JP3869705B2 - 密閉形ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形ロータリ圧縮機に係わり、特に空気調和機、冷気応用製品等の冷凍機に用いる密閉形ロータリ圧縮機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密閉形ロータリ圧縮機としては、実開昭６３ー１３４１８８号公報（従来技術１）に示されているように、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、仕切り板を介在した二つの圧縮要素で圧縮機構部を形成し、吸込管路を通して圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、二つの圧縮要素を構成するシリンダに吸込通路を形成し、この二つの吸込通路に独立した吸込管路をそれぞれ接続するようにしたものがある。
【０００３】
また、従来の密閉形ロータリ圧縮機としては、特開昭６３ー１６２９９１号公報（従来技術２）に示されているように、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、仕切り板を介在した二つの圧縮要素で圧縮機構部を形成し、吸込管路を通して圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、吸込管路が圧縮要素に直接接続され、吸込室に接続されているものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１の密閉形ロータリ圧縮機では、二つのシリンダに吸込通路を形成し、この吸込通路に独立した吸込管路をそれぞれ接続しているため、吸込管路が二つ必要であり、これに伴って大幅なコストアップを招いてしまうという課題があった。
【０００５】
また、従来技術１では、軸方向に二つの吸込管路を並置しているため、二つの吸込管路の間を結ぶ線に内部圧力の集中応力が加わり、密閉容器が破損し易いという課題があった。特に、ＨＣＨＣ２２冷媒の代わりにＨＦＣ４１０Ａ冷媒を用いた場合、圧縮機動作圧力が約１．５倍となり、密閉容器内圧力が１．５倍となる。このため、従来技術１では、密閉容器の耐圧強度を増すことが必要であり、板厚の増加や剛性アップ形状のような特別の対応を要するという課題が発生する。
【０００６】
さらには、従来技術１では、吸込管路をシリンダの吸込通路に接続する際に、密閉容器に固定されているベアリングとシリンダとの間で相対的にスライドする力が働くことになり、これらの間に変移が生じないように特別な組立て工程を要するという課題があった。
【０００７】
一方、従来技術２の密閉形ロータリ圧縮機では、圧縮要素を構成するシリンダの厚みが仕切り板の厚みの半分以下で極めて薄いため、吸込通路を仕切り板に形成する場合に、吸込通路の流路断面積が小さくなり、これにより冷媒ガスの吸込抵抗を増大して圧縮性能が低下するという課題があった。
【０００８】
また、従来技術２では、性能向上を図るための具体的な吸込通路の構造について開示されていない。
【０００９】
本発明の第1の目的は、圧縮機性能を確保しつつ原価低減及び信頼性向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、信頼性向上を図りつつ圧縮機性能の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、圧縮機性能を確保しつつ生産性の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を提供することにある。
【００１２】
なお、本発明はかかる目的に限定されるものではなく、前記以外の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉形ロータリ圧縮機は、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、仕切り板を介在した二つの圧縮要素で前記圧縮機構部を形成し、吸込管路を通して前記各圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して前記密閉容器内の空間に吐出するようにしたものにおいて、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路を前記仕切り板に形成し、前記各吸込通路に連通し且つ両側に分路して前記各圧縮要素の吸込室に連通する連通孔を形成し、前記密閉容器を貫通する前記吸込管路を前記各吸込通路にそれぞれ独立して接続したことにある。
また、本発明の密閉形ロータリ圧縮機は、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、前記圧縮機構部は仕切り板を介在した二つの圧縮要素を有し、吸込管路を通して前記各圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して前記密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、前記仕切り板を前記密閉容器に溶接などにより固定し、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路と、その前記各吸込通路に連通し且つ両側に分路して前記各圧縮要素の吸込室に連通する連通孔とを前記仕切り板に形成し、前記密閉容器を貫通する二つの前記吸込管路を前記各吸込通路にそれぞれ独立して接続したことにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の密閉形ロータリ圧縮機の複数の実施例を図を用いて説明する。なお、各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１７】
