JP2011196297A

JP2011196297A - 圧縮機

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Publication number: JP2011196297A
Application number: JP2010065585A
Authority: JP
Inventors: Hiroto Kaida; 寛仁甲斐田; Keiji Komori; 啓治小森; Kazuo Ida; 一男井田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-03-23
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2030-03-23
Also published as: JP5560807B2

Abstract

【課題】従来のような補強板を設けることなく製造コストを低減できると共に、吸入圧損の増加によって圧縮機の性能を低下させることなく、ケーシングにおいて強度の弱い吸入穴間の耐圧強度を向上可能な圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機は、シリンダ室をそれぞれ有する複数のシリンダと、複数のシリンダを収容し、複数のシリンダにそれぞれ対応し且つその軸方向に沿って配列された複数の吸入穴１０ａ、１０ｂを有するケーシング１０とを備え、複数の吸入穴１０ａ、１０ｂの少なくとも１つは、ケーシング１０の軸方向に沿う長さＬ１が周方向に沿う長さＬ２よりも短い。
【選択図】図３

Description

本発明は、空調機や冷凍・冷蔵庫・給湯機用の圧縮機として適用される多気筒型回転圧縮機に関する。

従来の多気筒型の回転圧縮機は、筒状ケーシング内部に収容された複数のシリンダ室に連通する各吸入穴に対して、アキュムレータから配管される各吸入管を装着する構成となっている。しかし、このような構成では、筒状ケーシングの耐圧強度が各吸入穴近傍で不足するという問題がある。そこで、各吸入穴を含む面積の補強板を設けた筒状ケーシングが提案されている（特許文献１参照）。

実開平５−２４９８８号公報

しかしながら、上述したような従来の筒状ケーシングでは、補強板が必要となるため、製造コストが増加するという問題があった。また、上述したような対応以外にも、各吸入穴部分の耐圧強度を向上させるために、各吸入穴の径を小さくすることで、各吸入穴間の距離を長くする対応が考えられる。このような対応では、吸入圧損の増加によって圧縮機の性能が低下するという問題があった。

本発明の目的は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、従来のような補強板を設けることなく製造コストを低減できると共に、吸入圧損の増加によって圧縮機の性能を低下させることなく、ケーシングにおいて強度の弱い吸入穴間の耐圧強度を向上可能な圧縮機を提供することである。

第１の発明に係る圧縮機は、シリンダ室をそれぞれ有する複数のシリンダと、複数のシリンダを収容し、複数のシリンダにそれぞれ対応し且つその軸方向に沿って配列された複数の吸入穴を有するケーシングとを備え、複数の吸入穴の少なくとも１つは、ケーシングの軸方向に沿う長さが周方向に沿う長さよりも短い。

この圧縮機では、従来の各吸入穴間の耐圧強度を向上させるために、吸入穴の径を小さくして各吸入穴間の距離を従来よりも長くする対応では、吸入穴の開口面積が従来よりも小さくなることによって圧縮機の性能低下を招いていたが、本発明では、少なくとも１つの吸入穴を楕円形状にすることで、この吸入穴に隣接する吸入穴との間の距離を従来よりも長くしているので、吸入穴の径を小さくする対応と比べて、吸入穴の開口面積を大きくできる。従って、各吸入穴間の距離を従来よりも長くしつつ、圧縮機の性能低下を抑制できる。また、本発明では、吸入穴間の耐圧強度を向上させるにあたって従来のような補強板を設ける必要がないため、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。

なお、本発明中の「吸入穴」とは、ケーシングの外部から吸入配管が接続されるものを示している。また、「吸入穴」には、吸入配管が直接接続されてもよく、他の部材（例えば、インレットチューブや継手管）を介して、吸入配管が接続されてもよい。

第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、少なくとも１つの吸入穴の開口面積は、その吸入穴におけるケーシングの軸方向に沿う長さを直径とする円形の吸入穴の開口面積よりも大きい。

