JP2009041402A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントハウジング部材の高温化に起因する種々の不都合を防止する気体圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機構部１０が収容されたコンプレッサハウジング部材３と、コンプレッサハウジング部材３の開口側の側面に配置されたフロントハウジング部材４とを備えた気体圧縮機１Ａにおいて、コンプレッサハウジング部材３と圧縮機構部１０の間と、圧縮機構部１０とフロントハウジング部材４との間が各Ｏリング３２，３３によってそれぞれシールされ、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４は、互いに対向する側面同士が隙間ｄ１を開けた状態で固定された。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和装置等に使用される冷凍サイクルを構成し、冷凍サイクル内の冷媒を圧縮する気体圧縮機に関する。

この種の従来の気体圧縮機としては、特許文献１に開示されたものがある。この気体圧縮機１００は、図５に示すように、ハウジング１０１を有する。このハウジング１０１は、圧縮機構部１１０が収容された第１ハウジング部材であるコンプレッサハウジング部材１０２と、このコンプレッサハウジング部材１０２の開口側の側面に配置された第２ハウジング部材であるフロントハウジング部材１０３とから構成されている。

圧縮機構部１１０は、シリンダ部材１１１と、この両側に固定されたフロントサイドブロック１１２及びリアサイドブロック１１３とを有し、これら部材１１１，１１２，１１３によって内部にシリンダ室１１４が構成されている。このシリンダ室１１４にはベーン１１５付きのロータ１１６が収容されている。ロータ１１６の回転軸１１７は、フロントサイドブロック１１２を貫通して外部に突出され、この突出箇所から回転力を受けてロータ１１６が回転する。

圧縮機構部１１０のフロントサイドブロック１１２とフロントハウジング部材１０３には、シリンダ室１１４に冷媒を供給する冷媒吸入経路１２０が形成されている。リアサイドブロック１１３とコンプレッサハウジング部材１０２には、シリンダ室１１４から吐出された冷媒を排出する冷媒吐出経路１２１が形成されている。

一方、フロントハウジング部材１０３の側面と、コンプレッサハウジング部材１０２及びフロントサイドブロック１１２の各側面とは互いに突き合わされ、コンプレッサハウジング部材１０２とフロントハウジング部材１０３間、及び、フロントハウジング部材１０３と圧縮機構部１１０のフロントサイドブロック１１２間は、ボルト１２２，１２３によってそれぞれ固定されている。又、フロントハウジング部材１０３とフロントサイドブロック１１２とコンプレッサハウジング部材１０２の互いに突き合わされた側面の間には、Ｏリング１２４が介在され、このＯリング１２４によって三つの部材間が共にシールされている。

上記気体圧縮機１００では、冷媒吸入経路１２０を通って冷媒が圧縮機構部１１０のシリンダ室１１４に供給され、圧縮機構部１１０のシリンダ室１１４で圧縮された冷媒が冷媒吐出経路１２１を通って排出される。ここで、冷媒吸入経路１２０内の吸入冷媒は低温であるが、圧縮作用を受けた冷媒吐出経路１２１内の吐出冷媒は高温である。又、圧縮作用を行う圧縮機構部１１０は、冷媒を吸入する吸入領域では冷温であるが、それ以外の領域では非常な高温となるため、平均としては高温となる。そして、コンプレッサハウジング部材１０２の内面は、吐出冷媒に直接接触すると共に、圧縮機構部１１０にも直接接触するため、これら部材からの熱伝導によって高温となる。

特開２００６−１４４６２３号公報

しかしながら、前記従来例の気体圧縮機１００では、コンプレッサハウジング部材１０２とフロントハウジング部材１０３は、互いに側面が突き合わされているため、コンプレッサハウジング部材１０２の高温がフロントハウジング部材１０３に直接に熱伝導によって伝達される。フロントハウジング部材１０３が高温となると、フロントハウジング部材１０３内を通る吸入冷媒の温度が上昇する。吸入冷媒の温度が上昇すると、圧縮機構部１１０に吸入される冷媒の密度が下がり、気体圧縮機１００の圧縮効率が低下するという問題がある。気体圧縮機１００が電動圧縮機の場合、フロントハウジング部材１０３には発熱素子であるインバータ（図示せず）等が搭載され、フロントハウジング部材１０３の高温化は、インバータ（図示せず）の冷却に支障を来すことになる。

