JP2005113878A

JP2005113878A - ロータリーコンプレッサ

Info

Publication number: JP2005113878A
Application number: JP2003352566A
Authority: JP
Inventors: Takayasu Saito; 隆泰斎藤; Takashi Sato; 孝佐藤; Toshiyuki Ebara; 俊行江原; Hiroyuki Matsumori; 裕之松森; Masaru Matsuura; 大松浦
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-10-10
Filing date: 2003-10-10
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【目的】密閉容器の大きさを変えることなく吐出消音室の容積を拡大して吐出ガスの脈動で発生する騒音を低減させるロータリーコンプレッサを提供する。
【構成】密閉容器１２内に設けた駆動要素１４と、この駆動要素１４により駆動される回転圧縮要素とを備える。回転圧縮要素を構成するためのシリンダと、このシリンダの開口面を閉塞する支持部材５４と、この支持部材５４内に形成され、シリンダ内部と連通する吐出消音室６２と、支持部材５４に取り付けられ、吐出消音室６２のシリンダとは反対側の開口部を閉塞するカバー６６とを備える。カバー６６に、シリンダ内から吐出消音室６２内に吐出された冷媒を密閉容器１２外に吐出するための吐出通路６６Ａを形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮要素を備えて成るロータリーコンプレッサに関するものである。

従来よりこの種ロータリーコンプレッサ、特に、内部中間圧型多段圧縮式のロータリーコンプレッサは、圧縮機構部を構成する第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段目の圧縮が行われて高温高圧のガスとなり、高圧室側より吐出ポート、上部支持部材に形成され吐出ガスの脈動を低減させて騒音を小さくする吐出消音室を経て冷媒吐出用の配管から外部に吐出される（特許文献１参照）。

一方、第１及び第２の回転圧縮要素の構成は、上部支持部材、第２の回転圧縮要素、中間仕切板、第１の回転圧縮要素、下部支持部材を順番に配置し、上部に上カバー、下部に下カバーを設け、上カバー及び下カバーと共に複数本の締付ボルト・・・によって一体的に固定されている。即ち、第１及び第２の回転圧縮要素は、上部支持部材の上カバー側から周囲を複数本の締付ボルト・・・によって固定している。これらの締付ボルト・・は回転軸の周囲に所定の間隔で固定されている。

ここで、上部支持部材を図６に示している。７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄはボルト孔で回転軸１６を中心にして周囲に所定の間隔を存して設けられている。これらはボルト孔７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄの順に半時計方向廻りに設けられている。上部支持部材１５４には凹陥形成された凹陥部１５４Ａが設けられており、この凹陥部１５４Ａを図示しない上カバーで閉塞することにより吐出ガスの脈動で発生する騒音を低減させる吐出消音室を形成している。

該凹陥部１５４Ａは、各ボルト孔７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄを避けて上部支持部材１５４の外径近傍まで凹陥させた四つ葉のクローバ状に凹陥形成されており、ボルト孔７８Ｃ、７８Ｄ間には、図示しない冷媒吐出用の配管及びカラーを嵌合するための嵌合孔１６０が設けられている。この嵌合孔１６０は冷媒吐出用の配管を所定の強度で保持固定するため周囲端から凹陥部１５４Ａまで所定の距離が設けられていた。このため、凹陥部１５４Ａの容積はその分縮小されていた。尚、７０はシリンダ３８の吐出ポートで図示しない板バネにて構成された吐出弁で開閉自在に閉塞される。

特開平２−２９４５８７号公報

しかしながら、上部支持部材１５４に冷媒吐出用の配管（カラー）を挿入するための嵌合孔１６０を設けていたため、嵌合のための寸法を上部支持部材１５４に確保するために凹陥部１５４Ａを拡大することができず、どうしても吐出消音室の容積を大きくできなかった。このため、吐出ガスの脈動で発生する騒音を効果的に低減させられないという問題があった。

即ち、本発明のロータリーコンプレッサは、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮要素を備えて成るものであって、回転圧縮要素を構成するためのシリンダと、このシリンダの開口面を閉塞する支持部材と、この支持部材内に形成され、シリンダ内部と連通する吐出消音室と、支持部材に取り付けられ、吐出消音室のシリンダとは反対側の開口部を閉塞するカバーとを備え、このカバーに、シリンダ内から吐出消音室内に吐出された冷媒を密閉容器外に吐出するための吐出通路を形成したことを特徴とする。

