JPS6161986A - 密閉形圧縮機の軸受潤滑装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し発明の技術分野フ この発明は、密閉形電動機によって駆動される圧縮機の
軸受潤滑装置に関するものである。

し従来技術〕 フランス国特許１，８８１．９９８及び１，５８６．８
８２に記述されるようなシングルスクリユー圧縮機を、
圧縮機を冷却するために圧縮室に凝縮液を噴射させなが
ら、ハロゲン化炭化水素系冷媒のようなガスを圧縮する
目的に使用することは、すでに公知である。このような
装置は、例えばフランス国特許２．０８９，７１７によ
って広く知られている。

従来、この種の圧縮機では、軸受の潤滑を確実に行なわ
せるために補助ポンプを用いて、油溜めから油を吸い上
げて軸受に送りこみ、潤滑後はその油を前記油溜めに戻
すようにしていた。このような装置は、例えば、インス
テイテユート・オブ・レフリジャレイション（Ｉｎ５ｔ
ｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ　）に
よって１９８２年に出版されたジー・エフ・ハンディ（
Ｇ、Ｆ、）ＩＵＮＤＹ　）他、による論文「ザ・デベロ
ップメント・オブ・ザ・シングル・スクリュウ・コンプ
レッサ・アンド・オイル・リデュース・オペレイジョン
（Ｔｈｅ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅｓｉ
ｎｇｌｅ　　ｓｃｒｅｗ　ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ　　ａ
ｎｄ　Ｏｉｌ　　ＲｅｄｕｃｅｄＯｐｅｖａｔｉｏｎ）
　　Ｊに、詳細はＦｉｇｕｒｅ　７に記述されている。

しかしながら、この種の装置は、補助タンク及び油ポン
プを必要とするのでコスト真になる。しかも、しばしば
冷媒回路中に油の漏洩が発生するので２例えば補助ヒー
タを用いて、凝縮冷媒液の一部を沸とうさせ、蒸留後に
残留する油を前記タンクに送りこむなど、曲面を一定に
保持する手段が必要である。これは１ますます装置を複
雑化する。

〔発明の概要〕

この発明は、密閉形電動機によって駆動される冷媒圧縮
機の軸受潤滑装置に関するものであって。

電動機は液冷媒を蒸発させることによって冷却され、そ
の液冷媒は若干のパーセンテージの油が溶解しており、
少くとも蒸発したガスの何分の１かは、潤滑すべき軸受
を通過し圧縮機に吸入されるように構成した装置を提供
することを目的としている。

〔発明の実施例〕

密閉形電動機は、冷媒回路の一部に接続されたケーシン
グ内に収納されており、ケーシングの内部は、冷媒回路
を循環する冷媒ガスで満たされている。

この装置は、以下に示すように、いくつかの特長をもっ
ている。

第一に、電動機が発生する熱量は、非常に大きく、多量
の冷媒液を沸とうさせることができるので十分な量の油
を生成できる。従って、軸受を潤滑した油をタンクに戻
し、ポンプを使用して再循環させることは不要で、軸受
を潤滑した油は１直ちに圧縮機に吸入され、圧縮されて
、再び蒸発によって分離されるまで冷媒液とともに冷媒
回路を循環する。このように、この装置では、オイルポ
ンプやそれに付随する複雑な油回路を廃１ヒすることが
できる。

第二に、電動機を収納しているケーシングには油が分離
されて溜る。このことは、事実上何ら費用をかけること
なく、油溜めが得られるということであり、サイトグラ
スなどを取付ければ、システムに収容されている油の量
を容易に監視することができる。また、電動機によって
与える加熱量は、軸受を潤滑するに必要な蒸発熱量より
はるかに大きいので２冷媒中に含有させる油の分量を極
小にしても、潤滑機能を確実に達成できる。つまり、シ
ステム内の油の大部分は、定常的に電動機ケーシング内
に停留しており、たとえ偶発的にケーシングの外へ流出
したとしても、極めてすみやかにケーシングへ戻ってく
る。

第三に、ケーシングは、シール装置によって吸入側とは
隔離されており、吸入と吐出圧の中間圧力を保つように
圧縮機側のオリフィスに接続している。このことは１周
知のように、システムの効率改善につながるばかりでな
く、ケーシングの内圧と軸受部内圧との差圧をほぼ一定
に保持し、従って潤滑の流量をコンスタントに保つこと
ができるということである。

