JP2008002338A - 密閉型圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２つの圧縮部を備えたロータリ圧縮機において、吐出弁体を、付勢部材と弁座とにより構成して仕切板内に設け、吐出弁体にて各圧縮部の吐出口を交互に開閉し、密閉容器の内部空間と圧縮室との圧力差による軸受等の弁取付け面の変形を抑制することができる密閉型圧縮機を提供する。
【解決手段】 密閉容器１内に、２つの圧縮部2A,2B を仕切板7 を介して軸方向に配設し、各圧縮部にシリンダ8a,8b と、偏心クランク部4a,4b と、シリンダ内を偏心回転するローラ14a,14b と、圧縮した冷媒を吐出する吐出口21と、この吐出口を開閉する吐出弁体22とを備えた密閉型圧縮機において、吐出弁体を、付勢部材24と、同付勢部材の両端に設けられた弁座25とにより構成して各圧縮部の吐出口を交互に開閉するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は空調機や冷凍機等に用いられる密閉型圧縮機に係わり、詳しくは、仕切板を挟んで圧縮部を２つ備えたロータリ圧縮機において、吐出弁体を仕切板内に設け、同吐出弁体を付勢部材と、同付勢部材の両端に設けられた弁座とにより構成し、吐出弁体にて各圧縮部の吐出口を開閉することにより、密閉容器の内部空間と圧縮室との圧力差による弁取付け部の変形を抑制し、信頼性の向上を図る吐出弁体の構成に関する。

従来、圧縮室で圧縮された冷媒は、一般的に軸方向に吐出する場合は軸受側へ、シリンダ方向の場合はシリンダ外周部へ吐出される。その際、通常は平板または円筒板の吐出弁が使用される。図６は平板の吐出弁を用いた一例の要部断面図で、上下２段構成の上側の圧縮部の一部を示したものである。

圧縮部５０は上軸受５１と仕切板５２の間に収容されたシリンダ５３と、図示しない電動機のシャフトの外周部に設けられた偏心クランク部５４と、同偏心クランク部５４により、前記シリンダ５３のシリンダ室内を偏心回転するローラ５５と、同ローラ５５により形成される空間を吸入室（図示せず）と圧縮室５６に分割するベーン（図示せず）とから構成されている。

前記上軸受５１には前記圧縮室５６で圧縮された冷媒ガスを密閉容器の内部空間に吐出する吐出孔５７が設けられ、この吐出孔５７の上部には前記上軸受５１の上面を弁着座面５１ａとし、前記吐出孔５７を開閉する平板状の吐出弁５８がボルト５９により取り付けられている。

前記吐出孔５７の空間、即ち前記弁着座面５１ａと前記圧縮室５６との間の空間は、圧縮室５６の容積が最小となっても、圧縮された冷媒がローラにより押し出されることができずに、吸入圧力となった前記圧縮室５６に再び開放され、再圧縮しなければならないため、その空間はデッドボリュームとなり性能上不利となる。デッドボリュームを小さくするためには、吐出孔５７の径を小さくする方法と、吐出弁５８の弁取付け部および弁部品を含めて厚さを薄くする方法がある。上記の吐出孔５７の径を小さくすると流路抵抗が大きくなるため、通常は厚さを薄くして対応している。

そこで、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、弁取付け部の壁面の厚さを薄くしたものが知られている。図７（Ａ）は図６と同様、弁取付け部の要部断面図で、（Ｂ）は上面から見た斜視図である。両図において、上軸受５１の弁取付け部５１ｂに凹状の段差部を設けて、その厚さＨを薄くしたものである。これにより、吐出孔５７ａの空間の容積を小さくでき、デッドボリュームを小さくすることができる。

しかしながら、上記の場合、弁取付け部５１ｂの厚さＨを薄くしたため、圧縮室の圧力より、密閉容器の内部空間（吐出空間）の圧力が高い場合、その圧力差により、弁取付け部５１ｂの薄い部分が圧力の低い圧縮室５６内へと変形し、最悪の場合はローラロックが発生してしまい、信頼性面で問題となる。そこで、弁取付け部の壁面の薄い部分をできるだけ狭くできる吐出弁構造の圧縮機が望まれていた。

