JP2010163927A - Multicylinder rotary compressor and refrigerating cycle apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密閉ケース内に回転軸を介して連結される電動機部および複数の圧縮機構部を収容してなり、少なくとも一つの圧縮機構部は条件に応じて圧縮運転の休止を可能とする休筒機構を備えた多気筒回転式圧縮機と、この多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。 The present invention accommodates an electric motor unit and a plurality of compression mechanism units that are connected to each other through a rotating shaft in a sealed case, and at least one compression mechanism unit is capable of stopping a compression operation depending on conditions. The present invention relates to a multi-cylinder rotary compressor provided with a cylinder mechanism and a refrigeration cycle apparatus that constitutes a refrigeration cycle using the multi-cylinder rotary compressor.
近年、シリンダを上下に2セット備えた、2シリンダタイプの多気筒回転式圧縮機が標準化されつつある。そして、このような多気筒回転式圧縮機において、常時圧縮作用をなすシリンダと、条件に応じて圧縮運転−圧縮停止運転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。 In recent years, a two-cylinder type multi-cylinder rotary compressor having two sets of upper and lower cylinders is being standardized. In such a multi-cylinder rotary compressor, if a cylinder that always performs a compression action and a cylinder that can be switched between a compression operation and a compression stop operation according to conditions can be provided, the operation according to the load can be performed. This is advantageous because the specifications are expanded.
[特許文献1]においては、上記した多気筒回転式圧縮機が開示されている。この技術は、第1のシリンダ室が形成される第1のシリンダに、圧縮ばねの背圧を受けるブレードを備え、このブレードの先端部端縁を回転軸偏心部に嵌め込んだローラの周面に、常に、弾性的に当接させる。 [Patent Document 1] discloses the above-described multi-cylinder rotary compressor. In this technique, a first cylinder in which a first cylinder chamber is formed is provided with a blade that receives a back pressure of a compression spring, and a peripheral surface of a roller in which a tip end edge of the blade is fitted in a rotating shaft eccentric portion And always elastically contact.
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偏心回転する限り、常にガスを圧縮して吐出する。また、第2のシリンダに設けられるブレードは、その後端部がブレード背室に往復動自在に収容されているが、このブレード背室に低圧ガスと高圧ガスを条件に応じて切換え案内する手段が接続される。 In the first cylinder chamber, the gas is always compressed and discharged as long as the rotating shaft is driven to rotate and the roller rotates eccentrically. Further, the blade provided in the second cylinder has its rear end portion reciprocally accommodated in the blade back chamber, and means for switching and guiding the low pressure gas and the high pressure gas to the blade back chamber according to conditions. Connected.
第2のシリンダ室に蒸発器で蒸発した低圧のガスを導き、ブレード背室に高圧ガスを導いてブレードに高圧の背圧を与えると、ブレードの先端部が低圧、後端部が高圧となり、先後端部で差圧が生じる。 When the low pressure gas evaporated by the evaporator is guided to the second cylinder chamber, the high pressure gas is guided to the blade back chamber and a high pressure back pressure is applied to the blade, the blade tip becomes low pressure and the rear end becomes high pressure. A differential pressure is generated at the front and rear ends.
したがって、ブレード先端部端縁がローラ周面に摺接するよう押圧付勢されて、第2のシリンダ室で圧縮作用が行われる。両シリンダ室で、同時に圧縮作用をなす、通常運転(全能力運転)となる。 Accordingly, the blade tip end edge is pressed and urged so as to be in sliding contact with the circumferential surface of the roller, and a compression action is performed in the second cylinder chamber. In both cylinder chambers, normal operation (full capacity operation) is performed, which simultaneously performs compression.
条件に応じて、第2のシリンダ側のブレード背室に低圧ガスを導くよう切換え、ブレードに低圧の背圧を与える。ブレードの先後端部が同じ低圧雰囲気となり差圧が生じない。ブレードはローラにより押し退けられ、ローラは空回りして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(能力半減運転)となる。 Depending on the conditions, the low pressure gas is switched to the blade back chamber on the second cylinder side, and a low pressure back pressure is applied to the blade. The front and rear ends of the blade have the same low-pressure atmosphere and no differential pressure is generated. The blade is pushed away by the roller, and the roller rotates idly and no compression action is performed. A cylinder resting operation (half-capacity operation) in which the compression action is performed only in the first cylinder chamber.
[特許文献1]のように、通常運転と休筒運転の切換えが可能な構成を採用することで、極めて高効率であり、しかも能力可変範囲の大きな多気筒回転式圧縮機を得られることになる。 By adopting a configuration capable of switching between normal operation and non-cylinder operation as in [Patent Document 1], it is possible to obtain a multi-cylinder rotary compressor with extremely high efficiency and a large capacity variable range. Become.
