JP7237231B1 - Compressors and air conditioners - Google Patents

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JP7237231B1 JP2022180997A JP2022180997A JP7237231B1 JP 7237231 B1 JP7237231 B1 JP 7237231B1 JP 2022180997 A JP2022180997 A JP 2022180997A JP 2022180997 A JP2022180997 A JP 2022180997A JP 7237231 B1 JP7237231 B1 JP 7237231B1
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Abstract

Figure 0007237231000001

【課題】 異物が圧縮機内を循環するのを防ぎ、圧縮機の信頼性を向上させることができる圧縮機および空気調和装置を提供すること。
【解決手段】 圧縮機は、磁石52を内蔵するロータ51を備えた電動機と、ロータ51により回転する回転軸42と、回転軸42の回転により吸い込んだ流体を圧縮する圧縮機構とを含む。回転軸42は、該回転軸42の軸方向に貫通する貫通穴60を有する。ロータ51は、貫通穴60に連続し、回転軸42を中心として径方向に延びる連通路54と、連通路54の外周部に設けられ、磁石により少なくとも1つの面が磁化された捕集空間55とを有する。
【選択図】 図4

Figure 0007237231000001

An object of the present invention is to provide a compressor and an air conditioner that can prevent foreign matter from circulating in the compressor and improve the reliability of the compressor.
SOLUTION: The compressor includes an electric motor having a rotor 51 containing a magnet 52, a rotary shaft 42 rotated by the rotor 51, and a compression mechanism for compressing fluid sucked by the rotation of the rotary shaft 42. The rotating shaft 42 has a through hole 60 passing through the rotating shaft 42 in its axial direction. The rotor 51 has a communicating passage 54 that continues to the through hole 60 and extends radially about the rotating shaft 42, and a collecting space 55 that is provided on the outer periphery of the communicating passage 54 and has at least one surface magnetized by a magnet. and
[Selection drawing] Fig. 4

Description

本発明は、圧縮機および該圧縮機を備える空気調和装置に関する。 The present invention relates to a compressor and an air conditioner equipped with the compressor.

圧縮機には、回転軸を備え、各摺動部へ潤滑油を供給し、圧縮機下部で発生した泡状のガスを圧縮機上部へ逃がすために、回転軸に貫通穴を有するものがある。回転軸に貫通穴を有する圧縮機は、泡状のガスが圧縮機上部へ運ばれるため、各摺動部の油面切れを抑制することができるが、ガスが抜けやすくなったことから、ガスとともに異物も圧縮機上部へ運ばれやすくなっている。 Some compressors are equipped with a rotating shaft and have a through hole in the rotating shaft to supply lubricating oil to each sliding part and to release the bubbly gas generated in the lower part of the compressor to the upper part of the compressor. . Compressors with through-holes in the rotating shaft can prevent oil from running out of the sliding parts because bubbled gas is carried to the top of the compressor. At the same time, foreign matter is also easily carried to the upper part of the compressor.

異物には、埃、摩耗粉、溶接玉(スパッタ)等がある。これら異物の中でも、特に摩耗粉や溶接玉は、硬度が高く、磁性体であるため、摺動部の異物噛み込みによるアブレシブ摩耗(引っ掻き摩耗)やモータコイルのショートの懸念がある。このことから、摩耗粉や溶接玉等の高硬度で、磁性体である鉄系異物の捕集が重要となっている。 Foreign matter includes dust, abrasion powder, welding balls (spatter), and the like. Among these foreign matter, abrasion powder and welding balls are particularly hard and magnetic, and therefore there is concern about abrasive wear (scratching wear) and short-circuiting of motor coils due to foreign matter getting caught in the sliding portion. For this reason, it is important to collect iron-based contaminants, such as abrasion powder and welding balls, which are hard and magnetic.

従来において、内部が軸内通路と繋がるように駆動軸の端部に筒状部を設け、遠心力の作用により冷媒ガスに含まれる異物を分離し、筒状部に設けられた異物捕捉部材により分離された異物を捕捉する圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a cylindrical portion is provided at the end of the drive shaft so that the interior is connected to the shaft passage, and foreign matter contained in the refrigerant gas is separated by the action of centrifugal force, and a foreign matter capturing member provided in the cylindrical portion separates the foreign matter. A compressor that captures separated foreign matter is known (see Patent Document 1, for example).

特開2015-148202号公報JP 2015-148202 A

しかしながら、従来の上記圧縮機は、遠心力の作用により異物を分離するため、圧縮機の停止時や運転開始時等の遠心力が強く働かない場合に、捕捉した異物がオイル中に戻り、再度オイルとともに圧縮機内部を循環する懸念があり、圧縮機の信頼性が低下するという問題があった。 However, since the conventional compressor separates foreign matter by the action of centrifugal force, when the centrifugal force does not work strongly, such as when the compressor is stopped or when operation is started, the trapped foreign matter returns to the oil and is re-introduced. There was a concern that the oil would circulate inside the compressor together with the oil, and there was a problem that the reliability of the compressor would decrease.

本発明は、上記課題に鑑み、磁石を内蔵する回転子を備えた電動機と、
回転子により回転する回転軸と、
回転軸の回転により吸い込んだ流体を圧縮する圧縮機構と
を含み、
回転軸が、該回転軸の軸方向に貫通する貫通穴を有し、
回転子が、貫通穴に連続し、回転軸を中心として径方向に延びる連通路と、連通路の外周部に設けられ、磁石により少なくとも1つの面が磁化された捕集空間とを有する、圧縮機が提供される。
In view of the above problems, the present invention provides an electric motor including a rotor containing magnets;
a rotating shaft rotated by a rotor;
A compression mechanism that compresses the fluid sucked by the rotation of the rotating shaft,
the rotating shaft has a through-hole passing through in the axial direction of the rotating shaft;
Compression, wherein the rotor has a communication passage that is continuous with the through hole and extends radially about the rotation axis, and a collection space that is provided in the outer peripheral portion of the communication passage and has at least one surface magnetized by a magnet. machine is provided.

