JP3972548B2 - 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】
本発明はロータリ圧縮機の吸入通路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調機用圧縮機に多く使用されているローリングピストン型ロータリ圧縮機の構造は、図３に示す縦断面，図４に示す圧縮要素部横断面で代表される如く、周知されている。
【０００３】
すなわち、密閉容器１０１の内部に電動機１０２と、この電動機１０２に駆動される圧縮部１０３を設けて構成され、圧縮部１０３の駆動軸１０６が電動機１０２に連結されてシリンダブロック１１１の両側に配置された主軸受１０８と副軸受１０９で支持されている。
【０００４】
シリンダ１１９を備えたシリンダブロック１１１の内側には、駆動軸１０６の主軸から偏心したクランク部１０７に外装するローラ１１０がシリンダ１１９の内壁に接近して配置され、圧縮室１１５を形成している。
【０００５】
シリンダブロック１１１の案内溝１１２には、ブレード１１４とブレード１１４の先端をローラ１１０に付勢するバネ装置１１３が配置されており、圧縮室１１５が吸入側と圧縮側とに区画されている。
【０００６】
シリンダブロック１１１には、ブレード１１４を境としてシリンダ１１９に開口する吸入口１１６と吐出口１１７が設けられている。
【０００７】
吸入口１１６には、低圧側冷媒を貯溜するためのアキュームレータ１６０が接続されている。
【０００８】
しかしながら、このような一つの圧縮室１１５を有する構成のロータリ圧縮機は、圧縮トルク変動が大きいことから、振動が大きく圧縮機配管系を破損するという課題があり、図５に示す如く、シリンダ２１９内に二つの圧縮室を備えたローリングピストン型ロータリ圧縮機が提案されている。
【０００９】
同図は、シリンダブロック２１１に設けた案内溝２２０にブレード２２１とバネ装置２２２を、案内溝２２３にブレード２２４とバネ装置２２５を各々配置して、圧縮室２２６と圧縮室２２７を備えている。
【００１０】
圧縮室２２６には吸入口２２８と吐出口２２９が開口し、圧縮室２２７には吸入口２３０と吐出口２３１が開口している。
【００１１】
このような二つのブレードを備えた構成の圧縮機は、図６に示す如く、駆動軸２０６の一回転当りの圧縮トルク作用範囲が２分割され、圧縮機振動が図３と図４の構成の圧縮機よりも半減する（特開昭６３−２０８６８８号公報）。
【００１２】
一方、上述のシリンダブロック２１１に吸入口２２８と吸入口２３０を備えた圧縮機は、例えば図７で示す如く、吸入側に第１のアキュームレータ２１８と第２のアキュームレータ２１４を配置する構成となり、圧縮機全体が大型化する。この改善策として、吸入配管系簡素化のために図８に示す構成が提案されている（特開平１−２４９９７７号公報）。
【００１３】
同図は、アキュームレータ３５０が密閉容器３０１の側壁を貫通して一方の圧縮室の吸入口３４９に接続される共に、吸入口３４９が他方の圧縮室の吸込口に密閉容器３０１内の連通管３６３を介して連通させている。連通管３６３は、駆動軸３３６を支持する主軸受３３４の軸受ボス部を迂回して構成されている。
【００１４】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、以下に述べる如く、吸入気体流れに基づく課題があつた。
【００１５】
すなわち、上述のような一つのシリンダブロックに二つのブレードを配置してシリンダ内に二つの圧縮室を形成する圧縮機の圧縮原理は、図９（ａ）〜図９（ｄ）に示す通りである。
【００１６】
すなわち、図９（ａ）における斜線で示す空間は、圧縮室の最大吸入行程容積の状態を示す。図９（ｂ）における斜線で示す空間は、圧縮室の最小吸入行程容積の状態で吸入口が閉塞される直前の圧縮室を示し、図９（ａ）における最大吸入行程容積の状態から縮小している。この吸入行程容積の減少は、吸入気体が吸入口を通じて吸入配管系に逆流することを意味する。図９（ｃ）における斜線で示す空間は、吸入口が閉塞されて実質的な圧縮開始の状態を示す。図９（ｄ）における斜線で示す空間は、圧縮室圧力が上昇した結果、吐出口を通じて圧縮室から排出される状態を示す。
【００１７】
このような吸入・圧縮行程における吸入気体の流入と逆流が生じるので、図８のような不均等な吸入経路の分流と吸入経路の迂回による経路長さが異なる構成では、吸入経路に生じる脈動が互いに干渉し合い、その結果、吸入経路抵抗が大きくなり、圧縮効率が著しく低下するという課題があった。
【００１８】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、圧縮効率の向上と吸入配管系の振動低減を図ることを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、各圧縮室の吸入口と圧縮機外部吸入配管系との間に共通のダンパー室を吸入口の近くに設けて各吸入経路の脈動発生を抑制するものである。
【００２０】
