JP2009097485A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機に関し、特にロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構と2つの圧縮機構を備えた圧縮機のトルク変動を抑制する技術に関するものである。 The present invention relates to a compressor, and more particularly to a technique for suppressing torque fluctuations in a compressor including a rotary compression mechanism, a scroll compression mechanism, and two compression mechanisms.
ロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構と2つの圧縮機構を備えた圧縮機が提案されている。例えば、特許文献1には、1つの密閉ハウジング内に電動モータを設けると共に、電動モータの回転軸によって駆動される2つの圧縮機構を設け、この2つの圧縮機構の一方をロータリ型圧縮機構、他方をスクロール型圧縮機構とし、その一方を低段側、他方を高段側としたことを特徴とする2段圧縮機が開示されている。この2段圧縮機において、低段側をロータリ型圧縮機構によって構成することが好ましいことが特許文献1に記載されている。この2段圧縮機によれば、低段側圧縮機で低圧から中間圧まで、高段側圧縮機で中間圧から高圧まで圧縮するようにしたので、ロータリ型圧縮機構又はスクロール型圧縮機構を単独で用いて低圧から高圧まで圧縮する場合に比して、個々の圧縮機の欠点を解消し、小型で高性能の圧縮機を提供することができる。 A compressor including a rotary type compression mechanism, a scroll type compression mechanism, and two compression mechanisms has been proposed. For example, in Patent Document 1, an electric motor is provided in one sealed housing, and two compression mechanisms driven by a rotating shaft of the electric motor are provided. One of the two compression mechanisms is a rotary compression mechanism, and the other is Is a scroll-type compression mechanism, one of which is a low-stage side and the other is a high-stage side. In this two-stage compressor, it is described in Patent Document 1 that the low-stage side is preferably constituted by a rotary compression mechanism. According to this two-stage compressor, the low-stage compressor compresses from low pressure to intermediate pressure, and the high-stage compressor compresses from intermediate pressure to high pressure. Compared with the case where the compressor is compressed from low pressure to high pressure, the drawbacks of the individual compressors can be solved, and a small and high performance compressor can be provided.
圧縮機は、発生する振動を抑制するために、トルク変動が小さいことが望まれる。ロータリ型圧縮機構はスクロール型圧縮機構よりもトルク変動が大きい。特許文献1によれば、ロータリ型圧縮機構とスクロール型圧縮機構とを組合せることにより、圧縮比が下げられるので、ロータリ型圧縮機構におけるトルク変動を低減できることが述べられている。しかしながら、さらなるトルク変動の低減が望まれている。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、ロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構と2つの圧縮機構を備えた圧縮機のトルク変動を低減することを目的とする。
The compressor is desired to have a small torque fluctuation in order to suppress the generated vibration. The rotary type compression mechanism has a larger torque fluctuation than the scroll type compression mechanism. According to Patent Document 1, it is described that the torque fluctuation in the rotary compression mechanism can be reduced because the compression ratio is lowered by combining the rotary compression mechanism and the scroll compression mechanism. However, further reduction in torque fluctuation is desired.
The present invention has been made based on such a technical problem, and an object thereof is to reduce torque fluctuations in a compressor including a rotary compression mechanism, a scroll compression mechanism, and two compression mechanisms.
