JPWO2019111350A1 - 圧縮機、及び、冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Abstract

インナーパイプの圧力損失を低減できるアキュムレータを有する圧縮機、及び、冷凍サイクル装置を得る。圧縮機(100)は、少なくとも1つのシリンダー(31)を有する圧縮機構部(3)と、冷媒を気体と液体とに分離させるアキュムレータ(140)と、アキュムレータを構成する容器(141)内において、一端(45a)が容器内で開口し、他端(45b)が容器に設けられた開口部に接続されるインナーパイプ(44)と、一端(51a)が開口部に位置するインナーパイプと接続され、他端(51b)がシリンダーの吸入口(42)と接続され、アキュムレータと圧縮機構部とを接続する吸入管(5)と、を備え、吸入管は、インナーパイプと接続される管を構成するアキュムレータ接続部(5a)と、シリンダーの吸入口に接続される管を構成し、アキュムレータ接続部よりも細径のシリンダー接続部(5c)と、アキュムレータ接続部と連続して形成される太径の一端を有し、シリンダー接続部と連続して形成される細径の他端を構成する管であって、一端から他端にかけて連続して細径化されているテーパ部(5b)と、を有するものである。

Description

本発明は、アキュムレータを有する圧縮機、及び、当該圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
従来の圧縮機は、圧縮機を構成するシリンダーの数と同じ数の吸入管を有するアキュムレータが隣接して固定され、冷媒がアキュムレータから吸入管を介して圧縮機溝部へ供給されるものがある(例えば、特許文献1)。
特開2012−57503号公報
圧縮機は、圧力損失を低減させるために、アキュムレータ内のインナーパイプの径が大きいことが望ましい。しかし、シリンダーを有する従来のロータリー圧縮機は、アキュムレータとシリンダーとを接続する吸入管の径の大きさがシリンダーの吸入口の径の大きさに対して制限されることにより、吸入管と接続するインナーパイプの外径の大きさが制限される。そのため、インナーパイプの圧力損失の低減に制限がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、インナーパイプの圧力損失を低減できるアキュムレータを有する圧縮機、及び、冷凍サイクル装置を得るものである。
本発明に係る圧縮機は、少なくとも1つのシリンダーを有する圧縮機構部と、冷媒を気体と液体とに分離させるアキュムレータと、アキュムレータを構成する容器内において、一端が容器内で開口し、他端が容器に設けられた開口部に接続されるインナーパイプと、一端が開口部に位置するインナーパイプと接続され、他端がシリンダーの吸入口と接続され、アキュムレータと圧縮機構部とを接続する吸入管と、を備え、吸入管は、インナーパイプと接続される管を構成するアキュムレータ接続部と、シリンダーの吸入口に接続される管を構成し、アキュムレータ接続部よりも細径のシリンダー接続部と、アキュムレータ接続部と連続して形成される太径の一端を有し、シリンダー接続部と連続して形成される細径の他端を構成する管であって、一端から他端にかけて連続して細径化されているテーパ部と、を有するものである。
本発明に係る圧縮機は、吸入管が、インナーパイプと接続される管を構成するアキュムレータ接続部と、シリンダーの吸入口に接続される管を構成し、アキュムレータ接続部よりも細径のシリンダー接続部と、を有する。また、吸入管が、アキュムレータ接続部と連続して形成される太径の一端を有し、シリンダー接続部と連続して形成される細径の他端を構成する管であって、一端から他端に掛けて連続して細径化されているテーパ部を有するものである。そのため、圧縮機は、アキュムレータ内にシリンダーの吸入口の径よりも大きな管径を有するインナーパイプを備えることができ、インナーパイプの圧力損失を低減することができる。
本発明の実施の形態1に係る圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を示す概略模式図である。 本発明の実施の形態1に係る圧縮機の縦断面図である。 本発明の実施の形態1に係る圧縮機の吸入管の斜視図である。 従来の圧縮機の縦断面図である。 本発明の実施の形態2に係る圧縮機の縦断面図である。 本発明の実施の形態2に係る圧縮機の吸入管の斜視図である。 従来の圧縮機の縦断面図である。 図7の従来の圧縮機のアキュムレータの横断面模式図である。 図5の圧縮機のアキュムレータの横断面模式図である。
以下、本発明の実施の形態に係る圧縮機100、及び、冷凍サイクル装置10について図面等を参照しながら説明する。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の相対的な寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。また、理解を容易にするために方向を表す用語(例えば「上」、「下」、「右」、「左」、「前」、「後」など)を適宜用いるが、それらの表記は、説明の便宜上、そのように記載しているだけであって、装置あるいは部品の配置及び向きを限定するものではない。
実施の形態1.
