JP7742582B2 - 密閉型電動圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は空気調和機の室外機や冷凍機に用いられる密閉型電動圧縮機に関するものである。

特許文献１は、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部とを備えた密閉型電動圧縮機であり、吐出管が圧縮機構部と電動機部との間の空間に配置され、この吐出管から密閉容器外に吐出される潤滑油の吐出量を低減することを課題としている。
そして、特許文献１では、電動機コイルエンド外側面に設けた凹部に冷媒を衝突させて潤滑油を冷媒から分離することで、密閉容器からの吐油量を低減している。

特開２００７－２１８２１４号公報

特許文献１では、吐出管の吐出口が密閉容器の半径方向に取り付けられているため、電動機コイルエンド外側面に設けた凹部に冷媒を衝突させることによって潤滑油の冷媒からの分離が十分に行われない場合には、潤滑油が冷媒と共に吐出管から吐出してしまう。

そこで本発明は、圧縮機構部と電動機部との間の空隙空間内での冷媒と潤滑油との混合流体の渦流れを利用して潤滑油分の少ない流体を吐出口から取り出す事により、密閉容器からの吐油量を低減できる密閉型電動圧縮機を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明の密閉型電動圧縮機は、密閉容器１０内に圧縮機構部２０と電動機部３０とを備え、前記圧縮機構部２０と前記電動機部３０とを駆動軸４０によって連結し、前記圧縮機構部２０を前記密閉容器１０内の一方に配置し、前記電動機部３０を前記密閉容器１０内の他方に配置し、前記電動機部３０は、環状のステータ３１と、前記ステータ３１の内側に回転自在に構成されたロータ３２とで構成され、前記圧縮機構部２０と前記電動機部３０との間の空隙空間７１ａに吐出管６６を配置し、前記吐出管６６は、前記密閉容器１０との接合部６６ｂから前記空隙空間７１ａ内に吐出口６６ａが延出され、前記駆動軸４０は軸受部５１によって軸支され、前記密閉容器１０の内底部１６には、油溜部１７が形成され、前記駆動軸４０には、前記油溜部１７に貯留される潤滑油を前記圧縮機構部２０及び前記軸受部５１、８０に導く給油路４２が形成され、前記駆動軸４０にはバランサ９０が設けられ、前記バランサ９０は、前記圧縮機構部２０の下方で前記電動機部３０の上方に位置し、前記バランサ９０の外周には、前記電動機部３０に向けて落下する前記潤滑油を受ける油受け材１００を設け、前記バランサ９０及び前記油受け材１００の周りをカバー１１０によって覆い、前記圧縮機構部２０で圧縮された冷媒は、前記密閉容器１０内に吐出され、前記密閉容器１０内に吐出された前記冷媒は、前記駆動軸４０の回転によって前記空隙空間７１ａで渦流れとなり、前記吐出管６６から前記密閉容器１０外に吐出される密閉型電動圧縮機であって、前記吐出口６６ａを、前記接合部６６ｂよりも前記渦流れの下流に配置し、前記吐出口６６ａを、前記ロータ３２の鉛直上方に至らせることなく、前記ステータ３１の鉛直上方であって前記ステータ３１の半径方向幅中央寄りの位置に配置し、前記吐出口６６ａを、前記カバー１１０と同じ高さに配置したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明の密閉型電動圧縮機は、請求項１に記載の密閉型電動圧縮機において、前記接合部６６ｂと前記吐出口６６ａとの間に曲げ部６６ｃを形成したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明の密閉型電動圧縮機は、請求項２に記載の密閉型電動圧縮機において、前記接合部６６ｂでは、前記吐出管６６を前記密閉容器１０に対して鉛直に接合したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明の密閉型電動圧縮機は、請求項１に記載の密閉型電動圧縮機において、前記接合部６６ｂでは、前記吐出管６６を前記密閉容器１０に対して傾斜させて接合したことを特徴とする。
請求項５記載の本発明の密閉型電動圧縮機は、請求項４に記載の密閉型電動圧縮機において、前記接合部６６ｂから前記吐出口６６ａまでを直管としたことを特徴とする。
請求項６記載の本発明の密閉型電動圧縮機は、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の密閉型電動圧縮機において、前記吐出口６６ａに形成される開口面の仮想鉛直線６６ａＹを、前記密閉容器１０の周方向とすることを特徴とする。

