JP3925392B2 - Compressor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は冷媒圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8は、従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。図8において、1は固定スクロールであり、外周部はガイドフレーム15にボルト(図示せず)によって締結されている。また固定スクロール1の側面からは、吸入管10aが密閉容器10を貫通して圧入されている。
【0003】
2は揺動スクロールであり、台板部2aの上面には固定スクロール1の台板部1aに設けられた板状渦巻歯1bと実質的に同一形状の板状渦巻歯2bが設けられており、幾何学的に圧縮室1dを形成している。台板2aの板状渦巻歯2bと反対側の面の中心部には中空円筒のボス部2fが形成されており、主軸4上端の揺動軸部4bと回転自在に係合されている。また、台板2aの板状渦巻歯2bと反対側の面にはコンプライアントフレーム3のスラスト軸受け3aと圧接摺動可能なスラスト面2dが形成されている。
【0004】
コンプライアントフレーム3はその外周部に設けられた上下2つの円筒面3d、3eを、ガイドフレーム15の内周部に設けた円筒面15a、15bにより半径方向に支持されており、その中心部には電動機固定子7により回転駆動される主軸4を半径方向に支持する主軸受け3cおよび副主軸受け3hが形成されている。またスラスト軸受け3a面内から軸方向に貫通する連絡通路3sが設けてあり、そのスラスト軸受け側開口部2kは揺動スクロール抽出孔2jに対面して配置されている。
【0005】
ガイドフレーム15の外周面15gは焼きばめ、もしくは溶接などによって密閉容器10に固着されているものの、その外周部に設けた切り欠き部15cにより、固定スクロール1の吐出ポート1fから吐出される高圧の冷媒ガスを圧縮機構部(1,2,3,15)と電動機要素(7,8)の間に設けられた吐出管10bに導く流路は確保されている。
【0006】
4は主軸であり、その上端部は揺動スクロール2の揺動軸受け2cと回転自在に係合する揺動軸4bが形成されており、その下側には主軸バランサ4eが焼きばめられている。さらにその下にはコンプライアントフレーム3の主軸受け3cおよび副主軸受け3hと回転自在に係合する主軸部4cが形成されている。また主軸4の下側はサブフレーム6の副軸受け6aと回転自在に係合する副軸部4dが形成され、この副軸部4dと前述した主軸部4c間には電動機回転子8が焼きばめられている。電動機回転子8の上端面には上バランサ8aが、下端面には下バランサ8bが固定されており、前述した主軸バランサ4eとあわせて合計3ヶのバランサにより、静バランスおよび動バランスがとられている。さらに主軸4の下端にはオイルパイプ4fが圧入されており、密閉容器10底部の油だめ10gにたまった冷凍機油10eを吸い上げる構造となっている。
【0007】
つぎに、この従来のスクロール圧縮機の基本動作について説明する。低圧の吸入冷媒は吸入管10aから固定スクロール1および揺動スクロール2の板状渦巻歯で形成される圧縮室1dにはいる。電動機固定子7により駆動される揺動スクロール2は偏芯旋回運動とともに圧縮室1dの容積を減少させる。この圧縮行程により吸入冷媒は高圧となり、固定スクロール1の吐出ポート1fより密閉容器10内の吐出空間100に吐き出される。
【0008】
なお上記圧縮行程において圧縮途中の中間圧力の冷媒ガスは揺動スクロール2の抽出孔2jよりコンプライアントフレーム3の連絡通路3sを経て、フレーム空間15fに導かれ、この空間の中間圧力雰囲気を維持する。高圧となった吐出ガスは密閉容器10内を高圧雰囲気で満たし、吐出管10bから圧縮機外に放出される。このように密閉容器10内が高圧雰囲気となる圧縮機を高圧シェルタイプという。
【0009】
密閉容器10底部の油だめ10gにためられた冷凍機油10eは、吐出空間圧力Pdと吸入空間圧力Psとの差圧により主軸4を軸方向に貫通する中空空間4gを通り揺動軸受け部2gに導かれる。この軸受け部の絞り作用によって中間圧力となった冷凍機油10eは、揺動軸受け部2gを潤滑した後に、揺動スクロール2とコンプライアントフレーム3によって囲まれた空間(ボス部空間)2hを満たし、この空間と低圧雰囲気空間を連絡する圧力調整弁を経由して低圧空間に導かれ、低圧の冷媒ガスとともに圧縮室1dに吸入される。この際、ボス部空間2hの圧力Pmは圧力調整弁の作用により、吸入圧力である低圧空間圧力Ps+αの圧力雰囲気と成っている。その後、圧縮行程により冷凍機油10eは高圧の冷媒ガスとともに吐出ポート1fから密閉容器10内に吐き出される。(たとえば、特許文献1参照。)
【0010】
また、図9のように、フレーム36と電動機(固定子7、回転子8)との間の空間を、フレーム36に設けた仕切り壁36aと回転子8上部に設けたデミスタ35とにより、圧縮機回転軸に近い空間37と圧縮機回転軸より遠い空間38に分割して、冷凍機油と混合した状態の冷媒ガスから冷凍機油を分離しようとしている。すなわち、冷凍機油と混合した状態の冷媒ガスは圧縮機回転軸に遠い空間38内から回転子8と共に回転しているデミスタ35内を通り、冷凍機油を分離しようとしている。圧縮機構部の吐出ポート1fより吐出された冷媒ガスと冷凍機油はフレーム36の切り欠き部36bを通って圧縮機回転軸に遠い空間38に導かれ、デミスタ35を通過することにより冷凍機油を分離し圧縮機回転軸に近い空間37を通って吐出管10bより圧縮機外に排出される。(たとえば、特許文献2参照。)
【0011】
【特許文献1】
特開2000−161254号公報(第2頁−6頁、図1、図8)
【特許文献2】
特開2000−205157号公報(第2頁−3頁、図1、図2)
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図8にて説明した従来の高圧シェルタイプのスクロール圧縮機では、図10に示すように冷媒ガスと冷凍機油は混合した状態で吐出される。図10は従来の圧縮機の冷媒ガスと冷凍機油の流れの様子を説明した図である。図において、1fは吐出ポート、15cはガイドフレーム15の外周部に設けられた切り欠き部、10bは吐出管である。また、図中の白抜き矢印は冷媒ガスの流れを表し、黒塗り矢印は冷凍機油の流れを表している。
【0013】
吐出ポート1fより吐き出される冷媒ガスと冷凍機油は混ざり合った状態で、ガイドフレーム15の外周部に設けられた切り欠き部15cを通り、ガイドフレーム15と電動機要素の間に導かれ、最終的に吐出管10bより圧縮機外に排出されるが、その際かなりの量の冷凍機油が冷媒ガスとともに圧縮機外に持ち出され、ユニットにおいて圧力損失、伝熱性能が悪化したり、また油枯渇による圧縮機の軸受焼き付き等が引き起こされるという信頼性上の問題点があった。
【0014】
また、図9に示した方法ではデミスタ35に吸着した冷凍機油は電動機回転子の回転運動により生ずる遠心力の作用でデミスタ35より圧縮機回転軸に遠い空間へ飛ばされる。圧縮機回転軸に遠い空間へ飛ばされた冷凍機油は、電動機固定子7の切り欠き部7aなどを通り油だめ10gに戻されるが、冷媒ガスの流れの方向と、冷凍機油の飛ばされる方向とが反対方向のため、再び冷凍機油の一部は冷媒ガスの流れ方向へ運ばれ、圧縮機外に持ち出されるため、冷凍機油が効率よく分離されていない。