[冷凍サイクル装置10]
図1は、本発明の実施の形態1に係る圧縮機100を備えた冷凍サイクル装置10を示す概略模式図である。冷凍サイクル装置10は、圧縮機100と、凝縮器110と、膨張装置120と、蒸発器130とを備えている。冷凍サイクル装置10は、図1に示すように、圧縮機100、凝縮器110、膨張装置120、蒸発器130を直列に冷媒配管で接続して冷媒循環回路を構成する。
圧縮機100は、ロータリー式の圧縮機であって、内部に取り込まれる低圧の気相冷媒を圧縮して高温高圧の気相冷媒に変化させる。圧縮機100は、アキュムレータ140を有する。凝縮器110は、圧縮機100から送り込まれる高温高圧の気相冷媒から熱を放熱させ、気相冷媒を高圧の液相冷媒に変化させる。膨張装置120は、凝縮器110から送り込まれる高圧の液相冷媒の圧力を下げ、低温低圧の液相冷媒に変化させる。蒸発器130は、膨張装置120から送り込まれる液相冷媒を気化させ、低圧の気相冷媒に変化させる。このとき、相変化する冷媒に気化熱が奪われて蒸発器130の周囲が冷却される。気化熱を奪った気相冷媒は、アキュムレータ140を介して再び圧縮機100内に取り込まれる。このように、冷凍サイクル装置10では、作動流体である冷媒が気相冷媒と液相冷媒とに相変化しながら循環している。気相冷媒から液相冷媒へ相変化する過程で冷媒から放熱され、液相冷媒から気相冷媒へ相変化する過程で冷媒に吸熱される。これら放熱又は吸熱を利用して暖房又は冷房が行われる。
[圧縮機100]
図2は、本発明の実施の形態1に係る圧縮機100の縦断面図である。圧縮機100は、密閉容器1の内部に電動機構部2及び圧縮機構部3が収納されている。また、圧縮機100は、密閉容器1の外部にアキュムレータ140を有し、密閉容器1とアキュムレータ140とを接続する吸入管5を有する。
(密閉容器1)
密閉容器1は、円筒形状の中央容器11と、中央容器11の上部の開口を塞ぐ半球状の上容器12と、中央容器11の下部の開口を塞ぐ有底円筒形状の下容器13とで構成されている。密閉容器1は、中央容器11の上方の開口部に上容器12が嵌入され、中央容器11の下方の開口部に下容器13が嵌入されて密閉状態が保たれている。中央容器11には、アキュムレータ140が取り付けられた吸入管5が接続されており、上容器12には、吐出管7が接続されている。吸入管5は、アキュムレータ140を介して吸入するガス冷媒(低温低圧)を圧縮機構部3内に送り込むための接続管である。吸入管5の詳細な構成は後述する。吐出管7は、圧縮機構部3によって圧縮された密閉容器1内のガス冷媒(高温高圧)を、冷凍サイクル装置10を構成する冷媒配管に吐出させるための接続管である。下容器13の内壁側には、主軸23の内部を経由して圧縮機構部3に供給される冷凍機油が貯留されている。圧縮機100は、密閉容器1内において、電動機構部2の下部と、圧縮機構部3の上部との間に空間Aが形成されている。
(電動機構部2)
電動機構部2は、密閉容器1内の上部に配置されている。電動機構部2は、中央容器11に固定された固定子21と、固定子21の内周側に回転自在に嵌合された回転子22とを備えている。固定子21は、例えば、焼き嵌め、溶接など各種固定法により密閉容器1の中央容器11に固定されている。回転子22の中心部には、下方に延びる主軸23が固定されている。主軸23は、上部軸受38及び下部軸受39により回転自在に支持され、回転子22と共に回転する。
(圧縮機構部3)
圧縮機構部3は、密閉容器1に収容され、密閉容器1内に流入する冷媒を圧縮するものである。圧縮機構部3は、少なくとも1つの円筒シリンダーを有するロータリー式の圧縮機構である。圧縮機構部3は、電動機構部2の下方に配置され、中央容器11に固定されている。圧縮機構部3は、略円筒形状のシリンダー31と、ピストン33と、ベーン35と、上部軸受38と、下部軸受39と、上部消音器40とを備えている。
略円筒形状のシリンダー31は、中心軸が主軸23の軸心に対して偏心して配置されている。このシリンダー31には、前述した吸入管5が接続される吸入口42が形成されている。また、シリンダー31の上部には、略円筒形状の上部軸受38が、シリンダー31の上端面に接して配置され、シリンダー31の上端面を閉塞する。シリンダー31の下部には、略円筒形状の下部軸受39が、シリンダー31の下端面に接して配置され、シリンダー31の下端面を閉塞する。上部軸受38にはシリンダー31内で圧縮された冷媒が通過する吐出口(図示せず)が形成されている。
ピストン33は、主軸23の中心軸に対し偏心した位置にあり、主軸23と共に回転するように、主軸23に嵌合されている。ピストン33は、主軸23の偏芯軸に嵌り、シリンダー31内を偏芯回転する。また、ピストン33には、ベーン35が摺動自在に接している。上部軸受38には上部消音器40が設けられている。
(アキュムレータ140)
