JP2577418B2 - 多気筒式回転圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば空気調和機や冷蔵庫などに使用され
る多気筒式回転圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来から、例えば空気調和機に使用される圧縮機とし
て、密閉容器内に複数のシリンダを設けるとともに、こ
れらシリンダ内に偏心回転自在に設けたローラを主軸を
介して駆動するモータを設けてなる多気筒式回転圧縮機
が知られている。これには、例えば２つのシリンダのそ
れぞれに設けたローラを１本の主軸を介して１つのモー
タにより駆動するようにしたものや、２つのシリンダの
それぞれに設けたローラをモータによってそれぞれ独立
して駆動するようにしたものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記前者のものにおいては、２つのロ
ーラを１つのモータによって駆動するようになっている
ため、２つのシリンダの合計最大負荷以上の大出力を有
する過大なモータが必要となる問題があった。しかも、
主軸の一端側をモータによって駆動する片持ち式となっ
ているため、多気筒式回転圧縮機の組立時にモータの固
定子と回転子との空隙部にギャップ設定ゲージなどを挿
入してモータエアギャップを設定する場合、このモータ
エアギャップを回転方向に均一に設定する作業が困難で
あった。そのため、モータ特性や起動品質等に最も悪影
響を及ぼすモータエアギャップの設定精度が悪いという
問題があった。

また、上記後者のものにおいては、主軸、モータがそ
れぞれ独立しているため、主軸を軸支するベアリングや
摺動部に潤滑油を供給するオイルポンプ機構などがそれ
ぞれに必要となり、したがって部品点数が多くコストア
ップの原因となっていた。しかも、それぞれのローラを
それぞれのモータによって独立して駆動するようになっ
ているため、起動時にはこれを最適出力のモータによっ
て起動し、平常運転時には最適出力のモータによって駆
動するといったそれぞれのモータによる相互作用が不可
能であった。そのため、多気筒式回転圧縮機を効率良く
使用することができなかった。

本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目
的とするところは、モータエアギャップを回転方向に均
一に設定する作業が容易で、しかも効率良く使用するこ
とができる多気筒式回転圧縮機を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段および作用） 本発明は、複数のシリンダのそれぞれに偏心回転自在
に設けたローラを１本の主軸を介して複数のモータによ
り駆動するようにしたものである。そして、上記複数の
シリンダは、被圧縮ガスの吸込口への流入経路を制御す
ることにより使用負荷条件に応じて単独あるいは複数同
時に駆動可能としたものである。また、上記複数のモー
タも、使用負荷条件に応じて単独あるいは複数同時に駆
動可能としたものである。

（実施例） 以下、本発明の第１の実施例を第１図ないし第３図に
もとづき説明する。第１図はポールチェンジ式の多気筒
式回転圧縮機（２シリンダ式）の概略構成を示すもの
で、１は横置き状態で設置された円筒状の密閉容器であ
る。この密閉容器１内の略中央部には圧縮機部２が設け
られており、これは密閉容器１の内周面に固定的に取着
されたフレーム３と、このフレーム３に支持された第１
のシリンダ４および第２のシリンダ５と、これら第１お
よび第２のシリンダ４、５に取着されて１本の主軸６を
回転自在に軸支するベアリング７、８とからなる。上記
第１および第２のシリンダ４、５には略円筒形状の圧縮
室4a、5aが形成されており、これら圧縮室4a、5a内には
ローラ９、10が設けられている。これらローラ９、10は
主軸６に形成された偏心部6a、6bに嵌着されており、主
軸６の回転にともない圧縮室4a、5a内でローラ９、10が
偏心回転し、これにより圧縮室4a、5a内に吸込まれた被
圧縮ガスが圧縮されるようになっている。なお、偏心部
6a、6bの偏心方向は、略180゜位相が異なっている。ま
た、上記第１および第２のシリンダ４、５にはブレード
室11（第２のシリンダ５側のもののみ図示する）が形成
されており、このブレード室11には圧縮室4a、5a内を高
圧室と低圧室とに仕切るブレード12が設けられている。
このブレード12はばね部材13によってローラ９、10に圧
接する方向に付勢されており、ローラ９、10の偏心回転
にともないブレード12が圧縮室4a、5aの半径方向に沿っ
て往復動作するようになっている。さらに、上記圧縮機
部２には、ブレード12の往復動作にともない密閉容器１
の内底部に貯留された潤滑油Ｏをフレーム３内に設けた
図示しない油孔および偏心部6a、6bの図示しない中央チ
ャンバを介して主軸６やベアリング７、８などの摺動部
分に供給する図示しないオイルポンプ機構が設けられて
いる。また、上記ベアリング７、８には圧縮室4a、5a内
で圧縮された被圧縮ガスを吐出する吐出弁14、15が設け
られているとともに、この吐出された被圧縮ガスの消音
をなす吐出マフラ16、17が嵌着されている。

