JP5934898B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられる圧縮機に関するものである。

従来、圧縮機は、ケーシング内に圧縮機構部とそれを駆動する電動機部を備えており、冷凍サイクルから戻ってきた低温低圧の冷媒ガスを圧縮機構部で高温高圧に圧縮し、圧縮した冷媒ガスは、電動機の周囲を流れ、その後、ケーシングに設けられた吐出管から冷凍サイクルへ吐出される（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来の圧縮機を示すものである。図７に示すように、圧縮機構部１から吐出室２に吐出されたガスは圧縮機構連通路３を通って電動機空間４を経由してケーシング５外部に吐出されている。

特開２００１−２８０２５２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、圧縮機構部から吐出される高温のガスを電動機部に流すため、電動機部の温度が上昇し、モータ効率が低下するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、電動機の加熱を防ぎモータ効率を向上させることで、高効率な圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、内部が吐出圧力雰囲気になるケーシング内に、圧縮機構部と、前記圧縮機構部をクランクシャフトを介して駆動するための電動機を備え、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスを前記ケーシング外部へ吐出する吐出管が接続された吐出空間を前記ケーシング内に設け、前記電動機が設けられた電動機空間が前記吐出空間と仕切られるように設けられた圧縮機において、前記クランクシャフトには下端に容積型のオイルポンプと、下端から上端の前記圧縮機構部まで連通して前記クランクシャフトの中心部に配置した給油通路と、前記給油通路の途中の前記電動機の回転子の上端付近にオイルを供給する給油経路と、を設け、前記給油経路を通じて、前記電動機の回転子端部に前記オイルが供給され、前記回転子の回転により、前記固定子にも前記オイルが供給される構成としたものである。

これによって、電動機は高温の吐出ガスに接触せず、さらに、オイルにより冷却されるため、電動機の加熱が抑えられる。また、回転子、固定子ともに冷却されるため電動機の加熱がより抑えられる。

本発明の圧縮機は、電動機の加熱を抑え、モータ効率の低下を抑えることができる。

本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態２におけるスクロール圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態３におけるロータリ圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態４におけるスクロール圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態５におけるロータリ圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態６におけるスクロール圧縮機の縦断面図 従来の圧縮機の縦断面図

第１の発明は、内部が吐出圧力雰囲気になるケーシング内に、圧縮機構部と、前記圧縮機構部をクランクシャフトを介して駆動するための電動機を備え、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスを前記ケーシング外部へ吐出する吐出管が接続された吐出空間を前記ケーシング内に設け、前記電動機が設けられた電動機空間が前記吐出空間と仕切られるように設けられた圧縮機において、前記クランクシャフトには下端に容積型のオイルポンプと、下端から上端の前記圧縮機構部まで連通して前記クランクシャフトの中心部に配置した給油通路と、前記給油通路の途中の前記電動機の回転子の上端付近にオイルを供給する給油経路と、を設け、前記給油経路を通じて、前記電動機の回転子端部に前記オイルが供給され、前記回転子の回転により、前記固定子にも前記オイルが供給される構成としたことにより、電動機は高温の吐出ガスに接触せず、さらに、オイルにより冷却されるため電動機の加熱が抑えられる。また、回転子、固定子ともに冷却されるため電動機の加熱がより抑えられる。

第２の発明は、冷媒ガスがＣＯ２であることにより、吐出温度が高いため、電動機の冷却効果がより顕著である。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。

図１において、ケーシング１１外に通じた吸入管１２及び固定スクロール１３の外周部に吸入孔１４が形成されている。圧縮機構部１５の上方には圧縮機構部１５によって電動機空間１６と仕切られた吐出空間１７が形成され、吐出空間１７にはケーシング１１外部へ通じる吐出管１８が接続されている。電動機１９の回転を圧縮機構部１５に伝達するためのクランクシャフト２０の下端はオイル溜まり２１に達して、その下端にはクランクシャフト２０により駆動される容積型のオイルポンプ２２が設けられている。クランクシャフト２０には下端から上端の圧縮機構部１５まで連通している給油通路２３が設けられ、圧縮機構部１５から電動機１９の固定子１９ａへオイルを供給する給油経路２４が形成されている。

以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクルから戻ってきた低温低圧の冷媒ガスが吸入孔１４を通って圧縮室に導かれ、旋回スクロール２５の旋回運動により圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い、冷媒ガスは高温高圧になり圧縮機構部１５の上部に設けられた吐出孔２６から吐出される。

