JP2007077825A - 密閉型回転式圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、共鳴室ボリュームを有効に生かして体積効率の向上化を得られ、共鳴室において圧縮ガス脈動を抑制して消音器特性の向上化を得る密閉型回転式圧縮機と、この密閉型回転式圧縮機を用いた冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】第２の圧縮機構部２Ｂは、シリンダ８Ｂと、シリンダの両面に中間仕切り板７Ａと副軸受１３を設けて第２のシリンダ室１６Ｂを形成し、シリンダ室内に偏心ローラ１５ｂを収容して公転運動を行わせ、偏心ローラの周面にブレード１８ｂを弾性的に摺接してシリンダ室内を圧縮室Ｄｂと吸込み室Ｓｂとに分離し、中間仕切り板に偏心ローラの公転運動にともなって偏心ローラ端面によって開閉される開口部２３を有する共鳴室２２を設け、共鳴室の開口部は偏心ローラの偏心回転にともなう吸込み行程が完了したあとの圧縮室のみに開口する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、たとえば空気調和機である冷凍サイクル装置と、この冷凍サイクル装置を構成する密閉型回転式圧縮機に係り、特に密閉型回転式圧縮機における消音構造の改良に関する。

たとえば空気調和機である冷凍サイクル装置に用いられる密閉型回転式圧縮機は、シリンダ室内でローラを偏心回転させ、このローラの周面にブレードを弾性的に当接してシリンダ室内を吸込み室と圧縮室に二分する。上記吸込み室に吸込まれた低圧の冷媒ガスが、ローラの公転運動にともなって上記圧縮室で圧縮され、所定の圧力に上昇したところで吐出弁が吐出ポートを開放する。
したがって、ローラは連続して偏心回転しながら公転運動を行うが、吐出弁は吐出ポートを間欠的に開放して、高圧化した冷媒ガスをシリンダ室から吐出する。このような圧縮作用を継続すると、圧縮ガス脈動が発生して高周波騒音の放射に至り、静粛運転が妨げられる。そこで、従来から圧縮ガス脈動を低減する技術が多く提供されている。
たとえば、［特許文献１］には、シリンダもしくは軸受のいずれか一方、もしくは両方に空間を設け、この空間と圧縮室とを連通する導入口を、シリンダの吐出ポート部とブレードとの間で、吐出ポート部がある側面部とは反対側の側面部端に、吐出ポート部を通る厚み方向の線上に位置して、シリンダ内に開口させている。
特公平６−９７０３９号公報

上記［特許文献１］の技術によれば、圧縮機構部にヘルムホルツ型の消音器を備えることとなり、上記消音器の位置はブレードによって区分される圧縮室の吐出孔近傍に配置される。そして、偏心ローラの回転にともなう圧縮行程中において、常に圧縮室に対して開口している。
そのため、消音器のボリュームは、圧縮ボリュームに対してトップクリアランスとなり、体積効率の低下要因となってしまう。このような消音器を備えた圧縮機は、圧縮能力の低下およびＣＯＰの低下を招く。
さらに、消音器の共鳴周波数は、導入通路や、共鳴ボリュームなどの消音器を構成する主要部の寸法構造で決まるため、固定となっている。したがって、インバータ制御をなす密閉型回転式圧縮機においては、運転周波数等の運転状態を変化すると騒音特性も変化するので、充分に消音効果が発揮されない虞れがある。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、共鳴室を備えるとともに、シリンダ室での圧縮行程に対する共鳴室開口部の位置を選択することで、共鳴室に残留する高圧ガスが吸込み孔に逆流することを防止し、体積効率の低下を防止しながら共鳴室ボリュームを有効に生かし、共鳴室において圧縮ガス脈動を抑制して消音器特性の向上化を得られるようにした密閉型回転式圧縮機と、この密閉型回転式圧縮機を用いて冷凍サイクル回路を構成する冷凍サイクル装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するため本発明の密閉型回転式圧縮機は、密閉ケース内に電動機部および、この電動機部と回転軸を介して連結される圧縮機構部を収容し、上記圧縮機構部は、シリンダと、このシリンダの両面に設けられシリンダ内径部にシリンダ室を形成する第１の蓋部材および第２の蓋部材と、シリンダ室内に収容されシリンダ室内で公転運動を行うローラと、シリンダ室内を圧縮室と吸込み室とに分離するブレードを備え、上記第１の蓋部材および第２の蓋部材の少なくとも一方に開口部が設けられた共鳴室を備え、上記共鳴室の開口部はローラの公転運動にともなってローラ端面によって開閉されるとともに吸込み行程が完了したあとの圧縮室のみに開口する。

上記目的を達成するため本発明の冷凍サイクル装置は、上記密閉型回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを冷媒管を介して連通し冷凍サイクル回路を構成する。

本発明の密閉型回転式圧縮機によれば、体積効率の低下を防止しながら、共鳴室ボリュームを有効に生かし、圧縮ガス脈動を抑制して消音器特性の向上化を得られる効果を奏する。
そして、上記密閉型回転式圧縮機を用いて冷凍サイクル回路を構成する冷凍サイクル装置によれば、騒音の小さな冷凍サイクル装置を得られる効果を奏する。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、密閉型回転式圧縮機Ｒの断面構造と、この密閉型回転式圧縮機Ｒを備えた冷凍サイクル回路Ｓの構成を示す図である。
はじめに密閉型回転式圧縮機Ｒから説明すると、１は密閉ケースであって、この密閉ケース１内の下部には後述する第１の圧縮機構部２Ａおよび第２の圧縮機構部２Ｂが設けられ、上部には電動機部３が設けられる。これら電動機部３と第１、第２の圧縮機構部２は回転軸４を介して連結される。
上記電動機部３は、密閉ケース１の内面に固定されるステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して配置され、かつ上記回転軸４が介挿されるロータ６とから構成される。

