JP2005299635A - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機の信頼性の向上及び冷凍サイクルの高効率化から、作動流体への冷凍機油の混入を抑制して、容器外への冷凍機油の吐出を防止する。
【解決手段】油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として複数の板を縦に立てて格子状に組んだ分割部材１０１を浮動させることにより、旋回流の影響で界面２４が波立つのを抑制し、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。
【選択図】 図１
【解決手段】油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として複数の板を縦に立てて格子状に組んだ分割部材１０１を浮動させることにより、旋回流の影響で界面２４が波立つのを抑制し、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。
【選択図】 図１
Description
本発明は、冷凍装置や空調機等に用いられる圧縮機に関する。
ロータリ圧縮機等の圧縮機は、そのコンパクト性や構造が簡単なことから、冷凍装置や空調機等に多く用いられている。ロータリ圧縮機等の圧縮機の構成については、非特許文献１に開示されている。以下に、従来の圧縮機の構成を、ロータリ圧縮機を例に図１１を用いて説明する。図１１は、従来のロータリ圧縮機の縦断面図である。
図１１に示すロータリ圧縮機は、容器１と、この容器１内の下部に配置された圧縮機構部と、その上部に配置された電動機部とから構成される。圧縮機構部は、偏心部２ａを有するシャフト２と、シリンダ３と、ローラ４と、ベーン５と、バネ６と、吐出孔７ａを有する上軸受部材７と、下軸受部材８とを含み構成される。
電動機部は、コイルエンド１１ｃ及びコイルエンド１１ｄを有して容器１の内部に固定された固定子１１と、シャフト２に固定された回転子１２とを含み構成される。また、固定子１１の外周側には、作動流体の流路とする複数の切欠き１１ｅが設けられ、固定子１１と回転子１２の間に、隙間１３が設けられている。また、回転子１２の下端面１２ａと上端面１２ｂには、アンバランスを打ち消す下側バランスウェイト１４と上側バランスウェイト１５が設けられている。
また、容器１には、導入端子１８と、吸入管１９と、吐出管２０と、容器１内の下部に設けられ冷凍機油を貯留する油溜り２１とを備えて構成される。
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
導入端子１８を介して固定子１１に通電して回転子１２を回転させると、偏心部２ａによりローラ４は偏心回転運動を行い、上軸受部材７と下軸受部材８に挟まれたシリンダ３とローラ４の間の空間の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管１９から吸入され圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り２１から供給されて圧縮機構部を潤滑した冷凍機油の油滴を混合した状態で、吐出孔７ａを経て電動機部の下側空間２２に噴出する。
この噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａや下側バランスウェイト１４などに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂや上側バランスウェイト１５などの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
以上の圧縮機では、圧縮機構部の摺動面を潤滑する際に圧縮された作動流体と冷凍機油が混合され、油溜り２１に貯留されている冷凍機油の一部を、圧縮機の運転の過程で圧縮機の容器１の外部に吐出する。しかし、冷凍機油の吐出が多い圧縮機では、油溜り２１における冷凍機油の油面が低下するために供給油量が不足し、圧縮機構部の潤滑が不十分となり信頼性が低下したり、圧縮機構部のシールが不十分となって圧縮機の効率が低下したりする。また、圧縮機から吐出された冷凍機油は、熱交換器の伝熱管の内壁に付着して作動流体と伝熱管内の壁面との間の熱伝達率を低下させるので、冷凍サイクルの性能が低下する。従って、圧縮機の容器１の内部における作動流体からの油分離効率を向上し、冷凍機油の吐出量を削減している。
この作動流体から冷凍機油を分離する構成としては、例えば特許文献１に示されているように、ロータリ圧縮機の回転子１２の上部に設けた油分離板を用いる方法がある。図１２は、従来の圧縮機の油分離板の周辺の詳細断面図を示している。
すなわち、回転子１２には、永久磁石３０の挿入孔を閉塞する上側端板３１ａ及び下側端板３１ｂが具備されるとともに、回転子１２の上下方向に貫通形成された複数の貫通孔１２ｃの出口上方に配され、回転子１２の上部に油分離空間３２を形成する油分離板３３が、固定部材３４によって固定されている。
このように構成された圧縮機では、圧縮機構部から電動機部の下側空間２２に吐出された油滴を含む作動流体の一部は、回転子１２に設けられた貫通孔１２ｃを通って油分離空間３２に流入する。そして、ここで遠心力により油分離板３３の外周出口３２ａから作動流体を放射状に吐出し、固定子１１のコイルエンド１１ｄに吹き付けられた作動流体とこれに含まれた冷凍機油が分離される。そして、冷凍機油を分離した作動流体だけが上昇し、容器１の内部の上部に設けられた吐出管２０から外部へ吐出される。
一方、固定子１１のコイルエンド１１ｄに付着した冷凍機油は、下方へ伝わって落ち、容器１の底部の油溜り２１に戻る。
また、作動流体に冷凍機油が混入することを防止する構成としては、例えば特許文献２に示されているように、油面安定部材を圧縮機の軸受けに固定する方法がある。図１３は、従来の圧縮機の油面安定部材の周辺の詳細断面図を示している。
すなわち、軸受け２２５の下面には、円盤状に形成された油面安定部材本体（油面安
定部材）２２８が固定されている。この油面安定部材本体２２８の外周部には、比較的開口面積の大きな３つの開孔が形成され、この開孔を通って油が貯溜タンク２２０に戻るようになっている。一方、油面安定部材本体２２８の外周部上面には異物補足網（油面安定部材）２３４が載置されている。この異物補足網２３４は、円環状に形成されている。
このように構成された圧縮機では、回転シャフト２０５を回転すると、回転シャフト２０５の一部が油溜り２８１の中に位置しているため、貯溜タンク２２０の内部の油に遠心力が作用する。貯溜タンク２２０の内部の油に遠心力が作用すると、回転シャフト２０５近傍の油の高さが低くなり、回転シャフト２０５からの距離が長くなるに従って油の高さが高くなる。ここで、油面安定部材本体２２８が配置されているため、遠心力の作用により油の高さが高くなっても、その油面が油面安定部材本体２２８とその上面に載置されている異物補足網２３４とにより押さえられる。このため、油の高さが油面安定部材本体２２８よりも高くなってしまうことを極力防止することができ、油面を安定させることができる。
「冷凍空調便覧、新版第５版、ＩＩ巻 機器編」、日本冷凍協会、平成５年、第３０頁〜第４３頁 特開平８−２８４７６号公報（第６頁、図１〜図３）
特開２００３−３２８９４６号公報（第６頁、図１〜４）
図１１に示すロータリ圧縮機は、容器１と、この容器１内の下部に配置された圧縮機構部と、その上部に配置された電動機部とから構成される。圧縮機構部は、偏心部２ａを有するシャフト２と、シリンダ３と、ローラ４と、ベーン５と、バネ６と、吐出孔７ａを有する上軸受部材７と、下軸受部材８とを含み構成される。
電動機部は、コイルエンド１１ｃ及びコイルエンド１１ｄを有して容器１の内部に固定された固定子１１と、シャフト２に固定された回転子１２とを含み構成される。また、固定子１１の外周側には、作動流体の流路とする複数の切欠き１１ｅが設けられ、固定子１１と回転子１２の間に、隙間１３が設けられている。また、回転子１２の下端面１２ａと上端面１２ｂには、アンバランスを打ち消す下側バランスウェイト１４と上側バランスウェイト１５が設けられている。
また、容器１には、導入端子１８と、吸入管１９と、吐出管２０と、容器１内の下部に設けられ冷凍機油を貯留する油溜り２１とを備えて構成される。
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
導入端子１８を介して固定子１１に通電して回転子１２を回転させると、偏心部２ａによりローラ４は偏心回転運動を行い、上軸受部材７と下軸受部材８に挟まれたシリンダ３とローラ４の間の空間の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管１９から吸入され圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り２１から供給されて圧縮機構部を潤滑した冷凍機油の油滴を混合した状態で、吐出孔７ａを経て電動機部の下側空間２２に噴出する。
この噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａや下側バランスウェイト１４などに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂや上側バランスウェイト１５などの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
以上の圧縮機では、圧縮機構部の摺動面を潤滑する際に圧縮された作動流体と冷凍機油が混合され、油溜り２１に貯留されている冷凍機油の一部を、圧縮機の運転の過程で圧縮機の容器１の外部に吐出する。しかし、冷凍機油の吐出が多い圧縮機では、油溜り２１における冷凍機油の油面が低下するために供給油量が不足し、圧縮機構部の潤滑が不十分となり信頼性が低下したり、圧縮機構部のシールが不十分となって圧縮機の効率が低下したりする。また、圧縮機から吐出された冷凍機油は、熱交換器の伝熱管の内壁に付着して作動流体と伝熱管内の壁面との間の熱伝達率を低下させるので、冷凍サイクルの性能が低下する。従って、圧縮機の容器１の内部における作動流体からの油分離効率を向上し、冷凍機油の吐出量を削減している。
