JP3963740B2

JP3963740B2 - Rotary compressor

Info

Publication number: JP3963740B2
Application number: JP2002057047A
Authority: JP
Inventors: 俊行江原; 兼三松本; 孝佐藤; 大松浦; 里　　和哉; 裕之松森; 隆泰斎藤; 晴久山崎; 昌也只野; 悟今井; 淳志小田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2007-08-22
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: JP2003254276A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮され、密閉容器内に吐出された中間圧のガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりこの種ロータリコンプレッサは、例えば特開平２−２９４５８７号公報に示されるように、密閉容器の下部に第１及び第２の回転圧縮要素、上部に電動要素が設けられ、シリンダとこのシリンダの下の開口面を閉塞する支持部材と電動要素の回転軸に一体形成された偏心部によりシリンダの内壁に沿って回転するローラと、このローラに先端部が当接してシリンダに設けられた溝内を往復摺動するベーンとから構成される第１の回転圧縮要素と、シリンダとこのシリンダの上の開口面を閉塞する支持部材と電動要素の回転軸に一体形成され前記第１の回転圧縮要素に設けた偏心部と１８０度対向して設けられた偏心部によりシリンダの内壁に沿って回転するローラと、このローラに先端部が当接してシリンダに設けられた溝内を往復摺動するベーンとで構成される第２の回転圧縮要素にて構成されている。
【０００３】
そして、第１の回転圧縮要素の吸込ポートからガス（冷媒ガス）がシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。密閉容器内に吐出された中間圧のガスは第２の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧のガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て吐出される。
【０００４】
ロータリコンプレッサから吐出されたガスは冷媒回路の放熱器に流入し、放熱した後、膨張弁で絞られて蒸発器で吸熱し、ロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。
【０００５】
また、係るロータリコンプレッサに、高低圧差の大きい冷媒、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として用いた場合、吐出冷媒圧力は高圧となる第２の回転圧縮要素で１２ＭＰａＧに達し、一方、低段側となる第１の回転圧縮要素で８ＭＰａＧ（中間圧）となる（第１の回転圧縮要素の吸込圧力は４ＭＰａ）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなロータリコンプレッサに取り付けられたベーンは、シリンダの半径方向に設けられた案内溝に移動自在に挿入されている。そして、このベーンをローラ側に押し付けるため、従来よりスプリングによる付勢力と背圧室からの背圧によってベーンをローラに押し付ける構造が取られているが、内部中間圧のロータリコンプレッサの第２の回転圧縮要素では、密閉容器内の中間圧よりもシリンダ内の圧力が高くなるため、密閉容器内の圧力をベーンの背圧とすることはできない。また、第２の回転圧縮要素の吐出消音室より、ベーン背圧を導く案もあるが、除霜時のバイパス運転時には、第２の回転圧縮要素の吐出圧が低下し、ベーンをローラに押し付けることができない。
【０００７】
そこで、第２の回転圧縮要素においてはシリンダの高圧室側と背圧室とを連通させ、図１６にも示すようにオーバーシュート圧Ｐ０はＰｄ（第２の回転圧縮要素の吐出圧）以上となり、全ての条件でベーンをローラに押し付けることが可能となる。しかしながら、第２の回転圧縮要素の吐出圧でベーンをローラに押しつけると、ベーンとローラの接触圧が異常に高くなって回転ロスが発生し、入力ロスが増大してしまうと共に、接触圧が高いとベーンとローラの摩耗が早まり当該ベーンとローラの耐久性を損ねてしまう問題があった。
【０００８】
また、シリンダ内にガスを吸い込んだ圧縮初期の段階ではシリンダ内の高圧室側の圧力も中間圧まで低下するため、背圧室に流入したガスがシリンダ内に逆流してしまう。そのため、第２の回転圧縮要素ではガスを圧縮する容積が背圧室の容積分拡大されて圧縮効率が低下してしまう問題があった。また、ベーンはバネ部材でも押しているので、背圧室の圧力変動がバネ部材の耐久性に悪影響を及ぼす問題もあった。
【０００９】
本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、所謂内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサにおいて、背圧室からシリンダ内へのガスの逆流を阻止し、第２の回転圧縮要素における圧縮効率の低下を防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明のロータリコンプレッサでは、密閉容器内に電動要素と、該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮されたガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧のガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するものにおいて、第２の回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び電動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、ベーンに背圧を加えるための背圧室と、シリンダ内の高圧室側と背圧室とを連通する背圧通路と、該背圧通路に設けられ、シリンダ内の高圧室側から背圧室へのガスの流通を許容し、該背圧室からシリンダ内の高圧室側へのガスの流通を阻止する逆止弁とを備えており、例えば冷媒として二酸化炭素を用い、且つ、超臨界で運転される冷媒回路に用いられるので、背圧室に高圧を加えて第２の回転圧縮要素のベーンに背圧を加えながら、当該背圧室からシリンダ内にガスが逆流する不都合を解消することができるようになる。
【００１１】
これにより、ロータリコンプレッサの第２の回転圧縮要素における圧縮効率の低下を防止することができるようになる。また、ベーンを押すためにバネ部材が設けられる場合には、当該バネ部材の信頼性も確保することができるようになるものである。
【００１２】
特に、密閉容器内の中間圧の冷媒ガスをベーンの背圧に使用しているので、ベーンとローラの接触圧を低減することができて、回転ロスを少なくすることが可能となる。これにより、入力ロスの増大を抑えられるので、ベーンとローラの摩耗を減少させられてベーンとローラの耐久性を大幅に延長させることができるようになるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明のロータリコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１０の縦断面図、図２はロータリコンプレッサ１０の正面図、図３ロータリコンプレッサ１０の側面図、図４はロータリコンプレッサ１０のもう一つの縦断面図、図５はロータリコンプレッサ１０の更にもう一つの縦断面図、図６はロータリコンプレッサ１０の電動要素１４部分の平断面図、図７はロータリコンプレッサ１０の回転圧縮機構部１８の拡大断面図をそれぞれ示している。
【００１４】
各図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動要素１４及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。
【００１５】
尚、実施例のロータリコンプレッサ１０の高さ寸法は２２０ｍｍ（外径１２０ｍｍ）、電動要素１４の高さ寸法は約８０ｍｍ（外径１１０ｍｍ）、回転圧縮機構部１８の高さ寸法は約７０ｍｍ（外径１１０ｍｍ）で、電動要素１４と回転圧縮機構部１８との間隔は約５ｍｍとなっている。また、第２の回転圧縮要素３４の排除容積は第１の回転圧縮要素３２の排除容積よりも小さく設定されている。
【００１６】
密閉容器１２は実施例では厚さ４．５ｍｍの鋼板より構成され、底部をオイル溜とし、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、この取付孔１２Ｄには電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１７】
この場合、ターミナル２０周囲のエンドキャップ１２Ｂには、座押成形によって所定曲率の段差部１２Ｃが環状に形成されている。また、ターミナル２０は電気的端子１３９が貫通して取り付けられた円形のガラス部２０Ａと、このガラス部２０Ａの周囲に形成され、斜め外下方に鍔状に張り出した金属製の取付部２０Ｂとから構成されている。取付部２０Ｂの厚さ寸法は２．４±０．５ｍｍとされている。そして、ターミナル２０は、そのガラス部２０Ａを下側から取付孔１２Ｄに挿入して上側に臨ませ、取付部２０Ｂを取付孔１２Ｄの周縁に当接させた状態でエンドキャップ１２Ｂの取付孔１２Ｄ周縁に取付部２０Ｂを溶接することで、エンドキャップ１２Ｂに固定されている。
【００１８】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側に若干の間隙を設けて挿入配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００１９】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２８を有している（図６）。また、ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。
【００２０】
前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。即ち、第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に配置されたシリンダ３８、シリンダ４０と、この上下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画する後述する上下ベーン５０（下側のベーンは図示せず）と、上シリンダ３８の上側の開口面及び下シリンダ４０の下側の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成される。
【００２１】
上部支持部材５４および下部支持部材５６には、吸込ポート１６１、１６２にて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成されると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそれぞれカバーにより閉塞される。即ち、吐出消音室６２はカバーとしての上部カバー６６、吐出消音室６４はカバーとしての下部カバー６８にて閉塞される。
【００２２】
この場合、上部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが起立形成されており、この軸受け５４Ａ内面には筒状のブッシュ１２２が装着されている。また、下部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが貫通形成されており、この軸受け５６Ａ内面にも筒状のブッシュ１２３が装着されている。これらブッシュ１２２、１２３は後述する如き摺動性の良い材料にて構成されており、回転軸１６はこれらブッシュ１２２、１２３を介して上部支持部材５４の軸受け５４Ａと下部支持部材５６の軸受け５６Ａに保持される。
【００２３】
この場合、下部カバー６８はドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部の４箇所を主ボルト１２９・・・によって下から下部支持部材５６に固定され、吐出ポート４１にて第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の下面開口部を閉塞する。この主ボルト１２９・・・の先端は上部支持部材５４に螺合する。下部カバー６８の内周縁は下部支持部材５６の軸受け５６Ａ内面より内方に突出しており、これによって、ブッシュ１２３の下端面は下部カバー６８によって保持され、脱落が防止されている（図９）。図１０は下部支持部材５６の下面を示しており、１２８は吐出消音室６４内において吐出ポート４１を開閉する第１の回転圧縮要素３２の吐出弁である。