上記ダンパー室の設置によって、吸入経路の通路抵抗が少なく、圧縮機外部吸入配管系の脈動が低減し、圧縮機の吸入効率向上と振動低減が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、密閉容器の内部に電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部のシリンダブロックに設けた円筒内面を有するシリンダと、前記電動機に連結する駆動軸のクランク部に外装し且つ前記シリンダの内面に沿って移動するローラと、前記ローラの外周面に先端が摺接すべく前記シリンダブロックから前記シリンダ内に出没して前記円筒内面と前記ローラの外周面とで形成される圧縮室を仕切る複数のブレードと、分割された各圧縮室にそれぞれ吸入口と吐出口を備えたロータリ圧縮機機構を形成し、前記各圧縮室の吸入口と圧縮機外部吸入配管系との間に共通の吸入ダンパー室を配設し、前記吸入ダンパー室は、前記電動機の側に配置された主軸受と共に前記駆動軸を支持すべく前記シリンダブロックの反電動機側に配設された副軸受に前記吸入口に隣接して設けられたロータリ圧縮機であって、前記吸入ダンパー室と前記圧縮機外部吸入配管系との間が、前記密閉容器の壁面を貫通し且つ前記各吸入口に対向開口して配置された複数の連通管で接続されると共に、前記各吸入口の吸入ダンパー室側開口部は、前記吸入口に対向する連通管の開口端より大きく、且つ前記連通管の前記開口端に接近配置されたものである。そしてこの構成によれば、吸入経路内で生じるシリンダへの気体流入と、シリンダから圧縮機外部吸入配管系への一部気体逆流とに基づく吸入気体の脈動が吸入口に最も近いダンパー室で減衰される結果、吸入通路抵抗が小さくなり、各圧縮室の吸入効率が向上する。また、圧縮機吸入配管系の振動が低減する。
【００２２】
さらに、この構成によれば、圧縮機外部から各連通管を介して導入された吸入気体が直接的に吸入口に導かれ、吸入気体の吸熱が少なくなる一方、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部配管系に逆流しょうとする気体がダンパー室を介して他の吸入口と圧縮室に短絡的に吸引され、圧縮機外部配管系での気体圧力脈動の発生が抑制され、配管系の振動が少なくなる。
【００２３】
また、この構成によれば、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部配管系に逆流しょうと
する気体が連通管に逆流するよりダンパー室への流入量が大部分となり、連通管内での気体圧力脈動を少なくできる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、複数の連通管と圧縮機外部吸入配管系との間に共通のマフラー室を配置したものである。そしてこの構成によれば、連通管を通してマフラー室に逆流する吸入気体が他方の連通管から再び吸入ダンパー室に導入される形態の閉循環経路を形成し、圧縮機外部吸入配管系への逆流を遮断させることができる。
【００２５】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、ローリングピストン型ロータリ冷媒圧縮機の縦断面を表し、密閉容器１の内部の上部に電動機２、下部に圧縮部３が配置され、圧縮機の外部配管系に接続する吐出管４９が電動機２の上部空間に接続されている。密閉容器１の底外部に圧縮部３の吸入側に連通するマフラー室５０が配置され、外部吸入配管９２に接続されている。
【００２７】
圧縮部３は、密閉容器１に内接固定された主軸受８と副軸受９がシリンダブロック１１を挟んで固定されている。
【００２８】
電動機２の回転子５に連結した駆動軸６が主軸受８と副軸受９に支持され、駆動軸６のクランク部７にローラ１０が装嵌されている。
【００２９】
主軸受８とシリンダブロック１１との間には吐出弁板９３が配置され、主軸受８と吐出弁板９３とで吐出室９４が形成されている。
【００３０】
副軸受９とシリンダブロック１１との間には吸入側板９４が配置され、副軸受９と吸入側板９４とで吸入ダンパー室９５が形成されている。
【００３１】
図２に示す如く、シリンダブロック１１に設けた案内溝１２にはブレード１４が装着され、バネ装置１３によってブレード１４の先端がローラ１０に押接されている。また、その反対側位置に設けた案内溝２３にはブレード２４が装着され、バネ装置２５によってブレード２４の先端がローラ１０に押接されている。
【００３２】
ブレード１４とブレード２４によって仕切られた圧縮室２６と圧縮室２７に開口する吸入口２８と吸入口３０がシリンダブロック１１の吸入側板９４取り付け面側と吸入側９４に、吐出口２９と吐出口３１がシリンダブロック１１の吐出弁板９３取り付け面側と吐出弁板９３にそれぞれ対称位置に設けられている。
【００３３】
吐出弁装置６１と吐出弁装置６２とが吐出弁板に、吐出ガイド６３が主軸受８に配置されて吐出冷媒通路の一部を成す。
【００３４】
吸入ダンパー室９５とマフラー室５０とは密閉容器１の端部側シェル１ｂと副軸受９とを貫通する２本の連通管６４と連通管６５とで連通している。
【００３５】
吸入穴２８と吸入穴３０のダンパー室９５側開口端は、シリンダ１５側より凹設拡大形成されており、連通管６４と連通管６５のダンパー室９５側開口端は吸入穴２８，３０の凹設底部に接近するまで伸長している。
【００３６】
連通管６４と連通管６５は、密閉容器１の側端部シェル（底部）１ｂとマフラー室５０とに銀ロー付けされた後、副軸受９に挿入接続され、更に、マフラー室５０が密閉容器１
の本体シェル１ａに溶接固定される。マフラー室５０の外径はを密閉容器１の本体シェル１ａの外径より小さく設定されており、密閉容器１の側端部シェル（底部）１ｂと本体シェル１ａとの溶接作業を容易にしている。
【００３７】
本圧縮機構では、各圧縮室２６，２７の吸入容積が最大になった時点から各吸入口２８，３０がローラ１０によって閉塞されるまでの間に、各圧縮室２６，２７に取り込まれた吸入冷媒ガスの一部がダンパー室９５に押し戻される特異性を有している。このため、ダンパー室９５の内容積は、各圧縮室２６，２７からダンパー室９５への押し戻し冷媒ガスの体積よりも大きく設定されている。
【００３８】
電動機２を収納する電動機室７０の上部空間と下部空間とは、電動機２の固定子４の外側に設けた冷却通路７１で連通しており、油溜３５は電動機室７０の下部空間に通じている。
【００３９】
圧縮機支持脚７２は、密閉容器１の側端部シェル（底部）１ｂと本体シェル１ａとの３部品を同時溶接固定が容易にできるように配置されている。
【００４０】
