JP2647987B2 - 横形回転クランク軸気密圧縮機のための潤滑装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広くは横形圧縮機のための潤滑装置に関
し、特定すると、通常は小型の冷凍装置に適用される。
回転ローリングピストン及び横形クランク軸気密圧縮機
のための圧力差による潤滑装置に関する。

回転ローリングピストンの横形の圧縮機は、立形モデ
ルと比較し、冷凍機に対する有効容積の点で付加利益が
得られるので、冷凍装置により多く使用されるようにな
っている。

横形クランク軸圧縮機における油循環は、立形クラン
ク軸圧縮機に一般に使用される技術、即ちシェルの底部
に設置されたタンク内に浸没しているシャフトの内側末
端に遠心ポンプを備え、油をシャフトを通して給油を必
要とする部品まで押す技術によってはなし得ない。横形
クランク軸圧縮機の潤滑においては、油をそのタンクか
らシャフトにまで上昇させ、そこで油が給油されるべき
軸受及び他の部品を通して分配される手段が必要であ
る。

油の循環及び上昇のための公知の方法の１つは、米国
特許第4,449,895号明細書に提案されている。これは、
その循環装置がシェル底部に位置するオイルタンクにま
で延伸する湾曲管と、その内部で回転する螺旋形ばねと
を包含する横形回転クランク軸気密圧縮機を提供する。
前記ばねの一方の端部は偏心シャフトに連結されており
且つ他方の端部は油内に浸没したままである。

偏心シャフトを駆動させると、偏心シャフトがばねに
回転を伝え、ばねコイルと管の内側周囲面との間に形成
されている環状通路を通して油が上昇される。この場
合、油は、副軸受端部に設置された圧力チャンバにまで
誘導され、次いでシャフト表面に設けられた溝によって
副軸受、偏心シャフト及び主軸受に沿って分配される。

軸受及び偏心シャフトに油を連続的に供給するのを保
証するにもかかわらず、この装置は、ばねコイルと管の
内側表面との間の摩擦によって生じるエネルギ散逸に起
因する付加的な機械的損失を圧縮機内で誘発する不都合
を有する。

この方法で他の不都合なことは、副軸受端部に油管を
組立てるためにより大きな内部スペースが必要であるの
で、必然的にシェルをより長くせねばならないことであ
る。長さを増大することは、シェル構成により大量の材
料（スチールプレート）を必要とする上に、吸入気体を
より過熱することになり、その結果、圧縮機の容積効率
が低下する。連結管を通して（シェル内部に）入れられ
る吸入気体の過熱は、高温でシェルの内側に吐出される
圧縮気体の熱束に起因する。管の長さが長いほどそれを
通る熱束が大きくなり、結果として吸入気体が過熱され
る。

更に、従来技術の装置の別の不都合は、横断面が非円
形のワイヤを使用するために製造業者に特別の製造工程
が要求され、ばね製造に係るコストが上がる傾向にある
ことである。

油を循環及び上昇させる別の公知の方法は、米国特許
第4,472,121号明細書に提案されている。これは、シェ
ル底部に蓄積されている潤滑油が、圧縮チャンバから吐
出される高圧の冷媒気体が脈動を有効利用することによ
り、偏心シャフトの中央に且つ軸方向に設けられた給油
孔によって供給される潤滑装置を備えた横形回転圧縮機
を提供する。即ち圧縮機には、一方の端部が偏心シャフ
トの給油孔と連通しており且つ他方の端部がタンクにあ
る潤滑油に通じている潤滑油供給管と、一方の端部がタ
ンクに通じている潤滑油供給管の端部に挿入されており
且つ他方の端部が、圧縮チャンバから吐出される冷媒気
体と連絡する冷媒気体吐出管とを備えている。

冷媒気体が吐出管から（タンクに通じている）給油管
の端部内に吐出されると、シェルの底部に蓄積されてお
り且つ冷媒気体と混合された潤滑油は、２つの管の端部
の重なり合ったところに形成された通路を通して潤滑油
供給管のなかに搬送され、次いで油回収装置内で供給さ
れ且つ給油されるべき部品にある中央給油孔を通して分
配される。構造が単純で且つコストが低いにもかかわら
ず、この装置は、冷媒を吸収して油泡を生じたり、粘性
を低下させたり、その結果軸受の給油条件を変性すると
いう不都合を有する。米国特許第4,568,253号明細書
は、その軸受にオイルタンクと関係して鉛直方向に設け
られたチャネルを備えた横形回転クランク軸気密圧縮機
を提供している。偏心シャフトは、軸受と一緒になって
環状チャンバを形成する直径を小さくした部分と、反対
の角度で且つ環状チャンバと連絡するように設けられた
１対の螺旋形溝とを有する。

