JP2009062931A - 回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間仕切板の加工コストを低減し、また流路形状の設計自由度を高めること。
【解決手段】圧縮機構部２０と回転駆動部３０を有し、圧縮機構部２０が、中間仕切板５０と、中間仕切板５０の両端面側に設けられシリンダ室４３，４４を形成する第１及び第２のシリンダ４１，４２と、シリンダ４１，４２の端面に設けられシリンダ室４３，４４を覆う主軸受３１、副軸受３２と、クランク軸部６１，６２を有し、主軸受３１、副軸受３２により回転支持されるシャフト６０と、シャフト６０のクランク軸部６１，６２に係合されたローラ６３，６４とを備え、吸込ガスを中間仕切板５０内で分岐してシリンダ室４３，４４内に導く回転式圧縮機１０において、中間仕切板５０の吸込通路に中間仕切板とは別体に形成された吸込通路分岐部５４を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転式圧縮機及びこの回転式圧縮機が組み込まれた冷凍サイクル装置に関し、特に安価で高性能のものが得られる技術に関する。

中間仕切板で分岐された吸込通路を有する２気筒回転式圧縮機はよく知られている。このような２気筒回転式圧縮機は、圧縮機構部と回転駆動部を有し、圧縮機構部が、中間仕切板と、この中間仕切板の両端面側に設けられシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダと、これらシリンダの端面に設けられシリンダ室を覆う第１及び第２の蓋部材と、２つの偏心部を有し、蓋部材により回転支持されるシャフトと、このシャフトの偏心部に係合されたローラとを備え、吸込ガスを中間仕切板内で分岐して各シリンダ室内に導くものである。

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、それぞれ第１及び第２のシリンダのシリンダ室に連通している。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形成され、この横穴は斜め方向に上下に分岐されて各シリンダ室に連通する。

このような２気筒回転式圧縮機において流路形状を最適化し高い性能を得るためには、中間仕切板の吸込通路の分岐部において、吸込干渉を防ぎ、圧力損失を低減する必要がある。このため、吸込通路を斜め穴加工により形成する例が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００３−１６１２７８号公報 特開平９−２５０４７７号公報

上述した２気筒回転式圧縮機では、次のような問題があった。すなわち、斜め穴加工にはコストがかかり、また流路形状の設計自由度が小さく、高い性能が得られにくいという問題があった。

そこで本発明は、中間仕切板の加工コストを低減し、また流路形状の設計自由度を高めることで、安価で高性能の回転式圧縮機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、本発明の回転式圧縮機は次のように構成されている。

圧縮機構部と回転駆動部を有し、前記圧縮機構部が、中間仕切板と、この中間仕切板の両端面側に設けられシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダと、これらシリンダの端面に設けられ前記シリンダ室を覆う第１及び第２の蓋部材と、２つの偏心部を有し、前記蓋部材により回転支持されるシャフトと、このシャフトの偏心部に係合されたローラとを備え、吸込ガスを前記中間仕切板内で分岐して前記各シリンダ室内に導く回転式圧縮機において、前記中間仕切板の吸込通路に中間仕切板とは別体に形成された分岐部材を設けたことを特徴とする。

上述した構成を有する回転式圧縮機と、この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ていることを特徴とする。

本発明によれば、中間仕切板の加工コストを低減し、また流路形状の設計自由度を高めることが可能となる。

図１は本発明の第１の実施の形態に係る２気筒回転式圧縮機１０の断面構造と、この２気筒回転式圧縮機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２気筒回転式圧縮機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、図３Ａは中間仕切板５０に組み込まれた吸込通路分岐部５４の平面投影図、図３Ｂは中間仕切板５０に組み込まれた吸込通路分岐部５４の側面投影図である。

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気筒回転式圧縮機１０とを備えている。

２気筒回転式圧縮機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２０と、下部側に設けられた圧縮機構部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、シャフト６０を介して連結されている。２気筒回転式圧縮機１０は、シャフト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、シャフト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、それぞれシャフト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。シャフト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（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。

中間仕切板５０は、金属材製で円板状の板本体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が挿入される吸込パイプ挿入孔（横穴）５２と、この吸込パイプ挿入孔５２に連通するとともに、板本体５１の両端面を貫通する貫通円孔５３が設けられている。

板本体５１には、ネジ穴５１ａと、開口部５１ｂが形成されている。また、吸込パイプ挿入孔５２と貫通円穴５３が交差する位置には、面取り部５２ａが形成されている。

貫通円孔５３には、着脱自在の吸込通路分岐部５４が配置されている。吸込通路分岐部５４は、ほぼ断面三角形状の柱体に形成され、その側面に一対の凹溝５４ａが形成されている。吸込通路分岐部５４は、その頂部を吸込パイプ挿入孔５２側に向けた状態で凹溝５４ａに係合する板バネ５５を介して取り付けられている。吸込通路分岐部５４はＰＰＳ等の樹脂であり、射出成形によって形成されている。吸込通路分岐部５４は、板本体５１に対して縦弾性係数及び熱伝達率が小さい。

