JP2798352B2 - 水平回転圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水平回転圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、駆動軸に組み込まれた受動的遠
心ポンプを使用して軸やベアリング、駆動装置などの潤
滑を保っているため、密閉式圧縮機は垂直に向けても最
もよく動作する。油は圧縮機の胴の底部に位置したサン
プから排出され、軸の底部においてオリフィスを介して
ポンプに流入する。通常、潤滑が必要な部品はサンプ内
の油の液面から上に１フィート（約３０ｃｍ）程度の所
にまでしかないので、半径方向の加速度によって油圧が
わずかに変化すれば、それだけで十分所望の位置に油を
供給することができる。殆どの密閉式圧縮機は垂直位置
で動作するよう設計されているが、これは主に潤滑系統
がこのように比較的簡単かつ受動的であることによる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】梱包という面から見
て、圧縮機の高さは多くの用途で最も重要な要素となっ
ている。空気調和装置や冷凍機、ヒートポンプユニット
などで、その幅や奥行きよりも高さの方が重要になるこ
とは極めて頻繁に起こる。従って、仮に圧縮機を水平状
態で動作するように設計できれば、これは明らかに効果
的なものとなる。しかしながら、密閉式圧縮機の向きを
垂直から水平に変えれば潤滑系統やガスの流れる通路も
大きく変化する。モータ、シリンダ、駆動装置は、全て
の部品をオイルサンプに浸漬する必要はないのにもかか
わらずサンプ内の油の液面下に延在する形となる。垂直
ユニットでは、潤滑される通路は１フィートまたはこれ
以上に対してサンプの上にわずか２、３インチ（約５〜
７ｃｍ）の所に位置しているが、排出通路はこれよりも
短く別の通路の上にある。オイルサンプは、モータの冷
却や同伴油を除去する際に一般に使用されるガスの通路
をいくつか遮断してしまい、さらに排出通路の中には油
の同伴の原因となるものもある。

【０００４】側部の高い回転圧縮機は水平に配置され、
垂直ユニットに比べて高さは半分になる。ここではオイ
ルサンプは端部には位置していないので、必要なだけ胴
の長さを短くしてサンプを規定し、偏心軸によって吸油
管を調節する。潤滑剤は、クランク軸の孔に流れ込む排
出流と共にクランク軸の孔に流入し、ジェットポンプの
ような給油管と接触する。これによって油は排出流に同
伴する形となる。クランク軸は回転しているため、冷媒
に同伴している油は分離して孔の壁にたまり、流動して
いる冷媒ガスによって前方に押し出される。クランク軸
には放射状の通路が備えられており、孔を流れる油は遠
心力によってこの放射状の通路に流れ込む。この結果、
潤滑機能が発揮されると同時にベアリングを密封して排
出流から油を除去することができる。排出流は、ハウジ
ングすなわちクランクケースを通過後かまたはこれを通
過せずにクランク軸の長さ方向に沿って端から端まで通
過し、１８０°方向転換し、モータを通過してクランク
ケースの横を通って排出される。分離はしたが潤滑用と
して再利用されなかった油は、胴の下側とステータとの
間を通過してメインサンプに戻る。

【０００５】本発明の目的は、密閉式水平回転圧縮機に
おいて油の循環量を減らすことにある。

【０００６】本発明の他の目的は、圧縮冷媒流を密閉式
水平回転圧縮機内に再流入させることで、圧縮機の胴内
で十分な量の潤滑剤を供給しながら油の循環量を減らす
とともに全体としての効率を高めることにある。

【０００７】本発明のさらに他の目的は、密閉式回転圧
縮機の高さと体積とを減らすことにある。これらの目的
および他の目的は、後述の説明から一層明らかになろ
う。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では、基本的に、
偏心軸の孔に流入する排出流によって発生するジェット
ポンプ効果のため、潤滑油は偏心軸の孔に汲み上げられ
る。また潤滑油の一部は遠心力によって軸孔に通じる通
路に強制的に送られ、装置の潤滑に供される。余分な潤
滑剤は軸孔のモータ端から胴とステータとの間の通路を
経てサンプに流入する。そして圧縮ガスは圧縮室から偏
心軸の孔まで１本の通路を流れ、ジェットポンプ効果を
生み出し、孔を通過した後、圧縮ガスは１８０°方向転
換してステータとロータとの間を通過し、冷凍システム
への排出口を通過する。

