(57)【要約】  本発明は、密閉圧縮機、特に、前記圧縮機の可動部に油を供給するための遠心ポンプ（１）を備える密閉圧縮機に関する。本発明の圧縮機では、垂直シャフト（７）は、ロータから軸方向に延在してその下部に自由端（８）を形成し、前記自由端（８）は遠心ポンプ（１）の対応する端部（１２）で受承できる大きさである。
2013500415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機の構成部品を含むシェル（５）と、シェルの下部にある油溜め（４）と、ロータ（２）が組み合わせられる垂直シャフト（７）を支持するための軸受を組み込んだシリンダブロックと、油を圧縮機の可動部に送る遠心ポンプ（１）とを備える密閉圧縮機であって、前記垂直シャフトはロータ（２）から軸方向に延在してその下部に自由端（８）を形成し、前記自由端は遠心ポンプ（１）の対応する端部（１２）で受承できる大きさであり、ポンプの端部の内側側壁の少なくとも一部とシャフトの外側側壁部分の少なくとも一部とは受承後に並置状態にされることを特徴とする、密閉圧縮機。
【請求項２】
垂直シャフト（７）の自由端（８）が、軸方向に、ポンプの端部を取り付けられる分だけ延在することを特徴とする、請求項１に記載の密閉圧縮機。
【請求項３】
垂直シャフト（７）の自由端（８）が、最大６ｍｍまで延在することを特徴とする、請求項２に記載の密閉圧縮機。
【請求項４】
自由端（８）が、外径を小さくされた機械加工部分を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉圧縮機。
【請求項５】
シャフトの自由端（８）とポンプ（１）の対応する端部（１２）との組み合わせが、締まりばめによって行われることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉圧縮機。
【請求項６】
シャフトの自由端（８）とポンプ（１）の対応する端部（１２）との組み合わせが、結合によって行われることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉圧縮機、特に、前記圧縮機の可動部に油を供給するための遠心ポンプを備える密閉圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、一定量の流体の圧力を所定の作業を達成するのに必要な圧力まで上昇させる働きをする。冷凍産業は、一般に、内部に油溜めを画定する封止シェルと、油溜めの油を圧縮機の可動部に送る働きをする油ポンプ装置とを備える密閉圧縮機を利用している。
【０００３】
冷凍産業は、冷凍圧縮機の性能に神経を使う。実際に、複数の研究がこの冷凍圧縮機の性能を向上させるために行われており、最新の圧縮機は可変速駆動装置を利用している。圧縮機の動作速度を変えると、冷凍能力はシステムの要求に合わされて、エネルギー消費における有益性を高める。
【０００４】
動作回転が減少することで生じる問題は、油のポンピング能力である。通常、このような圧縮機で使用されるポンプは、遠心効果を利用して油を潤滑される部分に送る。これらのポンプは、低コストおよび高い信頼性の理由から広く使用されている。異なる原理の他の代替手段は、できる限り低回転速度でのポンピングが可能であるが、コストと信頼性は匹敵するものではない。
【０００５】
先行技術の油ポンプは、油流入口を有する油吸入管を備える。吸入段階は、遠心効果に依存し、ポンプの回転速度が入口から流入する油を管壁に押し出して、圧力の増加を促進し、その結果、圧力を上昇させる。
【０００６】
したがって、潤滑に必要なポンピングエネルギーは、ポンプの回転および直径から得られる。回転が低速であるほど冷凍システムに適用される圧縮機にはより優れたその性能を達成すると考えられるので、回転はできる限り低速になる傾向があり、油ポンプが回転を低下させる主な制限要素となる。
【０００７】
３つの主な要素、つまり、油流入口の直径、アップセット（ｕｐｓｅｔｔｉｎｇ）の高さ（すなわち、ポンプの吸い込み点と油の最も高い上昇点との間の高さ）およびポンプの半径または直径がポンプ効率に影響を与える。
【０００８】
