JP2011111976A - 密閉型圧縮機と冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】密閉容器10内に電動機部と、この電動機部に回転軸13を介して連結される圧縮機構部12とを収容する密閉型圧縮機において、圧縮機構部12は、内径孔を備えたシリンダ20と、回転軸13を軸支する軸受孔を有するボス部21a,22bと、シリンダ20の内径孔を塞いで内部に圧縮室を形成する主軸受21および副軸受22とを備え、主軸受お21よび副軸受22は、圧縮室側に向かって開口する環状溝K1,K2を有し、環状溝K1,K2は、その内周面が圧縮室側から反圧縮室側へ向って漸次直径が大きいテーパー状に形成され、副軸受22の環状溝の深さGsは、軸受孔内の回転軸13の直径dの40%以上に設定され、主軸受21の環状溝K1の深さGmは、副軸受22の環状溝K2の深さGsよりも浅く形成される。
【選択図】図2
Description
図1は、本発明の一実施の形態である密閉型圧縮機1を備える冷凍サイクル装置Rを示す概略的構成図である。
図中1は、密閉型回転式圧縮機(以下、単に「圧縮機」と呼ぶ)で、この圧縮機1の上端部には冷媒管Pを介して順次、凝縮器2、膨張弁(膨張装置)3、蒸発器4、およびアキュームレータ5が接続されている。アキュームレータ5は冷媒管Pを介して圧縮機1の側部に接続され、冷凍サイクル装置Rの冷凍サイクルが構成されている。
上記した圧縮機1は密閉容器10を備え、この密閉容器10内の上部側には電動機部11、下部側には圧縮機構部12が収容されている。電動機部11と圧縮機構部12とは回転軸13を介して連結されている。
圧縮機構部12は、密閉容器10の内周壁に嵌着固定され、軸芯に内径孔Sを備えたシリンダ20と、このシリンダ20の上面に取付けられる主軸受21と、シリンダ20下面に取付けられる副軸受22とを備えている。シリンダ20の内径孔Sは、主軸受21と副軸受22によって塞がれて空間部となっていて、この空間部は圧縮室(以下、「シリンダ室」と呼ぶ)Sとなる。
環状溝K1は、主軸受21を構成するフランジ部21aと筒状枢支部21bとの交差部から筒状枢支部21bに亘って設けられている。この環状溝K1は、シリンダ室Sと対向する開口端d1を備え、この開口端d1から反シリンダ室S側である電動機部11側へ向かって形成されている。
即ち、主軸受21の環状溝K1の深さ寸法Gmは、副軸受22の環状溝K2の深さ寸法Gsよりも浅く形成されている。さらに、副軸受22の環状溝K2の深さ寸法Gsは、回転軸13の直径dの40%以上に設定されている。また、上記副軸受22のボス部の外径Dsは、1.2d≦Ds≦1.7dの関係を満たすよう設定されている。
一方、上記回転軸13の最小回転数が20rpsより大きい場合には、主軸受21の環状溝K1の深さ寸法Gmは、0.3×d<Gm<0.4×dで、かつ主軸受21の最大ボス径Dmは1.5×d<Dm<1.7×dの関係を満たすように設定される。
圧縮機1を構成する電動機部11に通電することで固定子16の発生する回転磁界により回転子15が回転し、回転子15と一体の回転軸13が回転駆動される。電動機部11から回転軸13に駆動トルクが作用し、回転軸13に設けられる偏心部13aがローラー25と一体にシリンダ室Sにおいて偏心回転運動を行う。
ガス冷媒は凝縮器2において外気もしくは水などと熱交換し、凝縮液化して液冷媒に変る。この液冷媒は、膨張弁3に導かれて断熱膨張し、さらに蒸発器4に導かれて、蒸発器4が配置される周辺部位の空気と熱交換し蒸発する。
ところで、上記した圧縮行程では、圧縮された高圧ガス冷媒により回転軸13に圧縮荷重がかかり、ミクロ的に見ると回転軸13には撓み変形が生じる。具体的には、回転軸13は圧縮作用をなす時の圧縮荷重方向とは反対方向に撓み変形するが、上記したように主軸受21及び副軸受22を構成するため、回転軸13の撓み変形にかかわらず、主軸受21及び副軸受22と回転軸13との間に局所的な摩耗を生じることなく、円滑な回転が保証される。
即ち、この実施の形態では、主軸受21及び副軸受22に形成される環状溝K1,K2が、圧縮室側に向かって開口するとともに、その内周面が圧縮室側から反圧縮室側へ向って漸次直径が大きいテーパー状に形成されるため、シリンダ室S側から遠ざかるにしたがって主軸受21及び副軸受22内径の剛性が高くなり、主軸受21及び副軸受22全体で均一な油膜生成を行い、幅広い運転領域において流体潤滑状態を維持できる。
図中実線変化は接触力を示し、破線変化は油膜厚みを示している。ただし、環状溝K2の深さは回転軸13(軸受孔N)の軸径(直径)dとの比で示している。
即ち、回転軸13と副軸受22との間において、潤滑油の油膜厚みは、溝深さを深くすることで増大していくが、環状溝K2が回転軸13の軸径比で40%以上の深さになると回転軸13の傾きが大きくなり、油膜厚みは略一定となる。
圧縮機の回転数が20rpsより大きくなると、回転軸13と主軸受21の2面間に、潤滑油が介在し、完全に両者を分離し、潤滑する流体潤滑領域になる。また、圧縮機の回転数が20rps以下では、潤滑油が薄くなり、回転軸13と主軸受21の2面間の一部に表面同士の接触が起こる混合潤滑領域となる。
この第2の実施の形態においても、先に述べた設定条件の全てを備えているので、主軸受21および副軸受22ともに同様の作用効果を奏する。
Claims (5)
- 密閉容器内に電動機部と、この電動機部に回転軸を介して連結される圧縮機構部とを収容する密閉型圧縮機において、
上記圧縮機構部は、内径孔を備えたシリンダと、上記回転軸を軸支する軸受孔を有するボス部と、上記シリンダの内径孔を塞いで内部に圧縮室を形成する主軸受および副軸受とを備え、
上記主軸受および上記副軸受は、上記圧縮室側に向かって開口する環状溝を有し、
上記環状溝は、その内周面が圧縮室側から反圧縮室側へ向って漸次直径が大きいテーパー状に形成され、
上記副軸受の環状溝の深さGsは、上記軸受孔内の回転軸の直径dの40%以上に設定され、
上記主軸受の環状溝の深さGmは、副軸受の環状溝の深さGsよりも浅く形成されることを特徴とする密閉型圧縮機。 - 上記副軸受のボス部の外径Dsは、1.2d≦Ds≦1.7dの関係を満たすよう設定されることを特徴とする請求項1記載の密閉型圧縮機。
- 上記回転軸の最小回転数が20rpsより大きい場合には、主軸受の環状溝の深さGmは、0.3×d<Gm<0.4×dで、かつ主軸受の最大ボス径Dmは1.5×d<Dm<1.7×dとすることを特徴とする請求項1記載の密閉型圧縮機。
- 上記回転軸の最小回転数が20rps以下の場合には、主軸受の環状溝の深さGmは、0.2×d<Gm<0.3×dで、かつ主軸受の最大ボス径Dmは、1.3×d<Dm<1.5dとすることを特徴とする請求項1記載の密閉型圧縮機。
- 上記請求項1乃至請求項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、蒸発器とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
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