JP2010265830A - 密閉型圧縮機と冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複数の圧縮機構部を備えることを前提として、軸長を長くした回転軸の振れ回りの低減化を図り、圧縮効率の向上化を得るとともに、潤滑油の漏れを最小限に抑制して圧縮機構部に対する給油効率の向上を得られる密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機を備えて冷凍サイクル効率の向上を得られる冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】本発明の密閉型圧縮機Ａは、内底部に潤滑油の油溜り部Ｔを備えた密閉容器１と、この密閉容器内に収容される電動機部３と、この電動機部と回転軸４を介して連結される第１〜第３の圧縮機構部２Ａ〜２Ｃと、回転軸の回転にともなって油溜り部の潤滑油を各圧縮機構部に給油する給油通路Ｋとを具備し、回転軸は軸方向に沿って第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂに分割されるとともに、これらの分割回転軸相互は回転軸連結具２１によって連結され、この回転軸連結具の周囲に、吐出される冷媒を導くマフラ室Ｍと仕切る仕切り筒体２４が設けられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の圧縮機構部を備えた多気筒タイプの密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機を用いて冷凍サイクルを構成する冷凍サイクル装置に関する。

近年、上記圧縮機構部を上下に２組備えた、２気筒タイプの密閉型圧縮機が標準化されつつあり、単気筒タイプの圧縮機と比較して圧縮能力の増大化を図れて有利である。そして、さらに圧縮能力の増大化を図るべく、たとえば、［特許文献１］には、３組の圧縮機構部を軸方向に連設した多気筒タイプの密閉型圧縮機が開示されている。

この種の圧縮機に用いられる回転軸は、単気筒および２気筒タイプの圧縮機に用いられる回転軸と比較して、当然、軸長が長くなる。回転軸の下端部と略中間部は軸受によって軸支されるが、これら軸受間の回転軸には、１個もしくはそれ以上の偏心部が一体に設けられ、それぞれに偏心ローラが嵌合されて、軸受がない。

上述の回転軸を回転駆動すると、軸受の規制を受けない、軸受間の回転軸部分が大きく湾曲変形する。特に、軸受相互間の真中部分の偏心部に嵌合する偏心ローラが、両側部の軸受と接する偏心ローラと比較して振れ回りが大きくなり、摺動部での金属接触によるカジリが生じやすく、摩耗が増大して実質的に圧縮効率が低下したり、信頼性が低下してしまう。

そこで、多気筒タイプの密閉型圧縮機において、たとえば軸受に接しない圧縮機構部のクリアランスを、軸受に接する圧縮機構部のクリアランスよりも大に設定する考えが生じるようになった。この場合、軸受に接しない回転軸部分でのカジリを防止し、摩耗を低減して圧縮効率の低下を最小限に抑えることができる。

特開平５−１６８６号公報

その反面、クリアランスを拡大する結果、単気筒タイプの圧縮機に対して、平均圧縮効率が下がる。また、各部の寸法が、１本の回転軸に対して複数の偏心ローラや仕切り板などの順序を揃えながら組込む、組込み性を重視して決定されるので、必ずしも完全な最適設計にならない。

ところで、一般的な密閉型圧縮機では、密閉容器の内底部に潤滑油を集溜する油溜り部が形成され、回転軸の回転にともなって潤滑油が吸上げられる。潤滑油は回転軸に設けられる給油通路を介して、各圧縮機構部における、たとえば回転軸と軸受が接する摺動部に給油される。

一方、各圧縮機構部で圧縮された冷媒ガスは一旦、密閉容器内に吐出され、内部に充満してから密閉容器に接続される吐出冷媒管に導かれる。したがって、回転軸と軸受間から流出する潤滑油は密閉容器内に充満する圧縮された冷媒ガスに晒される。
換言すれば、冷媒ガスの流れに潤滑油が混合されてしまい、潤滑油が漏れると同様の現象となる。回転軸の軸長が長いことも相俟って、潤滑油の漏れによる給油不足が無視できない状態となる。

本発明は上記事情にもとづきなされたものであり、その目的とするところは、複数の圧縮機構部を備えることを前提として、軸長を長くした回転軸の振れ回りの低減化を図り、圧縮効率の向上化を得るとともに、潤滑油の漏れを最小限に抑制して圧縮機構部に対する給油効率の向上を得られる密閉型圧縮機と、この密閉型圧縮機を備えて冷凍サイクルを構成し、冷凍サイクル効率の向上を得られる冷凍サイクル装置を提供しようとするものである。

上記目的を満足するため、本発明の密閉型圧縮機は、内底部に潤滑油を集溜する油溜り部を備えた密閉容器と、この密閉容器内に収容される電動機部と、この電動機部と回転軸を介して連結されそれぞれが冷媒を圧縮して吐出する複数の圧縮機構部と、回転軸に設けられ回転軸の回転にともなって油溜り部の潤滑油を複数の圧縮機構部に給油する給油通路とを具備し、上記回転軸は軸方向に沿って複数に分割されるとともにこれらの分割回転軸相互は連結手段によって連結され、この連結手段の周囲に圧縮機構部で圧縮され吐出される冷媒を導く吐出冷媒通路と仕切る仕切り手段が設けられる。
上記目的を満足するため、本発明の冷凍サイクル装置は、上記密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを冷媒管を介して連通し、冷凍サイクルを構成した。

