(57)【要約】【課題】均圧に要する時間を短縮し、アキュムレータに逆流する油の量を抑制できる圧縮機を提供する。【解決手段】ケーシングと、ケーシングの内部に配置され且つ冷媒を圧縮する圧縮機構とを備えた圧縮機において、圧縮機構が、圧縮室Ｂと、圧縮室Ｂに連通して冷媒を送り込む吸入路６１とを有するシリンダ本体６０と、シリンダ本体６０の上端面に取り付けられて圧縮室Ｂの上端を閉塞するフロントヘッド５０と、吸入路６１とフロントヘッド５０の上面とを連通させる連通路３１とを備え、連通路３１は、吸入路６１の内部において吸入方向の上流側に向かって開口する開口部３２を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、前記ケーシングの内部に配置され且つ冷媒を圧縮する圧縮機構とを備えた圧縮機において、
前記圧縮機構が、
圧縮室と、前記圧縮室に連通して冷媒を送り込む吸入路とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の上端面に取り付けられて前記圧縮室の上端を閉塞するフロントヘッドと、
前記吸入路と前記フロントヘッドの上面とを連通させる連通路とを備え、
前記連通路は、前記吸入路の内部において吸入方向の上流側に向かって開口する開口部を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記フロントヘッドは、その上面に形成された油溜まり溝を有し、
前記連通路は、前記吸入路と前記油溜まり溝とを連通させることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記圧縮機構が更に、前記圧縮室で圧縮された冷媒が吐出されるマフラー空間を形成するマフラー部材を備え、
前記連通路は、前記吸入路と前記マフラー空間とを連通させることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記連通路は、前記吸入路と前記マフラー空間の外周部とを連通させることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば空気調和機に使用されるロータリ圧縮機等の圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機の運転を停止すると、ケーシング内の圧力差を解消する均圧が生じる。均圧の時間が長くなると、高圧の油貯留部から低圧空間に大量の油が漏出し、この油がアキュムレータまで逆流する。これにより、油貯留部の油面が下がり、運転再開時にケーシング内に油を潤滑させるのが困難となる。
【０００３】
例えば特許文献１には、冷媒を圧縮室に送り込む吸入路とケーシング下部の油貯留部とを連通させる給油経路を備えた圧縮機が記載されている。この給油経路の先端部は、油貯留部の油の中に設けられている。これにより圧縮機の運転時には、給油経路によって油貯留部から吸入路に供給された油が、圧縮室に流入してローラとベーンとの間などの摺動部を潤滑する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７―６３１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１に記載の圧縮機では、運転停止時に、均圧のために給油経路を介して高圧の油貯留部から低圧の吸入路に漏出した大量の油がアキュムレータに逆流して、油貯留部の油面を下げるという問題があった。また、シャフトの内部に形成されたオイルチューブにより吸い上げられた油が、均圧の際にはピストンとフロントヘッドおよびリヤヘッドとの間の隙間から圧縮室を介して吸入路に大量に漏出し、アキュムレータに逆流するという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、均圧に要する時間を短縮し、アキュムレータに逆流する油の量を抑制できる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】
第１の発明に係る圧縮機は、
ケーシングと、前記ケーシングの内部に配置され且つ冷媒を圧縮する圧縮機構とを備えた圧縮機において、
前記圧縮機構が、
圧縮室と、前記圧縮室に連通して冷媒を送り込む吸入路とを有するシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の上端面に取り付けられて前記圧縮室の上端を閉塞するフロントヘッドと、
前記吸入路と前記フロントヘッドの上面とを連通させる連通路とを備え、
前記連通路は、前記吸入路の内部において吸入方向の上流側に向かって開口する開口部を有する。
