(57)【要約】  ロータリ圧縮機は、偏心回転するローリングピストンを備えるクランクシャフトと、ローリングピストンを収容するシリンダと、クランクシャフトを支持し、シリンダに固定される主軸受及び副軸受と、シリンダに配置され、ローリングピストンに押圧されるベーンとを有し、シリンダと主軸受と副軸受とベーンとローリングピストンとで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部と、クランクシャフトと圧縮機構部とを収容する密閉容器と、密閉容器の内部に配置され、圧縮機構部から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油を分離する仕切体とを備え、仕切体は、分離した冷凍機油を自重によりベーンの方向に移動させる斜面部と、ベーンの方向に移動させた冷凍機油をベーンに供給する供給部とを有する。
2017072867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心回転するローリングピストンを備えるクランクシャフトと、
前記ローリングピストンを収容するシリンダと、前記クランクシャフトを支持し、前記シリンダに固定される主軸受及び副軸受と、前記シリンダに配置され、前記ローリングピストンに押圧されるベーンとを有し、前記クランクシャフトから伝達される回転駆動力によって、前記シリンダと前記主軸受と前記副軸受と前記ベーンと前記ローリングピストンとで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記クランクシャフトと前記圧縮機構部とを収容する密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置され、前記圧縮機構部から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油を分離する仕切体と
を備え、
前記仕切体は、分離した冷凍機油を自重により前記ベーンの方向に移動させる斜面部と、前記ベーンの方向に移動させた冷凍機油を前記ベーンに供給する供給部とを有する
ロータリ圧縮機。
【請求項２】
前記密閉容器の内部に収容され、固定子と前記固定子の内側に配置された回転子とを有し、前記回転子の回転により前記クランクシャフトに回転駆動力を発生させる電動機部を備え、
前記斜面部は、前記回転子の回転により前記ガス冷媒が旋回し衝突することによって、冷凍機油が前記ガス冷媒から分離されるように構成されている
請求項１に記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記仕切体は、前記圧縮機構部と前記電動機部との間に配置されている
請求項２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記供給部には開口部が設けられている
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記斜面部及び前記供給部は平板として構成され、前記クランクシャフトの中心軸に垂直な方向に対する前記供給部の傾斜角は、前記斜面部の傾斜角以上となり、前記供給部の先端部は、上面視においてテーパ形状を有している
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
前記斜面部には冷凍機油を前記ベーンの方向に誘導する凹部が設けられており、
前記供給部は前記斜面部に設けられた、前記凹部と連通する開口部である
請求項１〜３のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項７】
前記主軸受の一部を覆う消音器を更に備えており、
前記仕切体は、上面視において前記消音器の周囲を囲むように構成されている
請求項１〜６のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項８】
前記ガス冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆ冷媒、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒、又はＲ２９０冷媒である
請求項１〜７のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置で用いられるロータリ圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクル装置で用いられる従来のロータリ圧縮機として、特許文献１では、圧縮機構部の上軸受の表面上部の一部を覆う導入板を設け、高圧空間への潤滑油の飛散量を低減したものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３１５２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のロータリ圧縮機では、潤滑油の使用量を減らした場合に、シャフトに設けられたスパイラル溝への給油量が低下するため、シリンダに設けられたベーン溝への給油量も低下する。また、高圧空間へ飛散し、密閉容器又は電動機に付着した潤滑油は、重力の作用によってロータリ圧縮機の底部の油溜めのある方向に流れるが、導入板はベーン溝を覆うように構成されているため、高圧空間への飛散した潤滑油はベーン溝へは給油されない。更に、ロータリ圧縮機の起動時等の高回転運転時には、ロータリ圧縮機の摺動部等への給油量が増加し、ベーン溝における潤滑油の量が枯渇する場合がある。したがって、特許文献１に記載のロータリ圧縮機では、ベーン溝における潤滑油の枯渇によりベーンが焼き付く可能性があるため、圧縮機構部の耐久性が低下し、ロータリ圧縮機の信頼性が低下するという課題があった。【０００５】