第１の要素に関して、ポンプの流入口の直径は均圧領域を形成し、その領域を不活性にする。遠心力による圧力の上昇は、流入口の直径より大きい直径の領域のみで生じる。したがって、流入口の直径が非常に大きければ、低回転速度でのポンプの性能を損なうことになる。
【０００９】
第２の要素に関して、油は圧縮機の第１の軸受の流入口まで上昇されるので、アップセットの高さが高いほどポンピングに必要なエネルギーは大きくなることに留意されたい。その後は、シャフトのプロペラが残りのポンピング作業を行うことになる。
【００１０】
第３の要素に関して、油排出領域（すなわち、圧縮機の第１の軸受の流入口の領域）におけるポンプの半径または直径は、ポンプ効率にとって重要であることに留意されたい。これは、油がシャフト内部を通ってこの排出口までたどる経路は油の遠心力によって得られる放物線形状であると考えられるからである。この放物線を遮断する隆起部分はない（遮断が生じれば、単純に油の流れが中断されることになる）。
【００１１】
以上のことから、低速回転で動作する圧縮機に適したポンプの必要性について考えると、ポンプの設計は圧縮機の性能において重要な役割を果たす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的の１つは、可変速度駆動装置を有する密閉圧縮機と共に利用される効率的な油ポンプを提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、低速回転で動作する圧縮機で効率的に作動するように設計された油ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、圧縮機の構成部品を含むシェルと、シェルの下部にある油溜めと、ロータが組み合わせられる垂直シャフトを支持するための軸受を組み込んだシリンダブロックと、油を圧縮機の可動部に送る遠心ポンプとを備える密閉圧縮機であって、前記垂直シャフトはロータから軸方向に延在してその下部に自由端を形成し、自由端は遠心ポンプの対応する端部で受承できる大きさであり、ポンプの端部の内側側壁の少なくとも一部とシャフトの外側側壁部分の少なくとも一部とは受承後に並置状態にされる密閉圧縮機によって上述の目的を達成する。
【００１５】
原材料の不必要な使用を避けるために、垂直シャフトの自由端は、軸方向に、ポンプの端部を取り付けられる分だけ延在するが、好適な実施形態では、この垂直シャフトの自由端は最大６ｍｍまで延在する。
【００１６】
また、本発明の前記好適な実施形態では、自由端は、ポンプの端部を容易に組み合わせられるように、外径を小さくされた機械加工部分を有する。
【００１７】
シャフトの自由端とポンプの対応する端部との組み合わせは、締まりばめによって行われるのが好ましいが、結合手段のような代替手段も同様に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】先行技術で知られているポンピング手段を備える従来の密閉圧縮機の断面図である。
【図２】先行技術で知られている別のポンピング手段を備える従来の密閉圧縮機の断面図である。
【図３】本発明によって提供されるポンピング手段を備える密閉圧縮機の断面図である。
【図４】圧縮機のシャフトに組み合わせられる本発明の油ポンプの詳細断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付図面に示されている実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。詳細な説明は、一例として、冷凍用の代替の圧縮機を利用しているが、本発明の原理は任意のタイプ、サイズまたは構造の密閉圧縮機に適用可能であることは理解されたい。
【００２０】
図１および図２は、先行技術のポンピング手段を備える圧縮機を示している。
【００２１】
図１に示されているポンピング手段では、油ポンプ（１）は、エンジンのロータ（２）に挿入される。ポンプ（１）は、シェル（５）の油溜め内にある油（４）に差し込まれた端部（３）と、ロータ（２）内に挿入される他端（６）とを有する。この構造では、油の自由な経路が形成されるが、シャフト（７）とポンプとを取り付けるのに利用できる領域が制限されてしまう。実際に、図示されているように、シャフト（７）はポンプの上端（６）まで続いている。
