JP2011202527A - Rotary compressor - Google Patents

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Shin Sekiya
慎 関屋
Tetsuei Yokoyama
哲英 横山
Toshihide Koda
利秀 幸田
Hideaki Maeyama
英明 前山
Shinichi Takahashi
真一 高橋
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high performance and highly-reliable rotary compressor properly reducing a thrust load acting on a cylinder with a simple structure.SOLUTION: The rotary compressor includes a piston 11 driven by a shaft 8, the cylinder 12 arranged eccentrically to the piston 11 and having a hollow inner cylindrical face and an end plate 12A at one end, and vanes slidably inserted in vane grooves formed in the outer periphery of the piston 11 and having ends contacting with the inner cylindrical face of the cylinder 12 to form a compression chamber 13, and the cylinder 12 and the piston 11 rotate synchronously in the same direction. A back pressure chamber 18 airtightly divided from a surrounding space is provided between the backside of the end plate 12A and a frame 16, and a bleed hole 19 communicating with the compression chamber 13 is provided in the end plate 12A, so that the bleed hole 19 communicates with the back pressure chamber 18 only in a certain section of one rotation of the cylinder 12 and gas in the middle of compression is supplied into the back pressure chamber 18.

Description

この発明は、空調機やヒートポンプ式給湯機等、流体を圧縮して昇圧する回転式圧縮機に関するものである。   The present invention relates to a rotary compressor that compresses and pressurizes a fluid, such as an air conditioner and a heat pump type hot water heater.

従来、ハウジング内に円柱状の中空部を有するシリンダと、中空部内にシリンダに対して偏心して配置され、駆動源からの回転力を伝達する軸に一体に取り付けられた円柱状のピストンと、ピストンの外周に設けたベーン溝に摺動可能に装着され、先端がシリンダの内筒面と摺接することによって圧縮室を形成するベーンを設けた流体機械において、シリンダが回転可能に支持され、シリンダがピストンと同一方向に回転されるように構成した両回転型のスライディングベーン圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a cylinder having a cylindrical hollow portion in a housing, a cylindrical piston that is arranged eccentrically with respect to the cylinder in the hollow portion, and is integrally attached to a shaft that transmits a rotational force from a driving source, and a piston In a fluid machine provided with a vane that is slidably mounted in a vane groove provided on the outer periphery of the cylinder and whose tip is in sliding contact with the inner cylindrical surface of the cylinder to form a compression chamber, the cylinder is rotatably supported. A double-rotating sliding vane compressor configured to rotate in the same direction as a piston is known (see, for example, Patent Document 1).

また、他の両回転型のスライディングベーン圧縮機として、上記と同様の構成に加え、シリンダの軸方向端部の一端に端板を設けた構造がある(例えば、特許文献2参照)。この種の、シリンダに端板を設けた構造では、端板の圧縮側の面とその反対側の面とで異なる圧力が作用するため、シリンダには軸方向にスラスト荷重が発生する。そこで、特許文献2では、シリンダ内に吸入されるガスの吸入圧力とシリンダ内で圧縮されたガスの吐出圧力との間の圧力(中間圧力とする)に保った中間圧室をシリンダ外側空間に設け、この中間圧室と吸入圧力空間もしくは吐出圧力空間の間にバネによる圧力調整機構を設けて、中間圧室の圧力を適正な圧力に調整した構造としている。これによって、シリンダに作用するスラスト荷重を低減し、シリンダが一方向に押付けられることによって発生する摩擦損失および摩耗の低減を図っている。   Another double-rotation type sliding vane compressor has a structure in which an end plate is provided at one end of an axial end of a cylinder in addition to the same configuration as described above (see, for example, Patent Document 2). In this type of structure in which the end plate is provided on the cylinder, different pressures act on the compression side surface and the opposite side surface of the end plate, so that a thrust load is generated in the cylinder in the axial direction. Therefore, in Patent Document 2, an intermediate pressure chamber maintained at a pressure (intermediate pressure) between the suction pressure of the gas sucked into the cylinder and the discharge pressure of the gas compressed in the cylinder is defined as the cylinder outer space. And a pressure adjusting mechanism using a spring is provided between the intermediate pressure chamber and the suction pressure space or the discharge pressure space to adjust the pressure in the intermediate pressure chamber to an appropriate pressure. As a result, the thrust load acting on the cylinder is reduced, and friction loss and wear caused by pressing the cylinder in one direction are reduced.

また、特許文献1では、シリンダに端板を有していないので、シリンダにはスラスト荷重は発生しないが、シリンダ両端面がシリンダを収容するサイドハウジングと接触することによる摩擦・摩耗が発生する。このため、高圧のエアーをシリンダ両端面部に供給することによってエアーフィルムを形成し、摩擦・摩耗を軽減するようにした例が示されている。   Further, in Patent Document 1, since the cylinder does not have an end plate, a thrust load is not generated in the cylinder, but friction and wear due to contact between both end surfaces of the cylinder and the side housing that houses the cylinder occurs. For this reason, an example is shown in which an air film is formed by supplying high-pressure air to both ends of the cylinder to reduce friction and wear.

特開昭59−188083号公報(第2頁右下欄〜第5頁右下欄、図1、図2)JP 59-188083 A (2nd page, lower right column to 5th page, lower right column, FIGS. 1 and 2) 特開2000−9069号公報([0016]〜[0019]、[0031]、[0032])JP 2000-9069 A ([0016] to [0019], [0031], [0032])

しかし、特許文献1で示されたエアーフィルムは負荷容量としては小さい。このため、シリンダに端板が無くスラスト荷重が基本的に作用しないような場合は接触回避することが可能であるが、特許文献2で示されるようなシリンダの一端に端板を有する構造の回転式圧縮機では大きいスラスト荷重が作用するため、エアーフィルムでは接触回避は困難である。   However, the air film disclosed in Patent Document 1 has a small load capacity. For this reason, it is possible to avoid contact when there is no end plate in the cylinder and the thrust load does not basically act, but rotation of a structure having an end plate at one end of the cylinder as shown in Patent Document 2 Since a large thrust load acts on the compressor, it is difficult to avoid contact with an air film.

また、特許文献2では、中間圧室を適正な中間圧力に保つために、圧力調整機構が必要であり、このため弁やバネなど部品点数が増加する。   Moreover, in patent document 2, in order to maintain an intermediate pressure chamber at an appropriate intermediate pressure, a pressure adjustment mechanism is required, and thus the number of components such as valves and springs increases.

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、バネによる圧力調整機構を必要とせずに、簡便な構造でシリンダに作用するスラスト荷重を適正に軽減可能な高性能で信頼性の高い回転式圧縮機を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the thrust load acting on the cylinder appropriately with a simple structure without requiring a pressure adjustment mechanism using a spring. The purpose is to obtain a high-performance and highly reliable rotary compressor.

