CN109072916B - 密闭型回转压缩机以及制冷循环装置 - Google Patents

Abstract

提供能够提高密闭壳体的耐压性且能够抑制密闭壳体的大型化的密闭型回转压缩机以及具备该密闭型回转压缩机的制冷循环装置。密闭壳体(10)具备主壳体(10a)以及内嵌于主壳体(10a)的端部壳体(10c)。第1压缩机构部(18A)具备第1缸体(21)。第2压缩机构部(18B)具备第2缸体(22)。在旋转轴(13)的轴向上，第1缸体(21)全部被收容在主壳体(10a)内。第2缸体(22)的至少一部分插入至端部壳体(10c)内。从旋转轴(13)的中心到第1缸体(21)的外周为止的最大距离(L)比从旋转轴(13)的中心到端部壳体(10c)的内周为止的最大距离(M)大。

Description

密闭型回转压缩机以及制冷循环装置

技术领域

本发明的实施方式涉及密闭型回转压缩机以及具备该密闭型回转压缩机的制冷循环装置。

背景技术

密闭型回转压缩机具备收纳电动机部和压缩机构部的密闭壳体。密闭壳体例如由圆筒状的主壳体和盖状的端部壳体构成，在主壳体的两端覆盖有相同直径的端部壳体而进行密闭。专利文献1的图1中公开有在两端插入有比主壳体的内径小的端部壳体而对密闭壳体进行密闭的回转式压缩机。专利文献1所公开的缸体形成为比端部壳体的内径小。

近年来，作为制冷循环装置的工作流体使用二氧化碳制冷剂。二氧化碳制冷剂与此前使用的HFC系制冷剂相比较工作压力高，因此需要提高密闭壳体的耐压性。若为了提高密闭壳体的耐压性而使端部壳体的角部接近球面，则端部壳体在轴向变大而密闭型回转压缩机大型化。特别是在纵置构造的情况下，若密闭壳体在轴向变大，则在密闭壳体中封入的油量增加而密闭型回转压缩机变重。油量增加这点从运转成本或节省资源的观点出发并不优选。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3958443号公报

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的目的在于提供一种能够提高密闭壳体的耐压性且能够抑制密闭壳体的大型化的密闭型回转压缩机以及具备该密闭型回转压缩机的制冷循环装置。

用于解决课题的手段

一个实施方式的密闭型回转压缩机具备密闭壳体、旋转轴、电动机部、以及多个压缩机构部。旋转轴、电动机部以及多个压缩机构部被收容于密闭壳体。电动机部使旋转轴旋转。多个压缩机构部与旋转轴连结，对工作流体进行压缩。多个压缩机构部包括第1压缩机构部和第2压缩机构部。第1压缩机构部具备第1缸体。第2压缩机构部具备第2缸体。密闭壳体具备主壳体和端部壳体。主壳体具有开口。端部壳体内嵌于开口。在旋转轴的轴向上，第1缸体全部位于主壳体内。第2缸体的至少一部分位于端部壳体内。从旋转轴的中心到第1缸体的外周为止的最大距离比从旋转轴的中心到端部壳体的内周为止的最大距离大。

一个实施方式的制冷循环装置具备上述的密闭型回转压缩机和制冷循环回路。制冷循环回路中依次连接有散热器、膨胀装置以及吸热器，制冷循环回路供工作流体循环。密闭型回转压缩机在散热器与吸热器之间连接于制冷循环回路。

附图说明

图1是示出第1实施方式的密闭型回转压缩机的一例的剖视图。

图2是示出第2实施方式的密闭型回转压缩机的一例的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1以及图2对一个实施方式的密闭型回转压缩机进行说明。图1是示出第1实施方式的密闭型回转压缩机K的一例的剖视图。并且，图1还一并示出具备密闭型回转压缩机K的制冷循环装置的构成。在以下的说明中，将密闭型回转压缩机K简称为压缩机K。