また本発明は、密閉形電動機によって駆動される冷媒圧
縮機であって、その電動機は冷媒液が配管接続され、か
つ圧縮機と配管で接続されたハウジング内に収納されて
おり、圧縮機と接続された配管のうちの少くとも一つは
、圧縮機内の軸受を経由して圧縮機の内部と導通してい
るような冷媒圧縮機を含む装置を実現できる新親な製品
を提供することも可能である。

このような製品を実現するに当って、本発明の要件は、
電動機を収容するケーシングは油溜めの形態を成すため
の容積があること及び少くとも一つの配管は圧縮機のハ
ウジングにおいて吸入と吐出しの間に位置する地点に接
続されるべきことである。

本発明の実施例を図に基づいて説明する。第１図は本発
明の実施例を示す電動圧縮機の断面図である。第２図は
第１図の実施例を冷媒サイクルに構成した時のシステム
系統図である。第３図は他の実施例、第４図は第３図の
応用例の詳細図を示す。

第１図において、１は圧縮機であって密閉形電動機２に
よって駆動される。圧縮機１はフランス国特許１，８８
１，９９８に記述された形式の圧縮機であって、ネジ溝
４をもつスクリュー３を含んでおり。

スクリュー８はハウジング５内で回転し、かつ対称位置
に配に１された２つのピニオン（ここでは図示しない）
と噛合っており、そのピニオンの一つは軸が軸線６内に
見えていて、軸受箱７，８に収納されている軸受（図示
せず）に支えられて回転する。スクリュー８は、シャフ
ト９によって支えられており、軸受１０　、１１のまわ
りに回転する。ロータ１２はステータ１８の内周側に位
１ｗシており、カバー１５でフタをされたケーシング１
４内にステータ１８が収容されている。圧縮機は吸入口
１６と吐出口１７全備えている。ケーシング１４に対し
てステータ１８は嵌合されており１周知のように、配管
１８はステータとケーシングの間に形成されたポケット
１９に接続されている。ステータとケーシングの間には
渦巻状の溝２０が設けられている。配管２１はケーシン
グ１４とスクリュー軸受１０及び軸受箱８内にあるピニ
オン軸受とを接続している。（軸受箱？内にある軸受へ
接続する配管は簡単のため図を省略している）ケーシン
グ１４とシャフト９０間に軸受１１と接続する通路２２
が、またケーシング１４と吸入口１６の間の隔壁にオリ
フィス２８が設けである。

第２図は、第１図の装置を冷媒回路内に接続した時の実
施例である。図２において吐出口１７は凝縮器２４に接
続され、レシーバ２５．膨張弁２６．蒸発器２７を通っ
て吸入口１６へ導かれている。レシーバ２５から配管２
８が導出されており、途中、液インジェクション配管２
９　（第１図では省略している）が分岐しているが、こ
れはフランス国Ｗ　許２，０８９，７１７に示すように
圧縮機を冷却する目的に使用されるものである。配管２
８は調整弁８０を経て、前記配管１８に接続されている
。ここで言う調整弁８ｏは例えば、電動機巻線内に取付
けられたサーモスタットによって、あるいはオリフィス
２８を通ってケーシングから流出する冷媒ガスのスーパ
ーヒートを検出することによって開度を制御される温度
式自動弁などである。

