(57)【要約】【課題】圧縮部のベーンの追従性を向上させることにより、圧縮効率を向上させた２段式回転圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器１内に電動機構部２と、この電動機構部２により作動される圧縮機構部３とを有し、当該圧縮機構部３は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する１段目圧縮部４と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する２段目圧縮部５とから構成される。前記１段目圧縮部４において、シリンダ６内を偏心回転するローラ７に対しベーンスプリング８を介して当接する１段目ベーン９の背圧として、２段目圧縮部５により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された密閉容器１内の潤滑油を作用させると共に、２段目圧縮部５におけるシリンダ１０内を偏心回転するローラ１１に対しベーンスプリング１２を介して当接する２段目ベーン１３の背圧として、当該２段目圧縮部５で圧縮された高圧の気体を作用させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に電動機構部と、この電動機構部により作動される圧縮機構部とを有し、当該圧縮機構部は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する１段目圧縮部と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する２段目圧縮部とから構成され、前記１段目圧縮部においてシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する１段目ベーンの背圧として、前記２段目圧縮部により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された前記密閉容器内の潤滑油を作用させると共に、前記２段目圧縮部におけるシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する２段目ベーンの背圧として、前記２段目圧縮部で圧縮された高圧の気体を作用させることを特徴とする２段式回転圧縮機。
【請求項２】
前記１段目ベーンは平板に形成されており、当該１段目ベーンが出入するガイド部において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成したことを特徴とする請求項１に記載の２段式回転圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２段式回転圧縮機において、圧縮部のベーンの追従性を向上させることにより圧縮効率を向上させた２段式回転圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、密閉容器の内部に上下２段の回転圧縮部を備え、外部から低圧の気体を１段目圧縮部に導入して圧縮することにより中間圧まで昇圧し、次いで中間圧の気体を２段目圧縮部に導入して圧縮することにより所定の高圧に昇圧し、この高圧気体を密閉容器外に排出して使用するようにした２段式回転圧縮機が知られている。
【０００３】
このような２段式回転圧縮機は、例えば図４に示すように密閉容器１内に電動機構部２と、この電動機構部２により作動される圧縮機構部３とを有し、当該圧縮機構部３は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する１段目圧縮部４と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する２段目圧縮部５とから構成されている。
【０００４】
前記１段目圧縮部４は、シリンダ６内を偏心回転するローラ７に、ベーンスプリング８を介して当接する１段目ベーン９が設けられている。又、前記２段目圧縮部５も同様に、シリンダ１０内を偏心回転するローラ１１に、ベーンスプリング１２を介して当接する２段目ベーン１３が設けられている。
【０００５】
前記１段目ベーン９の背面側に位置する１段目ベーン背面室１４は、その後端部がプラグ１４ａにより閉塞されており、このプラグ１４ａと１段目ベーン９との間に前記ベーンスプリング８が介設されている。そして、１段目圧縮部４で圧縮された中間圧の気体の一部が、１段目ベーン背面室１４内に流入して１段目ベーン９の背圧として作用するようにしてある。