この発明に係る回転式圧縮機は、密閉容器内の圧力が一部を除いて吐出圧力に保たれた密閉容器と、密閉容器内に固定して設けられ、吸入ポートと吐出ポートとが設けられたハウジングと、ハウジングに対して回転可能に支持され、駆動手段によって駆動される軸と、ハウジングに固定されて軸を回転可能に支持するフレームと、軸に固定されて軸と一体に回転する円柱状のピストンと、ピストンを偏芯した状態で収容する円筒部、および円筒部の一端の開口を閉塞する端板を有し、円筒部の他端の開口を閉塞するハウジングに固定されたフレームに回転可能に支持され、ピストンと同一方向に同期して回転するシリンダと、ピストンとシリンダを同期して回転させる手段と、ピストンの外周に設けた少なくとも一つ以上の各ベーン溝に摺動可能に装着され、先端がシリンダの内筒面と摺接することによってシリンダ内の空間に圧縮室を形成する少なくとも一つ以上のベーンとを有し、シリンダの端板の背面とフレームとの間に、周囲の空間と気密に仕切られた背圧室を設けると共に、シリンダの端板に、圧縮室に連通する貫通した抽気孔を設け、シリンダの1回転中のある区間のみ抽気孔が背圧室に連通して圧縮途中のガスが背圧室に供給されるようにしたものである。   The rotary compressor according to the present invention is provided with a sealed container in which the pressure in the sealed container is maintained at a discharge pressure except for a part thereof, a fixed in the sealed container, and a suction port and a discharge port. Housing, a shaft rotatably supported with respect to the housing and driven by driving means, a frame fixed to the housing and rotatably supporting the shaft, and a circle fixed to the shaft and rotating integrally with the shaft A frame having a columnar piston, a cylindrical portion that accommodates the piston in an eccentric state, and an end plate that closes an opening at one end of the cylindrical portion, and is fixed to a housing that closes the opening at the other end of the cylindrical portion A cylinder that is rotatably supported and rotates synchronously in the same direction as the piston, a means for rotating the piston and the cylinder synchronously, and slides in at least one vane groove provided on the outer periphery of the piston And at least one vane that forms a compression chamber in the space in the cylinder by sliding the tip in sliding contact with the inner cylinder surface of the cylinder, and between the back surface of the end plate of the cylinder and the frame. In addition to providing a back pressure chamber that is hermetically partitioned from the surrounding space, the cylinder end plate is provided with a bleed hole that penetrates the compression chamber, and the bleed hole is provided only in a certain section during one rotation of the cylinder. The gas in the middle of compression is communicated with the gas and is supplied to the back pressure chamber.

この発明によれば、ピストンとシリンダが同期して回転する両回転型のスライディングベーン圧縮機において、シリンダの端板の背面とフレームとの間に、周囲の空間と気密に仕切られた背圧室を設け、背圧室内に圧縮途中のガスを供給して背圧室内の圧力を吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力とする構成としたので、シリンダに作用するスラスト荷重を低減でき、摩擦損失が少ない高性能の回転式圧縮機を得ることができる。   According to the present invention, in the double-rotation type sliding vane compressor in which the piston and the cylinder rotate synchronously, the back pressure chamber that is airtightly partitioned from the surrounding space between the back surface of the end plate of the cylinder and the frame. Since the gas in the middle of compression is supplied into the back pressure chamber and the pressure in the back pressure chamber is set to the intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure, the thrust load acting on the cylinder can be reduced and the friction loss can be reduced. A low-performance rotary compressor can be obtained.

この発明の実施の形態1による回転式圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the rotary compressor by Embodiment 1 of this invention. 図1のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 図1のB−B線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line of FIG. 図1のC−C線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the CC line of FIG. 図2の位置から、ある回転角進んだ位置における断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view at a position advanced by a certain rotation angle from the position of FIG. 2. 図4の位置から、ある回転角進んだ位置における断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view at a position advanced by a certain rotation angle from the position of FIG. 4. この発明の実施の形態1による回転式圧縮機においてシリンダに作用するスラスト荷重を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thrust load which acts on a cylinder in the rotary compressor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による回転式圧縮機の別の実施例を示す図3に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 3 which shows another Example of the rotary compressor by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2による回転式圧縮機を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the rotary compressor by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による回転式圧縮機においてシリンダに作用するスラスト荷重を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the thrust load which acts on a cylinder in the rotary compressor by Embodiment 2 of this invention.

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による回転式圧縮機を示す縦断面図である。また、図2は、図1のA−A線に沿った断面図であり、図3は図1のB−B線に沿った断面図であり、図4は図1のC−C線に沿った断面図である。この例では、冷凍空調装置の冷媒(ガス)が回転式圧縮機により圧縮される。図1〜図4に示す回転式圧縮機は両回転型のスライディングベーン圧縮機であり、縦型の密閉容器1内の上方にモータ2が配設され、モータ2の下方に圧縮機構3が配設されている。この圧縮機構3のさらに下方には、油を貯留するための油溜め4が形成されている。また、密閉容器1の側面にはガスを吸入するための吸入管5が設けられ、密閉容器1の上面には圧縮したガスを吐出するための吐出管6が設けられている。さらに、密閉容器1の上端には、電力を供給するためのガラス端子7が設けられている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a longitudinal sectional view showing a rotary compressor according to Embodiment 1 of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 1, and FIG. 4 is taken along line CC in FIG. FIG. In this example, the refrigerant (gas) of the refrigeration air conditioner is compressed by the rotary compressor. The rotary compressor shown in FIGS. 1 to 4 is a double-rotating type sliding vane compressor, in which a motor 2 is disposed above a vertical sealed container 1 and a compression mechanism 3 is disposed below the motor 2. It is installed. An oil sump 4 for storing oil is formed further below the compression mechanism 3. A suction pipe 5 for sucking gas is provided on the side surface of the sealed container 1, and a discharge pipe 6 for discharging compressed gas is provided on the upper surface of the sealed container 1. Further, a glass terminal 7 for supplying electric power is provided at the upper end of the sealed container 1.

モータ2は、リング状に形成されたステータ41と、このステータ41の内部で回転し得るように支持されたロータ42とを備えている。また、軸8は、ロータ42に固定され、圧縮機構3を貫通して、その下端部は、油溜め4の油中に浸漬されている。軸8の下端には、例えば特開昭60−206988号公報などに記載されている遠心ポンプ型の油ポンプ機構9が形成されている。遠心ポンプ型の油ポンプ機構9は、軸8に偏芯して設けられた第1給油路8aと、軸8の下端に取り付けられ、中央部に吸込口10aを有するカップ10とを備えており、軸8の遠心力により、油溜め4に貯溜された油を上方に吸い上げるようにしている。   The motor 2 includes a stator 41 formed in a ring shape, and a rotor 42 supported so as to be able to rotate inside the stator 41. Further, the shaft 8 is fixed to the rotor 42, penetrates the compression mechanism 3, and its lower end is immersed in the oil in the oil sump 4. At the lower end of the shaft 8, a centrifugal pump type oil pump mechanism 9 described in, for example, JP-A-60-206988 is formed. The centrifugal pump type oil pump mechanism 9 includes a first oil supply passage 8a provided eccentric to the shaft 8, and a cup 10 attached to the lower end of the shaft 8 and having a suction port 10a at the center. The oil stored in the oil sump 4 is sucked upward by the centrifugal force of the shaft 8.

圧縮機構3は、ピストン11と、シリンダ12と、第1のベーン14aと、第2のベーン14bと、ハウジング15と、フレーム16とを備えている。ピストン11は、軸8と一体に取り付けられ径方向にベーン溝11a、11bが設けられて円柱状に形成されている。シリンダ12は、ピストン11を収容する中空の円筒部12aと、円筒部12aの下端の開口を閉塞する端板12Aとを有しており、円筒状のピストン11に対して偏芯して配置されている。また、シリンダ12の円筒部12aの内面(内筒面)の一箇所には、第1のベーン14aの先端を収容し、ピストン11とシリンダ12とを同期して回転させるための円弧状溝12bが設けられている。第1のベーン14aおよび第2のベーン14bは、各ベーン溝11a、11bに摺動可能に嵌挿され、第1のベーン14aの先端はシリンダ12の内筒面に設けた円弧状溝12b内に押接され、第2のベーン14bの先端はシリンダ12の内筒面に摺動可能に押接されて圧縮室13を形成している。   The compression mechanism 3 includes a piston 11, a cylinder 12, a first vane 14 a, a second vane 14 b, a housing 15, and a frame 16. The piston 11 is integrally formed with the shaft 8 and is formed in a columnar shape with vane grooves 11a and 11b provided in the radial direction. The cylinder 12 has a hollow cylindrical portion 12a that accommodates the piston 11 and an end plate 12A that closes an opening at the lower end of the cylindrical portion 12a, and is arranged eccentrically with respect to the cylindrical piston 11. ing. In addition, the tip of the first vane 14a is accommodated in one place on the inner surface (inner cylinder surface) of the cylindrical portion 12a of the cylinder 12, and the arc-shaped groove 12b for rotating the piston 11 and the cylinder 12 in synchronization with each other. Is provided. The first vane 14a and the second vane 14b are slidably fitted into the vane grooves 11a and 11b, and the tip of the first vane 14a is in an arc-shaped groove 12b provided on the inner cylinder surface of the cylinder 12. The tip of the second vane 14 b is slidably pressed against the inner cylinder surface of the cylinder 12 to form a compression chamber 13.

