JP2010031732A - Rotary compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調機、冷凍機、ブロワ、給湯機等に使用されるロータリ圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a rotary compressor used for an air conditioner, a refrigerator, a blower, a water heater, and the like.
従来より、冷凍装置や空気調和装置などにおいては、蒸発器で蒸発したガス冷媒を吸入し、凝縮するために必要な圧力まで圧縮して冷媒回路中に高温高圧のガス冷媒を送り出す圧縮機が使用されている。このような圧縮機の一つとして、ロータリ圧縮機が知られている。 Conventionally, in refrigeration equipment and air conditioning equipment, a compressor that sucks in gas refrigerant evaporated in an evaporator, compresses it to the pressure necessary for condensation, and sends high-temperature and high-pressure gas refrigerant into the refrigerant circuit has been used. Has been. A rotary compressor is known as one of such compressors.
ロータリ圧縮機は、たとえば図8に示すように、電動機2と圧縮機構部3をクランク軸31で連結して密閉容器1内に収納したものであって、圧縮機構部3は、シリンダ30とこのシリンダ30の両端面を閉塞する上軸受34と下軸受35とで形成された圧縮室39と、この圧縮室39内に上軸受34および下軸受35に支持されたクランク軸31の偏心部31aに嵌合されたローラ32と、このローラ32の外周の偏心回転に追従して往復運動し圧縮室39内を低圧部と高圧部とに仕切るベーン33を備えている。クランク軸31には軸線部に油穴41が設けられるとともに、上軸受、下軸受に対する壁部には、それぞれ油穴41に連通した給油穴42、43が設けられている。また、クランク軸31の偏心部31aに対する壁部には油穴41に連通した給油穴44が設けられ、外周部には油溝45が形成されている。一方、シリンダ30には、圧縮室39内の低圧部に向けてガスを吸入する吸入ポート40が開通され、上軸受34には、圧縮室39内の低圧部から転じて形成される高圧部からガスを吐出する吐出ポート38が開通されており、ローラ32はシリンダ30が上軸受34,下軸受35に上下から閉塞されることによって形成される圧縮室39に収容されている。 For example, as shown in FIG. 8, the rotary compressor is one in which the electric motor 2 and the compression mechanism 3 are connected by a crankshaft 31 and housed in the hermetic container 1, and the compression mechanism 3 includes the cylinder 30 and the cylinder 30. A compression chamber 39 formed by an upper bearing 34 and a lower bearing 35 that close both end surfaces of the cylinder 30, and an eccentric portion 31 a of the crankshaft 31 supported by the upper bearing 34 and the lower bearing 35 in the compression chamber 39. The roller 32 is fitted, and a vane 33 that reciprocates following the eccentric rotation of the outer periphery of the roller 32 to partition the inside of the compression chamber 39 into a low pressure portion and a high pressure portion. The crankshaft 31 is provided with an oil hole 41 in the axial line portion, and oil supply holes 42 and 43 communicating with the oil hole 41 are provided in the wall portions for the upper bearing and the lower bearing, respectively. An oil supply hole 44 communicating with the oil hole 41 is provided in the wall portion of the crankshaft 31 with respect to the eccentric portion 31a, and an oil groove 45 is formed in the outer peripheral portion. On the other hand, the suction port 40 for sucking gas toward the low pressure portion in the compression chamber 39 is opened in the cylinder 30, and the upper bearing 34 has a high pressure portion formed by turning from the low pressure portion in the compression chamber 39. A discharge port 38 for discharging gas is opened, and the roller 32 is accommodated in a compression chamber 39 formed by the cylinder 30 being closed from above and below by an upper bearing 34 and a lower bearing 35.
吐出ポート38は上軸受34を貫通する平面視円形の孔として形成されており、吐出ポート38の上面には所定の大きさ以上の圧力を受けた場合に解放される吐出弁36が設けられており、この吐出弁36を覆うカップマフラー37とで構成されている。 The discharge port 38 is formed as a circular hole passing through the upper bearing 34 in plan view, and a discharge valve 36 is provided on the upper surface of the discharge port 38 that is released when a pressure of a predetermined size or more is applied. And a cup muffler 37 that covers the discharge valve 36.
