JPWO2006073048A1 - 冷凍サイクル装置及びロータリ式密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

ロータリ式密閉型圧縮機（Ｃ）における一方の圧縮機構部（２）に対し負荷の大小に応じて通常の圧縮運転と運転停止とに切換える圧力切換え機構（Ｋ）を備え、圧力切換え機構（Ｋ）は中途部に開閉弁（３１）を備え冷凍サイクルの高圧側と第２の吸込み管（１６ｂ）とを連通する分岐管（３０）と、アキュームレータ（１７）内で吸込み管端部に接続される補助吸込み管（３５）と、補助吸込み管（３５）もしくは吸込み管（１６ｂ）のいずれか一方に装着されアキュームレータ（１７）内への冷媒の逆流を阻止する逆止弁（３６）と、吸込み管（１６ｂ）もしくは補助吸込み管（３５）をアキュームレータ（１７）に取付け保持するガイドパイプ（３４）とを具備する。

Description

本発明は、複数組あるうちの一方の圧縮機構部を、負荷の大小に応じて、運転もしくは運転中止をなすよう切換え可能とするロータリ式密閉型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置及びロータリ式密閉型圧縮機に関する。

一般的なロータリ式密閉型圧縮機の構成は、密閉ケース内に電動機部及び、この電動機部と連結されるロータリ式の圧縮機構部を収容しており、圧縮機構部で圧縮したガスを一旦密閉ケース内に吐出する、ケース内高圧形となっている。

上記圧縮機構部は、シリンダに形成されるシリンダ室に偏心ローラが収容され、ベーンの先端縁が常に偏心ローラの周面に弾性的に当接する。シリンダ室はベーンによって二室に区分され、一室側に吸込み部が連通され、他室側に吐出部が連通される。吸込み部には吸込み管が接続され、吐出部は密閉ケース内に開口される。

近年、上記圧縮機構部を上下に２組備えた、２シリンダタイプのロータリ式密閉型圧縮機が標準化されつつある。このような圧縮機において、常時圧縮運転をなす圧縮機構部と、負荷の大小に応じて圧縮運転と運転停止との切換えを可能とする圧縮機構部を備えることができれば、仕様が拡大されて有利となる。

例えば、特開平１−２４７７８６号公報（特許文献１）には、シリンダ室を２室備えた圧縮機であって、必要に応じていずれか一方のシリンダ室のベーンをローラから強制的に離間保持するとともに、そのシリンダ室を高圧化して圧縮作用を中断させる高圧導入手段を備えたことを特徴とする技術が開示されている。

また、特許第２８０３４５６号公報（特許文献２）には、密閉容器内から吸込み管へ、高圧導入手段としてのバイパス通路を設けた圧縮機であって、一方のシリンダ室では圧縮作用をなさない休筒運転時も、ベーンがローラに弾性部材の作用で接触しており、常時、圧縮室はベーンによって仕切られた技術が開示されている。

ところで、上述した特許文献１の圧縮機は機能的には優れているが、高圧導入手段を構成するために、一方のシリンダ室と密閉ケース内とを連通する高圧導入孔を設け、冷凍サイクルに二段絞り機構を設け、この絞り機構の中間部から分岐して一方側のベーン室に連通し、中途部に電磁開閉弁を備えたバイパス冷媒管を設けてなる。

すなわち、圧縮機に対して高圧導入手段をなすための孔明け加工が必要であるとともに、冷凍サイクル上の絞り装置を二段絞り機構としなければならない。さらに、この二段絞り機構とシリンダ室との間にバイパス冷媒管を接続するなど、構成が複雑化してコストに悪影響がある。

また、特許文献２の圧縮機では、密閉容器に吐出側と吸込み側をバイパスするバイパス管の接続工程が必要となってコストに悪影響があり、かつ休筒運転時においても常時ベーンがローラに弾性的に接触していることにより、多少の圧縮仕事の存在や、摺動ロスにより効率が低下してしまう不具合がある。

そして、いずれの技術においても、高圧導入手段を作用させて所定の圧縮機構部に高圧を導入したとき、圧縮機に接続する吸込み管からアキュームレータへ高圧冷媒が逆流する虞れがあるが、いずれの特許文献においても具体的な逆流防止の構造についての記載がない。

本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、ロータリ式密閉型圧縮機を構成する一方の圧縮機構部に対し、圧力切換え手段を備えて負荷の大小に応じて圧縮運転と運転停止とに切換え可能とするとともに、アキュームレータへの冷媒の逆流を阻止し、かつ圧力切換え手段の取付けにあたって熱的悪影響を防止して信頼性を保持する冷凍サイクル装置及びロータリ式密閉型圧縮機を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため本発明は、密閉ケース内に、電動機部と複数組のロータリ式圧縮機構部を収容してなり、アキュームレータから吸込み管を介して冷媒を各圧縮機構部に吸込み圧縮したあと密閉ケース内空間を介して吐出するロータリ式密閉型圧縮機と、このロータリ式密閉型圧縮機と冷媒管を介して連通される冷凍サイクル構成部品とから構成される冷凍サイクル回路と、ロータリ式密閉型圧縮機における一方の圧縮機構部に対し負荷の大小に応じて低圧ガスを導いて通常の圧縮運転を行わせもしくは高圧ガスを導いて圧縮運転を停止させるよう切換える圧力切換え手段とを具備し、上記圧力切換え手段は、一端部が電磁開閉弁を介して冷凍サイクルの高圧側に接続され他端部がアキュームレータと一方の圧縮機構部とを連通する吸込み管に接続される分岐管と、吸込み管の上記アキュームレータ内に突出する端部に接続される補助吸込み管と、補助吸込み管もしくは吸込み管のいずれか一方に装着されアキュームレータ内への冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、吸込み管もしくは補助吸込み管をアキュームレータに取付け保持するガイドパイプとを具備する。

