JP2004251150A - Multistage compression type rotary compressor - Google Patents
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- F05C2251/04—Thermal properties
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に駆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を第2の回転圧縮要素に吸い込ん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】
従来のこの種多段圧縮式ロータリコンプレッサ、例えば縦型の内部中間圧型多段(2段)圧縮式ロータリコンプレッサでは、密閉容器の内部空間の上側に駆動要素としての電動要素が設けられ、この電動要素の下側に電動要素の回転軸にて駆動される第1及び第2の回転圧縮要素から成る回転圧縮機構部が設けられている。また、第2の回転圧縮要素は第1の回転圧縮要素の上側に設けられており、第1の回転圧縮要素と第2の回転圧縮要素との間には中間仕切板が挟持されている。
【0003】
即ち、第1の回転圧縮要素と第2の回転圧縮要素は、中間仕切板と、この中間仕切板の上下に配置された上シリンダ、下シリンダと、この上下シリンダ内を、180度の位相差を有して回転軸に設けられた上下偏心部により偏心回転される上下ローラと、この上下ローラに当接して上下シリンダ内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、上シリンダの上側の開口面及び下シリンダの下側の開口面を閉塞して回転軸の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材及び下部支持部材にて構成されている。
【0004】
そして、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冷媒ガスは第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冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て外部の放熱器などに流入する構成とされている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特許第2507047号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、係るロータリコンプレッサに二酸化炭素のような熱伝導性が良く、圧縮時の温度上昇が著しい冷媒を使用した場合、圧縮室であるシリンダが吐出消音室に吐出された冷媒や密閉容器内の中間圧の冷媒の熱などにより加熱され易く、その結果、コンプレッサの圧縮効率や信頼性が低下するという問題が生じていた。
【0007】
本発明は、係る技術的課題を解決するために成されたものであり、シリンダの断熱性を向上させて多段圧縮式ロータリコンプレッサの圧縮効率及び信頼性の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の発明の多段圧縮式ロータリコンプレッサでは、第1及び第2の回転圧縮要素をそれぞれ構成するための第1及び第2のシリンダと、これらシリンダ間に介在して各回転圧縮要素を仕切る中間仕切板と、第1及び第2のシリンダの開口面をそれぞれ閉塞し、駆動要素の回転軸の軸受けを有する第1及び第2の支持部材とを備え、第1のシリンダ、及び/又は、第2のシリンダと中間仕切板、及び/又は、支持部材との間に、断熱性を有するプレートを介設したので、シリンダ及びシリンダ内に吸い込まれる冷媒が加熱され難くなる。
【0009】
請求項2の発明では上記発明に加えて、第2の支持部材とプレートとの間に隙間を形成したので、プレートがより一層加熱され難くなり、第2のシリンダの断熱性が向上する。
【0010】
請求項3の発明の多段圧縮式ロータリコンプレッサでは、第1及び第2の回転圧縮要素をそれぞれ構成するための第1及び第2のシリンダと、これらシリンダ間に介在して各回転圧縮要素を仕切る中間仕切板と、第1及び第2のシリンダの開口面をそれぞれ閉塞し、駆動要素の回転軸の軸受けを有する第1及び第2の支持部材とを備え、少なくとも第2のシリンダと第2の支持部材を異なる金属素材にて構成したので、第2のシリンダと第2の支持部材との間の熱伝導を抑制できる。
【0011】
請求項4の発明では上記各発明に加えて、冷媒として二酸化炭素を用いるので、より一層の効果が期待できる。
【0012】
【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)圧縮式のロータリコンプレッサ10の縦断面図、図2は図1のロータリコンプレッサ10の回転圧縮機構部18の拡大図、図3はロータリコンプレッサ10の平断面図を示している。
【0013】
各図において、10は例えば電気自動車(HEVやPEV)などの車両のエンジンルームに搭載される内部中間圧型多段(2段)圧縮式のロータリコンプレッサで、二酸化炭素(CO2)を冷媒として使用している。このコンプレッサ10は円筒状の密閉容器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駆動要素としての電動要素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。
【0014】
実施例の密閉容器12はアルミニウム材により形成され、電動要素14と回転圧縮機構部18を収納する容器本体12A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とで構成されている。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。尚、21はこのターミナル20に接続される外部配線である。また、容器本体12Aの上端は外側に拡張されていると共に、他の部分より肉厚に形成されており、この拡張部13Aの内壁にエンドキャップ12Bの下端が挿入され、拡張部13Aの内壁にエンドキャップ12Bを挿入した状態で外側からアーク溶接して固定することで密閉容器12が形成されている。
【0015】
