JP2007092738A - Compressor - Google Patents

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JP2007092738A
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Inventor
Satoru Imai
悟 今井
Itsuo Nakasaki
五夫 中崎
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the efficiency of a compressor provided with a compressive element driven by the rotary shaft of a driving element. <P>SOLUTION: In this compressor 10 formed by storing in a sealed container 12 an electric element 14 as the driving element and a rotary compressive element 32 as the compressive element driven by the rotary shaft 16 of the electric element 14, the rotary compressive element 32 comprises a cylinder 40, a roller 48 which is fitted to an eccentric portion 44 formed on the rotary shaft 16 and eccentrically rotated in the cylinder 40, and a vane 52 which abuts on the roller 48 and partitions the inside of the cylinder 40 into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side. Gas sucked from a suction port 72 formed to the cylinder 40 is compressed by the action of the roller 48 and vane 52 and delivered from a delivery port 75 formed to the cylinder 40, and also a suction closing angle that suction of gas from the suction port 72 into the cylinder 40 is finished is set to 90° or more and 180° or less. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、密閉容器内に駆動要素とこの駆動要素の回転軸にて駆動される圧縮要素とを収納して成る圧縮機に関するものであり、特に、圧縮要素のシリンダ内に吸込ポートからガスを吸入し、吸入したガスをローラとベーンの動作により圧縮する圧縮機に関するものである。   The present invention relates to a compressor in which a driving element and a compression element driven by a rotation shaft of the driving element are housed in a sealed container, and in particular, gas is supplied from a suction port into a cylinder of the compression element. The present invention relates to a compressor that sucks and compresses the sucked gas by operation of a roller and a vane.

従来この種圧縮機、例えば、ロータリコンプレッサでは、密閉容器内に駆動要素と、この駆動要素の回転軸にて駆動される回転圧縮要素を収納して成る。当該回転圧縮要素は、シリンダと、回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するローラと、このローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側とに区画するベーンとから構成される。   Conventionally, in this type of compressor, for example, a rotary compressor, a driving element and a rotary compression element driven by a rotating shaft of the driving element are housed in a hermetic container. The rotary compression element includes a cylinder, a roller that is fitted to an eccentric portion formed on the rotary shaft and rotates eccentrically in the cylinder, and abuts the roller to divide the cylinder into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side. It consists of vanes to do.

そして、駆動要素が駆動されると、回転軸と一体に設けた偏心部に嵌合されたローラがシリンダ内を偏心回転する。これにより、回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されてシリンダの高圧室側に形成された吐出ポートより吐出される構成とされていた(例えば、特許文献1参照)。
特開2004−27970号公報
When the drive element is driven, the roller fitted in the eccentric portion provided integrally with the rotation shaft rotates eccentrically in the cylinder. Thus, the refrigerant gas is sucked into the low pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the rotary compression element, compressed by the operation of the roller and the vane, and discharged from the discharge port formed on the high pressure chamber side of the cylinder. (For example, see Patent Document 1).
JP-A-2004-27970

このようなロータリコンプレッサでは、冷凍負荷が小さい低能力条件時において、駆動要素の回転数が下げられ、低回転域にて運転して、消費電力を低減する試みがなされているが、係る回転数の低下により、シリンダ内の漏れ損失が増大して、効率が悪化する問題が生じていた。   In such a rotary compressor, when the refrigeration load is low and the capacity is low, the rotational speed of the drive element is lowered and an attempt is made to reduce power consumption by operating in a low rotational speed range. As a result of this decrease, leakage loss in the cylinder increases, resulting in a problem that efficiency deteriorates.

本発明は、従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、駆動要素の回転軸にて駆動される圧縮要素を備えた圧縮機の効率を改善することを目的とする。   The present invention has been made to solve the conventional technical problems, and an object of the present invention is to improve the efficiency of a compressor including a compression element driven by a rotation shaft of a drive element.

即ち、本発明の圧縮機は、密閉容器内に、駆動要素とこの駆動要素の回転軸により駆動される圧縮要素とを収納して成るものであって、圧縮要素は、シリンダと、回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するローラと、このローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側とに区画するベーンとから構成され、シリンダに形成された吸込ポートから吸入されたガスを、ローラとベーンの動作により圧縮してシリンダに形成された吐出ポートより吐出すると共に、吸込ポートからシリンダ内へのガスの吸入が終了する吸入締切角度を、90°以上180°以下に設定したことを特徴とする。   That is, the compressor of the present invention is configured by housing a drive element and a compression element driven by the rotation shaft of the drive element in a hermetically sealed container, and the compression element is arranged between the cylinder and the rotation shaft. A roller that is fitted to the formed eccentric portion and rotates eccentrically in the cylinder, and a vane that abuts on the roller and divides the inside of the cylinder into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, and is formed in the cylinder. The gas sucked from the suction port is compressed by the operation of the roller and the vane and discharged from the discharge port formed in the cylinder, and the suction cutoff angle at which the suction of the gas from the suction port into the cylinder is finished is 90 °. It is characterized by being set to 180 ° or less.

また、請求項2の発明の圧縮機では、上記において駆動要素の慣性を増大させるフライホイールを設けたことを特徴とする。   In the compressor according to the second aspect of the present invention, a flywheel for increasing the inertia of the drive element is provided.

