JP2014231801A - ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】吸入冷媒の受熱を抑制する技術を提供する。【解決手段】ロータリ圧縮機100は、密閉容器1、シリンダ5、15、ピストン8、28、上軸受部材6、下軸受部材7、ベーン32、33、吸入口19、20、吐出口40、41及び区画部材9、10を有する。区画部材9、10は、吐出口40、41を通じて吐出室25b、26bから吐出された冷媒の流路としての冷媒吐出空間51、52を形成するように、上軸受部材6および下軸受部材7に取り付けられている。上軸受部材6および下軸受部材7には、それぞれ凹部6t、7tが設けられている。オイル溜まり22に溜められたオイルの一部が凹部6t、7tに浸入することによってオイル保持部53、54が形成されており、それを貫通孔47で連通させている。【選択図】図1
Description
本発明は、ロータリ圧縮機に関する。
ロータリ圧縮機は、空気調和装置、暖房装置、給湯機などの電化製品に広く使用されている。ロータリ圧縮機の効率を改善するための取り組みの1つとして、圧縮室に吸入された冷媒(吸入冷媒)が周囲から熱を受け取ることによる効率の低下、いわゆる熱ロスを抑制する技術が提案されている。特許文献1のロータリ圧縮機は、吸入冷媒の受熱を抑制する手段として、シリンダの吸入側部分に密閉空間を有している。この密閉空間は、密閉容器内の高温の冷媒からシリンダの内壁への熱の伝達を抑制する。
しかし、特許文献1のようにシリンダに密閉空間を形成することは必ずしも容易ではない。そのため、吸入冷媒の受熱を効果的に抑制できる別の技術が望まれている。
すなわち、本開示は、オイル溜まりを有する密閉容器と、前記密閉容器の内部に配置されたシリンダと、前記シリンダの内部に配置されたピストンと、前記シリンダと前記ピストンとの間にシリンダ室を形成するように、前記シリンダに取り付けられ、前記シリンダとは反対側に凹部を備えた2つの軸受部材と、前記シリンダ室を吸入室と吐出室とに仕切るベーンと、圧縮されるべき冷媒を前記吸入室に導く吸入口と、前記軸受部材の内、少なくとも一つに圧縮された冷媒を前記吐出室から吐出させる吐出口を備え、前記軸受部材に取り付けられ、前記軸受部材とともに、前記吐出口を通じて前記吐出室から吐出された冷媒が滞在できる冷媒吐出空間を形成している区画部材と、を備え、前記2つの軸受部材の凹部には前記オイル溜まりに溜められたオイルの一部が浸入することでオイル保持部が形成されており、前記2つの軸受部材の前記オイル保持部は、前記シリンダおよび前記軸受部材に設けた貫通孔を介して連通しているロータリ圧縮機を提供する。
上記のロータリ圧縮機によれば、オイル溜まりのオイルの一部が2つの軸受部材に設けられた凹部に浸入することによってオイル保持部が形成されており、2つの端板部材に設けたオイル保持部を一体化することで断熱オイルのボリューム効果による断熱性が増し、より低温のオイルでシリンダ室を上下から断熱化して吸入冷媒の受熱を抑制する。
本開示の第1の態様は、底部にオイル溜まりを有する密閉容器と、前記密閉容器の内部に配置されたシリンダと、前記シリンダの内部に配置されたピストンと、前記シリンダと前記ピストンとの間にシリンダ室を形成するように、前記シリンダに取り付けられ、前記シリンダとは反対側にそれぞれ凹部を備えた2つの軸受部材と、前記シリンダ室を吸入室と吐出室とに仕切るベーンと、圧縮されるべき冷媒を前記吸入室に導く吸入口と、前記2つの軸受部材の内少なくとも一つに形成され、圧縮された冷媒を前記吐出室から吐出させる吐出口と、前記軸受部材に取り付けられ、前記軸受部材とともに、前記吐出口を通じて前記吐出室から吐出された冷媒が滞在できる冷媒吐出空間を形成している区画部材と、を備え、前記2つの軸受部材の各々に形成されている前記凹部には前記オイル溜まりに溜められたオイルの一部が浸入することでオイル保持部が形成されており、前記2つの軸受部材の前記オイル保持部は、前記シリンダおよび前記軸受部材に設けた貫通孔を介して連通しているロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、断熱オイルのボリューム効果による断熱性が増し、より低温のオイルでシリンダ室を上下から断熱化して吸入冷媒の受熱を抑制することができる。
第2の態様は、第1の態様に加え、前記軸受部材に設けた凹部は、前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記ベーンの中心と前記シリンダの前記中心軸とを含む基準平面から見て前記吸入口と同じ側に設けられていてもよい、ロータリ圧縮機を提供する。このような位置にオイル保持部が形成されることにより、シリンダ室へと導かれた吸入冷媒の受熱をより効果的に抑制することができる。
第3の態様は、第1または第2の態様に加え、前記2つの軸受部材の前記オイル保持部が、複数の前記貫通孔で連通していてもよい、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、前記シリンダに設けた前記貫通孔の内部のオイルが、前記シリンダ外側の比較的高温のオイル溜まりからの熱移動を抑制することができる。
