JP2006283581A - Hermetic compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍用、空調用などに用いられる密閉型圧縮機に係り、特に、密閉型圧縮機のCOPを向上させるための技術に関する。 The present invention relates to a hermetic compressor used for refrigeration, air conditioning, and the like, and more particularly to a technique for improving COP of a hermetic compressor.
従来、密閉容器内に電動要素と、この電動要素に駆動されて冷媒を圧縮する回転圧縮要素とを収容した密閉型ロータリ圧縮機が知られている。この種の密閉型ロータリ圧縮機は、一般に、偏心回転運動するローラが所定のクリアランスを保ってシリンダに内設されてシリンダ内に三日月状の空間(いわゆる圧縮室)を形成するとともに、ローラに摺接するベーンが設けられて、シリンダ内の三日月状の空間が、ベーンにより、冷媒を吸気する低圧室側と冷媒を圧縮する高圧室側とに圧力的に仕切られるように構成されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、従来の技術においては、上記シリンダにおける三日月状の空間のシール性の向上が十分には図られておらず、密閉型ロータリ圧縮機の冷却効率(COP:Coefficient Of Performance:冷凍能力/入力電力)の低下を招くといった問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ローラとシリンダとの間のシール性を向上させ、以って、冷却効率を高めることのできる密閉型圧縮機を提供することを目的とする。
However, in the conventional technology, the sealing performance of the crescent-shaped space in the cylinder is not sufficiently improved, and the cooling efficiency (COP: Coefficient Of Performance: refrigeration capacity / input power) of the hermetic rotary compressor is not achieved. ).
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a hermetic compressor that can improve the sealing performance between a roller and a cylinder and thereby increase the cooling efficiency. And
上記目的を達成するために、本発明は、密閉容器内に電動要素と、前記電動要素の回転軸により駆動される回転圧縮要素とを収容した密閉型圧縮機において、前記回転圧縮要素が前記回転軸を支持する2つの軸受けの間に配設されたシリンダと、前記シリンダに内設され前記回転軸により偏心回転するローラとを備え、前記密閉容器内に前記回転圧縮要素が浸る量のオイルを貯留するとともに、前記軸受けと前記シリンダとの接触面内の前記シリンダ側に溝を設けて、前記オイルを前記シリンダと前記ローラとの間の圧縮室に吸入工程中に導く油路を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a hermetic compressor in which an electric element and a rotary compression element driven by a rotating shaft of the electric element are housed in an airtight container. A cylinder disposed between two bearings that support the shaft, and a roller installed in the cylinder and rotated eccentrically by the rotating shaft, and an amount of oil that the rotary compression element is immersed in the sealed container In addition to storing, a groove was provided on the cylinder side in the contact surface between the bearing and the cylinder to form an oil passage that guides the oil to the compression chamber between the cylinder and the roller during the suction process. It is characterized by.
上記目的を達成するために、本発明は、密閉容器内に電動要素と、前記電動要素の回転軸により駆動される回転圧縮要素とを収容した密閉型圧縮機において、前記回転圧縮要素が前記回転軸を支持する2つの軸受けの間に、板状部材を挟んで配設された2基のシリンダと、前記シリンダのそれぞれに内設され前記回転軸により偏心回転するローラとを備え、前記密閉容器内に前記回転圧縮要素が浸る量のオイルを貯留するとともに、前記板状部材と前記2基のシリンダのそれぞれとの接触面内のシリンダ側に溝を設けて、前記オイルを前記シリンダと前記ローラとの間の圧縮室に吸入工程中に導く油路を形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a hermetic compressor in which an electric element and a rotary compression element driven by a rotating shaft of the electric element are housed in an airtight container. Two sealed cylinders sandwiched between two bearings that support a shaft, and a roller that is provided in each of the cylinders and that rotates eccentrically with the rotating shaft. An amount of oil immersed in the rotary compression element is stored therein, and a groove is provided on a cylinder side in a contact surface between the plate member and each of the two cylinders, and the oil is supplied to the cylinder and the roller. An oil passage leading to the compression chamber is formed in the compression chamber therebetween.
また、本発明は、上記発明において、前記油路の断面積と前記圧縮室の排除容積との比率が所定の範囲内となるように前記溝を設けたことを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the groove is provided so that a ratio of a cross-sectional area of the oil passage and an excluded volume of the compression chamber is within a predetermined range.
