JP5005579B2 - 密閉型圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば空気調和機の冷凍サイクルを構成する密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機を用いて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置に関する。

近年、シリンダを上下に２セット備えた、２シリンダタイプのロータリ式密閉型圧縮機が標準化されつつある。そして、このような圧縮機において、常時圧縮作用をなすシリンダと、必要に応じて圧縮−停止の切換えを可能としたシリンダを備えることができれば、負荷に応じた運転ができ、仕様が拡大されて有利となる。

本出願人においては、［特許文献１］にて上記した密閉型圧縮機を提供している。これは、通常の全能力運転時に、第１のシリンダ室に低圧の冷媒ガスを導き、ローラを回転駆動して冷媒ガスを圧縮し、密閉ケース内に吐出する。第２のシリンダ室におけるブレードの後端部は密閉ケース内に露出していて、高圧の背圧が付与される。

第２のシリンダ室にも低圧の冷媒ガスを導き、ブレードの先端部を低圧雰囲気とする。このブレードおいては前後端部で差圧が生じ、先端部がローラ周壁に摺接するよう押圧付勢される。すなわち、第２のシリンダ室において通常の圧縮作用がなされ、第１のシリンダ室との両方で圧縮作用をなす、全能力運転が行われることとなる。

能力半減運転を選択すると、第１のシリンダ室において通常の圧縮運転をなし、密閉ケース内に高圧の冷媒ガスを吐出する。このとき第２のシリンダ室に、圧縮機から吐出する高圧ガスの一部をバイパスして高圧雰囲気とする。ブレードの後端部は密閉ケース内に露出しているので、高圧雰囲気にあることは変らない。

したがって、第２のシリンダ室におけるブレードは、先端部と後端部ともに高圧雰囲気になり、前後端部で差圧が生じない。ブレードはシリンダ室において偏心回転するローラに押し退けられ、シリンダ室内へ突出しないので圧縮作用が行われず、休筒運転状態となる。すなわち、第１のシリンダ室のみの能力半減運転が行われることとなる。
特開２００４−３０１１１４号公報

上記［特許文献１］の技術は、負荷に応じた運転ができ仕様が拡大されて有利となるが、休筒運転を可能とする第２のシリンダ室の吸込み通路に、低圧の冷媒ガスと高圧の冷媒ガスとを切換えて導くための、少なくとも開閉弁や逆止弁もしくは四方切換え弁（１つのポートは使用しない）を備える必要がある。

一方、第１のシリンダ室に連通する吸込み通路は、常に低圧の冷媒ガスを導くので、何らの弁類も必要としない。したがって、第１のシリンダ室に連通する吸込み通路と、第２のシリンダ室に連通する吸込み通路の、互いの配管長に差が生じる。全能力運転時には、第２のシリンダ室側の吸込み通路が抵抗増となり、省エネ性を損ねる結果となる。

さらに、第２のシリンダ室を休筒運転状態とするため、このシリンダ室に高圧の冷媒ガスを供給する。この状態を長時間継続すると、第２のシリンダ室に充満する高圧の冷媒ガスが、本来、第２のシリンダ室に存在している潤滑油を徐々に排出してしまう。再度の全能力運転時には、第２のシリンダ室が潤滑油不足に陥る虞れがある。

本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、複数の圧縮機構部うち、少なくとも一つの圧縮機構部において休筒運転を可能とし、全能力運転時における休筒運転側の吸込み通路の抵抗増を抑制して省エネ性を確保するとともに、潤滑油不足を解消して信頼性の向上を得られる密閉型圧縮機および、この密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため本発明は、冷媒を気液分離するアキュームレータと吸込み通路を介して連通する密閉ケースと、この密閉ケース内に収容される電動機部および、この電動機部と連結される複数の圧縮機構部とから構成され、
少なくとも一つの圧縮機構部は、吸込み通路を介してアキュームレータで気液分離された低圧冷媒が吸込まれローラを偏心回転自在に収容するシリンダ室を備えたシリンダと、このシリンダに設けられ先端部がローラの周面に当接しローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分しシリンダ室における圧縮運転を可能とするブレードとを具備し、
他の少なくとも一つの圧縮機構部は、吸込み通路を介してアキュームレータで気液分離された低圧冷媒が吸込まれるとともにローラを偏心回転自在に収容するシリンダ室を備えたシリンダと、このシリンダに設けられ先端部がローラの周面に当接してローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分しシリンダ室における圧縮運転を可能とするブレードと、アキュームレータから吸込み通路を介して低圧の冷媒ガスを導くとともにブレードの先端部をローラの周面から離間保持しシリンダ室における圧縮運転を休止する休筒運転を可能とする休筒機構とを具備し、
アキュームレータよりも下流側において休筒機構を備えた圧縮機構部と休筒機構を備えていない圧縮機構部との吸込み通路同士を連通する連通路を設けた。

