WO2014010199A1 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

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oil
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cylinder
convection
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健太郎 椎
賢宣 和田
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    • F04C23/001Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle

Definitions

  • An airtight container having an oil reservoir; A cylinder, a piston disposed inside the cylinder, a vane that partitions a space formed between the cylinder and the piston into a suction chamber and a compression-discharge chamber, and a suction that guides the working fluid to the suction chamber
  • a compression mechanism disposed inside the hermetic container so as to be immersed in oil stored in the oil reservoir, and a discharge port for discharging a working fluid from the compression-discharge chamber;
  • a convection suppression unit dividing the oil reservoir into a plurality of parts in the vertical direction; A communication path for communicating the plurality of portions of the oil reservoir with each other; With When a plane that passes through a tangent line between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the piston when the vane protrudes most toward the central axis of the cylinder and includes the central axis of the cylinder is a reference plane
  • a rotary compressor is provided in which the communication path is located on the same side as the discharge port as
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view of the rotary compressor shown in Fig. 1 taken along line IIA-IIA.
  • Cross section taken along line IIB-IIB of the rotary compressor shown in FIG.
  • Partial longitudinal cross-sectional view of the rotary compressor concerning the modification 3 Cross-sectional view of a rotary compressor according to modification 4
  • the first aspect of the present disclosure is: An airtight container having an oil reservoir; A cylinder, a piston disposed inside the cylinder, a vane that partitions a space formed between the cylinder and the piston into a suction chamber and a compression-discharge chamber, and a suction that guides the working fluid to the suction chamber
  • a compression mechanism disposed inside the hermetic container so as to be immersed in oil stored in the oil reservoir, and a discharge port for discharging a working fluid from the compression-discharge chamber;
  • a convection suppression unit dividing the oil reservoir into a plurality of parts in the vertical direction; A communication path for communicating the plurality of portions of the oil reservoir with each other; With When a plane that passes through a tangent line between the inner peripheral surface of the cylinder and the outer peripheral surface of the piston when the vane protrudes most toward the central axis of the cylinder and includes the central axis of the cylinder is a reference plane
  • a rotary compressor is provided in which the communication path is located
  • the second aspect provides a rotary compressor in addition to the first aspect, wherein the communication path is a communication hole formed in the convection suppressing portion. It is easy to form the communication hole in the convection suppressing portion, which is desirable from the viewpoint of design.
  • 3rd aspect provides the rotary compressor in which the said convection suppression part has two or more of the said communication holes in addition to a 2nd aspect. According to such a configuration, there is a possibility that the oil flow can be further suppressed on the same side as the suction port as viewed from the reference plane.
  • the rotary compressor is located on the same side as the discharge port as viewed from the reference plane. According to such a configuration, the oil flow is further suppressed on the same side as the suction port as viewed from the reference plane.
  • the rotary compressor 100A of this embodiment is a hermetic compressor, and includes a hermetic container 1, a motor 7, a compression mechanism 48, and a shaft 10.
  • the compression mechanism 48 includes an upper muffler 33, an upper closing member 18 (upper bearing member), a first compression block 28, an intermediate plate 19, a second compression block 38, a lower closing member 24 (lower bearing member), and a lower end face plate 34. .
  • the compression blocks 28 and 38 are sandwiched between the upper closing member 18 (upper bearing member) and the lower closing member 24 (lower bearing member).
  • An intermediate plate 19 is disposed between the first compression block 28 and the second compression block 38.
  • the motor 7 is disposed above the upper closing member 18 inside the sealed container 1.
  • the shaft 10 extends in the vertical direction.
  • a compression mechanism 48 is connected to the motor 7 by the shaft 10.
  • a terminal 11 for supplying electric power to the motor 7 is provided on the top of the sealed container 1.
  • the sealed container 1 has an internal space 13 filled with a refrigerant (working fluid) compressed by the compression mechanism 48.
  • An oil reservoir 12 is formed at the bottom of the sealed container 1.
  • a suction pipe 3, a suction pipe 4 and a discharge pipe 5 are connected to the sealed container 1.
  • the suction pipe 3 passes through the body of the sealed container 1 and connects an accumulator (not shown) and the first compression block 28.
  • the suction pipe 4 passes through the trunk of the sealed container 1 and connects the accumulator and the second compression block 38.
  • the suction pipes 3 and 4 serve to guide the refrigerant to be compressed from the accumulator to the compression blocks 28 and 38.
  • the discharge pipe 5 passes through the upper part of the sealed container 1 and opens into the internal space 13 of the sealed container 1.
  • the discharge pipe 5 plays a role of discharging the compressed refrigerant to the outside of the rotary compressor 100A.
  • the compression mechanism 48 is arranged inside the sealed container 1 so as to be immersed in the oil stored in the oil reservoir 12.
  • the first compression block 28 and the second compression block 38 are arranged in a direction parallel to the rotation axis of the shaft 10.
  • the first compression block 28 has a suction port 8a and a discharge port 8b.
  • the second compression block 38 has a suction port 8c and a discharge port 8d.
  • the refrigerant When the second compression block 38 is moved by the motor 7, the refrigerant is sucked from the suction port 8c, compressed, and discharged from the discharge port 8d.
  • the internal space 13 of the sealed container 1 is filled with the refrigerant discharged from the compression blocks 28 and 38.
  • the structure of the first compression block 28 is the same as the structure of the second compression block 38.
  • the piston 15 is disposed inside the cylinder 14 and is fitted to the first eccentric portion 10a or the second eccentric portion 10b of the shaft 10.
  • a working chamber 25 is formed between the inner peripheral surface of the cylinder 14 and the outer peripheral surface of the piston 15.
  • a vane groove 26 is formed in the cylinder 14.
  • a vane 16 is disposed in the vane groove 26.
  • a holding hole 20 that opens from the outer end of the vane groove 26 toward both end faces of the cylinder 14 is formed behind the vane groove 26.
  • the spring 17 is disposed in the holding hole 20 and the vane groove 26 so as to push the vane 16 toward the piston 15.
  • the tip of the vane 16 is in contact with the outer peripheral surface of the piston 15.
  • the working chamber 25 is partitioned by the vane 16, thereby forming a suction chamber 25a and a compression-discharge chamber 25b.
