JP4266104B2 - 横形ロータリ式圧縮機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば冷凍機や空気調和機の冷凍サイクルを構成する圧縮機に係わり、特に、横置き形のロータリ式圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば冷凍機や空気調和機に用いられる圧縮機として種々のタイプのものがあるが、中でも信頼性が高く、かつ運転騒音の小さいロータリ式圧縮機が多用されている。
通常のタイプとしては据付け面積が小さくてすむ縦長形状のものがほとんどであり、他の冷凍サイクル構成部品との配置やその他の特別な条件によっては横置きタイプのロータリ式圧縮機が用いられることもある。
【０００３】
この種の圧縮機は、横長形状の密閉容器内に軸方向を水平に向けた電動圧縮機本体が収容される。上記電動圧縮機本体は、軸受けを介して支持される回転軸の一端部にロータリ式の圧縮機構部が設けられ、他端部に電動機部が設けられてなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記密閉容器内には潤滑油が集溜されていて、回転軸の回転にともなって潤滑油を吸い上げ、圧縮機構部を構成する各摺動部に給油するようになっている。
たとえば、実公昭６１−８０３８５号公報では、横型ロータリ圧縮機における給油構造を特徴としていて、圧縮機構部のプレートにシリンダ室と連通する給油孔を設けたことが記載されている。このことから、シリンダ室内の圧力と密閉容器内空間の圧力差により潤滑油を吸い上げて所要の潤滑部に給油できる。
【０００５】
しかしながら、以上の給油構造では、たとえば圧縮機を傾斜した状態で運転した場合など、油吸込み部における油面が低下すると、充分な吸い込みができずに各摺動部への給油が不十分なものとなる。さらに、高圧と低圧の差圧が小さい状態でも給油が不十分になって、信頼性に劣るなどの問題がある。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機構部の各摺動部への給油を確実なものとして、高い信頼性を得られる横形ロータリ式圧縮機を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を満足するため本発明の横形ロータリ式圧縮機は、内底部に潤滑油を集溜する横長形状の密閉容器内に、軸受けを介して水平方向に回転自在に支持される回転軸、この回転軸の一端部に設けられるロータリ式の圧縮機構部、回転軸の他端部に設けられる電動機部とからなる電動圧縮機本体を収容し、密閉容器内を仕切り部材で圧縮機構部が位置する油貯溜部空間と電動機部が位置する電動機側空間として仕切り、この仕切り部材の下部に油貯溜部空間と電動機側空間とを連通して油貯溜部空間側の潤滑油を電動機側空間に導く油連通孔を設け、仕切り部材の上部に圧縮機構部で圧縮され電動機側空間に吐出される高圧ガスを油貯溜部側空間へ導くガス連通孔を設け、圧縮機構部で圧縮され吐出される高圧ガスを一旦受け入れて消音し、そのあとガス孔を介して密閉容器内へ放出するバルブカバーとを具備し、バルブカバーのガス孔面積（Ａｏ）は仕切り部材のガス連通孔面積（Ａ１）よりも大（ Ａｏ＞Ａ１ ）とした。
【０００９】
さらに、仕切り部材のガス連通孔面積（Ａ１）は、バルブカバーのガス孔面積（Ａｏ）の１／２と等しい、もしくはそれよりも大（ Ａ１≧Ａｏ／２ ）である。
さらに、仕切り部材は圧縮機構部を構成する鋳物製シリンダからなり、油連通孔とガス連通孔は鋳物成形時の鋳抜き部である。
さらに、仕切り部材は圧縮機構部を構成するブレードとは密着しないよう取付けられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は横形ロータリ式圧縮機の正面の断面図であり、図２は同圧縮機の側面の断面図である。
図中、１は横形ロータリ式圧縮機であり、後述するように、密閉容器２内に電動圧縮機本体３が収容されてなる。４はアキュムレータであり、この上端部に冷凍サイクルを構成する図示しない蒸発器に連通する冷媒管５が接続される。
【００１１】