特に、冷凍サイクル装置を空気調和装置として構成する場合、近年では、地球温暖化防止のために、空気調和装置で使用する冷媒の量を削減する対応が求められている。冷媒量削減の方法の一例として、冷媒が一定の割合で潤滑油に溶解することに着目し、潤滑油の使用量を低減することで、冷媒の使用量を低減する方法が考えられている。特許文献１に記載のロータリ圧縮機で潤滑油の使用量を減らした場合には、ロータリ圧縮機の摺動部等への給油量が低下するため、ベーン溝における潤滑油の枯渇によりベーンが焼きつく可能性が更に高くなる。したがって、潤滑油の使用量を低減した場合には、特許文献１に記載のロータリ圧縮機では、圧縮機構部の耐久性及びロータリ圧縮機の信頼性に関する課題は更に顕著となる。【０００６】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、ベーン溝における潤滑油の枯渇を回避し、圧縮機構部の耐久性及び信頼性を維持することが可能なロータリ圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のロータリ圧縮機は、偏心回転するローリングピストンを備えるクランクシャフトと、前記ローリングピストンを収容するシリンダと、前記クランクシャフトを支持し、前記シリンダに固定される主軸受及び副軸受と、前記シリンダに配置され、前記ローリングピストンに押圧されるベーンとを有し、前記クランクシャフトから伝達される回転駆動力によって、前記シリンダと前記主軸受と前記副軸受と前記ベーンと前記ローリングピストンとで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記クランクシャフトと前記圧縮機構部とを収容する密閉容器と、前記密閉容器の内部に配置され、前記圧縮機構部から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油を分離する仕切体とを備え、前記仕切体は、分離した冷凍機油を自重により前記ベーンの方向に移動させる斜面部と、前記ベーンの方向に移動させた冷凍機油を前記ベーンに供給する供給部とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、仕切体の斜面部が、仕切体で回収した冷凍機油を自重によりベーンの方向に移動させるように構成されているため、仕切体で回収した冷凍機油をベーンに確実に供給することができる。したがって、本発明によれば、ベーン溝及びベーンにおける潤滑油の枯渇を回避し、圧縮機構部の耐久性及び信頼性を維持することが可能なロータリ圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機１の一例を概略的に示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機１の縦断面の一部を拡大した概略図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機１の横断面の一部を拡大した概略図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るロータリ圧縮機１の縦断面の一部を拡大した概略図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るロータリ圧縮機１の横断面の一部を拡大した概略図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係るロータリ圧縮機１の縦断面の一部を拡大した概略図である。
【図７】本発明の実施の形態３に係るロータリ圧縮機１の横断面の一部を拡大した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機１の構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１に係るロータリ圧縮機１の一例を概略的に示す縦断面図である。冷凍サイクル装置においては、ロータリ圧縮機１は冷凍サイクル回路を構成する要素となる。
【００１１】
なお、図１を含む以下の図面では、冷凍サイクル回路、並びに、例えば、放熱器、蒸発器、及び減圧装置等の冷凍サイクル回路を構成する他の構成要素については図示していない。また、以下の図面では各構成部材の寸法の関係及び形状が、実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面では、同一又は類似の部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。また、以下の説明におけるロータリ圧縮機１の各々の構成部材同士の位置関係、例えば上下関係等の位置関係は、原則として、ロータリ圧縮機１を使用可能な状態に設置したときの位置関係とする。
【００１２】
ロータリ圧縮機１は、ロータリ圧縮機１の内部に吸入した低圧のガス冷媒を、高圧のガス冷媒として吐出する流体機械である。図１では、ローリングピストン型のロータリ圧縮機１が一例として例示されている。ロータリ圧縮機１の筐体は、シリンダ形状の密閉容器２として構成されている。密閉容器２は、縦断面がＵ字形状の本体部２ａと、縦断面が逆Ｕ字形状の蓋部２ｂとにより構成され、蓋部２ｂの開口部の外側面は、本体部２ａの開口部の内側面に固定されている。本体部２ａと蓋部２ｂとの固定部分は、例えば溶接等によって接合されている。また、本体部２ａの底面の外側面には、ロータリ圧縮機１を縦置型に配置するための台３が設けられている。なお、図１では、ロータリ圧縮機１を縦置型の圧縮機として構成しているが、横置型の圧縮機として構成してもよい。
【００１３】
密閉容器２の本体部２ａの外側面部には、サクションマフラ４の筐体４ａが、密閉容器２の外側面に配置された支持部材２ｃに固定されている。サクションマフラ４の筐体４ａの頂部には、流入管４ｂが筐体４ａを貫通して固定されている。流入管４ｂは、例えば、冷凍サイクル装置の蒸発器から流出した低圧のガス冷媒又は乾き度の高い二相冷媒をサクションマフラ４の筐体４ａの内部に流入させる冷媒配管である。また、サクションマフラ４の筐体４ａの底部には、吸入管５の一端が貫通して固定されており、吸入管５の他の一端は、密閉容器２の本体部２ａの側面部を貫通して固定されている。
【００１４】
