JP4164917B2 - 高圧ドーム形圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧ドーム形圧縮機に関し、特に、冷媒ガスと油との分離が良好に行なわれる高圧ドーム形圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高圧ドーム形圧縮機の一例として、特開平９−７９１５３号公報に記載された高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図５を参照して、密閉ケーシング１０１に、ハウジング１０２を固定して、そのハウジング１０２の上方に圧縮要素ＣＦが配設されている。その圧縮要素ＣＦの固定スクロール１０３がハウジング１０２に固定されている。また、そのハウジング１０２の下方に、圧縮要素ＣＦを駆動するモータＭが配設されている。モータＭの駆動軸１０４は、ハウジング１０２の軸受部１２１によって支持されている。
【０００３】
ハウジング１０２によって、ケーシング１０１内は低圧側室１０５と高圧側室１０６とに区画されている。圧縮要素ＣＦの可動スクロール１０７には、渦巻体１７２が突設されている。固定スクロール１０３には渦巻体１３２が突設されている。渦巻体１７２、１３２が互いに噛み合されて、圧縮室１１５が形成されている。
【０００４】
可動スクロール１０７には、その中心部に、圧縮室１１５で圧縮されて高圧となった冷媒ガスを吐出する吐出口１７３が形成されている。そして、可動スクロール１０７の背面側の中心部には、吐出口１７３が開口する吐出ガス通路１７４を有する筒部１７５が形成されている。駆動軸１０４には、可動スクロール１０７の筒部１７４を受入れる偏心ボス部１４１が形成されている。また、駆動軸１０４には、一端が筒部１７５の吐出ガス通路１７４に連通し、他端がケーシング１０１内におけるモータＭの下部側に形成された空間に開放される吐出ガス通路１４２が形成されている。駆動軸１０４の下端側は、軸受１２２を介してポンプハウジング１１３により回動可能に支持されている。従来の高圧ドーム形圧縮機の主要部は上記のように構成される。
【０００５】
次に、上述した高圧ドーム形圧縮機の動作について説明する。固定スクロール１０３に対する可動スクロール１０７の公転駆動により、各渦巻体１３２、１７２間に形成される圧縮室１１５の容積が変化する。ケーシング１０１を貫通して固定スクロール１０３に接続された吸入管１１２から吸入された低圧の冷媒ガスが渦巻体１３２、１７２間に導入されて、圧縮室１１５で圧縮される。圧縮されて高圧となった冷媒ガスは、可動スクロール１０７の吐出口１７３から筒部１７５に形成された吐出ガス通路１７４を経て駆動軸１０４に形成された吐出ガス通路１４２へ送られる。吐出ガス通路１４２へ送られた高圧の冷媒ガスは、開口部１５０からケーシング１０１内へ吐出される。ケーシング１０１内に吐出された高圧の冷媒ガスは、モータＭのエアギャップを通過した後、吐出管１１１を介してケーシング１０１の外部へ送り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した高圧ドーム形圧縮機では、開口部１５０からケーシング１０１内に吐出した圧縮された冷媒ガスには、圧縮される際や吐出ガス通路１４３等を流れる際に、摺接部分に給油された油が混入する。高圧の冷媒ガスは、モータＭのエアギャップやモータＭとケーシング１０１との隙間などを通って吐出管１１１よりケーシング１０１の外へ送り出されてしまう。このため、高圧の冷媒ガスとともに、冷媒ガスに混入した油もケーシング１０１の外へ送り出されてしまい、高圧ドーム形圧縮機の油上りが顕著になることがあった。
【０００７】
また、ケーシング１０１の外へ送り出された油によって、高圧ドーム形圧縮機と接続された凝縮器などが不具合を起こして、一連の冷凍サイクルの性能が悪化することがあった。
【０００８】
さらに、圧縮された冷媒ガスは開口部１５０から駆動軸１０４の径方向に吐出するために、開口部１５０のほぼ直下に位置するポンプハウジング１１３の軸受１２２には、冷媒ガスに混入した油が十分に降り注がれない。このため、軸受１２２の潤滑が不十分となって、軸受１２２が損傷を受けることがあった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、圧縮された冷媒ガスに混入している油を冷媒ガスと分離させて油上りを抑制するとともに、軸受への油の供給が十分に行なわれる高圧ドーム形圧縮機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するための請求項１に記載された高圧ドーム形圧縮機は、ケーシングと、電動機と、支持体と、圧縮部と、吐出通路と、筒部とを備えている。電動機は、クランク軸を有し、ケーシング内に配置されている。支持体は、クランク軸の下端側を軸受を介して回動可能に支持している。圧縮部は、クランク軸の上端側に設けられ、クランク軸の回転に連動している。吐出通路は、クランク軸内に設けられるとともに、軸受上方のクランク軸の周面に開口部を有し、その開口部から圧縮部で圧縮された流体をケーシング内に吐出する。筒部は、支持体上に形成され、クランク軸とともに回転する開口部をクランク軸の周方向から取り囲み、上方へ向かって開口している。
【００１１】
この構成によれば、まず、比較的流路断面積の小さい吐出通路を経て開口部から、流路断面積のより大きいケーシング内に流体が吐出する際には、油の比重が流体の比重よりも大きいために、油の慣性力の方が流体の慣性力よりも大きくなる。このため、開口部から吐出した油がクランク軸の径方向に飛散して筒部の内周側面に衝突して付着する。これにより、流体に混入している油が流体と分離されて流体に混入している油が減少し、流体とともにケーシングの外へ送り出される油の量が減少する。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りを抑えることができる。
