JP2003293972A - ロータリコンプレッサ - Google Patents

ロータリコンプレッサ

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JP2003293972A
JP2003293972A JP2002098540A JP2002098540A JP2003293972A JP 2003293972 A JP2003293972 A JP 2003293972A JP 2002098540 A JP2002098540 A JP 2002098540A JP 2002098540 A JP2002098540 A JP 2002098540A JP 2003293972 A JP2003293972 A JP 2003293972A
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cylinder
vane
pressure chamber
pressure
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Toshiyuki Ebara
俊行 江原
Takayasu Saito
隆泰 斎藤
Takashi Sato
孝 佐藤
Hiroyuki Matsumori
裕之 松森
Masaru Matsuura
大 松浦
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 密閉容器内が回転圧縮要素の吐出圧力より低
くなるロータリコンプレッサにおいて、ベーン動作の信
頼性の向上を図る。 【解決手段】 第2の回転圧縮要素34を構成するため
のシリンダ38及び電動要素14の回転軸16に形成さ
れた偏心部42に嵌合されてシリンダ38内で偏心回転
するローラ46と、このローラ46に当接してシリンダ
38内を低圧室側と高圧室側に区画するベーン50を備
える。シリンダ38に形成され、ベーン50を収納する
ための案内溝を備えると共に、案内溝に連通してシリン
ダ38に形成され、ベーン50に背圧を加えるための背
圧室を備える。回転圧縮要素34の吐出圧力若しくは圧
縮途中の圧力を背圧室に印加するための背圧導入通路8
4とを備える。背圧室72に連通するマフラー室86を
備える。マフラー室86を背圧導入通路84より上方に
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉容器内に電動
要素と、該電動要素にて駆動される回転圧縮要素を備
え、当該回転圧縮要素で冷媒ガスを圧縮して吐出するロ
ータリコンプレッサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種ロータリコンプレッサ、特
に内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサは例
えば特開平2−294587号公報(F04C23/0
0)に示されている。即ち、係るロータリコンプレッサ
では、第1の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスが
シリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作
により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より
吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出され
る。そして、この密閉容器内の中間圧のガスは第2の回
転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入
され、ローラとベーンの動作により2段目の圧縮が行な
われて高温高圧のガスとなり、高圧室側より吐出ポー
ト、吐出消音室を経て吐出される。
【0003】ロータリコンプレッサから吐出されたガス
は冷媒回路の放熱器などに流入し、放熱した後、膨張弁
で絞られて蒸発器で吸熱し、ロータリコンプレッサの第
1の回転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。
【0004】また、係るロータリコンプレッサに、高低
圧差の大きい冷媒、例えば二酸化炭素(CO2)を冷媒
として用いた場合、吐出冷媒圧力は高圧となる第2の回
転圧縮要素で12MPaGに達し、一方、低段側となる
第1の回転圧縮要素で8MPaG(中間圧)となる(第
1の回転圧縮要素の吸込圧力は4MPaG)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ここで、一般的にロー
タリコンプレッサに取り付けられたベーンは、シリンダ
の半径方向に設けられた案内溝にシリンダの半径方向に
移動自在に挿入される。そして、このベーンはローラ側
に押し付ける必要があるため、従来よりコイルバネによ
る付勢力と背圧室からの背圧によってベーンをローラ側
に付勢して先端をローラに押し付ける構造が採られてい
る。この場合、上記の如く密閉容器内が中間圧となるロ
ータリコンプレッサの第2の回転圧縮要素では、密閉容
器内の圧力がベーンの背圧として使用できないため、第
2の回転圧縮要素から吐出された冷媒ガス若しくは圧縮
途中の冷媒ガスを導入通路からベーンの背圧室へ導入す
