JP2009235984A - ２気筒回転式圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、２つのシリンダ間に介在される中間仕切り板に吸込み通路を設けたうえに、通常運転と休筒運転の切換えを可能として、高効率で、能力可変範囲を大きくし、信頼性の向上を得られる２気筒回転式圧縮機と、この２気筒回転式圧縮機を備えて冷凍サイクル効率の向上を得る冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】 ２気筒回転式圧縮機Ａの圧縮機構部２は、中間仕切り板７を介して第１のシリンダ室１４ａが形成される第１のシリンダ８Ａおよび第２のシリンダ室１４ｂが形成される第２のシリンダ８Ｂを設け、中間仕切り板は主吸込み通路３０から第１のシリンダ室と連通する第１の分岐吸込み通路Ａａ、Ｂａと、第２のシリンダ室と連通する第２の分岐吸込み通路Ａｂを設け、主吸込み通路から第１の分岐吸込み通路Ａａおよび第２の分岐吸込み通路Ａｂの両方に連通する第１の切換え位置と、主吸込み通路から一方の分岐吸込み通路Ｂａと連通する第２の切換え位置とに切換え可能なスライダＳを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、第１のシリンダ室を備えた第１のシリンダと、第２のシリンダ室を備えた第２のシリンダとを、中間仕切り板を介して重ね合わせた２気筒回転式圧縮機と、この２気筒回転式圧縮機を用いて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置に関する。

回転式圧縮機において、近年は、シリンダを上下に２セット備えた、２シリンダタイプの２気筒回転式圧縮機が標準化されつつある。このような圧縮機においては、シリンダ厚みを小さくするほど、ローラとシリンダ室との間のクリアランスにおけるリークが低減する。同時に、ブレードまわりの摺動損失も低減するので、圧縮性能が向上する。

ただし、この場合、シリンダ側面に十分な断面積を有する吸込み通路を設けることができない。そこで、［特許文献１］では、第１のシリンダと第２のシリンダとの間の中間仕切り板に、各シリンダ室に連通する分岐した吸込み通路を設ける技術が開示されている。

また、特に２気筒回転式圧縮機の場合は、常時圧縮作用をなすシリンダと、必要に応じて圧縮−停止の切換えを可能としたシリンダを備えることができれば、負荷に応じた運転ができ、仕様が拡大されて有利となる。本出願人においては、［特許文献２］において上記した２気筒回転式圧縮機を提供している。
特開平９−２５０４７７号公報 特開２００４−３０１１１４号公報

［特許文献２］の技術は、第１のシリンダ側のブレードに圧縮ばねで背圧を与え、先端をローラ周面に弾性的に当接させる。したがって、第１のシリンダ室においては回転軸が回転駆動され、ローラが回転する限り、常にガスを圧縮して吐出する。第２のシリンダに設けられるブレードには、密閉ケース内の圧力（高圧）が背圧として付与される。

一方、第２のシリンダ室に、低圧ガスと高圧ガスを切換えて導く手段を備えている。第２のシリンダ室に低圧ガスを導くと、ブレード先後端部で差圧が生じる。ブレード先端部がローラ周壁に摺接するよう押圧付勢され、このシリンダ室で通常の圧縮作用が行われる。第１のシリンダ室および第２のシリンダ室で圧縮作用をなす、通常運転となる。

また、上記第２のシリンダ室に高圧ガスを導くと、ブレードの先後端部が同じ高圧雰囲気となり、差圧が生じない。ブレードはローラに押し退けられ、シリンダ室内へは突出しないので圧縮作用は行われない。第１のシリンダ室のみで圧縮作用をなす、休筒運転となる。

［特許文献１］のように、シリンダの厚みを小さくしてローラ・シリンダ間のクリアランスにおけるリークを低減させ、ブレードまわりの摺動損失を低減させて圧縮性能を向上させたうえに、［特許文献２］のような通常運転と休筒運転の切換えが可能であれば極めて高効率で、能力可変範囲の大きな２気筒回転式圧縮機を得られることになる。

しかしながら、上記したように［特許文献１］の技術は、第１のシリンダ室と第２のシリンダ室に連通する吸込み通路が中間仕切り板に設けられていて、しかも中間仕切り板内で各シリンダ室に連通するよう分岐されている。

このように、各シリンダ室への吸込み通路が、各シリンダ室の直前まで共通して設けられているので、［特許文献２］に示すような休筒側シリンダ室を高圧化して圧縮作用を中断させる技術を［特許文献１］の技術に組合せることが困難である。

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、２つのシリンダを備え、これらシリンダ間に介在される中間仕切り板に吸込み通路を設けたうえに、通常運転と休筒運転の切換えを可能として、高効率で、能力可変範囲を大きくして、信頼性の向上を得られる２気筒回転式圧縮機および、この２気筒回転式圧縮機を備えて冷凍サイクル効率の向上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。

上記目的を満足するため本発明の２気筒回転式圧縮機は、密閉ケース内に回転軸を介して連結される電動機部と圧縮機構部を収容し、圧縮機構部は、中間仕切り板を介して両端面に第１のシリンダ室が形成される第１のシリンダおよび第２のシリンダ室が形成される第２のシリンダが設けられ、中間仕切り板は半径方向に形成される主吸込み通路を有し、主吸込み通路から中間仕切り板内部において第１のシリンダ室と連通する第１の分岐吸込み通路と、第２のシリンダ室と連通する第２の分岐吸込み通路が設けられ、主吸込み通路から第１の分岐吸込み通路および第２の分岐吸込み通路の両方に連通する第１の切換え位置と、主吸込み通路から第１の分岐吸込み通路および第２の分岐吸込み通路のいずれか一方と連通する第２の切換え位置とに切換え可能な切換え手段を備えた。

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２気筒回転式圧縮機と、凝縮器、膨張機構および蒸発器で冷凍サイクルを構成する。