また、密閉ケース内に、電動機部及び、この電動機部と連結される複数組のロータリ式圧縮機構部を収容してなり、上記密閉ケース外に設けられたアキュームレータからそれぞれ吸込み管を介して冷媒を上記各圧縮機構部に吸込み、各圧縮機構部において圧縮したあと密閉ケース内空間を介して吐出するロータリ式密閉型圧縮機において、一端部が電磁開閉弁を介して冷凍サイクルの高圧側に接続され、他端部が上記アキュームレータと一方の圧縮機構部とを連通する吸込み管に接続される分岐管と、上記吸込み管の上記アキュームレータ内に突出する端部に接続される補助吸込み管と、この補助吸込み管もしくは上記吸込み管のいずれか一方に装着され、アキュームレータ内への冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、上記吸込み管もしくは補助吸込み管をアキュームレータに取付け保持するガイドパイプとを有する圧力切換え手段を具備する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るロータリ式密閉型圧縮機の縦断面図と、冷凍サイクル構成図である。 図２は、同実施の形態に係る第１のシリンダと第２のシリンダを分解した斜視図である。 図３Ａは、同実施の形態に係る第２の吸込み管の一部を断面にした正面図である。 図３Ｂは、同第２の吸込み管の側面図である。 図４Ａは、同第２の吸込み管と分解した逆止弁及び補助吸込み管を一部切欠して示す正面図である。 図４Ｂは、同実施の形態に係る第２の吸込み管、逆止弁及び補助吸込み管を組み立てた状態を一部切欠して示す正面図である。 図４Ｃは、同実施の形態に係る分岐管の一部の正面図である。 図５は、同実施の形態に係るサブ組立て体の正面図である。 図６Ａは、同実施の形態に係るアキュームレータの分解図である。 図６Ｂは、同実施の形態に係るアキュームレータの組立て図である。

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。

図１は、冷凍サイクル装置を構成するロータリ式密閉型圧縮機Ｃの断面図及び冷凍サイクル回路Ｒの構成図である。

はじめにロータリ式密閉型圧縮機Ｃから説明すると、１は密閉ケースであって、この密閉ケース１内の下部には圧縮機構部２が設けられ、上部には電動機部３が設けられる。これら電動機部３と圧縮機構部２とは回転軸４を介して連結される。

上記電動機部３は、例えばブラシレスＤＣ同期モータ（ＡＣモータもしくは商用モータでもよい）が用いられていて、密閉ケース１の内面に固定されるステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して配置され、かつ上記回転軸４が介挿されるロータ６とから構成される。そして、電動機部３は運転周波数を可変するインバータと、このインバータを制御する制御部（いずれも図示しない）に電気的に接続される。

上記圧縮機構部２は、回転軸４の下部に、中間仕切り板７を介して上下に配設される第１のシリンダ８Ａと、第２のシリンダ８Ｂを備えている。これら第１、第２のシリンダ８Ａ，８Ｂは、互いに外形形状寸法が相違し、かつ内径寸法が同一となるよう設定されている。

第１のシリンダ８Ａの外径寸法は密閉ケース１の内径寸法よりも僅かに大に形成され、密閉ケース１内周面に圧入されたうえに、密閉ケース１外部からの溶接加工によって位置決め固定される。第１のシリンダ８Ａの上面部には主軸受９が重ね合わされ、バルブカバーａとともに取付けボルトを介してシリンダ８Ａに取付け固定される。第２のシリンダ８Ｂの下面部には副軸受１１が重ね合わされ、バルブカバーｂとともに取付けボルトを介して第１のシリンダ８Ａに取付け固定される。

上記中間仕切板７及び副軸受１１の外径寸法は第２のシリンダ８Ｂの内径寸法よりもある程度大であり、しかもこのシリンダ８Ｂの内径位置がシリンダ中心からずれている。そのため、第２のシリンダ８Ｂの外周一部は中間仕切板７及び副軸受１１の外径よりも径方向に突出している。

一方、上記回転軸４は、中途部と下端部が上記主軸受９と上記副軸受１１に回転自在に枢支される。さらに回転軸４は各シリンダ８Ａ，８Ｂ内部を貫通するとともに、略１８０°の位相差をもって形成される２つの偏心部４ａ，４ｂを一体に備えている。各偏心部４ａ，４ｂは互いに同一直径をなし、各シリンダ８Ａ，８Ｂ内径部に位置するよう組立てられる。各偏心部４ａ，４ｂの周面には、互いに同一直径をなす偏心ローラ１３ａ，１３ｂが嵌合される。

