JP2004293380A - 横型ロータリコンプレッサ - Google Patents
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Abstract
【課題】外部へのオイル吐出量を減らすことができる横型ロータリコンプレッサを提供する。
【解決手段】第１の回転圧縮要素３２にて圧縮された冷媒を密閉容器１２内に吐出し、この密閉容器１２内の冷媒を第２の回転圧縮要素３４に吸い込んで圧縮すると共に、冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段としてのオイル分離機構１１０を第２の回転圧縮要素３４の吐出消音室６２を画成するためのカバー６６の上部に設ける。また、オイル分離機構１１０にて分離されたオイルを、密閉容器１２内における摺動部に供給する。
【選択図】 図１
【解決手段】第１の回転圧縮要素３２にて圧縮された冷媒を密閉容器１２内に吐出し、この密閉容器１２内の冷媒を第２の回転圧縮要素３４に吸い込んで圧縮すると共に、冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段としてのオイル分離機構１１０を第２の回転圧縮要素３４の吐出消音室６２を画成するためのカバー６６の上部に設ける。また、オイル分離機構１１０にて分離されたオイルを、密閉容器１２内における摺動部に供給する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とを収納して成る横型ロータリコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種ロータリコンプレッサ、例えば、第１及び第２の回転圧縮要素を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサでは、密閉容器内に駆動要素とこの駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とにより構成されている。
【０００３】
そして、第１の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。そして、この密閉容器内の中間圧の冷媒ガスは第２の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経てコンプレッサの外部に吐出される構成とされている。
【０００４】
また、密閉容器内の底部はオイル溜めとされ、回転軸の一端に取り付けられたオイルポンプ（給油手段）によりオイル溜めからオイルが吸い上げられて、回転圧縮機構部の摺動部等に供給されて潤滑とシールを行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５０７０４７号公報
【０００６】
ところで、このようなロータリコンプレッサを横型として用いた場合、第１の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒ガス中には第１の回転圧縮要素に供給されたオイルが溶け込んでおり、当該オイルはオイルポンプ側だけで無く、電動要素側の密閉容器底部にも溜まるようになる。そのため、回転軸の回転圧縮機構部側の端部に構成されるオイルポンプによるオイルの吸引が円滑に行えなくなる不都合を回避するために密閉容器内を電動要素側とオイルポンプ側に区画して差圧を構成するためのバッフル板を設けている。
【０００７】
そして、第１の回転圧縮要素で圧縮され、密閉容器内の電動要素側に吐出された冷媒は、当該バッフル板の外周縁と密閉容器の内周面との間に形成された隙間を通ってオイルポンプ側に流入することとなるが、係るバッフル板の存在により、密閉容器内にはバッフル板の電動要素側が高く、オイルポンプ側が低い差圧が構成される。この差圧によって密閉容器内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板のオイルポンプ側に移動し、バッフル板よりオイルポンプ側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイルポンプの開口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、オイルポンプによる回転圧縮機構部の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如く第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルは、密閉容器内に吐出され、当該密閉容器内の空間を移動する過程で冷媒ガスからある程度分離されるが、第２の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルは、冷媒ガスと共にそのままコンプレッサの外部に吐出されていた。
【０００９】
これにより、オイル溜めのオイルが不足し、また、冷媒回路内でも悪影響を及ぼすという問題が生じていた。
【００１０】
本発明は、係る技術的課題を解決するために成されたものであり、外部へのオイル吐出量を減らすことができる横型ロータリコンプレッサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の横型ロータリコンプレッサでは、回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を密閉容器内に設けたので、当該遠心分離手段により、冷媒中に混入したオイルを分離することができるようになる。
【００１２】
請求項２の発明では上記発明に加えて、回転圧縮機構部は第１及び第２の回転圧縮要素から成り、第１の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を第２の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、オイル分離手段を第２の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明では請求項２に発明に加えて、オイル分離手段にて分離されたオイルを、密閉容器内における摺動部に供給するので、中間圧の密閉容器内摺動部に圧力差を利用してオイル供給することができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の横型ロータリコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１０の縦断面図を示している。