【００２４】
ここで、下部支持部材５６は鉄系の焼結材料（若しくは鋳物でも可）により構成されており、下部カバー６８を取り付ける側の面（下面）は、平面度０．１ｍｍ以下に加工された後、スチーム処理が加えられている。このスチーム処理によって下部カバー６８を取り付ける側の面は酸化鉄となるため、焼結材料内部の孔が塞がれてシール性が向上する。これにより、下部カバー６８と下部支持部材５６間にガスケットを介設する必要が無くなる。
【００２５】
尚、吐出消音室６４と密閉容器１２内における上部カバー６６の電動要素１４側は、上下シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する孔である連通路６３にて連通されている（図４）。この場合、連通路６３の上端には中間吐出管１２１が立設されており、この中間吐出管１２１は上方の電動要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の隙間に指向している（図６）。
【００２６】
また、上部カバー６６は吐出ポート３９にて第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の上面開口部を閉塞し、密閉容器１２内を吐出消音室６２と電動要素１４側とに仕切る。この上部カバー６６は図１１に示す如く厚さ２ｍｍ以上１０ｍｍ以下（実施例では最も望ましい６ｍｍとされている）であって、前記上部支持部材５４の軸受け５４Ａが貫通する孔が形成された略ドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、上部支持部材５４との間にビード付きのガスケット１２４（図１２）を挟み込んだ状態で、当該ガスケット１２４を介して周辺部が４本の主ボルト７８・・・により、上から上部支持部材５４に固定されている。この主ボルト７８・・・の先端は下部支持部材５６に螺合する。
【００２７】
上部カバー６６を係る厚さ寸法とすることで、密閉容器１２内よりも高圧となる吐出消音室６２の圧力に十分に耐えながら、小型化を達成し、電動要素１４との絶縁距離を確保することもできるようになる。更に、この上部カバー６６の内周縁と軸受け５４Ａの外面間にはＯリング１２６が設けられている（図１２）。係るＯリング１２６により軸受け５４Ａ側のシールを行なうことで、上部カバー６６の内周縁で十分にシールを行ない、ガスリークを防ぐことができるようになり、吐出消音室６２の容積拡大が図れると共に、Ｃリングにより上部カバー６６の内周縁側を軸受け５４Ａに固定する必要も無くなる。ここで、図１１において１２７は吐出消音室６２内において吐出ポート３９を開閉する第２の回転圧縮要素３４の吐出弁である。
【００２８】
次に、上シリンダ３８の下側の開口面及び下シリンダ４０の上側の開口面を閉塞する中間仕切板３６内には、上シリンダ３８内の吸込側に対応する位置に、図１３、図１４に示す如く外周面から内周面に至り、外周面と内周面とを連通して給油路を構成する貫通孔１３１が穿設されており、この貫通孔１３１の外周面側の封止材１３２を圧入して外周面側の開口を封止している。また、この貫通孔１３１の中途部には上側に延在する連通孔１３３が穿設されている。
【００２９】
一方、上シリンダ３８の吸込ポート１６１（吸込側）には中間仕切板３６の連通孔１３３に連通する連通孔１３４が穿設されている（図１５）。また、回転軸１６内には図７に示す如く軸中心に鉛直方向のオイル孔８０と、このオイル孔８０に連通する横方向の給油孔８２、８４（回転軸１６の上下偏心部４２、４４にも形成されている）が形成されており、中間仕切板３６の貫通孔１３１の内周面側の開口は、これらの給油孔８２、８４を介してオイル孔８０に連通している。
【００３０】
後述する如く密閉容器１２内は中間圧となるため、２段目で高圧となる上シリンダ３８内にはオイルの供給が困難となるが、中間仕切板３６を係る構成としたことにより、密閉容器１２内の底部のオイル溜めから汲み上げられてオイル孔８０を上昇し、給油孔８２、８４から出たオイルは、中間仕切板３６の貫通孔１３１に入り、連通孔１３３、１３４から上シリンダ３８の吸込側（吸込ポート１６１）に供給されるようになる。
【００３１】
図１６中Ｌは上シリンダ３８の吸入側の圧力変動及び、吐出圧変動を示し、図中Ｐ１は中間仕切板３６の内周面の圧力を示す。この図にＬ１で示す如く上シリンダ３８の吸込側の圧力（吸入圧力）は、吸入過程においては吸入圧損により中間仕切板３６の内周面側の圧力よりも低下する。この期間に中間仕切板３６の貫通孔１３１、連通孔１３３から上シリンダ３８の連通孔１３４を介して上シリンダ３８内に給油が成されることになる。また、Ｐ０は、圧縮最高圧で吐出圧Ｐｄ以上の圧力となる。
【００３２】
上述の如く上下シリンダ３８、４０、中間仕切板３６、上下支持部材５４、５６及び上下カバー６６、６８はそれぞれ４本の主ボルト７８・・・と主ボルト１２９・・・にて上下から締結されるが、更に、上下シリンダ３８、４０、中間仕切板３６、上下支持部材５４、５６は、これら主ボルト７８、１２９の外側に位置する補助ボルト１３６、１３６により締結される（図４）。この補助ボルト１３６は上部支持部材５４側から挿入され、先端は下支持部材５６に螺合している。
【００３３】
また、この補助ボルト１３６は前述したベーン５０の後述する案内溝７０の近傍に位置している。このように補助ボルト１３６、１３６を追加して回転圧縮機構部１８を一体化することで、内部が極めて高圧となることに対するシール性の確保が成されると共に、ベーン５０の案内溝７０の近傍を締め付けるので、後述する背圧室７４からベーン５０に加える高圧の背圧がリークする不都合も防止できるようになる。
【００３４】
また、上シリンダ３８内には前述したベーン５０を収納する案内溝７０と、この案内溝７０の外側に位置してバネ部材としてのスプリング７６を収納する収納部７０Ａが形成されており、この収納部７０Ａは案内溝７０側と密閉容器１２（容器本体１２Ａ）側に開口している（図８）。前記スプリング７６はベーン５０の外側端部に当接し、常時ベーン５０をローラ４６側に付勢する。そして、このスプリング７６の密閉容器１２側の収納部７０Ａ内には金属製のプラグ１３７が設けられ、スプリング７６の抜け止めの役目を果たす。
【００３５】
この場合、プラグ１３７の外寸は収納部７０Ａの内寸よりも小さく設定され、プラグ１３７は収納部７０Ａ内に隙間嵌めにより挿入される。また、プラグ１３７の周面には当該プラグ１３７と収納部７０Ａの内面間をシールするためのＯリング１３８が取り付けられている。そして、上シリンダ３８の外端、即ち、収納部７０Ａの外端と密閉容器１２の容器本体１２Ａ間の間隔は、Ｏリング１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側の端部までの距離よりも小さく設定されている。係る寸法関係としたことにより、プラグ１３７を収納部７０Ａ内に圧入固定する場合の如く、上シリンダ３８が変形して上部支持部材５４との間のシール性が低下し、性能悪化を来す不都合を未然に回避することができるようになる。
【００３６】
尚、プラグ１３７の外寸を収納部７０Ａの内寸よりも小さく設定して、プラグ１３７を収納部７０Ａ内に隙間嵌めした場合でも、上シリンダ３８と密閉容器１２間の間隔をＯリング１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側の端部までの距離よりも小さく設定しているので、スプリング７６側の高圧（ベーン５０の背圧）によってプラグ１３７が収納部７０Ａから押し出される方向に移動しても、密閉容器１２に当接して移動が阻止された時点で依然Ｏリング１３８は収納部７０Ａ内に位置してシールするので、プラグ１３７の機能には何ら問題は生じない。
【００３７】
一方、第２の回転圧縮要素３４のベーン５０をローラ４６に付勢する背圧を当該ベーン５０に印加するための前述した背圧室７４は、上シリンダ３８内の案内溝７０のローラ４６と反対側に形成されている。この背圧室７４は中間仕切板３６と上部支持部材５４間に渡って略円筒形状を呈して上シリンダ３８内に貫通されている（図１９）。この背圧室７４はローラ４６側の案内溝７０とその反対側の収納部７０Ａ内に連通しており、後述する背圧通路７２から上シリンダ３８内の高圧室側の冷媒ガスを背圧室７４に流入させて、案内溝７０内のベーン５０に背後から圧力（背圧）を加え、ベーン５０をローラ４６側に付勢する。
【００３８】
前記背圧通路７２は上シリンダ３８に設けられている。この背圧通路７２は内端が上シリンダ３８内の高圧室側に開口すると共に、外端が背圧室７４に開口し、上シリンダ３８内の高圧室側と背圧室７４とを連通している。この背圧通路７２の途中には逆止弁８８が設けられており、この逆止弁８８は上シリンダ３８内の高圧室側から背圧室７４へのガスの流通のみを許容し、背圧室７４から高圧室側への流通は阻止する（図１９矢印）。
【００３９】
ところで、逆止弁８８を背圧通路７２内に設けない場合、ローラ４６が図１９に破線で示す如き回転位置まで回転し、冷媒ガスを吸い込んだ段階の圧縮初期において、上シリンダ３８内の高圧室側の圧力が略中間圧まで低くなると、背圧室７４の圧力の方が高くなってしまうため、前回の圧縮時に背圧室７４に流入した高圧の冷媒ガスは上シリンダ３８内の高圧室側に逆流するようになる（図２０矢印で示す）。背圧室７４に流入した冷媒ガスが上シリンダ３８内の高圧室側に逆流すると、その分ガスを圧縮する容積が拡大されるかたちとなるため、第２の回転圧縮要素３４における圧縮効率が低下するが、本発明では係る逆流を阻止するので、圧縮効率の低下は防止される。
【００４０】
また、図２０の構造では背圧室７４にガスが出入りする関係上、背圧室７４は収納部７０Ａの圧力も大きく変動することになる。この圧力変動によりスプリング７６も耐久性が低下するが、本発明では係る不都合も解消される。
【００４１】
ところで、回転軸１６と一体に１８０度の位相差を持って形成される上下偏心部４２、４４の相互間を連結する連結部９０は、その断面形状を回転軸１６の円形断面より断面積を大きくして剛性を持たせるために非円形状の例えばラグビーボール状とされている（図１７）。即ち、回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面形状は上下偏心部４２、４４の偏心方向に直交する方向でその肉厚を大きくしている（図中ハッチングの部分）。
【００４２】
これにより、回転軸１６に一体に設けられた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積が大きくし、断面２次モーメントを増加させて強度（剛性）を増し、耐久性と信頼性を向上させている。特に使用圧力の高い冷媒を２段圧縮する場合、高低圧の圧力差が大きいために回転軸１６にかかる荷重も大きくなるが、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）を増し、回転軸１６が弾性変形してしまうのを防止している。
【００４３】
この場合、上側の偏心部４２の中心をＯ１とし、下側の偏心部４４の中心をＯ２とすると、偏心部４２の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の中心はＯ１、偏心部４４の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の中心はＯ２としている。これにより、回転軸１６を切削加工機にチャックして上下偏心部４２、４４と連結部９０を切削加工する際、偏心部４２を加工した後、半径のみを変更して連結部９０の一面を加工し、チャック位置を変更して連結部９０の他面を加工し、半径のみを変更して偏心部４４を加工すると云う作業が可能となる。これにより、回転軸１６をチャックし直す回数が減少して生産性が著しく改善されるようになる。
【００４４】
そして、この場合冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性および毒性等を考慮して自然冷媒である炭酸ガスの一例としての前記二酸化炭素（ＣＯ２）を使用し、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００４５】
密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路５８、６０、吐出消音室６２及び上部カバー６６の上側（電動要素１４の下端に略対応する位置）に対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ１４１と１４２は上下に隣接すると共に、スリーブ１４３はスリーブ１４１の略対角線上にある。また、スリーブ１４４はスリーブ１４１と略９０度ずれた位置にある。
【００４６】