低圧部側ではローラ32の摺接部が吸入ポート40を通過して吸入室を徐々に拡大しながら離れていき、吸入ポート40から吸入室内にガスを吸入する。一方、高圧部側ではローラ32の摺動部が吐出ポート38へ圧縮室39を徐々に縮小しながら近づいていき、所定圧力以上に圧縮された時点で吐出弁36が開いて吐出ポート38からガスを流出し、カップマフラー37より密閉容器1内に吐出される。 On the low pressure portion side, the sliding contact portion of the roller 32 passes through the suction port 40 and gradually moves away from the suction chamber, and sucks gas from the suction port 40 into the suction chamber. On the other hand, on the high pressure portion side, the sliding portion of the roller 32 approaches the discharge port 38 while gradually reducing the compression chamber 39, and when the pressure is compressed to a predetermined pressure or higher, the discharge valve 36 opens and the gas is discharged from the discharge port 38. Is discharged from the cup muffler 37 into the sealed container 1.
圧縮機構部の外周は高圧の吐出空間52となっている。一方、偏心部31aの上端面と上軸受34とローラ32の内周面との間には空間46があり、偏心部31aの下端面と下軸受35とローラ32の内周面との間には空間47がある。その空間46、47には油穴41から給油穴42、43を経て油が漏れ込んでくる。またこの空間46、47はほとんど常に圧縮室39内部の圧力より高い状態にある。 The outer periphery of the compression mechanism is a high-pressure discharge space 52. On the other hand, there is a space 46 between the upper end surface of the eccentric portion 31a and the inner peripheral surface of the upper bearing 34 and the roller 32, and between the lower end surface of the eccentric portion 31a, the lower bearing 35 and the inner peripheral surface of the roller 32. Has a space 47. Oil leaks into the spaces 46 and 47 from the oil hole 41 through the oil supply holes 42 and 43. The spaces 46 and 47 are almost always higher than the pressure inside the compression chamber 39.
一方、シリンダ30の高さはローラ32が内部で摺動できるようにこのローラ32の高さよりやや大きめに設定しなければならず、その結果として、このローラ32の端面と上軸受34、下軸受35の端面との間に隙間がある。そのため、この隙間を介して空間46,47から圧縮室39へ油が漏れる。 On the other hand, the height of the cylinder 30 must be set slightly larger than the height of the roller 32 so that the roller 32 can slide inside. As a result, the end face of the roller 32, the upper bearing 34, and the lower bearing There is a gap between the end face of 35. Therefore, oil leaks from the spaces 46 and 47 to the compression chamber 39 through this gap.
一般に冷凍機油は冷媒を溶解し、その溶解度は圧力が高い程大きい。したがって高圧の
空間46、47から低圧の圧縮室39に油が漏れた場合、冷媒溶解度が小さくなるため、溶存冷媒が蒸発してくる。これは結局ガス漏れであり、圧縮機の効率を低下させる一因となる。
In general, refrigeration oil dissolves refrigerant, and its solubility increases as the pressure increases. Therefore, when oil leaks from the high-pressure spaces 46 and 47 to the low-pressure compression chamber 39, the solubility of the refrigerant decreases, so that the dissolved refrigerant evaporates. This eventually results in a gas leak and contributes to a reduction in compressor efficiency.
よって、シリンダ30の高さとローラ32の高さの差を小さくすることで、ガス漏れは抑制できるが、ローラ32の端面の摺動が厳しくなり、磨耗や焼き付き等の問題が発生する。一方、シリンダ30の高さとローラ32の高さの差を大きくすることで、磨耗や焼き付き等は解消されるが漏れによる圧縮機の効率低下を引き起こす。 Therefore, by reducing the difference between the height of the cylinder 30 and the height of the roller 32, gas leakage can be suppressed, but sliding of the end face of the roller 32 becomes severe, and problems such as wear and seizure occur. On the other hand, by increasing the difference between the height of the cylinder 30 and the height of the roller 32, wear and seizure are eliminated, but the efficiency of the compressor is reduced due to leakage.
