| 【発明の名称】 |
揺動ピストン形圧縮機及びこれを用いた冷凍装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】香曽我部 弘勝
【氏名】早瀬 功
【氏名】大島 健一
【氏名】川南 茂也
【氏名】幸野 雄
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| 【要約】 |
【課題】揺動ピストン形圧縮機及び冷凍装置において、コストダウンを図り、かつ小型で高性能及び高信頼性にすること。
【解決手段】密閉容器３内に低圧用圧縮要素４と高圧用圧縮要素５とを有する圧縮要素１を配置し、ローラ４ｂ１、５ｂ１及びベーン４ｂ２、５ｂ２が一体に形成された揺動ピストン４ｂ、５ｂを用い、密閉容器３内は高圧用圧縮要素５の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、高圧用圧縮要素５の作動室側と油供給側とに間欠的に連通する油ポケット２１を介して潤滑油２０を間欠的に供給する給油機構を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮要素の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記高圧用圧縮要素の作動室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記作動室側に潤滑油を間欠的に供給する給油機構を設けたことを特徴とする揺動ピストン形圧縮機。
【請求項２】 密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンと有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内を前記ローラと共に吸込室及び圧縮室とに区画し、前記密閉容器内は前記圧縮要素の吸込圧力と吐出圧力の中間圧力にすると共に、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記吸込室側に潤滑油を間欠的に供給する給油機構を設けたことを特徴とする揺動ピストン形圧縮機。
【請求項３】 横長の密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して横に連結して配置し、前記圧縮要素は、低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有すると共に、この各圧縮要素を前記駆動軸に横に併設し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と前記密閉容器の底部の潤滑油側とに間欠的に連通する油ポケットを前記ベーンに形成して前記潤滑油を前記吸込室側に間欠的に供給する給油機構を設けたことを特徴とする揺動ピストン形圧縮機。
【請求項４】 横長の密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して横に連結して配置し、前記圧縮要素は、低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有すると共に、この各圧縮要素を前記駆動軸に横に併設し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と前記密閉容器の底部の潤滑油側とに間欠的に連通する角部切欠を前記ベーンに形成して前記潤滑油を前記吸込室側に間欠的に供給する給油機構を設けたことを特徴とする揺動ピストン形圧縮機。
【請求項５】 密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンと有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内を前記ローラと共に吸込室及び圧縮室とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記低圧用圧縮要素の吐出部から前記高圧用圧縮要素の吸込部を結ぶ流路を設けたことを特徴とする揺動ピストン形圧縮機。
【請求項６】 密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンと有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内を前記ローラと共に吸込室及び圧縮室とに区画し、前記密閉容器内を前記低圧用圧縮要素の吐出圧力にすると共に、前記低圧用圧縮要素の吐出部から前記高圧用圧縮要素の吸込部を結ぶ流路の途中に油分離機構を設けたことを特徴とする揺動ピストン形圧縮機。
【請求項７】 圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器を配管で接続して冷凍サイクルを構成し、前記ピストン形圧縮機は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記高圧用圧縮要素の作動室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記作動室側に潤滑油を間欠的に供給する給油機構を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項８】 圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器を配管で接続して冷凍サイクルを構成し、前記圧縮機は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記吸込室側に潤滑油を間欠的に供給して前記冷凍サイクル内の油循環率が０．１重量％〜１．０重量％にする給油機構を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項９】 圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器を配管で接続して冷凍サイクルを構成し、前記圧縮機は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンと有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内を前記ローラと共に吸込室及び圧縮室とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記冷凍サイクル内の油循環率が０．１重量％〜１．０重量％にするように前記低圧用圧縮要素の吐出部から前記高圧用圧縮要素の吸込部を結ぶ流路を設けたことを特徴とする冷凍装置。