【0015】
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、信頼性の高い圧縮機を得ることを目的とする。また、冷媒ガスと冷凍機油を分離することが可能な圧縮機を得ることを目的とする。また、分離した冷凍機油を油だめに戻し、冷凍機油の圧縮機外への持ち出し量を抑制できる圧縮機を得ることを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
この発明の圧縮機は、密閉容器内に収納され、前記密閉容器外より吸入した冷媒を圧縮して前記密閉容器内の吐出空間に吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部に対して前記吐出空間と軸方向反対側の前記密閉容器内に配置され、固定子と回転子からなり主軸を介して前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、前記圧縮機構部の前記電動機側端部に設けられ、電動機側に突出した開口部を有し、前記圧縮機構部と前記電動機部との間の第1の空間を外周側空間と内周側空間に仕切る吐出カバーと、前記圧縮機構部の外周側に設けられ、前記吐出空間と前記外周側空間とを連通し、前記吐出空間に吐出された冷媒を前記外周側空間に導く圧縮機構部外周側流路と、前記固定子の外周側に設けられ、前記電動機部に対して前記第1の空間と軸方向反対側に設けられた第2の空間と前記外周側空間とを連通し、前記外周側空間内の冷媒を前記第2の空間に導く電動機外周側流路と、前記回転子の前記第1の空間側端部に設けられ、前記冷媒を前記回転子の内周側から吸い込み前記外周側空間に排出するファンと、前記固定子と前記回転子との間に設けられ、あるいは前記回転子に設けられて前記第2の空間内の冷媒を前記ファンの内周側に導く電動機内周側通路と、前記内周側空間内に開口し、前記ファンにより前記外周側空間に排出された冷媒を前記内周側空間を介して前記密閉容器外に排出する吐出管と、を備え、前記ファンの圧縮機構部側端部に前記吐出カバーの開口部を覆う仕切り部材を設けたものである。
【0017】
また、この発明の圧縮機は、前記圧縮機構部の前記電動機側端部に設けられた凹部と、前記凹部を覆うように設けられ、前記内周側空間を構成する前記吐出カバーと、を備え、前記凹部内に開口するように前記吐出管を配置するようにしたものである。
【0018】
また、この発明の圧縮機は、前記仕切り部材は、前記圧縮機構部側に突出するように設けられた複数枚の壁から構成されているものである。
【0019】
また、この発明の圧縮機は、前記仕切り部材は、連続した円筒形状であるものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下この発明の実施の形態1について説明する。図1は本発明の実施の形態1を表す圧縮機の縦断面図、図2は本発明の実施の形態1を表す圧縮機の冷媒ガスと冷凍機油の流れを説明するための圧縮機の縦断面図、図3は吐出カバー30の斜視図である。図4は本発明の実施の形態1の別形態を表す圧縮機の縦断面図である。
【0021】
図1において、1は固定スクロールであり、その外周部はガイドフレーム15にボルト(図示せず)によって締結されている。固定スクロール1の台板部1aの一方の面(図1において下側)には板状渦巻歯1bが形成され、外周部にはオルダム案内溝1cがほぼ一直線上に2ケ形成されている。このオルダム案内溝1cにはオルダムリング9の爪9cが往復摺動自在に係合されている。さらに固定スクロール1の側面からは、吸入管10aが密閉容器10を貫通して圧入されて固着されている。
【0022】
2は揺動スクロールであり、台板部2aの上面には固定スクロール1の板状渦巻歯1bと実質的に同一形状の板状渦巻歯2bが設けられており、幾何学的に圧縮室1dを形成している。台板2aの板状渦巻歯2bと反対側の面の中心部には中空円筒のボス部2fが形成されており、主軸4の上端の揺動軸部4bと回転自在に係合されている。また、台板2aの板状渦巻歯2bと反対側の面のボス部2fの外周側にはコンプライアントフレーム3のスラスト軸受け3aと圧接摺動可能なスラスト面2dが形成されている。
【0023】
また、揺動スクロール2の台板2aのスラスト面2dの外周部には、固定スクロール1のオルダム案内溝1cとほぼ90度の位相差をもつ2個一対のオルダム案内溝2eがほぼ一直線上に2ケ形成されており、このオルダム案内溝2eにはオルダムリング9の爪9aが往復摺動自在に係合されている。また台板部2aには圧縮室1dとスラスト面2dを貫通する抽出孔2jが設けられ、圧縮途中の冷媒ガスを抽出してスラスト面2dに導く構造となっている。
【0024】
コンプライアントフレーム3は、その外周部に設けられた上下2つの円筒面3d、3eを、ガイドフレーム15の内周部に設けられた円筒面15a、15bに嵌合されることによって半径方向に支持されており、その中心部には電動機固定子7により回転駆動される主軸4を半径方向に支持する主軸受け3cおよび副主軸受け3hが形成されている。またスラスト軸受け3aの面内には、軸方向に貫通する連絡通路3sが設けてあり、そのスラスト軸受け側開口部2kは揺動スクロール2に設けられている抽出孔2jに対面して配置されている。ここで、固定スクロール1、揺動スクロール2、コンプライアントフレーム3、ガイドフレーム15などによって圧縮機構部が構成され、電動機固定子7と電動機回転子8によって電動機部が構成されている。
【0025】
ガイドフレーム15の外周面15gは焼きばめ、もしくは溶接などによって密閉容器10に固着され、その外周部には冷媒の流路として切り欠きや凹部などよって圧縮機構部外周側流路15cが設けられており、この圧縮機構部外周側流路15cにより、固定スクロール1の吐出ポート1fから密閉容器10内の吐出空間100に吐出される高圧の冷媒ガスを圧縮機構部(固定スクロール1、揺動スクロール2、コンプライアントフレーム3、ガイドフレーム15などによって構成される)と電動機部(固定子7、回転子8などによって構成される)の間の空間(第1空間101)に導く。
【0026】
また、ガイドフレーム15の内周面には、コンプライアントフレーム3の外周面に形成された上下円筒面3d、3eと係合する円筒面15a、15bおよびシール材を収納するシール溝が2ヶ所設けられており、それぞれシール材16a、16bが設置されている。これら2つのシール材を用いて密封されたガイドフレーム15の内周面とコンプライアントフレーム3の外周面からなるフレーム空間15fは、コンプライアントフレーム3の連絡通路3sとのみ連通しており、揺動スクロール抽出孔2jより供給される圧縮途中の冷媒ガスを封入する構造となっている。
【0027】
4は主軸であり、その上端部には揺動スクロール2の揺動軸受け2cと回転自在に係合する揺動軸4bが形成されており、その下側には主軸バランサ4eが焼きばめられている。さらにその下にはコンプライアントフレーム3の主軸受け3cおよび副主軸受け3hと回転自在に係合する主軸部4cが形成されている。また主軸4の下側はサブフレーム6の副軸受け6aと回転自在に係合する副軸部4dが形成され、この副軸部4dと前述した主軸部4c間には回転子8が焼きばめられている。回転子8の上端面には第1バランサ8aが、下端面には第2バランサ8bが固定されており、前述した主軸バランサ4eとあわせて合計3ケのバランサにより、静バランスおよび動バランスがとられている。また、回転子8には軸方向に貫通する通路8cが設けられている。さらに主軸4の下端にはオイルパイプ4fが圧入されており、密閉容器10底部の油だめ10gにたまった冷凍機油10eを吸い上げる構造となっている。