上記目的を満足するため、本発明の冷凍サイクル装置は、上述の密閉型圧縮機と、凝縮器、膨張機構および蒸発器で冷凍サイクルを構成する。

本発明によれば、複数の圧縮機構部を備え、少なくとも一つの圧縮機構部は休筒運転を可能とし、全能力運転時における休筒運転側の吸込み通路の抵抗増を抑制して省エネ性を確保し、潤滑油不足を解消して信頼性の向上を得られる密閉型圧縮機および、この密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を提供できる。

以下、本発明における第１の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図１は、ロータリ式密閉型圧縮機Ｒの断面構造と、このロータリ式密閉型圧縮機Ｒを備えた冷凍サイクルの構成を示す図である。
はじめにロータリ式密閉型圧縮機Ｒから説明すると、１は密閉ケースであって、この密閉ケース１内の下部には後述する圧縮機構部２が設けられ、上部には電動機部３が設けられる。これら電動機部３と圧縮機構部２とは回転軸４を介して連結される。密閉ケース１の内底部には潤滑油を集溜する油溜り部Ｇが形成され、圧縮機構部２のほとんど全部が潤滑油中に浸漬される。

上記電動機部３は、密閉ケース１の内面に固定されるステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して配置され、かつ上記回転軸４が介挿されるロータ６とから構成される。電動機部３は、運転周波数を可変するインバータＩに接続され、インバータＩを介して、このインバータＩを制御する制御部Ｓに電気的に接続される。

上記圧縮機構部２は、回転軸４の下部に設けられていて、中間仕切り板７を介して上下に配設される第１の圧縮機構部２Ａと、第２の圧縮機構部２Ｂとから構成される。
第１の圧縮機構部２Ａは、第１のシリンダ８Ａを備えている。第２の圧縮機構部２Ｂは、第２のシリンダ８Ｂを備えている。これら第１、第２のシリンダ８Ａ，８Ｂは、互いに外形形状寸法が相違し、かつ内径寸法が同一となるよう設定されている。

第１のシリンダ８Ａの外径寸法は密閉ケース１の内径寸法よりも僅かに大に形成され、密閉ケース１内周面に圧入されたうえに、密閉ケース１外部からの溶接加工によって位置決め固定される。
第１のシリンダ８Ａの上面部には主軸受９が重ね合わされ、バルブカバーａとともに取付けボルト１０を介してシリンダ８Ａに取付け固定される。第２のシリンダ８Ｂの下面部には副軸受１１が重ね合わされ、バルブカバーｂとともに取付けボルト１２を介して第１のシリンダ８Ａに取付け固定される。

上記中間仕切り板７および副軸受１１の外径寸法は、第２のシリンダ８Ｂの内径寸法よりも大である。第２のシリンダ８Ｂの内径位置がシリンダ中心からずれていて、第２のシリンダ８Ｂの外周一部は径方向に突出しているが、中間仕切り板７および副軸受１１も同一部位が突出している。

一方、上記回転軸４は、中途部と下端部が主軸受９と副軸受１１に回転自在に枢支されている。さらに回転軸４は各シリンダ８Ａ，８Ｂ内部を貫通するとともに、略１８０°の位相差をもって形成される２つの偏心部４ａ，４ｂを一体に備えている。
各偏心部４ａ，４ｂは互いに同一直径をなし、各シリンダ８Ａ，８Ｂ内径部に位置するよう組立てられる。各偏心部４ａ，４ｂの周面には、互いに同一直径をなすローラ１３ａ，１３ｂが嵌合される。

上記第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂは、上記中間仕切り板７と主軸受９および副軸受１１で上下面が区画される。第１のシリンダ８Ａ内に第１のシリンダ室１４ａが形成され、第２のシリンダ８Ｂ内に第２のシリンダ室１４ｂが形成される。各シリンダ室１４ａ，１４ｂは互いに同一直径および高さ寸法に形成され、上記ローラ１３ａ，１３ｂがそれぞれ偏心回転自在に収容される。

各ローラ１３ａ，１３ｂの高さ寸法は、各シリンダ室１４ａ，１４ｂの高さ寸法と略同一に形成される。したがって、ローラ１３ａ，１３ｂは互いに１８０°の位相差があるが、シリンダ室１４ａ，１４ｂで偏心回転することにより、シリンダ室において同一の排除容積に設定される。

第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂのそれぞれには、各シリンダ室１４ａ，１４ｂと連通するブレード室２２ａ，２２ｂが設けられている。それぞれのブレード室２２ａ，２２ｂには、ブレード１５ａ，１５ｂが第１のシリンダ室１４ａと第２のシリンダ室１４ｂに対して突没自在に収容される。
なお、回転軸４の下端面は副軸受１１およびバルブカバーｂから露出していて、油溜り部Ｇの潤滑油中に浸漬される。回転軸４の下端面に給油ポンプが設けられていて、ここから第２の圧縮機構部２Ｂと第１の圧縮機構部２Ａを構成する摺動部品の各摺動部に亘って給油通路が形成されている。

