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JP2768004B2 - ロータリ式多段気体圧縮機 - Google Patents

ロータリ式多段気体圧縮機

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JP2768004B2
JP2768004B2 JP2319039A JP31903990A JP2768004B2 JP 2768004 B2 JP2768004 B2 JP 2768004B2 JP 2319039 A JP2319039 A JP 2319039A JP 31903990 A JP31903990 A JP 31903990A JP 2768004 B2 JP2768004 B2 JP 2768004B2
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oil
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は多段圧縮機能を備えたロータリ式気体圧縮機
において、低段側圧縮要素のシリンダ内を吸入室と圧縮
室とに区画するベーンへの背圧付勢と給油の改良に関す
るものである。
従来の技術 近年、冷凍機器分野において、低温熱源確保の一環と
して、高圧縮比運転に適した冷媒圧縮機の実用化研究が
盛んである。
とりわけ、圧縮室と吸入室との間の圧力差を小さくし
て圧縮途中漏洩ガス量を低減して圧縮効率を向上させる
ための方策として、種々の多段ロータリ式圧縮機が提案
されている。
具体的には、ローリングピストン形ロータリ式２段圧
縮機と同圧縮機を接続した２段圧縮冷凍サイクル系統図
が第11図〜第13図の構成で提案されている。
同図は、密閉容器1003内の上部に駆動電動機1005を配
置し、下部に駆動電動機1005の回転軸1005cに連結し且
つ上下２段に形成された圧縮機構（上部は低圧圧縮機構
1007、下部は高圧圧縮機構1009）を配置し、底部に油溜
を配置し、低圧圧縮機構1007,高圧圧縮機構1009の各シ
リンダを吸入室と圧縮室とに区画するベーン1007c（100
9c）の背面が密閉容器1003の内部空間に通じており、ベ
ーン1007c（1009c）への背圧付勢力をバネ装置の反力と
密閉容器1003内圧力とで形成している。
低圧圧縮機構1007の吐出冷媒ガスは、吐出管1007eを
介して外部の気液分離器1017に接続され、連通管1009
d′を介して再び密閉容器1003の内部空間に流入して駆
動電動機1005を冷却する。
密閉容器1003に再流入した吐出冷媒ガスは、吸油管10
23を備えた吸入管1009dを通過する際に密閉容器1003の
底部の潤滑油を吸い込んで高圧圧縮機構1009に導入さ
れ、潤滑油が摺動面の冷却と圧縮室隙間の密封に供され
る。
高圧圧縮機構1009で再圧縮された吐出冷媒ガスは、吐
出管1009eを介して外部の凝縮器1013に送出され、第一
膨張弁1015,気液分離器1017,第二膨張弁1019,蒸発器102
1を順次経由して、吸入管1007dを通じて再び低圧圧縮機
構1007に帰還する。
このような冷媒循環によって２段圧縮冷凍サイクルが
構成され、密閉容器1003の内部空間が冷媒の凝縮圧力と
蒸発圧力との中間圧力に保たれるように工夫されている
（特開昭50−72205号公報）。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記第11図〜第13図のような構成では、
低圧圧縮機構1007のベーン1007cの背面付勢力が密閉容
器1003内の中間圧力（低圧圧縮機構1007の吐出圧力相
当）が作用する潤滑油圧力とバネ装置の反力との合成力
に依存するものであるが、高圧圧縮機構1009のベーン10
09cの実質的な背圧付勢力はバネ装置の反力のみに依存
する。
したがって、高圧圧縮機構1009のシリンダ内圧が上昇
した場合でもベーン1009が瞬時的なジャンピングや後退
を許容することなくシリンダ内を吸入室と圧縮室とに区
画できるように、ベーン1009cの先端を圧縮圧力に打ち
勝ってロータリング1009bの側に常に押圧させるために
は、シリンダ内圧が上昇した場合の圧縮圧力に対抗する
大きなバネ付勢力を必要とする。この結果、凝縮圧力が
定常圧力状態で２段圧縮される場合には、高圧圧縮機構
1009のシリンダ内圧があまり高くないのでベーン1009c
の先端がロータリング1009bに強く押圧され、ベーン100
9cの先端の著しい摩耗や摩擦損失の増加によって耐久性
の低下と入力損失の増加を招くという課題があった。
また、上記特開昭50−72205号公報には、上記第11図
〜第13図のような密閉容器1003内を中間圧力にする構成
の他に、高圧圧縮機構1009の吐出ガスを密閉容器1003内
に吐出して密閉容器1003内を凝縮圧力に相当する高圧冷
媒ガスで充満させる構成も従来手法として記載されてい
る。
しかしながら同構成の場合には、上記第11図〜第13図
の場合とは逆に、低圧圧縮機構1007のベーン1007cが高
圧冷媒ガスの作用する潤滑油の圧力とバネ装置の反力と
の合成力によって背圧付勢される。その結果、ベーン10
07cの先端が常に過剰な付勢力でロータリング1007bに押
圧され、上記第11図〜第13図の構成の場合と同様に、ベ
ーン1007cの先端の著しい摩耗や摩擦損失の増加によっ
て耐久性の低下と入力損失の増加を招くという課題があ
った。
また、ベーン1007c背面の潤滑油がベーン1007cの摺動
面隙間を介してシリンダ内に流入する量が増加し、油圧
縮に起因して、より一層の入力増加を招くという課題が
あり、低圧縮比用の一段圧縮ロータリ式圧縮機に相当す
る耐久性と圧縮効率を備えた２段ロータリ式冷媒圧縮機
の実用化が未だに成されていない。
本発明は、上記従来の課題に鑑み、各圧縮要素のベー
ンの背面室にそれぞれの吐出相当圧力の潤滑油を供給し
て、一段圧縮ロータリ式圧縮機相当のベーンの耐久性と
圧縮効率を備えた２段圧縮ロータリ式圧縮機を提供する
ことを目的とするものである。
また本発明は、最終段圧縮ガス圧力の作用する潤滑油
を各圧縮要素のベーンの背面室まで給油するための通路
を簡素化することを目的とするものである。
また本発明は、シリンダ内での気体圧縮時間が短縮し
て吸入容積当りの圧縮途中漏洩気体量が少なくなる圧縮
機高速運転時に、ベーン背面室への潤滑油供給量を減少
させてベーン背面室圧力を低下し、それによってベーン
背面付勢力を弱めて、ベーン先端の耐久性向上と入力損
失の増加防止を図ることを目的とするものである。
また本発明は、ベーン端面と中板との摺動面に潤滑油
を強制給油することにより、ベーン端面の摩耗を少なく
し、ベーン端面と中板との間の摺動隙間を介してシリン
ダ内圧縮ガスが吸入室に逆流するのを防止して、圧縮効
率の低下を防止することを目的とするものである。
また本発明は、ベーンの背面室に供給した潤滑油をベ
ーン摺動面の広範囲に渡り給油することにより、充分な
給油とベーン摺動面隙間の密封を図り、ベーン摺動面の
耐久性向上と圧縮効率を向上することを目的とするもの
である。
また本発明は、絞り部寸法精度の高い給油通路を容易
に確保し、ベーン背面室へ潤滑油を安定供給して圧縮機
性能と耐久性の信頼を高めることを目的とするものであ
る。
また本発明は、低段側圧縮要素のベーンの背面室に給
油した潤滑油を低段側吐出室を経由して高段側シリンダ
内に吐出ガスと共に流入させることにより、高段側圧縮