【００２２】
図２に示されているポンピング手段では、ポンプ（１）は、シャフト（７）に挿入されており、前記シャフト（７）はロータ（２）の端部まで延在している。この構造では、シャフト（７）を取り付けるのに利用できる領域が改善されるが、油の通路の直径はシャフトにポンプを挿入できる可能性に左右される。
【００２３】
本発明に採用されるポンピング手段は、図３および図４に示されている。図３および図４の詳細な説明を読めばわかるように、本発明は、油を通すのに適切な直径、最適なアップセットの高さ、および油ポンプの簡単な組み合わせ方法を保証できるポンピング手段を開示するものである。
【００２４】
したがって、図３に示されている本発明の圧縮機では、シャフト（７）はロータ（２）からわずかに延在し、自由端（８）で遠心ポンプ（１）を組み合わせることができるようにする。
【００２５】
自由端（８）はポンプ（１）を組み合わせるのに必要な分だけ延在することに留意されたい。それは、シャフト（８）が余分に延在しないことが必要であるためであるが、材料の不必要な使用がもたらすことが、ひいては、圧縮機の最終コストが高くなる。したがって、本発明の好適な実施形態では、自由端の延長部は６ｍｍに制限される。
【００２６】
図４でより詳細に示されているように、ポンプ（１）の一端は油（４）に差し込まれており、その一端はさらに、その最端部に流入口（９）を備える。ポンプ（１）の他端（１２）は、シャフト（７）の自由端と接続されるような大きさであり、シャフトの外側側壁とポンプの内側側壁とは嵌合後に並置状態に配置される。
【００２７】
本発明の好適な実施形態では、シャフト（７）の自由端の一部は外径を小さくするように機械加工され、その機械加工部分は組み合わされるポンプの端部を受承するために確保される。
【００２８】
さらに、本発明の好適な実施形態では、シャフト（７）の自由端（８）にポンプ（１）を組み合わせるのは、締まりばめによって行われ、バインダや接着剤を使用する必要がない。
【００２９】
しかしながら、他の嵌合および組み合わせ形態も利用可能であることに留意されたい。したがって、本発明の代替形態では、シャフト（７）の自由端（８）にポンプ（１）を組み合わせるのは、結合によって行われる。
【００３０】
ポンプ（１）の回転時に、図４の符号（１０）で示されるように、遠心力がポンプとシャフトとの両方の内側側壁で放物線状に油を上昇させる。ポンピングエネルギーは、図４の符号（１１）で示されるように、アップセットの高さが第１の軸受が位置する排出口に達するのに十分なエネルギーである。放物線の高さＨまでの正確な寸法は、十分な半径Ｒを保証することで決まる。
【００３１】
本発明では、シャフトとロータとの両方に対して外側の位置でポンプ（１）を組み合わせることで、適切なアップセットの高さを保証することができ、流入口は必然的によりシャフト近くに配置される。
【００３２】
実際に、ポンプ（１）を組み合わせるのに、ロータに対してシャフト（７）の内側延長部が必要でないので、シャフトの全ての接触領域が利用可能であり、軸受（１３）の下端は油の非常に近くに配置され（図３参照）、排出口（１１）は、低速回転でも容易に到達できるほどのアップセットの高さＨに配置されるようになる。
【００３３】
さらに、上述したように、ポンプ（１）がシャフトに対して外側で組み合わせられると、この低減されたアップセットの高さまでの油の放物線状経路を可能にするための適切な半径Ｒが保証される。
【００３４】
本発明のポンプを組み合わせるための形態は、単純で実用的な構造を使用して、低速回転で動作する圧縮機を提供するのに効率的なポンピング手段を達成する。
【００３５】
上述の図面に基づいて提供された説明は、本発明の密閉シリンダの実現可能な実施形態のみを参照して説明したものであることは理解されたい。本発明の対象の範囲は、添付の請求項で定義されるものとする。
【図１】
2013500415.tif 000003
【図２】
2013500415.tif 000004
【図３】
2013500415.tif 000005
【図４】
2013500415.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【手続補正１】
