JP2013253483A - 気体圧縮機 - Google Patents

気体圧縮機 Download PDF

Info

Publication number
JP2013253483A
JP2013253483A JP2012127730A JP2012127730A JP2013253483A JP 2013253483 A JP2013253483 A JP 2013253483A JP 2012127730 A JP2012127730 A JP 2012127730A JP 2012127730 A JP2012127730 A JP 2012127730A JP 2013253483 A JP2013253483 A JP 2013253483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
cylinder
peripheral surface
discharge
discharge hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012127730A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5963548B2 (ja
Inventor
Koji Hirono
幸治 廣野
Hirotada Shimaguchi
博匡 島口
Masahiro Tsuda
昌宏 津田
Shizuma Kaneko
士津真 金子
Tatsuya Ozaki
達也 尾崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marelli Corp
Original Assignee
Calsonic Kansei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Calsonic Kansei Corp filed Critical Calsonic Kansei Corp
Priority to JP2012127730A priority Critical patent/JP5963548B2/ja
Priority to US14/404,720 priority patent/US9771936B2/en
Priority to EP13800804.0A priority patent/EP2857687A4/en
Priority to CN201380026417.9A priority patent/CN104321535B/zh
Priority to PCT/JP2013/065098 priority patent/WO2013183545A1/ja
Publication of JP2013253483A publication Critical patent/JP2013253483A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5963548B2 publication Critical patent/JP5963548B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C15/00Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
    • F04C15/06Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/10Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • F01C21/106Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber with a radial surface, e.g. cam rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C18/3441Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2/00Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00Geometry
    • F04C2250/10Geometry of the inlet or outlet
    • F04C2250/102Geometry of the inlet or outlet of the outlet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

【課題】圧縮室内での過圧縮の発生を防止することができる気体圧縮機を提供する。
【解決手段】シリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとが回転軸51の軸周りの1周の範囲で最近接する領域(近接部48)に対して、シリンダ40の内周面40aの周方向に沿ってロータ50の回転方向上流側に、圧縮室43で圧縮された冷媒ガスを吐出するための吐出孔を少なくとも2つ有しており、吐出孔のうち近接部48に最も近い側にある第1の吐出孔45aのみに、該吐出孔45aのロータ50の回転方向下流側縁部に切欠き溝部47を形成している。
【選択図】図2

