JP6149973B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Description
本発明は、空気調和機に使用される2シリンダ式のロータリ圧縮機に関する。
例えば、特許文献1には、2シリンダ式のロータリ圧縮機において、下シリンダで圧縮され下吐出孔から吐出する高温の圧縮冷媒が、下端板カバー室(下マフラー室)から上端板カバー室(上マフラー室)に向かって流れる冷媒通路孔を、下シリンダ及び上シリンダの吸入室側から離れた位置に配置することにより、圧縮冷媒が、下シリンダ及び上シリンダの吸入室側の吸入冷媒を加熱するのを抑制し、圧縮機効率を向上させる技術が記載されている。
また、特許文献2には、下シリンダで圧縮され下吐出孔から吐出する高温の圧縮冷媒が、下端板を加熱して下シリンダの吸入室内の吸入冷媒を加熱するのを抑制し、圧縮機効率を向上させる技術が記載されている。
特許文献1に記載されたロータリ圧縮機は、下端板カバー(下マフラーカバー)を膨らませることにより、下端板と下端板カバーとの間に形成される下端板カバー室が大きな容積となっているため、上シリンダで圧縮されて上吐出孔から吐出され冷媒通路孔を逆流して下マフラー室に流れ込む冷媒の量が大きい。
特許文献2に記載されたロータリ圧縮機は、下端板に設けられた下吐出孔に対して冷媒通路孔が下吐出弁収容部の反対側に配置され、下吐出孔から吐出された冷媒が下吐出弁収容部を通って冷媒通路孔に流れるので、下吐出弁収容部を深くする必要がある。そのため、下端板カバー室(冷媒吐出空間)の容積が大きくなり、上シリンダで圧縮されて上吐出孔から吐出され冷媒通路孔を逆流して下マフラー室に流れ込む冷媒の量が大きい。
以下に、上述の冷媒の逆流現象について説明する。2シリンダ式のロータリ圧縮機では、回転軸の1回転あたりのトルクの変動をできるだけ小さくするため、一般に、吸入、圧縮、吐出の工程が2つのシリンダで180°異なる位相で行われるようにされている。起動時など特異な運転条件を除き、通常の室外温度及び室内温度での空気調和機の運転では、1つのシリンダの吐出工程は、1回転中の約1/3である。したがって、1回転中の1/3は、一方のシリンダの吐出工程(吐出弁が開いている工程)、他の1/3は、他方のシリンダの吐出工程、残りの1/3は、両方の吐出弁が閉じている工程である。
ここで、2つのシリンダの両方の吐出弁が閉じて圧縮室から吐出される冷媒の流れがないときは、上端板カバー室も下端板カバー室も上端板カバー室の外側の圧縮機筐体内と同じ圧力となる。一方のシリンダの吐出工程では、圧縮された高圧域のなかでも冷媒の流れの最も上流となる圧縮室の圧力が最も高く、次いで上端板カバー室、上端板カバー室の外側の圧縮機筐体内の順となる。したがって、上シリンダの吐出弁が開いた直後は、上端板カバー室の外側の圧縮機筐体内や下端板カバー室の圧力よりも上端板カバー室の圧力が高くなる。よって、次の瞬間には、上端板カバー室から上端板カバー室の外側の圧縮機筐体内及び冷媒通路孔を逆流して下マフラー室への冷媒の流れが生じる。
上端板カバー室から上端板カバー室の外側の圧縮機筐体内への冷媒の流れは、本来の流れであるが、上端板カバー室から下端板カバー室へ流れた冷媒は、上シリンダの吐出工程の終了後に再度冷媒通路孔及び上端板カバー室を通って上端板カバー室の外側の圧縮機筐体内に流れることになり、本来、必要のない流れであり、エネルギー損失となってロータリ圧縮機の効率を低下させる、という問題がある。
また、特許文献2に記載されたロータリ圧縮機は、下シリンダで圧縮された冷媒によって下シリンダの下面を覆う下端板が加熱されるのを抑制している。しかしながら、ロータリ圧縮機は、特に、外気が低温の雰囲気で長時間停止した状態では、液化した冷媒が圧縮機筐体内部に溜まってしまうことがある。低温での液冷媒の密度は潤滑油の密度より大きいため、液冷媒は圧縮機筐体内部の最下部に溜まる。この状態でロータリ圧縮機を起動すると、回転軸下端から給油羽根によって液冷媒が吸い上げられる。液冷媒を吸い上げると、液冷媒の粘度は潤滑油の粘度に比較して小さいため、圧縮部の摺動部が潤滑不良となり損傷してしまう恐れがある。
したがって、ロータリ圧縮機の起動時には、速やかに液冷媒を加熱して気化させる必要があるが、特許文献2に記載されたロータリ圧縮機のように、下端板を加熱することを抑制すると、圧縮機筐体下部に溜まった液冷媒の加熱による気化を抑制することとなり、給油羽根により液冷媒を吸い上げて、圧縮部の潤滑不良による損傷が発生することが問題となる。
また、ロータリ圧縮機では、圧縮機筐体の内部で一部の潤滑油が冷媒に巻き込まれて圧縮機筐体外に吐出され、吐出された潤滑油は、空気調和機の冷媒回路(冷凍サイクル)を一巡して吸入冷媒とともに下シリンダ及び上シリンダに吸入される。下シリンダに吸入された潤滑油は、冷媒とともに下吐出孔から下端板カバー室に吐出される。下端板カバー室に吐出された潤滑油が下端板カバー室内に溜り、下吐出孔が潤滑油に浸漬すると、冷媒の吐出抵抗となり、効率が低下したり騒音が発生するという問題が発生する。この問題は、下端板カバー室の容積が小さくなるほど発生しやすい。
本発明は、上シリンダで圧縮された冷媒が、冷媒通路孔を逆流するのを抑制して、ロータリ圧縮機の効率低下を防ぐことを目的とする。
