JP2005273522A - 横形回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉容器内におけるオイル溜めのオイルが、電動要素側から回転圧縮要素側へ多量に移動できるようにすることで、回転圧縮要素側での油面レベルの低下を抑えるようにした横形回転圧縮機を提供する。
【解決手段】横置きの密閉容器１内に電動要素５と、この電動要素５により回転軸７を介して駆動される回転圧縮要素６とを配設し、密閉容器１内にバッフル板１７を設けて差圧を生じさせる。回転圧縮要素６における低段側回転圧縮要素８で圧縮した中間圧の冷媒ガスを密閉容器１内に吐出する。回転軸７の先端に軸棒１９ａを介してファン１９を取り付けることにより、電動要素５側に送風手段１８を設ける。ファン１９に対向する側のエンドキャップ３の内面３ａをほぼ球面状に形成する。前記密閉容器１内に吐出された中間圧の冷媒ガスの一部を、ファン１９によりエンドキャップ３の内面３ａに吹き付けて流下させ、オイル溜め１５のオイルに風圧を加えることで回転圧縮要素６側へのオイル移動量を増やす。
【選択図】 図１

Description

本発明は、横形回転圧縮機に係るもので、特に密閉容器内の底部におけるオイル溜めのオイルが、電動要素側から回転圧縮要素側に多量に移動できるようにすることで、回転圧縮要素側での油面レベルの低下を抑えるようにした横形回転圧縮機に関する。

従来、密閉容器を横置きし、内部に電動要素とこの電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とを配設した横形回転圧縮機が知られている（例えば、特許文献１）。この種の横形回転圧縮機においては、密閉容器の底部にオイル溜めが形成され、オイルポンプにより吸い上げ管を介してオイル溜めからオイルを汲み上げ、回転圧縮要素の摺動部分や回転軸の軸受け部分等に供給することで摩耗から保護し、又回転圧縮要素における圧縮部のオイルシール性を向上させることで圧縮性能を高めている。
特開平７−２２９４９５号公報

上記のような横形回転圧縮機においては通常、密閉容器内にバッフル板を設けて電動要素側と回転圧縮要素側とを仕切って差圧が生じるようにしてある。そして、回転圧縮要素における低段側回転圧縮要素で圧縮した中間圧の冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、この密閉容器内に吐出された中間圧の冷媒ガスを、上記の差圧によりバッフル板上部の隙間を介して電動要素側から回転圧縮要素側に移動させ、密閉容器の回転圧縮要素側に設けてある導出口から密閉容器外に取り出す。次いで、密閉容器外に取り出した中間圧の冷媒ガスは、高段側圧縮要素に導入して高圧に圧縮した後、密閉容器外に取り出してエアコン等の冷凍サイクルに供給する。冷凍サイクルを回って低圧になった冷媒ガスは、上記低段側回転圧縮要素に戻される。

前記密閉容器内の底部におけるオイル溜めのオイルは、上記の差圧によりバッフル板下部の隙間を介して電動要素側から回転圧縮要素側に移動させ、回転圧縮要素側の油面レベルを電動要素側の油面レベルより高くなるようにしてある。これにより、前記オイルポンプは吸い上げ管を介してオイル溜めからオイルを確実に汲み上げることができる。

しかしながら、オイル溜めのオイルは上記の差圧だけでは、電動要素側から回転圧縮要素側への移動量が不足することがあり、回転圧縮要素側の油面レベルが低くなってオイルポンプによるオイルの汲み上げが不充分又は不可能になる問題があった。オイルポンプによるオイルの汲み上げに支障が生じると、回転圧縮要素の摺動部分や回転軸の軸受け部分等に供給するオイル量が不足して摩耗から保護できなくなり、又回転圧縮要素における圧縮部のオイルシール性が不良となって、圧縮性能の低下を招くことになる。

本発明は、上記のような事態を未然に防止するためになされたものであり、密閉容器内におけるオイル溜めのオイルが、電動要素側から回転圧縮要素側へ多量に移動できるようにした横形回転圧縮機を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項１は、横置きの密閉容器内に電動要素と、この電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とが配設され、前記電動要素側と回転圧縮要素側とに差圧を生じさせるバッフル板を取り付け、前記密閉容器内の底部にオイル溜めを設け、前記回転圧縮要素側に設けてあるオイルポンプで吸い上げ管を介してオイル溜めのオイルを汲み上げる横形回転圧縮機であって、前記オイル溜めにおけるオイルを前記電動要素側から前記回転圧縮要素側に移動させる送風手段を、前記電動要素側に設けたことを特徴とする。