この作動流体から冷凍機油を分離する構成としては、例えば特許文献１に示されているように、ロータリ圧縮機の回転子１２の上部に設けた油分離板を用いる方法がある。図１２は、従来の圧縮機の油分離板の周辺の詳細断面図を示している。
すなわち、回転子１２には、永久磁石３０の挿入孔を閉塞する上側端板３１ａ及び下側端板３１ｂが具備されるとともに、回転子１２の上下方向に貫通形成された複数の貫通孔１２ｃの出口上方に配され、回転子１２の上部に油分離空間３２を形成する油分離板３３が、固定部材３４によって固定されている。
このように構成された圧縮機では、圧縮機構部から電動機部の下側空間２２に吐出された油滴を含む作動流体の一部は、回転子１２に設けられた貫通孔１２ｃを通って油分離空間３２に流入する。そして、ここで遠心力により油分離板３３の外周出口３２ａから作動流体を放射状に吐出し、固定子１１のコイルエンド１１ｄに吹き付けられた作動流体とこれに含まれた冷凍機油が分離される。そして、冷凍機油を分離した作動流体だけが上昇し、容器１の内部の上部に設けられた吐出管２０から外部へ吐出される。
一方、固定子１１のコイルエンド１１ｄに付着した冷凍機油は、下方へ伝わって落ち、容器１の底部の油溜り２１に戻る。
また、作動流体に冷凍機油が混入することを防止する構成としては、例えば特許文献２に示されているように、油面安定部材を圧縮機の軸受けに固定する方法がある。図１３は、従来の圧縮機の油面安定部材の周辺の詳細断面図を示している。
すなわち、軸受け２２５の下面には、円盤状に形成された油面安定部材本体（油面安
定部材）２２８が固定されている。この油面安定部材本体２２８の外周部には、比較的開口面積の大きな３つの開孔が形成され、この開孔を通って油が貯溜タンク２２０に戻るようになっている。一方、油面安定部材本体２２８の外周部上面には異物補足網（油面安定部材）２３４が載置されている。この異物補足網２３４は、円環状に形成されている。
このように構成された圧縮機では、回転シャフト２０５を回転すると、回転シャフト２０５の一部が油溜り２８１の中に位置しているため、貯溜タンク２２０の内部の油に遠心力が作用する。貯溜タンク２２０の内部の油に遠心力が作用すると、回転シャフト２０５近傍の油の高さが低くなり、回転シャフト２０５からの距離が長くなるに従って油の高さが高くなる。ここで、油面安定部材本体２２８が配置されているため、遠心力の作用により油の高さが高くなっても、その油面が油面安定部材本体２２８とその上面に載置されている異物補足網２３４とにより押さえられる。このため、油の高さが油面安定部材本体２２８よりも高くなってしまうことを極力防止することができ、油面を安定させることができる。
「冷凍空調便覧、新版第５版、ＩＩ巻 機器編」、日本冷凍協会、平成５年、第３０頁〜第４３頁
前述のように、従来の圧縮機では、圧縮機構部の吐出孔７ａから電動機部の下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａや下側バランスウェイト１４などに対して衝突した後、回転子１２の回転運動により強い旋回流となる。このとき、油溜り２１に貯留される冷凍機油と作動流体との界面２４は、作動流体の旋回流により波立ち、油滴が、作動流体の流れにより界面２４から引きちぎられて作動流体に混入する。この界面２４から作動流体に供給される油滴が、作動流体に含まれる油滴の量を増やし、油滴を作動流体から分離することを困難にしていた。
一方、油滴を作動流体から分離する方法として、図１２に示す油分離板が用いられるが、この場合、下側空間２２から上側空間２３へ流れる作動流体のうち、貫通孔１２ｃを通過する作動流体に対してしか機能せず、切欠き１１ｅや隙間１３を通過する作動流体から油滴を分離することは不可能である。このため、界面２４から供給された油滴を含む作動流体の一部は、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、回転子１２の上部に設けた油分離板３３では分離できないという課題もあった。
一方、作動流体に冷凍機油が混入することを防止する方法として、図１３に示す油面安定部材本体２２８を用いて、回転シャフト２０５の回転による遠心力で回転シャフト２０５からの距離が長くなるに従って高くなる界面２４を押さえて安定させるものがある。この場合、圧縮機から冷凍サイクルへの冷凍機油の吐出量と冷凍サイクルから圧縮機への冷凍機油の戻り量とが変動するため、圧縮機の界面２４は常に変動しており、界面２４が油面安定部材本体２２８よりも下方に位置する場合は、油面安定部材本体２２８の下方に作動流体の旋回流の影響が及ぶため、界面２４は、作動流体の旋回流により波立ち、油滴が、作動流体の流れにより界面２４から引きちぎられて作動流体に混入するという課題もあった。また、界面２４が油面安定部材本体２２８よりも上方に位置する場合は、油面安定部材本体２２８が界面２４の下方に位置して効果を発揮できないため、界面２４は、作動流体の旋回流により波立ち、油滴が、作動流体の流れにより界面２４から引きちぎられて作動流体に混入するという課題もあった。
また、他の方法として、下側空間２２や上側空間２３の容積を拡大して作動流体がこれらの空間に滞留する時間を延ばし、重力により冷凍機油の油滴の分離を促進させる場合もあるが、この場合は、圧縮機が大型化してしまうという弊害を生じる。
また、以上の課題は、縦型のロータリ圧縮機を例に説明したが、従来のスクロール圧縮機でも同様であることは言うまでもなく、縦型と横型の違いや、圧縮方式の違いに関らず、圧縮機構部から吐出された作動流体が容器に設けられた吐出管から吐出されるまでの間に、作動流体の主たる流れが回転子の端面等の近傍を通過して旋回流を形成し、界面に旋回流の影響が及ぶ場合には、同様の課題が生じる。
さらに、以上の課題は作動流体の種類に関らず生じるが、特に、二酸化炭素を主成分とした作動流体を用いる冷凍サイクルの場合、圧縮室から吐出される作動流体の圧力が臨界圧力を越えるため、容器の内部の作動流体は超臨界状態となり、作動流体に対する冷凍機油の溶解量が増し、さらに作動流体と冷凍機油との密度比が従来のフロン等と比べて２分の１程度に小さくなるため、重力や遠心力による油分離が一層困難になるという課題が生じる。
一方、油滴を作動流体から分離する方法として、図１２に示す油分離板が用いられるが、この場合、下側空間２２から上側空間２３へ流れる作動流体のうち、貫通孔１２ｃを通過する作動流体に対してしか機能せず、切欠き１１ｅや隙間１３を通過する作動流体から油滴を分離することは不可能である。このため、界面２４から供給された油滴を含む作動流体の一部は、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、回転子１２の上部に設けた油分離板３３では分離できないという課題もあった。
一方、作動流体に冷凍機油が混入することを防止する方法として、図１３に示す油面安定部材本体２２８を用いて、回転シャフト２０５の回転による遠心力で回転シャフト２０５からの距離が長くなるに従って高くなる界面２４を押さえて安定させるものがある。この場合、圧縮機から冷凍サイクルへの冷凍機油の吐出量と冷凍サイクルから圧縮機への冷凍機油の戻り量とが変動するため、圧縮機の界面２４は常に変動しており、界面２４が油面安定部材本体２２８よりも下方に位置する場合は、油面安定部材本体２２８の下方に作動流体の旋回流の影響が及ぶため、界面２４は、作動流体の旋回流により波立ち、油滴が、作動流体の流れにより界面２４から引きちぎられて作動流体に混入するという課題もあった。また、界面２４が油面安定部材本体２２８よりも上方に位置する場合は、油面安定部材本体２２８が界面２４の下方に位置して効果を発揮できないため、界面２４は、作動流体の旋回流により波立ち、油滴が、作動流体の流れにより界面２４から引きちぎられて作動流体に混入するという課題もあった。
また、他の方法として、下側空間２２や上側空間２３の容積を拡大して作動流体がこれらの空間に滞留する時間を延ばし、重力により冷凍機油の油滴の分離を促進させる場合もあるが、この場合は、圧縮機が大型化してしまうという弊害を生じる。
また、以上の課題は、縦型のロータリ圧縮機を例に説明したが、従来のスクロール圧縮機でも同様であることは言うまでもなく、縦型と横型の違いや、圧縮方式の違いに関らず、圧縮機構部から吐出された作動流体が容器に設けられた吐出管から吐出されるまでの間に、作動流体の主たる流れが回転子の端面等の近傍を通過して旋回流を形成し、界面に旋回流の影響が及ぶ場合には、同様の課題が生じる。
さらに、以上の課題は作動流体の種類に関らず生じるが、特に、二酸化炭素を主成分とした作動流体を用いる冷凍サイクルの場合、圧縮室から吐出される作動流体の圧力が臨界圧力を越えるため、容器の内部の作動流体は超臨界状態となり、作動流体に対する冷凍機油の溶解量が増し、さらに作動流体と冷凍機油との密度比が従来のフロン等と比べて２分の１程度に小さくなるため、重力や遠心力による油分離が一層困難になるという課題が生じる。
従って本発明は、上記問題を解決するためのものであり、油溜りに貯留された冷凍機油と作動流体との界面から油滴が引きちぎられることを防止し、容器の外部に持ち出される冷凍機油の量を低減し、圧縮機の信頼性を向上させ、かつ高効率の冷凍サイクルを得ることができる圧縮機を提供することを目的としている。