本発明は、上部に冷媒を吐出する吐出管が設けられ側面下部に冷媒を吸入する上吸入管及び下吸入管が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の側部に固定され前記上吸入管及び下吸入管に接続するアキュムレータと、前記圧縮機筐体内に配置されるモータと、前記圧縮機筐体内の前記モータの下方に配置され前記モータに駆動され前記上吸入管及び下吸入管を介して前記アキュムレータから冷媒を吸入し圧縮して前記吐出管から吐出する圧縮部と、を有し、前記圧縮部は、環状の上シリンダ及び下シリンダと、前記上シリンダの上側を閉塞する上端板及び前記下シリンダの下側を閉塞する下端板と、前記上シリンダと前記下シリンダの間に配置され前記上シリンダの下側及び前記下シリンダの上側を閉塞する中間仕切板と、前記上端板に設けられた主軸受部と前記下端板に設けられた副軸受部とに支持され前記モータにより回転される回転軸と、前記回転軸に互いに180°の位相差をつけて設けられた上偏心部及び下偏心部と、前記上偏心部に嵌合され前記上シリンダの内周面に沿って公転し前記上シリンダ内に上シリンダ室を形成する上ピストンと、前記下偏心部に嵌合され前記下シリンダの内周面に沿って公転し前記下シリンダ内に下シリンダ室を形成する下ピストンと、前記上シリンダに設けられた上ベーン溝から前記上シリンダ室内に突出し前記上ピストンと当接して前記上シリンダ室を上吸入室と上圧縮室に区画する上ベーンと、前記下シリンダに設けられた下ベーン溝から前記下シリンダ室内に突出し前記下ピストンと当接して前記下シリンダ室を下吸入室と下圧縮室に区画する下ベーンと、前記上端板を覆って前記上端板との間に上端板カバー室を形成し前記上端板カバー室と前記圧縮機筐体の内部とを連通する上端板カバー吐出孔を有する上端板カバーと、前記下端板を覆って前記下端板との間に下端板カバー室を形成する下端板カバーと、前記上端板に設けられ前記上圧縮室と上端板カバー室とを連通させる上吐出孔と、前記下端板に設けられ前記下圧縮室と下端板カバー室とを連通させる下吐出孔と、前記下端板、前記下シリンダ、前記中間仕切板、前記上端板及び前記上シリンダを貫通し前記下端板カバー室と前記上端板カバー室とを連通する冷媒通路孔と、を備えるロータリ圧縮機において、前記上端板に設けられ前記上吐出孔の位置から溝状に延びる上吐出弁収容凹部と、前記下端板に設けられ前記下吐出孔の位置から溝状に延びる下吐出弁収容凹部と、後端部が前記上吐出弁収容凹部内に上リベットにより固定され前部が前記上吐出孔を開閉するリード弁型の上吐出弁及び後端部が該上吐出弁に重ねられて前記上吐出弁収容凹部内に前記上リベットにより固定され前部が反っていて前記上吐出弁の開度を規制する上吐出弁押さえと、後端部が前記下吐出弁収容凹部内に下リベットにより固定され前部が前記下吐出孔を開閉するリード弁型の下吐出弁及び後端部が該下吐出弁に重ねられて前記下吐出弁収容凹部内に前記下リベットにより固定され前部が反っていて前記下吐出弁の開度を規制し前記下吐出弁収容凹部内に収容される下吐出弁押さえと、を備え、前記下端板カバーは平板状に形成され、前記下端板には、前記下吐出弁収容凹部の前記下吐出孔側に重なるように下吐出室凹部が形成され、該下吐出室凹部は、前記副軸受部の中心と、前記下吐出孔の中心と前記下リベットの中心を結ぶ線分の中点と、を通る径線と、前記副軸受部の中心を中心として前記下吐出孔の方向へピッチ角90°開いた径線との間の扇形の範囲内に形成され、前記冷媒通路孔は、少なくとも一部が前記下吐出室凹部に重なって該下吐出室凹部と連通する位置に配置され、前記下端板カバー室は、前記下吐出室凹部と前記下吐出弁収容凹部とにより構成され、前記下端板は、前記下吐出孔の周縁に環状に盛り上がった下弁座を有し、前記下吐出室凹部の前記下弁座までの深さは、前記下吐出孔の直径φD1の1.5倍以下に形成されていることを特徴とする。
本発明は、上シリンダで圧縮された冷媒が、冷媒通路孔を逆流するのを抑制して、ロータリ圧縮機の効率低下を防ぐことができる。
以下に、本発明を実施するための形態(実施例)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明に係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、実施例1のロータリ圧縮機の圧縮部を示す上方分解斜視図であり、図3は、実施例1のロータリ圧縮機の回転軸と給油羽根を示す上方分解斜視図である。
図1に示すように、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内の下部に配置された圧縮部12と、圧縮部12の上方に配置され、回転軸15を介して圧縮部12を駆動するモータ11と、圧縮機筐体10の側部に固定された縦置き円筒状のアキュムレータ25と、を備えている。
アキュムレータ25は、上吸入管105及びアキュムレータ上L字管31Tを介して上シリンダ121Tの上吸入室131T(図2参照)と接続し、下吸入管104及びアキュムレータ下L字管31Sを介して下シリンダ121Sの下吸入室131S(図2参照)と接続している。
モータ11は、外側にステータ111を、内側にロータ112を備え、ステータ111は、圧縮機筐体10の内周面に焼嵌め固定され、ロータ112は、回転軸15に焼嵌めにより固定されている。
回転軸15は、下偏心部152Sの下方の副軸部151が下端板160Sに設けられた副軸受部161Sに回転自在に嵌合して支持され、上偏心部152Tの上方の主軸部153が上端板160Tに設けられた主軸受部161Tに回転自在に嵌合して支持され、互いに180度の位相差をつけて設けられた上偏心部152T及び下偏心部152Sがそれぞれ上ピストン125T及び下ピストン125Sに回転自在に嵌合することによって、圧縮部12全体に対して回転自在に支持されるとともに、回転によって上ピストン125T及び下ピストン125Sをそれぞれ上シリンダ121T、下シリンダ121Sの内周面に沿って公転運動させる。
圧縮機筐体10内部には、圧縮部12の摺動部の潤滑と上圧縮室133T(図2参照)及び下圧縮室133S(図2参照)のシールのために、潤滑油18が圧縮部12をほぼ浸漬する量だけ封入されている。圧縮機筐体10の下側には、ロータリ圧縮機1全体を支持する複数の弾性支持部材(図示せず)を係止する取付脚310が固定されている。