【0028】
また、密閉容器10の側面にはガラス端子10fが設置されており、固定子7からのリード線が接合されている。以上のように、本実施の形態のスクロール圧縮機は、上部に圧縮機構部、下部に電動機部を配置し、圧縮機構部を駆動する主軸4を密閉容器10内に収納するとともに、上記密閉容器10内は圧縮された吐出ガス雰囲気となる高圧シェルタイプのスクロール圧縮機を表している。
【0029】
ここで、本発明では圧縮機構部と電動機部との間の空間である第1の空間に図3に示すような吐出カバー30が軸方向下向きに開口部30aが開口するようにガイドフレーム15の電動機側端面にボルトなどにより固定されている。吐出カバー30は図3に示すように円形の皿型形状であり、開口部30a、突出部30b、フランジ部30dから構成されている。ここで、突出部30bには吐出管10bが挿入される貫通穴30cが設けられており、また、フランジ部30dがボルトなどによりガイドフレーム15の電動機側端面に取り付けらる。したがって、第1の空間101は、ガイドフレーム15と吐出カバー30との間の空間で吐出管10bが開口する吐出管側の内周側空間103、および吐出カバー30と電動機部との間の電動機側の外周側空間103bとに区分けされ、この内周側空間103が冷媒ガスの吐出通路として使用される。また、吐出管10bは吐出カバー30の貫通穴30cを貫通して密封固定されるように取り付けられている。
【0030】
つぎに本発明のスクロール圧縮機の基本動作について説明する。低圧の吸入冷媒は吸入管10aから固定スクロール1および揺動スクロール2の板状渦巻歯で形成される圧縮室1dにはいる。固定子7により駆動される揺動スクロール2は偏芯旋回運動とともに圧縮室1dの容積を減少させる。この圧縮行程により吸入冷媒は高圧となり、固定スクロール1の吐出ポート1fより密閉容器10内の吐出空間100に吐き出される。
【0031】
なお上記圧縮行程において圧縮途中の中間圧力の冷媒ガスは揺動スクロール2の抽出孔2jよりコンプライアントフレーム3の連絡通路3sを経て、フレーム空間15fに導かれ、この空間の中間圧力雰囲気を維持する。高圧となった吐出ガスは密閉容器10内を高圧雰囲気で満たし、吐出管10bから圧縮機外に放出されるため、密閉容器10内が高圧雰囲気となる高圧シェルタイプの圧縮機を構成している。
【0032】
密閉容器10の底部の油だめ10gに溜められた冷凍機油10eは、差圧により主軸4を軸方向に貫通する中空空間4gを通り揺動軸受け部2gに導かれる。この軸受け部の絞り作用によって中間圧力となった冷凍機油10eは、揺動軸受け部2gを潤滑した後に、揺動スクロール2とコンプライアントフレーム3によって囲まれた空間(ボス部空間)2hを満たし、この空間と低圧雰囲気空間を連通する圧力調整弁3jを経由して低圧空間に導かれ、低圧の冷媒ガスとともに圧縮室1dに吸入される。この際、ボス部空間は、圧力調整弁の作用により吸入圧力Ps+αの圧力となっている。圧縮行程により冷凍機油10eは高圧の冷媒ガスとともに吐出ポート1fから密閉容器10内の吐出空間100に吐き出される。
【0033】
さて、コンプライアントフレーム3には、圧縮作用により固定スクロール1と揺動スクロール2が軸方向に離れようとするスラストガス力と、ボス部空間2hの中間圧力によりコンプライアントフレーム3と揺動スクロール2が離れようとする力の合計が図中下向き(電動機側)の力として作用する。
【0034】
一方、圧縮途中の冷媒ガスを導いて中間圧力雰囲気となったフレーム空間15fがコンプライアントフレーム3とガイドフレーム15を引き離そうとする力と、下部の高圧雰囲気に露出している部分に作用する差圧力の合計が、上向きの力(固定スクロール側)として作用する。定常運転時においては前述した上向きの力が下向きの力を上回るように設定されており、このためコンプライアントフレーム3は上下2つの嵌合された円筒面3d、3eに半径方向の動きを拘束されながら(ガイドされて)軸方向上方に浮上する。揺動スクロール2はコンプライアントフレーム3と密着摺動して同様に軸方向上方に浮上し、その板状渦巻歯2bを固定スクロール1に接触させて摺動する。
【0035】
また、起動時や液圧縮時などには前述したスラストガス力が大きくなり、揺動スクロール2はスラスト軸受け3aを介してコンプライアントフレーム3を下方に強く押し下げるので、揺動スクロール2と固定スクロール1の歯先と歯底には比較的大きな隙間が生じ、圧縮室の異常な圧力上昇を回避することができる、いわゆる圧力リリーフを行うことが可能になっている。
【0036】
コンプライアントフレーム3には揺動スクロール2に発生する転覆モーメントの一部または全部が、スラスト軸受け3aを介して伝達されるものの、主軸受け3cから受ける軸受け負荷と、その反作用である2つの合力、すなわちコンプライアントフレーム3とガイドフレーム15の上下2つの円筒嵌合面3d、3eから受ける反力の合力によって生じる偶力が転覆モーメントを打ち消すように作用するので、非常に良好な定常運転時追随動作安定性、およびリリーフ動作安定性を有する。
【0037】
ここで、回転子8は主軸4の回転に伴うファン20の回転により回転子8の上部(第1空間101)には負圧が生じ、台板20aと主軸4との間の空間20cより冷媒ガスと冷凍機油を吸い込むような流れが発生するため、回転子8において冷媒ガスと冷凍機油の混合ガスは回転子8の内周側より吸い込まれ外周側は排出させる流れが発生するようになる。
【0038】
したがって、図2に示すように吐出ポート1fから吐き出された冷媒ガスと冷凍機油の混合ガスは、ガイドフレーム15の外周部に設けられた切り欠き部15cを通り密閉容器10内の第1の空間101に達した後、固定子7の外周側に切り欠きや凹部などにて設けられた電動機外周側流路7aを下降し密閉容器内の第2の空間102に、その後電動機内周側流路(回転子8の通路8c)を上昇するような流れが発生する。すなわち、固定子7の外周側に設けられた電動機外周側流路7aは冷媒の下降流路として利用され、電動機内周側流路(回転子の通路8c)は冷媒の上昇流路として利用され、この間に冷凍機油が分離される。
【0039】
さらに、下降流から上昇流への流れの方向の変更が行われる際にも冷凍機油が分離される。さらに通路8cを通って上昇した冷媒ガスは、ファン20の内周側から吸い込まれ羽根20bによって外周側に吹き飛ばされて固定子7の第1の空間101側のコイルエンドにぶつかって冷凍機油が分離されるようになる。その後、冷媒ガスから分離された冷凍機油は密閉容器10の内壁や回転子8の通路8cや固定子7と回転子8の間のエアギャップを伝って油だめ10gにもどる。
【0040】
コイルエンドにぶつかって冷凍機油が分離された冷媒ガスは、回転子8の上方で回転子8の外径寸法よりも内周側に開口された吐出カバー30の開口部30aから吐出通路である空間103を通って吐出管10bより冷凍サイクル内に排出される。ここで、吐出通路である空間103は第1の空間101とは吐出カバー30にて隔てられているので、吐出カバー30と電動機部との間の空間103bの冷凍機油を大量に含んだ冷媒ガスと再び混ざり合うことなく吐出管10bより圧縮機外に排出される。
