JPH03258987A - ロータリ圧縮機のインジェクション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、空気調和機等に用いられるロータリ圧縮機の
インジェクション装置に係り、特に、圧縮機の冷却手段
であるリキッドインジェクション装置や圧縮機の能力を
増すガスインジェクション装置の組立時のトラブル防止
、インジェクションの効率向上に好適なロータリ圧縮機
のインジェクション装置に関するものである。

［従来の技術］ まず、従来の技術を第２図ないし第５図を参照して説明
する。

第２図は、−殻内なインジェクション回路を有する冷凍
サイクルの略示構成図、第３図は、従来のインジェクシ
ョン装置を備えたロータリ圧縮機の縦断面図、第４図は
、第３図のＡ−Ａ矢視断面図、第５図は、他の従来のイ
ンジェクション装置を備えたロータリ圧縮機の要部縦断
面図である。

第２図は、冷凍サイクルの原理図を示すもので、圧縮機
２０は、低圧冷媒ガスを吸込んで圧縮し、高圧ガスとし
て吐出する。高圧ガスは、凝縮器２１にて熱を放出して
液体となり、膨張弁あるいはキャピラリ等の減圧機構２
２により減圧され、蒸発器２３にて熱を吸収して気体と
なり、再び圧縮機に吸込まれ、以下このサイクルが繰り
返される。

最近の空気調和機においては、暖房時の温暖感を得るた
め、吐出圧力を高くし、凝縮温度を高くする傾向があり
、圧縮機２０の温度が高くなるため、凝縮器２１により
液化された高圧冷媒を直接圧縮機２０のシリンダ室（図
示せず）内に戻すリキッドインジェクション回路２５を
設け、圧縮機２０を冷却し、信頼性を確保する手段がと
られている。このインジェクション回路というバイパス
回路を設けることにより、凝縮器２１を通過する冷媒量
が増加し、暖房能力を増すことが可能となる。

また、減圧機構２２の中段に気液分離器２４を設けてガ
ス冷媒のみをシリンダ室内に戻す破線で示すガスインジ
ェクション回路２６を設けて同様に圧縮機の能力を高め
るインジェクション装置が知られている。

第３図は、上記のようなインジェクション回路を接続し
た従来のロータリ圧縮機の一例を示す縦断面図である。

密閉容器１内には、電動機部２とこの電動機部２にクラ
ンク軸４により連結された圧縮機部３とが収納されてい
る。

電動機部２は、ステータ２ａ、ロータ２ｂからなり、ロ
ータ２ｂは偏心部４ａを有するクランク軸４に嵌着され
ている。

クランク軸４の偏心部４ａにはローラ５が嵌合され、シ
リンダ６内に装備され、シリンダ６の両端面を主軸受７
ａ（電動機部２側）および副軸受７ｂ（反電動機側）に
より密閉されている。クランク軸の回転にともない、ロ
ーラ５はシリンダ６内を偏心回転し、これに追従してベ
ーン８（図示せず）が往復動してシリンダ６内を吸込室
と圧縮室とに仕切り、クランク軸４の回転とともに圧縮
室の容積を減少させて圧縮する。

圧縮された冷媒ガスは吐出弁１１Ａから吐出防音カバー
１２Ａ内を通り、脈動減衰通路１４を経て密閉容器１内
に吐き出され、吐出パイプ１０から圧縮機外へ吐出され
る。

インジェクションパイプ１３Ａは、主軸受７ａに圧入さ
れており、リキッドまたはガスのインジェクション用冷
媒は、主軸受７ａに設けられたインジェクション孔１５
を通ってシリンダ６内に噴射される。

インジェクションパイプ１３Ａと密閉容器１との接合は
、密閉容器ｌに設けられた継ぎパイプ１ａを加締めて、
ガス溶接によるロウ付けを行なっている。

第４＠に示すインジェクション孔１５は、ローラ５によ
り開閉操作が行なわれ、インジェクション孔１５と吸込
パイプ９とが直接連通して、冷媒が吸込側に逆流して能
力が低下するのを小さくしている。また、インジェクシ
ョン量を多くするには、開口している間を長くすればよ
く、このため、インジェクション孔１５は吐出ポート１
６に近く設けることが望ましい。

