JP2015132254A - 圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】油の枯渇の発生を防ぎつつ、油の供給量を増加させることができる圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】密閉容器40と、密閉容器40内に支持された回転軸2と、回転軸2の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構部20と、回転軸2の内部に形成され、圧縮機構部20に供給される油を流通させる油供給管路2aと、密閉容器40内の下部側に設けられた貯油部11と、一部が貯油部11に浸かり他部が貯油部11上方のガス側の空間に配置された、内部に多数の空隙を有して油を保持する油保持手段17と、一方の口が油供給管路2aに接続され、他方の口が貯油部11に浸かるように設けられた油供給パイプ10と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、冷凍装置、空気調和装置などに用いられる圧縮機に関するものである。
従来の圧縮機として、容器底部の貯油部に溜められた潤滑油を油ポンプを利用して給油パイプを通して吸い出し、油供給管路を経て各摺動部に供給する機構を持つものがある。このような圧縮機は、例えば駆動している装置上に設置されると、装置から加えられる振動や圧縮機自身の振動により貯油部の油面が揺れてしまう。このため、給油パイプの吸引口が油面上に露出しやすくなり、油の供給不足を起こしやすくなる。
特許文献1には、油溜まり部の潤滑油に下端部が浸漬され、毛細管現象によって潤滑油を吸い上げて上端部からオルダム継手のスクロール側キーに潤滑油を供給する給油部材を有する給油手段を備えたスクロール型圧縮機が開示されている。
また、特許文献2には、油溜まりに少なくとも一部を浸漬した可撓性及び浸透性を有する吸油管を圧縮機本体内の低圧室に接続し、この吸油管内に、その配管形状を保持する金属線を配設し、吸油管の自由端部を金属線に固定するとともにその自由端部の開口を閉塞した横型振動圧縮機が開示されている。
特開2009−162078号公報 特開2011−94569号公報
上記従来の圧縮機において、油の供給不足を避けるためには、貯油部への油の充填量を多めにすることが考えられる。しかしながら、油の充填量を多くすると、回転子が貯油部に浸かることにより油が容器内に飛散したり、圧縮機起動時等の容器内の急激な圧力低下に起因するフォーミング現象により気泡が発生したりすることにより、容器内の空間に充満する油の量が多くなる。したがって、吐出冷媒に含まれる油量が多くなってしまい、一時的な油の枯渇を招くという問題点があった。
また、特許文献1及び2に開示された圧縮機では、油の供給にポンプ動力ではなく毛細管力を利用しているため、油の供給量が少なくなってしまうという問題点があった。
本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、油の枯渇の発生を防ぎつつ、油の供給量を増加させることができる圧縮機を提供することを目的とする。
本発明に係る圧縮機は、容器と、前記容器内に支持された回転軸と、前記回転軸の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記回転軸の内部に形成され、前記圧縮機構部に供給される油を流通させる油供給管路と、前記容器内の下部側に設けられた貯油部と、一部が前記貯油部に浸かり他部が前記貯油部上方のガス側の空間に配置された、内部に多数の空隙を有して油を保持する油保持手段と、一方の口が前記油供給管路に接続され、他方の口が前記貯油部に浸かるように設けられた油供給パイプと、を有することを特徴とするものである。
本発明によれば、油量の減少や振動によって油面が他方の口よりも低下しても、油供給パイプを介して圧縮機構部に安定して油を供給できる。したがって、油の枯渇の発生を防ぎつつ、油の供給量を増加させることができる圧縮機を実現できる。
本発明の実施の形態1に係る圧縮機の構成を示す断面図である。 一般的な縦置き型の圧縮機における貯油部11近傍の構成を示す断面図である。 横置き型の圧縮機の傾き方向及び角度の定義を示す説明図である。 本発明の実施の形態2に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態2の変形例に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態3に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態3に係る圧縮機の油供給パイプ10周りのカバー18近傍の構成の変形例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態4に係る圧縮機の油供給パイプ10周りのカバー18近傍の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態5に係る圧縮機の油供給パイプ10周りのカバー18近傍の構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態6に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態7に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態8に係る圧縮機の貯油部11及びサブフレーム7近傍の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態9に係る圧縮機の貯油部11及びサブフレーム7近傍の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態10に係る圧縮機の油保持手段17の構成を示す断面図である。
実施の形態1.
