(57)【要約】【課題】運転周波数が低い場合であっても圧縮室に十分に潤滑油を戻すことができ、潤滑不足を解消すること。【解決手段】密閉容器２１０内に電動機部２２０と回転軸２３０を介して電動機部２２０により駆動される圧縮機構部３００を収納し、圧縮機構部３００で圧縮された冷媒を密閉容器２１０の外部に直接吐出する吐出流路に油分離器５００を接続するとともに、油分離器５００で分離された潤滑油を圧縮機構部３００の摺動部に給油する密閉容器２１０内吸込み圧の密閉型圧縮機２００において、回転軸２３０の下端に、密閉容器２１０内の潤滑油を油分離器５００又は、圧縮機構部３００の吸込側に供給するトロコイドポンプ４００を設け、トロコイドポンプ４００のポンプ室Ｐを形成する上側ポンプカバーの回転軸２３０との摺動面に、回転軸２３０と回転軸２３０を支持する軸受間を潤滑し終えた潤滑油を供給する。【選択図】図２
2012026304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に電動機部と回転軸を介して上記電動機部により駆動される圧縮機構部を収納し、上記圧縮機構部で圧縮された冷媒を上記密閉容器の外部に直接吐出する吐出流路に油分離器を接続するとともに、上記油分離機で分離された潤滑油を上記圧縮機構部の摺動部に給油し、密閉容器内を吸込み圧とする密閉型圧縮機において、
上記回転軸の下端に、上記密閉容器内の潤滑油を上記油分離器又は、上記圧縮機構部の吸込側に供給する容積式ポンプを設け、
上記容積式ポンプのポンプ室を形成する上側ポンプカバーの上記回転軸との摺動面に、上記回転軸と上記回転軸を支持する軸受間を潤滑し終えた潤滑油を供給することを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
上記上側ポンプカバーの上記回転軸との摺動面に供給された潤滑油をさらに上記容積式ポンプのポンプ室に供給することを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の密閉型圧縮機と、熱源側熱交換器と、膨張装置と、利用側熱交換器とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、空気調和機等の冷凍サイクルを構成する密閉型圧縮機及びこの密閉型圧縮機が組み込まれた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルからの吸込ガスを密閉容器内を経由してから圧縮室に導入する密閉容器内低圧型の密閉型圧縮機が開発されている。このような密閉型圧縮機では、圧縮室で圧縮され、吐出された冷媒ガスから油分離器で潤滑油を回収し、この回収した潤滑油を圧縮機構部のクランク室を経由して軸受部に給油する。軸受部を潤滑した潤滑油は、密閉容器下部に溜まる。この溜まった潤滑油は、圧縮機構部の圧縮室に吸込まれる吸込み冷媒のエジェクタ効果で圧縮室の吸込側に戻されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２８０７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した密閉型圧縮機では、運転周波数が低い場合には、エジェクタ効果が減少するため、圧縮室の吸込側に戻す潤滑油の量より、軸受部を潤滑して容器下部に溜まる潤滑油の量の方が多くなる。このため、圧縮機としての性能が悪化し、摺動部への潤滑油の供給が不足する虞があった。
【０００５】
そこで、運転周波数が低い場合であっても摺動部へ十分な潤滑油の供給を行うことが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