連通管６４と連通管６５のマフラー室５０への開口端はマフラー室５０の底部壁面に対向して接近配置されている。そして、連通管６４と連通管６５の開口端が対向するマフラー室５０のそれぞれの底部壁面は、ほぼ同一高さで配置されている。
【００４１】
以上のように構成されたローリングピストン型ロータリ冷媒圧縮機について、その動作を説明する。
【００４２】
電動機６の回転子５に連結された駆動軸６が回転するに伴い、前述の図９（ａ）〜図９（ｄ）の圧縮原理によって冷媒ガスが圧縮室２６と圧縮室２７とでそれぞれ吸入・圧縮され、吐出弁装置６１と吐出弁装置６２，吐出ガイド６３を経て電動機室７０に排出される。
【００４３】
電動機室７０に排出された冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一部は分離されて油溜３５に帰還し、残りの潤滑油は冷媒ガスと共に吐出管４９を経て圧縮機外部に送出される。
【００４４】
一方、冷凍サイクル配管系の低圧側から外部吸入配管９２を経由してマフラー室５０に流入した冷媒ガス（潤滑油を含む）は、潤滑油の一部を分離して連通管６４と連通管６５を経由して吸入口２８，吸入口３０に直接流入し、圧縮室２６と圧縮室２７の吸入側に交互に流入する。
【００４５】
連通管６４と連通管６５の開口端がマフラー室５０の底部壁面に対向接近しているので、マフラー室５０の冷媒ガスが連通管６４と連通管６５に吸い込まれる際に、マフラー室５０の底部に貯溜する潤滑油も一緒に吸い込まれる。
【００４６】
圧縮室２６と圧縮室２７で吸入行程中の吸入冷媒ガスは、図９（ａ）〜図９（ｄ）で説明した吸入・圧縮原理によって連通管６４，連通管６５内を出入りする。
【００４７】
吸入口２８，吸入口３０から連通管６４，連通管６５に逆流しょうとする冷媒ガスは、その大部分が吸入ダンパー室９５に漏れ込み、連通管６４，連通管６５への冷媒逆流量は極めて少ない。また、連通管６４，連通管６５の長さが短いので、連通管６４，連通管６５に逆流した冷媒ガスは、瞬時にマフラー室５０に流れ込み、連通管６４，連通管６５内で吸入気体が流入と逆流を繰り返すことによる圧力脈動はほとんど生じない。
【００４８】
圧縮室２６の吸入口２８から吸入ダンパー室９５に冷媒ガスが排出されている時、圧縮室２７では吸入容積が拡大行程のため、吸入ダンパー室９５に逆流する冷媒ガスは吸入口３０を介して圧縮室２７に吸引されるので、吸入ダンパー室９５においても、吸入冷媒ガス逆流による圧力脈動がほとんど生じることがない。
【００４９】
また、シリンダ１５内に取り込まれた冷媒ガスが吸入ダンパー室９５に向かって吸入口２８，吸入口３０を逆流する時、吸入口２８，３０が閉塞するので吸入行程中での昇圧は極めて小さい。
【００５０】
以上のように上記実施例によれば、圧縮室２６の吸入口２８および圧縮室２７の吸入口３０と圧縮機外部吸入配管９２との間に共通の吸入ダンパー室９５を配設し、吸入ダンパー室９５は、電動機２の側に配置された主軸受８と共に駆動軸６を支持すべくシリンダブロック１１の反電動機側に配設された副軸受９に吸入口２８，吸入口３０に隣接して設けられたことにより、シリンダ１１への冷媒ガス流入と、シリンダ１１から圧縮機外部吸入配管９２に向かう一部冷媒ガス逆流とに基づく吸入経路内で生じる吸入冷媒ガスの脈動が吸入口２８，吸入口３０に最も近いダンパー室９５で減衰される結果、吸入冷媒ガスの流れが円滑になって吸入通路抵抗が小さくなり、圧縮室２６，圧縮室２７の吸入効率を向上することができる。また、圧縮機外部吸入配管９２の振動も低減することができる。
【００５１】
また上記実施例によれば、吸入ダンパー室９５と圧縮機外部吸入配管９２との間が、圧縮部３と電動機２を収納する密閉容器１の壁面を貫通し且つ吸入口２８，吸入口３０に対向開口して配置された連通管６４，連通管６５で接続されたことにより、圧縮機外部から連通管６４，連通管６５を介して導入された吸入冷媒ガスが直接的に吸入口２８，吸入口３０に導かれ、吸入冷媒ガスの吸熱を少なくできる一方、圧縮室２６（圧縮室２７）から吸入口２８（吸入口３０）を介して圧縮機外部配管９２に向かって逆流しょうとする吸入冷媒ガスがダンパー室９５を介して他の吸入口３０と圧縮室２７に短絡的に吸引される結果、圧縮機外部配管９２での気体圧力脈動の発生が抑制されるので、吸入配管系の振動を少なくできる。
【００５２】
また、シリンダ１５内に取り込まれた吸入冷媒ガスの一部を吸入口２８，吸入口３０がローラ１０によって閉塞されるまでの間に、吸入口２８，吸入口３０から排出する際のシリンダ１５内圧力上昇が吸入冷媒ガスの円滑な流れによって抑制されるので、圧縮損失を少なくできる。
【００５３】
また上記実施例によれば、吸入口２８，吸入口３０の吸入ダンパー室９５側開口部が、吸入口２８（吸入口３０）に対向する連通管６４（連通管６５）の開口端より大きく、且つ連通管６４（連通管６５）の開口端に接近配置されたことにより、圧縮室２６，圧縮室２７から吸入口２８，吸入口３０を介して圧縮機外部吸入配管９２に逆流しょうとする吸入冷媒ガスが連通管６４，連通管６５に逆流するより吸入ダンパー室９５への流入量が大部分となるので、連通管６４，連通管６５内での吸入冷媒ガス圧力脈動を少なくでき、吸入配管振動を低減することができる。
【００５４】
また上記実施例によれば、連通管６４，連通管６５と圧縮機外部吸入配管９２との間に共通のマフラー室５０を配置したことにより、連通管６４（連通管６５）を通してマフラー室５０に逆流する吸入冷媒ガスが他方の連通管６５（連通管６４）から再び吸入ダンパー室９５に導入される形態の閉循環経路を形成し、圧縮機外部吸入配管９２への逆流を回避させると共に、マフラー室５０内の吸入冷媒ガスを素早くシリンダ１５内に取り込むことができる。その結果、圧縮機外部吸入配管９２の冷媒ガスの追従性が良くなり、吸入効率を向上することができる。
【００５５】