本発明によれば、回転圧縮要素を構成するシリンダとローラとの間の圧縮室に密閉容器内のオイルを吸入工程中に導く油路を設ける構成としたため、このオイルによりシリンダとローラとの間に十分な油膜が形成されてシール性が高められる。この結果、圧縮室内において、圧縮工程中の冷媒の低圧側への漏れが防止されるため、圧縮効率が高められ、以って、冷却効率が高められる。
特に、本発明によれば、軸受けとシリンダとの接触面内のシリンダ側に溝を設けて油路を形成する構成としたため、軸受けとシリンダとを固定する際に生じるずれに影響されることなく、設計通りのオイル量を圧縮室に注入することができる。
According to the present invention, the oil passage for guiding the oil in the hermetic container during the suction process is provided in the compression chamber between the cylinder and the roller constituting the rotary compression element. A sufficient oil film is formed to improve the sealing performance. As a result, the refrigerant is prevented from leaking to the low pressure side during the compression process in the compression chamber, so that the compression efficiency is enhanced, and thus the cooling efficiency is enhanced.
In particular, according to the present invention, the oil passage is formed by providing a groove on the cylinder side in the contact surface between the bearing and the cylinder, so that it is not affected by the deviation generated when the bearing and the cylinder are fixed. The amount of oil as designed can be injected into the compression chamber.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図1は本実施の形態に係る密閉型ロータリ圧縮機100の一態様を示す縦断面図であり、図2は回転圧縮要素を拡大して示す縦断面図である。この密閉型ロータリ圧縮機100は、冷媒の凝縮器と蒸発器との間に配管接続されて冷凍機ユニットを構成するものであり、図1に示すように、密閉容器1を有し、この密閉容器1の上側に電動要素2が、下側にこの電動要素2のクランクシャフト3によって駆動されて冷媒を圧縮する回転圧縮要素4が収納されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an aspect of a hermetic
密閉容器1は、筒状のシェル部10と、このシェル部10にアーク溶接などにより固着されたエンドキャップ11とを備え、このエンドキャップ11には電動要素2に電力を供給する際の中継端子をなすターミナル12が設けられると共に、圧縮された冷媒を機外に吐出する吐出管13が設けられている。また、シェル部10の底部近くには、アキュムレータ5から回転圧縮要素4に冷媒を導く吸込管6が溶接などにより固着されている。
The
電動要素2は、いわゆるDCブラシレスモータなどの直流モータからなるものであり、回転子(ロータ)31と、シェル部10に固着された固定子(ステータ)32とを備え、回転子31にクランクシャフト3が固定されて、回転子31の回転力が回転圧縮要素4に伝達するようになっている。このクランクシャフト3は主軸受け7A(支持部材)および副軸受け7Bにより回転自在に支持されている。
The
図1および図2に示すように、回転圧縮要素4は、円筒形状を有するシリンダ41を有し、このシリンダ41は主軸受け7Aと副軸受け7Bとの間で、図示せぬボルトなどにより主軸受け7Aおよび副軸受け7Bと一体的に固定され、主軸受け7Aが密閉容器1の内側面に溶接により固着されて、この主軸受け7Aにシリンダ41が支持される。また、シリンダ41の上側の開口が主軸受け7Aに、下側の開口が副軸受け7Bにより閉塞されて、このシリンダ41内に圧縮室43が形成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
圧縮室43には、クランクシャフト3に一体成形された偏心部44に嵌合されて偏心回転するローラ45が内設されている。また、図3に示すように、シリンダ41には、冷媒の吸込口48と吐出口40との間にベーン溝47が設けられ、このベーン溝47にはベーン46が摺動自在に配設されている。このベーン46は図示せぬスプリングなどの付勢部材によって常時ローラ45方向に押圧され、偏心部44およびローラ45の回転に応じてローラ45の外周面に摺接しながらベーン溝47内を往復動し、圧縮室43の内部を低圧室側43Aと高圧室側43Bに圧力的に仕切る役割を果たしている。
In the
具体的には、ローラ45はその外側面の一端がシリンダ41の内側面49と常に所定のクリアランスで接するように設けられ、シリンダ41とローラ45との間の空間である圧縮室43が三日月状に形成される。そして、ベーン46がローラ45の外側面に当接し、このベーン46により三日月状の圧縮室43が低圧室側43Aと高圧室側43Bに仕切られる。
