JP2004293380A - 横型ロータリコンプレッサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の回転圧縮要素32にて圧縮された冷媒を密閉容器12内に吐出し、この密閉容器12内の冷媒を第2の回転圧縮要素34に吸い込んで圧縮すると共に、冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段としてのオイル分離機構110を第2の回転圧縮要素34の吐出消音室62を画成するためのカバー66の上部に設ける。また、オイル分離機構110にて分離されたオイルを、密閉容器12内における摺動部に供給する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とを収納して成る横型ロータリコンプレッサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来この種ロータリコンプレッサ、例えば、第1及び第2の回転圧縮要素を備えた内部中間圧型多段(2段)圧縮式ロータリコンプレッサでは、密閉容器内に駆動要素とこの駆動要素にて駆動される回転圧縮機構部とにより構成されている。
【0003】
そして、第1の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。そして、この密閉容器内の中間圧の冷媒ガスは第2の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により2段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経てコンプレッサの外部に吐出される構成とされている。
【0004】
また、密閉容器内の底部はオイル溜めとされ、回転軸の一端に取り付けられたオイルポンプ(給油手段)によりオイル溜めからオイルが吸い上げられて、回転圧縮機構部の摺動部等に供給されて潤滑とシールを行っている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特許第2507047号公報
【0006】
ところで、このようなロータリコンプレッサを横型として用いた場合、第1の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒ガス中には第1の回転圧縮要素に供給されたオイルが溶け込んでおり、当該オイルはオイルポンプ側だけで無く、電動要素側の密閉容器底部にも溜まるようになる。そのため、回転軸の回転圧縮機構部側の端部に構成されるオイルポンプによるオイルの吸引が円滑に行えなくなる不都合を回避するために密閉容器内を電動要素側とオイルポンプ側に区画して差圧を構成するためのバッフル板を設けている。
【0007】
そして、第1の回転圧縮要素で圧縮され、密閉容器内の電動要素側に吐出された冷媒は、当該バッフル板の外周縁と密閉容器の内周面との間に形成された隙間を通ってオイルポンプ側に流入することとなるが、係るバッフル板の存在により、密閉容器内にはバッフル板の電動要素側が高く、オイルポンプ側が低い差圧が構成される。この差圧によって密閉容器内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板のオイルポンプ側に移動し、バッフル板よりオイルポンプ側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイルポンプの開口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、オイルポンプによる回転圧縮機構部の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の如く第1の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルは、密閉容器内に吐出され、当該密閉容器内の空間を移動する過程で冷媒ガスからある程度分離されるが、第2の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルは、冷媒ガスと共にそのままコンプレッサの外部に吐出されていた。
【0009】
これにより、オイル溜めのオイルが不足し、また、冷媒回路内でも悪影響を及ぼすという問題が生じていた。
【0010】
本発明は、係る技術的課題を解決するために成されたものであり、外部へのオイル吐出量を減らすことができる横型ロータリコンプレッサを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の横型ロータリコンプレッサでは、回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を密閉容器内に設けたので、当該遠心分離手段により、冷媒中に混入したオイルを分離することができるようになる。
【0012】
請求項2の発明では上記発明に加えて、回転圧縮機構部は第1及び第2の回転圧縮要素から成り、第1の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を第2の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、オイル分離手段を第2の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたことを特徴とする。