第4の態様は、第1から第3の態様のいずれか1つに加え、前記オイル溜まりに溜められたオイルの一部を取り込むためのオイル連通路を、前記オイル保持部に開口するように設けてもよい、ロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、オイル連通路を通じて、オイル溜まりのオイルがオイル保持部に浸入できる。
第5の態様は、第1から第4の態様のいずれか1つに加え、前記ピストンが取り付けられたシャフトをさらに備え、前記ロータリ圧縮機は、前記シャフトの回転軸が重力方向に平行であり、かつ前記オイル溜まりが前記密閉容器の底部に形成されている縦型のロータリ圧縮機であって、前記オイル連通路は2つの前記オイル保持部の内、上部のオイル保持部と前記オイル溜まりを連通させてもよい、ロータリ圧縮機を提供する。前記オイル連通路を上部のオイル保持部に設けることで、重力によりオイルがオイル保持部へと浸入しやすくなるとともに、圧縮機運転中にオイルに溶け込んだ冷媒が飽和状態となり分離した際も、比重差によりガス冷媒が上部に設けたオイル連通路から密閉容器へと排出することができる。
第6の態様は、第1から第5の態様のいずれか1つに加え、仕切り部材を介して2つの前記シリンダ室を備え、その両端に前記軸受部材が取り付けられるとともに、前記仕切り部材にも前記貫通孔を備えることで2つのオイル保持部を連通させてもよいロータリ圧縮機を提供する。このような構造によれば、それぞれのシリンダ室から排出された冷媒が滞在する冷媒吐出空間からより多く受熱され易い2シリンダロータリ圧縮機において、連通したオイル保持部の効果をより顕著に発揮することができる。
第7の態様は、第1から第6の態様のいずれか1つに加え、前記貫通孔は、前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記ベーンの中心と前記シリンダ
の前記中心軸とを含む基準平面から見て前記吸入口と同じ側に設けられていてもよいロータリ圧縮機を提供する。このような位置に貫通孔が形成されることにより、シリンダ側面からシリンダ室へと伝わる熱を貫通孔により遮断することができ、シリンダ室へと導かれた吸入冷媒の受熱をより効果的に抑制することができる。
の前記中心軸とを含む基準平面から見て前記吸入口と同じ側に設けられていてもよいロータリ圧縮機を提供する。このような位置に貫通孔が形成されることにより、シリンダ側面からシリンダ室へと伝わる熱を貫通孔により遮断することができ、シリンダ室へと導かれた吸入冷媒の受熱をより効果的に抑制することができる。
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。
(実施の形態1)
図1に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機100は、密閉容器1、モータ2、圧縮機構102及びシャフト4を備えている。圧縮機構102は、密閉容器1の下部に配置されている。モータ2は、密閉容器1の内部において、圧縮機構102の上に配置されている。シャフト4によって、圧縮機構102とモータ2とが連結されている。密閉容器1の上部には、モータ2に電力を供給するための端子21が設けられている。密閉容器1の底部には、潤滑用のオイルを保持するためのオイル溜まり22が形成されている。
モータ2は、ステータ17及びロータ18で構成されている。ステータ17は、密閉容器1の内壁に固定されている。ロータ18は、シャフト4に固定されており、かつシャフト4とともに回転する。
図1に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機100は、密閉容器1、モータ2、圧縮機構102及びシャフト4を備えている。圧縮機構102は、密閉容器1の下部に配置されている。モータ2は、密閉容器1の内部において、圧縮機構102の上に配置されている。シャフト4によって、圧縮機構102とモータ2とが連結されている。密閉容器1の上部には、モータ2に電力を供給するための端子21が設けられている。密閉容器1の底部には、潤滑用のオイルを保持するためのオイル溜まり22が形成されている。
モータ2は、ステータ17及びロータ18で構成されている。ステータ17は、密閉容器1の内壁に固定されている。ロータ18は、シャフト4に固定されており、かつシャフト4とともに回転する。
密閉容器1の上部には、吐出管11が設けられている。吐出管11は、密閉容器1の上部を貫通しているとともに、密閉容器1の内部空間13に向かって開口している。吐出管11は、圧縮機構102で圧縮された冷媒を密閉容器1の外部に導く吐出流路としての役割を担う。ロータリ圧縮機100の動作時において、密閉容器1の内部空間13は、圧縮された冷媒で満たされる。
圧縮機構102は、冷媒を圧縮するようにモータ2によって動かされる。具体的に、圧縮機構102は、第1圧縮ブロック3、第2圧縮ブロック30、上軸受部材6、下軸受部材7、仕切り部材38、第1区画部材9(第1マフラー部材又は第1閉塞部材)及び第2区画部材10(第2マフラー部材又は第2閉塞部材)を有する。冷媒は、第1圧縮ブロック3又は第2圧縮ブロック30で圧縮される。第1圧縮ブロック3及び第2圧縮ブロック30は、オイル溜まり22に溜められたオイルに浸漬されている。本実施形態において、第1圧縮ブロック3は、第2圧縮ブロック30を構成する部品と共通の部品で構成されている。従って、第1圧縮ブロック3は、第2圧縮ブロック30の吸入容積に等しい吸入容積を有する。
