JP2016106194A - 多気筒回転圧縮機と冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 永久磁石の破損を防止するとともに、組み立て作業の効率を向上できる多気筒回転圧縮機を提供する。【解決手段】 本実施形態の多気筒回転圧縮機の圧縮機構部は、第１，２のシリンダと、前記第１，２のシリンダ室内で偏心回転する第１，２のローラと、前記第１のシリンダ室内を区画する第１のブレードと、前記第２のシリンダ室内を区画するとともに、磁性体材料で形成される第２のブレードと、前記第２のブレードの端部が収容されるブレード背室と、前記ブレード背室内に、作動圧力を選択的に供給する作動圧力供給手段と、前記ブレード背室の前記第２のブレードの移動方向に対して垂直な方向に配置される固定部品と、前記固定部品に設けられて前記第２のブレードを前記第２のローラに接触しない位置に固定する永久磁石と、前記固定部品に設けられる逆止弁機構とを備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、多気筒回転圧縮機と、この多気筒回転圧縮機を備えて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置に関する。

冷凍サイクル装置では、圧縮機構部が複数のシリンダ室を備えた多気筒回転圧縮機が多用される。そして、複数のシリンダ室の全てで圧縮作用を行う全能力運転と、一方のシリンダ室で圧縮作用をなし、他方のシリンダ室では圧縮作用を停止して、圧縮仕事を低減する能力半減運転との切換えができる多気筒回転圧縮機が提案されている。

この種の多気筒回転圧縮機では、圧縮作用を停止可能なシリンダの構造として、シリンダ室内のローラに接触してシリンダ室内を吸込み室と圧縮室とに分けるブレードと、ブレードをローラに接触しない位置に固定する永久磁石とを備えている。ブレードは、後端側に供給される高圧の作動圧力によってローラに押し付けられる。

圧縮作用を停止する能力半減運転時では、ブレードの後端部に低圧の作動圧力を供給する。ブレードの後端部に作用する圧力が低圧になると、ブレードの先端部側と後端部側の圧力差がなくなり、ブレードをローラに押し付ける押圧力がなくなり、ブレードが永久磁石の磁力によって固定される。ブレードの位置が固定されることによって、ブレードがローラに接触しないので、このシリンダの圧縮作用が停止される。

特開平２０１２−２０２３４１号公報

永久磁石の破損を防止するとともに、組み立て作業の効率を向上できる多気筒回転圧縮機が求められている。

実施形態の多気筒回転圧縮機は、密閉ケースと、前記密閉ケース内に収容される駆動部と、前記密閉ケース内に収容される圧縮機構部と、前記密閉ケース内に収容されて前記駆動部が発生する動力を前記圧縮機構部に伝達する回転軸とを備える。

前記圧縮機構部は、第１のシリンダ室を備える第１のシリンダと、第２のシリンダ室を備える第２のシリンダと、前記第１のシリンダ室内で偏心回転する第１のローラと、前記第２のシリンダ室内で偏心回転する第２のローラと、前記第１のローラに当接して前記第１のシリンダ室内を区画する第１のブレードと、前記第２のローラに当接して前記第２のシリンダ室内を区画するとともに、磁性体材料で形成される第２のブレードと、前記第２のブレードの後端部側に設けられるブレード背室と、前記ブレード背室内に、前記第２のブレードを前記第２のローラ側に移動する作動圧力を選択的に供給する作動圧力供給手段と、前記ブレード背室の前記第２のブレードの移動方向に対して垂直な方向に配置される固定部品と、前記固定部品に設けられて前記第２のブレードを前記第２のローラに接触しない位置に固定する永久磁石と、前記固定部品に設けられて前記ブレード背室内の圧力を排出する逆止弁機構とを備える。

第１の実施形態に係る空気調和機を示す概略図。 同空気調和機の圧縮機構部の一部を分解して示す斜視図。 図１中の範囲Ｆ３を拡大して示す断面図。 同圧縮機構部の第２のシリンダを示す平面図。 第２の実施形態に係る空気調和機の逆止弁機構の近傍を、図３と同様に示す断面図。

第１の実施形態に係る多気筒回転圧縮機と冷凍サイクル装置とを、図１〜４を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係る、冷凍サイクル装置の一例である空気調和機Ｒを示す概略図である。

図１に示すように、空気調和機Ｒは、多気筒回転圧縮機Ｍと、冷媒管Ｐと、四方切換え弁５０と、室外熱交換器５１と、膨張装置５２と、室内熱交換器５３と、アキュムレータ３２とを備えている。図１中では、多気筒回転圧縮機Ｍは、縦断面図が示されている。

多気筒回転圧縮機Ｍは、密閉ケース１と、圧縮機構部３と、駆動部の一例である電動機部４と、回転軸５を備える。圧縮機構部３は、密閉ケース１内の下部に設けられる。電動機部４は、密閉ケース１内の上部に設けられる。回転軸５は、電動機部４と圧縮機構部３に連結されており、電動機部４が発生した動力を圧縮機構部３に伝達する。

上記圧縮機構部３は、第１のシリンダ６ａと、第２のシリンダ６ｂと、主軸受７ａと、副軸受７ｂと、中間仕切り板２とを備えている。第１のシリンダ６ａは、上部側に配置されており、第２のシリンダ６ｂは、第１のシリンダ６ａに対して下方に配置されている。第１のシリンダ６ａの上端面に主軸受７ａが取付けられて固定されている。第２のシリンダ６ｂの下端面に副軸受７ｂが取付けられて固定されている。これら第１のシリンダ６ａと第２のシリンダ６ｂとの間には、中間仕切り板２が介在される。