また、前記ターミナル20は当該ターミナル20を保護するためのカバーとしての金属製(アルミニウムなど)ターミナルカバー100により全周を覆われている。このターミナルカバー100の周辺部には複数のボルト孔が形成されている。また、このターミナルカバー100のボルト孔に対応するエンドキャップ12Bにはボルト溝が形成されており、ターミナルカバー100のボルト孔とエンドキャップ12Bのボルト溝が一致するように配置して、ターミナルカバー100の上側からボルト溝にボルト102をねじ込んで固定することにより、ターミナルカバー100はエンドキャップ12B上端中央部に取り付けられている。
【0016】
電動要素14は所謂磁極集中巻き式のDCモータであり、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回転軸16に固定されている。ステータ22は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層して構成され、密閉容器12の内面に焼嵌めされた積層体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28を有している。また、ロータ24はステータ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を挿入して形成されている。
【0017】
また、回転軸16の下端部には給油手段としてのオイルポンプ99が形成されている。このオイルポンプ99により、密閉容器12内の底部に構成されたオイル溜めから潤滑用のオイルが吸い上げられて、回転軸16内の軸中心に鉛直方向に形成された図示しないオイル孔を経て、このオイル孔に連通する横方向の給油孔82、84(上下偏心部42、44にも形成されている)から上下偏心部42、44や第1及び第2の回転圧縮要素32、34の摺動部等にオイルが供給される。これにより、第1及び第2の回転圧縮要素32、34の摩耗の防止やシールが行われる。
【0018】
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が挟持されている。この中間仕切板36は上シリンダ38と下シリンダ40との間に介在して第1及び第2の回転圧縮要素32、34を仕切っている。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、この上下シリンダ38、40内を、180度の位相差を有して回転軸16に設けられた前記上下偏心部42、44により偏心回転される上下ローラ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にて構成されている。
【0019】
上部支持部材54および下部支持部材56には、吸込ポート161(下側の吸込ポートは図示せず)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60(上側の吸込通路は図示せず)と、一部を凹陥させ、この凹陥部を上部カバー66、下部カバー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。
【0020】
この上部カバー66はアルミニウム材により構成され、外周面は密閉容器12内壁に当接するように形成されている。また、上部カバー66の外周面は図示する如く縦方向(回転軸の軸方向。実施例では上方向。)に拡張されており、この拡張された外周面と密閉容器12とをタック溶接することで、密閉容器12に取り付けられている。そして、上部カバー66は上部支持部材54の凹陥部の上面開口を閉塞することで、この上部支持部材54内に、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した吐出消音室62を画成すると共に、この上部カバー66の上側に、当該上部カバー66と所定間隔を存して電動要素14が設けられる。
【0021】
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アルミ板から構成されており、周辺部が4本の主ボルト78・・・により、上から上部支持部材54に固定されている。この主ボルト78・・・は上部支持部材54を貫通し、それらの先端は下部支持部材56に螺合して、上部カバー66、上部支持部材54、上シリンダ38、中間仕切板36、下シリンダ40及び下部支持部材56を一体化する。尚、下部カバー68は下部支持部材56にボルト固定されている。
【0022】
ここで、図2に示すように前記上シリンダ38の上下面、即ち、上シリンダ38と上部支持部材54との間、及び、上シリンダ38と中間仕切板36との間に、断熱性を有する断熱プレート140及び141を介設している。こられ断熱プレート140、141は熱伝導率の低い断熱性の金属、例えばステンレスの板材を圧延して0.3mmから0.5mmの板状に成型したものである。そして、断熱プレート140、141の中心部には回転軸16が挿通するための孔が形成されており、全体として略ドーナッツ形状を呈している。
【0023】
また、断熱プレート141には後述する連通孔133が形成されており、この連通孔133の上端にあたるシリンダ38に形成された連通孔134に接続されている。一方、断熱プレート140には図示しない連通孔(縦孔)が形成されており、連通孔の下端は上シリンダ38に設けられた図示しない吐出ポートと連通している。この連通孔の上端は上部支持部材に形成された吐出消音室62と連通している。
【0024】
係る断熱プレート140の存在により、上シリンダ38の上側に設けられた上部支持部材54に形成された吐出消音室62に吐出された高温高圧の冷媒ガスの熱及び密閉容器12内に吐出された中間圧の冷媒ガスの熱が上シリンダ38に伝達され難くなる。これにより、上シリンダ38が吐出消音室62に吐出された高圧高温の冷媒ガス及び密閉容器12内に吐出された中間圧の冷媒ガスにより加熱される不都合を防ぐことができるようになる。
【0025】
また、断熱プレート140と上部支持部材54とは間に僅かな隙間を形成している。これにより、上部支持部材54の熱が断熱プレート140に伝わり難くなり、上シリンダ38がより一層加熱され難くなるので、第2の回転圧縮要素34の圧縮効率の向上を図ることができるようになる。
【0026】
また、断熱プレート141の存在により、第1の回転圧縮要素32からの熱が上シリンダ38に伝達され難くなる。これにより、上シリンダ38が第1の回転圧縮要素32にて圧縮された冷媒ガス等により加熱される不都合を回避することができるようになる。
【0027】