【0013】
請求項3の発明では請求項2に発明に加えて、オイル分離手段にて分離されたオイルを、密閉容器内における摺動部に供給するので、中間圧の密閉容器内摺動部に圧力差を利用してオイル供給することができるようになる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明の横型ロータリコンプレッサの実施例として、第1及び第2の回転圧縮要素32、34を備えた内部中間圧型多段(2段)圧縮式のロータリコンプレッサ10の縦断面図を示している。
【0015】
図1において、10は二酸化炭素(CO2)を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式の横型ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ10は鋼板からなる横型円筒状の密閉容器12と、この密閉容器12の内部空間に配置収納された駆動要素としての電動要素14及びこの電動要素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)からなる回転圧縮機構部18にて構成されている。
【0016】
密閉容器12は、底部をオイル溜とし、電動要素14と回転圧縮機構部18を収納する容器本体12Aと、この容器本体12Aの開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ(密閉蓋)12Bで構成され、且つ、このエンドキャップ12Bの中心には電動要素14に電力を供給するためのターミナル(配線を省略)20が取り付けられている。
【0017】
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とからなる。このロータ24は中心を通り密閉容器12の軸心方向(横方向)に延在する回転軸16に固定されている。
【0018】
ステータ22は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体26と、この積層体26の歯部に直巻き(集中巻き)方式により巻装されたステータコイル28を有している。そして、前記ロータ24もステータ22と同様に電磁鋼板の積層体30で形成され、この積層体30内に永久磁石MGを挿入して構成されている。
【0019】
前記第1及び第2の回転圧縮要素32、34の電動要素14とは反対側、即ち、回転軸16の回転圧縮機構部18側の端部には給油手段としてのオイルポンプ101が形成されている。このオイルポンプ101は、密閉容器12内の底部に構成されたオイル溜めから潤滑用のオイルを吸い上げて回転圧縮機構部18の摺動部に供給し、摩耗を防止するために設けられており、このオイルポンプ101からは密閉容器12の底部に向かってオイル吸上パイプ102が降下し、オイル溜めにて開口している。
【0020】
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)に配置されたシリンダ38、40と、180度の位相差を有して回転軸16に設けられた偏心部42、44に嵌合され、シリンダ38、40内を偏心回転するローラ46、48と、これらローラ46、48にそれぞれ当接してシリンダ38、40内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーン50、52と、シリンダ38の電動要素14側の開口面とシリンダ40の電動要素14とは反対側(オイルポンプ101側)の開口面をそれぞれ閉塞して回転軸16の軸受けを兼用する支持部材54、56とから構成されている。
【0021】
支持部材54および支持部材56には、図示しない吸込ポートにてシリンダ38、40の内部とそれぞれ連通する吸込通路58、60と、一部を凹陥させ、この凹陥部をカバー66、カバー68にて閉塞することにより画成される吐出消音室62、64とが設けられている。また、支持部材54及び支持部材56の中央にはそれぞれ軸受け54A、56Aが形成されており、回転軸16を支持している。
【0022】
ここで、カバー66は鋼板により構成されており、中心部に回転軸16及び支持部材54の軸受け54Aが貫通するための孔が形成された略ドーナッツ状を呈している。また、このカバー66は密閉容器12内が中間圧となるため、吐出消音室62に吐出された高温高圧冷媒が密閉容器12内に漏れ出る不都合を防ぐために肉厚に形成して、カバー66の強度を上げている。特に、本実施例のように冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、前記密閉容器12内と吐出消音室62の圧力差はより大きくなるので、カバー66にある程度の剛性(厚み)を持たせることで、高温高圧冷媒が密閉容器12内に漏れ出る不都合回避している。
【0023】
そして、肉厚に形成された当該カバー66内の上部には第2の回転圧縮要素34にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段としてのオイル分離機構110が設けられている。当該オイル分離機構110は回転軸16の上部に位置するカバー66内に形成されており、カバー66内に縦長円筒状に形成され、上面が開口した空間部111と、空間部111と吐出消音室62とを連通する連通孔112と、空間部111の下側に形成された細孔113にて構成されている。
