JP2015028313A - Axial vane type compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平板状の複数のベーンを、回転軸の軸方向に往復変位させるアキシャルベーン型圧縮機に関する。 The present invention relates to an axial vane compressor in which a plurality of flat vanes are reciprocally displaced in the axial direction of a rotating shaft.
従来、特許文献1に、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用可能な圧縮機であって、回転軸の径方向および軸方向に広がる平板状の複数のベーンを、回転軸の軸周りに回転変位させながら回転軸の軸方向へ往復変位させることによって、流体を圧縮して吐出するアキシャルベーン型圧縮機が開示されている。 Conventionally, Patent Document 1 discloses a compressor applicable to a vapor compression refrigeration cycle, in which a plurality of plate-shaped vanes extending in the radial direction and the axial direction of a rotary shaft are rotationally displaced around the axis of the rotary shaft. However, an axial vane type compressor that compresses and discharges fluid by reciprocating displacement in the axial direction of the rotating shaft is disclosed.
より詳細には、この特許文献1のアキシャルベーン型圧縮機は、内部に円柱状の空間を形成するシリンダ、このシリンダの内部に配置されて回転軸(シャフト)とともに回転する円柱状のロータ等を備えており、それぞれのベーンをロータに形成されたスリット溝に摺動可能に配置している。 More specifically, the axial vane compressor of Patent Document 1 includes a cylinder that forms a cylindrical space inside, a cylindrical rotor that is disposed inside the cylinder and rotates with a rotation shaft (shaft), and the like. Each vane is slidably disposed in a slit groove formed in the rotor.
さらに、ベーンの外周側とシリンダの内周側との間に、ベーンの径方向への変位を規制する円筒状のリングを配置するとともに、ベーンの軸方向両端側に、それぞれベーンの軸方向端部に当接してベーンを軸方向に変位させるカム面が形成されたフロントサイドプレートおよびリアサイドプレートを配置している。 Furthermore, a cylindrical ring that restricts the displacement of the vane in the radial direction is disposed between the outer peripheral side of the vane and the inner peripheral side of the cylinder, and the axial end of the vane is disposed at each axial end of the vane. A front side plate and a rear side plate are provided on which cam surfaces are formed that come into contact with the portion to displace the vanes in the axial direction.
これにより、特許文献1のアキシャルベーン型圧縮機では、ロータの軸方向端面、隣り合うベーンの平坦面、リングの内周面、それぞれのサイドプレートのカム面等に囲まれた空間によって、ロータの軸方向両端側に2つの圧縮室を形成し、双方の圧縮室の容積を周期的に変化させることによって、流体を圧縮して吐出している。 Thereby, in the axial vane type compressor of patent document 1, the space surrounded by the axial end surface of the rotor, the flat surface of the adjacent vane, the inner peripheral surface of the ring, the cam surface of each side plate, etc. Two compression chambers are formed on both ends in the axial direction, and the fluid is compressed and discharged by periodically changing the volumes of both compression chambers.
ところで、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにおいて、サイクルの成績係数(COP)を向上させるためのサイクル構成として、ガスインジェクションサイクル(エコノマイザ式冷凍サイクル)が知られている。この種のガスインジェクションサイクルでは、サイクル内で生成された中間圧冷媒を、圧縮機にて昇圧過程の中間圧冷媒に合流させることによって、圧縮機の圧縮効率を向上させ、サイクル全体としてのCOPを向上させている。 Incidentally, in a vapor compression refrigeration cycle, a gas injection cycle (economizer refrigeration cycle) is known as a cycle configuration for improving the coefficient of performance (COP) of the cycle. In this type of gas injection cycle, the intermediate pressure refrigerant generated in the cycle is joined to the intermediate pressure refrigerant in the pressurization process by the compressor, thereby improving the compression efficiency of the compressor and reducing the COP as the entire cycle. It is improving.
このため、ガスインジェクションサイクルに適用される圧縮機として、2つの圧縮室にて冷媒を多段階に昇圧させる二段昇圧式のものが採用されることがある。その理由は、二段昇圧式の圧縮機では、一方の圧縮室を低圧冷媒を中間圧冷媒となるまで昇圧させる低段側圧縮室として機能させ、他方の圧縮室を中間圧冷媒を高圧冷媒となるまで昇圧させる高段側圧縮室として機能させることで、サイクル内で生成された中間圧冷媒を圧縮機内で昇圧過程の冷媒に合流させやすくなるからである。 For this reason, as a compressor applied to a gas injection cycle, a two-stage boosting type that boosts the refrigerant in multiple stages in two compression chambers may be employed. The reason is that in a two-stage booster compressor, one compression chamber functions as a low-stage compression chamber that pressurizes low-pressure refrigerant until it becomes intermediate-pressure refrigerant, and the other compression chamber functions as high-pressure refrigerant. This is because the intermediate-pressure refrigerant generated in the cycle can be easily merged with the refrigerant in the pressurization process in the compressor by functioning as the high-stage side compression chamber that is pressurized until the pressure increases.
ところが、二段昇圧式の圧縮機では、低段側圧縮室に吸入される冷媒の密度と高段側圧縮室に吸入される冷媒の密度が異なるので、冷媒を適切に圧縮するためには、低段側圧縮室の吐出容量(最大容積)および高段側圧縮室の吐出容量(最大容積)とを異なる値に設定しておくことが望ましい。 However, in the two-stage booster type compressor, the density of the refrigerant sucked into the low-stage side compression chamber is different from the density of the refrigerant sucked into the high-stage side compression chamber. It is desirable to set different values for the discharge capacity (maximum volume) of the lower stage compression chamber and the discharge capacity (maximum volume) of the higher stage compression chamber.
さらに、ガスインジェクションサイクルに適用される二段昇圧式の圧縮機では、低段側圧縮室に吸入される冷媒の密度と高段側圧縮室に吸入される冷媒の密度が異なるだけでなく、それぞれの圧縮室に吸入される冷媒の質量流量も異なっている。従って、低段側圧縮室の吐出容量および高段側圧縮室の吐出容量を適切に設定しておかないと、上述したCOP向上効果を充分に得られなくなってしまう。 Furthermore, in the two-stage booster compressor applied to the gas injection cycle, not only the density of the refrigerant sucked into the low-stage compression chamber is different from the density of the refrigerant sucked into the high-stage compression chamber, The mass flow rate of the refrigerant sucked into the compression chambers is also different. Therefore, unless the discharge capacity of the low-stage compression chamber and the discharge capacity of the high-stage compression chamber are set appropriately, the above-described COP improvement effect cannot be obtained sufficiently.
このため、特許文献1のアキシャルベーン型圧縮機のように、ロータから双方の圧縮室へ突出するベーンの最大突出長さが一致して、双方の圧縮室の吐出容量(最大容積)が一致してしまう構成では、単に2つの圧縮室を直列的に接続しても、二段昇圧式の圧縮機として適切に流体を圧縮することが難しい。さらに、ガスインジェクションサイクルに適用した際には、充分なCOP向上効果を得られなくなってしまう。 For this reason, like the axial vane type compressor of patent document 1, the maximum protrusion length of the vane which protrudes from a rotor to both compression chambers corresponds, and the discharge capacity (maximum volume) of both compression chambers corresponds. In such a configuration, it is difficult to appropriately compress the fluid as a two-stage booster type compressor even if two compression chambers are simply connected in series. Furthermore, when applied to a gas injection cycle, a sufficient COP improvement effect cannot be obtained.