本発明の請求項２は、請求項１に記載の横形回転圧縮機において、前記送風手段は、前記回転軸の端部に取り付けたファンにより構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項３は、請求項１に記載の横形回転圧縮機において、前記送風手段は、前記電動要素のロータの端部に取り付けた羽根車により構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項４は、前記密閉容器における前記送風手段に対向する側のエンドキャップは、その内面をほぼ球面状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の横形回転圧縮機。

上記請求項１の発明によれば、前記密閉容器内の電動要素側に送風手段を設けたので、バッフル板により生じる差圧と送風手段による風圧との合力により、オイル溜めにおけるオイルを電動要素側から回転圧縮要素側に効率良く且つ多量に移動させることができる。このため、回転圧縮要素側でのオイル溜めの油面レベルの低下を抑えることができ、オイルポンプによるオイルの汲み上げを充分行うことができる。これにより、回転圧縮要素の摺動部分や回転軸の軸受け部分等に必要量のオイルを供給することで摩耗から保護し、又回転圧縮要素における圧縮部のオイルシール性を向上させることで圧縮性能を高めることができる。

上記請求項２の発明によれば、前記送風手段は、前記回転軸の端部に取り付けたファンにより構成されているため、このファンは回転軸の回転に伴って作動する。これにより、ファンを作動させるための動力手段を別途に設ける必要がない。

上記請求項３の発明によれば、前記送風手段は、前記電動要素のロータの端部に取り付けた羽根車により構成されているため、この羽根車はロータの回転に伴って作動する。これにより、羽根車を作動させるための動力手段を別途に設ける必要がない。

上記請求項４の発明によれば、前記密閉容器における前記送風手段に対向する側のエンドキャップは、その内面をほぼ球面状に形成するため、送風手段により生じる冷媒ガス気流がエンドキャップの球面状の内面に強く当たり、その内面に沿って流下した冷媒ガス気流がオイル溜めのオイルに作用する。このため、オイル溜めのオイルは、冷媒ガス気流による押圧力を受け、電動要素側から回転圧縮要素側への移動が促進され、且つオイル移動量が多くなる。

次に、本発明に係る横形回転圧縮機の実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る横形回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。図２は、本発明における送風手段の他の実施形態を示す概略図である。

図１において、１は金属製の密閉容器であり、円筒状に形成された横置きの容器２と、この容器２の開口端部にそれぞれ溶接されたエンドキャップ３、４とから構成されている。エンドキャップ３、４の内面３ａ、４ａは、ほぼ球面状にそれぞれ形成されている。この密閉容器１内に電動要素５と、この電動要素５により駆動される回転圧縮要素６とが左右に位置して配設されている。

上記電動要素５は密閉容器１の内面に固定されている円環状のステータ５ａと、このステータ５ａ内を回転するロータ５ｂとから構成され、ロータ５ｂは回転軸７の左方端部に軸着されている。図示は省略したが、前記エンドキャップ３にはターミナルが取り付けられ、このターミナルの接続端子は内部リード線を介してステータ５ａに接続されると共に、外部リード線を介して外部電源に接続される。そして、ターミナルを介してステータ５ａに給電するとロータ５ｂが回転し、このロータ５ｂの回転に伴って回転軸７が回転する。

前記回転圧縮要素６は、低段側回転圧縮要素８と高段側回転圧縮要素９とを備え、これらは仕切板１０によって仕切られて並設されている。低段側回転圧縮要素８は、シリンダ８ａの内部に圧縮室８ｂが設けられ、前記回転軸７に形成されている低段側偏心部７ａに嵌合しているローラ８ｃが圧縮室８ｂ内を偏心回転する。又低段側回転圧縮要素８には、図示は省略したがベーンがバネにより付勢されてローラ８ｃの外周面に圧接し、圧縮室８ｂ内を低圧室と高圧室とに区画している。これと同様に、高段側回転圧縮要素９は、シリンダ９ａの内部に圧縮室９ｂが設けられ、前記回転軸７に形成されている高段側偏心部７ｂに嵌合しているローラ９ｃが圧縮室９ｂ内を偏心回転する。又高段側回転圧縮要素９には、図示は省略したがベーンがバネにより付勢されてローラ９ｃの外周面に圧接し、圧縮室９ｂ内を低圧室と高圧室とに区画している。尚、前記回転軸７における低段側偏心部７ａと、高段側偏心部７ｂとは１８０°位相をずらして形成されている。