次に、第４図は、他の従来のロータリ圧縮機のインジェ
クション装置を示す。

インジェクションパイプ１３Ｂは、シリンダ６に挿入さ
れ、シリンダ６および副軸受７ｂに形成した通路を通っ
て、圧縮室内へ冷媒が導かれる構造となっており、防音
対策としては、カバー１２Ｂのみで、圧力脈動減衰通路
をもたない構造となっていた。

なお、この種の装置として関連するものには。

例えば、特公昭６１−５６４３９号公報記載の技術が挙
げられる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記第５図に示した従来技術は、シリンダ６、副軸受７
ｂの両方にインジェクション通路を形成する必要があり
、製作が面倒であった。

また、第３図に示した従来技術は、インジェクションパ
イプ１３Ａと密閉容器１との密封がガス溶接によるため
、その火炎がステータ２ａに当らないようにするには、
ステータ２ａを圧縮機部３から離す必要があり、同様に
ロー゛夕位置も圧縮機部から離れて組立てられ、圧縮機
全体が長大化することになる問題があった。

また、圧縮機の長大化にともない、回転軸系の固有値が
下がり、共振点以下で使用する必要性から、最近のイン
バータ方式の回転数可変形の圧縮機の使用最高回転数を
制限するといった問題があった。

さらに、副軸受７ｂの吐出弁１１Ａ装着部は、吐出弁の
再膨張損失を少なくするため、溝部を設けて肉厚を薄く
しているので、吐出弁を持つ側の軸受にインジェクショ
ン通路を形成するのが困難となり、副軸受側からシリン
ダを通って主軸受側に通じる圧力脈動減衰通路を設ける
場合など、設計的な制約となっていた。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたもので、その第１の目的は、インジェクションパイ
プ組立作業時の安全性を図るとともに、電動機部を圧縮
機構部に近すけ、圧縮機の小形化、高速化を可能にした
ロータリ圧縮機のインジェクション装置を提供すること
にある。

また、本発明の第２の目的は、吐出弁取付部に当る軸受
の薄肉部にもインジェクション孔を設けることを可能に
し、効率のよいインジェクションを行いうるロータリ圧
縮機のインジェクション装置を提供することにある。

さらに、本発明の第３の目的は、インジェクションパイ
プ圧入部の変形を防止し、シリンダ、軸受間の密封性を
良くしたロータリ圧縮機のインジェクション装置を提供
することにある。

［１１１題を解決するための手段］ 上記第１の目的を達成するために、本発明のロータリ圧
縮機のインジェクション装置に係る第１の発明は、密閉
容器内に電動機部と圧縮機部とを備え、前記圧縮機部は
、シリンダと、このシリンダ内を偏心回転するローラと
、このローラの回転に追従して往復動しシリンダ内を吸
込室と圧縮室とに仕切るベーンと、シリンダの両端を密
閉する軸受とからなり、前記シリンダ室内に開口するイ
ンジエクション孔を有するロータリ圧縮機と、前記ロー
タリ圧縮機に接続された冷凍サイクルから、液冷媒また
は気体冷媒のいずれかを前記インジェクション孔を経て
前記シリンダ室内に戻すインジェクション回路とを備え
たものにおいて、前記インジェクション孔を、前記電動
機部と反対側の軸受（副軸受）に設け、このインジェク
ション孔に、前記インジェクション回路のパイプを挿入
したものである。

また、上記第２の目的を達成するために、本発明のロー
タリ圧縮機のインジェクション装置に係る第２の発明は
、前記第１の発明の前提と同一前提において、インジェ
クション孔は、吐出弁装置を有する軸受に設けたパイプ
挿入用大径穴と、この穴に連通し、かつ前記シリンダ室
内に連通ずる小径穴とからなり、前記パイプ挿入用大径
穴に対し前記小径穴の軸心を前記シリンダ側に偏心させ
たものであり、このインジェクション孔に、前記インジ
ェクション回路のパイプを挿入したものである。