サクションマフラ４は、流入管４ｂから流入する冷媒により発生する騒音を低減又は除去する消音器である。また、サクションマフラ４は、アキュムレータ機能も有しており、余剰冷媒を貯留する冷媒貯留機能と、運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることによる気液分離機能とを有している。サクションマフラ４の気液分離機能により、密閉容器２の内部に大量の液冷媒が流入し、ロータリ圧縮機１で液圧縮が行われるのを防ぐことができる。
【００１５】
吸入管５は、低圧のガス冷媒を密閉容器２の内部に吸入させる冷媒配管である。吸入管５と本体部２ａとの固定部分は、例えばろう付け等によって接合されている。吸入管５の側面部には、油戻し穴５ａが設けられている。冷凍サイクル装置においては、ロータリ圧縮機１から吐出されたガス冷媒に含まれる潤滑油成分が、例えば、油分離器において分離される。油戻し穴５ａは、油分離器において分離された潤滑油成分を吸入管５を介して密閉容器２の内部に戻す潤滑油成分の還流ポートとして機能する。
【００１６】
密閉容器２の蓋部２ｂの上面には、吐出管６が貫通して固定されている吐出管６は、高圧のガス冷媒を密閉容器２の外部に吐出させる冷媒配管である。吐出管６と蓋部２ｂとの固定部分は、例えばろう付け等によって接合されている。
【００１７】
また、密閉容器２の蓋部２ｂの上面には、チャージパイプ７が貫通して固定されている。チャージパイプ７は、密閉容器２の内部を真空引きし、ガス冷媒を密閉容器２の内部に封入できるように構成できる。また、チャージパイプ７は、密閉容器２の内部に潤滑油を封入できるように構成してもよい。
【００１８】
更に、密閉容器２の蓋部２ｂの上面には、ガラス端子８が配置されている。ガラス端子８は、外部電源を接続するインタフェースを提供している。外部電源は、ロータリ圧縮機１に電力を供給する電源装置であり、交流周波数が５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの一般商用交流電源、又は交流周波数を変化させることが可能なインバータ電源が用いられる。周波数可変のインバータ電源を用いた場合、ロータリ圧縮機１の回転数を変化させることができるため、ロータリ圧縮機１では高圧のガス冷媒の吐出管６からの吐出量を制御することができる。なお、以降の説明において、図１を含む以下の図面では、ガラス端子８に接続される外部電源は図示していない。
【００１９】
密閉容器２の内部には、電動機部１０と、クランクシャフト２０と、圧縮機構部３０が収容されている。電動機部１０は、本体部２ａと吸入管５との固定部分より上方に配置されている。クランクシャフト２０は、密閉容器２の中心部において、電動機部１０と圧縮機構部３０との間を上下方向に延在配置され、密閉容器２の中心部をしている。圧縮機構部３０は、圧縮機構部３０の側面部が本体部２ａと吸入管５との固定部分を覆い、圧縮機構部３０の内部が吸入管５と連通するように構成されている。すなわち、密閉容器２の内部においては、圧縮機構部３０の上方に電動機部１０が配置されている。また、圧縮機構部３０の上方の密閉容器２の内部の中空空間は、圧縮機構部３０で圧縮された高圧のガス冷媒で満たされている。
【００２０】
電動機部１０は、外部電源から供給された電力を用いて回転駆動力を発生させ、クランクシャフト２０を介して圧縮機構部３０に回転駆動力を伝達するモータとして構成される。電動機部１０は、上面視において中空円筒状の外観を有する固定子１２と、固定子１２の内側面の内側に回転可能に配置された円筒状の回転子１４とを備えている。固定子１２は、密閉容器２の本体部２ａの内側面に固定され、導線１６を介してガラス端子８に接続されている。電動機部１０は、外部電源からの電力を導線１６を介して固定子１２に巻回されたコイルに供給することにより、固定子１２の内側面の内側で回転子１４を回転させることができる。ロータリ圧縮機１においては、例えばＤＣブラシレスモータ等が電動機部１０として用いられる。
【００２１】
回転子１４の中心部には、クランクシャフト２０が回転子１４を貫通して固定されている。クランクシャフト２０は、クランクシャフト２０の外側面の一部である固定面２０ａにて回転子１４を固定し、圧縮機構部３０に回転子１４の回転駆動力を伝達する回転軸である。クランクシャフト２０は、固定面２０ａから上下方向、すなわち、密閉容器２の蓋部２ｂの方向と密閉容器２の本体部２ａの底部の方向とに延在している。固定面２０ａの上方には、油分離板２２が設けられている。油分離板２２は、クランクシャフト２０の回転による遠心力により、圧縮機構部３０から吐出された高圧のガス冷媒に含まれる潤滑油を分離して、重力作用により本体部２ａの底部に落下させるように構成されている。
【００２２】
また、クランクシャフト２０は、固定面２０ａの下方に位置し、圧縮機構部３０の内部に配置される円筒形状の偏心部２４を有している。偏心部２４の外側面には、偏心部２４の外側面に沿って回転自在にローリングピストン２６が取り付けられている。クランクシャフト２０の中心部にはクランクシャフト２０の下端から上方に延在し、潤滑油が流動する油穴２８が設けられている。クランクシャフト２０の外側面には油穴２８と連通し、圧縮機構部３０に潤滑油を供給する第１の給油口２８ａ及び第２の給油口２８ｂが設けられている。
【００２３】
クランクシャフト２０の油穴２８の下端部には、螺旋状の遠心ポンプ２９が配置されている。遠心ポンプ２９は、クランクシャフト２０の回転運動による遠心力により、密閉容器２の本体部２ａの底部に貯留された冷凍機油４０を吸い上げる流体機械である。遠心ポンプ２９で吸い上げられた冷凍機油４０は、クランクシャフト２０と圧縮機構部３０との間の摺動部分に供給される。なお、冷凍機油４０としては、例えば、鉱油系、アルキルベンゼン系、ポリアルキレングリコール系、ポリビニルエーテル系、ポリオールエステル系の潤滑油等が用いられる。
【００２４】
次に、ロータリ圧縮機１の圧縮機構部３０の構造について説明する。
【００２５】
圧縮機構部３０は、電動機部１０から供給された回転駆動力により、吸入管５から密閉容器２の低圧空間に吸入された低圧のガス冷媒を高圧のガス冷媒に圧縮し、圧縮した高圧のガス冷媒を圧縮機構部３０の上方に吐出するものである。
【００２６】