本発明によれば、駆動要素とこの駆動要素の回転軸により駆動される圧縮要素とを収納して成る圧縮機において、圧縮要素は、シリンダと、回転軸に形成された偏心部に嵌合されてシリンダ内で偏心回転するローラと、このローラに当接してシリンダ内を低圧室側と高圧室側とに区画するベーンとから構成され、シリンダに形成された吸込ポートから吸入されたガスを、ローラとベーンの動作により圧縮してシリンダに形成された吐出ポートより吐出すると共に、吸込ポートからシリンダ内へのガスの吸入が終了する吸入締切角度を、90°以上180°以下に設定したので、ベーンの高圧室側と低圧室側との圧力差が大きくなっている期間が少なくなり、特に、低回転域で高圧室側と低圧室側との間でのガスの漏れが生じ難くなる。   According to the present invention, in a compressor including a drive element and a compression element driven by the rotation shaft of the drive element, the compression element is fitted to a cylinder and an eccentric portion formed on the rotation shaft. A roller that rotates eccentrically in the cylinder, and a vane that abuts on the roller and divides the inside of the cylinder into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, and gas sucked from a suction port formed in the cylinder, Since the suction cut-off angle at which the suction of the gas from the suction port to the cylinder is completed is set to 90 ° to 180 ° while being compressed by the operation of the roller and the vane and discharged from the discharge port formed in the cylinder. The period during which the pressure difference between the high-pressure chamber side and the low-pressure chamber side of the vane is large is reduced, and gas leakage between the high-pressure chamber side and the low-pressure chamber side is less likely to occur particularly in the low rotation range.

これにより、低回転域におけるガスの漏れ損失を抑えることができるようになり、低回転域における圧縮機の効率の向上を図ることができる。   Thereby, it becomes possible to suppress the gas leakage loss in the low rotation range, and the efficiency of the compressor in the low rotation range can be improved.

また、上記発明において請求項2の如く駆動要素の慣性を増大させるフライホイールを設けることで、高回転域におけるトルク変動を緩和することができる。これにより、高回転域での効率低下を防止できる。   Further, in the above invention, by providing a flywheel for increasing the inertia of the drive element as in claim 2, torque fluctuation in the high rotation range can be mitigated. Thereby, the efficiency fall in a high rotation area can be prevented.

総じて、本発明により圧縮機の全回転域での効率を改善することができるようになる。   Overall, the present invention makes it possible to improve the efficiency of the compressor in the entire rotation range.

本発明は、圧縮機の低回転域における漏れ損失を低減するために成されたものである。低回転域における漏れ損失を低減するという目的を、吸込ポートからシリンダ内へのガスの吸入が終了する吸入締切角度を、90°以上180°以下に設定することで実現した。以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。   The present invention has been made to reduce leakage loss in a low rotation range of a compressor. The purpose of reducing the leakage loss in the low rotation range is realized by setting the suction cutoff angle at which the suction of gas from the suction port into the cylinder is completed to 90 ° or more and 180 ° or less. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明を適応した一実施例の圧縮機の縦断側面図、図2は図1の圧縮機を用いた冷蔵庫の冷媒回路図、図3は第1の回転圧縮要素のシリンダの平面図をそれぞれ示している。各図において、10は本発明を適応したロータリコンプレッサ(圧縮機)であり、本実施例のロータリコンプレッサ10は、鋼板から成る縦型円筒状の密閉容器12と、この密閉容器12の内部空間の上側に配置収納された駆動要素としての電動要素14と、この電動要素14の下側に配置され、電動要素14の回転軸16により駆動される圧縮要素としての第1及び第2の回転圧縮要素32、34からなる回転圧縮機構部18にて構成されている。尚、実施例のロータリコンプレッサ10には冷媒として二酸化炭素が使用される。   1 is a longitudinal side view of a compressor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram of a refrigerator using the compressor of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view of a cylinder of a first rotary compression element. Each figure is shown. In each figure, reference numeral 10 denotes a rotary compressor (compressor) to which the present invention is applied. The rotary compressor 10 of this embodiment includes a vertical cylindrical sealed container 12 made of a steel plate and an internal space of the sealed container 12. The electric element 14 as a drive element disposed and housed on the upper side, and the first and second rotary compression elements as compression elements arranged on the lower side of the electric element 14 and driven by the rotating shaft 16 of the electric element 14 The rotary compression mechanism 18 is composed of 32 and 34. Note that carbon dioxide is used as a refrigerant in the rotary compressor 10 of the embodiment.

密閉容器12は底部をオイル溜めとし、電動要素14と回転圧縮機構部18を収納する容器本体12Aと、この容器本体12Aの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ(蓋体)12Bとで構成されており、且つ、このエンドキャップ12Bの上面には円形の取付孔12Dが形成され、この取付孔12Dには電動要素14に電力を供給するためのターミナル(配線を省略)20が取り付けられている。   The sealed container 12 has an oil reservoir at the bottom, a container body 12A that houses the electric element 14 and the rotary compression mechanism 18, and a generally bowl-shaped end cap (lid body) 12B that closes the upper opening of the container body 12A. A circular mounting hole 12D is formed on the upper surface of the end cap 12B, and a terminal (wiring is omitted) 20 for supplying power to the electric element 14 is mounted in the mounting hole 12D. ing.

電動要素14は、密閉容器12の上部空間の内周面に沿って環状に溶接固定されたステータ22と、このステータ22の内側に若干の間隔を設けて挿入設置されたロータ24とから構成されており、このロータ24は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸16に焼嵌めにより固定される。   The electric element 14 includes a stator 22 that is welded and fixed in an annular shape along the inner peripheral surface of the upper space of the sealed container 12, and a rotor 24 that is inserted and installed inside the stator 22 with a slight gap. The rotor 24 is fixed to the rotary shaft 16 passing through the center and extending in the vertical direction by shrink fitting.

