JP2012117426A - 圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】摺動による焼付きを防止できる。
【解決手段】圧縮機は、圧縮室31および圧縮室31に連通したブレード収容部33を有するシリンダ30と、シリンダ30の軸方向両端に配置されるフロントヘッドおよびリアヘッドと、圧縮室31およびブレード収容部33の内側に配置されるピストンとを備えている。ピストンは、圧縮室31に配置された環状のローラと、ローラの外周面から延在し且つブレード収容部33に対して進退可能に配置されたブレードとを有する。シリンダ30の内周面に、その内周面における他の領域に比べて熱伝導率が大きいコーティング層36aで形成された吸熱領域を設ける。吸熱領域は、ピストンが下死点にある際に、圧縮室31の周壁面において高圧室を画定する部分、および、ブレード収容部33における高圧室側の側壁に設ける。
【選択図】図3
【解決手段】圧縮機は、圧縮室31および圧縮室31に連通したブレード収容部33を有するシリンダ30と、シリンダ30の軸方向両端に配置されるフロントヘッドおよびリアヘッドと、圧縮室31およびブレード収容部33の内側に配置されるピストンとを備えている。ピストンは、圧縮室31に配置された環状のローラと、ローラの外周面から延在し且つブレード収容部33に対して進退可能に配置されたブレードとを有する。シリンダ30の内周面に、その内周面における他の領域に比べて熱伝導率が大きいコーティング層36aで形成された吸熱領域を設ける。吸熱領域は、ピストンが下死点にある際に、圧縮室31の周壁面において高圧室を画定する部分、および、ブレード収容部33における高圧室側の側壁に設ける。
【選択図】図3
Description
本発明は、冷媒を圧縮するための圧縮機に関するものである。
特許文献1には、圧縮室が形成されたシリンダと、シリンダの圧縮室に配置されるローラを有するピストンとを備えたロータリ圧縮機が開示されている。圧縮室内は、ピストンによって、冷媒が導入される低圧室と冷媒が圧縮される高圧室とに区画されている。ローラは、モータによって回転駆動されるシャフトの偏心部に装着されており、シャフトの回転に伴って、圧縮室の周壁面に沿って移動する。そして、ローラの移動に伴って、高圧室において冷媒が圧縮される。
係るロータリ圧縮機においては、ピストンの軸方向端面とこの端面に対向して配置される端板部材との間には、摺動による焼付き防止などのために、隙間が形成されている。この隙間の大きさは、冷媒や潤滑油の漏れを防止する観点から、できるだけ小さく設定されている。
上述のようなロータリ圧縮機においては、高圧室で圧縮され高温となった冷媒によって、シリンダおよびピストンが熱せられる。ピストンの熱膨張量がシリンダの熱膨張量よりも大きくなった場合には、上述のようなピストンの端面と端板部材との間の微小な隙間が無くなり、摺動による焼付きが生じる。とりわけ、一般的に、ピストンの体積はシリンダの体積に比べて小さいため、ピストンの熱膨張量がシリンダの熱膨張量よりも大きくなりやすい。
そこで、本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、摺動による焼付きを防止できる圧縮機を提供することを目的とする。
第1の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置される端板部材と、前記圧縮室に配置された環状のローラ、および前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードを有するピストンとを備えている。前記ピストンは、前記ローラが前記圧縮室の周壁面に沿って移動しつつ前記ブレードと共に前記圧縮室を高圧室と低圧室とに分断するものであって、前記シリンダは、その内周面における他の領域に比べて熱伝導率の大きい吸熱材料で形成された吸熱領域を有している。前記吸熱領域は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の内周面との間の隙間が最も小さくなる位置に前記ピストンがある際に、前記圧縮室の周壁面において前記高圧室を画定する部分、および、前記ブレード収容部の前記高圧室側の部分の少なくともいずれかの一部を含む領域に設けられている
この圧縮機では、高圧室で圧縮されて高温となった冷媒が有する熱の多くが、シリンダの内周面に設けられた吸熱領域に伝わりやすくなる。したがって、シリンダの熱膨張を促進し、シリンダの熱膨張量をピストンの熱膨張量に追従させることができる。よって、ピストンの端面と端板部材とが接触するのを防ぎ、摺動による焼付きを防止できる。
第2の発明に係る圧縮機は、第1の発明に係る圧縮機において、前記吸熱領域は、前記圧縮室の周壁面において、前記ブレード収容部との境界部分を一端とし、その境界部分から高圧室側へシリンダ下死点に向かって延びる領域に設けられている。
この圧縮機では、長い時間高圧室となる部分に吸熱領域を設けることで、より多くの熱をシリンダに伝え、ピストンの端面と端板部材との接触を確実に防ぐことができる。
第3の発明に係る圧縮機は、第1または第2の発明に係る圧縮機において、前記吸熱領域が、前記圧縮室の周壁面において、前記ピストンが下死点にある際に前記低圧室を画定する部分に設けられていない。
この圧縮機では、吸熱領域を低圧室側に設けないので、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを防ぐことができる。したがって、シリンダの収縮を防ぎ、ピストンの端面と端板部材とが接触するのを防止できる。
第4の発明に係る圧縮機は、第1〜第3のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記シリンダは、前記ピストンが下死点にある際に、前記圧縮室の周壁面において前記低圧室を画定する部分の少なくとも一部に設けられ、前記シリンダの基材に比べて熱伝導率の小さい断熱材料で形成された断熱領域を有している。
この圧縮機では、圧縮室の周壁面において低圧室を画定する部分に断熱領域を設けることで、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを確実に防ぐことができる。
第5の発明に係る圧縮機は、第1〜第4のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記吸熱領域の熱伝導率は、前記ピストンの熱伝導率よりも大きい。
この圧縮機では、冷媒の熱が、ピストンと比べて、シリンダにおける吸熱領域に対応する部分に伝わりやすくなる。したがって、ピストンに対してシリンダの熱の流入を確実に増加させられるため、ピストンの熱膨張量に対してシリンダの熱膨張量を追従させることができる。
第6の発明に係る圧縮機は、圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置される端板部材と、前記圧縮室に配置されており、前記圧縮室の周壁面に沿って移動する環状のローラと、前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されており、前記ローラと共に前記圧縮室を高圧室と低圧室とに分断するベーンとを備えている。前記シリンダは、その内周面における他の領域に比べて熱伝導率の大きい吸熱材料で形成された吸熱領域を有している。前記吸熱領域は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の周壁面との間の隙間が最も小さくなる位置に前記ローラがある際に、前記圧縮室の周壁面において前記高圧室を画定する部分の一部を含む領域に設けられている。
