JP4446923B2 - compressor - Google Patents
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Description
本発明は、横置きに適したコンプレッサに関し、特に車両用空調装置等に適したコンプレッサに関する。 The present invention relates to a compressor suitable for horizontal installation, and more particularly to a compressor suitable for a vehicle air conditioner or the like.
二酸化炭素(CO2)を冷媒として使用し、第1の回転圧縮要素と第2の回転圧縮要素から成る回転圧縮機構部を備える多段圧縮式ロータリコンプレッサは、通常縦型の密閉容器内上部に電動要素を配置し、下部に当該電動要素の回転軸で駆動される回転圧縮機構部を配置して構成されている。また、回転軸は回転圧縮機構部の上下の軸受部で支持されており、電動要素上部には軸受を有していない。 A multi-stage compression rotary compressor that uses carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant and includes a rotary compression mechanism composed of a first rotary compression element and a second rotary compression element is usually electrically driven in the upper part of a vertical sealed container. An element is arranged, and a rotary compression mechanism unit driven by a rotating shaft of the electric element is arranged below. Moreover, the rotating shaft is supported by the upper and lower bearing portions of the rotary compression mechanism portion, and does not have a bearing above the electric element.
そして、このような多段圧縮式ロータリコンプレッサを車両用空調装置等に用いる場合、設置スペース等の問題から当該コンプレッサを横型として配置する場合がある。例えば特許文献1には、多段圧縮式ロータリコンプレッサを横型に用いる構成及び横型に用いた場合でも軸受部の潤滑を円滑に行うための、オイルポンプを用いたオイル供給機構が開示されている。
ところで、このような横型多段圧縮式ロータリコンプレッサでは、回転軸も横置されていることから、当該コンプレッサの使用条件によっては軸受による回転軸支持の無い電動要素付近から振動や騒音が生じるおそれがある。そこで、電動要素上部付近に軸受部を設けて回転軸を支持したとしても、当該軸受部の潤滑方法が問題となり、この潤滑不足による振動や騒音等あるいは軸受の焼付き等を生じる可能性がある。 By the way, in such a horizontal type multi-stage compression rotary compressor, since the rotary shaft is also placed horizontally, depending on the use conditions of the compressor, vibrations and noise may occur from the vicinity of the electric element that does not support the rotary shaft by the bearing. . Therefore, even if a bearing portion is provided near the upper part of the electric element to support the rotating shaft, the lubrication method of the bearing portion becomes a problem, and vibration or noise due to insufficient lubrication, or seizure of the bearing may occur. .
そこで、本発明は横型として用いる場合にも、軸受部の潤滑不足を抑制し、振動や騒音を低減可能なコンプレッサを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a compressor capable of suppressing insufficient lubrication of a bearing portion and reducing vibration and noise even when used as a horizontal type.
請求求項1に記載のコンプレッサは、密閉容器内に設けられ、電動要素を収納する第1の空間と、前記電動要素の回転軸により駆動され冷媒を圧縮する回転圧縮要素を備える回転圧縮機構部と、 前記密閉容器内に設けられ、前記回転圧縮機構部を収納する第2の空間と、前記第1の空間に設けられ、前記回転軸を支持する先端部軸受と、前記密閉容器内を前記第1の空間と前記第2の空間とに区画する区画部材と、前記区画部材を貫通すると共に前記回転軸内に形成され、且つ前記第1の空間と前記第2の空間とを連通する連通部と、前記回転圧縮要素で圧縮された冷媒を前記第2の空間内に吐出するための第1の吐出部と、この第1の吐出部から吐出された冷媒を前記第1の空間内から前記密閉容器外に吐出するための第2の吐出部と、を備え、前記第1の吐出部から吐出された冷媒はオイルを含む冷媒であって、この冷媒は、前記連通部を通って前記先端部軸受に供給されると共に、前記第1の空間内に流入することを特徴とする。 The compressor according to claim 1 is provided in a hermetically sealed container, and includes a first space that houses the electric element, and a rotary compression mechanism that includes a rotary compression element that is driven by the rotary shaft of the electric element and compresses the refrigerant. A second space that is provided in the sealed container and that houses the rotary compression mechanism, a tip bearing that is provided in the first space and supports the rotating shaft, and the inside of the sealed container is A partition member partitioned into a first space and a second space, and a communication that penetrates the partition member and is formed in the rotation shaft, and communicates the first space and the second space. And a first discharge part for discharging the refrigerant compressed by the rotary compression element into the second space, and the refrigerant discharged from the first discharge part from the first space. A second discharge unit for discharging out of the sealed container; The refrigerant discharged from the first discharge part is a refrigerant containing oil, and the refrigerant is supplied to the tip end bearing through the communication part and flows into the first space. It is characterized by doing.