本発明は、上記点に鑑み、流体を適切に圧縮可能な二段昇圧式のアキシャルベーン型圧縮機を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the two-stage pressure | voltage rise type axial vane type compressor which can compress a fluid appropriately in view of the said point.
また、本発明は、ガスインジェクションサイクルに好適な二段昇圧式のアキシャルベーン型圧縮機を提供することを別の目的とする。 Another object of the present invention is to provide a two-stage booster type axial vane compressor suitable for a gas injection cycle.
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、回転駆動力を伝達されることによって回転する回転軸(12)と、外周面に回転軸(12)の軸方向に延びる複数のスリット溝(13a)が形成されているとともに、回転軸(12)に同軸上に連結された円柱状のロータ(13)と、回転軸(12)の径方向および軸方向に平行に広がる平板状に形成され、スリット溝(13a)に摺動可能に嵌め込まれた複数のベーン(14)と、ベーン(14)の軸方向一端側の端部に当接して、ベーン(14)が回転軸(12)の周りに回転変位するに伴って、ベーン(14)を軸方向へ変位させるフロント側カム面(16a)が形成されたフロントサイドプレート(16)と、ベーン(14)の軸方向他端側の端部に当接して、ベーン(14)が回転軸(12)の周りに回転変位するに伴って、ベーン(14)を軸方向へ変位させるリア側カム面(17a)が形成されたリアサイドプレート(17)と、内部に円柱状の空間を形成するとともに、ロータ(13)、フロントサイドプレート(16)およびリアサイドプレート(17)の外周側に配置されたシリンダ(18、19、20)とを備え、
ロータ(13)の軸方向一端側の端面、隣り合うベーン(14)の平坦面、フロント側カム面(16a)、およびシリンダ(18〜20)の内周面に囲まれた空間によって、流体を圧縮するフロント側圧縮室(23b)が形成され、ロータ(13)の軸方向他端側の端面、隣り合うベーン(14)の平坦面、リア側カム面(17a)、およびシリンダ(18〜20)の内周面に囲まれた空間によって、流体を圧縮するリア側圧縮室(23c)が形成され、
フロント側圧縮室(23b)の最大容積およびリア側圧縮室(23c)の最大容積が、異なる値になっているアキシャルベーン型圧縮機を特徴とする。
The present invention has been devised in order to achieve the above object. In the first aspect of the present invention, a rotating shaft (12) that rotates when a rotational driving force is transmitted, and a rotating shaft on the outer peripheral surface. A plurality of slit grooves (13a) extending in the axial direction of (12) are formed, a cylindrical rotor (13) coaxially connected to the rotating shaft (12), and the diameter of the rotating shaft (12) A plurality of vanes (14) formed in a flat plate shape extending in parallel with the direction and the axial direction, and slidably fitted in the slit grooves (13a), and abutting with an end of one end of the vane (14) in the axial direction. A front side plate (16) having a front cam surface (16a) for displacing the vane (14) in the axial direction as the vane (14) is rotationally displaced about the rotation shaft (12). , End on the other axial end side of the vane (14) The rear side plate (17) is formed with a rear cam surface (17a) that displaces the vane (14) in the axial direction as the vane (14) is rotationally displaced about the rotation shaft (12). ) And cylinders (18, 19, 20) disposed on the outer peripheral side of the rotor (13), the front side plate (16), and the rear side plate (17).
The fluid is surrounded by the space surrounded by the end surface on one end side in the axial direction of the rotor (13), the flat surface of the adjacent vane (14), the front cam surface (16a), and the inner peripheral surface of the cylinder (18-20). A front-side compression chamber (23b) for compression is formed, the end surface on the other end side in the axial direction of the rotor (13), the flat surface of the adjacent vane (14), the rear cam surface (17a), and the cylinders (18 to 20) ), A rear side compression chamber (23c) for compressing fluid is formed by the space surrounded by the inner peripheral surface of
The axial vane type compressor is characterized in that the maximum volume of the front side compression chamber (23b) and the maximum volume of the rear side compression chamber (23c) are different values.
これによれば、フロント側圧縮室(23b)の最大容積(吐出容量)およびリア側圧縮室(23c)の最大容積(吐出容量)が、異なる値になっているので、フロント側圧縮室(23b)およびリア側圧縮室(23c)を直列的に接続することによって、流体を適切に圧縮可能な二段昇圧式のアキシャルベーン型圧縮機を提供することができる。 According to this, since the maximum volume (discharge capacity) of the front side compression chamber (23b) and the maximum volume (discharge capacity) of the rear side compression chamber (23c) have different values, the front side compression chamber (23b) ) And the rear side compression chamber (23c) in series can provide a two-stage boosting type axial vane compressor capable of appropriately compressing fluid.
また、上記特徴のアキシャルベーン型圧縮機において、フロント側圧縮室(23b)およびリア側圧縮室(23c)のうち最大容積が大きい側を、大容量側圧縮室(23b)とし、最大容積が小さい側を小容量側圧縮室(23c)としたときに、外部から吸入された中間圧流体と大容量側圧縮室(23b)から吐出された中間圧流体とを合流させた流体が、小容量側圧縮室(23c)へ吸入されることを特徴としている。 Further, in the axial vane type compressor having the above characteristics, the side having the largest maximum volume among the front side compression chamber (23b) and the rear side compression chamber (23c) is the large capacity side compression chamber (23b), and the maximum volume is small. When the side is the small-capacity compression chamber (23c), the fluid obtained by joining the intermediate-pressure fluid sucked from the outside and the intermediate-pressure fluid discharged from the large-capacity compression chamber (23b) It is characterized by being sucked into the compression chamber (23c).
これによれば、大容量側圧縮室(23b)および小容量側圧縮室(23c)が直列に接続され、さらに、外部から吸入された中間圧流体と大容量側圧縮室(23b)から吐出された中間圧流体とを合流させた流体を小容量側圧縮室(23c)へ吸入される構成となっているので、ガスインジェクションサイクルに好適な二段昇圧式のアキシャルベーン型圧縮機を提供することができる。 According to this, the large-capacity compression chamber (23b) and the small-capacity compression chamber (23c) are connected in series, and are further discharged from the externally sucked intermediate pressure fluid and the large-capacity compression chamber (23b). Since the fluid combined with the intermediate pressure fluid is sucked into the small-capacity compression chamber (23c), a two-stage booster type axial vane compressor suitable for a gas injection cycle is provided. Can do.