したがって、従来はローラ32端面の隙間からの漏れを低減し、かつ摺動を低減することが求められていた。図7は特許文献1に記載された従来のロータリ圧縮機を示すものである。図7に示すように電動機の回転力を圧縮部に伝達するクランク軸のスラスト軸受を下軸受に当接させて支持すると供に下端を密閉容器の底面に溜められた潤滑油に浸け、クランク軸の回転に伴ってこのクランク軸の中空部を介して潤滑油を汲み上げ、汲み上げた潤滑油を各部に供給してなるロータリ圧縮機において、下軸受を鉄系金属で構成し、クランク軸のスラスト軸受に、連帯焼結したバイメタル上に固体潤滑剤を混入させたPEEK樹脂、ポリミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂のいずれか一つ、もしくはこれらを組み合わせた含浸焼結した摺動部材を設けていた。これにより、摺動面積が小さく油膜が形成されにくくても自己潤滑作用で、摺動損失及び磨耗の低減と、ローラが摺動部材により上に浮上し、上下均等の隙間に自動調整して、漏れ損失の低減を図っていた。
近年においては圧縮機により冷媒を循環させる空気調和装置等のさらなる高効率化が望まれているため、これらを達成するためにも圧縮機のさらなる高効率化が重要となっている。上述した従来のロータリ圧縮機の構造では、加工方法や精度保持が容易ではなく、又、温度変化による摺動部材の摺動面摩擦抵抗の増大を引き起こす可能性がある。また、摺動部材を新たに追加するため、圧縮機の材料費も高くなってしまう。 In recent years, since higher efficiency of an air conditioner or the like that circulates refrigerant using a compressor is desired, it is important to further improve the efficiency of the compressor in order to achieve these. In the structure of the conventional rotary compressor described above, the processing method and accuracy cannot be easily maintained, and the sliding surface frictional resistance of the sliding member may increase due to temperature change. Moreover, since a sliding member is newly added, the material cost of a compressor will also become high.
そこで本発明では、上記の事情を鑑みてなされたもので、ローラ端面の摺動面の摩擦抵抗を抑制しながら漏れ損失を低減し、材料費を現状よりも上げずに圧縮機の高効率化を図ることを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and reduces the leakage loss while suppressing the frictional resistance of the sliding surface of the roller end surface, and increases the efficiency of the compressor without increasing the material cost. It aims to plan.
前記従来の課題を解決するために、本発明のロータリ圧縮機は、電動機と圧縮機構部をクランク軸で連結して密閉容器内に収納したものであって、圧縮機構部は、シリンダと、シリンダの両端面を閉塞する上軸受と下軸受とで形成された圧縮室と、シリンダ内に設けられたクランク軸の偏心部に嵌合されたローラと、ローラの偏心回転に追従し前記シリンダに設けられたスロット内を往復運動して圧縮室を低圧部と高圧部とに仕切るベーンとからなるロータリ圧縮機において、クランク軸の偏心部と摺動するローラ内面部にクランク軸の回転に対しオイルが上に流れる方向に浅い螺旋溝を設け、螺旋溝がオイルの流れる方向に向かって溝断面積が縮小していることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a rotary compressor according to the present invention includes an electric motor and a compression mechanism connected by a crankshaft and housed in a sealed container. The compression mechanism includes a cylinder, a cylinder, A compression chamber formed by an upper bearing and a lower bearing for closing both end surfaces of the roller, a roller fitted in an eccentric part of a crankshaft provided in the cylinder, and provided in the cylinder following the eccentric rotation of the roller. In a rotary compressor comprising a vane that reciprocates in the slot and partitions the compression chamber into a low pressure portion and a high pressure portion, oil is applied to the inner surface of the roller that slides with the eccentric portion of the crankshaft against the rotation of the crankshaft. A shallow spiral groove is provided in the upward flow direction, and the groove cross-sectional area of the spiral groove is reduced in the oil flow direction.
この構成により、ローラ両端面からの漏れ量を大幅に減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。同時に、ローラ端面の摺動損失が低減されるために、磨耗や焼き付き等の発生を抑え、信頼性面の向上も図ることが出来る。 With this configuration, it is possible to greatly reduce the amount of leakage from both end faces of the roller, and the efficiency can be improved as compared with a conventional compressor. At the same time, since the sliding loss of the roller end face is reduced, the occurrence of wear and seizure can be suppressed, and the reliability can be improved.
本発明のロータリ圧縮機は、ローラを浮上させる方向に力を加え、ローラ上下端面の隙
間を均一化することにより、ローラ両端面からの漏れ量を大幅に減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。同時に、ローラ端面の摺動損失が低減されるために、磨耗や焼き付き等の発生を抑え、信頼性面の向上も図ることが出来る。
The rotary compressor of the present invention applies a force in the direction of floating the roller and makes the gap between the upper and lower end surfaces of the roller uniform, thereby greatly reducing the amount of leakage from both end surfaces of the roller. The efficiency can be improved compared to the machine. At the same time, since the sliding loss of the roller end face is reduced, the occurrence of wear and seizure can be suppressed, and the reliability can be improved.
