JP2009068453A - 密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機の内部に油分離装置を配置した場合であっても十分な油分離効果が得ること。
【解決手段】密閉容器10内に電動機11と、この電動機部11と回転軸15を介して連結された圧縮機部12とを収納し、密閉容器10の電動機部11側に圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出管36を設けた密閉型圧縮機1において、電動機部11のロータ14に取付けられ、吐出管36を囲むように設けられた略円錐状のフィルタ51と、フィルタ51を所定の間隙を介して覆うように設けられ円錐状面を有する板状部材52とを具備する油分離装置50手段を備えた。
【選択図】図1
【解決手段】密閉容器10内に電動機11と、この電動機部11と回転軸15を介して連結された圧縮機部12とを収納し、密閉容器10の電動機部11側に圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出管36を設けた密閉型圧縮機1において、電動機部11のロータ14に取付けられ、吐出管36を囲むように設けられた略円錐状のフィルタ51と、フィルタ51を所定の間隙を介して覆うように設けられ円錐状面を有する板状部材52とを具備する油分離装置50手段を備えた。
【選択図】図1
Description
本発明は、空気調和機等に組み込まれる密閉型圧縮機及びこの密閉型圧縮を有する冷凍サイクル装置に関し、特に油分離装置を改良したものに関する。
従来、ロータリ式圧縮機では、密閉ケース内に電動機部と、圧縮機構部とが収納され、電動機部のロータには圧縮機構部に駆動力を伝達するシャフトが挿着される。
このような構造のロータリ式圧縮機では、運転中に圧縮機構部を潤滑した油が吐出ガスとともに吐出されるので、この吐油量の増加が冷凍サイクル内における熱伝導の低下や、冷凍サイクルの効率の減少の原因となるとともに、密閉ケース内の油面低下により圧縮機構部の信頼性に悪影響を及ぼす。
このため、従来から吐油量をできるだけ抑制するために、圧縮されたガスを吐出管に導く経路上にガスに混じっている油を分離するための油分離部材が設けられている(例えば、特許文献1参照)。
また、圧縮機の下流の冷凍サイクルにオイルセパレータを配置し、流出した油を圧縮機吸込側に戻す構造も知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開平08−177738号公報
実開平07−018173号公報
上述した密閉型圧縮機では、次のような問題があった。すなわち、十分な油分離効果が得られなかったり、圧縮機の外部に油分離装置を設けると製造コストが増大するとともに、冷凍サイクル装置も大形化するという問題があった。
そこで本発明は、圧縮機の内部に油分離装置を配置した場合であっても十分な油分離効果が得られる密閉型圧縮機及びこの密閉型圧縮機を有する冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置は次のように構成されている。
密閉容器内に電動機と、この電動機と回転軸を介して連結された圧縮機構部とを収納し、上記密閉容器の電動機側に圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出管を設けた密閉型圧縮機において、上記電動機の回転子又は回転軸に取付けられ、上記吐出管を囲むように設けられた略円錐状のフィルタ部材と、上記フィルタ部材を所定の間隙を介して覆うように設けられ円錐状面を有する板状部材とを具備する油分離手段を備えたことを特徴とする。
上述した構成の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、圧縮機の内部に油分離装置を配置した場合であっても十分な油分離効果が得られる。
図1は本発明の第1の実施の形態に係る密閉型圧縮機の断面構造と、この密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図、図2は密閉型圧縮機に組み込まれた油分離装置を示す分解斜視図、図3は油分離装置と吐出管との組み立て状態を示す斜視図、図4は油分離装置を示す断面図である。
冷凍サイクル装置は、図1に示すように、密閉型圧縮機1と、この密閉型圧縮機1から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器2と、この凝縮器2に接続された膨張装置3と、この膨張装置3に接続され、冷媒を気化する蒸発器4と、この蒸発器4の出口側にアキュムレータ5とを備えている。アキュムレータ5は、吸込パイプ40,41を介して密閉型圧縮機1に接続されている。
密閉型圧縮機1は、密閉容器10と、この密閉容器10内に収容された電動機部11と、この電動機部11によって駆動される圧縮機構部12とを備えている。電動機部11は、密閉容器10の内周面に固定されたステータ13と、このステータ13の内側に回転自在に遊嵌しているロータ14とから構成されている。なお、ステータ13の上端・下端にはコイルエンド13aが位置している。ロータ14には、回転軸15が固着され、この回転軸15は、圧縮機構部12側で、主軸受16、副軸受17によって回転自在に支承されている。