なお、この欄および特許請求の範囲に記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
(第1実施形態)
以下、図面を用いて、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態の二段昇圧式のアキシャルベーン型圧縮機1(以下、単に圧縮機1と記載する)は、図1の全体構成図に示す冷凍サイクル100に適用されている。この冷凍サイクル100は、室内の空調を行う空調装置において、室内へ送風される室内送風空気を冷却する機能を果たすものである。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A two-stage booster type axial vane compressor 1 (hereinafter simply referred to as a compressor 1) of the present embodiment is applied to a
具体的には、本実施形態の冷凍サイクル100は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機1と、圧縮機1から吐出された高圧冷媒と室外空気(外気)とを熱交換させて高圧冷媒を放熱させる放熱器2と、放熱器2から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部として機能する三方継手3と、三方継手3にて分岐された一方の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側膨張弁4と、三方継手3にて分岐された他方の高圧冷媒と高段側膨張弁4にて減圧された中間圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器5と、内部熱交換器5から流出した高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側膨張弁6と、低段側膨張弁6から流出した低圧冷媒と室内送風空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させる蒸発器7とを備えて構成された蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
Specifically, the
さらに、本実施形態の冷凍サイクル100では、高段側膨張弁4にて減圧された中間圧冷媒を、内部熱交換器5の中間圧冷媒通路を介して、圧縮機1の中間圧冷媒吸入口11fへ流入させている。つまり、本実施形態の冷凍サイクル100は、サイクル内で生成された(具体的には、高段側膨張弁4にて減圧された)中間圧冷媒を圧縮機1にて圧縮過程の中間圧冷媒に合流させるガスインジェクションサイクル(エコノマイザ式冷凍サイクル)として構成されている。
Furthermore, in the
また、この冷凍サイクル100では、冷媒としてHFC系冷媒(具体的には、R134a)を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成している。もちろん、冷媒としてHFO系冷媒(例えば、R1234yf)等を採用してもよい。さらに、冷媒には圧縮機1を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
The
次に、本実施形態の圧縮機1の詳細構成について説明する。圧縮機1は、図2〜図4に示すように、その外殻を形成するハウジング11の内部に、シャフト12、ロータ13、フロントサイドプレート16、リアサイドプレート17、シリンダ18、19、20等を収容して構成されている。
Next, the detailed structure of the compressor 1 of this embodiment is demonstrated. As shown in FIGS. 2 to 4, the compressor 1 includes a
ハウジング11は、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されており、内部に略円柱状の密閉空間を形成している。より具体的には、ハウジング11は、円筒状に形成されたミドルハウジング11a、ミドルハウジング11aの軸方向両端側の開口部を閉塞する円板状のフロントハウジング11bおよびリアハウジング11cによって構成されている。
The
ミドルハウジング11aの筒状側面には、その内外を貫通する2つの連通穴が形成されており、一方の連通穴は、ハウジング11の外部から低圧冷媒を吸入する低圧冷媒吸入口11dを構成している。また、他方の連通穴は、ハウジング11の内部から高圧冷媒を吐出する高圧冷媒吐出口11eを構成している。
Two communicating holes penetrating the inside and the outside are formed in the cylindrical side surface of the
フロントハウジング11bの中心部には、リアハウジング11c側へ向かって突出する円筒状部材で形成されたフロントブッシュ21bが固定されている。さらに、このフロントブッシュ21bの内周側には、シャフト12の一端側を回転可能に支持するフロント軸受け22bが固定されている。
A
同様に、リアハウジング11cの中心部には、フロントハウジング11b側へ向かって突出する円筒状部材で形成されたリアブッシュ21cが固定されている。さらに、このリアブッシュ21cの内周側には、シャフト12の他端側を回転可能に支持するリア軸受け22cが固定されている。
Similarly, a
これらのフロントブッシュ21bの中心軸およびリアブッシュ21cの中心軸は、シャフト12の中心軸と同軸上に配置されている。さらに、リアブッシュ21cの外径寸法は、フロントブッシュ21bの外径寸法よりも大きく形成されている。なお、フロント軸受け22bおよびリア軸受け22cとしては、転がり軸受け、滑り軸受けのいずれを採用してもよい。
The center axis of the
さらに、フロントハウジング11bには、その内外を貫通する連通穴が形成されており、この連通穴は、ハウジング11の外部から中間圧冷媒を吸入する中間圧冷媒吸入口11fを構成している。
Further, the
シャフト12は、駆動源Mから回転駆動力を伝達されることによって回転する回転軸である。このシャフト12の一端側となるフロントハウジング11b側の端部は、フロントハウジング11bの中心部に設けられた貫通穴を介して、ハウジング11の外部に突出している。なお、このフロントハウジング11bの貫通穴には、図示しないシール部材が配置されており、貫通穴とシャフト12との隙間から冷媒が漏れることはない。
The
さらに、シャフト12のうちフロントハウジング11bから外部に突出した部位には、駆動源Mが連結されている。この駆動源Mは、電動モータであってもよいし、内燃機関(エンジン)であってもよい。また、駆動源Mは、シャフト12に対して、直接回転駆動力を伝達可能に連結されていてもよいし、プーリ、ベルト等を介して間接的に回転駆動力を伝達可能に連結されていてもよい。
Further, a drive source M is connected to a portion of the
さらに、シャフト12には、円柱状に形成されたロータ13が、シャフト12と同軸上に連結されている。より詳細には、ロータ13は、フロントブッシュ21bとリアブッシュ21cとの間に配置されている。なお、本実施形態では、シャフト12およびロータ13を1つの部材で一体的に構成することによって連結しているが、シャフト12およびロータ13を異なる部材で構成し、シャフト12の外周にロータ13を圧入等の手段によって連結してもよい。
Further, a
ロータ13の外周面には、シャフト12の軸方向へ延びる複数のスリット溝13aが形成されている。より具体的には、本実施形態のロータ13の外周面には、図3、図4に示すように、スリット溝13aが4つ形成されており、それぞれのスリット溝13aは、軸方向から見たときに等角度間隔(本実施形態では、90°間隔)で配置されている。
A plurality of
それぞれのスリット溝13aには、シャフト12の径方向および軸方向に平行に広がる平板状のベーン14が、シャフト12の軸方向に摺動可能に嵌め込まれている。なお、ベーン14は、平板状に形成された板状部材であるものの、スリット溝13aを滑らかに摺動させることができるように、各角部にはC面取あるいはR面取が施されている。
A flat plate-
また、ロータ13の外周側には、筒状に形成されたリング15が圧入等の手段によって固定されており、このリング15によって、ベーン14の径方向外周側への変位が規制されている。
A
さらに、本実施形態では、ベーン14として、その平坦面が単なる矩形状に形成されたものではなく、図2に示すように、ロータ13からフロントハウジング11b側へ向かって突出する部位(フロント側突出部)14bの形状、およびロータ13からリアハウジング11c側へ向かって突出する部位(リア側突出部)14cの形状が異なっているものを採用している。
Furthermore, in this embodiment, the flat surface of the
より詳細には、本実施形態では、ベーン14として、図3、図4に示すように、シャフト12の軸方向から見たときに、リア側突出部14cの内周側が切り欠かれていることによって、リア側突出部14cの径方向の寸法が、フロント側突出部14bの径方向の寸法よりも短くなっているものを採用している。
More specifically, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