本発明の実施の形態1に係る圧縮機について説明する。図1は、本実施の形態に係る圧縮機の構成を示す断面図である。本実施の形態では、横置き型のスクロール圧縮機を例に挙げて説明する。本実施の形態に係る圧縮機は、例えば、空気調和装置、冷凍装置、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、又は給湯装置等の用途に用いられる冷凍サイクル装置の構成要素の1つとなるものである。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。
図1に示すように、本実施の形態に係る圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部20と、圧縮機構部20を駆動する電動機構部30と、圧縮機構部20及び電動機構部30を収容する密閉容器40(容器の一例)と、を備えている。密閉容器40には、外部から低圧冷媒を吸入する吸入配管13と、圧縮した高圧冷媒を外部に吐出する吐出配管14とが取り付けられている。圧縮機構部20は、密閉容器40の内部空間を、吸入配管13側の空間(吸入空間)と吐出配管14側の空間(吐出空間)とに分けるように設けられている。電動機構部30及び後述する貯油部11は、吸入空間に設けられている。
圧縮機構部20は、密閉容器40に固定されたメインフレーム1により覆われている。圧縮機構部20は、電動機構部30により回転駆動される回転軸2に取り付けられた揺動スクロール3と、メインフレーム1に固定された固定スクロール4とを有している。揺動スクロール3の一方の面には渦巻ラップ3aが形成されており、固定スクロール4の一方の面には渦巻ラップ4aが形成されている。揺動スクロール3及び固定スクロール4は、渦巻ラップ3a、4a同士が噛み合うように組み合わされている。これにより、揺動スクロール3と固定スクロール4との間には、渦巻ラップ3a又は渦巻ラップ4aによって互いに隔てられた複数の圧縮室12が形成される。
揺動スクロール3の渦巻ラップ3a形成面とは反対側の面は、メインフレーム1との間に設けられるスラスト軸受に当接するスラスト面3bになっている。回転軸2は、メインフレーム1に設けられた主軸受5と、サブフレーム7に設けられた副軸受6とによって回転自在に支持されている。サブフレーム7は、密閉容器40に固定されている。図1では、主軸受5及び副軸受6の詳細な構造及び位置の図示を省略している。
回転軸2のうちの主軸受5と副軸受6との間の部分には、電動機構部30の回転子8が取り付けられている。密閉容器40には、回転子8の外周を覆うように電動機構部30の固定子9が取り付けられている。回転軸2の内部には、油供給管路2aが形成されている。回転軸2のサブフレーム7側の端部と密閉容器40の内面(例えば、底部15又は側面16)との間には、油を貯める貯油部11が設けられている。油供給管路2aのサブフレーム7側の端部には、油供給パイプ10の一方の口が接続されている。油供給パイプ10の他方の口である吸引口10aは、貯油部11の油に浸かっているとともに、油面11aより下方で後述する油保持手段17に接続されている(例えば、油保持手段17で覆われている)。すなわち、油供給パイプ10は、油供給管路2aの端部(回転軸2の端部)から油保持手段17まで延びている。
また、油供給管路2aのサブフレーム7側の端部には、油供給パイプ10を介して貯油部11の油をくみ上げ、油供給管路2aを通じて各摺動部に油を供給する油ポンプ19が設けられている。なお、本例では油ポンプ19が油供給管路2aのサブフレーム7側の端部に設けられているが、油ポンプ19はメインフレーム1側に設けられていてもよい。また、油ポンプ19としては、種々の構造のものを用いることができる。
電動機構部30に通電されると、回転子8にトルクが加わり回転軸2が回転し、揺動スクロール3が固定スクロール4に対して揺動運動を行う。これにより、圧縮室12で冷媒が圧縮される。その過程で、低圧の冷媒と油が吸入配管13から密閉容器40内に流れ込む。流れ込んだ油の一部は密閉容器40内を通って貯油部11に溜まり、残余の油及び貯油部11から飛散した油は、冷媒と共に、メインフレーム1に設けられた冷媒吸入孔1aを通って圧縮室12に流れ込む。圧縮室12で圧縮された高圧の冷媒及び油は、固定スクロール4に設けられた吐出孔4bを通って、吐出配管14から圧縮機外部に排出される。また、貯油部11に貯められている油は、油供給管路2a内に設けられた油ポンプ19により、油供給パイプ10の吸引口10aから吸引され、油供給管路2aを通して圧縮機内の各摺動部(例えば、スラスト面3b(スラスト軸受)、主軸受5、副軸受6等)に供給される。これにより、圧縮機内の各摺動部が潤滑され、各摺動部の焼付きが防止される。各摺動部を潤滑した油は、それぞれ所定の潤滑経路を通って貯油部11に戻される。