尚、上記技術に関連した資料として例えば、特許文献１などが知られている。
特開平４−１４３４８２号公報（１〜２、６頁、第１、４図）

本発明は上記の問題点に鑑み、仕切板を挟んで２つの圧縮部を並設したロータリ圧縮機において、吐出弁体を、付勢部材と、同付勢部材の両端に設けられた弁座とにより構成して仕切板内に設け、前記吐出弁体にて前記各圧縮部の吐出口を開閉することにより、弁着座面の面積を小さくし、密閉容器の内部空間と圧縮室との圧力差による弁取付け部の変形を抑制し、信頼性の向上を図ることができる密閉型圧縮機を提供することを目的としている。

本発明は上述の課題を解決するため、密閉容器内に、仕切板を挟んで２つの圧縮部を並設し、前記各圧縮部にシリンダと、偏心クランク部と、前記シリンダ内を偏心回転するローラと、圧縮した冷媒を吐出する吐出口と、同吐出口を開閉する吐出弁体とを備えた密閉型圧縮機において、
前記仕切板に、前記吐出弁体を収納する吐出弁室と、前記圧縮冷媒を前記吐出弁室に導く吐出口と、前記吐出弁室と前記密閉容器の内部空間とを連通する吐出孔を設け、前記吐出弁体を前記吐出弁室内を移動する付勢部材と、同付勢部材の両端に設けられ、前記吐出口を開閉する弁座とにより構成している。

また、前記仕切板を、２つに分割し、前記吐出弁室の壁面に前記弁座の弁着座面を形成してなる構成となっている。

さらに、前記各シリンダと前記仕切板との間に平板を挟ませ、その平板面を前記弁座の弁着座面としてなる構成となっている。

本発明によれば、仕切板を挟んで２つの圧縮部を並設したロータリ圧縮機において、吐出弁体を、付勢部材と、同付勢部材の両端に設けられた弁座とにより構成して仕切板内に設け、前記吐出弁体にて前記各圧縮部の吐出口を開閉することにより、弁着座面の面積を小さくし、密閉容器の内部空間と圧縮室との圧力差による弁取付け部の変形を抑制し、信頼性の向上が図れる密閉型圧縮機とすることができる。

本発明の密閉型圧縮機の実施の形態をツインロータリ圧縮機による実施例に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明におけるロータリ圧縮機の側断面図で、図２は本発明の圧縮部２Ａの動作を説明する要部拡大横断面である。

図１および図２において、１は密閉容器で、この密閉容器１内の下部には、２つの第１圧縮部２Ａと第２圧縮部２Ｂとが収容され、上部には電動機３が収容されている。この電動機３は、密閉容器１の内面に固定されるステータ５と、このステータ５の内側に所定の間隙を存して配置されたシャフト４に嵌着されるロータ６とから構成されている。そして、前記第１圧縮部２Ａおよび第２圧縮部２Ｂは，前記シャフト４に形成され，圧縮工程がそれぞれ１８０度位相をずらして偏心回転する偏心クランク部４ａ，４ｂを介して連結されている。

前記第１圧縮部２Ａおよび第２圧縮部２Ｂは、それぞれ前記シャフト４の下部に仕切板７を介して上下に配設される第１シリンダ８ａおよび第２シリンダ８ｂを備えている。

前記第１シリンダ８ａの上面部には上軸受９が重ね合わされ、ボルト等を介して前記第１シリンダ８ａに取付け固定されている。

また、前記第２シリンダ８ｂの下面部には下軸受１０が重ね合わされ、ボルト等を介して前記第２シリンダ８ｂに取付け固定される。そして、前記シャフト４は、中途部と下端部が前記上軸受９と前記下軸受１０に回転自在に軸支されている。

前記第１シリンダ８ａと第２シリンダ８ｂの内径部は、前記仕切板７により上下に区画され、前記第１シリンダ８ａと第２シリンダ８ｂの内部（シリンダ室）には、前記シャフト４の外周部に設けられた前記偏心クランク部４ａ，４ｂにより、偏心回転する第１および第２ローラ１４ａ、１４ｂが配設されている。

前記第１シリンダ８ａおよび第２シリンダ８ｂの内部（シリンダ室）は、それぞれ圧縮室１５ａ，１６ａと吸入室１５ｂ，１６ｂとに仕切り、吐出圧が吸入室１５ｂ，１６ｂに漏れないようにするためのベーン（図示せず）が設けられ、このベーンの先端部が偏心回転する前記第１ローラ１４ａに圧接し、前記第１シリンダ８ａに設けられているベーン溝部（図示せず）内を往復運動する。

