旋转式压缩机及冷冻循环装置的制作方法

本发明涉及对气体冷媒等工作流体进行压缩的旋转式压缩机以及具备它的冷冻循环装置。

背景技术：

以往，对气体冷媒等工作流体进行压缩的旋转式压缩机通过用闭塞部件将缸体的两端闭塞而在缸体内形成缸室，利用偏心旋转的辊筒和往复移动的叶片将该缸室内分成吸入室和压缩室，在压缩室内对吸入到吸入室内的工作流体进行压缩，将压缩了的工作流体从形成在闭塞部件中的排出口排出。这样的旋转式压缩机中，近年来有增大一次压缩的工作流体的量、谋求大容量化和性能提高的需要。为了满足该要求，考虑了将在压缩室内压缩过的工作流体从多个排出口排出的技术。

例如，在下述专利文献1中记载的旋转式压缩机中，在位于缸体两侧的闭塞部件的每一个中形成分别设置了排出阀的排出口，在压缩室内的压力上升到了预定压力的情况下将排出阀打开，使工作流体从各排出口排出。由此，通过各排出口的工作流体的量变少，降低工作流体通过排出口时的流路阻力造成的过度压缩所带来的压缩损失，提高了压缩性能。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－83245号公报

发明概要

发明要解决的技术课题

但是，若被压缩的工作流体同时从多个相同口径的排出口排出，则排出压力脉动产生共鸣、噪声增大，有排出阀的开闭定时造成的压缩损失增大、性能下降的倾向。因此，仅设置2个排出口不能够充分提高压缩性能，存在实用化困难这样的现实。并且，专利文献1中记载的旋转式压缩机采用了使设置在轴承的排出口的直径比设置在隔板上的排出口的直径大、将工作流体的流动路径分支、使更多的工作流体在轴承中流动的结构，但与隔板相比，轴承部分的隔音性能低，若使这部分排出更多的冷媒，则存在噪声变大的问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是鉴于以上所述现有技术的问题，通过使隔板的排出口的开口面积比轴承排出口的开口面积大从而相对地增大隔板中流动的工作流体的量来提高隔音性能，通过抑制副轴承一侧的高温化来降低滑动部的磨损量并抑制变形，提供能够谋求高效率化并能够提高整体的可靠性的旋转式压缩机和冷冻循环装置。

用于解决课题的手段

为了达到上述目的而提供的旋转式压缩机为具有由密闭壳体，在所述密闭壳体内用隔板分隔、具有吸入口和缸室的多个缸体，以及配置在所述缸室内、被赋予了偏心旋转的辊筒构成的压缩机构部的旋转式压缩机，其特征在于，分别在所述缸室内形成压缩室；所述压缩机构部分别在所述隔板和闭塞所述缸体的轴承设置将在所述压缩室内被压缩的工作流体排出的排出口；设置在所述隔板的所述排出口的开口面积比设置在所述轴承的所述排出口的开口面积大地形成。

在具有上述特征的旋转式压缩机中，希望采用如下结构：分别设置了开闭对所述压缩室中的每一个设置的2个所述排出口的排出阀；所述排出阀分别以不同的压差开阀。

并且，开闭设置在所述隔板上的排出口的所述排出阀和设置在所述轴承的所述排出阀希望使用固有振动频率不同的所述排出阀。

另外，分别以不同的压差打开的所述排出阀中，希望以小的压差打开的排出阀的固有振动频率设定得比以大的压差打开的排出阀的固有振动频率大。

并且，为了达到上述目的而提供的冷冻循环装置的特征在于，具备：具有上述特征的旋转式压缩机，与该旋转式压缩机连接、将从压缩机主体排出的冷媒冷凝的冷凝器，与所述冷凝器连接、对冷凝过的冷媒进行减压的膨胀装置，以及使所述膨胀装置膨胀过的所述冷媒蒸发的蒸发器；所述蒸发器和所述压缩机主体利用工作流体流路连接。

发明的效果

根据具有上述特征的本发明实施方式的旋转式压缩机，由于使隔板的排出口的开口面积比轴承排出口的面积大，相对地增加在隔板中流动的工作流体的量，因此隔音性能提高，能够抑制压缩机主体中的副轴承侧的高温化，因此能够降低滑动部的磨损量并抑制其变形，能够谋求冷媒的压缩高效率化，能够提高压缩机及冷冻循环装置整体的可靠性。