上記第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂは、中間仕切り板７と主軸受９及び副軸受１１で上下面が区画され、内部に第１のシリンダ室１４ａと第２のシリンダ室１４ｂが形成される。各シリンダ室１４ａ，１４ｂは互いに同一直径及び高さ寸法に形成され、上記偏心ローラ１３ａ，１３ｂがそれぞれ偏心回転自在に収容される。

各偏心ローラ１３ａ，１３ｂの高さ寸法は、各シリンダ室１４ａ，１４ｂの高さ寸法と同一に形成される。したがって、偏心ローラ１３ａ，１３ｂは互いに１８０°の位相差があるが、シリンダ室１４ａ，１４ｂで偏心回転することにより、同一の排除容積に設定される。

図２は、第１のシリンダ８Ａと第２のシリンダ８Ｂを分解して示す斜視図である。
各シリンダ８Ａ，８Ｂには、シリンダ室１４ａ，１４ｂと連通するベーン室２２ａ，２２ｂが設けられている。各ベーン室２２ａ，２２ｂには、ベーン１５ａ，１５ｂがシリンダ室１４ａ，１４ｂに対して突没自在に収容される。上記ベーン室２２ａ，２２ｂは、ベーン１５ａ，１５ｂの両側面が摺動自在に移動できるベーン収納溝２３ａ，２３ｂと、各ベーン収納溝２３ａ，２３ｂ端部に一体に連設されベーン１５ａ，１５ｂの後端部が収容される縦孔部２４ａ，２４ｂとからなる。

上記第１のシリンダ８Ａには、外周面とベーン室２２ａとを連通する横孔２５が設けられ、ばね部材２６が収容される。ばね部材２６は、ベーン１５ａの背面側端面と密閉ケース１内周面との間に介在され、ベーン１５ａに弾性力（背圧）を付与して、この先端縁を偏心ローラ１３ａに接触させる圧縮ばねである。

上記第２のシリンダ８Ｂ側のベーン室２２ｂにはベーン１５ｂ以外に何らの部材も収容されていないが、後述するようにベーン室２２ｂに対する設定環境と、後述する圧力切換え機構（手段）Ｋの作用に応じて、ベーン１５ｂの先端縁を上記偏心ローラ１３ｂに接離させるようになっている。各ベーン１５ａ，１５ｂの先端縁は平面視で半円状に形成されており、平面視で円形状の偏心ローラ１３ａ，１３ｂ周壁に偏心ローラ１３ａの回転角度にかかわらず線接触できる。

偏心ローラ１３ａ，１３ｂがシリンダ室１４ａ，１４ｂの内周壁に沿って偏心回転したとき、ベーン１５ａ，１５ｂはベーン収納溝２３ａ，２３ｂに沿って往復運動し、かつベーン後端部が縦孔部２４ａ，２４ｂから進退自在となる作用ができる。上述したように、上記第２のシリンダ８Ｂの外形寸法形状と、中間仕切板７及び副軸受１１の外径寸法との関係から、第２のシリンダ８Ｂの外形一部は密閉ケース１内に露出する。
この密閉ケース１への露出部分が上記ベーン室２２ｂに相当するように設計されており、したがってベーン室２２ｂ及びベーン１５ｂ後端部はケース内圧力を直接的に受けることになる。特に、第２のシリンダ８Ｂ及びベーン室２２ｂは、それ自体が固定構造物であるからケース内圧力を受けても何らの影響もないが、ベーン１５ｂはベーン室２２ｂに摺動自在に収容され、かつ後端部がベーン室２２ｂの縦孔部２４ｂに位置するので、ケース内圧力を直接的に受ける。

そしてさらに、上記ベーン１５ｂの先端部が第２のシリンダ室１４ｂに対向しており、ベーン先端部はシリンダ室１４ｂ内の圧力を受ける。結局、上記ベーン１５ｂは先端部と後端部が受ける互いの圧力の大小に応じて、圧力の大きい方から圧力の小さい方向へ移動するよう構成されている。

各シリンダ８Ａ，８Ｂには上記取付けボルトが挿通する、もしくは螺挿される取付け用孔もしくはねじ孔が設けられるとともに、第１のシリンダ８Ａのみ円弧状のガス通し用孔部２７が設けられている。特に、上記第２のシリンダ８Ｂ側のベーン室２２ｂに、シリンダ室１４ｂに導かれる吸込み圧力と、ベーン室２２ｂに導かれる密閉ケース１内圧力との差圧よりも小さい力で、ベーン１５ｂを偏心ローラ１３ｂから引き離す方向に付勢する保持機構１０が設けられる。

上記保持機構１０は、永久磁石、電磁石もしくは弾性体のいずれかを用いればよい。なお説明すると、保持機構１０は第２のシリンダ室１４ｂにかかる吸込み圧力とベーン室２２ｂにかかる密閉ケース１内圧力との差圧よりも小さい力で、上記ベーン１５ｂを偏心ローラ１３ｂから引き離す方向に付勢保持する。