【００１２】
請求項２に記載された高圧ドーム形圧縮機では、軸受は、筒部の内側で、かつ、開口部の位置よりも低い位置に配置されている。
【００１３】
この場合には、開口部から吐出して筒部の内周側面に付着した油は、その内周側面を伝って流れ落ちて開口部より下方に位置する軸受に容易に到達する。その結果、軸受への油の供給が十分に行なわれて、軸受が損傷するのを防止することができる。
【００１４】
請求項３に記載された高圧ドーム形圧縮機では、筒部を周方向から取囲むように支持体上に形成されたデミスタ部と、支持体上に形成され、少なくとも筒部の上方を覆うように支持された板部を有するデミスタカバー部とを備えている。
【００１５】
この場合には、筒部によって上向きに流れが変えられた流体が、筒部と板部との隙間を経てデミスタ部を通過する。このとき、流体が筒部によってその方向が変えられているため、その速度は開口部を吐出した当初の速度よりも小さくなっている。このため、分離されずに流体にまだ混入している油が、デミスタ部によってより捕捉され易くなる。これによって、流体と油とがさらに分離されて、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載された高圧ドーム形圧縮機では、板部はクランク軸の周面からデミスタ部にわたって形成され、板部の内周にはクランク軸の周面に沿うように下方に向かって折返し部が設けられている。
【００１７】
この場合には、筒部によって上向きに流れが変えられた流体の一部がデミスタカバー部の板部とクランク軸との隙間から流れ出ようとするのを、折返し部によってこれを防ぐことができ、流体を確実にデミスタ部へ導くことができる。
【００１８】
請求項５に記載された高圧ドーム形圧縮機では、デミスタカバー部には、デミスタ部を保持するための保持部が形成されている。
【００１９】
この場合には、保持部によって、デミスタ部を確実に固定することができる。請求項６に記載された高圧ドーム形圧縮機では、電動機のロータの下部にはバランスウエイトが設けられ、デミスタカバー部上には、そのバランスウエイトの旋回直径よりも大きい径を有し、バランスウエイトの旋回領域をクランク軸の周方向から取り囲み、バランスウエイトの旋回運動に伴って流体が乱れるのを防止するための、バランスウエイトカバー部が設けられている。
【００２０】
この場合には、デミスタ部を通過した流体が、バランスウエイトの旋回運動に伴って、その流れが乱されるのをバランスウエイトカバー部によって防ぐことができる。その結果、ケーシング内の流体の流れが乱れることに起因する油の巻き上げなどを抑制して、油上りをさらに抑制することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図１を参照して、密閉型のケーシング２内にクランク軸１０を有する電動機８が配設されている。クランク軸１０の上端側には、圧縮部としての可動スクロール６および固定スクロール４が設けられている。可動スクロール６には可動スクロール歯６ａが突設され、固定スクロール４には固定スクロール歯４ａが突設されている。可動スクロール歯６ａと固定スクロール歯４ａとが噛み合うことで圧縮室５が形成される。ケーシング２には、低圧の冷媒ガスを圧縮室５へ送り込むための吸入管７が設けられている。可動スクロール６の中心付近には、圧縮されて高圧となった冷媒ガスが吐出する吐出口６ｂが設けられている。
【００２２】
クランク軸１０の下端側は、下部軸受１４を介して下部支持体１６により回動可能に支持されている。なお、クランク軸１０の上端側は、ハウジングに設けられた軸受 (いずれも図示せず) により、回動可能に支持されている。
【００２３】
そのクランク軸１０には、下部軸受１４上方のクランク軸１０の周面に開口部１３を有し、吐出口６ｂから吐出した高圧の冷媒ガスをその開口部１３に導くための吐出通路１２が設けられている。そして、下部支持体１６には、クランク軸１０とともに回転する開口部１３をクランク軸１０の周方向から取り囲み、上方に向かって開口している筒部１８が設けられている。
【００２４】
次に、上述した高圧ドーム形圧縮機の動作について説明する。クランク軸１０の回転によって可動スクロール６が固定スクロール４に対して公転駆動することにより、吸入管７から送り込まれた低圧の冷媒ガスが圧縮室５にて圧縮されて、高圧の冷媒ガスとなる。高圧となった冷媒ガスは吐出口６ｂから吐出通路１２を経て、開口部１３からケーシング２内に吐出される。ケーシング２内に吐出された高圧の冷媒ガスは排出管（図示せず）により、ケーシング２の外へ送り出される。
【００２５】
上述した高圧ドーム形圧縮機では、高圧の冷媒ガスは流路断面積が比較的小さい吐出通路１２から、急に流路断面積が比較的大きいケーシング２内の空間へ吐出される。このとき、冷媒ガスに混入している油の比重は冷媒ガスそのものの比重よりも大きいため、油の慣性力が冷媒ガスの慣性力よりも大きくなる。このため、油は冷媒ガスよりも吐出方向に飛散しやすい。
【００２６】
これにより、本高圧ドーム形圧縮機では、吐出方向に飛散した油が吐出方向先にある筒部１８の内周側面に衝突して付着し、冷媒ガスに混入している油が冷媒ガスと分離される。
【００２７】