図2に示すように、第1圧縮ブロック3は、第1シリンダ5、第1ピストン8、第1ベーン32、第1吸入口19、第1吐出口40及び第1ばね36で構成されている。図3に示すように、第2圧縮ブロック30は、第2シリンダ15、第2ピストン28、第2ベーン33、第2吸入口20、第2吐出口41及び第2ばね37で構成されている。第1シリンダ5及び第2シリンダ15は、互いに上下方向に同心状に配置されている。
シャフト4は、第1偏心部4a及び第2偏心部4bを有する。偏心部4a及び4bは、それぞれ、半径方向の外向きに突出している。第1ピストン8及び第2ピストン28は、それぞれ、第1シリンダ5及び第2シリンダ15の内部に配置されている。第1シリンダ5の内部において、第1偏心部4aに第1ピストン8が取り付けられている。第2シリンダ15の内部において、第2偏心部4bに第2ピストン28が取り付けられている。第1シリンダ5及び第2シリンダ15には、それぞれ、第1ベーン溝34及び第2ベーン溝35が形成されている。シャフト4の回転方向において、第1ベーン溝34の位置は、第2ベーン溝35の位置に一致している。第1偏心部4aは、第2偏心部4bの突出方向と180度反対の方向に突出している。つまり、第1ピストン8と第2ピストン28との間の
位相差が180度である。この構成は、振動及び騒音を低減する効果を奏する。
位相差が180度である。この構成は、振動及び騒音を低減する効果を奏する。
上軸受部材6は、第1シリンダ5の内周面と第1ピストン8の外周面との間に第1シリンダ室25を形成するように第1シリンダ5に取り付けられている。下軸受部材7は、第2シリンダ15の内周面と第2ピストン28の外周面との間に第2シリンダ室26を形成するように第2シリンダ15に取り付けられている。詳細には、上軸受部材6は第1シリンダ5の上部に取り付けられ、下軸受部材7は第2シリンダ15の下部に取り付けられている。第1シリンダ5と第2シリンダ15との間には仕切り部材38が配置されている。
第1吸入口19及び第2吸入口20は、それぞれ、第1シリンダ5及び第2シリンダ15に形成されている。第1吸入口19及び第2吸入口20は、それぞれ、第1シリンダ室25及び第2シリンダ室26に向かって開口している。第1吸入口19及び第2吸入口20には、それぞれ、第1吸入管14及び第2吸入管16が接続されている。
第1吐出口40及び第2吐出口41は、それぞれ、上軸受部材6及び下軸受部材7に形成されている。第1吐出口40及び第2吐出口41は、それぞれ、第1シリンダ室25及び第2シリンダ室26に向かって開口している。第1吐出口40を開閉するように、第1吐出口40に第1吐出弁43が設けられている。第2吐出口41を開閉するように、第2吐出口41に第2吐出弁44が設けられている。
第1ベーン溝34には、第1ベーン32(ブレード)がスライドできるように配置されている。第1ベーン32は、第1シリンダ室25を第1ピストン8の周方向に沿って仕切っている。つまり、第1シリンダ室25が第1吸入室25aと第1吐出室25bとに仕切られている。第2ベーン溝35には、第2ベーン33(ブレード)がスライドできるように配置されている。第2ベーン33は、第2シリンダ室26を第2ピストン28の周方向に沿って仕切っている。つまり、第2シリンダ室26が第2吸入室26aと第2吐出室26bとに仕切られている。第1吸入口19及び第1吐出口40は、それぞれ、第1ベーン32の左右に位置している。第2吸入口20及び第2吐出口41は、それぞれ、第2ベーン33の左右に位置している。第1吸入口19を通じて、圧縮されるべき冷媒が第1シリンダ室25(第1吸入室25a)に供給される。第2吸入口20を通じて、圧縮されるべき冷媒が第2シリンダ室26(第2吸入室26a)に供給される。第1シリンダ室25で圧縮された冷媒は、第1吐出弁43を押し開き、第1吐出口40を通じて第1吐出室25bから吐出される。第2シリンダ室26で圧縮された冷媒は、第2吐出弁44を押し開き、第2吐出口41を通じて第2吐出室26bから吐出される。
第1ピストン8と第1ベーン32とが単一の部品、すなわち、スイングピストンで構成されていてもよい。第2ピストン28と第2ベーン33とが単一の部品、すなわち、スイングピストンで構成されていてもよい。第1ベーン32及び第2ベーン33は、それぞれ、第1ピストン8及び第2ピストン28に結合していてもよい。ロータリ圧縮機の詳細な型式は特に限定されず、ローリングピストン型、スイングピストン型などの型式を広く採用できる。
第1ベーン32の背後及び第2ベーン33の背後には、それぞれ、第1ばね36及び第2ばね37が配置されている。第1ばね36及び第2ばね37は、それぞれ、第1ベーン32及び第2ベーン33をシャフト4の中心に向かって押している。第1ベーン溝34の後部及び第2ベーン溝35の後部は、それぞれ、密閉容器1の内部空間13に連通している。従って、密閉容器1の内部空間13の圧力が第1ベーン32の背面及び第2ベーン33の背面に加えられる。また、第1ベーン溝34及び第2ベーン溝35には、オイル溜まり22に溜められたオイルが供給される。