図２は、第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂを拡大した縦断面図である。
上記第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂは、回転軸４の下部に、中間仕切り板７ａおよび補助中間仕切り板７ｂを介して上下に配設される第１のシリンダ８Ａと、第２のシリンダ８Ｂを備えている。
これら第１、第２のシリンダ８Ａ，８Ｂは、互いに外形形状寸法が相違し、内径寸法が同一となるように設定されている。上記第１のシリンダ８Ａの外径寸法は、上記密閉ケース１の内径寸法よりも僅かに大に形成される。組立て時には、第１のシリンダ８Ａが密閉ケース１内周面に圧入され、所定位置に仮固定されたうえに、密閉ケース１外部からの溶接加工によって位置決め固定される。
第１のシリンダ８Ａの上面部には主軸受９のフランジ部９ａが重ね合わされ、バルブカバーａとともに取付けボルト１０を介してシリンダ８Ａに取付け固定される。主軸受９は、上記フランジ部９ａの中心位置に設けられる軸受部９ｂで上記回転軸４の一部を枢支する。また、上記フランジ部９ａには、上記バルブカバーａで覆われる吐出ポート１１ａが設けられ、この吐出ポート１１ａは吐出弁１２ａによって開閉されるようになっている。

第２のシリンダ８Ｂの下面部には副軸受１３のフランジ部１３ａが重ね合わされ、バルブカバーｂとともに取付けボルト１４を介してシリンダ８Ｂに取付け固定される。副軸受１３は、上記フランジ部１３ａの中心位置に設けられる軸受部１３ｂで上記回転軸４の下端部を枢支する。また、上記フランジ部１３ａには、上記バルブカバーｂで覆われる吐出ポート１１ｂが設けられ、この吐出ポート１１ｂは吐出弁１２ｂによって開閉される。
一方、上記回転軸４は、上記主軸受９および副軸受１３の枢支部間が第１、第２の各シリンダ８Ａ，８Ｂの内径部を貫通していて、それぞれの貫通部に略１８０°の位相差をもつ２つの偏心部４ａ，４ｂを一体に備えている。各偏心部４ａ，４ｂは互いに同一直径をなすとともに、周面には同一直径の偏心ローラ１５ａ，１５ｂが嵌合される。
上記第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂの内径部における上下開口面は、上記主軸受９、中間仕切り板７ａ、補助中間仕切り板７ｂおよび副軸受１３で閉成され、第１のシリンダ室１６Ａと第２のシリンダ室１６Ｂが形成される。

したがって、上記第１のシリンダ８Ａに対して、主軸受９と中間仕切り板７ａが、第１の蓋部材Ｆ１もしくは第２の蓋部材Ｆ２を構成する。第２のシリンダ８Ｂに対して、中間仕切り板７ａおよび補助中間仕切り板７ｂと副軸受１３が、第１の蓋部材Ｆ１もしくは第２の蓋部材Ｆ２を構成する。
第１、第２のシリンダ室１６Ａ，１６Ｂは互いに同一直径および高さ寸法に形成され、各シリンダ室１６Ａ，１６Ｂに上記偏心ローラ１５ａ，１５ｂがそれぞれ偏心回転自在に収容される。各偏心ローラ１５ａ，１５ｂの高さ寸法は、各シリンダ室１６Ａ，１６Ｂの高さ寸法と同一に形成される。したがって、偏心ローラ１５ａ，１５ｂは互いに１８０°の位相差があるが、シリンダ室１６Ａ，１６Ｂで偏心回転することにより、シリンダ室１６Ａ，１６Ｂにおいて同一の排除容積に設定される。

各シリンダ８Ａ，８Ｂには、第１，第２のシリンダ室１６Ａ，１６Ｂと連通するブレード収納室１７ａ、１７ｂ（第２のシリンダ室１６Ｂ側のみ図示し、第１のシリンダ室１６Ａ側のブレード収納室１７ａは省略している。以下同じ）が設けられている。上記ブレード収納室１７ａ、１７ｂには、ブレード１８ａ、１８ｂがシリンダ室１６Ａ、１６Ｂに対して突没自在に収容される。さらに、ブレード１８ａ、１８ｂの背面側端部と密閉ケース１内周面との間には、ばね部材１９ａ、１９ｂが介設される。このばね部材１９ａ、１９ｂはブレード１８ａ、１８ｂに弾性力（背圧）を付与して、ブレード１８ａ、１８ｂの先端縁を偏心ローラ１５ａ、１５ｂに弾性的に接触させる圧縮ばねである。
第１、第２のシリンダ８Ａ，８Ｂには板厚の範囲内の直径で、外周面からシリンダ室１６Ａ、１６Ｂ（第１のシリンダ室１６Ａ側のみ図示し、第２のシリンダ室１６Ｂ側の吸込み孔は省略している。以下同じ）に開口する吸込み孔２０ａ、２０ｂが設けられる。
このようにして第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂが構成されていて、ここでは上記第２の圧縮機構部２Ｂに共鳴室２２が設けられる。
すなわち、第２のシリンダ８Ｂに対する第１の蓋部材Ｆ１である中間仕切り板７ａに共鳴室２２が設けられ、この共鳴室２２に連通する開口部２３が補助中間仕切り板７ｂに設けられる。上記共鳴室開口部２３は、補助中間仕切り板７ｂを貫通する小孔であり、上記共鳴室２２は補助中間仕切り板７ｂ側から設けられる凹陥部である。すなわち、上記共鳴室２２は第２のシリンダ室１６Ｂに対して、空間部からなるヘルムホルツ型の消音器を構成している。

