JP3601067B2

JP3601067B2 - 密閉型圧縮機

Info

Publication number: JP3601067B2
Application number: JP32005793A
Authority: JP
Inventors: 政美佐貫; 彰夫松岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-12-20
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2019-12-15
Also published as: JPH07174084A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空調装置や冷蔵庫等の冷凍サイクルにおける冷媒圧縮機として使用するのに好適な密閉型圧縮機に係り、特に密閉型圧縮機のポンプ部分に対する潤滑油の供給に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
密閉型圧縮機の従来例が特開平１−２２７８９６号公報に記載されている。密閉型圧縮機は、従来から冷蔵庫や空調装置等の冷凍サイクルにおける冷媒圧縮機としてよく使用されているが、それを構成するポンプ部分と、ポンプ部分を駆動する電動モータ部分の双方を密閉された共通のハウジング内に設けたものであって、圧縮機と電動モータを別に設けたものに比べて全体の大きさが小型化されるだけでなく、構成によってはモータ部分を冷媒やポンプ部分のための潤滑油によって冷却することができるとか、ポンプ部分とモータ部分を連結する駆動軸が共通のハウジングの外部に現れないため、冷媒や潤滑油をポンプ部分の内部に閉じ込めるための厳重な軸シール装置を設ける必要がなく、共通のハウジングに開口を設けて外部へ引き出す必要があるものは、ポンプ部分のための冷媒の吸入及び吐出用の２本の配管と、電動モータ部分への給電線だけであり、いずれも不動のものであることから、それらが通過するハウジングの開口部分のシールが容易であり、駆動軸をシールする場合のように、シール装置の摩耗による外部への冷媒や潤滑油の洩れ、或いは圧縮機の耐久性の低下等の問題がなく、保守が容易であるというような多くの優れた利点を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば横置きタイプの密閉型圧縮機において、ポンプ部分の摺動部を潤滑するためのオイル（潤滑油、或いは冷凍機油）を冷媒と混合してポンプ部分へ供給する場合に、電動モータ部分の周囲にオイル溜め室を形成し、そのオイル溜め室へポンプ部分の吐出室から延びるガス通路を接続し、オイル溜め室においてポンプ部分から吐出された冷媒の中からオイルを分離して溜めておき、オイル溜め室と、それよりも圧力が低いポンプ部分の低圧部との圧力差を利用して、ポンプのようなものを使用することなく、オイルを圧力差のみによってポンプ部分へ供給して吸い込ませることが考えられる。
【０００４】
そのような手段をとる場合に、オイル溜め室のオイルレベルを十分に高めてポンプ部分へ安定にオイルを供給するためには、ガス通路による吐出冷媒の圧力損失が比較的大きくなる位置、即ち、ポンプ部分から見て最も遠く離れたモータ部分の端部位置にオイル溜め室を設ける必要が生じる。その場合のガス通路は、上記の従来例にも示されているように、ポンプ部分から吐出された冷媒によるモータ部分の冷却を兼ねて、モータ部分のステータの周囲に切り欠きの形等によって形成することもできるが、オイル溜め室をそのように配置した場合には、ポンプ部分から見て最も遠い位置にあるオイル溜め室において分離されたオイルをポンプ部分へ還流させなければならない。
【０００５】
しかしながら、従来の密閉型圧縮機における電動モータ部分のハウジングは、一般に、鋼板をプレス加工によって円筒形に絞り成形して製造されているので、このハウジングの壁の内部にオイル通路を形成するようなことは到底考えられない。従って、ポンプ部分の近傍のオイル溜め室からポンプ部分へオイルを吸い込ませる他はないが、前述の理由によってポンプ部分の近傍のオイル溜め室のオイルレベルは低くなるので、安定してオイルをポンプ部分へ吸い込ませることができない。そこで、ポンプ部分の低圧部に通じるように、シャフトの内部にオイル通路を設けると共に、オイルポンプを使用して、オイル溜め室からオイルをシャフト内のオイル通路へ吸い上げるようにするというように、オイルの安定供給のためには何らかのポンプ手段を別途に設ける必要が生じる。このように別途にオイル供給用のポンプ等を設けると、構造が複雑になってコストが上昇することは明らかである。
【０００６】