如图1所示，制冷循环装置作为主要的要素具备压缩机K、散热器2、膨胀装置3以及吸热器4。散热器2、膨胀装置3以及吸热器4由制冷剂管P依次连接。压缩机K连接在散热器2与吸热器4之间。在压缩机K上附设有储液器5。制冷循环装置的主要要素构成供工作流体循环的制冷循环回路T。

压缩机K具备密闭壳体10、电动机部11、由多个压缩机构部构成的压缩要素12、旋转轴13。电动机部11是驱动要素的一例。电动机部11以及压缩要素12被收容于密闭壳体10，且经由旋转轴13相互连结。

在图1所示的例子中，压缩机K构成为立式的回转压缩机。另外，压缩机K并不限于立式，也可以是卧式。在图1的说明中，将沿着旋转轴13从电动机部11朝向压缩要素12的方向称为“下方”或者“下”，将其反方向称为“上方”或者“上”。并且，将旋转轴13的轴向上的长度仅称为“高度”。

在密闭壳体10的内部，在最下端的油积存部Z贮存有润滑油，在剩余的空间充满有工作流体即制冷剂气体。第1实施方式的压缩机K作为工作流体使用二氧化碳(CO2)制冷剂。二氧化碳制冷剂与HFC系制冷剂相比工作压力更高。因此，压缩机K的密闭壳体10要求高耐压性。

密闭壳体10由主壳体10a、下端部壳体10c、上端部壳体10b构成。主壳体10a形成为两端开口的圆筒状。下端部壳体10c形成为外径比主壳体10a的内径小的深碟状，且内嵌在主壳体10a的下端。下端部壳体10c是端部壳体的一例。

上端部壳体10b具有与下端部壳体10c大致相同的形状，且内嵌在主壳体10a的上端。下端部壳体10c以及上端部壳体10b通过焊接等与主壳体连结。另外，也可以将主壳体10a以及上端部壳体10b形成为一体而构成有底的筒状。上端部壳体10b是端部壳体的另一例。

关于密闭型回转压缩机K，由于使用工作压力高的二氧化碳制冷剂，因此构成密闭壳体10的主壳体10a、上端部壳体10b以及下端部壳体10c的壁厚厚。使用HFC系制冷剂的密闭壳体的壁厚例如为3～4mm。第1实施方式所涉及的密闭壳体10的壁厚例如为7～8mm。

压缩机K将密闭壳体10的端部壳体并非形成为平板状而是形成为深碟状，因此能够提高耐压性。由于将端部壳体内嵌于主壳体10a，因此能够使端部壳体紧凑。端部壳体的外径比主壳体10a的外径小壁厚的二倍。

在密闭壳体10上安装有吸入制冷剂管Pa以及导出制冷剂管Pb。吸入制冷剂管Pa贯通主壳体10a，将密闭壳体10的内外连通。导出制冷剂管Pb贯通上端部壳体10b，将密闭壳体10的内外连通。吸入制冷剂管Pa经由储液器5连接于吸热器4。导出制冷剂管Pb连接于散热器2。

电动机部11具备定子15和转子16。转子16被固定于旋转轴13。定子15被固定在密闭壳体10的内周面。定子15的内周面与转子16的外周面隔开稍许间隙对置。

压缩要素12位于作为驱动要素的电动机部11的下方。压缩要素12例如具备第1压缩机构部18A、第2压缩机构部18B、中间分隔板20、主轴承23、副轴承24、以及阀罩27、28。第1以及第2压缩机构部18A、18B分别具备第1以及第2缸体21、22。

压缩要素12是多个压缩机构部的一例。另外，压缩要素12所包含的压缩机构部的数量并不限于两个气缸。压缩要素12也可以形成为除了具备第1以及第2压缩机构部18A、18B之外，还包括第3、第4压缩机构部的多气缸。

主轴承23例如通过焊接被固定在密闭壳体10的内周面。阀罩27、主轴承23、第1缸体21、中间分隔板20、第2缸体22、副轴承24以及阀罩28从电动机部11侧开始依次重叠，例如通过共同紧固而被相互固定。

