JP2017075538A - ロータリ圧縮機、ロータリ圧縮機の製造方法 - Google Patents
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Description
[第一実施形態]
以下、本発明の第一実施形態にかかる圧縮機10(ロータリ圧縮機10)について、図1〜3を参照して説明する。圧縮機10は、後述する断熱プレート100を、回転軸16、軸受部17、またはシリンダ12とは別の部材としたことを特徴とする。
以下、圧縮機10の構成、及び圧縮機10の製造方法を説明し、次いで、圧縮機10の作用・効果について説明する。
ここで、上段側のシリンダのピストンロータ13Aと、下段側のピストンロータ13Bとは、その位相が互いに180°だけ異なるように設けられている。
また、上下のシリンダ12A、12Bの間には、ディスク状の仕切板15が設けられている。仕切板15により、上段側のシリンダ12A内の空間Rと、下段側の空間Rとが互いに連通せずに圧縮室R1とR2とに仕切られている。
また、シリンダ12A、12Bには、冷媒を吐出する吐出孔(図示省略)が形成されている。この吐出孔にはリード弁(図示省略)が備えられている。圧縮された冷媒の圧力が所定値に達すると、リード弁を押して開くことで、冷媒はシリンダ12A、12Bの外部に吐出される。
回転軸16は、回転軸16の中心線に直交する方向にオフセットした偏心軸部14A、14Bを有している。これら偏心軸部14A、14Bが回転軸16の中心軸線回りに旋回することで、上下のピストンロータ13A、13Bがこの旋回に追従してシリンダ12A、12B内で、偏心転動する。このとき、前述したベーンは、その先端がピストンロータ13A、13Bの動きに追従して進退し、ピストンロータ13A、13Bに押し付けられる。
下部軸受部17Bは、張出部172Bと、張出部172Bから軸線O方向他方側に立ち上がる軸受本体171Bとを備えている。張出部172Bと軸受本体171Bは軸心が一致するように形成され、その軸心の周囲には回転軸16を支持される受面173Bが形成されている。
上部軸受部17Aと下部軸受部17Bは、互いの張出部172Aと172Bが軸線O方向両側から対向するように配置され、上部軸受部17Aは回転軸16をシリンダ12Aと電動モータ18の間で支持し、下部軸受部17Bは回転軸16をシリンダ12Bから下方に向けて突出する部分で支持する。
以上のように構成された上部軸受部17A,下部軸受部17Bにはそれぞれ断熱部としての断熱プレート100(上部断熱プレート100A,下部断熱プレート100B)が別体として(独立した他の部材として)設けられている。なお、これら上部断熱プレート100A、及び下部断熱プレート100Bは互いに同等の形状、寸法を有することから、以降の説明では両者を総称して断熱プレート100として説明する場合がある。
上部断熱プレート100Aは、おおむね円盤状の円盤部101Aと、この円盤部101Aの外周縁から、軸線O方向に延びる円筒状の円筒部102Aと、を有している。これら円盤部101A、及び円筒部102Aは、いずれもその内部が中空に形成されている。円盤部101Aの軸線O方向一方側の面は、マフラ21Aによって覆われている。さらに、円筒部102Aは、上部軸受部17Aの張出部172Aに対して軸線O方向から当接している。
一方で、円筒部102Aは、マフラ21Aの外側に露出している。さらに、円筒部102Aは、シリンダ12Aを軸線Oの径方向外側から覆っている。
同様にして、下部断熱プレート100Bは、おおむね円盤状の円盤部101Aと、この円盤部101Aの外周縁から、軸線O方向に延びる円筒状の円筒部102Bと、を有している。すなわち、下部断熱プレート100Bの円盤部101Aは、下部軸受部17Bの張出部172Bに軸線O方向から当接し、円筒部102Bはシリンダ12Bを軸線Oの径方向外側から覆っている。
上部断熱プレート100Aには、シリンダ12Aに形成された吐出孔と、上部軸受部17Aに形成された吐出孔(図示省略)とに連通する吐出孔が形成されている。シリンダ12Aを通過してきた冷媒は、この吐出孔を通って後述するマフラ21Aの内部に吐出される。同様に、下部断熱プレート100Bには、シリンダ12Bに形成された吐出孔と、下部軸受部17Bに形成された吐出孔(図示省略)とに連通する吐出孔102Bが形成されている。シリンダ12Bを通過してきた冷媒は、この吐出孔102Bを通って後述するマフラ21Bの内部に吐出される。
なお、断熱プレート100内の複数の空間を満たす物質は、本実施形態で説明したオイルに限られるものではなく、シリンダや軸受を構成する物質よりも、熱伝導率が小さい物質であれば、どのような物質で満たされていても良い。また、断熱プレート100内部を密閉することができる場合には、内部に空気を充填する構成としてもよい。