この圧縮機では、高圧室で圧縮されて高温となった冷媒が有する熱の多くが、シリンダの圧縮室の周壁面に設けられた吸熱領域に伝わりやすくなる。したがって、シリンダの熱膨張を促進し、シリンダの熱膨張量をローラの熱膨張量に追従させることができる。よって、ローラの端面と端板部材とが接触するのを防ぐことができ、摺動による焼付きを防止できる。
第7の発明に係る圧縮機は、第6の発明に係る圧縮機において、前記吸熱領域は、前記圧縮室の周壁面において、前記ベーン収容部との境界部分を一端とし、その境界部分から高圧室側へシリンダ下死点に向かって延びる領域に設けられている。
この圧縮機では、長い時間高圧室となる部分に吸熱領域を設けることで、より多くの熱がシリンダに伝わりやすくなり、ローラの端面と端板部材との接触を確実に防ぐことができる。
第8の発明に係る圧縮機は、第6または第7の発明に係る圧縮機において、前記吸熱領域が、前記圧縮室の周壁面において、前記ローラが下死点にある際に前記低圧室を画定する部分に設けられていない。
この圧縮機では、吸熱領域を低圧室側に設けないので、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを防ぐことができる。したがって、シリンダの収縮を防ぎ、ローラの端面と端板部材とが接触するのを防止できる。
第9の発明に係る圧縮機は、第6〜第8のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記シリンダは、前記ローラが下死点にある際に、前記圧縮室の周壁面において前記低圧室を画定する部分の少なくとも一部に設けられ、前記シリンダの基材に比べて熱伝導率の小さい断熱材料で形成された断熱領域を有している。
この圧縮機では、圧縮室の周壁面において低圧室を画定する部分に断熱領域を設けることで、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを確実に防ぐことができる。
第10の発明に係る圧縮機は、第6〜第9のいずれかの発明に係る圧縮機において、前記吸熱領域の熱伝導率は、前記ローラの熱伝導率よりも大きい。
この圧縮機では、冷媒の熱が、ローラと比べて、シリンダにおける吸熱領域に対応する部分に伝わりやすくなる。したがって、ローラに対してシリンダの熱の流入を確実に増加させられるため、ローラの熱膨張量に対してシリンダの熱膨張量を追従させることができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
第1の発明では、高圧室で圧縮されて高温となった冷媒が有する熱の多くが、シリンダの内周面に設けられた吸熱領域に伝わりやすくなる。したがって、シリンダの熱膨張を促進し、シリンダの熱膨張量をピストンの熱膨張量に追従させることができる。よって、ピストンの端面と端板部材とが接触するのを防ぎ、摺動による焼付きを防止できる。
第2の発明では、長い時間高圧室となる部分に吸熱領域を設けることで、より多くの熱をシリンダに伝え、ピストンの端面と端板部材との接触を確実に防ぐことができる。
第3の発明では、吸熱領域を低圧室側に設けないので、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを防ぐことができる。したがって、シリンダの収縮を防ぎ、ピストンの端面と端板部材とが接触するのを防止できる。
第4の発明では、圧縮室の周壁面において低圧室を画定する部分に断熱領域を設けることで、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを確実に防ぐことができる。
第5の発明では、冷媒の熱が、ピストンと比べて、シリンダにおける吸熱領域に対応する部分に伝わりやすくなる。したがって、ピストンに対してシリンダの熱の流入を確実に増加させられるため、ピストンの熱膨張量に対してシリンダの熱膨張量を追従させることができる。
第6の発明では、高圧室で圧縮されて高温となった冷媒が有する熱の多くが、シリンダの圧縮室の周壁面に設けられた吸熱領域に伝わりやすくなる。したがって、シリンダの熱膨張を促進し、シリンダの熱膨張量をローラの熱膨張量に追従させることができる。よって、ローラの端面と端板部材とが接触するのを防ぐことができ、摺動による焼付きを防止できる。
第7の発明では、長い時間高圧室となる部分に吸熱領域を設けることで、より多くの熱がシリンダに伝わりやすくなり、ローラの端面と端板部材との接触を確実に防ぐことができる。
第8の発明では、吸熱領域を低圧室側に設けないので、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを防ぐことができる。したがって、シリンダの収縮を防ぎ、ローラの端面と端板部材とが接触するのを防止できる。
第9の発明では、圧縮室の周壁面において低圧室を画定する部分に断熱領域を設けることで、シリンダの熱が低圧室内の比較的低温の冷媒に放出されるのを確実に防ぐことができる。
第10の発明では、冷媒の熱が、ローラと比べて、シリンダにおける吸熱領域に対応する部分に伝わりやすくなる。したがって、ローラに対してシリンダの熱の流入を確実に増加させられるため、ローラの熱膨張量に対してシリンダの熱膨張量を追従させることができる。
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
本実施形態は、1シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図1に示すように、本実施形態の圧縮機1は、密閉ケーシング2と、密閉ケーシング2内に配置される圧縮機構10および駆動機構6を備えている。なお、図1は、駆動機構6の断面を示すハッチングを省略して表示している。この圧縮機1は、例えば、空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、後述する吸入管3から導入された冷媒(本実施形態では、CO2)を圧縮して排出管4から排出する。図1の上下方向を単に上下方向として、圧縮機1について以下説明する。
以下、本発明の第1実施形態について説明する。
本実施形態は、1シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図1に示すように、本実施形態の圧縮機1は、密閉ケーシング2と、密閉ケーシング2内に配置される圧縮機構10および駆動機構6を備えている。なお、図1は、駆動機構6の断面を示すハッチングを省略して表示している。この圧縮機1は、例えば、空調装置などの冷凍サイクルに組み込まれて使用され、後述する吸入管3から導入された冷媒(本実施形態では、CO2)を圧縮して排出管4から排出する。図1の上下方向を単に上下方向として、圧縮機1について以下説明する。
密閉ケーシング2は、両端が塞がれた円筒状の容器であり、その上部には、圧縮された冷媒を排出するための排出管4と、駆動機構6の後述する固定子7bのコイルに電流を供給するためのターミナル端子5が設けられている。なお、図1では、コイルとターミナル端子5とを接続する配線は省略して表示している。また。密閉ケーシング2の側部には、圧縮機1に冷媒を導入するための吸入管3が設けられている。また、密閉ケーシング2内の下部には、圧縮機構10の摺動部の動作を滑らかにするための潤滑油Lが貯留されている。密閉ケーシング2の内部には、駆動機構6と、圧縮機構10とが上下に並んで配置されている。
駆動機構6は、圧縮機構10を駆動するために設けられており、駆動源となるモータ7と、このモータ7に取り付けられたシャフト8とから構成されている。
モータ7は、密閉ケーシング2の内周面に固定されている略円環状の固定子7bと、この固定子7bの径方向内側にエアギャップを介して配置される回転子7aとを備えている。回転子7aは磁石(図示省略)を有し、固定子7bはコイルを有している。モータ7は、コイルに電流を流すことによって発生する電磁力によって、回転子7aを回転させる。また、固定子7bの外周面は、全周にわたって密閉ケーシング2の内周面に密着しているわけではなく、固定子7bの外周面には、上下方向に延び且つモータ7の上下の空間を連通させる複数の凹部(図示省略)が、周方向に並んで形成されている。