第1の発明は、電動機と圧縮機構部をクランク軸で連結して密閉容器内に収納したものであって、圧縮機構部は、シリンダと、シリンダの両端面を閉塞する上軸受と下軸受とで形成された圧縮室と、シリンダ内に設けられたクランク軸の偏心部に嵌合されたローラと、ローラの偏心回転に追従し前記シリンダに設けられたスロット内を往復運動して圧縮室を低圧部と高圧部とに仕切るベーンとからなるロータリ圧縮機において、ローラ内面部にクランク軸の回転に対しオイルが上に流れる方向に浅い螺旋溝を設け、螺旋溝がオイルの流れる方向に向かって溝断面積が縮小していることを特徴とするものである。これによって、螺旋溝をオイルが流れるに連れて、オイルの圧力が上昇するため、ローラを下から上へと押し上げる力が発生する。よって、ローラ両端面の隙間を均一化する方向にローラが浮上するため、ローラ両端面からの漏れ量を大幅に減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。ローラ端面の摺動損失が低減されるために、磨耗や焼き付き等の発生を抑え、信頼性面の向上も図ることが出来る。また、断面積の縮小量に応じて上向きの力を自由に調整することが出来るため、ローラの自重とつりあうような断面積の縮小量を選ぶことで、ローラ両端面の隙間をさらに均一化して、漏れ損失を低減することが可能となる。 According to a first aspect of the present invention, an electric motor and a compression mechanism are connected by a crankshaft and stored in a sealed container. The compression mechanism includes a cylinder, an upper bearing and a lower bearing that close both end surfaces of the cylinder. A compression chamber formed in the cylinder, a roller fitted in an eccentric portion of a crankshaft provided in the cylinder, and a reciprocating motion in a slot provided in the cylinder following the eccentric rotation of the roller to thereby form a compression chamber. In a rotary compressor comprising a vane that divides a low-pressure part and a high-pressure part, a shallow spiral groove is provided on the inner surface of the roller in a direction in which oil flows upward with respect to rotation of the crankshaft, and the spiral groove is directed toward the direction of oil flow The groove cross-sectional area is reduced. As a result, as the oil flows through the spiral groove, the pressure of the oil increases, so that a force for pushing the roller upward from below is generated. Therefore, since the roller floats in the direction in which the gap between both end faces of the roller is made uniform, the amount of leakage from the both end faces of the roller can be greatly reduced, and efficiency can be improved as compared with the conventional compressor. . Since the sliding loss of the roller end face is reduced, the occurrence of wear and seizure can be suppressed, and the reliability can be improved. In addition, since the upward force can be adjusted freely according to the reduction amount of the cross-sectional area, by selecting a reduction amount of the cross-sectional area that balances with the weight of the roller, the gaps on both end faces of the roller are made more uniform. It becomes possible to reduce leakage loss.
第2の発明は、クランク軸の軸方向に対し螺旋溝の下端開口部の角度より上端開口部の角度を大きくすることを特徴とするものである。これによって、ローラ内面部の下端開口部から入ったオイルが上端開口部へ流れるに連れて、軸方向から端面方向に曲げられる。このオイルの流れの反力としてローラは上向きの分力を受ける。よって、ローラ両端面の隙間を均一化する方向にローラが浮上するため、ローラ両端面からの漏れ量を大幅に減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。ローラ端面の摺動損失が低減されるために、磨耗や焼き付き等の発生を抑え、信頼性面の向上も図ることが出来る。また、下端開口部の角度と上端開口部の角度に応じて上向きの力を自由に調整することが出来るため、ローラの自重とつりあうような角度を選ぶことで、ローラ両端面の隙間をさらに均一化して、漏れ損失を低減することが可能となる。 The second invention is characterized in that the angle of the upper end opening is made larger than the angle of the lower end opening of the spiral groove with respect to the axial direction of the crankshaft. As a result, the oil entering from the lower end opening of the roller inner surface is bent from the axial direction to the end face as the oil flows to the upper end opening. As a reaction force of this oil flow, the roller receives an upward component force. Therefore, since the roller floats in the direction in which the gap between both end faces of the roller is made uniform, the amount of leakage from the both end faces of the roller can be greatly reduced, and efficiency can be improved as compared with the conventional compressor. . Since the sliding loss of the roller end face is reduced, the occurrence of wear and seizure can be suppressed, and the reliability can be improved. In addition, since the upward force can be adjusted freely according to the angle of the lower end opening and the angle of the upper end opening, by selecting an angle that balances with the weight of the roller, the gap between both end faces of the roller is made more uniform. And leakage loss can be reduced.
