JP5782765B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、シリンダと、該シリンダとの間に複数の圧縮室を区画するピストンとを有し、ピストンの偏心回転運動によって各圧縮室で流体を圧縮する回転式圧縮機に関するものである。
従来より、シリンダとピストンとの間に複数の圧縮室が区画された圧縮機構を有する回転式圧縮機が知られている。そして、これらの回転式圧縮機の中には、ピストンをシリンダに対して偏心回転運動させることにより、複数の圧縮室で流体を段階的に圧縮させるものがある(例えば、特許文献1を参照)。
この種の回転式圧縮機では、複数の圧縮室のうちの最初の圧縮室で流体が圧縮された後、さらに残りの圧縮室で順に圧縮される。そして、最後の圧縮室での圧縮が終了した時点で流体の圧力が所定の圧力に達するように各圧縮室の容積を設定している。このように、最後の圧縮室で流体が所定の圧力に達する通常運転の場合には、最後の圧縮室で最も内圧が高くなっている。
ここで、回転式圧縮機の運転時において、上記ピストンに対して背圧と上述した内圧とが作用する。この背圧によって上記ピストンを上記シリンダへ押し付ける押付力が発生する。又、この内圧によって上記ピストンがシリンダから離反する離反力が発生する。
このことから、回転式圧縮機の運転時には、上記押付力が上記離反力よりも大きくなるように調整する。これにより、ピストンがシリンダから離反せずに圧縮室の気密性が保たれる。
特開2006−307762号公報
しかしながら、従来の回転式圧縮機において、その運転条件によって、流体を段階的に圧縮させている途中で流体の圧力が所定の圧力に達してしまうことが考えられる。そして、所定の圧力に達した流体が、残りの圧縮室で圧縮されることなく該圧縮室を通過した場合には、その残りの全ての圧縮室で内圧が最も高くなる。
このような圧縮回数の少ない運転の場合には、上記離反力が、上述した通常運転の場合に比べて大きくなってしまう。そして、この離反力が大きくなればなるほど、シリンダとピストンとの間の隙間が広がり、各圧縮室の気密性が低下してしまうという問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、多段圧縮が可能な回転式圧縮機において、多段圧縮の途中で流体が所定の圧力に達した場合でも、最適な押付力で回転式圧縮機の運転ができるようにすることにある。
第1の発明は、4段圧縮の運転と、4段よりも少ない圧縮段数の運転が行われる圧縮機において、シリンダ(21,31)と、上記シリンダ(21,31)との間に内部空間を形成する中間部材(19)と、上記内部空間に偏心回転自在に配置されて上記シリンダ(21,31)との間に複数の圧縮室(23a,…,23d,33a,…,33d)からなる圧縮室群を区画し且つ上記中間部材(19)との間に背圧室(3a,3b)を形成するピストン(22,32)と、上記背圧室(3a,3b)を第1及び第2の背圧室(3a,3b)に区画するシール部材(4,5)と、上記複数の圧縮室(23a,…,23d,33a,…,33d)を4つに区分して第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で接続する流体流路(41,42,43)と、上記第4圧縮室(G4)の吐出圧力を第1背圧室(3a)へ導入する高圧導入路(2c)と、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力を第2背圧室(3b)へ導入する中間圧導入路(2a,2b)とを備えていることを特徴としている。
第1の発明では、上記ピストン(22,32)と上記中間部材(19)との間に上記背圧室(3a,3b)を形成している。この背圧室(3a,3b)に導入される流体の圧力で上記ピストン(22,32)を上記中間部材(19)に押し付けている。この押付力によって、上記ピストン(22,32)に生じる離反力に対抗するように構成されている。
ここで、上述した回転式圧縮機の通常運転時と圧縮回数の少ない運転時において、流体の高圧圧力の目標値がほぼ同じとする。この場合において、上記回転式圧縮機の運転動作が通常運転から圧縮回数の少ない運転へ変更になったときには、上述したように、この運転の変更に伴って上記ピストン(22,32)に生じる離反力が大きくなってしまう。
そこで、第1の発明では、上記シール部材(4,5)によって、上記背圧室(3a,3b)を第1及び第2の背圧室(3a,3b)に区画している。そして、この第1背圧室(3a)に対して上記第4圧縮室(G4)の吐出圧力を導入し、第2背圧室(3b)に対して上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力を導入している。
ここで、回転式圧縮機で上述した運転状態の変更が起きたとき、第4圧縮室(G4)の吐出圧力、つまり上記第1背圧室(3a)の圧力はほぼ同じであるのに対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力、つまり上記第2背圧室(3b)の圧力は、上述した運転状態の変更に伴って大きくなる。これは、圧縮回数の少ない運転の場合には、早い段階で流体の圧力が所定の圧力になるからである。
このように、通常運転から圧縮回数の少ない運転へ変更になって上述した離反力が大きくなった場合には、上記第2背圧室(3b)の圧力が大きくなることで上記ピストン(22,32)の押付力を大きくすることができるようになる。
第2の発明は、第1の発明において、上記中間圧導入路(2a,2b)は、上記ピストン(22,32)の内部を貫通して上記第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)とを連通することを特徴としている。
第2の発明では、上記ピストン(22,32)の内部を貫通させることにより、上記第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)との間を連通させている。上記ピストン(22,32)を挟んで両側に上記第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)とが配置されているため、上記ピストン(22,32)の内部を貫通させることで容易に上記中間圧導入路(2a,2b)を形成することができるようになる。
第3の発明は、第1の発明において、上記中間圧導入路(2a,2b)は、上記流体流路(41,42,43)と上記第2背圧室(3b)とを連通することを特徴としている。
第3の発明では、上記流体流路(41,42,43)の圧力を上記第2背圧室(3b)へ導入している。この流体流路(41,42,43)は、第1圧縮室(G1)と第2圧縮室(G2)との間、第2圧縮室(G2)と第3圧縮室(G3)との間、第3圧縮室(G3)と第4圧縮室(G4)との間をそれぞれ接続するものであり、この流体流路(41,42,43)の圧力は、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力である。従って、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)だけでなく、上記流体流路(41,42,43)から上記第2背圧室(3b)へ圧力を導入することも可能である。
第4の発明は、第1の発明において、上記中間部材(19)を挟んで両側に上記シリンダ(21,31)及び上記ピストン(22,32)の組を有し、上記流体流路(41,42,43)は、両方の組に対応する複数の圧縮室(23a,…,23d,33a,…,33d)を4つに区分して第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で接続することを特徴としている。
第4の発明では、上記中間部材(19)の両側に上記シリンダ(21,31)及び上記ピストン(22,32)の組がそれぞれ配置されている。このような場合でも、第1の発明と同様に、通常運転から圧縮回数の少ない運転へ変更になって上述した離反力が大きくなった場合には、上記第2背圧室(3b)の圧力が大きくなることで各ピストン(22,32)の押付力を大きくすることができるようになる。
第5の発明は、第4の発明において、上記中間圧導入路(2a,2b)は、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記一方のピストン(22)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第1導入路(2a)と、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記他方のピストン(32)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第2導入路(2b)とを備えていることを特徴としている。
第5の発明では、上記各ピストン(22,32)を挟んで両側に上記第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)とが配置されているため、上記各ピストン(22,32)の内部を貫通させることで容易に上記第1導入路(2a)及び第2導入路(2b)を形成することができるようになる。尚、第2圧縮室(G2)及び第3圧縮室(G3)は、それぞれ両方のピストン(22,32)のどちら側に配置されていてもよい。
第6の発明は、第4の発明において、上記中間圧導入路(2a,2b)は、上記流体流路(41,42,43)と上記一方のピストン(22)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第1導入路(2a)と、上記流体流路(41,42,43)と上記他方のピストン(32)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第2導入路(2b)とを備えていることを特徴としている。
第6の発明では、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)だけでなく、上記流体流路(41,42,43)から上記各第2背圧室(3b)へ圧力を導入することができる。
第7の発明は、第4から第6の何れか1つの発明において、上記一方のピストン(22)に対応する圧縮室群の一部に上記第2圧縮室(G2)が配置され、上記他方のピストン(32)に対応する圧縮室群の一部に上記第3圧縮室(G3)が配置され、両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群の残りの部分に上記第1及び第4圧縮室(G1,G4)がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