シャフト8は、モータ7の駆動力を圧縮機構10に伝達するために設けられており、回転子7aの内周面に固定されて、回転子7aと一体的に回転する。また、シャフト8は、後述する圧縮室31内となる位置に、偏心部8aを有している。偏心部8aは、円柱状に形成されており、その軸心がシャフト8の回転中心から偏心している。この偏心部8aには、圧縮機構10の後述するローラ41が装着されている。
また、シャフト8の下側略半分の内部には、上下方向に延在する給油路8bが形成されている。この給油路8bの下端部には、シャフト8の回転に伴って潤滑油Lを給油路8b内に吸い上げるための螺旋羽根形状のポンプ部材(図示省略)が挿入されている。さらに、シャフト8には、給油路8b内の潤滑油Lをシャフト8の外側に排出するための複数の排出孔8cが形成されている。
圧縮機構10は、密閉ケーシング2の内周面に固定されるフロントヘッド(端板部材)20と、フロントヘッド20の上側に配置されるマフラー11と、フロントヘッド20の下側に配置されるシリンダ30と、シリンダ30の内部に配置されるピストン40と、シリンダ30の下側に配置されるリアヘッド(端板部材)50とを備えている。詳細は後述するが、図2に示すように、シリンダ30は、略円環状の部材であって、その中央部に圧縮室31が形成されている。シリンダ30は、リアヘッド50と共に、フロントヘッド20の下側にボルトにより固定されている。なお、図2は、シリンダ30に形成されているボルト孔は省略して表示している。
図1に示すように、フロントヘッド20は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト8が回転可能に挿通される軸受け孔21が形成されている。フロントヘッド20の外周面は、密閉ケーシング2の内周面にスポット溶接などによって固定されている。フロントヘッド20の下面は、シリンダ30の圧縮室31の上端を閉塞している。フロントヘッド20には、圧縮室31において圧縮された冷媒を吐出するための吐出孔22(図2参照)が形成されている。吐出孔22は、上下方向から視て、シリンダ30の後述するブレード収容部33の近傍に形成されている。図示は省略するが、フロントヘッド20の上面には、圧縮室31内の圧力に応じて吐出孔22を開閉する弁機構が取り付けられている。また、フロントヘッド20のシリンダ30よりも径方向外側の部分には、複数の油戻し孔23が周方向に並んで形成されている。フロントヘッド20は、金属材料で形成されている。
リアヘッド50は、略円環状の部材であって、その中央部にシャフト8が回転可能に挿通される軸受け孔51が形成されている。リアヘッド50は、シリンダ30の圧縮室31の下端を閉塞している。リアヘッド50は、金属材料で形成されている。
マフラー11は、フロントヘッド20の吐出孔22から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。マフラー11は、フロントヘッド20の上面にボルトによって取り付けられ、フロントヘッド20との間にマフラー空間Mを形成している。また、図示は省略するが、マフラー11には、マフラー空間M内の冷媒を排出するためのマフラー吐出孔が形成されている。
図1〜図3に示すように、シリンダ30には、上述した圧縮室31と、圧縮室31内に冷媒を導入するための吸入孔32と、ブレード収容部33とが形成されている。なお、図2は、図1のA−A線断面図であって、フロントヘッド20の吐出孔22は本来表れないが、説明の便宜上表示している。
吸入孔32は、シリンダ30の径方向に延在して形成されている。吸入孔32の一端は、圧縮室31の周壁面に開口した吸入口32aとなっている。また、吸入孔32の吸入口32a側とは反対側の端部には、吸入管3の先端が内嵌されている。
ブレード収容部33は、シリンダ30を上下方向に貫通しており、圧縮室31と連通している。ブレード収容部33は、圧縮室31の径方向に延在している。ブレード収容部33は、上下方向から視て、吸入孔32とフロントヘッド20の吐出孔22との間の位置に形成されている。このブレード収容部33内には、一対のブッシュ34が配置されている。一対のブッシュ34は、略円柱状の部材を半分割した形状に形成されている。この一対のブッシュ34の間にブレード42が配置されている。一対のブッシュ34は、その間にブレード42が配置された状態で、ブレード収容部33内において周方向に揺動可能となっている。
図3、図4に示すように、本実施形態のシリンダ30は、基材35と、基材35の内周面を被覆する薄膜状のコーティング層36a、36bとから構成されている。基材35は、例えば、熱伝導率48W/mkの鋳鉄などの金属材料からなる。
コーティング層36aは、基材35よりも熱伝導率が大きい、例えば、熱伝導率236W/mkのアルミニウムなどの金属材料からなる。したがって、シリンダ30の内周面においてコーティング層36aが形成された領域は吸熱領域となっている。コーティング層36bは、基材35よりも熱伝導率が小さい、例えば、熱伝導率13W/mkのニッケルクロム合金などの金属材料からなる。したがって、シリンダ30の内周面においてコーティング層36bが形成された領域は断熱領域となっている。シリンダ30の内周面における吸熱領域と断熱領域との具体的な位置関係については、後で詳述する。
図2に示すように、ピストン40は、円環状のローラ41と、このローラ41の外周面から径方向外側に延在するブレード42とから構成されている。ローラ41は、偏心部8aの外周面に相対回転可能に装着されて、圧縮室31内に配置されている。ブレード42は、ブレード収容部33に配置された一対のブッシュ34の間に進退可能に配置されている。ピストン40は、シリンダ30のコーティング層36aよりも熱伝導率の小さい、例えば、熱伝導率48W/mkの鋳鉄などの金属材料からなる。
図4に示すように、ピストン40の上下方向長さH1は、圧縮室31の上下方向長さH2よりも僅かに小さく、その差は例えば10〜30μm程度である。また、ローラ41の外径は、偏心部8aに装着された状態でローラ41の外周面と圧縮室31の周壁面との間に、微小な隙間d(以下、この隙間を径方向隙間dという)が生じる大きさとなっている。この径方向隙間dの大きさは、後で詳述するように、圧縮機1の駆動中に、例えば10〜100μm程度の範囲内で変化する。このように径方向隙間dが微小であるので、図2(b)〜図2(d)に示すように、ブレード42がブレード収容部33から圧縮室31側に出ている状態では、ローラ41の外周面と圧縮室31の周壁面との間に形成される空間は、ブレード42によって低圧室31aと高圧室31bに区画される。
次に、本実施形態の圧縮機1の動作について、図2(a)〜図2(d)、および図5を参照して説明する。図2(a)は、ピストン40が上死点にある状態を示しており、図2(b)〜図2(d)は、図2(a)の状態からのシャフト8の回転角度が、それぞれ、α1°、180°(下死点)、β1°である状態を示している。ここで、図2(b)に示すシャフト8の回転角度がα1°である状態とは、圧縮室31の上下方向から視て圧縮室31の軸中心からローラ41の軸中心側に向かって延在する直線L1が、吸入孔32におけるローラ41の移動方向(図中時計回り方向)下流側の端部(図中E1で示す部分)を通る状態を意味する。また、図2(d)に示すシャフト8の回転角度がβ1°である状態とは、後述するように、径方向隙間dが最も小さくなる状態を意味する。図5に示すグラフは、シャフト8の回転角度θに対する径方向隙間dの変化の概略(図中実線で示す)と、高圧室31b内の圧力変化の概略(図中破線で示す)とを描いたものである。
