JP5217818B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態1について説明する。
次に、この圧縮機(1)の運転動作について説明する。ここで、第1、第2圧縮機構(20,30)の動作は、位相が互いに180°異なる状態で行われる。
本実施形態によれば、第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)のシリンダ容積が異なる二段圧縮機構において、第2環状ピストン本体部(32b)の軸方向長さ寸法L2を第1環状ピストン本体部(22b)の軸方向長さ寸法L1よりも短くする一方で、第2ピストン側鏡板(32c)の厚さ寸法t2を第1ピストン側鏡板(22c)の厚さ寸法t1よりも大きくすることによって、両環状ピストンの質量をバランスさせ、遠心力の大きさを第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)で合わせるようにしている。そのため、第1偏心部(53a)と上記第2偏心部(53b)とが、駆動軸(53)の軸心を中心として互いに180°位相がずれていることと相まって、各圧縮機構に発生する遠心力同士が打ち消し合う。したがって、二段圧縮の圧縮機(1)において、第1及び第2圧縮機構(20,30)の遠心力に起因する振動を低減することができる。
(変形例1)
上記実施形態1では、第2環状ピストン本体部(32b)の軸方向長さ寸法L2を第1環状ピストン本体部(22b)の軸方向長さ寸法L1より小さくすることにより第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)のシリンダ容積を異ならせるようにしているが、シリンダ容積は、第1環状ピストン本体部(22b)や第2環状ピストン本体部(32b)の径寸法で調整してもよい。
また、この実施形態1では、第2圧縮機構(30)のシリンダ容積が第1圧縮機構(20)のシリンダ容積より小さい二段圧縮機構を採用しているが、中間圧冷媒のインジェクション量を増やすことにより、第2圧縮機構(30)のシリンダ容積が第1圧縮機構(20)のシリンダ容積と同じになったり、第2圧縮機構(30)のシリンダ容積が第1圧縮機構(20)のシリンダ容積より大きくなったりする構成にすることも可能である。両圧縮機構(20,30)のシリンダ容積が同じ場合は各圧縮機構(20,30)に同一構成(同一形状、同一寸法)の部品を用いればよく、第2圧縮機構(30)のシリンダ容積が第1圧縮機構(20)のシリンダ容積より大きい場合は、上記とは逆に、第2環状ピストン本体部(32b)の軸方向長さ寸法L2を第1環状ピストン本体部(22b)の軸方向長さ寸法L1より長くする一方で、第2ピストン側鏡板(32c)の厚さ寸法t2を第1ピストン側鏡板(22c)の厚さ寸法t1より小さくして遠心力の大きさを合わせるとよい。
また、他の変形例として、第1環状ピストン(22)と第2環状ピストン(32)で遠心力を合わせるためには、図5に示すように、第1ピストン側鏡板(22c)に第1面取り(22z)を、第2ピストン側鏡板(32c)に第2面取り(32z)を形成し、第1面取り(22z)を第2面取り(32z)よりも大きくして、第1面取り(22z)を減量部として構成してもよい。なお、第2面取り(32z)は必ずしも形成しなくてもよい。
また、上記実施形態では、第1環状ピストン(22)と第2環状ピストン(32)の間にミドルプレート(19)が介在するように圧縮機構を構成しているが、偶力によるアンバランスを小さくするために、ミドルプレート(19)を設けずに第1環状ピストン(22)と第2環状ピストン(32)の鏡板の背面同士が接触するように構成してもよい。
本発明の実施形態2について説明する。
このスクロール圧縮機では、電動機(90)を起動するとロータ(92)が回転し、その回転力が駆動軸(93)を介して圧縮機構に伝達される。圧縮機構では、第1圧縮機構(70)において低圧冷媒が第1吸入管(65a)から吸入されて中間圧に圧縮され、ケーシング(60)内の中間圧空間(60b)に流出する。この中間圧冷媒は、第1吐出管(66a)を介してケーシング(60)から流出する。中間圧冷媒は冷媒回路の冷媒配管を介して第2吸入管(65b)から第2圧縮機構(80)に吸入される。第2圧縮機構(80)に吸入された中間圧冷媒は高圧圧力まで圧縮され、ケーシング(60)内の高圧空間(60a)に流出する。高圧冷媒は、ケーシング(60)に設けられている第2吐出管(66b)から冷媒回路へ流出し、凝縮行程、膨張行程、蒸発行程を経た後、再度圧縮機に吸入されて圧縮される。