【0041】
したがって、本発明では、密閉容器10内に収納され、密閉容器10外より吸入した冷媒を圧縮して密閉容器10内の吐出空間100に吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部に対して吐出空間100と軸方向反対側の密閉容器10内に配置され、固定子7と回転子8からなり主軸4を介して圧縮機構部を駆動する電動機部と、圧縮機構部と電動機部との間の第1の空間101を外周側空間103bと内周側空間103に仕切る吐出カバー30と、圧縮機構部の外周側に設けられ、吐出空間100と外周側空間103bとを連通し、吐出空間100内に吐出された冷媒を外周側空間103bに導く圧縮機構部外周側流路15cと、固定子7の外周側に設けられ、電動機部に対して第1の空間101と軸方向反対側に設けられた第2の空間102と外周側空間103bとを連通し、外周側空間103b内の冷媒を第2の空間102に導く電動機外周側流路7aと、固定子7と回転子8との間に設けられ、あるいは回転子8に設けられて第2の空間102と内周側空間103とを連通し、第2の空間102内の冷媒を内周側空間103に導く電動機内周側通路8cと、回転子8の第1の空間101側端部に設けられ、冷媒を内周側空間103から吸い込み外周側空間103bに排出するファンと、内周側空間内103に開口し、ファンにより外周側空間103bに排出された冷媒を内周側空間103を介して密閉容器10外に排出する吐出管10bと、を備えているので、冷媒ガスと冷凍機油の分離効率が向上し、ユニットにおける圧力損失、伝熱性能の悪化が減少してユニットの効率が向上する。また、油枯渇による圧縮機の軸受焼き付きが起こりにくくなり圧縮機の信頼性も向上する。
【0042】
また、吐出カバーは圧縮機構部の電動機側端部に設けられ、中心近傍が開口した開口部を有しているので、構成が簡単で板金などで簡単に製作できる。さらに、ボルトなどで簡単に取り付けることができる。
【0043】
ここでは、吐出管10bは吐出カバー30に貫通するよう設けているが、図4に示すように構成してもよい。図4は本実施の形態の別の実施例を表す圧縮機の断面図である。図4において、図1〜図3と同等部分は同一の符号を付して説明は省略する。図に示したように、本実施の形態では、ガイドフレーム15に凹部15xを設け、このガイドフレーム15の凹部15xに貫通するようにしている。
【0044】
すなわち、圧縮機構部の電動機側端部に設けられた凹部15xと、凹部15xを覆うように設けられ、内周側空間103を構成する前記吐出カバー30と、を備え、凹部15x内に開口するように吐出管10bを配置するようにしているので、吐出カバー30で吐出管10bをカバーしなくてよくなり、吐出カバー30の軸方向高さを低くでき、吐出カバー30の低コスト化が図れ、圧縮機のコンパクト化が可能になる。
【0045】
また、このように構成された本実施の形態の圧縮機は、差圧により冷凍機油を圧縮機構部に給油する差圧給油方式のため、差圧が大きいほど給油量が大きくなる。したがって、R410Aなど通常使用されるR22冷媒よりも高圧と低圧の差圧が大きくなる冷媒の場合には、吐出ポート1fより排出される冷凍機油の量が多くなり、冷凍機油の分離効率の向上が必要であり、本発明が特に有効である。
【0046】
以上のように本実施の形態では、高圧シェルタイプのスクロール圧縮機について説明したが、別にスクロール圧縮機でなくてもよく、ロータリー圧縮機、レシプロ圧縮機、その他の圧縮機でも同様の効果が得られるのはいうまでもない。
【0047】
実施の形態2.
次にこの発明の実施の形態2について説明する。図5は本発明の実施の形態2を表す圧縮機の断面図、図6は吐出カバー30の開口部30aを囲む囲い31の斜視図、図7は吐出カバー30の開口部30aを囲む別の囲い31の斜視図である。本実施の形態の圧縮機は、実施の形態1に記載の圧縮機において、ファン20上に吐出カバー30の開口部30aを覆うように囲んだ囲い31を、回転子8の圧縮機構部側上部に設けて圧縮機構部を駆動する主軸5と同期回転するように構成したものである。
【0048】
図5において、図1乃至図4と同等部分は同一の符号を付して説明を省略する。
図5において、31はファン20上に吐出カバー30の電動機側に突出した開口部30aを囲むようにボルトなどにより取り付けられた仕切り部材である囲いである。ここで、図6に示すように、囲い31は、回転子8の端面に設けられたファン20上に圧縮機構部側に突出するように設けられた複数枚の壁31aから構成されている。隣り合う2つの壁31間には隙間31bが存在し、この隙間31bは壁31aの内側に溜まった冷凍機油を排出する通路の役割を果たしている。また、図7に示すように、囲い31は連続した円筒形状であっても良い。この場合は、囲い31の内側に溜まった冷凍機油を排出する通路として、冷凍機油が排出されやすいように穴やスリットなどの排油路31cを仕切り部材である囲い31の下部(電動機側)近傍に設けるようにすればよい。
【0049】
以上のように構成された圧縮機が運転されると、吸入管10aより吸入された冷媒ガスは圧縮機構部にて圧縮されたのち吐出ポート1fより密閉容器10内に吐出され、ガイドフレーム15の外周部に設けられた切り欠き部15cを通り密閉容器10内の第1の空間101に達する。このとき、冷凍機油を含んだ冷媒ガスは、ファン20上に取り付けられた囲い31があるため、吐出通路である空間103内に入りにくく、電動機外周側流路7a、電動機内周側流路(通路8c)、ファン20の順に通過して、冷凍機油が分離される。したがって、冷凍機油が分離された後、冷媒ガスは吐出通路である空間103に入るようになる。
【0050】
したがって、この発明の圧縮機は、ファン20の圧縮機構部側端部に設けられ、吐出カバー30の開口部30aを覆う仕切り部材31を備えたので、冷凍機油が分離される前の冷媒ガスがさらに開口部30aに入りにくくなり、冷凍機油が圧縮機外へ排出されにくくなる。よって、冷凍機油が枯渇するのを抑制できるので、軸受焼き付きなどが起こりにくくなり圧縮機の信頼性が向上する。また、ユニットにおける圧力損失、伝熱性能の悪化が減少してユニットの効率も向上する。
【0051】
【発明の効果】