要素の圧縮効率向上と低騒音化、摺動面の耐久性向上を
図ることを目的とするものである。
また本発明は、ベーンの背面室に給油された潤滑油の
常時確保とベーン後退時のポンプ作用による潤滑油の過
圧縮を防止して、ベーン摺動面の耐久性向上と入力損失
の増加防止を図ることを目的とするものである。
また本発明は、密閉容器内圧力と潤滑油温度があまり
上昇していない圧縮機冷時起動初期などに低段側圧縮要
素の吐出室の油溜の潤滑油をベーン背面室およびベーン
の摺動部隙間を経由してシリンダ内の吸入室に差圧給油
することにより、圧縮機起動初期におけるベーンの耐久
性向上を図ることを目的とするものである。
また本発明は、低段側吐出室の底部の油溜の潤滑油が
吐出ガスの流れによって拡散するのを阻止し、吐出ガス
がベーンの背面室を経由してシリンダ内に逆流するのを
防いで、著しい圧縮効率低下とベーン摺動面の耐久性低
下を防止することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のロータリ式多段圧
縮機は、複数の圧縮要素を順次直列接続した多段圧縮機
構を形成し、圧縮要素の各シリンダ内を出没（前進・後
退）しつつ吸入室と圧縮室とに区画する各ベーンの内の
最終段圧縮要素のベーンの背面室に吐出圧力の作用する
潤滑油を導入すると共に、最終段圧縮要素を除く他の圧
縮要素の各ベーンの背面に、潤滑油を各圧縮要素の吐出
相当圧力にまで減圧して導入し、その後、前記各ベーン
の背面室を経由して次段の圧縮要素の吸入側に通じる各
給油通路を構成し、各ベーンの背面にはその潤滑油の圧
力を付勢させたものである。
また本発明は、複数の圧縮要素とそれを駆動する電動
機を収納し且つ最終段圧縮要素から圧縮気体が吐出され
る密閉容器の内部に、最終段吐出ガス圧力の作用する潤
滑油を貯溜すべく構成したものである。
また本発明は、絞り部を有する給油通路の背面室への
開口部が、ベーンの摺動面に開口してベーンの往復運動
により間欠的に開閉させたものである。
また本発明は、隣接する圧縮要素の各シリンダ部材を
連結する中板を経由する給油通路を設け、給油通路をベ
ーンに摺接する中板の摺動面に開口させたものである。
また本発明は、絞り部を有する給油通路をベーンの背
面室の上部に開口させたものである。
また本発明は、絞り部を有する給油通路を、隣接する
圧縮要素の各シリンダ部材を連結する中板とシリンダ部
材との連結面に設けたものである。
また本発明は、低段側圧縮要素が最終段圧縮要素を除
く圧縮要素、高段側圧縮要素が最終段圧縮要素として２
段圧縮機構を構成し、給油通路途中の低段側圧縮要素の
ベーンの背面室の下流側に低段側圧縮要素の吐出室を配
置して給油通路を構成したものである。
また本発明は、吐出圧力の作用する潤滑油を貯溜する
油溜から低段側圧縮要素のベーンの背面室への連通路の
開口位置を背面室の上部側に設けたものである。
また本発明は、給油通路途中の低段側圧縮要素のベー
ンの背面室から、その下流の吐出室への開口部を吐出室
の油溜の底部に設けたものである。
また本発明は、吐出室の底部の油溜の上部に仕切り板
を配置し、仕切り板の底部側に吐出室の上部空間と油溜
室との間を連通する小径の通路を備えたものである。
作用 上記手段による作用は、以下のとおりである。
本発明は、最終段圧縮要素の吐出ガス圧力が作用する
潤滑油は、最終段圧縮要素のベーンの背面室に減圧され
ることなく直接導入されると共に、各給油通路の絞り部
を介して中間段および低段圧縮要素の各ベーンの背面室
に、各々の圧縮要素の吐出圧力相当までに減圧給油さ
れ、各段圧縮要素の吐出圧力相当の潤滑油圧力がベーン
の背面に作用する。それによって、ベーンの背面には各
段圧縮要素のシリンダ内圧縮室圧力に追従した付勢力が
付与され、ベーン先端にはシリンダ内を吸入室と吐出室
とに区画するのに適した接触圧を与えることができる。
また本発明は、最終段圧縮要素の吐出ガスが密閉容器
の内部に排出され、吐出ガスから分離した潤滑油が密閉
容器の油溜に収集し、その潤滑油は給油通路を経て各圧
縮要素のベーン背面室に、各吐出圧力に相当する圧力で
供給され、ベーン背面への適正背圧の付与とベーン摺動
面への潤滑に供される。
また本発明は、最終段圧縮要素の吐出圧力の作用する
潤滑油が、絞り部を有する給油通路を介してベーンの背
圧室に差圧給油される際に、背面室への流入部で間欠的
に遮断され、それによって潤滑油流入抵抗が圧縮機運転
速度に比例して増加し、高速運転時にはベーンの背面室
への給油量が減少すると共に背面室の潤滑油圧力も低下
し、シリンダ内を吸入室と吐出室とに区画するベーンの
先端の接触圧が弱まり、ベーン先端の異常摩耗や摩擦抵
抗増加が軽減する。
また本発明は、密閉容器内の潤滑油が給油通路を介し
てベーン端面と中板との摺動面に強制給油され、その摺
動面を潤滑して摩耗を少なくすると共に摺動面隙間を油
膜密封してベーン背面室の潤滑油がベーン端面の摺動面
間を通じてシリンダ内に過剰流入するのを防ぐ。
また本発明は、密閉容器内の潤滑油が給油通路を介し
てベーンの背面室の上部から給油され、その給油量が少
ない場合でも潤滑油が背面室の上部から下部に流下する
過程でベーン摺動面に順次供給され、摺動面の潤滑と摺
動面隙間の油膜密封に有効に供される。
また本発明は、密閉容器内の潤滑油が中板とシリンダ
端面との接合面部の製作が容易な絞り通路を介してベー
ンの背面室に安定給油され、ベーン摺動面の潤滑油とベ
ーン摺動面間の油膜密封およびバラツキの少ないベーン
背圧付勢力を付与することができる。
また本発明は、最終段吐出圧力の作用する密閉容器内
の潤滑油が、減圧の後、低段側のベーンの背面室，低段
側吐出室を順次経由して低段側吐出ガスと共に高段側シ
リンダ内に流入し、その経路途中のベーンの背面室では
低段側吐出圧力に相当する適正背圧付勢力をベーンに付
与し、且つ摺動面を潤滑し、高段側シリンダ内では、油
膜による各摺動面の潤滑と摺動部品間で生じる衝突音の
緩和、更には圧縮室の隙間を油膜密封して圧縮効率を向
上させる。
また本発明は、密閉容器内の潤滑油が給油通路を介し
てベーン背面室に給油され、その潤滑油が低段側圧縮要
素の吐出室への連通路を介して圧縮機運転中および停止
中に低段側の吐出室に全量流失することなく、常に一定
量の潤滑油が確保され、ベーン摺動面の潤滑とベーン摺
動面間を油膜密封する。
また本発明は、圧縮機冷時起動初期には密閉容器内圧
力と潤滑油温度があまり上昇していないので絞り通路を
有する給油通路を介してのベーン背面室への差圧給油が
期待できなくとも、低段側圧縮要素の吐出室の底部の油
溜の潤滑油がベーン背面室およびベーンの摺動部隙間を
経由してシリンダ内の吸入室に差圧給油されると共に、
圧縮機起動初期から低段側圧縮要素の吐出圧力がベーン
背面に作用し、ベーン先端に過不足のない接触圧が与え
られる。それによって、圧縮機起動初期からベーンのジ
ャンピングを生じることなく、シリンダ内を吸入室と圧
縮室とに常時区画して圧縮室を密封すると共にベーン摺
動面へ適正給油することができる。
また本発明は、シリンダ内から吐出室に排出された吐
出ガスの流れによって吐出室底部の潤滑油が拡散されよ
うとするが、油溜の上部に配置された仕切り板が油溜へ
の吐出ガス流入を阻止される。その結果、油溜の潤滑油
が吐出ガスと共に高段側圧縮要素の側へ流失することを
防ぎ、常に吐出室の油溜に潤滑油を確保することがで
き、吐出ガスがベーンの背面室に流入するのを阻止し
て、ベーン背面室の潤滑油を常に確保することができ
る。
