JP3819795B2

JP3819795B2 - Internal intermediate pressure type multi-stage compression rotary compressor

Info

Publication number: JP3819795B2
Application number: JP2002086393A
Authority: JP
Inventors: 裕之松森; 俊行江原; 孝佐藤; 大松浦; 隆泰斎藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-26
Filing date: 2002-03-26
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: JP2003286983A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮する内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサは例えば特開平２−２９４５８７号公報（Ｆ０４Ｃ２３／００）に示されている。即ち、係るロータリコンプレッサでは、下側に設けられた第１の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中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。
【０００３】
そして、この密閉容器内の中間圧のガスは上側に設けられた第２の回転圧縮要素の吸込ポートから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２段目の圧縮が行なわれて高温高圧のガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て吐出され、吐出されたガスは冷媒回路の放熱器などに流入し、放熱した後、膨張弁で絞られて蒸発器で吸熱し、ロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。
【０００４】
また、係るロータリコンプレッサに、高低圧差の大きい冷媒、例えば二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒として用いた場合、吐出冷媒圧力は高圧となる第２の回転圧縮要素で１２ＭＰａＧに達し、一方、低段側となる第１の回転圧縮要素で８ＭＰａＧ（中間圧）となる（第１の回転圧縮要素の吸込圧力は４ＭＰａＧ）。
【０００５】
ここで、第１の回転圧縮要素を下側に、第２の回転圧縮要素を上側に配置した場合、第１の回転圧縮要素の吐出消音室から下部支持部材、第１の回転圧縮要素のシリンダ、中間仕切板、第２の回転圧縮要素のシリンダ及び上部支持部材を貫通する連通路が形成されると共に、上部支持部材に前記連通路に接続された中間吐出管が立設される。そして、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒は連通路を経て中間吐出管から密閉容器内の電動要素側に吐出される。
【０００６】
係る中間吐出管周辺の従来の構造を図５に示す。従来では第２の回転圧縮要素のシリンダ２１４を閉塞する上部支持部材２６６に立設された中間吐出管２２１は上方に開口している（図５）。また、密閉容器２１２の側面には、冷媒導入管２９２が設けられており、この冷媒導入管２９２は密閉容器２１２内面において開口している。そして、電動要素の駆動により第１の回転圧縮要素で圧縮された中間圧の冷媒は、この中間吐出管２２１から密閉容器２１２内に吐出される。密閉容器２１２内に吐出された冷媒は、密閉容器２１２の側面に溶接固定された冷媒導入管２９２に入り、密閉容器２１２外を通って第２の回転圧縮要素のシリンダ２１４に吸い込まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、密閉容器２１２内に吐出された冷媒にはオイル２８８が溶け込んでおり、冷媒に溶け込んだオイル２８８は密閉容器２１２内で冷媒ガスと分離してオイル２８８だけが密閉容器２１２の内面を伝わり、密閉容器２１２の底部のオイル溜めに帰還するものであるが、単に密閉容器２１２内の空間を利用してオイル分離を行う方式であったため、密閉容器２１２の内面に付着したオイル２８８の多くが冷媒導入管２９２に流入し、第２の回転圧縮要素から外部に吐出されてしまう。
【０００８】
そのため、冷媒回路内で悪影響を及ぼすと共に、コンプレッサ自体のオイルレベルが低下して潤滑性能も悪化する問題が生じていた。
【０００９】
本発明は、係る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、密閉容器内に吐出された冷媒ガスからオイルを効果的に分離できる内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
即ち、請求項１の発明では、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出する中間吐出管を備え、この中間吐出管は電動要素の回転方向に向けて冷媒ガスを吐出するようにしたので、電動要素の回転を阻害すること無く、密閉容器内に吐出された冷媒ガスに渦流を発生させることが可能となる。
【００１１】
これにより、冷媒ガスに溶け込んだオイルは遠心力で円滑に冷媒ガスから分離し、密閉容器内面に付着しオイル溜めに帰還するようになるので、第２の回転圧縮要素に入るオイル量を低減させてロータリコンプレッサの性能低下等を未然に回避することができるようになるものである。
【００１２】
請求項２の発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサは、請求項１に記載の発明において密閉容器外を通って当該密閉容器内の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素に流入するための冷媒導入管を備え、この冷媒導入管の入口側を密閉容器内に突出して開口させたので、密閉容器内に吐出されて冷媒ガスから分離し、密閉容器内面に付着したオイルが冷媒導入管内に入り難くなる。
【００１３】
これにより、冷媒導入管内に流入し、第２の回転圧縮要素に吸い込まれて外部に吐出されるオイル量を著しく減少させることができるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用した実施例の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０の縦断側面図である。
【００１５】
この図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ₂）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は鋼板からなる円筒状の密閉容器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電動要素１４及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。
【００１６】
密閉容器１２は底部をオイル溜め５８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、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、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。
【００１７】
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取り付けられたステータ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とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる前記回転軸１６に固定されている。
【００１８】
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、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを埋設して構成されている。
