JP6426645B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

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Description

本発明は、回転式圧縮機に関する。
従来、回転式圧縮機として、特許文献1に記載される構成が既に知られている。なお、下記の括弧内の符号は、特許文献1の第1図、第2図等で使用される符号である。
特許文献1の回転式圧縮機は、シリンダ(2)と、シリンダ(2)の両端を閉塞する主軸受(9)および端軸受(10)とで囲まれた圧縮室内に、主軸受(9)および端軸受(10)に軸支されたクランク軸(3)によって偏心回転するピストン(4)を配設し、ピストン(4)の外周面に常に当接して圧縮室内を高圧側と低圧側とに区分するベーン(5)をシリンダ(2)に取り付けた圧縮要素(11)と、圧縮要素(11)を駆動する電動機とを密閉容器(1)内に収納した回転式圧縮機である。
当該回転式圧縮機において、シリンダ(2)の吸入側部分に、シリンダ(2)をクランク軸(3)の方向に貫通する穴を設け、この穴の両端面を主軸受(9)および端軸受(10)で塞ぎ、密閉空間(7)を形成する。シリンダ(2)より熱伝導性が低い密閉空間(7)がシリンダ(2)の吸入側部分に介在することにより、運転時に高温となっている密閉容器(1)内のガスからシリンダ(2)の内壁への伝熱を抑えることができる。そのため、吸入行程中に長時間吸入ガスに接しているシリンダ(2)の吸入側部分の内壁の温度上昇が少なく、この結果、吸入ガスの予熱が抑止されるとしている。
なお、シリンダ(2)、主軸受(9)、端軸受(10)や、2シリンダの回転式圧縮機のシリンダ間で用いられる中仕切り板には、固定用穴以外に、冷媒流路、消音のためのサイレンサ等として、多数の穴が設けられることがよく知られている。
図8は、従来の2シリンダの回転式圧縮機のシリンダの平面図である。
従来のシリンダ108内には、クランク軸105に偏芯部105Bが固定され、偏芯部105Bの周りには、円環状のローラ112が回転自在に嵌合されている。
シリンダ108の内周面108a、ローラ112の外周面112a、ベーン114等で、吸込み側の圧縮室109sと吐出側の圧縮室109dとが形成される。
シリンダ108には低圧の冷媒を吸込む吸込み穴108Fと、シリンダ108の圧縮室109dで圧縮した高圧の冷媒を吐き出す吐出穴108Gとが設けられている。
クランク軸105が0°から360°回転することで、吸込み側の圧縮室109sが吐出側の圧縮室109dに遷移し、吐出側の圧縮室109dの容積が減少することで、冷媒の圧縮が行われる。
シリンダ108には、固定用ボルト孔108A、108B、サイレンサ穴108c、冷媒流路穴108D、工作基準穴108E等が形成されている。
特開平2-140486号公報(第1図、第2図等)
しかしながら、従来の特許文献1の構成では、密閉容器(1)内と常時ほぼ吐出圧力Pdと吸込圧力Psとの圧力差がある吸込側において、シリンダ(2)上下端面のシール幅が狭くなる。シール幅とは、シリンダ(2)の内周面と外周面との間の肉厚寸法である。
このため、密閉容器(1)内から圧縮室への冷媒漏れが増大し、結果的に吸込ガスの加熱や、指圧の膨らみにより圧縮機効率の低下を生じる要因となっている。指圧の膨らみが生じる場合、高い初期圧力から吐出圧力に圧縮するにはエネルギが余計に必要となるため、圧縮機効率の低下を生じる。
