(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、前記密閉容器内には電動要素とこの電動要素によって駆動される圧縮要素とが収納され、前記電動要素の回転子に嵌着した回転軸は、位相が１８０°ずれた二つの偏心部を有して軸受けに回転可能に保持され、前記圧縮要素は、それぞれ前記二つの偏心部に嵌合されてそれぞれ第１及び第２シリンダ内を偏心回転して冷媒を圧縮する第１及び第２ローラを備えた第１及び第２圧縮部を有する密閉型回転圧縮機において、前記軸受けは、前記圧縮要素の前記電動要素側に位置する第１軸受けとその反対側に位置する第２軸受けを構成し、前記密閉型回転圧縮機が接続された冷凍装置の液冷媒を導入するリキッドインジェクション通路を前記第２軸受けに形成し、前記リキッドインジェクション通路から前記第２軸受け側の圧縮している圧縮部のシリンダ内へ液冷媒を導入することを特徴とする密閉型回転圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、前記圧縮要素は、熱伝導性の仕切り板によって前記電動要素側の前記第１圧縮部とその反対側に位置する前記第２圧縮部とに仕切られた構成であり、前記リキッドインジェクション通路を通して導入される液冷媒は、前記第１及び第２圧縮部のうちの前記第２圧縮部のシリンダ内へのみ導入され、前記第２圧縮部で圧縮された冷媒は、前記第１圧縮部で圧縮された冷媒が導入されるマフラ内へ導入された後、前記圧縮要素と前記電動要素間の空間に放出されることを特徴とする密閉型回転圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つのシリンダを有する密閉型回転圧縮機に関する。具体的には、電動要素の回転子に嵌着した回転軸に形成した位相が１８０°ずれた二つの偏心部に嵌合された第１及び第２ローラがそれぞれ第１及び第２シリンダ内を偏心回転して冷媒を圧縮する密閉型回転圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電動要素の回転子に嵌着した回転軸に形成した位相が１８０°ずれた二つの偏心部に嵌合された第１及び第２ローラがそれぞれ第１及び第２シリンダ内を偏心回転して冷媒を圧縮する密閉型回転圧縮機として、特開平５−１８７３７４号がある。このような二つのシリンダを有する密閉型回転圧縮機において、ローラとシリンダの組み合わされた圧縮部は、冷媒圧縮工程において発熱し高温となるため、これを冷却する方法として、この密閉型回転圧縮機が接続された冷凍装置から液冷媒をシリンダ内へ導入する、所謂、リキッドインジェクション方式が採られている。
【０００３】
この場合、特開平５−１８７３７４号において、上下のシリンダＡ、Ｂにリキッドインジェクションする場合には、夫々のシリンダＡ、Ｂに対してそれぞれのパイプを通して液冷媒を導入する方法も考えられるが、構造的にも複雑になるため、この方法に代わる簡単な構成としては、図３に示すように、シリンダＡ、Ｂを仕切る中間仕切板Ｃ内に一つのリキッドインジェクション通路Ｓを形成して、これに液冷媒導入パイプＰを接続して液冷媒を導入し、このリキッドインジェクション通路から夫々のシリンダＡ、Ｂへ液冷媒を導入する方法が採用できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、中間仕切板Ｃ内に一つのリキッドインジェクション通路Ｓを形成して、これに液冷媒導入パイプＰを接続して液冷媒を導入する方式では、リキッドインジェクション通路Ｓの形成と、液冷媒導入パイプＰの接続が確実に行えて、然も圧縮時の圧力にも十分耐えられる強度を維持する必要のために、この中間仕切板の厚さが厚くなり、この中間仕切板の厚さによって密閉型回転圧縮機の高さが高くなる。