前記ステータ22は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体26と、この積層体26の歯部に直巻き(集中巻き)方式により巻装されたステータコイル28を有している。また、ロータ24もステータ22と同様に電磁鋼板の積層体30で形成されている。   The stator 22 has a laminated body 26 in which donut-shaped electromagnetic steel plates are laminated, and a stator coil 28 wound around the teeth of the laminated body 26 by a direct winding (concentrated winding) method. Similarly to the stator 22, the rotor 24 is also formed of a laminated body 30 of electromagnetic steel plates.

前記回転圧縮機構部18は、中間仕切板36を挟んで、2段目となる第2の回転圧縮要素34を密閉容器12内の電動要素14側、1段目となる第1の回転圧縮要素32を電動要素14とは反対側に配置している。即ち、第1の回転圧縮要素32と第2の回転圧縮要素34は、中間仕切板36の上下に配置され、第1及び第2の回転圧縮要素32、34を構成する上下シリンダ38、40と、電動要素14の回転軸16に形成された上下偏心部42、44に嵌合されて各シリンダ38、40内で偏心回転するローラ46、48と、各ローラ46、48に当接して各シリンダ38、40内を低圧室側と高圧室側にそれぞれ区画するベーン50、52と、ベーン50、52を常時ローラ46、48側に付勢するためのバネ部材としてのスプリング85、86と、下シリンダ40の一方(下側)の開口を閉塞すると共に、回転軸16の副軸受け56Aを有する支持部材としての下部支持部材56と、上シリンダ38の上側の開口を閉塞すると共に、回転軸16の主軸受け54Aを有する上部支持部材54によって構成される。従って、本実施例の回転軸16は当該回転軸16の軸方向の略中心部を主軸受け54Aにより支持され、下方を副軸受け56Aにより支持されている。尚、上記上下偏心部42、44はそれぞれ180度の位相差を有して回転軸16に設けられている。   The rotary compression mechanism section 18 has the second rotary compression element 34 as the second stage sandwiched between the intermediate partition plate 36 and the first rotary compression element as the first stage on the electric element 14 side in the hermetic container 12. 32 is arranged on the side opposite to the electric element 14. That is, the first rotary compression element 32 and the second rotary compression element 34 are arranged above and below the intermediate partition plate 36, and the upper and lower cylinders 38, 40 constituting the first and second rotary compression elements 32, 34, and The rollers 46 and 48 that are fitted to the upper and lower eccentric portions 42 and 44 formed on the rotating shaft 16 of the electric element 14 and rotate eccentrically in the cylinders 38 and 40, and the cylinders that are in contact with the rollers 46 and 48. 38 and 40 are divided into a low pressure chamber side and a high pressure chamber side, respectively, springs 85 and 86 as spring members for constantly biasing the vanes 50 and 52 toward the rollers 46 and 48, While closing one (lower side) opening of the cylinder 40, the lower support member 56 as a support member having the auxiliary bearing 56 </ b> A of the rotating shaft 16 and the upper opening of the upper cylinder 38 are closed, and Constituted by the upper support member 54 having a bearing 54A. Therefore, the rotary shaft 16 of this embodiment is supported by the main bearing 54A at the substantially central portion in the axial direction of the rotary shaft 16, and supported by the auxiliary bearing 56A at the lower part. The upper and lower eccentric parts 42 and 44 are provided on the rotary shaft 16 with a phase difference of 180 degrees.

上部支持部材54には、図示しない吸込ポートにて上シリンダ38の内部と連通する図示しない吸込通路と、上部支持部材54の上シリンダ38とは反対側(上側)の面を凹陥させ、この凹陥部を上部カバー63にて閉塞することにより形成された吐出消音室62が設けられている。また、下部支持部材56には、吸込ポート72にて下シリンダ40の内部と連通する吸込通路60と、下部支持部材56の下シリンダ40とは反対側(下側)の面を凹陥させ、この凹陥部を下部カバー68にて閉塞することにより形成された吐出消音室64とが設けられている。即ち、吐出消音室62は上部カバー63、吐出消音室64は下部カバー68にて閉塞される。   The upper support member 54 has a suction passage (not shown) communicating with the inside of the upper cylinder 38 through a suction port (not shown) and a surface opposite to the upper cylinder 38 (upper side) of the upper support member 54. A discharge silencing chamber 62 formed by closing the portion with an upper cover 63 is provided. Further, the lower support member 56 has a suction passage 60 communicating with the inside of the lower cylinder 40 at the suction port 72 and a surface opposite to the lower cylinder 40 of the lower support member 56 (lower side). A discharge silencer chamber 64 formed by closing the recessed portion with the lower cover 68 is provided. That is, the discharge silence chamber 62 is closed by the upper cover 63 and the discharge silence chamber 64 is closed by the lower cover 68.

下部カバー68はドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部の4カ所を下ボルト80・・にて下から下部支持部材56に固定され、吐出ポート75にて第1の回転圧縮要素32の下シリンダ40内部と連通する吐出消音室64の下面開口部を閉塞する。このボルト80・・の先端は上部支持部材54に螺合する。   The lower cover 68 is composed of a donut-shaped circular steel plate, and is fixed to the lower support member 56 from below by means of lower bolts 80 at the peripheral portions, and the first rotary compression element 32 is discharged from the discharge port 75. The lower opening of the discharge silencing chamber 64 communicating with the inside of the lower cylinder 40 is closed. The ends of the bolts 80 are screwed into the upper support member 54.