本発明の密閉型圧縮機によれば、軸長を長くした回転軸の振れ回りの低減化を図り、圧縮効率の向上化を得るとともに、潤滑油の漏れを最小限に抑制して圧縮機構部に対する給油効率の向上を得られる。
また、本発明の冷凍サイクル装置によれば、上記密閉型圧縮機を備えて冷凍サイクル効率の向上を得られる。

本発明における第１の実施の形態に係る、密閉型圧縮機の一部縦断面図と、冷凍サイクル構成図。 同実施の形態に係る、圧縮機構部の縦断面図と、潤滑油および圧縮された冷媒ガスの流れを説明する図。 同実施の形態に係る、圧縮機構部の横断平面図。 本発明における第２の実施の形態に係る、圧縮機構部の縦断面図と、潤滑油および圧縮された冷媒ガスの流れを説明する図。 同実施の形態に係る、圧縮機構部の組立を説明する図。

以下、本発明における第１の実施の形態を、図面にもとづいて説明する。
図１は、冷凍装置の冷凍サイクル構成図と、冷凍サイクルを構成する密閉型圧縮機Ａの内部構造を示す一部縦断面図である。なお、説明中に符号を付していない構成部品については図示していない。図示しても説明しない部品もある。（以下、同）
はじめに、冷凍装置の冷凍サイクル構成について説明する。
密閉型圧縮機Ａの上端部に吐出冷媒管Ｐが接続されていて、この吐出冷媒管Ｐに、凝縮器Ｂと、膨張機構である膨張弁Ｃと、蒸発器ＤおよびアキュームレータＥが順次設けられる。上記アキュームレータＥ底部から３本の吸込み冷媒管Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが接続されていて、これら吸込み冷媒管Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃは上記密閉型圧縮機Ａの側面部に接続され、以上で冷凍サイクルが構成される。

つぎに、密閉型圧縮機Ａについて説明する。
１は密閉容器であって、この密閉容器１内の下部には複数の圧縮機構部、ここでは第１の圧縮機構部２Ａと、第２の圧縮機構部２Ｂ、および第３の圧縮機構部２Ｃが設けられる。第１の圧縮機構部の上部には電動機部３が設けられ、これら電動機部３と第１〜第３の圧縮機構部２Ａ〜２Ｃの全ては、後述する回転軸４を介して連結される。

密閉容器１の内底部には潤滑油を集溜する油溜り部Ｔが設けられていて、第２、第３の圧縮機構部２Ｂ，２Ｃは油溜り部Ｔの潤滑油中に浸漬され、第１の圧縮機構部２Ａのほとんど大部分も潤滑油中に浸漬される。

上記電動機部３は、密閉容器１の内面に固定されるステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して配置され、かつ上記回転軸４が挿嵌されるロータ６とから構成される。電動機部３は、給電部３ａを介して運転周波数を可変するインバータと、電動機部３を制御する制御部に電気的に接続される。

上記第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂは、取付けボルトにより連結され一体化したものであって、いわゆる２気筒（ツイン）タイプの密閉型圧縮機に用いられるものを流用できる。第３の圧縮機構部２Ｃは、それ単独で構成されるものであって、いわゆる単気筒（シングル）タイプの密閉型圧縮機に用いられるものを流用できる。
ここでは、第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂを一体化した組立体と、単独の第３の圧縮機構部３Ｃとを、後述する中間連結体Ｆで連結して、１つの圧縮機構組立体Ｇを構成している。

図２は、上記圧縮機構組立体Ｇの縦断面図である。
図１および図２に示すように、上記電動機部３のロータ６に挿嵌される上記回転軸４は、圧縮機構組立体Ｇに挿嵌され、第３の圧縮機構部２Ｃの下端から下方に突出する。実際には、回転軸４は電動機部３と圧縮機構組立体Ｇの一部に挿嵌する部分と、圧縮機構組立体Ｇの残り一部に挿嵌する部分と、に分割されている。

なお説明すると上記回転軸４は、電動機部３から第１の圧縮機構部２Ａおよび第２の圧縮機構部２Ｂに挿嵌する第１の分割回転軸４Ａと、第３の圧縮機構部２Ｃに挿嵌する第２の分割回転軸４Ｂとからなる。これら第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂのそれぞれ端面は、上記中間連結体Ｆ内部において互いに狭小の隙間Ｓを存して対向する。

上記第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂは、中間仕切り板７を介して設けられていて、それぞれが第１のシリンダ８Ａ、第２のシリンダ８Ｂを備えている。すなわち、第１、第２のシリンダ８Ａ、８Ｂが中間仕切り板７を介して重ね合わされ、複数の取付けボルトによって互いに取付け固定される。

第１のシリンダ８Ａの上面部に主軸受９が載設され、バルブカバーａとともに第１のシリンダ８Ａに取付け固定される。主軸受９は第１のシリンダ８Ａに重ね合わされ、かつ吐出弁機構１０ａが設けられするフランジ部９ａと、このフランジ部９ａの中心部に設けられ第１の分割回転軸４Ａを回転自在に枢支する枢支部９ｂとからなる。