一方、冷媒ガスは筒部１８によってその流れが上向きに変えられて、ケーシング２内を流れた後に、ケーシング２の外へ送り出される。このとき、冷媒ガスでは、混入していた油が筒部１８の内周側面に既に付着しているために、冷媒ガスに混入している油が減少しており、冷媒ガスとともにケーシング２の外へ送り出される油の量が減少する。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りが抑制される。また、このことにより、高圧ドーム形圧縮機と接続された凝縮器などへ油が送られることがなくなり、一連の冷凍サイクルの性能が悪化するのを抑制することができる。
【００２８】
さらに、筒部１８の内側に下部軸受１４が配置されているため、開口部１３から吐出して筒部１８の内周側面に付着した油は、その内周側面を伝って流れ落ちて容易に下部軸受１４に到達する。その結果、下部軸受１４への油の供給が十分に行なわれて、下部軸受１４が損傷するのを防止することができる。下部軸受１４に給油された後の油は、下方の底部油溜め１７に戻る。
【００２９】
なお、本実施の形態では、下部軸受１４の上端面が筒部１８の底面全体に位置するように配置されているが、下部軸受１４が、筒部１８の内側で、かつ、開口部１３のよりも低い位置に配置されている構造であれば、筒部１８の内周側面に付着した油が下部軸受１４へ容易に到達して、同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、油を確実に下部軸受１４へ導く観点や、組立工数の低減の観点からは、筒部１８は下部支持体１６に一体的に設けられていることが望ましい。
【００３１】
また、筒部１８としては、たとえば円筒状のものには限られず、筒状のものであれば上述した効果を奏する。
【００３２】
実施の形態２
本発明の実施の形態２に係る高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図２を参照して、下部支持体１４上には、筒部１８を周方向から取囲むように、筒状のデミスタ２０が形成されている。さらに、下部支持体１４上には、少なくとも筒部１８の上方を覆うように脚部２２ｂによって支持された板部２２ａを有するデミスタカバー２２が形成されている。そのデミスタカバー２２には、デミスタ２０を保持するための保持部２２ｄが形成されている。なお、これ以外の構成については実施の形態１において説明した図１に示す高圧ドーム形圧縮機と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３３】
この高圧ドーム形圧縮機によれば、筒部１８の内周面に付着せずに依然として冷媒ガスに混入している油がデミスタ２０によって捕捉される。このとき、冷媒ガスの速度は筒部１８によって、その速度が減速されているため冷媒ガスに混入している油がデミスタ２０によってより捕捉されやすくなる。これにより、冷媒ガスと油との分離がさらに進み、冷媒ガスとともにケーシング２の外へ送り出される油の量をさらに低減することができる。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００３４】
そして、デミスタ２０を通過した後には、冷媒ガスにはほとんど油が混入していないので、電動機８のエアギャップや電動機８とケーシング２との隙間を流れる際に、電動機８の冷却が十分になされて高圧ドーム形圧縮機の効率が向上する。
【００３５】
また、デミスタカバー２２の板部２２ａに保持部２２ｄが形成されていることによって、デミスタ２０を確実に固定することができる。
【００３６】
次に、本実施の形態に係る高圧ドーム形圧縮機の変形例について図を用いて説明する。変形例では、図２に示す構成に加えて、図３に示すように、デミスタカバー２２の板部２２ａの内周にクランク軸１０の周面に沿うように下方に向かって折返し部２２ｃが設けられている。
【００３７】
図２に示された高圧ドーム形圧縮機では、開口部１３から吐出した高圧の冷媒ガスが板部２２ａとクランク軸１０との隙間から漏れてしまい、デミスタ２０により冷媒ガスと油との分離が十分に行われないおそれがあった。しかし、この高圧ドーム形圧縮機によれば、折返し部２２ｃによって開口部１３から吐出した高圧の冷媒ガスが、クランク軸１０と板部２２ａとの隙間から漏れることなく、筒部１８と板部２２ａとの隙間を通ってデミスタ２０に確実に到達して、冷媒ガスと油との分離が行なわれる。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００３８】
実施の形態３
本発明の実施の形態３に係る高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図４を参照して、電動機８のロータ８ａの下部には、ロータ８ａの回転運動を安定させるためのバランスウエイト８ｂが設けられている。そして、デミスタカバー２２上には、バランスウエイト８ｂの旋回直径よりも大きい径を有して、このバランスウエイト８ｂの旋回領域を周方向から取囲むようにバランスウエイトカバー２４が設けられている。なお、これ以外の構成については実施の形態２において説明した図３に示す高圧ドーム形圧縮機と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３９】
上述した高圧ドーム形圧縮機によれば、実施の形態１または２において説明した冷媒ガスと油との分離効果に加えて、次のような効果が得られる。まず、バランスウエイト８ｂは、ロータ８ａの全周にわたって形成されているのではなく、ロータ８ａの周方向の一部に形成されているため、ロータ８ａが回転する際には、バランスウエイト８ｂは周囲の冷媒ガスの流れを乱してしまうことになる。
【００４０】
