JP2009062929A - Rotary compressor and refrigerating cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機等に用いられる回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関し、特に信頼性の向上が可能な技術に関する。 The present invention relates to a rotary compressor and a refrigeration cycle apparatus used for an air conditioner and the like, and more particularly to a technique capable of improving reliability.
空気調和機等の冷凍サイクル装置には、例えば密閉容器内に仕切板を挟んで2つの圧縮機構部が収容された回転式圧縮機が用いられている。このような回転式圧縮機には、各圧縮機構部のシリンダに独立して冷媒の吸込通路を設けたもの(例えば特許文献1参照)が知られている。しかし、各シリンダに独立して吸込通路を設けた場合、シリンダの厚みが薄くなると、吸込み通路の断面積も小さくなる。このため、吸込抵抗による圧力損失が増大し、圧縮効率が低下する虞があった。 In a refrigeration cycle apparatus such as an air conditioner, for example, a rotary compressor in which two compression mechanisms are accommodated with a partition plate in a sealed container is used. As such a rotary compressor, a compressor in which a refrigerant suction passage is provided independently in a cylinder of each compression mechanism section is known (see, for example, Patent Document 1). However, when the suction passage is provided independently for each cylinder, the cross-sectional area of the suction passage becomes smaller as the cylinder thickness decreases. For this reason, the pressure loss due to the suction resistance increases, and the compression efficiency may decrease.
このため、仕切板に共通の吸込通路を設け、この吸込通路を分岐させることで各圧縮機構部のシリンダ室に冷媒を吸込ませるものも知られている(例えば特許文献2、3参照)。
上述した回転式圧縮機では、次のような問題があった。即ち、シリンダ室に吸込んだ冷媒に液冷媒が混入した場合、下側に設けられた圧縮機構部に上側に設けられた圧縮機構部より多くの液冷媒が吸込まれやすい。このため、下側の圧縮機構部は、液冷媒を圧縮してしまい、耐久性が低下する虞や、耐摩耗性が低下する虞がある。このため、回転式圧縮機、特に下側の圧縮機構部の信頼性が損なわれる虞があった。 The above rotary compressor has the following problems. That is, when liquid refrigerant is mixed into the refrigerant sucked into the cylinder chamber, more liquid refrigerant is easily sucked into the compression mechanism portion provided on the lower side than the compression mechanism portion provided on the upper side. For this reason, the lower compression mechanism part compresses the liquid refrigerant, and there is a possibility that durability may be reduced or wear resistance may be reduced. For this reason, there exists a possibility that the reliability of a rotary compressor, especially the lower compression mechanism part may be impaired.
そこで本発明は、仕切板に吸込通路を設ける回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置であって、高い耐久性及び耐摩耗性を有し、信頼性を向上させることが可能なものを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a rotary compressor and a refrigeration cycle apparatus in which a suction passage is provided in a partition plate, which has high durability and wear resistance and can improve reliability. It is aimed.
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置は次のように構成されている。 In order to solve the above problems and achieve the object, the rotary compressor and the refrigeration cycle apparatus of the present invention are configured as follows.
密閉容器と、2つの偏心部を有し、前記密閉容器内の上下方向に配設された回転軸と、第1シリンダ室を形成する第1シリンダ、前記回転軸の上側の前記偏心部に係合され、前記第1シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第1ローラ、前記第1シリンダに形成された第1ブレード溝、及び、この第1ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第1ローラに当接可能に形成され、前記第1シリンダ室内を二分する第1ブレードを備え、前記密閉容器内に設けられた第1圧縮機構部と、第2シリンダ室を形成する第2シリンダ、前記回転軸の下側の前記偏心部に係合され、前記第2シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第2ローラ、前記第2シリンダに形成された第2ブレード溝、この第2ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第2ローラに当接可能に形成され、前記第2シリンダ室内を二分する第2ブレードを備え、前記密閉容器内であって前記第1圧縮機構部の下方に設けられた第2圧縮機構部と、前記第1圧縮機構部と前記第2圧縮機構部との間に設けられ、前記回転軸が挿入される挿入孔を有する仕切板と、この仕切板に設けられ、前記回転軸に対して直交方向、かつ、前記仕切板の外周面から内周面側に向って形成されるとともに、その中途部から前記仕切板の上方及び下方にそれぞれ角度を有して分岐する分岐通路が形成され、前記第1シリンダ室及び前記第2シリンダ室に連通する吸込通路と、を具備し、前記吸込通路を介して前記第1シリンダ室及び前記第2シリンダ室に冷媒を吸込む回転式圧縮機において、前記第2圧縮機構部及び前記仕切板の少なくとも一方に設けられ、前記第2圧縮機構部の過圧縮を防止する過圧縮防止手段と、を備えることを特徴とする。 A sealed container, two eccentric parts, a rotary shaft disposed in the vertical direction in the sealed container, a first cylinder forming a first cylinder chamber, and the eccentric part above the rotary shaft. And a first roller provided in the first cylinder chamber so as to be eccentrically rotatable, a first blade groove formed in the first cylinder, reciprocally slidable in the first blade groove, and A first cylinder that is formed so as to be able to contact the first roller and that bisects the first cylinder chamber, and that forms a second cylinder chamber and a first compression mechanism portion provided in the sealed container. A second roller which is engaged with the eccentric portion on the lower side of the rotating shaft and is provided so as to be eccentrically rotatable in the second cylinder chamber, a second blade groove formed in the second cylinder, and the second blade Reciprocally slidable in the groove, and the second A second compression mechanism portion that is formed so as to be capable of abutting against a roller and includes a second blade that bisects the second cylinder chamber, and is provided in the sealed container and below the first compression mechanism portion; A partition plate provided between the first compression mechanism portion and the second compression mechanism portion and having an insertion hole into which the rotation shaft is inserted, and a partition plate provided in the partition plate and orthogonal to the rotation shaft And a branch passage that is formed from the outer peripheral surface of the partition plate toward the inner peripheral surface side and branches at an angle from the middle of the partition plate above and below the partition plate is formed. A rotary compressor that sucks refrigerant into the first cylinder chamber and the second cylinder chamber through the suction passage, the suction passage communicating with the first cylinder chamber and the second cylinder chamber; Less compression mechanism and partition plate Also provided on one, characterized in that it comprises, and excessive compression preventing means for preventing excessive compression of the second compression mechanism.
