JP2015531846A - 冷媒充填型回転式圧縮機 - Google Patents

冷媒充填型回転式圧縮機 Download PDF

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Abstract

冷媒充填型回転式圧縮機は、ハウジングと、圧縮機構と、吐出管と、吐出弁とを含む。圧縮機構は、シリンダーと、メインベアリングと、補助ベアリングと、クランクシャフトと、ピストンと、スライドシートとを含み、シリンダーのシリンダー室の内壁に充填ポートが設けられて、シリンダーに充填穴を有する充填通路が設けられた。吐出弁は、シリンダー室内の圧力が充填穴内の圧力より大きい時に、充填穴と充填ポートとを隔離するように閉弁状態となり、シリンダー室内の圧力が充填穴内の圧力より小さい時に、充填穴と充填ポートとを導通するように開弁状態となり、吐出弁が閉弁状態にある時に、吐出弁と充填ポートとの間の圧縮気体が進入可能な隙間が吐出弁で形成されたすきま容積と称され、吐出弁で形成されたすきま容積とシリンダーの吸気容積との比の範囲が0.3%〜1.5%となる。【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機分野に関し、特に冷媒充填型回転式圧縮機に関する。
一般的な冷媒充填型回転式圧縮機の作業過程としては、圧縮機の吸気が終わって、この時、圧縮機における圧縮室の圧力が冷媒吐出ポートの圧力より小さく、吐出弁が圧縮室内へ気体を吐出するように単一方向に開き、ピストンの運動につれて、圧縮室の容積が小さくなっていき、その中の気体の圧力が上昇していき、圧縮室の圧力が冷媒吐出ポートの圧力に等しくなると、吐出弁が閉じるようになる。ピストンの更なる運動につれて、圧縮室の容積が更に小さくなり、その中の気体の圧力が排気圧力よりやや高くなると、圧縮機の排気弁が開き、圧縮機が排気し始まる。
但し、通常な冷媒充填型回転式圧縮機は、吐出弁及び充填ポートがあるため、吐出弁の隙間及び充填ポート内に充填された高圧気体は、ピストンが充填ポートまで移動した時に、更に圧縮して排出することができないので、圧縮機の余分のすきま容積となり、それが吐出弁で形成されたすきま容積と称され、これにより、圧縮機の性能に影響を及ぼすとともに、ピストンが充填ポートまで移動した時に、圧縮室内に圧縮されている最中で未だ排出されていない気体が吸気室へ漏れる可能性がある。
本発明は、少なくとも従来の技術において存在している1つの技術的課題を解決するものである。このため、本発明は、性能ロスを減少可能な冷媒充填型回転式圧縮機を提供することを1つの目的とする。
本発明の第1方面の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた圧縮機構と、吐出管と、吐出弁とを備える冷媒充填型回転式圧縮機において、前記圧縮機構は、内壁に充填ポートが設けられているシリンダー室、スライドシート用溝及び排気ポートを含み、充填穴を有する充填通路が設けられたシリンダーと、前記シリンダーの上に設けられたメインベアリングと、前記シリンダーの下に設けられた補助ベアリングと、前記メインベアリング、前記シリンダー室及び前記補助ベアリングを貫通したクランクシャフトと、前記シリンダー室内に回動可能に設けられて、且つ前記クランクシャフトに套設されたピストンと、前記スライドシート用溝内に移動可能に設けられており、一端が前記ピストンの外周面に当接するように前記シリンダー室内に延長するスライドシートとを含み、前記吐出管は、前記ハウジングを貫通して前記充填通路内に挿入し、前記吐出弁は、前記シリンダーに設けられており、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴内の圧力より大きい時に、前記充填穴と前記充填ポートとを隔離するように閉弁状態となり、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴内の圧力より小さい時に、前記充填穴と前記充填ポートとを導通するように開弁状態となり、前記吐出弁が閉弁状態にある時に、前記吐出弁と前記充填ポートとの間の圧縮気体が進入可能な隙間である前記吐出弁で形成されたすきま容積と前記シリンダーの吸気容積との比の範囲が0.3%〜1.5%であるように構成されている。
本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機は、吐出弁で形成されたすきま容積とシリンダーの吸気容積との比の範囲を0.3%〜1.5%にすることにより、冷媒充填型回転式圧縮機の性能を保証でき、冷媒充填型回転式圧縮機の性能ロスを減少した。