かかる目的のもと、本発明者らは、ロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構におけるトルク変動の挙動を検討した。その結果を図12及び図13に示す。図12はロータリ型圧縮機構のロータの回転角β(横軸)とトルクT(縦軸)との関係を示すグラフであり、図13はスクロール型圧縮機構の旋回スクロールの回転角β(横軸)とトルクT(縦軸)との関係を示すグラフである。図12及び図13に示されるように、ロータリ型圧縮機構に発生するトルク変動が大きいことがわかる。ロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構と2つの圧縮機構を備えた圧縮機には、ロータリ型圧縮機構におけるトルクとスクロール型圧縮機構におけるトルクとが合計されたトルク(合計トルク)が発生する。したがって、ロータリ型圧縮機構単体でのトルク変動よりも大きなトルク変動が、2つの圧縮機構を備えた圧縮機に生ずるおそれがある。一方で、図13に示されるようにスクロール型圧縮機構は、トルクTが相対的に大きい領域が存在するものの、トルクTが相対的に小さい領域も存在する。したがって、合計トルクの変動をロータリ型圧縮機構単体におけるトルク変動よりも小さくできる可能性がある。そこで、本発明者等は、ロータリ型圧縮機構とスクロール型圧縮機構との回転方向の位置関係を種々変えて合計トルクの変動を観察した。その結果、ロータリ型圧縮機構とスクロール型圧縮機構とが特定の位置関係にある場合に、合計トルクの変動をロータリ型圧縮機構単体でのトルク変動よりも小さくできることを知見した。 Under such a purpose, the present inventors examined the behavior of torque fluctuation in the rotary type compression mechanism and the scroll type compression mechanism. The results are shown in FIGS. FIG. 12 is a graph showing the relationship between the rotational angle β (horizontal axis) of the rotor of the rotary compression mechanism and the torque T (vertical axis), and FIG. 13 shows the rotational angle β (horizontal axis) of the orbiting scroll of the scroll compression mechanism. ) And torque T (vertical axis). As shown in FIGS. 12 and 13, it can be seen that the torque fluctuation generated in the rotary compression mechanism is large. In a compressor provided with a rotary type compression mechanism and a scroll type compression mechanism and two compression mechanisms, a torque (total torque) obtained by adding the torque in the rotary type compression mechanism and the torque in the scroll type compression mechanism is generated. Therefore, there is a possibility that a torque fluctuation larger than the torque fluctuation of the rotary type compression mechanism alone will occur in the compressor provided with the two compression mechanisms. On the other hand, as shown in FIG. 13, the scroll compression mechanism has a region where the torque T is relatively large, but also has a region where the torque T is relatively small. Therefore, there is a possibility that the fluctuation of the total torque can be made smaller than the torque fluctuation in the rotary type compression mechanism alone. Therefore, the present inventors have observed changes in the total torque by changing the positional relationship in the rotational direction between the rotary compression mechanism and the scroll compression mechanism in various ways. As a result, when the rotary type compression mechanism and the scroll type compression mechanism are in a specific positional relationship, it has been found that the total torque fluctuation can be made smaller than the torque fluctuation of the rotary type compression mechanism alone.
以上の検討結果に基づく本発明の圧縮機は、密閉ハウジングと、密閉ハウジング内に設けられた低段側圧縮機構及び高段側圧縮機構と、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構を駆動する電動モータと、を備え、低段側圧縮機構及び高段側圧縮機構の一方がロータリ型圧縮機構であり、他方がスクロール型圧縮機構である圧縮機であって、ロータリ型圧縮機構は、ロータと、その先端がロータに接触しつつロータの回転に伴って上死点及び下死点の間を往復動するブレードとを備え、ロータが、下死点に対応する位置〜下死点に対応する位置から90°だけ回転する位置の範囲内にあるときに、スクロール型圧縮機構の吸入締切りが行われることを特徴とする。 Based on the above examination results, the compressor of the present invention drives the hermetic housing, the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism provided in the hermetic housing, and the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism. An electric motor, wherein one of the low-stage side compression mechanism and the high-stage side compression mechanism is a rotary type compression mechanism and the other is a scroll type compression mechanism, and the rotary type compression mechanism is a rotor And a blade that reciprocates between the top dead center and the bottom dead center as the rotor rotates while the tip is in contact with the rotor, and the rotor corresponds to the position corresponding to the bottom dead center to the bottom dead center. The suction compression of the scroll-type compression mechanism is performed when it is within a range of a position rotated by 90 ° from the position where it is moved.
また、2気筒のロータリ型圧縮機構の場合には、ロータが、下死点に対応する位置から−80°だけ回転する位置〜下死点に対応する位置から−100°だけ回転する位置の範囲内、又は、下死点に対応する位置から80°だけ回転する位置〜下死点に対応する位置から100°だけ回転する位置の範囲内にあるときに、スクロール型圧縮機構の吸入締切りが行われることにより、合計トルクの変動を小さくできる。 In the case of a two-cylinder rotary type compression mechanism, the range of the position where the rotor rotates by −80 ° from the position corresponding to the bottom dead center to the position where the rotor rotates by −100 ° from the position corresponding to the bottom dead center. Or when it is within the range of the position rotated by 80 ° from the position corresponding to the bottom dead center to the position rotated by 100 ° from the position corresponding to the bottom dead center. As a result, the fluctuation of the total torque can be reduced.