また、請求項２の発明のロータリーコンプレッサは、上記に加えて、カバー内に吐出消音室と連通するカバー側吐出消音空間を形成したことを特徴とする。

また、請求項３の発明のロータリーコンプレッサは、請求項２に加えて、カバー側吐出消音空間と仕切られた状態で、吐出通路を吐出消音室に連通させたことを特徴とする。

以上詳述した如く本発明によれば、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素により駆動される回転圧縮要素を備えて成るものであって、回転圧縮要素を構成するためのシリンダと、このシリンダの開口面を閉塞する支持部材と、この支持部材内に形成され、シリンダ内部と連通する吐出消音室と、支持部材に取り付けられ、吐出消音室のシリンダとは反対側の開口部を閉塞するカバーとを備え、このカバーに、シリンダ内から吐出消音室内に吐出された冷媒を密閉容器外に吐出するための吐出通路を形成したので、支持部材内に形成した吐出消音室の容積を拡大しても、冷媒吐出用の配管を取り付けるための取り付け寸法を確保できる。これにより、吐出ガスの脈動で発生する騒音を効果的に低減させることができるようになるものである。

また、請求項２の発明によれば、上記に加えて、カバー内に吐出消音室と連通するカバー側吐出消音空間を形成したので、吐出消音室の容積を更に拡大することができる。これにより、吐出ガスの脈動で発生する騒音の一層の低減を図ることが可能となる。

また、請求項３の発明によれば、請求項２に加えて、カバー側吐出消音空間と仕切られた状態で、吐出通路を吐出消音室に連通させたので、シリンダから吐出通路までの距離を延長することができる。これにより、吐出ガスの脈動をより一層低減させ、吐出ガスの消音効果を著しく増大させることができるようになるものである。

本発明は、ロータリーコンプレッサの密閉容器の大きさを変えることなく吐出消音室の容積を拡大して吐出ガスの脈動で発生する騒音を低減させることを特徴とする。吐出消音室の消音効果を増大させるという目的を、シリンダ内から吐出消音室内に吐出された冷媒を密閉容器外に吐出するための吐出通路をカバーに形成することにより実現した。

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ー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）圧縮式ロータリーコンプレッサ１０の縦断側面図である。尚、各図において図６と同一符号で示すものは同一とする。

この図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ₂）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ーコンプレッサで、この多段圧縮式ロータリーコンプレッサ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駆動要素１４及びこの駆動要素１４の下側に配置され、駆動要素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。

密閉容器１２は底部をオイル溜めとし、駆動要素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。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には駆動要素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。

駆動要素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。

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、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。

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側のシリンダ３８、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、図示しないスプリング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と高圧室側に区画する上下のベーン（図示せず）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。

上部支持部材５４及び下部支持部材５６には、図示しないが吸込ポート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５８、６０と、一部を凹陥させた後述する凹陥部５４Ａ（下部支持部材５６側は図示せず）を形成し、この凹陥部５４Ａ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。該上部支持部材５４は円筒状の密閉容器１２内周に沿った形状に形成されると共に、駆動要素１４側に供給された潤滑油としてのオイルを下流させるため一部が切り欠かれ、上部支持部材５４上下の密閉容器１２内を連通している。

ここで、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を構成するには、上部支持部材５４、第２の回転圧縮要素３４、中間仕切板３６、第１の回転圧縮要素３２、下部支持部材５６を順番に配置し、上カバー６６および下カバー６８と共に複数本の締付ボルト・・・７８によって一体的に固定されている。即ち、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４は、上部支持部材５４の上カバー６６側から周囲を複数本の締付ボルト７８・・・によって固定している。これらの締付ボルト７８・・は回転軸１６の周囲４に所定の間隔で固定されている。

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を貫通する図示しない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（図示せず）が立設され、この中間吐出管から第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。

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、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）等既存のオイルが使用される。

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５８、６０及び上カバー６６の側面に対応する位置に、スリーブ１４１、１４２及び１４３がそれぞれ溶接固定されると共に、上カバー６６の上側に対応する位置（この場合、駆動要素１４の下端に略対応する位置）にスリーブ（図示せず）がそれぞれ溶接固定されている。

そして、スリーブ１４１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（実際にはカラー）が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端はシリンダ３８の吸込通路６０と連通する。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の上側を通過して駆動要素１４の下端に略対応する位置に設けられた前記図示しないスリーブに至り、他端はこのスリーブ内に挿入接続されて密閉容器１２内に連通する。

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（実際にはカラー）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５８と連通する。

