JPH08247062A

JPH08247062A - ロータリコンプレッサ

Info

Publication number: JPH08247062A
Application number: JP5587995A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayano; 誠早野; Toshiya Yajima; 寿也矢嶋; Takeshi Fukuda; 岳福田; Koji Kashima; 弘次鹿島; Tetsuo Sano; 哲夫佐野; Masao Ozu; 政雄小津; Teruo Kobuna; 照男小鮒
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1995-03-15
Filing date: 1995-03-15
Publication date: 1996-09-24

Abstract

(57)【要約】【目的】低圧となるシリンダの吸込み側に、確実に潤
滑油を供給し、圧縮室のシール性の向上を図り、効率の
よい圧縮を確保する。【構成】潤滑油ＯＬが封入された密閉ケース１内に吸
込通路３によって導かれた冷媒を、圧縮機構部５で圧縮
し、吐出通路５１を介して密閉ケース１の外へ吐出する
ロータリコンプレッサにおいて、前記圧縮機構部５を、
シリンダ１７と、クランク室２７内に配置された偏心軸
部２５により軸心回転が与えられ、前記シリンダ１７内
を偏心回転するローラ１９と、ローラ１９の外周面と接
触し、圧縮室３９を形成するブレード３７とで構成し、
前記シリンダ１７の吸込み側２９に給油する給油手段３
１を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、冷凍機や空気調和装
置等に適するロータリコンプレッサに関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、冷凍機や空気調和装置の冷媒に
は、物性が安定し、扱い易い所からフロン系の冷媒が用
いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】フロン系冷媒は、物性
が安定し、扱い易い反面、塩素を含む冷媒はオゾン層を
破壊するといわれ、地球環境に悪影響を与える所から、
準備期間を設けて将来は全面使用禁止となる。

【０００４】そこで、代替冷媒としてＨＦＣ系冷媒やプ
ロパン、ブタン等のＨＣ系冷媒が候補になっている。こ
れらの冷媒は、地球環境保護のため、温暖化防止、及び
限られた資源を有効利用する点からその使用量を抑制す
る等、世界的な課題となっている。

【０００５】そこで、この発明は、冷媒封入量を少なく
して、省資源を達成すると共に圧縮機構部の各摺動部の
潤滑切れをなくし、安定した作動と効率のよい圧縮状態
を確保するようにしたロータリコンプレッサを提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、潤滑油が封入された密閉ケース内に吸
込通路によって導かれた冷媒を、圧縮機構部で圧縮し、
吐出通路を介して密閉ケースの外へ吐出するロータリコ
ンプレッサにおいて、前記圧縮機構部を、シリンダと、
クランク室内に配置された偏心軸部により偏心回転が与
えられ、前記シリンダ内を偏心回転するローラと、ロー
ラの外周面と接触し、圧縮室を形成するブレードとで構
成し、前記シリンダの吸込み側に給油する給油手段を設
ける。

【０００７】給油手段としては、連通路によって、クラ
ンク室とシリンダの吸込み側とを連通する場合と、シリ
ンダの吸込み側と密閉ケースの油溜め部とを連通する場
合がある。

【０００８】また、クランク室に、クランク室内に侵入
したガスを低圧空間へ排出するガス排出手段を設ける。

【０００９】ガス排出手段は、連通路によってクランク
室と密閉ケース内空間とを連通する方法、あるいは、ク
ランク室とシリンダの吸込み側とを連通する方法があ
る。

【００１０】また、潤滑油の給油能力を高める手段とし
て、潤滑油が封入された密閉ケース内に、ロータとステ
ータとから成る駆動機構部と、駆動機構部から回転動力
が与えられる圧縮機構部とを有し、吸込通路から密閉ケ
ース内に導かれた冷媒を前記圧縮機構部で圧縮し、吐出
管を介して外へ吐出するようにしたロータリコンプレッ
サにおいて、前記圧縮機構部のクランク室内と連通し、
圧縮機構部及び駆動機構部の中心を通るガス抜き孔に、
ガス抜き孔と直交するガス排出孔を設ける。

【００１１】あるいは、圧縮機構部と反対側のロータの
端部に、ディスクを設け、ディスク内に、ガス抜き孔と
連通すると共にディスクの回転軸心と直交するガス排出
孔を設ける。

【００１２】あるいは、ガス排出孔を、ロータ内に設け
るものである。

【００１３】

【作用】かかるロータリコンプレッサによれば、吸込通
路によって密閉ケース内に冷媒が導かれる低圧タイプと
なるため、潤滑油に対する冷媒の溶け込み量が小さく抑
えられるようになる。このため、潤滑油への溶け込み量
を見こして余分に冷媒量を封入する必要がなくなり、そ
の分、冷媒封入量を減らすことが可能となる。

