CN102062080A - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油分离效果比以往高的压缩机。在从转子(3)的上部突出的驱动轴(4)的突出部(4a)上设置第一油分离构件(5)。第一油分离构件(5)具有在驱动轴的半径方向突设的凸肩部(5b)。凸肩部(5b)由环状的板构件形成，板构件折弯外周部的多个部位而形成折弯部(5c)，在俯视时成为多边形状。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及压缩机，特别是涉及在内部设置了油分离构件的密闭型压缩机。

背景技术

密闭型压缩机在其内部存积冷冻机油。当驱动压缩机构时，将该冷冻机油供给到压缩机构，从而防止压缩机构的磨损。因此，冷冻机油混入到从压缩机构排出的制冷剂中。若与制冷剂一起将冷冻机油带出到压缩机的外部，则压缩机内的冷冻机油减少，冷冻机油向压缩机构的供给不足，压缩机的可靠性下降。另外，若与制冷剂一起带出到压缩机的外部的冷冻机油附着在热交换器上，则热交换器的热交换能力也将下降。

因此，在以往的压缩机中存在这样的压缩机，该压缩机在连接压缩机构和电动机部的驱动轴上设置有油分离构件，抑制冷冻机油向压缩机外部流出。

作为这样的以往的压缩机，例如提出有在驱动轴上设置了由环状板构件形成的油分离构件的方案(例如，参照专利文献1)。

另外，作为这样的以往的压缩机，例如提出了在驱动轴上设置杯状的油分离构件的方案(例如，参照专利文献2、3)。

[专利文献1]日本特开2006-132377号公报(段落0043，图2)

[专利文献2]日本特开平8-177738号公报(段落0025，图2)

[专利文献3]日本实开昭61-88081号公报(第5页，图1)

发明内容

用于以往的压缩机的油分离构件都仅通过离心分离效果分离制冷剂与冷冻机油。因此，在例如在流量大的压缩机、容量大的压缩机中采用以往的油分离构件等场合，存在不能获得足够的油分离效果的问题。

本发明就是为了解决上述那样的问题而作出的，其目的在于获得油分离效率比以往高的压缩机。

本发明的压缩机，设有：密闭容器，设于该密闭容器的下方的压缩机构，具有定子及转子并且在密闭容器中设置在压缩机构的上方的电动机部，连接转子与压缩机构的驱动轴，设于从转子的上部突出的驱动轴的突出部的第一油分离构件，及设于第一油分离构件的上方的排出管；其中，第一油分离构件具有在驱动轴的半径方向突设的凸肩部，凸肩部由环状的板构件形成，该板构件通过折弯其外周部的多个部位而形成折弯部，在俯视时成为多边形。

在本发明中，当第一油分离构件旋转了时，在折弯部附近产生流速梯度。因此，除了第一油分离构件的离心分离效果外，还能够通过该流速梯度分离冷冻机油和制冷剂。因此，能够获得油分离效果比以往高的压缩机。

附图说明

图1为本发明的实施方式的压缩机的纵剖模式图。

图2为表示图1所示的压缩机的上部附近的要部放大图。

图3为表示本发明的实施方式的第一油分离构件的详细图。

图4为表示本发明的实施方式的压缩机的制冷剂流动的说明图(纵剖模式图)。

图5为用于说明产生于本发明的实施方式的第一油分离构件的流速梯度的说明图(俯视图)。

图6为表示以往的压缩机(一例)的制冷剂流动的说明图(纵剖模式图)。

具体实施方式

实施方式

图1为本发明的实施方式的压缩机的纵剖模式图。图2为表示图1所示的压缩机的上部附近的要部放大图。另外，图3为表示设于该压缩机的第一油分离构件的详细图。而且，图3(a)表示第一油分离构件的俯视图，图3(b)表示第一油分离构件的侧视图，图3(c)表示第一油分离构件的立体图。下面，根据这些图1～图3说明本实施方式的压缩机100。

压缩机100吸入在冷冻循环回路中循环的制冷剂，压缩并以高温高压的状态排出。该压缩机100为密闭型的压缩机，在大致圆筒状的密闭容器11的内部设置压缩机构1及电动机部10等。另外，在密闭容器11的上面部设置排出制冷剂的排出管7。

电动机部10具有定子2及转子3。定子2形成为中空圆筒形状，其外周部例如被压入到密闭容器1的内壁。该定子2例如通过层叠多片电磁钢板等钢板而构成。另外，在定子2上，在内周部的槽中例如分布卷绕有线圈2a。该线圈2a连接在端子12上。

