JP2014077386A - Rotary compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータリ圧縮機に関する。 The present invention relates to a rotary compressor.
従来、冷凍装置に設けられる圧縮機として、ロータリ圧縮機が存在する。ロータリ圧縮機では、シリンダとシリンダ内に配置されるローラやブレードの一部との間に圧縮室を形成し、ローラの回転に伴って圧縮室の容積を変化させることで、冷媒を圧縮している。そして、従来、このような圧縮機では、運転範囲の拡大が検討されており、特に、低速運転域での運転範囲の拡大が望まれている。 Conventionally, a rotary compressor exists as a compressor provided in a refrigeration apparatus. In a rotary compressor, a compression chamber is formed between a cylinder and a part of a roller or blade disposed in the cylinder, and the volume of the compression chamber is changed as the roller rotates to compress the refrigerant. Yes. Conventionally, in such a compressor, the expansion of the operation range has been studied, and in particular, the expansion of the operation range in the low-speed operation region is desired.
そこで、特許文献1(特開2004−211681号公報)に開示のロータリ圧縮機では、シリンダに、吸入孔及び吐出孔の他にバイパス孔が形成されており、バイパス管を介してバイパス孔と吸入管とが連結されている。さらに、バイパス管に、チャックバルブが設けられており、低速運転時にチャックバルブが開き高速運転時にチャックバルブが閉じられるようになっている。 Therefore, in the rotary compressor disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-211681), a bypass hole is formed in the cylinder in addition to the suction hole and the discharge hole. The tube is connected. Further, a chuck valve is provided in the bypass pipe so that the chuck valve is opened during low-speed operation and is closed during high-speed operation.
特許文献1のロータリ圧縮機では、低速運転時にチャックバルブが開いて吸入ガスが吸入管へと流れることにより、低速運転域の運転範囲を拡大できている。しかも、チャックバルブは、高速運転時には閉じられるので、高速運転域での効率の低下も抑制できている。
In the rotary compressor of
しかし、このロータリ圧縮機では、チャックバルブが必須であるため構造が複雑化しコストが高くなってしまう。 However, in this rotary compressor, since a chuck valve is essential, the structure is complicated and the cost is increased.
そこで、本発明の課題は、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成でき、コストを抑制できるロータリ圧縮機を提供することにある。 Then, the subject of this invention is providing the rotary compressor which can achieve the expansion of the operating range in a low-speed driving | operation area | region, and suppression of the efficiency fall in a high-speed driving | operation area | region, and can suppress cost.
本発明の第1観点に係るロータリ圧縮機は、吸入通路と吐出通路とが形成されるシリンダ室形成部材と、ピストンとを備える。ピストンは、円筒部と、ブレード部とを有する。円筒部は、シリンダ室に収容されシャフトの回転によって公転する。ブレード部は、円筒部の外周面とともに、シリンダ室を仕切る。また、ブレード部は、円筒部の外周面とともに、吸入通路から吸入した冷媒を圧縮して吐出通路へと吐き出す圧縮室を形成する。シリンダ室形成部材には、バイパス通路が形成されている。バイパス通路は、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度90°以上の位置から、軸方向視において吸入通路と重なる位置まで延びる。また、バイパス通路は、所定回転数以上でチョークするように形成されている。 A rotary compressor according to a first aspect of the present invention includes a cylinder chamber forming member in which a suction passage and a discharge passage are formed, and a piston. The piston has a cylindrical portion and a blade portion. The cylindrical portion is accommodated in the cylinder chamber and revolves by the rotation of the shaft. The blade part partitions the cylinder chamber together with the outer peripheral surface of the cylindrical part. The blade portion forms a compression chamber together with the outer peripheral surface of the cylindrical portion to compress the refrigerant sucked from the suction passage and discharge it to the discharge passage. A bypass passage is formed in the cylinder chamber forming member. The bypass passage extends from a predetermined position of the blade portion on the inner peripheral surface of the cylinder chamber forming member to a position overlapping the suction passage as viewed in the axial direction from a position with a rotation angle of 90 ° or more. The bypass passage is formed so as to choke at a predetermined rotational speed or more.
本発明では、例えば、バイパス通路が、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度90°以上の位置から吸入通路まで延びている場合は、低速運転域において、バイパス通路を介して圧縮室における圧縮途中の冷媒を直接吸入通路へと戻すことができる。また、例えば、バイパス通路が、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度90°以上の位置から、軸方向視において吸入通路と重なるように且つ圧縮室に連通するように延びている場合、バイパス通路を介して圧縮室における圧縮途中の冷媒を直接圧縮室の吸入側へと戻すことができる。よって、本発明では、実質的に圧縮室において圧縮する容積を減少できる。従って、低速運転域での運転範囲を拡大できている。他方、高速運転域、すなわち、所定回転数以上になると、バイパス通路がチョークするので、容積効率の低下を抑制できる。 In the present invention, for example, when the bypass passage extends from the predetermined position of the blade portion to the suction passage from the predetermined position of the blade portion on the inner peripheral surface of the cylinder chamber forming member, The refrigerant being compressed in the compression chamber can be directly returned to the suction passage through the passage. Further, for example, the bypass passage communicates with the compression chamber so as to overlap with the suction passage as viewed in the axial direction from a position with a rotation angle of 90 ° or more starting from a predetermined position of the blade portion on the inner peripheral surface of the cylinder chamber forming member When extending in this way, the refrigerant being compressed in the compression chamber can be directly returned to the suction side of the compression chamber via the bypass passage. Therefore, in the present invention, the volume to be compressed in the compression chamber can be substantially reduced. Therefore, the operation range in the low speed operation region can be expanded. On the other hand, since the bypass passage chokes in the high-speed operation range, that is, when the rotation speed is equal to or higher than the predetermined rotation speed, it is possible to suppress a decrease in volume efficiency.
