JP2005273523A - 横形回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】運転中に密閉容器内の底部におけるオイル溜めの油面レベルが低下しても、オイルポンプによるオイルの汲み上げが確実に行えるようにした横形回転圧縮機を提供する。
【解決手段】横置きの密閉容器１内に電動要素５と、この電動要素５により回転軸７を介して駆動される回転圧縮要素６とを配設し、密閉容器１内にバッフル板２０を設けて電動要素５側と回転圧縮要素６側とに差圧を生じさせる。回転圧縮要素６の低段側回転圧縮要素８で圧縮した中間圧の冷媒ガスを密閉容器１内に吐出する。密閉容器１内の底部にオイル溜め１８中に位置させてオイル容器１６を固定し、一端が前記低段側回転圧縮要素８側に取り付けられているサブフレーム１１の消音室１１ｂの底部に開口し、他端が前記オイル容器１６内に開口する傾斜通路１７を設けることによりオイル分離手段１５を形成する。又、サブフレーム１１の消音室１１ｂ内にオイル分離材１５ａを設けることが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、横形回転圧縮機に係わるもので、特に運転中に密閉容器内の底部におけるオイル溜めの油面レベルが低下しても、オイルポンプによるオイルの汲み上げが確実に行えるようにした横形回転圧縮機に関する。

従来、密閉容器を横置きし、内部に電動要素とこの電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とを配設した横形回転圧縮機が知られている（例えば、特許文献１）。この種の横形回転圧縮機においては、密閉容器の底部にオイル溜めが形成され、オイルポンプにより吸い上げ管を介してオイル溜めからオイルを汲み上げ、回転圧縮要素の摺動部分や回転軸の軸受け部分等に供給することで摩耗から保護し、又回転圧縮要素における圧縮部のオイルシール性を向上させることで圧縮性能を高めている。
特開平７−２２９４９５号公報

上記のような横形回転圧縮機においては通常、密閉容器内にバッフル板を設けて電動要素側と回転圧縮要素側とを仕切って差圧が生じるようにしてある。そして、回転圧縮要素における低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、この密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスを、上記の差圧によりバッフル板上部の隙間を介して電動要素側から回転圧縮要素側に移動させ、密閉容器の回転圧縮要素側に設けてある導出口から密閉容器外に取り出す。次いで、密閉容器外に取り出した中間圧の冷媒ガスは、高段側圧縮要素に導入して高圧に圧縮した後、密閉容器外に取り出してエアコン等の冷凍サイクルに供給する。冷凍サイクルを回って低圧になった冷媒ガスは、上記低段側回転圧縮要素に戻される。

前記密閉容器内の底部におけるオイル溜めのオイルは、上記の差圧によりバッフル板下部の隙間を介して電動要素側から回転圧縮要素側に移動させ、回転圧縮要素側の油面レベルを電動要素側の油面レベルより高くなるようにしてある。これにより、前記オイルポンプは吸い上げ管を介してオイル溜めからオイルを確実に汲み上げることができる。

運転中に、前記オイルポンプにより吸い上げ管を介してオイル溜めからオイルを汲み上げ、回転圧縮要素の摺動部分や回転軸の軸受け部分等に供給して潤滑するが、オイル溜めのオイルの油面が低下すると、オイルポンプによるオイルの汲み上げが不充分になり、又は不可能になる。オイル溜めのオイルの油面が低下してオイルポンプによるオイルの汲み上げに支障が生じた時に、前記低段側回転圧縮要素においては、その圧縮部よりも密閉容器内の圧力（中間圧冷媒ガスの圧力）の方が高いために僅かな隙間（クリアランス）からオイルが侵入して給油されるが、高段側回転圧縮要素においては、その圧縮部の方が密閉容器内の圧力（中間圧冷媒ガスの圧力）よりも高いために僅かな隙間（クリアランス）からオイルが侵入せず、このため給油されない。高段側回転圧縮要素で給油不足が生じると、その摺動部分を摩耗から保護できなくなり、又圧縮部のオイルシール性が不良となって、圧縮性能の低下を招くことになる。

