JP4007383B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、例えばエアコンや冷蔵庫等に用いられるロータリ圧縮機に関する。

従来、ロータリ圧縮機としては、シリンダと、このシリンダの開口端に取り付けられる端板部材と、この端板部材に上記シリンダと反対側に取り付けられるマフラカバーと、上記シリンダと上記端板部材によって形成されるシリンダ室を冷媒ガスの吸入室と冷媒ガスの吐出室とに仕切るローラとを備えたものがある（特開平９−１５１８８８号公報：特許文献１参照）。
特開平９−１５１８８８号公報

しかしながら、上記従来のロータリ圧縮機では、上記シリンダ室から吐出された高温の冷媒ガスは、上記マフラカバーと上記端板部材によって形成されるマフラ室を通過するとき、上記シリンダ室の低温低圧の上記吸入室に重なる空間を通過する。つまり、この高温の冷媒ガスは、上記シリンダ室の上記吸入室へ、熱を奪われる。したがって、上記シリンダ室から吐出された冷媒ガスの上記シリンダ室への伝熱が促進され、圧縮効率が低下していた。

そこで、この発明の課題は、シリンダ室からマフラ室に吐出された冷媒ガスのシリンダ室への伝熱を抑制して、圧縮効率を向上できるロータリ圧縮機を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のロータリ圧縮機は、
シリンダと、
このシリンダの開口端に取り付けられる端板部材と、
この端板部材に上記シリンダと反対側に取り付けられるマフラカバーと、
上記シリンダと上記端板部材によって形成されるシリンダ室を冷媒ガスの吸入室と冷媒ガスの吐出室とに仕切るローラおよびブレードと
を備え、
上記ブレードは、上記シリンダに支持され、上記ローラは、上記シリンダ室の中心軸を公転運動し、
上記マフラカバーと上記端板部材によって形成されると共に上記シリンダ室に連通し、かつ、上記シリンダ室の中心軸の回りの一周の範囲に形成されるマフラ室に、冷媒ガスの進入を邪魔する二つの障壁にて形成される冷媒ガスが進入しにくい淀み空間を設け、
この淀み空間は、上記シリンダ室の中心軸の方向からみて、上記シリンダ室に最も突出した状態の上記ブレードの中心と上記シリンダ室の中心軸とを通る中心平面よりも、上記シリンダ室の冷媒ガスの吸入側に、重なることを特徴としている。

この発明のロータリ圧縮機によれば、上記マフラ室に、上記障壁にて形成される上記淀み空間を設けているので、上記シリンダ室から上記マフラ室に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、上記障壁に邪魔されて、上記淀み空間に進入しにくくなる。また、上記マフラ室の上記淀み空間は、上記シリンダ室の中心軸の方向からみて、上記中心平面よりも、上記シリンダ室の冷媒ガスの吸入側に、重なるので、上記高温高圧の冷媒ガスは、上記シリンダ室の低温低圧の吸入側に重なる部分を通過しにくくなって、上記シリンダ室の吸入側へ、熱を奪われにくくなる。

したがって、上記シリンダ室から上記マフラ室に吐出された冷媒ガスの上記シリンダ室への伝熱を抑制して、圧縮効率を向上できる。

また、一実施形態のロータリ圧縮機では、上記障壁は、上記端板部材に一体に形成され、上記マフラカバーは、平板状である。

この実施形態のロータリ圧縮機によれば、上記障壁は、上記端板部材に一体に形成され、上記マフラカバーは、平板状であるので、上記マフラカバーを簡単に形成できる。

また、一実施形態のロータリ圧縮機では、上記マフラカバーに上記端板部材と反対側に取り付けられる他のマフラカバーを有し、この他のマフラカバーと上記マフラカバーによって、上記マフラ室に連通される他のマフラ室を形成している。

この実施形態のロータリ圧縮機によれば、上記マフラ室に連通される他のマフラ室を形成しているので、この他のマフラ室によってマフラ空間を確保できる。

また、一実施形態のロータリ圧縮機では、上記端板部材は、本体部と、この本体部の一面に設けられたボス部とを有し、上記障壁は、上記本体部と上記ボス部とを連結するように、上記端板部材に一体に形成されている。