以上のように、本発明では、従来のような弁を必要としないので、コストを抑制しながら、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できている。 As described above, in the present invention, since a conventional valve is not required, expansion of the operation range in the low-speed operation region and suppression of efficiency reduction in the high-speed operation region can be achieved while suppressing cost. .
尚、ピストンは、円筒部とブレード部とが一体となる構成を有していても、円筒部とブレード部とが別体となる構成を有していても構わない。 The piston may have a configuration in which the cylindrical portion and the blade portion are integrated, or may have a configuration in which the cylindrical portion and the blade portion are separate.
本発明の第2観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第1観点に係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、吸入側とは反対側の端が、シリンダ室形成部材の内周面においてブレード部の所定位置を起点として回転角度90°の位置から吐出通路へ冷媒の吐出を開始する吐出開始角度までの間に位置するように、形成されている。 A rotary compressor according to a second aspect of the present invention is the rotary compressor according to the first aspect of the present invention, wherein the bypass passage has an end on the opposite side to the suction side and an inner peripheral surface of the cylinder chamber forming member. In FIG. 3, the blade portion is formed so as to be located between a position at a rotation angle of 90 ° from a predetermined position of the blade portion and a discharge start angle at which the discharge of the refrigerant into the discharge passage is started.
本発明では、吐出通路へと吐出されるべき冷媒がバイパス通路を介して吸入側に戻らないようにすることができる。 In the present invention, the refrigerant to be discharged to the discharge passage can be prevented from returning to the suction side through the bypass passage.
本発明の第3観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第1観点又は第2観点に係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、吸入側の端が、軸方向視において吸入通路と圧縮室との境界に位置するように、形成されている。 A rotary compressor according to a third aspect of the present invention is the rotary compressor according to the first aspect or the second aspect of the present invention, wherein the bypass passage is compressed at the suction side end with the suction passage in the axial direction. It is formed so as to be located at the boundary with the chamber.
本発明では、バイパス通路を流れてくる冷媒と、吸入通路を流れてくる冷媒とが、圧縮室においてほぼ同じ箇所に流れるようになっている。このように本発明では、わざわざバイパス通路の吸入側の端を吸入通路と連通させなくてもすむので、加工の手間やコストを低減できる。 In the present invention, the refrigerant flowing through the bypass passage and the refrigerant flowing through the suction passage flow in substantially the same place in the compression chamber. As described above, according to the present invention, it is not necessary to bother the end of the bypass passage on the suction side to communicate with the suction passage, so that it is possible to reduce processing effort and cost.
本発明の第4観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第1観点〜第3観点のいずれかに係るロータリ圧縮機であって、シリンダ室形成部材には、シリンダが含まれる。シリンダは、シリンダ室がその内周面の内側に形成される部材である。バイパス通路は、シリンダの軸方向の一方の端面又は両方の端面に形成される溝である。 A rotary compressor according to a fourth aspect of the present invention is the rotary compressor according to any one of the first aspect to the third aspect of the present invention, and the cylinder chamber forming member includes a cylinder. The cylinder is a member in which a cylinder chamber is formed inside the inner peripheral surface thereof. The bypass passage is a groove formed in one end surface or both end surfaces in the axial direction of the cylinder.
本発明では、シリンダに溝を形成するといった簡易な加工で、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できる。 In the present invention, it is possible to achieve expansion of the operating range in the low-speed operating region and suppression of efficiency reduction in the high-speed operating region by simple processing such as forming grooves in the cylinder.
本発明の第5観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第1観点〜第3観点のいずれかに係るロータリ圧縮機であって、シリンダ室形成部材には、シリンダが含まれる。シリンダは、シリンダ室がその内周面の内側に形成される部材である。バイパス通路は、シリンダに形成される孔である。 A rotary compressor according to a fifth aspect of the present invention is the rotary compressor according to any one of the first to third aspects of the present invention, and the cylinder chamber forming member includes a cylinder. The cylinder is a member in which a cylinder chamber is formed inside the inner peripheral surface thereof. The bypass passage is a hole formed in the cylinder.
本発明では、シリンダに孔を形成するといった簡易な加工で、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できる。 In the present invention, it is possible to achieve the expansion of the operating range in the low-speed operating region and the suppression of the efficiency reduction in the high-speed operating region by simple processing such as forming a hole in the cylinder.
本発明の第6観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第1観点〜第5観点のいずれかに係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、所定回転数以上でチョークする幅狭部と、幅狭部よりも幅が広い幅広部と、を有している。 The rotary compressor which concerns on the 6th viewpoint of this invention is a rotary compressor which concerns on either of the 1st viewpoint of this invention-the 5th viewpoint, Comprising: A bypass channel and the narrow part which chokes more than predetermined rotation speed, And a wide part wider than the narrow part.
本発明では、バイパス通路の一部に他の部分よりも幅の狭い幅狭部を形成するといった簡易な構造で、所定回転数以上でバイパス通路がチョークするようになっている。 In the present invention, the bypass passage is choked at a predetermined rotational speed or more with a simple structure in which a narrow portion having a narrower width than other portions is formed in a part of the bypass passage.
本発明の第7観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第4観点に係るロータリ圧縮機であって、バイパス通路は、所定回転数以上でチョークする浅溝部と、浅溝部よりも深さが深い深溝部と、を有している。 A rotary compressor according to a seventh aspect of the present invention is the rotary compressor according to the fourth aspect of the present invention, wherein the bypass passage has a shallow groove portion that chokes at a predetermined rotational speed or more and a depth smaller than the shallow groove portion. And a deep deep groove portion.
本発明では、バイパス通路の一部に他の部分よりも深さの浅い浅溝部を形成するといった簡易な構造で、所定回転数以上でバイパス通路がチョークするようになっている。 In the present invention, the bypass passage is choked at a predetermined rotational speed or more with a simple structure in which a shallow groove portion having a shallower depth than other portions is formed in a part of the bypass passage.