より詳しくは、インジェクション孔のパイプ挿入用大径
穴が小径穴と連通ずる大径大端を平坦に形成したもので
ある。

さらに、上記第３の目的を達成するために、本発明のロ
ータリ圧縮機のインジェクション装置に係る第３の発明
は、前記第１．第２の発明のいずれかに、インジェクシ
ョン孔を有する軸受と、シリンダとの当接面に、該軸受
または該シリンダのいずれかに変形逃げ溝を設けたもの
である。

［作用］ 上記第１の発明の技術的手段によれば、インジェクショ
ンパイプを副軸受（反電動機側）に挿入する構造として
いるため、パイプと密閉容器とをロウ付けする火炎がモ
ータコイルに当たることがなくなくる。また、電動機部
全体を圧縮機部側に近づけて小形化を図り、また、軸系
の固有値を上げ高速まで運転可能となる。

さらに、副軸受側に直接インジェクションパイプを挿入
することにより、シリンダには加工を行なわず製作が容
易となる。

また、上記第２の発明の技術的手段によれば、インジェ
クションパイプを挿入する大径穴の軸心と、シリンダ室
内に開口する小径穴の軸心とを偏心させることにより、
副軸受の吐出弁取付部といった薄肉部にもインジェクシ
ョン孔を設けることが可能となる。

インジェクションパイプ圧入部の大径穴の大端面を平坦
化することにより、小径穴のドリル加工が容易となる。

さらに、従来、インジェクションパイプ圧入部は軸受部
の肉厚が薄くなるため、パイプ圧入による変形がシリン
ダと当接する端面に及び、その結果、割れが生じたり、
シール性が悪くなるといった問題があった。

上記第３の発明の技術的手段によれば、インジェクショ
ンパイプ圧入部に相当する軸受端面（あるいはシリンダ
側）に凹状の溝を設けることにより、変形部を逃がし、
割れや洩れといった問題を解決できる。

以上より、インジェクション通路形成の自由度が増し、
設計的制約が排除され、圧力脈動減衰通路を設けるとい
った圧縮機静音化技術を容易に両立させることが可能と
なる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係るインジェクション装
置を備えたロータリ圧縮機の要部縦断面図である。第１
図に示さないロータリ圧縮機の各部は第３図に示すもの
と同等であり、従来技術と同等の部分は同一符号を用い
、その説明を両略する。また、第１図のロータリ圧縮機
を適用する冷凍サイクルの構成は第２図に示したものと
同等である。

第１図において、１３は、インジェクション孔に圧入さ
れたインジェクションパイプで、このインジェクション
パイプ１３は、第２図に示すインジェクション回路２５
　（２６）を経て冷凍サイクルに接続する。

１７は、副軸受７ｂに設けられたインジェクシコン孔の
パイプ挿入用大径穴に係る大径横穴で、この大径横穴１
７の穴径をＤとする。

１８は、前記大径横穴１７に連通し、シリンダ６のシリ
ンダ室内に開口するインジェクションボート１５に連通
ずる小径穴に係る小径横穴で、この小径横穴１８の穴径
をｄとする。この小径横穴１８の軸心は大径横穴１７の
軸心に対しくＤ　−ｄ　）／２に近く偏心して穿設され
ている。１７ａは。

大径横穴１７が小径横穴１８と連通する大径大端であり
、この大径大端は平坦に形成されている。

前記大径横穴１７．小径横穴１８．インジェクションボ
ート１５．およびインジェクションパイプ１３によりイ
ンジェクション回路が構成される。

また、前記インジェクションパイプ圧入用の大径横穴１
７の穿設位置は、当該大径横穴１７の、シリンダ６から
もっとも離れた位置が、副軸受７ｂの吐出弁１１取付は
部に当る薄肉部よりも、シリンダ６から離れているよう
に構成されている。