しかしながら、具体的な圧力切換えの手段として、ブレード背室への圧力導入をシリンダ外周面から行っている。なお説明すると、高圧もしくは低圧を導入する圧力導入管の端部を、圧縮機を構成する密閉ケース周壁に貫通させ、シリンダの外周面とブレード背室に貫通して設けられる孔部に接続している。 However, as a specific pressure switching means, pressure is introduced into the blade back chamber from the outer peripheral surface of the cylinder. In other words, the end of the pressure introduction pipe for introducing high pressure or low pressure is passed through the peripheral wall of the sealed case constituting the compressor and connected to the hole provided through the outer peripheral surface of the cylinder and the blade back chamber. Yes.
上記シリンダにおいては、この外周面とブレード背室周面との間の距離がごくわずかしかなく、薄い肉厚しか残っていないところへ、上記圧力導入管を接続するための孔部を設ける必要がある。そのため、シリンダの圧力導入管接続部周辺部の肉厚部分はさらに削られている。 In the cylinder, it is necessary to provide a hole for connecting the pressure introducing pipe to a place where the distance between the outer peripheral surface and the blade back chamber peripheral surface is very small and only a thin wall remains. is there. For this reason, the thick portion around the pressure introduction pipe connecting portion of the cylinder is further cut.
シリンダの剛性の大幅低下や、部品加工時の精度悪化もしくは、組立て時における変形等の不具合発生の虞れがあり、性能低下と信頼性の低下に繋がる。圧力導入管の孔部挿入接続長さを充分に長くして、シール長を確保する設計をなすと、シリンダの外径を大きくしなければならず、圧縮機として大型化を招く。 There is a risk that the rigidity of the cylinder will be significantly reduced, the accuracy will be deteriorated when parts are processed, or there will be problems such as deformation during assembly, leading to performance degradation and reliability degradation. If the design for ensuring the seal length is ensured by sufficiently increasing the hole insertion and connection length of the pressure introducing pipe, the outer diameter of the cylinder must be increased, leading to an increase in size of the compressor.
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、通常運転と休筒運転の切換えを可能として、特に休筒運転をなす側の圧縮機構部を構成するシリンダの肉厚を薄くした場合においても剛性を確保でき、小型で性能の高い多気筒回転式圧縮機および、この多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。 The present invention has been made on the basis of the above circumstances, and the object of the present invention is to enable switching between normal operation and idle cylinder operation, and in particular, the wall thickness of the cylinder constituting the compression mechanism portion on the side of idle cylinder operation. A multi-cylinder rotary compressor that can ensure rigidity even when the thickness is reduced, and that is small and has high performance, and a refrigeration cycle apparatus that includes this multi-cylinder rotary compressor and that improves the refrigeration cycle efficiency. It is.
上記目的を満足するため本発明は、密閉ケース内に、回転軸を介して連結される電動機部と複数の圧縮機構部を収容してなる多気筒回転式圧縮機において、少なくとも1つの圧縮機構部は、ローラが偏心回転自在に収容されるシリンダ室を備えたシリンダと、このシリンダに設けられ先端部端縁がローラの周面に当接しローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分するブレードおよびシリンダ室で圧縮されたガスを密閉ケース内に案内する吐出弁機構と、ブレードの先端部端縁をローラ周面から離間させてシリンダ室における圧縮運転の休止を可能とする休筒機構とを具備し、上記休筒機構は、シリンダに設けられ閉空間を形成するとともにブレードの後端部を往復動自在に収容するブレード背室と、このブレード背室にシリンダの端面から圧力を導入する圧力導入通路とを備えた。
上記目的を満足するため、本発明の冷凍サイクル装置は、上述の多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。
In order to satisfy the above-described object, the present invention provides a multi-cylinder rotary compressor in which an electric motor unit coupled via a rotary shaft and a plurality of compression mechanism units are housed in a sealed case, and at least one compression mechanism unit. Includes a cylinder having a cylinder chamber in which the roller is rotatably accommodated eccentrically, a blade provided in the cylinder and having a tip end edge abutting against the circumferential surface of the roller and dividing the cylinder chamber into two along the rotation direction of the roller; A discharge valve mechanism that guides gas compressed in the cylinder chamber into the sealed case, and a cylinder resting mechanism that enables the compression operation in the cylinder chamber to be stopped by separating the end edge of the blade from the roller peripheral surface. The cylinder resting mechanism includes a blade back chamber that is provided in the cylinder to form a closed space and accommodates the rear end portion of the blade in a reciprocating manner, and the blade back chamber from the end surface of the cylinder. And a pressure introduction passage for introducing a force.
In order to satisfy the above object, the refrigeration cycle apparatus of the present invention forms a refrigeration cycle with the above-described multi-cylinder rotary compressor, a condenser, an expansion mechanism, and an evaporator.
本発明によれば、特に休筒運転をなす側の圧縮機構部を構成するシリンダの肉厚を薄くした場合においても剛性を確保でき、小型で性能の高い多気筒回転式圧縮機および、この多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られる冷凍サイクル装置を提供できる。 According to the present invention, it is possible to secure rigidity even when the thickness of the cylinder constituting the compression mechanism portion on the side of the cylinder resting operation is made thin, and it is possible to secure a small size and high performance multi-cylinder rotary compressor, and It is possible to provide a refrigeration cycle apparatus that is provided with a cylinder rotary compressor and can improve the refrigeration cycle efficiency.