回転軸５は、第１，第２のシリンダ６ａ、６ｂ内部を貫通している。回転軸５は、第１の偏心部５ａと、第２の偏心部５ｂとを備えている。第１，第２の偏心部５ａ，５ｂとは、同一の直径を有する平面が円の筒状であり、互いに略１８０°の位相差を有して配置されている。

第１の偏心部５ａは、第１のシリンダ６ａ内の第１のシリンダ室６１内に収容されている。第２の偏心部５ｂは、第２のシリンダ６ｂの第２のシリンダ室６２内に収容されている。回転軸５が回転することによって、第１，第２の偏心部５ａ，５ｂは、略１８０度の位相差を保持したまま、第１，第２のシリンダ室６１，６２内を回転する。第１の偏心部５ａの周面に、第１のローラ９ａが嵌合される。第２の偏心部５ｂの周面に、第２のローラ９ｂが嵌合される。

第１のシリンダ６ａの第１のシリンダ室６１は、第１のシリンダ６ａの内部空間が主軸受７ａと中間仕切り板２によって閉塞されることによって形成される。第２のシリンダ６ｂの第２のシリンダ室６２は、第２のシリンダ６ｂの内部空間が中間仕切り板２と副軸受７ｂによって閉塞されることによって形成される。

第１，第２のシリンダ室６１，６２は、互いに同一直径および高さ寸法に形成される。第１，第２のローラ９ａ，９ｂの周壁一部が、第１，第２のシリンダ室６１，６２の内面の一部に潤滑油膜を介して線接触しながら偏心移動自在になるように、それぞれの第１，第２のローラ９ａ，９ｂが第１，第２のシリンダ室６１，６２内に収容される。第１，第２のローラ９ａ，９ｂの回転は、回転軸５が回転することによってなされる。

主軸受７ａには二重に重ねられた吐出マフラ８ａが取付けられる。吐出マフラ８ａは、主軸受７ａに設けられる吐出弁機構を覆っている。両吐出マフラ８ａには、吐出孔が設けられる。副軸受７ｂには、一重の吐出マフラ８ｂが取付けられる。吐出マフラ８ｂは、副軸受７ｂに設けられる吐出弁機構を覆っている。吐出マフラ８ｂには吐出孔が設けられていない。

主軸受７ａの吐出弁機構は、第１のシリンダ室６１に対向しており、第１のシリンダ室６１内の圧縮作用にともない第１のシリンダ室６１内が所定圧力に上昇したとき開放して、第１のシリンダ室６１内の圧縮ガスを吐出マフラ８ａ内に吐出させる。副軸受７ｂの吐出弁機構は、第２のシリンダ室６２に対向しており、第２のシリンダ室６２内の圧縮作用にともない第２のシリンダ室６２内圧力が所定圧力に上昇したとき開放して、第２のシリンダ室６２内の圧縮ガスを吐出マフラ８ｂ内に吐出させる。

副軸受７ｂと、第２のシリンダ６ｂと、中間仕切り板２と、第１のシリンダ６ａと、主軸受７ａとに亘って、吐出ガス案内路が設けられる。吐出ガス案内路は、第２のシリンダ室６２から吐出弁機構を介して吐出マフラ８ｂ内に吐出された高圧ガスを、上部に配置される二重の吐出マフラ８ａ内に案内する。

密閉ケース１の内底部には、潤滑油を集溜する油溜り部１４が形成されている。圧縮機構部３の略全体は、油溜り部１４の潤滑油中に浸漬されている。回転軸５の下端面と圧縮機構部３の各摺動部に亘って、油溜り部１４の潤滑油を給油するための給油通路が設けられる。

図２は、圧縮機構部３の一部を分解して示す斜視図である。図２は、圧縮機構部３の要部を概略的に示している。図２示すように、第１のシリンダ６ａには、第１のシリンダ室６１に連通する第１のブレード溝１０ａと、第１のブレード背室１１ａが形成されている。第１のブレード背室１１ａは、第１のブレード溝１０ａを挟んで第１のシリンダ室６１の反対側に配置されており、第１のブレード溝１０ａに連通している。第１のブレード溝１０ａには第１のブレード１２ａが移動自在に収容される。第１のブレード１２ａの先端部は、第１のシリンダ室６１に突没自在である。第１のブレード１２ａの後端部は、第１のブレード背室１１ａに突没自在である。

第２のシリンダ６ｂには、第２のシリンダ室６２に連通する第２のブレード溝１０ｂと、第２のブレード背室１１ｂとが形成されている。第２のブレード背室１１ｂは、第２のブレード溝１０ｂに連通している。第２のブレード背室１１ｂの一端開口は、中間仕切り板２によって閉塞されている。第２のブレード背室１１ｂの他端開口は、閉塞部材１８によって閉塞されている。このことによって、第２のブレード背室１１ｂは、後述される逆止弁機構７０を通して、密閉ケース１内に連通する。

第２のブレード溝１０ｂには第２のブレード１２ｂが移動自在に収容される。第２のブレード溝１０ｂの先端部は、第２のシリンダ室６２に突没自在である。第２のブレード溝１０ｂの後端部側に第２のブレード背室１１ｂが位置し、第２のブレード溝１０ｂの後端部は、第２のブレード背室１１ｂに突没自在である。第２のブレード１２ｂは、磁性体材料で形成されている。

