(57)【要約】【課題】粒径の大きな異物を圧縮機機構部に噛み込む虞もあり、そうなると圧縮室のシールが必ずしも十分でない状態が生じ得る。また、もっと酷い場合には軸受の焼きつきなど、信頼性に影響を及ぼすことも可能性としては考えられる。そこで、本発明は、異物による効率低下や信頼性低下を抑制することを目的とする。【解決手段】固定子と回転子とからなる電動機と、前記回転子に固定され、前記電動機により回転させられる回転軸と、を有し、前記回転軸に配設された給油通路により各部に油を供給し、前記回転軸の回転により圧縮室の容積を変化させて冷媒を圧縮する冷媒圧縮機において、前記回転軸と前記回転子との間に拡大空間を構成し、前記給油通路内を流れる異物を前記拡大空間に案内できるよう、前記回転軸は前記給油通路と前記拡大空間とを連通する異物排出通路となる孔を有することを特徴とする冷媒圧縮機。【選択図】  図３
2012219792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロール部材、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材及び、これら両スクロール部材間に形成される圧縮室等から構成される圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する駆動機と、これら圧縮機構部及び駆動機を収容し、概略吐出圧力とされた密閉容器と、前記駆動機により回転され前記密閉容器内に固定設置され、前記クランク軸を支持する軸支持部を有するフレームと、前記旋回スクロール部材の自転防止機構であるオルダムリングと、前記クランク軸の偏芯ピン部に係合され軸方向に移動可能に構成された旋回スクロール部材の軸支持部と、前記クランク軸の軸支持部とバランスウエイトの軸支持部に潤滑油を供給する給油系と回転駆動機を誘導電動機とした固定子と回転子とを備えた流体機械において、
クランク軸と回転子により形成される空間と、前記空間に連通する、一つないし複数の孔もしくは多段階に形成された孔がクランク軸径方向に配置されたことを特徴とする流体機械。
【請求項２】
請求項１において、
回転子の内径側に配置した空間を拡大し、クランク軸に配置した通路と空間に溝を備えたことを特徴とする流体機械。
【請求項３】
請求項１または２において、
クランク軸の外径径方向に配置した溝および前記溝に連通するクランク軸径方向に配置した通路によって構成された流体機械。
【請求項４】
固定子と回転子とからなる電動機と、
前記回転子に固定され、前記電動機により回転させられる回転軸と、を有し、
前記回転軸に配設された給油通路により各部に油を供給し、前記回転軸の回転により圧縮室の容積を変化させて冷媒を圧縮する冷媒圧縮機において、
前記回転軸と前記回転子との間に拡大空間を構成し、
前記給油通路内を流れる異物を前記拡大空間に案内できるよう、前記回転軸は前記給油通路と前記拡大空間とを連通する異物排出通路となる孔を有する
ことを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項５】
請求項４において、
前記孔を複数有することを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記孔は前記回転軸の径方向に配設されたこと特徴とする冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は冷凍，空調用の冷媒圧縮機，空気やその他の流体機械，冷媒圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に冷媒圧縮機は以下の特許文献のようなスクロール圧縮機やロータリー圧縮機などとして知られており、固定子と回転子とからなる電動機と、前記回転子に固定され、前記電動機により回転させられる回転軸と、を有し、前記回転軸に配設された給油通路により各部に油を供給し、前記回転軸の回転により圧縮室の容積を変化させて冷媒を圧縮するものである。
【０００３】
