JP7232914B2 - Multi-stage rotary compressor and refrigeration cycle device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、多段回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。
本願は、2019年7月31日に、日本に出願された特願2019-141324号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。An embodiment of the present invention relates to a multistage rotary compressor and a refrigerating cycle device.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-141324 filed in Japan on July 31, 2019, the content of which is incorporated herein.
従来、作動流体を段階的に圧縮する多段回転式圧縮機が知られている。例えば、多段回転式圧縮機は、低段圧縮機構部と、高段圧縮機構部と、密閉ケースと、を備えている。低段圧縮機構部は、低圧の作動流体を中間圧に圧縮する。高段圧縮機構部は、低段圧縮機構部で圧縮した中間圧の作動流体を高圧に圧縮する。密閉ケースは、圧縮要素および駆動要素を収容する。密閉ケース内は、高段圧縮機構部が吐出した高圧の作動流体で満たされる。 Conventionally, multi-stage rotary compressors that compress working fluid in stages are known. For example, a multi-stage rotary compressor includes a low-stage compression mechanism, a high-stage compression mechanism, and a sealed case. The low-stage compression mechanism section compresses the low-pressure working fluid to an intermediate pressure. The high-stage compression mechanism section compresses the intermediate-pressure working fluid compressed by the low-stage compression mechanism section to a high pressure. A closed case houses the compression element and the drive element. The inside of the sealed case is filled with high-pressure working fluid discharged from the high-stage compression mechanism.
各圧縮機構部は、ブレードを備えている。ブレードは、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに区画する。ブレードは、ローラに向けて付勢される。ローラは、回転軸の偏心部に装着される。ブレードにおける先端面(ローラ当接面)と反対側となる背面には、密閉ケース内部の圧力が作用する。この圧力により、ブレードがローラ側へ付勢される。
ブレードの背面には、低段側も高段側も同じケース内圧が作用する。ブレード先端面(ローラ当接面)には、以下の圧力が作用する。すなわち、ブレード先端面の低段側では、圧縮前の低圧が作用する。ブレード先端面の高段側では、低段側で圧縮後の中間圧が作用する。低段側ブレードの進退方向両側の圧力差は、高段側ブレードの進退方向両側の圧力差よりも大きい。Each compression mechanism has a blade. The blade divides the cylinder chamber into a suction side and a compression side. The blade is biased towards the roller. The roller is mounted on the eccentric portion of the rotating shaft. The pressure inside the sealed case acts on the rear surface of the blade opposite to the tip surface (roller contact surface). This pressure urges the blade toward the roller.
The same case internal pressure acts on the back surface of the blade on both the low stage side and the high stage side. The following pressure acts on the blade tip surface (roller contact surface). That is, a low pressure before compression acts on the low stage side of the blade tip surface. On the high stage side of the blade tip surface, an intermediate pressure after compression acts on the low stage side. The pressure difference on both sides of the low-stage blade in the advancing/retreating direction is greater than the pressure difference on both sides of the high-stage-side blade in the advancing/retreating direction.
低段側の吸込容積は、高段側の吸入容積より大きい。低段側のシリンダ高さは、高段側のシリンダ高さより大きい。低段側のブレードの断面積(受圧面積)は、高段側のブレードの断面積(受圧面積)より大きい。ブレードの押付力は、断面積×圧力差で算出される。低段側の押付力は、高段側の押付力よりも大きい。 The suction volume on the low stage side is larger than the suction volume on the high stage side. The height of the cylinder on the low stage side is greater than the height of the cylinder on the high stage side. The cross-sectional area (pressure-receiving area) of the low-stage blade is larger than the cross-sectional area (pressure-receiving area) of the high-stage blade. The pressing force of the blade is calculated by multiplying the cross-sectional area by the pressure difference. The pressing force on the low stage side is greater than the pressing force on the high stage side.
偏心部が回転する圧縮要素では、回転軸に撓みが生じやすい。回転軸の撓みは、偏心部およびローラの傾きに繋がる。この傾きは、ローラに対するブレードの片当たりをもたらす。低段側と高段側との間を仕切る仕切板には、中間圧空間(低段圧縮機構部の吐出空間)を設けることがある。この場合、仕切板の厚さが厚くなる。仕切板の厚さが厚くなると、軸受間距離が大きくなる。軸受間距離が大きくなると、より回転軸の撓みが生じやすくなる。回転軸の撓みによりローラにブレードが片当たりすると、以下の課題が生じる。すなわち、ブレードとローラとの摺動部において、局部接触面圧が増大して偏摩耗が発生する。断面積および圧力差がともに大きい低段側では、偏摩耗が発生しやすい。この偏摩耗は、圧縮機の信頼性に影響する。 In a compression element with a rotating eccentric portion, the rotating shaft is likely to bend. Deflection of the rotating shaft leads to tilting of the eccentric portion and rollers. This tilt results in uneven contact of the blade against the roller. An intermediate pressure space (discharge space of the low-stage compression mechanism) may be provided in the partition plate that partitions the low-stage side and the high-stage side. In this case, the thickness of the partition plate is increased. As the thickness of the partition plate increases, the distance between the bearings increases. As the bearing-to-bearing distance increases, the rotation shaft is more likely to flex. If the blade is in uneven contact with the roller due to the bending of the rotating shaft, the following problems arise. That is, at the sliding portion between the blade and the roller, the local contact surface pressure increases and uneven wear occurs. Uneven wear tends to occur on the low stage side where both the cross-sectional area and the pressure difference are large. This uneven wear affects the reliability of the compressor.
本発明が解決しようとする課題は、ブレードとローラとの摺動部における偏摩耗の発生を抑え、信頼性を高めることができる多段回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a multi-stage rotary compressor and a refrigeration cycle apparatus that can suppress the occurrence of uneven wear in the sliding portion between blades and rollers and improve reliability.
実施形態の多段回転式圧縮機は、回転軸と、回転軸の軸方向一端側に設けられる駆動要素と、回転軸の軸方向他端側に設けられる圧縮要素と、を持つ。圧縮要素は、作動流体を中間圧に圧縮する低段圧縮機構部と、中間圧の作動流体を高圧に圧縮する高段圧縮機構部と、を持つ。低段圧縮機構部および高段圧縮機構部の各々は、シリンダと、回転軸の偏心部に装着されるローラと、ローラに対して進退してシリンダ室内を吸込側と圧縮側とに区画するブレードと、を持つ。各圧縮機構部のブレードは、背面に吐出圧が作用してローラ側へ付勢される。低段圧縮機構部のブレードを構成するブレード部材の断面積は、高段圧縮機構部のブレードを構成するブレード部材の断面積より小さい。 A multi-stage rotary compressor of an embodiment has a rotating shaft, a drive element provided on one axial end side of the rotating shaft, and a compression element provided on the other axial end side of the rotating shaft. The compression element has a low-stage compression mechanism that compresses the working fluid to an intermediate pressure and a high-stage compression mechanism that compresses the intermediate-pressure working fluid to a high pressure. Each of the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism includes a cylinder, a roller mounted on an eccentric portion of a rotating shaft, and a blade that advances and retreats from the roller to divide the cylinder chamber into a suction side and a compression side. and have The blades of each compression mechanism are urged toward the rollers by the discharge pressure acting on the back surface thereof. The cross-sectional area of the blade member forming the blade of the low-stage compression mechanism is smaller than the cross-sectional area of the blade member forming the blade of the high-stage compression mechanism.
