JP2007092533A - Hermetic compressor and refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の圧縮機構部を備えたロータリ式の密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機を用いて冷凍サイクルを構成する、たとえば空気調和機である冷凍サイクル装置に関する。 The present invention relates to a rotary-type hermetic compressor including a plurality of compression mechanisms and a refrigeration cycle apparatus that is a refrigerating cycle using the hermetic compressor, for example, an air conditioner.
近年、圧縮機構部を構成するシリンダを上下に2セット備えた、2シリンダタイプのロータリ式密閉型圧縮機が標準化されつつある。この種の圧縮機において、常時圧縮作用をなすシリンダ室と、負荷の大小に応じて圧縮運転と運転停止である非圧縮運転(休筒運転)への切換えを可能とするシリンダ室を備えることができれば、仕様が拡大されて有利となる。
そこで本出願人は、[特許文献1]において、シリンダ室を2室備え、必要に応じて一方のシリンダ室における圧縮作用を停止する、もしくは圧縮作用を行わせる切換え手段を備えた密閉型圧縮機と、この圧縮機を備えて冷凍サイクル回路を構成する、たとえば空気調和機である冷凍サイクル装置を提供するに至った。
具体的には、一方のシリンダ室に備えたベーン(ブレード)をばね部材で押圧付勢し、常時圧縮作用を行わせる。他方のシリンダ室では、ベーンを収納するベーン室を密閉ケース内に露出し、ケース内圧力(高圧雰囲気)に晒す。そして、他方のシリンダ室に高圧もしくは低圧を導き、ベーンの先端と後端とで差圧を生じさせ、もしくは差圧が生じないように切換えて、ベーンを押圧付勢してローラに接触させる、もしくはローラから離間させる。
In view of this, the applicant of the present invention disclosed in [Patent Document 1] a hermetic compressor provided with two cylinder chambers and switching means for stopping the compression action in one cylinder chamber or performing the compression action as necessary. And it came to provide the refrigerating-cycle apparatus which is a refrigerating-cycle circuit provided with this compressor, for example which is an air conditioner.
Specifically, a vane (blade) provided in one of the cylinder chambers is pressed and urged by a spring member so as to always perform a compression action. In the other cylinder chamber, the vane chamber for storing the vane is exposed in the sealed case and exposed to the pressure in the case (high-pressure atmosphere). Then, a high pressure or a low pressure is introduced to the other cylinder chamber, a differential pressure is generated between the leading end and the trailing end of the vane, or switching is performed so that no differential pressure is generated, and the vane is pressed and urged to contact the roller. Alternatively, it is separated from the roller.
このような構成を採用すれば、ベーンに対する押圧付勢構造の簡略化を図ったうえで、大能力運転から低能力運転への可変が容易化できる。しかしながら、その反面、シリンダ室に連通する冷媒吸込み通路に開閉弁等の圧力切換え装置が必要となる。その結果、吸込み通路に抵抗が生じて、圧縮性能の低下に繋がる虞れがある。
また、上述の[特許文献1]の技術は、圧縮機構部で圧縮した高圧ガスを一旦、密閉ケース内へ吐出し、ここで充満させてから密閉ケース外部へ導出する、いわゆるケース内高圧タイプの圧縮機を対象としている。そして、圧力切換えをなす側のベーン室をケース内圧力(高圧雰囲気)に晒している。
これに対して、ケース内低圧タイプの密閉型圧縮機も多用されている。すなわち、冷凍サイクルで低圧化した冷媒ガスを密閉ケース内に導き、充満させる。密閉ケース内と各シリンダ室とは吸込み管を介して直接連通されていて、密閉ケース内の低圧ガスは吸込み管から各シリンダ室に吸込まれ圧縮される。上記[特許文献1]には、この種のケース内低圧タイプの密閉型圧縮機について何ら言及されていない。
By adopting such a configuration, the pressure biasing structure for the vanes can be simplified, and the change from the large capacity operation to the low capacity operation can be facilitated. However, on the other hand, a pressure switching device such as an open / close valve is required in the refrigerant suction passage communicating with the cylinder chamber. As a result, resistance is generated in the suction passage, which may lead to a decrease in compression performance.
Moreover, the technique of the above-mentioned [Patent Document 1] is a so-called high pressure type in the case in which the high pressure gas compressed by the compression mechanism unit is once discharged into the sealed case and then filled out and then led out of the sealed case. Intended for compressors. The vane chamber on the pressure switching side is exposed to the case internal pressure (high pressure atmosphere).