【０００８】
この発明では、圧縮機の運転停止時に生じる均圧の際に、連通路を介して低圧の吸入路とフロントヘッド上方の高圧空間との間を冷媒が移動する。これにより、均圧に要する時間を短縮できるので、油貯留部から吸入路を介してアキュムレータに逆流する油の量を抑制できる。圧縮機の運転時には、ケーシング内を滞留する油が連通路内に流入する。このとき、吸入路の上流から下流に向けて流れる冷媒の動圧が連通路の開口部に負荷する。従って、連通路内の油の充填状態が維持されて吸入路とフロントヘッド上方の空間との間を確実にシールできる。
【０００９】
第２の発明に係る圧縮機は、
前記フロントヘッドは、その上面に形成された油溜まり溝を有し、
前記連通路は、前記吸入路と前記油溜まり溝とを連通させる。
【００１０】
この発明では、圧縮機の運転時にフロントヘッド上方の空間に滞留するミスト状の油が油溜まり溝に溜まるので、連通路に油が流入し易くなる。
【００１１】
第３の発明に係る圧縮機は、
前記圧縮機構が更に、前記圧縮室で圧縮された冷媒が吐出されるマフラー空間を形成するマフラー部材を備え、
前記連通路は、前記吸入路と前記マフラー空間とを連通させる。
【００１２】
この発明では、圧縮機の運転時に低圧となる吸入路と、より高圧となるマフラー空間とを連通路が連通させる。これにより、連通路を介する冷媒の移動が促進され、より早く連通路内とケーシング内との間の圧力差を解消できる。
【００１３】
第４の発明に係る圧縮機は、
前記連通路は、前記吸入路と前記マフラー空間の外周部とを連通させる。
【００１４】
この発明では、圧縮機の運転時に、圧縮機構から吐出された油が集まるマフラー空間の外周部と吸入路とを連通路が連通させている。従って、連通路内に油が流入し易くなる。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明では、圧縮機の運転停止時に生じる均圧の際に、連通路を介して低圧の吸入路とフロントヘッド上方の高圧空間との間を冷媒が移動する。これにより、均圧に要する時間を短縮できるので、油貯留部から吸入路を介してアキュムレータに逆流する油の量を抑制できる。圧縮機の運転時には、ケーシング内を滞留する油が連通路内に流入する。このとき、吸入路の上流から下流に向けて流れる冷媒の動圧が連通路の開口部に負荷する。従って、連通路内の油の充填状態が維持されて吸入路とフロントヘッド上方の空間との間を確実にシールできる。
【００１６】
第２の発明では、圧縮機の運転時にフロントヘッド上方の空間に滞留するミスト状の油が油溜まり溝に溜まるので、連通路に油が流入し易くなる。
【００１７】
第３の発明では、圧縮機の運転時に低圧となる吸入路と、より高圧となるマフラー空間とを連通路が連通させる。これにより、連通路を介する冷媒の移動が促進され、より早く連通路内とケーシング内との間の圧力差を解消できる。
【００１８】
第４の発明では、圧縮機の運転時に、圧縮機構から吐出された油が集まるマフラー空間の外周部と吸入路とを連通路が連通させている。従って、連通路内に油が流入し易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るロータリ圧縮機およびアキュムレータの断面図。
【図２】（ａ）は圧縮機の運転を停止した均圧時における連通路を示す部分拡大断面図、（ｂ）は圧縮機の運転時における連通路を示す部分拡大断面図。
【図３】連通路の変形例１を示す部分拡大断面図。
【図４】（ａ）は連通路の変形例２を示す部分拡大断面図、（ｂ）は連通路の変形例３を示す部分拡大断面図。
【図５】連通路の変形例４を示す部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機１は１シリンダ型ロータリ圧縮機であって、ケーシング１０と、ケーシング１０内に配置された駆動機構２０及び圧縮機構３０とを備えている。このロータリ圧縮機１は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、ケーシング１０内において、圧縮機構３０が駆動機構２０の下方に配置されている。また、ケーシング１０の下部には油貯留部３が形成され、圧縮機構３０の各摺動部に供給される油が貯留されている。
【００２２】
ケーシング１０は、上下方向に伸延する筒状のケーシング本体１１と、このケーシング本体１１の上下の開口端部にそれぞれ取り付けられた蓋部１２とからなる。蓋部１２は、ケーシング本体１１に溶接されておりケーシング本体１１の開口を気密状に閉塞している。
【００２３】
