| 【発明の名称】 |
２段圧縮式ロータリコンプレッサ |
| 【発明者】 |
【氏名】江原 俊行
【氏名】只野 昌也
【氏名】山川 貴志
【氏名】小田 淳志
【氏名】小松原 健夫
【氏名】安藤 研治
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| 【要約】 |
【課題】
【解決手段】 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】底部にオイル溜を有する密閉容器、前記密閉容器内の上部空間に配置される電動機、前記密閉容器内の下部空間に配置され前記電動機に連結されるクランク軸により駆動される回転圧縮機構を備え、前記回転圧縮機構は中間仕切板を介して配置される低段側圧縮要素と高段側圧縮要素、および前記各圧縮要素の開口面を閉塞し前記クランク軸の軸受部を兼用する上部支持部材と下部支持部材を含む、２段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、前記低段側圧縮要素を前記中間仕切板の上側に配置すると共に、前記クランク軸に設けた上下偏心部のオイル溝は前記中間仕切板へオイルが流れ込む方向に傾きを設置し、さらに、前記中間仕切板にガス抜き穴を水平方向に形成したことを特徴とする、２段圧縮式ロータリコンプレッサ。
【請求項２】底部にオイル溜を有する密閉容器、前記密閉容器内の上部空間に配置される電動機、前記密閉容器内の下部空間に配置され前記電動機に連結されるクランク軸により駆動される回転圧縮機構を備え、前記回転圧縮機構は中間仕切板を介して配置される低段側圧縮要素と高段側圧縮要素、および前記各圧縮要素の開口面を閉塞し前記クランク軸の軸受部を兼用する上部支持部材と下部支持部材を含む、２段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、前記低段側圧縮要素を前記中間仕切板の下側に配置すると共に、前記クランク軸に設けた上下偏心部のオイル溝は前記上部支持部材へオイルが流れ込む方向に傾きを設置し、さらに、前記上部支持部材にガス抜き穴を水平方向に形成したことを特徴とする、２段圧縮式ロータリコンプレッサ。
【請求項３】前記密閉容器の内部圧力を低圧または中間圧とする、請求項１または２記載の２段圧縮式ロータリコンプレッサ。
【請求項４】前記回転圧縮機構で圧縮される冷媒は、二酸化炭素（ＣＯ２）である、請求項１ないし３のいずれかに記載の２段圧縮式ロータリコンプレッサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は２段圧縮式ロータリコンプレッサに関し、特にたとえば密閉容器の内部空間を低圧または中間圧とする２シリンダ型の２段圧縮式ロータリコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動要素およびこの電動要素に連結されるクランク軸により駆動される回転圧縮要素を収納する密閉容器の内部空間を吐出冷媒ガスにより高圧とする所謂内部高圧式ロータリコンプレッサにおいては、ストレート溝でクランク軸中心のオイル穴と連通する横穴が設けてあり、回転圧縮要素のシリンダに形成された圧縮室から偏心回転するローラ側への冷媒ガスのリークはないが、密閉容器の内部空間を低圧または中間圧とする所謂内部低圧（又は中間圧）式ロータリコンプレッサにおいては、高圧圧縮室（高圧室）からローラ側へのリークガスにより、各摺動部、例えばクランク軸とその軸受部、あるいはクランク軸の偏心部とローラへの給油が阻害される。
【０００３】また、２段圧縮式ロータリコンプレッサにおいては、高段側、すなわち２段目の圧縮要素が、低段側、すなわち１段目の圧縮要素より中間仕切板の下側にある場合、高圧圧縮室（高圧室）からローラ内側へガスリークが発生し、このリークガスにより上側に位置する低段側圧縮要素のオイルシールが不充分となり低段側の効率を低下させることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特に、地球環境に与える影響が少なくかつ可燃性や毒性のないＣＯ２冷媒の場合、分子の大きさがＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）より小さくリークガス量が多いため効率の低下が著しい。また、２段圧縮式の場合、低段側の性能低下により高段側を含むコンプレッサ全体の性能が低下するという問題がある。