前述の如く、本実施形態では、リアブッシュ21の外径寸法がフロントブッシュ21bの外径寸法よりも大きく形成されている。そこで、本実施形態では、シャフト12の軸方向から見たときに、シャフト12の軸方向から見たときに、リア側突出部14cのうち、ベーン14とリアブッシュ21が重合する範囲を切り欠くことによって、ベーン14の軸方向への変位がリアブッシュ21cによって規制されてしまうことを抑制している。
As described above, in the present embodiment, the outer diameter of the rear bush 21 is formed larger than the outer diameter of the
また、図2に示すように、ベーン14の軸方向一端側(フロントハウジング11b側)には、フロントサイドプレート16が配置され、ベーン14の軸方向他端側(リアハウジング11c側)には、リアサイドプレート17が配置されている。
In addition, as shown in FIG. 2, a
フロントサイドプレート16は、軸方向から見たときに円環状に形成され、フロントブッシュ21bの外周側に圧入等の手段によって固定されている。さらに、フロントサイドプレート16には、ベーン14のフロントハウジング11b側の軸方向端部に当接して、ベーン14がロータ13とともにシャフト12の軸周りに回転するに伴って、ベーン14を軸方向へ変位させるフロント側カム面16aが形成されている。
The
一方、リアサイドプレート17は、軸方向から見たときに円環状に形成され、リアブッシュ21cの外周側に圧入等の手段によって固定されている。さらに、リアサイドプレート17には、ベーン14のリアハウジング11c側の軸方向端部に当接して、ベーン14がロータ13とともにシャフト12の軸周りに回転するに伴って、ベーン14を軸方向へ変位させるリア側カム面17aが形成されている。
On the other hand, the
これらのフロントサイドプレート16およびリアサイドプレート17の外径は、ロータ13の外径と略同等に形成されている。一方、フロントサイドプレート16の内径はリアサイド部レートの内径よりも小さく形成されている。このため、軸方向から見たときに、円環状に形成されるフロント側カム面16aの径方向の幅寸法(外周側半径から内周側半径を減算した寸法)は、リア側カム面17aの径方向の幅寸法よりも長くなっている。
The outer diameters of the
ここで、図5を用いて、フロント側カム面16aおよびリア側カム面17aの具体的形状について説明する。なお、フロント側カム面16aおよびリア側カム面17aは、径方向の幅寸法が異なるものの、その基本的な形状は同等なので、図5では、フロントサイドプレート16のフロント側カム面16aを図示し、リアサイドプレート17のリア側カム面17aの対応する箇所を括弧を付して示している。
Here, specific shapes of the front-
図5に示すように、フロント側カム面16aには、フロント側カム面16aのうち最もリアハウジング11c側に近づいた位置で軸方向に垂直に広がる頂部側平面部16b、フロント側カム面16aのうち最もリアハウジング11c側から離れた位置で軸方向に垂直に広がる底部側平面部16c、および頂部側平面部16bと底部側平面部16cとを接続するように湾曲した曲面部16dが設けられている。
As shown in FIG. 5, the front
これらの頂部側平面部16bおよび底部側平面部16cは、軸方向から見たときに、シャフト12の軸中心に対して対称となる位置(すなわち、軸周りに180°回転した位置)に配置されている。さらに、図2に示すように、頂部側平面部16bは、フロントブッシュ21bのリアハウジング11c側の端面と同一平面上に配置されている。
The top
同様に、リアサイドプレート17のリア側カム面17aには、頂部側平面部17b、底部側平面部17cおよび曲面部17dが設けられており、リア側カム面17aの頂部側平面部17bは、リアブッシュ21cのフロントハウジング11b側の端面と同一平面上に形成されている。
Similarly, the rear
さらに、フロントサイドプレート16およびリアサイドプレート17は、軸方向から見たときに、フロント側カム面16aの頂部側平面部16bとリア側カム面17aの底部側平面部17cが重合し、フロント側カム面16aの底部側平面部16cとリア側カム面17aの頂部側平面部17bが重合するように配置されている。
Further, when the
これにより、本実施形態では、フロント側カム面16aおよびリア側カム面17aのうち互いに軸方向に対向する部位間の軸方向距離が、いずれの部位間においてもベーン14の軸方向長さ(軸方向端部間同士の長さ)と同等となっている。従って、シャフト12とともにロータ13が回転すると、ベーン14の軸方向端部が、フロント側カム面16aおよびリア側カム面17aに当接して軸方向へ変位する。
Thus, in the present embodiment, the axial distance between the portions of the front
この際、頂部側平面部16b、17bおよび底部側平面部16c、17c(以下、これらの面を総称する際には、平面部と記載する。)は、軸方向に垂直に広がる面によって形成されているので、平面部16b、16c、17b、17cに当接しているベーン14は、ロータ13とともにシャフト12の軸周りに回転しても、軸方向に変位することはない。
At this time, the top
一方、曲面部16d、17dは、頂部側平面部16b、17bと底部側平面部16c、17cとを接続するように湾曲した曲面で形成されているので、曲面部16d、17dに当接するベーン14は、ロータ13とともにシャフト12の軸周りに回転しながら、軸方向に変位する。
On the other hand, since the
従って、本実施形態のベーン14は、図6に示すように、ベーン14が最も一端側(フロントハウジング11b側)へ移動したときのロータ13の回転角θを0°とすると、回転角θが180°になった際に、ベーン14は最も他端側(リアハウジング11c側)へ移動し、回転角θが360°になった際に、ベーン14は、再び最も一端側へ移動する。つまり、ロータ13が一回転すると、ベーン14も軸方向に一往復する。
Therefore, as shown in FIG. 6, the
なお、図6では、シャフト12とともに回転しながら、各カム面16a、17aとベーン14との接触部をシャフト12の径方向から見たときに、接触部が描く軌跡線を太線で記載している。
In FIG. 6, the locus lines drawn by the contact portions when the contact portions between the cam surfaces 16 a and 17 a and the
また、図5に示すように、フロント側カム面16aの頂部側平面部16bには、フロント側カム面16a側とフロント側カム面16aの裏側とを連通させる複数の吐出冷媒通路16eの冷媒入口部が開口している。なお、図5では、吐出冷媒通路16e、17eの冷媒入口部が径方向に3つ並んだものを図示しているが、他の図面では、図示の明確化のため、吐出冷媒通路16e、17eを1つのみ図示している。
Further, as shown in FIG. 5, the refrigerant inlets of the plurality of discharge
吐出冷媒通路16eは、フロント側カム面16aによって形成される後述するフロント側圧縮室23bと、フロントサイドプレート16のフロント側カム面16aの裏側の面によって形成される中間圧室11gとを連通させる冷媒通路である。さらに、吐出冷媒通路16eの中間圧室11g側の出口部には、中間圧室11gからフロント側圧縮室23bへ冷媒が逆流することを禁止する図示しないリード弁(吐出弁)が配置されている。
The discharge
中間圧室11gは、フロントサイドプレート16とフロントハウジング11bとの間に配置されて、シャフト12の軸周りに円環状に形成されている。さらに、前述したフロントハウジング11bに形成された中間圧冷媒吸入口11fは、ハウジング11の外部から吸入された中間圧冷媒を、中間圧室11gへ導くように形成されている。また、中間圧室11gは、図2、図4に示すように、ミドルハウジング11aに設けられた中間圧連通路11hを介して、後述する中間圧冷媒吸入室11mに連通している。
The
同様に、リア側カム面17aの頂部側平面部17bには、リア側カム面17a側とリア側カム面17aの裏側とを連通させる複数の吐出冷媒通路17eの冷媒入口部が開口している。
Similarly, refrigerant inlet portions of a plurality of discharge
吐出冷媒通路17eは、リア側カム面17aによって形成される後述するリア側圧縮室23cと、リアサイドプレート17とリアハウジング11cとの間の空間によって形成される吐出室11iとを連通させる冷媒通路である。さらに、この吐出冷媒通路17eの吐出室11i側の出口部にも、吐出室11iからリア側圧縮室23cへ冷媒が逆流することを禁止する図示しないリード弁(吐出弁)が配置されている。
The discharge
吐出室11iは、リアサイドプレート17とリアハウジング11cとの間に配置されて、シャフト12の軸周りに円環状に形成されている。また、吐出室11iは、図2に示すように、ミドルハウジング11aに設けられた高圧連通路11jを介して、前述した高圧冷媒吐出口11eに連通している。
The
次に、フロントサイドプレート16、ロータ13、リング15、およびリアサイドプレート17の外周側には、複数の構成部材を組み合わせることによって構成されたシリンダが配置されている。シリンダは、シャフト12と同軸上に配置されて、内部にロータ13、ベーン14等を収容する円柱状の空間を形成するものである。
