JPH11294355A - ローリングピストン型ロータリ圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一つのシリンダ内に複数のブレードを出没さ
せて複数の圧縮室を有するローリングピストン型ロータ
リ圧縮機の吸入通路の脈動を抑制して圧縮機効率を向上
するものである。 【解決手段】 圧縮室２６，２７の吸入口２９，３１か
ら圧縮機外部吸入配管系までの連通管６４，６５の長さ
を概同一に設定したものである。それによって、連通管
６４，６５内で生じる脈動の振幅をほぼ同じにし、連通
管６４と連通管６５との合流部での脈動相殺によって吸
入配管系の圧力損失を低減させ、圧縮機効率を向上でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はロータリ圧縮機の吸
入配管系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】空調機用圧縮機に多く使用されているロ
ーリングピストン型ロータリ圧縮機の構造は、図４に示
す縦断面，図５に示す圧縮要素部横断面で代表される如
く、周知されている。

【０００３】すなわち、密閉容器１０１の内部は吐出圧
力が作用する状態で電動機１０２と、この電動機１０２
に駆動される圧縮部１０３を設けて構成され、圧縮部１
０３の駆動軸１０６が電動機１０２に連結されてシリン
ダブロック１１１の両側に配置された主軸受１０８と副
軸受１０９で支持されている。

【０００４】シリンダ１１９を備えたシリンダブロック
１１１の内側には、駆動軸１０６の主軸から偏心したク
ランク部１０７に外装するローラ１１０がシリンダ１１
９の内壁に接近して配置され、圧縮室１１５を形成して
いる。

【０００５】シリンダブロック１１１の案内溝１１２に
は、ブレード１１４とブレード１１４の先端をローラ１
１０に付勢するバネ装置１１３が配置され、バネ装置１
１３を収納する空間は密閉容器１０１の内部と通じてお
り、圧縮室１１５が吸入側と圧縮側とに区画されてい
る。

【０００６】シリンダブロック１１１には、ブレード１
１４を境としてシリンダ１１９に開口する吸入口１１６
と吐出口１１７が設けられている。

【０００７】吸入口１１６には、低圧側冷媒を貯溜する
ためのアキュームレータ１６０が接続されている。

【０００８】しかしながら、このような一つの圧縮室１
１５を有する構成のロータリ圧縮機は、圧縮トルク変動
が大きいことから、振動が大きく圧縮機配管系を破損す
るという課題があり、図６に示す如く、シリンダ２１９
内に二つの圧縮室を備えたローリングピストン型ロータ
リ圧縮機が提案されている。

【０００９】同図は、シリンダブロック２１１に設け且
つ吐出室に通じた案内溝２２０にブレード２２１とバネ
装置２２２を、案内溝２２３にブレード２２４とバネ装
置２２５を各々配置して、圧縮室２２６と圧縮室２２７
を備えている。

【００１０】圧縮室２２６には吸入口２２８と吐出口２
２９が開口し、圧縮室２２７には吸入口２３０と吐出口
２３１が開口している。

【００１１】このような二つのブレードを備えた構成の
圧縮機は、駆動軸２０６の一回転当りの圧縮トルク作用
範囲が２分割され、圧縮機振動が図４と図５の構成の圧
縮機よりも半減する（特開昭６３−２０８６８８号公
報）。

【００１２】一方、上述のシリンダブロック２１１に吸
入口２２８と吸入口２３０を備えた実使用状態の圧縮機
は、例えば図８で示す如く、吸入側に第１のアキューム
レータ２１８と第２のアキュームレータ２１４を配置す
る複雑な構成となり、吸入配管系簡素化のために図９に
示す構成が提案されている（特開平１−２４９９７７号
公報）。

【００１３】同図は、アキュームレータ３５０が密閉容
器３０１の側壁を貫通して一方の圧縮室の吸入口３４９
に接続されると共に、吸入口３４９が他方の圧縮室の吸
込口に密閉容器３０１内の連通管３６３を介して連通さ
せている。連通管３６３は、駆動軸３３６を支持する主
軸受３３４の軸受ボス部を迂回して構成されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、以下に述べる課題があった。

【００１５】すなわち、上述のような一つのシリンダブ
ロックに二つのブレードを配置してシリンダ内に二つの
圧縮室を形成する圧縮機の圧縮原理は、図７−ａ〜図７
−ｄに示す通りである。

