内部中间压型2级压缩式回转压缩机 【技术领域】
本发明涉及内部中间压型2级压缩式回转压缩机，尤其是涉及例如使起动时的压力波动小，并且可使耐压容器轻量化的内部中间压型2级压缩式回转压缩机。
背景技术
现在，密闭容器内配置收放有电动元件，以及利用该电动元件驱动的2个回转压缩元件的双汽缸型2级压缩式回转压缩机中，是将密闭容器作为内部低压型、或内部中间压型容器使用。
在内部低压型的情况下，从构成冷冻循环的外部制冷剂回路经过储压器之后回到密闭容器内的低温低压制冷剂气体被吸入通路吸入，用第1回转压缩元件进行1级压缩之后，送到位于外部的中间冷却器，然后通过制冷剂配管直接将该中间压的制冷剂气体吸入第2回转压缩元件内，在这里进一步进行2级压缩，高温高压的制冷剂气体经制冷剂配管送到上述外部制冷剂回路。
在内部中间压型的情况下，从构成冷冻循环的外部制冷剂回路经储压器返回的低温低压制冷剂气体被制冷剂配管直接吸入第1回转压缩元件中，在这里被压缩后再排到密闭容器内。接着，该排出的中间压制冷剂气体由第2回转压缩元件进行压缩，作为高温高压制冷剂气体从制冷剂配管送到外部制冷剂回路。即，排放到密闭容器内的制冷剂气体的压力变成第1级吸入压和第2级排出压的中间压。该中间压取决于轴承负荷和各级的作功量。
但是，该中间压在压缩机停止时高低压差消失，比压缩机内部的压力达到平衡状态时的压力(平衡压)还低，这种情况下，压缩机起动时密闭容器内的压力急剧下降，随之进入油内的制冷剂变成气泡，产生油起泡现象。另外，在中间压比平衡压高的情况下，压缩机停止时，起动后溶入油中的制冷剂气体因密闭容器的温度上升而变成气泡，从而产生油起泡现象。在使用CO2制冷剂时，制冷剂压力在高压侧达到约100kg/cm2G，在低压侧达到约30kg/cm2G，该压力差使流到低压侧地油量增加。另外，需要对密闭容器进行耐压设计，使其能耐中间压、平衡压中任一压力高的一方的压力。
为此，本发明的主要目的在于提供一种内部中间压型2级压缩式回转压缩机，这种压缩机在起动时的压力波动小，而且容易进行密闭容器的耐压设计，可实现轻量化。
发明的公开
本发明是内部中间压型2级压缩式回转压缩机，其密闭容器内具有电动元件和由该电动元件驱动的第1和第2回转压缩元件，经第1回转压缩元件进行过1级压缩的CO2制冷剂气体被排放到密闭容器内，该排出的中间压制冷剂气体由第2回转式压缩元件进行2级压缩，这种内部中间压型2级压缩式回转压缩机的特点在于：将第1级回转压缩元件与第2级回转压缩元件的容积比设定成平衡压与中间压相等。
将进行1级和2级压缩的回转压缩元件的容积比设定在1∶0.56～0.8的范围内，使起动时的压力波动减小，这样可抑制油起泡现象的发生。密闭容器的耐压设计基准为大致与平衡压相等的7000 KPa，成为与内部低压型相等的值。
本发明的上述目的、其他目的、特征及优点，通过参照附图对下述实施例进行的详细说明可以更加清楚。
附图的简单说明
图1是本发明一实施例的内部中间压型2级压缩式回转压缩机的主要部分纵剖面图。
图2是表示图1的接线端子部的另一实施例的图解图。
图3是将图1各压缩部之主要部分割断的图解图。
实施发明的最佳形式
图1所示的本发明一实施例的内部中间压型2级压缩式回转压缩机10包括：由钢板制成的圆筒状密闭容器12、配置在该密闭容器12内的上部空间内的电动元件14，以及由位于电动元件下部且与该电动元件14连接的曲轴16驱动的回转压缩机构18。
