JP2005076527A - 回転式圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 潤滑油中の気体（冷媒ガス）抜きを行うと共に、潤滑油の吸い上げ及び供給を
促進させて摺動部の潤滑を十分に行えるようにした回転式圧縮機を提供する。
【解決手段】 回転軸４によりシリンダ５の内部５ａを偏心回転するローラ８で冷媒ガス等のガスを圧縮する回転式圧縮機において、回転軸４の内部に設けられた孔４ｂの下端部にパドル１２ａを備えた吸い上げ部材１２を挿着し、密閉容器の底部潤滑油溜めから潤滑油を吸い上げて回転圧縮部３に供給する。この潤滑油の供給は、回転軸４に設けた潤滑油供給孔１４、１５、１６を介して行う。上部軸受け６に潤滑油通路１７を斜め上向きに設け、その上端出口をカバー材１８により設けた消音室１９の吐出ガス通路２１の途中に開口させる。吐出ガス通路２１から吐出される圧縮ガスのエジェクション効果によって負圧が生じ、潤滑油通路１７から流出する潤滑油中のエアーが放出され、且つ潤滑油吸い上げ性が向上して回転圧縮部３への潤滑油供給が良好となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、冷媒等のガスを圧縮する回転式圧縮機であって、特に回転圧縮部に潤滑油を供給する給油手段の改良に関するものである。

従来の回転式圧縮機は、例えば特許文献１に記載されているように、鉄などの金属からなる密閉容器内に電動機部（電動要素）と、この電動機部の下方に設けられ、電動機部の回転軸によって回転駆動される回転圧縮部（回転圧縮要素）とから構成されている。そして、回転圧縮部に冷媒ガスを供給して圧縮し、この圧縮した冷媒ガスを回転圧縮部から密閉容器内に吐出すると共に、密閉容器の上部から外部に吐出できるようにしている。

上記電動機部は回転軸を取り付けたロータと、このロータの外周部に配設したステータとから構成され、上記回転圧縮部はシリンダと、このシリンダ内を電動機部の回転軸における偏心部によって偏心回転するローラと、このローラの外周に接してシリンダ内を高圧室と低圧室とに区画するスプリング付きのベーンと、シリンダの上下の開口部を閉塞すると共に前記回転軸を軸支する軸受けとから構成されている。

又、前記密閉容器の内底部は潤滑油溜めとし、回転軸の中空下端部から潤滑油を遠心力により吸い上げて回転圧縮部に供給し、回転圧縮部を磨耗から保護することにより回転式圧縮機の信頼性や特性を向上させると共に、回転式圧縮機の寿命を延ばすようにしている。この潤滑油の供給手段として、前記回転軸には回転圧縮部の各摺動部に潤滑油を供給するための給油孔を設け、回転軸の外周面にはこの給油孔と連通し、潤滑油を軸受け部分に導く給油溝を設けている。更に、上部の軸受けには潤滑油導入通路を斜め方向に設けて、前記ローラの内側空間と、軸受けの上部に形成されている中間圧室とを連通している。

一方、回転軸の中空下端部に取り付けて潤滑油溜めの潤滑油を吸い上げるための手段としては、例えば潤滑油ピックアップ部材や潤滑油ポンプ等が特許文献２ないし特許文献４に開示されている。
特開２０００−１０５００４号公報 特開平２−８６９７１号公報 実開平１−３０６３１号公報 特公昭６３−３８５５３号公報

上記引用文献１の回転式圧縮機においては、中間圧室は上出口管と連通していると共に、回転軸の上下偏心部、上下ローラ内面、メインフレーム、ベアリングプレートとで区画されるローラ内側空間とも潤滑油（オイル）導入通路を介して連通している。このように中間圧室とローラ内側空間とが潤滑油導入通路を介して連通している関係上、密閉容器内が内部低圧、又は内部中間圧であっても強制的に潤滑油をローラ内側空間に給油することができる。又、中間圧室は、必要以上の潤滑油が循環することを防止するため、冷媒と潤滑油とを分離する潤滑油セパレータの機能も有している。