この実施形態のロータリ圧縮機によれば、上記障壁は、上記本体部と上記ボス部とを連結するように、上記端板部材に一体に形成されているので、上記障壁は、リブとして機能し、上記端板部材の強度を向上できる。

この発明のロータリ圧縮機によれば、上記マフラ室の上記淀み空間は、上記シリンダ室の中心軸の方向からみて、上記中心平面よりも、上記シリンダ室の冷媒ガスの吸入側に、重なるので、上記シリンダ室から上記マフラ室に吐出された冷媒ガスの上記シリンダ室への伝熱を抑制して、圧縮効率を向上できる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明のロータリ圧縮機の一実施形態である縦断面図を示している。このロータリ圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内に配置された圧縮要素２と、上記密閉容器１内に配置され、上記圧縮要素２を上記シャフト１２を介して駆動するモータ３とを備えている。このロータリ圧縮機は、いわゆる高圧ドーム型であって、上記密閉容器１内に、上記圧縮要素２を下に、上記モータ３を上に、配置している。

上記モータ３は、ロータ６と、このロータ６の径方向外側にエアギャップを介して配置されたステータ５とを有する。上記ロータ６には、上記シャフト１２が取り付けられている。

上記ロータ６は、例えば積層された電磁鋼板からなるロータ本体と、このロータ本体に埋設された磁石とを有する。上記ステータ５は、例えば鉄からなるステータ本体と、このステータ本体に巻かれたコイルとを有する。

上記モータ３は、上記コイルに電流を流して上記ステータ５に発生する電磁力によって、上記ロータ６を上記シャフト１２と共に回転させ、このシャフト１２を介して、上記圧縮要素２を駆動する。

上記密閉容器１には、冷媒ガスを吸入する吸入管１１が取り付けられ、この吸入管１１にはアキュームレータ１０が連結されている。つまり、上記圧縮要素２は、上記アキュームレータ１０から上記吸入管１１を通して冷媒ガスを吸入する。

この冷媒ガスは、このロータリ圧縮機とともに、冷凍システムの一例としての空気調和機を構成する図示しない凝縮器、膨張機構、蒸発器を制御することによって得られる。

上記ロータリ圧縮機は、圧縮した高温高圧の吐出ガスを、上記圧縮要素２から吐出して上記密閉容器１の内部に満たすと共に、上記モータ３の上記ステータ５と上記ロータ６との間の隙間を通して、上記モータ３を冷却した後、吐出管１３から外部に吐出するようにしている。上記密閉容器１内の高圧領域の下部に、潤滑油９を溜めている。

上記圧縮要素２は、上記シャフト１２の回転軸に沿って上から下へ順に、上側の端板部材５０と、第１のシリンダ１２１と、中間の端板部材７０と、第２のシリンダ２２１と、下側の端板部材６０とを有する。

上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０は、上記第１のシリンダ１２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。上記中間の端板部材７０および上記下側の端板部材６０は、上記第２のシリンダ２２１の上下の開口端のそれぞれに取り付けられている。

上記第１のシリンダ１２１、上記上側の端板部材５０および上記中間の端板部材７０によって、第１のシリンダ室１２２を形成する。上記第２のシリンダ２２１、上記下側の端板部材６０および上記中間の端板部材７０によって、第２のシリンダ室２２２を形成する。

上記上側の端板部材５０は、円板状の本体部５１と、この本体部５１の中央に上方へ設けられたボス部５２とを有する。上記本体部５１および上記ボス部５２は、上記シャフト１２に挿通されている。上記本体部５１には、上記第１のシリンダ室１２２に連通する吐出口５１ａが設けられている。

上記本体部５１に関して上記第１のシリンダ１２１と反対側に位置するように、上記本体部５１に吐出弁１３１が取り付けられている。この吐出弁１３１は、例えば、リード弁であり、上記吐出口５１ａを開閉する。