On the other hand, in-case low pressure type hermetic compressors are often used. That is, the refrigerant gas whose pressure has been reduced in the refrigeration cycle is guided into the sealed case and filled. The inside of the sealed case and each cylinder chamber communicate directly with each other through a suction pipe, and the low-pressure gas in the sealed case is sucked into each cylinder chamber from the suction pipe and compressed. The above [Patent Document 1] makes no mention of this type of in-case low pressure type hermetic compressor.
本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、ケース内低圧タイプであり、特定の圧縮機構部におけるベーンの後端側を低圧または高圧として、大能力運転と低能力運転への切換えを確実に行える密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機を備えて冷凍サイクル性能の向上化を得る冷凍サイクル装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the object thereof is a low pressure type in the case, and the rear end side of the vane in a specific compression mechanism portion is set to a low pressure or a high pressure so that a large capacity operation and a low capacity are achieved. It is an object of the present invention to provide a hermetic compressor that can reliably switch to operation and a refrigeration cycle apparatus that includes this hermetic compressor and obtains improved refrigeration cycle performance.
上記目的を満足するため本発明の密閉型圧縮機は、密閉ケース内に回転軸を介し電動機部と複数の圧縮機構部を連結して収容し、密閉ケース内を低圧雰囲気とし、特定の圧縮機構部は、ローラが偏心回転自在に収容されるシリンダ室を備えたシリンダ、このシリンダに設けられ先端がローラの周面に当接するよう押圧付勢されローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分するベーン、このベーンの後端側を低圧もしくは高圧に切換える圧力切換え機構を有し、負荷の大小に応じて圧力切換え機構を作用し、特定の圧縮機構部におけるベーン後端側を高圧として全ての圧縮機構部で圧縮運転を行う大能力運転と、低圧に切換えることによりベーンをローラから離間させ圧縮させない低能力運転とに切換え可能とした。
上記目的を満足するため本発明の冷凍サイクル装置は、上述の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを備えて、冷凍サイクル回路を構成する。
In order to satisfy the above object, a hermetic compressor according to the present invention includes a motor case and a plurality of compression mechanisms connected to each other in a sealed case via a rotating shaft. The cylinder is provided with a cylinder chamber in which the roller is eccentrically rotatably accommodated, and the cylinder chamber is provided in this cylinder so as to be pressed and urged so that the tip abuts against the circumferential surface of the roller. The vane has a pressure switching mechanism that switches the rear end side of the vane to low pressure or high pressure. The pressure switching mechanism works according to the size of the load. It is possible to switch between a large capacity operation in which the compression operation is performed in the mechanism and a low capacity operation in which the vane is separated from the roller and is not compressed by switching to a low pressure.
In order to satisfy the above object, a refrigeration cycle apparatus of the present invention includes the above-described hermetic compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator to constitute a refrigeration cycle circuit.
本発明の密閉型圧縮機によれば、ケース内低圧タイプであって、負荷の大小に応じて確実に運転切換えができて、圧縮効率の向上化を得られる効果を奏する。
そして、本発明の密閉型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、冷凍効率の向上を得られる効果を奏する。
According to the hermetic compressor of the present invention, it is a low pressure type in the case, and the operation can be reliably switched according to the magnitude of the load, and the effect of improving the compression efficiency can be obtained.
And according to the refrigerating-cycle apparatus which comprises a refrigerating-cycle circuit using the hermetic compressor of this invention, there exists an effect which can obtain the improvement of refrigerating efficiency.
以下、本発明の一実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図1は、ロータリ式の密閉型圧縮機Rの断面構造と、この密閉型圧縮機Rを備えた冷凍サイクル装置の冷凍サイクル回路Kの構成図である。
はじめに密閉型圧縮機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と第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2A,2Bは、回転軸4を介して連結され、一体となって密閉ケース1内に収容される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram of a sectional structure of a rotary type hermetic compressor R and a refrigeration cycle circuit K of a refrigeration cycle apparatus including the hermetic compressor R.