駆動機構２０は、圧縮機構３０を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ２１と、モータ２１に取り付けられるシャフト２５とを備えている。モータ２１は、ロータ２２と、このロータ２２の径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ２３とを有している。モータ２１は、コイルに電流を流すことによってステータ２３に発生する電磁力により、ロータ２２をシャフト２５と共に回転させる。
【００２４】
シャフト２５は、モータ２１の駆動力を圧縮機構３０に伝達する機能を有している。このシャフト２５には、圧縮機構３０における後述するシリンダ本体６０の圧縮室Ｂ内に位置するように偏心部２５ａが設けられている。この偏心部２５ａには、ローラ７０が装着されている。これにより、シャフト２５がロータ２２と共に回転するのに伴って、偏心部２５ａを介してローラ７０が圧縮室Ｂで回転する。
【００２５】
圧縮機構３０は、アキュムレータ４から吸入した冷媒をモータ２１の駆動力によって圧縮する。この圧縮機構３０により圧縮された冷媒は、駆動機構２０のロータ２２とステータ２３との間のエアギャップを通過して、駆動機構２０を冷却した後、ケーシング１０の上部からケーシング１０の外へと延びる吐出管１３から吐出される。この圧縮機構３０は、駆動機構２０のシャフト２５の回転軸方向に沿って上から下に向かって、マフラー部材４５と、フロントヘッド５０と、シリンダ本体６０及びローラ７０と、リアヘッド８０とを有している。
【００２６】
マフラー部材４５は、冷媒の吐出に伴う騒音を低減するために設けられている。マフラー部材４５はフロントヘッド５０の上側に配置されており、フロントヘッド５０の本体部５１に固定されている。マフラー部材４５は、フロントヘッド５０との間にマフラー空間Ａを形成している。
【００２７】
フロントヘッド５０は、シリンダ本体６０の上端面に配置され、シリンダ本体６０における圧縮室Ｂの上方の開口を閉塞する円板状の本体部５１と、本体部５１から上方に突出する環状のボス部５２と、本体部５１の外周縁から延びる伸延部５３とを備えている。
【００２８】
本体部５１には、その中央に設けられ、シャフト２５が挿入される軸受け孔５１ａが形成されている。ボス部５２は、軸受け孔５１ａを囲むように形成されている。また、フロントヘッド５０は、平面視で円形形状を有しており、伸延部５３の外周面が全周に亘って筒状のケーシング本体１１の内周面と接触する状態で、ケーシング本体１１に嵌め込まれている。
【００２９】
シリンダ本体６０には、シャフト２５の回転に伴って偏心運動するローラ７０が配置された圧縮室Ｂが設けられている。この圧縮室Ｂとマフラー空間Ａとは、図示しない吐出ポートを介して連通されている。従って、シャフト２５の偏心部２５ａに装着されるローラ７０の偏心運動によって圧縮された冷媒は、圧縮室Ｂから上記した吐出ポートを介してマフラー空間Ａに導かれる。
【００３０】
また、シリンダ本体６０には、圧縮室Ｂに連通して冷媒を送り込む吸入路６１が形成されている。この吸入路６１は、圧縮室Ｂの径方向に水平に延在している。吸入路６１の径方向外側の端部には、吸入管５の先端が内嵌されている。
【００３１】
リアヘッド８０は、シリンダ本体６０の下端面に配置され、シリンダ本体６０における圧縮室Ｂの下方の開口を閉塞する。このリアヘッド８０は、シャフト２５が嵌挿される軸受け孔８１ａを有する円板状の本体部８１と、軸受け孔８１ａを囲むように本体部８１から下方に突出する環状のボス部８２とを有している。
【００３２】
以下、吸入路６１とマフラー空間Ａとの間に設けられた本発明の連通路３１について詳述する。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、連通路３１は、吸入路６１とフロントヘッド５０の上面とを連通させている。具体的には連通路３１は、下端開口部３２を介して吸入路６１と連通し、上端開口部５４を介して油溜まり溝３７と連通している。
【００３４】
油溜まり溝３７は本体部５１の上面に形成された円形断面の溝であり、連通路３１および吸入路６１の上方に位置している。また油溜まり溝３７は、マフラー空間Ａが形成された領域内の外周部に設けられている。特に、油溜まり溝３７の外周３８の一部が、マフラー部材４５の周壁４６の内周面と面一になるように配設されている。
【００３５】
連通路３１は、シリンダ本体６０に設けられたノズル３３と、フロントヘッド５０に形成された第１貫通孔５５とから構成されている。
【００３６】
ノズル３３は円筒形状であり、その内径は０．３ｍｍである。ノズル３３は、鉛直方向に延びる鉛直管３４と、鉛直管３４の下端部から水平方向に折り曲げられた水平管３５とを有する。