この発明のスクロール圧縮機は、密閉容器内に収納され、前記密閉容器外より吸入した冷媒を圧縮して前記密閉容器内の吐出空間に吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部に対して前記吐出空間と軸方向反対側の前記密閉容器内に配置され、固定子と回転子からなり主軸を介して前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、前記圧縮機構部の前記電動機側端部に設けられ、電動機側に突出した開口部を有し、前記圧縮機構部と前記電動機部との間の第1の空間を外周側空間と内周側空間に仕切る吐出カバーと、前記圧縮機構部の外周側に設けられ、前記吐出空間と前記外周側空間とを連通し、前記吐出空間に吐出された冷媒を前記外周側空間に導く圧縮機構部外周側流路と、前記固定子の外周側に設けられ、前記電動機部に対して前記第1の空間と軸方向反対側に設けられた第2の空間と前記外周側空間とを連通し、前記外周側空間内の冷媒を前記第2の空間に導く電動機外周側流路と、前記回転子の前記第1の空間側端部に設けられ、前記冷媒を前記回転子の内周側から吸い込み前記外周側空間に排出するファンと、前記固定子と前記回転子との間に設けられ、あるいは前記回転子に設けられて前記第2の空間内の冷媒を前記ファンの内周側に導く電動機内周側通路と、前記内周側空間内に開口し、前記ファンにより前記外周側空間に排出された冷媒を前記内周側空間を介して前記密閉容器外に排出する吐出管と、を備え、前記ファンの圧縮機構部側端部に前記吐出カバーの開口部を覆う仕切り部材を設けたので、冷凍機油が分離される前の冷媒ガスが吐出カバーの開口部に入りにくくなり、冷凍機油が圧縮機外へ排出されにくくなる。よって、冷凍機油が枯渇するのを抑制できるので、軸受焼き付きなどが起こりにくくなり圧縮機の信頼性が向上する。また、ユニットにおける圧力損失、伝熱性能の悪化が減少してユニットの効率も向上する。また、冷媒ガスと冷凍機油の分離効率が向上し、油枯渇による圧縮機の軸受焼き付きが起こりにくくなり圧縮機の信頼性も向上する。また、ユニットにおける圧力損失、伝熱性能の悪化が減少してユニットの効率も向上する。また、吐出カバーは、構成が簡単で板金などで簡単に製作できる。さらに、ボルトなどで簡単に取り付けることができる。
【0052】
また、この発明の圧縮機は、前記仕切り部材を、前記圧縮機構部側に突出するように設けられた複数枚の壁から構成したので、隣り合う壁間には隙間が存在し、この隙間より壁の内側に溜まった冷凍機油を排出できる。
【0053】
また、この発明の圧縮機は、圧縮機構部の電動機側端部に設けられた凹部と、凹部を覆うように設けられ、内周側空間を構成する前記吐出カバーと、を備え、凹部内に開口するように吐出管を配置するようにしているので、吐出カバーで吐出管を覆わなくてよくなり、吐出カバーの軸方向高さを低くできる。さらに、吐出管挿入用の穴などの加工が不要になるので、吐出カバーの低コスト化が図れ、圧縮機のコンパクト化が可能になる。
【0054】
また、この発明の圧縮機は、前記仕切り部材は、連続した円筒形状で下部に排油路が設けられているので、冷凍機油が排出されやすい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における圧縮機の縦断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態1を表す圧縮機の冷媒ガスと冷凍機油の流れを説明するための縦断面図である。
【図3】 本発明の吐出カバーの斜視図である。
【図4】 本発明の実施の形態1の別形態を表す圧縮機の縦断面図である。
【図5】 本発明の実施の形態2における圧縮機の縦断面図である。
【図6】 本発明の壁の斜視図である。
【図7】 本発明の壁の別形状の斜視図である。
【図8】 従来の圧縮機を表す縦断面図である。
【図9】 従来の別形態の圧縮機を表す縦断面図である。従来の圧縮機を表す圧縮機の冷媒ガスと冷凍機油の流れを説明するための縦断面図である。
【図10】 従来の圧縮機を表す圧縮機の冷媒ガスと冷凍機油の流れを説明するための縦断面図である。
【符号の説明】
1 固定スクロール、1a 台板部、1b 板状渦巻歯、1c オルダム案内溝、1d 圧縮室、1f 吐出ポート、1g 吸入圧力雰囲気空間、2 揺動スクロール、2a 台板部、2b 板状渦巻歯、2c 揺動軸受、2d スラスト面、2e オルダム案内溝、2f ボス部、2g 揺動軸受け空間、2h ボス部空間、2j 抽出孔、2k 連絡通路開口部、3 コンプライアントフレーム、3a スラスト軸受け、3c 主軸受け、3d 上側円筒面、3e 下側円筒面、3h 副主軸受け、3s 連絡通路、4 主軸、4b 揺動軸部、4c 主軸部、4d 副軸受け部、4e 主軸バランサ、4f オイルパイプ、4g 中空空間6 サブフレーム、6a 副軸受け、7 電動機固定子、7a 切り欠き部、8 電動機回転子、8a 上バランサ、8b 下バランサ、8c 通路、9オルダムリング、9a 揺動スクロール側爪、9c 固定スクロール側爪、10 密閉容器、10a 吸入管、10b 吐出管、10e 冷凍機油、10f ガラス端子、10g 油だめ、15 ガイドフレーム、15a 上側円筒面、15b 下側円筒面、15c 切り欠き部、15f フレーム空間、15g 外周面、16a 上側シール材、16b 下側シール材、20 ファン、20a 台板、20b 羽根、20c 空間、30 吐出カバー、30a 開口部、31 囲い部、31a 壁、31b 隙間、31c 排油路、35 デミスタ、36 フレーム、36a フレームの壁、36b 切り欠き部、37 圧縮機回転軸に近い空間、38 圧縮機回転軸に遠い空間、100 吐出空間、101 第1の空間、102 第2の空間、103 空間。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refrigerant compressor.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a conventional scroll compressor. In FIG. 8, 1 is a fixed scroll, and the outer peripheral part is fastened to the
[0003]
[0004]
The
[0005]
Although the outer
[0006]
[0007]
Next, the basic operation of this conventional scroll compressor will be described. The low-pressure suction refrigerant enters the
[0008]
In the compression stroke, the intermediate-pressure refrigerant gas in the middle of compression is guided to the
[0009]
The refrigerating
[0010]
Further, as shown in FIG. 9, the space between the
[0011]
[Patent Document 1]
JP 2000-161254 A (page 2-6, FIG. 1 and FIG. 8)
[Patent Document 2]
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-205157 (
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional high-pressure shell type scroll compressor described in FIG. 8, the refrigerant gas and the refrigerating machine oil are discharged in a mixed state as shown in FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating the flow of refrigerant gas and refrigeration oil in a conventional compressor. In the figure, 1f is a discharge port, 15c is a notch provided in the outer periphery of the