主轴承23以及副轴承24将旋转轴13支承为旋转自如。阀罩27、28分别覆盖主轴承23以及副轴承24。副轴承24的下表面是压缩要素12的端部的一例。

在第1缸体21中形成有由主轴承23以及中间分隔板20夹着的圆形的第1缸体室Sa。第2缸体22形成有由中间分隔板20以及副轴承24夹着的圆形的第2缸体室Sb。第1以及第2缸体室Sa、Sb形成为相同的直径以及高度。

旋转轴13具有朝与轴向正交的方向突出的第1以及第2偏心部a、b。第1以及第2偏心部a、b相对于旋转轴13的中心例如错开180°配置。在第1以及第2偏心部a、b分别嵌合有圆筒状的滚动件25、26。

第1偏心部a以及滚动件25配置于第1缸体室Sa。第2偏心部b以及滚动件26配置于第2缸体室Sb。当旋转轴13旋转时，滚动件25以与第1缸体室Sa接触的状态滚动，滚动件26以与第2缸体室Sb接触的状态滚动。

在第1缸体21中形成有沿第1缸体室Sa的径向延伸的叶片收纳槽。在第2缸体22中形成有沿第2缸体室Sb的径向延伸的叶片收纳槽。在第1以及第2缸体21、22的叶片收纳槽分别以突出没入自如的方式收纳有叶片30、32。

叶片30的前端与滚动件25的外周面以能够滑动的方式接触，将第1缸体室Sa分隔成两部分。同样，叶片32的前端与滚动件26的外周面以能够滑动的方式接触，将第2缸体室Sb分隔成两部分。

在第1缸体21的叶片收纳槽形成有用于设置螺旋弹簧31的横孔。叶片30的基端由螺旋弹簧31朝滚动件25按压。螺旋弹簧31是弹性施力部件的一例。

另一方面，在第2缸体22的叶片收纳槽形成有用于设置螺旋弹簧31的横孔。第2缸体22的叶片收纳槽与密闭壳体10内连通。叶片32的基端借助充满在密闭壳体10内的工作流体的压力而被朝滚动件26按压。

由于第1压缩机构部18A的叶片30具备弹性施力部件，因此该叶片30不受密闭壳体10内的压力影响而始终被朝滚动件25按压。另一方面，第2压缩机构部18B的叶片32在密闭壳体10内的压力低的电动机部11刚刚起动后并未被朝滚动件26按压。若第1压缩机构部18A使密闭壳体10内的压力变高，则叶片32被朝滚动件26按压。

第2缸体22并不需要用于配置弹性施力部件的空间，因此能够构成得比第1缸体21紧凑。在第2缸体22并未形成用于设置弹性施力部件的横孔，因此，即便第2缸体22的直径比第1缸体21小也能够确保耐压性。

在第1缸体21中形成有吸入孔。在吸入孔插入有上述的吸入制冷剂管Pa。吸入孔和第2缸体室Sb内通过分支吸入通路连通。吸入孔以及分支吸入通路将参照图2在后面说明。

通过吸入制冷剂管Pa从制冷循环回路T供给的工作流体被从吸入孔导入第1缸体室Sa，并被从分支吸入通路导入第2缸体室Sb。工作流体伴随着旋转轴13的旋转而在第1以及第2缸体室Sa、Sb被压缩。

在第1缸体室Sa被压缩后的工作流体经由设置于主轴承23的排出阀机构而被排出至阀罩27内，并被从形成于阀罩27的排出孔朝密闭壳体10内供给。

在第2缸体室Sb被压缩后的工作流体经由设置于副轴承24的排出阀机构而被排出至阀罩28内。阀罩28内通过贯通主轴承23、第1缸体21、中间分隔板20、第2缸体22以及副轴承24的排出气体引导路而与阀罩27内连通。被排出至阀罩28内后的工作流体经由阀罩27内而被朝密闭壳体10内供给。