【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】
圧縮機の構成部品を含むシェル（５）と、シェルの下部にある油溜め（４）と、ロータ（２）が組み合わせられる垂直シャフト（７）を支持するための軸受を組み込んだシリンダブロックと、油を圧縮機の可動部に送る遠心ポンプ（１）とを備える密閉圧縮機であって、前記垂直シャフトはロータ（２）から軸方向に延在してその下部に自由端（８）を形成し、前記自由端は外径を小さくされた機械加工部分を有し、遠心ポンプ（１）の対応する端部（１２）で受承できる大きさであり、ポンプの端部の内側側壁の少なくとも一部とシャフトの外側側壁部分の少なくとも一部とは受承後に並置状態にされることを特徴とする、密閉圧縮機。
【請求項２】
垂直シャフト（７）の自由端（８）が、軸方向に、ポンプの端部を取り付けられる分だけ延在することを特徴とする、請求項１に記載の密閉圧縮機。
【請求項３】
垂直シャフト（７）の自由端（８）が、最大６ｍｍまで延在することを特徴とする、請求項２に記載の密閉圧縮機。
【請求項４】
シャフトの自由端（８）とポンプの対応する端部（１２）との組み合わせが締まりばめによって行われることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の密閉圧縮機。
【請求項５】
シャフトの自由端（８）とポンプ（１）の対応する端部（１２）との組み合わせが、結合によって行われることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の密閉圧縮機。
【手続補正書】
【提出日】平成24年3月26日(2012.3.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉圧縮機、特に、前記圧縮機の可動部に油を供給するための遠心ポンプを備える密閉圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機は、一定量の流体の圧力を所定の作業を達成するのに必要な圧力まで上昇させる働きをする。冷凍産業は、一般に、内部に油溜めを画定する封止シェルと、油溜めの油を圧縮機の可動部に送る働きをする油ポンプ装置とを備える密閉圧縮機を利用している。
【０００３】
冷凍産業は、冷凍圧縮機の性能に神経を使う。実際に、複数の研究がこの冷凍圧縮機の性能を向上させるために行われており、最新の圧縮機は可変速駆動装置を利用している。圧縮機の動作速度を変えると、冷凍能力はシステムの要求に合わされて、エネルギー消費における有益性を高める。
【０００４】
動作回転が減少することで生じる問題は、油のポンピング能力である。通常、このような圧縮機で使用されるポンプは、遠心効果を利用して油を潤滑される部分に送る。これらのポンプは、低コストおよび高い信頼性の理由から広く使用されている。異なる原理の他の代替手段は、できる限り低回転速度でのポンピングが可能であるが、コストと信頼性は匹敵するものではない。
【０００５】
先行技術の油ポンプは、油流入口を有する油吸入管を備える。吸入段階は、遠心効果に依存し、ポンプの回転速度が入口から流入する油を管壁に押し出して、圧力の増加を促進し、その結果、圧力を上昇させる。
【０００６】
したがって、潤滑に必要なポンピングエネルギーは、ポンプの回転および直径から得られる。回転が低速であるほど冷凍システムに適用される圧縮機にはより優れたその性能を達成すると考えられるので、回転はできる限り低速になる傾向があり、油ポンプが回転を低下させる主な制限要素となる。
【０００７】
３つの主な要素、つまり、油流入口の直径、アップセット（ｕｐｓｅｔｔｉｎｇ）の高さ（すなわち、ポンプの吸い込み点と油の最も高い上昇点との間の高さ）およびポンプの半径または直径がポンプ効率に影響を与える。
【０００８】
第１の要素に関して、ポンプの流入口の直径は均圧領域を形成し、その領域を不活性にする。遠心力による圧力の上昇は、流入口の直径より大きい直径の領域のみで生じる。したがって、流入口の直径が非常に大きければ、低回転速度でのポンプの性能を損なうことになる。
【０００９】