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、多気筒回転式圧縮機Aの断面構造および、この多気筒回転式圧縮機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およびアキュームレータ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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional structure of a multi-cylinder rotary compressor A and a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus R including the multi-cylinder rotary compressor A. (Note that, in order to avoid complications in the drawings, components that are not denoted by reference numerals are not illustrated even if they are described. Alternatively, components that are illustrated are not denoted by reference numerals in the drawings. ,the same)
First, the configuration of the refrigeration cycle apparatus R will be described. A two-cylinder rotary compressor A, a condenser B, an expansion mechanism C, an evaporator D, and an accumulator E are provided. Communicate through P.
後述するように多気筒回転式圧縮機Aで圧縮された冷媒ガスは冷媒管Pに吐出され、以上の構成部品である凝縮器Bと、膨張弁Cと、蒸発器DおよびアキュームレータEの順に循環して冷凍サイクル作用をなす。冷媒は、アキュームレータEから吸込み冷媒管Paを介して多気筒回転式圧縮機Aに吸込まれるようになっている。 As will be described later, the refrigerant gas compressed by the multi-cylinder rotary compressor A is discharged to the refrigerant pipe P, and circulates in the order of the condenser B, the expansion valve C, the evaporator D and the accumulator E which are the above components. And the refrigeration cycle works. The refrigerant is sucked into the multi-cylinder rotary compressor A from the accumulator E through the suction refrigerant pipe Pa.
つぎに、上記多気筒回転式圧縮機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内の下部には複数の圧縮機構部である、第1の圧縮機構部2Aと第2の圧縮機構部2Bが上下に重ねられた状態で設けられ、上部には電動機部3が設けられる。これら第1、第2の圧縮機構部2A,2Bと電動機部3は、回転軸4を介して連結される。
Next, the multi-cylinder rotary compressor A will be described in detail.
In the figure,
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。
For example, a brushless DC synchronous motor (which may be an AC motor or a commercial motor) is used for the
上記第1の圧縮機構部2Aと第2の圧縮機構部2Bは、これらの間に中間仕切り板7を介在させている。第1の圧縮機構部2Aは、厚肉に形成された中間仕切り板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。
The first
第1のシリンダ8Aは、外周面一部が密閉ケース1内周面に密接し、残り部分は隙間を存する。この上面部に主軸受11が重ね合わされ、取付けボルトが主軸受11と第2のシリンダ8Bを挿通して中間仕切り板7に取付け固定される。
In the first cylinder 8A, a part of the outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface of the sealed
上記第2のシリンダ8Bは、外周面が全周に亘って密閉ケース1の内周面に圧入され、固定具などを介して取付け固定される。さらに、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。
The outer surface of the
上記回転軸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、偏心軸部c,dが一体に設けられる。これら偏心軸部c,d相互間の連設部は中間仕切り板7に対向する。
Eccentric shaft portions c and d are integrally provided at positions passing through the insides of the first cylinder 8A and the
各偏心軸部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。偏心軸部cには第1のローラ13aが嵌合され、偏心軸部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。
The eccentric shaft portions c and d are formed with the same amount of eccentricity from the central axis of the main shaft portion and the sub shaft portion of the rotating shaft 4 with a phase difference of about 180 °, and have the same diameter. A first roller 13a is fitted to the eccentric shaft portion c, and a
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。
Upper and lower surfaces of the inner diameter portions of the first cylinder 8A and the
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。
The first roller 13a is accommodated in the
上記中間仕切り板7には、上記アキュームレータEから延出され、密閉ケース1を貫通する吸込み冷媒管Paの端部が接続される吸込み導通路Sが設けられる。この吸込み導通路Sは、図に一点鎖線で示すように中間仕切り板7の外周面一部から中心軸方向に設けられ、所定部位で上斜め方向と下斜め方向とに分岐される。
The
吸込み導通路Sの上斜め方向の分岐路は、上記第1のシリンダ室14aの吸込み部に連通する。吸込み導通路Sの下斜め方向の分岐路は、上記第2のシリンダ室14bの吸込み部に連通する。
