JP2009062930A - ２気筒回転圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込干渉を起因とする圧縮機の能率や効率の低下を防止できるとともに、中間仕切板の加工を容易に行うこと。
【解決手段】中間仕切板５０と、シリンダ４３と、シリンダ４４と、互いに回転角を１８０°ずらしたクランク軸部６１，６２を有して回転駆動部２０に連結された回転軸６０と、クランク軸部６１，６２に嵌め合わされてシリンダ４３，４４内をそれぞれ回転する口ーラ６３，６４と、シリンダ４３，４４のそれぞれの開口を封じる主軸受３１、副軸受３２とを具備し、吸込ガスを共通の吸込パイプ６を通して中間仕切板５０に導き、中間仕切板５０内で分岐してシリンダ４３，４４内に導く２気筒回転圧縮機１０において、中間仕切板５０の端面に開口し、中間の隔壁５６によって仕切られた第１分岐溝５４、第２分岐溝５５を通して分岐後の吸込ガスをシリンダ４３，４４内に導く。
【選択図】 図１

Description

本発明は、中間仕切板で分岐された吸込通路を有する２気筒回転圧縮機及び冷凍サイクル装置に関し、特に吸込干渉による体積効率の低下を防止できる技術に関する。

中間仕切板で分岐された吸込通路を有する２気筒回転圧縮機はよく知られている（例えば、特許文献１，２参照）。このような２気筒回転圧縮機は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素を収容し、この回転圧縮要素を、中間仕切板と、この中間仕切板の前記電動要素側に設けられた第２のシリンダと、前記中間仕切板の反対側に設けられた第１のシリンダと、互いに回転角を１８０°、ずらした第１及び第２の偏心部を有して前記電動要素に連結された回転軸と、この回転軸の第１と第２の偏心部にそれぞれ飲め合わされて前記第１及び第２のシリンダ内をそれぞれ回転する第１及び第２の口ーラと、前記各シリンダのそれぞれの開口を封じる軸受けと、前記回転軸に支持されて前記固定子の内側にて回転自在にされた回転子とから構成されている。

中間仕切板には吸込パイプが挿入され、中間仕切板内部にて吸込通路が上下に分岐され、それぞれシリンダ内に連通している。中間仕切板には、その外周側より吸込パイプが挿入される横穴があり、この横穴は斜め方向に上下に分岐されてシリンダ内に連通する。
特開２００３−１６１２７８号公報 特開平９−２５０４７７号公報

上述した２気筒回転圧縮機では、次のような問題があった。すなわち、２気筒回転圧縮機においては、一方のシリンダの吸込速度が最大に近いときは他方のシリンダは吸込完了あるいは吸込開始で吸込速度が小さい。

中間仕切板内で吸込が分岐される第１図の圧縮機においては、気液分離器内から２本のパイプによって独立した吸込通路が形成される圧縮機に比べて分岐後の吸込通路が短く、上記の場合、吸込速度の小さい側のシリンダにガスが流れにくかったり、あるいは一度吸い込まれたガスが吸込速度の大きな方のシリンダに逆流してしまう問題（吸込干渉）が生じやすい。この結果、圧縮機の能力や効率が低下する問題がある。

また、分岐後の吸込通路は斜め穴となるが、斜め穴は機械加工がしにくく、エッジのバリ取りも行いにくい問題がある。さらに、中間仕切板を焼結で形成する場合においても横穴の他に斜め穴も機械加工する必要があり、加工工程があまり省けない。

そこで本発明は、吸込干渉を起因とする圧縮機の能率や効率の低下を防止できるとともに、中間仕切板の加工を容易に行うことができる２気筒回転圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の２気筒回転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。