図３は、上記第２の圧縮機構部２Ｂを平面視で模式的に表していて、吸込み孔２０ｂと吐出ポート１１ｂに対する共鳴室開口部２３の位置を説明するための図である。したがって、説明の都合上、一部は実線のままで表している。
第２のシリンダ室１６Ｂで偏心ローラ１５ｂが偏心回転しながら時計回り方向に公転して圧縮作用をなすことを前提とし、上記ブレード１８ｂおよびブレード収納室１７ｂの中心軸Ｌａが、第２のシリンダ室１６Ｂの中心点Ｏに対して１２時方向の線（以下、「基準線」と呼ぶ）上に沿って設けられるものとする。
第２のシリンダ室１６Ｂへ低圧の冷媒ガスを吸込み案内する吸込み孔２０ｂは、上記基準線Ｌａから時計回り方向へ所定角度を存した位置に設けられる。第２のシリンダ室１６Ｂから高圧化した冷媒ガスを吐出案内する吐出ポート１１ｂが、基準線Ｌａより反時計回り方向で、ブレード収納室１７ｂに隣接した部位に設けられる。上記吐出ポート１１ｂは、第２のシリンダ８Ｂでは半円状に設けられるが、副軸受１３では真円状に設けられている。

上記偏心ローラ１５ｂが第２のシリンダ室１６Ｂで偏心回転をなすと、偏心ローラ１５ｂの外周面一部は常に第２のシリンダ室１６Ｂの周面一部に転接した状態で、転接位置が周方向に沿って変り、いわゆる公転運動をなす。同図で示す二点鎖線の円Ｅａは、偏心ローラ１５ｂの内周面一部の回転軌跡を示している。図では偏心ローラ１５ｂの外周面一部が上記吸込み孔２０ｂの直径端縁ｃに転接した状態を示し、回転軸偏心部４ｂに嵌合する偏心ローラ１５ｂの内径の一点ｄを原点とし、偏心ローラ１５ｂの１偏心回転での回転軌跡である。
図３は、上記基準線Ｌａに沿う位置から時計回り方向へ角度θ１だけ偏心ローラ１５ｂが回転し、偏心ローラ１５ｂの外周面一部が吸込み孔２０ｂの直径端縁ｃに転接している状態を示している。
この状態は、圧縮室Ｄｂにおける圧縮行程が開始されるとともに、吸込み室Ｓｂにおける吸込み行程の開始の状態でもある。以上の前提条件のもと、図３においてハッチングで示す範囲ｆに、共鳴室２２の開口部２３を設ければよい。なお、共鳴室開口部２３の具体的な位置設定条件については、後述する圧縮行程中で説明する。

再び図１に示すように、密閉ケース１の上端部には、吐出管２５が接続される。この吐出管２５は、凝縮器２６と、膨張機構２７および蒸発器２８を介してアキュームレータ２９に接続される。上記アキュームレータ２９の底部から第１の吸込み管３０ａと第２の吸込み管３０ｂが延出され、上記密閉型回転式圧縮機Ｒに接続される。
密閉型回転式圧縮機Ｒにおいて、第１の吸込み管３０ａは密閉ケース１を貫通して第１のシリンダ８Ａ側部に設けられる吸込み孔２０ａに接続され、第１のシリンダ室１６Ａに連通する。第２の吸込み管３０ｂは密閉ケース１を貫通して第２のシリンダ８Ｂ側部に設けられる吸込み孔２０ｂに接続され、第２のシリンダ室１６Ｂに連通する。このようにして冷凍サイクル回路Ｓが構成される。
つぎに、上述の密閉型回転式圧縮機Ｒを備えた冷凍サイクル回路Ｓの作用について説明する。

電動機部３に運転開始信号が送られると回転軸４が回転駆動され、偏心ローラ１５ａ，１５ｂは第１、第２のシリンダ室１６Ａ，１６Ｂ内で偏心回転しながら公転運動を行う。第１、第２のシリンダ室１６Ａ，１６Ｂで同時に同作用が行われるので、ここでは第２のシリンダ室１６Ｂにおける作用についてのみ説明し、第２のシリンダ室１６Ａにおける作用は説明を省略する。
図３に示すように、第２のシリンダ室１６Ｂにおいて、ブレード１８ｂがばね部材１９ｂによって常に弾性的に押圧付勢されるところから、ブレード１８ｂの先端縁が偏心ローラ１５ｂの周壁に摺接してシリンダ室１６Ｂ内を二室に区分する。ブレード１８ｂによって区分される一方室は上記吸込み孔２０ｂが連通しているので吸込み室Ｓｂと呼び、他方室には吐出ポート１１ｂが連通するので圧縮室Ｄｂと呼ぶ。