本発明によれば、異物が圧縮機内を循環するのを防ぎ、圧縮機の信頼性を向上させることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can prevent a foreign material from circulating through the inside of a compressor, and can improve the reliability of a compressor.

空気調和装置の構成例を示した図。The figure which showed the structural example of an air conditioner. 空気調和装置の冷媒回路について説明する図。The figure explaining the refrigerant circuit of an air conditioner. 圧縮機の構成例を示した図。The figure which showed the structural example of a compressor. 回転軸に固定された回転子の第1の構成例を示した断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first configuration example of a rotor fixed to a rotating shaft; 回転子に内蔵された磁石の配置について説明する図。The figure explaining arrangement|positioning of the magnet incorporated in the rotor. 図4に示す回転子の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of the rotor shown in FIG. 4; 回転軸に固定された回転子の第2の構成例を示した断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second configuration example of the rotor fixed to the rotating shaft; 回転軸に固定された回転子の第3の構成例を示した断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third configuration example of the rotor fixed to the rotating shaft; 回転軸に固定された回転子の第4の構成例を示した断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a fourth configuration example of the rotor fixed to the rotating shaft;

図1は、空気調和装置の構成例を示した図である。空気調和装置10は、空気調和を行う空間内(室内)に設置される少なくとも1台の室内機11と、室外に設置される少なくとも1台の室外機12とを含む。空気調和装置10は、室内機11と室外機12との間で冷媒を循環させ、室内の空気と冷媒との間で熱交換させることにより空気調和を行う。このため、室内機11と室外機12とは、冷媒を循環させるための冷媒配管13、14により接続される。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an air conditioner. The air conditioner 10 includes at least one indoor unit 11 installed in a space (indoor) to be air-conditioned, and at least one outdoor unit 12 installed outdoors. The air conditioner 10 performs air conditioning by circulating the refrigerant between the indoor unit 11 and the outdoor unit 12 and exchanging heat between the indoor air and the refrigerant. Therefore, the indoor unit 11 and the outdoor unit 12 are connected by refrigerant pipes 13 and 14 for circulating the refrigerant.

冷媒は、ハイドロフルオロカーボン(HFC)やハイドロフルオロオレフィン(HFO)等を使用することができる。HFCの種類としては、R-410A、R-32、R-134a等を挙げることができ、HFOの種類としては、R-1234yf等を挙げることができる。これらの冷媒は、塩素原子を有しないため、オゾン層破壊について一定の抑止効果を有している。 A hydrofluorocarbon (HFC), a hydrofluoroolefin (HFO), or the like can be used as the refrigerant. Types of HFC include R-410A, R-32, R-134a and the like, and types of HFO include R-1234yf and the like. Since these refrigerants do not contain chlorine atoms, they have a certain deterrent effect on ozone depletion.

室内機11は、室内に配置されるリモートコントローラ15からの運転指令、設定温度の変更、運転停止指令等を、赤外線等を使用した無線通信により受け付ける。室内機11は、リモートコントローラ15からの運転指令を受信して起動し、室外機12に対して起動を指示する。室外機12は、起動後、室内温度が設定温度になるように、室外機12が備える圧縮機や膨張弁等を制御し、冷媒の循環量等を調整する。 The indoor unit 11 receives an operation command, a temperature setting change, an operation stop command, etc. from a remote controller 15 placed indoors through wireless communication using infrared rays or the like. The indoor unit 11 receives an operation command from the remote controller 15 and starts up, and instructs the outdoor unit 12 to start up. After the outdoor unit 12 is started, the outdoor unit 12 controls a compressor, an expansion valve, and the like included in the outdoor unit 12 so that the indoor temperature reaches the set temperature, and adjusts the circulation amount of the refrigerant, and the like.

室内機11は、設定温度の変更、運転停止指令を受け付けた場合、室外機12に対して設定温度の変更、運転停止を指示する。室内機11は、室外機12に対して運転停止を指示した後、自身の運転を停止する。室外機12は、設定温度の変更の指示を受けた場合、設定温度を変更し、変更した設定温度になるように、圧縮機や膨張弁等を制御する。室外機12は、運転停止の指示を受けた場合、圧縮機を停止し、自身の運転を停止する。 The indoor unit 11 instructs the outdoor unit 12 to change the set temperature and stop the operation when receiving the command to change the set temperature and to stop the operation. After instructing the outdoor unit 12 to stop operation, the indoor unit 11 stops operating itself. When the outdoor unit 12 receives an instruction to change the set temperature, the outdoor unit 12 changes the set temperature and controls the compressor, the expansion valve, and the like so as to achieve the changed set temperature. When the outdoor unit 12 receives an operation stop instruction, it stops the compressor and stops its own operation.

図2は、空気調和装置10を構成する室内機11および室外機12の構成と冷媒回路について説明する図である。空気調和装置10は、冷房モードや暖房モード等の複数の運転モードを備える。図2に示す矢印は、冷房モードにおける冷媒が流れる方向を示しており、ここでは、冷房モードにおける冷房運転を中心に説明する。なお、暖房モードでは、矢印が逆向きになる。 FIG. 2 is a diagram for explaining the configurations of the indoor unit 11 and the outdoor unit 12 that constitute the air conditioner 10 and the refrigerant circuit. The air conditioner 10 has multiple operation modes such as a cooling mode and a heating mode. The arrows shown in FIG. 2 indicate the direction in which the refrigerant flows in the cooling mode, and the cooling operation in the cooling mode will be mainly described here. Note that the arrows are reversed in the heating mode.

室内機11は、室内熱交換器20と、室内ファン21とを備える。室内ファン21は、室内ファン用駆動モータにより駆動し、室内の空気を取り込み、室内熱交換器20へ送り込む。室内熱交換器20は、内部に冷媒が流れる複数の伝熱管を有し、室内ファン21により送り込まれた空気が複数の伝熱管の外表面に接触して熱交換を行うように構成されている。室内熱交換器20により熱交換された空気は、室内へ排出される。 The indoor unit 11 includes an indoor heat exchanger 20 and an indoor fan 21 . The indoor fan 21 is driven by an indoor fan drive motor, takes in indoor air, and sends it to the indoor heat exchanger 20 . The indoor heat exchanger 20 has a plurality of heat transfer tubes through which a refrigerant flows, and is configured such that the air sent by the indoor fan 21 comes into contact with the outer surfaces of the plurality of heat transfer tubes to exchange heat. . The air heat-exchanged by the indoor heat exchanger 20 is discharged indoors.