保持機構１０として永久磁石を備えることにより、常に所定の力でベーン１５ｂを磁気吸引する。あるいは、永久磁石に代って電磁石を備え、必要に応じて磁気吸引するようにしてもよい。あるいは、保持機構１０は弾性体である引張りばねとする。この引張りばねの一端部をベーン１５ｂの背面端部に掛止して、常に所定の弾性力で引張り付勢するようにしてもよい。

再び図１に示すように、上記ロータリ式密閉型圧縮機Ｃを構成する密閉ケース１の上端部には、圧縮ガスの吐出部である冷媒管１８が接続される。この冷媒管１８には、四方切換え弁１９を介して室外熱交換器２０と膨張機構である電子膨張弁２１と、室内熱交換器２２を介してアキュームレータ１７に接続され、これらで冷凍サイクル回路Ｒが構成される。

アキュームレータ１７底部には、ロータリ式密閉型圧縮機Ｃと連通する第１の吸込み管１６ａ及び第２の吸込み管１６ｂが接続される。第１の吸込み管１６ａは密閉ケース１と第１のシリンダ８Ａ側部を貫通し、第１のシリンダ室１４ａ内に直接連通する。第２の吸込み管１６ｂは密閉ケース１を介して第２のシリンダ８Ｂ側部を貫通し、第２のシリンダ室１４ｂ内に直接連通する。

このように構成される冷凍サイクル回路Ｒにおいて、上記ロータリ式密閉型圧縮機Ｃの運転切換えをなすための圧力切換え機構（手段）Ｋが設けられている。以下、圧力切換え機構Ｋについて詳述する。

この圧力切換え機構Ｋは、分岐管３０を備えていて、中途部には電磁開閉弁３１が設けられる。上記分岐管３０は、一端が圧縮機Ｃと四方切換え弁１９とを連通する冷媒管１８の中途部に接続され、他端が上記電磁開閉弁３１に接続される第１の分岐管３０Ａと、一端が電磁開閉弁３１に接続され、他端が上記第２のシリンダ室１４ｂとアキュームレータ１７を連通する第２の吸込み管１６ｂの中途部に接続される第２の分岐管３０Ｂとからなる。第２の分岐管３０Ｂの中途部は、支持具３２を介してアキュームレータ１７に取付け支持されている。

上記電磁開閉弁３１は、上記制御部からの電気信号に応じて開閉制御されるようになっている。すなわち、冷媒管１８から分岐管３０を介して第２の吸込み管１６ｂへ冷媒を導通させ、もしくは冷媒の流通を遮断する。

上記第２の分岐管３０Ｂの他端部は、上記第２の吸込み管１６ｂの中途部に設けられる接続口体３３に接続される。そして、上記第２の吸込み管１６ｂ自体、上記アキュームレータ１７に取付けられるガイドパイプ３４に挿入され、かつガイドパイプ３４の下端ｃにおいてロー付け等の接続加工が施されている。

上記補助吸込み管３５と、アキュームレータ１７貫通部における第２の吸込み管１６ｂ及びガイドパイプ３４は互いに垂直状に形成され、補助吸込み管３５はアキュームレータ１７内において上記第１の吸込み管１６ａと並設され、かつ互いの上端位置（高さ）が一致するよう揃えられる。

上記第２の吸込み管１６ｂ内には逆止弁３６が挿入され、装着される。この逆止弁３６は、後述するように補助吸込み管３５から第２の吸込み管１６ｂ及び分岐管３０との接続口体３３部分への冷媒の流れを許容し、逆に、第２の吸込み管１６ｂから補助吸込み管３５を介してアキュームレータ１７内への冷媒の流れを遮断する機能を有する。

このようにして、第２のシリンダ室１４ｂに接続される第２の吸込み管１６ｂ、分岐管３０、電磁開閉弁３１、ガイドパイプ３４、補助吸込み管３５及び逆止弁３６とで圧力切換え機構Ｋが構成される。後述するように、圧力切換え機構Ｋの切換え作動に応じて、第２のシリンダ８Ｂに備えられる第２のシリンダ室１４ｂに低圧である吸込み圧もしくは高圧である吐出圧が導かれるようになっている。

なお、この圧力切換え機構Ｋの構成及び組立てと、アキュームレータ１７の組立て及び、アキュームレータ１７への圧力切換え機構Ｋの取付けについては、さらに後述する。

つぎに、上述のロータリ式密閉型圧縮機Ｃを備えた冷凍サイクル装置の作用について説明する。

（１）通常運転（全能力運転）を選択した場合：
圧力切換え機構Ｋを構成する電磁開閉弁３１を閉成したうえで、インバータを介して電動機部３へ運転信号が送られ、回転軸４が回転駆動される。圧縮機構部２において、偏心ローラ１３ａ，１３ｂは各シリンダ室１４ａ，１４ｂ内で偏心回転を行う。第１のシリンダ８Ａでは、ベーン１５ａがばね部材２６によって常に弾性的に押圧付勢されるところから、ベーン１５ａの先端縁が偏心ローラ１３ａ周壁に摺接して第１のシリンダ室１４ａ内を吸込み室と圧縮室に二分する。