第7の発明では、上記各ピストン(22,32)に対応する第2背圧室(3b)へ上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力を導入している。
ここで、一方のピストン(22)と他方のピストン(32)とで該ピストンに生じる離反力を比較するため、一方のピストン(22)側と他方のピストン(32)側とで圧縮室群における圧縮室(G1,G2,G3,G4)の配置の違いを見てみると、上記第3圧縮室(G3)が配置されている他方のピストン(32)の方が離反力が大きくなりやすい。
この場合には、離反力の大きい他方のピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうちの第1圧力を導入し、離反力の小さい一方のピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうち第1圧力よりも小さい第2圧力を導入するとよい。
これにより、離反力の大きいピストン(32)に対して大きな押付力を付与し、離反力の小さいピストン(22)に対して小さな押付力を付与することができ、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくすることで、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることが可能となる。
第8の発明は、第4から第6の何れか1つの発明において、両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群に上記第1から第4圧縮室(G1,G2,G3,G4)がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
第8の発明では、上記各ピストン(22,32)に対応する第2背圧室(3b)へ上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力を導入している。
ここで、両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群に上記第1から第4圧縮室(G1,G2,G3,G4)がそれぞれ配置されているため、一方のピストン(22)と他方のピストン(32)とで該ピストンに生じる離反力は同じである。この場合には、一方のピストン(22)側と他方のピストン(32)側の背圧室(3a,3b)には、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の同じ圧力を導入するのがよい。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくして、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることが可能となる。
第9の発明は、第4から第6の何れか1つの発明において、上記一方のピストン(22)に対応する圧縮室群の一部に上記第3圧縮室(G3)が配置され、上記他方のピストン(32)に対応する圧縮室群の一部に上記第4圧縮室(G4)が配置され、両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群の残りの部分に上記第1及び2圧縮室(G1,G2)がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
第9の発明では、上記各ピストン(22,32)に対応する第2背圧室(3b)へ上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力を導入している。
ここで、一方のピストン(22)と他方のピストン(32)とで該ピストンに生じる離反力を比較するため、一方のピストン(22)側と他方のピストン(32)側とで圧縮室群における圧縮室(G1,G2,G3,G4)の配置の違いを見てみると、上記第4圧縮室(G4)が配置されている他方のピストン(32)の方が離反力が大きくなりやすい。
この場合には、離反力の大きい他方のピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうちの第1圧力を導入し、離反力の小さい一方のピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうち第1圧力よりも小さい第2圧力を導入するとよい。
これにより、離反力の大きいピストン(32)に対して大きな押付力を付与し、離反力の小さいピストン(22)に対して小さな押付力を付与することができ、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくすることで、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることが可能となる。
第10の発明は、第4から第6の何れか1つの発明において、上記一方のピストン(22)に対応する圧縮室群の一部に上記第2圧縮室(G2)が配置され、上記他方のピストン(32)に対応する圧縮室群の一部に上記第4圧縮室(G4)が配置され、両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群の残りの部分に上記第1及び3圧縮室(G1,G3)がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
第10の発明では、上記各ピストン(22,32)に対応する第2背圧室(3b)へ上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力を導入している。
ここで、一方のピストン(22)と他方のピストン(32)とで該ピストンに生じる離反力を比較するため、一方のピストン(22)側と他方のピストン(32)側とで圧縮室群における圧縮室(G1,G2,G3,G4)の配置の違いを見てみると、上記第4圧縮室(G4)が配置されている他方のピストン(32)の方が離反力が大きくなりやすい。
この場合には、離反力の大きい他方のピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうちの第1圧力を導入し、離反力の小さい一方のピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうち第1圧力よりも小さい第2圧力を導入するとよい。
これにより、離反力の大きいピストン(32)に対して大きな押付力を付与し、離反力の小さいピストン(22)に対して小さな押付力を付与することができ、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくすることで、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることが可能となる。
本発明によれば、通常運転から圧縮回数の少ない運転へ変更になって上述した離反力が大きくなった場合には、上記第2背圧室(3b)の圧力が大きくなることで上記ピストン(22,32)の押付力を大きくすることができる。これにより、多段圧縮の途中で流体が所定の圧力に達した場合、即ち圧縮回数の少ない運転の場合でも、最適な押付力で回転式圧縮機を運転することができる。
また、上記第2の発明によれば、上記ピストン(22,32)の内部を貫通させることで容易に上記中間圧導入路(2a,2b)を形成することができる。
また、上記第3の発明によれば、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)だけでなく、上記流体流路(41,42,43)から上記第2背圧室(3b)へ圧力を導入することができる。
また、上記第4の発明によれば、上記中間部材(19)の両側に上記シリンダ(21,31)及び上記ピストン(22,32)の組がそれぞれ配置されている構成の場合でも、第1の発明と同様に、通常運転から圧縮回数の少ない運転へ変更になって上述した離反力が大きくなったときに、上記第2背圧室(3b)の圧力を大きくすることができる。
また、上記第5の発明によれば、上記ピストン(22,32)の内部を貫通させることで容易に上記第1導入路(2a)及び第2導入路(2b)を形成することができる。
また、上記第6の発明によれば、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)だけでなく、上記流体流路(41,42,43)から上記第2背圧室(3b)へ圧力を導入することができる。
また、上記第7の発明によれば、離反力の大きい他方のピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうちの第1圧力を導入し、離反力の小さい一方のピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうち第1圧力よりも小さい第2圧力を導入することが可能である。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくし、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることができる。
また、上記第8の発明によれば、一方のピストン(22)と他方のピストン(32)とで該ピストンに生じる離反力は同じであるため、一方のピストン(22)側と他方のピストン(32)側の背圧室(3a,3b)には、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の同じ圧力を導入することが可能である。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくし、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることができる。
また、上記第9の発明によれば、離反力の大きい他方のピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうちの第1圧力を導入し、離反力の小さい一方のピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうち第1圧力よりも小さい第2圧力を導入することが可能である。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくして、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることができる。