そして、スリーブ１４１内には上シリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリンダ３８の吸込通路５８に連通される。この冷媒導入管９２は密閉容器１２の上側を通過してスリーブ１４４に至り、他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて密閉容器１２内に連通する。
【００４７】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０に連通される。この冷媒導入管９４の他端はアキュムレータ１４６の下端に接続されている。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２に連通される。
【００４８】
上記アキュムレータ１４６は吸込冷媒の気液分離を行なうタンクであり、密閉容器１２の容器本体１２Ａの上部側面に溶接固定された密閉容器側のブラケット１４７にアキュムレータ側のブラケット１４８を介して取り付けられている。このブラケット１４８はブラケット１４７から上方に延在し、アキュムレータ１４６の上下方向の略中央部を保持しており、その状態でアキュムレータ１４６は密閉容器１２の側方に沿うかたちで配置される。冷媒導入管９２はスリーブ１４１から出た後、実施例では右方に屈曲した後、上昇しており、アキュムレータ１４６の下端はこの冷媒導入管９２に近接するかたちとなる。そこで、アキュムレータ１４６の下端から降下する冷媒導入管９４は、スリーブ１４１から見て冷媒導入管９２の屈曲方向とは反対の左側を迂回してスリーブ１４２に至るように引き回されている（図３）。
【００４９】
即ち、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路５８、６０にそれぞれ連通する冷媒導入管９２、９４は密閉容器１２から見て水平方向で反対の方向に屈曲されたかたちとされており、これにより、アキュムレータ１４６の上下寸法を拡大して容積を増やしても、各冷媒導入管９２、９４が相互に干渉しないように配慮されている。
【００５０】
また、スリーブ１４１、１４３、１４４の外面周囲には配管接続用のカプラが係合可能な鍔部１５１が形成されており、スリーブ１４２の内面には配管接続用のネジ溝１５２が形成されている。これにより、スリーブ１４１、１４３、１４４にはロータリコンプレッサ１０の製造工程における完成検査で気密試験を行なう場合に試験用配管のカプラを鍔部１５１に容易に接続できるようになると共に、スリーブ１４２にはネジ溝１５２を使用して試験用配管を容易にネジ止めできるようになる。特に、上下で隣接するスリーブ１４１と１４２は、一方のスリーブ１４１に鍔部１５１が、他方のスリーブ１４２にネジ溝１５２が形成されていることで、狭い空間で試験用配管を各スリーブ１４１、１４２に接続可能となる。
【００５１】
そして、実施例のロータリコンプレッサ１０は図１８に示すような給湯装置１５３の冷媒回路に使用される。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管９６は水加熱用のガスクーラ１５４の入口に接続される。このガスクーラ１５４が給湯装置１５３の図示しない貯湯タンクに設けられる。ガスクーラ１５４を出た配管は減圧装置としての膨張弁１５６を経て蒸発器１５７の入口に至り、蒸発器１５７の出口は冷媒導入管９４に接続される。また、冷媒導入管９２の中途部からは図２、図３では図示していないが除霜回路を構成するデフロスト管１５８が分岐し、流路制御装置としての電磁弁１５９を介してガスクーラ１５４の入口に至る冷媒吐出管９６に接続されている。尚、図１８ではアキュムレータ１４６は省略されている。
【００５２】
以上の構成で次に動作を説明する。尚、加熱運転では電磁弁１５９は閉じているものとする。ターミナル２０および図示されない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合された上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００５３】
これにより、冷媒導入管９４および下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して、吸込ポート１６２から下シリンダ４０の低圧室側に吸入された低圧（一段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、ローラ４８とベーンの動作により圧縮されて中間圧（ＭＰ１：８ＭＰａＧ）となり下シリンダ４０の高圧室側より吐出ポート４１、下部支持部材５６に形成された吐出消音室６４から連通路６３を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。
【００５４】
このとき、中間吐出管１２１は上方の電動要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の隙間に指向しているので、未だ比較的温度の低い冷媒ガスを電動要素１４方向に積極的に供給できるようになり、電動要素１４の温度上昇が抑制されるようになる。また、これによって、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ１）となる。
【００５５】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、スリーブ１４４から出て（中間吐出圧は前記ＭＰ１）冷媒導入管９２及び上部支持部材５４に形成された吸込通路５８を経由して吸込ポート１６１から上シリンダ３８の低圧室側に吸入される（２段目吸入圧ＭＰ２）。この場合、冷媒ガスが吸込ポート１６１から上シリンダ３８の低圧室側に吸入される段階では、背圧室７４よりシリンダ３８内の高圧室側の方が圧力が低くなるが、背圧通路７２には逆止弁８８を設けているので、背圧室７４からシリンダ３８内にガスが逆流しないので、背圧室７４の背圧は低下せずベーン５０に好適な背圧を加えることができる。
【００５６】
また、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスをベーン５０の背圧に使用しているので、ベーン５０とローラ４６の接触圧を低減させることができ、回転ロスを少なくすることが可能となる。これにより、入力ロスの増大を抑えられるので、ベーン５０とローラ４６の摩耗を減少させられてベーン５０とローラ４６の耐久性を大幅に延長させることができるようになる。
【００５７】
シリンダ３８内に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａＧ）、高圧室側から吐出ポート３９を通り上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経由してガスクーラ１５４内に流入する。このときの冷媒温度は略＋１００℃まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱して、貯湯タンク内の水を加熱し、約＋９０℃の温水を生成する。
【００５８】
一方、ガスクーラ１５４において冷媒自体は冷却され、ガスクーラ１５４を出る。そして、膨張弁１５６で減圧された後、蒸発器１５７に流入して蒸発し、アキュムレータ１４６（図１８では示していない）を経て冷媒導入管９４から第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００５９】
特に、低外気温の環境ではこのような加熱運転で蒸発器１５７には着霜が成長する。その場合には電磁弁１５９を開放し、膨張弁１５６は全開状態として蒸発器１５７の除霜運転を実行する。これにより、密閉容器１２内の中間圧の冷媒（第２の回転圧縮要素３４から吐出された少量の高圧冷媒を含む）は、デフロスト管１５８を通ってガスクーラ１５４に至る。この冷媒の温度は＋５０〜＋６０℃程であり、ガスクーラ１５４では放熱せず、当初は逆に冷媒が熱を吸収するかたちとなる。そして、ガスクーラ１５４から出た冷媒は膨張弁１５６を通過し、蒸発器１５７に至るようになる。即ち、蒸発器１５７には略中間圧の比較的温度の高い冷媒が減圧されずに実質的に直接供給されるかたちとなり、これによって、蒸発器１５７は加熱され、除霜されることになる。
【００６０】
ここで、第２の回転圧縮要素３４から吐出された高圧冷媒を減圧せずに蒸発器１５７に供給して除霜した場合には、膨張弁１５６が全開のために第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力が上昇し、これにより、第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力（中間圧）が高くなる。この冷媒は第２の回転圧縮要素３４を通って吐出されるが、膨張弁１５６が全開のために第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力が第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力と同様となってしまうために第２の回転圧縮要素３４の吐出（高圧）と吸込（中間圧）で圧力の逆転現象が発生してしまう。しかしながら、上述の如く第１の回転圧縮要素３２から吐出された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２から取り出して蒸発器１５７の除霜を行なうようにしているので、係る高圧と中間圧の逆転現象を防止することができるようになる。
【００６１】
このように、上シリンダ３８に背圧通路７２を設け、この背圧通路７２を上シリンダ３８内の高圧室側に開口すると共に背圧室７４側に開口し、上シリンダ３８内の高圧室側と背圧室７４とを連通している。そして、背圧通路７２の途中に逆止弁８８を設けている。これによって、シリンダ３８内にガスを吸い込んだ段階で背圧室７４よりシリンダ３８内の高圧室側の方が圧力が低くなった場合でも、背圧室７４からシリンダ３８内にガスが逆流してしまうのを防止することができるようになり、ロータリコンプレッサ１０の圧縮効率の低下を防止することが可能となる。また、背圧室７４の圧力変動によってベーン５０を押すためのスプリング７６の信頼性が低下することも防止できる。
【００６２】
尚、実施例では背圧通路７２を上シリンダ３８内に形成したが、それに限らず、上支持部材５４に形成して吐出消音室６２と背圧室７４とを連通し、上シリンダ３８内の高圧室側の冷媒ガスを、吐出消音室６２を介して背圧室７４に導入するようにしてもよい。その場合にも逆止弁８８を設け、吐出消音室６２から背圧室７４への冷媒ガスの流通のみを許容するようにする。係る構成によれば、上シリンダ３８の構造を簡素化することができるようになる。
【００６３】
尚、ロータリコンプレッサ１０に冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を用いたが、この冷媒に限らず、他の自然冷媒として炭化水素（ＨＣ）、アンモニア（ＮＨ３）などを用いても本発明は有効である。
【００６４】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、密閉容器内に電動要素と、該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮されたガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧のガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、第２の回転圧縮要素を構成するためのシリンダ及び電動要素の回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するベーンと、ベーンに背圧を加えるための背圧室と、シリンダ内の高圧室側と背圧室とを連通する背圧通路と、該背圧通路に設けられ、シリンダ内の高圧室側から背圧室へのガスの流通を許容し、該背圧室からシリンダ内の高圧室側へのガスの流通を阻止する逆止弁とを備えており、例えば冷媒に二酸化炭素を用い、且つ、超臨界で運転される冷媒回路に用いられるので、背圧室に高圧を加えて第２の回転圧縮要素のベーンに背圧を加えながら、当該背圧室からシリンダ内にガスが逆流する不都合を解消することができるようになる。
【００６５】
これにより、ロータリコンプレッサの第２の回転圧縮要素における圧縮効率の低下を防止することができるようになる。また、ベーンを押すためにバネ部材が設けられる場合には、当該バネ部材の信頼性も確保することができるようになるものである。
【００６６】
特に、密閉容器内の中間圧の冷媒ガスをベーンの背圧に使用しているので、ベーンとローラの接触圧を低減することができて、回転ロスを少なくすることが可能となる。これにより、入力ロスの増大を抑えられるので、ベーンとローラの摩耗を減少させられてベーンとローラの耐久性を大幅に延長させることができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】図１のロータリコンプレッサの正面図である。