吸入管3から吸入孔32を介して圧縮室31に冷媒を供給しつつ、モータ7の駆動によりシャフト8を回転させると、図2(a)〜図2(d)に示すように、偏心部8aに装着されたローラ41は、圧縮室31の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室31内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
図2(a)の状態から偏心部8aが図中の矢印方向に回転すると、図2(b)に示すように、ローラ41の外周面と圧縮室31の周壁面とによって形成される空間が、低圧室31aと高圧室31bに区画される。さらに偏心部8aが回転すると、図2(b)〜図2(d)に示すように、低圧室31aの容積が大きくなるため、吸入管3から吸入孔32を介して低圧室31a内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室31bの容積が小さくなるため、高圧室31bにおいて冷媒が圧縮される。なお、図2(b)に示すように、シャフト8の回転角度がα1°となった時に、ローラ41の外周面が、吸入孔32におけるローラ41の移動方向下流側の端部に最も近づく。図2(c)に示すように、シャフト8の回転角度が180°となった時に、圧縮室31の周壁面において、圧縮室31の軸中心からローラ41の軸中心側に向かって延在する直線L1が通過する位置をP1で示す。
図5に示すように、ローラ41の外周面と圧縮室31の周壁面との間の径方向隙間dの大きさは、シャフト8が上死点から90°回転するまでの間に最大となり、そこから次第に小さくなる。そして、図2(d)に示すように、シャフト8の回転角度がβ1°となった時、径方向隙間dが最小となる。なお、回転角度β1°は、180°よりも大きく330°以下である。このとき、圧縮室31の周壁面においてローラ41の外周面に最も近づく部分をP2で示す。
そして、高圧室31b内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド20に設けられた弁機構が開弁して、高圧室31b内の冷媒が吐出孔22を介してマフラー空間Mに吐出される。なお、径方向隙間dが最小となった時(すなわち、シャフト8の回転角度がβ1°となった時)、高圧室31b内の冷媒の圧力は、弁機構が開弁する所定の圧力に達する。その後、図2(a)の状態に戻り、高圧室31bからの冷媒の吐出が完了する。この工程を繰り返すことにより、吸入管3から圧縮室31に供給された冷媒が連続的に圧縮されて排出される。マフラー空間Mに吐出された冷媒は、マフラー11のマフラー吐出孔(図示省略)から圧縮機構10の外に吐出される。
上述のような圧縮機構10から吐出された冷媒は、固定子7bと回転子7aとの間のエアギャップなどを通過した後、最終的に、排出管4から密閉ケーシング2の外に排出される。このとき、シャフト8の排出孔8cから圧縮室31内に供給された潤滑油Lの一部は、冷媒と共に吐出孔22からマフラー空間Mに吐出された後、マフラー11のマフラー吐出孔(図示省略)から圧縮機構10の外に吐出される。圧縮機構10の外に吐出された潤滑油Lの一部は、フロントヘッド20の油戻し孔23を通って密閉ケーシング2の下部の貯留部に戻される。また、圧縮機構10の外に吐出された潤滑油Lの他の一部は、冷媒と共に固定子7bと回転子7aとの間のエアギャップを通過した後、固定子7bの外周面に形成された凹部(図示省略)と密閉ケーシング2の内周面との間と、フロントヘッド20の油戻し孔23とを通って、密閉ケーシング2の下部の貯留部に戻される。
次に、図3を参照しつつ、シリンダ30の内周面において、コーティング層36aが形成され吸熱領域となる領域と、コーティング層36bが形成され断熱領域となる領域との位置について説明する。
コーティング層36aは、圧縮室31の周壁面において、高圧室側(図3(a)中左側)のブレード収容部33との境界部分を一端とし、その境界部分から高圧室側へシリンダ下死点に向かって(図3(a)中反時計回り方向に向かって)、P1で示す部分までの領域の全面に形成されている。なお、シリンダ下死点とは、圧縮室31の周壁面において、ピストン40が下死点にある際にローラ41の外周面に最も近づく部分である。また、コーティング層36aは、ブレード収容部33の側壁において、P3で示す部分から、高圧室側(図3(a)中左側)の圧縮室31との境界部分までの領域の全面に形成されている。ここで、P1は、上述のように、圧縮室31の周壁面において、ピストン40が下死点にある際に直線L1が通過する位置であり、P3は、ブレード収容部33の圧縮室31側とは反対側の端部である。すなわち、コーティング層36aは、ピストン40が下死点にある際(シャフト8の回転角度が180°となった際)に圧縮室31の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、ブレード収容部33の高圧室側(図3(a)中左側)の側壁に形成されている。
コーティング層36bは、圧縮室31の周壁面において、低圧室側(図3(a)中右側)のブレード収容部33との境界部分を一端とし、その境界部分から低圧室側へシリンダ下死点に向かって(図3(a)中時計回り方向に向かって)、P1で示す部分までの領域の全面に形成されている。すなわち、コーティング層36bは、ピストン40が下死点にある際(シャフト8の回転角度が180°となった際)に圧縮室31の周壁面において低圧室31aを画定する部分に形成されている。
つまり、コーティング層36aが形成された吸熱領域は、ピストン40が下死点にある際に圧縮室31の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、ブレード収容部33における高圧室31b側の側壁に設けられている。また、コーティング層36bが形成された断熱領域は、ピストン40が下死点にある際に圧縮室31の周壁面において低圧室31aを画定する部分に設けられている。
なお、基材35、コーティング層36a、およびコーティング層36bの中では、コーティング層36aの熱伝導率が最も大きく、コーティング層36bの熱伝導率が最も小さい。したがって、コーティング層36aが形成された吸熱領域は、シリンダ30の内周面の他の領域、すなわち、基材35が露出している領域、および、コーティング層36bが形成されている断熱領域に比べて、熱伝導率が大きい。また、コーティング層36bが形成された断熱領域は、シリンダ30の内周面の他の領域、すなわち、基材35が露出している領域、および、コーティング層36aが形成されている吸熱領域に比べて、熱伝導率が小さい。
以上のように、本実施形態の圧縮機1では、シリンダ30の内周面に、その内周面における他の領域に比べて熱伝導率が大きいコーティング層36aで形成された吸熱領域を有している。吸熱領域は、ピストン40が下死点にある際に圧縮室31の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、ブレード収容部33における高圧室31b側の側壁に設けられている。したがって、高圧室31bで圧縮されて高温となった冷媒が有する熱の多くが、シリンダ30の内周面に設けられた吸熱領域に伝わりやすくなる。よって、シリンダ30の熱膨張を促進し、シリンダ30の熱膨張量をピストン40の熱膨張量に追従させることができる。これにより、ピストン40の上下とフロントヘッド20およびリアヘッド50とが接触するのを防ぐことができ、摺動による焼付きを防止できる。
また、本実施形態の圧縮機1では、吸熱領域は、圧縮室31の周壁面において、高圧室31b側のブレード収容部33との境界部分を一端とし、その境界部分から高圧室側へシリンダ下死点に向かって延びる領域に設けられている。したがって、長い時間高圧室31bとなる部分に吸熱領域を設けることで、より多くの熱をシリンダ30に伝え、ピストン40の上下端面とフロントヘッド20およびリアヘッド50との接触を確実に防ぐことができる。