このとき、バランスウエイトカバー２４を設けることによって、その乱れがより外周へ及ぶのを阻止することができる。これにより、冷媒ガスの流れはバランスウエイト８ｂの旋回運動によって乱されることがなくなって、ケーシング２内の冷媒ガスの流れが安定する。その結果、ケーシング２内において、冷媒ガスの流れの乱れに起因する油の巻き上げなどを抑制することができ、油上りをさらに抑制することができる。
【００４１】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に記載された高圧ドーム形圧縮機によれば、まず、比較的流路断面積の小さい吐出通路を経て開口部から、流路断面積のより大きいケーシング内に流体が吐出する際には、油の比重が流体の比重よりも大きいために、油の慣性力の方が流体の慣性力よりも大きくなる。このため、開口部から吐出した油がクランク軸の径方向に飛散して筒部の内周側面に衝突して付着する。これにより、流体に混入している油が流体と分離されて流体に混入している油が減少し、流体とともにケーシングの外へ送り出される油の量が減少する。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りを抑えることができる。
【００４３】
請求項２に記載された高圧ドーム形圧縮機では、軸受は、筒部の内側で、かつ、開口部の位置よりも低い位置に配置されていることによって、開口部から吐出して筒部の内周側面に付着した油が、軸受に容易に到達する。その結果、軸受への油の供給が十分に行なわれて、軸受が損傷するのを防止することができる。
【００４４】
請求項３に記載された高圧ドーム形圧縮機では、筒部を周方向から取囲むように支持体上に形成されたデミスタ部と、支持体上に形成され、少なくとも筒部の上方を覆うように支持された板部を有するデミスタカバー部とを備えていることによって、分離されずに流体にまだ混入している油が、デミスタ部によってより捕捉され易くなる。これによって、流体と油とがさらに分離されて、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００４５】
請求項４に記載された高圧ドーム形圧縮機では、板部はクランク軸の周面からデミスタ部にわたって形成され、板部の内周にはクランク軸の周面に沿うように下方に向かって折返し部が設けられていることによって、流体の一部がデミスタカバー部の板部とクランク軸との隙間から流れ出ようとするのを、折返し部によってこれを防ぐことができ、流体を確実にデミスタ部へ導くことができる。
【００４６】
請求項５に記載された高圧ドーム形圧縮機では、デミスタカバー部には、デミスタ部を保持するための保持部が形成されていることによって、デミスタ部を確実に固定することができる。
【００４７】
請求項６に記載された高圧ドーム形圧縮機では、電動機のロータの下部にはバランスウエイトが設けられ、デミスタカバー部上には、そのバランスウエイトの旋回直径よりも大きい径を有し、バランスウエイトの旋回領域をクランク軸の周方向から取り囲み、バランスウエイトの旋回運動に伴って流体が乱れるのを防止するための、バランスウエイトカバー部が設けられていることによって、デミスタ部を通過した流体が、バランスウエイトの旋回運動に伴って、その流れが乱されるのをバランスウエイトカバー部によって防ぐことができる。その結果、ケーシング内の流体の流れが乱れることに起因する油の巻き上げなどを抑制して、油上りをさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る高圧ドーム形圧縮機の部分縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る高圧ドーム形圧縮機の部分縦断面図である。
【図３】同実施の形態において、変形例に係る高圧ドーム形圧縮の部分縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る高圧ドーム形圧圧縮機の部分縦断面図である。
【図５】従来の高圧ドーム形圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
２ ケーシング
４ 固定スクロール
４ａ 固定スクロール歯
５ 圧縮室
６ 可動スクロール
６ａ 可動スクロール歯
６ｂ 吐出口
７ 吸入管
８ 電動機
８ａ ロータ
８ｂ バランスウエイト
１０ クランク軸
１２ 吐出通路
１３ 開口部
１４ 下部軸受
１６ 下部支持体
１７ 底部油溜め
１８ 筒部
２０ デミスタ
２２ デミスタカバー
２２ａ 板部
２２ｂ 脚部
２２ｃ 折返し部
２２ｄ 保持部
２４ バランスウエイトカバー
【発明の属する技術分野】
本発明は高圧ドーム形圧縮機に関し、特に、冷媒ガスと油との分離が良好に行なわれる高圧ドーム形圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の高圧ドーム形圧縮機の一例として、特開平９−７９１５３号公報に記載された高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図５を参照して、密閉ケーシング１０１に、ハウジング１０２を固定して、そのハウジング１０２の上方に圧縮要素ＣＦが配設されている。その圧縮要素ＣＦの固定スクロール１０３がハウジング１０２に固定されている。また、そのハウジング１０２の下方に、圧縮要素ＣＦを駆動するモータＭが配設されている。モータＭの駆動軸１０４は、ハウジング１０２の軸受部１２１によって支持されている。
【０００３】