以下、実施形態の多段回転式圧縮機および冷凍サイクル装置を、図面を参照して説明する。
まず、冷凍サイクル装置について説明する。
図1は、実施形態の多段回転式圧縮機の断面図を含む、冷凍サイクル装置の概略構成図である。本実施形態の冷凍サイクル装置1は、多段回転式圧縮機2と、放熱器3と、膨張装置(膨張弁)4と、蒸発器(吸熱器)5と、を有している。多段回転式圧縮機2は、圧縮機本体11とアキュムレータ(気液分離器)12とを有している。多段回転式圧縮機2は、作動流体であるガス冷媒を圧縮する。放熱器3は、圧縮機本体11の吐出部15に接続されている。放熱器3は、圧縮機本体11から吐出された高温・高圧のガス冷媒を冷却する。膨張装置4は、放熱器3の下流側に接続されている。膨張装置4は、冷媒を減圧する。蒸発器5は、膨張装置4とアキュムレータ12の導入部12aとの間に接続されている。蒸発器5は、冷媒を蒸発させる。図中符号13は、圧縮機本体11の吐出部15からアキュムレータ12の導入部12aまで延びる導入通路を示す。Hereinafter, a multistage rotary compressor and a refrigeration cycle apparatus according to embodiments will be described with reference to the drawings.
First, the refrigeration cycle device will be explained.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle device including a cross-sectional view of a multistage rotary compressor of an embodiment. A
アキュムレータ12の導出部12bと圧縮機本体11の吸込部14とは、吸込管6により接続されている。アキュムレータ12で気液分離されたガス冷媒は、吸込管6を介して導かれる。このガス冷媒は、圧縮機本体11の低段圧縮機構部37へ導かれる。
A lead-out
図1に示す冷凍サイクル装置1は、中間圧通路7を有している。中間圧通路7は、中間圧のガス冷媒をインタークーラー7aに導く。ガス冷媒は、圧縮機本体11の低段圧縮機構部37で圧縮されて前記中間圧となる。中間圧通路7は、前記中間圧のガス冷媒を、圧縮機本体11の高段圧縮機構部38に導く。中間圧通路7は、低段圧縮機構部37に連通する第二吐出部15aから延びている。中間圧通路7は、高段圧縮機構部38に連通する第二吸込部14aまで延びている。
A
冷凍サイクル装置1は、膨張装置4と蒸発器5との間に、第二アキュムレータ(気液分離器)8および第二膨張装置(膨張弁)9を有している。第二アキュムレータ8と圧縮機本体11の高段圧縮機構部38の第二吸込部14aとの間には、バイパス通路8aが設けられている。バイパス通路8aは、第二アキュムレータ8で気液分離されたガス冷媒を高段圧縮機構部38に導く。図1のバイパス通路8aは、中間圧通路7の途中に合流している。
The
第二アキュムレータ8で気液分離されたガス冷媒の圧力は、以下のように設定される。このガス冷媒の圧力は、圧縮機本体11の低段圧縮機構部37で圧縮したガス冷媒の中間圧と同等とされる。なお、多段回転式圧縮機2は、中間圧通路7、バイパス通路8a、第二アキュムレータ8および第二膨張装置9の無い構成としてもよい。
The pressure of the gas refrigerant separated into gas and liquid by the
多段回転式圧縮機2は、いわゆるロータリ式の圧縮機である。多段回転式圧縮機2は、内部に取り込まれた低圧の気体冷媒を二段階で圧縮し、高温・高圧の気体冷媒とする。多段回転式圧縮機2の具体的な構成については後述する。
The
作動流体である冷媒は、気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら、冷凍サイクル装置1内を循環する。冷媒は、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱する。この吸熱を利用して、冷凍や冷蔵などが行われる。例えば、冷媒は、R410AやR32等のHFC系冷媒、R1234yfやR1234ze等のHFO系冷媒、CO2等の自然冷媒等、を用いることが可能である。
The refrigerant, which is a working fluid, circulates in the
放熱器3は、多段回転式圧縮機2から送り込まれる高温・高圧の気体冷媒から熱を放熱させる。
膨張装置4は、放熱器3から送り込まれる高圧の冷媒の圧力を下げ、低温・低圧の液体冷媒にする。
蒸発器5は、膨張装置4から送り込まれる低温・低圧の液体冷媒を気化させ、低圧の気体冷媒にする。蒸発器5は、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱を奪い、周囲を冷却する。蒸発器5を通過した低圧の気体冷媒は、上述した多段回転式圧縮機2内に取り込まれる。The
The expansion device 4 reduces the pressure of the high-pressure refrigerant sent from the
The
冷凍サイクル装置1では、第二アキュムレータ8で気液分離した中間圧のガス冷媒を、以下のように導く。この中間圧のガス冷媒は、バイパス通路8aを介して、圧縮機本体11の高段圧縮機構部38内に導かれる。これにより、圧縮機本体11の圧縮性能が高められる。
In the
次に、多段回転式圧縮機2について説明する。
図1に示すように、本実施形態の多段回転式圧縮機2は、圧縮機本体11と、アキュムレータ12と、を備えている。Next, the
As shown in FIG. 1 , the
アキュムレータ12は、いわゆる気液分離器である。アキュムレータ12は、上述した蒸発器5と圧縮機本体11との間に設けられている。アキュムレータ12は、吸込管6を通して圧縮機本体11に接続されている。アキュムレータ12は、蒸発器5で気化された気体冷媒と、蒸発器5で気化されなかった液体冷媒と、を分離する。アキュムレータ12は、分離した気体冷媒のみを圧縮機本体11に供給する。
The
圧縮機本体11は、回転軸31と、電動モータ(駆動要素)32と、圧縮要素33と、これら回転軸31、電動モータ32および圧縮要素33を収納する密閉ケース34と、を備えている。圧縮機本体11は、回転軸31および密閉ケース34の軸方向を上下方向として配置されている。回転軸31は、回転中心軸線Cを密閉ケース34の中心軸線と一致させている。以下の説明では、回転軸31および密閉ケース34の中心軸線Cに沿う方向を軸方向と称し、軸方向に直交する方向を径方向と称し、軸線C回りの方向を周方向と称する。
The compressor
密閉ケース34は、円筒体の軸方向の両端部が閉塞されて、密閉容器を形成している。密閉ケース34内には、上部側に電動モータ32が収容され、下部側に圧縮要素33が収容されている。これらの電動モータ32と圧縮要素33とは、回転軸31を介して連結されている。密閉ケース34内において、回転軸31の一端側に電動モータ32が設けられ、回転軸31の他端側に圧縮要素33が設けられている。密閉ケース34内において、電動モータ32と圧縮要素33との間には、フレーム34aが設けられている。フレーム34aは、密閉ケース34の円筒体と同軸の環状をなしている。フレーム34aは、密閉ケース34の内壁面に固定されている。
The sealed
密閉ケース34の底部内には、圧縮要素33を潤滑するための潤滑油Jが貯留されている。密閉ケース34の底部は、潤滑油Jを貯留した潤滑油貯留部34bを構成している。潤滑油J内には、圧縮要素33の一部が浸漬されている。密閉ケース34内の空間には、高段圧縮機構部38で圧縮された高圧のガス冷媒が吐出される。
Lubricating oil J for lubricating the
電動モータ32は、いわゆるインナーロータ型のDCブラシレスモータである。電動モータ32は、固定子35と回転子36とを備えた電動機である。固定子35は、密閉ケース34の上部の内壁面に固定されている。回転子36は、固定子35の内側に径方向の間隔を空けた状態で配置されている。回転子36は、回転軸31の上部に固定されている。
The
