JPH03182693A - 多段ロータリ圧縮機 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は空気調和機、冷凍装置等に搭載するのに好適な
多段ロータリ圧縮機に関する。

（従来の技術及びその諜８） 従来の単段ロータリ圧縮機を低温用冷凍圧縮機として使
用すると、吐出冷媒塩度が高くなるため、潤滑油の劣化
、摺動部の焼付、モータのコイルの焼損等の不具合を住
じる。

これに対処するためロータリ圧縮機の圧縮室に液冷媒を
噴射しているが、これは体積効率の低下や消費動力の増
大等の不具合をもたらす。

そこで、２段ロータリ圧ｍｓが提案されたが、２段ロー
タリ圧縮機においては、高段側ロータリ圧縮機構の幾何
学的押し除は量を低段側ロータリ圧縮機構のそれより小
さくする必要があり、このために特開昭６０−１２８９
９０号公報に示されるように、高段側ロータリ圧縮機構
のシリンダ高さを低段側ロータリ圧縮機構のそれよりも
小さくしたり、実開昭５８−４６８８６号公報に示され
るように、高段側ロータリ圧縮機構のローリングピスト
ンの回転偏心量を低段側ロータリ圧縮機構のそれよりも
小さくしていたが、これらはいずれもシリンダ、ローリ
ングピストン、ブレード、回転軸等のロータリ圧縮機構
を構成する主要部品の基本寸法を高段側と低段側との間
で変えなければならないので１１部品の共通化ができず
、従って、コストが嵩むという不具合があった。

（課題を解決するための手段〉 本発明は上記課題を解決するために発明されたものであ
って、その要旨とするところは、１のモータによって同
時に駆動される複数の同寸法のロタリ圧縮機構を備え、
前段のロータリ圧縮機構によって圧縮されたガスを次段
のロータリ圧縮機構に導いて更に圧縮する多段ロータリ
圧縮機において、上記次段のロータリ圧縮機構が圧縮行
程を行う回転角度範囲を上記前段のロータリ圧縮機構の
それより小さくしたことを特徴とする多段ロタリ圧縮機
にある。

〈作用） 本発明においては、上記構成を具えているため、次段の
ロータリ圧縮機構の幾何学的押し除は量は前段のロータ
リ圧縮機構のそれより小さくなる。

（実施例） 本発明の１実施例が第１図ないし第７図に示されている
。

第１図ないし第５図に示すように、ハウジング１内には
モータ２と、このモータ２によって同時に回転駆動され
る前段のロータリ圧縮機構３と、次段のロータリ圧縮機
構４が収納されている。

モータ２はハウジング１に固定されたステータ５と、シ
ャフト６に固定されたロータ７からなる。

前段のロータリ圧縮機構３はシリンダブロック８と、下
部軸受９と、仕切板１０と、ローリングピストン１１と
、ブレード１２と、押えばね１３等からなり、シリンダ
ブロック８と下部軸受９と仕切板ｌＯによって限界され
たシリンダ室１４内にシャフト６のクランクビン６ａに
遊嵌されたローリングピストン１１を偏心回転運動自在
に収容し、シリンダブロック８に出没自在に支持された
ブレード１２をその背後から押えばね１３によって押推
してその先端をローリングピストン１１の外周面に摺接
させることによりこのブレード１２の片側に圧縮室１５
を限界し、他側に吸入室１６を限界している。

次段のロータリ圧縮機構４はシリンダプロ、り１７と、
上部軸受１８と、仕切板１０と、ローリングピストン１
９と、ブレード２０と、押えばね２１等からなり、クラ
ンクビン６ａに対して１８０″′位相をずらせて形成さ
れたクランクビン６ｂに遊嵌されているローリングピス
トン１９がシリンダ室２２内に収容され、ブレード２０
の片側に圧縮室２３が、他側に吸入室２４が限界されて
いる。

シャフト６は仕切板ＩＯを貫通し、下部軸受９及び上部
軸受１Ｈによって回転自在に軸承されている。

下部軸受９、シリンダブロック８、仕切板１０、シリン
ダブロック１７及び上部軸受１９はこれらを貫通する複
数のポルト２５によって一体に締結されている。

下部軸受９の外周縁から下方に伸びるリブ９ａの下端に
カバー２６を固定することによって下部マフラー室２７
が形成され、また、上部軸受１８の上面をカバー２８に
よって被覆することによって上部マフラー室２９が形成
されている。

第３図に示すように、シリンダブロック１７の下端をそ
の内周面に沿ってブレード２０の近辺からローリングピ
ストン１９の回転方向（矢印で示す）に沿って約１８０
”に亘って切欠くことによって切欠溝３０が形成され、
この切欠溝３０は仕切板ｌＯ、シリンダブロック８、下
部軸受９を貫通する１又は２以上のガス通路３１を介し
て下部マフラー室２７に連通している。