偏心シャフトが回転すると環状チャンバに低圧力ゾー
ンを生じ、それによって潤滑油が整列された軸受チャネ
ル及び環状チャンバを通して上向きに吸入される。螺旋
形溝は環状チャンバの潤滑油を偏心シャフトとは反対側
の端部に分配し、圧縮機の軸受及び他の可動性部品に給
油する。

単純で且つ低コストの構成を提供するにもかかわら
ず、このポンプは、実用に際してある種の不都合を有す
る。

シャフト端部に設けられた螺旋形溝は、シャフトの中
間部に凹みを付けたことにより既に小さくなっている軸
受の有効支持面積をさらに小さくし、偏心シャフトと軸
受とを接触させ、結果として摩耗を生じる。

記述されるべき他の問題点は、この装置内の油束が、
装置内の気体冷媒の存在によってひどく影響されること
であり、これは主に圧縮の始動時点で発生する。この気
体冷媒は、圧縮機が停止している間に油から放出されて
気泡が生じ、それが軸受及び給油チャネルに維持され
る。圧縮機の始動時点にシャフトと軸受との間に生じる
圧力低下によってこれらの気泡が膨張し、軸受における
吸入及び給油に所定の遅延を生じ、その潤滑を損なう。

油をクランク軸にまで上昇させる他の公知の方法は、
米国特許第4,624,630号に記載されており、この方法
は、シリンダ内部の容積間の圧力、特に吸入圧力とシェ
ル内の高い圧力との間の差を利用することにより実現さ
れる。

タンク内の油は、シェル内部に高圧で吐出される液体
冷媒によって押圧され、オイルタンクをシリンダ内部に
高圧で、より一般的にはクランク軸偏心側部と軸受カバ
ー壁との間の空間に連結する孔から排出され、次いで木
様構造の潤滑チャネルへと到達する。この方法は、極め
て単純であるが、平常操作条件下でさえも木様構造への
給油が充分でないという不都合があり、わずかな圧力差
が発生しても給油がかなり損なわれる。

本発明の目的は、これまでに公知の装置の上記欠陥を
補充し得る横形回転クランク軸気密圧縮機のための圧力
差による潤滑装置を提供することである。

更に本発明の目的は、エネルギ消費が小さく、しかも
その実行に影響することなく圧縮機が必要とする適当で
且つ連続的な油束を供給する上記タイプの潤滑装置を提
供することである。

本発明の他の目的は、それが占める内部スペースが小
さいかまたは全くなく、可動部品がないので構造が単純
で、信頼性が高く且つコストが低い上記のような潤滑装
置を提供することである。

当該圧縮機は、吸入及び吐出管を備え且つ圧縮機セッ
トを収容する気密シェルを包含しており、前記圧縮機
は、その内部でローリングピストンが横形シャフトの偏
心部分によって駆動され回転するシリンダブロックから
なり、前記横形クランク軸の一部は前記シリンダブロッ
クに隣接する副軸受及び主軸受によって支持されており
且つ他の部分は電気モータのロータに固定されており、
さらにかかるシェルはその底部に潤滑油タンクを規定
し、且つシリンダから吐出オリフィスを通してやって来
る気体を受容する。

本発明では、圧縮機セットはシェル内部を、電気モー
タを収容し且つ吐出オリフィスの出口を受容している後
方容積と、吐出管と連通する前方容積とに分割してお
り、前記両容積は、両容積の最低油レベルより下に配置
された油通路と、一方の端部は後方容積にその最高油レ
ベルより上に位置するところで連通し且つ他方の端部は
前方容積にその潤滑油の平常操作レベルより上に位置す
るところで連通するガスダクトと、前方容積の最高油レ
ベルを規定するように配置されたレベル調整通路とによ
って相互に連通している。ガスダクトの寸法は、前方容
積内の油操作レベルが横形シャフトの前方端部の少なく
とも内側半分が覆われるされるまで２つの容積間の圧力
差によって上昇するように決められ、横形シャフトの前
記端部には軸受への通路となる半径方向チャネルと連通
する軸方向中央孔が備えられている。

上記構成によって、圧縮気体は、最初に後方容積に吐
出され、次いで気体通過ダクトを通して前方容積へと戻
され、最終的には前方容積にある吐出管を通してシェル
外部に吐出され、シェルの２つの内部容積間に圧力差を
生じさせる。この圧力差によって、前方容積における油
レベルがクランク軸レベルに達するのに充分により高く
なり、それによって油が内部潤滑チャネルに入るような
レベルの差がオイルタンク内に生じる。