ハウジング15は、密閉容器1に固定され、ピストン11の上端面およびシリンダ12の上端面と近接して配置され、シリンダ12の円筒部12aの上端開口を閉塞している。ハウジング15には、軸8を支承する上軸受15aと、吸入管5に接続され圧縮室13にガスを送るための吸入ポート15bと、圧縮室13から吐出されるガスを圧縮機構3の上方に導くための吐出ポート15cとが設けられている。   The housing 15 is fixed to the hermetic container 1 and is disposed close to the upper end surface of the piston 11 and the upper end surface of the cylinder 12, and closes the upper end opening of the cylindrical portion 12 a of the cylinder 12. In the housing 15, an upper bearing 15 a that supports the shaft 8, a suction port 15 b that is connected to the suction pipe 5 and sends gas to the compression chamber 13, and a gas discharged from the compression chamber 13 is disposed above the compression mechanism 3. A discharge port 15c for guiding is provided.

フレーム16は、中空部16aと中空部16aの下端開口を閉塞する円板部16Aとを有して略有底円筒状に形成され、中空部16a内にシリンダ12とピストン11とを収容し、中空部16aの上端(開口端)がハウジング15に固定して取り付けられている。また、フレーム16の円板部16Aの中央部分には、上軸受15aとともに軸8を支承する下軸受16bと、下軸受16bの外側に配置され、シリンダ12の端板12Aを支承するシリンダ軸受16cとが設けられており、軸8を回転可能に支持している。   The frame 16 has a hollow portion 16a and a disk portion 16A that closes the lower end opening of the hollow portion 16a and is formed in a substantially bottomed cylindrical shape. The cylinder 16 and the piston 11 are accommodated in the hollow portion 16a, The upper end (open end) of the hollow portion 16 a is fixedly attached to the housing 15. Further, in the central portion of the disk portion 16A of the frame 16, a lower bearing 16b that supports the shaft 8 together with the upper bearing 15a, and a cylinder bearing 16c that is disposed outside the lower bearing 16b and supports the end plate 12A of the cylinder 12. And the shaft 8 is rotatably supported.

また、フレーム16の円板部16Aには、シリンダ12の端板12Aとの間で背圧室18を形成するための円環状の凹部が形成されている。背圧室18の内側側面の一部には、背圧室18の深さ方向に伸びる四角柱状の切り込み部18aが設けられている。背圧室18の内径側にはシール機構17a、外径側にはシール機構17bが設けられており、背圧室18は、吐出圧力に保持される周囲の空間と気密に仕切られている。また、シリンダ12の端板12Aには、一端が圧縮室13に開口する抽気孔19が貫通して設けられており、ピストン11およびシリンダ12が図2の位置にあるとき、抽気孔19は、図4に示すように背圧室18の切り込み部18aと連通するようになっている。   An annular recess for forming a back pressure chamber 18 between the end plate 12 </ b> A of the cylinder 12 is formed in the disc portion 16 </ b> A of the frame 16. A part of the inner side surface of the back pressure chamber 18 is provided with a rectangular columnar cut portion 18 a extending in the depth direction of the back pressure chamber 18. A seal mechanism 17a is provided on the inner diameter side of the back pressure chamber 18, and a seal mechanism 17b is provided on the outer diameter side. The back pressure chamber 18 is airtightly partitioned from the surrounding space held by the discharge pressure. Further, the end plate 12A of the cylinder 12 is provided with a bleed hole 19 whose one end opens into the compression chamber 13, and when the piston 11 and the cylinder 12 are in the position of FIG. As shown in FIG. 4, it communicates with the cut portion 18 a of the back pressure chamber 18.

また、フレーム16の中空部16aにはフレーム16の内側空間と外側空間を連通するための連通路16dが設けられ、ハウジング15の外周側には、フレーム16の外側空間とハウジング15の上部空間とを連通するための連通路15dが設けられている。なお、以下では、フレーム16の外側空間を第1空間30といい、フレーム16とシリンダ12との間の空間(背圧室18を除く)を第2空間31という。   The hollow portion 16 a of the frame 16 is provided with a communication path 16 d for communicating the inner space and the outer space of the frame 16. On the outer peripheral side of the housing 15, the outer space of the frame 16 and the upper space of the housing 15 are provided. A communication path 15d is provided for communicating the. Hereinafter, the outer space of the frame 16 is referred to as a first space 30, and the space between the frame 16 and the cylinder 12 (excluding the back pressure chamber 18) is referred to as a second space 31.

また、吐出ポート15cは、ハウジング15において軸8の軸方向に貫通形成されており、貫通穴の途中部分には吐出弁20が取り付けられている。また、上軸受15aおよび下軸受16bと軸8内に設けた第1給油路8aとは連通しており、フレーム16には下軸受16bに供給された油の一部をシリンダ軸受16cに供給するための第2給油路16eが設けられている。また、フレーム16の円板部16Aには、第2空間31に溜まった油を油溜め4に排出するための油戻し穴16fが設けられている。   Further, the discharge port 15c is formed through the housing 15 in the axial direction of the shaft 8, and a discharge valve 20 is attached to an intermediate portion of the through hole. Further, the upper bearing 15a and the lower bearing 16b and the first oil supply passage 8a provided in the shaft 8 communicate with each other, and a part of the oil supplied to the lower bearing 16b is supplied to the frame 16 to the cylinder bearing 16c. For this purpose, a second oil supply passage 16e is provided. Further, an oil return hole 16 f for discharging the oil accumulated in the second space 31 to the oil sump 4 is provided in the disc portion 16 </ b> A of the frame 16.

以下に、図1、図2、図3、図4、図5、図6を用いて、この発明の実施の形態1による回転式圧縮機の動作について説明する。図5は図2の位置からある回転角進んだ位置における断面図を示しており、図6は図4の位置から同じ回転角進んだ位置における断面図を示している。図5中の矢印は回転方向を示している。
ガラス端子7に給電されると、ロータ42およびステータ41からなるモータ2に駆動力が発生し、軸8が駆動されて、軸8と一体に取り付けられたピストン11も軸8を中心として(図2の点C1を中心として)回転する。ピストン11が回転すると、第1のベーン14aは、遠心力および背圧によりベーン溝11a内を出入りしながらピストン11と共に軸8を中心として回転する。一方、第2のベーン14bは、遠心力および背圧によりベーン溝11b内を出入りしながらピストン11と共に軸8を中心として回転し、第2のベーン14bの先端がシリンダ12の内筒面に摺接する。
Hereinafter, the operation of the rotary compressor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2, 3, 4, 5, and 6. 5 shows a cross-sectional view at a position advanced by a certain rotation angle from the position of FIG. 2, and FIG. 6 shows a cross-sectional view at a position advanced by the same rotation angle from the position of FIG. The arrows in FIG. 5 indicate the rotation direction.
When power is supplied to the glass terminal 7, a driving force is generated in the motor 2 including the rotor 42 and the stator 41, the shaft 8 is driven, and the piston 11 attached integrally with the shaft 8 is also centered on the shaft 8 (see FIG. Rotate around 2 point C1. When the piston 11 rotates, the first vane 14a rotates around the shaft 8 together with the piston 11 while moving in and out of the vane groove 11a by centrifugal force and back pressure. On the other hand, the second vane 14b rotates around the shaft 8 together with the piston 11 while moving in and out of the vane groove 11b by centrifugal force and back pressure, and the tip of the second vane 14b slides on the inner cylinder surface of the cylinder 12. Touch.