特に、コンプレッサハウジング部材１０２とフロントハウジング部材１０３は、通常では熱伝導性の高いアルミ合金で形成されるため、吸入される冷媒の温度上昇が促進されることからその対策が望まれる。

また、前記従来例の気体圧縮機では、圧縮機構部のフロントサイドブロックと第２ハウジング部材も、互いに側面が突き合わされているため、圧縮機構部の高温が第２ダウジング部材に直接に熱伝導によって伝達される。従って、このような熱伝達経路によっても第２ハウジング部材であるフロントハウジング部材が高温化するという問題がある。

そこで、本発明は、第２ハウジング部材の高温化に起因する種々の不都合を防止できる気体圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１の発明は、圧縮機構部が収容された第１ハウジング部材と、前記第１ハウジング部材の開口側の側面に配置された第２ハウジング部材とを備えた気体圧縮機において、前記第１ハウジング部材と前記圧縮機構部の間と、前記圧縮機構部と前記第２ハウジング部材との間が各シール手段によってそれぞれシールされ、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材は、互いに対向する側面同士が隙間を介して固定されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の気体圧縮機であって、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材の隙間には、前記シール手段を兼用する熱伝導性の低いガスケットが配置されたことを特徴とする。

請求項３の発明は、圧縮機構部が収容された第１ハウジング部材と、前記第１ハウジング部材の開口側の側面に配置された第２ハウジング部材とを備えた気体圧縮機において、前記第１ハウジング部材と前記圧縮機構部の間と、前記圧縮機構部と前記第２ハウジング部材との間が各シール手段によってそれぞれシールされ、前記第２ハウジング部材と前記圧縮機構部は、互いに対向する側面同士が隙間を介して固定されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３記載の気体圧縮機であって、前記第２ハウジング部材と前記圧縮機構部の隙間には、前記シール手段を兼用する熱伝導性の低いガスケットが配置されたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４記載の気体圧縮機であって、前記第１ハウジング部材と前記第２ハウジング部材は、互いに対向する側面同士が隙間を介して固定されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、第１ハウジング部材と第２ハウジング部材との間には隙間があるため、第１ハウジング部材の高温が第２ハウジング部材に直接に熱伝導によって伝達されることがない。従って、第２ハウジング部材の高温化を抑制できる。

ここで、第２ハウジング部材に冷媒吸入経路が設けられている場合には、第２ハウジング部材が吸入される冷媒の温度上昇をもたらさず、第２ハウジング部材の高温化に起因する圧縮効率の低下を防止できる。又、第２ハウジング部材にインバータ等が搭載されている場合には、第２ハウジング部材がインバータの冷却に支障を来す要因にならない。

請求項２の発明によれば、第１ハウジング部材から第２ハウジング部材への熱伝導は、熱伝導性の低いガスケットを介して行われるため、第１の実施の形態と同様に、第２ハウジング部材の高温化を抑制できる。

請求項３の発明によれば、圧縮機構部と第２ハウジング部材との間には隙間があるため、圧縮機構部の高温が第２ハウジング部材に直接に熱伝導によって伝達されることがない。従って、第２ハウジング部材の高温化を抑制できる。

ここで、第２ハウジング部材に冷媒吸入経路が設けられている場合には、第２ハウジング部材が吸入される冷媒の温度上昇をもたらさず、第２ハウジング部材の高温化に起因する圧縮効率の低下を防止できる。又、第２ハウジング部材にインバータ等が搭載されている場合には、第２ハウジング部材がインバータの冷却に支障を来す要因にならない。

請求項４の発明によれば、圧縮機構部から第２ハウジング部材への熱伝達は、熱伝導性の低いガスケットを介して行われるため、第２の実施の形態と同様に、第２ハウジング部材の高温化を抑制できる。