また、本実施形態の圧縮機1では、吸熱領域が、圧縮室31の周壁面において、ピストン40が下死点にある際に低圧室31aを画定する部分に設けられていない。したがって、シリンダ30の熱が低圧室31a内の比較的低温の冷媒に放出されるのを防ぐことができる。よって、シリンダ30の収縮を防ぎ、ピストン40の上下端面とフロントヘッド20およびリアヘッド50とが接触するのを防止できる。
さらに、本実施形態の圧縮機1では、ピストン40が下死点にある際に圧縮室31の周壁面において低圧室31aを画定する部分に、断熱領域が設けられている。したがって、断熱領域により、シリンダ30の熱が低圧室31a内の比較的低温の冷媒に放出されるのを確実に防ぐことができる。
加えて、本実施形態の圧縮機1では、吸熱領域の熱伝導率は、ピストン40の熱伝導率よりも大きい。したがって、冷媒の熱が、ピストン40と比べて、シリンダ30における吸熱領域に対応する部分に伝わりやすくなる。よって、ピストン40に対してシリンダ30の熱の流入を確実に増加させられるため、ピストン40の熱膨張量に対してシリンダ30の熱膨張量を追従させることができる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態は、2シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図6に示すように、本実施形態の圧縮機101は、シャフト108および圧縮機構110の構成が上記第1実施形態と異なっている。また、本実施形態の圧縮機101では、2本の吸入管3が、密閉ケーシング2の側部に上下に並んで設けられている。その他の構成は上記第1実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本実施形態は、2シリンダ型のロータリ圧縮機に本発明を適用した一例である。
図6に示すように、本実施形態の圧縮機101は、シャフト108および圧縮機構110の構成が上記第1実施形態と異なっている。また、本実施形態の圧縮機101では、2本の吸入管3が、密閉ケーシング2の側部に上下に並んで設けられている。その他の構成は上記第1実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
シャフト108は、2つの偏心部108a、108dを有している。2つの偏心部108a、108dの軸心は、シャフト108の回転軸を中心として180°ずれている。また、シャフト108は、上記第1実施形態のシャフト8と同じく、給油路108bと、複数の排出孔108cを有している。
圧縮機構110は、シャフト108の軸方向に沿って上から下に向かって順に、フロントマフラー111と、フロントヘッド120と、シリンダ130およびピストン140と、ミドルプレート150と、シリンダ160およびピストン170と、リアヘッド180と、リアマフラー112とを有する。なお、フロントヘッド120およびミドルプレート150は、ピストン140の上下端に配置されており、本発明の端板部材に相当する。また、ミドルプレート150およびリアヘッド180は、ピストン170の上下端に配置されており、本発明の端板部材に相当する。
フロントマフラー111は、上記第1実施形態のマフラー11と同様の構成を有し、フロントヘッド120との間にマフラー空間M1を形成している。
フロントヘッド120には、軸受け孔121と、吐出孔122(図7参照)と、油戻し孔123とが形成されている。さらに、フロントヘッド120は、上下方向に貫通する貫通孔(図示省略)が形成されている。この貫通孔は、リアヘッド180とリアマフラー112とによって形成されるマフラー空間M2内の冷媒を、マフラー空間M1に排出するための流路の一部を構成している。フロントヘッド120は、この貫通孔を有する点以外、第1実施形態のフロントヘッド20と同様の構成である。
図7に示すように、シリンダ130には、圧縮室131と、吸入孔132と、ブレード収容部133とが形成されている。さらに、シリンダ130には、圧縮室131の外周側部分に、後述するマフラー空間M2内の冷媒をマフラー空間M1に排出するための貫通孔135が形成されている。
また、シリンダ130は、上記第1実施形態のシリンダ30と同じく、金属材料からなる基材35と、基材35よりも熱伝導率の大きいコーティング層36a、および、基材35よりも熱伝導率の小さいコーティング層36bとから構成されている。なお、コーティング層36aの熱伝導率は、ピストン140の熱伝導率よりも大きい。コーティング層36aは、ピストン140が下死点にある際に、圧縮室131の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、ブレード収容部133における高圧室31b側の側壁に設けられている。コーティング層36bは、ピストン140が下死点にある際に、圧縮室131の周壁面において低圧室31aを画定する部分に設けられている。
ピストン140は、上記第1実施形態のピストン40と同様の構成であって、ローラ41と、ブレード42とから構成されている。ローラ41は、偏心部108aの外周面に回転可能に装着されており、ブレード42は、シリンダ130のブレード収容部133に配置された一対のブッシュ34の間に進退可能に配置されている。また、ピストン140は、金属材料で形成されている。
ミドルプレート150は、円環状の板部材であって、シリンダ130とシリンダ160との間に配置され、シリンダ130の圧縮室131の下端を閉塞すると共に、シリンダ160の圧縮室131の上端を閉塞している。また、ミドルプレート150には、後述するマフラー空間M2内の冷媒をマフラー空間M1に排出するための貫通孔(図示省略)が形成されている。ミドルプレート150は、金属材料で形成されている。
シリンダ160は、上述したシリンダ130と同様の構成であって、圧縮室161と、吸入孔162と、一対のブッシュ34が配置されたブレード収容部(図示省略)と、貫通孔(図示省略)とを有する。
また、シリンダ160は、上記第1実施形態のシリンダ30と同じく、金属材料からなる基材35と、基材35よりも熱伝導率の大きいコーティング層36a、および、基材35よりも熱伝導率の小さいコーティング層36bとから構成されている。なお、コーティング層36aの熱伝導率は、ピストン170の熱伝導率よりも大きい。コーティング層36aは、ピストン170が下死点にある際に、圧縮室161の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、シリンダ160のブレード収容部における高圧室31b側の側壁に設けられている。コーティング層36bは、ピストン170が下死点にある際に、圧縮室161の周壁面において低圧室31aを画定する部分に設けられている。
ピストン170は、上記第1実施形態のピストン40と同様の構成であって、ローラ41と、ブレード42とから構成されている。ローラ41は、偏心部108dの外周面に回転可能に装着されており、ブレード42は、シリンダ160のブレード収容部(図示省略)に配置された一対のブッシュ34の間に進退可能に配置されている。また、ピストン170は、金属材料で形成されている。
リアヘッド180は、シリンダ160の下側に配置され、シリンダ160の圧縮室161の下端を閉塞している。リアヘッド180は、略円環状の部材であって、その中央部に、シャフト108が回転可能に挿通される軸受け孔181が形成されている。また、リアヘッド180には、シリンダ160の圧縮室161において圧縮された冷媒を、リアヘッド180とリアマフラー112との間に形成されるマフラー空間M2に吐出するための吐出孔(図示省略)が形成されている。さらに、リアヘッド180には、マフラー空間M2内の冷媒をマフラー空間M1に排出するための貫通孔(図示省略)が形成されている。また、リアヘッド180の下面には、圧縮室131内の圧力に応じて吐出孔を開閉する弁機構(図示省略)が取り付けられている。リアヘッド180は、金属材料で形成されている。