本発明によれば、中間仕切り板に主吸込み通路を設けたうえに、通常運転と休筒運転の切換えを可能として、高効率で、能力可変範囲の大きくして、信頼性の向上を得られる２気筒回転式圧縮機と、この２気筒回転式圧縮機を備えて冷凍サイクル効率の向上を得る冷凍サイクル装置を提供できる。

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、２気筒回転式圧縮機Ａの断面構造と、この２気筒回転式圧縮機Ａを備えた冷凍サイクル装置Ｒの概略の構成図である。（なお、図面上の煩雑さを避けるために、説明をしても符号を付していない構成部品については、図示していない。もしくは図示しているが図面上に符号を付していない。以下、同じ）
はじめに、冷凍サイクル装置Ｒの構成から説明すると、２気筒回転式圧縮機Ａと、凝縮器Ｂと、膨張機構Ｃと、蒸発器Ｄおよび気液分離器Ｅを備えていて、これら構成部品は順次、冷媒管Ｐを介して連通される。

後述するように２気筒回転式圧縮機Ａで圧縮された冷媒ガスは冷媒管Ｐに吐出され、以上の構成部品の順に循環して冷凍サイクル作用をなし、気液分離器Ｅから吸込み側の冷媒管Ｐａを介して２気筒回転式圧縮機Ａに吸込まれるようになっている。

つぎに、上記２気筒回転式圧縮機Ａについて詳述する。
図中１は密閉ケースであり、この密閉ケース１内の下部には圧縮機構部２が設けられ、上部には電動機部３が設けられる。これら圧縮機構部２と電動機部３は、回転軸４を介して連結される。

上記電動機部３は、たとえばブラシレスＤＣ同期モータ（ＡＣモータもしくは商用モータでもよい）が用いられていて、密閉ケース１内面に圧入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を備えている。

上記圧縮機構部２は、中間仕切り板７と、中間仕切り板７の両端面に設けられる第１の圧縮機構部２Ａおよび第２の圧縮機構部２Ｂから構成される。第１の圧縮機構部２Ａは中間仕切り板７の上面側に形成され、第１のシリンダ８Ａを備えている。第２の圧縮機構部２Ｂは中間仕切り板７の下面側に形成され、第２のシリンダ８Ｂを備えている。

第１のシリンダ８Ａは、密閉ケース１内周面に圧入固定されていて、この上面部に主軸受１１が重ね合わされ、取付けボルトを介して固定される。上記第２のシリンダ８Ｂの下面部には副軸受１２とバルブカバーが重ね合わされ、取付けボルトを介して中間仕切り板７に取付け固定される。

上記回転軸４の主軸受１１に枢支される部位を主軸部と呼び、回転軸４の最下端である副軸受１２に枢支される部位を副軸部と呼ぶ。回転軸４の第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂのそれぞれ内部を貫通する位置に、クランク軸部ｃ，ｄが一体に設けられる。これらクランク軸部ｃ，ｄ相互間の連設部は中間仕切り板７に対向する。

各クランク軸部ｃ，ｄは略１８０°の位相差をもって、回転軸４の主軸部と副軸部の中心軸から互いに同一量ずつ偏心して形成され、かつ互いに同一直径をなす。クランク軸部ｃには第１のローラ１３ａが嵌合され、クランク軸部ｄには第２のローラ１３ｂが嵌合される。これら第１、第２のローラ１３ａ，１３ｂは、互いに同一外径に形成される。

第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂにおけるそれぞれの内径部は、上記主軸受１１と中間仕切り板７および、中間仕切り板７と副軸受１２で上下面が区画される。第１のシリンダ８Ａの内径部に第１のシリンダ室１４ａが形成され、第２のシリンダ８Ｂの内径部に第２のシリンダ室１４ｂが形成される。

上記第１のローラ１３ａは、上記第１のシリンダ室１４ａに偏心回転自在に収容され、第２のローラ１３ｂは、上記第２のシリンダ室１４ｂに偏心回転自在に収容される。第１、第２のローラ１３ａ，１３ｂは互いに１８０°の位相差があり、それぞれの軸方向に沿う周面一部がシリンダ室１４ａ，１４ｂ周壁に線接触しながら偏心回転できる。

図２は、第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂを分解して示す斜視図である。
上記第１のシリンダ８Ａにはブレード室２２ａが設けられ、第２のシリンダ８Ｂにもブレード室２２ｂが設けられる。上記ブレード室２２ａは、ブレード１５ａの両側面を摺動自在に移動できるブレード収納溝２３ａと、このブレード収納溝２３ａ端部に一体に連設されブレード１５ａの後端部が収容される縦孔部２４ａとからなる。

さらに、上記第１のシリンダ８Ａには、外周面とブレード室２２ａとを連通する横孔２５ａが設けられ、ばね部材２６が収容される。上記ばね部材２６はブレード１５ａの後端部端面と密閉ケース１内周面との間に介在され、ブレード１５ａに弾性力（背圧）を付与して、この先端部をローラ１３ａに接触させる圧縮ばねである。

一方、上記第２のシリンダ８Ｂにもブレード室２２ｂが設けられていて、このブレード室２２ｂは、ブレード１５ｂの両側面を摺動自在に移動できるブレード収納溝２３ｂと、このブレード収納溝２３ｂ端部に一体に連設されブレード１５ｂの後端部が収容される縦孔部２４ｂとからなる。

このブレード室２２ｂには横孔が設けられておらず、したがって第１のシリンダ８Ａにおけるブレード室２２ａのようにばね部材２６も備えられていない。代って、ブレード室２２ｂの少なくとも縦孔部２４ｂは密閉ケース１内に露出していて、密閉ケース１内の圧力雰囲気の影響を受ける。