【０００５】それゆえに、この発明の主たる目的は、簡単な構成により高圧室からのリークガスの防止を行い各摺動部に対するオイル潤滑を良好にできる、２段圧縮式ロータリコンプレッサを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、底部にオイル溜を有する密閉容器、この密閉容器内の上部空間に配置される電動機、密閉容器内の下部空間に配置され電動機に連結されるクランク軸により駆動される回転圧縮機構を備え、この回転圧縮機構は中間仕切板を介して配置される低段側圧縮要素と高段側圧縮要素、および各圧縮要素の開口面を閉塞しクランク軸の軸受部を兼用する上部支持部材と下部支持部材を含む、２段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、低段側圧縮要素を中間仕切板の上側に配置すると共に、クランク軸に設けた上下偏心部のオイル溝は中間仕切板へオイルが流れ込む方向に傾きを設置し、さらに、中間仕切板にガス抜き穴を水平方向に形成したことを特徴とする、２段圧縮式ロータリコンプレッサである。
【０００７】また、この発明は、底部にオイル溜を有する密閉容器、この密閉容器内の上部空間に配置される電動機、密閉容器内の下部空間に配置され電動機に連結されるクランク軸により駆動される回転圧縮機構を備え、この回転圧縮機構は中間仕切板を介して配置される低段側圧縮要素と高段側圧縮要素、および各圧縮要素の開口面を閉塞しクランク軸の軸受部を兼用する上部支持部材と下部支持部材を含む、２段圧縮式ロータリコンプレッサにおいて、低段側圧縮要素を中間仕切板の下側に配置すると共に、クランク軸に設けた上下偏心部のオイル溝は上部支持部材へオイルが流れ込む方向に傾きを設置し、さらに、上部支持部材にガス抜き穴を水平方向に形成したことを特徴とする、２段圧縮式ロータリコンプレッサである。
【０００８】
【作用】低段側圧縮要素が中間仕切板の上側に配置される場合、クランク軸の上下偏心部のオイル溝は中間仕切板へオイルが流れ込む方向に傾斜して設置されており、中間仕切板に設けたガス抜き穴よりリークガスは密閉容器内へ排出される。
【０００９】また、低段側圧縮要素が中間仕切板の下側に配置される場合、上下偏心部のオイル溝は上部支持部材へオイルが流れ込む方向に傾斜して設置されているので、リークガスは上部支持部材に設けたガス抜き穴より密閉容器内へ排出される。
【００１０】
【発明の効果】この発明によれば、リークガスをオイル溝とガス抜き穴で低段側の各摺動部への流入を防止し、良好なオイル潤滑を行い、信頼性が確保できる。
【００１１】この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明により一層明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】図１に示すこの発明の一実施例である内部低圧式の２シリンダ型２段圧縮式ロータリコンプレッサ１０は、鋼板からなる円筒状密閉容器１２、この密閉容器１２の上部空間に配置された電動機１４、この電動機１４の下部空間に配置されかつこの電動機１４に連結されるクランク軸１６により駆動される回転圧縮機構１８を含む。また、密閉容器１２は底部をオイル溜とし、電動機１４および回転圧縮機構１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を密閉する蓋体１２Ｂとの２部材で構成され、蓋体１２Ｂには電動機１４に外部電力を供給するターミナル端子（配線を省略）２０を取り付けている。
【００１３】また、電動機１４は、密閉容器１２の上部空間の内周に沿って環状に取り付けられたステ−タ２２と、このステ−タ２２の内側に若干の間隙を設けて配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４にはその中心を通り鉛直方向に延びるクランク軸１６が一体に設けられている。
【００１４】ステ−タ２２は、リング状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６に巻装された複数のコイル２８を有している。また、ロータ２４もステ−タ２２と同じように電磁鋼板の積層体３０で構成された交流モータである。また、永久磁石を埋装したＤＣモータとすることも可能である。
