JP2004084567A - 多段圧縮式ロータリコンプレッサ - Google Patents
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Abstract
【課題】多段圧縮式ロータリコンプレッサにより、可燃性冷媒を用いた実用可能なロータリコンプレッサを実現する。
【解決手段】密閉容器１２内に電動要素１４と、この電動要素１４の回転軸１６にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備え、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒を第２の回転圧縮要素３４で圧縮する多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０において、冷媒として可燃性冷媒を用いると共に、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒を密閉容器１２内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素３４で圧縮するようにした。更に、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を、６０％以上９０％以下とする。
【選択図】 図１
【解決手段】密閉容器１２内に電動要素１４と、この電動要素１４の回転軸１６にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備え、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒を第２の回転圧縮要素３４で圧縮する多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０において、冷媒として可燃性冷媒を用いると共に、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒を密閉容器１２内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素３４で圧縮するようにした。更に、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を、６０％以上９０％以下とする。
【選択図】 図１
Description
【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、この電動要素の回転軸にて駆動される第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を第２の回転圧縮要素で圧縮する多段圧縮式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】
従来この種のロータリコンプレッサは、回転圧縮要素の吸入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シリンダの高圧室側の吐出ポートより一旦密閉容器内に吐出され、この密閉容器から外部に吐出される構成とされている。一方、近年ではフロン冷媒によるオゾン層破壊の問題から、この種ロータリコンプレッサにおいてもフロン以外のＨＣ冷媒、例えばプロパン（Ｒ２９０）などの可燃性の冷媒の使用が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プロパンなどの可燃性冷媒は、安全性等の問題から封入量を極力少なくする必要がある。通常プロパンを冷媒として使用する場合の安全上の限界量は１５０ｇ程であり、実際には余裕を見て１００ｇ（冷蔵庫用では５０ｇ）程に抑える必要がある。
【０００４】
一方、ロータリコンプレッサでは密閉容器内に圧縮後の冷媒が吐出されるため、同容量のレシプロタイプのコンプレッサに比較して、封入しなければならない冷媒量は３０ｇ〜５０ｇ程増加してしまう。そのため、可燃性冷媒を用いたロータリコンプレッサの実用化は非常に厳しいものとなっていた。
【０００５】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、多段圧縮式ロータリコンプレッサにより、可燃性冷媒を用いた実用可能なロータリコンプレッサを実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の多段圧縮式ロータリコンプレッサでは、冷媒として可燃性冷媒を用いると共に、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素で圧縮するようにしたので、密閉容器内の圧力は中間圧となり、それによって密閉容器内に吐出される冷媒のガス密度が低くなる。
【０００７】
請求項２の発明では上記発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を大きく設定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を、６０％以上としたので、第１の回転圧縮要素で圧縮される中間圧を抑えて、密閉容器内の冷媒ガス密度を低く抑えることができるようになる。
【０００９】
請求項４の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を、６０％以上９０％以下としたので、第１の回転圧縮要素の不安定な運転を回避しながら、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの密度を低く抑えることができるようになる。
【００１０】
請求項５の発明では請求項１の発明に加えて、密閉容器の内容積に対する当該密閉容器内で冷媒が存在し得る空間の容積の比を、６０％以下としたので、密閉容器内の冷媒ガスが存在し得る空間が狭くなり、冷媒の封入量を削減できるようになる。
【００１１】
請求項６の発明では請求項５の発明に加えて、第１及び第２の回転圧縮要素を構成する第１及び第２のシリンダと、各シリンダの開口面を閉塞して回転軸の軸受けを兼用する第１及び第２の支持部材と、各シリンダ間に位置する中間仕切板の外形を密閉容器の内面に近接する形状としたので、密閉容器内における冷媒ガスが存在し得る空間を効果的に縮小し、冷媒とオイルの封入量を著しく減らすことができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の多段圧縮式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３２、３４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の縦断面図を示している。
【００１３】
図１において、実施例のロータリコンプレッサ１０はプロパン（Ｒ２９０）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１２Ａ、及びこの密閉容器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とで形成されるケースとしての密閉容器１２と、この密閉容器１２の容器本体１２Ａの内部空間の上側に配置収納された電動要素１４と、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及び第２の回転圧縮要素３４からなる回転圧縮機構部１８とにより構成されている。
