JPH0599180A - 回転容積形圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】圧縮機内における吸込みガスの熱取得を低減す
る。 【構成】圧縮機（Ａ）に、二重管（３５）を介して液分
離器（３６）を接続する。二重管を、流体供給部（１
４）と液分離器内のガス雰囲気中とを連通する内管（４
４）と、内管との間に形成される冷却空間（Ｂ）が液分
離器の下部に連通する外管（４５）とから構成する。冷
却空間の低温低圧雰囲気により、高温のケーシング内か
ら内管への伝熱は低減され、内管内のガス冷媒の熱取得
は緩和される。外管は導通路（４７）を介してシリンダ
本体（２０）とローラ（１３）との間に連通する。外管
内に貯溜する潤滑油等が作動室（２５）に吸込まれ、作
動室内を冷却し、ローラの摺動部分をシールする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置や冷凍装
置に使用される回転容積形圧縮機に係り、とくに吸入ガ
スの加熱防止対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気調和装置や冷凍装置に使用される圧
縮機は、凝縮器、膨脹手段および蒸発器とに、冷媒が循
環可能に冷媒配管により接続されている。圧縮機と蒸発
器との間には液分離器が配設され、液を除いたガス冷媒
だけをガス吸込み管を介して冷縮機内の圧縮部に導入し
て液バックを防止している。そして、ガス吸込み管は、
圧縮機の高温高圧のケーシング内を貫通して、内部に収
容されている圧縮部に接続されている。

【０００３】この種の圧縮機としては、ロータリ圧縮
機、スクロール圧縮機等があり、例えば、特開昭６３−
１６７０９５号公報に開示されているように、ロータリ
圧縮機は、ローラが回転することにより、シリンダの壁
面とローラとの間に形成された作動室の容積を変化し
て、ガス吸込み管よりガス冷媒を吸込んで加圧送出して
いる。

【０００４】また、油潤滑形の圧縮機では、可動部の隙
間を潤滑油でシールしなければならないので、吐出ガス
中から油を分離するため、ケーシングは密閉容器にさ
れ、内部を高圧にすることが多い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記圧縮機において
は、吸込みガスがガス吸込み管を流通する際、ケーシン
グ内の高温雰囲気からの伝熱により熱取得を生じる。と
くに、上記の密閉形圧縮機には、密閉されたケーシング
内が高温高圧の吐出ガス雰囲気になるものがあり、ま
た、モータの発熱によってもケーシング内は加熱される
ため、ガス吸込み管を流通中に生じる熱取得は大きい。
この熱取得によって吸込みガス温度が上昇すると、ガス
冷媒の比容積が増大し、したがって、圧縮機が吸込む冷
媒質量が減少することになり、冷却能力が減少する。こ
れは、圧縮機の性能で言えば、容積効率が低下として現
れる。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であって、圧縮機内における吸込みガスの熱取得を低減
することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明が講じた手段は、圧縮機に隣接
する液分離器の内部が低温低圧雰囲気であることを利用
して、二重管の冷却空間により、ガス吸込み管である内
管の周囲に低温低圧雰囲気を形成し、吸込みガスの熱取
得を緩和するものである。

【０００８】具体的には、図１に示すように、高圧のケ
ーシング（１）内にモータ（２）と、該モータ（２）に
連結された圧縮部（３）とが収容され、該圧縮部（３）
は、固定部材（１２）内に収容された回転部材（１３）
の回転によりガス流体を流体供給部（１４）から吸込
み、圧縮するように構成され、上記圧縮部（３）で圧縮
された高圧ガス流体がケーシング（１）内を経て吐出さ
れる回転容積形圧縮機を前提としている。

【０００９】そして、具体的には、上記圧縮部（３）が
二重管（３５）を介して液分離器（３６）に接続された
構成としている。

【００１０】該二重管（３５）は、一端が上記流体供給
部（１４）に接続される一方、他端が上記液分離器（３
６）内のガス雰囲気中に開口する内管（４４）と、一端
が上記圧縮部（３）の外面に連接される一方、他端が、
上記液分離器（３６）に接続されると共に、該内管（４
４）との間に形成された冷却空間が上記液分離器（３
６）の液貯溜部に連通する外管（４５）とから構成され
ている。