Next, on the outer peripheral side of the
より具体的には、本実施形態のシリンダは、フロントサイドプレート16の外周側およびミドルハウジング11aの内周側に圧入固定されたフロントサイドシリンダ19、リアサイドプレート17の外周側およびミドルハウジング11aの内周側に圧入固定されたリアサイドシリンダ20、並びに、軸方向両端部がフロントサイドシリンダ19およびリアサイドシリンダ20に固定された状態でミドルハウジング11aの内周側に圧入固定されたミドルシリンダ18によって構成されている。
More specifically, the cylinder of the present embodiment includes a
フロントサイドシリンダ19のリアハウジング11c側の端面は、フロント側カム面16aの頂部側平面部16bおよびフロントブッシュ21bのリアハウジング11c側の端面と同一の平面上に形成されている。
The end surface on the
これにより、本実施形態では、図7に示すように、ロータ13の軸方向一端側(フロントハウジング11b側)の端面、隣り合うベーン14の平坦面、フロント側カム面16a、フロントブッシュ21bの外周面、およびフロントサイドシリンダ19の内周面(図7には図示せず)に囲まれた空間によって、冷媒を圧縮する複数(本実施形態では4つ)のフロント側圧縮室23bが形成されている。
Thereby, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the end surface of the
さらに、フロントサイドシリンダ19には、図2に示すように、フロント側カム面16aの底部側平面部16c側の最大容積となっているフロント側圧縮室23bと、ミドルハウジング11aの内周側に形成された低圧冷媒吸入室11kと連通させる吸入通路19aが形成されている。この吸入通路19aは、径方向に延びており、冷媒入口部がフロントサイドシリンダ19の外周壁面に開口している。
Further, as shown in FIG. 2, the
低圧冷媒吸入室11kは、ミドルハウジング11aの低圧冷媒吸入口11dから吸入した低圧冷媒を流入させる空間であって、ミドルハウジング11aの内周側、かつ、フロントサイドシリンダ19およびミドルシリンダ18の外周側に、筒状に形成された空間である。
The low-pressure
一方、リアサイドシリンダ20のフロントハウジング11b側の端面は、リア側カム面17aの頂部側平面部17bおよびリアブッシュ21cのフロントハウジング11b側の端面と同一の平面上に形成されている。
On the other hand, the end surface on the
これにより、本実施形態では、図7に示すように、ロータ13の軸方向他端側(リアハウジング11c側)の端面、隣り合うベーン14の平坦面、リア側カム面17a、リアブッシュ21cの外周面、およびリアサイドシリンダ20の内周面(図7には図示せず)に囲まれた空間によって、冷媒を圧縮する複数(本実施形態では4つ)のリア側圧縮室23cが形成されている。
Thereby, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the end surface on the other axial end side (
ここで、前述の如く、本実施形態では、リアブッシュ21の外径寸法がフロントブッシュ21bの外径寸法よりも大きく形成されている。従って、ロータ13の軸方向他端側の端面とリア側カム面17aが最も離れた際のリア側圧縮室23cの最大容積(吐出容量)は、ロータ13の軸方向一端側の端面とフロント側カム面16aが最も離れた際のフロント側圧縮室23bの最大容積(吐出容量)よりも小さくなる。
Here, as described above, in the present embodiment, the outer diameter of the rear bush 21 is formed larger than the outer diameter of the
つまり、本実施形態のフロント側圧縮室23bは、特許請求の範囲に記載された大容量側圧縮室を構成しており、リア側圧縮室23cは、特許請求の範囲に記載された小容量側圧縮室を構成している。
That is, the front
さらに、本実施形態では、フロント側圧縮室23bにて圧縮された冷媒が、冷凍サイクル100の通常運転時にサイクルの成績係数(COP)が極大値に近づく中間圧となるように、フロント側圧縮室23bの最大容積とリア側圧縮室23cの最大容積との容積比が調整されている。このような容積比の調整は、フロントブッシュ21bおよびリアブッシュ21cの外形寸法を調整することで容易に実現することができる。
Further, in the present embodiment, the refrigerant compressed in the front
さらに、リアサイドシリンダ20には、図2に示すように、リア側カム面17aの底部側平面部17c側の最大容積となっているリア側圧縮室23cと中間圧冷媒吸入室11mとを連通させる吸入通路20aが形成されている。この吸入通路20aは、径方向に延びており、冷媒入口部がリアサイドシリンダ20の外周壁面に開口している。
Further, as shown in FIG. 2, the
中間圧冷媒吸入室11mは、中間圧室11g内の中間圧冷媒を、中間圧連通路11hを介して中間圧冷媒を流入させる空間であって、ミドルハウジング11aの内周側、かつ、リアサイドシリンダ20およびミドルシリンダ18の外周側に、筒状に形成された空間である。
The intermediate pressure
ミドルシリンダ18は、リング15の外周側に配置された円筒状部材であり、ミドルハウジング11aの内周側に圧入されていることによって、低圧冷媒吸入室11kと中間圧冷媒吸入室11mとを区画している。また、ミドルシリンダ18の内径は、リング15の外径よりも大きく形成され、ミドルシリンダ18の軸方向長さは、リング15の軸方向長さよりも長く形成されている。
The
次に、上記構成における本実施形態の圧縮機1および冷凍サイクル100の作動を説明する。駆動源Mから回転駆動力が伝達されて、シャフト12およびロータ13が回転すると、ベーン14がロータ13とともに回転変位しながら、シャフト12の軸方向へ往復運動する。これにより、フロント側圧縮室23bおよびリア側圧縮室23cが容積を変化させながら、シャフト12の軸周りに回転変位する。
Next, the operation of the compressor 1 and the
そして、低圧冷媒吸入口11dからハウジング11内の低圧冷媒吸入室11kへ吸入された低圧冷媒が、フロントサイドシリンダ19に形成された吸入通路19aを介して、最大容積となっているフロント側圧縮室23bへ流入する。
Then, the low-pressure refrigerant sucked into the low-pressure
最大容積となっているフロント側圧縮室23bでは、フロント側カム面16aとロータ13の軸方向一端側の端面が最も離れている。従って、シャフト12がさらに回転して、フロント側圧縮室23bが回転変位すると、フロント側カム面16aとロータ13の一端側の端面が近づいて、フロント側圧縮室23bの容積が縮小する。これにより、フロント側圧縮室23b内の冷媒が中間圧冷媒となるまで圧縮される。
In the front-
さらに、シャフト12が回転して、フロント側圧縮室23bが最小容積に近づくと、フロントサイドプレート16に形成された吐出冷媒通路16eを介して、フロント側圧縮室23bと中間圧室11gが連通する。これにより、フロント側圧縮室23bにて圧縮された中間圧冷媒が、中間圧室11gへ流入する。
Further, when the
フロント側圧縮室23bが最小容積となっている状態から、さらに、シャフト12が回転すると、フロント側カム面16aとロータ13の一端側の端面が離れて、フロント側圧縮室23bの容積が拡大する。そして、フロント側圧縮室23bが最大容積に近づくと、吸入通路19aを介して、低圧冷媒がフロント側圧縮室23bへ流入する。
When the
フロント側圧縮室23bから中間圧室11gへ流入した中間圧冷媒は、中間圧冷媒吸入口11fから中間圧室11gへ吸入された中間圧冷媒と合流し、中間圧連通路11hを介して中間圧冷媒吸入室11mへ流入する。中間圧冷媒吸入室11mへ流入した冷媒は、リアサイドシリンダ20に形成された吸入通路20aを介して、最大容積となっているリア側圧縮室23cへ流入する。
The intermediate pressure refrigerant flowing into the
最大容積となっているリア側圧縮室23cでは、リア側カム面17aとロータ13の他端側(リアハウジング11c側)の端面が最も離れている。従って、シャフト12がさらに回転して、リア側圧縮室23cが回転変位すると、リア側カム面17aとロータ13の他端側の端面が近づいて、リア側圧縮室23cの容積が縮小する。これにより、リア側圧縮室23c内の冷媒が高圧冷媒となるまで圧縮される。
In the rear
さらに、シャフト12が回転して、リア側圧縮室23cが最小容積に近づくと、リアサイドプレート17に形成された吐出冷媒通路17eを介して、リア側圧縮室23cと吐出室11iが連通する。これにより、リア側圧縮室23cにて圧縮された高圧冷媒が、吐出室11iへ流入する。吐出室11iへ流入した高圧冷媒は、高圧連通路11jを介して、高圧冷媒吐出口11eから吐出される。
Further, when the
リア側圧縮室23cが最小容積となっている状態から、さらに、シャフト12が回転すると、リア側カム面17aとロータ13の他端側の端面が離れて、リア側圧縮室23cの容積が拡大する。そして、リア側圧縮室23cが最大容積に近づくと、吸入通路20aを介して、中間圧冷媒がリア側圧縮室23bへ流入する。
