JP2006105040A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】バイパス機構により容量を制御する圧縮機において、バイパス部の漏れを低減することにより高い能力が得られる圧縮機を得ること。
【解決手段】シリンダに設けたきり欠き部１０と、それに呼応して設けられた開口部９と、バルブストップ１３によって主軸受１に固定されたバルブ１２とを備えたバイパス機構部を構成することにより、バルブ１２の不安定な挙動を低減させ、バルブ１２と開口部９間の冷媒の漏れを低減できるので、高い能力の圧縮機を提供することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は家庭用の冷凍サイクル応用機器等に用いられる圧縮機に関するものであり、特にその圧縮容量を可変とする圧縮機に関するものである。

従来、この種の圧縮機として、シリンダの一部に設けられた開口部と、この開口部を開閉するバルブと、このバルブの背面に高圧をかけて上記開口部を閉鎖するための高圧導入管を設けると共に、この高圧導入を停止した時上記バルブが上記開口部から離れて、その結果上記バルブによって閉鎖されていたバイパス管が上記開口部と連通し、シリンダ内のガスの一部がこのバイパス管を経て圧縮機の吸入側へバイパスし、圧縮機の容量を変化させるものがあった。（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来の容量可変式の圧縮機を示すものである。図７に示すように、開口部１９、バイパス機構部２０、高圧導入管２３等で構成されている。
特開昭６１−９３２８５号公報

しかしながら前記従来の構成では、上記バルブは基部に固定されていない。バルブの背部に圧力がかかり上記バイパス管の入り口がバルブで閉鎖されている状態でも、シリンダ内部の圧力変動によって瞬間的にバルブが脈動し、上記開口部とバルブとの間に隙間が発生することがあった。高圧ガスの一部はこの隙間を通ってバイパス管に洩れ、したがって十分な能力が得られなかった。本発明は、前記従来の課題を解決するもので、バイパス経路部におけるガスの洩れを低減することにより高い能力を得ることのできる圧縮機を提供することを目的とすると共に、バイパス機構部の構造を簡素化してコストの低減を目的としている。

前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、圧縮装置のシリンダの一部に設けられた切り欠き部と、この切り欠き部に呼応する開口部を有する主軸受と、この開口部を開閉するバルブと、このバルブを拘束するバルブストップが主軸受に装着されており、上記開口部が開放された時上記開口部と圧縮機低圧側と連通するごとく設けられた主軸受の密閉空間部と連通するバイパス路と上記開閉機構を制御するための高圧導入管とから構成されている。

これによって、上記バルブと開口部間の密閉性が向上すると共に、シリンダ内部の圧力変動によるバルブの瞬間的な脈動を防ぐことにより高圧ガスの洩れを低減させることができる。

以上のように本発明の圧縮機は、バイパス経路部における高圧ガスの洩れを低減することにより、高性能の圧縮機を提供することができ、なお且つバイパス部の構造の簡素化によってコストの低減を計ることができる。

第１の発明は圧縮装置のシリンダの一部に設けられた切り欠き部と、この切り欠き部に呼応する開口部を有する主軸受と、この開口部を開閉するバルブと、このバルブを拘束するバルブストップが主軸受に装着されており、上記開口部が開放された時上記開口部と圧縮機低圧側と連通するごとく設けられた主軸受の密閉空間部と連通するバイパス路と上記開閉機構を制御するための高圧導入管とから圧縮機を構成することにより、上記バルブの挙動を安定化しシリンダ内部の圧力変動による脈動を防ぐと共に、上記開口部とバルブ間の密閉性を向上させることにより高圧ガスの洩れを防ぐことができる。

第２の発明は、特に第１の発明のバイパス路を、主軸受の密閉空間部からシリンダ内部を通過し、胴シェルに設けられた孔より圧縮機外部へと連通させる構造とすることにより、外部に通じるまでの距離が長くなり、バルブで発生する開閉音の漏れを低減することができると共に、全能力運転の際にバルブ背面にかかる圧力の脈動を低減する効果が向上する。