中でもスクロール流体機械は、冷凍・空調機器用の圧縮機として様々な分野で広く活用されており、他の方式の圧縮機に比べて高効率，高信頼性，静音等の優位性を備えている。その基本構造としては、固定スクロール部材、この固定スクロール部材と噛み合う旋回スクロール部材及び、これら両スクロール部材間に形成される圧縮室等から構成される圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する駆動機と、これら圧縮機構部及び駆動機を収容し、概略吐出圧力とされた密閉容器と、前記駆動機により回転され前記密閉容器内に固定設置され、前記クランク軸を支持する軸支持部を有するフレームと、前記旋回スクロール部材の自転防止機構であるオルダムリングと、前記クランク軸の偏芯ピン部に係合され軸方向に移動可能に構成された旋回スクロール部材の軸支持部と、前記クランク軸の軸支持部とバランスウエイトの軸支持部に潤滑油を供給する給油系と回転駆動機を誘導電動機とした固定子と回転子とを備えている。
【０００４】
従来のスクロール流体機械としては、例えば特許文献１に示すものがある。この特許では、冷媒の流入口に対向して異物トラップ用の多孔体を設けることで吸入された冷媒から冷凍機油を分離すると共に冷凍機油から異物を分離し、軸受に異物が混入するのを抑制する構成となっている。
【０００５】
特許文献２には、主軸の上端部に形成され、揺動スクロールの揺動軸を支承する偏心穴の下部に磁石の壁を配置し、揺動軸により遠心力を受けて加速した潤滑油を磁石の壁に衝突，吸着させることにより鉄系の異物が各軸受に混入するのを抑制する構成となっている。
【０００６】
特許文献３には、圧縮機構部を駆動する固定子と回転子からなる電動機部の回転子に内部通路を設け、冷媒ガスのみを上昇させ、冷凍機油と冷媒ガスとが分離するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−９５６３４号公報
【特許文献２】特開平４−２６２０８８号公報
【特許文献３】特開２００４−１５０４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術では、多孔体や磁石などの部品を新たに設けることにより、潤滑油から異物を把捉しているが、部品点数が増えてしまうという点では好ましい方法ではない。また、主に銅配管で構成されている室外ユニットに圧縮機を接続した際、磁石で把捉できない銅粉や溶接スパッタなどの非磁性体の異物が、軸受やスクロールラップなどの圧縮機機構部に達することが考えられる。更には、異物の粒径の大きさは５〜１５０μｍ以上のばらつきがあるため、流路中に把捉箇所を設けて粒径の大きな異物を吸着しても、潤滑油の循環量が増えた場合など運転条件の変化により、一旦把捉した異物が剥がれて元の流れに戻ってしまう可能性がある。
【０００９】
従って、粒径の大きな異物を圧縮機機構部に噛み込む虞もあり、そうなると圧縮室のシールが必ずしも十分でない状態が生じ得る。また、もっと酷い場合には軸受の焼きつきなど、信頼性に影響を及ぼすことも可能性としては考えられる。
【００１０】
そこで、本発明は、異物による効率低下や信頼性低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の目的は、
クランク軸と回転子により形成される空間と、前記空間に連通する、一つないし複数の孔もしくは多段階に形成された孔がクランク軸径方向に配置されたことを特徴とする流体機械
によって達成される。
【００１２】
また、上記本発明の目的は、
回転軸と回転子との間に拡大空間を構成し、
前記回転軸に配設された給油通路内を流れる異物を前記拡大空間に案内できるよう、回転軸は前記給油通路と前記拡大空間とを連通する異物排出通路となる孔を有する
ことを特徴とする冷媒圧縮機
によって達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、異物による効率低下や信頼性低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１のスクロール圧縮機の断面図。
【図２】実施例１の異物吸着手段部の構造拡大図。
【図３】実施例１の異物の流れの詳細構造。
【図４】実施例２の異物吸着手段部の断面図。
【図５】実施例３の異物吸着手段部の構造拡大図。
【図６】実施例４の異物吸着手段部の断面図。
【図７】実施例５の異物吸着手段部の断面図。
【図８】実施例６の異物吸着手段部の断面図。
【図９】実施例７の異物吸着手段部の断面図。