Specifically, the
前掲図1および図2に示すように、シリンダ41の吸込口48には吸込管6が挿嵌され、また、上記吐出口40には、図示しない吐出バルブが設けられており、冷媒がこの吐出バルブで規定される吐出圧に達すると吐出口40から密閉容器1内に吐出される。
したがって、密閉型ロータリ圧縮機100にあっては、電動要素2がクランクシャフト3を回転駆動することによってローラ45を圧縮室43内において偏心回転させることにより、アキュムレータ5を介して機外から供給された冷媒が吸込管6を介して圧縮室43の低圧室側43Aに吸入され、その冷媒を高圧室側43Bに移動させながら圧縮して吐出口40から密閉容器1内に吐出し、吐出管13から機外に吐出することになる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the suction pipe 6 is inserted into the
Therefore, in the hermetic
また、前掲図1および図2に示すように、密閉容器1の底部には、主軸受け7Aの下面(図中A−A’線にて示す)までオイル8が貯留されており、このオイル8を主軸受け7A、副軸受け7Bおよび回転圧縮要素4とクランクシャフト3との間の摺擦部分や回転圧縮要素4の摺動部分に給油するオイルピックアップ50がクランクシャフト3の下端部3Aに設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2,
具体的には、クランクシャフト3は円筒状に形成され、その下端部3Aに円筒状のオイルピックアップ50が圧入して取付けられている。オイルピックアップ50の内部には、図2に示すように、螺旋形のオイル流路を構成するパドル51が一体成形されており、クラックシャフト3の回転により生じる遠心力によりオイルピックアップ50が下端50Aから密閉容器1に貯留されたオイル8を吸込み、パドル51がオイル8を上向きに送給する。そして、このオイル8がオイルピックアップ50に穿たれた給油孔52を経て、クランクシャフト3の周面、特に、主軸受け7A、副軸受け7Bおよび回転圧縮要素4とクランクシャフト3との各摺擦部分に供給される。
Specifically, the
ここで、上述の通り、ローラ45は、シリンダ41の内側面49と常に所定のクリアランスで接するように内設されているため、圧縮室43のシール性が十分なものでなく冷却効率の低下を招くことになる。
そこで、本実施の形態では、密閉容器1に貯留されているオイル8を冷媒の吸入工程中に圧縮室43に導く油路60を密閉型ロータリ圧縮機100に設ける構成とし、この油路60を経由して注入されたオイル8によりローラ45とシリンダ41との間に十分な油膜を形成してシール性を高めるようにしている。以下、かかる構成について詳述する。
Here, as described above, since the
Therefore, in the present embodiment, the
図4に示すように、シリンダ41の上下面のそれぞれには主軸受け7Aおよび副軸受け7Bとの接触面を構成する段部70A、70Bが形成されている。そして、副軸受け7Bとシリンダ41との接触面内のシリンダ41側である下側の段部70Bに溝61を切削加工により形成し、この段部70Bと副軸受け7Bとが接触することで、副軸受け7Bシリンダ41の内側面49に一端60Aが開口し、密閉容器1内に貯留されているオイル8中に他端60Bが開口する油路60が形成される。なお、主軸受け7Aがオイル8に浸る構成である場合には、主軸受け7Aとシリンダ41の接触面内のシリンダ41側に溝61を形成して油路60を構成しても良い。
As shown in FIG. 4, step portions 70 </ b> A and 70 </ b> B constituting contact surfaces with the main bearing 7 </ b> A and the sub-bearing 7 </ b> B are formed on the upper and lower surfaces of the
この油路60の一端60Aは、冷媒の圧縮室43への吸入工程中に、オイル8を圧縮室43に注入すべく、低圧室側43Aのシリンダ内側面49に開口するように形成され、特に、図3に示すように、油路60の一端60Aが、吸込口48とシリンダ41の中心点Oを結ぶ基準線Lを基準にして所定の角度θ1〜θ2(θ1:0°、θ2:170°(より好ましくは、θ1:125°、θ2:165°))の範囲に開口するように形成されている(図示例では約125°)。
One
以上の構成の下、密閉容器1内のオイル8には冷媒の吐出圧(例えば3MPa)が作用しているため、この高圧のオイル8が、圧縮室43の低圧室側43Aの内圧(例えば1.1MPa)との差圧により、油路60を経由して、シリンダ41の圧縮室43の低圧室側43Aに注入される。
したがって、冷媒の吸入工程中にオイル8が圧縮室43に注入され、このオイル8によって、シリンダ内側面49とローラ45との間に十分な油膜が形成されシール性が高められる。この結果、シリンダ41の圧縮室43において低圧室側43Aと高圧室側43Bとがより確実に分離されるため、低圧室側43Aに吸入された冷媒が高圧室側43Bに圧縮される過程(圧縮工程)で低圧室側43Aへの圧縮冷媒の漏れが防止され、冷媒の圧縮効率が高められ、以って、密閉型ロータリ圧縮機100の冷却効率の向上が図られる。
Since the refrigerant discharge pressure (for example, 3 MPa) is acting on the
Therefore, the