また、上記第10の発明によれば、離反力の大きい他方のピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうちの第1圧力を導入し、離反力の小さい一方のピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間のうち第1圧力よりも小さい第2圧力を導入することが可能である。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくして、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることができる。
図1は、本発明の実施形態に係る圧縮機の縦断面図である。 図2は、図1の部分拡大図である。 図3(A)は、本発明の実施形態に係る圧縮機の圧縮機構部の横断面図であり、図3(B)は、上記圧縮機の圧縮機構部の他の横断面図である。 図4は、本発明の実施形態に係る圧縮機の他の縦断面の一部を拡大して示す図である。 図5は、本発明の実施形態に係るブレードの拡大斜視図である。 図6は、本発明の実施形態に係る圧縮機構部の部分拡大図である。 図7は、本発明の実施形態に係る圧縮機構部の動作状態図である。 図8は、本発明の実施形態に係る圧縮機構部の動作状態図である。 図9は、変形例1の圧縮機構付近の拡大図である。 図10は、変形例2の圧縮機構付近の拡大図である。 図11は、変形例3の圧縮機構付近の拡大図である。 図12は、変形例4の圧縮機構付近の拡大図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。この実施形態に係る圧縮機(1)は回転式圧縮機であり、図1に示すように、ケーシング(10)内に、2つの圧縮機構部(第1圧縮機構部(20)及び第2圧縮機構部(30)が駆動軸(53)の軸方向に積み重ねられた圧縮機構(40)と、駆動機構である電動機(50)とが収納され、全密閉型に構成されている。この圧縮機(1)は、冷房運転と暖房運転とが切換可能な空気調和装置の冷媒回路に接続されている。
上記ケーシング(10)は、円筒状の胴部(11)と、該胴部(11)の上端部に固定された上部鏡板(12)と、胴部(11)の下端部に固定された下部鏡板(13)とから構成されている。上記胴部(11)には、詳細について後述する第1圧縮機構部(20)及び第2圧縮機構部(30)の環状のシリンダ室(23a,…,23d,33a,…,33d)に冷媒を導くための第1から第4の吸入管(61,…,64)と、上記シリンダ室(23a,…,23d,33a,…,33d)において圧縮された冷媒を吐出するための第1から第3の吐出管(71,72,73)とが貫通して設けられている。又、上記上部鏡板(12)を貫通してケーシング(10)の内外を連通する冷媒流出管(15)が設けられている。上記下部鏡板(13)の底部には、油溜め部が形成されている。この油溜め部には、上記圧縮機構(40)の摺動部分を潤滑する潤滑油が貯留される。
上記電動機(50)は、上記ケーシング(10)内において、上記圧縮機構(40)よりも上方に配置され、ステータ(51)とロータ(52)とを備えている。ステータ(51)は、ケーシング(10)の胴部(11)に固定されている。一方、ロータ(52)には駆動軸(53)が一体となって回転するように連結されている。該駆動軸(53)はロータ(52)から下方に延伸し、下部には第1偏心部(53a)及び第2偏心部(53b)が形成されている。上側の第1偏心部(53a)は、該第1偏心部(53a)の上下の主軸部分よりも大径に形成され、駆動軸(53)の軸心から所定量だけ偏心している。一方、下側の第2偏心部(53b)は、上記第1偏心部(53a)と同径に形成され、第1偏心部(53a)と同じ量だけ駆動軸(53)の軸心から偏心している。第1偏心部(53a)と上記第2偏心部(53b)とは、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。
又、駆動軸(53)の下端部には遠心ポンプ(図示省略)が設けられている。この遠心ポンプは、上記油溜め部の潤滑油に浸漬している。そして、上記駆動軸(53)の回転に伴い潤滑油を駆動軸(53)内の給油路(図示省略)へ汲み上げた後で、圧縮機構(40)および電動機(50)の各摺動部へ供給する。
上記第1圧縮機構部(20)及び第2圧縮機構部(30)は上下二段に重ねられて、ケーシング(10)に固定されたフロントヘッド(16)からリアヘッド(17)までの間に構成されている。第1圧縮機構部(20)が電動機(50)側(図1の上側)に配置され、第2圧縮機構部(30)がケーシング(10)の底部側(図1の下側)に配置されている。本実施形態では、フロントヘッド(16)は本体部(16a)と蓋部(16b)とによって構成され、リアヘッド(17)も本体部(17a)と蓋部(17b)とによって構成されている。また、フロントヘッド(16)とリアヘッド(17)の間には、ミドルプレート(中間部材)(19)が設けられている。
上記ミドルプレート(19)は、第1圧縮機構部(20)及び第2圧縮機構部(30)に共有されている。また、ミドルプレート(19)は、駆動軸(53)の軸方向に並ぶ2つの部材(19a,19b)によって構成されている。具体的には、ミドルプレート(19)は、第1圧縮機構部(20)側の本体部(19a)と、該本体部(19a)の下方に重ね合わされた蓋部(19b)とを備えている。ミドルプレート(19)の中心部には、駆動軸(53)が貫通する貫通孔(19c)が形成されている。この貫通孔(19c)は、上記駆動軸の第1偏心部(53a)及び第2偏心部(53b)の直径よりも内径が少し大きな孔である。
図2から図5に示すように、上記第1圧縮機構部(20)は、ケーシング(10)の胴部(11)に固定された第1シリンダ(21)と、駆動軸(53)の第1偏心部(53a)に取り付けられて第1シリンダ(21)に対して偏心回転をする第1ピストン(22)と、これら第1シリンダ(21)と第1ピストン(22)との間に形成される4つのシリンダ室(23a,23b,23c,23d)を高圧室(23aH,23bH,23cH,23dH)と低圧室(23aL,23bL,23cL,23dL)とに区画する第1ブレード(24)とを備えている。
一方、上記第2圧縮機構部(30)は、該第1圧縮機構部(20)に対して上下反転している。該第2圧縮機構部(30)は、ケーシング(10)の胴部(11)に固定された第2シリンダ(31)と、駆動軸(53)の第2偏心部(53b)に取り付けられて第2シリンダ(31)に対して偏心回転をする第2ピストン(32)と、これら第2シリンダ(31)と第2ピストン(32)との間に形成される4つのシリンダ室(33a,33b,33c,33d)を高圧室(33aH,33bH,33cH,33dH)と低圧室(33aL,33bL,33cL,33dL)とに区画する第2ブレード(34)とを備えている。
この実施形態では、フロントヘッド(16)の本体部(16a)が第1シリンダ(21)を構成し、リアヘッド(17)の本体部(17a)が第2シリンダ(31)を構成している。また、本実施形態では、第1シリンダ(21)及び第2シリンダ(31)が固定側で、第1ピストン(22)及び第2ピストン(32)が可動側である。そして、第1ピストン(22)が第1シリンダ(21)に対して偏心回転運動をし、第2ピストン(32)が第2シリンダ(31)に対して偏心回転運動をするように構成されている。
上記第1シリンダ(21)は、駆動軸(53)と同心上に位置して環状空間を形成する内側シリンダ部(21a)及び外側シリンダ部(21b)と、該外側シリンダ部(21b)の外周部から下方に延伸する最外側シリンダ部(21c)と、内側シリンダ部(21a)及び外側シリンダ部(21b)の上端部を連接するシリンダ側鏡板部(21d)とを備えている。内側シリンダ部(21a)は円環の一部分が分断されたC型形状に形成されている(図3(A)参照)。内側シリンダ部(21a)の分断箇所にはスライド溝(21g)が形成されている。
上記第2シリンダ(31)は、駆動軸(53)と同心上に位置して環状空間を形成する内側シリンダ部(31a)及び外側シリンダ部(31b)と、該外側シリンダ部(31b)の外周部から上方に延伸する最外側シリンダ部(31c)と、内側シリンダ部(31a)及び外側シリンダ部(31b)の下端部を連接するシリンダ側鏡板部(31d)とを備えている。内側シリンダ部(21a)は円環の一部分が分断されたC型形状に形成されている(図3(A)参照)。内側シリンダ部(31a)の分断箇所にはスライド溝(31g)が形成されている。
上記第1ピストン(22)は、第1偏心部(53a)に嵌合して該第1偏心部(53a)と同心上に位置する内側ピストン部(22a)と、該内側ピストン部(22a)の外周側の環状空間内で該内側ピストン部(22a)と同心上に位置する外側ピストン部(22b)と、該2つのピストン部(22a,22b)の下端部を連結するとともに外周面が内側ピストン部(22a)及び外側ピストン部(22b)と同心上に位置するピストン側鏡板部(22c)とを有している。
内側ピストン部(22a)は、外周面に切欠部(n1)が形成され、外側ピストン部(22b)は円環の一部分が分断されたC型形状に形成されている(図3(A)参照)。また、ピストン側鏡板部(22c)の外周部には切欠部(n2)が形成されている(図3(B)参照)。ピストン側鏡板部(22c)は、3つのシリンダ室(23a,23b,23c)を閉塞するように構成されている。また、上記第1シリンダ(21)は、上記第1ピストン(22)が有するピストン側鏡板部(22c)を偏心回転運動可能に収納する鏡板収納空間を有している。
上記第2ピストン(32)は、第2偏心部(53b)に嵌合して該第2偏心部(53b)と同心上に位置する内側ピストン部(32a)と、該内側ピストン部(32a)の外周側の環状空間内で該内側ピストン部(32a)と同心上に位置する外側ピストン部(32b)と、該2つのピストン部(32a,32b)の上端部を連結するとともに外周面が内側ピストン部(32a)及び外側ピストン部(32b)と同心上に位置するピストン側鏡板部(32c)とを有している。
内側ピストン部(32a)は、外周面に切欠部(n1)が形成され、外側ピストン部(32b)は円環の一部分が分断されたC型形状に形成されている(図3(A)参照)。また、ピストン側鏡板部(32c)の外周部には切欠部(n2)が形成されている(図3(B)参照)。ピストン側鏡板部(32c)は、3つのシリンダ室(33a,33b,23c)を閉塞するように構成されている。また、上記第2シリンダ(31)は、上記第2ピストン(32)が有するピストン側鏡板部(32c)を偏心回転運動可能に収納する鏡板収納空間を有している。