First, the hermetic compressor R will be described. 1 is a hermetic case, and a lower part in the
上記電動機部3は、密閉ケース1の内周壁に嵌着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、上記回転軸4に嵌着されるロータ6とから構成される。
上記第1、第2の圧縮機構部2A,2Bは、それぞれが回転軸4の下部に中間仕切り板7を介して上下に配設され、それぞれが第1のシリンダ8A、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と内径寸法が同一に形成されていて、各シリンダ8A,8Bの外形周面は密閉ケース1内周壁に嵌合固着され、隙間がない。
The electric motor unit 3 includes a stator 5 that is fitted and fixed to the inner peripheral wall of the
The first and second
第1のシリンダ8Aの上面部には、フランジ部9aとボス部9bとからなる主軸受9が重ね合わされる。主軸受フランジ部9aが第1のシリンダ8Aに載り、さらにこのフランジ部9a上に主バルブカバーB1が重ねられ、互いに取付けボルトaを介して第1のシリンダ8Aに取付け固定される。第2のシリンダ8Bの下面部にはフランジ部10aとボス部10bとからなる副軸受10が重ね合わされる。この副軸受10のフランジ部9a下面に副バルブカバーB2が重ねられ、互いに取付けボルトbを介して第1のシリンダ8Aに取付け固定される。
A main bearing 9 composed of a
上記主バルブカバーB1と主軸受フランジ部9aとの合せ面および、主バルブカバーB1に対する主軸受ボス部9bの貫通部に対してシール構造が採用される。上記副バルブカバーB2と副軸受フランジ部10aとの合せ面および、副バルブカバーB2に対する副軸受ボス部10bの貫通部に対してもシール構造が採用される。さらに、主軸受9と、第1のシリンダ8Aと、中間仕切り板7と、第2のシリンダ8Bおよび副軸受10との合せ面も、それぞれシール構造が採用されることは言うまでもない。
A seal structure is employed for the mating surface of the main valve cover B1 and the main
上記第1のシリンダ8Aは上記主軸受9と中間仕切り板7によって上面と下面が区画されていて、内径部に第1のシリンダ室12aが形成される。上記第2のシリンダ8Bは上記副軸受10と中間仕切り板7によって上面と下面が区画され、内径部に第2のシリンダ室12bが形成される。
各シリンダ8A,8Bともに外周面から内径部に亘って吸込み孔13a,13bが設けられ、それぞれの吸込み孔13a,13bの一端は各シリンダ8A,8Bに形成される第1のシリンダ室12aと第2のシリンダ室12bに連通する。各吸込み孔13a,13bのシリンダ8A,8B外周面に開口する端部には、密閉ケース1を貫通して設けられる吸込み管Sの端部が接続される。各吸込み管Sは密閉ケース1外部で1本に合流していて、この合流吸込み管Sの端部は密閉ケース1上部に接続され、開口端部は密閉ケース1内に臨ませられる。
The upper surface and the lower surface of the
Each
一方、上記主軸受9のフランジ部9aには、上記主バルブカバーB1で覆われる第1の吐出弁機構Taが設けられる。また、上記副軸受10のフランジ部10aにも、上記副バルブカバーB2で覆われる第2の吐出弁機構Tbが設けられる。各吐出弁機構Ta,Tbは、主、副軸受フランジ部9a,10aに凹部が設けられ、凹部とフランジ部のシリンダ室対向面との間に残された薄肉部に吐出ポートが設けられる。上記凹部には吐出弁が取付けられ、この吐出弁は上記吐出ポートを開閉するようになっている。
On the other hand, the
したがって、上記第1の吐出弁機構Taは第1のシリンダ室12aに連通し、第2の吐出弁機構Tbは第2のシリンダ室12bに連通する。第1の吐出弁機構Taを覆う主バルブカバーB1には後述するように冷媒管Pが接続され、第2の吐出弁機構Tbを覆う副バルブカバーB2には何らの配管も接続されない。
ただし、特に図示していないが、副バルブカバーB2で覆われる副軸受フランジ部10aから第2のシリンダ8Bと、中間仕切り板7と、第1のシリンダ8Aおよび主軸受フランジ部9aとに亘ってガス案内孔が設けられ、副バルブカバーB2から主バルブカバーB1内は連通している。
Therefore, the first discharge valve mechanism Ta communicates with the
However, although not shown in particular, it extends from the auxiliary bearing
上記回転軸4は、中途部と下端部が主軸受9と副軸受10それぞれのボス部9b、10bに回転自在に枢支される。さらに回転軸4は各シリンダ8A,8B内径部を貫通するとともに、略180°の位相差をもって形成される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し、各シリンダ室12a,12bに位置するよう組立てられる。これら偏心部4a,4bの周面には、互いに同一直径をなす偏心ローラ14a,14bが嵌合される。
The rotating
上記偏心ローラ14aは第1のシリンダ室12aに偏心回転自在で、かつ軸方向に沿う周面一部がシリンダ室12a周面に転接(すなわち、線接触)するように収容されている。偏心ローラ14aがシリンダ室12a内で偏心回転することにより、偏心ローラ14aのシリンダ室12aに対する転接位置がシリンダ室12a周面に沿って漸次変わる。
上記偏心ローラ14bも第2のシリンダ室12bに偏心回転自在で、かつ軸方向に沿う周面一部がシリンダ室12b周面に転接(線接触)するように収容されている。したがって、偏心ローラ14bがシリンダ室12b内で偏心回転することにより、偏心ローラ14bのシリンダ室12bに対する転接位置がシリンダ室12b周面に沿って漸次変わる。
The eccentric roller 14a is accommodated in the
The eccentric roller 14b is also accommodated in the second cylinder chamber 12b so as to be eccentrically rotatable, and a part of the circumferential surface along the axial direction is in rolling contact (line contact) with the circumferential surface of the cylinder chamber 12b. Therefore, when the eccentric roller 14b rotates eccentrically in the cylinder chamber 12b, the rolling contact position of the eccentric roller 14b with respect to the cylinder chamber 12b gradually changes along the circumferential surface of the cylinder chamber 12b.
