JPWO2012157224A1 - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
また、フレームの外周に設けられた通路を通って、圧縮機構部の下部を高温の吐出ガスが流れるため圧縮機構部が加熱され、特に、冷凍サイクルから戻ってきた低温状態である冷媒ガスが、吸入経路を経て圧縮室へと送り込まれる過程で熱を受ける。そのため実際に圧縮室にとじ込む時点では、冷媒ガスは膨張し、循環量の低下を引き起こしてしまう課題を有していた。
さらには、吐出管から吐出される冷媒にオイルが多く含まれると、サイクル性能の悪化を招くという課題を有していた。
また、本発明によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導くことで、他方の容器内空間に接する圧縮機構部の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
また、本発明によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間に排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間内で吹き上げられ、送出口から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間内にオイルを滞留させないため、円筒状空間を小さく構成できる。
また、本発明によれは、オイル分離機構部を吸入口から遠ざけることで、吸入冷媒ガスが高温高圧の冷媒ガスにより加熱されることなく、圧縮室内で高い体積効率を得ることができる。
2 貯オイル部
4 吐出管
10 圧縮機構部
11 主軸受部材
12 固定スクロール
16 吸入口
17 吐出口
19 マフラー
20 電動機部
31 容器内空間
32 容器内空間
33 圧縮機構側空間
34 貯オイル側空間
40 オイル分離機構部
41 円筒状空間
42 流入部
43 送出口
44 排出口
46 送出パイプ
47 送出パイプ
48 冷媒ガス旋回部材
この構成によれば、圧縮機構部で圧縮されてオイル分離機構部から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間に導かれて吐出管から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部を通過しないため、電動機部が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部の高効率化が図れる。また、この構成によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導くことで、他方の容器内空間に接する圧縮機構部の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。また、この構成によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに送出口と対向した位置にある排出口から排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間内で吹き上げられ、送出口から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間内にオイルを滞留させないため、円筒状空間を小さく構成できる。また、この構成によれば、オイル分離機構を吸入口近傍に配置しないことで、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
この構成によれば、他方の容器内空間に排出された冷媒ガスが吐出管側の容器内空間へ戻る際に吸入口近傍を通過しないため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
この構成によれば、オイル分離機構部を圧縮機構部に形成することで、吐出口から吐出管までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器を小型化できる。また、この構成によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間に排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。
この構成によれば、吸入冷媒ガスの加熱をより効果的に防止することができる。
この構成によれば、吸入冷媒ガスの加熱をより効果的に防止することができる。
図1は、本発明の実施の形態1による圧縮機の縦断面図である。図1に示すように、本実施の形態による圧縮機は、密閉容器1内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部10と、圧縮機構部10を駆動する電動機部20とを備えている。
密閉容器1には、吸接管3と吐出管4とが溶接によって固定されている。吸接管3と吐出管4とは密閉容器1の外部に通じ、冷凍サイクルを構成する部材と接続されている。吸接管3は密閉容器1の外部から冷媒ガスを導入し、吐出管4は一方の容器内空間31から密閉容器1の外部に冷媒ガスを導出する。主軸受部材11は、密閉容器1内に溶接や焼き嵌めなどで固定され、シャフト5を軸支している。この主軸受部材11には、固定スクロール12がボルト止めされている。固定スクロール12と噛み合う旋回スクロール13は、主軸受部材11と固定スクロール12とで挟み込まれている。主軸受部材11、固定スクロール12、及び旋回スクロール13は、スクロール式の圧縮機構部10を構成している。
吸接管3と圧縮室15との間には、吸入口16が形成されている。吸入口16は、固定スクロール12に設けられている。固定スクロール12の中央部には、圧縮機構部10の吐出口17が形成されている。吐出口17には、リード弁18が設けられている。固定スクロール12の一方の容器内空間31側には、吐出口17及びリード弁18を覆うマフラー19が設けられている。マフラー19は、吐出口17を一方の容器内空間31から隔離している。
図2は図1における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
本実施の形態による圧縮機は、圧縮機構部10から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部40を設けている。オイル分離機構部40は、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間41と、マフラー19内と円筒状空間41とを連通する流入部42と、円筒状空間41と一方の容器内空間31とを連通する送出口43と、円筒状空間41と他方の容器内空間32とを連通する排出口44とを有する。
マフラー19内に吐出された冷媒ガスは、固定スクロール12に形成された流入部42を経て、円筒状空間41に導かれる。流入部42は円筒状空間41に対し、接線方向に開口しているため、流入部42から送出される冷媒ガスは、円筒状空間41の内壁面に沿って流れ、円筒状空間41の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口44に向かった流れとなる。
冷媒ガスには圧縮機構部10に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間41の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。円筒状空間41の内周面で発生した旋回流は、排出口44に到達後、又は排出口44近傍で折り返し、円筒状空間41の中心を通る上昇流に変わる。
圧縮機側空間33に送り出された冷媒ガスは、圧縮機構部10の隙間を通過して一方の容器内空間31に至り、吐出管4から密閉容器1の外部に送り出される。
図3は本発明の実施の形態2による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図1と同一であるので説明を省略する。また、図1及び図2で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
図4は本発明の実施の形態3による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図1と同一であるので説明を省略する。また、図1及び図2で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
送出パイプ46の外周には筒状空間46cが形成され、流入部42が筒状空間46cに開口している。送出パイプ46の一端46aには、外方に延出させたフランジ46dを形成している。流入部42から流入した冷媒ガスは、旋回流となって、筒状空間46cを通り、円筒状空間41の内周面に沿って排出口44に至り、その後円筒状空間41の中心を逆流する。そして、送出パイプ46の他端46bから送出パイプ46内に流入し、送出パイプ46の一端46aから流出する。