偏心ローラ１３ａのシリンダ室１４ａ内周面転接位置とベーン収納溝２３ａが一致し、ベーン１５ａが最も後退した状態で、このシリンダ室１４ａの空間容量が最大となる。冷媒ガスはアキュームレータ１７から第１の吸込み管１６ａを介して第１シリンダ室１４ｄに吸込まれ充満する。偏心ローラ１３ａの偏心回転にともなって、偏心ローラの第１のシリンダ室１４ａ内周面に対する転接位置が移動し、このシリンダ室１４ａの区画された圧縮室の容積が減少する。すなわち、先に第１のシリンダ室１４ａに導かれたガスが徐々に圧縮される。

回転軸４が継続して回転され、第１のシリンダ室１４ａの圧縮室容量がさらに減少してガスが圧縮され、所定圧まで上昇したところで図示しない吐出弁が開放する。高圧ガスはバルブカバーａを介して密閉ケース１内に吐出され充満する。そして、密閉ケース上部の冷媒管１８から吐出され、四方切換え弁１９を介して例えば室外熱交換器２０に導かれる。

一方、圧力切換え機構Ｋにおける電磁開閉弁３１が閉成されているので、第２のシリンダ室１４ｂに吐出圧（高圧）が導かれることはない。アキュームレータ１７で気液分離された低圧の蒸発冷媒が補助吸込み管３５と逆止弁３７及び第２の吸込み管１６ｂを介して第２のシリンダ室１４ｂに導かれる。

したがって、第２のシリンダ室１４ｂは吸込み圧（低圧）雰囲気となる一方で、ベーン室２２ｂが密閉ケース１内に露出して吐出圧（高圧）下にある。上記ベーン１５ｂにおいては、その先端部が低圧条件となり、かつ後端部が高圧条件となって、前後端部で差圧が存在する。

この差圧の影響で、保持機構１０の保持力に抗してベーン１５ｂの先端部が偏心ローラ１３ｂに摺接するように押圧付勢される。すなわち、第１のシリンダ室１４ａ側のベーン１５ａがばね部材２６により押圧付勢され圧縮作用が行われるのと全く同様の圧縮作用が、第２のシリンダ室１４ｂでも行われる。

結局、ロータリ式密閉型圧縮機Ｃにおいては、第１のシリンダ室１４ａと、第２のシリンダ室１４ｂとの両方で圧縮作用がなされる、全能力運転が行われる。密閉ケース１から冷媒管１８を介して吐出される高圧ガスは、室外熱交換器２０に導かれて凝縮液化し、電子膨張弁２１で断熱膨張し、室内熱交換器２３で熱交換空気から蒸発潜熱を奪って冷房作用をなす。そして、蒸発したあとの冷媒はアキュームレータ１７に導かれて気液分離され、再び第１、第２の吸込み管１６ｂ，１６ｂから圧縮機Ｃにおけるそれぞれのシリンダ室１４ａ，１４ｂに吸込まれて上述の経路を循環する。

（２）特別運転（能力半減運転）を選択した場合：
特別運転（圧縮能力を半減する運転）を選択すると、圧力切換え機構Ｋの電磁開閉弁３１が開放される。電動機部３に通電して回転軸４が回転駆動されると、第１のシリンダ室１４ａにおいては上述したように通常の圧縮作用がなされ、密閉ケース１内に吐出された高圧ガスが充満してケース内高圧となる。

冷媒管１８から吐出される高圧ガスの一部が分岐管３０に分流され、開放された電磁開閉弁３１及び第２の吸込み管１６ｂを介して第２のシリンダ室１４ｂ内に直接、導入される。なお、一部の高圧冷媒は第２の吸込み管１６ｂからアキュームレータ１７方向へ逆流しようとするが、逆止弁３６によってアキュームレータ１７内への逆流が阻止される。

上記第２のシリンダ室１４ｂが吐出圧（高圧）雰囲気にある一方で、ベーン室２２ｂはケース内高圧と同一の状況下にあることには変りがない。そのため、第２のシリンダ室１４ｂに備えられるベーン１５ｂは前後端部とも高圧の影響を受けていて、前後端部において差圧が存在しない。ベーン１５ｂはローラ１３ｂ外周面から離間した位置で移動することなく停止状態を保持し、第２のシリンダ室１４ｂでの圧縮作用は行われない。結局、第１のシリンダ室１４ａでの圧縮作用のみが有効であり、能力を半減した運転がなされることになる。

また、第２のシリンダ室１４ｂの内部は高圧となっているので、密閉ケース１内から第２のシリンダ室１４ｂ内への圧縮ガスの漏れは発生せず、それによる損失も発生しない。したがって、圧縮効率の低下なしに能力を半分にした運転が可能となる。

例えば、圧縮機構部２の排除容積を半減させた能力になるように回転数を調整する場合と比較して、上述の能力半減運転を採用することにより通常の運転と同一の高回転を保持した状態で行うことができて圧縮効率の向上を得られる。