本発明の第8観点に係るロータリ圧縮機は、本発明の第1観点又は第2観点に係るロータリ圧縮機であって、シリンダ形成部材は、シリンダと、フロントヘッドと、リアヘッドとである。フロントヘッド及びリアヘッドは、シリンダを軸方向から覆う。 The rotary compressor which concerns on the 8th viewpoint of this invention is a rotary compressor which concerns on the 1st viewpoint or 2nd viewpoint of this invention, Comprising: A cylinder formation member is a cylinder, a front head, and a rear head. The front head and the rear head cover the cylinder from the axial direction.
本発明では、バイパス通路が、シリンダ、フロントヘッド及びリアヘッドのいずれに形成される場合であっても、所定回転数以上でチョークするようになっている。 In the present invention, even if the bypass passage is formed in any of the cylinder, the front head, and the rear head, the choke is choked at a predetermined rotational speed or more.
本発明に係るロータリ圧縮機では、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成でき、コストを抑制できる。 In the rotary compressor according to the present invention, it is possible to achieve the expansion of the operation range in the low speed operation region and the suppression of the decrease in efficiency in the high speed operation region, and the cost can be suppressed.
以下、本発明に係るロータリ圧縮機の一実施形態について、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a rotary compressor according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)ロータリ圧縮機の全体構成
図1は、ロータリ圧縮機10の概略縦断面図である。以下の説明において、後述するモータ21の中心軸線O(以下、適宜単に中心軸線Oという)に沿った方向を軸方向又は上下方向とする。
(1) Overall Configuration of Rotary Compressor FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a
ロータリ圧縮機10は、図1に示すように、1シリンダ型のロータリ圧縮機であって、ケーシング11と、ケーシング11内に配置される駆動機構20および圧縮機構30とを備えている。このロータリ圧縮機10は、ケーシング11内において、圧縮機構30が、駆動機構20の下側に配置される。
As shown in FIG. 1, the
このロータリ圧縮機10は、空気調和機やヒートポンプ式の給湯機などの冷凍装置において冷媒を圧縮するために用いられる機器であり、冷凍装置のアキュムレータ95から冷媒を吸入し、圧縮して高温高圧になった冷媒を吐出管25から冷凍装置のガスクーラに向けて吐出する。
The
(2)詳細構成
(2−1)駆動機構
駆動機構20は、図1に示すように、ケーシング11の内部空間の上部に収容されており、圧縮機構30を駆動する。駆動機構20は、駆動源となるモータ21と、モータ21に取り付けられる駆動軸であるシャフト22とを有する。
(2) Detailed Configuration (2-1) Drive Mechanism As shown in FIG. 1, the
モータ21は、シャフト22を回転駆動させるためのモータであり、主として、ロータ23と、ステータ24とを有している。ロータ23は、その内部空間にシャフト22が挿嵌されており、シャフト22と共に回転する。ロータ23は、積層された電磁鋼板と、ロータ本体に埋設された磁石とから成る。ステータ24は、ロータ23の径方向外側に所定の空間を介して配置される。ステータ24は、積層された電磁鋼板と、ステータ本体に巻かれたコイルとから成る。モータ21は、コイルに電流を流すことによってステータ24に発生する電磁力により、ロータ23をシャフト22と共に回転させる。
The
シャフト22は、ロータ23に挿嵌され、中心軸線Oを中心に回転する。また、シャフト22の偏芯部であるクランクピン22aは、圧縮機構30のピストン31の円筒部80(後述する)に挿通しており、ロータ23からの回転力を伝達可能な状態で円筒部80に嵌っている。シャフト22は、ロータ23の回転に従って回転し、クランクピン22aを偏芯回転させ、圧縮機構30のピストン31の円筒部80を公転させる。すなわち、シャフト22は、モータ21の駆動力を圧縮機構30に伝達する機能を有している。尚、シャフト22の内部には、ケーシング11の内部空間の下部に溜まっている油を摺動部に導くための油流路が形成されている。
The
(2−2)圧縮機構
図2は、シリンダ50及びピストン31を上方から見た図である。図3は、バイパス通路55を示すために、シリンダ50及びピストン31を上方から見た図である。
(2-2) Compression Mechanism FIG. 2 is a view of the
圧縮機構30は、図1に示すように、ケーシング11内の下部側に収容されている。圧縮機構30は、アキュムレータ95から吸入管96を介して吸入した冷媒を圧縮する。圧縮機構30は、ロータリ型の圧縮機構であり、主として、フロントヘッド40と、シリンダ50と、ピストン31と、リアヘッド60とから成る。また、圧縮機構30の圧縮室S1で圧縮された冷媒は、吐出孔(図示せず)から、マフラー空間S2を経て、モータ21が配置され吐出管25の下端が位置する空間へ吐出される。ここで、圧縮室S1とは、シリンダ50の吸入通路51(後述する)から吸入した冷媒を圧縮して吐出切り欠き53(後述する)へと吐き出す空間である。
As shown in FIG. 1, the
(2−2−1)シリンダ
シリンダ50は、金属製の鋳造部材である。シリンダ50には、図2に示すように、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入してシリンダ室52へと流す吸入通路51が形成されている。シリンダ室52は、シリンダ50の内周面50a1の内側に形成される円柱状空間であって、吸入通路51から吸入される冷媒が流入する空間である。ここで、シリンダ室52は、その下端が、後述するリアヘッド60により塞がれており、上端が、後述するフロントヘッド40により塞がれている。よって、フロントヘッド40、シリンダ50及びリアヘッド60は、シリンダ室52を形成する「シリンダ室形成部材」である。尚、「シリンダ室形成部材」の「内周面」は、シリンダ50の内周面50a1と一致する。吸入通路51は、シリンダ50の内周面50a1から外周面50b1に向かって延び、一端である第1端がシリンダ50の内周面50a1において開口しており、他端である第2端がシリンダ50の外周面50b1において開口している。吸入通路51の第2端には、アキュムレータ95から延びる吸入管96の先端部が挿入される。また、シリンダ室52には、シリンダ室52に流入した冷媒を圧縮するためのピストン31が収容される。そして、シリンダ室52は、その室空間が、ピストン31によって仕切られることによって圧縮室S1が形成されている。また、シリンダ50には、シリンダ50の内周面50a1の吐出側端面の一部が外側に向かって切り欠かれることによって吐出切り欠き53が形成されている。