図２は、第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂを分解して示す斜視図である。

上記ブレード室２２ａ，２２ｂは、それぞれブレード１５ａ，１５ｂの両側面が摺動自在に移動できるブレード収納溝２３ａ，２３ｂと、各ブレード収納溝２３ａ，２３ｂ端部に一体に連設されブレード１５ａ，１５ｂの後端部が収容される縦孔部２４ａ，２４ｂとからなる。

上記第１のシリンダ８Ａには、外周面とブレード室２２ａとを連通する横孔２５ａが設けられ、ばね部材２６が収容される。図１に示すように、ばね部材２６はブレード１５ａの後端部端面と密閉ケース１内周面との間に介在され、ブレード１５ａに弾性力（背圧）を付与して、この先端部をローラ１３ａに接触させる圧縮ばねである。

上記第２のシリンダ８Ｂには、外周面とブレード室２２ｂとを連通する横孔２５ｂが設けられて背圧管２７が挿入され、かつ密に接続される。前記背圧管２７は後述する第１の休筒機構Ｋａを構成していて、ブレード１５ｂの後端部に対して高圧の背圧もしくは低圧の背圧を付与するようになっている。

各ブレード１５ａ，１５ｂの先端部は平面視で半円状に形成されており、円筒状のローラ１３ａ，１３ｂ周壁に、ローラの回転角度にかかわらず線接触できる。ローラ１３ａ，１３ｂがシリンダ室１４ａ，１４ｂの内周壁に沿って偏心回転すると、ブレード１５ａ，１５ｂはブレード収納溝２３ａ，２３ｂに沿って往復運動し、かつブレード後端部が縦孔部２４ａ，２４ｂから進退自在となる。

上述したように、第２の圧縮機構部２Ｂにおいて、上記第２のシリンダ８Ｂの外形寸法形状と、上記中間仕切り板７および副軸受１１の外径寸法との関係から、第２のシリンダ室１４とともにブレード室２２ｂは中間仕切り板７および副軸受１１で覆われ、密閉ケース１内には露出しない。

したがって、ブレード室２２ｂおよびブレード１５ｂ後端部は、背圧管２７からの圧力を直接的に受ける。特に、第２のシリンダ８Ｂおよびブレード室２２ｂは構造物であるから背圧を受けても何らの影響もないが、ブレード１５ｂはブレード室２２ｂに摺動自在に収容され、後端部が背圧管２７と対向するので、背圧力を直接的に受けることになる。

その一方で、ブレード１５ｂの先端部は第２のシリンダ室１４ｂに対向しており、シリンダ室１４ｂ内の圧力を受ける。結局、上記ブレード１５ｂは先端部と後端部が受ける互いの圧力の大小に応じて、圧力の大きい方から圧力の小さい方へ移動するよう構成されている。

再び図１に示すように、密閉ケース１の上端部には、吐出管１８が接続される。この吐出管１８は、凝縮器１９と、膨張機構２０および蒸発器２１を介してアキュームレータ１７に接続される。このアキュームレータ１７底部には、圧縮機Ｒに対する第１の吸込み通路である第１の吸込み管１６ａが接続されるとともに、第２の吸込み通路である第２の吸込み管１６ｂが接続される。

第１の吸込み管１６ａは、密閉ケース１と第１のシリンダ８Ａ側部を貫通し、第１のシリンダ室１４ａ内に直接連通する。第２の吸込み管１６ｂは密閉ケース１を介して第２のシリンダ８Ｂ側部を貫通し、第２のシリンダ室１４ｂ内に直接連通する。

密閉型圧縮機Ｒと凝縮器１９とを連通する上記吐出管１８の中途部から分岐して、高圧背圧管Ｐａが設けられる。この高圧背圧管Ｐａの一端部は、上記第２のシリンダ室１４ｂのブレード室２２ａに接続される上記背圧管２７に合流していて、この中途部には第１の開閉弁２８が設けられる。

なお、上記高圧背圧管Ｐａは吐出管１８の中途部から分岐して設けられるばかりでなく、密閉ケース１の上端部と、密閉ケース１内に収容される電動機部３との間の密閉ケース１部位に貫通して設けてもよい。この場合も、第１の開閉弁２８を備えることは、勿論である。

また、上記アキュームレータ１７と第２のシリンダ室１４ｂとを連通する第２の吸込み管１６ｂの中途部から、低圧背圧管Ｐｂが分岐している。この低圧背圧管Ｐｂは、中途部に第２の開閉弁２９を備えて背圧管２７に接続される。第１の開閉弁２８および第２の開閉弁２９は電磁弁であり、上記制御部Ｓからの電気信号に応じて開閉制御される。