【図１０】実施例８の異物吸着手段部の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第１の形態を示すスクロール圧縮機について、図１〜図３を用いて詳細に説明する。
【００１７】
最初に図１を用いて、第１の形態を示すスクロール圧縮機の全体構造に関して説明する。
【００１８】
圧縮部の基本要素は、固定スクロール２，旋回スクロール３及びフレーム４であり、フレーム４は密閉容器６に固定されている。固定スクロール２はラップ２１，鏡板２２及び吐出口２３がその基本構成であり、旋回スクロール３は、ラップ３１，鏡板３２及び軸支持部３３がその基本構成である。固定スクロール２と旋回スクロール３を噛み合せて形成される圧縮室５の容積は、旋回スクロール３が旋回運動することにより減少していき、圧縮動作が行われる。旋回スクロール３の旋回運動に伴って、作動流体が吸込口７及び吸込空間７１を経由して圧縮室５へ吸込まれ、圧縮行程を経て固定スクロール上部に設置された吐出口２３から吐出空間７２へ吐出され、吐出口７３から密閉容器外に吐出される。
【００１９】
旋回スクロール３を旋回駆動させる駆動部は、回転駆動機を誘導電動機とした場合の固定子８と回転子８１，回転軸であるクランク軸９，該クランク軸の偏心部９１，旋回スクロール３の自転を防止するオルダムリング４１等から構成されている。フレーム４は、クランク軸９を回転自在に支持する主軸受９２とすべり軸受９３が設けられている。旋回スクロール３とクランク軸の偏心部９１とは旋回スクロールの軸支持部３３によりスラスト方向に移動可能にかつ回転自在に係合されている。クランク軸９を支持する軸支持部（主軸受９２とすべり軸受９３）は、駆動機より圧縮室側に配置されている。オルダムリング４１は旋回スクロール３と共に、フレーム４と固定スクロール２により構成した空間である中間圧室４２に配設される。オルダムリング４１に形成された直交する２組のキー部分は、その１組がフレーム４に構成したオルダムリング４１の受け部である中間圧室４２と、残りの１組は旋回スクロール３の鏡板背面に構成したキー溝３４と係合され滑動する。
【００２０】
駆動部は、固定子８と回転子８１からなる電動機と、クランク軸９と、フレーム４と、副軸受ハウジング９４，給油ポンプ９５を基本要素として構成する。ここで、電動機は電源端子８２を経由したインバータ（図示せず）からの電気入力により駆動され、回転作用をクランク軸９へ付与する。クランク軸９は、主軸部９６と副軸部９７と偏心ピン部９１とを備えて構成する。フレーム４に配設した軸支持部，副軸受ハウジング９４に配設した軸支持部は、クランク軸９の主軸部９６と副軸部９７を回転自在に係合する軸支持部を構成する。また、軸支持部の潤滑のための油１１を密閉容器６内に蓄え、フレーム４と副軸受ハウジング９４と係合される副フレーム６１は密閉容器６に固定される。
【００２１】
続いて、図２を用いて異物の吸着手段の構成に関して説明する。図２は、図１に示した異物の吸着手段を詳細に表示したものである。図示した異物の吸着手段は、回転子８１に配置した拡大空間８３及びクランク軸９に配置した異物排出通路９８の断面図である。
【００２２】
拡大空間８３は回転子８１の内径側円周に配置されている。異物排出通路９８は、給油通路９９からクランク軸９の径方向に伸びる孔であって拡大空間８３に連通するように構成される。
【００２３】
本実施の形態の効果について説明する。図３の矢印６６にて異物の流れを示す。圧縮機の運転時、下部の油溜まり６３から、クランク軸９の中心部に供給された、異物を含む潤滑油は、回転子８１の回転により、遠心力を受けながら、クランク軸９の中心部に配置された給油通路９９を上昇する。異物がクランク軸９内に配置された異物排出通路入口９０に到達すると、遠心力の作用により、径方向通路である異物排出通路９８内に導かれ、回転子内径側に配置された拡大空間８３まで移動する。遠心力の作用を利用するため異物排出通路はクランク軸の径方向に形成されていることが望ましい。つまり、異物排出通路の軸心は回転軸の軸心と交わることが望ましい。
【００２４】