【００１５】
図１において、１０は二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式の横型ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は鋼板からなる横型円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間に配置収納された駆動要素としての電動要素１４及びこの電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。
【００１６】
密閉容器１２は、底部をオイル溜とし、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（密閉蓋）１２Ｂで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの中心には電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１７】
電動要素１４は密閉容器１２の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り密閉容器１２の軸心方向（横方向）に延在する回転軸１６に固定されている。
【００１８】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している。そして、前記ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。
【００１９】
前記第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４の電動要素１４とは反対側、即ち、回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部には給油手段としてのオイルポンプ１０１が形成されている。このオイルポンプ１０１は、密閉容器１２内の底部に構成されたオイル溜めから潤滑用のオイルを吸い上げて回転圧縮機構部１８の摺動部に供給し、摩耗を防止するために設けられており、このオイルポンプ１０１からは密閉容器１２の底部に向かってオイル吸上パイプ１０２が降下し、オイル溜めにて開口している。
【００２０】
第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４は、それぞれ中間仕切板３６の両側（図１では左右）に配置されたシリンダ３８、４０と、１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられた偏心部４２、４４に嵌合され、シリンダ３８、４０内を偏心回転するローラ４６、４８と、これらローラ４６、４８にそれぞれ当接してシリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーン５０、５２と、シリンダ３８の電動要素１４側の開口面とシリンダ４０の電動要素１４とは反対側（オイルポンプ１０１側）の開口面をそれぞれ閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材５４、５６とから構成されている。
【００２１】
支持部材５４および支持部材５６には、図示しない吸込ポートにてシリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、一部を凹陥させ、この凹陥部をカバー６６、カバー６８にて閉塞することにより画成される吐出消音室６２、６４とが設けられている。また、支持部材５４及び支持部材５６の中央にはそれぞれ軸受け５４Ａ、５６Ａが形成されており、回転軸１６を支持している。
【００２２】
ここで、カバー６６は鋼板により構成されており、中心部に回転軸１６及び支持部材５４の軸受け５４Ａが貫通するための孔が形成された略ドーナッツ状を呈している。また、このカバー６６は密閉容器１２内が中間圧となるため、吐出消音室６２に吐出された高温高圧冷媒が密閉容器１２内に漏れ出る不都合を防ぐために肉厚に形成して、カバー６６の強度を上げている。特に、本実施例のように冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、前記密閉容器１２内と吐出消音室６２の圧力差はより大きくなるので、カバー６６にある程度の剛性（厚み）を持たせることで、高温高圧冷媒が密閉容器１２内に漏れ出る不都合回避している。
【００２３】
そして、肉厚に形成された当該カバー６６内の上部には第２の回転圧縮要素３４にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段としてのオイル分離機構１１０が設けられている。当該オイル分離機構１１０は回転軸１６の上部に位置するカバー６６内に形成されており、カバー６６内に縦長円筒状に形成され、上面が開口した空間部１１１と、空間部１１１と吐出消音室６２とを連通する連通孔１１２と、空間部１１１の下側に形成された細孔１１３にて構成されている。
【００２４】
そして、空間部１１１の上面の開口部から当該空間部１１１の内径と略同一の大きさで形成された冷媒吐出管９６を挿入し、接続箇所を溶接することでオイル分離機構１１０が形成される。前記冷媒吐出管９６は先端部９６Ａが所定の長さで他の部分より配管の厚みが薄く形成されており、先端部９６Ａは下方に向かって開口している。また、空間部１１１と冷媒吐出管９６の先端部９６Ａの間には隙間が形成されている。前記連通孔１１２は先端部９６Ａの上端と略対応する支持部材５４内に位置し、吐出消音室６２からの冷媒が冷媒吐出管９６の先端部９６Ａの外壁面に向かって吐出されるように形成されている。
【００２５】