第１，第２のブレード１２ａ，１２ｂのそれぞれの先端部は、平面視で略円弧状に形成されており、対向する第１，第２のシリンダ室６１，６２に突出した状態で、対向する第１，第２のローラ９ａ，９ｂ外周壁に、第１，第２のローラ９ａ，９ｂの回転角度にかかわらず線接触する。

第１のシリンダ６ａには、第１のブレード背室１１ａと、第１のシリンダ室６１の外部とを連通する横孔６３が設けられている。横孔６３には、ばね部材１３が収容されている。ばね部材１３は、第１のブレード１２ａの後端部端面と密閉ケース１内周壁との間に介在され、第１のブレード１２ａに、第１のローラ９ａに向う弾性力を付与する。

第２のブレード１２ｂに対しては、後端部端面と密閉ケース１内周壁との間に介在する部材は存在しない。後述するように、第２のブレード１２ｂの先端部は、第２のシリンダ室６２の圧力を受ける。第２のブレード１２ｂの後端部は、第２のブレード背室１１ｂの圧力を受ける。第２のブレード１２ｂは、先端部と後端部が受ける圧力の差圧によって、第２のローラ９ｂに向う背圧が付与され、もしくは付与されない。

第２のブレード背室１１ｂの、第２のブレード１２ｂの移動方向に対して垂直な方向に位置している固定部品としての中間仕切り板２には、逆止弁機構７０が設けられている。図３は、図１中の範囲Ｆ３を拡大して示す断面図である。図３は、第２のシリンダ６ｂの第２のブレード背室１１ｂの近傍を拡大して示している。図３に示すように、逆止弁機構７０は、排出路７１と、弁体７２と、弁止め輪７３とを備えている。逆止弁機構７０は、いわゆるフリー弁を構成している。

排出路７１は、中間仕切り板２において第２のブレード背室１１ｂと、回転軸５の軸方向に対向する位置に設けられており、回転軸５の軸方向に延びて中間仕切り板２を貫通している。なお、回転軸５の軸方向は、第２のブレード１２ｂの移動方向に垂直な方向である。排出路７１の他端は、中間仕切り板２と第１のシリンダ６ａとの間に開口している。このため、排出路７１は、第２のブレード背室１１ｂと密閉ケース１内を連通している。図３中、範囲Ｆ３１内には、排出路７１を、排出路７１が延びる方向に垂直な方向に切断した状態を示している。範囲Ｆ３１内に示すように、排出路７１は、一例として、断面形状が円である。

弁体７２は、排出路７１内に収容されている。弁体７２は、第２のブレード背室１１ｂを塞ぐ位置と開く位置との間で、排出路７１内を移動可能である。弁体７２およびその周囲の構造について、具体的に説明する。

図３に示すように、排出路７１において第２のブレード背室１１ｂとの連結部には、永久磁石７４が配置されている。永久磁石７４は、中心に貫通孔７５を有する筒形状である。このため、永久磁石７４を排出路７１に固定しても、排出路７１は、永久磁石７４の貫通孔７５によって、永久磁石７４によって塞がれることはない。

弁体７２は、本体部７６と、複数の延出部７７とを備えている。本体部７６は、永久磁石７４の貫通孔７５を塞ぐ大きさを有する平面形状円である板形状である。範囲Ｆ３１は、本体部７６が永久磁石７４上に載った状態であり、かつ、貫通孔７５を塞いでいる状態である。延出部７７は、本体部７６から外側に向って延びている。延出部７７は、本体部７６の中心に対して等角度離間して複数設けられている。本実施形態では、一例として、延出部７７は、４つ設けられている。延出部７７は、排出路７１の内面との隙間がごく小さくなるように形成されている。このことによって、本体部７６は、排出路７１が延びる方向に、貫通孔７５と重なる姿勢が保持される。

隣り合う延出部７７の間には、周方向に隙間が形成される。このため、弁体７２が上述の姿勢を保持しながら、永久磁石７４から離れると、貫通孔７５は、延出部７７間の隙間を通して、排出路７１と連通する。なお、弁体７２が排出路７１内を上述の姿勢を保ったまま移動可能となるように、延出部７７と排出路７１の内面との間には、隙間が設けられている。

弁体７２において第２のブレード背室１１ｂを塞ぐ位置とは、弁体７２が永久磁石７４に固定される位置である。固定されることによって、本体部７６が永久磁石７４の貫通孔７５を塞ぐ。第２のブレード背室１１ｂを開く位置とは、弁体７２が永久磁石７４から離れる位置である。弁体７２が永久磁石７４から離れることによって、延出部７７間と貫通孔７５とが連通する。 弁止め輪７３は、弁体７２を挟んで永久磁石７４と反対側に設けられている。弁止め輪７３は、排出路７１の内面に沿って設けられており、排出路７１の内側に向って突出している。なお、弁止め輪７３の内側は貫通しているので、排出路７１が弁止め輪７３によって塞がれることはない。弁体７２は、弁止め輪７３に引っかかることによって、弁止め輪７３を越えて移動しない。弁体７２は、永久磁石７４と弁止め輪７３との間を移動可能である。

弁体７２は、磁性体材料で形成されている。このため、弁体７２は、永久磁石７４に貫通孔７５を塞ぐ姿勢で固定される。永久磁石７４の磁力については、後で具体的に説明する。