本発明によれば、横型として用いる場合にも、軸受部の潤滑を円滑に行うことが可能で、振動や騒音を抑制することができるコンプレッサが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when using as a horizontal type, the compressor which can lubricate a bearing part smoothly and can suppress a vibration and noise is provided.
以下、本発明のコンプレッサの実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
<実施の形態1>
本発明の一実施形態につき図面に基づいて詳述する。図1は、本発明のコンプレッサの一実施形態としてのロータリコンプレッサ10の側断面図を示している。このロータリコンプレッサ10は、二酸化炭素(CO2)を冷媒とする内部中間圧型の2段圧縮式ロータリコンプレッサで、同ロータリコンプレッサ10は両端が密閉された横長円筒状の密閉容器12を備え、この密閉容器12の底部をオイル溜めとしている。密閉容器12は、電動要素14と、電動要素14の回転軸16により駆動される第1の回転圧縮要素32(1段目)及び第2の回転圧縮要素34(2段目)から構成される回転圧縮機構部18と、を備え、その底部外面には当該ロータリンコンプレッサ10を固定するための脚部110が設けられている。
Embodiments of a compressor according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
<Embodiment 1>
An embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings. FIG. 1 shows a side sectional view of a
密閉容器12は、電動要素14及び回転圧縮機構部18を収納する容器本体12Aと、この容器本体12Aの電動要素14側の端部を閉塞する略椀上のエンドキャップ(蓋体)12Bとで構成される。
The sealed
また容器本体12Aの上部外面には円形の取付孔12Dが形成されており、この取付孔12Dには電動要素14に電力を供給するためのターミナル20(配線を省略)が取り付けられている。
A
電動要素14は、密閉容器12の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ22と、このステータ22の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ24とを備える。このロータ24は中心を通り密閉容器12の軸心方向に延在する回転軸16に固定されている。ここで、ステータ22は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した図示しない積層体と、この積層体の歯部に直巻き方式により巻装されたステータコイル28とを有している。そして、ロータ24もステータ22と同様に電磁鋼板の積層体で形成され、この積層体内に永久磁石を挿入して形成されている。
The
回転軸16の電動要素14側の端部には吸引通路101が支持部材67に形成されている。この吸引通路101は、後述する中間吐出管路65からバッフル板100の電動要素14側に吐出される冷媒をバッフル板100の回転圧縮機構部18側の中間冷媒吐出管92に導入すると共に、密閉容器12内の底部のオイル溜めから吸い上げられる潤滑油としてのオイルを各摺動部に供給するために備えられる。
A
また、回転軸16内には通路82が軸中心を貫通して水平方向に渡り設けられており、この通路82の回転圧縮機構部18側の一端は吐出口82Aにて開口しており、電動要素14側の他端は吸込口82Bにて吸引通路101と連通している。尚、この通路82には各回転圧縮要素32、34の摺動部及び先端部軸受3にもオイル供給可能なように連通孔が設けられている。
Further, a
そして、この回転軸16の吸込口82B付近の外周面は、先端部軸受支持部材2の中心部に固定されている先端部軸受3により支持されている。
The outer peripheral surface of the
先端部軸受支持部材2は、底部や容器本体内周面に孔やスリットが設けられ、冷媒やオイルの流通が可能となっている。
The tip end bearing
回転圧縮機構部18の第1の回転圧縮要素32と第2の回転圧縮要素34は、第1及び第2のシリンダ38、40により構成され、これらシリンダ38、40間には中間仕切板36が狭持されている。
The first
また、第1及び第2の回転圧縮要素32、34は、それぞれ中間仕切板36の両側(図1では左右)に配置された第1及び第2のシリンダ38、40と、回転軸16に設けられ180度の異相差を持つ第1及び第2の偏心部42、44に嵌合され、第1及び第2のシリンダ38、40内を偏心回転する第1及び第2のローラ46、48と、これらローラ46、48に当接してシリンダ38、40内をそれぞれ低圧室側と高圧室側とに区画する第1及び第2のベーン50、52と、シリンダ40の電動要素14側の開口面とシリンダ38の電動要素14とは反対側の開口面をそれぞれ閉塞して回転軸16の軸受を兼用する支持部材54、56とから構成されている。