第3の発明は、螺旋溝がローラとクランク軸の摺動部内で閉塞していることを特徴とするものである。これによって、オイルの流れがせき止められるため、閉塞部での圧力が上昇し、ローラを下から上へと押し上げる力が発生する。よって、ローラ両端面の隙間を均一化する方向にローラが浮上するため、ローラ両端面からの漏れ量を大幅に減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。 The third invention is characterized in that the spiral groove is closed in the sliding portion between the roller and the crankshaft. As a result, the oil flow is blocked, so that the pressure at the blocking portion increases, and a force is generated that pushes the roller upward from below. Therefore, since the roller floats in the direction in which the gap between both end faces of the roller is made uniform, the amount of leakage from the both end faces of the roller can be greatly reduced, and efficiency can be improved as compared with the conventional compressor. .
第4の発明は、特に、第1〜3の発明のロータリ圧縮機において、螺旋溝を複数個設けたことを特徴としている。これによって、螺旋溝が一本の時と比べ、螺旋溝を均等に配置することで上向きの力をバランス良くローラに加えることが出来るようになり、ローラの傾きなどを抑制することが可能となる。よって、シリンダ内面に対しローラが傾いて、シリンダ内面とローラ外周の隙間が大きくなることによって起こる高圧から低圧へのガスの漏れを抑制でき、圧縮機の効率向上に繋がる。 In particular, the fourth invention is characterized in that a plurality of spiral grooves are provided in the rotary compressors of the first to third inventions. This makes it possible to apply an upward force to the roller in a balanced manner by arranging the spiral grooves evenly compared to when there is only one spiral groove, and it is possible to suppress the inclination of the roller and the like. . Therefore, the gas can be prevented from leaking from the high pressure to the low pressure caused by the inclination of the roller with respect to the inner surface of the cylinder and the gap between the inner surface of the cylinder and the outer periphery of the roller becoming larger, leading to an improvement in the efficiency of the compressor.
第5の発明は、特に、第1〜4の発明のロータリ圧縮機において、作動流体としてCO2を用いることで、特に、差圧が大きく、漏れ損失が大きいCO2においても、より効果的に高効率化することが可能である。 A fifth invention is, in particular, in the rotary compressor of the first to fourth invention, the use of CO 2 as the working fluid, in particular, the pressure difference is large, even in the leakage loss is large CO 2, more effectively High efficiency can be achieved.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施の形態におけるロータリ圧縮機の縦断面図である。図2は本発明の第1の実施の形態における圧縮機構部の拡大断面図である。図1と図2においてロータリ圧縮機は、電動機2と圧縮機構部3をクランク軸31で連結して密閉容器1内に収納したものであって、圧縮機構部3は、シリンダ30とこのシリンダ30の両端面を閉塞する上軸受34と下軸受35とで形成された圧縮室39と、この圧縮室39内に上軸受34および下軸受35に支持されたクランク軸31の偏心部31aに嵌合されたローラ32と、このローラ32の外周に当接しローラ32の偏心回転に追従して往復運動し圧縮室39内を低圧部と高圧部とに仕切るベーン33を備えている。クランク軸31には軸線部に油穴41が設けられるとともに、上軸受、下軸受に対する壁部には、それぞれ油穴41に連通した給油穴42、43が設けられている。また、クランク軸31の偏心部31aに対する壁部には油穴41に連通した給油穴44が設けられ、外周部には油溝45が形成されている。一方、シリンダ30には、圧縮室39内の低圧部に向けてガスを吸入する吸入ポート40が開通され、上軸受34には、圧縮室39内の低圧部から転じて形成される高圧部からガスを吐出する吐出ポート38が開通されており、ローラ32はシリンダ30が上軸受34,下軸受35に上下から閉塞されることによって形成される圧縮室39に収容されている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary compressor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the compression mechanism portion in the first embodiment of the present invention. 1 and 2, the rotary compressor is one in which the electric motor 2 and the compression mechanism 3 are connected by a crankshaft 31 and housed in the sealed container 1. The compression mechanism 3 includes a cylinder 30 and the cylinder 30. A compression chamber 39 formed by an upper bearing 34 and a lower bearing 35 that close both end surfaces of the upper shaft 34 and an eccentric portion 31 a of the crankshaft 31 supported by the upper bearing 34 and the lower bearing 35 in the compression chamber 39. And a vane 33 that abuts the outer periphery of the roller 32 and reciprocates following the eccentric rotation of the roller 32 to partition the compression chamber 39 into a low pressure portion and a high pressure portion. The crankshaft 31 is provided with an oil hole 41 in the axial line portion, and oil supply holes 42 and 43 communicating with the oil hole 41 are provided in the wall portions for the upper bearing and the lower bearing, respectively. An oil supply hole 44 communicating with the oil hole 41 is provided in the wall portion of the crankshaft 31 with respect to the eccentric portion 31a, and an oil groove 45 is formed in the outer peripheral portion. On the other hand, the suction port 40 for sucking gas toward the low pressure portion in the compression chamber 39 is opened in the cylinder 30, and the upper bearing 34 has a high pressure portion formed by turning from the low pressure portion in the compression chamber 39. A discharge port 38 for discharging gas is opened, and the roller 32 is accommodated in a compression chamber 39 formed by the cylinder 30 being closed from above and below by an upper bearing 34 and a lower bearing 35.