并且，基于本发明的更多特征及作用效果通过以下参照附图进行说明的较佳实施方式的记载会更加清楚。

附图说明

图1为表示具备本发明第1实施方式所涉及的旋转式压缩机的冷冻循环装置的整体的结构图，用剖视图表示该旋转式压缩机；

图2为表示图1中的旋转式压缩机的压缩室的结构的主要部分剖视图；

图3为图1中的压缩机构部的概略剖视图。

具体实施方式

下面对用来实施发明的实施方式进行说明。另外，在以下的记载中，根据图示的状态使用表示上下、左右等方向的术语。

(第1实施方式)

参照图1至图3说明第1实施方式的旋转式压缩机及具备它的冷冻循环装置。

图1表示冷冻循环装置的整体结构，该冷冻循环装置1具备：压缩机主体2，连接在压缩机主体2上、将作为从压缩机主体2排出的高压·高温的工作流体的气体冷媒冷凝使其变成液体冷媒的冷凝器3，连接在冷凝器3上、对液体冷媒进行减压的膨胀装置4，使在膨胀装置4中膨胀了的液体冷媒蒸发的蒸发器5，以及将冷媒分离成气相和液相的蓄能器6。蓄能器6和压缩机主体2利用工作流体流动的吸入流路8而连接，构成旋转式压缩机。

压缩机主体2具有形成为圆筒状的密闭壳体7，在密闭壳体7内收容有：位于上方的电动机部9，连接在电动机部9上的旋转轴10，以及由电动机部9经由旋转轴10驱动的压缩机构部11。在密闭壳体7内的下部收容有润滑油。

电动机部9具有固定有旋转轴10的转子12和固定在密闭壳体7上、配置在围绕转子12的位置上的定子13。在转子12上设置有永久磁铁(未图示)，在定子13上缠绕有通电用的线圈(未图示)。通过给线圈通电，转子12和旋转轴10旋转。

压缩机构部11为对作为工作流体的气体冷媒进行压缩的部分，具有上下方向相邻的2个缸体14、15。在缸体14、15之间设置有在内部具有隔板内空间23的隔板24作为缸体14、15的一个闭塞部件。

在2个缸体14、15中的位于下侧的缸体14中的与设置有隔板24的一侧相反的一侧，设置有作为另一个闭塞部件的副轴承18。在位于上侧的缸体15中的与设置了隔板24的一侧相反的一侧，设置有作为另一个闭塞部件的主轴承19。并且，缸体14的上下方向的两端被隔板24和副轴承18闭塞，通过这样在缸体14的内部形成缸室16。同样，缸体15的上下方向的两端被隔板24和主轴承19闭塞，通过这样在缸体15的内部形成缸室17。

副轴承18和主轴承19轴支旋转轴10，旋转轴10穿插到缸体14内、缸体15内。在旋转轴10的位于缸室16、缸室17内的部分上设置中心偏离旋转中心的偏心部21，辊筒22嵌合到该偏心部21上。辊筒22以当旋转轴10旋转时边使外周面经由油膜与缸体14、15的内周面线接触边偏心旋转的方式配置。另外，有关叶片20后面参照图3进行叙述。

隔板24通过连接沿旋转轴10的轴方向重合的第1分开隔板24a和第2分开隔板24b两者而形成。分别在第1、第2分开隔板24a、24b上形成凹形的挖入部分，在连接第1、第2分开隔板24a、24b形成隔板24的情况下，通过第1、第2分开隔板24a、24b的挖入部分合起来，在隔板24内形成隔板内空间23。

在第1分开隔板24a上形成有作为在缸室16内被压缩的工作流体排出到隔板内空间23的一个排出口的隔板排出口25a。而且，在第1分开隔板24a上安装有作为开闭隔板排出口25a的一个排出阀的隔板排出阀26a和限制隔板排出阀26a的最大开度的隔板阀按压件27a。