低段側圧縮機構がロータリ型圧縮機構で、かつ高段側圧縮機構がスクロール型圧縮機構で構成され、さらに、スクロール型圧縮機構が冷媒ガスの排出ポートを含む容量制御機構を備える場合の、前記吸入締切りは、排出ポートがスクロール型圧縮機構の旋回スクロールにより閉じられたときとする。
トルク変動が特に問題となるのは、圧縮機が低速運転のとき、つまり容量制御機構を使用して圧縮機を運転しているときである。そこで、容量制御機能を備えた圧縮機の場合は、排出ポートがスクロール型圧縮機構の旋回スクロールにより閉じられたことを、本発明における吸入締切りとみなすのである。
The low-stage compression mechanism is a rotary compression mechanism, the high-stage compression mechanism is a scroll compression mechanism, and the scroll compression mechanism further includes a capacity control mechanism including a refrigerant gas discharge port. The suction cutoff is when the discharge port is closed by the orbiting scroll of the scroll type compression mechanism.
Torque fluctuations are particularly problematic when the compressor is operating at low speed, that is, when the compressor is operating using a capacity control mechanism. Therefore, in the case of a compressor provided with a capacity control function, the fact that the discharge port is closed by the orbiting scroll of the scroll type compression mechanism is regarded as the suction cutoff in the present invention.
本発明によれば、ロータリ型圧縮機構とスクロール型圧縮機構とを特定の位置関係となるように圧縮機に組み込むことにより、合計トルクの変動量を低減することができる。
According to the present invention, the amount of fluctuation of the total torque can be reduced by incorporating the rotary compression mechanism and the scroll compression mechanism into the compressor so as to have a specific positional relationship.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における圧縮機1の構成を示す断面図である。
圧縮機1は、密閉ハウジング2内の下方部に低段側圧縮機構3が設置され、密閉ハウジング2内の上方部に高段側圧縮機構4が設置されている。また、密閉ハウジング2の中央部であって、低段側圧縮機構3と高段側圧縮機構4との間に電動モータ21が設置されている。電動モータ21は、ステータ22とロータ23とから構成されている。ロータ23には、クランク軸24が一体的に結合されている。クランク軸24は、その下端部が低段側圧縮機構3用のクランク軸25を構成し、上端部が高段側圧縮機構4のクランク軸26を構成する。また、密閉ハウジング2の底部には、所定量の潤滑油27が貯留されている。潤滑油27は、クランク軸26の下端部に設けられる容積式給油ポンプ28により、クランク軸24の軸線方向に穿設される給油孔11を介して、低段側圧縮機構3及び高段側圧縮機構4の所用潤滑箇所に給油される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a compressor 1 in the present embodiment.
In the compressor 1, a low-
