多级旋转式压缩机以及冷冻循环装置的制作方法

1.本发明的实施方式涉及多级旋转式压缩机以及冷冻循环装置。


背景技术：

2.以往，已知有通过偏心部的旋转来阶段性地压缩工作流体的多级旋转式压缩机。例如，多级旋转式压缩机具备将低压的工作流体压缩为中间压力的低级压缩机构部以及将由低级压缩机构部压缩后的中间压力的工作流体压缩为高压的高级压缩机构部。多级旋转式压缩机具备收纳压缩要件以及驱动要件的密闭壳体。由高级压缩机构部压缩后的高压的工作流体向密闭壳体内排出。
3.在多级旋转式压缩机中，有的在分隔板上设置低级侧的排出孔和排出阀装置，在高级侧的轴承上设置高级侧的排出孔和排出阀装置。在分隔板内部设置有中间压力空间。为了抑制从低级压缩机构部排出的中间压力的工作流体的脉动，希望较大地确保中间压力空间。为此，可以考虑增加分隔板的厚度。但是，当仅增加分隔板的厚度时，低级侧以及高级侧的两个轴承之间的距离增大，容易产生旋转轴的挠曲。
4.此外，可以考虑通过使分隔板中的插通旋转轴的贯通孔的内径减小等来增大滚子端面与分隔板之间的密封面积。通过确保上述密封面积来提高压缩室的气密性，由此实现多级旋转式压缩机的效率提高。但是，为了确保上述密封面积，需要重新考虑旋转轴偏心部以及滚子等的尺寸关系。
5.此外，还具有排出到中间压力空间的工作流体经由消声器空间向壳体内部排出的例子。在该情况下，成为高温高压的压缩流体有时未被充分冷却就向壳体内部排出。于是，有可能导致电动马达的过热、马达效率的降低、磁铁的消磁等。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：日本特开第6176782号公报


技术实现要素：

9.发明要解决的课题
10.本发明要解决的课题在于提供多级旋转式压缩机以及冷冻循环装置，能够确保形成于分隔板的中间压力空间，确保滚子端面的密封面积，提高排出流体的冷却性。
11.用于解决课题的手段
12.实施方式的多级旋转式压缩机为，在壳体内部具有旋转轴、设置在旋转轴的轴向一端侧的驱动要件、以及设置在旋转轴的轴向另一端侧的压缩要件。压缩要件具有将低压的工作流体压缩为中间压力的低级压缩机构部、将中间压力的工作流体压缩为高压的高级压缩机构部、以及将两个压缩机构部之间进行分隔的分隔板。在各压缩机构部的与分隔板相反一侧分别具有第1轴承以及第2轴承。在分隔板中设置有由低级压缩机构部压缩后的中间压力的工作流体所排出的中间压力空间。在分隔板上设置有低级排出孔以及低级侧排出
阀装置。在高级压缩机构部侧的第2轴承使设置有高级排出孔以及高级侧排出阀装置。分隔板中的形成低级阀座的部位的厚度小于第2轴承中的形成高级阀座的部位的厚度。
附图说明
13.图1是包含实施方式的多级旋转式压缩机的截面图的冷冻循环装置的概略构成图。
14.图2是实施方式的多级旋转式压缩机的压缩要件的截面图。
15.图3是图2的iii-iii截面图。
16.图4是按照(a)～(d)的顺序表示在实施方式的多级旋转式压缩机的旋转轴上组装低级侧滚子的顺序的说明图。
17.图5是图1的主要部分放大图。
具体实施方式
18.以下，参照附图对实施方式的多级旋转式压缩机以及冷冻循环装置进行说明。
19.首先，对冷冻循环装置进行说明。
20.图1是包括实施方式的多级旋转式压缩机的截面图的冷冻循环装置的概略构成图。实施方式的冷冻循环装置1具有：多级旋转式压缩机2，具有压缩机主体11和储液器(气液分离器)12，对作为工作流体的气体制冷剂进行压缩；散热器3，与压缩机主体11的排出部15连接，对从压缩机主体11排出的高温高压的气体制冷剂进行冷却；膨胀装置(膨胀阀)4，与散热器3的下游侧连接，对制冷剂进行减压；以及蒸发器(吸热器)5，连接在膨胀装置4与储液器12的导入部12a之间，使制冷剂蒸发。图中符号13表示从压缩机主体11的排出部15延伸至储液器12的导入部12a的导入通路。
21.储液器12的导出部12b与压缩机主体11的吸入部14通过吸入管6连接。在储液器12中气液分离后的气体制冷剂经由吸入管6向压缩机主体11的后述的低级压缩机构部37引导。
22.图1所示的冷冻循环装置1具有中间压力通路7，该中间压力通路7将由压缩机主体11的低级压缩机构部37压缩后的中间压力的气体制冷剂向中间冷却器7a引导。中间压力通路7将由压缩机主体11的低级压缩机构部37压缩后的中间压力的气体制冷剂向压缩机主体11的高级压缩机构部38引导。中间压力通路7从与低级压缩机构部37连通的第2排出部15a延伸至与高级压缩机构部38连通的第2吸入部14a。
23.冷冻循环装置1在膨胀装置4与蒸发器5之间具有第2储液器(气液分离器)8以及第2膨胀装置(膨胀阀)9。在第2储液器8与压缩机主体11的高级压缩机构部38的第2吸入部14a之间，设置有将由第2储液器8气液分离后的气体制冷剂向高级压缩机构部38引导的旁通通路8a。另外，图1的旁通通路8a在中间压力通路7的途中汇合。
24.由第2储液器8气液分离后的气体制冷剂的压力与由压缩机主体11的低级压缩机构部37压缩后的气体制冷剂的中间压力相同。另外，也可以成为取消了中间压力通路7、旁通通路8a、第2储液器8以及第2膨胀装置9的构成。
25.多级旋转式压缩机2是所谓的回转式的压缩机。多级旋转式压缩机2将取入到内部的低压的气体制冷剂分两个阶段进行压缩而使其成为高温高压的气体制冷剂。对于多级旋
转式压缩机2的具体构成将后述。
26.作为工作流体的制冷剂一边相变为气体制冷剂和液体制冷剂一边在冷冻循环装置1内循环。制冷剂在从液体制冷剂相变为气体制冷剂的过程中吸热。利用该吸热来进行冷冻、冷藏等。例如，制冷剂能够使用r410a、r32等hfc系制冷剂、r1234yf、r1234ze等hfo系制冷剂、co2等自然制冷剂等。