Description

本発明は、気体圧縮機に関し、詳細にはベーンロータリー型の気体圧縮機の改良に関する。
例えば、自動車などの車両には、車室内の温度調整を行うための空調装置が設けられている。このような空調装置は、冷媒(冷却媒体)を循環させるようにしたループ状の冷媒サイクルを有しており、この冷媒サイクルは、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張弁が順に設けられている。
前記空調装置の圧縮機(コンプレッサ)は、蒸発器で蒸発されたガス状の冷媒(冷媒ガス)を圧縮して高圧の冷媒ガスとし、凝縮器へ送出するものである。
このような圧縮機として、従来より、略楕円状の内周面を有するシリンダ内に、先端部がシリンダの内周面に摺接し、突出収納自在に設けた複数枚のベーンを有するロータが回転自在に軸支されたベーンロータリー型の圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このベーンロータリー型の圧縮機は、ロータの回転にともない回転するベーンのシリンダ内周面との摺接によって容積が変化する圧縮室を有し、この圧縮室の容積の増大にともない吸入口を介して冷媒ガスを吸入し、圧縮室の容積の減少にともない吸入した冷媒ガスを圧縮して、高圧の冷媒ガスを吐出口を通して吐出室に吐出する。そして、吐出室から高圧の冷媒ガスを凝縮器側へ送出する。
なお、前記ベーンは、ロータの内側から表面に露出するスリット状のベーン溝に摺動自在に配置されている。そして、このベーンは、ベーン背圧空間等を通してベーン溝内の底部に供給される油による背圧(ベーン背圧)、及び回転するロータの遠心力によって先端側がロータ表面から突出し、ベーンの先端部がシリンダ内周面に当接した状態を維持する。
特開昭54−28008号公報
ところで、ベーンロータリー形式の圧縮機は、冷媒ガスを急激に圧縮するために圧縮室内で過圧縮が生じやすく、その分、動力の損失が大きくなったり、隣接する圧縮室間の圧力差が大きくなって、回転方向下流側の圧縮室から回転方向上流側の圧縮室へ圧縮された冷媒ガスが漏れやくなるなどの原因により、他の形式の気体圧縮機(例えばロータリーピストン型の圧縮機など)よりも効率(成績係数又はCOP(Coefficient of Performance:冷房能力/動力))が低くなる傾向にあった。
そこで、本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、圧縮室内での過圧縮の発生を防止することができる気体圧縮機を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、前記ロータを該ロータの外周面の外方から取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、前記ロータに形成したベーン溝に該ロータの外周面から前記シリンダの内周面に向けて突出自在に設けられた複数の板状のベーンと、前記ロータおよび前記シリンダの両端をそれぞれ塞ぐ2つのサイドブロックとを備え、前記ベーンは、前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面との間に形成された空間を仕切ることにより複数の圧縮室を形成するものであり、これら形成された各圧縮室が前記ロータの1回転の期間に、媒体の吸入、圧縮及び吐出を1サイクルのみ行うように、前記シリンダの内周面の輪郭形状が設定された気体圧縮機であって、前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面とが前記回転軸の軸周りの1周の範囲で最近接する領域に対して、前記シリンダの内周面の周方向に沿って前記ロータの回転方向上流側に、前記圧縮室で圧縮された媒体を外部に吐出するための吐出孔を少なくとも2つ有しており、前記吐出孔のうち前記最近接する領域に最も近い側にある吐出孔のみに、該吐出孔の前記ロータの回転方向下流側縁部に切欠き溝を形成したことを特徴としている。
また、請求項2に記載の気体圧縮機は、前記切欠き溝が、前記吐出孔の前記ロータの回転方向下流側縁部から、前記シリンダの内周面の周方向に沿って前記最近接する領域側に延びるように形成されていることを特徴としている。
本発明に係る気体圧縮機によれば、吐出孔のうち最近接する領域に最も近い側にある吐出孔のみに、該吐出孔のロータの回転方向下流側縁部に切欠き溝を形成したことにより、ロータの回転方向に沿ったこの吐出孔の下流側縁部と最近接する領域との間の、シリンダの内周面とロータの外周面との間に形成される微小密閉空間に溜まる冷媒ガスを、切欠き溝を通して吐出孔から吐出させることができる。これにより、前記微小密閉空間での冷媒ガスの過圧縮が防止され、動力の損失を抑えることができる。
本発明の実施形態に係る気体圧縮機(ベーンロータリー型の気体圧縮機)を示す縦断面図。 図1のA−A線断面図。 第1の吐出孔の縁部からシリンダの内周面の周方向に沿って近接部側に延びる切欠き溝部を示す図。 図3のB−B線断面図。