【０００９】

【実施例】図１において、符号１０は側部の高い密閉式
回転圧縮機全体を示す。この圧縮機は、排出流はクラン
クケースすなわちハウジングを通過してから偏心軸の孔
に流入するという点で図２に示す部分的に修正した圧縮
機１０′とは構造的に異なるものである。従って、図２
の方がいくつか構造部品が少なく部品の位置も動いてい
るだけで、図１および図２は基本的には同じように見え
るが、一方の図においていくつかの部材を断面にせずに
示せば符号の数も少なくなり、理解しやすくなると思っ
てこのようにしたまでである。図１および図２において
符号１２は胴すなわちケーシング全体を示し、符号１２
−１はケーシングのカバーを示す。吸気管１６は胴１２
に対して密閉され、これによって流体は冷凍システムの
吸込アキュムレータ（図示せず）と吸込室との間を移動
できる。吸込室１８は、シリンダすなわちクランクケー
ス２０内の孔２０−１、ピストン２２、ポンプ端ベアリ
ング２４およびモータ端ベアリング２８によって規定さ
れている。吸油管３４はサンプ３６からポンプ端ベアリ
ングカバー３０を介して偏心軸４０の孔４０−４への短
距離部分に延在している。軸４０の一部はポンプ端ベア
リング２４の孔２４−１内に位置している。偏心軸４０
は、ポンプ端ベアリング２４の孔２４−１内に支持的に
収容されている部分４０−１と、ピストン２２の孔２２
−１に収容された偏心部４０−２と、モータ端ベアリン
グ２８の孔２８−１に支持的に収容された部分４０−３
と、を含む。ステータ４２は溶接または他の適当な手段
によって胴１２に固定されている。ロータ４４は締まり
ばめなどによって軸に適宜固定され、ステータ４２の孔
４２−１内に配置されている。

【００１０】図１のみに示すが、モータ端ベアリングカ
バー３２はシリンダ２０に固定され、シリンダとの間で
チャンバ３３を規定している。同様に、ポンプ端ベアリ
ングカバー３０はシリンダ２０の反対側に固定され、シ
リンダとの間でチャンバ３１を規定している。円周方向
に離隔し、軸方向に延在した複数の通路２０−２（図面
には１本だけ示す）を備えることで、流体はチャンバ３
３と３１との間で移動できる。また、シリンダ２０に通
路２０−３を形成することで、流体がチャンバ７０とチ
ャンバ３８との間を移動できるようにしてある。

【００１１】両圧縮機１０および１０′を動作させる
際、ロータ４４および偏心軸４０を１つのユニットとし
て回転させ、偏心部４０−２によってピストン２２を動
かす。ピストン２２は周知の方法で翼（図示せず）と協
働し、ガスは吸気管１６を介して吸込室１８に流入す
る。吸込室１８内でガスは圧縮され、排出弁２９を介し
て圧縮機１０のチャンバ３３に流入し、さらに通路２０
−２を通ってチャンバ３１に流れ込む。一方、図２では
排出弁２９によって直接圧縮機１０′にチャンバ３１に
ガスを排出する。圧縮機１０および１０′のいずれにお
いても、排出ガスはチャンバ３１から孔４０−４に流れ
込む。この時、図２において最もよく示されるように、
排出ガスはまず吸油管３４の排出端と孔４０−４とが略
共軸関係にある部分で両者間に形成される環状空間３５
を通過する。環状空間３５を通過して吸油管３４の排出
端上まで達すると排出ガスはジェットポンプとして作用
し、管３４を介してサンプ３６から油を吸引してこれを
孔４０−４内を流れる排出ガスに送り込む。一体に形成
された軸４０とロータ４４とが回転しているため、排出
ガスに同伴している油は遠心分離工程において分離しや
すくなり、油は孔４０−４の壁に付着する。複数の半径
方向に延在した潤滑用通路は、孔４０−４、４０−５、
４０−６、４０−７などから延在し、ベアリング２４、
ピストン２２、ベアリング２８をそれぞれ潤滑する。孔
４０−４の壁に付着した油は流動する排出ガスによって
押し出される。油入孔４０−５、４０−６および４０−
７は、軸４０の一部としての回転の遠心ポンプ作用によ
って潤滑用に加圧される。

【００１２】余分な油は孔４０−４からロータ４４およ
びステータ４２を過ぎて下流方向に向かってチャンバ１
３の底部まで流れるか、または環状ギャップ４３から流
出しているガスに運ばれてチャンバ１３の底部に排出さ
れる前にカバー１２−１の内側に衝突してこの部分にた
まる。この部分は排出流通路の上流側にあり、チャンバ
１３はチャンバ３８よりも高圧状態にあるので、チャン
バ１３の底部に排出される油は胴１２の底部に沿って流
れ、１つ以上の溝（図示せず）によって規定した連続通
路を介してサンプ３６に流入する。これらの溝はステー
タ４２とシリンダ２０とに備えておく。さらに、チャン
バ３８の方が圧力が低いので、サンプ３６の液面はこれ
よりも高いか、そうでないとしても動作時には高くな
る。