上記本体部５１には、上記第１のシリンダ１２１と反対側に、上記吐出弁１３１を覆うように、カップ状の第１のマフラカバー１４０が取り付けられている。この第１のマフラカバー１４０は、（ボルト等の）固定部材によって、上記本体部５１に固定されている。上記第１のマフラカバー１４０は、上記ボス部５２に挿通されている。

上記第１のマフラカバー１４０および上記上側の端板部材５０によって、第１のマフラ室１４２を形成する。上記第１のマフラ室１４２と上記第１のシリンダ室１２２とは、上記吐出口５１ａを介して、連通されている。

上記下側の端板部材６０は、円板状の本体部６１と、この本体部６１の中央に下方へ設けられたボス部６２とを有する。上記本体部６１および上記ボス部６２は、上記シャフト１２に挿通されている。上記本体部６１には、上記第２のシリンダ室２２２に連通する（図示しない）吐出口が設けられている。

上記本体部６１に関して上記第２のシリンダ２２１と反対側に位置するように、上記本体部６１に（図示しない）吐出弁が取り付けられ、この吐出弁は上記吐出口を開閉する。

上記本体部６１には、上記第２のシリンダ２２１と反対側に、上記吐出弁を覆うように、直線状の平板状の第２のマフラカバー２４０が取り付けられている。この第２のマフラカバー２４０は、（ボルト等の）固定部材によって、上記本体部６１に固定されている。上記第２のマフラカバー２４０は、上記ボス部６２に挿通されている。

上記第２のマフラカバー２４０および上記下側の端板部材６０によって、第２のマフラ室２４２を形成する。上記第２のマフラ室２４２と上記第２のシリンダ室２２２とは、上記吐出口を介して、連通されている。

上記第１のマフラカバー１４０には、上記上側の端板部材５０と反対側に、カップ状の第３のマフラカバー３４０が覆うように取り付けられている。上記第１のマフラカバー１４０および上記第３のマフラカバー３４０によって、第３のマフラ室３４２を形成する。

上記１のマフラ室１４２と上記第３のマフラ室３４２とは、上記第１のマフラカバー１４０に形成された（図示しない）孔部によって、挿通されている。

上記２のマフラ室２４２と上記第３のマフラ室３４２とは、上記下側の端板部材６０、上記第２のシリンダ２２１、上記中間の端板部材７０、上記第１のシリンダ１２１および上記上側の端板部材５０に形成された（図示しない）孔部によって、挿通されている。

上記第３のマフラ室３４２と上記第３のマフラカバー３４０の外側とは、上記第３のマフラカバー３４０に形成された（図示しない）孔部によって、連通されている。

上記端板部材５０，６０，７０、上記シリンダ１２１，２２１、および、上記マフラカバー１４０，２４０，３４０は、ボルト等の固定部材によって、一体に固定されている。上記圧縮要素２の上記上側の端板部材５０は、溶接等によって、上記密閉容器１に取り付けられている。

上記シャフト１２の一端部は、上記上側の端板部材５０および上記下側の端板部材６０に支持されている。すなわち、上記シャフト１２は、片持ちである。上記シャフト１２の一端部（支持端側）は、上記第１のシリンダ室１２２および上記第２のシリンダ室２２２の内部に進入している。

上記シャフト１２には、上記第１のシリンダ室１２２内に位置するように、第１の偏心ピン１２６を設けている。この第１の偏心ピン１２６は、第１のローラ１２７に嵌合している。この第１のローラ１２７は、上記第１のシリンダ室１２２内で、上記第１のシリンダ室１２２の中心軸を公転可能に配置され、この第１のローラ１２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記シャフト１２には、上記第２のシリンダ室２２２内に位置するように、第２の偏心ピン２２６を設けている。この第２の偏心ピン２２６は、第２のローラ２２７に嵌合している。この第２のローラ２２７は、上記第２のシリンダ室２２２内で、上記第２のシリンダ室２２２の中心軸を公転可能に配置され、この第２のローラ２２７の公転運動で圧縮作用を行うようにしている。