図３の状態から偏心ローラ１５ｂが偏心回転して、偏心ローラ１５ｂの第２のシリンダ室１６Ｂ周面に対する転接位置が移動することのより、吸込み室２０ｂの容積が拡大し、冷媒ガスはアキュームレータ２９から第２の吸込み管３０ｂを介して吸込み室２０ｂに吸込まれると同時にブレード１８ｂによって区分された圧縮室Ｄｂの容積が減少する。すなわち、吸込み室２０ｂで吸込み行程が開始されるとともに、圧縮室Ｄｂのガスが圧縮される圧縮行程が徐々に行われる。圧縮室Ｄｂの容量が減少し、冷媒ガスが圧縮され所定圧まで上昇したところで、吐出弁１２ｂは吐出ポート１１ｂを開放する。圧縮室Ｄｂで圧縮され高圧化した冷媒ガスはバルブカバーｂを介して密閉ケース１内に吐出され充満する。

このような圧縮行程は第２のシリンダ室１６Ｂばかりでなく第１のシリンダ室１６Ａにおいても同時に行われる。これら第１のシリンダ室１６Ａおよび第２のシリンダ室１６Ｂから密閉ケース１内へ吐出された高圧の冷媒ガスは、密閉ケース１上部に接続される吐出管２５から冷凍サイクル回路Ｓへ吐出される。
高圧ガスは密閉型回転式圧縮機Ｒから凝縮器２６に導かれて凝縮液化し、膨張機構２７で断熱膨張し、蒸発器２８で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷凍（冷房）作用をなす。蒸発したあとの冷媒はアキュームレータ２９に導かれて気液分離され、再び各吸込み管３０ａ，３０ｂから密閉型回転式圧縮機Ｒの第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂに吸込まれて上述したように圧縮され、上記経路を循環する。

密閉型回転式圧縮機Ｒでの圧縮運転にともなって第２の圧縮機構部２Ｂでは圧縮ガス脈動に起因する騒音を抑制する消音作用が行われる。以下、第２のシリンダ室１６Ｂに設けられる共鳴室２２の消音作用について詳細に説明する。
図４（Ａ）に示すように、偏心ローラ１５ｂの第２のシリンダ室１６Ｂに対する転接位置が、基準線Ｌａから時計回り方向に所定角度θ１回転した位置は、図３でも説明したように先の吸込み行程でシリンダ室１６Ｂに吸込まれた冷媒ガスを圧縮する行程が開始される直前であって、これ以降、吸込み室が圧縮室に変る。なお、第２のシリンダ室１６Ｂに開口する共鳴室２２の開口部２３は偏心ローラ１５ｂの端面によって閉成されている。

図４（Ｂ）に示すように、偏心ローラ１５ｂの第２のシリンダ室１６Ｂに対する転接位置が、基準線Ｌａから時計回り方向に所定角度θ２だけ移動すると、偏心ローラ１５ｂ端面では共鳴室開口部２３が徐々に開放される。その一方で、ブレード１８ｂによって区画される吸込み室Ｓｂの空間容量が増え始め、吸込み孔２０ｂを介して低圧の冷媒ガスを吸込み室Ｓｂに案内する吸込み行程が開始されるとともに、圧縮室Ｄｂでは圧縮行程が開始される。
図４（Ｃ）に示すように、偏心ローラ１５ｂの第２のシリンダ室１６Ｂに対する転接位置が、上記基準線Ｌａから時計回り方向に所定角度θ３だけ移動する間に、ブレード１８ｂによって区画される吸込み室Ｓｂの空間容量が漸次増大して吸込み行程が進行するとともに、圧縮室Ｄｂの容量が漸次低減して圧縮行程が進行する。そして、偏心ローラ１５ｂの転接位置が所定角度θ２から所定角度θ３に移動する間に圧縮室Ｄｂの圧力が所定値以上になり、上記吐出弁１２ｂは吐出ポート１１ｂを開放する。

同時に、偏心ローラ１５ｂの端面が共鳴室開口部２３から離間して、開口部２３が完全開放される。共鳴室２２はヘルムホルツ型の消音器となって、第２のシリンダ室１６Ｂにおける圧縮ガス脈動に起因する騒音を抑制し消音効果を得られる。
図４（Ｄ）に示すように、偏心ローラ１５ｂの第２のシリンダ室１６Ｂに対する転接位置が、基準線Ｌａから時計回り方向に所定角度θ４だけ移動すると、圧縮室Ｄｂの容積がほぼゼロとなって圧縮行程が終了するとともに、吸込み室Ｓｂ側の空間容量が最大限に増大し吸込み行程が完了直前の状態となる。共鳴室２２の開口部２３は偏心ローラ１５ｂの端面で閉成され、共鳴室２２での消音作用は終了する。