【請求項１０】 圧縮機、凝縮器、冷蔵室用減圧機構、冷蔵室用蒸発器、冷凍室用減圧機構及び冷凍室用蒸発器を配管で接続して冷凍サイクルを構成し、前記圧縮機は、横長の密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して横に連結して配置し、前記圧縮要素は、低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有すると共に、この各圧縮要素を前記駆動軸に横に併設し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記低圧用圧縮要素の吐出圧力にすると共に、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と前記密閉容器の底部の潤滑油側とに間欠的に連通する油ポケットを介して前記底部の潤滑油側から前記吸込室側に潤滑油を間欠的に供給して前記冷凍サイクル内の油循環率が０．１重量％〜１．０重量％にする給油機構を設け、前記凝縮器は前記高圧用圧縮要素の吐出側に連通し、前記冷蔵室用減圧機構と冷蔵室用蒸発器は、直列に接続されて前記凝縮器の出口側と前記高圧用圧縮要素の吸込側との間に設け、前記冷凍室用減圧機構と冷凍室用蒸発器は、直列に接続されて前記凝縮器の出口側と前記低圧用圧縮要素の吸込側との間に設けたことを特徴とする冷凍装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、揺動ピストン形圧縮機及びこれを用いた冷凍装置に係り、特に、低圧用圧縮要素高圧用圧縮要素を有する揺動ピストン形圧縮機と冷蔵庫、空気調和機等の冷凍サイクルを有する冷凍装置とに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の密閉型二段回転圧縮機としては、特開昭５０−７２２０５号公報に記載されたものがある（従来技術１）。
【０００３】この従来技術１のものは、ロータとベーンが別体であり、密閉容器内の圧力を冷媒の凝縮圧力と蒸発圧力の中間圧力に保つようにしており、潤滑油中に垂下した吸油管の上端を高圧圧縮機構の吸入管内に開口し、高圧圧縮機構のロータの回転によるハウジング内の負圧を利用して、冷媒ガスを吸入すると共に吸油管より潤滑油を引き上げて高圧圧縮機構内に導くようにしたものである。
【０００４】また、従来のロータリ圧縮機としては、特開平７−３０１１９０号公報に記載されたものがある（従来技術２）。
【０００５】この従来技術２のものは、潤滑状態の厳しい代替フロンを用いた場合でも、ベーンとローラの接触部における摩擦・摩耗の問題を解決するために、密閉容器内に、固定子及び回転子を有する電動要素と、この電動要素により駆動されるクランク軸、このクランク軸の偏心部に回転自在に嵌合されたローラ、このローラに先端を接して往復運動し、シリンダ内を吸入室と圧縮室に仕切るベーン、及び前記クランク軸を軸支し、かつ前記シリンダの両端開口を閉塞する端板を有する主軸受及び副軸受で形成される圧縮要素を収納し、ベーンが最もシリンダの外方向に移動したときをクランク軸回転角の０°として、この回転角９０°近傍において、シリンダの吸入室の中に密閉容器内にたまった潤滑油をベーンとローラの接触部に向かって供給する油供給手段を備え、そして、密閉容器内が圧縮要素で圧縮された吐出圧力となっており、ベーンがこの吐出圧力及びスプリングにより押圧されてローラに接触するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術１のものは、高圧圧縮機構への給油が配管経路の微小な圧力差を駆動力とするため、給油量の安定性を欠くという問題がある。そして、高圧圧縮機構に過大に給油された場合には、冷凍サイクル中に油が流出し、熱交換器の伝熱性能の低下や圧縮機の密閉容器内の油不足による潤滑不良を招くおそれがある。
【０００７】また、従来技術１のものは、別体のベーンとローラが接触するようになっているために、ベーンとローラの接触部の摩耗を全くなくすことはできないという問題があると共に、ローラにベーンを押し付けるためにスプリングを用いているので、コストアップを招くものである。
【０００８】一方、従来技術２のものは、別体のベーンとローラが接触するようになっているために、この部分に油を供給する油供給手段を設けたとしても、ベーンとローラの接触部の摩耗を全くなくすことはできないという問題がある。
【０００９】また、従来技術２のものは、ローラにベーンを押し付けるために密閉容器内を高温、高圧の吐出圧力にしているので、次のような問題を有するものである。即ち、電動要素が高温で加熱されることにより、コイルが温度上昇し、信頼性が低下すると共に、モータ効率を高めることが難しい。また、高圧のローラ内面から低圧の吸入室内への差圧による漏れ込み油が過剰となりやすく、圧縮機の性能が低下するおそれがある。そして、高圧下で冷媒が油中に溶解しやすくなるので、多量の冷媒を必要としてコストアップを招き、特に可燃性炭化水素系冷媒を用いた場合にはこの漏洩時の漏洩量が増加すると共に、軸受部に供給した油から冷媒が発泡することによって潤滑性能が低下し、これにより信頼性低下を招くおそれがある。さらには、密閉容器の耐圧を高めるために、厚い密閉容器を用いることによる重量増加及びコストアップを招くものである。