本発明は、従来技術と、それを改良しようとする着想における上記のような問題点を解決して、密閉型圧縮機におけるポンプ部分へのオイル供給を、別途にポンプ手段を設けることなく、圧縮された冷媒のような流体からオイル溜め室において分離されたオイルをポンプ部分へ安定に供給することができ、更に、モータ部分を流体によって冷却することもできるような簡単な手段を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するための手段として、ポンプ部分と、それを駆動するモータ部分とが共通のシャフトによって連結されると共に、それらが共通のハウジング内に設けられて密閉された密閉型圧縮機において、アルミニウム鋳物として製作され、内部に前記モータ部分と前記ポンプ部分を共に収容している密閉された横置き型のハウジングと、前記モータ部分のステータの前記ポンプ部分と同じ側の軸方向端面と、それに対向している前記ハウジングの壁面部分との間の空間によって形成された気液分離機能を有する第１オイル溜め室と、前記モータ部分のステータの前記ポンプ部分とは反対側の軸方向端面と、それに対向している前記ハウジングの壁面部分との間の空間によって形成された気液分離機能を有する第２オイル溜め室と、前記ポンプ部分から第１オイル溜め室へ吐出される圧縮された流体を前記第２オイル溜め室へ流入させるために、前記モータ部分の周辺の上部に設けられて前記第１オイル溜め室と前記第２オイル溜め室とを接続しているガス通路と、前記第１オイル溜め室に溜まるオイルを前記第２オイル溜め室へ流入させるために、前記モータ部分の周辺の下部に設けられて、前記第１オイル溜め室と、それよりも低圧となる前記第２オイル溜め室とを連通している第１オイル通路と、圧縮された流体中から分離されて前記第２オイル溜め室に貯溜されているオイルを前記ポンプ部分の摺動部へ還流させるために、前記ハウジングの内部に形成され、前記モータ部分の周辺の下部を経由して前記第２オイル溜め室と前記ポンプ部分の前記摺動部とを接続する第２オイル通路とを備えている密閉型圧縮機を提供する。
【０００８】
【作用】
モータ部分の回転によって駆動されるポンプ部分において圧縮されて第１オイル溜め室へ吐出された冷媒のような流体は、モータ部分の周辺の上部に設けられたガス通路を通って、ポンプ部分とは反対側の端部の空間に形成された第２オイル溜め室へ流入する。その間にモータ部分はガス通路を通る流体によって冷却される。気液分離機能を有する第１及び第２オイル溜め室では、流入した流体からオイルが分離され流体のみが排出されてオイルが残る。ガス通路を圧縮された流体が通過する時の流路抵抗による圧力損失によって、第２オイル溜め室の圧力はポンプ部分の吐出口付近の第１オイル溜め室の圧力よりも低くなるので、第１オイル溜め室のオイルはモータ部分の周辺の下部に設けられた第１オイル通路を通って第２オイル溜め室へ流入し、圧力が低い分だけ第２オイル溜め室に溜まるオイルのレベルが高められる。十分にレベルが高くなったオイルは、オイル供給ポンプのような手段を使用しなくても、第２オイル溜め室と、それよりも圧力が低いポンプ部分の摺動部との圧力差によって、ハウジングの内部に形成された第２オイル通路を通ってポンプ部分の摺動部へ安定して還流する。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明の実施例としての密閉型圧縮機の断面構造を示したもので、図２はそのＩＩ−ＩＩ断面を示したものである。図示実施例は、本発明の密閉型圧縮機が空調装置の冷凍サイクルにおける冷媒を圧縮する冷媒圧縮機として使用された場合の一例を示している。これらの図において、１はフロントハウジング、２はミドルハウジング、３はリヤハウジングであって、これら３つの部分は相互に締結されて一体の密閉ハウジングを形成する。ハウジングを構成するこれら３つの部分のうち少なくともミドルハウジング２だけは、アルミニウム合金のダイキャスト鋳物によって製作され、多少厚みのある壁の内部にオイル通路となる穴２ｂ，２ｃ，２ｄが予め加工されている。
【００１０】
そして、ミドルハウジング２の内部には駆動装置である電動モータ部分４が収容され、リヤハウジング３の内部にはポンプ部分５が収容される。図示実施例の場合、ポンプ部分５にはスクロール型圧縮機を使用しているが、本発明の密閉型圧縮機としては、スクロール型圧縮機以外の形式の圧縮機をポンプ部分として使用することもできる。
【００１１】
モータ部分４は、ミドルハウジング２の内面の円筒部２ａに固定されたステータ４ａと、その内部で回転するロータ４ｂとからなる。モータ部分４のリヤ側には、ミドルハウジング２の円筒部２ａ内の空間を利用して第１オイル溜め室６が形成されており、フロントハウジング１の内部空間には第２オイル溜め室７が形成されている。第１オイル溜め室６と第２オイル溜め室７はモータ部分４のステータ４ａの周囲の６箇所に形成された切り欠き部４ｃによって連通している。