低段側圧縮機構3は、ロータリ型圧縮機構により構成される。低段側圧縮機構3は、シリンダ室31を有し、かつ密閉ハウジング2に固定されるシリンダ本体30と、シリンダ本体30の上下に各々設置される上部軸受け32及び下部軸受け33と、クランク軸25のクランク部25Aに嵌合され、シリンダ室31内を摺動回転されるロータ34と、吐出キャビティ35を形成する吐出カバー36と、シリンダ室31を仕切るブレード38(図2参照)とから構成される一般的なロータリ型圧縮機構を採用することができる。図2に示すように、ブレード38はシリンダ本体30に形成されたスリット39内に設置されている。スリット39は、シリンダ本体30の径方向に沿って略均等幅に形成され、一端がシリンダ室31に開口している。スリット39の他端にはばねSが配設され、ブレード38をロータ34に向けて押圧する。ブレード38は、その先端がロータ34の外周に接触しつつ、ロータ34の回転に伴って前記径方向に沿って往復動する。なお、ブレード38の先端がシリンダ室31内に最も突出した状態を下死点といい、ブレード38全体がスリット39内に入り込んだ状態を上死点という。
低段側圧縮機構3において、図示しないアキュムレータに接続される吸入管37を介してシリンダ室31に吸入された冷媒ガスは、ロータ34の回転によって中間圧まで圧縮された後、吐出キャビティ35内に吐出され、さらに吐出カバー36に設けられている吐出口を経由して密閉ハウジング2内に吐出される。
密閉ハウジング2内に吐出された中間圧の冷媒ガスは、電動モータ21のエアギャップ等を通って密閉ハウジング2の上部空間に流入し、高段側圧縮機構4に吸入される。
The low stage
In the low-
The intermediate-pressure refrigerant gas discharged into the sealed
高段側圧縮機構4は、スクロール型圧縮機構により構成される。
高段側圧縮機構4は、クランク軸26を外周から支持する軸受け部41を有する軸受け40と、軸受け40を固定する固定プレート42とを備える。固定プレート42は、密閉ハウジング2に固定される。
また、高段側圧縮機構4は、互いに位相をずらして噛み合わせることにより一対の圧縮室45を形成する固定スクロール43及び旋回スクロール44と、旋回スクロール44とクランク軸26の軸端に形成されるクランクピン部26Aとを結合し、旋回スクロール44を旋回駆動するドライブブッシュ46と、旋回スクロール44と軸受け40の間に設けられ、旋回スクロール44をその自転を防止しつつ公転旋回させるオルダムリング47を備える。
さらに高段側圧縮機構4は、固定スクロール43の背面側に配設される吐出弁48と固定スクロール43の背面に固定され、かつ固定スクロール43との間に吐出チャンバ49を構成する吐出カバー50とを備える。
The high stage
The high-
The high-
Further, the high-
高段側圧縮機構4において、吐出チャンバ49には吐出配管51が接続されており、以下の要領で高温高圧に圧縮された冷媒ガスを圧縮機1外へ吐出する。
高段側圧縮機構4には、低段側圧縮機構3で中間圧まで圧縮され、密閉ハウジング2内に吐出された中間圧冷媒ガスが吸入口52を経て一対の圧縮室45に吸入される。一対の圧縮室45は、旋回スクロール44が公転旋回運動されることにより、容積が減少されつつ中心側へと移動され、合流して1つの圧縮室45を形成される。この間に冷媒ガスは、中間圧から高圧(吐出圧力)まで圧縮され、固定スクロール43の中心部に形成された吐出ポート53を経て吐出チャンバ49内に吐出される。この高温高圧の冷媒ガスは、吐出配管51を介して圧縮機1の外部へと吐出される。
In the high-
In the high-
以上の圧縮機1の動作を説明する。
低段側圧縮機構3には、図示しないアキュムレータから吸入管37を介してシリンダ室31内に低圧の冷媒ガスが吸入される。この冷媒ガスは、ロータ34が電動モータ21及びクランク軸25を介して回転されることにより、中間圧まで圧縮された後、吐出キャビティ35に吐出され、さらに、吐出キャビティ35から吐出カバー36に設けられている吐出口を経て密閉ハウジング2内へと吐出される。これにより、密閉ハウジング2内は中間圧雰囲気とされ、電動モータ21及び潤滑油27は、この中間圧冷媒と同等の温度とされる。
以上の中間圧冷媒ガスは、密閉ハウジング2に開口されている吸入口52を経て高段側圧縮機構4の圧縮室45内に吸込まれる。高段側圧縮機構4では、電動モータ21が駆動され、クランク軸26、クランクピン部26A、ドライブブッシュ46を介して旋回スクロール44が、固定スクロール43に対して公転旋回運動されることにより、冷媒ガスの圧縮が行われる。これにより、中間圧冷媒ガスは、高圧状態まで圧縮され、吐出弁48を経て吐出チャンバ49に吐出される。
吐出チャンバ49に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、吐出チャンバ49に接続されている吐出配管51を経て圧縮機1から吐出される。
The operation of the compressor 1 will be described.