偏心ローラ１５ｂは継続して偏心回転し、再び図４（Ａ）の状態に戻る。この間に偏心ローラ１５ｂ周面によって吸込み孔２０ｂが完全に閉成され、吸込み行程が完了する。さらに、偏心ローラ１５ｂの端面は継続して共鳴室開口部２３を閉成する。これ以降、先に説明した作用を繰り返す。
このようにして第２の圧縮機構部２Ｂでは、偏心ローラ１５ｂの第２のシリンダ室１６Ｂに対する転接位置が所定角度θ１に到達したとき吸込み行程が完了し、そのあと共鳴室開口部２３が徐々に開放される。吐出弁１２ｂが開放される以前の所定角度θ２では共鳴室開口部２３は完全に開放されて第２のシリンダ室１６Ｂと連通する。好ましくは、θ１を２５°以上とし、θ２を１８０°以下に設定するとよい。
第２のシリンダ室１６Ｂで圧縮された高圧の冷媒ガスの一部が開口部２３を介して共鳴室２２に導かれ、共鳴室２２はヘルムホルツ型の消音器となって、第２のシリンダ室１６Ｂにおける圧縮ガス脈動に起因する騒音を抑制し消音効果を得られる。

共鳴室開口部２３の開放タイミングと開放位置についてなお説明すると、偏心ローラ１５ｂの公転運動により吸込み行程が行われ、その吸込み行程が完了したあとの圧縮室Ｄｂのみに開口部２３を開口するよう設定するとよい。
上述の設定条件により、共鳴室２２の開口部２３は吸込み行程が完了するまでの間は偏心ローラ１５ｂの端面によって閉成されることとなり、共鳴室２２に残留する高圧ガスが吸込み室側へ逆流せず、体積効率の低下を確実に抑制して圧縮能力の低減を防止できる。
上記共鳴室２２の開口部２３に対する開放タイミングと開放位置についてなお限定すると、好ましくは第２のシリンダ室１６Ｂにおいて吸込み行程が完了したあとで、圧縮室Ｄｂの圧力が吐出圧力に到達したあとの、圧縮室Ｄｂのみに開口するよう設定するとよい。

すなわち、吸込み行程が完了した直後は圧縮室では圧縮行程が開始された直後であり、先の吸込み行程で導かれた低圧の冷媒ガスが圧縮室に存在しているので、この吸込み行程が完了した直後に共鳴室開口部２３を開放すると、先の圧縮行程で共鳴室２２に残留している高圧ガスが開口部２３を介して低圧雰囲気の圧縮室に導かれてしまい、実際の圧縮行程での圧縮仕事が増大化を招いてしまう。
そこで、吸込み行程が完了したあとで、しかも圧縮室の圧力が吐出圧力に到達したあとの圧縮室のみに開口すれば、圧縮行程開始直後において圧縮室の低圧状態のガスに、共鳴室２２に残っていた高圧のガスが逆流することがない。圧縮室での圧縮仕事の増大を抑制して効率の低下を防止することができる。

このようにして、共鳴室２２の開口部２３をローラ１５ｂの偏心回転にともなう吸込み行程が完了したあとの圧縮室のみに開口するようにした。さらに好ましくは、共鳴室２２の開口部２３は、圧縮室の圧力が吐出圧力に到達したあとの圧縮室のみの開口するようにした。いずれにしても、上述した密閉型回転式圧縮機Ｒを備えることにより、低騒音で高効率の圧縮機特性が得られる。そして、上記密閉型回転式圧縮機Ｒを備えた冷凍サイクル回路Ｓでは、冷凍効率の向上化を得られ、冷凍性能の増大化に寄与する。
なお、以下に述べるように、２シリンダタイプであっても、一方の圧縮機構部では常時圧縮運転を行うが、他方の圧縮機構部では負荷に応じて圧縮運転と非圧縮運転を切換えるようにした密閉型回転式圧縮機Ｒａにも適用できる。
以下、本発明における第２の実施の形態での密閉型回転式圧縮機Ｒａについて説明する。なお、第１の実施の形態と同一構成部品については、同番号を付して新たな説明を省略する。

図５は密閉型回転式圧縮機Ｒａの断面構造および冷凍サイクル回路Ｓａの構成図、図６は第１の圧縮機構部２Ａおよび第２の圧縮機構部２Ｂａの一部構成部品を分解して示す斜視図である。
密閉型回転式圧縮機Ｒａを構成する密閉ケース１内の下部に、第１の実施の形態と同一の第１の圧縮機構部２Ａと、後述する第２の圧縮機構部２Ｂａが設けられ、上部には第１の実施の形態と同一の電動機部３が設けられ、これら電動機部３と第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂａは回転軸４を介して連結されることは変りがない。
上記第２の圧縮機構部２Ｂａにおいて、第２のシリンダ８Ｂのブレード収納室１７ｂにはブレード１８ｂ以外に何らの部材も収容されていないが、ブレード収納室１７ｂの設定環境と、後述する圧力切換え機構Ｋの作用に応じて、ブレード１８ｂの先端縁を上記偏心ローラ１５ｂに接触させることができる。

すなわち、上記第２のシリンダ８Ｂの外形寸法形状と、中間仕切り板７および副軸受１３の外径寸法との関係から、第２のシリンダ８Ｂの外形一部は密閉ケース１内に露出する。密閉ケース１への露出部分がブレード収納室１７ｂに相当するように設計されており、ブレード収納室１７ｂおよびブレード１８ｂの後端部はケース内圧力を直接的に受けることになる。
特に、第２のシリンダ８Ｂおよびブレード収納室１７ｂは構造物であるからケース内圧力を受けても何らの影響もないが、ブレード１８ｂはブレード収納室１７ｂに摺動自在に収容され、かつ後端部がブレード収納室１７ｂに位置するので、ケース内圧力を直接的に受ける。したがって、上記ブレード１８ｂは先端部と後端部が受ける互いの圧力の大小に応じて、圧力の大きい方から圧力の小さい方向へ移動するよう構成されている。