特に、従来家庭用空気調和機にて主流であったR22冷媒やR410A冷媒に対し、高温・高圧であり分子量の小さいR32冷媒を使用する場合、さらに、回転速度制御により漏れの影響が大となる低速運転を行う際、漏れの影響が大きくなることが懸念される。さらに、2シリンダ圧縮機においては、図8に示すように下側圧縮室からの吐出ガスを圧縮機構上部に導く冷媒流路108D、消音のためのサイレンサ穴108C等がシリンダ108の軸方向に多数設けられる。それらの穴も、シール幅を削ることとなるため、シール性を低下させる要因となっている。
本発明は上記実状に鑑み創案されたものであり、密閉容器内と圧縮室内部との冷媒漏れが低減される高効率の回転式圧縮機の提供を目的とする。
発明の回転式圧縮機は、電動機と、当該電動機により回転駆動され圧縮部材が設けられるクランク軸と、前記圧縮部材の回転駆動により冷媒が圧縮される圧縮室を内部に有するシリンダと、前記シリンダを軸方向の一方で閉塞する主軸受と前記軸方向の他方で閉塞する副軸受とを密閉容器内に備え、前記シリンダ、前記主軸受、および前記副軸受は、前記軸方向に前記シリンダ、前記主軸受、および前記副軸受を締結するための部品締結用の穴を有し、前記圧縮室の外周面を形成する当該シリンダの内周面の内径の中心に対し、当該シリンダの外周面の中心を、前記クランク軸のクランク角180°以下または180°以上となる範囲のうち、前記密閉容器内と前記圧縮室内の圧力差が小さくなる時間の短い側にオフセットしている。
本発明によれば、密閉容器内と圧縮室内部との冷媒漏れが低減される高効率の回転式圧縮機を実現できる。
本発明の実施形態1に係る2シリンダ回転式圧縮機の縦断面図。 実施形態1の2シリンダ回転式圧縮機の下シリンダの図1のI−I断面図。 (a)〜(d)は回転式圧縮機における圧縮工程の下シリンダを密閉容器内と圧縮室内の圧力差とともに示す図1のI−I断面の概念図。 実施形態2に係る回転式圧縮機のシリンダの平面図。 実施形態3に係る回転式圧縮機のシリンダの平面図。 実施形態4に係る回転式圧縮機のシリンダの平面図。 実施形態4の回転式圧縮機の電動機の制御ブロック図。 従来の2シリンダの回転式圧縮機のシリンダの平面図。 実施形態1に係る回転式圧縮機の別の例を示す下シリンダの断面図。
以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明は、冷凍空調機器等に用いられる回転式圧縮機に係るものであり、冷媒の圧縮工程中の冷媒漏れを抑制する。
<<実施形態1>>
図1は本発明の実施形態1に係る高圧チャンバ方式の2シリンダ回転式圧縮機の縦断面図である。図1中の白抜き矢印は、冷媒の流動経路を示す。
図2は、実施形態1の2シリンダ回転式圧縮機の下シリンダの図1のI−I断面図である。図2に、上シリンダ7と下シリンダ8とを代表し、下シリンダ8を示す。
以下、図示は省略するが上シリンダ7についても下シリンダ8と同様な構成である。そこで、機能を同じくする構成要素については同じ添え字で示す。例えば、上シリンダ7の主軸受締付ボルト穴の符号7Aとすると、同一のボルトで締結される下シリンダ8の副軸受締結ボルト穴の符号を8Aで表す。
実施形態1の回転式圧縮機Cは、2つのシリンダ7、8を有する2シリンダ圧縮機である。上・下シリンダ7、8は、それぞれ冷媒rを吸込んで圧縮して吐出する圧縮室9を有する。
回転式圧縮機Cは、上・下シリンダ7、8の各圧縮室9に吸込んだ冷媒r11、r21を、各圧縮室9で圧縮して吐出圧力Pdの冷媒r12、r22として、吐出穴7G、8Gから密閉容器1内に吐き出す。
上シリンダ7の圧縮室9は、ローラ11の外周面11aと上シリンダ7の内周面7aと主軸受6と中仕切り板15とで形成される。
下シリンダ8の圧縮室9は、ローラ12の外周面12aと下シリンダ8の内周面8aと中仕切り板15と副軸受10とで形成される。