【０００６】
前記２段目ベーン１３の背面側に位置する２段目ベーン背面室１５は、その後端部がプラグにより閉塞されずに開口しており、この開口端部と２段目ベーン１３との間に前記ベーンスプリング１２が介設されている。このため、２段目圧縮部４で高圧に圧縮された気体が密閉容器１内に吐出され、この高圧の気体によって２段目圧縮部５より高所に油面が位置する密閉容器１内の潤滑油が加圧される。この加圧された潤滑油の油圧が、２段目ベーン背面室１５内に流入して２段目ベーン１３の背圧として作用する。
【０００７】
上記の２段式回転圧縮機と類似する従来技術としては、例えば特許文献１、２等に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−３０３２８４
【特許文献２】特開２００２−２７６５７８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来の２段式回転圧縮機によると、１段目圧縮部４ではベーンスプリング８の付勢力と、当該１段目圧縮部４で圧縮した中間圧の吐出気体の圧力を背圧として作用させることで、１段目ベーン９を１段目圧縮部４のローラ７に当接させているが、背圧不足によりローラ７に対する１段目ベーン９の追従性が低下してローラ７から離隔するベーン飛びが発生することがある。このような事態が生じると、１段目圧縮部４での圧縮動作が不安定になるばかりか、圧縮効率の低下を招くことになる。
【０００９】
このようなベーン飛びを防ぐには、例えばベーンスプリング８のばね力を強くして１段目ベーン９に対する付勢力を増大させれば良いが、そのためにはベーンスプリング８の形状が大きくなって１段目ベーン背面室１４に装着できなくなり、又ベーンスプリング８による付勢力が増大して、ローラ７に対する当接力が大き過ぎる、起動時にローラ７を損傷する等の不都合が生じる。
【００１０】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解消するためになされ、ベーンスプリングのばね力を増大することなく、ベーンの追従性を向上させることにより圧縮効率を高めるようにした２段式回転圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するための手段として、本発明の請求項１は、密閉容器内に電動機構部と、この電動機構部により作動される圧縮機構部とを有し、当該圧縮機構部は外部から気体が導入されて中間圧に圧縮する１段目圧縮部と、この中間圧の気体が導入されて所定の高圧に圧縮する２段目圧縮部とから構成され、前記１段目圧縮部においてシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する１段目ベーンの背圧として、前記２段目圧縮部により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された前記密閉容器内の潤滑油を作用させると共に、前記２段目圧縮部におけるシリンダ内を偏心回転するローラに対しベーンスプリングを介して当接する２段目ベーンの背圧として、前記２段目圧縮部で圧縮された高圧の気体を作用させる２段式回転圧縮機を特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項２は、請求項１の２段式回転圧縮機において、前記１段目ベーンは平板に形成されており、当該１段目ベーンが出入するガイド部において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
上記請求項１の発明によれば、密閉容器内に電動機構部と、この電動機構部により作動される１段目圧縮部及び２段目圧縮部から成る圧縮機構部とを備えた２段式回転圧縮機において、１段目圧縮部の１段目ベーンには、背圧として２段目圧縮部により圧縮された吐出気体により高圧に加圧された密閉容器内の潤滑油を作用させると共に、２段目圧縮部の２段目ベーンには、背圧として当該２段目圧縮部で圧縮された高圧の気体を作用させる構成であるから、１段目ベーン及び２段目ベーンにはいずれも高圧の背圧が作用することになる。これにより、１段目ベーン及び２段目ベーンの追従性を向上させて圧縮効率を高めることができる。
【００１４】