すなわち、密閉ケース１内の圧力が縦孔部２４ｂに位置するブレード１５ｂの後端部に対して背圧を付与するようになっている。後述するように、圧縮機構部２の作用により圧縮された冷媒ガスが密閉ケース１内に吐出され充満するので、第２のシリンダ８Ｂのブレード１５ｂには高圧の背圧がかかることとなる。

各ブレード１５ａ，１５ｂの先端部は平面視で半円状に形成されている。第１のシリンダ室１４ａに対するブレード１５ａの先端部は、ばね部材２６の作用により常時、円筒状のローラ１３ａ周壁に、ローラの回転角度にかかわらず線接触する。第２のシリンダ室１４ｂに対するブレード１５ｂの先端部は、条件を満たせば、円筒状のローラ１３ｂ周壁に、ローラの回転角度にかかわらず線接触できる。

それぞれのローラ１３ａ，１３ｂがシリンダ室１４ａ，１４ｂの内周壁に沿って偏心回転すると、ブレード１５ａ，１５ｂはブレード収納溝２３ａ，２３ｂに沿って往復運動し、かつブレード後端部が縦孔部２４ａ，２４ｂから進退自在となる。

再び図１に示すように、上記主軸受１１と副軸受１２には、吐出弁機構が設けられていて、それぞれが各シリンダ室１４ａ，１４ｂに連通し、バルブカバーで覆われる。後述するように、各シリンダ室１４ａ，１４ｂで圧縮された冷媒ガスが所定圧に上昇した状態で吐出弁機構は開放される。
圧縮された冷媒ガスは、シリンダ室１４ａ，１４ｂからバルブカバー内へ吐出され、さらに密閉ケース１内に導かれるようになっている。

つぎに、上記中間仕切り板７について詳述する。
上記第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂとの間に介在される上記中間仕切り板７は、各シリンダ８Ａ，８Ｂの肉厚よりもある程度大なる肉厚に形成される。密閉ケース１を貫通し、中間仕切り板７外周面から軸芯方向に向かって、主吸込み通路３０が設けられている。この主吸込み通路３０には、上記気液分離器Ｅから延設される吸込み冷媒管Ｐａが挿入され、密に固着される。

主吸込み通路３０の先端には、後述する切換え手段であるスライダＳが紙面の前後方向に移動自在に収容されるスライダ収容室３１が設けられる。中間仕切り板７には、スライダ収容室３１から第１のシリンダ８Ａに対して開口する第１のガス導出口３２ａが設けられる。

上記第１のガス導出口３２ａは、第１のシリンダ８Ａの内径部に設けられる切欠部３３ａに連通する。この切欠部３３ａは第１のシリンダ室１４ａに対して開口していて、第１のシリンダ室１４ａの吸込みポート３３ａとなる。

さらに中間仕切り板７には、スライダ収容室３１から第２のシリンダ８Ｂに対して開口する第２のガス導出口３２ｂが設けられる。上記第２のガス導出口３２ｂは、第２のシリンダ８Ｂの内径部に設けられる切欠部３３ｂに連通する。この切欠部３３ｂは第２のシリンダ室１４ｂに対して開口し、第２のシリンダ室１４ｂの吸込みポート３３ｂとなる。

このように、気液分離器Ｅから延設される吸込み冷媒管Ｐａが中間仕切り板７に設けられる主吸込み通路３０に挿入され嵌着される。主吸込み通路３０の先端にスライダＳが収容されるスライダ収容室３１が設けられ、スライダ収容室３１を介して第１のシリンダ室１４ａの吸込みポート３３ａに連通する第１のガス導出口３２ａと、第２のシリンダ室１４ｂの吸込みポート３３ｂに連通するガス導出口３２ｂが設けられる。

一方、気液分離器Ｅと中間仕切り板７の主吸込み通路３０とを接続する吸込み冷媒管Ｐａの中途部に、第１のバイパス管３５の一端部が接続される。この第１のバイパス管３５は、三方切換え弁３６の第１のポートに接続される。三方切換え弁３６の第２のポートには、第２のバイパス管３７が接続されている。

上記第２のバイパス管３７は密閉ケース１を貫通し、この開口端が第１のシリンダ８Ａのわずか上部に臨むように接続される。すなわち、第２のバイパス管３７は三方切換え弁３６と密閉ケース１内部とを連通する。さらに、三方切換え弁３６の第３のポートには、第３のバイパス管３８が接続されている。

上記第３のバイパス管３８については、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）から説明される。すなわち、第３のバイパス管３８は、密閉ケース１を貫通するとともに、中間仕切り板７の側部に設けられるボス部４０に接続される。ボス部４０はスライダ収容室３１の一端開口部を閉塞していて、第３のバイパス管３８はスライダ収容室３１内に連通する。

つぎに、上記スライダＳと、このスライダＳを収容するスライダ収容室３１について詳述する。
図３（Ａ）は、通常運転状態でのスライダＳとスライダ収容室３１の構成を示す圧縮機一部の縦断面図。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のｂ−ｂ線に沿う横断平面図である。図４（Ａ）は、休筒運転状態でのスライダＳとスライダ収容室３１の構成を示す圧縮機一部の縦断面図。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のｂ−ｂ線に沿う横断平面図である。

なお説明すると、図３（Ａ）（Ｂ）は、スライダＳが第１の切換え位置にある状態を示している。図４（Ａ）（Ｂ）は、スライダＳが第２の切換え位置にある状態を示している。
スライダＳを収容するスライダ収容室３１は、図３（Ａ）、図４（Ａ）に示すように、断面が円形をなし、その軸方向は、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示すように、ある程度の長さをもって直状に形成される。

スライダ収容室３１の一端開口部は、上記ボス部４０によって閉塞され、かつボス部４０に設けられる取付け用孔ａに上記第３のバイパス管３８が接続される。スライダ収容室３１内に突出するボス部４０端面が第１の位置決め用段差部４２を形成する。スライダ収容室３１の他端部は、中間仕切り板７の側壁には貫通せず、途中まで設けられる。