アキュムレータ140は、蒸発器130で蒸発しきれなかった液冷媒が圧縮機100で液圧縮しないように冷媒を気体と液体とに分離させ、圧縮機100にガス冷媒だけを吸い込ませる。アキュムレータ140は、円筒状の容器141と、容器141の上部に設けられた接続吸入管8と、容器141内に配置されたインナーパイプ44とを有する。接続吸入管8は、冷凍サイクル装置10を構成する蒸発器130と接続され、冷媒をアキュムレータ140内に導く。インナーパイプ44は、円筒形状の貫通管であり、容器141内において上下方向に延びるように配置されている。インナーパイプ44は、アキュムレータ140を構成する容器141内において、一端45aが接続吸入管8と対向して配置され、容器141内で開口しており、他端45bが容器141の下部に設けられた開口部141aと接続して吸入管5と接続される。インナーパイプ44の管径は、容器141の内径よりも小さく、シリンダー31の吸入口42の口径よりも大きい。
[吸入管5]
図3は、本発明の実施の形態1に係る圧縮機100の吸入管5の斜視図である。図2及び図3を用いて吸入管5について説明する。吸入管5は、冷凍サイクル装置10の蒸発器130から流入するガス冷媒を、アキュムレータ140を介して圧縮機構部3内に送り込むための接続管である。吸入管5は、一端51aが開口部141aに位置するインナーパイプ44と接続され、他端51bがシリンダー31の吸入口42と接続され、アキュムレータ140と、圧縮機構部3とを接続する。吸入管5は、インナーパイプ44と接続される管を構成する円筒状のアキュムレータ接続部5aと、シリンダー31の吸入口42に接続される管を構成し、アキュムレータ接続部5aよりも細径のシリンダー接続部5cと、を有する。また、吸入管5は、テーパ部5bを有する。テーパ部5bは、アキュムレータ接続部5aと連続して形成される太径の一端5b1を有すると共に、シリンダー接続部5cと連続して形成される細径の他端5b2を有する管であって、一端5b1から他端5b2にかけて連続して細径化されている。アキュムレータ接続部5aの内径の大きさは、インナーパイプ44の内径の大きさと等しい。なお、内径の大きさが等しいとは、完全に等しい場合と、略等しい場合とを含む。テーパ部5bは、アキュムレータ接続部5aとシリンダー接続部5cとの間に位置し、アキュムレータ接続部5a側からシリンダー接続部5c側にかけて周壁が連続して細径化されている。シリンダー接続部5cは、テーパ部5bとシリンダー31の吸入口42との間で曲折している。シリンダー接続部5cは、円管であるが、円管に限定されるものではなく、例えば扁平管であってもよい。吸入管5は、インナーパイプ44と別体である。そのため、圧縮機構部3を構成するシリンダー31の数が増減したとしても、シリンダー接続部5cの形成数を変更した吸入管5の変更のみで圧縮機100とアキュムレータ140とを接続することができる。その結果、圧縮機構部3のシリンダーの数に係らず、圧縮機100に使用するインナーパイプ44を内部に配置したアキュムレータ140の構造を統一化することができる。
[圧縮機100の動作]
次に、図2を用いて圧縮機100の動作について説明する。圧縮機100は、電動機構部2の駆動により主軸23が回転すると、主軸23と共にシリンダー31内のピストン33も回転する。ピストン33は、偏心的に回転し、ピストン33に摺動自在に接したベーン35がピストン33の回転によりピストン運動する。この時、ガス冷媒は、吸入管5を介して圧縮機構部3の吸入口42からシリンダー31の内壁、ピストン33及びベーン35により囲まれた圧縮室内に入る。そして、圧縮室内のガス冷媒は、ピストン33の回転に伴って圧縮室内の容積が小さくなるにつれ圧縮されていく。
圧縮室で圧縮されたガス冷媒は、上部軸受38に設けられた吐出口(図示せず)から上部消音器40の内部空間Bへ吐出される。内部空間Bに吐出されたガス冷媒は、上部消音器40に設けられた吐出口(図示せず)から空間Aに吐出される。空間Aを周回しているガス冷媒は、回転子22に設けられたガス穴22aと、固定子21と回転子22の間のエアギャップ2aとをそれぞれ通って密閉容器1内の上部に達し、吐出管7から冷凍サイクル装置10の冷媒回路内へと吐出される。
圧縮機100は上記のように構成され、図1に示す凝縮器110、膨張装置120、蒸発器130を通過した冷媒ガスは接続吸入管8からアキュムレータ140に戻される。このアキュムレータ140内部の空間Cに溜められた冷媒ガスは、インナーパイプ44から排出されると共に、吸入管5を経てシリンダー31の吸入口42から再び圧縮機100内に供給される。