【００１４】
尚、密閉容器１２は底部をオイル溜めとする（図１のハッチング部分）。また、前記容器本体１２Ａの側面には電動要素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。
【００１５】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内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の内側に若干の隙間を設けて挿入設置されたロータ２４とからなる。そして、このロータ２４には鉛直方向に延びる回転軸１６が固定されている。
【００１６】
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、ステータコイル２８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で形成されている。
【００１７】
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、第１の回転圧縮要素３２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シリンダ（第２のシリンダ）３８、下シリンダ（第１のシリンダ）４０と、上下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回転するように回転軸１６に設けられた偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画する図示しないベーンと、上シリンダ３８の上側の開口面及び下シリンダ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（第２の支持部材）５４及び下部支持部材（第１の支持部材）５６にて構成される。
【００１８】
上下シリンダ３８、４０には、図示しない吸込ポートにて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０が設けられている。また、上部支持部材５４には、上シリンダ３８内で圧縮された冷媒を図示しない吐出ポートから上部支持部材５４の凹陥部を壁としてのカバーによって閉塞することにより形成された吐出消音室６２が設けられている。即ち、吐出消音室６２は当該吐出消音室６２を画成する壁としての上部カバー６６にて閉塞される。
【００１９】
一方、下シリンダ４０内で圧縮された冷媒ガスは図示しない吐出ポートから下部支持部材５６の電動要素１４とは反対側（密閉容器１２の底部側）に形成された吐出消音室６４に吐出される。この吐出消音室６４は、中心に回転軸１６及び前述した回転軸１６の軸受けを兼用する下部支持部材５６が貫通するための孔を有すると共に、下部支持部材５６の電動要素１４とは反対側を覆うカップ６５にて構成されている。
【００２０】
この場合、上部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが起立形成されている。又、下部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが貫通形成されており、回転軸１６は上部支持部材５４の軸受け５４Ａと下部支持部材５６の軸受け５６Ａにて保持されいる。
【００２１】
そして、第１の回転圧縮要素３２の吐出消音室６４と密閉容器１２内とは連通路にて連通されており、この連通路は下部支持部材５６、上部支持部材５４、上部カバー６６、上下シリンダ３８、４０、中間仕切板３６を貫通する図示しない孔である。この場合、連通路の上端には中間吐出管１２１が立設されており、この中間吐出管１２１から密閉容器１２内に中間圧の冷媒が吐出される。
【００２２】
このように、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２内に吐出するので、密閉容器１２に高圧の冷媒を吐出する場合と比べて、密閉容器１２内に吐出される冷媒量が少なくなる。即ち、圧力が低いほど冷媒の密度が低くなるため、中間圧の冷媒を密閉容器１２内に吐出した方が、高圧の冷媒を密閉容器１２内に吐出するより、冷媒のガス密度が低くなり、密閉容器１２内に存在する冷媒量が少なくなる。
【００２３】
この様子を図５及び図６を参照して説明する。図５は冷媒の蒸発温度に対する本発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２の吸入圧（低圧）と、密閉容器１２内の中間圧（ケース内圧）と、第２の回転圧縮要素３４が吐出する高圧（吐出圧）を示し、図６は単気筒のロータリコンプレッサの場合に同様の高圧を密閉容器内に吐出した場合の蒸発温度に対する吸入圧と高圧（ケース内圧）を示している。両図からも明らかな如く、本発明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、密閉容器内の圧力は単気筒のロータリコンプレッサの場合に比較して著しく低くなる。このため、密閉容器１２内に封入する冷媒量を減らすことができるようになるものである。
【００２４】
更に、本発明では、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を大きく、例えば、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を６０％以上９０％以下に設定している。図５のＢは６０％の場合の中間圧を、Ａは９０％の場合の中間圧を示している。
【００２５】
従来多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比は５７％程度であったが、このような値とした場合、中間圧が高くなり、これによって密閉容器１２内に吐出される冷媒のガス密度も高くなるため、コンプレッサに封入する冷媒量も多くしなければならないが、実施例のように第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を６０％以上とすれば、密閉容器１２内の冷媒量が少なくなる。
【００２６】
また、第１の回転圧縮要素３２に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を９０％より大きくした場合には、図５からも明らかな如く第１の回転圧縮要素に吸入される冷媒の圧力（吸入圧）と密閉容器１２内の中間圧が殆ど同じ圧力になるため、第１の回転圧縮要素３２で充分に圧縮されなくなり、または、第１の回転圧縮要素３２のベーンの付勢力が不足してベーン飛びが生じる。また、密閉容器１２内底部に設けられたオイル溜めからのオイルの差圧給油が充分に行えなくなるなど、ロータリコンプレッサの挙動が不安定になるという問題が生じる。
【００２７】
従って、第１の回転圧縮要素３２に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を実施例の如く６０％以上９０％以下とすることで、第２の回転圧縮要素３４のベーン飛び等の不安定な運転挙動を回避しながら、１段目の差圧（第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力（吸入圧）と第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力（中間圧））を小さくして、密閉容器１２内に吐出される冷媒ガスの密度を低くすることができるようになる。