スライダ収容室３１の他端部には、スライダ収容室３１の直径よりも小さな直径の穴部４３が設けられていて、圧縮ばね４４の一端部が挿入される。スライダ収容室３１と穴部４３との間の端面に、第２の位置決め用段差部４５が形成される。穴部４３から突出する圧縮ばね４４端部はスライダＳ端面に接触し、スライダＳを弾性的に押圧付勢する。

上記圧縮ばね４４の弾性力は、後述するように２気筒回転式圧縮機Ａが駆動され、冷媒ガスを圧縮して所定の高圧状態にしたときの、高圧圧力と上記圧縮機Ａに吸込まれる低圧の冷媒ガスの低圧圧力との圧力差による力よりも小さい。

上記スライダＳの断面形状は円形であり、その直径はスライダ収容室３１の直径よりもわずかに小さい。スライダＳの軸方向長さは、スライダ収容室３１の軸方向長さよりも短く形成されている。したがって、スライダ収容室３１とスライダＳとの軸方向長さの差分だけ、スライダＳはスライダ収容室３１に移動自在である。

スライダＳの周壁一部で、軸方向に沿ってガイド溝４６が設けられる。スライダ収容室３１の周壁一部には規制ピン４７が突設されていて、上記ガイド溝４６に挿入される。このことから、スライダＳは周方向に回動することなく、姿勢を一定にして軸方向に沿って移動自在となっている。

特に図３（Ｂ）に示すように、スライダＳが第１の切換え位置にある状態で、ボス部４０端面に形成される第１の位置決め用段差部４２にスライダＳの一端面が密接する。ただし、第３のバイパス管３８は、その開口端がボス部４０端面から一段と引っ込んだ位置になるよう接続されている。

第３のバイパス管３８の開口端とボス部４０端面との間に形成される、極くわずかの空間部を、「第１のスライダ背室」５０と呼ぶ。さらに、この状態でスライダＳ他端部と第２の位置決め用段差部４５との間には、スライダＳとスライダ収容室３１の軸方向長さの差分だけの空間部が形成される。この空間部を、「第２のスライダ背室」５１と呼ぶ。

ところが、図４（Ｂ）に示すように、スライダＳが第２の切換え位置にある状態では、圧縮ばね４４の一端部が挿入される穴部４３周面の第２の位置決め用段差部４５に、スライダＳの他端面が密接状態にある。

ボス部４０端面とスライダＳ端面との間には、スライダ収容室３１とスライダＳとの軸方向の長さの差分だけの空間室が形成されることとなり、ここが上記第１のスライダ背室５０となる。これに対してスライダＳの他端面が第２の位置決め用段部４５に密接しているので、第２のスライダ背室５１の容量はほとんどない。

図３（Ｂ）、図４（Ｂ）に示すように、スライダＳの第１の位置決め用段部５０と対向する側の端面からある程度の長さを持って第１の連通路５３が設けられる。この第１の連通路５３は、図４（Ａ）に示すように、断面円形をなすスライダＳの底部に平坦状に切欠加工される切欠部である。

第３のバイパス管３８からスライダ収容室３１の第１のスライダ背室５０に冷媒ガスが導かれて充満すれば、この冷媒ガスは第１の連通路５３に侵入する。スライダＳが第１の切換え位置にあるとき、第１の連通路５３はいずれの部位とも連通せず、したがって冷媒ガスは第１の連通路５３にて逃げ場がなく充満しただけで終る。

これに対してスライダＳが第２の切換え位置にあれば、第１の連通路５３の先端が中間仕切り板７に斜め下方向へ設けられる第２のガス導出口３２ｂに連通する。上述したように第２のガス導出口３２ｂは、第２のシリンダ室１４ｂの吸込みポート３３ｂに連通するので、第３のバイパス管３８に導かれる冷媒ガスは第１の連通路５３と第２のガス導出口３２ｂを介して第２のシリンダ室１４ｂに導かれるようになっている。

さらに、スライダＳが第１の切換え位置にある状態で、上記主吸込み通路３０に連通するようスライダＳの周面一部に横孔が設けられていて、この横孔先端から上斜め方向と下斜め方向とに分岐し、スライダ周面の上部と下部とに開口する孔部である、Ａ吸込み通路５５が設けられる。

換言すると、Ａ吸込み通路５５は、横孔先端から上斜め方向に設けられスライダ周面で開口する第１の分岐吸込み通路Ａａを備えている。スライダＳが第１の切換え位置にある状態で、主吸込み通路３０から第１の分岐吸込み通路Ａａと第１のガス導出口３２ａを介して第１のシリンダ室１４ａの吸込みポート３３ａに連通する。

さらにＡ吸込み通路５５は、横孔先端から下斜め方向に設けられスライダ周面で開口する第２の分岐吸込み通路Ａｂを備えている。スライダＳが第１の切換え位置にある状態で、主吸込み通路３０から第２の分岐吸込み通路Ａｂと第２のガス導出口３２ｂを介して第２のシリンダ室１４ｂの吸込みポート３３ｂに連通する。

上記スライダＳが第２の切換え位置にある状態では、上記主吸込み通路３０に連通するようにスライダＳの周面一部に横孔が設けられていて、この横孔先端から上斜め方向のみに設けられ、スライダＳの周面上部に開口する孔部であるＢ吸込み通路５６が設けられる。

すなわち、Ｂ吸込み通路５６は、スライダＳが第２の切換え位置にある状態で、主吸込み通路３０から第１のガス導出口３２ａを介して第１のシリンダ室１４ａの吸込みポート３３ａに連通する第１の分岐吸込み通路Ｂａを形成する。