室内機11は、そのほか、室内温度や室内の湿度等を計測するための各種センサや、室内機11へ供給する冷媒の量を調整するための室内膨張弁等を備えることができる。 The indoor unit 11 can also include various sensors for measuring indoor temperature, indoor humidity, etc., and an indoor expansion valve for adjusting the amount of refrigerant supplied to the indoor unit 11, and the like.

室外機12は、圧縮機30と、四方弁31と、室外膨張弁32と、室外熱交換器33と、室外ファン34とを備える。圧縮機30は、圧縮機用駆動モータにより駆動し、低圧のガス冷媒を圧縮し、高圧のガス冷媒として吐出する。圧縮機30は、圧縮機構へ供給する冷媒を貯留するアキュームレータ35が接続される。アキュームレータ35は、圧縮機構への液戻りを防止し、冷媒を適度な乾き度に調整する機能も有する。なお、乾き度は、蒸気と微小液滴との混合状態を示す湿り蒸気中における蒸気の占める割合である。 The outdoor unit 12 includes a compressor 30 , a four-way valve 31 , an outdoor expansion valve 32 , an outdoor heat exchanger 33 and an outdoor fan 34 . The compressor 30 is driven by a compressor drive motor, compresses low-pressure gas refrigerant, and discharges it as high-pressure gas refrigerant. The compressor 30 is connected to an accumulator 35 that stores refrigerant to be supplied to the compression mechanism. The accumulator 35 also has the function of preventing the liquid from returning to the compression mechanism and adjusting the dryness of the refrigerant to an appropriate degree. The dryness is the proportion of steam in wet steam that indicates the mixed state of steam and microdroplets.

四方弁31は、空気調和装置10の運転モードに応じて、冷媒が流れる方向を切り替える弁である。室外膨張弁32は、高圧の冷媒を減圧し、膨張させるとともに、冷媒の流量を制御する弁である。室外ファン34は、室外ファン用駆動モータにより駆動し、室外の空気を取り込み、室外熱交換器33へ送り込む。室外熱交換器33は、室内熱交換器20と同様、内部に冷媒が流れる複数の伝熱管を有し、室外ファン34により取り込まれた空気が複数の伝熱管の外表面に接触して熱交換を行うように構成されている。室外熱交換器33により熱交換された空気は、室外へ排出される。 The four-way valve 31 is a valve that switches the direction of refrigerant flow according to the operation mode of the air conditioner 10 . The outdoor expansion valve 32 is a valve that reduces the pressure of the high-pressure refrigerant to expand it and controls the flow rate of the refrigerant. The outdoor fan 34 is driven by an outdoor fan drive motor, takes in outdoor air, and sends it to the outdoor heat exchanger 33 . Like the indoor heat exchanger 20, the outdoor heat exchanger 33 has a plurality of heat transfer tubes through which a refrigerant flows, and the air taken in by the outdoor fan 34 contacts the outer surfaces of the plurality of heat transfer tubes to exchange heat. is configured to do The air heat-exchanged by the outdoor heat exchanger 33 is discharged outdoors.

室外機12は、制御装置36を備えている。制御装置36は、圧縮機30、四方弁31、室外膨張弁32、室外ファン34、室内ファン21の制御を行う。具体的には、制御装置36は、圧縮機30、室外ファン34、室内ファン21を駆動する各モータの回転数、室外膨張弁32の開度、四方弁31の切り替え等の制御を行う。室外機12は、圧縮機30等の制御を行うために、吐出温度等を検出する温度センサ等の各種センサを備えることができる。制御装置36は、室内機11および室外機12が備える各種センサにより検出された情報に基づき、上記の各制御を行う。 The outdoor unit 12 has a control device 36 . The control device 36 controls the compressor 30 , the four-way valve 31 , the outdoor expansion valve 32 , the outdoor fan 34 and the indoor fan 21 . Specifically, the control device 36 controls the rotational speed of each motor that drives the compressor 30, the outdoor fan 34, and the indoor fan 21, the opening degree of the outdoor expansion valve 32, switching of the four-way valve 31, and the like. The outdoor unit 12 can be provided with various sensors such as a temperature sensor for detecting discharge temperature and the like in order to control the compressor 30 and the like. The control device 36 performs each of the above controls based on information detected by various sensors provided in the indoor unit 11 and the outdoor unit 12 .

冷房モードで冷房運転を行う場合、室内熱交換器20は、蒸発器として機能し、室外熱交換器33は、凝縮器として機能する。このため、制御装置36は、矢印に示すように、圧縮機30、室外熱交換器33、室外膨張弁32、室内熱交換器20、四方弁31、アキュームレータ35、圧縮機30の順で系内に封入された冷媒を循環させる。 When performing cooling operation in the cooling mode, the indoor heat exchanger 20 functions as an evaporator, and the outdoor heat exchanger 33 functions as a condenser. For this reason, the controller 36 controls the compressor 30, the outdoor heat exchanger 33, the outdoor expansion valve 32, the indoor heat exchanger 20, the four-way valve 31, the accumulator 35, and the compressor 30 in this order, as indicated by the arrows. to circulate the refrigerant enclosed in the

圧縮機30は、低温低圧のガス状態の冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒ガスとして吐出する。室外熱交換器33は、圧縮機30から吐出された冷媒ガスを室外の空気と熱交換し、冷媒ガスを冷却して凝縮させる。室外膨張弁32は、凝縮した冷媒を減圧して一部を気化させる。このため、冷媒は、気液が混合した状態で室内機11へ供給される。室外膨張弁32は、適度な液体量となるように制御装置36により開度が調整される。 The compressor 30 compresses a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant and discharges it as a high-temperature, high-pressure refrigerant gas. The outdoor heat exchanger 33 heat-exchanges the refrigerant gas discharged from the compressor 30 with outdoor air to cool and condense the refrigerant gas. The outdoor expansion valve 32 reduces the pressure of the condensed refrigerant to partially vaporize it. Therefore, the refrigerant is supplied to the indoor units 11 in a state in which gas and liquid are mixed. The degree of opening of the outdoor expansion valve 32 is adjusted by the control device 36 so that an appropriate amount of liquid is obtained.