図2は、多段回転式圧縮機2の圧縮要素33の断面図である。図3は、図2のIII-III断面図である。
図2、図3に示すように、圧縮要素33は、複数のシリンダ37a,38aを有する多気筒の圧縮要素である。例えば、圧縮要素33は、二気筒(多気筒)の圧縮要素である。圧縮要素33は、上下方向(軸方向)に並ぶ一対(複数)のシリンダ37a,38aを有している。本実施形態の圧縮要素33は、低段圧縮機構部37と、高段圧縮機構部38と、仕切板39と、を備えている。低段圧縮機構部37は、軸方向上側に位置する。高段圧縮機構部38は、軸方向下側に位置する。仕切板39は、低段圧縮機構部37および高段圧縮機構部38の間を上下方向(軸方向)で仕切る。低段圧縮機構部37は、アキュムレータ12から低圧の作動流体を吸入する。前記「低圧」とは、後述する「中間圧」、「高圧」に対して相対的に低いことを意味する。低段圧縮機構部37は、アキュムレータ12から吸入した低圧の作動流体を、相対的に高い「中間圧」に圧縮(昇圧)する。高段圧縮機構部38は、低段圧縮機構部37で圧縮した「中間圧」の作動流体を、相対的に高い「高圧」に圧縮(昇圧)する。FIG. 2 is a cross-sectional view of the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
低段圧縮機構部37は、低段側シリンダ37aを備えている。低段側シリンダ37aは、回転軸31と軸方向を平行にして設けられている。低段側シリンダ37aは、回転軸31を上下方向で貫通させている。低段側シリンダ37aは、円形の低段側シリンダ孔37bを形成している。低段側シリンダ孔37bは、回転軸31の回転中心軸線Cと中心軸線を一致させている。低段圧縮機構部37は、低段側シリンダ37aの上側(軸方向で仕切板39と反対側)に、第一軸受41を備えている。第一軸受41は、低段側シリンダ孔37bの上端開口を閉塞する。第一軸受41は、回転軸31の上側の第一主軸31aを回転可能に支持する。
The low-
高段圧縮機構部38は、高段側シリンダ38aを備えている。高段側シリンダ38aは、回転軸31と軸方向を平行にして設けられている。高段側シリンダ38aは、回転軸31を上下方向で貫通させている。高段側シリンダ38aは、円形の高段側シリンダ孔38bを形成している。高段側シリンダ孔38bは、回転軸31の回転中心軸線Cと中心軸線を一致させている。高段側シリンダ孔38bと低段側シリンダ孔37bとは、互いに同軸に配置される。高段側シリンダ孔38bと低段側シリンダ孔37bとは、回転軸31と同軸に配置されている。高段圧縮機構部38は、高段側シリンダ38aの下側(軸方向で仕切板39と反対側)に、第二軸受42を備えている。第二軸受42は、高段側シリンダ孔38bの下端開口を閉塞する。第二軸受42は、回転軸31の下側の第三主軸31eを回転可能に支持する。
The high-
低段側シリンダ37aの外周部は、フレーム34aの下面に当接した状態で、フレーム34aに固定されている。低段側シリンダ37aの外周部は、下方から挿通したボルトB1により、フレーム34aに締結固定されている。フレーム34aの内周側には、第一軸受41が配置されている。第一軸受41は、低段側シリンダ37aの上面に当接した状態で、低段側シリンダ37aに固定されている。第一軸受41は、上方から挿通したボルトB2により、低段側シリンダ37aに締結固定されている。ボルトB2は、低段側シリンダ37aを貫通して下方に延びている。ボルトB2は、仕切板39および高段側シリンダ38aを貫通している。ボルトB2は、第二軸受42のネジ孔に螺入されて締め込まれる。第一軸受41、低段側シリンダ37a、仕切板39、高段側シリンダ38aおよび第二軸受42は、積層状態で一体的に締結される。第一軸受41、低段側シリンダ37a、仕切板39、高段側シリンダ38aおよび第二軸受42の積層体は、フレーム34aに固定される。回転軸31は、第一軸受41および第二軸受42によって、回転可能に支持されている。第一軸受41および第二軸受42は、フレーム34aひいては密閉ケース34に固定されている。
The outer peripheral portion of the low-
低段側シリンダ37aの低段側シリンダ孔37bの上端開口は、第一軸受41により閉塞されている。低段側シリンダ37aの低段側シリンダ孔37bの下端開口は、仕切板39により閉塞されている。低段側シリンダ37a、第一軸受41および仕切板39に区画された空間は、低段側シリンダ室37cとされる。
A
高段側シリンダ38aの高段側シリンダ孔38bの下端開口は、第二軸受42により閉塞されている。高段側シリンダ38aの高段側シリンダ孔38bの上端開口は、仕切板39により閉塞されている。高段側シリンダ38a、第二軸受42および仕切板39に区画された空間は、高段側シリンダ室38cとされる。
低段側シリンダ37aと高段側シリンダ38aとは、軸方向で仕切板39を挟んで突き合わされている。仕切板39の具体的な構成については後述する。A lower end opening of the high-
The low-
回転軸31は、低段側シリンダ室37c内に位置する部位に、低段側偏心部31bを備えている。低段側偏心部31bは、中心軸線Cに対して径方向一側に偏心している。回転軸31は、高段側シリンダ室38c内に位置する部位に、高段側偏心部31dを備えている。高段側偏心部31dは、中心軸線Cに対して径方向他側に偏心している。
The
回転軸31は、中心軸線Cを中心に延びる主軸を備えている。前記主軸は、第一主軸31aと、第二主軸31cと、第三主軸31eと、を含んでいる。第一主軸31aは、低段側偏心部31bの上方に延びている。第二主軸31cは、低段側偏心部31bおよび高段側偏心部31dの間を延びている。第三主軸31eは、高段側偏心部31dの下方に延びている。第一主軸31aは、他の主軸31c,31eよりも軸方向に長く、かつ上方へ大きく延びている。この第一主軸31aに、電動モータ32の回転子36が固定されている。
The rotating
各偏心部31b,31dは、互いに同径の円柱形をなしている。各偏心部31b,31dは、互いに周方向に180°の位相差をもって配置されている。各偏心部31b,31dは、中心軸線Cに対する偏心量を互いに同一にしている。
Each of the
低段側偏心部31bには、円筒状の低段側ローラ45が回転可能に外挿されている。低段側ローラ45は、低段側偏心部31bの中心軸線回りに回転する。
高段側偏心部31dには、円筒状の高段側ローラ46が回転可能に外挿されている。高段側ローラ46は、高段側偏心部31dの中心軸線回りに回転する。A cylindrical low-
A cylindrical high-
第一軸受41は、円筒状の筒部41aと、フランジ部41bと、を備えている。筒部41aは、回転軸31の第一主軸31aを回転可能に挿通支持する。フランジ部41bは、筒部41aの下端部の外周側に拡径形成されている。第一軸受41には、第一マフラ43が、例えば前記ボルトB2により固定されている。
The
第二軸受42は、円筒状の筒部42aと、フランジ部42bと、を備えている。筒部42aは、回転軸31の第三主軸31eを回転可能に挿通支持する。フランジ部42bは、筒部42aの上端部の外周側に拡径形成されている。第二軸受42には、第二マフラ44が固定されている。
The
第一軸受41および第二軸受42において、回転軸31との摺動部分の軸方向長さを符号L1,L2で示す。第一軸受41の摺動部分長さL1は、第二軸受42の摺動部分長さL2よりも長い。摺動部分長さL1が長いため、第一軸受41側の回転軸31の撓みは小さくなる。摺動部分長さL1が長いため、低段側偏心部31b及び低段側ローラ45の傾きは小さくなる。
In the
低段圧縮機構部37の偏心部31bは、低段側シリンダ室37c内で以下のように配置されている。偏心部31bは、軸方向で第一軸受41側に片寄って配置されている。低段圧縮機構部37において、偏心摺動部(偏心部31bとローラ45との摺動部分)の軸方向中央位置を符号cp1で示す。低段圧縮機構部37において、低段側シリンダ37aの軸方向中央位置を符号cp2で示す。軸方向中央位置cp1は、軸方向中央位置cp2よりも、軸方向で第一軸受41の近くに配置されている。この配置によっても、第一軸受41側の回転軸31の撓みは小さくなる。
The