密閉容器内に電動機部と回転軸を介して上記電動機部により駆動される圧縮機構部を収納し、上記圧縮機構部で圧縮された冷媒を上記密閉容器の外部に直接吐出する吐出流路に油分離器を接続するとともに、上記油分離機で分離された潤滑油を上記圧縮機構部の摺動部に給油し、密閉容器内を吸込み圧とする密閉型圧縮機において、上記回転軸の下端に、上記密閉容器内の潤滑油を上記油分離器又は、上記圧縮機構部の吸込側に供給する容積式ポンプを設け、上記容積式ポンプのポンプ室を形成する上側ポンプカバーの上記回転軸との摺動面に、上記回転軸と上記回転軸を支持する軸受間を潤滑し終えた潤滑油を供給する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態に係る密閉型圧縮機が組み込まれた冷凍サイクル装置を示す模式図。
【図２】同密閉型圧縮機を示す縦断面図。
【図３】同密閉型圧縮機に組み込まれたトロコイドポンプの要部を示す説明図。
【図４】同トロコイドポンプを示す上面図。
【図５】同密閉型圧縮機の要部を示す縦断面図。
【図６】同密閉型圧縮機による油戻し量と運転周波数との関係を示す説明図。
【図７】同トロコイドポンプを示す上面図。
【図８】同密閉型圧縮機の要部を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は一実施の形態に係る密閉型圧縮機２００が組み込まれた冷凍サイクル装置１００を示す模式図、図２は密閉型圧縮機２００及び油分離器５００を示す縦断面図、図３はトロコイドポンプ４００の要部を示す縦断面図、図４はトロコイドポンプ４００を示す上面図、図５は密閉型圧縮機２００の要部を示す縦断面図、図６は密閉型圧縮機２００による油戻し量と運転周波数との関係を示す説明図である。
【０００９】
冷凍サイクル装置１００は、密閉型圧縮機２００と、四方弁１０１と、熱源側熱交換器である室外熱交換器１０２と、膨張装置１０３と、利用側熱交換器である室内熱交換器１０４とをサイクル状に連通して形成される。さらに図１及び図２を参照して説明すると、上記冷凍サイクル装置１００において、密閉型圧縮機２００から吐出される冷媒は、油分離器５００を経由し、冷房時には、四方弁１０１を介して実線矢印で示すように室外熱交換器１０２に供給され、ここで外気と熱交換して凝縮される。この凝縮された冷媒は、室外熱交換器１０２から流出して膨張装置１０３を介して室内熱交換器１０４に流され、ここで室内空気と熱交換して蒸発し、室内空気を冷却する。室内熱交換器１０４から流出された冷媒は、四方弁１０１及び吸込管２１２を介して密閉型圧縮機２００内に吸い込まれる。
【００１０】
また、暖房時には、密閉型圧縮機２００から吐出された冷媒は、油分離器５００を経由し、四方弁１０１を介して破線矢印で示すように、室内熱交換器１０４に供給され、ここで室内空気と熱交換して凝縮され、室内空気を加熱する。この凝縮された冷媒は室内熱交換器１０４から流出して膨張装置１０３を介して室外熱交換器１０２に流され、ここで室外空気と熱交換して蒸発する。この蒸発した冷媒は、室外熱交換器１０２から流出され、四方弁１０１及び吸込管２１２を介して密閉型圧縮機２００内に吸い込まれる。以後、順次同様に冷媒が流されて冷凍サイクルの運転が継続される。
【００１１】
密閉型圧縮機２００は、図２に示すように、密閉容器２１０と、この密閉容器２１０内に収容された電動機部２２０と、この電動機部２２０の回転軸２３０に連結された圧縮機構部３００と、回転軸２３０の最下端に連結された容積式ポンプであるトロコイドポンプ容積式ポンプ４００とを備えている。
【００１２】
密閉容器２１０の最下部には潤滑油が溜まる油溜まり部２１１が形成されている。また、密閉容器２１０の側面には、２本の吸込管２１２と吐出管２１３が取り付けられている。２本の吸込管２１２は、密閉容器２１０の外部で１本の吸込管２１２Ａに合流され、また、吸込管２１２Ａから密閉容器２１０の上部に接続されたバイパス管２１２Ｂが分岐して設けられている。これにより、密閉型圧縮機２００の運転時には、密閉容器２１０内の圧力は、圧縮機構部３００に吸込まれる冷媒の圧力と同一の吸込み圧となる。
【００１３】