この実施形態においても、 第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)の閉じ込み容積が異なる二段圧縮機構(70,80)において、第2可動スクロール(82)のラップ(82a)の軸方向長さ寸法L2を第1可動スクロール(72)のラップ(72a)の軸方向長さ寸法L1より短くする一方で、第2可動側鏡板(82b)の厚さ寸法t2を第1可動側鏡板(72b)の厚さ寸法t1より大きくすることにより、両可動スクロール(72,82)の質量をバランスさせ、遠心力の大きさを第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)で合わせるようにしている。そのため、第1偏心部(93a)と第2偏心部(93b)とが、駆動軸(93)の軸心を中心として互いに180°位相がずれることと相まって、各圧縮機構に発生する遠心力同士が打ち消し合う。したがって、二段圧縮の圧縮機(2)において、第1及び第2圧縮機構(70,80)の遠心力に起因する振動を低減することができる。
(変形例1)
この実施形態2では、第2可動スクロール(82)のラップ(82a)の軸方向長さ寸法L2を第1可動スクロール(72)のラップ(72a)の軸方向長さ寸法L1より小さくすることにより第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)の閉じ込み容積を異ならせるようにしているが、閉じ込み容積は、第1圧縮機構(70)の渦巻きの巻き数と第2圧縮機構(80)の渦巻きの巻き数を異ならせることで調整してもよい。
また、この実施形態2においても、第2圧縮機構(80)の閉じ込み容積が第1圧縮機構(70)の閉じ込み容積より小さい二段圧縮機構(70,80)を採用しているが、実施形態1と同様に、中間圧冷媒のインジェクション量を増やすことにより、第2圧縮機構(80)の閉じ込み容積が第1圧縮機構(70)の閉じ込み容積と同じになったり、第2圧縮機構(80)の閉じ込み容積が第1圧縮機構(70)の閉じ込み容積より大きくなったりする構成にすることも可能である。両圧縮機構(70,80)の閉じ込み容積が同じ場合は各圧縮機構(70,80)に同一構成(同一形状、同一寸法)の部品を用いればよく、第2圧縮機構(80)の閉じ込み容積が第1圧縮機構(70)の閉じ込み容積より大きい場合は、上記とは逆に、第2可動スクロール(82)のラップ(82a)の軸方向長さ寸法L2を第1可動スクロール(72)のラップ(72a)の軸方向長さ寸法L1より長くする一方で、第2可動側鏡板(82b)の厚さ寸法t2を第1可動側鏡板(72b)の厚さ寸法t1より小さくするとよい。
また、第1可動スクロール(72)と第2可動スクロール(82)の遠心力を合わせるためには、図8(B)に示すように、第1可動側鏡板(72b)に面取り(72z)を形成し、この面取り(72z)を減量部としてもよい。
また、上記実施形態では、第1可動スクロール(72)と第2可動スクロール(82)の間にミドルプレート(64)が介在するように圧縮機構を構成しているが、偶力によるアンバランスを小さくするために、ミドルプレート(64)を設けずに第1可動スクロール(72)と第2可動スクロール(82)の鏡板の背面同士が接触するように構成してもよい。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
21 第1シリンダ
22 第1環状ピストン(圧縮要素)
22b 第1環状ピストン本体部
22c 第1ピストン側鏡板
23 ブレード
30 第2圧縮機構
31 第2シリンダ
32 第2環状ピストン(圧縮要素)
32c 第2ピストン側鏡板
32b 第2環状ピストン本体部
33 ブレード
53 クランク軸
70 第1圧縮機構
71 第1固定スクロール
71a 固定側ラップ
72 第1可動スクロール(圧縮要素)
72a 可動側ラップ
72b 第1可動側鏡板
80 第2圧縮機構
81 第2固定スクロール
81a 固定側ラップ
82 第2可動スクロール(圧縮要素)
82a 可動側ラップ
82b 第2可動側鏡板
93 クランク軸
Claims (5)
- 作動流体を二段階で圧縮する二段圧縮機構(20,30)を備え、
該二段圧縮機構(20,30)が有する第1圧縮機構(20)及び第2圧縮機構(30)が、それぞれクランク軸(53)に連結されて偏心回転動作をする圧縮要素(22,32)を備え、
上記圧縮要素(22,32)が軸方向端部に鏡板(22c,32c)を有する回転式圧縮機であって、