  • the vane 16 may be integrated with the piston 15. That is, the piston 15 and the vane 16 may constitute a so-called swing piston.
  • the suction port 8a is formed in the cylinder 14.
  • the downstream end of the suction pipe 3 is connected to the suction port 8a.
  • the suction port 8 a and the suction pipe 3 form a suction path 21 that guides the refrigerant from the outside of the sealed container 1 to the working chamber 25.
  • the suction port 8 c is formed in the cylinder 14.
  • a downstream end of the suction pipe 4 is connected to the suction port 8c.
  • the suction port 8 c and the suction pipe 4 form a suction path 22 that guides the refrigerant from the outside of the sealed container 1 to the working chamber 25.
  • the suction paths 21 and 22 are also arranged in a direction parallel to the rotation axis of the shaft 10.
  • the vane 16 of the second compression block 38 is disposed at a position (angular position) that coincides with the vane 16 of the first compression block 28 in the circumferential direction of the shaft 10. For this reason, the timing at which the piston 15 of the second compression block 38 is located at the top dead center (the position at which the vane 16 is most retracted) is shifted by 180 degrees from the timing at which the piston 15 of the first compression block 28 is located at the top dead center. Yes.
  • a recess 18 a is formed on the upper surface of the upper closing member 18.
  • the recess 18 a is located in the vicinity of the vane 16 of the first compression block 28.
  • the discharge port 8b extends from the lower surface of the upper closing member 18 to the bottom surface of the recess 18a.
  • a discharge valve 29 and a stopper 30 are disposed in the recess 18a.
  • the discharge valve 29 opens and closes the discharge port 8b by elastic deformation.
  • the stopper 30 regulates the deformation amount of the discharge valve 29.
  • An upper muffler 33 is disposed above the upper closing member 18.
  • the upper muffler 33 covers the discharge port 8 b together with the space above the upper closing member 18.
  • the discharge port 8 b communicates with the internal space 13 of the sealed container 1 through a space covered with the upper muffler 33.
  • the oil level of the oil sump 12 is generally located at a height near the lower surface of the upper closing member 18 during operation of the rotary compressor 100A.
  • a recess 24 a is formed on the lower surface of the lower closing member 24.
  • the recess 24 a is located in the vicinity of the vane 16 of the second compression block 38.
  • the discharge port 8d extends from the upper surface of the lower closing member 24 to the bottom surface of the recess 24a.
  • a discharge valve 31 and a stopper 32 are disposed in the recess 24a.
  • the discharge valve 31 opens and closes the discharge port 8d by elastic deformation.
  • the stopper 32 regulates the deformation amount of the discharge valve 31.
  • a lower end face plate 34 is disposed below the lower closing member 24. The lower end face plate 34 communicates with the discharge port 8d and closes the space formed in the lower closing member 24 including the recess 24a.
  • the lower end face plate 34 extends in a direction perpendicular to the rotation axis of the shaft 10 (radial direction of the shaft 10).
  • the outer peripheral surface of the lower end face plate 34 is located farther from the rotation axis of the shaft 10 than the outer peripheral surface of the cylinder 14 in the radial direction of the shaft 10, and is in contact with, for example, the inner peripheral surface of the sealed container 1.
  • the shape of the lower end face plate 34 is, for example, a circle in plan view.
  • the lower end face plate 34 is provided around the compression mechanism 48 to divide the oil reservoir 12 into a plurality of portions in the vertical direction, and serves as a convection suppressing unit that suppresses convection of oil in the oil reservoir 12.
  • the communication hole 50 is formed in the lower end face plate 34. In the radial direction of the shaft 10, the communication hole 50 is located between the inner peripheral surface of the sealed container 1 and the outer peripheral surface of the cylinder 14. Through the communication hole 50, the upper oil reservoir 12a communicates with the lower oil reservoir 12b. 2A and 2B, the tangent between the inner peripheral surface of the cylinder 14 and the outer peripheral surface of the piston 15 when the vane 16 of the compression block 28 (or 38) protrudes most toward the central axis O of the cylinder 14. And a plane including the central axis O of the cylinder 14 is defined as a reference plane H1. At this time, the communication hole 50 is located on the same side as the discharge port 8b (or 8d) when viewed from the reference plane H1. The center axis O of the cylinder 14 coincides with the rotation axis of the shaft 10.
  • suction side the same side as the suction port 8a (or 8c) as viewed from the reference plane H1
  • discharge side the same side as the discharge port 8b (or 8d) as viewed from the reference plane H1
  • suction side portion a portion located on the suction side
  • discharge side portion a portion located on the discharge side
  • the oil reservoir 12 is divided into the upper oil reservoir 12a and the lower oil reservoir 12b by the lower end face plate 34, the oil in the upper oil reservoir 12a is generated even if the swirling flow of the oil is generated by the rotation of the shaft 10. Is less susceptible to swirling flow.
  • the lower end face plate 34 is in contact with the sealed container 1.
  • the outer peripheral surface of the lower end face plate 34 may be in contact with the closed container 1 over the entire periphery, or a part of the outer peripheral face of the lower end face plate 34 may be in contact with the closed container 1.
  • a slight gap may be formed between the outer peripheral surface of the lower end face plate 34 and the sealed container 1. In this case, assembly of the rotary compressor 100A is facilitated. Further, when the refrigerant dissolved in the oil becomes bubbles with a change in the operating condition of the rotary compressor 100A, a slight gap can function as a refrigerant passage. It is possible to prevent gas refrigerant from accumulating in the lower oil reservoir 12b and the oil supply mechanism 10c from sucking in the gas refrigerant.
  • the means for allowing the upper oil reservoir 12a and the lower oil reservoir 12b to communicate with each other is not limited to the communication hole 50.
  • a relatively large notch is formed in the outer peripheral portion of the lower end face plate 34, such a notch communicates with the upper oil reservoir 12a and the lower oil reservoir 12b in communication with each other instead of the communication hole 50. It can be used as a passage. However, it is easy to form the communication hole 50 in the lower end face plate 34, which is desirable from the viewpoint of design.
