JP5418364B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、冷凍装置や空気調和機等の冷凍サイクルに使用されるロータリ圧縮機に関する。

従来、密閉容器と、前記密閉容器内に収納された電動機と、前記電動機により駆動される圧縮機部と、前記圧縮機部の、下軸受部と閉塞部を有する下端板と下マフラーカバーとにより下マフラー室を形成した密閉型圧縮機において、前記下マフラーカバーの閉塞部側は、閉塞部外周部に外嵌当接させ、下軸受部側は、下軸受部の外周部に当接させるか、又は、前記下軸受部に固定した板状部材に当接させた、密閉形圧縮機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、クランク軸と、前記クランク軸の偏心部の外周に配置されるローラと、前記ローラを配置するシリンダ室を規定するシリンダと、前記クランク軸を軸支持するための軸受部を有し、前記クランク軸の軸方向側から前記シリンダおよび前記ローラを挟み込む上端板および下端板とを備えるロータリ圧縮機であって、前記下端板は、下軸受部と、前記下軸受部から外方に広がる閉塞部と、前記閉塞部に設けられる吐出ポートとを有し、前記下端板には、前記下軸受部と前記閉塞部との間を弾性力に基づき保持することで、前記下端板および前記吐出ポートを覆うようにして前記下端板に固定される下マフラーカバーが取付けられ、前記下マフラーカバーの前記軸受部ボス部側は、前記下軸受部の軸方向先端面において全周にわたって当接するか、又は、前記下軸受部の外周部において全周にわたって当接し、前記下マフラーカバーの前記閉塞部側は、前記閉塞部の外周部において全周にわたって当接する、ロータリ圧縮機が開示されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０８−３１２５６５号公報 特開２００８−１９６３２２号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、下マフラーカバーの閉塞部側は、閉塞部の外周部に外嵌当接させている。そのため、下マフラーカバーの閉塞部側の内周部の一部しか閉塞部の外周部と当接せず、また、吐出冷媒ガスの圧力によって外嵌された部分が押し開けられ、閉塞部の外周部のシール性が悪い。それ故、下マフラー室に吐出された冷媒ガスが、閉塞部外周部から潤滑油中に漏れ、吐出冷媒ガスに潤滑油が混入して圧縮機筐体外の冷凍サイクルに吐出され、圧縮機筐体内の潤滑油が減少する、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、閉塞部外周部及び下軸受部端部からの吐出冷媒ガスの漏れを防止し、圧縮機筐体外に吐出される潤滑油の量を低減させるロータリ圧縮機を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、上部に冷媒の吐出部が設けられ下部に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の下部に設置され、前記吸入部を通して冷凍サイクルの低圧側から冷媒ガスを吸入し、前記圧縮機筐体内を通して前記吐出部から冷凍サイクルの高圧側に冷媒ガスを吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体の上部に設置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、を備え、前記圧縮部の下側に、下軸受部と閉塞部とを有する下端板と、下マフラーカバーと、により下マフラー室を形成したロータリ圧縮機において、前記閉塞部の外周部に全周に亘る端板段部を形成し、前記下軸受部の端部に全周に亘る軸受部段部を形成し、前記下マフラーカバーの閉塞部側に端板側内フランジを形成し、下軸受部側に軸受部側内筒部を形成し、前記端板段部に前記端板側内フランジを当接させ、前記軸受部段部に軸受部側内筒部を当接させて、前記下マフラーカバーを前記下端板に圧接するようにボルトで締結したことを特徴とする。

本発明にかかるロータリ圧縮機は、閉塞部外周部及び下軸受部端部からの吐出冷媒ガスの漏れを防止し、圧縮機筐体外に吐出される潤滑油の量を低減させる、という効果を奏する。

図１は、本発明にかかるロータリ圧縮機の実施例１を示す縦断面図である。 図２は、第１、第２の圧縮部の横断面図である。 図３は、実施例１の下マフラー室の構造を示す縦断面図である。 図４は、実施例１の下マフラーカバーの平面図である。 図５は、実施例２の下マフラー室の構造を示す縦断面図である。