The upper oblique branch path of the suction conduction path S communicates with the suction portion of the
すなわち、中間仕切り板7を厚肉化して、この肉厚の範囲内にアキュームレータEと第1のシリンダ室14aおよび第2のシリンダ室14bを連通する上記吸込み導通路Sが設けられることになる。
That is, the
上記第1のシリンダ8Aには、第1のブレード15aが摺動しながら移動可能なブレード収納溝が設けられるとともに、このブレード収納溝端部と一体に第1のブレード15aの後端部が往復動自在に収容される第1のブレード背室16aが連設される。
The first cylinder 8A is provided with a blade housing groove in which the
さらに、上記第1のシリンダ8Aには、この外周面と第1のブレード背室16aとを連通する横孔が設けられ、ばね部材17が収容される。上記ばね部材17は、第1のブレード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)を付与し先端部端縁をローラ13a周面に接触させる圧縮ばねである。
Further, the first cylinder 8A is provided with a lateral hole communicating the outer peripheral surface and the first blade back
一方、上記第2のシリンダ8Bには、第2のブレード15bが摺動しながら移動可能なブレード収納溝が設けられるとともに、このブレード収納溝端部に第2のブレード15bの後端部が収容される第2のブレード背室16bが一体に連設される。
On the other hand, the
各ブレード15a,15bの先端部端縁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に対する第1のブレード15aの先端部端縁は、上記ばね部材17の作用によって常時、円筒状の第1のローラ13a周面に、ローラの回転角度にかかわらず線接触する。
The end edges of the
後述するように、条件を満たせば、第2のシリンダ室14bに対する第2のブレード15bの先端部端縁は、円筒状のローラ13b周面に、ローラの回転角度にかかわらず線接触できる。
As will be described later, if the condition is satisfied, the end edge of the
第2のブレード背室16bの上面は中間仕切り板7によって塞がれ、下面は副軸受12のフランジ部によって塞がれている。そして、上述したように、第2のブレード背室16bには第2のブレード15bの後端部が、往復動自在に嵌り込んでいる。第2のブレード背室16bは、以上の構成部品によって囲まれるところから、閉空間となっている。
The upper surface of the second blade back
第2のブレード背室16bにおいて、第2のブレード15bの後端部端面と対向する部位のみに、永久磁石と、電磁石と、弾性体(引張りばね等)のいずれかである付勢保持体18が嵌め込まれている。
In the second blade back
付勢保持体18が永久磁石または電磁石の場合、後述するように、第2のブレード15bに高圧の背圧がかけられていない状態で、第2のブレード15bが付勢保持体18に接近すると、付勢保持体18はブレード15b後端部を磁気吸着できる。このときは、偏心回転する第2のローラ13b周面から第2のブレード15b先端部が離間した状態に保持され、第2のローラ13bは空回りする。
When the
付勢保持体18の磁気力は、第2のブレード背室16bに高圧が導かれ第2のブレード15bに高圧の背圧がかけられている状態では、第2のブレード背室16bの高圧と第2のシリンダ室14bの圧力との圧力差により第2のブレード15bが第2のローラ13b側に付勢される力よりも十分に小さい。
The magnetic force of the urging
また、上記付勢保持体18が弾性体、例えば引張りばねの場合は、引張りばねの一端部がブレード15bに固定され、常時がブレード15bを第2のローラ13b周面から引き離す方向に付勢する。
When the
ただし、その弾性力は、第2のブレード背室16bの高圧と第2のシリンダ室14bの圧力との圧力差により、第2のブレード15bが第2のローラ13b側に付勢される力よりも十分に小さい。
However, the elastic force is greater than the force by which the
一方、中間仕切り板7における吸込み導通路Sとは重複しない部位に、中間仕切り板7の肉厚の範囲内で、この外周面一部から中心軸方向に向ってガイド用孔19が穿設される。ガイド用孔19の端部は、第2のシリンダ8Bのブレード背室16bと対向する部位でシリンダ8B端面に対して開口し、ガイド用孔19とブレード背室16bが連通する。
On the other hand, a
そして、密閉ケース1外部から、密閉ケース1を貫通し、中間仕切り板7外周面から上記ガイド用孔19にパイプからなる圧力導入通路20の一端部が挿入されている。この圧力導入通路20は、ガイド用孔19のブレード背室16b対向部位に開口する開口端近傍位置まで延出している。
Then, from the outside of the sealed
上記圧力導入通路20は、密閉ケース1外部において略L字状に立ち上がり曲成され、この立ち上がり端部は制御部によって制御される三方弁21の一つのポートに接続される。三方弁21の他のポートには、密閉ケース1に向って水平に延出され、密閉ケース1を貫通して開口端を密閉ケース1内部に臨ました圧力導入通路20の端部が接続される。
The
三方弁21の残りのポートに接続される圧力導入通路20は、上記アキュームレータEと中間仕切り板7の吸込み導通路Sとを連通する吸込み冷媒管Paの中途部から分岐される。
The
当然ながら、圧力導入通路20の密閉ケース1貫通部はシール構造となっていて、密閉ケース1内部に充満するガスもしくは潤滑油の外部漏洩は無く、密閉ケース1外部空気の密閉ケース1内部への侵入もない。
Naturally, the sealing
このように、第2のブレード背室16bと、圧力導入通路20と、三方弁21と、付勢保持体18とで休筒機構Kが構成され、後述するように第2のシリンダ室14bにおいて圧縮作用と非圧縮作用との切換えを可能とする。
In this way, the second blade back
一方、密閉ケース1の内底部には、潤滑油を集溜する油溜り部が形成される。この油溜り部の潤滑油液面は第1の圧縮機構部2Aを構成する主軸受11のフランジ部付近位置にあり、ここから第1の圧縮機構部2Aと、中間仕切り板7および第2の圧縮機構部2Bの全てが潤滑油中に浸漬される。
On the other hand, an oil reservoir for collecting lubricating oil is formed at the inner bottom of the sealed
第1の圧縮機構部2Aを構成する上記主軸受11と、第2の圧縮機構部2Bを構成する副軸受12には、吐出弁機構23a,23b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23a,23bは開放される。圧縮された冷媒ガスは、吐出弁機構23a,23b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。
As will be described later, the
つぎに、このようにして構成される多気筒回転式圧縮機Aの作用について説明する。
制御部は、空調運転の始動時や高負荷時には、通常運転(全能力運転)を選択する。
すなわち、制御部は、図1に示すように、休筒機構Kを構成する三方弁21を切換え制御して、圧力導入通路20を密閉ケース1内に臨ませられた開口端部と、中間仕切板7のガイド用孔19に接続する開口端部とを連通させる。
Next, the operation of the multi-cylinder rotary compressor A configured as described above will be described.