請求項１記載の本発明の圧縮機は、容器と、前記容器の内部に設けられ作動流体を圧縮する圧縮機構部と、前記容器の内部に設けられ前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、前記容器内の底部に設けられ冷凍機油を貯留する油溜りとを備えた圧縮機において、前記油溜りの前記冷凍機油と前記作動流体との界面に制波部材を設けたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがり当該界面を複数に分割する分割部材で構成したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の圧縮機において、前記分割部材を、縦方向に立てて設置した複数の板で構成したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の圧縮機において、複数の前記板を、格子状に組んだことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２に記載の圧縮機において、前記分割部材を、ハニカム部材で構成したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがる多孔部材で構成したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがるメッシュ部材で構成したことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の圧縮機において、前記メッシュ部材を、繊維状メッシュ部材で構成したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項２から請求項５のいずれかに記載の圧縮機において、前記分割部材により分割された分割部にメッシュ部材を設置したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがる板部材で構成したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の圧縮機において、前記制波部材を、浮動式制波部材としたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧縮機において、前記浮動式制波部材のかさ密度を、前記作動流体の密度よりも大きく、前記冷凍機油の密度より小さくしたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の圧縮機において、前記作動流体を二酸化炭素としたことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがり当該界面を複数に分割する分割部材で構成したことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の圧縮機において、前記分割部材を、縦方向に立てて設置した複数の板で構成したことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の圧縮機において、複数の前記板を、格子状に組んだことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項２に記載の圧縮機において、前記分割部材を、ハニカム部材で構成したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがる多孔部材で構成したことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがるメッシュ部材で構成したことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の圧縮機において、前記メッシュ部材を、繊維状メッシュ部材で構成したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項２から請求項５のいずれかに記載の圧縮機において、前記分割部材により分割された分割部にメッシュ部材を設置したことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記制波部材を、前記界面にまたがる板部材で構成したことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の圧縮機において、前記制波部材を、浮動式制波部材としたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧縮機において、前記浮動式制波部材のかさ密度を、前記作動流体の密度よりも大きく、前記冷凍機油の密度より小さくしたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１２のいずれかに記載の圧縮機において、前記作動流体を二酸化炭素としたことを特徴とする。
本発明によれば、油溜りの冷凍機油と作動流体との界面に制波部材を設けたことにより、界面の波立ちが抑制される。そのため、作動流体の旋回流による界面からの油滴の飛散を防止し、作動流体への冷凍機油の油滴の供給を減少させることができる。
また、制波部材を浮動式としてかさ密度を作動流体よりも大きく冷凍機油よりも小さくすることで、浮動式制波部材は、界面の位置の上下変動にも追従して、自ら油滴の飛散防止効果を発揮できる位置に移動できる。
これによって、冷凍機油の油滴が作動流体に混合することを防止し、容器の外部に持ち出される冷凍機油の量を低減させることが可能となり、圧縮機やそれを用いた冷凍サイクルの信頼性と効率を向上させることができる。
また、制波部材を浮動式としてかさ密度を作動流体よりも大きく冷凍機油よりも小さくすることで、浮動式制波部材は、界面の位置の上下変動にも追従して、自ら油滴の飛散防止効果を発揮できる位置に移動できる。
これによって、冷凍機油の油滴が作動流体に混合することを防止し、容器の外部に持ち出される冷凍機油の量を低減させることが可能となり、圧縮機やそれを用いた冷凍サイクルの信頼性と効率を向上させることができる。
本発明の第１の実施の形態による圧縮機は、油溜りの冷凍機油と作動流体との界面に制波部材を設けたものである。本実施の形態によれば、制波部材は、界面に位置しているので、旋回流の影響で界面が波立つことを確実に抑制する。このため、旋回流により界面から引きちぎられる油滴を減少させ、界面から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。即ち、容器の外部に持ち出される冷凍機油の量を低減し、圧縮機の信頼性を向上させ、かつ高効率の冷凍サイクルを得ることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがり当該界面を複数に分割する分割部材で構成したものである。本実施の形態によれば、個々の界面が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなり、旋回流の影響を抑制できる。また、波が生じる際も、分割部材の一部が油の中に浸かっているために分割部材の表面近傍で剪断力が生じ、界面の波動エネルギーを減衰させる。従って、界面の波立ちが抑制され、容器から吐出される油吐出量を減らすことができる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による圧縮機において、分割部材を、縦方向に立てて設置した複数の板で構成したものである。本実施の形態によれば、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響をさらに抑制できる。また、板を立てて設置するだけの単純な構成で分割部材を形成することができるため、容易にコストを下げることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による圧縮機において、複数の板を、格子状に組んだものである。本実施の形態によれば、格子状に組まれた板で油溜りの冷凍機油と作動流体との界面を分割するため、界面は周囲を完全に板で囲われる。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することをより確実に防げるので、旋回流の影響をさらに抑制できる。また、格子状に組んだ構成は単純であり、分割部材のコストを容易に下げることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態による圧縮機において、分割部材を、ハニカム部材で構成したものである。本実施の形態によれば、ハニカム部材で冷凍機油と作動流体との界面を分割するため、ハニカム部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接個々の界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。また、分割部材をハニカム部材としたことで、上方から油溜りに戻る冷凍機油を油溜りに円滑に導くことができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがる多孔部材で構成したものである。本実施の形態によれば、多孔部材が冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、多孔部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがるメッシュ部材で構成したものである。本実施の形態によれば、メッシュ部材が冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、メッシュ部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による圧縮機において、メッシュ部材を、繊維状メッシュ部材で構成したものである。本実施の形態によれば、繊維状メッシュ部材が立体的に複雑に絡み合うため、縦波や横波などの波の種類にかかわらず有効に界面の波立ちを抑止できる。
本発明の第９の実施の形態は、第２から第５の実施の形態による圧縮機において、分割部材により分割された分割部にメッシュ部材を設置したものである。本実施の形態によれば、メッシュ部材が冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、メッシュ部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