以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図1は、本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリー型の気体圧縮機(以下、「コンプレッサ」という)を示す縦断面図、図2は、図1におけるA−A線に沿った横断面を示す図である。なお、本実施形態のコンプレッサは、電動モータを内蔵している電動式である。
(コンプレッサ1の全体構成、動作)
図示のコンプレッサ100は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム(以下、「空調システム」という)の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等(いずれも図示を省略する)とともに冷却媒体の循環経路上に設けられている。なお、このような空調システムとしては、例えば、車両(自動車など)の車室内の温度調整を行うための空調装置が挙げられる。
コンプレッサ100は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は圧縮された冷媒ガスを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。そして、高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。
コンプレッサ100は、図1に示すように、本体ケース11とフロントカバー12とから主に構成されているハウジング10の内部に、モータ90と圧縮機本体60とが収容された構成である。
本体ケース11は、略円筒形状であり、その円筒形状の一方(図1の右側)の端部が塞がれたように形成され、他方(図1の左側)の端部は開口して形成されている。
フロントカバー12は、この本体ケース11の開口側の端部に接した状態でこの開口を塞ぐように蓋状に形成されていて、この状態で締結部材により本体ケース11に締結されて本体ケース11と一体化され、内部に空間を有するハウジング10を形成する。
フロントカバー12には、空調システムの蒸発器から低圧の冷媒ガスG1を吸入室13内に導入する吸入ポート12aが形成されている。一方、本体ケース11の後述する吐出室14には、圧縮機本体60で得られた高圧の冷媒ガスG2を空調システムの凝縮器に吐出する吐出ポート11aが形成されている。
本体ケース11の内部に設けられたモータ90は、永久磁石のロータ90aと電磁石のステータ90bとを備えた多相ブラシレス直流モータを構成している。ステータ90bは本体ケース11の内周面に嵌め合わされて固定され、ロータ90aには回転軸51が固定されている。
そして、モータ90は、フロントカバー12の端面に取付けられた電源コネクタ90cを介して供給された電力によってステータ90bの電磁石を励磁することにより、ロータ90aおよび回転軸51をその軸心回りに回転駆動させる。
なお、電源コネクタ90cとステータ90bとの間に、インバータ回路90dなどを備えた構成を採用することもできる。
なお、本実施形態のコンプレッサ100は上述したとおり電動のものであるが、本発明に係る気体圧縮機は電動のものに限定されるものではなく、機械式のものであってもよく、本実施形態のコンプレッサ100を仮に機械式のものとした場合は、モータ90を備える代わりに、回転軸51をフロントカバー12から外部へ突出させて、その突出した回転軸51の先端部に、車両のエンジン等から動力の伝達を受けるプーリーや歯車等を備えた構成とすればよい。
モータ90とともにハウジング10の内部に収容された圧縮機本体60は、回転軸51の延びた方向に沿ってモータ90と並んで配置されており、ボルト等の締結部材15により、本体ケース11内に固定されている。
圧縮機本体60は、モータ90によって回転される前記回転軸51と、回転軸51と一体的に回転する略円柱状のロータ50と、このロータ50をその外周面50a(図2参照)の外方から取り囲む輪郭形状の内周面40aを有するシリンダ40と、ロータ50の外周面50aからシリンダ40の内周面40aに向けて突出自在に設けられた5枚の板状のベーン58と、ロータ50及びシリンダ40の両端を塞ぐ2つのサイドブロック(フロントサイドブロック20、リヤサイドブロック30)とを備えている。
回転軸51は、フロントカバー12に形成された軸受12b、圧縮機本体60の各サイドブロック20,30にそれぞれ形成された軸受27,37により、回転自在に支持されている。
フロントサイドブロック20とリヤサイドブロック30の外周面には、それぞれOリング等のシール部材が外周面の全周に亘って設置されており、リヤサイドブロック30側の本体ケース11内に形成された吐出室14と、フロントサイドブロック20側の本体ケース11とフロントカバー12内に形成された吸入室13との間を気密性よく仕切っている。
リヤサイドブロック30の外面には、油分離部70が吐出室14内に位置するようにして取付けられている。なお、フロントカバー12内に形成された吸入室13内に、前記モータ90が設けられている。
圧縮機本体60の内部には、図2に示すように、シリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aと両サイドブロック20,30(図1参照)との間に単一のシリンダ室42が形成されている。