また、本実施の形態では、シリンダ内側面49に開口する油路60の断面積D(すなわち、溝61の断面積)を調整することで、圧縮室43に注入されるオイル量を調整することとし、このとき、油路60の断面積Dを圧縮室43の排除容積をVとの比率R(=D/V)が所定の範囲内に収まるように決定することとしている。詳細には、上記比率Rが小さ過ぎる場合には、油路60が狭くなり過ぎてオイル8が圧縮室43内に注入されなくなってしまい、これとは逆に、上記比率Rが大きすぎる場合には、圧縮室43内にオイル8が過度に注入されて液圧縮が生じてしまう。そこで、上記比率Rを0.004〜0.03(mm2/cc)の範囲に収めることが望ましく、これにより、オイル8の過度の注入による液圧縮を防止しつつ、シリンダ内側面49とローラ45との間のシール性が高められる。
Further, in the present embodiment, the amount of oil injected into the
以上説明したように、本実施の形態によれば、シリンダ41とローラ45との間の圧縮室43に密閉容器1内のオイル8を吸入工程中に導く油路60を設ける構成としたため、圧縮室43に注入されたオイル8によりシリンダ41とローラ45との間に油膜が形成されシール性が高められる。したがって、圧縮室43内において圧縮工程中の冷媒の低圧室側43Aへの漏れが防止されるため、圧縮効率が高められ、以って、密閉圧縮機100の冷却効率を高めることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また本実施の形態によれば、油路62を構成する主油路64の断面積Dと圧縮室43の排除容積Vとの比率が所定の範囲内となるようにしたため、オイル8の過度の注入による液圧縮を防止しつつ、シリンダ内側面49とローラ45Aとの間のシール性を高めることができる。
Further, according to the present embodiment, the ratio of the cross-sectional area D of the main oil passage 64 constituting the oil passage 62 and the excluded volume V of the
特に、本実施の形態によれば、副軸受け7Bとシリンダ41との接触面内のシリンダ41側に溝61を設けて油路60を形成する構成としたため、副軸受け7Bとシリンダ41とを固定した際に生じるずれに影響されることなく、設計通りのオイル量を圧縮室43に注入することができる。詳述すると、副軸受け7Bとシリンダ41との接触面内の副軸受け7B側に溝を設けて油路を構成した場合、この油路の一端は圧縮室43の底面に開口する。このとき、シリンダ41に副軸受け7Bをボルトなどで固定する際には位置ずれが生じ易く、これにより、油路の圧縮室43側の開口面積が設計値からずれ、オイル8の注入量が設計値からずれることになる。
これに対して、本実施の形態によれば、シリンダ41側に溝61を設ける構成としているため、シリンダ41に副軸受け7Bをボルトなどで固定する際に位置ずれが生じたとしても、油路60の圧縮室43側の開口面積を一定に維持することができ、以って、圧縮室43に注入するオイル量を設計通りとすることができる。
In particular, according to the present embodiment, since the
On the other hand, according to the present embodiment, since the
上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。
例えば、上述した実施の形態では、1基のシリンダ41を備える密閉型ロータリ圧縮機100を例示したが、これに限らず、シリンダが2基の密閉型ロータリ圧縮機100にも本発明を適用することが可能である。
The above-described embodiments merely show one aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified within the scope of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the
詳述すると、2基のシリンダを有する構成においては、図5および図6に示すように、シリンダ41A、41Bが主軸受け7Aと副軸受け7Bとの間に板状の仕切板42を挟んで上下に配設され、上段のシリンダ41Aの上側の開口面が主軸受け7Aに、下側の開口面が仕切板42により閉塞され、また、下段のシリンダ41Bの下側の開口面が副軸受け7Bに、上側の開口面が仕切板42により閉塞されて、シリンダ41A、41B内に圧縮室43が形成される。これらのシリンダ41A、41Bやローラ45などの回転圧縮要素4は、主軸受け7Aまたは上段のシリンダ41A(図示例ではシリンダ41A)が密閉容器1に溶接されて固着され、密閉容器1に貯留されているオイル8に浸される。
More specifically, in the configuration having two cylinders, as shown in FIGS. 5 and 6, the
図6に示すように、上段のシリンダ41Aの上下面のそれぞれには主軸受け7Aおよび仕切板42との接触面を構成する段部71Aが形成され、また、下段のシリンダ41Bの上下面のそれぞれには副軸受け7Bおよび仕切板42との接触面を構成する段部71Bが形成されている。そして、上段のシリンダ41Aにあっては、仕切板42とシリンダ41Aとの接触面内のシリンダ41A側である下側の段部71Aに油路60を構成する溝61が形成され、また、下段のシリンダ41Bにあっては、仕切板42とシリンダ41Bとの接触面内のシリンダ41B側である上側の段部71Bに油路60を構成する溝61が形成される。これにより、吸入工程中に、各油路60を経由して、各シリンダ41A、41Bの圧縮室43にオイル8が注入され、ローラ45とシリンダ41A、41Bとの間のシール性が高められる。