このようにして、第２のシリンダ８Ｂのブレード室２２ｂに接続される背圧管２７と、高圧背圧管Ｐａと、第１の開閉弁２８と、低圧背圧管Ｐｂおよび第２の開閉弁２９とで、第１の休筒機構Ｋａが構成される。
図３は、第１の休筒機構Ｋａの構成を概略的に示している。第１の休筒機構Ｋａの切換え作動に応じて、第２のシリンダ８Ｂのブレード室２２ｂに低圧もしくは高圧が導かれ、ブレード室２２ｂに備えられるブレード１５ｂに背圧を付与するようになっている。

再び図１に示すように、第１の吸込み管１６ａと第２の吸込み管１６ｂとの中途部は、細管からなる連通路３０で互いに連通される。すなわち、連通路３０は冷凍サイクル回路から言うと、アキュームレータ１７の下流側に設けられている。連通路３０の直径は、第１、第２の吸込み管１６ｂ，１６ｂの直径よりも十分に細く設定されている。
前記連通路３０の位置は、図１に示すように密閉ケース１の外部であってもよく、あるいは密閉ケース１の内部に設けてもよい。

また、上記連通路３０に代えて、図１に二点鎖線で示すように、第１の吸込み管１６ａと第２の吸込み管１６ｂとを連通する連通管３４と、この連通管３４に設けられる開閉弁３５の構成であってもよい。この場合は、連通管３４の直径を、第１、第２の吸込み管１６ｂ，１６ｂと同一のものとしてもよい。

つぎに、上述の密閉型圧縮機Ｒを備えた冷凍サイクル装置の作用について説明する。

（１） 通常運転（全能力運転）を選択した場合：
制御部Ｓは、第１の休筒機構Ｋａにおける第１の開閉弁２８を開放し、第２の開閉弁２９を閉成するよう制御する。そして、制御部ＳはインバータＩを介して電動機部３に運転信号を送る。回転軸４が回転駆動され、ローラ１３ａ，１３ｂは各シリンダ室１４ａ，１４ｂ内で偏心回転を行う。

第１のシリンダ８Ａにおいては、ブレード１５ａがばね部材２６によって常に弾性的に押圧付勢されるところから、ブレード１５ａの先端部がローラ１３ａ周壁に摺接して第１のシリンダ室１４ａ内を吸込み室と圧縮室に二分する。
ローラ１３ａのシリンダ室１４ａ内周面転接位置とブレード収納溝２３ａとが一致し、ブレード１５ａが最も後退した状態で、このシリンダ室１４ａの空間容量が最大となる。冷媒ガスはアキュームレータ１７から第１の吸込み管１６ａを介して第１のシリンダ室１４ａに吸込まれ充満する。

ローラ１３ａの偏心回転にともなって、ローラ１３ａの第１のシリンダ室１４ａ内周面に対する転接位置が移動し、シリンダ室１４ａの区画された圧縮室の容積が減少する。すなわち、先にシリンダ室１４ａに導かれたガスが徐々に圧縮される。
回転軸４が継続して回転され、第１のシリンダ室１４ａにおける圧縮室の容量がさらに減少してガスが圧縮され、所定圧まで上昇したところで、図示しない吐出弁が開放する。高圧化した冷媒ガスはバルブカバーａを介して密閉ケース１内に吐出されて充満し、さらに密閉ケース上部の吐出管１８から吐出される。

回転軸４の回転にともなって給油ポンプが作動し、油溜り部Ｇの潤滑油が給油通路を導かれ、第２の圧縮機構部２Ｂから第１の圧縮機構部２Ａを構成する摺動部品の摺動部に給油され、潤滑性が保持される。

一方、第１の休筒機構Ｋａを構成する第１の開閉弁２８が開放されているので、吐出管１８から吐出される高圧化した冷媒ガスの一部が高圧背圧管Ｐａに分流される。高圧冷媒ガスは高圧背圧管Ｐａを介して背圧管２７に導かれ、さらに第２のシリンダ８Ｂに設けられるブレード室２２ｂのブレード１５ｂに背圧をかける。

これに対して第２のシリンダ室１４ｂには、アキュームレータ１７から低圧の蒸発冷媒が導かれている。このように、第２のシリンダ室１４ｂは低圧雰囲気となる一方で、ブレード室２２ｂが背圧管２７により高圧雰囲気下にある。上記ブレード１５ｂにおいては、先端部が低圧条件となり、後端部が高圧条件となって、前後端部で差圧が存在する。

この差圧の影響で、ブレード１５ｂの先端部がローラ１３ｂに摺接するように押圧付勢される。すなわち、第１のシリンダ室１４ａ側のブレード１５ａがばね部材２６により押圧付勢され圧縮作用が行われるのと全く同様の圧縮作用が、第２のシリンダ室１４ｂにおいても行われる。

結局、ロータリ式密閉型圧縮機Ｒにおいては、第１のシリンダ室１４ａで圧縮作用が行われるとともに、第２のシリンダ室１４ｂでも圧縮作用が行われ、両方でシリンダ室１４ａ，１４ｂで圧縮作用をなす全能力運転が行われることになる。