【００２８】
即ち、密閉容器１２内に吐出されるガス密度が低くなることにより、密閉容器１２内にある冷媒ガスの量をより一層減らすことができるようになるので、密閉容器１２内に封入する冷媒ガスの量を削減することができるようになる。
【００２９】
また、上部カバー６６は第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と図示しない吐出ポートにて連通する吐出消音室６２を画成し、この上部カバー６６の上側には、上部カバー６６と所定間隔を存して、電動要素１４が設けられている。この上部カバー６６は前記上部支持部材５４の軸受け５４Ａが貫通する孔が形成された略ドーナッツ状の円形鋼板から構成されている。
【００３０】
そして、この場合冷媒として、本実施例では可燃性冷媒であるプロパン（Ｒ２９０）を使用している。尚、本発明に適応可能な他の可燃性冷媒としてはイソブタン（Ｒ６００ａ）やＡＳＨＲＡＥ Ｓｔｄ ３４ Ｓａｆｅｔｙ ｇｒｏｕｐに基づき、高燃焼性（Ｌｅｖｅｌ３）と区分されている冷媒であるメタン（Ｒ５０）、エタン（Ｒ１７０）、プロパン（Ｒ２９０）、ブタン（Ｒ６００）、プロピレン（Ｒ１２７０）等があげられる。
【００３１】
また、密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、シリンダ３８、４０の吸込通路５８、６０、シリンダ３８の吸込通路５８とは反対側、ロータ２４の下側（電動要素１４の直下）に対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ１４１と１４２は上下に隣接すると共に、スリーブ１４３はスリーブ１４１の略対角線上にある。また、スリーブ１４４はスリーブ１４１の上方に位置する。
【００３２】
そして、スリーブ１４１内には上シリンダ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９２の一端は上シリンダ３８の吸込通路５８と連通する。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の外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。
【００３３】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ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の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０と連通する。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒導入管９６の一端は吐出消音室６２と連通する。
【００３４】
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１６と一体に設けられた上下偏心部４２、４４に嵌合されて上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００３５】
これにより、冷媒導入管９４及び下シリンダ４０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下シリンダ４０の低圧室側に吸入された低圧（第１の回転回転圧縮要素３２の吸入圧：３８０ＫＰａ）の冷媒は、ローラ４８と図示しないベーンの動作により圧縮されて中間圧となり下シリンダ４０の高圧室側より図示しない吐出ポート、吐出消音室６４から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（第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力：第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積比を６０％とした場合は７１０ＫＰａ、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積比を９０％とした場合は４５０ＫＰａ）となる。
【００３６】
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及び上シリンダ３８に形成された吸込通路５８を経由して図示しない吸込ポートから上シリンダ３８の低圧室側に吸入される。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６と図示しないベーンの動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり（第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力（高圧）：１８９０ＫＰａ）、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経て外部に吐出される。
【００３７】
このように、可燃性冷媒のプロパンを用いて、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒を密閉容器１２内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素３４で圧縮するようにしたので、密閉容器１２内の冷媒のガス密度を低くすることができるようになる。
【００３８】
これにより、密閉容器１２内に吐出できる冷媒量が少なくなるため、密閉容器１２内に封入する冷媒量を削減することができるようになる。
【００３９】
ここで、図２に示す例では、冷媒吐出管９６を上部支持部材５４内に形成して、第１の回転圧縮要素３２で圧縮され、吐出消音室６４内に吐出された冷媒を上シリンダ３８に形成した通路２２０Ｂから密閉容器１２内に吐出する構成となっている。尚、図２において図１と同一の符号が付されているものは同一若しくは同様の作用を奏するものとする。
【００４０】
この場合、吐出消音室６４と密閉容器１２内とは下部支持部材５６、上下シリンダ３８、４０、中間仕切板３６を貫通する孔である連通路２２０にて連通されている。この連通路２２０は、吐出消音室６４上面の下部支持部材５６から軸心方向に起立形成された通路２２０Ａと、シリンダ３８の側面から回転軸１６の形成されている中心部に向かって回転軸１６とは垂直に形成された通路２２０Ｂとにより構成されており、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒ガスは連通路２２０の通路２２０Ａを経て通路２２０Ｂから密閉容器１２内に吐出される。
【００４１】
このように、シリンダ３８の側面から密閉容器１２内に中間圧の冷媒ガスを吐出する構成とした場合にも同様に密閉容器１２内に吐出する冷媒量が少なくなるため、ロータリコンプレッサ１０の密閉容器１２内に封入する冷媒量を削減することができるようになる。
【００４２】
次に、図３を参照して本発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０の他の実施形態について詳述する。図３はこの場合の内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサ１０の縦断側面図を示している。尚、図３において、図１及び図２と同一の符号が付されているものは同一若しくは同様の作用を奏するものとする。