【００１１】請求項２に係る発明が講じた手段は、冷却
空間内の低温低圧の液を作動室に導入して作動室内を冷
却するものである。

【００１２】具体的には、請求項１記載の回転容積形圧
縮機において、冷却空間（Ｂ）は、導通路（４７）を介
して圧縮部（３）の固定部材（１２）と回転部材（１
３）との間に連通された構成としている。

【００１３】

【作用】上記の構成により、請求項１に係る発明によれ
ば、液分離器（３６）から二重管（３５）の内管（４
４）を介してガス流体が流体供給部（１４）に流入す
る。回転部材（１３）の回転により、圧縮部（３）は、
ガス流体を流体供給部（１４）から吸込んで圧縮し、高
圧になったガス流体をケーシング（１）内を経て吐出す
る。この高圧ガス流体およびモータ（２）の発熱によ
り、ケーシング（１）内は高温になる。

【００１４】一方、高温のケーシング（１）内の熱は、
冷却空間（Ｂ）を介して内管（４４）内のガス流体に伝
わるので、内管（４４）が直接ケーシング内雰囲気に接
する場合に比べてガス流体への伝熱量は減少する。つま
り、冷却空間（Ｂ）は液分離器（３６）の液貯溜部に接
続されており、冷却空間（Ｂ）には液分離器（３６）内
の低温低圧の液やガスが常に流入している。この低温低
圧雰囲気が内管（４４）内のガス流体への伝熱減少作用
を高め、ガス流体の熱取得は緩和されることになる。こ
のため、ガス流体の比容積の増加は抑制される。

【００１５】ところで、冷却空間（Ｂ）内のガス流体は
熱取得を受けることになるが、冷却空間（Ｂ）の容積は
十分にとることができると共に、液分離器（３６）内と
の対流によって液分離器（３６）内のガス流体全体が加
熱されることになり、単位体積当たりの比体積の増加は
小さい。

【００１６】また、除湿運転時等、液分離器（３６）内
で液流体が分離される時には、冷却空間（Ｂ）に液流体
が流入し、この液流体が気化することにより、液分離器
（３６）内の吸込みガスが増加し、圧縮機に供給される
ガス流体量が増加することになる。

【００１７】請求項２に係る発明によれば、冷却空間
（Ｂ）は導通路（４７）を介して固定部材（１２）と回
転部材（１３）との間に連通するので、吸込み行程にお
いて、冷却空間（Ｂ）に貯溜する液、例えば、潤滑油や
液流体等の液が負圧になる作動室（２５）に吸込まれ、
低温低圧の液が作動室（２５）内を冷却する一方、液に
潤滑油が含まれている場合には回転部材（１３）の摺動
部分を潤滑する。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、請求項１に係る発明によ
れば、二重管（３５）の冷却空間（Ｂ）により、ガス流
体の吸込み管となる内管（４４）の外側に低温低圧雰囲
気を形成することができる。そのため、吸込みガスの熱
取得を低減することができ、比体積の増加を抑制して容
積効率を向上することができる。

【００１９】請求項２に係る発明によれば、導通路（４
７）により、低温低圧の液を作動室（２５）に導入する
ことができ、圧縮行程における作動室（２５）内におけ
る昇温傾向を減殺してガス流体の比体積の増加を抑制す
ることができると共に、油潤滑形の圧縮機では、作動室
（２５）に供給された潤滑油が圧縮部（３）の可動部分
のシール性を向上し、吸込みガスの洩れを低減すること
ができる。その結果、容積効率を向上することができ
る。