低段圧縮機構部37は、ブレード(低段側ブレード)18を備えている。ブレード18は、低段側シリンダ室37cを、吸込室16と圧縮室17とに二分する。ブレード18は、低段側シリンダ37aに形成されたブレード溝18cに保持される。ブレード18は、シリンダ室37cに対して進退移動可能である。ブレード18は、ローラ45側の先端面(ローラ当接面)18aを、ローラ45の外周面に当接させる。ブレード18は、先端面18aがローラ45の外周面に当接した状態を維持する。このブレード18とローラ45とにより、シリンダ室37c内が吸込室16と圧縮室17とに区画される。
The low-stage
低段圧縮機構部37のブレード18は、複数のブレード部材(低段側ブレード部材)19a,19bで構成されている。例えば、複数のブレード部材19a,19bは、軸方向に重なって上下一対に設けられる。以下、上下ブレード部材19a,19bを単にブレード部材19と称することがある。
The
ブレード18(ブレード部材19)は、ローラ45に向けて付勢される。ブレード18は、シリンダ室37cの径方向(進退方向)で先端面18aと反対側の面を背面18bとする。ブレード18は、背面18bにケース内圧(密閉ケース34内のガス冷媒の圧力、以下同様)を受ける。ブレード18は、背面18bにケース内圧を受けることでのみ、ローラ45に向けて付勢される。ブレード18の背面18b側には、バネ等の付勢部材は設けられていない。例えば、ブレード18の先端面18aは、軸方向から見て円弧状をなしている。ブレード18の先端面18aには、DLCコーティング等の表面硬化処理が施されている。例えば、ブレード18の背面18bは、軸方向から見て進退方向と直交する平坦状をなしている。図中符号34cは、ブレード18の背面18bが臨むケース内連通部を示す。ケース内連通部34cは、密閉ケース34内に連通することで、ケース内圧が作用している。
The blade 18 (blade member 19 ) is urged toward the
ブレード溝18c内には、ブレード18(一対のブレード部材19a,19b)がスライド可能に保持されている。一対のブレード部材19a,19bは、ブレード溝18cに対して、径方向に沿って個々にスライド移動(進退移動)可能である。
A blade 18 (a pair of
ブレード18は、密閉ケース34内の高圧のガス冷媒の圧力(ケース内圧)によって付勢される。ブレード18は、径方向内側に向けて(ローラ45に向けて)付勢される。ブレード18は、先端面18aをローラ45の外周面に当接させる。ブレード18は、先端面18aがローラ45の外周面に当接した状態を維持する。ブレード18は、ローラ45が偏心回転することによって、径方向で進退する。
低段圧縮機構部37は、ローラ45の偏心回転動作およびブレード18の進退動作によって、ガス冷媒の圧縮動作を行う。低段圧縮機構部37は、低圧側シリンダ室37c内で、ガス冷媒の圧縮動作を行う。The
The low-
低段側シリンダ37aの周方向の一部には、吸込孔18dが形成されている。吸込孔18dは、低段側シリンダ37aを径方向に貫通している。吸込孔18dは、ローラ45の偏心回転方向(図3中矢印F方向、回転軸31の回転方向でもある)で、以下のように配置されている。吸込孔18dは、ブレード溝18cよりも下流側(図3におけるブレード溝18cよりも左側)に配置されている。吸込孔18dの径方向外側には、アキュムレータ12から延びる吸込管6が接続されている。
A
図2を参照し、高段圧縮機構部38は、低段圧縮機構部37と同様に、ブレード(高段側ブレード)21を備えている。ブレード21は、シリンダ室38cを、吸込室16と圧縮室17とに二分する。高段圧縮機構部38のブレード21は、1個のブレード部材(高段側ブレード部材)22で構成されている。図中符号21aはブレード21の先端面、符号21bはブレード21の背面をそれぞれ示す。高段圧縮機構部38の図3同様の図示は省略する。
Referring to FIG. 2 , the high-stage
ブレード部材22は、背面21bにケース内圧を受けることで、ローラ46に向けて付勢される。ブレード部材22は、背面21b側に縮設した付勢バネ23(例えばコイルスプリング)によっても、ローラ46に向けて付勢される。すなわち、高段圧縮機構部38は、ブレード部材22を付勢する付勢バネ23を備えている。高段圧縮機構部38は、多段回転式圧縮機2の起動時等に、以下の作用を奏する。高段圧縮機構部38は、ケース内圧が低い状態でも、ブレード部材22をローラ46に向けて付勢する。高段圧縮機構部38は、ケース内圧が低い状態でも、吸入した冷媒を圧縮、昇圧することが可能である。
The
1個のブレード部材22で構成されるブレード21の作用について説明する。このブレード21のブレード部材22は、軸方向の全体に渡る背面21bにケース内圧を受けてローラ46側に付勢される。複数のブレード部材19で構成されるブレード18の作用について説明する。ブレード18の各ブレード部材19は、ブレード18の軸方向の一部(半分)の背面18bにケース内圧を受けて付勢される。
各ブレード部材19,22の背面側は、シリンダ37a,38aにスライド可能に保持される。以下、各ブレード部材19,22の背面側の断面積について説明する。前記断面積は、各ブレード部材19,22を、進退方向と直交する交差面で切ったときの断面積である。複数のブレード部材19の一つあたりの前記断面積は、1個のブレード部材22の前記断面積よりも小さい。The action of the
The back side of each
各ブレード部材19,22がケース内圧から受ける付勢力は、各ブレード部材19,22の断面積にケース内圧を乗じて算出される。分割したブレード部材19の各々がケース内圧から受ける付勢力は、一体のブレード部材22がケース内圧から受ける付勢力よりも小さい。低段圧縮機構部37の各ブレード部材19がケース内圧から受ける付勢力は、高段圧縮機構部38の一体のブレード部材22がケース内圧から受ける付勢力よりも小さい。
The biasing force that each
低段圧縮機構部37のブレード部材19の数は、高段圧縮機構部38のブレード部材22の数よりも多い。低段圧縮機構部37のブレード部材19の数は、二つに限らない。例えば、低段圧縮機構部37のブレード部材19の数は、三つ以上でもよい。
高段圧縮機構部38のブレード部材22の数は、一つに限らない。例えば、高段圧縮機構部38のブレード部材22の数は、複数でもよい。高段圧縮機構部38のブレード部材22は、複数に分割されてもよい。高段圧縮機構部38のブレード部材22の数は、低段圧縮機構部37のブレード部材19の数よりも少ない。The number of blade members 19 in the low-stage
The number of
低段圧縮機構部37および高段圧縮機構部38の各ブレード部材19,22は、軸方向で分割される構成に限らない。低段圧縮機構部37および高段圧縮機構部38の各ブレード部材19,22は、周方向で分割される構成でもよい。
The
低段圧縮機構部37および高段圧縮機構部38の各ブレード18,21は、それぞれ少なくとも一つのブレード部材19,22で構成されている。以下、各ブレード部材19,22を、進退方向と直交する交差面で切ったときの断面積について説明する。低段側ブレード部材19の一つあたりの前記断面積は、高段側ブレード部材19の一つあたりの前記断面積よりも小さい。低段側ブレード部材22の一つあたりのローラ押付力は、高段側ブレード部材19の一つあたりのローラ押圧力よりも低く抑えられる。
Each of the
各圧縮機構部37,38は、ローラ45,46の偏心回転によって以下の作用を奏する。各圧縮機構部37,38は、吸込室16に気体冷媒を吸い込む吸込動作と、圧縮室17で気体冷媒を圧縮する圧縮動作と、を行う。
低段圧縮機構部37では、前記吸込動作により、アキュムレータ12から低圧のガス冷媒が吸い込まれる。低段圧縮機構部37では、吸い込んだガス冷媒を、前記圧縮動作により圧縮して中間圧に昇圧する。低段圧縮機構部37で昇圧したガス冷媒は、仕切板39の中間圧室39c内に吐出される。低段圧縮機構部37で昇圧したガス冷媒は、吐出孔47aを通じて中間圧室39c内に吐出される。吐出孔47aは、仕切板39に設けられている。Each of the
In the low-stage