上記ブレード収納室１７ｂの端部に保持機構３２が設けられる。この保持機構３２は、ブレード１８ｂの後端部を引きつけて、ブレード先端部を偏心ローラ１５ｂから引き離す方向に付勢する。ただし、上記保持機構３２はブレード１８ｂの先端部が位置する第２のシリンダ室１６Ｂにかかる圧力と、ブレード１８ｂの後端部が位置するブレード収納室１７ｂにかかる密閉ケース１内圧力との差圧の影響を受ける。
上記保持機構３２として、磁性素材で形成されるブレード１８ｂに対し永久磁石を用いてもよく、電磁石を備えて必要に応じて磁気吸引するようにしてもよい。あるいは、弾性体である引張りばねの一端部をブレード１８ｂの後端部に掛止し、常に所定の弾性力で引張り付勢するようにしてもよい。
再び図５に示すように、密閉型回転式圧縮機Ｒａと凝縮器２６とを連通する吐出管２５の中途部から分岐管Ｐが分岐しているが、この分岐管Ｐは密閉ケース１を貫通して設けてもよい。分岐管Ｐの端部は、アキュームレータ２９から第２のシリンダ室１６Ｂに接続される第２の吸込み管３０ｂの中途部に合流する。

分岐管Ｐの中途部には第１の開閉弁３５が設けられ、上記第２の吸込み管３０ｂに対する分岐管Ｐの分岐部よりも上流側に第２の開閉弁３６が設けられる。上記第１の開閉弁３５と第２の開閉弁３６は、それぞれ電磁弁であって、制御部からの電気信号に応じて開閉制御されるようになっている。
以上述べた第２のシリンダ室１６Ｂに接続される第２の吸込み管３０ｂ、分岐管Ｐ、第１の開閉弁３５および第２の開閉弁３６とで圧力切換え機構Ｋが構成される。そして、この圧力切換え機構Ｋの切換え作動に応じてブレード１８ｂの位置および状態を制御し、第２のシリンダ室１６Ｂに吸込み圧（低圧）もしくは吐出圧（高圧）を導けるようになっている。

第２のシリンダ８Ｂに対する第１の蓋部材Ｆ１もしくは第２の蓋部材Ｆ２を構成する副軸受１３と第２のシリンダ８Ｂとの間には補助蓋板３３が介設され、所定部位に小孔からなる開口部２３が貫通して設けられる。上記副軸受１３には開口部２３に連通する共鳴室２２が設けられる。これら共鳴室２２と開口部２３の位置は、先に第１の実施の形態で説明した位置と全く同一である。
上述した密閉型回転式圧縮機Ｒａを備え、冷凍サイクル回路Ｓａを構成する冷凍サイクル装置において、負荷が大きい場合は全能力運転（通常運転）を選択する。制御部は圧力切換え機構Ｋの第１の開閉弁３５を閉成し、第２の開閉弁３６を開放制御して、電動機部３へ運転信号を送る。回転軸４は回転駆動され、偏心ローラ１５ａ，１５ｂは第１、第２のシリンダ室１６Ａ，１６Ｂ内で偏心回転をなし、各シリンダ室１６Ａ，１６Ｂに対して公転運動を行う。

第１のシリンダ室１６Ａでは、ブレード１８ａがばね部材１９ａによって常に弾性的に押圧付勢されるところから、ブレード１８ａの先端縁が偏心ローラ１５ａの周面に摺接して、第１のシリンダ室１６Ａ内を吸込み室と圧縮室に二分する。冷媒ガスはアキュームレータ２９から第１の吸込み管３０ａを介して第１のシリンダ室１６Ａへ吸込まれる。
上記第１のシリンダ室１６Ａでは、偏心ローラ１５ａの公転運動にともなって先に説明したのと全く同一の圧縮作用が行われる。圧縮された高圧ガスはバルブカバーａを介して密閉ケース１内に吐出され充満し、密閉ケース１上部に設けられる吐出管２５から吐出される。
一方、圧力切換え機構Ｋを構成する第１の開閉弁３５が閉成されているので、第２のシリンダ室１６Ｂに高圧が導かれることはない。第２の開閉弁３６は開放され、上記蒸発器２８で蒸発しアキュームレータ２９で気液分離された低圧の蒸発冷媒が第２の吸込み管３０ｂを介して第２のシリンダ室１６Ｂに導かれる。
第２のシリンダ室１６Ｂは低圧雰囲気となる一方で、ブレード収納室１７ｂが密閉ケース１内に露出して高圧雰囲気下にある。したがって、ブレード１８ｂの先端部が低圧条件となり、後端部が高圧条件となって、前後端部で差圧が存在する。この差圧の影響で、ブレード１８ｂの先端部が偏心ローラ１５ｂ周面に摺接するように押圧付勢される。
第１のシリンダ室１６Ａにおいてブレード１８ａがばね部材１９ａにより押圧付勢され圧縮作用が行われるのと全く同様の圧縮作用が、第２のシリンダ室１６Ｂにおいても行われる。結局、密閉型回転式圧縮機Ｒａでは、第１のシリンダ室１６Ａと、第２のシリンダ室１６Ｂとの両方で圧縮作用を行う大能力運転となる。

