【実施例】
【0012】
(ロータリ圧縮機の構成)
図1は、実施例のロータリ圧縮機を示す縦断面図である。
図2は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を示す分解斜視図である。
図3は、実施例のロータリ圧縮機の圧縮部を上方から見た横断面図である。
【0013】
図1に示すように、ロータリ圧縮機1は、密閉された縦置き円筒状の圧縮機筐体10内の下部に配置された圧縮部12と、圧縮機筐体10内の上部に配置され回転軸15を介して圧縮部12を駆動するモータ11と、圧縮機筐体10の外周面に固定された縦置き円筒状のアキュムレータ25と、を備えている。
【0014】
アキュムレータ25は、吸入部としての上吸入管105及びアキュムレータ上湾曲管31Tを介して上シリンダ121Tの上シリンダ室130T(
図2参照)と接続され、吸入部としての下吸入管104及びアキュムレータ下湾曲管31Sを介して下シリンダ121Sの下シリンダ室130S(
図2参照)と接続されている。本実施例では、圧縮機筐体10の周方向において、上吸入管105と下吸入管104の位置が重なっており、同一位置に位置する。
【0015】
モータ11は、外側に配置されたステータ111と、内側に配置されたロータ112と、を備えている。ステータ111は、圧縮機筐体10の内周面に焼嵌め状態で固定されており、ロータ112は、回転軸15に焼嵌め状態で固定されている。
【0016】
回転軸15は、下偏心部152Sの下方の副軸部151が、下端板160Sに設けられた副軸受部161Sに回転自在に支持され、上偏心部152Tの上方の主軸部153が上端板160Tに設けられた主軸受部161Tに回転自在に支持され、互いに180°の位相差をつけて設けられた上偏心部152T及び下偏心部152Sにそれぞれ上ピストン125T及び下ピストン125Sが支持されることによって、圧縮部12全体に対して回転自在に支持されるとともに、回転によって上ピストン125T及び下ピストン125Sをそれぞれ上シリンダ121T、下シリンダ121Sの内周面に沿って公転運動させる。
【0017】
圧縮機筐体10の内部には、圧縮部12において摺動する上ピストン125T及び下ピストン125S等の摺動部の潤滑性を確保し、上圧縮室133T(
図2参照)及び下圧縮室133S(
図2参照)をシールするために、潤滑油18が圧縮部12をほぼ浸漬する量だけ封入されている。圧縮機筐体10の下側には、ロータリ圧縮機1全体を支持する複数の弾性支持部材(図示せず)を係止する取付脚310(
図1参照)が固定されている。
【0018】
図1に示すように、圧縮部12は、上吸入管105及び下吸入104から吸入された冷媒を圧縮し、後述する吐出管107から吐出する。
図2に示すように、圧縮部12は、上から、内部に中空空間が形成された膨出部を有する上端板カバー170T、上端板160T、環状の上シリンダ121T、中間仕切板140、環状の下シリンダ121S、下端板160S及び平板状の下端板カバー170Sを積層して構成されている。圧縮部12全体は、上下から略同心円上に配置された複数の通しボルト174,175及び補助ボルト176によって固定されている。
【0019】
図3に示すように、下シリンダ121Sには、モータ11の回転軸15と同心円上に沿って、下シリンダ内壁123Sが形成されている。下シリンダ内壁123S内には、下シリンダ121Sの内径よりも小さい外径の下ピストン125Sが配置されており、下シリンダ内壁123Sと下ピストン125Sとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する下圧縮室133Sが形成される。上シリンダ121Tには、モータ11の回転軸15と同心円上に沿って、上シリンダ内壁123Tが形成されている。上シリンダ内壁123T内には、上シリンダ121Tの内径よりも小さい外径の上ピストン125Tが配置されており、上シリンダ内壁123Tと上ピストン125Tとの間に、冷媒を吸入し圧縮して吐出する上圧縮室133Tが形成される。
【0020】
図2及び
図3に示すように、上シリンダ121Tは、円形状の外周から張り出した上側方突出部122Tを有する。上側方突出部122Tには、上シリンダ室130Tから放射状に外方へ延びる上ベーン溝128Tが設けられている。上ベーン溝128T内には、上ベーン127Tが摺動可能に配置されている。下シリンダ121Sは、円形状の外周から張り出した下側方突出部122Sを有する。下側方突出部122Sには、下シリンダ室130Sから放射状に外方へ延びる下ベーン溝128Sが設けられている。下ベーン溝128S内には、下ベーン127Sが摺動可能に配置されている。
【0021】