【００１９】
前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が狭持されている。即ち、回転圧縮機構部１８の第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と、この中間仕切板３６の上下に配置された上側のシリンダ３８、下側のシリンダ４０と、１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けられた上下の偏心部４２、４４に嵌合されて上下のシリンダ３８、４０内を偏心回転する上下のローラ４６、４８と、コイルバネ７６、７７と背圧により付勢されて先端をこれら上下のローラ４６、４８にそれぞれ当接させ、上下のシリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側ＬＲと高圧室側ＨＲ（図２）に区画する上下のベーン５０、５２と、シリンダ３８の上側の開口面及びシリンダ４０の下側の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成されている。
【００２０】
一方、上部支持部材５４及び下部支持部材５６には、吸込ポート５５（図２。上部支持部材５４は図示せず）にて上下のシリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路６０（上部支持部材５４は図示せず）と、一部を凹陥させ、この凹陥部を上カバー６６、下カバー６８にて閉塞することにより形成される吐出消音室６２、６４とが設けられている。
【００２１】
この吐出消音室６４と密閉容器１２内とは、上下のシリンダ３８、４０や中間仕切板３６及び上下の支持部材５４、５６を貫通する図示しない連通路にて連通されており、この連通路の上端となる上部支持部材５４にはこの連通路に連通接続された中間吐出管１２１が立設されている。そして、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒ガスは、この中間吐出管１２１から電動要素１４下側の密閉容器１２内に吐出される。
【００２２】
このとき、密閉容器１２内に吐出され冷媒ガスには第１の回転圧縮要素３２内を潤滑したオイルが溶け込んでいるが、このオイルは後述する如く冷媒ガスから分離して密閉容器１２の内面に付着した後、密閉容器１２の内面を伝わって底部のオイル溜め５８に帰還することとなる。
【００２３】
この中間吐出管１２１は上部支持部材５４より少許上方に延在した箇所で略９０度折曲（エルボ形状）されている（図３、図４）。そして、折曲されて略水平となった中間吐出管１２１の先端部は、密閉容器１２の内面に所定の角度で交わる方向に指向されている（図３）。また、中間吐出管１２１は電動要素１４の回転方向（図中矢印方向）に向けて延在され、その先端開口から電動要素１４の回転方向であって、密閉容器１２の内面と所定の浅い角度で交わる方向に冷媒ガスを吐出するように構成されている。尚、図４では中間吐出管１２１をエルボ形状に折曲されているが、吐出した冷媒ガスを密閉容器１２の内面に浅い角度で交わるように吐出できれば螺旋形状であっても差し支えない。
【００２４】
これにより、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒ガスは、中間吐出管１２１から密閉容器１２の内面に浅い角度で衝突する方向に吐出される。これによって、密閉容器１２の内面に沿って図中矢印方向（電動要素１４の回転方向）に巻く渦流が発生するので、冷媒ガス中に溶け込んだオイルは、冷媒ガスより密度が大きいために遠心力で冷媒から円滑に分離し、密閉容器１２の内面に付着（オイルを３３で示す）するようになる。
【００２５】
この場合、冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である前述した二酸化炭素（ＣＯ₂）を使用し、オイルとしては、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油、ＰＡＧ（ポリアルキルグリコール）等既存のオイルが使用される。
【００２６】
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、上カバー６６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。そして、スリーブ１４１内にはシリンダ３８に冷媒ガスを流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の一端はシリンダ３８の図示しない吸込通路と連通する。
【００２７】
この冷媒導入管９２は密閉容器１２外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上カバー６６の上側（電動要素１４の下端に略対応する位置）における密閉容器１２内に連通する。このとき、冷媒導入管９２の冷媒入口側となる他端は密閉容器１２内に所定寸法突出させて差し込まれ、開口している。それによって、密閉容器１２の内面に付着したオイル８８が冷媒導入管９２に入り難くなるように構成している（図３）。
【００２８】
また、シリンダ４０の側面に位置する密閉容器１２にはスリーブ１４２が溶接固定されている。このスリーブ１４２内にはシリンダ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の一端はシリンダ４０の吸込通路６０と連通する。この冷媒導入管９４の他端は図示しないアキュムレータに接続される。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２と連通する。
【００２９】
ここで、図２を参照しながら上記第１の回転圧縮要素３２の動作について説明する。シリンダ３６には前記吐出消音室６４と図示しない吐出弁を介して連通する吐出ポート７０と前述した吸込ポート５５が形成されており、これらの間に位置してシリンダ３６には半径方向に延在する案内溝７１が形成されている。そして、この案内溝７１内に前記ベーン５２は摺動自在に収納されている。
【００３０】
ベーン５２は前述した如くその先端をローラ４４に当接させてシリンダ３６内を低圧室側ＬＲと高圧室側ＨＲとに区画する。そして、吸込ポート５５はこの低圧室側ＬＲに開口し、吐出ポート７０は高圧室側ＨＲに開口している。
【００３１】
案内溝７１の外側（密閉容器１２側）には当該案内溝７１に連通して収納部７８がシリンダ３６内に形成されている。前記コイルバネ７７は収納部７８内に収納され、コイルバネ７７の後側には抜け止め８０が収納部７８に挿入され固定される。このコイルバネ７７の付勢力によって、ベーン５２の先端は常時ローラ４４側に付勢される。
【００３２】
以上の構成で次に動作を説明する。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の偏心部４２、４４に嵌合された上下のローラ４６、４８が上下のシリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００３３】
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５５からシリンダ４０の低圧室側ＬＲに吸入された低圧の冷媒は、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シリンダ４０の高圧室側ＨＲより吐出消音室６４、前記連通路を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。これによって、密閉容器１２内は中間圧となる。
【００３４】
ここで、前述の如く中間吐出管１２１は、上部支持部材５４上で略９０度折曲され、電動要素１４の回転方向であって密閉容器１２と浅く交わる方向に向けて開口しているので、密閉容器１２内に吐出された冷媒ガスは、密閉容器１２の内面に浅い角度で衝突するように吹き付けられ、密閉容器１２内を電動要素１４の回転する方向に巻く渦流となる。
【００３５】