圧縮機構部１５の上方には吐出空間１７が存在し、圧縮機構部１５によって圧縮機構部１５の下方に位置する電動機空間１６と仕切られている。圧縮機構部１５とケーシング１１の間には、吐出空間１７で冷媒ガスから分離されたオイルを戻す経路があり、吐出空間１７と電動機空間１６とは均圧されている。

冷媒ガスは、吐出孔２６から吐出空間１７に吐出され、電動機空間１６へは積極的に流れず、吐出管１８を通って冷凍サイクルへと出て行く。

このため、電動機１９は高温の冷媒ガスに積極的に接触することがないので加熱されずモータ効率の低下を防ぐことができる。

一方、ケーシング１１下部に位置するオイル溜まり２１のオイルは、クランクシャフト２０の下端に設けられた容積型のオイルポンプ２２によりクランクシャフト２０内の給油通路２３を通って圧縮機構部１５に供給される。供給されたオイルの一部は圧縮機構部１５を構成する主軸受部材２７に設けられた給油経路２４を通じて電動機１９の固定子１９ａに供給される。このオイルは電動機１９より低温であるため固定子１９ａは冷却されモータ効率を向上することができる。

（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。

図２において、ケーシング１１外に通じた吸入管１２及び固定スクロール１３の外周部に吸入孔１４が形成されている。圧縮機構部１５の下方には吐出空間１７が形成され、吐出空間１７は仕切り板２８により電動機空間１６と仕切られている。吐出空間１７にはケーシング１１外部へ通じる吐出管１８が接続されている。電動機１９の回転を圧縮機構部１５に伝達するためのクランクシャフト２０の下端はオイル溜まり２１に達して、その下端にはクランクシャフト２０により駆動される容積型のオイルポンプ２２が設けられている。クランクシャフト２０には下端から上端の圧縮機構部１５まで連通している給油通路２３が設けられ、給油通路２３の途中に電動機１９の固定子１９ａへオイルを供給する給油経路２４が形成されている。

以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクルから戻ってきた低温低圧の冷媒ガスが吸入孔１４を通って圧縮室に導かれ、旋回スクロール２５の旋回運動により圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い、冷媒ガスは高温高圧になり圧縮機構部１５の上部に設けられた吐出孔２６から吐出される。

吐出された冷媒ガスは圧縮機構部１５に形成された圧縮機構連通路２９を通って、圧縮機構部１５の下方に設けられた吐出空間１７に導かれる。吐出空間１７は仕切り板２８により電動機空間１６と仕切られ、仕切り板２８には、ケーシング１１の上部で冷媒ガスから分離されたオイルを戻すため、クランクシャフト２０との隙間等の経路があり、吐出空間１７と電動機空間１６とは均圧されている。

冷媒ガスは電動機空間１６へは積極的に流れず、吐出管１８を通って冷凍サイクルへと出て行く。このため、電動機１９は高温の冷媒ガスに積極的に接触することがないので加熱されずモータ効率の低下を防ぐことができる。

一方、ケーシング１１下部に位置するオイル溜まり２１のオイルは、クランクシャフト２０の下端に設けられた容積型のオイルポンプ２２によりクランクシャフト２０内の給油通路２３を通って圧縮機構部１５に供給される。給油通路２３の途中の径方向には給油経路２４が形成され、クランクシャフト２０の回転による遠心力により電動機１９の固定子１９ａにオイルの一部が供給される。このオイルは電動機１９より低温であるため固定子１９ａは冷却されモータ効率を向上することができる。

（実施の形態３）
図３は、本発明の第３の実施の形態におけるロータリ圧縮機の縦断面図を示すものである。

図３において、ケーシング１１外に通じた吸入管１２及びシリンダ３０の外周部に吸入孔１４が形成されている。圧縮機構部１５の上方には吐出空間１７が形成され、吐出空間１７は仕切り板２８により電動機空間１６と仕切られている。吐出空間１７にはケーシング１１外部へ通じる吐出管１８が接続されている。電動機１９の回転を圧縮機構部１５に伝達するためのクランクシャフト２０の下端はオイル溜まり２１に達して、その下端にはクランクシャフト２０により駆動される容積型のオイルポンプ２２が設けられている。クランクシャフト２０には下端から上端まで連通している給油通路２３が設けられている。