図2は、一般的な縦置き型の圧縮機における貯油部11近傍の構成を示す断面図である。なお、図1に示した圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付している。図2に示すように、縦置き型の圧縮機の場合には、油の重力落下(又は流下)により密閉容器40の底部15に貯油部11が形成される。また、縦置き型の圧縮機の場合には、油供給パイプ10は、油供給管路2aのサブフレーム7側の端部との接続部から真っ直ぐ鉛直下方に伸ばされ、下端の吸引口10aを貯油部11の油に浸からせる構造になっていることが多い。
ここで、横置き型の圧縮機の傾き方向及び角度について定義する。図3は、横置き型の圧縮機の傾き方向及び角度の定義を示す説明図である。図3に示すように、回転軸2の回転方向と同方向の傾き方向(回転軸2を中心とする回転方向)をθ方向とし、任意に設定した角度を基準とした傾き角度をθとする。また、重力落下方向(鉛直方向)に対して垂直な水平面(又は水平面に含まれる水平軸)に対する回転軸2の傾き方向(仰角方向)をα方向とし、その傾き角度(仰角)をαとする。回転軸2が水平に配置された場合の傾き角度αを0°とし、回転軸2のうちの揺動スクロール3側の端部が持ち上げられる方向の傾き角度αを正の値とし、回転軸2のうちの底部15側の端部が持ち上げられる方向の傾き角度αを負の値とした。本実施の形態における横置き型圧縮機は、使用可能に設置された状態において、傾き角度θが0°〜360°(0°≦θ<360°)の範囲となり、傾き角度αが0°〜90°(0°≦α<90°)の範囲となるように、圧縮機本体(密閉容器40)が傾けて設置されるものとする。
図1に示したように、横置き型圧縮機では、密閉容器40の内面に形成される貯油部11の位置が重力によって下方側の側面16に偏ってしまう。このため、横置き型圧縮機の場合、油供給パイプ10は、下端の吸引口10aを貯油部11の油に浸からせるために下向き(鉛直下方側)に曲げられた構造になっている。
横置き型圧縮機の場合、貯油部11が側面16に偏っているため、吸引口10aからその鉛直上方の油面11aまでの高さが低くなりやすい。一方で、冷媒の流量が増加したり、圧縮機の起動時において油の中に溶け込んでいる冷媒が気化して発泡したりすると、密閉容器40内の空間に油が飛散する。これにより、冷媒吸入孔1aに油が大量に入り込み、圧縮機外へ油が持ち出される。圧縮機外へ油が持ち出されると、油面11aが吸引口10aよりも低下する場合があるため、摺動部への油の供給不足が起こりやすくなる。油の充填量を増やし、貯油部11の油量を増加させて油面11aを高くしても、回転子8が貯油部11に浸かってしまうため、回転子8の駆動により密閉容器40内に油が飛散し、同様に圧縮機外へ油が持ち出されやすくなる。
そのため、横置き型圧縮機は、縦置き型圧縮機に比べて、密閉容器40の径を大きくすることにより油面11aの高さ当たりの貯油量を増加させたものが多い。ところが、密閉容器40の径を大きくする場合、その構造に合わせて圧縮機構部20や電動機構部30を設計し直す必要がある。したがって、縦置き型圧縮機と横置き型圧縮機とは互いに製造工程が異なるため、同一の製造ラインで製造できない場合が多い。
図1に戻り、本実施の形態の圧縮機は、傾き角度θ及び傾き角度αがそれぞれ0°≦θ<360°、0°≦α<90°となる横置き型圧縮機であるため、重力により貯油部11が密閉容器40の側面16側に偏っている。油供給パイプ10は、側面16側に偏った貯油部11の油に吸引口10aが浸かるように曲げられている。吸引口10aは、貯油部11において最も高さの低い最下面付近に配置されている。密閉容器40内の貯油部11には、油を保持する機能を有する油保持手段17が配置されている。本例の油保持手段17は、底部15及び側面16に沿って取り付けられている。油保持手段17の一部は貯油部11の油に浸かっており、油保持手段17の他部は貯油部11上方のガス側の空間に配置されている。また、油保持手段17は、油供給パイプ10の吸引口10aを覆うように接続されているか、又は隙間を介して吸引口10aを囲むように配置されている。油保持手段17は、内部に多数の空隙を備えた構造(例えば、多孔質状(連続多孔質状)、綿状、格子状、網状などの構造)を有している。油保持手段17の少なくとも油と接触する表面(例えば、全体)は、親油性のある材質を用いて形成されている。これにより、油保持手段17は、毛細管現象により貯油部11の油を吸収し、かつ吸収した油を保持できるようになっている。