转子3形成为中空圆筒形状，配置在定子2的内侧。在转子3配置于定子2的内侧的状态下，在转子3的外周面与定子2的内周面之间形成很小的空隙。该转子3例如通过层叠多片电磁钢板等钢板而构成，在上下方向形成制冷剂流通的贯通孔3a。另外，在转子3的中心部插入有驱动轴4。该驱动轴4的下端部与后述的压缩机构1连接。另外，驱动轴4的上端部从转子3的上部突出(以下，将该突出了的部分称为突出部4a)。

压缩机构1例如为回转式的压缩机构。在本实施方式中，使用双缸的回转式压缩机构。该压缩机构1包括缸13a、设于缸13a内的回转式活塞13b、缸14a、设于缸14a内的回转式活塞14b等。回转式活塞13b及回转式活塞14b分别与驱动轴4的偏心轴部连接。另外，在形成于缸13a与回转式活塞13b之间的压缩室中，连接有吸入管15。在形成于缸14a与回转式活塞14b之间的压缩室中连接有吸入管16。这些吸入管15及吸入管16连接于消声器17。

另外，在压缩机构1中，当驱动轴4旋转了时，存积在密闭容器11的下部的冷冻机油通过形成于驱动轴4的供油路径进行供给。

而且，压缩机构1不限于上述构成。例如也可为单缸的回转式压缩机构，或为涡旋式的压缩机构。

在驱动轴4的突出部4a设置第一油分离构件5及第二油分离构件6。

第一油分离构件5包括杯部5a、凸肩部5b、折弯部5c及凸缘5d。杯部5a形成为从下部(连接部)朝上方扩径的大致杯形状。凸肩部5b为大致环状的板构件，设在杯部5a的上侧端部(即，凸肩部5b向驱动轴4的半径方向突设)。凸缘5d为大致中空圆筒形状，设在杯部5a的下侧端部。通过将凸缘5d插入(例如压入)到突出部4a中，将第一油分离构件5连接在突出部4a上。而且，也可不设置杯部5a地形成第一油分离构件5。即，也可在凸缘5d的上侧端部直接设置凸肩部5b。

另外，本实施方式的凸肩部5b通过将外周部的四个部位向上方折弯，形成折弯部5c。换言之，在俯视凸肩部5b的场合，成为四边形。该折弯部5c相对于凸肩部5b的上面大致垂直地折弯。

另外，在俯视凸肩部5b的场合，各角部成为圆弧形状，但在本实施方式中即使角部为圆弧形状也称为四边形。另外，凸肩部5b的数量不限于4个。即，在对凸肩部5b俯视的场合，若成为多边形，则能够获得由后述那样的流速梯度产生的油分离效果。然而，即使在将凸肩部5b形成为在俯视时为多边形的情况下，通过将凸肩部5b形成为在俯视时为大致点对称的多边形(例如大致四边形、大致六边形、大致八边形等)，也能够进一步促进后述那样的由流速梯度所产生的油分离效果。其中，通过在俯视时将凸肩部5b形成为大致四边形，能够增大折弯部5c在俯视时的长度，所以能够进一步促进后述那样的由流速梯度产生的油分离效果。因此，在本实施方式中，将凸肩部5b的俯视形状形成为大致四边形。

另外，为了提高油分离效果，本实施方式的凸肩部5b成为以下那样的形状。

首先，在使连接折弯部5c的一方的端部与第一油分离构件5的旋转中心的直线为假想直线21，使连接折弯部5c的另一方的端部与第一油分离构件5的旋转中心的直线为假想直线22的情况下，在俯视时假想直线21与假想直线22所构成的角度在40°以内。这是为了使相邻的折弯部5c不相互抵消由后述的流速梯度产生的油分离效果。

另外，折弯部5c的高度为凸肩部5b的半径R(更详细地说是未设置折弯部5c的状态下的半径)的5％～30％。这是为了使第一油分离构件5高效地发挥由离心力产生的油分离效果(离心分离效果)和由后述的流速梯度产生的油分离效果双方。即，若折弯部5c的高度比30％大，则施加在折弯部5c的离心力使向电动机部10的输入变得过大。若以向电动机部10的输入不变得过大的方式减小转速，则由离心力产生的油分离效果减小。另一方面，若折弯部5c的高度比5％小，则在折弯部5c附近产生的流速梯度(在图5中在后面说明)变小。因此，由流速梯度产生的油分离效果减小。