上側方突出部122Tには、外側面から上ベーン溝128Tと重なる位置に、上シリンダ室130Tに貫通しない深さで上スプリング穴124Tが設けられている。上スプリング穴124Tには上スプリング126Tが配置されている。下側方突出部122Sには、外側面から下ベーン溝128Sと重なる位置に、下シリンダ室130Sに貫通しない深さで下スプリング穴124Sが設けられている。下スプリング穴124Sには下スプリング126Sが配置されている。
【0022】
また、下シリンダ121Sには、下ベーン溝128Sの径方向外側と圧縮機筐体10内とを連通して圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒を導入し、下ベーン127Sに冷媒の圧力により背圧をかける下圧力導入路129Sが形成されている。また、上シリンダ121Tには、上ベーン溝128Tの径方向外側と圧縮機筐体10内とを開口部で連通して圧縮機筐体10内の圧縮された冷媒を導入し、上ベーン127Tに冷媒の圧力により背圧をかける上圧力導入路129Tが形成されている。
【0023】
図3に示すように、上シリンダ121Tの上側方突出部122Tには、上吸入管105と嵌合する上吸入孔135Tが設けられている。下シリンダ121Sの下側方突出部122Sには、下吸入管104と嵌合する下吸入孔135Sが設けられている。
【0024】
図2に示すように、上シリンダ室130Tは、上下をそれぞれ上端板160T及び中間仕切板140で閉塞されている。下シリンダ室130Sは、上下をそれぞれ中間仕切板140及び下端板160Sで閉塞されている。
【0025】
図3に示すように、上シリンダ室130Tは、上ベーン127Tが上スプリング126Tに押圧されて上ピストン125Tの外周面に当接することによって、上吸入孔135Tに連通する上吸入室131Tと、上端板160Tに設けられた上吐出孔190Tに連通する上圧縮室133Tと、に区画される。下シリンダ室130Sは、下ベーン127Sが下スプリング126Sに押圧されて下ピストン125Sの外周面に当接することによって、下吸入孔135Sに連通する下吸入室131Sと、下端板160Sに設けられた下吐出孔190Sに連通する下圧縮室133Sと、に区画される。
【0026】
中間仕切板140には、
図3に示すように、中間仕切板140の径方向に沿って接続孔140aが形成されており、上圧縮室133T内及び下圧縮室133S内に液冷媒を噴射するためのインジェクション管142が接続孔140aに嵌め込まれている。また、中間仕切板140の上下両面には、接続孔140aに連通すると共に中間仕切板140を厚み方向(回転軸15方向)に貫通するインジェクション孔140bがそれぞれ設けられている。
【0027】
インジェクション管142の一端部は、圧縮機筐体10の外周面に引き出されており、圧縮機筐体10を貫通して設けられた管部材によって構成されたインジェクション管取り出し部143に接合されている。また、インジェクション管取り出し部143には、インジェクション連結管144の一端部が接合されている。このように、インジェクション管取り出し部143には、インジェクション管142の一端部を溶接した接合部分と、インジェクション連結管144の一端部144aを溶接した接合部分とが設けられている。インジェクション連結管144の他端部としての接続部144bには、ロータリ圧縮機1を設置する際にユーザによって、冷媒循環路からから液冷媒が導入されるインジェクション導入管145の一端部が溶接されて接続される(
図4参照)。
【0028】
ロータリ圧縮機1では、インジェクション導入管145からインジェクション連結管144に導入された液冷媒が、インジェクション管142を介して、中間仕切板140の各インジェクション孔140bから上圧縮室133T内及び下圧縮室133S内に噴射し、圧縮中の冷媒の温度を下げることで冷媒の圧縮効率を高めている。
【0029】
図2に示すように、上端板160Tには、上端板160Tを貫通して上シリンダ121Tの上圧縮室133Tと連通する上吐出孔190Tが設けられ、上吐出孔190Tの出口側には、上吐出孔190Tの周囲に上弁座(図示せず)が形成されている。上端板160Tには、上吐出孔190Tの位置から上端板160Tの周方向に溝状に延びる上吐出弁収容凹部164Tが形成されている。
【0030】
上吐出弁収容凹部164Tには、後端部が上吐出弁収容凹部164T内に上リベット202Tにより固定され前部が上吐出孔190Tを開閉するリード弁型の上吐出弁200T及び後端部が上吐出弁200Tに重ねられて上吐出弁収容凹部164T内に上リベット202Tにより固定され前部が湾曲して(反って)いて上吐出弁200Tの開度を規制する上吐出弁押さえ201T全体が収容されている。
【0031】
