WO2016114016A1 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

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WO2016114016A1
WO2016114016A1 PCT/JP2015/083296 JP2015083296W WO2016114016A1 WO 2016114016 A1 WO2016114016 A1 WO 2016114016A1 JP 2015083296 W JP2015083296 W JP 2015083296W WO 2016114016 A1 WO2016114016 A1 WO 2016114016A1
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refrigerant
cylinder
suction
compression
rotary compressor
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PCT/JP2015/083296
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田中 順也
基信 古川
卓 森下
尚哉 両角
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株式会社富士通ゼネラル
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    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23Separators

Definitions

  • the present invention relates to a rotary compressor used in an air conditioner or a refrigerator.
  • Patent Document 1 discloses an eccentric rotation by a crankshaft (eccentric portion) supported by an end plate in a compression chamber (cylinder chamber) surrounded by a cylinder and end plates that close both ends of the cylinder.
  • a compression part in which a vane that contacts the outer peripheral surface of the piston and divides the compression chamber into a high-pressure side and a low-pressure side is attached to the cylinder, and a motor that drives the compression part is housed in a sealed container.
  • a hole that penetrates the cylinder in the axial direction is provided in the suction side portion of the cylinder, and both ends of the hole are closed with end plates to form a sealed space.
  • a rotary compressor is described in which heat transfer from the refrigerant in the sealed container, which is at a high temperature, to the inner wall of the cylinder is suppressed and temperature rise of the refrigerant in the cylinder is suppressed.
  • An object of the present invention is to obtain a rotary compressor that suppresses heat from being transferred from a cylinder and an end plate to a refrigerant in a compression section and suppresses an increase in cost.
  • the present invention includes a vertically disposed compressor housing in which a refrigerant discharge portion is provided at an upper portion, a refrigerant suction portion is provided in a lower portion and lubricating oil is stored, and the compressor housing is disposed in the compressor housing.
  • a compression unit that compresses the refrigerant sucked from the suction unit and discharges the refrigerant from the discharge unit, a motor that is disposed in the compressor case and drives the compression unit via a rotation shaft, and the compressor case And an accumulator connected to the refrigerant suction portion, the inner diameter of the cylinder constituting the compression portion is Dc, the height of the cylinder is Hc, and the rotation shaft
  • the eccentric amount of the eccentric portion is e
  • the value obtained by the equation of (e + Hc) ⁇ (Dc ⁇ e) 1/3 / (e ⁇ Hc) 2/3 is less than 4.1 so that the value is less than 4.1.
  • Dc, Hc and e are set.
  • the present invention suppresses the transfer of heat from the cylinder and the end plate to the refrigerant in the compression unit and reduces the cost by appropriately setting the size of the compression unit without providing a hole or the like penetrating the cylinder in the axial direction. You can suppress the up.
  • Embodiments 1 to 3 are charts showing Embodiments 1 to 3 of dimensions of a compression portion of a two-cylinder rotary compressor using a refrigerant R32. It is a figure which shows the relationship between the parameter B and a countershaft surface pressure. It is a figure which shows the relationship between the exclusion volume V of the rotary compressor for refrigerant
  • 7 is a chart showing Embodiments 4 to 6 of dimensions of a compression part of a two-cylinder rotary compressor using a refrigerant R32. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the other Example of the rotary compressor which concerns on this invention. It is a bottom view which shows the 1st compression part of the other Example.
  • FIG. 15 is a chart showing Embodiments 7 to 9 of dimensions of the compression portion of a two-cylinder rotary compressor using the refrigerant R32.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a rotary compressor according to the present invention
  • FIG. 2 is a transverse sectional view seen from above the first compression section and the second compression section of the embodiment. .
  • the rotary compressor 1 includes a compression unit 12 disposed at a lower portion of a hermetically sealed cylindrical compressor housing 10 and an upper portion of the compressor housing 10. And a motor 11 that drives the compression unit 12 via 15.
  • the stator 111 of the motor 11 is formed in a cylindrical shape, and is fixed by being shrink-fitted on the inner peripheral surface of the compressor housing 10.
  • the rotor 112 of the motor 11 is disposed inside the cylindrical stator 111 and is fixed by being shrink-fitted to a rotating shaft 15 that mechanically connects the motor 11 and the compression unit 12.
  • the compression unit 12 includes a first compression unit 12S and a second compression unit 12T, and the second compression unit 12T is disposed on the upper side of the first compression unit 12S.
  • the first compression unit 12S includes an annular first cylinder 121S.
  • the first cylinder 121S includes a first lateral projecting portion 122S projecting from an annular outer periphery, and the first lateral projecting portion 122S is provided with first suction holes 135S and first vane grooves 128S radially.
  • the second compression unit 12T includes an annular second cylinder 121T.
  • the second cylinder 121T includes a second lateral projecting portion 122T projecting from an annular outer periphery, and the second lateral projecting portion 122T is provided with second suction holes 135T and second vane grooves 128T radially. ing.
  • a circular first cylinder inner wall 123S is formed in the first cylinder 121S concentrically with the rotating shaft 15 of the motor 11.
  • a first annular piston 125S having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first cylinder 121S is disposed in the first cylinder inner wall 123S, and the refrigerant is sucked between the first cylinder inner wall 123S and the first annular piston 125S.
  • a first cylinder chamber 130S for compressing and discharging is formed.
  • a circular second cylinder inner wall 123T is formed concentrically with the rotating shaft 15 of the motor 11.
  • a second annular piston 125T having an outer diameter smaller than the inner diameter of the second cylinder 121T is disposed in the second cylinder inner wall 123T, and the refrigerant is sucked between the second cylinder inner wall 123T and the second annular piston 125T.
  • a second cylinder chamber 130T that discharges after compression is formed.
  • the first cylinder 121S is formed with a first vane groove 128S extending in the radial direction from the first cylinder inner wall 123S over the entire cylinder height.
  • a flat plate-like first vane 127S is slid in the first vane groove 128S. It is movably fitted.
  • the second cylinder 121T is formed with a second vane groove 128T extending in the radial direction from the second cylinder inner wall 123T over the entire cylinder height, and a flat plate-like second vane 127T is slid in the second vane groove 128T. It is movably fitted.
  • a first spring hole 124S is formed on the outer side in the radial direction of the first vane groove 128S so as to communicate with the first vane groove 128S from the outer peripheral portion of the first laterally extending portion 122S. Yes.
  • a first vane spring (not shown) that presses the back surface of the first vane 127S is inserted into the first spring hole 124S.
  • a second spring hole 124T is formed on the radially outer side of the second vane groove 128T so as to communicate with the second vane groove 128T from the outer peripheral portion of the second laterally extending portion 122T.
  • a second vane spring (not shown) that presses the back surface of the second vane 127T is inserted into the second spring hole 124T.
  • the first vane 127S protrudes from the first vane groove 128S into the first cylinder chamber 130S by the repulsive force of the first vane spring, and the tip thereof is the first annular piston 125S.
  • the first cylinder chamber 130S is partitioned into a first suction chamber 131S and a first compression chamber 133S by the first vane 127S.
  • the second vane 127T protrudes from the second vane groove 128T into the second cylinder chamber 130T, and its tip abuts against the outer peripheral surface of the second annular piston 125T.
  • the second cylinder chamber 130T is partitioned into a second suction chamber 131T and a second compression chamber 133T by the second vane 127T.
  • first cylinder 121S communicates the radially outer side of the first vane groove 128S with the inside of the compressor casing 10 through the opening R (see FIG. 1), and the compressed refrigerant in the compressor casing 10 is compressed. And a first pressure introduction path 129S is formed in which back pressure is applied to the first vane 127S by the refrigerant pressure. The compressed refrigerant in the compressor housing 10 is also introduced from the first spring hole 124S.
  • the second cylinder 121T communicates the radially outer side of the second vane groove 128T with the inside of the compressor casing 10 through an opening R (see FIG. 1), and the compressed refrigerant in the compressor casing 10 is compressed.
  • a second pressure introduction path 129T is formed in which back pressure is applied to the second vane 127T by the refrigerant pressure.
  • the compressed refrigerant in the compressor housing 10 is also introduced from the second spring hole 124T.
  • the first side overhanging portion 122S of the first cylinder 121S is provided with a first suction hole 135S that allows the first suction chamber 131S to communicate with the outside in order to suck the refrigerant from the outside into the first suction chamber 131S. ing.
  • the second side overhanging portion 122T of the second cylinder 121T is provided with a second suction hole 135T that allows the second suction chamber 131T to communicate with the outside in order to suck the refrigerant from the outside into the second suction chamber 131T.
  • the cross sections of the first suction hole 135S and the first suction hole 135S are circular.
  • an intermediate partition plate 140 is disposed between the first cylinder 121S and the second cylinder 121T, and the first cylinder chamber 130S (see FIG. 2) of the first cylinder 121S and the second cylinder.
  • the second cylinder chamber 130T (see FIG. 2) of 121T is partitioned.
  • the intermediate partition plate 140 closes the upper end portion of the first cylinder 121S and the lower end portion of the second cylinder 121T.
  • a lower end plate 160S is disposed at the lower end of the first cylinder 121S, and closes the first cylinder chamber 130S of the first cylinder 121S.
  • An upper end plate 160T is disposed at the upper end of the second cylinder 121T, and closes the second cylinder chamber 130T of the second cylinder 121T.
  • the lower end plate 160S closes the lower end portion of the first cylinder 121S, and the upper end plate 160T closes the upper end portion of the second cylinder 121T.
  • a secondary bearing portion 161S is formed on the lower end plate 160S, and the secondary shaft portion 151 of the rotary shaft 15 is rotatably supported by the secondary bearing portion 161S.
  • a main bearing portion 161T is formed on the upper end plate 160T, and the main shaft portion 153 of the rotary shaft 15 is rotatably supported by the main bearing portion 161T.
  • the rotating shaft 15 includes a first eccentric portion 152S and a second eccentric portion 152T that are eccentric with a phase difference of 180 ° from each other.
  • the first eccentric portion 152S is connected to the first annular piston 125S of the first compression portion 12S.
  • the second eccentric portion 152T is rotatably fitted to the second annular piston 125T of the second compression portion 12T.
  • the first annular piston 125S revolves in the first cylinder 121S in the clockwise direction in FIG. 2 along the first cylinder inner wall 123S, and the first vane 127S reciprocates following this. . Due to the movement of the first annular piston 125S and the first vane 127S, the volumes of the first suction chamber 131S and the first compression chamber 133S continuously change, and the compression unit 12 continuously sucks and compresses the refrigerant. Discharge.
  • the second annular piston 125T revolves in the second cylinder 121T in the clockwise direction of FIG. 2 along the second cylinder inner wall 123T, and the second vane 127T reciprocates following this. Exercise.
  • a lower end plate cover 170S is disposed below the lower end plate 160S, and a lower muffler chamber 180S is formed between the lower end plate 160S. And the 1st compression part 12S is opened to lower muffler room 180S. That is, a first discharge hole 190S (see FIG. 2) that connects the first compression chamber 133S of the first cylinder 121S and the lower muffler chamber 180S is provided in the vicinity of the first vane 127S of the lower end plate 160S. In the hole 190S, a reed valve type first discharge valve 200S for preventing the backflow of the compressed refrigerant is disposed.
  • the lower muffler chamber 180S is one chamber formed in an annular shape, and the lower end plate 160S, the first cylinder 121S, the intermediate partition plate 140, the second cylinder 121T, and the upper end plate 160T are arranged on the discharge side of the first compression unit 12S. This is a part of the communication path that communicates with the upper muffler chamber 180T through the refrigerant path 136 (see FIG. 2) that passes through.
  • the lower muffler chamber 180S reduces the pressure pulsation of the discharged refrigerant.
  • a first discharge valve presser 201S for limiting the amount of deflection opening of the first discharge valve 200S is fixed to the first discharge valve 200S by a rivet together with the first discharge valve 200S.
  • the first discharge hole 190S, the first discharge valve 200S, and the first discharge valve presser 201S constitute a first discharge valve portion of the lower end plate 160S.
  • an upper end plate cover 170T is arranged above the upper end plate 160T, and an upper muffler chamber 180T is formed between the upper end plate 160T and the upper end plate 160T.
  • a second discharge hole 190T (see FIG. 2) that communicates the second compression chamber 133T of the second cylinder 121T and the upper muffler chamber 180T is provided, and the second discharge hole 190T. Is provided with a reed valve type second discharge valve 200T for preventing the backflow of the compressed refrigerant.
  • a second discharge valve presser 201T for limiting the deflection opening amount of the second discharge valve 200T is fixed to the second discharge valve 200T by a rivet together with the second discharge valve 200T.
  • the upper muffler chamber 180T reduces the pressure pulsation of the discharged refrigerant.
  • the second discharge hole 190T, the second discharge valve 200T, and the second discharge valve presser 201T constitute a second discharge valve portion of the upper end plate 160T.
  • the lower muffler cover 170S, the lower end plate 160S, the first cylinder 121S, and the intermediate partition plate 140 are inserted into the second cylinder 121T by a plurality of through bolts 175 that are inserted from below and screwed into female screws provided in the second cylinder 121T.
  • the upper muffler cover 170T and the upper end plate 160T are fastened to the second cylinder 121T by a through bolt (not shown) that is inserted from above and screwed into the female screw provided in the second cylinder 121T.
  • the outer peripheral portion of the upper end plate 160 ⁇ / b> T is fixed to the compressor housing 10 by spot welding in the compression portion 12, and the compression portion 12 is fixed to the compressor housing 10.
  • a first through-hole 101 and a second through-hole 102 are provided in the outer circumferential wall of the cylindrical compressor housing 10 in the axial direction and in order from the bottom, and the first suction pipe 104 and the second suction pipe 105 are respectively connected to the outer circumference wall. It is provided to pass through.
  • an accumulator 25 formed of an independent cylindrical sealed container is held by an accumulator holder 252 and an accumulator band 253 on the outer side of the compressor housing 10.
  • a system connection pipe 255 connected to the evaporator of the refrigerant circuit is connected to the center of the top of the accumulator 25, and one end of the bottom through hole 257 provided at the bottom of the accumulator 25 extends to the upper part inside the accumulator 25.
  • the first low-pressure connecting pipe 31S and the second low-pressure connecting pipe 31T, whose other ends are connected to the other ends of the first suction pipe 104 and the second suction pipe 105, respectively, are fixed.
  • the first low-pressure communication pipe 31S that guides the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit to the first compression section 12S via the accumulator 25 is connected to the first suction hole 135S ( (See FIG. 2).
  • the second low-pressure communication pipe 31T that guides the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit to the second compression section 12T through the accumulator 25 is connected to the second suction hole of the second cylinder 121T through the second suction pipe 105 serving as a suction section. 135T (see FIG. 2). That is, the first suction hole 135S and the second suction hole 135T are connected in parallel to the evaporator of the refrigerant circuit.
  • a discharge pipe 107 Connected to the top of the compressor housing 10 is a discharge pipe 107 that is connected to the refrigerant circuit and discharges high-pressure refrigerant to the condenser side of the refrigerant circuit. That is, the first discharge hole 190S and the second discharge hole 190T are connected to the condenser of the refrigerant circuit.
  • Lubricating oil is enclosed in the compressor housing 10 up to the height of the second cylinder 121T.
  • the lubricating oil is sucked up from an oil supply pipe 16 attached to the lower end of the rotating shaft 15 by a pump blade (not shown) inserted into the lower portion of the rotating shaft 15, circulates through the compressing portion 12, and slides (
  • the first annular piston 125S and the second annular piston 125T) are lubricated and a minute gap in the compression portion 12 is sealed.
  • the suction refrigerant density ⁇ of the refrigerant R32 is about 70% of the refrigerant R410A, but the evaporation enthalpy is about 140%. Therefore, substantially the same excluded volume V (cylinder chamber volume) can be applied. Since it is the same exclusion volume V, the dimension of the compression part 12 for refrigerant
  • the dimensions of the compression portions 12S, 12T are set so that S / V becomes small. , Suppress the heating of the refrigerant.
  • the wall surface area S of one cylinder chamber (the first cylinder chamber 130S or the second cylinder chamber 130T) of the rotary compressor 1 of the embodiment is expressed by the following equations (2) to (5).
  • S 2Sb + Sc + Sr (2)
  • Sb (Dc 2- (Dc-2e) 2 ) ⁇ / 4 (3)
  • Sc ⁇ ⁇ Dc ⁇ Hc (4)
  • Sr ⁇ ⁇ (Dc ⁇ 2e) ⁇ Hc (5) here,
  • Sb Area [mm 2 ] of the end plate (160S, 160T) portion or the intermediate partition plate (140) portion of the cylinder chamber
  • Sc Cylinder (121S, 121T) inner peripheral wall area [mm 2 ]
  • Sr annular piston (125S, 125T) outer peripheral wall area [mm 2 ]
  • Dc Cylinder (121S, 121T) inner diameter [mm]
  • e Eccentric part (152S, 152T)
  • Hc Cylinder (
  • an excluded volume (cylinder chamber volume) V of one cylinder chamber (first cylinder chamber 130S or second cylinder chamber 130T) of the rotary compressor 1 is expressed by the following equation (6).