上記低段側回転圧縮要素８にはサブフレーム１１が取り付けられ、このサブフレーム１１の右側にカバー板１２が取り付けられている。サブフレーム１１は中央に軸受け部１１ａが設けられて前記回転軸７の右方端部を軸支しており、この軸受け部１１ａの外周には消音室１１ｂが凹部状に設けられ、この消音室１１ｂの開口面は上記カバー板１２により閉塞されている。又、カバー板１２の中央には孔が開けられ、回転軸７に係合するオイルポンプ１３が装着されており、このオイルポンプ１３には吸い上げ管１４が取り付けられ、その下端部はオイル溜め１５に挿入されている。

前記高段側回転圧縮要素９にはメインフレーム１６が取り付けられ、このメインフレーム１６は中央に軸受け部１６ａが設けられて前記回転軸７のほぼ中央部を軸支しており、この軸受け部１６ａの基部外周には消音室１６ｂが凹部状に設けられ、この消音室１６ｂはメインフレーム１６に取り付けたバッフル板１７の空間部１７ａに連通している。

バッフル板１７は、中央部を略カップ状に立ち上げて形成し、その先端に孔を設けて前記メインフレーム１６の軸受け部１６ａが貫通し、この軸受け部１６ａの外周に前記空間部１７ａが形成されるようにしてある。又、バッフル板１７の外周部に立上部１７ｂを円周方向に沿って設け、この立上部１７ｂの上部と下部とにそれぞれ隙間が生じるようにしてある。このバッフル板１７によって密閉容器１内を電動要素５側と回転圧縮要素６とに仕切って、電動要素５側と回転圧縮要素６側とに差圧が生じるようにしてある。

本実施形態では、密閉容器１内における電動要素５側に送風手段１８を設ける。送風手段１８としては、例えば前記回転軸７の先端に取り付けたファン１９により構成する。このファン１９は回転軸７の先端部に軸着した軸棒１９ａの先端に複数の羽根が固定されており、回転軸７の回転に伴って軸棒１９ａを介して回転する。尚、ファン１９は回転軸７により回転されるため、ファン１９を回転させるための動力手段を別途に設ける必要がない。

前記密閉容器１には冷媒ガスの低段側導入口２０が設けられ、この低段側導入口２０は前記サブフレーム１１に形成されている吸入ポート１１ｃ及びシリンダ８ａに形成されている通路８ｄを介して圧縮室８ｂの低圧室の入口に接続している。又、圧縮室８ｂの高圧室の出口はサブフレーム１１に形成されている通路（図略）を介して消音室１１ｂに接続されている。更に、消音室１１ｂには中間吐出管（図略）の一端が開口しており、この中間吐出管は前記低段側回転圧縮要素８のシリンダ８ａ、仕切板１０、高段側回転圧縮要素９のシリンダ９ａ、メインフレーム１６、バッフル板１７を貫通して取り付けられ、他端が密閉容器１内に開口している。これにより、低段側導入口２０から導入される冷媒ガスは、低段側回転圧縮要素８で中間圧に圧縮された後に中間吐出管を通って密閉容器１内に吐出される。

密閉容器１における回転圧縮要素６側の端部に中間圧冷媒ガス吐出口２１が設けられ、この中間圧冷媒ガス吐出口２１は密閉容器１に設けられている高段側導入口（図略）に接続管（図略）を介して連結されている。これにより、中間圧冷媒ガス吐出口２１から密閉容器１外に吐出した中間圧の冷媒ガスは、接続管によって高段側導入口に導入することができる。