When the
また、冷凍サイクル100では、圧縮機1の高圧冷媒吐出口11eから吐出された高圧冷媒が、放熱器2へ流入し、外気と熱交換して冷却されて凝縮する。放熱器2から流出した冷媒の流れは、分岐部3にて分岐される。
Further, in the
分岐部3にて分岐された一方の高圧冷媒は、高段側膨張弁4にて中間圧冷媒となるまで減圧されて、内部熱交換器5の中間圧冷媒通路へ流入する。分岐部3にて分岐された他方の高圧冷媒は、内部熱交換器5の高圧冷媒通路へ流入する。内部熱交換器5では、減圧されることによって温度低下した中間圧冷媒が高圧冷媒によって加熱され、高圧冷媒が中間圧冷媒によってさらに冷却される。
One of the high-pressure refrigerants branched at the branching
内部熱交換器5の高圧冷媒通路から流出した高圧冷媒は、低段側膨張弁6によって低圧冷媒となるまで減圧されて、蒸発器7へ流入する。蒸発器7へ流入した冷媒は、室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。
The high-pressure refrigerant that has flowed out of the high-pressure refrigerant passage of the
蒸発器7から流出した冷媒は、圧縮機1の低圧冷媒吸入口11dから吸入されて再び圧縮される。一方、内部熱交換器5の中間圧冷媒通路から流出した中間圧冷媒は、圧縮機1の中間圧冷媒吸入口11fから吸入される。
The refrigerant flowing out of the
以上の如く、本実施形態の圧縮機1は、フロント側圧縮室23bとリア側圧縮室23cが直列的に接続されているので、二段昇圧式の圧縮機として機能する。さらに、本実施形態の圧縮機1では、フロント側圧縮室23bの最大容積(吐出容量)およびリア側圧縮室23cの最大容積(吐出容量)が異なる値になっているので、二段昇圧式の圧縮機として冷媒を適切に圧縮することができる。
As described above, the compressor 1 of the present embodiment functions as a two-stage booster type compressor because the front
より詳細には、本実施形態の圧縮機1では、ベーン14のフロント側突出部14bの形状とリア側突出部14cの形状とを異なる形状としている(具体的には、フロント側突出部14bの径方向の寸法とリア側突出部14cの径方向の寸法とを異なる値としている)。
More specifically, in the compressor 1 of the present embodiment, the shape of the front
これにより、ロータ13からフロント側圧縮室23bへ突出するベーン14の最大突出長さおよびリア側圧縮室23cへ突出するベーン14の最大突出長さが一致してしまうアキシャルベーン型圧縮機であっても、フロント側圧縮室23bの最大容積とリア側圧縮室23cの最大容積とを異なる値とすることができる。その結果、本実施形態の圧縮機1によれば、二段昇圧式の圧縮機として冷媒を適切に圧縮することができる。
Thus, the axial vane type compressor in which the maximum protruding length of the
さらに、本実施形態の圧縮機1では、大容量側圧縮室を構成するフロント側圧縮室23bにて圧縮された中間圧冷媒と、中間圧冷媒吸入口11fから吸入された中間圧冷媒とを合流させた冷媒を、小容量側圧縮室を構成するリア側圧縮室23cへ吸入させる構成となっている。従って、ガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル100に適用することができ、冷凍サイクル100に高いCOPを発揮させることができる。
Further, in the compressor 1 of the present embodiment, the intermediate pressure refrigerant compressed in the front
また、本実施形態の圧縮機1では、各カム面16a、17aに平面部16b、16c、17b、17cを設けている。これらの平面部16b…17cでは、ベーン14の軸方向端部との接触面積(シール面積)を増加させることができるので、ベーン14と各カム面16a、17aとの隙間から冷媒が漏れてしまうことを抑制できる。
Moreover, in the compressor 1 of this embodiment, the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図8に示すように、リアブッシュ21c、リアサイドプレート17およびリアサイドシリンダ20の構成を変更した例を説明する。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, an example in which the configurations of the
具体的には、本実施形態では、リアブッシュ21cとして、外径寸法がフロントブッシュ21bの外径寸法と同等に形成されたものを採用している。また、リアサイドプレート17として、外径寸法がフロントサイドプレート16の外径寸法よりも小さく形成されたものを採用している。また、リアサイドシリンダ20として、内径寸法がフロントサイドシリンダ19の内径寸法よりも小さく形成されたものを採用している。
Specifically, in the present embodiment, a
また、本実施形態では、ベーン14として、図8に示すように、リア側突出部14cの外周側が切り欠かれていることによって、リア側突出部14cの径方向の寸法が、フロント側突出部14bの径方向の寸法よりも短くなっているものを採用している。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, as the
つまり、本実施形態では、シャフト12の軸方向から見たときに、リア側突出部14cのうち、ベーン14とリアサイドシリンダ20が重合する範囲を切り欠くことによって、ベーン14の軸方向への変位がリアブッシュ21cによって規制されてしまうことを抑制している。
In other words, in the present embodiment, when viewed from the axial direction of the
これにより、第1実施形態と同様に、ロータ13の軸方向他端側の端面とリア側カム面17aが最も離れた際のリア側圧縮室23cの最大容積(吐出容量)が、ロータ13の軸方向一端側の端面とフロント側カム面16aが最も離れた際のフロント側圧縮室23bの最大容積(吐出容量)よりも小さくなる。その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。
Thus, as in the first embodiment, the maximum volume (discharge capacity) of the rear
本実施形態のように、フロント側圧縮室23bの最大容積およびリア側圧縮室23cの最大容積を異なる値としても、二段昇圧式の圧縮機として冷媒を適切に圧縮することができる。さらに、ガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル100に高いCOPを発揮させることができる。さらに、フロントブッシュ21bおよびリアブッシュ21cとして同一の部材を採用することができ、圧縮機1の製造コストを低減できる。
Even if the maximum volume of the front
(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図9に示すように、リアブッシュ21c、リアサイドプレート17およびリアサイドシリンダ20の構成を変更した例を説明する。
(Third embodiment)
In the present embodiment, an example in which the configurations of the
具体的には、本実施形態では、リアブッシュ21cとして、外径寸法がフロントブッシュ21bの外径寸法よりも大きく形成されたものを採用している。また、リアサイドプレート17として、内径寸法がフロントサイドプレート16の内径寸法よりも大きく形成されているとともに、外径寸法がフロントサイドプレート16の外径寸法よりも小さく形成されたものを採用している。また、リアサイドシリンダ20として、内径寸法がフロントサイドシリンダ19の内径寸法よりも小さく形成されたものを採用している。
Specifically, in the present embodiment, a
また、本実施形態では、ベーン14として、図8に示すように、リア側突出部14cの内周側および外周側の双方が切り欠かれていることによって、リア側突出部14cの径方向の寸法が、フロント側突出部14bの径方向の寸法よりも短くなっているものを採用している。
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 8, as the
つまり、本実施形態では、シャフト12の軸方向から見たときに、リア側突出部14cのうち、ベーン14とリアブッシュ21が重合する範囲を切り欠くとともに、ベーン14とリアサイドシリンダ20が重合する範囲を切り欠くことによって、ベーン14の軸方向への変位がリアブッシュ21cによって規制されてしまうことを抑制している。