【０００５】
密閉型回転圧縮機は、冷蔵庫、冷凍庫或いはその他の用途等の冷却貯蔵庫、更には他の用途の冷却機器に使用される場合、密閉型回転圧縮機が設置される機械室の大きさは、１ｍｍでも２ｍｍでもできるだけ小さい方が好ましい。例えば、前記冷却貯蔵庫にあっては、その底部に形成した機械室に密閉型回転圧縮機が設置される。この場合、冷却貯蔵庫の庫内容積が機械室によって狭められるため、機械室の大きさは、できるだけ小さい方が好ましい。ところが、密閉型回転圧縮機の高さが高くなることは、それを収納する機械室の高さが必要となり、冷却貯蔵庫の庫内容積の確保上からすれば、好ましくない。また、密閉型回転圧縮機を含む冷凍装置において、密閉型回転圧縮機と冷媒凝縮器を含む高温冷媒回路と、冷媒蒸発器を含む低温冷媒回路とを別個の筐体にして両筐体を冷媒パイプで接続する冷却機器においても、高温冷媒回路を囲む筐体の小型化からすれば、密閉型回転圧縮機の背が高くなることは好ましくない。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑み、密閉型回転圧縮機の冷却としてリキッドインジェクション方式を採用する場合、圧縮部の厚さが増加しない方式を採用するものである。
【０００７】
本発明は、上記の課題解決のために、 密閉容器と、前記密閉容器内には電動要素とこの電動要素によって駆動される圧縮要素とが収納され、前記電動要素の回転子に嵌着した回転軸は、位相が１８０°ずれた二つの偏心部を有して軸受けに回転可能に保持され、前記圧縮要素は、それぞれ前記二つの偏心部に嵌合されてそれぞれ第１及び第２シリンダ内を偏心回転して冷媒を圧縮する第１及び第２ローラを備えた第１及び第２圧縮部を有する密閉型回転圧縮機において、前記軸受けは、前記圧縮要素の前記電動要素側に位置する第１軸受けとその反対側に位置する第２軸受けを構成し、前記密閉型回転圧縮機が接続された冷凍装置の液冷媒を導入するリキッドインジェクション通路を前記第２軸受けに形成し、前記リキッドインジェクション通路から前記第２軸受け側の圧縮している圧縮部のシリンダ内へ液冷媒を導入することを特徴とする密閉型回転圧縮機を提供するものである。
【０００８】
これによって、導入された液冷媒によって冷却された第２軸受け側の圧縮部のシリンダから吐出される冷媒ガスは冷却される。そして、仕切板を厚くする必要がないので、密閉型回転圧縮機の小型化が図れる。また、液冷媒が導入されない圧縮部のシリンダの熱は、導入された液冷媒によって冷却された第２軸受け側の圧縮部のシリンダへ移動し、それによって、液冷媒が導入されない圧縮部が冷却される。
【０００９】
また、前記圧縮要素は、熱伝導性の仕切り板によって前記電動要素側の前記第１圧縮部とその反対側に位置する前記第２圧縮部とに仕切られた構成であり、前記リキッドインジェクション通路を通して導入される液冷媒は、前記第１及び第２圧縮部のうちの前記第２圧縮部のシリンダ内へのみ導入され、前記第２圧縮部で圧縮された冷媒は、前記第１圧縮部で圧縮された冷媒が導入されるマフラ内へ導入された後、前記圧縮要素と前記電動要素間の空間に放出されることを特徴とする密閉型回転圧縮機である。
【００１０】
これによって、第２圧縮部のシリンダから吐出される冷媒ガスは冷却されると共に、第１圧縮部で圧縮された冷媒が導入されるマフラ内で第１圧縮部から吐出される高温の冷媒ガスの温度を下げるため、このマフラから吐出される冷媒ガスはやや冷却された冷媒ガスとなって圧縮機内を冷却する。そして、仕切板は厚くする必要がないので、密閉型回転圧縮機の小型化が図れると共に、第１圧縮部の熱は、この仕切板を介して第２圧縮部のシリンダへ移動し、第１圧縮部の冷却ができ、圧縮部から吐出される冷媒ガスの温度を抑制できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。各図は本発明の実施形態を示しており、図１は本発明に係る密閉型回転圧縮機の内部構成を断面で示す説明図、図２は本発明に係る密閉型回転圧縮機に適用するリキッドインジェクション方式の冷凍装置の実施形態図である。