図1に示すように、第1区画部材9は、第1吐出口40を通じて第1吐出室25bから吐出された冷媒が滞在できる冷媒吐出空間51を上軸受部材6から見て第1シリンダ室25の反対側に形成するように、上軸受部材6に取り付けられている。詳細には、第1区画部材9は、冷媒吐出空間51を上軸受部材6の上方に形成するように、上軸受部材6の上部に取り付けられている。第1区画部材9は、上軸受部材6とともに冷媒吐出空間51を形成している。第1吐出弁43は、第1区画部材9によって覆われている。第1区画部材9には、冷媒吐出空間51から密閉容器1の内部空間13に冷媒を導くための吐出口9aが形成されている。
第2区画部材10は、第2吐出口41を通じて第2吐出室26bから吐出された冷媒が滞在できる冷媒吐出空間52を下軸受部材7から見て第2シリンダ室26の反対側に形成するように、下軸受部材7に取り付けられている。詳細には、第2区画部材10は、冷媒吐出空間52を下軸受部材7の下方に形成するように、下軸受部材7の下部に取り付けられている。第2区画部材10は、下軸受部材7とともに冷媒吐出空間52を形成している。第2吐出弁44は、第2区画部材10によって覆われている。冷媒吐出空間51及び52は、それぞれ、冷媒の流路としての役割を担う。シャフト4は、第1区画部材9の中央部及び第2区画部材10の中央部を貫通しているとともに、上軸受部材6及び下軸受部材7によって回転可能に支持されている。
冷媒吐出空間52は、貫通流路46によって冷媒吐出空間51に連通している。貫通流路46は、下軸受部材7、第2シリンダ15、仕切り部材38、第1シリンダ5及び上軸受部材6をシャフト4の回転軸と平行な方向に貫通している。第2圧縮ブロック30で圧縮された冷媒は、第1圧縮ブロック3で圧縮された冷媒と第1区画部材9の内部空間、すなわち、冷媒吐出空間51において合流する。そのため、冷媒吐出空間52の容積が不足気味であったとしても、第1区画部材9の内部で冷媒吐出空間51による消音効果を得ることができる。また、貫通流路46の断面積(流路面積)は、第2吐出口41の断面積(流路面積)よりも大きい。これにより、圧力損失の増大を防ぐことができる。
図3に示すように、本明細書において、第1基準平面H1、第2基準平面H2及び第3基準平面H3を以下のように定義する。第2ベーン33が第2シリンダ15の中心軸O1に向かって最も突出したときの第2ベーン33の中心と第2シリンダ15の中心軸O1とを含む平面を第1基準平面H1と定義する。第1基準平面H1は、第2ベーン溝35の中心を通っている。また、中心軸O1を含み、かつ第1基準平面H1に垂直な平面を第2基準平面H2と定義する。第2吸入口20の中心及び中心軸O1を含む平面を第3基準平面H3と定義する。なお、第2シリンダ15の中心軸O1は、シャフト4の回転軸及び第1シリンダ5の中心軸にほぼ一致している。
第2ベーン溝35は、第2シリンダ室26に面している開口を有する。第2シリンダ15の内周面の周方向において、第2ベーン溝35の開口の中心の位置を基準位置と定義したとき、第1基準平面H1は、この基準位置を通り、中心軸O1を含む平面でありうる。すなわち、「第2ベーン溝35の中心」は、第2ベーン溝35の開口の中心を意味する。第1基準平面H1は、第2シリンダ15の中心軸O1と、第2ベーン33が第2シリンダ15の中心軸O1に向かって最も突出したときの第2シリンダ15と第2ピストン28との接点(詳細には、接線)と、を含む平面でありうる。また、第2シリンダ15の中心軸O1は、詳細には、第2シリンダ15の円筒状の内周面の中心軸を意味する。
図1に示すように、圧縮機構102は、さらに、オイル保持部53、54を有する。オイル保持部54は、第1基準平面H1から見て第1吸入口19と同じ側に位置しており、上軸受部材6に設けられた凹部6tを含む。オイル保持部54は、上軸受部材6から見て第1シリンダ室25の反対側に形成されている。詳細には、オイル保持部54は、上軸受
部材6の上面に接している。オイル保持部53は、第1基準平面H1から見て第2吸入口20と同じ側に位置しており、下軸受部材7に設けられた第1凹部7tを含む。オイル保持部53は、下軸受部材7から見て第2シリンダ室26の反対側に形成されている。詳細には、オイル保持部53は、下軸受部材7の下面に接している。
部材6の上面に接している。オイル保持部53は、第1基準平面H1から見て第2吸入口20と同じ側に位置しており、下軸受部材7に設けられた第1凹部7tを含む。オイル保持部53は、下軸受部材7から見て第2シリンダ室26の反対側に形成されている。詳細には、オイル保持部53は、下軸受部材7の下面に接している。
凹部6t、7tにはそれぞれ貫通孔47が接続され、第1シリンダ5、第2シリンダ15および仕切り部材38に設けた貫通孔47を介して、上軸受部材6に形成したオイル保持部54と下軸受部材7に形成したオイル保持部53が連通するよう構成している。オイル保持部54は、後述するオイル連通路6pを通じて、オイル溜まり22に溜められたオイルの一部が凹部6tに浸入することによって形成されている。オイル保持部53は、凹部6tに浸入したオイルが貫通孔47を通じて、凹部7tに浸入することによって形成されている。オイル保持部53、54は、このオイル保持部53、54におけるオイルの流れがオイル溜まり22におけるオイルの流れよりも抑制されるように構成されている。オイル保持部53、54におけるオイルの流れは、オイル溜まり22におけるオイルの流れよりも緩やかであり、高温の吐出冷媒と接することがないため、オイル溜まり22のオイルと比較して低温状態に保たれる。特に、オイル保持部53のオイルは、貫通孔47およびオイル保持部54、オイル連通路6pを介さなければオイル溜まり22のオイルと入れ替わることがなく、高い断熱性により吸入冷媒への受熱抑制効果を発揮する。
