JP2004239193A - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータリ圧縮機のクランク軸ピン部とローラ内径で構成する空間と上ベアリングのフランジ面の切欠きとの間に設けられたガス逃がし連通穴から、ミスト化した潤滑油も噴き出し、密閉容器上部に形成した吐出パイプから流出していた。
【解決手段】連通穴が形成される切欠き部の上方を庇状に覆い、潤滑油を含む冷媒ガスの噴出方向を変更し、密閉容器のケース内壁にこれを衝突させて潤滑油を分離し、フタチャンバの吐出穴には流出する冷媒のオイルレートの低減を図る。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ルームエアコンなどの冷凍、冷房ユニットにおいて、圧縮機から放出される冷媒に含まれる油量（以下、オイルレート）を低減し、冷凍サイクルの高性能化を図る技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のロータリ圧縮機（以下、圧縮機）の公知例として、特開平６−７４１７６号公報（特許文献１と称す）に示された圧縮機がある。その構造の一例を図８から図１０によって説明する。
【０００３】
ここで、２１はロータリ圧縮機、２２は密閉容器、２３は電動機部、２４は圧縮機構部、２５はシリンダ、２６はローラ、２７は上ベアリング、２８は下ベアリング、２９はベーン、３０はクランク軸、３１は潤滑油、３２はローラ上下隙間、３３は圧縮室である。
【０００４】
即ち、図８は従来のロータリ圧縮機２１の全体的構造の一例を示すもので、ケース２２ａの上、下にフタチャンバ２２ｂとソコチャンバ２２ｃを圧入し、円周溶接して形成した密閉容器２２内に、上部に回転子２３ａと固定子２３ｂからなる電動機２３を配設し、下部にはシリンダ２５、ローラ２６、上ベアリング２７、下ベアリング２８、ベーン２９によって構成される圧縮機構部２４を配設している。
【０００５】
電動機２３と圧縮機構部２４はクランク軸３０で連結されており、クランク軸３０の偏心部３０ａには回転自在にローラ２６が嵌入されている。また、密閉容器２２の底部には潤滑油３１を貯溜している。
【０００６】
図９は、前記図８の圧縮機構部２４の一部を拡大して示すもので、この圧縮機２１の運転時における潤滑油３１は、図９に矢印で示すように、クランク軸３０の下端（図示せず）より吸い上げられ、クランク軸３０の偏心部３０ａとジャーナル部３０ｂの間に設けた給油穴３０ｃを経て、前記クランク軸偏心部３０ａの外周と前記ローラ２６の内周面を潤滑し、その一部はローラ２６の上下の隙間３２より圧縮室３３内に流入し、ローラ２６の外周とベーン２９の先端の摺動部へ供給される。
【０００７】
一方、上ベアリング２７の内径２７ａに刻設されたスパイラル溝２７ｅにも給油穴３０ｃを経た潤滑油３１が流入し、スパイラル溝２７ｅの粘性効果でジャーナルベアリングの潤滑に供給される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−７４１７６号公報（図１、２、４及び５を参照。）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の上ベアリング２７には、図８、図９及び図１０（図９のＡ−Ａ断面図）に示すように、密閉容器２２内径と接するフランジ部の一部に切欠き２７ｆが形成され、そして、この切欠き２７ｆと揺動回転するローラ２６の内径との連通穴２７ｂが、ベアリング内径２７ａの近傍に開口した縦穴２７ｃと横穴２７ｄで形成されており、この連通穴２７ｂは以下の機能を発揮させることを目的としている。
【００１０】
即ち、潤滑油中には冷媒（図示せず）が液状になって溶け込んでいるため、前記の連通穴２７ｂが形成されていない場合、圧縮機の運転によって高温になっているクランク軸３０の偏心部３０ａ外周やローラ２６に、供給された潤滑油が触れた際、それに溶け込んでいる冷媒が蒸発してガス化し、その蒸発した冷媒ガスは、前述の図９の矢印に示す潤滑経路、即ち、クランク軸偏心部３０ａの外周と前記ローラ２６の内周、そしてローラ上下隙間３２を通りローラ２６の外周とベーン２９の先端、上ベアリング２７内径２７ａのスパイラル溝２７ｅに侵入し、夫々の摺動面で潤滑油３１の油膜を破断して金属接触を起こし、圧縮機構部２４の円滑な摺動と、圧縮機１１の運転が不可能になる。
【００１１】
そのため、前記の連通穴２７ｂは、ガス化した冷媒を図９の白抜き矢印のように、速やかに圧縮機構部２４外に放出させることを目的としている。
【００１２】