(2-2-1) Cylinder The
また、シリンダ50には、後述するブッシュ35及びピストン31のブレード部90が配置されるブレード揺動空間54が形成されている。ピストン31のブレード部90は、ブッシュ35を介して、シリンダ50に揺動可能に支持される。ブレード揺動空間54は、平面的には、吸入通路51の近傍を、シリンダ室52から外周側に向かって延びるように形成されている。ブッシュ35は、略半円柱状の部材であって、ピストン31のブレード部90を挟み込むようにしてブレード揺動空間54に収容される。
Further, the
さらに、図3に示すように、シリンダ50の軸方向の一方の端面である上端面には、バイパス通路55が形成されている。バイパス通路55は、上端面から下方に凹む溝によって構成され、圧縮室S1における圧縮途中の冷媒を吸入側へと導く。バイパス通路55は、両端がシリンダ50の内周面50a1において開口しており、圧縮室S1と連通している。具体的には、バイパス通路55の吸入側の端である吸入側端55aは、吸入通路51の近辺に位置しており、具体的には、軸方向視において吸入通路51と重なる位置に位置している。より具体的には、バイパス通路55の吸入側端55aは、シリンダ50の内周面50a1において、軸方向視における吸入通路51と圧縮室S1との境界に位置している。また、ピストン31のブレード部90の上死点位置を起点としたときのシャフト22のクランクピン22aの回転角度をθ(図2を参照)とすると、バイパス通路55の吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端55bは、シリンダ50の内周面50a1において、所定回転角度θb(図3を参照)に位置している。ここで、所定回転角度θbは、吐出開始角度未満に設定することが好ましい。吐出開始角度は、吐出通路へ冷媒の吐出を開始する角度であり、冷凍システムの圧力条件によって変化する。例えば、吐出開始角度が200°である場合、図3に示すように、所定回転角度θbを180°程度にすれば良い。尚、吐出通路とは、圧縮室S1において圧縮した冷媒をマフラー空間S2へと吐出する通路であり、シリンダ50の吐出切り欠き53と、後述するフロントヘッド40の吐出孔とによって形成される。
Further, as shown in FIG. 3, a
このように、バイパス通路55は、圧縮室S1における圧縮途中の冷媒を、吸入側反対側端55bから吸入側端55aを介して圧縮室S1の吸入側へと戻している。
In this way, the
バイパス通路55は、吸入側反対側端55bから吸入側端55aまで延びる通路の流れ方向における断面積によって、ピストン31の円筒部80の回転数が所定回転数α(例えば、40rps、図4を参照)以上となるときにチョークする。すなわち、バイパス通路55は、その軸方向における断面積が、円筒部80の回転数が所定回転数α以上となるときにチョークする最低断面積を有するように形成されている。
The
ここで、図4は、ピストン31の円筒部80の回転数と、単位時間当たりのバイパス量との関係を示すグラフである。バイパス量とは、バイパス通路55を介して圧縮室S1の途中から吸入側へと流れていく冷媒量である。また、図5は、ピストン31の円筒部80の回転数と、円筒部80の1回転当たりのバイパス量との関係を示すグラフである。
Here, FIG. 4 is a graph showing the relationship between the rotational speed of the
本実施形態では、バイパス通路55を、円筒部80の回転数が所定回転数α以上となるときにチョークするように形成していることで、円筒部80の回転数が所定回転数α以上になると、図4に示すように、単位時間当たりのバイパス量が一定となる。よって、図5に示すように、円筒部80の1回転当たりのバイパス量は、所定回転数α以上となると、かなり小さい状態になっている。一方で、ピストン31の円筒部80の回転数が所定回転数α未満であるときは、単位時間当たりのバイパス量は回転数に応じて上昇させることができている。このように本実施形態では、円筒部80の回転数が所定回転数α未満のときに、圧縮室S1における圧縮途中の冷媒をバイパス通路55を介して吸入側へと戻すことで、圧縮室S1において実質的に圧縮する容積を小さくできている。他方、円筒部80の回転数が所定回転数α以上のときには、バイパス通路55を介して多量の冷媒が吸入側へと戻されることによる容積効率の低下を抑制できている。
In the present embodiment, the
尚、本実施形態では、バイパス通路55は、その軸方向における断面積がどの位置においても同じとなるように形成されている。
In the present embodiment, the
(2−2−2)ピストン
ピストン31は、シリンダ室52に収容される。ピストン31は、円筒部80とブレード部90とを有し、これらが一体化された部材である。円筒部80は、シャフト22の偏芯部であるクランクピン22aに装着されて一体化されている。よって、円筒部80は、シャフト22の回転によってシャフト22を中心として公転する。ブレード部90は、円筒部80の外周面80aと共にシリンダ室52を仕切ることによって、上述したように、圧縮室S1を形成する。また、ブレード部90は、シリンダ50に形成されているブレード揺動空間54に収容され、上述のように、ブッシュ35を介してシリンダ50に揺動可能に支持される。また、ブレード部90は、ブッシュ35と摺動可能になっている。
(2-2-2) Piston The
(2−2−3)フロントヘッド
フロントヘッド40は、図1に示すように、シリンダ50の上面を閉塞するフロントヘッド円板部41と、フロントヘッド円板部41の中央のフロントヘッド開口の周縁から上方向に延びるフロントヘッドボス部42とを有する。フロントヘッドボス部42は、円筒状であり、シャフト22の軸受として機能する。
(2-2-3) Front Head As shown in FIG. 1, the
フロントヘッド40には、吐出孔が形成されている。吐出孔からは、シリンダ50のシリンダ室52において容積が変化する圧縮室S1で圧縮された冷媒が、断続的に吐出される。フロントヘッド40には、吐出孔の出口を開閉する吐出弁が設けられている。この吐出弁は、圧縮室S1の圧力がマフラー空間S2の圧力よりも高くなったときに圧力差によって開き、吐出孔からマフラー空間S2へと冷媒を吐出させる。
The
(2−2−4)リアヘッド
リアヘッド60は、シリンダ50の下面を閉塞するリアヘッド円板部61と、リアヘッド円板部61の中央開口の周縁部から下方に延びる軸受としてのリアヘッドボス部62とを有する。フロントヘッド円板部41、リアヘッド円板部61、及びシリンダ50は、図2に示すように、シリンダ室52を形成する。
(2-2-4) Rear Head The
(2−2−5)マフラー