【００１２】
本発明の密閉型回転圧縮機を図に基づき説明する。図１には縦型の密閉型回転圧縮機を示している。１は密閉型回転圧縮機であり、密閉容器３０と、密閉容器３０内には電動要素２とこの電動要素２によって駆動される圧縮要素３とが収納され、電動要素２の回転子５に嵌着した回転軸６は、位相が１８０°ずれた二つの偏心部１１、１２を有して軸受けに回転可能に保持され、圧縮要素３は、それぞれ二つの偏心部１１、１２に嵌合されてそれぞれ第１及び第２シリンダ９、１０内を偏心回転して冷媒を圧縮する第１及び第２ローラ１３、１４を備えた第１及び第２圧縮部３Ａ、３Ｂを有する。そして、前記軸受けは、圧縮要素３の電動要素２側に位置する第１軸受け１５とその反対側に位置する第２軸受け１６を構成し、密閉型回転圧縮機１が接続された冷凍装置４０の液冷媒を導入するリキッドインジェクション通路３１を第２軸受け１６に形成し、リキッドインジェクション通路３１から第２軸受け１６側の第２圧縮部３Ｂのリンダ１０内へ液冷媒を導入する構成である。
【００１３】
これを更に詳しく説明すると、圧縮要素３は、熱伝導性の仕切り板８によって電動要素２側の第１圧縮部３Ａとその反対側に位置する前記第２圧縮部３Ｂとに仕切られた構成であり、リキッドインジェクション通路３１を通して導入される液冷媒は、第１圧縮部３Ａと第２圧縮部３Ｂのうちの第２圧縮部３Ｂのシリンダ１０内へのみ導入される構成である。また、第２圧縮部３Ｂで圧縮された冷媒は、第１圧縮部３Ａで圧縮された冷媒が導入されるマフラ１９内へバイパス管２１を通して導入された後、圧縮要素３と電動要素２間の空間に放出されるようマフラ１９の壁には冷媒ガスの吐出孔が形成されている。
【００１４】
密閉容器３０は、予め二分割されたものに電動要素２と圧縮要素３を収納した後、その両者の接合部を高周波溶接等によって密閉されたものである。電動要素２は、密閉容器３０の内壁に焼バメ等の方法によって固定された固定子４と、この固定子４の内側に第１軸受け１５と第２軸受け１６によって回転自在に支持された回転軸６を中心にした回転子５とから構成されている。回転子５は永久磁石が埋設された構成である。固定子４は回転子５に回転磁界を与える固定子巻線７を備える。固定子４と密閉容器３０との間には上下方向に貫通した複数のオイル戻り通路３２が固定子４の周囲に略均等角度で配置されている。オイル戻り通路３２は固定子４の外形を削ることにより形成されている。３３は、固定子４と回転子５との間に形成されたエアーギャップである。
【００１５】
圧縮要素３は、熱伝導性の仕切り板８によって仕切られた第１のロータリシリンダ９と第２のロータリシリンダ１０を備えている。各シリンダ９、１０は、その周囲面を全周又は部分的に密閉容器３０の内壁に焼バメ等の方法によって固定している。この各シリンダ９、１０には、回転軸６によって回転駆動される偏心部１１、１２が対応しており、この偏心部１１、１２は、偏心位置が互いに１８０°ずれた構成である。
【００１６】
１３、１４は、夫々シリンダ９、１０内を回転する第１のローラ、第２のローラであり、夫々偏心部１１、１２の回転でもってシリンダ内を回る。１５、１６は夫々第１の軸受け、第２の軸受けであり、第１の軸受け１５は、仕切り板８との間にシリンダ９の閉じた圧縮空間を形成する。また、第２の軸受け１６は、仕切り板８との間にシリンダ１０の閉じた圧縮空間を形成する。第１の軸受け１５と第２の軸受け１６は、圧縮要素３の上下面に圧縮要素３結合用のボルトで結合されており、夫々回転軸６の下部を回転自在に支持する軸受け面１７、１８を備えている。