これらにより、吐出消音室62に吐出された高温高圧の冷媒及び第1の回転圧縮要素32からの熱により、上シリンダ38が加熱されて、上シリンダ38に吸い込まれる冷媒を加熱してしまう不都合を抑制、若しくは回避することができるので、第2の回転圧縮要素34における圧縮効率の改善を図ることができるようになる。これにより、コンプレッサ10の信頼性が向上する。
【0028】
特に、本実施例の如く二酸化炭素(CO2)のように熱伝導性が良く、圧縮時の温度上昇が著しい冷媒を使用した場合には、上シリンダ38は密閉容器12内や、第1の回転圧縮要素32で圧縮された冷媒、更には第2の回転圧縮要素34で圧縮され吐出消音室62に吐出された冷媒などにより非常に加熱され易く、第1の回転圧縮要素32で圧縮された冷媒を一旦密閉容器12の外部に形成された冷媒導入部92を通過させることで冷媒を冷却して、その後、第2の回転圧縮要素34の上シリンダ38に吸い込ませたとしても、上シリンダ38が加熱されているため、吸い込まれる冷媒が上シリンダ38により加熱されてしまう。このため、冷媒を密閉容器12の外部を通過させて冷却するという効果が減少、若しくは得ることができない。
【0029】
しかしながら、断熱プレート140、141を設けることで、上シリンダ38が加熱されないので、冷却された冷媒自体も加熱作用を受けずに上シリンダ38で圧縮されるため、第2の回転圧縮要素34における圧縮効率が著しく向上する。
【0030】
一方、前記中間仕切板36は、略ドーナッツ形状を呈しており、この中間仕切板36には給油孔131が形成されている。この給油孔131は中間仕切板36上面(上シリンダ38側の面)に、内周面から外側に所定範囲で半径方向に向かって形成された溝を前記断熱プレート141で覆うことにより形成されている。
【0031】
また、断熱プレート141には、給油孔131の密閉容器12側の端部に対応する位置に前述した連通孔(縦孔)133が穿設されている。そして、上シリンダ38には断熱プレート141の連通孔133と吸込ポート161(第2の回転圧縮要素34の吸込側)とを連通するインジェクション用の連通孔134が穿設されている。ここで、中間仕切板36の給油孔131の回転軸16側の開口は、回転軸16に形成された給油孔82、84を介して図示しないオイル孔に連通している。
【0032】
この場合、後述する如く密閉容器12内は中間圧となるため、2段目で高圧となる上シリンダ38内にはオイルの供給が困難となるが、中間仕切板36を係る構成としたことにより、密閉容器12内底部のオイル溜めから汲み上げられて図示しないオイル孔を上昇し、給油孔82、84から出たオイルは、中間仕切板36の給油孔131に入り、連通孔133、134を経て上シリンダ38の吸込側(吸込ポート161)に供給されるようになる。
【0033】
そして、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)が使用され、潤滑油としてのオイルは、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)など既存のオイルが使用される。
【0034】
密閉容器12の容器本体12Aには、上部支持部材54の図示されない吸込通路と電動要素14の直下側との間、及び、下部支持部材56の吸込通路60と吐出消音室62とに対応する位置に、前述した冷媒導入部92、及び、冷媒導入部94と冷媒吐出部96がそれぞれ形成されている。
【0035】
冷媒導入部92は密閉容器12の容器本体12Aに一体成形された肉厚部13Bと、この肉厚部13Bの外面に取り付けられてこの肉厚部13Bとの間に、密閉容器12内に吐出された冷媒を第2の回転圧縮要素34に吸い込ませるための冷媒導入通路92Aを構成する蓋部材112(リリーフ手段)により構成されている。即ち、容器本体12Aに形成された肉厚部13Bと蓋部材112の対向する面に断面半円弧状の溝がそれぞれ形成されており、これらの溝が相対向することで肉厚部13Bと蓋部材112との間に図3に示すような通路としての冷媒導入通路92Aが構成されている。
【0036】
また、容器本体12Aの肉厚部13Bには密閉容器12内と前記冷媒導入通路92Aとを連通するための連通管93Aと、第2の回転圧縮要素34の図示しない吸込通路と冷媒導入通路92Aとを連通する連通管93Bが取り付けられている。そして、肉厚部13Bと蓋部材112間(冷媒導入通路92Aの周辺全体)にはパッキン(シール材)114が介設されており、蓋部材112は肉厚部13Bに係るパッキン114を介してボルト120・・・により固定されている。
【0037】
この蓋部材112は前記容器本体12Aと同様にアルミニウム材にて構成されている。そして、常には肉厚部13Bと蓋部材112は密着して冷媒導入通路92Aを外部から封止しているが、この蓋部材112自体の弾性やボルト120・・・の径(締め付け強度)を設定することにより、密閉容器12内の冷媒の圧力が所定値に上昇した場合、冷媒導入通路92Aに流入する冷媒の係る圧力により、蓋部材112が外側に離れるように蓋部材112自体若しくはボルト120・・・が変形し、肉厚部13Bと蓋部材112の間に隙間が形成されるように構成されている。この隙間により冷媒導入通路92Aの内外は連通され、当該通路内の中間圧の冷媒が密閉容器12外に逃げることになる。
【0038】
このような構成としたことにより、密閉容器12内の中間圧の冷媒の圧力が異常に上昇してしまった場合に、蓋部材112と肉厚部13Bとの間に隙間が形成され、冷媒導入通路92Aから密閉容器12内の冷媒ガスを外部に逃がすことができるようになるので、コンプレッサ10の耐久性が向上し、信頼性の向上を図ることができるようになる。
【0039】
一方、密閉容器12の容器本体12Aの下面には、支持脚150が取り付けられている。この支持脚150は、厚いアルミ板により形成されており、容器本体12A下面から外方に向けて突出して形成されている。そして、この支持脚150の下面には後述する支持装置200の弾性マウンティング204が取り付けられている。
【0040】
そして、ロータリコンプレッサ10の密閉容器12周囲には当該ロータリコンプレッサ10を支持するための前述した支持装置200が構成されている。この支持装置200は、密閉容器12の外側に所定間隔を存して設けられ、密閉容器12を囲繞する防音壁202と、密閉容器12の容器本体12Aの下面の支持脚150に取り付けられた前述した弾性マウンティング204と、防音壁202の上面に形成された孔206内に設けられた上部弾性支持部材207にて構成されている。
【0041】