第1のベーン14aの先端部は、第1のベーン14aの回転に伴い、円弧状溝12bをその円弧の接線方向に押圧する。シリンダ12は、フレーム16に設けられたシリンダ軸受16cに回転可能に支承されているため、第1のベーン14aの先端部が円弧状溝12bをその接線方向に押圧することにより、シリンダ12は、図2の点C2を中心としてピストン11と同一方向に同期して回転する。以上の動作により、圧縮室13内の容積は増減される。   The distal end portion of the first vane 14a presses the arc-shaped groove 12b in the tangential direction of the arc as the first vane 14a rotates. Since the cylinder 12 is rotatably supported by a cylinder bearing 16c provided on the frame 16, the tip of the first vane 14a presses the arc-shaped groove 12b in the tangential direction, so that the cylinder 12 It rotates synchronously with the piston 11 around the point C2 in FIG. With the above operation, the volume in the compression chamber 13 is increased or decreased.

吸入管5および吸入ポート15bを介して圧縮機外から圧縮室13内に取り込まれたガスは、圧縮室13内で圧縮された後、吐出ポート15cおよび吐出弁20を介して、ハウジング15の上方に吐き出された後、吐出管6から圧縮機外に吐き出される。図1中の矢印はガスの流れを示している。以上により、ハウジング15の上部空間は吐出圧力となる。また、ハウジング15の上部空間は連通路15dおよび連通路16dによって第1空間30および第2空間31に連通しているため、第1空間30および第2空間31も吐出圧力となる。なお、この実施の形態1では2枚のベーン14a、14bを設けているため、一回転につき2回の吸入、吐出が行われる。   The gas taken into the compression chamber 13 from the outside of the compressor via the suction pipe 5 and the suction port 15b is compressed in the compression chamber 13, and then is moved upward of the housing 15 via the discharge port 15c and the discharge valve 20. Is discharged from the discharge pipe 6 to the outside of the compressor. The arrows in FIG. 1 indicate the gas flow. As described above, the upper space of the housing 15 becomes the discharge pressure. Further, since the upper space of the housing 15 communicates with the first space 30 and the second space 31 through the communication passage 15d and the communication passage 16d, the first space 30 and the second space 31 also serve as discharge pressure. In the first embodiment, since two vanes 14a and 14b are provided, suction and discharge are performed twice per rotation.

一方、軸8の回転に伴って、油溜め4の油は、油ポンプ機構9のポンプ作用により、カップ10の中央に設けた吸込口10aから上方に吸入された後、第1給油路8aを通って下軸受16bおよび上軸受15aに給油される。また、下軸受16bに給油された油の一部は、フレーム16に設けた第2給油路16eを通ってシリンダ軸受16cに供給される。   On the other hand, as the shaft 8 rotates, the oil in the oil sump 4 is sucked upward from the suction port 10a provided in the center of the cup 10 by the pump action of the oil pump mechanism 9, and then the first oil supply path 8a is passed through. The oil is supplied to the lower bearing 16b and the upper bearing 15a. A part of the oil supplied to the lower bearing 16 b is supplied to the cylinder bearing 16 c through the second oil supply passage 16 e provided in the frame 16.

また、シリンダ12の外側の第2空間31は吐出圧力であるので、圧縮室13側からシリンダ12の上端面を通って第2空間31側にガスは漏れにくいが、シリンダ12の回転による遠心力などにより圧縮室13側から第2空間31へガスが漏れる場合も有る。この際、圧縮室13内のガス中に含まれる油も第2空間31に漏れてフレーム16の底部に溜まるが、フレーム16の底部に設けた油戻し穴16fを通って油溜め4に戻される。   Further, since the second space 31 outside the cylinder 12 is at a discharge pressure, gas hardly leaks from the compression chamber 13 side to the second space 31 side through the upper end surface of the cylinder 12, but the centrifugal force due to the rotation of the cylinder 12 For example, gas may leak from the compression chamber 13 side to the second space 31. At this time, oil contained in the gas in the compression chamber 13 also leaks into the second space 31 and accumulates at the bottom of the frame 16, but is returned to the oil sump 4 through an oil return hole 16 f provided at the bottom of the frame 16. .

図2および図4の位置においては、圧縮室13と背圧室18は、抽気孔19および背圧室18の切り込み部18aを介して連通しており、圧縮室13内における圧縮途中のガスが背圧室18に供給される。圧縮途中のガスは、吸入圧力と吐出圧力の間の中間圧力となっているため、背圧室18内の圧力は中間圧力となる。つぎに、シリンダ12が図2の位置からある回転角進んだ図5の位置になると、図6に示すように、破線で示す抽気孔19はフレーム16の円板部16Aで封止され、背圧室18へのガス供給がストップする。よって、1回転中のある区間のみ、背圧室18が抽気孔19および背圧室18の切り込み部18aを介して圧縮室13に連通する構成となっている。   2 and 4, the compression chamber 13 and the back pressure chamber 18 communicate with each other through the extraction hole 19 and the cut portion 18a of the back pressure chamber 18, and the gas in the compression chamber 13 is being compressed. It is supplied to the back pressure chamber 18. Since the gas being compressed is an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure, the pressure in the back pressure chamber 18 is an intermediate pressure. Next, when the cylinder 12 reaches the position of FIG. 5 that is advanced by a certain rotation angle from the position of FIG. 2, the bleed hole 19 indicated by the broken line is sealed by the disc portion 16A of the frame 16 as shown in FIG. Gas supply to the pressure chamber 18 is stopped. Therefore, the back pressure chamber 18 communicates with the compression chamber 13 via the bleed hole 19 and the cut portion 18a of the back pressure chamber 18 only in a certain section during one rotation.

圧縮室13内は、ガスの圧力が吸入圧力から吐出圧力まで変化する。このため、圧力変化のどの段階で圧縮室13を背圧室18に連通させるかによって、背圧室18の圧力を変えることができる。よって、圧縮室13が背圧室18に対する所望の中間圧力となったときに圧縮室13が背圧室18に連通するよう、抽気孔19と切り込み部18aの配置位置が決められている。背圧室18は、シール機構17a、17bによって背圧室18以外の空間と気密に仕切られているため、背圧室18は常に中間圧力に保たれる。   In the compression chamber 13, the gas pressure changes from the suction pressure to the discharge pressure. For this reason, the pressure of the back pressure chamber 18 can be changed depending on at which stage of the pressure change the compression chamber 13 communicates with the back pressure chamber 18. Therefore, the arrangement positions of the extraction holes 19 and the cut portions 18 a are determined so that the compression chamber 13 communicates with the back pressure chamber 18 when the compression chamber 13 reaches a desired intermediate pressure with respect to the back pressure chamber 18. Since the back pressure chamber 18 is hermetically partitioned from the space other than the back pressure chamber 18 by the sealing mechanisms 17a and 17b, the back pressure chamber 18 is always maintained at an intermediate pressure.