上記第３の圧縮機構部２Ｃは第３のシリンダ８Ｃを備えていて、この下面に副軸受１１が設けられる。副軸受１１は第３のシリンダ８Ｃに重ね合わされるフランジ部１１ａと、このフランジ部１１ａの中心部に第２の分割回転軸４Ｂを回転自在に枢支する枢支部１１ｂとからなる。

上記第１のシリンダ８Ａは、上記主軸受９と中間仕切り板７とで上下面が区画され、内径部に第１のシリンダ室１２ａが形成される。上記第２のシリンダ８Ｂは、中間仕切り板７と上記中間連結体Ｆとで上下面が区画され、内径部に第２のシリンダ室１２ｂが形成される。
上記第３のシリンダ８Ｃは、中間連結体Ｆと副軸受１１で上下面が区画され、内径部に第３のシリンダ室１２ｃが形成される。これら第１〜第３のシリンダ室１２ａ〜１２ｃは互いに同一直径に形成されている。

第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂは、第１〜第３のシリンダ８Ａ〜８Ｃ内径部を貫通する。そして、上部から順に略１２０°の位相差で形成される３つの偏心部４ａ，４ｂ，４ｃを一体に備え、これら偏心部４ａ〜４ｃの周面には偏心ローラ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが嵌合される。

なお説明すると、第１の分割回転軸４Ａに２つの偏心部４ａ，４ｂが所定間隔を存して設けられ、第２の分割回転軸４Ｂには１つの偏心部４ｃが設けられる。偏心部４ａに嵌合する偏心ローラ１３ａは第１のシリンダ室１２ａ、偏心部４ｂに嵌合する偏心ローラ１３ｂは第２のシリンダ室１２ｂ、偏心部４ｃに嵌合する偏心ローラ１３ｃは第３のシリンダ室１２ｃに、それぞれ位置するように組立てられる。

図３は、圧縮機構組立体Ｇを構成する第１の圧縮機構部２Ａの概略的な横断面図である。第１の圧縮機構部２Ａ〜第３の圧縮機構部２Ｃは全て同一の構成をなしているので、ここでは第１の圧縮機構部２Ａについてのみ説明し、第２、第３の圧縮機構部２Ｂ，２Ｃについては対応する構成部品に対応する番号を付して説明は省略する。
第１のシリンダ８Ａには、第１のシリンダ室１２ａと連通するブレード室１５ａが設けられている。このブレード室１５ａには、ブレード１６ａが第１のシリンダ室１２ａに対して突没自在に収容される。

上記ブレード室１５ａは、ブレード１６ａの両側面が摺動自在に移動できるブレード収納溝１７ａと、このブレード収納溝１７ａ端部に一体に連設されブレード１６ａの後端部が収容される縦孔部１８ａとからなる。上記ブレード室１５ａには、圧縮ばねであるばね部材１９が収容され、ブレード１６ａに弾性力（背圧）を付与する。

ブレード１６ａの先端縁は平面視で半円状に形成され、ばね部材１９による背圧を受けて先端縁が偏心ローラ１３ａ周壁に、回転角度にかかわらず線接触する。上記偏心ローラ１３ａがシリンダ室１２ａの内周壁に沿って偏心回転したとき、ブレード１６ａはブレード収納溝１７ａに沿って往復運動し、この後端部は縦孔部１８ａへ突没自在である。

上記第１のシリンダ８Ａにおけるブレード収納溝１７ａ近傍に半円状の吐出切欠２０が設けられていて、この吐出切欠２０は主軸受９のフランジ部９ａに設けられる吐出弁機構１０ａに連通する。
上記第２のシリンダ８Ｂにおけるブレード収納溝１７ｂ近傍に設けられる半円状の吐出切欠２０と、上記第３のシリンダ８Ｃにおけるブレード収納溝１７ｃ近傍に設けられる半円状の吐出切欠２０は、それぞれ中間連結体Ｆに設けられる吐出弁機構１０ｂ，１０ｃに連通する。

上記吐出切欠２０とはブレード収納溝１７ａを介して反対側の部位に、第１のシリンダ８Ａの外周面から内径部であるシリンダ室１２ａに貫通して吸込み孔ｂが設けられる。この吸込み孔ｂには、上記アキュームレータＥの底部から延出され、密閉容器１を貫通して設けられる吸込み冷媒管Ｐａが接続される。

再び図２に示すように、上記回転軸４を構成する第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂは、上記中間連結体Ｆを構成する回転軸連結具（連結手段）２１によって連結されている。
したがって、電動機部３によって第１の分割回転軸４Ａが回転駆動されれば、第１の圧縮機構部２Ａおよび第２の圧縮機構部２Ｂが作動し、かつ回転軸連結具２１を介して第２の分割回転軸４Ｂが同時に回転駆動されて、第３の圧縮機構部２Ｃが同時に作動するようになっている。