また、空間部１１１の下側は、細孔１１３に向かって徐々に細くなる略円錐形状を呈している。このカバー６６に形成された細孔１１３の下側の軸受け５４Ａには、細孔１１３と略同一の径を有する孔１１４が形成されており、当該孔１１４の下面は回転軸１６の周面と連通している。即ち、空間部１１１は細孔１１３、軸受け５４Ａに形成された孔１１４を介して回転軸１６の周面と連通しており、オイル分離機構１１０にて分離されたオイルが、回転軸１６の周面等の密閉容器１２内における摺動部に供給される。
【００２６】
前記第１の回転圧縮要素３２の吐出消音室６４と密閉容器１２内とは連通路にて連通されており、この連通路は支持部材５６、支持部材５４、カバー６６、シリンダ３８、４０、中間仕切板３６を貫通する図示しない孔である。この場合、連通路の端部には中間吐出管１２１が形成されており、この中間吐出管１２１から密閉容器１２内の電動要素１４側に中間圧の冷媒が吐出される。
【００２７】
また、前記カバー６８の外周面には区画手段としてのバッフル板１００が取り付けられている。このバッフル板１００は密閉容器１２内を電動要素１４側とオイルポンプ１０１側とに区画して、密閉容器１２内に差圧を構成するために設けられており、当該バッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間には冷媒ガスの通過可能な隙間が形成されている。
【００２８】
そして、第１の回転圧縮要素３２で圧縮され、密閉容器１２内の電動要素１４側に吐出された中間圧の冷媒ガスは、バッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成された隙間を通ってオイルポンプ１０１側に流入することになるが、係るバッフル板１００の存在により、密閉容器１２内にはバッフル板１００の電動要素１４側の圧力は高く、オイルポンプ１０１側が低い差圧が構成されることになる。
【００２９】
このようなバッフル板１００の存在により、密閉容器１２内バッフル板１００の電動要素１４側の圧力が高く、バッフル板１００のオイルポンプ１０１側の圧力が低くなる。
【００３０】
このように、バッフル板１００を構成することにより、バッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成される隙間を密閉容器１２内に吐出された中間圧の冷媒ガスが通過することで、所望の差圧が構成されるようになる。
【００３１】
この差圧によって密閉容器１２内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板１００のオイルポンプ１０１側に移動し、バッフル板１００よりオイルポンプ１０１側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイル吸上パイプ１０２の開口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、オイルポンプ１０１による回転圧縮機構部１８の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。
【００３２】
尚、密閉容器１２内に封入される潤滑油としてのオイルとしては、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）等既存のオイルが使用される。そして、冷媒としては、地球環境にやさしく可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ２）を使用する。
【００３３】
密閉容器１２の側面には、支持部材５４の吸込通路５８と回転圧縮機構部１８の電動要素１４とは反対側の上方（オイルポンプ１０１の上方に略対応する位置）、支持部材５６の吸込通路６０及びカバー６６の上部に対応する位置には冷媒導入管９２、冷媒導入管９４及び冷媒吐出管９６を接続するための図示しないスリーブがそれぞれ形成されており、各スリーブ内に前記配管が挿入接続されている。
【００３４】
以上の構成で次にロータリコンプレッサ１０の動作を説明する。ターミナル２０及び図示しない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けられた偏心部４２、４４に嵌合されたローラ４６、４８がシリンダ３８、４０内で偏心回転する。
【００３５】
これにより、冷媒導入配管９４から吸込通路６０、図示しない吸込ポートを経て第１の回転圧縮要素３２のシリンダ４０の低圧室側に吸入された冷媒ガスは、ローラ４８とベーン５２の動作により圧縮され中間圧となり、シリンダ４０の高圧室側より図示しない吐出ポートを介して吐出消音室６４に吐出された後、連通路を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内の電動要素１４側に吐出される。これにより、密閉容器１２内は中間圧となる。
【００３６】
このとき、密閉容器１２内のバッフル板１００の電動要素１４側に吐出された冷媒ガス中には、第１の回転圧縮要素３２に供給されたオイルが混入しており、このオイルは分離されて密閉容器１２内の電動要素１４側の底部のオイル溜めに溜まる。そして、冷媒ガスはバッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成された隙間からバッフル板１００のオイルポンプ１０１側に流入する。
【００３７】
ここで、冷媒ガスがバッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成された隙間を通過すると云う作用により、バッフル板１００の電動要素１４側の圧力がオイルポンプ１０１側の圧力より高くなる。この差圧により、密閉容器１２内のオイルはオイルポンプ１０１側に流入しやすくなるので、バッフル板１００のオイルポンプ１０１側の油面が上昇する。これにより、オイルはオイル吸上パイプ１０２を介してオイルポンプ１０１により円滑に吸い上げられる。
【００３８】
更に、オイルポンプ側に流入した中間圧の冷媒ガスは密閉容器１２の側面のオイルポンプ１０１の上側に形成された図示しないスリーブに挿入されている冷媒導入管９２を通り、支持部材５４に形成された吸込通路５８、図示しない吸込ポートを経てシリンダ３８の低圧室側に吸入される。