上記構成において、冷媒ガスは吸入管（図示せず）から前記第１シリンダ８ａおよび第２シリンダ８ｂに設けられた流路（図示せず）を通じて前記第１シリンダ８ａおよび第２シリンダ８ｂの内部（シリンダ室）に導かれる。前記電動機３に通電し、前記ロータ６と一体のシャフト４を回転させると、前記第１ローラ１４ａおよび第２ローラ１４ｂは偏心回転運動を行い、前記圧縮室１５ａ，１６ａおよび吸入室１５ｂ，１６ｂの容積が変化し、これに伴い冷媒ガスは吸入、圧縮される。

前記仕切板７の内部には吐出弁室２０が設けられ、この吐出弁室２０には、前記圧縮室１５ａ，１６ａと連通し、圧縮した冷媒を前記吐出弁室２０に導く吐出口２１ａおよび２１ｂと、前記吐出弁室２０内を移動し、前記吐出口２１ａを開閉する吐出弁体２２とが備えられている。また、前記仕切板７には前記吐出弁室２０と前記密閉容器１の内部空間（吐出空間）１ａとを連通する吐出孔２３が設けられている。

前記吐出弁体２２は、前記圧縮部２Ａの前記吐出口２１ａと、前記圧縮部２Ｂの前記吐出口２１ｂの方向にそれぞれ付勢するコイルばねからなる付勢部材２４と、同付勢部材２４の両端に設けられ、前記吐出口２１ａ，２１ｂを開閉する弁座２５ａ．２５ｂとにより構成され、前記吐出弁体２２にて前記各圧縮部２Ａ，２Ｂの吐出口２１ａ，２１ｂを交互に開閉してなる構成となっている。

図２に示すように、前記圧縮部２Ａの前記圧縮室１５ａで圧縮された冷媒ガスは、その圧力が前記密閉容器１の内部空間１ａの圧力（吐出孔２３も同じ圧力）より上昇して、前記吐出弁体２２を付勢し、前記弁座２５ａを押圧して前記吐出口２１ａを開く。この時、圧縮過程の前記圧縮部２Ｂの前記圧縮室１６ａの圧力は、前記吐出孔２３の圧力より低いため、その圧力差により前記弁座２５ｂは前記圧縮部２Ｂ側に付勢されて、前記吐出口２１ｂをシールする。即ち、前記弁座２５ｂは前記圧縮部２Ｂの前記シリンダ８ｂの上面を弁着座面２６ｂとして当接される。

そして、前記圧縮部２Ａの前記圧縮室１５ａで圧縮された冷媒ガスは、前記吐出孔２３を通り前記密閉容器１の内部空間１ａを経て、図１に示す吐出管Ｔより密閉容器１の外部に吐出される。

図３は前記圧縮部２Ｂの前記圧縮室１６ａで圧縮された冷媒ガスの吐出状態を示したものである。前記圧縮室１６ａで圧縮された冷媒ガスの圧力が前記密閉容器１の内部空間１ａの圧力より上昇し、前記圧縮室１６ａの圧縮冷媒ガスが吐出されると、前記吐出弁体２２を付勢し、前記弁座２５ｂを押圧して前記吐出口２１ｂを開く。この時、圧縮過程の前記圧縮部２Ａの前記圧縮室１５ａの圧力は、前記吐出孔２３の圧力より低いため、その圧力差により前記弁座２５ａは前記圧縮部２Ａ側に付勢されて、前記吐出口２１ａをシールする。即ち、前記弁座２５ａは前記圧縮部２Ａの前記シリンダ８ａの下面を弁着座面２６ａとして当接される。

そして、前記圧縮部２Ｂの前記圧縮室１６ａで圧縮された冷媒ガスは、上記図２と同様に、前記吐出孔２３を通り前記密閉容器１の内部空間１ａを経て、図１に示す吐出管Ｔより密閉容器１の外部に吐出される。

図４は吐出弁室の他の実施例を示したもので、（Ａ）は要部断面図、（Ｂ）は仕切板と吐出弁体の展開斜視図である。前記第１シリンダ８ａと第２シリンダ８ｂとを仕切る仕切板を、上仕切板７ａと下仕切板７ｂとに２分割し、両仕切板７ａ，７ｂを跨いで前記吐出弁体２２を収納する吐出弁室２０ａを設け、この吐出弁室２０ａの上下に前記弁座２５ａ，２５ｂの弁着座面２７ａ，２７ｂをそれぞれ形成し、両仕切板７ａ，７ｂに前記吐出弁室２０ａと前記圧縮室１５ａ，１６ａとを連通する吐出口２１ｃ，２１ｄを設けたものである。