また、第２のブレード１２ｂは、上述のように磁性体材料で形成される。このため、永久磁石７４の磁力によって、第２のブレード１２ｂは、移動が固定される。より具体的には、第２のブレード１２ｂが回転軸５の軸方向に永久磁石７４と対向する位置に移動すると、第２のブレード１２ｂに対して低圧の背圧が作用している状態では、第２のブレード１２ｂは、永久磁石７４の磁力によって、永久磁石７４に対向する位置に固定される。

図１に示すように、多気筒回転圧縮機Ｍを構成する密閉ケース１の上端部には、吐出用の冷媒管Ｐが接続される。冷媒管Ｐは、ヒートポンプ式冷凍サイクルを構成する機器に順次連通し、密閉ケース１に取付け具３１を介して取付け固定されるアキュムレータ３２上端部に接続される。

アキュムレータ３２の下端部と密閉ケース１とは、吸込み用の冷媒管Ｐ２を介して接続される。なお説明すると、冷媒管Ｐ２は密閉ケース１を貫通して中間仕切り板２の周端面に接続される。中間仕切り板２においては、冷媒管Ｐ２が接続される周面部位から軸芯方向へ向って二股状に分岐する分岐案内路８０が設けられる。

図４は、第２のシリンダ６ｂを示す平面図である。図４中に１点鎖線で示すように、一方の分岐案内路８０は、第１のシリンダ室６１に連通する。他方の分岐案内路は、図４と同様に、第２のシリンダ室６２に連通する。アキュムレータ３２と、多気筒回転圧縮機Ｍの第１，第２のシリンダ室６１，６２とは、常時、連通状態にある。

圧力制御用配管Ｐ１は、密閉ケース１とアキュムレータ３２の上端部よりも上方位置まで延出されて設けられている。圧力制御用配管Ｐ１の端部には、後述する圧力切換弁３３が設けられる。圧力切換弁３３は、本実施形態では一例として、冷暖房運転の切換えが可能なヒートポンプ式冷凍サイクルを備えた空気調和機に用いられる四方切換え弁が流用して用いている。

圧力制御用配管Ｐ１の他端は、第２のブレード背室１１ｂに連通している。具体的は、圧力制御用配管Ｐ１の他端は、密閉ケース１を通って密閉ケース１内に入り込んでおり、閉塞部材１８に連結されている。閉塞部材１８内には、第２のブレード背室１１ｂ内に連通する背圧導入通路Ｈが形成されている。圧力制御用配管Ｐ１の他端は、背圧導入通路Ｈに連通している。

密閉ケース１の上端部に接続される冷媒管Ｐから第１の分岐管（高圧管）３５が分岐さ
れる。第１の分岐管３５は、圧力切換弁３３の第１のポートＰａに接続される。圧力切換弁３３の第２のポートＰｂには、圧力制御用配管Ｐ１が接続される。圧力切換弁３３の第３のポートＰｃには、アキュムレータ３２の冷媒導入側の冷媒管Ｐから分岐される第２の分岐管３６が接続される。

圧力切換弁３３の第４のポートＰｄは、栓体３７で常時閉塞される。圧力切換弁３３の内部に収容される逆Ｕ字型弁３８は、図１に示すように、第３のポートＰｃと第４のポートＰｄとを連通する位置と、二点鎖線で示すように第２のポートＰｂと第３のポートＰｃとを連通する位置に電磁的に切換え操作される。第１のポートＰａは常時開放され、第４のポートＰｄは常時閉塞される。

図１に示す状態では、第１のポートＰａと第２のポートＰｂとが直接連通しており、逆Ｕ字型弁３８を介して第３のポートＰｃと第４のポートＰｄとが連通している。ただし、第４のポートＰｄは、栓体３７で閉塞されているので、第１のポートＰａと第２のポートＰｂとが連通していることになる。

逆Ｕ字型弁３８が、図１に二点鎖線で示す位置に移動すると、逆Ｕ字型弁３８を介して第２のポートＰｂと第３のポートＰｃとが連通し、第１のポートＰａと第４のポートＰｄが直接連通する。同様に、第４のポートＰｄは栓体３７で閉塞されているので、第２のポートＰｂと第３のポートＰｃとが連通していることになる。

なお、圧力切換弁３３は、本実施形態では一例として、通常のヒートポンプ式空気調和機を構成する冷凍サイクルに用いられる標準品である四方切換え弁を流用したが、この四方切換え弁に代って三方弁を使用しても、または、複数の開閉弁を組合せても同様の作用効果を得られる。

このように、圧力切換弁３３と、圧力制御用配管Ｐ１と、第１，第２の分岐管３５，３６と、閉塞部材１８に設けられる背圧導入通路Ｈとによって、ブレード背圧制御機構Ｋが構成される。ブレード背圧制御機構Ｋは、第２のブレード背室１１ｂに高圧と低圧を切換えて導き、第２のブレード１２ｂに背圧を付与することができる。

図１に示すように、多気筒回転圧縮機Ｍは、冷媒管Ｐを介して四方切換え弁５０に接続される。四方切換え弁５０は、冷媒管Ｐを介して室外熱交換器５１に接続される。膨張装置５２は、冷媒管Ｐを介して室内熱交換器５３に接続される。室内熱交換器５３は、冷媒管Ｐと四方切換え弁５０とを介してアキュムレータ３２に接続される。アキュムレータ３２は、多気筒回転圧縮機Ｍに冷媒管Ｐ２を介して接続される。