これによって、密度の大きいオイルは遠心力で密閉容器１２側に移動し、密閉容器１２の内面に近いところで密となり、回転軸１６に近いところでオイルと冷媒の比率は冷媒の方が大きくなる。このように、冷媒ガス中のオイルは渦流の遠心力で冷媒ガスと円滑に分離され、密閉容器１２の内面に付着する（図３中８８で示す）。
【００３６】
また、冷媒導入管９２は密閉容器１２内に吐出して開口されているので、密閉容器１２の内面に付着したオイルは冷媒導入管９２内に入り難くなっている。これらにより、密閉容器１２の内面に付着した多くのオイル８８は冷媒導入管９２に流出すること無く、密閉容器１２の内面を伝わって底部のオイル溜め５８に帰還できる。
【００３７】
このようにオイルが分離された密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、スリーブ１４４から出て冷媒導入管９２及び上部支持部材５４に形成された図示しない吸込通路を経由してこれも図示しない吸込ポートからシリンダ３８の低圧室側に吸入される。
【００３８】
低圧室側に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高温・高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐出ポートを通り、上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経由して外部の図示しないガスクーラなどに流入する。このガスクーラで冷媒は放熱した後、図示しない減圧装置などで減圧され、これも図示しないエバポレータに流入する。
【００３９】
そこで冷媒が蒸発し、その後、前記アキュムレータを経て冷媒導入管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。
【００４０】
このように、第１の回転圧縮要素３２で圧縮された冷媒ガスを密閉容器１２内に吐出する中間吐出管１２１により、電動要素１４の回転方向に向けて冷媒ガスを吐出するようにしたことにより、電動要素１４の回転を阻害すること無く、冷媒に渦流を発生させることが可能となる。これにより、遠心力で吐出ガス内に溶け込んだオイルを密閉容器１２内面に円滑に付着させ底部のオイル溜め５８に帰還させることができる。
【００４１】
また、密閉容器１２外を通ってこの密閉容器１２内の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素３４に導入するための冷媒導入管９２の入口側を密閉容器１２内に突出して開口させたことにより、密閉容器１２内面に付着したオイル８８が冷媒導入管９２に流入してしまうのを防止することが可能となる。これにより、冷媒導入管９２内に流入し、第２の回転圧縮要素３４に吸い込まれて外部に吐出されるオイル量を著しく減少させ、冷媒回路において支障が生じること及びロータリコンプレッサ１０のオイルレベルが低下する不都合が解消される。
【００４２】
尚、実施例では２段圧縮式のロータリコンプレッサ１０に本発明を適用したが、それに限らず、更に多段のロータリコンプレッサにおいても本発明は有効である。
【００４３】
また、実施例では中間吐出管１２１により冷媒ガスを電動要素１４の回転方向に向けて吐出し、且つ、冷媒導入管９２の入口側を密閉容器１２内に突出させたが、オイル吐出を減少させるためには、何れか一方のみでも効果がある。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出する中間吐出管を備え、この中間吐出管は電動要素の回転方向に向けて冷媒ガスを吐出するようにしたので、電動要素の回転を阻害すること無く、密閉容器内に吐出された冷媒ガスに渦流を発生させることが可能となる。
【００４５】
これにより、冷媒ガスに溶け込んだオイルは遠心力で円滑に冷媒ガスから分離し、密閉容器内面に付着しオイル溜めに帰還するようになるので、第２の回転圧縮要素に入るオイル量を低減させてロータリコンプレッサの性能低下等を未然に回避することができるようになるものである。
【００４６】
請求項２の発明によれば、内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサは、請求項１に記載の発明において密閉容器外を通って当該密閉容器内の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素に流入するための冷媒導入管を備え、この冷媒導入管の入口側を密閉容器内に突出して開口させたので、密閉容器内に吐出されて冷媒ガスから分離し、密閉容器内面に付着したオイルが冷媒導入管内に入り難くなる。
【００４７】
これにより、冷媒導入管内に流入し、第２の回転圧縮要素に吸い込まれて外部に吐出されるオイル量を著しく減少させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサの一実施例の縦断面図である。
【図２】第１の回転圧縮要素のシリンダの平面図である。
【図３】密閉容器内部の中間吐出管及び冷媒導入管を示す密閉容器の平断面図である。
【図４】図３の中間吐出管の側面図である。
【図５】従来のロータリコンプレッサの平断面図である。
【符号の説明】
１０多段圧縮式ロータリコンプレッサ
１２密閉容器
１４電動要素
１６回転軸
２４ロータ
３２第１の回転圧縮要素
３４第２の回転圧縮要素
３６中間仕切板
３８シリンダ
４０シリンダ
５４上部支持部材
８８オイル
９２冷媒導入管
１２１中間吐出管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention includes an electric element in a sealed container and first and second rotary compression elements driven by the electric element, and discharges refrigerant gas compressed by the first rotary compression element into the sealed container. Further, the present invention relates to an internal intermediate pressure type multistage compression rotary compressor that compresses the discharged intermediate pressure refrigerant gas by a second rotary compression element.
[0002]
[Prior art]
A conventional internal intermediate pressure type multi-stage compression type rotary compressor is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-294857 (F04C23 / 00). That is, in such a rotary compressor, the refrigerant gas is sucked into the low pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the first rotary compression element provided on the lower side, is compressed by the operation of the roller and the vane, becomes an intermediate pressure, and becomes the high pressure of the cylinder. It is discharged from the chamber side into the sealed container through the discharge port and the discharge silencer chamber.
[0003]