図1に示すように、主軸受6および副軸受10は、それぞれ密閉容器1内に固定されている。例えば、主軸受6、副軸受10の各外周部が筒体1Aに溶接等で固定されることにより、圧縮機構部が密閉容器1内に固定される。圧縮機構部とは、冷媒を圧縮する構成要素をいう。
図1に示すように、クランク軸5は、一方側の中央に、主軸受6に嵌入される主軸受嵌入部5Cを有し、他方側の端部に、副軸受10に嵌入される副軸受嵌入部5Dを有する。
そして、クランク軸5の主軸受嵌入部5Cおよび副軸受嵌入部5Dを、それぞれ主軸受6および副軸受10に嵌入することにより、クランク軸5が回転自在に、密閉容器1内に配置される。
上シリンダ7は、主軸受締付ボルト16により、主軸受6に締結される。下シリンダ8、中仕切り板15は、不図示の位置決めボルトにより上シリンダ7に仮に締結された後、副軸受締付ボルト17により副軸受10とともに上シリンダ7に締結される。
密閉容器1内には、必要量の冷凍機油(図示せず)が封入されている。
副軸受10には、下サイレンサ21が、副軸受締付ボルト17の共締めにより取り付けられている。下サイレンサ21は、下シリンダ8の吐出口8Gから吐き出された冷媒r22が冷凍機油をかき回さないことと、消音を目的としている。
主軸受6にも、同様な上サイレンサ20が取り付けられている。
回転式圧縮機Cは、駆動源の電動要素(3、4)と、クランク軸5と、圧縮機構部(6、7、8、10、11、12、13、14、15)とが、密閉容器1に内包されている。上・下シリンダ7、8の各圧縮室9は、駆動源の動力で圧縮される。
圧縮機構部は、主軸受6、副軸受10、シリンダ7、8、偏心部5A、5B、ローラ11、12、ベーン13、14、中仕切り板15を主要要素として構成される。
圧縮機構部は、クランク軸5を介して、駆動源の電動要素(4)に接続される。
密閉容器1は、筒体1A、蓋体1B、および、底体1Cにより構成される。筒体1Aは鋼板を用いて円筒状の形状に形成されている。蓋体1Bは、鋼板を用いて上底板を有する有底円筒状の形状に形成されている。底体1Cは、鋼板を用いて下底板を有する有底円筒状の形状に形成されている。
筒体1Aに、蓋体1Bと底体1Cが嵌合され、その嵌合部が溶接されて内部が密閉される。
駆動源の電動要素は、電動機であり、筒体1Aに焼嵌等で固定された固定子3と、クランク軸5に圧入等で固定された回転子4とを有して構成される。
クランク軸5には、主軸受嵌入部5Cと副軸受嵌入部5Dとの間に、偏心部5A、5Bが一体に形成されている。
偏心部5A、5Bには、それぞれ円環状のローラ11、12が回転自在に嵌入される。ローラ11、12の外周面11a、12aに、それぞれ当接するように、上・下シリンダ7、8内にベーン13、14(図1、2参照)が嵌合されている。
ベーン13は付勢されてローラ11に接触することで、上シリンダ7の圧縮室9を吸込み側と吐出側に区分けする。同様に、ベーン14は付勢されてローラ12に接触することで、下シリンダ8の圧縮室9を吸込み側と吐出側に区分けする。
この構成により、上シリンダ7の吸込み側の圧縮室9sが、ローラ11の外周面11aと上シリンダ7の内周面7aとベーン13と主軸受6と中仕切り板15とで形成される。上シリンダ7の吐出側の圧縮室9dは、ローラ11の外周面11aと上シリンダ7の内周面7aとベーン13と主軸受6と中仕切り板15とで形成される。前記したように、吸込み側の圧縮室9sと吐出側の圧縮室9dとは、ベーン13で仕切られている。
同様に、下シリンダ8の吸込み側の圧縮室9sが、ローラ12の外周面12aと下シリンダ8の内周面8aとベーン14と副軸受10と中仕切り板15とで形成される。下シリンダ8の吐出側の圧縮室9dは、ローラ12の外周面12aと下シリンダ8の内周面8aとベーン14と副軸受10と中仕切り板15とで形成される。同様に、吸込み側の圧縮室9sと吐出側の圧縮室9dとは、ベーン14で仕切られている。