拡大空間８３は主たる給油通路ではないから、流体の流れはごく小さくなっているため、磁性体である鉄粉等の異物６２は回転子８１内に発生している磁力によって回転子内径壁面８９に吸着され、非磁性体である銅粉等の異物６５は自重により、回転子内径部の下部に停滞することになる。以上の作用により、効率よく異物を潤滑油から取り除くことができるから、圧縮機の効率低下や信頼性の低下を抑制することができる。またこの構造を用いると、長い配管の室外ユニットの配管内に生じた異物も圧縮機内に把捉することができるので、室外ユニットの信頼性向上も実現できる。
【実施例２】
【００２５】
本発明の第２の形態を示すスクロール圧縮機について、詳細に説明する。なお、第１の実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【００２６】
図４に図示した異物の吸着手段は回転子８１の内径側に配置した空間を拡大し、クランク軸９に配置した異物排出通路９８と前記の拡大空間に溝８４を形成して構成されている。この溝８４を形成することにより、粒径の大きな他の異物と比較して自重の大きな異物が落下し、溝８４に堆積する。この手段を用いると異物を堆積する空間を確保することができるので、圧縮機内を循環する流れ上に異物が堆積しないので堆積した異物が剥がれて元の流れに戻ってしまうことを防ぐことができる。
【実施例３】
【００２７】
本発明の第３の形態を示すスクロール圧縮機について、詳細に説明する。なお、第１，第２の実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【００２８】
図５に示すように、回転子８１内部に磁石８０が配置されている場合、クランク軸９の給油通路９９に連通する異物排出通路９８を回転子８１の磁束８５に合わせて配置し、回転子内径空間と連通することで磁束密度を増加させることができ、より効果的に磁性体の異物を把捉することができる。
【実施例４】
【００２９】
本発明の第４の形態を示すスクロール圧縮機について、詳細に説明する。なお、第１から第３の実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【００３０】
図６に図示した異物の吸着手段はクランク軸９の外径円周側に配置した溝８６及びクランク軸９の異物排出通路９８によって構成されている。この形態を用いることで、回転子の加工を行わず、実施例１と実施例２と同等の異物吸着効果を得ることができるため、加工する部品点数が少なくなるので、より安価な圧縮機を提供することができる。
【実施例５】
【００３１】
本発明の第５の形態を示すスクロール圧縮機について、詳細に説明する。なお、第１から第４の実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【００３２】
図７に図示した異物の吸着手段はクランク軸９の外径円周側に配置した溝を拡大し、異物排出通路との間に段差を形成して構成されている。溝９ａを形成することにより、粒径の大きな他の異物と比較して自重の大きな異物が落下し、溝９ａに堆積する。この手段を用いると異物を堆積する空間を確保することができるので、圧縮機内を循環する流れ上に異物が堆積しないので堆積した異物が剥がれて元の流れに戻ることを防ぐことができる。また、この形態を用いることで、回転子の加工を行わず、実施例１と実施例２と同等の異物吸着効果を得ることができるため、加工する部品点数が少なくなるので、より安価な圧縮機を提供することができる。
【実施例６】
【００３３】
本発明の第６の形態を示すスクロール圧縮機について、詳細に説明する。なお、第１から第５の実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【００３４】
図８に図示した異物の吸着手段はクランク軸９の外径円周側に複数個の拡大溝および異物排出通路との段差を組み合わせた多段階式クランク軸外径異物堆積溝９ｂを配置することにより、粒径の大きな他の異物と比較して自重の大きな異物が落下し、溝９ｂに堆積する。この手段を用いると異物を堆積する空間を確保することができるので、圧縮機内を循環する流れ上に異物が堆積しないので堆積した異物が剥がれて元の流れに戻ることを防ぐ効果が高い。また、この形態を用いることで、回転子の加工を行わず、実施例１と実施例２と同等の異物吸着効果を得ることができるため、加工する部品点数が少なくなるので、より安価な圧縮機を提供することができる。
【実施例７】
【００３５】