上記共鳴室２２の開口部２３は先に説明したのと全く同一のタイミングで偏心ローラ１５ｂの端面で開閉され、第２のシリンダ室１６Ｂにおける圧縮ガス脈動を抑制するなど、全く同一の作用効果が得られ、より低い騒音レベル特性が得られる。
負荷が小さいときは、上記密閉型回転式圧縮機Ｒａにおいて第２のシリンダ室１６Ｂでは圧縮運転を行わず、第１のシリンダ室１６Ａのみで圧縮運転をなす、低能力運転を選択することができる。
すなわち、低能力運転の選択信号が入力されると、制御部は圧力切換え機構Ｋの第１の開閉弁３５を開放し、第２の開閉弁３６を閉成するよう切換え設定し、そのうえで電動機部３に通電して回転軸４を回転駆動する。第１のシリンダ室１６Ａにおいては上述したように通常の圧縮作用がなされ、密閉ケース１内に吐出された高圧ガスが充満してケース内高圧となる。吐出管２５から吐出される高圧ガスの一部が分岐管Ｐに分流され、開放される第１の開閉弁３５と第２の吸込み管３０ｂを介して第２のシリンダ室１６Ｂ内に導入される。

したがって、第２のシリンダ室１６Ｂは高圧雰囲気に変るが、ブレード収納室１７ｂはケース内高圧と同一の状況下にあることには変りがない。ブレード１８ｂにおいては前後端部とも高圧の影響を受け差圧が存在しないために、少なくとも偏心ローラ１５ｂ側へ押し出されることはない。
偏心ローラ１５ｂは初回の偏心回転でブレード１８ｂの先端部に衝突し、ブレード１８ｂは弾き飛ばされて後端部がブレード収納室１７ｂの端部に当接する。保持機構３２はブレード１８ｂの後端部を固定して位置を保持するので、ブレード１８ｂの先端部は偏心ローラ１５ｂの周面から離間した位置となる。結局、第２のシリンダ室１６Ｂでの圧縮作用は行われず、第１のシリンダ室１６Ａでの圧縮作用のみが有効である、能力を半減した運転がなされる。

この運転中においても、共鳴室２２の開口部２３は偏心ローラ１５ｂの公転運動にともなって開閉されるが、開口部２３が連通する第２のシリンダ室１６Ｂにおいては圧縮作用が行われないので、共鳴室２２での消音作用はない。すなわち、共鳴室２２を備えた第２のシリンダ室１６Ｂでは非圧縮運転状態となるので、騒音レベルはより低くなり、共鳴室２２があることによる圧縮効率の低下もない。
図７は、本発明における第３の実施の形態を説明する第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂの断面図である。
第２のシリンダ室１６Ｂに対して共鳴室２２が設けられるが、第１の実施の形態における補助中間仕切り板７ｂを用いて開口部２３を設ける加工は不要である。中間仕切り板７の所定部位、すなわち第１の実施の形態で説明したのと同一位置に開口部２３を設ければよい。

この実施の形態では、中間仕切り板７の外周面から板厚の範囲内で中心軸方向に横穴２２Ａが設けられる。この横穴２２Ａの先端部は中間仕切り板７の内径部手前側までとし、内径部に連通してはならない。しかも、横穴２２Ａは上記共鳴室開口部２３と連通する必要がある。
上記横穴２２Ａの中間仕切り板７外周面から所定深さでねじ孔ｇ加工が施され、上記ねじ孔ｇに閉塞ねじ３８が螺着され横穴２２Ａの開口端が閉塞される。図の状態で、残された横穴部分が実際の共鳴室２２Ａとなり、開口部２３を介して第２のシリンダ室１６Ｂに連通する。
このような共鳴室２２Ａの構成であれば、第１の実施の形態と同様の作用効果を得られる。しかも、上記補助中間仕切り板７ｂが不要となり、横穴加工も第１の実施の形態における凹部加工と比較して容易であり、工数低減に寄与する。

図８は本発明における第４の実施の形態を示す密閉型回転式圧縮機Ｒｂの一部縦断面図、図９（Ａ）は同実施の形態での制御ブロック図、図９（Ｂ）は同実施の形態での簡略化した制御フローチャート図である。
第２のシリンダ室１６Ｂに対して共鳴室２２が設けられることは変りがない。すなわち、中間仕切り板７の所定部位に開口部２３が設けられ、中間仕切り板７の外周面から板厚の範囲内で中心軸方向に横穴２２Ｂが設けられる。横穴２２Ｂの先端部は中間仕切り板７の内径部手前側までとし、内径部に連通してはならない。
上記横穴２２Ｂは開口部２３と連通することと、横穴２２Ｂの中間仕切り板７外周面から所定深さでねじ孔ｈ加工が施され、閉塞ねじ４０が螺着されて横穴２２Ｂの開口端を閉塞することは同様である。