【図３】図１のロータリコンプレッサの側面図である。
【図４】図１のロータリコンプレッサのもう一つの縦断面図である。
【図５】図１のロータリコンプレッサの更にもう一つの縦断面図である。
【図６】図１のロータリコンプレッサの電動要素部分の平断面図である。
【図７】図１のロータリコンプレッサの回転圧縮機構部の拡大断面図である。
【図８】図１のロータリコンプレッサの第２の回転圧縮要素のベーン部分の拡大断面図である。
【図９】図１のロータリコンプレッサの下部支持部材及び下部カバーの断面図である。
【図１０】図１のロータリコンプレッサの下部支持部材の下面図である。
【図１１】図１のロータリコンプレッサの上部支持部材及び上部カバーの上面図である。
【図１２】図１のロータリコンプレッサの上部支持部材及び上カバーの断面図である。
【図１３】図１のロータリコンプレッサの中間仕切板の上面図である。
【図１４】図１３Ａ−Ａ線断面図である。
【図１５】図１のロータリコンプレッサの上シリンダの上面図である。
【図１６】図１のロータリコンプレッサの上シリンダの吸入側の圧力変動とオーバーシュート（吐出圧変動）を示す図である。
【図１７】図１のロータリコンプレッサの回転軸の連結部の形状を説明するための断面図である。
【図１８】図１のロータリコンプレッサを適用した給湯装置の冷媒回路図である。
【図１９】図１のロータリコンプレッサの上シリンダの背圧通路を示す図である。
【図２０】背圧通路に逆止弁を設けない場合の図１９に相当する図である。
【符号の説明】
１０ロータリコンプレッサ
１２密閉容器
１４電動要素
１６回転軸
１８回転圧縮機構部
２０ターミナル
３２第１の回転圧縮要素
３４第２の回転圧縮要素
３６中間仕切板
３８、４０シリンダ
３９、４１吐出ポート
４２偏心部
４４偏心部
４６ローラ
４８ローラ
５０ベーン
５４上部支持部材
５６下部支持部材
６２吐出消音室
６４吐出消音室
６６上部カバー
６８下部カバー
７０案内溝
７０Ａ収納部
７２背圧通路
７４背圧室
７６スプリング
７８、１２９主ボルト
８８逆止弁
９０連結部
１３２封止材
１３７プラグ
１３８Ｏリング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes first and second rotary compression elements driven by an electric element in a sealed container, and compresses the intermediate pressure gas discharged by the first rotary compression element and discharged into the sealed container. The present invention relates to a rotary compressor that compresses with two rotary compression elements.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of rotary compressor is provided with first and second rotary compression elements at the lower part of the hermetic container and an electric element at the upper part as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-294857. A roller that rotates along the inner wall of the cylinder by a support member that closes the lower opening surface and an eccentric part that is integrally formed with the rotating shaft of the electric element, and a groove that is provided in the cylinder with its tip abutting against this roller A first rotary compression element composed of a vane reciprocatingly sliding, a cylinder, a support member for closing an opening surface on the cylinder, and a rotary shaft of the electric element. The roller that rotates along the inner wall of the cylinder by the eccentric portion provided opposite to the eccentric portion provided in the cylinder, and the tip of the roller abuts on this roller to reciprocate in the groove provided in the cylinder. Is configured by the second rotary compression element consists of a moving vane.
[0003]
Gas (refrigerant gas) is sucked into the low-pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the first rotary compression element, and is compressed by the operation of the roller and vane to become an intermediate pressure from the high-pressure chamber side of the cylinder. It is discharged into the sealed container through the chamber. The intermediate pressure gas discharged into the hermetic container is sucked into the low pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the second rotary compression element, and the second stage compression is performed by the operation of the roller and the vane, and the high temperature and high pressure gas. Then, it is discharged from the high pressure chamber side through the discharge port and the discharge silencer chamber.
[0004]
The gas discharged from the rotary compressor flows into the radiator of the refrigerant circuit, radiates heat, is throttled by the expansion valve, absorbs heat by the evaporator, and repeats the cycle of being sucked into the first rotary compression element of the rotary compressor.
[0005]
Further, when a refrigerant having a large high-low pressure difference, such as carbon dioxide (CO2), is used for the rotary compressor, the discharged refrigerant pressure reaches 12 MPaG in the second rotary compression element having a high pressure, The first rotary compression element becomes 8 MPaG (intermediate pressure) (the suction pressure of the first rotary compression element is 4 MPa).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The vane attached to such a rotary compressor is movably inserted in a guide groove provided in the radial direction of the cylinder. In order to press the vane toward the roller, a structure is conventionally used to press the vane against the roller by the biasing force of the spring and the back pressure from the back pressure chamber, but the second rotation of the internal intermediate pressure rotary compressor In the compression element, since the pressure in the cylinder is higher than the intermediate pressure in the sealed container, the pressure in the sealed container cannot be the vane back pressure. There is also a plan to guide the vane back pressure from the discharge silencer chamber of the second rotary compression element, but during the bypass operation at the time of defrosting, the discharge pressure of the second rotary compression element decreases and the vane is pressed against the roller. I can't.
[0007]
Therefore, in the second rotary compression element, the high pressure chamber side of the cylinder and the back pressure chamber are communicated, and as shown in FIG. 16, the overshoot pressure P0 is equal to or higher than Pd (discharge pressure of the second rotary compression element). The vane can be pressed against the roller under all conditions. However, if the vane is pressed against the roller by the discharge pressure of the second rotary compression element, the contact pressure between the vane and the roller becomes abnormally high, causing a rotation loss, increasing the input loss, and increasing the contact pressure. As a result, the vane and the roller are quickly worn and the durability of the vane and the roller is impaired.