以上のように圧縮機100は、吸入管5が、インナーパイプ44と接続される管を構成するアキュムレータ接続部5aと、シリンダー31の吸入口42に接続される管を構成し、アキュムレータ接続部5aよりも細径のシリンダー接続部5cと、を有する。また、圧縮機100は、吸入管5が、一端5b1から他端5b2に掛けて連続して細径化されているテーパ部5bを有するものである。そのため、圧縮機100は、アキュムレータ140内にシリンダー31の吸入口42の径よりも大きな管径を有するインナーパイプ44を備えることができ、インナーパイプ44の圧力損失を低減することができる。また、圧縮機100は、吸入管5のテーパ部5bが、一端5b1から他端5b2に掛けて連続して細径化されている。そのため、インナーパイプ44の管径と、シリンダー31の吸入口42の口径の相違から生じ得る流路内の冷媒の乱れを抑制することができる。
また、圧縮機100は、インナーパイプ44が、シリンダー31の吸入口42の口径よりも大きな管径を有する。そのため、圧縮機100は、インナーパイプ44の圧力損失を低減することができる。
また、冷凍サイクル装置10は、実施の形態1に係る圧縮機100を備えることによって、実施の形態1に係る圧縮機100の効果を有する冷凍サイクル装置10を得ることができる。
図4は、従来の圧縮機100Aの縦断面図である。図1〜図3の圧縮機100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。従来の圧縮機100Aは、アキュムレータ140Aとシリンダー31とを接続する吸入管5Aを有する。吸入管5Aの管径の大きさは、シリンダー31の吸入口42の径の大きさに対して制限されている。そして、吸入管5Aと接続するインナーパイプ44Aの内径の大きさは、吸入口42の口径の大きさと略等しく構成されている。そのため、インナーパイプ44Aの圧力損失の低減には制限がある。これに対し、圧縮機100は、アキュムレータ接続部5aと、テーパ部5bと、シリンダー接続部5cとを有する。そのため、アキュムレータ140内にシリンダー31の吸入口42の径よりも大きな管径を有するインナーパイプ44を備えることができ、インナーパイプ44の圧力損失を低減することができる。また、圧縮機100は、吸入管5のテーパ部5bが、一端5b1から他端5b2に掛けて連続して細径化されている。そのため、インナーパイプ44の管径と、シリンダー31の吸入口42の口径との相違から生じ得る流路内の冷媒の乱れを抑制することができる。
実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2に係る圧縮機200の縦断面図である。図1〜図3の圧縮機100と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。圧縮機200は、ツインロータリー式の圧縮機構部3Aと、圧縮機構部3Aとアキュムレータ140とを接続する吸入管50とを有する。実施の形態1に係る圧縮機100は、シリンダー31が1つのシングルロータリー式の圧縮機であるのに対し、実施の形態2に係る圧縮機200は、上部シリンダー31A及び下部シリンダー32の2つのシリンダーを有するツインロータリー式の圧縮機である。また、実施の形態2に係る圧縮機200は、吸入管50の構造が、実施の形態1に係る圧縮機100の吸入管5の構造と異なるものである。なお、圧縮機200は、図1の冷凍サイクル装置10を構成する圧縮機100に相当するものである。
(圧縮機構部3A)
圧縮機構部3Aは、密閉容器1に収容され、密閉容器1内に流入する冷媒を圧縮するものである。圧縮機構部3Aは、上部シリンダー31Aと、下部シリンダー32との2つの略円筒形状のシリンダーを有するロータリー式の圧縮機構である。圧縮機構部3Aは、電動機構部2の下方に配置され、中央容器11に固定されている。圧縮機構部3Aは、さらに、上部ピストン33Aと、下部ピストン34と、上部ベーン35Aと、下部ベーン36と、上部軸受38と、下部軸受39と、仕切り板37と、上部消音器40と、下部消音器41とを備えている。
略円筒形状の上部シリンダー31Aと、略円筒形状の下部シリンダー32は、中心軸が主軸23の軸心に対して偏心して配置されている。この上部シリンダー31Aには、吸入管50の上方シリンダー接続部50dが接続される上部吸入口42Aが形成されている。また、下部シリンダー32には、吸入管50の下方シリンダー接続部50cが接続される下部吸入口43が形成されている。上部シリンダー31Aの上部には、略円筒形状の上部軸受38が、上部シリンダー31Aの上端面に接して配置され、上部シリンダー31Aの上端面を閉塞する。下部シリンダー32の下部には、略円筒形状の下部軸受39が、下部シリンダー32の下端面に接して配置され、下部シリンダー32の下端面を閉塞する。上部軸受38と下部軸受39とには、それぞれ吐出口(図示せず)が形成されている。また、上部シリンダー31A及び下部シリンダー32には、上部シリンダー31A及び下部シリンダー32内を連通するガス穴(図示せず)が形成されている。
