JP2000120572A

JP2000120572A - 回転式圧縮機

Info

Publication number: JP2000120572A
Application number: JP10289339A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Ebara; 俊行江原; Nobuhisa Koumoto; 伸央甲元; Masaya Tadano; 昌也只野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1998-10-12
Filing date: 1998-10-12
Publication date: 2000-04-25

Abstract

(57)【要約】【課題】ベーン飛びを確実に防止することを目的とし
た。【解決手段】両端開口を閉塞されるシリンダ１４、１
５と、このシリンダ１４、１５内を回転するローラ１
８、１９と、前記ローラ１８、１９、シリンダ１４、１
５とにより圧縮空間５５を形成すると共に、高圧側５５
Ａと低圧側５５Ｂとを仕切るベーン２０とを備え、吸入
した冷媒を圧縮して吐出する回転式圧縮機１において、
前記ローラ１８、１９と前記ベーン２０を揺動自在に接
続する接続手段を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自然冷媒の内、特
に二酸化炭素（ＣＯ₂）を用いた回転式圧縮機に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明に先行する従来技術として、特許
第２５１７３４６号公報（Ｆ０４Ｂ４９／０２）には、
底部にオイル溜を有する密閉容器と、この容器内に収納
された電動要素と、この電動要素によって駆動される複
数の圧縮要素とで構成し、この圧縮要素はシリンダと、
前記電動要素によって回転される回転軸と、この回転軸
の偏心部によってシリンダの内壁に沿って回転されるロ
ーラと、このローラに接してシリンダに設けた溝内を往
復摺動するベーンと、前記シリンダの開口を封じる軸受
けとで構成され、各圧縮要素の間を中間仕切板で分離
し、前記回転軸にはオイル溜のオイルを各摺動部に供給
する第１オイル供給通路が設けられている圧縮機が開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、二酸化炭素
を冷媒として用いた場合、冷媒圧力は高圧側で約１５０
ｋｇ／ｃｍ²Ｇにも達し、低圧側では約３０ｋｇ／ｃｍ²
Ｇとなる。

【０００４】この様な圧力差により、ベーンが押し上げ
られてベーン飛びが生じ、圧縮効率が低下する問題があ
る。

【０００５】本発明はこの様な問題点に鑑みてなされた
もので、ベーン飛びを確実に防止することを目的とし
た。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段として、請求項１の発明では、両端開口を閉塞さ
れるシリンダと、このシリンダ内を回転するローラと、
前記ローラ、シリンダとにより圧縮空間を形成すると共
に、高圧側と低圧側とを仕切るベーンとを備え、吸入し
た冷媒を圧縮して吐出する回転式圧縮機において、前記
ローラと前記ベーンを揺動自在に接続する接続手段を備
えた回転式圧縮機を提供する。

【０００７】また、請求項２の発明では、前記接続手段
は、前記ローラに形成された円筒形の嵌合部と、この嵌
合部に揺動自在に嵌合し、前記ベーンのローラ側に設け
られた揺動部とを備えた請求項１記載の回転式圧縮機を
提供する。

【０００８】更に、請求項３の発明では、前記接続手段
は、前記ベーンと前記ローラのいずれか一方に凹部を設
け、他方に前記凹部に嵌合する凸部を設けると共に、接
続部材にて接合する請求項１記載の回転式圧縮機を提供
する。

【０００９】この様に、ベーンに設けられた揺動部が、
ローラの嵌合部に揺動自在に嵌合しているため、ベーン
飛びは確実に防止できるものである。

【００１０】また、請求項４の発明では、冷媒として二
酸化炭素を用いた請求項１乃至請求項３記載の回転式圧
縮機を提供する。

【００１１】冷媒として圧力が高い二酸化炭素冷媒を用
いても、ベーンとローラとが揺動自在につながっている
ため、ベーン飛びを確実に防止できるものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。

【００１３】図１は２シリンダの回転式圧縮機の縦断面
図、図２は回転式圧縮機の回転圧縮要素の拡大図、図３
は第一実施例を示すローラとベーンの平面図、図４は第
二実施例を示すローラとベーンの平面図、図５は第二実
施例を示すローラとベーンの側面図、図６は本発明を具
備する２シリンダの回転式圧縮機を用いた冷媒回路図、
図７は本発明を具備する２シリンダの回転式圧縮機を用
いた冷媒回路図におけるモリエル線図である。