このように、スライダＳが第１の切換え位置にあれば、気液分離器Ｅから低圧の冷媒ガスを、吸込み冷媒管ＰａとＡ吸込み通路５５に沿って導くことができる。低圧の冷媒ガスはスライダＳ内で分流され、一部は第１の分岐吸込み通路Ａａから第１のシリンダ室１４ａへ導かれ、残り一部は第２の分岐吸込み通路Ａｂから第２のシリンダ室１４ｂへ導かれることになる。

上記スライダＳが第２の切換え位置にあれば、気液分離器Ｅから低圧の冷媒ガスを、吸込み冷媒管ＰａとＢ吸込み通路５６に沿って導くことができる。このとき、低圧の冷媒ガスはスライダＳ内で分流されることなく、全て第１の分岐吸込み通路Ｂａから第１のシリンダ室１４ａへ導かれる。したがって、第２のシリンダ室１４ｂへ導かれることはない。

Ａ吸込み通路５５の両側面である、Ａ吸込み通路５５とＢ吸込み通路５６の中心軸に亘って小孔からなる第２の連通路５８が設けられるとともに、Ａ吸込み通路５５と第２の位置決め用段差部４５を形成する側のスライダＳ端面に亘って小孔からなる第２の連通路５８が設けられる。

先に説明したように、スライダＳが第１の切換え位置にあるとき、吸込み冷媒管Ｐａが接続される主吸込み通路３０と、Ａ吸込み通路５５の第１の分岐吸込み通路Ａａと、第１の導出口３２ａおよび第１のシリンダ室１４ａとが連通する。同時に、Ａ吸込み通路５５の第２の分岐吸込み通路Ａｂと、第２の導出口３２ｂおよび第２のシリンダ室１４ｂが連通する。

この状態でＡ吸込み通路５５は一方の第２の連通路５８を介してＢ吸込み通路５６と連通しているが、Ｂ吸込み通路５６の先端は第１のシリンダ８Ａの下面で閉塞される位置にあり、ここから先には侵入しない。ましてや、Ｂ吸込み通路５６はスライダ底部の第１の連通路５３および、スライダＳ端面の第１のスライダ背室５０とは連通していないので、Ｂ吸込み通路５６から先に冷媒ガスが導かれることはない。

そして、スライダＳが第１の切換え位置にあるとき、他方の第２の連通路５８は第２のスライダ背室５１と連通しているので、主吸込み通路３０からＡ吸込み通路５５を介して導かれる低圧の冷媒ガスが第２のスライダ背室５１に充満する。

スライダＳが第２の切換え位置にあるとき、上述したように主吸込み通路３０と、Ｂ吸込み通路５６の第１の分岐吸込み通路Ｂａと、第１の導出口３２ａおよび第１のシリンダ室１４ａとが連通する。Ｂ吸込み通路５６は一方の第２の連通路５８を介してＡ吸込み通路５５と連通するが、第１、第２の分岐吸込み通路Ａａ、Ａｂの先端は第１のシリンダ８Ａの下面で閉塞される位置にあり、これより先には侵入しない。

したがって、Ａ吸込み通路５５から他方の第２の連通路５８を介して導かれる低圧の冷媒ガスが、第２のスライダ背室５１に充満する。いずれにしても、スライダＳの位置に係らず、主吸込み通路３０と第２の連通路５８を介して低圧の冷媒ガスが第２のスライダ背室５１に導かれ、圧縮ばね４４端部が挿入される穴部４３に充満する。

（１） 通常運転（全能力運転）を選択した場合：
始動時等、高負荷時には通常運転を行う。
制御部は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、三方切換え弁３６を、第１のポートと第３のポートが連通するよう切換え制御する。そして、制御部はインバータを介して電動機部２に運転信号を送る。回転軸４が高回転で駆動され、ローラ１３ａ，１３ｂは各シリンダ室１４ａ，１４ｂ内で偏心回転を行う。

第１のシリンダ８Ａにおいては、ブレード１５ａがばね部材２６によって常に弾性的に押圧付勢されるところから、ブレード１５ａの先端部がローラ１３ａ周壁に摺接して第１のシリンダ室１４ａ内を吸込み室と圧縮室に二分する。
ローラ１３ａの第１のシリンダ室１４ａ内周面転接位置とブレード収納溝２３ａとが一致し、ブレード１５ａが最も後退した状態で、第１のシリンダ室１４ａの空間容量が最大となる。

低圧の冷媒ガスが気液分離器１７から吸込み冷媒管Ｐａを介して、２気筒回転式圧縮機Ａの密閉ケース１内に吸込まれる。なお説明すると、低圧の冷媒ガスは吸込み冷媒管Ｐａと接続する主吸込み通路３０を介してスライダ収容室３１に導かれるとともに、三方切換え弁３６に対する切換え操作により、第１のバイパス管３５から三方切換え弁３６を介して第３のバイパス管３８に導かれる。

スライダ収容室３１において、第１のスライダ背室５０に低圧の冷媒ガスが充満し、さらにスライダＳ底部の第１の連通路５３に充満する。このように、スライダＳの一端面に低圧がかかるが、スライダＳの他端面に当接する圧縮ばね４４の弾性力が打ち勝って、スライダＳを移動せしめる。

すなわち、図３（Ｂ）に示すように、スライダＳの端面が第１の位置決め用段部４２に密接する第１の切換え位置にある。このとき、図３（Ａ）に示すように、主吸込み通路３０とＡ吸込み通路５５が連通状態となり、気液分離器Ｅから低圧の冷媒ガスが吸込み冷媒管Ｐａを介して導かれる。

低圧の冷媒ガスは、第１の分岐吸込み通路Ａａと、第１の導出口３２ａと、第１の吸込みポート３３ａとを介して第１のシリンダ室１４ａに導かれる。同時に、第２の分岐吸込み通路Ａｂと、第２の導出口３２ｂと、第２の吸込みポート３３ｂとを介して第２のシリンダ室１４ｂに導かれる。