本発明の第１０の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがる板部材で構成したものである。本実施の形態によれば、界面に板部材があるため、界面が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなり、旋回流の影響を抑制できる。また、波が生じる際も、板部材が界面を押さえつけ、界面の波動エネルギーを板部材の上下運動に変化させる。従って、界面の波立ちが抑制され、旋回流により界面から引きちぎられる油滴を減少させ、界面から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。
本発明の第１１の実施の形態は、第１から第１０の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、浮動式制波部材としたものである。本実施の形態によれば、浮動式制波部材は、界面に浮動しているので、その界面が上下変動しても追従して旋回流の影響で界面が波立つことを確実に抑制する。このため、旋回流により界面から引きちぎられる油滴を減少させ、界面から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。即ち、容器の外部に持ち出される冷凍機油の量を低減し、圧縮機の信頼性を向上させ、かつ高効率の冷凍サイクルを得ることができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第１から第１１の実施の形態による圧縮機において、浮動式制波部材のかさ密度を、作動流体の密度よりも大きく、冷凍機油の密度より小さくしたものである。本実施の形態によれば、常に浮動式制波部材が油溜りの冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、界面の波立ち防止効果を常に発揮させることができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１から第１２の実施の形態による圧縮機において、作動流体を二酸化炭素としたものである。本実施の形態によれば、界面の波立ちが防止され油吐出量を減らすことが可能となるので、作動流体を環境に優しい二酸化炭素とすることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがり当該界面を複数に分割する分割部材で構成したものである。本実施の形態によれば、個々の界面が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなり、旋回流の影響を抑制できる。また、波が生じる際も、分割部材の一部が油の中に浸かっているために分割部材の表面近傍で剪断力が生じ、界面の波動エネルギーを減衰させる。従って、界面の波立ちが抑制され、容器から吐出される油吐出量を減らすことができる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による圧縮機において、分割部材を、縦方向に立てて設置した複数の板で構成したものである。本実施の形態によれば、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響をさらに抑制できる。また、板を立てて設置するだけの単純な構成で分割部材を形成することができるため、容易にコストを下げることができる。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による圧縮機において、複数の板を、格子状に組んだものである。本実施の形態によれば、格子状に組まれた板で油溜りの冷凍機油と作動流体との界面を分割するため、界面は周囲を完全に板で囲われる。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することをより確実に防げるので、旋回流の影響をさらに抑制できる。また、格子状に組んだ構成は単純であり、分割部材のコストを容易に下げることができる。
本発明の第５の実施の形態は、第２の実施の形態による圧縮機において、分割部材を、ハニカム部材で構成したものである。本実施の形態によれば、ハニカム部材で冷凍機油と作動流体との界面を分割するため、ハニカム部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接個々の界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。また、分割部材をハニカム部材としたことで、上方から油溜りに戻る冷凍機油を油溜りに円滑に導くことができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがる多孔部材で構成したものである。本実施の形態によれば、多孔部材が冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、多孔部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
本発明の第７の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがるメッシュ部材で構成したものである。本実施の形態によれば、メッシュ部材が冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、メッシュ部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による圧縮機において、メッシュ部材を、繊維状メッシュ部材で構成したものである。本実施の形態によれば、繊維状メッシュ部材が立体的に複雑に絡み合うため、縦波や横波などの波の種類にかかわらず有効に界面の波立ちを抑止できる。
本発明の第９の実施の形態は、第２から第５の実施の形態による圧縮機において、分割部材により分割された分割部にメッシュ部材を設置したものである。本実施の形態によれば、メッシュ部材が冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、メッシュ部材の内部に界面が位置する。そのため、作動流体の旋回流が直接界面に接することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
本発明の第１０の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、界面にまたがる板部材で構成したものである。本実施の形態によれば、界面に板部材があるため、界面が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなり、旋回流の影響を抑制できる。また、波が生じる際も、板部材が界面を押さえつけ、界面の波動エネルギーを板部材の上下運動に変化させる。従って、界面の波立ちが抑制され、旋回流により界面から引きちぎられる油滴を減少させ、界面から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。
本発明の第１１の実施の形態は、第１から第１０の実施の形態による圧縮機において、制波部材を、浮動式制波部材としたものである。本実施の形態によれば、浮動式制波部材は、界面に浮動しているので、その界面が上下変動しても追従して旋回流の影響で界面が波立つことを確実に抑制する。このため、旋回流により界面から引きちぎられる油滴を減少させ、界面から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。即ち、容器の外部に持ち出される冷凍機油の量を低減し、圧縮機の信頼性を向上させ、かつ高効率の冷凍サイクルを得ることができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第１から第１１の実施の形態による圧縮機において、浮動式制波部材のかさ密度を、作動流体の密度よりも大きく、冷凍機油の密度より小さくしたものである。本実施の形態によれば、常に浮動式制波部材が油溜りの冷凍機油と作動流体との界面に位置するため、界面の波立ち防止効果を常に発揮させることができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１から第１２の実施の形態による圧縮機において、作動流体を二酸化炭素としたものである。本実施の形態によれば、界面の波立ちが防止され油吐出量を減らすことが可能となるので、作動流体を環境に優しい二酸化炭素とすることができる。
本発明の第１の実施例の圧縮機は、ロータリ圧縮機であり、図１１で説明した従来のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。図１は、本発明の第１の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図であり、図２は、図１に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機は、容器１と、この容器１内の下部に配置された圧縮機構部と、その上部に配置された電動機部とから構成される。
圧縮機構部は、偏心部２ａを有して中心軸Ｌを中心に回転するシャフト２と、シリンダ３と、シャフト２の偏心部２ａに嵌合されてシャフト２の回転に伴いシリンダ３の内側で偏心回転運動を行うローラ４と、ローラ４に先端を接しながらシリンダ３のベーン溝３ａの内部を往復運動するベーン５と、ベーン５をローラ４に押し付けるバネ６と、吐出孔７ａを有してシリンダ３の上側でシャフト２を支える上軸受部材７と、シリンダ３の下側でシャフト２を支える下軸受部材８とを含み構成される。そして、上軸受部材７と下軸受部材８に挟まれたシリンダ３とローラ４の間の空間には、吸入室９と圧縮室１０が形成されている。
本実施例のロータリ圧縮機は、容器１と、この容器１内の下部に配置された圧縮機構部と、その上部に配置された電動機部とから構成される。