Ｌ／　シー　ハ２５に溜った凝縮冷媒液は、システムが
初期始動する場合は数分の１％から数％の油が溶解して
いる。

軸受の潤滑は次のようにしてなされる。

油を溶解した冷媒液は配管１８を通して電動機に注入さ
れ、電動機を冷却しながら蒸発して行く。

やがて、油を留保した沸とうガスは１通路２２を経て、
あるいは各々の軸受に接続された２１などの配管を経て
、軸受を通過する間に軸受潤滑を行なう。

しかるのち、ガスは圧縮機吸入に戻り再び圧縮される。

第１図において１例えば、スクリュー８に設けた孔８１
は軸受１０を通過した油を含んだガスを吸入口へ戻すた
めのものである。

冷媒液を蒸発させるために電動機から与えられる熱を利
用するので、過剰な潤滑条件が実現されるばかりでなく
、従来必要であった油の再循環装置が撤廃できる。

実際、実験から８０ＫＷの圧縮機でＲ−２２を使用して
凝縮圧力１０〜８０ｂａｒで運転した場合、油の溶解度
が２重量％では潤滑に必要な油を得るための冷媒蒸発熱
量はわずか８００〜５００Ｗであることがわかっている
。しかし、密閉形圧縮機の場合、電動機が放出する熱量
は、電動機出力の７〜１０％、言いかえれば２〜３ＫＷ
即ち潤滑必要条件の約１０倍にものぼるのである。この
ことは、過剰な潤滑が実現されていることを意味してい
る。このことは逆に冷媒中の油溶解度を極力小さくでき
るということであり、蒸発器や凝縮器の熱効率をさらに
向上させ得ることを示唆している。

過剰率はオリフィス２８の口径を変えることによってコ
ントロール可能であり、オリフィス２８をケーシングの
より上部へ、配管２１をケーシングのより下部へ取付け
ることによって油滴は重力によってケーシング１４の底
部へ落下するので配管２１を経由して流出するガスがよ
り多量の油を含むことができるということは特筆すべき
である。

第３図は上記装置に関する他の実施例である。

この実施例ではケーシング１４は、その底部に油を溜め
るために底部を大きくして８２のような油溜めを設けて
おり、油面８８が見えるように工夫しである。重力（も
ちろんロータの遠心力を利用してもよい）によって油は
底部に溜り２分離したガスはオリフィス２８（第１図に
示す）を経るか、もしくは第３図に示すように圧縮機ハ
ウジングの開口３６に接続された配管８５を経てケーシ
ングから流出する。

オリフィス２８又は配管８５によって発生する圧力損失
は、配管２１及び軸受１１に給油する配管８４などを通
り、軸受に溜った油を押し上げて供給するに十分である
。

本実施例ではケーシング１４を圧縮機ハウジングと隔離
するためにシール８７（本例ではラビリンスシールを用
いた）を使用し、開口８６は吸入圧と吐出圧の中間圧力
１それも極力吸入圧に近い圧力の場所に設けている。

本実施例は電動機の放出熱を吸入ガスに伝達させないよ
うにして、熱力学的効率を向上させるのみならず、圧縮
機ハウジングと圧縮機吸入圧の差圧、即ち給油量を一定
に保つことができる。

実際は、吸入圧が変化すると、配管８６あるいはオリフ
ィス２８を通るガスの流量は、吸入圧に逆比例して変化
する。つまり、圧力が１／２に減少すればガス流量は約
２倍になり、この時差圧は４倍となる。逆にもし、開口
８６が圧縮工程中に開口する部分と接続され、圧縮機ハ
ウジングの圧力がそのＦＥ力でバランスするｉｆらば（
配管３５を十分大キくとって途中の圧損を回避したとし
て）、ケーシングの内圧は吸入圧力に従って変化し、吸
入圧力との差圧は、　１＝だの２倍となる。

−万、開口８６をエコノマイザ−オリフィスとして使用
した場合は、吸入圧が低下すれば、圧縮比が大きくなり
、エコノマイザ−へ注入されるガス量が増大するので、
開口８６と吸入圧との圧力比が高くなる。例えば、吐出
圧が１２ｂａｒで、フランス国特許７，９１５，６７５
　　（１９７９年７月１９日）に記述されるようなエコ
ノマイザ−が付属されている装置であって、吸入圧が４
ｂａｒの場合には、エコノマイザ−即ち、オリフィス８
６の圧力はおおよそ６ｂａｒであり、差圧は２ｂａｒで
ある。ここで、もし吸入圧が低下し２ｂａｒになった場
合、エコノマイザ−圧力は１大体４ｂａｒとなるので差
圧はほぼ一定に保たれるということになる。

しかしながら１発明の主旨を変えず、ただ若干の付属装
置を取付けるだけで開口８６の位置を吸入側へ移動させ
たり、配管８５に定圧損の弁装置を取付けることによっ
て一定の給油圧力を維持することが可能である。