The intermediate-pressure gas in the sealed container is sucked into the low-pressure chamber side of the cylinder from the suction port of the second rotary compression element provided on the upper side, and the second-stage compression is performed by the operation of the roller and the vane. It becomes a high-temperature and high-pressure gas, and is discharged from the high-pressure chamber side through the discharge port and discharge silencer chamber.The discharged gas flows into the radiator of the refrigerant circuit, etc. The cycle of absorbing heat and being drawn into the first rotary compression element of the rotary compressor is repeated.
[0004]
Further, when a refrigerant having a large high-low pressure difference, such as carbon dioxide (CO ₂ ), is used for the rotary compressor, the discharged refrigerant pressure reaches 12 MPaG by the second rotary compression element having a high pressure, while the low-stage side The first rotary compression element becomes 8 MPaG (intermediate pressure) (the suction pressure of the first rotary compression element is 4 MPaG).
[0005]
Here, when the first rotary compression element is disposed on the lower side and the second rotary compression element is disposed on the upper side, the lower support member, the cylinder of the first rotary compression element, from the discharge silencing chamber of the first rotary compression element A communication passage that penetrates the intermediate partition plate, the cylinder of the second rotary compression element, and the upper support member is formed, and an intermediate discharge pipe connected to the communication passage is erected on the upper support member. Then, the refrigerant compressed by the first rotary compression element is discharged from the intermediate discharge pipe to the electric element side in the sealed container through the communication path.
[0006]
FIG. 5 shows a conventional structure around the intermediate discharge pipe. Conventionally, the intermediate discharge pipe 221 erected on the upper support member 266 that closes the cylinder 214 of the second rotary compression element is open upward (FIG. 5). Further, a refrigerant introduction pipe 292 is provided on the side surface of the sealed container 212, and the refrigerant introduction pipe 292 is open on the inner surface of the sealed container 212. The intermediate-pressure refrigerant compressed by the first rotary compression element by driving the electric element is discharged from the intermediate discharge pipe 221 into the sealed container 212. The refrigerant discharged into the sealed container 212 enters the refrigerant introduction pipe 292 that is welded and fixed to the side surface of the sealed container 212, passes through the outside of the sealed container 212, and is sucked into the cylinder 214 of the second rotary compression element.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the oil 288 is dissolved in the refrigerant discharged into the sealed container 212, and the oil 288 dissolved in the refrigerant is separated from the refrigerant gas in the sealed container 212, and only the oil 288 is transmitted through the inner surface of the sealed container 212. The oil is returned to the oil sump at the bottom of the sealed container 212. However, since the oil separation is performed simply using the space in the sealed container 212, much of the oil 288 attached to the inner surface of the sealed container 212 is obtained. The refrigerant flows into the refrigerant introduction pipe 292 and is discharged to the outside from the second rotary compression element.