以下に、本発明にかかるロータリ圧縮機の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかるロータリ圧縮機の実施例１を示す縦断面図であり、図２は、第１、第２の圧縮部の横断面図であり、図３は、実施例１の下マフラー室の構造を示す縦断面図であり、図４は、実施例１の下マフラーカバーの平面図である。

図１に示すように、実施例１のロータリ圧縮機１は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体１０の下部に設置された圧縮部１２と、圧縮機筐体１０の上部に設置され、回転軸１５を介して圧縮部１２を駆動するモータ１１と、を備えている。

モータ１１のステータ１１１は、圧縮機筐体１０の内周面に焼きばめされて固定されている。モータ１１のロータ１１２は、ステータ１１１の中央部に配置され、モータ１１と圧縮部１２とを機械的に接続する回転軸１５に焼きばめされて固定されている。

圧縮部１２は、第１の圧縮部１２Ｓと、第１の圧縮部１２Ｓと並列に設置され第１の圧縮部１２Ｓの上側に積層された第２の圧縮部１２Ｔと、を備えている。第１、第２の圧縮部１２Ｓ、１２Ｔは、短円筒状の第１、第２シリンダ１２１Ｓ、１２１Ｔを備えている。

図２に示すように、第１、第２シリンダ１２１Ｓ、１２１Ｔには、モータ１１と同心に、円形の第１、第２シリンダ内壁１２３Ｓ、１２３Ｔが形成されている。第１、第２シリンダ内壁１２３Ｓ、１２３Ｔ内には、シリンダ内径よりも小さい外径の環状の第１、第２環状ピストン１２５Ｓ、１２５Ｔが夫々配置され、第１、第２シリンダ内壁１２３Ｓ、１２３Ｔと、第１、第２環状ピストン１２５Ｓ、１２５Ｔとの間に、冷媒ガスを吸入し圧縮して吐出する第１、第２作動室１３０Ｓ、１３０Ｔ（圧縮空間）が形成される。

第１、第２シリンダ１２１Ｓ、１２１Ｔには、第１、第２シリンダ内壁１２３Ｓ、１２３Ｔから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第１、第２ベーン溝１２８Ｓ、１２８Ｔが形成され、第１、第２ベーン溝１２８Ｓ、１２８Ｔ内に、夫々平板状の第１、第２ベーン１２７Ｓ、１２７Ｔが嵌合されている。

図示しないが、第１、第２ベーン溝１２８Ｓ、１２８Ｔの奥部には、第１、第２スプリングが配置されている。常時は、この第１、第２スプリングの反発力により、第１、第２ベーン１２７Ｓ、１２７Ｔが、第１、第２ベーン溝１２８Ｓ、１２８Ｔ内から第１、第２作動室１３０Ｓ、１３０Ｔ内に突出し、その先端が、第１、第２環状ピストン１２５Ｓ、１２５Ｔの外周面に当接し、第１、第２ベーン１２７Ｓ、１２７Ｔにより、第１、第２作動室１３０Ｓ、１３０Ｔ（圧縮空間）が、第１、第２吸入室１３１Ｓ、１３１Ｔと、第１、第２圧縮室１３３Ｓ、１３３Ｔとに区画される。

また、第１、第２シリンダ１２１Ｓ、１２１Ｔには、第１、第２ベーン溝１２８Ｓ、１２８Ｔの奥部と圧縮機筐体１０内とを連通して、第１、第２ベーン１２７Ｓ、１２７Ｔに、圧縮された冷媒ガスの圧力により背圧をかける背圧導入路１２９Ｓ、１２９Ｔが形成されている。

第１、第２シリンダ１２１Ｓ、１２１Ｔには、第１、第２吸入室１３１Ｓ、１３１Ｔに外部から冷媒を吸入するために、第１、第２吸入室１３１Ｓ、１３１Ｔと外部とを連通させる第１、第２吸入孔１３５Ｓ、１３５Ｔが設けられている。