【0024】
そして、空間部111の上面の開口部から当該空間部111の内径と略同一の大きさで形成された冷媒吐出管96を挿入し、接続箇所を溶接することでオイル分離機構110が形成される。前記冷媒吐出管96は先端部96Aが所定の長さで他の部分より配管の厚みが薄く形成されており、先端部96Aは下方に向かって開口している。また、空間部111と冷媒吐出管96の先端部96Aの間には隙間が形成されている。前記連通孔112は先端部96Aの上端と略対応する支持部材54内に位置し、吐出消音室62からの冷媒が冷媒吐出管96の先端部96Aの外壁面に向かって吐出されるように形成されている。
【0025】
また、空間部111の下側は、細孔113に向かって徐々に細くなる略円錐形状を呈している。このカバー66に形成された細孔113の下側の軸受け54Aには、細孔113と略同一の径を有する孔114が形成されており、当該孔114の下面は回転軸16の周面と連通している。即ち、空間部111は細孔113、軸受け54Aに形成された孔114を介して回転軸16の周面と連通しており、オイル分離機構110にて分離されたオイルが、回転軸16の周面等の密閉容器12内における摺動部に供給される。
【0026】
前記第1の回転圧縮要素32の吐出消音室64と密閉容器12内とは連通路にて連通されており、この連通路は支持部材56、支持部材54、カバー66、シリンダ38、40、中間仕切板36を貫通する図示しない孔である。この場合、連通路の端部には中間吐出管121が形成されており、この中間吐出管121から密閉容器12内の電動要素14側に中間圧の冷媒が吐出される。
【0027】
また、前記カバー68の外周面には区画手段としてのバッフル板100が取り付けられている。このバッフル板100は密閉容器12内を電動要素14側とオイルポンプ101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ており、当該バッフル板100の外周縁と密閉容器12の内周面との間には冷媒ガスの通過可能な隙間が形成されている。
【0028】
そして、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、バッフル板100の外周縁と密閉容器12の内周面との間に形成された隙間を通ってオイルポンプ101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、オイルポンプ101側が低い差圧が構成されることになる。
【0029】
このようなバッフル板100の存在により、密閉容器12内バッフル板100の電動要素14側の圧力が高く、バッフル板100のオイルポンプ101側の圧力が低くなる。
【0030】
このように、バッフル板100を構成することにより、バッフル板100の外周縁と密閉容器12の内周面との間に形成される隙間を密閉容器12内に吐出された中間圧の冷媒ガスが通過することで、所望の差圧が構成されるようになる。
【0031】
この差圧によって密閉容器12内底部のオイル溜めに貯溜されたオイルはバッフル板100のオイルポンプ101側に移動し、バッフル板100よりオイルポンプ101側のオイルレベルが上昇する。これにより、オイル吸上パイプ102の開口は支障無くオイル中に浸漬されるようになるので、オイルポンプ101による回転圧縮機構部18の摺動部へのオイルの供給が円滑に行われるようになる。
【0032】
尚、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、エステル油、PAG(ポリアルキレングリコール)等既存のオイルが使用される。そして、冷媒としては、地球環境にやさしく可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素(CO2)を使用する。
【0033】
密閉容器12の側面には、支持部材54の吸込通路58と回転圧縮機構部18の電動要素14とは反対側の上方(オイルポンプ101の上方に略対応する位置)、支持部材56の吸込通路60及びカバー66の上部に対応する位置には冷媒導入管92、冷媒導入管94及び冷媒吐出管96を接続するための図示しないスリーブがそれぞれ形成されており、各スリーブ内に前記配管が挿入接続されている。
【0034】
以上の構成で次に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及び図示し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と一体に設けられた偏心部42、44に嵌合されたローラ46、48がシリンダ38、40内で偏心回転する。
【0035】
これにより、冷媒導入配管94から吸込通路60、図示しない吸込ポートを経て第1の回転圧縮要素32のシリンダ40の低圧室側に吸入された冷媒ガスは、ローラ48とベーン52の動作により圧縮され中間圧となり、シリンダ40の高圧室側より図示しない吐出ポートを介して吐出消音室64に吐出された後、連通路を経て中間吐出管121から密閉容器12内の電動要素14側に吐出される。これにより、密閉容器12内は中間圧となる。
【0036】