しかして、モータ２を起動すると、シャフト６が回転し
、そのクランクビン６ａに遊嵌されたロリングピストン
１１がシリンダ室１４内で矢印方向に偏心回転運動し、
クランクビン６ｂに遊嵌されたローリングピストン１９
がシリンダ室２２内で偏心回転運動する。

すると、吸入管３２を経てガスが前段のロータリ圧縮機
構３の吸入室１５に吸い込まれると同時に圧縮室１６内
のガスが圧縮される。そして、圧縮室１６内のガス圧力
が所定値に達すると、このガスは下部軸受９に穿設され
た吐出ポート３３を経て図示しない吐出弁を押し開き下
部マフラー室２７内に入り、ここで吐出ガス中の脈動が
緩和される。

次いで２、この吐出ガスはガス通路３１を経て次段のロ
ータリ圧縮機構４の切欠溝３０を経て吸入室２３内に入
る。しかし、ローリングピストン１９がシリンダ室２２
内を偏心回転運動して切欠溝３０の終端に来る迄は吸入
室２３と圧縮室２４は切欠溝３０を介して連通している
ので、ガスが圧縮されることはない。

ローリングピストン１９が切欠溝３０の終端に達すると
、圧縮室２４は吸入室２３から遮断されて圧縮行程が始
まり、圧縮室２４内のガスが圧縮される。そして、圧縮
室２４内のガス圧力が所定値に達すると、このガスは上
部軸受１９に穿設された吐出ポート３４を経て図示しな
い吐出弁を押し開き、上部マフラー室２９内に入り、こ
こで吐出ガス中の脈動が緩和される。

次いで、このガスは図示しない出口からモータ２と次段
のロータリ圧縮機構４との間に形成された空間３５に流
出して更に脈動成分が除去され、モタ２のステータ５と
ロータ７との隙間及びステータ５を貫通するガス通路３
６を流過してモータ２の上方に形成された空間３７に入
ってさらに脈動成分が除去され、吐出管３８を経てハウ
ジングｌの外に排出される。そして、冷凍装置の凝縮器
、膨張弁、蒸発器、アキュムレータ等を循環した後再び
吸入管３２から吸入される。

吐出ガス中に含まれる潤滑油のミストは空間３５及び３
７で分離され、シリンダブロック１７を貫通する複数の
穴３８及びシリンダブロック８を貫通する複数の穴３９
を経て落下し、ハウジング１の底に貯溜される。

なお、４０は前段はロータリ圧縮機構３の圧縮室１６内
に液冷媒を噴射する液インジェクシッンチューブ、４１
は次段のロータリ圧縮機構４の圧縮室２４内に液冷媒を
噴射する液インジェクションチューブである。

前段のロータリ圧縮機構３に吸入されるガス圧力をＰ５
、次段のロータリ圧縮機構４から吐出されるガス圧力を
Ｐ、とすれば、最適の中間圧力、即ち、前段のロータリ
圧縮機構３から吐出されるガス圧力及び次段のロータリ
圧縮機構４に吸入されるガス圧力Ｐ工は Ｐ、＝智ｑ２ で表わされる。

そして、次段のロータリ圧縮機構４においては、ローリ
ングピストン１９がブレード２０の位相を基点として約
１８００回転して切欠溝３５の終端、即ち、吸入行程の
締切り点又は圧縮行程の開始点に達するまでは圧縮行程
を開始しないので、次段のロタリ圧縮機構４の押し除は
量ＶＨは前段のロータリ圧縮機構３のそれｖＬのほぼ半
分となり、また、次段のロータリ圧縮機構４の筒内圧Ｐ
Ｃ，Ｉ及び前段のロータリ圧縮機構３の筒内圧Ｐ、１８
はシャフト６の回転に応して第６図に示すように変化す
る。

なお、切欠溝３０の終端位置をローリングピストン１１
の回転方向に沿って移動させることにより吸入行程の締
切り点、即ち、圧縮行程の回転角度範囲を任意に調節で
きる。

そして、次段のロータリ圧縮機構４の吸入締切前の容積
、即ち、切欠溝３５及びこれを介して互いに連通ずる吸
入室２３と圧縮室２４の容積の和はバッファ容積として
作用し、前段のロータリ圧縮機構３から吐出されたガス
の圧力脈動を緩和するのに役立つ。

更に、前段のロータリ圧縮機構３の圧縮室１６内に液イ
ンショクジョン管４０をを経て液冷媒を噴射すると、次
段のロータリ圧縮機構４に吸入される冷媒ガス温度Ｔ５
、は前段のロータリ圧縮機構３から吐出される冷媒ガス
の温度Ｔ１より低くなり、これに伴って、次段のロータ
リ圧縮機構４から吐出されるガスの温度Ｔ。を低く抑え
ることができち る。これ必モリエル線図に表すと、第７図に示すように
なる。