第２の要素に関して、油は圧縮機の第１の軸受の流入口まで上昇されるので、アップセットの高さが高いほどポンピングに必要なエネルギーは大きくなることに留意されたい。その後は、シャフトのプロペラが残りのポンピング作業を行うことになる。
【００１０】
第３の要素に関して、油排出領域（すなわち、圧縮機の第１の軸受の流入口の領域）におけるポンプの半径または直径は、ポンプ効率にとって重要であることに留意されたい。これは、油がシャフト内部を通ってこの排出口までたどる経路は油の遠心力によって得られる放物線形状であると考えられるからである。この放物線を遮断する隆起部分はない（遮断が生じれば、単純に油の流れが中断されることになる）。
【００１１】
以上のことから、低速回転で動作する圧縮機に適したポンプの必要性について考えると、ポンプの設計は圧縮機の性能において重要な役割を果たす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的の１つは、可変速度駆動装置を有する密閉圧縮機と共に利用される効率的な油ポンプを提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、低速回転で動作する圧縮機で効率的に作動するように設計された油ポンプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、圧縮機の構成部品を含むシェルと、シェルの下部にある油溜めと、ロータが組み合わせられる垂直シャフトを支持するための軸受を組み込んだシリンダブロックと、油を圧縮機の可動部に送る遠心ポンプとを備える密閉圧縮機であって、前記垂直シャフトはロータから軸方向に延在してその下部に自由端を形成し、自由端は遠心ポンプの対応する端部で受承できる大きさであり、ポンプの端部の内側側壁の少なくとも一部とシャフトの外側側壁部分の少なくとも一部とは受承後に並置状態にされる密閉圧縮機によって上述の目的を達成する。
【００１５】
原材料の不必要な使用を避けるために、垂直シャフトの自由端は、軸方向に、ポンプの端部を取り付けられる分だけ延在するが、好適な実施形態では、この垂直シャフトの自由端は最大６ｍｍまで延在する。
【００１６】
また、本発明の前記好適な実施形態では、自由端は、ポンプの端部を容易に組み合わせられるように、外径を小さくされた機械加工部分を有する。
【００１７】
シャフトの自由端とポンプの対応する端部との組み合わせは、締まりばめによって行われるのが好ましいが、結合手段のような代替手段も同様に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】先行技術で知られているポンピング手段を備える従来の密閉圧縮機の断面図である。
【図２】先行技術で知られている別のポンピング手段を備える従来の密閉圧縮機の断面図である。
【図３】本発明によって提供されるポンピング手段を備える密閉圧縮機の断面図である。
【図４】圧縮機のシャフトに組み合わせられる本発明の油ポンプの詳細断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付図面に示されている実施例に基づいて、本発明を詳細に説明する。詳細な説明は、一例として、冷凍用の代替の圧縮機を利用しているが、本発明の原理は任意のタイプ、サイズまたは構造の密閉圧縮機に適用可能であることは理解されたい。
【００２０】
図１および図２は、先行技術のポンピング手段を備える圧縮機を示している。
【００２１】
図１に示されているポンピング手段では、油ポンプ（１）は、エンジンのロータ（２）に挿入される。ポンプ（１）は、シェル（５）の油溜め内にある油（４）に差し込まれた端部（３）と、ロータ（２）内に挿入される他端（６）とを有する。この構造では、油の自由な経路が形成されるが、シャフト（７）とポンプとを取り付けるのに利用できる領域が制限されてしまう。実際に、図示されているように、シャフト（７）はポンプの上端（６）まで続いている。
【００２２】
図２に示されているポンピング手段では、ポンプ（１）は、シャフト（７）に挿入されており、前記シャフト（７）はロータ（２）の端部まで延在している。この構造では、シャフト（７）を取り付けるのに利用できる領域が改善されるが、油の通路の直径はシャフトにポンプを挿入できる可能性に左右される。
【００２３】