マフラー70は、図1に示すように、フロントヘッド40の上面に取り付けられている。マフラー70は、フロントヘッド円板部41の上面及びフロントヘッドボス部42の外周面と共にマフラー空間S2を形成して、冷媒の吐出に伴う騒音の低減を図っている。マフラー空間S2と圧縮室S1とは、上述のように、吐出弁が開いているときには吐出孔を介して連通する。
(2-2-5) Muffler The
また、マフラー70には、フロントヘッドボス部42を貫通させる中央マフラー開口と、マフラー空間S2から上方のモータ21の収容空間へと冷媒を流すマフラー吐出孔とが形成されている。
Further, the
尚、マフラー空間S2、モータ21の収容空間、吐出管25が位置するモータ21の上方の空間、圧縮機構30の下方に潤滑油が溜まっている空間などは、全てつながっており、圧力が等しい高圧空間を形成している。
The muffler space S2, the accommodation space for the
(3)動作及び冷媒の流れ
ロータリ圧縮機10では、クランクピン22aの偏芯回転によって公転する圧縮機構30のピストン31の動きによって圧縮室S1の容積が変化することにより、冷媒が圧縮される。そして、圧縮室S1で圧縮された冷媒が、圧縮室S1から吐出孔を介してマフラー空間S2に導かれる。マフラー空間S2に導入された冷媒は、マフラー70のマフラー吐出孔からマフラー空間S2の上方の空間へ排出される。マフラー空間S2の外部へ排出された冷媒は、モータ21のロータ23とステータ24との間の空間を通過して、モータ21を冷却した後に、吐出管25から冷凍装置の高圧冷媒配管へと吐出される。
(3) Operation and Flow of Refrigerant In the
(4)特徴
(4−1)
従来、ロータリ圧縮機では、運転範囲の拡大が検討されており、特に、低速運転域での運転範囲の拡大が望まれている。そこで、特許文献1(特開2004−211681号公報)に開示のロータリ圧縮機では、シリンダに、吸入孔及び吐出孔の他にバイパス孔が形成されており、バイパス管を介してバイパス孔と吸入管とが連結されている。さらに、バイパス管に、チャックバルブが設けられており、低速運転時にチャックバルブが開き高速運転時にチャックバルブが閉じられるようになっている。
(4) Features (4-1)
Conventionally, in a rotary compressor, expansion of the operation range has been studied, and in particular, expansion of the operation range in a low-speed operation region is desired. Therefore, in the rotary compressor disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-211681), a bypass hole is formed in the cylinder in addition to the suction hole and the discharge hole. The tube is connected. Further, a chuck valve is provided in the bypass pipe so that the chuck valve is opened during low-speed operation and is closed during high-speed operation.
特許文献1のロータリ圧縮機では、低速運転時にチャックバルブが開いて吸入ガスが吸入管へと流れることにより、低速運転域の運転範囲を拡大できている。しかも、チャックバルブは、高速運転時には閉じられるので、高速運転域での効率の低下も抑制できている。しかし、このロータリ圧縮機では、チャックバルブが必須であるため構造が複雑化しコストが高くなってしまう。
In the rotary compressor of
そこで、本実施形態では、シリンダ50にバイパス通路55を形成している。このバイパス通路55は、シリンダ50の上端面に形成される溝であり、シリンダ50の内周面50a1においてピストン31のブレード部90の所定位置(具体的には、上死点位置)を起点として所定回転角度θb(具体的には、略180°)の位置から、シリンダ50の内周面50a1において軸方向視における吸入通路51と圧縮室S1との境界位置まで延びている。また、バイパス通路55は、その軸方向における断面積によって、ピストン31の円筒部80の回転数が所定回転数α以上でチョークするように形成されている。
Therefore, in the present embodiment, a
このように、本実施形態では、従来のような弁を設けていなくても、低速運転域において、バイパス通路55を介して圧縮室S1における冷媒を吸入側へと導くことができるので、実質的に圧縮する容積を小さくできる。よって、低速運転域での運転範囲を拡大できる。また、高速運転域では、バイパス通路55がチョークするようになっているので、容積効率の低下を抑制できる。すなわち、本実施形態では、コストを抑制しながら、低速運転域での運転範囲の拡大及び高速運転域での効率低下の抑制を達成できている。
As described above, in the present embodiment, the refrigerant in the compression chamber S1 can be led to the suction side via the
さらに、本実施形態では、バイパス通路55を、その吸入側端55aがシリンダ50の内周面50a1において軸方向視における吸入通路51と圧縮室S1との境界に位置するように形成していることにより、吸入通路51を介して流れてきた冷媒と、バイパス通路55を介して流れてきた冷媒とが、圧縮室S1においてほぼ同じ位置に流れるようになっている。これにより、簡易に、圧縮室S1における吸入側へと戻すことができるようになっている。
Further, in the present embodiment, the
(4−2)
本実施形態では、バイパス通路55は、吸入側反対側端55bが、シリンダ50の内周面50a1において、吸入開始時におけるピストン31のブレード部90の所定位置(具体的には、上死点位置)を起点として所定回転角度θb(本実施形態では、略180°)の位置に位置している。ここで、所定回転角度θbは、吐出開始角度未満の角度である。よって、本実施形態では、吐出されるべき冷媒がバイパス通路55を介して吸入側へと戻されることを回避できている。
(4-2)
In the present embodiment, the
(5)変形例
(5−1)変形例A
図6は、本変形例Aに係るシリンダ150及びピストン31を上方から見た図である。また、図7は、本変形例Aに係るバイパス通路155の形成方法を示すために、シリンダ150及びピストン31を上方から見た図である。
(5) Modification (5-1) Modification A
FIG. 6 is a view of the
上記実施形態では、バイパス通路55は、シリンダ50の上端面に形成される溝によって構成されていると説明したが、これに限られるものではない。具体的には、例えば、図6に示すようなシリンダ150を採用してもよい。尚、本変形例では、シリンダ150に形成されるバイパス通路155が上記実施形態のバイパス通路55と異なるだけであるので、その他の構成については、同番号を付して説明を省略する。
In the above embodiment, the