前記上カバー６６には、スリーブ１４３に対応する位置にて開口し、吐出消音室６２内に連通する吐出通路６６Ａが形成されている。この上カバー６６は、スリーブ１４３から挿入される冷媒吐出管９６に連通するカラーＣを嵌合挿入して接続可能な肉厚にて構成されており、吐出通路６６Ａは上カバー６６の肉厚内に孔が彫り込まれることにより形成されている。即ち、上カバー６６にはスリーブ１４３側から回転軸１６方向に延在し、そこで下方に折れ曲がって吐出消音室６２まで延在する吐出通路６６Ａが形成されている。

そして、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の一端はカラーＣを介して上カバー６６に形成された吐出通路６６Ａ内を通って吐出消音室６２内に連通する。即ち、カラーＣは従来の如く上部支持部材５４内を通らずに上カバー６６に形成した吐出通路６６Ａ内を通って吐出消音室６２に開口することにより、冷媒吐出管９６内と吐出消音室６２内とを連通している。そして、シリンダ３８内から吐出消音室６２内に吐出された冷媒は吐出通路６６Ａ内からスリーブ１４３内を通り冷媒吐出管９６内を通って密閉容器１２外に吐出される。

一方、上部支持部材５４の外周近傍には前記締付ボルト７８を挿入するための複数のボルト孔７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄが回転軸１６を中心にして周囲に所定の間隔を存して設けられると共に、これらはボルト孔７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄの順に半時計方向廻りに設けられている（図２）。上部支持部材５４に形成した凹陥部５４Ａは各ボルト孔７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄを避けて上部支持部材５４の外径近傍まで凹陥させた四つ葉のクローバ状に凹陥形成されており、この凹陥部５４Ａは、従来冷媒吐出管９６のカラーが嵌合されるボルト孔７８Ｃ、７８Ｄ間も凹陥形成されている。これによって、吐出消音室６２内の容積を拡大している。尚、７０はシリンダ３８の吐出ポートで図示しない板バネにて構成された吐出弁で開閉自在に閉塞される。

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駆動要素１４のステータコイル２８に通電されると、駆動要素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。

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５８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。

そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、スリーブ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からシリンダ３８の低圧室側に吸入される。シリンダ３８の低圧室側に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６と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、高圧室側から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内に流入する。

そして、吐出消音室６２内に流入した高温・高圧の吐出ガスは、そこで脈動が緩和された後、上カバー６６内に形成された吐出通路６６Ａ内を通ってカラーＣから冷媒吐出管９６を経由し、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、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。

このように、吐出消音室６２のシリンダ３８とは反対側の上部支持部材５４に形成した凹陥部５４Ａの開口を閉塞する上カバー６６に、シリンダ３８内から吐出消音室６２内に吐出された冷媒を密閉容器１２外に吐出するための吐出通路６６Ａを形成しているので、上部支持部材５４のボルト孔７８Ｃ、７８Ｄ間に凹陥部５４Ａを形成して吐出消音室６２の容積を拡大しても、冷媒吐出用の冷媒吐出管９６のカラーＣを上カバー６６に挿入接続することができる。これにより、密閉容器１２を大きくしなくても、吐出ガスの脈動で発生する騒音を低減させることができる。

次に、図３は本発明の他の実施形態のロータリーコンプレッサ１０の縦断側面図を示している。尚、前述の実施の形態と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。前述の実施の形態で説明したようなロータリーコンプレッサ１０において、上カバー６６内に吐出消音室６２と連通する上カバー側吐出消音空間７２を形成している。

このような肉厚の上カバー６６にスリーブ１４３の接続箇所以外を駆動要素１４側に彫り込んで凹陥させて吐出消音空間７２を形成すると共に、吐出消音空間７２と吐出消音室６２とを連通させている。これにより、吐出消音室６２を更に拡大させ、冷媒ガスは図中破線矢印のように流れる。即ち、上カバー６６内に吐出消音室６２と連通する上カバー側吐出消音空間７２を形成しているので、吐出消音室６２の容積を更に拡大させることができる。これにより、密閉容器１２を大きくしなくても、吐出ガスの脈動で発生する騒音の低減化を図ることが可能となるので、脈動で発生する騒音を更に低減させることができる。

次に、図４は本発明のもう一つの他の実施形態のロータリーコンプレッサ１０の縦断側面図を示している。尚、前述の実施の形態と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。図３の実施形態で説明したようなロータリーコンプレッサ１０において、この場合は吐出通路６６Ａが上カバー側吐出消音空間７２とは仕切板６６Ｂにより仕切られた状態で吐出消音室６２と連通されている。