本発明は、このような従来の横形回転圧縮機における問題を解決するためになされたもので、運転中に密閉容器内の底部におけるオイル溜めの油面レベルが低下しても、オイルポンプによるオイルの汲み上げが確実に行えるようにした横形回転圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項１は、横置きの密閉容器内に電動要素と、この電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とが配設され、回転圧縮要素における低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを前記密閉容器内に吐出し、運転中に密閉容器内の底部におけるオイル溜めからオイルポンプによりオイルを汲み上げ、前記回転圧縮要素の摺動部分及び前記回転軸の軸受け部に供給して潤滑する横形回転圧縮機であって、前記密閉容器内にオイル分離手段を設け、前記低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを密閉容器内に吐出する前の段階で、その中間圧の冷媒ガス中に混入しているオイルを分離して前記オイル溜めに戻すようにしたことを特徴とする。

本発明の請求項２は、横置きの密閉容器内に電動要素と、この電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とが配設され、回転圧縮要素における低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを前記密閉容器内に吐出し、運転中に密閉容器内の底部におけるオイル溜めからオイルポンプによりオイルを汲み上げ、前記回転圧縮要素の摺動部分及び前記回転軸の軸受け部に供給して潤滑する横形回転圧縮機であって、前記密閉容器内の底部に前記オイル溜め中に位置させてオイル容器を固定し、一端が前記低段側回転圧縮要素側に取り付けられているサブフレームの消音室の底部に開口し、他端が前記オイル容器内に開口する傾斜通路を設けたことを特徴とすることを特徴とする。

本発明の請求項３は、請求項２に記載の横形回転圧縮機において、前記オイルポンプに取り付けられている吸い上げ管の下端部が、前記オイル容器内に挿入されていることを特徴とする。

本発明の請求項４は、請求項２又は請求項３に記載の横形回転圧縮機において、前記サブフレームの消音室内にオイル分離材が収納されていることを特徴とする。

上記請求項１の発明によれば、前記密閉容器内にオイル分離手段を設け、低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを密閉容器内に吐出する前の段階で、その中間圧の冷媒ガス中に混入しているオイルを分離するため、中間圧の冷媒ガス中に混入しているオイルが密閉容器内に吐出するのを抑えることができる。これにより、高段側回転圧縮要素で高圧に圧縮された冷媒ガスと共に密閉容器外に吐出するオイル量を抑えることができる。又、分離したオイルは密閉容器内のオイル溜めに戻すようにしたので、オイル溜めの油面レベルの低下を抑えることができる。これにより、オイルポンプによるオイルの汲み上げに支障が生じることがなく、回転圧縮要素における高段側回転圧縮要素の摺動部分にも充分なオイル供給が行われて摩耗から保護し、又圧縮部のオイルシール性を向上させて圧縮性能を高めることができる。

上記請求項２の発明によれば、前記密閉容器内の底部に前記オイル溜め中に位置させてオイル容器を固定し、一端が前記低段側回転圧縮要素側に取り付けられているサブフレームの消音室の底部に開口し、他端が前記オイル容器内に開口する傾斜通路を設けたので、消音室内で分離したオイルを傾斜通路により流下させてオイル容器に溜めることができる。これにより、密閉容器内のオイル溜めの油面レベルが低下しても、オイル容器内の油面レベルを高く保持することができる。

上記請求項３の発明によれば、前記オイルポンプに取り付けられている吸い上げ管の下端部が前記オイル容器内に挿入されているので、オイルポンプによるオイルの汲み上げを確実に行うことができる。

上記請求項４の発明によれば、前記サブフレームの消音室内にオイル分離材が収納されているので、消音室に吐出された中間圧の冷媒ガス中に混入しているオイルを効率良く分離することができる。これにより、前記オイル容器に送り込むオイル量を増大させることができる。

