JP2004150437A - 圧縮機油の分流装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸封部を使用する装置において油漏れを減少させる。
【解決手段】 ハウジング、軸封部を有するクランク軸、冷媒、およびこの冷媒を圧縮する圧縮装置を有する圧縮機で使用される圧縮機油の分流および収集装置は、圧縮機ハウジングから圧縮機冷媒が漏れるのを防止するために潤滑油を使用する軸封機構を含むとともに、潤滑油が収集される空間（４０）を有する。過剰な潤滑油を空間（４０）からレシーバに導くために分流機構が設けられており、レシーバは、分流機構から過剰な潤滑油を受け入れる。レシーバは、過剰な潤滑油を収集するようにキャビティ内に設けられた着脱可能なカートリッジ（５４）を含む内部キャビティ（５３）、外部の収集リザーバ、または外部の排油チューブの形態とすることができる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、主に、圧縮機の油漏れを制御する装置に関し、特に、往復動圧縮機のクランク軸の軸封領域で発生する過剰な油を分流して収集する装置に関する。

輸送用冷凍機器などで使用される種類の冷凍装置は、最も単純な形態では、閉じた冷凍循環路を構成するように連続的に接続された圧縮機、凝縮器、膨張装置、および蒸発器を含む。このような装置は、典型的に、往復動型の圧縮機を使用し、この圧縮機は、その内部で圧縮される冷媒と混ざる潤滑油によって潤滑されている。

典型的な往復動圧縮機は、ガス状の冷媒を機械的に圧縮するようにシリンダ内で往復運動するピストンを含む。ピストンの下降行程でシリンダ内にガスを引き込むとともに上昇行程でガスを圧縮するように、適切なマニホルドやバルブが設けられている。

このような圧縮機では、種々の部品およびこれらの部品間の境界面を潤滑するために油が使用されている。圧縮機内の冷媒圧力を維持するために機械的な軸封部が使用されており、これらの軸封部は、油膜によって圧縮ガスの漏れを封止するとともに作動中に軸封面を潤滑する。このような軸封部は、例えば、グランドプレートの近傍などで圧縮機のクランク軸に使用される。軸封面にわたる油漏れは、あらゆる機械的な軸封部に共通する問題である。油が漏れ続けた場合には、クランクケースを通って外部に油が漏れるおそれがある。このような漏れは、典型的に圧縮機の機能に対して有害であるというよりはむしろ視覚的に不快でかつ不安をいだかせるものであるが、機械的な軸封部品の不必要な部品交換につながる場合が多い。

従って、外部への漏れが見えなくなるように、クランク軸の軸封領域から過剰な油を分流する装置が採用されている。このような装置の１つは、ボックＦＫＸ４０／４６５として知られる開放形圧縮機（ｏｐｅｎ−ｄｒｉｖｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）で使用される外側マスキング装置である。この装置は、グランドプレートの外側に設けられ、かつ大気に対して開いている外部ポケットに油が漏れるのを可能とするとともに、吸収材を使用して外部ポケットからあふれる過剰な油を吸収する。吸収材は、その外径に巻き付けられたばね鋼に包まれているとともに、外部ポケットに近接するグランドプレートに巻き付けられている。

このような種類の設計は、有効であるが、油がしみた外側吸収帯を使用するため、汚れを引き寄せて周囲を汚すおそれがあるとともに圧縮機の外側面をさらに汚してしまう。

本発明の目的は、軸封部を使用する装置において油漏れを減少させることである。

本発明の他の目的は、軸封部から過剰な油を分流する改善された機構を提供することである。

本発明のまた他の目的は、軸封部から分流した後で過剰な油を収集する改善された機構を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、軸封部の近傍で過剰な油を吸収する手段を提供することである。

本発明のまた他の目的は、機械的な軸封部の近傍で吸収された過剰な油に関する外部の情報を提供する手段を提供することである。

本発明の上述およびその他の目的は、ハウジング、軸封部を有するクランク軸、冷媒、およびこの冷媒を圧縮する圧縮装置を有する圧縮機で使用される本発明の圧縮機油の分流および収集装置によって達成される。この装置は、圧縮機ハウジングから圧縮機冷媒が漏れるのを防止するために潤滑油を使用するとともに潤滑油が収集される空間を有する軸封機構を含む。過剰な潤滑油を空間からレシーバに導くために分流機構が設けられており、レシーバは、分流機構から過剰な潤滑油を受け入れる。レシーバは、過剰な潤滑油を収集するようにキャビティ内に設けられた着脱可能なカートリッジを含む内部キャビティ、外部の収集リザーバ、または外部の排油チューブの形態とすることができる。