図2に示すように、圧縮部12は、上からドーム状の膨出部を有する上端板カバー170T、上端板160T、上シリンダ121T、中間仕切板140、下シリンダ121S、下端板160S及び平板状の下端板カバー170Sを積層して構成されている。圧縮部12全体は、上下から略同心円上に配置された複数の通しボルト174,175及び補助ボルト176によって固定されている。
環状の上シリンダ121Tには、上吸入管105と嵌合する上吸入孔135Tが設けられている。環状の下シリンダ121Sには、下吸入管104と嵌合する下吸入孔135Sが設けられている。また、上シリンダ121Tの上シリンダ室130Tには、上ピストン125Tが配置されている。下シリンダ121Sの下シリンダ室130Sには、下ピストン125Sが配置されている。
上シリンダ121Tには、上シリンダ室130Tから放射状に外方へ延びる上ベーン溝128Tが設けられ、上ベーン溝128Tには上ベーン127Tが配置されている。下シリンダ121Sには、下シリンダ室130Sから放射状に外方へ延びる下ベーン溝128Sが設けられ、下ベーン溝128Sには下ベーン127Sが配置されている。
上シリンダ121Tには、外側面から上ベーン溝128Tと重なる位置に上シリンダ室130Tに貫通しない深さで上スプリング穴124Tが設けられ、上スプリング穴124Tには上スプリング126Tが配置されている。下シリンダ121Sには、外側面から下ベーン溝128Sと重なる位置に下シリンダ室130Sに貫通しない深さで下スプリング穴124Sが設けられ、下スプリング穴124Sには下スプリング126Sが配置されている。
上シリンダ室130Tは、上下をそれぞれ上端板160T及び中間仕切板140で閉塞されている。下シリンダ室130Sは、上下をそれぞれ中間仕切板140及び下端板160Sで閉塞されている。
上シリンダ室130Tは、上ベーン127Tが上スプリング126Tに押圧されて上ピストン125Tの外周面に当接することによって、上吸入孔135Tに連通する上吸入室131Tと、上端板160Tに設けられた上吐出孔190Tに連通する上圧縮室133Tと、に区画される。下シリンダ室130Sは、下ベーン127Sが下スプリング126Sに押圧されて下ピストン125Sの外周面に当接することによって、下吸入孔135Sに連通する下吸入室131Sと、下端板160Sに設けられた下吐出孔190Sに連通する下圧縮室133Sと、に区画される。
上端板160Tには、上端板160Tを貫通して上シリンダ121Tの上圧縮室133Tと連通する上吐出孔190Tが設けられ、上吐出孔190Tの出口側には、上吐出孔190Tを囲む環状の上弁座(図示せず)が形成されている。上端板160Tには、上吐出孔190Tの位置から上端板160Tの周方向に溝状に延びる上吐出弁収容凹部164Tが形成されている。
上吐出弁収容凹部164Tには、後端部が上吐出弁収容凹部164T内に上リベット202Tにより固定され前部が上吐出孔190Tを開閉するリード弁型の上吐出弁200T及び後端部が上吐出弁200Tに重ねられて上吐出弁収容凹部164T内に上リベット202Tにより固定され前部が湾曲して(反って)いて上吐出弁200Tの開度を規制する上吐出弁押さえ201T全体が収容されている。
下端板160Sには、下端板160Sを貫通して下シリンダ121Sの下圧縮室133Sと連通する下吐出孔190Sが設けられ、下吐出孔190Sの出口側には、下吐出孔190Sを囲む環状の下弁座191S(図4参照)が形成されている。下端板160Sには、下吐出孔190Tの位置から下端板160Sの周方向に溝状に延びる下吐出弁収容凹部164S(図4参照)が形成されている。
下吐出弁収容凹部164Sには、後端部が下吐出弁収容凹部164S内に下リベット202Sにより固定され前部が下吐出孔190Sを開閉するリード弁型の下吐出弁200S及び後端部が下吐出弁200Sに重ねられて下吐出弁収容凹部164S内に下リベット202Sにより固定され前部が湾曲して(反って)いて下吐出弁200Sの開度を規制する下吐出弁押さえ201Sの全部が収容されている。
互いに密着固定された上端板160Tとドーム状の膨出部を有する上端板カバー170Tとの間には、上端板カバー室180Tが形成される。互いに密着固定された下端板160Sと平板状の下端板カバー170Sとの間には、下端板カバー室180Sが形成される(下端板カバー室180Sの詳細については後述する)。下端板160S、下シリンダ121S、中間仕切板140、上端板160T及び上シリンダ121Tを貫通し下端板カバー室180Sと上端板カバー室180Tとを連通する冷媒通路孔136が設けられている。
図3に示すように、回転軸15には、下端から上端まで貫通する給油縦孔155が設けられ、給油縦孔155には給油羽根158が圧入されている。また、回転軸15の側面には、給油縦孔155に連通する複数の給油横孔156が設けられている。
以下に、回転軸15の回転による冷媒の流れを説明する。上シリンダ室130T内において、回転軸15の回転によって、回転軸15の上偏心部152Tに嵌合された上ピストン125Tが、上シリンダ室130Tの外周面(上シリンダ121Tの内周面)に沿って公転することにより、上吸入室131Tが容積を拡大しながら上吸入管105から冷媒を吸入し、上圧縮室133Tが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が上吐出弁200Tの外側の上端板カバー室180Tの圧力より高くなると、上吐出弁200Tが開いて上圧縮室133Tから上端板カバー室180Tへ冷媒が吐出される。上端板カバー室180Tに吐出された冷媒は、上端板カバー170Tに設けられた上端板カバー吐出孔172T(図1参照)から圧縮機筐体10内に吐出される。