本発明によれば、吐出管の吐出口を、接合部よりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることで、圧縮機構部と電動機部との間の空隙空間内での冷媒と潤滑油との混合流体の渦流れを利用して潤滑油分の少ない流体を吐出口から取り出す事ができ、密閉容器からの吐油量を低減できる。

本発明の一実施例による密閉型電動圧縮機の側面要部断面図 同密閉型電動圧縮機の平面要部断面図 本発明の他の実施例による密閉型電動圧縮機の側面要部断面図 同密閉型電動圧縮機の平面要部断面図

本発明の第１の実施の形態による密閉型電動圧縮機は、吐出口を、接合部よりも渦流れの下流に配置し、吐出口を、ロータの鉛直上方に至らせることなく、ステータの鉛直上方であってステータの半径方向幅中央寄りの位置に配置し、吐出口を、カバーと同じ高さに配置したものである。圧縮機構部で圧縮されて密閉容器内に吐出される冷媒には潤滑油が混入しており、潤滑油は冷媒と共に圧縮機構部と電動機部との間の空隙空間内で渦流れとなるが、本実施の形態によれば、吐出管の吐出口を、接合部よりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることで、圧縮機構部と電動機部との間の空隙空間内での冷媒と潤滑油との混合流体の渦流れを利用して潤滑油分の少ない流体を吐出口から取り出す事ができ、密閉容器からの吐油量を低減できる。

本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による密閉型電動圧縮機において、接合部と吐出口との間に曲げ部を形成したものである。本実施の形態によれば、曲げ部を形成することで、吐出管の吐出口を、接合部よりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることができる。

本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による密閉型電動圧縮機において、接合部では、吐出管を密閉容器に対して鉛直に接合したものである。本実施の形態によれば、吐出管の密閉容器への接合を容易に行える。

本発明の第４の実施の形態は、第１の実施の形態による密閉型電動圧縮機において、接合部では、吐出管を密閉容器に対して傾斜させて接合したものである。本実施の形態によれば、吐出管を密閉容器に対して傾斜させて接合することで、吐出管の吐出口を、接合部よりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることができる。

本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による密閉型電動圧縮機において、接合部から吐出口までを直管としたものである。本実施の形態によれば、吐出管の曲げ作業が不要であり、密閉容器内への吐出管の挿入作業が容易となる。

本発明の第６の実施の形態は、第１から第５のいずれかの実施の形態による密閉型電動圧縮機において、吐出口に形成される開口面の仮想鉛直線を、密閉容器の周方向とするものである。本実施の形態によれば、圧縮機構部と電動機部との間の空隙空間内での冷媒と潤滑油との混合流体の渦流れを利用して潤滑油分の少ない流体を吐出口から取り出す事ができ、密閉容器からの吐油量を低減できる。

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は本実施例による密閉型電動圧縮機の側面要部断面図、図２は同密閉型電動圧縮機の平面要部断面図である。なお、本実施例では、縦置きに設置されるスクロール密閉型電動圧縮機を用いて説明する。

密閉容器１０は、上下方向に軸線を有する円筒状の胴シェル１１と、胴シェル１１の下端に気密に溶接される椀状の下シェル１２と、胴シェル１１の上端に気密に溶接される椀状の上シェル１３とで形成される。密閉容器１０の外周面には、ターミナルカバー１４（図２参照）が設けられ、ターミナルカバー１４の内部には、電動機部３０に電源を供給する電源供給端子１５を備えている。密閉容器１０の内底部１６には、油溜部１７が形成されている。

密閉容器１０内には、圧縮機構部２０と電動機部３０とを備えている。圧縮機構部２０は密閉容器１０内の一方に配置し、電動機部３０は密閉容器１０内の他方に配置している。圧縮機構部２０は電動機部３０の上方に配置している。圧縮機構部２０と電動機部３０とは駆動軸４０によって連結している。

圧縮機構部２０は、固定スクロール２１と旋回スクロール２２とで構成されている。
固定スクロール２１は、鏡板２１ａと、鏡板２１ａの下面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２１ｂとで構成されている。
旋回スクロール２２は、鏡板２２ａと、鏡板２２ａの上面に形成された渦巻き状（インボリュート状）のラップ２２ｂとで構成されている。旋回スクロール２２の鏡板２２ａの下面の中心部には、円筒状のボス２４を設けている。
固定スクロール２１のラップ２１ｂと、旋回スクロール２２のラップ２２ｂとは互いに噛み合わされ、固定スクロール２１と旋回スクロール２２との間に、両ラップ２１ｂ，２２ｂによって複数の圧縮室２３が形成される。
固定スクロール２１の鏡板２１ａの中央部には吐出孔２５が設けられ、吐出孔２５には吐出弁２６を設けている。