The first and second
ベーン50、52の外側(図1では上側)には、ベーン50、52の外側端部に当接して、常時ベーン50、52をローラ46、48側に付勢するスプリング74、76が設けられている。更に、スプリング74、76の密閉容器12側には金属製のプラグ122、123が設けられ、スプリング74、76の抜け止めの役目を果たす。また、第2のベーン52には図示しない背圧室が構成され、この背圧室にはシリンダ40内の高圧室側の圧力が背圧として印加される。
On the outer side of the
支持部材54、56には、一部を凹陥させ、この凹陥部をそれぞれ後述するバッフル板100及びカバー68にてそれぞれ閉塞することにより、吐出消音室62、64が形成されている。即ち、吐出消音室62は支持部材54の凹陥部をバッフル板100にて閉塞することにより、吐出消音室64は支持部材56の凹陥部をカバー68にて閉塞することにより形成されている。
吐出消音室64と密閉容器12内は、シリンダ38、40や中間仕切板36、バッフル板100を貫通して電動要素14側に開口する中間吐出管路65にて連通されており、この中間吐出管路65から第1の回転圧縮要素32で圧縮された中間圧の冷媒ガスが密閉容器12内の電動要素14側に吐出される。このとき、冷媒ガス中には第1の回転圧縮要素32に供給されたオイルが混入しているが、このオイルも密閉容器12内の電動要素14側に吐出されることになる。ここで、冷媒ガス中に混入したオイルの一部は冷媒ガスから分離して密閉容器12内底部のオイル溜めに溜まる。
The
また、密閉容器12には冷媒ガスを第1の回転圧縮要素32に導入するための冷媒導入管94と、中間吐出管路65から密閉容器12内に吐出された冷媒ガスを第2の回転圧縮要素34に導入するための中間冷媒吐出管92及び中間冷媒導入管93と、第2の回転圧縮要素34により高圧に圧縮された冷媒ガスを外部に吐出するための冷媒吐出管96と、が挿入接続されている。
Further, in the sealed
そして、前述したバッフル板100は密閉容器12内を電動要素14側と回転圧縮機構部18側とに区画して、密閉容器12内に差圧を構成するために設けられる。このバッフル板100は、ドーナッツ状の鋼板からなるもので、容器本体12Aの内周面に沿って密着固定されている。
The
このように、バッフル板100を容器本体12Aの内周面に密着して設置することにより、密閉容器12の内部空間は、バッフル板100を介して、電動要素14側と回転圧縮機構部18側とに区画され、これら2区画は上述したように連通部としての吸引通路101及び通路82のみで連通される。これにより、密閉容器12内の電動要素14側と回転圧縮機構部18側との間に所望の差圧を構成することができる。
In this way, by installing the
ここで、第1の回転圧縮要素32で圧縮され、密閉容器12内の電動要素14側に吐出された中間圧の冷媒ガスは、上述したように吸引通路101及び通路82を通って回転圧縮機構部18側に流入することになるが、係るバッフル板100の存在により、密閉容器12内にはバッフル板100の電動要素14側の圧力は高く、回転圧縮機構部18側が低い差圧が構成される。この差圧により、本実施の形態のロータリコンプレッサ10では、中間吐出管路65から密閉容器12内に吐出される冷媒ガスと、この冷媒ガスから分離するオイルとが回転圧縮機構部18側に容易に流入するようになり、オイルポンプ等を設けることなく、通路82内へのオイル供給が可能となり、各摺動部に円滑にオイルを供給することができる。
Here, the intermediate-pressure refrigerant gas compressed by the first
また、バッフル板100は、前述のように支持部材54の一部を凹陥させて形成した吐出消音室62のカバーを兼ねているので、部品点数の削減による構造の簡素化とコストの低減並びに寸法の小型化を図ることができる。
Further, since the
そして冷媒としては、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前記二酸化炭素(CO2)を使用し、密閉容器12内に封入される潤滑油としてのオイルとしては、例えば鉱物油(ミネラルオイル)、アルキルベンゼン油、エーテル油、PAG(ポリアルキレングリコール)、POE(ポリオールエステル)等が使用される。
As the refrigerant, the carbon dioxide (CO2), which is a natural refrigerant, is used in consideration of flammability and toxicity. As the oil as the lubricating oil enclosed in the sealed