まず、本発明の第1実施例の密閉形ロータリ圧縮機を図１から図６を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す縦断面図、図２は図１の側面図、図３は図１のＡーＡ断面図、図４は図１の密閉形ロータリ圧縮機に用いる仕切り板の平面図、図５は図４のＢーＢ断面図、図６は図1の密閉形ロータリ圧縮機の容積効率を比較例と対比して示す特性図である。
【００１８】
密閉形ロータリ圧縮機２０は、圧縮機本体３０及び気液分離器２を備えて構成されている。この密閉形ロータリ圧縮機２０は空気調和機、冷気応用品などの冷凍機の冷凍サイクルの一部を構成する。そして、冷媒としては、ＨＣＨＣ系冷媒より地球環境に優しいＨＦＣ系冷媒（例えば、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒）が用いられている。
【００１９】
圧縮機本体３０は、密閉容器１内に電動機部２１及び圧縮機構部２２を収納して構成される。電動機部２１は固定子３及び回転子４を備えて構成されている。固定子３は容器筒部材１ｂに焼嵌め等により固定されており、回転子４はクランク軸７に圧入等により固定されている。回転子４上下端部には、バランスウエイト２７が装着されている。
【００２０】
密閉容器１は、容器下部材１ａと、容器筒部材１ｂと、容器上部材１ｃとから構成されている。容器筒部材１ｂには容器上部材１ｃと容器下部材１ａが嵌合され、その嵌合部が溶接されて内部が密閉される。容器筒部材１ｂは鉄板で上下が開口した円筒状に形成されている。
【００２１】
そして、圧縮機構部２２は、主ベアリング７、クランク軸５、副ベアリング１１、二つのシリンダ８、８Ａ、二つのローラ９、９ａ、二つのベーン１７、及び一つの仕切り板１０を主要構成要素として構成されている。圧縮機構部２２は、仕切り板１０の両側にシリンダ８、８Ａ、ローラ９、９ａ、ベーン１７が配置され、これらの外側に主ベアリング７及び副ベアリング１１が配置されることにより構成された二つの圧縮要素を有している。このように、仕切り板１０は二つの圧縮要素に挟まれた状態で共用されている。
【００２２】
一方の圧縮要素の圧縮室は仕切り板１０、シリンダ８、主ベアリング７、及びローラ９により構成され、他方の圧縮要素の圧縮室は仕切り板１０、シリンダ８Ａ、副ベアリング１１、及びローラ９Ａにより構成されている。
【００２３】
そして、主ベアリング７は容器筒部材１ｂに溶接などにより固定され、この主ベアリング７にはクランク軸７が回転自在に嵌入されている。クランク軸７には１８０度ずれて偏心した二つの偏心部が形成され、この二つの偏心部にはローラ９、９Ａが回転自在に嵌合されている。主ベアリング７に対してシリンダ８及び仕切り板１０がボルト６により固定され、副ベアリング１１に対してシリンダ８Ａ及び仕切り板１０がボルト６Ａにより固定されている。従って、二つの圧縮要素は主ベアリング７により密閉容器１に固定されることとなる。
【００２４】
シリンダ８、８Ａのベーン溝にはベーン１７が摺動自在に嵌入されている（図３参照）。ベーン１７はスプリング１８により押付けられ、各圧縮室を低圧室２５と高圧室２６とに区画している。このスプリング１８の押付け力はローラ９、９Ａに往復運動することによる慣性力と釣り合う程度の力に設定されている。そして、各低圧室２５にはシリンダ吸込口１４が設けられている。
【００２５】
仕切り板１０には、側面開口から中央に延びる一つの吸込通路１２が形成されている。また、仕切り板１０には、吸込通路１２から両側に分路して各圧縮要素の吸込室２５のシリンダ吸込口１４に至る連通孔１３が形成されている。この連通孔１３は仕切り板１０に垂直に形成されているので、その形成を極めて容易に行なうことができる。この吸込通路１２及び連通孔１３により仕切り板１０における冷媒の流路が構成され、この流路は上下に対称になっている。
【００２６】
吸込通路１２の流路断面積を大きくするために、仕切り板１０の厚みはシリンダ８、８Ａの厚みより厚く形成されている。
【００２７】
特に、従来技術１のような二つのシリンダにそれぞれ吸込通路を設けたものよりも吸込通路の流路断面積を大きくするために、本実施例では仕切り板１０の厚みがシリンダ８、８Ａの厚みの１．２５倍以上に形成されている。
【００３０】
上述したように仕切り板１０の厚みを厚くすると、圧縮機構部２２における振れ回りが大きくなるため、これに対応する大きさのバランスウエイト２７が回転子４の上下端部に装着されている。
【００３１】
気液分離器２は密閉容器１の側面にバンド等により固定されている。気液分離器２は上側に気液分離器吸込口１５を有している。気液分離器４の下側から延びる冷媒配管２ａは、接ぎパイプ２３、シール部材２４を介して仕切り板１０の吸込通路１２に接続されている。接ぎパイプ２３は、外側接ぎパイプと内側接ぎパイプとを気密的に溶接して構成されている。外側接ぎパイプは密閉容器１に気密的に溶接され、内側接ぎパイプは冷媒配管２ａに溶接されている。また、シール部材２４は仕切り板１０の吸込通路１２内に嵌入して装着されている。なお、図１では、シール部材２４内に圧入される冷媒配管２ａ部分は省略してある。
【００３２】