[0008]
In addition, at the initial stage of compression when the gas is sucked into the cylinder, the pressure on the high pressure chamber side in the cylinder also decreases to an intermediate pressure, so that the gas flowing into the back pressure chamber flows back into the cylinder. Therefore, in the second rotary compression element, there is a problem that the volume for compressing the gas is enlarged by the volume of the back pressure chamber and the compression efficiency is lowered. Further, since the vane is also pushed by the spring member, there is a problem that the pressure fluctuation in the back pressure chamber adversely affects the durability of the spring member.
[0009]
The present invention has been made to solve the conventional technical problem, and in a so-called internal intermediate pressure type multistage compression rotary compressor, the back flow of gas from the back pressure chamber into the cylinder is prevented, It aims at preventing the fall of the compression efficiency in 2 rotary compression elements.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
That is, in the rotary compressor of the present invention, an electric element and first and second rotary compression elements driven by the electric element are provided in an airtight container, and the gas compressed by the first rotary compression element is hermetically sealed. In the case of discharging into the container and further compressing the discharged intermediate-pressure gas with the second rotary compression element, the cylinder for forming the second rotary compression element and the rotating shaft of the electric element are formed. A roller fitted into the eccentric portion and rotated eccentrically in the cylinder; a vane that abuts against the roller and divides the inside of the cylinder into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side; and a back pressure chamber for applying back pressure to the vane; A back pressure passage communicating the high pressure chamber side in the cylinder and the back pressure chamber; and a back pressure passage provided in the back pressure passage, allowing gas to flow from the high pressure chamber side to the back pressure chamber in the cylinder, and Block the flow of gas from the chamber to the high pressure chamber in the cylinder For example, carbon dioxide is used as a refrigerant, and the refrigerant circuit is operated in a supercritical state. Therefore, a high pressure is applied to the back pressure chamber and the back pressure is applied to the vanes of the second rotary compression element. As a result, it is possible to eliminate the disadvantage that the gas flows backward from the back pressure chamber into the cylinder.
[0011]
As a result, it is possible to prevent a reduction in compression efficiency in the second rotary compression element of the rotary compressor. Further, when a spring member is provided to push the vane, the reliability of the spring member can be ensured.
[0012]
In particular, since the intermediate pressure refrigerant gas in the sealed container is used for the back pressure of the vane, the contact pressure between the vane and the roller can be reduced, and the rotation loss can be reduced. As a result, an increase in input loss can be suppressed, so that the wear of the vanes and the rollers can be reduced, and the durability of the vanes and the rollers can be greatly extended.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an internal intermediate pressure type multi-stage (two-stage) rotary rotary compressor 10 having first and second rotary compression elements 32 and 34 as an embodiment of the rotary compressor of the present invention. Fig. 3 is a front view of the rotary compressor 10, Fig. 3 is a side view of the rotary compressor 10, Fig. 4 is another longitudinal sectional view of the rotary compressor 10, Fig. 5 is yet another longitudinal sectional view of the rotary compressor 10, and Fig. 6 is a rotary compressor. FIG. 7 is an enlarged sectional view of the rotary compression mechanism portion 18 of the rotary compressor 10.
[0014]
In each figure, reference numeral 10 denotes an internal intermediate pressure multistage compression rotary compressor that uses carbon dioxide (CO2) as a refrigerant. The rotary compressor 10 includes a cylindrical sealed container 12 made of a steel plate and an internal space of the sealed container 12. Of the electric element 14 disposed on the upper side of the electric element 14 and the first rotary compression element 32 (first stage) and the second rotation which are arranged below the electric element 14 and are driven by the rotating shaft 16 of the electric element 14. The rotary compression mechanism 18 is composed of a compression element 34 (second stage).
[0015]
The height dimension of the rotary compressor 10 of the embodiment is 220 mm (outer diameter 120 mm), the height dimension of the electric element 14 is about 80 mm (outer diameter 110 mm), and the height dimension of the rotary compression mechanism 18 is about 70 mm (outside). The distance between the electric element 14 and the rotary compression mechanism 18 is about 5 mm. Further, the excluded volume of the second rotary compression element 34 is set smaller than the excluded volume of the first rotary compression element 32.
[0016]
In the embodiment, the sealed container 12 is made of a steel plate having a thickness of 4.5 mm, the bottom is an oil reservoir, the container body 12A that houses the electric element 14 and the rotary compression mechanism 18, and the upper opening of the container body 12A is closed. And a circular mounting hole 12D is formed in the center of the upper surface of the end cap 12B. The mounting element 12D has a power supply to the electric element 14. A terminal (wiring is omitted) 20 is attached.
[0017]
In this case, the end cap 12B around the terminal 20 is formed with a stepped portion 12C having a predetermined curvature in an annular shape by press-fitting. The terminal 20 includes a circular glass portion 20A through which the electrical terminal 139 is attached, and a metal attachment portion 20B formed around the glass portion 20A and projecting obliquely outward and downward in a bowl shape. It is configured. The thickness dimension of the mounting portion 20B is 2.4 ± 0.5 mm. And the terminal 20 inserts the glass part 20A into the mounting hole 12D from the lower side, faces the upper side, and attaches the mounting part 20B to the peripheral edge of the mounting hole 12D, and the peripheral edge of the mounting hole 12D of the end cap 12B. The attachment portion 20B is welded to the end cap 12B.
[0018]
The electric element 14 includes a stator 22 attached in an annular shape along the inner peripheral surface of the upper space of the hermetic container 12, and a rotor 24 inserted and arranged with a slight gap inside the stator 22. The rotor 24 is fixed to a rotating shaft 16 that passes through the center and extends in the vertical direction.
[0019]
The stator 22 includes a laminated body 26 in which donut-shaped electromagnetic steel plates are laminated, and a stator coil 28 wound around the teeth of the laminated body 26 by a direct winding (concentrated winding) method (FIG. 6). Similarly to the stator 22, the rotor 24 is also formed by a laminated body 30 of electromagnetic steel plates, and a permanent magnet MG is inserted into the laminated body 30.
[0020]
An intermediate partition plate 36 is sandwiched between the first rotary compression element 32 and the second rotary compression element 34. That is, the first rotary compression element 32 and the second rotary compression element 34 include an intermediate partition plate 36, a cylinder 38 and a cylinder 40 disposed above and below the intermediate partition plate 36, and the inside of the upper and lower cylinders 38 and 40. The upper and lower rollers 46 and 48 are fitted to the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided on the rotating shaft 16 with a phase difference of 180 degrees and rotate eccentrically, and the upper and lower cylinders 38 are in contact with the upper and lower rollers 46 and 48. , 40 are divided into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, respectively, and upper and lower vanes 50 (lower vanes are not shown), an upper opening surface of the upper cylinder 38 and an opening surface of the lower cylinder 40 below. And an upper support member 54 and a lower support member 56 as support members that also serve as bearings for the rotary shaft 16.
[0021]
The upper support member 54 and the lower support member 56 are formed with suction passages 58 and 60 that communicate with the inside of the upper and lower cylinders 38 and 40 through suction ports 161 and 162, and recessed discharge silencer chambers 62 and 64, respectively. The openings of both the discharge silencing chambers 62 and 64 are respectively closed by covers. That is, the discharge silence chamber 62 is closed by an upper cover 66 as a cover, and the discharge silence chamber 64 is closed by a lower cover 68 as a cover.
[0022]
In this case, a bearing 54A is erected at the center of the upper support member 54, and a cylindrical bush 122 is mounted on the inner surface of the bearing 54A. A bearing 56A is formed through the center of the lower support member 56, and a cylindrical bushing 123 is mounted on the inner surface of the bearing 56A. The bushes 122 and 123 are made of a material having good slidability as will be described later, and the rotating shaft 16 is connected to the bearing 54A of the upper support member 54 and the bearing 56A of the lower support member 56 through the bushes 122 and 123. Retained.
[0023]
In this case, the lower cover 68 is constituted by a donut-shaped circular steel plate, and the four peripheral portions are fixed to the lower support member 56 from below by the main bolts 129... The lower surface opening of the discharge silencing chamber 64 communicating with the inside of the lower cylinder 40 of the compression element 32 is closed. The front ends of the main bolts 129 are screwed into the upper support member 54. The inner peripheral edge of the lower cover 68 protrudes inward from the inner surface of the bearing 56A of the lower support member 56, whereby the lower end surface of the bush 123 is held by the lower cover 68 and is prevented from falling off (FIG. 9). FIG. 10 shows the lower surface of the lower support member 56, and 128 is a discharge valve of the first rotary compression element 32 that opens and closes the discharge port 41 in the discharge silencing chamber 64.
[0024]
Here, the lower support member 56 is made of an iron-based sintered material (or can be cast), and the surface (lower surface) on which the lower cover 68 is attached is processed to have a flatness of 0.1 mm or less. Steam processing has been added. Since the surface on which the lower cover 68 is attached by this steam treatment is made of iron oxide, the hole inside the sintered material is blocked and the sealing performance is improved. This eliminates the need for a gasket between the lower cover 68 and the lower support member 56.
[0025]
In addition, the electric element 14 side of the upper cover 66 in the discharge silencer chamber 64 and the sealed container 12 is communicated with a communication passage 63 that is a hole penetrating the upper and lower cylinders 38 and 40 and the intermediate partition plate 36 (FIG. 4). ). In this case, an intermediate discharge pipe 121 is erected at the upper end of the communication path 63, and this intermediate discharge pipe 121 is between the adjacent stator coils 28, 28 wound around the stator 22 of the upper electric element 14. It is directed to the gap (FIG. 6).