第1,第2のシリンダ室12a,12bは互いに同一直径および高さ寸法に形成され、各偏心ローラ14a,14bの高さ寸法は、第1,第2のシリンダ室12a,12bの高さ寸法と略同一に形成される。したがって、偏心ローラ14a,14bは互いに180°の位相差があるが、偏心回転することにより第1,第2のシリンダ室12a,12bにおいて同一の排除容積に設定される。
The first and
第1のシリンダ8Aと第2のシリンダ8Bには、第1,第2のシリンダ室12a,12bと連通するベーン室15a,15bが設けられている。上記第1のシリンダ8Aに設けられるベーン室15aは主軸受フランジ部9aと中間仕切り板7によって閉塞され、上記第2のシリンダ8Bに設けられるベーン室15bは中間仕切り板7と副軸受フランジ部10aによって閉塞される。すなわち、それぞれのベーン室15a,15bは密閉空間となっている。
The
各ベーン室15a,15bにはベーン16a,16bが摺動自在に収容される。各ベーン16a,16bの先端は第1,第2のシリンダ室12a,12bに対して突没自在である。特に、第1のシリンダ8Aに設けられるベーン室15aにはばね部材17が収容されている。このばね部材17はベーン16a後端とベーン室15a背面との間に介在され、ベーン16aに弾性力(背圧)を付与して、ベーン16a先端を偏心ローラ14a周面に弾性的に接触させる圧縮ばねである。
The
上記第2のシリンダ8B側のベーン室15bに収容されるベーン16bは磁性材から形成される一方で、上記ベーン室15bの密閉ケース1内周壁と接触する後端側(すなわち、ベーン16bの後端側)には、永久磁石からなる保持部材18が取付けられている。このベーン室15bに高圧が付与されていない条件において、ベーン16b後端が保持部材18に接触すれば、保持部材18はベーン16bを磁気的に吸着して、ベーン16bの位置を固定保持できる。
While the
各ベーン16a,16bの先端は、それぞれが平面視で半円状に形成されており、後述するように押圧付勢されれば、先端は平面視で円形状の偏心ローラ14a,14bの軸方向に沿う周面に、偏心ローラ14a,14bの回転角度にかかわらず線接触できるようになっている。
上記密閉ケース1内底部には油溜り部19が形成され、潤滑油が貯留されている。上記第1の圧縮機構部2Aと第2の圧縮機構部2Bおよび中間仕切り板7には図示しない油案内孔が上下面に貫通して設けられていて、これらは油溜り部19の潤滑油中に浸漬状態にある。上記回転軸4の下端面は副軸受ボス部10bから露出していて、潤滑油に晒されている。図示していないが、回転軸4の下端面から給油通路が設けられていて、回転軸4の回転にともなって各圧縮機構部2A,2Bの各摺接部に給油するようになっている。
The tips of the
An oil reservoir 19 is formed on the inner bottom of the sealed
上記密閉型圧縮機Rは、冷凍サイクル装置を構成する冷凍サイクル回路Kに組み込まれている。すなわち、上述したように主バルブカバーB1に接続される冷媒管Pは、密閉ケース1を貫通して外部へ延出され、密閉ケース1の側部に一体に取付けられる油分離器20の底部から内部へ挿入される。
上記油分離器20は、内部に所定間隔を存して多数の孔部cを備えた複数の多孔板21が並行に設けられている。上記冷媒管Pの上端は、最下部の多孔板21の下方部位で開口するよう取付けられる。上記多孔板21は孔部c位置が対向せず互いにずれるように取付けられていて、下部側多孔板21の孔部cを流通したガスを必ず上部側多孔板21の板面に衝突させ、それから孔部cを流通させる、いわゆる邪魔板を形成する。
The hermetic compressor R is incorporated in a refrigeration cycle circuit K constituting a refrigeration cycle apparatus. That is, as described above, the refrigerant pipe P connected to the main valve cover B1 extends from the bottom of the
The
上記油分離器20の上端部にも冷媒管Pが接続されている。上記冷媒管Pには、凝縮器22と、膨張機構(膨張装置)23および蒸発器24が順次設けられる。そして、冷媒管Pは蒸発器24から密閉型圧縮機Rの密閉ケース1上端部に接続されていて、開口端部は密閉ケース1内部に臨ませられる。
このようにして構成される冷凍サイクル回路Kと上記密閉型圧縮機Rに亘って圧力切換え機構25が設けられる。上記圧力切換え機構25は、高圧導入管26と、この高圧導入管26の所定部位に設けられる電磁開閉弁27とからなる。
A refrigerant pipe P is also connected to the upper end of the
A