この吸込通路分岐部５４が貫通円孔５３を上下に分岐することで各シリンダ室４３，４４に導く第１分岐溝５６と、第２分岐溝５７とが形成されている。

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、シャフト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。シャフト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の吸込パイプ挿入孔５２に導入される。そして、吸込通路分岐部５４において第１分岐溝５６と第２分岐溝５６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、板本体５１に形成された貫通円孔５３に吸込通路分岐部５４を取り付ける構造であるため、板本体５１に行う加工は、一方向からのドリル（あるいはタップ）による孔空け加工のみとなり、斜め方向への加工が不要となり、加工工数を大幅に削減できる。また、吸込通路分岐部５４が熱伝達率の小さい材質で形成されているため、吸込ガスの加熱による影響を軽減でき、圧縮機性能を向上させることができる。また、吸込通路分岐部５４は射出成形により形成されているので、高精度・低コストに製造が可能であるとともに、設計自由度が高く、所望の圧縮性能を得ることが可能となる。

また、吸込パイプ挿入孔５２と貫通円穴５３が交差する位置には、面取り部５２ａが形成されているため、流路抵抗を小さくすることが可能となり、さらに圧縮性能を高めることが可能となる。

なお、吸込通路分岐部５４は、樹脂の他、薄板の板金加工で製作することで、材料費・製作費をさらに安価にするようにしてもよい。

図４Ａは本発明の第２の実施の形態に係る２気筒回転式圧縮機１０に組み込まれた中間仕切板５０Ａを示す平面図、図４Ｂは同中間仕切板５０Ａの縦断面図、図５Ａは中間仕切板５０Ａに組み込まれた吸込通路分岐部５８の平面投影図、図５Ｂは中間仕切板５０Ａに組み込まれた吸込通路分岐部５８の側面投影図である。これらの図において、図２Ａ，２Ｂ，３Ａ，３Ｂ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。

本実施の形態に係る吸込通路分岐部５８は、上述した吸込通路分岐部５４とほぼ同様に形成されているが、その側面に一対の爪部５８ａが形成され、貫通円孔５３の内壁面に係合している。

このように吸込通路分岐部５８を用いることで、板バネ５５等の部品や接着剤塗布等の工程が不要となり、材料費・製作費をさらに安価にすることが可能となる。

図６は、吸込パイプ挿入孔５２と貫通円穴５３が交差する位置に面取り部５２ａを形成するための加工工程を示す断面図である。図６に示すように、面取り部５２ａの加工は、吸込パイプ挿入孔５２側からドリルＤにより加工しても良いし、また、貫通円孔５３側から行っても良い。

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２気筒回転式圧縮機の断面構造と、この２気筒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。 ２気筒回転式圧縮機に組み込まれた中間仕切板を示す平面図。 同中間仕切板を示す縦断面図。 同中間仕切板に組み込まれた吸込通路分岐部の平面投影図。 同中間仕切板に組み込まれた吸込通路分岐部の側面投影図。 本発明の第２の実施の形態に係る２気筒回転式圧縮機に組み込まれた中間仕切板を示す平面図。 同中間仕切板を示す縦断面図。 同中間仕切板に組み込まれた吸込通路分岐部の平面投影図。 同中間仕切板に組み込まれた吸込通路分岐部の側面投影図。 中間仕切板における吸込パイプ挿入孔と貫通円穴が交差する位置に面取り部を形成するための加工工程を示す縦断面図。

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、６…吸込パイプ、１０…２気筒回転式圧縮機、２０…回転駆動部、３０…圧縮機構部、３１…主軸受、３２…副軸受、４０Ａ…圧縮機構、４０Ｂ…圧縮機構、５０…中間仕切板、５１…板本体、５２…吸込パイプ挿入孔（横穴）、５３…貫通円孔、５２ａ…面取り部、５４，５８…吸込通路分岐部、５４ａ…凹溝、５５…板バネ、５８ａ…爪部、６０…シャフト、６１，６２…クランク軸部（偏心部）、６３，６４…ローラ。

Claims (4)

1. 圧縮機構部と回転駆動部を有し、前記圧縮機構部が、中間仕切板と、この中間仕切板の両端面側に設けられシリンダ室を形成する第１及び第２のシリンダと、これらシリンダの端面に設けられ前記シリンダ室を覆う第１及び第２の蓋部材と、２つの偏心部を有し、前記蓋部材により回転支持されるシャフトと、このシャフトの偏心部に係合されたローラとを備え、吸込ガスを前記中間仕切板内で分岐して前記各シリンダ室内に導く回転式圧縮機において、
   前記中間仕切板の吸込通路に中間仕切板とは別体に形成された分岐部材を設けたことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 前記分岐部材は、その部品自体の弾性力により前記中間仕切板に保持・固定されていることを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
3. 前記中間仕切板は、吸込パイプを挿入するための横穴と、
   前記中間仕切板の両端面を貫通する貫通穴とを具備し、
   前記横穴と前記貫通穴とが交差する角部は面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
4. 前記請求項１〜３のいずれかに記載された回転式圧縮機と、この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ていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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