27.散热器3使从多级旋转式压缩机2送入的高温高压的气体制冷剂散热。
28.膨胀装置4降低从散热器3送入的高压的制冷剂的压力，使其成为低温低压的液体制冷剂。
29.蒸发器5使从膨胀装置4送入的低温低压的液体制冷剂气化而成为低压的气体制冷剂。在蒸发器5中，低压的液体制冷剂在气化时从周围夺取气化热，周围被冷却。通过蒸发器5之后的低压的气体制冷剂被取入到上述多级旋转式压缩机2内。
30.在冷冻循环装置1中，将由第2储液器8气液分离后的中间压力的气体制冷剂经由旁通通路8a向压缩机主体11的高级压缩机构部38内引导。由此，提高压缩机主体11的压缩性能。
31.接着，对多级旋转式压缩机2进行说明。
32.如图1所示，实施方式的多级旋转式压缩机2具备压缩机主体11以及储液器12。
33.储液器12是所谓的气液分离器。储液器12设置在上述蒸发器5与压缩机主体11之间。储液器12通过吸入管6与压缩机主体11连接。储液器12仅将在蒸发器5中气化后的气体制冷剂以及在蒸发器5中未气化的液体制冷剂中的气体制冷剂向压缩机主体11供给。
34.压缩机主体11具备旋转轴31、电动马达(驱动要件)32、压缩要件33、以及收纳这些旋转轴31、电动马达32及压缩要件33的密闭壳体34。压缩机主体11以使旋转轴31以及密闭壳体34的轴向成为上下方向的方式配置。旋转轴31使旋转中心轴线c与密闭壳体34的中心轴线一致。另外，在以下的说明中，将沿着旋转轴31以及密闭壳体34的中心轴线c的方向简称为轴向，将与轴向正交的方向称为径向，将围绕轴线c的方向称为周向。
35.密闭壳体34的圆筒体的轴向的两端部被堵塞而形成密闭容器。在密闭壳体34内，在上部侧收纳有电动马达32，在下部侧收纳有压缩要件33。这些电动马达32与压缩要件33经由旋转轴31连结。在密闭壳体34内，在旋转轴31的一端侧设置有电动马达32，在旋转轴31的另一端侧设置有压缩要件33。在密闭壳体34内，在电动马达32与压缩要件33之间设置有固定于密闭壳体34的内壁面的环状的框架34a。
36.在密闭壳体34的底部内贮存有用于润滑压缩要件33的润滑油j。密闭壳体34的底部构成贮存润滑油j的润滑油贮存部34b。压缩要件33的一部分浸渍在润滑油j内。在密闭壳体34内，由高级压缩机构部38压缩后的高压的气体制冷剂被排出到密闭壳体34内的空间。
37.电动马达32是所谓的内转子型的dc无刷马达。电动马达32是具备定子35和转子36的电动机。定子35固定于密闭壳体34上部的内壁面。转子36以在径向上隔开间隔的状态配置在定子35的内侧，并固定于旋转轴31的上部。
38.图2是多级旋转式压缩机2的压缩要件33的截面图。图3是图2的iii-iii截面图。
39.如图2、图3所示，压缩要件33是具有多个缸37a、38a的多气缸的压缩要件。例如，压缩要件33是具有在轴向上排列的一对(多个)缸37a、38a的双缸(多缸)的压缩要件。实施方式的压缩要件33具备位于轴向上侧(电动马达32侧)的低级压缩机构部37、位于轴向下侧
(与电动马达32相反侧)的高级压缩机构部38、以及将这些低级压缩机构部37与高级压缩机构部38之间在上下方向(轴向)上进行分隔的分隔板39。低级压缩机构部37将从储液器12吸入的低压的工作流体压缩(升压)为中间压力。高级压缩机构部38将由低级压缩机构部37压缩后的中间压力的工作流体压缩(升压)为高压。
40.低级压缩机构部37具备低级侧缸37a，该低级侧缸37a以轴向与旋转轴31平行的方式设置，并使旋转轴31在上下方向上贯通。低级侧缸37a形成有使中心轴线与旋转轴31的旋转中心轴线c一致的圆形的低级侧缸孔37b。低级压缩机构部37在低级侧缸37a的上侧(在轴向上与分隔板39相反一侧)具备第1轴承41，该第1轴承41堵塞低级侧缸孔37b的上端开口并且将旋转轴31的上侧的第1主轴31a支承为能够旋转。
41.高级压缩机构部38具备高级侧缸38a，该高级侧缸38a以轴向与旋转轴31平行的方式设置，并使旋转轴31在上下方向上贯通。高级侧缸38a形成有使中心轴线与旋转轴31的旋转中心轴线c一致的圆形的高级侧缸孔38b。即，高级侧缸孔38b与低级侧缸孔37b相互同轴地配置，且与旋转轴31同轴地配置。高级压缩机构部38在高级侧缸38a的下侧(在轴向上与分隔板39相反一侧)具备第2轴承42，该第2轴承42堵塞高级侧缸孔38b的下端开口并且将旋转轴31的下侧的第3主轴31e支承为能够旋转。
42.低级侧缸37a的外周部在与框架34a的下表面抵接的状态下，通过从下方插通的螺栓b1紧固固定于框架34a。在框架34a的内周侧配置有第1轴承41。第1轴承41在与低级侧缸37a的上表面抵接的状态下，通过从上方插通的螺栓b2紧固固定于低级侧缸37a。螺栓b2贯通低级侧缸37a朝下方延伸，进而贯通分隔板39以及高级侧缸38a，之后螺入第2轴承42的螺纹孔而紧固。由此，第1轴承41、低级侧缸37a、分隔板39、高级侧缸38a以及第2轴承42在层叠状态下被一体地紧固，并且它们的层叠体被固定于框架34a。通过固定于框架34a进而固定于密闭壳体34的第1轴承41以及第2轴承42将旋转轴31支承为能够旋转。
43.低级侧缸37a的低级侧缸孔37b的上端开口被第1轴承41堵塞，低级侧缸孔37b的下端开口被分隔板39堵塞。由低级侧缸37a、第1轴承41以及分隔板39划分出的空间为低级侧缸室37c。
44.高级侧缸38a的高级侧缸孔38b的下端开口被第2轴承42堵塞，高级侧缸孔38b的上端开口被分隔板39堵塞。由高级侧缸38a、第2轴承42以及分隔板39划分出的空间为高级侧缸室38c。