貯油部11に配置された油保持手段17に油供給パイプ10の吸引口10aが接続されていることにより、毛細管現象により吸引口10aの周りに油が集められる。このため、油面11aが低下して吸引口10aよりも低い位置になっても、吸引口10aから吸入される油の減少を抑えられるため、摺動部への油の供給が不足することを防止できる。
そのため、横置き型圧縮機において容器径を大きくして貯油量(初期充填量)を増やす対策が必要なくなり、縦置き型圧縮機でも簡易な改造で横置き化可能になる。すなわち、横置き型圧縮機の容器径を小さくすることができるとともに、横置き型圧縮機と縦置き型圧縮機とを同一の製造ラインで製造することができる。例えば、密閉容器40の底部15を取り外すか、又は製造時の底部15取付けの前に、油供給パイプ10の曲げ方向を変えたものを取り付け(又は油供給パイプ10の曲げ加工を行い)、底部15又は側面16に油保持手段17を取り付けて、底部15を密閉容器40に取り付けるだけで、縦置き型圧縮機を横置き化できる。
また、横置き型圧縮機において貯油量を増やす必要がなくなるため、回転子が貯油部に浸かることにより油が容器内に飛散することを防ぐことができる。このため、吐出冷媒に含まれる油量が多くなることに起因して冷凍サイクルの効率が低下してしまうことを防止することができる。
また、駆動する装置上に圧縮機を設置した場合、圧縮機の移動や振動により油面11aが変動することによって、吸引口10aが貯油部11から露出してしまったり、回転子8に油面11aが接触して密閉容器40内の空間に油が飛散して冷媒と共に吐出されてしまったりするおそれがある。しかしながら、本実施の形態によれば、このような場合であっても、油保持手段17に保持されている油を吸引口10aから吸引させることができるため、摺動部への油の供給不足を防止できる。
以上説明したように、本実施の形態に係る圧縮機は、密閉容器40と、密閉容器40内に支持された回転軸2と、回転軸2の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構部20と、回転軸2の内部に形成され、圧縮機構部20に供給される油を流通させる油供給管路2aと、密閉容器40内の下部側に設けられた貯油部11と、一部が貯油部11に浸かり他部が貯油部11上方のガス側の空間に配置された、内部に多数の空隙を有して油を保持する油保持手段17と、一方の口が油供給管路2aに接続され、他方の口(吸引口10a)が貯油部11に浸かるように設けられた油供給パイプ10と、を有するものである。
また、本実施の形態に係る圧縮機は、密閉容器40は、回転軸2が鉛直方向に対して傾斜するように傾けて設置されるものであり、油供給パイプ10は、吸引口10a側が重力方向で下向きとなるように曲げられて、吸引口10aが貯油部11の最下面付近に配置されるものである。
この構成によれば、油供給パイプ10の吸引口10a周りの油保持手段17に油が集められるため、油面11aの低下や振動によって油面11aが吸引口10aよりも低下しても、吸引口10aから吸引される油の減少を抑えられ、摺動部に安定して油を供給することができる。したがって、油の枯渇の発生を防ぎつつ、油の供給量を増加させることができる。これにより、潤滑油不足による潤滑不良又は潤滑油枯渇による軸受損傷等が生じない、信頼性が高く長期使用可能な圧縮機を実現することができる。また、この構成によれば、圧縮機内における油の初期充填量の許容範囲を拡大することができるため、油の初期充填量の調整を容易に行うことができる。また、この構成によれば、縦置き型圧縮機の製造工程を大きく変えることなく、簡易な改造で横置き化できるため、縦置き型圧縮機と横置き型圧縮機とを同一の製造ラインで製造することが可能になる。
実施の形態2.