また、下シリンダ室130S内において、回転軸15の回転によって、回転軸15の下偏芯部152Sに嵌合された下ピストン125Sが、下シリンダ室130Sの外周面(下シリンダ121Sの内周面)に沿って公転することにより、下吸入室131Sが容積を拡大しながら下吸入管104から冷媒を吸入し、下圧縮室133Sが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が下吐出弁200Sの外側の下端板カバー室180Sの圧力より高くなると、下吐出弁200Sが開いて下圧縮室133Sから下端板カバー室180Sへ冷媒が吐出される。下端板カバー室180Sに吐出された冷媒は、冷媒通路孔136及び上端板カバー室180Tを通って上端板カバー170Tに設けられた上端板カバー吐出孔172T(図1参照)から圧縮機筐体10内部に吐出される。
圧縮機筐体10内に吐出された冷媒は、ステータ111外周に設けられた上下を連通する切欠き(図示せず)、又はステータ111の巻線部の隙間(図示せず)、又はステータ111とロータ112との隙間115(図1参照)を通ってモータ11の上方に導かれ、圧縮機筐体10上部の吐出管107から吐出される。
以下に、潤滑油18の流れを説明する。潤滑油18は、回転軸15の下端から給油縦孔155及び複数の給油横孔156を通って、副軸受部161Sと回転軸15の副軸部151との摺動面、主軸受部161Tと回転軸15の主軸部153との摺動面、回転軸15の下偏心部152Sと下ピストン125Sとの摺動面、上偏心部152Tと上ピストン125Tとの摺動面、に給油され、それぞれの摺動面を潤滑する。
給油羽根158は、給油縦孔155内で潤滑油18に遠心力を与えることにより潤滑油18を吸い上げ、潤滑油18が圧縮機筐体10内から冷媒とともに排出されて油面が低くなった場合にも、確実に上記の摺動面に潤滑油18を供給する役目を担っている。
次に、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。図4は、実施例1のロータリ圧縮機の下端板を示す下面図であり、図5は、実施例1のロータリ圧縮機の下吐出弁を取付けた下吐出弁収容凹部を示す縦断面図である。
図4に示すように、下端板カバー室180Sは、下端板カバー170Sが平板状で上端板カバー170Tのようなドーム状の膨出部を有しないので、下端板160Sに設けられた下吐出室凹部163Sと下吐出弁収容凹部164Sとにより構成される。下吐出弁収容凹部164Sは、下吐出孔190Sの位置から、副軸受部161Sの中心O1と下吐出孔190Sの中心O2とを結ぶ径線L1と交差する方向、言い替えれば、下端板160Sの周方向に直線的に溝状に延びている。下吐出弁収容凹部164Sは、下吐出室凹部163Sとつながっている。下吐出弁収容凹部164Sは、その幅が下吐出弁200S及び下吐出弁押さえ201Sの幅よりわずかに大きく形成され、下吐出弁200S及び下吐出弁押さえ201Sを収容するとともに、下吐出弁200S及び下吐出弁押さえ201Sを位置決めしている。
下吐出室凹部163Sは、下吐出弁収容凹部164Sの下吐出孔190S側に重なるように、下吐出弁収容凹部164Sの深さと同じ深さに形成されている。下吐出弁収容凹部164Sの下吐出孔190S側は、下吐出室凹部163Sに収容される。
下吐出室凹部163Sは、副軸受部161Sの中心O1と、下吐出孔190Sの中心O2と下リベット202Sの中心O3を結ぶ線分L2(長さF)の中点O4と、を通る径線L3と、副軸受部161Sの中心O1を中心として下吐出孔190Sの方向へピッチ角90°開いた径線L4との間の扇形の範囲内に形成する。冷媒通路孔136は、少なくとも一部が下吐出室凹部163Sに重なり、下吐出室凹部163Sと連通する位置に配置する。
図5に示すように、下吐出孔190Sの開口部周縁には、下吐出室凹部163Sの底部に対して盛り上がった環状の下弁座191Sが形成され、下弁座191Sが下吐出弁200Sの前部と当接する。下吐出室凹部163Sの下弁座191Sまでの深さHは、下吐出孔190Sの直径φD1の1.5倍以下とする。
下吐出孔190Sから冷媒が吐出するときの下吐出弁200Sの開度すなわち下弁座191Sに対する下吐出弁200Sのリフト量は、吐出流れの抵抗にならないリフト量とする必要がある。したがって、下吐出室凹部163Sの下弁座160Sまでの深さHは、下吐出弁200Sのリフト量と、下吐出弁200S及び下吐出弁押さえ201Sの厚さを考慮して決定する必要があるが、下吐出孔190Sの直径φD1の1.5倍で充分である。
冷媒通路孔136は、少なくとも一部が上吐出室凹部163Tに重なって上吐出室凹部163Tと連通する位置に配置されている。上端板160Tに形成された上吐出室凹部163T及び上吐出弁収容凹部164Tについては、詳細な図示を省略するが、下端板160Sに形成された下吐出室凹部163S及び下吐出弁収容凹部164Sと同様の形状に形成されている。上端板カバー室180Tは、上端板カバー170Tのドーム状の膨出部と上吐出室凹部163Tと上吐出弁収容凹部164Tとにより構成される。
以上説明した実施例1のロータリ圧縮機1の構成により、下吐出孔190Sと冷媒通路孔136の入口との間の距離を短くすることができる。よって、下端板カバー室180Sの容積、すなわち、下吐出室凹部163Sの容積と下吐出弁収容凹部164Sの容積の和の容積を、従来に比較して大幅に小さくすることができる。これにより、上シリンダ121Tで圧縮されて上吐出孔190Tから吐出された冷媒が、冷媒通路孔136を逆流して下端板カバー室180Sに流れ込む流量を小さくすることができ、ロータリ圧縮機1の効率低下を防ぐことができる。