実施例 以下、本発明による第１の実施例のローリングピスト
ン形ロータリ式２段冷媒圧縮機について、第１図〜第６
図を参照しながら説明する。
第１図はアキュムレータ２を備えたローリングピスト
ン形ロータリ式２段圧縮機1,凝縮機13,第１膨張弁15,気
液分離器17,第２膨張弁19,蒸発器21を順次接続した２段
圧縮冷凍サイクルの配管系統を示し、第２図はローリン
グピストン形ロータリ式２段圧縮機１の断面、第３図は
２段圧縮機構の要部詳細を示す。
密閉容器３内の上部空間の電動機室８には電動機５、
その下部には２段圧縮機構４を配置し、その外周部およ
び底部が油溜35として構成されている。
電動機５の固定子5aは密閉容器３の内壁に焼きばめ固
定されている。
２段圧縮機構４は、上部の高段圧縮要素９と下部の低
段圧縮要素７と両圧縮要素（7,9）の間に配置された平
板形状の中板36とから成り、低段圧縮要素７の吐出カバ
ーA37と中板36の外周部の数カ所（図示なし）で密閉容
器３の内壁に溶接固定されている。
高段圧縮要素９のシリンダ容積は、低段圧縮要素７の
シリンダ容積の約45〜65％に設定されている。
高段圧縮要素９の第２のシリンダブロック9aの上側面
に取り付けられた上部軸受部材11と低段圧縮要素７の第
１のシリンダブロック7aの下側面に取り付けられた下部
軸受部材12とに支持された駆動軸６は電動機５の回転子
5bに連結固定されている。
駆動軸６の第１クランク軸6aと第２クランク軸6bは、
その偏心方向が互いに180度ずらして配置されている。
7b,9bは駆動軸６の第１クランク軸6a,第２クランク軸
6bに装着された第１ピストンおよび第２ピストン、38,3
9は第１ピストン7b,第２ピストン9bの外周面に当接して
低段圧縮要素７および高段圧縮要素９の各シリンダ内を
吸入室と圧縮室とに区画するベーン、40,41はベーン38,
39の背面を付勢するコイルバネである。
高段圧縮要素９のコイルバネ41の後端部は密閉容器３
の内壁に支持されているが、低段圧縮要素７のコイルバ
ネ40の後端部は第１のシリンダブロック7aに密封装着さ
れたキャップ42に支持されている。
高段圧縮要素９のベーン39の背面室B43は油溜35に開
通しているが、低段圧縮要素７のベーン38の背面室A44
はキャップ42によってその端部を密封され、油溜35と遮
断されている。
低段圧縮要素７の吐出カバーA37は下部軸受部材12と
共に第１のシリンダブロック7aに取付られて低段吐出室
45を形成し、その底部は吐出室油溜46である。
吐出室油溜46は吐出カバーA37に固定され且つ複数の
小穴47を有する仕切り板48によって低段吐出室45の上部
空間と区画されると共に、その底部が吐出カバーA37と
下部軸受部材12に設けられた油戻し穴A49a,油戻し穴のB
49bから成る油戻し通路49を介してベーン38の背面室A44
に通じている。
制振鋼板を成形した吐出カバーB50は、上部軸受部材1
1の外周を囲むように配置されて高段吐出室51を形成し
ている。
電動機５の回転子5bの端部に凹設された消音室52は、
上部軸受部材11の突出部11aの外周を囲む吐出カバーB50
の突出部50aとの間の環状通路53を介して高段吐出室51
と連通すると共に、回転子5bのエンドリング5cの内側面
と吐出カバーB50の突出部50aとの間の環状通路54を介し
て密閉容器３の内部空間に通じている。
低段吐出室45と高段圧縮要素９の吸入室56とは、下部
軸受部材12に設けられたガス通路A55a,第１のシリンダ
ブロック7aに設けられたガス通路B55b,中板36に設けら
れたガス通路C55cから成る連通路55を介して通じてい
る。
連通路55の途中から分岐したバイパス通路57は高段圧
縮要素９の第２のシリンダブロック9aと上部軸受部材11
とに設けられたバイパス通路A57a,バイパス通路B57bと
で形成され、その下流側が高段吐出室51に開通してい
る。
バイパス通路A57aには、その外周部に切り欠き部を有
する薄鋼板製の弁体58a（第４図にその外観形を状示
す）とコイルバネ58bとから成るバイパス弁装置58が装
着され、バイパス弁装置58は連通路55から高段吐出室51
へのみの流体流れを許容する。
コイルバネ58bは、それ自身が温度上昇するとそのバ
ネ定数が増加する形状記憶合金特性を備え、弁体58aへ
の付勢力が大きくなる。
連通路55の一部を構成するガス通路B55bは連通管59を
介して気液分離器17の下流側に通じており、冷媒インジ
ェクション通路72を形成している。
連通管59は第１のシリンダブロック7aに挿入され、そ
の接続部の外周はＯリング66でシールされ、その端部と
ガス通路B55bとの間に第４図と類似形状の弁体60が配置
されて逆止弁装置71を構成している。
逆止弁装置71は、気液分離器17からガス通路B55bへの
みの流体流入を許容すべく構成されている。
中板36には、その通路途中に絞り部を有する油インジ
ェクション通路61が設けられており、その上流側は油溜
35に、下流側はベーン38の背面室A44と高段圧縮要素９
の圧縮室とにそれぞれ間欠的に連通すべく設けられてい
る。
油インジェクション通路61の下流側通路A61aと背面室
A44とはベーン38が概略半分以上の行程をピストン7bの
側に前進している時に開通し、それ以外の時に遮断すべ
くベーン44の摺動端面に開口している。
油インジェクション通路61の下流側通路B61bと高段圧
縮要素９の圧縮室とは、ベーン39が概略３分の１の行程
までピストン7bの側に前進した時に開通が始まり、概略
３分の１の行程を後退した時にピストン9bの摺動端面に
よって遮断が始まるべく位置に開口している（第５図参
照）。
駆動軸６の軸芯部には、貫通した軸穴62が設けられ、
その下部にポンプ装置63が装着されている。
上部軸受部材11と下部軸受部材12とに支持された駆動
軸５の外周面に螺旋状の油溝64,64aが設けられ、螺旋状
の油溝64の上流側は軸穴62から分岐した半径方向油孔を
介してポンプ装置63の下流側に通じ、螺旋状の油溝64の
下流側は消音室52に開通していない。
アキュームレータ２の下流側は低段圧縮要素７の吸入
室（図示なし）に連通し、密閉容器３の上部に吐出管7e
が設けられている。
気液分離器17の底部には第２膨張弁19に通じる液管65
が接続され、気液分離器17の胴体外表面にはポリエチレ
ン膜をコーティングした後、加熱し、5mm程度まで発泡
させたポリエチレン発泡材67で保温処理が施されてい
る。
第６図は、圧縮機冷時起動直後のバイパス通路57の開
通状態と連通管59の端部を弁体60が閉塞した状態、及び
油インジェクション通路61の下流側通路61aと背面室A44
との間をベーン38によって遮断した状態を示す。
第７図は、油溜35と背面室A44との間を連通する絞り
通路部を有する油インジェクション通路61cを中板36と
第１のシリンダブロック7aとの接合面部に極浅の溝を設
けて絞り通路を構成すると共に、低段吐出室45から背面
室A44への油戻し穴C49cの開口部を背面室A44の上部に設
けた本発明の第２の実施例を示す。
次に、本発明の第３の実施例のスライドベーン形ロー
タリ式２段冷媒圧縮機について、第８図，第９図を参照
しながら説明する。
２段圧縮機構104は、第１の実施例の場合と同様に、
高段圧縮要素109を上段に、中板136,低段圧縮要素107を
順次配置して構成されている。
電動機５の回転子5bに連結された駆動軸106には高段
圧縮要素109が低段圧縮要素107の吸入・圧縮タイミング