このような空気調和機Ｒにおいて冷房運転を選択すると、多気筒回転圧縮機Ｍで後述するように圧縮され冷媒管Ｐへ吐出されるガス冷媒は、四方切換え弁５０から実線矢印に示すように、室外熱交換器５１に導かれ外気と熱交換して凝縮され液冷媒に変る。すなわち、室外熱交換器５１が凝縮器として作用する。

室外熱交換器５１から導出される液冷媒は、膨張装置５２に導かれて断熱膨張する。そして、室内熱交換器５３に導かれ室内空気と熱交換して蒸発し、室内空気から蒸発潜熱を奪って室内の冷房作用をなす。すなわち、室内熱交換器５３が蒸発器として作用する。室内熱交換器５３から導出される蒸発冷媒は、四方切換え弁５０を介して多気筒回転圧縮機Ｍに吸込まれ、上述したように圧縮されて冷凍サイクルを循環する。

暖房運転を選択すると四方切換え弁５０が切換り、多気筒回転圧縮機Ｍから冷媒管Ｐへ吐出されるガス冷媒は、四方切換え弁５０を介して破線矢印に示すように室内熱交換器５３に導かれ、室内空気と熱交換して凝縮する。凝縮器となる室内熱交換器５３の凝縮熱を
室内空気が吸収することで温度上昇し、室内の暖房作用を得る。

室内熱交換器５３から導出される液冷媒は膨張装置５２に導かれ、断熱膨張して室外熱
交換器５１に導かれて蒸発する。蒸発器である室外熱交換器５１から導出される蒸発冷媒
は、四方切換え弁５０から多気筒回転圧縮機Ｍに吸込まれ、上述したように圧縮されて冷
凍サイクルを循環する。

この空気調和機Ｒにおいては、上述の冷房運転と暖房運転のそれぞれにおいて、能力半
減運転と、全能力運転との切換え選択が可能である。例えば、冷房運転時に能力半減運転を選択すると、上述した冷房運転時の冷凍サイクルが構成されるとともに、ブレード背圧制御機構Ｋの圧力切換弁３３に収容される逆Ｕ字型弁３８が切換えられる。圧力切換弁３３は、図１に二点鎖線で示すように、第２のポートＰｂと第３のポートＰｃが連通するように制御される。

室内熱交換器５３からアキュムレータ３２に連通する冷媒管Ｐと、第２の分岐管３６と、圧力切換弁３３と、圧力制御用配管Ｐ１、背圧導入通路Ｈおよび第２のブレード背室１１ｂが連通状態になる。

同時に、電動機部４に運転信号が送られ、回転軸５が回転駆動される。回転軸５の回転にともない、第１，第２のローラ９ａ，９ｂは、第１，第２のシリンダ室６１，６２内で偏心移動する。第１のシリンダ６ａにおいては、第１のブレード１２ａがばね部材１３に押圧付勢され、先端部が第１のローラ９ａ周壁に摺接して第１のシリンダ室６１内を二分する。

室内熱交換器５３で蒸発した低圧の冷媒ガスが、アキュムレータ３２から吸込み側の冷媒管Ｐ２に導かれ、多気筒回転圧縮機Ｍの中間仕切り板２に設けられる２つの分岐案内路８０に案内される。そして、それぞれの分岐案内路８０から第１のシリンダ室６１と第２のシリンダ室６２に吸込まれる。

さらに、圧力切換弁３３の上述した切換え操作により、室内熱交換器５３から導出される低圧のガス冷媒の一部が、冷媒管Ｐから第２の分岐管３６と、圧力切換弁３３と、圧力制御用配管Ｐ１と、閉塞部材１８に連通する背圧導入通路Ｈを介して第２のブレード背室１１ｂに導かれる。

第２のブレード背室１１ｂに充満する低圧のガス冷媒は、第２のブレード１２ｂの後端部に低圧の背圧を付与する。第２のシリンダ室６２に対向する第２のブレード１２ｂの先端部が低圧雰囲気下にあり、第２のブレード背室１１ｂに対向する第２のブレード１２ｂの後端部も低圧雰囲気下にあるので、第２のブレード１２ｂの先端部と後端部で差圧が生じない。言い換えると、第２のブレード背室１１ｂ内には、第２のブレード１２ｂを第２のローラ９ｂに向って付勢する圧力がない状態である。

回転軸５の回転により第２のローラ９ｂが偏心移動してくると、図４に示すように、第２のブレード１２ｂ先端部は第２のローラ９ｂに蹴られて後退する。すると、第２のブレード１２ｂの後端部が第２のブレード背室１１ｂ上に配置される永久磁石７４に接触または近接し、第２のブレード１２ｂは永久磁石７４に磁気吸着される。なお、図４中では、範囲Ｆ４を拡大して示している。範囲Ｆ４は、永久磁石７４の近傍を拡大して示している。

第２のブレード背室１１ｂ内に、第２のブレード１２ｂを第２のローラ９ｂに向って付勢する圧力がないので、第２のブレード１２ｂは、図４に示すように、第２のブレード１２ｂの先端部が第２のシリンダ室６２内へ突出しない位置で固定される。このため、第２のシリンダ室６２は、吸い込み室と圧縮室とに区画されないので、回転軸５の第２の偏心部５ｂに嵌合する第２のローラ９ｂは空回りをする。この結果、第２のシリンダ室６２では圧縮作用が行われない。すなわち、第２のシリンダ室６２では休筒運転状態となる。