密閉容器内に電動要素と回転圧縮要素を収容し、この回転圧縮要素は、中間仕切板と、この中間仕切板の前記電動要素側に設けられた第１のシリンダと、この第１のシリンダに対し前記中間仕切板の反対側に設けられた第２のシリンダと、互いに回転角を１８０°ずらした第１及び第２の偏心部を有して前記電動要素に連結された回転軸と、この回転軸の第１と第２の偏心部にそれぞれ嵌め合わされて前記第１及び第２のシリンダ内をそれぞれ回転する第１及び第２の口ーラと、前記各シリンダのそれぞれの開口を封じる軸受と、前記回転軸に支持されて固定子の内側にて回転自在にされた回転子とを具備し、吸込ガスを共通の吸込パイプを通して前記中間仕切板に導き、前記中間仕切板内で分岐して前記各シリンダ内に導く２気筒回転圧縮機において、前記中間仕切板の端面に開口し、中間の隔壁によって仕切られた２つの溝を通して分岐後の吸込ガスを前記各シリンダ内に導くことを特徴とする。

上述した構成の圧縮機と、凝縮器、膨張装置、蒸発器を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、吸込干渉を起因とする圧縮機の能率や効率の低下を防止できるとともに、中間仕切板の加工を容易に行うことが可能となる。

図１は本発明の一実施の形態に係る回転式圧縮機１０の断面構造と、この回転式圧縮機１０を備えた冷凍サイクル装置１の冷凍サイクル構成図、図２Ａは回転式圧縮機１０に組み込まれた中間仕切板５０を示す平面図、図２Ｂは同中間仕切板５０の縦断面図である。

図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、冷媒を凝縮する凝縮器２と、この凝縮器２に接続された膨張装置３と、この膨張装置３に接続され、冷媒を気化する蒸発器４と、この蒸発器４の出口側にアキュムレータ５及び吸込パイプ６を介して接続された２気筒回転圧縮機１０とを備えている。

２気筒回転圧縮機１０は、ツインタイプのローリングピストン形圧縮機であり、密閉ケース１１を有している。密閉ケース１１内には、上部側に設けられた回転駆動部（電動要素）２０と、下部側に設けられた圧縮機構部（回転圧縮要素）３０とが収容されており、回転駆動部２０と圧縮機構部３０とは、回転軸６０を介して連結されている。２気筒回転圧縮機１０は、回転軸６０が鉛直方向に沿って設けられている縦置型のものである。

回転駆動部２０は、例えばブラシレスＤＣモータが用いられていて、密閉ケース１１の内面に固定される集中巻固定子２１と、この集中巻固定子２１の内側に所定の間隙を存して配置され、回転軸６０に嵌着されるロータ２２とを備えている。回転駆動部２０は、外部の電源供給部（不図示）に接続され、電力の供給を受けている。

圧縮機構部３０は、主軸受３１及び副軸受３２とを備え、主軸受３１側に設けられたバルブカバー３３と、副軸受３２側に設けられたバルブカバー３４とともにボルト３５にてネジ止めされている。主軸受３１及び副軸受３２は、それぞれ回転軸６０を回転自在に支持している。主軸受３１と副軸受３２との間には圧縮機構４０Ａ、中間仕切板５０、圧縮機構４０Ｂが積層配置され、主軸受３１は、後述するシリンダ室４３の開口を封じ、副軸受３２は後述するシリンダ室４４の開口を封じている。

圧縮機構４０Ａ，４０Ｂには、それぞれシリンダ部材４１，４２が設けられるとともに、シリンダ部材４１、４２には、それぞれシリンダ室４３、４４が設けられている。回転軸６０は、シリンダ室４３、４４に対応する位置にそれぞれ設けられたクランク軸部（第１及び第２の偏心部）６１，６２を有し、これらクランク軸部６１，６２の外周にそれぞれローラ６３，６４が係合されている。これらクランク軸部６１，６２は、互いに回転角を１８０°ずらして配置されている。