本発明の実施の形態2に係る圧縮機について説明する。図4は、本実施の形態に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図4に示すように、本実施の形態に係る圧縮機では、油保持手段17が、吸引口10aを覆いつつ、密閉容器40の底部15のほぼ全体に配置されている。油保持手段17の一部は貯油部11の油に浸かっており、他部は貯油部11上方のガス側の空間に配置されている。油供給パイプ10は、貯油部11が存在する鉛直下方側に吸引口10aを向けるように曲げられている。吸引口10aは、貯油部11において最も高さの低い最下面付近に配置されている。この構成によれば、油供給パイプ10の周りだけでなく、底部15の幅広い範囲で油保持手段17に油が集まるため、圧縮機内の貯油量の上限をより増やすことができる。さらに、油保持手段17が底部15の構造に合わさるため、接着等によらなくても油保持手段17を密閉容器40に対して固定することができる。
図5は、本実施の形態の変形例に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。本変形例では、例えば、油保持手段17が親油性の特に高い材質を用いて形成されている。油供給パイプ10は、鉛直下方側に曲げられておらず、軸方向に沿って真っ直ぐに延ばされている。本変形例の構成では、油保持手段17に親油性の高い材質を用いることにより、油保持手段17の全体に油が行き渡るようになっている。これにより、油供給パイプ10を鉛直下方に曲げるまでもなく、吸引口10aの周りに十分な量の油が集まるため、油の供給量を確保できる。すなわち、本変形例の構成では、圧縮機を任意の傾き方向及び傾き角度で傾けた構造にしても、その傾き方向及び傾き角度に合わせて油供給パイプ10の向きを変える加工を必要としない。したがって、同一構成の圧縮機を、傾き角度θが0°〜360°(0°≦θ<360°)、傾き角度αが0°〜90°(0°≦α<90°)の範囲で自由に傾けた横置き型として使用することもでき、また、傾き角度αが90°である縦置き型として傾けずに使用することもできる。
実施の形態3.
本発明の実施の形態3に係る圧縮機について説明する。図6は、本実施の形態に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図6に示すように、本実施の形態に係る圧縮機では、油保持手段17を覆うカバー18が取り付けられている。油供給パイプ10の吸引口10aは、カバー18に形成された貫通孔(図示せず)を介して油保持手段17に挿入されている。つまり、カバー18は、油供給パイプ10の導入部を除いて油保持手段17を覆っている。挿入された吸引口10aの外周面は、カバー18に対して隙間のないように接着固定されている。カバー18の端部は、密閉容器40の底部15又は側面16に密着して固定されている。カバー18のうち貯油部11の油に浸かっている部分には、油を内部に流入させる開口部18aが形成されている。開口部18aは、カバー18に形成された貫通孔であってもよいし、カバー18のうち底部15又は側面16との接合部に形成された切欠きであってもよい。本例のカバー18は、吸引口10aが挿入される貫通孔と、開口部18aとが形成されていることを除いて、密閉容器40の内面との間で油保持手段17を密閉するようになっている。油保持手段17としては、例えば綿状又は多孔質状のものが用いられている。
以上説明したように、本実施の形態に係る圧縮機は、油供給パイプ10の導入部を除いて油保持手段17を覆うとともに貯油部11に固定されるカバー18をさらに有し、カバー18のうち貯油部11の油に浸かる部分には、油を流入させる開口部18aが形成されているものである。
この構成によれば、油保持手段17をカバー18で覆って密閉容器40内に固定することができるため、油保持手段17自体を密閉容器40に直接固定する手段を必要とせず、圧縮機の移動又は振動に伴う油保持手段17の位置ずれを抑えることが可能である。
また、カバー18のうち冷媒ガスと接触している部分(例えば、油面11aよりも上方の部分)は密閉されている。このため、油供給管路2aに設けられている油ポンプ19による引込みにより、カバー18の内部(油保持手段17側)の内圧が低下するため、貯油部11の油を開口部18aから流入させることができる。これにより、油保持手段17に含まれる冷媒ガスの量を低減でき、油の保持量を多くすることができる。
また、油供給パイプ10は太さが細く撓みが生じやすいため、仮に吸引口10aが固定されていないとすると、電動機構部30の動作する際に回転軸2及びサブフレーム7を介して油供給パイプ10に振動が伝わり、回転周波数によっては共振を起こして油供給パイプ10が大きく振動する。このため、油供給パイプ10の周囲で貯油部11及び油保持手段17の油が巻き上げられて密閉容器40内に拡散し、冷媒と共に冷媒吸入孔1aに入り込む油の量が増えてしまう。本実施の形態では、油供給パイプ10の先端(吸引口10a)がカバー18に固定されているため、油供給パイプ10の共振を防止でき、振動による油の巻上げを抑制することができる。
図7は、本実施の形態に係る圧縮機における油供給パイプ10周りのカバー18近傍の構成の変形例を示す斜視図である。図7に示すように、カバー18には、油保持手段17側の面とその反対側のガス側の面との間を貫通する複数の小さな穴18bが形成されていてもよい。
この構成によれば、小さな穴18bがあることにより、油に溶解しているガスが気化した場合でも、カバー18内からガスを追い出すことができるため、油保持手段17に保持される油の量を維持することができる。穴18bが小さいことにより、油ポンプ19の引込みによるカバー18の内部(油保持手段17側)の内圧の低下は維持されるため、貯油部11の油を開口部18aから流入させることができる。
実施の形態4.