如图1所示，在旋转轴13的轴向上，第1缸体21全部位于主壳体10a内。第2缸体22的至少一部分位于下端部壳体10c内。

第1实施方式的压缩机K的特征在于，从旋转轴13的中心到第1缸体21的外周为止的最大距离L比从旋转轴13的中心到下端部壳体10c的内周为止的最大距离M大。因此，从旋转轴13的中心到第1缸体21的外周为止的最大距离L比从旋转轴13的中心到第2缸体22的外周为止的最大距离大。第2缸体22形成为比第1缸体21紧凑。

以上述方式构成的第1实施方式的压缩机K具备由多个压缩机构部构成的压缩要素12。关于多个压缩机构部中的第2压缩机构部18B，在旋转轴13的轴向上，第2缸体22的至少一部分位于下端部壳体10c内。

若为了提高耐压性而使下端部壳体10c接近球状，则下端部壳体10c的尺寸在旋转轴13的轴向上变大。然而，在第1实施方式中，在旋转轴13的轴向上，第2缸体22的至少一部分位于下端部壳体10c内。

根据第1实施方式，能够使第2缸体22的至少一部分退避至下端部壳体10c，能够将主壳体10a形成得短，因此能够在提高耐压性的同时抑制密闭壳体10的大型化。

第1实施方式所涉及的下端部壳体10c内嵌于主壳体10a，且能够在径向上将下端部壳体10c形成为使其直径比主壳体10a小。在第1实施方式中，即便下端部壳体10c在轴向变大，由下端部壳体10c形成的油积存部Z也不会在径向过度变大。

结果，能够防止在油积存部Z贮存有过剩的润滑油而导致压缩机K的重量增加。能够抑制因过剩的润滑油的使用而导致环境负荷或运转成本的增大。能够对压缩机K的小型轻量化作出贡献。

第1实施方式所涉及的第2压缩机构部18B作为按压叶片32的方法利用了密闭壳体10内的压力。无需在第1实施方式所涉及的第2缸体22开设用于设置螺旋弹簧31的横孔。

关于第1实施方式，由于不需要在缸体中刚性最低的横孔，因此，即便减小从旋转轴13的中心到第2缸体22的外周为止的最大距离也能够确保第2缸体22的刚性。由于能够将第2缸体22形成得小，因此，如上所述，能够构成将第2缸体22的至少一部分插入下端部壳体10c内的压缩机K。

在第1实施方式中，关于多个压缩机构部中的第1压缩机构部18A，在旋转轴13的轴向上，第1缸体21全部位于主壳体10a内，能够将第1缸体21的外径形成得比下端部壳体10c的内周大。

在作为按压叶片32的方法而利用密闭壳体10内的压力的情况下，多个压缩机构部中的至少一个气缸必须具备由弹性施力部件按压的叶片30。收纳弹性施力部件的横孔成为在缸体中刚性最低的部位。

并且，多个压缩机构部中的至少一个气缸与贯通缸体的吸入制冷剂管Pa连接。用于插入吸入制冷剂管Pa的吸入孔(d)与用于设置弹性施力部件的横孔同样是在缸体中刚性低的部位。

在第1实施方式中，仅在具有足够的壁厚的第1缸体21形成横孔、吸入孔(d)，而在其他缸体不形成这些孔。根据第1实施方式，能够将第1缸体21在径向形成得较大从而确保足够的壁厚。因此，即便形成横孔、吸入孔(d)也能够在第1缸体21上确保刚性。

其次，参照图2对第2实施方式的压缩机Ka进行说明。图2是示出第2实施方式的密闭型回转压缩机Ka的一例的剖视图。第2实施方式的主轴承23的构成与第1实施方式的主轴承23不同。其他构成均与第1实施方式相同。关于与在第1实施方式中说明过的构成具有相同或者类似的功能的构成，标注相同的标记并参照对应的第1实施方式的记载，省略重复的说明。