クランク軸5は、駆動源の電動要素(3、4)による駆動力を従動側(偏心部5A、5B、ローラ11、12等)に伝達する。クランク軸5により、偏心部5A、5Bが回転することにより、ローラ11、12を介して、圧縮室9の圧縮、拡張が行われる。
アキュムレータ2は、冷媒をそれぞれ上・下シリンダ7、8の吸込み側の各圧縮室9sに供給する。
アキュムレータ2は、圧縮機構部の吸込口22、23の手前に結合されている。アキュムレータ2を介して、上・下シリンダ7、8にそれぞれ吸い込まれた冷媒r11、r21が、圧縮要素(偏心部5A、5B、ローラ11、12等)を用いて吸込圧力Psから吐出圧力Pdまで圧縮される。
吸込圧力Psは、吸込み時の冷媒r11、r21の圧力である。吐出圧力Pdは、吐出側の圧縮室9dからの吐出時の冷媒r12、r22の圧力である。
その後、圧縮された冷媒r12、r22は、密閉容器1内に一旦吐出された後、図1の白抜き矢印のように密閉容器1内を流れ、蓋体1Bに設置された吐出パイプ19から、空気調和機等のサイクルへ吐出される。
<冷媒の圧縮工程>
回転式圧縮機Cにおける冷媒の圧縮工程は以下のように行われる。
上・下シリンダ7、8において、同様に圧縮工程が行われるので、下シリンダ8の圧縮工程について説明し、上シリンダ7の圧縮工程の説明は省略する。
図2に示すように、下シリンダ8において、冷媒は、下シリンダ8の内周面8aとローラ12の外周面12aとベーン14と中仕切り板15(図1参照)と副軸受10とで囲われた密閉空間の圧縮室9(9s、9d)を用いて圧縮が行われる。
図3(a)〜(d)は、回転式圧縮機における圧縮工程の下シリンダを密閉容器内と圧縮室内の圧力差とともに示す図1のI−I断面の概念図である。
圧縮工程は、図3(a)〜(d)に示すように、クランク軸5のクランク角0°からクランク角90°、180°、270°を経てクランク角360°までで1サイクルの圧縮が行われる。図3(a)〜(d)のハッチングが圧縮室9を示す。前記したように、吸込み側の圧縮室9sと吐出側の圧縮室9dとは、ベーン14で仕切られている。
まず、圧縮工程の開始は、図3(a)のクランク角0°の状態にある。この際、吸込み側の圧縮室9sは吸込穴8Fに連通している。冷媒がアキュムレータ2から、吸込穴8Fを介して、吸込み側の圧縮室9sに吸い込まれる。そのため、圧縮室9の冷媒は吸込圧力Psをもつ。
クランク軸5が回転し、図3(b)のクランク角90°になると、下シリンダ8の内周面8aとローラ12の外周面12aとで挟まれる空間の容積が狭まって吸込み側の圧縮室9sはベーン14で画成される吐き出し側の圧縮室9dとなる。吐き出し側の圧縮室9dの冷媒は、中間圧力Pmに上昇する。中間圧力Pmとは、吸込圧力Psと吐出圧力Pdとの間の圧力である。
一方、吸込穴8Fに連通する吸込み側の圧縮室9sが新たに形成され、吸込穴8Fから冷媒が圧縮室9sに吸込まれる。吸込み側の圧縮室9sの冷媒は吸込圧力Psをもつ。
クランク軸5がさらに回転し、図3(c)のクランク角180°になると、下シリンダ8の内周面8aとローラ12の外周面12aとで挟まれる吐き出し側の圧縮室9dの容積がさらに狭まる。そして、吐き出し側の圧縮室9dの冷媒の圧力は、中間圧力Pmまたは吐出圧力Pdに上昇する。
一方、吸込穴8Fに連通する吸込み側の圧縮室9sの容積は、ローラ12の動作により拡張される。圧縮室9sの冷媒は吸込圧力Psをもつ。