本発明の実施の形態4に係る圧縮機について説明する。図8は、本実施の形態に係る圧縮機における油供給パイプ10周りのカバー18近傍の構成を示す斜視図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図8に示すように、カバー18のうちの油供給パイプ10の周りには、油供給パイプ10の外径よりも径の大きい開口部18cが形成されている。また、油保持手段17のうちの油供給パイプ10の周りには、油供給パイプ10の外径よりも径の大きい筒状の開口部17cが形成されている。開口部17c及び開口部18cが形成されていることにより、油保持手段17及びその上面を覆うカバー18は、隙間を介して油供給パイプ10の周りを囲むように配置されている。
圧縮機の起動時など、油に溶解しているガスが気化する際には、カバー18下面にガスが貯まって高圧になる。このため、油保持手段17に貯まっている油は、油供給パイプ10周りの低圧の空間(隙間)に押し出される。したがって、図8に示す構成によれば、油供給パイプ10周りの油面11aを上昇させることができ、急激な油面低下による油の供給不足を抑制することができる。
実施の形態5.
本発明の実施の形態5に係る圧縮機について説明する。図9は、本実施の形態に係る圧縮機における油供給パイプ10周りのカバー18近傍の構成を示す斜視図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図9に示すように、油保持手段17のうちの油供給パイプ10の周りには、油供給パイプ10の外径よりも径の大きい筒状の開口部17cが形成されている。開口部17cが形成されていることにより、油保持手段17は、隙間を介して油供給パイプ10の周りを囲むように配置されている。油保持手段17のうちの油供給パイプ10を囲む側の面は、筒状のカバー21により覆われている。カバー21には、油保持手段17側からカバー21の内周側の空間に油を流入させる1つ又は複数の開口部21aが形成されている。開口部21aは、カバー21に形成された貫通孔であってもよいし、カバー21のうち底部15又は側面16との接合部に形成された切欠きであってもよい。
この構成によれば、加速又は減速や急な傾斜の変化により圧縮機内の油面11aが変動した際に、カバー18によって油の流れを抑制することができるため、油供給パイプ10とカバー18との間の空間にある油面11aの急激な変動を抑える効果が得られる。
実施の形態6.
本発明の実施の形態6に係る圧縮機について説明する。図10は、本実施の形態に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、油保持手段17として、金属などの硬質の部材(例えば、発泡金属板又は発泡金属ブロック)が用いられている。すなわち、油保持手段17は、カバーで覆われなくても自身の形状を維持できる部材で構成されている。油保持手段17は、必要な固定手段を用いて密閉容器40の底部15又は側面16に固定されている。また、油供給パイプ10の吸引口10aは、油保持手段17に直接固定されている。
すなわち、本実施の形態に係る圧縮機は、油保持手段17は、密閉容器40の壁面(例えば、底部15又は側面16)に固定されているものである。また、本実施の形態に係る圧縮機は、油保持手段17は、自身の形状を維持できる金属質の部材で構成されており、油供給パイプ10の他方の口は、油保持手段17によって固定されているものである。本実施の形態によれば、実施の形態3と同様に回転駆動に伴う油供給パイプ10の振動を抑制し、密閉容器40内に油が飛散するのを防ぐことができる。
また、本実施の形態において、油供給パイプ10の吸引口10aの位置を油保持手段17の内部に維持しつつ、油供給パイプ10は、サブフレーム7側の接続端部から吸引口10aまでの経路で複数の曲げが加えられた構造にしてもよい。これにより、油供給パイプ10の固有振動数をずらすことができるとともに、油保持手段17による油供給パイプ10の固定を強固にすることができるため、油供給パイプ10の振動をより抑制することができる。
実施の形態7.