密閉ケース１から吐出管１８を介して吐出される高圧ガスは、凝縮器１９に導かれて凝縮液化し、膨張機構２０で断熱膨張し、蒸発器２１で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。蒸発したあとの冷媒はアキュームレータ１７に導かれて気液分離され、再び各吸込み管１６ａ，１６ｂから密閉型圧縮機Ｒに吸込まれる。
密閉型圧縮機Ｒにおいては、第１の圧縮機構部２Ａと、第２の圧縮機構部２Ｂのそれぞれに吸込まれて再び圧縮され、上述の経路を循環する。

（２） 特別運転（能力半減運転）を選択した場合：
空調負荷が小さいときには、自動的に特別運転（圧縮能力を半減する運転）が選択される。
すなわち、制御部Ｓは第１の休筒機構Ｋａを構成する第１の開閉弁２８を閉成し、第２の開閉弁２９を開放するように切換え設定する。第１のシリンダ室１４ａにおいては上述したように通常の圧縮作用がなされ、密閉ケース１内に吐出された高圧ガスが充満してケース内高圧となる。

吐出管１８から吐出される高圧ガスの一部が高圧背圧管Ｐａに分流されても、第１の開閉弁２８が閉成されているので、それ以上の流通はない。上記第２のシリンダ室１４ｂには、アキュームレータ１７から第２の吸込み管１６ｂを介して低圧の蒸発冷媒が導かれて低圧雰囲気となる。

その一方で、第２の開閉弁２９が開放されることにより、アキュームレータ１７から第２の吸込み管１６ｂに導かれる低圧冷媒の一部が低圧背圧管Ｐｂに分流される。低圧冷媒が第２のシリンダ８Ｂに設けられるブレード室２２ｂに導かれ、ブレード１５ｂの後端部に低圧の背圧をかける。

ブレード１５ｂにとって、先端部が低圧雰囲気にある一方で、後端部が低圧雰囲気にあり、前後端部において差圧が存在しない。そのため、ブレード１５ｂはローラ１３ｂに押し退けられ、ローラ１３ｂの外周面から離間した位置で停止状態を保持し、第２のシリンダ室１４ｂでの圧縮作用は行われない。
結局、第１のシリンダ室１４ａでの圧縮作用のみが有効であり、小さい空調負荷に適応して、能力を半減した運転がなされることになる。
なお、ブレード１５ｂを確実にローラ１３ｂの外周面から離間した位置に保持するために、ブレード室２２ｂの端部に永久磁石等を設けて、ブレード１５ｂを吸着保持しても良い。当然ながら、このときのブレード１５ｂに対する吸着力は、ブレード１５ｂにかかる高圧の背圧よりも小さな力に設定される。

また、この能力半減運転の際は、上述したように第２のシリンダ室１４ｂは低圧雰囲気状態が継続される。その一方で、第１のシリンダ室１４ａにおいては通常の圧縮運転がなされ高圧化した冷媒ガスが一旦、密閉ケース１内に吐出されるので、密閉ケース１内は高圧雰囲気となっている。

この影響で、密閉ケース１内底部の油溜り部Ｇにある潤滑油が、第２の圧縮機構部２Ｂを構成する各構成部品のクリアランスから第２のシリンダ室１４ｂ内に浸入してくる。浸入潤滑油は、空回りしているローラ１３ｂとシリンダ室１４ｂとの摺接部位に給油されることとなり、金属接触を防止して各構成部品の温度を下げる。

しかしながら、何らの方策を持たない状態で上述の休筒運転を長時間継続すると、第２のシリンダ室１４ｂ内に潤滑油が満たされ、その一部は第２の吸込み管１６ｂを介して圧力的に下流側になるアキュームレータ１７に導かれてしまう。さらに長時間継続すると、アキュームレータ１７内に潤滑油が満液となり、充分な気液分離ができなくなる。

すなわち、蒸発器２１で蒸発した冷媒の一部がアキュームレータ１７で気液分離されず、液冷媒分を含んだまま第１のシリンダ室１４ａに導かれて圧縮される、いわゆる液バック現象が生じてしまう。さらに、第１のシリンダ室１４ａでは常時、圧縮作用を行うが、潤滑油が不足して焼損事故につながる虞れがある。

本実施の形態では、第１の吸込み管１６ａと第２の吸込み管１６ｂとを連通する細管からなる連通路３０を設けている。この連通路３０の直径は、第１の吸込み管１６ａと第２の吸込み管１６ｂの直径に対して十分細いものが選択されている。

したがって、通常の全能力運転時において前記連通路３０が、第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂの冷媒吸込み作用に互いに干渉することはない。なお説明すると、連通路３０を介して冷媒と潤滑油が、いずれか一方の圧縮機構部から他方の圧縮機構部へ浸入することはなく、それぞれの圧縮効率および潤滑効率が損なわれることはない。