45.低级侧缸37a与高级侧缸38a将分隔板39夹在之间而在轴向上对接。对于分隔板39的具体构成将后述。
46.旋转轴31在位于低级侧缸室37c内的部位具备相对于中心轴线c朝径向一侧偏心的低级侧偏心部31b。旋转轴31在位于高级侧缸室38c内的部位具备相对于中心轴线c朝径向另一侧偏心的高级侧偏心部31d。
47.旋转轴31作为以中心轴线c为中心而延伸的主轴，具备朝低级侧偏心部31b的上方延伸的第1主轴31a、在低级侧偏心部31b与高级侧偏心部31d之间延伸的第2主轴31c、以及朝高级侧偏心部31d的下方延伸的第3主轴31e。第1主轴31a朝上方较大地延伸，在该第1主轴31a上固定有电动马达32的转子36。
48.各偏心部31b、31d形成为相互为相同直径的圆柱形。各偏心部31b、31d相互在周向上具有180
°
相位差地配置。各偏心部31b、31d相对于中心轴线c的偏心量彼此相同。
49.圆筒状的低级侧滚子45能够旋转地外插于低级侧偏心部31b。低级侧偏心部31b以及低级侧滚子45围绕偏心部31b的中心轴线旋转。
50.圆筒状的高级侧滚子46能够旋转地外插于高级侧偏心部31d。高级侧偏心部31d以及高级侧滚子46围绕偏心部31d的中心轴线旋转。
51.第1轴承41具备将旋转轴31的第1主轴31a支承为能够旋转的圆筒状的筒部41a、以及在筒部41a的下端部的外周侧扩径形成的凸缘部41b。上部侧消声器部件(第2消声器部件)43例如通过上述螺栓b2而固定于第1轴承41。
52.第2轴承42具备将旋转轴31的第3主轴31e支承为能够旋转的圆筒状的筒部42a、以及在筒部42a的上端部的外周侧扩径形成的凸缘部42b。底部侧消声器部件(第1消声器部件)44固定于第2轴承42。
53.第1轴承41以及第2轴承42中的相对于旋转轴31滑动的滑动部分的轴向长度l1、l2中，第1轴承41的滑动部分长度l1比第2轴承42的滑动部分长度l2长。因此，能够减小第1轴承41侧的旋转轴31的挠曲，能够减小低级侧偏心部31b以及低级侧滚子45的倾斜。
54.低级压缩机构部37的偏心部31b在低级侧缸室37c内在轴向上偏靠第1轴承41侧而配置。换言之，低级压缩机构部37的偏心滑动部(偏心部31b与滚子45的滑动部分)的轴向中央位置cp1处于比低级压缩机构部37的低级侧缸37a的轴向中央位置cp2在轴向上接近第1轴承41的位置。由此，也能够减小第1轴承41侧的旋转轴31的挠曲。
55.低级压缩机构部37具备将低级侧缸室37c分为吸入室16与压缩室17这两部分的叶片(低级侧叶片)18。叶片18设置在形成于低级侧缸37a的叶片槽18c中，能够相对于缸室37c进退移动。叶片18维持使滚子45侧的前端面(滚子抵接面)18a与滚子45的外周面抵接的状态。通过该叶片18和滚子45将缸室37c内划分为吸入室16与压缩室17。
56.低级压缩机构部37的叶片18例如由在轴向上重叠设置的多个(在实施方式中为上下一对)叶片部件(低级侧叶片部件)19a、19b构成。以下，有时将上下叶片部件19a、19b简称为叶片部件19。
57.叶片18(叶片部件19)仅通过在缸室37c的径向(进退方向)上在与前端面18a相反侧的背面18b承受壳体内压，由此被朝向滚子45施力。在叶片18的背面18b侧不设置弹簧等施力部件。从轴向观察，叶片18的前端面18a例如成为圆弧状。叶片18的前端面18a被实施dlc涂层等表面硬化处理。从轴向观察，叶片18的背面18b例如成为与进退方向正交的平坦状。图中符号34c表示与密闭壳体34内连通而作用有壳体内压的壳体内连通部。
58.在叶片槽18c内以能够滑动的方式保持有叶片18(一对叶片部件19a、19b)。一对叶片部件19a、19b能够相对于叶片槽18c沿着径向单独地滑动移动(进退移动)。
59.通过密闭壳体34内的高压的气体制冷剂的压力(壳体内压)，叶片18被朝向径向内侧(朝向滚子45)施力。由此，叶片18维持与偏心旋转的滚子45的外周面抵接的状态。
60.低级压缩机构部37通过滚子45的偏心旋转动作以及叶片18的进退动作在低压侧缸室37c内进行压缩动作。
61.在低级侧缸37a的周向的一部分形成有沿着径向贯通低级侧缸37a的吸入孔18d。吸入孔18d在滚子45的偏心旋转方向(也是图3中箭头f方向、旋转轴31的旋转方向)上位于比叶片槽18c靠下游侧(比图3中的叶片槽18c靠左侧)的位置。在吸入孔18d的径向外侧连接有从储液器12延伸出的吸入管6。
62.另外，对于高级压缩机构部38省略与图3相同的图示，但参照图2，与低级压缩机构部37同样，高级压缩机构部38也具备将缸室38c分为吸入室16与压缩室17这两部分的叶片(高级侧叶片)21。高级压缩机构部38的叶片21由一个叶片部件(高级侧叶片部件)22构成。图中符号21a表示叶片21的前端面，符号21b表示叶片21的背面。
63.叶片部件22通过在背面21b承受壳体内压而被朝向滚子46施力，并且还通过压缩设置在背面21b侧的施力弹簧23(例如螺旋弹簧)而被朝向滚子46施力。高级压缩机构部38具备对叶片部件22进行施力的施力弹簧23，由此即使在多级旋转式压缩机2起动时等壳体内压较低的状态下，也能够将叶片部件22朝向滚子46施力，对所吸入的制冷剂进行压缩、升压。
64.在各压缩机构部37、38中，通过滚子45、46的偏心旋转来进行将气体制冷剂向吸入室16吸入的吸入动作以及在压缩室17中对气体制冷剂进行压缩的压缩动作。
65.在低级压缩机构部37中，通过吸入动作从储液器12吸入低压的气体制冷剂。在低级压缩机构部37中，通过压缩动作对所吸入的气体制冷剂进行压缩而使其升压为中间压力。由低级压缩机构部37升压后的气体制冷剂通过设置于分隔板39的排出孔47a而被排出到分隔板39的中间压力室39c内。