上記中間連結体Ｆは、上記した回転軸連結具２１と、第１の中間軸受２２Ａおよび第２の中間軸受２２Ｂと、フレーム２３および、仕切り筒体（仕切り手段）２４とから構成される。
はじめに、フレーム２３から説明すると、このフレーム２３は、上記第２のシリンダ８Ｂと第３のシリンダ８Ｃのそれぞれ周端部間に介在していて、取付けボルト２５が挿通する孔部が設けられる胴部２３ａと、この胴部２３ａの上端に周方向に一体に突設されるフランジ部２３ｂを備えている。

再び図１に示すように、フレーム２３のフランジ部２３ｂ周面が密閉容器１の内周面に密に嵌め込まれ、かつ密閉容器１の外周面側からスポット溶接などの手段で、フレーム２３は密閉容器１に取付け固定される。
フレーム２３の上端を第２のシリンダ８Ｂ下面に当接し、フレーム２３の下端に第３のシリンダ８Ｃ上面を当接し、互いに位置合せしたうえでフレーム２３の孔部に取付けボルト２５を挿通し締結固定する。このことで、フレーム２３を介して第２のシリンダ８Ｂと第３のシリンダ８Ｃが一体に取付け固定される。

再び図１および図２に示すように、上記第１の中間軸受２２Ａはフレーム２３のフランジ部内径側に設けられ、ツインタイプに組立てられた状態の上記中間仕切り板７に取付け固定される。上記第２の中間軸受２２Ｂはフレーム２３の下端部内径側に設けられ、第３のシリンダ８Ｃを介在した状態で上記副軸受１１に取付け固定される。

上記第１、第２の中間軸受２２Ａ，２２Ｂのそれぞれには、上記した吐出弁機構１０ｂ，１０ｃが設けられている。第１の中間軸受２２Ａの吐出弁機構１０ｂは、第２のシリンダ８Ｂに設けられる吐出切欠２０と連通し、第２の中間軸受２２Ｂの吐出弁機構１０ｃは、第３のシリンダ８Ｃに設けられる吐出切欠２０と連通する。

第１の分割回転軸４Ａは第１の中間軸受２２Ａに枢支され、第２の分割回転軸４Ｂは第２の中間軸受２２Ｂに枢支される。第２の中間軸受２２Ｂに枢支される分割回転軸４Ｂの下端部は、この中間軸受２２Ｂから突出する。第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂとの狭小の隙間Ｓは、第１の中間軸受２２Ａと第２の中間軸受２２Ｂとの略中間部に形成される。

上記回転軸連結具２１は、内輪部２１ａと、外輪部２１ｂと、これら内輪部２１ａと外輪部２１ｂとの間に、たとえばボール等の転動部材２１ｃを介在させたボールジョイントである。実際には、回転軸連結具２１の内輪部２１ａが第１、第２の分割回転軸４Ａ，４Ｂに嵌合され、外輪部２１ｂには嵌合相手が存在しない。

上記仕切り筒体２４は、第１の中間軸受２２Ａと第２の中間軸受２２Ｂのそれぞれ枢支部周面に亘って設けられる。結果として、仕切り筒体２４は回転軸連結具２１を間隙を存して覆うことになる。仕切り筒体２４と、第１の中間軸受２２Ａの枢支部周面との間および第２の中間軸受２２Ｂの枢支部周面との間には、たとえばＯリングからなるシール部材ｈが介在されていて、仕切り筒体２４内部に対するシールをなす。

このようにして中間連結体Ｆの中心軸に沿って分割された回転軸４が挿通し、これら分割回転軸４Ａ，４Ｂを回転軸連結具２１が連結する。この回転軸連結具２１とは間隙を存した周部に仕切り筒体２４がシール部材ｈとともに設けられ、内部にある回転軸連結具２１と分割された回転軸４とをシールする。

一方、上記中間連結体Ｆを構成する第１の中間軸受２２Ａと、第２のシリンダ８Ｂと、中間仕切り板７と、第１のシリンダ８Ａおよび、主軸受９のフランジ部９ａとに亘ってガス案内孔２７が連通して設けられる。
したがって、中間連結体Ｆの仕切り筒体２４と、フレーム２３と、第１の中間軸受２２Ａおよび第２の中間軸受２２Ｂのフランジ部とで囲まれる空間部と、上記主軸受９に取付けられるバルブカバーａ内部とが、上記ガス案内孔２７を介して連通する。以下、仕切り筒体２４、フレーム２３、第１、第２の中間軸受２２Ａ，２２Ｂで囲まれる空間部を、「マフラ室」Ｍと呼ぶ。

上記第１、第２の分割回転軸４Ａ，４Ｂに給油通路Ｋが設けられる。すなわち、下部側にある第２の分割回転軸４Ｂの下端面に給油孔２８の一端部が開口されている。上記給油孔２８は第２の分割回転軸４Ｂの軸方向に沿って設けられ、かつ貫通して、第１の分割回転軸４Ａの軸方向に沿って設けられる。

第１の分割回転軸４Ａにおける給油孔２８の上端位置は、主軸受９の枢支部９ｂ上端を越えた部位に設定される。第２の分割回転軸４Ｂ下端における給油孔２８下端に給油ポンプが設けられていて、第２の分割回転軸４Ｂの回転にともなって油溜り部Ｔの潤滑油を給油孔２８に汲み上げるようになっている。