に対して約60度〜80度の位相遅れで吸入・圧縮作用を開
始すべく第１のロータ107b,第２のロータ109bが配置固
定され、第１のロータ107bに設けられたベーン溝68aに
はベーン138が配置され、第２のロータ109bに設けられ
たベーン溝68bにはベーン139が配置されている。
高段圧縮要素109のベーン溝68bと油溜35とは駆動軸10
6を貫通して設けた軸穴162,軸穴162から分岐した半径方
向孔69,中板136の第２のロータ109b側面に設けられた環
状溝70を介して常時連通している。
中板136に設けられた絞り通路部を有する油インジェ
クション通路161の下流側通路B161bは高段圧縮要素109
の圧縮室に第１の実施例の場合と同様に間欠的に連通
し、下流側通路B161bが圧縮室に開口する位置は、ベー
ン139の先端が最も前進する位置に相当する。
また、油インジェクション通路161の下流側通路A161a
は、低段圧縮要素107の第１のロータ107bが回転するの
に伴いベーン溝68aに間欠的に連通し、そのベーン溝68a
が低段圧縮要素107の下部軸受部材112に設けられた油戻
し穴B149b,吐出カバーA37に設けられた油戻し穴A49aか
ら成る油戻し通路149を介して低段吐出室45に通じてい
る。
その他の構成は、第１の実施例と同様であるので説明
を省略する。
次に、本発明の第４の実施例のローリングピストン形
ロータリ式２段冷媒圧縮機の低段側圧縮要素の吐出室の
構成およびそれに通じる給油通路の構成などについて、
第10図を参照しながら説明する。
従来の１段圧縮機に使用されるアキュームレータの吸
入管よりも、その管内径を1.5倍程度大きくしてアキュ
ームレータの過給作用（圧縮機の吸入作用に追従して吸
入管内の気体圧力が脈動現象を生じ、周期的に圧力上昇
した気体が吸入室に流入しその状態で圧縮されることに
より吸入効率が高くなる現象のこと）を抑制した吸入管
202aを備えた第１のアキュームレータ202の下流側は、
第１の実施例の場合と同様に、低段圧縮要素207の吸入
側に接続されている。
低段圧縮要素207の低段吐出室245は、駆動軸６を支持
する下部軸受部材212を囲むように第１のシリンダブロ
ック207aに取り付けられた吐出カバーA237と第１のシリ
ンダブロック207aとで形成され、且つその内容積が第１
の実施例の構成よりも小型化されている。
高段圧縮要素209は、低段圧縮要素207の吸入・圧縮タ
イミングに対して約60度〜80度の位相遅れで吸入・圧縮
作用を開始して低段吐出室245内の過剰な圧力上昇を抑
制することにより、低段圧縮要素207での圧縮動力を低
減すべく配置されている。
背面室A244に連通している低段吐出室245は、その上
部が高段圧縮要素209の吸入側と連通路255を介して接続
され、その途中で連通路255に接続された第２のアキュ
ームレータ202bは、その上流側を第１の実施例の場合と
同様の気液分離器（図示なし）に接続され、その下流側
の接続部端には第１の実施例と同様な弁体206とその弁
体206を付勢するコイルバネ270とから成る逆止弁装置27
1が配置されている。
コイルバネ270は、それ自身の温度が上昇するとバネ
定数を大きくする形状記憶特性を備えている。
その他の構成は、第１の実施例と同様であるので説明
を省略する。
以上のように構成された２段圧縮機とその冷凍サイク
ルについて、その動作を説明する。
第１図〜第６図において、モータ５によって駆動軸６
が回転駆動すると低段圧縮要素７と高段圧縮要素９とが
吸入・圧縮作用を開始し、アキュームレータ２から低段
圧縮要素７の吸入室に流入した冷媒ガスが圧縮され、昇
圧した後、下部軸受部材12に設けられた吐出ポート（図
示なし）から低段吐出室45に吐出される。低段吐出室45
に吐出された冷媒ガスは、油戻し穴A49aと油戻し穴B49b
とから成る戻し通路49を介して吐出室油溜46の底部に貯
溜する潤滑油と共に背面室A44に逆流入し、ベーン38の
背面を第１のピストン7bの側に背圧付勢する。
密閉容器３の内部空間やローリングピストン形ロータ
リ式２段圧縮機１に配管接続する凝縮器13,気液分離器1
7よりも圧力上昇した吐出冷媒ガスは、ガス通路A55a,ガ
ス通路B55b,ガス通路C55cから成る連通路55を経由して
高段圧縮要素９の吸入室56に送出される。
連通路55の圧力は密閉容器３の内部空間に通じる高段
吐出室51の圧力よりも高いので、第６図に示すように、
バイパス弁装置58の弁体58aがコイルバネ58bの付勢力に
抗してコイルバネ58bの方に移動してバイパス通路57を
開通し、連通路55を通過する冷媒ガスの一部が高段吐出
室51に流入して吸入室56の冷媒ガス圧力が降下する。そ
の結果、コイルバネ41のみの付勢力に依存する高段圧縮
要素９のベーン39は、圧力上昇した冷媒ガスが急激に吸
入室56に流入することによる急激な後退の際に生じるジ
ャンピング現象を起こすことなく、第２のピストン9bの
外周面の運動に追従して後退し、ベーン39と第２のピス
トン9bとの衝突音や圧縮ガス漏れを生ぜずに円滑な軽負
荷圧縮作用を開始する。
高段吐出室51に排出された吐出冷媒ガスは、環状通路
53を経て消音室52に流入し、その後、環状通路54を介し
て密閉容器３の内部空間に送出される。
一方、連通路55を通過する吐出冷媒ガスと気液分離器
17との間の圧力差によって逆止弁装置71の弁体60が連通
管59の方に移動し、連通管59の端部を塞ぎ、連通路55の
吐出冷媒ガスが気液分離器17に逆流することが防止され
る。
圧縮機冷時始動後の時間経過と共に電動機室８および
これに通じる凝縮機13と気液分離器17の圧力が上昇し、
バイパス通路57内のバイパス弁装置58の弁体58aが高段
吐出室51のガス圧とコイルバネ58bにより付勢されてバ
イパス通路57を閉じると共に、連通管59の端部を閉塞し
ていた弁体60が連通路55の方に移動して気液分離器17と
連通路55との間が開通する。
また、吐出圧力が作用する油溜35の潤滑油は、高段圧
縮要素９のコイルバネ41と共にベーン39の背面を背圧付
勢すると共にベーン39の摺動面を潤滑しながら摺動面隙
間を介して吸入室56と圧縮室とに微少量流入する。また
潤滑油は、絞り通路部を有する油インジェクション通路
61の下流側通路B61bを通じて減圧されて圧縮室に間欠的
に給油され、圧縮室隙間の油膜密封と第２のピストン39
の摺動面の潤滑に供される。
また油溜35の潤滑油は、絞り通路部を有する油インジ
ェクション通路61の下流側通路A61aを介して低段圧縮要
素７の吐出圧力相当にまで減圧された後、低段圧縮要素
７のベーン38が第１のピストン7bの側に約３分の１程度
に前進した時点から再び３分の１程度にまで後退する間
に、下流側通路A61aの背面室A44への開口部が開通して
背面室A44に流入する。
背面室A44に流入した潤滑油は、ベーン38の摺動面を
潤滑すると共に、油戻し穴B49b,油戻し穴A49aを介して
低段吐出室45に流入し、吐出冷媒ガスに混入して高段圧
縮要素９の吸入室56に流入する。高段圧縮要素９の吸入
室56に流入した潤滑油は、背面室B43と下流側通路61bを
介して流入した潤滑油と合流して圧縮室隙間の密封と摺
動面の潤滑と冷却に供される。
また油溜35の潤滑油は、駆動軸６の表面に設けられた
螺旋状の油溝64による粘性ポンプ作用と駆動軸６の下端
に設けられたポンプ装置62とによって、軸穴62や半径方
向孔69を介して駆動軸６を支持する下部軸受部材12,上