次に、本発明に係る横形回転圧縮機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る横形回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。図２は、図１の横形回転圧縮機におけるオイル汲み上げ部分を示す概略縦断側面図である。

図１において、１は金属製の密閉容器であり、円筒状に形成された横置きの容器２と、この容器２の開口端部にそれぞれ溶接されたエンドキャップ３、４とから構成されている。この密閉容器１内に電動要素５と、この電動要素５により駆動される回転圧縮要素６とが左右に位置して配設されている。

上記電動要素５は密閉容器１の内面に固定されている円環状のステータ５ａと、このステータ５ａ内を回転するロータ５ｂとから構成され、ロータ５ｂは回転軸７の左方端部に軸着されている。図示は省略したが、前記エンドキャップ３にはターミナルが取り付けられ、このターミナルの接続端子は内部リード線を介してステータ５ａに接続されると共に、外部リード線を介して外部電源に接続される。そして、ターミナルを介してステータ５ａに給電するとロータ５ｂが回転し、このロータ５ｂの回転に伴って回転軸７が回転する。

前記回転圧縮要素６は、低段側回転圧縮要素８と高段側回転圧縮要素９とを備え、これらは仕切板１０によって仕切られて並設されている。低段側回転圧縮要素８は、シリンダ８ａの内部に圧縮室８ｂが設けられ、前記回転軸７に形成されている低段側偏心部７ａに嵌合しているローラ８ｃが圧縮室８ｂ内を偏心回転する。又低段側回転圧縮要素８には、図示は省略したがベーンがバネにより付勢されてローラ８ｃの外周面に圧接し、圧縮室８ｂ内を低圧室と高圧室とに区画している。これと同様に、高段側回転圧縮要素９は、シリンダ９ａの内部に圧縮室９ｂが設けられ、前記回転軸７に形成されている高段側偏心部７ｂに嵌合しているローラ９ｃが圧縮室９ｂ内を偏心回転する。又高段側回転圧縮要素９には、図示は省略したがベーンがバネにより付勢されてローラ９ｃの外周面に圧接し、圧縮室９ｂ内を低圧室と高圧室とに区画している。尚、前記回転軸７における低段側偏心部７ａと、高段側偏心部７ｂとは１８０°位相をずらして形成されている。

上記低段側回転圧縮要素８にはサブフレーム１１が取り付けられ、このサブフレーム１１の右側にカバー板１２が取り付けられている。サブフレーム１１は中央に軸受け部１１ａが設けられて前記回転軸７の右方端部を軸支しており、この軸受け部１１ａの外周には消音室１１ｂが凹部状に設けられ、この消音室１１ｂの開口面は上記カバー板１２により閉塞されている。又、カバー板１２の中央には孔が開けられ、回転軸７に係合するオイルポンプ１３が装着されており、このオイルポンプ１３には吸い上げ管１４が取り付けられている。

本実施形態では、前記低段側回転圧縮要素８に関連させてオイル分離手段１５を設ける。このオイル分離手段１５は、例えばカバー板１２の下部に固定したオイル容器１６と、一端が前記サブフレーム１１の消音室１１ｂの底部に開口し、他端がオイル容器１５内に開口する傾斜通路１７とから構成する。オイル容器１６は、密閉容器１内の底部に設けられているオイル溜め１８中に位置しており、前記吸い上げ管１４の下端部がオイル容器１６内に挿入されている。尚、傾斜通路１７は、消音室１１ｂの底部からオイル容器１６に向かって下向きに傾斜する連通孔を、サブフレーム１１及びカバー板１２に穿孔することで形成することができる。

又、サブフレーム１１の消音室１１ｂ内にオイル分離材１５ａを設け、冷媒ガス中に混入しているオイルを消音室１１ｂ内で効率良く分離することが可能である。このオイル分離材１５ａとしては、例えば多数の小孔を設けたパンチングメタル、網状又はフィルタ状に形成したガラス繊維等を用いることができ、いずれにしても冷媒ガスの流通を妨げないで冷媒ガス中のオイルを分離できるものであれば良い。