第３の発明は、特に第１の発明のバイパス路を、主軸受の密閉空間部からシリンダ内部を通過し、副軸受内部を経て胴シェルに設けられた孔より圧縮機外部へと連通させる構造とすることにより、外部に通じるまでの距離が第３の発明よりもさらに長くなり、バルブで発生する開閉音の漏れを低減することができ、第２の発明と同様にバルブ背面にかかる圧力の脈動を低減できる。

第４の発明は、特に第１〜第３の発明で被圧縮冷媒が塩素を含まない代替冷媒であり、この場合運転時に圧縮機内部が高圧になるため、圧縮装置に高い密閉性が要求されるが、本発明によりバイパス経路部での密閉性の高い圧縮機を提供することができる。

第５の発明は、特に第１〜第３の発明で被圧縮冷媒が二酸化炭素であり、この場合第５の発明よりもさらに圧縮機内部が高圧になるが、本発明によりバイパス経路部での密閉性の高い圧縮機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１及び図２、図３、図４は、本発明の第１の実施の形態における圧縮機の圧縮機構部を示すものである。

図１において、シリンダ空間は主軸受１、副軸受４、シリンダ部材３によって構成されている。２は圧縮機構部に動力を伝達するシャフト、５は回転圧縮を行うローリングピストンである。１０は、シリンダ材３に設けられた切り欠き部で、それに呼応して主軸受１に開口部９が設けられている。なお、これら圧縮機構部は胴シェル１１によって密閉されている。図２に開口部の拡大図を示す。図２において、バルブ１２はバルブストップ１３によって主軸受に固定されている。またこのバルブ１２は切り欠き部１０に呼応して設けられた開口部９を閉鎖すべく設置されている。また、図３にローリングピストン回転面に対して垂直方向から見た断面図、図４には実使用時のサイクル図を示す。図３において１４はシリンダ空間を低圧室と高圧室に仕切るベーン、１５は吐出孔で、この吐出孔に吐出管１７が接続されており、さらには熱源側熱交換器２４、減圧器２５、吸入側熱交換器２６を通じて、低圧ガスの吸入管１６、シリンダ内の吸入孔９へと接続されている。また２０は圧縮容量制御のためのバイパス路で、胴シェル１１の外部に導かれる。このバイパス路は胴シェル外部で２方向に分岐しており、一方は電磁弁２１をとバイパス管１８を通じて吸入管１６に接続されている。もう一方は電磁弁２２と高圧導入管２３を通じて吐出管１７に接続されている。

以上のように構成された圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。

まず、圧縮機を全能力で運転する場合、電磁弁２１は閉鎖、電磁弁２２は開放され、ピストン５は矢印Ａの方向に回転する。従って高圧導入管２３には高圧ガスが導かれているため、密閉空間６内に高圧ガスが満たされる。その結果、バルブ１２には背部から圧力がかかり、開口部９を閉鎖する。このとき吸入口１９からシリンダ３内に吸入された冷媒の大部分が吐出孔１５を通って吐出管１７へ吐出される。したがって圧縮機は高能力で運転される。

次に圧縮機を制御能力で運転する場合、電磁弁２１は開放、電磁弁２２は閉鎖される。そのため、密閉空間６には高圧ガスは導入されず、バイパス路２０はバイパス管１８を通じて吸入管１６へと通じる。この時、シリンダ３内の冷媒ガスの一部は、圧縮途中にバイパス管１８を通じて吸入管１６に戻され、吐出孔１５より吐出される冷媒は大幅に減少する。その結果圧縮機は能力を減少させた運転を行う。

