JP6673491B2 - 密閉型圧縮機 - Google Patents
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Description
このため、上軸受および下軸受のうち少なくとも一方に、駆動軸の撓みを吸収する柔構造を形成した密閉型圧縮機が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
このような構造によって、駆動軸の撓み変形に応じて、薄肉の円筒部分すなわち柔構造が弾性変形し、軸受部の内周面に作用する圧縮荷重は緩和され、局部摩耗の発生が抑えられる。
圧縮機構部内の圧力脈動が大きくなると、駆動軸は、軸方向に押圧されて軸方向に相対移動することになる。
ローリングピストンの偏心回転を可能にするために、上軸受のシリンダに当接する下端面とローリングピストンの上端面との間、および、下軸受のシリンダに当接する上端面とローリングピストンの下端面との間には、それぞれ僅かな隙間が形成されている。駆動軸の軸方向への相対移動によって、一方の隙間が拡大して、他方の隙間が縮小する現象が生じる。
柔構造溝の内部の圧力は、柔構造溝の底面(天井面)に作用する軸方向の力になるため、脈動が大きくなった場合、駆動軸を軸方向に相対移動させる力が強くなり、密閉型圧縮機の本体からの騒音が増加したり、本体の振動が増加したりするという課題があった。
柔構造溝には、柔構造溝とマフラ室とを連通する連通孔を設けるとともに、その連通孔のマフラ室側の開口部を、吐出口の近傍、かつ、軸受部とフランジ部がつながる連接部に設け、シリンダ室から柔構造溝内に流入する冷媒ガスをマフラ室に放出させるようにしたものである。
図1は、この発明を実施するための実施の形態1における密閉型の回転圧縮機を示す縦方向すなわち駆動軸の半径方向から見た断面図である。図2は、図1の圧縮機構部を拡大した図である。図3は、図2のA−Aすなわちクランク軸の軸方向と直角な平面にて切断し軸方向から見た図、すなわち圧縮機構部を上面から見た断面図である。
なお、ローリングピストン32とベーン35は、別体形状として説明したが、一体化された形状のものでも良く、動作もほぼ同じである。
なお、図4の33dは、軸受部33aの内周面と主軸部41の外周面のすき間に冷凍機油を移送する油溝であり、33eは上軸受33をシリンダ31に固定するボルト穴である。
なお、図5の34dは、軸受部34aの内周面と主軸部41の外周面のすき間に冷凍機油を移送する油溝であり、34eは下軸受34をシリンダ31に固定するボルト穴である。
なお、下軸受34に吐出口がある場合もある。その場合も、吐出弁が設けられ、圧縮室内の冷媒ガスが所定の圧力となるまで閉塞し、圧縮室内の冷媒ガスが所定の圧力以上となると開口することは、同じである。
上軸受33、下軸受34の両方に吐出口が設けられている場合もある。
まず、初めに、吸入ポートと連通した吸入室に、低圧低温の冷媒ガスが吸入される。冷媒ガスを吸入した吸入室は、ローリングピストン32、すなわち、偏芯軸部43の偏芯回転により、シリンダ室36内を移動して、吸入ポートとの連通が断たれる。さらに、ローリングピストン32が偏芯回転していくと、その吸入室の容積が縮小し、吸入した冷媒ガスを圧縮する。すなわち、吸入室が圧縮室となる。ローリングピストン32の偏芯回転が進むにしたがって、圧縮室は吐出ポートと連通する。圧縮室と吐出ポートが連通し、冷媒ガスが所定の圧力に到達すると、吐出ポートおよび吐出口51を閉塞している吐出弁52が開口する。吐出口51が開口すると、圧縮室内の高圧高温の冷媒ガスは、吐出口51を介して、吐出マフラ39、40内に吐出される。吐出マフラ39、40内に吐出された冷媒ガスは、吐出マフラ39、40から密閉容器1内に、吐出される。ローリングピストン32が偏芯回転していくと、吐出ポートとの連通が断たれ、再び、吸入ポートと連通される。これが繰り返されることによって、圧縮機構部3は、冷媒ガスを吸入、圧縮、吐出を行う。一連の動作は、ローリングピストン32がシリンダ室36内を一回転する間に行われる。