[0026]
Further, the upper cover 66 closes the upper opening of the discharge silencer chamber 62 communicating with the inside of the upper cylinder 38 of the second rotary compression element 34 at the discharge port 39, and the discharge silencer chamber 62 and the electric element inside the sealed container 12. Divide into 14 sides. As shown in FIG. 11, the upper cover 66 has a thickness of 2 mm or more and 10 mm or less (6 mm is the most desirable in the embodiment), and a substantially donut having a hole through which the bearing 54A of the upper support member 54 is formed. In the state where a beaded gasket 124 (FIG. 12) is sandwiched between the upper support member 54 and the upper support member 54, the peripheral portion has four main bolts 78. The upper support member 54 is fixed from above. The front ends of the main bolts 78 are screwed into the lower support member 56.
[0027]
By setting the upper cover 66 to have such a thickness dimension, it is possible to achieve downsizing and secure an insulation distance from the electric element 14 while sufficiently withstanding the pressure of the discharge silencer chamber 62 that is higher than that in the sealed container 12. You can also do that. Further, an O-ring 126 is provided between the inner peripheral edge of the upper cover 66 and the outer surface of the bearing 54A (FIG. 12). By sealing the bearing 54A side with the O-ring 126, it is possible to sufficiently seal the inner periphery of the upper cover 66 and prevent gas leakage, and the volume of the discharge silencer chamber 62 can be increased. The ring eliminates the need to fix the inner peripheral edge of the upper cover 66 to the bearing 54A. Here, in FIG. 11, 127 is a discharge valve of the second rotary compression element 34 that opens and closes the discharge port 39 in the discharge silencer chamber 62.
[0028]
Next, in the intermediate partition plate 36 that closes the lower opening surface of the upper cylinder 38 and the upper opening surface of the lower cylinder 40, a position corresponding to the suction side in the upper cylinder 38 is shown in FIGS. 13 and 14. As shown in FIG. 1, a through hole 131 is formed from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface, and the outer peripheral surface communicates with the inner peripheral surface to form an oil supply passage. A sealing material on the outer peripheral surface side of the through hole 131 is formed. 132 is press-fitted to seal the opening on the outer peripheral surface side. A communication hole 133 extending upward is formed in the middle of the through hole 131.
[0029]
On the other hand, a communication hole 134 communicating with the communication hole 133 of the intermediate partition plate 36 is formed in the suction port 161 (suction side) of the upper cylinder 38 (FIG. 15). Further, in the rotating shaft 16, as shown in FIG. 7, a vertical oil hole 80 at the center of the shaft and lateral oil supply holes 82 and 84 communicating with the oil hole 80 (upper and lower eccentric portions 42 and 44 of the rotating shaft 16). The opening on the inner peripheral surface side of the through hole 131 of the intermediate partition plate 36 communicates with the oil hole 80 via these oil supply holes 82 and 84.
[0030]
As will be described later, since the inside of the sealed container 12 is at an intermediate pressure, it is difficult to supply oil into the upper cylinder 38, which is at a high pressure in the second stage. The oil that has been pumped up from the oil sump at the bottom of 12 and raised through the oil hole 80 enters the through hole 131 of the intermediate partition plate 36 and passes through the communication holes 133 and 134 to the upper cylinder 38. It is supplied to the suction side (suction port 161).
[0031]
In FIG. 16, L indicates the pressure fluctuation and discharge pressure fluctuation on the suction side of the upper cylinder 38, and P1 in the figure indicates the pressure on the inner peripheral surface of the intermediate partition plate. As indicated by L1 in this figure, the suction side pressure (suction pressure) of the upper cylinder 38 is lower than the pressure on the inner peripheral surface side of the intermediate partition plate 36 due to suction pressure loss during the suction process. During this period, oil is supplied from the through hole 131 and the communication hole 133 of the intermediate partition plate 36 to the upper cylinder 38 through the communication hole 134 of the upper cylinder 38. P0 is a maximum compression pressure and a pressure equal to or higher than the discharge pressure Pd.
[0032]
As described above, the upper and lower cylinders 38 and 40, the intermediate partition plate 36, the upper and lower support members 54 and 56, and the upper and lower covers 66 and 68 are fastened from above and below by the four main bolts 78. However, the upper and lower cylinders 38, 40, the intermediate partition plate 36, and the upper and lower support members 54, 56 are fastened by auxiliary bolts 136, 136 positioned outside the main bolts 78, 129 (FIG. 4). The auxiliary bolt 136 is inserted from the upper support member 54 side, and the tip thereof is screwed to the lower support member 56.
[0033]
The auxiliary bolt 136 is positioned in the vicinity of the guide groove 70 described later of the vane 50 described later. Thus, by adding the auxiliary bolts 136 and 136 and integrating the rotary compression mechanism 18, the sealing performance against the extremely high pressure inside is ensured, and the vicinity of the guide groove 70 of the vane 50. Therefore, it is possible to prevent inconvenience that a high back pressure applied to the vane 50 from the back pressure chamber 74 described later leaks.
[0034]
The upper cylinder 38 is formed with a guide groove 70 for storing the vane 50 and a storage portion 70A for storing a spring 76 as a spring member located outside the guide groove 70. The portion 70A is open to the guide groove 70 side and the closed container 12 (container body 12A) side (FIG. 8). The spring 76 is in contact with the outer end of the vane 50 and constantly urges the vane 50 toward the roller 46. A metal plug 137 is provided in the housing portion 70A of the spring 76 on the closed container 12 side, and serves to prevent the spring 76 from coming off.
[0035]
In this case, the outer dimension of the plug 137 is set smaller than the inner dimension of the storage portion 70A, and the plug 137 is inserted into the storage portion 70A by a clearance fit. An O-ring 138 is attached to the peripheral surface of the plug 137 for sealing between the plug 137 and the inner surface of the storage portion 70A. The distance between the outer end of the upper cylinder 38, that is, the outer end of the storage portion 70A, and the container body 12A of the sealed container 12 is smaller than the distance from the O-ring 138 to the end of the plug 137 on the sealed container 12 side. Is set. Due to such a dimensional relationship, as in the case where the plug 137 is press-fitted and fixed in the housing portion 70A, the upper cylinder 38 is deformed and the sealing performance with the upper support member 54 is deteriorated, resulting in a deterioration in performance. Can be avoided in advance.
[0036]
Even when the outer dimension of the plug 137 is set to be smaller than the inner dimension of the storage portion 70A and the plug 137 is fitted into the storage portion 70A with a gap, the distance between the upper cylinder 38 and the sealed container 12 can be reduced from the O-ring 138. Since the distance to the end of the plug 137 on the closed container 12 side is set to be smaller, even if the plug 137 moves in the direction in which it is pushed out of the storage portion 70A due to the high pressure on the spring 76 side (back pressure of the vane 50). Since the O-ring 138 is still positioned and sealed in the storage portion 70A when the movement is prevented by contacting the sealed container 12, there is no problem with the function of the plug 137.
[0037]
On the other hand, the above-described back pressure chamber 74 for applying the back pressure for urging the vane 50 of the second rotary compression element 34 to the roller 46 is connected to the roller 46 of the guide groove 70 in the upper cylinder 38. It is formed on the opposite side. The back pressure chamber 74 has a substantially cylindrical shape extending between the intermediate partition plate 36 and the upper support member 54 and penetrates into the upper cylinder 38 (FIG. 19). The back pressure chamber 74 communicates with the guide groove 70 on the roller 46 side and in the storage portion 70A on the opposite side, and the refrigerant gas on the high pressure chamber side in the upper cylinder 38 is transferred from the back pressure passage 72 described later to the back pressure chamber. 74, the pressure (back pressure) is applied from behind to the vane 50 in the guide groove 70, and the vane 50 is urged toward the roller 46 side.
[0038]
The back pressure passage 72 is provided in the upper cylinder 38. The back pressure passage 72 has an inner end that opens to the high pressure chamber side in the upper cylinder 38 and an outer end that opens to the back pressure chamber 74 so that the high pressure chamber side in the upper cylinder 38 communicates with the back pressure chamber 74. ing. A check valve 88 is provided in the middle of the back pressure passage 72, and the check valve 88 allows only gas to flow from the high pressure chamber side in the upper cylinder 38 to the back pressure chamber 74. The flow from the chamber 74 to the high pressure chamber side is blocked (arrow in FIG. 19).
[0039]
By the way, when the check valve 88 is not provided in the back pressure passage 72, the high pressure in the upper cylinder 38 at the initial stage of compression at the stage where the roller 46 rotates to the rotational position shown by the broken line in FIG. When the pressure on the chamber side decreases to a substantially intermediate pressure, the pressure in the back pressure chamber 74 becomes higher, so that the high-pressure refrigerant gas that has flowed into the back pressure chamber 74 during the previous compression is the high pressure chamber in the upper cylinder 38. It will flow back to the side (indicated by an arrow in FIG. 20). When the refrigerant gas that has flowed into the back pressure chamber 74 flows back to the high pressure chamber side in the upper cylinder 38, the volume for compressing the gas is increased accordingly, and the compression efficiency of the second rotary compression element 34 is reduced. However, in the present invention, the backflow is prevented, so that the reduction in compression efficiency is prevented.