【００３７】
鉛直管３４の上側はシリンダ本体６０の後述する第２貫通孔６２に嵌入され、鉛直管３４の上端とシリンダ本体６０の上面とが面一になるように位置決めされている。鉛直管３４の下側は、シリンダ本体６０の内周面から突出して吸入路６１の内部まで伸びている。前述した第２貫通孔６２はシリンダ本体６０の、吸入路６１と第１貫通孔５５との間に形成され、シリンダ本体６０を鉛直方向に貫通している。第２貫通孔６２の内径は、ノズル３１の肉厚分だけ第１貫通孔５５よりも大きい。
【００３８】
水平管３５は、その全体が吸入路６１の内部に位置している。水平管３５の先端に位置する下端開口部３２は、吸入路６１の内部において吸入方向と直交し、かつ吸入方向の上流側に向かって開口している。なお、ロータリ圧縮機１の運転時には図２（ｂ）の矢印に示すように、冷媒が、アキュムレータ４側から圧縮室Ｂ側に向かって水平方向に吸入路６１を流れている。ここで、吸入方向とは冷媒が流れる水平方向（吸入路６１に沿った方向）を指し、吸入路６１のアキュムレータ４側を上流側、圧縮室Ｂ側を下流側と呼んでいる。
【００３９】
第１貫通孔５５は円形断面であり、油溜まり溝３７の底部中央から鉛直下方に延び、フロントヘッド５０を貫通している。第１貫通孔５５の下端は、ノズル３３の内周上端と一致している。第１貫通孔５５の内径は油溜まり溝３７の内径よりも小さく、ノズル３３の内径と等しい。
【００４０】
次に、本実施形態のロータリ圧縮機１の動作について説明する。
【００４１】
ロータリ圧縮機１の運転を開始すると、アキュムレータ４から吸入管５および吸入路６１を介して圧縮室Ｂ内に冷媒が供給される。この冷媒が圧縮室Ｂ内で圧縮された後、吐出ポートを介してマフラー空間Ａに導かれるため、ケーシング１０内が高圧になる。マフラー空間Ａ内の冷媒は最終的に、吐出管１３からケーシング１０の外に排出される。
【００４２】
一方、油貯留部３から圧縮室Ｂ内に供給されて各摺動部を潤滑した油の一部は、冷媒と共に圧縮機構３０からマフラー空間Ａを介してケーシング１０内に吐出される。マフラー空間Ａに吐出された油は、マフラー空間Ａの外周部に集まって溜まりやすい。また、マフラー空間Ａ内の油はミスト状になってフロントヘッド５０の上方空間に滞留し、その一部が油溜まり溝３７に溜まる。
【００４３】
連通路３１内に流入した油２は、吸入路６１とフロントヘッド５０の上方空間（マフラー空間Ａ）との間に充填される（図２（ｂ）参照）。このとき、吸入路６１の上流から下流に向けて流れる冷媒の動圧が、連通路３１の下端開口部３２に負荷している。
【００４４】
ロータリ圧縮機１の運転を停止すると、ケーシング１０内の圧力差を解消する均圧が生じ、連通路３１内の油が下端開口部３２から吸入路６１に排出される。これにより連通路３１内のシールが解除され、図２（ａ）の矢印に示すように冷媒が、高圧となったフロントヘッド５０の上方空間から連通路３１を介し、低圧の吸入路６１に移動する。
【００４５】
[本実施形態の圧縮機の特徴]
本実施形態のロータリ圧縮機１には以下の特徴がある。
【００４６】
本実施形態のロータリ圧縮機１では、運転停止時に生じる均圧の際に、連通路３１を介して低圧の吸入路６１とフロントヘッド５０上方の高圧空間との間を冷媒が移動する。これにより、均圧に要する時間を短縮できるので、油貯留部３から吸入路６１を介してアキュムレータ４に逆流する油の量を抑制できる。ロータリ圧縮機１の運転時には、ケーシング１０内を滞留する油が連通路３１内に流入する。このとき、吸入路６１の上流から下流に向けて流れる冷媒の動圧が連通路３１の下端開口部３２に負荷する。従って、連通路３１内の油の充填状態が維持されて吸入路６１とフロントヘッド５０上方の空間との間を確実にシールできる。
【００４７】
また、ロータリ圧縮機１の運転時にフロントヘッド５０上方の空間に滞留するミスト状の油が油溜まり溝３７に溜まるので、連通路３１に油が流入し易くなる。
【００４８】
本実施形態のロータリ圧縮機１では、運転時に低圧となる吸入路６１と、より高圧となるマフラー空間Ａとを連通路３１が連通させている。これにより、連通路３１を介する冷媒の移動が促進され、より早く連通路３１内とケーシング１０内との間の圧力差を解消できる。
【００４９】
更に、ロータリ圧縮機１の運転時に、圧縮機構３０から吐出された油が集まるマフラー空間Ａの外周部と吸入路６１とを連通路３１が連通させている。従って、連通路３１内に油が流入し易くなる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００５１】