Low-pressure refrigerant gas is sucked into the
The above intermediate pressure refrigerant gas is sucked into the
The high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged to the
図3は、旋回スクロール44と固定スクロール43が閉じられた圧縮室45を形成したタイミングの、固定スクロール43のラップ43Lと旋回スクロール44のラップ44Lの噛合い状態を示す図である。このタイミングの前では圧縮室45は開放されているために冷媒ガスを吸入する。しかし、このタイミング以降は、固定スクロール43の先端部43Eが旋回スクロール44の外周に接触し、また旋回スクロール44の先端部44Eが固定スクロール43の外周に接触することにより、冷媒ガスの吸入が停止される。この状態のことを、吸入締切りという。
FIG. 3 is a diagram showing the meshing state of the
本発明者等は、以上の圧縮機1において、ずれ角αとトルク変動量の関係を求めた。いくつかの結果を図4に示す。ここで、ずれ角αは以下のように定義される。ロータリ型圧縮機構においてブレード38が下死点の状態にあり、かつスクロール型圧縮機構において吸入締切りの状態にあるとき、ロータリ型圧縮機構とスクロール型圧縮機構とのずれ角αを0とする。また、ロータ34が下死点に対応する位置から90°回転する位置において、スクロール型圧縮機構において吸入締切りがなさとすると、ずれ角αは90°となる。
図4において、(a)〜(d)は各々、横軸をロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構の回転角βとし、縦軸をトルクTとするグラフであって、(a)はずれ角αを0°、(b)はずれ角αを90°、(c)はずれ角αを180°、(d)はずれ角αが270°としたときの結果を示す。また、図4(a)〜(d)において、一点鎖線(Trot)がロータリ型圧縮機構単独のトルクTを、点線(Tscr)がスクロール型圧縮機構単独のトルクTを、実線がロータリ型圧縮機構のトルクTとスクロール型圧縮機構のトルクの合計(Ttotal)を示している。
The inventors of the present invention determined the relationship between the deviation angle α and the torque fluctuation amount in the compressor 1 described above. Some results are shown in FIG. Here, the shift angle α is defined as follows. When the
4, (a) to (d) are graphs in which the horizontal axis is the rotation angle β of the rotary compression mechanism and the scroll compression mechanism, and the vertical axis is the torque T, where (a) is the deviation angle α. (B) shows the result when the deviation angle α is 180 °, (c) shows the result when the deviation angle α is 180 °, and (d) shows the result when the deviation angle α is 270 °. 4A to 4D, the alternate long and short dash line (Trot) indicates the torque T of the rotary compression mechanism alone, the dotted line (Tscr) indicates the torque T of the scroll compression mechanism alone, and the solid line indicates the rotary compression mechanism. Torque T and the total torque (Ttotal) of the scroll compression mechanism.
図4(a)〜(d)に示されるように、ロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構ともに、回転角βによってトルクTが変動し、特にロータリ型圧縮機構のトルク変動が大きい。また、図4(a)〜(d)に示されるように、ずれ角αによって、合計トルクの変動量が相違することがわかる。圧縮機1のクランク軸24には、この合計トルクが印加されるから、実線で示されるトルク変動が小さいことが望まれる。そこで、実線で示される合計トルクの最大値TMaxと最小値TMinとの差(トルクMax−Min)を、ずれ角αを0〜360°(−360°)の範囲で求めた。その結果を図5に示す。なお、ロータリ型圧縮機構における回転角βは、ブレード38が上死点にあるときのロータ34の位置を0°としている。
As shown in FIGS. 4A to 4D, the torque T varies depending on the rotation angle β in both the rotary compression mechanism and the scroll compression mechanism, and particularly the torque variation of the rotary compression mechanism is large. Further, as shown in FIGS. 4A to 4D, it can be seen that the variation amount of the total torque differs depending on the deviation angle α. Since this total torque is applied to the
図5に示すように、ずれ角αが0〜90°の範囲で、トルク変動量を小さくできることがわかる。これは、ロータリ型圧縮機構によるトルクTの大きい部分と、スクロール型圧縮機構によるトルクの小さい部分が相殺されるためである。以上の結果より、図6に示すように、本発明は、ロータ34が、ブレード38の下死点に対応する位置〜ブレード38の下死点に対応する位置から90°だけ回転する位置の範囲内にあるときに、スクロール型圧縮機構の吸入締切りが行われるように、ロータリ型圧縮機構とスクロール型圧縮機構をクランク軸24(25,26)に対して固定する。そして、この構成を採用することにより、圧縮機1のトルク変動量を小さくできる。
As shown in FIG. 5, it can be seen that the torque fluctuation amount can be reduced when the deviation angle α is in the range of 0 to 90 °. This is because a portion where the torque T due to the rotary compression mechanism is large and a portion where the torque due to the scroll compression mechanism is small cancel out. From the above results, as shown in FIG. 6, in the present invention, the
また、この構成を採用することにより、圧縮機1から発生する騒音を低減することができる。つまり、ロータリ型圧縮機構において最も大きい音が発生するのは、ブレード38が上死点(回転角0°)に到ったときである。ロータリ型圧縮機構の吐出弁(図示せず)が閉じることに起因する。また、スクロール型圧縮機構において大きい音が発生するのは、吸入締切り時である。固定スクロール43と旋回スクロール44とが接触するからである。したがって、ロータリ型圧縮機構においてブレード38が上死点に到ったときに、スクロール型圧縮機構において吸入締切りが行われると、発生する騒音が顕著となる。ところが、圧縮機1は、ロータリ型圧縮機構においてブレード38が上死点に到ったときにスクロール型圧縮機構において吸入締切りが行われることがない。したがって、圧縮機1は、騒音低減にも効果がある。
Moreover, the noise which generate | occur | produces from the compressor 1 can be reduced by employ | adopting this structure. That is, the loudest sound is generated in the rotary compression mechanism when the
さらに、ロータリ型圧縮機構の冷媒ガスの吐出タイミングは、回転角βが180°(下死点に相当)近傍から360°までの範囲であり、上記構成を採用することにより、この範囲でスクロール型圧縮機構がロータリ型圧縮機構から吐出された冷媒ガスを吸入することができるので、圧力脈動による性能低下を抑制することができる。 Further, the discharge timing of the refrigerant gas of the rotary type compression mechanism is in the range where the rotation angle β is in the range from 180 ° (corresponding to the bottom dead center) to 360 °. Since the compression mechanism can suck the refrigerant gas discharged from the rotary type compression mechanism, it is possible to suppress a decrease in performance due to pressure pulsation.