図6は、実施例2のロータリ圧縮機の下吐出弁を取付けた下吐出弁収容凹部を示す縦断面図である。図6に示すように、実施例2のロータリ圧縮機1では、下端板160S2に形成された下吐出室凹部163S2及び下吐出弁収容凹部164S2の下弁座191Sまでの深さH2は、実施例1のロータリ圧縮機1の下端板160Sに形成された下吐出室凹部163S及び下吐出弁収容凹部164Sの下弁座191Sまでの深さHに比較して浅くしている。下端板カバー170S2は、下吐出弁押さえ201Sの前部と対向する部分に凹部171S2を有し、下吐出弁押さえ201Sの前部が下吐出室凹部163S2から突出する部分を収容している。凹部171S2から下弁座191Sまでの深さは、下吐出孔190Sの直径φD1の1.5倍以下に形成されている。
以上説明した実施例2のロータリ圧縮機1の構成により、実施例1のロータリ圧縮機1よりも下吐出弁収容凹部164S2の容積を小さくすることができ、これにより、上シリンダ121Tで圧縮されて上吐出孔190Tから吐出された冷媒が、冷媒通路孔136を逆流して下端板カバー室180S2に流れ込む流量をさらに小さくすることができ、ロータリ圧縮機1の効率低下を防ぐことができる。
図7は、実施例3のロータリ圧縮機の下吐出弁を取付けた下吐出弁収容凹部を示す縦断面図である。図7に示すように、実施例3のロータリ圧縮機1では、下吐出弁押さえ201S3の前端部は、下端板カバー170Sと近接する部分の厚さが他の部分の厚さよりも薄く形成されている。これにより、実施例1のロータリ圧縮機1の下吐出弁201Sと同じ開度を確保しながら下吐出室凹部163S3及び下吐出弁収容凹部164S3の下弁座191Sまでの深さH2を実施例2と同様に浅くしている。
以上説明した実施例3のロータリ圧縮機1の構成により、実施例2のロータリ圧縮機1よりも、実施例2の凹部171S2の容積の分だけ、下端板カバー室180S3の容積を小さくすることができ、これにより、上シリンダ121Tで圧縮されて上吐出孔190Tから吐出された冷媒が、冷媒通路孔136を逆流して下端板カバー室180S3に流れ込む流量をさらに小さくすることができ、ロータリ圧縮機1の効率低下を防ぐことができる。
図8は、実施例4のロータリ圧縮機の下端板を示す下面図である。図4に示すように、実施例4のロータリ圧縮機1では、下端板160S4(及び、下シリンダ121S、中間仕切板140、上シリンダ121T、上端板160T)に設けられた冷媒通路孔136Nは、実施例1のロータリ圧縮機1の冷媒通路孔136よりも小径とされ、2本設けられている(3本以上としてもよい)。2本(又は3本以上)の冷媒通路孔136Nの合計断面積は、実施例1のロータリ圧縮機1の冷媒通路孔136の断面積と同等とする。これにより、副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136Nの最外周までの半径R1を、図4に示す実施例1のロータリ圧縮機1の副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136の最外周までの半径R1よりも小さくすることができ、円形の下吐出室凹部163S4の径を小さくすることができる。
以上説明した実施例4のロータリ圧縮機1の構成により、実施例1のロータリ圧縮機1の下吐出室凹部163Sの底面積よりも下吐出室凹部163S4の底面積を小さくして下吐出室凹部163S4の容積を小さくすることができ、これにより、上シリンダ121Tで圧縮されて上吐出孔190Tから吐出された冷媒が、冷媒通路孔136Nを逆流して下端板カバー室180S4に流れ込む流量をさらに小さくすることができ、ロータリ圧縮機1の効率低下を防ぐことができる。
また、副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136Nの最外周までの半径R1を、図4に示す実施例1のロータリ圧縮機1の副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136の最外周までの半径R1よりも小さくすることができるので、下端板160S4(及び、下シリンダ121S、中間仕切板140、上シリンダ121T、上端板160T)の半径R2を、実施例1の下端板160S(及び、下シリンダ121S、中間仕切板140、上シリンダ121T、上端板160T)の半径R2(図4参照)より小さくすることができ、圧縮部12の材料費の低減効果もある。
図9は、実施例5のロータリ圧縮機の下端板を示す下面図である。図9に示すように、実施例5のロータリ圧縮機1では、下端板160S5(及び、下シリンダ121S、中間仕切板140、上シリンダ121T、上端板160T)に設けられた冷媒通路孔136Mは、実施例4のロータリ圧縮機1の冷媒通路孔136Nの直径よりも幅が小さい長孔とされ、断面積は同等とされている。冷媒通路孔(長孔)136Mは、下弁座191Sの周方向に沿うように形成されている。これにより、副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136Mの最外周までの半径R1を、図8に示す実施例4のロータリ圧縮機1の副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136Nの最外周までの半径R1よりも小さくすることができ、円形の下吐出室凹部163S5の径を小さくすることができる。
以上説明した実施例5のロータリ圧縮機1の構成により、実施例4のロータリ圧縮機1の下吐出室凹部163S4の底面積よりも下吐出室凹部163S5の底面積をさらに小さくして下吐出室凹部163S5の容積を小さくすることができ、これにより、上シリンダ121Tで圧縮されて上吐出孔190Tから吐出された冷媒が、冷媒通路孔136Mを逆流して下端板カバー室180S5に流れ込む流量をさらに小さくすることができ、ロータリ圧縮機1の効率低下を防ぐことができる。