The control unit selects normal operation (full capacity operation) at the start of the air conditioning operation or at a high load.
That is, as shown in FIG. 1, the control unit switches and controls the three-way valve 21 that constitutes the cylinder resting mechanism K, and the opening end that faces the
そして、インバータを介して電動機部3に運転信号を送る。回転軸4が高回転で駆動され、各ローラ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、第1のブレード15aがばね部材17によって常に弾性的に押圧付勢されるところから、このブレード15aの先端部が第1のローラ13a周面に摺接して、第1のシリンダ室14a内を吸込み室と圧縮室に二分する。第1のブレード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。
And an operation signal is sent to the
In the first cylinder 8A, since the
低圧の冷媒ガスがアキュームレータ17から吸込み冷媒管Paと、中間仕切り板7に設けられる吸込み導通路Sを介して、2気筒回転式圧縮機Aを構成する第1のシリンダ室14aおよび第2のシリンダ室14bに吸込まれる。
The
第1のシリンダ室14aにおいて、第1のローラ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、先に第1のシリンダ室14aに導かれたガスが徐々に圧縮される。
In the
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23aが開放する。高圧化した冷媒ガスは、吐出弁機構23aから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。
The rotating shaft 4 is continuously rotated, the capacity of the compression chamber in the
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内は高圧雰囲気となる。密閉ケース1内に充満する高圧ガスの一部は、図に矢印で示すように休筒機構Kを構成する圧力導入通路20の開口端から内部に侵入し、三方弁21を介して中間仕切り板7に設けられるガイド用孔19の開口端から第2のブレード背室16bに導かれる。
At least, the inside of the sealed
すなわち、圧力導入通路20は高圧ガスを第2のシリンダ8Aの端面から第2のブレード背室16bに導入する。第2のブレード背室16bは閉空間に形成されているから、充満する高圧ガスにより高圧化し、ここに収容される第2のブレード15b後端部に高圧の背圧をかける。
That is, the
先に述べたように、第2のシリンダ室14bにアキュームレータEから吸込み冷媒管Pbを介して低圧(吸込み圧)のガスが導かれている。第2のブレード15bは、ブレード背室16bに収容される後端部が高圧雰囲気にあり、第2のシリンダ室14bに突出する先端部は低圧雰囲気にある。
As described above, low-pressure (suction pressure) gas is led from the accumulator E to the
したがって、第2のブレード15bの先端部と後端部とで差圧が生じる。第2のブレード15b後端部は高圧に押され、先端部端縁が第2のローラ13b周面に当接する。第1のシリンダ室14aにおける第1のローラ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。
Accordingly, a differential pressure is generated between the front end portion and the rear end portion of the
上記第1のシリンダ室14a側のブレード15aがばね部材17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、圧縮された高圧ガスが吐出弁機構23bを介して密閉ケース1内に放出される。
結局、2気筒回転式圧縮機Aでは、両方のシリンダ室14a,14bで圧縮作用をなす通常運転が行われる。
The same high compression action as that in which the
After all, in the two-cylinder rotary compressor A, normal operation is performed in which both
密閉ケース1から冷媒管Pに吐出される高圧の冷媒ガスは、凝縮器Bで凝縮液化し、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。そして、アキュームレータEで気液分離され、再び吸込み冷媒管Paから2気筒回転式圧縮機Aに吸込まれて圧縮され、上述の経路を循環する。
The high-pressure refrigerant gas discharged from the sealed
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、自動的に通常運転から休筒運転(圧縮能力を半減する運転)に切換えられる。
図2に休筒運転の状態を示す。(なお、図2は主要部のみ符号を付す)
制御部は、圧力導入通路20に設けられる三方弁21の切換え制御をなす。したがって圧力導入通路20により、アキュームレータEから吸込み導通路Sに接続する吸込み冷媒管Paと、第2のシリンダ8Bに設けられる第2のブレード背室16bとが連通されることになる。
Although the air conditioning load is large at the time of starting, if the air conditioning operation is continued to some extent, the air conditioning load becomes small. At this time, the operation is automatically switched from the normal operation to the non-cylinder operation (operation that halves the compression capacity).