次に、前記実施形態のロータリ圧縮機１に係る変形例について説明する。なお、以下において前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付してその説明を適宜省略する。
【００５２】
＜変形例１＞
ノズル３３に関して前記実施形態では、鉛直管３４と水平管３５とから形成した。しかし、下端開口部３２が吸入路６１の内部において吸入方向の上流側に向かって開口する限り、特に限定されない。例えば図３に示す変形例１のように、鉛直管３４だけから構成されたノズル４０の下端開口部４１を、吸入路６１の上流側から下流側に向かって斜め下方に切断されたように形成してもよい。これにより、ノズル４０の構成を簡単にできる。
【００５３】
油溜まり溝３７に関して前記実施形態では、フロントヘッド５０の上面に設けた。このとき、ケーシング１０内を滞留する油が油溜まり溝３７に溜まる限り、その形状および寸法は特に限定されない。一方、連通路３１内に油が流入し、吸入路６１とフロントヘッド５０の上方空間との間をシールする限り、図４（ａ）および（ｂ）に示すように油溜まり溝３７を設けない構成を採用してもよい。
【００５４】
＜変形例２＞
図４（ａ）に示すように、第１貫通孔５５がフロントヘッド５０を鉛直方向に貫通し、連通路３１とマフラー空間Ａとを連通している。このとき第１貫通孔５５は、マフラー部材４５の周壁４６よりも内側に所定の間隔を隔てて形成されている。第１貫通孔５５がマフラー空間Ａと直接、連通することで、油溜まり溝３７を設ける場合と比べて製造コストを削減できる。
【００５５】
＜変形例３＞
変形例２に係る第１貫通孔５５は、マフラー部材４５の周壁４６よりも内側に所定の間隔を隔てて形成されている。一方、図４（ｂ）に示す変形例３のように、第１貫通孔５５の外周５６の一部がマフラー部材４５の周壁４６の内周面と面一になるように、第１貫通孔５５を配設してもよい。すなわち、圧縮機構３０から吐出された油が集まるマフラー空間Ａの外周部と吸入路６１とを、連通路３１が連通させている。従って、連通路３１内に油が流入し易くなる。
【００５６】
＜変形例４＞
連通路３１に関して前記実施形態では、第２貫通孔６２に嵌入されたノズル３３と第１貫通孔５５とから構成した。一方、図５に示す変形例４のように、ノズル３３に代えて第２貫通孔６２そのものが連通路３１を構成してもよい。つまり、連通路３１が第２貫通孔６２と第１貫通孔５５とから構成されている。このとき、シリンダ本体６０の上流側の内周が、下流側の内周よりも所定の寸法Ｌだけ削られている。すなわち、吸入路６１の軸方向と直交する方向に切った吸入路６１の上流側の断面積が、下流側よりも大きくなっている。これにより、吸入路６１の上流から下流に向けて流れる冷媒の動圧が連通路３１の下端開口部に負荷する。従って、連通路３１内の油の充填状態が維持されて吸入路６１とフロントヘッド５０上方の空間との間を確実にシールできる。
【００５７】
＜その他の変形例＞
連通路３１に関して前記実施形態では、その内径を０．３ｍｍに形成した。しかし内部に充填された油がシール性を有し、且つ冷媒が連通路３１を介して移動する限り、内径の寸法は特に限定されない。また、連通路３１の内径として毛細管効果を奏する径を採用してもよい。これにより、連通路３１内への油の流入を促進すると共に、流入した油によるシール性を向上できる。
【００５８】
前記実施形態では、第１貫通孔５５と第２貫通孔６２と鉛直管３４とを鉛直方向に設けた。しかし、連通路３１の内部に充填された油がシール性を有する限り例えば斜めに設けてもよく、その配設方向は特に限定されない。
【００５９】
前記実施形態では、第１貫通孔５５および第２貫通孔６２を円形断面に形成した。しかし、連通路３１の内部に油を充填できる限り三角形など多角形状の断面に形成してもよく、その寸法は特に限定されない。同様にノズル３３を円筒形状に形成した。しかし、第２貫通孔６２に嵌入されて内部に油を充填できる限り、三角形など多角形の筒状に形成してもよく、その寸法は特に限定されない。
【符号の説明】
【００６０】
１  ロータリ圧縮機
１０  ケーシング
３０  圧縮機構
３１  連通路
３２  下端開口部
５０  フロントヘッド
６０  シリンダ本体
６１  吸入路
Ｂ  圧縮室
【図１】
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【図２】
2017002726.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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