また上記実施例によれば、マフラー室５０を密閉容器１の外部に配置したが、吸入冷媒ガスの吸熱を許容するならば、マフラー室を密閉容器１の内部（副軸受９と側端部シェル１ｂとの間）に配置して、圧縮機の小型化を図ることも可能である。
【００５６】
また上記実施例によれば、シリンダブロック１１に二つのブレード１４，２４を等間隔に配置させたが、更に多くのブレードを等間隔または不等間隔で配置させた場合も同様の作用効果を発揮する。
【００５７】
また、上記実施例では冷媒圧縮機について説明したが、他の気体（例えば、酸素，窒素，ヘリウム，空気など）を圧縮する気体圧縮機の場合も同様な作用・効果を生じるものである。
【００５８】
【発明の効果】
上記実施例から明かなように、請求項１に記載の発明は、密閉容器の内部に電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部のシリンダブロックに設けた円筒内面を有するシリンダと、前記電動機に連結する駆動軸のクランク部に外装し且つ前記シリンダの内面に沿って移動するローラと、前記ローラの外周面に先端が摺接すべく前記シリンダブロックから前記シリンダ内に出没して前記円筒内面と前記ローラの外周面とで形成される圧縮室を仕切る複数のブレードと、分割された各圧縮室にそれぞれ吸入口と吐出口を備えたロータリ圧縮機機 構を形成し、前記各圧縮室の吸入口と圧縮機外部吸入配管系との間に共通の吸入ダンパー室を配設し、吸入ダンパー室は、電動機の側に配置された主軸受と共に駆動軸を支持すべくシリンダブロックの反電動機側に配設された副軸受に吸入口に隣接して設けられたロータリ圧縮機であって、前記吸入ダンパー室と前記圧縮機外部吸入配管系との間が、前記密閉容器の壁面を貫通し且つ前記各吸入口に対向開口して配置された複数の連通管で接続されると共に、前記各吸入口の吸入ダンパー室側開口部は、前記吸入口に対向する連通管の開口端より大きく、且つ前記連通管の前記開口端に接近配置されたもので、この構成によれば、シリンダへの気体流入と、シリンダから圧縮機外部吸入配管系に向かう一部気体逆流とに基づき吸入経路内で生じる吸入気体の脈動が吸入口に最も近い吸入ダンパー室で減衰される結果、圧縮機外部吸入配管系の振動を低減することができると共に、吸入気体の流れが円滑になって吸入通路抵抗が小さくなり、各圧縮室の吸入効率を向上することができる。また、シリンダ内に取り込まれた吸入気体の一部を吸入口が閉塞されるまでの間に、吸入口から排出する際のシリンダ内圧力上昇を吸入気体の円滑な流れによって抑制できるので、圧縮損失を少なくできる。
【００５９】
さらに、この構成によれば、圧縮機外部から各連通管を介して導入された吸入気体が直接的に吸入口に導かれ、吸入気体の吸熱が少なくできる一方、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部吸入配管系に逆流しょうとする気体がダンパー室を介して他の吸入口と圧縮室に短絡的に吸引される結果、圧縮機外部吸入配管系での気体圧力脈動の発生が抑制されるので、配管系の振動を少なくできる。
【００６０】
また、この構成によれば、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部吸入配管系に逆流しょうとする気体が連通管に逆流するよりダンパー室への流入量が大部分となるので、連通管内での気体圧力脈動を少なくでき、吸入配管振動を低減することができる。
【００６１】
請求項２に記載の発明は、複数の連通管と圧縮機外部吸入配管系との間に共通のマフラー室を配置したもので、この構成によれば、連通管を通してマフラー室に逆流する吸入気体が他方の連通管から再び吸入ダンパー室に導入される形態の閉循環経路を形成し、圧縮機外部吸入配管系への逆流を回避させると共に、マフラー室内の吸入気体を素早くシリンダ内に取り込むことができる。その結果、圧縮機外部吸入配管系の吸入気体の追従性が良くなり、吸入効率を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示すローリングピストン型ロータリ冷媒圧縮機の縦断面図
【図２】 図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図
【図３】 従来のローリングピストン型ロータリ圧縮機の縦断面図
【図４】 同圧縮機の圧縮部横断面図
【図５】 従来の別のローリングピストン型ロータリ圧縮機の圧縮部横断面図
【図６】 同圧縮機の負荷トルク変動特性図
【図７】 同類圧縮機の横断面図
【図８】 従来の更に別のローリングピストン型ロータリ圧縮機の要部縦断面図
【図９】 （ａ）〜（ｄ）同圧縮機の圧縮原理説明図
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 電動機
３ 圧縮部
６ 駆動軸
７ クランク部
８ 主軸受
９ 副軸受
１０ ローラ
１１ シリンダブロック
１４ ブレード
１５ シリンダ
２４ ブレード
２６ 圧縮室
２７ 圧縮室
２８ 吸入口
２９ 吐出口
３０ 吸入口
３１ 吐出口
５０ マフラー室
５１ マフラー室
６１ 吐出弁装置
６２ 吐出弁装置
６４ 連通管
６５ 連通管
９１ 潤滑油
９３ 吐出弁板
９４ 吸入側板
９５ 吸入ダンパー室
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリ圧縮機の吸入通路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調機用圧縮機に多く使用されているローリングピストン型ロータリ圧縮機の構造は、図３に示す縦断面，図４に示す圧縮要素部横断面で代表される如く、周知されている。
【０００３】
すなわち、密閉容器１０１の内部に電動機１０２と、この電動機１０２に駆動される圧縮部１０３を設けて構成され、圧縮部１０３の駆動軸１０６が電動機１０２に連結されてシリンダブロック１１１の両側に配置された主軸受１０８と副軸受１０９で支持されている。