図５は吐出弁室の更に他の実施例を示したもので、（Ａ）は要部断面図、（Ｂ）は仕切板と吐出弁体の展開斜視図である。仕切板７ｃに前記吐出弁体２２を収納する吐出弁室２０ｂを設け、前記仕切板７ｃと前記第１シリンダ８ａおよび前記第２シリンダ８ｂとの間に、それぞれ円板状の平板２８ａ，２８ｂを挟ませ、この平板２８ａ，２８ｂにそれぞれ吐出口２１ｅ，２１ｆを設け、この吐出口２１ｅ，２１ｆの吐出弁室２０ｂ側に突設する部分を、前記弁座２５ａ，２５ｂの弁着座面２８ａ１，２８ｂ１とする構成となっている。

上記に説明したように、密閉容器１内に、仕切板７を挟んで２つの圧縮部を並設し、圧縮した冷媒を吐出する吐出口を開閉する吐出弁体２２を備え、前記吐出弁体２２を、前記各圧縮部２Ａ，２Ｂの前記吐出口に付勢する付勢部材２４と、同付勢部材２４の両端に設けられた弁座２５ａ，２５ｂとにより構成して、前記仕切板７内に設けられた吐出弁室２０に収納し、前記吐出弁体２２の弁着座面を前記第１シリンダ８ａおよび前記第２シリンダ８ｂの壁面または、前記吐出弁室２０ａの上下壁面などに形成し、前記各圧縮部２Ａ，２Ｂの吐出口を開閉してなる構成とすることにより、弁着座面の面積を小さくし、密閉容器１の内部空間１ａと圧縮室との圧力差による弁取付け部の変形を抑制し、信頼性の向上が図れる密閉型圧縮機とすることができる。

本発明におけるツインロータリ圧縮機の側断面図である。 本発明における圧縮部２Ａの動作を説明する要部拡大横断面図である。 本発明における圧縮部２Ｂの動作を説明する要部拡大横断面図である。 （Ａ）本発明における吐出弁室の他の実施例示すもので、（Ａ）要部断面図で、（Ｂ）は仕切板および吐出弁体の展開斜視図である。 （Ａ）本発明における吐出弁室の更に他の実施例示すもので、（Ａ）要部断面図で、（Ｂ）は仕切板および吐出弁体の展開斜視図である。 従来例におけるロータリ圧縮機の要部断面図である。 従来例における他のロータリ圧縮機の、（Ａ）は要部断面図で、（Ｂ）は要部斜視図である。

符号の説明

１ 密閉容器
２Ａ 第１圧縮部
２Ｂ 第２圧縮部
３ 電動機
４ シャフト
４ａ、４ｂ偏心クランク部
５ ステータ
６ ロータ
７，７ａ，７ｂ，７ｃ 仕切板
８ａ 第１シリンダ
８ｂ 第２シリンダ
９ 上軸受
１０ 下軸受
１４ａ 第１ローラ
１４ｂ 第２ローラ
１５ａ，１６ａ 圧縮室
１５ｂ，１６ｂ 吸入室
２０，２０ａ，２０ｂ 吐出弁室
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ 吐出口
２２ 吐出弁体
２３ 吐出孔
２４ 付勢部材
２５ａ，２５ｂ 弁座
２６ａ，２６ｂ，２７ａ，２７ｂ，２８ａ１，２８ｂ１ 弁着座面
２８ａ，２８ｂ 平板
Ｔ 吐出管

Claims (3)

1. 密閉容器内に、仕切板を挟んで２つの圧縮部を並設し、前記各圧縮部にシリンダと、偏心クランク部と、前記シリンダ内を偏心回転するローラと、圧縮した冷媒を吐出する吐出口と、同吐出口を開閉する吐出弁体とを備えた密閉型圧縮機において、
   前記仕切板に、前記吐出弁体を収納する吐出弁室と、圧縮冷媒を前記吐出弁室に導く吐出口と、前記吐出弁室および前記密閉容器の内部空間とを連通する吐出孔とを設け、前記吐出弁体を前記吐出弁室内を移動する付勢部材と、同付勢部材の両端に設けられ、前記吐出口を開閉する弁座とにより構成してなることを特徴とする密閉型圧縮機。
2. 前記仕切板を、２つに分割し、前記吐出弁室の壁面に前記弁座の弁着座面を形成してなることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。
3. 前記各シリンダと前記仕切板との間に平板を挟ませ、その平板面を前記弁座の弁着座面としてなることを特徴とする請求項１に記載の密閉型圧縮機。

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