ハウジング１０２によって、ケーシング１０１内は低圧側室１０５と高圧側室１０６とに区画されている。圧縮要素ＣＦの可動スクロール１０７には、渦巻体１７２が突設されている。固定スクロール１０３には渦巻体１３２が突設されている。渦巻体１７２、１３２が互いに噛み合されて、圧縮室１１５が形成されている。
【０００４】
可動スクロール１０７には、その中心部に、圧縮室１１５で圧縮されて高圧となった冷媒ガスを吐出する吐出口１７３が形成されている。そして、可動スクロール１０７の背面側の中心部には、吐出口１７３が開口する吐出ガス通路１７４を有する筒部１７５が形成されている。駆動軸１０４には、可動スクロール１０７の筒部１７４を受入れる偏心ボス部１４１が形成されている。また、駆動軸１０４には、一端が筒部１７５の吐出ガス通路１７４に連通し、他端がケーシング１０１内におけるモータＭの下部側に形成された空間に開放される吐出ガス通路１４２が形成されている。駆動軸１０４の下端側は、軸受１２２を介してポンプハウジング１１３により回動可能に支持されている。従来の高圧ドーム形圧縮機の主要部は上記のように構成される。
【０００５】
次に、上述した高圧ドーム形圧縮機の動作について説明する。固定スクロール１０３に対する可動スクロール１０７の公転駆動により、各渦巻体１３２、１７２間に形成される圧縮室１１５の容積が変化する。ケーシング１０１を貫通して固定スクロール１０３に接続された吸入管１１２から吸入された低圧の冷媒ガスが渦巻体１３２、１７２間に導入されて、圧縮室１１５で圧縮される。圧縮されて高圧となった冷媒ガスは、可動スクロール１０７の吐出口１７３から筒部１７５に形成された吐出ガス通路１７４を経て駆動軸１０４に形成された吐出ガス通路１４２へ送られる。吐出ガス通路１４２へ送られた高圧の冷媒ガスは、開口部１５０からケーシング１０１内へ吐出される。ケーシング１０１内に吐出された高圧の冷媒ガスは、モータＭのエアギャップを通過した後、吐出管１１１を介してケーシング１０１の外部へ送り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した高圧ドーム形圧縮機では、開口部１５０からケーシング１０１内に吐出した圧縮された冷媒ガスには、圧縮される際や吐出ガス通路１４３等を流れる際に、摺接部分に給油された油が混入する。高圧の冷媒ガスは、モータＭのエアギャップやモータＭとケーシング１０１との隙間などを通って吐出管１１１よりケーシング１０１の外へ送り出されてしまう。このため、高圧の冷媒ガスとともに、冷媒ガスに混入した油もケーシング１０１の外へ送り出されてしまい、高圧ドーム形圧縮機の油上りが顕著になることがあった。
【０００７】
また、ケーシング１０１の外へ送り出された油によって、高圧ドーム形圧縮機と接続された凝縮器などが不具合を起こして、一連の冷凍サイクルの性能が悪化することがあった。
【０００８】
さらに、圧縮された冷媒ガスは開口部１５０から駆動軸１０４の径方向に吐出するために、開口部１５０のほぼ直下に位置するポンプハウジング１１３の軸受１２２には、冷媒ガスに混入した油が十分に降り注がれない。このため、軸受１２２の潤滑が不十分となって、軸受１２２が損傷を受けることがあった。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、圧縮された冷媒ガスに混入している油を冷媒ガスと分離させて油上りを抑制するとともに、軸受への油の供給が十分に行なわれる高圧ドーム形圧縮機を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するための請求項１に記載された高圧ドーム形圧縮機は、ケーシングと、電動機と、支持体と、圧縮部と、吐出通路と、筒部とを備えている。電動機は、クランク軸を有し、ケーシング内に配置されている。支持体は、クランク軸の下端側を軸受を介して回動可能に支持している。圧縮部は、クランク軸の上端側に設けられ、クランク軸の回転に連動している。吐出通路は、クランク軸内に設けられるとともに、軸受上方のクランク軸の周面に開口部を有し、その開口部から圧縮部で圧縮された流体をケーシング内に吐出する。筒部は、支持体上に形成され、クランク軸とともに回転する開口部をクランク軸の周方向から取り囲み、上方へ向かって開口している。
【００１１】
この構成によれば、まず、比較的流路断面積の小さい吐出通路を経て開口部から、流路断面積のより大きいケーシング内に流体が吐出する際には、油の比重が流体の比重よりも大きいために、油の慣性力の方が流体の慣性力よりも大きくなる。このため、開口部から吐出した油がクランク軸の径方向に飛散して筒部の内周側面に衝突して付着する。これにより、流体に混入している油が流体と分離されて流体に混入している油が減少し、流体とともにケーシングの外へ送り出される油の量が減少する。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りを抑えることができる。
【００１２】
請求項２に記載された高圧ドーム形圧縮機では、軸受は、筒部の内側で、かつ、開口部の位置よりも低い位置に配置されている。
【００１３】
この場合には、開口部から吐出して筒部の内周側面に付着した油は、その内周側面を伝って流れ落ちて開口部より下方に位置する軸受に容易に到達する。その結果、軸受への油の供給が十分に行なわれて、軸受が損傷するのを防止することができる。
【００１４】
請求項３に記載された高圧ドーム形圧縮機では、筒部を周方向から取囲むように支持体上に形成されたデミスタ部と、支持体上に形成され、少なくとも筒部の上方を覆うように支持された板部を有するデミスタカバー部とを備えている。
【００１５】