本明細書では、本発明を空調または冷凍装置で使用される往復動圧縮機に関して説明する。この圧縮機は、空調装置または冷凍装置の冷凍回路に組み込まれた構成で開示および説明されているが、本発明の油の収集および分流方法は、他の種類の圧縮機、ポンプ、および他の用途で同様に適用可能である。

図１を参照すると、シェルすなわちハウジング１２を含む圧縮機１０が示されている。作動ピストン１４が往復動作するようにシリンダ１６内に配置されている。各々のピストン１４は、連結ロッド２０を介してクランク軸１８に連結されており、連結ロッド２０は、クランク軸１８のオフセット部分２２の周りに固定されている。クランク軸１８は、クランク軸１８の回転の不規則性を均衡させるために釣合いおもり２４を含む。クランク軸１８は、スリーブ２８内に取り付けられているとともにこのスリーブ２８内で回転し、かつハウジング１２の軸封キャビティ２６を通って延在する。

図２，図４を参照すると、クランク軸１８の軸封機構３１は、クランク軸１８がハウジング１２を貫通する箇所でより詳細に示されている。クランク軸１８は、ばねアセンブリ４５、軸封面すなわち端面シール２９，３３、グランドプレート３２、およびリップシール３８を通過する。端面シール３３は、実質的に円筒形であり、グランドプレート３２の内径Ａ内で端面シール３３を固定するＯリング３６を含む。リップシール３８は、直径Ａに隣接して比較的小さい直径Ｂ内でグランドプレート３２に設けられており、軸封キャビティ内にごみが入るのを防止する機能を有する。内側のディスク状の空間４０が、端面シール３３とリップシール３８との間に設けられている。図３に示すように、グランドプレートガスケット３５が、ハウジング１２とグランドプレート３２との間の漏れを防止するために使用される。

クランク軸１８の軸封機構３１は、さらに弾性材料からなる円筒形の本体４４を含み、この本体４４は、クランク軸１８との間に油を使用して冷媒シールとして機能する。本体４４の外側に巻き付けられるとともにクランク軸１８の軸封部スラスト面に支持されているばね４５は、２つの軸封面２９，３３の間に軸方向荷重を提供する。２つの軸封面２９，３３には、油の使用によって冷媒シールとして機能するように荷重がかけられる。従来技術では、２つの軸封面２９，３３を通過する油は、除去または再度方向づけられない限り、クランク軸１８を通って図３に示すように設けられたリップシールの境界面まで流れ、圧縮機の外側面の漏れおよび汚れを生じさせる。この外側の漏れおよび汚れは、圧縮機に重大な機械的問題が存在するといった間違った結論につながることが多い。

本発明は、過剰な油を取り除いてその有害な影響を防止するように作動する。図５を参照すると、本発明の原理では、ハウジング１２の第２の通路５０に通じる第１の通路４８がグランドプレート３２に設けられており、第２の通路５０は、さらにレシーバ、１つの実施例では内部キャビティ５３に通じている。従って、過剰な油は、第１の通路４８を通って空間４０から流出し、この第１の通路４８を通ってクランクケースハウジングの第２の通路５０へ移動する。油は、続いて、第２の通路５０を通って内部キャビティ５３まで移動する。好適実施例では、内部キャビティ５３は、細長く設けられており、内部キャビティ５３内の油を吸収する吸収材から形成された延長部を有する細長いカートリッジすなわちインサート５４を受け入れる。カートリッジ５４は、図６にも示されている。本発明の範囲内であれば、キャビティ５３は、他の形状または形態を有し、相補的な形状のカートリッジすなわちインサートを備えてもよい。好適実施例では、カートリッジ５４は、細長い吸収部５６と連結部５８とを含む。キャビティ５３の外側端部に位置するクランクケースハウジングは、１つの実施例では、カートリッジ５４の連結部５８のねじ付きの境界面５９と係合するようにねじが付いており、これにより、インサート５４が油を吸収するようにキャビティ５３内に固定される。連結部が適切なシールおよびしっかりと固定された連結部を構成するとともに、カートリッジすなわちインサート５４を整備のために容易に取り除くことができる限り、スナップばめ、テーパ圧力ばめ、または回転してロックするはめ合い部などの他の連結境界面も使用可能である。ねじ付きの端部５８は、油抜き穴（ｗｅｅｐ ｈｏｌｅ）６０を含む。穴６０は、クランクケースのオイルキャビティ内の圧力を大気圧と等しくし、クランクケースのオイルキャビティから内部オイルキャビティ５３へ油が自由に排出されるようにする。飽和状態に達すると穴６０から油が流れるので、油抜き穴６０は、カートリッジ５４が油でいっぱいになり、交換が必要となる時点の視覚的な指示器としても機能する。飽和状態に達すると、カートリッジを現場で取り除いて新しいカートリッジと交換することができるので、圧縮機の整備が容易になる。上述した吸収カートリッジの他の設計は、上述と同様に構成されるが、吸収材の代わりに、過剰な潤滑油を収集するとともに取り外して空にすることができる一体型の油溜め（ｗｅｌｌ）を含んでいる。