本発明の第５の形態を示すスクロール圧縮機について、詳細に説明する。なお、第１から第４の実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【００３６】
図９に図示した異物の吸着手段は回転子の溝径を徐々に拡大した回転子拡大溝８７とクランク軸９に配置した異物排出通路９８により構成されている。この手段を用いると、溝８４の空間が増えるのでより多くの異物を溜めることができ、実施例１で示した流体の流れをより効果的に実行することができる。
【実施例８】
【００３７】
本発明の第５の形態を示すスクロール圧縮機について、詳細に説明する。なお、第１から第５の実施の形態と異なる点を重点的に説明する。
【００３８】
図１０に図示した異物の吸着手段はクランク軸９に配置されている遠心ポンプ６４と、偏心した給油通路８８と、異物排出通路９８と回転子８１の内径側に配置した拡大空間８３により構成されている。この手段を用いると、給油通路が偏心している場合においても効果的に異物を潤滑油から除去できる。また、図１０のように異物排出通路９８の通路の数を増やすと、より効果的に異物を潤滑油から除去できる。
【００３９】
以上各実施例は、スクロール圧縮機として説明したが、ロータリー圧縮機などでも同様である。これら実施例によれば、回転子と回転軸との間に拡大空間を設け、それに連通するように回転軸に異物排出通路を設けている。
【００４０】
これにより、回転子の磁力によって回転子に回転軸内部を流れる潤滑油内に混入した鉄粉等の磁性体を吸着する。また、銅粉等の非磁性体の異物や粒径の大きな鉄粉等は回転軸の回転によって潤滑油に生じる遠心力により、拡大空間に流れ込ませることができるため、従来のように剥がれて流れに戻ってしまう可能性を低減することができ、運転条件の変化の影響を受けず潤滑油から異物を取り除くことができる。また、回転子が磁化されていない場合においても、異物排出通路および拡大空間を形成することにより、圧縮機内の潤滑油内異物を遠心力を用いて拡大空間に流れ込ませることができる。つまり、異なる運転条件や異物の種類や粒径の大きさに左右されず潤滑油内の異物を拡大空間に溜めることができるため、軸受等の機構部への異物の噛み込みなどを防ぐことができ、効率低下を抑制し、信頼性の高い流体機械，冷媒圧縮機を実現することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  スクロール圧縮機
２  固定スクロール
３  旋回スクロール
４  フレーム
５  圧縮室
６  密閉容器
７  吸込口
８  固定子
９  クランク軸
９ａ  クランク軸外径異物堆積溝
９ｂ  多段階式クランク軸外径異物堆積溝
１１  油
２１  固定スクロール側ラップ
２２  固定スクロール側鏡板
２３  固定スクロール吐出口
３１  旋回スクロール側ラップ
３２  旋回スクロール側鏡板
３３  軸支持部
３４  旋回スクロール側キー溝
４１  オルダムリング
４２  中間圧室
６１  副フレーム
６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ  磁性体の異物
６３  油溜まり
６４  遠心ポンプ
６５，６５ａ  非磁性体の異物
６６  異物の流れ
７１  吸込空間
７２  吐出空間
７３  吐出口
８０  回転子内磁石
８１  回転子
８２  電源端子
８３  拡大空間
８４  回転子と異物排出通路間の溝
８５  磁束
８６  クランク軸側給油溝
８７  回転子拡大溝
８８  クランク軸偏心給油通路
８９  回転子内径壁面
９０  異物排出通路入口
９１  クランク軸の偏心部
９２  主軸受
９３  すべり軸受
９４  副軸受ハウジング
９５  給油ポンプ
９６  クランク軸の主軸部
９７  クランク軸の副軸部
９８  異物排出通路
９９  給油通路
【図１】
2012219792.tif 000003
【図２】
2012219792.tif 000004
【図３】
2012219792.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012219792.tif 000009
【図８】
2012219792.tif 000010
【図９】
2012219792.tif 000011
【図１０】
2012219792.tif 000012