JP3986283B2

JP3986283B2 - Rotary compressor

Info

Publication number: JP3986283B2
Application number: JP2001296180A
Authority: JP
Inventors: 隆泰斎藤; 昌也只野; 晴久山崎; 兼三松本; 大松浦; 里　　和哉; 俊行江原; 悟今井; 淳志小田; 孝佐藤; 裕之松森
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003097469A

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と、この電動要素にて駆動される回転圧縮要素を設けて成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】
従来のこの種ロータリコンプレッサ、特に、内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサでは、第１の回転圧縮要素の吸込ポートから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。そして、この密閉容器内の中間圧の冷媒ガスは第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冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て放熱器に流入し、放熱した後、膨張弁で絞られて蒸発器で吸熱し、第１の回転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。
【０００３】
係るロータリコンプレッサに、高低圧差の大きい冷媒、例えば炭酸ガスの一例としての二酸化炭素（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）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように第２の回転圧縮要素の吐出圧力は極めて高い圧力となるが、従来では各シリンダを、軸受けを有する支持部材に、当該軸受けを中心として同心円状に配置されたボルトによって締結するのみであったため、シリンダからのガスリークが懸念されていた。
【０００５】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、ＣＯ₂を冷媒として用いたロータリコンプレッサにおけるシリンダからのガスリークを効果的に防止することを目的とする。
【０００６】
【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は、密閉容器内に電動要素と、この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ＣＯ₂冷媒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冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するものであって、第１の回転圧縮要素を構成するための第１のシリンダと、第２の回転圧縮要素を構成するための第２のシリンダと、第１のシリンダの開口面を閉塞すると共に、中央に回転軸の軸受けを有する第１の支持部材と、第２のシリンダの開口面を閉塞すると共に、中央に回転軸の軸受けを有する第２の支持部材と、軸受け外側の各支持部材に形成され、シリンダ内部と連通する吐出消音室と、第１の支持部材に取り付けられ、第１の支持部材の吐出消音室の開口部を閉塞する第１のカバーと、第２の支持部材に取り付けられ、第２の支持部材の吐出消音室の開口部を閉塞する第２のカバーとを備え、第１のカバー、第１の支持部材、各シリンダ及び第２の支持部材を複数の第１の主ボルトにより締結すると共に、第２のカバー、第２の支持部材、各シリンダ及び第１の支持部材を複数の第２の主ボルトにより締結し、これら主ボルトの外側に位置する補助ボルトにより、各シリンダ及び各支持部材を締結したことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この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ＣＯ₂冷媒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冷媒ガスを第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１の回転圧縮要素を構成するための第１のシリンダと、第２の回転圧縮要素を構成するための第２のシリンダと、第１のシリンダの開口面を閉塞すると共に、中央に回転軸の軸受けを有する第１の支持部材と、第２のシリンダの開口面を閉塞すると共に、中央に回転軸の軸受けを有する第２の支持部材と、軸受け外側の各支持部材に形成され、シリンダ内部と連通する吐出消音室と、第１の支持部材に取り付けられ、第１の支持部材の吐出消音室の開口部を閉塞する第１のカバーと、第２の支持部材に取り付けられ、第２の支持部材の吐出消音室の開口部を閉塞する第２のカバーとを備え、第１のカバー、第１の支持部材、各シリンダ及び第２の支持部材を複数の第１の主ボルトにより締結すると共に、第２のカバー、第２の支持部材、各シリンダ及び第１の支持部材を複数の第２の主ボルトにより締結し、これら主ボルトの外側に位置する補助ボルトにより、各シリンダ及び各支持部材を締結したので、高圧となる第２の回転圧縮要素のシリンダと支持部材間などからのガスリークを防止し、シール性の向上を図ることができるようになる。
【０００８】
【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。
【０００９】
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。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。
【００１０】
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。
【００１１】
この場合、ターミナル２０の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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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第２のシリンダとしてのシリンダ３８、第１のシリンダとしてのシリンダ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第２の支持部材としての上部支持部材５４及び第１の支持部材としての下部支持部材５６にて構成される。
【００１５】
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は第２のカバーとしての上部カバー６６、吐出消音室６４は第１のカバーとしての下部カバー６８にて閉塞される。
【００１６】
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。
【００１７】
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カ所を軸受け５４Ａを中心として同心円状に配置された第１の主ボルトとしての主ボルト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。
【００１８】
ここで、下部支持部材５６は鉄系の焼結材料（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。
【００１９】
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）。
【００２０】
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本の第２の主ボルトとしての主ボルト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。
【００２１】
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側のシールを行うことで、上部カバー６６の内周縁で十分にシールを行い、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。
【００２２】