前方容積内の油が所定の最高レベルを越えないよう
に、好ましくは隣接する後方容積への出口または圧縮機
セットの吐出オリフィスと共通な出口を有する調節通路
を、平常操作の場合であれば、２つの容積間の圧力差効
果を維持するのに適当な気体の押出し作用を生成するよ
うに、または最大容積に達したならばそれを維持するた
めに油を前方容積から後方容積へと排出する作用を生成
するように備える。

このように構成された潤滑容積は、極めて単純な構造
を有し、可動部品がなく且つクランク軸に充分な潤滑を
提供するという長所を有する。

以下添付の図面を参照し本発明を説明する。

実施例 第１図に示した回転圧縮機は、後方端部カバー３と、
少なくとも吐出管及び吸入管（図示なし）を担持する前
方端部カバー２とを備えた気密シェル１を包含するタイ
プである。

気密シェル１はシリンダブロック５からなる圧縮機セ
ットを収容している。シリンダブロック５内部ではロー
リングピストン６が、その固定子９が気密シェル１内に
固定されている電気モータのロータ８の中を貫いて設置
されたシャフト７の偏心部分7aによって駆動され回転す
る。

横形シャフト７はシリンダブロック５に隣接する主軸
受10及び副軸受11上に、副軸受11の端面が吐出弁13を有
する吐出マフラチャンバ12を担うように設置されてい
る。

気密シェル１は、第１図に示したように、その底部に
潤滑油タンクを規定する。

第１図から判るように、シリンダブロック５は気密シ
ェル１内部に、気密シェル１を電気モータのロータ８及
び固定子９を収容する後方容積と、その内部に吐出管４
が通じている前方容積とに分割するように固定されてい
る。

当該回転圧縮機は更に、吐出マフラチャンバ12の内部
が気密シェル１内の後方容積と、後方容積内の最高潤滑
油LOレベルより上のところで連通するように、シリンダ
ブロック５と主軸受10及び副軸受11のフランジとを貫い
て設けられた吐出オリフィス14を包含する。本発明を実
施する際の基本をなすこの配置によって、ピストン−シ
リンダセットによって圧縮された気体が吐出マフラチャ
ンバ12内に押し出され、次いで気密シェルの後方容積に
前記吐出オリフィスを通して誘導され、前記後方容積の
内部を加圧する。

気密シェル１内の両容積は、気密シェル内の両容積に
おける最低潤滑油レベルより下にシリンダブロック５を
貫いて設けられた軸方向孔の形状の油通路20と、一方の
端部は後方容積にその最高油レベルより上のところで通
じ且つ反対側の端部はその潤滑油LOの平常操作レベルよ
り上のところで通じるように、シリンダブロック５並び
に主軸受10及び副軸受11のフランジを貫いて設けられた
ガスダクト30と、シリンダブロック５並びに主軸受10及
び副軸受11のフランジを軸方向に貫いて設けられ且つ圧
縮操作の際に前方容積内の最高潤滑油レベルを規定する
ように配置されたレベル調節通路40とによって相互に連
通されている。ガスダクト30の出口端部は、図示した構
成においては、レベル調節通路40よりわずかに上のレベ
ルに置かれる。

ガスダクト30の寸法は、気密シェルの前方容積と後方
容積との間に、前方容積内部の潤滑油LOレベルを横形シ
ャフト７の前方端部に達するまで上昇させるのに充分な
圧力差を惹起するように決められる。内部油通路20は、
各容積における潤滑油のレベル差によって得られる圧力
平衡に干渉することなく、シェルの２つの容積間を潤滑
油が自由に流動できるのに適当な寸法とする。

第１図及び第２図に図示したものでは、横形シャフト
７の前方端部には中央孔70と、中央孔70を主軸受10及び
副軸受11によって支持されているシャフト７の周囲領域
に内部連結する半径方向チャネルとを備えてある。第１
図では、これらの半径方向チャネルの１つを71で示して
ある。

上記構成によって、気密シェルの２つの内部容積間の
圧力差によって前方容積に包含される潤滑油がシャフト
７の軸方向中央孔に到達し、次いで軸受の内部支持表面
に向かって押され、給油が保証される。