第1の回転圧縮要素32の吐出消音室64と密閉容器12内とは連通路にて連通されている。この連通路は上部カバー63、上部支持部材54、上下シリンダ38、40、中間仕切板36を貫通する図示しない孔である。この場合、連通路の上端には中間吐出管121が立設されており、この中間吐出管121から密閉容器12内に中間圧の冷媒が吐出される。   The discharge silencer chamber 64 of the first rotary compression element 32 and the inside of the sealed container 12 are communicated with each other through a communication path. This communication path is a hole (not shown) that passes through the upper cover 63, the upper support member 54, the upper and lower cylinders 38 and 40, and the intermediate partition plate 36. In this case, an intermediate discharge pipe 121 is erected at the upper end of the communication path, and an intermediate pressure refrigerant is discharged from the intermediate discharge pipe 121 into the sealed container 12.

前記下シリンダ40には、当該シリンダ40の上面若しくは下面(中間仕切板36で閉塞される面、若しくは、下部支持部材56で閉塞される面)、或いは、内面(ローラ48が当接する面)に溝80が形成されている。この溝80は、吸込ポート72に連続してローラ48の回転方向に延在すると共に、終端がベーン52の中心位置(上死点)を0°とした場合、当該上死点から90°以上180°以下の範囲の何れかの位置にある。本実施例では吸込ポート72が29°の位置に形成され、溝80がシリンダ40の上面の吸込ポート72に連続してローラ48の回転方向に延在し、終端が146°の位置にある。従って、ローラ48が回転して吸入行程が終了する角度(以降、吸入締切角度と称する)は146°となる。   The lower cylinder 40 has an upper surface or a lower surface (a surface closed by the intermediate partition plate 36 or a surface closed by the lower support member 56) or an inner surface (a surface on which the roller 48 abuts). A groove 80 is formed. The groove 80 continues to the suction port 72 and extends in the rotation direction of the roller 48. When the end of the groove 80 is 0 ° at the center position (top dead center) of the vane 52, the groove 80 is 90 ° or more from the top dead center. It is in any position within the range of 180 ° or less. In this embodiment, the suction port 72 is formed at a position of 29 °, the groove 80 extends in the rotation direction of the roller 48 continuously to the suction port 72 on the upper surface of the cylinder 40, and the end is at the position of 146 °. Accordingly, the angle at which the suction stroke is completed by the rotation of the roller 48 (hereinafter referred to as the suction cutoff angle) is 146 °.

ここで、従来の圧縮機と本発明の圧縮機10について、図4乃至図7を用いて説明する。図4は1段目となる第1の回転圧縮要素32のローラ48がシリンダ40内を一回転する過程における高圧室側のシリンダ40内の圧力変化を示す図、図5は種々回転域(周波数)における圧縮機の体積効率を示す図、図6は種々回転域(周波数)における圧縮機効率を示す図、図7は第1の回転圧縮要素32のローラ48がシリンダ40内を一回転する過程における回転軸(シャフト)16のトルク変動を示す図である。尚、図4及び図7において横軸はローラ48が前記上死点に位置する点を0°とするローラ48の回転角度(クランク角)である。また、図5及び図6において、P1乃至P4は本発明を適用した圧縮機10(改良機)の各回転域における効率を示し、A1乃至A4は従来の圧縮機(従来機)の各回転域における効率を示している。   Here, the conventional compressor and the compressor 10 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a diagram showing the pressure change in the cylinder 40 on the high pressure chamber side in the process in which the roller 48 of the first rotary compression element 32 in the first stage makes one rotation in the cylinder 40, and FIG. 6 is a diagram showing the volume efficiency of the compressor in FIG. 6, FIG. 6 is a diagram showing the compressor efficiency in various rotation regions (frequencies), and FIG. It is a figure which shows the torque fluctuation | variation of the rotating shaft (shaft) 16 in. 4 and 7, the horizontal axis represents the rotation angle (crank angle) of the roller 48 with the point where the roller 48 is located at the top dead center being 0 °. 5 and 6, P1 to P4 indicate the efficiency in each rotation region of the compressor 10 (improved device) to which the present invention is applied, and A1 to A4 indicate each rotation region of the conventional compressor (conventional device). Shows the efficiency.

従来の如き溝80が形成されていない圧縮機では、ローラ48が吸込ポート72を通過した時点で、シリンダ40内への低圧冷媒ガスの吸入行程が終了し、圧縮行程が開始されることとなる。従って、吸入締切角度はローラ48が吸込ポート72を通過する29°となる。この場合、図4に破線で示すように、吸込締切角度を過ぎてからシリンダ40内の高圧室側の圧力が徐々に上昇し、早期に吐出圧力(Pd)に達することがわかる。また、高圧室側の圧力は吐出ポート75を通過するまで吐出圧力(Pd)のままとなる。従って、ローラ48の1回転中の圧縮時間、即ち、シリンダ40内の高圧室側と低圧室側との圧力差が大きくなる期間が長くなっていた。   In the conventional compressor in which the groove 80 is not formed, when the roller 48 passes through the suction port 72, the suction stroke of the low-pressure refrigerant gas into the cylinder 40 is completed and the compression stroke is started. . Accordingly, the suction cutoff angle is 29 ° at which the roller 48 passes through the suction port 72. In this case, as shown by a broken line in FIG. 4, it can be seen that the pressure on the high pressure chamber side in the cylinder 40 gradually increases after the suction cutoff angle, and reaches the discharge pressure (Pd) at an early stage. The pressure on the high pressure chamber side remains at the discharge pressure (Pd) until it passes through the discharge port 75. Therefore, the compression time during one rotation of the roller 48, that is, the period during which the pressure difference between the high-pressure chamber side and the low-pressure chamber side in the cylinder 40 increases is long.