圧縮機構部は、偏心部２ａを有して中心軸Ｌを中心に回転するシャフト２と、シリンダ３と、シャフト２の偏心部２ａに嵌合されてシャフト２の回転に伴いシリンダ３の内側で偏心回転運動を行うローラ４と、ローラ４に先端を接しながらシリンダ３のベーン溝３ａの内部を往復運動するベーン５と、ベーン５をローラ４に押し付けるバネ６と、吐出孔７ａを有してシリンダ３の上側でシャフト２を支える上軸受部材７と、シリンダ３の下側でシャフト２を支える下軸受部材８とを含み構成される。そして、上軸受部材７と下軸受部材８に挟まれたシリンダ３とローラ４の間の空間には、吸入室９と圧縮室１０が形成されている。
電動機部は、下端面１１ａ及び上端面１１ｂから突出したコイルエンド１１ｃ及びコイルエンド１１ｄを有して容器１の内部に固定された固定子１１と、シャフト２に固定された回転子１２とを含み構成される。また、固定子１１の外周側には、作動流体の流路とする複数の切欠き１１ｅが設けられ、固定子１１と回転子１２の間に、隙間１３が設けられている。
また、回転子１２の下端面１２ａと上端面１２ｂには、シャフト２の中心軸Ｌ周りのアンバランスを打ち消す下側バランスウェイト１４と上側バランスウェイト１５が設けられている。下側バランスウェイト１４と回転子１２と上側バランスウェイト１５には、下側バランスウェイト１４と回転子１２、及び上側バランスウェイト１５と回転子１２を連通する連通孔１６が設けられ、この連通孔１６にリベット１７を通して両端を加締め、下側バランスウェイト１４と回転子１２と上側バランスウェイト１５とを固定する。
また、容器１に、固定子１１に通電するための導入端子１８と、作動流体を吸入室９に導く吸入管１９と、作動流体を容器１の外部に吐出する吐出管２０と、容器１の内部の下部に設けられ冷凍機油を貯留する油溜り２１とを備えて構成される。
また、回転子１２の下端面１２ａと上端面１２ｂには、シャフト２の中心軸Ｌ周りのアンバランスを打ち消す下側バランスウェイト１４と上側バランスウェイト１５が設けられている。下側バランスウェイト１４と回転子１２と上側バランスウェイト１５には、下側バランスウェイト１４と回転子１２、及び上側バランスウェイト１５と回転子１２を連通する連通孔１６が設けられ、この連通孔１６にリベット１７を通して両端を加締め、下側バランスウェイト１４と回転子１２と上側バランスウェイト１５とを固定する。
また、容器１に、固定子１１に通電するための導入端子１８と、作動流体を吸入室９に導く吸入管１９と、作動流体を容器１の外部に吐出する吐出管２０と、容器１の内部の下部に設けられ冷凍機油を貯留する油溜り２１とを備えて構成される。
さらに、本実施例のロータリ圧縮機の特徴とする構成は、図１１に示す従来のロータリ圧縮機と比較すると、油溜り２１に溜った冷凍機油と作動流体との界面２４に、浮動式制波部材として複数の板を縦方向（界面２４に垂直な方向）に立てて格子状に組んだ分割部材１０１を浮設した点にある。
この複数の板を縦方向に立てて格子状に組んだ分割部材１０１は、界面２４を浮動するように、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく油溜り２１の冷凍機油の密度より小さく形成されており、界面２４は、分割部材１０１により複数に分割される構成となっている。
この複数の板を縦方向に立てて格子状に組んだ分割部材１０１は、界面２４を浮動するように、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく油溜り２１の冷凍機油の密度より小さく形成されており、界面２４は、分割部材１０１により複数に分割される構成となっている。
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
導入端子１８を介して固定子１１に通電して回転子１２を回転させると、偏心部２ａによりローラ４は偏心回転運動を行い、吸入室９と圧縮室１０の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管１９から吸入室９に吸入され、圧縮室１０にて圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り２１から供給されて圧縮機構部を潤滑した冷凍機油の油滴を混合した状態で、吐出孔７ａを経て電動機部の下側空間２２に噴出する。
この噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
導入端子１８を介して固定子１１に通電して回転子１２を回転させると、偏心部２ａによりローラ４は偏心回転運動を行い、吸入室９と圧縮室１０の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管１９から吸入室９に吸入され、圧縮室１０にて圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り２１から供給されて圧縮機構部を潤滑した冷凍機油の油滴を混合した状態で、吐出孔７ａを経て電動機部の下側空間２２に噴出する。
この噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
以上のような構成にした第１の実施例の圧縮機では、回転子１２の回転運動に伴って下側空間２２で作動流体の旋回流が発生するが、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４には、浮動式制波部材が設けられており、この浮動式制波部材により、旋回流の影響で界面２４が波立つことを抑制し、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、浮動式制波部材を、界面２４に浮動して油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４を複数に分割する分割部材１０１で構成したことにより、個々の界面２４が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなり、旋回流の影響を抑制できる。
また、波が生じる際も、分割部材１０１の一部が油の中に浸かっているために分割部材１０１の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。これにより界面２４の波立ちがさらに抑制され、界面２４から引きちぎられる油滴を減少させて、冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止できる。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、波が生じる際も、分割部材１０１の一部が油の中に浸かっているために分割部材１０１の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。これにより界面２４の波立ちがさらに抑制され、界面２４から引きちぎられる油滴を減少させて、冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止できる。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、分割部材１０１を、界面２４に浮動して縦方向に立てて設置した複数の板で構成したことにより、個々の界面２４が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなると共に、作動流体の旋回流が界面２４に直接面することが防げるので、旋回流が界面２４を波立たせることをさらに防止できる。
また、波が生じる際も、板の一部が油の中に浸かっているために板の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちがさらに抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させる。これにより、冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止でき、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量をさらに減らすことができる。
また、縦方向に板を立てて設置するだけの単純な構成の分割部材１０１で界面２４を分割することができるため、容易にそのコストを下げることができる。
また、分割部材１０１を構成するに、複数の板を格子状に組んだことにより、界面２４の周囲は完全に板で囲われる。そのため、個々の界面２４が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなると共に、作動流体の旋回流が直接界面２４に接することがより確実に防げるので、旋回流の影響をさらに抑制できる。
また、波が生じる際も、格子状に組んだ板の一部が油の中に浸かっているためにその板の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちがより確実に抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させる。これにより、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止でき、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量をより確実に減らすことができる。
また、格子状に組んだ板を立てて設置するだけの単純な構成の分割部材１０１で界面を分割でき、かつ界面２４の周囲を完全に囲うことができるため、容易にそのコストを下げることができる。
また、波が生じる際も、板の一部が油の中に浸かっているために板の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちがさらに抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させる。これにより、冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止でき、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量をさらに減らすことができる。
また、縦方向に板を立てて設置するだけの単純な構成の分割部材１０１で界面２４を分割することができるため、容易にそのコストを下げることができる。