請求項５の発明によれば、請求項３又は請求項４の発明の効果に加え、第１ハウジング部材から第２ハウジング部材への熱伝導は、隙間を介して行われるため、第２ハウジング部材の高温化をより確実に抑制できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１及び図２は第１の実施の形態を示し、図１は気体圧縮機の断面図、図２は図１の要部拡大図である。

図１に示すように、気体圧縮機１Ａは、電動式の圧縮機であり、ハウジング２を有する。このハウジング２は、円筒状の第１ハウジング部材であるコンプレッサハウジング部材３と、このコンプレッサハウジング部材３の一方の開口側の側面に配置された第２ハウジング部材であるフロントハウジング部材４と、コンプレッサハウジング部材３の他方の側面に配置されたリアハウジング部材５とから構成されている。これら各ハウジング部材３，４，５は、アルミ合金製である。

圧縮機構部１０は、コンプレッサハウジング部材３の内部に収容されている。圧縮機構部１０は、ほぼ楕円形状の内周面が形成されたシリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１の側面に配置されたフロントサイドブロック１２及びリアサイドブロック１３とを備えている。これらブロック１１，１２，１３内にシリンダ室１４が形成されている。これらブロック１１，１２，１３はアルミ合金製である。リアサイドブロック１３とシリンダブロック１１には、コンプレッサハウジング部材３より挿入されたボルト３０が螺入されている。このボルト３０によって圧縮機構部１１０はコンプレッサハウジング部材３に固定されている。

シリンダ室１４内にはロータ１５が収容されている。このロータ１５の中心には回転軸１６が貫通され、ロータ１５と回転軸１６は固定されている。この回転軸１６は、フロントサイドブロック１２とリアサイドブロック１３に回転自在に支持されている。回転軸１６のリアサイドブロック１３側は、リアサイドブロック１３より外部に突出されている。ロータ１５の外周の等間隔位置には、ベーン１７が突出・後退自在にそれぞれ設けられている。各ベーン１７は、ロータ１５の回転時には背圧及び自らの遠心力によってシリンダ室１４の内壁に当接しつつ移動する。この隣接するベーン１７によって、シリンダ室１４内には複数の圧縮室が形成される。各圧縮室は、ロータ１５の回転に応じてその容積を拡大し、冷媒を吸入する吸入工程と、容積を縮小し、吸入した冷媒を圧縮し、且つ、吐出する圧縮行程を繰り返す。

フロントサイドブロック１２とフロントハウジング部材４には、吸入室１８ａ吸入ポート（図示せず）等から成る冷媒吸入経路１８が形成されている。リアサイドブロック１３とコンプレッサハウジング部材３とリアハウジング部材５には、吐出室１９ａ、吐出ポート１９ｂ等から成る冷媒吐出経路１９が形成されている。そして、圧縮室の吸入工程時には、冷媒吸入経路１８を介して冷媒がシリンダ室１４の圧縮室に吸引され、圧縮行程の後半時には、シリンダ室１４の圧縮室で圧縮された冷媒が冷媒吐出経路１９より排出される。

モータ２０は、リアハウジング部材５の内部に収容されている。モータ２０は、回転軸２１に固定されたロータ２２と、リアハウジング部材５の内周面に固定されたステータ２３とを備えている。回転軸２１の両端部は、リアハウジング部材５とリアサイドブロック１３に各軸受け２４を介して回転自在に支持されている。回転軸２１のリアサイドブロック１３側の端は、圧縮機構部１０の回転軸１６に連結されている。モータ２０の回転を受けて圧縮機構部１０のロータ１５が回転される。ロータ２２の外周にはＳ極とＮ極が円周方向に交互に着磁されている。ステータ２３は、強磁性体のヨーク２３ａとこれに巻装されたコイル２３ｂとから成る。このコイル２３ｂには、インバータ等から成るモータ駆動回路（図示せず）より駆動電流が通電される。モータ駆動回路は、図示されていないが、フロントハウジング部材４に搭載されている。