圧縮機構部3の圧縮室にて冷媒ガスが圧縮されると、駆動軸4の偏芯軸部43に圧縮室の圧縮された冷媒ガスの圧縮荷重がかかる。例えば、図3において、ローリングピストン32が反時計回りに回転し、ベーン溝の右側に吐出ポートおよび吐出口51が配置されているとする。冷媒ガスの圧縮荷重により、駆動軸4は、シリンダ31の内径中心を中心とし、吐出口51が配置された方向と反対方向、すなわち、図の左下方向に、押圧される。駆動軸4は、主軸部41を上軸受33にて、副軸部42を下軸受34にて、押さえられているので、これらを支点に、撓み変形する。
これを防止するため、図4、5のように、上軸受33のシリンダ31側の面には、上部柔構造溝61および上部柔構造62が、下軸受34のシリンダ31側の面には、下部柔構造溝64および下部柔構造65が、それぞれ、設けている。上部柔構造溝61および上部柔構造62と、下部柔構造溝64および下部柔構造65とは、駆動軸4の撓み変形に合わせて、微小変形することで、主軸部41および副軸部42の軸受孔33c、34cの内径を微小変形させる。その結果、主軸部41と偏芯軸部43との接続部の近傍および副軸部42と偏芯軸部43との接続部の近傍と、上軸受33および下軸受34のシリンダ31側の端部近傍との、局部接触が緩和される。
なお、上部柔構造溝61および上部柔構造62、ならびに、下部柔構造溝64および下部柔構造65は、少なくとも一方が設けられていれば良い。
圧縮室内の圧力脈動が大きくなると、駆動軸4は、軸方向に押圧されて、軸方向に相対移動することになる。
また、密閉容器1から冷凍機油が排出されると、密閉容器1内の冷凍機油が減少する。これにより、圧縮機構部3のシール性が低下し、気密性が低下する。それにより、圧縮機構部3からの冷媒ガスの漏れが大きくなり、圧縮性能が悪化する。さらに、各摺動部の潤滑性も低下するので、摩耗や損傷の原因となる。すなわち、密閉型圧縮機100の圧縮機構部3の高速化の妨げとなり、さらなる密閉型圧縮機100の高速化を図った場合の性能を維持することが困難である。
また、上部マフラ室39aあるいは下部マフラ室40aの内部はシリンダ31の圧縮室から吐出された冷媒ガスで満たされている。上部柔構造溝61あるいは下部柔構造溝64と連通する連通孔を上部マフラ室39a内あるいは下部マフラ室40a内に開口すると、上部マフラ室39a内あるいは下部マフラ室40a内に上部柔構造溝61あるいは下部柔構造溝64の冷媒ガスを放出とともに、上部マフラ室39a内あるいは下部マフラ室40a内の冷媒ガスを上部柔構造溝61あるいは下部柔構造溝64に吸入される可能性もある。吸入した場合、損失となるので、吸入されないようにする必要がある。
それらの課題を考慮し実現した方法を説明する。
なお、上部柔構造溝61の連通孔63の開口部は、吐出口51より、上方に開口させることにより、冷媒ガスと冷凍機油とが接触しないという、さらに、有利な構造となっている。
また、上部柔構造溝61の連通孔63は、上部柔構造溝61の連通孔63内の圧損を抑制するため、上部柔構造溝61から上部マフラ室39aの開口部まで、ほぼ直線状に設けられる。
また、上部柔構造溝61の連通孔63は、複数個設けられている場合、少なくとも一個が、吐出口51側に設けられれば良い。残りは、どの方向でも構わない。少なくとも一個設けられた吐出口51側の連通孔63が、前述までの効果を発揮する。その上で、複数個設けられている方が、連通孔63のいくつかが、スラッジなどにより、目詰まりしても、他の連通孔63が冷媒ガスの放出を行うので、上部柔構造溝61から冷媒ガスの放出の機能を損ねることなく、冗長性を持った、より高い信頼性を確保できる。
そして、従来の上部柔構造62および下部柔構造65の機能は、損なわず、そのまま、実現できる。
また、上部柔構造溝61および下部柔構造溝64の冷媒ガスを上部マフラ室39aあるいは下部マフラ室40aに放出するので、上軸受33の軸受孔33cあるいは下軸受34の軸受孔34cの油膜に影響を与えることも無い。すなわち、駆動軸4と上軸受33および下軸受34との磨耗や損傷は抑制される。
同様に、下部柔構造溝64の連通孔66は、下部吐出マフラ40側外周面において、下軸受34の軸受部34aとフランジ部34bとが連なる、すなわち連接する、軸受部34aの半径方向から見てL字上に屈曲する位置に開口される。下部柔構造溝64と下部マフラ室40aとを最短距離で連通することができ、加工面でも容易である。