ローラ１３ａの偏心回転にともなって、ローラ１３ａの第１のシリンダ室１４ａ内周面に対する転接位置が移動し、シリンダ室１４ａの区画された圧縮室の容積が減少する。したがって、先にシリンダ室１４ａに導かれたガスが徐々に圧縮される。
回転軸４が継続して回転され、第１のシリンダ室１４ａにおける圧縮室の容量がさらに減少してガスが圧縮され、所定圧まで上昇したところで、吐出弁機構が開放する。高圧化した冷媒ガスはバルブカバーを介して密閉ケース１内に吐出され充満する。

少なくとも、第１のシリンダ室１４ａでの圧縮作用により、密閉ケース１内は高圧雰囲気にある。後端部が密閉ケース１内にさらされる第２のシリンダ８Ｂ側のブレード１５ｂは、後端部が高圧雰囲気にある。その一方で、第２のシリンダ室１４ｂには主吸込み通路３０と第２の分岐吸込み通路Ａｂを介して低圧の冷媒が吸込まれていて、ブレード１５ｂの先端部は低圧雰囲気にある。

上記ブレード１５ｂの先端部が低圧雰囲気で、後端部が高圧雰囲気にあり、ブレード１５ｂの先端部と後端部とで差圧が生じる。ブレード１５ｂ後端部は高圧に押され、先端部がローラ１３ｂ周面に当接する。第１のシリンダ室１４ａにおけるローラ１３ａの偏心回転とは１８０°の位相差をもって、第２のシリンダ室１４ｂにおけるローラ１３ｂが偏心回転している。

上記第１のシリンダ室１４ａ側のブレード１５ａがばね部材２６により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、上記第２のシリンダ室１４ｂにおいても行われる。
結局、２気筒回転式圧縮機Ａにおいては、第１のシリンダ室１４ａで圧縮作用が行われるとともに、第２のシリンダ室１４ｂでも圧縮作用が行われ、両方でシリンダ室１４ａ，１４ｂで圧縮作用をなす通常運転（全能力運転）が行われる。

密閉ケース１から冷媒管Ｐを介して吐出される高圧ガスは、凝縮器Ｂに導かれて凝縮液化し、膨張機構Ｃで断熱膨張し、蒸発器Ｄで熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。蒸発したあとの冷媒は気液分離器Ｅに導かれて気液分離され、再び吸込み冷媒管Ｐａから２気筒回転式圧縮機Ａに吸込まれる。
２気筒回転式圧縮機Ａにおいては、主吸込み通路３０とスライダＳを介して第１のシリンダ室１４ａと、第２のシリンダ室１４ｂのそれぞれに吸込まれて再び圧縮され、上述の経路を循環する。

（２） 休筒運転（能力半減運転）を選択した場合：
始動時には空調負荷が大となっているが、ある程度空調運転を継続すれば、空調負荷が小さくなる。このときには、自動的に休筒運転（圧縮能力を半減する運転）が選択される。
制御部は三方切換え弁３６を第２のポートと第３のポートが連通するように切換え制御をなす。図４（Ｂ）に示すように、密閉ケース１内の高圧冷媒ガスが第２のバイパス管３７と三方切換え弁３６を介して第３のバイパス管３８に導かれ、スライダ収容室３１に形成される第１のスライダ背室５０に充満する。

この第１のスライダ背室５０に充満する高圧ガスは、スライダ３０端面に上記圧縮ばね４４の弾性力に打ち勝つ高圧をかける。スライダＳは高圧ガスに押されて第１の切換え位置から第２の切換え位置にスライドし、圧縮ばね４４は収縮する。

図４（Ｂ）に示すように、スライダＳの移動により主吸込み通路３０にはＡ吸込み通路５５からＢ吸込み通路５６が対向するよう切換る。気液分離器Ｅから吸込み冷媒管Ｐａと主吸込み通路３０を介して導かれる低圧の冷媒ガスは、Ｂ吸込み通路５６を形成する第１の分岐吸込み通路Ｂａに導かれる。

そして、第１のガス導出口３２ａと、吸込みポート３３ａを介して第１のシリンダ室１４ａに吸込まれる。第１のシリンダ室１４ａではローラ１３ａが偏心回転しており、しかもブレード１５ａ後端部はばね部材２６によって常時背圧を受けているから、ブレード１５ａ先端部がローラ１３ａに摺接してシリンダ室１４ａ内を二分する。すなわち、第１のシリンダ室１４ａでは継続して圧縮作用が行われる。

一方、第１のスライダ背室５０に充満する高圧ガスは、スライダＳの底部に形成される第１の連通路５３に侵入する。スライダＳが第２の切換え位置にあるので、第１の連通路５３は、第２の導出口３２ｂと第２の吸込みポート３３ｂを介して第２のシリンダ室１４ｂに連通する。

第２のシリンダ室１４ｂには高圧ガスが充満し、ブレード１５ｂの先端部が高圧の雰囲気に変る。ブレード１５ｂの後端部は密閉ケース１内の高圧ガスに晒されて、高圧の雰囲気にあることは変りがない。

ブレード１５ｂにとって、先端部が高圧雰囲気にある一方で、後端部が高圧雰囲気にあり、先後端部において差圧が存在しない。そのため、第２のシリンダ室１４ｂにおけるブレード１５ｂはローラ１３ｂに押し退けられ、ローラ１３ｂの外周面から離間した位置で停止状態を保持し、第２のシリンダ室１４ｂでの圧縮作用は行われない。
結局、第１のシリンダ室１４ａでの圧縮作用のみが有効であり、小さい空調負荷に適応して、能力を半減した運転がなされることになる。なお、ブレード室２２ｂに、休筒運転時にブレード１５ｂの位置を保持するための永久磁石を設けても良い。

一般的なロータリタイプの回転式圧縮機の場合、シリンダの厚みを小さくするほど、ローラとシリンダ室間のクリアランスにおけるリークが低減し、ブレードまわりの摺動損失が低減して圧縮性能が向上する。その一方で、シリンダの厚みが小さくなり、シリンダの側面に充分な断面積を有する冷媒吸込み通路を持つことができない。