在第2实施方式的密闭型回转压缩机Ka中，主轴承23被分割为框架230a、230b。框架230a例如通过焊接被固定在密闭壳体10的主壳体10a的内周面。框架230b由固定螺栓35固定于框架230a，将旋转轴13支承为旋转自如。

在组装压缩机Ka时，首先将框架230a单品固定在主壳体10a的内周面。接着，将组装有第1以及第2缸体21、22的状态的框架230b固定于框架230a。通过将主轴承23分割成框架230a、230b，能够进一步提高框架230a相对于主壳体10a的组装精度。

如参照图1说明过的那样，第1缸体21形成为：从旋转轴13的中心到第1缸体21的外周为止的最大距离L比从旋转轴13的中心到下端部壳体10c的内周为止的最大距离M大。由于第1缸体21足够大，因此，即便在第1缸体21形成用于供固定螺栓35进行紧固的螺纹孔也能够确保第1缸体21的刚性。

如上所述，第2缸体22形成为比第1缸体21小。由于第2缸体22的外周位于相比固定螺栓35的螺纹孔靠内侧的位置，因此能够容易将第2缸体22组装于第1缸体21。

接着，参照图2对第1以及第2实施方式中共通的构成更详细地进行说明。压缩机K、Ka具有图2所示的吸入孔(d)以及分支吸入通路(d1、e、f)。吸入孔(d)形成于第1缸体21，且沿第1缸体室Sa的径向延伸。

分支吸入通路(d1、e、f)包含分支孔(d1)、吸入引导孔(e)以及引导槽(f)。吸入引导孔(e)形成于中间分隔板20，且在上下方向贯通中间分隔板20。分支孔(d1)形成于第1缸体21，且与吸入孔(d)以及吸入引导孔(e)连通。引导槽(f)形成于第2缸体22，且与第2缸体室Sb以及吸入引导孔(e)连通。

如图2所示，将从第2缸体22的上端面到压缩要素12的端部为止的距离设为H1、将从第2缸体22的下端面到压缩要素12的端部为止的距离设为H2、将下端部壳体10c的角部的曲率半径设为R。在图2所示的例子中，压缩要素12的端部是阀罩28的下表面。第1以及第2实施方式的压缩机K、Ka构成为H1＞R＞H2。

假设若构成为H1＜R，则在下端部壳体10c能够贮存的润滑油的量极端地减少，存在在压缩要素12中招致润滑油不足的顾虑。假设若构成为H2＞R，则下端部壳体10c的耐压性降低。

与此相对，在第1以及第2实施方式中，H1＞R，因此能够在下端部壳体10c内贮存适量的润滑油。能够对构成压缩要素12的滑动部件供给润滑油从而确保压缩要素12的可靠性。

并且，在第1以及第2实施方式中，R＞H2，因此能够使下端部壳体10c接近球状而提高耐压性。因此，即便不将密闭壳体10的壁厚过度增大也能够确保刚性。根据第1实施方式以及第2实施方式的压缩机K、Ka，能够提高密闭壳体10的耐压性且抑制密闭壳体10的大型化。

以上对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只不过是作为例子加以提示，并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围或主旨中，且包含于技术方案所记载的发明及其等同的范围中。

标记说明

2：散热器；3：膨胀装置；4：吸热器；10：密闭壳体；10a：主壳体；11：电动机部；12：压缩要素；13：旋转轴；18A：第1压缩机构部；18B：第2压缩机构部；10a：主壳体；10c：下端部壳体；21：第1缸体；22：第2缸体；25、26：滚动件；28：阀罩(多个压缩机构部的端部的一例)；30、32：叶片；31：螺旋弹簧(弹性施力部件的一例)；d：吸入孔；d1、e、f：分支吸入通路；H1：从第2缸体的上端面到多个压缩机构部的端部为止的距离；H2：从第2缸体的下端面到多个压缩机构部的端部为止的距离；K：密闭型回转压缩机；L：从旋转轴的中心到第1缸体的外周为止的最大距离；M：从旋转轴的中心到端部壳体的内周为止的最大距离；Pa：吸入制冷剂管；R：端部壳体的角部的曲率半径；T：制冷循环回路。