１９は、副軸受７ｂとシリンダ６とが当接する面の副軸
受７ｂ側の面に設けた凹状の変形逃げ溝である。なお、
シリンダ６の面に凹状の変形逃げ溝を設けても同様の効
果、すなわち、パイプ圧入部の変形を逃げ、割れを生じ
たりシール性が悪くなるといった問題を回避できる。

このように、第１図に示すロータリ圧縮機においては、
インジェクションパイプ１３を、副軸受７ｂの大径横穴
１７に圧入し、電動機部２を圧縮機部３側に近づけロー
タリ圧縮機の全長の長大化を避は小形化を図っている。

副軸受７ｂは、焼結材で素材を成形したものであり、外
周りブと厚板カバー１２とで吐出室７Ｃを形成し、この
吐出室７Ｃと密閉容器内空間とを連通ずるように、圧力
脈動減衰通路上４が主軸受７ａ、シリンダ６、副軸受７
ｂを貫通して設けられ静音化が図られている。

副軸受７ｂの素材を焼結材とすることで、型を用いて大
径横穴１７の大径大端１７ａを平坦化すること、および
変形逃げ溝工９を設けることが容易に行なわれる。

また、前述のように大径横穴１７と小径横穴１８との両
者の軸中心の偏心を、できる限り（Ｄ−ｄ）／２に近く
したので、吐出弁部の肉厚を薄くして、再膨張損失増加
を抑えつつ、効率的な位置にインジェクション孔を設け
ることができる。

第１図に示す実施例は、本発明に係る第１．第２、第３
の発明のすべて取り入れたものであり下記のように各発
明の実施例の効果が得られる。

（１）電動機部と反対側の副軸受にインジェクションパ
イプを挿入するので、当該パイプと密閉容器との溶接作
業時に電動機を焼損することがなく。

電動機部を圧縮機部側に近すけ、ロータリ圧縮機の小形
化が図られる。ロータリ圧縮機の長大化が防止されるの
で、回転軸系の固有値が下がることが回避され、インバ
ータ方式の回転数可変形の圧縮機にも制限なく適用でき
、高速化を図ることができる。

（２）インジェクションパイプ挿入用の大形横穴と小径
横穴との両者の軸心を偏心させることにより、吐出弁取
付部に当る薄肉部にも、インジェクション孔を設けるこ
とができ、効率のよいインジェクションを行うことがで
きる。

また、インジェクションパイプ挿入部先端である大径大
端面を平坦に形成することにより、小径横穴のドリル加
工が容易に行なわれる。

（３）インジェクションパイプ圧入部近傍の軸受。

シリンダ当接面の軸受またはシリンダのいずれかに、も
しくは両方に凹状の溝を設けることにより、パイプ圧入
部の変形を逃げ、割れが生じたりシール性が悪くなると
いった問題を回避できる。

なお、上記の実施例では、第１．第２．第３の発明のす
べてを取り入れた例を説明したが、本発明はこれに限る
ものではなく、各発明を単独に採用しても相応の効果が
得られ、第１．第２、あるいは第１．第３の発明を組み
合わせて採用してもそれぞれ相応の効果が得られること
は言うまでもない。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、インジェ
クションパイプ組立作業時の安全性を図るとともに、電
動機部を圧縮機構部に近すけ、圧縮機の小形化、高速化
を可能にしたロータリ圧縮機のインジェクション装置を
提供することができる。

また、吐出弁取付部に当る軸受の薄肉部にもインジェク
ション孔を設けることを可能にし、効率のよいインジェ
クションを行いうるロータリ圧縮機のインジェクション
装置を提供することができる。