【００１０】さらに、従来技術２のものは、一段圧縮であるために、圧縮比が大きい、例えば冷凍用の条件下では圧縮比の小さい条件（空気調和機用等）に比べ圧縮性能が低下する問題がある。
【００１１】本発明の目的は、コストダウンが図れ、かつ小型で高性能及び高信頼性の揺動ピストン形圧縮機及び冷凍装置を得ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明の第１の特徴は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮要素の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記密閉容器内の圧力より高い圧力に圧縮する前記圧縮要素の作動室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記作動室側に潤滑油を間欠的に供給する給油機構を設けたことにある。
【００１３】本発明の第２の特徴は、前記密閉容器内を前記圧縮要素の吸込圧力と吐出圧力の中間圧力にすると共に、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記吸込室側に潤滑油を間欠的に供給する給油機構を設けたことにある。
【００１４】本発明の第３の特徴は、横長の密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して横に連結して配置し、前記圧縮要素は、低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有すると共に、この各圧縮要素を前記駆動軸に横に併設し、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と前記密閉容器の底部の潤滑油側とに間欠的に連通する油ポケットを前記ベーンに形成して前記潤滑油を前記吸込室側に間欠的に供給する給油機構を設けたことにある。
【００１５】本発明の第４の特徴は、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と前記密閉容器の底部の潤滑油側とに間欠的に連通する角部切欠を前記ベーンに形成して前記潤滑油を前記吸込室側に間欠的に供給する給油機構を設けたことにある。
【００１６】本発明の第５の特徴は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンと有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内を前記ローラと共に吸込室及び圧縮室とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記低圧用圧縮要素の吐出部から前記高圧用圧縮要素の吸込部を結ぶ流路を設けたことにある。
【００１７】本発明の第６の特徴は、前記密閉容器内を前記低圧用圧縮要素の吐出圧力にすると共に、前記低圧用圧縮要素の吐出部から前記高圧用圧縮要素の吸込部を結ぶ流路の途中に油分離機構を設けたことにある。
【００１８】本発明の第７の特徴は、圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器を配管で接続して冷凍サイクルを構成し、前記圧縮機は、密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して連結して配置し、前記圧縮要素は低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有し、前記各圧縮要素は両端面を閉塞されるシリンダとローラ及びベーンが一体の揺動ピストンとを有し、前記揺動ピストンは前記シリンダ内に揺動を伴う公転可能に配置し、前記ベーンは前記シリンダ内の作動室を吸込室側と圧縮室側とに区画し、前記密閉容器内は前記高圧用圧縮機の吐出圧力より低い圧力に保持すると共に、前記高圧用圧縮要素の作動室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記作動室側に潤滑油を間欠的に供給する給油機構を設けたことにある。
【００１９】本発明の第８の特徴は、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と油供給側とに間欠的に連通する油収納部を介して前記油供給側から前記吸込室側に潤滑油を間欠的に供給して前記冷凍サイクル内の油循環率が０．１重量％〜１．０重量％にする給油機構を設けたことにある。
【００２０】本発明の第９の特徴は、圧縮機、凝縮器、減圧機構及び蒸発器を配管で接続して冷凍サイクルを構成し、前記圧縮機は、横長の密閉容器内に電動要素と圧縮要素とを駆動軸を介して横に連結して配置し、前記圧縮要素は、低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素とを有すると共に、この各圧縮要素を前記駆動軸に横に併設し、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と前記密閉容器の底部の潤滑油側とに間欠的に連通する油ポケットを介して前記底部の潤滑油側から前記吸込室側に潤滑油を間欠的に供給して前記冷凍サイクル内の油循環率が０．１重量％〜１．０重量％にする給油機構を設けたことにある。