そして、圧縮機構部２における潤滑性により定まる最低回転数による最小能力を、排除容積を半減可変することにより下げることができ、最小能力を拡大してきめの細かい温度・湿度制御が可能な冷凍サイクル装置を提供できる。圧縮機Ｒ内ではベーン１５ｂを付勢するばね部材を省略するだけの単純な構造で容量可変が可能となり、コスト的に有利であり、製造性に優れ、かつ高効率が得られる。

最大能力の必要時には２シリンダ運転により所定能力を確保し、１台の圧縮機で幅広い能力を確保できる。すなわち、電磁開閉弁３１を運転モードに応じて開閉制御することにより、容易に必要な能力を得られる。

つぎに、圧力切換え機構Ｋの構成及び組立てと、アキュームレータ１７の組立て、及び圧力切換え機構Ｋのアキュームレータ１７への取付けについて、詳述する。

図３は第２の吸込み管１６ｂの一部断面図と下面図、図４は第２の吸込み管１６ｂと補助吸込み管３５及び逆止弁３６の構成と組立てを説明する図、図５は第２の吸込み管１６ｂと補助吸込み管３５及び逆止弁３６の組立てられた拡大図、図６はアキュームレータ１７の組立て説明図と、組立てられたアキュームレータ１７の一部断面図である。

はじめに、図３から第２の吸込み管１６ｂについて説明する。

上記第２の吸込み管１６ｂは、上記ガイドパイプ３４を介してアキュームレータ１７に接続される部分と、上記密閉ケース１を貫通して第２のシリンダ８Ｂに形成される第２のシリンダ室１４ｂに連通する部分とからなる。アキュームレータ１７に接続される部分は垂直に向けられ、第２のシリンダ室１４ｂに連通する部分は水平に向けられていて、中途部が略９０°折り曲げられる。

そして、第２の吸込み管１６ｂの９０°折曲げ部分には曲げ部３７が形成される。上記曲げ部３７は、水平方向への延出部分よりも下方に突出（距離：Ｈ）してＲ状に形成されていて、この曲げ部３７に上記接続口体３３が設けられる。接続口体３３の位置は、曲げ部３７の曲げ中心点Ｏから水平方向に引いた線Ｌを中心にして上下に４５°づつ振り分けた範囲内に設定される。

すなわち、加工順序として第２の吸込み管１６ｂは、はじめ直状の状態であり、先に上記接続口体３３を、例えば油圧を用いたバルジ加工もしくはバーリング加工によって形成する。図３Ｂのみに示すように、接続口体３３の基端に形成される段部３３ｄは、接続口体３３を設けたあと、後加工として成形する。

つぎに、第２の吸込み管１６ｂに曲げ加工を施して、曲げ部３７を形成する。このとき、上記接続口体３３を上述した位置に設けていれば、曲げ部３７を加工する際の影響が接続口体３３に及ぶことがなく、変形の発生がない。

また、第２の吸込み管１６ｂの垂直方向へ延出される部分は拡管形成されていて、この拡管部３８は上記接続口体３３の上端から少なくともα（２ｍｍ）分だけは離間した位置に設けられる。上記拡管部３８は、接続口体３３と同時にバルジ加工で形成することができ、上記α寸法離間した状態で拡管加工をなせば、拡管加工の影響が接続口体３３に及ぶことがなく、変形の発生がない。

このような第２の吸込み管１６ｂであり、上記曲げ部３７を備えてアキュームレータ１７に取付けることにより、アキュームレータ１７の取付け位置を突出分Ｈだけ低くすることができる。すなわち、圧縮機Ｃと一体的に組み合わされるアキュームレータ１７の取付け高さを低くして、コンパクト化を図ることができる。

特に図４Ａに示すように、逆止弁３６は、ボール状の弁体４０と、この弁体４０を収容する弁ホルダ４１と、この弁ホルダ４１を保持し、下端部が前座部ｋを構成する弁筐４２とから構成される。上記弁ホルダ４１は薄い板材を折曲加工してなり、下端には図示しない弁孔が設けられている。上記弁体４０は弁ホルダ４１内に上下方向のみに変位自在に収容され、その位置に応じて上記弁孔を開閉するようになっている。

弁ホルダ４１の上端は開口されるとともに、内側に折曲された片部ｆを備えている。この片部ｆが上記弁筐４２側面に設けられる掛止部ｇに引掛けられ、弁ホルダ４１は弁筐４２に吊持状態となる。このようにして構成される逆止弁３６は、外径寸法が上記第２の吸込み管１６ｂに形成される拡管部３８にタイトな状態で挿入可能に設定されている。

弁筐４２の上端部には、上記補助吸込み管３５の拡管加工された下端ｍが挿入される位置決め用段部ｈが設けられ、さらに孔部ｉが連設される。したがって、弁筐４２には、上端の位置決め用段部ｈから下端面に亘る中心軸に沿って孔部ｉが貫通して設けられる。なお、図４Ａでは第２の吸込み管１６ｂの水平部分を直状に図示しており、上述の曲げ部３７は省略している。

