JP5293622B2 - 密閉型ロータリ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は密閉容器内に高圧ガスとオイルを貯溜してなる回転式の密閉型ロータリ圧縮機に関する。

従来、この種の密閉型ロータリ圧縮機は、密閉容器内に圧縮機部と電動機部を収納すると共に、前記圧縮機部のシリンダ内を偏心回転するローラと、スプリングに附勢されて前記ローラに常時その先端を当接しシリンダ内を高圧側と低圧側に区分するベーンとを備えて構成されている（例えば、特許文献１参照）。

図９は、特許文献１に記載された従来の密閉型ロータリ圧縮機を示すものである。密閉容器１内に圧縮機構部２００と電動機部１００を収納すると共に、圧縮機構部２００のシリンダ２１と上軸受２０１と下軸受１０１に囲まれた空間内を偏心回転するローラピストン５と、圧縮ガスを圧縮機構部２００から密閉容器１内に噴き出す吐出口を設けた下軸受１０１と、下軸受１０１の吐出口近くに圧縮ガス通路になる切欠７を設けたシリンダ２１と、スプリングに附勢されてローラピストン５に常時その先端を当接しシリンダ２１内を高圧側と低圧側に区分するベーン６とを備えている。そして、この種の密閉型ロータリ圧縮機は密閉容器内に封入されたオイルを冷媒と共にシリンダ２内に供給することにより、ベーン６とローラピストン５の間の摺動隙間をシールして、圧縮効率を確保している。

特開昭５８−０９８６９０号公報

しかしながら、前記従来の構成によると、以下のような騒音発生と信頼性の低下の問題があり改善が要望されている。即ち、この種の密閉型ロータリ圧縮機は、シリンダ内にオイルを冷媒と共に吸入する構成であるため、始動時等に液圧縮を起こし易く、液圧縮が生じた場合には、ベーン飛びが起こってベーンの衝突による騒音を発生するとともに、信頼性を低下するという問題があった。

また、吸入側より液冷媒が流入した場合も、同様の液圧縮を起こし易く、ベーン飛びが起こってベーンの衝突による騒音を発生するとともに、信頼性を低下するという問題があった。

このベーン飛びを防止する方法として、スプリングの弾性力を大きくしてローラとの圧接力を強くする方法もあるが、この方法によるとスプリングが大きくなり圧縮機を大型化する原因となるばかりでなく、通常運転時の摺動抵抗が増加し、入力増加や成績係数の悪化を招くという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、圧縮機の大型化や成績係数の悪化を招くことなく、液圧縮によるベーン飛びを防止し、低騒音で高効率で高信頼性の密閉型ロータリ圧縮機を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明は、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を収
納すると共に、前記圧縮機構部のシリンダ内を偏心回転するローラと、スプリングに附勢されて前記ローラに常時その先端を当接しシリンダ内を高圧側と低圧側に区分するベーンとを備えた密閉型ロータリ圧縮機において、下軸受内の前記ベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設け、前記下軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずる圧力逃がし穴を前記シリンダに設け、吸入圧縮行程の中で、圧縮機構部内で偏心回転するローラピストンが、前記下シリンダ内の吐出部の切欠を通過する前後から、前記圧力逃がし溝が前記ベーンより一部開口するようにしたものである。

これによって、本発明の密閉型ロータリ圧縮機は、圧縮機の始動時等にシリンダ内に流入したオイルや液冷媒は、圧縮機構部内で偏心回転するローラピストンが、前記シリンダ内の吐出部の切欠を通過するまでは、下軸受の吐出口から流出し、前記シリンダ内の吐出部の切欠を通過したのちは、下軸受の開口した圧力逃がし溝へ流入することになり、液圧縮が回避でき、ベーン飛びを防止できる。

また、本発明の密閉型ロータリ圧縮機は、前記下軸受の代わりに上軸受に前記下軸受と同様の前記ベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設け、前記上軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずる圧力逃がし穴を前記シリンダに設けた。又、前記下軸受と前記上軸受のそれぞれに、前記ベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設け、前記上軸受と前記下軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずる圧力逃がし穴を前記シリンダに設けたものである。

これによって、本発明の密閉型ロータリ圧縮機は、前記同様に圧縮機の始動時等にシリンダ内に流入したオイルや液冷媒は、圧縮機構部内で偏心回転するローラピストンが、前記シリンダ内の吐出部の切欠を通過するまでは、下軸受の吐出口から流出し、前記シリンダ内の吐出部の切欠を通過したのちは、上軸受又は上下軸受の開口した圧力逃がし溝へ流入することになり、更により効果的に液圧縮が回避でき、ベーン飛びを防止できる。

