JPH0799154B2 - 密閉形圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は圧縮機底部に貯溜する潤滑油の油面高さを検出
する油面検出装置をもった密閉形圧縮機に関する。

（従来の技術） 一般に圧縮機の停止時において、圧縮機内に多量の冷媒
が流入し、圧縮機内に貯溜する潤滑油に溶け込むことが
ある。このため、圧縮機を再起動させたときに油面が上
昇して吐出管より潤滑油が機外へ流出し、該潤滑油が給
油可能量よりも減少して、駆動機器のメタル焼けなどの
問題が発生する。

そこで、前記圧縮機に潤滑油の油面高さを検出する検出
装置を設けて潤滑油の油上がりを防止する必要がある。

しかして前記検出装置としては、近接スイッチ式油面セ
ンサーや、光電式油面センサーを用いたものなどが知ら
れているが、それぞれ一長一短がある。また一方、本出
願人は、第５図に示したように油面高さの変動によりオ
ン動作とオフ動作とを行なうフロートスイッチを用いた
油面検出位置を提案した（実願昭63−160954号）。

このフロートスイッチは、第１スイッチ接点を構成する
導電性内面（81）をもった、内部に油の流通可能にした
カバー体（８）と、該カバー体（８）の内部に前記導電
性内面（81）と絶縁される第２スイッチ接点を構成する
突状導体（９）と、前記カバー体（８）内に流入する油
面位置の変動で上下動し、かつ、この上下動により前記
動電性内面（81）と突状導体（９）との間を短絡する球
状フロート導体（10）とから構成したもので、このスロ
ートスイッチを、密閉ケーシング（１）の内部壁面に配
設し、潤滑油（０）の油面位置が給油可能位置よりも低
くなった時に前記球状フロー導体（10）が前記カバー体
（８）と前記突状導体（９）とに同時に接触することに
より、前記フロートスイッチがオン状態となって潤滑油
の量が必要量以下となったのを検知するようにしたもの
である。

（発明が解決しようとする課題） ところが、フロートスイッチを用いた油面検出装置で
は、前記フロート導体（10）の移動で潤滑油の量が必要
以下になったときの検知を行うようにしたものなので、
正確な検知ができないし、また、前記した各油面検出装
置は何れも、圧縮機内の潤滑油の油面が給油可能な位置
以下の高さになったときの検知を行うだけであるから、
潤滑油の不足状態しか検知できないのであり、潤滑油が
不足状態となる前の不正状態、つまり圧縮機の停止時に
おいて多量の冷媒が圧縮機内に流入して潤滑油中に溶け
込み、圧縮機を再起動させたとき油面が異常上昇するよ
うな状態までは検知することはできないのである。

しかも、前記フロートスイッチは前記カバー体（８）と
前記突状導体（９）とに接続する電源線（91）を、高圧
・高温下の圧縮機内に配線しなければならず、前記電源
線の材料の選択や安全性等に問題が生じたのである。

本発明は以上の実情に鑑みて開発したもので、目的とす
るところは、密閉ケーシング（１）内の一次空間（５）
における潤滑油の油面の異常上昇を正確に検出すると共
に、圧縮機からの潤滑油の流出、及び、圧縮機の駆動機
器の焼きつけを防ぐことができる密閉形圧縮機を提供す
るにある。

（課題を解決するための手段） しかして本発明は、密閉ケーシング（１）の外周面で、
該ケーシング（１）内の一次空間（５）における異常油
面上昇高さ［Ｈ］に対応した高さ位置に、超音波を送信
して反射波を受信する超音波センサー（７）を当接する
と共に、この超音波センサー（７）により前記一次空間
（５）における異常油面上昇を検出したとき、前記圧縮
要素（３）に吸入させる吸入流体の流入を阻止する吸入
閉鎖手段（71）を設けたことを特徴とするものである。

また、前記超音波センサー（７）から送信する超音波を
反射させる反射面（33b）は、前記圧縮要素（３）にお
ける駆動軸（４）の上方軸受ボス部（33a）に設けるの
が好ましいのである。

（作用） 本発明によれば、超音波の液体中と気体中とでの、伝播
速度が大幅に違うことから、前記密閉ケーシング（１）
の外周面に当接した前記超音波センサー（７）は、超音
波を送信してから反射波を受信するまでの所要時間の違
いにより、前記密閉ケーシング（１）内の一次空間
（５）における油面の異常上昇を正確に検出できるので
あり、しかも、この油面の異常上昇を検出したときに
は、圧縮機の吸入口（38）を閉鎖して、前記圧縮要素
（３）に吸入される吸入流体の流入を阻止するのである
から、それ以上の油面上昇を押えると共に、長く油面を
低下させて、潤滑油の圧縮機からの流出を防ぐことがで
きるのである。