That is, in this embodiment, when viewed from the axial direction of the
これにより、第1実施形態と同様に、ロータ13の軸方向他端側の端面とリア側カム面17aが最も離れた際のリア側圧縮室23cの最大容積(吐出容量)が、ロータ13の軸方向一端側の端面とフロント側カム面16aが最も離れた際のフロント側圧縮室23bの最大容積(吐出容量)よりも小さくなる。その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。
Thus, as in the first embodiment, the maximum volume (discharge capacity) of the rear
本実施形態のように、フロント側圧縮室23bの最大容積およびリア側圧縮室23cの最大容積を異なる値としても、二段昇圧式の圧縮機として冷媒を適切に圧縮することができる。さらに、ガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル100に高いCOPを発揮させることができる。
Even if the maximum volume of the front
(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.
(1)上述の実施形態では、本発明に係るアキシャルベーン型圧縮機1のフロント側圧縮室23bおよびリア側圧縮室23cを直列的に接続し、ガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクル100に適用した例を説明したが、アキシャルベーン型圧縮機1の構成はこれに限定されない。
(1) In the above-described embodiment, the front
例えば、フロントハウジング11bあるいはミドルハウジング11aに中間圧室11gから冷媒を吐出させる第2吐出口を設け、ミドルハウジング11aに中間圧冷媒吸入室11mに連通する第2吸入口を設け、中間圧冷媒吸入口11fおよび中間圧連通路11hを閉塞させてフロント側圧縮室23bおよびリア側圧縮室23cを接続しない構成としてもよい。
For example, the
これによれば、フロント側圧縮室23bおよびリア側圧縮室23cを互いに独立した圧縮機構として、異なる種類、異なる流量、あるいは、異なる密度の流体を流入させて、それぞれの流体を適切に圧縮することもできる。
According to this, the front
また、例えば、中間圧冷媒吸入口11fを閉塞させて、外部から中間圧冷媒をハウジング内へ流入させない構成としてもよい。これによれば、単段昇圧式の圧縮機と同様に利用することができるとともに、2つの圧縮室が直列的に接続されているので、吐出冷媒圧力と吸入冷媒圧力との圧力差(高低圧差)が高くなるに伴って、圧縮効率を向上させることができる。
Further, for example, the intermediate pressure
(2)上述の実施形態では、本発明に係るアキシャルベーン型圧縮機1を冷凍サイクル100に適用した例を説明したが、本発明のアキシャルベーン型圧縮機1の適用可能な冷凍サイクルは、これに限定されない。
(2) In the above-described embodiment, the example in which the axial vane compressor 1 according to the present invention is applied to the
例えば、圧縮機と、この圧縮機から吐出された高圧冷媒と室外空気(外気)とを熱交換させて高圧冷媒を放熱させる放熱器と、放熱器から流出した冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側膨張弁と、高段側膨張弁にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器と、気液分離器にて分離された液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側膨張弁と、低段側膨張弁から流出した低圧冷媒と室内送風空気とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させる蒸発器とを備え、気液分離器にて分離された気相冷媒を圧縮機の中間圧冷媒吸入口11fへ吸入させ、蒸発器から流出した低圧冷媒を圧縮機の低圧冷媒吸入口へ吸入させるガスインジェクションサイクルに適用してもよい。
For example, a compressor, a radiator that exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor and outdoor air (outside air) to dissipate the high-pressure refrigerant, and a refrigerant that flows out of the radiator is reduced in pressure until it becomes an intermediate-pressure refrigerant. A high-stage expansion valve, a gas-liquid separator that separates the gas-liquid of the intermediate-pressure refrigerant decompressed by the high-stage expansion valve, and the liquid-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator becomes a low-pressure refrigerant And a low-stage expansion valve that depressurizes to a low pressure, and an evaporator that evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant flowing out of the low-stage expansion valve and the indoor blowing air, and separated by a gas-liquid separator The present invention may be applied to a gas injection cycle in which gas-phase refrigerant is sucked into the intermediate-pressure
さらに、前述の如く、中間圧冷媒吸入口11fを閉塞させて通常の冷凍サイクルに適用してもよい。
Furthermore, as described above, the intermediate pressure
(3)上述の実施形態では、本発明に係るアキシャルベーン型圧縮機1を空調装置用の冷凍サイクル100に適用した例を説明したが、本発明のアキシャルベーン型圧縮機1の適用はこれに限定されない。つまり、本発明のアキシャルベーン型圧縮機1は、種々の流体を圧縮する圧縮機として幅広い用途に適用可能である。
(3) In the above-described embodiment, the example in which the axial vane compressor 1 according to the present invention is applied to the
さらに、上述の実施形態では、放熱器2を冷媒と外気とを熱交換させる室外側熱交換器とし、蒸発器4を送風空気を冷却する利用側熱交換器として用いているが、逆に、蒸発器4を外気等の熱源から吸熱する室外側熱交換器として構成し、放熱器2を空気あるいは水等の被加熱流体を加熱する室内側熱交換器として構成するヒートポンプサイクルに本発明のアキシャルベーン型圧縮機1を適用してもよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the
(4)上述の実施形態では、各圧縮室23b、23cを、ロータ13の軸方向端面、隣り合うベーン14の平坦面、各カム面16a、17a、各サイドシリンダ19、20の内周面、および各ブッシュ21b、21cの外周面に囲まれた空間によって形成した例を説明したが、各圧縮室23b、23cの形成はこれに限定されない。
(4) In the above-described embodiment, the
例えば、第2実施形態のように、各ブッシュ21b、21cの外径寸法が同等の場合であって、メカニカルシール等によって、シャフト12と各軸受け22b、22cとの隙間からの漏れを抑制可能であれば、各ブッシュ21b、21cを廃止して、シャフト12の外周面によって、各圧縮室23b、23cを形成してもよい。
For example, as in the second embodiment, the outer diameters of the
(5)上述の実施形態の冷凍サイクル100では、圧縮機1吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルを構成した例を説明したが、例えば、冷媒として二酸化炭素等を採用して、圧縮機1吐出冷媒の圧力が冷媒の臨界圧力を超える超臨界冷凍サイクルを構成してもよい。
(5) In the
12 回転軸
13 ロータ
13a スリット溝
14 ベーン
14b、14c フロント側突出部、リア側突出部
16、17 フロントサイドプレート、リアサイドプレート
16a、17a フロント側カム面、リア側カム面
18、19、20 ミドルシリンダ、フロントサイドシリンダ、リアサイドシリンダ
23b、23c フロント側圧縮室、リア側圧縮室
12 Rotating