レベル調節通路の寸法は、前方容積内部において最高
操作レベルに達したときに、前記容積内の潤滑油及び／
または気体が後方容積へ適当に吐出されて、圧力差を損
なうことなしに最高操作レベルが維持されるように決め
られる。図示した構成においては調整通路40は、レベル
調整通路40に関する押し出し効果が気体吐出オリフィス
14から得られるように、気体吐出オリフィス14の隣に且
つ前記気体吐出オリフィス14と共通な孔で後方容積の内
部に通じるように設けられている。

図示した構成においては、レベル調整通路40は、吐出
マフラチャンバ12を通して設けられたダクトの形状を呈
する。

本発明を実現する１つの形態を説明及び図示したが、
特許請求項の範囲に記載した本発明の主旨から離れずと
も変更がなされ得ることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は横形回転クランク軸気密圧縮機の長手方向断面
図、第２図は第１図から吸入及び吐出管を担持するシェ
ル端部カバーを取り外した端面図である。 １……気密シェル、２……前方容積、３……後方容積、
５……シリンダブロック、７……シャフト、10……主軸
受、11……副軸受、12……吐出マフラチャンバ、14……
気体吐出オリフィス、30……ガスダクト、40……レベル
調整通路、LO……最高潤滑油レベル。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】吐出管及び吸入管を備え且つ圧縮機セット
   を収容する気密シェルを包含する横形回転クランク軸気
   密圧縮機のための潤滑油装置であって、前記圧縮機セッ
   トが、その内部でローリングピストンが横形クランク軸
   の偏心部分によって駆動され回転するシリンダブロック
   からなり、前記横形クランク軸の一部は前記シリンダブ
   ロックに隣接する副軸受及び主軸受によって支持されて
   おり且つ他の部分は電気モータのロータに固定されてお
   り、前記シェルが、その底部に潤滑油タンクを規定し且
   つ前記シリンダブロックから吐出オリフィスを通して気
   体を受容し、前記圧縮機セットが前記シェル内部を、前
   記電気モータを収容し且つ前記吐出オリフィスの出口を
   受容する後方容積と、その内部に前記吐出管が通じる前
   方容積とに分割しており、前記両容積が、該両容積の最
   低潤滑油レベルより下に配置された油通路と、一方の端
   部が前記後方容積にその最高油レベルより上に位置する
   ところで連通し且つ反対側の端部が前記前方容積にその
   潤滑油の平常操作レベルより上に位置するところで連通
   するガスダクトと、前記前方容積内の最高潤滑油レベル
   を規定するように配置されたレベル調整通路とによって
   相互に連通されており、前記ガスダクトの寸法が、前記
   前方容積における油操作レベルが少なくとも前記クラン
   ク軸の前方端部と、前記クランク軸を通して軸受に給油
   するために前記クランク軸内にある内部チャネルとに達
   するまで、前記２つの容積間の圧力差によって上昇され
   るように決められていることを特徴とする潤滑装置。
2. 【請求項２】前記油通路が、前記シリンダブロック、主
   軸受及び副軸受によって規定される圧縮機セットの少な
   くとも１つの部品を貫いて設けられた軸方向孔の形状を
   呈することを特徴とする請求項１に記載の横形回転クラ
   ンク軸気密圧縮機のための潤滑装置。
3. 【請求項３】前記ガスダクトが、前記シリンダブロッ
   ク、主軸受及び副軸受によって規定される圧縮機セット
   の少なくとも１つの部品を貫いて設けられていることを
   特徴とする請求項１に記載の横形回転クランク軸気密圧
   縮機のための潤滑装置。
4. 【請求項４】前記ガスダクトの出口端部が、前記レベル
   調整通路よりわずかに上に位置していることを特徴とす
   る請求項１に記載の横形回転クランク軸圧縮機のための
   潤滑装置。
5. 【請求項５】前記レベル調整通路が、前記前方容積内に
   包含される潤滑油が該通路に達したならば、吐出気体に
   よって前記気体吐出オリフィスを通して前記後方容積に
   押し出されるように設けられていることを特徴とする請
   求項１に記載の横形回転クランク軸気密圧縮機のための
   潤滑装置。
6. 【請求項６】前記レベル調整通路が、前記シリンダブロ
   ック、主軸受及び副軸受によって規定される圧縮機セッ
   トの少なくとも１つの部品を貫いて規定されていること
   を特徴とする請求項５に記載の横形回転クランク軸気密
   圧縮機のための潤滑装置。
7. 【請求項７】前記レベル調整通路が、該通路内に押し出
   し作用を生成するように前記気体吐出オリフィスの隣に
   設けられていることを特徴とする請求項５に記載の横形
   回転クランク軸気密圧縮機のための潤滑装置。