以上の構成で次に本実施の形態におけるロータリコンプレッサ10の動作を説明する。ターミナル20及び図示されない配線を介して電動要素14のステータコイル28に通電されると、電動要素14が起動してロータ24が回転する。この回転により回転軸16と一体に設けた上下の偏心部42、44に嵌合された上下のローラ46、48が上下のシリンダ38、40内を偏心回転する。
Next, the operation of the
これにより、冷媒導入管94及び支持部材56に形成された図示しない吸込通路を経由して、第1の回転圧縮要素32のシリンダ38における低圧室側に低圧の冷媒ガスが吸入され、ローラ46とベーン50の動作により当該冷媒ガス圧縮されて中間圧となり、シリンダ38の高圧室側より中間吐出管路65を介して密閉容器12内の電動要素14側に吐出される。このとき、密閉容器12内の電動要素14側に吐出された中間圧の冷媒ガス中には、オイル通路82から第1の回転圧縮要素32に供給されたオイルが混入しており、このオイルの一部は分離され密閉容器12内底部のオイル溜めに貯油される。
As a result, low-pressure refrigerant gas is sucked into the low-pressure chamber side of the
また、上述したように密閉容器12内はバッフル板100により電動要素14側と回転圧縮機構部18側とに区画されており、これら各区画の間は吸込通路101及び通路82のみで連通されている。このため、中間吐出管路65から吐出された冷媒ガスは、電動要素14を冷却した後、吸引通路101の一端101Aから吸引通路101を通り、他端101Bを経由して、吸込口82Bから通路82を通過して吐出口82Aにより回転圧縮機構部18側に至ることになる。
Further, as described above, the inside of the sealed
尚、上記の如く電動要素14側と回転圧縮機構部18側とは吸引通路101及び通路82にて連通されているので、密閉容器12内の圧力は、電動要素14側より回転圧縮機構部18側の方が低くなり、この差圧により、上記のように分離されたオイルは、吸引通路101のオイル溜め側の一端101Aより通路82内に容易に供給される。
Since the
これにより、本実施の形態のロータリコンプレッサ10では、オイルポンプ等を用いることなく各摺動部へのオイル供給をすることができるようになる。即ち、吸引通路101を経由して通路82に到達したオイルは、先端部軸受3、第1の回転圧縮要素32及び第2の回転圧縮部34に供給され当該各摺動部を潤滑すると共に、残りは吐出口82Aより吐出され、後段の第2の回転圧縮要素34に導入されることになる。
Thereby, in the
一方、中間吐出管路65から吐出された冷媒ガスは、上述したように電動要素14を冷却した後、オイルと共に通路82を通過し、中間冷媒吐出管92から一度密閉容器12外を経由した後、中間冷媒導入管93を介して第2の回転圧縮要素34の低圧室側に導入される。そして、この冷媒ガスは、第2の回転圧縮要素34のローラ48とベーン52との働きにより2段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から支持部材54に形成された吐出消音室62、冷媒吐出管96を経て図示しない外部の放熱器等を経由した後、再び冷媒導入管94から第1の回転圧縮要素32へと導かれることになる。
On the other hand, the refrigerant gas discharged from the
以上から、本実施の形態のロータリコンプレッサ10は、例えば回転圧縮機構部18側が低く傾いた場合にも、第2の回転圧縮要素34の低圧室側に流入する冷媒ガスの流れを利用して確実にオイルを回転圧縮機構部18側に供給することができるようになる。
From the above, the
また、1段目である第1の回転圧縮要素32で圧縮された中間圧の冷媒ガスは、オイルと共に、吸込通路101を介して通路82に至るため、各摺動部のオイル潤滑を、オイルポンプ等を用いることなく行うことができ、特に、潤滑が困難である先端部軸受3の潤滑をも容易に行うことができる。
<実施の形態2>
次に図2を参照して、本発明の他の実施の形態を説明する。図2はこの場合のロータリコンプレッサ30の側断面図を示しており、図1と同符号が付されているものは、同一若しくは同様の機能、効果を奏するものとする。本実施の形態のロータリコンプレッサ30は、上記第1の実施の形態におけるロータリコンプレッサ10と比較した場合、支持部材67、吸引通路101、中間吐出管路65及び中間冷媒吐出管92の配置が相違する。
Further, the intermediate-pressure refrigerant gas compressed by the first
<
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a side sectional view of the
即ち、本実施の形態のロータリコンプレッサ30は、支持部材67及び吸引通路101が、バッフル板により区画される回転圧縮機構部18側に備えられると共に、中間吐出管路101は回転圧縮機構部18側に開口し、中間冷媒吐出管92は電動要素14側に設けられている。
