JPS59147895A - 複数シリンダロ−タリ式圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、複数の圧縮要素が縦方向に積層状に重ねられ
た複数シリンダロータリ圧縮機に関する。

〔従来技術〕

従来の複借シリンダロータリ式圧縮機において、その容
量を制御するには、すべての圧縮要素のうち任意数の圧
縮要素を、吸込側を閉塞し冷媒を流入させないで無負荷
運転を行なう。しかし、この無負荷運転する圧縮要素は
、高圧の密閉容器内に置かれて力ることから、該圧縮要
素の低圧のシリンダ内に高圧の冷媒ガスが漏洩し、これ
により該シリンダ内で偏心回転するローラとベーンとに
より微弱ながら圧縮作用が生じてしまい、無駄な入力を
消費する不都合がある。また、これらの無負荷運転７行
なう圧縮要素は、軸受、ローラ、ベーン等の摺動部を持
つため、これらの摺動で生じる摩擦による動力損失は避
けられない。すなわち、この種の圧縮機においては無負
荷運転の際でもかなり大きい無駄な入力全消費しており
、また容量制御運転時の圧縮性能が悪いという間炉があ
る。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来技術の央情に鑑みてなさねたも
ので、その目的は上記の従来の欠点を解消し、て、容量
制御運転時の圧縮性能を向上させることができ、省電力
に図った各社ｆａｌ制御が可能な複数シリンダロータリ
式圧縮機を提供することにある。

〔発明の櫃要〕

つまり、本発明は圧縮機の容量全制御するために、モー
タの運転時には常に同期して運転する主圧縮要素のクラ
ンク軸とこれと同一軸線上に配置された少な゛くとも１
つの補助圧縮要素のクランク軸とのそれぞれの軸相互の
対向軸端部に連結もしくは切り離し機能を有する環状ま
たはコイル状の形状記憶合金製の軸継手が前記両クラン
ク軸のそれぞれを均等の長さにわたって抜って装着して
あり、このように構成した上で該記憶合金製の軸継手を
加熱して該軸継手を膨張させることによりその内径を大
きくして前記両クランク軸との間に隙間を生じさせて切
り離し、捷た該軸継手の加熱をやめ冷却させて該軸継手
を縮小させることにより該軸継手が前記両クランク軸を
締め付けて該両クランク軸を連結するようになっている
。すなわち、両クランク軸を連結することにより補助圧
縮要素を生圧縮要素と同期した運転を行なわせたり、あ
るいは両者のクランク軸を切り離すことにより補助圧縮
要素の運転を停止させて圧縮機の容量を任意に多段に制
御できるようになっている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例全図面に基づいて説明する。第１
図は本発明の第１の実施例の複数シリンダロータリ式圧
縮機の縦断面図である。なお、この図においては、説明
を容易にするために２個のシリンダを持つ２シリンダロ
一タリ式圧縮機が示しである。しかし、同一軸線上に積
層状に設けられた６個以上のシリンダを持つ複数シリン
ダロータリ式圧縮機に関しても同様に本実施例を適用し
得ることは勿論である（第２図〜第６図についても同様
）。

第１図において、１は密閉容器で、該密閉容器１内には
上部に電動要素であるモータ２を、下部に該モータ２に
直結する主圧縮要素３と補助圧縮要素９がそれらの中間
に軸継手要素２９を介して配設、収納されている。主圧
縮要素３は次の各部品から構成される。すなわち、シリ
ンダ６、偏心部４αを有する王クランク軸、シリンダ６
内で主クランク軸４の偏心部４αにより偏心回転するロ
ーラ５、該ローラ５に当接してシリンダ６内を高圧室と
低圧室とに区画するベーン（図示せず）、シリンダ６の
上開口部を閉塞し主クランク軸４の軸受部７αを有する
上端面板７、およびシリンダ６の下開口部を閉塞し主ク
ランクｌ１ｉ１１１４の軸受部８αを有する下端面板８
である。

′−！た、補助圧縮要素９は同様に次の各部品から構成
される。すなわち、シリンダ１２、偏心部１０ａｆ有す
る補助クランク軸１０、シリンダ１２内で補助クランク
軸１０の偏心部１０αにより偏心回転するローラ１１、
該ローラ１１に当接してシリンダ１２内を高圧室と低圧
室とに区画するベーン（図示せず）、シリンダ１２の上
開口部を閉塞し補助クランク軸１０の軸受部１３α全有
する上端面板１３およびシリンダ１２の下開口部を閉塞
し補助クランク軸１０の軸受部１４αを有する下端面板
１４である。