この圧縮機では、少なくとも１つの吸入穴を楕円形状にすることで、円形の吸入穴よりも開口面積を大きくできる。

第３の発明に係る圧縮機は、第１または第２の発明に係る圧縮機において、複数の吸入穴の全ては、ケーシングの軸方向に沿う長さが周方向に沿う長さよりも短い。

この圧縮機では、複数の吸入穴の全てを楕円形状にすることで、各吸入穴間の距離を従来よりも長く確保しつつ、圧縮機の性能低下を抑制できる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、従来の各吸入穴間の耐圧強度を向上させるために、吸入穴の径を小さくして各吸入穴間の距離を従来よりも長くする対応では、吸入穴の開口面積が従来よりも小さくなることによって圧縮機の性能低下を招いていたが、本発明では、少なくとも１つの吸入穴を楕円形状にすることで、この吸入穴に隣接する吸入穴との間の距離を従来よりも長くしているので、吸入穴の径を小さくする対応と比べて、吸入穴の開口面積を大きくできる。従って、各吸入穴間の距離を従来よりも長くしつつ、圧縮機の性能低下を抑制できる。また、本発明では、吸入穴間の耐圧強度を向上させるにあたって従来のような補強板を設ける必要がないため、従来と比べて圧縮機の製造コストを低減できる。

また、第２の発明では、少なくとも１つの吸入穴を楕円形状にすることで、円形の吸入穴よりも開口面積を大きくできる。

また、第３の発明では、複数の吸入穴の全てを楕円形状にすることで、各吸入穴間の距離を従来よりも長く確保しつつ、圧縮機の性能低下を抑制できる。

本発明の一実施形態に係るロータリ圧縮機の概略構成図である。図１に示すロータリ圧縮機の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。筒状ケーシングの側面視図である。筒状ケーシングに形成された吸入穴の変形例を示す説明図である。

以下、図面に基づいて、本発明に係る圧縮機の一実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る２シリンダ型のＣＯ_２冷媒用ロータリ圧縮機の概略構成図である。図２は、図１に示すロータリ圧縮機１（圧縮機）の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。ロータリ圧縮機１は、アキュムレータ２から導入される圧縮冷媒を圧縮して、その上端部に配置された排出流路１１から圧縮した圧縮冷媒を排出するものである。

＜ロータリ圧縮機の全体構成＞
ロータリ圧縮機１は、図１に示すように、筒状ケーシング１０（ケーシング）と、筒状ケーシング１０内に配置される駆動機構２０及び圧縮機構３０とを備えている。このロータリ圧縮機１は、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機であって、筒状ケーシング１０内において、圧縮機構３０が駆動機構２０の下側に配置される。また、筒状ケーシング１０の下部には、圧縮機構３０の各摺動部に供給される潤滑油４０が貯留されている。

＜駆動機構＞
駆動機構２０は、圧縮機構３０を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ２１と、モータ２１に取り付けられるシャフト２２とを備えている。

モータ２１は、ロータ２１ａと、このロータ２１ａの径方向外側にエアギャップを介して配置されるステータ２１ｂとを有している。このロータ２１ａには、シャフト２２が回転可能に取り付けられている。そして、ロータ２１ａは、積層された電磁鋼板からなるロータ本体と、このロータ本体に埋設された磁石とを有している。また、ステータ２１ｂは、鉄からなるステータ本体と、このステータ本体に巻回されたコイルとを有している。モータ２１は、コイルに電流を流すことによってステータ２１ｂに発生する電磁力により、ロータ２１ａをシャフト２２と共に回転させる。

シャフト２２は、上述したロータ２１ａと共に回転することによって、圧縮機構３０のローラ３４及びローラ３７を回転させる。このシャフト２２には、後述するフロントシリンダ３３のシリンダ室Ｂ１内に位置するように偏心部２２ａが設けられると共に、リアシリンダ３６のシリンダ室Ｂ２内に位置するように偏心部２２ｂが設けられている。これらの偏心部２２ａ及び２２ｂには、ローラ３４及び３７がそれぞれ装着されている。これにより、シャフト２２の回転に伴って、偏心部２２ａに装着されるローラ３４がシリンダ室Ｂ１で回転すると共に、偏心部２２ｂに装着されるローラ３７がシリンダ室Ｂ２で回転する。なお、偏心部２２ａと偏心部２２ｂとは、シャフト２２の回転方向に１８０°ずれた位置に配置されている。