一方、第１のシリンダ室６１では、第１のブレード１２ａがばね部材１３の弾性力を受ける。第１のブレード１２ａ先端部は、第１のローラ９ａの周壁に当接し、第１のシリンダ室６１を圧縮室と吸込み室の二室に区画する。第１のローラ９ａの偏心移動にともなって圧縮室側の容積が減少していき、吸込まれたガスが徐々に圧縮されて高圧化する。

第１のシリンダ室６１内の圧力が所定値まで上昇すると、言い換えると第１のシリンダ室６１内が高圧化すると、吐出弁機構が開放して高圧化したガスが吐出マフラ８ａ，８ｂへ吐出される。さらに密閉ケース１内に導かれて、密閉ケース１内に充満する。密閉ケース１内の充満した高圧のガス冷媒は、冷媒管Ｐへ吐出され、上述したような冷凍サイクルを構成して室内の冷房作用をなす。

このように、第２のシリンダ室６２において圧縮運転が行われず、第１のシリンダ室６１においてのみ圧縮運転が行われる、能力半減運転となる。

このとき、密閉ケース１内は第１のシリンダ室６１で圧縮された高圧ガスが充満し、高圧の雰囲気下にある。このため、密閉ケース１の内底部に形成される油溜り部１４の潤滑油も高圧状態となる。油溜り部１４の潤滑油は、排出路７１の開口から排出路７１内に入り込んでいる。このため、弁体７２は、永久磁石７４による磁力と弁体７２の自重と潤滑油の圧力とによって、貫通孔７５を塞ぐ、言い換えると、排出路７１を塞ぐ。その一方で、背圧導入通路Ｈに低圧のガス冷媒が導かれている。

すなわち、圧力制御用配管Ｐ１と背圧導入通路Ｈに低圧のガス冷媒が導かれ、第２のブレード背室１１ｂに充満して第２のブレード１２ｂに低圧の背圧を付与する。一方、密閉ケース１内には圧縮された高圧ガスが充満し、高圧状態となっていて、油溜り部１４に集溜する潤滑油も高圧の影響を受ける。

全能力運転を選択すると、圧力切換弁３３のＵ字型弁３８の位置が、図１の実線位置に切換えられる。このことによって、第１のポートＰａと第２のポートＰｂが連通する。このため、密閉ケース１に接続する吐出側の冷媒管Ｐと、第１の分岐管３５と、圧力切換弁３３と、圧力制御用配管Ｐ１と、閉塞部材１８の背圧導入通路Ｈおよび第２のブレード背室１１ｂが連通する。

同時に、電動機部４に運転信号が送られて回転軸５が回転駆動されて、第１，第２のローラ９ａ，９ｂが、第１，第２のシリンダ室６１，６２内で偏心運動を行う。第１のシリンダ６ａでは、第１のブレード１２ａがばね部材１３に押圧付勢されることによって第１のブレード１２ａの先端部が第１のローラ９ａ周壁に摺接して第１のシリンダ室６１内を二分する。

室内熱交換器５３で蒸発した低圧のガス冷媒がアキュムレータ３２から吸込み側の冷媒管Ｐ２に導かれ、分岐案内路８０を介して第１，第２のシリンダ室６１，６２内に吸込まれる。第１のシリンダ室６１では圧縮作用が行われるので、高圧化したガス冷媒が密閉ケース１内に充満する。

高圧のガス冷媒は、密閉ケース１から吐出側の冷媒管Ｐへ導かれ、上述した冷凍サイク
ルを循環する。一部の高圧ガス冷媒は、冷媒管Ｐから第１の分岐管３５に分流され、圧力切換弁３３、圧力制御用配管Ｐ１、閉塞部材１８の背圧導入通路Ｈを通って第２のブレード背室１１ｂに導入される。

この結果、第２のブレード１２ｂの後端部は、高圧の背圧を受ける。また、第２のブレード１２ｂの先端部は、低圧雰囲気にある第２のシリンダ室６２に対向している。第２のブレード１２ｂは、先端部に作用する圧力と後端部に作用する圧力との差圧によって、永久磁石７４による磁気吸着に抗って第２のシリンダ室６２内に押し出される。ここで、永久磁石７４の磁力について具体定に説明する。永久磁石７４の磁力は、全能力運転が選択されたとき、上述のように発生する差圧によって第２のブレード１２ｂが第２のシリンダ室６２内に向って押し出される程度の磁力である。

回転軸５の回転にともない第２のローラ９ｂが偏心移動すると、第２のブレード１２ｂ
の先端部が第２のローラ９ｂ周面に当接したまま、第２のブレード溝１０ｂを往復移動する。第２の第２のブレード１２ｂは、第２のシリンダ室６２を圧縮室と吸込み室とに二分するので、第２のシリンダ室６２内で圧縮作用が行われる。

したがって、第１のシリンダ室６１と第２のシリンダ室６２において同時に圧縮作用を
なし、全能力運転が行われる。全能力運転時では、第２のブレード背室１１ｂ内の圧力と、油溜り部１４の潤滑油の圧力とは同じになる。このため、全能力運転時では、弁体７２は、自重と、永久磁石７４の磁力とにより、貫通孔７５を閉じる状態に付勢されている。

このように、自重と永久磁石７４の磁力により貫通孔７５を塞いでいる状態であるので、弁体７２は、第２のブレード背室１１の圧力上昇に対して、直ぐに貫通孔７５を開くことができる。この点について具体的に説明する。