なお、第７図において、 ＳＬは　前段のロータリ圧縮機構３の吸入口ＤＬは　前
段のロータリ圧縮機構３の吐出口ＳＮは　次段のロータ
リ圧縮機構４の吸入口ＤＨは　次段のロータリ圧縮機構
４の吐出口Ｉｎは　インジェクションされる液冷媒の取
出口Ｅｘは　膨張弁の入口 の各位置を示している。

第８図及び第９図には本発明の第２の実施例が示されて
いる。

上部軸受１日の外周縁から上方に立上るリブ４２を立設
するとともにブレード２０の上方に直径方向に伸びるリ
ブ４３を立設し、これらリブ４２．４３の上面にカバー
４４を固定することによってリブ４３の片側、即ち、吐
出ポート３４の側に上部マフラー室４５を形成し、リブ
４３の他側に中間室４６が形成されている。

この中間室４６は上部軸受１８、シリンダブロック１７
、仕切板ｌＯ、シリンダブロック８、下部軸受９を貫通
するガス通路４７を介して下部マフラー室２７に連通し
、また、上部軸受１８に穿設された２個のガスｉｌｌ路
４８．４９を介して次段のロータリ圧縮機構４の圧縮室
２４に連通している。そして、一方のガス通路４８はブ
レード２０に近接した位置に開口し、他方のガス通路４
９はブレード２０から約１８０　”ずれた位置に開口し
ている。なお、５０は吐出弁、５１はガス通路４８．４
９をシリンダ室２４に滑らかに接続するためのスリット
である。

他の構成は切欠Ｙ１４３０及びガスｉｌｌ路３１を有し
ない点を除いて第１の実施例と同様であり、対応する部
材には同し符号が付されている。

しかして、前段のロータリ圧縮機構３から吐出されたガ
スは下部マフラー室２７及びガス通路４７を経て中間室
４６内に入り、ガス通路４８及び４９を経て次段のロー
タリ圧縮機構４のシリンダ室２２内に吸入される。しか
し、ローリングピストン１９が偏心回転運動してガスｉ
Ｉｌ路４９の開口位置、即ち、ブレード２０の位相から
約１８０”ずれた位置に達し、シリンダ室２２を中間室
４６から遮断してガスの吸入を締め切った後に圧縮行程
が開始される。圧縮されたガスは吐出ボート３４を経て
吐出弁５０を押し開いて上部マフラー室４５に入り、図
示しない出口を経て空間３５に吐出される。ガス通路４
９の開口位置をローリングピストン１９の回転方向に沿
って移動することにより、吸入締切位置、即ち、圧縮行
程の回転角度範囲を任意に調節できる。

以上、本発明を２段ロータリ圧縮機に適用した例につい
て説明したが、本発明は３段又はそれ以上の多段ロータ
リ圧縮機に通用しうろことは勿論である。

（発明の効果） 本発明においては、次段のロータリ圧縮機構が圧縮行程
を行う回転角度範囲を前段のロータリ圧縮機構のそれよ
り小さくしたため、次段のロータリ圧縮機構の幾何学的
押し除は量を前段のロータリ圧縮機構のそれより小さく
できる。

この結果、多数のロータリ圧縮機構を構成する主要部品
の寸法を変更する必要がなくなるので、部品の共通化が
可能となり、従っ−で、コストも大巾に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図は本発明の１実施例を示し、第１図
は縦断面図、第２図ないし第５図は第１図のｔｒ−ｎ線
、ｍ−ｒＭ線、■−Ｎ線、Ｖ−ｖｖＡに沿う横断面図、
第６図はシャフトの回転角に対する筒内圧の変化を示す
線図、第７図はこの多段ロタリ圧縮機を備えた冷凍サイ
クルのモリエル線図である。 第８図及び第９図は本発明の第２の実施例を示し、第８
図は部分的縦断面図、第９図は第８図のＤ（−１Ｘ線に
沿う横断面図である。 モータ　２、前段のロータリ圧縮機構−３、次段第２図 第３図 （ＪＪ す」 四Ｒ 囲只

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １のモータによって同時に駆動される複数の同寸法のロ
   ータリ圧縮機構を備え、前段のロータリ圧縮機構によっ
   て圧縮されたガスを次段のロータリ圧縮機構に導いて更
   に圧縮する多段ロータリ圧縮機において、上記次段のロ
   ータリ圧縮機構が圧縮行程を行う回転角度範囲を上記前
   段のロータリ圧縮機構のそれより小さくしたことを特徴
   とする多段ロータリ圧縮機。