また、本発明の密閉型ロータリ圧縮機は、圧縮ガスの噴き出す吐出口を下軸受に設けた構造としているが、上軸受に吐出口を設けた構造や、上軸受と下軸受の両方に吐出口を設けた構造の密閉型ロータリ圧縮機にも適用できる。

本発明の密閉型ロータリ圧縮機は、圧縮機の大型化や成績係数の悪化を招くことなく、液圧縮によるベーン飛びを防止し、低騒音かつ高効率で高信頼性のロータリ圧縮機を提供することができる。

本発明の実施の形態１における密閉型ロータリ圧縮機の縦断面図 本発明の実施の形態１における密閉型ロータリ圧縮機の要部横断面図 本発明の実施の形態１における密閉型ロータリ圧縮機の要部横断面図 本発明の実施の形態１における下軸受の外観図 本発明の実施の形態１におけるシリンダの外観図 本発明の実施の形態２における上軸受の外観図 本発明の実施の形態２におけるシリンダの外観図 本発明の実施の形態３におけるシリンダの外観図 従来の密閉型ロータリ圧縮機の縦断面図

第１の発明は、圧縮機構部内で偏心回転するローラピストンが、シリンダ内の吐出切欠と下軸受の吐出口を通過したとき、圧力逃がし溝がベーンより一部開口するように前記下
軸受内のベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設け、前記下軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずるよう圧力逃がし穴を前記シリンダに設けたことにより、圧縮機の始動時等にシリンダ内に流入したオイルや液冷媒は下軸受の開口した圧力逃がし溝へ流入することになり、液圧縮が回避でき、ベーン飛びを防止できる。

第２の発明は、特に第１の発明の前記下軸受内のベーンの摺動部分の一部に設けた圧力逃がし溝を上軸受側に設け、前記上軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずるよう圧力逃がし穴を前記シリンダに設けたことにより、下軸受側の吐出口から遠ざかる位置にある上軸受側のオイルや液冷媒が流入しやすくなり、液圧縮が回避でき、ベーン飛びを防止できる。

第３の発明は、特に第１、第２の発明の前記下軸受、上軸受いずれかに設けた圧力逃がし溝を前記下軸受、上軸受のどちらにも設け、さらに前記下軸受と上軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずるよう圧力逃がし穴を前記シリンダに設け、圧縮機構部内で偏心回転するローラピストンが、シリンダ内の吐出切欠と前記下軸受の吐出口を通過する前後から、前記圧力逃がし溝が前記ベーンより一部開口するように前記下軸受内のベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設けているので、圧縮機の始動時等にシリンダ内に流入したオイルや液冷媒は、前記ローラピストンが前記シリンダ内の吐出切欠と前記下軸受の吐出口を通過後、前記下軸受と上軸受の圧力逃がし溝へ遅滞なく流入し、よって液圧縮が回避でき、ベーン飛びを防止できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における密閉型ロータリ圧縮機の縦断面図である。この密閉型ロータリ圧縮機は、密閉容器１に回転式の圧縮機部２００と、この圧縮機部を駆動するための電動機部１００を収納して構成されている。圧縮機部２００は、密閉容器１内に密着して固定されたシリンダ２と、シリンダ２の上下を閉塞する上軸受２０と下軸受１０と、シャフト３の偏心部に挿入されてシリンダ２内を偏心回転するローラピストン５と、このローラピストンに常時その先端を当接してシリンダ２内を高圧側と低圧側に区分するベーン６とからなり、シリンダ２にはシリンダ２と連通する吸入ガス通路４が形成されている。又、１８は吸入ガス通路４に接続された吸入管であり、１４は吐出管である。ここで、密閉型ロータリ圧縮機１は、密閉容器１内を高圧ガス室としている。

図２は、本発明の第１の実施の形態における密閉型ロータリ圧縮機の要部横断面を示すものである。図２において、下軸受１０は圧力逃がし溝１０ａ設けたものであり、シリンダ２は下軸受の圧力逃がし溝１０ａとシリンダ２の吸入口４に通ずるよう圧力逃がし穴２ａを設けている。