【０００４】
シリンダ１１９を備えたシリンダブロック１１１の内側には、駆動軸１０６の主軸から偏心したクランク部１０７に外装するローラ１１０がシリンダ１１９の内壁に接近して配置され、圧縮室１１５を形成している。
【０００５】
シリンダブロック１１１の案内溝１１２には、ブレード１１４とブレード１１４の先端をローラ１１０に付勢するバネ装置１１３が配置されており、圧縮室１１５が吸入側と圧縮側とに区画されている。
【０００６】
シリンダブロック１１１には、ブレード１１４を境としてシリンダ１１９に開口する吸入口１１６と吐出口１１７が設けられている。
【０００７】
吸入口１１６には、低圧側冷媒を貯溜するためのアキュームレータ１６０が接続されている。
【０００８】
しかしながら、このような一つの圧縮室１１５を有する構成のロータリ圧縮機は、圧縮トルク変動が大きいことから、振動が大きく圧縮機配管系を破損するという課題があり、図５に示す如く、シリンダ２１９内に二つの圧縮室を備えたローリングピストン型ロータリ圧縮機が提案されている。
【０００９】
同図は、シリンダブロック２１１に設けた案内溝２２０にブレード２２１とバネ装置２２２を、案内溝２２３にブレード２２４とバネ装置２２５を各々配置して、圧縮室２２６と圧縮室２２７を備えている。
【００１０】
圧縮室２２６には吸入口２２８と吐出口２２９が開口し、圧縮室２２７には吸入口２３０と吐出口２３１が開口している。
【００１１】
このような二つのブレードを備えた構成の圧縮機は、図６に示す如く、駆動軸２０６の一回転当りの圧縮トルク作用範囲が２分割され、圧縮機振動が図３と図４の構成の圧縮機よりも半減する（特開昭６３−２０８６８８号公報）。
【００１２】
一方、上述のシリンダブロック２１１に吸入口２２８と吸入口２３０を備えた圧縮機は、例えば図７で示す如く、吸入側に第１のアキュームレータ２１８と第２のアキュームレータ２１４を配置する構成となり、圧縮機全体が大型化する。この改善策として、吸入配管系簡素化のために図８に示す構成が提案されている（特開平１−２４９９７７号公報）。
【００１３】
同図は、アキュームレータ３５０が密閉容器３０１の側壁を貫通して一方の圧縮室の吸入口３４９に接続される共に、吸入口３４９が他方の圧縮室の吸込口に密閉容器３０１内の連通管３６３を介して連通させている。連通管３６３は、駆動軸３３６を支持する主軸受３３４の軸受ボス部を迂回して構成されている。
【００１４】
【発明が解決しょうとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では、以下に述べる如く、吸入気体流れに基づく課題があつた。
【００１５】
すなわち、上述のような一つのシリンダブロックに二つのブレードを配置してシリンダ内に二つの圧縮室を形成する圧縮機の圧縮原理は、図９（ａ）〜図９（ｄ）に示す通りである。
【００１６】
すなわち、図９（ａ）における斜線で示す空間は、圧縮室の最大吸入行程容積の状態を示す。図９（ｂ）における斜線で示す空間は、圧縮室の最小吸入行程容積の状態で吸入口が閉塞される直前の圧縮室を示し、図９（ａ）における最大吸入行程容積の状態から縮小している。この吸入行程容積の減少は、吸入気体が吸入口を通じて吸入配管系に逆流することを意味する。図９（ｃ）における斜線で示す空間は、吸入口が閉塞されて実質的な圧縮開始の状態を示す。図９（ｄ）における斜線で示す空間は、圧縮室圧力が上昇した結果、吐出口を通じて圧縮室から排出される状態を示す。
【００１７】
このような吸入・圧縮行程における吸入気体の流入と逆流が生じるので、図８のような不均等な吸入経路の分流と吸入経路の迂回による経路長さが異なる構成では、吸入経路に生じる脈動が互いに干渉し合い、その結果、吸入経路抵抗が大きくなり、圧縮効率が著しく低下するという課題があった。
【００１８】
本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、圧縮効率の向上と吸入配管系の振動低減を図ることを目的とするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、各圧縮室の吸入口と圧縮機外部吸入配管系との間に共通のダンパー室を吸入口の近くに設けて各吸入経路の脈動発生を抑制するものである。
【００２０】
上記ダンパー室の設置によって、吸入経路の通路抵抗が少なく、圧縮機外部吸入配管系の脈動が低減し、圧縮機の吸入効率向上と振動低減が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、密閉容器の内部に電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部のシリンダブロックに設けた円筒内面を有するシリンダと、前記電動機に連結する駆動軸のクランク部に外装し且つ前記シリンダの内面に沿って移動するローラと、前記ローラの外周面に先端が摺接すべく前記シリンダブロックから前記シリンダ内に出没して前記円筒内面と前記ローラの外周面とで形成される圧縮室を仕切る複数のブレードと、分割された各圧縮室にそれぞれ吸入口と吐出口を備えたロータリ圧縮機機構を形成し、前記各圧縮室の吸入口と圧縮機外部吸入配管系との間に共通の吸入ダンパー室を配設し、前記吸入ダンパー室は、前記電動機の側に配置された主軸受と共に前記駆動軸を支持すべく前記シリンダブロックの反電動機側に配設された副軸受に前記吸入口に隣接して設けられたロータリ圧縮機であって、前記吸入ダンパー室と前記圧縮機外部吸入配管系との間が、前記密閉容器の壁面を貫通し且つ前記各吸入口に対向開口して配置された複数の連通管で接続されると共に、前記各吸入口の吸入ダンパー室側開口部は、前記吸入口に対向する連通管の開口端より大きく、且つ前記連通管の前記開口端に接近配置されたものである。そしてこの構成によれば、吸入経路内で生じるシリンダへの気体流入と、シリンダから圧縮機外部吸入配管系への一部気体逆流とに基づく吸入気体の脈動が吸入口に最も近いダンパー室で減衰される結果、吸入通路抵抗が小さくなり、各圧縮室の吸入効率が向上する。また、圧縮機吸入配管系の振動が低減する。