次に、各ハウジング部材３，４，５間の固定及びシールについて説明する。コンプレッサハウジング部材３とリアハウジング部材５は、互いの側面同士が密着された状態で固定されている。そして、互いに対向する側面の間にはＯリング３１が介在され、このＯリング３１によってコンプレッサハウジング部材３とリアハウジング部材５間がシールされている。

コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４は、互いに対向する側面同士が隙間ｄ１を開けた状態で配置されている。そして、フロントハウジング部材４と圧縮機構部１０のフロントサイドブロック１２の間は、ボルト３４によって固定されている。以上より、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４は、互いに対向する側面同士が隙間ｄ１を開けた状態で圧縮機構部１０を介して固定されている。

又、コンプレッサハウジング部材３と圧縮機構部１０のフロントサイドブロック１２の間と、圧縮機構部１０のフロントサイドブロック１２とフロントハウジング部材４との間は、シール手段であるＯリング３２，３３によってそれぞれシールされている。

つまり、従来例では、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４との間をシールすることによってコンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材２間の気密を保持していた。これに対し、本実施の形態では、コンプレッサハウジング部材３とフロントサイドブロック１２との間と、フロントサイドブロック１２とフロントハウジング部材４との間をシールすることによって、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４内の気密を実質的に保持している。

上記構成において、冷媒吸入経路１８を通って冷媒が圧縮機構部１０のシリンダ室１４に吸引され、圧縮機構部１０のシリンダ室１４で圧縮された冷媒が冷媒吐出経路１９を通って排出される。ここで、冷媒吸入経路１８を通って吸入される冷媒は低温であるが、冷媒吐出経路１９を通って排出される冷媒は、高温である。又、圧縮作用を行う圧縮機構部１０は、その圧縮作用によって平均温度として高温になる。そして、吐出冷媒や圧縮機構部１０の高温によってコンプレッサハウジング部材３が高温になる。しかし、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４との間には隙間ｄ１があるため、コンプレッサハウジング部材３の高温の熱がフロントハウジング部材４に直接に熱伝導によって伝達されることがない。従って、フロントハウジング部材４の高温化を抑制できる。尚、コンプレッサハウジング部材３の高温の熱は、リアハウジング部材５に熱伝導によって伝達されたり、外気に放熱される。

このようにフロントハウジング部材４の高温化が抑制されるため、フロントハウジング部材４内の冷媒が温度上昇されず、フロントハウジング部材４の高温化に起因する圧縮効率の低下を防止できる。又、フロントハウジング部材４の高温化が抑制されるため、フロントハウジング部材４がインバータ（図示せず）の冷却に支障を来す要因にならない。

この第１の実施の形態の変形例として、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４との隙間ｄ１に、熱伝導性の低いガスケットを配置する構成が考えられる。

図３及び図４は第２の実施の形態を示し、図３は気体圧縮機の断面図、図４は図３の要部拡大図である。

図３及び図４に示すように、この第２の実施の形態にかかる気体圧縮機１Ｂは、前記第１の実施の形態のものと比較するに、フロントハウジング部材４と圧縮機構部１０のフロントサイドブロック１２の互いに対向する側面の間には、隙間ｄ２が介在されている。この隙間ｄ２には、熱伝導性の低いシール手段であるガスケット４０が配置されている。ガスケット４０は、例えばゴム材とこの両側を金属シートで挟み込んだ三層構造から成り、フロントハウジング部材４とフロントサイドブロック１２の間のシール手段を兼用している。従って、第１の実施の形態のように、Ｏリング３３が介在されていない。

又、フロントハウジング部材４とコンプレッサハウジング部材３の間は、前記第１の実施の形態と同様に、互いに対向する側面同士が隙間ｄ１を開けた状態に配置されている。そして、フロントハウジング部材４とコンプレッサハウジング部材３の間は、ボルト４１によって直接固定されている。

他の構成は、前記第１の実施の形態と同様であるため、同一構成箇所には同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態では、フロントハウジング部材４と圧縮機構部１０のフロントサイドブロック１２との間にはガスケット４０が介在されている。従って、圧縮機構部１０からフロントハウジング部材４への熱伝達は、熱伝導性の低いガスケット４０を介して行われるため、フロントハウジング部材４の高温化を抑制できる。