また、上記密閉容器１内の一端側には第１のモータ18
が配設されているとともに、他端側には第２のモータ19
が配設されている。この場合、第１および第２のモータ
18、19には４極式単相誘導モータが使用され、これらは
密閉容器１の内周面に固定的に取着された固定子18a、1
9aと、これら固定子18a、19aの内側に回転自在に設けら
れた回転子18b、19bとからなる。上記第１のモータ18の
回転子18bには主軸６の一端側が嵌着されているととも
に、第２のモータ19の回転子19bには主軸６の他端側が
嵌着されており、これにより第１および第２のモータ1
8、19の駆動力は主軸６を介して第１および第２のシリ
ンダ４、５に伝えられるようになっている。また、上記
第１および第２のモータ18、19の固定子18a、19aには、
図示を省略する一対ずつの主巻線および補助巻線が互い
に直交する方向に巻装されており、第１および第２のモ
ータ18、19は１つの主巻線および１つの補助巻線によっ
て駆動する２極駆動と、２つの主巻線および２つの補助
巻線によって駆動する４極駆動との二種の駆動方法が行
なえるようになっている。そして、これら第１および第
２のモータ18、19は、使用負荷条件に応じて単独で、あ
るいは２つ同時に駆動可能となっている。なお、第１お
よび第２のモータ18、19の電源部は、密閉容器１の両端
開口部を閉塞する蓋体1a、1bを介して密封端子20、21に
接続されている。

さらに、上記第１および第２のシリンダ４、５には、
圧縮室4a、5aに被圧縮ガスを供給する吸込管22、23が接
続されており、これら吸込管22、23の吸込側には第１、
第２のシリンダ４、５に被圧縮ガスを供給する三方式電
磁弁24が接続されている。すなわち、第３図は冷凍サイ
クルの概略構成を示すもので、25aは凝縮器、26はキャ
ピラリチューブ、25bは蒸発器である。上記三方式電磁
弁24は主通路27と、この主通路27から分岐された一方の
分岐通路27aおよび他方の分岐通路27bと、一方のソレノ
イドコイルＡおよび他方のソレノイドコイルＢと、弁体
28とからなる。上記一方の分岐通路27aは第１のシリン
ダ４側の吸込管22に接続され、他方の分岐通路27bは第
２のシリンダ５側の吸込管23に接続されている。このよ
うな構成の三方式電磁弁24は、ソレノイドコイルＡ−o
n、Ｂ−on、A,B−offの三種にて被圧縮ガスの吸込管2
2、23への流入経路を制御するようになっており、一方
のソレノイドコイルＡをonすると弁体28が作用して一方
の分岐通路27aを開き、これから吸込管22を介して第１
のシリンダ４に被圧縮ガスを供給するようになってい
る。また、他方のソレノイドコイルＢをonすると弁体28
が作用して他方の分岐通路27bを開き、これから吸込管2
3を介して第２のシリンダ５に被圧縮ガスを供給するよ
うになっている。さらに、ソレノイドコイルＡ、Ｂをof
fすると弁体28が作用して分岐通路27a、27bを開き、こ
れらから吸込管22、23を介して第１および第２のシリン
ダ４、５に被圧縮ガスを供給するようになっている。し
たがって、上記第１および第２のシリンダ４、５は、三
方式電磁弁24を制御することにより使用負荷条件に応じ
て単独で、あるいは２つ同時に駆動可能となっている。

なお、上記フレーム３の上部には、密閉容器１内に吐
出された被圧縮ガスを通すガス連通孔3aが設けられ、下
部には潤滑油Ｏを通す油連通孔3bが設けられている。ま
た、上記蓋体1a、1bには密閉容器１内に開口された吐出
管29、30が接続されており、密閉容器１内に吐出された
被圧縮ガスはいずれの吐出管29、30からも吐出されるよ
うになっている。上記ガス連通孔3aにおける被圧縮ガス
の流動抵抗は、吐出管29、30における被圧縮ガスの流動
抵抗よりも若干大きくなっている。