【００１４】図１における１は、本発明を具備する２シ
リンダの回転式圧縮機（ロータリ式コンプレッサ）で、
鉄などの金属からなる密閉容器２内の上部に設けられた
電動要素３と、この電動要素３の下方に設けられ、電動
要素３の回転軸４にて回転駆動される回転圧縮要素５と
からなるものである。

【００１５】尚、本発明の回転式圧縮機１は、冷媒とし
て二酸化炭素を用い、密閉容器２内を低圧または中間圧
とした回転式圧縮機１である。

【００１６】また、前記密閉容器２は下部をオイル溜と
し、前記電動要素３及び回転圧縮要素５を収納する容器
体２Ａと、この容器体２Ａを密閉する密閉蓋２Ｂとより
なるもので、この密閉蓋２Ｂには前記電動要素３に電力
を供給するためのターミナル端子（配線は省略）６が取
り付けられている。

【００１７】また、電動要素３は、ロータ７及びステー
タ８からなるもので、ロータ７は積層した電磁鋼板から
なる積層体１０の内部に図示しない永久磁石を設けてな
るもので、ステータ８はリング状の電磁鋼板を積層した
積層体１２に巻線１１を取り付けてなるものである。
尚、９はバランサである。この構造は、直流モータと称
するものであるが、積層した電磁鋼板にアルミニウム製
のアルミ芯を挿入してなる交流モータと称するモータを
用いても良い。

【００１８】更には、自動車等のエアコンに用いる場
合、自動車のエンジンなどを駆動源としても良いし、他
の駆動源であっても良い。

【００１９】また、回転圧縮要素５は、プレートミドル
（中間仕切板）１３と、このプレートミドル１３の上下
に取り付けられた上下シリンダ１４、１５と、この上下
シリンダ１４、１５内を回転軸４の上下偏心部１６、１
７によって回転する上下ローラ１８、１９と、この上下
ローラ１８、１９と協働し、圧縮空間５５を高圧側５５
Ａと低圧側５５Ｂとに仕切るベーン２０と、上下シリン
ダ１４、１５の上下の開口を閉塞すると共に、前記回転
軸４の回転を許容するメインフレーム２２、ベアリング
プレート２３とで構成されている。

【００２０】次に、本発明の第一実施例について、図３
を参照して説明する。

【００２１】前記上下ローラ１８、１９の外周の一部に
は、円筒状の嵌合部５６が形成されており、前記ベーン
２０の上下ローラ１８、１９側には、前記嵌合部５６と
嵌合すると共に、揺動自在に取り付けられた揺動部５７
が設けられている。これら嵌合部５６及び揺動部５７に
て接続手段を構成するものである。尚、上下ローラ１
８、１９の嵌合部５６の両側は、ローラ回転時にベーン
２０が干渉することを防止するため、一部切り欠かれて
いる。

【００２２】また、揺動部５７も嵌合部５６と同様に円
筒状を成しており、取り付ける場合には、前記ベーン２
０の揺動部５７を、上下ローラ１８、１９の上面側或い
は下面側から嵌合部５６に嵌め込むものである。

【００２３】これにより、ベーン２０と上下ローラ１
８、１９とが離れる事がなくなり、ベーン飛びを確実に
防止できる。

【００２４】次に、本発明の第二実施例について、図４
及び図５を参照して説明する。

【００２５】前記ベーン２０には、図５に示す如く、凹
部５８が形成されており、前記上下ローラ１８、１９の
外周面の一部には、前記凹部５８に挿入される凸部５９
が形成されている。そして、上下ローラ１８、１９の凸
部５９がベーン２０の凹部５８に挿入された状態で、接
続部材であるピン６０にて揺動可能に接合されている。
これら凹部５８、凸部５９、ピン６０にて接続手段を構
成するものである。以上の構成により、ベーン２０と上
下ローラ１８、１９とが離れる事がなくなり、ベーン飛
びを確実に防止できる。

【００２６】尚、前記ベーン２０は、上下シリンダ１
４、１５の一部に形成された摺動溝６１内を進退可能な
様に設けられている。

【００２７】また、前記メインフレーム２２、上シリン
ダ１４、プレートミドル１３、下シリンダ１５、ベアリ
ングプレート２３の順に配置され、ボルト２４にて連結
されているものである。