フロントヘッド(16)の本体部(16a)を構成する第1シリンダ(21)とリアヘッド(17)の本体部(17a)を構成する第2シリンダ(31)には、それぞれ上記駆動軸(53)を支持するための軸受部(21e,31e)が形成されている。本実施形態の圧縮機(1)は、上記駆動軸(53)が上記第1圧縮機構部(20)及び上記第2圧縮機構部(30)を上下方向に貫通し、第1偏心部(53a)及び第2偏心部(53b)の軸方向両側の主軸部分が軸受部(21e,31e)を介してケーシング(10)に保持される貫通軸構造となっている。
次に、第1、第2圧縮機構部(20,30)の内部構造について説明するが、第1、第2圧縮機構部(20,30)は、シリンダ容積を変えるために外側ピストン部(22,32)の軸方向長さ寸法とそれに対応するシリンダ(21,31)の軸方向長さ寸法を除いては互いに実質的に同一の構成であるため、第1圧縮機構部(20)を代表例として説明する。
上記第1ブレード(24)は、厚みを有する板状の長尺部(24a)及び短尺部(24b)と、断面形状が略半円形状の一対の揺動ブッシュ部(24c)とを有し、これら3つの部分は一体に形成されている。
具体的には、上記第1ブレード(24)は、上記外側ピストン部(22b)に揺動可能に連結される揺動ブッシュ部(24c)と、該揺動ブッシュ部(24c)に対して圧縮機構(40)の径方向内側に位置するとともに後述する最内側シリンダ室(23a)と内側シリンダ室(23b)を吸入側と吐出側に区画する内側ブレード部(B1)と、該揺動ブッシュ部(24c)の径方向外側に位置して後述する外側シリンダ室(23c)を吸入側と吐出側に区画する外側第1ブレード部(B2)と、該該揺動ブッシュ部(24c)の径方向外側に位置して後述する最外側シリンダ室(23d)を吸入側と吐出側に区画する外側第2ブレード部(B3)とを備えている。そして、上記長尺部(24a)は揺動ブッシュ部(24c)と内側ブレード部(B1)と外側第1ブレード部(B2)とから構成され、上記短尺部(24b)は、外側第2ブレード部(B3)により構成されている。上記内側ブレード部(B1)は先端が内側ピストン部(22a)の外周面に径方向外側から対向し、上記外側第2ブレード部(B2)は先端がピストン側鏡板部(22c)の外周面に径方向外側から対向している。
上記長尺部(24a)は、シリンダ側鏡板部(21d)とピストン側鏡板部(22c)との間において径方向に長く延び、外端部が、外側シリンダ部(21b)に形成された溝(スライド溝)(21f)に径方向(ブレードの面方向)へ摺動自在に収容されている。長尺部(24a)の揺動ブッシュ部(24c)よりも内側の部分(内側ブレード部(B1))は、内側シリンダ部(21a)の分断箇所に形成されているスライド溝(21g)に摺動可能に挿入され、内端は内側ピストン部(22a)の切欠部(n1)にミクロンオーダーの微細隙間を挟んで対向している。
図6において、上記切欠部(n1)は、上記揺動ブッシュ部(24c)を中心とする上記内側ブレード部(B1)の相対的な揺動動作を許容する第1揺動許容面を構成している。この第1揺動許容面(n1)は、上記揺動ブッシュ部(24c)を中心とする上記内側ブレード部(B1)の相対的な揺動動作の軌跡よりもわずかに大きい径寸法の円弧形状を基準にして形成され、内側ブレード部(B1)が揺動動作をする際にその先端が描く軌跡と第1揺動許容面(n1)との間に微細隙間が形成されるようになっている。なお、図6では微細隙間を誇張して表している。
上記短尺部(24b)は、長尺部(24a)とミドルプレート(19)との間において径方向に延び、最外側シリンダ部(21c)に形成された溝(21f)に径方向に摺動自在に収容されている。短尺部(24b)の内端は、ピストン側鏡板部(22c)の切欠部(n2)にミクロンオーダーの隙間を挟んで対向している。
上記切欠部(n2)は、上記揺動ブッシュ部(24c)を中心とする上記外側第2ブレード部(B3)の相対的な揺動動作を許容する第2揺動許容面を構成している。この第2揺動許容面(n2)は、上記揺動ブッシュ部(24c)を中心とする上記外側第2ブレード部(B3)の相対的な揺動動作の軌跡よりもわずかに小さい径寸法の円弧形状を基準にして形成され、外側第2ブレード部(B3)が揺動動作をする際にその先端が描く軌跡と第2揺動許容面(n2)との間に微細隙間が形成されるようになっている。なお、図6では微細隙間を誇張して表している。
上記一対の揺動ブッシュ部(24c)は、長尺部(24a)の径方向中央部付近において、長尺部(24a)の両側に膨出するように形成されている。一対の揺動ブッシュ部(24c)の外周面は、所定半径の円筒の外周面の一部を構成している。そして、一対の揺動ブッシュ部(24c)は、外側ピストン部(22b)の分断箇所に形成されたブッシュ溝(c1,c2)に揺動自在に収容されている。一対の揺動ブッシュ部(24c)は、外側ピストン部(22b)が第1ブレード(24)に対して揺動するように構成されている。
このような構成により、第1ピストン(22)は、第1偏心部(53a)の偏心回転に伴って、第1ブレード(24)に対して一対の揺動ブッシュ部(24c)の中心点を揺動中心として揺動すると共に、上記溝(21f)及び上記内側シリンダ部(21a)のスライド溝(21g)に対する上記第1ブレード(24)の長手方向(面方向)への摺動に伴って同方向に進退する。
上述したように、上記圧縮機構(40)の径方向内周側から外周側に向かって順に、最内側シリンダ室(23a)、内側シリンダ室(23b)、外側シリンダ室(23c)及び最外側シリンダ室(23d)が形成されている。シリンダ室の具体的な構成は以下の通りである。
上記内側ピストン部(22a)は内側シリンダ部(21a)の内径側に配置され、外側ピストン部(22b)は内側シリンダ部(21a)と外側シリンダ部(21b)の間に配置されている。第1偏心部(53a)に摺動自在に嵌合する内側ピストン部(22a)と、該内側ピストン部(22a)の外周面よりも大径の内周面を有する内側シリンダ部(21a)との間に、最内側シリンダ室(23a)が形成されている。また、同心上に位置する内側シリンダ部(21a)の外周面と外側シリンダ部(21b)の内周面との間には環状空間が形成されている。この環状空間は、該環状空間内に配置された外側ピストン部(22b)によって、内外2つのシリンダ室(23b,23c)に区画されている。
具体的には、内側シリンダ部(21a)の外周面と外側ピストン部(22b)の内周面との間に内側シリンダ室(23b)が形成され、外側ピストン部(22b)の外周面と外側シリンダ部(21b)の内周面との間に外側シリンダ室(23c)が形成されている。さらに、ピストン側鏡板部(22c)は、上面が上記3つのシリンダ室(23a,23b,23c)に面する一方、下面がミドルプレート(19)の上面(本体部(19a)の上面)に面するように設けられ、外周面は最外側シリンダ部(21c)の内周面と対向している。これにより、ピストン側鏡板部(22c)の外周面と最外側シリンダ部(21c)との間に最外側シリンダ室(23d)が形成されている。
このように、上記圧縮機(1)は、それぞれが4つのシリンダ室(23a,…,23d,33a,…,33d)を有する第1圧縮機構部(20)と第2圧縮機構部(30)を備えている。
第1圧縮機構部(20)と第2圧縮機構部(30)の内側ピストン部(22a,32a)と内側シリンダ部(21a,31a)は、内側ピストン部(22a,32a)の外周面と内側シリンダ部(21a,31a)の内周面とが1点(第1接点)で実質的に接する状態(厳密にはミクロンオーダーの隙間があるが、その隙間での冷媒の漏れが問題にならない状態)において、その接点と位相が180°異なる位置で、内側シリンダ部(21a,31a)の外周面と外側ピストン部(22b,32b)の内周面とが1点(第2接点)で実質的に接し、その接点と位相が180°異なる位置(第1接点と位相が同じ位置)で、外側ピストン部(22b,32b)の外周面と外側シリンダ部(21b,31b)の内周面とが1点(第3接点)で実質的に接すると共に、ピストン側鏡板部(22c,32c)の外周面と最外側シリンダ部(21c,31c)の内周面とが1点(第4接点)で実質的に接するようになっている。
以上の構成において、駆動軸(53)が回転すると、第1ピストン(22)は、揺動ブッシュ部(24c)の中心点を揺動中心として揺動し、第1ブレード(24)と共に該第1ブレード(24)の長手方向へ進退する。また、駆動軸(53)が回転すると、第2ピストン(32)は、揺動ブッシュ部(34c)の中心点を揺動中心として揺動し、第2ブレード(34)と共に該第2ブレード(34)の長手方向へ進退する。
上記動作により、第1ピストン(22)と第1シリンダ(21)の各接点(第1接点〜第4接点)がそれぞれ図7(A)〜(D)、図8(A)〜(D)へ順に移動する。一方、第2ピストン(32)と第2シリンダ(31)の各接点(第1接点〜第4接点)は、第1ピストン(22)と第1シリンダ(21)の対応する接点に対して駆動軸(53)の軸心回りに180°ずれている。つまり、駆動軸(53)の上側から見て、第1圧縮機構部(20)の動作状態が図7(A)及び図8(A)のとき、第2圧縮機構部(30)の動作状態は図7(C)及び図8(C)となる。
また、上記圧縮機構(40)には、各シリンダ室(23a,…,23d,33a,…,33d)の吸入ポート(P1,P2,P3,P4)、吐出ポート(P11,P12,P13,P14)及びマフラ空間部(81,82,83,84,85)がそれぞれ形成されている。
具体的に、ミドルプレート(19)には、上記第1圧縮機構部(20)及び第2圧縮機構部(30)の最外側シリンダ室(23d,33d)の最外側吸入ポート(P1)及び最外側吐出ポート(P11)がそれぞれ形成されている。又、ミドルプレート(19)には、これらの最外側吐出ポート(P11)に連通するようにマフラ空間部(81)が形成されている。このマフラ空間部(81)には、最外側吐出ポート(P11)を開閉する吐出弁(88)が設けられている。又、ミドルプレート(19)には、これらの最外側吸入ポート(P1)に連通するように吸入空間部(86)が設けられている。
また、フロントヘッド(16)には、第1圧縮機構部(20)における外側シリンダ室(23c)の外側吸入ポート(P2)と、第1圧縮機構部(20)における内側シリンダ室(23b)の内側吸入ポート(P3)と、第1圧縮機構部(20)の最内側シリンダ室(23a)の最内側吸入ポート(P4)とが形成されている。尚、本実施形態では、外側吸入ポート(P2)と内側吸入ポート(P3)とが連通ポート(P5)で連通している。
また、フロントヘッド(16)には、第1圧縮機構部(20)の外側シリンダ室(23c)の外側吐出ポート(P12)と、第1圧縮機構部(20)の内側シリンダ室(23b)の内側吐出ポート(P13)と、第1圧縮機構部(20)の最内側シリンダ室(23a)の最内側吐出ポート(P14)とが形成されている。