なお説明すると、上記高圧導入管26の一端部が油分離器20の底部に接続され、油分離器20内の高圧ガスもしくは油分離器20内の多孔板21によって高圧ガスから分離された潤滑油を導けるようになっている。高圧導入管26は、油分離器20の外部に2本に分岐され、第1の分岐高圧導入管26aは密閉ケース1を貫通して第1のシリンダ8A外周面からベーン室15aに連通する。上述したように、第1のシリンダ室12aのベーン16aを弾性的に押圧付勢するばね部材17がベーン室15aに備えられていて、上記第1の分岐高圧導入管26aの開口端部はばね部材17に対向して開口している。
In other words, one end of the high-
また、第2の分岐高圧導入管26bには上記電磁開閉弁27が設けられ、この端部は密閉ケース1を貫通して第2のシリンダ8B外周面からベーン室15bに連通するよう接続される。上述したように、第2のシリンダ8Bのベーン室15bを形成する端部には保持部材18が設けられ、上記第2の分岐高圧導入管26bの開口端部は保持部材18の径方向に沿って貫通する案内孔部dに開口している。
Further, the
上述した圧力切換え機構25の構成により、油分離器20内の分離された潤滑油(一部高圧ガスが含まれることもある)は高圧導入管26に導かれ、第1の分岐高圧導入管26aから第1のシリンダ8Aに設けられるベーン室15aに常時導入される。また、第2の分岐高圧導入管26bに設けられる電磁開閉弁27が開放されていれば、油分離器20内の潤滑油が分岐高圧導入管26bから第2のシリンダ8Bに設けられるベーン室15bに導入される。電磁開閉弁27を閉成すれば、流通が遮断されてベーン室15bには導かれない。
Due to the configuration of the
つぎに、上述の密閉型圧縮機Rを備えた冷凍サイクル装置の作用について説明する。後述するように、圧力切換え機構25の切換えにより密閉型圧縮機Rは大能力運転(ツイン運転)と、低能力運転(シングル運転)との切換えが可能である。
はじめに、大能力運転から説明すると、制御部は電動機部3ヘ運転開始信号を送るとともに、圧力切換え機構25の電磁開閉弁27に対して開放信号を送る。回転軸4が回転駆動され、第1の圧縮機構部2Aと第2の圧縮機構部2Bが同時に作用する。偏心ローラ14a,14bは第1,第2のシリンダ室12a,12b内で、それぞれ偏心回転を行う。
Next, the operation of the refrigeration cycle apparatus provided with the above-described hermetic compressor R will be described. As will be described later, the hermetic compressor R can be switched between a large capacity operation (twin operation) and a low capacity operation (single operation) by switching the
First, the high-capacity operation will be described. The control unit sends an operation start signal to the motor unit 3 and sends an open signal to the electromagnetic on-off
第1の圧縮機構部2Aにおいて、ベーン16aがばね部材17によって常に弾性的に押圧付勢され、ベーン16a先端が偏心ローラ14a周面に摺接して第1のシリンダ室12a内を吸込み室と圧縮室に二分する。偏心ローラ14aの第1のシリンダ室12a内周面転接位置とベーン16a先端位置が一致し、ベーン16aが最も後退した状態で、第1のシリンダ室12aの空間容量が最大となる。
In the first
密閉ケース1内に充満している低圧の冷媒ガスは吸込み管Sを介して第1のシリンダ室12aと第2のシリンダ室12bに吸込まれる。第1のシリンダ室12aにおいて、偏心ローラ14aの偏心回転にともない、偏心ローラ14aのシリンダ室12a内周面に対する転接位置が移動して、ベーン16aによって区画される圧縮室の容積が減少する。すなわち、先にシリンダ室12aに導かれたガスが徐々に圧縮される。
回転軸4が継続して回転し、第1のシリンダ室12aにおける圧縮室の容量がさらに減少して冷媒ガスが圧縮され、所定圧まで上昇したところで第1の吐出弁機構Taが作用する。第1のシリンダ室12aで圧縮され高圧化した冷媒ガスは主バルブカバーB1内へ吐出され、さらに冷媒管Pを介して油分離器20へ導かれる。
The low-pressure refrigerant gas filled in the sealed
The