この第２の実施の形態では、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４は、前記第１の実施の形態と同様に、互いに対向する側面同士が隙間ｄ１を開けた状態で固定されている。従って、コンプレッサハウジング部材３の熱がフロントハウジング部材４に直接に熱伝導によって伝達されることがないため、フロントハウジング部材４の高温化を更に有効に抑制できる。

この第２の実施の形態の第１変形例として、圧縮機構部１０のフロントサイドブロック１２とフロントハウジング部材４との間は、ガスケット４０を介在せずに単なる空間の隙間とする構成が考えられる。この第１変形例では、圧縮機構部１０の高温の熱がフロントハウジング部材４に直接に熱伝導によって達されないため、前記第２の実施の形態と同様に、フロントハウジング部材４の高温化を抑制できる。

この第２の実施の形態の第２変形例として、前記第１の実施の形態の変形例と同様に、コンプレッサハウジング部材３とフロントハウジング部材４との隙間ｄ１に、熱伝導性の低いガスケットを配置する構成が考えられる。

本発明の第１の実施の形態を示し、気体圧縮機の断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示し、図１の要部拡大図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、気体圧縮機の断面図である。 本発明の第２の実施の形態を示し、図３の要部拡大図である。 従来例の気体圧縮機の断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ 気体圧縮機
３ コンプレッサハウジング部材（第１ハウジング部材）
４ フロントハウジング部材（第２ハウジング部材）
１０ 圧縮機構部
３２ Ｏリング（シール手段）
３３ Ｏリング（シール手段）
４０ ガスケット
ｄ１，ｄ２ 隙間

Claims (5)

1. 圧縮機構部（１０）が収容された第１ハウジング部材（３）と、
   前記第１ハウジング部材（３）の開口側の側面に配置された第２ハウジング部材（４）とを備えた気体圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）において、
   前記第１ハウジング部材（３）と前記圧縮機構部（１０）の間と、前記圧縮機構部（１０）と前記第２ハウジング部材（４）との間が各シール手段（３２），（３３），（４０）によってそれぞれシールされ、
   前記第１ハウジング部材（３）と前記第２ハウジング部材（４）は、互いに対向する側面同士が隙間（ｄ１）を介して固定されたことを特徴とする気体圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）。
2. 請求項１記載の気体圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）であって、
   前記第１ハウジング部材（３）と前記第２ハウジング部材（４）の隙間（ｄ１）には、前記シール手段を兼用する熱伝導性の低いガスケットが配置されたことを特徴とする気体圧縮機（１Ａ），（１Ｂ）。
3. 圧縮機構部（１０）が収容された第１ハウジング部材（３）と、
   前記第１ハウジング部材（３）の開口側の側面に配置された第２ハウジング部材（４）とを備えた気体圧縮機（１Ｂ）において、
   前記第１ハウジング部材（３）と前記圧縮機構部（１０）の間と、前記圧縮機構部（１０）と前記第２ハウジング部材（４）との間が各シール手段（３２），（４０）によってそれぞれシールされ、
   前記第２ハウジング部材（４）と前記圧縮機構部（１０）は、互いに対向する側面同士が隙間（ｄ２）を介して固定されたことを特徴とする気体圧縮機（１Ｂ）。
4. 請求項３記載の気体圧縮機（１Ｂ）であって、
   前記第２ハウジング部材（４）と前記圧縮機構部（１０）の隙間（ｄ２）には、前記シール手段を兼用する熱伝導性の低いガスケット（４０）が配置されたことを特徴とする気体圧縮機（１Ｂ）。
5. 請求項３又は請求項４記載の気体圧縮機（１Ｂ）であって、
   前記第１ハウジング部材（３）と前記第２ハウジング部材（４）は、互いに対向する側面同士が隙間（ｄ１）を介して固定されたことを特徴とする気体圧縮機（１Ｂ）。

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