[0008]
Therefore, there is a problem that the refrigerant circuit is adversely affected and the oil level of the compressor itself is lowered to deteriorate the lubrication performance.
[0009]
The present invention has been made to solve the conventional technical problem, and provides an internal intermediate pressure type multistage compression rotary compressor capable of effectively separating oil from refrigerant gas discharged into a sealed container. For the purpose.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the first aspect of the present invention, an electric element and first and second rotary compression elements driven by the electric element are provided in the sealed container, and the refrigerant gas compressed by the first rotary compression element is supplied. In a rotary compressor that discharges the refrigerant gas at the intermediate pressure and compresses the discharged intermediate-pressure refrigerant gas by the second rotary compression element, the refrigerant gas compressed by the first rotary compression element is discharged into the sealed container. An intermediate discharge pipe is provided, and this intermediate discharge pipe discharges the refrigerant gas in the direction of rotation of the electric element, so that the refrigerant gas discharged into the sealed container is swirled without impeding the rotation of the electric element. Can be generated.
[0011]
As a result, the oil dissolved in the refrigerant gas is smoothly separated from the refrigerant gas by the centrifugal force, adheres to the inner surface of the sealed container and returns to the oil reservoir, thereby reducing the amount of oil entering the second rotary compression element. Thus, it is possible to avoid a decrease in performance of the rotary compressor.
[0012]
An internal intermediate pressure multistage compression rotary compressor according to a second aspect of the present invention is the refrigerant for flowing the refrigerant gas in the sealed container into the second rotary compression element through the outside of the sealed container in the first aspect of the invention. Since an inlet pipe is provided and the inlet side of the refrigerant inlet pipe protrudes and opens into the sealed container, the oil discharged into the sealed container and separated from the refrigerant gas, and the oil adhering to the inner surface of the sealed container enters the refrigerant inlet pipe. It becomes difficult.
[0013]
As a result, the amount of oil that flows into the refrigerant introduction pipe, is sucked into the second rotary compression element, and is discharged to the outside can be significantly reduced.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional side view of an internal intermediate pressure type multi-stage compression rotary compressor 10 according to an embodiment to which the present invention is applied.
[0015]
In this figure, reference numeral 10 denotes an internal intermediate pressure type multistage compression rotary compressor using carbon dioxide (CO ₂ ) as a refrigerant. The rotary compressor 10 includes a cylindrical sealed container 12 made of a steel plate, and an interior of the sealed container 12. The electric element 14 arranged and housed on the upper side of the space, and the first rotary compression element 32 (first stage) and the second electric element 14 arranged below the electric element 14 and driven by the rotating shaft 16 of the electric element 14. The rotary compression mechanism section 18 is composed of a rotary compression element 34 (second stage).
[0016]
The sealed container 12 has an oil reservoir 58 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 at the center of the upper surface of the end cap 12B, and a terminal (wiring is omitted) 20 for supplying electric power to the electric element 14 is formed in the mounting hole 12D. It is attached.
[0017]
The electric element 14 includes a stator 22 attached in an annular shape along the inner peripheral surface of the upper space of the hermetic container 12, and a rotor 24 inserted and installed inside the stator 22 with a slight gap. The rotor 24 is fixed to the rotating shaft 16 that passes through the center and extends in the vertical direction.
[0018]
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, and a permanent magnet MG is embedded in the laminated body 30.
[0019]
An intermediate partition plate 36 is sandwiched between the first rotary compression element 32 and the second rotary compression element 34. That is, the first rotary compression element 32 and the second rotary compression element 34 of the rotary compression mechanism section 18 include an intermediate partition plate 36, an upper cylinder 38 disposed above and below the intermediate partition plate 36, and a lower side A cylinder 40 and upper and lower rollers 46 and 48 which are fitted in upper and lower eccentric parts 42 and 44 provided on the rotary shaft 16 with a phase difference of 180 degrees and rotate eccentrically in the upper and lower cylinders 38 and 40; The front ends of the coil springs 76 and 77 are urged by the back pressure and the upper and lower rollers 46 and 48 are brought into contact with the upper and lower cylinders 38 and 40, respectively, so that the low pressure chamber side LR and the high pressure chamber side HR are shown in FIG. The upper and lower vanes 50 and 52, and the upper support member 54 and the lower support as support members that also serve as bearings for the rotary shaft 16 by closing the upper opening surface of the cylinder 38 and the lower opening surface of the cylinder 40. Member 56 It is configured Te.