高段圧縮機構部38では、前記吸込動作により、中間圧室39cから中間圧のガス冷媒が吸い込まれる。高段圧縮機構部38では、吸い込んだガス冷媒を、前記圧縮動作によりさらに圧縮して高圧に昇圧する。高段圧縮機構部38で昇圧したガス冷媒は、シリンダ室38cの外部(密閉ケース34内)に吐出される。高段圧縮機構部38で昇圧したガス冷媒は、吐出孔49aを通じて密閉ケース34内に吐出される。吐出孔49aは、第二軸受42のフランジ部42bに設けられている。
In the high-stage
仕切板39は、軸線C中心の環状に形成されている。仕切板39は、軸方向で複数(実施形態では上下一対)の仕切板部材39a,39bに分割されている。各仕切板部材39a,39bは、他方側が凹んだ凹状の断面形状を有している。各仕切板部材39a,39bは、前記凹状の断面形状を有して環状に延びている。各仕切板部材39a,39bは、前記凹状の断面形状の開放側を他方側に向けた状態で、互いに連結されている。仕切板39の内部には、前記凹状の断面形状によって、中間圧空間(中間圧室)39cが形成されている。仕切板39は、一対の仕切板部材39a,39bに分割することで、中間圧空間39cを形成しやすくしている。仕切板39は、一対の仕切板部材39a,39bに分割することで、仕切板39に後述する吐出弁装置47を設置しやすくしている。
The
仕切板39に中間圧空間39cを設けることで、中間圧空間39cの容積が確保される。中間圧空間39cの容積を確保することで、低段圧縮機構部37からのガス冷媒の吐出脈動が抑制される。中間圧空間39cの容積を確保することで、高段圧縮機構部38へのガス冷媒の吸込脈動が抑制される。
仕切板39の低段圧縮機構部37側の端面には、吐出弁装置47が設けられている。吐出弁装置47は、低段圧縮機構部37で圧縮された中間圧のガス冷媒を、中間圧空間39c内に吐出可能とする。By providing the
A
低段圧縮機構部37から中間圧空間39c内に吐出された中間圧のガス冷媒は、第二吸込部14aに導かれる。第二吸込部14aは、中間圧通路7を介して高段圧縮機構部38に連通している。中間圧通路7を介して導かれる中間圧のガス冷媒は、中間圧通路7の途中でインタークーラー7aにて冷却される。高段圧縮機構部38には、冷却された中間圧のガス冷媒が導かれる。高段圧縮機構部38には、第二アキュムレータ8で気液分離された中間圧のガス冷媒が、バイパス通路8aを介して導かれる。バイパス通路8aは、中間圧通路7の途中に合流している。第二吸込部14aに導かれた中間圧のガス冷媒は、高段圧縮機構部38で圧縮される。
The intermediate-pressure gas refrigerant discharged from the low-stage
多段回転式圧縮機2では、低段圧縮機構部37において圧縮したガス冷媒が所定の中間圧になる。低段圧縮機構部37においてガス冷媒が中間圧になると、仕切板39の吐出弁装置47が開弁する。仕切板39の吐出弁装置47が開弁すると、中間圧のガス冷媒が中間圧空間39c内に吐出される。このガス冷媒は、高段圧縮機構部38のシリンダ室38c内に導かれる。シリンダ室38c内に導かれた中間圧のガス冷媒は、高段圧縮機構部38の圧縮動作により、高圧に圧縮される。
In the
第二軸受42のフランジ部42bには、高段側吐出弁装置49が設けられている。高段側吐出弁装置49は、高段圧縮機構部38で圧縮された高圧のガス冷媒を、シリンダ室38c外に吐出可能とする。
高段圧縮機構部38は、ガス冷媒を所定の高圧に圧縮する。高段圧縮機構部38においてガス冷媒が高圧になると、第二軸受42の高段側吐出弁装置49が開弁する。高段側吐出弁装置49が開弁すると、高圧のガス冷媒がシリンダ室38c外に吐出される。このガス冷媒は、第二マフラ44内の空間(第二マフラ室44a)内に吐出される。その後、ガス冷媒は、密閉ケース34内に適宜吐出される。A high-stage
The high-stage
第二マフラ室44a内に吐出された高圧のガス冷媒は、圧縮要素33内の吐出通路33aを通過する。このガス冷媒は、第一マフラ43内の空間(第一マフラ室43a)内に至る。例えば、吐出通路33aは、第二軸受42、低段側シリンダ37a、仕切板39、高段側シリンダ38aおよび第一軸受41の外周側を軸方向に貫通して形成されている。第一マフラ室43aに至ったガス冷媒は、第一マフラ43に適宜設けた吐出孔より密閉ケース34内に吐出される。
The high-pressure gas refrigerant discharged into the
回転軸31の下端部は、密閉ケース34の底部に貯留された潤滑油J内に浸漬されている。回転軸31の下端部は、第二マフラ44とともに潤滑油J内に浸漬されている。
回転軸31には、オイル供給路が形成されている。オイル供給路は、圧縮要素33における各摺動部分に潤滑油Jを供給する。圧縮要素33の摺動部分とは、偏心部31b,31dとローラ45,46との間、回転軸31と各軸受41,42との間、ローラ45,46とブレード18,21との間、等である。A lower end portion of the
An oil supply path is formed in the
回転軸31のオイル供給路は、軸方向流路95と、第一径方向流路96および第二径方向流路97と、を含む。軸方向流路95は、軸線Cと同軸に延びている。第一径方向流路96および第二径方向流路97は、それぞれ軸方向流路95から径方向に延びている。
軸方向流路95は、下端部が回転軸31の下端で下方に開放している。軸方向流路95の上端部は、低段側シリンダ37aよりも上方の第一主軸31a内で終端している。軸方向流路95には、密閉ケース34内の潤滑油Jが流入可能である。The oil supply path of the
The
第一径方向流路96は、回転軸31における第一主部88と偏心部31bとの接続部分に形成されている。第一径方向流路96における径方向内側の端部は、軸方向流路95内に開放している。第一径方向流路96における径方向外側の端部は、回転軸31の外周面上(図では周方向に延びる油溝内)で径方向外側に開放している。
第二径方向流路97は、回転軸31における第三主軸31eと偏心部31dとの接続部分に形成されている。第二径方向流路97における径方向内側の端部は、軸方向流路95内に開放している。第二径方向流路97における径方向外側の端部は、回転軸31の外周面上(図では周方向に延びる油溝内)で径方向外側に開放している。The first radial flow path 96 is formed at a connecting portion between the first main portion 88 and the
The second
圧縮要素33が駆動すると、ケース内圧が上昇する。ケース内圧が上昇すると、回転軸31の下端部から軸方向流路95内に潤滑油Jが押し上げられる。この潤滑油Jは、回転軸31の回転による遠心力を受ける。この遠心力により、潤滑油Jが軸方向流路95から各径方向流路96,97に分配、送給される。各径方向流路96,97に至った潤滑油Jは、回転軸31の外周面上で流出する。回転軸31の外周面に流出した潤滑油Jは、圧縮要素33の摺動部分に適宜供給される。潤滑油Jは、密閉ケース34の底部に流下して戻る。密閉ケース34の底部に戻った潤滑由Jは、圧縮要素33の摺動部分へ再度供給される。
When the
次に、多段回転式圧縮機2の作用について説明する。
多段回転式圧縮機2の起動時、電動モータ32の固定子35に電力が供給される。固定子35に電力が供給されると、回転子36とともに回転軸31が軸線C回りに回転する。回転軸31が回転すると、両圧縮機構部37,38の偏心部31b,31dおよびローラ45,46が、シリンダ室37c,38c内で偏心回転する。Next, operation of the
When the
両圧縮機構部37,38のローラ45,46は、シリンダ孔37b,38bの内周面に転接する。各ブレード18,21は、以下のように作用する。高段圧縮機構部38のブレード21は、付勢バネ23の付勢力によりローラ46に摺接する。低段圧縮機構部37のブレード18は、ケース内圧が低圧のときは、ブレード溝18c内に没入したままとなる。多段回転式圧縮機2の起動時には、高段圧縮機構部38のシリンダ室38cのみが、ガス冷媒の圧縮を行う。高段圧縮機構部38のシリンダ室38cは、多段回転式圧縮機2の起動時でも吸込側と圧縮側とに区画される。これにより、高段圧縮機構部38でガス冷媒の圧縮が実施される。