ロータリ圧縮機100において、オイル溜まり22の油面は、常時もしくは少なくとも一時的に、第1区画部材9の下端よりも上に存在し、従って、オイル溜まり22のオイルはオイル保持部54、53に浸入できる。
圧縮されるべき冷媒は、低温低圧の状態にある。他方、圧縮された冷媒は、高温高圧の状態にある。そのため、ロータリ圧縮機100の運転中において、下軸受部材7には特定の温度分布が生じる。具体的には、下軸受部材7を吸入側部分と吐出側部分とに分けたとき、吸入側部分が比較的低温を帯び、吐出側部分が比較的高温を帯びる。吸入側部分は、下軸受部材7を第1基準平面H1で分けることによって得られた2つの部分のうち、第2吸入口20の真下の部分を含む部分である。吐出側部分は、2つの部分のうち、第2吐出口41が設けられている部分である。本実施形態では、第1基準平面H1から見て第1吸入口19と同じ側にオイル保持部54が形成されている。オイル保持部54は、上軸受部材6の上面に接している。オイル保持部54のオイルは、第1シリンダ室25に吸入された冷媒(吸入冷媒)が周囲から熱を受け取ることを抑制する。詳細には、以下の主要な理由により、オイル保持部54は吸入冷媒の受熱を抑制する。
オイルは液体であり、大きい粘度を有している。また、オイル保持部54を形成している凹部6tにオイル溜まり22からオイルが浸入することによって、凹部6tにおいてオイルを淀ませることができる。従って、オイル保持部54のオイルの流速は、オイル溜まり22のオイルの流速よりも遅い。一般に、物体の表面における熱伝達率は、流体の速度の平方根に比例するので、オイル保持部54のオイルの流速が遅いとき、上軸受部材6の上面における熱伝達率も小さい。その結果、熱は、オイル保持部54のオイルから上軸受部材6に穏やかに移動する。上軸受部材6がオイルから熱を受け取りにくいので、吸入冷媒が上軸受部材6から熱を受け取ることも抑制される。更に、オイル保持部54のオイルは、高温の吐出冷媒と接することがないため、オイル溜まり22のオイルと比較して低温状態に保たれ、この低温化による効果も上軸受部材6から吸入冷媒に熱が伝わり難くする効果を発揮する。この効果は、オイル溜まり22のオイルとの入れ替わりがより一層生じ難いオイル保持部53で更に顕著に表れる。
吸入冷媒の受熱を抑制する効果は、オイル保持部53、54だけでなく、冷媒吐出空間51、52の大部分が第1基準平面H1から見て第1吐出口40、第2吐出口41と同じ
側に形成されていることにも起因している。すなわち、本実施形態によれば、吐出冷媒の熱が吸入冷媒に伝わるときの熱の移動距離を十分に稼ぐことができる。詳細には、冷媒吐出空間51、52の吐出冷媒から第1吸入室25a、第2吸入室26aの吸入冷媒に熱が伝わるためには、熱が上軸受部材6、下軸受部材7の内部の伝熱経路を通る必要があるが、本実施形態ではその伝熱経路が比較的長い。フーリエの法則より、伝熱量は伝熱経路の距離に反比例する。つまり、本実施形態によれば、吐出冷媒から吸入冷媒に熱が移動するときの熱抵抗を上げることができる。
側に形成されていることにも起因している。すなわち、本実施形態によれば、吐出冷媒の熱が吸入冷媒に伝わるときの熱の移動距離を十分に稼ぐことができる。詳細には、冷媒吐出空間51、52の吐出冷媒から第1吸入室25a、第2吸入室26aの吸入冷媒に熱が伝わるためには、熱が上軸受部材6、下軸受部材7の内部の伝熱経路を通る必要があるが、本実施形態ではその伝熱経路が比較的長い。フーリエの法則より、伝熱量は伝熱経路の距離に反比例する。つまり、本実施形態によれば、吐出冷媒から吸入冷媒に熱が移動するときの熱抵抗を上げることができる。
また、オイル保持部53、54および貫通孔47、オイル連通路6pの容積に相当する量のオイルを密閉容器1の中に余分に蓄えることができる。そのため、オイル保持部53、54および貫通孔47は、ロータリ圧縮機100の信頼性の向上に寄与する。
図1に示すように、本実施形態では、下軸受部材7に設けられた凹部7tが第2区画部材10で閉じられることによってオイル保持部53が形成されている。このような構造によれば、下軸受部材7の肉厚の増加を回避できるので、部品コストの増加を回避できるだけでなく、ロータリ圧縮機100の軽量化にとって有利である。ただし、第2区画部材10とは別の部材で凹部7tが閉じられることによってオイル保持部53が形成されていてもよい。