前記回転式圧縮機と、この密閉型回転式圧縮機に接続された凝縮器と、この凝縮器に接続された膨張装置と、この膨張装置に接続された蒸発器とを備えたことを特徴とする。 The rotary compressor, a condenser connected to the hermetic rotary compressor, an expansion device connected to the condenser, and an evaporator connected to the expansion device, To do.
本発明によれば、仕切板に吸込通路を設ける回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置であって、高い耐久性及び耐摩耗性を有し、信頼性を向上させることが可能なものを提供することが可能となる。 According to the present invention, there is provided a rotary compressor and a refrigeration cycle apparatus in which a suction passage is provided in a partition plate, which has high durability and wear resistance and can improve reliability. Is possible.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る冷凍サイクル装置1の構成及びこの冷凍サイクル装置1に組み込まれた回転式圧縮機100の断面を示す説明図、図2は同回転式圧縮機100に用いられる仕切板113を示す断面図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a configuration of a
図1に示すように、冷凍サイクル装置1は、回転式圧縮機(以下「圧縮機」)100と、圧縮機100の吐出口101に接続された凝縮器200と、凝縮器200に接続された膨張装置300と、膨張装置300に接続された蒸発器400と、蒸発器400に接続されたアキュムレータ131とを備え、アキュムレータ131が圧縮機100に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
圧縮機100は2シリンダ形回転式圧縮機であり、密閉容器102と、この密閉容器102内の下部に設けられた圧縮機構部110と、密閉容器102の上部に設けられた電動機部140と、圧縮機構部110と電動機部140とを連結する回転軸150とを備えている。また、圧縮機100は、密閉容器102を密閉するための上蓋102aを備えている。
The
また、圧縮機100は、その内部、特に圧縮機構部等の摺動部の潤滑油(冷凍機油)としてポリオールエステル油又はエーテル系油が用いられている。なお、使用する冷媒によっては鉱油、アルキルベンゼン、PAG、又はフッ素系油を用いてもよい。
Further, in the
圧縮機構部110は、回転軸150の下部に設けられた第1圧縮機構部111と、第1圧縮機構部111の下方に設けられた第2圧縮機構部112と、これら第1圧縮機構部111と第2圧縮機構部112との間に設けられた仕切板113とを備えている。なお、第1圧縮機構部111及び第2圧縮機構部112は、後述する第1、第2シリンダ114,115内で冷媒を圧縮する各構成品により形成されている。
The
即ち、圧縮機構部110は、回転軸150の下部に、仕切板113を介して上下に配設された第1シリンダ室114aを形成する第1シリンダ114と、第2シリンダ室115aを形成する第2シリンダ115とを備えている。これら第1、第2シリンダ114、115は、互いに外形形状寸法が相違し、かつ、内径寸法が同一となるよう設定されている。第1シリンダ114の外形寸法は密閉容器102の内径寸法よりも僅かに大に形成され、密閉容器102内周面に圧入されるとともに、密閉容器102外部からの溶接加工により位置決め固定される。
That is, the
第1シリンダ114の上面部には、主軸受116が重ね合わされ、主軸受116を覆うように第1バルブカバー117が設けられている。主軸受116には、冷媒を第1バルブカバー117へ案内する吐出孔118を有している。また、第1シリンダ114には、第1シリンダ室114aと連通する第1ベーン室(第1ブレード室)119が設けられている。第1ベーン室119には、第1ベーン(第1ブレード)120が第1シリンダ室114aに対して突没自在に収容されている。
A main bearing 116 is superimposed on the upper surface of the
第2シリンダ115の下面部には副軸受121が重ね合わされており、副軸受121を覆うように第2バルブカバー122が設けられている。第2シリンダ115は、冷媒を吸込む吸込路123が形成されている。また、第2シリンダ115には、第2シリンダ室115aと連通する第2ベーン室(第2ブレード室)(不図示)が設けられている。この第2ベーン室には、第2ベーン(第2ブレード)(不図示)が第2シリンダ室115aに対して突没自在に収容される。これら第1ベーン120及び第2ベーンの先端縁は、平面視で半円状に形成されている。
A
なお、第1バルブカバー117、主軸受116、第1シリンダ114、仕切板113、第2シリンダ115、副軸受121及び第2バルブカバー122は取り付けボルト124により係合され、第1シリンダ114を介して密閉容器102に固定される。
The
第1ベーン室119及び第2ベーン室は、第1ベーン120及び第2ベーンの両側面が摺動自在に移動できる各ベーン収納溝(不図示)と、各ベーン収納溝端部に一体に連接され第1ベーン120及び第2ベーンの後端部が収容される各縦孔部(不図示)とを備えている。
The
第1シリンダ114には、第1シリンダ114外周面と第1ベーン室119とを連通する横孔が設けられ、ばね部材125が収容されている。同様に、第2シリンダ115には、第2シリンダ115外周面と第2ベーン室とを連通する横孔が設けられ、ばね部材(不図示)が収容されている。これらばね部材125は、第1ベーン120及び第2ベーンの背面側端面と密閉容器102内周面との間に介在され、第1ベーン120及び第2ベーンに弾性力(背圧)を付与可能に形成された圧縮ばねである。