また、分割部材１０１を構成するに、複数の板を格子状に組んだことにより、界面２４の周囲は完全に板で囲われる。そのため、個々の界面２４が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなると共に、作動流体の旋回流が直接界面２４に接することがより確実に防げるので、旋回流の影響をさらに抑制できる。
また、波が生じる際も、格子状に組んだ板の一部が油の中に浸かっているためにその板の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちがより確実に抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させる。これにより、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止でき、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量をより確実に減らすことができる。
また、格子状に組んだ板を立てて設置するだけの単純な構成の分割部材１０１で界面を分割でき、かつ界面２４の周囲を完全に囲うことができるため、容易にそのコストを下げることができる。
更に、分割部材１０１のかさ密度を作動流体の密度よりも大きく、油溜り２１の冷凍機油の密度より小さくすることにより、常に分割部材１０１の一部が油溜り２１の冷凍機油に浸かって界面２４に位置するため、界面２４に対する分割部材１０１の波立ち防止効果を常に発揮できる。また、一般に容器１内部の作動流体の密度は、容器１内部の圧力と温度の状態によって変動するが、作動流体の密度の変動範囲を考慮することで、常に分割部材１０１は界面２４に位置することができる。
なお、本実施例では縦型のロータリ圧縮機を例に説明したが、縦型と横型の違いや圧縮方式の違いに関らず、圧縮機構部から吐出された作動流体の容器に設けられた吐出管から吐出されるまでの間の主たる流れが、回転子の近傍を通過する構成の圧縮機の場合には、同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
なお、本実施例では縦型のロータリ圧縮機を例に説明したが、縦型と横型の違いや圧縮方式の違いに関らず、圧縮機構部から吐出された作動流体の容器に設けられた吐出管から吐出されるまでの間の主たる流れが、回転子の近傍を通過する構成の圧縮機の場合には、同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
本発明の第２の実施例の圧縮機は、図１から図２で説明した第１の実施例のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図３は、本発明の第２の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図４は、図３に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に分割部材としてハニカム部材１０２を浮設した構成にあり、また、ハニカム部材１０２の複数の縦孔にメッシュ部材１０３を挿入して固定した構成にある。
即ち、ハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、冷凍機油と作動流体との界面２４にまたがって浮動しており、界面２４は、ハニカム部材１０２の縦孔により複数に分割される構成となっている。
図３は、本発明の第２の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図４は、図３に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に分割部材としてハニカム部材１０２を浮設した構成にあり、また、ハニカム部材１０２の複数の縦孔にメッシュ部材１０３を挿入して固定した構成にある。
即ち、ハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、冷凍機油と作動流体との界面２４にまたがって浮動しており、界面２４は、ハニカム部材１０２の縦孔により複数に分割される構成となっている。
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
以上のような構成にした第２の実施例の圧縮機では、回転子１２の回転運動に伴って下側空間２２で作動流体の旋回流が発生するが、冷凍機油と作動流体との界面２４には、分割部材としてハニカム部材１０２が設置されており、ハニカム部材１０２でその界面２４を分割するため、ハニカム部材１０２の内部に界面２４が位置する。そのため、個々の界面２４が作動流体の旋回流と接する面積が小さくなると共に、作動流体の旋回流が界面２４に直接面することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
また、波が生じる際も、ハニカム部材１０２の一部が油の中に浸かっているためにハニカム部材１０２の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、分割部材をハニカム部材１０２としたことで、ハニカム状の縦孔が案内となり、上方から油溜りに戻る冷凍機油を油溜りに円滑に導くことができる。
また、波が生じる際も、ハニカム部材１０２の一部が油の中に浸かっているためにハニカム部材１０２の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、分割部材をハニカム部材１０２としたことで、ハニカム状の縦孔が案内となり、上方から油溜りに戻る冷凍機油を油溜りに円滑に導くことができる。
また、ハニカム部材１０２により分割された分割部としての縦孔に、メッシュ部材１０３を設置したことにより、メッシュ部材１０３が油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に位置し、メッシュ部材１０３の内部に界面２４が位置する。そのため、界面２４が作動流体の旋回流と直接面する事は無くなるので、旋回流の影響をより効果的に抑制できる。
また、波が生じる際も、ハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３の一部が油の中に浸かっているために、ハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、メッシュ部材１０３は、ハニカム部材１０２により保持されるため変形しにくく、長期間使用した場合でも初期の性能を維持できる。
また、波が生じる際も、ハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３の一部が油の中に浸かっているために、ハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、メッシュ部材１０３は、ハニカム部材１０２により保持されるため変形しにくく、長期間使用した場合でも初期の性能を維持できる。
さらに、ハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３のかさ密度を作動流体の密度よりも大きく、油溜り２１の冷凍機油の密度より小さくすることにより、常にハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３の一部が油溜り２１の冷凍機油に浸かって界面２４に位置するため、界面２４の波立ち防止効果を常に発揮できる。また、一般に容器１の内部の作動流体の密度は、容器１の内部の圧力と温度の状態によって変動するが、作動流体の密度の変動範囲を考慮することで、常にハニカム部材１０２及びメッシュ部材１０３は界面２４に位置することができる。
なお、本実施例のメッシュ部材１０３は、金属等のメッシュ部材でも良く、ハニカム部材１０２にメッシュ部材１０３を挿入した形態で界面２４を浮動可能にする、かさ密度を有する構成であれば良い。
なお、本実施例のメッシュ部材１０３は、金属等のメッシュ部材でも良く、ハニカム部材１０２にメッシュ部材１０３を挿入した形態で界面２４を浮動可能にする、かさ密度を有する構成であれば良い。
本発明の第３の実施例の圧縮機は、前述した第１及び第２の実施例のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図５は、本発明の第３の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図６は、図５に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として、多孔部材１０４を浮設した構成にある。即ち、多孔部材１０４は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、界面２４にまたがって浮動されており、界面２４は、多孔部材１０４の内部に位置する構成となっている。
図５は、本発明の第３の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図６は、図５に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として、多孔部材１０４を浮設した構成にある。即ち、多孔部材１０４は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、界面２４にまたがって浮動されており、界面２４は、多孔部材１０４の内部に位置する構成となっている。
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
以上のような構成にした第３の実施例の圧縮機では、回転子１２の回転運動に伴って下側空間２２で作動流体の旋回流が発生するが、冷凍機油と作動流体との界面２４には、浮動式制波部材として多孔部材１０４が設置されており、多孔部材１０４の内部に界面２４が位置する。そのため、作動流体の旋回流が界面２４に直接面することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