  • the lower end face plate 34 as a convection suppressing portion is configured by a plate-like member. Moreover, the lower end face plate 34 for covering the space below the lower closing member 24 is also used as the convection suppressing portion. Specifically, the outer peripheral portion of the lower end face plate 34 plays a role as a convection suppressing portion. That is, since the lower end face plate 34 is a component of the compression mechanism 48, the convection suppressing portion is formed integrally with the component of the compression mechanism 48. According to such a configuration, the above-described effects can be obtained at a low cost without a significant design change.
  • the rotary compressor 100C includes a lower end face plate 54 (convection suppressing portion) having a disc-shaped portion 54a and a nozzle portion 54b.
  • the concave portion 24a of the lower closing member 24 is closed by the disc-shaped portion 54a.
  • the outer peripheral surface of the disk-shaped part 54a is in contact with the inner peripheral surface of the sealed container 1, for example. That is, the disc-shaped portion 54a has the same structure as the lower end face plate 34 described with reference to FIGS.
  • the nozzle portion 54b is provided on the outer peripheral portion of the disk-shaped portion 54a and extends upward in the vertical direction.
  • the upper opening end of the nozzle portion 54b is located in the upper oil reservoir 12a.
  • a communication hole 50 is formed in the nozzle portion 54b.
  • the return oil flows into the upper oil reservoir 12a through the communication hole 18h of the upper closing member 18, and moves to the lower oil reservoir 12b through the nozzle portion 54b (communication hole 50). That is, in the present modification, the flow of return oil is further limited as compared to the previous embodiment. Oil convection in the suction side portion of the upper oil reservoir 12a is further suppressed. According to this modification, the effect of reducing the heat reception of the suction refrigerant is higher than in the previous embodiment. As a result, the capacity of the refrigeration cycle apparatus using the rotary compressor 100C is further improved.
  • the rotary compressor 100 ⁇ / b> D according to the third modification includes an intermediate plate 39 that serves as a convection suppressing unit. Except for the intermediate plate 39, the rotary compressor 100D has substantially the same structure as the rotary compressor 100A described above.
  • the intermediate plate 39 extends outward in the radial direction of the shaft 10. A narrow gap is formed between the outer peripheral surface of the intermediate plate 39 and the inner peripheral surface of the sealed container 1.
  • the intermediate plate 39 is provided by the lower end face plate 34 (first convection suppressing portion) so that one selected from the plurality of portions 12a and 12b of the oil reservoir 12 is further divided into the plurality of portions 12c and 12d in the vertical direction. Also plays a role as a second convection suppression unit disposed near the oil surface.
  • a second communication hole 51 is formed on the outer peripheral portion of the intermediate plate 39. Through the second communication hole 51, the uppermost oil reservoir 12d communicates with the intermediate oil reservoir 12c. In other words, the second communication hole 51 serves as a second communication path that allows the portions 12c and 12d separated by the intermediate plate 39 (second convection suppressing portion) to communicate with each other.
  • the second communication hole 51 is also located on the discharge side. When the communication hole 50 and the second communication hole 51 are projected on a plane perpendicular to the rotation axis of the shaft 10, the projection view of the communication hole 50 overlaps the projection view of the second communication hole 51. That is, the second communication hole 51 is formed at substantially the same position as the communication hole 50 in the circumferential direction of the shaft 10.
  • the oil When the oil returns to the oil reservoir 12 through the communication hole 18h of the upper closing member 18, the oil first flows into the uppermost oil reservoir 12d, and then flows into the intermediate oil reservoir 12c through the second communication hole 51. To do. Thereafter, the oil returns to the lower oil reservoir 12b through the communication hole 50. For this reason, the flow of the return oil is fast in the vicinity of the communication holes 50 and 51 and becomes gentle at a position away from the communication holes 50 and 51. Even if the high temperature return oil uniformly flows from the entire circumference of the shaft 10 into the uppermost oil reservoir 12d, the oil mainly forms a straight line connecting the communication hole 50 and the second communication passage 51 in the intermediate oil reservoir 12c. Flowing along. Therefore, on the suction side, the oil flow is further suppressed as compared with the previous embodiment.
  • the oil flow is suppressed and the oil flow rate is reduced. Therefore, on the suction side, the heat transfer coefficient on the outer peripheral surface of the cylinder 14 and the surface of the intermediate plate 39 is reduced. Therefore, the heat is suppressed from moving to the low-temperature refrigerant flowing into the suction chamber 25a through the cylinder 14 and the intermediate plate 39. As a result, the volumetric efficiency of the rotary compressor 100D is improved, and the capacity of the refrigeration cycle apparatus using the rotary compressor 100D is improved.
  • the rotary compressor 100E according to the modified example 4 includes a convection suppression unit 64 (third convection suppression unit) that suppresses convection of oil in the oil reservoir 12 in addition to the rotary compressor 100A described above. It has. Except for the convection suppression unit 64, the rotary compressor 100E has the same structure as the rotary compressor 100A.
  • the convection suppressing portion 64 is formed integrally with the cylinder 14 so as to protrude outward from the outer peripheral surface of the cylinder 14.
  • the convection suppression unit 64 separates the upper oil reservoir 12 a in the circumferential direction of the shaft 10.
  • the upper oil reservoir 12a is divided into a suction side portion and a discharge side portion by the convection suppressing portion 64.
  • the convection suppression unit 64 is provided, for example, at a position overlapping the reference plane H1. In the radial direction of the shaft 10, the outer peripheral surface of the convection suppressing unit 64 may be in contact with the inner peripheral surface of the sealed container 1 or may be slightly separated from the inner peripheral surface of the sealed container 1. According to the convection suppressing unit 64, the oil flow in the suction side portion of the upper oil reservoir 12a is further suppressed.
  • the present invention is useful for a compressor of a refrigeration cycle apparatus that can be used for electrical products such as a water heater, a hot water heater, and an air conditioner.