部軸受部材11の軸受面と第１のピストン7b,第２のピス
トンｂの内側面に給油される。螺旋状の油溝64aに供給
された潤滑油は、粘性ポンプ作用によって上部軸受部材
11の軸受上端から消音室52に排出され、高段吐出室51か
ら排出された２段圧縮の高圧吐出ガスと混合の後、環状
通路54を経て電動機室８に排出される。
電動機室８で潤滑油を分離した吐出冷媒ガスは、吐出
管7eを経て圧縮機外部の冷凍サイクルに送出される。
凝縮器13,第１膨張弁15を経由して減圧の後、低段圧
縮要素７の吐出圧力相当にまで膨張した未蒸発冷媒は、
気液分離器17に流入の後、気体と液体とに分離し、液化
冷媒が気液分離器17の底部に収集する。
気液分離器17内上部空間の未蒸発冷媒ガスは、気液分
離器17内の上部空間に開口する連通管59を介してローリ
ングピストン形ロータリ式２段圧縮機１内の連通路55に
流入し、低段圧縮要素７の吐出冷媒ガスと合流して低段
吐出冷媒ガス温度を低下させた後、高段圧縮要素９の吸
入室56に流入する。
高段圧縮要素９の２段圧縮吐出冷媒ガスは、気液分離
器17の未蒸発冷媒ガスを吸入することによって異常温度
上昇を抑制される。その結果、摺動部隙間の縮小が少な
くなると共に、電動機５の異常温度上昇が抑制されて圧
縮機入力が低減する。
一方、気液分離器17の底部に収集した液化冷媒は、液
管65を介して第２膨張弁19,蒸発器21を順次経由して第
２回目の膨張と吸熱の後、再びアキュームレータ２に帰
還する。
なお、気液分離器17内の冷媒は、気液分離器17の胴体
外周部を囲むポリエチレン発泡部材によって断熱と防音
がなされているので、気液分離器17に冷媒が流入する際
の冷媒と気液分離器内壁との衝突音が外部に伝播するの
を防ぐと共に、冷媒が吸熱することも少ない。
次に、第２の実施例の動作を第７図を参照しながら説
明する。
吐出圧力が作用する電動機室８底部の油溜35の潤滑油
は、絞り部を有する下流側通路C61cを経由して減圧され
た後、低段圧縮要素７のベーン38の背面室A44に流入
後、発泡状態でベーン38を背面付勢すると共に、ベーン
38の摺動面を潤滑する。背面室A44の潤滑油は、常時開
口する油戻し通路49c,油戻し穴A49aを介して低段吐出室
45に流出していくが、その油面高さは常に（圧縮機運転
中，停止中いづれも）油戻し通路49cの上流開口端のレ
ベルを確保しており、潤滑油圧力は低段吐出室45の圧力
に相当している。
圧縮機が停止した後、再起動し、油溜35の潤滑油圧力
が再び下流側通路61cを通じて背面室A44に差圧給油する
までの間は、圧縮機停止中に背面室A44に残留する潤滑
油に低段吐出室45からのガス圧力が作用して、ベーン38
の摺動面を潤滑する。
その他の動作は、第１の実施例の場合と同様であり、
その説明を省略する。
次に、第３の実施例の動作を第８図，第９図を参照し
ながら説明する。
駆動軸106の回転に追従して、第１のロータ107b,第２
のロータ109bのベーン溝68a,68bに装着されたベーン13
8,139がその溝内を往復運動しながら回転運動する。
ベーン138,139の往復運動によってベーン溝68a,68bの
潤滑油はポンプ作用を受ける。その時の発生圧力によっ
てベーン138,139は半径方向外側に背圧付勢され、シリ
ンダ内を吸入室と圧縮室とに区画することができ、冷媒
ガスが吸入・圧縮作用をうける。
吐出圧力の作用する油溜35の潤滑油は、油インジェク
ション通路161の下流側の油インジェクション通路A161a
を介して減圧された後、第１のロータ107bのベーン溝68
aに間欠的に供給されると共に、駆動軸106を貫通して設
けられた軸穴162,半径方向孔69,環状溝70を順次介して
第２のロータ109bのベーン溝68bへは減圧されることも
なく常時供給される。
第１のロータ107bのベーン溝68aに供給された冷媒ガ
スを含む発泡状態の潤滑油は、油戻し穴B149b,油戻し穴
A49aを介して間欠的に低段吐出室45に流入するが、ベー
ン138が往復運動する際のポンプ作用によって間欠的に
適宜加圧され、ベーン138摺動面の潤滑に供される。
なお、第２のロータ109bのベーン溝68bに供給された
潤滑油は、油溜35と常時連通しており、ベーン139の往
復運動によってポンプ加圧される程度が小さい。
また油溜35の潤滑油は、油インジェクション通路161
の下流側の油インジェクション通路B161bを介して減圧
された後、高段圧縮要素109のシリンダ内に間欠的に差
圧給油され、圧縮室隙間の密封と摺動面の潤滑に供され
る。
その他の動作については、第１の実施例の場合と同様
であるので、その説明を省略する。
次に、第４の実施例の動作を第10図を参照しながら説
明する。
２段圧縮機の運転によって第１のアキュームレータ20
2に流入した冷媒ガスは、周期的な圧力脈動を抑制され
て吸入管202aを介して低段圧縮要素207の吸入室に流入
し、圧縮された後、高段圧縮要素209の吸入側に順次送
出される。第１のアキュームレータ202の過給作用が抑
制されているので、駆動軸６の一回転当りの低段圧縮要
素207への吸入気体容積は、圧縮機運転速度が変動して
もあまり変化せず、低段吐出ガスが高段圧縮要素209の
シリンダ容積に対してほぼ一定割合で送出される。この
結果、低段吐出ガス圧力は圧縮機運転速度が変動した場
合でも異常圧力上昇せずにほぼ一定を保ち、低段圧縮要
素207の圧縮室での過圧縮を少なくする。
気液分離器（図示せず）から第２のアキュームレータ
202bに流入した未蒸発冷媒は、逆止弁装置271を経由し
て高段圧縮要素209の吸入側に低段吐出ガスと共に流入
する。
一方、小内容積を有する低段吐出室245に排出された
低段吐出冷媒ガスは、潤滑油を分離することなく拡散
し、隣接する背面室A244に油溜35から油インジェクショ
ン通路261を経て流入した潤滑油を巻き込んで背面室A24
4の摺動面を潤滑の後、高段圧縮要素209に送出される。
その他の動作については、第１の実施例の場合と類似
であるので、その説明を省略する。
以上のように上記実施例によれば、密閉容器３の内部
に電動機５とその電動機５により駆動される２つの圧縮
要素（低段圧縮要素７と高段圧縮要素９）を配置し、こ
れら２つの圧縮要素を順次直列接続した２段圧縮機構を
形成し、密閉容器３の内部空間の電動機室８を高段圧縮
要素９の吐出圧力で充満させ、高段圧縮要素９のシリン
ダ内を出没（前進・後退）しつつ吸入室と圧縮室とに区
画するベーン39の背面室Ｂには吐出圧力の作用する油溜
35の潤滑油を導入する一方、低段圧縮要素７のシリンダ
内を出没（前進・後退）しつつ吸入室と圧縮室とに区画
するベーン38の背面室A44には、密閉容器３内の電動機
室８に排出された高段圧縮要素９の吐出圧力の作用する
潤滑油を絞り部を有する油インジェクション通路61を介
して低段圧縮要素７の吐出圧力相当に減圧して供給し、
背面室A44および背面室B43にそれぞれ供給された潤滑油
圧力でベーン38,39をそれぞれ背圧付勢するローリング
ピストン形ロータリ式圧縮機構を形成することにより、
高段圧縮要素９のベーン38の背面には吐出圧力の作用す
る潤滑油を作用させ、高段圧縮要素７のベーン39の背面
には低段吐出室45の圧力相当の潤滑油（減圧の際に潤滑
油から分離した発砲ガスを含む）をそれぞれ作用させる
ことができる。それによって、各圧縮要素のベーン38,3
9の背面には、各圧縮要素のシリンダ内圧力に追従した
付勢力を与えることができるので、ベーン38,39の先端
には過大または不足な接触圧が発生せず、シリンダ内を