圧縮機構部３０は、中空円筒形状のシリンダ３１を備えている。シリンダ３１の外側面は密閉容器２の本体部２ａの内側面に固定されている。シリンダ３１の中空部分３１ａには、クランクシャフト２０の偏心部２４及びローリングピストン２６が収容されている。すなわち、シリンダ３１は、シリンダ３１の中空部分３１ａにおいて、クランクシャフト２０の回転により、クランクシャフト２０の偏心部２４及びローリングピストン２６が偏心回転できるように構成されている。
【００２７】
シリンダ３１には、吸入管５とシリンダ３１の中空部分３１ａとの間を連通し、低圧のガス冷媒を吸入管５からシリンダ３１の中空部分３１ａに流入させる吸入口３１ｂが設けられている。また、シリンダ３１には、上面視において、シリンダ３１の中空部分３１ａを構成するシリンダ３１の内側面から半径方向に延在するベーン溝３１ｃが設けられている。また、シリンダ３１の上面である中空円板面には、ベーン溝３１ｃに貫通する開口部３１ｄが設けられている。
【００２８】
シリンダ３１のベーン溝３１ｃには、ベーン３２が収容されている。ベーン３２は、例えば、ベーン溝３１ｃの内部に設けられたバネ等の弾性体の復元力によって、ローリングピストン２６の表面に押しつけられ、ローリングピストン２６の偏心運動によってベーン溝３１ｃの内部を往復運動するように構成された摺動部材である。
【００２９】
シリンダ３１の上側の中空円板面、すなわち密閉容器２の蓋部２ｂの側の中空円板面には、すべり軸受である主軸受３３が配置されている。シリンダ３１の下側の中空円板面、すなわち密閉容器２の本体部２ａの底面側の中空円板面には、副軸受３４が配置されている。主軸受３３及び副軸受３４は、クランクシャフト２０を摺動可能に支持するすべり軸受けである。
【００３０】
主軸受３３は、上面視において中空円板状の形状を有している。主軸受３３は、シリンダ３１の上側の中空円板面に固定される固定部３３ａと、クランクシャフト２０の外側面を摺動可能に支持する軸受部３３ｂとを有している。なお、主軸受３３は、図１の縦断面図においては、２つのＬ字形状の部材として表示されている。また、主軸受３３は、例えば、ボルト等によりシリンダ３１の上側の中空円板面に固定されている。
【００３１】
副軸受３４は、下面視において中空円板状の形状を有している。副軸受３４は、シリンダ３１の下側の中空円板面に固定される固定部３４ａと、クランクシャフト２０の外側面を摺動可能に支持する軸受部３４ｂとを有している。なお、副軸受３４は、図１の縦断面図においては、２つのＬ字形状の部材として表示されている。また、副軸受３４は、例えば、ボルト等によりシリンダ３１の上側の中空円板面に固定されている。
【００３２】
圧縮機構部３０においては、ローリングピストン２６、シリンダ３１、ベーン３２、主軸受３３の固定部３３ａ、及び副軸受３４の固定部３４ａに囲まれた密閉自在な空間は、吸入管５から吸入された低圧のガス冷媒を圧縮する圧縮室を構成する。圧縮室で圧縮された高圧のガス冷媒は、主軸受３３に設けられた吐出口から吐出される。なお、主軸受３３に設けられた吐出口は、図１を含む以下の図面では図示していない。
【００３３】
主軸受３３の固定部３４ａの上面側には、消音器３５が配置されている。消音器３５は、主軸受３３の固定部３４ａと軸受部３４ｂの一部とを覆い、圧縮機構部３０における冷媒の圧縮時に発生する騒音を除去又は低減するように構成されている。また、消音器３５には、主軸受３３に設けられた吐出口から流入する高圧のガス冷媒を密閉容器２の内部に吐出させる複数の開口部３５ａが設けられている。なお、消音器３５は、例えば、ボルト等により主軸受３３を介してシリンダ３１の上側の中空円板面に固定されている。
【００３４】
次に、本実施の形態１のロータリ圧縮機１に設けられた仕切体５０について、図１に加えて、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施の形態１に係るロータリ圧縮機１の縦断面の一部を拡大した概略図である。図３は、本実施の形態１に係るロータリ圧縮機１の横断面の一部を拡大した概略図である。
【００３５】
仕切体５０は、密閉容器２の内部の電動機部１０と圧縮機構部３０との間に位置する高圧空間に配置されている。仕切体５０は、例えば図３に示すように、上面視において、中空円板状の形状を有し、消音器３５の周囲を囲むように構成される。仕切体５０を消音器３５の周囲を囲むように構成することにより、消音器３５に設けられた複数の開口部３５ａは仕切体５０によって塞がれることがない。したがって、仕切体５０を消音器３５の周囲を囲むように構成することにより、ロータリ圧縮機１における吐出圧損を低減し、ロータリ圧縮機１の性能低下を防ぐことができる。また、仕切体５０を消音器３５の周囲を囲むように構成することにより、ロータリ圧縮機１の起動の際に生じる発泡現象により、潤滑油が高圧のガス冷媒へ混入することを防ぐ流体抵抗として仕切体５０を機能させることができる。ロータリ圧縮機１における発泡現象は、ロータリ圧縮機１の起動の際に、冷凍機油４０に溶解した冷媒が蒸発することによって生じる。特に、ロータリ圧縮機１の作動流体として用いられることがあるＲ１２３４ｙｆ冷媒若しくはＲ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒等のＨＦＯ冷媒、又はＲ２９０冷媒等のＨＣ冷媒は、地球温暖化係数は低いが、冷凍機油４０に対する溶解度が高いため発泡現象が顕著となる。しかしながら、上述の冷媒を用いた場合であっても、仕切体５０を消音器３５の周囲を囲むように構成すれば、潤滑油の高圧のガス冷媒への混入を防ぐことができるため、密閉容器２の本体部２ａの底部に貯留された冷凍機油４０の枯渇を防止することができる。なお、仕切体５０は、図示しないが、例えば、シリンダ３１の上端の中空円板面に、例えば支持部材を介してボルト等で固定されている。
【００３６】
仕切体５０は、圧縮機構部３０から吐出された高圧のガス冷媒に含まれる潤滑油を回収して、回収された潤滑油をベーン３２に供給するように構成されている。仕切体５０は、高圧のガス冷媒から潤滑油を回収して、回収した潤滑油を自重によりベーン３２の方向に移動させる斜面部５２と、ベーン３２の方向に移動させた潤滑油をベーン３２に供給する供給部５４とを有する。また、仕切体５０の斜面部５２は、電動機部１０の回転子１４の回転により発生する高圧のガス冷媒の旋回流が斜面部５２に衝突することによって、潤滑油が旋回流から分離されるように構成できる。