【００２１】本発明の第１０の特徴は、圧縮機、凝縮器、冷蔵室用減圧機構、冷蔵室用蒸発器、冷凍室用減圧機構及び冷凍室用蒸発器を配管で接続して冷凍サイクルを構成し、前記圧縮機は、前記高圧用圧縮要素のシリンダ内の吸込室側と前記密閉容器の底部の潤滑油側とに間欠的に連通する油ポケットを介して前記底部の潤滑油側から前記吸込室側に潤滑油を間欠的に供給して前記冷凍サイクル内の油循環率が０．１重量％〜１．０重量％にする給油機構を設け、前記凝縮器は前記高圧用圧縮要素の吐出側に連通し、前記冷蔵室用減圧機構と冷蔵室用蒸発器は、直列に接続されて前記凝縮器の出口側と前記高圧用圧縮要素の吸込側との間に設け、前記冷凍室用減圧機構と冷凍室用蒸発器は、直列に接続されて前記凝縮器の出口側と前記低圧用圧縮要素の吸込側との間に設けたことにある。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施例を図を用いて説明する。なお、第２実施例以降の実施例においては第１実施例と重複する説明を省略する。また、各実施例の図における同一符号は同一物又は相当物を示す。
【００２３】まず、本発明の第1実施例の揺動ピストン形圧縮機を図１から図６を参照して説明する。図１は本発明の第１実施例の揺動ピストン形圧縮機の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図、図３は図１のＢ−Ｂ断面図、図４は図１の揺動ピストン形圧縮機の給油機構の動作説明図、図５は図１の揺動ピストン形圧縮機に用いる油ポケットを付設した揺動ピストンの異なる変形例を示す斜視図、図６は冷凍サイクルの油循環率と成績係数ＣＯＰの関係を示す性能特性図である。
【００２４】図１で明らかなように、密閉容器３は、横長筒状に形成され、本体筒部及びその両側の蓋部より構成されている。密閉容器３内には、圧縮要素１、電動要素２及び駆動軸６等が収納されている。このように、密閉容器３を横長筒状とすることにより、圧縮機を冷蔵庫の背面機械室に配置する場合等において、収納性を良好なものとすることができる。電動要素２は、ステータ２ａとロータ２ｂを備え、ステータ２ａが密閉容器３に固着され、ロータ２ｂがステータ２ａ内で回転可能に配置されている。また、圧縮要素１は、低圧用圧縮要素４と高圧用圧縮要素５を備え、主軸受９を介して密閉容器３に固着されている。
【００２５】各圧縮要素４、５は、円筒形状の内周面を持つシリンダ４ａ、５ａと、このシリンダ内周面に沿って揺動を伴う公転運動する揺動ピストン４ｂ、５ｂとを有する。シリンダ４ａ、５ａの両端面部は中間に仕切り板８を挟んで、駆動軸６の軸支持を兼ねた主軸受９と副軸受１０により閉塞されている。
【００２６】揺動ピストン４ｂ、５ｂは、円筒形状のローラ４ｂ１、５ｂ１と板状のベーン４ｂ２、５ｂ２がそれぞれ一体的に成形されており、電動要素２から延びる駆動軸６の偏心軸部６ａ、６ｂにより駆動される。 このようにローラ４ｂ１、５ｂ１とベーン４ｂ２、５ｂ２が一体的に成形されることにより、従来のようなローラ４ｂ１、５ｂ１とベーン４ｂ２、５ｂ２との接触部の摩耗をなくすことができると共に、ローラ４ｂ１、５ｂ１の背面を高圧で押圧する必要がなくなり、密閉容器３内を高圧下におく必要をなくすことができる。また、ベーン４ｂ２、５ｂ２は、シリンダ４ａ、５ａ内を吸込室側と吐出室側に区画している。
【００２７】電動要素２と圧縮要素１は駆動軸６を介して連結されている。駆動軸６は、低圧用圧縮要素４の偏心軸部６ａと高圧用圧縮要素５の偏心軸部６ｂの位相が１８０°ずれている。また、低圧用圧縮要素４と高圧用圧縮要素５は低圧用圧縮要素４が電動要素２側になるように軸方向に隣りあって併設されている。このように、低圧用圧縮要素４と高圧用圧縮要素５が軸方向に隣り合って併設されているので、仕切り板８を兼用でき、圧縮機をより小型のものとすることができる。
【００２８】シリンダ４ａ、５ａの円筒状内周面の外側かつ下側には、この円筒状内周面の中心軸と平行な中心軸を持つ第１の円筒孔部４ａ１、５ａ１が連通して形成されている。ベーン４ｂ２、５ｂ２は、円筒孔部４ａ１、５ａ１内に挿入され、この円筒孔部４ａ１、５ａ１の中心軸を中心として揺動かつ進退運動するように両側が滑動部材７を介して支持されている。
【００２９】この第１の円筒孔部４ａ１、５ａ１の外側かつ下側には、円筒孔部４ａ１、５ａ１の中心軸と平行な中心軸を持つ第２の円筒孔部４ａ２、５ａ２が連通して設けられている。ベーン４ｂ２、５ｂ２の先端部は円筒孔部４ａ２、５ａ２内に挿入され、揺動かつ進退運動する。円筒孔部４ａ２、５ａ２は、密閉容器３の底部に位置することとなり、潤滑油２０で満たされることになる。なお、ベーン４ｂ２、５ｂ２の先端部は、孔部４ａ２、５ａ２の中で運動し、シリンダ４ａ、５ａと干渉することはない。
【００３０】吐出弁装置１１は、主軸受９の端面に配設され、主軸受９に形成された低圧用圧縮要素４の吐出口（図示せず）を開閉する。吐出マフラー１２は、低圧用圧縮要素４の吐出サイレンサとして機能するように、吐出弁装置１１を覆うように吐出側に配置され、密閉容器３内に連通する吐出口を有している。これにより、密閉容器３内は中間圧力に保持される。吐出弁装置１３は、副軸受１０の端面に配設され、副軸受１０に形成された高圧用圧縮要素５の吐出口（図示せず）を開閉する。副軸受１０と吐出カバー１４で高圧用圧縮要素５の吐出空間が区画されている。この吐出空間は吐出パイプ１８に連通している。
【００３１】副軸受１０の底部には潤滑油２０を駆動軸６の摺動部等に供給するための空間１０ｂが形成されている。この空間１０ｂは、流体ダイオード１０ａを介して密閉容器３内に連通し、一側が円筒孔部４ａ２、５ａ２に連通し、他側が駆動軸６の摺動部等への経路に連通されている。流体ダイオード１０ａは、潤滑油２０が密閉容器３内の空間側から流体ダイオード１０ａ側に流入しやすく、その逆方向には流出しづらく形成されたものである。また、円筒孔部５ａ２は、一側が仕切り板８により閉塞され、他側が空間１０ｂに連通された閉塞空間を構成する。給油カバー１４ａは、吐出カバー１４の外側に装着されて送油路を形成する。この送油路は、一側が吐出カバー１４の連通路を介して空間１０ｂに連通され、他側が吐出カバー１４の連通路を介して駆動軸６の給油孔に連通している。
【００３２】密閉容器３内の潤滑油２０は、高圧用圧縮要素５のベーン５ｂ２が円筒孔部５ａ２内で進退運動することにより、円筒孔部５ａ２内の容積が変動し、流体ダイオード１０ａを介して空間１０ｂ内に吸い込まれ、給油カバー１４ａで形成される送油路を介して駆動軸６の給油孔に供給され、駆動軸６の摺動部等に供給される（図１の点線矢印参照）。このように、ベーン５ｂ２の進退運動及び流体ダイオード１０ａを利用することにより、簡単な構成で、潤滑油２０を駆動軸６の摺動部等に供給することができる。