主圧縮要素３と補助圧縮要素９とは、前者の下端面板８
と後者の上端面板１３の筒状部１３ｈとの嵌合によって
所定の位置に固定されてしる。

なお、これらの下端面板８と上端面板１３によって、前
記軸継手要素２９が収納される密閉壁間である中空部１
５が構成される。そして、当該中空部１５には主クラン
ク軸４の軸端部４ｂおよび補助クランク軸１０の軸端部
１０ｂが図示のように相互に対向して隣接している。こ
れらの対向する軸端部４ｈ、　１０ｂには形状記憶合金
ｃ以下記憶合金と称す）製の環状の軸継手１６が、ｌ１
ＩＩ端部４ｈ、１０ｈのそれぞれに均等の長さにわたっ
て装着してあり、該軸継手１６によって軸継手要素２９
が構成される。この記憶合金製の軸継手１６は任意の温
度においては同一の内径を持つ主クランク［１ｉｌｌ１
４の軸端部４ｈと補助クランク軸１０の軸端部１０ｈと
の間に所定の隙間音生じて大きな締めしろを有して装着
さねており、また前記任意の温度より低い別の任意のγ
晶度においては該軸継手１６が縮小してその内径が小さ
くなり前記軸端部４ｂおよび１０ｈ全締め付け、主クラ
ンク軸４と補助クランク軸１０とを一体に連結するよう
になっている。

なお、この軸継手１６による主クランク軸４と補助クラ
ンク軸１０との連結および切離し動作については後で詳
しく述べる。

次に冷凍ザイクルの冷媒ガスの流れる糸路について説、
明する。２４は主圧縮要素３の吸込管、２５は補助圧縮
要素９の吸込管である。すなわち、冷凍サイクル装置を
構成する熱交換器（図示せず）から吸込管２４を通って
流入したガスは、主圧縮要素３で圧縮されて高温高圧の
ガスとなり、該高温高圧ガスは吐出口１８を経て弁１９
′と弁押え２０から成る吐出弁１９．から中空部１５へ
吐出される。また、同様に熱交換器から吸込管２５を通
って流入したガスは、補助圧縮装１９で圧縮されて高温
高圧となったガスは、吐出口２１全経て弁２２′と弁押
え２３から成る吐出弁２２から中空部１５へ吐出される
。該中空部１５−・吐出されたこれらのガスは、矢印ａ
で示すように、主圧縮要素３のシリンダ６の通路１７全
通って賃閉容器１内の上部へ出て、当該圧縮機の吐出管
２６から外部の冷凍サイクルの各機器（図示せず）へ順
次流れてｂ〈。

このように構成された２シリンダロ一タリ式圧縮機にお
いて、本発明に直接係る軸継手要素２９の動作を説明す
る。第１図においては、主クランク軸４と補助クランク
軸１０とは軸継手要素２９の軸継手１６により連結され
た状態にある。以下主クランク軸４の動力が補助クラン
ク軸１０に伝達される様子全説明する。

通電されたモータ２により回転する主クランク軸４は、
主圧縮要素３の可動部を駆動して、吸込口２４から吸入
された冷媒ガスを圧縮し、高温高圧となった冷媒ガスを
吐出管１８から吐出弁１９ヲ経て中空部１５に吐出させ
る。

ここで、図示のように主クランク軸４の軸端部４ｂと補
助クランク軸１０の軸端部１０ｂとはこのときの任意の
温度では形状すなわち内径が変化しない記憶合金製の軸
継手１６によって連結され−ているので、補助クランク
軸１０は主クランク軸４と一体になって回転する。した
がって１回転する該補助クランク軸１０は、補助圧縮要
素９の可動部全駆動して、吸込口２５から吸入された冷
媒ガスを圧縮し、高温高圧となった冷媒ガスを吐出管２
１から吐出弁２２全経て中空部１５へ吐出させる。

なお、このとき中空部に設けられた記憶合金製の軸継手
１６は、これら高温高圧の冷媒ガスにさらされるが、あ
らかじめ仔章に設定された当該記憶合金の変態混層に達
しな−ので、生クランク軸４と補助クランク軸１０とは
いまだ該軸継手１６により一体に連結されており、した
がって土圧ｍ要素３と補助圧縮要素９の双方が圧縮作用
を行なう。

次に軸継手要素２９による主クランク＋１ｉｌｌＩ４と
補助クランク軸１０の切離し動作について説明する。

第２図は第１図の２シリンダロ一タリ式圧縮機において
王クランク４ｉｌＩ１４と補助クランク軸１０とが切離
されている状態を示す縦断面図である。

この状態を言い換えるならば、第１図に示した両軸の連
結状態と比較して、冷凍サイクルに過負荷が与えられ、
当該圧縮機の吐出圧力が上昇し、各圧縮要素からの吐出
ガス温度が高い状態である。すなわち、第２図に示す圧
縮機においては、この吐出ガス温度が軸継手１６全形成
している記憶合金の変態を起す、あらかじめ設定された
任意の温度を越えることにより、記憶合金製の環状の軸
継手１６の内径が膨張する。よって該軸継手１６の内壁
と主クランク軸４の乍端部４ｈおよび補助クランク軸１
０の軸端部１０ｂの外壁との間に隙間２７を持つような
本来の記憶された形状に戻る。これにより、王クランク
１１ｉｌｌＩ４と補助クランク軸１０との連結が外ずさ
れて、主クランク軸４の１１力が補助クランク軸１０に
伝達しなくなり、補助圧縮要素９の圧縮作用が停止する
。