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、この貫通路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。
【００２３】
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。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（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。
【００２４】
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。
【００２５】
図１６中Ｌは上シリンダ３８の吸入側の圧力変動を示し、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。
【００２６】
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）。これら補助ボルト１３６、１３６は上部支持部材５４側から挿入され、先端は下部支持部材５６に螺合している。
【００２７】
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を追加して回転圧縮機構部１８を一体化することで、締め付けトルクが増し、吐出圧力が１２ＭＰａＧに達する第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８と上部支持部材５４間などからのガスリークの発生も防止され、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。また、ベーン５０の案内溝７０の近傍を補助ボルト１３６は締め付けるので、後述する如くベーン５０に加える背圧（高圧）のガスリーク（上部支持部材５４と上シリンダ３８間からの漏れ）も防止できるようになる。
【００２８】
一方、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。
【００２９】
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。そして、ベーン５０の案内溝７０に連通する図示しない背圧室には第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力である高圧が背圧として加えられる。従って、プラグ１３７のスプリング７６側は高圧、密閉容器１２側は中間圧となる。
【００３０】
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。また、係る隙間嵌めであっても、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１３８の機能には何ら問題は生じない。
【００３１】
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）。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
上記アキュムレータ１４６は吸込冷媒の気液分離を行うタンクであり、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）。
【００３９】
即ち、上部支持部材３８と下部支持部材４０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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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）。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
尚、実施例ではロータリコンプレッサ１０を給湯装置１５３の冷媒回路に用いたが、これに限らず、室内の暖房用などに用いても本発明は有効である。
【００５０】
【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、この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ＣＯ₂冷媒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冷媒ガスを第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１の回転圧縮要素を構成するための第１のシリンダと、第２の回転圧縮要素を構成するための第２のシリンダと、第１のシリンダの開口面を閉塞すると共に、中央に回転軸の軸受けを有する第１の支持部材と、第２のシリンダの開口面を閉塞すると共に、中央に回転軸の軸受けを有する第２の支持部材と、軸受け外側の各支持部材に形成され、シリンダ内部と連通する吐出消音室と、第１の支持部材に取り付けられ、第１の支持部材の吐出消音室の開口部を閉塞する第１のカバーと、第２の支持部材に取り付けられ、第２の支持部材の吐出消音室の開口部を閉塞する第２のカバーとを備え、第１のカバー、第１の支持部材、各シリンダ及び第２の支持部材を複数の第１の主ボルトにより締結すると共に、第２のカバー、第２の支持部材、各シリンダ及び第１の支持部材を複数の第２の主ボルトにより締結し、これら主ボルトの外側に位置する補助ボルトにより、各シリンダ及び各支持部材を締結したので、高圧となる第２の回転圧縮要素のシリンダと支持部材間などからのガスリークを防止し、シール性の向上を図ることができるようになる。
【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。
【符号の説明】
１０ロータリコンプレッサ
１２密閉容器
１２Ａエンドキャップ
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
７６スプリング（バネ部材）
７８、１２９主ボルト
９０連結部
９２、９４冷媒導入管
９６冷媒吐出管
１３１貫通孔（給油路）
１３２封止材
１３３、１３４連通孔
１３６補助ボルト
１３７プラグ
１３８Ｏリング
１４１、１４２、１４３、１４４スリーブ
１４６アキュムレータ
１４７、１４８ブラケット
１５１鍔部
１５３給湯装置
１５４ガスクーラ
１５６膨張弁
１５７蒸発器
１５８デフロスト管
１５９電磁弁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary compressor in which an electric element and a rotary compression element driven by the electric element are provided in an airtight container.
[0002]
[Prior art]
In a conventional rotary compressor of this type, particularly an internal intermediate pressure type multistage compression type rotary compressor, refrigerant gas is drawn 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. Intermediate pressure is then discharged from the high pressure chamber side of the cylinder through the discharge port and discharge silencer chamber into the sealed container. The intermediate-pressure refrigerant gas in the sealed 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, so The refrigerant gas flows from the high-pressure chamber side through the discharge port and discharge silencer chamber, flows into the radiator, radiates heat, is throttled by the expansion valve, absorbs heat by the evaporator, and is sucked into the first rotary compression element. repeat.