また、波が生じる際も、多孔部材１０４の一部が油の中に浸かっているために多孔部材１０４の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、浮動式制波部材を多孔部材１０４としたことで、油溜り２１の冷凍機油が接する浮動式制波部材の表面積が分割部材に比べて大きくなり、粘性による波立ち抑制効果が大きくなる。
また、波が生じる際も、多孔部材１０４の一部が油の中に浸かっているために多孔部材１０４の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、浮動式制波部材を多孔部材１０４としたことで、油溜り２１の冷凍機油が接する浮動式制波部材の表面積が分割部材に比べて大きくなり、粘性による波立ち抑制効果が大きくなる。
さらに、多孔部材１０４のかさ密度を作動流体の密度よりも大きく、油溜り２１の冷凍機油の密度より小さくすることにより、常に多孔部材１０４の一部が油溜り２１の冷凍機油に浸かって界面２４に位置するため、界面２４の波立ち防止効果を常に発揮できる。また、一般に容器１の内部の作動流体の密度は、容器１の内部の圧力と温度の状態によって変動するが、作動流体の密度の変動範囲を考慮することで、常に多孔部材１０４は界面２４に位置することができる。
本発明の第４の実施例の圧縮機は、前述した第１から第３の実施例のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図７は、本発明の第４の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図８は、図７に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として、繊維状メッシュ部材１０５を浮設した構成にある。即ち、繊維状メッシュ部材１０５は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、界面２４にまたがって浮動されており、界面２４は、繊維状メッシュ部材１０５の内部に位置する構成となっている。
図７は、本発明の第４の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図８は、図７に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として、繊維状メッシュ部材１０５を浮設した構成にある。即ち、繊維状メッシュ部材１０５は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、界面２４にまたがって浮動されており、界面２４は、繊維状メッシュ部材１０５の内部に位置する構成となっている。
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
以上のような構成にした第４の実施例の圧縮機では、回転子１２の回転運動に伴って下側空間２２で作動流体の旋回流が発生するが、冷凍機油と作動流体との界面２４には、浮動式制波部材として繊維状メッシュ部材１０５が設置されており、繊維状メッシュ部材１０５の内部に界面２４が位置する。そのため、作動流体の旋回流が界面２４に直接面することを防げるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
また、波が生じる際も、繊維状メッシュ部材１０５の一部が油の中に浸かっているために繊維状メッシュ部材１０５の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、浮動式制波部材を立体的に複雑に絡み合う繊維状メッシュ部材１０５としたことで、縦波や横波などの波の種類にかかわらず有効に波立ちを抑止できる。
また、波が生じる際も、繊維状メッシュ部材１０５の一部が油の中に浸かっているために繊維状メッシュ部材１０５の表面近傍で剪断力が生じ、界面２４の波動エネルギーを減衰させる。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、浮動式制波部材を立体的に複雑に絡み合う繊維状メッシュ部材１０５としたことで、縦波や横波などの波の種類にかかわらず有効に波立ちを抑止できる。
さらに、繊維状メッシュ部材１０５のかさ密度を作動流体の密度よりも大きく、油溜り２１の冷凍機油の密度より小さくすることにより、常に繊維状メッシュ部材１０５の一部が油溜り２１の冷凍機油に浸かって界面２４に位置するため、界面２４の波立ち防止効果を常に発揮できる。また、一般に容器１の内部の作動流体の密度は、容器１の内部の圧力と温度の状態によって変動するが、作動流体の密度の変動範囲を考慮することで、常に繊維状メッシュ部材１０５は界面２４に位置することができる。
本発明の第５の実施例の圧縮機は、前述した第１から第４の実施例のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図９は、本発明の第５の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図１０は、図９に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として、板部材１０６を浮設した構成にある。即ち、板部材１０６は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、界面２４にまたがって浮動されており、界面２４は、板部材１０６で部分的に覆われている構成となっている。
図９は、本発明の第５の実施例におけるロータリ圧縮機の油溜り周辺の縦断面図であり、図１０は、図９に示すロータリ圧縮機のＺ−Ｚ矢視の横断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、第１の実施例のロータリ圧縮機と異なる点は、油溜り２１の冷凍機油と作動流体との界面２４に浮動式制波部材として、板部材１０６を浮設した構成にある。即ち、板部材１０６は、例えばそのかさ密度が作動流体の密度よりも大きく冷凍機油の密度より小さく形成され、界面２４にまたがって浮動されており、界面２４は、板部材１０６で部分的に覆われている構成となっている。
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
下側空間２２に噴出した作動流体の主たる流れは、回転子１２の下端面１２ａと下側バランスウェイト１４とリベット１７の下端部１７ａに衝突した後、回転子１２の回転運動によって強い旋回流となる。また、作動流体と混合した油滴の一部は、作動流体が下側空間２２に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り２１に戻る。
一方、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、切欠き１１ｅや隙間１３を通過し、電動機部の上側空間２３に噴出する。噴出した作動流体の主たる流れは、吐出管２０へと向かうが、その際に一部の作動流体が、回転子１２の上端面１２ｂと上側バランスウェイト１５とリベット１７の上端部１７ｂと上端面１２ｂから突出したシャフト突出部２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。また、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間２３に滞留している間に、遠心力で容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り２１に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管２０から吐出される。
以上のような構成にした第５の実施例の圧縮機では、回転子１２の回転運動に伴って下側空間２２で作動流体の旋回流が発生するが、冷凍機油と作動流体との界面２４には、浮動式制波部材として板部材１０６が設置されており、界面２４の一部が板部材１０６で覆われている。そのため、作動流体の旋回流が界面２４に直接面する面積を減らすことができるので、旋回流の影響を大幅に抑制できる。
また、波が生じる際も、板部材１０６が界面２４を覆っているために、界面２４の波動エネルギーは、板部材１０６の上下運動のエネルギーとして吸収され減衰する。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
また、波が生じる際も、板部材１０６が界面２４を覆っているために、界面２４の波動エネルギーは、板部材１０６の上下運動のエネルギーとして吸収され減衰する。従って、油溜り２１の波立ちが抑制され、旋回流により界面２４から引きちぎられる油滴を減少させ、界面２４から冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止する。このため、作動流体から分離すべき冷凍機油の油滴が減少し、容器１から吐出される油吐出量を減らすことができる。
さらに、板部材１０６のかさ密度を作動流体の密度よりも大きく、油溜り２１の冷凍機油の密度より小さくすることにより、常に板部材１０６の一部が油溜り２１の冷凍機油に浸かって界面２４に位置するため、界面２４の波立ち防止効果を常に発揮できる。また、一般に容器１の内部の作動流体の密度は、容器１の内部の圧力と温度の状態によって変動するが、作動流体の密度の変動範囲を考慮することで、常に板部材１０６は界面２４に位置することができる。
なお、以上に示した第１から第５の実施例の作用効果は作動流体の種類に関らず生じるが、特に、二酸化炭素を作動流体とする場合に、より有効に働くものである。
すなわち、二酸化炭素を主成分とした作動流体を用いる冷凍サイクルの場合、圧縮機構部から吐出される作動流体の圧力が臨界圧力を越えるため、容器の内部の作動流体は超臨界状態となり、作動流体に対する冷凍機油の溶解量が増す。さらに作動流体と冷凍機油との密度比が従来のフロン等と比べて２分の１程度に小さくなるため、冷凍機油との密度差が小さく、作動流体の旋回流による冷凍機油と作動流体との界面の波立ちがフロン等に比べて大きくなり、油滴が、作動流体の流れにより界面から引きちぎられて作動流体に混入する量が増す。