このように、密閉容器１を貫通する吸込管路は、冷媒配管２ａ、接ぎパイプ２３及びシール部材２４などから構成されている。この吸込管路の具体的な形成方法を説明する。内側接ぎパイプと外側接ぎパイプとが銅ろう付けして接ぎパイプ２３が形成される。次いで接ぎパイプ２３を冷媒配管２ａと嵌合して内側接ぎパイプと冷媒配管２ａとの間が銅ろう付けされる。一方、シール部材２４は仕切り板１０が単独の状態で吸込通路１２内に嵌入される。なお、このシール部材２４は、図示していないが、入口側が拡管されていて冷媒配管２ａが挿入され易いようになっている。仕切り板１０が密閉容器１内に組み込まれた状態で、冷媒配管２ａをシール部材２４内に圧入すると共に、外側接ぎパイプを密閉容器１の穴（図示せず）に嵌入して当接する。当接した外側接ぎパイプに電極を当てて外側接ぎパイプと密閉容器１とを電気溶接することにより、外側接ぎパイプと密閉容器１とが気密的に固着される。これによって吸込管路の形成が最終的に完了する。
【００３３】
上述した密閉形圧縮機２０の動作を説明する。
【００３４】
電動機２１に通電されると、回転子４が固定子３より回転力を受けて回転され、回転子４に固定されたクランク軸５が回転される。クランク軸５の二つの偏心部の回転により、二つのローラ９、９Ａが圧縮室内で偏心回動されると共に、ベーン１７がベーン溝内で往復運動される。これにより、気液分離器２で気液分離された冷媒ガスが二つの圧縮要素の各低圧室２５に吸込まれ、高圧室２６に移行して吐出穴から高圧の冷媒ガスが密閉容器１内に吐出される。
【００３５】
この冷媒ガスの吸込流れを具体的に説明する。吸込管路から吸込まれた冷媒ガスは吸込通路１２から矢印１９に示すように連通孔１３で両側に分路され、シリンダ吸込口１４、１４Ａを通って低圧室２５に吸込まれる。
【００３６】
この圧縮動作において、冷媒としてＨＦＣ系冷媒を用いているので、ＨＣＦＣ系冷媒を用いるものに比較して、一般に１．５倍の吐出圧力となり、従って密閉容器１内の空間が１．５倍の圧力の冷媒ガスで充満されることとなる。密閉容器１内の高圧冷媒ガスは、容器上部材１ｃに溶接などで取付けられた吐出パイプ１６を介して外部高圧配管へと吐出される。
【００３７】
本実施例の一つの吸込管路を仕切り板１０に接続した場合の容積効率と、二つの吸込管路を二つのシリンダに独立して接続した従来技術１のような場合の容積効率とを比較した結果を図６に示す。図６から明らかなように、図６（ａ）に示す前者の容積効率は、図６（ｂ）に示す後者の容積効率とほぼ同じ程度の性能を得られることが確認された。
【００３８】
上述した本実施例では、圧縮要素を構成するシリンダ８の厚みより仕切り板１０の厚みの方を厚くして吸込通路１２を形成しているので、一つの吸込通路１２でも、その流路断面積を大きく確保することができ、冷媒ガスの吸込抵抗を低減して圧縮機性能を向上できる。また、密閉容器１を貫通する吸込管路を一つで形成しているので、従来技術１と比較して、吸込管路を半減することができ、簡単な構造となって材料費、組立て加工費などに係る原価の低減を図ることができると共に、密閉容器１における二つの吸込管路の間の応力集中をなくすことができて耐圧強度を向上することができ、信頼性の向上を図ることができる。そして、地球環境に優しいＨＦＣ系冷媒を用いても十分に信頼性を確保することができる。
【００３９】
次に、本実施例の仕切り板１０の第１変形例を図７及び図８を参照しながら説明する。
【００４０】
この第１変形例では、吸込通路１２及び連通孔１３で形成される仕切り板１０の流路が略Ｙ字形として両側に対称に形成されている。これにより、冷媒が吸込通路１２から連通孔１３で分路される際に、吸込流れ方向から緩やかに両側方向に分路されて流れ抵抗が上述した実施例よりも低減させることができる。従って、吸込圧力損失を低減させることができて圧縮機性能を向上することができる。そして、この流路は両側に対称であるため、二つの圧縮要素の性能を損なうことなく均等に発揮させることができる。なお、連通孔１３は、吸込通路１２に対して斜めにするだけであるため、比較的容易に形成できる。
【００４１】
次に、本実施例の仕切り板１０の第２変形例を図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００４２】
この第２変形例では、第１変形例の略Ｙ字形流路の分路部分がクランク軸５の回転方向（ローラ９の回動方向）に傾けて形成されている。これにより、吸込通路１２から連通孔１３で分路される際に、冷媒が低圧室２５に順次吸込まれる方向に分路されて低圧室にスムースに吸込まれる。従って、第１変形例よりもさらに吸込圧力損失を低減させることができて圧縮機性能をより一層向上することができる。
【００４３】
次に、本発明の密閉形ロータリ圧縮機の第２実施例を図１１から図１３を用いて説明する。この第２実施例は、次の述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００４４】
この第２実施例では、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路１２が仕切り板１０に形成されている。この二つの吸込通路１２は放射状に形成され、この二つの吸込通路１２の中央部側が共通の連通孔１３に連通されている。そして、冷媒配管２ａを含む前記吸込管路が密閉容器１を貫通して各吸込通路１２にそれぞれ独立して接続されている。
【００４５】
この第２実施例によれば、二つの吸込通路１２を有しているので、第１実施例に比較して、一つの吸込通路１２の流路断面積を小さくすることができる。これによって仕切り板１０の厚みを薄くすることができる。そして、吸込通路１２は放射状に延びているので、吸込通路１２の開口部間の距離を大きくすることができ、密閉容器１における二つの独立した吸込管路の間の集中応力を小さくすることができる。これによって、信頼性を向上することができる。なお、一つの吸込通路１２の流路断面積を第１実施例と同じにすれば二つの吸込通路１２のトータル流路断面積を増大することができ、圧縮機性能を向上することができる。
【００４６】