[0003]
When a refrigerant having a large high-low pressure difference, for example, carbon dioxide (CO ₂ ) as an example of carbon dioxide gas is used as the refrigerant for the rotary compressor, the discharge refrigerant pressure reaches 12 MPaG at the second rotary compression element having a high pressure, The first rotary compression element on the lower stage side becomes 8 MPaG (intermediate pressure) (the suction pressure of the first rotary compression element is 4 MPa).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the discharge pressure of the second rotary compression element is extremely high, but conventionally, each cylinder is simply fastened to a support member having a bearing by a bolt arranged concentrically around the bearing. Therefore, there was concern about gas leak from the cylinder.
[0005]
The present invention has been made to solve the problems of the related art, and an object thereof is to effectively prevent gas leakage from a cylinder in a rotary compressor using CO ₂ as a refrigerant.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
That is, the rotary compressor of the present invention includes an electric element in a hermetic container and first and second rotary compression elements driven by the electric element, and the CO ₂ refrigerant compressed by the first rotary compression element. A first cylinder for discharging the gas into the hermetic container and further compressing the discharged intermediate-pressure refrigerant gas by the second rotary compression element ; A second cylinder for constituting the second rotary compression element, a first support member that closes the opening surface of the first cylinder and has a bearing for the rotary shaft in the center, and a second cylinder A second support member that closes the opening surface and has a bearing for the rotary shaft in the center, a discharge silencer chamber that is formed on each support member outside the bearing and communicates with the inside of the cylinder, and is attached to the first support member. Discharge mute of the first support member A first cover for closing the opening, attached to the second support member, and a second cover for closing the opening of the discharge muffling chamber of the second support member, the first cover, the second One support member, each cylinder, and the second support member are fastened by a plurality of first main bolts, and the second cover, the second support member, each cylinder, and the first support member are a plurality of second main bolts. The cylinders and the support members are fastened by auxiliary bolts located outside the main bolts.
[0007]
According to the present invention, an electric element and first and second rotary compression elements driven by the electric element are provided in the hermetic container, and the CO ₂ refrigerant gas compressed by the first rotary compression element is hermetically sealed. In a rotary compressor that discharges the refrigerant into the container and further compresses the discharged intermediate-pressure refrigerant gas by the second rotary compression element, a first cylinder for constituting the first rotary compression element, The second cylinder for constituting the rotary compression element, the opening surface of the first cylinder is closed, the first support member having a bearing of the rotating shaft in the center, and the opening surface of the second cylinder are closed. And a second support member having a bearing for the rotary shaft in the center, a support member formed on each support member outside the bearing, and connected to the inside of the cylinder, and attached to the first support member. Opening the discharge silencer chamber of the support member A first cover for closing the part, attached to the second support member, and a second cover for closing the opening of the discharge muffling chamber of the second support member, the first cover, the first The support member, each cylinder, and the second support member are fastened by a plurality of first main bolts, and the second cover, the second support member, each cylinder, and the first support member are connected to the plurality of second main bolts. Since each cylinder and each supporting member are fastened by auxiliary bolts located outside these main bolts, gas leakage from between the cylinder and the supporting member of the second rotary compression element that becomes high pressure is prevented. It becomes possible to improve the sealing performance.
[0008]
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.
[0009]
In each figure, reference numeral 10 denotes an internal intermediate pressure multistage compression rotary compressor that uses carbon dioxide (CO ₂ ) as a refrigerant. The rotary compressor 10 includes a cylindrical sealed container 12 made of a steel plate, and an interior of the sealed container 12. The electric element 14 arranged and housed on the upper side of the space, and the first rotary compression element 32 (first stage) and the second electric element 14 arranged below the electric element 14 and driven by the rotating shaft 16 of the electric element 14. The rotary compression mechanism section 18 is composed of a rotary compression element 34 (second stage). 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 (outer diameter 110 mm). ), 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.
[0010]
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.
[0011]
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.
[0012]
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.
[0013]
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.
[0014]
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 as a second cylinder disposed above and below the intermediate partition plate 36, and a first cylinder. Cylinder 40, and upper and lower cylinders 38, 40 having upper and lower rollers 46, 48 that are eccentrically rotated by being fitted to upper and lower eccentric portions 42, 44 provided on the rotary shaft 16 with a phase difference of 180 degrees. Upper and lower vanes 50 (lower vanes are not shown), which will be described later, which abut the upper and lower rollers 46 and 48 and divide the upper and lower cylinders 38 and 40 into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, respectively. The upper support member 54 as a second support member and the lower support member 56 as a first support member that close the opening surface and the lower opening surface of the lower cylinder 40 and also serve as a bearing for the rotary shaft 16 are configured. Is done.
[0015]
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 second cover , and the discharge silence chamber 64 is closed by a lower cover 68 as a first cover .
[0016]
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.