従来の圧縮機では、シリンダ40内の高圧室側と低圧室側との圧力差が大きくなる期間が長く、その期間に高圧室側の高圧の冷媒ガスが低圧室側に漏れるため、体積効率が低下することがわかる。特に、図5のA1に示すように低回転域では、ローラ48がシリンダ40内を1回転する速度が遅くなるため、高圧室側と低圧室側での冷媒ガスの漏れ損失が増大し、その結果体積効率の著しい低下を招く。特に、本実施例のロータリコンプレッサ10のように冷媒として二酸化炭素を用いる場合、二酸化炭素冷媒は圧縮による高低圧差の大きい冷媒であるため、高圧室側から低圧室側への冷媒の漏れも他の冷媒を使用した場合よりかなり多くなる。従って、従来の構造の圧縮機では低回転域において体積効率が非常に悪く、低回転域における効率の改善が切望されていた。   In the conventional compressor, the pressure difference between the high-pressure chamber side and the low-pressure chamber side in the cylinder 40 is long, and the high-pressure refrigerant gas on the high-pressure chamber side leaks to the low-pressure chamber side during that period. It turns out that it falls. In particular, as shown by A1 in FIG. 5, in the low rotation range, the speed at which the roller 48 makes one rotation in the cylinder 40 becomes slow, so the leakage loss of the refrigerant gas on the high pressure chamber side and the low pressure chamber side increases. The result is a significant reduction in volumetric efficiency. In particular, when carbon dioxide is used as a refrigerant as in the rotary compressor 10 of the present embodiment, the carbon dioxide refrigerant is a refrigerant having a large difference in high and low pressures due to compression, and therefore, the leakage of refrigerant from the high pressure chamber side to the low pressure chamber side is another factor. Much more than when using refrigerant. Therefore, the compressor having the conventional structure has a very poor volumetric efficiency in the low rotation range, and improvement of the efficiency in the low rotation range has been eagerly desired.

しかしながら、本発明の如く溝80を形成することで、ローラ48の1回転中の圧縮時間が短縮され、シリンダ40内の高圧室側と低圧室側との圧力差が大きくなる期間が短くなる。その結果、高圧室側の高圧の冷媒ガスが低圧室側に漏れる時間が短くなり、その分、体積効率が上昇する(図5のP1〜P4参照)。特に、低回転域においても図5のP1の如く良好な体積効率が得られるようになる。これにより、低回転域における冷媒ガスの漏れ損失を抑制できるようになり、低回転域における圧縮機10の効率を向上することができる。これにより、本実施例の如く二酸化炭素冷媒のように高低圧差の激しい冷媒を使用した場合であっても、図6のP1に示すように低回転域における体積効率及び圧縮機効率を改善することができるようになる。   However, by forming the groove 80 as in the present invention, the compression time during one rotation of the roller 48 is shortened, and the period during which the pressure difference between the high pressure chamber side and the low pressure chamber side in the cylinder 40 becomes large is shortened. As a result, the time during which the high-pressure refrigerant gas on the high-pressure chamber side leaks to the low-pressure chamber side is shortened, and the volumetric efficiency is increased accordingly (see P1 to P4 in FIG. 5). In particular, even in a low rotation range, good volume efficiency can be obtained as shown by P1 in FIG. Thereby, the leakage loss of the refrigerant gas in the low rotation range can be suppressed, and the efficiency of the compressor 10 in the low rotation range can be improved. As a result, even when a refrigerant having a high and low pressure difference such as a carbon dioxide refrigerant is used as in this embodiment, the volume efficiency and the compressor efficiency in the low rotation range are improved as shown by P1 in FIG. Will be able to.

ところで、溝80を形成することで、図5のP1乃至P4に示すように漏れ損失が低減でき、体積効率を向上することができるようになるが、図6に示す如く従来の圧縮機と比較すると高回転域での圧縮機効率が低下する。これは溝80を形成することで回転軸16と上下部支持部材54、56の軸受け54A、56Aとの間の摩擦抵抗が増大するためであると考えられる。即ち、溝80を形成したことで圧縮時間が短くなるので、その分、シリンダ40の高圧室側の圧力変化が急激に生じる。従って、図7に示すように、従来の圧縮機よりもトルク変動が大きくなり、回転軸16と軸受け54A、56A間の摩擦抵抗が増大する不都合が生じる。   By the way, by forming the groove 80, leakage loss can be reduced and volume efficiency can be improved as shown in P1 to P4 of FIG. 5, but compared with the conventional compressor as shown in FIG. As a result, the compressor efficiency in the high rotation range decreases. This is considered to be because the frictional resistance between the rotary shaft 16 and the bearings 54A and 56A of the upper and lower support members 54 and 56 is increased by forming the groove 80. That is, since the compression time is shortened by forming the groove 80, the pressure change on the high pressure chamber side of the cylinder 40 abruptly occurs. Therefore, as shown in FIG. 7, the torque fluctuation becomes larger than that of the conventional compressor, and there arises a disadvantage that the frictional resistance between the rotating shaft 16 and the bearings 54A and 56A increases.