このとき、密閉容器12内のバッフル板100の電動要素14側に吐出された冷媒ガス中には、第1の回転圧縮要素32に供給されたオイルが混入しており、このオイルは分離されて密閉容器12内の電動要素14側の底部のオイル溜めに溜まる。そして、冷媒ガスはバッフル板100の外周縁と密閉容器12の内周面との間に形成された隙間からバッフル板100のオイルポンプ101側に流入する。
【0037】
ここで、冷媒ガスがバッフル板100の外周縁と密閉容器12の内周面との間に形成された隙間を通過すると云う作用により、バッフル板100の電動要素14側の圧力がオイルポンプ101側の圧力より高くなる。この差圧により、密閉容器12内のオイルはオイルポンプ101側に流入しやすくなるので、バッフル板100のオイルポンプ101側の油面が上昇する。これにより、オイルはオイル吸上パイプ102を介してオイルポンプ101により円滑に吸い上げられる。
【0038】
更に、オイルポンプ側に流入した中間圧の冷媒ガスは密閉容器12の側面のオイルポンプ101の上側に形成された図示しないスリーブに挿入されている冷媒導入管92を通り、支持部材54に形成された吸込通路58、図示しない吸込ポートを経てシリンダ38の低圧室側に吸入される。
【0039】
そして、ローラ46とベーン50の動作により2段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り支持部材に形成された吐出消音室62を経由して、オイル分離機構110の連通孔112から空間部111内に吐出される。このとき、冷媒ガス及び当該冷媒ガス中に混入したオイルは、連通孔112から空間部111内の冷媒吐出管96の先端部96Aの外壁面に向かって吐出され、吐出された冷媒ガス及びオイルは、吐出時の勢いにより先端部96Aの外壁面及び空間部111の内周面の間に形成された隙間を螺旋状に周りながら空間部111内を下降して行く。
【0040】
この過程で、冷媒ガス中に混入したオイルが冷媒ガスから遠心分離され空間部111の外壁面等に付着し、当該外壁面を伝わって、空間部111の下側に形成された細孔113に至る。このとき、オイル分離機構110内は高圧であり回転軸16の周面は中間圧であるため、圧力差を利用して軸受け54に形成された孔114を介して回転軸16の周面に供給される。
【0041】
一方、冷媒ガスは空間部111の下側に開口した冷媒吐出管96から冷媒吐出管96内に入り、コンプレッサ10の外部に吐出される。
【0042】
このように、第2の回転圧縮要素34で圧縮された冷媒ガス中に混入したオイルをオイル分離機構110にて遠心分離することで、冷媒ガス中に混入したオイルを効果的に分離することができる。
【0043】
これにより、コンプレッサ10から吐出されるオイル吐出量を著しく低減することができるので、コンプレッサ10内がオイル不足となる不都合や冷媒回路内に悪影響を及ぼす不都合も未然に回避することができるようになる。
【0044】
また、分離されたオイルはオイルポンプ101から離れた位置にあり、通常オイル供給し難く、オイル不足となりがちな回転軸16の周面に圧力差を利用して供給されるので、回転軸16の周面の摺動部の潤滑及びベーン56のシールなどを円滑に行うことができるようになる。
【0045】
これらにより、コンプレッサ10の性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。
【0046】
更に、オイル分離機構110を肉厚に形成されたカバー66に形成することで、コンプレッサ10の全長が大きくなる不都合も回避でき、コンプレッサ10の小型化を図ることができるようになる。
【0047】
尚、本実施例では横型ロータリコンプレッサ10を第1と第2の回転圧縮要素32、34を備えた2段圧縮式の横型ロータリコンプレッサで説明したが、これに限らず、請求項1では単シリンダの横型ロータリコンプレッサや内部高圧型ロータリコンプレッサ又は回転圧縮要素を3段、4段或いはそれ以上の回転圧縮要素を備えた多段圧縮式ロータリコンプレッサに適応しても有効である。また、請求項2及び請求項3の発明では2段以上の回転圧縮要素を備えた内部中間圧の横型ロータリコンプレッサであれば構わない。
【0048】
また、本実施例では冷媒として二酸化炭素を使用したが、冷媒はそれに限定されるものではなく、炭化水素系の冷媒や亜酸化窒素など、種々の冷媒が適用可能である。
【0049】
【発明の効果】
以上詳述した如く、本発明の横型ロータリコンプレッサでは、回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を密閉容器内に設けたので、当該遠心分離手段により、冷媒中に混入したオイルを分離することができるようになる。
【0050】
これにより、ロータリコンプレッサから吐出されるオイル吐出量を著しく低減することができるようになるので、ロータリコンプレッサ内がオイル不足となる不都合や冷媒回路内に悪影響を及ぼす不都合も未然に回避することができるようになる。
【0051】
請求項2の発明では上記発明に加えて、回転圧縮機構部は第1及び第2の回転圧縮要素から成り、第1の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を第2の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、オイル分離手段を第2の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたので、上記効果に加えて、内部中間圧の多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて肉厚に形成された第2の回転圧縮要素のカバーにオイル分離手段を形成することにより、ロータリコンプレッサの全長が大きくなる不都合を回避することができるようになる。これにより、ロータリコンプレッサの小型化を図る。