【００１２】
８はミドルハウジング２内に設けられたリヤ側軸受、９はフロントハウジング１内に設けられたフロント側軸受であって、これらの軸受はモータ部分４のロータ４ｂと一体化されたシャフト１１の前後を軸支している。シャフト１１はリヤハウジング３内のポンプ部分５まで延びていて、モータ部分４の駆動回転によって可動スクロール部材５ａを、固定スクロール部材５ｂと噛み合っている状態で公転させて、それらの間に形成される軸方向に見て三日月型のポンプ空間５ｃの縮小によって冷媒の圧縮を行う。なお、シャフト１１には、図１の右端側においてガス通路となる半径方向の穴１１ａと軸方向の穴１１ｂとが設けられ、左端側においてオイル通路となる半径方向の穴１１ｃ及び１１ｅと軸方向の穴１１ｄが予め設けられている。
【００１３】
図示実施例の密閉型圧縮機の作動状態において、図１に示したコネクタ１４に接続される電源からの給電によってモータ部分４のロータ４ｂが回転し、シャフト１１を介してポンプ部分５が駆動されると、図示しない冷凍サイクルの蒸発器から還流する冷媒は、図１に白抜きの矢印で示しているように、まず、リヤハウジング３に設けられた吸入孔３ａから吸入室３ｂ内に入り、前述の２つのスクロール部材の外周から三日月形のポンプ空間５ｃに取り込まれて圧縮され、中心の吐出弁５ｄからリヤ側の吐出室１３へ吐出される。圧縮された冷媒はリヤ側の吐出室１３から図示しないガス通路を通って第１オイル溜め室６へ流れる。
【００１４】
ポンプ部分５から吐出された冷媒にはポンプ部分５を潤滑したオイルが含まれているが、そのオイルの大半は、第１オイル溜め室６においてステータ４ａに衝突した際に冷媒から分離されて底部に溜まる。そして、第１オイル溜め室６内の冷媒は、ステータ４ａの周囲に軸方向に設けられた切り欠き部４ｃによって形成される６本の通路のうち、この場合は上部の５本からなるガス通路１０を通って第２オイル溜め室７へ流入する。
【００１５】
第２オイル溜め室７においても圧縮された冷媒の中に残留しているオイルの分離が行われ、オイルを殆ど含まなくなった冷媒が、シャフト１１に形成された半径方向のガス通路１１ａと、軸方向のガス通路１１ｂを通って、ハウジング１のフロント側端面１ａに設けられた吐出孔１ｂから、図示しない冷凍サイクルの凝縮器へ送り出される。なお、冷媒がシャフト１１に半径方向に形成されたガス通路１１ａを通過する際にも、僅かに残っているオイルが、回転する半径方向のガス通路１１ａから遠心力を受けることによる分離作用が追加的に生じる。
【００１６】
このようにして、第１オイル溜め室６と第２オイル溜め室７の底部にはそれぞれ冷媒から分離されたオイルが溜まるが、図示実施例の場合は、これらのオイル溜め室６及び７の各底部に溜まっているオイルの液層が、ステータ４ａの切り欠き部４ｃによって形成された６本の通路のうちの最も下部の通路１２によって連通しているので、第１オイル溜め室６の底部に溜まったオイルは、後述の理由により、通路１２を通って第２オイル溜め室７へ移動する。その意味で、通路１２をオイル通路と呼ぶことにする。
【００１７】
前述のように、ポンプ部分５によって圧縮された冷媒は、まず第１オイル溜め室６に流入した後に、ガス通路１０を通って第２オイル溜め室７へ流入し、両室６，７や、シャフト１１のガス通路１１ａ，１１ｂ等においてオイルを分離されて、吐出孔１ｂから外部の凝縮器へ流出するが、ガス通路１０には若干の流路抵抗があるから、圧力損失により第２オイル溜め室７の圧力が第１オイル溜め室６の圧力よりも低くなって、両室６，７間に圧力差が生じる。第１オイル溜め室６のオイルがオイル通路１２を通って第２オイル溜め室７へ流入するのはそのためである。その結果、両室６，７のオイルのレベルにも差が生じ、圧力の低い第２オイル溜め室７のオイルレベルが、圧力の高い第１オイル溜め室６のオイルレベルよりも高くなる。
【００１８】
また、第２オイル溜め室７の圧力は、ポンプ部分５のオイルを吸入すべき中心の低圧部の圧力よりも高いから、オイルポンプのような加圧手段を使用しなくても、レベルの高くなった第２オイル溜め室７のオイルがミドルハウジング２の壁面の中に形成されたオイル通路２ｂ，２ｃ，２ｄと、更にシャフト１１に形成されたオイル通路１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを順次に通ってポンプ部分５の内部へ流入して、切れ目なく摺動部分等を潤滑することができるようになる。もし、ポンプ部分５に近いという理由から第１オイル溜め室６のオイルをポンプ部分５に供給しようとすると、オイルレベルが低くなって十分な量のオイルをポンプ部分５に供給することができない場合も起こり得るが、図示実施例においてはオイルレベルの高い第２オイル溜め室７からオイルを供給するので、そのような恐れはないし、潤滑に必要なオイル量を、オイルポンプのような手段を使用しないで、圧力差だけでも安定にポンプ部分５内へ吸い込ませることができる。