そこで、係る高回転域における効率低下を防止すべく、電動要素14の慣性(イナーシャ)を増大させるためのフライホイール70を設ける。本発明の圧縮機10では回転軸16の軸方向の略中心となる位置にフライホイール70を取り付けるものとする。このフライホイール70は、中心に回転軸16が貫通するための孔を有し、軸方向(厚さ)が全域において均一な厚みを有する略円盤形状を呈している。また、フライホイール70の重量は、回転軸16に対して全域で均一とされている。そして、フライホイール70は回転軸16に溶接などで固定されている。当該フライホイール70の存在により、電動要素14の慣性モーメントを大きくすることができるようになり、高回転域におけるトルク変動を緩和できる。これにより、高回転域での効率低下を防止することができるようになる。   Accordingly, a flywheel 70 for increasing the inertia of the electric element 14 is provided in order to prevent a decrease in efficiency in the high rotation range. In the compressor 10 of the present invention, the flywheel 70 is attached to a position that is substantially the center of the rotating shaft 16 in the axial direction. The flywheel 70 has a hole for allowing the rotary shaft 16 to pass through at the center, and has a substantially disk shape in which the axial direction (thickness) has a uniform thickness over the entire region. Further, the weight of the flywheel 70 is uniform over the entire area with respect to the rotating shaft 16. The flywheel 70 is fixed to the rotating shaft 16 by welding or the like. Due to the presence of the flywheel 70, the moment of inertia of the electric element 14 can be increased, and torque fluctuation in a high rotation range can be mitigated. As a result, it is possible to prevent a decrease in efficiency in the high rotation range.

他方、密閉容器12の容器本体12Aの側面には、上部支持部材54と下部支持部材56の吸込通路60(上側は図示せず)、吐出消音室62、上部カバー63の上側(電動要素14の下端に略対応する位置)に対応する位置に、スリーブ141、142、143及び144がそれぞれ溶接固定されている。スリーブ141と142は上下に隣接すると共に、スリーブ143はスリーブ141の略対角線上にある。また、スリーブ144はスリーブ141と略90度ずれた位置にある。   On the other hand, the suction passage 60 (upper side is not shown) of the upper support member 54 and the lower support member 56, the discharge silencing chamber 62, and the upper side of the upper cover 63 (on the electric element 14) Sleeves 141, 142, 143, and 144 are welded and fixed at positions corresponding to the positions substantially corresponding to the lower ends. The sleeves 141 and 142 are adjacent to each other vertically, and the sleeve 143 is substantially diagonal to the sleeve 141. Further, the sleeve 144 is located at a position shifted by approximately 90 degrees from the sleeve 141.

そして、スリーブ141内には上シリンダ38に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管92の一端が挿入接続され、この冷媒導入管92の一端は上シリンダ38の図示しない吸込通路と連通する。この冷媒導入管92は密閉容器12の上側を通過してスリーブ144に至り、他端はスリーブ144内に挿入接続されて密閉容器12内に連通する。   One end of a refrigerant introduction pipe 92 for introducing refrigerant gas into the upper cylinder 38 is inserted and connected into the sleeve 141, and one end of the refrigerant introduction pipe 92 communicates with a suction passage (not shown) of the upper cylinder 38. The refrigerant introduction pipe 92 passes through the upper side of the sealed container 12 to reach the sleeve 144, and the other end is inserted and connected into the sleeve 144 to communicate with the sealed container 12.

また、スリーブ142内には下シリンダ40に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管94の一端が挿入接続され、この冷媒導入管94の一端は下シリンダ40の吸込通路60と連通し、他端はアキュムレータ127に連通する。また、スリーブ143内には冷媒吐出管96が挿入接続され、この冷媒導入管96の一端は吐出消音室62と連通し、他端は放熱器121に連通する。   Also, one end of a refrigerant introduction pipe 94 for introducing refrigerant gas into the lower cylinder 40 is inserted into and connected to the sleeve 142. One end of the refrigerant introduction pipe 94 communicates with the suction passage 60 of the lower cylinder 40 and the other end. Communicates with the accumulator 127. A refrigerant discharge pipe 96 is inserted and connected into the sleeve 143, one end of the refrigerant introduction pipe 96 communicates with the discharge silencer chamber 62, and the other end communicates with the radiator 121.

以上詳述した本実施例のロータリコンプレッサ10は冷蔵庫に用いられる。即ち、ロータリコンプレッサ10は図2に示す冷蔵庫の冷媒回路115の一部を構成する。図2に示すようにロータリコンプレッサ10の冷媒吐出管96は放熱器121の入口に接続される。放熱器121の出口は減圧手段としてのキャピラリチューブ122の入口に接続され、キャピラリチューブ122の出口は冷却器125の入口に接続される。また、冷却器125を出た配管は前記アキュムレータ127に接続される。   The rotary compressor 10 of the present embodiment described in detail above is used for a refrigerator. That is, the rotary compressor 10 constitutes a part of the refrigerant circuit 115 of the refrigerator shown in FIG. As shown in FIG. 2, the refrigerant discharge pipe 96 of the rotary compressor 10 is connected to the inlet of the radiator 121. The outlet of the radiator 121 is connected to the inlet of the capillary tube 122 as a decompression means, and the outlet of the capillary tube 122 is connected to the inlet of the cooler 125. The piping exiting the cooler 125 is connected to the accumulator 127.

以上の構成で、次にロータリコンプレッサの動作を説明する。ターミナル20及び図示されない配線を介して電動要素14のステータコイル28に通電されると、電動要素14が起動してロータ24が回転する。この回転により回転軸16と一体に設けた上下偏心部42、44に嵌合されたローラ46、48が上下シリンダ38、40内を偏心回転する。   Next, the operation of the rotary compressor with the above configuration will be described. When the stator coil 28 of the electric element 14 is energized through the terminal 20 and a wiring (not shown), the electric element 14 is activated and the rotor 24 rotates. By this rotation, the rollers 46 and 48 fitted to the upper and lower eccentric portions 42 and 44 provided integrally with the rotary shaft 16 eccentrically rotate in the upper and lower cylinders 38 and 40.