この場合には、筒部によって上向きに流れが変えられた流体が、筒部と板部との隙間を経てデミスタ部を通過する。このとき、流体が筒部によってその方向が変えられているため、その速度は開口部を吐出した当初の速度よりも小さくなっている。このため、分離されずに流体にまだ混入している油が、デミスタ部によってより捕捉され易くなる。これによって、流体と油とがさらに分離されて、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００１６】
請求項４に記載された高圧ドーム形圧縮機では、板部はクランク軸の周面からデミスタ部にわたって形成され、板部の内周にはクランク軸の周面に沿うように下方に向かって折返し部が設けられている。
【００１７】
この場合には、筒部によって上向きに流れが変えられた流体の一部がデミスタカバー部の板部とクランク軸との隙間から流れ出ようとするのを、折返し部によってこれを防ぐことができ、流体を確実にデミスタ部へ導くことができる。
【００１８】
請求項５に記載された高圧ドーム形圧縮機では、デミスタカバー部には、デミスタ部を保持するための保持部が形成されている。
【００１９】
この場合には、保持部によって、デミスタ部を確実に固定することができる。請求項６に記載された高圧ドーム形圧縮機では、電動機のロータの下部にはバランスウエイトが設けられ、デミスタカバー部上には、そのバランスウエイトの旋回直径よりも大きい径を有し、バランスウエイトの旋回領域をクランク軸の周方向から取り囲み、バランスウエイトの旋回運動に伴って流体が乱れるのを防止するための、バランスウエイトカバー部が設けられている。
【００２０】
この場合には、デミスタ部を通過した流体が、バランスウエイトの旋回運動に伴って、その流れが乱されるのをバランスウエイトカバー部によって防ぐことができる。その結果、ケーシング内の流体の流れが乱れることに起因する油の巻き上げなどを抑制して、油上りをさらに抑制することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図１を参照して、密閉型のケーシング２内にクランク軸１０を有する電動機８が配設されている。クランク軸１０の上端側には、圧縮部としての可動スクロール６および固定スクロール４が設けられている。可動スクロール６には可動スクロール歯６ａが突設され、固定スクロール４には固定スクロール歯４ａが突設されている。可動スクロール歯６ａと固定スクロール歯４ａとが噛み合うことで圧縮室５が形成される。ケーシング２には、低圧の冷媒ガスを圧縮室５へ送り込むための吸入管７が設けられている。可動スクロール６の中心付近には、圧縮されて高圧となった冷媒ガスが吐出する吐出口６ｂが設けられている。
【００２２】
クランク軸１０の下端側は、下部軸受１４を介して下部支持体１６により回動可能に支持されている。なお、クランク軸１０の上端側は、ハウジングに設けられた軸受 (いずれも図示せず) により、回動可能に支持されている。
【００２３】
そのクランク軸１０には、下部軸受１４上方のクランク軸１０の周面に開口部１３を有し、吐出口６ｂから吐出した高圧の冷媒ガスをその開口部１３に導くための吐出通路１２が設けられている。そして、下部支持体１６には、クランク軸１０とともに回転する開口部１３をクランク軸１０の周方向から取り囲み、上方に向かって開口している筒部１８が設けられている。
【００２４】
次に、上述した高圧ドーム形圧縮機の動作について説明する。クランク軸１０の回転によって可動スクロール６が固定スクロール４に対して公転駆動することにより、吸入管７から送り込まれた低圧の冷媒ガスが圧縮室５にて圧縮されて、高圧の冷媒ガスとなる。高圧となった冷媒ガスは吐出口６ｂから吐出通路１２を経て、開口部１３からケーシング２内に吐出される。ケーシング２内に吐出された高圧の冷媒ガスは排出管（図示せず）により、ケーシング２の外へ送り出される。
【００２５】
上述した高圧ドーム形圧縮機では、高圧の冷媒ガスは流路断面積が比較的小さい吐出通路１２から、急に流路断面積が比較的大きいケーシング２内の空間へ吐出される。このとき、冷媒ガスに混入している油の比重は冷媒ガスそのものの比重よりも大きいため、油の慣性力が冷媒ガスの慣性力よりも大きくなる。このため、油は冷媒ガスよりも吐出方向に飛散しやすい。
【００２６】
これにより、本高圧ドーム形圧縮機では、吐出方向に飛散した油が吐出方向先にある筒部１８の内周側面に衝突して付着し、冷媒ガスに混入している油が冷媒ガスと分離される。
【００２７】
一方、冷媒ガスは筒部１８によってその流れが上向きに変えられて、ケーシング２内を流れた後に、ケーシング２の外へ送り出される。このとき、冷媒ガスでは、混入していた油が筒部１８の内周側面に既に付着しているために、冷媒ガスに混入している油が減少しており、冷媒ガスとともにケーシング２の外へ送り出される油の量が減少する。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りが抑制される。また、このことにより、高圧ドーム形圧縮機と接続された凝縮器などへ油が送られることがなくなり、一連の冷凍サイクルの性能が悪化するのを抑制することができる。
【００２８】
さらに、筒部１８の内側に下部軸受１４が配置されているため、開口部１３から吐出して筒部１８の内周側面に付着した油は、その内周側面を伝って流れ落ちて容易に下部軸受１４に到達する。その結果、下部軸受１４への油の供給が十分に行なわれて、下部軸受１４が損傷するのを防止することができる。下部軸受１４に給油された後の油は、下方の底部油溜め１７に戻る。
【００２９】
なお、本実施の形態では、下部軸受１４の上端面が筒部１８の底面全体に位置するように配置されているが、下部軸受１４が、筒部１８の内側で、かつ、開口部１３のよりも低い位置に配置されている構造であれば、筒部１８の内周側面に付着した油が下部軸受１４へ容易に到達して、同様の効果を得ることができる。