[0020]
On the other hand, the upper support member 54 and the lower support member 56 have a suction passage 60 (upper support) communicating with the inside of the upper and lower cylinders 38 and 40 through a suction port 55 (FIG. 2, upper support member 54 not shown). The member 54 is not shown), and a discharge silencing chamber 62, 64 formed by recessing part of the member 54 and closing the recess with an upper cover 66 and a lower cover 68 is provided.
[0021]
The discharge silencing chamber 64 and the inside of the sealed container 12 are communicated by a communication path (not shown) that passes through the upper and lower cylinders 38 and 40, the intermediate partition plate 36, and the upper and lower support members 54 and 56. An intermediate discharge pipe 121 connected to the communication path is provided upright on the upper support member 54 at the upper end. The intermediate-pressure refrigerant gas compressed by the first rotary compression element 32 is discharged from the intermediate discharge pipe 121 into the sealed container 12 below the electric element 14.
[0022]
At this time, the oil that has been lubricated in the first rotary compression element 32 is dissolved in the refrigerant gas discharged into the hermetic container 12, but this oil is separated from the refrigerant gas as described later and is applied to the inner surface of the hermetic container 12. After adhering, it will travel along the inner surface of the sealed container 12 and return to the oil sump 58 at the bottom.
[0023]
The intermediate discharge pipe 121 is bent at approximately 90 degrees (elbow shape) at a portion extending slightly above the upper support member 54 (FIGS. 3 and 4). And the front-end | tip part of the intermediate | middle discharge pipe 121 bent and became substantially horizontal is orient | assigned to the direction which cross | intersects the inner surface of the airtight container 12 at a predetermined angle (FIG. 3). The intermediate discharge pipe 121 extends in the direction of rotation of the electric element 14 (in the direction of the arrow in the figure). The intermediate discharge pipe 121 is in the direction of rotation of the electric element 14 from the opening at the tip of the intermediate discharge pipe 121. It is comprised so that refrigerant gas may be discharged in the direction which crosses. In FIG. 4, the intermediate discharge pipe 121 is bent in an elbow shape, but it may be a spiral shape as long as the discharged refrigerant gas can be discharged so as to intersect the inner surface of the sealed container 12 at a shallow angle.
[0024]
As a result, the intermediate-pressure refrigerant gas compressed by the first rotary compression element 32 is discharged from the intermediate discharge pipe 121 in a direction that collides with the inner surface of the sealed container 12 at a shallow angle. As a result, a vortex flow is generated along the inner surface of the hermetic container 12 in the direction of the arrow in the figure (the direction of rotation of the electric element 14), so that the oil dissolved in the refrigerant gas has a higher density than the refrigerant gas, so So that it is smoothly separated from the refrigerant and adheres to the inner surface of the sealed container 12 (oil is indicated by 33).
[0025]
In this case, the aforementioned carbon dioxide (CO ₂ ), which is a natural refrigerant in consideration of flammability and toxicity, is used as the refrigerant, and the oil is, for example, mineral oil (mineral oil), alkylbenzene oil. Existing oils such as ether oil, ester oil, PAG (polyalkyl glycol) are used.
[0026]
On the side surface of the container main body 12A of the sealed container 12, the suction passage 60 (upper side is not shown) of the upper support member 54 and the lower support member 56, the discharge silencer chamber 62, the upper side of the upper cover 66 (on the lower end of the electric element 14). Sleeves 141, 142, 143, and 144 are welded and fixed at positions corresponding to (substantially corresponding positions). One end of a refrigerant introduction pipe 92 for allowing refrigerant gas to flow into the 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 cylinder 38.
[0027]
The refrigerant introduction pipe 92 passes through the upper side outside the sealed container 12 and reaches the sleeve 144, and the other end is inserted and connected into the sleeve 144, and is located above the upper cover 66 (a position substantially corresponding to the lower end of the electric element 14). It communicates in the sealed container 12. At this time, the other end on the refrigerant inlet side of the refrigerant introduction pipe 92 is inserted into the sealed container 12 with a predetermined dimension and opened. Thus, the oil 88 attached to the inner surface of the sealed container 12 is configured to be difficult to enter the refrigerant introduction pipe 92 (FIG. 3).
[0028]
A sleeve 142 is welded and fixed to the sealed container 12 located on the side surface of the cylinder 40. One end of a refrigerant introduction pipe 94 for introducing refrigerant gas into the cylinder 40 is inserted and connected into the sleeve 142, and one end of the refrigerant introduction pipe 94 communicates with the suction passage 60 of the cylinder 40. The other end of the refrigerant introduction pipe 94 is connected to an accumulator (not shown). In addition, a refrigerant discharge pipe 96 is inserted and connected into the sleeve 143, and one end of the refrigerant discharge pipe 96 communicates with the discharge silencer chamber 62.