【００１５】回転圧縮機構１８は、低段側圧縮要素３２と高段側圧縮要素３４を含み、かつ低段側圧縮要素３２は中間仕切板３６の上側に配置され、高段側圧縮要素３４は中間仕切板３６の下側に配置されている。すなわち、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に設けられた上下シリンダ３８、４０と、この上下シリンダ３８、４０内をクランク軸１６に設けた上下偏心部４２、４４に連結されて回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下各シリンダ３８、４０内を低圧室（吸込側）と高圧室（吐出側）に区画する上下ベーン５０、５２と、上下シリンダ３８、４０の各開口面を閉塞しクランク軸１６の各軸受部を兼用する上部支持部材５４と下部支持部材５６とで構成される。また、上部支持部材５４および下部支持部材５６には、上下シリンダ３８、４０と適宜連通する図示されない吸込通路５８、６０および吐出消音室６２、６４が夫々形成されると共に、これら各消音室６２、６４の開口部は上部プレート６６と下部プレート６８で閉塞されている。上下ベーン５０、５２は上下シリンダ３８、４０のシリンダ壁に形成された半径方向の案内溝７０、７２に往復摺動可能に配置され、かつスプリング７４、７６により上下ローラ４６、４８に常時当接するように付勢されている。
【００１６】そして、上シリンダ３８では１段目（低圧側）の圧縮作用が行なわれ、下シリンダ４０では上シリンダ３８で１段圧縮された冷媒ガスを更に圧縮する２段目（高圧側）の圧縮作用が行なわれる。
【００１７】上述の回転圧縮機構１８を構成する各エレメントは、上部支持部材５４、上シリンダ３８、中間仕切板３６、下シリンダ４０および下部支持部材５６の順に配置され、上部プレート６６および下部プレート６８と共に複数本の取付ボルト７８を用いて一体的に連結されている。
【００１８】そして、図４に示すように、クランク軸１６には軸中心に鉛直方向のオイル穴８０が形成されると共に、このクランク軸１６の上下偏心部４２、４４には中間仕切板３６へ潤滑オイルが流れ込む方向に傾きを設けた螺旋状オイル溝８２、８４が夫々形成され、さらに中間仕切板３６にはガス抜き穴８６が水平方向に形成されている。なお、螺旋状オイル溝８２、８４は横方向に設けた給油孔８３、８５によりクランク軸１６に設けられたオイル穴８０と連通している。
【００１９】冷媒としては、地球環境、可燃性および毒性等を配慮して自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ２）を使用し、また、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００２０】また、上部支持部材５４および下部支持部材５６には吸込通路５８、６０および吐出消音室６２、６４を経由して上下シリンダ３８、４０に冷媒を導入する上下冷媒導入管８８、９０と、圧縮された冷媒を吐出する上下冷媒吐出管９２、９４が夫々接続されている。そして、これらの上下冷媒導入管８８、９０と上下冷媒吐出管９２、９４には冷媒配管９６、９８、１００および１０２が夫々接続されている。さらに、冷媒配管９８と１００の間にはアキュムレータ１０４が接続されている。なお、円筒状密閉容器１２の外底部には取付用台座１０６が溶接等により固定されている。
【００２１】次に上述の実施例の動作概要について説明する。
【００２２】まず、ターミナル端子２０および図示されない配線を介して電動機１４に通電すると、電動機１４が起動してロータ２４に固定されたクランク軸１６が回転する。この回転によりクランク軸１６の上下偏心部４２、４４に連結された上下ロ−ラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００２３】これにより、冷媒配管９６、冷媒導入管８８および上部支持部材５４に形成された吸込通路５８を経由して、図３に示す如く吸込ポート１０８から上シリンダ３８の低圧室３８ａに吸入された低圧冷媒ガスは、上ローラ４６と上ベーン５０の動作により１段目の圧縮が行われて上シリンダ３８の高圧室３８ｂより吐出ポート１１０、上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９２および冷媒配管９８より密閉容器１２外に配置されるアキュムレータ１０４に送出されて気液分離が行われる。
【００２４】次に、アキュムレータ１０４から冷媒配管１００、冷媒導入管９０、下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して、図３に示す如く吸込ポート１０９から下シリンダ４０の低圧室４０ａに導入された中間圧の冷媒ガスは、下ローラ４８と下ベーン５２の動作により２段目の圧縮が行われて高圧圧縮ガスとなり下シリンダ４０の高圧室４０ｂより吐出ポート１１１、下部支持部材５６に形成された吐出消音室６４、冷媒吐出管９４および冷媒配管１０２を経由して冷凍サイクルを構成する外部冷媒回路（図示せず）に送出される。