【００１４】一方、運転中において、圧縮機構部の各摺
動部には、給油手段によって潤滑油が供給されるように
なる。この時、ロータと一緒にディスクも回転するた
め、ディスクの回転により遠心力でガス排出孔からガス
が振り出されるため、ガス抜き孔内の圧力が低下する。
この結果、潤滑油の吸い上げ力が高まり、確実な潤滑油
の供給が行なえる。

【００１５】また、圧縮中に、クランク室内にリークし
た冷媒ガスは、ガス排出手段によって、例えば、低圧空
間となるシリンダの吸込み側へ戻るため、軸受けの潤滑
性を劣化させることがなくなる。

【００１６】

【実施例】以下、図１乃至図７の図面を参照しながらこ
の発明の実施例を具体的に説明する。

【００１７】図１において、１はコンプレッサの密閉ケ
ースを示しており、密閉ケース１は、密閉ケース１の上
部に設けられた第１の吸込通路３によって冷媒が導かれ
る低圧タイプとなっている。第１の吸込通路３は、吸込
管により形成され、一端３ａは密閉ケース１内に臨み、
他方は外部へ延長されている。密閉ケース１内の下方に
は、圧縮機構部５が、上方には圧縮機構部５に回転動力
を与える駆動機構部７がそれぞれ収容配置されると共
に、底部の油溜め部８には、一定量の潤滑油ＯＬが封入
されている。

【００１８】駆動機構部７は、ロータ９とステータ１１
とから成り、ステータ１１は密閉ケース１の内壁面に固
定支持されている。ロータ９はシャフト１３に固定支持
され、ステータ１１に電流が流れることでロータ９に回
転動力が与えられるようになっている。

【００１９】ロータ９には、圧縮機構部５と反対側の上
方端部に、回転可能なディスク１４が設けられ、ディス
ク１４の中央部位には、後述する第２の吸込通路１５の
入口１５ａ側が配置されている。これにより、ディスク
１４の回転により液バックによる冷媒液や潤滑油等が四
方に拡散されることで、第２の吸込通路１５内に潤滑油
等が吸い込まれることがないレイアウトとなっている。
第２の吸込通路１５の入口１５ａ側と、前記した第１の
吸込通路３の端部３ａとは接近した位置に配置されてい
る。

【００２０】ディスク１４には、後述するガス抜き孔１
６と連通するガス排出孔２０がディスク１４の回転軸心
と直交する方向に設けられている。

【００２１】圧縮機構部５は、シリンダ１７とローラ１
９とから成り、シリンダ１７は密閉ケース１の内壁面に
固定支持されている。ローラ１９には前記シャフト１３
が貫通し、シャフト１３は主軸受２１と副軸受２３とに
より回転自在に両端支持されている。

【００２２】ローラ１９は、前記シャフト１３に設けら
れた偏心軸部２５に軸架され、偏心軸部２５の回転によ
り、偏心回転が与えられるようになっている。

【００２３】偏心軸部２５が設けられたクランク室２７
とシリンダ１７の低圧側となる吸込み側２９とは図２，
図３に示す如く連通路３１により連通し、連通路３１を
介してクランク室２７内に供給される潤滑油がシリンダ
１７の吸込み側２９へ送り出されるようになっている。
この連通路３１は、圧縮中の冷媒ガスがリークしてクラ
ンク室２７内に侵入すると軸受けの潤滑性を劣化させ焼
き付きを発生させる所から、リークした冷媒ガスをシリ
ンダ１７の吸込み側２９へ戻すガス戻し用の連通路を兼
ねている。

【００２４】この場合、図６に示す如く主軸受２１に、
クランク室２７と連通し、密閉ケース１内へ排出するガ
ス排出孔３３を設けるようにしてもよい。この実施例に
よれば、圧縮中に、クランク室２７内にリークする冷媒
ガスの円滑な排出が可能となる。

【００２５】シリンダ１７には、前記ローラ１９の外周
面とばね等による付勢手段３５によって常時接触運動し
合うブレード３７により圧縮室３９が作られるようにな
っている。

【００２６】圧縮室３９は、シャフト１３の軸心Ｘと直
交する方向で、前記シリンダ１７に設けられた吸込ポー
ト４１と、主軸受２１及び副軸受２３に設けられ開閉弁
４２を有する吐出ポート４３，４３を介してリング状に
形成された上下の吐出室４５，４５とそれぞれ連通し、
上下の吐出室４５，４５は連通路４７を介して連通して
いる。