【００２０】また、ケーシング内の高温の排熱を利用し
て液分離器（３６）内の液流体を気化し、圧縮機に供給
するガス流体量を増加することができるので、省エネル
ギーと液分離器（３６）の容積低減とを図ることができ
る。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００２２】図１に、回転容積形圧縮機の一形式である
高圧ドーム型の全密閉式ローリングピストン形圧縮機
（Ａ）の構造を示す。ローリングピストン形圧縮機
（Ａ）は、空気調和装置や冷凍装置に使用され、密閉バ
レル状のケーシング（１）と、このケーシング（１）の
内部上下に配設されたモータ（２）および圧縮部として
の圧縮ユニット（３）とからなり、モータ（２）の動力
で圧縮ユニット（３）を駆動し、流体としての冷媒を圧
縮している。

【００２３】ケーシング（１）の内部は、圧縮ユニット
（３）によって下方の油室（４）と、上方のガス室
（５）とに区分されている。ガス室（５）の内部は、モ
ータ（２）によってこれより下方の１次空間（５ａ）
と、上方の２次空間（５ｂ）とに区分されており、これ
ら両空間（５ａ），（５ｂ）は後述するロータ（８）と
ステータ（９）との間の小さな隙間（Ｅ）等を介して連
通している。２次空間（５ｂ）に臨むケーシング（１）
の上壁にはエルボ状のガス出口管（１０）が設けられて
いる。

【００２４】モータ（２）は、上記駆動軸（１７）に直
結されたロータ（８）と、ケーシング（１）の内面に固
定されたステータ（９）とからなり、駆動軸（１７）を
介してローラ（１３）に連結されている。

【００２５】圧縮ユニット（３）は、固定部材としての
シリンダ（１２）と、シリンダ（１２）内に収納されて
シリンダ（１２）の内周壁に沿って回転する、回転部材
としてのローラ（１３）と、シリンダ（１２）の内外面
間に穿設された冷媒供給部としてのガス吸込み路（１
４）と、シリンダ（１２）の外面に設けられたフロント
マフラ（１５）と、図示しないが、ローラ（１３）に外
接するブレードとを備えている。

【００２６】シリンダ（１２）は、円筒状の金属ブロッ
クからなるシリンダ本体（２０）と、シリンダ本体（２
０）の上下端を塞ぐフロントプレート（２１）およびリ
ヤプレート（２２）とから構成され、ローラ（１３）と
の間に作動室（２５）が形成されている。フロントプレ
ート（２１）には、リード弁（２８）で開閉される吐出
孔（２９）が設けられている。

【００２７】ローラ（１３）は、シリンダ（１２）内に
数十μｍ程度の上下の隙間を介して収容されており、中
心部には嵌入孔（３１）が穿設され、この嵌入孔（３
１）には上記駆動軸（１７）の偏心軸部（３２）が嵌入
されている。

【００２８】上記駆動軸（１７）は、フロントプレート
（２１）とリヤプレート（２２）とで軸支されており、
上端がモータ（２）のロータ（１３）に連結され、その
中央部に上記偏心軸部（３２）が形成され、下端に図示
しないが、遠心式の給油ポンプが設けられている。図示
しないが、給油ポンプは油室（４）に貯められた潤滑油
に浸漬されており、該給油ポンプのポンプヘッド（揚
程）によって上記圧縮ユニット（３）の可動部の隙間に
潤滑油を供給している。

【００２９】上記圧縮機（Ａ）は、図示しないが、凝縮
器、膨脹手段および蒸発器とに、ガス流体としてのガス
冷媒が循環可能に接続されており、蒸発器との間には液
分離器（３６）が接続されている。

【００３０】この液分離器（３６）は、蒸発器からの吸
込みガスから液冷媒を分離してガス冷媒だけを圧縮機
（Ａ）に供給し、液バックによる圧縮機（Ａ）の事故を
防止している。図１の液分離器（３６）は、立て形であ
って、胴部をもつ容器（３７）の内部がフィルタ（３
８）で上下の室に仕切られ、上部室（４１）内に蒸発器
からの吸込みガスを導入する吸入管（３９）が挿入され
る一方、下部室（４２）の下端には二重管（３５）が接
続されている。