下端板160Sには、下端板160Sを貫通して下シリンダ121Sの下圧縮室133Sと連通する下吐出孔190Sが設けられている。下端板160Sには、下吐出孔190Sの位置から下端板160Sの周方向に溝状に延びる下吐出弁収容凹部(図示せず)が形成されている。
【0032】
下吐出弁収容凹部には、後端部が下吐出弁収容凹部内に下リベット202Sにより固定され前部が下吐出孔190Sを開閉するリード弁型の下吐出弁200S及び後端部が下吐出弁200Sに重ねられて下吐出弁収容凹部内に下リベット202Sにより固定され前部が湾曲して(反って)いて下吐出弁200Sの開度を規制する下吐出弁押さえ201S全体が収容されている。
【0033】
互いに密着固定された上端板160Tと膨出部を有する上端板カバー170Tとの間には、上端板カバー室180Tが形成される。互いに密着固定された下端板160Sと平板状の下端板カバー170Sとの間には、下端板カバー室180S(
図1参照)が形成される。下端板160S、下シリンダ121S、中間仕切板140、上端板160T及び上シリンダ121Tを貫通し下端板カバー室180Sと上端板カバー室180Tとを連通する冷媒通路孔136が設けられている。
【0034】
以下に、回転軸15の回転による冷媒の流れを説明する。上シリンダ室130T内において、回転軸15の回転によって、回転軸15の上偏心部152Tに嵌合された上ピストン125Tが、上シリンダ室130Tの外周面(上シリンダ121Tの内周面)に沿って公転することにより、上吸入室131Tが容積を拡大しながら上吸入管105から冷媒を吸入し、上圧縮室133Tが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が上吐出弁200Tの外側の上端板カバー室180Tの圧力より高くなると、上吐出弁200Tが開いて上圧縮室133Tから上端板カバー室180Tへ冷媒が吐出される。上端板カバー室180Tに吐出された冷媒は、上端板カバー170Tに設けられた上端板カバー吐出孔172T(
図1参照)から圧縮機筐体10内に吐出される。
【0035】
また、下シリンダ室130S内において、回転軸15の回転によって、回転軸15の下偏芯部152Sに嵌合された下ピストン125Sが、下シリンダ室130Sの外周面(下シリンダ121Sの内周面)に沿って公転することにより、下吸入室131Sが容積を拡大しながら下吸入管104から冷媒を吸入し、下圧縮室133Sが容積を縮小しながら冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒の圧力が下吐出弁200Sの外側の下端板カバー室180Sの圧力より高くなると、下吐出弁200Sが開いて下圧縮室133Sから下端板カバー室180Sへ冷媒が吐出される。下端板カバー室180Sに吐出された冷媒は、冷媒通路孔136及び上端板カバー室180Tを通って上端板カバー170Tに設けられた上端板カバー吐出孔172Tから圧縮機筐体10内に吐出される。
【0036】
圧縮機筐体10内に吐出された冷媒は、ステータ111外周に設けられた上下を連通する切欠き(図示せず)、又はステータ111の巻線部の隙間(図示せず)、又はステータ111とロータ112との隙間115(
図1参照)を通ってモータ11の上方に導かれ、圧縮機筐体10の上部に配置された吐出部としての吐出管107から吐出される。
【0037】
(ロータリ圧縮機の特徴的な構成)
次に、実施例のロータリ圧縮機1の特徴的な構成について説明する。
図4は、実施例のロータリ圧縮機1の外観を示す側面図であり、
図5は、実施例のロータリ圧縮機1の外観を示す平面図である。
【0038】
図3、
図4及び
図5に示すように、本実施例では、上圧縮室133T内及び下圧縮室133S内での冷媒の圧縮サイクルの後期において液冷媒を噴射することで冷媒の圧縮効率を更に高めるために、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、インジェクション孔140bが上ベーン127T側及び下ベーン127S側に近づけて配置されている。この配置に伴って、インジェクション管142は、上ベーン溝128T及び下ベーン溝128S、上吸入管105及び下吸入管104に近づけて配置されている。
【0039】
図3及び
図5に示すように、回転軸15方向から見たときに、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、インジェクション管142の中心線は、圧縮機筐体10と上吸入管105及び下吸入管104との接続位置の中心線から、上ベーン溝128T側及び下ベーン溝128S側へ向かって、回転軸15の中心Oまわりに中心角αが60°以下の扇形の範囲内に配置されている。
【0040】