しかし、この連通穴２７ｂは円滑な運転を阻害する冷媒ガスと同時に、ミスト化した潤滑油が図９の白抜き矢印で示すように噴出し、曲線矢印に示すように乱流となってフタチャンバ２２ｂに設けた吐出パイプ２２ｄに流出し、ルームエアコンなどの冷凍、冷房ユニットの配管（図示せず）に導かれ、ユニットの配管内壁に油膜となって付着し、その油膜が断熱層となって熱交換を妨げ、ユニットの運転性能を低下させる。
【００１３】
本発明は、フタチャンバに設けた吐出パイプに流出し、圧縮機を搭載したユニットの熱交換機能を阻害する冷媒のオイルレート（冷媒中の湯量）の低減を図るために、連通穴から噴出するミスト状の潤滑油をガス冷媒から分離することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上ベアリングのフランジ部に設けた切欠き部の上方向を密閉容器内壁と密接に塞ぎ、連通穴から噴出するオイルミストを含む冷媒ガスを自由に放散させず、密閉容器の内壁に衝突させることにより、重量の大きいミスト状の潤滑油を液化分離し、密閉容器内壁を伝って下部に滴下させ、極力ガス冷媒のみを密閉容器のフタチャンバに設けた吐出パイプに導くことで、熱交換性能を向上し、この圧縮機を搭載するユニットの高性能化を図る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１から図３で説明する。
【００１６】
ここで、１はロータリ圧縮機（圧縮機）、２は密閉容器、３は電動機、４は圧縮機構部、５はシリンダ、６はローラ、７は上ベアリング、８は下ベアリング、９はベーン、１０はクランク軸、１１は潤滑油、１２はローラ上下隙間、１３は圧縮室である。
【００１７】
即ち、図１は本発明のロータリ圧縮機の全体構造の一例を示す側断面図で、圧縮機１は、ケース２ａの上、下にフタチャンバ２ｂとソコチャンバ２ｃを圧入し、円周溶接して形成した密閉容器２内に、上部に回転子３ａと固定子３ｂからなる電動機３を配設し、下部にはシリンダ５、ローラ６、上ベアリング７、下ベアリング８、ベーン９によって構成される圧縮機構部４を配設している。
【００１８】
電動機３と圧縮機構部４はクランク軸１０で連結されており、クランク軸１０の偏心部１０ａには回転自在にローラ６が嵌入されている。また、密閉容器２の底部には潤滑油１１が貯溜している。
【００１９】
図２は、前記図１の圧縮機構部４の一部を拡大して示すもので、この圧縮機１の運転時における潤滑油１１は、図２矢印に示すように、クランク軸１０の下端（図示せず）より吸い上げられ、クランク軸１０の偏心部１０ａとジャーナル部１０ｂ間に設けた給油穴１０ｃを経て、前記クランク軸１０の偏心部１０ａの外周と前記ローラ６の内周面を潤滑し、その一部はローラ６の上下の隙間１２より圧縮室１３に流入し、ローラ６の外周とベーン９の先端の摺動部へ供給される。
【００２０】
一方、上ベアリング７の内径７ａに刻設されたスパイラル溝７ｅにも給油穴１０ｃを経た潤滑油１１が流入し、スパイラル溝７ｅの粘性効果で上ベアリング７の内径７ａとクランク軸１０のジャーナル部１０ｂの潤滑に供給される。
【００２１】
ここで、前記上ベアリング７には、図１、図２及び図３（図１のＡ−Ａ断面図）に示すように、密閉容器２内径と接するフランジ部の一部に切欠き７ｆが形成され、その切欠き７ｆを閉鎖するように、庇１４が圧縮機構部４を組み立てるボルト１５により取り付けられている。そして、従来の圧縮機と同様に、前記の切欠き７ｆと揺動回転するローラ６の内径との連通穴７ｂが、ベアリング内径７ａの近傍に開口した縦穴７ｃと横穴７ｄで形成されており、これらの連通穴７ｂと庇１４の組み合わせで以下の効果が発揮できる。
【００２２】
即ち、連通穴７ｂは、潤滑油中に液状になって溶け込んでいる冷媒が、圧縮機の運転によって高温になっているクランク軸１０の偏心部１０ａやローラ６に触れ、蒸発してガス化した冷媒を図２白抜き矢印に示すように瞬時に圧縮機構部４外に放出させ、前述の図２の実線矢印に示す潤滑経路、即ち、クランク軸１０の偏心部１０ａ外径と前記ローラ６の内径、そして、ローラ上下隙間１２を通りローラ６外周とベーン９の先端、上ベアリング７の内径７ａのスパイラル溝７ｅに侵入させないようにしている。
【００２３】
また、切欠き７ｆの上部に設けた庇１４は、ガス冷媒に混入し、これと同時に噴出するミスト状の潤滑油が、切欠き７ｆを通って密閉容器２の上部のフタチャンバ２ｂに設けた吐出パイプ２ｄから、直接流出しないようにする機能を発揮する。
【００２４】
即ち、図２に示すように連通穴７ｂから白抜き矢印のように放出した冷媒とミスト状の潤滑油は、密閉容器２のケース２ａ内壁に衝突し、このとき重量の大きい潤滑油１１の多くは液化してガス冷媒から分離し、ケース２ａ内壁を伝い密閉容器２底部の潤滑油１１貯溜部に滴下する。
【００２５】
図４は、一般に冷媒ガスからミスト状の潤滑油１１を分離するのに有利とされる方法を模擬的に示すものである。