ここで、シリンダ12に作用する荷重を図7により説明する。図7(a)は、背圧室18を設けない場合、図7(b)は背圧室18を設けた場合を示している。図7(a)において、シリンダ12の端板12Aの圧縮室13側の面(以下、圧縮室側面という)には圧縮室13に発生した圧力によって下向きのスラスト荷重Faが作用する。一方、シリンダ12の端板12Aの圧縮室側面と反対側の面(以下、背面という)には、全面に吐出圧力Pdが作用するため、スラスト荷重Faよりも大きい上向きのスラスト荷重Fbが端板12Aの背面に作用する。このため、シリンダ12は式(1)で与えられる上向きのスラスト荷重Ftでハウジング15に押付けられることになる。   Here, the load acting on the cylinder 12 will be described with reference to FIG. FIG. 7A shows a case where the back pressure chamber 18 is not provided, and FIG. 7B shows a case where the back pressure chamber 18 is provided. In FIG. 7A, a downward thrust load Fa acts on the surface of the end plate 12 </ b> A of the cylinder 12 on the compression chamber 13 side (hereinafter referred to as the compression chamber side surface) due to the pressure generated in the compression chamber 13. On the other hand, since the discharge pressure Pd acts on the entire surface of the end plate 12A of the cylinder 12 opposite to the side surface of the compression chamber (hereinafter referred to as the back surface), an upward thrust load Fb larger than the thrust load Fa is applied to the end plate. Acts on the back of 12A. Therefore, the cylinder 12 is pressed against the housing 15 with the upward thrust load Ft given by the equation (1).

Ft=Fb−Fa ・・・(1)           Ft = Fb−Fa (1)

これに対して、この発明の実施の形態1による回転式圧縮機においては、図7(b)に示すように、背圧室18は上述したように圧縮途中の圧力である中間圧力Pmに保持されている。したがって、シリンダ12の端板12Aの背面に作用する上向きのスラスト荷重は上記Fbよりも小さくなる。中間圧力Pmがシリンダ12の端板12Aの背面に作用する面積をAとし、シリンダ12の端板12Aの背面に作用する上向きのスラスト荷重をFb1とすると、スラスト荷重Fb1は式(2)で与えられる。   In contrast, in the rotary compressor according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7B, the back pressure chamber 18 is maintained at the intermediate pressure Pm, which is the pressure during compression, as described above. Has been. Therefore, the upward thrust load acting on the back surface of the end plate 12A of the cylinder 12 is smaller than Fb. Assuming that the area where the intermediate pressure Pm acts on the back surface of the end plate 12A of the cylinder 12 is A and the upward thrust load acting on the back surface of the end plate 12A of the cylinder 12 is Fb1, the thrust load Fb1 is given by equation (2). It is done.

Fb1=Fb―(Pd−Pm)×A ・・・(2)           Fb1 = Fb− (Pd−Pm) × A (2)

そうすると、シリンダ12に生じる上向きのスラスト荷重Ftは式(3)で示されるようにFb1よりも小さくなる。   As a result, the upward thrust load Ft generated in the cylinder 12 becomes smaller than Fb1 as shown in the equation (3).

Ft=Fb1−Fa ・・・(3)           Ft = Fb1-Fa (3)

上記(2)式から明らかなように、背圧室18の内径と外径の位置を変更するなどして面積Aを大きくすることによりFb1を小さくできる。このため、背圧室18の大きさの設定次第で、シリンダ12に作用する上向きのスラスト荷重Ft、すなわちシリンダ12のハウジング15との押付力を極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能である。なお、スラスト荷重Fb1を、スラスト荷重Faよりも若干小さくして、シリンダ12に小さい下向きのスラスト荷重Ftを作用させ、シリンダ12を軽い力でフレーム16に押し付けるようにしても良い。   As is clear from the above equation (2), Fb1 can be reduced by increasing the area A by changing the positions of the inner and outer diameters of the back pressure chamber 18, for example. Therefore, depending on the setting of the size of the back pressure chamber 18, the upward thrust load Ft acting on the cylinder 12, that is, the pressing force of the cylinder 12 against the housing 15 can be extremely small or canceled. Note that the thrust load Fb1 may be slightly smaller than the thrust load Fa, and a small downward thrust load Ft may be applied to the cylinder 12 so that the cylinder 12 is pressed against the frame 16 with a light force.

また、中間圧力Pmの大きさを変更することによっても、スラスト荷重Ftを極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能である。中間圧力Pmは、上述したように抽気孔19と切り込み部18aの配置位置に関連するため、フレーム16の円板部16Aに設けた背圧室18の切り込み部18aの位置を変更することによって、中間圧力Pmの大きさを変更することができる。例えば、図6において、フレーム16の円板部16Aに隠れた破線で示す抽気孔19の位置に背圧室18の切り込み部18aを設けることによって、背圧室18には回転方向に進んだ位置における中間圧力が導入される。回転方向に進むとガスは圧縮されて圧力が増加するため、図4の位置に背圧室18の切り込み部18aを設けた場合に比べて、より高い中間圧力を背圧室18に導入させることができる。また、背圧室18の切り込み部18aを、図4で示す位置より回転方向とは逆の方向(図において上側)に設ければ、図4の位置に背圧室18の切り込み部18aを設けた場合に比べて、より低い中間圧力を背圧室18に導入させることができる。   Also, the thrust load Ft can be made extremely small or canceled by changing the magnitude of the intermediate pressure Pm. Since the intermediate pressure Pm is related to the arrangement position of the bleed hole 19 and the cut portion 18a as described above, by changing the position of the cut portion 18a of the back pressure chamber 18 provided in the disc portion 16A of the frame 16, The magnitude of the intermediate pressure Pm can be changed. For example, in FIG. 6, the back pressure chamber 18 has a position advanced in the rotational direction by providing a cut portion 18 a of the back pressure chamber 18 at the position of the bleed hole 19 indicated by a broken line hidden in the disk portion 16 </ b> A of the frame 16. An intermediate pressure at is introduced. Since the gas is compressed and the pressure increases as it advances in the direction of rotation, a higher intermediate pressure is introduced into the back pressure chamber 18 than when the cut portion 18a of the back pressure chamber 18 is provided at the position of FIG. Can do. Further, if the cut portion 18a of the back pressure chamber 18 is provided in a direction opposite to the rotation direction (upward in the drawing) from the position shown in FIG. 4, the cut portion 18a of the back pressure chamber 18 is provided at the position of FIG. Compared to the case, a lower intermediate pressure can be introduced into the back pressure chamber 18.

以上のように、背圧室18の切り込み部18aの位置を変更するだけで幅広い範囲の中間圧力を背圧室18に導くことが可能である。   As described above, a wide range of intermediate pressures can be guided to the back pressure chamber 18 simply by changing the position of the cut portion 18 a of the back pressure chamber 18.

また、抽気孔19の位置を変更することによっても、中間圧力Pmの大きさを変更することができる。ピストン11およびシリンダ12の回転中において、第1のベーン14aと抽気孔19との位置関係は変わらない。このため、例えば、図2の位置を基準として抽気孔19を第1のベーン14aに近づけた場合、背圧室18には、図2の位置に抽気孔19を設けた場合よりも、回転方向に進んだ位置における中間圧力が導入されることになる。また、当然ながら、逆に抽気孔19の位置を図2に示した位置よりも、第1のベーン14aから離れる方向に設けた場合、背圧室18には、図2の位置に抽気孔19を設けた場合よりも、回転方向に遅れた位置における中間圧力が導入されることになる。以上のように、抽気孔19の位置を変更しても、幅広い範囲の中間圧力を背圧室18に導くことが可能である。   Also, the size of the intermediate pressure Pm can be changed by changing the position of the extraction hole 19. During the rotation of the piston 11 and the cylinder 12, the positional relationship between the first vane 14a and the extraction hole 19 does not change. Therefore, for example, when the bleed hole 19 is brought closer to the first vane 14a with the position of FIG. 2 as a reference, the back pressure chamber 18 is rotated in the direction of rotation more than when the bleed hole 19 is provided at the position of FIG. The intermediate pressure at the position advanced to is introduced. Naturally, conversely, if the position of the bleed hole 19 is provided in a direction away from the first vane 14a than the position shown in FIG. 2, the bleed hole 19 is located at the position of FIG. The intermediate pressure at a position delayed in the rotational direction is introduced as compared with the case where is provided. As described above, even if the position of the bleed hole 19 is changed, a wide range of intermediate pressures can be guided to the back pressure chamber 18.