この高段側導入口は、前記メインフレーム１６に形成されている吸入ポート（図略）及びシリンダ９ａに形成されている通路（図略）を介して圧縮室９ｂの低圧室の入口に接続している。又、圧縮室９ｂの高圧室の出口はメインフレーム１６に形成されている通路（図略）を介して消音室１６ｂに接続されている。更に、消音室１６ｂはメインフレーム１６に形成されている吐出ポート１６ｃに連通しており、この吐出ポート１６ｃは密閉容器１に設けられている高圧冷媒ガス吐出口（図略）に接続している。これにより、高段側導入口に導入される中間圧の冷媒ガスは、高段側回転圧縮要素９で高圧に圧縮された後に、高圧冷媒ガス吐出口から密閉容器１外に吐出される。

このように構成された横形回転圧縮機の作用について説明する。前記ターミナル（図略）を介して電動要素５のステータ５ａに給電すると、ロータ５ｂが回転して運転が開始される。前記低段側導入口２０から導入される冷媒ガスは、サブフレーム１１に形成されている吸入ポート１１ｃに吸入されると共に、シリンダ８ａに形成されている通路８ｄを通って低段側回転圧縮要素８における圧縮室８ｂの低圧室に吸入され、前記ローラ８ｃの偏心回転によって中間圧に圧縮される。

中間圧に圧縮された冷媒ガスは、低段側回転圧縮要素８の高圧室から前記サブフレーム１１に形成されている通路（図略）を通って消音室１１ｂに吐出され、この消音室１１ｂから中間吐出管（図略）を通って密閉容器１内に吐出される。密閉容器１内に吐出された中間圧の冷媒ガスは、前記バッフル板１７により生じる差圧により、バッフル板１７上部の隙間及び回転圧縮要素６上部の隙間を通ってエンドキャップ４側の空間部に移動し、前記中間圧冷媒ガス吐出口２１から密閉容器１外に取り出される。そして、密閉容器１外に取り出された中間圧の冷媒ガスは、前記接続管（図略）を通って高段側導入口（図略）に導入される。

高段側導入口に導入された中間圧の冷媒ガスは、前記メインフレーム１６に形成されている吸入ポート（図略）に吸入されると共に、シリンダ９ａに形成されている通路（図略）を通って高段側回転圧縮要素９における圧縮室９ｂの低圧室に吸入され、前記ローラ９ｃの偏心回転によって高圧に圧縮される。

高圧に圧縮された冷媒ガスは、高段側回転圧縮要素９の高圧室から前記メインフレーム１６に形成されている通路（図略）を通って消音室１６ｂに吐出され、この消音室１６ｂから吐出ポート１６ｃを経て高圧冷媒ガス吐出口（図略）から密閉容器１外に吐出される。密閉容器１外に吐出された高圧の冷媒ガスは、高圧冷媒ガス吐出口に接続している冷媒ガス供給管（図略）を介してエアコン等の冷凍サイクルに供給される。そして、冷凍サイクルを回った後に、低圧となった冷媒ガスは冷媒ガス戻し管（図略）を介して前記低段側導入口２０から圧縮機に戻される。

圧縮機の運転中において、前記オイルポンプ１３は吸い上げ管１４を介してオイル溜め１５のオイルを汲み上げ、回転軸７の端部に供給する。回転軸７の端部に供給されたオイルは、回転軸７の内部に形成されている通孔７ｃに沿って遠心力により移動し、一部のオイルは回転軸７の適所に形成されている複数の小孔７ｄから外周面に沁み出し、前記サブフレーム１１の軸受け部１１ａ、メインフレーム１６の軸受け部１６ａ、低段側回転圧縮要素８におけるローラ８ｃの摺動部分、高段側回転圧縮要素９におけるローラ９ｃの摺動部分等を潤滑する。回転軸７の外周面に沁み出したオイルは、遠心力により徐々に左方に移動して前記メインフレーム１６の軸受け部１６ａの先端から排出され、落下してオイル溜め１５に戻る。

密閉容器１内における底部のオイル溜め１５は、前記バッフル板１７による差圧により、バッフル板１７下部の隙間を通って電動要素５側から回転圧縮要素６側に移動するため、回転圧縮要素６側の油面レベルが電動要素側５の油面レベルより高くなる。このため、前記オイルポンプ１３による吸い上げ管１４を介してのオイルの汲み上げが充分に行われる。