送出パイプ46を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。なお、送出パイプ46を設ける場合には、円筒状空間41の軸心と送出パイプ46の軸心とを一致させることが重要である。
また、送出パイプ46を設ける場合には、送出パイプ46にフランジ46dを設け、このフランジ46dを円筒状空間41に形成した孔内に配置し、マフラー19で送出パイプ46を円筒状空間41に固定することが重要である。また、送出パイプ46の内径断面積Dは、排出口44の断面積Bよりも大きくする。これにより、冷媒ガスは排出口44よりも送出口43に流れやすくなる。
図5は本発明の実施の形態4による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図1と同一であるので説明を省略する。また、図1及び図2で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
送出パイプ47の一端47aは、送出口を形成し、送出パイプ47の他端47bは円筒状空間41内に配置されている。なお、本実施の形態では、送出パイプ47の他端47bは第2の円筒状空間41b内に延出させている。送出パイプ47の外周には筒状空間47cが形成され、流入部42が筒状空間47cに開口している。
送出パイプ47を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。なお、送出パイプ47を設ける場合には、円筒状空間41の軸心と送出パイプ47の軸心とを一致させることが重要である。
また、送出パイプ47を設ける場合には、送出パイプ47をマフラー19と一体に形成することで、送出パイプ47を円筒状空間41に固定することができる。また、送出パイプ47の内径断面積Dは、排出口44の断面積Bよりも大きくする。
図6は本発明の実施の形態5による圧縮機の縦断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図1と同一であるので説明を省略する。
流入部42bは、マフラー19内と円筒状空間41とを連通し、送出口43bは、円筒状空間41と一方の容器内空間31とを連通し 排出口44bは、円筒状空間41と一方の容器内空間31とを連通している。流入部42bの開口は、円筒状空間41の一端側内周面に形成する。そして、流入部42bは、圧縮機構部10から吐出される冷媒ガスをマフラー19内から円筒状空間41に流入させる。流入部42bは、円筒状空間41に対し、接線方向に開口している。
ここで、送出口43bの開口部の断面積Aは、円筒状空間41の断面積よりも小さく、排出口44bの開口部の断面積Bよりも大きくしている。
マフラー19内に吐出された冷媒ガスは、マフラー19の上面に形成された流入部42bを経て、円筒状空間41に導かれる。流入部42bは円筒状空間41に対し、接線方向に開口しているため、流入部42bから送出される冷媒ガスは、円筒状空間41の内壁面に沿って流れ、円筒状空間41の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口44bに向かった流れとなる。
冷媒ガスには圧縮機構部10に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間41の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。円筒状空間41の内周面で発生した旋回流は、排出口44bに到達後、又は排出口44b近傍で折り返し、円筒状空間41の中心を通る逆流に変わる。
遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、円筒状空間41の中心を通る流れにより送出口43bに到達し、一方の容器内空間31に送出される。一方の容器内空間31に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間31に設けられた吐出管4から密閉容器1の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
排出口44bから送り出された冷媒ガスは、一方の容器内空間31に設けられた吐出管4から密閉容器1の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
また、本実施の形態によるオイル分離機構部40は、円筒状空間41に分離したオイルを貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口44bから排出するため、円筒状空間41の内周面で発生する旋回流を、排出口44bの方向に導く作用を備えている。
しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部40のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口44bから排出することで、旋回流を排出口44bに導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。
図7は本発明の実施の形態6による圧縮機における圧縮機構部の要部上面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図1と同一であるので説明を省略する。また、図1及び図2で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
本実施の形態では、冷媒ガス通路70を吸入口16の近傍Aの範囲に設けないものである。冷媒ガス通路70をAの範囲に設けないことで、オイル分離機構部40より容器内空間32へオイルと共に排出された冷媒ガスが、容器内空間32から容器内空間31へもどる際、吸入冷媒ガスが加熱されることを抑制することができるため、圧縮室内で高い体積効率を得ることができる。たとえば、範囲Aを吸入口16の中心軸から両側30度の範囲に設定することで、体積効率と冷媒ガス通路70の設置位置の関係を両立することができる。
Claims (5)
- 冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、
前記圧縮機構部によって、前記密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、一方の前記容器内空間から前記密閉容器の外部に前記冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、他方の前記容器内空間に前記電動機部を配置した圧縮機であって、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、
前記オイル分離機構部が、
前記冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスを前記円筒状空間に流入させる流入部と、
前記円筒状空間から一方の前記容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する送出口と、
前記送出口と対向して配置され、分離した前記オイルを前記円筒状空間から排出する排出口とを有し、
前記オイル分離機構部を吸入口近傍に設けないことを特徴とする圧縮機。 - 前記圧縮機構部に、
前記冷媒ガスが他方の前記容器内空間から一方の前記容器内空間へ移動する冷媒ガス通路を設け、前記冷媒ガス通路を前記吸入口近傍に設けないことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。 - 前記圧縮機構部が、
固定スクロールと、
前記固定スクロールと対向配置された旋回スクロールと、
前記旋回スクロールを駆動するシャフトを軸支する主軸受部材とを備え、
前記円筒状空間を、前記固定スクロールと前記主軸受部材とに形成し、
前記排出口を他方の前記容器内空間に連通したことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。 - 前記オイル分離機構部を、前記吸入口の中心軸から円周方向両側30度以内に設けないことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
- 前記冷媒ガス通路を、前記吸入口の中心軸から円周方向両側30度以内に設けないことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
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