第２の圧縮機構部２Ｂを休筒運転とする能力半減運転に切換ると、潤滑油が第２の圧縮機構部２Ｂから上記連通路３０を介して第１の圧縮機構部２Ａへバイパス案内される。

すなわち、第１のシリンダ室１４ａにおいて圧縮作用が行われ、第１の吸込み管１６ａには強い負圧がかかっている。第１の吸込み管１６ａは連通路３０を介して第２の吸込み管１６ｂと連通しているから、第２のシリンダ室１４ｂ内に導かれ給油したあとの潤滑油は、アキュームレータ１７には導かれず、連通路３０から第１の吸込み管１６ａを介して第１のシリンダ室１４ａに導かれる。

したがって、休筒運転状態にある第２の圧縮機構部２Ｂからアキュームレータ１７への潤滑油の戻りが規制され、アキュームレータ１７では正常な気液分離作用が行われる。そのため、長時間、休筒運転状態を継続しても、第１のシリンダ室１４ａに対する液バック現象が生じることはなく、圧縮効率の向上化を得られる。

さらに、このとき連通路３０を介して第２の圧縮機構部２Ｂから第１の圧縮機構部２Ａに導かれる潤滑油には、当然ながら冷媒ガス分が混在している。潤滑油に混在する冷媒ガス分は、潤滑油とともに第１のシリンダ室１４ａに導かれ、冷媒ガス分は圧縮される。
すなわち、第１のシリンダ室１４ａにおいてはアキュームレータ１７から導かれるガス冷媒の一部が、連通路３０を介して導かれる潤滑油に混在する冷媒ガス分に代わる。そのため、第１のシリンダ室１４ａにおける圧縮能力が低下し、実質的に能力半減（１／２）よりも小さな能力での圧縮運転となる。

たとえば、複数の空調室それぞれに室内機を配置し、１台の室外機と接続するマルチタイプの空気調和機において、能力可変幅の拡大は部分負荷対応を可能とする重要な技術課題である。
従来の構成では、密閉型圧縮機の最小能力が下がりきれない場合に、密閉型圧縮機で圧縮し吐出した冷媒ガスの一部を、そのまま吸込み側に戻す、いわゆるガスバイパスをなすことで対応していたが、この場合、省エネ性が悪化してしまう。

本実施の形態においては、休筒運転状態にある第２の圧縮機構部２Ｂから連通路３０を介して第１の圧縮機構部２Ａに導かれる潤滑油に混在する冷媒ガスが、従来のガスバイパスと同様の作用をなし、さらなる最小能力を得られる。マルチタイプ空気調和機において、圧縮機の運転を停止せずにすみ、温度ドラフトを起すことなく快適性を保持できる。

連通路３０に代って、連通管３４と開閉弁３５を備えた場合は、通常運転（全能力運転）時に、制御部Ｓは上記開閉弁３５を閉成する。連通管３４を介しての冷媒の流通が阻止されて、第１の吸込み管１６ａと第２の吸込み管１６ｂにはそのまま低圧の冷媒が流通する。

特別運転（能力半減運転）時には、制御部Ｓは上記開閉弁３５を開放するよう制御信号を送る。したがって、上記連通路３０を備えた場合と同様、連通管３４にガス冷媒分を含んだ潤滑油が流通し、全く同様の作用をなす。したがって、さらなる最小能力を得られ、温度ドラフトを起すことなく快適性を保持できる。

なお、上記第２のシリンダ室１４ｂのブレード１５ｂに対し高圧と低圧の背圧を切換える第１の休筒機構Ｋａの構成は、先に説明したものに限定されるものではなく、以下に述べるような例が考えられる。
図４は、本発明における第２の実施の形態での、第２の休筒機構Ｋｂを備えたロータリ式密閉型圧縮機Ｒの断面図と冷凍サイクルの構成図。図５は、同じ実施の形態での第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂを分解して示す斜視図。図６は、第２のシリンダ８Ｂの横断平面図である。

後述する第２の休筒機構Ｋｂと、第２のシリンダ８Ｂの上面側に設けられる中間仕切り板７Ａおよび下面側に設けられる副軸受１１Ａを除いて、それ以外の構成部品は、先に説明したものと全く同一であり、同番号を付して新たな説明を省略する。
上記第２の休筒機構Ｋｂは、第２のシリンダ８Ｂにおけるブレード室２２ｂの縦孔部２４ｂから第２のシリンダ８Ｂの外周面に亘って設けられた切欠部に嵌め込まれる電磁石そのものである。この電磁石Ｋｂは上記制御部Ｓに信号線を介して電気的に接続されていて、必要な制御信号を受けるようになっている。