上記第１の偏心ピン１２６と上記第２の偏心ピン２２６とは、上記シャフト１２の回転軸に対して、１８０°ずれた位置にある。

次に、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用を説明する。

図２に示すように、上記第１のローラ１２７に一体に設けたブレード１２８で上記第１のシリンダ室１２２内を仕切っている。すなわち、上記ブレード１２８の右側の室は、一の上記吸入管１１が上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吸入室（低圧室）１２３を形成している。一方、上記ブレード１２８の左側の室は、（図１に示す）上記吐出口５１ａが上記第１のシリンダ室１２２の内面に開口して、冷媒ガスの吐出室（高圧室）１２４を形成している。

上記ブレード１２８の両面には、半円柱状のブッシュ１２５，１２５が密着して、シールを行っている。上記ブッシュ１２５，１２５は、上記第１のシリンダ１２１に保持されている。つまり、上記ブレード１２８は、上記第１のシリンダ１２１に支持されている。上記ブレード１２８と上記ブッシュ１２５，１２５の間、および、上記ブッシュ１２５と上記第１のシリンダ１２１の間は、上記潤滑油９で潤滑を行っている。

そして、上記第１の偏心ピン１２６が、上記シャフト１２と共に、偏心回転して、上記第１の偏心ピン１２６に嵌合した上記第１のローラ１２７が、この第１のローラ１２７の外周面を上記第１のシリンダ室１２２の内周面に接して、公転する。

上記第１のローラ１２７が、上記第１のシリンダ室１２２内で公転するに伴って、上記ブレード１２８は、このブレード１２８の両側面を上記ブッシュ１２５，１２５によって保持されて進退動する。すると、上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記吸入室１２３に吸入して、上記吐出室１２４で圧縮して高圧にした後、（図１に示す）上記吐出口５１ａから高圧の冷媒ガスを吐出する。

その後、図１に示すように、上記吐出口５１ａから吐出された冷媒ガスは、上記第１のマフラ室１４２および上記第３のマフラ室３４２を経由して、上記第３のマフラカバー３４０の外側に排出される。

一方、上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用も、上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と同様である。つまり、他の上記吸入管１１から低圧の冷媒ガスを上記第２のシリンダ室２２２に吸入し、上記第２のシリンダ室２２２内で上記第２のローラ２２７の公転運動で冷媒ガスを圧縮して、この高圧の冷媒ガスを、上記第２のマフラ室２４２および上記第３のマフラ室３４２を経由して、上記第３のマフラカバー３４０の外側に排出する。

上記第１のシリンダ室１２２の圧縮作用と上記第２のシリンダ室２２２の圧縮作用とは、１８０°ずれた位相にある。

図３に示すように、上記第１のマフラ室１４２に、冷媒ガスが進入しにくい淀み空間１８０を設けている。なお、図３では、上記淀み空間１８０を、わかりやすくするため、ハッチングにて示している。また、上記第１のマフラカバー１４０を省略して描いている。

上記淀み空間１８０は、図２と図３に示すように、上記第１のシリンダ室１２２の中心軸１２２ａの方向からみて、上記第１のシリンダ室１２２に最も突出した状態の上記ブレード１２８の中心と上記第１のシリンダ室１２２の中心軸１２２ａとを通る中心平面Ｓ_１よりも、上記第１のシリンダ室１２２の冷媒ガスの吸入側（上記吸入管１１側）に、重なる。

上記淀み空間１８０は、二つの障壁１８１，１８１の間に、形成される。上記障壁１８１は、上記上側の端板部材５０に一体に形成され、上記本体部５１と上記ボス部５２とを連結している。上記障壁１８１は、上記ボス部５２から径方向外側に延びている。つまり、上記障壁１８１は、リブとして機能し、上記上側の端板部材５０の強度を向上する。

上記障壁１８１と（図１に示す）上記第１のマフラカバー１４０は、接触していてもよく、または、その間に若干の隙間を有していてもよい。つまり、上記淀み空間１８０は、密閉または開放された空間である。

上記構成の上記第１のマフラ室１４２では、上記第１のシリンダ室１２２から上記吐出口５１ａを通って上記第１のマフラ室１４２に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、上記障壁１８１に邪魔されて、上記淀み空間１８０に進入しにくくなる。