66.在高级压缩机构部38中，通过吸入动作从中间压力室39c吸入中间压力的气体制冷剂。在高级压缩机构部38中，通过压缩动作对所吸入的气体制冷剂进一步进行压缩而使其升压为高压。由高级压缩机构部38升压后的气体制冷剂通过设置于第2轴承42的凸缘部42b的排出孔49a而被排出到缸室38c的外部(底部侧消声器室44a内)。
67.分隔板39形成为以轴线c为中心的环状。分隔板39具有能够供包括各偏心部31b、31d的旋转轴31插通的内径。分隔板39的内径需要至少大于旋转轴31的各偏心部31b、31d中的一方的外径。因此，分隔板39内的中间压力空间39c难以朝内周侧扩大，而更朝外周侧扩大形成。
68.分隔板39在轴向上被分割为多个(在实施方式中为上下一对)分隔板部件39a、39b。各分隔板部件39a、39b具有另一方侧凹陷的凹状的截面形状且呈环状延伸。各分隔板部件39a、39b在将凹状的截面形状的开放侧朝向另一方侧的状态下相互连结。由此，在分隔板39的内部形成有中间压力空间(中间压力室)39c。通过将分隔板39进行分割，由此能够容易地形成中间压力空间39c，且容易在分隔板39中设置低级侧排出阀装置47。有时将各分隔板部件39a、39b中位于低级侧的分隔板部件称为低级侧分隔板部件39a，将位于高级侧的分隔板部件称为高级侧分隔板部件39b。
69.通过在分隔板39中设置中间压力空间39c，由此能够确保中间压力空间39c的容积。由此，能够抑制从低级压缩机构部37排出的气体制冷剂的排出脉动、向高级压缩机构部38吸入的气体制冷剂的吸入脉动。
70.在低级侧分隔板部件39a上设置有低级侧排出阀装置47，该低级侧排出阀装置47使由低级压缩机构部37压缩后的中间压力的气体制冷剂向中间压力空间39c内排出。
71.从低级压缩机构部37排出到中间压力空间39c内的中间压力的气体制冷剂，经由中间压力通路7被导向与高级压缩机构部38连通的第2吸入部14a。经由中间压力通路7被导向高级压缩机构部38的中间压力的气体制冷剂，在途中由中间冷却器7a冷却。因而，冷却后的中间压力的气体制冷剂被向高级压缩机构部38引导。此外，由第2储液器8气液分离后的
中间压力的气体制冷剂，经由在中间压力通路7的途中汇合的旁通通路8a引导。被导向第2吸入部14a的中间压力的气体制冷剂由高级压缩机构部38压缩。
72.在多级旋转式压缩机2中，当在低级压缩机构部37中进行了压缩后的气体制冷剂成为规定的中间压力时，低级侧分隔板部件39a的低级侧排出阀装置47开阀。当分隔板39的低级侧排出阀装置47开阀时，中间压力的气体制冷剂被向中间压力空间39c内排出。该气体制冷剂被导向高级压缩机构部38的缸室38c内。之后，通过高级压缩机构部38的压缩动作，中间压力的气体制冷剂被压缩为高压的气体制冷剂。
73.在第2轴承42的凸缘部42b设置有高级侧排出阀装置49，该高级侧排出阀装置49使由高级压缩机构部38压缩后的高压的气体制冷剂向缸室38c外排出。
74.在多级旋转式压缩机2中，当在高级压缩机构部38中进行了压缩后的气体制冷剂成为规定的高压时，第2轴承42的高级侧排出阀装置49开阀。当高级侧排出阀装置49开阀时，高压的气体制冷剂被向缸室38c外排出。该气体制冷剂在被排出到底部侧消声器部件44内的空间(底部侧消声器室44a)内之后，被向密闭壳体34内适当地排出。
75.具体而言，排出到底部侧消声器室44a内的高压的气体制冷剂，通过压缩要件33内的排出通路33a并到达上部侧消声器部件43内的空间(上部侧消声器室43a)内。例如，排出通路33a沿着轴向贯通第2轴承42、低级侧缸37a、分隔板39、高级侧缸38a以及第1轴承41的外周侧而形成。到达上部侧消声器室43a的气体制冷剂从适当设置于上部侧消声器部件43的排出孔向密闭壳体34内排出。
76.底部侧消声器部件44成为从下方覆盖第2轴承42的容器形状。在底部侧消声器部件44的下壁上，在中央部形成有使旋转轴31的下端朝下方(消声器外)露出的下端连通孔。通过下端连通孔，将润滑油j吸入到旋转轴31内的油供给路。
77.上部侧消声器部件43成为从上方覆盖第1轴承41的容器形状。在上部侧消声器部件43的上壁部，在中央部形成有供旋转轴31插通的轴插通孔，并且在轴插通孔的周围形成有将上部侧消声器部件43的内外连通的上端连通孔。流入上部侧消声器室43a的高温高压的气体制冷剂通过上端连通孔向密闭壳体34内排出。
78.上部侧消声器室43a形成在低级侧的第1轴承41的周围。上部侧消声器室43a的下端内壁面形成堵塞低级侧缸室37c的上端的第1轴承41的凸缘部41b。
79.底部侧消声器室44a形成在高级侧的第2轴承42的周围。在底部侧消声器部件44浸渍在润滑油贮存部34b的润滑油j内的范围中，底部侧消声器室44a的内壁面形成底部侧消声器部件44。
80.在实施方式中构成为，底部侧消声器部件44中的将底部侧消声器室44a内与润滑油贮存部34b隔开的部分的厚度，小于第1轴承41中的将上部侧消声器室43a内与低级压缩机构部37的吸入室16隔开的部分(凸缘部41b)的厚度。
81.在该构成中，使底部侧消声器室44a的划分部分的厚度比上部侧消声器室43a的划分部分的厚度薄。由此，能够进一步增大从底部侧消声器室44a向润滑油j的散热量，提高工作流体的冷却性。此外，能够进一步减小从上部侧消声器室43a向低级压缩机构部37的吸入室16的散热量，进一步抑制吸入过热对效率以及可靠性产生的影响。因而，能够提供高效率且可靠性较高的多级旋转式压缩机2。
82.在实施方式中也可以构成为，将底部侧消声器室44a内与润滑油贮存部34b隔开的