給油孔２８の中途部と第１、第２の分割回転軸４Ａ，４Ｂの外周面とに亘って複数の横油孔２９が設けられる。なお説明すると、横油孔２９が設けられる部位は、副軸受１１と連通する部位と、第２の中間軸受２２Ｂと連通する部位と、第１の中間軸受２２Ａと連通する部位および主軸受９と連通する部位である。

給油ポンプが油溜り部Ｔから汲み上げた潤滑油は、給油孔２８に沿って導かれるとともに、それぞれの横油孔２９から副軸受１１、第２の中間軸受２２Ｂ、第１の中間軸受２２Ａ、主軸受９へ給油され、これら軸受の枢支孔周面と各分割回転軸４Ａ，４Ｂの周面とが接する摺動部に給油されるようになっている。

中間連結体Ｆを構成する回転軸連結具２１と仕切り筒体２４との間の空間部は、第１の分割回転軸４Ａと第１の中間軸受２２Ａとの摺動部に給油された潤滑油が溜るとともに、第２の分割回転軸４Ｂと第２の中間軸受２２Ｂとの摺動部に給油された潤滑油が溜る。これら回転軸連結具２１と仕切り筒体２４との間の空間部を、「潤滑油室」Ｎと呼ぶ。

つぎに、このようにして構成される多気筒タイプの密閉型圧縮機Ａの作用について説明する。
図示しないリモコン（遠隔操作盤）などから制御部に運転開始信号が入ると、制御部はインバータを介して電動機部３に運転信号を送り、回転軸４が回転駆動される。詳しくは、電動機部３に設けられた第１の分割回転軸４Ａが回転駆動され、第１の分割回転軸４Ａに回転軸連結具２１を介して連結される第２の分割回転軸４Ｂが一体に回転駆動される。

第１、第２の分割回転軸４Ａ，４Ｂとともに偏心部４ａ〜４ｃが回転駆動され、偏心ローラ１３ａ〜１３ｃは各シリンダ室１２ａ〜１２ｃ内で偏心回転を行う。ばね部材１９により背圧を付与されるブレード１６ａ〜１６ｃは、先端縁が偏心ローラ１３ａ〜１３ｃ周壁に摺接して第１〜第３のシリンダ室１２ａ〜１２ｃ内を吸込み室と圧縮室に二分する。

偏心ローラ１３ａ〜１３ｃのシリンダ室１２ａ〜１２ｃ内周面転接位置とブレード収納溝１７ａ〜１７ｃが一致し、ブレード１６ａ〜１６ｃが最も後退した状態で、シリンダ室１２ａ〜１２ｃの空間容量が最大となる。冷媒ガスはアキュームレータＥから冷媒吸込み管Ｐａ〜Ｐｃを介してそれぞれのシリンダ室１２ａ〜１２ｃに吸込まれ充満する。

偏心ローラ１３ａ〜１３ｃの偏心回転にともなって各シリンダ室１２ａ〜１２ｃ内周面に対する転接位置が移動し、シリンダ室の区画された圧縮室容積が減少して先に導かれたガスが徐々に圧縮される。回転軸４が継続して回転され、各シリンダ室１２ａ〜１２ｃの圧縮室容量がさらに減少して圧縮された冷媒ガスの圧力が上昇する。

ガス圧が所定圧まで上昇し、高圧化したところで、各軸受９，２２Ａ，２２Ｂに設けられる吐出弁機構１０ａ〜１０ｃが開放する。図２に破線矢印で示すように、第１のシリンダ室１２ａで圧縮され吐出弁機構１０ａから吐出される冷媒ガスは、直接バルブカバーａ内に充満する。

第２のシリンダ室１２ｂで圧縮され第１の中間軸受２２Ａの吐出弁機構１０ｂから吐出される冷媒ガスは、中間連結体Ｆのフレーム２３と仕切り筒体２４との間のマフラ室Ｍに充満する。同時に、第３のシリンダ室１２ｃで圧縮され第２の中間軸受２２Ｂの吐出弁機構１０ｃから吐出される冷媒ガスも、上記マフラ室Ｍに充満する。

マフラ室Ｍに充満した冷媒ガスはガス案内孔２７を介してバルブカバーａ内に導かれ、第１のシリンダ室１２ａで圧縮された冷媒ガスと合流する。そのあと、バルブカバーａの吐出孔ａ１から出て密閉容器１内に充満するので、それぞれのシリンダ室１２ａ〜１２ｃから吐出された際の冷媒ガスの消音化が完全になされる。

高圧の冷媒ガスは、密閉容器１に接続される吐出冷媒管Ｐへ導出され、凝縮器Ｂに導かれて凝縮し、膨張弁Ｃに導かれて断熱膨張し、上記蒸発器Ｄに導かれて蒸発する。このとき、蒸発器Ｄに導かれる空気と熱交換して蒸発潜熱を奪い、冷凍作用をなしてからアキュームレータＥに導かれて気液分離される。