細径で断面積の小さい流路を、高速で通過する冷媒中に含まれる潤滑油のミストはその粒が小さいが、その流路の断面積を段階的に大きくすることで流速が低下し、潤滑油１１が結露しやすくなる。
【００２６】
従って、図４に示すように、圧縮機構部４から３段階に連通穴７ｂの径が拡大し、更に、断面積が大きくなる切欠き７ｆにガス冷媒が流通することにより、潤滑油１１のミスト粒子は徐々に大きくなり、分離しやすくなる。
【００２７】
図５、図６、図７（図５のＡ−Ａ断面図）は、図１から図４で説明したような切欠き７ｆの上部に、これを遮蔽する別部材の庇１４を設けることなく、上ベアリング７のフランジ部の下面の一部に、段付状の切欠き７ｇを形成した場合の一例を示す。
【００２８】
即ち、フランジ部の外周の上側は、密閉容器２のケース２内径に近接させ、フランジ部の下面側の一部に凹み状に切欠き７ｇを形成する。その結果、前述の庇１４を取り付けたときと同様、潤滑油のミストを含んだ冷媒が直接吐出パイプ２ｄに流出することなく、図７に示すように潤滑油１１が冷媒ガスから分離し、オイルレートの大幅な低減を図ることが出来る。
【００２９】
以上のように本発明の実施例を適用したロータリ圧縮機によれば、フタチャンバに設けた吐出パイプに流出し、これらの圧縮機を搭載したユニットの配管内部に付着し、断熱層となって熱交換性能を阻害するガス冷媒に含まれる潤滑油を低減できる。
【００３０】
即ち、上ベアリングのフランジ部に設けた切欠き部の上方向を、庇状に密閉容器内壁と密接に塞ぎ、前記の切欠き内に設けた連通穴から噴出するオイルミストを含む冷媒ガスの流れ方向を、庇状の遮蔽部分で変化させ、密閉容器２の内壁に衝突させることにより、ガス冷媒に含まれる重量の大きいミスト状の潤滑油を液化分離し、密閉容器内壁を伝って下部に滴下させ、極力ガス冷媒のみを密閉容器のフタチャンバに設けた吐出パイプに導くことで、熱交換性能を向上する。
従って、本発明の実施例を適用したロータリ圧縮機を用いることにより、これを搭載するユニットの高性能化を図ることができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、冷凍サイクルにおける下流側ユニットへの潤滑油の流出量を低く抑えるロータリ圧縮機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるロータリ圧縮機の構造の一例を示す側断面図。
【図２】図１の圧縮機構部の拡大図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明の流通するミスト冷媒の大きさの変化を示す模擬図。
【図５】本発明に係わる圧縮機構部の構造の他一例を示す拡大側断面図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】本発明の流通するミスト冷媒の大きさの変化を示す他一例の模擬図。
【図８】従来公知ロータリ圧縮機の構造の一例を示す。
【図９】図８の圧縮機構部の拡大図。
【図１０】図８のＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
１…ロータリ圧縮機、２…密閉容器、２ａ…ケース、２ｂ…フタチャンバ、２ｃ…ソコチャンバ、２ｄ…吐出パイプ、３…電動機、３ａ…回転子、３ｂ…固定子、４…圧縮機構部、５…シリンダ、６…ローラ、７…上ベアリング、７ａ…内径、７ｂ…連通穴、７ｃ…縦穴、７ｄ…横穴、７ｅ…スパイラル溝、７ｆ…切欠き、７ｇ…段付切欠き、８…下ベアリング、９…ベーン、１０…クランク軸、１０ａ…偏心部、１０ｂ…ジャーナル部、１０ｃ…給油穴、１１…潤滑油、１２…ローラ上下隙間、１３…圧縮室、１４…庇、１５…ボルト。

Claims (2)

1. 密閉容器の上部に電動機部、下部に圧縮機構部を配設し、その圧縮機構部の、クランク軸の偏心部外径とローラ内径間に供給した潤滑油に含まれる冷媒ガスを、圧縮機構部の外に放出するために、上ベアリングのベアリング内径の近傍から、そのフランジ部の外径に横方向に連通するガス抜き穴を設けたロータリ圧縮機において、密閉容器の内径に近接する上ベアリングのフランジ部に、密閉容器内径と適宜空隙を持った切欠き形状を形成し、この切欠き部にガス抜き穴を開口するとともに、切欠き部と密閉容器内径で形成する空間の上側を、庇状に塞いだことを特徴とするロータリ圧縮機。
2. 請求項１記載のロータリ圧縮機において、フランジ部の外径の一部を段付形状にし、段付形状の上側は接合するケース内径に近接させ、段付形状の下側は密閉容器内径と適宜空間を持った切欠き形状を備え、ガス抜き穴の出口を前記切欠き形状部に開口したロータリ圧縮機。

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