＜圧縮機構＞
一方、圧縮機構３０は、アキュムレータ２から吸入配管３及び吸入配管６を通って吸入された冷媒を圧縮するために設けられている。この圧縮機構３０により吐出された冷媒は、駆動機構２０のステータ２１ｂとロータ２１ａとの間のエアギャップを通過して、駆動機構２０を冷却した後、排出流路１１から吐出される。この圧縮機構３０は、駆動機構２０のシャフト２２の回転軸に沿って上から下に向かって、フロントマフラ３１と、フロントヘッド３２と、フロントシリンダ３３と、ミドルプレート３５と、リアシリンダ３６と、リアヘッド３８と、リアマフラ３９とを有している。

フロントマフラ３１は、フロントヘッド３２に設けられる吐出ポート（図示せず）から吐出された冷媒を消音して１次空間に吐出する。このフロントマフラ３１は、フロントヘッド３２に取り付けられる。フロントヘッド３２は、フロントシリンダ３３の上面に接合されており、シリンダ室Ｂ１の上端の開口を塞いでいる。このフロントヘッド３２には、シリンダ室Ｂ１において圧縮された冷媒を、上記したフロントマフラ３１によって形成されるマフラ空間Ａ１に吐出するための吐出ポート（図示せず）が設けられている。

フロントシリンダ３３には、その中央部分にシリンダ室Ｂ１が設けられる。シリンダ室Ｂ１には、シャフト２２の回転に伴って偏心回転運動するローラ３４が配置されている。このシリンダ室Ｂ１は、上記した吐出ポートを介してマフラ空間Ａ１に連通している。従って、シャフト２２の偏心部２２ａに装着されるローラ３４の偏心回転運動によって圧縮された冷媒は、シリンダ室Ｂ１からマフラ空間Ａ１に導かれる。ローラ３４は、シリンダ室Ｂ１の内周面に沿って偏心回転運動を行い、アキュムレータ２から吸入された冷媒を圧縮する。ローラ３４の外周面には、図示しないブレードの端部が当接しており、これらのローラ３４及びブレードは、それぞれ、別体として構成されている。

ミドルプレート３５は、フロントシリンダ３３とリアシリンダ３６との間に配置される。このミドルプレート３５は、フロントシリンダ３３のシリンダ室Ｂ１の下方の開口を閉塞し、且つ、リアシリンダ３６のシリンダ室Ｂ２の上方の開口を閉塞している。リアシリンダ３６、ローラ３７、リアヘッド３８及びリアマフラ３９は、各機能からみて、上記したフロントシリンダ３３、ローラ３４、フロントヘッド３２及びフロントマフラ３１と同様であるので、その説明を省略する。なお、リアシリンダ３６のシリンダ室Ｂ２において圧縮された冷媒は、リアヘッド３８とリアマフラ３９とにより形成されるマフラ空間Ａ２を通過した後、リアヘッド３８とリアシリンダ３６とミドルプレート３５とフロントシリンダ３３とに連通する連通孔（図示せず）、及び、フロントヘッド３２に形成される連通孔（図示せず）を介して、マフラ空間Ａ１に導かれる。

図２に示すように、フロントシリンダ３３は、シリンダ室Ｂ１に連通する吸入穴３３ａを有している。筒状ケーシング１０に形成された楕円形状の吸入穴１０ａには、この吸入穴１０ａと同一の楕円形状の外周面を有する継手管５がロウ付け等によって固定されている。この継手管５には、継手管５の内周面と同一の楕円形状の外周面を有するインレットチューブ４の後端部分４ａが固定されている。インレットチューブ４の後端部分４ａには、この後端部分４ａの内周面と同一の楕円形状の外周面を有し、筒状ケーシング１０の外部からシリンダ室Ｂ１に冷媒を供給するための吸入配管３が接続される。また、インレットチューブ４の先端部分４ｂは、筒状ケーシング１０に形成された吸入穴１０ａを介してフロントシリンダ３３の吸入穴３３ａに貫挿される。