次に、このような構成の多気筒式回転圧縮機における
使用例を、第１のシリンダ４の出力を1.0、第２のシリ
ンダ５の出力を1.5とし、第１のモータ18を1.0、第２の
モータ19を1.5の出力にマッチする仕様とした場合につ
いて述べる。まず、第１のシリンダ４（出力1.0）のみ
を使用する場合には、これを出力大の第２のモータ19
（出力1.5）によって起動させ、平常運転状態となった
後は最適出力の第１のモータ18（出力1.0）に切替えで
これにより駆動する。また、第２のシリンダ５（出力1.
5）のみを使用する場合には、これを第１のモータ18
（出力1.0）および第２のモータ19（出力1.5）によって
起動させ、平常運転時は第１のモータ18を停止して最適
出力の第２のモータ19により駆動する。さらに、第１お
よび第２のシリンダ４、５を同時に使用する場合には、
まず第２のシリンダ５（出力1,5）を第１のモータ18
（出力1.0）および第２のモータ19（出力1.5）によって
先に起動させ、これが平常運転状態となった後は第１の
シリンダ４（出力1.0）も上記第１および第２のモータ1
8、19によって後から起動させる。なお、使用しないシ
リンダ４、５については、ブレード12の背面に図示しな
い電磁弁経由の吸込圧（負圧）をかけてこれをローラ
９、10から離れる方向に引込め、摩擦抵抗やブレード12
およびローラ９、10の摩耗を低減するようになってい
る。そして、表１はポールチェンジ式の多気筒式回転圧
縮機における運転状態別発生出力例を示す。

このような構成の多気筒式回転圧縮機によれば、２つ
のシリンダ４、５のそれぞれに設けたローラ９、10を２
つのモータ18、19によって駆動するようにしたので、２
つのモータ18、19の合計最大出力が２つのシリンダ４、
５の合計最大負荷以上であれば良く、したがってモータ
18、19に過大なものを用いる必要がない。また、多気筒
式回転圧縮機の組立時において第１および第２のモータ
18、19の固定子18a、19aと回転子18b、19bとの空隙部に
ギャップ設定ゲージなどを挿入してモータエアギャップ
を設定する場合、１本の主軸６の両端を２つのモータ1
8、19によって駆動する両端支持式としたので、上記モ
ータエアギャップを回転方向に均一に設定する作業が容
易となる。この場合、モータエアギャップの設定精度
を、従来の方持ち式のものと比較して約２倍に高めるこ
とができるものである。さらに、主軸６を１本としたの
で、ベアリング７、８の所要数は基本的には合成２つで
済ませることができ、またオイルポンプ機構やその他関
係部品も一式で済ませることができる。したがって、従
来のものと比較して部品点数が少なくなり、コストの低
減を図ることができる。そして、ローラ９、10の起動時
にはこれを最適出力のモータ18、19によって起動し、平
常運転時には最適出力のモータ18、19によって駆動する
ようにしたので、多気筒式回転圧縮機を効率良く使用す
ることができる。また、これによりモータ18、19の起動
トルクを低減することができ、したがって始動コンデン
サなどのコストの低減を図ることができる。しかも、シ
リンダ４、５の選定制御を行なうとともに、モータ18、
19の選定制御を行なうことにより、使用負荷条件に応じ
て冷凍能力を少なくとも３段階に可変でき、多気筒式回
転圧縮機の効率の向上に寄与する。加えて、使用負荷が
少ない場合には、モータ18、19への電力供給量を少なく
できるので、より一層の省電力化を図ることができる。

第４図は本発明の第２の実施例を示す。このものは、
レリース式の多気筒式回転圧縮機（２シリンダ式）での
実施例である。すなわち、第４図は冷凍サイクルの概略
構成を示すもので、31は第１のシリンダ４に接続された
レリース管、32は第２のシリンダ５に接続されたレリー
ス管である。上記第１のシリンダ４側のレリース管31の
吐出側には、三方式電磁弁24の一方の分岐通路27aに圧
縮室4a内で圧縮された被圧縮ガスの一部を戻したり、こ
れを遮断する第１の二方式電磁弁33が接続されている。
なお、説明すれば、これは吸込側レリース通路35と、吐
出側レリース通路36と、ソレノイドコイルＣと、弁体37
とからなる。上記吸込側レリース通路35は第１のシリン
ダ４側のレリース管31に接続され、吐出側レリース通路
36は三方式電磁弁24の一方の分岐通路27aに接続されて
いる。このような構成の第１の二方式電磁弁33はソレノ
イドコイルＣ−on、Ｃ−offの二種にて流路制御を行な
うようになっており、ソレノイドコイルＣをonすると弁
体37が作用して吐出側レリース通路36を開き、圧縮室4a
内で圧縮された被圧縮ガスをレリース管31、吸込側レリ
ース通路35、吐出側レリース通路36を介して三方式電磁
弁24の一方の分岐通路27aに戻すようになっている。ま
た、上記第２のシリンダ５側のレリース管32の吐出側に
は、三方式電磁弁24の他方の分岐通路27bに圧縮室5a内
で圧縮された被圧縮ガスの一部を戻したり、これを遮断
する第２の二方式電磁弁34が接続されている。なお、説
明すれば、これは吸込側レリース通路38と、吐出側レリ
ース通路39と、ソレノイドコイルＤと、弁体40とからな
る。上記吸込側レリース通路38は第２のシリンダ５側の
レリース管32に接続され、吐出側レリース通路39は三方
式電磁弁24の他方の分岐通路27bに接続されている。こ
のような構成の第２の二方式電磁弁34はソレノイドコイ
ルＤ−on、Ｄ−offの二種にて流路制御を行なうように
なっており、ソレノイドコイルＤをonすると弁体40が作
用して吐出側レリース通路39を開き、圧縮室5a内で圧縮
された被圧縮ガスをレリース管32、吸込側レリース通路
38、吐出側レリース通路39を介して三方式電磁弁24の他
方の分岐通路27bに戻すようになっている。なお、その
他の構成は上記第１の実施例と同様である。