本実施形態では、前記のように回転軸７の先端に送風手段１８であるファン１９が設けられていて、運転中に回転軸７により回転している。前記密閉容器１内に吐出された中間圧の冷媒ガスの一部は、電動要素５におけるステータ５ａとロータ５ｂとの間の隙間を通ってエンドキャップ３側の空間部に流入する。このエンドキャップ３側の空間部に流入した中間圧の冷媒ガスは、上記ファン１９により攪拌されると共に、エンドキャップ３の内面３ａに吹き付けられる。

エンドキャップ３の内面３ａは前記のようにほぼ球面状に形成されているため、この内面３ａに強く吹き付けられた中間圧の冷媒ガス気流は内面３ａに沿って拡散し、そのうち下方に向かう冷媒ガス気流は密閉容器１の底部におけるオイル溜め１５に作用する。このため、オイル溜め１５のオイルは冷媒ガス気流による風圧を受けて押圧され、その油面が前記バッフル板１７に向かって上向きに傾いた状態になる。

バッフル板１７を挟んで電動要素５側に位置するオイル溜め１５のオイルは、前記バッフル板１７による差圧により、バッフル板１７下部の隙間を通って回転圧縮要素６側に移動するが、この差圧に前記冷媒ガス気流による風圧が加わるため、これらの合力により回転圧縮要素６側へのオイル移動が促進され且つオイル移動量が増える。これにより、回転圧縮要素６側の油面レベルは電動要素５側の油面レベルより著しく高くなり、前記オイルポンプ１３によるオイルの汲み上げが充分に行われることになる。オイルの汲み上げが充分であると、回転圧縮要素６の摺動部分や回転軸７の軸受け部分等に必要量のオイルを供給することで摩耗から保護し、又回転圧縮要素６における圧縮部のオイルシール性を向上させることで圧縮性能を高めることができる。

図２は、本発明による送風手段１８の他の実施形態を示す概略図である。この実施形態においては、送風手段１８は電動要素５のロータ５ｂの端部に取り付けた羽根車２２により構成されている。この羽根車２２はロータ５ｂに軸着されており、運転中にロータ５ｂの回転に伴って回転するため、羽根車２２を回転させるための動力手段を別途に設ける必要がない。この羽根車２２による場合も、前記ファン１９による場合と同様の作用・効果が得られる。

本発明は、内部中間圧式の横形回転圧縮機に適用することができ、これに限定されずに内部高圧式の横形回転圧縮機等にも適用することが可能である。又、本発明に係る横形回転圧縮機は、エアコンに限らず冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機等に組み込んで使用することができる。

本発明に係る横形回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。 本発明における送風手段の他の実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 容器
３、４ エンドキャップ
３ａ 内面
５ 電動要素
５ｂ ロータ
６ 回転圧縮要素
７ 回転軸
８ 低段側回転圧縮要素
９ 高段側回転圧縮要素
１０ 仕切板
１１ サブフレーム
１２ カバー板
１３ オイルポンプ
１４ 吸い上げ管
１５ オイル溜め
１６ メインフレーム
１７ バッフル板
１８ 送風手段
１９ ファン
２２ 羽根車

Claims (4)

1. 横置きの密閉容器内に電動要素と、この電動要素により回転軸を介して駆動される回転圧縮要素とが配設され、前記電動要素側と回転圧縮要素側とに差圧を生じさせるバッフル板を取り付け、前記密閉容器内の底部にオイル溜めを設け、前記回転圧縮要素側に設けてあるオイルポンプで吸い上げ管を介してオイル溜めのオイルを汲み上げる横形回転圧縮機であって、前記オイル溜めにおけるオイルを前記電動要素側から前記回転圧縮要素側に移動させる送風手段を、前記電動要素側に設けたことを特徴とする横形回転圧縮機。
2. 前記送風手段は、前記回転軸の端部に取り付けたファンにより構成されていることを特徴とする請求項１に記載の横形回転圧縮機。
3. 前記送風手段は、前記電動要素のロータの端部に取り付けた羽根車により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の横形回転圧縮機。
4. 前記密閉容器における前記送風手段に対向する側のエンドキャップは、その内面をほぼ球面状に形成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の横形回転圧縮機。

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