The
図2に示すように、仕切板113は、回転軸150が挿入される挿入孔113aを有し、ドーナッツ状(円板形状)に形成されている。仕切板113は、その上下の主面が、第1シリンダ114の第1シリンダ室114a及び第2シリンダ115の第2シリンダ室115aの一部を形成するとともに、後述する偏心ローラ153,154が摺動可能に形成されている。また、仕切板113は、その外径の一部から内周方向に一定の距離形成された吸込通路126を有し、この吸込通路126は、仕切板113の上下の主面に連通する上下方の分岐通路128、128を備えている。なお、仕切板113は、吸込通路126に設けられたテーパパイプ129と、このテーパパイプ129に接続されたガイドパイプ130とを有している。
As shown in FIG. 2, the
分岐通路127、128は、例えば上方の分岐通路127が吸込通路126に対して、外周面側を支点にする角度θ1を45度に、径φ1を8mmに、下方の分岐通路128の角度θ2を45度に、径φ2を8mmに形成されている。なお、各分岐通路127、128の角度θ1、θ2は、回転軸150の直交方向であって、分岐通路127,128と吸込通路126との交差する点を支点に上下方向の角度をそれぞれ示している。また、上方の分岐通路127は図示しない第1シリンダの吸込路に連通し、下方の分岐通路128は、第2シリンダ115の吸込路123に連通している。
For example, the
密閉容器102の上端部には、吐出口101が接続されている。また、アキュムレータ131の底部には、吸込管132が接続されている。吸込管132は仕切板113の吸込通路126に、ガイドパイプ130及びテーパパイプ129を介して直接連通する。
A
電動機部140は、密閉容器102の内面に固定される固定子141と、この固定子141の内側に所定の間隔を存して配置され、かつ、回転軸150が介挿される回転子142とを備えている。電動機部140は、例えばブラシレスDC同期モータが用いられている。なお、電動機部140は、ブラシレスDC同期モータでなく、ACモータでもよい。
The
回転軸150は、中途部と下端部とが主軸受116と副軸受121とに回転自在に枢支される。さらに回転軸150は第1、第2シリンダ114、115内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151,152を一体に備えている。各偏心部151,152の回転中心は同一直線上に設けられ、それぞれ第1、第2シリンダ114、115内径部に位置するよう組み立てられている。各偏心部151,152の周面には、互いに同一直線をなすローラ153、154がそれぞれ偏心回転自在に収容される。
The
各ローラ153、154の高さ寸法は、第1、第2シリンダ室114a、115aの高さ寸法と略同一に形成される。したがって、ローラ153、154は互いに略180°の位相差があるが、第1、第2シリンダ室114a、115aで偏心回転することにより、シリンダ室は同一の排除容積に設定される。
The heights of the
そして、ローラ153、154が第1、第2シリンダ室114a、115aの内周壁にそって偏心回転したとき、各ベーン120はベーン収容溝に沿って往復運動し、かつ、各ベーン120後端部がそれぞれの縦孔部から進退自在に形成されている。
When the
なお、第2圧縮機構部112は、過圧縮防止手段として、下記構成で形成されている。
In addition, the 2nd
すなわち、過圧縮防止手段として第1圧縮機構部111の摺動部のクリアランスに対して、第2圧縮機構部112の摺動部のクリアランスを大きく設定している。例えば、圧縮機100(又は圧縮機構部110)を組み立てた際の第1シリンダ114とローラ153との高さの差(クリアランス)を基準とした際、第2シリンダ115とローラ154との高さのクリアランスXを例えば+3μmに設定する。また、第1シリンダ114と第1ベーン120との高さの差(クリアランス)を基準とした際、第2シリンダ115と第2ベーンとの高さのクリアランスYを例えば+3μmに設定する。
That is, the clearance of the sliding portion of the second
なお、これらのクリアランスは、クリアランスXとクリアランスYの両方を第1圧縮機構部111のクリアランスに対し+3μmに設定しても、クリアランスX又はYのどちらか一方を+3μmに設定してもよい。また、クリアランスX,Yは第1圧縮機構部のクリアランスに対し+3μmとしたが、3μmに限定されるものではない。さらに、上記クリアランスに限らず、例えば、ローラ154の外周面と第2シリンダ室115aの内周面間のクリアランスを第1圧縮機構部のクリアランスより大きくしても良い。なお、これらクリアランスは、圧縮機100又は圧縮機構部110を組み立てた際のクリアランスであり、各構成品の寸法公差を考慮したものとなる。
As for these clearances, both the clearance X and the clearance Y may be set to +3 μm with respect to the clearance of the first
このように構成された冷凍サイクル装置1では、通常運転として、第1圧縮機構部111及び第2圧縮機構部112において全能力運転が行なわれる。まず圧縮機100の電動機部140に外部エネルギ(例えば商用電源等)を供給することにより回転子142が回転し、回転子142に固着された回転軸150が回転する。このとき、回転軸150は回転するが、偏心部151,152では偏心回転することとなる。このように回転軸150が回転駆動され、偏心ローラ153、154は第1、第2シリンダ室114a、115a内で偏心回転を行う。
In the
第1圧縮機構部111及び第2圧縮機構部112では、第1ベーン120及び第2ベーンがばね部材125によって常に弾性的に押圧付勢されており、第1ベーン120及び第2ベーンの先端縁が偏心ローラ153、154周壁に摺接する。この摺接により、第1シリンダ室114a内及び第2シリンダ室115aを吸込室と圧縮室に二分する。
In the
ローラ153の第1シリンダ室114a内周面転接位置と第1ベーン120の収納溝の位置が一致し、第1ベーン120が最も後退した状態で、第1シリンダ室114aの空間容量が最大となる。冷媒ガスはアキュムレータ131から吸込管132、仕切板113の吸込通路126、及び上方の分岐管127を介して第1シリンダ室114aに吸い込まれ第1シリンダ室114aに充満する。