さらに、断熱プレート100を構成する材料としては、上述した圧縮機10を構成する材料に比べて、平均熱伝導率が小さい材料が用いられる。
アキュムレータ24には、アキュムレータ24内の冷媒を圧縮機10に吸入させるための吸入管26A、26B(供給流路26A、26B)が設けられている。吸入管26A、26Bの先端部は、開口22A、22Bを通して、吸入ポート23A、23Bに接続されている。
そして、ピストンロータ13A、13Bが偏心転動することにより、圧縮室R1、R2の容積が徐々に減少して冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒のうち、シリンダ12Aを流れる冷媒は、上部軸受部17A、上部断熱プレート、及びマフラ21Aを通過する。また、シリンダ12Bを流れる冷媒は、下部軸受部17B、下部断熱プレート100B、及びマフラ21Bを通過して、ハウジング11の内部(マフラ50A及びマフラ50Bの外部)に吐出される。この冷媒は、電動モータ18の周囲を通過してから、上部に設けられた吐出口を経由して冷凍サイクルを構成する配管27に排出される。
本実施形態では、圧縮後の冷媒が、シリンダ12A、上部軸受部17A、上部断熱プレート100A、及びマフラ21A、または、シリンダ12B、下部軸受部17B、下部断熱プレート100B、及びマフラ21Bを介してハウジング11内に流入する。この際、断熱プレート100が、圧縮室Rの内外を隔てていることから、冷媒の圧縮により生じた熱が、圧縮後の冷媒を再加熱することを抑制することができるため、圧縮前の冷媒が通る吸入ポート23A、23Bの加熱を抑えることができる。これにより、圧縮前後の冷媒の熱交換を抑制することができ、圧縮効率の向上を図ることができる。
特に、断熱プレート100は、上記の各部材に比べて小さな熱伝導率を有する材料で構成されている。したがって、圧縮前後における冷媒同士の熱交換を十分に抑制することができる。
また、断熱プレート100は、回転軸16、軸受部17、またはシリンダ12とは別の部材とされている。これにより、分割体100a、100bに分離させることができるため、製造方法を簡略化することができる。また、一部の製品に限定されることなく、比較的多くの製品にこの断熱プレート100を適用できるという汎用性も有する。
図4に示すように、断熱プレート100は、軸線O方向に垂直な方向に、分割体100aと分割体100bに分割することができる。この場合、断熱プレート100は、これら2つの分割体100a、100bにおける空間が形成された面同士を重ね合わせ、ボルト連結孔103(図3参照)にボルトを挿通することで固定される。このボルト連結孔103は上部断熱プレート100Aから、上部軸受部17A、シリンダ12A、仕切板15、シリンダ12B、下部軸受部17B、及び下部断熱プレート100Bと連通しており、一括で固定できるようになっている。
なお、分割体100a、100b同士の固定方法は、上記のボルト締結に限定されるものではなく、どのような固定方法であっても良い。
図5から図7を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態では、断熱プレート200の配置箇所が上部軸受とシリンダ間、および下部軸受とシリンダ間であること以外は第一実施形態と同様である。
図7に示すように、断熱プレート200は、軸線O方向に垂直な方向に、分割体200aと分割体200bに分割することができる。この場合、断熱プレート200は、これら2つの分割体200a、200bにおける空間が形成された面同士を重ね合わせ、図3と同様のボルト連結孔にボルトを挿通することで固定される。
なお、分割体200a、200b同士の固定方法は、上記のボルト締結に限定されるものではなく、どのような固定方法であっても良い。
図8を参照して、本発明の第三実施形態について説明する。本実施形態では、断熱プレート300の形状が、上記第一、第二実施形態と異なっている。本実施形態では、断熱プレート300は、軸線O方向から見ておおむね円環状をなす中空の部材として形成されている。言い換えれば、断熱プレート300には、上記第一実施形態における円筒部102A、102Bが設けられていない。
なお、これら上部断熱プレート300A、及び下部断熱プレート300Bは互いに同等の形状、寸法を有することから、以降の説明ではこれらを総称して断熱プレート300として説明する場合がある。
なお、断熱プレート300内の複数の空間を満たす物質は、本実施形態で説明したオイルに限られるものではなく、シリンダや軸受を構成する物質よりも、熱伝導率が小さい物質であれば、どのような物質で満たされていても良い。また、断熱プレート300内部を密閉することができる場合には、内部に空気を充填する構成としてもよい。