FIG. 2 shows the state of cylinder resting operation. (In FIG. 2, only the main part is given a reference numeral.)
The control unit performs switching control of the three-way valve 21 provided in the
そして、インバータを介して電動機部3に運転信号を送る。回転軸4が低回転で駆動され、各ローラ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、第1のブレード15aがばね部材17によって常に弾性的に押圧付勢されている。上述したように、アキュームレータEから吸込み冷媒管Paを介して第1のシリンダ室14aに導かれた冷媒ガスの圧縮作用がなされ、高圧化したガスは吐出弁機構23aを介して密閉ケース1内に放出される。
And an operation signal is sent to the
In the first cylinder 8A, the
密閉ケース1内に高圧ガスが充満し、一部の高圧ガスは圧力導入通路20開口端部から内部に侵入するが、ここに設けられる三方弁21が切換えられているので、侵入を止められる。
The sealed
アキュームレータEから吸込み冷媒管Paを介して低圧のガスが圧力導入通路20に導かれる。そして、第2のシリンダ8Bの端面からガイド用孔19を介してブレード背室16bに低圧ガスが導入され、第2のブレード15bの後端部に低圧の背圧を付与する。
Low pressure gas is introduced from the accumulator E to the
一方、第2のシリンダ室14bにはアキュームレータEから吸込み冷媒管Pbを介して低圧のガスが導かれていて、第2のブレード15bの先端部は低圧雰囲気となっている。したがって、第2のブレード15bは先後端部において差圧が生じない。
On the other hand, low-pressure gas is led from the accumulator E through the suction refrigerant pipe Pb to the
第2のブレード15bは第2のローラ13bの偏心回転に追従せず、このローラ13bに押し退けられ、ローラ13b周面から離間した位置で停止する。この状態で第2のブレード15b後端部は付勢保持体18に近接し、磁気吸着される。ローラ13bは空回りして第2のシリンダ室14bでの圧縮作用は行われない。
The
結局、三方弁21を図1から図2の状態に切換え制御すれば、第1のシリンダ室14aでの圧縮作用のみが有効となり、小さい空調負荷に適応して能力を半減した休筒運転がなされることになる。
このように、通常運転(全能力運転)と、休筒運転(能力半減運転)との切換えが、三方弁21の開閉作用にともなって可能であり、配管構成の簡略化と、制御の簡略化および部品費の低減によるコストの大幅低減が可能となる。
Eventually, if the three-way valve 21 is controlled to be switched from the state shown in FIG. 1 to FIG. Will be.
In this way, switching between normal operation (full capacity operation) and idle cylinder operation (capacity half operation) is possible with the opening and closing action of the three-way valve 21, simplifying the piping configuration and simplifying the control. In addition, the cost can be greatly reduced by reducing the parts cost.
特に、圧力導入通路20は、第2のシリンダ8Bの端面から直接、ブレード背室16bに対して高圧もしくは低圧を導き、第2のブレード15bの後端部に高圧もしくは低圧の背圧を付与するようにした。
In particular, the
したがって、第2のシリンダ8Bの最外周部に圧力導入路や圧力導入管を設ける必要が無く、性能向上のために第2のシリンダ8Bの肉厚を薄くした場合においても必要な剛性を確保でき、小型で性能がよく、信頼性の高い多気筒回転式圧縮機Aを得られる。
また、第1の圧縮機構部2Aと、第2の圧縮機構部2Bを、中間仕切り板7を介してこの両端面に設け、上記中間仕切り板7に休筒機構Kを構成する圧力導入通路20を設けている。
Therefore, it is not necessary to provide a pressure introduction path or a pressure introduction pipe in the outermost peripheral portion of the
Further, the first
すなわち、第1のシリンダ8Aや第2のシリンダ8Bにはシリンダ室14a,14bやブレード収納溝を設け、主軸受11や副軸受12には吐出弁機構23a,23bを設ける必要があるので、高剛性を確保するのは難しい。
That is, it is necessary to provide
これに対して中間仕切り板7は、本来、第1の圧縮機構部2Aと第2の圧縮機構部2Bとの間に介在するだけのものとして備えられていて、設計自由度が高い。そこで、中間仕切り板7を厚肉化することで、高剛性を確保できるうえに、圧力導入通路20を設けてブレード背室16bに連通する。
On the other hand, the
したがって、精度が高く、組立て時の変形が小さい圧縮機Aを提供できる。ガイド用孔19にパイプからなる圧力導入通路20を挿入するシール長を容易に確保できて、リーク不良による性能低下を防止できる。
そして、上述した多気筒回転式圧縮機Aを備えて冷凍サイクルを構成することで、冷凍サイクル効率の向上化が得られる。
Therefore, it is possible to provide the compressor A with high accuracy and small deformation during assembly. The seal length for inserting the
And the improvement of the refrigerating cycle efficiency is obtained by comprising the multi-cylinder rotary compressor A mentioned above and comprising a refrigerating cycle.