【００１７】
１９、２０は吐出マフラであり、夫々第１の軸受け１５と第２の軸受け１６を覆うように前記圧縮要素３結合用のボルトでもって取り付けられている。シリンダ９と吐出マフラ１９は第１の軸受け１５に形成した図示しない冷媒ガスの吐出孔にて連通している。また、シリンダ１０と吐出マフラ２０は第２の軸受け１６に形成した図示しない冷媒ガスの吐出孔にて連通している。２１は吐出マフラ２０の冷媒ガスを吐出マフラ１９に導くバイパス管である。
【００１８】
２２は密閉容器３０の上壁に設けられた冷媒ガスの吐出管である。２３、２４は夫々シリンダ９、１０へ繋がる冷媒の吸入管である。２５は密閉ターミナルであり、密閉容器３０の外部から供給される電力を図示しないリード線を通して固定子４の固定子巻線７へ供給するものである。
【００１９】
次に、図２に基づき冷凍装置４０について説明する。４１は凝縮器、４２は受液器、４３は減圧装置としての膨張弁、４４は蒸発器、４５はアキュムレータである。密閉型回転圧縮機１、凝縮器４１、受液器４２、膨張弁４３、蒸発器４４、アキュムレータ４５は、冷媒配管によって順次環状に接続されて、冷凍サイクルを構成する。４６は膨張弁４３の感温筒で、蒸発器４４の出口管に添設されてキャピラリチューブ４７により膨張弁４３に連通している。
【００２０】
受液器４２の出口側と膨張弁４３の間の配管４８からは、密閉型回転圧縮機１の第２の軸受け１６内に横方向に形成したリキッドインジェクション通路３１に接続されるリキッドインジェクション管４９が設けられている。このリキッドインジェクション管４９の途中には、密閉型回転圧縮機１の吐出ガス温度に基づいて液冷媒のインジェクション量を調整するインジェクション制御弁５０と、インジェクション制御弁５０の一次側（流入側）に開閉弁としての電磁弁５１が設けられている。インジェクション制御弁５０は、所謂、膨張弁であり、その感温筒５２はキャピラリチューブ５３を介してインジェクション制御弁５０に連通され、感温筒５２は密閉型回転圧縮機１の吐出側配管５４に添設されている。
【００２１】
インジェクション制御弁５０は、密閉型回転圧縮機１の吐出ガス温度が上昇して吐出側配管５４の温度が高温になったら液冷媒の密閉型回転圧縮機１への流入量（インジェクション量）を増加させ、また吐出側配管５４の温度が低くなったら液冷媒の密閉型回転圧縮機１への流入量（インジェクション量）を減少させるように制御するものである。
【００２２】
５５は密閉型回転圧縮機１への吸入管２３又は２４に連通して設けられ、その低圧圧力を検知して、低圧が所定の低圧カットイン値に上昇したときに密閉型回転圧縮機１を起動し、それに同期して電磁弁５１を開き、所定の低圧カットアウト値に低下したときに密閉型回転圧縮機１を停止し、それに同期して電磁弁５１を閉じる制御を行う圧力検知装置である。
【００２３】
上記の構成において、密閉型回転圧縮機１の吸入管２３又は２４の低圧圧力が低圧カットイン値まで上昇すると、圧力検知装置５５により密閉型回転圧縮機１が始動し、電磁弁５１が開く。密閉型回転圧縮機１から吐出した高温高圧の冷媒ガスが凝縮器４１にて凝縮液化し、受液器４２に一旦貯留され、その後膨張弁４３で減圧されて蒸発器４４にて蒸発する。この蒸発によって周囲空気が冷却され冷凍装置４０は冷却能力を発揮する。蒸発器４４を出た冷媒は、アキュムレータ４５を経て冷媒の吸入管２３、２４からそれぞれシリンダ９、１０へ流入して圧縮され、再び吐出側配管５４から凝縮器４１へ流入する循環を繰り返す。
【００２４】