The
ローラ153の偏心回転に伴って、ローラ153の第1シリンダ室114a内周面に対する転接位置が移動し、第1シリンダ室114aの区画された圧縮室の容積が減少する。すなわち、先に第1シリンダ室114aに導かれたガスが徐々に圧縮される。回転軸150が継続して回転され、第1シリンダ室114aの圧縮室の容量がさらに減少して冷媒が圧縮され、所定圧まで上昇したところで吐出弁が開放される。
Along with the eccentric rotation of the
圧縮された冷媒はバルブカバー117を介して密閉容器102内に吐出され充満する。そして、密閉容器102上部の吐出口101から吐出される。第2圧縮機構部112においても、下方の分岐管128から吸込まれた冷媒が第1圧縮機構部111と同様に圧縮運転が行なわれる。なお、第1圧縮機構部111及び第2圧縮機構部112の偏心部151,152は、略180°の位相差をもって形成されている。このため、第1圧縮機構部111又は第2圧縮機構部112のどちらか一方で圧縮行程を行い、他方で吸込行程が行なわれている。
The compressed refrigerant is discharged into the sealed
これらのように、第1圧縮機構部111及び第2圧縮機構部112で圧縮された冷媒は、吐出孔118から第1バルブカバー117を介して密閉容器102内へ移動する。冷媒は、密閉容器102に設けられた吐出口101から凝縮器200、膨張装置300及び蒸発器400を順次通過し、アキュムレータ131を介して圧縮機100へと戻る。
As described above, the refrigerant compressed by the
なお、このような冷媒の圧縮行程においては、アキュムレータ131から吸込まれる冷媒に液状の冷媒が混入していることがある。このような気液混合された冷媒を圧縮する場合には、気体だけではなく、液体をも圧縮(液圧縮)することとなる。しかし、気体の冷媒を圧縮する場合に比べ、気液混合の冷媒は圧縮率が低いため、同容積に圧縮すると、第1、第2シリンダ114,115の内部(圧縮室)の圧力が増大する。このため、圧縮機構部110に負荷がかかり、偏心ローラ153,154、主軸受116、副軸受121及び第1、第2ベーン120等の摺動品が磨耗する虞がある。特に、下方の分岐管128は、その形状から、上方の分岐管127より液状の冷媒が進入しやすい。
In such a refrigerant compression process, a liquid refrigerant may be mixed in the refrigerant sucked from the
しかし、第2圧縮機構部112の摺動部のクリアランス(例えば、上記クリアランスX,Yの少なくとも1つ)を第1圧縮機構部111より大きくすることで、第2圧縮機構部112の圧縮行程時に液状の冷媒が混入し上記圧縮室の圧力が増大した場合、冷媒が少量、吸込室又は第2ベーン室に抜けることとなる。圧縮工程時に気液混合の冷媒を圧縮し、圧力が増大したとしても、少量の冷媒が抜けることで圧力は低減され過大な過圧縮が防止され、第2圧縮機構部112に高い負荷がかかることがない。このため、第2圧縮機構部112に第1圧縮機構部111よりクリアランスを設けることで、各磨耗量は低減する。
However, the clearance of the sliding portion of the second compression mechanism portion 112 (for example, at least one of the clearances X and Y) is made larger than that of the first
次に、本実施の形態に係る第2圧縮機構部112と、従来のクリアランスの第2圧縮機構部(第1圧縮機構部111と同じクリアランス)との磨耗量の比較の説明を行なう。
Next, a comparison of the amount of wear between the second
図3は、第2圧縮機構部112の各部位の磨耗量を示すグラフである。尚、図3中、左側が従来のクリアランス、即ち、第1圧縮機構部111と同一のクリアランスでの第2圧縮機構部の磨耗量W1右側が本実施の形態のクリアランスでの第2圧縮機構部112の磨耗量W2を示している。
FIG. 3 is a graph showing the amount of wear at each part of the
このような従来のクリアランスでの第2圧縮機構部の磨耗量W1と、本実施の形態の第2圧縮機構部112の磨耗量W2の耐久試験を行なう。この耐久試験の条件として、冷媒にR410Aを用い、潤滑油をポリオールエステル油、圧縮機100の回転数を120rps、吐出圧力(ゲージ圧力)を3.64MPag、吸込圧力(ゲージ圧力)を0.7MPagとした。また、吐出温度を100度以下とし、1000時間連続運転で行った。なお、クリアランスX,Y以外の条件はすべて同一とする。また、磨耗量W2は、クリアランスXを設けたとき、クリアランスYを設けたとき、クリアランスX、Yの両方を設けたとき、の3つの条件の磨耗量を平均した値とする。
An endurance test is performed on the wear amount W1 of the second compression mechanism portion in such a conventional clearance and the wear amount W2 of the second
また、図3中、V1がベーン先端の磨耗量を、V2が副軸受の摺動部の半径方向の磨耗量を、V3が仕切板の磨耗量をそれぞれ示している。 In FIG. 3, V1 indicates the amount of wear at the vane tip, V2 indicates the amount of wear in the radial direction of the sliding portion of the auxiliary bearing, and V3 indicates the amount of wear of the partition plate.