上部ピストン33Aと、下部ピストン34とは、主軸23の中心軸に対し偏心したに位置にあり、主軸23と共に回転するように、主軸23に嵌合されている。上部ピストン33Aは、主軸23の偏芯軸に嵌り、上部シリンダー31A内を偏芯回転する。また、下部ピストン34は、主軸23の偏芯軸に嵌り、下部シリンダー32内を偏芯回転する。上部ピストン33Aと、下部ピストン34とには、上部ベーン35Aと、下部ベーン36とがそれぞれ摺動自在に接している。仕切り板37は、上部シリンダー31Aの下端面と、下部シリンダー32上端面とを閉塞している。上部軸受38には上部消音器40が、下部軸受39には下部消音器41がそれぞれ設けられている。
[アキュムレータ140]
アキュムレータ140は、蒸発器130で蒸発しきれなかった液冷媒が圧縮機200で液圧縮しないように冷媒を気体と液体とに分離させ、圧縮機200にガス冷媒だけを吸い込ませる。アキュムレータ140は、円筒状の容器141と、容器141の上部に設けられた接続吸入管8と、容器141内に配置されたインナーパイプ44とを有する。接続吸入管8は、冷凍サイクル装置10を構成する蒸発器130と接続され、冷媒をアキュムレータ140内に導く。インナーパイプ44は、円筒形状の貫通管であり、容器141内において上下方向に延びるように配置されている。インナーパイプ44は、アキュムレータ140を構成する容器141内において、一端45aが接続吸入管8と対向して配置され、容器141内で開口しており、他端45bが容器141の下部に設けられた開口部141aと接続して吸入管50と接続される。インナーパイプ44の管径は、容器141の内径よりも小さく、上部シリンダー31Aの上部吸入口42A及び下部吸入口43の口径よりも大きい。
[吸入管50]
図6は、本発明の実施の形態2に係る圧縮機200の吸入管50の斜視図である。図5及び図6を用いて吸入管50について説明する。吸入管50は、冷凍サイクル装置10の蒸発器130から流入するガス冷媒を、アキュムレータ140を介して圧縮機構部3内に送り込むための接続管である。吸入管50は、一端51aが開口部141aに位置するインナーパイプ44と接続され、一方の他端51bが上部シリンダー31Aの上部吸入口42Aと接続され、また、もう一方の他端51bが下部シリンダー32の下部吸入口43と接続される。そして、吸入管50は、アキュムレータ140と、圧縮機構部3とを接続する。吸入管50は、インナーパイプ44と接続される管を構成する円筒状のアキュムレータ接続部50aと、下部シリンダー32の下部吸入口43に接続される管を構成し、アキュムレータ接続部50aよりも細径の下方シリンダー接続部50cと、を有する。また、吸入管50は、テーパ部50bを有する。テーパ部50bは、アキュムレータ接続部50aと連続して形成される太径の一端50b1を有すると共に、下方シリンダー接続部50cと連続して形成される細径の他端50b2を有する管である。テーパ部50bは、一端50b1から他端50b2にかけて連続して細径化されている。さらに、吸入管50は、アキュムレータ接続部50aを構成する周壁から突出して上部シリンダー31Aの上部吸入口42Aに接続される円管を構成する上方シリンダー接続部50dを有する。なお、下方シリンダー接続部50cは、本発明の「シリンダー接続部」に相当し、上方シリンダー接続部50dは、本発明の「上方シリンダー接続部」に相当する。
アキュムレータ接続部50aの内径の大きさは、インナーパイプ44の内径の大きさと等しい。なお、内径の大きさが等しいとは、完全に等しい場合と、略等しい場合とを含む。テーパ部50bは、アキュムレータ接続部50aと下方シリンダー接続部50cとの間に位置し、アキュムレータ接続部50a側から下方シリンダー接続部50c側にかけて周壁が連続して細径化されている。下方シリンダー接続部50cは、テーパ部50bと下部シリンダー32の下部吸入口43との間で曲折している。下方シリンダー接続部50c及び上方シリンダー接続部50dは、円管であるが、円管に限定されるものではなく、扁平管であってもよい。下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとは平行に配置されている。なお、吸入管50は、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとが平行に配置されているものに限定されず、例えば、それぞれの管の延設方向が異なる方向に形成されていてもよい。