ところで、冷凍装置や空気調和装置などの運転状況に応じて容量制御を行う場合がある。例えば冷凍装置の場合、所望の温度まで冷やして冷凍させる運転状態に比べて、冷凍された状態を維持する運転状態ではスクロール型圧縮機構の負荷がかなり低下する。このため、低負荷運転時には容量制御を実施することがある。具体的には、圧縮途中の冷媒ガスを圧縮室から抜き出すことで、吐出ポートからの吐出量制御を行うものである。抜き出された冷媒ガスは、再び、スクロール型圧縮機構の吸入側に供給される。 By the way, capacity control may be performed in accordance with operating conditions such as a refrigeration apparatus and an air conditioner. For example, in the case of the refrigeration apparatus, the load of the scroll compression mechanism is considerably reduced in the operation state in which the refrigerated state is maintained compared to the operation state in which the refrigeration apparatus is cooled to a desired temperature and frozen. For this reason, capacity control may be performed during low-load operation. Specifically, the discharge amount from the discharge port is controlled by extracting the refrigerant gas being compressed from the compression chamber. The extracted refrigerant gas is again supplied to the suction side of the scroll compression mechanism.
図7は、容量制御機構を備えた圧縮機100のスクロール型圧縮機構近傍を示す図である。なお、圧縮機100は、圧縮機1と同様に、ロータリ型圧縮機構からなる低段側圧縮機構3等を備えている。図7に示すように、固定スクロール43に容量制御用の排出ポート60が穿設されており、この排出ポート60に対応して、逆流防止弁61が固定スクロール43の背面側に配設されている。容量制御の際には、圧縮室45内で圧縮過程の冷媒ガスは、排出ポート60、逆流防止弁61及び容量制御配管62を介して排出される。なお、図1と同一の符号部分は、図1の圧縮機1と同様の要素である。
FIG. 7 is a view showing the vicinity of the scroll type compression mechanism of the
このような容量制御機能を備えた圧縮機100の場合、圧縮機1で言うところの吸入締切り時には、図8(a)に示すように、排出ポート60が圧縮室45に連通しているために、実質的には吸入締切りとならない。旋回スクロール44の旋回が進むと、図8(b)に示すように排出ポート60が旋回スクロール44のラップ頂部によりが閉じられる。容量制御機能を備えた圧縮機100における吸入締切りは、この排出ポート60が閉じられたタイミングとする。トルク変動が特に問題となるのは、圧縮機100が低速運転のとき、つまり容量制御をして圧縮機100を運転しているときである。そこで、容量制御機能を備えた圧縮機100における吸入締切りを排出ポート60が閉じられたタイミングとするのである。
In the case of the
図1に示す圧縮機1は、ロータリ型圧縮機構が単気筒(シングルロータリ)の例を示した。しかし本発明は、ロータリ型圧縮機構を図9に示すように2気筒(ツインロータリ)とし、その他の部分は図1に示す圧縮機1と同様の構成とする圧縮機200に適用することができる。ツインロータリは、2つのシリンダ本体30a、30bを備え、シリンダ本体30aはシリンダ室31aを、またシリンダ本体30bはシリンダ室31bを有している。シリンダ室31a内にはロータ34a、シリンダ室31b内にはロータ34bが配設されている。アキュムレータに接続される吸入管37a、37bを介して、各々シリンダ室31a、31bに吸入された冷媒ガスは、ロータ34a、34bの回転によって圧縮される。なお、シリンダ本体30aを要素とする機構を第1ロータリといい、シリンダ本体30bを要素とする機構を第2ロータリということにする。なお、図1と同一の符号部分は、図1の圧縮機1と同様の要素である。
The compressor 1 shown in FIG. 1 shows an example in which the rotary compression mechanism is a single cylinder (single rotary). However, the present invention can be applied to a
図示を省略するが、第1ロータリ及び第2ロータリにも、各々ブレード(38)が配設されている。そして、第1ロータリのブレードが下死点にあるとき、第2ロータリのブレード上死点にある。また、第1ロータリのブレードが上死点にあるとき、第2ロータリのブレードは下死点にある。つまり、第1ロータリ及び第2ロータリは、ブレードの位相は180°ずれる。