本発明では、中間仕切り板７の板厚を厚くして主吸込み通路３０の断面積を充分に大きくとった。しかも、構成上、第１、第２のシリンダ室１４ａ，１４ｂへの吸込み通路が直前まで共通となるが、本発明では中間仕切り板７に切換え手段をなすスライダＳを備えることで、休筒運転を可能とし、高効率で、能力可変範囲の大きな圧縮機が得られる。

上記スライダＳは、第１、第２のシリンダ室１４ａ，１４ｂと主吸込み通路３０とを連通する第１の切換え位置と、第１のシリンダ室１４ａのみに連通する第２の切換え位置とに切換えられるようにしたので、容易に、かつ確実に通常運転と休筒運転との切換えをなす。

上記第２のシリンダ室１４ｂに、偏心回転するローラ１３ｂおよび、背圧を受けて先端部と後端部との間で差圧が生じたときのみ先端部をローラ１３ｂ周壁に当接するブレード１５ｂを備え、スライダＳに第２のシリンダ室１４ｂに高圧を導入して、ブレード１５ｂの先端をローラ１３ｂから強制的に離間保持する第１の連通路５３を備えた。

したがって、休筒運転時に、スライダＳの移動のみで休筒側シリンダ室である第２のシリンダ室１４ｂに高圧を導入し、このシリンダ室１４ｂのブレード１５ｂを容易にローラ１３ｂから離間保持でき、動作の信頼性を確保する。

スライダＳを第１の切換え位置にスライドするのに、スライダＳの両端に低圧の冷媒ガスを導いて通常運転状態とし、スライダＳを第２の切換え位置にスライドするのに、スライダＳの一端に低圧の冷媒ガスを導き、スライダＳの他端に高圧の冷媒ガスを導いて休筒運転状態となすよう、スライダＳの動作に冷媒ガスの圧力差を利用した。
したがって、スライダＳの位置切換えが迅速で反応が速く、動作の信頼性を確保する。

なお、上記実施の形態においては第２のシリンダ８Ｂに設けられるブレード室２２ｂの一部を密閉ケース１内に露出して、ブレード１５ｂの後端部を密閉ケース１内の高圧雰囲気に晒すように構成したが、これに限定されるものではない。
図５は、第２のシリンダ室１４ｂに対するブレード１５ｂに背圧をかける手段を変えた、通常運転時の２気筒回転式圧縮機の縦断面図であり、図６は同じくブレード１５ｂに背圧をかける手段を変えた休筒運転時の２気筒回転式圧縮機Ａの縦断面図である。

なお、図５、図６において、先に説明したスライダＳと、このスライダＳを収容するスライダ収容室３１は概略的に示し、三方切換え弁３６と、この三方切換え弁３６に接続される第１〜第３のバイパス管３５，３７，３８は省略してある。さらに、同一部品には同番号を付して、新たな説明は省略する。

第２のシリンダ８Ｂに設けられる第２のブレード室２２ｂは、その上面を中間仕切り板７で塞がれ、下面を副軸受１２で塞がれて、密閉構造をなす。第１のブレード室２２ａと同様、第２のブレード室２２ｂの周面から横孔が設けられていて、ここにはマグネット６０が嵌め込まれたうえで第１の切換えパイプ６１が接続される栓部材６２で塞がれている。

上記マグネット６０は、横孔に嵌着されているが、この周面に沿って溝部が設けられ、マグネット６０の左右両側面は溝部を介して連通状態にある。第１の切換えパイプ６１は、密閉ケース１外部において補助三方切換え弁６３の第１のポートに接続される。

補助三方切換え弁６３の第２のポートには、気液分離器Ｅと主吸込み通路３０とを連通する吸込み冷媒管Ｐａに接続される第２の切換えパイプ６４が設けられる。補助三方切換え弁６３の第３のポートには、密閉ケース１内に開口端を臨ませた第３の切換えパイプ６５が設けられる。

通常運転時には、図５に示すように制御部は補助三方切換え弁６３を第１のポートと第３のポートが連通するように切換え制御する。したがって、密閉ケース１内に充満する高圧ガスは、第３の切換えパイプ６５から補助三方切換え弁６３を介して第１の切換えパイプ６１に導かれる。

高圧ガスは、第１の切換えパイプ６１の端部からマグネット６０に形成される溝部を介して第２のブレード室２２ｂに充満し、さらにブレード１５ｂに高圧の背圧をかける。したがって、ブレード１５ｂの先端部はローラ１３ｂ周面に当接する。
スライダＳは、先に図３で説明したように第１の切換え位置にあって、第２のシリンダ室１４ｂに低圧の冷媒ガスが導かれているので、第２のシリンダ室１４ｂでは圧縮作用が行われる。第１のシリンダ室でも圧縮作用が行われていて、通常運転状態となる。

休筒運転時は、制御部は補助三方切換え弁６３を切換え制御し、図６に示すように第１のポートと第２のポートとを連通する。気液分離器Ｅから低圧の冷媒ガスが第２の切換えパイプ６４と、三方切換え弁６３と、第１の切換えパイプ６１を介して第２のブレード室２２ｂに導かれる。

ブレード１５ｂの後端部に低圧の背圧がかかる一方で、先に図４で説明したようにスライダＳは第２の切換え位置にあって、第２のシリンダ室１４ｂに高圧ガスが導かれている。ブレード１５ｂの先端部が高圧の雰囲気にあるから、ブレード１５ｂは先端部がローラ１３ｂから離間し、後端部がブレード室２２ｂに収容される方向に差圧を受ける。