上記アキュームレータ４の下端部と横形ロータリ式圧縮機１の密閉容器２下部とは吸込み管６で連通される。ここでは２シリンダタイプの圧縮機構部を備えていて、図２では前後に重なった状態で２本の吸込み管６が接続される。
上記密閉容器２における吸込み管６とは対称の位置に吐出冷媒管７が接続されていて、この端部が開口している。上記吐出冷媒管７は冷凍サイクルを構成する凝縮器と連通される。
【００１２】
また、図２のみに示すように、密閉容器２の右斜め下方向からインジェクション管８が突出している。これは、上記凝縮器の冷媒導出側から分岐されていて、必要条件に応じて液冷媒の一部を直接圧縮機１に導くようになっている。
上記電動圧縮機本体３は、密閉容器２内に収容され、主軸受け１０と副軸受け１１を介して水平方向に回転自在に支持される回転軸１２と、この回転軸の一端部である図の右側部に設けられるロータリ式の圧縮機構部１３および、回転軸１２の他端部である図の左側部に設けられる電動機部１４とから構成される。
【００１３】
上記圧縮機構部１３は、中間仕切り板１５の左右両側に設けられる第１の圧縮機構部１３Ａと第２の圧縮機構部１３Ｂとから構成される。第１の圧縮機構部１３Ａは中間仕切り板１５の左側である電動機部１４側にあり、第２の圧縮機構部１３Ｂは中間仕切り板１５の右側である反電動機部側にある。
それぞれの圧縮機構部１３Ａ，１３Ｂはシリンダ１６ａ，１６ｂを備えている。第１の圧縮機構部１３Ａのシリンダ１６ａは、外径が上記密閉容器２の内径とほぼ同一であり、この密閉容器に嵌合状態で取付けられる。
【００１４】
第１のシリンダ１６ａの電動機部１４側の側面で、かつ周端部に板状の仕切り部材１７が取付けられる。したがって、ここでは第１の圧縮機構部１３Ａのシリンダ１６ａと仕切り部材１７とで密閉容器２内を左右に仕切っている。
上記シリンダ１６ａと仕切り部材１７を境にして、密閉容器２内の一方側を上記圧縮機構部１３が位置する油貯溜部空間Ｓａと呼び、他方側を上記電動機部１４が位置する電動機側空間Ｓｂと呼ぶ。
【００１５】
図３は、上記電動機側空間Ｓｂから見た仕切り部材１７側の圧縮機の断面図であり、図４は上記仕切り部材１７の正面図である。
上記第１のシリンダ１６ａは鋳物製であって、この周辺部には複数の円弧状の鋳抜き部１８が設けられている。上記仕切り部材１７下部は台状に切欠加工され、上記第１のシリンダ１６ａ下部側の鋳抜き部１８との組み合わせ位置から油連通孔１９が形成される。
【００１６】
さらに、仕切り部材１７上部には第１のシリンダ１６ａ上部側の鋳抜き部１８に連通するガス連通孔２０が設けられる。なお上記吐出管７の密閉容器２接続位置は、上記ガス連通孔２０位置よりも高く、かつ密閉容器全高の２／３以上の位置を選択するとよい。
すなわち、以上の設定から潤滑油が圧縮機１から吐出冷媒管７を介して流出し難くなり、潤滑油の貯溜量を常に確保し、かつ油貯溜部空間Ｓａを有効利用できる。
【００１７】
第１の圧縮機構部１３Ａのシリンダ１６ａ一側面で、軸心部に上記主軸受け１０が密着し、他側面に中間仕切り板１５が密着する。第２の圧縮機構部１３Ｂのシリンダ１６ｂ外径は第１の圧縮機構部１３Ａのシリンダ１６ａ外径よりもはるかに小さく、一部は外方に突出し周面が密閉容器２の内周面に密着する。
第２の圧縮機構部１３Ｂのシリンダ１６ｂ一側面に中間仕切り板１５が密着し、他側面に上記副軸受け１１が密着する。これら主・副軸受け１０，１１と両シリンダ１６ａ，１６ｂおよび中間仕切り板１５は、両側から螺挿される取付け具ａ，ｂによって一体に締結固定される。
【００１８】
さらに、この取付け具ａ，ｂによって、上記主軸受け１０には第１の吐出カバー２２およびバルブカバー２３が取付けられ、上記副軸受け１１には第２の吐出カバー２４が取付けられている。
各シリンダ１６ａ，１６ｂの内径開口部は、左右両側を各軸受け１０，１１と中間仕切り板１５で囲まれシリンダ室２５ａ，２５ｂとなっている。それぞれのシリンダ室２５ａ，２５ｂに対向する回転軸１２部位には、偏心ローラ２６ａ，２６ｂがシリンダ室内を偏心回転自在に嵌め込まれている。
【００１９】
第２の圧縮機構部１３Ｂのみ示すが、ローラ２６ｂ周面に軸方向に沿ってブレード２７の先端が弾性的に押圧された状態で接触し、各シリンダ室２５ａ，２５ｂ内を高圧側と低圧側に仕切っている。