図３は、本発明の実施の形態１における密閉型ロータリ圧縮機の要部横断面図である。図３において、ローラピストン５はシャフト３の偏心部に挿入されてシリンダ２内を偏心回転しているが、このローラピストン５のシリンダ２の内周に最も近い部分が、シリンダ２の吐出切欠７近くまできている状態を示している。この位置において、下軸受１０の圧力逃がし溝１０ａがローラピストン５とベーン６先端の接触部、すなわちベーン中心部より吐出切欠７の高圧側に開口するように圧力逃がし溝を設けている。また、ベーン６の側面より幾らかベーンの中心よりからベーンの中心近くまでの間で圧力逃がし溝を設けている。

図４は、本発明の実施の形態１における下軸受１０の外観図である。下軸受１０のシリ
ンダ側面に圧力逃がし溝１０ａを設けている。

図５は、本発明の実施の形態１におけるシリンダ２の外観図である。シリンダ２の下軸受１０側から吸入口４に通じる圧力逃がし穴２ａを設けている。

以上のように構成された密閉型ロータリ圧縮機１において、圧縮機１の始動時等に吸入管１８を介して液冷媒等が流入し、シリンダ２内で液圧縮を起こして、ベーン６の飛びが生じるような場合には、液冷媒が下軸受１０の圧力逃がし溝１０ａから連通するシリンダ２の圧力逃がし穴２ａを通じてシリンダ２の吸入口４に抜けていくことになり、ベーン６の飛びは発生せず、ベーン６のローラピストン５への衝突による騒音の発生や信頼性の低下を防止できる。

一方、圧縮機１の通常運転時には、シリンダ２内に流入する少量の潤滑用のオイルが下軸受１０の圧力逃がし溝１０ａに充満することとなり、これがオイルシールとなって、冷媒の圧縮ガスが下軸受１０の圧力逃がし溝１０ａと連通するシリンダ２の圧力逃がし穴２ａからシリンダ２の吸入口４に流入することはなく、ベーン６の往復動は何等支障なく行われ、入力の増加や過負荷となることもない。

また、本実施の形態の下軸受１０の圧力逃がし溝は、溝深さを一定にしているが、ベーン先端部近くの溝深さを浅くその他を深くする、あるいは、ベーン摺動部以外の部分をさらに深くする等、深さをかえることで、シール性を保ちながら、あるいはシール性を向上させながら、液溜まり空間を大きくとることができ、液冷媒が多い場合等に対応することができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２の密閉型ロータリ圧縮機の上軸受２０の外観図である。上軸受２０のシリンダ２側の面に本発明の実施の形態１の下軸受１０に設けた圧力逃がし溝１０ａに相当し、左右反対の位置に同様の圧力逃がし溝２０ａを設けたものである。

図７は、本発明の実施の形態２の密閉型ロータリ圧縮機のシリンダ２の外観図である。シリンダ２の上軸受２０側から吸入口４に通じる圧力逃がし穴２ｂを設けたものである。

以上のように構成された密閉型ロータリ圧縮機１において、実施の形態１同様に、圧縮機１の始動時等に吸入管１８を介して液冷媒等が流入し、シリンダ２内で液圧縮を起こして、ベーン６の飛びが生じるような場合には、液冷媒が上軸受２０の圧力逃がし溝２０ａから連通するシリンダ２の圧力逃がし穴２ｂを通じてシリンダ２の吸入口４に抜けていくことになり、ベーン６の飛びは発生せず、ベーン６のローラピストン５への衝突による騒音の発生や信頼性の低下を防止できる。

一方、圧縮機１の通常運転時には、シリンダ２内に流入する少量の潤滑用のオイルが上軸受２０の圧力逃がし溝２０ａに充満することとなり、これがオイルシールとなって、冷媒の圧縮ガスが上軸受２０の圧力逃がし溝２０ａと連通するシリンダ２の圧力逃がし穴２ｂからシリンダ２の吸入口４に流入することはなく、ベーン６の往復動は何等支障なく行われ、入力の増加や過負荷となることもない。

また、本実施の形態の上軸受２０の圧力逃がし溝は、溝深さを一定にしているが、ベーン先端部近くの溝深さを浅くその他を深くする、あるいは、ベーン摺動部以外の部分をさらに深くする等、深さをかえることで、シール性を保ちながら、あるいはシール性を向上させながら、液溜まり空間を大きくとることができ、液冷媒が多い場合等に対応することができる。

（実施の形態３）
図８は、本発明の実施の形態３の密閉型ロータリ圧縮機のシリンダ２の外観図である。シリンダ２には、本発明の実施の形態１、２の圧力逃がし穴２ａと２ｂが設けられている。また、下軸受１０と上軸受２０には、本発明の実施の形態１、２の圧力逃がし溝１０ａ，２０ａが設けられている。

以上のように構成された密閉型ロータリ圧縮機１において、実施の形態１、２同様に、圧縮機１の始動時等に吸入管１８を介して液冷媒等が流入し、シリンダ２内で液圧縮を起こして、ベーン６の飛びが生じるような場合には、液冷媒が下軸受１０と上軸受２０の圧力逃がし溝１０ａ、２０ａから連通するシリンダ２の圧力逃がし穴２ａ、２ｂを通じてシリンダ２の吸入口４に抜けていくことになり、ベーン６の飛びは発生せず、ベーン６のローラピストン５への衝突による騒音の発生や信頼性の低下を防止できる。

一方、圧縮機１の通常運転時には、シリンダ２内に流入する少量の潤滑用のオイルが下軸受１０と上軸受２０の圧力逃がし溝１０ａ、２０ａに充満することとなり、これがオイルシールとなって、冷媒の圧縮ガスが下軸受と上軸受２０の圧力逃がし溝１０ａ、２０ａと連通するシリンダ２の圧力逃がし穴２ａ、２ｂからシリンダ２の吸入口４に流入することはなく、ベーン６の往復動は何等支障なく行われ、入力の増加や過負荷となることもない。

また、本実施の形態の下軸受１０と上軸受２０の圧力逃がし溝は、溝深さを一定にしているが、ベーン先端部近くの溝深さを浅くその他を深くする、あるいは、ベーン摺動部以外の部分をさらに深くする等、深さをかえることで、シール性を保ちながら、液溜まり空間を大きくとることができ、液冷媒が多い場合等に対応することができる。

以上のように、本発明にかかる密閉型ロータリ圧縮機は、密閉容器内に高圧ガスとオイルを貯溜してなる回転式の密閉型ロータリ圧縮機において、圧縮機の始動時等にシリンダ内に流入したオイルや液冷媒による液圧縮が回避でき、圧縮機の大型化や成績係数の悪化を招くことなく、液圧縮によるベーン飛びを防止でき、低騒音かつ高効率で高信頼性の圧縮機とすることができるので、横型や２ピストン型の高圧タイプの密閉型ロータリ圧縮機等にも適用できる。

１ 密閉容器
２ シリンダ
２ａ 圧力逃がし穴
２ｂ 圧力逃がし穴
４ 吸入口
５ ローラピストン
６ ベーン
７ 吐出切欠き
１０ 下軸受
１０ａ 下軸受圧力逃がし溝
１０ｂ 下軸受圧力逃がし溝
２０ 上軸受
２０ａ 上軸受圧力逃がし溝
２０ｂ 上軸受圧力逃がし溝
２１ 下軸受の吐出口
１００ 電動機
２００ 圧縮機構部

Claims (3)

1. 密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を収納すると共に、前記圧縮機構部のシリンダと上軸受と下軸受に囲まれた空間内を偏心回転するローラピストンと、圧縮ガスを圧縮機構部から密閉容器内に噴き出す吐出口を設けた前記下軸受と、前記下軸受の吐出口近くに圧縮ガス通路になる切欠を設けた前記シリンダと、スプリングに附勢されて前記ローラピストンに常時その先端を当接しシリンダ内を高圧側と低圧側に区分するベーンとを備えた密閉型ロータリ圧縮機において、前記下軸受内の前記ベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設け、前記下軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずる圧力逃がし穴を前記シリンダに設け、吸入圧縮行程中において圧縮機構部内で偏心回転するローラピストンが、前記シリンダ内の圧縮ガス通路になる切欠を通過する前後から、前記圧力逃がし溝が前記ベーンより一部開口するようにした密閉型ロータリ圧縮機。
2. 前記上軸受内の前記ベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設け、前記上軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずる圧力逃がし穴を前記シリンダに設けた請求項１記載の密閉型ロータリ圧縮機。
3. 前記上軸受と前記下軸受のそれぞれに、前記ベーンの摺動部分の一部に圧力逃がし溝を設け、前記上軸受と前記下軸受の圧力逃がし溝と前記シリンダの吸入口に通ずる圧力逃がし穴を前記シリンダに設けた請求項１記載の密閉型ロータリ圧縮機。