本実施例で示す中心角α及び後述する中心角βは、回転軸15の周方向において、上吸入管105及び下吸入管104と圧縮機筐体10との接続位置、インジェクション管142(接続孔140a)、インジェクション連結管144の接続部144bにおける、回転軸15の径方向に沿った各中心線を基準としており、円弧の両端と、回転軸15の中心Oとを結ぶ2つの線分(半径)が作る角度を指している。なお、本実施例では、インジェクション孔140bの中心は、
図3に示すように、回転軸15の径方向に延びるインジェクション管142の中心線上(インジェクション管142が嵌合される接続孔140aの中心線上)に位置している。インジェクション孔140bの中心は、インジェクション管42の中心線上に位置する構成に限定するものではない。
【0041】
(インジェクション連結管の接続部の配置)
インジェクション連結管144は、
図3、
図4及び
図5に示すように、一端部144aがインジェクション管取り出し部143に連結されており、他端部としての接続部144bが圧縮機筐体10の上部へ回転軸15方向に沿って延び、両端部間である長手方向の中間部144cが圧縮機筐体10の外周面の周方向に延びている。インジェクション連結管144全体は、圧縮機筐体10の外周面に対して所定の間隙をあけて、圧縮機筐体10の外周面に沿って延びている。また、インジェクション連結管144の一端部144aは、圧縮機筐体10の径方向に例えば10mm程度だけ延ばされており、溶接時の接合部分が適正に確保されている。また、圧縮機筐体10の外周面には、
図5に示すように、インジェクション連結管144の接続部144bを保持する保持ステー146が固定されている。
【0042】
圧縮機筐体10の外周面の周方向において、インジェクション連結管144の接続部144bの中心線は、上吸入管105及び下吸入管104の接続位置の中心線から、上ベーン溝128T側及び下ベーン溝128S側へ向かって、回転軸15の中心0まわりに中心角βが80°以上離間されている。これにより、インジェクション連結管144の接続部144bとインジェクション導入管145との溶接作業時に溶接工具がアキュムレータ25に干渉することが避けられる。回転軸15の中心Oまわりに接続部144bがなす中心角βが80°未満の場合には、インジェクション連結管144の接続部144bとインジェクション導入管145との溶接作業時に溶接工具がアキュムレータ25に干渉するおそれがあり、溶接作業が妨げられるおそれがあるので好ましくない。
【0043】
本実施例では、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、上吸入管105と下吸入管104が同一位置であるが、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、上吸入管105と下吸入管104の位置が異なる場合には、上吸入管105と下吸入管104の両方の中心線のそれぞれから、接続部144bの中心線が、上述のように中心角βが80°以上離間されることが好ましい。しかし、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、上吸入管105と下吸入管104の少なくとも一方の中心線から、接続部144bの中心線が、上述のように中心角βが80°以上離間されることで、接続部144bがアキュムレータ25から離間されるので、溶接工具がアキュムレータ25に干渉することが抑えられる。
【0044】
また、接続部144bは、圧縮機筐体10の外周面に対向する位置に配置されている。すなわち、接続部144bは、圧縮機筐体10の外周面の上下方向(回転軸15方向)における中途位置、すなわち圧縮機筐体10の高さの範囲内に配置されている。この構成の場合には、接続部144bが、溶接作業時に溶接工具が圧縮機筐体10の外周面に接触しやすく、圧縮機筐体10及びアキュムレータ25の各外周面の両方によって溶接工具の姿勢が制限を受ける。このため、上述のように接続部144bが、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、上吸入管105及び下吸入管104の接続位置、あるいは上ベーン溝128T及び下ベーン溝128Sから離間されることで、溶接工具とアキュムレータ25の外周面との接触が避けられるので、溶接作業が妨げられることを抑制する効果が得られる。
【0045】
(実施例の効果)