部分(底部侧消声器部件44)的外壁面的表面积，大于将上部侧消声器室43a内与低级压缩机构部37的吸入室16隔开的部分(凸缘部41b)的外壁面的表面积。由此，也能够得到上述效果。
83.在实施方式中也可以构成为，将底部侧消声器室44a内与润滑油贮存部34b隔开的部分(底部侧消声器部件44)的热传导系数，大于将上部侧消声器室43a内与低级压缩机构部37的吸入室16隔开的部分(凸缘部41b)的热传导系数。例如，底部侧消声器部件44由铜合金形成，第2轴承42由铸铁形成。由此，也能够得到上述效果。
84.旋转轴31的下端部与底部侧消声器部件44一起浸渍在贮存于密闭壳体34底部的润滑油j内。
85.在旋转轴31中形成有用于向压缩要件33的各滑动部分供给润滑油j的油供给路。压缩要件33的滑动部分是各偏心部31b、31d与各滚子45、46之间、旋转轴31与各轴承41、42之间、各滚子45、46与各叶片18、21之间等。
86.旋转轴31作为油供给路而具备与轴线c同轴地延伸的轴向流路95、以及从轴向流路95向径向延伸的第1径向流路96及第2径向流路97。
87.轴向流路95的下端部在旋转轴31的下端朝下方开放。轴向流路95的上端部在比低级侧缸37a靠上方的第1主轴31a内终止。密闭壳体34内的润滑油j能够流入轴向流路95。
88.第1径向流路96形成于旋转轴31中的第1主轴31a与低级侧偏心部31b之间的连接部分。第1径向流路96的径向的内侧端部朝轴向流路95内开放。第1径向流路96的径向的外侧端部在旋转轴31的外周面上(在图中为沿着周向延伸的油槽内)朝径向外侧开放。
89.第2径向流路97形成于旋转轴31中的第3主轴31e与高级侧偏心部31d之间的连接部分。第2径向流路97的径向的内侧端部朝轴向流路95内开放。第2径向流路97的径向的外侧端部在旋转轴31的外周面上(在图中为沿着周向延伸的油槽内)朝径向外侧开放。
90.当通过压缩要件33的驱动而壳体内压上升时，润滑油j被从旋转轴31的下端部顶出到轴向流路95内。该润滑油j利用通过旋转轴31的旋转而产生的离心力从轴向流路95分配到各径向流路96、97。到达各径向流路96、97的润滑油j在旋转轴31的外周面上流出，并适当供给到压缩要件33的滑动部分。
91.例如，从第1径向流路96流出的润滑油j被供给到第1轴承41、低级压缩机构部37等。从第2径向流路97流出的润滑油j被供给到高级压缩机构部38、第3主轴31e以及第2轴承42等。被供给到各滑动部分的润滑油j流下而返回到密闭壳体34的底部，并被再次向压缩要件33的滑动部分供给。
92.在实施方式中，从上述高级压缩机构部38向上述密闭壳体34内部排出工作流体，并且在上述密闭壳体34底部贮存润滑油j。密闭壳体34内的润滑油j从第1径向流路96朝上述低级压缩机构部37的低级侧滚子45的内周侧引导，并经由滚子端面密封部45a向上述低级侧缸室37c内供给。上述低级压缩机构部37中的上述低级侧缸37a与上述低级侧滚子45之间的轴向的尺寸差，小于上述高级压缩机构部38中的上述高级侧缸38a与上述高级侧滚子46之间的轴向的尺寸差。
93.在该构成中，在压差较大的低级压缩机构部37的滚子端面密封部45a中，滚子45的端面与分隔板39及第1轴承41之间的间隙变小，能够防止润滑油j过剩地流入到低级侧缸室37c内。
94.此外，由于使各缸37a、38a与各滚子45、46之间的轴向的尺寸差成为上述设定，因此能够提高压差较大的低级压缩机构部37的滚子端面密封部45a处的密封性，另一方面，在压差较小的高级压缩机构部38的滚子端面密封部46a中，能够降低向高级侧缸室38c内的润滑油j的供给量不足的风险，实现高级侧的滑动损失的降低。
95.接着，对多级旋转式压缩机2的作用进行说明。
96.在多级旋转式压缩机2起动时，当向电动马达32的定子35供给电力时，旋转轴31与转子36一起围绕轴线c旋转。当旋转轴31旋转时，两个压缩机构部37、38的各偏心部31b、31d以及各滚子45、46在各缸室37c、38c内偏心旋转。
97.此时，两个压缩机构部37、38的滚子45、46隔着油膜与缸室37c、38c的内周面滚动接触，但关于叶片18、21如下所述。即，在高级压缩机构部38的叶片21中，通过施力弹簧23的施力而与滚子46滑动接触。在低级压缩机构部37的叶片18中，在壳体内压保持低压的状态下保持没入到叶片槽18c内的状态。因而，在多级旋转式压缩机2起动时，仅高级压缩机构部38的缸室38c被划分为吸入侧和压缩侧而进行气体制冷剂的压缩。
98.最终，当密闭壳体34内被高级压缩机构部38排出的高压的气体制冷剂充满时，低级压缩机构部37的叶片18被壳体内压朝滚子45侧施力而开始与滚子45滑动接触。于是，低级压缩机构部37的缸室37c也被划分为吸入侧和压缩侧而开始进行气体制冷剂的压缩。
99.以后，在储液器12中气液分离后的低压的气体制冷剂，经由吸入管6向低级压缩机构部37的缸室37c内引导。引导至缸室37c内的低压的气体制冷剂在低级压缩机构部37中被压缩而成为规定的中间压力。当气体制冷剂成为规定的中间压力时，分隔板39的低级侧排出阀装置47开阀，将中间压力的气体制冷剂排出到分隔板39的中间压力空间39c内。
100.排出到中间压力空间39c的气体制冷剂，经由中间压力通路7以及旁通通路8a被高级压缩机构部38吸入。
101.被高级压缩机构部38吸入的气体制冷剂从中间压力升压为规定的高压。当气体制冷剂成为规定的高压时，第2轴承42的高级侧排出阀装置49开阀，将高压的气体制冷剂排出到第2消声器室44a内。被排出到第2消声器室44a内的气体制冷剂在从排出通路33a到达第1消声器室43a内之后，被适当地排出到密闭壳体34内。