【0052】
請求項3の発明では請求項2に発明に加えて、オイル分離手段にて分離されたオイルを、密閉容器内における摺動部に供給するので、中間圧の密閉容器内摺動部に圧力差を利用してオイル供給することができるようになる。
【0053】
これにより、摺動部の潤滑及びシール性が向上し、ロータリコンプレッサの性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の横型ロータリコンプレッサの縦断側面図である。
【符号の説明】
10 横型多段圧縮式ロータリコンプレッサ
12 密閉容器
14 電動要素
16 回転軸
18 回転圧縮機構部
32 第1の回転圧縮要素
34 第2の回転圧縮要素
38、40 シリンダ
42、44 偏心部
46、48 ローラ
54、56 支持部材
63、65 蓋部材
100 バッフル板
101 オイルポンプ
102 オイル吸上パイプ
110 オイル分離機構
111 空間部
112 連通孔
113 細孔
114 孔
Claims (3)
- 密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素により駆動される回転圧縮機構部とを収納して成る横型ロータリコンプレッサにおいて、
前記回転圧縮機構部にて圧縮され、吐出された冷媒中のオイルを遠心分離するオイル分離手段を前記密閉容器内に設けたことを特徴とする横型ロータリコンプレッサ。 - 前記回転圧縮機構部は第1及び第2の回転圧縮要素から成り、前記第1の回転圧縮要素にて圧縮された冷媒を前記密閉容器内に吐出し、この密閉容器内の冷媒を前記第2の回転圧縮要素に吸い込んで圧縮すると共に、前記オイル分離手段を第2の回転圧縮要素の吐出消音室を画成するためのカバー上部に設けたことを特徴とする請求項1の横型ロータリコンプレッサ。
- 前記オイル分離手段にて分離されたオイルを、前記密閉容器内における摺動部に供給することを特徴とする請求項2の横型ロータリコンプレッサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003085257A JP2004293380A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 横型ロータリコンプレッサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003085257A JP2004293380A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 横型ロータリコンプレッサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004293380A true JP2004293380A (ja) | 2004-10-21 |
Family
ID=33400217
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003085257A Pending JP2004293380A (ja) | 2003-03-26 | 2003-03-26 | 横型ロータリコンプレッサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004293380A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2180189A3 (en) * | 2003-09-30 | 2010-08-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Horizontal type rotary compressor |
CN103089628A (zh) * | 2011-11-07 | 2013-05-08 | 三洋电机株式会社 | 旋转压缩机 |
JP2015148231A (ja) * | 2015-04-10 | 2015-08-20 | 株式会社デンソー | 高圧ポンプ |
-
2003
- 2003-03-26 JP JP2003085257A patent/JP2004293380A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2180189A3 (en) * | 2003-09-30 | 2010-08-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Horizontal type rotary compressor |
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CN103089628B (zh) * | 2011-11-07 | 2016-03-16 | 三洋电机株式会社 | 旋转压缩机 |
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