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Abstract

 ロータリ圧縮機(100A)は、密閉容器(1)、圧縮機構(48)、下端面板(34)及び連通孔(50)を備えている。密閉容器(1)の底部にはオイル溜まり(12)が形成されている。下端面板(34)は、鉛直方向においてオイル溜まり(12)を複数の部分(12a)及び(12b)に区分けしている。連通孔(50)を通じて、オイル溜まり(12)の複数の部分が互いに連通している。連通孔(50)は、基準平面(H1)から見て圧縮機構(48)の吐出ポート(8b)と同じ側に位置している。

Description

ロータリ圧縮機
 本発明は、ロータリ圧縮機に関する。
 ロータリ圧縮機は、空気調和装置、暖房装置、給湯機などの電化製品に広く使用されている。ロータリ圧縮機の効率を改善するための取り組みの1つとして、圧縮室に吸入された冷媒(吸入冷媒)が周囲から熱を受け取ることによる効率の低下、いわゆる熱ロスを抑制する技術が提案されている。
 特許文献1のロータリ圧縮機は、吸入冷媒の受熱を抑制する手段として、シリンダの吸入側部分に密閉空間を有している。この密閉空間は、密閉容器の中の高温の冷媒からシリンダの内壁への熱の伝達を抑制する。
特開平2-140486号公報
 しかし、特許文献1のようにシリンダに密閉空間を形成することは必ずしも容易ではない。そのため、吸入冷媒の受熱を効果的に抑制できる別の技術が望まれている。
 すなわち、本開示は、
 オイル溜まりを有する密閉容器と、
 シリンダと、前記シリンダの内部に配置されたピストンと、前記シリンダと前記ピストンとの間に形成された空間を吸入室と圧縮-吐出室とに仕切るベーンと、前記吸入室に作動流体を導く吸入ポートと、前記圧縮-吐出室から作動流体を吐出させる吐出ポートとを有し、前記オイル溜まりに溜められたオイルに浸かるように前記密閉容器の内部に配置された圧縮機構と、
 鉛直方向において前記オイル溜まりを複数の部分に区分けしている対流抑制部と、
 前記オイル溜まりの前記複数の部分を互いに連通させる連通路と、
 を備え、
 前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との接線を通り、かつ前記シリンダの前記中心軸を含む平面を基準平面としたとき、前記基準平面から見て前記吐出ポートと同じ側に前記連通路が位置している、ロータリ圧縮機を提供する。
 上記のロータリ圧縮機によれば、対流抑制部によって、オイル溜まりが鉛直方向において複数の部分に区分けされている。連通路は、オイル溜まりの複数の部分を互いに連通させる。連通路は、基準平面から見て吐出ポートと同じ側に位置している。従って、基準平面から見て吸入ポートと同じ側において、オイル溜まりのオイルを淀ませることができる。これにより、基準平面から見て吸入ポートと同じ側において、圧縮機構の壁面の熱伝達率が低下し、圧縮機構の壁面を通じて、オイルから吸入冷媒へと熱が移動することを抑制できる。その結果、ロータリ圧縮機の体積効率が向上する。
本発明の一実施形態に係るロータリ圧縮機の縦断面図 図1に示すロータリ圧縮機のIIA-IIA線に沿った横断面図 図1に示すロータリ圧縮機のIIB-IIB線に沿った横断面図 圧縮機構及びオイル溜まりにおけるオイルの流れを説明する図 変形例1に係るロータリ圧縮機の部分縦断面図 変形例2に係るロータリ圧縮機の部分縦断面図 変形例3に係るロータリ圧縮機の部分縦断面図 変形例4に係るロータリ圧縮機の横断面図
 本開示の第1態様は、
 オイル溜まりを有する密閉容器と、
 シリンダと、前記シリンダの内部に配置されたピストンと、前記シリンダと前記ピストンとの間に形成された空間を吸入室と圧縮-吐出室とに仕切るベーンと、前記吸入室に作動流体を導く吸入ポートと、前記圧縮-吐出室から作動流体を吐出させる吐出ポートとを有し、前記オイル溜まりに溜められたオイルに浸かるように前記密閉容器の内部に配置された圧縮機構と、
 鉛直方向において前記オイル溜まりを複数の部分に区分けしている対流抑制部と、
 前記オイル溜まりの前記複数の部分を互いに連通させる連通路と、
 を備え、
 前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との接線を通り、かつ前記シリンダの前記中心軸を含む平面を基準平面としたとき、前記基準平面から見て前記吐出ポートと同じ側に前記連通路が位置している、ロータリ圧縮機を提供する。
 第2態様は、第1態様に加え、前記連通路が前記対流抑制部に形成された連通孔である、ロータリ圧縮機を提供する。連通孔を対流抑制部に形成することは容易であり、設計の観点から望ましい。
 第3態様は、第2態様に加え、前記対流抑制部が前記連通孔を2つ以上有する、ロータリ圧縮機を提供する。このような構成によれば、基準平面から見て吸入ポートと同じ側において、オイルの流れをさらに抑制できる可能性がある。
 第4態様は、第1~第3態様のいずれか1つに加え、前記対流抑制部が板状の部材で構成されている、ロータリ圧縮機を提供する。このような構成によれば、大幅な設計変更を伴うことなく、低コストで上記した効果を得ることができる。
 第5態様は、第1~第4態様のいずれか1つに加え、前記対流抑制部が前記圧縮機構の構成部品と一体に形成されている、ロータリ圧縮機を提供する。このような構成によれば、大幅な設計変更を伴うことなく、低コストで上記した効果を得ることができる。
 第6態様は、第1~第5態様のいずれか1つに加え、前記対流抑制部よりも油面の近くに配置され、鉛直方向において前記オイル溜まりの前記複数の部分から選ばれる1つを複数の部分にさらに区分けしている第2対流抑制部と、前記第2対流抑制部によって区分けされた前記複数の部分を互いに連通させる第2連通路と、をさらに備え、前記第2連通路は、前記基準平面から見て前記吐出ポートと同じ側に位置している、ロータリ圧縮機を提供する。このような構成によれば、基準平面から見て吸入ポートと同じ側において、オイルの流れはさらに抑制される。
 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。