前記高段側回転圧縮要素９にはメインフレーム１９が取り付けられ、このメインフレーム１９は中央に軸受け部１９ａが設けられて前記回転軸７のほぼ中央部を軸支しており、この軸受け部１９ａの基部外周には消音室１９ｂが凹部状に設けられ、この消音室１９ｂはメインフレーム１９に取り付けたバッフル板２０の空間部２０ａに連通している。

バッフル板２０は、中央部を略カップ状に立ち上げて形成し、その先端に孔を設けて前記メインフレーム１９の軸受け部１９ａが貫通し、この軸受け部１９ａの外周に前記空間部２０ａが形成されるようにしてある。又、バッフル板２０の外周部に立上部２０ｂを円周方向に沿って設け、この立上部２０ｂの上部と下部とにそれぞれ隙間が生じるようにしてある。このバッフル板２０によって密閉容器１内を電動要素５側と回転圧縮要素６とに仕切って、電動要素５側と回転圧縮要素６側とに差圧が生じるようにしてある。

前記密閉容器１には冷媒ガスの低段側導入口２１が設けられ、この低段側導入口２１は前記サブフレーム１１に形成されている吸入ポート１１ｃ及びシリンダ８ａに形成されている通路８ｄを介して圧縮室８ｂの低圧室の入口に接続している。又、圧縮室８ｂの高圧室の出口はサブフレーム１１に形成されている通路（図略）を介して消音室１１ｂに接続している。更に、消音室１１ｂには中間吐出管（図略）の一端が開口しており、この中間吐出管は前記低段側回転圧縮要素８のシリンダ８ａ、仕切板１０、高段側回転圧縮要素９のシリンダ９ａ、メインフレーム１９、バッフル板２０を貫通して取り付けられ、他端が密閉容器１内に開口している。これにより、低段側導入口２１から導入される冷媒ガスは、低段側回転圧縮要素８で中間圧に圧縮された後に、中間吐出管を通って密閉容器１内に吐出される。

密閉容器１における回転圧縮要素６側の端部に中間圧冷媒ガス吐出口２２が設けられ、この中間圧冷媒ガス吐出口２２は密閉容器１に設けられている高段側導入口（図略）に接続管（図略）を介して連結されている。これにより、中間圧冷媒ガス吐出口２２から密閉容器１外に吐出した中間圧の冷媒ガスは、接続管によって高段側導入口に導入することができる。

この高段側導入口は、前記メインフレーム１９に形成されている吸入ポート（図略）及びシリンダ９ａに形成されている通路（図略）を介して圧縮室９ｂの低圧室の入口に接続している。又、圧縮室９ｂの高圧室の出口はメインフレーム１９に形成されている通路（図略）を介して消音室１９ｂに接続している。更に、消音室１９ｂはメインフレーム１９に形成されている吐出ポート１９ｃに連通しており、この吐出ポート１９ｃは密閉容器１に設けられている高圧冷媒ガス吐出口（図略）に接続している。これにより、高段側導入口に導入される中間圧の冷媒ガスは、高段側回転圧縮要素９で高圧に圧縮された後に、高圧冷媒ガス吐出口から密閉容器１外に吐出される。

このように構成された横形回転圧縮機の作用について説明する。前記ターミナル（図略）を介して電動要素５のステータ５ａに給電すると、ロータ５ｂが回転して運転が開始される。前記低段側導入口２１から導入される冷媒ガスは、サブフレーム１１に形成されている吸入ポート１１ｃに吸入されると共に、シリンダ８ａに形成されている通路８ｄを通って低段側回転圧縮要素８における圧縮室８ｂの低圧室に吸入され、前記ローラ８ｃの偏心回転によって中間圧に圧縮される。