具体的には、シリンダ40の内周面41aとロータ50の外周面50aとが、回転軸51の軸回りの1周(角度360度)の範囲で1箇所(図2の近接部48)だけ略接するように、シリンダ40の内周面40aの輪郭形状が設定されていて、これにより、シリンダ室42は単一の略三日月形状の空間を形成している。
なお、シリンダ40の内周面40aの輪郭形状のうちシリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとが最も近接した領域である近接部48は、シリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとが最も離れた領域である遠隔部49から、本実施形態ではロータ50の回転方向W(図2において時計回り方向)に沿って下流側に角度270度程度離れた位置に設定されている。
シリンダ40の内周面40aの輪郭形状は、遠隔部49から回転方向Wに沿って近接部48に至るまで、ロータ50の外周面50aとシリンダ40の内周面40aとの間の距離が単調に減少するような形状に設定されている。
ベーン58は、ロータ50に形成されたベーン溝59に摺動自在に嵌め込まれていて、ベーン溝59に供給される冷凍機油による背圧により、ロータ50の外周面50aから外方に突出する。
また、ベーン58は、単一のシリンダ室42を複数の圧縮室43に区画するものであり、ロータ50の回転方向Wに沿って相前後する2つのベーン58によって1つの圧縮室43が形成される。従って、5枚のベーン58が回転軸51回りに角度72度の等角度間隔で設置された本実施形態においては、5つの圧縮室43が形成される。
ベーン58によりシリンダ室42を仕切って得られた圧縮室43内の容積は、回転方向Wに沿って圧縮室43が遠隔部49から近接部48に至るまで単調に小さくなる。
このシリンダ室42の近接部48に対してロータ50の回転方向下流側の部分には、フロントサイドブロック20に形成された、吸入室13に通じる吸入孔23が臨んでいる。
一方、シリンダ室42の近接部48に対してロータ50の回転方向上流側の、シリンダ室42の内周面40aには、シリンダ40の内周面の周方向に沿って第1の吐出孔45aと第2の吐出孔45bが形成されている。なお、ロータ50の回転方向Wに沿って近接部48により近接している方が第1の吐出孔45aであり、ロータ50の回転方向Wに沿って第1の吐出口45aの上流側に第2の吐出孔45bが形成されている。
第1、第2の各吐出孔45a,45bは、シリンダ40の外周面側に本体ケース11の内周面との間に形成された空間としての吐出チャンバ46a,46bにそれぞれ連通している。また、リヤサイドブロック30には、各吐出チャンバ46a,46bとリヤサイドブロック30の外面(吐出室14に向いた面)に取付けられた油分離部70との間を連通している吐出路30a,30bが形成されている。
図3に示すように、シリンダ40の内周面に形成された第1の吐出孔45aは、シリンダ40の幅方向に沿って2つ形成されている。なお、第2の吐出孔45bにおいても同様にシリンダ40の幅方向に沿って2つ形成されている。第1、第2の各吐出孔45a,45bの詳細については後述する。
各圧縮室43において、ロータ50の1回転の期間に、吸入孔23を通しての冷媒ガスの吸入、冷媒ガスの圧縮及び第1、第2の吐出孔45a,45bへの冷媒ガスの吐出を1サイクルだけ行うように、シリンダ40の内周面40aの輪郭形状が設定されている。
シリンダ室42の遠隔部49に対してロータ50の回転方向上流側では、シリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとの間隔が小さい状態から急激に大きくなるように、シリンダ40の内周面40aの輪郭形状が設定されていて、遠隔部49を含んだ角度範囲ではロータ50の回転方向Wへの回転に伴って圧縮室43の容積が拡大して吸入孔23を通じて圧縮室43内に冷媒ガスG1が吸入される行程(吸入行程)となる。
次いで、シリンダ室42の遠隔部49に対してロータ50の回転方向下流側に向かって、シリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとの間隔が徐々に小さくなるように、シリンダ40の内周面40aの輪郭形状が設定されていて、その範囲ではロータ50の回転に伴って圧縮室43の容積が減少し、圧縮室43内の冷媒ガスが圧縮される行程(圧縮行程)となる。
そして、ロータ50の回転にともなってシリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとの間隔がさらに小さくなることで冷媒ガスの圧縮がさらに進み、冷媒ガスの圧力が吐出圧力に達すると、高圧の冷媒ガスG2は第1、第2の吐出孔45a,45bに吐出される行程(吐出行程)となる。
このように、ロータ50の回転にともなって、上記の各圧縮室43が吸入行程、圧縮行程、吐出行程をこの順序で繰り返すことにより、吸入室13から吸入された低圧の冷媒ガスを高圧にして第1、第2の各吐出孔45a,45bから吐出させる。