【００３３】低圧用圧縮要素４の吸込パイプ１５は密閉容器３の底部を貫通して低圧用圧縮要素４の吸込側に連通されている。また、吐出パイプ１６は、中間圧力になっている密閉容器３内と連通し、密閉容器３から外側に延びて中間冷却器１９に接続されている。高圧用圧縮要素５の吸込パイプ１７は、一側が中間冷却器１９に接続され、他側が高圧用圧縮要素５の吸込側に連通している。このように、中間冷却器１９は低圧用圧縮要素４の吐出パイプ１６と高圧用圧縮要素５の吸込パイプ１７間に配設される。高圧用圧縮要素５の吐出パイプ１８は、密閉容器３を貫通して冷凍サイクルの凝縮器に連通される。
【００３４】油収納部を形成する油ポケット２１は、高圧用圧縮要素５の作動室内に間欠的に潤滑油２０を給油するために、揺動ピストン５ｂの吸込み側のベーン５ｂ２の側面部に形成されている。この給油機構の詳細は後述する。
【００３５】以上の構成において、電動要素２により駆動軸６が回転すると、揺動ピストン４ｂ、５ｂは偏心軸部６ａ、６ｂにより公転運動を行う。図２及び図３から明らかなように、揺動ピストン４ｂ、５ｂのローラ４ｂ１、５ｂ１は、一体となったベーン４ｂ２、５ｂ２が常に偏心軸部６ａ、６ｂの中心を向くように揺動運動を行いながらその中心が公転運動する。これにより、ベーン４ｂ２、５ｂ２はシリンダ４ａ、５ａの円筒孔部４ａ１、５ａ１の中心軸に向かった進退運動と該中心軸周りの揺動運動を行うが、ベーン４ｂ２、５ｂ２とシリンダ４ａ、５ａの円筒孔部４ａ１、５ａ１との間の隙間のシールは滑動部材７が挿入されることにより保たれる。
【００３６】従って、低圧用圧縮要素４と高圧用圧縮要素５のシリンダ４ａ、５ａ、揺動ピストン４ｂ、５ｂ、滑動部材７及びシリンダの両端開口を閉塞する仕切り板８、主軸受９、副軸受１０により作動空間である圧縮室が形成され、揺動ピストン４ｂ、５ｂの公転運動により作動流体の圧縮作用が行われる。作動ガスは、図１に矢印で示すように、吸込パイプ１５を通って低圧用圧縮要素４のシリンダ４ａ内に入り、駆動軸６の回転によって揺動ピストン４ｂがほぼ一定半径の揺動を伴う公転運動をすることにより圧縮され、主軸受９の端板に配設された吐出弁装置１１を通り、吐出マフラー１２を通って密閉容器３内に吐き出される。密閉容器３内に吐出された作動ガスは、吐出パイプ１６から外部に出て中間冷却器１９により放熱して冷やされた後、吸込パイプ１７を通って高圧用圧縮要素５のシリンダ５ａ内に入り、揺動ピストン５ｂが揺動を伴う公転運動をすることによりさらに圧縮され、副軸受１０の端板に配設された吐出弁装置１３を通って吐出カバー１４により密閉区画された吐出空間に入り、ここから吐出パイプ１８を通って密閉容器３外部の冷凍サイクルに流出する。
【００３７】次に、本発明に関わる圧縮機の潤滑機構について説明する。電動要素２により駆動軸６が回転すると、低圧用圧縮要素４及び高圧用圧縮要素５で上記のように作動ガスの圧縮運転が行われ、密閉容器３内の圧力は吐出圧力と吸込圧力の中間の圧力、この実施例では低圧用圧縮要素４の吐出圧力となる。
【００３８】圧縮機の駆動軸６の摺動部等の潤滑（外部潤滑）を説明する。高圧用圧縮要素５の揺動ピストン５ｂのベーン５ｂ２が進退運動することにより、潤滑油２０中に浸かったベーン５ｂ２の背面空間（孔部５ａ２の空間）の容積が変化することを利用した給油ポンプ作用による。すなわち、流体ダイオード１０ａの流路形状は潤滑油２０の貯油部からベーン５ｂ２の背面空間方向に向かって断面積が減少するテーパ形状にしてあり、貯油部から入ってくる流れ（順流）の通路抵抗に比べ貯油部に出て行く流れ（逆流）の通路抵抗が大きくなるようにしてある。このため、ベーン５ｂ２の進退運動により背面空間の容積が増大している時に流体ダイオード１０ａを通って貯油部からこの空間に流入する潤滑油の量に比べ、背面空間の容積が減少している時に流体ダイオード１０ａを通って貯油部に逆戻りする潤滑油の量は少なく、その差が給油カバー１４ａの送油路を通って駆動軸６の中心まで供給される油量となる。駆動軸６の中心に達した油は駆動軸６内部に形成された給油穴（破線で図示）を通って副軸受１０、主軸受９及び偏心軸部６ａ、６ｂの各軸受摺動部に供給される。
【００３９】圧縮要素作動室内の潤滑である内部潤滑を説明する。低圧用圧縮要素４の内部潤滑では、作動室内に供給される油量は、密閉容器３内の中間圧力と作動室の吸込室側の圧力との差圧により漏れる量となり、その漏れの駆動力となる圧力差が密閉容器内の圧力が吐出圧力の場合に比べて小さくなるため、揺動ピストン４ｂの端面部等の隙間を通って作動室内に漏れ込む油量を少なくすることができ性能向上が図れる。
【００４０】また、高圧用圧縮要素５の内部潤滑は、差圧に依らずに揺動ピストン５ｂの吸込み側のベーン５ｂ２の側面部に形成された油ポケット２１による容積型ポンプ作用で間欠給油されるものである。図４を用いてこの油ポケット２１の給油動作を説明する。図４は駆動軸６が９０°ずつ回転した時の高圧用圧縮要素５の揺動ピストン５ｂの運動を示したものである。
【００４１】図４（ａ）が揺動ピストン５ｂのベーン５ｂ２が最もシリンダ５ａの外側に突き出した状態で、この状態を駆動軸６の回転角（クランク角）θ＝０°とする。この状態ではベーン５ｂ２の側面部に形成された油ポケット２１は孔部５ａ２内の潤滑油２０中に開口しており、油ポケット２１内の空間は潤滑油２０で満たされる。ここから駆動軸６が時計周りに９０°回転したのが図４（ｂ）の状態であり、図４（ａ）で内部に潤滑油２０を取り込んだ油ポケット２１は滑動部材７によりその開口部を塞がれている。さらに９０°回転（θ＝１８０°）したのが図４（ｃ）であり、油ポケット２１はシリンダ５ａ内の吸込室内に開口し、ガスと液の密度差により油ポケット２１内の潤滑油２０は吸込室内に噴出し作動ガスと置換される。ここからさらに９０°回転（θ＝２７０°）したのが図４（ｄ）の状態であり、内部に作動ガスを取り込んだ油ポケット２１は滑動部材７によりその開口部を塞がれている。さらに９０°回転すると最初の図４（ａ）の状態に戻り、油ポケット２１内の作動ガスは潤滑油２０と置換され再び油ポケット２１内の空間は潤滑油２０で満たされる。以上の動作を繰り返すことにより高圧用圧縮要素５の作動室内に所定量の潤滑油２０を確実に供給することができる。