リアマフラー112は、リアヘッド180の吐出孔(図示省略)から冷媒が吐出される際の騒音を低減するために設けられている。リアマフラー112は、リアヘッド180の下面にボルトによって取り付けられ、リアヘッド180との間にマフラー空間M2を形成している。マフラー空間M2は、リアヘッド180、シリンダ160、ミドルプレート150、シリンダ130およびフロントヘッド120にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間M1と連通している。
本実施形態の圧縮機101の動作について説明する。
吸入孔132、162から圧縮室131、161に冷媒を供給しつつ、モータ7の駆動によりシャフト108を回転させると、偏心部108aに装着されたピストン140のローラ41は圧縮室131の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室131内で冷媒が圧縮される。これと並行して、偏心部108dに装着されたピストン170のローラ41は圧縮室161の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室161内で冷媒が圧縮される。
吸入孔132、162から圧縮室131、161に冷媒を供給しつつ、モータ7の駆動によりシャフト108を回転させると、偏心部108aに装着されたピストン140のローラ41は圧縮室131の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室131内で冷媒が圧縮される。これと並行して、偏心部108dに装着されたピストン170のローラ41は圧縮室161の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室161内で冷媒が圧縮される。
圧縮室131内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド120に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室131内の冷媒がフロントヘッド120の吐出孔22からマフラー空間M1に吐出される。また、圧縮室161内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、リアヘッド180に設けられた弁機構が開弁して、圧縮室161内の冷媒がリアヘッド180の吐出孔(図示省略)からマフラー空間M2に吐出される。マフラー空間M2に吐出された冷媒は、リアヘッド180、シリンダ160、ミドルプレート150、シリンダ130およびフロントヘッド120にそれぞれ形成された貫通孔を介して、マフラー空間M1に吐出される。
マフラー空間M1に吐出された冷媒は、フロントマフラー111のマフラー吐出孔(図示省略)から圧縮機構110の外に吐出されて、その後、固定子7bと回転子7aとの間のエアギャップを通過した後、最終的に、排出管4から密閉ケーシング2の外に排出される。
本実施形態では、上記第1実施形態と同じく、ピストン140、170が下死点にある際に、圧縮室131、161の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、シリンダ130、160のブレード収容部133における高圧室31b側の側壁に吸熱領域が設けられているので、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態の圧縮機は、圧縮機構210の構成が上記第1実施形態と異なっている。その他の構成は上記第1実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
本実施形態の圧縮機は、圧縮機構210の構成が上記第1実施形態と異なっている。その他の構成は上記第1実施形態と同様であるため、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
図8に示すように、圧縮機構210は、シリンダ230とシリンダ230の内部に配置される部材の構成が異なっており、その他の構成は上記第1実施形態と同様である。
シリンダ230は、圧縮室231と、圧縮室231の周壁面に開口した吸入口232aを有する吸入孔232とを備えている。また、シリンダ230は、第1実施形態のブレード収容部33に代えて、ベーン収容部233を有しており、その他の構成は、上記第1実施形態のシリンダ30と同様である。ベーン収容部233は、シリンダ230を上下方向に貫通しており、圧縮室231に連通している。また、ベーン収容部233は、圧縮室231の径方向に延在している。
圧縮室231の内側には、円環状のローラ241が配置されている。ローラ241は、偏心部8aの外周面に相対回転可能に装着された状態で、圧縮室231内に配置されている。ローラ241は、金属材料で形成されている。
ベーン収容部233の内側には、平板状部材のベーン244が配置されている。ベーン244の圧縮室231の中心側の先端部(図8中の下側の先端部)は、上方から視て先細り状に形成されている。また、ベーン244は、ベーン収容部233内に設けられた付勢バネ247によって付勢されており、圧縮室231側の先端部が、ローラ241の外周面に押し付けられている。そのため、図8(a)〜図8(d)に示すように、シャフト8の回転に伴ってローラ241が圧縮室231の周壁面に沿って移動すると、ベーン244は、ベーン収容部233内で、圧縮室231の径方向に沿って進退移動する。また、図8(b)〜図8(d)に示すように、ベーン244が、ベーン収容部233から圧縮室231側に出ている状態では、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面との間に形成される空間は、ベーン244によって低圧室231aと高圧室231bとに区画される。
また、シリンダ230は、上記第1実施形態のシリンダ30と同じく、金属材料からなる基材235と、基材235よりも熱伝導率の大きいコーティング層236a、および、基材235よりも熱伝導率の小さいコーティング層236bとから構成されている。なお、コーティング層236aの熱伝導率は、ローラ241の熱伝導率よりも大きい。図9(a)、(b)に示すように、ローラ241が下死点にある際に、圧縮室231の周壁面において高圧室231bを画定する部分には、コーティング層236aが形成されており、吸熱領域となっている。図9(a)、(c)に示すように、ローラ241が下死点にある際に、圧縮室231の周壁面において低圧室231aを画定する部分には、コーティング層236bが形成されており、断熱領域となっている。
次に、本実施形態の圧縮機の動作について説明する。
図8(a)は、ローラ241が上死点にある状態を示しており、図8(b)〜図8(d)は、図8(a)の状態からのシャフト8の回転角度が、それぞれ、α2°、180°(下死点)、β2°である状態を示している。ここで、図8(b)に示すシャフト8の回転角度がα2°である状態とは、圧縮室231の上下方向から視て圧縮室231の軸中心からローラ241の軸中心側に向かって延在する直線L2が、吸入孔232におけるローラ241の移動方向(図中時計回り方向)下流側の端部(図中E2で示す部分)を通る状態を意味する。また、図8(d)に示すシャフト8の回転角度がβ2°である状態とは、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面との間の径方向隙間が最も小さくなる状態を意味する。