図1及び図5に示すように、本実施形態では、上軸受部材6に設けられた凹部6tが第1区画部材9で閉じられることによってオイル保持部54が形成されている。ただし、この時、上軸受部材6および第1区画部材9の間には、オイル連通路6pが設けられている。オイル連通路6pは、オイル溜まり22とオイル保持部54とを連通するように横方向に延びている。オイル連通路6pを通じて、オイル溜まり22のオイルがオイル保持部54に浸入できる。オイル連通路6pは、オイル保持部53、54にオイルが浸入する必要十分な大きさに調整されている。このような構成により、オイル保持部53、54におけるオイルの流れは、オイル溜まり22におけるオイルの流れよりも緩やかである。従って、オイル保持部53、54において、オイルは、比較的安定な温度成層を形成する。オイル保持部54とオイル溜まり22との間のオイルの移動をできるだけ抑制するために、オイル連通路6pは、上軸受部材6に1つのみ設けられていてもよい。本実施形態では、オイル連通路6pは、上軸受部材6に設けた小さい溝と第1区画部材9で構成されている。
また、オイル保持部54は第1区画部材9で閉じられることなく、上軸受部材6に設けられた凹部6tのみで構成されていてもよい。この時、オイル連通路6pは、凹部6tの開口部を意味し、上記同様に、オイル溜まり22のオイルがオイル保持部54へ浸入できる大きさに調整されていてもよい。
また、上軸受部材6と第1区画部材9で閉じられることによって、オイル保持部54とは区画された冷媒吐出空間51が形成されている。同様に、下軸受部材7と第2区画部材10で閉じられることによって、オイル保持部53とは区画された冷媒吐出空間52が形成されている。冷媒吐出空間51、52には圧縮された高温の冷媒が滞在しているため、オイル保持部53、54と区画することにより、高温の冷媒とオイル保持部53,54が熱交換することを抑制している。
冷媒吐出空間52とオイル保持部53の関係について説明する。中心軸O1に垂直な平面に冷媒吐出空間52及びオイル保持部53を投影(正射影)することによって得られた投影図において、冷媒吐出空間52に対応する領域の面積がS3、オイル保持部53に対応する領域の面積がS4であるとき、冷媒吐出空間52に対応する領域の面積S3がオイル保持部53に対応する領域の面積S4よりも小さくてもよい。このような構成は、吸入冷媒の受熱を抑制する観点で望ましい。面積S3及び面積S4は、例えば、1.1≦(S
4/S3)≦5の関係を満足する。また、冷媒吐出空間52の容積がV3、オイル保持部53の容積がV4であるとき、例えば、1.1≦(V4/V3)≦10の関係が満たされる。オイル保持部53の面積及び/又は容積を十分に確保することにより、吸入冷媒の受熱を抑制する効果を十分に得ることができる。ただし、面積S3が面積S4に一致していてもよい。容積V3が容積V4に一致していてもよい。
4/S3)≦5の関係を満足する。また、冷媒吐出空間52の容積がV3、オイル保持部53の容積がV4であるとき、例えば、1.1≦(V4/V3)≦10の関係が満たされる。オイル保持部53の面積及び/又は容積を十分に確保することにより、吸入冷媒の受熱を抑制する効果を十分に得ることができる。ただし、面積S3が面積S4に一致していてもよい。容積V3が容積V4に一致していてもよい。
冷媒吐出空間52及びオイル保持部53の位置についてさらに詳しく説明する。図3に示すように、ロータリ圧縮機100を第1基準平面H1及び第2基準平面H2で分けることによって得られた4つのセグメントのうち、第2吸入口20を含むセグメントを第1象限セグメントQ1と定義する。4つのセグメントのうち、第2吐出口41を含むセグメントを第2象限セグメントQ2と定義する。4つのセグメントのうち、第1象限セグメントQ1の向かい側かつ第2象限セグメントQ2に隣接するセグメントを第3象限セグメントQ3と定義する。4つのセグメントのうち、第2象限セグメントQ2の向かい側かつ第1象限セグメントQ1に隣接するセグメントを第4象限セグメントQ4と定義する。
図4は、下軸受部材7の下面図である。左右の反転を無視すれば、図4は、中心軸O1に垂直な平面に第1〜第4象限セグメントQ1〜Q4、冷媒吐出空間52及びオイル保持部53を投影(正射影)することによって得られた投影図に対応している。本実施形態では、この投影図において、第2象限セグメントQ2に対応する領域及び第3象限セグメントQ3に対応する領域を合計した領域の範囲内に冷媒吐出空間52に対応する領域の全部が収まっている。また、第1象限セグメントQ1に対応する領域、第3象限セグメントQ3に対応する領域及び第4象限セグメントQ4に対応する領域を合計した領域の範囲内にオイル保持部53に対応する領域の全部が収まっている。第2象限セグメントQ2及び第3象限セグメントQ3に対応する領域は、先に説明したように、比較的高温を帯びる吐出側部分に対応している。従って、第2象限セグメントQ2及び第3象限セグメントQ3に冷媒吐出空間52が形成されていることには、一定の合理性がある。