【００３９】
そして、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り支持部材に形成された吐出消音室６２を経由して、オイル分離機構１１０の連通孔１１２から空間部１１１内に吐出される。このとき、冷媒ガス及び当該冷媒ガス中に混入したオイルは、連通孔１１２から空間部１１１内の冷媒吐出管９６の先端部９６Ａの外壁面に向かって吐出され、吐出された冷媒ガス及びオイルは、吐出時の勢いにより先端部９６Ａの外壁面及び空間部１１１の内周面の間に形成された隙間を螺旋状に周りながら空間部１１１内を下降して行く。
【００４０】
この過程で、冷媒ガス中に混入したオイルが冷媒ガスから遠心分離され空間部１１１の外壁面等に付着し、当該外壁面を伝わって、空間部１１１の下側に形成された細孔１１３に至る。このとき、オイル分離機構１１０内は高圧であり回転軸１６の周面は中間圧であるため、圧力差を利用して軸受け５４に形成された孔１１４を介して回転軸１６の周面に供給される。
【００４１】
一方、冷媒ガスは空間部１１１の下側に開口した冷媒吐出管９６から冷媒吐出管９６内に入り、コンプレッサ１０の外部に吐出される。
【００４２】
このように、第２の回転圧縮要素３４で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルをオイル分離機構１１０にて遠心分離することで、冷媒ガス中に混入したオイルを効果的に分離することができる。
【００４３】
これにより、コンプレッサ１０から吐出されるオイル吐出量を著しく低減することができるので、コンプレッサ１０内がオイル不足となる不都合や冷媒回路内に悪影響を及ぼす不都合も未然に回避することができるようになる。
【００４４】
また、分離されたオイルはオイルポンプ１０１から離れた位置にあり、通常オイル供給し難く、オイル不足となりがちな回転軸１６の周面に圧力差を利用して供給されるので、回転軸１６の周面の摺動部の潤滑及びベーン５６のシールなどを円滑に行うことができるようになる。
【００４５】
これらにより、コンプレッサ１０の性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４６】
更に、オイル分離機構１１０を肉厚に形成されたカバー６６に形成することで、コンプレッサ１０の全長が大きくなる不都合も回避でき、コンプレッサ１０の小型化を図ることができるようになる。
【００４７】
尚、本実施例では横型ロータリコンプレッサ１０を第１と第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた２段圧縮式の横型ロータリコンプレッサで説明したが、これに限らず、請求項１では単シリンダの横型ロータリコンプレッサや内部高圧型ロータリコンプレッサ又は回転圧縮要素を３段、４段或いはそれ以上の回転圧縮要素を備えた多段圧縮式ロータリコンプレッサに適応しても有効である。また、請求項２及び請求項３の発明では２段以上の回転圧縮要素を備えた内部中間圧の横型ロータリコンプレッサであれば構わない。
【００４８】
また、本実施例では冷媒として二酸化炭素を使用したが、冷媒はそれに限定されるものではなく、炭化水素系の冷媒や亜酸化窒素など、種々の冷媒が適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明の横型ロータリコンプレッサでは、回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を密閉容器内に設けたので、当該遠心分離手段により、冷媒中に混入したオイルを分離することができるようになる。
【００５０】
これにより、ロータリコンプレッサから吐出されるオイル吐出量を著しく低減することができるようになるので、ロータリコンプレッサ内がオイル不足となる不都合や冷媒回路内に悪影響を及ぼす不都合も未然に回避することができるようになる。
【００５１】
請求項２の発明では上記発明に加えて、回転圧縮機構部は第１及び第２の回転圧縮要素から成り、第１の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を第２の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、オイル分離手段を第２の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたので、上記効果に加えて、内部中間圧の多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて肉厚に形成された第２の回転圧縮要素のカバーにオイル分離手段を形成することにより、ロータリコンプレッサの全長が大きくなる不都合を回避することができるようになる。これにより、ロータリコンプレッサの小型化を図る。
【００５２】
請求項３の発明では請求項２に発明に加えて、オイル分離手段にて分離されたオイルを、密閉容器内における摺動部に供給するので、中間圧の密閉容器内摺動部に圧力差を利用してオイル供給することができるようになる。
【００５３】
これにより、摺動部の潤滑及びシール性が向上し、ロータリコンプレッサの性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の横型ロータリコンプレッサの縦断側面図である。
【符号の説明】
１０ 横型多段圧縮式ロータリコンプレッサ
１２ 密閉容器
１４ 電動要素
１６ 回転軸
１８ 回転圧縮機構部
３２ 第１の回転圧縮要素
３４ 第２の回転圧縮要素
３８、４０ シリンダ
４２、４４ 偏心部
４６、４８ ローラ
５４、５６ 支持部材
６３、６５ 蓋部材
１００ バッフル板
１０１ オイルポンプ
１０２ オイル吸上パイプ
１１０ オイル分離機構
１１１ 空間部
１１２ 連通孔
１１３ 細孔