下方シリンダー接続部50cの管径は、上方シリンダー接続部50dの管径よりも小さい。これは、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとを介して上部シリンダー31Aと下部シリンダー32とに流れこむ冷媒の圧力を均一化するためである。より具体的には、下方シリンダー接続部50cは、インナーパイプ44を流れる冷媒の流れる方向に位置しているのに対し、上方シリンダー接続部50dは冷媒の流れる方向から側方に分岐する位置にある。下方シリンダー接続部50cと上方シリンダー接続部50dとが同じ大きさの径であれば、側方に分岐する上方シリンダー接続部50dよりもインナーパイプ44を流れる冷媒の流れる方向に位置している下方シリンダー接続部50cに大きな圧力がかかる。そのため、テーパ部50bで管径を細径化し、下方シリンダー接続部50cを流れる冷媒の流量を調整することで、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとを流れる冷媒の圧力の均衡を図っている。
吸入管50は、インナーパイプ44と別体である。そのため、圧縮機構部3Aを構成するシリンダーの数が増減したとしても、シリンダー接続部の形成数を変更した吸入管50の変更のみで圧縮機200とアキュムレータ140とを接続することができる。その結果、圧縮機構部3Aのシリンダーの数に係らず、圧縮機200に使用するインナーパイプ44を内部に配置したアキュムレータ140の構造を統一化することができる。
図7は、従来の圧縮機200Aの縦断面図である。図1〜図5の圧縮機100及び圧縮機200と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。シリンダーを2つ有する従来の圧縮機200Aは、隣接して固定されるアキュムレータ140B内にシリンダーの数と同じ数の2本のインナーパイプ44Bが配置されている。そして、従来の圧縮機200Aは、2本の吸入管を備え、アキュムレータ140Bと上部シリンダー31Aとを接続する上部吸入管60Bと、アキュムレータ140Bと下部シリンダー32とを接続する下部吸入管60Aとを有する。従来の圧縮機200Aは、上部吸入管60Bの径の大きさが上部シリンダー31Aの上部吸入口42Aの口径の大きさに対して制限される。また、圧縮機200Aは、下部吸入管60Aの径の大きさが下部シリンダー32の下部吸入口43の径の大きさに対して制限される。そして、上部吸入管60Bと接続するインナーパイプ44Bの内径の大きさは、上部吸入口42Aの口径の大きさと略等しく構成されている。また、下部吸入管60Aと接続するインナーパイプ44Bの内径の大きさは、下部吸入口43の口径の大きさと略等しく構成されている。そのため、各インナーパイプ44Bの圧力損失の低減には制限がある。これに対し、圧縮機200は、アキュムレータ接続部50aと、テーパ部50bと、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとを有する。そのため、アキュムレータ140内に上部シリンダー31Aの上部吸入口42A及び下部シリンダー32の下部吸入口43の口径よりも大きな管径を有するインナーパイプ44を備えることができ、インナーパイプ44の圧力損失を低減することができる。また、圧縮機200は、吸入管50のテーパ部50bが、一端50b1から他端50b2に掛けて連続して細径化されている。そのため、インナーパイプ44の管径と、シリンダー31の吸入口42の口径との相違から生じ得る流路内の冷媒の乱れを抑制することができる。
図8は、図7の従来の圧縮機200Aのアキュムレータ140Bの横断面模式図である。従来の圧縮機200Aは、インナーパイプ44Bと、アキュムレータ140Bの容器141Bとの間に次のような関係がある。インナーパイプ44Bの外径をY´と規定する。そして、アキュムレータ140Bの容器141Bの内径をZ、インナーパイプ44Bの配列方向におけるインナーパイプ44Bの外周壁とアキュムレータ140Bの容器141Bの内周壁との間の距離をX、インナーパイプ44Bの外周壁同士の間の距離をWとする。このときインナーパイプ44Bの外径Y´は、Y´={Z−(W+2X)}/2として表すことができる。製造上W、Xの寸法は制限される事からアキュムレータ140Bの内径Zに対し、インナーパイプ44Bの外径Y´は制限される。
図9は、図5の圧縮機200のアキュムレータ140の横断面模式図である。実施の形態2に係る圧縮機200は、隣接して固定されるアキュムレータ140内に1本のインナーパイプ44が配置されている。圧縮機200は、インナーパイプ44と、アキュムレータ140の容器141との間に次のような関係がある。インナーパイプ44の外径をY、アキュムレータ140の容器141の内径をZ、インナーパイプ44の外周壁とアキュムレータ140の容器141の内周壁との間の距離をXとする。このときインナーパイプ44の外径Yは、Y=Z−2Xとして表すことができる。ここで、従来の圧縮機200Aと実施の形態2に係る圧縮機200とを比較すると、インナーパイプ44Bの外径Y´={Z−(W+2X)}/2に対してインナーパイプ44の外径Y=Z−2Xである。すなわち、インナーパイプ44Bの外径Y´と、インナーパイプ44の外径Yとの関係は2Y´<Yとなる。そのため、圧縮機200は、従来の圧縮機200Aと比較して、アキュムレータ140の内径Zに対し、アキュムレータ140に接続されるインナーパイプ44の外径Yを最大限に大きく設ける事ができる。その結果、圧縮機200は、従来の圧縮機200Aのインナーパイプ44Bよりもインナーパイプ44の圧力損失を低減することができる。