このような二酸化炭素と本発明の第１の実施例から第５の実施例のいずれかの圧縮機とを組み合わせて用いる構成により、界面の波立ちを防止することができるため、容器からの油吐出量を減らすことが可能となる。これによって、圧縮機の信頼性、及び圧縮機を用いた冷凍サイクルの効率を高めることができるとともに、環境に優しい冷媒としての二酸化炭素が使用できるという利点がある。
すなわち、二酸化炭素を主成分とした作動流体を用いる冷凍サイクルの場合、圧縮機構部から吐出される作動流体の圧力が臨界圧力を越えるため、容器の内部の作動流体は超臨界状態となり、作動流体に対する冷凍機油の溶解量が増す。さらに作動流体と冷凍機油との密度比が従来のフロン等と比べて２分の１程度に小さくなるため、冷凍機油との密度差が小さく、作動流体の旋回流による冷凍機油と作動流体との界面の波立ちがフロン等に比べて大きくなり、油滴が、作動流体の流れにより界面から引きちぎられて作動流体に混入する量が増す。
このような二酸化炭素と本発明の第１の実施例から第５の実施例のいずれかの圧縮機とを組み合わせて用いる構成により、界面の波立ちを防止することができるため、容器からの油吐出量を減らすことが可能となる。これによって、圧縮機の信頼性、及び圧縮機を用いた冷凍サイクルの効率を高めることができるとともに、環境に優しい冷媒としての二酸化炭素が使用できるという利点がある。
また、以上に示した実施例では、浮動式制波部材のかさ密度を、作動流体の密度よりも大きく、油溜りの冷凍機油の密度より小さくしているが、かさ密度の調節手段として、浮動式制波部材に中空構造や、独立した小さな気泡を内部に設けることなどが有効であることは言うまでも無い。
また、冷凍機油と作動流体の界面の想定される変動範囲を含むような厚みを有する制波部材を容器や圧縮機構部に固定して設けることでも同様の効果が発揮されることは言うまでも無い。
また、以上に示した実施例では、回転子の回転に起因する旋回流に起因する油溜りの冷凍機油と作動流体との界面の波立ちに着目していたが、自動車の車戴用圧縮機などでは、外部振動やカーブでの遠心力などに起因して界面が波立つ。これらの波立ちにより界面からの冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止するためにも、本発明が有効であることは言うまでも無い。
また、冷凍機油と作動流体の界面の想定される変動範囲を含むような厚みを有する制波部材を容器や圧縮機構部に固定して設けることでも同様の効果が発揮されることは言うまでも無い。
また、以上に示した実施例では、回転子の回転に起因する旋回流に起因する油溜りの冷凍機油と作動流体との界面の波立ちに着目していたが、自動車の車戴用圧縮機などでは、外部振動やカーブでの遠心力などに起因して界面が波立つ。これらの波立ちにより界面からの冷凍機油の油滴が作動流体に供給されることを防止するためにも、本発明が有効であることは言うまでも無い。
以上のように、本発明は、潤滑油、即ち冷凍機油を有する圧縮機に適用され、例えば、冷凍冷蔵庫、空調機、給湯機、カーエアコンなどの冷凍サイクルに用いられる圧縮機として適している。
１ 容器
２ シャフト
７ 上軸受部材
７ａ 吐出孔
８ 下軸受部材
１１ 固定子
１２ 回転子
１２ａ 回転子の下端面
１２ｂ 回転子の上端面
１４ 下側バランスウェイト
１５ 上側バランスウェイト
１７ リベット
２０ 吐出管
２１ 油溜り
２２ 下側空間
２３ 上側空間
２４ 界面
１０１ 分割部材
１０２ ハニカム部材
１０３ メッシュ部材
１０４ 多孔部材
１０５ 繊維状メッシュ部材
１０６ 板部材
２ シャフト
７ 上軸受部材
７ａ 吐出孔
８ 下軸受部材
１１ 固定子
１２ 回転子
１２ａ 回転子の下端面
１２ｂ 回転子の上端面
１４ 下側バランスウェイト
１５ 上側バランスウェイト
１７ リベット
２０ 吐出管
２１ 油溜り
２２ 下側空間
２３ 上側空間
２４ 界面
１０１ 分割部材
１０２ ハニカム部材
１０３ メッシュ部材
１０４ 多孔部材
１０５ 繊維状メッシュ部材
１０６ 板部材
Claims (13)
- 容器と、前記容器の内部に設けられ作動流体を圧縮する圧縮機構部と、前記容器の内部に設けられ前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、前記容器内の底部に設けられ冷凍機油を貯留する油溜りとを備えた圧縮機において、前記油溜りの前記冷凍機油と前記作動流体との界面に制波部材を設けたことを特徴とする圧縮機。
- 前記制波部材を、前記界面にまたがり当該界面を複数に分割する分割部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
- 前記分割部材を、縦方向に立てて設置した複数の板で構成したことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
- 複数の前記板を、格子状に組んだことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
- 前記分割部材を、ハニカム部材で構成したことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
- 前記制波部材を、前記界面にまたがる多孔部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
- 前記制波部材を、前記界面にまたがるメッシュ部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
- 前記メッシュ部材を、繊維状メッシュ部材で構成したことを特徴とする請求項７に記載の圧縮機。
- 前記分割部材により分割された分割部にメッシュ部材を設置したことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の圧縮機。
- 前記制波部材を、前記界面にまたがる板部材で構成したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
- 前記制波部材を、浮動式制波部材としたことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれかに記載の圧縮機。
- 前記浮動式制波部材のかさ密度を、前記作動流体の密度よりも大きく、前記冷凍機油の密度より小さくしたことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧縮機。
- 前記作動流体を二酸化炭素としたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の圧縮機。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2005006317A JP2005299635A (ja) | 2004-02-24 | 2005-01-13 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004047373 | 2004-02-24 | ||
| JP2004071964 | 2004-03-15 | ||
| JP2005006317A JP2005299635A (ja) | 2004-02-24 | 2005-01-13 | 圧縮機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005299635A true JP2005299635A (ja) | 2005-10-27 |
Family
ID=35331462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005006317A Pending JP2005299635A (ja) | 2004-02-24 | 2005-01-13 | 圧縮機 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005299635A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014152683A (ja) * | 2013-02-07 | 2014-08-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 密閉型スクロール圧縮機 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6477786A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-23 | Matsushita Refrigeration | Scroll type compressor |
| JPH0377011A (ja) * | 1989-08-19 | 1991-04-02 | Seikosha Co Ltd | 距離測定装置 |
| JPH04214969A (ja) * | 1990-03-28 | 1992-08-05 | Hitachi Ltd | 密閉形電動圧縮機 |
| JP2001271776A (ja) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Sanyo Electric Co Ltd | ロータリコンプレッサ |
| JP2003206861A (ja) * | 2002-01-10 | 2003-07-25 | Seiko Instruments Inc | 気体圧縮機 |
-
2005
- 2005-01-13 JP JP2005006317A patent/JP2005299635A/ja active Pending
Patent Citations (5)
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