また、放射状に形成された二つの吸込通路１２の中央部が共通の連通孔１３に連通されているので、構造が簡単で安価な吸込構造とすることができる。そして、この連通孔１３の流路断面積は、二つの吸込通路１２の流路断面積の合計より大きく設定することにより、吸込抵抗を低いものとすることができる。
【００４７】
次に、本発明の密閉形ロータリ圧縮機の第３実施例を図１１から図１３を用いて説明する。この第２実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００４８】
この第３実施例では、仕切り板１０が密閉容器１に固定されている。これにより、吸込管路を吸込通路１２に接続する際に、吸込管路の接続荷重が仕切り板１０に加わっても密閉容器１でその荷重が受け止められるので、仕切り板１０とシリンダ８、８Ａとベアリング７、１１との間で相対的なスライド力が働くことがなく、これらの間に変位が生じることがない。従って、これらの組立てに特別な工程を要することがなく、これらの間の寸法精度を維持することができる。なお、シリンダ８、８Ａ及びベアリング７、１１は、ボルト６、６Ａにより仕切り板１０に固定されて支持されることとなる。
【００４９】
また、側面開口から中央に延びる一つの吸込通路１２が仕切り板１０に形成されていると共に、吸込通路１２に一つの吸込管路が接続されている。これに基づいて第１実施例と同様な効果を奏することができる。なお、図示例では、仕切り板１０の厚みがシリンダ８、８Ａよりも薄くなっているが、第１実施例と同様の厚みを採用すれば、その点に関して同様の効果を奏することができる。
【００５０】
仕切り板１０は密閉容器１の内径と同一外径の部分を有しており（図示例では仕切り板１０の全外周が密閉容器１の全内周と合致している）、この一致している部分数箇所が密閉容器に溶接されている。そして、仕切り板１０には、潤滑油用穴１０ａが数箇所形成されている。この潤滑油用穴１０ａにより潤滑油が仕切り板１０の上下に貯溜され、圧縮機構部２２全体に容易に潤滑油が供給される。
【００５１】
また、第３実施例の変形例として、図示していないが、仕切り板を密閉容器に溶接などにより固定し、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路を仕切り板に形成し、密閉容器を貫通する吸込管路を各吸込通路にそれぞれ独立して接続するようにしてもよい。このようにすることにより、第３実施例に第２実施例の機能を合せ持たせることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、圧縮機性能を確保しつつ原価低減及び信頼性向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を得ることができる。
【００５３】
また、本発明によれば、信頼性向上を図りつつ圧縮機性能の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を得ることができる。
【００５４】
また、本発明によれば、圧縮機性能を確保しつつ生産性の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡーＡ断面図である。
【図４】図１の密閉形ロータリ圧縮機に用いる仕切り板の平面図である。
【図５】図４のＢーＢ断面図である。
【図６】図1の密閉形ロータリ圧縮機の容積効率を比較例と対比して示す特性図である。
【図７】図４の仕切り板の第１変形例を示す平面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】図４の仕切り板の第２変形例を示す平面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す側面図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ断面における仕切り板を示す図である。
【図１３】図１２のＦ−Ｆ断面図である。
【図１４】本発明の第３実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す断面図である。
【図１５】図１４のＧ−Ｇ断面図である。
【図１６】図１５のＨ−Ｈ断面図である。
【符号の説明】
１…密閉容器、２…気液分離器、２ａ…冷媒配管、３…固定子、４…回転子、５…クランク軸、６、６Ａ…ボルト、７…主ベアリング、８、８Ａ…シリンダ、９、９Ａ…ローラ、１０…仕切り板、１１…副ベアリング、１２…吸込通路、１３…連通孔、１４…シリンダ吸込口、１５…気液分離器吸込口、１６…吐出パイプ、１７…ベーン、１８…スプリング、１９…冷媒流れ方向、２０…密閉形ロータリ圧縮機、２１…電動機部、２２…圧縮機機構部、２３…接ぎパイプ、２４…シール部材、２５…低圧室、２６…高圧室、２７…バランスウエイト、３０…圧縮機本体。
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形ロータリ圧縮機に係わり、特に空気調和機、冷気応用製品等の冷凍機に用いる密閉形ロータリ圧縮機に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の密閉形ロータリ圧縮機としては、実開昭６３ー１３４１８８号公報（従来技術１）に示されているように、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、仕切り板を介在した二つの圧縮要素で圧縮機構部を形成し、吸込管路を通して圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、二つの圧縮要素を構成するシリンダに吸込通路を形成し、この二つの吸込通路に独立した吸込管路をそれぞれ接続するようにしたものがある。