しかしながら、回転軸の回転によって密閉容器の底部潤滑油溜めから吸い上げられる潤滑油中には気体（冷媒ガス）が混入しており、この気体の混入した潤滑油が前記ローラ内側空間から潤滑油導入通路を経て中間圧室内に流入し、更に上出口管に導入される。従って、潤滑油中の気体は一部抜けて中間圧室内に溜まる。中間圧室内に気体が溜まると、潤滑油導入通路から中間圧室内に入る潤滑油の流れを阻止する問題が発生する。又、潤滑油の流れが悪くなると底部潤滑油溜めからの吸い上げに悪影響を及ぼす。これにより、ローラの摺動部及び回転軸の摺動部に対する潤滑油の供給が悪化して十分な潤滑ができない事態を招く。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解消するためになされ、潤滑油中の気体抜きを行うと共に、潤滑油の吸い上げ及び供給を促進させて摺動部の潤滑を十分に行えるようにした回転式圧縮機を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明に係る請求項１の回転式圧縮機は、密閉容器内に電動機部と回転圧縮部とが収納され、前記回転圧縮部に供給されるガスを圧縮すると共に、前記密閉容器底部の潤滑油溜めから潤滑油を吸い上げて前記回転圧縮部に給油するようにした回転式圧縮機において、前記電動機部の回転軸を軸受けする回転圧縮部の軸受け部に潤滑油通路を設け、この潤滑油通路の出口を前記回転圧縮部からの圧縮ガスを前記密閉容器内に吐出する吐出ガス通路の中途に開口させたことを特徴とする。

本発明に係る請求項２の回転式圧縮機は、請求項１記載の回転式圧縮機において、前記潤滑油通路は、前記回転圧縮部の偏心回転ローラの内部に連通し、この偏心回転ローラの内部には前記潤滑油溜めから吸い上げた潤滑油が供給されることを特徴とする。

本発明に係る請求項３の回転式圧縮機は、請求項１又は請求項２記載の回転式圧縮機において、前記吐出ガス通路は、前記回転圧縮部の吐出ポートに連通して形成した消音室に設けられていることを特徴とする。

上記請求項１の回転式圧縮機によれば、回転圧縮部の軸受け部に潤滑油通路を設け、この潤滑油通路の出口を前記回転圧縮部からの圧縮ガスを前記密閉容器内に吐出する吐出ガス通路の中途に開口させたので、吐出ガス通路から吐出する圧縮ガスにより潤滑油通路の出口側が負圧となり、このため潤滑油が潤滑油通路から吐出ガス通路に吐出する際に潤滑油中に混入している気体を放出すると共に、潤滑油通路を通る潤滑油の流通量を高めて潤滑油の吸い上げ性を向上させる。これにより、回転式圧縮機の信頼性や特性の向上を図ることができる。

請求項２の回転式圧縮機によれば、潤滑油通路が回転圧縮部の偏心回転ローラの内部に連通し、且つこの偏心回転ローラの内部には前記潤滑油溜めから吸い上げた潤滑油が供給されるため、偏心回転ローラ部への潤滑油の供給が円滑になされ、十分な潤滑が可能となる。

請求項３の回転式圧縮機によれば、吐出ガス通路は、前記回転圧縮部の吐出ポートに連通して形成した消音室に設けられているため、圧縮ガスを消音して吐出することができ、その圧縮ガスの吐出に伴って潤滑油通路からの潤滑油吐出を促進することができる。

次に、本発明に係る回転式圧縮機の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る回転式圧縮機の実施形態を示す概略断面図である。図２は、図１における要部の拡大断面図である。

図１において、１は鉄等の金属で形成された密閉容器であり、容器部１ａとこの容器部１ａの上部に取り付けられた蓋部１ｂとから構成されている。密閉容器１の内部には、電動機部２とその下部に配設された回転圧縮部３とが設けられている。電動機部２はステータ２ａとロータ２ｂとから構成され、ロータ２ｂの中央部には回転軸４が軸着されている。

上記回転圧縮部３は、シリンダ５とこのシリンダ５の上下部に固定された上部軸受け６及び下部軸受け７を備え、前記電動機部２の回転軸４を軸回転可能に軸支している。回転軸４には偏心部４ａが設けられ、この偏心部４ａの外周部に円筒状のローラ８が固定されて前記シリンダ５の内部５ａを偏心回転するように構成されている。そして、図示は省略したがローラ８の外周面にはスプリングで付勢されたベーンが当接し、シリンダ５の内部５ａが低圧室と高圧室とに区分される。

又、シリンダ５には低圧室に通じるガス導入路５ｂが設けられ、このガス導入路５ｂにガス導入管９が接続されて密閉容器１の外部に突出している。１０は密閉容器１の外側面に取付具１１により固定されたアキュムレータであり、このアキュムレータ１０の下端部は接続管１０ａを介して上記ガス導入管９に接続されている。これにより、アキュムレータ１０からシリンダ５の低圧室に冷媒ガス等のガスを供給する。

前記回転軸４は内部に軸線方向に沿って孔４ｂが設けられ、その孔４ｂの下端部には吸い上げ部材１２が挿着され、密閉容器１の内底部に設けられた潤滑油溜め１３内に位置している。この吸い上げ部材１２は、内部にパドル１２ａが設けられており、回転軸４の回転に伴って潤滑油溜め１３から潤滑油を吸い上げ易くしてある。