防音壁202は、電動要素14の運転中に発生する騒音が外部に漏れる不都合を回避するために設けられており、密閉容器12の外側を覆うような略円筒状を呈して車両のエンジンルーム内に固定されている。防音壁202の上端には略円形の孔206が形成されており、この内側に上部弾性支持部材207が取り付けられている。
【0042】
また、容器本体12A下面の支持脚150に取り付けられた弾性マウンティング204は、密閉容器12の下部を支持するために形成されたものであり、硬質ゴムなどの弾性材から構成され、図示しないボルトにて支持脚150に取り付けられている。また、弾性マウンティング204の下面は防音壁202に固定されている。
【0043】
他方、防音壁202の孔206内に取り付けられた上部弾性支持部材207は、硬質ゴムなどの弾性材にて構成されており、全周に渡って波打つように湾曲した湾曲部208を有している。そして、この湾曲部208により、ターミナルカバー100から伝達される振動を吸収して、防音壁202に当該振動が伝わらないような構成とされている。上部弾性支持部材207の中心部には前記ターミナルカバー100を挿通するための挿通孔209が形成されている。この挿通孔209にターミナルカバー100が挿通され、全周において当該上部弾性支持部材207に固定される。これにより、ターミナルカバー100は上部弾性支持部材207を介して防音壁202の孔206の内周面に取り付けられる。即ち、ターミナルカバー100は上部弾性支持部材207を介して防音壁202に支持されている。
【0044】
このように、ロータリコンプレッサ10の密閉容器12の下部に設けられた弾性マウンティング204によりロータリコンプレッサ10の下部を支持すると共に、上部弾性支持部材207により密閉容器12の上端を支持することにより、縦型のロータリコンプレッサ10において上部が不安定になる不都合を解消することができるようになる。更に、これらを弾性部材にて構成することで防音壁202にロータリコンプレッサ10から発生する振動を伝達し難くすることができるようになる。
【0045】
以上の構成で次に本発明のロータリコンプレッサ10の動作を説明する。配線21及びターミナル20を介してロータリコンプレッサ10の電動要素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と一体に設けた上下偏心部42、44に嵌合された上下ローラ46、48が上下シリンダ38、40内を偏心回転する。
【0046】
これにより、冷媒導入部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ガスは、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。
【0047】
そして、密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスは冷媒導入部92の連通管93Aに流入する。この場合、連通管93A内に流入した中間圧の冷媒ガスの圧力が設定値より低い場合には、この連通管93Aから冷媒導入通路92A及び連通管93Bを経て上部支持部材54に形成された図示しない吸込通路を経由し、吸込ポート161から第2の回転圧縮要素34の上シリンダ38の低圧室側に吸入される。このとき、密閉容器12内に吐出された冷媒ガスを密閉容器12の外部に設けられた冷媒導入管92を通過させることで、この冷媒ガスを冷却することができる。そして、上シリンダ38の低圧室側に吸入された冷媒はローラ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圧高温の冷媒ガスとなり、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を経て冷媒吐出部96より外部に吐出される。
【0048】
一方、第1の回転圧縮要素32で圧縮され、密閉容器12内に吐出された中間圧の冷媒ガスの圧力が前述した設定値まで上昇した場合、冷媒導入部92の連通管93Aから冷媒導入通路92Aに流入した冷媒の係る圧力により前述の如く(蓋部材112が外側に押されて変形、或いは、ボルト120・・の締め付け力に抗して蓋部材112が外側に移動)肉厚部13Bと蓋部材112との間に隙間が形成される。そして、この隙間から密閉容器12内の冷媒ガスの一部が外部に逃げる。
【0049】
これにより、前述した如く異常上昇した密閉容器12内の冷媒ガスを外部に逃がして係る圧力の異常上昇による損傷の発生を回避できるようになる。また、係る流出により密閉容器12内の圧力が設定値より低く規制されるので、冷媒導入通路92A及び連通管93Bを経て第2の回転圧縮要素34に吸い込まれ、第2の回転圧縮要素34で圧縮される冷媒の圧力が上がりすぎてしまう不都合を回避することができるようになる。
【0050】
尚、係るリリーフ機能によって密閉容器12内の圧力が設定値未満に低下すると、肉厚部13Bと蓋部材112の間に形成された隙間は閉塞される。
【0051】
このように、第2の回転圧縮要素34の上シリンダ38の上下面を断熱性を有する断熱プレート140、141にて閉塞しているので、上シリンダ38が加熱される不都合を防ぐことができるようになる。
【0052】
これにより、吐出消音室62に吐出された高温高圧の冷媒及び第1の回転圧縮要素32からの熱により、上シリンダ38が加熱されて、上シリンダ38に吸い込まれる冷媒を加熱してしまう不都合を抑制、若しくは回避することができるので、第2の回転圧縮要素34における圧縮効率の改善を図ることができるようになる。
【0053】
尚、本実施例では、断熱プレートをシリンダ38の上下面に設けるものとしたが、これに限らず、上シリンダ38と中間仕切板36との間のみ、又は、上シリンダ38と上部支持部材54との間のみに断熱プレートを設けても構わない。
【0054】
また、上記に加えて下シリンダ40と中間仕切板36との間に断熱プレートを設けた場合には、上シリンダ38に下シリンダ40からの熱がより一層伝わりにくくなる。また、下シリンダと下部支持部材56との間に断熱プレートを設けた場合には、下シリンダ40が下部支持部材56に形成された吐出消音室64や密閉容器12内の中間圧の冷媒によって加熱され難くなるため、第1の回転圧縮要素32における圧縮効率の改善を図ることができる。
【0055】