另外，第2分开隔板24b的结构与第1分开隔板24a同样，形成有作为在缸室17内被压缩的工作流体排出到隔板内空间23中的一个排出口的隔板排出口25b。而且，在第2分开隔板24b上安装有作为开闭隔板排出口25b的一个排出阀的隔板排出阀26b和限制隔板排出阀26b的最大开度的隔板阀按压件27b。

在副轴承18中，形成有排出在缸室16内被压缩的工作流体的轴承排出口28a，而且安装有开闭轴承排出口28a的轴承排出阀29a和限制轴承排出阀29a的最大开度的轴承阀按压件30a。并且，在副轴承18的外周部安装有从轴承排出口28a排出的工作流体流入的副轴承侧消声器31。

在主轴承19中，形成有排出在缸室17内被压缩的工作流体的轴承排出口28b，而且安装有开闭轴承排出口28b的轴承排出阀29b和限制轴承排出阀29b的最大开度的轴承阀按压件30b。并且，在主轴承19的外周部安装有从轴承排出口28b排出的工作流体流入的主轴承侧消声器32。

如图1所示，副轴承侧消声器31和主轴承侧消声器32经由形成在副轴承18、缸体14、隔板24、缸体15和主轴承19上的连通通道33连通，流入副轴承侧消声器31内的工作流体通过连通通道33流入主轴承侧消声器32内。在主轴承侧消声器32形成有使主轴承侧消声器32内的工作流体流出到密闭壳体7内的流出孔34。

若将副轴承侧消声器31与主轴承侧消声器32的容积进行比较，则副轴承侧消声器31的容积比主轴承侧消声器32的容积小地形成。

这里说明形成在第1分开隔板24a和第2分开隔板24b上的隔板排出口25a、25b与形成在副轴承18和主轴承19上的排出口28a、28b之间的差异，以及设置在隔板24a、24b上的排出阀26a、26b与设置在副轴承18和主轴承19上的排出阀29a、29b之间的差异。

由于形成在第1分开隔板24a的隔板排出口25a与形成在副轴承18的轴承排出口28a以及隔板排出阀26a与轴承排出阀29a之间的差异、同形成在第2分开隔板24b上的隔板排出口25b与形成在主轴承19的轴承排出口28b以及隔板排出阀26b与轴承排出阀29b之间的、隔板和轴承之间的差异同样，因此下面为了方便概括起来进行说明。

在单指隔板的情况下，不特别区分第1分开隔板24a和第2分开隔板24b而称为隔板24，将设置在隔板24的排出口称为隔板排出口25，将开闭隔板排出口25的排出阀称为隔板排出阀26，将限制隔板排出阀26的最大开度的阀按压件称为隔板阀按压件27；在单指轴承的情况下，不特别区分副轴承18和主轴承19而称为轴承18、19，设置在轴承18、19上的排出口称为轴承排出口28，将开闭轴承排出口28的排出阀称为轴承排出阀29，将限制轴承排出阀的最大开度的阀按压件称为轴承阀按压件30。

对一个压缩室设置的2个排出口即隔板排出口25和轴承排出口28其开口面积不同，隔板排出口25的开口面积比轴承排出口28的开口面积大地形成。与该开口面积的差异相对应，开闭排出口的各排出阀也不同。当工作流体在压缩室内流动并被压缩、压缩工序结束时，压缩室39内的压力与排出一侧的隔板内空间23和副轴承侧消声器31、主轴承侧消声器32内的压力之间产生压力的差。并且，由于工作流体从压力高的地方向低的地方流动，因此当产生某一程度的压力的差(以后称为“压差”，意指压缩室内的压力与压缩室外侧的压力之差)时，排出阀打开，工作流体被排出并流动。

其中，各排出阀以各自在不同的压差下打开的方式形成。例如，如果将在小的压差下打开的板簧用于轴承排出阀29，将不产生比它大的压差就不打开的板簧用于隔板排出阀26的话，若轴承排出阀29先打开，被压缩的工作流体的压力变得更大，则压缩室39内的压力与排出一侧的隔板内空间23中的压力之差也变大，隔板排出阀26打开。这样，由于在轴承排出阀29打开之后打开隔板排出阀26，因此能够防止2个排出阀在同一个定时打开，能够防止排出压力脉动所带来的共鸣。