このような構成の多気筒式回転圧縮機において、第１
のシリンダ４の出力を1.0、第２のシリンダ５の出力を
1.5とし、第１のモータ18を1.0、第２のモータ19を1.5
の出力にマッチする仕様とした場合の運転状態別発生出
力例を表２に示す。

このような構成においても、本発明の所期の目的を達
成できるものである。

第５図は本発明の第３の実施例を示す。このものは、
密閉容器１内に４つのシリンダ41〜44を設けるととも
に、これらのそれぞれに偏心回転自在に設けたローラ52
〜55を１本の主軸６を介して駆動する２つのモータ18、
19を設けてなる多気筒式回転圧縮機（４シリンダ式）で
の実施例である。なお、45は吐出弁46の取付座を兼ねた
一方のフレーム、47は吐出弁48の取付座を兼ねた他方の
フレーム、49は中間仕切板、50は一方の仕切蓋、51は他
方の仕切蓋である。その他の構成は基本的には上記第１
の実施例と同様である。このような構成においても、本
発明の所期の目的を達成できるものである。

なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではな
い。例えば、上記第１の実施例において、多気筒式回転
圧縮機の運転条件とモータ18、19の駆動制御方法として
は、第１および第２のシリンダ４、５を２つ同時に使用
中に圧縮負荷が減少した場合、第１および第２のモータ
18、19の内のいずれか一方への電力供給を停止して使用
するようにしても良い。また、起動時におけるモータ1
8、19のモータプルフォースによるモータエアギャップ
の方寄りを相殺するように、モータ磁界方向を180゜方
転しておく等の配慮を可能とする。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論で
ある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、多気筒式回転圧
縮機の組立時においてモータの固定子と回転子との空隙
部にギャップ設定ゲージなどを挿入してモータエアギャ
ップを設定する場合、１本の主軸の両端を複数のモータ
によって駆動するようにしたので、上記モータエアギャ
ップを回転方向に均一に設定する作業が容易となる。し
たがって、モータエアギャップの設定精度を向上するこ
とができる。しかも、ローラの起動時にはこれを最適出
力のモータによって起動し、平常運転時には最適出力の
モータによって駆動するようにしたので、多気筒式回転
圧縮機を効率良く使用することができる。さらに、シリ
ンダの選定制御を行なうとともに、モータの選定制御を
行なうことにより、使用負荷条件に応じて冷凍能力を数
段階に可変でき、多気筒式回転圧縮機の効率の向上に寄
与するという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示すもの
で、第１図はポールチェンジ式の多気筒式回転圧縮機
（２シリンダ式）全体の縦断面図、第２図は第１図中II
−II線に沿う断面図、第３図は冷凍サイクルの構成図、
第４図は本発明の第２の実施例を示すレリース式の多気
筒式回転圧縮機（２シリンダ式）の冷凍サイクルの構成
図、第５図は本発明の第３の実施例を示す多気筒式回転
圧縮機（４シリンダ式）全体の縦断面図である。 １……密閉容器、４……第１のシリンダ、５……第２の
シリンダ、６……主軸、9,10……ローラ、18……第１の
モータ、19……第２のモータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に複数のシリンダおよびこれら
   シリンダ内で偏心回転自在なローラを設けるとともに、
   これらローラを１本の主軸を介して駆動する複数のモー
   タを設けたことを特徴とする多気筒式回転圧縮機。