このような耐久試験を実施した結果、図3に示すように、従来のクリアランスの磨耗量W1を基準として100と設定すると、本実施の形態の磨耗量W2は、ベーン先端V1で98、副軸受で磨耗量が95、及び、仕切板で磨耗量が95となる。即ち、磨耗量の減少となった。 As a result of carrying out such an endurance test, as shown in FIG. 3, when the wear amount W1 of the conventional clearance is set to 100, the wear amount W2 of the present embodiment is 98 at the vane tip V1 and the auxiliary bearing. The wear amount is 95, and the wear amount is 95 with the partition plate. That is, the amount of wear decreased.
このように本発明の冷凍サイクル装置1によれば、第2圧縮機構部112の摺動部のクリアランスを、第1圧縮機構部111の摺動部のクリアランスよりも大きく設定することで、吸込み冷媒に液状冷媒が混入し、圧縮室の圧力が増大したときに、クリアランスから冷媒が吸込室側に少量漏れる(移動する)こととなる。これにより、過圧縮が防止され、図3に示すように、各部位V1,V2,V3の磨耗量W2を従来(100%)に比べ95〜98%に低減させることが可能となった。このように、摺動部の磨耗による能力の低下を防止することとなる。また、摺動部の磨耗により、各構成品間に隙間が発生することでの異音や騒音の発生を防止することが可能となり、圧縮機100及び冷凍サイクル装置1の信頼性を向上させることが可能となる。なお、摺動部のクリアランスを大きくすると通常運転時の圧縮効率が低下するおそれがあるが、例えば、3μm程度のクリアランスの増大では、許容できる範囲である。
Thus, according to the
次に本発明の第2の実施の形態に係る冷凍サイクル装置1Aを説明する。なお、第1の実施の形態に係る冷凍サイクル装置1と同一機能部分の詳細な説明は省略する。
冷凍サイクル装置1Aは、第2圧縮機構部112の第2シリンダ115の第2ベーン室に第2ベーン以外の部材は収容されていない構成、即ち、過圧縮防止手段として、冷凍サイクル装置1の第2ベーンを押圧するばね部材を有さない構成となっている。
Next, a refrigeration cycle apparatus 1A according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, detailed description of the same functional part as the
The refrigeration cycle apparatus 1A has a configuration in which no member other than the second vane is accommodated in the second vane chamber of the
また、第2シリンダ115の外形一部は密閉容器102内に露出する形状に形成されるとともに、この密閉容器102への露出部分に第2ベーン室が設けられている。
In addition, a part of the outer shape of the
なお、第2圧縮機構部112のクリアランスは、第1圧縮機構部111のクリアランスと同一とする。但し、上記第2の実施の形態と同様に、第2圧縮機構部112の摺動部のクリアランスを第1圧縮機構部111の摺動部のクリアランスよりも大きくしても良い。
The clearance of the
このように構成された冷凍サイクル装置1Aでは、第2ベーン室及び第2ベーン後端部はケース内圧力を直接的に受けることになる。また、第2ベーンの先端部が第2シリンダ室115aに対向しており、第2ベーン先端部は第2シリンダ室115a内の圧力を受ける。これにより、第2ベーン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こととなる。
In the refrigeration cycle apparatus 1A configured as described above, the second vane chamber and the second vane rear end portion directly receive the pressure in the case. Further, the tip end portion of the second vane faces the
即ち、気液混合の冷媒等が第2シリンダ室115aに吸込まれた際に、圧縮されると、第2シリンダ室115aの圧縮室の圧力が高圧となる。圧縮室内の圧力が、密閉容器102内の圧力よりも高くなると、密閉容器102による第2ベーンの背圧より、第2ベーンの先端部の圧力が高くなるため、ベーンが偏心ローラ154周壁から離間する方向へ移動する。このため、第2シリンダ室115aの圧縮室の高圧の冷媒の一部は、吸込室へ移動することとなり、圧縮室の圧力が減少する。このように圧縮室の圧力が密閉容器102の圧力よりも低くなると、第2ベーンは再度偏心ローラ154の周壁に接触する。
That is, when the gas-liquid mixed refrigerant or the like is sucked into the
このように本発明の冷凍サイクル装置1Aによれば、第2シリンダ室115aの圧縮室と密閉容器102内との圧力により、第2ベーンを移動可能とすることで、吸込み冷媒に液状冷媒が混入し、圧縮室の圧力が増大したときに、過大な過圧縮をを防止することが可能となる。このため、第2圧縮機構部112の損傷を防止することが可能となる。
As described above, according to the refrigeration cycle apparatus 1A of the present invention, the second vane can be moved by the pressure between the compression chamber of the
なお、これらの効果の確認として、確認試験を行なった。確認試験の条件として、冷媒にR410A用い、潤滑油をポリオールエステル油を用い、圧縮機100をON/OFFを交互におこなうものとし、回転数を0rpsから120rpsへ可変させる。また、吐出圧力(ゲージ圧力)を3.0MPag、吸込圧力(ゲージ圧力)を0.85MPagとした。なお、吐出温度を100度以下とし、試験時間をONで3分,OFFで2分、で150時間運転させ、液バックによる第2圧縮機構部112の損傷の有無の確認を行なう。
In addition, the confirmation test was done as confirmation of these effects. As conditions for the confirmation test, R410A is used as the refrigerant, polyol ester oil is used as the lubricating oil, the
冷凍サイクル装置1を上記条件で150時間運転終了後、第2圧縮機構部112の損傷を確認したが、損傷は見られなかった。
After the