つまり、この高温高圧の冷媒ガスは、上記第１のシリンダ室１２２の低温低圧の吸入側に重なる部分を通過しにくくなって、上記第１のシリンダ室１２２の吸入側へ、熱を奪われにくくなる。

したがって、上記第１のシリンダ室１２２から上記第１のマフラ室１４２に吐出された冷媒ガスの上記第１のシリンダ室１２２への伝熱を抑制して、圧縮効率を向上できる。

なお、上記第１のマフラ室１４２の冷媒ガスは、（図１に示す）上記第１のマフラカバー１４０に形成された孔部１４０ａを通って、（図１に示す）上記第３のマフラ室３４２に排出される。

図４に示すように、上記第２のマフラ室２４２に、冷媒ガスが進入しにくい淀み空間２８０を設けている。なお、図４では、上記淀み空間２８０を、わかりやすくするため、ハッチングにて示している。また、上記第２のマフラカバー２４０を省略して描いている。

上記淀み空間２８０は、上記第２のシリンダ室２２２の中心軸２２２ａの方向からみて、上記第２のシリンダ室２２２に最も突出した状態の上記ブレード２２８の中心と上記第２のシリンダ室２２２の中心軸２２２ａとを通る中心平面Ｓ_２よりも、上記第２のシリンダ室２２２の冷媒ガスの吸入側（上記吸入管１１側）に、重なる。

上記淀み空間２８０は、二つの障壁２８１，２８１の間に、形成される。上記障壁２８１は、上記下側の端板部材６０に一体に形成され、上記本体部６１と上記ボス部６２とを連結している。上記障壁２８１は、上記ボス部６２から径方向外側に延びている。つまり、上記障壁２８１は、リブとして機能し、上記下側の端板部材６０の強度を向上する。

また、上記障壁２８１を上記下側の端板部材６０に一体に形成することで、（図１に示す）上記第２のマフラカバー２４０を平板状にできて、上記第２のマフラカバー２４０を簡単に形成できる。

上記障壁２８１と（図１に示す）上記第２のマフラカバー２４０は、接触していてもよく、または、その間に若干の隙間を有していてもよい。つまり、上記淀み空間２８０は、密閉または開放された空間である。

上記構成の上記第２のマフラ室２４２では、上記第２のシリンダ室２２２から上記吐出口６１ａを通って上記第２のマフラ室２４２に吐出された高温高圧の冷媒ガスは、上記障壁２８１に邪魔されて、上記淀み空間２８０に進入しにくくなる。

つまり、この高温高圧の冷媒ガスは、上記第２のシリンダ室２２２の低温低圧の吸入側に重なる部分を通過しにくくなって、上記第２のシリンダ室２２２の吸入側へ、熱を奪われにくくなる。

したがって、上記第２のシリンダ室２２２から上記第２のマフラ室２４２に吐出された冷媒ガスの上記第２のシリンダ室２２２への伝熱を抑制して、圧縮効率を向上できる。

なお、上記第２のマフラ室２４２の冷媒ガスは、上記下側の端板部材６０に形成された孔部６０ｂを通って、（図１に示す）上記第３のマフラ室３４２に排出される。

上記構成のロータリ圧縮機では、図１に示すように、上記第１のマフラ室１４２と上記第２のマフラ室２４２に連通される上記第３のマフラ室３４２を形成しているので、上記第３のマフラ室３４２によってマフラ空間を確保できる。つまり、このように二段マフラとすることで、上記第１のマフラ室１４２と上記第２のマフラ室２４２では、マフラ空間を小さくして、冷媒ガスの伝熱の促進を防止できる。

なお、この発明は上述の実施形態に限定されない。例えば、上記圧縮要素２として、ローラとブレードが別体であるロータリタイプでもよい。上記圧縮要素２として、１つのシリンダ室を有する１シリンダタイプでもよい。また、上記第３のマフラカバー３４０を省略した一段マフラでもよい。