吸入室と圧縮室とに区画するのに適した接触圧が作用
し、ベーン38,39の先端の異常摩耗や圧縮途中ガス漏れ
を生じる事がなく、また、摩擦による入力損失を少なく
することができる。
また、ベーン38,39のジャンピング現象を抑制するが
出来るので、ベーン38,39の衝突音の発生を防止し、耐
久性向上と騒音・振動の低減を実現することができる。
また上記実施例によれば、低段圧縮要素７のベーン38
の背面室A44に通じる絞り部を有する油インジェクショ
ン通路61の背面室A44への開口部が、ベーン38の摺動面
に開口してベーン38の往復運動により間欠的に開閉され
るべく設けられたことにより、高段圧縮要素９の吐出圧
力の作用する油溜35の潤滑油が、絞り部を有する油イン
ジェクション通路61を介してベーン38の背面室A44に差
圧給油される際に、背面室A44への流入部で間欠的に遮
断される。
その結果、潤滑油流入抵抗が圧縮機運転速度に比例し
て増加する。それによってシリンダ内での気体圧縮時間
が短縮し吸入容積当りの圧縮途中漏洩気体量が少なくな
る高速運転時には、ベーン38の背面室A44への給油量を
減少させ、ベーン背面室圧力を低下させることができ
る。このことによってシリンダ内を吸入室と吐出室とに
区画するベーン38への背面付勢力を弱めて、ベーン先端
および第２のピストンの外周部の摩耗を少なくし、耐久
性向上と低段側圧縮室の隙間拡大を防止して圧縮途中気
体の漏洩を少なくし、入力の増加防止および圧縮効率の
向上を図ることができる。
また上記実施例によれば、隣接する低段圧縮要素７と
高段圧縮要素９の各シリンダ部材（第１のシリンダブロ
ック7a,第２のシリンダブロック9a）を連結する中板36
に絞り部を有する油インジェクション通路61を設け、そ
の油インジェクション通路61をベーン38（ベーン39）に
摺接する中板36の摺動面に開口させたことにより、密閉
容器３内の潤滑油を油インジェクション通路61を介して
ベーン38（ベーン39）の端面と中板36との摺動面に差圧
を利用して強制給油することができる。それによって、
その摺動面を潤滑して摩耗を少なくすると共に摺動面隙
間を油膜密封してベーン38（ベーン39）の背面室A44
（背面室B43）の潤滑油がベーン端面の摺動面間を通じ
てシリンダ内に過剰流入するのを阻止して油圧縮に起因
する入力増加を防ぐと共に、ベーン端面と中板との間の
摺動隙間を介してシリンダ内圧縮ガスが吸入室に漏洩す
るのを防止して、圧縮効率低下を防止することができ
る。
また上記実施例によれば、中板36に設けた絞り部を有
する油インジェクション通路61をベーン38の背面室A44
の上部に開口させたことにより、密閉容器３内の潤滑油
を油インジェクション通路61を介してベーン38の背面室
A44の上部から給油させることができ、それによって、
その給油量が少ない場合でも潤滑油を背面室A44の上部
から下部に流下する過程でベーン38の摺動面に順次供給
して、広範囲に渡る摺動面の潤滑と摺動面隙間の油膜密
封に有効利用できるので、ベーン摺動面の耐久性向上と
圧縮効率向上を図ることができる。
また上記実施例によれば、絞り部を有する油インジェ
クション通路61cを、隣接する低段圧縮要素７と高段圧
縮要素９の各シリンダブロック（第１のシリンダブロッ
ク7aと第２のシリンダブロック9a）を連結する中板36と
第１のシリンダブロック7aとの連結面に設けたことによ
り、絞り部寸法精度を要する油インジェクション通路61
cを中板とシリンダ端面との接合面部で容易に製作がで
き、部品のコスト低減ができる。また、ベーン38の背面
室A44へ潤滑油を安定して差圧供給して、バラツキの少
ないベーン背圧付勢力の付与，油膜による圧縮室隙間の
密封効果，摩耗・摩擦低減効果によって、圧縮効率の向
上と信頼性を高めることができる。
また上記実施例によれば、低段圧縮要素７のベーン38
の背面室A44を低段吐出室45に通じさせたことにより、
高段吐出圧力の作用する密閉容器３内の潤滑油を、油イ
ンジェクション通路61を介して減圧の後、低段圧縮要素
７のベーン38の背面室A44,低段吐出室45を順次経由して
低段吐出ガスと共に高段吐出要素９のシリンダ内に流入
させることができる。その結果、その経路途中のベーン
38の背面室A44においては、低段吐出圧力に等しい適正
背圧付勢力をベーン38に付与し、且つ摺動面を潤滑し、
高段圧縮要素９のシリンダ内では、油膜による各摺動面
の潤滑および第２のピストン9bとベーン39の先端との間
で生じる衝突音の緩和、更には圧縮室の隙間を油膜密封
して圧縮途中の冷媒ガス漏れを防いで、摺動面の耐久性
向上、更に高段圧縮要素９の圧縮効率向上と低騒音化を
図ることができる。
また圧縮機停止後は、残存差圧による給油によって油
溜35の潤滑油を低段吐出室45に貯溜させ、圧縮機再始動
時の背圧室A44への給油に備えることができる。
また上記実施例によれば、低段圧縮要素７の低段吐出
室45からベーン38の背面室A44への油戻し通路49の開口
位置を背面室A44の上部側に設けたことにより、油イン
ジェクション通路61cを介してベーン38の背面室A44に給
油した密閉容器３内の潤滑油が油戻し通路49を介して圧
縮機運転中および停止中に低段吐出室45に全量流失する
のを防ぎ、常に一定量の潤滑油を確保することによっ
て、ベーン摺動面の潤滑と摺動隙間を油膜密封し、ベー
ン摺動面の耐久性向上および背面室A44の潤滑油や冷媒
ガスがベーン隙間を介してシリンダ内に流入するのを阻
止することによる入力損失防止を図ることができる。
また上記実施例によれば、低段圧縮要素７のベーン38
の背面室A44の低段吐出室45への開口部を低段吐出室45
の吐出室油溜46の底部に設けたことにより、圧縮機冷時
起動初期のごとく密閉容器３内の圧力と潤滑油温度があ
まり上昇しておらず絞り通路を有する油インジェクショ
ン通路61を介してのベーン38の背面室A44への差圧給油
があまり期待できなくとも、低段吐出ガス圧力によっ
て、低段圧縮要素７の吐出室油溜46の底部に貯溜する潤
滑油をベーン38の背面室A44に油戻し通路49を介して逆
流させ、ベーン38の摺動部隙間およびシリンダ内の吸入
室に順次適正量を差圧給油させると共に、圧縮機起動初
期から低段圧縮要素７の吐出圧力をベーン38の背面に作
用させ、ベーン38の先端に過不足のない接触圧を与えら
れことができる。それによって、圧縮機起動初期からベ
ーン38が第１のピストン7bに対するジャンピングを生じ
ることなく、シリンダ内を吸入室と圧縮室とに常時区画
して圧縮室を密封させると共にベーン38と第１のピスト
ン7bとの衝突音が小さくなり、圧縮機起動初期における
ベーン38と第１のピストン7bの耐久性向上と低騒音化お
よび圧縮効率の向上を図ることができる。
また上記実施例によれば、低段吐出室45の底部の吐出
室油溜46の上部に仕切り板48を配置し、仕切り板48に低
段吐出室45の上部空間と吐出室油溜46との間を連通する
複数の小穴47を備えたことにより、低段圧縮要素７のシ
リンダ内から低段吐出室45に排出された吐出ガスの流れ
によって吐出室油溜46の底部に貯溜する潤滑油が拡散さ
れようとする際に、吐出室油溜46の上部に配置された仕
切り板48によって吐出室油溜46への吐出ガス流入を緩和
することができる。その結果、吐出室油溜46の潤滑油が
吐出ガスと共に高段圧縮要素９の吸入側へ流失するのを
防ぎ、常に吐出室油溜46に潤滑油を確保することがで
き、吐出ガスが油戻し通路49を通じてベーン38の背面室