【００３０】
また、油を確実に下部軸受１４へ導く観点や、組立工数の低減の観点からは、筒部１８は下部支持体１６に一体的に設けられていることが望ましい。
【００３１】
また、筒部１８としては、たとえば円筒状のものには限られず、筒状のものであれば上述した効果を奏する。
【００３２】
実施の形態２
本発明の実施の形態２に係る高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図２を参照して、下部支持体１４上には、筒部１８を周方向から取囲むように、筒状のデミスタ２０が形成されている。さらに、下部支持体１４上には、少なくとも筒部１８の上方を覆うように脚部２２ｂによって支持された板部２２ａを有するデミスタカバー２２が形成されている。そのデミスタカバー２２には、デミスタ２０を保持するための保持部２２ｄが形成されている。なお、これ以外の構成については実施の形態１において説明した図１に示す高圧ドーム形圧縮機と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３３】
この高圧ドーム形圧縮機によれば、筒部１８の内周面に付着せずに依然として冷媒ガスに混入している油がデミスタ２０によって捕捉される。このとき、冷媒ガスの速度は筒部１８によって、その速度が減速されているため冷媒ガスに混入している油がデミスタ２０によってより捕捉されやすくなる。これにより、冷媒ガスと油との分離がさらに進み、冷媒ガスとともにケーシング２の外へ送り出される油の量をさらに低減することができる。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００３４】
そして、デミスタ２０を通過した後には、冷媒ガスにはほとんど油が混入していないので、電動機８のエアギャップや電動機８とケーシング２との隙間を流れる際に、電動機８の冷却が十分になされて高圧ドーム形圧縮機の効率が向上する。
【００３５】
また、デミスタカバー２２の板部２２ａに保持部２２ｄが形成されていることによって、デミスタ２０を確実に固定することができる。
【００３６】
次に、本実施の形態に係る高圧ドーム形圧縮機の変形例について図を用いて説明する。変形例では、図２に示す構成に加えて、図３に示すように、デミスタカバー２２の板部２２ａの内周にクランク軸１０の周面に沿うように下方に向かって折返し部２２ｃが設けられている。
【００３７】
図２に示された高圧ドーム形圧縮機では、開口部１３から吐出した高圧の冷媒ガスが板部２２ａとクランク軸１０との隙間から漏れてしまい、デミスタ２０により冷媒ガスと油との分離が十分に行われないおそれがあった。しかし、この高圧ドーム形圧縮機によれば、折返し部２２ｃによって開口部１３から吐出した高圧の冷媒ガスが、クランク軸１０と板部２２ａとの隙間から漏れることなく、筒部１８と板部２２ａとの隙間を通ってデミスタ２０に確実に到達して、冷媒ガスと油との分離が行なわれる。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００３８】
実施の形態３
本発明の実施の形態３に係る高圧ドーム形圧縮機について図を用いて説明する。図４を参照して、電動機８のロータ８ａの下部には、ロータ８ａの回転運動を安定させるためのバランスウエイト８ｂが設けられている。そして、デミスタカバー２２上には、バランスウエイト８ｂの旋回直径よりも大きい径を有して、このバランスウエイト８ｂの旋回領域を周方向から取囲むようにバランスウエイトカバー２４が設けられている。なお、これ以外の構成については実施の形態２において説明した図３に示す高圧ドーム形圧縮機と同様なので、同一部材には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３９】
上述した高圧ドーム形圧縮機によれば、実施の形態１または２において説明した冷媒ガスと油との分離効果に加えて、次のような効果が得られる。まず、バランスウエイト８ｂは、ロータ８ａの全周にわたって形成されているのではなく、ロータ８ａの周方向の一部に形成されているため、ロータ８ａが回転する際には、バランスウエイト８ｂは周囲の冷媒ガスの流れを乱してしまうことになる。
【００４０】
このとき、バランスウエイトカバー２４を設けることによって、その乱れがより外周へ及ぶのを阻止することができる。これにより、冷媒ガスの流れはバランスウエイト８ｂの旋回運動によって乱されることがなくなって、ケーシング２内の冷媒ガスの流れが安定する。その結果、ケーシング２内において、冷媒ガスの流れの乱れに起因する油の巻き上げなどを抑制することができ、油上りをさらに抑制することができる。
【００４１】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１に記載された高圧ドーム形圧縮機によれば、まず、比較的流路断面積の小さい吐出通路を経て開口部から、流路断面積のより大きいケーシング内に流体が吐出する際には、油の比重が流体の比重よりも大きいために、油の慣性力の方が流体の慣性力よりも大きくなる。このため、開口部から吐出した油がクランク軸の径方向に飛散して筒部の内周側面に衝突して付着する。これにより、流体に混入している油が流体と分離されて流体に混入している油が減少し、流体とともにケーシングの外へ送り出される油の量が減少する。その結果、高圧ドーム形圧縮機の油上りを抑えることができる。
【００４３】