 図1に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機100Aは、密閉型圧縮機であり、密閉容器1、モータ7、圧縮機構48及びシャフト10を備えている。圧縮機構48は、上マフラー33、上閉塞部材18(上軸受部材)、第1圧縮ブロック28、中間板19、第2圧縮ブロック38、下閉塞部材24(下軸受部材)及び下端面板34を有する。圧縮ブロック28及び38は、上閉塞部材18(上軸受部材)及び下閉塞部材24(下軸受部材)で挟まれている。第1圧縮ブロック28と第2圧縮ブロック38との間に中間板19が配置されている。モータ7は、密閉容器1の内部において、上閉塞部材18の上方に配置されている。シャフト10は、鉛直方向に延びている。シャフト10によって圧縮機構48がモータ7に連結されている。密閉容器1の上部には、モータ7に電力を供給するための端子11が設けられている。
 密閉容器1は、圧縮機構48で圧縮された冷媒(作動流体)によって満たされる内部空間13を有する。密閉容器1の底部にはオイル溜まり12が形成されている。密閉容器1には、吸入管3、吸入管4及び吐出管5が接続されている。吸入管3は、密閉容器1の胴部を貫通しており、アキュームレータ(図示省略)と第1圧縮ブロック28とを接続している。吸入管4は、密閉容器1の胴部を貫通しており、アキュームレータと第2圧縮ブロック38とを接続している。吸入管3及び4は、圧縮するべき冷媒をアキュームレータから圧縮ブロック28及び38に導く役割を担う。吐出管5は、密閉容器1の上部を貫通し、密閉容器1の内部空間13に開口している。吐出管5は、圧縮された冷媒をロータリ圧縮機100Aの外部に吐出させる役割を担う。
 モータ7は、ステータ7a及びロータ7bで構成されている。ステータ7aは、密閉容器1の内周面に固定されている。ロータ7bは、シャフト10に固定されており、シャフト10とともに回転する。シャフト10の中心部には給油路10dが形成されている。シャフト10の下端部には、オイル溜まり12のオイルを汲み上げて給油路10dに供給する給油機構10c(オイルポンプ)が設けられている。
 圧縮機構48は、オイル溜まり12に溜められたオイルに浸かるように密閉容器1の内部に配置されている。圧縮機構48において、第1圧縮ブロック28及び第2圧縮ブロック38は、シャフト10の回転軸に平行な方向に並んでいる。第1圧縮ブロック28は、吸入ポート8a及び吐出ポート8bを有し、モータ7によって動かされることにより、吸入ポート8aから冷媒を吸入し、冷媒を圧縮して吐出ポート8bから吐出する。第2圧縮ブロック38は、吸入ポート8c及び吐出ポート8dを有し、モータ7によって動かされることにより、吸入ポート8cから冷媒を吸入し、圧縮して吐出ポート8dから吐出する。密閉容器1の内部空間13は、圧縮ブロック28及び38から吐出された冷媒で満たされる。本実施形態において、第1圧縮ブロック28の構造は、第2圧縮ブロック38の構造と同一である。
 図2A及び図2Bに示すように、圧縮ブロック28及び38は、それぞれ、シリンダ14、ピストン15、ベーン16及びバネ17で構成されている。シャフト10には、第1偏心部10a及び第2偏心部10bが設けられている。第1偏心部10aの偏心方向は、第2偏心部10bの偏心方向と180度ずれている。つまり、第1圧縮ブロック28のピストン15の位相が第2圧縮ブロック38のピストン15の位相とシャフト10の回転角度で180度ずれている。
 ピストン15は、シリンダ14の内部に配置されており、かつシャフト10の第1偏心部10a又は第2偏心部10bに嵌め合わされている。シリンダ14の内周面とピストン15の外周面と間には作動室25が形成されている。シリンダ14には、ベーン溝26が形成されている。ベーン溝26には、ベーン16が配置されている。ベーン溝26の後方には、ベーン溝26の外側端部からシリンダ14の両端面に向かって開口する保持孔20が形成されている。バネ17は、ベーン16をピストン15に向かって押すように保持孔20及びベーン溝26に配置されている。ベーン16の先端部は、ピストン15の外周面に接している。作動室25はベーン16によって仕切られ、これにより、吸入室25a及び圧縮-吐出室25bが形成されている。なお、ベーン16は、ピストン15に一体化されていてもよい。すなわち、ピストン15及びベーン16がいわゆるスイングピストンを構成していてもよい。
 第1圧縮ブロック28において、吸入ポート8aはシリンダ14に形成されている。吸入ポート8aには吸入管3の下流端が接続されている。吸入ポート8a及び吸入管3によって、密閉容器1の外部から作動室25に冷媒を導く吸入経路21が形成されている。同様に、第2圧縮ブロック38において、吸入ポート8cはシリンダ14に形成されている。吸入ポート8cには吸入管4の下流端が接続されている。吸入ポート8c及び吸入管4によって、密閉容器1の外部から作動室25に冷媒を導く吸入経路22が形成されている。吸入経路21及び22もシャフト10の回転軸に平行な方向に並んでいる。
 第2圧縮ブロック38のベーン16は、シャフト10の周方向において、第1圧縮ブロック28のベーン16と一致する位置(角度位置)に配置されている。このため、第2圧縮ブロック38のピストン15が上死点(ベーン16を最も後退させる位置)に位置するタイミングは第1圧縮ブロック28のピストン15が上死点に位置するタイミングと180度ずれている。
 上閉塞部材18及び中間板19は、鉛直方向の両側から第1圧縮ブロック28の作動室25を閉塞している。中間板19及び下閉塞部材24は、鉛直方向の両側から第2圧縮ブロック38の作動室25を閉塞している。上閉塞部材18及び下閉塞部材24は、シャフト10を回転自在に支持する軸受としても機能する。
 上閉塞部材18の外周部は密閉容器1の内周面に固定されている。他方、中間板19及び下閉塞部材24は、ベーン溝26を完全に閉塞しない程度の直径を有している。このため、ベーン16の後端部は、ベーン溝26の外側端部を通じてオイル溜まり12に露出している。
 本実施形態において、吐出ポート8b及び8dは、それぞれ、上閉塞部材18及び下閉塞部材24に形成されている。すなわち、第1圧縮ブロック28を中心に見たときには、上閉塞部材18が第1閉塞部材に相当し、中間板19が第2閉塞部材に相当する。第2圧縮ブロック38を中心に見たときには、下閉塞部材24が第1閉塞部材に相当し、中間板19が第2閉塞部材に相当する。