このように、第1ロータリ及び第2ロータリを備えた圧縮機200について、ずれ角αとトルク変動の関係を求めた。その結果を、図10に示す。図10において、(a)〜(d)は各々、横軸をロータリ型圧縮機構及びスクロール型圧縮機構の回転角βとし、縦軸をトルクTとするグラフであって、(a)はずれ角αを0°、(b)はずれ角αを90°、(c)はずれ角αを180°、(d)はずれ角αを270°としたときの結果を示す。また、図10(a)〜(d)において、一点鎖線(Trot)がロータリ型圧縮機構(ツインロータリ)単独のトルクTを、点線(Tscr)がスクロール型圧縮機構単独のトルクTを、実線がロータリ型圧縮機構のトルクTとスクロール型圧縮機構のトルクTの合計(Ttotal)を示している。
Although not shown, blades (38) are also provided on the first rotary and the second rotary, respectively. When the blade of the first rotary is at the bottom dead center, the blade is at the top dead center of the second rotary. Further, when the blade of the first rotary is at top dead center, the blade of the second rotary is at bottom dead center. That is, the blade phases of the first rotary and the second rotary are shifted by 180 °.
As described above, the relationship between the deviation angle α and the torque fluctuation was determined for the
図10(a)〜(d)に示されるように、ずれ角αによって、合計トルクの変動量が相違することがわかる。そこで、圧縮機1と同様に、実線で示される合計トルクの最大値TMaxと最小値TMinとの差(トルクMax−Min)を、ずれ角αを0〜360°(−360°)の範囲で求めた。その結果を図11に示す。 As shown in FIGS. 10A to 10D, it can be seen that the variation amount of the total torque differs depending on the deviation angle α. Therefore, similarly to the compressor 1, the difference (torque Max−Min) between the maximum value TMax and the minimum value Tmin of the total torque indicated by the solid line is set so that the deviation angle α is in the range of 0 to 360 ° (−360 °). Asked. The result is shown in FIG.
図11に示すように、ずれ角αが−80°〜−100°又は80〜100°において、トルクMax−Minが小さい。したがって、ツインロータリの場合には、ロータが、下死点に対応する位置から−80°だけ回転する位置〜下死点に対応する位置から−100°だけ回転する位置の範囲内、又は、下死点に対応する位置から80°だけ回転する位置〜下死点に対応する位置から100°だけ回転する位置の範囲内にあるときに、スクロール型圧縮機構の吸入締切りが行われるように、ロータリ型圧縮機構とスクロール型圧縮機構をクランク軸24(25,26)に対して固定する。 As shown in FIG. 11, the torque Max-Min is small when the deviation angle α is −80 ° to −100 ° or 80 to 100 °. Therefore, in the case of the twin rotary, the rotor is within the range from the position where the rotor rotates by −80 ° from the position corresponding to the bottom dead center to the position where the rotor rotates by −100 ° from the position corresponding to the bottom dead center. The rotary compression mechanism is configured so that the suction closing of the scroll type compression mechanism is performed when it is within the range of the position rotated by 80 ° from the position corresponding to the dead center to the position rotated by 100 ° from the position corresponding to the bottom dead center. The mold compression mechanism and the scroll compression mechanism are fixed to the crankshaft 24 (25, 26).