【０００３】
また、従来の密閉形ロータリ圧縮機としては、特開昭６３ー１６２９９１号公報（従来技術２）に示されているように、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、仕切り板を介在した二つの圧縮要素で圧縮機構部を形成し、吸込管路を通して圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、吸込管路が圧縮要素に直接接続され、吸込室に接続されているものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１の密閉形ロータリ圧縮機では、二つのシリンダに吸込通路を形成し、この吸込通路に独立した吸込管路をそれぞれ接続しているため、吸込管路が二つ必要であり、これに伴って大幅なコストアップを招いてしまうという課題があった。
【０００５】
また、従来技術１では、軸方向に二つの吸込管路を並置しているため、二つの吸込管路の間を結ぶ線に内部圧力の集中応力が加わり、密閉容器が破損し易いという課題があった。特に、ＨＣＨＣ２２冷媒の代わりにＨＦＣ４１０Ａ冷媒を用いた場合、圧縮機動作圧力が約１．５倍となり、密閉容器内圧力が１．５倍となる。このため、従来技術１では、密閉容器の耐圧強度を増すことが必要であり、板厚の増加や剛性アップ形状のような特別の対応を要するという課題が発生する。
【０００６】
さらには、従来技術１では、吸込管路をシリンダの吸込通路に接続する際に、密閉容器に固定されているベアリングとシリンダとの間で相対的にスライドする力が働くことになり、これらの間に変移が生じないように特別な組立て工程を要するという課題があった。
【０００７】
一方、従来技術２の密閉形ロータリ圧縮機では、圧縮要素を構成するシリンダの厚みが仕切り板の厚みの半分以下で極めて薄いため、吸込通路を仕切り板に形成する場合に、吸込通路の流路断面積が小さくなり、これにより冷媒ガスの吸込抵抗を増大して圧縮性能が低下するという課題があった。
【０００８】
また、従来技術２では、性能向上を図るための具体的な吸込通路の構造について開示されていない。
【０００９】
本発明の第1の目的は、圧縮機性能を確保しつつ原価低減及び信頼性向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、信頼性向上を図りつつ圧縮機性能の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、圧縮機性能を確保しつつ生産性の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を提供することにある。
【００１２】
なお、本発明はかかる目的に限定されるものではなく、前記以外の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の密閉形ロータリ圧縮機は、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、仕切り板を介在した二つの圧縮要素で前記圧縮機構部を形成し、吸込管路を通して前記各圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して前記密閉容器内の空間に吐出するようにしたものにおいて、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路を前記仕切り板に形成し、前記各吸込通路に連通し且つ両側に分路して前記各圧縮要素の吸込室に連通する連通孔を形成し、前記密閉容器を貫通する前記吸込管路を前記各吸込通路にそれぞれ独立して接続したことにある。
また、本発明の密閉形ロータリ圧縮機は、クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、前記圧縮機構部は仕切り板を介在した二つの圧縮要素を有し、吸込管路を通して前記各圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して前記密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、前記仕切り板を前記密閉容器に溶接などにより固定し、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路と、その前記各吸込通路に連通し且つ両側に分路して前記各圧縮要素の吸込室に連通する連通孔とを前記仕切り板に形成し、前記密閉容器を貫通する二つの前記吸込管路を前記各吸込通路にそれぞれ独立して接続したことにある。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の密閉形ロータリ圧縮機の複数の実施例を図を用いて説明する。なお、各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
【００１７】
まず、本発明の第1実施例の密閉形ロータリ圧縮機を図１から図６を用いて説明する。図１は本発明の第１実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す縦断面図、図２は図１の側面図、図３は図１のＡーＡ断面図、図４は図１の密閉形ロータリ圧縮機に用いる仕切り板の平面図、図５は図４のＢーＢ断面図、図６は図1の密閉形ロータリ圧縮機の容積効率を比較例と対比して示す特性図である。
【００１８】
密閉形ロータリ圧縮機２０は、圧縮機本体３０及び気液分離器２を備えて構成されている。この密閉形ロータリ圧縮機２０は空気調和機、冷気応用品などの冷凍機の冷凍サイクルの一部を構成する。そして、冷媒としては、ＨＣＨＣ系冷媒より地球環境に優しいＨＦＣ系冷媒（例えば、ＨＦＣ４１０Ａ冷媒）が用いられている。