上記アキュームレータＥで気液分離された低圧の蒸発冷媒が導出され、各吸込み冷媒管Ｐａ〜Ｐｃを介して第１〜第３のシリンダ室１２ａ〜１２ｃに導かれて圧縮される。そして、再び上述の経路を循環する。
結局、多気筒タイプの密閉型圧縮機Ａにおいては、第１のシリンダ室１２ａと、第２のシリンダ室１２ｂおよび、第３のシリンダ室１２ｃとの、３つのシリンダ室１２ａ〜１２ｃで一斉に、かつ同時に圧縮作用が行われるので、圧縮能力の増大化を得られる。

また、第１、第２の分割回転軸４Ａ，４Ｂの回転にともなって、第２の分割回転軸４Ｂの給油孔２８に設けられる給油ポンプが密閉容器１内底部の油溜り部Ｔから潤滑油を吸上げる。吸上げられた潤滑油は、図２に実線矢印で示すように、給油通路Ｋに沿って導びかれる。

潤滑油は、給油通路Ｋから各分割回転軸４Ａ，４Ｂと各軸受９，２２Ａ，２２Ｂ，１１との摺動部等に導かれ、これらの潤滑性を保証する。そして、各シリンダ室１２ａ〜１２ｃで偏心回転する偏心ローラ１３ａ〜３ｃとの摺動部や、ブレード室１５ａ〜１５ｃで往復移動するブレード１６ａ〜１６ｃとの摺動部にも導かれ、これらの潤滑性を保証する。

特に、第１の中間軸受２２Ａと第１の分割回転軸４Ａとの摺動部に導かれた潤滑油と、第２の中間軸受２２Ｂと第２の分割回転軸４Ｂとの摺動部に導かれた潤滑油は、回転軸連結具２１と仕切り筒体２２との間の潤滑油室Ｎに溜り、時間の経過とともに油溜り部Ｔに戻る。

潤滑油室Ｎは仕切り筒体２２によってマフラ室Ｍと仕切られ、潤滑油室Ｎの潤滑油がマフラ室Ｍに充満する高圧化された冷媒ガスに晒されることはない。中間連結体Ｆ内部においては、潤滑油と冷媒ガスとを完全に分離するので、冷媒ガスの流れに潤滑油が混合されることを防止できる。

したがって、油溜り部Ｔから吸上げられ、給油通路Ｋを介して各摺動部に給油された潤滑油のほとんど大部分は確実に、かつ円滑に油溜り部Ｔに戻り、再び給油通路Ｋを介して各摺動部に給油される。常に充分な量の潤滑油が各摺動部に給油されることとなり、これらの潤滑性を保証する。

第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂとに分割された回転軸４を備えているところから、単気筒もしくは二気筒タイプの圧縮機と比較して回転軸４の軸長が長く形成される。各摺動部に給油された潤滑油が油溜り部Ｔに戻る途中で漏れると、特に上部側である第１の分割回転軸４Ａの摺動部へ充分な量の潤滑油を給油することができない。
その点、本実施の形態の構造を採用することで、潤滑性を保証し、信頼性の向上を得られる。

また、電動機部３と第１〜第３の圧縮機構部２Ａ〜２Ｃに亘って設けられる回転軸４を、第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂとに分割した。しかしながら、これら分割回転軸４Ａ，４Ｂは上記回転軸連結具２１によって電動機部３と同期回転可能に連結されることとなり、構造上、不利な条件は存在しない。

各圧縮機構部２Ａ〜２Ｃを、中間連結体Ｆを構成するフレーム２３を介してボルト等の取付け固定具２５により一体に取付け固定するようにした。したがって、第１の圧縮機構部２Ａおよび第２の圧縮機構部２Ｂを一体化した組立体と、第３の圧縮機構部２Ｃとを固定した圧縮機構組立体Ｇを構成でき、回転軸４の回転によって起こる捩りモーメントや落下衝撃にも充分に耐え得る密閉型圧縮機Ａを提供できる。

中間連結体Ｆを構成するフレーム２３を密閉容器１に取付け固定して、第１〜第３の圧縮機構部２Ａ〜２Ｃと密閉容器１とをフレーム２３を介して固定するので、第１〜第３の圧縮機構部２Ａ〜２Ｃを密閉容器１に取付けする必要がない。第１〜第３の圧縮機構部２Ａ〜２Ｃの密閉容器１に対する溶接にともなう変形を防止できる。

中間連結体Ｆを構成するフレーム２３の内周部と、第２の圧縮機構部２Ｂおよび第３の圧縮機構部２Ｃとで囲まれる空間部をマフラ室Ｍとしたので、マフラ室Ｍの容積を大きくできるとともに、遮音性が向上し、騒音低減が図れる。

なお、本実施の形態においては、回転軸連結具２１に対して第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂを圧入により取付け固定している。この他、生産性の条件によっては、圧入と他の方式、たとえば焼き嵌め、ねじ止め、キー止め、接着剤等を併用する、もしくは焼き嵌め単独で固着することもできる。

いずれにしても、分割回転軸４Ａ，４Ｂを回転軸連結具２１に挿入固定するために、スラスト荷重方向に第１の分割回転軸４Ａと、第２の分割回転軸４Ｂを押す作業が必要となる。また、圧縮運転中は、各分割回転軸４Ａ，４Ｂのスラスト荷重を支えるスラスト軸受機能を持たせる必要がある。