なお、上述の実施の形態では、休筒機構Kを備えた第2のシリンダ8Bを密閉ケース1に取付け固定した。
その一方で、休筒機構Kを備えていない第1のシリンダ8Aの最外周部には、第1のブレード15aの先端部を第1のローラ13a周面に押付ける圧縮ばね17を収容する横孔が設けられている。したがって、第1のブレード15aを摺動しながら移動自在に収容するブレード収納溝の変形に対する強度が低下している。
In the above-described embodiment, the
On the other hand, the outermost peripheral portion of the first cylinder 8A not provided with the cylinder resting mechanism K accommodates a
上記第1のシリンダ8Aの外周面を溶接等の手段で密閉ケース1内周面に取付け固定すると、上記ブレード収納溝が変形する虞れがあり、第1のブレード15aの円滑な動作が損なわれる。そこで第1のシリンダ8Aは、取付けボルトを介して中間仕切り板7に取付け固定している。
If the outer peripheral surface of the first cylinder 8A is attached and fixed to the inner peripheral surface of the sealed
一方、休筒機構Kを備える第2のシリンダ8Bにおいては、第1のシリンダ8Aのような横孔が設けられていないから、最外周部の剛性が確保されている。このシリンダ8Bを密閉ケース1に取付け固定することで、ブレード収納溝の変形の小さい多気筒回転式圧縮機Aが得られる。
On the other hand, in the
さらに、上記実施の形態において休筒機構Kは、ブレード背室16bと、このブレード背室16bに吐出圧力を導入する圧力導入通路20と、この圧力導入通路20の連通を開閉する三方弁21とを備えて構成されると説明したが、これに限定されるものではなく、図3(A),(B)に示すような構造の休筒機構Kaであってもよい。
Further, in the above-described embodiment, the cylinder resting mechanism K includes a blade back
付勢保持体18が取付けられ、第2のブレード15bの後端部を往復動自在に収容するとともに、閉空間を構成するブレード背室16bの構成は変更ない。さらに、圧力導入通路20aの、第2のシリンダ8B端面からガイド用孔19を介してブレード背室16bに圧力を導入する部分としての変更はない。
The
ここでは、圧力導入通路20aは、密閉ケース1外部において略U字状に曲成され、この曲成部に制御部によって制御される1個の開閉弁21aが設けられる。圧力導入通路20aの略U字状他端部は、密閉ケース1の周壁で、この底部とはある程度間隔を存した部位に貫通し、密閉ケース1内部に突出して開口している。
Here, the
特に図示していないが、上述したように第1の圧縮機構部2Aの大部分と、中間仕切り板7および第2の圧縮機構部2Bは密閉ケース1の内底部に形成される油溜り部の潤滑油に浸漬している。したがって、圧力導入通路20aの密閉ケース1への突出部は、油溜り部の潤滑油に浸漬していることになる。
Although not particularly illustrated, as described above, most of the first
このような休筒機構Kaを備えることにより、通常運転時は、図3(A)に示すように、休筒機構Kaの開閉弁21aを開放し、圧力導入通路20aの両端部が連通するように切換え制御する。
By providing such a cylinder resting mechanism Ka, during the normal operation, as shown in FIG. 3A, the on-off
第1のシリンダ室14aで通常の圧縮作用が行われ、ここから吐出弁機構23aを介して吐出される高圧ガスが密閉ケース1内に充満する。油溜り部の潤滑油も圧力上昇して、図中矢印に示すように、圧力導入通路20aの下端開口部から内部に侵入し、開閉弁21aを介して第2のシリンダ8B端面からブレード背室16bに導かれる。
A normal compression action is performed in the
高圧の潤滑油はブレード背室16bに充満し、第2のブレード15bに高圧の背圧を付与する。一方、第2のシリンダ室14bにはアキュームレータEと吸込み冷媒管Paを介して低圧のガスが導かれていて、第2のブレード15b先後端部で差圧が生じる。
The high pressure lubricating oil fills the blade back
したがって、第2のブレード15bの先端部端縁は第2のローラ13bの周面に当接し、かつローラ13bの偏心回転にともない第2のシリンダ室14bを常に二分する。第1のシリンダ室14aとともに第2のシリンダ室14bにおいても圧縮作用が行われ、通常運転となる。
Therefore, the end edge of the
図3(B)に示すように、開閉弁21aを閉成することで、油溜り部の圧力上昇した潤滑油は流通を阻止され、ブレード背室16bに充満することはない。通常運転時にブレード背室16bに充満していた高圧の潤滑油は第2のブレード15bの側面と第2のシリンダ8Bのブレード収納溝間の隙間から第2のシリンダ室14bへリークし、ブレード背室16b内の圧力が低下していく。
As shown in FIG. 3B, by closing the on-off
その結果、ブレード背室16b内の圧力と第2のシリンダ室14b内の圧力が略同等になり、差圧が生じない。ローラ13bが偏心回転することで第2のブレード15bが押し退けられ、付勢保持体18に磁気吸着される。ローラ13bは空回りし、第2のシリンダ室14bでの圧縮作用はない。
As a result, the pressure in the blade back
結局、第1のシリンダ室14aのみで圧縮作用が継続する、休筒運転となる。
このような休筒機構Kaであれば、先に説明した休筒機構Kと比較して、ブレード背室16bへの圧力導入を第2のシリンダ8Bの端面から行うことには変りなく、三方弁21aと比較して廉価な開閉弁21aを備えるとともに、圧力導入通路21aの配管構成が簡素化して、部品費の低減化と組立て工数の低減化を得られる。
Eventually, the cylinder resting operation is performed in which the compression action continues only in the
If such a cylinder resting mechanism Ka is used, the pressure introduction into the blade back
なお、ガイド用孔を中間仕切り板に設け、このガイド用孔に圧力導入通路の一端部を接続するようにしたが、ガイド用孔を主軸受や副軸受等に設けても良い。
さらに、いずれの構成の多気筒回転式圧縮機Aにおいても、休筒機構K,Kaを備えた第2の圧縮機構部2Bにおける排除容積を、他の圧縮機構部の排除容積と異ならせることにより、上述したような全能力運転と能力半減(半分)運転との切換えばかりでなく、任意の能力での切換え運転が可能となる。
The guide hole is provided in the intermediate partition plate, and one end of the pressure introducing passage is connected to the guide hole. However, the guide hole may be provided in the main bearing, the auxiliary bearing, or the like.