これにより、冷媒導入管94及び下部支持部材56に形成された吸込通路60を経由して吸込ポート72から下シリンダ40の低圧室側に吸入された低圧の冷媒ガスは、ローラ48とベーン52の動作により圧縮されて中間圧となり、下シリンダ40の高圧室側より吐出ポート75を経て吐出消音室64内に吐出される。吐出消音室64に吐出された中間圧の冷媒ガスは、図示しない連通孔を経て中間吐出管121から密閉容器12内に吐出される。   As a result, the low-pressure refrigerant gas sucked into the low-pressure chamber side of the lower cylinder 40 from the suction port 72 through the refrigerant introduction pipe 94 and the suction passage 60 formed in the lower support member 56 is transferred between the roller 48 and the vane 52. It is compressed by the operation to become an intermediate pressure, and is discharged from the high pressure chamber side of the lower cylinder 40 into the discharge silencer chamber 64 through the discharge port 75. The intermediate-pressure refrigerant gas discharged into the discharge silencer chamber 64 is discharged into the sealed container 12 from the intermediate discharge pipe 121 through a communication hole (not shown).

そして、密閉容器12内の中間圧の冷媒ガスは、冷媒導入管92を通って、上部支持部材54に形成された図示しない吸込通路を経由して吸込ポートから上シリンダ38の低圧室側に吸入される。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ46とべーン50の動作により2段目の圧縮が行われて高温高圧の冷媒ガスとなり、上シリンダ38の高圧室側から図示しない吐出ポート内を通り上部支持部材54に形成された吐出消音室62に吐出される。吐出消音室62に吐出された冷媒は、当該吐出消音室62内に連通された冷媒吐出管96を通って、ロータリコンプレッサ10の外部に吐出され、放熱器121に流入する。   The intermediate-pressure refrigerant gas in the sealed container 12 passes through the refrigerant introduction pipe 92 and is sucked from the suction port to the low pressure chamber side of the upper cylinder 38 through a suction passage (not shown) formed in the upper support member 54. Is done. The suctioned intermediate-pressure refrigerant gas is compressed in the second stage by the operation of the roller 46 and the vane 50 to become a high-temperature and high-pressure refrigerant gas, and passes through a discharge port (not shown) from the high-pressure chamber side of the upper cylinder 38. It is discharged into a discharge silencer chamber 62 formed in the upper support member 54. The refrigerant discharged into the discharge muffler chamber 62 is discharged to the outside of the rotary compressor 10 through the refrigerant discharge tube 96 communicated with the discharge muffler chamber 62 and flows into the radiator 121.

放熱器121に流入した冷媒は当該放熱器121を通過する過程で周囲と熱交換して放熱し、キャピラリチューブ122に入る。キャピラリチューブ122にて冷媒は減圧され、その後、冷却器125に流入する。そこで、冷媒は周囲の空気から吸熱して蒸発する。このとき、冷却器125の周囲の空気は当該冷媒との熱交換により冷却される。そして、冷却された空気はファン125Fにより冷蔵庫の庫内に送風され、庫内を冷却する。   In the process of passing through the radiator 121, the refrigerant flowing into the radiator 121 dissipates heat by exchanging heat with the surroundings and enters the capillary tube 122. The refrigerant is decompressed in the capillary tube 122 and then flows into the cooler 125. Therefore, the refrigerant absorbs heat from the surrounding air and evaporates. At this time, the air around the cooler 125 is cooled by heat exchange with the refrigerant. The cooled air is blown into the refrigerator by the fan 125F to cool the interior.

一方、蒸発した冷媒は、冷却器125から出てアキュムレータ127に入り、気液分離され、ガスのみが冷媒導入管94から第1の回転圧縮要素32内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。   On the other hand, the evaporated refrigerant exits from the cooler 125 and enters the accumulator 127, where gas and liquid are separated, and a cycle in which only gas is sucked into the first rotary compression element 32 from the refrigerant introduction pipe 94 is repeated.

以上本発明の如くシリンダ40に溝80を形成することで、低回転域でシリンダ40の高圧室側と低圧室側との間でのガスの漏れが生じ難くなり、低回転域におけるガスの漏れ損失を抑えることができるようになる。これにより、低回転域における圧縮機10の効率の向上を図ることができる。   As described above, by forming the groove 80 in the cylinder 40 as in the present invention, it is difficult for gas to leak between the high pressure chamber side and the low pressure chamber side of the cylinder 40 in the low rotation range, and gas leakage in the low rotation range. Loss can be suppressed. Thereby, the efficiency of the compressor 10 in a low rotation area can be improved.

更に、電動要素14の慣性を増大させるフライホイール70を設けることで、溝80を形成することにより生じる高回転域におけるトルク変動を緩和することができ、高回転域での効率低下を防止できるようになる。   Furthermore, by providing the flywheel 70 that increases the inertia of the electric element 14, torque fluctuations in the high rotation range caused by forming the grooves 80 can be mitigated, and a decrease in efficiency in the high rotation range can be prevented. become.

総じて、本発明により圧縮機10の全回転域での効率を改善することができるようになり、圧縮機10の性能及び信頼性を向上できる。   In general, the efficiency of the compressor 10 in the entire rotation range can be improved by the present invention, and the performance and reliability of the compressor 10 can be improved.

尚、本実施例では、第1及び第2の回転圧縮要素32、34を備えたロータリコンプレッサ10を用いて、第1の回転圧縮要素32の下シリンダ40に溝80を形成するものとしたが、本発明はこれに限らず、例えば、単シリンダ型の圧縮機、或いは、3段以上の圧縮要素を備えた圧縮機に適用しても差し支えない。   In this embodiment, the groove 80 is formed in the lower cylinder 40 of the first rotary compression element 32 using the rotary compressor 10 including the first and second rotary compression elements 32 and 34. The present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, a single cylinder type compressor or a compressor including three or more stages of compression elements.