 図1に示すように、上閉塞部材18の上面には凹部18aが形成されている。凹部18aは、第1圧縮ブロック28のベーン16の近傍に位置している。吐出ポート8bは、上閉塞部材18の下面から凹部18aの底面に延びている。凹部18aには、吐出弁29及びストッパ30が配置されている。吐出弁29は、弾性変形によって吐出ポート8bを開閉する。ストッパ30は、吐出弁29の変形量を規制する。上閉塞部材18の上方には、上マフラー33が配置されている。上マフラー33は、吐出ポート8bを上閉塞部材18の上方の空間とともに覆っている。吐出ポート8bは、上マフラー33で覆われた空間を介して、密閉容器1の内部空間13に連通している。オイル溜まり12の油面は、ロータリ圧縮機100Aの運転時において、概ね上閉塞部材18の下面の近傍の高さに位置している。
 下閉塞部材24の下面には、凹部24aが形成されている。凹部24aは、第2圧縮ブロック38のベーン16の近傍に位置している。吐出ポート8dは、下閉塞部材24の上面から凹部24aの底面に延びている。凹部24aには、吐出弁31及びストッパ32が配置されている。吐出弁31は、弾性変形によって吐出ポート8dを開閉する。ストッパ32は、吐出弁31の変形量を規制する。下閉塞部材24の下方には、下端面板34が配置されている。下端面板34は、吐出ポート8dと連通し、かつ凹部24aを含む下閉塞部材24に形成された空間を閉塞している。下端面板34と下閉塞部材24とによって形成された空間は、下閉塞部材24から上閉塞部材18の上面まで延びる連通路9によって、上マフラー33で覆われた空間に連通している。すなわち、吐出ポート8dは、下端面板34で覆われた空間、連通路9及び上マフラー33で覆われた空間を介して、密閉容器1の内部空間13に連通している。
 下端面板34は、シャフト10の回転軸に対して垂直な方向(シャフト10の半径方向)に延びている。下端面板34の外周面は、シャフト10の半径方向において、シリンダ14の外周面よりもシャフト10の回転軸から遠くに位置しており、例えば、密閉容器1の内周面に接している。下端面板34の形状は、例えば、平面視で円形である。下端面板34は、圧縮機構48の周囲に設けられることによってオイル溜まり12を鉛直方向において複数の部分に区分けし、オイル溜まり12におけるオイルの対流を抑制する対流抑制部の役割を担っている。詳細には、下端面板34の一部が対流抑制部の役割を担っている。下端面板34の上方に上部オイル溜まり12aが形成され、下方に下部オイル溜まり12bが形成されている。上部オイル溜まり12aは、第1圧縮ブロック28、中間板19、第2圧縮ブロック38及び下閉塞部材24の周囲に形成されている。下部オイル溜まり12bは、圧縮ブロック28及び38(圧縮機構48)の下方に位置している。
 シャフト10の下端部は、下端面板34の中央部を貫通して下部オイル溜まり12bに露出している。給油機構10cの吸い込み口は、下部オイル溜まり12bに開口している。給油機構10cは、下部オイル溜まり12bからオイルを吸い込む。
 下端面板34には、連通孔50が形成されている。シャフト10の半径方向において、連通孔50は、密閉容器1の内周面とシリンダ14の外周面との間に位置している。連通孔50によって、上部オイル溜まり12aが下部オイル溜まり12bに連通している。図2A及び図2Bに示すように、圧縮ブロック28(又は38)のベーン16がシリンダ14の中心軸Oに向かって最も突出したときのシリンダ14の内周面とピストン15の外周面との接線を通り、かつシリンダ14の中心軸Oを含む平面を基準平面H1と定義する。このとき、連通孔50は、基準平面H1から見て吐出ポート8b(又は8d)と同じ側に位置している。なお、シリンダ14の中心軸Oは、シャフト10の回転軸に一致している。
 以下、本明細書において、基準平面H1から見て吸入ポート8a(又は8c)と同じ側を「吸入側」、基準平面H1から見て吐出ポート8b(又は8d)と同じ側を「吐出側」と称する。また、上部オイル溜まり12aのうち、吸入側に位置している部分を「吸入側部分」、吐出側に位置している部分を「吐出側部分」と称する。
 図3に示すように、モータ7に通電すると、圧縮機構48において冷媒を圧縮するようにシャフト10が回転する。シャフト10の下端部がオイル溜まり12に接しているので、シャフト10が回転するとオイル溜まり12に旋回流れが生じる。また、シャフト10が回転すると、オイル溜まり12のオイルが給油機構10cによって給油路10dに供給される。オイルは、給油路10dを通じて上方へ輸送され、第1偏心部10a及び第2偏心部10bに設けられた横孔から第1圧縮ブロック28及び第2圧縮ブロック38へと供給される。
 第1圧縮ブロック28に供給されたオイルは、第1圧縮ブロック28を潤滑した後、上閉塞部材18の軸受部18bへと流れ、軸受部18bの上端からロータ7bの下方の内部空間13へと流出する。その後、オイルは、上閉塞部材18に形成された連通孔18hを通って、オイル溜まり12へと戻る。第2圧縮ブロック38に供給されたオイルは、第2圧縮ブロック38を潤滑した後、下閉塞部材24の軸受部24bへと流れ、軸受部24bの下端からオイル溜まり12へと戻る。圧縮ブロック28(又は38)に供給され、オイル溜まり12へ戻る過程において、オイルは、圧縮ブロック28(又は38)で高温の冷媒から受熱して高温になる。
 上閉塞部材18の連通孔18hを通ってオイル溜まり12へとオイルが戻るとき、オイルは、まず上部オイル溜まり12aに流入し、その後、連通孔50を通って下部オイル溜まり12bに戻る。そのため、戻りオイルの流れは、連通孔50の近傍で速く、連通孔50から離れた位置では緩やかである。つまり、吐出側に高温の戻りオイルの速い流れが形成され、吸入側においてオイルの流れは抑制される。なお、対流抑制部としての下端面板34を有さない従来のロータリ圧縮機(特許文献1参照)の場合、戻りオイルの流速は、圧縮機構の全周囲で概ね均一である。