上述のように実施例のロータリ圧縮機1は、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、インジェクション管取り出し部143の中心線が、圧縮機筐体10と上吸入管105及び下吸入管104との接続位置の中心線から、上ベーン溝128T側及び下ベーン溝128S側へ向かって、回転軸の中心Oまわりに中心角αが60°以下の扇形の範囲内に配置される。インジェクション連結管144の他端部としての接続部144bは、圧縮機筐体10の外周面の周方向において上吸入管105及び下吸入管104から離れる方向に延び、かつ、圧縮機筐体10の上部へ延びている。すなわち、インジェクション連結管144の接続部144bは、圧縮機筐体10の外周面の周方向においてアキュムレータ25から離間されている。これにより、インジェクション連結管144の接続部144bに、インジェクション導入管145を溶接するときに溶接工具、例えば溶接トーチがアキュムレータ25に当接することが抑えられるので、インジェクション連結管144の接続部144bにインジェクション導入管145を溶接する作業性を高めることができる。その結果、インジェクション連結管144とインジェクション導入管145との溶接作業を適正に行えるので、インジェクション連結管144とインジェクション導入管145との溶接による接合状態の信頼性を高め、溶接作業時にアキュムレータ25が損傷することを避けることができる。また、溶接工具の溶接部で発生する熱がアキュムレータ25へ影響を及ぼすことを避けることができる。
【0046】
また、実施例のロータリ圧縮機1は、圧縮機筐体10の外周面の周方向において、インジェクション連結管144の接続部144bの中心線が、圧縮機筐体10と上吸入管105及び下吸入管104との接続位置の中心線から、上ベーン溝128T側及び下ベーン溝128S側へ向かって、回転軸15の中心Oまわりに中心角βが80°以上離間されている。これにより、インジェクション連結管144の接続部144bとインジェクション導入管145との溶接作業時に溶接工具がアキュムレータ25に干渉することが避けられ、溶接の作業性が効果的に高められる。
【0047】
また、実施例のロータリ圧縮機1におけるインジェクション連結管144の接続部144bは、圧縮機筐体10の外周面に対向する位置に配置されている。接続部144bは、圧縮機筐体10の周面に対向する位置に配置されたときに、インジェクション連結管144の接続部144bとインジェクション導入管145との溶接作業の際に溶接工具がアキュムレータ25に干渉するおそれがあるので、溶接の作業性が効果的に高められる。
【0048】
また、実施例のロータリ圧縮機1におけるインジェクション連結管144は、圧縮機筐体10の上部へ回転軸15方向に沿って延び、両端部間の中間部144cが圧縮機筐体10の外周面の周方向に延びている。このようにインジェクション連結管144は、中間部144cのみが圧縮機筐体10の外周面の周方向に対して部分的に延ばされることで、ロータリ圧縮機1の輸送時に振動等の外力が加わったときに両端部に応力集中が生じることが抑えられ、インジェクション連結管144の接続状態の信頼性が高められる。
【0049】
また、実施例のロータリ圧縮機1におけるインジェクション連結管144は、インジェクション管取り出し部143に連結される一端部が、圧縮機筐体10の径方向に延びている。これにより、インジェクション管取り出し部143には、溶接時の接合部分が適正に確保されるので、インジェクション管142、圧縮機筐体10及びインジェクション連結管144を溶接によってそれぞれ適正に接合することができる。
【0050】
また、実施例のロータリ圧縮機1は、圧縮機筐体10の外周面に固定され、接続部144bを保持する保持ステー146を更に備える。これにより、ロータリ圧縮機1の製品出荷後の輸送時等に、インジェクション連結管144が損傷することを抑えることができる。
【0051】
(変形例)
上述したインジェクション連結管144は、接続部144bが圧縮機筐体10の上部へ回転軸15方向に沿って延ばされたが、この形状に限定されるものではない。インジェクション連結管144は、インジェクション管取り出し部143側の一端部から接続部144bに向かって、回転軸15方向に対して斜めに、圧縮機筐体10の外周面に沿って延ばされてもよい。また、インジェクション連結管144は、圧縮機筐体10のインジェクション管取り出し部143から接続部144bに向かって、例えばS字状に緩やかに湾曲して設けられてもよく、冷媒の流動抵抗を低減することができる。
【0052】
本実施例におけるインジェクション管142は、中間仕切板140に設けられたが、上シリンダ121T及び下シリンダ121Sにそれぞれインジェクション管142が設けられてもよく、インジェクション管142及びインジェクション連結管144の個数をそれぞれ1つに限定するものではない。また、本実施例は、2シリンダ型のロータリ圧縮機として説明したが、1シリンダ型のロータリ圧縮機に適用されてもよい。
【0053】
以上、実施例を説明したが、上述した内容により実施例が限定されるものではない。また、上述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。