密闭容器12以底部作为润滑油的油箱，它由收放有电动元件14和回转压缩机构18的容器主体12A、关闭该容器主体12A的上部开口的盖体12B两个部件构成，盖体12B上安装有将外部电力供给电动元件14的接线端子20(配线省略)。该接线端子20如图所示，主体部20A设成平面形状，但在密闭容器12为内部中间压或内部高压的情况下，如图2所示，若使该主体部20A的形状向上方突出成曲面状，则主体部20A不容易产生变形，使接线端子20的强度提高。
电动元件14由沿着密闭容器12的上部内周面安装成环状的定子22，和相隔一定间隙配置在该定子22内侧的转子24构成。该转子24上固定有通过其中心且沿垂直方向延伸的曲轴16。定子22具有将环状电磁钢板叠层起来的叠起体26和卷绕在该叠层体26上的多个线圈28。转子24也和定子22一样，是用电磁钢板叠层体30构成的交流马达。另外，也可设成埋设有永久磁铁的直流马达。
回转压缩机构18包括进行1级(低级侧)压缩的第1回转压缩元件32和进行2级(高级侧)压缩的第2回转压缩元件34。即，回转压缩机构由以下部分构成：中间隔板36；分别配置在该中间隔板36的上侧和下侧上的上下气缸38、40；与曲轴16的上下偏心部42、44连接，并在该上下气缸38、40内回转的上下滚筒46、48；与该上下滚46、48接触，分别将上下气缸38、40划分为低压室38a、40a和高压室38b、40b的上下叶片50、52；闭塞上下气缸38、40之上下开口的兼作曲轴16的轴承用的上部支承部件54及下部支承部件56(见图3)。
上部支承部件54及下部支承部件56上形成有与上下气缸38、40的各高压室侧适宜连通的排出消音室58、60，而且各消音室的开口面由上部板62和下部板64闭塞。
如图3所示，上下叶片50、52可往复滑动地配置在形成于上下气缸38、40的气缸壁上的径向导向槽66、68内，且通过弹簧70、72施力，使其始终与上下滚筒46、48接触。上气缸38进行1级压缩，下气缸40吸入上气缸38压缩过的制冷剂气体，并进行2级压缩。
可是，在密闭容器12内达到平衡压、即压缩机停止时，高低压差消失，和压缩机内部的压力达到平衡状态时的压力相等，保持中间压状态，故将第1级回转压缩元件32与第2级回转压缩元件34的容积比设定在1∶0.56～0.8的范围。本实施例中，该容器比设定为1∶0.65。
例如，上下气缸38、40的内径相等时，可通过改变其高度(厚度)来对应。即，将第2级的下气缸40的滚筒48的高度设得比第1级的上气缸38的滚筒46的低。另外，在上下气缸38、40的高度相等的情况下，改变上下滚筒46、48的外径，使下滚筒48的外径比上滚筒46的外径大。作为其具体方法，改变滚筒的外径和偏心部的偏心量比较容量对应。
这里，对容积比的数值进行说明，按容积比为1∶0.55进行实验的结果，中间压为80kgf/cm2，平衡压为60kgf/cm2，中间压＞平衡压。因此，若将第2级的容积比设得大一些，则中间压自然会降低，0.8这个数值是可作为2级压缩机发挥作用的上限值。
另外，构成第1级回转压缩元件32的上滚筒46和上叶片50的材质与构成第2级回转压缩元件34的下滚筒48和下叶片52的材质不同。即，压缩负荷小的第1级上气缸38使用柔软且便宜的材料制的滚筒(モニワロ：添加了Ni、Cr、Mo合金的耐磨铸铁)和叶片(SKH：高速工具钢)，压缩负荷大的第2级下气缸40使用价格较贵且硬的材料制的滚筒(合金タ一カロイ：添加了Ni、Cr、Mo、Bo合金的耐磨铸铁)和叶片(PVD处理：在SHK母材的表面蒸镀氮化铬CrN)，这样可以提高耐用性、降低成本。表示上述组合的例子如下。
滚筒材料 叶片材料
第1级 モニクロ SHK
第2级 タ一カロイ PVD处理