【００４３】
図３において、１５６はシリンダ１４０の下側の開口面を閉塞すると共に、回転軸１６の軸受けを兼用する下部支持部材であり、１６４は下部支持部材１５６の電動要素１４とは反対側（密閉容器１２の底面側）に設けられ、カップ１６５にて覆われることにより形成された吐出消音室である。カップ１６５は中心に回転軸１６及び前述した回転軸１６の軸受けを兼用する下部支持部材１５６が貫通するための孔を有している。
【００４４】
そして、密閉容器１２の内容積に対するこの密閉容器１２内で冷媒が存在し得る空間の容積の比を６０％以下となるように、シリンダ１３８、１４０、中間仕切板１３６及び上部支持部材１５４の外形を密閉容器１２の内面に近接するような形状としている。即ち、シリンダ１３８、１４０、中間仕切板１３６、上部支持部材１５４の外周面は密閉容器１２の容器本体１２Ａの内壁と若干の隙間を確保しながら、容器本体１２Ａの内面に近接して設けている。更に、下部支持部材１５６も密閉容器１２の内面に近接するように形成している。これに伴い、下部支持部材１５６を覆うカップ１６５の形状も大きくして、カップ１６５と密閉容器１２内底部との間に存する隙間（空間Ａ）を狭くしている。
【００４５】
この場合、図４に示すように従来における下部支持部材３５６の外周面と密閉容器１２内面との間やカップ３６５と密閉容器１２内底部との間に存する隙間には多くの隙間（空間Ｂ）があり、この空間Ｂの分だけ密閉容器１２内に封入される冷媒の量は多くなっていた。
【００４６】
しかしながら、本発明における構造とすることで、密閉容器１２内の冷媒ガスが存在し得る空間が狭くなり、密閉容器１２内に封入する冷媒量も減らすことができるようになる。
【００４７】
更に、密閉容器１２内底部の空間を縮小して空間Ａとすることにより、オイル溜めに貯留するオイルの量が少なくても十分に油面を確保することができるようになるので、オイル不足等の不都合も回避することができるようになる。
【００４８】
このように前記発明に加えて、シリンダ１３８、１４０、中間仕切板１３６、上部支持部材１５４の外周面は密閉容器１２の容器本体１２Ａの内面に近接する形状として、密閉容器１２の内容積に対する密閉容器１２内で冷媒が存在し得る空間Ａの容積の比を６０％以下としたので、密閉容器１２内に封入する冷媒量を更に削減することができるようになる。
【００４９】
また、密閉容器１２内底部のオイル溜めが小さくなった分、密閉容器１２内に封入するオイル量を少なくしても油面を確保することができるようになる。
【００５０】
尚、実施例では回転軸１６を縦置型とした多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０について説明したが、この発明は回転軸を横置型とした多段圧縮式ロータリコンプレッサにも適応できることは云うまでもない。
【００５１】
更に、多段圧縮式ロータリコンプレッサを第１及び第２の回転圧縮要素を備えた２段圧縮式ロータリコンプレッサで説明したが、これに限らず回転圧縮要素を３段、４段或いはそれ以上の回転圧縮要素を備えた多段圧縮式ロータリコンプレッサに適応しても差し支えない。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、冷媒として可燃性冷媒を用いると共に、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素で圧縮するようにしたので、密閉容器内の圧力は中間圧となり、それによって、密閉容器内に吐出される冷媒のガス密度が低くなる。
【００５３】
これにより、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの量が少なくなるので、ロータリコンプレッサに封入する冷媒ガスの量を削減することができるようになる。
【００５４】
請求項２の発明では上記発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を大きく設定したので、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの圧力が低くなる。
【００５５】
これにより、密閉容器内の冷媒のガス密度を低くすることができ、ロータリコンプレッサに封入する冷媒ガスの量をより一層削減することができるようになる。
【００５６】
そして、請求項３の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮容積に対する第２の回転圧縮容積の比を、６０％以上としたので、第１の回転圧縮要素で圧縮される中間圧を抑えて、密閉容器内の冷媒ガスの密度を低く抑えることができるようになる。
【００５７】
更に、請求項４の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮容積に対する第２の回転圧縮容積の比を、６０％以上９０％以下としたので、第１の回転圧縮要素の不安定な運転挙動を回避しながら、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの圧力を低く抑えることができるようになる。
【００５８】
請求項５の発明では請求項１の発明に加えて、密閉容器の内容積に対する当該密閉容器内で冷媒が存在し得る空間の容積の比を、６０％以下としたので、密閉容器内の冷媒ガスが存在し得る空間が狭くなる。
【００５９】
これにより、請求項１の発明に加えて、ロータリコンプレッサ内に封入する冷媒量を更に削減することができるようになる。
【００６０】
請求項６の発明では請求項５の発明に加えて、第１及び第２の回転圧縮要素を構成する第１及び第２のシリンダと、各シリンダの開口面を閉塞して回転軸の軸受けを兼用する第１及び第２の支持部材と、各シリンダ間に位置する中間仕切板の外形を密閉容器の内面に近接する形状としたので、密閉容器内の冷媒ガスが存在し得る空間を効果的に縮小し、冷媒とオイルの封入量を著しく減らすことができるようになる。
【００６１】
また、密閉容器内底部の空間を縮小することにより、オイル溜めに貯留するオイルの量が少なくても十分に油面を確保することができるようになるので、オイル不足等の不都合も回避することができるようになる。
【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】本発明の他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３】本発明の他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４】従来の多段圧縮式ロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図５】本発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサにおける蒸発温度に対する吸入圧と中間圧と高圧の関係を示す図である。
【図６】単気筒のロータリコンプレッサにおける蒸発温度に対する吸入圧と高圧の関係を示す図である。
【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
１６ 回転軸
１８ 回転圧縮機構部
２２ ステータ
２４ ロータ
２６ 積層体
２８ ステータコイル
３０ 積層体
３２ 第１の回転圧縮要素
３４ 第２の回転圧縮要素
３８、４０ シリンダ
５４ 上部支持部材
５６ 下部支持部材