【００３７】
図１及び図２に示すように、仕切体５０の斜面部５２は、縦断面において、斜面部５２で回収された潤滑油が自重によりベーン３２の方向に流れるように、ベーン溝３１ｃに貫通する開口部３１ｄの方向に向けて斜め下方向に傾斜している。また、仕切体５０の供給部５４は、縦断面において、シリンダ３１の上側の中空円板面と平行になるように構成され、仕切体５０の供給部５４には、開口部５４ａが設けられている。
【００３８】
仕切体５０の供給部５４の開口部５４ａは、回収した潤滑油をシリンダ３１の開口部３１ｄに供給できる形状及び大きさに構成できる。例えば、図３に示すように、仕切体５０の供給部５４の開口部５４ａは、上面視において、シリンダ３１の開口部３１ｄと同一の形状及び大きさとなるように構成できる。
【００３９】
次に、本実施の形態１のロータリ圧縮機１の動作について説明する。
【００４０】
電動機部１０の駆動によりクランクシャフト２０が回転すると、クランクシャフト２０とともに、シリンダ３１の内部に収容された偏心部２４及びローリングピストン２６が偏心回転する。ローリングピストン２６の偏心回転と連動し、シリンダ３１のベーン溝３１ｃの内部に設けられたベーン３２がピストン運動する。吸入管５から吸入口３１ｂを介して圧縮機構部３０に流入した低圧のガス冷媒は、ローリングピストン２６、シリンダ３１、ベーン３２、主軸受３３の固定部３３ａ、及び副軸受３４の固定部３４ａに囲まれた密閉空間である圧縮室に流入する。圧縮室の内部に流入した低圧のガス冷媒は、ローリングピストン２６の偏心回転による圧縮室の容積の減少に伴い、高圧のガス冷媒に圧縮される。
【００４１】
また、密閉容器２内の本体部２ａの底部に貯留された冷凍機油４０は、クランクシャフト２０とともに回転する遠心ポンプ２９により、油穴２８の下端部から吸い上げられる。油穴２８の下端部から吸い上げられた冷凍機油４０は潤滑油として、第１の給油口２８ａから主軸受３３の軸受部３３ｂとクランクシャフト２０との間に流入する。また、潤滑油は、第２の給油口２８ｂから副軸受３４の軸受部３４ｂとクランクシャフト２０との間に流入する。潤滑油がクランクシャフト２０と主軸受３３の軸受部３３ｂ又は副軸受３４の軸受部３４ｂとの間の摺動部分に流入することにより、クランクシャフト２０は回転駆動力を円滑にローリングピストン２６に伝達することができる。
【００４２】
また、第１の給油口２８ａから流入する潤滑油は、主軸受３３の固定部３３ａとローリングピストン２６の上面との間に流入する。また、第２の給油口２８ｂから流入する潤滑油は、副軸受３４の固定部３４ａとローリングピストン２６の下面との間に流入する。潤滑油はローリングピストン２６を円滑に回転させるために用いられるが、潤滑油の一部は、低圧のガス冷媒とともに圧縮され、高圧のガス冷媒に含まれた状態で吐出されることとなる。
【００４３】
潤滑油を含む高圧のガス冷媒は、主軸受３３に設けられた吐出口を介してシリンダ３１から消音器３５に流入する。消音器３５の内部の高圧のガス冷媒は、消音器３５に設けられた複数の開口部３５ａから電動機部１０と圧縮機構部３０との間に位置する密閉容器２の内部の高圧空間に吐出される。
【００４４】
高圧空間に吐出された高圧のガス冷媒は、電動機部１０の回転子１４及びクランクシャフト２０の回転により発生する旋回流に誘引されて、回転子１４及びクランクシャフト２０の回転方向へ流動する。回転子１４及びクランクシャフト２０の回転方向へ流動する高圧のガス冷媒は、消音器３５の周囲を流動して、仕切体５０の斜面部５２の上面と下面に接触する。仕切体５０の斜面部５２では、高圧のガス冷媒の衝突又は接触により、高圧のガス冷媒に含まれた潤滑油が、高圧のガス冷媒から分離される。分離された潤滑油は、仕切体５０の斜面部５２の上下面に付着することにより回収される。仕切体５０に付着しなかった潤滑油を含む高圧のガス冷媒は、固定子１２と回転子１４に設けられた隙間を通りクランクシャフト２０の上部方向へと流れる。クランクシャフト２０の上部では、油分離板２２の回転による遠心力により、高圧のガス冷媒から潤滑油成分が分離される。油分離板２２で分離された潤滑油は、密閉容器２の内側面に付着し、固定子１２に設けられた外側溝を通って、重力によって下方へ落下する。油分離板２２で潤滑油成分が分離された高圧のガス冷媒は、密閉容器２の蓋部２ｂに到達し、吐出管６を介して密閉容器２の外へと吐出される。
【００４５】
仕切体５０の斜面部５２の上面に付着し回収された潤滑油は、自重によりベーン３２の方向に流れ、仕切体５０の供給部５４に設けられた開口部５４ａから流出する。開口部５４ａから流出した潤滑油は、自重により、シリンダ３１の開口部３１ｄを介してベーン溝３１ｃに供給される。ベーン溝３１ｃに供給された潤滑油は、ベーン３２が往復運動によりベーン溝３１ｃを通過した際にベーン３２に供給される。また、ベーン３２に供給されなかった潤滑油は密閉容器２の底部に回収される。
【００４６】
また、発泡現象により密閉容器２の本体部２ａの底部から飛散した潤滑油の粒子は、消音器３５の周囲を囲むように構成された仕切体５０の下面に付着する。仕切体５０の斜面部５２の下面に付着し回収された潤滑油は、自重によりベーン３２の方向に流れ、仕切体５０の供給部５４に到達する。供給部５４に到達した潤滑油は、自重により、シリンダ３１の開口部３１ｄを介してベーン溝３１ｃに供給される。また、ベーン３２に供給されなかった潤滑油は密閉容器２の底部に回収される。
【００４７】
以上に説明したとおり、本実施の形態１に係るロータリ圧縮機１は、偏心回転するローリングピストン２６を備えるクランクシャフト２０と、ローリングピストン２６を収容するシリンダ３１と、クランクシャフト２０を支持し、シリンダ３１に固定される主軸受３３及び副軸受３４と、シリンダ３１に配置され、ローリングピストン２６に押圧されるベーン３２とを有し、クランクシャフト２０から伝達される回転駆動力によって、シリンダ３１と主軸受３３と副軸受３４とベーン３２とローリングピストン２６とで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部３０と、クランクシャフト２０と圧縮機構部３０とを収容する密閉容器２と、密閉容器２の内部に配置され、圧縮機構部３０から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油４０を分離する仕切体５０とを備え、仕切体５０は、分離した冷凍機油４０を自重によりベーン３２の方向に移動させる斜面部５２と、ベーン３２の方向に移動させた冷凍機油４０をベーン３２に供給する供給部５４とを有する。