また、前記第1、第2の吐出孔45a,45bの周囲には、それぞれ吐出弁61a,61bと弁サポート62a,62bがそれぞれ設置されている。吐出弁61a,61bは、前記圧縮行程における圧縮室43内の冷媒ガスの圧力が所定圧力以上になると各吐出チャンバ46a,46b側に反るように弾性変形して第1、第2の吐出孔45a,45bをそれぞれ開き、冷媒ガスの圧力が前記所定圧力に達していないときは弾性力により第1、第2の吐出孔45a,45bを閉じる。弁サポート62a,62bは、各吐出弁61a,61bが吐出チャンバ46a,46b側に過度に反るのを防止する。
油分離部70は、冷媒ガスと混ざった冷凍機油(ロータ50に形成されたベーン溝59からシリンダ室42(圧縮室43)に漏れたベーン背圧用の油)を冷媒ガスから分離するものであり、第1、第2の吐出孔45a,45bに吐出されて、吐出チャンバ46a,46b、吐出路30a,30bを通って導入された高圧の冷媒ガスを、螺旋状に旋回させることで冷凍機油を遠心分離するように構成されている。
そして、冷媒ガスから分離された冷凍機油R(図1参照)は吐出室14の底部に溜まり、冷凍機油Rが分離された後の高圧の冷媒ガスG2は吐出室14の上部から吐出ポート11aを通って凝縮器に吐出される。
吐出室14の底部に溜められた冷凍機油Rは、吐出室14の高圧雰囲気により、リヤサイドブロック30に形成された油路38a及び背圧供給用の凹部であるサライ溝31,32を通じて、並びにリヤサイドブロック30に形成された油路38a,38b、シリンダ40に形成された油路44、フロントサイドブロック20に形成された油路24及びフロントサイドブロック20に形成された背圧供給用の凹部であるサライ溝21,22を通じて、それぞれロータ50のベーン溝59に供給され、ベーン58を外方に突出させる背圧となる。
なお、この冷凍機油は、ベーン58とベーン溝59との間の隙間や、ロータ50と各サイドブロック20,30との間の隙間等から滲みだして、ロータ50と各サイドブロック20,30との間の接触部分や、ベーン58とシリンダ40や各サイドブロック20,30との間の接触部分などにおける潤滑や冷却の機能も発揮し、その冷凍機油の一部が圧縮室43内の冷媒ガスと混ざるため、油分離部70により冷凍機油の分離が行われる。
リヤサイドブロック30に形成された2つのサライ溝31,32のうち、シリンダ室42の近接部48に対してロータ50の回転方向Wの下流側の部分(吸入行程及び圧縮行程に対応する部分)に形成されたサライ溝31に供給される冷凍機油は、油路38aから軸受37と回転軸51の外周面との間の狭い隙間を通過してサライ溝31に供給される。このため、軸受37と回転軸51の外周面との間の狭い隙間を通過する際の圧力損失により、吐出室14の雰囲気である高圧(吐出圧力に近い圧力)よりも低い中圧(吸入室13の雰囲気である吸入圧よりも高い圧力)となる。
フロントサイドブロック20に形成された2つのサライ溝21,22のうち、シリンダ室42の近接部48に対してロータ50の回転方向下流側の部分に形成されたサライ溝21に供給される冷凍機油についても、サライ溝31に供給される冷凍機油と同様に中圧となる。
一方、リヤサイドブロック30に形成された2つのサライ溝31,32のうち、シリンダ室42の近接部48に対してロータ50の回転方向上流側の部分(主に吐出行程に対応する部分)に形成されたサライ溝32に供給される冷凍機油は、油路38aから圧力損失なく供給されるため、吐出室14の雰囲気である高圧に近い圧力(中圧よりも高い圧力)となる。
なお、フロントサイドブロック20に形成された2つのサライ溝21,22のうち、シリンダ室42の近接部48に対してロータ50の回転方向上流側の部分に形成されたサライ溝22に供給される冷凍機油についても、サライ溝32に供給される冷凍機油と同様に高圧となる。
そして、ロータ50の両端面まで貫通したベーン溝59が、ロータ50の回転により、各サイドブロック20,30のサライ溝21,31、22,32にそれぞれ通じたときに、その通じたサライ溝21,31、22,32からベーン溝59に冷凍機油が供給されて、供給された冷凍機油の圧力がベーン58を突出させる背圧となる。
(第1、第2の吐出孔45a,45bについての詳細な構成)
次に、シリンダ室42の内周面40aにその周方向に沿って形成された第1、第2の吐出孔45a,45bについて、図2を参照して詳しく説明する。
まず、ロータ50の回転方向Wに沿って近接部48の直前の上流側に形成された第1の吐出孔45aは、ロータ50の1回転の間に吸入、圧縮及び吐出というサイクルを1サイクルしか行わない、単一の吐出孔しか備えない構成の気体圧縮機における本来の単一の吐出孔に対応するものであり、主吐出孔ということができる。一方、ロータ50の回転方向Wに沿って第1の吐出孔45aよりも上流側に位置するように形成された第2の吐出孔45bを副吐出孔ということができる。
そして、ロータ50の回転にともなって第1の吐出孔45aに臨んだ圧縮室43a内の冷媒ガスの圧力が所定圧力(所定の吐出圧力)以上の高圧になり、この高圧の冷媒ガスが第1の吐出孔45aから吐出されるように構成されている。第1の吐出孔45aから吐出された高圧の冷媒ガスG2は、吐出チャンバ46a、吐出路30aを介し油分離部70を通して吐出室14に導入される。この際、吐出弁61aは、第1の吐出孔45aから吐出される高圧の冷媒ガスG2によって弾性変形して、開弁している。