クランク軸5がさらに回転し、図3(d)のクランク角270°になると、下シリンダ8の内周面8aとローラ12の外周面12aとで挟まれる吐き出し側の圧縮室9dの容積がさらに狭まる。そして、吐き出し側の圧縮室9dの冷媒は、吐出圧力Pdまで上昇する。吐き出し側の圧縮室9dの冷媒が、吐出圧力Pdまで上昇すると不図示の弁が開弁され、吐出穴8Gから密閉容器1内に吐き出される。
一方、吸込穴8Fに連通する吸込み側の圧縮室9sの容積は、ローラ12の動作によりさらに拡張される。圧縮室9sの冷媒は吸込圧力Psをもつ。
クランク軸5がさらに回転し、クランク角360°(0°)になると、吐き出し側の圧縮室9dの吐出圧力Pdの冷媒は、吐出穴8Gから密閉容器1内に完全に吐き出される。
一方、吸込穴8Fに連通する吸込み側の圧縮室9sの容積は、ローラ12の動作によりさらに拡張される。上記したように、圧縮室9sの冷媒は吸込圧力Psをもつ。
以上のクランク角0°〜360°の1サイクルの圧縮工程を繰り返し、アキュムレータ2から供給される冷媒は、圧縮室9を用いて圧縮される。
<主軸受6、上・下シリンダ7、8、中仕切り板15、副軸受10に設けられる穴>
主軸受6、上・下シリンダ7、8、中仕切り板15、副軸受10には、部品締結用のボルトが挿通されるボルト穴7A、8A(図2参照)以外に下記の穴が設けられる。
すなわち、下シリンダ8の吐出口8Gから吐き出された冷媒を主軸受6の上部に導くための冷媒流路穴8D、特定の周波数の消音を目的としたサイレンサ穴8C、加工時の基準として設けられた加工基準穴8Eである。
これらの穴は、密閉容器1内と圧縮室9との間のシール部である主軸受6と上シリンダ7との接触面、副軸受10と下シリンダ8との接触面、上シリンダ7と中仕切り板15との接触面、中仕切り板15と下シリンダ8との接触面等に存在するため、過度に大きな穴や、穴を密度高く設けたりすると密閉容器1内と圧縮室9との間のシール性が低下する。
そのため、高圧の冷媒がある密閉容器1内の上・下シリンダ7、8の外部空間(以下、単に密閉容器1内の外部空間と称す)から、圧縮中の低圧の冷媒がある圧縮室9への冷媒漏れを招き、圧縮機効率を低下させる要因となる。
そこで、上述の知見に基づいて、以下に本実施形態1の特徴的な構造について、説明する。
図2に示すように、冷媒流路穴8D、消音用サイレンサ穴8C、また加工時の基準として設けられた加工基準穴8Eを全て、クランク軸5のクランク角180°以下または180°以上となる範囲のうち、密閉容器1内と圧縮室9内の圧力差が小さくなる時間の長い側に設ける。即ち高圧チャンバ方式においては、クランク角180°以上となる範囲に配置する。図2において対象となる穴をハッチングで示す。
前記した如く、クランク角0°とは、図3(a)に示すように、偏心部5Bが最も上側に来たときを指し、反時計回りにクランク角が増加、即ち前記した圧縮工程が進行する。
クランク角180°とは、図3(c)に示すように、偏心部5Bが最も下側に来た時を指し、クランク角360°とは、クランク角0°と同じクランク角であることを示す。
即ち、図2に示すように、クランク角180°未満となる吸込穴8Fがある吸込側となる範囲には、部品締結用のボルト穴7A、8Aおよび位置決めボルト穴7B、8B以外の穴は存在しない。
図3(b)〜(d)に示すように、圧縮室9の圧力分布は、クランク角が小さい範囲ほど吸込圧力Psに近い低圧である時間が長くなる。そのため、吐出圧力Pdである密閉容器1内の外部空間との圧力差により、当該外部空間の冷媒の圧縮室9への漏れが発生し易くなる。
なお、高圧チャンバ方式では、密閉容器1内の外部空間は、常時略吐出圧力Pdである。
このため、冷媒流路穴8D、消音用サイレンサ穴8C、および加工基準穴8Eを全て、クランク角180°以上となる範囲に配置する。これにより、クランク角180°未満の範囲の低圧の冷媒がある領域のシール幅を、広くとれる。