また、図１に示すように、第１シリンダ１２１Ｓと第２シリンダ１２１Ｔの間には、中間仕切板１４０が設置され、第１シリンダ１２１Ｓの第１作動室１３０Ｓと第２シリンダ１２１Ｔの第２作動室１３０Ｔとを区画している。第１シリンダ１２１Ｓの下端部には、下端板１６０Ｓが設置され、第１シリンダ１２１Ｓの第１作動室１３０Ｓを閉塞している。また、第２シリンダ１２１Ｔの上端部には、上端板１６０Ｔが設置され、第２シリンダ１２１Ｔの第２作動室１３０Ｔを閉塞している。

下端板１６０Ｓには、下軸受部１６１Ｓが形成され、下軸受部１６１Ｓに、回転軸１５の下軸受支持部１５１が回転自在に支持されている。上端板１６０Ｔには、上軸受部１６１Ｔが形成され、上軸受部１６１Ｔに、回転軸１５の上軸受支持部１５３が回転自在に支持されている。

回転軸１５は、互いに１８０°位相をずらして偏心させた第１偏芯部１５２Ｓと第２偏芯部１５２Ｔとを備え、第１偏芯部１５２Ｓは、第１の圧縮部１２Ｓの第１環状ピストン１２５Ｓを回転自在に保持し、第２偏芯部１５２Ｔは、第２の圧縮部１２Ｔの第２環状ピストン１２５Ｔを回転自在に保持している。

回転軸１５が回転すると、第１、第２環状ピストン１２５Ｓ、１２５Ｔが、第１、第２シリンダ内壁１２３Ｓ、１２３Ｔに沿って第１、第２シリンダ１２１Ｓ、１２１Ｔ内を図２の時計回りに公転し、これに追随して第１、第２ベーン１２７Ｓ、１２７Ｔが往復運動する。この第１、第２環状ピストン１２５Ｓ、１２５Ｔ及び第１、第２ベーン１２７Ｓ、１２７Ｔの運動により、第１、第２吸入室１３１Ｓ、１３１Ｔ及び第１、第２圧縮室１３３Ｓ、１３３Ｔの容積が連続的に変化し、圧縮部１２は、連続的に冷媒ガスを吸入し圧縮して吐出する。

図１に示すように、下端板１６０Ｓの下側には、下マフラーカバー１７０Ｓが設置され、下端板１６０Ｓとの間に下マフラー室１８０Ｓを形成している。そして、第１の圧縮部１２Ｓは、下マフラー室１８０Ｓに開口している。すなわち、下端板１６０Ｓの第１ベーン１２７Ｓ近傍には、第１シリンダ１２１Ｓの第１圧縮室１３３Ｓと下マフラー室１８０Ｓとを連通する第１吐出孔１９０Ｓ（図２参照）が設けられ、第１吐出孔１９０Ｓには、圧縮された冷媒ガスの逆流を防止する第１吐出弁２００Ｓが設置されている。

下マフラー室１８０Ｓは、環状に連通された１つの室であり、第１の圧縮部１２Ｓの吐出側を、下端板１６０Ｓ、第１シリンダ１２１Ｓ、中間仕切板１４０、第２シリンダ１２１Ｔ及び上端板１６０Ｔを貫通する冷媒通路１３６（図２参照）を通して上マフラー室１８０Ｔ内に連通させる連通路の一部である。下マフラー室１８０Ｓは、吐出冷媒ガスの圧力脈動を低減させる。また、第１吐出弁２００Ｓに重ねて、第１吐出弁２００Ｓの撓み開弁量を制限するための第１吐出弁押さえ２０１Ｓが、第１吐出弁２００Ｓとともにリベットにより固定されている。