６２、６４ 吐出消音室
６５ カップ
６６ 上部カバー
【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、この電動要素の回転軸にて駆動される第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を第２の回転圧縮要素で圧縮する多段圧縮式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】
従来この種のロータリコンプレッサは、回転圧縮要素の吸入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シリンダの高圧室側の吐出ポートより一旦密閉容器内に吐出され、この密閉容器から外部に吐出される構成とされている。一方、近年ではフロン冷媒によるオゾン層破壊の問題から、この種ロータリコンプレッサにおいてもフロン以外のＨＣ冷媒、例えばプロパン（Ｒ２９０）などの可燃性の冷媒の使用が検討されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、プロパンなどの可燃性冷媒は、安全性等の問題から封入量を極力少なくする必要がある。通常プロパンを冷媒として使用する場合の安全上の限界量は１５０ｇ程であり、実際には余裕を見て１００ｇ（冷蔵庫用では５０ｇ）程に抑える必要がある。
【０００４】
一方、ロータリコンプレッサでは密閉容器内に圧縮後の冷媒が吐出されるため、同容量のレシプロタイプのコンプレッサに比較して、封入しなければならない冷媒量は３０ｇ〜５０ｇ程増加してしまう。そのため、可燃性冷媒を用いたロータリコンプレッサの実用化は非常に厳しいものとなっていた。
【０００５】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、多段圧縮式ロータリコンプレッサにより、可燃性冷媒を用いた実用可能なロータリコンプレッサを実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の多段圧縮式ロータリコンプレッサでは、冷媒として可燃性冷媒を用いると共に、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素で圧縮するようにしたので、密閉容器内の圧力は中間圧となり、それによって密閉容器内に吐出される冷媒のガス密度が低くなる。
【０００７】
請求項２の発明では上記発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を大きく設定したことを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を、６０％以上としたので、第１の回転圧縮要素で圧縮される中間圧を抑えて、密閉容器内の冷媒ガス密度を低く抑えることができるようになる。
【０００９】
請求項４の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を、６０％以上９０％以下としたので、第１の回転圧縮要素の不安定な運転を回避しながら、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの密度を低く抑えることができるようになる。
【００１０】
請求項５の発明では請求項１の発明に加えて、密閉容器の内容積に対する当該密閉容器内で冷媒が存在し得る空間の容積の比を、６０％以下としたので、密閉容器内の冷媒ガスが存在し得る空間が狭くなり、冷媒の封入量を削減できるようになる。
【００１１】
請求項６の発明では請求項５の発明に加えて、第１及び第２の回転圧縮要素を構成する第１及び第２のシリンダと、各シリンダの開口面を閉塞して回転軸の軸受けを兼用する第１及び第２の支持部材と、各シリンダ間に位置する中間仕切板の外形を密閉容器の内面に近接する形状としたので、密閉容器内における冷媒ガスが存在し得る空間を効果的に縮小し、冷媒とオイルの封入量を著しく減らすことができるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施の形態を詳述する。図１は本発明の多段圧縮式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３２、３４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の縦断面図を示している。
【００１３】
図１において、実施例のロータリコンプレッサ１０はプロパン（Ｒ２９０）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１２Ａ、及びこの密閉容器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とで形成されるケースとしての密閉容器１２と、この密閉容器１２の容器本体１２Ａの内部空間の上側に配置収納された電動要素１４と、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及び第２の回転圧縮要素３４からなる回転圧縮機構部１８とにより構成されている。
【００１４】
尚、密閉容器１２は底部をオイル溜めとする（図１のハッチング部分）。また、前記容器本体１２Ａの側面には電動要素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。
【００１５】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内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の内側に若干の隙間を設けて挿入設置されたロータ２４とからなる。そして、このロータ２４には鉛直方向に延びる回転軸１６が固定されている。
【００１６】
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、ステータコイル２８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で形成されている。
【００１７】
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、第１の回転圧縮要素３２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シリンダ（第２のシリンダ）３８、下シリンダ（第１のシリンダ）４０と、上下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回転するように回転軸１６に設けられた偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画する図示しないベーンと、上シリンダ３８の上側の開口面及び下シリンダ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（第２の支持部材）５４及び下部支持部材（第１の支持部材）５６にて構成される。
【００１８】
上下シリンダ３８、４０には、図示しない吸込ポートにて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０が設けられている。また、上部支持部材５４には、上シリンダ３８内で圧縮された冷媒を図示しない吐出ポートから上部支持部材５４の凹陥部を壁としてのカバーによって閉塞することにより形成された吐出消音室６２が設けられている。即ち、吐出消音室６２は当該吐出消音室６２を画成する壁としての上部カバー６６にて閉塞される。