すなわち、この軸の切離し機能を冷凍サイクルのし房運
転に適用すわば、暖房能力が過剰になったとき補助圧縮
要素９の運転を停止させ適正な暖房能力に軽減して運転
することができる。

以上の説明から明らかなように、軸継手１６の連結ふ・
よひ過負荷時の切り離し動作により圧縮機の容量全２段
に制御することが可能となる。

しかし、第１図に示した第１の実施例の構成では、冷房
あるいは暖房運転を折力う冷凍サイクル装置の容部を２
段に自在に制御するには機能不足である。

この目的全達成するために本発明の第２の実施例を第６
図に示す。第３図は第１図と同様の縦断面図で、同一符
号を附したものは同一機能を有する同一部品を示す（他
の図面についても同様）。

この図に示す第２の実施例は、記憶合金製の環状の軸継
手１６の外周との間にわずかの隙間を設けて電気的に該
軸継手１６を加熱するヒータ２８が配置しである。なお
、本実施例における軸継手要素２９の連結動作は第１の
実施例と全く同じなので説明全省略する。したがって該
軸継手要素２９の切り離し動作のみを説明する。

すなわち、冷房あるいは暖房運転を行なう冷凍ザイクル
装置において、冷房能力あるいは暖房能力が過剰になり
これらの能力を下げたー場合、図示しない各運転モード
全選択して制御する制御装置から当該圧縮機に信号が発
せられる。

この信号により圧縮機の前記ヒータ２８が通電し、当該
ヒータ２８がこれに隣接する記憶合金製の軸継手１６ヲ
加熱する。この加熱により、該記憶合金が変態を起す温
度に達すると、当該軸継手１６は膨張してその内径が大
きくなシ、該軸継手１６の内壁と王クランク軸４の軸端
部４ｂと補助クランク軸１０の軸端部ＩＱＡの外壁との
間に隙間２７’（＋−生ずるようになる。これにより、
主クランク軸４と補助クランク軸１０との連絡が外され
て、補助圧ｍ要素９の圧縮作用が停止する。

また、再び主クランク軸４と補助クランク軸１０との連
結を行う場合は、前記制御装置の信号によりヒータ２８
の通電が停止し、該ヒータ２８の加熱作用が停止する。

すると、軸継手１６は放熱によって温度が低下し、この
温度低下により該軸継手１６が低温時の記憶された形状
に復帰する。

これにより、主クランク軸４と補助クランク軸１０の連
結がなされる。

つまり、この第２の実施例においては王クランク軸４と
補助クランク軸１０の連結、切り離しを、ヒータ２８に
よる記憶合金製の軸継手１６の加熱作用により自在に行
なうものである。

第４図は本発明の第５の実施例を示す第１図〜第３図と
同様の縦断面図である。この第４図に示す第３の実施例
は、環状の記憶合金製の軸継手１６は第１．第２の実施
例と同様であるが、軸継手１６の連結、切り離し動作を
行なう手段が相違する。すなわち、第２の実施例におい
ては該手段はヒータであったが、本実施例においては、
中空部１５と冷凍サイクルの低圧側に連通ずる配管３５
．３７と高圧側に連通ずる配管３６．３８とが設けてあ
り、これらの配管に低温低圧あるいは高温高圧の冷媒を
流通させ、こわにより軸継手１６の形状を変化させて、
軸の連結、切り離しを行なうものである。３１．３２．
３３．３４はそれぞれ配管３５．３６．３７．３８を通
る流体の流れを制御する電磁弁である。

このような構成の第５の実施例の圧縮機において、軸継
手１６による主クランク軸４と補助クランク軸１０との
連結は次のようにして行なわれる。つまり、電磁弁３２
，３１１を閉じ、電磁弁３１゜３３を開いて、軸継手１
６の設けである中空部１５と冷凍サイクルの低圧側配管
３５．３７とを、入口管３０と出口管を介して連通させ
る。これにより冷凍サイクルの低温低圧冷媒が実線矢印
すで示す糸路で中空部１５へ流れる。こうして、低温の
冷媒により軸継手１６が縮小して低温時の形状に戻りそ
の内径が小さくなって、両クランク軸の連結が行なわれ
る。