以上のように、本実施の形態においては全能力運転、制御能力運転と２通りの運転形態が存在するが、本発明は特に全能力運転時に着目したものである。バルブ１２を主軸受１に固定することにより、シリンダ３内の圧力変動に対する不安定な挙動を低減すると共に、開口部９とバルブ１２の隙間からの冷媒の洩れを低減させ、高能力の運転を実施することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の第２の実施の形態の圧縮機構部の断面図である。図１と異なるのは、バイパス路８がシリンダ３内部を経て胴シェル１１の外部へと導かれている点である。このような構成とすることにより、能力制御運転時に開閉運動をするバルブ１２から発生する音の外部への漏れを低減すると共に、高圧導入管からの圧力脈動を緩衝、低減できる。

（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態の圧縮機構部の断面図である。図１、図４と異なるのは、バイパス路８がシリンダ３内部、副軸受４内部を通過して胴シェル１１の外部へと導かれている点である。このような構成とすることにより、バルブ１２から発生する開閉音の外部への漏れを実施の形態３以上に低減できると同時に、高圧導入管からの圧力脈動も緩衝、低減できる。

以上のように、本発明にかかる圧縮機は、高能力かつ低騒音の運転が可能となるので、冷凍空調機のみでなく、除湿機等室内で使用する用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１における圧縮機の圧縮機構部の断面図 本発明の実施の形態１における圧縮機のバイパス機構詳細図 本発明の実施の形態１における圧縮機の圧縮機構部の平面図 本発明の実施の形態１における冷凍サイクルの概略図 本発明の実施の形態２における圧縮機の圧縮機構部の断面図 本発明の実施の形態３における圧縮機の圧縮機構部の断面図 従来の圧縮機のバイパス機構及び冷凍サイクル図

符号の説明

１ 主軸受
２ シャフト
３ シリンダ
４ 副軸受
５ ピストン
６ 密閉空間部
７ 蓋
８ バイパス口
９ 開口部
１０ 切り欠き部
１１ 胴シェル
１２ バルブ
１３ バルブストップ
１４ ベーン
１５ 吐出孔
１６ 吸入管
１７ 吐出管
１８ バイパス管
１９ 吸入口
２０ バイパス路
２１ 電磁弁
２２ 電磁弁
２３ 高圧導入管
２４ 熱源側熱交換器
２５ 減圧器
２６ 吸入側熱交換器

Claims (5)

1. 密閉容器内に電動機部と圧縮機部を収納し、前記圧縮機部は円筒状シリンダと前記円筒状シリンダの両端面に圧縮室を構成する主軸受と副軸受と前記圧縮室内で公転運動するローラーと前記ローラーに公転運動を与える前記電動機と結合しているクランク軸と前記シリンダの円筒状内周面とをさらに複数の密閉空間に仕切るベーンと前記主軸受に設けられた吐出孔と吐出弁を構成要素に持つ密閉圧縮機にあって、圧縮機部のシリンダ部材の一部に設けられた切り欠き部と、この切り欠き部に呼応する開口部を有する主軸受と、この開口部を開閉するバルブと、このバルブを拘束するバルブストップが主軸受に装着されており、上記開口部が開放された時上記開口部と圧縮機低圧側と連通するごとく設けられた主軸受の密閉空間部と連通するバイパス路と上記開閉機構を制御するための高圧導入管とから構成される圧縮機。
2. 主軸受に設けられた開口部と圧縮機低圧側を連通させるバイパス路の経路が、主軸受の密閉空間部からシリンダ部材内部を経て、胴シェルに設けられた穴より圧縮機外部へと通ずる機構の請求項１に記載の圧縮機。
3. 主軸受に設けられた開口部と圧縮機低圧側を連通させるバイパス路の経路が、主軸受の密閉空間部からシリンダ部材内部、副軸受を経て、胴シェルに設けられた穴より圧縮機外部へと通ずる機構の請求項１に記載の圧縮機。
4. 圧縮されるガスが、塩素を含まない代替冷媒である請求項１に記載の圧縮機。
5. 圧縮されるガスが、二酸化炭素等の自然冷媒である請求項１に記載の圧縮機。