[0040]
Further, in the structure of FIG. 20, the gas in and out of the back pressure chamber 74 greatly changes the pressure in the storage portion 70 </ b> A. Due to this pressure fluctuation, the durability of the spring 76 also decreases, but the disadvantages of the present invention are also eliminated.
[0041]
By the way, the connecting portion 90 that connects the upper and lower eccentric portions 42 and 44 formed integrally with the rotating shaft 16 with a phase difference of 180 degrees has a cross-sectional shape that is larger than the circular cross section of the rotating shaft 16. In order to enlarge and give rigidity, it is made into a non-circular shape such as a rugby ball (FIG. 17). That is, the cross-sectional shape of the connecting portion 90 that connects the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided on the rotating shaft 16 is increased in thickness in the direction perpendicular to the eccentric direction of the upper and lower eccentric portions 42 and 44 (hatching in the figure). Part).
[0042]
As a result, the cross-sectional area of the connecting portion 90 that connects the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided integrally with the rotating shaft 16 is increased, the second moment is increased, and the strength (rigidity) is increased. Improves sex. In particular, when a refrigerant having a high working pressure is compressed in two stages, the load applied to the rotary shaft 16 increases due to the large pressure difference between the high and low pressures. The rotation shaft 16 is prevented from being elastically deformed.
[0043]
In this case, if the center of the upper eccentric portion 42 is O1, and the center of the lower eccentric portion 44 is O2, the center of the arc of the surface of the connecting portion 90 on the eccentric direction side of the eccentric portion 42 is O1, and the eccentric portion 44. The center of the arc of the surface of the connecting portion 90 on the eccentric direction side is O2. Thus, when the rotary shaft 16 is chucked to the cutting machine to cut the upper and lower eccentric portions 42 and 44 and the connecting portion 90, after machining the eccentric portion 42, only the radius is changed and one surface of the connecting portion 90 is changed. It is possible to perform an operation of machining, changing the chuck position, machining the other surface of the connecting portion 90, and machining the eccentric portion 44 by changing only the radius. As a result, the number of times of rechucking the rotating shaft 16 is reduced and the productivity is remarkably improved.
[0044]
In this case, the refrigerant is environmentally friendly, uses carbon dioxide (CO2) as an example of carbon dioxide, which is a natural refrigerant in consideration of flammability and toxicity, and the oil as the lubricating oil is, for example, a mineral Existing oils such as oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil and ester oil are used.
[0045]
On the side surface of the container main body 12A of the sealed container 12, the suction passages 58, 60 of the upper support member 54 and the lower support member 56, the upper side of the discharge silencer chamber 62, and the upper cover 66 (position substantially corresponding to the lower end of the electric element 14). The sleeves 141, 142, 143, and 144 are fixed by welding at positions corresponding to. The sleeves 141 and 142 are adjacent to each other vertically, and the sleeve 143 is substantially diagonal to the sleeve 141. Further, the sleeve 144 is located at a position shifted by approximately 90 degrees from the sleeve 141.
[0046]
One end of a refrigerant introduction pipe 92 for introducing refrigerant gas into the upper cylinder 38 is inserted and connected into the sleeve 141, and one end of the refrigerant introduction pipe 92 is communicated with the suction passage 58 of the upper cylinder 38. The refrigerant introduction pipe 92 passes through the upper side of the sealed container 12 to reach the sleeve 144, and the other end is inserted and connected into the sleeve 144 to communicate with the sealed container 12.
[0047]
Also, one end of a refrigerant introduction pipe 94 for introducing refrigerant gas into the lower cylinder 40 is inserted and connected into the sleeve 142, and one end of the refrigerant introduction pipe 94 is communicated with the suction passage 60 of the lower cylinder 40. The other end of the refrigerant introduction tube 94 is connected to the lower end of the accumulator 146. A refrigerant discharge pipe 96 is inserted and connected into the sleeve 143, and one end of the refrigerant discharge pipe 96 is communicated with the discharge silencer chamber 62.
[0048]
The accumulator 146 is a tank that performs gas-liquid separation of the suction refrigerant, and is attached to a bracket 147 on the hermetic container side welded to the upper side surface of the container body 12A of the hermetic container 12 via a bracket 148 on the accumulator side. . The bracket 148 extends upward from the bracket 147 and holds a substantially central portion of the accumulator 146 in the vertical direction. In this state, the accumulator 146 is arranged along the side of the sealed container 12. The refrigerant introduction pipe 92 rises after exiting from the sleeve 141, bent in the right direction in the embodiment, and then rises, and the lower end of the accumulator 146 becomes close to the refrigerant introduction pipe 92. Therefore, the refrigerant introduction pipe 94 descending from the lower end of the accumulator 146 is routed around the left side opposite to the bending direction of the refrigerant introduction pipe 92 when viewed from the sleeve 141 so as to reach the sleeve 142 (FIG. 3). ).
[0049]
That is, the refrigerant introduction pipes 92 and 94 respectively communicating with the suction passages 58 and 60 of the upper support member 54 and the lower support member 56 are bent in opposite directions in the horizontal direction when viewed from the sealed container 12. Thereby, even if the vertical dimension of the accumulator 146 is enlarged to increase the volume, consideration is given so that the refrigerant introduction pipes 92 and 94 do not interfere with each other.
[0050]
Further, a flange 151 that can be engaged with a coupler for pipe connection is formed around the outer surfaces of the sleeves 141, 143, and 144, and a thread groove 152 for pipe connection is formed on the inner surface of the sleeve 142. . As a result, the sleeves 141, 143, and 144 can be easily connected to the flanges 151 of the test pipe couplers when the airtight test is performed in the final inspection in the manufacturing process of the rotary compressor 10. It becomes possible to easily screw the test pipe using the screw groove 152. In particular, the sleeves 141 and 142 that are adjacent in the vertical direction are formed with a flange 151 on one sleeve 141 and a thread groove 152 on the other sleeve 142, so that the test pipes can be connected to the sleeves 141 and 142 in a narrow space. Can be connected.
[0051]
And the rotary compressor 10 of an Example is used for the refrigerant circuit of the hot-water supply apparatus 153 as shown in FIG. That is, the refrigerant discharge pipe 96 of the rotary compressor 10 is connected to the inlet of the gas cooler 154 for water heating. This gas cooler 154 is provided in a hot water storage tank (not shown) of the hot water supply device 153. The pipe exiting the gas cooler 154 reaches the inlet of the evaporator 157 through an expansion valve 156 as a decompression device, and the outlet of the evaporator 157 is connected to the refrigerant introduction pipe 94. Further, although not shown in FIGS. 2 and 3, a defrost pipe 158 constituting a defrosting circuit branches off from the middle of the refrigerant introduction pipe 92, and the gas cooler 154 is connected via an electromagnetic valve 159 as a flow path control device. It is connected to a refrigerant discharge pipe 96 that reaches the inlet. In FIG. 18, the accumulator 146 is omitted.
[0052]
Next, the operation of the above configuration will be described. In the heating operation, the solenoid valve 159 is closed. When the stator coil 28 of the electric element 14 is energized through the terminal 20 and a wiring (not shown), the electric element 14 is activated and the rotor 24 rotates. By this rotation, the upper and lower rollers 46 and 48 fitted to the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided integrally with the rotary shaft 16 rotate eccentrically in the upper and lower cylinders 38 and 40.
[0053]
Thus, the low pressure (first stage suction pressure LP: 4 MPaG) sucked from the suction port 162 to the low pressure chamber side of the lower cylinder 40 through the refrigerant introduction pipe 94 and the suction passage 60 formed in the lower support member 56. The refrigerant gas is compressed by the operation of the roller 48 and the vane to become an intermediate pressure (MP1: 8 MPaG), and from the high pressure chamber side of the lower cylinder 40 to the discharge port 41 and the discharge silencer chamber 64 formed in the lower support member 56, the communication path 63. Then, the liquid is discharged from the intermediate discharge pipe 121 into the sealed container 12.
[0054]
At this time, since the intermediate discharge pipe 121 is directed to the gap between the adjacent stator coils 28 and 28 wound around the stator 22 of the upper electric element 14, the refrigerant gas still having a relatively low temperature is supplied to the electric element. It becomes possible to actively supply in the 14 directions, and the temperature rise of the electric element 14 is suppressed. Moreover, the inside of the airtight container 12 becomes intermediate pressure (MP1) by this.
[0055]
Then, the intermediate pressure refrigerant gas in the sealed container 12 exits from the sleeve 144 (intermediate discharge pressure is MP1), and the suction port 161 passes through the refrigerant introduction pipe 92 and the suction passage 58 formed in the upper support member 54. To the low pressure chamber side of the upper cylinder 38 (second-stage suction pressure MP2). In this case, at the stage where the refrigerant gas is sucked into the low pressure chamber side of the upper cylinder 38 from the suction port 161, the pressure on the high pressure chamber side in the cylinder 38 is lower than the back pressure chamber 74. Since the check valve 88 is provided, gas does not flow back from the back pressure chamber 74 into the cylinder 38, so that the back pressure in the back pressure chamber 74 does not decrease and a suitable back pressure can be applied to the vane 50.
[0056]
In addition, since the intermediate pressure refrigerant gas in the sealed container 12 is used for the back pressure of the vane 50, the contact pressure between the vane 50 and the roller 46 can be reduced, and the rotation loss can be reduced. . As a result, an increase in input loss can be suppressed, so that wear of the vane 50 and the roller 46 can be reduced and the durability of the vane 50 and the roller 46 can be greatly extended.