吐出ポート38は上軸受34を貫通する平面視円形の孔として形成されており、吐出ポート38の上面には所定の大きさ以上の圧力を受けた場合に解放される吐出弁36が設けられており、この吐出弁36を覆うカップマフラー37とで構成されている。 The discharge port 38 is formed as a circular hole passing through the upper bearing 34 in plan view, and a discharge valve 36 is provided on the upper surface of the discharge port 38 that is released when a pressure of a predetermined size or more is applied. And a cup muffler 37 that covers the discharge valve 36.
低圧部側ではローラ32の摺接部が吸入ポート40を通過して吸入室を徐々に拡大しながら離れていき、吸入ポート40から吸入室内にガスを吸入する。一方、高圧部側ではローラ32の摺動部が吐出ポート38へ圧縮室39を徐々に縮小しながら近づいていき、所定圧力以上に圧縮された時点で吐出弁36が開いて吐出ポート38からガスを流出し、カップマフラー37より密閉容器1内に吐出される。 On the low pressure portion side, the sliding contact portion of the roller 32 passes through the suction port 40 and gradually moves away from the suction chamber, and sucks gas from the suction port 40 into the suction chamber. On the other hand, on the high pressure portion side, the sliding portion of the roller 32 approaches the discharge port 38 while gradually reducing the compression chamber 39, and when the pressure is compressed to a predetermined pressure or higher, the discharge valve 36 opens and the gas is discharged from the discharge port 38. Is discharged from the cup muffler 37 into the sealed container 1.
圧縮機構部の外周は高圧の吐出空間52となっている。一方、偏心部31aの上端面と上軸受34とローラ32の内周面との間には空間46があり、偏心部31aの下端面と下軸受35とローラ32の内周面との間には空間47がある。その空間46、47には油穴41から給油穴42、43を経て油が漏れ込んでくる。またこの空間46、47はほとんど常に圧縮室39内部の圧力より高い状態にある。 The outer periphery of the compression mechanism is a high-pressure discharge space 52. On the other hand, there is a space 46 between the upper end surface of the eccentric portion 31a and the inner peripheral surface of the upper bearing 34 and the roller 32, and between the lower end surface of the eccentric portion 31a, the lower bearing 35 and the inner peripheral surface of the roller 32. Has a space 47. Oil leaks into the spaces 46 and 47 from the oil hole 41 through the oil supply holes 42 and 43. The spaces 46 and 47 are almost always higher than the pressure inside the compression chamber 39.
一方、シリンダ30の高さはローラ32が内部で摺動できるようにこのローラ32の高さよりやや大きめに設定しなければならず、その結果として、このローラ32の端面と上軸受34、下軸受35の端面との間に隙間がある。そのため、この隙間を介して空間46,47から圧縮室39へ油が漏れる。 On the other hand, the height of the cylinder 30 must be set slightly larger than the height of the roller 32 so that the roller 32 can slide inside. As a result, the end face of the roller 32, the upper bearing 34, and the lower bearing There is a gap between the end face of 35. Therefore, oil leaks from the spaces 46 and 47 to the compression chamber 39 through this gap.
以上のように構成されたロータリ圧縮機において、図3に示すように、ローラ32内面部にクランク軸31の回転に対しオイルが上に流れる方向に浅い螺旋溝48を設けることを特徴とする構成をしている。 In the rotary compressor configured as described above, as shown in FIG. 3, a shallow spiral groove 48 is provided on the inner surface of the roller 32 in the direction in which oil flows upward with respect to the rotation of the crankshaft 31. I am doing.