The
多段回転式圧縮機2の起動後、高段圧縮機構部38が吐出した高圧のガス冷媒で密閉ケース34内が満たされると、以下の作用が生じる。すなわち、低段圧縮機構部37のブレード18が、ケース内圧によってローラ45側に付勢され、ローラ45に摺接し始める。ブレード18がローラ45に摺接すると、低段圧縮機構部37のシリンダ室37cが吸込側と圧縮側とに区画される。これにより、低段圧縮機構部37でガス冷媒の圧縮が開始される。
After the
アキュムレータ12において気液分離された低圧のガス冷媒は、吸込管6を流れる。このガス冷媒は、吸込管6を経由して、低段圧縮機構部37のシリンダ室37c内に導かれる。シリンダ室37c内に導かれた低圧のガス冷媒は、低段圧縮機構部37において圧縮され、所定の中間圧となる。ガス冷媒が所定の中間圧になると、仕切板39の吐出弁装置47が開弁する。この吐出弁装置47を通じて、中間圧のガス冷媒が仕切板39の中間圧空間39c内に吐出される。
The low-pressure gas refrigerant separated from gas and liquid in the
中間圧空間39cに吐出されたガス冷媒は、中間圧通路7を介して高段圧縮機構部38に吸入される。
高段圧縮機構部38に吸入されたガス冷媒は、中間圧から所定の高圧に昇圧される。ガス冷媒が所定の高圧になると、第二軸受42の高段側吐出弁装置49が開弁する。この高段側吐出弁装置49を通じて、高圧のガス冷媒が第二マフラ室44a内に吐出される。第二マフラ室44a内に吐出されたガス冷媒は、吐出通路33aから第一マフラ室43a内に至る。このガス冷媒は、密閉ケース34内に適宜吐出される。The gas refrigerant discharged into the
The gas refrigerant sucked into the high-stage
密閉ケース34内に吐出された高圧のガス冷媒は、放熱器3、膨張装置4、蒸発器5等を循環して、低圧のガス冷媒に戻る。低圧に戻ったガス冷媒は、再び低段圧縮機構部37のシリンダ室37c内に導かれ、上述の行程を繰り返す。
The high-pressure gas refrigerant discharged into the
低段圧縮機構部37のシリンダ室37c内は、ブレード18によって吸入側と圧縮側とに区画される。高段圧縮機構部38のシリンダ室38c内は、ブレード21によって吸入側と圧縮側とに区画される。各ブレード18,21は、ケース内圧によってローラ45,46に向けて付勢される。低段側ブレード18の進退方向両側の圧力差は、高段側ブレード21の進退方向両側の圧力差よりも大きい。低段側のブレード18の押圧力は、高段側のブレード21の押圧力よりも大きい。
The inside of the
低段側のシリンダ高さは、高段側のシリンダ高さより大きい。低段側のブレード18の断面積は、高段側のブレード21の断面積よりも大きい。低段側のブレード18の押圧力は、高段側のブレード21の押圧力よりも大きい。
The height of the cylinder on the low stage side is greater than the height of the cylinder on the high stage side. The cross-sectional area of the
偏心部31b,31dが回転すると、回転軸31に撓みが生じる。回転軸31が撓むと、ローラ45,46に対するブレード18,21の片当たりが生じやすい。ブレード18,21の片当たりが生じると、ブレード18,21とローラ45,46との摺動部分において偏摩耗が生じる。ブレード18の断面積および圧力差がともに大きい低段側では、摺動部分の偏摩耗が生じやすい。
When the
本実施形態の多段回転式圧縮機2では、低段側のブレード18を複数のブレード部材19に分割した。高段側のブレード21は単一のブレード部材22で構成した。各ブレード部材19,22の一つあたりの断面積は、以下の設定とした。すなわち、高段圧縮機構部38のブレード部材22の断面積よりも、低段圧縮機構部37のブレード部材19の断面積が小さい。
In the
この構成では、低段圧縮機構部37において、ブレード部材19一つあたりの断面積が小さくなる。低段圧縮機構部37において、ブレード18の進退方向両側の圧力差が大きくなる。低段圧縮機構部37において、ブレード部材19一つあたりのローラ押付力が緩和される。これにより、回転軸31のたわみ等によってローラ45とブレード18との摺動部分に片当たりが生じた場合の影響が抑えられる。すなわち、ブレード部材19のローラ押付力が緩和され、ローラ45とブレード18との摺動部分の偏摩耗が抑えられる。したがって、信頼性の高い多段回転式圧縮機2を提供することができる。
With this configuration, the cross-sectional area per blade member 19 in the low-stage
本実施形態の多段回転式圧縮機2では、低段圧縮機構部37のブレード部材19の数が、高段圧縮機構部38のブレード部材22の数より多い。
この構成では、低段圧縮機構部37のブレード部材19一つあたりの断面積を小さくしやすい。したがって、ローラ45とブレード18との摺動部分における偏摩耗を抑えることができる。In the
With this configuration, the cross-sectional area of each blade member 19 of the low-
本実施形態の多段回転式圧縮機2では、低段圧縮機構部37の複数のブレード部材19が、回転軸31の軸方向に並んでいる。
この構成では、低段圧縮機構部37のブレード部材19一つあたりの断面積を小さくしやすい。ブレード部材19の断面積が小さいので、回転軸31のたわみにブレード18全体が追従しやすい。したがって、ローラ45とブレード18との摺動部分における偏摩耗を抑えることができる。In the
With this configuration, the cross-sectional area of each blade member 19 of the low-
本実施形態の多段回転式圧縮機2では、高段圧縮機構部38のブレード21が、単一のブレード部材22で形成されている。高段圧縮機構部38は、単一のブレード部材22をローラ46に向かって付勢する付勢バネ23を備えている。
この構成では、高段圧縮機構部38に単一のブレード部材22と付勢バネ23とが設けられる。断面積および圧力差がともに低段圧縮機構部37よりも小さい高段圧縮機構部38では、単一のブレード部材22が用いられる。したがって、高段圧縮機構部38の製造性およびコストへの影響を抑えることができる。In the
In this configuration, the
例えば、複数のブレード部材19で構成される低段側のブレード18に付勢部材を設ける場合、以下の構成が好ましい。すなわち、付勢部材もブレード部材19一つ毎に複数設けることが好ましい。しかし、この構成では、製造性の悪化およびコストの増大を招く虞がある。低段圧縮機構部37のブレード18は、断面積および圧力差がともに高段圧縮機構部38よりも大きい。低段圧縮機構部37のブレード18は、付勢部材を設けなくてもローラ45への押付力が十分得られる。このため、低段圧縮機構部37においては付勢部材を省略可能である。したがって、複数のブレード部材19の各々に付勢部材を設ける場合に比べて、製造性およびコストへの影響を抑えることができる。
多段回転式圧縮機2の起動時等には、ケース内圧が作用していない(低い)状態となる。この状態では、高段圧縮機構部38が作動流体を圧縮し、ケース内圧を昇圧させる。低段圧縮機構部37は、ブレード18の付勢部材を無くすことで、付勢部材の付勢力分のローラ押付力を低減させている。For example, when a biasing member is provided on the low-
When the
本実施形態の多段回転式圧縮機2では、低段側および高段側の一方(高段圧縮機構部38)に、ブレード部材を付勢する付勢部材を備えている。高段圧縮機構部38では、ケース内部が低圧であっても、ブレード21が機能する。すなわち、多段回転式圧縮機2の起動時等でケース内圧が作用していない状態でも、高段側ブレード部材22がローラ46側に付勢される。このため、ケース内圧が作用していない状態でも、高段圧縮機構部38が作動流体を圧縮、昇圧可能である。すなわち、ケース内部が低圧であっても、高段圧縮機構部38の駆動でケース内部を昇圧可能である。