【００４２】この高圧用圧縮要素５の内部潤滑における潤滑油２０の供給量は、油ポケット２１の容積を変えることにより容易に変えることができ、これにより各々の圧縮要素の最適油量に制御することができ、性能・信頼性を向上することができる。そして、図５（ａ）ではベーン５ｂ２の側面中央部に長円形状の油ポケット２１を形成しているが、油ポケット２１の形状や形成位置はこれに限定されるものではなく、例えば、図５（ｂ）のように端面の角部を一部切欠く形で形成してもよい。このような形状にすることにより、粉末冶金等で揺動ピストン５ｂを成形する際に油ポケット２１ａも一体で組込み成形することが可能となり機械加工が簡略化されるとともに高圧用圧縮要素５の組立ての際の目印になり、油ポケットを逆向きに取付けるといった揺動ピストン５ｂ組立ての誤りを防止することができる。なお、ここでは油ポケット２１の形成位置を揺動ピストン５ｂのベーン５ｂ２の吸込作動室側の側面部としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、高圧用圧縮要素５の吸込作動室内に、密閉容器内の潤滑油貯溜部と高圧用圧縮要素の吸込作動室内とを交互に行き来する油ポケットであればその形成位置や形状によらない。これにより作動室のシールに必要な潤滑油を差圧に依らずに間欠的な動作で適正に供給する給油機構が実現される。
【００４３】上述したように構成することにより、密閉容器３内を吐出圧力より低い圧力とすることができ、密閉容器３内を低温、低圧の圧力にしているので、次のような効果を有するものである。即ち、電動要素の温度を下げることができ、信頼性及びモータ効率を向上することができる。また、高圧用圧縮要素４への給油量を適量に容易に設定でき、圧縮機の性能を向上することができる。そして、低い圧力下で冷媒が油中に溶解しづらくなり、冷媒封入量を低減できてコストダウンを図ることができ、特に可燃性炭化水素系冷媒を用いた場合には漏洩時の冷媒漏洩量の低減による安全性の向上を図ることができると共に、軸受部に供給した油から冷媒が発泡することによる潤滑性能の低下を抑制でき、これらにより信頼性を高めることができる。さらには、密閉容器３の耐圧を下げて板厚の薄い密閉容器３を用いることによる重量低減及びコストダウンを図ることができる。
【００４４】なお、この実施例においては、密閉容器３内を低圧用圧縮要素４の吐出圧力になるように構成しているが、低圧用圧縮要素４の吸込圧力になるように構成しても良く、その場合には、低圧用圧縮要素４の内部潤滑にも高圧用圧縮要素５の内部潤滑と同様な給油機構を形成すればよく、密閉容器３内の圧力がさらに低くなることにより、性能向上及び信頼性の向上を図ることができる。
【００４５】さて、これまで、円筒形状のローラ４ｂ１、５ｂ１と板状のベーン４ｂ２、５ｂ２が一体となった揺動ピストン４ｂ、５ｂが内面円筒形状のシリンダ４ａ、５ａ内でほぼ一定半径の揺動を伴う公転運動をすることにより作動ガスを圧縮する揺動ピストン形回転圧縮機構の性能上最適な内部潤滑の供給油量については明らかにされていなかった。そこで、本発明者らはこれを明らかにすべく、密閉容器内の圧力が吸込圧力と同じ状態で前述の図４で説明した油ポケット２１による間欠給油方式により作動室内に油を供給し、この油ポケットの体積を種々変化させて圧縮機性能との関係を実験により調べた。図６に実験結果の例を示す。
【００４６】図６は、冷凍サイクル中の油循環率（冷媒中の油の質量割合で、ＪＩＳ Ｂ８６０６の附属書Ｄに記載されている方法による測定値）と圧縮機の成績係数ＣＯＰ（＝冷凍能力／消費電力）の関係を示す性能特性図である。ここで、冷媒はＲ１３４ａであり、実験条件は冷蔵庫の通常運転状態に相当する吸入圧力Ｐｓ--＝０．０９５ＭＰａ、吐出圧力Ｐｄ=１．０４３ＭＰａ、回転速度ｎ＝３０００ｍｉｎ-1である。圧縮機の成績係数ＣＯＰは密閉容器３内の圧力が吐出圧力でその吐出圧力と吸込圧力の差圧によって供給される油で内部潤滑される時のＣＯＰを１．０（一点鎖線で図示）とした時の比率で表している。
【００４７】この図６から明らかなように、油循環率０．１重量％未満では内部潤滑の給油量が不足して作動室のシール性が低下するために吐出圧力と吸込圧力の差圧で内部潤滑される場合よりも性能低下し、油循環率０．１重量％以上の給油量を確保することにより、吐出圧力と吸込圧力の差圧で内部潤滑される場合よりも性能向上できる。一方、油循環率の上限は冷凍サイクル特性において、熱交換器の管内熱伝達率や圧力損失といった伝熱性能が悪化しない範囲に決められる。通常、その上限値は１．０重量％である。油循環率が１．０％を超えて増加すると、冷蔵庫の場合は冷却器の蒸発温度が上昇して冷却性能が低下しはじめる。
【００４８】以上より、揺動ピストン形回転圧縮機の性能上好適な内部潤滑の油量は、冷凍サイクルの油循環率にして、０．１重量％から１．０重量％の範囲にあることが明らかになった。従って、高圧用圧縮要素５の作動室内に、密閉容器３内の潤滑油貯溜部と高圧用圧縮要素５の作動室内とを交互に行き来する油ポケット２１により間欠的に潤滑油を供給する給油機構を設けることにより、差圧に依らずに容積型ポンプの作用で適正量の油を確実に供給できるため、性能・信頼性を向上することができる。さらに、この給油機構により冷凍サイクル中の油循環率（冷媒中の油の質量割合）を圧縮機の性能が最適となる０．１重量％から１．０重量％の範囲になるように給油量を制御することが可能なため、熱交換器の伝熱性能を向上でき、圧縮機の信頼性も確保されて、高性能で高信頼性の揺動ピストン形圧縮機及び冷凍装置を提供することができる。