なお、貫通流路46は、例えば、第3象限セグメントQ3で冷媒吐出空間52に向かって開口している。貫通流路46は、第2象限セグメントQ2で冷媒吐出空間52に向かって開口していてもよい。貫通孔47は、例えば、第1象限セグメントQ1およびQ4でオイル保持部53に向かって複数開口している。貫通孔47は、オイル保持部54からオイル保持部53へとオイルを導く役割の他に、図2、図3に示すように、第1シリンダ5および第2シリンダ15から吸入冷媒への受熱を抑制する役割も有している。つまり、第1シリンダ5および第2シリンダ15の外側のオイル溜まり22のオイルよりも低温のオイルを貫通孔47に滞在させることにより、第1シリンダ5および第2シリンダ15のシリンダ室表面温度を低下させる効果を発揮し、複数設けることでその効果は増大する。従って、吸入冷媒がシリンダ室へ導かれる第1象限セグメントQ1及び吸入冷媒が流れる方向の第4象限セグメントQ4に貫通孔47が形成されていることには、一定の合理性がある。貫通孔47は、第1象限セグメントQ1のみ、または第4象限セグメントQ4のみでオイル保持部53に向かって開口していてもよい。貫通孔47は、複数設けることなく、単一のみ設けてもよい。以上の構成および効果は、上軸受部材6における冷媒吐出空間51及びオイル保持部54についても同様である。
本実施形態のロータリ圧縮機100は、縦型のロータリ圧縮機であり、オイル連通路6pをオイル保持部54の上部に設けている。ロータリ圧縮機100の運転時において、シャフト4の回転軸が重力方向に平行であり、オイル溜まり22が密閉容器1の底部に形成されている。一度、オイル保持部53、54に浸入したオイルは、ロータリ圧縮機100の運転時において、たとえオイル溜まり22の油面が低下し、オイル連通路6pよりも低下した場合においても、オイル保持部53、54のオイルは保持されるため、オイル保持部53、54における断熱効果は維持される。またこのような構造によれば、圧縮機製造
時に、オイルを封入した後のオイル保持部53、54に空気が残ることも防止できる。
時に、オイルを封入した後のオイル保持部53、54に空気が残ることも防止できる。
本発明は、給湯機、温水暖房装置、空気調和装置などの電気製品に利用できる冷凍サイクル装置の圧縮機に有用である。
1 密閉容器
2 モータ
3 第1圧縮ブロック
4 シャフト
4a 第1偏心部
4b 第2偏心部
5 第1シリンダ
6 上軸受部材
6p オイル連通路
6t 凹部
7 下軸受部材
7t 凹部
8 第1ピストン
9 第1区画部材
10 第2区画部材
11 吐出管
13 内部空間
14 第1吸入管
15 第2シリンダ
16 第2吸入管
17 ステータ
18 ロータ
19 第1吸入口
20 第2吸入口
21 端子
22 オイル溜まり
25 第1シリンダ室
25a 第1吸入室
25b 第1吐出室
26 第2シリンダ室
26a 第2吸入室
26b 第2吐出室
28 第2ピストン
30 第2圧縮ブロック
32 第1ベーン
33 第2ベーン
34 第1ベーン溝
35 第2ベーン溝
36 第1ばね
37 第2ばね
38 仕切り部材
40 第1吐出口
41 第2吐出口
43 第1吐出弁
44 第2吐出弁
46 貫通流路
47 貫通孔
51 冷媒吐出空間
52 冷媒吐出空間
53 オイル保持部
54 オイル保持部
100 ロータリ圧縮機
102 圧縮機構
2 モータ
3 第1圧縮ブロック
4 シャフト
4a 第1偏心部
4b 第2偏心部
5 第1シリンダ
6 上軸受部材
6p オイル連通路
6t 凹部
7 下軸受部材
7t 凹部
8 第1ピストン
9 第1区画部材
10 第2区画部材
11 吐出管
13 内部空間
14 第1吸入管
15 第2シリンダ
16 第2吸入管
17 ステータ
18 ロータ
19 第1吸入口
20 第2吸入口
21 端子
22 オイル溜まり
25 第1シリンダ室
25a 第1吸入室
25b 第1吐出室
26 第2シリンダ室
26a 第2吸入室
26b 第2吐出室
28 第2ピストン
30 第2圧縮ブロック
32 第1ベーン
33 第2ベーン
34 第1ベーン溝
35 第2ベーン溝
36 第1ばね
37 第2ばね
38 仕切り部材
40 第1吐出口
41 第2吐出口
43 第1吐出弁
44 第2吐出弁
46 貫通流路
47 貫通孔
51 冷媒吐出空間
52 冷媒吐出空間
53 オイル保持部
54 オイル保持部
100 ロータリ圧縮機
102 圧縮機構
Claims (7)
- 底部にオイル溜まりを有する密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置されたシリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記シリンダと前記ピストンとの間にシリンダ室を形成するように、前記シリンダに取り付けられ、前記シリンダとは反対側にそれぞれ凹部を備えた2つの軸受部材と、
前記シリンダ室を吸入室と吐出室とに仕切るベーンと、
圧縮されるべき冷媒を前記吸入室に導く吸入口と、
前記2つの軸受部材の内少なくとも一つに形成され、圧縮された冷媒を前記吐出室から吐出させる吐出口と、
前記軸受部材に取り付けられ、前記軸受部材とともに、前記吐出口を通じて前記吐出室から吐出された冷媒が滞在できる冷媒吐出空間を形成している区画部材と、を備え、
前記2つの軸受部材の各々に形成されている前記凹部には前記オイル溜まりに溜められたオイルの一部が浸入することでオイル保持部が形成されており、
前記2つの軸受部材の前記オイル保持部は、前記シリンダおよび前記軸受部材に設けた貫通孔を介して連通しているロータリ圧縮機。 - 前記凹部は、前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記ベーンの中心と前記シリンダの前記中心軸とを含む基準平面から見て前記吸入口と同じ側に設けられている、請求項1に記載のロータリ圧縮機。
