JP5595324B2 - 圧縮機 - Google Patents
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Description
特許文献1のローリングピストン型2段圧縮機は、密閉容器3の内部に電動機5とその電動機5により駆動される低段圧縮要素7と高段圧縮要素9とを配置し、低段圧縮要素7の吐出側と高段圧縮要素9の吸入側とを連通路55を介して直列接続したものである。
以下、従来技術を一例として説明するために、特許文献1の2段冷媒圧縮機を説明する。
圧縮冷媒ガスは、圧縮作用後、下部軸受部材12に設けられた吐出ポート(図示なし)から低段吐出室45に排出される。低段吐出室45に排出された冷媒ガスは、連通路55を経由して高段圧縮要素9の吸入室56に送出される。低段圧縮要素7の吸入開始後、図1(c)に見られるように、高段圧縮要素9も吸入・圧縮作用を開始する。高段圧縮要素9での圧縮作用後、高段吐出室51に排出された吐出冷媒ガスは、消音室52に流入し、その後、密閉容器3の内部空間に送出される。
これにより、高段圧縮要素と低段圧縮要素において、適正な雰囲気圧力(高段圧縮要素:高圧、低段圧縮要素:中間圧)に設定することができる。すなわち、圧縮要素毎に雰囲気圧力を変えて、吸入冷媒ガス圧を低下させることで吸入加熱量を低減できるとともに、中間圧室において、吐出マフラーとしての機能を発揮して、脈動の低減によるノイズ・振動低減効果を得ることが出来る。また、電動機室の高圧の潤滑油を、各圧縮要素のベーン背圧に導入し、広い圧力領域で運転可能とすることができる。電動機室の容積を利用したマフラー効果でノイズ、振動の低減も図ることができる。さらに、低圧室が設置されているので、低圧室がアキュームレータと同等の作用を奏して、一層の吸入加熱の低減や、吸入脈動の低減に効果を挙げることができる。低圧室を設置することで、圧縮機としての容積効率が向上する。
請求項2の発明は、密閉容器(3)、電動機(5)、並びに、該電動機により駆動される低段圧縮要素(7)及び高段圧縮要素(9)を具備し、前記密閉容器(3)の内部に、前記低段圧縮要素(7)、前記電動機(5)、高段圧縮要素(9)の順に配置された2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機において、前記電動機(5)及び高段圧縮要素(9)が配置された高圧室(8、82)に対して、前記低段圧縮要素(7)の雰囲気圧を仕切り板(26、26−1〜26−3)で分離し、前記低段圧縮要素(7)からの冷媒ガスが吐出する中間圧室(81)を形成し、前記仕切り板(26−1〜26−3)の一部が、前記電動機(5)により前記低段圧縮要素(7)及び前記高段圧縮要素(9)を駆動する、駆動軸(6)の軸方向に延長され、かつ、該駆動軸(6)を含まないように隔壁部(26−3)を構成したことを特徴とする2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機である。
これにより、請求項3の発明の同様な効果あげることができ、さらに、駆動軸との接合部に密封部品を設ける必要が無く、摺動損失やシール漏れが発生することがない。
図2を参照して、まず、本発明の一実施形態の冷媒圧縮機(ローリングピストン型2段圧縮機)1を組み込んだ冷凍サイクルを説明する。
仕切り板26と第2中板36’には、それぞれ、駆動軸6を両端で支持する軸受と、ベーン背圧連通孔91、92が形成されている。ベーン背圧連通孔91、92により、電動機室8の高圧を、低段圧縮要素7と高段圧縮要素9の双方のベーンの背圧室に容易に導入することができる。これにより、低段圧縮要素7に中間圧の背圧が供給されることがない。
ローリングピストン型2段圧縮機は、一般に、それぞれをシングルピストンで駆動するため、それぞれの一回転につき1回の吐出脈動が出るため、スクロール型などに比べて吐出脈動は大きなものとなってしまうが、この中間圧室81の吐出マフラー機能が有効であり、高段へ流入する冷媒ガスの脈動の低減に大きく寄与する。
高段吸入口25から吸入された冷媒ガスは、高段圧縮要素9で圧縮された後、高段吐出孔(高段吐出ポート)126からリード弁を通って高圧室82に吐出される。高圧室82から冷媒連通孔27を通過して、電動機室8に放出される。この際、冷媒連通孔27から流出した冷媒がモータ端子96やステータモータ5aのコイル等に衝突し、オイルが拡散されて壁面等に付着することで、冷媒とオイルが分離される。貯油部(油溜)88は高圧室の底部となり、横置きで油面を安定させるために、オイル連通孔93を設けている。図4のようにモータ端子96に冷媒ガスを当てない場合も実施形態の変形例として存在する。
図5に示すように、本発明の一実施形態は、これまで説明した横型に限らず、縦型にした変形例としても成立する。この場合には、貯油部88は縦型の密閉容器3の底部となる。潤滑油の各部への供給は、外部配管などによって行うことになる。電動機室8に設けた別の貯油部から駆動軸6の内部通路を介して各部に供給しても良い。
従来技術においては、高段圧縮要素と低段圧縮要素の雰囲気圧力はほぼ高圧であるため、吸入加熱が増加し容積効率が低下したりする。また、高圧の吐出は、ノイズ、振動の増大を招くことになる。これに対して、本発明においては、高段圧縮要素9と低段圧縮要素7の間に仕切り板を設けたものである。これにより、高段圧縮要素9と低段圧縮要素7において、適正な雰囲気圧力(高段圧縮要素:高圧、低段圧縮要素:中間圧)に設定することができる。すなわち、各圧縮要素毎に雰囲気圧力を変えて吸入加熱を低減でき、電動機室8の高圧の潤滑油をベーン背圧に導入し広い圧力領域で運転可能とすることができる。また、電動機室8の容積を利用したマフラー効果でノイズ、振動の低減も図れる。