[0013]
The refrigerant gas discharged from the
[0014]
In the method shown in FIG. 9, the refrigeration oil adsorbed on the
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a highly reliable compressor. Moreover, it aims at obtaining the compressor which can isolate | separate refrigerant gas and refrigeration oil. Another object of the present invention is to obtain a compressor capable of returning the separated refrigerating machine oil to the sump and suppressing the amount of refrigerating machine oil taken out of the compressor.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The compressor according to the present invention is housed in a sealed container, compresses the refrigerant sucked from outside the sealed container, and discharges the refrigerant into a discharge space in the sealed container, and the discharge to the compression mechanism section. An electric motor unit that is disposed in the sealed container on the opposite side of the space and in the axial direction, and includes a stator and a rotor, and drives the compression mechanism unit via the main shaft;Provided at the motor side end of the compression mechanism, and having an opening projecting toward the motor;A discharge cover that partitions the first space between the compression mechanism section and the electric motor section into an outer peripheral side space and an inner peripheral side space; provided on the outer peripheral side of the compression mechanism section; and the discharge space and the outer peripheral side space Are provided on the outer peripheral side of the stator and the first space with respect to the electric motor unit. The compression mechanism unit outer peripheral flow path guides the refrigerant discharged to the discharge space to the outer peripheral space. And a second space provided on the opposite side in the axial direction and the outer peripheral space, and a motor outer peripheral flow path for guiding the refrigerant in the outer peripheral space to the second space;A fan that is provided at an end of the rotor on the first space side and sucks the refrigerant from an inner peripheral side of the rotor and discharges the refrigerant to the outer peripheral side space;Provided between the stator and the rotor, or provided in the rotor and in the second spaceOn the inner circumference side of the fanThe motor inner peripheral passage,in frontA discharge pipe that opens into the inner peripheral space and discharges the refrigerant discharged to the outer peripheral space by the fan to the outside of the sealed container through the inner peripheral space.A partition member that covers the opening of the discharge cover is provided at the end of the fan on the compression mechanism side.It is a thing.
[0017]
The compressor of the present invention isA recess provided at the electric motor side end of the compression mechanism, and the discharge cover provided to cover the recess and constituting the inner circumferential space, so as to open into the recess. The discharge pipe was arrangedIs.
[0018]