また、第２のシリンダ８Ｂの上面を区画する中間仕切り板７Ａと下面を区画する副軸受１１Ａのそれぞれ外周面は、先に第１の実施の形態で説明した中間仕切り板７と副軸受１１とは異なり、第２のシリンダ８Ｂに設けられるブレード室２２ｂの縦孔部２４ｂを露出する大きさに成形されている。

したがって、ブレード室２２ｂの縦孔部２４ｂと、ブレード室２２ｂに収容されるブレード１５ｂの後端部は密閉ケース１内の圧力の影響を受けるようになっている。圧縮運転にともなって第１の圧縮機構部２Ａで圧縮された冷媒ガスが一旦、密閉ケース１内に吐出されるところから、密閉ケース１内は高圧雰囲気となり、その影響を受ける。

上記第１の吸込み管１６ａと、第２の吸込み管１６ｂとに亘って連通路３０を設けることは、変りがない。この連通路３０は、アキュームレータ１７の下流側に設けられていて、細管の直径は、第１、第２の吸込み管１６ｂ，１６ｂの直径よりも十分に細く設定されている。

連通路３０の位置は、図のように密閉ケース１外部であってもよく、あるいは密閉ケース１内部であってもよい。また、連通路３０に代えて、図４に二点鎖線で示すように、第１の吸込み管１６ａと第２の吸込み管１６ｂとを連通する連通管３４に開閉弁３５を設けた構成であってもよい。

全能力運転が選択されると、制御部Ｓは電磁石Ｋｂに通電せず、したがって電磁石Ｋｂのブレード１５ｂに対する磁気吸着力は作用しない。制御部ＳはインバータＩを介して電動機部３に運転信号を送るので、回転軸４が回転駆動され、ローラ１３ａ，１３ｂは各シリンダ室１４ａ，１４ｂ内で偏心回転を行う。

第１のシリンダ室１４ａにおいては上述したように通常の冷媒圧縮作用が行われ、高圧ガスがバルブカバーａを介して密閉ケース１内に吐出され充満する。そして、密閉ケース１上部の吐出管１８から吐出され、凝縮器１９から冷凍サイクルを構成する部品を循環して、冷凍サイクル運転が行われる。

第２のシリンダ室１４ｂには、アキュームレータ１７で気液分離された冷媒が第２の吸込み管１６ｂを介して吸込まれていて、低圧雰囲気となる。その一方で、ブレード室２２ｂが密閉ケース１内に露出して吐出圧（高圧雰囲気）下にある。ブレード１５ｂの先端部が低圧条件となり、後端部が高圧条件となって、前後端部で差圧が存在する。

この差圧の影響で、ブレード１５ｂの先端部がローラ１３ｂに摺接するように押圧付勢される。第１のシリンダ室１４ａで行われるのと全く同様の圧縮作用が、第２のシリンダ室１４ｂにおいても行われる。結局、密閉型圧縮機Ｒにおいて、第１のシリンダ室１４ａおよび第２のシリンダ室１４ｂの両方での全能力運転が行われる。

特別運転（能力半減運転）が選択されると、制御部Ｓは第２の休筒機構を構成する電磁石Ｋｂに通電して、ブレード１５ｂを電磁石Ｋｂに磁気吸着させる。第１のシリンダ室１４ａにおいては上述したように通常の圧縮作用がなされ、密閉ケース１内に吐出された高圧ガスが充満してケース内高圧となる。

第２のシリンダ室１４ｂのブレード１５ｂ後端部は密閉ケース１内に露出しており、密閉ケース１内の高圧雰囲気の影響を受けるが、電磁石Ｋｂがブレード１５ｂを磁気吸着している。したがって、密閉ケース１内の高圧雰囲気がブレード１５ｂに対する背圧として作用しない。

第２のシリンダ室１４ｂに第２の吸込み管１６ｂからアキュームレータ１７を介して低圧の冷媒ガスが導かれ、かつローラ１３ｂが偏心回転しても、第２のシリンダ室１４ｂにおいては休筒運転状態となる。すなわち、第１のシリンダ室１４ａのみで圧縮作用が行われる能力半減運転となる。

また、休筒運転状態にある第２の圧縮機構部２Ｂから連通路３０を介して第１の圧縮機構部２Ａに導かれる潤滑油に混在する冷媒ガスが、従来のガスバイパスと同様の作用をなし、さらなる最小能力を得られる。マルチタイプ空気調和機において、圧縮機の運転を停止せずにすみ、温度ドラフトを起すことなく快適性を保持できることは、変りがない。
上記連通路３０に代って、連通管３４と開閉弁３５を備えた場合においても、上述のように作用し、同様の効果を得られる。

なお、第１の実施の形態と第２の実施の形態とのいずれにおいても、第１の休筒機構Ｋａもしくは第２の休筒機構Ｋｂを備えた第２の圧縮機構部２Ｂは、以下に述べるように構成するとよい。
図７（Ａ）は第２の圧縮機構部２Ｂを模式的に示す断面図であり、図７（Ｂ）は第２の圧縮機構部２Ｂ一部を模式的に示す横断平面図である。