電動機部３０は、環状のステータ３１と、ステータ３１の内側に回転自在に構成されたロータ３２とで構成される。ステータ３１は密閉容器１０の内周面に固定される。ロータ３２は駆動軸４０に固定される。

駆動軸４０の上端には、偏心軸部４１が形成されている。偏心軸部４１は、軸心が駆動軸４０の軸心に対して偏心している。駆動軸４０の下端には容積型オイルポンプ４３を設けている。駆動軸４０内には、油溜部１７に貯留される潤滑油を圧縮機構部２０及び軸受部（主軸受５１、副軸受８０）に導く給油路４２を形成している。ボス収容部５２には油戻し管４４が接続され、圧縮機構部２０からボス収容部５２に導かれた潤滑油は、油戻し管４４によって密閉容器１０内の下部に導かれる。

密閉容器１０の内部上方には、メインフレーム５０を備えている。圧縮機構部２０はメインフレーム５０の上部に配置されている。
メインフレーム５０には、中心部に主軸受（軸受部）５１とボス収容部５２とを形成し、密閉容器１０内周面に固定されている。主軸受５１は、メインフレーム５０の下面中央から下方に筒状に突出して形成され、駆動軸４０の上端部を軸支する。ボス収容部５２は、メインフレーム５０の上面中央から下方に空洞として形成され、旋回スクロール２２のボス２４を収容する。ボス２４には、旋回軸受６１を介して、偏心軸部４１が挿入される。

旋回スクロール２２は、固定スクロール２１とメインフレーム５０との間に配置される。固定スクロール２１は、メインフレーム５０の上面にねじ６３で締結される。旋回スクロール２２とメインフレーム５０との間には、オルダムリング６２が配置され、オルダムリング６２によって旋回スクロール２２の自転が拘束される。

密閉容器１０内は、メインフレーム５０の下方に形成される高圧空間７１と、メインフレーム５０の上方に形成される吐出空間７２とに区画される。高圧空間７１は、メインフレーム５０と電動機部３０との間に形成される空隙空間７１ａと、電動機部３０と密閉容器１０の内底部１６との間に形成される下部高圧空間７１ｂとからなる。
吐出空間７２と空隙空間７１ａとは縦溝６４によって連通し、空隙空間７１ａと下部高圧空間７１ｂとは、ステータ３１に形成した連通孔やステータ３１とロータ３２との隙間によって連通している。

密閉容器１０の上シェル１３には、低圧冷媒を圧縮室２３に導く吸入管６５が接続されている。密閉容器１０の胴シェル１１には、密閉容器１０内の高圧冷媒を密閉容器１０外に吐出する吐出管６６が接続されている。吐出管６６の吐出口６６ａは空隙空間７１ａに配置している。

電動機部３０の下方には、駆動軸４０の下端部を軸支する副軸受（軸受部）８０を備えている。副軸受８０は、円筒状に形成されて駆動軸４０が挿入されるボス部８１と、ボス部８１から外周方向に延びて密閉容器１０内周面に固定されるアーム部８２とを備えている。

駆動軸４０にはバランサ９０が設けられている。バランサ９０は、圧縮機構部２０の下方で電動機部３０の上方に位置している。
バランサ９０の外周には、電動機部３０に向けて落下する潤滑油を受ける油受け材１００を設けている。
メインフレーム５０の下面には、バランサ９０の周りを覆うカバー１１０を設けている。

油溜部１７にある潤滑油は、容積型オイルポンプ４３によって、給油路４２に汲み上げられる。給油路４２に汲み上げられた潤滑油は、横穴４２ａから主軸受５１に供給されるとともに、駆動軸４０の上端開口４２ｂからボス２４内に供給される。
ボス２４内に供給された潤滑油は、圧縮機構部２０及びオルダムリング６２などの摺動面に供給される。
圧縮機構部２０や主軸受５１に供給された潤滑油は、ボス収容部５２に流れ込み、ボス収容部５２に流れ込んだ潤滑油は、油戻し管４４を通って油溜部１７に戻される。