密閉型回転圧縮機１の始動によって、吐出側配管５４の温度が上昇するため、感温筒５２がこの配管の温度を感知してインジェクション制御弁５０の弁開度が大きくなり、受液器４２内の液冷媒の一部がリキッドインジェクション管４９からリキッドインジェクション通路３１を通して第２圧縮部３Ｂのシリンダ１０内へ導入される。シリンダ１０に流入した液冷媒は、そこで蒸発して周囲から熱を奪うのでシリンダ１０は冷却され、その吐出ガス冷媒の温度は低下する。
【００２５】
蒸発器４４での冷媒の蒸発によって次第にその周囲空気温度が低下し、蒸発器４４の出口管の温度が低下して膨張弁４３が略閉じるか又は完全に閉じることによって、ポンプダウンが開始され、密閉型回転圧縮機１の吸入管２３又は２４の低圧圧力が低下し、低圧カットアウト値まで低下すると、圧力検知装置５５が密閉型回転圧縮機１を停止させ、電磁弁５１が閉じる。そして、再び密閉型回転圧縮機１の吸入管２３又は２４の低圧圧力が低圧カットイン値まで上昇すると、圧力検知装置５５により密閉型回転圧縮機１が始動し、電磁弁５１が開き、上記と同様の動作を行う。
【００２６】
密閉型回転圧縮機１の停止によって吐出側配管５４の温度が徐々に低下するため、感温筒５２がこの配管の温度を感知してインジェクション制御弁５０の弁開度を小さくしてゆく。しかし、電磁弁５１が閉じているため、受液器４２からインジェクション制御弁５０への液冷媒の流入は断たれた状態である。
【００２７】
上記のように、密閉型回転圧縮機１の運転によって、受液器４２内の液冷媒の一部がリキッドインジェクション管４９からリキッドインジェクション通路３１を通して第２圧縮部３Ｂのシリンダ１０内へ導入され、そこで蒸発して周囲から熱を奪うのでシリンダ１０は冷却され、シリンダ１０から吐出するガス冷媒の温度は低下する。このシリンダ１０から吐出するガス冷媒は、吐出マフラ２０に流入した後、バイパス管２１を通って吐出マフラ１９に流入する。
【００２８】
一方、吐出マフラ１９へはシリンダ９からの高温ガス冷媒が吐出されるため、この高温ガス冷媒は、シリンダ１０からバイパス管２１を通って流入する上記の冷却された吐出ガス冷媒によって温度が下げられる。この温度が下げられてやや冷却されたガス冷媒は、吐出マフラ１９に形成した吐出孔から電動要素２と圧縮要素３との間の空間に放出され、電動要素２を冷却しつつ固定子４と回転子５との間に形成されたエアーギャップ３３を通って上昇し、密閉容器３０の上壁に設けられた吐出管２２に連通した吐出側配管５４へ流出され、上記の循環をする。また、冷媒と共に吐出マフラ１９に形成した吐出孔から放出されたオイルミストはオイル戻り通路３２からシリンダ９、１０と密閉容器３０との隙間を通って密閉容器３０内の底部のオイル溜まり部へ帰還する。オイル溜まり部のオイルは圧縮部３Ａ、３Ｂの潤滑用に供給されている。
【００２９】
上記のように、密閉型回転圧縮機１が接続された冷凍装置４０の液冷媒を導入するリキッドインジェクション通路３１を第２軸受け１６に形成し、リキッドインジェクション通路３１から第２軸受け１６側の圧縮部３Ｂのリンダ１０内へ液冷媒を導入する方式であるため、仕切り板８を厚くする必要がないので、密閉型回転圧縮機の小型化が図れる。
【００３０】
また、圧縮部３Ｂのリンダ１０から吐出されるガス冷媒が冷却されると共に、シリンダ９の熱は仕切り板８を通して冷却されたシリンダ１０へ移動し、シリンダ９の温度は低下するため、シリンダ９から吐出するガス冷媒の温度も間接的に冷却され、シリンダ９とリンダ１０から吐出されるガス冷媒は総合的にみて冷却された状態となる。
【００３１】
上記において、シリンダ１０から吐出するガス冷媒は、吐出マフラ２０に流入した後、バイパス管２１を通って吐出マフラ１９に流入するが、他の方法として、シリンダ９とシリンダ１０と仕切り板８と軸受け１５、１６を貫通する連通孔を形成して、シリンダ１０から吐出するガス冷媒は、吐出マフラ２０に流入した後、この連通孔から吐出マフラ１９に流入する方式とすることができる。