上記請求項２の発明によれば、前記１段目ベーンは平板に形成されており、当該１段目ベーンが出入するガイド部において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成したので、１段目ベーン背面室の潤滑油を１段目圧縮部４の回転部に供給し易くなる。そして、１段目ベーンの上端面より面積の大きい側面が潤滑油により充分覆われるため、１段目ベーンの追従性を向上させることができ、且つ回転部におけるシール性が向上して圧縮効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態に付いて添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る２段式回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。図２は、図１における２段式回転圧縮機の圧縮経路を説明するための概略縦断面図である。尚、図４に示す従来の２段式回転圧縮機と実質的に同じ構成部材は、前記と同じ符号を付けて説明する。
【００１６】
図１、２において、１は鋼板製の密閉容器であり、円筒状に形成された本体１ａと、この本体１ａの上端部に取り付けた略椀状の蓋体１ｂと、本体１ａの下端部に取り付けた略椀状の底体１ｃとから構成されている。この密閉容器１内の上部には電動機構部２が配設されると共に、下部には当該電動機構部２により作動される圧縮機構部３が配設されている。
【００１７】
上記電動機構部２は、密閉容器１の本体１ａの内壁面に固定された固定子２ａと、この固定子２ａの中央空間部に回転可能に配設された回転子２ｂとを備え、当該回転子２ｂは中心軸を通って鉛直方向に下延する回転軸１６に固定されている。
【００１８】
前記圧縮機構部３は、図１に示すように１段目圧縮部４の上に中間仕切板１９を介して２段目圧縮部５を配置し、この２段目圧縮部５の上には上支持部材１７を、１段目圧縮部４の下には下支持部材１８をそれぞれ配置して、これらを複数本の通しボルト３ａ（図では１本示されている）で固定して一体化することにより構成されている。更に、上支持部材１７の上には上カバー２０が、下支持部材１８の下には下カバー２１がそれぞれ複数本のボルトにより取り付けられている。
【００１９】
このように構成された圧縮機構部３は、前記容器本体１の本体１ａの内壁面に固定され、前記回転軸１６の下延部が軸回転可能に嵌挿されている。この回転軸１６は、下延部の上方部分が前記上支持部材１７の中央部に形成した円筒状の軸受け部１７ａに軸受けされると共に、下方部分が前記下支持部材１８の中央部に形成した円筒状の軸受け部１８ａに軸受けされている。
【００２０】
又、回転軸１６の下延部のほぼ中央部分には、偏心部１６ａ、１６ｂが位相をずらして上下に取り付けられ、上位の偏心部１６ａにはローラ１１が嵌装されて２段目圧縮部５のシリンダ１０内を偏心回転し、下位の偏心部１６ｂにはローラ７が嵌装されて１段目圧縮部４のシリンダ６内を偏心回転する。
【００２１】
１段目圧縮部４は、図３のようにシリンダ６の一部に１段目ベーン９がベーンスプリング８を介して取り付けられ、このベーンスプリング８の付勢力によりローラ７に当接するようになっている。この場合、１段目ベーン背面室１４は後端部が開口しており、背圧として密閉容器１内に溜められている潤滑油が作用する。この潤滑油の表面レベルは、前記上カバー２０の上面とほぼ一致する高さとする。
【００２２】
２段目圧縮部５は、シリンダ１０の一部に２段目ベーン１３がベーンスプリング１２を介して取り付けられ、このベーンスプリング１２の付勢力によりローラ１１に当接するようになっている。この場合、２段目ベーン背面室１５は後端部がプラグ２２により閉塞されており、背圧として２段目圧縮部５で圧縮された高圧の気体が作用する。即ち、２段目圧縮部５で圧縮した高圧気体は、前記上支持部材１７の軸受け部１７ａの周囲に設けた吐出消音室１７ｂに吐出され、この高圧気体の一部が吐出消音室１７ｂから２段目ベーン背面室１５に通じる連通路１７ｃを通って流入することで背圧として作用する。
【００２３】
図３に示すように、背圧として潤滑油が作用する１段目ベーン９は、前記シリンダ６に形成されたスリット孔６ａに沿って出入するようにしてある。このスリット孔６ａの上には前記中間仕切板１９が位置し、スリット孔６ａの下には前記下支持部材１８が位置している。これにより、スリット孔６ａと中間仕切板１９の下面と下支持部材１８の上面とで囲まれた四角孔状のガイド部２３が形成され、このガイド部２３により誘導されて１段目ベーン９が出入することになる。