[圧縮機200の動作]
次に、圧縮機200の動作について説明する。圧縮機200は、電動機構部2の駆動により主軸23が回転すると、主軸23と共に上部シリンダー31A内の上部ピストン33Aと、下部シリンダー32内の下部ピストン34も回転する。上部ピストン33Aは、偏心的に回転し、上部ピストン33Aに摺動自在に接した上部ベーン35Aが上部ピストン33Aの回転によりピストン運動する。同様に、下部ピストン34は、偏心的に回転し、下部ピストン34に摺動自在に接した下部ベーン36が下部ピストン34の回転によりピストン運動する。この時、ガス冷媒は、吸入管50の上方シリンダー接続部50dを介して圧縮機構部3Aの上部吸入口42Aから上部シリンダー31Aの内壁、上部ピストン33A及び上部ベーン35Aにより囲まれた圧縮室内に入る。また、ガス冷媒は、吸入管50の下方シリンダー接続部50cを介して圧縮機構部3Aの下部吸入口43から下部シリンダー32の内壁、下部ピストン34及び下部ベーン36により囲まれた圧縮室内に入る。そして、圧縮室内のガス冷媒は、上部ピストン33Aと、下部ピストン34との回転に伴って圧縮室内の容積が小さくなるにつれ圧縮されていく。
圧縮室で圧縮されたガス冷媒は、上部シリンダー31A内と、下部シリンダー32内とを連通する溝を介して、上部軸受38と下部軸受39とにそれぞれ設けられた吐出口(図示せず)から上部消音器40及び下部消音器41の内部空間へ吐出される。下部消音器41の内部空間に吐出されたガス冷媒は、下部軸受39と、下部シリンダー32と、仕切り板37と、上部シリンダー31Aと、上部軸受38とを貫通するガス穴(図示せず)を通って上部消音器40の内部空間Bに導かれる。内部空間Bに吐出されたガス冷媒は、上部消音器40に設けられた吐出口(図示せず)から空間Aに吐出される。空間Aを周回しているガス冷媒は、回転子22に設けられたガス穴22a、固定子21と回転子22の間のエアギャップ2aをそれぞれ通って密閉容器1内の上部に達し、吐出管7から冷凍サイクル装置10の冷媒回路内へと吐出される。
圧縮機200は上記のように構成され、図1に示す凝縮器110、膨張装置120、蒸発器130を通過した冷媒ガスは接続吸入管8からアキュムレータ140に戻される。このアキュムレータ140内部の空間Cに溜められた冷媒ガスは、インナーパイプ44から排出されると共に、吸入管50を経て上部吸入口42A及び下部吸入口43から再び圧縮機200内に供給される。
以上のように圧縮機200は、吸入管50が、アキュムレータ接続部50aと、テーパ部50bと、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとを有する。そのため、圧縮機200は、アキュムレータ140内に上部シリンダー31Aの上部吸入口42A及び下部シリンダー32の下部吸入口43の口径よりも大きな管径を有するインナーパイプ44を備えることができる。その結果、圧縮機200は、インナーパイプ44の圧力損失を低減することができる。また、圧縮機200は、吸入管50のテーパ部50bが、一端50b1から他端50b2に掛けて連続して細径化されている。そのため、インナーパイプ44の管径と、上部シリンダー31Aの上部吸入口42A及び下部シリンダー32の下部吸入口43の口径との相違から生じ得る流路内の冷媒の乱れを抑制することができる。
また、圧縮機200は、下方シリンダー接続部50cの管径は、上方シリンダー接続部50dの管径よりも小さい。そのため圧縮機200は、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとを流れる冷媒の圧力の均衡を図ることができる。
また、圧縮機200は、インナーパイプ44が、上部シリンダー31Aの上部吸入口42A及び下部シリンダー32の下部吸入口43の口径よりも大きな管径を有する。そのため、圧縮機200は、インナーパイプ44の圧力損失を低減することができる。
また、圧縮機200は、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとが平行に配置されている。そのため圧縮機200は、下方シリンダー接続部50cと、上方シリンダー接続部50dとを流れる冷媒の圧力の均衡を図ることができる。また、吸入管50を収容するのに必要な空間を削減でき、そのため、吸入管50の保管及び運搬時に必要な空間を削減することができる。
また、冷凍サイクル装置10は、実施の形態2に係る圧縮機200を備えることによって、実施の形態2に係る圧縮機200の効果を有する冷凍サイクル装置10を得ることができる。