  • V ⁇ ⁇ e ⁇ (Dc ⁇ e) ⁇ Hc (6)
  • S / V is expressed by the following equation (7).
  • S / V 2 (e + Hc) / (e ⁇ Hc) (7)
  • Japanese Patent No. 4864572 discloses that the ratio of the cylinder height Hc to the cylinder inner diameter Dc is reduced to reduce the refrigerant leakage amount and improve the compression efficiency.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between parameter A and Hc / Dc. As shown in FIG. 3, the smaller the parameter A, the larger Hc / Dc tends to be. In Examples 1 to 3 shown in FIG. 3, the displacement volume V, the inner diameter of the compressor housing 10 and the cylinder height Hc of the rotary compressor 1 are made the same, and the eccentric part eccentricity e is changed. Two patterns of a cylinder height Hc large and a cylinder height Hc small were calculated.
  • the cross-sectional area of the suction holes 135S and 135T is set to the cylinder height Hc that can ensure as usual.
  • the eccentric part eccentric amount e is increased, the cylinder inner diameter Dc is decreased and Hc / Dc is increased.
  • the parameter A can be reduced.
  • the cylinder height Hc is set low until the cross-sectional area of the suction holes 135S and 135T is about 80% of the conventional one. If the cylinder height Hc is set to be lower and the parameter A value is the same, Hc / Dc can be reduced and the amount of refrigerant leakage can be reduced. In this case, since the cross-sectional areas of the suction holes 135S and 135T are small, the pressure loss of the suction refrigerant increases. However, the refrigerant R32 has a lower density than the refrigerant R410A, and thus the influence of the pressure loss is small.
  • the parameter A is small.
  • the dimensions of the compression parts 12S and 12T are not as follows.
  • the parameter A is set to a value smaller than the lower limit value 4.1 (see FIG. 3) of the conventional rotary compressor, so that the conventional rotary compressor It is possible to improve the compression efficiency.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the parameter A and the secondary shaft portion (151) surface pressure.
  • the eccentricity e of the eccentric parts 152S and 152T
  • the eccentric amount e is increased, it is necessary to reduce the diameter of the auxiliary shaft portion 151 for the convenience of assembly of the rotary shaft 15 and the annular pistons 125S and 125T, and when the auxiliary shaft diameter is reduced, the auxiliary shaft surface pressure P increases. End up. Therefore, parameter A has a lower limit value.
  • the axial load F [N] is expressed by the following equation (9).
  • F W / (2 ⁇ ⁇ e ⁇ N) (9) here, W: Compression power [W] e: Eccentricity [mm] of the eccentric part (152S, 152T) N: Number of rotations of the rotating shaft 15 [rev / s]
  • the compression power W is expressed by the following equation (10).
  • W ⁇ h ⁇ V ⁇ ⁇ ⁇ N (10) here, ⁇ h: difference between discharge enthalpy and inhalation enthalpy [J / g]
  • V Exclusion volume (cylinder chamber volume) [cc / rev]
  • Refrigerant density [g / mm 3 ]
  • N Number of rotations of the rotating shaft 15 [rev / s] ⁇ h, ⁇ , and N are determined by operating conditions.
  • the axial load F [mm 2 / rev] was set to the following equation (11), leaving only the parameters related to the dimensions of the compression units 12S and 12T.
  • F V / e (11)
  • the area of the sub-shaft portion 151 is assumed to be the square of the diameter Ds of the sub-shaft portion 151.
  • the secondary shaft pressure P is calculated by the following equation (12).
  • P V / (e ⁇ Ds 2 ) (12) here, V: Exclusion volume (cylinder chamber volume) [cc / rev] e: Eccentricity [mm] of the eccentric part (152S, 152T)
  • Ds Diameter of the sub shaft portion 151 [mm]
  • the allowable maximum surface pressure of the sub-shaft portion 151 is 22-23.
  • the countershaft pressure P can be made smaller than in the calculation example (large Hc).
  • the point at which the secondary shaft pressure P becomes 22 is a guideline for the lower limit value of the parameter A. Note that, as will be described later, the parameter A can be further reduced by taking measures to improve the durability of the auxiliary shaft portion 151.
  • the range of parameter A is 3.9 ⁇ parameter A ⁇ 4.1 as shown in FIG.
  • the range of the parameter A is 4.0 as shown in FIG. ⁇ Parameter A ⁇ 4.1 is desirable.
  • parameter B [dimensionless] is defined by the following equation (13).
  • B e / V 1/3 (13) here,
  • V Exclusion volume (cylinder chamber volume) [cc / rev] e: Eccentricity [mm] of the eccentric part (152S, 152T)
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between parameter A and parameter B. As shown in FIG. 5, there is a correlation between the parameter A and the parameter B. As a range corresponding to the range of parameter A 3.9 ⁇ parameter A ⁇ 4.1, the range of parameter B may be set to 0.215 ⁇ parameter B ⁇ 0.240.
  • FIG. 6 is a chart showing Embodiments 1 to 3 of dimensions of the compression portions 12S and 12T of the two-cylinder rotary compressor 1 using the refrigerant R32.
  • the excluded volume V was fixed at 14.5 [mm 3 / rev]
  • the inner diameter of the compressor housing 10 was fixed at ⁇ 112 mm.
  • the parameter A is the smallest among the three embodiments, and the influence of the refrigerant heating can be minimized.
  • the secondary shaft pressure P is high.
  • the countershaft surface pressure P of Example 1 does not exceed the allowable maximum surface pressure 23 of the past results, but any of the following measures may be taken.
  • a. Add extreme pressure additive to lubricating oil.
  • b. Increase the refrigerant viscosity of the lubricating oil.
  • b 1 The viscosity grade is set higher than the conventional viscosity grade (ISO VG68).
  • Lubricating oil for refrigerant R410A that is not compatible with refrigerant R32 is used.
  • b 3 Lubricating oil for refrigerant R410A that is not compatible with refrigerant R32 is used.
  • a mixture of compatible lubricating oil for refrigerant R32 and lubricating oil for refrigerant R410A is used.
  • the lubricating oil that is incompatible with the refrigerant means that the refrigerant and the lubricating oil are separated into two layers regardless of the temperature within a specific ratio range within a ratio of the lubricating oil to the refrigerant of 0 to 100%. It has the area which has.
  • the parameter A is larger than that in the first embodiment, but the secondary shaft pressure P is the smallest of the three embodiments. Therefore, it is suitable for a rotary compressor (for a tropical region or for a hot water heater) having a wide operating range. Further, reliability can be maintained without adding an extreme pressure additive to the lubricating oil.
  • the parameter A is an intermediate value between the first and second embodiments. Since the cylinder height Hc is higher than those in the first and second embodiments, the cross-sectional areas of the suction holes 135S and 135T can be increased, the pressure loss of the suction refrigerant can be reduced, and the compression during high-speed rotation can be reduced. Excellent efficiency.
  • the countershaft pressure P is within the range of the countershaft pressure P of the conventional rotary compressor, and reliability can be maintained without adding an extreme pressure additive to the lubricating oil.
  • the rotary compressor 1 according to the third embodiment can secure the same cross-sectional area of the suction holes 135S and 135T as the rotary compressor using the refrigerant R410A, and therefore can be used for both the refrigerant R32 and the refrigerant R410A.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the parameter B and the secondary shaft (151) surface pressure.
  • the lower the cylinder height Hc the lower the auxiliary shaft pressure P can be made lower than the higher Hc, and there is a margin in reliability.
  • the parameter B value can be further increased. As described above, lowering the cylinder height Hc suppresses heating of the refrigerant, and is effective in improving the compression efficiency of the rotary compressor using the refrigerant R32.
  • the suction refrigerant density of the refrigerant R32 is about 70% of the refrigerant R41A. Therefore, when the refrigerant R32 is used, even if the cross-sectional area (suction passage area) of the suction holes 135S and 135T of the cylinders 121S and 121T is made smaller than the cross-sectional area for the refrigerant R410A, it is possible to increase the pressure loss of the suction refrigerant. Absent.
  • the suction holes 135S and 135T are provided in the side portions of the cylinders 121S and 121T, and the cylinder height Hc is secured so that the suction pipes 104 and 105 can be attached. Since the thickness of the suction holes 135S and 135T must be 2 to 4 mm or more in terms of strength, the cylinder height Hc needs to satisfy the following expression (14). Cylinder height Hc ⁇ Suction hole diameter Dk + 2 ⁇ (2-4) (14) From the equation (14), the cylinder height Hc can be lowered by reducing the suction hole diameter Dk.
  • the suction passage area can be secured even if the cylinder height Hc is lowered, and the sectional shape of the suction holes 135S and 135T is used as a technique for reducing the suction pressure loss of the refrigerant. It describes that it is a long hole long in the circumferential direction. However, if the cross-sectional shapes of the suction holes 135S and 135T are long holes, the cross-sectional shapes of the suction pipes 104 and 105 and the low-pressure communication pipes 31S and 31T that connect the accumulator 25 and the suction holes 135S and 135T need to be long holes. is there.
  • the suction holes 135S and 135T are sealed by press-fitting the suction pipes 104 and 105.
  • the long hole shape is difficult to form with high accuracy and the seal becomes insufficient, and the high pressure inside the compressor housing 10 is high. Refrigerant leaks from the press-fit seal portion and reduces the compression efficiency. Therefore, in the present invention, the cross-sectional shapes of the suction holes 135S and 135T are circular.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the displacement volume V and the suction pressure loss C (parameter C) of the rotary compressor for the refrigerant R410A.
  • the exclusion volume V and the suction hole diameter Dk are set so as to suppress the suction pressure loss C to 2.0 or less. Note that when the displacement volume V is 60 cc or more, the suction pressure loss C is large.
  • suction hole diameter Dk suction pipe diameter, low-pressure connection pipe diameter
  • the pipe diameter becomes too large, and there is no room for pressure resistance, and the availability and assembly of the pipe This is because a thin diameter tube is used for the reason of worsening the condition.
  • the parameter C is 1.5 or less, it can be said that the pressure loss is small.
  • the pressure loss is small, but it can be said that it is not low although there is a margin for reducing the cylinder height Hc. If it is a rotary compressor for refrigerant
  • the compression efficiency can be improved by setting the parameter C representing the suction pressure loss in the range of 1.0 to 1.5.
  • the cylinder height Hc [mm] needs to satisfy the following equation (16) when the suction hole diameter is Dk [mm]. (Dk + 4) ⁇ Hc ⁇ (Dk + 8) (16)
  • FIG. 9 is a chart showing Embodiments 4 to 6 of dimensions of the compression portions 12S and 12T of the two-cylinder rotary compressor 1 using the refrigerant R32.
  • the excluded volume V is 14.5 [cc / rev]
  • the inner diameter of the compressor housing 10 is fixed at ⁇ 112 mm.
  • the parameter C indicating the suction pressure loss exceeds 1.5, and there is a concern that the suction pressure loss increases.
  • the parameter C is in the range of 1.0 to 1.5, and the cylinder height Hc is lowered while suppressing the suction pressure loss. Since refrigerant heating and suction pressure loss can be suppressed, a highly efficient rotary compressor is obtained.
  • Embodiment 6 assumes that the same compression part dimensions are used for the refrigerant R410A and the refrigerant R32. Even when the refrigerant R410A is used, the parameter C indicating the suction pressure loss can be suppressed to 1.5 or less, and the suction pressure loss is small. However, when the refrigerant R32 is used, the parameter C is less than 1.0, and there is room for lowering the cylinder height Hc.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between parameter A and parameter B. As shown in FIG. 5, there is a correlation between the parameter A and the parameter B. As a range corresponding to the range of parameter A 3.9 ⁇ parameter A ⁇ 4.1, the range of parameter B may be set to 0.215 ⁇ parameter B ⁇ 0.240. By setting e and V so that the range of the parameter B exceeds 0.215, the ratio of the wall surface area of the cylinder chamber to the excluded volume V can be reduced, and the compression efficiency due to the heating of the suction refrigerant Can be suppressed.
  • the eccentric amount e of the eccentric portions 152S and 152T In order to increase the parameter B, it is necessary to increase the eccentric amount e of the eccentric portions 152S and 152T.
  • the diameter of the sub-shaft portion 151 is made smaller than the diameter of the main shaft portion 153 so that the annular pistons 125S and 125T can be assembled to the eccentric portions 152S and 152T even if the eccentric amount e is large.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the parameter B and the secondary shaft surface pressure.
  • the allowable maximum surface pressure of the countershaft portion 151 is 22 to 23. Therefore, in order to suppress the subshaft surface pressure P to about 22 to 23, the upper limit value of the parameter B is set to 0. 240 or less.
  • any of the following measures may be taken.
  • b 1 The viscosity grade is set higher than the conventional viscosity grade (ISO VG68).
  • b 2 Lubricating oil for the refrigerant R410A that is incompatible with the refrigerant R32 is used (since it is not compatible, there is little decrease in viscosity due to the refrigerant dissolving in the lubricating oil).
  • b 3 A mixture of compatible lubricating oil for refrigerant R32 and lubricating oil for refrigerant R410A is used.
  • the lubricating oil that is incompatible with the refrigerant has a ratio of the lubricating oil to the refrigerant of 0 to 100%, and the refrigerant and the lubricating oil are separated into two layers regardless of the temperature within a specific range. Refers to a region.
  • FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the rotary compressor according to the present invention
  • FIG. 11-1 is a bottom view showing the first compression section of the other embodiment.
  • 2 is a top view showing a second compression section of another embodiment
  • FIG. 12 is a top view showing a compression section of another embodiment
  • FIG. 13 is taken along line AA in FIG.
  • FIG. 14 is a top view showing an upper end plate of another embodiment
  • FIG. 15 is a bottom view showing a compression portion of another embodiment
  • FIG. 16 is another embodiment. It is a bottom view which shows the lower end plate of an example
  • FIG. 17 is an exploded perspective view which shows the lower end plate and lower end plate cover of another Example.
  • the rotary compressor 1 includes a compression unit 12 disposed at a lower portion of a hermetically sealed cylindrical compressor housing 10 and an upper portion of the compressor housing 10. And a motor 11 that drives the compression unit 12 via 15.
  • the stator 111 of the motor 11 is formed in a cylindrical shape, and is fixed by being shrink-fitted on the inner peripheral surface of the compressor housing 10.
  • the rotor 112 of the motor 11 is disposed inside the cylindrical stator 111 and is fixed by being shrink-fitted to a rotating shaft 15 that mechanically connects the motor 11 and the compression unit 12.
  • the compression unit 12 includes a first compression unit 12S and a second compression unit 12T, and the second compression unit 12T is disposed on the upper side of the first compression unit 12S.
  • the first compression unit 12S includes an annular first cylinder 121S.
  • the first cylinder 121S includes a first lateral projecting portion 122S projecting from an annular outer periphery, and the first lateral projecting portion 122S is provided with first suction holes 135S and first vane grooves 128S radially.
  • the second compression unit 12T includes an annular second cylinder 121T.
  • the second cylinder 121T includes a second lateral projecting portion 122T projecting from an annular outer periphery, and the second lateral projecting portion 122T is provided with second suction holes 135T and second vane grooves 128T radially. ing.
  • a circular first cylinder inner wall 123S is formed concentrically with the rotating shaft 15 of the motor 11 in the first cylinder 121S.
  • a first annular piston 125S having an outer diameter smaller than the inner diameter of the first cylinder 121S is disposed in the first cylinder inner wall 123S, and the refrigerant is sucked between the first cylinder inner wall 123S and the first annular piston 125S.
  • a first cylinder chamber 130S for compressing and discharging is formed.
  • a circular second cylinder inner wall 123T is formed in the second cylinder 121T concentrically with the rotating shaft 15 of the motor 11.
  • a second annular piston 125T having an outer diameter smaller than the inner diameter of the second cylinder 121T is disposed in the second cylinder inner wall 123T, and the refrigerant is sucked between the second cylinder inner wall 123T and the second annular piston 125T.
  • a second cylinder chamber 130T that discharges after compression is formed.
  • the first cylinder 121S is formed with a first vane groove 128S extending in the radial direction from the first cylinder inner wall 123S over the entire cylinder height.
  • a flat plate-like first vane 127S is slid in the first vane groove 128S. It is movably fitted.
  • the second cylinder 121T is formed with a second vane groove 128T extending in the radial direction from the second cylinder inner wall 123T over the entire cylinder height, and a flat plate-like second vane 127T is slid in the second vane groove 128T. It is movably fitted.
  • a first spring hole 124S is formed so as to communicate with the first vane groove 128S from the outer peripheral portion of the first laterally extending portion 122S.
  • a first vane spring 126S that presses the back surface of the first vane 127S is inserted into the first spring hole 124S.
  • a second spring hole 124T is formed on the outer side in the radial direction of the second vane groove 128T so as to communicate with the second vane groove 128T from the outer peripheral portion of the second laterally extending portion 122T.
  • a second vane spring 126T that presses the back surface of the second vane 127T is inserted into the second spring hole 124T.
  • the first vane 127S protrudes from the first vane groove 128S into the first cylinder chamber 130S by the repulsive force of the first vane spring 126S, and the tip thereof is the first annular piston 125S.
  • the first cylinder chamber 130S is partitioned into a first suction chamber 131S and a first compression chamber 133S by the first vane 127S.