ることによりベーンに背圧を加え、ベーンをローラに押
し付けていた。
【0006】ここで、ベーンは案内溝内で往復動を繰り
返えすので、ベーン後部に設けられた背圧室の容積は増
減を繰り返すこととなるが、導入通路から背圧室に導入
されるものは冷媒ガスに限らず、オイルも含まれる。こ
の場合、背圧室の容積が減少するときには背圧室内の冷
媒ガスは排気され易いが、オイルは粘性があるので流出
し難く、背圧室に溜まってしまう。背圧室にオイルが溜
まるとベーンが往復動する際、背圧室に溜まったオイル
を液圧縮することとなるため、背圧室が異常に昇圧して
しまい、ベーン動作が阻害され、信頼性が悪化する問題
があった。これは上述した内部中間圧型多段圧縮式のロ
ータリコンプレッサに限らず、密閉容器内が低圧となる
単シリンダタイプの内部低圧式ロータリコンプレッサで
も同様である。
【0007】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、密閉容器内が回転圧縮要
素の吐出圧力より低くなるロータリコンプレッサにおい
て、ベーン動作の信頼性の向上と圧縮機性能向上を図る
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、請求項1の発明で
は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動さ
れる回転圧縮要素を備え、密閉容器内の圧力が回転圧縮
要素の吐出圧力よりも低くなるロータリコンプレッサに
おいて、回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び電
動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリン
ダ内で偏心回転するローラと、このローラに当接してシ
リンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、シ
リンダに形成され、ベーンを収納するための案内溝と、
この案内溝に連通してシリンダに形成され、ベーンに背
圧を加えるための背圧室と、回転圧縮要素の吐出圧力若
しくは圧縮途中の圧力を背圧室に印加するための背圧導
入通路とを備え、背圧室に連通したマフラー室を構成
し、このマフラー室を背圧導入通路より上方に配置した
ことを特徴とする。
【0009】また、請求項2の発明では、密閉容器内に
電動要素と、この電動要素にて駆動される第1及び第2
の回転圧縮要素を備え、第1の回転圧縮要素で圧縮され
た冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された
中間圧の冷媒ガスを第2の回転圧縮要素で圧縮するロー
タリコンプレッサにおいて、第2の回転圧縮要素を構成
するためのシリンダ及び電動要素の回転軸に形成された
偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するローラ
と、このローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧
室側に区画するベーンと、シリンダに形成され、ベーン
を収納するための案内溝と、この案内溝に連通してシリ
ンダに形成され、ベーンに背圧を加えるための背圧室
と、回転圧縮要素の吐出圧力若しくは圧縮途中の圧力を
背圧室に印加するための背圧導入通路とを備え、背圧室
に連通したマフラー室を構成し、このマフラー室を背圧
導入通路より上方に配置したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図1は本発明のロータリコンプレッサ
の実施例として、第1及び第2の回転圧縮要素を備えた
内部中間圧型多段(2段)圧縮式ロータリコンプレッサ
10の縦断側面図である。
【0011】この図において、10は二酸化炭素(CO
2)を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式ロー
タリコンプレッサで、この多段圧縮式ロータリコンプレ
ッサ10は鋼板からなる円筒状の密閉容器12と、この
密閉容器12の内部空間の上側に配置収納された電動要
素14及びこの電動要素14の下側に配置され、電動要
素14の回転軸16により駆動される第1の回転圧縮要
素32(1段目)及び第2の回転圧縮要素34(2段
目)からなる回転圧縮機構部18にて構成されている。
【0012】密閉容器12は底部をオイル溜めとし、電
動要素14と回転圧縮機構部18を収納する容器本体1
2Aと、この容器本体12Aの上部開口を閉塞する略椀
状のエンドキャップ(蓋体)12Bとで構成され、且
つ、このエンドキャップ12Bの上面中心には円形の取
付孔12Dが形成されており、この取付孔12Dには電
動要素14に電力を供給するためのターミナル(配線を
省略)20が取り付けられている。
【0013】電動要素14は、密閉容器12の上部空間
の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ22
と、このステータ22の内側に若干の間隔を設けて挿入
設置されたロータ24とからなる。このロータ24は中
心を通り鉛直方向に延びる前記回転軸16に固定されて
いる。
【0014】ステータ22は、ドーナッツ状の電磁鋼板
を積層した積層体26と、この積層体26の歯部に直巻
き(集中巻き)方式により巻装されたステータコイル2