従って、密閉容器1内の高圧の冷媒の上・下シリンダ7、8の各圧縮室9への冷媒の漏れが低減される。
以上より、加熱損失や指圧の膨らみが低減され圧縮機効率の向上を図ることができる。そのため、消費電力の少ない省エネ性能が高い回転式圧縮機Cを提供できる。
<<実施形態2>>
図4に、実施形態2に係る高圧チャンバ方式の回転式圧縮機のシリンダの平面図を示す。
実施形態2では、実施形態1に示された回転式圧縮機Cにおいて、冷媒流路穴8Dや消音用サイレンサ穴8C、加工基準穴8E等の多数設けられた穴の中でも、より径の大きな穴をクランク角大となる位置に設ける。
例えば、径の大きな穴が、冷媒流路穴8D、消音用サイレンサ穴8C、加工基準穴8Eの順である場合、図4に示すように、クランク角大となる位置からクランク角小となる位置に向けて、冷媒流路穴8D、消音用サイレンサ穴8C、加工基準穴8Eの順に配置する。
これにより、圧縮室9内でも、冷媒がより低圧である時間の長い吸込み側の範囲のシール幅を広くとれ、密閉容器1内の高圧の冷媒の圧縮室9内への漏れをより効果的に低減できる。
<<実施形態3>>
図5に、実施形態3に係る高圧チャンバ方式の回転式圧縮機のシリンダの平面図を示す。
実施形態3の回転式圧縮機Cでは、部品締結用のボルト穴7A、8Aの角度ピッチを、クランク角180°以上の範囲にあるθ3およびθ4よりもクランク角180°未満の範囲にあるθ1およびθ2を狭く配置する。
クランク角180°未満の範囲にあるボルト穴7A、8Aの角度ピッチθ1、θ2が、クランク角180°以上の範囲にあるボルト穴7A、8Aの角度ピッチθ3、θ4より狭いので、主軸受締付ボルト16、副軸受締付ボルト17で締結した際に、クランク角180°未満の冷媒の吸込み側の密着度合いが、クランク角180°以上の吐出側の密着度合いより高い。
すなわち、密閉容器1内と圧縮室9との圧力差が大となる時間の長いクランク角180°未満の範囲において、主軸受6、上シリンダ7、中仕切り板15、下シリンダ8、副軸受10の各端面間の密着性が高められる。これにより、密閉容器1内の外部空間の高圧の冷媒の圧縮室9内への漏れを低減することができる。従って、圧縮機効率の向上を図れる。
<<実施形態4>>
図6に、実施形態4に係る高圧チャンバ方式の回転式圧縮機のシリンダの平面図を示す。
実施形態4の回転式圧縮機Cでは、圧縮室9の外径を形成する下シリンダ8の内周面8aの中心C0に対し、シリンダ8の外周面8bの中心C1をクランク角180°未満の範囲に距離εオフセットしている。
これにより、主軸受6、上シリンダ7、中仕切り板15間の接触面積および中仕切り板15、下シリンダ8、副軸受10間の接触面積が、クランク角180°未満の範囲において、クランク角180°以上360°未満の範囲より、径方向に大きくなる。
従って、密閉容器1内の外部空間と圧縮室9との圧力差が大となる時間の長いクランク角180°未満の範囲の吸込み側においてシール幅を、クランク角180°以上360°未満の範囲の吐き出し側よりも広くとれる。図6に示すように、クランク角270°の下シリンダ8のシール幅Wに対して、クランク角90°の下シリンダ8のシール幅は、W+2εとなる。すなわち、吸込み側のシール幅が2ε広くとれる。
そのため、密閉容器1内の外部空間の高圧の冷媒の圧縮室9内への漏れを低減することができる。従って、圧縮機効率の向上を図ることができる。
従って、圧縮機効率の向上を、不要に部品の体積を増加させることなく、即ち原価の増大を抑えた構成で達成できる。
<<実施形態5>>