本発明の実施の形態7に係る圧縮機について説明する。図11は、本実施の形態に係る圧縮機の貯油部11近傍の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、油保持手段17が油供給パイプ10の周りを覆うように接続されている。油保持手段17は、油供給パイプ10の外周部に固定されている。本例では、油供給パイプ10の軸方向における大部分(少なくとも半分以上)が油保持手段17で覆われている。油保持手段17の少なくとも一部は貯油部11の油に浸かっている。
この構成によれば、圧縮機内部への油保持手段17の取付け及び取外しを油供給パイプ10と一体として行うことが可能となるため、圧縮機の製造やメンテナンスが容易になる。
実施の形態8.
本発明の実施の形態8に係る圧縮機について説明する。図12は、本実施の形態に係る圧縮機の貯油部11及びサブフレーム7近傍の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、油保持手段17が、サブフレーム7の油供給パイプ10側(底部15側)の面にまで形成されている。油保持手段17は、サブフレーム7の油供給パイプ10側の面のほぼ全体を覆っており、当該面に対して固定されている。油保持手段17の少なくとも一部は、貯油部11の油に浸かっている。油保持手段17は、油供給パイプ10の吸引口10aを覆うように接続されているか、又は隙間を介して吸引口10aを囲むように配置されている。さらに、サブフレーム7の油供給パイプ10側の空間と電動機構部30側の空間とを結ぶ穴や隙間は、油供給パイプ10側の面に固定された油保持手段17で覆われている。
すなわち、本実施の形態に係る圧縮機は、回転軸2の油供給パイプ10側の端部を支持するサブフレーム7をさらに有し、油保持手段17は、サブフレーム7の油供給パイプ10側の面にまで形成されているものである。
この構成によれば、サブフレーム7の穴や隙間を通って電動機構部30側の空間と油供給パイプ10側の空間とを行き来する気流の流れが油保持手段17によって抑えられるため、激しい気流による油面11aの振れを抑えることができる。
実施の形態9.
本発明の実施の形態9に係る圧縮機について説明する。図13は、本実施の形態に係る圧縮機の貯油部11及びサブフレーム7近傍の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、底部15からサブフレーム7の電動機構部30側(圧縮機構部20側)の面7a付近の側面16までが油保持手段17aで覆われており、さらに、サブフレーム7の電動機構部30側の面7aは油保持手段17bで覆われている。油保持手段17bは、面7aのうち副軸受6の周りを回転駆動する部分に接触しないように覆っている。底部15及び側面16に設けられる油保持手段17aと、サブフレーム7に設けられる油保持手段17bとは、互いに一体として繋がっているか、又は互いに接触しているものとする。
すなわち、本実施の形態に係る圧縮機は、回転軸2の油供給パイプ10側の端部を支持するサブフレーム7をさらに有し、油保持手段17a、17bは、サブフレーム7の圧縮機構部20側まで密閉容器40の側面16に沿って延びており、さらにサブフレーム7の圧縮機構部20側の面7aにまで形成されているものである。
この構成によれば、貯油部11に貯まった油を油保持手段17a、17bを介してサブフレーム7の副軸受6に外側から供給することが可能になるため、副軸受6の摺動面の潤滑を強化できる。また、油供給管路2aを経由せずに副軸受6に油を供給できるため、油供給管路2aから副軸受6に油を供給する経路を持たない構成の圧縮機においても副軸受6を潤滑することが可能になる。このため、この技術の適用の幅を広げることができる。
実施の形態10.