[0057]
The intermediate-pressure refrigerant gas sucked into the cylinder 38 is compressed at the second stage by the operation of the roller 46 and the vane 50 to become a high-temperature / high-pressure refrigerant gas (second-stage discharge pressure HP: 12 MPaG). From the side, the gas flows into the gas cooler 154 through the discharge port 39, the discharge silencer chamber 62 formed in the upper support member 54, and the refrigerant discharge pipe 96. The refrigerant temperature at this time has risen to approximately + 100 ° C., and the high-temperature and high-pressure refrigerant gas dissipates heat to heat the water in the hot water storage tank and generate hot water of about + 90 ° C.
[0058]
On the other hand, the refrigerant itself is cooled in the gas cooler 154 and exits the gas cooler 154. Then, after the pressure is reduced by the expansion valve 156, the refrigerant flows into the evaporator 157 to evaporate, and is sucked into the first rotary compression element 32 from the refrigerant introduction pipe 94 through the accumulator 146 (not shown in FIG. 18). repeat.
[0059]
In particular, in an environment of low outside air temperature, frost forms on the evaporator 157 by such heating operation. In that case, the electromagnetic valve 159 is opened, the expansion valve 156 is fully opened, and the defrosting operation of the evaporator 157 is executed. As a result, the intermediate-pressure refrigerant in the sealed container 12 (including a small amount of high-pressure refrigerant discharged from the second rotary compression element 34) reaches the gas cooler 154 through the defrost pipe 158. The temperature of this refrigerant is about +50 to + 60 ° C., and the gas cooler 154 does not radiate heat, but initially the refrigerant absorbs heat. Then, the refrigerant discharged from the gas cooler 154 passes through the expansion valve 156 and reaches the evaporator 157. That is, the refrigerant having a relatively high intermediate pressure is supplied directly to the evaporator 157 without being depressurized, whereby the evaporator 157 is heated and defrosted.
[0060]
Here, when the high-pressure refrigerant discharged from the second rotary compression element 34 is supplied to the evaporator 157 without depressurization and defrosted, the first rotary compression element 32 is opened to fully open the expansion valve 156. As a result, the suction pressure of the first rotary compression element 32 increases (the intermediate pressure). Although this refrigerant is discharged through the second rotary compression element 34, the discharge pressure of the second rotary compression element 34 is the same as the suction pressure of the first rotary compression element 32 because the expansion valve 156 is fully open. As a result, a pressure reversal phenomenon occurs between the discharge (high pressure) and the suction (intermediate pressure) of the second rotary compression element 34. However, since the intermediate-pressure refrigerant gas discharged from the first rotary compression element 32 is taken out from the sealed container 12 as described above and the evaporator 157 is defrosted, the high pressure and the intermediate pressure are reversed. Can be prevented.
[0061]
As described above, the back pressure passage 72 is provided in the upper cylinder 38, the back pressure passage 72 is opened to the high pressure chamber side in the top cylinder 38 and the back pressure chamber 74 is opened, and the high pressure chamber side in the top cylinder 38 is opened. And the back pressure chamber 74 are communicated with each other. A check valve 88 is provided in the middle of the back pressure passage 72. Accordingly, even when the pressure in the high pressure chamber side in the cylinder 38 becomes lower than that in the back pressure chamber 74 at the stage where the gas is sucked into the cylinder 38, the gas flows backward from the back pressure chamber 74 into the cylinder 38. It becomes possible to prevent the deterioration of the compression efficiency of the rotary compressor 10. Further, it is possible to prevent the reliability of the spring 76 for pushing the vane 50 from being lowered due to the pressure fluctuation of the back pressure chamber 74.
[0062]
In the embodiment, the back pressure passage 72 is formed in the upper cylinder 38. However, the back pressure passage 72 is not limited to this, and is formed in the upper support member 54 so that the discharge silencing chamber 62 and the back pressure chamber 74 communicate with each other. The refrigerant gas on the high pressure chamber side may be introduced into the back pressure chamber 74 via the discharge silencer chamber 62. Also in this case, a check valve 88 is provided to allow only the refrigerant gas to flow from the discharge muffler chamber 62 to the back pressure chamber 74. According to such a configuration, the structure of the upper cylinder 38 can be simplified.
[0063]
Although carbon dioxide (CO 2) is used as the refrigerant in the rotary compressor 10, the present invention is not limited to this refrigerant, and the present invention is effective when other natural refrigerants such as hydrocarbon (HC) and ammonia (NH 3) are used. .
[0064]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, an electric element and first and second rotary compression elements driven by the electric element are provided in a sealed container, and the gas compressed by the first rotary compression element. In the rotary compressor for discharging the discharged intermediate pressure gas into the sealed container and compressing the discharged intermediate pressure gas with the second rotary compression element, the rotary shaft of the cylinder and the electric element for constituting the second rotary compression element A roller that is fitted into the formed eccentric part and rotates eccentrically in the cylinder, a vane that abuts against the roller and divides the cylinder into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, and a back for applying back pressure to the vane A pressure chamber, a back pressure passage communicating the high pressure chamber side in the cylinder and the back pressure chamber, and a back pressure passage provided in the back pressure passage, allowing gas flow from the high pressure chamber side in the cylinder to the back pressure chamber, Flow of gas from the back pressure chamber to the high pressure chamber side in the cylinder For example, carbon dioxide is used as a refrigerant, and the refrigerant circuit is operated in a supercritical state. Therefore, a high pressure is applied to the back pressure chamber so that the vane of the second rotary compression element is used. While the back pressure is applied to the cylinder, it is possible to eliminate the disadvantage that the gas flows backward from the back pressure chamber into the cylinder.
[0065]
As a result, it is possible to prevent a reduction in compression efficiency in the second rotary compression element of the rotary compressor. Further, when a spring member is provided to push the vane, the reliability of the spring member can be ensured.
[0066]
In particular, since the intermediate pressure refrigerant gas in the sealed container is used for the back pressure of the vane, the contact pressure between the vane and the roller can be reduced, and the rotation loss can be reduced. As a result, an increase in input loss can be suppressed, so that the wear of the vanes and the rollers can be reduced, and the durability of the vanes and the rollers can be greatly extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
3 is a side view of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
4 is another longitudinal sectional view of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is still another longitudinal sectional view of the rotary compressor of FIG. 1;
6 is a plan sectional view of an electric element portion of the rotary compressor of FIG. 1;
7 is an enlarged cross-sectional view of a rotary compression mechanism portion of the rotary compressor of FIG.
8 is an enlarged cross-sectional view of a vane portion of a second rotary compression element of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
9 is a cross-sectional view of a lower support member and a lower cover of the rotary compressor of FIG.
10 is a bottom view of a lower support member of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
11 is a top view of an upper support member and an upper cover of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
12 is a cross-sectional view of an upper support member and an upper cover of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
13 is a top view of an intermediate partition plate of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
15 is a top view of an upper cylinder of the rotary compressor of FIG. 1. FIG.
16 is a diagram showing pressure fluctuation and overshoot (discharge pressure fluctuation) on the suction side of the upper cylinder of the rotary compressor of FIG. 1; FIG.
17 is a cross-sectional view for explaining the shape of a connecting portion of a rotary shaft of the rotary compressor in FIG. 1. FIG.
18 is a refrigerant circuit diagram of a hot water supply apparatus to which the rotary compressor of FIG. 1 is applied.
19 is a view showing a back pressure passage of an upper cylinder of the rotary compressor in FIG. 1. FIG.
20 is a view corresponding to FIG. 19 when a check valve is not provided in the back pressure passage.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotary compressor 12 Sealed container 14 Electric element 16 Rotating shaft 18 Rotation compression mechanism part 20 Terminal 32 1st rotation compression element 34 2nd rotation compression element 36 Intermediate partition plates 38, 40 Cylinders 39, 41 Discharge port 42 Eccentric part 44 Eccentric portion 46 Roller 48 Roller 50 Vane 54 Upper support member 56 Lower support member 62 Discharge silencer chamber 64 Discharge silencer chamber 66 Upper cover 68 Lower cover 70 Guide groove 70A Storage portion 72 Back pressure passage 74 Back pressure chamber 76 Spring 78, 129 Main Bolt 88 Check valve 90 Connecting part 132 Sealing material 137 Plug 138 O-ring

Claims

An electric element and a first and a second rotary compression element driven by the electric element are provided in the sealed container, and the gas compressed by the first rotary compression element is discharged into the sealed container. In the rotary compressor for compressing the discharged intermediate pressure gas by the second rotary compression element,
A cylinder for constituting the second rotary compression element, and a roller that is fitted into an eccentric portion formed on a rotary shaft of the electric element and rotates eccentrically in the cylinder;
A vane that abuts the roller and divides the cylinder into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side;
A back pressure chamber for applying back pressure to the vane;
A back pressure passage communicating the high pressure chamber side in the cylinder and the back pressure chamber;
A reverse pressure passage provided in the back pressure passage to allow gas to flow from the high pressure chamber side in the cylinder to the back pressure chamber and to prevent gas flow from the back pressure chamber to the high pressure chamber side in the cylinder. A rotary compressor comprising a stop valve.

2. The rotary compressor according to claim 1, wherein carbon dioxide is used as a refrigerant, and the refrigerant is used in a refrigerant circuit operated in a supercritical state.