【００４８】
本実施の形態１では、仕切体５０の斜面部５２が、回収した冷凍機油４０を自重によりベーン３２の方向に移動させることができるように構成されているため、仕切体５０で回収した冷凍機油４０をベーン３２に確実に供給することができる。本実施の形態１の構成によれば、冷凍機油４０の使用量が少ない場合であっても、冷凍機油４０のベーン溝３１ｃ及びベーン３２における冷凍機油４０の枯渇を回避することができる。したがって、本実施の形態１では、圧縮機構部３０の耐久性及びロータリ圧縮機１の信頼性を維持することが可能なロータリ圧縮機１を提供することができる。
【００４９】
また、本実施の形態１のロータリ圧縮機１は、密閉容器２の内部に収容され、固定子１２と固定子１２の内側に配置された回転子１４とを有し、回転子１４の回転によりクランクシャフト２０に回転駆動力を発生させる電動機部１０を備え、仕切体５０の斜面部５２は、回転子１４の回転によりガス冷媒が旋回し衝突することによって、冷凍機油４０がガス冷媒から分離されるように構成できる。この構成によれば、高圧のガス冷媒に含まれる冷凍機油４０を回転子１４の回転により発生する高圧のガス冷媒の旋回流から分離することができるため、より効率的に冷凍機油４０を回収することができる。
【００５０】
また、本実施の形態１のロータリ圧縮機１は、仕切体５０の供給部５４に開口部５４ａが設けられた構成にできる。この構成によれば、仕切体５０の斜面部５２において、自重によりベーン３２の方向に移動した冷凍機油４０を、仕切体５０の供給部５４に設けられた開口部５４ａを介して、ベーン溝３１ｃに確実に供給することができる。
【００５１】
また、本実施の形態１のロータリ圧縮機１は、主軸受３３の一部を覆う消音器３５を更に備えており、仕切体５０は、上面視において消音器３５の周囲を囲むように構成されている。この構成によれば、仕切体５０は、ロータリ圧縮機１の起動の際の発泡現象による潤滑油の高圧のガス冷媒への混入を防ぐことができる。
【００５２】
また、本実施の形態１のロータリ圧縮機１では、作動流体として、Ｒ１２３４ｙｆ冷媒、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒、又はＲ２９０冷媒を用いることができる。Ｒ１２３４ｙｆ冷媒、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒、又はＲ２９０冷媒は、地球温暖化係数は低いが、冷凍機油４０に対する溶解度が高いため、ロータリ圧縮機１の起動の際の発泡現象により、密閉容器２の本体部２ａの底部から潤滑油の粒子が飛散する量が多くなる。しかしながら、上述したとおり、本実施の形態１によれば、高圧のガス冷媒に含まれる冷凍機油４０を回転子１４の回転により発生する高圧のガス冷媒の旋回流から分離することができる。したがって、発泡現象により冷凍機油４０が高圧のガス冷媒に混入した場合であっても、効率的に冷凍機油４０を回収することができる。また、上述のように、仕切体５０が上面視において消音器３５の周囲を囲むように本実施の形態１のロータリ圧縮機１を構成することにより、潤滑油の高圧のガス冷媒への混入を防ぐことができる。また、発泡現象により密閉容器２の本体部２ａの底部から飛散した潤滑油の粒子は、仕切体５０の斜面部５２の下面に付着するため、効率的に冷凍機油４０を回収することができる。以上のことから、地球温暖化防止のための冷媒量削減の方法として、潤滑油の使用量を低減した場合であっても、潤滑油が枯渇することがないため、上述の構成は、地球温暖化対策としても有効である。
【００５３】
なお、本実施の形態１では、ロータリ圧縮機１をローリングピストン方式の圧縮機として構成したが、スイングベーン方式のスイング圧縮機として構成してもよい。スイングベーン方式のスイング圧縮機は、本実施の形態１のローリングピストン２６に対応するローリングピストン部と、本実施の形態１のベーン３２に対応するベーン部とを一体化したピストンをシリンダ３１の内部に備えている。また、スイングベーン方式のスイング圧縮機は、ピストンを揺動運転させるブッシュを備えている。ブッシュは、シリンダ３１に配置され、ピストンのベーン部を挟んで支持する一対の半円筒形状の揺動部材である。スイングベーン方式のスイング圧縮機はブッシュを備えることにより、ローリングピストン方式の圧縮機と比較して揺動部位が多くなるため、冷凍機油４０のベーン部への供給量が低減又は枯渇し、揺動性が悪化する可能性が高い。しかしながら、スイング圧縮機として構成した場合であっても、効率的に冷凍機油４０をベーン部に供給することができるため、潤滑油の枯渇を回避し、圧縮機構部の耐久性及び信頼性を維持することが可能なスイング圧縮機を提供することができる。
【００５４】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るロータリ圧縮機１について図４及び図５を用いて説明する。
【００５５】
図４は、本実施の形態２に係るロータリ圧縮機１の縦断面の一部を拡大した概略図である。図５は、本実施の形態２に係るロータリ圧縮機１の横断面の一部を拡大した概略図である。なお、本実施の形態２に係るロータリ圧縮機１は、上述の実施の形態１の仕切体５０の構造の変形例であり、その他のロータリ圧縮機１の構造は上述の実施の形態１に係るロータリ圧縮機１と同一のものである。
【００５６】