以上説明したように、この発明の実施の形態1による回転式圧縮機は、密閉容器1内の圧力が一部を除いて吐出圧力に保たれ、ピストンとシリンダが同期して回転する両回転型のスライディングベーン圧縮機において、シリンダ12の端板12Aの背面側のフレーム16に背圧室18を設け、背圧室18に圧縮途中のガスである中間圧力を導入する構成としたものである。これにより、シリンダ12に作用するスラスト荷重Ftを大幅に低減あるいはキャンセルすることが可能となる。このため、シリンダ12とハウジング15との摺動、またはシリンダ12とフレーム16との摺動によって発生する摩擦損失を大幅に低減できる。したがって、バネによる圧力調整機構を必要とせずに、簡便な構造で摩擦損失の少ない高性能の回転式圧縮機を得ることが可能となる。また、摩擦損失を低減できるため、省エネルギー化も図ることが可能である。   As described above, the rotary compressor according to the first embodiment of the present invention is a double-rotating type in which the pressure in the hermetic container 1 is maintained at the discharge pressure except for a part, and the piston and the cylinder rotate synchronously. In this sliding vane compressor, a back pressure chamber 18 is provided in the frame 16 on the back side of the end plate 12A of the cylinder 12, and an intermediate pressure, which is a gas being compressed, is introduced into the back pressure chamber 18. Thereby, the thrust load Ft acting on the cylinder 12 can be greatly reduced or canceled. For this reason, the friction loss which generate | occur | produces by sliding with the cylinder 12 and the housing 15 or sliding with the cylinder 12 and the flame | frame 16 can be reduced significantly. Therefore, it is possible to obtain a high-performance rotary compressor with a simple structure and a small friction loss without requiring a pressure adjusting mechanism using a spring. Further, since friction loss can be reduced, energy saving can be achieved.

また、シリンダ12の外側の第2空間31に漏れた油を油戻し穴16fから確実に油溜め4に戻すことができるため、油枯渇の恐れの無い信頼性の高い回転式圧縮機を提供することが可能となる。   Further, since the oil leaked into the second space 31 outside the cylinder 12 can be surely returned to the oil sump 4 from the oil return hole 16f, a highly reliable rotary compressor without fear of oil exhaustion is provided. It becomes possible.

また、抽気孔19と切り込み部18aとの位置関係を調整することにより、幅広い範囲の中間圧力を背圧室18に導くことが可能である。   Further, it is possible to guide a wide range of intermediate pressures to the back pressure chamber 18 by adjusting the positional relationship between the bleed hole 19 and the cut portion 18a.

この発明の実施の形態1による回転式圧縮機における別の実施例を図8に示す。図8は、図3に対応する断面図である。図8の実施例では、背圧室18の切り込み部18aを円環状部分の外側側面に設けている。なお、この場合、抽気孔19は当然ながら、ある回転位置において背圧室18の切り込み部18aと連通する位置に設けている(図示せず)。この実施例でも、上記と同様の動作であり、背圧室18に中間圧力を導入することができる。   FIG. 8 shows another example of the rotary compressor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. In the embodiment of FIG. 8, the notch 18a of the back pressure chamber 18 is provided on the outer side surface of the annular portion. In this case, naturally, the bleed hole 19 is provided at a position communicating with the cut portion 18a of the back pressure chamber 18 at a certain rotational position (not shown). Also in this embodiment, the operation is the same as described above, and an intermediate pressure can be introduced into the back pressure chamber 18.

実施の形態2.
図9は、この発明の実施の形態2の回転式圧縮機を示す縦断面図である。図9において図1に示した実施の形態1と同一部分には同一符号を付す。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる部分を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a rotary compressor according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 9, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. In the following, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

実施の形態1の回転式圧縮機は、密閉容器1の側面に吸入管5が接続され、密閉容器1の上面に吐出管6が接続され、密閉容器1内が圧縮室13等の一部を除いて吐出圧力に保持されたタイプの回転式圧縮機であった。これに対し、実施の形態3の回転式圧縮機は、密閉容器1の上面に吸入管5が接続され、密閉容器1の側面に吐出管6が接続され、密閉容器1内が圧縮室13等の一部を除いて吸入圧力に保持されたタイプの回転式圧縮機であり、圧縮機構3における要部の構成は実施の形態1とほぼ同様である。   In the rotary compressor of the first embodiment, the suction pipe 5 is connected to the side surface of the hermetic container 1, the discharge pipe 6 is connected to the upper surface of the hermetic container 1, and the inside of the hermetic container 1 includes a part of the compression chamber 13 and the like. It was a type of rotary compressor that was maintained at the discharge pressure except for the above. On the other hand, in the rotary compressor of the third embodiment, the suction pipe 5 is connected to the upper surface of the sealed container 1, the discharge pipe 6 is connected to the side surface of the sealed container 1, and the inside of the sealed container 1 is the compression chamber 13 or the like. The rotary compressor is a type that is maintained at the suction pressure except for a part of the compressor, and the configuration of the main part of the compression mechanism 3 is substantially the same as that of the first embodiment.

図9において、密閉容器1の上面にはガスを吸入するための吸入管5が設けられ、密閉容器1の側面には圧縮したガスを吐出するための吐出管6が設けられている。ハウジング15には、圧縮機構3の上方から圧縮室13にガスを送るための吸入ポート15bと、吐出管6に接続され圧縮室13から吐出されたガスを送るための吐出ポート15cとが設けられている。また、吐出ポート15cは、ハウジング15において軸8の軸方向に貫通形成された貫通穴15caと、一端が貫通穴15caと連通し他端が吐出管6に連通する貫通穴15cbとを有している。貫通穴15caの途中部分には吐出弁20が取り付けられ、貫通穴15caの上端部分には、吐出ポート15cをハウジング15の上方空間とシールするための蓋21が設けられている。   In FIG. 9, a suction pipe 5 for sucking gas is provided on the upper surface of the sealed container 1, and a discharge pipe 6 for discharging compressed gas is provided on the side surface of the sealed container 1. The housing 15 is provided with a suction port 15 b for sending gas from above the compression mechanism 3 to the compression chamber 13 and a discharge port 15 c for sending gas discharged from the compression chamber 13 connected to the discharge pipe 6. ing. The discharge port 15c has a through hole 15ca formed through the housing 15 in the axial direction of the shaft 8, and a through hole 15cb having one end communicating with the through hole 15ca and the other end communicating with the discharge pipe 6. Yes. A discharge valve 20 is attached to an intermediate portion of the through hole 15ca, and a lid 21 for sealing the discharge port 15c with the upper space of the housing 15 is provided at the upper end portion of the through hole 15ca.