上述したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1Aによれば、第2シリンダ室115Aの圧縮室の圧力と密閉容器102内の圧力とにより、第2ベーンを移動可能とすることで、第2圧縮機構部112の過大な過圧縮を防止し、第2圧縮機構部112の損傷を防止することが可能となる。これにより、冷凍サイクル装置1Aの信頼性の向上にもなる。
As described above, according to the refrigeration cycle apparatus 1A according to the present embodiment, the second vane can be moved by the pressure in the compression chamber of the second cylinder chamber 115A and the pressure in the sealed
次に本発明の第3の実施の形態に係る冷凍サイクル装置1Bを説明する。なお、冷凍サイクル装置1、1Aと同一機能部分の詳細な説明は省略する
冷凍サイクル装置1Bは、過圧縮防止手段として、仕切板113の下方の分岐通路128の角度θ2を、上方の分岐通路127の角度θ1よりも大きい角度、及び、下方の分岐通路128の径φ2を上方の分岐通路127の径φ1より小さい径に形成されている。
Next, a
The
例えば、上方の分岐通路127の角度θ1を45度、径φ1を8mmとし、下方の分岐通路128の角度θ2を60度、径φ2を6mmとする。なお、上方と下方との分岐通路127,128に設ける角度及び径の差(θ1<θ2、φ2<φ1)を、角度又は径のどちらか一方としてもよい。
For example, the angle θ1 of the
このように構成された冷凍サイクル装置1Bでは、上方の分岐通路127に比べ、下方の分岐通路128の角度θ2を大きくし、さらに、径φ2を小さくしたため、下方の分岐通路128の通路抵抗が増大することとなる。
In the
冷媒が気体である場合、通路抵抗が多少増大しても、あまり大きな吸込量の違いは無い。しかし、液状の冷媒であると、通路抵抗が増大することで、液状の冷媒の吸込量が低減することとなる。これにより、第2シリンダ室115aに吸込まれる液状の冷媒の吸込量を低減させることが可能となり、第2圧縮機構部112の圧縮行程時に、第2シリンダ室115aの圧縮室の過大な過圧縮を防止することが可能となる。
When the refrigerant is a gas, even if the passage resistance increases somewhat, there is no significant difference in the suction amount. However, in the case of a liquid refrigerant, the passage resistance is increased, so that the suction amount of the liquid refrigerant is reduced. This makes it possible to reduce the amount of liquid refrigerant sucked into the
なお、これらの効果の確認として確認試験を行なった。確認試験の条件として、冷媒にR410A用い、潤滑油をポリオールエステル油を用い、圧縮機100をON/OFFとし、回転数を0rpsから120rpsへ可変させる。また、吐出圧力(ゲージ圧力)を3.0MPag、吸込圧力(ゲージ圧力)を0.85MPagとした。なお、吐出温度を100度以下とし、試験時間をONで3分,OFFで2分、で150時間運転させ、液バックによる第2圧縮機構部112の損傷の有無の確認を行なう。
In addition, the confirmation test was done as confirmation of these effects. As conditions for the confirmation test, R410A is used as the refrigerant, polyol ester oil is used as the lubricant, the
冷凍サイクル装置1Bを上記条件で150時間運転終了後、第2圧縮機構部112を確認したが、損傷は見られなかった。
After the
上述したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1Bによれば、上方の分岐通路127に比べ、下方の分岐通路128の通路抵抗を大きくしたので、第2シリンダ室115aに吸込まれる液状の冷媒の吸込量を低減させることが可能となる。その結果、第2圧縮機構部112の圧縮行程時に、第2シリンダ室115aの過大な過圧縮を防止することが可能となる。これにより、第2圧縮機構部112の損傷を防止し、冷凍サイクル装置1Bの信頼性を向上させることが可能となる。
As described above, according to the
次に本発明の第4の実施の形態に係る冷凍サイクル装置1Cを図4を用いて説明する。図4は本発明の第4の実施の形態に係る冷凍サイクル装置1Cに用いられる第2ベーン160の一部断面を示す説明図である。なお、冷凍サイクル装置1〜1Bと同一機能部分の詳細な説明は省略する
図4に示すように、冷凍サイクル装置1Cは、第2圧縮機構部112に第2ベーン160を有している。第2ベーン160は、加工研磨仕上げされたSKH材により形成されたベーン本体161と、このベーン本体161に形成された傾斜組成とするための傾斜膜162を有するDLC(Diamond Like Carbon)皮膜163とを備えている。DLC皮膜163は、0.5〜3μmの厚みに形成されている。なお、DLC皮膜163を用いなくとも、高強度の表面処理膜であればよい。なお、第2ベーン160の外径状は、他の冷凍サイクル装置1〜1Bの第2ベーンと同一に形成されている。
Next, a
As shown in FIG. 4, the
また、図4中、DLC皮膜163中に、傾斜膜162の境界線が示されているが、これは、傾斜膜162をベーン本体161の上面に設けたDLC皮膜163であり、傾斜組成であるため、実際には境界線はないものとする。
In FIG. 4, the boundary line of the
なお、第1圧縮機構部111と第2圧縮機構部112は、上記第1〜第3の実施の形態のいずれかの構成をそなえている。
In addition, the 1st
このように構成された冷凍サイクル装置1では、ベーン本体161に、傾斜組成とするための傾斜膜162を有するDLC皮膜163を設け、密着性が高いDLC皮膜163とすることで、耐摩耗性の向上となり、磨耗による成績係数(COP)の減少を防止することが可能となる。
In the
なお、上述したDLC皮膜163を有する第2ベーン160を用いた際の磨耗による損傷の有無の確認試験を行なった。この確認試験は、冷凍サイクル装置1A、1Bで行なわれた確認試験と同一条件の試験を、本実施の形態の冷凍サイクル装置1Cで行なうものであり、その詳細な説明は省略する。
In addition, the confirmation test of the presence or absence of the damage by abrasion at the time of using the
確認試験後、第2圧縮機構部112を確認したが、損傷は見られなかった。このように、第2ベーン160にDLC皮膜163を設けることで、第2シリンダ115の圧縮室が高圧となっても耐え得る強度を有する。
After the confirmation test, the