また、フロントヘッド(16)には、外側吐出ポート(P12)及び内側吐出ポート(P13)に連通するように外側マフラ空間部(82)が形成され、最内側吐出ポート(P14)に連通するように内側マフラ空間部(83)が形成されている。そして、外側マフラ空間部(82)には、外側吐出ポート(P12)及び内側吐出ポート(P13)を開閉する吐出弁(88)が設けられ、内側マフラ空間部(83)には最内側吐出ポート(P14)を開閉する吐出弁(88)が設けられている。
一方、リアヘッド(17)には、第2圧縮機構部(30)における外側シリンダ室(33c)の外側吸入ポート(P2)と、第2圧縮機構部(30)における内側シリンダ室(33b)の内側吸入ポート(P3)と、第2圧縮機構部(30)の最内側シリンダ室(33a)の最内側吸入ポート(P4)とが形成されている。尚、本実施形態では、外側吸入ポート(P2)と内側吸入ポート(P3)とが連通ポート(P5)で連通している。
また、リアヘッド(17)には、第2圧縮機構部(30)の外側シリンダ室(33c)の外側吐出ポート(P12)と、第2圧縮機構部(30)の内側シリンダ室(33b)の内側吐出ポート(P13)と、第2圧縮機構部(30)の最内側シリンダ室(33a)の最内側吐出ポート(P14)とが形成されている。
また、リアヘッド(17)には、外側吐出ポート(P12)及び内側吐出ポート(P13)に連通するように外側マフラ空間部(82)が形成され、最内側吐出ポート(P14)に連通するように内側マフラ空間部(83)が形成されている。そして、外側マフラ空間部(82)には外側吐出ポート(P12)を開閉する吐出弁(88)が設けられ、内側マフラ空間部(83)には内側吐出ポート(P13)を開閉する吐出弁(88)が設けられている。
また、上記圧縮機構(40)では、複数のシリンダ室(23a,…,23d,33a,…,33d)が第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)に区分される。尚、各圧縮室(G1,G2,G3,G4)の容積は、空気調和装置の冷房運転時において、上記圧縮機構(40)へ吸入された冷媒が4段圧縮で所定の圧力まで上昇するように設定されている。
そして、第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で各圧縮室間を連通する流体流路(41,42,43)が設けられている。具体的に、この流体流路(41,42,43)は、第1から第3の流路(41,42,43)で構成されている。
上記第1流路(41)は、その流入端が上記ミドルプレート(19)のマフラ空間部(81)に連通して流出端が上記フロントヘッド(16)の連通ポート(P5)に連通している。本実施形態では、上記第1流路(41)が上記第1吐出管(71)と上記第2吸入管(62)と上記圧縮機構(40)に形成される冷媒流路とで構成されている。
又、上記第1流路(41)の途中には図示しない第1冷却部が設けられている。この第1冷却部は、上記第1吐出管(71)から上記第2吸入管(62)へ向かう冷媒を冷却するためのものである。
上記第2流路(42)は、その流入端が上記フロントヘッド(16)の外側マフラ空間部(82)に連通して流出端が上記リアヘッド(17)の連通ポート(P5)に連通している。本実施形態では、上記第2流路(42)が上記第2吐出管(72)と上記第3吸入管(63)と上記圧縮機構(40)に形成される冷媒流路とで構成されている。
又、上記第2流路(42)の途中には図示しない第2冷却部が設けられている。この第2冷却部は、上記第2吐出管(72)から上記第3吸入管(63)へ向かう冷媒を冷却するためのものである。
上記第3流路(43)は、その流入端が上記リアヘッド(17)の外側マフラ空間部(82)に連通して流出端が分岐して一方が上記フロントヘッド(16)の最内側吸入ポート(P4)に連通して他方が上記リアヘッド(17)の最内側吸入ポート(P4)に連通している。本実施形態では、上記第3流路(43)が上記第3吐出管(73)と上記第4吸入管(64)と上記圧縮機構(40)に形成される冷媒流路とで構成されている。
又、上記第3流路(43)の途中には図示しない第3冷却部が設けられている。この第3冷却部は、上記第3吐出管(73)から上記第4吸入管(64)へ向かう冷媒を冷却するためのものである。
又、上記圧縮機構(40)には、上記ケーシング(10)の第1吸入管(61)と上記ミドルプレート(19)の吸入空間部(86)との間を連通する吸入通路(65)と、上記リアヘッド(17)の内側マフラ空間部(83)と上記フロントヘッド(16)の内側マフラ空間部(83)との間を連通する連通路(66)とが設けられている。又、上記圧縮機構(40)には、上記フロントヘッド(16)を貫通して上記フロントヘッド(16)の内側マフラ空間部(83)と上記ケーシング(10)の内部空間とを連通する吐出通路(67)が設けられている。
このように、上記圧縮機構(40)の流体流路(41,42,43)を構成することにより、本実施形態では、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の最外側シリンダ室(23d,33d)が第1圧縮室(G1)となり、第1圧縮機構部(20)の外側シリンダ室(23c)及び内側シリンダ室(23b)が第2圧縮室(G2)となり、第2圧縮機構部(30)の外側シリンダ室(33c)及び内側シリンダ室(33b)が第3圧縮室(G3)となり、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の最内側シリンダ室(23a,33a)が第4圧縮室(G4)となる。
又、図2に示すように、上記ミドルプレート(19)の両端面には、小径及び大径の円周溝(6,7)が形成されている。小径の円周溝(6)は上記駆動軸(53)の外周囲に形成されている。又、大径の円周溝(7)は、小径の円周溝(6)の外周囲に形成されている。
小径の円周溝(6)には小径シールリング(シール部材)(4)が設けられ、大径の円周溝(7)には大径シールリング(シール部材)(5)が設けられている。尚、上記ミドルプレート(19)における上端面側の小径及び大径シールリング(4,5)は、共に上記第1ピストン(22)の背面及び上記ミドルプレート(19)の上端面に圧接している。
又、上記ミドルプレート(19)における下端面側の小径及び大径シールリング(4,5)は、共に上記第2ピストン(32)の背面及び上記ミドルプレート(19)の下端面に圧接している。これにより、各小径シールリング(4)の内周側に第1背圧室(3a)が形成され、各小径と大径のシールリング(4,5)間に第2背圧室(3b)が形成される。
又、上記圧縮機構(40)には、上記第2圧縮室(G2)の圧力を上記第1ピストン(22)側の第2背圧室(3b)へ導入する第1導入路(2a)と、上記第3圧縮室(G3)の圧力を上記第2ピストン(32)側の第2背圧室(3b)へ導入する第2導入路(2b)と、上記第4圧縮室(G4)の吐出圧力を両方のピストン(22,23)の第1背圧室(3a)へ導入する高圧導入路(2c)とが形成されている。
上記第1導入路(2a)は、上記第1ピストン(22)におけるピストン側鏡板部(22c)の下端面及び外側ピストン部(22b)の上端面の間を貫通して、上記第2圧縮室(G2)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。
上記第2導入路(2b)は、上記第2ピストン(32)におけるピストン側鏡板部(32c)の下端面及び外側ピストン部(32b)の上端面の間を貫通して、上記第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。
上記第1背圧室(3a)には、上記駆動軸(53)の給油路を通じて上記ケーシング(10)の油溜め部に貯留される高圧の潤滑油が導入されている。後述するが、第4圧縮室(G4)から吐出された冷媒はケーシング(10)に吐出される。このため、上記油溜め部の潤滑油の圧力は第4圧縮室(G4)の吐出圧力と略同じであり、上記第1背圧室(3a)へ高圧の潤滑油を導入する導入経路が高圧導入路(2c)を構成する。
−運転動作−
次に、圧縮機(1)の運転動作について説明する。ここで、第1、第2圧縮機構部(20,30)の動作は、位相が互いに180°異なる状態で行われる。
電動機(50)を起動すると、第1圧縮機構部(20)では、ロータ(52)の回転が駆動軸(53)の第1偏心部(53a)を介して第1ピストン(22)に伝達され、該第1ピストン(22)は、揺動ブッシュ部(24c)の中心点を揺動中心として揺動すると共に、第1ブレード(24)と共に該第1ブレード(24)の長手方向へ進退する。これにより、第1ピストン(22)が第1シリンダ(21)に対して揺動しながら公転し、第1圧縮機構部(20)の4つのシリンダ室(23a,23b,23c,23d)において所定の圧縮動作が行われる。
このとき、内側ブレード部(B1)の先端と内側ピストン部(22a)の切欠部(n1)の表面との間には、ミクロンオーダーの微細隙間が形成される状態となり、両者は非接触となる。また、外側第2ブレード部(B3)の先端とピストン側鏡板部(22c)の切欠部(n2)の表面との間にも、ミクロンオーダーの微細隙間が形成される状態となり、両者は非接触となる。上記の微細隙間には、潤滑油の油膜が形成される。したがって、シリンダ室(C1,C2)の高圧側から低圧側への冷媒の漏れは、実質的に問題にはならない。
最内側シリンダ室(23a)及び外側シリンダ室(23c)では、図7(A)の状態から駆動軸(53)が図の右回りに回転して図7(B)〜図7(D)の状態へ変化するのに伴い、低圧室(23aL,23cL)の容積が増大し、冷媒が吸入ポート(P3,P2)から低圧室(23aL,23cL)にそれぞれ吸入される。また、駆動軸(53)が一回転して再び図7(A)の状態になると、上記低圧室(23aL,23cL)への冷媒の吸入が完了する。そして、上記低圧室(23aL,23cL)は冷媒が圧縮される高圧室(23aH,23cH)となり、第1ブレード(24)を隔てて新たな低圧室(23aL,23cL)が形成される。駆動軸(53)がさらに回転すると、上記低圧室(23aL,23cL)において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室(23aH,23cH)の容積が減少し、該高圧室(23aH,23cH)で冷媒が圧縮される。高圧室(23aH,23cH)の圧力が所定値となって内側マフラ空間部(83)との差圧が設定値に達すると、該高圧室(23aH,23cH)の冷媒の圧力によって吐出弁(88,88)が開き、冷媒が内側マフラ空間部(83)から吐出通路(67)を通ってケーシング(10)から流出する。