  • the second vane 127T protrudes from the second vane groove 128T into the second cylinder chamber 130T, and its tip abuts against the outer peripheral surface of the second annular piston 125T.
  • the second cylinder chamber 130T is partitioned into a second suction chamber 131T and a second compression chamber 133T by the second vane 127T.
  • the first cylinder 121S introduces the compressed refrigerant in the compressor casing 10 through the radially outer side of the first vane groove 128S and the compressor casing 10, and supplies the first vane 127S to the first vane 127S.
  • a first pressure introduction path 129S is formed in which back pressure is applied by the pressure of the refrigerant.
  • the compressed refrigerant in the compressor housing 10 is also introduced from the first spring hole 124S.
  • the second cylinder 121T introduces the compressed refrigerant in the compressor casing 10 through the radially outer side of the second vane groove 128T and the interior of the compressor casing 10, and enters the second vane 127T.
  • a second pressure introduction path 129T is formed in which a back pressure is applied by the refrigerant pressure.
  • the compressed refrigerant in the compressor housing 10 is also introduced from the second spring hole 124T.
  • the first side overhanging portion 122S of the first cylinder 121S is provided with a first suction hole 135S that allows the first suction chamber 131S to communicate with the outside in order to suck the refrigerant from the outside into the first suction chamber 131S.
  • the second side overhanging portion 122T of the second cylinder 121T is provided with a second suction hole 135T that allows the second suction chamber 131T to communicate with the outside in order to suck the refrigerant from the outside into the second suction chamber 131T. ing.
  • an intermediate partition plate 140 is disposed between the first cylinder 121S and the second cylinder 121T, and the first cylinder chamber 130S (see FIG. 11-1) of the first cylinder 121S and the first cylinder 121S.
  • the second cylinder chamber 130T (see FIG. 11-2) of the two cylinders 121T is partitioned.
  • the intermediate partition plate 140 closes the upper end portion of the first cylinder 121S and the lower end portion of the second cylinder 121T.
  • a lower end plate 160S is disposed at the lower end of the first cylinder 121S, and closes the first cylinder chamber 130S of the first cylinder 121S.
  • An upper end plate 160T is disposed at the upper end of the second cylinder 121T, and closes the second cylinder chamber 130T of the second cylinder 121T.
  • the lower end plate 160S closes the lower end portion of the first cylinder 121S, and the upper end plate 160T closes the upper end portion of the second cylinder 121T.
  • a secondary bearing portion 161S is formed on the lower end plate 160S, and the secondary shaft portion 151 of the rotary shaft 15 is rotatably supported by the secondary bearing portion 161S.
  • a main bearing portion 161T is formed on the upper end plate 160T, and the main shaft portion 153 of the rotary shaft 15 is rotatably supported by the main bearing portion 161T.
  • the rotating shaft 15 includes a first eccentric portion 152S and a second eccentric portion 152T that are eccentric with a phase difference of 180 ° from each other.
  • the first eccentric portion 152S is connected to the first annular piston 125S of the first compression portion 12S.
  • the second eccentric portion 152T is rotatably fitted to the second annular piston 125T of the second compression portion 12T.
  • the first annular piston 125S revolves along the first cylinder inner wall 123S in the first cylinder 121S in the clockwise direction of FIG. 11-1, and the first vane 127S reciprocates following this. Exercise. Due to the movement of the first annular piston 125S and the first vane 127S, the volumes of the first suction chamber 131S and the first compression chamber 133S continuously change, and the compression unit 12 continuously sucks and compresses the refrigerant. Discharge. When the rotary shaft 15 rotates, the second annular piston 125T revolves in the second cylinder 121T in the counterclockwise direction of FIG. 11-2 along the second cylinder inner wall 123T, and follows this to follow the second vane.
  • a flat plate-like lower end plate cover 170S is disposed below the lower end plate 160S, and a communication portion 180S is formed by covering a recess 163S provided in the lower end plate 160S.
  • the first compression unit 12S opens to the communication unit 180S. That is, a first discharge hole 190S that connects the first compression chamber 133S of the first cylinder 121S and the communication portion 180S is provided in the vicinity of the first vane 127S of the lower end plate 160S, and the first discharge hole 190S is compressed.
  • a reed valve type first discharge valve 200S is disposed to prevent the reverse flow of the refrigerant.
  • the communication portion 180S has a refrigerant passage hole 136 (FIG. 10, FIG. 10) penetrating the discharge side of the first compression portion 12S through the lower end plate 160S, the first cylinder 121S, the intermediate partition plate 140, the second cylinder 121T, and the upper end plate 160T. 11-1 and FIG. 11-2) to communicate with the upper muffler chamber 180T.
  • the tip of the first discharge valve presser 201S for limiting the amount of flexure opening of the first discharge valve 200S is superimposed on the first discharge valve 200S.
  • the first discharge valve 200S is housed together with the tip.
  • the first discharge hole 190S, the first discharge valve 200S, and the first discharge valve presser 201S constitute a first discharge valve portion of the lower end plate 160S.
  • an upper end plate cover 170T having five bulged portions 171T is disposed above the upper end plate 160T, and an upper muffler chamber 180T is formed between the upper end plate 160T and the upper muffler chamber 180T.
  • the upper muffler chamber 180T communicates with the interior of the compressor housing 10 through an annular muffler discharge hole 172T formed between the main bearing portion 161T of the upper end plate 160T and the upper end plate cover 170T.
  • the compressed refrigerant is discharged into the compressor casing 10 through the muffler discharge hole 172T.
  • a second discharge hole 190T that connects the second compression chamber 133T of the second cylinder 121T and the upper muffler chamber 180T is provided, and the second discharge hole 190T is compressed.
  • a reed valve type second discharge valve 200T for preventing the reverse flow of the refrigerant is disposed.
  • a tip portion of the second discharge valve presser 201T for limiting the amount of opening of the second discharge valve 200T is overlapped with the second discharge valve 200T. It is accommodated together with the tip of the second discharge valve 200T.
  • the upper muffler chamber 180T reduces the pressure pulsation of the discharged refrigerant.
  • the second discharge hole 190T, the second discharge valve 200T, and the second discharge valve presser 201T constitute a second discharge valve portion of the upper end plate 160T.
  • the lower end plate cover 170S, the lower end plate 160S, the first cylinder 121S, the intermediate partition plate 140, the second cylinder 121T, the upper end plate 160T, and the upper end plate cover 170T are formed by a method described later. It is fastened integrally with a bolt to form the compression portion 12. Of the compression part 12 fastened together, the outer peripheral part of the upper end plate 160T is fixed to the compressor casing 10 by spot welding, and the compression part 12 is fixed to the compressor casing 10.
  • the first and second through holes 101 and 102 are passed through the outer peripheral wall of the cylindrical compressor housing 10 in order from the lower part in the axial direction so as to pass the first and second suction pipes 104 and 105. Is provided.
  • an accumulator 25 formed of an independent cylindrical sealed container is held by an accumulator holder 252 and an accumulator band 253 on the outer side of the compressor housing 10.
  • a system connection pipe 255 connected to the evaporator of the refrigerant circuit (refrigeration cycle) is connected to the center of the top of the accumulator 25, and one end of the accumulator 25 has one end in the bottom through-hole 257 provided at the bottom of the accumulator 25.
  • the first low-pressure communication pipe 31S that guides the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit to the first compression section 12S via the accumulator 25 is connected to the first suction hole 135S ( (See FIG. 11-1). That is, the first suction hole 135S is connected to the evaporator of the refrigerant circuit (refrigeration cycle).
  • the second low-pressure communication pipe 31T that guides the low-pressure refrigerant in the refrigerant circuit to the second compression section 12T through the accumulator 25 is connected to the second suction hole 135T (See FIG. 11-2). That is, the second suction hole 135T is connected to the evaporator of the refrigerant circuit (refrigeration cycle).
  • a discharge pipe 107 is connected to the top of the compressor housing 10 as a discharge unit that is connected to a refrigerant circuit (refrigeration cycle) and discharges high-pressure refrigerant to the condenser side of the refrigerant circuit. That is, the first discharge hole 190S and the second discharge hole 190T are connected to the condenser of the refrigerant circuit (refrigeration cycle).
  • Lubricating oil is enclosed in the compressor housing 10 up to the height of the second cylinder 121T.
  • the lubricating oil is sucked up from an oil supply pipe 16 attached to the lower end of the rotating shaft 15 by a pump blade (not shown) inserted into the lower portion of the rotating shaft 15, circulates through the compressing portion 12, and slides (
  • the first annular piston 125S and the second annular piston 125T) are lubricated and a minute gap in the compression portion 12 is sealed.
  • the lower end plate cover 170S, the lower end plate 160S, the first cylinder 121S, the intermediate partition plate 140, the upper end plate 160T, and the upper end plate cover 170T are substantially at the same phase position on a concentric circle.
  • Five (plural) bolt through holes 137 are provided.
  • the second cylinder 121T is provided with five screw holes 138 at the same phase position substantially concentric with the five bolt through holes 137.
  • the bolt through hole 137 and the screw hole 138 are collectively referred to as bolt holes (137, 138).
  • the bolt hole is a through hole.
  • Five through bolts 174 from the upper end plate cover 170T side and five through bolts 175 from the lower end plate cover 170S side are inserted into the bolt holes, and the entire compression portion 12 is fastened.
  • the number of bolt holes is not limited to five, and may be four or six or more.
  • the lower end plate 160S is provided with two auxiliary bolt through holes 300, and the first cylinder 121S is provided with two auxiliary screw holes 301.
  • the auxiliary bolt through holes 300 and the auxiliary screw holes 301 are provided with two auxiliary bolts 176.
  • the lower end plate 160S and the first cylinder 121S are fastened.
  • the lower end plate 160S and the first cylinder 121S are fastened in advance before the compression part 12 is fastened as a whole.
  • the refrigerant passage hole 136 is located in the vicinity of the first discharge hole 190S and the second discharge hole 190T, for example, the first discharge hole 190S, the second discharge hole 190S, and the like. It is provided within a range between two adjacent bolt holes 137 sandwiching the discharge hole 190T, the first vane 127S, and the second vane 127T (in the first embodiment, within a range of phase angle ⁇ 90 °). .
  • the refrigerant passage hole 136 is not limited to one, and two or three holes may be provided adjacent to each other.
  • a circular recess 163S is formed in the lower end plate 160S.
  • the recess 163S accommodates the distal end portion of the first discharge valve 200S and the distal end portion of the first discharge valve retainer 201S, and constitutes a communication portion 180S that communicates the first discharge hole 190S and the lower end portion of the refrigerant passage hole 136.
  • a circular recess 163T is formed in the upper end plate 160T.
  • the recess 163T accommodates the distal end portion of the second discharge valve 200T and the distal end portion of the second discharge valve presser 201T, and is a part of the upper muffler chamber 180T that communicates the second discharge hole 190T and the upper end portion of the refrigerant passage hole 136. Part.
  • the lower end plate 160S is formed with a groove 164S for attaching the base end portion of the first discharge valve 200S and the base end portion of the first discharge valve presser 201S by rivets.
  • the upper end plate 160T is formed with a groove 164T for attaching the base end portion of the second discharge valve 200T and the base end portion of the second discharge valve presser 201T by rivets.
  • a recess 303 for accommodating the head of the rivet is formed on the lower surface of the first cylinder 121S and the upper surface of the second cylinder 121T.
  • the groove 164S does not constitute the communication portion 180S because the first discharge valve 200S and the first discharge valve presser 201S are attached to fill the space.
  • the groove 164T does not constitute the upper muffler chamber 180T because the second discharge valve 200T and the second discharge valve presser 201T are attached to fill the space.
  • the lower end plate 160S is formed thick, and the concave portion 163S and the groove 164S are formed to a depth that the first discharge valve 200S and the first discharge valve presser 201S can be completely accommodated.
  • the upper muffler chamber 180T is formed as a chamber having five bulged portions 171T obtained by press-molding the upper end plate cover 170T, but the lower end plate cover 170S of the other embodiments. Is a flat plate shape without unevenness covering the first discharge valve portion and the refrigerant passage hole 136 of the lower end plate 160S, and the communication portion 180S is an upper muffler for communicating the first discharge hole 190S and the refrigerant passage hole 136. A small volume passage smaller than the volume of the chamber 180T is formed only by the circular recess 163S of the lower end plate 160S.
  • the communication portion 180S is a passage having a small volume smaller than the volume of the upper muffler chamber 180T formed by only the concave portion 163S of the lower end plate 160S, and therefore the refrigerant compressed by the second cylinder 121T.
  • the space flowing back through the refrigerant passage hole 136 is small, and the backflow can be suppressed to prevent the efficiency of the rotary compressor 1 from decreasing.
  • the lower end plate cover 170S may be press-molded in the same manner as the upper end plate cover 170T to form the bulging portion, thereby forming the lower muffler chamber.
  • the suction refrigerant density ⁇ of the refrigerant R32 is about 70% of the refrigerant R410A, but the evaporation enthalpy is about 140%. Therefore, substantially the same excluded volume V (cylinder chamber volume) can be applied. Since it is the same exclusion volume V, the dimension of the compression part 12 for refrigerant
  • the dimensions of the compression portions 12S, 12T are set so that S / V becomes small. , Suppress the heating of the refrigerant.
  • the wall surface area S of one cylinder chamber (the first cylinder chamber 130S or the second cylinder chamber 130T) of the rotary compressor 1 of another embodiment is expressed by the following equations (2) to (5).
  • S 2Sb + Sc + Sr (2)
  • Sb (Dc 2- (Dc-2e) 2 ) ⁇ / 4 (3)
  • Sc ⁇ ⁇ Dc ⁇ Hc (4)
  • Sr ⁇ ⁇ (Dc ⁇ 2e) ⁇ Hc (5) here,
  • Sb Area [mm 2 ] of the end plate (160S, 160T) portion or the intermediate partition plate (140) portion of the cylinder chamber
  • Sc Cylinder (121S, 121T) inner peripheral wall area [mm 2 ]
  • Sr annular piston (125S, 125T) outer peripheral wall area [mm 2 ]
  • Dc Cylinder (121S, 121T) inner diameter [mm]
  • e Eccentric part (152S, 152T)
  • Hc Cylinder (
  • the excluded volume (cylinder chamber volume) V [cc / rev] of one cylinder chamber (first cylinder chamber 130S or second cylinder chamber 130T) of the rotary compressor 1 is expressed by the following equation (6).
  • V ⁇ ⁇ e ⁇ (Dc ⁇ e) ⁇ Hc (6)
  • S / V 2 (e + Hc) / (e ⁇ Hc) (7)
  • Japanese Patent No. 4864572 discloses that the ratio of the cylinder height Hc to the cylinder inner diameter Dc is reduced to reduce the refrigerant leakage amount and improve the compression efficiency.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between parameter A and Hc / Dc. As shown in FIG. 3, the smaller the parameter A, the larger Hc / Dc tends to be. In the first to third embodiments shown in FIG. 3, the displacement volume V, the inner diameter of the compressor housing 10 and the cylinder height Hc of the rotary compressor 1 are made the same, and the eccentric portion eccentricity e is changed. Two patterns of a cylinder height Hc large and a cylinder height Hc small were calculated.
  • the cross-sectional area of the suction holes 135S and 135T is set to the cylinder height Hc that can ensure as usual.
  • the eccentric part eccentric amount e is increased, the cylinder inner diameter Dc is decreased and Hc / Dc is increased.
  • the parameter A can be reduced.
  • the cylinder height Hc is set low until the cross-sectional area of the suction holes 135S and 135T is about 80% of the conventional one. If the cylinder height Hc is set to be lower and the parameter A is the same, Hc / Dc can be reduced and the amount of refrigerant leakage can be reduced. In this case, since the cross-sectional areas of the suction holes 135S and 135T are small, the pressure loss of the suction refrigerant increases. However, the refrigerant R32 has a lower density than the refrigerant R410A, and thus the influence of the pressure loss is small.
  • the parameter A is small.
  • the dimensions of the compression parts 12S and 12T are not as follows.
  • the parameter A is set to a value smaller than the lower limit value 4.1 (see FIG. 3) of the conventional rotary compressor, so that the conventional rotary compressor It is possible to improve the compression efficiency.
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the parameter A and the secondary shaft portion (151) surface pressure.
  • the eccentricity e of the eccentric parts 152S and 152T
  • the eccentric amount e is increased, it is necessary to reduce the diameter of the auxiliary shaft portion 151 for the convenience of assembly of the rotary shaft 15 and the annular pistons 125S and 125T, and when the auxiliary shaft diameter is reduced, the auxiliary shaft surface pressure P increases. End up. Therefore, parameter A has a lower limit value.
  • the axial load F [N] is expressed by the following equation (9).
  • F W / (2 ⁇ ⁇ e ⁇ N) (9) here, W: Compression power [W] e: Eccentricity [mm] of the eccentric part (152S, 152T) N: Number of rotations of the rotating shaft 15 [rev / s]
  • the compression power W is expressed by the following equation (10).
  • W ⁇ h ⁇ V ⁇ ⁇ ⁇ N (10) here, ⁇ h: difference between discharge enthalpy and inhalation enthalpy [J / g]
  • V Exclusion volume (cylinder chamber volume) [cc / rev]
  • Refrigerant density [g / mm 3 ]
  • N Number of rotations of the rotating shaft 15 [rev / s] ⁇ h, ⁇ , and N are determined by operating conditions.