【００１９】
一方、下シリンダ４０内で圧縮された冷媒ガスは図示しない吐出ポートから下部支持部材５６の電動要素１４とは反対側（密閉容器１２の底部側）に形成された吐出消音室６４に吐出される。この吐出消音室６４は、中心に回転軸１６及び前述した回転軸１６の軸受けを兼用する下部支持部材５６が貫通するための孔を有すると共に、下部支持部材５６の電動要素１４とは反対側を覆うカップ６５にて構成されている。
【００２０】
この場合、上部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが起立形成されている。又、下部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが貫通形成されており、回転軸１６は上部支持部材５４の軸受け５４Ａと下部支持部材５６の軸受け５６Ａにて保持されいる。
【００２１】
そして、第１の回転圧縮要素３２の吐出消音室６４と密閉容器１２内とは連通路にて連通されており、この連通路は下部支持部材５６、上部支持部材５４、上部カバー６６、上下シリンダ３８、４０、中間仕切板３６を貫通する図示しない孔である。この場合、連通路の上端には中間吐出管１２１が立設されており、この中間吐出管１２１から密閉容器１２内に中間圧の冷媒が吐出される。
【００２２】
このように、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２内に吐出するので、密閉容器１２に高圧の冷媒を吐出する場合と比べて、密閉容器１２内に吐出される冷媒量が少なくなる。即ち、圧力が低いほど冷媒の密度が低くなるため、中間圧の冷媒を密閉容器１２内に吐出した方が、高圧の冷媒を密閉容器１２内に吐出するより、冷媒のガス密度が低くなり、密閉容器１２内に存在する冷媒量が少なくなる。
【００２３】
この様子を図５及び図６を参照して説明する。図５は冷媒の蒸発温度に対する本発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０の第１の回転圧縮要素３２の吸入圧（低圧）と、密閉容器１２内の中間圧（ケース内圧）と、第２の回転圧縮要素３４が吐出する高圧（吐出圧）を示し、図６は単気筒のロータリコンプレッサの場合に同様の高圧を密閉容器内に吐出した場合の蒸発温度に対する吸入圧と高圧（ケース内圧）を示している。両図からも明らかな如く、本発明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、密閉容器内の圧力は単気筒のロータリコンプレッサの場合に比較して著しく低くなる。このため、密閉容器１２内に封入する冷媒量を減らすことができるようになるものである。
【００２４】
更に、本発明では、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を大きく、例えば、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を６０％以上９０％以下に設定している。図５のＢは６０％の場合の中間圧を、Ａは９０％の場合の中間圧を示している。
【００２５】
従来多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比は５７％程度であったが、このような値とした場合、中間圧が高くなり、これによって密閉容器１２内に吐出される冷媒のガス密度も高くなるため、コンプレッサに封入する冷媒量も多くしなければならないが、実施例のように第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を６０％以上とすれば、密閉容器１２内の冷媒量が少なくなる。
【００２６】
また、第１の回転圧縮要素３２に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を９０％より大きくした場合には、図５からも明らかな如く第１の回転圧縮要素に吸入される冷媒の圧力（吸入圧）と密閉容器１２内の中間圧が殆ど同じ圧力になるため、第１の回転圧縮要素３２で充分に圧縮されなくなり、または、第１の回転圧縮要素３２のベーンの付勢力が不足してベーン飛びが生じる。また、密閉容器１２内底部に設けられたオイル溜めからのオイルの差圧給油が充分に行えなくなるなど、ロータリコンプレッサの挙動が不安定になるという問題が生じる。
【００２７】
従って、第１の回転圧縮要素３２に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積の比を実施例の如く６０％以上９０％以下とすることで、第２の回転圧縮要素３４のベーン飛び等の不安定な運転挙動を回避しながら、１段目の差圧（第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力（吸入圧）と第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力（中間圧））を小さくして、密閉容器１２内に吐出される冷媒ガスの密度を低くすることができるようになる。
【００２８】
即ち、密閉容器１２内に吐出されるガス密度が低くなることにより、密閉容器１２内にある冷媒ガスの量をより一層減らすことができるようになるので、密閉容器１２内に封入する冷媒ガスの量を削減することができるようになる。
【００２９】
また、上部カバー６６は第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と図示しない吐出ポートにて連通する吐出消音室６２を画成し、この上部カバー６６の上側には、上部カバー６６と所定間隔を存して、電動要素１４が設けられている。この上部カバー６６は前記上部支持部材５４の軸受け５４Ａが貫通する孔が形成された略ドーナッツ状の円形鋼板から構成されている。
【００３０】
そして、この場合冷媒として、本実施例では可燃性冷媒であるプロパン（Ｒ２９０）を使用している。尚、本発明に適応可能な他の可燃性冷媒としてはイソブタン（Ｒ６００ａ）やＡＳＨＲＡＥ Ｓｔｄ ３４ Ｓａｆｅｔｙ ｇｒｏｕｐに基づき、高燃焼性（Ｌｅｖｅｌ３）と区分されている冷媒であるメタン（Ｒ５０）、エタン（Ｒ１７０）、プロパン（Ｒ２９０）、ブタン（Ｒ６００）、プロピレン（Ｒ１２７０）等があげられる。
【００３１】
また、密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、シリンダ３８、４０の吸込通路５８、６０、シリンダ３８の吸込通路５８とは反対側、ロータ２４の下側（電動要素１４の直下）に対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ１４１と１４２は上下に隣接すると共に、スリーブ１４３はスリーブ１４１の略対角線上にある。また、スリーブ１４４はスリーブ１４１の上方に位置する。
【００３２】
そして、スリーブ１４１内には上シリンダ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９２の一端は上シリンダ３８の吸込通路５８と連通する。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の外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。