また、本実施例では上シリンダに熱を伝え難くするために断熱プレート140、141を設けるものとしたが、断熱プレートを設けずに、上シリンダ38と上部支持部材54とを異なる素材の金属、例えば、一方をバネ鋼材で形成して、他方をステンレス材にて構成しても良い。この場合、上シリンダ38と上部支持部材54が同じ鉄系の金属であっても材質の異なる金属で形成されるため、上シリンダ38と上部支持部材54との間の熱伝導が少なくなり、上部支持部材54からの熱が上シリンダ38に伝わり難くなる。
【0056】
更に、本実施例では縦型の内部中間圧型の多段(2段)圧縮式ロータリコンプレッサを使用したが、それに限らず、横型のロータリコンプレッサや回転圧縮要素を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。
【0057】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項1の発明によれば第1及び第2の回転圧縮要素をそれぞれ構成するための第1及び第2のシリンダと、これらシリンダ間に介在して各回転圧縮要素を仕切る中間仕切板と、第1及び第2のシリンダの開口面をそれぞれ閉塞し、駆動要素の回転軸の軸受けを有する第1及び第2の支持部材とを備え、第1のシリンダ、及び/又は、第2のシリンダと中間仕切板、及び/又は、支持部材との間に、断熱性を有するプレートを介設したので、第1のシリンダと中間仕切板との間に断熱性を有するプレートを介設した場合には、第1のシリンダで圧縮された中間圧の冷媒ガスの熱により第2のシリンダが加熱される不都合を防ぐことができるようになる。
【0058】
また、第2のシリンダと中間仕切板との間に断熱性を有するプレートを介設した場合も同様に、第1の回転圧縮要素や第1の回転圧縮要素の第1のシリンダで圧縮された中間圧の冷媒ガスの熱により第2のシリンダが加熱される不都合を防ぐことができるようになる。
【0059】
更に、第2のシリンダと第2の支持部材との間に断熱性を有するプレートを介設した場合には、第2のシリンダが第2の支持部材内に形成された吐出消音室に吐出された冷媒や密閉容器内の冷媒によって加熱される不都合を防ぐことができるようになる。
【0060】
これらにより、第2のシリンダが加熱され難くなるので、第2のシリンダ内に吸い込まれる中間圧の冷媒ガスが加熱されずに圧縮することができるので、第2の回転圧縮要素における圧縮効率の向上を図ることができるようになる。
【0061】
一方、第1のシリンダと第1の支持部材との間に断熱性を有するプレートを介設した場合には、第1のシリンダが第1の支持部材内に形成された吐出消音室に吐出された冷媒や密閉容器内の冷媒によって加熱される不都合を防ぐことができるようになる。
【0062】
これにより、第1のシリンダが加熱され難くなるので、第1のシリンダ内に吸い込まれる低圧の冷媒が加熱されずに圧縮することができ、第1の回転圧縮要素における圧縮効率の向上を図ることができるようになる。
【0063】
総じて、コンプレッサの性能及び信頼性の向上を図ることができるようになる。
【0064】
請求項2の発明によれば上記発明に加えて、第2の支持部材とプレートとの間に隙間を形成したので、第2の支持部材の熱がプレートに伝わり難くなる。
【0065】
これにより、第2のシリンダがより一層加熱され難くなるので、第2の回転圧縮要素の圧縮効率の向上を図ることができるようになる。
【0066】
請求項3の発明によれば、第1及び第2の回転圧縮要素をそれぞれ構成するための第1及び第2のシリンダと、これらシリンダ間に介在して各回転圧縮要素を仕切る中間仕切板と、第1及び第2のシリンダの開口面をそれぞれ閉塞し、駆動要素の回転軸の軸受けを有する第1及び第2の支持部材とを備え、少なくとも第2のシリンダと第2の支持部材を異なる金属素材にて構成したので、第2のシリンダと第2の支持部材との間の熱伝導を抑制できる。
【0067】
これにより、第2のシリンダが第2の支持部材内に形成された吐出消音室に吐出された冷媒や密閉容器内の冷媒によって加熱され難くなり、第2のシリンダ内に吸い込まれる中間圧の冷媒ガスが加熱されずに圧縮することができるので、第2の回転圧縮要素における圧縮効率の向上を図ることができるようになる。
【0068】
そして、請求項4に示す如く、冷媒として二酸化炭素を用いた場合には、上記各発明における効果がより一層期待できると共に、環境問題にも寄与できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の多段圧縮式コンプレッサの縦断面図である。
【図2】図1のコンプレッサの回転圧縮機構部の拡大図である。
【図3】図1のコンプレッサの平断面図である。
【符号の説明】
10 コンプレッサ
12 密閉容器
12A 容器本体
12B エンドキャップ
13A 拡張部
13B 肉厚部
32 第1の回転圧縮要素
34 第2の回転圧縮要素
36 中間仕切板
38 上シリンダ
40 下シリンダ
54 上部支持部材
56 下部支持部材
66 上部カバー
68 下部カバー
92 冷媒導入部
92A 冷媒導入通路
93A、93B 連通管
94 冷媒導入部
96 冷媒吐出部
131 給油溝
133 連通孔
134 連通孔
140、141 断熱プレート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention includes first and second rotary compression elements driven by drive elements in a closed container, and sucks and compresses the refrigerant compressed by the first rotary compression element into the second rotary compression element. The present invention relates to a multi-stage compression type rotary compressor.
[0002]
[Prior art]