【００１３】カバー１２−１の内側に衝突した後は、油
は殆ど分離されて自由になるが、高圧冷媒ガスは１８０
゜方向転換する。この時冷媒ガスはチャンバ１３から回
転しているロータ４４とステータ４２との間の環状ギャ
ップ４３を介して移動するので、モータは冷却される。
ロータ４４の回転によって、ギャップ４３を通過してい
るガスは、螺旋状の通路に沿って流れる傾向がある。こ
の螺旋状の通路は、残りの同伴油を遠心的に分離する役
割を果たし、分離された同伴油はステータの内周面４２
−１にたまってガスによって押し出される。ギャップ４
３から流れてきたガスは、一旦チャンバ７０に流入し、
通路２０−３を通過してチャンバ３８に流入し、排出ラ
イン６０から出て冷凍システム（図示せず）に送られ
る。

【００１４】ベアリング２４、２８およびピストン２２
の潤滑用に分散した油はサンプ３６に排出されるか、あ
るいは一旦チャンバ３１および／または３３の底部にた
まり、そこから排出穴（図示せず）を介して排出され
る。チャンバ３１および／または３３の底部にたまった
油は排出流通路からは外れ、そう簡単には同伴しない。

【００１５】以上、本発明の好ましい実施例について図
面を参照して説明したが、当業者らによって別の形に部
分的に変更することもできる。例えば、排出ライン６０
をモータとシリンダとの間に設けてもよい。このよう
に、本発明は添付の請求の範囲によってのみ限定される
ものである。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧縮冷媒流を密閉式水平回転圧縮機内に再流入させるこ
とで、圧縮機の胴内で十分な量の潤滑剤を供給しながら
油の循環量を減らすとともに全体としての効率を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した密閉式回転圧縮機を示す垂直
断面図である。

【図２】部分的に修正されている以外は図１と同様の垂
直断面図である。

【符号の説明】

１０…圧縮機 １２…胴 １６…吸気管 １８…吸込室 ３４…吸油管 ４０…偏心軸

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の端および第２の端を有する胴（１
   ２）と、 ピストン（２２）を含むポンプを収容し、前記胴内の前
   記第１の端に近い定位置に設けられ、底部にオイルサン
   プを有する第１のチャンバ（３８）を前記第１の端との
   間に規定するシリンダ（２０）と、 前記シリンダに固定され、前記第２の端に向けて延在す
   るベアリング手段（２８）と、 前記第１のチャンバ内に配置され、前記第１のチャンバ
   とは流体移動的に見て隔離された第３のチャンバ（３
   １）を規定するような形で前記シリンダに固定されたカ
   バー（３０）と、 ロータ（４４）とステータ（４２）を備え、ステータが
   前記胴内の前記シリンダと前記第２の端との間で前記シ
   リンダおよび前記ベアリング手段から軸方向に離隔して
   定位置に配置されて、前記第２の端との間に第２のチャ
   ンバ（１３）を、前記シリンダとの間に第４のチャンバ
   （７０）をそれぞれ規定するモータ手段と、 前記ベアリング手段に支持され、前記ピストンと作用的
   に接続された偏心部（４０−２）を含む偏心軸（４０）
   と、 前記ポンプにガスを供給するための吸気手段（１６）
   と、 前記第１のチャンバまたは第４のチャンバと接続された
   排出手段（６０）とを備え、 前記ロータは前記偏心軸に一体に固定され、かつ前記ス
   テータとの間に環状ギャップ（４３）を規定するように
   して前記ステータ内に配置されて、前記第２のチャンバ
   と第４のチャンバとが底部のオイルサンプ以外では環状
   ギャップを介してのみ連通されている側部の高い水平回
   転圧縮機手段（１０）において、 前記偏心軸は、略軸方向に延在して前記第３のチャンバ
   と前記第２のチャンバとの間で流体を移動させる孔（４
   ０−４）と、該孔と連通して遠心ポンプとして作用する
   少なくとも１本の半径方向に延在した潤滑通路（４０−
   ５、４０−６、４０−７）とを有し、 前記オイルサンプから前記カバーを通して前記偏心軸ま
   で延在し、排出ガスがそこを通過して前記孔内に流入す
   る際に前記偏心軸と協働してジェットポンプを規定する
   吸油管手段（３４）を備え、 前記モータの動作時の、前記ポンプから供給される加圧
   排出ガスの流体流通路手段は、前記第３のチャンバと、
   前記孔と、前記第２のチャンバと、前記環状ギャップ
   と、前記第４のチャンバと、前記排出手段とで構成され
   ていることを特徴とする水平回転圧縮機。
2. 【請求項２】 前記ベアリング手段を覆うようにして前
   記シリンダに固定され、前記第１および第２のチャンバ
   とは流体移動的に見て隔離された第５のチャンバ（３
   ３）を前記第４のチャンバ内に規定するカバー（３２）
   と、 前記第５のチャンバと第３のチャンバとを連通させる別
   の流体通路手段（２０−２）とを備え、 前記流体流通路手段は、前記第３のチャンバの上流側に
   前記第５のチャンバと前記別の流体通路手段とで構成し
   た請求項１記載の圧縮機。