ケース内部が昇圧すると、低段圧縮機構部37のブレード18も機能し、低段圧縮機構部37が作動流体の圧縮を開始する。したがって、両圧縮機構部37,38によって作動流体を段階的に圧縮することができる。In the
When the pressure inside the case rises, the
本実施形態の多段回転式圧縮機2では、低段圧縮機構部37および高段圧縮機構部38は、それぞれ第一軸受41および第二軸受42を備えている。第一軸受41および第二軸受42は、それぞれ回転軸31を支持している。第一軸受41および第二軸受42は、それぞれ回転軸31の軸方向で仕切板39と反対側に設けられる。低段圧縮機構部37側の第一軸受41の軸方向長さL1は、高段圧縮機構部38側の第二軸受42の軸方向長さL2より長い。低段圧縮機構部37における、前記摺動部分の軸方向中央位置cp1は、低段圧縮機構部37における、前記シリンダ37aの軸方向中央位置cp2より第一軸受41に近い。
In the
この構成では、低段圧縮機構部37の偏心部31bが、軸支持部の長い第一軸受41に近付く。偏心部31bが第一軸受41に近付くと、回転軸31の撓みによる低段圧縮機構部37の偏心部31b(ひいてはローラ45)の傾斜量が抑制される。ローラ45の傾斜が抑えられると、低段圧縮機構部37のローラ45とブレード18との摺動部分における片当たりが抑えられる。したがって、前記摺動部分の偏摩耗を抑制することができる。
In this configuration, the
本実施形態の多段回転式圧縮機2では、中間圧室39cの中間圧のガス冷媒を、中間圧通路7を介して高段圧縮機構部38に導く。なお、実施形態はこの構成に限らない。例えば、中間圧のガス冷媒を、中間圧室39cから高段圧縮機構部38に直接吸込むようにしても良い。例えば、仕切板39の高段圧縮機構部38側の端面に、吸込ポートを形成してもよい。この吸込ポートは、中間圧室39c内のガス冷媒を高段圧縮機構部38のシリンダ室38cに吸入させる。
In the
本実施形態の冷凍サイクル装置1は、上記した多段回転式圧縮機2と、多段回転式圧縮機の吐出部15に接続される放熱器3と、放熱器3の下流側に接続される膨張装置4と、膨張装置4の下流側と多段回転式圧縮機2の導入部との間に接続される蒸発器5と、を備えている。
この構成では、冷凍サイクル装置1が上記した多段回転式圧縮機2を備えることで、以下の効果を奏する。すなわち、長期に渡って動作信頼性および圧縮性能の向上を図ることができる冷凍サイクル装置1を提供することができる。The
In this configuration, the
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、多段回転式圧縮機2が、作動流体を中間圧に圧縮する低段圧縮機構部37と、中間圧の作動流体を高圧に圧縮する高段圧縮機構部38と、を持つ。低段圧縮機構部37および高段圧縮機構部38の各々は、シリンダ室内を吸込側と圧縮側とに区画するブレード18,21を持つ。低段圧縮機構部37のブレード18は、複数のブレード部材19を持つ。高段圧縮機構部38のブレード21は、一つのブレード部材22を持つ。ブレード部材19一つあたりの断面積は、一つのブレード部材22の断面積よりも小さい。これより、低段圧縮機構部37のブレード部材19一つあたりのローラ押付力が緩和される。また、ローラ45とブレード18との摺動部分における偏摩耗が抑えられる。したがって、信頼性の高い多段回転式圧縮機2および冷凍サイクル装置1を提供することができる。
According to at least one embodiment described above, the
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
1…冷凍サイクル装置、2…多段回転式圧縮機、3…放熱器、4…膨張装置、5…蒸発器、18…低段側ブレード、18a…ローラ当接面(先端面)、18b…背面、19…低段側ブレード部材、21…高段側ブレード、21a…ローラ当接面(先端面)、21b…背面、22…高段側ブレード部材、23…付勢バネ(付勢部材)、31…回転軸、31b…低段側偏心部、31d…高段側偏心部、32…電動モータ(駆動要素)、33…圧縮要素、34…密閉ケース(ケース)、37…低段圧縮機構部、37a…低段側シリンダ、37c…低段側シリンダ室、cp2…軸方向中央位置、38…高段圧縮機構部、38a…高段側シリンダ、38c…高段側シリンダ室、39…仕切板、41…第一軸受、L1…軸方向長さ、42…第二軸受、L2…軸方向長さ、45…低段側ローラ、cp1…軸方向中央位置、46…高段側ローラ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ケースの内部に収容された回転軸と、
前記ケースの内部に収容され、前記回転軸の軸方向一端側に設けられる駆動要素と、
前記ケースの内部に収容され、前記回転軸の軸方向他端側に設けられるとともに、低圧の作動流体を中間圧に圧縮する低段圧縮機構部と、前記低段圧縮機構部で圧縮した中間圧の作動流体を高圧に圧縮する高段圧縮機構部と、前記低段圧縮機構部および高段圧縮機構部の間を仕切る仕切板と、を備える圧縮要素と、
を備え、
前記高段圧縮機構部は、前記低段圧縮機構部よりも前記軸方向他端側に配置され、
前記低段圧縮機構部は、
低段側シリンダ室を形成する低段側シリンダと、
前記回転軸に有する低段側偏心部に装着され、前記低段側シリンダ室内において偏心回転可能な低段側ローラと、
先端面が前記低段側ローラの外周面に当接するとともに背面に前記ケース内の圧力が作用し、前記低段側シリンダ室内に進退可能にされ、複数の低段側ブレード部材で構成された低段側ブレードと、を備え、
前記高段圧縮機構部は、
高段側シリンダ室を形成する高段側シリンダと、
前記回転軸に有する高段側偏心部に装着され、前記高段側シリンダ室内において偏心回転可能な高段側ローラと、
先端面が前記高段側ローラの外周面に当接するとともに背面に前記ケース内の圧力が作用し、前記高段側シリンダ室内に進退可能にされ、少なくとも一つの高段側ブレード部材で構成された高段側ブレードと、を備え、
前記ケースの内部空間には、前記高段圧縮機構部で圧縮された作動流体が吐出され、
前記低段側ブレード部材及び高段側ブレード部材を各々の進退方向と直交する面で切った断面において、前記低段側ブレード部材の一つあたりの断面積は、前記高段側ブレード部材の一つあたりの断面積より小さい、多段回転式圧縮機。 a case;
a rotating shaft housed inside the case;
a drive element housed inside the case and provided at one end in the axial direction of the rotating shaft;
a low-stage compression mechanism housed inside the case and provided on the other end in the axial direction of the rotating shaft for compressing a low-pressure working fluid to an intermediate pressure; and an intermediate pressure compressed by the low-stage compression mechanism. a compression element comprising: a high-stage compression mechanism that compresses the working fluid to a high pressure; and a partition plate that partitions between the low-stage compression mechanism and the high-stage compression mechanism;
with
The high-stage compression mechanism portion is disposed closer to the other axial end than the low-stage compression mechanism portion,