【００１６】すなわち、図７−ａにおける斜線で示す空
間は、圧縮室の最大吸入行程容積の状態を示す。図７−
ｂにおける斜線で示す空間は、圧縮室の最小吸入行程容
積の状態で吸入口が閉塞される直前の圧縮室を示し、図
７−ａにおける最大吸入行程容積の状態から縮小してい
る。この吸入行程容積の減少は、吸入気体が吸入口を通
じて吸入配管系に逆流することを意味する。図７−ｃに
おける斜線で示す空間は、吸入口が閉塞されて実質的な
圧縮開始の状態を示す。図７−ｄにおける斜線で示す空
間は、圧縮室圧力が上昇した結果、吐出口を通じて圧縮
室から排出される状態を示す。

【００１７】このような吸入・圧縮行程における吸入気
体の流入と逆流が生じるので、図９のような不均等長さ
の吸入経路の分流構成では、各吸入経路に生じる脈動の
大きさが異なる。その結果、吸入経路合流部での脈動相
殺が生じず、吸入経路における圧力損失を誘発させ、圧
縮効率の低下を招くと共に、吸入配管系の振動を助長さ
せるという課題があった。

【００１８】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、圧縮効率の向上と吸入配管系の振動低減を
図ることを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、各圧縮室に接続する各連通管の長さを概同
一に設定するものである。

【００２０】上記の長さ設定によって、各連通管の合流
部で脈動を相殺させ、吸入配管系の圧力損失を防ぐ。

【００２１】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、各圧縮
室の各吸入口から圧縮機外部吸入配管系までの各連通管
の長さを概同一に設定するものである。そしてこの構成
によれば、各連通管で生じる脈動の大きさがほぼ同じに
なり、各連通管の合流部で脈動が相殺され、吸入配管系
の圧力損失や配管振動を抑制できる。

【００２２】請求項２に記載の発明は、駆動軸を支持し
且つシリンダブロックと隣接した副軸受の側の圧縮機外
部に圧縮機外部吸入配管系に接続したマフラー室を配置
し、マフラー室の底部に各連通管をそれぞれ開口させた
ものである。そしてこの構成によれば、各連通管で生じ
た脈動の緩和と脈動の相殺が促進され、吸入配管系の圧
力損失や配管振動を一層抑制できる。

【００２３】請求項３に記載の発明は、各連通管が密閉
容器の端部壁と副軸受を軸方向に貫通して配置されると
共に、各連通管がシリンダブロックに設けた吸入通路に
直接接続させたものである。そしてこの構成によれば、
各連通管の長さ短縮と吸入通路の気密確保が容易にでき
る。

【００２４】請求項４に記載の発明は、圧縮機外部吸入
配管系に気液分離と貯溜のためのアキュームレータを配
置し、アキュームレータ内底部の最終端経路部にマフラ
ー室を配設したものである。そしてこの構成によれば、
マフラー室の配設が容易になる。

【００２５】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。

【００２６】（実施例１）図１は、ローリングピストン
型ロータリ冷媒圧縮機の縦断面を表し、密閉容器１の内
部の上部に電動機２、下部に圧縮部３が配置され、圧縮
機の外部配管系に接続する吐出管４９が電動機２の上部
空間に接続されている。密閉容器１の底外部に圧縮部３
の吸入側に連通するマフラー室５０が配置され、吸入管
５１がマフラー室５０に接続されている。

【００２７】圧縮部３は、密閉容器１に内接固定された
主軸受８と副軸受９がシリンダブロック１１を挟んで固
定されている。

【００２８】電動機２の回転子５に連結した駆動軸６が
主軸受８と副軸受９に支持され、駆動軸６のクランク部
７にローラ１０が装嵌されている。

【００２９】ローラ１０は、内側ローラ１０ａと外側ロ
ーラ１０ｂとの２重構成で、内側ローラ１０ａの外周面
が外側ローラ１０ｂの内周面と摺接できる。内側ローラ
１０ａの軸方向寸法は、内側ローラ１０ａの側面と主軸
受８および副軸受９の側面との間で油膜形成ができない
ように、外側ローラ１０ｂの軸方向寸法より小さく設定
され、内側ローラ１０ａの内側に供給された潤滑油が外
側ローラ１０ｂの内周面に供給されるように構成されて
いる。