【００２４】
１段目ベーン９は、出入方向から見た側面部が横長の矩形を呈する平板に形成されており、この１段目ベーン９が出入するガイド部２３において、面積が上端面より大きい側面側のクリアランスは、上端面側のクリアランスよりも大きく形成してある。ここで、側面側のクリアランスは、前記スリット孔６ａの幅寸法から１段目ベーン９の板厚寸法を差し引いた大きさの隙間であり、上端面側のクリアランスは、ガイド部２３における１段目ベーン９の上端面と、中間仕切板１９の下面との間に生じる隙間のことである。
【００２５】
図２に示すように、前記密閉容器１の本体１ａの側面下部にはスリーブＳ１、Ｓ２、Ｓ３が取り付けられ、スリーブＳ１は前記下支持部材１８に形成されている吸込口１８ｂに連通しており、この吸込口１８ｂは連通路１８ｃを介して１段目圧縮部４のシリンダ６に形成された連通路６ｂに連通し、更にこの連通路６ｂを介してシリンダ６の内部に連通している。
【００２６】
前記スリーブＳ２は、下支持部材１８に形成されている吐出口１８ｄに連通しており、この吐出口１８ｄは連通路１８ｅを介して前記軸受け部１８ａの周囲に形成されている吐出消音室１８ｆに連通している。
【００２７】
前記スリーブＳ１には冷媒導入管２４の一端が挿入接続され、スリーブＳ２には冷媒吐出管２５の一端が挿入接続され、この冷媒吐出管２５の他端は前記スリーブＳ３に挿入接続される。当該スリーブＳ３は、前記上支持部材１７に形成されている吸込口１７ｄに連通しており、この吸込口１７ｄは連通路１７ｅを介して２段目圧縮部５のシリンダ１０に形成された連通路１０ａに連通し、更にこの連通路１０ａを介してシリンダ１０の内部（低圧室）に連通している。又、前記密閉容器１の本体１ａの側面上部にはスリーブＳ４が取り付けられ、このスリーブＳ４に冷媒吐出管２６が挿着されている。
【００２８】
前記上カバー２０には吐出孔２０ａが設けられて、前記上支持部材１７の吐出消音室１７ｂに連通しており、２段目圧縮部５で高圧に圧縮された冷媒が吐出消音室１７ｂを経て吐出孔２０ａから密閉容器１内に吐出される。
【００２９】
このような構成により、前記冷媒導入管２４から密閉容器１内に導入される冷媒は、下支持部材１８の吸込口１８ｂから吸い込まれて１段目圧縮部４で中間圧に圧縮され、吐出消音室１８ｆを経て吐出口１８ｄから冷媒吐出管２５に吐出される。冷媒吐出管２５に吐出された中間圧の冷媒は、再度密閉容器１内に導入されると共に上支持部材１７の吸込口１７ｄから吸い込まれて２段目圧縮部５で高圧に圧縮され、吐出消音室１７ｂを経て上カバー２０の吐出孔２０ａから密閉容器１内に吐出される。密閉容器１内に吐出された高圧の冷媒は、前記電動機構部２の隙間を通って上方領域に移動し、前記冷媒吐出管２６から密閉容器１外に吐出される。密閉容器１外に吐出された高圧冷媒は、図示を省略した例えば冷凍回路に供給される。
【００３０】
前記密閉容器１の蓋体１ｂの頂面中央部にはターミナル２７が装着されており、図示は省略したがこのターミナル２７の外部端子に電源側のコードを接続し、密閉容器１内においてはターミナル２７の内部端子と前記電動機構部２の固定子２ａとがリード線を介して電気接続される。尚、２８はターミナル２７の保護ケースであり、図示しないカバーを取り付けて保護する。
【００３１】
前記回転軸１６の下端部には潤滑油吸い上げ部材２９が取り付けられ、密閉容器１内の底部に溜まる潤滑油を吸い上げる。この潤滑油吸い上げ部材２９により吸い上げられた潤滑油は、回転軸１６に設けられている軸孔１６ｃに沿って上昇し、この軸孔１６ｃから回転軸１６の外周面に抜けるように設けられた複数の通孔１６ｄから流出して圧縮機構部３の回転部等に給油される。これにより、圧縮機構部３の回転部等を潤滑できるようにしてある。
【００３２】
本発明に係る２段式回転圧縮機は上記のように構成され、前記電動機構部２に通電して回転子２ｂを回転させると、回転軸１６の軸回転によって圧縮機構部３を作動させることができる。そして、図示は省略したが、例えば冷媒回路等から戻される冷媒を前記冷媒導入管２４から密閉容器１に導入すると、下支持部材１８の吸込口１８ｂから吸い込まれて下支持部材１８の連通路１８ｃ及びシリンダ１０の連通路６ｂを通って１段目圧縮部４に送り込まれ、当該１段目圧縮部４によって中間圧に圧縮される。
【００３３】