【００３２】
なお、シリンダ１０から吐出されるガス冷媒は、吐出マフラ１９に導入せずに吐出マフラ２０へ流入した後、吐出マフラ１９から吐出されるガス冷媒と混合するように構成する方式でもよい。その一つの手段として、シリンダ１０から吐出されるガス冷媒は、吐出マフラ２０へ流入した後、バイパス管を通して電動要素２と圧縮要素３との間の空間に放出する構成とし、この空間において吐出マフラ１９から吐出されるガス冷媒と混合して密閉容器３０内の空間のガス冷媒の温度を下げるようにすることができる。
【００３３】
上記の実施形態は、密閉型回転圧縮機１が縦型であるが、この密閉型回転圧縮機１を横型として適用することもできる。その場合には、冷媒の吸入管２３、２４と、密閉ターミナル２５と、アキュムレータ４５は密閉型回転圧縮機１の上部に配置した構成とする。
【００３４】
本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種種の変更が考えられ、それに係る種種の実施形態を包含するものである。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、導入された液冷媒によって冷却された第２軸受け側の圧縮部のシリンダから吐出される冷媒ガスは冷却される。そして、仕切板を厚くする必要がないので、密閉型回転圧縮機の小型化が図れる。また、液冷媒が導入されない圧縮部のシリンダの熱は、導入された液冷媒によって冷却された第２軸受け側の圧縮部のシリンダへ移動し、それによって、液冷媒が導入されない圧縮部が冷却される。
【００３６】
請求項２の発明によると、第２圧縮部のシリンダから吐出される冷媒ガスは冷却されると共に、第１圧縮部で圧縮された冷媒が導入されるマフラ内で第１圧縮部から吐出される高温の冷媒ガスの温度を下げるため、このマフラから吐出される冷媒ガスはやや冷却された冷媒ガスとなって圧縮機内を冷却する。そして、仕切板は厚くする必要がないので、密閉型回転圧縮機の小型化が図れると共に、第１圧縮部の熱は、この仕切板を介して第２圧縮部のシリンダへ移動し、第１圧縮部の冷却ができ、圧縮部から吐出される冷媒ガスの温度を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る密閉型回転圧縮機の内部構成を断面で示す説明図である。
【図２】本発明に係る密閉型回転圧縮機に適用するリキッドインジェクション方式の冷凍装置の実施形態図である。
【図３】仕切り板にリキッドインジェクション通路を形成した密閉型回転圧縮機の説明図である。
【符号の説明】
１・・・・・・密閉型回転圧縮機
２・・・・・・電動要素
３・・・・・・圧縮要素
３Ａ・・・・第１圧縮部
３Ｂ・・・・第２圧縮部
４・・・・・・固定子
５・・・・・・回転子
６・・・・・・回転軸
７・・・・・・固定子巻線
８・・・・・・仕切り板
９・・・・・・第１シリンダ
１０・・・・第２シリンダ
１１・・・・偏心部
１２・・・・偏心部
１３・・・・第１ローラ
１４・・・・第２ローラ
１５・・・・第１軸受け
１６・・・・第２軸受け
１９・・・・マフラ
２０・・・・マフラ
２１・・・・バイパス管
２２・・・・吐出管
２３・・・・冷媒吸入管
２４・・・・冷媒吸入管
３０・・・・密閉容器
３１・・・・リキッドインジェクション通路
４２・・・・受液器
４９・・・・リキッドインジェクション管
５０・・・・インジェクション制御弁
５１・・・・電磁弁
【図１】
0004059652.tif 000002
【図２】
0004059652.tif 000003
【図３】
0004059652.tif 000004