また、最外側シリンダ室(23d)では、図8(A)の状態から駆動軸(53)が図の右回りに回転して図8(B)〜図8(D)の状態へ変化するのに伴い、低圧室(23dL)の容積が増大し、冷媒が吸入ポート(P1)から低圧室(23dL)にそれぞれ吸入される。また、駆動軸(53)が一回転して再び図8(A)の状態になると、上記低圧室(23dL)への冷媒の吸入が完了する。そして、上記低圧室(23dL)は冷媒が圧縮される高圧室(23dH)となり、第1ブレード(24)を隔てて新たな低圧室(23dL)が形成される。駆動軸(53)がさらに回転すると、上記低圧室(23dL)において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室(23dH)の容積が減少し、該高圧室(23dH)で冷媒が圧縮される。高圧室(23dH)の圧力が所定値となって吐出空間(81)との差圧が設定値に達すると、該高圧室(23dH)の冷媒の圧力によって吐出弁(88)が開き、冷媒が吐出空間(81)から第1流路(41)を通ってケーシング(10)から流出する。
一方、内側シリンダ室(23b)では、図7(C)の状態から駆動軸(53)が図の右回りに回転して図7(D)〜図7(B)の状態へ変化するのに伴い、低圧室(23bL)の容積が増大し、冷媒が吸入ポート(P2)から低圧室(23bL)にそれぞれ吸入される。また、駆動軸(53)が一回転して再び図7(C)の状態になると、上記低圧室(23bL)への冷媒の吸入が完了する。そして、上記低圧室(23bL)は冷媒が圧縮される高圧室(23bH)となり、第1ブレード(24)を隔てて新たな低圧室(23bL)が形成される。駆動軸(53)がさらに回転すると、上記低圧室(23bL)において冷媒の吸入が繰り返される一方、高圧室(23bH)の容積が減少し、該高圧室(23bH)で冷媒が圧縮される。高圧室(23bH)の圧力が所定値となって外側マフラ空間部(82)との差圧が設定値に達すると、該高圧室(23bH)の冷媒の圧力によって吐出弁(88)が開き、冷媒が外側マフラ空間部(82)から第2流路(42)を通ってケーシング(10)から流出する。
なお、外側シリンダ室(23c)と内側シリンダ室(23b)とでは、冷媒の吸入開始のタイミング及び吐出開始のタイミングがほぼ180°異なる。このことにより、吐出脈動が小さくなり、振動や騒音が低減される。
一方、第2圧縮機構部(30)では、ロータ(52)の回転が駆動軸(53)の第2偏心部(53b)を介して第2ピストン(32)に伝達され、該第2ピストン(32)は、揺動ブッシュ部(34c)の中心点を揺動中心として揺動すると共に、第2ブレード(34)と共に該第2ブレード(34)の長手方向へ進退する。これにより、第2ピストン(32)が第2シリンダ(31)に対して揺動しながら公転し、第2圧縮機構部(30)の4つのシリンダ室(33a,33b,33c,33d)において所定の圧縮動作が行われる。
上記第2圧縮機構部(30)における圧縮動作は、実質的に第1圧縮機構部(20)の圧縮動作と同じであり、冷媒が各シリンダ室(33a,33b,33c,33d)内で圧縮される。各シリンダ室(33a,33b,33c,33d)において、高圧室(33aH,33bH,33cH,33dH)の圧力が所定値となって各マフラ空間部(82,83)との差圧が設定値に達すると、該高圧室(33aH,33bH,33cH,33dH)の冷媒の圧力によって吐出弁(88,88,88,88)が開き、冷媒が各マフラ空間部(82,83)から各流路(41,42,43)を通ってケーシング(10)から流出する。
次に、空気調和装置における冷房運転時及び暖房運転時の圧縮機(1)の動作について説明する。
上記空気調和装置の冷房運転において、上記第1から第3の冷却部は起動している。そして、上記圧縮機(1)における圧縮機構(40)の動作中に、冷媒は、第1吸入管(61)から第1圧縮室(G1)である第1圧縮機構部(20)の最外側シリンダ室(23d)と第2圧縮機構部(30)の最外側シリンダ室(33d)に吸入されて圧縮され、第1圧縮室(G1)から吐出される。
第1圧縮室(G1)から吐出された冷媒は第1流路(41)へ流入し、該第1流路(41)の途中で上記第1冷却部により冷却された後、第2圧縮室(G2)である第1圧縮機構部(20)の外側シリンダ室(23c)と内側シリンダ室(23b)に吸入されてさらに圧縮され、第2圧縮室(G2)から吐出される。
第2圧縮室(G2)から吐出された冷媒は第2流路(42)へ流入し、該第2流路(42)の途中で上記第2冷却部により冷却された後、第3圧縮室(G3)である第2圧縮機構部(30)の外側シリンダ室(33c)と内側シリンダ室(33b)に吸入されてさらに圧縮され、第3圧縮室(G3)から吐出される。
第3圧縮室(G3)から吐出された冷媒は第3流路(43)へ流入し、該第3流路(43)の途中で上記第3冷却部により冷却された後、第4圧縮室(G4)である第1圧縮機構部(20)の最内側シリンダ室(23a)と第2圧縮機構部(30)の最内側シリンダ室(33a)に吸入されてさらに圧縮されて、この圧縮が終了した時点で冷房運転時における所定の圧力に達し、第4圧縮室(G4)から吐出される。
第4圧縮室(G4)から吐出された冷媒は、上記吐出通路(67)を経て上記圧縮機構(40)からケーシング(10)内へ流入し、該ケーシング(10)の冷媒流出管(15)を経て冷媒回路へ流出する。この冷媒は、冷媒回路の放熱器、膨張機構、蒸発器を順に流れ、再度圧縮機(1)に吸入される。そして、圧縮機(1)における圧縮行程(4段圧縮)、放熱器における放熱工程、膨張機構における膨張行程、蒸発器における蒸発行程を順に繰り返すことにより、冷凍サイクルが行われる。
一方、上記空気調和装置の暖房運転において、上記第1から第3の冷却部は停止している。そして、上記圧縮機(1)における圧縮機構(40)の動作中に、冷媒は、第1吸入管(61)から第1圧縮室(G1)である第1圧縮機構部(20)の最外側シリンダ室(23d)と第2圧縮機構部(30)の最外側シリンダ室(33d)に吸入されて圧縮され、第1圧縮室(G1)から吐出される。
第1圧縮室(G1)から吐出された冷媒は第1流路(41)へ流入する。ここで、第1流路(41)へ流入した冷媒は、冷房運転時とは違い、上記第1冷却部で冷却されることなく第2圧縮室(G2)へ吸入される。そして、この冷媒は、第2圧縮室(G2)でさらに圧縮されて、この圧縮が終了した時点で暖房運転時における所定の圧力に達し、第2圧縮室(G2)から吐出される。
第2圧縮室(G2)から吐出された冷媒は所定の圧力に達しているため、第3及び第4圧縮室(G3,G4)に対応する吐出弁(88)は開いたままの状態となる。このため、この冷媒は、第3及び第4圧縮室(G3,G4)で圧縮されることなく通過する。そして、第4圧縮室(G4)を通過した冷媒は、上記吐出通路(67)を経て上記圧縮機構(40)からケーシング(10)内へ流入し、該ケーシング(10)の冷媒流出管(15)を経て冷媒回路へ流出する。この冷媒は、冷媒回路の蒸発器、膨張機構、放熱器を順に流れ、再度圧縮機(1)に吸入される。そして、圧縮機(1)における圧縮行程(2段圧縮)、蒸発器における蒸発行程、膨張機構における膨張行程、放熱器における放熱工程を順に繰り返すことにより、冷凍サイクルが行われる。
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、各ピストン(22,32)と上記ミドルプレート(19)との間に上記第1及び第2背圧室(3a,3b)を形成している。これらの背圧室(3a,3b)に導入される流体の圧力で上記ピストン(22,32)を上記ミドルプレート(19)に押し付けている。この押付力によって、上記ピストン(22,32)に生じる離反力に対抗するように構成されている。
ここで、空気調和装置の運転が冷房運転から暖房運転へ切り換わると、上記圧縮機(1)の圧縮動作が4段圧縮から2段圧縮になる。このように、圧縮回数の少ない運転へ切り換わると、上記ピストン(22,32)に生じる離反力が大きくなってしまう。
本実施形態では、上記小径及び大径シールリング(4,5)によって、上記背圧室(3a,3b)を第1及び第2の背圧室(3a,3b)に区画している。そして、この第1背圧室(3a)に対して上記ケーシング(10)内の高圧(第4圧縮室(G4)の吐出圧力とほぼ同等)の潤滑油が導入され、第1ピストン(22)側の第1背圧室(3a)へ上記第2圧縮室(G2)の圧力が導入され、第2ピストン(32)側の第2背圧室(3b)へ上記第3圧縮室(G3)の圧力が導入される。
これにより、空気調和装置の暖房運転時には、冷房運転時に比べて各第2背圧室(3b)の圧力が大きくなる。これは、冷房運転に比べて暖房運転の方が、圧縮回数が少なくて早く流体が所定の圧力になるからである。そして、第2背圧室(3b)の圧力が大きくなることで、各シリンダ(21,31)に対して各ピストン(22,32)が離反しないようにすることができ、第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の気密性が低下しないようにすることができる。
又、本実施形態において、第1及び第2ピストン(22,32)で該ピストンに生じる離反力を比較すると、第1ピストン(22)の圧縮室(G1,G2,G4)及び第2ピストン(32)の圧縮室(G1,G3,G4)における圧縮室の配置の違いから、第2ピストン(32)の離反力の方が大きい。
本実施形態によれば、離反力の大きい第2ピストン側の第2背圧室(3b)に対して、上記第3圧縮室(G3)の圧力を導入し、離反力の小さい第1ピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第3圧縮室(G3)の圧力を導入している。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくして、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることができる。
又、本実施形態によれば、上記各ピストン(22,32)の内部を貫通させることで容易に上記第1導入路(2a)及び第2導入路(2b)を形成することができる。
−実施形態の変形例1−
図9に示す変形例1の圧縮機構(40)は、第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で連通する流体流路(41,42,43)と、フロントヘッド(16)及びリアヘッド(17)の外側マフラ空間部(82)とが上述した実施形態の圧縮機構(40)と異なっている。