また、上記障壁１８１，２８１を上記マフラカバー１４０，２４０側に設けてもよい。また、上記障壁１８１，２８１を上記端板部材５０，６０と上記マフラカバー１４０，２４０に設けてもよい。

本発明のロータリ圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。 ロータリ圧縮機の要部の平面図である。 ロータリ圧縮機の第１のマフラ室付近の横断面図である。 ロータリ圧縮機の第２のマフラ室付近の横断面図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２ 圧縮要素
３ モータ
５ ステータ
６ ロータ
１１ 吸入管
１２ シャフト
５０，６０，７０ 端板部材
５１，６１ 本体部
５２，６２ ボス部
１２１，２２１ シリンダ
１２２，２２２ シリンダ室
１２２ａ，２２２ａ 中心軸
１２３ 吸入室
１２４ 吐出室
１２７，２２７ ローラ
１２８，２２８ ブレード
１４０，２４０，３４０ マフラカバー
１４２，２４２，３４２ マフラ室
１８０，２８０ 淀み空間
１８１，２８１ 障壁
Ｓ_１，Ｓ_２ 中心平面

Claims (4)

1. シリンダ（１２１，２２１）と、
   このシリンダ（１２１，２２１）の開口端に取り付けられる端板部材（５０，６０）と、
   この端板部材（５０，６０）に上記シリンダ（１２１，２２１）と反対側に取り付けられるマフラカバー（１４０，２４０）と、
   上記シリンダ（１２１，２２１）と上記端板部材（５０，６０）によって形成されるシリンダ室（１２２，２２２）を冷媒ガスの吸入室（１２３）と冷媒ガスの吐出室（１２４）とに仕切るローラ（１２７，２２７）およびブレード（１２８，２２８）と
   を備え、
   上記ブレード（１２８，２２８）は、上記シリンダ（１２１，２２１）に支持され、上記ローラ（１２７，２２７）は、上記シリンダ室（１２２，２２２）の中心軸（１２２ａ，２２２ａ）を公転運動し、
   上記マフラカバー（１４０，２４０）と上記端板部材（５０，６０）によって形成されると共に上記シリンダ室（１２２，２２２）に連通し、かつ、上記シリンダ室（１２２，２２２）の中心軸（１２２ａ，２２２ａ）の回りの一周の範囲に形成されるマフラ室（１４２，２４２）に、冷媒ガスの進入を邪魔する二つの障壁（１８１，２８１）にて形成される冷媒ガスが進入しにくい淀み空間（１８０，２８０）を設け、
   この淀み空間（１８０，２８０）は、上記シリンダ室（１２２，２２２）の中心軸（１２２ａ，２２２ａ）の方向からみて、上記シリンダ室（１２２，２２２）に最も突出した状態の上記ブレード（１２８，２２８）の中心と上記シリンダ室（１２２，２２２）の中心軸（１２２ａ，２２２ａ）とを通る中心平面（Ｓ１，Ｓ２）よりも、上記シリンダ室（１２２，２２２）の冷媒ガスの吸入側に、重なることを特徴とするロータリ圧縮機。
2. 請求項１に記載のロータリ圧縮機において、
   上記障壁（２８１）は、上記端板部材（６０）に一体に形成され、
   上記マフラカバー（２４０）は、平板状であることを特徴とするロータリ圧縮機。
3. 請求項１に記載のロータリ圧縮機において、
   上記マフラカバー（１４０）に上記端板部材（５０）と反対側に取り付けられる他のマフラカバー（３４０）を有し、
   この他のマフラカバー（３４０）と上記マフラカバー（１４０）によって、上記マフラ室（１４２）に連通される他のマフラ室（３４２）を形成したことを特徴とするロータリ圧縮機。
4. 請求項１に記載のロータリ圧縮機において、
   上記端板部材（５０，６０）は、本体部（５１，６１）と、この本体部（５１，６１）の一面に設けられたボス部（５２，６２）とを有し、
   上記障壁（１８１，２８１）は、上記本体部（５１，６１）と上記ボス部（５２，６２）とを連結するように、上記端板部材（５０，６０）に一体に形成されていることを特徴とするロータリ圧縮機。

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