特に、上記ブレード１５ｂを収容するブレード室２２ｂに特徴がある。なお説明すると、上記ブレード室２２ｂはブレード１５ｂの両側面が摺動自在に移動できるように設けられたブレード収納溝２３ｂと、このブレード収納溝２３ｂの端部に連設される縦孔部２４ｂからなる。

前記縦孔部２４ｂのブレード１５ｂの後端部が当接する部位は平坦に形成し、この平坦面Ｈにブレード１５ｂの後端面が密着できるように加工する。休筒機構として電磁石Ｋｂを備えた場合は、電磁石Ｋｂの吸着面がブレード１５ｂの後端部に密着できるように平坦面Ｈを形成する。

すなわち、第２の圧縮機構部２Ｂにおいて休筒運転となすとき、ブレード１５ｂを第１、第２の休筒機構Ｋａ，Ｋｂで吸着状態を保持するのに、ブレード１５ｂの後端面が上記平坦面Ｈに密着していれば、ブレード１５ｂに余計な力がかからずにすむ。換言すれば、小さな力でブレード１５ｂの移動を規制でき、確実に休筒運転がなされる。

なお、以上説明したロータリ式密閉型圧縮機と、この圧縮機を備えた冷凍サイクル装置は以上説明した構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を越えない範囲内で種々変形実施可能であることは勿論である。

本発明における第１の実施の形態に係る、ロータリ式密閉型圧縮機の縦断面図と、冷凍サイクル構成図。 同実施の形態に係る、第１のシリンダと第２のシリンダを分解した斜視図。 同実施の形態に係る、第１の休筒機構の構成図。 本発明における第２の実施の形態に係る、ロータリ式密閉型圧縮機の縦断面図と、冷凍サイクル構成図。 同実施の形態に係る、第１のシリンダと第２のシリンダを分解した斜視図。 同実施の形態に係る、第２の休筒機構の構成図。 第１の実施の形態および第２の実施の形態に係る、第２の圧縮機構部の模式的な断面図と、一部横断平面図。

符号の説明

１６ａ…第１の吸込み管１６ａ…第２の吸込み管、１７…アキュームレータ、１…密閉ケース、３…電動機部、２…圧縮機構部、２Ａ…第１の圧縮機構部、２Ｂ…第２の圧縮機構部、１３ａ，１３ｂ…ローラ、１４ａ…第１のシリンダ室、１４ｂ…第２のシリンダ室、８Ａ…第１のシリンダ、８Ｂ…第２のシリンダ、１５ａ，１５ｂ…ブレード、Ｋａ…第１の休筒機構、Ｋｂ…第２の休筒機構、３０…連通路、３５…開閉弁、Ｈ…平坦面。

Claims (5)

1. 冷媒を気液分離するアキュームレータと吸込み通路を介して連通する密閉ケースと、この密閉ケース内に収容される電動機部および、この電動機部と連結される複数の圧縮機構部とから構成され、
   少なくとも一つの上記圧縮機構部は、
   上記吸込み通路を介してアキュームレータで気液分離された低圧冷媒が吸込まれるとともに、ローラを偏心回転自在に収容するシリンダ室を備えたシリンダと、
   このシリンダに設けられ、先端部が上記ローラの周面に当接して、ローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分し、シリンダ室における圧縮運転を可能とするブレードとを具備し、
   他の少なくとも一つの圧縮機構部は、
   上記吸込み通路を介してアキュームレータで気液分離された低圧冷媒が吸込まれるとともに、ローラを偏心回転自在に収容するシリンダ室を備えたシリンダと、
   このシリンダに設けられ、先端部が上記ローラの周面に当接して、ローラの回転方向に沿ってシリンダ室を二分し、シリンダ室における圧縮運転を可能とするブレードと、
   上記アキュームレータから吸込み通路を介して低圧の冷媒ガスを導くとともに、上記ブレードの先端部をローラの周面から離間保持し、このシリンダ室における圧縮運転を休止する休筒運転を可能とする休筒機構とを具備し、
   上記アキュームレータよりも下流側において、前記休筒機構を備えた圧縮機構部と、休筒機構を備えていない圧縮機構部との、吸込み通路同士を連通する連通路を設けた
   ことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 上記連通路は、この通路面積を、上記吸込み通路の通路面積よりも小さく形成したことを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 上記連通路は、上記少なくとも一つの圧縮機構部が休筒運転をなすときに開放され、全ての圧縮機構部で圧縮運転を行う通常運転時なすときに閉止するよう制御される開閉弁を備えたことを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
4. 休筒運転が可能な圧縮機構部におけるシリンダは、
   ブレードの後端部端面が密着する平坦面を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
5. 上記請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の密閉型圧縮機と、凝縮器、膨張機構および蒸発器で冷凍サイクルを構成することを特徴とする冷凍サイクル装置。

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