本発明の実施の形態10に係る圧縮機について説明する。図14は、本実施の形態に係る油保持手段17の構成を示す断面図である。なお、実施の形態1に係る圧縮機と同一の機能及び作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態では、油保持手段17の空隙率が、上側から下側に向かって段階的又は連続的に小さくなっている。例えば、油保持手段17は、上側から下側に向かって第1層17d、第2層17e及び第3層17fがこの順に積層された層構造を有している。第2層17eの空隙率は第1層17dの空隙率よりも小さくなっており、第3層17fの空隙率は第2層17eの空隙率よりもさらに小さくなっている。油保持手段17は、少なくとも第3層17fが貯油部11の油に浸かるように配置されている。油供給パイプ10の吸引口10aは、例えば第3層17fに接続されている。
この構成によれば、油は表面張力により空隙率の小さい方に集まりやすいことから、急激に油面11aが低下したとき、油保持手段17の上部に貯まっていた油が下部に移動する速度を高めることができる。これにより、急激に油面11aが低下したときに、油保持手段17の上部から貯油部11に油を速やかに供給できるため、油の枯渇をより確実に防止することができる。
その他の実施の形態.
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、傾き角度αが0°≦α<90°である横置き型圧縮機を例に挙げたが、本発明は縦置き型圧縮機(α=90°)にも適用できる。
また、上記実施の形態では、スクロール圧縮機を例に挙げたが、本発明はスクロール型以外の圧縮機にも適用できる。
また、上記実施の形態では、全密閉型の圧縮機を例に挙げたが、本発明は半密閉型又は開放型の圧縮機にも適用できる。
また、上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
1 メインフレーム、1a 冷媒吸入孔、2 回転軸、2a 油供給管路、3 揺動スクロール、3a、4a 渦巻ラップ、3b スラスト面、4 固定スクロール、4b 吐出孔、5 主軸受、6 副軸受、7 サブフレーム、7a 面、8 回転子、9 固定子、10 油供給パイプ、10a 吸引口、11 貯油部、11a 油面、12 圧縮室、13 吸入配管、14 吐出配管、15 底部、16 側面、17、17a、17b 油保持手段、17c 開口部、17d 第1層、17e 第2層、17f 第3層、18 カバー、18a 開口部、18b 穴、18c 開口部、19 油ポンプ、20 圧縮機構部、21 カバー、21a 開口部、30 電動機構部、40 密閉容器。

Claims (12)

  1. 容器と、
    前記容器内に支持された回転軸と、
    前記回転軸の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
    前記回転軸の内部に形成され、前記圧縮機構部に供給される油を流通させる油供給管路と、
    前記容器内の下部側に設けられた貯油部と、
    一部が前記貯油部に浸かり他部が前記貯油部上方のガス側の空間に配置された、内部に多数の空隙を有して油を保持する油保持手段と、
    一方の口が前記油供給管路に接続され、他方の口が前記貯油部に浸かるように設けられた油供給パイプと、
    を有することを特徴とする圧縮機。
  2. 前記容器は、前記回転軸が鉛直方向に対して傾斜するように傾けて設置されるものであり、
    前記油供給パイプは、前記他方の口側が重力方向で下向きとなるように曲げられて、前記他方の口が前記貯油部の最下面付近に配置されることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
  3. 前記油供給パイプの導入部を除いて前記油保持手段を覆うとともに前記貯油部に固定されるカバーをさらに有し、
    前記カバーのうち前記貯油部の油に浸かる部分には、油を流入させる開口部が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮機。
  4. 前記カバーには、前記油保持手段側の面とガス側の面との間を貫通する複数の穴が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の圧縮機。
  5. 前記カバーの前記油供給パイプ周りには、別の開口部が形成されていることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の圧縮機。
  6. 前記油保持手段は、前記容器壁面に固定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の圧縮機。
  7. 前記油保持手段は、自身の形状を維持できる金属質の部材で構成されており、
    前記油供給パイプの前記他方の口は、前記油保持手段によって固定されていることを特徴とする請求項6に記載の圧縮機。
  8. 前記油供給パイプは、前記一方の口から前記他方の口までの経路で複数の曲げが加えられていることを特徴とする請求項7に記載の圧縮機。
  9. 前記油保持手段は、前記油供給パイプの外周部に固定されていることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の圧縮機。
  10. 前記回転軸の前記油供給パイプ側の端部を支持するフレームをさらに有し、
    前記油保持手段は、前記フレームの前記油供給パイプ側の面にまで形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の圧縮機。
  11. 前記回転軸の前記油供給パイプ側の端部を支持するフレームをさらに有し、
    前記油保持手段は、前記フレームの前記圧縮機構部側まで前記容器の側面に沿って延びており、さらに前記フレームの前記圧縮機構部側の面にまで形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の圧縮機。
  12. 前記油保持手段の空隙率は、上側から下側に向かって段階的に小さくなっていることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の圧縮機。
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