[0017]
In this case, the lower cover 68 is made of a donut-shaped circular steel plate, and is lowered by main bolts 129 as first main bolts arranged concentrically around the bearing 54A at four peripheral portions. To the lower support member 56, and the discharge port 41 closes the lower surface opening of the discharge silencer chamber 64 communicating with the inside of the lower cylinder 40 of the first rotary compression element 32. 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.
[0018]
Here, the lower support member 56 is made of an iron-based sintered material (which may 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.
[0019]
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).
[0020]
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. The main bolt as a second main bolt having four peripheral parts through the gasket 124 in a state where the gasket 124 with beads is sandwiched between the upper support member 54 and the upper support member 54. The upper support member 54 is fixed from above by 78 . The front ends of the main bolts 78 are screwed into the lower support member 56.
[0021]
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 becomes 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.
[0022]
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. 2, 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 passage 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.
[0023]
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. Further, as shown in FIG. 7, a vertical oil hole 80 is formed in the rotating shaft 16 at the center of the shaft, and lateral oil supply holes 82 and 84 (upper and lower eccentric portions 42 and 44) communicating with the oil hole 80 are also formed. 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 through these oil supply holes 82 and 84.
[0024]
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 inner bottom of the cylinder 12 and moved up through the oil hole 80 enters the through hole 131 of the intermediate partition plate 36 and is sucked into the upper cylinder 38 through the communication holes 133 and 134. To the side (suction port 161).
[0025]
In FIG. 16, L indicates the pressure fluctuation on the suction side of the upper cylinder 38, and P1 in the drawing indicates the pressure on the inner peripheral surface of the intermediate partition plate 36. 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.
[0026]
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). These auxiliary bolts 136 and 136 are inserted from the upper support member 54 side, and their tips are screwed into the lower support member 56.
[0027]
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 bolt 136 and integrating the rotary compression mechanism 18, the tightening torque is increased and the discharge pressure reaches 12 MPaG between the upper cylinder 38 and the upper support member 54 of the second rotary compression element 34. The occurrence of gas leaks from the above is also prevented, and the sealing performance against the extremely high pressure inside is ensured. In addition, since the auxiliary bolt 136 is tightened in the vicinity of the guide groove 70 of the vane 50, a back pressure (high pressure) gas leak (leakage between the upper support member 54 and the upper cylinder 38) applied to the vane 50 can be prevented as described later. become.
[0028]
On the other hand, a guide groove 70 for storing the vane 50 described above and a storage portion 70A for storing a spring 76 as a spring member located outside the guide groove 70 are formed in the upper cylinder 38. 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.
[0029]
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. A high pressure, which is a discharge pressure of the second rotary compression element 34, is applied as a back pressure to a back pressure chamber (not shown) communicating with the guide groove 70 of the vane 50. Accordingly, the plug 137 has a high pressure on the spring 76 side and an intermediate pressure on the sealed container 12 side.
[0030]
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. Even with such clearance fitting, the distance between the upper cylinder 38 and the sealed container 12 is set to be smaller than the distance from the O-ring 138 to the end of the plug 137 on the sealed container 12 side. Even if the plug 137 moves in the direction in which the plug 137 is pushed out of the storage portion 70A due to the high pressure (back pressure of the vane 50), the O-ring 138 is still in the storage portion 70A when the movement is prevented by contacting the sealed container 12. Because it is positioned and sealed, there is no problem with the function of the plug 138.
[0031]
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).
[0032]
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.
[0033]
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.
[0034]
In this case, the carbon dioxide (CO ₂ ) is used as an example of carbon dioxide gas which is a natural refrigerant in consideration of flammability and toxicity as the refrigerant, and the oil as the lubricating oil is, for example, Existing oils such as mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil, ether oil and ester oil are used.
[0035]
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.
[0036]
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.
[0037]
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.
[0038]
The accumulator 146 is a tank that performs gas-liquid separation of the suction refrigerant, and is attached to the bracket 147 on the sealed container side that is welded and fixed to the upper side surface of the container body 12A of the sealed container 12 via the 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). ).
[0039]
That is, the refrigerant introduction pipes 92 and 94 respectively communicating with the suction passages 58 and 60 of the upper support member 38 and the lower support member 40 are bent in the opposite direction 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.
[0040]
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, 144 can be easily connected to the coupler 151 of the test pipe when the airtight test is performed in the completion 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.
[0041]
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.
[0042]
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.