図8(a)は、ローラ241が上死点にある状態を示しており、図8(b)〜図8(d)は、図8(a)の状態からのシャフト8の回転角度が、それぞれ、α2°、180°(下死点)、β2°である状態を示している。ここで、図8(b)に示すシャフト8の回転角度がα2°である状態とは、圧縮室231の上下方向から視て圧縮室231の軸中心からローラ241の軸中心側に向かって延在する直線L2が、吸入孔232におけるローラ241の移動方向(図中時計回り方向)下流側の端部(図中E2で示す部分)を通る状態を意味する。また、図8(d)に示すシャフト8の回転角度がβ2°である状態とは、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面との間の径方向隙間が最も小さくなる状態を意味する。
吸入管3から吸入孔232を介して圧縮室231に冷媒を供給しつつ、モータ7の駆動によりシャフト8を回転させると、図8(a)〜図8(d)に示すように、偏心部8aに装着されたローラ241は、圧縮室231の周壁面に沿って移動する。これにより、圧縮室231内で冷媒が圧縮される。冷媒が圧縮される工程について、以下、詳細に説明する。
図8(a)の状態から偏心部8aが図中の矢印方向に回転すると、図8(b)に示すように、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面とによって形成される空間が、低圧室231aと高圧室231bとに区画される。その後、さらに偏心部8aが回転すると、図8(b)〜図8(d)に示すように、低圧室231aの容積が大きくなるため、吸入管3から吸入孔232を介して低圧室231a内に冷媒が吸い込まれていく。同時に、高圧室231bの容積が小さくなるため、高圧室231bにおいて冷媒が圧縮される。
そして、高圧室231b内の圧力が所定の圧力以上になった時点で、フロントヘッド20に設けられた弁機構が開弁して、高圧室231b内の冷媒が吐出孔22を介してマフラー空間Mに吐出される。なお、シャフト8が、径方向隙間が最小となる位置(すなわち、回転角度がβ2°となる位置)の近傍まで回転した時、高圧室231b内の冷媒の圧力は、弁機構が開弁する所定の圧力に達する。マフラー空間Mに吐出された冷媒は、第1実施形態の圧縮機1と同様の経路を通り、最終的に、排出管4から密閉ケーシング2の外に排出される。
本実施形態では、ローラ241が下死点にある際に、圧縮室231の周壁面において高圧室231bを画定する部分に吸熱領域が設けられているので、上記第1実施形態と同様の効果が得られる。
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上述の第1および第2実施形態では、ピストン40、140、170が下死点にある際に、圧縮室31、131、161の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、シリンダ30、130、160のブレード収容部33、133における高圧室31b側の側壁に吸熱領域が設けられている場合について説明したが、これには限定されない。吸熱領域は、ローラ41の外周面と圧縮室31、131、161の周壁面との間の径方向隙間dが最も小さくなる位置にピストン40がある際(すなわち、第1実施形態ではピストン40が図2(d)に示す位置にある際)に、圧縮室31、131、161の周壁面において高圧室31bを画定する部分、および、シリンダ30、130、160のブレード収容部33、133における高圧室31b側の側壁の少なくともいずれかの一部を含む領域に設けられていればよい。
また、第3実施形態では、ローラ241が下死点にある際に、圧縮室231の周壁面において高圧室231bを画定する部分に吸熱領域が設けられている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、吸熱領域は、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面との間の径方向隙間が最も小さくなる位置にローラ241がある際(すなわち、ローラ241が図8(d)に示す位置にある際)に、圧縮室231の周壁面において高圧室231bを画定する部分の一部を含む領域に設けられていればよい。
また、第3実施形態では、ローラ241が下死点にある際に、圧縮室231の周壁面において高圧室231bを画定する部分に吸熱領域が設けられている場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、吸熱領域は、ローラ241の外周面と圧縮室231の周壁面との間の径方向隙間が最も小さくなる位置にローラ241がある際(すなわち、ローラ241が図8(d)に示す位置にある際)に、圧縮室231の周壁面において高圧室231bを画定する部分の一部を含む領域に設けられていればよい。
また、上述の第1〜第3実施形態では、ピストン40、140、170(ローラ241)が下死点にある際に、圧縮室31、131、161、231の周壁面において低圧室31a、231aを画定する部分に吸熱領域が設けられていない場合について説明したが、この部分に吸熱領域が設けられていてもよい。
さらに、上述の第1〜第3実施形態では、ピストン40、140、170(ローラ241)が下死点にある際に、圧縮室31、131、161、231の周壁面において低圧室31a、231aを画定する部分に、基材35、235に比べて熱伝導率の小さいコーティング層36b、236bで形成された断熱領域が設けられている場合について説明したが、これには限定されない。断熱領域は、ピストン40、140、170(ローラ241)が下死点にある際に、圧縮室31、131、161、231の周壁面において低圧室31a、231aを画定する部分の少なくとも一部に設けられていればよい。また、基材35、235に比べて熱伝導率の小さい材料で形成された断熱領域は設けられていなくてもよい。
さらに、上述の第1〜第3実施形態では、基材35、235の表面を基材35、235よりも熱伝導率の大きい金属製のコーティング層36a、236aで被覆することで吸熱領域を設けている場合について説明したが、これには限定されない。基材35、235の表面における吸熱領域に対応する部分を覆うのは、金属製のコーティング層36a、236aには限定されず、基材35、235よりも熱伝導率の大きい材料で覆われていればよい。すなわち、例えば、金属製のコーティング層36a、236aに代えて、熱伝導率150W/mkの窒化アルミニウムなどのセラミックを用いることができる。また、基材35、235の表面を熱伝導率の大きい材料で覆うのではなく、シリンダ30、130、160、230における吸熱領域に対応する部分を、吸熱領域以外の領域に対応する部分に比べて熱伝導率の大きい材料で形成することで、吸熱領域を設けるようにしてもよい。これは、例えば、シリンダ30、130、160、230の吸熱領域に対応する部分と吸熱領域以外の領域に対応する部分とを、別の材料でそれぞれ形成した後に互いに接合してシリンダ30、130、160、230を完成させる、または、部分的に成分の異なる金属材料を用いてシリンダ30、130、160、230を形成することで実現される。
加えて、上述の第1〜第3実施形態では、基材35、235の表面を基材35、235よりも熱伝導率の小さい金属製のコーティング層36b、236bで被覆することで断熱領域を設けている場合について説明したが、これには限定されない。基材35、235の表面における断熱領域に対応する部分を覆うのは、金属製のコーティング層36b、236bには限定されず、基材35、235よりも熱伝導率の小さい材料で覆われていればよい。すなわち、例えば、金属製のコーティング層36b、236bに代えて、熱伝導率0.25W/mkのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などの樹脂材料や、熱伝導率3W/mkのジルコニアなどのセラミックを用いることができる。