 さらに、下端面板34によってオイル溜まり12が上部オイル溜まり12aと下部オイル溜まり12bとに区分けされているため、シャフト10が回転することによってオイルの旋回流れが発生したとしても、上部オイル溜まり12aのオイルは旋回流れの影響を受けにくい。
 従って、高温の戻りオイルは、上部オイル溜まり12aの吸入側部分を通過しにくい。上部オイル溜まり12aにおけるオイルの温度は、吸入側で相対的に低温となり、吐出側で相対的に高温となる。さらに、上部オイル溜まり12aの吸入側部分において、オイルの流れが抑制され、オイルの流速が低下する。そのため、吸入側において、シリンダ14及び中間板19の外周面における熱伝達率が低下する。従って、吸入室25aに流入した低温冷媒にシリンダ14及び中間板19を介して熱が移動することが抑制される。その結果、ロータリ圧縮機100Aの体積効率が改善し、ロータリ圧縮機100Aを用いた冷凍サイクル装置の能力が向上する。
 なお、上閉塞部材18における連通孔18hの位置及び数は特に限定されない。一般には、オイル溜まり12にオイルが素早く戻れるように、シャフト10の周方向において、複数の連通孔18hが等角度間隔で形成されている。
 本実施形態において、下端面板34は、密閉容器1に接している。詳細には、下端面板34の外周面が全周囲にわたって密閉容器1に接していてもよいし、下端面板34の外周面の一部が密閉容器1に接していてもよい。ただし、下端面板34が密閉容器1に接していることは必須ではない。下端面板34の外周面と密閉容器1との間に僅かな隙間が形成されていてもよい。この場合、ロータリ圧縮機100Aの組み立てが容易化する。また、オイルに溶け込んだ冷媒がロータリ圧縮機100Aの運転条件の変化に伴って気泡となった場合において、僅かな隙間が冷媒の通路として機能しうる。下部オイル溜まり12bにガス冷媒が溜まったり、給油機構10cがガス冷媒を吸い込んだりすることを防止できる。
 本実施形態において、連通孔50は、吐出側に1つのみ設けられている。連通孔50の全部が吐出側に位置している。ただし、吐出側において、複数の連通孔50が下端面板34に形成されていてもよい。この場合、上部オイル溜まり12aの吸入側部分におけるオイルの流れをさらに抑制できる可能性がある。
 上部オイル溜まり12aと下部オイル溜まり12bとを互いに連通させる手段は、連通孔50に限定されない。例えば、下端面板34の外周部に比較的大きい切欠きが形成されているとき、そのような切欠きは、連通孔50に代わって、上部オイル溜まり12aと下部オイル溜まり12bとを互いに連通させる連通路として利用できる。ただし、連通孔50を下端面板34に形成することは容易であり、設計の観点から望ましい。
 本実施形態において、対流抑制部としての下端面板34は、板状の部材で構成されている。また、下閉塞部材24の下方の空間を覆うための下端面板34が対流抑制部に兼用されている。詳細には、下端面板34の外周部が対流抑制部としての役割を担っている。つまり、下端面板34が圧縮機構48の構成部品なので、対流抑制部が圧縮機構48の構成部品と一体に形成されていることとなる。このような構成によれば、大幅な設計変更を伴うことなく、低コストで上記した効果を得ることができる。
 以下、いくつかの変形例を説明する。以下の変形例においては、図1~図3を参照して説明した部品と同じ部品には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(変形例1)
 図4に示すように、変形例1に係るロータリ圧縮機100Bは、対流抑制部としての役割を担う下閉塞部材44を備えている。下閉塞部材44は、シャフト10の半径方向の外向きに延びる鍔部44aを有している。鍔部44aの形状は、平面視でリング状である。下閉塞部材44の凹部24aは、下端面板45によって閉じられている。本変形例において、下端面板45の大きさは、下閉塞部材44の凹部24aを閉じるために必要十分な大きさである。下端面板45の外径は、例えば、シリンダ14の外径に一致している。
 下閉塞部材44の鍔部44aには、連通孔50が形成されている。連通孔50を通じて、上部オイル溜まり12aが下部オイル溜まり12bに連通している。下閉塞部材44の鍔部44aの外周面が全周囲にわたって密閉容器1に接していてもよいし、外周面の一部が密閉容器1に接していてもよい。鍔部44aの外周面と密閉容器1との間に僅かな隙間が形成されていてもよい。このことは、先の実施形態で説明した通りである。
(変形例2)
 図5に示すように、変形例2に係るロータリ圧縮機100Cは、円板状部分54a及びノズル部54bを有する下端面板54(対流抑制部)を備えている。円板状部分54aによって下閉塞部材24の凹部24aが閉じられている。円板状部分54aの外周面は、例えば、密閉容器1の内周面に接している。つまり、円板状部分54aは、図1~図3を参照して説明した下端面板34と同じ構造を有する。ノズル部54bは、円板状部分54aの外周部に設けられており、鉛直方向の上向きに延びている。ノズル部54bの上開口端は、上部オイル溜まり12aに位置している。ノズル部54bの内部に連通孔50が形成されている。
 本変形例によれば、戻りオイルは、上閉塞部材18の連通孔18hを通じて上部オイル溜まり12aに流入し、ノズル部54b(連通孔50)を通って、下部オイル溜まり12bに移動する。つまり、本変形例において、戻りオイルの流れは、先の実施形態よりもさらに限定される。上部オイル溜まり12aの吸入側部分におけるオイルの対流がさらに抑制される。本変形例によれば、先の実施形態と比較して、吸入冷媒の受熱を低減する効果が高い。その結果、ロータリ圧縮機100Cを用いた冷凍サイクル装置の能力がさらに向上する。
(変形例3)
 図6に示すように、変形例3に係るロータリ圧縮機100Dは、対流抑制部としての役割を担う中間板39を備えている。中間板39を除き、ロータリ圧縮機100Dは、先に説明したロータリ圧縮機100Aと概ね同じ構造を有する。
 本変形例において、中間板39は、シャフト10の半径方向の外向きに延びている。中間板39の外周面と密閉容器1の内周面との間には、狭い隙間が形成されている。中間板39によって、上部オイル溜まり12aは、中間オイル溜まり12cと最上部オイル溜まり12dとに区分けされている。すなわち、中間板39は、オイル溜まり12の複数の部分12a及び12bから選ばれる1つが鉛直方向において複数の部分12c及び12dにさらに区分けされるように、下端面板34(第1対流抑制部)よりも油面の近くに配置された第2対流抑制部としての役割を担う。
