JP3368850B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

ロータリ圧縮機

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ロータリ圧縮機
に関し、より特定的には、圧縮後の冷媒に含まれる油を
冷媒から分離する部分の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4に、従来のロータリ圧縮機1の一例
を示す。図4に示すように、ロータリ圧縮機1は、密閉
ケーシング2内に組込まれたモータ4および圧縮要素3
を備える。モータ4は回転子4aおよび固定子4bを有
する。このモータ4からの動力によりクランク軸を回転
操作して圧縮要素3内で冷媒を圧縮し、圧縮要素3上に
取付けられた吐出マフラー5から圧縮後の冷媒が1次空
間6内に吐出される。
【0003】1次空間6内に吐出された冷媒は、図5に
示す冷媒通路10あるいは図6に示す固定子コアカット
部11あるいはエアギャップ部16を通して2次空間7
内に移動する。つまり、図4に示す回転子4aの内部、
エアギャップ部16あるいは固定子4bの外周に沿って
圧縮後の冷媒が密閉ケーシング2内を上昇し、2次空間
7内に移動する。このとき、回転子4aの内部を通過し
た冷媒は、回転子4aの一端に取付けられた油分離板9
にあたり、その際に油が冷媒から分離される。その後、
吐出管8を通して冷媒は圧縮機1の外部へ吐出される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】圧縮機1内部の冷凍機
油は、冷媒と混ざって1次空間6から2次空間7へ上昇
し、2次空間7内で分離され、一部は1次空間6へ戻る
が、分離効率が悪く1次空間6へ戻る量が少ないと圧縮
機1外部へ流出する油量が増加する。
【0005】このように圧縮機1外部へ流出する油量を
低減する手法として次の2つの手法を挙げることができ
る。第1は、1次空間6と2次空間7間の差圧を小さく
して油を1次空間6へ戻りやすくする手法である。第2
は、油と冷媒との混合流体から油を分離する際の油滴を
大きくすることにより、吐出管8から吐出されるガスに
油が巻込まれにくくし、かつ1次空間6へ落下しやすく
する手法である。
【0006】1次空間6と2次空間7間の差圧を小さく
するには、固定子コアカット部11を拡大することが考
えられるが、固定子コアカット部11の拡大により、そ
の部分を上昇する冷媒流量が増え、回転子4a内部を通
過する冷媒の流量が減少する。そのため、油分離板9に
よる油分離効果が十分活かせない。
【0007】また、上記の第2の手法における油滴を大
きくするには、油分離板9にあたる冷媒量を増大させる
必要がある。しかしながら、冷媒通路10の通路面積を
増大するのにも限界があり、結果として油分離板9によ
る油分離効果を向上させるのは困難であった。また同時
に、1次空間6と2次空間7間の差圧を低減するのも困
難であった。
【0008】以上のことより、従来の圧縮機1では、外
部へ流出する油量を低減することは困難であった。
【0009】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものである。この発明の目的は、圧縮機
1からの油の流出量を低減することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のロータ
リ圧縮機は、回転子(4a)と固定子(4b)とを有す
るモータ(4)と、回転子(4a)の軸方向両端に開口
し圧縮後の冷媒の通過を許容する内側冷媒通路(10)
および外側冷媒通路(12)と、内側冷媒通路(10)
の開口および外側冷媒通路(12)の開口を覆うように
設けられた油分離板(9)とを備え、回転子(4a)に
組込まれる磁石の磁束を分離すべく回転子(4a)の軸
方向両端に開口する磁束分離溝を外側冷媒通路(12)
としたことを特徴とする。
【0011】このように内側冷媒通路(10)および外
側冷媒通路(12)を回転子(4a)に設けることによ
り、回転子(4a)内部を通過する冷媒の流量を増大さ
せることができる。それにより、ケーシング内の1次空
間と2次空間との差圧を下げることができるとともに、
より多くの冷媒を油分離板(9)にあてることができる
ので油分離板(9)による油分離効果をも向上させるこ
とができる。
【0012】
【0013】また、磁束分離溝の両端を1次空間と2次
空間とに開放することにより、該磁束分離溝を外側冷媒
通路(12)として流用することができる。このとき、
磁束分離溝の両端を閉塞していた部材の形状を若干変更
するだけで対応できるので、コストの増大はほとんどな
い。
【0014】請求項に記載のロータリ圧縮機では、油
分離板(9)が、スペーサ(14a,14b)を介して
回転子(4a)の一端に取付けられ、該スペーサ(14
a,14b)は、内側冷媒通路(10)および外側冷媒
通路(12)を通過した冷媒を回転子(4a)の径方向
外方向に導く通路を形成するように外側冷媒通路(1
2)の両側に設置される。
【0015】このようにスペーサ(14a,14b)に
よって通路を形成することにより、外側冷媒通路(1
2)を通過した後の冷媒の回転子(4a)の径方向にお
ける流速を増大させることができ、冷媒を回転子(4
a)の径方向外方向に効率的に導くことができる。それ
に伴い、内側冷媒通路(10)を通過した冷媒をも回転