【００３１】この二重管（３５）は、内管（４４）と外
管（４５）とから構成されている。内管（４４）は、一
端が上記ガス吸込み路（１４）に接続される一方、他端
が上記液分離器（３６）内の上部に設けられて、ガス雰
囲気中に連通されてしている。外管（４５）は、一端が
上記圧縮部（３）の外面に連接される一方、他端が、上
記液分離器（３６）に接続されると共に、該内管（４
４）との間に形成された冷却空間（Ｂ）が液貯溜部とな
る液分離器（３６）の下部に連通されてしている。

【００３２】二重管（３５）の材料としては、、折り曲
げ等の加工性に優れた材料が望ましく、さらに、外管
（４５）は、冷却空間（Ｂ）に貯溜する液冷媒の気化を
促進するために熱伝導率が大きい材料が望ましい。この
ような材料としては、銅が挙げられる。

【００３３】また、シリンダ本体（２０）には、上記冷
却空間（Ｂ）を、シリンダ本体（２０）とローラ（１
３）との間に連通する導通路（４７）が穿設され、この
導通路（４７）を介して冷却空間（Ｂ）は吸入行程の作
動室（２５）に連通するようになっている。

【００３４】上記ローリングピストン形圧縮機（Ａ）の
作動について説明する。

【００３５】潤滑油を含む冷媒が蒸発器から液分離器
（３６）に吸込まれ、潤滑油と、液冷媒が混在する時に
はさらに液冷媒が分離され、ガス冷媒だけが二重管（３
５）の内管（４４）を介して圧縮機（Ａ）のガス吸込み
路（１４）に導入されている。

【００３６】モータ（２）の回転により、ローラ（１
３）は、シリンダ本体（２０）の内周面に沿って一定方
向へ転がり移動する。ガス吸込み路（１４）内のガス冷
媒は、シリンダとローラとのコンタクトポイントがガス
吸込み路（１４）の開口を閉じている時を除き、負圧に
なる吸入行程の作動室（２５）に吸込まれ、次回の回転
サイクルで圧縮されて吐出孔（２９）から送出される。
ケーシング（１）内は、高圧ガス冷媒およびモータ
（２）の発熱によって高温になる。

【００３７】一方、液分離器（３６）内では、分離され
た潤滑油が二重管（３５）の冷却空間（Ｂ）に貯溜す
る。ガス冷媒に液冷媒が混在していない時には、冷却空
間（Ｂ）は、潤滑油で満たされることもあるが、通常は
下部に溜まった潤滑油の上に冷媒ガスが充満する状態に
なっている。この冷却空間（Ｂ）により、高温のケーシ
ング内雰囲気から内管（４４）への伝熱は低減されるの
で、内管（４４）内のガス冷媒の熱取得は緩和されるこ
とになる。このため、ガス冷媒の比容積の増加は抑制さ
れることになる。

【００３８】ところで、冷却空間（Ｂ）内のガス冷媒は
熱取得を受けることになるが、冷却空間（Ｂ）の容積は
十分にとることができると共に、冷却空間（Ｂ）のガス
冷媒は容器（３７）内との間で対流するので、液分離器
（３６）内のガス冷媒全体が加熱されることになり、単
位体積当たりの比体積の増加は小さい。

【００３９】また、除湿運転時等、液分離器（３６）内
で液冷媒が分離される時には、冷却空間（Ｂ）には潤滑
油に加えて液冷媒が流入することになり、ガス冷媒より
熱伝導率の小さい液冷媒により、冷却空間（Ｂ）におけ
る伝熱は低減される。さらに、冷却空間（Ｂ）の液冷媒
はケーシング内雰囲気からの伝熱によって気化し、気化
する際に気化熱を奪うので、吸込みガスへの伝熱減少作
用が大きい。したがって、内管（４４）内のガス冷媒の
熱取得は大きく低減されることになる。また、冷却空間
（Ｂ）の液冷媒が気化することにより、液分離器（３
６）内の吸込みガスが増加し、圧縮機（Ａ）に供給され
るガス冷媒量が増加することになる。