另外，凸肩部5b的外径(更详细地说是未设置折弯部5c的状态的外径)与转子3的外径大致相同。即，凸肩部5b的外径在俯视时成为覆盖转子3的贯通孔3a的大小。这是因为，在未设置第二油分离构件6的场合，使从转子3的贯通孔3a流出的制冷剂更切实地与杯部5a及凸肩部5b接触。这样，能够从由转子3的贯通孔3a流出的制冷剂更切实地分离冷冻机油。

第二油分离构件6由圆板部6a及凸缘6b构成。圆板部6a为大致环状的板构件。该圆板部6a的外径与转子3的外径大致相同。即，圆板部6a的外径在俯视时成为覆盖转子3的贯通孔3a的大小。这是为了使从转子3的贯通孔3a流出的制冷剂更切实地接触圆板部6a。这样，能够从由转子3的贯通孔3a流出的制冷剂更切实地分离冷冻机油。

凸缘6b为大致中空圆筒形状，设在圆板部6a的下部。通过将凸缘6b插入(例如压入)突出部4a，将第二油分离构件6连接于突出部4a。而且，第二油分离构件6也可形成为大致杯形状的油分离构件。

在将第一油分离构件5及第二油分离构件6设置于突出部4a的状态下，设于第二油分离构件6的凸缘6b的下端部接触转子3的上部。另外，设于第一油分离构件5的凸缘5d的下端部接触第二油分离构件6(更详细地说为圆板部6a)的上部。

在本实施方式中，以使第一油分离构件5及第二油分离构件6的设置状态成为以下那样的状态的方式设定凸缘5d及凸缘6b的长度。通过设定凸缘5d及凸缘6b的长度，如上述那样设置第一油分离构件5及第二油分离构件6，能够容易地将第一油分离构件5及第二油分离构件6设置在所期望的位置。

首先，第一油分离构件5的折弯部5c的上端部高度与卷绕在定子2的线圈2a的上端部高度大致相同(例如，两者的高度的差为±5mm)。这是因为，发明者们对第一油分离构件5的设置位置进行了认真的研究后得知，在使第一油分离构件5的折弯部5c的上端部高度与卷绕在定子2上的线圈2a的上端部高度大致相同的场合，由第一油分离构件5产生的油分离效果表现出最大值。

另外，在设转子3的上部与卷绕于定子2的线圈2a的上端部的距离为1的场合，转子3的上部与第二油分离构件6的上部(更详细地说为圆板部6a的上部)的距离成为0.1～0.2。这是因为，发明者们对第二油分离构件6的设置位置进行了认真的研究后得知，在将第二油分离构件6设置在上述位置的场合，使从转子3的贯通孔3a流出的制冷剂的流动方向改变的效果大。这样，从转子3的贯通孔3a流出的制冷剂在扩散之前到达第二油分离构件6。

另外，第一油分离构件5设在使第一油分离构件5的折弯部5c的上端部与排出管7的制冷剂吸入口7a的距离在凸肩部5b的半径以下并且排出管7与第一油分离构件5不接触的范围。这是因为，发明者们对第一油分离构件5的设置位置进行了认真的研究后得知，通过将第一油分离构件5的折弯部5c的上端部与排出管7的制冷剂吸入口7a的距离设在凸肩部5b的半径以下，能够进一步提高由第一油分离构件5产生的油分离效果。另一方面，若第一油分离构件5的折弯部5c的上端部与排出管7的制冷剂吸入口7a的距离比凸肩部5b的半径大，则第一油分离构件5的油分离效果下降，制冷剂与冷冻机油的分离变得不充分。通过将第一油分离构件5的折弯部5c的上端部与排出管7的制冷剂吸入口7a的距离设为凸肩部5b的半径以下，能够将排出管7的制冷剂吸入口7a配置在后述的流速梯度产生影响的范围内。

(动作)

下面，说明这样构成的压缩机100的动作。

图4为表示本发明的实施方式的压缩机的制冷剂流动的说明图(纵剖模式图)。图5为用于说明产生于本发明的实施方式的第一油分离构件的流速梯度的说明图(俯视图)。以下，使用这些图4及图5说明压缩机100的动作。作为参考，在图6中表示以往的压缩机(一例)的制冷剂流动。图6所示的以往的压缩机200具有由环状的板构件形成的油分离构件106。