The compressor of the present invention isThe partition member is composed of a plurality of walls provided so as to protrude to the compression mechanism portion side.Is.
[0019]
The compressor of the present invention isThe partition member has a continuous cylindrical shape.Is.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0021]
In FIG. 1, 1 is a fixed scroll, and the outer peripheral part thereof is fastened to a
[0022]
[0023]
Further, on the outer peripheral portion of the
[0024]
The
[0025]
The outer
[0026]
Further, the inner peripheral surface of the
[0027]
[0028]
Further, a
[0029]
Here, in the present invention, the
[0030]
Next, the basic operation of the scroll compressor of the present invention will be described. The low-pressure suction refrigerant enters the
[0031]
In the compression stroke, the intermediate-pressure refrigerant gas in the middle of compression is guided to the
[0032]
The refrigerating
[0033]
The
[0034]
On the other hand, the differential pressure acting on the portion where the
[0035]
Further, the thrust gas force described above becomes large at the time of start-up or liquid compression, and the
[0036]
Although a part or all of the overturning moment generated in the
[0037]
Here, in the
[0038]
Therefore, as shown in FIG. 2, the mixed gas of the refrigerant gas and the refrigerating machine oil discharged from the
[0039]
Furthermore, the refrigerating machine oil is also separated when the flow direction is changed from the downward flow to the upward flow. Further, the refrigerant gas rising through the
[0040]
The refrigerant gas from which the refrigerating machine oil has been separated by colliding with the coil end is a space that serves as a discharge passage from the
[0041]
Therefore, in the present invention, the compression mechanism unit that is stored in the sealed
[0042]
In addition, the discharge cover is provided at the end of the compression mechanism portion on the electric motor side and has an opening that is open near the center, so that the configuration is simple and the plate can be easily manufactured with sheet metal or the like. Furthermore, it can be easily attached with a bolt or the like.
[0043]
Here, the
[0044]
That is, it includes a
[0045]
Moreover, since the compressor of this Embodiment comprised in this way is a differential pressure oil supply system which supplies refrigerating machine oil to a compression mechanism part with a differential pressure, the amount of oil supply becomes large, so that a differential pressure is large. Therefore, in the case of a refrigerant such as R410A in which the differential pressure between the high pressure and the low pressure is larger than that of the normally used R22 refrigerant, the amount of refrigerating machine oil discharged from the
[0046]
As described above, in the present embodiment, the high-pressure shell type scroll compressor has been described. However, the scroll compressor may not be separately provided, and the same effect can be obtained with a rotary compressor, a reciprocating compressor, and other compressors. Needless to say.
[0047]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 5 is a cross-sectional view of a
[0048]
In FIG. 5, the same parts as those in FIGS.