圧縮機構部３００は、回転軸２３０を回転自在に支持する上軸受３１０及び下軸受３２０とを備えている。上軸受３１０と下軸受３２０との間には、図２中上方より、上シリンダ３３０、仕切板３４０、下シリンダ３５０が配置されている。各シリンダ３３０，３５０に設けられた圧縮室３３１，３５１内には、回転軸２３０により回転するローラ３３２，３５２が配置されている。
【００１４】
仕切板３４０には油供給路３４１が形成されている。油供給路３４１は、一端が油戻し管５１０に接続され、他端が回転軸２３０の外周面側に露出している。
【００１５】
トロコイドボンプ４００は、図２ないし図５に示すように、４個の外歯４１１を備えるロータ４１０と、５個の内歯４２１ａが形成されたケーシング４２０と、これらロータ４１０とケーシング４２０を収容するとともに上面を覆う上側ポンプカバー４２２と、上側ポンプカバー４２２の下面に取り付けられた下蓋板４３０とを備えている。
【００１６】
ロータ４１０は、円周上に４個の外歯４１１を備えると共に中心には取付孔４１２が穿設されている。この取付孔４１２には回転軸２３０の軸端に形成されたカプラ軸２３１が嵌装されている。
【００１７】
ケーシング４２０はほぼ円筒状であり、ロータ４１０が収容される中空部４２１が形成され、上面が上側ポンプカバー４２２により覆われている。中空部４２１の内壁面には、５個の内歯４２１ａが形成され、これらの内歯４２１ａの間には５個の凹溝４２１ｂ形成されている。さらに、上側ポンプカバー４２２にはカプラ軸２３１が貫通する孔部４２３が設けられている。上側ポンプカバー４２２の上面には４個の油供給溝４２４が設けられている。この油供給溝４２４は、孔部４２３の外側から径方向外側に向かって延び、回転軸２３０の外周面に対応する位置まで設けられている。
【００１８】
上述したロータ４１０の外歯４１１とケーシング４２０の凹溝４２１ｂとの間には、ロータ４１０の回転角によって容積が変化するポンプ室Ｐが形成されることになる。
【００１９】
下蓋板４３０には、吸込口４３１と、吐出口４３２が形成されており、それぞれ回転方向に異なる領域において中空部４２１と連通している。吸込口４３１の下開口部は油溜まり部２１１内に没入している。吐出口４３２には、油管４３３の一端が接続され、油管４３３の他端は圧縮室３３１，３５１の吸込側（吸込み通路）に連通するようにされている。
【００２０】
油分離器５００は冷媒ガスと潤滑油を分離し、潤滑油を油戻し管５１０を介して仕切板３４０の油供給路３４１に供給する。
【００２１】
このように構成されたトロコイドポンプ４００は、回転軸２３０が回転駆動されると、カプラ軸２３１を介してロータ４１０が回転駆動される。ロータ４１０の回転と共に接触点を介してケーシング４２０が回転する。この回転に伴い、ポンプ室Ｐの容積が変化する。この行程中、ポンプ室Ｐが吸込口４３１に連通しているから、油溜まり部２１１内の潤滑油はポンプ室Ｐ内に吸込まれる。次いで吸込口４３１を通過すると、容積が減少し、潤滑油は吐出口４３２に吐出され、この潤滑油は圧縮室３３１，３５１の吸込み側に導かれる。
【００２２】
油分離器５００は、密閉型圧縮機２００で圧縮された冷媒ガスの中から潤滑油を分離し、密閉型圧縮機２００に戻す機能を有している。
【００２３】
このように構成された密閉型圧縮機２００は、次のようにして動作する。すなわち、電動機部２２０に通電されると、圧縮機構部３００が作動する。
【００２４】
回転軸２３０の回転に伴い、圧縮室３３１，３５１内でローラ３３２，３５２が偏心回転し、導入された吸込ガスを圧縮する。そして、吐出管２１３から吐出して、油分離器５００内に導入される。油分離器５００では冷媒ガスと潤滑油が分離され、冷媒ガスは四方弁１０１へと向かう。また、潤滑油は油戻し管５１０から仕切板３４０の油供給路３４１に供給される。油供給路３４１に供給された潤滑油は回転軸２３０の外周面に供給される。潤滑油は回転軸２３０の外周面を伝わって流下し、下軸受３２０と回転軸２３０との間の摺動面を潤滑する。さらに潤滑油は流下し、トロコイドボンプ４００の上側ポンプカバー４２２のの上面に到達する。ここで、油供給溝４２４により、回転軸２３０の下端面と上側ポンプカバー４２２の上面との間の摺動面Ｓに潤滑油が供給され、潤滑される。したがって、回転軸２３０の下端面と上側ポンプカバー４２２の上面との間の摺動面Ｓの潤滑を効果的に行うことができる。