室内熱交換器20は、室内機11へ供給された冷媒を室内の空気と熱交換し、冷媒を全て気化する。室内熱交換器20を出た冷媒は、低温低圧のガス状態の冷媒であり、四方弁31を介してアキュームレータ35へ送られ、圧縮機30へ戻される。 The indoor heat exchanger 20 heat-exchanges the refrigerant supplied to the indoor unit 11 with indoor air, and evaporates all the refrigerant. The refrigerant leaving the indoor heat exchanger 20 is a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant, which is sent to the accumulator 35 via the four-way valve 31 and returned to the compressor 30 .

制御装置36は、室外機12に実装されることに限定されない。したがって、制御装置36は、室内機11に実装されていてもよいし、その他の中央制御盤等に実装されていてもよい。また、制御装置36は、2つの装置に分け、室内機11と室外機12のそれぞれに実装されてもよい。 The control device 36 is not limited to being mounted on the outdoor unit 12 . Therefore, the control device 36 may be mounted on the indoor unit 11, or may be mounted on another central control panel or the like. Also, the control device 36 may be divided into two devices and mounted in each of the indoor unit 11 and the outdoor unit 12 .

図3は、圧縮機30の構成例を示した図である。圧縮機30は、ロータリ圧縮機であり、電動機40と、圧縮機構41と、電動機40と圧縮機構41とを繋ぐ回転軸42と、電動機40、圧縮機構41および回転軸42を収納する密閉容器43とを含む。図3に示すように、密閉容器43の長手方向を鉛直方向に向けて設置した縦置きの場合、電動機40が上側に、圧縮機構41が下側に配置される。 FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of the compressor 30. As shown in FIG. The compressor 30 is a rotary compressor, and includes an electric motor 40, a compression mechanism 41, a rotary shaft 42 connecting the electric motor 40 and the compression mechanism 41, and a sealed container 43 housing the electric motor 40, the compression mechanism 41, and the rotary shaft 42. including. As shown in FIG. 3, in the case of vertical installation with the longitudinal direction of the sealed container 43 facing the vertical direction, the electric motor 40 is arranged on the upper side and the compression mechanism 41 is arranged on the lower side.

電動機40は、固定子(ステータ)50と、回転子(ロータ)51とを含む。ステータ50は、ロータ51の周囲を取り囲み、密閉容器43の内面に固定される。ステータ50は、コイルを有し、コイルには電流を供給するためのコードが接続されている。ロータ51は、永久磁石等の磁石を内蔵し、ステータ50のコイルに電流が流れることにより発生する磁界により一定方向に回転する。 Electric motor 40 includes a stator 50 and a rotor 51 . The stator 50 surrounds the rotor 51 and is fixed to the inner surface of the closed container 43 . The stator 50 has a coil, and a cord for supplying current is connected to the coil. The rotor 51 incorporates magnets such as permanent magnets, and is rotated in a certain direction by a magnetic field generated by current flowing through the coils of the stator 50 .

ロータ51は、中央に所定の径の穴が形成され、回転軸42を挿入して取り付けることができるようになっている。したがって、ロータ51は、回転軸42の上端側の周囲を取り囲むようにして固定される。回転軸42は、回転軸42の長手方向である軸方向の所定位置の外周部に、円筒状の回転体であるローラを偏心して回転させるための偏心部を備えている。また、回転軸42は、軸方向の一端である上端から他端である下端まで内部を貫通するように貫通穴60が設けられている。 The rotor 51 has a hole with a predetermined diameter formed in the center so that the rotary shaft 42 can be inserted and attached. Therefore, the rotor 51 is fixed so as to surround the upper end side of the rotating shaft 42 . The rotating shaft 42 has an eccentric portion for eccentrically rotating a roller, which is a cylindrical rotating body, on an outer peripheral portion at a predetermined position in the axial direction, which is the longitudinal direction of the rotating shaft 42 . In addition, the rotating shaft 42 is provided with a through hole 60 so as to pass through the inside from the upper end, which is one end in the axial direction, to the lower end, which is the other end in the axial direction.

回転軸42は、下端側の貫通穴60内に、密閉容器43内の底部であって、圧縮機構41の下方に貯留される潤滑油(オイル)をくみ上げ、シリンダとローラの間等の各摺動部にオイルを供給するためのパドル61と給油ピース62とを備えている。オイルは、高い潤滑性を有し、各摺動部の摩耗を低減し、圧縮機構41内で圧縮する流体である冷媒が隙間から漏れ出ないようにシールするために供給される。 The rotating shaft 42 pumps up lubricating oil (oil) stored below the compression mechanism 41 at the bottom of the sealed container 43 in the through hole 60 on the lower end side, and slides between the cylinder and the roller. It has a paddle 61 and an oil supply piece 62 for supplying oil to the moving parts. The oil has high lubricating properties, reduces wear of each sliding part, and is supplied for sealing so that the refrigerant, which is the fluid compressed in the compression mechanism 41, does not leak out of the gap.

オイルは、圧縮機構41から冷媒とともに吐出されるため、貯留される密閉容器43の底部へ戻す必要があり、ある程度冷媒に溶け合う性質(冷媒相溶性)を有している。なお、オイルは、電動機40の下側であって、圧縮機構41上の空間に冷媒とともに吐出されるが、ミスト状であるため、圧縮機構41上に落下し、圧縮機構41の傾斜した上面を下方へ流れ、圧縮機構41の縁部に設けられた排出孔を通り、密閉容器43の底部へ戻される。 Since the oil is discharged from the compression mechanism 41 together with the refrigerant, it must be returned to the bottom of the sealed container 43 where it is stored, and has the property of being dissolved in the refrigerant (refrigerant compatibility) to some extent. The oil is discharged together with the refrigerant into the space above the compression mechanism 41 below the electric motor 40 . It flows downwards, passes through a discharge hole provided at the edge of the compression mechanism 41 and is returned to the bottom of the closed container 43 .