図４Ｂに示すように、予め組立てられた逆止弁３６が第２の吸込み管１６ｂの拡管部３８内に収容され、拡管部３８上端に補助吸込み管３５の下端ｍが接続される。具体的には、弁体４０を弁ホルダ４１内に挿入し、かつ弁ホルダ４１を弁筐４２に掛止して逆止弁３６を組立て、上記弁筐４２の位置決め用段部ｈに補助吸込み管３５の拡管形成した下端ｍを挿入する。

そのうえで、逆止弁３６を第２の吸込み管１６ｂの拡管部３８上端から挿入する。上述したように、逆止弁３６外径と拡管部３８内径とはタイトに寸法設定されているので、逆止弁３６が拡管部３８下端までストレートに落下することはない。逆止弁３６上端と第２の吸込み管１６ｂ上端との位置が一致したところで、逆止弁３６の拡管部３８に対する挿入を停止する。

このあと、拡管部３８上端と逆止弁３６上端及び補助吸込み管３５下端ｍが同一位置となる連結部ｄに対して、例えば高周波ロー付け加工をなす。したがって、第２の吸込み管１６ｂ上端と逆止弁３６上端及び補助吸込み管３５下端ｍが一体に連結される。

逆止弁３６における弁筐４２の弁座部ｋの上記ロー付け加工による熱変形を防止するため、ロー付け部（連結部ｄ）の下方を水没させる等の冷却手段により、冷却しながらロー付け加工を行なうことが望ましい。冷却手段としては、水没させること以外に内部に水や不活性ガスを流しても良い。

図４Ｃに示すように、第２の分岐管３０Ｂが用意される。この第２の分岐管３０Ｂのほとんど大部分は垂直状態であり、下部において斜めに傾斜し、下端部において水平方向に折曲される。この水平端部は第２の吸込み管１６Ｂに設けられる接続口体３３に挿入のうえ、高周波ロー付け加工により接続される。

このとき、接続口体３３に段部３３ｄが形成されているので、第２の分岐管３０Ｂ端部を接続口体３３に挿入し、かつ段部３３ｄに突き当てることで、第２の分岐管３０Ｂの位置決めと、ロー付けの際の位置ずれ発生がない。

そして、第２の吸込み管１６ｂにおける接続口体３３の位置は、既に拡管部３８に組み込まれる逆止弁３６の弁座部ｋから遠く離間しているので、第２の分岐管３０Ｂと接続口体３３とのロー付け加工の際の熱影響が及ばずにすむ。なお、熱影響が考えられる場合は、内部に窒素ガス等の不活性ガスを流しながらロー付け加工を行うことが望ましい。
以上の加工成形により、図５に示すように、第２の吸込み管１６ｂに逆止弁３６を収容し、かつ補助吸込み管３５と第２の分岐管３０Ｂを上述したように接続して一体化したサブ組立て体４３が得られる。

一方、アキュームレータ１７は、図６Ａ、図６Ｂに示すように、軸方向の略中間部にフィルタ組立て４５が嵌め込まれたうえで、一体に接続加工される上カップ１７Ａと下カップ１７Ｂとから構成される。上カップ１７Ａには、上記圧縮機Ｃから室外熱交換器２０など各冷凍サイクル構成機器を介して延出される冷媒管１８が接続される。下カップ１７Ｂには、第１の吸込み管１６ａ及びガイドパイプ３４が一部をアキュームレータ１７内に挿入した状態で取付けられる。

すなわち、上記第１の吸込み管１６ａは、垂直部分と水平部分との略Ｌ字状に折曲形成されている。直状部分が下カップ１７Ｂを貫通し、上端部がアキュームレータ１７内のフィルタ組立て４５内まで延出される。下カップ１７Ｂから下方に突出する部分は、上記圧縮機Ｃに向かって水平方向に延出される。

上記ガイドパイプ３４は、一部がアキュームレータ１７の内部へ挿入され、他の一部はアキュームレータ１７から下方に突出する。アキュームレータ１７内の上端開口部ｎは、予め内側に折曲され開口量が絞られている。

上記アキュームレータ１７に対して冷媒管１８と第１の吸込み管１６ａ及びガイドパイプ３４のいずれも、アキュームレータ１７の貫通部周面に沿ってロー付け加工され、アキュームレータ１７の密封状態が損なわれることはない。以上でアキュームレータ１７の組立てが完了する。

そして、組立てられたアキュームレータ１７におけるガイドパイプ３４の下方部位に第２の吸込み管１６ｂ等からなる上記サブ組立て体４３を対向し、補助吸込み管３５上端をガイドパイプ３４下端に宛がって、補助吸込み管３５をガイドパイプ３４内に挿入する。

そのままサブ組立て体４３を上方へ移動することで、補助吸込み管３５全体がガイドパイプ３４内に挿入され、かつガイドパイプ３４の絞られた上端開口部ｎに補助吸込み管３５と逆止弁３６及び第２の吸込み管１６ｂのロー付け位置ｄが当接し、それ以上の上昇が規制される。

アキュームレータ１７内において補助吸込み管３５は垂直に立位し、上記第１の吸込み管１６ａと並行で、かつ互いの上端位置が略一致する。また、ガイドパイプ３４内に第２の吸込み管１６ｂの拡管部３８が嵌め込まれ、ガイドパイプ３４の下端と拡管部３８の下端位置が略一致する。