本実施の形態では、第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂを中間仕切り板７を介して一体化した圧縮機構部の組立体と、第３の圧縮機構部２Ｃとを連結する際のスラスト荷重を、第１の中間軸受２２Ａと副軸受１１が支える。
このような構成によれば、スラスト荷重を一箇所に持たせることなく、両方の圧縮機構構成部品に均等に配分できるので、高価な材料を使用することなく、信頼性が高いスラスト軸受を提供できる。

なお説明すると、スラスト荷重は第１、第２の圧縮機構部２Ａ，２Ｂ組立体の最下端に位置する軸受と、第３の圧縮機構部２Ｃの最下端に位置する軸受にて支持する。すなわち、第１の中間軸受２２Ａと副軸受１１が該当し、そのため、少なくとも第２の偏心部４ｂの下端面と、第３の偏心部４ｃの下端面は研磨加工が施される。

また、第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂを回転軸連結具２１を介して連結する作業において、第２の偏心部４ｂの下端面と、第３の偏心部４ｃの下端面を、それぞれ第１の中間軸受２２Ａと副軸受１１に均等に接触させ、かつ軸同士の衝突を避けるために、上記隙間Ｓを設けている。

また、本実施の形態では、中間仕切り板７を介して第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂとを一体に組立た、いわゆるツインタイプの圧縮機構部を用いている。したがって、上記中間仕切り板７の内径孔は、第１の分割回転軸４Ａの偏心部４ａや偏心ローラ１３ａの組み込みを円滑になすために、直径を大きくとっている。

このため、中間仕切り板７でスラスト荷重を受ける構造にすると、摺動面積が小さく、摩耗が早く進行し易い。そこで、本実施の形態では、中間仕切り板７ではスラスト荷重を受けることなく、最下端の軸受である第１の中間軸受２２Ａにスラスト受構造を設けて、スラスト受面積を充分に取り信頼性の向上を図っている。

図４は、第２の実施の形態における圧縮機構組立体Ｇａの縦断面図であり、図５は圧縮機構組立体Ｇａの組立を説明する図である。なお、第１の実施の形態と同一部品については同番号を付して新たな説明を省略する。

圧縮機構組立体Ｇａは、中間仕切り板７を介して第１の圧縮機構部２Ａと第２の圧縮機構部２Ｂを固定するとともに、主軸受９および第１の中間軸受２２Ａａを備えた第１の組立体Ｑ１と、第３の圧縮機構部２Ｃに第２中間軸受２２Ｂａと副軸受１１を備えた第２の組立体Ｑ２とを、フレーム２３Ａを介して連結し構成されるものである。

ここで中間連結体Ｆａは、フレーム２３Ａと、第１の中間軸受２２Ａａと、第２の中間軸受２２Ｂａおよび回転軸連結具２１を備えている。特に仕切り手段（仕切り筒体２２）は単独部品として備えておらず、上記第２の中間軸受２２Ｂａが兼用するようになっている。

上記フレーム２３Ａは、取付けボルト２５が挿通する孔部が設けられる胴部２３ａ１と、この胴部２３ａ１の上端に周方向に一体に突設され周面が密閉容器１の内周面に嵌着固定されるフランジ部２３ｂを備えている。基本構造は変りがないが、胴部２３ａ１の軸方向長さは後述する理由から第１の実施の形態で用いられたものより短縮されている。

第１の中間軸受２２Ａａは、第２の吐出弁機構１０ｂが設けられるフランジ部と、第１の分割回転軸４Ａ一部を枢支する枢支部からなる。ここでは第１の実施の形態で説明したように枢支部に仕切り筒体２４を取付ける必要が無いので、上記枢支部は第１の分割回転軸４Ａを枢支するのに必要最小限の軸方向長さがあればよい。

第２の中間軸受２２Ｂａは、吐出弁機構１０ｃが設けられるフランジ部と、第２の分割回転軸４Ｂを回転軸連結具２１を介して枢支する枢支部を備えている。そのため、第２の中間軸受２２Ｂａにおける枢支部の軸方向長さは、少なくとも回転軸連結具２１を収容できる長さが必要である。

上記回転軸連結具２１は、内輪部２１ａと、外輪部２１ｂと、これら内輪部２１ａと外輪部２１ｂとの間にボール等の転動部材２１ｃを介在させた、たとえばボールジョイントからなる。実質的に、回転軸連結具２１を構成する内輪部２１ａが、第１の分割回転軸４Ａと、第２の分割回転軸４Ｂに嵌合して互いを連結固定する。

回転軸連結具２１の上記外輪部２１ｂは、第２の中間軸受２２Ｂａの枢支部に設けられる内径穴に嵌合される。したがって、外輪部２１ｂは固定されていて、ボール等の転動部材２１ｃを介して内輪部である第１の分割回転軸４Ａと第２の分割回転軸４Ｂが回転自在となっている。

第２の中間軸受２２Ｂａ上端面には、Ｏリング等のシール部材ｈが取付けられ、第１の組立体Ｑ１と第２の組立体Ｑ２とを組立てた状態で、上記シール部材ｈが第１、第２の中間軸受２２Ａａ，２２Ｂａの間をシールする。上述したガス案内孔２７が設けられるとともに、第１、第２の分割回転軸４Ａ，４Ｂに給油通路Ｋが設けられる。