【００１９】
圧縮機本体３０は、密閉容器１内に電動機部２１及び圧縮機構部２２を収納して構成される。電動機部２１は固定子３及び回転子４を備えて構成されている。固定子３は容器筒部材１ｂに焼嵌め等により固定されており、回転子４はクランク軸７に圧入等により固定されている。回転子４上下端部には、バランスウエイト２７が装着されている。
【００２０】
密閉容器１は、容器下部材１ａと、容器筒部材１ｂと、容器上部材１ｃとから構成されている。容器筒部材１ｂには容器上部材１ｃと容器下部材１ａが嵌合され、その嵌合部が溶接されて内部が密閉される。容器筒部材１ｂは鉄板で上下が開口した円筒状に形成されている。
【００２１】
そして、圧縮機構部２２は、主ベアリング７、クランク軸５、副ベアリング１１、二つのシリンダ８、８Ａ、二つのローラ９、９ａ、二つのベーン１７、及び一つの仕切り板１０を主要構成要素として構成されている。圧縮機構部２２は、仕切り板１０の両側にシリンダ８、８Ａ、ローラ９、９ａ、ベーン１７が配置され、これらの外側に主ベアリング７及び副ベアリング１１が配置されることにより構成された二つの圧縮要素を有している。このように、仕切り板１０は二つの圧縮要素に挟まれた状態で共用されている。
【００２２】
一方の圧縮要素の圧縮室は仕切り板１０、シリンダ８、主ベアリング７、及びローラ９により構成され、他方の圧縮要素の圧縮室は仕切り板１０、シリンダ８Ａ、副ベアリング１１、及びローラ９Ａにより構成されている。
【００２３】
そして、主ベアリング７は容器筒部材１ｂに溶接などにより固定され、この主ベアリング７にはクランク軸７が回転自在に嵌入されている。クランク軸７には１８０度ずれて偏心した二つの偏心部が形成され、この二つの偏心部にはローラ９、９Ａが回転自在に嵌合されている。主ベアリング７に対してシリンダ８及び仕切り板１０がボルト６により固定され、副ベアリング１１に対してシリンダ８Ａ及び仕切り板１０がボルト６Ａにより固定されている。従って、二つの圧縮要素は主ベアリング７により密閉容器１に固定されることとなる。
【００２４】
シリンダ８、８Ａのベーン溝にはベーン１７が摺動自在に嵌入されている（図３参照）。ベーン１７はスプリング１８により押付けられ、各圧縮室を低圧室２５と高圧室２６とに区画している。このスプリング１８の押付け力はローラ９、９Ａに往復運動することによる慣性力と釣り合う程度の力に設定されている。そして、各低圧室２５にはシリンダ吸込口１４が設けられている。
【００２５】
仕切り板１０には、側面開口から中央に延びる一つの吸込通路１２が形成されている。また、仕切り板１０には、吸込通路１２から両側に分路して各圧縮要素の吸込室２５のシリンダ吸込口１４に至る連通孔１３が形成されている。この連通孔１３は仕切り板１０に垂直に形成されているので、その形成を極めて容易に行なうことができる。この吸込通路１２及び連通孔１３により仕切り板１０における冷媒の流路が構成され、この流路は上下に対称になっている。
【００２６】
吸込通路１２の流路断面積を大きくするために、仕切り板１０の厚みはシリンダ８、８Ａの厚みより厚く形成されている。
【００２７】
特に、従来技術１のような二つのシリンダにそれぞれ吸込通路を設けたものよりも吸込通路の流路断面積を大きくするために、本実施例では仕切り板１０の厚みがシリンダ８、８Ａの厚みの１．２５倍以上に形成されている。
【００３０】
上述したように仕切り板１０の厚みを厚くすると、圧縮機構部２２における振れ回りが大きくなるため、これに対応する大きさのバランスウエイト２７が回転子４の上下端部に装着されている。
【００３１】
気液分離器２は密閉容器１の側面にバンド等により固定されている。気液分離器２は上側に気液分離器吸込口１５を有している。気液分離器４の下側から延びる冷媒配管２ａは、接ぎパイプ２３、シール部材２４を介して仕切り板１０の吸込通路１２に接続されている。接ぎパイプ２３は、外側接ぎパイプと内側接ぎパイプとを気密的に溶接して構成されている。外側接ぎパイプは密閉容器１に気密的に溶接され、内側接ぎパイプは冷媒配管２ａに溶接されている。また、シール部材２４は仕切り板１０の吸込通路１２内に嵌入して装着されている。なお、図１では、シール部材２４内に圧入される冷媒配管２ａ部分は省略してある。
【００３２】
このように、密閉容器１を貫通する吸込管路は、冷媒配管２ａ、接ぎパイプ２３及びシール部材２４などから構成されている。この吸込管路の具体的な形成方法を説明する。内側接ぎパイプと外側接ぎパイプとが銅ろう付けして接ぎパイプ２３が形成される。次いで接ぎパイプ２３を冷媒配管２ａと嵌合して内側接ぎパイプと冷媒配管２ａとの間が銅ろう付けされる。一方、シール部材２４は仕切り板１０が単独の状態で吸込通路１２内に嵌入される。なお、このシール部材２４は、図示していないが、入口側が拡管されていて冷媒配管２ａが挿入され易いようになっている。仕切り板１０が密閉容器１内に組み込まれた状態で、冷媒配管２ａをシール部材２４内に圧入すると共に、外側接ぎパイプを密閉容器１の穴（図示せず）に嵌入して当接する。当接した外側接ぎパイプに電極を当てて外側接ぎパイプと密閉容器１とを電気溶接することにより、外側接ぎパイプと密閉容器１とが気密的に固着される。これによって吸込管路の形成が最終的に完了する。
【００３３】
上述した密閉形圧縮機２０の動作を説明する。
【００３４】
電動機２１に通電されると、回転子４が固定子３より回転力を受けて回転され、回転子４に固定されたクランク軸５が回転される。クランク軸５の二つの偏心部の回転により、二つのローラ９、９Ａが圧縮室内で偏心回動されると共に、ベーン１７がベーン溝内で往復運動される。これにより、気液分離器２で気液分離された冷媒ガスが二つの圧縮要素の各低圧室２５に吸込まれ、高圧室２６に移行して吐出穴から高圧の冷媒ガスが密閉容器１内に吐出される。