さらに、前記超音波センサー（７）は、圧縮機外におい
て当接固定することができるので、電源線の配線を圧縮
機外だけで行うことができるのである。

また、前記超音波センサー（７）から送信する超音波を
反射させる反射面（33b）は、前記圧縮要素（３）にお
ける駆動軸（４）の上方軸受ボス部（33a）に設けるこ
とにより、余分な部材を配設することなく容易に設ける
ことができるのである。

第１図は本発明にかゝる油面検出装置を適用する密閉形
圧縮機の一例としてロータリー式の圧縮機を示してお
り、密閉ケーシング（１）の内部にモータ（２）と圧縮
要素（３）とを組込み、底部に油溜め（1a）を設け、上
部に吐出管（12）を接続している。

前記密閉ケーシング（１）の内方上部に配置した前記モ
ータ（２）は、ステータ（21）とロータ（22）とを備え
ており、前記モータ（２）の下部位置には駆動軸（４）
を介して連動連結された圧縮要素（３）を配置してい
る。そして、前記モータ（２）の下部に一次空間（５）
を上部に二次空間（６）を形成するのである。

前記圧縮要素（３）は、シリンダ室（31）と該シリンダ
室（31）に吸入冷媒を導入するための冷媒流通口を構成
する吸入口（38）とを備えたシリンダ（32）と、該シリ
ンダ（32）の上下部位に固定したフロントヘッド（33）
及びリアヘッド（34）と、その各外部側全体を被覆する
マフラー（35）（36）と、前記駆動軸（４）の偏心軸部
（4a）に嵌合して前記シリンダ室（31）に回転自由に内
装されたローラ（37）から構成され、前記吸入口（38）
に吸入管（11）を接続させている。そして、前記吸入口
（38）から前記シリンダ（32）のシリンダ室（31）に供
給される冷媒を前記駆動軸（４）による前記ローラ（3
7）の回転によって圧縮するようにしている。

しかして本発明は、一次空間（５）における前記潤滑油
の油面の異常上昇を検出できるようにし、さらにこの異
常上昇の検出により前記密閉形圧縮機の吸入口（38）を
閉鎖して、該密閉形圧縮機の制御を行うようにしたもの
であって、次にこの油面検出装置及び制御系統について
説明する。

まず第１図に示す油面検出装置は、前記密閉ケーシング
（１）の外周面で、前記一次空間（５）における異常油
面上昇高さ（Ｈ）に対応した高さ位置に、前記ケーシン
グ（１）内の前記高さ（Ｈ）位置に設けた超音波反斜面
（33b）に超音波を送信して反射波を受信する超音波セ
ンサー（７）を当接固定することにより構成するもので
ある。

さらに詳しく述べると、前記超音波センサー（７）は、
前記ケーシング（１）の外周面で、前記一次空間（５）
の前記モータ（２）におけるステータ（21）のコイルエ
ンド（21a）の下端と前記圧縮要素（３）の上位マフラ
ー（35）の上面との間の高さ［Ｈ］位置に当接して固定
するのであって、前記反射面（33b）に超音波を送信し
てその反射波を受信することにより、前記潤滑油の油面
が前記高さ［Ｈ］位置より高い時、即ち、前記超音波が
液体中を伝わっていく時と、前記油面が前記高さ［Ｈ］
位置より低い時、即ち、前記超音波が気体中を伝わって
いく時との、前記超音波の送信から受信までに所要した
時間の違いにより、油面を検出することができるもので
ある。

そして、前記反射面（33b）は、第２図乃至第３図に示
すように前記圧縮要素（２）におけるフロントヘッド
（33）の軸受ボス部（33a）の外周面一側方に、上部か
ら下部に至る長さの円弧状のへこみを設けて形成するの
である。

また、第４図は以上の如く、前記超音波センサー（７）
を配設した密閉形圧縮機（70）の制御系統を示すもので
あり、超音波を送信してその反射波を受信する前記セン
サー（７）の送受信部（72）の出力部に、送信から受信
までの所要時間から高さを検出する高さ検出部（73）
と、設定器（75）により設定する油面高さ［Ｈ］と前記
高さ検出部（73）で検出する実測の油面高さとを比較す
る比較部（74）とを設けるのである。

又一方、前記圧縮器（70）における吸入口（38）、又は
該吸入口（38）に接続する吸入管（11）には、第１図及
び第４図に示したように前記吸入口（38）を閉じる開閉
弁（76）を介装するのであって、前記比較部（74）の出
力側には、前記高さ検出部（73）で検出する実測の油面
高さが前記設定器（75）で設定する油面高さ［Ｈ］とな
ったときに出力して、前記開閉弁（76）を閉動作させ、
前記吸入口（38）を閉じる吸入閉鎖手段（71）を接続す
るのである。