上記油分離器20内において、高圧冷媒ガスは複数枚の多孔板21に形成される多数の孔部cを流通して冷媒ガスに含まれる潤滑油分が分離され、純粋なガス分のみが油分離器20から凝縮器22へ導かれる。高圧冷媒は、凝縮器22で凝縮液化し、膨張機構23で断熱膨張し、蒸発器24で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房(冷凍)作用をなす。
そして、蒸発器24で蒸発して低圧化した冷媒ガスは密閉ケース1内に導かれて充満し、再び吸込み管Sから第1、第2の圧縮機構部2A,2Bの第1、第2のシリンダ室12a,12bに吸込まれる。
In the
Then, the refrigerant gas evaporated and reduced in pressure by the
なお、密閉型圧縮機Rで圧縮され油分離器20に導かれる高圧化した冷媒ガスは、ここで分離されて内底部に潤滑油が溜る。高圧潤滑油は高圧導入管26から第1の分岐高圧導入管26aを介して第1のシリンダ8Aに設けられるベーン室15aに導かれる。上述したようにベーン室15aは密閉空間となっているので、ベーン室15aに高圧潤滑油が充満して高圧化する。
このベーン室15aにばね部材17が備えられ、ベーン16a後端に弾性力を付与しているが、高圧潤滑油が充満してベーン16a後端に対しさらに高圧の背圧をかけることとなる。ベーン16aの先端は確実に偏心回転するローラ14aの周面に接触し、常時安定した状態で第1のシリンダ室12aを二分する。
Note that the high-pressure refrigerant gas compressed by the hermetic compressor R and guided to the
Although the spring member 17 is provided in the
また、油分離器20から高圧導入管26を介して第2の分岐高圧導入管26bに導かれる高圧潤滑油は、電磁開閉弁27が開放されるところから第2のシリンダ8Bに設けられるベーン室15bに充満する。このベーン室15bも密閉空間となっているので、高圧潤滑油によって高圧化しベーン16b後端に高圧の背圧をかける。
上述したように、第2のシリンダ室12bには吸込み管Sから低圧冷媒が導かれて低圧雰囲気となる一方で、ベーン室15bは高圧潤滑油によって高圧化する。したがって、第2のシリンダ室12bに備えられるベーン16bの先端は低圧雰囲気となり、後端は高圧雰囲気となって、両端部で差圧が生じる。この差圧の影響で、ベーン16b先端が偏心ローラ14b周面に摺接するように押圧付勢される。ベーン16bは偏心回転するローラ14bの周面に確実に接触し、常時安定した状態でシリンダ室12bを二分する。
The high-pressure lubricating oil introduced from the
As described above, the low-pressure refrigerant is introduced into the second cylinder chamber 12b from the suction pipe S to form a low-pressure atmosphere, while the
なお、上記保持部材18はベーン16b後端を磁気的に吸着するよう磁力を作用しているが、磁力は第2のシリンダ室12bの吸込み圧力とベーン室15bのベーン室内圧力との差圧よりも小さい。したがって、ベーン16bに対する保持部材18の影響力は全くない。
第1のシリンダ室12a側のベーン16aがばね部材17によって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12bにおいても行われる。結局、密閉型圧縮機Rでは、第1の圧縮機構部2Aと、第2の圧縮機構部2Bとの両方で圧縮作用をなす、大能力運転が行われる。
Note that the holding
The same compression action is performed in the second cylinder chamber 12b as the
つぎに、低能力運転を説明する。
低能力運転開始信号が制御部に入ると、制御部は電磁開閉弁27に対して閉成信号を発し、電磁開閉弁27を閉成する。すなわち、油分離器20内の高圧潤滑油が第2のシリンダ8Bに設けられるベーン室15bに流入するのが遮断される。そして、電動機部3ヘ運転開始信号を送り、回転軸4を回転駆動させる。
第1のシリンダ室12aにおいてはベーン16aがばね部材17によって押圧付勢されるとともに、油分離器20内の高圧潤滑油が継続してベーン室15bに導かれ充満している。上記ベーン16a後端には充分に高い高圧の背圧がかけられ、ベーン16a先端は偏心回転するローラ14a周面に確実に接触する。第1のシリンダ室12aにおいては、先に説明した大能力運転時と同様の安定した圧縮運転が行われる。
Next, low-performance driving will be described.