ロータ50の回転方向Wに沿って圧縮室43aの上流側で、この圧縮室43aに隣接する圧縮室43bは、圧縮室43aが第1の吐出孔45aに臨んでいるときは圧縮室43aの容積よりも大きいが、圧縮室43bが第1の吐出孔45aに臨む位置まで回転する以前に、その圧縮室43b内で圧縮された冷媒ガスの圧力が、前記所定圧力(所定の吐出圧力)に達する場合も起こりうる。
このような場合、仮に吐出孔が1つ(第1の吐出孔45aのみ)しか形成されていない気体圧縮機では、ロータ50の回転にともなって圧縮室43bの容積がさらに小さくなるため、圧縮室43b内の冷媒ガスの圧力が所定圧力(所定の吐出圧力)を超えるが、圧縮室43bが第1の吐出孔45aに臨む位置まで回転する以前は、所定圧力(所定の吐出圧力)を超えた冷媒ガスが吐出されない。
このため、この圧縮室43bを仕切っている2つのベーン(図2では、ベーン58a,58b)のうち回転方向上流側のベーン58bの、冷凍機油によるベーン溝59からの背圧とこのベーン58bに作用する遠心力との合力によるシリンダ40への押付力よりも、圧縮室43a,43bの内部圧力による、ベーン58bを先端側のシリンダ40から押し戻す力が上回ると、そのベーン58bの突出側先端部がシリンダ40の内周面40aから瞬間的に離れるチャタリングを生じることになる。
これに対して、上記した本実施形態のコンプレッサ100は、圧縮室43b内の冷媒ガスの圧力が第1の吐出孔45aに臨む以前の段階で所定圧力(所定の吐出圧力)に達したときに、その圧縮室43b内の高圧の冷媒ガスG2を吐出させる第2の吐出孔45bが、第1の吐出孔45aのロータ50の回転方向上流側に設けられている。
このため、圧縮室43b内の冷媒ガスの圧力が、第1の吐出孔45aに臨む以前の段階で所定圧力(所定の吐出圧力)に達した場合であっても、その圧縮室43b内の高圧の冷媒ガスG2は、第2の吐出孔45bから吐出チャンバ46b、吐出路30bを介し油分離部70を通して吐出室14に導入される。この際、吐出弁61bは、第2の吐出孔45bから吐出される高圧の冷媒ガスG2によって弾性変形して、開弁している。
このように、シリンダ40の内周面40aに、その周方向に沿って2つの第1の吐出孔45aと第2の吐出孔45bを形成したことにより、圧縮室43b内の冷媒ガスの圧力が、第1の吐出孔45aに臨む以前の段階で所定圧力(所定の吐出圧力)に達した場合であっても、圧縮室43b内の冷媒ガスを第2の吐出孔45bから吐出させることができるので、圧縮室43b内の冷媒ガスの圧力が所定圧力(所定の吐出圧力)を超える過圧縮を防止することができる。
ところで、前記したようにコンプレッサ100の運転時において、圧縮室43a内の高圧の冷媒ガスG2は、第1の吐出孔45aから吐出され、吐出チャンバ46a、吐出路30aを介し油分離部70を通して吐出室14に導入される。この際、ロータ50の回転方向Wに沿った第1の吐出孔45aの下流側縁部と近接部48との間の、シリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとの間に、容積の小さい微小密閉空間が形成されているため、この微小密閉空間に高圧の冷媒ガスが溜まることになる。
よって、コンプレッサ100の運転時に、この微小密閉空間に溜まる冷媒ガスは過圧縮されるため、その分だけ動力の損失が生じてしまうことになる。
そこで、本実施形態のコンプレッサ100は、図3、図4に示すように、各第1の吐出孔45aのロータ50の回転方向下流側縁部から、シリンダ40の内周面40aの周方向に沿って近接部48側に延びる切欠き溝部47を形成している。即ち、この切欠き溝部47は、前記微小密閉空間付近に位置している。図4は、図3のB−B線断面図である。なお、図4では、シリンダ40の吐出チャンバ46a側の吐出弁と弁サポートは不図示である。
この切欠き溝部47の一端側(近接部48と反対側)は、第1の吐出孔45aの縁部に面しているので、前記微小密閉空間に溜まる冷媒ガスは切欠き溝部47を通して第1の吐出孔45aから吐出される。なお、第2の吐出孔45b側には、この切欠き溝部47は形成されていない。
このように、コンプレッサ100の運転時に、ロータ50の回転方向Wに沿った第1の吐出孔45aの下流側縁部と近接部48との間の、シリンダ40の内周面40aとロータ50の外周面50aとの間に形成される微小密閉空間に溜まる冷媒ガスを、切欠き溝部47を通して第1の吐出孔45aから吐出させることができるので、前記微小密閉空間での冷媒ガスの過圧縮が防止され、動力の損失を抑えることができる。
10 ハウジング
13 吸入室
14 吐出室
20 フロントサイドブロック
30 リヤサイドブロック
40 シリンダ
42 シリンダ室
43,43a,43b 圧縮室
45a 第1の吐出孔
45b 第2の吐出孔
47 切欠き溝部
50 ロータ
51 回転軸
58 ベーン
60 圧縮機本体
70 油分離部
90 モータ
100 コンプレッサ(気体圧縮機)