しかして、圧縮機の停止時などにおいて多量の冷媒が、
圧縮機内に流入して潤滑油内に溶け込む場合、圧縮機の
再起動で油面が上昇するのであるが、このとき、前記超
音波センサー（７）からは超音波が前記反斜面（33b）
に送信され、この送信から受信までの所要時間から前記
高さ検出部（73）で実測の油面高さを検出しているので
あって、前記油面高さが前記設定器（75）で設定する油
面高さ［Ｈ］となった時には、前記比較部（74）の出力
により前記吸入閉鎖手段（71）が作動して、前記開閉弁
（76）が閉じるのである。この結果、前記吸入口（38）
が閉じられるのであり、しかも、前記圧縮機は前記吸入
口（38）を閉じたまゝで運転を行うことになるので、圧
縮要素（３）から冷媒が吐出されることなく、従って、
冷媒の圧縮機外への吐出も行なわれることがないのであ
る。

即ち、潤滑油に溶け込んでいた冷媒が吐出冷媒と共に、
ミスト状の潤滑油を伴って圧縮機外に吐出されるような
ことはなく、この結果潤滑油の機外への流出を防止でき
るのである。

しかも、モータ（２）の駆動による発熱により、密閉ケ
ーシング（１）内の温度を上昇させることができるの
で、潤滑油中に溶け込んでいる冷媒を気化させられ、前
記異常油面上昇高さ［Ｈ］以上の油面上昇を押えること
ができながら、尚かつ、油面高さを短時間で定常油面高
さにまで下げられるのである。このように潤滑油の圧縮
機外への流出を防ぐことができるのであるから、異常な
油面低下はなく、油切れの問題を解消できるのである。

（発明の効果） 本発明によれば、密閉ケーシング（１）の外周面で、該
ケーシング（１）内の一次空間（５）における異常油面
上昇高さ［Ｈ］に対応した高さ位置に、超音波を送信し
て反射波を受信する超音波センサー（７）を当接すると
共に、この超音波センサー（７）により前記一次空間
（５）における異常油面上昇を検出したとき、圧縮要素
（３）に吸入させる吸入流体の流入を阻止する吸入閉鎖
手段（71）を密閉形圧縮機に設けたので、圧縮機の停止
時など、多量の冷媒が圧縮機内に流入して潤滑油中に溶
け込む場合、圧縮機が再起動したときに油面が異常上昇
するのであるが、この油面の異常上昇を簡単な構造であ
りながら正確に、かつ、安全に検出することができ、し
かも、油面が異常上昇したときには、前記吸入閉鎖手段
（71）により、前記吸入口（38）を閉鎖したまゝ暖気運
転を行うのであるから、潤滑油中の溶解冷媒を気化放出
でき、その油面を低下させることができながら、暖気運
転中は、前記圧縮要素（３）から冷媒が吐出されること
はないのであるから、冷媒吐出による潤滑油の圧縮機外
への流出も行われることがないのである。

従って、以上のように油面高さを短時間で定常油面高さ
にまで下げることができるから、油切れを確実に防止で
き、油切れによる軸受部などの焼付けを防止できるので
ある。

また、前記圧縮要素（３）における駆動軸（４）の上方
軸受ボス部（33a）に、前記超音波センサー（７）から
送信する超音波を反射させる反射面（33b）を設けるこ
とにより、圧縮要素（３）の構成部品を利用できるので
あって、余分な部材を配設する必要がないから、それだ
け部品点数も低減できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかゝる密閉形圧縮機の一実施例を適用
した圧縮機の断面図、第２図はフロントヘッドの斜視
図、第３図は第２図のフロントヘッドの平面図、第４図
は本発明にかゝる密閉形圧縮機の制御系統を示すブロッ
ク図、第５図は従来例の断面図である。 （１）……密閉ケーシング （1a）……油溜め （２）……モータ （３）……圧縮要素 （33a）……フロントヘッドの軸受ボス部 （33b）……反射面 （４）……駆動軸 （５）……一次空間 （６）……二次空間 （７）……超音波センサー （71）……吸入閉鎖手段 （Ｈ）……異常油面上昇高さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部に油溜め（1a）をもつ密閉ケーシング
   （１）の上部にモータ（２）を、下部に圧縮要素（３）
   をそれぞれ内装し、前記圧縮要素（３）から吐出する吐
   出ガスを、前記モータ（２）の下部に位置する一次空間
   （５）に開放して前記モータ（２）の上部に位置する二
   次空間（６）から外部に取り出すようにした密閉形圧縮
   機において、前記ケーシング（１）の外周面で、前記一
   次空間（５）における異常油面上昇高さ［Ｈ］に対応し
   た高さ位置に、超音波を送信して反射波を受信する超音
   波センサー（７）を当接すると共に、この超音波センサ
   ー（７）により前記一次空間（５）における異常油面上
   昇を検出したとき、前記圧縮要素（３）に吸入させる吸
   入流体の流入を阻止する吸入閉鎖手段（71）を設けたこ
   とを特徴とする密閉形圧縮機。
2. 【請求項２】圧縮要素（３）における駆動軸（４）の上
   方軸受ボス部（33a）に、前記超音波センサー（７）か
   ら送信する超音波を反射させる反射面（33b）を設けた
   請求項１記載の密閉形圧縮機。