  • the axial load F [mm 2 / rev] was set to the following equation (11), leaving only the parameters related to the dimensions of the compression units 12S and 12T.
  • F V / e (11)
  • the area of the sub-shaft portion 151 is assumed to be the square of the diameter Ds of the sub-shaft portion 151.
  • the secondary shaft pressure P is calculated by the following equation (12).
  • P V / (e ⁇ Ds 2 ) (12) here, V: Exclusion volume (cylinder chamber volume) [cc / rev] e: Eccentricity [mm] of the eccentric part (152S, 152T)
  • Ds Diameter of the sub shaft portion 151 [mm]
  • the allowable maximum surface pressure of the sub-shaft portion 151 is 22-23.
  • the countershaft pressure P can be made smaller than in the calculation example (large Hc).
  • the point at which the secondary shaft pressure P becomes 22 is a guideline for the lower limit value of the parameter A. Note that the parameter A can be further reduced if measures are taken to improve the durability of the countershaft portion 151.
  • the range of parameter A is 3.9 ⁇ parameter A ⁇ 4.1 as shown in FIG.
  • the range of the parameter A is 4.0 as shown in FIG. ⁇ Parameter A ⁇ 4.1 is desirable.
  • parameter B [dimensionless] is defined by the following equation (13).
  • B e / V 1/3 (13) here,
  • V Exclusion volume (cylinder chamber volume) [cc / rev] e: Eccentricity [mm] of the eccentric part (152S, 152T)
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between parameter A and parameter B. As shown in FIG. 5, there is a correlation between the parameter A and the parameter B. As a range corresponding to the range of parameter A 3.9 ⁇ parameter A ⁇ 4.1, the range of parameter B may be set to 0.215 ⁇ parameter B ⁇ 0.240. The above description overlaps with the description in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the parameter B and the countershaft (151) surface pressure, which is the same as the description in the second embodiment.
  • the lower cylinder height Hc can lower the countershaft surface pressure P than the higher Hc, and there is a margin in reliability.
  • the parameter B can be made larger. As described above, lowering the cylinder height Hc suppresses heating of the refrigerant, and is effective in improving the compression efficiency of the rotary compressor using the refrigerant R32.
  • the suction refrigerant density of the refrigerant R32 is about 70% of the refrigerant R410A. Therefore, when the refrigerant R32 is used, even if the cross-sectional area (suction passage area) of the suction holes 135S and 135T of the cylinders 121S and 121T is made smaller than the cross-sectional area for the refrigerant R410A, it is possible to increase the pressure loss of the suction refrigerant. Absent.
  • the suction holes 135S and 135T are provided in the side portions of the cylinders 121S and 121T, and the cylinder height Hc is secured so that the suction pipes 104 and 105 can be attached. Since the thickness of the suction holes 135S and 135T must be 2 to 4 mm or more in terms of strength, the cylinder height Hc needs to satisfy the following expression (14). Cylinder height Hc ⁇ Suction hole diameter Dk + 2 ⁇ (2-4) (14) From the equation (14), the cylinder height Hc can be lowered by reducing the suction hole diameter Dk.
  • the suction passage area can be secured even if the cylinder height Hc is lowered, and the sectional shape of the suction holes 135S and 135T is used as a technique for reducing the suction pressure loss of the refrigerant. It describes that it is a long hole long in the circumferential direction. However, if the cross-sectional shapes of the suction holes 135S and 135T are long holes, the cross-sectional shapes of the suction pipes 104 and 105 and the low-pressure communication pipes 31S and 31T that connect the accumulator 25 and the suction holes 135S and 135T need to be long holes. is there.
  • the suction holes 135S and 135T are sealed by press-fitting the suction pipes 104 and 105.
  • the long hole shape is difficult to form with high accuracy and the seal becomes insufficient, and the high pressure inside the compressor housing 10 is high. Refrigerant leaks from the press-fit seal portion and reduces the compression efficiency. Therefore, in the present invention, the cross-sectional shapes of the suction holes 135S and 135T are circular.
  • FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the displacement volume V and the suction pressure loss C (parameter C) of the rotary compressor for the refrigerant R410A.
  • the exclusion volume V and the suction hole diameter Dk are set so as to suppress the suction pressure loss C to 2.0 or less. Note that when the displacement volume V is 60 cc or more, the suction pressure loss C is large.
  • suction hole diameter Dk suction pipe diameter, low-pressure connection pipe diameter
  • the pipe diameter becomes too large, and there is no room for pressure resistance, and the availability and assembly of the pipe This is because a thin diameter tube is used for the reason of worsening the condition.
  • the parameter C is 1.5 or less, it can be said that the pressure loss is small.
  • the pressure loss is small, but it can be said that it is not low although there is a margin for reducing the cylinder height Hc. If it is a rotary compressor for refrigerant
  • Inverter-type air conditioners have a long operating time at low capacity (low load), and the efficiency during low capacity operation greatly affects the annual efficiency. Therefore, even if the efficiency at the time of maximum capacity operation is somewhat reduced, if the efficiency at the time of low capacity operation can be improved, the annual efficiency can be improved.
  • FIG. 18 is an enlarged view of a portion B in FIG. Regardless of securing the cross-sectional area (suction passage area) of the suction holes 135S and 135T of the cylinders 121S and 121T, the range of the cylinder height Hc is set to the range shown in the following equation (16) (see FIG. 18). 2 ⁇ (d + M) + 1.0 ⁇ Hc ⁇ 2 ⁇ (d + M) +2.5 (16) here, d: Nominal diameter of through bolts 174, 175 [mm] M: Chamfer dimension of the screw hole 138 [mm] Hc: Cylinder height
  • the range of the cylinder height Hc is set to the range shown in the equation (16), the diameters of the suction holes 135S and 135T are reduced, and the efficiency during the maximum capacity operation may be lowered. However, by reducing the cylinder height Hc, the efficiency during low-capacity operation is improved, so the annual efficiency can be improved.
  • the threaded lengths of the through bolts 174 and 175 for fixing the compression portion 12 are shortened. If the threaded lengths of the through bolts 174 and 175 are too short, the screw threads are crushed by tightening, and a necessary fastening force cannot be ensured.
  • the cylinder height Hc within the range of the above expression (16), it is possible to secure a screwing length that is the same as the nominal diameter of the through bolts 174 and 175, and to obtain a necessary fastening force. Even if the through bolts 174 and 175 are tightened, the thread is not crushed.
  • the chamfer dimension M of the screw hole 138 takes into consideration that the effective screwing length is shortened by the chamfer dimension M. Further, the expression (16) is intended to make the gap between the tip of the through bolt 174 and the tip of the through bolt 175 in the range of 1.0 [mm] to 2.5 [mm].
  • the minimum clearance 1.0 [mm] is the length tolerance of through bolts 174 and 175 and fastening parts (lower end plate cover 170S, lower end plate 160S, first cylinder 121S, intermediate partition plate 140, upper end plate 160T, and upper end plate.
  • the height is set in consideration of the height tolerance of the cover 170T).
  • the clearance between the two bolt ends is 0.8 at the maximum tolerance. [mm] Narrow. Further, the clearance is narrowed by elastic deformation of the through bolts 174 and 175 and the settling of the seat surface. In order to prevent contact between both bolt ends, the minimum value of the gap is 1.0 [mm]. On the other hand, if the clearance is excessively large, the cylinder height cannot be set so that the refrigerant heating can be reduced. Therefore, the maximum clearance is set to 2.5 [mm].
  • the rotary compressor 1 has a structure in which a through bolt 174 is tightened from above the same screw hole 138 of the second cylinder 121T and a through bolt 175 is tightened from below (see FIGS. 13 and 18). ).
  • This structure has the merit that it can be manufactured at a low cost because the number of processed screw holes 138 is smaller than that in which the screw holes 138 for tightening the through bolts 174 and the screw holes 138 for tightening the through bolts 175 are provided separately.
  • the second cylinder 121T provided with the screw hole 138 and the first cylinder 121S provided with the bolt through hole 137 are preferably made of cast iron (FC250 or the like) that can be manufactured at low cost. It is desirable that the thread tip incomplete thread length of the through bolts 174 and 175 (see FIG. 18) is 1 time or less of the thread pitch.