子(4a)の外方向に導くことができる。その結果、単
位時間に油分離板(9)にあたる冷媒の量をさらに増大
させることができ、油分離板(9)による油分離効果を
さらに向上させることができる。
【0016】請求項に記載のロータリ圧縮機では、内
側冷媒通路(10)を複数設け、スペーサ(14b)を
隣り合う内側冷媒通路(10)間にまで延在させる。
【0017】このようにスペーサ(14b)を内側冷媒
通路(10)間にまで延在させることにより、内側冷媒
通路(10)および外側冷媒通路(12)を通過した冷
媒の回転子(4a)の径方向における流速をさらに増大
させることができ、冷媒をさらに効率的に回転子(4
a)の外方向に導くことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図1〜図3を用いて、この
発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形
態におけるロータリ圧縮機は、回転子4aの内部構造お
よび油分離板9の取付構造を除いて図4に示す従来のロ
ータリ圧縮機1と同様であるので、各実施の形態が適用
されるロータリ圧縮機の全体構造の説明は省略する。
【0019】(実施の形態1)図1に本実施の形態1に
おける回転子4aの1次空間6側から見た構造を示し、
図2に回転子4aの2次空間7側から見た構造および油
分離板9の取付構造を示す。
【0020】まず図1を参照して、回転子4aの1次空
間6側の端面上に端板13aが取付けられる。この端板
13aは、略四角形状を有しており、回転子4aに設け
られた磁束分離溝(回転子バリア部)12の少なくとも
一部を露出させる。この磁束分離溝12が、回転子4a
における外側冷媒通路となる。また、回転子4aには、
従来例と同様に冷媒通路10が設けられており、この冷
媒通路10が本発明における内側冷媒通路となる。な
お、回転子4aに、相対的に内側に位置する内側冷媒通
路と、相対的に外側に位置する外側冷媒通路との2種類
の冷媒通路を設けるものであれば、図1に示す態様に限
定されない。
【0021】次に図2(a)を参照して、回転子4aの
2次空間7側端面上には円形の端板13bが取付けられ
る。この端板13bは、磁束分離溝12を露出させる冷
媒流出口15と、冷媒通路10を露出させる開口とを有
する。また、図2(b)に示すように、端板13b上に
は、スペーサ14aが取付けられる。このスペーサ14
aは、その上に取付けられる油分離板9と端板13bと
を離隔させる機能を有するとともに、冷媒を回転子(4
a)の径方向外方向へ導く道路を形成する。
【0022】圧縮機内部に組込まれる圧縮要素によって
圧縮された冷媒は、図1に示す冷媒通路10および磁束
分離溝12を通って回転子4a内部を上昇する。そし
て、図2に示す冷媒流出口15および冷媒通路10の開
口から冷媒は流出する。このとき、図2(b)に示すよ
うに冷媒流出口15および冷媒通路10の開口を覆うよ
うに油分離板9が取付けられているので、冷媒通路10
および磁束分離溝12を通過した冷媒は、ともに油分離
板9にあたり、冷媒と油とが分離される。
【0023】上記のように、冷媒通路10のみならず磁
束分離溝12内をも冷媒が通過するので、回転子4a内
部を通過する冷媒の量を従来例よりも増大させることが
できる。それにより、油分離板9にあたる冷媒の量を増
大させることができ、油分離効果を向上させることがで
きる。そればかりでなく、磁束分離溝12を1次空間6
および2次空間7に連通させることにより、1次空間6
と2次空間7間の差圧を低減することもでき、2次空間
内の油を1次空間6内に戻しやすくすることもできる。
【0024】さらに、図2(a)に示すように、冷媒流
出口15の両側にスペーサ14aを設けることにより、
前述のように、スペーサ14aによって磁束分離溝12
および冷媒通路10を通過した後の冷媒を外方向に導く
通路を形成することができる。このような通路を設ける
ことにより、磁束分離溝12を通過した後の冷媒が回転
子4aの径方向外方向に流れる速度を増大させることが
できるとともに冷媒通路10を通過した後の冷媒をも回
転子4aの径方向外方向に導くことができる。その結
果、単位時間あたりに油分離板9にあたる冷媒の量をさ
らに増大させることができ、油分離効果をさらに向上さ
せることができる。
【0025】以上のように、本実施の形態1によるロー
タリ圧縮機によれば、油分離板9による油分離効果を向
上させこるとができるのみならず1次空間6と2次空間
7間の差圧をも低減できるので、2次空間7内に冷媒と
ともに送り込まれた油を1次空間6内により多く戻すこ
とができる。その結果、圧縮機外部への油の流出量(油
上がり量)を、従来例よりも低減することが可能とな
る。具体的には、従来例の油上がり率が2.1wt%で
あったのに対し、本実施の形態によれば、1.1wt%
と低減することができた。
【0026】(実施の形態2)次に、図3を用いて、本
発明の実施の形態2について説明する。図3(a)は、
本実施の形態2における回転子4aの2次空間7側から
見た構造を示し、図3(b)は、本実施の形態2におけ
る油分離板9の取付構造を示す。
【0027】図3(a)に示すように、本実施の形態2
では、スペーサ14bを、所定の冷媒通路10間にまで
延在させている。それにより、冷媒通路10から流出す
る冷媒をもスペーサ14bによって回転子4aの径方向