【００３５】
この冷媒ガスの吸込流れを具体的に説明する。吸込管路から吸込まれた冷媒ガスは吸込通路１２から矢印１９に示すように連通孔１３で両側に分路され、シリンダ吸込口１４、１４Ａを通って低圧室２５に吸込まれる。
【００３６】
この圧縮動作において、冷媒としてＨＦＣ系冷媒を用いているので、ＨＣＦＣ系冷媒を用いるものに比較して、一般に１．５倍の吐出圧力となり、従って密閉容器１内の空間が１．５倍の圧力の冷媒ガスで充満されることとなる。密閉容器１内の高圧冷媒ガスは、容器上部材１ｃに溶接などで取付けられた吐出パイプ１６を介して外部高圧配管へと吐出される。
【００３７】
本実施例の一つの吸込管路を仕切り板１０に接続した場合の容積効率と、二つの吸込管路を二つのシリンダに独立して接続した従来技術１のような場合の容積効率とを比較した結果を図６に示す。図６から明らかなように、図６（ａ）に示す前者の容積効率は、図６（ｂ）に示す後者の容積効率とほぼ同じ程度の性能を得られることが確認された。
【００３８】
上述した本実施例では、圧縮要素を構成するシリンダ８の厚みより仕切り板１０の厚みの方を厚くして吸込通路１２を形成しているので、一つの吸込通路１２でも、その流路断面積を大きく確保することができ、冷媒ガスの吸込抵抗を低減して圧縮機性能を向上できる。また、密閉容器１を貫通する吸込管路を一つで形成しているので、従来技術１と比較して、吸込管路を半減することができ、簡単な構造となって材料費、組立て加工費などに係る原価の低減を図ることができると共に、密閉容器１における二つの吸込管路の間の応力集中をなくすことができて耐圧強度を向上することができ、信頼性の向上を図ることができる。そして、地球環境に優しいＨＦＣ系冷媒を用いても十分に信頼性を確保することができる。
【００３９】
次に、本実施例の仕切り板１０の第１変形例を図７及び図８を参照しながら説明する。
【００４０】
この第１変形例では、吸込通路１２及び連通孔１３で形成される仕切り板１０の流路が略Ｙ字形として両側に対称に形成されている。これにより、冷媒が吸込通路１２から連通孔１３で分路される際に、吸込流れ方向から緩やかに両側方向に分路されて流れ抵抗が上述した実施例よりも低減させることができる。従って、吸込圧力損失を低減させることができて圧縮機性能を向上することができる。そして、この流路は両側に対称であるため、二つの圧縮要素の性能を損なうことなく均等に発揮させることができる。なお、連通孔１３は、吸込通路１２に対して斜めにするだけであるため、比較的容易に形成できる。
【００４１】
次に、本実施例の仕切り板１０の第２変形例を図９及び図１０を参照しながら説明する。
【００４２】
この第２変形例では、第１変形例の略Ｙ字形流路の分路部分がクランク軸５の回転方向（ローラ９の回動方向）に傾けて形成されている。これにより、吸込通路１２から連通孔１３で分路される際に、冷媒が低圧室２５に順次吸込まれる方向に分路されて低圧室にスムースに吸込まれる。従って、第１変形例よりもさらに吸込圧力損失を低減させることができて圧縮機性能をより一層向上することができる。
【００４３】
次に、本発明の密閉形ロータリ圧縮機の第２実施例を図１１から図１３を用いて説明する。この第２実施例は、次の述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００４４】
この第２実施例では、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路１２が仕切り板１０に形成されている。この二つの吸込通路１２は放射状に形成され、この二つの吸込通路１２の中央部側が共通の連通孔１３に連通されている。そして、冷媒配管２ａを含む前記吸込管路が密閉容器１を貫通して各吸込通路１２にそれぞれ独立して接続されている。
【００４５】
この第２実施例によれば、二つの吸込通路１２を有しているので、第１実施例に比較して、一つの吸込通路１２の流路断面積を小さくすることができる。これによって仕切り板１０の厚みを薄くすることができる。そして、吸込通路１２は放射状に延びているので、吸込通路１２の開口部間の距離を大きくすることができ、密閉容器１における二つの独立した吸込管路の間の集中応力を小さくすることができる。これによって、信頼性を向上することができる。なお、一つの吸込通路１２の流路断面積を第１実施例と同じにすれば二つの吸込通路１２のトータル流路断面積を増大することができ、圧縮機性能を向上することができる。
【００４６】
また、放射状に形成された二つの吸込通路１２の中央部が共通の連通孔１３に連通されているので、構造が簡単で安価な吸込構造とすることができる。そして、この連通孔１３の流路断面積は、二つの吸込通路１２の流路断面積の合計より大きく設定することにより、吸込抵抗を低いものとすることができる。
【００４７】
次に、本発明の密閉形ロータリ圧縮機の第３実施例を図１１から図１３を用いて説明する。この第２実施例は、次に述べる通り第１実施例と相違するものであり、その他の点については第１実施例と基本的には同一である。
【００４８】
この第３実施例では、仕切り板１０が密閉容器１に固定されている。これにより、吸込管路を吸込通路１２に接続する際に、吸込管路の接続荷重が仕切り板１０に加わっても密閉容器１でその荷重が受け止められるので、仕切り板１０とシリンダ８、８Ａとベアリング７、１１との間で相対的なスライド力が働くことがなく、これらの間に変位が生じることがない。従って、これらの組立てに特別な工程を要することがなく、これらの間の寸法精度を維持することができる。なお、シリンダ８、８Ａ及びベアリング７、１１は、ボルト６、６Ａにより仕切り板１０に固定されて支持されることとなる。