図3に示す例では、圧縮機構41は、2段に設けられ、2つのシリンダ70、71と、2つのシリンダ70、71を仕切る仕切板72と、主軸受73と、副軸受74とを含む。2段のうちの上側の上段は、シリンダ70と主軸受73と仕切板72とにより1つの圧縮室を構成し、下側の下段は、シリンダ71と副軸受74と仕切板72とにより1つの圧縮室を構成する。主軸受73は、密閉容器43の内面に固定され、回転軸42を回転可能に支持する。各シリンダ70、71内には、回転軸42に設けられる2つの偏心部のそれぞれが挿入されるローラを有し、ローラに当接し、圧縮室を2つの空間に分離するベーンを有する。ベーンには、スプリングが設けられ、ローラへの当接を維持できるように構成されている。 In the example shown in FIG. 3, the compression mechanism 41 is provided in two stages and includes two cylinders 70 and 71, a partition plate 72 separating the two cylinders 70 and 71, a main bearing 73, and a sub-bearing 74. . The upper stage of the two stages constitutes one compression chamber with the cylinder 70, the main bearing 73 and the partition plate 72, and the lower stage constitutes one compression chamber with the cylinder 71, the sub-bearing 74 and the partition plate 72. Configure the compression chamber. The main bearing 73 is fixed to the inner surface of the sealed container 43 and rotatably supports the rotating shaft 42 . Each cylinder 70, 71 has a roller into which each of the two eccentrics provided on the rotary shaft 42 is inserted, and has a vane that abuts the roller and separates the compression chamber into two spaces. The vanes are provided with springs and configured to maintain contact with the rollers.

シリンダ70、71は、ベーンを挟んだ両側に冷媒の吸込口と吐出口とを有する。吸込口から吸い込まれた冷媒は、シリンダ70、71の内面に接しながらシリンダ70、71内を回転するローラにより圧縮され、吐出口から吐出される。 Cylinders 70 and 71 have a refrigerant suction port and a refrigerant discharge port on both sides of the vane. The refrigerant sucked from the suction port is compressed by rollers rotating inside the cylinders 70 and 71 while being in contact with the inner surfaces of the cylinders 70 and 71, and is discharged from the discharge port.

オイルが供給される摺動部は、シリンダ70、71とローラとの間、シリンダ70、71とベーンとの間、回転軸42と主軸受73との間、回転軸42と副軸受74との間等である。このため、これらの摺動部に供給されたオイルは、圧縮室内の冷媒と混ざり合い、冷媒とともに吐出されることになる。 The sliding parts to which oil is supplied are between the cylinders 70, 71 and the rollers, between the cylinders 70, 71 and the vanes, between the rotating shaft 42 and the main bearing 73, and between the rotating shaft 42 and the sub-bearing 74. Between and so on. Therefore, the oil supplied to these sliding portions is mixed with the refrigerant in the compression chamber and discharged together with the refrigerant.

密閉容器43の底部に戻されるオイルには、冷媒が含まれる。圧縮機30が停止し、オイルの温度が低下すると、オイル中の冷媒が凝縮する。圧縮機30が再度起動し、オイルの温度が上昇すると、オイル中の冷媒が気化し、泡状のガスを発生する。泡状のガスが発生すると、各摺動部へ供給するオイル中に泡状のガスが含まれることになり、各摺動部の油面切れが発生する。 The oil returned to the bottom of the sealed container 43 contains refrigerant. When the compressor 30 stops and the temperature of the oil drops, the refrigerant in the oil condenses. When the compressor 30 is restarted and the temperature of the oil rises, the refrigerant in the oil evaporates to generate foamy gas. When the bubble gas is generated, the oil supplied to each sliding portion contains the bubble gas, and the sliding portion runs out of oil.

しかしながら、回転軸42には、貫通穴60が設けられているため、発生した泡状のガスは、貫通穴60を通して排出することができる。このため、各摺動部の油面切れを抑制することができる。なお、オイル中には、各摺動部における金属部品同士の摺動により発生する摩耗粉や溶接時に発生する溶接玉が含まれる。これらは、硬度が高く、磁性体であるため、各摺動部の異物噛み込みによるアブレシブ摩耗や電動機のコイル(モータコイル)のショートの懸念がある。 However, since the rotating shaft 42 is provided with the through hole 60 , the generated bubble-like gas can be discharged through the through hole 60 . Therefore, it is possible to suppress the oil level shortage of each sliding portion. The oil contains abrasion powder generated by sliding of metal parts in each sliding portion and weld balls generated during welding. Since these materials have high hardness and are magnetic materials, there are concerns about abrasive wear due to foreign matter being caught in each sliding portion and short-circuiting of electric motor coils (motor coils).

摩耗粉や溶接玉等の異物は、オイルや泡状のガスとともに貫通穴60を通して圧縮機上部へ運ばれる。すなわち、異物は、電動機40の上部へ運ばれる。せっかく電動機40の上部へ運んだ異物がオイル中に戻り、再度オイルとともに圧縮機内部を循環してしまっては、上記のアブレシブ摩耗やモータコイルのショートの懸念が解消されない。 Foreign matter such as abrasion powder and weld balls is carried to the upper part of the compressor through the through holes 60 together with oil and foamy gas. That is, foreign matter is carried to the upper portion of electric motor 40 . If the foreign matter carried to the upper part of the electric motor 40 returns to the oil and circulates inside the compressor together with the oil, the concerns about the above-mentioned abrasive wear and short-circuiting of the motor coil cannot be resolved.