【００２２】
さらに、この構成によれば、圧縮機外部から各連通管を介して導入された吸入気体が直接的に吸入口に導かれ、吸入気体の吸熱が少なくなる一方、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部配管系に逆流しょうとする気体がダンパー室を介して他の吸入口と圧縮室に短絡的に吸引され、圧縮機外部配管系での気体圧力脈動の発生が抑制され、配管系の振動が少なくなる。
【００２３】
また、この構成によれば、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部配管系に逆流しょうと
する気体が連通管に逆流するよりダンパー室への流入量が大部分となり、連通管内での気体圧力脈動を少なくできる。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、複数の連通管と圧縮機外部吸入配管系との間に共通のマフラー室を配置したものである。そしてこの構成によれば、連通管を通してマフラー室に逆流する吸入気体が他方の連通管から再び吸入ダンパー室に導入される形態の閉循環経路を形成し、圧縮機外部吸入配管系への逆流を遮断させることができる。
【００２５】
【実施例】
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、ローリングピストン型ロータリ冷媒圧縮機の縦断面を表し、密閉容器１の内部の上部に電動機２、下部に圧縮部３が配置され、圧縮機の外部配管系に接続する吐出管４９が電動機２の上部空間に接続されている。密閉容器１の底外部に圧縮部３の吸入側に連通するマフラー室５０が配置され、外部吸入配管９２に接続されている。
【００２７】
圧縮部３は、密閉容器１に内接固定された主軸受８と副軸受９がシリンダブロック１１を挟んで固定されている。
【００２８】
電動機２の回転子５に連結した駆動軸６が主軸受８と副軸受９に支持され、駆動軸６のクランク部７にローラ１０が装嵌されている。
【００２９】
主軸受８とシリンダブロック１１との間には吐出弁板９３が配置され、主軸受８と吐出弁板９３とで吐出室９４が形成されている。
【００３０】
副軸受９とシリンダブロック１１との間には吸入側板９４が配置され、副軸受９と吸入側板９４とで吸入ダンパー室９５が形成されている。
【００３１】
図２に示す如く、シリンダブロック１１に設けた案内溝１２にはブレード１４が装着され、バネ装置１３によってブレード１４の先端がローラ１０に押接されている。また、その反対側位置に設けた案内溝２３にはブレード２４が装着され、バネ装置２５によってブレード２４の先端がローラ１０に押接されている。
【００３２】
ブレード１４とブレード２４によって仕切られた圧縮室２６と圧縮室２７に開口する吸入口２８と吸入口３０がシリンダブロック１１の吸入側板９４取り付け面側と吸入側９４に、吐出口２９と吐出口３１がシリンダブロック１１の吐出弁板９３取り付け面側と吐出弁板９３にそれぞれ対称位置に設けられている。
【００３３】
吐出弁装置６１と吐出弁装置６２とが吐出弁板に、吐出ガイド６３が主軸受８に配置されて吐出冷媒通路の一部を成す。
【００３４】
吸入ダンパー室９５とマフラー室５０とは密閉容器１の端部側シェル１ｂと副軸受９とを貫通する２本の連通管６４と連通管６５とで連通している。
【００３５】
吸入穴２８と吸入穴３０のダンパー室９５側開口端は、シリンダ１５側より凹設拡大形成されており、連通管６４と連通管６５のダンパー室９５側開口端は吸入穴２８，３０の凹設底部に接近するまで伸長している。
【００３６】
連通管６４と連通管６５は、密閉容器１の側端部シェル（底部）１ｂとマフラー室５０とに銀ロー付けされた後、副軸受９に挿入接続され、更に、マフラー室５０が密閉容器１
の本体シェル１ａに溶接固定される。マフラー室５０の外径はを密閉容器１の本体シェル１ａの外径より小さく設定されており、密閉容器１の側端部シェル（底部）１ｂと本体シェル１ａとの溶接作業を容易にしている。
【００３７】
本圧縮機構では、各圧縮室２６，２７の吸入容積が最大になった時点から各吸入口２８，３０がローラ１０によって閉塞されるまでの間に、各圧縮室２６，２７に取り込まれた吸入冷媒ガスの一部がダンパー室９５に押し戻される特異性を有している。このため、ダンパー室９５の内容積は、各圧縮室２６，２７からダンパー室９５への押し戻し冷媒ガスの体積よりも大きく設定されている。
【００３８】
電動機２を収納する電動機室７０の上部空間と下部空間とは、電動機２の固定子４の外側に設けた冷却通路７１で連通しており、油溜３５は電動機室７０の下部空間に通じている。
【００３９】
圧縮機支持脚７２は、密閉容器１の側端部シェル（底部）１ｂと本体シェル１ａとの３部品を同時溶接固定が容易にできるように配置されている。
【００４０】
連通管６４と連通管６５のマフラー室５０への開口端はマフラー室５０の底部壁面に対向して接近配置されている。そして、連通管６４と連通管６５の開口端が対向するマフラー室５０のそれぞれの底部壁面は、ほぼ同一高さで配置されている。
【００４１】
以上のように構成されたローリングピストン型ロータリ冷媒圧縮機について、その動作を説明する。
【００４２】
電動機６の回転子５に連結された駆動軸６が回転するに伴い、前述の図９（ａ）〜図９（ｄ）の圧縮原理によって冷媒ガスが圧縮室２６と圧縮室２７とでそれぞれ吸入・圧縮され、吐出弁装置６１と吐出弁装置６２，吐出ガイド６３を経て電動機室７０に排出される。
【００４３】