【００３０】図２に示す如く、シリンダブロック１１に
設けた案内溝１２にはブレード１４が嵌着され、バネ装
置１３によってブレード１４の先端が外側ローラ１０ｂ
に押接されている。また、その反対側位置に設けた案内
溝２３にはブレード２４が装着され、バネ装置１３によ
ってブレード２４の先端が外側ローラ１０ｂに押接され
ている。

【００３１】ブレード１４とブレード２４によって仕切
られた圧縮室２６と圧縮室２７に開通する吸入口２８と
吸入口３０がシリンダブロック１１に設けたシリンダ１
５の内周面に開口している。吐出口２９と吐出口３１が
シリンダブロック１１の主軸受８取り付け面側にそれぞ
れ対称位置に設けられている。

【００３２】吐出弁装置６１と吐出弁装置６２と吐出ガ
イド６３とが主軸受８に配置されて吐出冷媒通路の一部
を成す。

【００３３】吸入口２８に連通する連通管６４と吸入口
３０に連通する連通管６５は、副軸受９と密閉容器１の
底部を軸方向に貫通して、マフラー室５０に通じてい
る。連通管６４と連通管６５の外周面と副軸受９との接
続部は、ｏーリングで密封されている。

【００３４】連通管６４と連通管６５は、密閉容器１の
底部とマフラー室５０の外壁とで銀ロー付け固定され、
マフラー室５０を支持すべく構成されている。マフラー
室５０に侵入した連通管６４と連通管６５の端部は、互
いに対向してマフラー室５０の底部に配設されている。

【００３５】電動機２を収納する電動機室７０の上部空
間と下部空間とは、電動機２の固定子４の外側に設けた
冷却通路７１で連通している。

【００３６】油溜３５は電動機室７０の下部空間に通じ
ている。マフラー室５０に侵入している吸入管５１の開
口は、連通管６４と連通管６５の開口位置に対してほぼ
中央部に位置し、開口方向は連通管６４と連通管６５の
開口方向と直交している。

【００３７】以上のように構成されたローリングピスト
ン型ロータリ冷媒圧縮機について、その動作を説明す
る。

【００３８】電動機６の回転子５に連結された駆動軸６
が回転するに伴い、前述の図７−ａ〜図７−ｄの圧縮原
理によって冷媒ガスが圧縮室２６と圧縮室２７とでそれ
ぞれ吸入・圧縮され、吐出弁装置６１と吐出弁装置６
２，主軸受８と吐出ガイド６３との間の環状の通路を経
て電動機室７０に排出される。

【００３９】冷媒ガス中に含まれる潤滑油の一部は分離
されて油溜３５に帰還し、残りの潤滑油は冷媒ガスと共
に吐出管４９を経て圧縮機外部に送出される。

【００４０】一方、冷凍サイクル配管系の低圧側から吸
入管５１を経由してマフラー室５０に流入した冷媒ガス
（潤滑油を含む）は、連通管６４と連通管６５を経由し
て圧縮室２６と圧縮室２７の吸入側に交互に流入する。

【００４１】冷媒ガスに混入する潤滑油の一部は、マフ
ラー室５０に流入後に一度分離するが、マフラー室５０
の底部から連通管６４と連通管６５に吸引・排出される
冷媒ガスに再び混入する。

【００４２】圧縮室２６と圧縮室２７で吸入行程中の吸
入冷媒ガスは、図７−ａ〜図７−ｄで説明した吸入・圧
縮原理によって同じ長さの連通管６４，連通管６５内を
出入りし、その結果、ほぼ同じ振幅で且つ互いの位相が
１８０度の脈動が生じる。

【００４３】しかしながら、連通管６４と連通管６５の
長さが短いので、脈動の振幅は小さく、連通管６４，６
５内の脈動はマフラー室５０での脈動緩和と相殺作用を
受ける。

【００４４】圧縮室２６に通じた連通管６４を逆流する
吸入冷媒ガスは、マフラー室５０を介して、圧縮室２７
の吸入行程中に通じた連通管６５に瞬時に吸い込まれ
る。

【００４５】このために、連通管６４，６５内の脈動発
生による吸入通路抵抗は極めて少ないので、冷媒ガスが
連通管６４，連通管６５を逆流する時、圧縮室２６，圧
縮室２７での吸入行程中の昇圧は皆無に等しい。