図１に示すように、中間仕切板５０は、円板状の板本体５１と、この板本体５１の外周面に設けられ、吸込ガス（冷媒）を導入する吸込パイプ６が挿入される横穴５２と、この横穴５２に連通する分岐部５３と、この分岐部５３が上下に分岐して各シリンダ室４３，４４に導く第１分岐溝５４と、第２分岐溝５５とが形成されている。第１分岐溝５４と第２分岐溝５５との間には隔壁５６が設けられている。なお、板本体５１には、ネジ穴５１ａと、開口部５１ｂが形成されている。

このように構成された冷凍サイクル装置１では、次のように運転される。すなわち、回転駆動部２０に電力が供給され、回転軸６０が回転駆動され、圧縮機構部３０が駆動される。

圧縮機構部３０では、ローラ６３，６４がシリンダ室４３，４４内で偏心回転を行うことで、シリンダ室４３，４４内に導かれた冷媒ガスが徐々に圧縮される。回転軸６０が継続して回転され、シリンダ室４３，４４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吐出弁が開放する。高圧ガスはバルブカバー３３を介して密閉ケース１１内に吐出され充満する。そして、密閉ケース１１から吐出される。

密閉ケース１１から吐出された高圧ガスは、凝縮器２に導かれて凝縮液化し、膨張装置３で断熱膨張し、蒸発器４で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。そして、蒸発したあとの冷媒はアキュムレータ５及び吸込パイプ６を介して中間仕切板５０の横穴５２に導入される。そして、分岐部５３において第１分岐溝５４と第２分岐溝５５に分岐し、シリンダ室４３，４４内に再び吸込まれて上述の経路を循環する。

上述したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１の２気筒回転圧縮機１０では、第１分岐溝５４と第２分岐溝５５とが隔壁５６によって仕切られているので、吸込パイプ６から導入された吸込ガスが分岐した後の吸込通路が長く、吸込干渉が生じにくくなる。このため、圧縮機の能力や効率が低下を防止できる。

図２Ａは、中間仕切板５０の変形例に係る中間仕切板５０Ａを示す平面図、図２Ｂは縦断面図である。なお、これらの図において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

中間仕切板５０Ａでは、第１分岐溝５４と第２分岐溝５５において斜め方向の壁面がなく、加工が容易となる。

図３Ａは、中間仕切板５０の変形例に係る中間仕切板５０Ｂを示す平面図、図３Ｂは縦断面図である。また、図４Ａ〜４Ｅは、中間仕切板５０Ｂの加工工程を示す縦断面図である。なお、これらの図において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

中間仕切板５０Ｂでは、横穴５２に交差して連通し、板本体５１の両端面を貫通する貫通穴５７が形成され、この貫通穴５７と連通して第１分岐溝５４と第２分岐溝５５が形成されている。

このように構成されていると、分岐部５３のガス通路が狭くなることがなく、吸込み通路抵抗の増大化を防止できる。分岐部５３から各シリンダ室４３，４４に至る通路が長くなることから、吸込干渉が起こりにくくなり、特性が向上する点は、先に説明したものと同一である。また、貫通穴５３が緩衝空間となり、吸込干渉がさらに起こりにくくなる。

中間仕切板５０Ｂは、例えば、図４Ａ〜図４Ｅに示すような工程で加工される。なお、これらの図中斜線Ｐは加工位置を示している。板本体５１には、ネジ穴５１ａと、開口部５１ｂを形成する（図４Ａ）。次に、横穴５２を貫通穴５３を突き抜ける深さまで空ける（図４Ｂ）。板本体５１の一方の端面から中間の隔壁５６の深さまで刃具（エンドミル）で彫り込んだ後にそのまま側方に彫り込んで溝を形成し（図４Ｃ）、他方の端面からも同様の加工を行い（図４Ｄ）、両端面を貫通する貫通穴５３及び分岐後の吸込ガス通路となる第１分岐溝５４と第２分岐溝５５を形成する（図４Ｅ）。

このように３方向からの切削加工で貫通穴５３、第１分岐溝５４、第２分岐溝５５が形成されるため、加工を安価にできるとともに、斜め穴を形成する場合に比べてバリ取りが容易である。