油溜り部１４の潤滑油はクリアランスを介して第２のブレード背室１１ｂに浸入し、さらには、時間をかけて背圧導入通路Ｈに導かれ、圧力制御用配管Ｐ１内を上昇する。長時間、能力半減運転を継続すると、背圧導入通路Ｈに潤滑油が充満する可能性が多い。そして、そのまま全能力運転に切換る場合がある。

あるいは、外気が低温の条件下で、全能力運転が開始されることがある。このときは、高圧のガス冷媒が圧力切換弁３３から圧力制御用配管Ｐ１と背圧導入通路Ｈを介して第２のブレード背室１１ｂに導かれ、時間の経過とともにガス冷媒が凝縮して液冷媒に変ってしまう。すなわち、非圧縮流体である、潤滑油と液冷媒が第２のブレード背室１１ｂと背圧導入通路Ｈおよび圧力制御用配管Ｐ１に充満する可能性がある。

一方で、圧縮機構部３の作用にともなう発熱の影響で、非圧縮性流体からガス分が蒸発し、純然たる液体のみが残ってしまう。この場合、第２のブレード１２ｂの往復動作を第２のブレード背室１１ｂにおいて完全な液体状である非圧縮性流体が直接受け、緩衝効果がほとんど無い状態となる。そのまま高回転運転を行うと、第２のブレード１２ｂの往復動作に非圧縮性流体の流動が追従できなくなる。

この結果、第２のブレード１２ｂ後端部は過大な抵抗力を受けることになり、動作に円滑を欠くおそれがある。さらに、背圧導入通路Ｈにおける非圧縮性流体の圧力エネルギーの変動である圧力脈動が大きくなり、振動、騒音、配管の破裂などの問題が生じるおそれがある。

しかしながら、上述のように、弁体７２は、第２のブレード背室１１ｂ内の圧力上昇に対して速やかに開くので、背圧導入通路Ｈおよび圧力制御用配管Ｐ１内の非圧縮性流体は、速やかに密閉ケース１内の油溜り部１４へ排出される。このため、上述したような圧力脈動等の不具合を回避でき、油溜り部１４の油面の低下も防止できる。

本実施形態では、逆止弁機構７０と永久磁石７４とが、中間仕切り板２に設けられることによって、中間仕切り板２を組み付けることによって、同時に、逆止弁機構７０と永久磁石７４とを組み付けることができるので、圧縮機構部３の組み立て作業の効率を向上することができる。言い換えると、多気筒回転圧縮機Ｍの組み立て作業の効率を向上することができる。

さらに、永久磁石７４が第２のブレード１２ｂの移動方向に対して垂直な方向に配置される。このため、全能力運転時に第２のブレード１２ｂが第２のブレード溝１０ｂ内を往復移動しても、その際に第２のブレード１２ｂが永久磁石７４に接触することがない。このため、当該接触に起因する永久磁石７４の破損が発生することがない。

このように、本実施形態では、永久磁石７４の破損を防止しつつ、多気筒回転圧縮機Ｍの組み立て作業の効率を向上することができる。

なお、中間仕切り板２は、第２のブレード背室１１ｂの、第２のブレード１２ｂの移動方向に対して垂直な方向に配置される固定部品の一例である。

また、永久磁石７４によって、全能力運転時においても弁体７２を、貫通孔７５を塞ぐ位置に固定することができる。このため、貫通孔７５の開く方向が限定されない。なお、本実施形態では、一例として、回転軸５の軸方向は重力の作用する方向であり、弁体７２は、第２のブレード背室１１ｂに対して上方に位置している。このため、弁体７２は、貫通孔７５を閉塞するために、自重を利用することができる。しかしながら、永久磁石７４を備えているため、例えば貫通孔７５が第２のブレード背室１１ｂの下端に設けられても、弁体７２は貫通孔７５を閉塞することができる。

また、永久磁石７４は、第２のシリンダ６ｂの休止時に第２のブレード１２ｂを第２のローラ９ｂに接触しない位置に固定するとともに、全能力運転時に弁体７２を閉位置に固定する機能とを有する。つまり、永久磁石７４を、逆止弁機構７０として利用することによって、部品点数を削減することができる。

次に、第２の実施形態に係る多気筒回転圧縮機と冷凍サイクル装置とを、図５を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成に対しては、第１の実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、逆止弁機構７０が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同じである。

図５は、本実施形態の逆止弁機構７０の近傍を、図３と同様に示す断面図である。図５に示すように、本実施形態では、逆止弁機構７０は、弁体７２を、貫通孔７５を塞ぐ位置に付勢する付勢機構７９を備える。

また、排出路７１の形状が第１の実施形態と異なる。排出路７１において永久磁石７４と弁留め輪７３との間には、幅狭部７８が形成されている。幅狭部７８では、排出路７１内の流路幅が狭まる。幅狭部７８内の流路形状は、貫通孔７５と同じである。幅狭部７８は、永久磁石７４に対して連続して形成されている。

弁体７２は、幅狭部７８と弁止め輪７３との間に収容されている。上述のように、幅狭部７８内の流路形状は貫通孔７５と同じ形状である。このため、弁体７２は、幅狭部７８内の流路を開閉可能である。

付勢機構７９は、弁体７２と弁止め輪７３との間に形成されている。付勢機構７９は、付勢部材の一例であるばね部材８１と、ばね受け座８２とを備えている。ばね部材８１は、一例としてコイルばねである。ばね受け座８２は、弁止め輪７３に係合しており、ばね部材８１の一端を支持している。ばね部材８１の他端は、弁体７２を幅狭部７８に付勢している。