上記実施形態において、両方の外側マフラ空間部(82)が外側吐出ポート(P12)及び内側吐出ポート(P13)に連通するように形成されていたが、変形例1では、各外側マフラ空間部(82)がに2つに分割され、その分割した各々が外側吐出ポート(P12)と内側吐出ポート(P13)とに連通している。
又、変形例1の流体流路(41,42,43)において、上記第1流路(41)は、その流入端が上記ミドルプレート(19)のマフラ空間部(81)に連通して、流出端が分岐して一方が上記フロントヘッド(16)側の外側吸入ポート(P2)に連通し他方が上記リアヘッド(17)側の外側吸入ポート(P2)に連通している。
上記第2流路(42)は、その流入端が上記フロントヘッド(16)及び上記リアヘッド(17)の外側吐出ポート(P12)側における外側マフラ空間部(82)の各々に連通し、流出端が2つに分岐して一方が上記フロントヘッド(16)側の内側吸入ポート(P3)に連通し他方が上記リアヘッド(17)側の内側吸入ポート(P3)に連通している。
上記第3流路(43)は、その流入端が上記フロントヘッド(16)及び上記リアヘッド(17)の内側吐出ポート(P13)側における外側マフラ空間部(82)の各々に連通し、流出端が2つに分岐して一方が上記フロントヘッド(16)側の最内側吸入ポート(P4)に連通し他方が上記リアヘッド(17)側の最内側吸入ポート(P4)に連通している。
このように、上記圧縮機構(40)の流体流路(41,42,43)を構成することにより、変形例1では、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の最外側シリンダ室(23d,33d)が第1圧縮室(G1)となり、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の外側シリンダ室(23c,33c)が第2圧縮室(G2)となり、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の内側シリンダ室(23b,33b)が第3圧縮室(G3)となり、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の最内側シリンダ室(23a,33a)が第4圧縮室(G4)となる。
そして、第1導入路(2a)は、上記第1ピストン(22)におけるピストン側鏡板部(22c)の下端面及び外側ピストン部(22b)の上端面の間を貫通して、上記第2圧縮室(G2)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。又、上記第2導入路(2b)は、上記第2ピストン(32)におけるピストン側鏡板部(32c)の下端面及び外側ピストン部(32b)の上端面の間を貫通して、上記第2圧縮室(G2)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。
この変形例1において、第1及び第2ピストン(22,32)で該ピストンに生じる離反力を比較すると、第1ピストン(22)の圧縮室(G1,G2,G3,G4)及び第2ピストン(32)の圧縮室(G1,G2,G3,G4)における圧縮室の配置に違いがない。したがって、第1及び第2ピストン(22,32)の離反力は両方とも同じである。
この変形例1によれば、両方の第2背圧室(3b)は、共に第2圧縮室(G2)の圧力が導入されている。これにより、共に同じ大きさの離反力が生じる両方のピストン(22,32)に対応する第2背圧室(3b)へ同じ圧力を導入するため、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスが良くなり、両方のピストン(22,32)が離反しにくくなる。
−実施形態の変形例2−
図10に示す変形例2の圧縮機構(40)は、第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で連通する流体流路(41,42,43)と、フロントヘッド(16)及びリアヘッド(17)における内側及び外側マフラ空間部(83,82)とが上述した実施形態の圧縮機構(40)と異なっている。又、両方の小径シールリング(4)の径が互いに異なっている。
上記実施形態において、両方の外側マフラ空間部(82)が外側吐出ポート(P12)及び内側吐出ポート(P13)に連通するように形成されていたが、変形例2では、両方の内側マフラ空間部(83)が内側吐出ポート(P13)及び最内側吐出ポート(P14)に連通している。尚、両方の外側マフラ空間部(82)は、外側吐出ポート(P12)のみに連通している。
又、変形例2の流体流路(41,42,43)において、上記第1流路(41)は、その流入端が上記ミドルプレート(19)のマフラ空間部(81)に連通して、流出端が分岐して一方が上記フロントヘッド(16)側の外側吸入ポート(P2)に連通し他方が上記リアヘッド(17)側の外側吸入ポート(P2)に連通している。
上記第2流路(42)は、その流入端が上記フロントヘッド(16)及び上記リアヘッド(17)の外側マフラ空間部(82)の各々に連通し、流出端が2つに分岐して一方が上記リアヘッド(17)側の内側吸入ポート(P3)に連通し他方が上記リアヘッド(17)側の最内側吸入ポート(P4)に連通している。
上記第3流路(43)は、その流入端が上記リアヘッド(17)側の内側マフラ空間部(83)に連通し、流出端は2つに分岐して一方が上記フロントヘッド(16)側の内側吸入ポート(P3)に連通し他方が上記フロントヘッド(16)側の最内側吸入ポート(P4)に連通している。
このように、上記圧縮機構(40)の流体流路(41,42,43)を構成することにより、変形例2では、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の最外側シリンダ室(23d,33d)が第1圧縮室(G1)となり、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の外側シリンダ室(23c,33c)が第2圧縮室(G2)となり、第2圧縮機構部(30)の内側シリンダ室(33b)及び最内側シリンダ室(33a)が第3圧縮室(G3)となり、第1圧縮機構部(20)の内側シリンダ室(23b)及び最内側シリンダ室(23a)が第4圧縮室(G4)となる。
そして、第1導入路(2a)は、上記第1ピストン(22)におけるピストン側鏡板部(22c)の下端面及び外側ピストン部(22b)の上端面の間を貫通して、上記第2圧縮室(G2)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。又、上記第2導入路(2b)は、上記第2ピストン(32)におけるピストン側鏡板部(32c)の下端面及び外側ピストン部(32b)の上端面の間を貫通して、上記第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。
この変形例2において、第1及び第2ピストン(22,32)で該ピストンに生じる離反力を比較すると、第1ピストン(22)の圧縮室(G1,G2,G4)及び第2ピストン(32)の圧縮室(G1,G2,G3)における圧縮室の配置の違いから、第1ピストン(22)の離反力の方が大きい。
この変形例2によれば、離反力の大きい第1ピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して上記第2圧縮室(G2)の圧力を導入し、離反力の小さい第2ピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して上記第3圧縮室(G3)の圧力を導入している。
ここで、両方の小径シールリング(4)の径が共に同じの場合には、離反力の大きい第1ピストン(22)へ上記第2圧縮室(G2)の圧力に起因する小さな押付力が作用し、離反力の小さい第2ピストン(32)へ上記第3圧縮室(G3)の圧力に起因する大きな押付力が作用する。このような場合において、変形例2では、各小径シールリング(4)の径を異ならせることで、各ピストン(22,32)の押付力を調整する。
具体的には、押付力が小さい第1ピストン(22)側の小径シールリング(4)の径を小さくして第2背圧室(3b)の面積を拡大することで押付力を高め、押付力が大きい第2ピストン(32)側の小径シールリング(4)の径を大きくして第2背圧室(3b)の面積を縮小することで押付力を抑えている。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくし、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることができる。
−実施形態の変形例3−
図11に示す変形例3の圧縮機構(40)は、第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で連通する流体流路(41,42,43)と、フロントヘッド(16)における内側及び外側マフラ空間部(83,82)とが上述した実施形態の圧縮機構(40)と異なっている。
上記実施形態において、上記フロントヘッド(16)の外側マフラ空間部(82)が外側吐出ポート(P12)及び内側吐出ポート(P13)に連通するように形成されていたが、変形例3では、上記フロントヘッド(16)の内側マフラ空間部(83)が内側吐出ポート(P13)及び最内側吐出ポート(P14)に連通している。尚、上記フロントヘッド(16)の外側マフラ空間部(82)は、外側吐出ポート(P12)のみに連通している。尚、上記リアヘッド(17)側における外側及び内側マフラ空間部(82,83)の構成は、上記実施形態と同じである。
又、変形例3の流体流路(41,42,43)において、上記第1流路(41)は、その流入端が上記ミドルプレート(19)のマフラ空間部(81)に連通して、流出端が上記リアヘッド(17)の連通ポート(P5)に連通している。
上記第2流路(42)は、その流入端が上記リアヘッド(17)の外側マフラ空間部(82)に連通して、流出端が分岐して一方が上記フロントヘッド(16)の外側吸入ポート(P2)に連通し他方が上記リアヘッド(17)の最内側吸入ポート(P4)に連通している。
上記第3流路(43)は、その流入端が上記フロントヘッド(16)の外側マフラ空間部(82)及び上記リアヘッド(17)の内側マフラ空間部(83)の各々に連通して、流出端が分岐して一方が上記フロントヘッド(16)の内側吸入ポート(P3)及び最内側吸入ポート(P4)に連通している。