【００２８】更に、前記回転軸４には、前記回転圧縮要
素５の各摺動部にオイルＡを供給するための給油孔２５
が設けられている。更に、回転軸４の外周面には、この
給油孔２５と連通し、オイルＡをメインフレーム２２、
ベアリングプレート２３の軸受部に導く給油溝２６が形
成されている。

【００２９】ここで、潤滑油としてのオイルＡは、鉱物
油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル
油、エステル油など既存のオイルで良い。

【００３０】また、前記上下シリンダ１４、１５には冷
媒を導入する上下導入管２８、２９が設けられていると
共に、冷媒を吐出する上下出口管３０、３１がそれぞれ
設けられている。そして、これら上下導入管２８、２９
及び上下出口管３０、３１には、冷媒配管３２、３３、
３４がそれぞれ接続されている。

【００３１】尚、５２はメインプレート２２やベアリン
グプレート２３と回転軸４などの間から二酸化炭素ガス
冷媒がリークし、密閉容器２内が高圧となるのを防止す
るための調圧管、５３は中間圧室４５が所定の圧力以上
になった場合に、高圧室５０側、即ち下シリンダ１５の
下出口管３１側に圧力をにがすためのバルブ、３５は密
閉容器２を支持するための台座、３６はサクションマフ
ラである。

【００３２】次に、上述した２シリンダの回転式圧縮機
１の冷媒回路に関して、図６及び図７を参照して説明す
る。

【００３３】この２シリンダの回転式圧縮機１の場合、
回転式圧縮機１の下シリンダ１５にに設けられた下出口
管３１に接続される吐出側冷媒配管３２と凝縮器３７と
が接続されており、この凝縮器３７と冷却器３８とは、
膨張弁３９を介して冷媒配管４０にて接続されている。
また、この冷却器３８と回転式圧縮機１の上シリンダ１
４の上導入管とは、吸込側冷媒配管３３にて接続されて
いる。

【００３４】更に、前記凝縮器３７と膨張弁３９とを接
続する冷媒配管４０には、バイパス膨張弁４１を介して
過冷却器４２と接続するバイパス管４３が設けられてい
る。

【００３５】また、過冷却器４２からの過冷却器冷媒配
管４４は、前記回転式圧縮機１の上シリンダ１４に設け
られた上出口管３０及び下シリンダ１５の下導入管２９
とを接続する接続冷媒配管３４と、前記サクションマフ
ラ３６内で結合されているものである。

【００３６】この接続冷媒配管３４は、前記上出口管３
０と下導入管２９とを接続しているものである。

【００３７】尚、前記過冷却器４２は、二重管にて構成
されるもので、前記バイパス管４３からの冷媒を内側に
流し、前記冷媒配管４０の冷媒が外側を流れるものであ
る。これは、逆に内側を冷媒配管４０とし、外側をバイ
パス管４３としても良い。

【００３８】更には、熱伝導的に接触して設けた構造で
あっても良い。

【００３９】また、前記バイパス管４３と分岐した後の
冷媒配管４０は、前記過冷却器４２に導入され、過冷却
器４２にて、バイパス膨張弁４１後のバイパス管４３と
熱伝導可能に接触して設けられている。この後、前述し
た膨張弁３９に接続されるものである。

【００４０】従って、２シリンダの回転式圧縮機１にて
圧縮され、高温となった二酸化炭素のガス冷媒が、凝縮
器３７にて冷却され、更に前記過冷却器４２で前記バイ
パス管４３と熱交換、即ち放熱した後、膨張弁３９にて
膨張する。この後、冷却器３８に流入し、ここで放熱し
たガス冷媒は、再び吸込側冷媒配管３３から回転式圧縮
機１に戻る事となる。

【００４１】また、凝縮器３７にて凝縮された冷媒の一
部は、バイパス管４３に分流し、バイパス膨張弁４１に
て断熱膨張した後、過冷却器４２にて前記冷媒配管４０
から収熱する。過冷却器４２にて収熱した冷媒は、前記
上シリンダ１４にて高温、高圧となった冷媒と混ざり、
高温、高圧の冷媒を冷却すると共に、下シリンダ１５に
流入する。尚、過冷却器４２にて収熱した後の冷媒は、
前記上シリンダ１４の吐出後の高温、高圧冷媒より低温
である。

【００４２】ここで、図７に示す臨界圧力は、二酸化炭
素冷媒の場合、約７２〜７３ｋｇｆ／ｃｍ²Ｇであり、
この臨界圧力以上、即ち超臨界域では、二酸化炭素冷媒
はガス化しているものである。