シリンダ150の中央部150aに形成されるバイパス通路155は、孔から構成されている。この孔は、上記実施形態のようにシリンダ150の中央部150aの端面に形成されているのではなく、厚肉部に形成されている。
The
以下、バイパス通路155の形成方法について説明する。
Hereinafter, a method for forming the
まず、図7に示すように、シリンダ150の内周面150a1において吸入開始時におけるピストン31のブレード部90の所定位置(上死点位置)を起点として所定回転角度θbの位置から、反回転方向に向かって延び且つシリンダ150の外周面へと貫通する基孔185aを形成する。また、吸入通路51から回転方向に向かって延び且つシリンダ150の外周面へと貫通する基孔185bを形成する。また、基孔185a及び基孔185bに交差するように、シリンダ150の外周面のある位置から違う位置に向かって貫通する基孔185cを形成する。ここで、基孔185a,185b,185cは、ドリル加工によって形成される。そして、図6に示すように、一方の開口が、シリンダ150の内周面150a1において吸入開始時におけるピストン31のブレード部90の所定位置(上死点位置)を起点として所定回転角度θbの位置に開口するように、且つ、他方の開口が、軸方向視において吸入通路51と重なる位置に位置するような一本のバイパス通路155を形成するために、基孔185a,185b,185cの無駄な孔部分を塞ぐ加工を行う(図6のハッチングの黒塗り部分を参照)。これにより、バイパス通路155の吸入側の端である吸入側端155aが、軸方向視において吸入通路51と重なる位置に位置し、且つ、吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端155bが、上記実施形態と同様にシリンダ150の内周面150a1において吸入開始時におけるピストン31のブレード部90の所定位置(上死点位置)を起点として所定回転角度θbの位置に開口することになる。尚、本変形例では、バイパス通路155の吸入側端155aは、吸入通路51の側方部分に開口しており、バイパス通路155と吸入通路51とを連通させている。すなわち、バイパス通路155は、圧縮室S1における圧縮途中の冷媒を吸入通路51へと直接戻すことができる通路となっている。
First, as shown in FIG. 7, from the position of the predetermined rotation angle θb starting from a predetermined position (top dead center position) of the
以上のように、本変形例では、シリンダ150の中央部150aに孔から構成されるバイパス通路155を形成することで、簡易に、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができている。
As described above, in this modification, by forming the
(5−2)変形例B
図8は、本変形例Bに係るシリンダ250及びピストン31を上方から見た図である。
(5-2) Modification B
FIG. 8 is a view of the
上記実施形態では、バイパス通路55は、溝のみによって構成されていると説明したが、これに限られるものでない。
In the above embodiment, it has been described that the
具体的には、上記実施形態のシリンダ50に代えて、例えば、図8に示すようなバイパス通路255が形成されるシリンダ250を採用してもよい。シリンダ250の中央部250aに形成されるバイパス通路255は、上端面に形成される溝265と、溝から吸入通路51へと軸方向に延びる孔266とによって構成されている。尚、本変形例では、シリンダ250に形成されるバイパス通路255が上記実施形態のバイパス通路55と異なるだけであるので、その他の構成については、同番号を付して説明を省略する。
Specifically, instead of the
本変形例に係るバイパス通路255の溝265は、その吸入側の端である吸入側端265aが、軸方向視において吸入通路51と重なる位置に位置している。尚、本変形例では、バイパス通路255の溝265の吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端265bは、シリンダ250の内周面250a1において上記実施形態と同様の位置に開口している。そして、バイパス通路255の孔266は、シリンダ250の中央部250aの上端面から吸入通路51に貫通するように、ドリル加工等によって形成されている。そして、溝265の吸入側端265aと孔266とは連通している。尚、本変形例では、バイパス通路255の吸入側端を、孔266の下端部分(図示せず)が構成し、吸入側反対側端を、溝265の吸入側反対側端265bが構成することになる。
The
このように、本変形例では、溝265と連通する孔266を吸入通路51にも連通させることで、簡易に、溝265を介して流れてくる圧縮室S1における圧縮途中の冷媒を、孔266を介して吸入通路51へと戻すことができるようになっている。よって、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
As described above, in this modification, the
(5−3)変形例C
上記実施形態では、バイパス通路55は、その軸方向における断面積がどの位置においても同じとなるように形成されていると説明したが、これに限られるものではない。
(5-3) Modification C
In the embodiment described above, the
具体的には、上記実施形態のシリンダ50に代えて、例えば、図9に示すようなバイパス通路355が形成されるシリンダ350を採用してもよい。本変形例に係るシリンダ350の中央部350aに形成されるバイパス通路355は、幅狭部365と、幅狭部365よりも幅が広い幅広部366と、を有するように構成されている。具体的には、バイパス通路355の吸入側とは反対側の端である吸入側反対側端355bから、吸入側の端である吸入側端355aに冷媒が流れる方向をバイパス方向として、バイパス通路355のバイパス方向の上流側に幅狭部365を形成し、幅狭部365のバイパス方向下流側に幅広部366を形成している。尚、ここでの「幅」方向とは、バイパス通路355において冷媒が流れる方向に直交する方向であって、軸方向ではない方向をいう。そして、バイパス通路355の幅狭部365は、そのバイパス方向における断面積が、ピストン31の円筒部80の回転数が所定回転数α以上でチョークする断面積となるように形成されている。尚、図9は、本変形例Cに係るシリンダ350及びピストン31を上方から見た図である。そして、この構成を採用する場合も、バイパス通路355の吸入側端355a及び吸入側反対側端355bは、シリンダ350の内周面350a1において、上記実施形態と同様の位置に開口している。
Specifically, instead of the
この場合であっても、円筒部80の回転数が所定回転数α以上となると、幅狭部365においてチョークするので、高速運転域における容積効率の低下を抑制できている。他方、低速運転域では、上記実施形態と同様に、圧縮室S1における圧縮途中の冷媒を吸入側反対側端355bから吸入側端355aを介して圧縮室S1への吸入側へと戻すことができるので、圧縮する容積を小さくできている。