【００２７】吐出室４５は、主軸受２１と副軸受２３に
シール部材４８を介して設けられた吐出カバー４９の内
側に形成されている。上下の吐出室４５は、シャフト１
３の軸心Ｘと直交する方向で、シリンダ１７から密閉ケ
ース１の外へ延長され吐出管によって形成された吐出通
路５１と連通路４７を介して接続連通している。

【００２８】第２の吸込通路１５は、吸込管によって形
成されると共に一端が前記ディスク１３の中央部位に配
置され、他端は密閉ケース１の外側を通り、前記シリン
ダ１７の吸込ポート４１と接続連通している。

【００２９】第２の吸込通路１５の中間部には、熱交換
器５３が設けられ、熱交換器５３を冷媒が通過する時
に、熱交換されて冷却されるようになっている。この場
合、熱交換器５３は必ずしも必要としない。

【００３０】冷媒には、プロパン、イソブタン等のＨＣ
系冷媒が用いられる一方、潤滑油ＯＬには、冷媒がＨＦ
Ｃ系の場合には鉱油が、冷媒がＨＣ系の場合にはフッソ
系又はＰＡＧ系（ポリアルキレングリコール）等の潤滑
油が用いられている。

【００３１】潤滑油ＯＬは、シャフト１３の下端側に設
けられた油供給路５５に沿って設けられた羽根ポンプ５
７により送り出され、圧縮機構部５の例えば、クランク
室２７内、主軸受２１、副軸受２３等の各摺動部に供給
されるようになっている。

【００３２】また、シリンダ１７の吸込み側２９には、
前記した図２及び図３で示す如くクランク室２７と連通
する連通路３１によって潤滑油が供給されるようになる
が、図４に示す如く、シリンダ１７の吸込み側２９と油
溜め部８とを連通路５５により直接連通させる手段とす
ることも可能である。

【００３３】一方、シャフト１３に設けられた油供給路
５５は、シャフト１３に沿って上方へ延長されたガス抜
き孔１６と連通している。ガス抜き孔１６は、潤滑油中
に侵入、あるいは、潤滑油中の冷媒ガスの発泡したガス
を逃がすもので、ガス抜き孔１６には、ガス抜き孔１６
と直交する第１のガス排出孔５７と第２のガス排出孔５
９が設けられている。第１のガス排出孔５７は、密閉ケ
ース１内に直接臨む形状となっている。第２のガス排出
孔５９は、ロータ９内を通り、密閉ケース１内に臨む形
状となっている。

【００３４】このように構成されたロータリコンプレッ
サによれば、第１の吸込通路３によって密閉ケース１内
に送り込まれた冷媒は、第２の吸込通路１５内を流れ、
吸込ポート４１を介して圧縮室３９で圧縮され、吐出通
路５１から外部へ吐出されるようになる。

【００３５】この運転中において、密閉ケース１内は、
第１の吸込通路３によって冷媒が導かれる低圧タイプの
ため、潤滑油ＯＬに対する冷媒の溶け込み量は小さく抑
えられる結果、潤滑油ＯＬへの溶け込み量を見こして余
分に冷媒量を封入する必要がなくなり、その分、冷媒封
入量を減らすことが可能となる。

【００３６】ちなみに、４５０リッタークラスの冷凍装
置にあっては、全封入冷媒量を１００％とした際に、吐
出ガスが密閉ケース１内に吐出される高圧タイプにおい
て、相溶性の場合には、冷媒が約２０％溶け込むように
なる。

【００３７】したがって、２０％余分に封入量を増やす
必要があるが、本実施例の場合には、溶け込み量の考慮
が不要となるため、単純計算で２０％冷媒封入量が少な
くて済むようになる。

【００３８】潤滑油ＯＬは、油供給路５５を介して圧縮
機構部５の各摺動部に供給されるようになる。この場
合、第１，第２のガス排出孔５７，５９及びディスク１
４側のガス排出孔２０はロータ９と一緒に回転すること
で、その回転により発生する遠心力でガスが振り出され
る結果、ガス抜き孔１６内は圧力が低下する。このた
め、吸い上げ力が高まり、羽根ポンプ５７による潤滑油
ＯＬの給油量が増加し、確実な潤滑油の供給が行なえ
る。同時に、シリンダ１７の吸込み側２９の圧力は、密
閉ケース１内の冷媒ガスの圧力より低い圧力になるが、
ケース内圧力Ｐｓは図７に示すサイクル特性を示すよう
になり、１サイクルごとに差圧Ｖが発生し、その差圧に
より、連通路３１を介して間欠的に潤滑油ＯＬが供給さ
れるようになる。