したがって、第２の中間軸受２２Ｂａのフランジ部および枢支部と、第１の中間軸受２２Ａａのフランジ部と、フレーム２３Ａの内周面とで囲まれる空間部がマフラ室Ｍａとなる。第２の中間軸受２２Ｂａに設けられるシール部材ｈが第１の中間軸受Ａａとの間をシールし、マフラ室Ｍａと給油通路Ｋとの間をシールする。

シール部材ｈを備えた第２の中間軸受２２Ｂａが仕切り手段を兼用することとなり、上記回転軸連結具２１の内輪部２１ａと外輪部２１ｂとの間の、転動部材２１ｃが設けられる隙間部分が潤滑油室Ｎａとなる。

このようにして構成される圧縮機構組立体Ｇａであって、作用的には先に第１の実施の形態で説明したものと全く同一であるので、ここでは新たな説明を省略する。３組の圧縮機構部２Ａ〜２Ｃを回転軸４に沿って設ける構成であるから、必然的に回転軸４の軸方向長さが長くなってしまうことは、変りがない。

しかるに、この実施の形態では、第１の中間軸受２２Ａａの軸方向長さを必要最低限の長さとするとともに、第２の中間軸受２２Ｂａに密接状態で取付け、これらの間の間隙を無くした。回転軸連結具２１を第２の中間軸受２２Ｂａの枢支部に設けて、回転軸連結具２１単独での軸方向長さを不要とした。

したがって、中間連結体Ｆａの軸方向長さの短縮化を図ることができ、圧縮機構組立体Ｇａの軸方向長さの短縮化と、密閉型圧縮機Ａの軸方向長さの短縮化に繋げることができる。

第１の中間軸受２２Ａａの吐出弁機構１０ｂと、第２の中間軸受２２Ｂａの吐出弁機構１０ｃとを対向して設け、これらの間に形成されるマフラ室Ｍａと、回転軸連結具２１の内輪部２１ａと外輪部２１ｂとの間に形成される潤滑油室Ｎａとを、第２の中間軸受２２Ｂａの枢支部に設けたシール部材ｈで仕切るようにしたから、潤滑油の漏れを規制する効果も確実に得られる。

なお、上記回転軸連結具２１を構成する内輪部２１ａと外輪部２１ｂとの間の転動部材２１ｃとして、たとえばボールを適用したが、これに限定されるものではなく、コロ等、他の転動部材を適用できる。要は、回転軸連結具２１として、転がり軸受を用いることができればよい。

また、本発明は上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。そして、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。

Ｔ…油溜り部、１…密閉容器、３…電動機部、４…回転軸、２Ａ…第１の圧縮機構部、２Ｂ…第２の圧縮機構部、２Ｃ…第３の圧縮機構部、Ｋ…給油通路、Ａ…密閉型圧縮機、２１…回転軸連結具（連結手段）、２４…仕切り筒体（仕切り手段）、２３…フレーム、Ｍ…マフラ室、２１ａ…内輪部、２１ｂ…外輪部、２１ｃ…転動部材、Ｂ…凝縮器、Ｃ…膨張弁（膨張機構）、Ｄ…蒸発器。

Claims (6)

1. 内底部に潤滑油を集溜する油溜り部を備えた密閉容器と、
   この密閉容器内に収容される電動機部と、この電動機部と回転軸を介して連結され、それぞれが冷媒を圧縮して吐出する複数の圧縮機構部と、
   上記回転軸に設けられ、回転軸の回転にともなって上記油溜り部の潤滑油を上記複数の圧縮機構部に給油する給油通路と、
   を具備した密閉型圧縮機において、
   上記回転軸は、軸方向に沿って複数に分割されるとともに、これらの分割回転軸相互は連結手段によって連結され、
   上記連結手段の周囲に、上記圧縮機構部で圧縮され、圧縮機構部から吐出される冷媒を導く吐出冷媒通路と仕切る仕切り手段が設けられる
   ことを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 上記連結手段は、複数に分割された回転軸を電動機部と同期回転可能に連結し、
   上記複数の圧縮機構部相互間には、フレームが挟み込まれ、ボルト等の取付け固定具により上記複数の圧縮機構部と上記フレームとが一体に取付け固定される
   ことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
3. 上記フレームは、上記密閉容器に取付け固定され、上記複数の圧縮機構部と上記密閉容器との固定を上記フレームを介して行う
   ことを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
4. 上記フレームと圧縮機構部との間をマフラ室とした
   ことを特徴とする請求項２記載の密閉型圧縮機。
5. 上記連結手段は、内輪部と外輪部との間に転動部材を介在させた転がり軸受と、この転がり軸受の外輪部が挿嵌され、転がり軸受を収容する軸受具とからなり、
   上記分割回転軸の端部が、上記転がり軸受の内輪部に嵌合され、
   上記軸受具は、上記仕切り手段を兼用した
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の密閉型圧縮機。
6. 上記請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の密閉型圧縮機と、凝縮器と、膨張装置と、蒸発器とを冷媒管を介して連通し、冷凍サイクルを構成したことを特徴とする冷凍サイクル装置。

Images