ここで、図4に示すように、螺旋溝48がオイルの流れる方向に向かって溝断面積を縮小することにより、螺旋溝48をオイルが流れるに連れて、オイルの圧力が上昇するため、ローラ32を下から上へと押し上げる力が発生する。よって、ローラ32両端面の隙間を均一化する方向にローラ32が浮上するため、ローラ32両端面からの漏れ量を大幅に
減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。ローラ32端面の摺動損失が低減されるために、磨耗や焼き付き等の発生を抑え、信頼性面の向上も図ることが出来る。また、断面積の縮小量に応じて上向きの力を自由に調整することが出来るため、ローラ32の自重とつりあうような断面積の縮小量を選ぶことで、ローラ32両端面の隙間をさらに均一化して、漏れ損失を低減することが可能となる。
Here, as shown in FIG. 4, since the spiral groove 48 reduces the groove cross-sectional area in the oil flowing direction, the oil pressure increases as the oil flows through the spiral groove 48. A force is generated that pushes 32 upward from the bottom. Therefore, since the roller 32 floats in the direction in which the clearance between both end faces of the roller 32 is made uniform, the amount of leakage from both end faces of the roller 32 can be greatly reduced, and the efficiency is improved as compared with the conventional compressor. I can do it. Since the sliding loss of the end face of the roller 32 is reduced, the occurrence of wear and seizure can be suppressed and the reliability can be improved. Further, since the upward force can be freely adjusted in accordance with the reduction amount of the cross-sectional area, the gap between the both end faces of the roller 32 is made more uniform by selecting the reduction amount of the cross-sectional area that balances with the weight of the roller 32. And leakage loss can be reduced.
また、図5に示すように、ローラ32内面部にクランク軸31の回転に対しオイルが上に流れる方向に浅い螺旋溝を設け、クランク軸31の軸方向に対し螺旋溝の下端開口部の角度(θ1)より上端開口部の角度(θ2)を大きくすることを特徴とするものである。これによって、ローラ32内面部の下端開口部から入ったオイルが上端開口部流れるに連れて、軸方向から端面方向に曲げられる。このオイルの流れの反力としてローラ32は上向きの分力を受ける。よって、ローラ32両端面の隙間を均一化する方向にローラ32が浮上するため、ローラ32両端面からの漏れ量を大幅に減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。ローラ32端面の摺動損失が低減されるために、磨耗や焼き付き等の発生を抑え、信頼性面の向上も図ることが出来る。また、下端開口部の角度と上端開口部の角度に応じて上向きの力を自由に調整することが出来るため、ローラ32の自重とつりあうような角度を選ぶことで、ローラ32両端面の隙間をさらに均一化して、漏れ損失を低減することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 5, a shallow spiral groove is provided on the inner surface of the roller 32 in a direction in which oil flows upward with respect to the rotation of the crankshaft 31, and the angle of the lower end opening of the spiral groove with respect to the axial direction of the crankshaft 31. The angle (θ2) of the upper end opening is made larger than (θ1). As a result, the oil entering from the lower end opening of the inner surface of the roller 32 is bent from the axial direction to the end face as the upper end opening flows. As a reaction force of the oil flow, the roller 32 receives an upward component force. Therefore, since the roller 32 floats in a direction in which the clearance between both end faces of the roller 32 is made uniform, the amount of leakage from both end faces of the roller 32 can be greatly reduced, and the efficiency is improved as compared with the conventional compressor. I can do it. Since the sliding loss of the end face of the roller 32 is reduced, the occurrence of wear and seizure can be suppressed, and the reliability can be improved. In addition, since the upward force can be freely adjusted according to the angle of the lower end opening and the angle of the upper end opening, by selecting an angle that balances with the own weight of the roller 32, the gap between both end faces of the roller 32 is reduced. Furthermore, it becomes possible to make uniform and to reduce leakage loss.
また、図6に示すように、ローラ32内面部にクランク軸31の回転に対しオイルが上に流れる方向に浅い螺旋溝48を設け、螺旋溝48がローラ32とクランク軸31の摺動部内で閉塞していることを特徴とするものである。これによって、オイルの流れがせき止められるため、閉塞部での圧力が上昇し、ローラ32を下から上へと押し上げる力が発生する。よって、ローラ32両端面の隙間を均一化する方向にローラ32が浮上するため、ローラ32両端面からの漏れ量を大幅に減少させることが可能となり、従来の圧縮機に比べて効率向上を図ることが出来る。 Further, as shown in FIG. 6, a shallow spiral groove 48 is provided on the inner surface of the roller 32 in the direction in which oil flows upward with respect to the rotation of the crankshaft 31, and the spiral groove 48 is formed in the sliding portion between the roller 32 and the crankshaft 31. It is characterized by being blocked. As a result, the flow of oil is blocked, so that the pressure at the blocking portion increases, and a force that pushes the roller 32 upward from below is generated. Therefore, since the roller 32 floats in a direction in which the clearance between both end faces of the roller 32 is made uniform, the amount of leakage from both end faces of the roller 32 can be greatly reduced, and the efficiency is improved as compared with the conventional compressor. I can do it.