 中間板39の外周部には、第2連通孔51が形成されている。第2連通孔51によって、最上部オイル溜まり12dが中間オイル溜まり12cに連通している。つまり、第2連通孔51は、中間板39(第2対流抑制部)によって区分けされた複数の部分12c及び12dを互いに連通させる第2連通路としての役割を担う。第2連通孔51も吐出側に位置している。シャフト10の回転軸に垂直な平面に連通孔50及び第2連通孔51を投影したとき、連通孔50の投影図は、第2連通孔51の投影図に重なっている。つまり、シャフト10の周方向において、第2連通孔51は、概ね連通孔50と同じ位置に形成されている。
 上閉塞部材18の連通孔18hを通ってオイル溜まり12へとオイルが戻るとき、オイルは、まず最上部オイル溜まり12dに流入し、その後、第2連通孔51を通って中間オイル溜まり12cに流入する。オイルは、その後、連通孔50を通って下部オイル溜まり12bに戻る。そのため、戻りオイルの流れは、連通孔50及び51の近傍で速く、連通孔50及び51から離れた位置では緩やかとなる。シャフト10の全周囲から高温の戻りオイルが均等に最上部オイル溜まり12dに流入したとしても、中間オイル溜まり12cにおいて、オイルは、主に、連通孔50と第2連通路51とを結ぶ直線に沿って流れる。そのため、吸入側において、先の実施形態と比較して、オイルの流れはさらに抑制される。
 従って、高温の戻りオイルは、最上部オイル溜まり12dの吸入側部分を通過しにくい。中間オイル溜まり12cの吸入側部分におけるオイルの流れは極めて緩やかとなる。そのため、中間オイル溜まり12cの吸入側部分の温度は、上部オイル溜まり12aの吐出側部分の温度及び下部オイル溜まり12bの温度と比較して低温となりうる。
 さらに、中間オイル溜まり12cの吸入側部分において、オイルの流れが抑制され、オイルの流速が低下する。そのため、吸入側において、シリンダ14の外周面及び中間板39の表面における熱伝達率が低下する。従って、吸入室25aに流入した低温冷媒にシリンダ14及び中間板39を介して熱が移動することが抑制される。その結果、ロータリ圧縮機100Dの体積効率が改善し、ロータリ圧縮機100Dを用いた冷凍サイクル装置の能力が向上する。
(変形例4)
 図7に示すように、変形例4に係るロータリ圧縮機100Eは、先に説明したロータリ圧縮機100Aに加え、オイル溜まり12におけるオイルの対流を抑制する対流抑制部64(第3対流抑制部)を備えている。対流抑制部64を除き、ロータリ圧縮機100Eは、ロータリ圧縮機100Aと同じ構造を有する。
 対流抑制部64は、シリンダ14の外周面から外向きに突出する形でシリンダ14に一体に形成されている。対流抑制部64は、シャフト10の周方向において、上部オイル溜まり12aを区分けしている。対流抑制部64によって、上部オイル溜まり12aは、吸入側部分と吐出側部分とに区分けされている。対流抑制部64は、例えば、基準平面H1に重なる位置に設けられている。シャフト10の半径方向において、対流抑制部64の外周面は、密閉容器1の内周面に接していてもよいし、密閉容器1の内周面から僅かに離れていてもよい。対流抑制部64によれば、上部オイル溜まり12aの吸入側部分におけるオイルの流れがさらに抑制される。
(その他の変形例)
 本明細書で説明したロータリ圧縮機100A~100Eは、圧縮ブロック28及び38を備えた2ピストンロータリ圧縮機である。ただし、圧縮ブロックの数は特に限定されない。すなわち、本明細書に開示された技術は、1ピストンロータリ圧縮機にも適用できるし、3つ以上の圧縮ブロックを備えたロータリ圧縮機にも適用できる。
 本発明は、給湯機、温水暖房装置、空気調和装置などの電気製品に利用できる冷凍サイクル装置の圧縮機に有用である。

Claims (6)

  1.  オイル溜まりを有する密閉容器と、
     シリンダと、前記シリンダの内部に配置されたピストンと、前記シリンダと前記ピストンとの間に形成された空間を吸入室と圧縮-吐出室とに仕切るベーンと、前記吸入室に作動流体を導く吸入ポートと、前記圧縮-吐出室から作動流体を吐出させる吐出ポートとを有し、前記オイル溜まりに溜められたオイルに浸かるように前記密閉容器の内部に配置された圧縮機構と、
     鉛直方向において前記オイル溜まりを複数の部分に区分けしている対流抑制部と、
     前記オイル溜まりの前記複数の部分を互いに連通させる連通路と、
     を備え、
     前記ベーンが前記シリンダの中心軸に向かって最も突出したときの前記シリンダの内周面と前記ピストンの外周面との接線を通り、かつ前記シリンダの前記中心軸を含む平面を基準平面としたとき、前記基準平面から見て前記吐出ポートと同じ側に前記連通路が位置している、ロータリ圧縮機。
  2.  前記連通路が前記対流抑制部に形成された連通孔である、請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  3.  前記対流抑制部が前記連通孔を2つ以上有する、請求項2に記載のロータリ圧縮機。
  4.  前記対流抑制部が板状の部材で構成されている、請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  5.  前記対流抑制部が前記圧縮機構の構成部品と一体に形成されている、請求項1に記載のロータリ圧縮機。
  6.  前記対流抑制部よりも油面の近くに配置され、鉛直方向において前記オイル溜まりの前記複数の部分から選ばれる1つを複数の部分にさらに区分けしている第2対流抑制部と、
     前記第2対流抑制部によって区分けされた前記複数の部分を互いに連通させる第2連通路と、
     をさらに備え、
     前記第2連通路は、前記基準平面から見て前記吐出ポートと同じ側に位置している、請求項1に記載のロータリ圧縮機。
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