圧縮機構部12は、2シリンダタイプで、第1シリンダ18と第2シリンダ19とが仕切り板20を間に介して重ねて連設されるとともに、これらが一体的にフレーム部材21によって密閉容器10に対して固定されている。また、回転軸15には、偏心した第1クランク部22と、第2クランク部23とが設けられ、第1シリンダ18の内部には、第1クランク部22とこれに外嵌する第1ローラ24が収容され、第2シリンダ19の内部には第2クランク部23と第2ローラ25が収容されている。
圧縮機構部12では、第1シリンダ18、第2シリンダ19は、ブレードがそれぞれ半径方向に摺動自在に組み込まれている。図1では、これらのブレードのうち、第2シリンダ19に設けられたブレード28が図示されている。第1シリンダ18、第2シリンダ19の内部では、第1ローラ24及び第2ローラ25の偏心回転とともに、第1ローラ24及び第2ローラ25とブレードで画される圧縮室容積が変化し、吸込管40、41から吸込まれた冷媒ガスが圧縮されるようになっている。
副軸受17の側では、バルブカバー30は、ボルト31により、副軸受け17に対して固定されている。同様に、主軸受16の側でもバルブカバー32が取り付けられ、この主軸受16では、バルブカバー32の外側にマフラ33が被せられて両者ともにボルト34を用いて固定されている。
一方、吐出管36は、電動機部11側で密閉容器10の上端部に、その中心が上記回転軸15の回転中心と一致するように接続されている。
第2シリンダ19で圧縮されたガスは、吐出弁37から吐出された後、副軸受17、第2シリンダ19、仕切板20、第1シリンダ18、主軸受21に穿孔されているガス通路(不図示)からマフラ33を通ってモータ室Aに吐出される。また、第1シリンダ18で圧縮されたガスは、吐出弁38からバルブカバー32、マフラ33の内側から同様にモータ室Aに吐出される。
このモータ室Aでは、ガスは、ステータ13の内周面とロータ14の外周面間のエアーギャップ等を通り、油分離装置50が取り付けられている側に導出され、この油分離装置50にあたってガスに混合している油が分離された後、吐出管36から外部の冷凍サイクルに吐出される。
一方、油分離装置50は、ロータ14の上端面を覆い、吐出管36を囲むように設けられた円錐状のフィルタ51と、このフィルタ51を所定の間隙をもって覆う漏斗状の板状部材52とを備えている。フィルタ51は金網状部材からなり、その空隙であるメッシュ全面積は吐出管36の開口面積より大きく設定されている。板状部材52は、上方から下方に広がる円錐状部分52aと、この円錐状部分52aの上部に設けられた円管部52bとを備えている。油分離装置50は、図3に示すようにロータ14と連結され、同期して回転する構成となっている。なお、油分離装置50は、回転軸15の上端部に取り付けても良い。
なお、図4に示すように、板状部材52の円管部52bと吐出管36との間隙を寸法t1、フィルタ51と板状部材52の円錐状部分52aとの間隙を寸法t2、フィルタ51と吐出管36との間隙を寸法t3としたときに、t1<t2、t3≦t1(望ましくは、t3<t1)の関係に設定されている。また、板状部材52の最外径をD1、ロータ14の外径をD2としたとき、D1≧D2の関係に設定されている。
このように構成された冷凍サイクル装置では、次のように運転される。なお、冷凍サイクル装置には、冷媒ガスが充填され、また、密閉型圧縮機1の密閉容器10には潤滑油が収容される。電動機部11に電力が供給されると、回転軸15が回転駆動され、圧縮機構部12が駆動される。
圧縮機構部12では、第1ローラ24及び第2ローラ25が第1シリンダ18、第2シリンダ19内で偏心回転を行うことで、第1シリンダ18、第2シリンダ19内に導かれた冷媒ガスが徐々に圧縮される。回転軸15が継続して回転され、第1シリンダ18、第2シリンダ19における圧縮室の容量がさらに減少して冷媒ガスが圧縮され、所定圧まで上昇したところで吐出弁37,38が開放する。高圧となった冷媒ガスはバルブカバー32及びマフラ33を介して密閉容器10内に吐出され充満する。そして、密閉容器10から吐出される。
密閉容器10から吐出された高圧の冷媒ガスは、凝縮器2に導かれて凝縮液化し、膨張装置3で断熱膨張し、蒸発器4で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。そして、蒸発したあとの冷媒ガスはアキュムレータ5及び吸込管40,41を介して第1シリンダ18、第2シリンダ19内に再び吸込まれて上述の経路を循環する。
油分離装置50では、次のように油分離機能が動作する。すなわち、圧縮機構部12では、その作動に伴って潤滑油が各部に供給され、潤滑油の一部は油滴となって冷媒ガスに混入する。ロータ14の最外周側より導入された油滴を含んだ冷媒ガスはフィルタ51及び板状部材52の回転運動によって生じた遠心力を受ける。このとき、板状部材52の最外径をロータ14の外径以上の大きさに設定しているため、冷媒ガス中の密度の大きな油滴は最外周部よりコイルエンド13a側に飛ばされる。吐出管36とフィルタ51の間隙から導入された冷媒ガスも同様な遠心力を受けるため冷媒ガスと油滴が分離される。コイルエンド13a側に飛ばされた油滴はコイルの銅線間の隙間や表面に付着し、密閉容器11下方に滴下する。