8を有している。また、ロータ24もステータ22と同
様に電磁鋼板の積層体30で形成され、この積層体30
内に永久磁石MGを埋設して構成されている。
【0015】前記第1の回転圧縮要素32と第2の回転
圧縮要素34との間には中間仕切板36が狭持されてい
る。即ち、回転圧縮機構部18の第1の回転圧縮要素3
2と第2の回転圧縮要素34は、中間仕切板36と、こ
の中間仕切板36の上下に配置された上側のシリンダ3
8、下側のシリンダ40と、180度の位相差を有して
回転軸16に設けた上下の偏心部42、44に嵌合され
て上下のシリンダ38、40内を偏心回転する上下のロ
ーラ46、48と、コイルバネ76、77と背圧により
付勢されて先端をこれら上下のローラ46、48にそれ
ぞれ当接させ、上下のシリンダ38、40内をそれぞれ
低圧室側LRと高圧室側HR(図2)に区画する上下の
ベーン50、52と、シリンダ38の上側の開口面及び
シリンダ40の下側の開口面を閉塞して回転軸16の軸
受けを兼用する支持部材としての上部支持部材54及び
下部支持部材56にて構成されている。尚、76B、7
7Bはコイルバネ76、77の抜け止めであり、特に7
6Bはコイルバネ76の密閉容器12側を閉塞する。
【0016】一方、上部支持部材54及び下部支持部材
56には、吸込ポート70(図2。下部支持部材56は
図示せず)にて上下のシリンダ38、40の内部とそれ
ぞれ連通する吸込通路60(上部支持部材54は図示せ
ず)と、一部を凹陥させ、この凹陥部を上カバー66、
下カバー68にて閉塞することにより形成される吐出消
音室62、64とが設けられている。
【0017】尚、吐出消音室64と密閉容器12内と
は、上下のシリンダ38、40や中間仕切板36を貫通
する連通路にて連通されており、連通路の上端には中間
吐出管121が立設され、この中間吐出管121から第
1の回転圧縮要素32で圧縮された中間圧の冷媒が密閉
容器12内に吐出される。
【0018】そして、この場合冷媒としては地球環境に
やさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である
前述した二酸化炭素(CO2)を使用し、オイルは、例
えば鉱物油(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、PAG(ポリアルキルグリコ
ール)等該存のオイルが使用される。
【0019】密閉容器12の容器本体12Aの側面に
は、上部支持部材54と下部支持部材56の吸込通路6
0(上側は図示せず)、吐出消音室62、上カバー66
の上側(電動要素14の下端に略対応する位置)に対応
する位置に、スリーブ141、142、143及び14
4がそれぞれ溶接固定されている。そして、スリーブ1
41内にはシリンダ38に冷媒ガスを導入するための冷
媒導入管92の一端が挿入接続され、この冷媒導入管9
2の一端はシリンダ38の図示しない吸込通路と連通す
る。この冷媒導入管92は密閉容器12の上側を通過し
てスリーブ144に至り、他端はスリーブ144内に挿
入接続されて密閉容器12内に連通する。
【0020】また、スリーブ142内にはシリンダ40
に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管94の一端が挿
入接続され、この冷媒導入管94の一端はシリンダ40
の吸込通路60と連通する。この冷媒導入管94の他端
は図示しないアキュムレータに接続される。また、スリ
ーブ143内には冷媒吐出管96が挿入接続され、この
冷媒吐出管96の一端は吐出消音室62と連通する。
【0021】次に、図2を参照しながら上記第2の回転
圧縮要素34のベーン50周辺の構造について説明す
る。シリンダ38には前記吐出消音室62と図示しない
吐出弁を介して連通する吐出ポート55と前述した吸込
ポート70が形成されており、これらの間に位置してシ
リンダ38には半径方向に延在する案内溝71が形成さ
れている。そして、この案内溝71内に前記ベーン50
は摺動自在に収納されている。
【0022】ベーン50は前述した如くその先端をロー
ラ46に当接させてシリンダ38内を低圧室側LRと高
圧室側HRとに区画する。そして、吸込ポート70はこ
の低圧室側LRに開口し、吐出ポート55は後述する吐
出孔78を介して高圧室側HRに開口している。
【0023】案内溝71の外側(密閉容器12側)には
当該案内溝71に連通して背圧室72がシリンダ38内
に形成されている。ここで、実施例の内部中間圧型多段
圧縮式ロータリコンプレッサ10では密閉容器12内が
中間圧となるため、第2の回転圧縮要素34ではベーン
50の背圧として利用できない。そのため、この背圧室
72は前記吐出消音室62に連通されており、それによ
ってベーン50に中間圧の背圧を印加する。尚、実施例
では、吐出消音室62と同じ圧力の吸込ポート55に連
通されている。
【0024】前記コイルバネ76はこの案内溝71及び
背圧室72の外側に延在してシリンダ38内に形成され
た収納部内に収納され、ベーン50の外側に当接してベ
ーン50の先端を常時ローラ46側に付勢する。
【0025】また、上部支持部材54内にはマフラー室
86が形成されており、このマフラー室86は例えば背
圧室72と同等の容積を有している。吐出消音室62か
らは背圧室72に連通する背圧導入通路84が上部支持