上記アキュームレータ２と連通する２本の吸込み管６は密閉容器２を貫通し、各シリンダ１６ａ，１６ｂの密閉容器嵌合部に設けられる取付け用孔２８に挿入固着される。上記取付け用孔２８は上記シリンダ室２５ａ，２５ｂに開口していて、したがって各吸込み管６はシリンダ室と直接的に連通する。
【００２０】
上記主軸受け１０と副軸受け１１には、各シリンダ室２５ａ，２５ｂと連通する吐出弁機構３０が設けられている。主軸受け１０に取付けられる第１の吐出カバー２２は主軸受けの吐出弁機構３０をカバーし、副軸受け１１に取付けられる第２の吐出カバー２４は副軸受けの吐出弁機構３０をカバーしている。
第１の吐出カバー２２はガス案内孔を備えていて、ここを通過したガスを上記バルブカバー２３内に案内するようになっている。第２の吐出カバー２４には特にガス案内孔が設けられていない。
【００２１】
その代りに、図示していないが第１のシリンダ１６ａと中間仕切り板１５を介して第２のシリンダ１６ｂに連通するガス案内通路が設けられていて、第２の吐出カバー２４内に吐出されるガスをガス案内通路を介して上記第１の吐出カバー２２内に案内するようになっている。
すなわち、第１の吐出カバー２２内には第１のシリンダ室２５ａで圧縮されたガスと、第２のシリンダ室２５ｂで圧縮されたガスとが合流し、第１の吐出カバー２２のガス案内孔からバルブカバー２３内に導かれるようになっている。
【００２２】
上記バルブカバー２３にはガス孔３１が設けられていて、ここを合流したガスが流通し、密閉容器２内に吐出案内される。なお、バルブカバー２３は電動機側空間Ｓｂに突出して設けられているので、上記ガス孔３１を介して吐出されるガスは電動機側空間Ｓｂに充満する。
一方、上記回転軸１２の副軸受け１１側端面から主軸受け１０対向部までに亘り、この中心軸に沿って給油用センター孔３３が設けられている。この給油用センター孔３３の中途部と、上記第１のシリンダ室２５ａと第２のシリンダ室２５ｂの偏心ローラ２６ａ，２６ｂの内側とをそれぞれ連通する油案内孔３４が設けられる。
【００２３】
給油用センター孔３３の回転軸１２端面開口部は上記第２の吐出カバー２４で閉成されていて、給油用センター孔３３は密閉構造となっている。上記第２の吐出カバー２４には油吸い上げ管３５が接続されていて、この開口端は上記給油用センター孔３３に対向している。
上記油吸い上げ管３５の他端部は密閉容器２の下部に形成される油溜り部Ｔの潤滑油中に浸漬される。したがって、油吸い上げ管３５から給油用センター孔３３と油案内孔３４とで給油路３６が構成され、油溜り部Ｔと第１・第２の圧縮機構部１３Ａ，１３Ｂの各摺動部を連通している。
【００２４】
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、回転軸１２端部側の上記給油用センター孔３３内にネジリポンプ４０等のポンプ部材を設けるとよい。このネジリポンプ４０は板片の一端部から切り込みを入れ板片両側をずらすことによって、回転軸１２が回転した際にセンター孔３３内の潤滑油に有効な遠心力を与えられるようになっている。
上記電動機部１４は、密閉容器２の内面に固定された固定子４５と、この固定子の内側に所定の隙間を介して配置され、かつ上記回転軸１２が介挿される回転子４６とからなる。
【００２５】
このようにして構成される横形ロータリ式圧縮機であって、電動機部１４に通電することにより回転軸１２が回転駆動され、冷凍サイクルからアキュームレータ４と２本の吸込み管６を介して圧縮機１に蒸発した冷媒ガスが導かれる。
第１、第２の圧縮機構部１３Ａ，１３Ｂにおける各シリンダ室２５ａ，２５ｂでは偏心ローラ２６ａ，２６ｂが偏心回転していて、各シリンダ室内に冷媒ガスを導入し、圧縮する。
【００２６】
圧縮され高圧化したガスは、それぞれ第１、第２の吐出カバー２２，２４内へ吐出される。そして、全ての高圧ガスはバルブカバー２３に一旦充満し、ここでマフラー効果が得られたあと、ガス孔３１を介して電動機側空間Ｓｂに放出される。