【００３３】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ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の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０と連通する。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒導入管９６の一端は吐出消音室６２と連通する。
【００３４】
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１６と一体に設けられた上下偏心部４２、４４に嵌合されて上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００３５】
これにより、冷媒導入管９４及び下シリンダ４０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下シリンダ４０の低圧室側に吸入された低圧（第１の回転回転圧縮要素３２の吸入圧：３８０ＫＰａ）の冷媒は、ローラ４８と図示しないベーンの動作により圧縮されて中間圧となり下シリンダ４０の高圧室側より図示しない吐出ポート、吐出消音室６４から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（第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力：第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積比を６０％とした場合は７１０ＫＰａ、第１の回転圧縮要素３２の排除容積に対する第２の回転圧縮要素３４の排除容積比を９０％とした場合は４５０ＫＰａ）となる。
【００３６】
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及び上シリンダ３８に形成された吸込通路５８を経由して図示しない吸込ポートから上シリンダ３８の低圧室側に吸入される。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６と図示しないベーンの動作により２段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり（第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力（高圧）：１８９０ＫＰａ）、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経て外部に吐出される。
【００３７】
このように、可燃性冷媒のプロパンを用いて、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒を密閉容器１２内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素３４で圧縮するようにしたので、密閉容器１２内の冷媒のガス密度を低くすることができるようになる。
【００３８】
これにより、密閉容器１２内に吐出できる冷媒量が少なくなるため、密閉容器１２内に封入する冷媒量を削減することができるようになる。
【００３９】
ここで、図２に示す例では、冷媒吐出管９６を上部支持部材５４内に形成して、第１の回転圧縮要素３２で圧縮され、吐出消音室６４内に吐出された冷媒を上シリンダ３８に形成した通路２２０Ｂから密閉容器１２内に吐出する構成となっている。尚、図２において図１と同一の符号が付されているものは同一若しくは同様の作用を奏するものとする。
【００４０】
この場合、吐出消音室６４と密閉容器１２内とは下部支持部材５６、上下シリンダ３８、４０、中間仕切板３６を貫通する孔である連通路２２０にて連通されている。この連通路２２０は、吐出消音室６４上面の下部支持部材５６から軸心方向に起立形成された通路２２０Ａと、シリンダ３８の側面から回転軸１６の形成されている中心部に向かって回転軸１６とは垂直に形成された通路２２０Ｂとにより構成されており、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒ガスは連通路２２０の通路２２０Ａを経て通路２２０Ｂから密閉容器１２内に吐出される。
【００４１】
このように、シリンダ３８の側面から密閉容器１２内に中間圧の冷媒ガスを吐出する構成とした場合にも同様に密閉容器１２内に吐出する冷媒量が少なくなるため、ロータリコンプレッサ１０の密閉容器１２内に封入する冷媒量を削減することができるようになる。
【００４２】
次に、図３を参照して本発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０の他の実施形態について詳述する。図３はこの場合の内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコンプレッサ１０の縦断側面図を示している。尚、図３において、図１及び図２と同一の符号が付されているものは同一若しくは同様の作用を奏するものとする。
【００４３】
図３において、１５６はシリンダ１４０の下側の開口面を閉塞すると共に、回転軸１６の軸受けを兼用する下部支持部材であり、１６４は下部支持部材１５６の電動要素１４とは反対側（密閉容器１２の底面側）に設けられ、カップ１６５にて覆われることにより形成された吐出消音室である。カップ１６５は中心に回転軸１６及び前述した回転軸１６の軸受けを兼用する下部支持部材１５６が貫通するための孔を有している。
【００４４】
そして、密閉容器１２の内容積に対するこの密閉容器１２内で冷媒が存在し得る空間の容積の比を６０％以下となるように、シリンダ１３８、１４０、中間仕切板１３６及び上部支持部材１５４の外形を密閉容器１２の内面に近接するような形状としている。即ち、シリンダ１３８、１４０、中間仕切板１３６、上部支持部材１５４の外周面は密閉容器１２の容器本体１２Ａの内壁と若干の隙間を確保しながら、容器本体１２Ａの内面に近接して設けている。更に、下部支持部材１５６も密閉容器１２の内面に近接するように形成している。これに伴い、下部支持部材１５６を覆うカップ１６５の形状も大きくして、カップ１６５と密閉容器１２内底部との間に存する隙間（空間Ａ）を狭くしている。
【００４５】
この場合、図４に示すように従来における下部支持部材３５６の外周面と密閉容器１２内面との間やカップ３６５と密閉容器１２内底部との間に存する隙間には多くの隙間（空間Ｂ）があり、この空間Ｂの分だけ密閉容器１２内に封入される冷媒の量は多くなっていた。
【００４６】
しかしながら、本発明における構造とすることで、密閉容器１２内の冷媒ガスが存在し得る空間が狭くなり、密閉容器１２内に封入する冷媒量も減らすことができるようになる。
【００４７】
更に、密閉容器１２内底部の空間を縮小して空間Ａとすることにより、オイル溜めに貯留するオイルの量が少なくても十分に油面を確保することができるようになるので、オイル不足等の不都合も回避することができるようになる。
【００４８】
このように前記発明に加えて、シリンダ１３８、１４０、中間仕切板１３６、上部支持部材１５４の外周面は密閉容器１２の容器本体１２Ａの内面に近接する形状として、密閉容器１２の内容積に対する密閉容器１２内で冷媒が存在し得る空間Ａの容積の比を６０％以下としたので、密閉容器１２内に封入する冷媒量を更に削減することができるようになる。