図１に示すように、上端板１６０Ｔの上側には、上マフラーカバー１７０Ｔが設置され、上端板１６０Ｔとの間に上マフラー室１８０Ｔを形成している。上端板１６０Ｔの第２ベーン１２７Ｔ近傍には、第２シリンダ１２１Ｔの第２圧縮室１３３Ｔと上マフラー室１８０Ｔとを連通する第２吐出孔１９０Ｔ（図２参照）が設けられ、第２吐出孔１９０Ｔには、圧縮された冷媒ガスの逆流を防止する第２吐出弁２００Ｔが設置されている。

また、第２吐出弁２００Ｔに重ねて、第２吐出弁２００Ｔの撓み開弁量を制限するための第２吐出弁押さえ２０１Ｔが、第２吐出弁２００Ｔとともにリベットにより固定されている。上マフラー室１８０Ｔは、吐出冷媒の圧力脈動を低減させる。

第１シリンダ１２１Ｓ、下端板１６０Ｓ、下マフラーカバー１７０Ｓ、第２シリンダ１２１Ｔ、上端板１６０Ｔ、上マフラーカバー１７０Ｔ及び中間仕切板１４０は、ボルト１７５により一体に締結されている。ボルト１７５により一体に締結された圧縮部１２のうち、上端板１６０Ｔの外周部が、圧縮機筐体１０にスポット溶接により固着され、圧縮部１２を圧縮機筐体１０に固定している。

図示しないが、円筒状の圧縮機筐体１０の外周壁には、軸方向に離間して下部から順に、第１、第２貫通孔１０１、１０２が、第１、第２吸入管１０４、１０５を通すために設けられている。また、圧縮機筐体１０の外側部には、独立した円筒状の密閉容器からなるアキュムレータ２５が、アキュムホルダー２５２及びアキュムバンド２５３により保持されている。

アキュムレータ２５の天部中心には、冷凍サイクルの低圧側と接続するシステム接続管２５５が接続され、アキュムレータ２５の底部に設けられた底部貫通孔２５７には、一端がアキュムレータ２５の内部上方まで延設され、他端が、第１、第２吸入管１０４、１０５の他端に接続される第１、第２低圧連絡管３１Ｓ、３１Ｔが接続されている。

冷凍サイクルの低圧冷媒をアキュムレータ２５を介して第１、第２の圧縮部１２Ｓ、１２Ｔに導く第１、第２低圧連絡管３１Ｓ、３１Ｔは、吸入部としての第１、第２吸入管を介して第１、第２シリンダ１２１Ｓ、１２１Ｔの第１、第２吸入孔１３５Ｓ、１３５Ｔ（図２参照）に接続されている。すなわち、第１、第２吸入孔１３５Ｓ、１３５Ｔは、冷凍サイクルの低圧側に並列に連通している。

圧縮機筐体１０の天部には、冷凍サイクルの高圧側と接続し高圧冷媒ガスを冷凍サイクルの高圧側に吐出する吐出部としての吐出管１０７が接続されている。すなわち、第１、第２吐出孔１９０Ｓ、１９０Ｔは、冷凍サイクルの高圧側に連通している。

圧縮機筐体１０内には、およそ第２シリンダ１２１Ｔの高さまで潤滑油が封入されている。また、潤滑油は、シャフト１５の下部に挿入された羽根ポンプ（図示しない）によって圧縮部１２を循環し、摺動部品の潤滑及び微小隙間によって圧縮冷媒の圧縮空間を区画している箇所のシールをしている。

次に、図１、図３及び図４を参照して、実施例１のロータリ圧縮機１の特徴的な構成について説明する。圧縮部１２の下側には、下軸受部１６１Ｓと閉塞部１６２Ｓとを有する下端板１６０Ｓと、下マフラーカバー１７０Ｓとにより、下マフラー室１８０Ｓが形成されている。

下端板１６０Ｓの閉塞部１６２Ｓの外周部には、全周に亘る端板段部１６６Ｓが形成され、下軸受部１６１Ｓの端部には、全周に亘る軸受部段部１６７Ｓが形成されている。また、下マフラーカバー１７０Ｓの閉塞部１６２Ｓ側には、端板側内フランジ１７１Ｓが形成され、下軸受部１６１Ｓ側には、軸受部側内筒部１７２Ｓが形成されている。