中間圧に圧縮された冷媒は、前記のように冷媒吐出管２５により一旦密閉容器１外に吐出された後、再び密閉容器１内に導入され、上支持部材１７の吸込口１７ｄから吸い込まれて上支持部材１７の連通路１７ｅ及びシリンダ１０の連通路１０ａを通って２段目圧縮部５に送り込まれ、当該２段目圧縮部５によって高圧に圧縮される。
【００３４】
高圧に圧縮された冷媒は、前記のように上支持部材１７の吐出消音室１７ｂ及び上カバー２０の吐出孔２０ａを経て密閉容器１内に吐出される。この時、前記のように１段目圧縮部４における１段目ベーン背面室１４は後端部が開口しているため、背圧として密閉容器１内に溜められている潤滑油が作用する。この潤滑油は密閉容器１内に吐出された高圧の冷媒により加圧されるため、この高圧に加圧された潤滑油が１段目ベーン背面室１４に背圧として作用する。
【００３５】
これにより、１段目ベーン９は背圧として高圧の油圧が作用することとなり、この背圧がベーンスプリング８の付勢力に付加する結果、ローラ７に対する追従性が向上し、当該ローラ７から離隔するベーン飛びを防ぐことができる。
【００３６】
又、１段目ベーン９は、前記のように側面部のクリアランスを上端面部のクリアランスより大きく形成してあるため、１段目ベーン背面室１４の潤滑油を１段目圧縮部４の回転部に供給し易くなる。そして、１段目ベーン９の上端面より面積の大きい側面が潤滑油により充分覆われるため、１段目ベーン９の追従性を向上させることができ、且つ回転部におけるシール性が向上して圧縮効率を高めることができる。
【００３７】
一方、２段目圧縮部５における２段目ベーン背面室１５の後端部はプラグ２２により閉塞されているため、背圧として高圧の油圧が作用することはない。この場合は、前記のように上支持部材１７の吐出消音室１７ｂに吐出された高圧の冷媒の一部が、連通路１７ｃを介して２段目ベーン背面室１５に流入することで背圧として作用する。
【００３８】
これにより、２段目ベーン１３は背圧として高圧の冷媒が作用することとなり、この背圧がベーンスプリング１２の付勢力に付加する結果、ローラ１１に対する追従性が向上し、当該ローラ１１から離隔するベーン飛びを防ぐことができる。
【００３９】
上記のように１段目圧縮部４の１段目ベーン９には、背圧として２段目圧縮部５により圧縮された吐出冷媒により高圧に加圧された密閉容器１内の潤滑油を作用させると共に、２段目圧縮部５の２段目ベーン１３には、背圧として当該２段目圧縮部５で圧縮された高圧の冷媒を作用させるので、１段目ベーン９及び２段目ベーン１３にはいずれも高圧の背圧が作用することになる。これにより、１段目ベーン９及び２段目ベーン１３の追従性が向上して圧縮効率を高めることができる。特に、冷媒がＣＯ２の場合は、他の冷媒より高圧になるため適している。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は、２段式回転圧縮機に適用することができ、構成上僅かな変更を加えるだけで容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る２段式回転圧縮機の実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】図１における２段式回転圧縮機の圧縮経路を説明するための概略縦断面図である。
【図３】図１における２段式回転圧縮機の１段目圧縮部の概略横断面図である。
【図４】従来の２段式回転圧縮機を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  密閉容器
２  電動機構部
３  圧縮機構部
４  １段目圧縮部
５  ２段目圧縮部
６  シリンダ
６ａ  スリット孔
７  ローラ
８  ベーンスプリング
９  １段目ベーン
１０  シリンダ
１１  ローラ
１２  ベーンスプリング
１３  ２段目ベーン
１４  １段目ベーン背面室
１５  ２段目ベーン背面室
１６  回転軸
１７  上支持部材
１８  下支持部材
１９  中間仕切板
２０  上カバー
２１  下カバー
２２  プラグ
２３  ガイド部
２４  冷媒導入管
２５、２６  冷媒吐出管
２７  ターミナル
２８  保護ケース
２９  潤滑油吸い上げ部材
【図１】
2010007593.tif 000003
【図２】
2010007593.tif 000004
【図３】
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【図４】
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