本実施の形態２におけるロータリ圧縮機１の仕切体１５０は、斜面部１５２及び供給部１５４は平板として構成されている。また、供給部１５４の傾斜角θ１は、斜面部１５２の傾斜角θ２以上となる、すなわち、θ１≧θ２＞０となるように構成されている。傾斜角θ１は、クランクシャフト２０の中心軸に垂直な方向、すなわち、図４における水平方向に対する、縦断面における供給部１５４の角度である。また、傾斜角θ２は、クランクシャフト２０の中心軸に垂直な方向、すなわち、図４における水平方向に対する、縦断面における斜面部１５２の角度である。また、図５に示すように、供給部１５４の先端部１５４ａは、上面視においてテーパ形状となるように構成されている。仕切体１５０のその他の構造等については、上述の実施の形態１の仕切体５０と同一である。
【００５７】
本実施の形態２におけるロータリ圧縮機１の仕切体１５０では、仕切体１５０の斜面部１５２において、自重によりベーン３２の方向に移動した冷凍機油４０を、仕切体１５０の供給部１５４に設けられたテーパ形状の先端部１５４ａを介して、ベーン溝３１ｃに確実に供給することができる。したがって、この構成によれば、効率的に冷凍機油４０をベーン溝３１ｃ及びベーン３２に供給することができる。
【００５８】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るロータリ圧縮機１について図６及び図７を用いて説明する。
【００５９】
図６は、本実施の形態３に係るロータリ圧縮機１の縦断面の一部を拡大した概略図である。図７は、本実施の形態３に係るロータリ圧縮機１の横断面の一部を拡大した概略図である。なお、本実施の形態３に係るロータリ圧縮機１は、上述の実施の形態１の仕切体５０及び上述の実施の形態２の仕切体１５０の構造の変形例であり、その他のロータリ圧縮機１の構造は上述の実施の形態１及び実施の形態２に係るロータリ圧縮機１と同一のものである。
【００６０】
本実施の形態３におけるロータリ圧縮機１の仕切体２５０の斜面部２５２には、図６に示すように、冷凍機油４０をベーン３２の方向に誘導する凹部２５２ｃが設けられている。凹部２５２ｃは、斜面部２５２の底面部２５２ａと、底面部２５２ａの周縁部から斜め上方に延在する側面部２５２ｂとに囲まれた領域である。また、仕切体２５０の供給部２５４は、斜面部２５２に設けられた凹部２５２ｃと連通する開口部２５４ａとして構成されている。開口部２５４ａは、回収した潤滑油をシリンダ３１の開口部３１ｄに供給できる形状及び大きさに構成できる。例えば、図７に示すように、開口部２５４ａは、上面視において、シリンダ３１の開口部３１ｄと同一の形状及び大きさとなるように構成できる。仕切体２５０のその他の構造等については、上述の実施の形態１の仕切体５０と同一である。なお、斜面部２５２の側面部２５２ｂは、斜面部２５２の底面部２５２ａと同一の材料で構成してもよいし、別個の材料で構成してもよい。
【００６１】
本実施の形態３におけるロータリ圧縮機１の仕切体２５０では、斜面部２５２の凹部２５２ｃに誘導された冷凍機油４０を、開口部２５４ａから流出させることができる。したがって、この構成によれば、シリンダ３１の開口部３１ｄ以外の場所に、冷凍機油４０が流出することを回避することができ、効率的に冷凍機油４０をベーン溝３１ｃ及びベーン３２に供給することができる。
【００６２】
その他の実施の形態．
上述の実施の形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態１ではロータリ圧縮機１を密閉型の圧縮機として構成しているが、半密閉型又は開放型の圧縮機として構成してもよい。
【００６３】
また、上述の実施の形態１では、ロータリ圧縮機１を１シリンダ型の圧縮機として構成したが、２以上のシリンダ３１を有する圧縮機として構成してもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１  ロータリ圧縮機、２  密閉容器、２ａ  本体部、２ｂ  蓋部、２ｃ  支持部材、３  台、４  サクションマフラ、４ａ  筐体、４ｂ  流入管、５  吸入管、５ａ  油戻し穴、６  吐出管、７  チャージパイプ、８  ガラス端子、１０  電動機部、１２  固定子、１４  回転子、１６  導線、２０  クランクシャフト、２０ａ  固定面、２２  油分離板、２４  偏心部、２６  ローリングピストン、２８  油穴、２８ａ  第１の給油口、２８ｂ  第２の給油口、２９  遠心ポンプ、３０  圧縮機構部、３１  シリンダ、３１ａ  中空部分、３１ｂ  吸入口、３１ｃ  ベーン溝、３１ｄ  開口部、３２  ベーン、３３  主軸受、３３ａ  固定部、３３ｂ  軸受部、３４  副軸受、３４ａ  固定部、３４ｂ  軸受部、３５  消音器、３５ａ  開口部、４０  冷凍機油、５０  仕切体、５２  斜面部、５４  供給部、５４ａ  開口部、１５０  仕切体、１５２  斜面部、１５４  供給部、１５４ａ  先端部、２５０  仕切体、２５２  斜面部、２５２ａ  底面部、２５２ｂ  側面部、２５２ｃ  凹部、２５４  供給部、２５４ａ  開口部。
【図１】
2017072867.tif 000003
【図２】
2017072867.tif 000004
【図３】
2017072867.tif 000005
【図４】
2017072867.tif 000006
【図５】
2017072867.tif 000007
【図６】
2017072867.tif 000008
【図７】
2017072867.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月22日(2018.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のロータリ圧縮機は、偏心回転するローリングピストンを備えるクランクシャフトと、前記ローリングピストンを収容するシリンダと、前記クランクシャフトを支持し、前記シリンダに固定される主軸受及び副軸受と、前記シリンダに配置され、前記ローリングピストンに押圧されるベーンとを有し、前記クランクシャフトから伝達される回転駆動力によって、前記シリンダと前記主軸受と前記副軸受と前記ベーンと前記ローリングピストンとで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記クランクシャフトと前記圧縮機構部とを収容する密閉容器と、前記密閉容器の内部に配置され、前記圧縮機構部から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油を分離する仕切体とを備え、前記仕切体は、上面視において中空円板状の形状を有しており、分離した冷凍機油を自重により前記ベーンの方向に移動させる斜面部と、前記ベーンの方向に移動させた冷凍機油を前記ベーンに供給する供給部とを有する。