このように、上記圧縮機構(40)の流体流路(41,42,43)を構成することにより、変形例3では、第1及び第2圧縮機構部(20,30)の最外側シリンダ室(23d,33d)が第1圧縮室(G1)となり、第2圧縮機構部(30)の内側シリンダ室(33b)及び外側シリンダ室(33c)が第2圧縮室(G2)となり、第1圧縮機構部(20)の外側シリンダ室(23c)と第2圧縮機構部(30)の最内側シリンダ室(33a)が第3圧縮室(G3)となり、第1圧縮機構部(20)の内側シリンダ室(23b)及び最内側シリンダ室(23a)が第4圧縮室(G4)となる。
そして、第1導入路(2a)は、上記第1ピストン(22)におけるピストン側鏡板部(22c)の下端面及び外側ピストン部(22b)の上端面の間を貫通して、上記第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。又、上記第2導入路(2b)は、上記第2ピストン(32)におけるピストン側鏡板部(32c)の下端面及び外側ピストン部(32b)の上端面の間を貫通して、上記第2圧縮室(G2)と上記第2背圧室(3b)とを連通している。
この変形例3において、第1及び第2ピストン(22,32)で該ピストンに生じる離反力を比較すると、第1ピストン(22)の圧縮室(G1,G3,G4)及び第2ピストン(32)の圧縮室(G1,G2,G3)における圧縮室の配置の違いから、第1ピストン(22)の離反力の方が大きい。
変形例3によれば、離反力の大きい第1ピストン(22)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第3圧縮室(G3)の圧力を導入し、離反力の小さい第2ピストン(32)側の第2背圧室(3b)に対して、上記第2圧縮室(G2)の圧力を導入している。これにより、各ピストン(22,32)に対する離反力と押付力との間のバランスをよくして、両方のピストン(22,32)を離反させないようにすることができる。
−実施形態の変形例4−
図12に示す変形例4の圧縮機構(40)は、第1及び第2導入路(2a,2b)が上述した実施形態の圧縮機構(40)と異なっている。
上記実施形態において、第1及び第2導入路(2a,2b)は、共にピストン(22,32)の内部を貫通していたが、変形例4では、上記第1流路(41)から分岐して第1ピストン(22)側の第2背圧室(3b)へ連通する通路が第1導入路(2a)を構成し、上記第2流路(42)から分岐して第2ピストン(32)側の第2背圧室(3b)へ連通する通路が第2導入路(2b)を構成する。
ここで、第1導入路(2a)は、フロントヘッド(16)とミドルプレート(19)とを貫通するように形成され、第2導入路(2b)は、リアヘッド(17)とミドルプレート(19)とを貫通するように形成されている。
このように、第2又は第3圧縮室(G2,G3)だけでなく、流体流路(41,42,43)から第2背圧室(3b)へ圧力を導入することができる。
《その他の実施形態》
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。
上記実施形態では、上記シリンダ(21,31)と上記ピストン(22,32)が2組であったが、これに限定されず、例えば上記シリンダ(21,31)と上記ピストン(22,32)が1組であってもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
又、上記実施形態では、空気調和装置の冷房運転と暖房運転との間の切換動作で、圧縮機(1)における圧縮回数が増減していたが、例えば、圧縮機(1)の運転容量の変更で該圧縮機(1)の圧縮回数が増減した場合でも、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
又、上記変形例1から3では、第1ピストン(22)側の第2背圧室(2b)へ圧力を導入する際には第1ピストン(22)に対応する第2又は第3圧縮室(G2,G3)から圧力を導入し、第2ピストン(32)側の第2背圧室(2b)へ圧力を導入する際には第2ピストン(32)に対応する第2又は第3圧縮室(G2,G3)から圧力を導入していたが、これに限定されず、第1ピストン(22)側の第2背圧室(2b)へ第2ピストン(32)に対応する第2又は第3圧縮室(G2,G3)の圧力を導入し、第2ピストン(32)側の第2背圧室(2b)へ第1ピストン(22)に対応する第2又は第3圧縮室(G2,G3)を導入してもよい。この場合であっても、本発明と同様の効果を得ることができる。
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、本発明は、ピストンの偏心回転運動によって各圧縮室で流体を圧縮する回転式圧縮機について有用である。
1 圧縮機(回転式圧縮機)
2a 第1導入路
2b 第2導入路
2c 高圧導入路
3a 第1背圧室
3b 第2背圧室
4 小径シールリング(シール部材)
5 大径シールリング(シール部材)
10 ケーシング
16 フロントヘッド
17 リアヘッド
19 ミドルプレート(中間部材)
20,30 圧縮機構部
21,31 シリンダ
21a,31a 内側シリンダ部
21b,31b 外側シリンダ部
21c,31c 最外側シリンダ部
22,32 ピストン
22a,32a 内側ピストン部
22b,32b 外側ピストン部
22c,32c ピストン側鏡板部
23a,33a 最内側シリンダ室
23b,33b 内側シリンダ室
23c,33c 外側シリンダ室
23d,33d 最外側シリンダ室
61,62,63,64 吸入管
71,72,73 吐出管
81,82,83 マフラ空間部
86 吸入空間部
88 吐出弁

Claims (10)

  1. 4段圧縮の運転と、4段よりも少ない圧縮回数の運転が行われる圧縮機であって、
    シリンダ(21,31)と、
    上記シリンダ(21,31)との間に内部空間を形成する中間部材(19)と、
    上記内部空間に偏心回転自在に配置されて上記シリンダ(21,31)との間に複数の圧縮室(23a,…,23d,33a,…,33d)からなる圧縮室群を区画し且つ上記中間部材(19)との間に背圧室(3a,3b)を形成するピストン(22,32)と、
    上記背圧室(3a,3b)を第1及び第2の背圧室(3a,3b)に区画するシール部材(4,5)と、
    上記複数の圧縮室(23a,…,23d,33a,…,33d)を4つに区分して第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で接続する流体流路(41,42,43)と、
    上記第4圧縮室(G4)の吐出圧力を第1背圧室(3a)へ導入する高圧導入路(2c)と、
    上記第2圧縮室(G2)の吸入圧力と上記第3圧縮室(G3)の吐出圧力との間の圧力を第2背圧室(3b)へ導入する中間圧導入路(2a,2b)とを備えていることを特徴とする回転
    式圧縮機。
  2. 請求項1において、
    上記中間圧導入路(2a,2b)は、上記ピストン(22,32)の内部を貫通して上記第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記第2背圧室(3b)とを連通することを特徴とする回転式圧縮機。
  3. 請求項1において、
    上記中間圧導入路(2a,2b)は、上記流体流路(41,42,43)と上記第2背圧室(3b)とを連通することを特徴とする回転式圧縮機。
  4. 請求項1において、
    上記中間部材(19)を挟んで両側に上記シリンダ(21,31)及び上記ピストン(22,32)の組を有し、
    上記流体流路(41,42,43)は、両方の組に対応する複数の圧縮室(23a,…,23d,33a,…,33d)を4つに区分して第1から第4の圧縮室(G1,G2,G3,G4)の順で接続することを特徴とする回転式圧縮機。
  5. 請求項4において、
    上記中間圧導入路(2a,2b)は、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記一方のピストン(22)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第1導入路(2a)と、第2圧縮室(G2)又は第3圧縮室(G3)と上記他方のピストン(32)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第2導入路(2b)とを備えていることを特徴とする回転式圧縮機。
  6. 請求項4において、
    上記中間圧導入路(2a,2b)は、上記流体流路(41,42,43)と上記一方のピストン(22)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第1導入路(2a)と、上記流体流路(41,42,43)と上記他方のピストン(32)に対応する第2背圧室(3b)とを連通する第2導入路(2b)とを備えていることを特徴とする回転式圧縮機。
  7. 請求項4から6の何れか1つにおいて、
    上記一方のピストン(22)に対応する圧縮室群の一部に上記第2圧縮室(G2)が配置され、
    上記他方のピストン(32)に対応する圧縮室群の一部に上記第3圧縮室(G3)が配置され、
    両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群の残りの部分に上記第1及び第4圧縮室(G1,G4)がそれぞれ配置されていることを特徴とする回転式圧縮機。
  8. 請求項4から6の何れか1つにおいて、
    両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群に上記第1から第4圧縮室(G1,G2,G3,G4)がそれぞれ配置されていることを特徴とする回転式圧縮機。
  9. 請求項4から6の何れか1つにおいて、
    上記一方のピストン(22)に対応する圧縮室群の一部に上記第3圧縮室(G3)が配置され、
    上記他方のピストン(32)に対応する圧縮室群の一部に上記第4圧縮室(G4)が配置され、
    両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群の残りの部分に上記第1及び2圧縮室(G1,G2)がそれぞれ配置されていることを特徴とする回転式圧縮機。
  10. 請求項4から6の何れか1つにおいて、
    上記一方のピストン(22)に対応する圧縮室群の一部に上記第2圧縮室(G2)が配置され、
    上記他方のピストン(32)に対応する圧縮室群の一部に上記第4圧縮室(G4)が配置され、
    両方のピストン(22,32)に対応する圧縮室群の残りの部分に上記第1及び3圧縮室(G1,G3)がそれぞれ配置されていることを特徴とする回転式圧縮機。
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