吐出管６６は、密閉容器１０との接合部６６ｂから空隙空間７１ａ内に吐出口６６ａを延出している。
図２に示すように、吐出管６６は、接合部６６ｂと吐出口６６ａとの間に曲げ部６６ｃを形成することで、吐出口６６ａを、接合部６６ｂよりも渦流れの下流に配置している。
吐出管６６は、密閉容器１０に対して鉛直に接合している。すなわち、吐出管６６の接合部６６ｂは、密閉容器１０の半径方向に一致するように接合されている。また、吐出管６６は、吐出口６６ａに形成される開口面の仮想鉛直線６６ａＹを、密閉容器１０の周方向としている。すなわち、仮想鉛直線６６ａＹを渦流れに沿った方向としている。
図において、矢印Ｒは、駆動軸４０の回転方向を示しており、空隙空間７１ａ内では、駆動軸４０の回転によって冷媒と潤滑油との混合流体の渦流れが生じている。

以下に密閉型電動圧縮機の動作について説明する。
電動機部３０を駆動すると、ロータ３２が回転することで駆動軸４０が回転する。駆動軸４０の回転によって、旋回スクロール２２が固定スクロール２１に対して公転動作を行う。旋回スクロール２２の公転により、低圧の冷媒が外周に位置する圧縮室２３に吸入管６５から吸引される。圧縮室２３に吸引された低圧冷媒は、圧縮室２３の容積変化によって圧縮される。圧縮されて高圧となった冷媒は、中心に位置する圧縮室２３から吐出孔２５に導かれ、吐出弁２６を開いて吐出空間７２に吐出される。
吐出空間７２に吐出された高圧冷媒は、固定スクロール２１及びメインフレーム５０に設けた縦溝６４を通過して、メインフレーム５０の下方の高圧空間７１に流出する。空隙空間７１ａ内に至った高圧冷媒は、駆動軸４０の回転によって渦流れとなり、吐出管６６を通って密閉容器１０外に吐出される。

圧縮機構部２０で圧縮されて密閉容器１０内に吐出される冷媒には潤滑油が混入しており、潤滑油は冷媒と共に圧縮機構部２０と電動機部３０との間の空隙空間７１ａ内で渦流れとなる。
本実施例によれば、吐出管６６の吐出口６６ａを、接合部６６ｂよりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることで、潤滑油分の少ない流体を吐出口６６ａから吐出管６６に取り出す事ができ、密閉容器１０からの吐油量を低減できる。
また、本実施例によれば、吐出管６６に、曲げ部６６ｃを形成することで、吐出管６６の吐出口６６ａを、接合部６６ｂよりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることができる。
また、本実施例によれば、吐出管６６を密閉容器１０に対して鉛直に接合するので、吐出管６６の密閉容器１０への接合を容易に行える。
また、本実施例によれば、吐出口６６ａに形成される開口面の仮想鉛直線６６ａＹを、密閉容器１０の周方向とすることで、潤滑油分の少ない流体を吐出口６６ａから吐出管６６に取り出す事ができ、密閉容器１０からの吐油量を低減できる。

図３は本発明の他の実施例による密閉型電動圧縮機の側面要部断面図、図４は同密閉型電動圧縮機の平面要部断面図である。なお、図１及び図２と相違する点だけを以下に説明し、同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。

本実施例による吐出管６６は、接合部６６ｂから吐出口６６ａまでを直管とし、空隙空間７１ａ内に吐出口６６ａを延出している。
図４に示すように、吐出管６６を、接合部６６ｂで密閉容器１０に対して傾斜させて接合することで、吐出口６６ａを、接合部６６ｂよりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けている。
吐出管６６は、吐出口６６ａに形成される開口面の仮想鉛直線６６ａＹを、密閉容器１０の周方向、すなわち仮想鉛直線６６ａＹを渦流れに沿った方向としている。
図において、矢印Ｒは、駆動軸４０の回転方向を示しており、空隙空間７１ａ内では、駆動軸４０の回転によって冷媒と潤滑油との混合流体の渦流れが生じている。

本実施例によれば、吐出管６６の吐出口６６ａを、接合部６６ｂよりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることで、潤滑油分の少ない流体を吐出口６６ａから吐出管６６に取り出す事ができ、密閉容器１０からの吐油量を低減できる。
また、本実施例によれば、吐出管６６を、接合部６６ｂで密閉容器１０に対して傾斜させて接合することで、吐出管６６の吐出口６６ａを、接合部６６ｂよりも渦流れの下流に配置し、渦流れと逆らう方向に吐出口を設けることができる。
また、本実施例によれば、接合部６６ｂから吐出口６６ａまでを直管とすることで、吐出管６６の曲げ作業が不要であり、密閉容器１０内への吐出管６６の挿入作業が容易となる。
また、本実施例によれば、吐出口６６ａに形成される開口面の仮想鉛直線６６ａＹを、密閉容器１０の周方向とすることで、吐出口６６ａから吐出管６６に取り出す事ができ、密閉容器１０からの吐油量を低減できる。