【００４６】次に、潤滑油の流れとローラ１０およびブ
レード１４，２４の作動について説明する。

【００４７】駆動軸６の内部に組み込まれたポンプ手段
（図示なし）によって内側ローラ１０ａの内側に供給さ
れた潤滑油は、圧縮室２６，２７との間の差圧および遠
心力によって、内側ローラ１０ａの側面を経て外側ロー
ラ１０ｂの内側に供給される。

【００４８】また、内側ローラ１０ａの内外周面に貫通
して設けられた油穴（図示なし）を通しても外側ローラ
１０ｂの内周面に供給される。

【００４９】この潤滑油供給によって、内側ローラ１０
ａと外側ローラ１０ｂとの間の摺接面は油膜形成が可能
な状態を保つ。

【００５０】冷媒ガスに混入する潤滑油はマフラー室５
０底部には液冷媒や潤滑油が滞留することなく連通管６
４，連通管６５に吸い上げられ、マフラー室５０での脈
動緩和や相殺作用に影響を及ぼすことはない。

【００５１】以上のように上記実施例によれば、圧縮室
２６，２７の各吸入口から圧縮機外部吸入配管系までの
連通管６４，６５の長さを概同一に設定することによ
り、連通管６４，６５で生じる脈動の振幅がほぼ同じに
なり、連通管６４，６５の合流部で脈動が相殺され、吸
入配管系の圧力損失や配管振動を抑制して高効率・低振
動圧縮機を実現できる。

【００５２】また上記実施例では、駆動軸６を支持し且
つシリンダブロック１１と隣接した副軸受９の側の圧縮
機外部に圧縮機外部吸入配管系に接続したマフラー室５
０を配置し、マフラー室５０の底部に連通管６４，６５
をそれぞれ開口させたことにより、連通管６４，６５で
生じた脈動の緩和と脈動の相殺が促進され、吸入配管系
の圧力損失や配管振動を一層抑制できる。

【００５３】また上記実施例では、連通管６４，６５が
密閉容器１の端部壁と副軸受９を軸方向に貫通して配置
されると共に、連通管６４，６５がシリンダブロック１
１に設けた吸入通路に直接接続させることにより、連通
管６４，６５の長さ短縮と吸入通路の気密確保を容易に
し、圧縮機効率を向上できる。

【００５４】（実施例２）図３は、ローリングピストン
型ロータリ冷媒圧縮機の縦断面を表し、図１におけるマ
フラー室５０を廃止する一方、冷媒の気液分離と貯溜を
兼ねたアキュームレータ５０ａを連通管６４ａ，６５ａ
に接続している。

【００５５】アキュームレータ５０ａは、上部の気液分
離室５０ｂと下部のマフラー室５０ｃとから成り、気液
分離室５０ｂはその中央部に配設された吸入管５０ｄを
介してマフラー室５０ｃを通じている。吸入管５０ｄの
底部には油穴５０ｅが配設されている。

【００５６】マフラー室５０ｂは連通管６４ａ，６５ａ
の接続中央部に連通している。その他の構成は図１と同
じであるので省略する。

【００５７】上記実施例では、圧縮機外部吸入配管系に
気液分離と貯溜のためのアキュームレータ５０ａを配置
し、アキュームレータ内底部の最終端経路部にマフラー
室５０ｃを配設したことにより、マフラー室５０ｃの配
設を容易にできる。

【００５８】また、上記実施例では冷媒圧縮機について
説明したが、窒素，酸素，ヘリウムなどの他の気体圧縮
機についても同様の作用・効果を得ることができる。

【００５９】

【発明の効果】上記実施例から明かなように、請求項１
に記載の発明は、密閉容器の内部に電動機と圧縮部を配
置し、圧縮部のシリンダブロックに設けた円筒内面を有
するシリンダと、電動機に連結する駆動軸のクランク部
に外装し且つシリンダの内面に沿って移動するローラ
と、ローラの外周面に先端が摺接すべくシリンダブロッ
クからシリンダ内に出没して円筒内面とローラの外周面
とで形成される圧縮室を概等間隔で仕切る複数のブレー
ドと、分割された各圧縮室にそれぞれ吸入口と吐出口を
備えたローリングピストン型ロータリ圧縮機において、
各圧縮室の各吸入口から圧縮機外部吸入配管系までの各
連通管の長さを概同一に設定したもので、この構成によ
れば、各連通管で生じる脈動の振幅がほぼ同じになり、
各連通管の合流部で脈動が相殺するので、吸入配管系の
圧力損失や配管振動を抑制でき、圧縮機効率の低下を防
ぎ振動を低減できる。