若电流从外部电源(图中未表示)流到定子2的线圈2a，则通过此时产生的磁场使转子3及驱动轴4旋转。通过驱动轴4旋转，使回转式活塞13b及回转式活塞14b也旋转。这样，压缩机构1内的压缩室体积减小，从吸入管15及吸入管16吸入的制冷剂被压缩。受到压缩的制冷剂排出到压缩机构1与电动机部10之间的空间。排出到压缩机构1与电动机部10之间的空间中的制冷剂，主要通过转子3的贯通孔3a流出到电动机部10的上部。

例如在图6所示的以往的压缩机200的场合，从贯通孔3a流出的制冷剂的流动方向通过油分离构件106而朝向外周方向(从驱动轴4侧朝向密闭容器11的内壁的方向)改变。此时，通过油分离构件106的离心分离效果将混入到制冷剂内的冷冻机油分离。然而，若油分离构件106与转子3的距离过大(即，若改变制冷剂流动的位置过高)，则从贯通孔3a流出的制冷剂在到达油分离构件106之前会扩散。因此，存在于排出管7的制冷剂吸入口7a附近的制冷剂成为冷冻机油浓度高的制冷剂。另外，若油分离构件106与转子3的距离过小，则不能充分地对存在于排出管7的制冷剂吸入口7a附近的制冷剂进行离心分离。因此，存在于排出管7的制冷剂吸入口7a附近的制冷剂成为冷冻机油浓度高的制冷剂。

另一方面，在本实施方式的压缩机100的场合，通过第二油分离构件6使从贯通孔3a流出的制冷剂的流动方向朝外周方向(从驱动轴4侧朝向密闭容器11的内壁的方向)改变。此时，通过第二油分离构件6的离心分离效果将混入到制冷剂内的冷冻机油分离。然后，该制冷剂流入到设于排出管7的制冷剂吸入口7a附近的第一油分离构件5，混入在制冷剂内的冷冻机油被再次分离。因此，本实施方式的压缩机100消除了以往的压缩机200所具有的问题，油分离效果比以往的压缩机200提高。

另外，本实施方式的第一油分离构件5通过流速梯度也能够将混入到制冷剂中的冷冻机油分离，所以，油分离效果进一步提高。

更为详细地说，对于大致直线地折弯的折弯部5c，在折弯部5c内的各位置，距旋转中心的距离不同。因此，折弯部5c的两端部的角速度变大，折弯部5c的中心部的角速度变小。由于该角速度的不同，如图4所示那样，在折弯部5c的旋转方向前方侧的端部，在外侧产生负压，在折弯部5c的旋转方向后方侧的端部，在内侧产生负压。这样，在折弯部5c的外侧，在与旋转方向相同的方向产生流动，在折弯部5c的内侧，在与旋转方向相反的方向产生流动。因此，第一油分离构件5通过该流动方向的不同(流速梯度)也能够将混入在制冷剂中的冷冻机油分离，所以，油分离效果进一步提高。

以上，在这样构成的压缩机100中，当第一油分离构件5旋转了时，在折弯部5c的附近产生流速梯度。因此，第一油分离构件5除了离心分离效果外，由该流速梯度也能够分离冷冻机油和制冷剂。

而且，该效果不限于设置了第二油分离构件6的场合。即，即使未设置第二油分离构件6，本实施方式的压缩机100的油分离效果也比以往的压缩机高。这是因为，第一油分离构件5除了离心分离效果外，由该流速梯度也能够分离冷冻机油和制冷剂。

另外，通过将凸肩部5b的形状在俯视时形成为大致四边形，能够进一步促进由流速梯度产生的油分离效果。

另外，对于第一油分离构件5，在设连接折弯部5c的一方的端部与第一油分离构件的旋转中心的直线为假想直线21，设连接折弯部5c的另一方的端部与第一油分离构件的旋转中心的直线为假想直线22的场合，在俯视时假想直线21与假想直线22所成的角度在40°以内。这样，能够抑制相邻的折弯部5c相互抵消由流速梯度产生的油分离效果，进一步提高油分离效果。

另外，折弯部5c的高度成为凸肩部5b的半径R(更为详细地说是未设置折弯部5c的状态下的半径)的5％～30％。因此，能够使第一油分离构件5以良好的效率发挥由离心力产生的油分离效果(离心分离效果)和由流速梯度产生的油分离效果双方。