また、副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136Mの最外周までの半径R1を、図8に示す実施例4のロータリ圧縮機1の副軸受部161Sの中心O1から冷媒通路孔136Nの最外周までの半径R1よりも小さくすることができるので、下端板160S5(及び、下シリンダ121S、中間仕切板140、上シリンダ121T、上端板160T)の半径R2を、実施例4の下端板160S4(及び、下シリンダ121S、中間仕切板140、上シリンダ121T、上端板160T)の半径R2(図4参照)より小さくすることができ、圧縮部12の材料費のさらなる低減効果がある。
図10は、実施例6のロータリ圧縮機の下端板を示す下方斜視図である。図10に示すように、実施例6のロータリ圧縮機1では、下端板160S6の下面(実施例1の下端板カバー170Sとの当接面となる)の下吐出室凹部163S及び下吐出弁収容凹部164Sが形成された領域以外の領域には、複数のボルト孔137の内側に、副軸受部161Sを囲む深さ1mm以下の環状の溝である冷媒導入部165S6が形成されている。なお、冷媒導入部165S6となる環状の溝は、下端板160S6の下面の代わりに下端板カバー170Sの上面に形成してもよい。
冷媒導入部165S6の一端は、下吐出室凹部163Sに連通し、他端は、下吐出弁収容凹部164Sに連通する(冷媒導入部165S6を、下吐出室凹部163S又は下吐出弁収容凹部164Sのいずれか1つのみに連通させてもよい)。冷媒導入部165S6が下吐出室凹部163S又は下吐出弁収容凹部164Sに連通することによって、下吐出孔190Sから吐出された高温高圧の冷媒が下吐出室凹部163S又は下吐出弁収容凹部164Sを通って冷媒導入部165S6に導かれる。
高温高圧の冷媒が冷媒導入部165S6に導かれることにより、下端板カバー170Sが加熱され、空気調和機を長時間停止した状態から起動するときに、ロータリ圧縮機1の圧縮機筐体10の下部に滞留する液冷媒19(図1参照)を加熱して、できるだけ早く気化させ、長時間に亘り潤滑油18の代わりに液冷媒19を吸い上げて圧縮部12の摺動部が損傷するのを防ぐことができる。上シリンダ121Tで圧縮された冷媒が、冷媒通路孔136を逆流する量を減らすため、冷媒導入部165S6の空間の容積は、液冷媒19を気化させるために必要な加熱量を確保できる範囲で小さくすることが望ましく、よって冷媒導入部165S6の深さは、液冷媒19を気化させるために必要な加熱量を確保できる範囲で浅くする。
図11は、実施例7のロータリ圧縮機の下端板と下端板カバーとを重ねた状態を示す下面図である。図11に示すように、実施例7のロータリ圧縮機1では、平板状の下端板カバー170S7に、実施例6の下端板160S6と下シリンダ121Sとを締結する補助ボルト176(図3参照)の頭が下端板カバー170S7に当たるのを避けるための補助ボルト逃げ孔171S7が2つ設けられている。補助ボルト逃げ孔171S7は、一部分が下端板160S6に形成された冷媒導入部165S6と重なって連通し、冷媒排出部172S7となっている。なお、補助ボルト逃げ孔171S7が冷媒導入部165S6と重ならない場合は、下端板カバー170S7(170S、170S2)に、別途、下吐出室凹部163S又は下吐出弁収容凹部164S又は冷媒導入部165S6に連通する小孔(図示せず)を設け、この小孔を冷媒排出部172S7とすればよい。
冷媒排出部172S7は、冷媒通路孔136を通さずに、圧縮冷媒を直接、圧縮機筐体10内に排出する。冷媒排出部172S7により、下端板160S6の下吐出室凹部163S及び下吐出弁収容凹部164Sに潤滑油18が溜まり下吐出孔190Sが潤滑油18に浸漬することによる効率低下や騒音の発生を防ぐことができる。また、冷媒排出部172S7を設けることにより、冷媒排出部172S7から排出された冷媒が、長時間停止した状態で圧縮機筐体10の下部に滞留する液冷媒19(図1参照)を加熱して、気化を促進する効果もある。
以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
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
18 潤滑油
19 液冷媒
25 アキュムレータ
31T アキュムレータ上L字管
31S アキュムレータ下L字管
105 上吸入管
104 下吸入管
107 吐出管
111 ステータ
112 ロータ
115 隙間
121T 上シリンダ
121S 下シリンダ
124T 上スプリング穴
124S 下スプリング穴
125T 上ピストン
125S 下ピストン
126T 上スプリング
126S 下スプリング
127T 上ベーン
127S 下ベーン
128T 上ベーン溝
128S 下ベーン溝
130T 上シリンダ室
130S 下シリンダ室
131T 上吸入室
131S 下吸入室
133T 上圧縮室
133S 下圧縮室
135T 上吸入孔
135S 下吸入孔
136,136N,136M 冷媒通路孔
137 ボルト孔
140 中間仕切板
151 副軸部
152T 上偏心部
152S 下偏心部
153 主軸部
155 給油縦孔
156 給油横孔
158 給油羽根
160T 上端板
160S,160S2,160S4,160S5,160S6 下端板
161T 主軸受部
161S 副軸受部
163T 上吐出室凹部
163S,163S2,163S3,163S4,163S5 下吐出室凹部
164T 上吐出弁収容凹部
164S,164S2,164S3 下吐出弁収容凹部
165S6 冷媒導入部
166S8 冷媒排出部
170T 上端板カバー
170S,170S2,170S7 下端板カバー
171S2 凹部
171S7 補助ボルト逃げ孔
172S7 冷媒排出部
172T 上端板カバー吐出孔
174,175 通しボルト
176 補助ボルト
180T 上端板カバー室
180S,180S2,180S3,180S4,180S5 下端板カバー室
190T 上吐出孔
190S 下吐出孔