電動機室７０に排出された冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一部は分離されて油溜３５に帰還し、残りの潤滑油は冷媒ガスと共に吐出管４９を経て圧縮機外部に送出される。
【００４４】
一方、冷凍サイクル配管系の低圧側から外部吸入配管９２を経由してマフラー室５０に流入した冷媒ガス（潤滑油を含む）は、潤滑油の一部を分離して連通管６４と連通管６５を経由して吸入口２８，吸入口３０に直接流入し、圧縮室２６と圧縮室２７の吸入側に交互に流入する。
【００４５】
連通管６４と連通管６５の開口端がマフラー室５０の底部壁面に対向接近しているので、マフラー室５０の冷媒ガスが連通管６４と連通管６５に吸い込まれる際に、マフラー室５０の底部に貯溜する潤滑油も一緒に吸い込まれる。
【００４６】
圧縮室２６と圧縮室２７で吸入行程中の吸入冷媒ガスは、図９（ａ）〜図９（ｄ）で説明した吸入・圧縮原理によって連通管６４，連通管６５内を出入りする。
【００４７】
吸入口２８，吸入口３０から連通管６４，連通管６５に逆流しょうとする冷媒ガスは、その大部分が吸入ダンパー室９５に漏れ込み、連通管６４，連通管６５への冷媒逆流量は極めて少ない。また、連通管６４，連通管６５の長さが短いので、連通管６４，連通管６５に逆流した冷媒ガスは、瞬時にマフラー室５０に流れ込み、連通管６４，連通管６５内で吸入気体が流入と逆流を繰り返すことによる圧力脈動はほとんど生じない。
【００４８】
圧縮室２６の吸入口２８から吸入ダンパー室９５に冷媒ガスが排出されている時、圧縮室２７では吸入容積が拡大行程のため、吸入ダンパー室９５に逆流する冷媒ガスは吸入口３０を介して圧縮室２７に吸引されるので、吸入ダンパー室９５においても、吸入冷媒ガス逆流による圧力脈動がほとんど生じることがない。
【００４９】
また、シリンダ１５内に取り込まれた冷媒ガスが吸入ダンパー室９５に向かって吸入口２８，吸入口３０を逆流する時、吸入口２８，３０が閉塞するので吸入行程中での昇圧は極めて小さい。
【００５０】
以上のように上記実施例によれば、圧縮室２６の吸入口２８および圧縮室２７の吸入口３０と圧縮機外部吸入配管９２との間に共通の吸入ダンパー室９５を配設し、吸入ダンパー室９５は、電動機２の側に配置された主軸受８と共に駆動軸６を支持すべくシリンダブロック１１の反電動機側に配設された副軸受９に吸入口２８，吸入口３０に隣接して設けられたことにより、シリンダ１１への冷媒ガス流入と、シリンダ１１から圧縮機外部吸入配管９２に向かう一部冷媒ガス逆流とに基づく吸入経路内で生じる吸入冷媒ガスの脈動が吸入口２８，吸入口３０に最も近いダンパー室９５で減衰される結果、吸入冷媒ガスの流れが円滑になって吸入通路抵抗が小さくなり、圧縮室２６，圧縮室２７の吸入効率を向上することができる。また、圧縮機外部吸入配管９２の振動も低減することができる。
【００５１】
また上記実施例によれば、吸入ダンパー室９５と圧縮機外部吸入配管９２との間が、圧縮部３と電動機２を収納する密閉容器１の壁面を貫通し且つ吸入口２８，吸入口３０に対向開口して配置された連通管６４，連通管６５で接続されたことにより、圧縮機外部から連通管６４，連通管６５を介して導入された吸入冷媒ガスが直接的に吸入口２８，吸入口３０に導かれ、吸入冷媒ガスの吸熱を少なくできる一方、圧縮室２６（圧縮室２７）から吸入口２８（吸入口３０）を介して圧縮機外部配管９２に向かって逆流しょうとする吸入冷媒ガスがダンパー室９５を介して他の吸入口３０と圧縮室２７に短絡的に吸引される結果、圧縮機外部配管９２での気体圧力脈動の発生が抑制されるので、吸入配管系の振動を少なくできる。
【００５２】
また、シリンダ１５内に取り込まれた吸入冷媒ガスの一部を吸入口２８，吸入口３０がローラ１０によって閉塞されるまでの間に、吸入口２８，吸入口３０から排出する際のシリンダ１５内圧力上昇が吸入冷媒ガスの円滑な流れによって抑制されるので、圧縮損失を少なくできる。
【００５３】
また上記実施例によれば、吸入口２８，吸入口３０の吸入ダンパー室９５側開口部が、吸入口２８（吸入口３０）に対向する連通管６４（連通管６５）の開口端より大きく、且つ連通管６４（連通管６５）の開口端に接近配置されたことにより、圧縮室２６，圧縮室２７から吸入口２８，吸入口３０を介して圧縮機外部吸入配管９２に逆流しょうとする吸入冷媒ガスが連通管６４，連通管６５に逆流するより吸入ダンパー室９５への流入量が大部分となるので、連通管６４，連通管６５内での吸入冷媒ガス圧力脈動を少なくでき、吸入配管振動を低減することができる。
【００５４】
また上記実施例によれば、連通管６４，連通管６５と圧縮機外部吸入配管９２との間に共通のマフラー室５０を配置したことにより、連通管６４（連通管６５）を通してマフラー室５０に逆流する吸入冷媒ガスが他方の連通管６５（連通管６４）から再び吸入ダンパー室９５に導入される形態の閉循環経路を形成し、圧縮機外部吸入配管９２への逆流を回避させると共に、マフラー室５０内の吸入冷媒ガスを素早くシリンダ１５内に取り込むことができる。その結果、圧縮機外部吸入配管９２の冷媒ガスの追従性が良くなり、吸入効率を向上することができる。
【００５５】
また上記実施例によれば、マフラー室５０を密閉容器１の外部に配置したが、吸入冷媒ガスの吸熱を許容するならば、マフラー室を密閉容器１の内部（副軸受９と側端部シェル１ｂとの間）に配置して、圧縮機の小型化を図ることも可能である。
【００５６】
また上記実施例によれば、シリンダブロック１１に二つのブレード１４，２４を等間隔に配置させたが、更に多くのブレードを等間隔または不等間隔で配置させた場合も同様の作用効果を発揮する。
【００５７】
また、上記実施例では冷媒圧縮機について説明したが、他の気体（例えば、酸素，窒素，ヘリウム，空気など）を圧縮する気体圧縮機の場合も同様な作用・効果を生じるものである。
【００５８】