In a conventional multi-stage compression type rotary compressor of this type, for example, a vertical type internal intermediate pressure type multi-stage (two-stage) compression type rotary compressor, an electric element as a driving element is provided above the internal space of the closed vessel. On the lower side, there is provided a rotary compression mechanism section including first and second rotary compression elements driven by the rotary shaft of the electric element. Further, the second rotary compression element is provided above the first rotary compression element, and an intermediate partition plate is sandwiched between the first rotary compression element and the second rotary compression element.
[0003]
That is, the first rotary compression element and the second rotary compression element include an intermediate partition plate, an upper cylinder and a lower cylinder disposed above and below the intermediate partition plate, and a phase difference of 180 degrees between the upper and lower cylinders. An upper and lower roller that is eccentrically rotated by an upper and lower eccentric part provided on the rotating shaft, a vane that abuts on the upper and lower rollers to partition the inside of the upper and lower cylinders into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, respectively, It comprises an upper support member and a lower support member as support members that also close the upper opening surface and the lower opening surface of the lower cylinder and also serve as bearings for the rotating shaft.
[0004]
Refrigerant gas is sucked into the low pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the first rotary compression element, is compressed by the operation of the rollers and the vanes and becomes an intermediate pressure, and is discharged from the high pressure chamber side of the cylinder through the discharge port and the discharge silence chamber. Discharged into a closed container. Then, the intermediate-pressure refrigerant gas in the closed container is sucked into the low-pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the second rotary compression element, and the second-stage compression is performed by the operation of the roller and the vane, so that the high-temperature high-pressure The refrigerant gas is configured to flow from the high-pressure chamber side to an external radiator through a discharge port and a discharge muffling chamber (for example, see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2507077 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when a refrigerant having good thermal conductivity such as carbon dioxide and a remarkable rise in temperature during compression is used for the rotary compressor, the cylinder which is a compression chamber is discharged to the discharge muffling chamber or the intermediate space in the closed container. Therefore, there is a problem that the compression efficiency and the reliability of the compressor are lowered as a result of being easily heated by the heat of the pressure refrigerant.