そこで、電動機40の上部へ運ばれた異物、特に高硬度、磁性体である鉄系異物を捕集する機構を設け、再びオイル中に戻らないようにすることができる。具体的な構成の一例を、図4に示す。図4は、図3中、矩形Aで示される、回転軸42に固定されたロータ51の第1の構成例を示した断面図である。 Therefore, it is possible to provide a mechanism for collecting foreign matter carried to the upper part of the electric motor 40, especially iron-based foreign matter, which is a hard magnetic material, so that the foreign matter does not return to the oil. An example of a specific configuration is shown in FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a first configuration example of the rotor 51 fixed to the rotating shaft 42 indicated by a rectangle A in FIG.

ロータ51は、中央に回転軸42が挿入可能な穴を有し、回転軸42の上端が挿入され、回転軸42に固定される。回転軸42に固定されたロータ51を軸方向に切断した断面は、回転軸42を中心として両側にロータ51が配置される形となる。ロータ51は、軸方向に延びるように永久磁石等の磁石52を内蔵する。 The rotor 51 has a hole in the center into which the rotating shaft 42 can be inserted, into which the upper end of the rotating shaft 42 is inserted and fixed to the rotating shaft 42 . A cross section obtained by cutting the rotor 51 fixed to the rotating shaft 42 in the axial direction has a shape in which the rotors 51 are arranged on both sides of the rotating shaft 42 . The rotor 51 incorporates magnets 52 such as permanent magnets so as to extend in the axial direction.

図5は、ロータ51内の磁石52の配置例を示した図である。磁石52は、矩形の断面を有し、軸方向に長く延びた板状とされ、中央の穴に挿入される回転軸42の周囲を取り囲むように、略90°ずつ方向を変えて4つ配置される。ここでは、回転軸42の周囲を取り囲むように、磁石52を4つ配置しているが、これに限られるものではなく、3つ配置してもよいし、5つ以上配置してもよい。 FIG. 5 is a diagram showing an arrangement example of the magnets 52 inside the rotor 51. As shown in FIG. The magnets 52 each have a rectangular cross-section and have a plate-like shape elongated in the axial direction. be done. Here, four magnets 52 are arranged so as to surround the rotation shaft 42, but the number of magnets 52 is not limited to this, and three or five or more may be arranged.

再び図4を参照して、回転軸42の上端は、ロータ51の中央の穴53の上端を超えない位置まで挿入される。図4に示す例では、回転軸42の上端が、ロータの中央の穴53の上端より低い位置まで挿入されている。ロータ51の上面は、中央の穴53に挿入された回転軸42の貫通穴60に連続し、回転軸42を中心として径方向に四方八方に拡がるように延びる連通路54と、連通路54の外周部に捕集溝として設けられる捕集空間55とを備える。 Referring to FIG. 4 again, the upper end of rotating shaft 42 is inserted to a position not exceeding the upper end of hole 53 in the center of rotor 51 . In the example shown in FIG. 4, the upper end of the rotating shaft 42 is inserted to a position lower than the upper end of the central hole 53 of the rotor. The upper surface of the rotor 51 continues to the through hole 60 of the rotary shaft 42 inserted into the central hole 53, and extends radially around the rotary shaft 42 in all directions. A collection space 55 provided as a collection groove in the outer peripheral portion is provided.

捕集空間55のさらに外周部には、外周壁56が設けられている。外周壁56の上面は、連通路54より高い位置にある。外周壁56の上面には、ロータ51の上面を覆うように円形の上端板57が設けられる。上端板57を設けることで、異物の吹き上げを抑制することができる。上端板57の中央には、吐出穴58が設けられている。 An outer peripheral wall 56 is provided on the outer peripheral portion of the collection space 55 . The upper surface of the outer peripheral wall 56 is positioned higher than the communication path 54 . A circular upper end plate 57 is provided on the upper surface of the outer peripheral wall 56 so as to cover the upper surface of the rotor 51 . By providing the upper end plate 57, it is possible to suppress blowing up of foreign matter. A discharge hole 58 is provided in the center of the upper end plate 57 .

貫通穴60を通して運ばれた泡状のガス中のガス成分(主に冷媒)は、上端板57に設けられた吐出穴58を通して圧縮機上部へ送られ、密閉容器43の上部に設けられた吐出口から吐出される。貫通穴60を出た泡状のガスに含まれる異物は、貫通穴60を通して運ばれたオイルとともに、回転するロータ51の遠心力により径方向へ連通路54を通して捕集空間55へ送られる。 The gas component (mainly refrigerant) in the bubble-like gas carried through the through hole 60 is sent to the upper part of the compressor through the discharge hole 58 provided in the upper end plate 57 and is sent to the upper part of the closed container 43 . It is discharged from the outlet. Foreign matter contained in the bubble-like gas coming out of the through hole 60 is radially sent to the collection space 55 through the communicating passage 54 by the centrifugal force of the rotating rotor 51 together with the oil carried through the through hole 60 .

捕集空間55は、連通路54を通して送られてきた異物を捕集する。異物は、遠心力が作用している間、捕集空間55内に留まる。 The collection space 55 collects foreign matter sent through the communication path 54 . Foreign matter remains in the collection space 55 while the centrifugal force is acting.

しかしながら、圧縮機30の停止時や運転開始時等の遠心力が強く働かない場合は、一度捕集した異物がオイル中に戻り、再度オイルとともに圧縮機内部を循環する懸念が生じる。 However, when the centrifugal force does not act strongly, such as when the compressor 30 is stopped or when the operation is started, there is a concern that the once-collected foreign matter may return to the oil and circulate inside the compressor together with the oil again.

そこで、捕集空間55の少なくとも1つの面を、ロータ51に内蔵された磁石52により磁化する。異物は、磁性体である鉄系異物であり、捕集空間55の少なくとも1つの面を磁化することにより、磁化した少なくとも1つの面に吸着し続ける。このため、圧縮機30の停止時や運転開始時等の遠心力が強く働かない場合でも、捕集した異物がオイル中に戻ることがなくなる。 Therefore, at least one surface of the collection space 55 is magnetized by the magnet 52 built into the rotor 51 . The foreign matter is an iron-based foreign matter that is a magnetic material, and by magnetizing at least one surface of the collection space 55, the foreign matter continues to be attracted to the at least one magnetized surface. Therefore, even when the centrifugal force does not act strongly, such as when the compressor 30 is stopped or when the compressor 30 is started, the collected foreign matter does not return to the oil.