【００３９】したがって、潤滑油による圧縮室のシール
性が向上し、効率のよい圧縮が得られるようになる。

【００４０】一方、圧縮中の冷媒ガスがリークし、クラ
ンク室２７内に侵入すると、リークした冷媒ガスは、連
通路３１を介してシリンダ１７の吸込み側２９へ戻るよ
うになり、冷媒ガスの影響によって軸受けの潤滑性を劣
化させることがなくなり、長期間にわたり安定した作動
状態が得られる。

【００４１】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明のロー
タリコンプレッサによれば、次のような効果を奏する。

【００４２】(1) 吸込通路によって密閉ケース内を低圧
にすることができるため、潤滑油への溶け込み量を小さ
く抑え、冷媒封入量を少なくできる。

【００４３】(2) ガス排出孔の回転による遠心力によっ
て、潤滑油の吸い上げ力が高まり、圧縮機構部の各摺動
部へ潤滑油を確実に供給できる。

【００４４】(3) 低圧となるシリンダの吸込み側に、連
通路によって潤滑油を供給できるため、潤滑油による圧
縮室のシール性が向上し、効率のよい圧縮状態が得られ
る。

【００４５】(4) 圧縮中に、クランク室内に冷媒ガスが
リークしても、低圧空間へ排出することができるため、
冷媒ガスの影響によって軸受けの潤滑性を劣化させるこ
とがなくなり、長期間にわたり安定した作動状態が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかるロータリコンプレッサの切断
面図。

【図２】クランク室とシリンダの吸込み側とを連通路に
連通させた要部の切断面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図。

【図４】シリンダの吸込み側と油溜め部とを連通路で連
通させた要部の切断面図。

【図５】ディスクにガス排出孔を設けた説明図。

【図６】主軸受にクランク室内に侵入した冷媒ガスを逃
がすガス排出孔を設けた説明図。

【図７】ケース内圧力の特性図。

【符号の説明】

１密閉ケース５圧縮機構部１７シリンダ１９ローラ２５偏心軸部２７クランク室２９シリンダの吸込み側３１連通路（給油手段）３９圧縮室５１吐出通路ＯＬ潤滑油

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福田岳神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者鹿島弘次神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者佐野哲夫神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者小津政雄神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝住空間システム技術研究所内 (72)発明者小鮒照男東京都港区新橋３丁目３番９号東芝エー・ブイ・イー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潤滑油が封入された密閉ケース内に吸込
通路によって導かれた冷媒を、圧縮機構部で圧縮し、吐
出通路を介して密閉ケースの外へ吐出するロータリコン
プレッサにおいて、前記圧縮機構部を、シリンダと、ク
ランク室内に配置された偏心軸部により偏心回転が与え
られ、前記シリンダ内を偏心回転するローラと、ローラ
の外周面と接触し、圧縮室を形成するブレードとで構成
し、前記シリンダの吸込み側に給油する給油手段を設け
たことを特徴とするロータリコンプレッサ。
【請求項２】給油手段は、クランク室とシリンダの吸
込み側とを連通する連通路であることを特徴とする請求
項１記載のロータリコンプレッサ。
【請求項３】給油手段は、シリンダの吸込み側と密閉
ケースの油溜め部とを連通する連通路であることを特徴
とする請求項１記載のロータリコンプレッサ。
【請求項４】クランク室に、クランク室内に侵入した
ガスを低圧空間へ排出するガス排出手段を備えているこ
とを特徴とする請求項１記載のロータリコンプレッサ。
【請求項５】ガス排出手段は、クランク室と密閉ケー
ス内空間とを連通する連通路であることを特徴とする請
求項１，４記載のロータリコンプレッサ。
【請求項６】ガス排出手段は、クランク室とシリンダ
の吸込み側とを連通する連通路であることを特徴とする
請求項１，４記載のロータリコンプレッサ。
【請求項７】潤滑油が封入された密閉ケース内に、ロ
ータとステータとから成る駆動機構部と、駆動機構部か
ら回転動力が与えられる圧縮機構部とを有し、吸込通路
から密閉ケース内に導かれた冷媒を前記圧縮機構部で圧
縮し、吐出管を介して外へ吐出するようにしたロータリ
コンプレッサにおいて、前記圧縮機構部のクランク室内
と連通し、圧縮機構部及び駆動機構部の中心を通るガス
抜き孔に、ガス抜き孔と直交するガス排出孔を設けたこ
とを特徴とするロータリコンプレッサ。
【請求項８】圧縮機構部と反対側のロータの端部に、
ディスクを設け、ディスク内に、ガス抜き孔と連通する
と共にディスクの回転軸心と直交するガス排出孔を設け
たことを特徴とする請求項７記載のロータリコンプレッ
サ。
【請求項９】ガス排出孔を、ロータ内に設けたことを
特徴とする請求項１，７記載のロータリコンプレッサ。