また、上述の第1〜第3実施形態では、吸熱領域の熱伝導率が、ピストン40、140、170(ローラ241)の熱伝導率よりも大きい場合について説明したが、吸熱領域の熱伝導率は、ピストン40、140、170(ローラ241)の熱伝導率以下であってもよい。
また、上述の第1〜第3実施形態では、圧縮機構は、フロントヘッド20、120の外周部が密閉ケーシング2の内周面に固定されることで支持されているが、シリンダ30、130、160、ミドルプレート150、またはリアヘッド50、180の外周部が密閉ケーシング2の内周面に固定されることで支持される構成であってもよい。
さらに、上述の第3実施形態では、ローラ241とベーン244とを備える圧縮機構を、1シリンダ型のロータリ圧縮機に適用しているが、2シリンダ型のロータリ圧縮機に適用してもよい。
本発明を利用すれば、摺動による焼付きを防止できる。
1 圧縮機
20、120 フロントヘッド(端板部材)
30、130、160、230 シリンダ
31、131、161、231 圧縮室
31a、231a 低圧室
31b、231b 高圧室
33、133 ブレード収容部
35、235 基材
36a、236a コーティング層(吸熱材料)
36b、236b コーティング層(断熱材料)
40、140、170 ピストン
41、241 ローラ
42 ブレード
50、180 リアヘッド(端板部材)
233 ベーン収容部
244 ベーン
20、120 フロントヘッド(端板部材)
30、130、160、230 シリンダ
31、131、161、231 圧縮室
31a、231a 低圧室
31b、231b 高圧室
33、133 ブレード収容部
35、235 基材
36a、236a コーティング層(吸熱材料)
36b、236b コーティング層(断熱材料)
40、140、170 ピストン
41、241 ローラ
42 ブレード
50、180 リアヘッド(端板部材)
233 ベーン収容部
244 ベーン
Claims (10)
- 圧縮室および前記圧縮室に連通したブレード収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置される端板部材と、
前記圧縮室に配置された環状のローラ、および前記ローラの外周面から延在し且つ前記ブレード収容部に対して進退可能に配置されたブレードを有するピストンとを備え、
前記ピストンは、前記ローラが前記圧縮室の周壁面に沿って移動しつつ前記ブレードと共に前記圧縮室を高圧室と低圧室とに分断するものであって、
前記シリンダは、その内周面における他の領域に比べて熱伝導率の大きい吸熱材料で形成された吸熱領域を有しており、
前記吸熱領域は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の内周面との間の隙間が最も小さくなる位置に前記ピストンがある際に、前記圧縮室の周壁面において前記高圧室を画定する部分、および、前記ブレード収容部の前記高圧室側の部分の少なくともいずれかの一部を含む領域に設けられていることを特徴とする圧縮機。 - 前記吸熱領域は、前記圧縮室の周壁面において、前記ブレード収容部との境界部分を一端とし、その境界部分から低圧室側へシリンダ下死点に向かって延びる領域に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。
- 前記吸熱領域が、前記圧縮室の周壁面において、前記ピストンが下死点にある際に前記低圧室を画定する部分に設けられていないことを特徴とする請求項1または2に記載の圧縮機。
- 前記シリンダは、前記ピストンが下死点にある際に、前記圧縮室の周壁面において前記低圧室を画定する部分の一部に設けられ、前記シリンダの基材に比べて熱伝導率の小さい断熱材料で形成された断熱領域を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記吸熱領域の熱伝導率は、前記ピストンの熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 圧縮室および前記圧縮室に連通したベーン収容部を有するシリンダと、
前記シリンダの軸方向両端にそれぞれ配置される端板部材と、
前記圧縮室に配置されており、前記圧縮室の周壁面に沿って移動する環状のローラと、
前記ローラの外周面に押圧される先端を有し且つ前記ベーン収容部の内側を進退可能に配置されており、前記ローラと共に前記圧縮室を高圧室と低圧室とに分断するベーンとを備え、
前記シリンダは、その内周面における他の領域に比べて熱伝導率の大きい吸熱材料で形成された吸熱領域を有しており、
前記吸熱領域は、前記ローラの外周面と前記圧縮室の周壁面との間の隙間が最も小さくなる位置に前記ローラがある際に、前記圧縮室の周壁面において前記高圧室を画定する部分の一部を含む領域に設けられていることを特徴とする圧縮機。 - 前記吸熱領域は、前記圧縮室の周壁面において、前記ベーン収容部との境界部分を一端とし、その境界部分から高圧室側へシリンダ下死点に向かって延びる領域に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の圧縮機。
- 前記吸熱領域が、前記圧縮室の周壁面において、前記ローラが下死点にある際に前記低圧室を画定する部分に設けられていないことを特徴とする請求項6または7に記載の圧縮機。
- 前記シリンダは、前記ローラが下死点にある際に、前記圧縮室の周壁面において前記低圧室を画定する部分の少なくとも一部に設けられ、前記シリンダの基材に比べて熱伝導率の小さい断熱材料で形成された断熱領域を有していることを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の圧縮機。
- 前記吸熱領域の熱伝導率は、前記ローラの熱伝導率よりも大きいことを特徴とする請求項6〜9のいずれか1項に記載の圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010266857A JP2012117426A (ja) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010266857A JP2012117426A (ja) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012117426A true JP2012117426A (ja) | 2012-06-21 |
Family
ID=46500564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2010266857A Pending JP2012117426A (ja) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | 圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2012117426A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104329256A (zh) * | 2014-09-02 | 2015-02-04 | 广东美芝制冷设备有限公司 | 气缸和具有其的压缩机 |
JP2015063945A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | トヨタ自動車株式会社 | ターボチャージャのシール構造 |
-
2010
- 2010-11-30 JP JP2010266857A patent/JP2012117426A/ja active Pending
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