請求項２に記載された高圧ドーム形圧縮機では、軸受は、筒部の内側で、かつ、開口部の位置よりも低い位置に配置されていることによって、開口部から吐出して筒部の内周側面に付着した油が、軸受に容易に到達する。その結果、軸受への油の供給が十分に行なわれて、軸受が損傷するのを防止することができる。
【００４４】
請求項３に記載された高圧ドーム形圧縮機では、筒部を周方向から取囲むように支持体上に形成されたデミスタ部と、支持体上に形成され、少なくとも筒部の上方を覆うように支持された板部を有するデミスタカバー部とを備えていることによって、分離されずに流体にまだ混入している油が、デミスタ部によってより捕捉され易くなる。これによって、流体と油とがさらに分離されて、高圧ドーム形圧縮機の油上りをさらに抑制することができる。
【００４５】
請求項４に記載された高圧ドーム形圧縮機では、板部はクランク軸の周面からデミスタ部にわたって形成され、板部の内周にはクランク軸の周面に沿うように下方に向かって折返し部が設けられていることによって、流体の一部がデミスタカバー部の板部とクランク軸との隙間から流れ出ようとするのを、折返し部によってこれを防ぐことができ、流体を確実にデミスタ部へ導くことができる。
【００４６】
請求項５に記載された高圧ドーム形圧縮機では、デミスタカバー部には、デミスタ部を保持するための保持部が形成されていることによって、デミスタ部を確実に固定することができる。
【００４７】
請求項６に記載された高圧ドーム形圧縮機では、電動機のロータの下部にはバランスウエイトが設けられ、デミスタカバー部上には、そのバランスウエイトの旋回直径よりも大きい径を有し、バランスウエイトの旋回領域をクランク軸の周方向から取り囲み、バランスウエイトの旋回運動に伴って流体が乱れるのを防止するための、バランスウエイトカバー部が設けられていることによって、デミスタ部を通過した流体が、バランスウエイトの旋回運動に伴って、その流れが乱されるのをバランスウエイトカバー部によって防ぐことができる。その結果、ケーシング内の流体の流れが乱れることに起因する油の巻き上げなどを抑制して、油上りをさらに抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る高圧ドーム形圧縮機の部分縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る高圧ドーム形圧縮機の部分縦断面図である。
【図３】同実施の形態において、変形例に係る高圧ドーム形圧縮の部分縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る高圧ドーム形圧圧縮機の部分縦断面図である。
【図５】従来の高圧ドーム形圧縮機の縦断面図である。
【符号の説明】
２ ケーシング
４ 固定スクロール
４ａ 固定スクロール歯
５ 圧縮室
６ 可動スクロール
６ａ 可動スクロール歯
６ｂ 吐出口
７ 吸入管
８ 電動機
８ａ ロータ
８ｂ バランスウエイト
１０ クランク軸
１２ 吐出通路
１３ 開口部
１４ 下部軸受
１６ 下部支持体
１７ 底部油溜め
１８ 筒部
２０ デミスタ
２２ デミスタカバー
２２ａ 板部
２２ｂ 脚部
２２ｃ 折返し部
２２ｄ 保持部
２４ バランスウエイトカバー
Claims (6)
- ケーシング（２）と、
前記ケーシング（２）内に配置されたクランク軸（１０）を有する電動機（８）と、
前記クランク軸（１０）の下端側を軸受（１４）を介して回動可能に支持する支持体（１６）と、
前記クランク軸（１０）の上端側に設けられ、前記クランク軸（１０）の回転に連動する圧縮部（４、６）と、
前記クランク軸（１０）内に設けられるとともに、前記軸受（１４）上方の前記クランク軸（１０）の周面に開口部（１３）を有し、該開口部（１３）から前記圧縮部（４、６）で圧縮された流体を前記ケーシング（２）内に吐出するための吐出通路（１２）と、
前記支持体 (１６) 上に形成され、前記クランク軸（１０）とともに回転する前記開口部（１３）を前記クランク軸（１０）の周方向から取り囲み、上方へ向かって開口している筒部（１８）と
を備えた、高圧ドーム形圧縮機。 - 前記軸受 (１４) は、前記筒部 (１８) の内側で、かつ、前記開口部 (１３) よりも低い位置に配置されている、請求項１記載の高圧ドーム形圧縮機。
- 前記筒部（１８）を周方向から取り囲むように前記支持体（１６）上に形成されたデミスタ部（２０）と、
前記支持体（１６）上に形成され、少なくとも前記筒部 (１８) の上方を覆うように支持された板部 (２２ａ) を有するデミスタカバー部 (２２) と
を備えた、請求項１または２に記載の高圧ドーム形圧縮機。 - 前記板部 (２２ａ) は、前記クランク軸 (１０) の周面から前記デミスタ部 (２０) にわたって形成され、
前記板部（２２ａ）の内周には、前記クランク軸（１０）の周面に沿うように下方に向かって折返し部（２２ｃ）が設けられている、請求項３記載の高圧ドーム形圧縮機。 - 前記デミスタカバー部 (２２) には、前記デミスタ部 (２０) を保持するための保持部 (２２ｄ) が形成されている、請求項３記載の高圧ドーム形圧縮機。
- 前記電動機（８）のロータ（８ａ）の下部にはバランスウエイト（８ｂ）が設けられ、
前記デミスタカバー部（２２）上には、前記バランスウエイト（８ｂ）の旋回直径よりも大きい径を有し、前記バランスウエイト（８ｂ）の旋回領域を前記クランク軸（１０）の周方向から取り囲み、前記バランスウエイト（８ｂ）の旋回運動に伴って流体が乱れるのを防止するための、バランスウエイトカバー部（２４）が設けられた、請求項３〜５のいずれかに記載の高圧ドーム形圧縮機。
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