図２に示すように、下部軸受け７に接する回転軸４の外周部には若干縮径した下溝部４ｃが設けられ、この下溝部４ｃと下部軸受け７との間に僅かなクリアランスが保持され、且つ下溝部４ｃの一部には第１の潤滑油供給孔１４を設けて回転軸４の孔４ｂに連通させてある。前記回転軸４の偏心部４ａの一部には、第２の潤滑油供給孔１５を設けて回転軸４の孔４ｂに連通させてある。

又、上部軸受け６に接する回転軸４の外周部には若干縮径した上溝部４ｄが設けられ、この上溝部４ｄと上部軸受け６との間に僅かなクリアランスが保持され、且つ上溝部４ｄ
の一部には第３の潤滑油供給孔１６を設けて回転軸４の孔４ｂに連通させてある。更に、上部軸受け６には、その内面から外面に抜ける斜め上向きの潤滑油通路１７が設けられている。

１８はカバー材であり、図１のように上部軸受け６に固定されて、この上部軸受け６との間に消音室１９を構成してある。この消音室１９は、図２のように上部軸受け６に形成された吐出ポート６ａを介して、前記シリンダ５の高圧室（図示しない）に連通可能にしてあり、吐出ポート６ａには開閉弁２０が取り付けられている。これにより、シリンダ５の内部５ａで圧縮されたガスは、開閉弁２０を押し開いて吐出ポート６ａから消音室１９内に吐出される。

又、消音室１９の上部には、カバー材１８の一部を略半円形の筒状に加工してなる吐出ガス通路２１を設け、消音室１９内で消音された圧縮ガスを吐出ガス通路２１から前記密閉容器１内に吐出できるようにしてある。この吐出ガス通路２１の途中に前記潤滑油通路１７の出口（上端）を開口させてあり、潤滑油通路１７の入口（下端）は、前記回転軸４の上溝部４ｄに臨ませて開口させてある。

尚、図１において、２２は密閉容器１の蓋部１ｂの頂壁に取り付けられたターミナル端子であり、そのリード線を前記電動機部２のステータ２ａに接続してある。このターミナル端子２２に外部電源（図略）からのコードを接続することによりステータ２ａに通電し、前記ロータ２ｂを回転させることができる。又、２３は密閉容器１の蓋部１ｂの頂壁に取り付けられたガス導出管であり、前記吐出ガス通路２１から吐出されると共に、ステータ２ａとロータ２ｂとの隙間を通り抜けて上部まで上昇した圧縮ガスを密閉容器１の外部に吐出する。このガス導出管２３には、例えば冷凍サイクル等に冷媒ガスを供給するための供給管（図略）が接続される。

このように構成された回転式圧縮機において、前記電動機部２を駆動し、前記アキュムレータ１０からガス（例えば冷媒ガス）を、接続管１０ａ及びガス導入管９を介してシリンダ５のガス導入路５ｂに供給することで圧縮が行われる。アキュムレータ１０は、冷凍サイクル等から戻された冷媒ガスの気液分離を行うタンクである。

シリンダ５のガス導入路５ｂに供給されたガスは、シリンダ５内の低圧室に吸い込まれ、シリンダ５の内部５ａを偏心回転するローラ８により圧縮され、高圧室から前記吐出ポート６ａの開閉弁２０を押し上げて開き、消音室１９内に吐出される。圧縮ガスが消音室１９に吐出されると開閉弁２０が閉じ、シリンダ５の低圧室には再びガスが吸い込まれて、ローラ８による圧縮が再開される。このような圧縮工程が順次繰り返して行われる。

消音室１９内に吐出された圧縮ガスは、ここで消音されると共に前記カバー材１９の吐出ガス通路２１を通って密閉容器１内に吐出され、電動機部２のステータ２ａとロータ２ｂとの僅かな隙間を上昇して密閉容器１内の上部に至り、前記ガス導出管２３から吐出される。このガス導出管２３から吐出された圧縮ガスは、図示しない供給管を介して冷凍サイクル等に供給される。冷凍サイクルの場合には、本発明の回転式圧縮機はその一構成要素として冷凍サイクル回路中に組み込まれて使用される。

このような冷媒ガス圧縮中に、回転軸４の回転に伴って前記吸い上げ部材１２がパドル１２ａを介して潤滑油溜め１３中の潤滑油を吸い上げる。吸い上げられた潤滑油は、回転軸４の孔４ｂ壁に沿って上昇する。回転軸４の下部には、前記第１の潤滑油供給孔１４があるため孔４ｂ壁に沿って上昇する潤滑油の一部がこの第１の潤滑油供給孔１４から回転軸４の外周面に流れ出る。ここで、図２のように吸い上げ部材１２の長さ（高さ）寸法が第１の潤滑油供給孔１４の位置を超える場合には、第１の潤滑油供給孔１４に対応させて吸い上げ部材１２に孔（図略）を設けておく必要がある。