中間圧に圧縮された冷媒ガスは、低段側回転圧縮要素８の高圧室から前記サブフレーム１１に形成されている通路（図略）を通って消音室１１ｂに吐出され、この消音室１１ｂから中間吐出管（図略）を通って密閉容器１内に吐出される。密閉容器１内に吐出された中間圧の冷媒ガスは、前記バッフル板２０により生じる差圧により、バッフル板２０上部の隙間及び回転圧縮要素６上部の隙間を通ってエンドキャップ４側の空間部に移動し、前記中間圧冷媒ガス吐出口２２から密閉容器１外に吐出する。そして、密閉容器１外に吐出した中間圧の冷媒ガスは、前記接続管（図略）を通って高段側導入口（図略）に導入される。

高段側導入口に導入された中間圧の冷媒ガスは、前記メインフレーム１９に形成されている吸入ポート（図略）に吸入されると共に、シリンダ９ａに形成されている通路（図略）を通って高段側回転圧縮要素９における圧縮室９ｂの低圧室に吸入され、前記ローラ９ｃの偏心回転によって高圧に圧縮される。

高圧に圧縮された冷媒ガスは、高段側回転圧縮要素９の高圧室から前記メインフレーム１９に形成されている通路（図略）を通って消音室１９ｂに吐出され、この消音室１９ｂから吐出ポート１９ｃを経て高圧冷媒ガス吐出口（図略）から密閉容器１外に吐出する。密閉容器１外に吐出した高圧の冷媒ガスは、高圧冷媒ガス吐出口に接続している冷媒ガス供給管（図略）を介してエアコン等の冷凍サイクルに供給される。そして、冷凍サイクルを回った後に、低圧となった冷媒ガスは冷媒ガス戻し管（図略）を介して前記低段側導入口２１から圧縮機に戻される。

圧縮機の運転中において、前記オイルポンプ１３は吸い上げ管１４を介してオイル容器１６内のオイルを汲み上げ、回転軸７の端部に供給する。回転軸７の端部に供給されたオイルは、回転軸７の内部に形成されている通孔７ｃに沿って遠心力により移動し、一部のオイルは回転軸７の適所に形成されている複数の小孔７ｄから外周面に沁み出し、前記サブフレーム１１の軸受け部１１ａ、メインフレーム１９の軸受け部１９ａ、低段側回転圧縮要素８におけるローラ８ｃの摺動部分、高段側回転圧縮要素９におけるローラ９ｃの摺動部分等を潤滑する。回転軸７の外周面に沁み出したオイルは、遠心力により徐々に左方に移動して前記メインフレーム１９の軸受け部１９ａの先端から排出され、落下してオイル溜め１８に戻る。

密閉容器１内における底部のオイル溜め１８は、前記バッフル板２０により生じる差圧により、バッフル板２０下部の隙間を通って電動要素５側から回転圧縮要素６側に移動するため、回転圧縮要素６側の油面レベルの方が電動要素側５の油面レベルよりも高くなる。

前記低段側圧縮要素８においては、前記のように圧縮部の圧力に比して密閉容器１内の圧力（中間圧冷媒ガスの圧力）の方が高いために、僅かな隙間（クリアランス）から圧縮室８ｂ内にオイルが侵入する。このため、低段側圧縮要素８の圧縮室８ｂで圧縮される冷媒ガス中にオイルが混入し、このオイルが混入した冷媒ガスは中間圧に圧縮されて前記サブフレーム１１の消音室１１ｂに吐出される。

本実施形態では、前記のように低段側回転圧縮要素８に関連させて、オイル容器１６と傾斜通路１７とからなるオイル分離手段１５を設けてあるため、低段側回転圧縮要素８で圧縮された後に、サブフレーム１１の消音室１１ｂに吐出される中間圧の冷媒ガスに混入しているオイルを分離することができる。そして、分離したオイルは消音室１１ｂの底部に溜まると共に、傾斜通路１７を流下してオイル容器１６内に収容される。