Further, in any configuration of the multi-cylinder rotary compressor A, the excluded volume in the second
いずれの構成の多気筒回転式圧縮機Aにおいても、第1の圧縮機構部2Aと第2の圧縮機構部2Bを備えた、2気筒の圧縮機について説明したが、これに限定されるものではなく、3気筒以上の圧縮機に適用しても同様の効果が得られる。
また、休筒機構K,Kaを備えていない(第1の)圧縮機構部2Aにおいては、ブレード15aとローラ13aが一体化した、いわゆるスイングタイプのものを採用しても同様の効果が得られる。
In any configuration of the multi-cylinder rotary compressor A, the two-cylinder compressor including the
Further, in the (first)
以上説明した多気筒回転式圧縮機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。 The multi-cylinder rotary compressor A described above and the refrigeration cycle apparatus provided with the compressor A are not limited to the configuration described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course there is.
1…密閉ケース、4…回転軸、3…電動機部、2A…第1の圧縮機構部、2B…第2の圧縮機構部、13a,13b…ローラ、14a…第1のシリンダ室、14b…第2のシリンダ室、8A…第1のシリンダ、8B…第2のシリンダ、15a…第1のブレード、15b…第2のブレード、23a,23b…吐出弁機構、K…休筒機構、16b…ブレード背室、20…圧力導入通路、7…中間仕切り板、A…多気筒回転式圧縮機、B…凝縮器、C…膨張機構、D…蒸発器。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
少なくとも一つの圧縮機構部は、
ローラが偏心回転自在に収容されるシリンダ室を備えたシリンダと、
このシリンダに設けられ、先端部端縁が上記ローラの周面に当接し、かつローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分するブレードおよび、上記シリンダ室で圧縮されたガスを密閉ケース内に案内する吐出弁機構と、上記ブレードの先端部端縁をローラ周面から離間させてシリンダ室における圧縮運転の休止を可能とする休筒機構と、を具備し、
上記休筒機構は、
上記シリンダに設けられ、閉空間を形成するとともに、上記ブレードの後端部を往復動自在に収容するブレード背室と、
このブレード背室に上記シリンダの端面から圧力を導入する圧力導入通路と、
を備えたことを特徴とする多気筒回転式圧縮機。 In a multi-cylinder rotary compressor that houses an electric motor unit and a plurality of compression mechanism units that are connected via a rotating shaft in a sealed case,
At least one compression mechanism is
A cylinder having a cylinder chamber in which a roller is rotatably accommodated eccentrically;
Provided in this cylinder, the blade whose tip end edge is in contact with the peripheral surface of the roller and bisects the cylinder chamber along the rotation direction of the roller, and the gas compressed in the cylinder chamber is guided into the sealed case A discharge valve mechanism, and a cylinder resting mechanism that enables the compression operation in the cylinder chamber to be stopped by separating the tip end edge of the blade from the roller circumferential surface,
The restless mechanism is
A blade back chamber that is provided in the cylinder, forms a closed space, and reciprocally accommodates a rear end portion of the blade;
A pressure introduction passage for introducing pressure from the end face of the cylinder into the blade back chamber;
A multi-cylinder rotary compressor characterized by comprising:
上記中間仕切り板に、上記休筒機構を構成する上記圧力導入通路が設けられる
ことを特徴とする請求項1記載の多気筒回転式圧縮機。 The plurality of compression mechanism portions are provided on both end faces via an intermediate partition plate,
The multi-cylinder rotary compressor according to claim 1, wherein the intermediate partition plate is provided with the pressure introducing passage constituting the cylinder resting mechanism.
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