さらに、インジェクション圧入部の変形を防止し、シリ
ンダ、軸受間の密封性を良くしたロータリ圧縮機のイン
ジェクション装置を提供することができる。

これらにより、ロータリ圧縮機のリキッドインジェクシ
ョン、ガスインジェクションの効率を向上しロータリ圧
縮機の性能と信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係るインジェクション装
置を備えたロータリ圧縮機の要部縦断面図、第２図は、
−殻内なインジェクション回路を有する冷凍サイクルの
略示構成図、第３図は、従来のインジェクション装置を
備えたロータリ圧縮機の縦断面図、第４図は、第３図の
Ａ−Ａ矢視断面図、第５図は、他の従来のインジェクシ
ョン装置を備えたロータリ圧縮機の要部縦断面図である
。 １・・・密閉容器、２・・・電動機部、３・・・圧縮機
部、５・・・ローラ、６・・・シリンダ、７ａ・・・主
軸受、７ｂ・・・副軸受、８・・・ベーン、１１・・・
吐出弁、１３・・・インジェクションパイプ、１７・・
・大径横穴、１７ａ・・・大径大端、１８・・・小径横
穴、１９・・・変形逃げ溝、２５・・・リキッドインジ
ェクション回路、２６・・・ガスインジェクション回路
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器内に電動機部と圧縮機部とを備え、前記圧
   縮機部は、シリンダと、このシリンダ内を偏心回転する
   ローラと、このローラの回転に追従して往復動しシリン
   ダ内を吸込室と圧縮室とに仕切るベーンと、シリンダの
   両面を密閉する軸受とからなり、前記シリンダ室内に開
   口するインジェクション孔を有するロータリ圧縮機と、 前記ロータリ圧縮機に接続された冷凍サイクルから、液
   冷媒または気体冷媒のいずれかを前記インジェクション
   孔を経て前記シリンダ室内に戻すインジェクション回路
   とを備えたものにおいて、 前記インジェクション孔を、前記電動機部と反対側の軸
   受に設け、 このインジェクション孔に、前記インジェクション回路
   のパイプを挿入した ことを特徴とするロータリ圧縮機のインジェクション装
   置。 ２、密閉容器内に電動機部と圧縮機部とを備え、前記圧
   縮機部は、シリンダと、このシリンダ内を偏心回転する
   ローラと、このローラの回転に追従して往復動しシリン
   ダ内を吸込室と圧縮室とに仕切るベーンと、シリンダの
   両端を密閉する軸受とからなり、前記シリンダ室内に開
   口するインジェクション孔を有するロータリ圧縮機と、 前記ロータリ圧縮機に接続された冷凍サイクルから、液
   冷媒または気体冷媒のいずれかを前記インジェクション
   孔を経て前記シリンダ室内に戻すインジェクション回路
   とを備えたものにおいて、 前記インジェクション孔は、吐出弁装置を有する軸受に
   設けたパイプ挿入用大径穴と、この穴に連通し、かつ前
   記シリンダ室内に連通する小径穴とからなり、 前記パイプ挿入用大径穴に対し前記小径穴の軸心を前記
   シリンダ側に偏心させたものであり、このインジェクシ
   ョン孔に、前記インジェクション回路のパイプを挿入し
   た ことを特徴とするロータリ圧縮機のインジェクション装
   置。 ３、インジェクション孔のパイプ挿入用大径穴が小径穴
   と連通する大径穴端を平坦に形成したことを特徴とする
   請求項２記載のロータリ圧縮機のインジェクション装置
   。 ４、インジェクション孔を有する軸受と、シリンダとの
   当接面に、該軸受または該シリンダのいずれかに、もし
   くは両方に変形逃げ溝を設けたことを特徴とする請求項
   １または２記載のいずれかのロータリ圧縮機のインジェ
   クション装置。 ５、インジェクション孔のパイプ挿入用大径穴の穿設位
   置は、当該大径穴の、シリンダからもっとも離れた位置
   が、前記インジェクション孔を有する軸受の吐出弁取付
   け部に係る薄肉部よりも、シリンダから離れていること
   を特徴とする請求項２記載のロータリ圧縮機のインジェ
   クション装置。