When the low-capacity operation start signal enters the control unit, the control unit issues a closing signal to the electromagnetic opening / closing
In the
一方、上記電磁開閉弁27が閉成されることにより、第2のシリンダ8Bに設けられるベーン室15bには高圧潤滑油が導かれない。先の大能力運転時にベーン室15bに導かれて充満する高圧潤滑油はベーン16bの往復運動にともなって、ベーン16b両側面とベーン16bを収納するベーン室15b溝部との隙間から漏れる。
電磁開閉弁27が開放状態にあれば、ベーン室15bに油分離器20から高圧潤滑油が導かれ補充されるので高圧条件を保持できるが、供給を遮断されるのでベーン室15bは低圧に変わる。しかも、第2の圧縮機構部2Bは油溜り部19の潤滑油中に浸漬されているから、ベーン16bとベーン室15b溝部との隙間から油溜り部19の潤滑油が浸入してベーン室15bの低圧化を確実なものとする。
On the other hand, when the electromagnetic on-off
If the electromagnetic on-off
第1の圧縮機構部2Aの作用によって第1のシリンダ室12aとともに第2のシリンダ室12bには低圧の冷媒ガスが導かれ、第2のシリンダ室12bは低圧雰囲気となっている。したがって、ベーン16bの先端は低圧雰囲気となり、後端も低圧雰囲気となって、両端部が略等しい圧力条件となる。
上記ベーン16b後端に対する背圧付勢力が存在せず、ベーン16bは偏心ローラ14bの最初の回転で押し退けられ、ベーン16b先端は偏心ローラ14bの外周面から離間する。同時にベーン16b後端は保持部材18に接触し、かつ磁気的に吸着保持されて、ベーン16b先端が偏心ローラ14b周面と離間した状態を保持する。偏心ローラ14bに接触して第2のシリンダ室12bを二分するものが存在しないから、偏心ローラ14bは第2のシリンダ室12bにおいて空回転を行うこととなる。
By the action of the first
There is no back pressure urging force against the rear end of the
結局、第2のシリンダ室12bでの圧縮作用は行われず、第2の圧縮機構部2Bは非圧縮運転状態(休筒状態とも言う)になる。第1の圧縮機構部2Aでの圧縮作用のみが有効であり、上述した大能力運転を半減する低能力運転がなされる。
なお、図に二点鎖線で示すように、補助開閉弁30を設けた低圧導入管31を備えてもよい。この低圧導入管31の一端部は密閉ケース1内底部に接続され、他端部は上記電磁開閉弁27を備えた第2の分岐高圧導入管26bの中途部に接続される。上記補助開閉弁30は、大能力運転時には閉成し、低能力運転時には開放するよう制御される。
Eventually, the compression action in the second cylinder chamber 12b is not performed, and the second
In addition, you may provide the low
特に、低能力運転時には第2の分岐高圧導入管26bの電磁開閉弁27が閉成しているところから、低圧導入管31から開放された補助開閉弁30を介して密閉ケース1内底部の油溜り部19に集溜する潤滑油がベーン室15bに導かれる。密閉ケース1内は低圧雰囲気であり、油溜り部19の潤滑油は低圧の潤滑油であって、ベーン室15bは短時間で低圧雰囲気になる。
In particular, when the low-capacity operation is performed, since the electromagnetic on-off
すなわち、大能力運転から低能力運転に切換ると、電磁開閉弁27が閉成されベーン室15bへの高圧潤滑油の流通が遮断される。同時に、ベーン室15bに充満していた高圧潤滑油が、ベーン室15bから外部へ漏出する。その一方で、密閉ケース1内底部の油溜り部19に集溜する低圧の潤滑油が、開放された補助開閉弁30と低圧導入管31を介してベーン室15bに導入される。ベーン室15bは早期に低圧条件に代って、運転切換えがなされた直後にベーン16bの両端部に差圧が存在しなくなり、ベーン16b後端が保持部材18に保持固定される切換え時間の短縮化が得られる。
That is, when switching from the high-capacity operation to the low-capacity operation, the electromagnetic on-off
このような密閉型圧縮機Rによれば、電動機部3の回転数を低減することなく循環冷媒の流量を低減でき、低流量域で圧縮効率向上を得られる。第1のシリンダ室12aと第2のシリンダ室12bに冷媒を導く吸込み管Sに対して上記圧力切換え機構25の構成部品は何ら必要としていないから、吸込み通路抵抗の発生がなく高性能の圧縮機を提供できる。
低能力運転時に、第2のシリンダ室12bは圧縮機Rの吸込み圧力(冷凍サイクルの低圧圧力)となる。これは、密閉ケース1内の圧力と同等であって、第2のシリンダ室12bと密閉ケース1内とに差圧が存在しない。したがって、第2のシリンダ室12bからの冷媒リークを防止でき、圧縮性能低下を防止する。
According to such a hermetic compressor R, the flow rate of the circulating refrigerant can be reduced without reducing the rotational speed of the electric motor unit 3, and the compression efficiency can be improved in a low flow rate region. Since no components of the
During the low capacity operation, the second cylinder chamber 12b becomes the suction pressure of the compressor R (low pressure of the refrigeration cycle). This is equivalent to the pressure in the sealed
圧力切換え機構25の電磁開閉弁27を開閉することで第2のシリンダ室12bにおける圧縮運転と非圧縮運転との切換えが可能であり、簡素な構成で確実に作用して信頼性の向上を得られる。第1、第2のシリンダ8A,8Bに設けられる各ベーン室15a,15bに油分離器20で分離された高圧潤滑油を導くようにしたから、各ベーン16a,16bの後端に充分に高い背圧をかけることができ、各ベーンをより確実に作動させ得る。