端板段部１６６Ｓに、端板側内フランジ１７１Ｓを当接させ、軸受部段部１６７Ｓに、軸受部側内筒部１７２Ｓを当接させて、下マフラーカバー１７０Ｓが、下端板１６０Ｓに、圧接されるようにボルト１７５により締結され、下マフラー室１８０Ｓが形成されている。

以上のように構成された下マフラー室１８０Ｓ内に冷媒ガスが吐出されると、冷媒ガスの圧力が、端板側内フランジ１７１Ｓを端板段部１６６Ｓに押付けるように作用し、また、軸受部側内筒部１７２Ｓを軸受部段部１６７Ｓに押付けるように作用して、下マフラー室１８０Ｓからの冷媒ガス漏れ量を低減することができ、圧縮機筐体１０外に吐出される潤滑油の量を低減させることができる。さらに、ガス漏れ量を低減することにより、圧縮効率も向上することができる。

次に、図５を参照して、実施例２のロータリ圧縮機の特徴的な構成について説明する。図５は、実施例２の下マフラー室の構造を示す縦断面図である。圧縮部１２の下側には、下軸受部１６１Ｓと閉塞部１６２Ｓとを有する下端板１６０Ｓと、下マフラーカバー１７０Ｓとにより、下マフラー室１８０Ｓが形成されている。

下端板１６０Ｓの閉塞部１６２Ｓの外周部には、全周に亘る端板段部１６６Ｓが形成され、下軸受部１６１Ｓの端面には、全周に亘る軸受部溝１６９Ｓが形成されている。また、下マフラーカバー１７０Ｓの閉塞部１６２Ｓ側には、端板側内フランジ１７１Ｓが形成され、下軸受部１６１Ｓ側には、軸受部側内筒部１７２Ｓが形成されている。

端板段部１６６Ｓに、端板側内フランジ１７１Ｓを当接させ、軸受部溝１６９Ｓに、軸受部側内筒部１７２Ｓを当接させ、軸受部端面１６４Ｓに軸受部側内筒部１７２Ｓ近傍の下マフラーカバー１７０Ｓ内面を当接させて、下マフラーカバー１７０Ｓが、下端板１６０Ｓに、圧接されるようにボルト１７５により締結され、下マフラー室１８０Ｓが形成されている。

以上のように構成された下マフラー室１８０Ｓ内に冷媒ガスが吐出されると、冷媒ガスの圧力が、端板側内フランジ１７１Ｓを端板段部１６６Ｓに押付けるように作用し、また、軸受部側内筒部１７２Ｓとその近傍は、２箇所で当接してシールされているので、下マフラー室１８０Ｓからの冷媒ガス漏れ量を低減することができ、圧縮機筐体１０外に吐出される潤滑油の量を低減させることができる。さらに、ガス漏れ量を低減することにより、圧縮効率も向上することができる。