  • FIG. 19 is a chart showing Embodiments 7 to 9 of dimensions of the compression sections 12S and 12T of the two-cylinder rotary compressor 1 using the refrigerant R32.
  • the excluded volume V is 14.5 [cc / rev]
  • the inner diameter of the compressor housing 10 is fixed at ⁇ 112 mm.
  • the cylinder 121S and 121T and the end plates 160S and 160T can be moved from the cylinders 121S and 121T. While suppressing the heat from being transmitted to the refrigerant, it is possible to suppress an increase in cost. Moreover, the efficiency at the time of low capacity
  • the present invention can be applied to a single cylinder type rotary compressor and a two-stage compression type rotary compressor.
  • the embodiment has been described above, but the embodiment is not limited by the above-described content.
  • the above-described constituent elements include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.
  • the above-described components can be appropriately combined.
  • at least one of various omissions, substitutions, and changes of the components can be made without departing from the scope of the embodiments.

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Abstract

 上部に冷媒の吐出部が設けられ、下部に冷媒の吸入部が設けられると共に潤滑油が貯留される密閉された縦置きの圧縮機筐体と、該圧縮機筐体内に配置され、前記吸入部から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内に配置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、前記圧縮機筐体の側部に取付けられ、前記冷媒の吸入部に接続されたアキュムレータと、を備えるロータリ圧縮機において、前記圧縮部を構成するシリンダの内径をDc、前記シリンダの高さをHc、前記回転軸の偏心部の偏心量をeとするとき、(e+Hc)・(Dc-e)1/3/(e・Hc)2/3の式で求められる値が、4.1未満となるように、前記Dc、Hc及びeを設定する。

Description

ロータリ圧縮機
 本発明は、空気調和機や冷凍機などに用いられるロータリ圧縮機に関する。
 ロータリ圧縮機では、圧縮部の吸入工程において、高温となっているシリンダ及び端板から冷媒に熱が伝わり、冷媒が熱膨張して圧縮動力が増加し、圧縮機効率が低下する。
 例えば、特許文献1には、シリンダと、シリンダの両端を閉塞する端板とで囲まれた圧縮室(シリンダ室)内に、上記端板に軸支されたクランク軸(偏心部)によって偏心回転するピストンを配置し、このピストンの外周面に当接し上記圧縮室内を高圧側と低圧側に区分するベーンをシリンダに取り付けた圧縮部と、この圧縮部を駆動するモータとを密閉容器内に収納したロータリ圧縮機において、上記シリンダの吸入側部分に、このシリンダを軸方向に貫通する孔を設け、この孔の両端面を端板で塞いで密閉空間を形成し、この密閉空間により、運転時に高温となっている密閉容器内の冷媒からシリンダ内壁への伝熱を抑え、シリンダ内の冷媒の温度上昇を抑制するロータリ圧縮機が記載されている。
特開平02-140486号公報
 しかしながら、特許文献1に記載されたロータリ圧縮機は、シリンダの吸入側部分に、このシリンダを軸方向に貫通する穴を設けるので、その分、コストアップとなる、という問題がある。
 本発明は、シリンダ及び端板から圧縮部内の冷媒に熱が伝わるのを抑制すると共に、コストアップを抑えたロータリ圧縮機を得ることを目的とする。
 本発明は、上部に冷媒の吐出部が設けられ、下部に冷媒の吸入部が設けられると共に潤滑油が貯留される密閉された縦置きの圧縮機筐体と、該圧縮機筐体内に配置され、前記吸入部から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内に配置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、前記圧縮機筐体の側部に取付けられ、前記冷媒の吸入部に接続されたアキュムレータと、を備えるロータリ圧縮機において、前記圧縮部を構成するシリンダの内径をDc、前記シリンダの高さをHc、前記回転軸の偏心部の偏心量をeとするとき、(e+Hc)・(Dc-e)1/3/(e・Hc)2/3の式で求められる値が、4.1未満となるように、前記Dc、Hc及びeを設定することを特徴とする。
 本発明は、シリンダを軸方向に貫通する穴などを設けずに、圧縮部の寸法を適切に設定することにより、シリンダ及び端板から圧縮部内の冷媒に熱が伝わるのを抑制すると共に、コストアップを抑えることができる。
本発明に係るロータリ圧縮機の実施例を示す縦断面図である。 第1の圧縮部及び第2の圧縮部の上から見た横断面図である。 シリンダ室壁面面積S/シリンダ室容積Vの関数であるパラメータAとシリンダ高さHc/シリンダ内径Dcとの関係を示す図である。 パラメータAと副軸面圧との関係を示す図である。 パラメータAと偏心部偏心量e/シリンダ室容積Vの関数であるパラメータBとの関係を示す図である。 冷媒R32を用いる2シリンダ式のロータリ圧縮機の圧縮部の寸法の実施形態1~3を示す図表である。 パラメータBと副軸部面圧との関係を示す図である。 冷媒R410A用ロータリ圧縮機の排除容積Vと吸入圧力損失C(パラメータC)との関係を示す図である。 冷媒R32を用いる2シリンダ式のロータリ圧縮機の圧縮部の寸法の実施形態4~6を示す図表である。 本発明に係るロータリ圧縮機の他の実施例を示す縦断面図である。 他の実施例の第1の圧縮部を示す下面図である。 他の実施例の第2の圧縮部を示す上面図である。 他の実施例の圧縮部を示す上面図である。 図12のA-A線に沿う縦断面図である。 他の実施例の上端板を示す上面図である。 他の実施例の圧縮部を示す下面図である。 他の実施例の下端板を示す下面図である。 他の実施例の下端板及び下端板カバーを示す分解斜視図である。 図13のB部拡大図である。 図15は、冷媒R32を用いる2シリンダ式のロータリ圧縮機の圧縮部の寸法の実施形態7~9を示す図表である。
 以下に、本発明を実施するための形態(実施例)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。
 図1は、本発明に係るロータリ圧縮機の実施例を示す縦断面図であり、図2は、実施例の第1の圧縮部及び第2の圧縮部の上から見た横断面図である。
 図1に示すように、ロータリ圧縮機1は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体10の下部に配置された圧縮部12と、圧縮機筐体10の上部に配置され、回転軸15を介して圧縮部12を駆動するモータ11と、を備えている。
 モータ11のステータ111は、円筒状に形成され、圧縮機筐体10の内周面に焼きばめされて固定されている。モータ11のロータ112は、円筒状のステータ111の内部に配置され、モータ11と圧縮部12とを機械的に接続する回転軸15に焼きばめされて固定されている。
 圧縮部12は、第1の圧縮部12Sと第2の圧縮部12Tとを備えており、第2の圧縮部12Tは、第1の圧縮部12Sの上側に配置されている。図2に示すように、第1の圧縮部12Sは、環状の第1シリンダ121Sを備えている。第1シリンダ121Sは、環状の外周から張り出した第1側方張出部122Sを備え、第1側方張出部122Sには、第1吸入孔135Sと第1ベーン溝128Sが放射状に設けられている。また、第2の圧縮部12Tは、環状の第2シリンダ121Tを備えている。第2シリンダ121Tは、環状の外周から張り出した第2側方張出部122Tを備え、第2側方張出部122Tには、第2吸入孔135Tと第2ベーン溝128Tが放射状に設けられている。
 図2に示すように、第1シリンダ121Sには、モータ11の回転軸15と同心に、円形の第1シリンダ内壁123Sが形成されている。第1シリンダ内壁123S内には、第1シリンダ121Sの内径よりも小さい外径の第1環状ピストン125Sが配置され、第1シリンダ内壁123Sと第1環状ピストン125Sとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する第1シリンダ室130Sが形成される。第2シリンダ121Tには、モータ11の回転軸15と同心に、円形の第2シリンダ内壁123Tが形成されている。第2シリンダ内壁123T内には、第2シリンダ121Tの内径よりも小さい外径の第2環状ピストン125Tが配置され、第2シリンダ内壁123Tと第2環状ピストン125Tとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する第2シリンダ室130Tが形成される。
 第1シリンダ121Sには、第1シリンダ内壁123Sから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第1ベーン溝128Sが形成され、第1ベーン溝128S内に、平板状の第1ベーン127Sが、摺動自在に嵌合されている。第2シリンダ121Tには、第2シリンダ内壁123Tから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第2ベーン溝128Tが形成され、第2ベーン溝128T内に、平板状の第2ベーン127Tが、摺動自在に嵌合されている。
 図2に示すように、第1ベーン溝128Sの径方向外側には、第1側方張出部122Sの外周部から第1ベーン溝128Sに連通するように第1スプリング穴124Sが形成されている。第1スプリング穴124Sには、第1ベーン127Sの背面を押圧する図示しない第1ベーンスプリングが挿入されている。第2ベーン溝128Tの径方向外側には、第2側方張出部122Tの外周部から第2ベーン溝128Tに連通するように第2スプリング穴124Tが形成されている。第2スプリング穴124Tには、第2ベーン127Tの背面を押圧する図示しない第2ベーンスプリングが挿入されている。
 ロータリ圧縮機1の起動時は、この第1ベーンスプリングの反発力により、第1ベーン127Sが、第1ベーン溝128S内から第1シリンダ室130S内に突出し、その先端が、第1環状ピストン125Sの外周面に当接し、第1ベーン127Sにより、第1シリンダ室130Sが、第1吸入室131Sと、第1圧縮室133Sとに区画される。また、同様に、第2ベーンスプリングの反発力により、第2ベーン127Tが、第2ベーン溝128T内から第2シリンダ室130T内に突出し、その先端が、第2環状ピストン125Tの外周面に当接し、第2ベーン127Tにより、第2シリンダ室130Tが、第2吸入室131Tと、第2圧縮室133Tとに区画される。
 また、第1シリンダ121Sには、第1ベーン溝128Sの径方向外側と圧縮機筐体10内とを開口部R(図1参照)で連通して圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒を導入し、第1ベーン127Sに冷媒の圧力により背圧をかける第1圧力導入路129Sが形成されている。なお、圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒は、第1スプリング穴124Sからも導入される。また、第2シリンダ121Tには、第2ベーン溝128Tの径方向外側と圧縮機筐体10内とを開口部R(図1参照)で連通して圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒を導入し、第2ベーン127Tに冷媒の圧力により背圧をかける第2圧力導入路129Tが形成されている。なお、圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒は、第2スプリング穴124Tからも導入される。
 第1シリンダ121Sの第1側方張出部122Sには、第1吸入室131Sに外部から冷媒を吸入するために、第1吸入室131Sと外部とを連通させる第1吸入孔135Sが設けられている。第2シリンダ121Tの第2側方張出部122Tには、第2吸入室131Tに外部から冷媒を吸入するために、第2吸入室131Tと外部とを連通させる第2吸入孔135Tが設けられている。第1吸入孔135S及び第1吸入孔135Sの断面は円形である。
 また、図1に示すように、第1シリンダ121Sと第2シリンダ121Tの間には、中間仕切板140が配置され、第1シリンダ121Sの第1シリンダ室130S(図2参照)と第2シリンダ121Tの第2シリンダ室130T(図2参照)とを仕切っている。中間仕切板140は、第1シリンダ121Sの上端部と第2シリンダ121Tの下端部を閉塞している。
 第1シリンダ121Sの下端部には、下端板160Sが配置され、第1シリンダ121Sの第1シリンダ室130Sを閉塞している。また、第2シリンダ121Tの上端部には、上端板160Tが配置され、第2シリンダ121Tの第2シリンダ室130Tを閉塞している。下端板160Sは、第1シリンダ121Sの下端部を閉塞し、上端板160Tは、第2シリンダ121Tの上端部を閉塞している。
 下端板160Sには、副軸受部161Sが形成され、副軸受部161Sに、回転軸15の副軸部151が回転自在に支持されている。上端板160Tには、主軸受部161Tが形成され、主軸受部161Tに、回転軸15の主軸部153が回転自在に支持されている。
 回転軸15は、互いに180°位相をずらして偏心させた第1偏心部152Sと第2偏心部152Tとを備え、第1偏心部152Sは、第1の圧縮部12Sの第1環状ピストン125Sに回転自在に嵌合し、第2偏心部152Tは、第2の圧縮部12Tの第2環状ピストン125Tに回転自在に嵌合している。
 回転軸15が回転すると、第1環状ピストン125Sが、第1シリンダ内壁123Sに沿って第1シリンダ121S内を図2の時計回りに公転し、これに追随して第1ベーン127Sが往復運動する。この第1環状ピストン125S及び第1ベーン127Sの運動により、第1吸入室131S及び第1圧縮室133Sの容積が連続的に変化し、圧縮部12は、連続的に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。また、回転軸15が回転すると、第2環状ピストン125Tが、第2シリンダ内壁123Tに沿って第2シリンダ121T内を図2の時計回りに公転し、これに追随して第2ベーン127Tが往復運動する。この第2環状ピストン125T及び第2ベーン127Tの運動により、第2吸入室131T及び第2圧縮室133Tの容積が連続的に変化し、圧縮部12は、連続的に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。
 図1に示すように、下端板160Sの下側には、下端板カバー170Sが配置され、下端板160Sとの間に下マフラー室180Sを形成している。そして、第1の圧縮部12Sは、下マフラー室180Sに開口している。すなわち、下端板160Sの第1ベーン127S近傍には、第1シリンダ121Sの第1圧縮室133Sと下マフラー室180Sとを連通する第1吐出孔190S(図2参照)が設けられ、第1吐出孔190Sには、圧縮された冷媒の逆流を防止するリード弁型の第1吐出弁200Sが配置されている。
 下マフラー室180Sは、環状に形成された1つの室であり、第1の圧縮部12Sの吐出側を、下端板160S、第1シリンダ121S、中間仕切板140、第2シリンダ121T及び上端板160Tを貫通する冷媒通路136(図2参照)を通して上マフラー室180T内に連通させる連通路の一部である。下マフラー室180Sは、吐出冷媒の圧力脈動を低減させる。また、第1吐出弁200Sに重ねて、第1吐出弁200Sの撓み開弁量を制限するための第1吐出弁押え201Sが、第1吐出弁200Sとともにリベットにより固定されている。第1吐出孔190S、第1吐出弁200S及び第1吐出弁押え201Sは、下端板160Sの第1吐出弁部を構成している。
 図1に示すように、上端板160Tの上側には、上端板カバー170Tが配置され、上端板160Tとの間に上マフラー室180Tを形成している。上端板160Tの第2ベーン127T近傍には、第2シリンダ121Tの第2圧縮室133Tと上マフラー室180Tとを連通する第2吐出孔190T(図2参照)が設けられ、第2吐出孔190Tには、圧縮された冷媒の逆流を防止するリード弁型の第2吐出弁200Tが配置されている。また、第2吐出弁200Tに重ねて、第2吐出弁200Tの撓み開弁量を制限するための第2吐出弁押え201Tが、第2吐出弁200Tとともにリベットにより固定されている。上マフラー室180Tは、吐出冷媒の圧力脈動を低減させる。第2吐出孔190T、第2吐出弁200T及び第2吐出弁押え201Tは、上端板160Tの第2吐出弁部を構成している。
 下マフラーカバー170S、下端板160S、第1シリンダ121S及び中間仕切板140は、下側から挿通されて第2シリンダ121Tに設けられたメネジにネジ込まれた複数の通しボルト175により第2シリンダ121Tに締結される。上マフラーカバー170T及び上端板160Tは、上側から挿通されて第2シリンダ121Tに設けられた前記メネジにネジ込まれた通しボルト(図示せず)により第2シリンダ121Tに締結される。複数の通しボルト175等により一体に締結された下マフラーカバー170S、下端板160S、第1シリンダ121S、中間仕切板140、第2シリンダ121T、上端板160T及び上マフラーカバー170Tは、圧縮部12を構成している。圧縮部12のうち、上端板160Tの外周部が、圧縮機筐体10にスポット溶接により固着され、圧縮部12を圧縮機筐体10に固定している。
 円筒状の圧縮機筐体10の外周壁には、軸方向に離間して下部から順に、第1貫通孔101及び第2貫通孔102が、夫々第1吸入管104及び第2吸入管105を通すために設けられている。また、圧縮機筐体10の外側部には、独立した円筒状の密閉容器からなるアキュムレータ25が、アキュムホルダー252及びアキュムバンド253により保持されている。
 アキュムレータ25の天部中心には、冷媒回路の蒸発器に接続するシステム接続管255が接続され、アキュムレータ25の底部に設けられた底部貫通孔257には、一端がアキュムレータ25の内部上方まで延設され、他端が、夫々第1吸入管104及び第2吸入管105の他端に接続される第1低圧連絡管31S及び第2低圧連絡管31Tが固着されている。
 冷媒回路の低圧冷媒をアキュムレータ25を介して第1の圧縮部12Sに導く第1低圧連絡管31Sは、吸入部としての第1吸入管104を介して第1シリンダ121Sの第1吸入孔135S(図2参照)に接続されている。また、冷媒回路の低圧冷媒をアキュムレータ25を介して第2の圧縮部12Tに導く第2低圧連絡管31Tは、吸入部としての第2吸入管105を介して第2シリンダ121Tの第2吸入孔135T(図2参照)に接続されている。すなわち、第1吸入孔135S及び第2吸入孔135Tは、冷媒回路の蒸発器に並列に接続されている。