以下に、図9を用いて、この発明の実施の形態2による回転式圧縮機の動作について説明する。吸入管5を介して圧縮機外から密閉容器1内に取り込まれたガスは、ハウジング15に設けた吸入ポート15bから圧縮室13内に取り込まれる。そして、圧縮室13内に取り込まれたガスは圧縮室13内で圧縮された後、吐出ポート15cの貫通穴15ca、吐出弁20および貫通穴15cbを通って吐出管6から圧縮機外に吐き出される。図9中の矢印はガスの流れを示している。以上により、ハウジング15の上部空間は吸入圧力となる。また、ハウジング15の上部空間は連通路15dおよび連通路16dによって第1空間30および第2空間31に連通しているため、第1空間30および第2空間31も吸入圧力となる。   The operation of the rotary compressor according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The gas taken into the sealed container 1 from the outside of the compressor via the suction pipe 5 is taken into the compression chamber 13 from a suction port 15 b provided in the housing 15. The gas taken into the compression chamber 13 is compressed in the compression chamber 13 and then discharged from the discharge pipe 6 to the outside of the compressor through the through hole 15ca, the discharge valve 20 and the through hole 15cb of the discharge port 15c. . The arrows in FIG. 9 indicate the gas flow. As a result, the upper space of the housing 15 becomes the suction pressure. Further, since the upper space of the housing 15 communicates with the first space 30 and the second space 31 through the communication passage 15d and the communication passage 16d, the first space 30 and the second space 31 also serve as suction pressure.

ここで、シリンダ12に作用する荷重を図10により説明する。図10(a)は、背圧室18を設けない場合、図10(b)は背圧室18を設けた場合を示している。図10(a)において、シリンダ12の端板12Aの圧縮室側の面(以下、圧縮室側面という)には圧縮室13に発生した圧力によって下向きのスラスト荷重Faが作用する。一方、シリンダ12の端板12Aの圧縮室側面と反対側の面(以下、背面という)には全面に吸入圧力Psが作用するため、端板12Aの背面からシリンダ12を上向きに押し上げるスラスト荷重は発生しない。このため、シリンダ12は式(4)で与えられる下向きのスラスト荷重Ftでフレーム16に押付けられることになる。   Here, the load acting on the cylinder 12 will be described with reference to FIG. FIG. 10A shows a case where the back pressure chamber 18 is not provided, and FIG. 10B shows a case where the back pressure chamber 18 is provided. In FIG. 10A, a downward thrust load Fa acts on the compression chamber side surface (hereinafter referred to as the compression chamber side surface) of the end plate 12 </ b> A of the cylinder 12 due to the pressure generated in the compression chamber 13. On the other hand, since suction pressure Ps acts on the entire surface of the end plate 12A of the cylinder 12 opposite to the side of the compression chamber (hereinafter referred to as the back surface), the thrust load that pushes the cylinder 12 upward from the back surface of the end plate 12A is Does not occur. For this reason, the cylinder 12 is pressed against the frame 16 with the downward thrust load Ft given by the equation (4).

Ft=Fa ・・・(4)           Ft = Fa (4)

一方、背圧室18を設けた場合は、図10(b)に示すように、背圧室18は中間圧力Pmに保持されている。中間圧力Pmがシリンダ12の端板12Aの背面に作用する面積をAとすると、端板12Aには式(5)に示す上向きのスラスト荷重Fcが作用することになる。   On the other hand, when the back pressure chamber 18 is provided, the back pressure chamber 18 is maintained at the intermediate pressure Pm as shown in FIG. Assuming that the area where the intermediate pressure Pm acts on the back surface of the end plate 12A of the cylinder 12 is A, an upward thrust load Fc shown in Expression (5) acts on the end plate 12A.

Fc=(Pm−Ps)×A ・・・(5)           Fc = (Pm−Ps) × A (5)

そうすると、シリンダ12に生じる下向きのスラスト荷重Ftは式(6)で示されるようにFaよりも小さくなる。   Then, the downward thrust load Ft generated in the cylinder 12 becomes smaller than Fa as shown in the equation (6).

Ft=Fa−Fc ・・・(6)           Ft = Fa−Fc (6)

上記(5)および(6)式から明らかなように、背圧室18の内径と外径の位置を変更するなどして面積Aを大きくすることにより、Ftを小さくすることができる。このため、背圧室18の大きさの設定次第で、シリンダ12に作用する上向きのスラスト荷重Ftを極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能となる。なお、スラスト荷重Fcを、下向きのスラスト荷重Faよりも若干大きくして、シリンダ12に小さい上向きのスラスト荷重Ftを作用させ、シリンダ12を軽い力でハウジング15に押し付けるようにしても良い。   As is clear from the above equations (5) and (6), Ft can be reduced by increasing the area A by changing the positions of the inner and outer diameters of the back pressure chamber 18. Therefore, depending on the setting of the size of the back pressure chamber 18, the upward thrust load Ft acting on the cylinder 12 can be made extremely small or canceled. Note that the thrust load Fc may be slightly larger than the downward thrust load Fa, and a small upward thrust load Ft may be applied to the cylinder 12 so that the cylinder 12 is pressed against the housing 15 with a light force.

また、中間圧力Pmの大きさを変更することによっても、スラスト荷重Ftを極めて小さく、あるいはキャンセルすることが可能である。中間圧力Pmの大きさは、実施の形態1にて説明したように、フレーム16の円板部16Aに設けた背圧室18の切り込み部18aの位置を変更することによって、または抽気孔19の位置を変更することによって変更することができる。   Also, the thrust load Ft can be made extremely small or canceled by changing the magnitude of the intermediate pressure Pm. The magnitude of the intermediate pressure Pm is changed by changing the position of the cut portion 18a of the back pressure chamber 18 provided in the disc portion 16A of the frame 16 as described in the first embodiment, or It can be changed by changing the position.

以上説明したように、この発明の実施の形態2による回転式圧縮機は、密閉容器1内の圧力が一部を除いて吸入圧力に保たれ、ピストンとシリンダが同期して回転する両回転型のスライディングベーン圧縮機において、シリンダ12の端板12Aの背面側のフレーム16に背圧室18を設け、背圧室18に圧縮途中のガスである中間圧力を導入する構成としたものである。これにより、シリンダ12に作用するスラスト荷重Ftを大幅に低減あるいはキャンセルすることが可能となる。このため、シリンダ12とハウジング15との摺動、またはシリンダ12とフレーム16との摺動によって発生する摩擦損失を大幅に低減できる。したがって、バネによる圧力調整機構を必要とせずに、簡便な構造で摩擦損失の少ない高性能の回転式圧縮機を得ることが可能となる。また、摩擦損失を低減できるため、省エネルギー化も図ることが可能である。   As described above, the rotary compressor according to the second embodiment of the present invention is a double-rotating type in which the pressure in the sealed container 1 is maintained at the suction pressure except for a part, and the piston and the cylinder rotate synchronously. In this sliding vane compressor, a back pressure chamber 18 is provided in the frame 16 on the back side of the end plate 12A of the cylinder 12, and an intermediate pressure, which is a gas being compressed, is introduced into the back pressure chamber 18. Thereby, the thrust load Ft acting on the cylinder 12 can be greatly reduced or canceled. For this reason, the friction loss which generate | occur | produces by sliding with the cylinder 12 and the housing 15 or sliding with the cylinder 12 and the flame | frame 16 can be reduced significantly. Therefore, it is possible to obtain a high-performance rotary compressor with a simple structure and a small friction loss without requiring a pressure adjusting mechanism using a spring. Further, since friction loss can be reduced, energy saving can be achieved.

また、シリンダ12の外側の第2空間31に漏れた油を油戻し穴16fから確実に油溜め4に戻すことができるため、油枯渇の恐れの無い信頼性の高い回転式圧縮機を提供することが可能となる。   Further, since the oil leaked into the second space 31 outside the cylinder 12 can be surely returned to the oil sump 4 from the oil return hole 16f, a highly reliable rotary compressor without fear of oil exhaustion is provided. It becomes possible.