図6は、図4に示すロータ51の斜視図である。捕集空間55は、ロータ51に内蔵された磁石52に所定の距離だけ離間し、捕集空間55の底面と、磁石52の上面とが対向する位置に設けられる。これにより、捕集空間55の底面を磁化することができる。 6 is a perspective view of the rotor 51 shown in FIG. 4. FIG. The collection space 55 is separated from the magnets 52 built in the rotor 51 by a predetermined distance, and is provided at a position where the bottom surface of the collection space 55 and the top surface of the magnets 52 face each other. Thereby, the bottom surface of the collection space 55 can be magnetized.

捕集空間55は、その捕集空間のどの面を磁化してもよく、その面の磁化のために、ロータ51に内蔵されている磁石52を使用することができる。このため、別途磁石を設けて捕集空間の少なくとも1つの面を磁化する必要がなくなる。 The collection space 55 may be magnetized on any face of the collection space and magnets 52 contained in the rotor 51 may be used for the magnetization of that face. Therefore, there is no need to separately provide a magnet to magnetize at least one surface of the collecting space.

捕集空間55に捕集された異物は、捕集空間55の磁化された面に吸着して捕集され、圧縮機30の停止時においても、異物を捕集空間55に保持し続ける仕組みとなっている。 The foreign matter collected in the collection space 55 is attracted to and collected by the magnetized surface of the collection space 55, and even when the compressor 30 is stopped, the foreign matter is kept in the collection space 55. It's becoming

ロータ51は、図4および図6に示すように、連通路54が貫通穴60を中心として径方向Bに四方八方に拡がるように形成されており、連通路54の連通路面から上部を覆う上端板57までの高さとされ、捕集空間55の底部から上部を覆う上端板57までの高さより小さいので、捕集空間55に捕集した異物が放出されにくくなる。 As shown in FIGS. 4 and 6, the rotor 51 is formed such that the communication passages 54 extend in all directions in the radial direction B with the through hole 60 as the center. The height is up to the plate 57, which is smaller than the height from the bottom of the collecting space 55 to the upper end plate 57 covering the upper part.

図7は、回転軸42に固定されたロータ51の第2の構成例を示した断面図である。図7に示す例では、上端板57に設ける吐出穴58の径D1が、回転軸42に設けられる貫通穴60の径D2より小さくなっている。これにより、貫通穴60を通して運ばれてきた異物が、直接的にロータ51の上部に抜け出ることを抑制し、遠心力による異物の捕集効果を向上させることができる。 FIG. 7 is a cross-sectional view showing a second configuration example of the rotor 51 fixed to the rotating shaft 42. As shown in FIG. In the example shown in FIG. 7 , the diameter D1 of the discharge hole 58 provided in the upper end plate 57 is smaller than the diameter D2 of the through hole 60 provided in the rotating shaft 42 . As a result, the foreign matter carried through the through hole 60 is prevented from directly escaping to the upper portion of the rotor 51, and the foreign matter collection effect due to the centrifugal force can be improved.

図8は、回転軸42に固定されたロータ51の第3の構成例を示した断面図である。図4および図7に示した例では、上端板57に設ける吐出穴58は、1つであり、回転軸42に設けられた貫通穴60と同一線上に設けていたが、図8に示す例では、上端板57に設ける吐出穴58が、連通路54上となっている。すなわち、吐出穴58が、貫通穴60と捕集空間55との間の位置に設けられている。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a third configuration example of the rotor 51 fixed to the rotating shaft 42. As shown in FIG. In the examples shown in FIGS. 4 and 7, the number of discharge holes 58 provided in the upper end plate 57 is one and is provided on the same line as the through hole 60 provided in the rotating shaft 42. However, the example shown in FIG. Now, the discharge hole 58 provided in the upper end plate 57 is above the communication path 54 . That is, the discharge hole 58 is provided at a position between the through hole 60 and the collection space 55 .

このように、上端板57に設ける吐出穴58を、貫通穴60と捕集空間55との間の位置に設けることで、回転軸42の貫通穴60から直接上に抜ける分が無くなるので、流れの勢いによる異物の吹き上げを防止することができる。 In this way, by providing the discharge hole 58 provided in the upper end plate 57 at a position between the through hole 60 and the collection space 55, there is no part of the rotating shaft 42 that directly escapes from the through hole 60, so that the flow It is possible to prevent foreign matter from blowing up due to the force of the air.

図9は、回転軸42に固定されたロータ51の第4の構成例を示した断面図である。ロータ51の上面に着脱可能な異物捕集用の捕集部品80を取り付ける。捕集部品80は、貫通穴60に連続する連通部81と、連通部81の外周側であって、ロータ51に内蔵される磁石52の上部に配置される捕集空間82とを含む。図9に示す例では、連通部81が、ロータ51の中央の穴内であって、下方の回転軸42の上端に向けて拡径しており、捕集空間82が、ロータ51の上端上に設置される袋状のものとされている。捕集空間82が接するロータ51の上端は、磁石52により磁化され、鉄系異物を吸着させることができるようになっている。 FIG. 9 is a cross-sectional view showing a fourth configuration example of the rotor 51 fixed to the rotating shaft 42. As shown in FIG. A detachable collecting component 80 for collecting foreign matter is attached to the upper surface of the rotor 51 . The collecting component 80 includes a communicating portion 81 that is continuous with the through hole 60 and a collecting space 82 arranged on the outer peripheral side of the communicating portion 81 and above the magnets 52 built into the rotor 51 . In the example shown in FIG. 9, the communicating portion 81 is located in the center hole of the rotor 51 and widens toward the upper end of the rotating shaft 42 below, and the collection space 82 extends above the upper end of the rotor 51. It is supposed to be a bag-shaped thing to be installed. The upper end of the rotor 51 with which the collection space 82 is in contact is magnetized by a magnet 52 so as to attract ferrous foreign matter.

ロータ51の上端に捕集空間が作れない場合においても、図9に示すような捕集部品80を取り付けることで、異物の捕集を行うことができる。 Even if a collection space cannot be created at the upper end of the rotor 51, foreign matter can be collected by attaching a collection component 80 as shown in FIG.