The low-stage compression mechanism section is
a low-stage cylinder that forms a low-stage cylinder chamber;
a low-stage roller mounted on a low-stage eccentric portion of the rotating shaft and eccentrically rotatable in the low-stage cylinder chamber;
The front end surface abuts on the outer peripheral surface of the low-stage side roller, and the pressure in the case acts on the back surface of the low-stage roller . a step-side blade;
The high-stage compression mechanism section includes:
a high-stage cylinder that forms a high-stage cylinder chamber;
a high-stage roller mounted on the high-stage eccentric portion of the rotary shaft and eccentrically rotatable in the high-stage cylinder chamber;
The front end surface abuts on the outer peripheral surface of the high-stage side roller, and the pressure in the case acts on the back surface of the high-stage side roller so that it can advance and retreat into the high-stage side cylinder chamber, and is composed of at least one high-stage side blade member. and a high-stage side blade,
A working fluid compressed by the high-stage compression mechanism is discharged into the internal space of the case,
In a cross section obtained by cutting the low-stage side blade member and the high-stage side blade member in a plane perpendicular to the advancing/retracting direction of each of the low-stage side blade members, the cross-sectional area per one of the low-stage side blade members is one of the high-stage side blade members. A multi-stage rotary compressor with a smaller cross-sectional area per piece.
前記複数の低段側ブレード部材は、前記回転軸の軸方向に並んでいる、請求項1又は2に記載の多段回転式圧縮機。 the number of the low stage side blade members is plural,
3. The multi-stage rotary compressor according to claim 1, wherein said plurality of low-stage blade members are arranged in the axial direction of said rotating shaft.
前記高段側ブレード部材の数は、1つであり、
前記高段圧縮機構部は、前記高段側ブレード部材を前記高段側ローラに向かって付勢する付勢部材を備えており、
前記低段圧縮機構部は、前記低段側ブレード部材を前記低段側ローラに向かって付勢する付勢部材を備えていない、請求項1から3の何れか一項に記載の多段回転式圧縮機。 the number of the low stage side blade members is plural,
The number of the high stage side blade members is one,
The high-stage compression mechanism includes a biasing member that biases the high-stage blade member toward the high-stage roller,
4. The multi-stage rotary type according to any one of claims 1 to 3, wherein the low-stage compression mechanism does not include an urging member that urges the low-stage blade member toward the low-stage roller. compressor.
前記低段圧縮機構部側の第一軸受における前記回転軸との摺動部分の軸方向長さは、前記高段圧縮機構部側の第二軸受における前記回転軸との摺動部分の軸方向長さより長く、
前記低段圧縮機構部の前記低段側偏心部と前記低段側ローラとの摺動部分の軸方向中央位置は、前記低段圧縮機構部の前記低段側シリンダの軸方向中央位置より前記第一軸受に近い、請求項1から4の何れか一項に記載の多段回転式圧縮機。 A first bearing and a second bearing supporting the rotating shaft are provided on opposite sides of the partition plate of the low-stage compression mechanism portion and the high-stage compression mechanism portion, respectively,
The axial length of the portion of the first bearing on the low-stage compression mechanism side that slides with the rotating shaft is the axial length of the portion that slides on the rotating shaft of the second bearing on the high-stage compression mechanism side. longer than length
The axial center position of the sliding portion between the low-stage side eccentric portion and the low-stage side roller of the low-stage compression mechanism section is the same as the axial center position of the low-stage cylinder of the low-stage compression mechanism section. 5. A multi-stage rotary compressor according to any one of claims 1 to 4, close to the first bearing.
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