Claims (2)

  1. 回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、
    前記ロータを該ロータの外周面の外方から取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、
    前記ロータに形成したベーン溝に該ロータの外周面から前記シリンダの内周面に向けて突出自在に設けられた複数の板状のベーンと、
    前記ロータおよび前記シリンダの両端をそれぞれ塞ぐ2つのサイドブロックとを備え、
    前記ベーンは、前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面との間に形成された空間を仕切ることにより複数の圧縮室を形成するものであり、これら形成された各圧縮室が前記ロータの1回転の期間に、媒体の吸入、圧縮及び吐出を1サイクルのみ行うように、前記シリンダの内周面の輪郭形状が設定された気体圧縮機であって、
    前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面とが前記回転軸の軸周りの1周の範囲で最近接する領域に対して、前記シリンダの内周面の周方向に沿って前記ロータの回転方向上流側に、前記圧縮室で圧縮された媒体を外部に吐出するための吐出孔を少なくとも2つ有しており、
    前記吐出孔のうち前記最近接する領域に最も近い側にある吐出孔のみに、該吐出孔の前記ロータの回転方向下流側縁部に切欠き溝を形成したことを特徴とする気体圧縮機。
  2. 前記切欠き溝は、前記吐出孔の前記ロータの回転方向下流側縁部から、前記シリンダの内周面の周方向に沿って前記最近接する領域側に延びるように形成されていることを特徴とする請求項1に記載の気体圧縮機。
JP2012127730A 2012-06-05 2012-06-05 気体圧縮機 Expired - Fee Related JP5963548B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012127730A JP5963548B2 (ja) 2012-06-05 2012-06-05 気体圧縮機
US14/404,720 US9771936B2 (en) 2012-06-05 2013-05-30 Gas compressor
EP13800804.0A EP2857687A4 (en) 2012-06-05 2013-05-30 GAS COMPRESSOR
CN201380026417.9A CN104321535B (zh) 2012-06-05 2013-05-30 气体压缩机
PCT/JP2013/065098 WO2013183545A1 (ja) 2012-06-05 2013-05-30 気体圧縮機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012127730A JP5963548B2 (ja) 2012-06-05 2012-06-05 気体圧縮機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013253483A true JP2013253483A (ja) 2013-12-19
JP5963548B2 JP5963548B2 (ja) 2016-08-03