高圧ガスは電動機側空間Ｓｂに充満し、さらに仕切り部材１７のガス連通孔２０と、第１のシリンダ１６ａの鋳抜き部１８を介して油貯溜部空間Ｓａへ導かれる。この油貯溜部空間Ｓａに充満する高圧ガスは、吐出冷媒管７から吐出され凝縮器に導かれて冷凍サイクルを構成する。
【００２７】
なお、密閉容器２底部に形成される油溜り部Ｔにおいて、仕切り部材１７と第１のシリンダ１６ａ下部で形成される油連通孔１９と鋳抜き部１８によって油貯溜部空間Ｓａと電動機側空間Ｓｂとが連通状態になる。
図１に示すように、運転を停止した状態である静止時の油溜り部Ｔにおける油面の高さＬａは、油貯溜部空間Ｓａと電動機側空間Ｓｂで同一である。運転が開始され継続すると、バルブカバー２３から吐出される高圧ガスは電動機側空間Ｓｂに充満するので、電動機側空間が油貯溜部空間Ｓａより高圧条件下になる。
【００２８】
上記油貯溜部空間Ｓａには仕切り部材１７のガス連通孔２０と第１のシリンダの鋳抜き部１８とを介して導かれる高圧ガスが充満し、かつ順次冷媒吐出管７から吐出されるので、電動機側空間Ｓｂよりも低圧条件下になる。
したがって、運転時の油面は電動機側空間Ｓｂにおいて低く（Ｌｂ）なり、油貯溜部空間Ｓａにおいてこれよりも高い（Ｌｃ）。この状態で、電動機部１４を構成する回転子４６が油面高さＬｂよりも上方部位にあるので、回転子が潤滑油を跳ね飛ばしながら回転することがなく、エネルギーロスを防止できる。
【００２９】
油貯溜部空間Ｓａにおいて油面高さＬｃが高くなる一方で、偏心ローラ２６ａ，２６ｂの偏心回転にともない各シリンダ室２５ａ，２５ｂがブレード２７によって高圧室と低圧室とに仕切られる。
シリンダ室２５ａ，２５ｂの偏心ローラ２６ａ，２６ｂ内側は中間圧となり、油案内孔３４を介して連通する給油用センター孔３３も中間圧となって、センター孔３３と油貯溜部空間Ｓａとは圧力差が生じる。
【００３０】
そのため、油貯溜部空間Ｓａの下部に満たされている潤滑油が油吸い上げ管３５に吸い上げられる。潤滑油は、油吸い上げ管３５から給油用センター孔３３に導かれ、さらに油案内孔３４を介して各シリンダ室２５ａ，２５ｂの偏心ローラ２６ａ，２６ｂ内側に導かれる。
すなわち、潤滑油は油溜り部Ｔから給油路３６に沿って導かれ、第１・第２の圧縮機構部１３Ａ，１３Ｂを構成する各摺動部に確実に給油され、各摺動部における充分な潤滑性が保証される。
【００３１】
なお、上述の実施の形態では、第１の圧縮機構部１３Ａのシリンダ１６ａ外径を密閉容器２内径と同一にして、電動機側空間Ｓｂに対向する側面部に仕切り部材１７を取付けるようにしたが、これに限定されるものではない。
たとえば、第１の圧縮機構部１３Ａのシリンダ１６ａは小径のものを用いる代わりに、上記仕切り部材１７の板厚を充分厚くし、この仕切り部材のみで密閉容器２内を左右に仕切るようにしてもよい。あるいは、上記シリンダ１６ａが仕切り部材を兼用するようにしてもよい。
【００３２】
また、上述の実施の形態において、各圧縮機構部１３Ａ，１３Ｂで圧縮され吐出される高圧ガスをバルブカバー２３内に一旦受け入れて消音し、そのあとバルブカバーに設けられるガス孔３１を介して密閉容器２内へ放出する。
ここで、上記バルブカバー２３に設けられるガス孔３１の面積をＡｏとし、上記仕切り部材１７に設けられるガス連通孔２０の面積をＡ１とすると、ＡｏはＡ１よりも大（ Ａｏ＞Ａ１ ）となるように設定する。
【００３３】
逆に、Ａ１の面積をＡｏよりも大とすると、冷媒循環量が少ない場合、電動機側空間Ｓｂと油貯溜部空間Ｓａとの差圧が生じなくなり、油貯溜部空間の油面が上昇しなくなって給油が不足し、信頼性が低下する。
その一方で、電動機側空間Ｓｂの油面が上昇して、電動機部１４を構成する回転子４６に油面が接触して摩擦損失が生じる等の不具合がある。
したがって、バルブカバー２３のガス孔３１面積（Ａｏ）＞仕切り部材１７のガス連通孔２０面積（Ａ１）とすることにより、冷媒循環量が少なくても電動機側空間Ｓｂと油貯溜部空間Ｓａとの差圧を確保し、油貯溜部空間の油面を上昇させ充分な給油をなし信頼性の向上を得られ、電動機側空間の油面が常に低下して、電動機部回転子４６に油面が接触することはない。
【００３４】