第1圧縮機構(20)の圧縮要素(22)の軸中心から重心までの距離と質量の積とクランク軸(53)の偏心部(53a)の軸中心から重心までの距離と質量の積の和の値と、第2圧縮機構(30)の圧縮要素(32)の軸中心から重心までの距離と質量の積とクランク軸(53)の偏心部(53b)の軸中心から重心までの距離と質量の積の和の値が、互いに同一になるように構成され、
第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)でクランク軸(53)の位相が180°異なり、
上記各圧縮機構(20,30)が、環状のシリンダ室を有するシリンダ(21,31)と、該シリンダ室を外側シリンダ室と内側シリンダ室に区画するように該シリンダ室に偏心して収納された上記圧縮要素としての環状ピストン(22,32)と、各シリンダ室を第1室と第2室とに区画するブレード(23,33)とを有し、
上記第1圧縮機構(20)及び第2圧縮機構(30)は、上記環状ピストン(22,32)がシリンダ(21,31)に対して偏心回転運動をするように構成され、
上記第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)のシリンダ容積が相違するように構成されていることを特徴とする回転式圧縮機。 - 請求項1において、
上記第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)の環状ピストン(22,32)は、それぞれ、環状ピストン本体部(22b,32b)を有するとともにその軸方向端部に上記鏡板(22c,32c)が形成され、
第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)の一方は、環状ピストン本体部(22b,32b)の軸方向長さ寸法が他方より小さいとき、鏡板(22c,32c)の厚さ寸法が他方より大きい値となるように構成されていることを特徴とする回転式流体機械。 - 請求項1または2において、
第1圧縮機構(20)と第2圧縮機構(30)は、鏡板(22c,32c)の背面同士が接触する配置となるように構成されていることを特徴とする回転式圧縮機。 - 作動流体を二段階で圧縮する二段圧縮機構(70,80)を備え、
該二段圧縮機構(70,80)が有する第1圧縮機構(70)及び第2圧縮機構(80)が、それぞれクランク軸(93)に連結されて偏心回転動作をする圧縮要素(72,82)を備え、
上記圧縮要素(72,82)が軸方向端部に鏡板(72b,82b)を有する回転式圧縮機であって、
第1圧縮機構(70)の圧縮要素(72)の軸中心から重心までの距離と質量の積とクランク軸(93)の偏心部(93a)の軸中心から重心までの距離と質量の積の和の値と、第2圧縮機構(80)の圧縮要素(82)の軸中心から重心までの距離と質量の積とクランク軸(93)の偏心部(93b)の軸中心から重心までの距離と質量の積の和の値が、互いに同一になるように構成され、
第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)でクランク軸(93)の位相が180°異なり、
上記各圧縮機構(70,80)が、渦巻き状の固定側ラップ(71a,81a)を有する固定スクロール(71,81)と、該固定スクロール(71,81)の固定側ラップ(71a,81a)に噛み合う渦巻き状の可動側ラップ(72a,82a)を有する上記圧縮要素としての可動スクロール(72,82)とを有し、
上記第1圧縮機構(70)及び第2圧縮機構(80)は、上記可動スクロール(72,82)が固定スクロール(71,81)に対して偏心回転運動をするように構成され、
上記第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)の閉じ込み容積が相違するように構成され、
上記第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)の可動スクロール(72,82)は、それぞれ、上記可動側ラップ(72a,82a)の軸方向端部に上記鏡板(72b,82b)が形成され、
第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)の一方は、可動側ラップ(72a,82a)の軸方向長さ寸法が他方より小さいとき、鏡板(72b,82b)の厚さ寸法が他方より大きい値となるように構成されていることを特徴とする回転式流体機械。 - 請求項4において、
第1圧縮機構(70)と第2圧縮機構(80)は、鏡板(72b,82b)の背面同士が接触する配置となるように構成されていることを特徴とする回転式圧縮機。
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