【００４３】図７のＡ点は過冷却器４２及び圧縮機の上
シリンダ１４から吐出された冷媒が合流し、下シリンダ
１５に吸い込まれる冷媒で、Ｂ点は下シリンダ１５から
吐出される冷媒である。

【００４４】そして、Ｃ点は凝縮器３７にて凝縮された
後、分流した冷媒で、バイパス膨張弁４１にて断熱膨張
する。Ｄ点はこの断熱膨張して圧力低下し、放熱した冷
媒で、過冷却器４２に流入して、Ｃ点の冷媒をＥ点まで
冷却する。

【００４５】また、Ｅ点の過冷却された冷媒は、膨張弁
３９にて断熱膨張し、Ｆ点の状態となる。この後、Ｇ点
に示す如く、冷却器３８にて収熱して高温となった冷媒
は、上シリンダ１４に流入する。

【００４６】Ｈ点に示す如く、上シリンダ１４にて圧縮
され、高温、高圧となった冷媒は、前述した過冷却器４
２で圧力が低下し、過冷却に使われ、温度上昇した冷媒
（但し、前述した如く、上シリンダ１４の吐出後の高
温、高圧冷媒より低温）と合流し、Ａ点に示す如く、温
度低下した冷媒が回転式圧縮機１に流入する。

【００４７】尚、冷媒として二酸化炭素を用いる場合、
前記密閉容器２内は、冷媒の吸入圧と同様の低圧、また
は冷媒の吸入圧と吐出圧との中間圧（例えば二段式圧縮
機の場合では、二段目の吸入圧）としておくことが、密
閉容器２の耐圧の点で望ましい。

【００４８】また、以上詳述した回転式圧縮機１は、家
庭用エアコン、業務用エアコン（パッケージエアコ
ン）、自動車用エアコン、家庭用冷蔵庫、業務用冷蔵
庫、業務用冷凍庫、業務用冷凍冷蔵庫、ショーケース、
自動販売機、給湯機等に用いるものである。

【００４９】更に、この回転式圧縮機１は１馬力の出力
である。

【００５０】

【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によると、ベ
ーンに設けられた揺動部が、ローラの嵌合部に揺動自在
に嵌合しているため、ベーン飛びは確実に防止できるも
のである。

【００５１】また、請求項４の発明によると、冷媒とし
て圧力が高い二酸化炭素冷媒を用いても、ベーンとロー
ラとが揺動自在につながっているため、ベーン飛びを確
実に防止できるものである。

【００５２】従って、本発明では、ベーン飛びによる圧
縮効率の低下を防止でき、回転式圧縮機の信頼性向上を
図る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２シリンダの回転式圧縮機の縦断面図である。

【図２】回転式圧縮機の回転圧縮要素の拡大図である。

【図３】第一実施例を示すローラとベーンの平面図であ
る。

【図４】第二実施例を示すローラとベーンの平面図であ
る。

【図５】第二実施例を示すローラとベーンの側面図であ
る。

【図６】本発明を具備する２シリンダの回転式圧縮機を
用いた冷媒回路図である。

【図７】本発明を具備する２シリンダの回転式圧縮機を
用いた冷媒回路図におけるモリエル線図である。

【符号の説明】

１回転式圧縮機２密閉容器１４上シリンダ１５下シリンダ１８上ローラ１９下ローラ２０上ベーン２１下ベーン５５圧縮空間５５Ａ高圧側５５Ｂ低圧側５６嵌合部５７揺動部５８凹部５９凸部６０接続部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端開口を閉塞されるシリンダと、この
シリンダ内を回転するローラと、前記ローラ、シリンダ
とにより圧縮空間を形成すると共に、高圧側と低圧側と
を仕切るベーンとを備え、吸入した冷媒を圧縮して吐出
する回転式圧縮機において、前記ローラと前記ベーンを揺動自在に接続する接続手段
を備えたことを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項２】前記接続手段は、前記ローラに形成され
た円筒形の嵌合部と、この嵌合部に揺動自在に嵌合し、
前記ベーンのローラ側に設けられた揺動部とを備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
【請求項３】前記接続手段は、前記ベーンと前記ロー
ラのいずれか一方に凹部を設け、他方に前記凹部に嵌合
する凸部を設けると共に、接続部材にて接合することを
特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
【請求項４】冷媒として二酸化炭素を用いたことを特
徴とする請求項１乃至請求項３記載の回転式圧縮機。