また、本発明のロータリ圧縮機は、偏心回転するローリングピストンを備えるクランクシャフトと、前記ローリングピストンを収容するシリンダと、前記クランクシャフトを支持し、前記シリンダに固定される主軸受及び副軸受と、前記シリンダに配置され、前記ローリングピストンと一体形成されたベーンとを有し、前記クランクシャフトから伝達される回転駆動力によって、前記シリンダと前記主軸受と前記副軸受と前記ベーンと前記ローリングピストンとで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記クランクシャフトと前記圧縮機構部とを収容する密閉容器と、前記密閉容器の内部に配置され、前記圧縮機構部から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油を分離する仕切体とを備え、前記仕切体は、上面視において中空円板状の形状を有しており、分離した冷凍機油を自重により前記ベーンの方向に移動させる斜面部と、前記ベーンの方向に移動させた冷凍機油を前記ベーンに供給する供給部とを有する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心回転するローリングピストンを備えるクランクシャフトと、
前記ローリングピストンを収容するシリンダと、前記クランクシャフトを支持し、前記シリンダに固定される主軸受及び副軸受と、前記シリンダに配置され、前記ローリングピストンに押圧されるベーンとを有し、前記クランクシャフトから伝達される回転駆動力によって、前記シリンダと前記主軸受と前記副軸受と前記ベーンと前記ローリングピストンとで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記クランクシャフトと前記圧縮機構部とを収容する密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置され、前記圧縮機構部から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油を分離する仕切体と
を備え、
前記仕切体は、
上面視において中空円板状の形状を有しており、
分離した冷凍機油を自重により前記ベーンの方向に移動させる斜面部と、前記ベーンの方向に移動させた冷凍機油を前記ベーンに供給する供給部とを有する
ロータリ圧縮機。
【請求項２】
偏心回転するローリングピストンを備えるクランクシャフトと、
前記ローリングピストンを収容するシリンダと、前記クランクシャフトを支持し、前記シリンダに固定される主軸受及び副軸受と、前記シリンダに配置され、前記ローリングピストンと一体形成されたベーンとを有し、前記クランクシャフトから伝達される回転駆動力によって、前記シリンダと前記主軸受と前記副軸受と前記ベーンと前記ローリングピストンとで囲まれた空間でガス冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記クランクシャフトと前記圧縮機構部とを収容する密閉容器と、
前記密閉容器の内部に配置され、前記圧縮機構部から吐出されたガス冷媒に含まれる冷凍機油を分離する仕切体と
を備え、
前記仕切体は、
上面視において中空円板状の形状を有しており、
分離した冷凍機油を自重により前記ベーンの方向に移動させる斜面部と、前記ベーンの方向に移動させた冷凍機油を前記ベーンに供給する供給部とを有する
ロータリ圧縮機。
【請求項３】
前記斜面部及び前記供給部は平板として構成され、前記クランクシャフトの中心軸に垂直な方向に対する前記供給部の傾斜角は、前記斜面部の傾斜角以上となり、前記供給部の先端部は、上面視においてテーパ形状を有している
請求項１又は２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】
前記斜面部には冷凍機油を前記ベーンの方向に誘導する凹部が設けられており、
前記供給部は前記斜面部に設けられた、前記凹部と連通する開口部である
請求項１又は２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記供給部には開口部が設けられている
請求項１又は２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項６】
前記密閉容器の内部に収容され、固定子と前記固定子の内側に配置された回転子とを有し、前記回転子の回転により前記クランクシャフトに回転駆動力を発生させる電動機部を備え、
前記斜面部は、前記回転子の回転により前記ガス冷媒が旋回し衝突することによって、冷凍機油が前記ガス冷媒から分離されるように構成されている
請求項１〜５のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項７】
前記仕切体は、前記圧縮機構部と前記電動機部との間に配置されている
請求項６に記載のロータリ圧縮機。
【請求項８】
前記主軸受の一部を覆う消音器を更に備えており、
前記仕切体は、上面視において前記消音器の周囲を囲むように構成されている
請求項１〜７のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【請求項９】
前記ガス冷媒は、Ｒ１２３４ｙｆ冷媒、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）冷媒、又はＲ２９０冷媒である
請求項１〜８のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
【国際調査報告】
2017072867.tif 000010
2017072867.tif 000011
2017072867.tif 000012
2017072867.tif 000013