次に、冷凍サイクル装置1Cの第2圧縮機構部112と、従来のDLC皮膜163を有さない第2ベーンを用いた第2圧縮機構部との成績係数(COP)の比較の説明を行なう。
Next, comparison of coefficient of performance (COP) between the second
図5は、本発明に係る冷凍サイクル装置1Cの入力V5に対しての成績係数V4(W4)と、従来の冷凍サイクル装置の入力V5に対しての成績係数V4(W3)とを示すグラフである。尚、図5中、左側が従来のクリアランスで形成された成績係数W3、右側が本実施の形態の成績係数W4を示している。
FIG. 5 is a graph showing a coefficient of performance V4 (W4) for the input V5 of the
このように従来の第2ベーンを有する冷凍サイクル装置の成績係数W3と、本実施の形態の冷凍サイクル装置1Cの成績係数W4の性能測定を行なう。この性能試験の条件として、圧縮機100の回転数を60rpsにおいて、吐出圧力を2542kPa、吸込圧力を867kPa、膨張弁前温度を34.3℃、吸込温度を12.7℃、凝縮温度を42.3℃、蒸発温度を2.7℃、過冷却度を8℃、加熱度を10℃とした。このときの、成績係数(COP)を測定する。
Thus, performance measurement of the coefficient of performance W3 of the refrigeration cycle apparatus having the conventional second vane and the coefficient of performance W4 of the
なお、図5中、V4が成績係数を、V2が入力をそれぞれ示している。
このような性能試験を実施した結果、図5に示すように、従来の第2ベーンを用いた成績係数V4及び入力V5を100と設定すると、本実施の形態の第2ベーン160を用いた場合の成績係数V4は102、入力V5は98となった。
In FIG. 5, V4 indicates the coefficient of performance, and V2 indicates the input.
As a result of performing such a performance test, when the coefficient of performance V4 using the conventional second vane and the input V5 are set to 100, as shown in FIG. 5, the
このように、入力V5を98と低減させ、成績係数(COP)V4を102と向上させることが可能となった。 Thus, the input V5 can be reduced to 98, and the coefficient of performance (COP) V4 can be improved to 102.
このように本発明の冷凍サイクル装置1Cによれば、第2ベーン160の表面にDLC皮膜163を形成することで、気液混合の冷媒を圧縮したときであっても、損傷及び磨耗を防止することが可能となる。このように、成績係数を向上させるとともに、磨耗を防止し、磨耗による成績係数の低下を防止することが可能となる。
As described above, according to the
また、DLC皮膜163とベーン本体161との間を傾斜膜162で連続させることで、密着性を高め、剥離を防止することが可能となる。
Further, by allowing the
上述したように本実施の形態に係る冷凍サイクル装置1Cによれば、第2ベーン160の表面にDLC皮膜163により高強度とすることで、損傷及び磨耗を防止することで、成績係数の向上とし、さらに、成績係数の低下を防止することが可能となる。
As described above, according to the
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、冷凍サイクル装置1A〜1Cにおいては、第1圧縮機構部111と第2圧縮機構部112とのクリアランスを同等としたが、これを、冷凍サイクル装置1のように、第2圧縮機構部112のクリアランスX,Yとしてもよい。また、同様に、冷凍サイクル装置1、1B、1Cにおいて、冷凍サイクル装置1Aのように、第2ベーンにばね部材を有さない構成としてもよい。即ち、冷凍サイクル装置1〜1Cの防止手段をそれぞれ用いるのではなく、防止手段を2つ以上組み合わせたものとしても適用できる。このように、各冷凍サイクル装置1〜1Cを組み合わせることで、第2圧縮機構部112において、損傷を防止することが可能となり、さらに、成績係数の向上にもなる。これにより、信頼性の向上とすることが可能となる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described example, in the refrigeration cycle apparatuses 1A to 1C, the clearance between the first
また、上述した冷凍サイクル装置1Aにおいて、第2ベーンの背面に何も有さない構成とし、圧縮室及び密閉容器102内部圧力のバランスによって移動可能としたが、第2ベーンの移動を補助するために、第2ベーンが開く方向に移動することを補助する磁石を設けても適用できる。このような構成とすることで、第2シリンダ室115aの圧縮室が高圧となった場合に、確実に第2ベーンを移動させるとともに、追従性が向上することとなる。これにより、より耐久性及び耐摩耗性を向上させ、さらに信頼性を向上させることとなる。
In the above-described refrigeration cycle apparatus 1A, the rear surface of the second vane is configured to have nothing, and can be moved by the balance between the compression chamber and the internal pressure of the sealed
さらに、上述した冷凍サイクル装置1Cの第2ベーン160に表面処理膜として、DLC皮膜163を設けるとしたが、これは、DLC皮膜163ではなく、高強度のCrN皮膜やTiN皮膜としてもよい。このように、高強度の皮膜を設けることで、確実に耐磨耗性を向上させることが可能となる。この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
Furthermore, although the
1,1A,1B,1C…冷凍サイクル装置、100…回転式圧縮機(圧縮機)、101…吐出口、102…密閉容器、102a…上蓋、110…圧縮機構部、111…圧縮機構部、112…圧縮機構部、113…仕切板、113a…挿入孔、114…第1シリンダ、114a…第1シリンダ室、115…第2シリンダ、115a…第2シリンダ室、116…主軸受、117…バルブカバー、118…吐出孔、119…第1ベーン室、120…第1ベーン、121…副軸受、122…バルブカバー、123…吸込路、124…ボルト、125…ばね部材、126…吸込通路、127…上方の分岐通路、128…下方の分岐通路、129…テーパパイプ、130…ガイドパイプ、131…アキュムレータ、132…吸込管、140…電動機部、141…固定子、142…回転子、150…回転軸、151、152…偏心部、153、154…ローラ、200…凝縮器、300…膨張装置、400…蒸発器。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