図５Ａは、中間仕切板５０の変形例に係る中間仕切板５０Ｃを示す平面図、図５Ｂは縦断面図である。なお、これらの図において図１と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。

第１分岐溝５４と第２分岐溝５５が各シリンダ４３，４４に連通する端部側は図５Ｂに示すように斜面としてもよい。

なお、上述した中間仕切板５０，５０Ａ〜５０Ｃの製造は機械加工にて行うものであるが、中間仕切板を焼結にて形成し、吸込パイプ６を挿入するための横穴を機械加工にて空けるものである。貫通穴や溝は両端面方向からの成型・焼結にて形成でき、余分な加工を必要とせず安価にできる。吸込パイプ６を挿入するための横穴は成型では形成できないため機械加工にて空けるものである。吸込パイプ６を挿入するための横穴以外を焼結にて形成するため機械加工が減少し、安価にできる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、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のは勿論である。

本発明の一実施の形態に係る回転式圧縮機の断面構造と、この回転式圧縮機を備えた冷凍サイクル装置の冷凍サイクル構成図。 同回転式圧縮機に組み込まれた中間仕切板の変形例を示す平面図。 同中間仕切板を示す縦断面図。 同回転式圧縮機に組み込まれた中間仕切板の変形例を示す平面図。 同中間仕切板を示す縦断面図。 同中間仕切板の加工工程を示す縦断面図。 同中間仕切板の加工工程を示す縦断面図。 同中間仕切板の加工工程を示す縦断面図。 同中間仕切板の加工工程を示す縦断面図。 同中間仕切板の加工工程を示す縦断面図。 同回転式圧縮機に組み込まれた中間仕切板の変形例を示す平面図。 同中間仕切板を示す縦断面図。

符号の説明

１…冷凍サイクル装置、２…凝縮器、３…膨張装置、４…蒸発器、５…アキュムレータ、６…吸込パイプ、１０…２気筒回転圧縮機、１１…密閉ケース、２０…回転駆動部（電動要素）、３０…圧縮機構部（回転圧縮要素）、３１…主軸受、３２…副軸受、４０Ａ，４０Ｂ…圧縮機構、４３、４４…シリンダ室、５０，５０Ａ〜５０Ｃ…中間仕切板、５１…板本体、５２…横穴、５３…分岐部、５４…第１分岐溝、５５…第２分岐溝、５６…隔壁、５７…貫通穴、６０…回転軸、６１，６２…クランク軸部、６３，６４…ローラ。

Claims (3)

1. 密閉容器内に電動要素と回転圧縮要素を収容し、この回転圧縮要素は、中間仕切板と、この中間仕切板の前記電動要素側に設けられた第１のシリンダと、この第１のシリンダに対し前記中間仕切板の反対側に設けられた第２のシリンダと、互いに回転角を１８０°ずらした第１及び第２の偏心部を有して前記電動要素に連結された回転軸と、この回転軸の第１と第２の偏心部にそれぞれ嵌め合わされて前記第１及び第２のシリンダ内をそれぞれ回転する第１及び第２の口ーラと、前記各シリンダのそれぞれの開口を封じる軸受と、前記回転軸に支持されて固定子の内側にて回転自在にされた回転子とを具備し、吸込ガスを共通の吸込パイプを通して前記中間仕切板に導き、前記中間仕切板内で分岐して前記各シリンダ内に導く２気筒回転圧縮機において、
   前記中間仕切板の端面に開口し、中間の隔壁によって仕切られた２つの溝を通して分岐後の吸込ガスを前記各シリンダ内に導くことを特徴とする２気筒回転圧縮機。
2. 前記中間仕切板には、前記吸込パイプを挿入するための横穴と、この横穴に交差して連通する両端面を貫通する貫通穴と、前記貫通穴に連通し中間の隔壁によって分離された端面に開口した２つの溝によって吸込通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の２気筒回転圧縮機。
3. 請求項１又は２に記載の圧縮機と、凝縮器、膨張装置、蒸発器を備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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