他の実施例では、図７に示す外部の収集リザーバ７０がレシーバとして使用される。リザーバ７０は、ボルト７１によってコンプレッサハウジング１２に取り付けられており、図８に示すようにハウジングに設けられた排出口７４に取り付けられた導入口７２を含む。導入口７２は、通路５０から油を受け入れる排出口７４から油を受け入れる。この油は、上述と同様に空間４０（図５参照）から分流されるが、この実施例では分流された後に排出口７４へ導かれる。好ましくは、排出口７４はねじ７５付きであり、リザーバ７０の導入口７２はねじ付きでないので、導入口７２と排出口７４との間に境界面が形成され、この境界面によって過剰な油がリザーバに通過可能となるとともに圧力を抜くことが可能となる。ねじ山は、圧力を抜くことができる通路を提供する。従って、油は、外部のリザーバに収集され、整備時にリザーバを空にすることができる。

また他の実施例では、図９に示すように、外部のリザーバの代わりにチューブ８０がレシーバとして使用され、このチューブ８０は、排出口７４において連結端部８１によってハウジングに取り付けられており、油は、このチューブを通して排出されるように導かれる。図９に示すように、チューブ８０は、垂直かつ下向きに延在するチューブ部分８４に連結された予成形部分８２を含む。予成形部分８２は、Ｕ字型であり、排出された圧縮機の廃油すなわち過剰な油で満たされて、大気中の湿気や異物がチューブを介して圧縮機ハウジング内に入るのを防止するトラップを形成する。本発明を好適実施例および特定の種類の圧縮機に関して説明したが、当業者であれば分かるように、本発明の趣旨および範囲内であれば改良および変更が可能であり、また、本発明は、同様の種類の軸封部を備える異なる種類の圧縮機や他の機構にも適用可能である。

本発明の装置を組み込んだ往復動圧縮機の概略説明図である。 図１のクランク軸の軸封領域の拡大説明図である。 吸収カートリッジを設置した図１の圧縮機の分解説明図である。 図２をさらに拡大した拡大説明図である。 油流路を示す図３の切り欠き拡大図である。 図３の吸収カートリッジの拡大説明図である。 本発明の他の実施例として外部リザーバを示す図１の圧縮機の端面図である。 外部リザーバが取り付けられていない状態を示す図７と同様の端面図である。 オーバフローチューブを使用する他の設計を示す図７と同様の端面図である。

符号の説明

３２…グランドプレート
４０…内側のディスク状の空間
４８…第１の通路
５０…第２の通路
５３…内部キャビティ
５４…カートリッジ

Claims (9)

1. ハウジング、軸封部を有するクランク軸、冷媒、およびこの冷媒を圧縮する圧縮装置を備える圧縮機で使用される圧縮機油の分流装置であって、
   圧縮機ハウジングから圧縮機冷媒が漏れるのを防止するために潤滑油を使用する軸封機構と、
   前記潤滑油が収集される前記軸封機構内の空間と、
   過剰な前記潤滑油を前記空間から導く分流機構と、
   前記分流機構から前記過剰な潤滑油を受け入れるレシーバと、を有することを特徴とする圧縮機油の分流装置。
2. 前記レシーバ内に配置されて前記過剰な潤滑油を収集する着脱可能なカートリッジをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の圧縮機油の分流装置。
3. 前記着脱可能なカートリッジは、前記過剰な潤滑油を吸収する吸収材を含むことを特徴とする請求項２記載の圧縮機油の分流装置。
4. 前記着脱可能なカートリッジは、前記レシーバ内でかつ前記ハウジングに固定可能であることを特徴とする請求項２記載の圧縮機油の分流装置。
5. 前記着脱可能なカートリッジは、該カートリッジの飽和度の視覚的評価を容易にするために大気圧にさらされた開口部を含むことを特徴とする請求項２記載の圧縮機油の分流装置。
6. 前記分流機構は、前記ハウジングに設けられ、かつ前記レシーバに通じる通路を含むことを特徴とする請求項１記載の圧縮機油の分流装置。
7. 前記軸封機構は、機械的軸封部、第１および第２の端面シール、およびリップシールを含み、前記空間は、前記第２の端面シールと前記リップシールとの間に設けられていることを特徴とする請求項１記載の圧縮機油の分流装置。
8. 前記レシーバは、前記ハウジングの外部に設けられたリザーバであることを特徴とする請求項１記載の圧縮機油の分流装置。
9. 前記レシーバは、チューブであることを特徴とする請求項１記載の圧縮機油の分流装置。
   

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