102.排出到密闭壳体34内的高压的气体制冷剂在散热器3、膨胀装置4、蒸发器5等中进行循环，并返回到低压的气体制冷剂。返回到低压的气体制冷剂再次被引导至低级压缩机构部37的缸室37c内，并反复进行上述行程。
103.旋转轴31的第1主轴31a与第3主轴31e具有相互相同的直径。以下，有时将第1主轴31a与第3主轴31e统称为主轴31j。在组装于旋转轴31的构件中，第1轴承41以及转子36从上端侧组装于旋转轴31。在组装于旋转轴31的构件中，低级侧滚子45、分隔板39、高级侧滚子46以及第2轴承42从下端侧组装于旋转轴31。
104.此处，参照图4对在旋转轴31上组装低级侧滚子45的顺序进行说明。以下，用rj表示旋转轴31的主轴31j的半径，用r1以及e1分别表示低级压缩机构部37的偏心部31b的半径以及偏心量，用r2以及e2分别表示高级压缩机构部38的偏心部31d的半径以及偏心量。
105.参照图4的(a)，首先使低级侧滚子45从旋转轴31的下端侧沿着轴向移动至高级侧偏心部31d。此时，低级侧滚子45的内半径(相当于低级侧偏心部31b的半径r1)需要为高级侧偏心部31d的半径r2以上。即，需要满足关系式“r1≧r2”。此外，为了使低级侧滚子45沿着
轴向从第3主轴31e向高级侧偏心部31d移动，高级侧偏心部31d的半径r2需要为第3主轴31e的半径rj与偏心量e2相加而得到的值以上。即，需要满足关系式“r2≧rj+e2”。
106.参照图4的(b)、图4的(c)，在使低级侧滚子45沿着轴向移动至高级侧偏心部31d之后，进一步使低级侧滚子45延伸轴向移动，使其轴向位置与第2主轴31c重叠。在该状态下，使低级侧滚子45朝低级侧偏心部31b的偏心方向移动(图4的(c))，将低级侧滚子45与低级侧偏心部31b同轴地配置。为了使低级侧滚子45朝低级侧偏心部31b的偏心方向移动，第2主轴31c的轴向长度(两个偏心部31b、31d之间的间隔)需要为低级侧滚子45的轴向长度以上。
107.参照图4的(d)，在将低级侧滚子45与低级侧偏心部31b同轴地配置之后，使低级侧滚子45沿着轴向移动而外插于低级侧偏心部31b。在低级侧偏心部31b的与偏心方向相反侧的外周部，低级侧偏心部31b的外周面与第2主轴31c的外周面排列成大致齐平面状。从轴向观察，第2主轴31c的外周面(外周缘)收敛在低级侧偏心部31b的外周面(外周缘)的内侧。低级侧偏心部31b的外径与低级侧滚子45的内径实质上相同。由此，能够使低级侧滚子45沿着轴向移动而外插于低级侧偏心部31b。
108.与高级压缩机构部38相比，低级压缩机构部37所吸入的工作流体的压力较低，因此需要增大吸入容积(排除容积)。因而，两个偏心部31b、31d的偏心量e1、e2具有“e1》e2”的关系。并且，低级侧滚子45的内半径(低级侧偏心部31b的半径)r1需要小于主轴31j的半径rj与偏心量e1相加而得到的值。即，需要满足关系式“r1《rj+e1”。
109.根据以上所述，在实施方式中，下述关系式(1)～(4)全部成立。
110.e1》e2
……
(1)
111.r1《rj+e1
……
(2)
112.r2≧rj+e2
……
(3)
113.r1≧r2
……
(4)
114.通过如此地构成，不减小旋转轴31下端侧的第3主轴31e的轴径、两个偏心部31b、31d之间的第2主轴31c的轴径，就能够进行低级侧滚子45的组装。
115.参照图1、图2，在实施方式中，低级压缩机构部37在压缩要件33中配置在电动马达32侧。
116.在该构成中，当向低级侧偏心部31b组装低级侧滚子45时，能够从旋转轴31的未连结电动马达32的一侧组装低级侧滚子45。旋转轴31的电动马达32侧的第1主轴31a较长，因此通过从旋转轴31的与电动马达32相反侧组装低级侧滚子45，能够得到组装容易且制造性较高的多级旋转式压缩机2。
117.在低级侧的分割分隔板(低级侧分隔板部件39a)上，设置有将由低级压缩机构部37压缩后的中间压力的工作流体向中间压力空间39c排出的低级排出孔47a。低级排出孔47a沿着轴向贯通低级侧分隔板部件39a的上壁部。在低级侧分隔板部件39a上配设有对低级排出孔47a进行开闭的低级侧排出阀装置47。
118.同时参照图5，低级侧排出阀装置47具备形成在低级排出孔47a周围的低级阀座47b、对低级排出孔47a进行开闭的低级阀材47c、以及限制低级阀材47c的最大提升量的低级阀按压件(保持器)47d。低级阀材47c是弹性板状的簧片阀，在轴向上朝向低级阀座47b施力。在缸室37c(压缩室17)内的压力上升之前，低级侧排出阀装置47堵塞低级排出孔47a。随着缸室37c(压缩室17)内的压力上升而低级侧排出阀装置47使低级排出孔47a开放，向缸室
37c外排出制冷剂。
119.在高级侧的第2轴承42的凸缘部42b设置有将由高级压缩机构部38压缩后的工作流体向压缩要件33外(密闭壳体34内)排出的高级排出孔49a。高级排出孔49a沿着轴向贯通凸缘部42b。在凸缘部42b上配设有对高级排出孔49a进行开闭的高级侧排出阀装置49。
120.高级侧排出阀装置49具备形成在高级排出孔49a周围的高级阀座49b、对高级阀座49b进行开闭的高级阀材49c、以及限制高级阀材49c的最大提升量的高级阀按压件(保持器)49d。高级阀材49c是弹性板状的簧片阀，在轴向上朝向高级阀座49b施力。在缸室38c(压缩室17)内的压力上升之前，高级侧排出阀装置49堵塞高级排出孔49a。随着缸室38c(压缩室17)内的压力上升而高级侧排出阀装置49使高级排出孔49a开放，向缸室38c外排出制冷剂。
121.此处，在实施方式中，为了抑制从低级排出孔47a排出的中间压力的制冷剂的脉动，而要实现中间压力空间39c的扩大。为了增大中间压力空间39c，在实施方式中采用了以下的构成。