また、螺旋溝48を複数個設けることによって、螺旋溝48が一本の時と比べ、螺旋溝48を均等に配置することで上向きの力をバランス良くローラ32に加えることが出来るようになり、ローラ32の傾きなどを抑制することが可能となる。よって、シリンダ30内面に対しローラ32が傾いて、シリンダ30内面とローラ32外周の隙間が大きくなることによって起こる高圧から低圧へのガスの漏れを抑制でき、圧縮機の効率向上に繋がる。 Further, by providing a plurality of spiral grooves 48, it becomes possible to apply an upward force to the roller 32 in a balanced manner by arranging the spiral grooves 48 evenly compared to when there is only one spiral groove 48. The inclination of the roller 32 can be suppressed. As a result, the roller 32 is inclined with respect to the inner surface of the cylinder 30 and the gap between the inner surface of the cylinder 30 and the outer periphery of the roller 32 is increased, so that leakage of gas from the high pressure to the low pressure can be suppressed.
また、作動流体としてCO2を用いることで、特に、差圧が大きく、漏れ損失の影響と摺動損失が大きいCO2においても、ローラ32上下端面での流体の漏れを低減できるとともに、ローラ32を下に強く押さえつける力を回避できることから、より効果的に高効率化することが可能である。 Further, by using CO 2 as the working fluid, fluid leakage at the upper and lower end surfaces of the roller 32 can be reduced, and even in CO 2 where the differential pressure is large and the influence of leakage loss and sliding loss is large, the roller 32 can be reduced. Since it is possible to avoid the force that strongly presses down, it is possible to increase the efficiency more effectively.
以上のように、本発明のロータリ圧縮機は、磨耗や焼き付きなどの信頼性面の低下を抑制するとともに、漏れ損失と摺動損失を同時に低減し、圧縮機の高効率化を図ることが可能となる。これにより、HFC系冷媒やHCFC系冷媒を用いたエアーコンディショナー用圧縮機のほかに、自然冷媒CO2を用いたエアーコンディショナーやヒートポンプ式給湯機などの用途にも適用できる。 As described above, the rotary compressor according to the present invention can suppress deterioration of reliability such as wear and seizure, and simultaneously reduce leakage loss and sliding loss, thereby improving the efficiency of the compressor. It becomes. Thereby, in addition to the compressor for an air conditioner using an HFC refrigerant or an HCFC refrigerant, the present invention can be applied to uses such as an air conditioner using a natural refrigerant CO 2 and a heat pump type hot water heater.
1 密閉容器
2 電動機
3 圧縮機構部
5 上シェル
6 オイル溜り
22 固定子
24 回転子
26 エアギャップ
28 切欠部
30 シリンダ
30a シリンダ内壁
31 クランク軸
31a 偏芯部
32 ローラ
32a ローラ外周
32b ローラ内周
33 ベーン
34 上軸受
35 下軸受
36 吐出弁
37 カップマフラー
38 吐出ポート
39 圧縮室
40 吸入ポート
41 油穴
42 給油穴
43 給油穴
44 給油穴
45 油溝
46 空間
47 空間
48 螺旋溝
51 冷媒吐出管
52 吐出空間
100 スラスト軸受
101 摺動部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container 2 Electric motor 3 Compression mechanism part 5 Upper shell 6 Oil reservoir 22 Stator 24 Rotor 26 Air gap 28 Notch part 30 Cylinder 30a Cylinder inner wall 31 Crankshaft 31a Eccentric part 32 Roller 32a Roller outer periphery 32b Roller inner periphery 33 Vane 34 Upper bearing 35 Lower bearing 36 Discharge valve 37 Cup muffler 38 Discharge port 39 Compression chamber 40 Suction port 41 Oil hole 42 Oil hole 43 Oil hole 44 Oil hole 45 Oil groove 46 Space 47 Space 48 Spiral groove 51 Refrigerant discharge pipe 52 Discharge space 100 Thrust bearing 101 Sliding member
Claims (5)
Priority Applications (1)
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JP2008194482A JP2010031732A (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Rotary compressor |
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JP2008194482A JP2010031732A (en) | 2008-07-29 | 2008-07-29 | Rotary compressor |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2008
- 2008-07-29 JP JP2008194482A patent/JP2010031732A/en active Pending
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