[0029]
Here, the operation of the first rotary compression element 32 will be described with reference to FIG. The cylinder 36 is formed with a discharge port 70 communicating with the discharge silencer chamber 64 via a discharge valve (not shown) and the suction port 55 described above, and is located between these ports and extends radially in the cylinder 36. A guide groove 71 is formed. The vane 52 is slidably accommodated in the guide groove 71.
[0030]
As described above, the vane 52 has its tip abutted against the roller 44 to divide the inside of the cylinder 36 into a low pressure chamber side LR and a high pressure chamber side HR. The suction port 55 opens to the low pressure chamber side LR, and the discharge port 70 opens to the high pressure chamber side HR.
[0031]
A storage portion 78 is formed in the cylinder 36 in communication with the guide groove 71 outside the guide groove 71 (on the closed container 12 side). The coil spring 77 is housed in the housing portion 78, and a retaining member 80 is inserted into the housing portion 78 and fixed to the rear side of the coil spring 77. By the biasing force of the coil spring 77, the tip of the vane 52 is constantly biased toward the roller 44.
[0032]
Next, the operation of 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 upper and lower rollers 46 and 48 fitted to the upper and lower eccentric parts 42 and 44 provided integrally with the rotary shaft 16 eccentrically rotate in the upper and lower cylinders 38 and 40.
[0033]
As a result, the low-pressure refrigerant sucked into the low-pressure chamber side LR of the cylinder 40 from the suction port 55 via the suction passage 60 formed in the refrigerant introduction pipe 94 and the lower support member 56 is operated by the rollers 48 and the vanes 52. Is compressed into the intermediate pressure and discharged from the high pressure chamber side HR of the cylinder 40 into the sealed container 12 through the discharge silencer chamber 64 and the communication passage through the intermediate discharge pipe 121. Thereby, the inside of the sealed container 12 becomes an intermediate pressure.
[0034]
Here, as described above, the intermediate discharge pipe 121 is bent by approximately 90 degrees on the upper support member 54, and opens toward the direction in which the electric element 14 rotates and shallowly intersects the sealed container 12, The refrigerant gas discharged into the hermetic container 12 is blown so as to collide with the inner surface of the hermetic container 12 at a shallow angle, and becomes a vortex that winds in the hermetic container 12 in the direction in which the electric element 14 rotates.
[0035]
As a result, the oil having a high density moves toward the sealed container 12 by centrifugal force, becomes dense near the inner surface of the sealed container 12, and the ratio of the oil and the refrigerant becomes larger in the refrigerant near the rotating shaft 16. As described above, the oil in the refrigerant gas is smoothly separated from the refrigerant gas by the centrifugal force of the vortex and adheres to the inner surface of the sealed container 12 (indicated by 88 in FIG. 3).
[0036]
Further, since the refrigerant introduction pipe 92 is opened by being discharged into the sealed container 12, the oil adhering to the inner surface of the sealed container 12 is difficult to enter the refrigerant introduction pipe 92. Accordingly, a large amount of oil 88 attached to the inner surface of the sealed container 12 can be returned to the bottom oil reservoir 58 through the inner surface of the sealed container 12 without flowing out to the refrigerant introduction pipe 92.
[0037]
The refrigerant gas of intermediate pressure in the sealed container 12 from which the oil has been separated in this way is not shown through the suction passage (not shown) formed in the refrigerant introduction pipe 92 and the upper support member 54 through the sleeve 144. The air is sucked into the low pressure chamber side of the cylinder 38 from the suction port.
[0038]
The intermediate-pressure refrigerant gas sucked into the low-pressure chamber side is compressed at the second stage by the operation of the roller 46 and the vane 50 to become a high-temperature / high-pressure refrigerant gas, and passes through a discharge port (not shown) from the high-pressure chamber side. The gas flows into an external gas cooler (not shown) or the like via a discharge muffler chamber 62 and a refrigerant discharge pipe 96 formed in the upper support member 54. The refrigerant dissipates heat in the gas cooler, and then the pressure is reduced by a decompression device (not shown) or the like, which also flows into an evaporator (not shown).
[0039]
Then, the refrigerant evaporates, and thereafter, a cycle in which the refrigerant is sucked into the first rotary compression element 32 from the refrigerant introduction pipe 94 through the accumulator is repeated.
[0040]
As described above, the refrigerant gas is discharged toward the rotation direction of the electric element 14 by the intermediate discharge pipe 121 that discharges the refrigerant gas compressed by the first rotary compression element 32 into the sealed container 12. Thus, it is possible to generate a vortex in the refrigerant without hindering the rotation of the electric element 14. Thereby, the oil dissolved in the discharge gas by the centrifugal force can be smoothly adhered to the inner surface of the sealed container 12 and returned to the oil reservoir 58 at the bottom.