また、フランジ部33bの上部吐出マフラ39側の平面より、上方に開口していることにより、上部マフラ室39aに余剰の冷凍機油が残っていたとしても、上部柔構造溝61の連通孔63から放出される冷媒ガスが、その冷凍機油を攪拌することはない。
さらに、上部柔構造溝61の連通孔63の開口部および下部柔構造溝64の連通孔66の開口部は、吐出される高圧の冷媒ガスにより、冷凍機油は溜まることがない吐出口近傍に設けられている。これにより、上部柔構造溝61の連通孔63および下部柔構造溝64の連通孔66から放出される冷媒ガスと冷凍機油とが接触することはなく、さらに効果が高い。
また、上部柔構造溝61の連通孔63の開口部は吐出口より、上方に開口している。下部柔構造溝64の連通孔66の開口部は、吐出口より、下方に開口している。すなわち、上部柔構造溝61の連通孔63の開口部および下部柔構造溝64の連通孔66の開口部は、上軸受33の軸受部33aあるいは下軸受34の軸受部34aにおいて、上軸受33のフランジ部33bあるいは下軸受34のフランジ部34bに対し、シリンダ31と反対側の端部の方、開口している。吐出口から吐出される高圧の冷媒ガスにより、冷凍機油は押し出されているので、上部柔構造溝61の連通孔63あるいは下部柔構造溝64の連通孔66から放出される冷媒ガスと冷凍機油とが、さらに、接触することがない有利な構造となっている。
また、吐出口から吐出される冷媒ガスも、上部柔構造溝61および下部柔構造溝64から放出される冷媒ガスも、同じ圧縮室の冷媒ガスであり、ほぼ同じ圧力の冷媒ガスである。よって、上部柔構造溝61の連通孔63から上部マフラ室39aの冷媒ガスを上部柔構造溝61へ、あるいは、下部柔構造溝64の連通孔66から下部マフラ室40aの冷媒ガスを下部柔構造溝64へ、吸入するようなことも発生せず、冷媒ガスの放出に、支障も無い。
複数個設けられている場合、少なくとも一個が、吐出口側に設けられることにより、前述までの効果を発揮することができる。
また、いくつかの連通孔が、スラッジなどにより、目詰まりしても、他の連通孔が、冷媒ガスの放出を行うので、上部柔構造溝61あるいは下部柔構造溝64から冷媒ガスの放出の機能を損ねることなく、冗長性を持った、より高い信頼性を確保できる。
Claims (2)
- 密閉容器内に、電動機構部と、前記電動機構部にて駆動され冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部とを備えた密閉型圧縮機において、
前記圧縮機構部は、前記電動機構部と連結し駆動力を伝達する駆動軸と、円筒状であって、その軸方向に開口部を有し、冷媒ガスを吸入し圧縮するシリンダ室が設けられたシリンダと、前記駆動軸を挿通する軸受孔と前記軸受孔を有し前記駆動軸を支持する軸受部と前記シリンダ室の開口部を閉塞するフランジ部とを有する上軸受および下軸受と、前記上軸受および前記下軸受のうち少なくとも一方に設けられ、前記シリンダ室と前記シリンダ室の外部とを連通し、前記シリンダ室で圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出口と、前記上軸受の前記シリンダとは反対側あるいは前記下軸受の前記シリンダとは反対側の少なくとも一方に設けられた吐出マフラと、前記上軸受あるいは前記下軸受と前記吐出マフラとの間に前記吐出口から冷媒ガスが吐出されるマフラ室と、前記上軸受の軸受孔の前記シリンダ側の開口部および前記下軸受の軸受孔の前記シリンダ側の開口部のうち少なくとも一方を囲むように設けられ、前記シリンダ側に開口し前記上軸受あるいは前記下軸受の軸受孔との間に薄肉部を形成する柔構造溝と、を備え、
前記柔構造溝には、前記柔構造溝と前記マフラ室とを連通する連通孔が設けられるとともに、前記連通孔の前記マフラ室側の開口部は、前記吐出口の近傍、かつ、前記軸受部と前記フランジ部がつながる連接部に設けられ、前記シリンダ室から前記柔構造溝内に流入する冷媒ガスを前記マフラ室に放出する密閉型圧縮機。 - 410A冷媒より低密度の冷媒、あるいは、高圧で使用する冷媒を用いた請求項1に記載の密閉型圧縮機。
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