以上のように、本発明にかかるロータリ圧縮機は、冷凍装置や空気調和機等の冷凍サイクルに使用されるロータリ圧縮機に適している。

１ ロータリ圧縮機
１０ 圧縮機筐体
１１ モータ
１２ 圧縮部
１５ 回転軸
２５ アキュムレータ
３１Ｓ，３１Ｔ 低圧連絡管
１０７ 吐出管（吐出部）
１１１ ステータ
１１２ ロータ
１２Ｓ 第１の圧縮部
１２Ｔ 第２の圧縮部
１２１Ｓ 第１シリンダ
１２１Ｔ 第２シリンダ
１２３Ｓ 第１シリンダ内壁
１２３Ｔ 第２シリンダ内壁
１２５Ｓ 第１環状ピストン
１２５Ｔ 第２環状ピストン
１２７Ｓ 第１ベーン
１２７Ｔ 第２ベーン
１２８Ｓ 第１ベーン溝
１２８Ｔ 第２ベーン溝
１２９Ｓ，１２９Ｔ 背圧導入路
１３０Ｓ 第１作動室
１３０Ｔ 第２作動室
１３１Ｓ 第１吸入室
１３１Ｔ 第２吸入室
１３３Ｓ 第１圧縮室
１３３Ｔ 第２圧縮室
１３５Ｓ 第１吸入孔
１３５Ｔ 第２吸入孔
１３６ 冷媒通路
１４０ 中間仕切板
１５１ 下軸受支持部
１５２Ｓ 第１偏芯部
１５２Ｔ 第２偏芯部
１５３ 上軸受支持部
１６０Ｓ 下端板
１６０Ｔ 上端板
１６１Ｓ 下軸受部
１６１Ｔ 上軸受部
１６２Ｓ 閉塞部
１６４Ｓ 軸受部端面
１６６Ｓ 端板段部
１６７Ｓ 軸受部段部
１６９Ｓ 軸受部溝
１７０Ｓ 下マフラーカバー
１７０Ｔ 上マフラーカバー
１７１Ｓ 端板側内フランジ
１７２Ｓ 軸受部側内筒部
１７５ ボルト
１８０Ｓ 下マフラー室
１８０Ｔ 上マフラー室
１９０Ｓ 第１吐出孔
１９０Ｔ 第２吐出孔
２００Ｓ 第１吐出弁
２００Ｔ 第２吐出弁
２０１Ｓ 第１吐出弁押さえ
２０１Ｔ 第２吐出弁押さえ
２５２ アキュムホルダー
２５３ アキュムバンド
２５５ システム接続管
２５７ 底部貫通孔

Claims (2)

1. 上部に冷媒の吐出部が設けられ下部に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、
   前記圧縮機筐体の下部に設置され、前記吸入部を通して冷凍サイクルの低圧側から冷媒ガスを吸入し、前記圧縮機筐体内を通して前記吐出部から冷凍サイクルの高圧側に冷媒ガスを吐出する圧縮部と、
   前記圧縮機筐体の上部に設置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、
   を備え、前記圧縮部の下側に、下軸受部と閉塞部とを有する下端板と、下マフラーカバーと、により下マフラー室を形成したロータリ圧縮機において、
   前記閉塞部の外周部に全周に亘る端板段部を形成し、前記下軸受部の端部に全周に亘る軸受部段部を形成し、
   前記下マフラーカバーの閉塞部側に端板側内フランジを形成し、下軸受部側に軸受部側内筒部を形成し、
   前記端板段部に前記端板側内フランジを当接させ、前記軸受部段部に軸受部側内筒部を当接させて、前記下マフラーカバーを前記下端板に圧接するようにボルトで締結したことを特徴とするロータリ圧縮機。
2. 上部に冷媒の吐出部が設けられ下部に冷媒の吸入部が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、
   前記圧縮機筐体の下部に設置され、前記吸入部を通して冷凍サイクルの低圧側から冷媒ガスを吸入し、前記圧縮機筐体内を通して前記吐出部から冷凍サイクルの高圧側に冷媒ガスを吐出する圧縮部と、
   前記圧縮機筐体の上部に設置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、
   を備え、前記圧縮部の下側に、下軸受部と閉塞部とを有する下端板と、下マフラーカバーと、により下マフラー室を形成したロータリ圧縮機において、
   前記閉塞部の外周部に全周に亘る端板段部を形成し、下軸受部の端面に全周に亘る軸受部溝を形成し、
   前記下マフラーカバーの閉塞部側に端板側内フランジを形成し、下軸受部側に軸受部側内筒部を形成し、
   前記端板段部に前記端板側内フランジを当接させ、前記軸受部溝に軸受部側内筒部を当接させ、前記軸受部端面に前記軸受部側内筒部近傍の下マフラーカバー内面を当接させて、前記下マフラーカバーを前記下端板に圧接するようにボルトで締結したことを特徴とするロータリ圧縮機。

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