【００１９】
なお、良く知られているように、ポンプ部分５に供給されるオイルには、潤滑作用の他に冷却や摺動面のシール性の補助といった作用もある。オイルによるこれらの重要な作用が本発明、或いは図示実施例の手段によって安定に行われるということは、密閉型圧縮機の安定な作動を保障するということにもなる。
【００２０】
また、図示実施例の場合は、第２オイル溜め室７から遠いポンプ部分５へオイルを還流させるためのオイル通路２ｂ，２ｃ，２ｄが、アルミニウム合金のダイキャスト鋳物からなるミドルハウジング２の壁の内部に形成されているので、オイル通路となる特別の配管を設ける必要がない。アルミニウム鋳物は軽量で、ハウジングの複雑な形状の製作もきわめて容易である。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、ポンプ部分から最も遠く離れた位置に設けられたオイル溜め室において、圧縮された冷媒のような流体から分離されるオイルを高いレベルまで蓄積し、それをハウジングの壁内に設けられたオイル通路を通して圧力差のみによってポンプ部分へ安定に供給することができるので、オイル供給のための特別なポンプ手段を設ける必要がない。
また、ポンプ部分において圧縮された流体が、モータ部分の周辺を通ってポンプ部分から最も遠く離れたオイル溜め室へ流れる間に、流体がモータ部分を冷却するので、モータ部分のための冷却手段を設ける必要がない。
【００２２】
更に、ハウジングの少なくとも一部をダイキャストのようなアルミニウム鋳物によって構成するので、ハウジングの壁内にオイル通路を容易に形成することができる。また、ハウジングが複雑な形状のものであっても製作が容易になり、圧縮機が軽量化される。
いずれにしても、本発明によれば密閉型圧縮機の構造が簡単になり、コストも低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の密閉型圧縮機の実施例を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【符号の説明】
１…フロントハウジング
１ｂ…吐出孔
２…ミドルハウジング
２ｂ，２ｃ，２ｄ…オイル通路
３…リヤハウジング
３ａ…吸入孔
４…モータ部分
４ａ…ステータ
４ｂ…ロータ
４ｃ…切り欠き部
５…ポンプ部分
６…第１オイル溜め室
７…第２オイル溜め室
１０…ガス通路
１１…シャフト
１１ａ，１１ｂ…ガス通路
１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ…オイル通路
１２…オイル通路
１３…リヤ側の吐出室

Claims

ポンプ部分と、それを駆動するモータ部分とが共通のシャフトによって連結されると共に、それらが共通のハウジング内に設けられて密閉された密閉型圧縮機において、
アルミニウム鋳物として製作され、内部に前記モータ部分と前記ポンプ部分を共に収容している密閉された横置き型のハウジングと、
前記モータ部分のステータの前記ポンプ部分と同じ側の軸方向端面と、それに対向している前記ハウジングの壁面部分との間の空間によって形成された気液分離機能を有する第１オイル溜め室と、
前記モータ部分のステータの前記ポンプ部分とは反対側の軸方向端面と、それに対向している前記ハウジングの壁面部分との間の空間によって形成された気液分離機能を有する第２オイル溜め室と、
前記ポンプ部分から第１オイル溜め室へ吐出される圧縮された流体を前記第２オイル溜め室へ流入させるために、前記モータ部分の周辺の上部に設けられて前記第１オイル溜め室と前記第２オイル溜め室とを接続しているガス通路と、
前記第１オイル溜め室に溜まるオイルを前記第２オイル溜め室へ流入させるために、前記モータ部分の周辺の下部に設けられて、前記第１オイル溜め室と、それよりも低圧となる前記第２オイル溜め室とを連通している第１オイル通路と、
圧縮された流体中から分離されて前記第２オイル溜め室に貯溜されているオイルを前記ポンプ部分の摺動部へ還流させるために、前記ハウジングの内部に形成され、前記モータ部分の周辺の下部を経由して前記第２オイル溜め室と前記ポンプ部分の前記摺動部とを接続する第２オイル通路と、
を備えている密閉型圧縮機。
圧縮された流体が前記モータ部分の前記ハウジングの端部に設けられた前記第２オイル溜め室の上部から前記ハウジングの外部へ取り出される請求項１に記載された密閉型圧縮機。