将构成上述回转压紧机构18的上部支持部件54、上气缸38、中间隔板36、下气缸40及下部支持部件56按顺序配置，和上部板62及下部板64一起用数个安装螺栓74连接固定起来。
在曲轴16的下部，轴中心形成有直油孔76，外周面形成有螺旋状给油槽82、84，该给油槽通过横向给油孔78、80与该油孔76连通，向上部支持部件54和下部支持部件56的轴承及各滑动部供油。
该实施例使用的制冷剂，考虑到环保、可燃性及毒性等采用自然制冷剂的二氧化碳(CO2)，作为润滑油使用例如矿物油、烷基苯油、酯油等现有的油。
上下气缸38、40上设有导入制冷剂用的制冷剂吸入通路(未图示)和排出压缩过的制冷剂用的制冷剂排出通路86、88。各制冷剂吸入通路和制冷剂排出通路86、88上，通过固定在密闭容器12上的连接管90、92、94、96连接有制冷剂配管98、100、102、104。在制冷剂配管100和102之间还连接有储压器106。另外，在上部板62上连接有与上部支持部件54的排出消音室58连通的排出管108，将经过1级压缩的一部分制冷剂气体直接排出到密闭容器12内，然后，利用与制冷剂配管100相连接的支管110与制冷剂排出通路86排出的其余的制冷剂气体合流。
下面，对上述实施例的动作概要加以说明。
首先，通过接线端子20及配线(未图示)向电动元件14的线圈28通电，转子24回转，固定在转子上的曲轴16回转。通过该回转，使连接在与曲轴16设成一体的上下偏心部42、44上的上下滚筒46、48在上下气缸38、40内进行偏心回转。于是，经过制冷剂配管98、制冷剂吸入通路(未图示)，如图3所示，从吸入口112吸入到上气缸38的低压室38a内的制冷剂气体便通过上滚筒46和上叶片50的动作而进行1级压缩。另外，从高压室38b经排出口114排出到上部支持部件54的排出消音室58内的中间压制冷剂气体，其一部分从排出管108排放到密闭容器12内，其余的通过上气缸38的制冷剂排出通路86送到制冷剂配管100内，与从途中的支管110流出的排放到密闭容器12内的制冷剂气体合流。
接着，合流后的制冷剂气体经储压器106、制冷剂配管102及未图示的制冷剂吸入通路，从图3所示的吸入口116吸入下气缸40的低压室40a内的中间压制冷剂气体，通过下滚筒48和下叶片52的动作进行2级压缩。从下气缸40的高压室40b经排出口118排到下部支持部件56的排出消音室60内的高压制冷剂气体，从制冷剂排出通路88并通过制冷剂配管104送到构成冷冻循环的外部制冷剂回路内。以后以同样的路线进行制冷剂气体的吸入-压缩-排出。
另外，通过曲轴16的回转，储存在密闭容器12底部的润滑油(未图示)在形成于曲轴16的轴中心的垂直方向的油孔76内上升，从设在其途中的横向给油孔78、80流到形成于外周面上的螺旋状给油槽82、84内。于是，良好地向曲轴16的轴承和上下滚筒46、48以及上下偏心部42、44的各滑动部供油，其结果，曲线16及上下偏心部42、44可进行顺畅的回转。
将与上下气缸38、40的各制冷剂吸入通路相连接的制冷剂配管90、94做成双层管方式，或在制冷剂配管的内壁上涂敷绝热剂，可减少吸入的制冷剂气体的温度上升，提高吸入效率。另外，将制冷剂吸入通路本身做成双层管方式或在通路管的内壁上涂敷绝热剂，也可取得同样的效果。
产业上利用的可能性
根据本发明，由于可抑制起动时油起泡现象的产生，故可防止密闭容器内的形成泡状的油和制冷剂气体一起流入气缸内，然后排到压缩机外，密闭容器内油不足现象的产生。而且，容易进行密闭容器的耐压设计，也可实现轻量化。结果，可提高压缩机的性能，还可降低成本。