Even in this case, when the rotational speed of the
(5−4)変形例D
バイパス通路の構成としては、変形例Cに記載した構成以外にも、深さを考慮した構成としてもよい。具体的には、上記実施形態のシリンダ50に代えて、例えば、図10に示すようなバイパス通路455が形成されるシリンダ450を採用してもよい。シリンダ450の中央部450aに形成されるバイパス通路455は、浅溝部465と、深溝部466と、を有するように構成されている。浅溝部465は、ピストン31の円筒部80の回転数が所定回転数α以上でチョークするように形成されている。深溝部466は、浅溝部465よりも深さが深くなるように形成されている。尚、図10は、本変形例Cに係るシリンダ450及びピストン31を上方から見た図である。また、このときも、バイパス通路455の吸入側端455a及び吸入側反対側端455bは、シリンダ450の内周面450a1において、上記実施形態と同様の位置に開口している。
(5-4) Modification D
As a configuration of the bypass passage, in addition to the configuration described in the modification example C, a configuration in consideration of the depth may be used. Specifically, instead of the
この場合であっても、円筒部80の回転数が所定回転数α以上となると、浅溝部465においてチョークするので、高速運転域における容積効率の低下を抑制できている。他方、低速運転域では、上記実施形態と同様に、圧縮室S1における圧縮途中の冷媒を吸入側反対側端455bから吸入側端455aを介して圧縮室S1への吸入側へと戻すことができるので、圧縮する容積を小さくできている。
Even in this case, when the rotational speed of the
以上のように、本変形例のバイパス通路355,455では、その軸方向における断面積が変更されている。本変形例では、バイパス通路355,455の一部の幅を狭くたり深さを浅くしたりするといった簡易な構造で、円筒部80の回転数が所定回転数α以上となるとチョークするようになっている。尚、本変形例では、幅狭部365,浅溝部465の軸方向における断面積を、円筒部80の回転数が所定回転数α以上のときにバイパス通路355,455がチョークする断面積となるように形成すると説明したが、それに加えて幅狭部365,浅溝部465の通路長さを調整することによって、バイパス通路355,455のチョーク流量を調整するようにしてもよい。
As described above, in the
(5−5)変形例E
上記実施形態では、バイパス通路55は、シリンダ50の上端面に形成されると説明したが、これに限られるものではない。例えば、バイパス通路55は、シリンダ50の軸方向の一方の端面である下端面に形成されてもよい。また、例えば、バイパス通路55は、シリンダ50の軸方向の両方の端面である上端面及び下端面に形成されてもよい。
(5-5) Modification E
In the above embodiment, the
これらの場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を達成できる。 Even in these cases, the same effects as those of the above-described embodiment can be achieved.
(5−6)変形例F
上記実施形態では、所定回転角度θbは、吐出開始角度未満であればいいと説明したが、具体的には、略90°から吐出開始角度までの間であればよい。すなわち、バイパス通路55の吸入側反対側端55bは、ピストン31のブレード部90の所定位置(上死点位置)を起点として回転角度90°の位置から、吐出開始角度までの間に位置するように、形成されていればよい。
(5-6) Modification F
In the above-described embodiment, it has been described that the predetermined rotation angle θb may be less than the discharge start angle. Specifically, it may be between approximately 90 ° and the discharge start angle. That is, the suction side
この場合であっても、低速運転域において、バイパス通路55を介して圧縮室S1における圧縮途中の冷媒を吸入側へと戻すことができるので、圧縮室S1において圧縮する容積を低減できる。他方、高速運転域では、上記実施形態と同様に、チョークするようになっているので、容積効率の低下を抑制できている。
Even in this case, the refrigerant being compressed in the compression chamber S1 can be returned to the suction side via the
(5−7)変形例G
上記実施形態では、シリンダが1つの1シリンダ型のロータリ圧縮機10を挙げて説明したが、本発明は、シリンダが2つの2シリンダ型のロータリ圧縮機にも適用できる。
(5-7) Modification G
In the above embodiment, the single-
(5−8)変形例H
上記実施形態では、円筒部80とブレード部90とが一体成形されたピストン31を備えたロータリ圧縮機10を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、自転するローラと、これとは別体であるブレードとを有するピストンを備えたロータリ圧縮機にも適用できる。
(5-8) Modification H
In the above embodiment, the
(5−9)変形例I
上記実施形態では、シリンダ50にバイパス通路55を形成していると説明したが、これに限られるものではない。例えば、上記実施形態と同様の形状を有するバイパス通路を、フロントヘッド40やリアヘッド60に形成してもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
(5-9) Modification I
In the above embodiment, it has been described that the
尚、フロントヘッド40及びリアヘッド60にバイパス通路が形成される場合であって、シリンダ50の吸入通路51へと直接圧縮途中の冷媒を戻す場合は、シリンダ50の上端面又は下端面から吸入通路51へと貫通する孔を形成する必要がある。
In the case where a bypass passage is formed in the
本発明は、シリンダと、円筒部及びブレード部を有するピストンと、を備えるロータリ圧縮機に種々適用することが可能である。 The present invention can be variously applied to a rotary compressor including a cylinder and a piston having a cylindrical portion and a blade portion.