【００４９】次に、本発明の第２実施例を図７及び図８を用いて説明する。図７は本発明の第２実施例による揺動ピストン形圧縮機の縦断面図、図８は図７の要部拡大図である。
【００５０】この第２実施例は、高圧用圧縮要素５の内部潤滑のための給油量を冷凍サイクルの油循環率が０．１％から１．０％の範囲内に保持する方法として、低圧用圧縮要素４の内部潤滑に用いられた油を利用するものである。即ち、低圧用圧縮要素４には密閉容器３内の中間圧力と作動室内の圧力との差圧により潤滑油が内部潤滑用に供給され、その潤滑油が冷媒と共に吐出されるので、この潤滑油を高圧用圧縮要素５の吸込側に導いて高圧用圧縮要素５の内部潤滑に利用するものである。
【００５１】前述の第１実施例の場合には、低圧用圧縮要素４で圧縮された作動ガスは、密閉容器３内に吐出されるため、低圧用圧縮要素４の内部潤滑に供給され作動ガスと一緒に吐出された潤滑油は、この密閉容器３内の空間で流速が急激に減少することにより作動ガスから分離され、高圧用圧縮要素５の吸込ガス中に含まれる油分はほとんどなくなってしまう。そこで、第２実施例では、低圧用圧縮要素４の吐出ガス中の潤滑油の分離効率を低下させることにより、高圧用圧縮要素５の吸込ガス中に内部潤滑に必要な油分を含ませ、高圧用圧縮要素５の内部潤滑のための給油機構を省くものである。具体的には、低圧用圧縮要素４の吐出パイプ１６は、密閉容器３内に直接開口させず、主軸受９に形成された吐出通路９ａを通して吐出マフラー１２内の吐出空間に連通している。この吐出マフラー１２の下部に密閉容器３内に連通する油戻し穴１２ａが設けられている。従って、主にこの吐出マフラー１２の内容積を変化させることにより油分離効率を変化することができるため、高圧用圧縮要素５の内部潤滑に必要な、冷凍サイクルの油循環率が０．１％から１．０％の範囲になるように制御することができる。しかも、高圧用圧縮要素５の内部潤滑に必要以上の油が低圧用圧縮要素４から吐出された場合には、吐出マフラー１２内で分離され、油戻し穴１２ａから密閉容器３内の潤滑油２０の貯溜部にこの余分の油は戻されることになる。
【００５２】尚、上述した低圧用圧縮要素４の吐出し部と高圧用圧縮要素５の吸込み部を結ぶ流路の途中に設けた油分離機構と、最初の実施形態で述べた潤滑油貯溜部と高圧用圧縮要素の作動室内とを交互に行き来する油ポケットにより高圧用圧縮要素５の作動室に間欠的に油を供給する給油機構の二つを同時に組み合せて用いることも可能である。
【００５３】以上述べた実施例では、横置きの揺動ピストン形圧縮機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電動要素２を密閉容器３内の上部に、圧縮要素１を密閉容器３の下部に配設した縦置きの揺動ピストン形圧縮機にも適用できる。縦置き型の場合には、駆動軸６の下端が潤滑油２０中に浸かる構成になるため圧縮機の外部潤滑として駆動軸の回転による遠心ポンプ作用が使え、ベーン５ｂ２の進退運動を利用した給油機構よりもより簡便な構造にすることができる。
【００５４】また、揺動ピストン形圧縮機の低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素の押しのけ容積（理論吸込み容積）については特に言及しなかったが、一般に、吐出圧力Ｐｄ、吸込圧力Ｐｓとしたときに圧縮動力が最小になる中間圧力Ｐｍは、各段の圧力比が等しくなる条件から Ｐｍ＝√（Ｐｓ×Ｐｄ）となることが知られており、この中間圧力Ｐｍに実質的に等しく設定できるように低圧用圧縮要素と高圧用圧縮要素の押しのけ容積を決めることが望ましい。
【００５５】次に、本発明の第３実施例を図９を用いて説明する。図９は本発明の第３実施例による冷凍装置の構成図である。この第３実施例は家庭用冷凍冷蔵庫に適用した例である。
【００５６】この冷凍装置の冷凍サイクルは、前述の第１実施例で説明した本発明の圧縮機３０、熱を放熱する凝縮器３１、サイクル内に残留している水分を吸着するドライヤ３２、キャピラリチューブ等で構成される冷蔵室用減圧機構３５、庫内を冷却する冷蔵室用蒸発器３３、液冷媒の一時貯溜のためのタンクであるヘッダ３７、キャピラリチューブ等で構成される冷凍室用減圧機構３６、冷凍室用蒸発器３４、及び液冷媒の一時貯溜のためのタンクであるヘッダ３８を配管にて連通したものである。この冷凍サイクルにおいて、冷蔵室用減圧機構３５、冷蔵室用蒸発器３３及びヘッダ３７は、直列に接続され、一側が凝縮器３１側に接続され、他側が揺動ピストン形圧縮機の高圧用圧縮要素５の吸込側に接続されている。また、冷凍室用減圧機構３６、冷凍室用蒸発器３４及びヘッダ３８は、直列に接続され、一側が凝縮器３１側に接続され、他側が揺動ピストン形圧縮機の低圧用圧縮要素４の吸込側に接続されている。ファン３１ａは凝縮器３１ａを外気と強制的に熱交換させるものであり、ファン３３ａは冷蔵室用蒸発器３３を冷蔵室空気と強制的に熱交換させるものであり、ファン３４ａは冷凍室用蒸発器３４を冷凍室空気と強制的に熱交換させるものである。なお、破線３９は冷蔵室、４０は冷凍室を示す。
【００５７】而して、圧縮機３０を起動することにより、各圧縮要素４、５のシリンダと揺動ピストン間で作動流体の圧縮作用が行われる。圧縮された高温・高圧の作動ガスは、実線矢印で示すように、高圧用圧縮要素５の吐出パイプ１８から凝縮器３１に流入してファン３１ａの送風作用で放熱・液化し、それぞれ減圧機構３５、３６で絞られ、断熱膨張して低温・低圧となり、冷蔵室用蒸発器３３とファン３３ａで冷蔵室３９内の熱を吸熱し、冷凍室用蒸発器３４とファン３４ａで冷凍室４０内の熱を吸熱してガス化した後、各々のヘッダ３７、３８を通り、冷蔵室用蒸発器３３をでた作動ガスは高圧用圧縮要素５の吸込パイプ１７から、冷凍室用蒸発器３４を出た作動ガスは低圧用圧縮要素４の吸込パイプ１５から各々吸込まれる。尚、減圧機構３５、３６としては通常キャピラリチューブと呼ばれる細長い銅管が使用され、吸込ガスの冷却力を有効利用するとともに吸込パイプ表面の露付きを防止するため、各吸入経路で吸込パイプと抱き合わせて熱交換している。