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、低段側圧縮機構3としてロータリ型圧縮機構を適用し、高段側圧縮機構4としてスクロール型圧縮機構を適用したが、この逆にすることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this, A change can be suitably added in the range which does not deviate from the meaning of this invention. For example, a rotary type compression mechanism is applied as the low stage
1,100,200…圧縮機、2…密閉ハウジング、21…電動モータ、3…低段側圧縮機構(ロータリ型圧縮機構)、34,34a,34b…ロータ、38…ブレード、4…高段側圧縮機構(スクロール型圧縮機構)、43…固定スクロール、44…旋回スクロール、60…排出ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,200 ... Compressor, 2 ... Sealed housing, 21 ... Electric motor, 3 ... Low stage side compression mechanism (rotary type compression mechanism), 34, 34a, 34b ... Rotor, 38 ... Blade, 4 ... High stage side Compression mechanism (scroll-type compression mechanism), 43 ... fixed scroll, 44 ... orbiting scroll, 60 ... discharge port
Claims (3)
前記密閉ハウジング内に設けられた低段側圧縮機構及び高段側圧縮機構と、
前記低段側圧縮機構と前記高段側圧縮機構を駆動する電動モータと、を備え、
前記低段側圧縮機構及び前記高段側圧縮機構の一方がロータリ型圧縮機構であり、他方がスクロール型圧縮機構である圧縮機であって、
前記ロータリ型圧縮機構は、ロータと、その先端が前記ロータに接触しつつ前記ロータの回転に伴って上死点及び下死点の間を往復動するブレードとを備え、
前記ロータが、
前記下死点に対応する位置〜前記下死点に対応する位置から90°だけ回転する位置の範囲内にあるときに、
前記スクロール型圧縮機構の吸入締切りが行われることを特徴とする圧縮機。 A sealed housing;
A low-stage compression mechanism and a high-stage compression mechanism provided in the sealed housing;
An electric motor that drives the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism,
One of the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism is a rotary type compression mechanism, and the other is a compressor that is a scroll type compression mechanism,
The rotary compression mechanism includes a rotor, and a blade that reciprocates between a top dead center and a bottom dead center as the rotor rotates while the tip of the rotary compression mechanism is in contact with the rotor.
The rotor is
When it is within the range of the position corresponding to the bottom dead center to the position rotated by 90 ° from the position corresponding to the bottom dead center,
A compressor characterized in that a suction cutoff of the scroll type compression mechanism is performed.
前記密閉ハウジング内に設けられた低段側圧縮機構及び高段側圧縮機構と、
前記低段側圧縮機構と前記高段側圧縮機構を駆動する電動モータと、を備え、
前記低段側圧縮機構及び前記高段側圧縮機構の一方が2気筒のロータリ型圧縮機構であり、他方がスクロール型圧縮機構である圧縮機であって、
前記ロータリ型圧縮機構は、ロータと、その先端が前記ロータに接触しつつ前記ロータの回転に伴って上死点及び下死点の間を往復動するブレードとを備え、
前記ロータが、
前記下死点に対応する位置から−80°だけ回転する位置〜前記下死点に対応する位置から−100°だけ回転する位置の範囲内、
又は、
前記下死点に対応する位置から80°だけ回転する位置〜前記下死点に対応する位置から100°だけ回転する位置の範囲内にあるときに、
前記スクロール型圧縮機構の吸入締切りが行われることを特徴とする圧縮機。 A sealed housing;
A low-stage compression mechanism and a high-stage compression mechanism provided in the sealed housing;
An electric motor that drives the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism,
One of the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism is a two-cylinder rotary type compression mechanism, and the other is a compressor that is a scroll type compression mechanism,
The rotary compression mechanism includes a rotor, and a blade that reciprocates between a top dead center and a bottom dead center as the rotor rotates while the tip of the rotary compression mechanism is in contact with the rotor.
The rotor is
Within a range from a position rotated by −80 ° from a position corresponding to the bottom dead center to a position rotated by −100 ° from a position corresponding to the bottom dead center,
Or
When it is within a range of a position rotated by 80 ° from a position corresponding to the bottom dead center to a position rotated by 100 ° from a position corresponding to the bottom dead center,
A compressor characterized in that a suction cutoff of the scroll type compression mechanism is performed.
前記スクロール型圧縮機構が冷媒ガスの排出ポートを含む容量制御機構を備え、
前記排出ポートが前記スクロール型圧縮機構の旋回スクロールにより閉じられたときを前記吸入締切りとすることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧縮機。 The low-stage compression mechanism is the rotary compression mechanism, and the high-stage compression mechanism is the scroll compression mechanism,
The scroll compression mechanism includes a capacity control mechanism including a refrigerant gas discharge port;
3. The compressor according to claim 1, wherein when the discharge port is closed by the orbiting scroll of the scroll type compression mechanism, the suction cutoff is defined.
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Legal Events
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A02 | Decision of refusal |
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