本発明は、横置きに設置されるスクロール密閉型電動圧縮機や、ロータリー密閉型電動圧縮機等にも適用できる。

１０ 密閉容器
１１ 胴シェル
１２ 下シェル
１３ 上シェル
１４ ターミナルカバー
１５ 電源供給端子
１６ 内底部
１７ 油溜部
２０ 圧縮機構部
２１ 固定スクロール
２１ａ 鏡板
２１ｂ ラップ
２２ 旋回スクロール
２２ａ 鏡板
２２ｂ ラップ
２３ 圧縮室
２４ ボス
２５ 吐出孔
２６ 吐出弁
３０ 電動機部
３１ ステータ
３２ ロータ
４０ 駆動軸
４１ 偏心軸部
４２ 給油路
４２ａ 横穴
４２ｂ 上端開口
４３ 容積型オイルポンプ
４４ 油戻し管
５０ メインフレーム
５１ 主軸受（軸受部）
５２ ボス収容部
６１ 旋回軸受
６２ オルダムリング
６３ ねじ
６４ 縦溝
６５ 吸入管
６６ 吐出管
６６ａ 吐出口
６６ａＹ 仮想鉛直線
６６ｂ 接合部
６６ｃ 曲げ部
７１ 高圧空間
７１ａ 空隙空間
７１ｂ 下部高圧空間
７２ 吐出空間
８０ 副軸受（軸受部）
８１ ボス部
８２ アーム部
９０ バランサ
１００ 油受け材
１１０ カバー
Ｒ 矢印

Claims (6)

1. 密閉容器内に圧縮機構部と電動機部とを備え、
   前記圧縮機構部と前記電動機部とを駆動軸によって連結し、
   前記圧縮機構部を前記密閉容器内の一方に配置し、
   前記電動機部を前記密閉容器内の他方に配置し、
   前記電動機部は、環状のステータと、前記ステータの内側に回転自在に構成されたロータとで構成され、前記圧縮機構部と前記電動機部との間の空隙空間に吐出管を配置し、
   前記吐出管は、前記密閉容器との接合部から前記空隙空間内に吐出口が延出され、
   前記駆動軸は軸受部によって軸支され、
   前記密閉容器の内底部には、油溜部が形成され、
   前記駆動軸には、前記油溜部に貯留される潤滑油を前記圧縮機構部及び前記軸受部に導く給油路が形成され、
   前記駆動軸にはバランサが設けられ、
   前記バランサは、前記圧縮機構部の下方で前記電動機部の上方に位置し、
   前記バランサの外周には、前記電動機部に向けて落下する前記潤滑油を受ける油受け材を設け、
   前記バランサ及び前記油受け材の周りをカバーによって覆い、
   前記圧縮機構部で圧縮された冷媒は、前記密閉容器内に吐出され、
   前記密閉容器内に吐出された前記冷媒は、前記駆動軸の回転によって前記空隙空間で渦流れとなり、前記吐出管から前記密閉容器外に吐出される
   密閉型電動圧縮機であって、
   前記吐出口を、前記接合部よりも前記渦流れの下流に配置し、
   前記吐出口を、前記ロータの鉛直上方に至らせることなく、前記ステータの鉛直上方であって前記ステータの半径方向幅中央寄りの位置に配置し、
   前記吐出口を、前記カバーと同じ高さに配置した
   ことを特徴とする密閉型電動圧縮機。
2. 前記接合部と前記吐出口との間に曲げ部を形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
3. 前記接合部では、前記吐出管を前記密閉容器に対して鉛直に接合した
   ことを特徴とする請求項２に記載の密閉型電動圧縮機。
4. 前記接合部では、前記吐出管を前記密閉容器に対して傾斜させて接合した
   ことを特徴とする請求項１に記載の密閉型電動圧縮機。
5. 前記接合部から前記吐出口までを直管とした
   ことを特徴とする請求項４に記載の密閉型電動圧縮機。
6. 前記吐出口に形成される開口面の仮想鉛直線を、前記密閉容器の周方向とする
   ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の密閉型電動圧縮機。