なお、本発明の実施の形態は、上記実施の形態1〜2に限定されず、種々の変更を加えることができる。例えば、圧縮機100及び圧縮機200は、ロータリー式の圧縮機であるが、アキュムレータ140を使用するものであれば、スクロール式等、他の形式の圧縮機であってもよい。
1 密閉容器、2 電動機構部、2a エアギャップ、3 圧縮機構部、3A 圧縮機構部、5 吸入管、5A 吸入管、5a アキュムレータ接続部、5b テーパ部、5b1 一端、5b2 他端、5c シリンダー接続部、7 吐出管、8 接続吸入管、10
冷凍サイクル装置、11 中央容器、12 上容器、13 下容器、21 固定子、22 回転子、22a ガス穴、23 主軸、31 シリンダー、31A 上部シリンダー、32 下部シリンダー、33 ピストン、33A 上部ピストン、34 下部ピストン、35 ベーン、35A 上部ベーン、36 下部ベーン、37 仕切り板、38 上部軸受、39 下部軸受、40 上部消音器、41 下部消音器、42 吸入口、42A 上部吸入口、43 下部吸入口、44 インナーパイプ、44A インナーパイプ、44B インナーパイプ、45a 一端、45b 他端、50 吸入管、50a アキュムレータ接続部、50b テーパ部、50b1 一端、50b2 他端、50c 下方シリンダー接続部、50d 上方シリンダー接続部、51a 一端、51b 他端、60A 下部吸入管、60B 上部吸入管、100 圧縮機、100A 圧縮機、110 凝縮器、120 膨張装置、130 蒸発器、140 アキュムレータ、140A アキュムレータ、140B アキュムレータ、141 容器、141B 容器、141a 開口部、200 圧縮機、200A 圧縮機。
本発明に係る圧縮機は、少なくとも1つのシリンダーを有する圧縮機構部と、冷媒を気体と液体とに分離させるアキュムレータと、アキュムレータを構成する容器内において、一端が容器内で開口し、他端が容器に設けられた開口部に接続されるインナーパイプと、一端が開口部に位置するインナーパイプと接続され、他端がシリンダーの吸入口と接続され、アキュムレータと圧縮機構部とを接続する吸入管と、を備え、吸入管は、インナーパイプと接続される管を構成するアキュムレータ接続部と、シリンダーの吸入口に接続される管を構成し、アキュムレータ接続部よりも細径のシリンダー接続部と、アキュムレータ接続部と連続して形成される太径の一端を有し、シリンダー接続部と連続して形成される細径の他端を構成する管であって、一端から他端にかけて連続して細径化されているテーパ部と、を有し、インナーパイプは、シリンダーの吸入口の口径よりも大きな管径を有するものである。

Claims (6)

  1. 少なくとも1つのシリンダーを有する圧縮機構部と、
    冷媒を気体と液体とに分離させるアキュムレータと、
    前記アキュムレータを構成する容器内において、一端が前記容器内で開口し、他端が前記容器に設けられた開口部に接続されるインナーパイプと、
    一端が前記開口部に位置する前記インナーパイプと接続され、他端が前記シリンダーの吸入口と接続され、前記アキュムレータと前記圧縮機構部とを接続する吸入管と、
    を備え、
    前記吸入管は、
    前記インナーパイプと接続される管を構成するアキュムレータ接続部と、
    前記シリンダーの前記吸入口に接続される管を構成し、前記アキュムレータ接続部よりも細径のシリンダー接続部と、
    前記アキュムレータ接続部と連続して形成される太径の一端を有し、前記シリンダー接続部と連続して形成される細径の他端を構成する管であって、前記一端から前記他端にかけて連続して細径化されているテーパ部と、
    を有する圧縮機。
  2. 前記インナーパイプは、前記シリンダーの前記吸入口の口径よりも大きな管径を有する請求項1に記載の圧縮機。
  3. 前記圧縮機構部が、上部シリンダーと下部シリンダーとを有し、
    前記吸入管は、
    前記アキュムレータ接続部を構成する周壁から突出して前記上部シリンダーの吸入口に接続される上方シリンダー接続部を更に有し、
    前記シリンダー接続部は、前記下部シリンダーの吸入口に接続される請求項1又は2に記載の圧縮機。
  4. 前記シリンダー接続部の管径は、前記上方シリンダー接続部の管径よりも小さい請求項3に記載の圧縮機。
  5. 前記シリンダー接続部と、前記上方シリンダー接続部とが平行に配置されている請求項3又は4に記載の圧縮機。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載された圧縮機と、前記圧縮機に接続された凝縮器と、前記凝縮器に接続された膨張装置と、前記膨張装置及び前記圧縮機の間に接続された蒸発器と、を備えた冷凍サイクル装置。
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