また、低圧室のボリュームによるマフラー効果のため吸入脈動が低減し、配管への振動が減少することでノイズ、振動低減効果が得られる。ノイズ、振動低減効果は、車両用冷凍サイクルにとって重要であり、キャビンへのノイズを低減することができる。なお、低圧室83は、いわば、特許文献1のアキュームレータ2と同等の作用を奏するので、場合によっては、アキュームレータ2を省略することができる。
一方、図8の実施形態の場合、仕切り部材は、第1仕切り部材26−1、第2仕切り部材26−2、隔壁部26−3で構成されている。仕切り板の一部(26−3)が、電動機5により駆動される駆動軸6の軸方向に延長され、かつ、駆動軸6を含まないように隔壁部26−3として設置されている。低段吐出孔23とリード弁を経由した冷媒ガスは、電動機室8とは分離されて、孔29から中間室81に流入するように、第2仕切り部26−2が設けられている。
このように、駆動軸6を跨がないように中間圧室81を設ければ、駆動軸6部を密封する必要が無く、構成が簡素になる。なお、図7、8の場合も、ベーン背圧連通孔91、92(91について図7では一部配管利用)が設置されている。
なお、密閉容器3の内部に、低段圧縮要素7、仕切り板26、高段圧縮要素9、電動機5の順に配置する場合も考えられる。この場合、低段圧縮要素7と中間圧室81を、図3のように密閉容器の左端部に設置して、中間圧室81から直接又は外部配管で高段圧縮要素9に吸入させれば、中間圧室81による本発明と同様な効果をあげることができる。
5 電動機
7 低段圧縮要素
8 電動機室、高圧室
9 高段圧縮要素
26、26−1〜26−3 仕切り板
36 第1中板
36’ 第2中板
81 中間圧室
82 高圧室
83 低圧室
Claims (8)
- 密閉容器(3)、電動機(5)、並びに、該電動機により駆動される低段圧縮要素(7)及び高段圧縮要素(9)を具備し、前記密閉容器(3)の内部に、前記低段圧縮要素(7)、前記電動機(5)、高段圧縮要素(9)の順に配置された2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機において、
前記電動機(5)及び高段圧縮要素(9)が配置された高圧室(8、82)に対して、前記低段圧縮要素(7)の雰囲気圧を仕切り板(26、26−1〜26−3)で分離し、前記低段圧縮要素(7)からの冷媒ガスが吐出する中間圧室(81)を形成し、
前記仕切り板(26)と前記低段圧縮要素(7)との間を分離する第1中板(36)を設けて、前記低段圧縮要素(7)が存在する側を低圧室(83)とし、前記第1中板(36)と前記仕切り板(26)との間を前記中間圧室(81)とし、
前記低圧室(83)に、前記密閉容器(3)の外部から冷媒ガスを吸入させたことを特徴とする2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。 - 密閉容器(3)、電動機(5)、並びに、該電動機により駆動される低段圧縮要素(7)及び高段圧縮要素(9)を具備し、前記密閉容器(3)の内部に、前記低段圧縮要素(7)、前記電動機(5)、高段圧縮要素(9)の順に配置された2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機において、
前記電動機(5)及び高段圧縮要素(9)が配置された高圧室(8、82)に対して、前記低段圧縮要素(7)の雰囲気圧を仕切り板(26、26−1〜26−3)で分離し、前記低段圧縮要素(7)からの冷媒ガスが吐出する中間圧室(81)を形成し、
前記仕切り板(26−1〜26−3)の一部が、前記電動機(5)により前記低段圧縮要素(7)及び前記高段圧縮要素(9)を駆動する、駆動軸(6)の軸方向に延長され、かつ、該駆動軸(6)を含まないように隔壁部(26−3)を構成したことを特徴とする2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。 - 前記低段圧縮要素(7)で圧縮され、前記中間圧室(81)を経由した冷媒ガスを、
低段吐出口(24)において、前記密閉容器(3)の外部配管(24’)に吐出させ、
該外部配管(24’)が連結された高段吸入口(25)から、前記高段圧縮要素(9)に吸入させたことを特徴とする請求項1又は2に記載の2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。 - 前記中間圧室(81)を2つに区分して、前記中間圧室(81)の一方とは分離され、前記密閉容器(3)の外部から冷媒ガスが吸入される低圧室(83)を形成したことを特徴とする請求項2に記載の2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。
- 前記電動機(5)と前記高段圧縮要素(9)との間に第2中板(36’)を設けて、該第2中板(36’)と前記仕切り板(26)との間を電動機室(8)とし、該電動機室(8)に潤滑油を貯油するようにしたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。
- 前記電動機室(8)に貯油された高圧の潤滑油を前記低段圧縮要素(7)及び前記高段圧縮要素(9)の背圧室に供給したことを特徴とする請求項5に記載の2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。
- 前記2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機が、横型であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。
- 前記2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機が、縦型であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の2段圧縮式のローリングピストン型圧縮機。
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