另外，凸肩部5b的外径(更为详细地说是未设置折弯部5c的状态下的外径)与转子3的外径大致相同。即，凸肩部5b的外径在俯视时成为覆盖转子3的贯通孔3a的大小。这样，即使在未设置第二油分离构件6的场合，也能够从由转子3的贯通孔3a流出的制冷剂，更切实地分离冷冻机油。

另外，由于在转子3与第一油分离构件5之间设置第二油分离构件6，因此能够在排出管7的制冷剂吸入口7a附近设置第一油分离构件5。因此，油分离效果进一步提高。

另外，第二油分离构件6的圆板部6a的外径在俯视时成为覆盖转子3的贯通孔3a的大小。这样，能够从由转子3的贯通孔3a流出的制冷剂更切实地分离冷冻机油。

另外，在第一油分离构件5及第二油分离构件6设置凸缘5d及凸缘6b，通过设定这些凸缘5d及凸缘6b的长度，能够容易将第一油分离构件5及第二油分离构件6配置在所期望的位置。

另外，在设转子3的上部与卷绕在定子2上的线圈2a的上端部的距离为1的场合，转子3的上部与第二油分离构件6的上部(更详细地说为圆板部6a的上部)的距离成为0.1～0.2。这样，从转子3的贯通孔3a流出的制冷剂在扩散前到达第二油分离构件6。因此，油分离效果进一步提高。

另外，第一油分离构件5设置在使第一油分离构件5的折弯部5c的上端部与排出管7的制冷剂吸入口7a的距离在凸肩部5b的半径以下、并且排出管7与第一油分离构件5不接触的范围。因此，能够将排出管7的制冷剂吸入口7a配置在流速梯度产生影响的范围内。

Claims (11)

1.一种压缩机，设有：

密闭容器，

设于该密闭容器的下方的压缩机构，

具有定子及转子并且在上述密闭容器中设置在上述压缩机构的上方的电动机部，

连接上述转子与上述压缩机构的驱动轴，

设于从上述转子的上部突出的上述驱动轴的突出部的第一油分离构件，及

设于上述第一油分离构件的上方的排出管；

其特征在于：

上述第一油分离构件具有在驱动轴的半径方向突设的凸肩部，

上述凸肩部由环状的板构件形成，

该板构件通过折弯其外周部的多个部位而形成折弯部，

在俯视时成为多边形。

2.根据权利要求1所述的压缩机，其特征在于：上述凸肩部折弯上述板构件的外周部的四个部位，在俯视时成为四边形。

3.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：上述折弯部的高度为上述板构件的半径的5％～30％。

4.根据权利要求2所述的压缩机，其特征在于：对于上述第一油分离构件，在设连接该第一油分离构件的旋转中心与上述折弯部的一方的端部的线为第一假想直线，及连接上述第一油分离构件的旋转中心与上述折弯部的另一方的端部的线为第二假想直线的情况下，上述第一假想直线与上述第二假想直线所成的角度在俯视时为40°以内。

5.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：在上述第一油分离构件设置于上述驱动轴的上述突出部的状态下，上述折弯部的上端部的高度为与卷绕于上述定子的线圈的上端部大致相同的高度。

6.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：上述凸肩部的外径在俯视时与上述转子的外径大致相同。

7.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：在上述转子与上述第一油分离构件之间的上述突出部设置第二油分离构件。

8.根据权利要求6所述的压缩机，其特征在于：在上述转子与上述第一油分离构件之间的上述突出部设置第二油分离构件，

上述第二油分离构件为环状的板构件，其外径在俯视时与上述转子的外径大致相同。

9.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于：在上述第一油分离构件的下部及上述第二油分离构件的下部设置凸缘，

在上述第一油分离构件的下部及上述第二油分离构件设置于上述突出部的状态下，设于上述第二油分离构件的凸缘的下端部接触上述转子的上部，设于上述第一油分离构件的凸缘的下端部接触上述第二油分离构件的上部。

10.根据权利要求7所述的压缩机，其特征在于：在上述第二油分离构件设置于上述突出部的状态下，

在设上述转子的上部与卷绕于上述定子的线圈的上端部的距离为1的情况下，上述转子的上部与上述第二油分离构件的上部的距离为0.1～0.2。

11.根据权利要求1或2所述的压缩机，其特征在于：上述第一油分离机构设在使上述折弯部的上端部与上述排出管的制冷剂吸入口的距离为上述凸肩部的半径以下且不与上述排出管接触的范围内。

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