部材54内に形成されており、マフラー室86は背圧室
72に連通し、且つ、背圧導入通路84及び背圧室72
より上方に配置している(図3)。
【0026】ここで、吐出消音室62内の高圧の冷媒ガ
スをベーン50の背圧として背圧室72に導入した場
合、冷媒ガス中に溶け込んだオイルも背圧室72内に流
入する。この背圧室72の容積はベーン50の往復動に
よって増減を繰り返えす。この場合、背圧室72内の容
積減少時に背圧室72内の冷媒ガスは背圧導入通路84
より吐出消音室62内に排気されるが、オイルは粘性が
あるために流出し難く、背圧室72内に残り溜まるよう
になる。
【0027】オイルが背圧室72内に溜まると、ベーン
50の動作で背圧室72内は液圧縮状態(背圧室72内
に溜まったオイルを圧縮する状態)になるため、背圧室
72内の圧力は異常昇圧して、ベーン50の往復動を阻
害するようになるが、本発明では背圧室72がオイルで
満たされてもベーン50が液圧縮状態にならないよう
に、マフラー室86を背圧導入通路84より上方に位置
して設けている。
【0028】このマフラー室86は背圧導入通路84よ
り上方にあるので、吐出消音室62から背圧導入通路8
4を通って侵入して来るオイルが貯溜されることは無
く、そこには冷媒ガスが存在するようになる。これによ
り、背圧室72にオイルが満たされた場合でも、マフラ
ー室86内に常時冷媒ガスを貯留させ、ベーン50が背
圧室72内の容積を縮小する方向に動作するときには、
圧力をマフラー室86側に逃がして液圧縮状態を回避で
きるようになる。
【0029】尚、図3で88はバッカーバルブで前記吐
出弁はバッカーバルブ88と吐出孔78との間に位置し
て吐出孔78を開閉自在に閉塞するように構成してい
る。
【0030】以上の構成で次に動作を説明する。ターミ
ナル20及び図示されない配線を介して電動要素14の
ステータコイル28に通電されると、電動要素14が起
動してロータ24が回転する。この回転により回転軸1
6と一体に設けた上下の偏心部42、44に嵌合された
上下のローラ46、48が上下のシリンダ38、40内
を偏心回転する。
【0031】これにより、冷媒導入管94及び下部支持
部材56に形成された吸込通路60を経由して図示しな
い吸込ポートからシリンダ40の低圧室側に吸入された
低圧の冷媒は、ローラ48とベーン52の動作により圧
縮されて中間圧となりシリンダ40の高圧室側より図示
しない連通路を経て中間吐出管121から密閉容器12
内に吐出される。これによって、密閉容器12内は中間
圧となる。
【0032】そして、密閉容器12内の中間圧の冷媒ガ
スは、スリーブ144から出て冷媒導入管92及び上部
支持部材54に形成された図示しない吸込通路を経由し
て吸込ポート70からシリンダ38の低圧室側LRに吸
入される。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ46
とベーン50の動作により2段目の圧縮が行われて高温
・高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側HRから吐出ポート
55を通り上部支持部材54に形成された吐出消音室6
2、冷媒吐出管96を経由して外部の図示しないガスク
ーラなどに流入する。このガスクーラで冷媒は放熱した
後、図示しない減圧装置などで減圧され、これも図示し
ないエバポレータに流入する。そこで冷媒が蒸発し、そ
の後、前記アキュムレータを経て冷媒導入管94から第
1の回転圧縮要素32内に吸い込まれるサイクルを繰り
返す。
【0033】この場合、第2の回転圧縮要素34での圧
縮動作において、往復動を行なうベーン50の背圧室7
2に冷媒ガスと共にオイルが流入するが、本発明では前
述の如くローラ46にて往復動を行なうベーン50背圧
室72に、背圧導入通路84を介して連通するマフラー
室86を背圧導入通路84より高い位置に設けている。
これにより、ベーン50の往復動によって、背圧室72
にオイルが流入し、背圧室72内がオイルで満たされて
しまった場合でも、背圧室72の上方の背圧導入通路8
4より上にマフラー室86を設けているので、マフラー
室86内にはオイルは貯溜されない。
【0034】これにより、マフラー室86内には冷媒ガ
スが貯留され、ベーン50の往復動時に背圧室72内の
圧力が上昇すると、マフラー室86側にこの圧力が逃げ
るので、ベーン50の動作が液圧縮状態に陥る不都合を
回避することができるようになり、ベーン50の動作の
信頼性が向上する。
【0035】尚、実施例では第1及び第2の回転圧縮要
素を備えた内部中間圧型多段(2段)圧縮式ロータリコ
ンプレッサ10に本発明を適用したが、密閉容器内が低
圧となる内部低圧式の単シリンダタイプロータリコンプ
レッサにも本発明は有効である。
【0036】また、実施例では背圧導入通路84により
吐出消音室62内の高圧を背圧室72に印加したが、そ
れに限らず、第2の回転圧縮要素34の圧縮途中の圧力
(中間圧より高い)を印加するものでも本発明は有効で
ある。
【0037】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、密閉
容器内の圧力が回転圧縮要素の吐出圧力より低くなるロ
ータリコンプレッサにおいて、ベーンに背圧を印加する
ための背圧室に連通したマフラー室を構成し、このマフ
ラー室を背圧導入通路より上方に配置したので、マフラ