By switching the electromagnetic on-off
さらに、上記ベーン室15a,15bに導かれた高圧潤滑油は、ベーン16a,16bとベーン室15a,15b溝部との隙間から漏れて出る。このことから、ベーン16a,16bの摺動部分への給油が確実に行われ、ベーン16a,16bはより円滑に動作する。換言すれば、ベーンクリアランス部のシール性が向上し、高効率で信頼性の高い密閉型圧縮機Rを提供できる。
Further, the high-pressure lubricant introduced into the
なお、冷凍サイクル回路Kに用いられる冷媒として、たとえば、イソブタン、プロパン等の炭化水素あるいは二酸化炭素のいずれかを使用するとよい。すなわち、この密閉型圧縮機Rにおいては密閉ケース1内を低圧条件としたため、冷凍サイクル回路Kに封入冷媒を少なくすることができ、可燃性である炭化水素系冷媒を使用することで、より安全な装置を提供できる。二酸化炭素等の高圧冷媒を用いた場合においても、密閉ケース1の耐圧設計が容易になる等のメリットがある。
また、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。
In addition, as a refrigerant | coolant used for the refrigerating cycle circuit K, it is good to use either hydrocarbons, such as isobutane and a propane, or a carbon dioxide, for example. In other words, in the hermetic compressor R, since the
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage, and a plurality of components disclosed in the above-described embodiment. Various inventions can be formed by appropriately combining the components.
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、14a,14b…偏心ローラ、12a…第1のシリンダ室、12b…第2のシリンダ室、8A…第1のシリンダ、8B…第2のシリンダ、16a,16b…ベーン、25…圧力切換え機構、R…密閉型圧縮機、22…凝縮器、23…膨張機構(膨張装置)、24…蒸発器、K…冷凍サイクル回路。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記密閉ケース内を低圧雰囲気とし、
上記複数の圧縮機構部における少なくとも1つの圧縮機構部は、
ローラが偏心回転自在に収容されるシリンダ室を備えたシリンダと、このシリンダに設けられ先端が上記ローラの周面に当接するよう押圧付勢されてローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分するベーンおよび、このベーンの後端側を低圧もしくは高圧に切換える圧力切換え機構を有し、
負荷の大小に応じて上記圧力切換え機構を作用し、上記特定の圧縮機構部におけるベーン後端側を高圧として全ての圧縮機構部で圧縮運転を行う大能力運転と、上記特定の圧縮機構部におけるベーンの後端側を低圧としてベーンをローラから離間させ圧縮させない低能力運転とに切換え可能としたことを特徴とする密閉型圧縮機。 In a hermetic compressor including a hermetic case, an electric motor unit accommodated in the hermetic case, and a plurality of compression mechanisms connected to the electric motor unit via a rotating shaft,
The inside of the sealed case has a low pressure atmosphere,
At least one compression mechanism in the plurality of compression mechanisms is
A cylinder having a cylinder chamber in which the roller is eccentrically rotatable, and a cylinder chamber provided in this cylinder and urged so that the tip abuts against the peripheral surface of the roller, and bisects the cylinder chamber along the rotation direction of the roller Having a pressure switching mechanism for switching the vane and the rear end side of the vane to a low pressure or a high pressure;
The above-described pressure switching mechanism is operated according to the magnitude of the load, and the high-capacity operation in which the compression operation is performed in all the compression mechanism parts with the vane rear end side in the specific compression mechanism part as a high pressure, and in the specific compression mechanism part A hermetic compressor characterized in that the rear end side of the vane is set to a low pressure and can be switched to a low-capacity operation in which the vane is separated from the roller and is not compressed.
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