また、シリンダ40の上面に吸込ポート72に連続してローラ48の回転方向に延在する溝80を形成するものとしたが、溝はシリンダ40の下面の下部支持部材56に当接する面、或いは、ローラ48が当接する内面に形成するものとしても構わない。また、本実施例では溝80の終端、即ち、吸入締切角度を上死点から146°の位置としたが、これに限らず、吸入締切角度は上死点からローラの回転方向に90°以上180°以下の何れかの範囲に設定するものとすれば本発明は有効である。   Further, the groove 80 is formed on the upper surface of the cylinder 40 so as to be continuous with the suction port 72 and extending in the rotation direction of the roller 48. However, the groove is a surface that contacts the lower support member 56 on the lower surface of the cylinder 40, or Alternatively, it may be formed on the inner surface with which the roller 48 abuts. In this embodiment, the end of the groove 80, that is, the suction cutoff angle is set at 146 ° from the top dead center. However, the suction cutoff angle is not limited to this, and the suction cutoff angle is 90 ° or more from the top dead center in the rotation direction of the roller. The present invention is effective if it is set to any range of 180 ° or less.

更に、本実施例では回転軸16にフライホイール70を取り付けるものとしたが、これに限らず、電動要素14のロータ24に取り付けるものとしても請求項2の発明は有効である。   Furthermore, in the present embodiment, the flywheel 70 is attached to the rotating shaft 16, but the invention of claim 2 is effective not only for this but also for attaching the flywheel 70 to the rotor 24 of the electric element 14.

本発明を適用した実施例のロータリコンプレッサの縦断側面図である。It is a vertical side view of the rotary compressor of the Example to which this invention is applied. 図1のロータリコンプレッサを適用した実施例の冷蔵庫の冷媒回路図である。It is a refrigerant circuit figure of the refrigerator of the Example to which the rotary compressor of FIG. 1 is applied. 第1の回転圧縮要素のシリンダの断面図である。It is sectional drawing of the cylinder of a 1st rotation compression element. 本発明及び従来の圧縮機の各回転角度におけるシリンダの高圧室側の圧力変化を示す図である。It is a figure which shows the pressure change by the side of the high pressure chamber of a cylinder in each rotation angle of this invention and the conventional compressor. 本発明及び従来の圧縮機の体積効率を示す図である。It is a figure which shows the volume efficiency of this invention and the conventional compressor. 本発明及び従来の圧縮機の効率を示す図である。It is a figure which shows the efficiency of this invention and the conventional compressor. 本発明及び従来の圧縮機のトルク変動を示す図である。It is a figure which shows the torque fluctuation of this invention and the conventional compressor.

符号の説明Explanation of symbols

10 圧縮機
12 密閉容器
14 電動要素
16 回転軸
20 ターミナル
22 ステータ
24 ロータ
26、30 積層体
28 ステータコイル
32 第1の回転圧縮要素
34 第2の回転圧縮要素
38 上シリンダ
40 下シリンダ
42、44 偏心部
46、48 ローラ
50、52 ベーン
54 上部支持部材
56 下部支持部材
60 吸込通路
62、64 吐出消音室
70 フライホイール
72 吸込ポート
75 吐出ポート
80 溝
115 冷媒回路
121 放熱器
122 キャピラリチューブ
125 冷却器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Compressor 12 Airtight container 14 Electric element 16 Rotating shaft 20 Terminal 22 Stator 24 Rotor 26, 30 Laminated body 28 Stator coil 32 1st rotation compression element 34 2nd rotation compression element 38 Upper cylinder 40 Lower cylinder 42, 44 Eccentricity Portion 46, 48 Roller 50, 52 Vane 54 Upper support member 56 Lower support member 60 Suction passage 62, 64 Discharge silencer chamber 70 Flywheel 72 Suction port 75 Discharge port 80 Groove 115 Refrigerant circuit 121 Radiator 122 Capillary tube 125 Cooler

Claims (2)

密閉容器内に、駆動要素と該駆動要素の回転軸により駆動される圧縮要素とを収納して成る圧縮機において、
前記圧縮要素は、シリンダと、前記回転軸に形成された偏心部に嵌合されて前記シリンダ内で偏心回転するローラと、該ローラに当接して前記シリンダ内を低圧室側と高圧室側とに区画するベーンとから構成され、前記シリンダに形成された吸込ポートから吸入されたガスを、前記ローラとベーンの動作により圧縮して前記シリンダに形成された吐出ポートより吐出すると共に、
前記吸込ポートから前記シリンダ内へのガスの吸入が終了する吸入締切角度を、90°以上180°以下に設定したことを特徴とする圧縮機。
In a compressor that houses a driving element and a compression element driven by a rotating shaft of the driving element in a sealed container,
The compression element includes a cylinder, a roller that is fitted into an eccentric portion formed on the rotating shaft and rotates eccentrically in the cylinder, and a low pressure chamber side and a high pressure chamber side that are in contact with the roller and are inside the cylinder. The gas sucked from the suction port formed in the cylinder is compressed by the operation of the roller and the vane and is discharged from the discharge port formed in the cylinder.
The compressor is characterized in that the suction cutoff angle at which the suction of gas from the suction port into the cylinder ends is set to 90 ° or more and 180 ° or less.
前記駆動要素の慣性を増大させるフライホイールを設けたことを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。   The compressor according to claim 1, further comprising a flywheel that increases inertia of the drive element.
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