 圧縮機筐体10の天部には、冷媒回路と接続し高圧冷媒を冷媒回路の凝縮器側に吐出する吐出部としての吐出管107が接続されている。すなわち、第1吐出孔190S及び第2吐出孔190Tは、冷媒回路の凝縮器に接続されている。
 圧縮機筐体10内には、およそ第2シリンダ121Tの高さまで潤滑油が封入されている。また、潤滑油は、回転軸15の下部に挿入される図示しないポンプ羽根により、回転軸15の下端部に取付けられた給油パイプ16から吸上げられ、圧縮部12を循環し、摺動部品(第1環状ピストン125S及び第2環状ピストン125T)の潤滑を行なうとともに、圧縮部12の微小隙間のシールをする。
 次に、図1~図6を参照して、冷媒R32を用いる実施例のロータリ圧縮機1の特徴的な構成について説明する。第1シリンダ室130S及び第2シリンダ室130T内の吸入冷媒の温度上昇Δt[K]は、次の(1)式で表される。
   Δt=h・S・Δθ/(m・c)・・・・・(1)
 ここで、
     h:熱伝達率[W/(mm・K)]
     S:シリンダ室(130S,130T)の壁面面積[mm]
    Δθ:壁面温度と冷媒温度の差[K]
     m:冷媒質量[g/s]=(シリンダ室容積V[mm/rev])×(吸入冷媒密度ρ[g/mm])
     c:冷媒比熱[J/(g・K)]
 冷媒R32の吸入冷媒密度ρは、冷媒R410Aの約70%であるが、蒸発エンタルピーは、約140%である。そのため、略同一の排除容積V(シリンダ室容積)が適用可能である。同一の排除容積Vであるので、冷媒R410A用の圧縮部12の寸法を用いることができ、壁面面積Sも同一となる。よって、上記(1)式のΔtは、吸入冷媒密度ρが小さい冷媒R32の方が、冷媒R410Aよりも大きくなり、冷媒R32の方が冷媒R410Aに比べて加熱され易い。このことから、冷媒R32を採用する場合、冷媒加熱を抑制することは、冷媒R410Aを用いる場合に比べ、圧縮効率の向上に有効である。
 本発明では、シリンダ室(130S,130T)の壁面面積をS、排除容積(シリンダ室容積)をVとすると、S/Vが小さくなるように、圧縮部12S,12Tの寸法を設定することにより、冷媒の加熱を抑制する。
 実施例のロータリ圧縮機1の一つのシリンダ室(第1シリンダ室130S又は第2シリンダ室130T)の壁面面積Sは、次の(2)~(5)式で表される。
   S=2Sb+Sc+Sr ・・・・・・・・・・・・・(2)
    Sb=(Dc-(Dc-2e))π/4 ・・・・(3)
    Sc=π・Dc・Hc ・・・・・・・・・・・・・(4)
    Sr=π・(Dc-2e)・Hc ・・・・・・・・(5)
 ここで、
     Sb:シリンダ室の端板(160S,160T)部又は中間仕切板(140)部の面積[mm]
     Sc:シリンダ(121S,121T)内周壁面積[mm]
     Sr:環状ピストン(125S,125T)外周壁面積[mm]
     Dc:シリンダ(121S,121T)内径[mm]
     e :偏心部(152S,152T)偏心量[mm]
     Hc:シリンダ(121S,121T)高さ[mm]
 また、ロータリ圧縮機1の一つのシリンダ室(第1シリンダ室130S又は第2シリンダ室130T)の排除容積(シリンダ室容積)Vは、次の(6)式で表される。
   V=π・e・(Dc-e)・Hc ・・・・・・・・・(6)
 (2)式及び(6)式より、S/Vは、次の(7)式で表される。
   S/V=2(e+Hc)/(e・Hc) ・・・・・・(7)
 S/Vは、排除容積Vが大きいほど小さくなるので、シリンダ室の寸法を評価するには、排除容積Vの影響を除去する必要がある。そこで、S/VにV1/3を掛けたものをパラメータA[無次元]とする。パラメータAは、次の(8)式で表され、パラメータAが小さいほど冷媒加熱の影響が少ない。
 A=(e+Hc)・(Dc-e)1/3/(e・Hc)2/3 ・・・(8)
 次に、特許第4864572号公報には、シリンダ高さHcとシリンダ内径Dcの比率Hc/Dcを小さくすることにより、冷媒リーク量を減らして圧縮効率を向上させることが記載されている。
 図3は、パラメータAとHc/Dcとの関係を示す図である。図3に示すように、パラメータAが小さいほど、Hc/Dcが大きくなる傾向がある。図3に示す実施例1~3は、ロータリ圧縮機1の、排除容積V、圧縮機筐体10の内径及びシリンダ高さHcを同一とし、偏心部偏心量eを変えたものである。シリンダ高さHc大、シリンダ高さHc小の二つのパターンについて計算した。
 計算例(Hc大)は、吸入孔135S,135Tの断面積を従来通り確保できるシリンダ高さHcに設定したものである。偏心部偏心量eを大きくするほどシリンダ内径Dcが小さくなりHc/Dcは大きくなってしまう。しかし、パラメータAは小さくすることができる。
 計算例(Hc小)は、吸入孔135S,135Tの断面積が従来の80%程度となるまでシリンダ高さHcを低く設定したものである。シリンダ高さHcを低く設定した方が、同じパラメータA値の場合、Hc/Dcを小さくすることができ、冷媒リーク量を減らすことができる。この場合、吸入孔135S,135Tの断面積が小さいため、吸入冷媒の圧力損失が増えてしまうが、冷媒R32は、冷媒R410Aよりも密度が低いので、圧力損失の影響は少ない。
 従来の冷媒R410Aを用いるロータリ圧縮機では、Hc/Dcを小さくすることが圧縮効率向上に有効であるため、Hc/Dcが小さい圧縮部12S,12Tの寸法が選択された結果、パラメータAが小さくなるような圧縮部12S,12Tの寸法となっていない。冷媒加熱の影響が大きい冷媒R32を用いるロータリ圧縮機1では、パラメータAを、従来のロータリ圧縮機の下限値4.1(図3参照)よりも小さい値とすることにより、従来のロータリ圧縮機よりも圧縮効率を向上させることができる。
 図4は、パラメータAと副軸部(151)面圧との関係を示す図である。パラメータAが小さい圧縮部12S,12Tの寸法は、偏心部(152S,152T)の偏心量eが大きい。偏心量eを大きくすると、回転軸15と環状ピストン125S,125Tの組立上の都合から副軸部151の径を小さくする必要があり、副軸径を小さくすると副軸面圧Pが大きくなってしまう。それ故、パラメータAには下限値がある。
 次に、副軸面圧Pの算出方法を説明する。軸荷重F[N]は、次の(9)式で表される。
   F=W/(2π・e・N) ・・・・・(9)
 ここで、
     W:圧縮動力[W]
     e:偏心部(152S,152T)の偏心量[mm]
     N:回転軸15の回転数[rev/s]
 また、圧縮動力Wは、次の(10)式で表される。
   W=Δh・V・ρ・N ・・・・・・・(10)
 ここで、
    Δh:吐出エンタルピーと吸入エンタルピーとの差[J/g]
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
     ρ:吸入冷媒密度[g/mm]
     N:回転軸15の回転数[rev/s]
 Δh、ρ、Nは、運転条件で決まる。
 圧縮部12S,12Tの寸法に関係するパラメータのみ残して、軸負荷F[mm/rev]を次の(11)式とした。
   F=V/e ・・・・・・・・・・・・(11)
 また、副軸部151の面積は、副軸部151の直径Dsの二乗と仮定した。
 以上より、副軸面圧Pは、次の(12)式で算出される。
   P=V/(e・Ds) ・・・・・・(12)
 ここで、
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
     e:偏心部(152S,152T)の偏心量[mm]
    Ds:副軸部151の直径[mm]
 従来の経験値によれば、副軸部151の許容最大面圧は、22~23である。図4に示すように、計算例(Hc小)は、計算例(Hc大)よりも副軸面圧Pを小さくすることができる。パラメータAを小さくすることができる計算例(Hc小)にて、副軸面圧Pが22になるポイントがパラメータAの下限値の目安となる。なお、後述するように、副軸部151の耐久性を向上させる手段を講じれば、さらにパラメータAを小さくすることが可能である。
 以上のことから、パラメータAの範囲は、図4に示すように、3.9<パラメータA<4.1とすることが望ましい。また、吸入孔135S,135Tの断面積を従来通り確保できるシリンダ高さHc(試算例(Hc大))を採用する場合には、パラメータAの範囲は、図4に示すように、4.0<パラメータA<4.1とすることが望ましい。
 次に、パラメータAよりも簡単なパラメータとして、パラメータB[無次元]を次の(13)式で定義する。
   B=e/V1/3 ・・・・・・・・・・(13)
 ここで、
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
     e:偏心部(152S,152T)の偏心量[mm]
 図5は、パラメータAとパラメータBとの関係を示す図である。図5に示すように、パラメータAとパラメータBには相関がある。パラメータAの範囲3.9<パラメータA<4.1に対応する範囲として、パラメータBの範囲を0.215<パラメータB<0.240の範囲としてもよい。
 図6は、冷媒R32を用いる2シリンダ式のロータリ圧縮機1の圧縮部12S,12Tの寸法の実施形態1~3を示す図表である。実施形態1~3において、排除容積Vは14.5[mm/rev]、圧縮機筐体10の内径はφ112mmで固定した。
 図6に示すように、実施形態1は、三つの実施形態の中でパラメータAが最も小さく、冷媒加熱の影響を最小とすることができる。しかしながら、副軸面圧Pが高い。実施例1の副軸面圧Pは、従来実績の許容最大面圧23を超えていないが、以下の何れかの対策をするとよい。
  a.潤滑油に極圧添加剤を加える。
  b.潤滑油の冷媒溶解粘度を高くする。
   b.従来の粘度グレード(ISO VG68)よりも、粘度グレードを高くする。
   b.冷媒R32と相溶性のない冷媒R410A用の潤滑油を用いる。
   b.相溶性のある冷媒R32用の潤滑油と冷媒R410A用の潤滑油を混合したものを用いる。
 ここで、冷媒と相溶性のない潤滑油とは、冷媒に対する潤滑油の比率が0~100%の中で、ある特定の比率範囲において、温度に関係なく冷媒と潤滑油が二層分離している領域を有するものを指す。
 実施形態2は、パラメータAが実施例1に比べて大きいが、副軸面圧Pが三つの実施形態の中で最も小さい。従って、使用運転範囲の広いロータリ圧縮機(熱帯地域向け又は温水暖房機向け)に適している。また、潤滑油に極圧添加剤を加えなくとも信頼性を維持することができる。
 実施形態3は、パラメータAが実施例1と実施例2の中間の値となっている。実施形態1及び実施形態2に比べてシリンダ高さHcが高いので、吸入孔135S,135Tの断面積を大きくすることができ、吸入冷媒の圧力損失を低減することができ、高速回転時の圧縮効率に優れている。副軸面圧Pは、従来のロータリ圧縮機の副軸面圧Pの範囲内であり、潤滑油に極圧添加剤を加えなくとも信頼性を維持することができる。実施形態3のロータリ圧縮機1は、冷媒R410Aを用いるロータリ圧縮機と同様の吸入孔135S,135Tの断面積を確保できるので、冷媒R32用と冷媒R410A用の両方に使用することができる。
 図7は、パラメータBと副軸部(151)面圧との関係を示す図である。図7に示すように、同じパラメータB値であっても、シリンダ高さHcが低い方が、Hcが高い方よりも副軸面圧Pを低くすることができ、信頼性に余裕があり、パラメータB値をより大きくすることが可能となる。以上のように、シリンダ高さHcを低くすることは、冷媒の加熱を抑制することになり、冷媒R32を用いるロータリ圧縮機の圧縮効率向上に有効である。
 しかしながら、従来、冷媒R32を用いるロータリ圧縮機と冷媒R410Aを用いるロータリ圧縮機とは、同一の排除容積(シリンダ室容積)で略同一の冷凍能力を得ることができるため、同一の圧縮部寸法を採用して部品を共通化しており、冷媒R32専用として特に有効な圧縮部寸法とはなっていなかった。
 前述したように、冷媒R32の吸入冷媒密度は、冷媒R41Aの約70%である。従って、冷媒R32を用いる場合、シリンダ121S、121Tの吸入孔135S,135Tの断面積(吸入路面積)を冷媒R410A用の断面積よりも小さくしても、吸入冷媒の圧力損失を増大させることはない。
 吸入孔135S,135Tは、シリンダ121S,121Tの側部に設けられており、シリンダ高さHcは、吸入管104,105を取付けられる高さが確保されている。吸入孔135S,135T部分の肉厚は、強度上2~4mm以上を確保する必要があるため、シリンダ高さHcは、次の(14)式を満足する必要がある。
 シリンダ高さHc≧吸入孔径Dk+2×(2~4) ・・・・・(14)
 (14)式より、吸入孔径Dkを小さくすることにより、シリンダ高さHcを低くすることができる。
 特開2010-121481号公報には、シリンダ高さHcを低くしても吸入路面積を確保することができ、冷媒の吸入圧力損失を低減させる技術として、吸入孔135S,135Tの断面形状を、周方向に長い長孔とすることが記載されている。しかしながら、吸入孔135S,135Tの断面形状を長孔にすると、アキュムレータ25と吸入孔135S,135Tとを接続する吸入管104,105及び低圧連絡管31S,31Tの断面形状も長孔にする必要がある。
 吸入孔135S,135Tは、吸入管104,105を圧入することによりシールされるが、長孔形状は、高精度に形成するのが難しく、シールが不十分となり、圧縮機筐体10内の高圧冷媒が圧入シール部分から漏れて圧縮効率を低下させてしまう。よって、本願発明では、吸入孔135S,135Tの断面形状を円形に形成するものとする。
 吸入冷媒の圧力損失は、一般的に、冷媒の密度に比例し、吸入流速の二乗に比例する。吸入流速は、1シリンダ当たりの排除容積(シリンダ室容積)を吸入路面積(吸入孔径の二乗に比例)で除したものであるから、吸入圧力損失を、次の(15)式のパラメータCで表す。
   C=β・V/Dk ・・・・・(15)
 ここで、
     β:吸入冷媒密度率(冷媒R410Aを100、冷媒R32を70とする)[無次元]
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
    Dk:吸入孔径[mm]
 図8は、冷媒R410A用ロータリ圧縮機の排除容積Vと吸入圧力損失C(パラメータC)との関係を示す図である。図8に示すように、冷媒R410A用ロータリ圧縮機では、吸入圧力損失Cを2.0以下に抑えるように排除容積V及び吸入孔径Dkを設定している。なお、排除容積Vが60cc以上のものでは、吸入圧力損失Cが大きくなっている。これは、大きな排除容積Vに見合う吸入孔径Dk(吸入管径、低圧連絡管径)にすると、管径が太くなりすぎてしまい、耐圧強度に余裕がなくなり、また、管の入手性、組立性も悪くなるなどの理由から細い径の管を用いているためである。
 パラメータCが1.5以下であれば、圧力損失が少ないと言える。パラメータCが1.0以下では、圧力損失は少ないが、シリンダ高さHcを低くできる余裕があるにもかかわらず、低くなっていないと言える。冷媒R32用のロータリ圧縮機であれば、冷媒の加熱を抑制するために、シリンダ高さHcを低くすべきである。
 以上のことから、冷媒R32専用のロータリ圧縮機では、吸入圧力損失を表すパラメータCを、1.0~1.5の範囲にすることにより、圧縮効率の向上を図ることができる。なお、シリンダ高さHc[mm]は、吸入孔径をDk[mm]とするとき、次の(16)式を満たす必要がある。
   (Dk+4)≦Hc≦(Dk+8) ・・・・・(16)
 図9は、冷媒R32を用いる2シリンダ式のロータリ圧縮機1の圧縮部12S,12Tの寸法の実施形態4~6を示す図表である。実施形態4~6において、排除容積Vは14.5[cc/rev]、圧縮機筐体10の内径はφ112mmで固定した。
 図9に示すように、実施形態4及び5は、冷媒410Aを用いる場合、吸入圧力損失を示すパラメータCが1.5を超えており、吸入圧力損失の増大が懸念される。しかしながら、冷媒R32を用いる場合、パラメータCは、1.0から1.5の範囲内に入っており、吸入圧力損失を抑えながら、シリンダ高さHcを低くしている。冷媒加熱及び吸入圧力損失を抑制することができるので、高効率なロータリ圧縮機となる。
 実施形態6は、冷媒R410Aと冷媒R32で同じ圧縮部寸法を用いることを想定したものである。冷媒R410Aを用いた場合でも、吸入圧力損失を示すパラメータCを1.5以下に抑えることができ、吸入圧力損失が少ない。しかしながら、冷媒R32を用いる場合には、パラメータCが1.0を下回っており、シリンダ高さHcを低くする余地がある。
 図5は、パラメータAとパラメータBとの関係を示す図である。図5に示すように、パラメータAとパラメータBには相関がある。パラメータAの範囲3.9<パラメータA<4.1に対応する範囲として、パラメータBの範囲を0.215<パラメータB<0.240の範囲としてもよい。パラメータBの範囲が0.215を超える値となるように、e及びVを設定することにより、排除容積Vに対するシリンダ室の壁面面積の比率を小さくすることができ、吸入冷媒の加熱による圧縮効率の低下を抑制することができる。
 パラメータBを大きくするためには、偏心部152S,152Tの偏心量eを大きくする必要がある。しかし、前述したように、偏心量eを大きくすると、環状ピストン125S,125Tを偏心部152S,152Tに組み付けられないという問題がある。そこで、副軸部151の径を主軸部153の径よりも細くして、偏心量eが大きくても環状ピストン125S,125Tを偏心部152S,152Tに組み付けられるようにする。
 図7は、パラメータBと副軸面圧との関係を示す図である。図7に示すように、副軸部151の径を細くすると、副軸面圧Pが高くなり、信頼性の余裕度が減ってしまう。そこで、従来の経験値によれば、副軸部151の許容最大面圧は、22~23であるので、副軸面圧Pを22~23程度に抑えるため、パラメータBの上限値を0.240以下とする。
 また、信頼性を高めるために、以下の何れかの対策をするとよい。
  a.潤滑油に極圧添加剤を加える。
  b.潤滑油の冷媒溶解粘度を高くする。
   b.従来の粘度グレード(ISO VG68)よりも、粘度グレードを高くする。
   b.冷媒R32と相溶性のない冷媒R410A用の潤滑油を用いる(相溶しないので冷媒が潤滑油に溶け込むことによる粘度低下が少ない)。
   b.相溶性のある冷媒R32用の潤滑油と冷媒R410A用の潤滑油を混合したものを用いる。
 ここで、冷媒と相溶性のない潤滑油とは、冷媒に対する潤滑油の比率が0~100%の中で、ある特定の範囲において、温度に関係なく冷媒と潤滑油が二層分離している領域を有するものを指す。
 図10は、本発明に係るロータリ圧縮機の他の実施例を示す縦断面図であり、図11-1は、他の実施例の第1の圧縮部を示す下面図であり、図11-2は、他の実施例の第2の圧縮部を示す上面図であり、図12は、他の実施例の圧縮部を示す上面図であり、図13は、図12のA-A線に沿う縦断面図であり、図14は、他の実施例の上端板を示す上面図であり、図15は、他の実施例の圧縮部を示す下面図であり、図16は、他の実施例の下端板を示す下面図であり、図17は、他の実施例の下端板及び下端板カバーを示す分解斜視図である。
 図10に示すように、ロータリ圧縮機1は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体10の下部に配置された圧縮部12と、圧縮機筐体10の上部に配置され、回転軸15を介して圧縮部12を駆動するモータ11と、を備えている。
 モータ11のステータ111は、円筒状に形成され、圧縮機筐体10の内周面に焼きばめされて固定されている。モータ11のロータ112は、円筒状のステータ111の内部に配置され、モータ11と圧縮部12とを機械的に接続する回転軸15に焼きばめされて固定されている。