【００５８】一般的に、冷蔵庫の冷凍室内の温度は−１８℃、冷蔵室内の温度は３℃に保たれるが、それぞれの庫内温度に対応した蒸発器を用いているため、二つの蒸発温度レベル即ち吸込圧力レベルを持ち、これに、本発明の圧縮機３０を組合わせることにより、低圧用圧縮要素４で吸込圧力レベルの低い冷凍室用蒸発器３４からの作動ガスを吸込んで、冷蔵室用蒸発器３３の蒸発圧力レベル（中間圧力）まで圧縮し、次に、高圧用圧縮要素５で冷蔵室用蒸発器３３からの作動ガスも加えて吐出圧力（凝縮圧力）まで圧縮するようにしているため、無駄な膨張・圧縮を無くして冷凍サイクルの成績係数ＣＯＰを単段圧縮で単一蒸発温度のサイクルに比べ約３０％向上することができるとともに、本発明の圧縮機３０を搭載しているので、エネルギー効率に優れ、高信頼性の冷凍システムが得られる。尚、冷蔵庫内の冷却力の制御方法としては、主に、電動要素２や蒸発器ファン３３ａ、３４ａの回転速度をインバータ制御等によりコントロールすることによって実現される。
【００５９】次に、本発明の第４実施例を図１０を用いて説明する。図１０は本発明の第４実施例による冷凍装置の構成図である。この第４実施例は空気調和機に適用した例である。
【００６０】この冷凍装置の冷凍サイクルは、冷暖房運転が可能なヒートポンプサイクルであり、前述の図１で説明した本発明の圧縮機３０、室外熱交換器４１、二段階の膨張を行う膨張弁４２と４３、二つの膨張弁４２と４３の間に配設された気液分離器４４、この気液分離器４４からガス冷媒のみ取出すガス抽出管４４ａ、膨張弁４２、４３、気液分離器４４をひし形に取り囲む形に配設された４個の逆止弁４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、室内熱交換器４６、４方弁４７、及び吸込アキュムレータ４８を配管にて接続して構成されている。ファン４１ａは室外熱交換器４１を外気と強制的に熱交換させるものであり、ファン４６ａは室内熱交換器４６を室内空気と強制的に熱交換するものである。なお、一点鎖線４９は室外ユニット、５０は室内ユニットを示す。
【００６１】密閉型二段回転圧縮機３０を起動することにより各圧縮要素４、５で作動ガス（例えばＲ４０７Ｃ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ２９０等）の圧縮作用が行われる。
【００６２】冷房運転の場合、高圧用圧縮要素５で圧縮された高温・高圧の作動ガスは破線矢印で示すように、吐出パイプ１８から４方弁４７を通り、室外熱交換器４１に流入してファン４１ａの送風作用で放熱・液化し、逆止弁４５ａを通って一段目の膨張弁４２で絞られて中温・中圧となって気液分離器４４内に入り、ここでガス冷媒と液冷媒に分けられて、ガス冷媒はガス抽出管４４ａから高圧用圧縮要素５の吸込パイプ１７に吸込まれる。一方、液冷媒は二段目の膨張弁４３で再び絞られて低温・低圧となり、逆止弁４５ｂを通って室内熱交換器４６とファン４６ａで室内の熱を吸熱してガス化した後、４方弁４７、吸込アキュムレータ４８を通って低圧用圧縮要素４の吸込パイプ１５に吸込まれる。
【００６３】また、暖房運転の場合は、４方弁４７が切り替えられることにより、実線矢印で示すように、冷房運転とは逆に流れ、高圧用圧縮要素５で圧縮された高温・高圧の作動ガスは、吐出パイプ１８から４方弁４７を通り、室内熱交換器４６に流入してファン４６ａの送風作用で室内に放熱して液化し、逆止弁４５ｃを通って一段目の膨張弁４２で絞られて中温・中圧となって気液分離器４４内に入り、ガス冷媒と液冷媒に分けられて、ガス冷媒はガス抽出管４４ａから高圧用圧縮要素５の吸込パイプ１７に吸込まれ、液冷媒は二段目の膨張弁４３で再び絞られて低温・低圧となり、逆止弁４５ｄを通って室外熱交換器４１とファン４１ａで室外の熱を吸熱してガス化した後、４方弁４７、吸込アキュムレータ４８を通って低圧用圧縮要素４の吸込パイプ１５に吸込まれる。
【００６４】この冷凍サイクルでは膨張過程の途中に気液分離器４４を配設し、冷却力に寄与しないガス冷媒を無駄に膨張・圧縮することなくガス抽出管４４ａを通して高圧用圧縮要素５に吸込むようにしているため、冷凍サイクルの成績係数ＣＯＰが改善されるとともに、本発明の圧縮機を搭載しているので、特に高圧力比運転となる低外気温時の暖房運転や高温風吹き出し時においてエネルギー効率に優れ、高信頼性の空調システムが得られる。
【００６５】尚、本発明は図９及び図１０に示した冷凍装置に限定されるものではなく、単純に従来の単段の密閉型圧縮機に置き換えて本発明の二段圧縮機を使用することも可能である。この場合にも、密閉容器内圧を中間圧力とし、高圧用圧縮要素の作動室に着実にかつ適正量だけ給油する内部潤滑機構を備えた二段圧縮機構により、圧縮機の高性能・高信頼性化が図れ、システムのエネルギ効率を向上することができる。また、脱フロン化対応も実現可能となる。
【００６６】
【発明の効果】本発明によれば、コストダウンが図れ、かつ小型で高性能及び高信頼性の揺動ピストン形圧縮機及び冷凍装置を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年３月８日（２０００．３．８） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６８５０４
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２５４６８８（Ｐ２００１−２５４６８８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月２１日（２００１．９．２１） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−６８６２２（Ｐ２０００−６８６２２） |
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