また、抽気孔19と切り込み部18aとの位置関係を調整することにより、幅広い範囲の中間圧力を背圧室18に導くことが可能である。   Further, it is possible to guide a wide range of intermediate pressures to the back pressure chamber 18 by adjusting the positional relationship between the bleed hole 19 and the cut portion 18a.

なお、この発明の実施の形態1および実施の形態2による回転式圧縮機においては、ピストン11とシリンダ12を同期して回転させる手段として、シリンダ12の内筒面の1箇所に円弧状溝12bを設け、第1のベーン14aの先端をこの円弧状溝12bに押接させることで、ピストン11とシリンダ12を同期して回転させるようにした。ピストン11とシリンダ12を同期して回転させる手段としては、他に例えば特開2000−161270号公報に示されるオルダム継手を用いてピストンとシリンダを同期して回転させるようにしてもよい。また、この発明の実施の形態1および実施の形態2による回転式圧縮機においては、ベーン枚数が2枚の場合について示したが、ベーン枚数が1枚もしくは3枚以上の場合についても同様の効果が得られる。   In the rotary compressor according to the first and second embodiments of the present invention, the arc-shaped groove 12b is provided at one place on the inner cylindrical surface of the cylinder 12 as means for rotating the piston 11 and the cylinder 12 in synchronization. And the piston 11 and the cylinder 12 are rotated synchronously by pressing the tip of the first vane 14a against the arcuate groove 12b. As another means for rotating the piston 11 and the cylinder 12 in synchronism, for example, an Oldham joint disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-161270 may be used to rotate the piston and the cylinder in synchronism. In the rotary compressors according to the first and second embodiments of the present invention, the case where the number of vanes is two has been described. However, the same effect can be obtained when the number of vanes is one or three or more. Is obtained.

1 密閉容器、2 モータ、3 圧縮機構、4 油溜め、5 吸入管、6 吐出管、7 ガラス端子、8 軸、8a 第1給油路、9 油ポンプ機構、10 カップ、10a 吸込口、11 ピストン、11a ベーン溝、12 シリンダ、12A 端板、12a 円筒部、12b 円弧状溝、13 圧縮室、14a 第1のベーン、14b 第2のベーン、15 ハウジング、15a 上軸受、15b 吸入ポート、15c 吐出ポート、15ca 貫通穴、15cb 貫通穴、15d 連通路、16 フレーム、16A 円板部、16a 中空部、16b 下軸受、16c シリンダ軸受、16d 連通路、16e 第2給油路、16f 油戻し穴、17a シール機構、17b シール機構、18 背圧室、18a 切り込み部、19 抽気孔、20 吐出弁、21 蓋、30 第1空間、31 第2空間、41 ステータ、42 ロータ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container, 2 motor, 3 compression mechanism, 4 oil sump, 5 suction pipe, 6 discharge pipe, 7 glass terminal, 8 axis | shaft, 8a 1st oil supply path, 9 oil pump mechanism, 10 cup, 10a suction inlet, 11 piston 11a vane groove, 12 cylinder, 12A end plate, 12a cylindrical portion, 12b arc-shaped groove, 13 compression chamber, 14a first vane, 14b second vane, 15 housing, 15a upper bearing, 15b suction port, 15c discharge Port, 15ca through hole, 15cb through hole, 15d communication path, 16 frame, 16A disc, 16a hollow part, 16b lower bearing, 16c cylinder bearing, 16d communication path, 16e second oil supply path, 16f oil return hole, 17a Seal mechanism, 17b Seal mechanism, 18 Back pressure chamber, 18a Notch, 19 Bleed hole, 20 Discharge valve, 21 Lid, 30 first space, 31 second space, 41 stator, 42 rotor.

Claims (4)

密閉容器と、
前記密閉容器内に固定して設けられ、吸入ポートと吐出ポートとが設けられたハウジングと、
前記ハウジングに対して回転可能に支持され、駆動手段によって駆動される軸と、
前記ハウジングに固定されて前記軸を回転可能に支持するフレームと、
前記軸に固定されて前記軸と一体に回転する円柱状のピストンと、
前記ピストンを偏芯した状態で収容する円筒部、および前記円筒部の一端の開口を閉塞する端板を有し、前記円筒部の他端の開口を閉塞する前記ハウジングに固定された前記フレーム内に回転可能に支持され、前記ピストンと同一方向に回転するシリンダと、
前記ピストンと前記シリンダを同期して回転させる手段と、
前記ピストンの外周に設けた少なくとも一つ以上の各ベーン溝に摺動可能に装着され、先端が前記シリンダの内筒面と摺接することによって前記シリンダ内の空間に圧縮室を形成する少なくとも一つ以上のベーンとを有し、
前記シリンダの前記端板の背面と前記フレームとの間に、周囲の空間と気密に仕切られた背圧室を設けると共に、前記シリンダの前記端板に、前記圧縮室に連通する貫通した抽気孔を設け、前記シリンダの1回転中のある区間のみ前記抽気孔が前記背圧室に連通して圧縮途中のガスが前記背圧室に供給されるようにしたことを特徴とする回転式圧縮機。
A sealed container;
A housing fixedly provided in the sealed container and provided with a suction port and a discharge port;
A shaft rotatably supported relative to the housing and driven by drive means;
A frame fixed to the housing and rotatably supporting the shaft;
A columnar piston fixed to the shaft and rotating integrally with the shaft;
A cylindrical portion that accommodates the piston in an eccentric state; and an end plate that closes an opening at one end of the cylindrical portion, and the inside of the frame that is fixed to the housing that closes the opening at the other end of the cylindrical portion A cylinder that is rotatably supported by the cylinder and rotates in the same direction as the piston;
Means for synchronously rotating the piston and the cylinder;
At least one which is slidably mounted in at least one vane groove provided on the outer periphery of the piston, and whose tip is in sliding contact with the inner cylinder surface of the cylinder, thereby forming a compression chamber in the space in the cylinder. With the above vanes,
A back pressure chamber that is airtightly partitioned from the surrounding space is provided between the back surface of the end plate of the cylinder and the frame, and a bleed hole that penetrates the end plate of the cylinder and communicates with the compression chamber. The rotary compressor is characterized in that the bleed hole communicates with the back pressure chamber only in a certain section during one rotation of the cylinder, and gas during compression is supplied to the back pressure chamber. .
前記背圧室は環状に形成され、その周面の一部に切り込み部が形成された構成を有し、前記シリンダの1回転中のある区間のみ前記切り込み部が前記抽気孔に連通するようにしたことを特徴とする請求項1記載の回転式圧縮機。   The back pressure chamber is formed in an annular shape, and has a configuration in which a cut portion is formed in a part of the peripheral surface thereof, and the cut portion communicates with the bleed hole only in a certain section during one rotation of the cylinder. The rotary compressor according to claim 1, wherein 前記シリンダの内筒面に前記ベーンの先端を収容する溝を設け、前記溝に前記ベーンの先端が押接されることで前記ピストンと前記シリンダとが同期して回転することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の回転式圧縮機。   A groove for accommodating the tip of the vane is provided on an inner cylinder surface of the cylinder, and the piston and the cylinder rotate in synchronization by the tip of the vane being pressed into the groove. The rotary compressor according to claim 1 or 2. 前記ピストンと前記シリンダとを同期して回転させる手段として、オルダム継手を用いたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の回転式圧縮機。   3. The rotary compressor according to claim 1, wherein an Oldham coupling is used as means for rotating the piston and the cylinder synchronously.
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