さらに、断熱プレート300を構成する材料としては、上述した圧縮機10を構成する材料に比べて、平均熱伝導率が小さい材料が用いられる。
加えて、本実施形態に係る断熱プレート300は、上記第一実施形態、第二実施形態における断熱プレート100、200に比べて、寸法体格が小さく設定されている。このため、例えば既存の圧縮機10に断熱プレート300を追設する場合に、スペースの制約等を受ける可能性を低減することができる。
例えば、上記の各実施形態では、上部軸受部17Aは、張出部172Aの外周面がハウジング11の内周面に対して不図示の固定部によって固定される構成について説明した。すなわち、上部軸受部17Aの外径寸法が、ハウジング11の内径寸法と略同一に構成された例について説明した。しかしながら、張出部172Aは、上述のシリンダ12A,12Bの外径寸法と略同等の寸法を有して形成されてもよい。この場合、シリンダ12A,12Bは、ハウジング11の内周面に対して、溶接や熱カシメなどによって固定される。
さらに、シリンダ12A,12Bが断熱プレート100と干渉する場合には、シリンダ12A,12Bの間に設けられた仕切板15をハウジング11の内周面に対して固定することも可能である。
11 ハウジング
12A シリンダ
12B シリンダ
13A ピストンロータ
13B ピストンロータ
14A 偏心軸部
14B 偏心軸部
15 仕切板
16 回転軸
17A 上部軸受部
17B 下部軸受部
18 電動モータ(駆動部)
19 ロータ
20 ステータ
21A マフラ
21B マフラ
23A 吸入ポート
23B 吸入ポート
24 アキュムレータ
26A 吸入管(供給流路)
26B 吸入管(供給流路)
100 断熱プレート(断熱部)
200 断熱プレート(断熱部)
300 断熱プレート(断熱部)
V 吐出空間
Claims (6)
- 駆動部と、
該駆動部によって軸線回りに回転される回転軸と、
該回転軸に一体に設けられて、前記回転軸の回転に伴って前記軸線に対して偏心回転するピストンロータと、
該ピストンロータを収容する圧縮室が内部に形成されるとともに、該圧縮室に冷媒を供給する供給流路が形成されたシリンダと、
前記シリンダを囲うことで該シリンダとの間に前記ピストンロータによって圧縮された冷媒が排出される吐出空間を形成するハウジングと、
前記吐出空間における前記シリンダの外面側で前記シリンダを覆うように設けられた断熱部と、
を備え、
前記断熱部は、前記シリンダと別体をなす部材であり、
前記断熱部の内側に中空部が形成されているロータリ圧縮機。 - 前記シリンダは軸線を中心とした筒状をなして該筒状の内部空間が前記圧縮室とされるとともに、
前記断熱部は前記シリンダの外面側の一部である前記軸線方向の端面側で該シリンダを覆って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。 - 前記断熱部は、前記シリンダの前記軸線方向の両方の端面側で前記シリンダを挟み込むように該シリンダを覆っていることを特徴とする請求項2に記載のロータリ圧縮機。
- 前記回転軸を回転可能に支持する軸受本体、及び、前記シリンダの端面に当接する張出部を有する軸受部を備え、
前記シリンダの端面と前記断熱部との間に前記張出部が介在することを特徴とする請求項2又は3に記載のロータリ圧縮機。 - 前記断熱部は、前記シリンダの少なくとも一部を前記軸線の径方向外側から覆うことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のロータリ圧縮機。
- 軸線に対して偏心回転するピストンロータと、
前記ピストンロータを収容する圧縮室が内部に形成されるとともに、該圧縮室に冷媒を供給するシリンダと、
前記シリンダを囲うことで、該シリンダとの間に前記ピストンロータによって圧縮された冷媒が排出される吐出空間を形成するハウジングと、
前記吐出空間における前記シリンダの外面側で前記シリンダを覆うように設けられ、内側に潤滑油が充填されるとともに前記吐出空間に連通する中空部が形成された断熱部と、
を備えるロータリ圧縮機の製造方法であって、
前記吐出空間に前記ピストンロータ、前記シリンダ、及び前記断熱部を配置する工程と、
前記吐出空間内に潤滑油を注入する工程と、
前記吐出空間に対して真空引きを行うことで、該吐出空間内の空気を外部に吸い出すとともに、前記中空部に潤滑油を充填する工程と、
を含むロータリ圧縮機の製造方法。
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