JPH109168A

JPH109168A - ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JPH109168A
Application number: JP16897096A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Morita; 和典森田; Yoshiyuki Shimada; 芳之島田; Takeshi Odajima; 毅小田島; Masatoshi Mishina; 将利三品; Kazuya Ishigami; 一也石神
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-13

Abstract

(57)【要約】【課題】シリンダロータリ圧縮機の圧縮過程で、圧縮室
に流入した高圧冷媒ガスが圧縮室内で再膨張し冷凍能力
の低下、圧縮動力の増大をまねき、圧縮効率を低下させ
るという問題があった。【解決手段】仕切板のシリンダとの対向面に表面処理を
施し、仕切板の精度および面粗さの緩和、ローラ高さと
シリンダ高さの間に設けられた隙間を縮小した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロータリに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の複数シリンダロータリ圧縮機の例
として、二シリンダロータリ圧縮機について、図４，図
５を参照して説明する。図４は、複数シリンダロータリ
圧縮機の縦断面図を示す。図５は、図４の圧縮機構要部
のみを示した縦断面図を示す。一般に二シリンダロータ
リ圧縮機は、密閉容器１内に電動機部と圧縮機構部とが
収納され、密閉容器１底部には潤滑油が貯溜されてい
る。電動機部は固定子２、回転子３からなり、回転子３
には互いに反対方向に偏心した複数の偏心部を有するク
ランク軸４が固定嵌入されている。圧縮機構部はシリン
ダ６およびシリンダ８、このシリンダ６およびシリンダ
８とを仕切る仕切板７、クランク軸４の軸受とシリンダ
６、シリンダ８の側板を兼ね、シリンダ６、シリンダ
８、仕切板７をはさみ込むように配設されている主軸受
５と副軸受９、クランク軸４の偏心した二つの偏心部に
嵌入されシリンダ６およびシリンダ８の内径に沿って偏
心回転するローラ１０およびローラ１１、ローラ１０お
よびローラ１１に先端が当接し、シリンダ６およびシリ
ンダ８の溝内を往復動して、シリンダ６およびシリンダ
８を吸込室と圧縮室に仕切るベーン１２ａおよびベーン
１２ｂから構成されている。このように構成された二シ
リンダロータリ圧縮機は、回転子３が回転し、回転子３
に固定嵌入されたクランク軸４およびクランク軸４の二
つの偏心部４ａ，４ｂが回転することにより、ローラ１
０およびローラ１１がシリンダ６およびシリンダ８の内
壁に沿って回転運動し、ローラ１０およびローラ１１の
回転に追従してベーン１２ａおよびベーン１２ｂが往復
動する。ローラ１０およびローラ１１の回転運動によ
り、ローラ１０およびローラ１１がシリンダ６およびシ
リンダ８の内壁とベーン１２ａおよびベーン１２ｂによ
り仕切られた圧縮室１３ａ，１３ｂの容積が徐々に縮小
され、圧縮を行ない、圧縮された高圧冷媒ガスは密閉容
器１内に吐出される。密閉容器１内は、吐出圧力にな
る。また、ローラ１０およびローラ１１の内側に形成さ
れた空間１４ａ，１４ｂはクランク軸４に設けられた給
油通路を通って油が供給され、吐出圧力になっている。
また、ローラ１０およびローラ１１、シリンダ６および
シリンダ８、仕切板７、主軸受４、副軸受９の加工精度
および寸法のばらつきについて配慮し、図５に示すよう
に、ローラ１０およびローラ１１の軸方向高さＡ，Ｂ
と、シリンダ６およびシリンダ８の高さＣ，Ｄの間に
は、ローラ上下隙間（クリアランス）Ｃ−ＡおよびＤ−
Ｂを設けている。これらのクリアランスを通してローラ
１０およびローラ１１と主軸受４、仕切板７、副軸受８
との対向面１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂへの給油を
行ない、これら摺動面の焼付き、摩耗を防止している。

【０００３】一般に、シリンダと仕切板を積み重ねる複
数シリンダロータリ圧縮機の特徴として、主軸受４と副
軸受９の軸受間距離が長いことが挙げられている。よっ
て、運転時にはクランク軸４偏心部の振れ回りが大きく
なる。これを防止するため、軸受間距離を出来るだけ小
さくするため、仕切板は薄いことが望まれる。