10 ロータリ圧縮機
22 シャフト
31 ピストン
40 フロントヘッド(シリンダ室形成部材)
50,150,250,350,450 シリンダ(シリンダ室形成部材)
60 リアヘッド(シリンダ室形成部材)
50a1,150a1,250a1,350a1,450a1 シリンダの内周面
51 吸入通路
52 シリンダ室
53 吐出切り欠き(吐出通路)
55,155,255,355,455 バイパス通路
55a,155a,255a,265a,355a,455a 吸入側端(バイパス通路の吸入側の端)
55b,155b,255b,355b,455b 吸入側反対側端(バイパス通路の吸入側とは反対側の端)
80 円筒部
80a 円筒部の外周面
90 ブレード部
365 幅狭部
366 幅広部
465 浅溝部
466 深溝部
S1 圧縮室
10
50, 150, 250, 350, 450 Cylinder (Cylinder chamber forming member)
60 Rear head (cylinder chamber forming member)
50a1, 150a1, 250a1, 350a1, 450a1 Cylinder inner
55, 155, 255, 355, 455
55b, 155b, 255b, 355b, 455b Suction side opposite end (end opposite to suction side of bypass passage)
80
Claims (8)
シリンダ室(52)に収容されシャフト(22)の回転によって公転する円筒部(80)と、前記円筒部の外周面(80a)とともに、前記シリンダ室を仕切り、前記吸入通路から吸入した冷媒を圧縮して前記吐出通路へと吐き出す圧縮室(S1)を形成するブレード部(90)と、を有するピストン(31)と、
を備え、
前記シリンダ室形成部材には、その内周面(50a1,150a1,250a1,350a1,450a1)において前記ブレード部の所定位置を起点として回転角度90°以上の位置から、軸方向視において前記吸入通路と重なる位置まで延びるバイパス通路(55,155,255,355,455)が形成され、
前記バイパス通路は、所定回転数以上でチョークするように形成されている、
ロータリ圧縮機(1)。 A cylinder chamber forming member (40, 50, 60, 150, 250, 350, 450) in which a suction passage (51) and a discharge passage (53) are formed;
A cylinder portion (80) housed in the cylinder chamber (52) and revolved by the rotation of the shaft (22) and an outer peripheral surface (80a) of the cylinder portion partition the cylinder chamber and compress the refrigerant sucked from the suction passage. A piston (31) having a blade portion (90) that forms a compression chamber (S1) that discharges into the discharge passage.
With
The cylinder chamber forming member has an inner circumferential surface (50a1, 150a1, 250a1, 350a1, and 450a1) that has the suction passage and the suction passage as viewed in the axial direction from a position with a rotation angle of 90 ° or more starting from a predetermined position of the blade portion. A bypass passage (55, 155, 255, 355, 455) extending to the overlapping position is formed,
The bypass passage is formed to choke at a predetermined rotational speed or higher,
Rotary compressor (1).
請求項1に記載のロータリ圧縮機。 The bypass passage has an end opposite to the suction side (55b, 155b, 255b, 355b, 455b) at a rotation angle of 90 ° starting from a predetermined position of the blade portion on the inner peripheral surface of the cylinder chamber forming member. It is formed so as to be located between the position from the position to the discharge start angle at which the refrigerant starts to be discharged to the discharge passage,
The rotary compressor according to claim 1.
請求項1又は2に記載のロータリ圧縮機。 The bypass passage (55, 355, 455) is formed such that the suction side end (55a, 355a, 455a) is located at the boundary between the suction passage and the compression chamber in the axial direction. Yes,
The rotary compressor according to claim 1 or 2.
前記バイパス通路は、前記シリンダの前記軸方向の一方の端面又は両方の端面に形成される溝である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。 The cylinder chamber forming member includes a cylinder in which the cylinder chamber is formed inside the inner peripheral surface thereof,
The bypass passage is a groove formed in one end surface or both end surfaces in the axial direction of the cylinder.
The rotary compressor of any one of Claims 1-3.
前記バイパス通路(155)は、前記シリンダに形成される孔である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。 The cylinder chamber forming member includes a cylinder in which the cylinder chamber is formed inside the inner peripheral surface thereof,
The bypass passage (155) is a hole formed in the cylinder.
The rotary compressor of any one of Claims 1-3.
請求項1〜5のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。 The bypass passage (355) includes a narrow portion (365) that chokes at a predetermined rotational speed or more, and a wide portion (366) that is wider than the narrow portion.
The rotary compressor of any one of Claims 1-5.
請求項4に記載のロータリ圧縮機。 The bypass passage (455) includes a shallow groove portion (465) that chokes at a predetermined rotational speed or more, and a deep groove portion (466) that is deeper than the shallow groove portion.
The rotary compressor according to claim 4.
請求項1及び2に記載のロータリ圧縮機。 The cylinder forming member is a cylinder, and a front head (40) and a rear head (60) that cover the cylinder from the axial direction.
The rotary compressor according to claim 1 and 2.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018204763A (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | 株式会社日立製作所 | Seismic isolator |
-
2012
- 2012-10-10 JP JP2012225068A patent/JP2014077386A/en active Pending
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JP2018204763A (en) * | 2017-06-08 | 2018-12-27 | 株式会社日立製作所 | Seismic isolator |
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