- 前記2つの軸受部材の前記オイル保持部が、複数の前記貫通孔で連通している請求項1または2に記載のロータリ圧縮機。
- 前記オイル溜まりに溜められたオイルの一部を取り込むためのオイル連通路を、前記オイル保持部に開口するように設けた請求項1から3のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。
- 前記ピストンが取り付けられたシャフトをさらに備え、
前記ロータリ圧縮機は、前記シャフトの回転軸が重力方向に平行であり、かつ前記オイル溜まりが前記密閉容器の底部に形成されている縦型のロータリ圧縮機であって、
前記オイル連通路は2つの前記オイル保持部の内、上部のオイル保持部と前記オイル溜まりを連通させた請求項1から4の内いずれか1項に記載のロータリ圧縮機。 - 仕切り部材を介して2つの前記シリンダ室を備え、その両端に前記軸受部材が取り付けられるとともに、前記仕切り部材にも前記貫通孔を備えることで2つのオイル保持部を連通させた、請求項1から5の内いずれか1項に記載のロータリ圧縮機。
- 前記貫通孔は、前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記ベーンの中心と前記シリンダの前記中心軸とを含む基準平面から見て前記吸入口と同じ側に設けられている、請求項1から6の内いずれか1項に記載のロータリ圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013113711A JP2014231801A (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | ロータリ圧縮機 |
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JP2013113711A JP2014231801A (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | ロータリ圧縮機 |
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---|---|
JP2014231801A true JP2014231801A (ja) | 2014-12-11 |
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Family Applications (1)
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JP2013113711A Pending JP2014231801A (ja) | 2013-05-30 | 2013-05-30 | ロータリ圧縮機 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2016118142A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | 株式会社富士通ゼネラル | ロータリ圧縮機 |
JP2017082753A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 株式会社富士通ゼネラル | ロータリ圧縮機 |
CN107339239A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-11-10 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 压缩机及温度调节系统 |
US10458408B2 (en) | 2014-12-19 | 2019-10-29 | Fujitsu General Limited | Rotary compressor having communication path hole overlap with discharge chamber concave portion |
US10563655B2 (en) | 2016-11-14 | 2020-02-18 | Fujitsu General Limited | Rotary compressor for compressing refrigerant using cylinder |
CN111810409A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-10-23 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 泵体及压缩机 |
-
2013
- 2013-05-30 JP JP2013113711A patent/JP2014231801A/ja active Pending
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RD01 | Notification of change of attorney |
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