第１の潤滑油供給孔１４から流出した潤滑油は、前記回転軸４の下溝部４ｃ内に溜まって油溜めを形成する。又、この油溜めから一部の潤滑油が下部軸受け７と回転軸４との間に入り込むため、下部軸受け７の潤滑を行うことができる。

前記回転軸４の孔４ｂ壁に沿って第１の潤滑油供給孔１４よりも上に上昇する潤滑油の一部は、前記第２の潤滑油供給孔１５から回転軸４の偏心部４ａの外周面に流れ出る。この偏心部４ａの外周面に流れ出た潤滑油は、前記ローラ８の内側空間内に溜まって油溜めを形成する。この油溜めの潤滑油によって偏心回転するローラ８と上下の軸受け６、７との摺動面を潤滑することができる。

更に、第２の潤滑油供給孔１５よりも上に上昇する潤滑油の一部は、前記第３の潤滑油供給孔１６から回転軸４の外周面に流れ出る。そして、第３の潤滑油供給孔１６から流出した潤滑油は、前記回転軸４の上溝部４ｄ内に溜まって油溜めを形成する。又、この油溜めから一部の潤滑油が上部軸受け６と回転軸４との間に入り込むため、上部軸受け６の潤滑を行うことができる。

上部軸受け６には、前記のように潤滑油通路１７が設けられ、この潤滑油通路１７の入口（下端）は回転軸４の上溝部４ｄに臨ませて開口させてあるため、回転軸４の回転に伴う遠心力によって、上溝部４ｄ内の潤滑油の一部が潤滑油通路１７の入口から流入する。そして、潤滑油通路１７に流入した潤滑油は、潤滑油通路１７の出口（上端）から流れ出る。

潤滑油通路１７の出口（上端）は、前記のように吐出ガス通路２１の途中に開口させてあるため、出口付近は圧縮ガスの吐出によるエジェクション効果によって負圧になっている。このため、潤滑油通路１７の出口から流れ出る潤滑油の流出速度が増大されると共に、潤滑油中に含まれている気体（冷媒ガス）が放出される。潤滑油の流出速度が増大されると、前記吸い上げ部材１２による潤滑油の吸い上げ性が向上する。これにより、潤滑油が回転圧縮部３に十分供給されることになる。

吐出圧縮ガスと共に上記吐出ガス通路２１から出た潤滑油は、落下してシリンダ５の外周部に設けられた孔（図略）から潤滑油溜め１３に戻り、一部の潤滑油は圧縮ガスと共に上昇する。この圧縮ガスと共に上昇する潤滑油を、密閉容器１内の上部で圧縮ガスから分離し且つ潤滑油溜め１３に戻すために、例えば図１のように回転軸４の上端に支持棒２４を介して円盤状の遮断板２５を取り付けておくことが望ましい。この遮断板２５によっても分離できない微少量の潤滑油は圧縮ガスに混合した状態で、前記ガス導出管２３から外部に吐出される。しかしながら、前記アキュムレータ１０に戻された段階で気液分離され、冷媒ガス中から潤滑油を回収することができる。

本発明は、上記実施形態では１シリンダの回転式圧縮機に適用した例で説明したが、こ
れに限定されずに例えば２シリンダで２段階圧縮する回転式圧縮機にも適用することがで
きる。

本発明に係る回転式圧縮機の実施形態を示す概略断面図である。 図１における要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 電動機部
３ 回転圧縮部
４ 回転軸
５ シリンダ
６ 上部軸受け
７ 下部軸受け
８ ローラ
９ ガス導入管
１２ 吸い上げ部材
１３ 潤滑油溜め
１４ 第１の潤滑油供給孔
１５ 第２の潤滑油供給孔
１６ 第３の潤滑油供給孔
１７ 潤滑油通路
１８ カバー材
１９ 消音室
２０ 開閉弁
２１ 吐出ガス通路
２３ ガス導出管

Claims (3)

1. 密閉容器内に電動機部と回転圧縮部とが収納され、前記回転圧縮部に供給されるガスを圧縮すると共に、前記密閉容器底部の潤滑油溜めから潤滑油を吸い上げて前記回転圧縮部に給油するようにした回転式圧縮機において、前記電動機部の回転軸を軸受けする回転圧縮部の軸受け部に潤滑油通路を設け、この潤滑油通路の出口を前記回転圧縮部からの圧縮ガスを前記密閉容器内に吐出する吐出ガス通路の中途に開口させたことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 前記潤滑油通路は、前記回転圧縮部の偏心回転ローラの内部に連通し、この偏心回転ローラの内部には前記潤滑油溜めから吸い上げた潤滑油が供給されることを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
3. 前記吐出ガス通路は、前記回転圧縮部の吐出ポートに連通して形成した消音室に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転式圧縮機。

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