122.即，在实施方式中，使低级侧分隔板部件39a中的形成低级阀座47b的部位39d的轴向(施力方向)的厚度t1小于第2轴承42中的形成高级阀座49b的部位42d的轴向(施力方向)的厚度t2。
123.如此，通过使形成低级阀座47b的部位39d的厚度t1小于形成高级阀座49b的部位42d的厚度t2，由此能够扩大形成在分隔板39内的中间压力空间39c的容量。因此，能够抑制从低级排出孔47a排出的中间压力的制冷剂的脉动，实现低级侧的排出流体的流路损失的降低。
124.一般情况下，作用于低级侧的排出阀装置47的阀座47b的压力差小于作用于高级侧的排出阀装置49的阀座49b的压力差。因此，即使减小低级侧的阀座形成部位39d的厚度t1，阀座47b附近的变形风险也较小。另一方面，由于作用于高级侧的排出阀装置49的阀座49b的压力差比较大，因此为了确保强度而难以减薄高级侧的阀座形成部位42d的厚度t2。
125.此外，从低级压缩机构部37排出的低级侧的工作流体的容积大于从高级压缩机构部38排出的高级侧的工作流体的容积。因此，优选尽量大地确保形成在分隔板39内的中间压力空间39c的容量。
126.在实施方式的构成中，能够提供一种多级旋转式压缩机2，能够扩大中间压力空间39c的截面积，并且抑制高级阀座49b周围的变形，高性能且可靠性较高。
127.此外，在实施方式中设定为，低级阀材47c以小于高级阀材49c的压差来开阀。
128.通过使低级阀材47c以小于高级阀材49c的压力差来开阀，由此成为对于降低过压缩损失有效的构成，能够实现多级旋转式压缩机2的进一步高效化。
129.即，在工作流体的流量较多的低级侧，排出阀的打开延迟对过压缩损失造成的影响较大。而且，在排出压力较低的低级侧，开阀所需要的压差相对于排出压力之比较大，因此过压缩损失相对于整体损失的比例容易变大。例如，在低级压缩机构部37将工作流体从1mpa压缩到2mpa、高级压缩机构部38将工作流体从2mpa压缩到4mpa的构成中，在各阀材47c、49c以目标压力+0.2mpa的压差来开阀的情况下，开阀所需要的压差相对于低级压缩机构部37的排出压力(2.2mpa)的比例大于高级压缩机构部38。
130.例如，通过使各阀材47c、49c的厚度、长度、材质等相互不同，由此使各阀材47c、
49c的开阀差压变化。例如，使低级阀材47c的厚度比高级阀材49c的厚度薄。通过减薄低级阀材47c的厚度，由此容易减小低级阀材47c的弹簧刚性，使开阀压差变化。通过确保在闭阀时施加的压差较大的高级阀材49c的厚度，由此降低阀破裂风险，成为可靠性较高的多级旋转式压缩机2。
131.此外，当将低级排出孔47a的直径设为高级排出孔49a的直径设为低级阀材47c的最大提升量设为l1，高级阀材49c的最大提升量设为l2时，下述关系式(5)、(6)成立。
[0132][0133]
l1≦l2
……
(6)
[0134]
在设置有用于限制阀材的提升量的保持器那样的情况下，在低级侧排出阀装置47中，当为了降低排出流体的流路损失而增大最大提升量时，存在以下的课题。即，为了确保中间压力空间39c而必须在轴向上扩大分隔板39的厚度，由于轴间距离的增大而旋转轴31的挠曲增加等，可以认为对可靠性造成影响。
[0135]
在实施方式中，不增大最大提升量而仅增大低级排出孔47a的直径，由此具有以下的效果。即，不增大分隔板的厚度就能够抑制低级侧排出流体的流路损失，因此能够提供高性能且可靠性较高的多级旋转式压缩机2。
[0136]
此外，当将低级排出孔47a的中心轴线c1与旋转轴31的中心轴线c之间的距离设为s1，高级排出孔49a的中心轴线c2与旋转轴31的中心轴线c之间的距离设为s2时，下述关系式(7)成立。
[0137]
s1》s2
……
(7)
[0138]
此外，在实施方式中构成为，在与旋转轴31的旋转中心轴线c相对的径向上，形成于分隔板39的低级排出孔47a的中心轴线c1处于比设置于第2轴承42的高级排出孔49a的中心轴线c2靠外周侧的位置。
[0139]
通过使低级排出孔47a的中心位于比高级排出孔49a的中心靠外周侧的位置，由此能够进一步无损失地进行低级侧的排出。
[0140]
即，在环状的分隔板39中，能够以接近朝外周侧扩大的中间压力空间39c的中心(中心轴线c)的方式配置低级排出孔47a，因此能够抑制低级侧的排出损失。因此，能够实现多级旋转式压缩机2的进一步高效化。
[0141]
参照图5，在面向各缸室37c、38c内的各排出孔47a、49a中，仅在低级排出孔47a设置有使开口部与缸室37c连通的排出切口部47a1。
[0142]
与高级排出孔49a相比，低级排出孔47a的制冷剂流量较大，而且孔径较大，进而孔位置也更靠外周侧。因此，通过在低级侧缸37a的内周部设置排出切口部47a1，能够防止低级排出孔47a被低级侧缸37a的内周部堵塞，能够进一步无损失地进行低级侧的排出。
[0143]
另一方面，在流量较少的高级侧，有时由排出切口部47a1成为无效容积而引起的损失会超过由排出切口部47a1带来的排出流路损失的降低。因此，在实施方式中，在高级侧不设置排出切口部47a1，防止由无效容积而引起的损失增大，在低级侧降低排出流路损失，实现进一步高效化。
[0144]
此外，在实施方式中构成为，当将由第1轴承41以及第2轴承42支承的旋转轴31的
轴部的半径设为rj，低级压缩机构部37中的偏心部31b的半径以及偏心量分别设为r1以及e1，高级压缩机构部38中的偏心部31d的半径以及偏心量分别设为r2以及e2时，至少下述关系式(1)～(4)全部成立。
[0145]
