた電動機の巻線のリード線の引き出し口を切欠き開口としているので、切欠き開口の開口部分を介してリード線の引き出しが行え、リード線引き出しが容易に行える。さらに、リード線引き出し時に切欠き開口の開口部分に強い力が加わってもこの切り出し開口の近傍に設けた係合部にインシュレータの係止部が係合しているので、オイル分離板が不用意に外れたりひび割れたりすることがなく、更に信頼性の高いものとすることができる。

本発明は、オイル吐出の少ない優れた密閉型電動圧縮機を提供することができ、空気調和機や冷凍機等、冷凍サイクルを用いる各種機器の密閉型電動圧縮機として幅広く使用することができる。

１ 密閉容器
２ 電動機部
３ 圧縮機構部
４ オイル溜め部
５ アキュームレータ
６ 下部空間
７ 回転子
８ 固定子
９ 回転軸
１０ 固定子鉄心
１１ ティース部
１２ インシュレータ
１４ 巻線
１５ 切欠き溝
１６ 貫通路
１７ 環状壁
１８ 爪片（係止部）
１９ 隙間
２０ 上部空間
２１ 吐出管
２２ オイル分離板
２３ 無孔部
２４ 開口
２５ 透孔（係合部）
２７ 切欠き開口
２８ リード線
２９ａ，２９ｂ 環状リブ
３０ 間隙

Claims (5)

1. オイルを貯留した密閉容器と、前記密閉容器の内部に設けた電動機部、および前記電動機部により駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機構部を備え、前記電動機部は集中巻き電動機として前記圧縮機構部により圧縮した冷媒が前記電動機部の固定子鉄心に巻付けた巻線同士間の隙間を通って密閉容器の上部空間へと流れる構成とし、かつ、前記電動機部の前記上部空間側であって前記固定子鉄心に巻付けた前記巻線同士間の前記隙間と対向する部分にオイル分離板を設けた密閉型電動圧縮機。
2. 前記オイル分離板は前記固定子鉄心に巻付けた前記巻線と対向する部分に開口を設けた請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
3. 前記電動機部の前記固定子鉄心の外周に切欠き溝を設けて前記密閉容器の内壁面との間に冷媒の通路となる貫通路を形成するとともに、前記オイル分離板をドーナツ板状に形成して前記オイル分離板の内周部分と外周部分に前記電動機部の側に向かって突出する環状リブを設け、前記オイル分離板の前記外周部分の前記環状リブの突出寸法が前記内周部分の前記環状リブの突出寸法よりも短くなる構成とした請求項１また２に記載の密閉型電動圧縮機。
4. 前記オイル分離板の外周適所に係合部を設けるとともに、前記電動機部の前記固定子鉄心にはインシュレータを設け、前記インシュレータには前記係合部に係合する係止部を設け、前記オイル分離板の前記係合部を前記インシュレータの前記係止部に係合させて、前記オイル分離板を前記インシュレータに取り付けた請求項１から３のいずれか１項に記載の密閉型電動圧縮機。
5. 前記オイル分離板の外周縁に前記電動機部の前記巻線のリード線を引き出す切欠き開口を設けるとともに、前記インシュレータの前記係止部に係合させる前記係合部の一つを前記切欠き開口の近傍に設けた請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。

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