本発明に採用されるポンピング手段は、図３および図４に示されている。図３および図４の詳細な説明を読めばわかるように、本発明は、油を通すのに適切な直径、最適なアップセットの高さ、および油ポンプの簡単な組み合わせ方法を保証できるポンピング手段を開示するものである。
【００２４】
したがって、図３に示されている本発明の圧縮機では、シャフト（７）はロータ（２）からわずかに延在し、自由端（８）で遠心ポンプ（１）を組み合わせることができるようにする。
【００２５】
自由端（８）はポンプ（１）を組み合わせるのに必要な分だけ延在することに留意されたい。それは、シャフト（８）が余分に延在しないことが必要であるためであるが、材料の不必要な使用がもたらすことが、ひいては、圧縮機の最終コストが高くなる。したがって、本発明の好適な実施形態では、自由端の延長部は６ｍｍに制限される。
【００２６】
図４でより詳細に示されているように、ポンプ（１）の一端は油（４）に差し込まれており、その一端はさらに、その最端部に流入口（９）を備える。ポンプ（１）の他端（１２）は、シャフト（７）の自由端と接続されるような大きさであり、シャフトの外側側壁とポンプの内側側壁とは嵌合後に並置状態に配置される。
【００２７】
本発明の好適な実施形態では、シャフト（７）の自由端の一部は外径を小さくするように機械加工され、その機械加工部分は組み合わされるポンプの端部を受承するために確保される。この低減が、圧縮機の組み合わせ時のシャフトの挿入を容易にすることを意図され、この凹部はシャフトが交差することなく位置合わせされるように特定の寸法とする必要がある。
【００２８】
さらに、本発明の好適な実施形態では、シャフト（７）の自由端（８）にポンプ（１）を組み合わせるのは、締まりばめによって行われ、バインダや接着剤を使用する必要がない。
【００２９】
ロータが３００°まで加熱されてシャフトの摺動取り付けおよび温度均衡後の締まりばめを可能とすることを指摘しておく意味がある。交差することがあるとすれば、組み合わせは不完全となり生産に無駄が発生する。
【００３０】
しかしながら、他の嵌合および組み合わせ形態も利用可能であることに留意されたい。したがって、本発明の代替形態では、シャフト（７）の自由端（８）にポンプ（１）を組み合わせるのは、結合によって行われる。
【００３１】
ポンプ（１）の回転時に、図４の符号（１０）で示されるように、遠心力がポンプとシャフトとの両方の内側側壁で放物線状に油を上昇させる。ポンピングエネルギーは、図４の符号（１１）で示されるように、アップセットの高さが第１の軸受が位置する排出口に達するのに十分なエネルギーである。放物線の高さＨまでの正確な寸法は、十分な半径Ｒを保証することで決まる。
【００３２】
本発明では、シャフトとロータとの両方に対して外側の位置でポンプ（１）を組み合わせることで、適切なアップセットの高さを保証することができ、流入口は必然的によりシャフト近くに配置される。
【００３３】
実際に、ポンプ（１）を組み合わせるのに、ロータに対してシャフト（７）の内側延長部が必要でないので、シャフトの全ての接触領域が利用可能であり、軸受（１３）の下端は油の非常に近くに配置され（図３参照）、排出口（１１）は、低速回転でも容易に到達できるほどのアップセットの高さＨに配置されるようになる。
【００３４】
さらに、上述したように、ポンプ（１）がシャフトに対して外側で組み合わせられると、この低減されたアップセットの高さまでの油の放物線状経路を可能にするための適切な半径Ｒが保証される。
【００３５】
本発明のポンプを組み合わせるための形態は、単純で実用的な構造を使用して、低速回転で動作する圧縮機を提供するのに効率的なポンピング手段を達成する。
【００３６】
上述の図面に基づいて提供された説明は、本発明の密閉シリンダの実現可能な実施形態のみを参照して説明したものであることは理解されたい。本発明の対象の範囲は、添付の請求項で定義されるものとする。
【国際調査報告】
2013500415.tif 000007
2013500415.tif 000008
2013500415.tif 000009
2013500415.tif 000010
2013500415.tif 000011
2013500415.tif 000012