【００２５】また、クランク軸１６の回転により、密閉容器１２の底部に貯溜されている潤滑オイル（図示せず）は、図４に示すようにクランク回転軸１６の軸中心に形成された鉛直方向のオイル穴８０を上昇し、途中に設けた横方向の給油孔１１２、８３、８５より軸受部および上下偏心部４２、４４に給油される。そして、オイルに含まれる冷媒ガスは上下偏心部４２、４４に形成した螺旋状オイル溝８２、８４より中間仕切板３６に設けたガス抜き穴８６を通り密閉容器１２内に排出される。
【００２６】従って、リークガスにより低圧側の各摺動部に対する潤滑オイルの供給を阻害されることはない。
【００２７】次に図２に示す他の実施例である２シリンダ型２段圧縮式ロータリコンプレッサ１０について説明する。
【００２８】この実施例においては、上述の第１の実施例と比較して、以下の３点が構成上相違し、それに伴い冷媒導入管８８、９０、冷媒吐出管９２、９４、および冷媒配管９６、９８、１００、１０２の接続位置が変更されているだけでその他の構成は同じにつきその説明は省略する。
【００２９】まず、回転圧縮機構１８の低段側圧縮要素３２が中間仕切板３６の下側に配置され、高段側圧縮要素３４が中間仕切板３６の上側に配置されている。つぎに、中間仕切板３６にガス抜き穴８６はなく、このガス抜き穴８６は上部支持部材５４に水平方向に形成されている。そして、図５に示すようにクランク軸１６の上下偏心部４２、４４に形成される螺旋状オイル溝８２、８４は共に右肩上がりに傾斜して設けられている。なお、図６に示すように、螺旋状オイル溝８２、８４は、横方向に設けた給油孔８３、８５によりクランク軸１６の軸中心に設けたオイル穴８０に連通してオイルの供給を受ける。
【００３０】それゆえに、ターミナル端子２０および図示されない配線を介して電動機１４に通電して、電動機１４を起動した場合、クランク回転軸１６の回転により上下偏心部４２、４４に連結された上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。この偏心回転により上下シリンダ３８、４０内で冷媒ガスの圧縮作用が行われる。すなわち、下シリンダ３８で１段目の圧縮、上シリンダ４０で２段目の圧縮が行われる。
【００３１】そして、クランク軸１６の回転により密閉容器１２の底部に貯溜されている潤滑オイルはクランク軸１６の軸中心に沿って鉛直方向に延びるオイル穴８０より上昇し、途中に設けた横方向の給油孔１１２、１１３、８３、８５より軸受部や上下偏心部４２、４４に対する給油を行う。一方、潤滑オイルに含まれるリークガスは給油孔８３、８５を経由して上下偏心部４２、４４に形成されて一方向に傾斜した螺旋状オイル溝８２、８４を通り上部支持部材５４に設けた横方向のガス抜き穴８６より密閉容器１２内に排出される。
【００３２】従って、リークガスをクランク軸１６の上下偏心部４２、４４に設けた螺旋状オイル溝８２、８４と上部支持部材５４に形成した横方向のガス抜き穴８６により排出して低段側の摺動部への流入を防止し、良好なオイル潤滑を行うことができ、信頼性が確保できる。
【００３３】なお、上述の実施例は、いずれも密閉容器１２内を低圧式とするものであったが、密閉容器１２内に１段目の圧縮ガスを放出し、この圧縮ガスを２段目の吸入ガスとして２段目の吐出ガスを配管で密閉容器外に送出する中間圧式でも同様の効果を得ることが出来る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年９月３日（１９９９．９．３） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０１８１
【弁理士】
【氏名又は名称】山田 義人
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| 【公開番号】 |
特開２００１−７３９７７（Ｐ２００１−７３９７７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月２１日（２００１．３．２１） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４９４６０ |
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