Claims (3)

1.一种密闭型回转压缩机，其特征在于，具备：

密闭壳体，贮存有润滑油，并且具有：筒状的主壳体，在两端具有开口；以及下端部壳体及上端部壳体，嵌合于上述主壳体的上述开口的内侧，从上述开口朝上述主壳体的外部突出；

旋转轴，收容于上述密闭壳体；

电动机部，收容于上述密闭壳体，使上述旋转轴旋转；

吸入制冷剂管，贯通上述主壳体而使上述密闭壳体的内外连通，并且被供给二氧化碳制冷剂；以及

压缩要素，收容于上述密闭壳体，与上述旋转轴连结而对从上述吸入制冷剂管供给的上述二氧化碳制冷剂进行压缩，

上述压缩要素包括：

第1压缩机构部，具备：第1缸体，具有第1缸体室；吸入孔，形成于上述第1缸体，与上述第1缸体室连接，并且插入有上述吸入制冷剂管；滚动件，与上述旋转轴嵌合而在上述第1缸体室内对上述二氧化碳制冷剂进行压缩；及叶片，与上述滚动件抵接而在上述第1缸体室内将上述二氧化碳制冷剂分隔成两部分；

第2压缩机构部，相对于上述第1压缩机构部在上述旋转轴的轴向上排列配置，具备：第2缸体，具有第2缸体室；滚动件，与上述旋转轴嵌合而在上述第2缸体室内对上述二氧化碳制冷剂进行压缩；及叶片，与上述滚动件抵接而在上述第2缸体室内将上述二氧化碳制冷剂分隔成两部分；以及

分支吸入通路，跨越上述第1压缩机构部以及上述第2压缩机构部形成，且使上述第1缸体的上述吸入孔与上述第2缸体的上述第2缸体室连通，

在上述旋转轴的轴向上，上述第1缸体全部位于上述主壳体内，上述第2缸体的至少一部分位于上述下端部壳体内，并且设定为从上述旋转轴的中心到上述第1缸体的外周为止的最大距离比从上述旋转轴的中心到上述下端部壳体的内周为止的最大距离大，

上述第1缸体的上述叶片由设置于上述第1缸体的弹性施力部件朝上述滚动件按压，上述第2缸体的上述叶片由上述密闭壳体内的压力朝上述滚动件按压，

上述旋转轴具有朝与轴向正交的方向突出且相对于上述旋转轴的中心错开180°配置的第1偏心部和第2偏心部，

上述第1偏心部配置于上述第1缸体室，上述第2偏心部配置于上述第2缸体室，

上述压缩要素具备将上述旋转轴支承为旋转自如的主轴承以及副轴承，并且在上述主轴承与上述副轴承之间配置有中间分隔板，

上述第1缸体室由上述主轴承以及上述中间分隔板夹着而形成，上述第2缸体室由上述中间分隔板以及上述副轴承夹着而形成，

上述上端部壳体及上述下端部壳体具有相同的形状，并且形成为深碟状，

上述上端部壳体及上述下端部壳体的外径比上述主壳体的外径小壁厚的两倍。

2.根据权利要求1所述的密闭型回转压缩机，其特征在于，

上述下端部壳体的角部的曲率半径比从上述第2缸体的位于上述第1缸体侧的一方的端面到上述压缩要素的端部为止的距离小，且比从上述第2缸体的另一方的端面到上述压缩要素的端部为止的距离大。

3.一种制冷循环装置，具备：

制冷循环回路，供上述二氧化碳制冷剂循环，并且在该制冷循环回路中依次连接有散热器、膨胀装置以及吸热器；以及

权利要求1或2所述的密闭型回转压缩机，在上述散热器与上述吸热器之间连接于上述制冷循环回路。

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