A44に流入するのを阻止して、背面室44の潤滑油を常に
確保し、背面室A44の摺動部隙間をその油膜で密封し、
吐出ガスがベーン38の背面室A44を経由してシリンダ内
に逆流するのを防いで、圧縮効率低下を防ぐと共にベー
ン摺動面の耐久性向上を図ることができる。
なお、上記実施例では２段圧縮機について説明した
が、３段圧縮以上の圧縮機についても実施例図を応用展
開した構成で同様の作用・効果が期待できる。
また、上記実施例では高段吐出ガス圧力の作用する潤
滑油を密閉容器内部に収集する構成としたが、密閉容器
の大きさや油分離能力等の都合によって、圧縮機外に設
けた吐出側の油分離装置に潤滑油を収集し、そこから圧
縮機内部に導入する給油通路を構成してもよい。
また、上記実施例では低段圧縮要素を下部に、高段圧
縮要素を上部に配置する構成としたが、高段圧縮要素を
下部に、低段圧縮要素を上部に配置する構成としてもよ
い。また、横置形に設計することも可能である。
また、上記実施例では冷媒圧縮機について説明した
が、他の気体（例えば、酸素，窒素，ヘリウム，空気な
ど）を圧縮する多段気体圧縮機の場合も同様な作用・効
果を生じるものである。
発明の効果 上記実施例により明らかなように本発明は、複数の圧
縮要素を順次直列接続した多段圧縮機構を形成し、圧縮
要素の各シリンダ内を出没（前進・後退）しつつ吸入室
と圧縮室とに区画する各ベーンの内の最終段圧縮要素の
ベーンの背面室に吐出圧力の作用する潤滑油を導入する
と共に、最終段圧縮要素を除く圧縮要素の各ベーンの背
面に、潤滑油を各圧縮要素の吐出相当圧力にまで減圧し
て導入し、その後、前記各ベーンの背面室を経由して次
段の圧縮要素の吸入側に通じる各給油通路を構成し、各
ベーンの背面にはその潤滑油の圧力を付勢させたローリ
ングピストン形ロータリ式またはスライドベーン形ロー
タリ式多段気体圧縮機を構成することにより、最終段圧
縮要素のベーンの背面には最終段吐出圧力の作用する潤
滑油を作用させ、それよりも低段側の圧縮要素の各ベー
ンの背面には低段側の吐出室の圧力相当の潤滑油をそれ
ぞれ作用させることができる。それによって、各圧縮要
素の各ベーンの背面には、各圧縮要素のシリンダ内圧力
に追従した付勢力を与えることができるので、各ベーン
の先端には過大または不足な接触圧が発生せず、シリン
ダ内を吸入室と圧縮室とに区画するのに適した接触圧が
作用し、各ベーンの先端の異常摩耗や圧縮途中ガス漏れ
を生じることがなく、また、摩擦による入力損失を少な
くすることができる。
また、ベーンのジャンピング現象を抑制することもで
きるので、ベーンの衝突音の発生を防止し、耐久性向上
と騒音・振動の低減を実現することができる。
また本発明は、複数の圧縮要素とそれを駆動する電動
機を収納し且つ前記最終段圧縮要素から圧縮気体が吐出
される密閉容器の内部に、最終段吐出圧力の作用する潤
滑油を貯溜すべく構成することにより、最終段吐出ガス
に含まれる潤滑油を簡単な構成で密閉容器内の分離と収
集することができ、各圧縮要素のベーン背面室への給油
が簡素化できる。
また本発明は、絞り部を有する給油通路の背面室への
開口部が、ベーンの摺動面に開口してベーンの往復運動
により間欠的に開閉されることにより、最終段圧縮要素
の吐出圧力の作用する油溜の潤滑油が、絞り部を有する
給油通路を介して低段側の圧縮要素の各ベーンの背面室
に差圧給油される際に、背面室への流入部で間欠的に遮
断される。その結果、潤滑油流入抵抗が圧縮機運転速度
に比例して増加する。それによってシリンダ内での気体
圧縮時間が短縮し吸入容積当りの圧縮途中漏洩気体量が
少なくなる高速運転時には、ベーンの背面室への給油量
を減少させ、ベーン背面室圧力を低下させることができ
る。このことによってシリンダ内を吸入室と吐出室とに
区画するベーンへの背面付勢力を弱めて、ベーン先端お
よび低速側のピストンの外周部の摩耗を少なくし、耐久
性向上と低段側の圧縮室の隙間拡大を防止して圧縮途中
気体の漏洩を少なくし、入力の増加防止および圧縮効率
の向上を図ることができる。
また本発明は、隣接する圧縮要素の各シリンダ部材を
連結する中板を経由する給油通路を設け、この給油通路
ベーンに摺接する中板の摺動面に開口させたことによ
り、密閉容器内の潤滑油を給油通路を介してベーンの端
面と中板との摺動面に差圧を利用して強制給油すること
ができる。それによって、その摺動面を潤滑して摩耗を
少なくすると共に摺動面隙間を油膜密封してベーンの背
面室の潤滑油がベーン端面の摺動面間を通じてシリンダ
内に過剰流入するのを阻止して油圧縮に起因する入力増
加を防ぐと共に、ベーン端面と中板との間の摺動隙間を
介してシリンダ内圧縮ガスが吸入室に漏洩するのを防止
して、圧縮効率低下を防止することができる。
また本発明は、絞り部を有する給油通路をベーンの背
面室の上部に開口させたことにより、密閉容器内の潤滑
油を絞り部を有する給油通路を介して低段側圧縮要素の
ベーンの背面室の上部から給油させることができ、それ
によって、その給油量が少ない場合でも潤滑油を背面室
の上部から下部に流下する過程でベーンの摺動面に順次
供給して、広範囲に渡る摺動面の潤滑と摺動面隙間の油
膜密封に有効利用できるので、ベーン摺動面の耐久性向
上と圧縮効率向上を図ることができる。
また本発明は、絞り部を有する給油通路を、隣接する
圧縮要素の各シリンダ部材を連結する中板と前記シリン
ダ部材との連結面に設けたことにより、絞り部寸法精度
を要する給油通路を中板とシリンダ端面との接合面部で
容易に製作ができ、部品のコスト低減ができる。また、
低段圧縮要素のベーンの背面室へ潤滑油を安定して差圧
供給して、バラツキの少ないベーン背圧付勢力の付与，
油膜による圧縮室隙間の密封効果，摩耗・摩擦低減効果
によって、圧縮効率の向上と信頼性を信頼を高めること
ができる。
また本発明は、低段側圧縮要素が最終段圧縮要素を除
く圧縮要素、高段側圧縮要素が最終段圧縮要素として２
段圧縮機構を構成し、給油通路途中の低段側圧縮要素の
ベーンの背面室の下流側に低段側圧縮要素の吐出室を配
置して給油通路を構成したことにより、高段吐出圧力の
作用する密閉容器内の潤滑油を、絞り部を有する給油通
路を介して減圧の後、低段圧縮要素のベーンの背面室，
低段圧縮要素の吐出室を順次経由して低段吐出ガスと共
に高段側の圧縮要素のシリンダ内に流入させることがで
きる。その結果、その経路途中の低段側圧縮要素のベー
ンの背面室においては、低段吐出圧力に等しい適正背圧
付勢力をベーンに付与し、且つ摺動面を潤滑し、高段圧
縮要素のシリンダ内では、油膜による各摺動面の潤滑お
よびピストンとベーンの先端との間で生じる衝突音の緩
和、更には圧縮室の隙間を油膜密封して圧縮途中のガス
漏れを防いで、摺動面の耐久性向上、更に高段側の圧縮
要素の圧縮効率向上と低騒音化を図ることができる。
また圧縮機停止後は、残存差圧による給油によって油
溜の潤滑油を低段吐出室に貯溜させ、圧縮機再始動時の
背圧室への給油に備えることができる。
また本発明は、吐出圧力の作用する潤滑油を貯溜する
油溜から低段側圧縮要素のベーンの背面室への連通路の
開口位置を背面室の上部側に設けたことにより、給油通
路介してベーンの背面室に給油した密閉容器内の潤滑油
が油の戻し通路を介して圧縮機運転中および停止中に低
段吐出室に全量流失するのを防ぎ、常に一定量の潤滑油
を確保することによって、ベーン摺動面の潤滑と摺動隙
間を油膜密封し、ベーン摺動面の耐久性向上および背面
室の潤滑油や冷媒ガスがベーン隙間を介してシリンダ内