Claims (5)
外周面に前記回転軸(12)の軸方向に延びる複数のスリット溝(13a)が形成されているとともに、前記回転軸(12)に同軸上に連結された円柱状のロータ(13)と、
前記回転軸(12)の径方向および軸方向に平行に広がる平板状に形成され、前記スリット溝(13a)に摺動可能に嵌め込まれた複数のベーン(14)と、
前記ベーン(14)の軸方向一端側の端部に当接して、前記ベーン(14)が前記回転軸(12)の周りに回転変位するに伴って、前記ベーン(14)を軸方向へ変位させるフロント側カム面(16a)が形成されたフロントサイドプレート(16)と、
前記ベーン(14)の軸方向他端側の端部に当接して、前記ベーン(14)が前記回転軸(12)の周りに回転変位するに伴って、前記ベーン(14)を軸方向へ変位させるリア側カム面(17a)が形成されたリアサイドプレート(17)と、
内部に円柱状の空間を形成するとともに、前記ロータ(13)、前記フロントサイドプレート(16)および前記リアサイドプレート(17)の外周側に配置されたシリンダ(18、19、20)とを備え、
前記ロータ(13)の軸方向一端側の端面、隣り合う前記ベーン(14)の平坦面、前記フロント側カム面(16a)、および前記シリンダ(18〜20)の内周面に囲まれた空間によって、流体を圧縮するフロント側圧縮室(23b)が形成され、
前記ロータ(13)の軸方向他端側の端面、隣り合う前記ベーン(14)の平坦面、前記リア側カム面(17a)、および前記シリンダ(18〜20)の内周面に囲まれた空間によって、流体を圧縮するリア側圧縮室(23c)が形成され、
前記フロント側圧縮室(23b)の最大容積および前記リア側圧縮室(23c)の最大容積が、異なる値になっていることを特徴とするアキシャルベーン型圧縮機。 A rotating shaft (12) that rotates by being transmitted with a rotational driving force;
A plurality of slit grooves (13a) extending in the axial direction of the rotating shaft (12) are formed on the outer peripheral surface, and a cylindrical rotor (13) coaxially connected to the rotating shaft (12);
A plurality of vanes (14) formed in a flat plate shape extending parallel to the radial direction and the axial direction of the rotating shaft (12), and slidably fitted in the slit groove (13a);
As the vane (14) is rotationally displaced around the rotary shaft (12), the vane (14) is displaced in the axial direction by coming into contact with the end of the vane (14) on one end side in the axial direction. A front side plate (16) having a front cam surface (16a) formed thereon;
The vane (14) is brought into contact with the end portion on the other axial end side of the vane (14), and as the vane (14) is rotationally displaced around the rotating shaft (12), the vane (14) is moved in the axial direction. A rear side plate (17) formed with a rear cam surface (17a) to be displaced;
A cylindrical space is formed inside, and cylinders (18, 19, 20) disposed on the outer peripheral side of the rotor (13), the front side plate (16) and the rear side plate (17),
A space surrounded by an end face on one axial end side of the rotor (13), a flat face of the adjacent vane (14), the front cam face (16a), and an inner peripheral face of the cylinder (18-20). To form a front compression chamber (23b) for compressing fluid,
Surrounded by the end face on the other end side in the axial direction of the rotor (13), the flat face of the adjacent vane (14), the rear cam face (17a), and the inner peripheral face of the cylinder (18-20). A rear side compression chamber (23c) for compressing fluid is formed by the space,
The axial vane type compressor, wherein the maximum volume of the front side compression chamber (23b) and the maximum volume of the rear side compression chamber (23c) are different values.
前記大容量側圧縮室(23b)から吐出された中間圧流体が、前記小容量側圧縮室(23c)へ吸入されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のアキシャルベーン型圧縮機。 Of the front-side compression chamber (23b) and the rear-side compression chamber (23c), the side with the largest maximum volume is the large-capacity side compression chamber (23b), and the side with the smaller maximum volume is the small-capacity side compression chamber (23c). And when
The axial pressure according to any one of claims 1 to 3, wherein the intermediate pressure fluid discharged from the large-capacity side compression chamber (23b) is sucked into the small-capacity side compression chamber (23c). Vane type compressor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013157947A JP2015028313A (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | Axial vane type compressor |
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JP2013157947A JP2015028313A (en) | 2013-07-30 | 2013-07-30 | Axial vane type compressor |
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JP2015028313A true JP2015028313A (en) | 2015-02-12 |
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ID=52492123
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105422444A (en) * | 2015-12-30 | 2016-03-23 | 泊头市广腾机械设备制造有限公司 | Multi-stage large-flow sliding vane pump |
JP2017179848A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 住友建機株式会社 | Paving machine |
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2013
- 2013-07-30 JP JP2013157947A patent/JP2015028313A/en active Pending
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