并且，隔板排出阀26的固有振动频率“f”形成为与轴承排出阀29的固有振动频率“f”不同的大小。各自的固有振动频率“f”能够用求出。其中，K为排出阀26、29的弹性系数，m为排出阀26、29的开闭部的质量。在本实施方式中，像后述的那样，在隔板排出阀26与轴承排出阀29上使K和m的数值不同。

隔板排出口25和轴承排出口28由于设计制约上的原因一部分形成在离开缸室16、17的位置上。并且，在缸体14、15的内周部，为了使隔板排出口25和轴承排出口28的开口面积的全部与缸室16、17连通，形成有隔板排出缺口35和轴承排出缺口36。若将这些排出缺口35、36进行比较，则与隔板排出口25连通的隔板排出缺口35的容积形成为比与轴承排出口28连通的轴承排出缺口36的容积大。

图3为表示以上所述的压缩机构部11的概略剖视图。

在缸体14、15上形成有叶片槽37，叶片20以能够往复移动的方式収容在该叶片槽37内。叶片20被以使顶端部与辊筒22的外周面相抵接的方式施力，通过叶片20的顶端部与辊筒22的外周面相抵接，缸室16、17内被分隔成吸入室38和压缩室39。吸入流路8与吸入室38连通，隔板排出口25和轴承排出口28与压缩室39连通。

具有这样的结构的本实施方式所涉及的旋转式压缩机2的作用描述如下。

通过对旋转式压缩机2的电动机部9通电，旋转轴10与转子12一起围绕中心线旋转，借助该旋转驱动压缩机构部11，工作流体在缸室16、17内被压缩。当被压缩的工作流体的压力到达设定压力时，隔板排出阀26和轴承排出阀29打开，工作流体从隔板排出口25和轴承排出口28排出。从隔板排出口25排出的工作流体流入隔板内空间23内，从排出口28a排出的工作流体在流入副轴承侧消声器31内后经过连通通道33内而流入主轴承侧消声器32内。从排出口28b排出的工作流体流入主轴承侧消声器32内。从各排出口流入到主轴承侧消声器32内的工作流体从流出孔34流出到密闭壳体7内。

另外，流出到密闭壳体7内的工作流体然后流出到旋转式压缩机2外，依次流经冷凝器5、膨胀装置6和蒸发器7而回到旋转式压缩机2内，执行冷冻循环装置1的冷冻循环运行。

其中，压缩机构部11作为排出在缸室16、17(更详细为压缩室39)内被压缩的工作流体的排出口，具有设置在隔板24上的隔板排出口25和设置在副轴承18、主轴承19的轴承排出口28这2个对一个压缩室的排出口。并且，开闭隔板排出口25的隔板排出阀26与开闭轴承排出口28的轴承排出阀29的开阀的压差不同。因此，从隔板排出口25和轴承排出口28排出的工作流体的排出量与从一个排出口排出所有的工作流体相比，相对变少。而且，由于开闭隔板排出口25的隔板排出阀26与开闭轴承排出口28的轴承排出阀29的开阀定时不同，因此不仅能够抑制工作流体从隔板排出口25和轴承排出口28排出时的脉动，还能够防止脉动共鸣，能够抑制旋转式压缩机2产生的噪声。

并且，对于被压缩的工作流体从缸室16、17排出时产生的噪声，由于排出的隔板内空间23被隔板24遮盖、隔板24位于被2个缸体14、15夹着的位置，因此能够借助隔板24和缸体14、15所带来的隔音效果降低泄漏到旋转式压缩机2外的噪声。而且，本实施方式中不仅将流动路径一分为二，而且使工作流体在隔板内空间23中流动的量由于隔板排出口25比轴承排出口28大，因此比在轴承流动的量多，所以能够产生比以往的旋转式压缩机大的隔音效果，能够降低噪声。

并且，由于开闭隔板排出口25的隔板排出阀26以与开闭轴承排出口28的轴承排出阀29不同的压差打开，因此在低速旋转时即工作流体的排出量少的阶段，在低的压力时刻一个排出阀先打开，因此能够降低为了使排出阀26、29打开而产生的过度压缩所引起的压力损失，能够谋求低速旋转时压缩性能的提高。