なお、円管部52bと吐出管36との間隙から流入した油滴を含む冷媒ガスは、大きな遠心力を受ける前に、その一部がフィルタ51と吐出管36の間隙から、吐出管36に流入しやすいが、円管部52bと吐出管36との間隙は、円管部52bが吐出管36に接触することなしに回転するために必要不可欠な間隙である。このため、ディスク52の円管部52bと吐出管36との間隙を寸法t1、フィルタ51とディスク52の板状部材52aとの間隙を寸法t2としたときに、t1<t2の関係に設定することで、大きな遠心力を受けるフィルタ51と板状部材52aの下端の間隙から流入する冷媒ガス量を多くし、油分離効果を高めることができる。
吐出管36から流出しようとフィルタ51内に入り込んでくるガス流に残った油粉がフィルタ51にて最終分離される。このフィルタ51の空隙であるメッシュ全面積を吐出管の開口面積より大きくしたことで圧力損失を低減でき、圧縮性能を犠牲にすることがない。
油滴が分離された冷媒ガスは、フィルタ51の空隙より吐出管36に導入され、冷凍サイクルに排出される。
上述したように、本実施の形態に係る密閉型圧縮機1においては、油分離装置50において、ロータ14の回転に伴う遠心力を利用して油とガスとを分離しているので、圧縮機の内部に油分離装置を配置した場合であっても十分な油分離効果が得られる。特に最終段に金網状のフィルタ51を通過させているので、遠心力が増大する高周波数運転ほど効果が大きくなる。このようにして、冷凍サイクルに潤滑油が流出することを防止できるので、密閉容器11内の潤滑油の油面が安定し、信頼性が確保される。
また、ステータ13の内周面とロータ14の外周面間の隙間から上昇する油滴を含む冷媒ガスの他、油分離装置50の上方にある油滴を含む冷媒ガスをも油分離装置50内に導入することができるので、油分離効果を増幅させることができる。
一方、このように分離効果の高い油分離装置50を内蔵した密閉型圧縮機1を用いた冷凍サイクル装置においても、機器が大形化したり、配管が長くなった場合であっても、信頼性を高めることができる。
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
1…密閉型圧縮機、10…密閉容器、11…電動機部、12…圧縮機部、13…ステータ、14…ロータ、36…吐出管、50…油分離装置、51…フィルタ、52…板状部材、52a…円錐状部分、52b…円管部。
Claims (5)
- 密閉容器内に電動機と、この電動機と回転軸を介して連結された圧縮機構部とを収納し、上記密閉容器の電動機側に圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出管をその中心が上記回転軸の回転中心と一致するように設けた密閉型圧縮機において、
上記電動機の回転子又は回転軸に取付けられ、上記吐出管を囲むように設けられた略円錐状のフィルタ部材と、上記フィルタ部材を所定の間隙を介して覆うように設けられ円錐状面を有する板状部材とを具備する油分離手段を備えたことを特徴とする密閉型圧縮機。 - 上記フィルタ部材と上記板状部材間の間隙を、上記板状部材と上記吐出管との間隙よりも大きくしたことを特徴とする請求項1記載の密閉型圧縮機。
- 上記板状部材の外径を上記回転子の外径以上の大きさにしたことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
- 上記フィルタ部材は金網状部材を具備し、この金網状部材の空隙の合計面積が上記吐出管の開口面積よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
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JP2007239682A JP2009068453A (ja) | 2007-09-14 | 2007-09-14 | 密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
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CN105909523A (zh) * | 2016-04-14 | 2016-08-31 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 旋转压缩机 |
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2007
- 2007-09-14 JP JP2007239682A patent/JP2009068453A/ja active Pending
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