【０００４】また、摺動面の焼付きを防止するために、
クランク軸、ローラ等に表面処理をする場合があり、例
えば、特開昭６２−２３５９３号公報が挙げられてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、ロ
ーラ高さ上下の間に設けられた隙間（クリアランス）か
ら、圧縮過程で圧縮室内と、ローラの内側に形成された
空間の間に発生する圧力差により、ローラの内側に形成
された空間の潤滑油と一緒に吐出圧力の高圧冷媒が圧縮
室に流入する。この流入した高圧冷媒が圧縮室内で再膨
張することにより、冷凍能力の低下、圧縮動力の増大を
まねき、圧縮効率を低下させるという問題があった。特
に、複数シリンダロータリ圧縮機では、仕切板の板厚を
主軸受５や副軸受９の端面部に比べ厚くできないため、
平面度、平行度、面粗さ等の精度が出にくい問題や、仕
切板の両側の圧縮室の圧力上昇のタイミングのずれから
仕切板の差圧変形が大きい等の問題があり、ローラ高さ
とシリンダ高さの間のクリアランスを従来の単数シリン
ダロータリ圧縮機より大きめに設定する必要や、特に仕
切板端面の局部異常摩耗、焼付き等の問題があった。

【０００６】本発明の目的は、仕切板の平面度、平行
度、および面粗さ等の精度を緩和しつつ、ローラ高さと
シリンダ高さの間に設けられた隙間（クリアランス）を
縮少して、ローラの内側に形成された空間から圧縮室に
流入する高圧冷媒量を低減し、且つ、ローラの摺動面の
局部異常摩耗、焼付きを防止した圧縮効率および信頼性
の高い複数シリンダロータリ圧縮機を提供することにあ
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、本発明の複数シリンダロータリ圧縮機は、仕切板の
シリンダとの対向面に馴染み性、耐焼付性に優れた表面
処理を施し、仕切板の精度および面粗さを緩和しつつ、
ローラ上下に設けられた隙間（クリアランス）を縮少し
た構造とした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図１ない
し図３を参照して説明する。

【０００９】図１は圧縮機構要部を示した縦断面図であ
る。

【００１０】図１に示すように、ローラ１０およびロー
ラ１１と仕切板７との対向面１０ｂ，１１ｂに表面処理
を施してあり、表面処理層１５を有している。本発明に
適した表面処理として、例えば、リン酸塩被膜処理ない
し、この上にさらに二硫化モリブデン被膜処理を施した
ものが挙げられ、皮膜が微細な結晶体で、耐荷重性、潤
滑油保持性、初期馴染性に優れた特性を有している。ま
た、仕切板７の表面処理層１５の厚さ分を差し引いたシ
リンダ高さＣ´，Ｄ´とローラ高さＡ，Ｂとの間の隙間
（クリアランス）Ｃ´−Ａ，Ｄ´−Ｂを従来の二シリン
ダロータリ圧縮機のクリアランスＣ−Ａ，Ｄ−Ｂに対
し、小さくなるように設定している。図２は仕切板７の
シリンダ６ないしシリンダ８との対向面の処理を施した
表面の模式図である。本実施の形態によれば、図２に拡
大して示すように仕切板７のシリンダ対向面１０ｂ（な
いし１１ｂ）の製作加工時のうねり、凹凸等を表面処理
層１５で覆って、加工精度を補償できるとともにローラ
の回転摺動に伴い、突起した部分や仕切板両側の圧縮室
の圧縮タイミングのずれによる差圧変形による凸部１６
の表面処理層１５が焼付くことなく初期馴染性により剥
離，脱落し、仕切板のシリンダとの対向面が平滑とな
る。ローラ上下の間の隙間（クリアランス）が従来の単
数シリンダロータリ圧縮機に対して、小さくても、表面
処理層１５の耐荷重性，潤滑油保持性により、差圧変形
の大きい仕切板７のシリンダとの対向面１０ｃ（ないし
１１ｃ）の焼付き、摩耗を防止することができる。ま
た、仕切板７のシリンダとの対向面の製作加工精度を緩
和することができるので表面処理を施しても製作コスト
のアップを抑えることができる。