油面８８は自己安定の性質があり、仮に油面が低下すれ
ばレシーバ２５の中にある冷媒の油含有量が増えるため
、蒸留によって生成される油の量が増大することになる
。電動機の発生する蒸発熱量が潤滑に必要な量より格段
に多いため、すみやかに安定状態に達する。

本発明は、軸受を潤滑する手段として、第１図のケース
では、油を同伴させた蒸発冷媒ガスを使用し、第３図の
ケースでは蒸発後１分離された油を利用する方法をとっ
ている。なお１発明の主旨をかえずに、分離された油を
公知の手段を用いて蒸発冷媒ガスの流路に噴霧して、油
を多量に含んだガスを軸受に供給する方法も考えられる
。この装置を実現する手段を第４図に示す。第４図にお
いて配管２１は油面レベル８８より上方の位置でケ−シ
ングから取出されており、配管２１に導びかれた配管８
８は油面８８の下方でケーシングに接続されている。こ
れら２本の配管の交点でベンチュリー効果が発生し、周
知のようにガス噴流中に油の霧が混入する。

し発明の効果］ この発明は上記のように、密閉形電動機によって駆動さ
れる冷媒圧縮機の軸受潤滑装置であって。

電動機は液冷媒を蒸発させることによって冷却され、前
記液冷媒はわずかのパーセンテージの油を溶解しており
、少くとも蒸発する液の一部は、潤滑すべき軸受を通過
して、圧縮機に吸入されるように構成したので、電動機
は液冷媒を蒸発させることによって冷却され、その液冷
媒は、若干のパーセンテージの油が溶解しており、少く
とも蒸発したガスの何分の１かは、潤滑すべき軸受を通
過し圧縮機に吸入される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による軸受潤滑装置を示す
断面図、第２図はこの発明の実施例を冷媒サイクルに構
成したシステム系統図、第３図はこの発明の他の実施例
を示し、第４図は第３図に示す実施例の詳細図である。 図において、１は圧縮機、２は密閉形電動機。 ８はスクリュー、４はねじ溝、５はハウジング。 ６は軸受、７．８は軸受箱、９はシャフト、１０゜１１
はスクリュー軸受、１２はロータ、１８はステー久１４
はケーシング、１５はカバー、１６は吸入口、１７は吐
出口、１９はポケット、２０は溝、２１は配管、２２は
通路、２８はオリフィス、２４は凝縮器、２５はレシー
バ、２６は膨張弁１２７は蒸発器、２８は配管、２９は
インジェクション配管、８０は調整弁、＆は孔、８２は
油溜め、８８は油面、　８４　、８５は配管、８６は開
口、８７はラビリンスシールである。 なお図中、同一符号は、同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉形電動機によつて駆動される冷媒圧縮機の軸受
   潤滑装置であつて、電動機は液冷媒を蒸発させることに
   よつて冷却され、前記液冷媒はわずかのパーセンテージ
   の油を溶解しており、少くとも蒸発する液の一部は、潤
   滑すべき軸受を通過して、圧縮機に吸入されるように構
   成した密閉形圧縮機の軸受潤滑装置。 ２、軸受を通過し圧縮機に吸入される蒸発した液の一部
   は、電動機を収納するケーシングに液を注入し蒸発させ
   て得られる油から成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の密閉形圧縮機の軸受潤滑装置。 ３、軸受を通過し、圧縮機に吸入される蒸発する液の一
   部は、油と蒸発したガスから成り、その油は、はじめに
   電動機を収納するケーシングに液を注入し蒸発させて分
   離され、しかる後、蒸発する液によつて生成されたガス
   の一部の中に、再び運びさられるようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の密閉形圧縮機の軸受
   潤滑装置。 ４、電動機のケーシングがシール装置によつて圧縮機吸
   入から分離され、吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力とな
   るような、圧縮機の少くとも一点と配管接続されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項の何
   れか一に記載の密閉形圧縮機の軸受潤滑装置。 ５、密閉形電動機によつて駆動される冷媒圧縮機を含む
   装置であつて、前記電動機は液冷媒と配管で接続され、
   かつ圧縮機とも配管で接続された容器内に収納されてお
   り前記配管の少くとも一つは前記圧縮機の軸受を通り圧
   縮機内部と導通していることを特徴とする 密閉形圧縮機の軸受潤滑装置。