That is, in the
ロータリコンプレッサ30は以上の如き構成により、第1の回転圧縮要素32で圧縮された中間圧の冷媒は中間吐出管路65により、密閉容器12内がバッフル板100で区画された回転圧縮機構部18側に吐出された後、吸引通路101及び通路82を経由して、中間冷媒吐出管92及び中間冷媒導入管93を介して第2の回転圧縮要素34に至ることになる。
The
これにより、本実施の形態においても、バッフル板100を挟んで電動要素14側と回転圧縮機構部18側とは通路82等でのみ連通されているので、吸引通路101の一端101Aより通路82内に容易に供給される。
As a result, also in the present embodiment, the
以上、上記各実施の形態では多段圧縮式のロータリコンプレッサにより本発明を説明したが、これに限らず、レシプロ式コンプレッサ等のコンプレッサにおいても本発明を用いることが可能である。 In the above embodiments, the present invention has been described using a multistage compression rotary compressor. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be used in a compressor such as a reciprocating compressor.
尚、上記各実施の形態においては、密閉容器12の内面とバッフル板100の外縁との間を密着させ、バッフル板100の電動要素14側と回転圧縮機構部18側とは、吸引通路101及び通路82のみで連通させるものとしたが、このような構成においては、オイル通路と冷媒ガス通路とが完全に共有されるため、吸引通路101の一端101A等におけるオイル吸引が困難になる場合がある。
In each of the above embodiments, the inner surface of the sealed
そこで、上記の如き問題が発生する場合には、密閉容器12の内面とバッフル板100の外縁とを完全に密着させずに、冷媒ガスの通路としての隙間をバッフル板100上部付近乃至中心線以上の位置に形成させても良いものとする。尚、前記隙間は、バッフル板100の両側におけるオイル揚程差を確保できる範囲、例えば1mm以下とする必要がある。
Therefore, when the above-described problem occurs, the gap as the refrigerant gas passage is not close to the upper part of the
また、上記各実施の形態ではバッフル板100は、吐出消音室62のカバーを兼ねるものとしたが、これに関わらず、バッフル板100と吐出消音室62のカバーとを別のものとした場合にも、本発明は有効である。
In each of the above embodiments, the
更に、上記各実施の形態においては、オイルポンプを設ける必要がないものとしたが、本発明のコンプレッサの使用条件等によっては、支持部材67付近にオイルポンプ等を配置しても良い。
Furthermore, in each of the above embodiments, it is not necessary to provide an oil pump. However, an oil pump or the like may be disposed in the vicinity of the
尚、上記各実施の形態においては冷媒として二酸化炭素(CO2)を用いたが、これに限らす、炭化水素(HC)、アンモニア(NH3)等の冷媒を用いても本発明は有効である。 In each of the above embodiments, carbon dioxide (CO2) is used as a refrigerant. However, the present invention is effective even when a refrigerant such as hydrocarbon (HC) or ammonia (NH3) is used.
2 先端部軸受支持部材
3 先端部軸受
10、30 ロータリコンプレッサ
12 密閉容器
12A 容器本体
12B エンドキャップ
12D 取付孔
14 電動要素
16 回転軸
18 回転圧縮機構部
20 ターミナル
22 ステータ
24 ロータ
28 ステータコイル
32 第1の回転圧縮要素
34 第2の回転圧縮要素
36 中間仕切板
38、40 シリンダ
42、44 偏心部
46、48 ローラ
50、52 ベーン
54、56 支持部材
62、64 吐出消音室
65 中間吐出管路
66 バッフル板
67 支持部材
68 カバー
74、76 スプリング
82 通路
82A 吐出口
82B 吸込口
92 中間冷媒吐出管
93 中間冷媒導入管
94 冷媒導入管
96 冷媒吐出管
100 バッフル板
101 吸引通路
110 脚部
122、123 プラグ
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