外方向に強制的に導くことができ、実施の形態1の場合
よりもさらに効率的に冷媒を回転子4aの径方向外方向
に導くことができる。その結果、油分離板9による油分
離効果をさらに高めることができ、油上がりをさらに効
果的に抑制することが可能となる。具体的には、油上が
り率を0.7wt%にまで低減することができた。
【0028】図3に示す態様では、隣り合うスペーサ1
4bの対向する壁面を略平行とし、かつ対向する壁面同
士を近づけている。それにより、冷媒の流路面積が図2
に示す場合よりも低減し、回転子4aの径方向における
冷媒の流速を増大させることができる。このことも、効
率的な油分離に寄与し得るものと考えられる。また、図
3に示すように、スペーサ14bの側面の面積自体も図
2に示す場合より増大している。それにより、冷媒とス
ペーサ14bとの接触面積が増大し、このことも油分離
効果向上に寄与し得るものと考えられる。
【0029】なお、本実施の形態2では、図3(a)に
示すように、隣り合うスペーサ14bの対向する側壁を
略平行とし、十字状の通路を形成しているが、スペーサ
14bが冷媒通路10間にまで達するものであれば、冷
媒を外方向へ導く通路の形状は任意に選択可能である。
【0030】以上のように、この発明の実施の形態につ
いて説明を行なったが、今回開示された実施の形態はす
べての点で例示であって制限的なものではないと考えら
れるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によっ
て示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内で
のすべての変更が含まれることが意図される。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、圧縮機の密閉ケーシング内の1次空間と2次空間と
の間の差圧を下げることができることに加えて、油分離
板(9)による油分離効果をも向上することができる。
それにより、圧縮機外部への油の流出量を効果的に低減
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧縮機のケーシング内における1次空間側から
見た回転子の底面図である。
【図2】(a)は、圧縮機のケーシング内における2次
空間側から見た回転子の平面図である。(b)は、油分
離板の取付構造を示す側面図である。
【図3】(a)は、本発明の実施の形態2における回転
子の2次空間側から見た平面図である。(b)は、本発
明の実施の形態2における油分離板の取付構造を示す側
面図である。
【図4】従来のロータリ圧縮機の一例を示す断面図であ
る。
【図5】従来のロータリ圧縮機における1次空間側から
見た回転子の底面図である。
【図6】従来のロータリ圧縮機における固定子コアカッ
ト部を示す平面図である。
【符号の説明】
1 ロータリ圧縮機 2 密閉ケーシング 3 圧縮要素 4 モータ 4a 回転子 4b 固定子 5 吐出マフラー 6 1次空間 7 2次空間 8 吐出管 9 油分離板 10 冷媒通路 11 固定子コアカット部 12 磁束分離溝 13a,13b 端板 14a,14b スペーサ 15 冷媒流出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷和 弘通 滋賀県草津市岡本町字大谷1000番地の2 ダイキン工業株式会社 滋賀製作所内 (56)参考文献 特開 平8−28476(JP,A) 実開 平1−61487(JP,U) 実開 平7−10486(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 29/02 F04C 18/356 F04C 23/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転子(4a)と固定子(4b)とを有
    するモータ(4)と、 前記回転子(4a)の軸方向両端に開口し、圧縮後の冷
    媒の通過を許容する内側冷媒通路(10)および外側冷
    媒通路(12)と、 前記内側冷媒通路(10)の開口および前記外側冷媒通
    路(12)の開口を覆うように設けられた油分離板
    (9)とを備え、 前記回転子(4a)に組込まれる磁石の磁束を分離すべ
    く前記回転子(4a)の軸方向両端に開口する磁束分離
    溝を前記外側冷媒通路(12)としたことを特徴とす
    る、 ロータリ圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記油分離板(9)は、スペーサ(14
    a,14b)を介して前記回転子(4a)の一端に取付
    けられ、 前記スペーサ(14a,14b)は、前記内側冷媒通路
    (10)および前記外側冷媒通路(12)を通過した前
    記冷媒を前記回転子(4a)の径方向外方向に導く通路
    を形成するように前記外側冷媒通路(12)の両側に設
    置される、 請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記内側冷媒通路(10)は複数設けら
    れ、 前記スペーサ(14b)を隣り合う前記内側冷媒通路
    (10)間にまで延在させる、 請求項に記載のロータ
    リ圧縮機。
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