并且，开闭隔板排出口25的隔板排出阀26的固有振动频率“f”与开闭轴承排出口28的轴承排出阀29的固有振动频率“f”不同地形成。当物体被赋予了变形时，想要恢复到原状而向相反的方向变形，意味着反复进行这样的变形而产生的振动频率的固有振动频率的值越高，打开阀时的初速越快，关闭阀时的速度也越快。因此，能够改进固有振动频率高的排出阀的响应特性(压力低的情况下快速闭阀的性能)，能够防止工作流体向缸室16、17内逆流而谋求压缩性能的提高。

其中，为了在小的压差下使排出阀打开，有必要减小该排出阀的弹性系数“K”，当减小弹性系数“K”时，排出阀的响应特性下降。但是，如果减少排出阀的开闭部的质量“m”的话，则像从上述公式可知的那样，即使使“K”变小，也能够增大固有振动频率“f”。因此，如果例如将轴承排出阀29的固有振动频率设定得比隔板排出阀26的固有振动频率小，则通过减小开闭开口面积小的轴承排出口28的轴承排出阀29的“m”，轴承排出阀29使“K”变小、以小的压差进行开阀，通过这样能够降低低速旋转时为了打开轴承排出阀29而产生的过度压缩所引起的压力损失，能够谋求低速旋转时的压缩性能的提高，能够谋求改进该轴承排出阀29的响应特性所带来的压缩性能的提高。

在缸室17内被压缩的工作流体其一部分从隔板排出口25b排出、流入隔板内空间23，并且另一部分从轴承排出口28b排出、流入主轴承侧消声器32内。并且，从轴承排出口28b排出、流入主轴承侧消声器32内的工作流体在缸室16内被压缩，从轴承排出口28a排出、流入副轴承侧消声器31内，然后与通过连通通道33流入主轴承侧消声器32内的工作流体汇合，从主轴承侧消声器32形成的流出孔34流出到密闭壳体7内。

并且，如果将排出口25、28的开口面积进行比较，则由于轴承排出口28的开口面积小，因此从轴承排出口28a排出、流入到副轴承侧消声器31内的工作流体的量比从隔板排出口25和轴承排出口28b排出、流入主轴承侧消声器32内的工作流体的量少。其中，由于从轴承排出口28a排出、流入副轴承侧消声器31内的工作流体为高温，该工作流体通过形成在缸室16附近的连通通道33内而流入主轴承侧消声器32内，因此在该过程中对缸室16内的工作流体进行加热。如果缸室16内的工作流体被来自外部的热加热的话，则旋转式压缩机2的压缩性能降低，但如上所述，从轴承排出口28a排出、流入副轴承侧消声器31内的工作流体的量比从隔板排出口25和轴承排出口28b排出、流入主轴承侧消声器32内的工作流体的量少，因此能够抑制通过连通通道33的工作流体所引起的缸室16内工作流体的加热。由此，能够抑制缸室16内的工作流体被从外部加热所引起的旋转式压缩机2的压缩性能下降。

并且，在不管是不是以上所述的本实施方式，都给副轴承18输送与以往同量的工作流体的情况下，如果是仅从一个排出口从压缩室39排出，则必须增大排出口，因此副轴承18的用来安装排出机构部的挖入部分侵入到副轴承18的中心部了，副轴承18的刚性降低，容易变形。但是，根据基于本发明实施方式的旋转式压缩机，由于轴承排出口28小，因此能够缩小压缩机构部的排出机构部。因此，能够谋求旋转式压缩机2的下部稳定。

而且，由于副轴承18中流动的工作流体的量相对较少，因此，不会在下部大量聚集被压缩成高温·高压的工作流体，所以旋转式压缩机2下部的温度不会上升到过高。因此，虽然如果温度越高，副轴承18与旋转轴10滑动的场所越与总计运行时间成比例磨损，但根据本实施方式，能够抑制高温所引起的滑动部的磨损。

并且，如上所述，由于流入副轴承侧消声器31内的工作流体的量少，因此能够减小副轴承侧消声器31的容积。并且，由于副轴承侧消声器31的容积变小，对于收容到密闭壳体7内的润滑油能够不使油面上升地增加储油量，能够长期持续地维持旋转式压缩机的性能。