これまで本発明の圧縮機および空気調和装置について上述した実施形態をもって詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Although the compressor and the air conditioner of the present invention have been described in detail with the above-described embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other embodiments, additions, modifications, It can be changed within the range that a person skilled in the art can conceive, such as deletion, and as long as the action and effect of the present invention are exhibited in any aspect, it is included in the scope of the present invention.

10…空気調和装置
11…室内機
12…室外機
13、14…冷媒配管
15…リモートコントローラ
20…室内熱交換器
21…室内ファン
30…圧縮機
31…四方弁
32…室外膨張弁
33…室外熱交換器
34…室外ファン
35…圧縮機本体
36…アキュームレータ
37…制御装置
40…電動機
41…圧縮機構
42…回転軸
43…密閉容器
50…ステータ
51…ロータ
52…磁石
53…穴
54…連通路
55…捕集空間
56…外周壁
57…上端板
58…吐出穴
60…貫通穴
61…パドル
62…給油ピース
70、71…シリンダ
72…仕切板
73…主軸受
74…副軸受
80…捕集部品
81…連通部
82…捕集空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Air conditioner 11... Indoor unit 12... Outdoor unit 13, 14... Refrigerant piping 15... Remote controller 20... Indoor heat exchanger 21... Indoor fan 30... Compressor 31... Four-way valve 32... Outdoor expansion valve 33... Outdoor heat Exchanger 34 Outdoor fan 35 Compressor body 36 Accumulator 37 Control device 40 Electric motor 41 Compression mechanism 42 Rotating shaft 43 Closed container 50 Stator 51 Rotor 52 Magnet 53 Hole 54 Communication path 55 Collection space 56 Peripheral wall 57 Upper end plate 58 Discharge hole 60 Through hole 61 Paddle 62 Oil supply pieces 70, 71 Cylinder 72 Partition plate 73 Main bearing 74 Sub-bearing 80 Collection part 81 ... Communicating part 82 ... Collection space

Claims (7)

磁石を内蔵する回転子を備えた電動機と、
前記回転子により回転する回転軸と、
前記回転軸の回転により吸い込んだ流体を圧縮する圧縮機構と
を含み、
前記回転軸が、該回転軸の軸方向に貫通する貫通穴を有し、
前記回転子が、前記貫通穴に連続し、前記回転軸を中心として径方向に延びる連通路と、前記連通路の外周部に設けられ、前記磁石により少なくとも1つの面が磁化された捕集空間とを有する、圧縮機。
an electric motor having a rotor containing magnets;
a rotating shaft rotated by the rotor;
a compression mechanism for compressing the fluid sucked by the rotation of the rotating shaft;
the rotating shaft has a through-hole passing through in the axial direction of the rotating shaft;
The rotor includes a communicating passage extending radially about the rotating shaft and continuing to the through hole, and a collection space provided in an outer peripheral portion of the communicating passage and having at least one surface magnetized by the magnet. and a compressor.
前記回転子は、前記回転軸の軸方向を鉛直方向に向けて設置した場合の前記回転軸、前記連通路および前記捕集空間の上部を覆う上端板を含み、
前記回転軸の上端、前記連通路の連通路面および前記捕集空間の底面のうち、前記連通路の連通路面から前記上端板までの流路高さが最小である、請求項1に記載の圧縮機。
The rotor includes an upper end plate that covers the upper part of the rotating shaft, the communication passage, and the collection space when the rotating shaft is installed with the axial direction of the rotating shaft in the vertical direction,
2. The compression according to claim 1, wherein among the upper end of the rotating shaft, the communicating path surface of the communicating path, and the bottom surface of the collecting space, the flow path height from the communicating path surface of the communicating path to the upper end plate is the smallest. machine.
前記上端板は、少なくとも1つの吐出穴を有する、請求項2に記載の圧縮機。 3. The compressor of claim 2, wherein said top plate has at least one discharge hole. 前記上端板に設けられる吐出穴の径は、前記貫通穴の径より小さい、請求項3に記載の圧縮機。 4. The compressor according to claim 3, wherein the diameter of the discharge hole provided in the upper end plate is smaller than the diameter of the through hole. 前記吐出穴は、前記径方向の前記貫通穴と前記捕集空間との間の前記連通路上に設けられる、請求項3に記載の圧縮機。 4. The compressor according to claim 3, wherein said discharge hole is provided on said communication path between said radial through-hole and said collection space. 磁石を内蔵する回転子を備えた電動機と、
前記回転子により回転する回転軸と、
前記回転軸の回転により吸い込んだ流体を圧縮する圧縮機構と、
前記回転軸の軸方向を鉛直方向に向けて設置した場合の前記回転子上に取り付けられる捕集部品と
を含み、
前記回転軸が、該回転軸の軸方向に貫通する貫通穴を有し、
前記捕集部品が、前記貫通穴に連続し、前記回転軸を中心として径方向かつ前記回転子上に向けて延びる連通部と、前記連通部の外周側に設けられ、前記磁石により少なくとも1つの面が磁化された捕集空間とを有する、圧縮機。
an electric motor having a rotor containing magnets;
a rotating shaft rotated by the rotor;
a compression mechanism for compressing the fluid sucked by the rotation of the rotating shaft;
and a collecting component mounted on the rotor when the axial direction of the rotating shaft is oriented in the vertical direction,
the rotating shaft has a through-hole passing through in the axial direction of the rotating shaft;
The collection component is provided with a communicating portion that is continuous with the through hole and extends radially about the rotating shaft and toward the rotor, and is provided on an outer peripheral side of the communicating portion, and is arranged to generate at least one and a collection space with magnetized faces.
請求項1~6のいずれか1項に記載の圧縮機を含み、前記圧縮機により循環する流体と空間内の空気との間で熱交換を行うことにより空気調和を行う、空気調和装置。 An air conditioner, comprising the compressor according to any one of claims 1 to 6, wherein air conditioning is performed by exchanging heat between a fluid circulated by the compressor and air in a space.
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