【００４９】
また、密閉容器１２内底部のオイル溜めが小さくなった分、密閉容器１２内に封入するオイル量を少なくしても油面を確保することができるようになる。
【００５０】
尚、実施例では回転軸１６を縦置型とした多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０について説明したが、この発明は回転軸を横置型とした多段圧縮式ロータリコンプレッサにも適応できることは云うまでもない。
【００５１】
更に、多段圧縮式ロータリコンプレッサを第１及び第２の回転圧縮要素を備えた２段圧縮式ロータリコンプレッサで説明したが、これに限らず回転圧縮要素を３段、４段或いはそれ以上の回転圧縮要素を備えた多段圧縮式ロータリコンプレッサに適応しても差し支えない。
【００５２】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、冷媒として可燃性冷媒を用いると共に、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を密閉容器内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を第２の回転圧縮要素で圧縮するようにしたので、密閉容器内の圧力は中間圧となり、それによって、密閉容器内に吐出される冷媒のガス密度が低くなる。
【００５３】
これにより、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの量が少なくなるので、ロータリコンプレッサに封入する冷媒ガスの量を削減することができるようになる。
【００５４】
請求項２の発明では上記発明に加えて、第１の回転圧縮要素の排除容積に対する第２の回転圧縮要素の排除容積の比を大きく設定したので、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの圧力が低くなる。
【００５５】
これにより、密閉容器内の冷媒のガス密度を低くすることができ、ロータリコンプレッサに封入する冷媒ガスの量をより一層削減することができるようになる。
【００５６】
そして、請求項３の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮容積に対する第２の回転圧縮容積の比を、６０％以上としたので、第１の回転圧縮要素で圧縮される中間圧を抑えて、密閉容器内の冷媒ガスの密度を低く抑えることができるようになる。
【００５７】
更に、請求項４の発明では上記各発明に加えて、第１の回転圧縮容積に対する第２の回転圧縮容積の比を、６０％以上９０％以下としたので、第１の回転圧縮要素の不安定な運転挙動を回避しながら、密閉容器内に吐出される冷媒ガスの圧力を低く抑えることができるようになる。
【００５８】
請求項５の発明では請求項１の発明に加えて、密閉容器の内容積に対する当該密閉容器内で冷媒が存在し得る空間の容積の比を、６０％以下としたので、密閉容器内の冷媒ガスが存在し得る空間が狭くなる。
【００５９】
これにより、請求項１の発明に加えて、ロータリコンプレッサ内に封入する冷媒量を更に削減することができるようになる。
【００６０】
請求項６の発明では請求項５の発明に加えて、第１及び第２の回転圧縮要素を構成する第１及び第２のシリンダと、各シリンダの開口面を閉塞して回転軸の軸受けを兼用する第１及び第２の支持部材と、各シリンダ間に位置する中間仕切板の外形を密閉容器の内面に近接する形状としたので、密閉容器内の冷媒ガスが存在し得る空間を効果的に縮小し、冷媒とオイルの封入量を著しく減らすことができるようになる。
【００６１】
また、密閉容器内底部の空間を縮小することにより、オイル溜めに貯留するオイルの量が少なくても十分に油面を確保することができるようになるので、オイル不足等の不都合も回避することができるようになる。
【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】本発明の他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３】本発明の他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４】従来の多段圧縮式ロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図５】本発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサにおける蒸発温度に対する吸入圧と中間圧と高圧の関係を示す図である。
【図６】単気筒のロータリコンプレッサにおける蒸発温度に対する吸入圧と高圧の関係を示す図である。
【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
１６ 回転軸
１８ 回転圧縮機構部
２２ ステータ
２４ ロータ
２６ 積層体
２８ ステータコイル
３０ 積層体
３２ 第１の回転圧縮要素
３４ 第２の回転圧縮要素
３８、４０ シリンダ
５４ 上部支持部材
５６ 下部支持部材
６２、６４ 吐出消音室
６５ カップ
６６ 上部カバー
Claims (6)
- 密閉容器内に電動要素と、該電動要素の回転軸にて駆動される第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を前記第２の回転圧縮要素で圧縮する多段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、
前記冷媒として可燃性冷媒を用いると共に、前記第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を前記密閉容器内に吐出し、この吐出された中間圧の冷媒を前記第２の回転圧縮要素で圧縮することを特徴とする多段圧縮式ロータリコンプレッサ。 - 前記第１の回転圧縮要素の排除容積に対する前記第２の回転圧縮要素の排除容積の比を大きく設定したことを特徴とする請求項１の多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
- 前記第１の回転圧縮要素の排除容積に対する前記第２の回転圧縮要素の排除容積の比を、６０％以上としたことを特徴とする請求項１又は請求項２の多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
- 前記第１の回転圧縮要素の排除容積に対する前記第２の回転圧縮要素の排除容積の比を、６０％以上９０％以下としたことを特徴とする請求項１又は請求項２の多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
- 前記密閉容器の内容積に対する当該密閉容器内で前記冷媒が存在し得る空間の容積の比を、６０％以下としたことを特徴とする請求項１の多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
- 前記第１及び第２の回転圧縮要素を構成する第１及び第２のシリンダと、各シリンダの開口面を閉塞して前記回転軸の軸受けを兼用する第１及び第２の支持部材と、各シリンダ間に位置する中間仕切板の外形を前記密閉容器の内面に近接する形状としたことを特徴とする請求項５の多段圧縮式ロータリコンプレッサ。
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