ー室にオイルが溜まることの無い冷媒ガスのみの空間が
保たれるようになる。これにより、背圧室に流入するオ
イルによってベーン動作が液圧縮状態に陥る不都合を解
消し、ベーンの信頼性を向上させることができるように
なるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の内部中間圧型多段圧縮式ロー
タリコンプレッサの縦断面図である。
【図2】本発明における第2の回転圧縮要素の圧縮行程
を示す概念図である。
【図3】図2の第2の回転圧縮要素の要部の縦断側面図
である。
【符号の説明】
10 多段圧縮式ロータリコンプレッサ 12 密閉容器 14 電動要素 32 第1の回転圧縮要素 34 第2の回転圧縮要素 38 シリンダ 42 偏心部 46 ローラ 50 ベーン 71 案内溝 72 背圧室 84 背圧導入通路 86 マフラー室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 孝 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松森 裕之 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松浦 大 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 3H029 AA01 AA04 AA09 AA13 AB03 AB08 BB03 BB21 BB35 CC03 CC23 CC28 CC42

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉容器内に電動要素と、該電動要素に
    て駆動される回転圧縮要素を備え、前記密閉容器内の圧
    力が前記回転圧縮要素の吐出圧力よりも低くなるロータ
    リコンプレッサにおいて、 前記回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び前記電
    動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シ
    リンダ内で偏心回転するローラと、 該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室
    側に区画するベーンと、 前記シリンダに形成され、前記ベーンを収納するための
    案内溝と、 該案内溝に連通して前記シリンダに形成され、前記ベー
    ンに背圧を加えるための背圧室と、 前記回転圧縮要素の吐出圧力若しくは圧縮途中の圧力を
    前記背圧室に印加するための背圧導入通路とを備え、 前記背圧室に連通したマフラー室を構成し、該マフラー
    室を前記背圧導入通路より上方に配置したことを特徴と
    するロータリコンプレッサ。
  2. 【請求項2】 密閉容器内に電動要素と、該電動要素に
    て駆動される第1及び第2の回転圧縮要素を備え、前記
    第1の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを前記密閉容
    器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを
    前記第2の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッ
    サにおいて、 前記第2の回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び
    前記電動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されて
    シリンダ内で偏心回転するローラと、 該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室
    側に区画するベーンと、 前記シリンダに形成され、前記ベーンを収納するための
    案内溝と、 該案内溝に連通して前記シリンダに形成され、前記ベー
    ンに背圧を加えるための背圧室と、 前記回転圧縮要素の吐出圧力若しくは圧縮途中の圧力を
    前記背圧室に印加するための背圧導入通路とを備え、 前記背圧室に連通したマフラー室を構成し、該マフラー
    室を前記背圧導入通路より上方に配置したことを特徴と
    するロータリコンプレッサ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070044350A (ko) * 2005-10-24 2007-04-27 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 밀폐형 2단 로터리 압축기
CN100386526C (zh) * 2003-12-12 2008-05-07 乐金电子(天津)电器有限公司 旋转式压缩机的供油装置
CN103334931A (zh) * 2013-06-27 2013-10-02 广东美芝制冷设备有限公司 旋转式压缩机
KR20200112390A (ko) * 2019-03-22 2020-10-05 한온시스템 주식회사 베인 로터리 압축기

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