In FIG. 5,
[0049]
When the compressor configured as described above is operated, the refrigerant gas sucked from the
[0050]
Therefore, since the compressor of this invention is provided with the
[0051]
【The invention's effect】
The scroll compressor according to the present invention is housed in a sealed container, compresses the refrigerant sucked from outside the sealed container, and discharges the refrigerant into a discharge space in the sealed container; An electric motor unit that is disposed in the sealed container on the opposite side to the discharge space in the axial direction, and includes a stator and a rotor, and drives the compression mechanism unit via the main shaft;Provided at the motor side end of the compression mechanism, and having an opening projecting toward the motor;A discharge cover that partitions the first space between the compression mechanism section and the electric motor section into an outer peripheral side space and an inner peripheral side space; provided on the outer peripheral side of the compression mechanism section; and the discharge space and the outer peripheral side space Are provided on the outer peripheral side of the stator and the first space with respect to the electric motor unit. The compression mechanism unit outer peripheral flow path guides the refrigerant discharged to the discharge space to the outer peripheral space. And a second space provided on the opposite side in the axial direction and the outer peripheral space, and a motor outer peripheral flow path for guiding the refrigerant in the outer peripheral space to the second space;A fan that is provided at an end of the rotor on the first space side and sucks the refrigerant from an inner peripheral side of the rotor and discharges the refrigerant to the outer peripheral side space;Provided between the stator and the rotor, or provided in the rotor and in the second spaceOn the inner circumference side of the fanThe motor inner peripheral passage,in frontA discharge pipe that opens into the inner peripheral space and discharges the refrigerant discharged to the outer peripheral space by the fan to the outside of the sealed container through the inner peripheral space.A partition member that covers the opening of the discharge cover is provided at the end of the fan on the compression mechanism side.BecauseThe refrigerant gas before the refrigerating machine oil is separated is less likely to enter the opening of the discharge cover, and the refrigerating machine oil is less likely to be discharged out of the compressor. Therefore, since it is possible to suppress the exhaustion of the refrigeration oil, bearing seizure or the like hardly occurs and the reliability of the compressor is improved. Further, the pressure loss and deterioration of heat transfer performance in the unit are reduced, and the efficiency of the unit is improved. Also,The separation efficiency of the refrigerant gas and the refrigeration oil is improved, and the bearing seizure of the compressor due to oil exhaustion is less likely to occur, and the reliability of the compressor is improved. Further, the pressure loss and deterioration of heat transfer performance in the unit are reduced, and the efficiency of the unit is improved.Further, the discharge cover has a simple configuration and can be easily manufactured by sheet metal. Furthermore, it can be easily attached with a bolt or the like.
[0052]
The compressor of the present invention isSince the partition member is composed of a plurality of walls provided so as to protrude to the compression mechanism portion side, there is a gap between adjacent walls, and the refrigerating machine oil accumulated inside the wall from the gap is removed. Can be discharged.
[0053]
In addition, the compressor of the present invention includes a recess provided at the motor side end of the compression mechanism, and the discharge cover that is provided so as to cover the recess and forms an inner circumferential space, and is provided in the recess. Since the discharge pipe is arranged so as to open, it is not necessary to cover the discharge pipe with the discharge cover, and the axial height of the discharge cover can be reduced. Further, since processing such as a hole for inserting the discharge pipe is not necessary, the cost of the discharge cover can be reduced, and the compressor can be made compact.
[0054]
The compressor of the present invention isSince the partition member has a continuous cylindrical shape and is provided with an oil drain passage in the lower part, the refrigerating machine oil is easily discharged.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor in
FIG. 2 is a longitudinal sectional view for explaining the flow of refrigerant gas and refrigerating machine oil of the
FIG. 3 is a perspective view of a discharge cover according to the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a compressor representing another embodiment of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a compressor in
FIG. 6 is a perspective view of the wall of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view of another shape of the wall of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a conventional compressor.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a conventional compressor according to another embodiment. It is a longitudinal cross-sectional view for demonstrating the flow of the refrigerant gas and refrigerator oil of the compressor showing the conventional compressor.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view for explaining the flow of refrigerant gas and refrigerating machine oil of a compressor representing a conventional compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed scroll, 1a Base plate part, 1b Plate-shaped spiral tooth, 1c Oldham guide groove, 1d Compression chamber, 1f Discharge port, 1g Suction pressure atmosphere space, 2 Swing scroll, 2a Base plate part, 2b Plate-shaped spiral tooth, 2c Oscillating bearing, 2d Thrust surface, 2e Oldham guide groove, 2f Boss part, 2g Oscillating bearing space, 2h Boss part space, 2j Extraction hole, 2k Connecting passage opening, 3 Compliant frame, 3a Thrust bearing, 3c Main shaft 3d Upper cylindrical surface, 3h Lower cylindrical surface, 3h Sub main bearing, 3s Connection passage, 4 Main shaft, 4b Oscillating shaft portion, 4c Main shaft portion, 4d Sub bearing portion, 4e Main shaft balancer, 4f Oil pipe, 4g Hollow Space 6 Subframe, 6a Sub-bearing, 7 Motor stator, 7a Notch, 8 Motor rotor, 8a Upper balancer, 8b Balancer, 8c passage, 9 Oldham ring, 9a Orbiting scroll side claw, 9c Fixed scroll side claw, 10 Airtight container, 10a Suction pipe, 10b Discharge pipe, 10e Refrigerating machine oil, 10f Glass terminal, 10g Oil sump, 15 Guide frame, 15a Upper cylindrical surface, 15b Lower cylindrical surface, 15c Notch, 15f Frame space, 15g Outer peripheral surface, 16a Upper sealing material, 16b Lower sealing material, 20 Fan, 20a Base plate, 20b Blade, 20c space, 30 Discharge Cover, 30a Opening, 31 Enclosure, 31a Wall, 31b Clearance, 31c Oil drain, 35 Demister, 36 Frame, 36a Frame wall, 36b Notch, 37 Space close to compressor rotation axis, 38 Compressor rotation Space far from the axis, 100 discharge space, 101 first space, 102 second Space, 103 space.
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