以上のように構成されたロータリ圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクルから戻ってきた低温低圧の冷媒ガスが吸入孔１４を通って圧縮室に導かれ、ピストン３１の旋回運動により圧縮室の容積を減少させながら圧縮を行い、冷媒ガスは高温高圧になり圧縮機構部１５の上部に設けられた吐出孔２６から圧縮機構部１５の上方に設けられた吐出空間１７に吐出される。

吐出空間１７は仕切り板２８により電動機空間１６と仕切られ、仕切り板２８には、ケーシング１１上部に供給されたオイルを戻すため、クランクシャフト２０との隙間等の経路があり、吐出空間１７と電動機空間１６とは均圧されている。

冷媒ガスは電動機空間１６へは積極的に流れず、吐出管１８を通って冷凍サイクルへと出て行く。このため、電動機１９は高温の冷媒ガスに積極的に接触することがないので加熱されずモータ効率の低下を防ぐことができる。

一方、ケーシング１１下部に位置するオイル溜まり２１のオイルは、クランクシャフト２０の下端に設けられた容積型のオイルポンプ２２によりクランクシャフト２０内の給油通路２３を通って上端まで到達し、クランクシャフト２０の回転による遠心力により電動機１９の固定子１９ａにオイルが供給される。このオイルは電動機１９より低温であるため固定子１９ａは冷却されモータ効率を向上することができる。

（実施の形態４）
図４は、本発明の第４の実施の形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。

図４において、クランクシャフト２０には下端から上端の圧縮機構部１５まで連通している給油通路２３が設けられ、給油通路２３の途中の電動機１９の回転子１９ｂの上端付近にオイルを供給する給油経路２４が形成されている。それ以外の部分は実施の形態１と同様なので説明は省略する。

以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
なお、給油以外の部分については実施の形態１と同様のため説明を省略する。

ケーシング１１下部に位置するオイル溜まり２１のオイルは、クランクシャフト２０の下端に設けられた容積型のオイルポンプ２２によりクランクシャフト２０内の給油通路２３を通って圧縮機構部１５に供給される。また、オイルの一部は、給油通路２３の途中の電動機１９の回転子１９ｂの上端付近に形成された給油経路２４を通じて、電動機１９の回転子１９ｂに供給され、回転子１９ｂの回転による遠心力により固定子１９ａにも供給される。このため、オイルは回転子１９ｂ、固定子１９ａの両方に供給され、このオイルは電動機１９より低温であるため回転子１９ｂ、固定子１９ａともに冷却されモータ効率を向上することができる。

（実施の形態５）
図５に、本発明の第５の実施の形態におけるロータリ圧縮機の縦断面図を示す。

図５において、クランクシャフト２０には下端から上端まで連通している給油通路２３が設けられ、給油通路２３の途中の電動機１９の回転子１９ｂの上端付近にオイルを供給する給油経路２４が形成されている。それ以外の部分は実施の形態３と同様なので説明は省略する。

以上のように構成されたロータリ圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。なお、給油以外の部分については実施の形態３と同様のため説明を省略する。

ケーシング１１下部に位置するオイル溜まり２１のオイルは、クランクシャフト２０の下端に設けられた容積型のオイルポンプ２２によりクランクシャフト２０内の給油通路２３を通って上端に到達し、給油通路２３の途中の電動機１９の回転子１９ｂの上端付近に形成された給油経路２４を通じて、電動機１９の回転子１９ｂに供給され、回転子１９ｂの回転による遠心力により固定子１９ａにも供給される。このため、オイルは回転子１９ｂ、固定子１９ａの両方に供給され、このオイルは電動機１９より低温であるため回転子１９ｂ、固定子１９ａともに冷却されモータ効率を向上することができる。

（実施の形態６）
図６は、本発明の第６の実施の形態におけるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。

図６において、ケーシング１１外に通じた吸入管１２及び固定スクロール１３の外周部に吸入孔１４が形成されている。圧縮機構部１５の上方には圧縮機構部１５によって電動機空間１６と仕切られた吐出空間１７が形成され、吐出空間１７にはケーシング１１外部へ通じる吐出管１８が接続されている。電動機１９の回転を圧縮機構部１５に伝達するためのクランクシャフト２０の下端はオイル溜まり２１に達して、その下端にはクランクシャフト２０により駆動される容積型のオイルポンプ２２が設けられている。クランクシャフト２０には下端から上端の圧縮機構部１５まで連通している給油通路２３が設けられ、クランクシャフト２０の偏心軸部２０ａと主軸部２０ｂには、それぞれの軸受にオイルを導くためのリード溝が形成されている。主軸受のオイル出口は電動機１９の回転子１９ｂに近接している。