さらに、上記仕切り部材１７のガス連通孔２０面積（Ａ１）は、上記バルブカバー２３のガス孔３１面積（Ａｏ）の１／２よりも大（ Ａ１≧Ａｏ／２ ）となるよう設定する。
逆に、仕切り部材１７のガス連通孔２０面積（Ａ１）をバルブカバー２３のガス孔３１面積（Ａｏ）の１／２よりも小とすると、冷媒循環量が多い場合、電動機側空間Ｓｂと油貯溜部空間Ｓａとの差圧が極めて大となり、油貯溜部空間の油面が上昇し過ぎて冷媒吐出管７から潤滑油が流出する虞れがある。
【００３５】
このような理由から、上記仕切り部材１７のガス連通孔２０面積（Ａ１）は、上記バルブカバー２３のガス孔３１面積（Ａｏ）の１／２よりも大（ Ａ１≧Ａｏ／２ ）となるよう設定するとよい。
なお、上記仕切り部材１７は、上記圧縮機構部１３を構成するブレード２７とは密着しないよう取付けるとよい。すなわち、仕切り部材１７とブレード２７との間に隙間が形成される。
上記ブレード２７のほとんど全部は油面の高くなった潤滑油中に浸漬状態にあり、上記仕切り部材１７と隙間を確保することにより潤滑油が確実に導かれ、ブレード２７の潤滑性を確保できる。
【００３６】
【発明の効果】
上記説明したように本発明によれば、横形ロータリ式圧縮機において、圧縮機構部の各摺動部への給油を確実に行え、高い信頼性を得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す、横形ロータリ式圧縮機の正面断面図。
【図２】同実施の形態の、横形ロータリ式圧縮機の側面断面図。
【図３】同実施の形態の、横形ロータリ式圧縮機の側面断面図。
【図４】同実施の形態の、仕切り部材の正面図。
【図５】同実施の形態の、ネジリポンプの正面図と側面図。
【符号の説明】
２…密閉容器、
１２…回転軸、
１３…圧縮機構部、
１４…電動機部、
３…電動圧縮機本体、
Ｓａ…油貯溜部空間、
Ｓｂ…電動機側空間、
１７…仕切り部材、
１９…油連通孔、
２０…ガス連通孔、
３３…センター孔、
３６…給油路、
４０…ネジリポンプ、
１３Ａ…第１の圧縮機構部、
１３Ｂ…第２の圧縮機構部、
１６ａ…第１のシリンダ、
１６ｂ…第２のシリンダ、
２３…バルブカバー、
１８…鋳抜き部、
２７…ブレード。

Claims (4)

1. 内底部に潤滑油を集溜する横長形状の密閉容器と、
   この密閉容器内に収容され、軸受けを介して水平方向に回転自在に支持される回転軸と、この回転軸の一端部に設けられるロータリ式の圧縮機構部および、回転軸の他端部に設けられる電動機部とからなる電動圧縮機本体と、
   上記密閉容器内を左右に仕切り、一方側を圧縮機構部が位置する油貯溜部空間とし、他方側を電動機部が位置する電動機側空間とする仕切り部材と、
   この仕切り部材の下部に設けられ、上記油貯溜部空間と上記電動機側空間とを連通して油貯溜部空間側の潤滑油を電動機側空間に導く油連通孔と、
   上記仕切り部材の上部に設けられ、上記圧縮機構部で圧縮され上記電動機側空間に吐出される高圧ガスを上記油貯溜部空間へ導くガス連通孔と、
   上記圧縮機構部で圧縮され吐出される高圧ガスを一旦受け入れて消音し、そのあとガス孔を介して密閉容器内へ放出するバルブカバーとを具備し、
   上記バルブカバーのガス孔面積（Ａｏ）は、上記仕切り部材のガス連通孔面積（Ａ１）よりも大（ Ａｏ＞Ａ１ ）であることを特徴とする横形ロータリ式圧縮機。
2. 上記仕切り部材のガス連通孔面積（Ａ１）は、上記バルブカバーのガス孔面積（Ａｏ）の１／２と等しい、もしくはそれよりも大（ Ａ１≧Ａｏ／２ ）であることを特徴とする請求項１記載の横形ロータリ式圧縮機。
3. 上記仕切り部材は、上記圧縮機構部を構成する鋳物製シリンダからなり、上記油連通孔とガス連通孔は鋳物成形時の鋳抜き部であることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の横形ロータリ式圧縮機。
4. 上記仕切り部材は、上記圧縮機構部を構成するブレードとは密着しないよう取付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の横形ロータリ式圧縮機。

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