e1》e2
……
(1)
[0146]
r1《rj+e1
……
(2)
[0147]
r2≧rj+e2
……
(3)
[0148]
r1≧r2
……
(4)
[0149]
在该构成中，安装于低级侧偏心部31b的滚子45能够从高级侧进行组装，并且对旋转轴31的轴径进行确保等，由此能够实现多级旋转式压缩机2的性能提高。
[0150]
即，在使低级侧的压缩室17的容积大于高级侧的压缩室17的容积的情况下，通过设为关系式(1)的e1》e2，由此不伴随缸尺寸的较大变更就能够容易地得到低级侧以及高级侧的各压缩室17的容积差。
[0151]
此外，在低级压缩机构部37中，由于压力较低，所以轴向负载也较小，而无需增大低级侧偏心部31b的半径r1。相反，在低级压缩机构部37中，为了实现滚子45与偏心部31b之间的滑动摩擦的降低以及滚子端面的密封面积的确保，半径r1优选较小。因此，优选满足关系式(2)的r1《rj+e1。
[0152]
但是，在仅满足关系式(2)的情况下，为了向低级侧偏心部31b组装滚子45，需要减小旋转轴31中的由第1轴承41以及第2轴承42分别支承的轴部中的一方的轴径，并且还需要减小低级侧以及高级侧的两个偏心部31b、31d之间的轴部的轴径。在该情况下，旋转轴31容易挠曲，导致可靠性、性能的降低。
[0153]
在实施方式的构成中，通过设为关系式(1)的e1》e2，且满足关系式(3)的r2≧rj+e2以及关系式(4)的r1≧r2，由此不减小由第1轴承41以及第2轴承42分别支承的轴部中的一方的轴径或者不减小两个偏心部31b、31d之间的轴部的轴径，就能够满足关系式(2)的r1《rj+e1。因此，能够抑制旋转轴31的挠曲，实现低级侧的滑动损失的降低，且实现滚子端面的气密性的提高。因而，能够得到高性能且可靠性较高的多级旋转式压缩机2。
[0154]
此外，在实施方式中构成为，从高级压缩机构部38排出的工作流体，在流入与上述润滑油贮存部34b相接的第1构件(底部侧消声器部件44)形成内壁面的第1消声器室44a之后，经由与上述低级压缩机构部37的吸入室16相接的第2轴承42的凸缘部42b形成内壁面的第2消声器室43a，排出到壳体内部。
[0155]
在该构成中，成为高温的从高级压缩机构部38排出的工作流体，首先在第1消声器室44a中通过内壁面向润滑油j散热而被冷却。之后，工作流体在第2消声器室43a中通过内壁面向最低温的低级压缩机构部37的吸入室16散热而进一步被冷却。之后，工作流体从第2消声器室43a向壳体内部排出。因而，能够减轻由于电动马达32的过热而引起的效率降低、磁铁的消磁、进而绝缘体熔化等风险。此外，工作流体先向润滑油j散热，由此能够减少向低级压缩机构部37的吸入室16散热的热量，还能够抑制由于吸入过热而引起的效率及可靠性的恶化。因而，能够提供高效率且可靠性较高的多级旋转式压缩机2。
[0156]
此外，实施方式的冷冻循环装置1具备上述多级旋转式压缩机2、与多级旋转式压缩机2的排出部15连接的散热器3、与散热器3的下游侧连接的膨胀装置4、以及连接在膨胀装置4的下游侧与多级旋转式压缩机2的导入部12a之间的蒸发器5。
[0157]
在该构成中，冷冻循环装置1具备上述多级旋转式压缩机2，由此起到以下的效果。即，能够提供一种冷冻循环装置1，能够长期地实现动作可靠性以及压缩性能的提高。
[0158]
根据以上说明的至少一个实施方式，能够提供多级旋转式压缩机2以及冷冻循环装置1，多级旋转式压缩机2在将低级压缩机构部37与高级压缩机构部38之间进行分隔的分隔板39中，形成供由低级压缩机构部37压缩后的中间压力的工作流体排出的中间压力空间39c，在分隔板39上设置低级排出孔47a以及低级侧排出阀装置47，在高级压缩机构部38侧的第2轴承42上设置高级排出孔49a以及高级侧排出阀装置49，分隔板39中的形成低级阀座47b的部位的厚度t1小于第2轴承42中的形成高级阀座49b的部位的厚度t2，由此能够扩大形成在分隔板39内的中间压力空间39c的容量而抑制中间压力的工作流体的脉动。
[0159]
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中，并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围中。
[0160]
符号的说明
[0161]
1：冷冻循环装置；2：多级旋转式压缩机；3：散热器；4：膨胀装置；5：吸热器；16：吸入室；17：压缩室；31：旋转轴；c：中心轴线(旋转中心)；rj：主轴半径(半径)；r1、r2：偏心部半径(半径)；e1、e2：偏心量；32：电动马达(驱动要件)；33：压缩要件；34：密闭壳体(壳体)；34b：润滑油贮存部；37：低级压缩机构部；37a：低级侧缸(缸)；37c：低级侧缸室(缸室)；38：高级压缩机构部；38a：高级侧缸(缸)；38c：高级侧缸室(缸室)；39：分隔板；39a：低级侧分隔板部件(分隔板部件)；39b：高级侧分隔板部件(分隔板部件)；39c：中间压力空间；41：第1轴承(第1构件)；42：第2轴承；44：底部侧消声器部件(第1消声器部件)；44a：底部侧消声器室(第1消声器室)；45：低级侧滚子(滚子)；45a：滚子端面密封部；46：高级侧滚子(滚子)；46a：滚子端面密封部；47：低级侧排出阀装置；47a：低级排出孔；c1：中心轴线(中心)；47b：低级阀座；47c：低级阀材；47d：形成底段阀座的部位；t1：厚度；49：高级侧排出阀装置；49a：高级排出孔；c2：中心轴线(中心)；49b：高级阀座；49c：高级阀材；49d：形成高级阀座的部位；t2：厚度；j：润滑油。