そして、サブ組立て体４３の位置を仮保持して、ガイドパイプ３４下端と拡管部３８下端との周面（図１の符号ｃの部分）に沿ってロー付け加工をなす。第２の吸込み管１６ｂ（サブ組立て体４３）は、ガイドパイプ３４を介してアキュームレータ１７に取付けられることとなり、逆止弁３６を備えた第２の吸込み管１６ｂのアキュームレータ１７への取付けが完了する。このロー付け位置と逆止弁３６の弁座部ｋは１０ｍｍ以上離間させることが望ましく、さらに２０ｍｍ以上離間させることが好ましい。また、内部に窒素ガス等の不活性ガスを流しながらロー付け加工を行ない、酸化防止を図るとともに、冷却を図ることが望ましい。

上記逆止弁３６は、アキュームレータ１７とは別体にして製作されているので、アキュームレータ１７を組立てる際の直接の熱影響を受けずにすむ。そして、逆止弁３６は第２の吸込み管１６ｂと補助吸込み管３５とのロー付けの位置ｄ及び、第２の分岐管３０Ｂと第２の吸込み管１６ｂに設けられる接続口体３３とのロー付け位置からも離間しているので、熱影響が小さく、また、冷却手段による冷却を行ないながらろう付け加工を行なうことが可能である。したがって、逆止弁３６の組立て精度が高く保持され、極めて円滑に作用する。

なお、上記実施の形態では、第２の吸込み管１６ｂに拡管部３８を形成して逆止弁３６を収容するようにしたが、これに限定されるものではなく、補助吸込み管３５内に逆止弁を収容するような構成であってもよい。また、第１の分岐管３０Ａの一端は、密閉ケースに接続するようにしても良い。

さらに、本発明においては上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。

本発明によれば、負荷の大小に応じて運転切換えをなして使用範囲の拡大化を図り、アキュームレータへの冷媒の逆流を確実に阻止して冷凍サイクル効率の向上化を得られ、かつ熱的悪影響を防止して信頼性を保持する等の効果を奏する。

Claims (5)

1. 密閉ケース内に、電動機部及び、この電動機部と連結される複数組のロータリ式圧縮機構部を収容してなり、上記密閉ケース外に設けられたアキュームレータからそれぞれ吸込み管を介して冷媒を上記各圧縮機構部に吸込み、各圧縮機構部において圧縮したあと密閉ケース内空間を介して吐出するロータリ式密閉型圧縮機と、
   このロータリ式密閉型圧縮機と、冷媒管を介して連通される冷凍サイクル構成部品とから構成される冷凍サイクル回路と、
   上記ロータリ式密閉型圧縮機における一方の圧縮機構部に対し、負荷の大小に応じて、低圧ガスを導いて通常の圧縮運転を行わせ、もしくは高圧ガスを導いて圧縮運転を停止させるよう切換える圧力切換え手段とを具備し、
   上記圧力切換え手段は、
   一端部が電磁開閉弁を介して冷凍サイクルの高圧側に接続され、他端部が上記アキュームレータと一方の圧縮機構部とを連通する吸込み管に接続される分岐管と、
   上記吸込み管の上記アキュームレータ内に突出する端部に接続される補助吸込み管と、
   この補助吸込み管もしくは上記吸込み管のいずれか一方に装着され、アキュームレータ内への冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、
   上記吸込み管もしくは補助吸込み管をアキュームレータに取付け保持するガイドパイプと
   を具備することを特徴とする冷凍サイクル装置。
2. 上記吸込み管は、上記分岐管を接続するためのバルジ成形加工がなされた接続口体を備えるとともに、上記逆止弁を装着するための拡管部を備え、この拡管部に上記補助吸込み管が一体に連結されることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
3. 上記吸込み管は、上記圧縮機構部との接続部よりも下方に突出成形される曲げ部を有することを特徴とする請求項１記載の冷凍サイクル装置。
4. 上記吸込み管は、上記圧縮機構部との接続部よりも下方に突出成形される曲げ部を有することを特徴とする請求項２記載の冷凍サイクル装置。
5. 密閉ケース内に、電動機部及び、この電動機部と連結される複数組のロータリ式圧縮機構部を収容してなり、上記密閉ケース外に設けられたアキュームレータからそれぞれ吸込み管を介して冷媒を上記各圧縮機構部に吸込み、各圧縮機構部において圧縮したあと密閉ケース内空間を介して吐出するロータリ式密閉型圧縮機において、
   一端部が電磁開閉弁を介して冷凍サイクルの高圧側に接続され、他端部が上記アキュームレータと一方の圧縮機構部とを連通する吸込み管に接続される分岐管と、
   上記吸込み管の上記アキュームレータ内に突出する端部に接続される補助吸込み管と、
   この補助吸込み管もしくは上記吸込み管のいずれか一方に装着され、アキュームレータ内への冷媒の逆流を阻止する逆止弁と、
   上記吸込み管もしくは補助吸込み管をアキュームレータに取付け保持するガイドパイプとを有する圧力切換え手段
   を具備することを特徴とするロータリ式密閉型圧縮機。

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