[0007]
The present invention has been made to solve such technical problems, and an object of the present invention is to improve the heat insulating properties of a cylinder to improve the compression efficiency and reliability of a multistage compression type rotary compressor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, in the multistage compression type rotary compressor according to the first aspect of the present invention, the first and second cylinders for forming the first and second rotary compression elements, respectively, and the rotary compression elements interposed between the cylinders. , And first and second support members that close the opening surfaces of the first and second cylinders and have bearings for the rotating shaft of the drive element, respectively, the first cylinder, and / or Alternatively, since a heat-insulating plate is provided between the second cylinder and the intermediate partition plate and / or the support member, the cylinder and the refrigerant sucked into the cylinder are less likely to be heated.
[0009]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-described invention, since a gap is formed between the second support member and the plate, the plate is more difficult to be heated, and the heat insulation of the second cylinder is improved.
[0010]
In the multistage compression type rotary compressor according to the third aspect of the present invention, the first and second cylinders for forming the first and second rotary compression elements, respectively, and the rotary compression elements are interposed between the cylinders to partition the rotary compression elements. An intermediate partition plate, and first and second support members that respectively close the opening surfaces of the first and second cylinders and have bearings for the rotation shaft of the driving element, and include at least a second cylinder and a second cylinder. Since the support member is made of a different metal material, heat conduction between the second cylinder and the second support member can be suppressed.
[0011]
According to the fourth aspect of the invention, carbon dioxide is used as a refrigerant in addition to each of the above-mentioned aspects, so that further effects can be expected.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal intermediate pressure type multi-stage (two-stage) compression type
[0013]
In each of the figures,
[0014]
The closed
[0015]
The
[0016]
The electric element 14 is a so-called magnetic pole concentrated winding type DC motor, and is inserted into the
[0017]
An
[0018]
An
[0019]
In the
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
Here, as shown in FIG. 2, the upper and lower surfaces of the
[0023]
A
[0024]
Due to the presence of the
[0025]
Further, a slight gap is formed between the
[0026]
Further, the heat from the first
[0027]
As a result, the
[0028]
In particular, when a refrigerant having good thermal conductivity such as carbon dioxide (CO 2 ) and a remarkable temperature rise during compression is used as in the present embodiment, the
[0029]
However, since the
[0030]
On the other hand, the
[0031]
The above-described communication hole (vertical hole) 133 is formed in the
[0032]
In this case, as will be described later, the inside of the sealed
[0033]
As the refrigerant, the above-mentioned carbon dioxide (CO 2 ), which is a natural refrigerant in consideration of flammability and toxicity, is used for the earth environment, is used. Existing oils such as alkylbenzene oil, ether oil, ester oil, and PAG (polyalkyl glycol) are used.
[0034]
In the container
[0035]
The
[0036]
In addition, a
[0037]
The
[0038]
With such a configuration, a gap is formed between the
[0039]
On the other hand, a
[0040]
The above-described
[0041]
The
[0042]
The elastic mounting 204 attached to the
[0043]
On the other hand, the upper elastic support member 207 mounted in the
[0044]
As described above, the lower portion of the
[0045]
Next, the operation of the
[0046]
As a result, the low-pressure refrigerant gas sucked into the low-pressure chamber side of the
[0047]
Then, the intermediate-pressure refrigerant gas in the
[0048]
On the other hand, when the pressure of the intermediate-pressure refrigerant gas compressed by the first
[0049]
As a result, the refrigerant gas in the
[0050]
When the pressure in the
[0051]
As described above, since the upper and lower surfaces of the
[0052]
Thus, the
[0053]
In this embodiment, the heat insulating plate is provided on the upper and lower surfaces of the
[0054]
In addition, in the case where a heat insulating plate is provided between the
[0055]
Further, in the present embodiment, the
[0056]
Further, in the present embodiment, a vertical internal intermediate pressure type multi-stage (two-stage) compression type rotary compressor is used. However, the present invention is not limited to this, and a horizontal rotary compressor or a rotary compression element may be rotated in three stages, four stages or more. It may be applied to a multi-stage compression type rotary compressor having a compression element.
[0057]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first aspect of the present invention, the first and second cylinders for constituting the first and second rotary compression elements, respectively, and the respective rotary compression elements interposed between the cylinders are provided. An intermediate partition plate for partitioning, and first and second support members each closing an opening surface of the first and second cylinders and having a bearing for a rotating shaft of a driving element, wherein the first cylinder and / or Since a heat-insulating plate is interposed between the second cylinder and the intermediate partition plate and / or the support member, a heat-insulating plate is provided between the first cylinder and the intermediate partition plate. In this case, the inconvenience of heating the second cylinder by the heat of the intermediate-pressure refrigerant gas compressed by the first cylinder can be prevented.