 圧縮部12は、第1の圧縮部12Sと第2の圧縮部12Tとを備えており、第2の圧縮部12Tは、第1の圧縮部12Sの上側に配置されている。図2―1に示すように、第1の圧縮部12Sは、環状の第1シリンダ121Sを備えている。第1シリンダ121Sは、環状の外周から張り出した第1側方張出部122Sを備え、第1側方張出部122Sには、第1吸入孔135Sと第1ベーン溝128Sが放射状に設けられている。また、図2-2に示すように、第2の圧縮部12Tは、環状の第2シリンダ121Tを備えている。第2シリンダ121Tは、環状の外周から張り出した第2側方張出部122Tを備え、第2側方張出部122Tには、第2吸入孔135Tと第2ベーン溝128Tが放射状に設けられている。
 図11-1に示すように、第1シリンダ121Sには、モータ11の回転軸15と同心に、円形の第1シリンダ内壁123Sが形成されている。第1シリンダ内壁123S内には、第1シリンダ121Sの内径よりも小さい外径の第1環状ピストン125Sが配置され、第1シリンダ内壁123Sと第1環状ピストン125Sとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する第1シリンダ室130Sが形成される。図11-2に示すように、第2シリンダ121Tには、モータ11の回転軸15と同心に、円形の第2シリンダ内壁123Tが形成されている。第2シリンダ内壁123T内には、第2シリンダ121Tの内径よりも小さい外径の第2環状ピストン125Tが配置され、第2シリンダ内壁123Tと第2環状ピストン125Tとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する第2シリンダ室130Tが形成される。
 第1シリンダ121Sには、第1シリンダ内壁123Sから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第1ベーン溝128Sが形成され、第1ベーン溝128S内に、平板状の第1ベーン127Sが、摺動自在に嵌合されている。第2シリンダ121Tには、第2シリンダ内壁123Tから径方向に、シリンダ高さ全域に亘る第2ベーン溝128Tが形成され、第2ベーン溝128T内に、平板状の第2ベーン127Tが、摺動自在に嵌合されている。
 図11-1に示すように、第1ベーン溝128Sの径方向外側には、第1側方張出部122Sの外周部から第1ベーン溝128Sに連通するように第1スプリング穴124Sが形成されている。第1スプリング穴124Sには、第1ベーン127Sの背面を押圧する第1ベーンスプリング126Sが挿入されている。図11-2に示すように、第2ベーン溝128Tの径方向外側には、第2側方張出部122Tの外周部から第2ベーン溝128Tに連通するように第2スプリング穴124Tが形成されている。第2スプリング穴124Tには、第2ベーン127Tの背面を押圧する第2ベーンスプリング126Tが挿入されている。
 ロータリ圧縮機1の起動時は、第1ベーンスプリング126Sの反発力により、第1ベーン127Sが、第1ベーン溝128S内から第1シリンダ室130S内に突出し、その先端が、第1環状ピストン125Sの外周面に当接し、第1ベーン127Sにより、第1シリンダ室130Sが、第1吸入室131Sと第1圧縮室133Sとに区画される。また、第2ベーンスプリング126Tの反発力により、第2ベーン127Tが、第2ベーン溝128T内から第2シリンダ室130T内に突出し、その先端が、第2環状ピストン125Tの外周面に当接し、第2ベーン127Tにより、第2シリンダ室130Tが、第2吸入室131Tと第2圧縮室133Tとに区画される。
 また、第1シリンダ121Sには、第1ベーン溝128Sの径方向外側と圧縮機筐体10内とを連通して圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒を導入し、第1ベーン127Sに冷媒の圧力により背圧をかける第1圧力導入路129Sが形成されている。なお、圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒は、第1スプリング穴124Sからも導入される。また、第2シリンダ121Tには、第2ベーン溝128Tの径方向外側と圧縮機筐体10内とを連通して圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒を導入し、第2ベーン127Tに冷媒の圧力により背圧をかける第2圧力導入路129Tが形成されている。なお、圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒は、第2スプリング穴124Tからも導入される。
 第1シリンダ121Sの第1側方張出部122Sには、第1吸入室131Sに外部から冷媒を吸入するために、第1吸入室131Sと外部とを連通させる第1吸入孔135Sが設けられている。第2シリンダ121Tの第2側方張出部122Tには、第2吸入室131Tに外部から冷媒を吸入するために、第2吸入室131Tと外部とを連通させる第2吸入孔135Tが設けられている。
 また、図10に示すように、第1シリンダ121Sと第2シリンダ121Tの間には、中間仕切板140が配置され、第1シリンダ121Sの第1シリンダ室130S(図11-1参照)と第2シリンダ121Tの第2シリンダ室130T(図11-2参照)とを仕切っている。中間仕切板140は、第1シリンダ121Sの上端部と第2シリンダ121Tの下端部を閉塞している。
 第1シリンダ121Sの下端部には、下端板160Sが配置され、第1シリンダ121Sの第1シリンダ室130Sを閉塞している。また、第2シリンダ121Tの上端部には、上端板160Tが配置され、第2シリンダ121Tの第2シリンダ室130Tを閉塞している。下端板160Sは、第1シリンダ121Sの下端部を閉塞し、上端板160Tは、第2シリンダ121Tの上端部を閉塞している。
 下端板160Sには、副軸受部161Sが形成され、副軸受部161Sに、回転軸15の副軸部151が回転自在に支持されている。上端板160Tには、主軸受部161Tが形成され、主軸受部161Tに、回転軸15の主軸部153が回転自在に支持されている。
 回転軸15は、互いに180°位相をずらして偏心させた第1偏心部152Sと第2偏心部152Tとを備え、第1偏心部152Sは、第1の圧縮部12Sの第1環状ピストン125Sに回転自在に嵌合し、第2偏心部152Tは、第2の圧縮部12Tの第2環状ピストン125Tに回転自在に嵌合している。
 回転軸15が回転すると、第1環状ピストン125Sが、第1シリンダ内壁123Sに沿って第1シリンダ121S内を図11-1の時計回りに公転し、これに追随して第1ベーン127Sが往復運動する。この第1環状ピストン125S及び第1ベーン127Sの運動により、第1吸入室131S及び第1圧縮室133Sの容積が連続的に変化し、圧縮部12は、連続的に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。また、回転軸15が回転すると、第2環状ピストン125Tが、第2シリンダ内壁123Tに沿って第2シリンダ121T内を図11-2の反時計回りに公転し、これに追随して第2ベーン127Tが往復運動する。この第2環状ピストン125T及び第2ベーン127Tの運動により、第2吸入室131T及び第2圧縮室133Tの容積が連続的に変化し、圧縮部12は、連続的に冷媒を吸入し圧縮して吐出する。
 図10に示すように、下端板160Sの下側には、平板状の下端板カバー170Sが配置され、下端板160Sに設けられた凹部163Sに蓋をして連通部180Sを形成している。そして、第1の圧縮部12Sは、連通部180Sに開口している。すなわち、下端板160Sの第1ベーン127S近傍には、第1シリンダ121Sの第1圧縮室133Sと連通部180Sとを連通する第1吐出孔190Sが設けられ、第1吐出孔190Sには、圧縮された冷媒の逆流を防止するリード弁型の第1吐出弁200Sが配置されている。
 連通部180Sは、第1の圧縮部12Sの吐出側を、下端板160S、第1シリンダ121S、中間仕切板140、第2シリンダ121T及び上端板160Tを貫通する冷媒通路孔136(図10、図11-1、図11-2参照)を通して上マフラー室180T内に連通させる。また、下端板160Sに設けられた凹部163S内には、第1吐出弁200Sに重ねて、第1吐出弁200Sの撓み開弁量を制限するための第1吐出弁押さえ201Sの先端部が、第1吐出弁200Sの先端部と共に収容されている。第1吐出孔190S、第1吐出弁200S及び第1吐出弁押さえ201Sは、下端板160Sの第1吐出弁部を構成している。
 図10~図14に示すように、上端板160Tの上側には、5個の膨出部171Tを有する上端板カバー170Tが配置され、上端板160Tとの間に上マフラー室180Tを形成している。上マフラー室180Tは、上端板160Tの主軸受部161Tと上端板カバー170Tとの間に形成された環状のマフラー吐出孔172Tにより、圧縮機筐体10の内部に連通し、上マフラー室180T内の圧縮された冷媒がマフラー吐出孔172Tから圧縮機筐体10内へ吐出される。上端板160Tの第2ベーン127T近傍には、第2シリンダ121Tの第2圧縮室133Tと上マフラー室180Tとを連通する第2吐出孔190Tが設けられ、第2吐出孔190Tには、圧縮された冷媒の逆流を防止するリード弁型の第2吐出弁200Tが配置されている。
 また、上端板160Tに設けられた凹部163T内には、第2吐出弁200Tに重ねて、第2吐出弁200Tの撓み開弁量を制限するための第2吐出弁押さえ201Tの先端部が、第2吐出弁200Tの先端部と共に収容されている。上マフラー室180Tは、吐出冷媒の圧力脈動を低減させる。第2吐出孔190T、第2吐出弁200T及び第2吐出弁押さえ201Tは、上端板160Tの第2吐出弁部を構成している。
 図12~図15に示すように、下端板カバー170S、下端板160S、第1シリンダ121S、中間仕切板140、第2シリンダ121T、上端板160T及び上端板カバー170Tは、後述する方法により複数のボルトで一体に締結され圧縮部12となる。一体に締結された圧縮部12のうち、上端板160Tの外周部が、圧縮機筐体10にスポット溶接により固着され、圧縮部12を圧縮機筐体10に固定している。
 円筒状の圧縮機筐体10の外周壁には、軸方向に離間して下部から順に、第1及び第2貫通孔101,102が、第1及び第2吸入管104,105を通すために設けられている。また、圧縮機筐体10の外側部には、独立した円筒状の密閉容器からなるアキュムレータ25が、アキュムホルダー252及びアキュムバンド253により保持されている。
 アキュムレータ25の天部中心には、冷媒回路(冷凍サイクル)の蒸発器に接続するシステム接続管255が接続され、アキュムレータ25の底部に設けられた底部貫通孔257には、一端がアキュムレータ25の内部上方まで延設され、他端が、第1及び第2吸入管104,105の他端に接続される第1及び第2低圧連絡管31S,31Tが固着されている。
 冷媒回路の低圧冷媒をアキュムレータ25を介して第1の圧縮部12Sに導く第1低圧連絡管31Sは、吸入部としての第1吸入管104を介して第1シリンダ121Sの第1吸入孔135S(図11-1参照)に接続されている。すなわち、第1吸入孔135Sは、冷媒回路(冷凍サイクル)の蒸発器に接続されている。冷媒回路の低圧冷媒をアキュムレータ25を介して第2の圧縮部12Tに導く第2低圧連絡管31Tは、吸入部としての第2吸入管105を介して第2シリンダ121Tの第2吸入孔135T(図11-2参照)に接続されている。すなわち、第2吸入孔135Tは、冷媒回路(冷凍サイクル)の蒸発器に接続されている。
 圧縮機筐体10の天部には、冷媒回路(冷凍サイクル)と接続し高圧冷媒を冷媒回路の凝縮器側に吐出する吐出部としての吐出管107が接続されている。すなわち、第1吐出孔190S及び第2吐出孔190Tは、冷媒回路(冷凍サイクル)の凝縮器に接続されている。
 圧縮機筐体10内には、およそ第2シリンダ121Tの高さまで潤滑油が封入されている。また、潤滑油は、回転軸15の下部に挿入される図示しないポンプ羽根により、回転軸15の下端部に取付けられた給油パイプ16から吸上げられ、圧縮部12を循環し、摺動部品(第1環状ピストン125S及び第2環状ピストン125T)の潤滑を行なうとともに、圧縮部12の微小隙間をシールする。
 図11-1~図15に示すように、下端板カバー170S、下端板160S、第1シリンダ121S、中間仕切板140、上端板160T及び上端板カバー170Tには、略同心円上の同一位相位置に、夫々5本(複数)のボルト通し孔137が設けられている。第2シリンダ121Tには、上記の5本のボルト通し孔137と略同心円上の同一位相位置に、5本のネジ孔138が設けられている。ボルト通し孔137及びネジ孔138を総称してボルト孔(137,138)と言うこととする。ボルト孔は、貫通孔である。5本(複数)のボルト孔は、等間隔(等位相角=72°)で配置してもよいが、誤組立を避けるために、少し間隔をずらして不等間隔に配置するのがよい。上記のボルト孔に、上端板カバー170T側から5本の通しボルト174、下端板カバー170S側から5本の通しボルト175を挿入し、圧縮部12全体を締結している。ボルト孔の数は、5本に限定されず、4本又は6本以上としてもよい。
 下端板160Sには2本の補助ボルト通し孔300、第1シリンダ121Sには2本の補助ネジ孔301が設けられ、この補助ボルト通し孔300及び補助ネジ孔301に2本の補助ボルト176を挿入し、下端板160Sと第1シリンダ121Sとを締結している。下端板160Sと第1シリンダ121Sとは、圧縮部12全体の締結の前に予め締結される。
 図11―1、図11-2、図14及び図16に示すように、冷媒通路孔136は、第1吐出孔190S及び第2吐出孔190Tの近傍、例えば、第1吐出孔190S、第2吐出孔190T、第1ベーン127S及び第2ベーン127Tを間に挟む、隣合う2個のボルト孔137間の範囲内(実施例1では、位相角≒90°の範囲内)に設けられている。冷媒通路孔136は、1本に限定されず、2本又は3本の孔を隣接させて設けてもよい。
 下端板160Sには、円形の凹部163Sが形成されている。凹部163Sは、第1吐出弁200Sの先端部及び第1吐出弁押さえ201Sの先端部を収容すると共に、第1吐出孔190Sと冷媒通路孔136の下端部とを連通する連通部180Sを構成している。上端板160Tには、円形の凹部163Tが形成されている。凹部163Tは、第2吐出弁200Tの先端部及び第2吐出弁押さえ201Tの先端部を収容すると共に、第2吐出孔190Tと冷媒通路孔136の上端部とを連通する上マフラー室180Tの一部を構成している。
 また、下端板160Sには、第1吐出弁200Sの基端部及び第1吐出弁押さえ201Sの基端部をリベットにより取付ける溝164Sが形成されている。上端板160Tには、第2吐出弁200Tの基端部及び第2吐出弁押さえ201Tの基端部をリベットにより取付ける溝164Tが形成されている。第1シリンダ121Sの下面及び第2シリンダ121Tの上面には、上記リベットの頭を収容する凹み303が形成されている。溝164Sは、第1吐出弁200S及び第1吐出弁押さえ201Sが取付けられて空間が埋められるので、連通部180Sを構成しない。溝164Tは、第2吐出弁200T及び第2吐出弁押さえ201Tが取付けられて空間が埋められるので、上マフラー室180Tを構成しない。
 下端板160Sは、肉厚に形成され、凹部163S及び溝164Sは、第1吐出弁200S及び第1吐出弁押さえ201Sが完全に収容できる深さに形成されている。
 他の実施例のロータリ圧縮機1では、上マフラー室180Tは、上端板カバー170Tをプレス成型した五つの膨出部171Tを有する室として形成されているが、他の実施例の下端板カバー170Sは、下端板160Sの第1吐出弁部及び冷媒通路孔136を覆う凹凸のない平板状であり、連通部180Sは、第1吐出孔190Sと冷媒通路孔136とを連通させるための、上マフラー室180Tの容積よりも小さい小容積の通路として、下端板160Sの円形の凹部163Sのみにより形成されている。
 他の実施例のロータリ圧縮機1は、連通部180Sを、下端板160Sの凹部163Sのみによる上マフラー室180Tの容積よりも小さい小容積の通路としたので、第2シリンダ121Tで圧縮された冷媒が、冷媒通路孔136を逆流して流入する空間が小さく、逆流を抑制してロータリ圧縮機1の効率低下を防ぐことができる。なお、下端板カバー170Sを、上端板カバー170Tと同様にプレス成型して膨出部を形成し、下マフラー室を形成してもよい。
 次に、実施例1での説明と重複することになるが、図10~図17を参照して、冷媒R32を用いる実施例のロータリ圧縮機1の特徴的な構成について説明する。第1シリンダ室130S及び第2シリンダ室130T内の吸入冷媒の温度上昇Δt[K]は、次の(1)式で表される。
   Δt=h・S・Δθ/(m・c)・・・・・(1)
 ここで、
     h:熱伝達率[W/(mm・K)]
     S:シリンダ室(130S,130T)の壁面面積[mm]
    Δθ:壁面温度と冷媒温度の差[K]
     m:冷媒質量[g/s]=(シリンダ室容積V[mm/rev])×(吸入冷媒密度ρ[g/mm])
     c:冷媒比熱[J/(g・K)]
 冷媒R32の吸入冷媒密度ρは、冷媒R410Aの約70%であるが、蒸発エンタルピーは、約140%である。そのため、略同一の排除容積V(シリンダ室容積)が適用可能である。同一の排除容積Vであるので、冷媒R410A用の圧縮部12の寸法を用いることができ、壁面面積Sも同一となる。よって、上記(1)式のΔtは、吸入冷媒密度ρが小さい冷媒R32の方が、冷媒R410Aよりも大きくなり、冷媒R32の方が冷媒R410Aに比べて加熱され易い。このことから、冷媒R32を採用する場合、冷媒加熱を抑制することは、冷媒R410Aを用いる場合に比べ、圧縮効率の向上に有効である。
 本発明では、シリンダ室(130S,130T)の壁面面積をS、排除容積(シリンダ室容積)をVとすると、S/Vが小さくなるように、圧縮部12S,12Tの寸法を設定することにより、冷媒の加熱を抑制する。
 他の実施例のロータリ圧縮機1の一つのシリンダ室(第1シリンダ室130S又は第2シリンダ室130T)の壁面面積Sは、次の(2)~(5)式で表される。
   S=2Sb+Sc+Sr ・・・・・・・・・・・・・(2)
    Sb=(Dc-(Dc-2e))π/4 ・・・・(3)
    Sc=π・Dc・Hc ・・・・・・・・・・・・・(4)
    Sr=π・(Dc-2e)・Hc ・・・・・・・・(5)
 ここで、
     Sb:シリンダ室の端板(160S,160T)部又は中間仕切板(140)部の面積[mm]
     Sc:シリンダ(121S,121T)内周壁面積[mm]
     Sr:環状ピストン(125S,125T)外周壁面積[mm]
     Dc:シリンダ(121S,121T)内径[mm]
     e :偏心部(152S,152T)偏心量[mm]
     Hc:シリンダ(121S,121T)高さ[mm]
 また、ロータリ圧縮機1の一つのシリンダ室(第1シリンダ室130S又は第2シリンダ室130T)の排除容積(シリンダ室容積)V[cc/rev]は、次の(6)式で表される。
   V=π・e・(Dc-e)・Hc ・・・・・・・・・(6)
 (2)式及び(6)式より、S/Vは、次の(7)式で表される。
   S/V=2(e+Hc)/(e・Hc) ・・・・・・(7)
 S/Vは、排除容積Vが大きいほど小さくなるので、シリンダ室の寸法を評価するには、排除容積Vの影響を除去する必要がある。そこで、S/VにV1/3を掛けたものをパラメータA[無次元]とする。パラメータAは、次の(8)式で表され、パラメータAが小さいほど冷媒加熱の影響が少ない。
 A=(e+Hc)・(Dc-e)1/3/(e・Hc)2/3 ・・・(8)
 次に、特許第4864572号公報には、シリンダ高さHcとシリンダ内径Dcの比率Hc/Dcを小さくすることにより、冷媒リーク量を減らして圧縮効率を向上させることが記載されている。
 図3は、パラメータAとHc/Dcとの関係を示す図である。図3に示すように、パラメータAが小さいほど、Hc/Dcが大きくなる傾向がある。図3に示す実施形態1~3は、ロータリ圧縮機1の、排除容積V、圧縮機筐体10の内径及びシリンダ高さHcを同一とし、偏心部偏心量eを変えたものである。シリンダ高さHc大、シリンダ高さHc小の二つのパターンについて計算した。
 計算例(Hc大)は、吸入孔135S,135Tの断面積を従来通り確保できるシリンダ高さHcに設定したものである。偏心部偏心量eを大きくするほどシリンダ内径Dcが小さくなりHc/Dcは大きくなってしまう。しかし、パラメータAは小さくすることができる。