并且，由于排出口25、28的一部分形成在离开缸室16、17的位置上，因此为了使排出口25、28的整个开口面积与缸室16、17连通而在缸体14、15的内周部形成有排出缺口35、36。通过形成这些排出缺口35、36，在缸室16、17内被压缩的工作流体能顺畅地从排出口25、28排出，能够降低因工作流体到达排出口25、28的流路阻力造成的过度压缩所引起的压缩损失，能够谋求压缩性能的提高。

并且，这些排出缺口35、36的容积形成为，与开口面积大的隔板排出口25连通的排出缺口35的容积比与开口面积小的轴承排出口28连通的排出缺口36的容积大。因此，能够抑制排出缺口35、36的总容积。因此，能够抑制在工作流体从缸室16、17排出结束时残留在排出缺口35、36内的工作流体的量，能够抑制被压缩的工作流体残留在排出缺口35、36内造成的再膨胀损失。

并且，通过将被压缩机构部压缩了的工作流体从4个排出口分散排出，能够一次压缩更多的工作流体。而且，由于对一个排出口的负荷也被分散了，因此排出阀的负荷也减轻了，相对地减少了产生阀门开裂等问题。因此能够谋求高效率化，能够提高整体的可靠性。

(第2实施方式)

所述第1实施例中对压缩机构部的叶片和辊筒为分体元件的情况进行了说明，但根据本发明，作为第2实施方式也可以使用叶片和辊筒为一体的摆动式(日文：スイングタイプ)。

(第3实施方式)

并且，所述实施例中旋转式压缩机的缸体数量为2个，但除此以外，作为第3实施方式，用于缸体数为3个以上的类型也能够获得相同的效果。

另外，本发明为提供具备以上所述各实施例中的旋转式压缩机的冷冻循环装置的发明，该冷冻循环装置像例如图1所示那样，具备以下部分而构成：具有上述结构的压缩机主体2，连接在压缩机主体2上、将从压缩机主体2排出的高压·高温的工作流体即气体冷媒冷凝使其变成液体冷媒的冷凝器3，与冷凝器3连接、对液体冷媒进行减压的膨胀装置4，使膨胀装置4膨胀后的液体冷媒蒸发的蒸发器5，以及将冷媒分离成气相和液相的蓄能器6；蓄能器6和压缩机主体2通过工作流体流动的吸入流路8连接，构成旋转式压缩机。

根据以上说明过的至少一个实施方式的旋转式压缩机和冷冻循环装置，由于使隔板的排出口的开口面积比轴承排出口的大，能够相对地增加隔板中流动的工作流体的量，因此能够提高隔音性能，能够抑制滑动部的磨损，能够降低过度压缩所导致的压力损失，能够提高低速旋转时的压缩性能，能够谋求高效率化从而提高整体的可靠性。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为例子提出，并不打算限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种形态实施，在不超出发明宗旨的范围内能够进行种种省略、置换和变更。该实施方式及其变形包含在发明的范围、宗旨内，同样也包含在权利要求的范围记载的发明及其均等的范围内。

附图标记的说明，1-冷冻循环装置；2-压缩机(压缩机主体)；3-冷凝机；4-膨胀装置；5-蒸发器；6-蓄能器；7-密闭壳体；8-吸入通道；9-电动机部；10-旋转轴；11-压缩机构部；12-转子；13-定子；14-下部缸体；15-上部缸体；16-下部缸室；17-上部缸室；18-副轴承；19-主轴承；20-叶片；21-偏心部；22-辊筒；23-隔板内空间；24-隔板；24a-第1分开隔板；24b-第2分开隔板；25-隔板排出口；25a、25b-隔板排出口(下部、上部)；26-隔板排出阀；26a、26b-隔板排出阀(下部、上部)；27-隔板阀按压件；27a、27b-隔板阀按压件(下部、上部)；28-轴承排出口；28a、28b-轴承排出口(下部、上部)；29-轴承排出阀；29a、29b-轴承排出阀(下部、上部)；30-轴承阀按压件；30a、30b-轴承阀按压件(下部、上部)；31-副轴承侧消声器；32-主轴承侧消声器；33-连通通道；34-流出孔；35-排出缺口(隔板排出口一侧的排出缺口)；36-排出缺口(轴承排出口一侧的排出缺口)；37-叶片槽；38-吸入室；39-压缩室。