[0043]
As a result, the low-pressure refrigerant (first-stage suction pressure LP: 4 MPaG) is sucked from the suction port 162 to the low-pressure chamber side of the lower cylinder 40 via the refrigerant introduction pipe 94 and the suction passage 60 formed in the lower support member 56. The 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, through the communication path 63. Then, it is discharged from the intermediate discharge pipe 121 into the sealed container 12.
[0044]
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.
[0045]
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). The suctioned intermediate-pressure refrigerant gas is compressed in the second stage by the operation of the roller 46 and the vane 50 to become a high-temperature and high-pressure refrigerant gas (second-stage discharge pressure HP: 12 MPaG), and is discharged from the high-pressure chamber side. The gas flows into the gas cooler 154 through 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.
[0046]
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.
[0047]
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.
[0048]
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 to defrost the evaporator 157 as described above, the reverse phenomenon between the high pressure and the intermediate pressure. Can be prevented.
[0049]
In the embodiment, the rotary compressor 10 is used for the refrigerant circuit of the hot water supply device 153. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also effective when used for indoor heating.
[0050]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the electric element and the first and second rotary compression elements driven by the electric element are provided in the sealed container, and the CO compressed by the first rotary compression element is provided. _{2 A} first cylinder for constituting a first rotary compression element in a rotary compressor that discharges refrigerant gas into a sealed container and further compresses the discharged intermediate-pressure refrigerant gas with a second rotary compression element A second cylinder for constituting the second rotary compression element, a first support member that closes the opening surface of the first cylinder and has a bearing for the rotary shaft in the center, and a second cylinder The opening is closed, and a second support member having a bearing of a rotating shaft in the center, a discharge silencer chamber formed on each support member outside the bearing and communicating with the inside of the cylinder, and attached to the first support member A first support member A first cover for closing the opening of the discharge muffling chamber, attached to the second support member, and a second cover for closing the opening of the discharge muffling chamber of the second support member, the first The cover, the first support member, each cylinder, and the second support member are fastened by a plurality of first main bolts, and the second cover, the second support member, each cylinder, and the first support member are plural. Since the cylinders and the support members are fastened by the auxiliary bolts located outside the main bolts, the cylinders and the support members of the second rotary compression element that are at a high pressure are used. It is possible to prevent gas leakage and improve the sealing performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the rotary compressor of FIG.
FIG. 3 is a side view of the rotary compressor of FIG. 1;
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 in FIG. 1. 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 in 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 in FIG. 1. FIG.
13 is a top view of an intermediate partition plate of the rotary compressor in FIG. 1. 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 in FIG. 1. FIG.
FIG. 16 is a diagram showing pressure fluctuation on the suction side of the upper cylinder of the rotary compressor of FIG. 1;
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;
18 is a refrigerant circuit diagram of a hot water supply apparatus to which the rotary compressor of FIG. 1 is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotary compressor 12 Airtight container 12A End cap 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 | middle partition plate 38, 40 Cylinder 39, 41 Discharge port 42 Eccentric part 44 Eccentric part 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 part 76 Spring (spring member)
78, 129 Main bolt 90 Connecting portion 92, 94 Refrigerant introduction pipe 96 Refrigerant discharge pipe 131 Through hole (oil supply passage)
132 Sealant 133, 134 Communication hole 136 Auxiliary bolt 137 Plug 138 O-ring 141, 142, 143, 144 Sleeve 146 Accumulator 147, 148 Bracket 151 Hook 153 Hot water supply device 154 Gas cooler 156 Expansion valve 157 Evaporator 158 Defrost tube 159 valve

Claims

An electric element and first and second rotary compression elements driven by the electric element are provided in the sealed container, and CO ₂ refrigerant gas compressed by the first rotary compression element is discharged into the sealed container. Further, in the rotary compressor for compressing the discharged intermediate pressure refrigerant gas by the second rotary compression element,
A first cylinder for constituting the first rotary compression element;
A second cylinder for constituting the second rotary compression element;
A first support member that closes an opening surface of the first cylinder and has a bearing of the rotary shaft in the center;
A second support member that closes the opening surface of the second cylinder and has a bearing of the rotating shaft in the center;
A discharge silencer chamber formed on each support member outside the bearing and communicating with the inside of the cylinder;
A first cover attached to the first support member and closing an opening of the discharge silencing chamber of the first support member;
A second cover attached to the second support member and closing an opening of the discharge silencing chamber of the second support member ;
The first cover, the first support member, the cylinders, and the second support member are fastened by a plurality of first main bolts, and the second cover, the second support member, A rotary compressor characterized in that a cylinder and a first support member are fastened by a plurality of second main bolts, and the cylinders and the support members are fastened by auxiliary bolts located outside the main bolts.