１１４ 孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とを収納して成る横型ロータリコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種ロータリコンプレッサ、例えば、第１及び第２の回転圧縮要素を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサでは、密閉容器内に駆動要素とこの駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とにより構成されている。
【０００３】
そして、第１の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。そして、この密閉容器内の中間圧の冷媒ガスは第２の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経てコンプレッサの外部に吐出される構成とされている。
【０００４】
また、密閉容器内の底部はオイル溜めとされ、回転軸の一端に取り付けられたオイルポンプ（給油手段）によりオイル溜めからオイルが吸い上げられて、回転圧縮機構部の摺動部等に供給されて潤滑とシールを行っている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２５０７０４７号公報
【０００６】
ところで、このようなロータリコンプレッサを横型として用いた場合、第１の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒ガス中には第１の回転圧縮要素に供給されたオイルが溶け込んでおり、当該オイルはオイルポンプ側だけで無く、電動要素側の密閉容器底部にも溜まるようになる。そのため、回転軸の回転圧縮機構部側の端部に構成されるオイルポンプによるオイルの吸引が円滑に行えなくなる不都合を回避するために密閉容器内を電動要素側とオイルポンプ側に区画して差圧を構成するためのバッフル板を設けている。
【０００７】
そして、第１の回転圧縮要素で圧縮され、密閉容器内の電動要素側に吐出された冷媒は、当該バッフル板の外周縁と密閉容器の内周面との間に形成された隙間を通ってオイルポンプ側に流入することとなるが、係るバッフル板の存在により、密閉容器内にはバッフル板の電動要素側が高く、オイルポンプ側が低い差圧が構成される。この差圧によって密閉容器内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板のオイルポンプ側に移動し、バッフル板よりオイルポンプ側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイルポンプの開口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、オイルポンプによる回転圧縮機構部の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如く第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルは、密閉容器内に吐出され、当該密閉容器内の空間を移動する過程で冷媒ガスからある程度分離されるが、第２の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルは、冷媒ガスと共にそのままコンプレッサの外部に吐出されていた。
【０００９】
これにより、オイル溜めのオイルが不足し、また、冷媒回路内でも悪影響を及ぼすという問題が生じていた。
【００１０】
本発明は、係る技術的課題を解決するために成されたものであり、外部へのオイル吐出量を減らすことができる横型ロータリコンプレッサを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の横型ロータリコンプレッサでは、回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を密閉容器内に設けたので、当該遠心分離手段により、冷媒中に混入したオイルを分離することができるようになる。
【００１２】
請求項２の発明では上記発明に加えて、回転圧縮機構部は第１及び第２の回転圧縮要素から成り、第１の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を第２の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、オイル分離手段を第２の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明では請求項２に発明に加えて、オイル分離手段にて分離されたオイルを、密閉容器内における摺動部に供給するので、中間圧の密閉容器内摺動部に圧力差を利用してオイル供給することができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の横型ロータリコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１０の縦断面図を示している。
【００１５】
図１において、１０は二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式の横型ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は鋼板からなる横型円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間に配置収納された駆動要素としての電動要素１４及びこの電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。
【００１６】
密閉容器１２は、底部をオイル溜とし、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（密閉蓋）１２Ｂで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの中心には電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１７】