ブレード１５ｂが移動して、この後端部がブレード室２２ｂに挿入したところで、マグネット６０に密着し、その位置を保持する。ブレード１５ｂの先端部がローラ１３ｂ周面から離間し、圧縮作用が行われない。第１のシリンダ室１４ａでのみ圧縮作用が行われる休筒運転状態となる。

休筒運転状態から通常運転状態に切換ると、上述したようにブレード１５ｂの後端部に高圧がかかる一方で、スライダＳが第２の切換え位置に移動して、第２のシリンダ室１４ｂに低圧の冷媒ガスが吸込まれる。

したがって、ブレード１５ｂの後端部は速やかに、かつ確実にマグネット６０から離間し、この先端部がローラ１３ｂに摺接して通常の圧縮作用が行われる。第２のシリンダ８Ｂに備えられるブレード１５ｂに、図５および図６に示す構成を採用しても、確実に動作して、信頼性を保持する。

なお、上述の変形例においても中間仕切り板７にスライダＳを備えたが、これに限定されるものではない。
たとえば［特許文献１］で示される先行技術のように、単純に主吸込み通路から第１のシリンダ室１４ａに分流する第１の分岐吸込み通路と、主吸込み通路から第２のシリンダ室１４ｂに分流する第２の分岐吸込み通路を備えた構成に、上記マグネット６０と補助三方切換え弁６３と切換えパイプ６１，６４，６５を組合せれば、スライダＳを設けなくとも通常運転と休筒運転の切換えが可能である。

また、以上説明した２気筒回転式圧縮機Ａと、この圧縮機Ａを備えた冷凍サイクル装置は以上説明した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を越えない範囲内で種々変形実施可能であることは勿論である。

本発明における一実施の形態に係る、２気筒回転式圧縮機の縦断面図および冷凍サイクル構成図。 同実施の形態に係る、第１のシリンダと第２のシリンダを分解した斜視図。 同実施の形態に係る、通常運転状態時の圧縮機構部の縦断面図と、ｂ−ｂ線に沿う横断平面図。 同実施の形態に係る、休筒運転状態時の圧縮機構部の縦断面図と、ｂ−ｂ線に沿う横断平面図。 同実施の形態の変形例に係る、２気筒回転式圧縮機の通常運転時状態での縦断面図。 同実施の形態の変形例に係る、２気筒回転式圧縮機の休筒運転時状態での縦断面図。

符号の説明

１…密閉ケース、４…回転軸、３…電動機部、２…圧縮機構部、７…中間仕切り板、１４ａ…第１のシリンダ室、８Ａ…第１のシリンダ、１４ｂ…第２のシリンダ室、８Ｂ…第２のシリンダ、３０…主吸込み通路、Ａａ，Ｂａ…第１の分岐吸込み通路、Ａｂ…第２の分岐吸込み通路、Ｓ…スライダ（切換え手段）、５５…Ａ吸込み通路、５６…Ｂ吸込み通路、１３ａ，１３ｂ…ローラ、１５ａ，１５ｂ…ブレード、５３…第１の連通路、Ａ…２気筒回転式圧縮機、Ｂ…凝縮器、Ｃ…膨張機構、Ｄ…蒸発器。

Claims (5)

1. 密閉ケース内に、回転軸を介して連結される電動機部と圧縮機構部を収容してなり、
   上記圧縮機構部は、中間仕切り板を介して、この両端面に、第１のシリンダ室が形成される第１のシリンダおよび第２のシリンダ室が形成される第２のシリンダが設けられ、
   上記中間仕切り板は、半径方向に形成される主吸込み通路を有するとともに、この主吸込み通路から中間仕切り板内部において、上記第１のシリンダ室と連通する第１の分岐吸込み通路と、上記第２のシリンダ室と連通する第２の分岐吸込み通路が設けられ、
   上記主吸込み通路から第１の分岐吸込み通路および第２の分岐吸込み通路の両方に連通する第１の切換え位置と、上記主吸込み通路から第１の分岐吸込み通路および第２の分岐吸込み通路のいずれか一方と連通する第２の切換え位置とに切換え可能な切換え手段を備えたことを特徴とする２気筒回転式圧縮機。
2. 上記切換え手段は、上記中間仕切り板に設けられ、第１のシリンダ室および第２のシリンダ室に連通するＡ吸込み通路と、第１のシリンダ室および第２のシリンダ室のいずれか一方のみに連通し、他方のシリンダ室とは遮断されるＢ吸込み通路を有するスライダであり、
   上記スライダが、第１の切換え位置にスライドすることで、Ａ吸込み通路が主吸込み通路と連通して第１のシリンダ室と第２のシリンダ室の両方で圧縮運転を可能とし、第２の切換え位置にスライドすることで、Ｂ吸込み通路が主吸込み通路と連通して第１のシリンダ室と第２のシリンダ室のいずれか一方のみでの圧縮運転を可能とするとともに、他方のシリンダ室では圧縮運転を行わない休筒運転をなすことを特徴とする請求項１記載の２気筒回転式圧縮機。
3. 上記圧縮運転を行わない休筒運転をなすシリンダ室に、偏心回転するローラおよび、背圧を受けて先端部と後端部との間で差圧が生じたときのみ先端部を上記ローラ周壁に当接するブレードを備え、
   上記スライダに、上記休筒運転をなすシリンダ室に高圧を導入して、上記ブレードの先端をローラから離間保持する連通路を備えたことを特徴とする請求項２記載の２気筒回転式圧縮機。
4. 上記スライダを第１の切換え位置にスライドするのに、スライダの両端に作動ガスの吸込み圧力を作用させ、
   上記スライダを第２の切換え位置にスライドするのに、スライダの一端に吸込み圧力を作用させ、スライダの他端に吐出圧力を作用させて、
   スライダの動作に作動ガスの圧力差を利用することを特徴とする請求項３記載の２気筒回転式圧縮機。
5. 上記請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の２気筒回転式圧縮機と、凝縮器、膨張機構および蒸発器で冷凍サイクルを構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。

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