2つの偏心部を有し、前記密閉容器内の上下方向に配設された回転軸と、
第1シリンダ室を形成する第1シリンダ、前記回転軸の上側の前記偏心部に係合され、前記第1シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第1ローラ、前記第1シリンダに形成された第1ブレード溝、及び、この第1ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第1ローラに当接可能に形成され、前記第1シリンダ室内を二分する第1ブレードを備え、前記密閉容器内に設けられた第1圧縮機構部と、
第2シリンダ室を形成する第2シリンダ、前記回転軸の下側の前記偏心部に係合され、前記第2シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第2ローラ、前記第2シリンダに形成された第2ブレード溝、この第2ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第2ローラに当接可能に形成され、前記第2シリンダ室内を二分する第2ブレードを備え、前記密閉容器内であって前記第1圧縮機構部の下方に設けられた第2圧縮機構部と、
前記第1圧縮機構部と前記第2圧縮機構部との間に設けられ、前記回転軸が挿入される挿入孔を有する仕切板と、
この仕切板に設けられ、前記回転軸に対して直交方向、かつ、前記仕切板の外周面から内周面側に向って形成されるとともに、その中途部から前記仕切板の上方及び下方にそれぞれ角度を有して分岐する分岐通路が形成され、前記第1シリンダ室及び前記第2シリンダ室に連通する吸込通路と、を具備し、前記吸込通路を介して前記第1シリンダ室及び前記第2シリンダ室に冷媒を吸込む回転式圧縮機において、
前記第2圧縮機構部の過圧縮を防止する過圧縮防止手段と、を備えることを特徴とする回転式圧縮機。 A sealed container;
A rotating shaft having two eccentric parts and arranged in the vertical direction in the sealed container;
A first cylinder that forms a first cylinder chamber, a first roller that is engaged with the eccentric portion on the upper side of the rotation shaft, and that is eccentrically rotatable in the first cylinder chamber, and is formed on the first cylinder. A first blade groove, and a first blade formed so as to be able to reciprocate in the first blade groove and to be in contact with the first roller, and to bisect the first cylinder chamber; A first compression mechanism provided in the interior;
A second cylinder that forms a second cylinder chamber, a second roller that is engaged with the eccentric portion on the lower side of the rotation shaft, and that can be eccentrically rotated in the second cylinder chamber, is formed on the second cylinder. A second blade groove, a second blade formed so as to be capable of reciprocating in the second blade groove and capable of abutting against the second roller, and bisecting the second cylinder chamber. A second compression mechanism provided below the first compression mechanism,
A partition plate provided between the first compression mechanism portion and the second compression mechanism portion and having an insertion hole into which the rotating shaft is inserted;
The partition plate is provided in a direction orthogonal to the rotation axis and from the outer peripheral surface of the partition plate toward the inner peripheral surface, and from the middle part above and below the partition plate, respectively. A branch passage that branches at an angle is formed, and includes a suction passage that communicates with the first cylinder chamber and the second cylinder chamber, and the first cylinder chamber and the second passage through the suction passage. In the rotary compressor that sucks refrigerant into the cylinder chamber,
An over-compression preventing means for preventing over-compression of the second compression mechanism section.
この密閉型回転式圧縮機に接続された凝縮器と、
この凝縮器に接続された膨張装置と、
この膨張装置に接続された蒸発器とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。 A rotary compressor according to any one of claims 1 to 4,
A condenser connected to this hermetic rotary compressor;
An expansion device connected to the condenser;
A refrigeration cycle apparatus comprising an evaporator connected to the expansion device.
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