上記横穴２２Ｂに設けられるねじ孔ｈの深さは第３の実施の形態よりも深く加工し、閉塞ねじ４０もより長いものを用いる。可変駆動部であるパルスモータ４２を密閉ケース１外部に取付け、パルスモータ４２の回転軸ｉは密閉ケース１を貫通して上記閉塞ねじ４０に連結される。すなわち、パルスモータ４２が閉塞ねじ４０を回転駆動できる構造であればよい。
図９（Ａ）に示すように、密閉型回転式圧縮機Ｒｂとともに冷凍サイクル回路Ｓを構成する凝縮器２６と蒸発器２８には温度センサもしくは圧力センサ等のセンサ４３，４４が取付けられ、これらセンサ４３，４４の検知信号を制御部４５へ送るようになっている。上記制御部４５は圧縮機Ｒｂの運転周波数を制御するインバータを備え、圧縮機Ｒｂの上記電動機部３に対する運転制御を可能としている。さらに、上記閉塞ねじ４０に連結するパルスモータ（可変駆動部）４２は制御部４５からの制御信号を受けるようになっている。

図９（Ｂ）に示すように、圧縮運転中に制御部４５は、ステップＴ１で運転周波数を検知し、ステップＴ２で凝縮器２６と蒸発器２８に取付けたセンサ４３，４４から温度（しくは圧力）の検知信号を受ける。
ステップＴ３で制御部４５はこれらの検知信号から密閉型回転式圧縮機Ｒｂの運転状態を判断し、共鳴室２２のボリューム可変量を決定する。ステップ４で制御部４５からパルスモータ４２へ制御信号が送られ、パルスモータ４２は駆動されて閉塞ねじ４０の嵌め込み深さを自動的に調整する。
したがって、圧縮機Ｒｂの運転状態毎に変化する騒音特性に合わせて閉塞ねじ４０の嵌め込み深さを変え、共鳴室２２のボリューム調整を行うことができ、圧縮機Ｒｂの運転状態に適応する消音効果を得られる。

なお、上記実施の形態では２シリンダタイプの圧縮機構部２Ａ，２Ｂを備えて、一方の圧縮機構部２Ｂのみに共鳴室２２を備えたが、これに限定されるものではなく、両方の圧縮機構部２Ａ，２Ｂに共鳴室２２を備えて、さらに低騒音化を図るとともに圧縮効率と冷凍性能の向上化を得るようにしてもよい。
当然ながら、２シリンダタイプばかりでなく、１シリンダタイプの密閉型回転式圧縮機にも適用できる。上述の圧縮機では、偏心ローラとブレードが別体になったものを適用したが、近年提案されている、偏心ローラとブレードが一体になった構成の圧縮機にも適用できることは勿論である。
なお、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できるとともに、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。

本発明における第１の実施の形態に係る、密閉型回転式圧縮機の縦断面図と冷凍サイクル構成図。 同実施の形態に係る、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部の縦断面図。 同実施の形態に係る、第２の圧縮機構部の模式的な一部平面図。 同実施の形態に係る、第２の圧縮機構部での圧縮作用を順に説明する図。 本発明における第２の実施の形態に係る、密閉型回転式圧縮機の縦断面図と冷凍サイクル構成図。 同実施の形態に係る、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部の一部を分解した斜視図。 本発明における第３の実施の形態に係る、第１の圧縮機構部と第２の圧縮機構部の縦断面図。 本発明における第４の実施の形態に係る、密計型回転式圧縮機一部の縦断面図。 同実施の形態に係る電気ブロック図と簡略化したフローチャート図。

符号の説明

１…密閉ケース、３…電動機部、４…回転軸、２Ａ…第１の圧縮機構部、２Ｂ…第２の圧縮機構部、８Ａ…第１のシリンダ、８Ｂ…第２のシリンダ、１６Ａ…第１のシリンダ室、１６Ｂ…第２のシリンダ室、Ｆ１…第１の蓋部材、Ｆ２…第２の蓋部材、１５ａ，１５ｂ…偏心ローラ、１８ａ，１８ｂ…ブレード、２３…（共鳴室の）開口部、２２…共鳴室、Ｒ，Ｒａ，Ｒｂ…密閉型回転式圧縮機、２６…凝縮器、２７…膨張装置、２８…蒸発器、Ｓ，Ｓａ…冷凍サイクル回路。

Claims (4)

1. 密閉ケース内に、電動機部および、この電動機部と回転軸を介して連結される圧縮機構部を収容する密閉型回転式圧縮機において、
   上記圧縮機構部は、シリンダと、このシリンダの両面に設けられシリンダ内径部にシリンダ室を形成する第１の蓋部材および第２の蓋部材と、上記シリンダ室内に収容されシリンダ室内で公転運動を行うローラと、シリンダ室内を圧縮室と吸込み室とに分離するブレードを備え、
   上記第１の蓋部材および第２の蓋部材の少なくとも一方に、開口部が設けられた共鳴室を備え、
   上記共鳴室の開口部は、上記ローラの公転運動にともなってローラ端面によって開閉されるとともに吸込み行程が完了したあとの上記圧縮室のみに開口することを特徴とする密閉型回転式圧縮機。
2. 上記共鳴室の開口部は、吸込み行程が完了したあとで、かつ圧縮室の圧力が吐出圧力に到達したあとの圧縮室のみに開口することを特徴とする請求項１記載の密閉型回転式圧縮機。
3. 上記回転式圧縮機構部は、複数備えられ、少なくとも１つの圧縮機構部は負荷の大小に応じてローラをブレードから離間させる非圧縮運転が可能であり、
   上記共鳴室は、上記特定の圧縮機構部のみに設けられることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の密閉型回転式圧縮機。
4. 上記請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の密閉型回転式圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを冷媒管を介して連通し冷凍サイクル回路を構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。

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