逆に主クランク軸４と補助クランク軸１０との切り離し
は次のようである。つまり、電磁弁３１゜３３を閉じ、
電磁弁３２，３．ｉを開いて、中空部１５と冷凍サイク
ルの高圧側配管３６．３８と全、入口管６０と出口管３
９を介して連通させる。これにより冷凍サイクル−の高
温高圧冷奴が破線矢印Ｃで示す糸路で中９部１５へ！′
＃ねる。こうして、高温の冷媒により軸継手１６が加熱
され、該軸継手１６が膨張し７内径が大きくなることに
より、該軸継手１６と主クランク軸４および補助クラン
ク軸１０の間に隙間が生じて切り離しが行々われる。

以上の動作手順をふむことにより、両クランク軸の連結
、切り離し７を自在に行ない、尚該圧縮機の容量全２段
に自在に制御することができる。

第５図は本発明の第４の実施例を示す第１〜第４図と同
様の縦断面図である。これまで述べた第１〜第６の実施
例の２シリンダロ一タリ式圧縮機においては、軸継手１
６の形状は環状であったが、本実施例においては第５図
に示すように軸継手４０の形状はコイル状になってしる
。したがって、本実施例にあっては、軸継手４０はコイ
ル状になっているので内径が小さく々るとき、その縮小
にともなって生じる摩擦力によりねじ締められ、王クラ
ンク軸４の軸端部４ｈと補助クランク軸１０のｍ端部ｕ
３ｈとをしっかりと連結することができる。つまり、簡
単な構造で締め付は力が大きいので、製造コストを安く
できる。

なお、本実施例における王クランク軸４と補助クランク
軸１０の連結および切り離しの動作は前述した実施例と
同じなので、説明を省略する。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明の複数シリンダロータリ
式圧縮機は、各圧縮要素の各クランク軸どうしの各軸端
部を咎う環状またはコイル状の記憶合金製の軸継手が設
けてあり、該軸継手全加熱あるいは冷却させてその内径
全変化させることによ秒前記両軸を自在に連結し、切り
離すようになっているので、必要に応じて圧縮機の容ｔ
ｋ任意に幾段に分けて自在に運転することができる。し
たがって補助圧縮要素における無駄な圧縮作用や摺動部
の摩擦による動力損失をなくして入力を大幅に減少する
ことができ、該圧縮機の圧縮性能を向上させひいては省
電力に役立つ。また、上述のように軸継手構造が簡単で
あり、かつ生クランク軸および補助クランク軸とも両者
の接続のための特別な加工を施さなくても済むので、製
造コストヲ極めて安価にすることができる。このように
本発明は効果は顕著でちる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の２シリンダロ一タリ式
圧縮機の縦断面図、第２図は第１図の２シリンダロ一タ
リ式圧縮機の王クランク軸と補助クランク軸が切り離さ
れた状態を示す縦断面図、第３〜５図はそれぞれ本発明
の第２〜第４の実施例の２シリンダロ一タリ式圧縮機の
縦断面図である。 ２・・・モータ　　　　　　　３・・・土圧縮要素４・
・・王クランク軸　　　Ａｈ、１０ｈ・・・軸端部５．
１１・・・ローラ　　　　　６，１２・・・シリンダ７
．１３・・・上端面板（シリンダ端面板）８．１４・・
・下端面板（シリンダ端面板）９・・補助圧縮要素　　
　１０・・・補助クランク軸１５・・・中９部（密閉壁
間）１６，４Ｑ・・・軸継手２８・・・ヒータ　　　　
　　　３１．３２．３４３４　・・・電磁弁３５、３４
３７．３８・・・配管 哨１　ア 腋？Ｖ 第３７ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１主圧縮要素と少なくとも１個の補助圧縮要素とが
   縦方向に積層状に重ねられた複数シリンダロータリ式圧
   縮機において、前記圧縮要素はそれぞれ同一軸線上にク
   ランク軸を持ち、該クランク軸どうしの相互に対抗する
   軸端が隣接しており、各クランク軸の接続部に形状記憶
   合金製の環状またはコイル状の軸継手が装着しであるこ
   と７％徴とする複数シリンダロータリ式圧縮機。 （２）　　前記圧縮要素の間に密閉空間が設けられ、前
   記軸継手は該密閉空間に設けてあり、かつ該軸継手の近
   傍にヒータが配設しであることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の複数シリンダロータリ式圧縮機。 （３）　　前ｓＦ圧縮要素゛の間に密閉９間が設けられ
   、前記軸継手は該密閉窒間内に位置し、該密閉空間と連
   通し高温および低温冷媒の流れる配管と、該配管の入口
   および出口に設けｆＣ電磁弁とを持つこと全特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の複数シリンダロータリ式圧
   縮機。