本発明の実施形態5では、実施形態1〜4に記載のいずれかの回転式圧縮機Cにおいて、冷媒としてR32を使用している。
従来、家庭用空気調和機にて主流であったR22冷媒やR410A冷媒に対し、高温・高圧であり分子量の小さいR32冷媒を使用する場合、従来より冷媒が高圧になることから、実施形態1〜4の構成により、密閉容器1内の外部空間の高圧の冷媒の圧縮室9内への冷媒の漏れを低減できる。
R32冷媒の場合、従来より冷媒が高圧になることから、冷媒漏れの低減効果をより効果的に得ることができる。
図7に、実施形態5の回転式圧縮機の電動機の制御ブロック図を示す。
回転式圧縮機Cの駆動源の電動機Mは、電動要素の固定子3と回転子4とを有して構成される。
電動機Mは、図7に示す制御部Sを用いて回転速度(回転数)制御が行われる。
制御部Sは、マイクロコンピュータsm、コンバータsa、およびインバータsbを備えている。
マイクロコンピュータsm(以下、マイコンsmと称す)は、CPU、RDM、RAM等の記憶部等を有しており、制御プログラムが実行されることで電動機Mの制御が遂行される。
交流電源ACから交流電圧がコンバータsaに供給される。交流電圧はコンバータsaで直流電圧に変換され、マイコンsmとインバータsbとに分圧されて、所定の直流電圧が供給される。
マイコンsmは、回転速度制御により、制御回転速度の駆動電圧を示す制御信号をインバータsbに出力する。インバータsbは、当該制御信号に基づき電動機Mに加える駆動電圧を増減する。
回転速度制御において、電動機Mが低速運転の場合、冷媒がシリンダ7、8の吸込み側(クランク角180°未満の範囲)にある時間が長くなる。つまり、回転速度制御の低速運転では、密閉容器1内の外部空間の高圧の冷媒の圧縮室9内への漏れが大きくなる。
そこで、実施形態1〜4に記載の構成を適用することで、回転速度制御において、冷媒漏れの影響が大となる低速運転を行う際により効果的に冷媒漏れを抑制できる。
<<その他の実施形態>>
1.前記実施形態3では、部品締結用のボルト穴7A、8Aの角度ピッチを、クランク角180°以上の範囲にあるθ3およびθ4よりもクランク角180°未満の範囲にあるθ1およびθ2を狭く配置した例を説明したが、部品結用のボルト穴7A、8A以外の穴、例えば、サイレンサ穴8C、冷媒流路穴8D、加工基準穴8EAの角度ピッチを、クランク角180°以上の範囲よりもクランク角180°未満の範囲にある角度ピッチを広くとってもよい。本構成によれば、圧縮室9の低圧側のクランク角180°未満の範囲にある部品結用のボルト穴7A、8A以外の穴の角度ピッチが広いので、冷媒漏れを抑制できる。
2.或いは、部品結用のボルト穴7A、8A以外の穴、例えばサイレンサ穴8C、冷媒流路穴8D、加工基準穴8Eの開口面積を、クランク角180°未満の範囲よりもクランク角180°以上の範囲を広くとってもよい。本構成によれば、圧縮室9の低圧側のクランク角180°未満の範囲の部品結用のボルト穴7A、8A以外の穴の開口面積が狭いので、低圧側(クランク角180°未満)の領域における冷媒漏れを効果的に抑制できる。
3.なお、前記実施形態1等では、様々な構成を説明したが、各構成を適宜選択して組み合わせてもよい。
4.以上では、本発明の実施形態として、特に密閉型の縦形2シリンダ回転式圧縮機を例として説明したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば非密閉型回転式圧縮機、横型回転式圧縮機、1シリンダもしくは3シリンダ以上の回転式圧縮機、スイング圧縮機にも適用可能である。なお回転式圧縮機には、ローラ11とベーン13、およびローラ12とベーン14が別体で構成された所謂ロータリ圧縮機と、それらが一体で構成された所謂スイング圧縮機を少なくとも含む。