電動要素１４は密閉容器１２の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り密閉容器１２の軸心方向（横方向）に延在する回転軸１６に固定されている。
【００１８】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している。そして、前記ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。
【００１９】
前記第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４の電動要素１４とは反対側、即ち、回転軸１６の回転圧縮機構部１８側の端部には給油手段としてのオイルポンプ１０１が形成されている。このオイルポンプ１０１は、密閉容器１２内の底部に構成されたオイル溜めから潤滑用のオイルを吸い上げて回転圧縮機構部１８の摺動部に供給し、摩耗を防止するために設けられており、このオイルポンプ１０１からは密閉容器１２の底部に向かってオイル吸上パイプ１０２が降下し、オイル溜めにて開口している。
【００２０】
第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４は、それぞれ中間仕切板３６の両側（図１では左右）に配置されたシリンダ３８、４０と、１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられた偏心部４２、４４に嵌合され、シリンダ３８、４０内を偏心回転するローラ４６、４８と、これらローラ４６、４８にそれぞれ当接してシリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーン５０、５２と、シリンダ３８の電動要素１４側の開口面とシリンダ４０の電動要素１４とは反対側（オイルポンプ１０１側）の開口面をそれぞれ閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材５４、５６とから構成されている。
【００２１】
支持部材５４および支持部材５６には、図示しない吸込ポートにてシリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、一部を凹陥させ、この凹陥部をカバー６６、カバー６８にて閉塞することにより画成される吐出消音室６２、６４とが設けられている。また、支持部材５４及び支持部材５６の中央にはそれぞれ軸受け５４Ａ、５６Ａが形成されており、回転軸１６を支持している。
【００２２】
ここで、カバー６６は鋼板により構成されており、中心部に回転軸１６及び支持部材５４の軸受け５４Ａが貫通するための孔が形成された略ドーナッツ状を呈している。また、このカバー６６は密閉容器１２内が中間圧となるため、吐出消音室６２に吐出された高温高圧冷媒が密閉容器１２内に漏れ出る不都合を防ぐために肉厚に形成して、カバー６６の強度を上げている。特に、本実施例のように冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、前記密閉容器１２内と吐出消音室６２の圧力差はより大きくなるので、カバー６６にある程度の剛性（厚み）を持たせることで、高温高圧冷媒が密閉容器１２内に漏れ出る不都合回避している。
【００２３】
そして、肉厚に形成された当該カバー６６内の上部には第２の回転圧縮要素３４にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段としてのオイル分離機構１１０が設けられている。当該オイル分離機構１１０は回転軸１６の上部に位置するカバー６６内に形成されており、カバー６６内に縦長円筒状に形成され、上面が開口した空間部１１１と、空間部１１１と吐出消音室６２とを連通する連通孔１１２と、空間部１１１の下側に形成された細孔１１３にて構成されている。
【００２４】
そして、空間部１１１の上面の開口部から当該空間部１１１の内径と略同一の大きさで形成された冷媒吐出管９６を挿入し、接続箇所を溶接することでオイル分離機構１１０が形成される。前記冷媒吐出管９６は先端部９６Ａが所定の長さで他の部分より配管の厚みが薄く形成されており、先端部９６Ａは下方に向かって開口している。また、空間部１１１と冷媒吐出管９６の先端部９６Ａの間には隙間が形成されている。前記連通孔１１２は先端部９６Ａの上端と略対応する支持部材５４内に位置し、吐出消音室６２からの冷媒が冷媒吐出管９６の先端部９６Ａの外壁面に向かって吐出されるように形成されている。
【００２５】
また、空間部１１１の下側は、細孔１１３に向かって徐々に細くなる略円錐形状を呈している。このカバー６６に形成された細孔１１３の下側の軸受け５４Ａには、細孔１１３と略同一の径を有する孔１１４が形成されており、当該孔１１４の下面は回転軸１６の周面と連通している。即ち、空間部１１１は細孔１１３、軸受け５４Ａに形成された孔１１４を介して回転軸１６の周面と連通しており、オイル分離機構１１０にて分離されたオイルが、回転軸１６の周面等の密閉容器１２内における摺動部に供給される。
【００２６】
前記第１の回転圧縮要素３２の吐出消音室６４と密閉容器１２内とは連通路にて連通されており、この連通路は支持部材５６、支持部材５４、カバー６６、シリンダ３８、４０、中間仕切板３６を貫通する図示しない孔である。この場合、連通路の端部には中間吐出管１２１が形成されており、この中間吐出管１２１から密閉容器１２内の電動要素１４側に中間圧の冷媒が吐出される。
【００２７】
また、前記カバー６８の外周面には区画手段としてのバッフル板１００が取り付けられている。このバッフル板１００は密閉容器１２内を電動要素１４側とオイルポンプ１０１側とに区画して、密閉容器１２内に差圧を構成するために設けられており、当該バッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間には冷媒ガスの通過可能な隙間が形成されている。
【００２８】
そして、第１の回転圧縮要素３２で圧縮され、密閉容器１２内の電動要素１４側に吐出された中間圧の冷媒ガスは、バッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成された隙間を通ってオイルポンプ１０１側に流入することになるが、係るバッフル板１００の存在により、密閉容器１２内にはバッフル板１００の電動要素１４側の圧力は高く、オイルポンプ１０１側が低い差圧が構成されることになる。