 計算例(Hc小)は、吸入孔135S,135Tの断面積が従来の80%程度となるまでシリンダ高さHcを低く設定したものである。シリンダ高さHcを低く設定した方が、同じパラメータAの場合、Hc/Dcを小さくすることができ、冷媒リーク量を減らすことができる。この場合、吸入孔135S,135Tの断面積が小さいため、吸入冷媒の圧力損失が増えてしまうが、冷媒R32は、冷媒R410Aよりも密度が低いので、圧力損失の影響は少ない。
 従来の冷媒R410Aを用いるロータリ圧縮機では、Hc/Dcを小さくすることが圧縮効率向上に有効であるため、Hc/Dcが小さい圧縮部12S,12Tの寸法が選択された結果、パラメータAが小さくなるような圧縮部12S,12Tの寸法となっていない。冷媒加熱の影響が大きい冷媒R32を用いるロータリ圧縮機1では、パラメータAを、従来のロータリ圧縮機の下限値4.1(図3参照)よりも小さい値とすることにより、従来のロータリ圧縮機よりも圧縮効率を向上させることができる。
 図4は、パラメータAと副軸部(151)面圧との関係を示す図である。パラメータAが小さい圧縮部12S,12Tの寸法は、偏心部(152S,152T)の偏心量eが大きい。偏心量eを大きくすると、回転軸15と環状ピストン125S,125Tの組立上の都合から副軸部151の径を小さくする必要があり、副軸径を小さくすると副軸面圧Pが大きくなってしまう。それ故、パラメータAには下限値がある。
 次に、副軸面圧Pの算出方法を説明する。軸荷重F[N]は、次の(9)式で表される。
   F=W/(2π・e・N) ・・・・・(9)
 ここで、
     W:圧縮動力[W]
     e:偏心部(152S,152T)の偏心量[mm]
     N:回転軸15の回転数[rev/s]
 また、圧縮動力Wは、次の(10)式で表される。
   W=Δh・V・ρ・N ・・・・・・・(10)
 ここで、
    Δh:吐出エンタルピーと吸入エンタルピーとの差[J/g]
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
     ρ:吸入冷媒密度[g/mm]
     N:回転軸15の回転数[rev/s]
 Δh、ρ、Nは、運転条件で決まる。
 圧縮部12S,12Tの寸法に関係するパラメータのみ残して、軸負荷F[mm/rev]を次の(11)式とした。
   F=V/e ・・・・・・・・・・・・(11)
 また、副軸部151の面積は、副軸部151の直径Dsの二乗と仮定した。
 以上より、副軸面圧Pは、次の(12)式で算出される。
   P=V/(e・Ds) ・・・・・・(12)
 ここで、
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
     e:偏心部(152S,152T)の偏心量[mm]
    Ds:副軸部151の直径[mm]
 従来の経験値によれば、副軸部151の許容最大面圧は、22~23である。図4に示すように、計算例(Hc小)は、計算例(Hc大)よりも副軸面圧Pを小さくすることができる。パラメータAを小さくすることができる計算例(Hc小)にて、副軸面圧Pが22になるポイントがパラメータAの下限値の目安となる。なお、副軸部151の耐久性を向上させる手段を講じれば、さらにパラメータAを小さくすることが可能である。
 以上のことから、パラメータAの範囲は、図4に示すように、3.9<パラメータA<4.1とすることが望ましい。また、吸入孔135S,135Tの断面積を従来通り確保できるシリンダ高さHc(試算例(Hc大))を採用する場合には、パラメータAの範囲は、図4に示すように、4.0<パラメータA<4.1とすることが望ましい。
 次に、パラメータAよりも簡単なパラメータとして、パラメータB[無次元]を次の(13)式で定義する。
   B=e/V1/3 ・・・・・・・・・・(13)
 ここで、
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
     e:偏心部(152S,152T)の偏心量[mm]
 図5は、パラメータAとパラメータBとの関係を示す図である。図5に示すように、パラメータAとパラメータBには相関がある。パラメータAの範囲3.9<パラメータA<4.1に対応する範囲として、パラメータBの範囲を0.215<パラメータB<0.240の範囲としてもよい。以上の説明は、実施例1での説明と重複している。
 実施例2での説明と重複することになるが、図7は、パラメータBと副軸部(151)面圧との関係を示す図である。図7に示すように、同じパラメータBであっても、シリンダ高さHcが低い方が、Hcが高い方よりも副軸部面圧Pを低くすることができ、信頼性に余裕があり、パラメータBをより大きくすることが可能となる。以上のように、シリンダ高さHcを低くすることは、冷媒の加熱を抑制することになり、冷媒R32を用いるロータリ圧縮機の圧縮効率向上に有効である。
 しかしながら、従来、冷媒R32を用いるロータリ圧縮機と冷媒R410Aを用いるロータリ圧縮機とは、同一の排除容積(シリンダ室容積)で略同一の冷凍能力を得ることができるため、同一の圧縮部寸法を採用して部品を共通化しており、冷媒R32専用として特に有効な圧縮部寸法とはなっていなかった。
 前述したように、冷媒R32の吸入冷媒密度は、冷媒R410Aの約70%である。従って、冷媒R32を用いる場合、シリンダ121S、121Tの吸入孔135S,135Tの断面積(吸入路面積)を冷媒R410A用の断面積よりも小さくしても、吸入冷媒の圧力損失を増大させることはない。
 吸入孔135S,135Tは、シリンダ121S,121Tの側部に設けられており、シリンダ高さHcは、吸入管104,105を取付けられる高さが確保されている。吸入孔135S,135T部分の肉厚は、強度上2~4mm以上を確保する必要があるため、シリンダ高さHcは、次の(14)式を満足する必要がある。
 シリンダ高さHc≧吸入孔径Dk+2×(2~4) ・・・・・(14)
 (14)式より、吸入孔径Dkを小さくすることにより、シリンダ高さHcを低くすることができる。
 特開2010-121481号公報には、シリンダ高さHcを低くしても吸入路面積を確保することができ、冷媒の吸入圧力損失を低減させる技術として、吸入孔135S,135Tの断面形状を、周方向に長い長孔とすることが記載されている。しかしながら、吸入孔135S,135Tの断面形状を長孔にすると、アキュムレータ25と吸入孔135S,135Tとを接続する吸入管104,105及び低圧連絡管31S,31Tの断面形状も長孔にする必要がある。
 吸入孔135S,135Tは、吸入管104,105を圧入することによりシールされるが、長孔形状は、高精度に形成するのが難しく、シールが不十分となり、圧縮機筐体10内の高圧冷媒が圧入シール部分から漏れて圧縮効率を低下させてしまう。よって、本願発明では、吸入孔135S,135Tの断面形状を円形に形成するものとする。
 吸入冷媒の圧力損失は、一般的に、冷媒の密度に比例し、吸入流速の二乗に比例する。吸入流速は、1シリンダ当たりの排除容積(シリンダ室容積)を吸入路面積(吸入孔径の二乗に比例)で除したものであるから、吸入圧力損失を、次の(15)式のパラメータCで表す。
   C=β・V/Dk ・・・・・(15)
 ここで、
     β:吸入冷媒密度率(冷媒R410Aを100、冷媒R32を70とする)[無次元]
     V:排除容積(シリンダ室容積)[cc/rev]
    Dk:吸入孔径[mm]
 図8は、冷媒R410A用ロータリ圧縮機の排除容積Vと吸入圧力損失C(パラメータC)との関係を示す図である。図8に示すように、冷媒R410A用ロータリ圧縮機では、吸入圧力損失Cを2.0以下に抑えるように排除容積V及び吸入孔径Dkを設定している。なお、排除容積Vが60cc以上のものでは、吸入圧力損失Cが大きくなっている。これは、大きな排除容積Vに見合う吸入孔径Dk(吸入管径、低圧連絡管径)にすると、管径が太くなりすぎてしまい、耐圧強度に余裕がなくなり、また、管の入手性、組立性も悪くなるなどの理由から細い径の管を用いているためである。
 パラメータCが1.5以下であれば、圧力損失が少ないと言える。パラメータCが1.0以下では、圧力損失は少ないが、シリンダ高さHcを低くできる余裕があるにもかかわらず、低くなっていないと言える。冷媒R32用のロータリ圧縮機であれば、冷媒の加熱を抑制するために、シリンダ高さHcを低くすべきである。以上の説明は、実施例2での説明と重複している。
 インバータ式の空気調和機は、低能力(低負荷)での運転時間が長く、低能力運転時の効率が年間効率に大きく影響する。それ故、最大能力運転時の効率が多少低下しても、低能力運転時の効率を向上させることができれば、年間効率を向上させることができる。
 図18は、図13のB部拡大図である。シリンダ121S、121Tの吸入孔135S,135Tの断面積(吸入路面積)の確保に拘らずに、シリンダ高さHcの範囲を、次の(16)式に示す範囲とする(図18参照)。
2×(d+M)+1.0≦Hc≦2×(d+M)+2.5・・・(16)
 ここで、
     d:通しボルト174,175の呼び径[mm]
     M:ネジ孔138の面取り寸法[mm]
    Hc:シリンダ高さ
 シリンダ高さHcの範囲を(16)式に示す範囲とすることにより、吸入孔135S,135Tの径が小さくなり、最大能力運転時の効率が低下する場合もある。しかし、シリンダ高さHcを低くすることにより、低能力運転時の効率が向上するため、年間効率を向上させることができる。
 シリンダ高さHcを低くすると、圧縮部12を固定する通しボルト174,175の螺合長さが短くなる。通しボルト174,175の螺合長さが短すぎると、締付けによってネジ山が潰れ、必要な締結力を確保することができない。シリンダ高さHcを上記の(16)式の範囲とすることにより、通しボルト174,175の呼び径と同じ長さの螺合長さを確保することができ、必要な締結力が得られるまで通しボルト174,175を締め付けても、ネジ山が潰れることはない。
 (16)式の、ネジ孔138の面取り寸法Mは、面取り寸法Mの分だけ有効螺合長さが短くなることを考慮したものである。また、(16)式は、通しボルト174の先端と通しボルト175の先端の間の隙間を1.0[mm]~2.5[mm]の範囲にすることを意図している。隙間の最小値1.0[mm]は、通しボルト174,175の長さ公差及び締結部品(下端板カバー170S、下端板160S、第1シリンダ121S、中間仕切板140、上端板160T及び上端板カバー170T)の高さ公差を考慮して設定している。
 例えば、通しボルト174,175の長さ公差±0.3[mm]、締結部品の高さ公差±0.2[mm]とすると、最大公差では、両ボルト先端の間の隙間が0.8[mm]狭くなる。さらに、通しボルト174,175の弾性変形や座面のヘタリによっても隙間が狭くなる。両ボルト先端同士の当接を防ぐために、隙間の最小値1.0[mm]としている。一方、隙間を大きくとりすぎると、冷媒加熱を低減可能なシリンダ高さに設定できないため、隙間の最大値は、2.5[mm]としている。
 他の実施例のロータリ圧縮機1は、第2シリンダ121Tの同一のネジ孔138の上側から通しボルト174を、下側から通しボルト175を締め込む構造となっている(図13及び図18参照)。この構造は、通しボルト174を締め込むネジ孔138と通しボルト175を締め込むネジ孔138とを別々に設けるのに比べてネジ孔138の加工本数が少なく、低コストで製造できるメリットがある。ネジ孔138が設けられる第2シリンダ121T及びボルト通し孔137が設けられる第1シリンダ121Sは、低コストで製造できる鋳鉄(FC250等)とするのがよい。通しボルト174,175のネジ先不完全ネジ部長さ(図18参照)は、ネジピッチの1倍以下とするのが望ましい。
 図19は、冷媒R32を用いる2シリンダ式のロータリ圧縮機1の圧縮部12S,12Tの寸法の実施形態7~9を示す図表である。実施形態7~9において、排除容積Vは14.5[cc/rev]、圧縮機筐体10の内径はφ112mmで固定した。
 シリンダ121S、121Tの吸入孔135S,135Tの断面積(吸入路面積)の確保に拘らなければ、シリンダ高さHcを、Hc=2×(d+M)+1.0まで低くすることができ、実施形態7,8の場合には、シリンダ高さHcを12.0[mm]まで低くすることができる。
 シリンダ高さHcを実施形態9に示す13.4[mm]よりも高くすると、パラメータA,Bを規定範囲に入れるのが難しくなり、冷媒加熱の影響が大きくなって効率低下しやすくなる。従って、シリンダ高さHc=2×(d+M)+2.5以下とするのがよい。実施形態では、シリンダ高さHcの上限は、13.5[mm]となる。
 本発明は、シリンダ121S,121Tを軸方向に貫通する孔などを設けずに、圧縮部12の寸法を適切に設定することにより、シリンダ121S,121T及び端板160S,160Tから圧縮部12内の冷媒に熱が伝わるのを抑制すると共に、コストアップを抑えることができる。また、低能力(低負荷)運転時の効率を向上させ、年間効率を向上させることができる。なお、本発明は、単シリンダ式ロータリ圧縮機及び2段圧縮式ロータリ圧縮機に適用することができる。
 以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。
 1 ロータリ圧縮機
 10 圧縮機筐体
 11 モータ
 12 圧縮部
 15 回転軸
 16 給油パイプ
 25 アキュムレータ
 31S 第1低圧連絡管(低圧連絡管)
 31T 第2低圧連絡管(低圧連絡管)
 101 第1貫通孔(貫通孔)
 102 第2貫通孔(貫通孔)
 104 第1吸入管(吸入管)
 105 第2吸入管(吸入管)
 107 吐出管(吐出部)
 111 ステータ
 112 ロータ
 12S 第1の圧縮部(圧縮部)
 12T 第2の圧縮部(圧縮部)
 121S 第1シリンダ(シリンダ)
 121T 第2シリンダ(シリンダ)
 122S 第1側方張出部(側方張出部)
 122T 第2側方張出部(側方張出部)
 123S 第1シリンダ内壁(シリンダ内壁)
 123T 第2シリンダ内壁(シリンダ内壁)
 124S 第1スプリング穴(スプリング穴)
 124T 第2スプリング穴(スプリング穴)
 126S 第1ベーンスプリング
 126T 第2ベーンスプリング
 125S 第1環状ピストン(環状ピストン)
 125T 第2環状ピストン(環状ピストン)
 127S 第1ベーン(ベーン)
 127T 第2ベーン(ベーン)
 128S 第1ベーン溝(ベーン溝)
 128T 第2ベーン溝(ベーン溝)
 129S 第1圧力導入路(圧力導入路)
 129T 第2圧力導入路(圧力導入路)
 130S 第1シリンダ室(シリンダ室)
 130T 第2シリンダ室(シリンダ室)
 131S 第1吸入室(吸入室)
 131T 第2吸入室(吸入室)
 133S 第1圧縮室(圧縮室)
 133T 第2圧縮室(圧縮室)
 135S 第1吸入孔(吸入孔)
 135T 第2吸入孔(吸入孔)
 136 冷媒通路
 137 ボルト通し孔(ボルト孔)
 138 ネジ孔(ボルト孔)
 140 中間仕切板
 151 副軸部
 152S 第1偏心部(偏心部)
 152T 第2偏心部(偏心部)
 153 主軸部
 160S 下端板(端板)
 160T 上端板(端板)
 161S 副軸受部(軸受部)
 161T 主軸受部(軸受部)
 163S 凹部
 163T 凹部
 164S 溝
 164T 溝
 170S 下端板カバー
 170T 上端板カバー
 172T マフラー吐出孔
 174 通しボルト
 175 通しボルト
 176 補助ボルト 
 180S 下マフラー室、連通部
 180T 上マフラー室
 190S 第1吐出孔(吐出弁部)
 190T 第2吐出孔(吐出弁部)
 200S 第1吐出弁(吐出弁部)
 200T 第2吐出弁(吐出弁部)
 201S 第1吐出弁押さえ(吐出弁部)
 201T 第2吐出弁押さえ(吐出弁部)
 252 アキュムホルダー
 253 アキュムバンド
 255 システム接続管
 257 底部貫通孔
 300 補助ボルト通し孔
 301 補助ネジ孔
 303 凹み

Claims (13)

  1.  上部に冷媒の吐出部が設けられ、下部に冷媒の吸入部が設けられると共に潤滑油が貯留される密閉された縦置きの圧縮機筐体と、該圧縮機筐体内に配置され、前記吸入部から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内に配置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、前記圧縮機筐体の側部に取付けられ、前記冷媒の吸入部に接続されたアキュムレータと、を備えるロータリ圧縮機において、
     前記圧縮部を構成するシリンダの内径をDc、前記シリンダの高さをHc、前記回転軸の偏心部の偏心量をeとするとき、(e+Hc)・(Dc-e)1/3/(e・Hc)2/3の式で求められる値が、4.1未満となるように、前記Dc、Hc及びeを設定することを特徴とするロータリ圧縮機。
  2.  前記冷媒としてR32を用いることを特徴とする請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  3.  前記シリンダのシリンダ室容積をV、前記シリンダの吸入孔の内径をDkとするとき、70V/Dkの式で求められる値が、1.5以下となるように、前記V及びDkを設定することを特徴とする請求項2に記載のロータリ圧縮機。
  4.  前記70V/Dkの式で求められる値が、1.0以上、1.5以下となるように、前記V及びDkを設定するとともに、(Dk+4)≦Hc≦(Dk+8)の式を満たすように、前記Dk及びHcを設定することを特徴とする請求項3に記載のロータリ圧縮機。
  5.  上部に冷媒の吐出部が設けられ、下部に冷媒の吸入部が設けられると共に潤滑油が貯留される密閉された縦置きの圧縮機筐体と、該圧縮機筐体内に配置され、前記吸入部から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出部から吐出する圧縮部と、前記圧縮機筐体内に配置され、回転軸を介して前記圧縮部を駆動するモータと、前記圧縮機筐体の側部に取付けられ、前記冷媒の吸入部に接続されたアキュムレータと、を備えるロータリ圧縮機において、
     前記圧縮部のシリンダ室の容積をV、前記回転軸の偏心部の偏心量をeとするとき、e/V1/3の式で求められる値が、0.215を超える値となるように、前記e及びVを設定することを特徴とするロータリ圧縮機。
  6.  前記回転軸の副軸部の径を主軸部の径よりも細くしたことを特徴とする請求項5に記載のロータリ圧縮機。
  7.  前記e/V1/3の式で求められる値が、0.240未満となるように、前記e及びVを設定することを特徴とする請求項5に記載のロータリ圧縮機。
  8.  前記潤滑油に極圧添加剤を加えることを特徴とする請求項1又は5に記載のロータリ圧縮機。
  9.  前記潤滑油の粘度グレードを、ISO VG68以上とすることを特徴とする請求項1又は5に記載のロータリ圧縮機。
  10.  前記冷媒としてR32を用い、前記潤滑油として前記R32と相溶性のない冷媒R410A用の潤滑油を用いることを特徴とする請求項1又は5に記載のロータリ圧縮機。
  11.  前記冷媒としてR32を用い、前記潤滑油として前記R32と相溶性のある潤滑油と、前記R32と相溶性のない冷媒R410A用の潤滑油を混合したものを用いることを特徴とする請求項1又は5に記載のロータリ圧縮機。
  12.  前記圧縮部の構成部品である端板を前記シリンダに締結する通しボルトの呼び径をd、前記シリンダに設けられ前記通しボルトを締め込むネジ孔の面取り寸法をMとするとき、2×(d+M)+1.0≦Hc≦2×(d+M)+2.5の関係を満たすように、前記シリンダの高さHcを設定することを特徴とする請求項2に記載のロータリ圧縮機。
  13.  冷媒としてR32を用い、
     前記圧縮部の構成部品である端板を前記圧縮部の構成部品であるシリンダに締結する通しボルトの呼び径をd、前記シリンダに設けられ前記通しボルトを締め込むネジ孔の面取り寸法をMとするとき、2×(d+M)+1.0≦Hc≦2×(d+M)+2.5の関係を満たすように、前記シリンダの高さHcを設定することを特徴とする請求項5に記載のロータリ圧縮機。
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