【００２５】
一方、油溜まり部２１１内の潤滑油は、トロコイドポンプ４００が動作することにより、ポンプ室Ｐ内に吸込まれ、ポンプ作用により吐出され、この潤滑油は圧縮室３３１，３５１の吸込み側に導かれる。なお、トロコイドポンプ４００は容積式ポンプであるため、図６に示すように、運転周波数に比例した量の潤滑油が圧縮室３３１，３５１の吸込み側に戻される。したがって、運転周波数が低い場合であっても圧縮室３３１，３５１に十分に潤滑油を戻すことができるため、油分離器５００を経由して摺動部へ十分な潤滑油の供給を行うことが可能となる。エジェクタ効果を利用するものに比べて、運転周波数が低い場合の汲み上げ量が多いことがわかる。
【００２６】
このように、本実施の形態に係る密閉型圧縮機２００は、回転軸２３０により駆動されるトロコイドポンプ４００により潤滑油を汲み上げるようにしているので、運転周波数が低い場合であっても圧縮室３３１，３５１に十分に潤滑油を戻すことができる。
【００２７】
図７は、トロコイドポンプ４００のの変形例に係る上側ポンプカバー４２２Ａを示す上面図である。この上側ポンプカバー４２２Ａは油供給溝４２５が油供給溝４２４の代わりに設けられている。油供給溝４２５は、内側が孔部４２３に連通し、径方向外側に向かって回転軸２３０の外周面に対応する位置Ｇまで設けられている。
【００２８】
このように構成されていると、図８に示すように、油供給溝４２４が設けられている場合と同様に、回転軸２３０の下端面と上側ポンプカバー４２２Ａの上面との間の摺動面Ｓに潤滑油が供給され、潤滑される。さらに、油供給溝４２５が孔部４２３に連通しているので、孔部４２３とカプラ軸２３１の隙間を介して、ロータ４１０とケーシング４２０との摺動部まで潤滑油が供給されることになる。したがって、ポンプ室Ｐの潤滑を良好に行うことができる。
【００２９】
これらの各実施形態によれば、容積式ポンプにより潤滑油を汲み上げるようにしているので、運転周波数が低い場合であっても圧縮室に十分に潤滑油を戻すことができ、潤滑不足を解消することができる密閉型圧縮機及びこの密閉型圧縮機を有する冷凍サイクル装置を提供することができる。また、容積式ポンプのポンプ室を形成する上側ポンプカバーの回転軸との摺動面に、上記回転軸と上記回転軸を支持する軸受間を潤滑し終えた潤滑油を供給するようにしたので、上記摺動面の潤滑を効果的に行うことができる。
【００３０】
なお、上記各実施形態においては、容積式ポンプとしてトロコイドポンプを使用した例を説明したが、これに限らず、他の容積式ポンプであってもよい。
【００３１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３２】
１００…冷凍サイクル装置、２００…密閉型圧縮機、２１０…密閉容器、２２０…電動機部、２３０…回転軸、カプラ軸２３１、３００…圧縮機構部、３１０…上軸受、３２０…下軸受、３３０…上シリンダ、３４０…仕切板、３５０…下シリンダ、３３１，３５１…圧縮室、３３２，３５２…ローラ、３４０…仕切板、３４１…油供給路、４００…トロコイドポンプ、４１０…ロータ、４１１…外歯、４１２…取付孔、４２０…ケーシング、４２１…中空部、４２１ａ…内歯、４２１ｂ…凹溝、４２３…孔部、４２４，４２５…油供給溝、４３０…下蓋板、５００…油分離器、５１０…油戻し管。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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