以上のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、冷凍サイクルから戻ってきた低温低圧の冷媒ガスが吸入孔１４を通って圧縮室に導かれ、旋回スクロール２５の旋回運動により圧縮室の中心に向かって容積を減少させながら圧縮を行い、冷媒ガスは高温高圧になり圧縮機構部１５の上部に設けられた吐出孔２
６から吐出される。

圧縮機構部１５の上方には吐出空間１７が存在し、圧縮機構部１５によって圧縮機構部１５の下方に位置する電動機空間１６と仕切られている。圧縮機構部１５とケーシング１１の間には、吐出空間１７で冷媒ガスから分離されたオイルを戻す経路があり、吐出空間１７と電動機空間１６とは均圧されている。

冷媒ガスは、吐出孔２６から吐出空間１７に吐出され、電動機空間１６へは積極的に流れず、吐出管１８を通って冷凍サイクルへと出て行く。

このため、電動機１９は高温の冷媒ガスに積極的に接触することがないので加熱されずモータ効率の低下を防ぐことができる。

一方、ケーシング１１下部に位置するオイル溜まり２１のオイルは、クランクシャフト２０の下端に設けられた容積型のオイルポンプ２２によりクランクシャフト２０内の給油通路２３を通って圧縮機構部１５に供給される。供給されたオイルの一部は偏心軸受、主軸受にそれぞれのリード溝により導かれ、順に潤滑し、主軸受から排出される。排出されたオイルは近接した回転子１９ｂの上端部に供給される。回転子１９ｂ上部に導かれたオイルは回転子１９ｂの回転による遠心力により固定子１９ａにも供給される。このため、オイルは回転子１９ｂ、固定子１９ａの両方に供給され、このオイルは電動機１９より低温であるため回転子１９ｂ、固定子１９ａともに冷却されモータ効率を向上することができる。また、圧縮機構部１５の潤滑と電動機１９の冷却を一系統で行うことが出来るので構成が容易にできる。

また、実施の形態１から６のそれぞれで冷媒ガスとして、ＣＯ２を用いた場合、吐出温度が高いため、電動機１９へ高温の吐出冷媒ガスを接触させない効果がより顕著である。

以上のように、本発明にかかる圧縮機は、電動機が冷媒ガスで加熱される事を抑え、さらにオイルにより冷却することでモータ効率を向上することができるので、高効率な圧縮機を提供することができる。さらに、製品であるルームエアコン等の空調機やヒートポンプ式給湯機として、より省エネで環境に優しい快適な製品とすることが可能である。

１１ ケーシング
１２ 吸入管
１３ 固定スクロール
１４ 吸入孔
１５ 圧縮機構部
１６ 電動機空間
１７ 吐出空間
１８ 吐出管
１９ 電動機
１９ａ 固定子
１９ｂ 回転子
２０ クランクシャフト
２０ａ 偏心軸部
２０ｂ 主軸部
２１ オイル溜まり
２２ オイルポンプ
２３ 給油通路
２４ 給油経路
２５ 旋回スクロール
２６ 吐出孔
２７ 主軸受部材
２８ 仕切り板
２９ 圧縮機構連通路
３０ シリンダ
３１ ピストン

Claims (2)

1. 内部が吐出圧力雰囲気になるケーシング内に、圧縮機構部と、前記圧縮機構部をクランクシャフトを介して駆動するための電動機を備え、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスを前記ケーシング外部へ吐出する吐出管が接続された吐出空間を前記ケーシング内に設け、前記電動機が設けられた電動機空間が前記吐出空間と仕切られるように設けられた圧縮機において、前記クランクシャフトには下端に容積型のオイルポンプと、下端から上端の前記圧縮機構部まで連通して前記クランクシャフトの中心部に配置した給油通路と、前記給油通路の途中の前記電動機の回転子の上端付近にオイルを供給する給油経路と、を設け、
   前記給油経路を通じて、前記電動機の回転子端部に前記オイルが供給され、前記回転子の回転により、前記固定子にも前記オイルが供給される構成としたことを特徴とする圧縮機。
2. 前記冷媒ガスがＣＯ２であることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。

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