【００６０】請求項２に記載の発明は、電動機と反対側
の位置に設けて駆動軸を支持し且つシリンダブロックと
隣接した副軸受の側の圧縮機外部に圧縮機外部吸入配管
系に接続したマフラー室を配置し、マフラー室の底部に
各連通管をそれぞれ開口させたもので、この構成によれ
ば、各連通管で生じた脈動の緩和と脈動の相殺が促進さ
れるので、吸入配管系の圧力損失や配管振動を一層抑制
し、圧縮機効率低下を防ぎ、一層の振動低減を図ること
ができる。

【００６１】請求項３に記載の発明は、各連通管が密閉
容器の端部壁と副軸受を軸方向に貫通して配置されると
共に、前記各連通管がシリンダブロックに設けた吸入通
路に直接接続されたもので、この構成によれば、各連通
管の長さ短縮と吸入通路の気密確保が容易にできるの
で、圧縮機効率の向上を図ることができる。

【００６２】請求項４に記載の発明は、圧縮機外部吸入
配管系に気液分離と貯溜のためのアキュームレータを配
置し、前記アキュームレータ内底部の最終端経路部にマ
フラー室を配設したもので、この構成によれば、マフラ
ー室の配設が簡易にでき、コスト低減を図ることができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すローリングピストン型
ロータリ冷媒圧縮機の縦断面図

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断面図

【図３】本発明の別の実施例を示すローリングピストン
型ロータリ冷媒圧縮機の縦断面図

【図４】従来のローリングピストン型ロータリ圧縮機の
縦断面図

【図５】同圧縮機の圧縮部横断面図

【図６】従来の別のローリングピストン型ロータリ圧縮
機の圧縮部横断面図

【図７】（ａ）〜（ｄ）同圧縮機の圧縮原理説明図

【図８】従来の別のローリングピストン型ロータリ圧縮
機の横断面図

【図９】従来の別のローリングピストン型ロータリ圧縮
機の要部部分断面図

【符号の説明】

１ 密閉容器 ２ 電動機 ３ 圧縮部 ６ 駆動軸 ７ クランク部 １０ ローラ １１ シリンダブロック １２，２３ 案内溝 １４，２４ ブレード １５ シリンダ ２６，２７ 圧縮室 ２８，３０ 吸入口 ２９，３１ 吐出口 ５０，５０ａ マフラー室 ６４，６４ａ，６５，６５ａ 連通管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器の内部に電動機と圧縮部を配置
   し、前記圧縮部のシリンダブロックに設けた円筒内面を
   有するシリンダと、前記電動機に連結する駆動軸のクラ
   ンク部に外装し且つ前記シリンダの内面に沿って移動す
   るローラと、前記ローラの外周面に先端が摺接すべく前
   記シリンダブロックから前記シリンダ内に出没して前記
   円筒内面と前記ローラの外周面とで形成される圧縮室を
   概等間隔で仕切る複数のブレードと、分割された各圧縮
   室にそれぞれ吸入口と吐出口を備えたローリングピスト
   ン型ロータリ圧縮機において、前記各圧縮室の前記各吸
   入口から圧縮機外部吸入配管系までの各連通管の長さを
   概同一に設定したローリングピストン型ロータリ圧縮
   機。
2. 【請求項２】電動機と反対側の位置に設けて駆動軸を支
   持し且つシリンダブロックと隣接した副軸受の側の圧縮
   機外部に圧縮機外部吸入配管系に接続したマフラー室を
   配置し、前記マフラー室の底部に各連通管をそれぞれ開
   口させた請求項１記載のローリングピストン型ロータリ
   圧縮機。
3. 【請求項３】各連通管が密閉容器の端部壁と副軸受を軸
   方向に貫通して配置されると共に、前記各連通管がシリ
   ンダブロックに設けた吸入通路に直接接続された請求項
   １記載のローリングピストン型ロータリ圧縮機。
4. 【請求項４】圧縮機外部吸入配管系に気液分離と貯溜の
   ためのアキュームレータを配置し、前記アキュームレー
   タ内底部の最終端経路部にマフラー室を配設した請求項
   １記載のローリングピストン型ロータリ圧縮機。