【００２９】
このようなバッフル板１００の存在により、密閉容器１２内バッフル板１００の電動要素１４側の圧力が高く、バッフル板１００のオイルポンプ１０１側の圧力が低くなる。
【００３０】
このように、バッフル板１００を構成することにより、バッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成される隙間を密閉容器１２内に吐出された中間圧の冷媒ガスが通過することで、所望の差圧が構成されるようになる。
【００３１】
この差圧によって密閉容器１２内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板１００のオイルポンプ１０１側に移動し、バッフル板１００よりオイルポンプ１０１側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイル吸上パイプ１０２の開口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、オイルポンプ１０１による回転圧縮機構部１８の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。
【００３２】
尚、密閉容器１２内に封入される潤滑油としてのオイルとしては、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）等既存のオイルが使用される。そして、冷媒としては、地球環境にやさしく可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ２）を使用する。
【００３３】
密閉容器１２の側面には、支持部材５４の吸込通路５８と回転圧縮機構部１８の電動要素１４とは反対側の上方（オイルポンプ１０１の上方に略対応する位置）、支持部材５６の吸込通路６０及びカバー６６の上部に対応する位置には冷媒導入管９２、冷媒導入管９４及び冷媒吐出管９６を接続するための図示しないスリーブがそれぞれ形成されており、各スリーブ内に前記配管が挿入接続されている。
【００３４】
以上の構成で次にロータリコンプレッサ１０の動作を説明する。ターミナル２０及び図示しない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けられた偏心部４２、４４に嵌合されたローラ４６、４８がシリンダ３８、４０内で偏心回転する。
【００３５】
これにより、冷媒導入配管９４から吸込通路６０、図示しない吸込ポートを経て第１の回転圧縮要素３２のシリンダ４０の低圧室側に吸入された冷媒ガスは、ローラ４８とベーン５２の動作により圧縮され中間圧となり、シリンダ４０の高圧室側より図示しない吐出ポートを介して吐出消音室６４に吐出された後、連通路を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内の電動要素１４側に吐出される。これにより、密閉容器１２内は中間圧となる。
【００３６】
このとき、密閉容器１２内のバッフル板１００の電動要素１４側に吐出された冷媒ガス中には、第１の回転圧縮要素３２に供給されたオイルが混入しており、このオイルは分離されて密閉容器１２内の電動要素１４側の底部のオイル溜めに溜まる。そして、冷媒ガスはバッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成された隙間からバッフル板１００のオイルポンプ１０１側に流入する。
【００３７】
ここで、冷媒ガスがバッフル板１００の外周縁と密閉容器１２の内周面との間に形成された隙間を通過すると云う作用により、バッフル板１００の電動要素１４側の圧力がオイルポンプ１０１側の圧力より高くなる。この差圧により、密閉容器１２内のオイルはオイルポンプ１０１側に流入しやすくなるので、バッフル板１００のオイルポンプ１０１側の油面が上昇する。これにより、オイルはオイル吸上パイプ１０２を介してオイルポンプ１０１により円滑に吸い上げられる。
【００３８】
更に、オイルポンプ側に流入した中間圧の冷媒ガスは密閉容器１２の側面のオイルポンプ１０１の上側に形成された図示しないスリーブに挿入されている冷媒導入管９２を通り、支持部材５４に形成された吸込通路５８、図示しない吸込ポートを経てシリンダ３８の低圧室側に吸入される。
【００３９】
そして、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り支持部材に形成された吐出消音室６２を経由して、オイル分離機構１１０の連通孔１１２から空間部１１１内に吐出される。このとき、冷媒ガス及び当該冷媒ガス中に混入したオイルは、連通孔１１２から空間部１１１内の冷媒吐出管９６の先端部９６Ａの外壁面に向かって吐出され、吐出された冷媒ガス及びオイルは、吐出時の勢いにより先端部９６Ａの外壁面及び空間部１１１の内周面の間に形成された隙間を螺旋状に周りながら空間部１１１内を下降して行く。
【００４０】
この過程で、冷媒ガス中に混入したオイルが冷媒ガスから遠心分離され空間部１１１の外壁面等に付着し、当該外壁面を伝わって、空間部１１１の下側に形成された細孔１１３に至る。このとき、オイル分離機構１１０内は高圧であり回転軸１６の周面は中間圧であるため、圧力差を利用して軸受け５４に形成された孔１１４を介して回転軸１６の周面に供給される。
【００４１】
一方、冷媒ガスは空間部１１１の下側に開口した冷媒吐出管９６から冷媒吐出管９６内に入り、コンプレッサ１０の外部に吐出される。
【００４２】
このように、第２の回転圧縮要素３４で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルをオイル分離機構１１０にて遠心分離することで、冷媒ガス中に混入したオイルを効果的に分離することができる。
【００４３】
これにより、コンプレッサ１０から吐出されるオイル吐出量を著しく低減することができるので、コンプレッサ１０内がオイル不足となる不都合や冷媒回路内に悪影響を及ぼす不都合も未然に回避することができるようになる。