図２に示すように、リアシリンダ３６は、シリンダ室Ｂ２に連通する吸入穴３６ａを有している。筒状ケーシング１０に形成された楕円形状の吸入穴１０ｂには、この吸入穴１０ｂと同一の楕円形状の外周面を有する継手管８がロウ付け等によって固定されている。この継手管８には、継手管８の内周面と同一の楕円形状の外周面を有するインレットチューブ７の後端部分７ａが固定されている。インレットチューブ７の後端部分７ａには、この後端部分７ａの内周面と同一の楕円形状の外周面を有し、筒状ケーシング１０の外部からシリンダ室Ｂ２に冷媒を供給するための吸入配管６が接続されている。また、インレットチューブ７の先端部分７ｂは、筒状ケーシング１０に形成された吸入穴１０ｂを介してリアシリンダ３６の吸入穴３６ａに貫挿される。

図３は、筒状ケーシングの側面視図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の筒状ケーシング１０の軸方向に沿って配列された吸入穴１０ａ、１０ｂの周辺、本発明の比較例の筒状ケーシング５０の軸方向に沿って配列された吸入穴５１、５２の周辺、従来例の筒状ケーシング６０の軸方向に沿って配列された吸入穴６１、６２の周辺をそれぞれ示している。図中の中心Ｃ１〜Ｃ６は、吸入穴１０ａ、１０ｂ、５１、５２、６１、６２の各中心を示している。図中の距離Ｌ６は、中心Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５を結ぶ一点鎖線と、中心Ｃ２、Ｃ４、Ｃ６を結ぶ一点鎖線との間の距離を示している。つまり、従来例、比較例及び本発明において、それぞれの中心間距離はいずれもＬ６で同じとなっている。

図３（ａ）に示すように、従来例の吸入穴６１、６２は同一の形状を有しており、筒状ケーシング６０の軸方向に沿う長さＬ３を直径とする円形状に形成されている。また、図中の距離Ｌ５は、従来例の吸入穴６１、６２間の距離を示している。

図３（ｂ）に示すように、比較例の吸入穴５１、５２は同一の形状を有しており、その直径Ｌ１は、従来例の吸入穴６１、６２間の耐圧強度を向上させる目的で、従来例の吸入穴６１、６２の直径Ｌ３よりも小さく設計されている。これにより、比較例の吸入穴５１、５２間の距離Ｌ４は、従来例の吸入穴６１、６２間の距離Ｌ５よりも長くなっている。ところが、比較例では、吸入穴５１、５２の開口面積が、従来例の吸入穴６１、６２の開口面積よりも小さくなるため、吸入圧損が増加し、ロータリ圧縮機の性能低下を招くという問題がある。

図３（ｃ）に示すように、本発明の吸入穴１０ａ、１０ｂ間の距離は、比較例の吸入穴５１、５２間と同じ距離Ｌ４であり、従来例の吸入穴６１、６２間の距離Ｌ５よりも長くなっている。また、本発明の吸入穴１０ａ、１０ｂは、筒状ケーシング１０の軸方向に沿う長さＬ１が、比較例の吸入穴５１、５２の直径Ｌ１と等しく、周方向に沿う長さＬ２よりも短くなるように形成されており、同一の楕円形状を有している。これにより、本発明の筒状ケーシング１０では、吸入穴１０ａ、１０ｂの開口面積が比較例の吸入穴５１、５２の開口面積よりも大きくなっている。

[本実施形態のロータリ圧縮機の特徴]
本実施形態のロータリ圧縮機１には、以下のような特徴がある。

本実施形態のロータリ圧縮機１では、吸入穴１０ａ、１０ｂ間の距離を従来例の吸入穴６１、６２間の距離Ｌ５よりも長く確保して、吸入穴１０ａ、１０ｂ間の耐圧強度を従来よりも向上させつつ、各吸入穴１０ａ、１０ｂを楕円形状にすることで、吸入穴１０ａ、１０ｂの開口面積を比較例の吸入穴５１、５２の開口面積よりも大きくできる。従って、本発明の筒状ケーシング１０では、比較例の筒状ケーシング５０と比べて、吸入圧損の増加を抑制でき、ロータリ圧縮機１の性能低下を抑制することができる。