[0041]
Further, the inlet side of the refrigerant introduction pipe 92 for introducing the refrigerant gas in the hermetic container 12 through the outside of the hermetic container 12 into the second rotary compression element 34 protrudes into the hermetic container 12 and opens. In addition, it is possible to prevent the oil 88 attached to the inner surface of the sealed container 12 from flowing into the refrigerant introduction pipe 92. As a result, the amount of oil that flows into the refrigerant introduction pipe 92 and is sucked into the second rotary compression element 34 and discharged to the outside is remarkably reduced, causing trouble in the refrigerant circuit and the oil level of the rotary compressor 10. The inconvenience of lowering is eliminated.
[0042]
In the embodiment, the present invention is applied to the two-stage compression rotary compressor 10. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is also effective in a multi-stage rotary compressor.
[0043]
Further, in the embodiment, the refrigerant gas is discharged in the rotation direction of the electric element 14 by the intermediate discharge pipe 121 and the inlet side of the refrigerant introduction pipe 92 is protruded into the sealed container 12, but the oil discharge is reduced. Therefore, only one of them is effective.
[0044]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the hermetic container includes the electric element and the first and second rotary compression elements driven by the electric element, and is compressed by the first rotary compression element. In the rotary compressor that discharges the discharged refrigerant gas into the sealed container and further compresses the discharged intermediate-pressure refrigerant gas by the second rotary compression element, the refrigerant gas compressed by the first rotary compression element is sealed. An intermediate discharge pipe for discharging into the container is provided, and this intermediate discharge pipe discharges the refrigerant gas in the direction of rotation of the electric element, so that it is discharged into the sealed container without hindering the rotation of the electric element. It becomes possible to generate a vortex in the refrigerant gas.
[0045]
As a result, the oil dissolved in the refrigerant gas is smoothly separated from the refrigerant gas by the centrifugal force, adheres to the inner surface of the sealed container and returns to the oil reservoir, thereby reducing the amount of oil entering the second rotary compression element. Thus, it is possible to avoid a decrease in performance of the rotary compressor.
[0046]
According to the invention of claim 2, the internal intermediate pressure type multistage compression type rotary compressor passes the outside of the sealed container in the invention of claim 1 and flows the refrigerant gas in the sealed container into the second rotary compression element. Since the inlet side of the refrigerant inlet tube protrudes and opens into the sealed container, the oil discharged into the sealed container and separated from the refrigerant gas, and the oil attached to the inner surface of the sealed container introduces the refrigerant It becomes difficult to enter the pipe.
[0047]
As a result, the amount of oil that flows into the refrigerant introduction pipe, is sucked into the second rotary compression element, and is discharged to the outside can be significantly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of an internal intermediate pressure multistage compression rotary compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a cylinder of a first rotary compression element.
FIG. 3 is a plan sectional view of a sealed container showing an intermediate discharge pipe and a refrigerant introduction pipe inside the sealed container.
4 is a side view of the intermediate discharge pipe of FIG. 3;
FIG. 5 is a plan sectional view of a conventional rotary compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Multistage compression rotary compressor 12 Airtight container 14 Electric element 16 Rotating shaft 24 Rotor 32 1st rotation compression element 34 2nd rotation compression element 36 Intermediate partition plate 38 Cylinder 40 Cylinder 54 Upper support member 88 Oil 92 Refrigerant introduction pipe 121 Intermediate discharge pipe

Claims

密閉容器内に電動要素と、該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、前記第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを前記密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを前記第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、
前記第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを前記密閉容器内に吐出する中間吐出管を備え、該中間吐出管は前記電動要素の回転方向に向けて冷媒ガスを吐出することを特徴とする内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ。An electric element in the sealed container, and first and second rotary compression elements driven by the electric element, and discharging the refrigerant gas compressed by the first rotary compression element into the sealed container; Further, in the rotary compressor for compressing the discharged intermediate pressure refrigerant gas by the second rotary compression element,
An intermediate discharge pipe for discharging the refrigerant gas compressed by the first rotary compression element into the sealed container, wherein the intermediate discharge pipe discharges the refrigerant gas toward the rotation direction of the electric element. Internal intermediate pressure type multistage compression rotary compressor.

前記密閉容器外を通って当該密閉容器内の冷媒ガスを前記第２の回転圧縮要素に導入するための冷媒導入管を備え、該冷媒導入管の入口側を前記密閉容器内に突出して開口させたことを特徴とする請求項１の内部中間圧型多段圧縮式ロータリコンプレッサ。A refrigerant introduction pipe for introducing the refrigerant gas in the sealed container into the second rotary compression element through the outside of the sealed container, and the inlet side of the refrigerant introduction pipe projects into the sealed container and is opened; The internal intermediate pressure type multi-stage compression rotary compressor according to claim 1.