このように、上カバー側吐出消音空間７２と仕切られた状態で、吐出通路６６Ａを吐出消音室６２に連通させることで、冷媒ガスは図中破線矢印のように流れ、図３の作用に加えてシリンダ３８の吐出ポートから吐出通路６６Ａまでの距離を延長することができる。これにより、吐出ガスの脈動をより一層低減させ、吐出ガスの消音効果を著しく増大させることができるようになる。

次に、図５は本発明の更に他の実施形態のロータリーコンプレッサ１０を構成する上部支持部材５４の平面図を示している。尚、前述の実施の形態と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。前述の実施の形態で説明したようなロータリーコンプレッサ１０において、上部支持部材５４の外径を略円形に形成すると共に、上部支持部材５４周囲は円筒状の密閉容器１２の略内周に接触する円形状に形成されている。

上部支持部材５４には凹陥部５４Ａが形成されており、この凹陥部５４Ａは前述同様各ボルト孔７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄを避けて四つ葉のクローバ状に凹陥形成されている。該凹陥部５４Ａは、従来冷媒吐出管９６のカラーが嵌合されるボルト孔７８Ｃ、７８Ｄ間も凹陥形成されている。即ち、上部支持部材５４の外径を円筒状の密閉容器１２の略内周に接触する円形状に形成すると共に、凹陥部５４Ａを各ボルト孔７８Ａ、７８Ｂ、７８Ｃ、７８Ｄを避けて上部支持部材５４の外径近傍まで凹陥させた四つ葉のクローバ状に形成している。これによって、吐出消音室６２内の容積を更に拡大することができるので、前述同様の効果を得ることが可能となる。尚、７０はシリンダ３８の吐出ポートで図示しない板バネにて構成された吐出弁で開閉自在に閉塞される。また、上部支持部材５４には上部支持部材５４の強度や吐出消音室６２の機能を逸脱しない範囲で駆動要素１４側に供給された潤滑油としてのオイルを下流させるための図示しない連通路が形成されている。

尚、上記各実施例では内部中間圧型多段圧縮式のロータリーコンプレッサ１０に本発明を適用したが、それに限らず、単シリンダのロータリーコンプレッサにおいても本発明は有効である。

本発明のロータリー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）圧縮式ロータリーコンプレッサの縦断側面図である（実施例１）。同図１のロータリーコンプレッサを構成する上部支持部材の平面図である。本発明の他の実施形態のロータリーコンプレッサの縦断側面図である（実施例２）。本発明のもう一つの他の実施形態のロータリーコンプレッサの縦断側面図である（実施例３）。本発明の他の一実施形態のロータリーコンプレッサを構成する上部支持部材の平面図である（実施例４）。従来の第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）圧縮式ロータリーコンプレッサを構成する上部支持部材の平面図である。

符号の説明

１０ロータリーコンプレッサ
１２密閉容器
１２Ａ容器本体
１４駆動要素
１６回転軸
１８回転圧縮機構部
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
４０シリンダ
５４上部支持部材
５４Ａ凹陥部
５６下部支持部材
６２吐出消音室
６４吐出消音室
６６上カバー
６６Ａ吐出通路
６８下カバー
７２吐出消音空間
７８締付ボルト
７８Ａボルト孔
７８Ｂボルト孔
７８Ｃボルト孔
７８Ｄボルト孔
９６冷媒吐出管
１４３スリーブ
Ｃカラー

Claims

密閉容器内に駆動要素と、該駆動要素により駆動される回転圧縮要素を備えて成るロータリー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と、
該シリンダの開口面を閉塞する支持部材と、
該支持部材内に形成され、前記シリンダ内部と連通する吐出消音室と、
前記支持部材に取り付けられ、前記吐出消音室の前記シリンダとは反対側の開口部を閉塞するカバーとを備え、
該カバーに、前記シリンダ内から前記吐出消音室内に吐出された冷媒を前記密閉容器外に吐出するための吐出通路を形成したことを特徴とするロータリーコンプレッサ。
前記カバー内に前記吐出消音室と連通するカバー側吐出消音空間を形成したことを特徴とする請求項１のロータリーコンプレッサ。
前記カバー側吐出消音空間と仕切られた状態で、前記吐出通路を前記吐出消音室に連通させたことを特徴とする請求項２のロータリーコンプレッサ。