As shown in FIG. 6,
1 密閉容器
2 電動要素
4 回転圧縮要素
7A 主軸受け
7B 副軸受け
8 オイル
41、41A、41B シリンダ
43 圧縮室
43A 低圧室側
43B 高圧室側
45A、45B ローラ
46 ベーン
48 吸込口
60 油路
61 溝
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記回転圧縮要素が前記回転軸を支持する2つの軸受けの間に配設されたシリンダと、前記シリンダに内設され前記回転軸により偏心回転するローラとを備え、
前記密閉容器内に前記回転圧縮要素が浸る量のオイルを貯留するとともに、前記軸受けと前記シリンダとの接触面内の前記シリンダ側に溝を設けて、前記オイルを前記シリンダと前記ローラとの間の圧縮室に吸入工程中に導く油路を形成した
ことを特徴とする密閉型圧縮機。 In a hermetic compressor in which an electric element and a rotary compression element driven by a rotating shaft of the electric element are accommodated in a sealed container,
The rotary compression element includes a cylinder disposed between two bearings that support the rotary shaft, and a roller that is provided in the cylinder and rotates eccentrically by the rotary shaft;
The amount of oil that can be immersed in the rotary compression element is stored in the sealed container, and a groove is provided on the cylinder side in the contact surface between the bearing and the cylinder so that the oil is placed between the cylinder and the roller. A hermetic compressor characterized in that an oil passage leading to the suction chamber is formed in the compression chamber.
前記回転圧縮要素が前記回転軸を支持する2つの軸受けの間に、板状部材を挟んで配設された2基のシリンダと、前記シリンダのそれぞれに内設され前記回転軸により偏心回転するローラとを備え、
前記密閉容器内に前記回転圧縮要素が浸る量のオイルを貯留するとともに、前記板状部材と前記2基のシリンダのそれぞれとの接触面内のシリンダ側に溝を設けて、前記オイルを前記シリンダと前記ローラとの間の圧縮室に吸入工程中に導く油路を形成した
ことを特徴とする密閉型圧縮機。 In a hermetic compressor in which an electric element and a rotary compression element driven by a rotating shaft of the electric element are accommodated in a sealed container,
Two cylinders arranged with a plate-like member sandwiched between two bearings on which the rotary compression element supports the rotary shaft, and a roller provided in each of the cylinders and eccentrically rotated by the rotary shaft And
An amount of oil that the rotary compression element is immersed in is stored in the sealed container, and a groove is provided on a cylinder side in a contact surface between the plate member and each of the two cylinders, and the oil is supplied to the cylinder. An oil passage is formed in the compression chamber between the roller and the roller and led to the suction process.
3. The hermetic compressor according to claim 1, wherein the groove is provided so that a ratio between a cross-sectional area of the oil passage and an excluded volume of the compression chamber is within a predetermined range.
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