Family

ID=49711937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012127730A Expired - Fee Related JP5963548B2 (ja) 2012-06-05 2012-06-05 気体圧縮機

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9771936B2 (ja)
EP (1) EP2857687A4 (ja)
JP (1) JP5963548B2 (ja)
CN (1) CN104321535B (ja)
WO (1) WO2013183545A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016148278A (ja) * 2015-02-12 2016-08-18 カルソニックカンセイ株式会社 電動コンプレッサ
EP3315782A1 (en) * 2016-10-25 2018-05-02 Entecnia Consulting, S.L.U. Vacuum pump
JP2018168780A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 株式会社豊田自動織機 ベーン型圧縮機
JP6636190B1 (ja) * 2019-01-16 2020-01-29 株式会社アルバック 真空ポンプ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5481113U (ja) * 1977-11-18 1979-06-08
JPS5598687A (en) * 1979-01-22 1980-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rotary compressor
JPS55134786A (en) * 1979-04-05 1980-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vane rotary compressor
JP2004027920A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Orion Mach Co Ltd 回転ベーンポンプの排気機構

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1306750A (fr) * 1961-09-09 1962-10-19 Beaudouin S A R L Ets Perfectionnements aux pompes mécaniques à vide
US3652191A (en) * 1970-06-22 1972-03-28 Trw Inc Compressor
US3620654A (en) * 1970-06-22 1971-11-16 Trw Inc Tangency seals for compressors
US3890071A (en) * 1973-09-24 1975-06-17 Brien William J O Rotary steam engine
US3865515A (en) * 1973-12-05 1975-02-11 Trw Inc Self adjusting tangency-clearance compressor with liquid purge capability
JPS5428008A (en) 1977-08-02 1979-03-02 Denko Puresutokoorudo Hoorudei Rotary vane compressor
JPS5481113A (en) 1977-12-13 1979-06-28 Kobe Steel Ltd Process for desulfurizing molten iron outside furnace
US4342547A (en) 1979-04-04 1982-08-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Rotary vane compressor with valve control of oil to bias the vanes
US4410305A (en) * 1981-06-08 1983-10-18 Rovac Corporation Vane type compressor having elliptical stator with doubly-offset rotor
JPS5996496A (ja) 1982-11-22 1984-06-02 Toyoda Autom Loom Works Ltd ベ−ン圧縮機
CN2471972Y (zh) * 2001-03-19 2002-01-16 吴德林 防堵滑片式风机
JP5589532B2 (ja) * 2010-04-27 2014-09-17 大豊工業株式会社 ベーンポンプ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5481113U (ja) * 1977-11-18 1979-06-08
JPS5598687A (en) * 1979-01-22 1980-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Rotary compressor
JPS55134786A (en) * 1979-04-05 1980-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vane rotary compressor
JP2004027920A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Orion Mach Co Ltd 回転ベーンポンプの排気機構

Also Published As

Publication number Publication date
EP2857687A4 (en) 2015-07-08
CN104321535B (zh) 2017-03-22
CN104321535A (zh) 2015-01-28
US20150147213A1 (en) 2015-05-28
US9771936B2 (en) 2017-09-26
EP2857687A1 (en) 2015-04-08
JP5963548B2 (ja) 2016-08-03
WO2013183545A1 (ja) 2013-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5826692B2 (ja) 気体圧縮機
WO2014030436A1 (ja) 気体圧縮機
WO2013077388A1 (ja) 気体圧縮機
JP5963667B2 (ja) 気体圧縮機
JP6320811B2 (ja) 気体圧縮機
WO2013183436A1 (ja) 気体圧縮機
JP2013241851A (ja) 気体圧縮機
JP5963548B2 (ja) 気体圧縮機
JP5913199B2 (ja) 気体圧縮機
JP5963544B2 (ja) 気体圧縮機
JP4684832B2 (ja) 気体圧縮機
JP5826686B2 (ja) 気体圧縮機
JP5878112B2 (ja) 気体圧縮機
JP2014218985A (ja) 気体圧縮機
JP5878157B2 (ja) 気体圧縮機
JP5843729B2 (ja) 気体圧縮機
JP5963666B2 (ja) 気体圧縮機
JP2008014227A (ja) 気体圧縮機
JP5826709B2 (ja) 気体圧縮機
JP2015206337A (ja) 気体圧縮機
JP2015021453A (ja) 気体圧縮機
JP2015015215A (ja) 気体圧縮機の気密端子固定構造
JP2014227956A (ja) 気体圧縮機
JP2015090135A (ja) 気体圧縮機
JP2013249813A (ja) 気体圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150806

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20150806

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20151110

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160112

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160628

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5963548

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees