(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-24
(45)【発行日】2023-03-06
(54)【発明の名称】圧縮機
(51)【国際特許分類】
F04C 29/02 20060101AFI20230227BHJP
F04C 18/356 20060101ALI20230227BHJP
F04C 29/00 20060101ALI20230227BHJP
【FI】
F04C29/02 311A
F04C18/356 J
F04C18/356 L
F04C29/00 C
(21)【出願番号】P 2019024314
(22)【出願日】2019-02-14
【審査請求日】2021-10-27
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小笠原 弘丞
【審査官】大瀬 円
(56)【参考文献】
【文献】特開2005-139973(JP,A)
【文献】特開2013-130061(JP,A)
【文献】特開2012-159008(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F04C 29/02
F04C 18/356
F04C 29/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
密閉容器と、前記密閉容器内に収納され、冷媒を圧縮する回転圧縮機構とを備える多段圧縮式の圧縮機であって、
前記回転圧縮機構は、
前記冷媒を導入し、当該冷媒を圧縮する第1圧縮部と、
前記第1圧縮部が圧縮した冷媒を導入し、当該冷媒を圧縮して前記密閉容器外に吐出する第2圧縮部と、
前記第2圧縮部の圧縮室内にオイルを供給するオイル供給部と、
を有し、
前記オイル供給部および前記第2圧縮部の少なくとも一方は、前記オイル供給部のオイル供給路と、前記第2圧縮部のオイル導入路とを連通させる連通路を有
し、
前記オイル供給部は、前記第1圧縮部と前記第2圧縮部とに挟持されることで、前記第1圧縮部と前記第2圧縮部とを仕切るように構成され、
前記オイル導入路は、前記回転圧縮機構の軸方向から見て、前記オイル供給路と重ならない箇所に配置され、
前記連通路は、前記オイル供給路から前記オイル導入路に向けて延びる溝形状を有する、
圧縮機。
【請求項2】
前記連通路は、前記オイル供給部および前記第2圧縮部の一方における表面に形成され、
前記表面は、前記一方における、前記オイル供給部と前記第2圧縮部とが対向する側の面である、
請求項
1に記載の圧縮機。
【請求項3】
前記連通路における通路長は、前記オイル供給路における通路長よりも長い、
請求項1
または請求項2に記載の圧縮機。
【請求項4】
前記連通路の断面積は、前記オイル供給路の断面積よりも小さい、
請求項1~
3の何れか1項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、冷媒を圧縮する回転圧縮要素を有する圧縮機が知られている。このような圧縮機では、回転圧縮要素における圧縮室のシール等のため、密閉容器内に貯留されたオイルを回転圧縮要素に供給する。オイルが回転圧縮要素に供給されると、供給されたオイルが冷媒に混入する。多段圧縮式の構成の場合、2段目の回転圧縮要素においては、冷媒を直接密閉容器外に吐出するため、冷媒に混入したオイルが、密閉容器の外に吐出される。
【0003】
例えば特許文献1に記載の構成は、回転圧縮要素内部にオイル分離機構を有しており、オイル分離機構で冷媒とオイルとを分離することで、密閉容器外へのオイル吐出量を低減している。また、密閉容器の外部にオイルセパレータを設けることで、オイルセパレータにより分離したオイルを密閉容器内に戻す構成も一般に知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、2段目の回転圧縮要素においては、圧縮室内のシール性向上のため、中間仕切板等にオイル供給路を設けて、常時圧縮室内にオイルを供給する構成としている。そのため、2段目の回転圧縮要素におけるオイル供給が過剰になるおそれがあり、ひいては密閉容器外へのオイル吐出量が増加してしまうおそれがあった。
【0006】
本開示の目的は、2段目の圧縮室内へのオイル供給量の適正化を図り、ひいては密閉容器外へのオイル吐出量を低減することが可能な圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示に係る圧縮機は、
密閉容器と、前記密閉容器内に収納され、冷媒を圧縮する回転圧縮機構とを備える多段圧縮式の圧縮機であって、
前記回転圧縮機構は、
前記冷媒を導入し、当該冷媒を圧縮する第1圧縮部と、
前記第1圧縮部が圧縮した冷媒を導入し、当該冷媒を圧縮して前記密閉容器外に吐出する第2圧縮部と、
前記第2圧縮部の圧縮室内にオイルを供給するオイル供給部と、
を有し、
前記オイル供給部および前記第2圧縮部の少なくとも一方は、前記オイル供給部のオイル供給路と、前記第2圧縮部のオイル導入路とを連通させる連通路を有し、
前記オイル供給部は、前記第1圧縮部と前記第2圧縮部とに挟持されることで、前記第1圧縮部と前記第2圧縮部とを仕切るように構成され、
前記オイル導入路は、前記回転圧縮機構の軸方向から見て、前記オイル供給路と重ならない箇所に配置され、
前記連通路は、前記オイル供給路から前記オイル導入路に向けて延びる溝形状を有する。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、2段目の圧縮室内へのオイル供給量の適正化を図り、ひいては密閉容器外へのオイル吐出量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本開示の実施の形態に係る圧縮機の一態様を示す縦断面図である。
【
図2】第2回転圧縮要素のシリンダへのオイル供給構造部分の拡大図である。
【
図3】第2回転圧縮要素のシリンダを裏側から見た図である。
【
図4】連通路を有さない構成におけるオイル供給構造部分の拡大図である。
【
図5】変形例に係る第2回転圧縮要素のシリンダを裏側から見た図である。
【
図6】変形例に係る第2回転圧縮要素のシリンダを裏側から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本開示の実施の形態に係る圧縮機10の一態様を示す縦断面図である。
【0011】
図1に示すように、圧縮機10は、例えば、二酸化炭素等を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサであり、密閉容器12と、電動機14と、回転圧縮機構18とを有する。
【0012】
密閉容器12は、本体部12Aと、蓋部12Bと、底部12Cとを有する。本体部12Aは、円筒状に構成されており、内部に電動機14および回転圧縮機構18を収納している。密閉容器12の下端部付近には、冷媒を導入するための第1導入管94および第2導入管92と、圧縮された冷媒を機外に吐出する吐出管96が設けられている。
【0013】
蓋部12Bは、本体部12Aの上側開口を塞ぐように設けられている。蓋部12Bの上面中心には、円形の取付孔12Dが形成されている。この取付孔12Dには、電動機14に電力を供給するためのターミナル20が取り付けられている。
【0014】
底部12Cは、本体部12Aの下側開口を塞ぐように設けられている。底部12Cの内部空間は、オイル(例えば、PAG(ポリアルキレングリコール))を貯留するためのオイル貯留部Tとなっている。
【0015】
電動機14は、例えば、直流モータであり、本体部12Aの上部空間に設けられている。電動機14は、ステータ22と、ロータ24とを有する。ステータ22は、環状に構成されており、本体部12Aのない周面に沿うように設けられている。
【0016】
ロータ24は、ステータ22の内側に設けられており、回転軸16を有する。回転軸16は、ロータ24の中心を通るように、ロータ24に設けられており、密閉容器12における本体部12Aから底部12Cにわたって上下方向に延びている。
【0017】
回転圧縮機構18は、本体部12Aの下部空間に設けられており、第1回転圧縮要素32と、第2回転圧縮要素34と、中間仕切板36と、上側支持部材54と、下側支持部材56とを有する。第1回転圧縮要素32は、本開示の「第1圧縮部」に対応する。第2回転圧縮要素34は、本開示の「第2圧縮部」に対応する。
【0018】
第1回転圧縮要素32および第2回転圧縮要素34は、中間仕切板36を上下で挟持するように設けられている。第1回転圧縮要素32は、中間仕切板36の下側に設けられており、第2回転圧縮要素34は、中間仕切板36の上側に設けられている。
【0019】
第1回転圧縮要素32は、シリンダ40と、ローラ48と、ベーン(不図示)とを有する。第2回転圧縮要素34は、第1回転圧縮要素32の上方に配置され、シリンダ38と、ローラ46と、ベーン(不図示)とを有する。
【0020】
シリンダ38,40は、円筒状に構成されており、冷媒を圧縮する圧縮室を有する。各圧縮室内には、上述の回転軸16が通されている。
【0021】
ローラ46,48は、対応する回転圧縮要素のシリンダの圧縮室内にそれぞれ配置されており、上側支持部材54および下側支持部材56に支持される回転軸16に設けられた偏心部42,44に嵌合されることで、各圧縮室内を偏心回転する。
【0022】
ベーンは、付勢部材により、各ローラ46,48を所定方向に常時押圧するように設けられている。このようにローラおよびベーンが設けられることで各シリンダ38,40の圧縮室が高圧室と低圧室とに区画される。
【0023】
中間仕切板36は、第1回転圧縮要素32のシリンダ40の上側の開口を閉塞するとともに、第2回転圧縮要素34のシリンダ38の下側の開口を閉塞する。また、中間仕切板36の中心部には、回転軸16が通されている。
【0024】
また、中間仕切板36における回転軸16が通される孔の内周面には、オイル通路131が、当該内周面から外周面側に向けて延びている。オイル通路131は、第2回転圧縮要素34のシリンダ38内に供給するオイルが導入される通路である。中間仕切板36は、本開示の「オイル供給部」に対応する。第2回転圧縮要素34のシリンダ38へのオイル供給構造については後述する。
【0025】
上側支持部材54および下側支持部材56は、本体部12Aに固定されており、第2回転圧縮要素34、中間仕切板36および第1回転圧縮要素32を上下で挟持するように支持する。
【0026】
上側支持部材54は、第2回転圧縮要素34のシリンダ38の上側の開口を閉塞するように配置され、回転軸16を回転可能に支持する孔が中心部に形成されている。下側支持部材56は、第1回転圧縮要素32のシリンダ40の下側の開口を閉塞するように配置され、回転軸16を回転可能に支持する孔が中心部に形成されている。
【0027】
また、下側支持部材56には、第1回転圧縮要素32のシリンダ40に形成された吸入口と連通する吸入通路60が設けられている。吸入通路60には、上述した第1導入管94が挿入されている。第1導入管94は、アキュムレータ等に接続されており、吸入通路60に冷媒を導入する。
【0028】
また、上側支持部材54には、第2回転圧縮要素34のシリンダ38に形成された吸入口と連通する吸入通路58が設けられている。吸入通路58には、上述した第2導入管92が挿入されている。第2導入管92は、密閉容器12内の所定部位144に接続されており、第1回転圧縮要素32により圧縮された冷媒を、吸入通路58に導入する。
【0029】
また、上側支持部材54には、第2回転圧縮要素34のシリンダ38に形成された吐出口と連通する吐出通路62が設けられている。吐出通路62には、上述した吐出管96が挿入されている。吐出管96は、第2回転圧縮要素34により圧縮された冷媒を密閉容器12外へ吐出する。
【0030】
第1導入管94により、第1回転圧縮要素32のシリンダ40内に供給された冷媒は、ローラ48の偏心回転により、低圧室側から高圧室側に移動して圧縮される。その後、圧縮された冷媒は、シリンダ40に形成された吐出口から、密閉容器12内に吐出される。
【0031】
そして、密閉容器12内に吐出された冷媒は、第2導入管92を介して、第2回転圧縮要素34のシリンダ38内に供給される。
【0032】
シリンダ38内に供給された冷媒は、ローラ46の偏心回転により、低圧縮室側から高圧縮室側に移動して圧縮される。その後、圧縮された冷媒は、シリンダ38に形成された吐出口を介して吐出管96から密閉容器12外に吐出される。
【0033】
また、回転軸16の下端部には、オイルピックアップが設けられている。オイルピックアップは、回転軸16に圧入して取り付けられており、オイルを吸い上げ可能に構成されている。オイルピックアップは、回転軸16の回転により生じる遠心力により、密閉容器12の底部12Cのオイル貯留部T内のオイルを吸い上げる。
【0034】
吸い上げられたオイルは、オイルピックアップに形成された給油孔82,84を介して、回転軸16の回転圧縮機構18との摺動部分や中間仕切板36におけるオイル通路131に供給される。
【0035】
次に、第2回転圧縮要素34のシリンダ38へのオイル供給構造について説明する。
図2は、第2回転圧縮要素34のシリンダ38へのオイル供給構造部分の拡大図である。
【0036】
図2に示すように、中間仕切板36は、上述のオイル通路131の他、オイル供給路132を有する。また、シリンダ38は、オイル導入路133と、連通路134とを有する。
【0037】
オイル供給路132は、シリンダ38に向けてオイル通路131を開放する通路であり、オイル通路131内における所定位置から上に延びて中間仕切板36の上面を貫通している。
【0038】
また、オイル供給路132は、例えば、直径1mmの断面積0.785mm2で通路長1.9mmの円柱形状を有する。
【0039】
オイル導入路133は、オイル供給路132から供給されたオイルをシリンダ38内に導入する通路である。オイル導入路133は、オイル供給路132に対応する位置よりも外側に配置されている。つまり、オイル導入路133は、回転圧縮機構18の軸方向(上下方向)から見て、オイル供給路132と重ならない箇所に配置されている。
【0040】
オイル導入路133は、シリンダ38の圧縮室38Aと連通するスロット38Bの底面を貫通している。
図3に示すように、スロット38Bは、吸入通路58とは異なる位置で、圧縮室38Aと連通する。
【0041】
図2および
図3に示すように、連通路134は、シリンダ38の底面に溝形状を有するように形成されており、オイル供給路132に対応する位置からオイル導入路133と繋がる位置まで延びている。つまり、連通路134は、オイル供給路132とオイル導入路133とを連通させる。
【0042】
また、連通路134は、例えば、幅1mm、深さ0.2mmの断面積0.2mm2で通路長23mmの四角柱形状を有する。すなわち、連通路134の断面積は、オイル供給路132の断面積よりも小さい。また、連通路134の通路長は、オイル供給路132の通路長よりも長い。
【0043】
このようにオイル供給路132、オイル導入路133および連通路134が構成されることで、第2回転圧縮要素34のシリンダ38内と、中間仕切板36のオイル通路131とが連通する。
【0044】
これにより、シリンダ38内の圧力変動によって、シリンダ38のオイル導入路133付近の圧力が中間仕切板36内の圧力よりも低下した場合、オイル通路131のオイルが、オイル供給路132、連通路134およびオイル導入路133を介してシリンダ38内に供給される。
【0045】
以上のように構成された本実施の形態によれば、オイル供給路132とオイル導入路133との間に連通路134を設けたので、2段目の圧縮室38A内へ導入されるまでのオイルの通路を、連通路134を有さない構成と比較して長くすることができる。
【0046】
連通路134を有さない構成の場合、例えば、
図4に示すように、オイル供給路132とオイル導入路133とが重なる位置となるので、オイル供給路132からオイル導入路133に直接オイルが受け渡される。その結果、2段目の圧縮室内へのオイル供給量が過剰になりやすい。
【0047】
それに対し、本実施の形態では、連通路134がオイルの流れを中継することとなるので、連通路134がオイルの通路抵抗となる。その結果、2段目の圧縮室38A内へのオイル供給量が過剰になることを抑制することができる。すなわち、本実施の形態では、2段目の圧縮室38A内へのオイル供給量の適正化を図り、ひいてはオイル吐出量を低減することができる。
【0048】
ところで、オイル供給路132等を狭めることで、オイルの通路における圧力損失により、オイル供給量の低減を図ることができるが、オイル供給路132のみでオイル導入路133にオイルを供給する構成の場合、ともに貫通孔の形状であるので、加工精度等の製造過程の制約がある。
【0049】
より詳細には、加工処理をするための工具や、加工処理をする部材(中間仕切板36等)の厚み、材質によっては、貫通孔の形状に一定の制約が出てしまう。例えば、本実施の形態におけるオイル供給路132の場合は、断面積0.785mm2で長さ1.9mmであり、これよりも細い孔形状とするには、さらに微細な工具等が必要となる。つまり、オイル供給路132のみでシリンダ38にオイルを供給する場合、オイル供給量低減のための圧力損失に一定の限界がある。
【0050】
それに対し、連通路134の場合は、シリンダ38の表面に溝形状を形成するだけで良いので、例えば断面積0.2mm2で長さ23mmのように、孔形状のオイル供給路132より細く、かつ、通路長の長い形状を加えることができる。言い換えると、溝形状の場合、加工処理をする部材(シリンダ38等)の表面を削るだけで、より細く、かつ、通路の長い形状を加えることができる。
【0051】
つまり、本実施の形態では、製造過程の制約がある中で、より細く、かつ、長い形状を構成することができるので、オイルの通路における圧力損失を容易に増やすことができる。その結果、容易にオイルの通路抵抗を増加させることができ、ひいてはオイル吐出量を低減させることができる。
【0052】
また、シリンダ38の底面、つまり、シリンダ38における、シリンダ38と中間仕切板36とが対向する側の表面に連通路134が形成されているので、容易に連通路134を形成することができる。
【0053】
なお、上記実施の形態では、連通路134の長さを23mmとしていたが、本開示はこれに限定されず、オイル供給路132およびオイル導入路133の各位置に応じて適宜変更してもよい。例えば、
図5に示すように、オイル導入路133が上記実施の形態よりもオイル供給路132に近い場合、連通路134の長さを23mmよりも短くしても良い。
【0054】
また、上記実施の形態では、連通路134を直線状に構成していたが、本開示はこれに限定されず、例えば、
図6に示すように、連通路134をジグザグ状に構成しても良い。このようにすることで、連通路134の通路長を長くすることができるので、オイルの通路抵抗を増加させることができる。
【0055】
また、上記実施の形態では、第2回転圧縮要素34のシリンダ38に連通路134を設けていたが、本開示はこれに限定されず、中間仕切板36に連通路を設けても良い。また、シリンダ38および中間仕切板36の両方に連通路が設けられていても良い。
【0056】
また、上記実施の形態では、連通路134が溝形状を有していたが、本開示はこれに限定されず、溝形状を有していなくても良い。例えば、中間仕切板36とシリンダ38との間に別部材を設けて、別部材に形成された貫通孔を連通路としても良い。
【0057】
また、上記実施の形態では、オイル供給部として中間仕切板36を例示したが、本開示はこれに限定されず、中間仕切板36以外の部品であっても良い。
【0058】
その他、上記実施の形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本開示の圧縮機は、2段目の圧縮室内へのオイル供給量の適正化を図り、ひいては密閉容器外へのオイル吐出量を低減することが可能な圧縮機として有用である。
【符号の説明】
【0060】
10 圧縮機
12 密閉容器
12A 本体部
12B 蓋部
12C 底部
12D 取付孔
14 電動機
16 回転軸
18 回転圧縮機構
20 ターミナル
22 ステータ
24 ロータ
32 第1回転圧縮要素
34 第2回転圧縮要素
36 中間仕切板
38 シリンダ
38A 圧縮室
38B スロット
40 シリンダ
42 偏心部
44 偏心部
46 ローラ
48 ローラ
54 上側支持部材
56 下側支持部材
58 吸入通路
60 吸入通路
62 吐出通路
82 給油孔
84 給油孔
92 第2導入管
94 第1導入管
96 吐出管
131 オイル通路
132 オイル供給路
133 オイル導入路
134 連通路
144 所定部位
T オイル貯留部