上記サブフレーム１１の消音室１１ｂで分離されない一部のオイルは、中間圧の冷媒ガス中に混入したまま前記中間吐出管を通って密閉容器１内に吐出される。そして、密閉容器１内に吐出された中間圧の冷媒ガスは、前記中間圧冷媒ガス吐出口２２から密閉容器１外に吐出すると共に、接続管を通って高段側導入口に導入され、高段側回転圧縮要素９で高圧に圧縮された後、高圧冷媒ガス吐出口から密閉容器１外に吐出する。このため、密閉容器１内のオイル溜め１８のオイル量は徐々に減少する。

前記のようにバッフル板２０により生じる差圧により、電動要素５側のオイルを回転圧縮要素６側に移動してオイル溜め１８の油面レベルを高くしているが、その作用にも拘わらず回転圧縮要素６側の油面レベルが低下して前記オイル容器１６の上端面より低くなる場合がある。このような事態に陥った時にも、前記オイル分離手段１５により中間圧の冷媒ガス中からオイルを分離してオイル容器１６に収容するため、オイル容器１６内における油面レベルを高く保持することができる。このため、オイルポンプ１３によるオイルの汲み上げが充分に且つ確実に行える。これにより、前記回転圧縮要素６の摺動部分や回転軸７の軸受け部分等に必要量のオイルを供給することで摩耗から保護し、特に高段側回転圧縮要素９側にも充分給油することができる。又、回転圧縮要素６における圧縮部のオイルシール性を向上させることで圧縮性能を高めることができる。

本発明は、内部中間圧式の横形回転圧縮機に適用することができ、これに限定されずに内部高圧式の横形回転圧縮機等にも適用することが可能である。又、本発明に係る横形回転圧縮機は、エアコンに限らず冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等に組み込んで使用することができる。

本発明に係る横形回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。 図１の横形回転圧縮機におけるオイル汲み上げ部分を示す概略縦断側面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 容器
３、４ エンドキャップ
５ 電動要素
６ 回転圧縮要素
７ 回転軸
８ 低段側回転圧縮要素
９ 高段側回転圧縮要素
１０ 仕切板
１１ サブフレーム
１２ カバー板
１３ オイルポンプ
１４ 吸い上げ管
１５ オイル分離手段
１５ａ オイル分離材
１６ オイル容器
１７ 傾斜通路
１８ オイル溜め
１９ メインフレーム
２０ バッフル板

Claims (4)

1. 横置きの密閉容器内に電動要素と、この電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とが配設され、回転圧縮要素における低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを前記密閉容器内に吐出し、運転中に密閉容器内の底部におけるオイル溜めからオイルポンプによりオイルを汲み上げ、前記回転圧縮要素の摺動部分及び前記回転軸の軸受け部に供給して潤滑する横形回転圧縮機であって、前記密閉容器内にオイル分離手段を設け、前記低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを密閉容器内に吐出する前の段階で、その中間圧の冷媒ガス中に混入しているオイルを分離して前記オイル溜めに戻すようにしたことを特徴とする横形回転圧縮機。
2. 横置きの密閉容器内に電動要素と、この電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とが配設され、回転圧縮要素における低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを前記密閉容器内に吐出し、運転中に密閉容器内の底部におけるオイル溜めからオイルポンプによりオイルを汲み上げ、前記回転圧縮要素の摺動部分及び前記回転軸の軸受け部に供給して潤滑する横形回転圧縮機であって、前記密閉容器内の底部に前記オイル溜め中に位置させてオイル容器を固定し、一端が前記低段側回転圧縮要素側に取り付けられているサブフレームの消音室の底部に開口し、他端が前記オイル容器内に開口する傾斜通路を設けたことを特徴とする横形回転圧縮機。
3. 前記オイルポンプに取り付けられている吸い上げ管の下端部が、前記オイル容器内に挿入されていることを特徴とする請求項２に記載の横形回転圧縮機。
4. 前記サブフレームの消音室内にオイル分離材が収納されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の横形回転圧縮機。

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