【００４４】
また、分離されたオイルはオイルポンプ１０１から離れた位置にあり、通常オイル供給し難く、オイル不足となりがちな回転軸１６の周面に圧力差を利用して供給されるので、回転軸１６の周面の摺動部の潤滑及びベーン５６のシールなどを円滑に行うことができるようになる。
【００４５】
これらにより、コンプレッサ１０の性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４６】
更に、オイル分離機構１１０を肉厚に形成されたカバー６６に形成することで、コンプレッサ１０の全長が大きくなる不都合も回避でき、コンプレッサ１０の小型化を図ることができるようになる。
【００４７】
尚、本実施例では横型ロータリコンプレッサ１０を第１と第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた２段圧縮式の横型ロータリコンプレッサで説明したが、これに限らず、請求項１では単シリンダの横型ロータリコンプレッサや内部高圧型ロータリコンプレッサ又は回転圧縮要素を３段、４段或いはそれ以上の回転圧縮要素を備えた多段圧縮式ロータリコンプレッサに適応しても有効である。また、請求項２及び請求項３の発明では２段以上の回転圧縮要素を備えた内部中間圧の横型ロータリコンプレッサであれば構わない。
【００４８】
また、本実施例では冷媒として二酸化炭素を使用したが、冷媒はそれに限定されるものではなく、炭化水素系の冷媒や亜酸化窒素など、種々の冷媒が適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明の横型ロータリコンプレッサでは、回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を密閉容器内に設けたので、当該遠心分離手段により、冷媒中に混入したオイルを分離することができるようになる。
【００５０】
これにより、ロータリコンプレッサから吐出されるオイル吐出量を著しく低減することができるようになるので、ロータリコンプレッサ内がオイル不足となる不都合や冷媒回路内に悪影響を及ぼす不都合も未然に回避することができるようになる。
【００５１】
請求項２の発明では上記発明に加えて、回転圧縮機構部は第１及び第２の回転圧縮要素から成り、第１の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を第２の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、オイル分離手段を第２の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたので、上記効果に加えて、内部中間圧の多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて肉厚に形成された第２の回転圧縮要素のカバーにオイル分離手段を形成することにより、ロータリコンプレッサの全長が大きくなる不都合を回避することができるようになる。これにより、ロータリコンプレッサの小型化を図る。
【００５２】
請求項３の発明では請求項２に発明に加えて、オイル分離手段にて分離されたオイルを、密閉容器内における摺動部に供給するので、中間圧の密閉容器内摺動部に圧力差を利用してオイル供給することができるようになる。
【００５３】
これにより、摺動部の潤滑及びシール性が向上し、ロータリコンプレッサの性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の横型ロータリコンプレッサの縦断側面図である。
【符号の説明】
１０ 横型多段圧縮式ロータリコンプレッサ
１２ 密閉容器
１４ 電動要素
１６ 回転軸
１８ 回転圧縮機構部
３２ 第１の回転圧縮要素
３４ 第２の回転圧縮要素
３８、４０ シリンダ
４２、４４ 偏心部
４６、４８ ローラ
５４、５６ 支持部材
６３、６５ 蓋部材
１００ バッフル板
１０１ オイルポンプ
１０２ オイル吸上パイプ
１１０ オイル分離機構
１１１ 空間部
１１２ 連通孔
１１３ 細孔
１１４ 孔
Claims (3)
- 密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とを収納して成る横型ロータリコンプレッサにおいて、
前記回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を前記密閉容器内に設けたことを特徴とする横型ロータリコンプレッサ。 - 前記回転圧縮機構部は第１及び第２の回転圧縮要素から成り、前記第１の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を前記密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を前記第２の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、前記オイル分離手段を第２の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたことを特徴とする請求項１の横型ロータリコンプレッサ。
- 前記オイル分離手段にて分離されたオイルを、前記密閉容器内における摺動部に供給することを特徴とする請求項２の横型ロータリコンプレッサ。
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| CN103089628A (zh) * | 2011-11-07 | 2013-05-08 | 三洋电机株式会社 | 旋转压缩机 |
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-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003085257A patent/JP2004293380A/ja active Pending
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