また、本実施形態のロータリ圧縮機１では、各吸入穴１０ａ、１０ｂ間の耐圧強度を向上させるにあたって従来のような補強板を設ける必要がないため、従来と比べてロータリ圧縮機１の製造コストを低減できる。

また、本実施形態のロータリ圧縮機１では、各吸入穴１０ａ、１０ｂを楕円形状にすることで、円形の吸入穴よりも開口面積を大きくできる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

なお、上述した実施形態では、吸入穴１０ａ、１０ｂに、インレットチューブ４、７と継手管５、８を介して、吸入配管３、６が接続される例について述べたが、本発明はこれに限らず、吸入穴１０ａ、１０ｂに、直接、吸入配管３、６が接続されてもよい。

なお、上述した実施形態では、吸入穴１０ａ、１０ｂをいずれも楕円形状に形成する例について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、図４に示すように、各吸入穴１０ａ、１１０ｂの中心Ｃ１、Ｃ７間の距離を、従来例の吸入穴６１、６２の中心Ｃ５、Ｃ６間の距離と同じＬ６（図３参照）に維持した状態で、吸入穴１０ａのみを楕円形状に形成すると共に、他方の吸入穴１１０ｂを従来の円形状に形成した筒状ケーシング１１０を構成してもよい。このような構成によれば、吸入穴１０ａ、１１０ｂ間の距離Ｌ７を従来例の吸入穴６１、６２間の距離Ｌ５（図３（ａ）参照）よりも長く確保して吸入穴１０ａ、１１０ｂ間の耐圧強度を向上させつつ、吸入穴１０ａの開口面積を吸入穴１１０ｂの開口面積以上の大きさに形成することで、吸入穴１０ａを楕円形状に形成することによる吸入圧損の増加を抑制できる。

なお、上述した実施形態では、２つの吸入穴１０ａ、１０ｂが形成された筒状ケーシング１０を有するロータリ圧縮機１について述べた。本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、３つ以上の吸入穴を有する筒状ケーシングにおいて、その少なくとも１つの吸入穴を楕円形状に形成してもよい。

なお、上述した実施形態では、ＣＯ_２冷媒を利用する圧縮機について説明したが、本発明はこれに限らず、ＣＯ_２冷媒以外の冷媒を利用する圧縮機にも適用可能である。

なお、上述した実施形態では、２シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した例について説明したが、本発明はこれに限らず、１シリンダ型のロータリ圧縮機にも、３シリンダ以上のロータリ圧縮機にも本発明を適用可能であり、さらに、ロータリ圧縮機以外のスクロール圧縮機等にも本発明を適用可能である。

なお、上述した実施形態では、ローラ３４及びブレードを、それぞれ、別体として構成する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。ローラ３４及びブレードを一体として構成してもよい。

本発明を利用すれば、従来のような補強板を設けることなく製造コストを低減できると共に、吸入圧損の増加によって圧縮機の性能を低下させることなく、ケーシングにおいて強度の弱い吸入穴間の耐圧強度を向上可能な圧縮機を得ることができる。

１ロータリ圧縮機（圧縮機）
３、６吸入配管
４、７インレットチューブ
１０、１１０筒状ケーシング（ケーシング）
１０ａ、１０ｂ、１１０ｂ吸入穴
３３フロントシリンダ
３６リアシリンダ
Ｂ１、Ｂ２シリンダ室

Claims

シリンダ室をそれぞれ有する複数のシリンダと、
前記複数のシリンダを収容し、前記複数のシリンダにそれぞれ対応し且つその軸方向に沿って配列された複数の吸入穴を有するケーシングとを備え、
前記複数の吸入穴の少なくとも１つは、前記ケーシングの軸方向に沿う長さが周方向に沿う長さよりも短いことを特徴とする圧縮機。
前記少なくとも１つの吸入穴の開口面積は、その吸入穴における前記ケーシングの軸方向に沿う長さを直径とする円形の吸入穴の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記複数の吸入穴の全ては、前記ケーシングの軸方向に沿う長さが周方向に沿う長さよりも短いことを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。