弁体７２は、ばね部材８１によって付勢されることによって、幅狭部７８内の流路を閉塞している。第２のブレード背室１１ｂ内の圧力が上昇すると、弁体７２は、ばね部材８１による付勢力に抗って移動して、幅狭部７８内の流路を開く。幅狭部７８内の流路と永久磁石７４の貫通孔７５とは連通している。このため、ばね部材８１による付勢力に抗って移動することによって、弁体７２は、貫通孔７５を開く。

本実施形態では、弁体７２は、ばね部材８１による付勢力によって閉位置に位置決められているため、磁性体材料で形成されなくてよい。本実施形態では、第１の実施形態と同様の効果が得られる。

なお、第１，第２の実施形態では、第２のブレード１２ｂは、一例として、全体が永久磁石７４に固定可能な磁性体材料で形成された。他の例としては、第２のブレード１２ｂは、その一部に磁性体材料で形成された部分を備えていればよい。そして、この磁性体材料で形成された部分が永久磁石７４に固定されることによって、第２のブレード１２ｂが、図４に示すように、第２のローラ９ｂに接触しない位置に固定されればよい。

同様に、第１の実施形態では、弁体７２は、一例として、全体が磁性体材料で形成されたが、他の例としては、一部が磁性体材料で形成されてもよい。

第１，２の実施形態では、ブレード背圧制御機構Ｋは、作動圧力供給手段の一例である。第１，２の実施形態では、固定部品の一例として中間仕切り板２が用いられた。他の例としては、例えば、第２のシリンダ室６ｂの下端に固定される部品に、永久磁石７４と逆止弁機構７０が設けられてもよい。この例としては、例えば、閉塞部材１８が用いられてもよい。このように、１つの固定部品に永久磁石７４と逆止弁機構７０が設けられることによって、組み立て作業の効率を向上することができる。

これらの実施形態によれば、永久磁石の破損を防止しつつ、圧縮機構部の組み立て作業の効率を向上することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…密閉ケース、２…中間仕切り板（固定部品）、３…圧縮機構部、４…電動機部（駆動部）、５…回転軸、６ａ…第１のシリンダ、６ｂ…第２のシリンダ、９ａ…第１のローラ、９ｂ…第２のローラ、１１ｂ…第２のブレード背室（ブレード背室）、１２ａ…第１のブレード、１２ｂ…第２のブレード、５１…室外熱交換器（凝縮器、蒸発器）、５２…膨張装置、５３…室内熱交換器（凝縮器、蒸発器）、７０…逆止弁機構、７１…排出路、７２…弁体、７４…永久磁石、８１…ばね部材（付勢部材）、Ｒ…空気調和機（冷凍サイクル装置）、Ｍ…多気筒回転圧縮機、Ｐ…冷媒管、Ｋ…ブレード背圧制御機構。

Claims (4)

1. 密閉ケースと、
   前記密閉ケース内に収容される駆動部と、
   前記密閉ケース内に収容される圧縮機構部と、
   前記密閉ケース内に収容されて前記駆動部が発生する動力を前記圧縮機構部に伝達する回転軸と
   を具備し、
   前記圧縮機構部は、
   第１のシリンダ室を備える第１のシリンダと、
   第２のシリンダ室を備える第２のシリンダと、
   前記第１のシリンダ室内で偏心回転する第１のローラと、
   前記第２のシリンダ室内で偏心回転する第２のローラと、
   前記第１のローラに当接して前記第１のシリンダ室内を区画する第１のブレードと、
   前記第２のローラに当接して前記第２のシリンダ室内を区画するとともに、磁性体材料で形成される第２のブレードと、
   前記第２のブレードの後端部側に設けられるブレード背室と、
   前記ブレード背室内に、前記第２のブレードを前記第２のローラ側に移動する作動圧力を選択的に供給する作動圧力供給手段と、
   前記ブレード背室の前記第２のブレードの移動方向に対して垂直な方向に配置される固定部品と、
   前記固定部品に設けられて前記第２のブレードを前記第２のローラに接触しない位置に固定する永久磁石と、
   前記固定部品に設けられて前記ブレード背室内の圧力を排出する逆止弁機構と
   を具備することを特徴とする多気筒回転圧縮機。
2. 前記逆止弁機構は、前記固定部品内に形成されて前記ブレード背室内と外部とを連通する排出路と、
   前記排出路内に設けられて、前記ブレード背室を塞ぐ位置と、前記ブレード背室を開く位置との間で移動可能な、磁性体材料で形成された弁体と
   を具備し、
   前記永久磁石は、前記排出路に設けられて磁力によって前記弁体を前記塞ぐ位置に固定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の多気筒回転圧縮機。
3. 前記逆止弁機構は、前記固定部品内に形成されて前記ブレード背室内と外部とを連通する排出路と、
   前記排出路内に設けられて、前記ブレード背室を塞ぐ位置と、前記ブレード背室を開く位置との間で移動可能な弁体と
   前記弁体を前記塞ぐ位置に向って付勢する付勢部材と
   を具備することを特徴とする請求項１に記載の多気筒回転圧縮機。
4. 請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の多気筒回転圧縮機と、
   凝縮器と、
   膨張装置と、
   蒸発器と、
   前記多気筒回転圧縮機と前記凝縮器と前記膨張装置と前記蒸発器とを連通する冷媒管と
   を具備することを特徴とする冷凍サイクル装置。

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