191S 下弁座
200T 上吐出弁
200S 下吐出弁
201T 上吐出弁押さえ
201S,201S3 下吐出弁押さえ
202T 上リベット
202S 下リベット
310 取付脚
10 圧縮機筐体
11 モータ
12 圧縮部
15 回転軸
18 潤滑油
19 液冷媒
25 アキュムレータ
31T アキュムレータ上L字管
31S アキュムレータ下L字管
105 上吸入管
104 下吸入管
107 吐出管
111 ステータ
112 ロータ
115 隙間
121T 上シリンダ
121S 下シリンダ
124T 上スプリング穴
124S 下スプリング穴
125T 上ピストン
125S 下ピストン
126T 上スプリング
126S 下スプリング
127T 上ベーン
127S 下ベーン
128T 上ベーン溝
128S 下ベーン溝
130T 上シリンダ室
130S 下シリンダ室
131T 上吸入室
131S 下吸入室
133T 上圧縮室
133S 下圧縮室
135T 上吸入孔
135S 下吸入孔
136,136N,136M 冷媒通路孔
137 ボルト孔
140 中間仕切板
151 副軸部
152T 上偏心部
152S 下偏心部
153 主軸部
155 給油縦孔
156 給油横孔
158 給油羽根
160T 上端板
160S,160S2,160S4,160S5,160S6 下端板
161T 主軸受部
161S 副軸受部
163T 上吐出室凹部
163S,163S2,163S3,163S4,163S5 下吐出室凹部
164T 上吐出弁収容凹部
164S,164S2,164S3 下吐出弁収容凹部
165S6 冷媒導入部
166S8 冷媒排出部
170T 上端板カバー
170S,170S2,170S7 下端板カバー
171S2 凹部
171S7 補助ボルト逃げ孔
172S7 冷媒排出部
172T 上端板カバー吐出孔
174,175 通しボルト
176 補助ボルト
180T 上端板カバー室
180S,180S2,180S3,180S4,180S5 下端板カバー室
190T 上吐出孔
190S 下吐出孔
191S 下弁座
200T 上吐出弁
200S 下吐出弁
201T 上吐出弁押さえ
201S,201S3 下吐出弁押さえ
202T 上リベット
202S 下リベット
310 取付脚
Claims (7)
- 上部に冷媒を吐出する吐出管が設けられ側面下部に冷媒を吸入する上吸入管及び下吸入管が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の側部に固定され前記上吸入管及び下吸入管に接続するアキュムレータと、前記圧縮機筐体内に配置されるモータと、前記圧縮機筐体内の前記モータの下方に配置され前記モータに駆動され前記上吸入管及び下吸入管を介して前記アキュムレータから冷媒を吸入し圧縮して前記吐出管から吐出する圧縮部と、を有し、
前記圧縮部は、
環状の上シリンダ及び下シリンダと、
前記上シリンダの上側を閉塞する上端板及び前記下シリンダの下側を閉塞する下端板と、
前記上シリンダと前記下シリンダの間に配置され前記上シリンダの下側及び前記下シリンダの上側を閉塞する中間仕切板と、
前記上端板に設けられた主軸受部と前記下端板に設けられた副軸受部とに支持され前記モータにより回転される回転軸と、
前記回転軸に互いに180°の位相差をつけて設けられた上偏心部及び下偏心部と、
前記上偏心部に嵌合され前記上シリンダの内周面に沿って公転し前記上シリンダ内に上シリンダ室を形成する上ピストンと、
前記下偏心部に嵌合され前記下シリンダの内周面に沿って公転し前記下シリンダ内に下シリンダ室を形成する下ピストンと、
前記上シリンダに設けられた上ベーン溝から前記上シリンダ室内に突出し前記上ピストンと当接して前記上シリンダ室を上吸入室と上圧縮室に区画する上ベーンと、
前記下シリンダに設けられた下ベーン溝から前記下シリンダ室内に突出し前記下ピストンと当接して前記下シリンダ室を下吸入室と下圧縮室に区画する下ベーンと、
前記上端板を覆って前記上端板との間に上端板カバー室を形成し前記上端板カバー室と前記圧縮機筐体の内部とを連通する上端板カバー吐出孔を有する上端板カバーと、
前記下端板を覆って前記下端板との間に下端板カバー室を形成する下端板カバーと、
前記上端板に設けられ前記上圧縮室と上端板カバー室とを連通させる上吐出孔と、
前記下端板に設けられ前記下圧縮室と下端板カバー室とを連通させる下吐出孔と、
前記下端板、前記下シリンダ、前記中間仕切板、前記上端板及び前記上シリンダを貫通し前記下端板カバー室と前記上端板カバー室とを連通する冷媒通路孔と、
を備えるロータリ圧縮機において、
前記上端板に設けられ前記上吐出孔の位置から溝状に延びる上吐出弁収容凹部と、
前記下端板に設けられ前記下吐出孔の位置から溝状に延びる下吐出弁収容凹部と、
後端部が前記上吐出弁収容凹部内に上リベットにより固定され前部が前記上吐出孔を開閉するリード弁型の上吐出弁及び後端部が該上吐出弁に重ねられて前記上吐出弁収容凹部内に前記上リベットにより固定され前部が反っていて前記上吐出弁の開度を規制する上吐出弁押さえと、
後端部が前記下吐出弁収容凹部内に下リベットにより固定され前部が前記下吐出孔を開閉するリード弁型の下吐出弁及び後端部が該下吐出弁に重ねられて前記下吐出弁収容凹部内に前記下リベットにより固定され前部が反っていて前記下吐出弁の開度を規制し前記下吐出弁収容凹部内に収容される下吐出弁押さえと、
を備え、
前記下端板カバーは平板状に形成され、
前記下端板には、前記下吐出弁収容凹部の前記下吐出孔側に重なるように下吐出室凹部が形成され、該下吐出室凹部は、前記副軸受部の中心と、前記下吐出孔の中心と前記下リベットの中心を結ぶ線分の中点と、を通る径線と、前記副軸受部の中心を中心として前記下吐出孔の方向へピッチ角90°開いた径線との間の扇形の範囲内に形成され、