【００４０】また、冷却空間（Ｂ）は導通路（４７）を
介してシリンダ本体（２０）とローラ（１３）との間に
連通するので、吸込み行程において、冷却空間（Ｂ）に
貯溜する潤滑油やガス冷媒が負圧になる作動室（２５）
に吸込まれ、低温低圧の潤滑油等が作動室（２５）内を
冷却する一方、潤滑油がローラ（１３）の摺動部分を潤
滑する。なお、作動室（２５）に流入する液冷媒を少量
にするような導通路（４７）を設計することにより、液
圧縮による悪影響は小さく無視することができる他、そ
の低温低圧の液はシリンダ（１２）の内面を介して加熱
された吸込みガスを冷却する。

【００４１】以上のように、本実施例によれば、二重管
（３５）の冷却空間（Ｂ）により、ガス冷媒の吸込み管
となる内管（４４）の外側に低温低圧雰囲気を形成する
ことができる。そのため、ケーシング（１）内の高温高
圧雰囲気による吸込みガスの熱取得を低減することがで
き、比体積の増加を抑制して容積効率を向上することが
できる。

【００４２】また、導通路（４７）により、低温低圧の
潤滑油や液冷媒を作動室（２５）に導入することがで
き、圧縮行程における作動室（２５）内における昇温傾
向を減殺してガス冷媒の比体積の増加を抑制することが
できると共に、作動室（２５）に供給された潤滑油が圧
縮部（３）の可動部分のシール性を向上し、吸込みガス
の洩れを低減することができる。その結果、容積効率を
向上することができる。

【００４３】また、ケーシング内の高温の排熱を利用し
て液分離器（３６）内の液冷媒を気化し、圧縮機（Ａ）
に供給するガス冷媒量を増加することができるので、省
エネルギーと液分離器（３６）の容器（３７）の容積低
減とを図ることができる。

【００４４】なお、本発明の回転容積形圧縮機は、ベー
ン形やスクロール形の圧縮機であってもよい。

【００４５】また、回転容積形圧縮機は、多気筒であっ
てもよい。多気筒の場合には、１本の外管内に、各圧縮
部（３）の流体供給部に接続される複数の内管を内蔵す
るものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例であるローリングピストン形
圧縮機の構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ モータ ３ 圧縮ユニット（圧縮部） １２ シリンダ（固定部材） １３ ローラ（回転部材） １４ ガス吸込み路（流体供給部） ２５ 作動室 ３５ 二重管 ３６ 液分離器 ４４ 二重管の外管 ４５ 二重管の内管 Ａ 圧縮機 Ｂ 冷却空間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧のケーシング（１）内にモータ
   （２）と、該モータ（２）に連結された圧縮部（３）と
   が収容され、 該圧縮部（３）は、固定部材（１２）内に収容された回
   転部材（１３）の回転によりガス流体を流体供給部（１
   ４）から吸込み、圧縮するように構成され、上記圧縮部
   （３）で圧縮された高圧ガス流体がケーシング（１）内
   を経て吐出される回転容積形圧縮機において、 上記圧縮部（３）が二重管（３５）を介して液分離器
   （３６）に接続され、 該二重管（３５）は、一端が上記流体供給部（１４）に
   接続される一方、他端が上記液分離器（３６）内のガス
   雰囲気中に開口する内管（４４）と、一端が上記圧縮部
   （３）の外面に連接される一方、他端が、上記液分離器
   （３６）に接続されると共に、該内管（４４）との間に
   形成された冷却空間（Ｂ）が上記液分離器（３６）の液
   貯溜部に連通する外管（４５）とから構成されているこ
   とを特徴とする回転容積形圧縮機。
2. 【請求項２】 冷却空間（Ｂ）は、導通路（４７）を介
   して圧縮部（３）の固定部材（１２）と回転部材（１
   ３）との間に連通されていることを特徴とする請求項１
   記載の回転容積形圧縮機。