5.また、前記実施形態1等では、密閉容器1内が略吐出圧力Pdとなる高圧チャンバ方式を用いて説明したが、密閉容器1内が略吸込圧力Psとなる低圧チャンバ方式や、密閉容器1内が吸込み圧力Psと吐出圧力Pdの中間になる中間圧チャンバ方式にも適用可能である。例えば低圧チャンバ方式の場合には、図9に示すように、前記実施形態1において、部品締結用の穴以外の軸方向に延びる穴は、全て、クランク軸5のクランク角180°以下または180°以上となる範囲のうち、前記密閉容器内と前記圧縮室内の圧力差が小さくなる時間の長い側、即ちクランク角180°以下の範囲に設けられる。また例えば2段圧縮の中間圧チャンバ方式の場合には、1段目の圧縮室は吸込み圧力Psの冷媒を吸い込み、中間圧力Pmまで圧縮して密閉容器内に吐出し、2段目の圧縮室は密閉容器内のPmの冷媒を吸い込み、吐出圧力Pdまで圧縮し、空気調和機等のサイクルへ吐出する。このため、1段目の圧縮室における穴の配置は高圧チャンバ方式と同様、2段目の圧縮室における穴の配置は低圧チャンバ方式と同様に設けられる。
実施形態1を例としたが、その他の実施形態においても同様であることは明らかである。
6.また、主軸受締付ボルト16および副軸受締付ボルト17は、主軸受6から副軸受10までを貫通する1本のボルトで構成しても勿論構わない。
7.本発明は、上述の実施形態に限定されない。即ち特に限定的な記載がない限り、本発明の範囲を前記した実施形態のみに限定するものではなく、単なる説明例に過ぎないことも明らかである。
1 密閉容器
3 固定子(電動機)
4 回転子(電動機)
5 クランク軸
5A 上偏心部(圧縮部材)
5B 下偏心部(圧縮部材)
6 主軸受
7 上シリンダ(シリンダ)
8 下シリンダ(シリンダ)
7A 主軸受締付ボルト穴(部品締結用の穴)
7B 位置決めボルト穴(部品締結用の穴)
7C サイレンサ穴(軸方向の穴)
7D 冷媒流路穴(軸方向の穴、より面積の大きな穴)
7E 加工基準穴(軸方向の穴)
7G 吐出穴(吐出孔)
8A 副軸受締付ボルト穴(部品締結用の穴)
8a 内周面
8b 外周面
8B 位置決めボルト穴(部品締結用の穴)
8C サイレンサ穴(軸方向の穴)
8D 冷媒流路穴(軸方向の穴、より面積の大きな穴)
8E 加工基準穴(軸方向の穴)
8G 吐出穴(吐出孔)
8H ベーンスロット
9 圧縮室
9d 吐出側の圧縮室(圧縮室)
10 副軸受
11 上ローラ(圧縮部材)
12 下ローラ(圧縮部材)
C 回転式圧縮機
C0 内径の中心(内周面の中心)
C1 外径の中心(外周面の中心)
M 電動機
S 制御部
θ1、θ2、θ3、θ4 角度ピッチ

Claims (1)

  1. 電動機と、
    当該電動機により回転駆動され圧縮部材が設けられるクランク軸と、
    前記圧縮部材の回転駆動により冷媒が圧縮される圧縮室を内部に有するシリンダと、
    前記シリンダを軸方向の一方で閉塞する主軸受と前記軸方向の他方で閉塞する副軸受とを密閉容器内に備え、
    前記シリンダ、前記主軸受、および前記副軸受は、前記軸方向に前記シリンダ、前記主軸受、および前記副軸受を締結するための部品締結用の穴を有し、
    前記圧縮室の外周面を形成する前記シリンダの内周面の内径の中心に対し、当該シリンダの外周面の中心を、前記クランク軸のクランク角180°以下または180°以上となる範囲のうち、前記密閉容器内と前記圧縮室内の圧力差が小さくなる時間の短い側にオフセットした
    ことを特徴とする回転式圧縮機。
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