前記冷媒通路孔は、少なくとも一部が前記下吐出室凹部に重なって該下吐出室凹部と連通する位置に配置され、
前記下端板カバー室は、前記下吐出室凹部と前記下吐出弁収容凹部とにより構成され、
前記下端板は、前記下吐出孔の周縁に環状に盛り上がった下弁座を有し、
前記下吐出室凹部の前記下弁座までの深さは、前記下吐出孔の直径φD1の1.5倍以下に形成されていることを特徴とするロータリ圧縮機。 - 上部に冷媒を吐出する吐出管が設けられ側面下部に冷媒を吸入する上吸入管及び下吸入管が設けられ密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体と、前記圧縮機筐体の側部に固定され前記上吸入管及び下吸入管に接続するアキュムレータと、前記圧縮機筐体内に配置されるモータと、前記圧縮機筐体内の前記モータの下方に配置され前記モータに駆動され前記上吸入管及び下吸入管を介して前記アキュムレータから冷媒を吸入し圧縮して前記吐出管から吐出する圧縮部と、を有し、
前記圧縮部は、
環状の上シリンダ及び下シリンダと、
前記上シリンダの上側を閉塞する上端板及び前記下シリンダの下側を閉塞する下端板と、
前記上シリンダと前記下シリンダの間に配置され前記上シリンダの下側及び前記下シリンダの上側を閉塞する中間仕切板と、
前記上端板に設けられた主軸受部と前記下端板に設けられた副軸受部とに支持され前記モータにより回転される回転軸と、
前記回転軸に互いに180°の位相差をつけて設けられた上偏心部及び下偏心部と、
前記上偏心部に嵌合され前記上シリンダの内周面に沿って公転し前記上シリンダ内に上シリンダ室を形成する上ピストンと、
前記下偏心部に嵌合され前記下シリンダの内周面に沿って公転し前記下シリンダ内に下シリンダ室を形成する下ピストンと、
前記上シリンダに設けられた上ベーン溝から前記上シリンダ室内に突出し前記上ピストンと当接して前記上シリンダ室を上吸入室と上圧縮室に区画する上ベーンと、
前記下シリンダに設けられた下ベーン溝から前記下シリンダ室内に突出し前記下ピストンと当接して前記下シリンダ室を下吸入室と下圧縮室に区画する下ベーンと、
前記上端板を覆って前記上端板との間に上端板カバー室を形成し前記上端板カバー室と前記圧縮機筐体の内部とを連通する上端板カバー吐出孔を有する上端板カバーと、
前記下端板を覆って前記下端板との間に下端板カバー室を形成する下端板カバーと、
前記上端板に設けられ前記上圧縮室と上端板カバー室とを連通させる上吐出孔と、
前記下端板に設けられ前記下圧縮室と下端板カバー室とを連通させる下吐出孔と、
前記下端板、前記下シリンダ、前記中間仕切板、前記上端板及び前記上シリンダを貫通し前記下端板カバー室と前記上端板カバー室とを連通する冷媒通路孔と、
を備えるロータリ圧縮機において、
前記上端板に設けられ前記上吐出孔の位置から溝状に延びる上吐出弁収容凹部と、
前記下端板に設けられ前記下吐出孔の位置から溝状に延びる下吐出弁収容凹部と、
後端部が前記上吐出弁収容凹部内に上リベットにより固定され前部が前記上吐出孔を開閉するリード弁型の上吐出弁及び後端部が該上吐出弁に重ねられて前記上吐出弁収容凹部内に前記上リベットにより固定され前部が反っていて前記上吐出弁の開度を規制する上吐出弁押さえと、
後端部が前記下吐出弁収容凹部内に下リベットにより固定され前部が前記下吐出孔を開閉するリード弁型の下吐出弁及び後端部が該下吐出弁に重ねられて前記下吐出弁収容凹部内に前記下リベットにより固定され前部が反っていて前記下吐出弁の開度を規制し前記下吐出弁収容凹部内に収容される下吐出弁押さえと、
を備え、
前記下端板カバーは平板状に形成され、
前記下端板には、前記下吐出弁収容凹部の前記下吐出孔側に重なるように下吐出室凹部が形成され、該下吐出室凹部は、前記副軸受部の中心と、前記下吐出孔の中心と前記下リベットの中心を結ぶ線分の中点と、を通る径線と、前記副軸受部の中心を中心として前記下吐出孔の方向へピッチ角90°開いた径線との間の扇形の範囲内に形成され、
前記冷媒通路孔は、少なくとも一部が前記下吐出室凹部に重なって該下吐出室凹部と連通する位置に配置され、
前記下端板カバー室は、前記下吐出室凹部と前記下吐出弁収容凹部とにより構成され、
前記下端板は、前記下吐出孔の周縁に環状に盛り上がった下弁座を有し、
前記下端板カバーは、前記下吐出弁押さえの前端部と対向する部分に凹部を有し、
前記下吐出弁押さえの前端部と対向する部分の凹部から前記下弁座までの深さは、前記下吐出孔の直径φD1の1.5倍以下に形成されていることを特徴とするロータリ圧縮機。 - 前記下吐出弁押さえの前端部は、前記下端板カバーと近接する部分の厚さが他の部分の厚さよりも薄く形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載のロータリ圧縮機。
- 前記冷媒通路孔は、複数の円形孔で構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。
- 前記冷媒通路孔は、前記下吐出孔の下弁座の周方向に沿う長孔とされていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。
- 前記下端板又は前記下端板カバーに、前記下吐出室凹部又は下吐出弁収容凹部と連通する冷媒導入部が、前記下端板の副軸受部を囲む環状の深さ1mm以下の溝として形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。
- 前記下端板カバーに、前記下吐出室凹部又は前記下吐出弁収容凹部又は前記冷媒導入部と前記圧縮機筐体内とを直接連通して前記圧縮機筐体内に冷媒を排出する冷媒排出部が設けられていることを特徴とする請求項6に記載のロータリ圧縮機。
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