【発明の効果】
上記実施例から明かなように、請求項１に記載の発明は、密閉容器の内部に電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部のシリンダブロックに設けた円筒内面を有するシリンダと、前記電動機に連結する駆動軸のクランク部に外装し且つ前記シリンダの内面に沿って移動するローラと、前記ローラの外周面に先端が摺接すべく前記シリンダブロックから前記シリンダ内に出没して前記円筒内面と前記ローラの外周面とで形成される圧縮室を仕切る複数のブレードと、分割された各圧縮室にそれぞれ吸入口と吐出口を備えたロータリ圧縮機機 構を形成し、前記各圧縮室の吸入口と圧縮機外部吸入配管系との間に共通の吸入ダンパー室を配設し、吸入ダンパー室は、電動機の側に配置された主軸受と共に駆動軸を支持すべくシリンダブロックの反電動機側に配設された副軸受に吸入口に隣接して設けられたロータリ圧縮機であって、前記吸入ダンパー室と前記圧縮機外部吸入配管系との間が、前記密閉容器の壁面を貫通し且つ前記各吸入口に対向開口して配置された複数の連通管で接続されると共に、前記各吸入口の吸入ダンパー室側開口部は、前記吸入口に対向する連通管の開口端より大きく、且つ前記連通管の前記開口端に接近配置されたもので、この構成によれば、シリンダへの気体流入と、シリンダから圧縮機外部吸入配管系に向かう一部気体逆流とに基づき吸入経路内で生じる吸入気体の脈動が吸入口に最も近い吸入ダンパー室で減衰される結果、圧縮機外部吸入配管系の振動を低減することができると共に、吸入気体の流れが円滑になって吸入通路抵抗が小さくなり、各圧縮室の吸入効率を向上することができる。また、シリンダ内に取り込まれた吸入気体の一部を吸入口が閉塞されるまでの間に、吸入口から排出する際のシリンダ内圧力上昇を吸入気体の円滑な流れによって抑制できるので、圧縮損失を少なくできる。
【００５９】
さらに、この構成によれば、圧縮機外部から各連通管を介して導入された吸入気体が直接的に吸入口に導かれ、吸入気体の吸熱が少なくできる一方、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部吸入配管系に逆流しょうとする気体がダンパー室を介して他の吸入口と圧縮室に短絡的に吸引される結果、圧縮機外部吸入配管系での気体圧力脈動の発生が抑制されるので、配管系の振動を少なくできる。
【００６０】
また、この構成によれば、圧縮室から吸入口を介して圧縮機外部吸入配管系に逆流しょうとする気体が連通管に逆流するよりダンパー室への流入量が大部分となるので、連通管内での気体圧力脈動を少なくでき、吸入配管振動を低減することができる。
【００６１】
請求項２に記載の発明は、複数の連通管と圧縮機外部吸入配管系との間に共通のマフラー室を配置したもので、この構成によれば、連通管を通してマフラー室に逆流する吸入気体が他方の連通管から再び吸入ダンパー室に導入される形態の閉循環経路を形成し、圧縮機外部吸入配管系への逆流を回避させると共に、マフラー室内の吸入気体を素早くシリンダ内に取り込むことができる。その結果、圧縮機外部吸入配管系の吸入気体の追従性が良くなり、吸入効率を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例を示すローリングピストン型ロータリ冷媒圧縮機の縦断面図
【図２】 図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図
【図３】 従来のローリングピストン型ロータリ圧縮機の縦断面図
【図４】 同圧縮機の圧縮部横断面図
【図５】 従来の別のローリングピストン型ロータリ圧縮機の圧縮部横断面図
【図６】 同圧縮機の負荷トルク変動特性図
【図７】 同類圧縮機の横断面図
【図８】 従来の更に別のローリングピストン型ロータリ圧縮機の要部縦断面図
【図９】 （ａ）〜（ｄ）同圧縮機の圧縮原理説明図
【符号の説明】
１ 密閉容器
２ 電動機
３ 圧縮部
６ 駆動軸
７ クランク部
８ 主軸受
９ 副軸受
１０ ローラ
１１ シリンダブロック
１４ ブレード
１５ シリンダ
２４ ブレード
２６ 圧縮室
２７ 圧縮室
２８ 吸入口
２９ 吐出口
３０ 吸入口
３１ 吐出口
５０ マフラー室
５１ マフラー室
６１ 吐出弁装置
６２ 吐出弁装置
６４ 連通管
６５ 連通管
９１ 潤滑油
９３ 吐出弁板
９４ 吸入側板
９５ 吸入ダンパー室
Claims (2)
- 密閉容器の内部に電動機と圧縮部を配置し、前記圧縮部のシリンダブロックに設けた円筒内面を有するシリンダと、前記電動機に連結する駆動軸のクランク部に外装し且つ前記シリンダの内面に沿って移動するローラと、前記ローラの外周面に先端が摺接すべく前記シリンダブロックから前記シリンダ内に出没して前記円筒内面と前記ローラの外周面とで形成される圧縮室を仕切る複数のブレードと、分割された各圧縮室にそれぞれ吸入口と吐出口を備えたロータリ圧縮機機構を形成し、前記各圧縮室の吸入口と圧縮機外部吸入配管系との間に共通の吸入ダンパー室を配設し、前記吸入ダンパー室は、前記電動機の側に配置された主軸受と共に前記駆動軸を支持すべく前記シリンダブロックの反電動機側に配設された副軸受に前記吸入口に隣接して設けられたロータリ圧縮機であって、前記吸入ダンパー室と前記圧縮機外部吸入配管系との間が、前記密閉容器の壁面を貫通し且つ前記各吸入口に対向開口して配置された複数の連通管で接続されると共に、前記各吸入口の吸入ダンパー室側開口部は、前記吸入口に対向する連通管の開口端より大きく、且つ前記連通管の前記開口端に接近配置されたことを特徴とするロータリ圧縮機。
- 複数の連通管と圧縮機外部吸入配管系との間に共通のマフラー室を配置した請求項１記載のロータリ圧縮機。
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