【００４９】
また、側面開口から中央に延びる一つの吸込通路１２が仕切り板１０に形成されていると共に、吸込通路１２に一つの吸込管路が接続されている。これに基づいて第１実施例と同様な効果を奏することができる。なお、図示例では、仕切り板１０の厚みがシリンダ８、８Ａよりも薄くなっているが、第１実施例と同様の厚みを採用すれば、その点に関して同様の効果を奏することができる。
【００５０】
仕切り板１０は密閉容器１の内径と同一外径の部分を有しており（図示例では仕切り板１０の全外周が密閉容器１の全内周と合致している）、この一致している部分数箇所が密閉容器に溶接されている。そして、仕切り板１０には、潤滑油用穴１０ａが数箇所形成されている。この潤滑油用穴１０ａにより潤滑油が仕切り板１０の上下に貯溜され、圧縮機構部２２全体に容易に潤滑油が供給される。
【００５１】
また、第３実施例の変形例として、図示していないが、仕切り板を密閉容器に溶接などにより固定し、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路を仕切り板に形成し、密閉容器を貫通する吸込管路を各吸込通路にそれぞれ独立して接続するようにしてもよい。このようにすることにより、第３実施例に第２実施例の機能を合せ持たせることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、圧縮機性能を確保しつつ原価低減及び信頼性向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を得ることができる。
【００５３】
また、本発明によれば、信頼性向上を図りつつ圧縮機性能の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を得ることができる。
【００５４】
また、本発明によれば、圧縮機性能を確保しつつ生産性の向上が図れる密閉形ロータリ圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡーＡ断面図である。
【図４】図１の密閉形ロータリ圧縮機に用いる仕切り板の平面図である。
【図５】図４のＢーＢ断面図である。
【図６】図1の密閉形ロータリ圧縮機の容積効率を比較例と対比して示す特性図である。
【図７】図４の仕切り板の第１変形例を示す平面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ断面図である。
【図９】図４の仕切り板の第２変形例を示す平面図である。
【図１０】図９のＤ−Ｄ断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す側面図である。
【図１２】図１１のＥ−Ｅ断面における仕切り板を示す図である。
【図１３】図１２のＦ−Ｆ断面図である。
【図１４】本発明の第３実施例の密閉形ロータリ圧縮機を示す断面図である。
【図１５】図１４のＧ−Ｇ断面図である。
【図１６】図１５のＨ−Ｈ断面図である。
【符号の説明】
１…密閉容器、２…気液分離器、２ａ…冷媒配管、３…固定子、４…回転子、５…クランク軸、６、６Ａ…ボルト、７…主ベアリング、８、８Ａ…シリンダ、９、９Ａ…ローラ、１０…仕切り板、１１…副ベアリング、１２…吸込通路、１３…連通孔、１４…シリンダ吸込口、１５…気液分離器吸込口、１６…吐出パイプ、１７…ベーン、１８…スプリング、１９…冷媒流れ方向、２０…密閉形ロータリ圧縮機、２１…電動機部、２２…圧縮機機構部、２３…接ぎパイプ、２４…シール部材、２５…低圧室、２６…高圧室、２７…バランスウエイト、３０…圧縮機本体。
Claims (4)
- クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、前記圧縮機構部は仕切り板を介在した二つの圧縮要素を有し、吸込管路を通して前記各圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して前記密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、
前記仕切板は側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路と、その前記各吸込通路に連通し且つ両側に分路して前記各圧縮要素の吸込室に連通する連通孔とを有し、前記密閉容器を貫通する二つの前記吸込管路を前記各吸込通路にそれぞれ独立して接続した
ことを特徴とする密閉形ロータリ圧縮機。 - 請求項１において、前記二つの吸込通路を放射状に形成すると共に、吸込通路の中央部側を共通の前記連通孔に連通したことを特徴とする密閉形ロータリ圧縮機。
- クランク軸を介して連結した電動機部及び圧縮機構部を密閉容器内に収納し、前記圧縮機構部は仕切り板を介在した二つの圧縮要素を有し、吸込管路を通して前記各圧縮要素に冷媒ガスを吸込み、圧縮して前記密閉容器内の空間に吐出するようにした密閉形ロータリ圧縮機において、
前記仕切り板を前記密閉容器に溶接などにより固定し、側面円周方向に二つ有する開口から中央に延びる吸込通路と、その前記各吸込通路に連通し且つ両側に分路して前記各圧縮要素の吸込室に連通する連通孔とを前記仕切り板に形成し、前記密閉容器を貫通する二つの前記吸込管路を前記各吸込通路にそれぞれ独立して接続した
ことを特徴とする密閉形ロータリ圧縮機。 - 請求項３において、前記圧縮要素を構成するシリンダ及びベアリングを前記仕切り板にボルトなどにより固定したことを特徴とするロータリ圧縮機。
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