[0058]
Similarly, when a plate having heat insulating property is interposed between the second cylinder and the intermediate partition plate, the plate is compressed by the first rotary compression element or the first cylinder of the first rotary compression element. The disadvantage that the second cylinder is heated by the heat of the intermediate-pressure refrigerant gas can be prevented.
[0059]
Further, when a plate having heat insulating property is interposed between the second cylinder and the second support member, the second cylinder is discharged to a discharge muffling chamber formed in the second support member. The disadvantage of being heated by the cooled refrigerant or the refrigerant in the closed container can be prevented.
[0060]
As a result, the second cylinder is less likely to be heated, and the intermediate-pressure refrigerant gas sucked into the second cylinder can be compressed without being heated, thereby improving the compression efficiency of the second rotary compression element. Can be achieved.
[0061]
On the other hand, when a plate having heat insulation is interposed between the first cylinder and the first support member, the first cylinder is discharged to the discharge muffling chamber formed in the first support member. The disadvantage of being heated by the cooled refrigerant or the refrigerant in the closed container can be prevented.
[0062]
This makes it difficult for the first cylinder to be heated, so that the low-pressure refrigerant sucked into the first cylinder can be compressed without being heated, thereby improving the compression efficiency of the first rotary compression element. Will be able to
[0063]
In general, the performance and reliability of the compressor can be improved.
[0064]
According to the second aspect of the present invention, in addition to the above-mentioned invention, since a gap is formed between the second support member and the plate, the heat of the second support member is less likely to be transmitted to the plate.
[0065]
This makes it more difficult for the second cylinder to be heated, so that the compression efficiency of the second rotary compression element can be improved.
[0066]
According to the invention of claim 3, the first and second cylinders for constituting the first and second rotary compression elements, respectively, and the intermediate partition plate interposed between these cylinders to partition each rotary compression element. And a first and a second support member that respectively close the opening surfaces of the first and second cylinders and have bearings for the rotating shaft of the drive element, and that at least the second cylinder and the second support member are different from each other. Since it is made of a metal material, heat conduction between the second cylinder and the second support member can be suppressed.
[0067]
This makes it difficult for the second cylinder to be heated by the refrigerant discharged into the discharge muffling chamber formed in the second support member or the refrigerant in the closed container, and the intermediate-pressure refrigerant sucked into the second cylinder. Since the gas can be compressed without being heated, the compression efficiency of the second rotary compression element can be improved.
[0068]
As described in claim 4, when carbon dioxide is used as the refrigerant, the effects in the above inventions can be further expected, and the invention can contribute to environmental problems.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a multi-stage compression compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a rotary compression mechanism of the compressor of FIG.
FIG. 3 is a plan sectional view of the compressor of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記第1及び第2の回転圧縮要素をそれぞれ構成するための第1及び第2のシリンダと、
これらシリンダ間に介在して前記各回転圧縮要素を仕切る中間仕切板と、
前記第1及び第2のシリンダの開口面をそれぞれ閉塞し、前記駆動要素の回転軸の軸受けを有する第1及び第2の支持部材とを備え、
前記第1のシリンダ、及び/又は、前記第2のシリンダと前記中間仕切板、及び/又は、前記支持部材との間に、断熱性を有するプレートを介設したことを特徴とする多段圧縮式ロータリコンプレッサ。Multistage compression in which first and second rotary compression elements driven by a drive element are provided in a closed container, and refrigerant compressed by the first rotary compression element is sucked into the second rotary compression element and compressed. Type rotary compressor,
First and second cylinders for configuring the first and second rotary compression elements, respectively;
An intermediate partition plate interposed between these cylinders to partition the rotary compression elements,
First and second support members that respectively close the opening surfaces of the first and second cylinders and have bearings for the rotation shaft of the drive element,
A multi-stage compression type wherein a plate having heat insulation properties is interposed between the first cylinder and / or the second cylinder and the intermediate partition plate and / or the support member. Rotary compressor.
前記第1及び第2の回転圧縮要素をそれぞれ構成するための第1及び第2のシリンダと、
これらシリンダ間に介在して前記各回転圧縮要素を仕切る中間仕切板と、
前記第1及び第2のシリンダの開口面をそれぞれ閉塞し、前記駆動要素の回転軸の軸受けを有する第1及び第2の支持部材とを備え、
少なくとも前記第2のシリンダと第2の支持部材を異なる金属素材にて構成したことを特徴とする多段圧縮式ロータリコンプレッサ。Multistage compression in which first and second rotary compression elements driven by a drive element are provided in a closed container, and refrigerant compressed by the first rotary compression element is sucked into the second rotary compression element and compressed. Type rotary compressor,
First and second cylinders for configuring the first and second rotary compression elements, respectively;
An intermediate partition plate interposed between these cylinders to partition the rotary compression elements,
First and second support members that respectively close the opening surfaces of the first and second cylinders and have bearings for the rotation shaft of the drive element,
A multi-stage rotary compressor, wherein at least the second cylinder and the second support member are made of different metal materials.
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