に流入するのを阻止することによる入力損失防止を図る
ことができる。
また本発明は、給油通路途中の低段側圧縮要素のベー
ンの背面室から、その下流の吐出室への開口部を吐出室
の油溜の底部に設けたことにより、圧縮機冷時起動初期
のごとく密閉容器内の圧力と潤滑油温度があまり上昇し
ておらず絞り通路を有する給油通路を介しての低段側圧
縮要素のベーンの背面室への差圧給油があまり期待でき
なくとも、低段吐出ガス圧力によって、低段圧縮要素の
吐出室の油溜の底部に貯溜する潤滑油をベーンの背面室
に逆流させ、ベーンの摺動部隙間およびシリンダ内の吸
入室に順次適正量を差圧給油させると共に、圧縮機起動
初期から低段圧縮要素の吐出圧力を低段側圧縮要素のベ
ーンの背面に作用させ、ベーンの先端に過不足のない接
触圧を与えられことができる。それによって、圧縮機起
動初期からベーンがピストン（またはシリンダ内壁）に
対するジャンピングを生じることなく、シリンダ内を吸
入室と圧縮室とに常時区画して圧縮室を密封させると共
にベーンとピストン（またはシリンダ内壁）との衝突音
が小さくなり、圧縮機起動初期におけるベーンとピスト
ン（またはシリンダ内壁）の耐久性向上と低騒音化およ
び圧縮効率の向上を図ることができる。
また本発明は、吐出室の底部の油溜の上部に仕切り板
を配置し、仕切り板の底部に吐出室の上部空間と油溜室
との間を連通する小径の通路を備えたことにより、低段
圧縮要素のシリンダ内から低段段圧縮要素の吐出室に排
出された吐出ガスの流れによって吐出室の油溜の底部に
貯溜する潤滑油が拡散されようとする際に、吐出室の油
溜の上部に配置された仕切り板によって吐出室の油溜へ
の吐出ガス流入をす緩和することができる。その結果、
吐出室の油溜の潤滑油が吐出ガスと共に高段圧縮要素の
吸入側へ流失するのを防ぎ、常に吐出室の油溜に潤滑油
を確保することができ、吐出ガスが油の戻し通路を通じ
てベーンの背面室に流入するのを阻止して、背面室への
潤滑油を常に確保し、背面室の摺動部隙間をその油膜で
密封し、吐出ガスがベーンの背面室を経由してシリンダ
内に逆流するのを防いで、圧縮効率低下を防ぐと共にベ
ーン摺動面の耐久性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施例における２段冷媒圧縮
機を使用した２段圧縮冷凍サイクルの配管系統図、第２
図は、同圧縮機の縦断面図、第３図は、同圧縮機におけ
る圧縮要部断面図、第４図は、同圧縮機に使用するバイ
パス弁装置の弁体の外観図、第５図は、第３図における
Ａ−Ａ線に沿った部分平面図、第６図は、同圧縮機にお
けるバイパス弁装置と逆止弁装置の弁体の移動後の縦断
面図、第７図は、本発明の第２の実施例の２段冷媒圧縮
機の圧縮要部断面図、第８図は、本発明の第３の実施例
の２段冷媒圧縮機の縦断面図、第９図は、第８図におけ
るＢ−Ｂ線に沿った部分断面図、第10図は、本発明の第
４の実施例の２段冷媒圧縮機の縦断面図、第11図は、従
来の２段冷媒圧縮機を使用した２段圧縮冷凍サイクルの
配管系統図、第12図は、同圧縮機における圧縮機構の平
面説明図、第13図は、同圧縮機における潤滑装置の詳細
図である。 ３……密閉容器、５……電動機、７……低段圧縮要素、
7a……第１のシリンダブロック、7b……第１のピスト
ン、８……電動機室、９……高段圧縮要素、9a……第２
のシリンダブロック、9b……第２のピストン、35……油
溜、36……中板、38……ベーン、39……ベーン、43……
背面室Ｂ、44……背面室Ａ、45……低段吐出室、46……
吐出室油溜、47……小穴、48……仕切り板、49……油戻
し通路、61……油インジェクション通路、61c……油イ
ンジェクション通路

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の圧縮要素を順次直列接続した多段圧
    縮機構を形成し、前記圧縮要素の各シリンダ内を出没
    （前進・後退）しつつ吸入室と圧縮室とに区画する各ベ
    ーンの内の最終段圧縮要素の前記ベーンの背面室に吐出
    圧力の作用する潤滑油を導入すると共に、前記最終段圧
    縮要素を除く前記圧縮要素の前記各ベーンの背面に、前
    記潤滑油を前記各圧縮要素の吐出相当圧力にまで減圧し
    て導入し、その後、前記各ベーンの背面室を経由して次
    段の圧縮要素の吸入側に通じる各給油通路を構成し、前
    記各ベーンの背面にはその潤滑油の圧力を付勢させたロ
    ーリングピストン形ロータリ式またはスライドベーン形
    ロータリ式多段気体圧縮機。
  2. 【請求項２】複数の圧縮要素とそれを駆動する電動機を
    収納し且つ前記最終段圧縮要素から圧縮気体が吐出され
    る密閉容器の内部に、最終段吐出圧力の作用する潤滑油
    を貯溜すべく構成した第１項記載の多段ロータリ式気体
    圧縮機。
  3. 【請求項３】絞り部を有する給油通路の前記背面室への
    開口部が、ベーンの摺動面に開口してベーンの往復運動
    により間欠的に開閉される請求の範囲第２項記載のロー
    リングピストン形ロータリ式またはスライドベーン形ロ
    ータリ式多段気体圧縮機。
  4. 【請求項４】隣接する圧縮要素の各シリンダ部材を連結
    する中板を経由する給油通路を設け、前記給油通路をベ
    ーンに摺接する中板の摺動面に開口させた請求項２記載
    のローリングピストン形ロータリ式またはスライドベー
    ン形ロータリ式多段気体圧縮機。
  5. 【請求項５】絞り部を有する給油通路をベーンの背面室
    の上部に開口させた請求項２記載のローリングピストン
    形ロータリ式またはスライドベーン形ロータリ式多段気
    体圧縮機。
  6. 【請求項６】絞り部を有する給油通路を、隣接する圧縮
    要素の各シリンダ部材を連結する中板と前記シリンダ部
    材との連結面に設けた請求項２記載のローリングピスト
    ン形ロータリ式またはスライドベーン形ロータリ式多段
    気体圧縮機。
  7. 【請求項７】低段側圧縮要素が最終段圧縮要素を除く圧
    縮要素、高段側圧縮要素が最終段圧縮要素として２段圧
    縮機構を構成し、給油通路途中の前記低段側圧縮要素の
    ベーンの背面室の下流側に前記低段側圧縮要素の吐出室
    を配置した請求項２記載のローリングピストン形ロータ
    リ式またはスライドベーン形ロータリ式２段気体圧縮
    機。
  8. 【請求項８】吐出圧力の作用する潤滑油を貯溜する油溜
    から低段側圧縮要素のベーンの背面室への連通路の開口
    位置を前記背面室の上部側に設けた請求項７記載のロー
    リングピストン形ロータリ式またはスライドベーン形ロ
    ータリ式２段気体圧縮機。
  9. 【請求項９】給油通路途中の低段側圧縮要素のベーンの
    背面室から、その下流の吐出室への開口部を前記吐出室
    の油溜の底部に設けた請求項７記載のローリングピスト
    ン形ロータリ式またはスライドベーン形ロータリ式２段
    気体圧縮機。
  10. 【請求項１０】吐出室の底部の油溜の上部に仕切り板を
    配置し、仕切り板の底部に吐出室の上部空間と油溜室と
    の間を連通する小径の通路を備えた請求項９記載のロー
    リングピストン形ロータリ式またはスライドベーン形ロ
    ータリ式２段気体圧縮機。
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