【００１１】故に、信頼性を高めつつ、ローラ上下の隙
間（クリアランス）を通って、圧縮室内に洩れ込む冷媒
の量を低減することができ、圧縮機の効率を高めること
ができる。なお、本実施例では、仕切板の表面処理を行
なう部位を、対向するシリンダの内径のみに限定するこ
とにより、表面処理による増加寸法分をローラ上下の隙
間（クリアランス）の縮小に全て有効に利用でき、ロー
ラ上下の隙間（クリアランス）の管理が容易となる。ま
た、表面処理としてリン酸塩被膜処理の上に二硫化モリ
ブデン被膜処理を施すことにより、自己潤滑作用による
摩擦抵抗の低減により、圧縮機入力が低減し、効率をさ
らに高めることができる。

【００１２】図３は本発明の複数シリンダロータリ圧縮
機を搭載した冷蔵庫やルームエアコンなどの冷凍・空調
システムの一実施形態を模式図であって、１７は本発明
による密閉形圧縮機、１８は凝縮器、１９は絞り機構、
２０は蒸発器、２１ａ，２１ｂはファンである。

【００１３】同図で、密閉形圧縮機１７の吐出側に凝縮
器１８、絞り機構１９、蒸発器２０の順に接続され、こ
の蒸発器２０が密閉形圧縮機１７の吸込側に接続されて
おり、これらで冷凍サイクルが形成される。

【００１４】密閉形圧縮機１７は、この冷凍サイクル内
に封入された冷媒ガスを圧縮し、圧力、温度を高めて循
環させる働きをする。圧縮された高温の冷媒ガスは凝縮
器１８で周囲に熱を放出して液冷媒となり、さらに、絞
り機構１９で圧力を減じられて低圧・低温の液冷媒とな
り、蒸発器２０で周囲の熱を奪って再び冷媒ガスとなっ
て密閉形圧縮機１７に戻される。かかるサイクルが繰り
返される。なお、これら凝縮器１８や蒸発器２０の熱交
換を促進するために、ファン２１ａ，２１ｂが用いられ
ることがある。

【００１５】このような冷凍・空調システムの心臓部と
いえるものが密閉形圧縮機であり、冷凍・空調システム
の効率、信頼性を決める上で要となる。本発明では、上
記のように、本発明の複数シリンダロータリ圧縮機を用
いることにより、効率が高く、信頼性の高い冷凍・空調
システムを提供することができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、ローラ上下の隙間（ク
リアランス）を小さくするともに、仕切板のシリンダと
の対向面を平滑にすることができ、ローラの内側に形成
された圧縮室に流入する高圧冷媒を低減することによる
高効率化とローラの摺動面の局部異常摩耗、焼付きを防
止した高信頼性化を両立した複数シリンダロータリ圧縮
機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す二シリンダロータ
リ圧縮機の圧縮機構要部の縦断面図。

【図２】本発明の一実施の形態を示す仕切板のシリンダ
との対向表面の説明図。

【図３】本発明の密閉形圧縮機を用いた冷凍・空調シス
テムの一実施形態を模式的に示す説明図。

【図４】従来のシリンダロータリ圧縮機全体の縦断面
図。

【図５】従来のシリンダロータリ圧縮機の圧縮機構要部
の縦断面図。

【符号の説明】

７…仕切板、１０ｃ…ローラ１０の仕切板との対向面、
１１ｃ…ローラ１１の仕切板との対向面、１５…表面処
理層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三品将利栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者石神一也栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の偏心部を有するクランク軸と、前記
偏心部に嵌入される複数ローラと、複数のシリンダと、
前記複数のシリンダの間に狭持される仕切板と、前記複
数のシリンダと前記仕切板を積み重ねたものの両端に側
壁を兼ねた主軸受および副軸受とからなり、前記クラン
ク軸の回転に伴い、前記複数のシリンダの内側を前記ロ
ーラが回転することにより構成される圧縮機構部と、前
記クランク軸に直結された電動機部を密閉容器内に収納
したロータリ圧縮機において、前記仕切板の少なくとも１つのシリンダとの対向面に表
面処理を施したことを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項２】前記仕切板に表面処理する部位をシリンダ
の内径より内側の範囲のみに施した請求項１に記載のロ
ータリ圧縮機。
【請求項３】前記仕切板の表面処理として、初期馴染み
性の良いリン酸塩被膜処理を施した請求項１または請求
項２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】前記仕切板の表面処理として、初期馴染み
性の良いリン酸塩被膜処理の上に、さらに自己潤滑性に
優れた二硫化モリブデン処理を施した請求項１または請
求項２に記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】請求項１，２，３または４に記載の前記圧
縮機を搭載した冷凍・空調システム。