本発明の具体的な実施の形態によると、前記吐出弁は、ストッパーとバルブシートとを含み、前記ストッパーの一端が前記シリンダーに固定されて、前記ストッパーの他端と前記シリンダーとの間に隙間が形成されて、前記隙間が前記一端から前記他端への方向に沿って大きくなっていき、前記バルブシートの一端が前記ストッパーと前記シリンダーとの間に設けられて、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴の圧力より小さい時に、前記バルブシートの他端が前記充填穴と前記充填ポートとを連通するように前記充填穴を開放させるため、前記隙間において前記シリンダーから離れるように水平位置から前記ストッパーの周りを回って湾曲変形される。これにより、本発明の実施の形態による吐出弁は、構造が簡単で、設計が合理で、気体の吐出の効果がよく、冷媒充填型回転式圧縮機の効率を向上するメリットがある。
さらに、前記吐出弁は、固定具をさらに含み、前記固定具が前記ストッパーと前記バルブシートとを前記シリンダーに固定するように前記ストッパーと前記バルブシートとを順に貫通した。これにより、ストッパー及びバルブシートの取付を便利にさせる。
本発明の幾つかの実施の形態によると、前記充填穴の中心位置において、前記バルブシートと前記ストッパーとの間の最も短い距離を前記バルブシートのリフトレンジHとし、前記バルブシートの湾曲始点から前記充填穴の中心位置までの長さを前記バルブシートの湾曲長さLとし、前記バルブシートのリフトレンジHとバルブシートの湾曲長さLとの間の関係は、H/L＜0.15となる。これにより、バルブシートの湾曲機能を保証できるとともに、バルブシートが折れ難く、吐出弁の信頼性を向上した。
本発明の幾つかの実施の形態において、前記充填ポートの中心点と前記シリンダーの中心点との連結線と、前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をAとし、前記排気ポートの中心点と前記シリンダーの中心点との連結線と、前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をBとし、前記挟み角Aと前記挟み角Bとの関係は、A≦B+10°となる。これにより、排気ポートの位置で充填ポートの位置が限定されることにより、充填ポートと排気ポートとの距離が大き過ぎることが避けられて、さらに、排気が終わる時に、圧縮室内の冷媒が吸気室内に多めに回流することが避けられた。
具体的には、前記シリンダーの下端面と前記補助ベアリングの上端面との間で前記吐出弁を取り付けるための取付空間が限定された。
本発明の第2方面の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた圧縮機構と、2つの吐出管と、2つの吐出弁とを含む冷媒充填型回転式圧縮機において、前記圧縮機構は、内壁にそれぞれ充填ポートが設けられているシリンダー室、スライドシート用溝及び排気ポートを含み、それぞれ充填穴を有する充填通路が設けられた第1シリンダー及び第2シリンダーと、前記第1シリンダーと前記第2シリンダーとの間に設けられた中間仕切り板と前記第1シリンダーの上に設けられたメインベアリングと、前記第2シリンダーの下に設けられた補助ベアリングと、前記メインベアリング、前記中間仕切り板及び前記補助ベアリングを貫通したクランクシャフトと、前記クランクシャフトに套設されて、且つそれぞれ前記第1シリンダー及び前記第2シリンダーのシリンダー室内に設けられた2つのピストンと、それぞれ対応の前記スライドシート用溝内に移動可能に設けられており、一端が対応の前記ピストンの外周面に当接するように対応の前記シリンダー室内に延長する2つのスライドシートとを含み、前記2つの吐出管がそれぞれ前記ハウジングを貫通して対応の前記充填通路内に挿入しており、前記2つの吐出弁がそれぞれ前記第1シリンダー及び前記第2シリンダーに設けられており、それぞれの前記吐出弁は、対応の前記シリンダー室内の圧力が対応の前記充填穴内の圧力より大きい時に、前記充填穴と前記充填ポートとを隔離するように閉弁状態となり、対応の前記シリンダー室内の圧力が対応の前記充填穴内の圧力より小さいときに、前記充填穴と前記充填ポートとを導通するように開弁状態となり、前記2つの吐出弁が閉弁状態にある時に、前記2つの吐出弁と対応の前記充填ポートとの間の圧縮気体が進入可能な隙間の合計である前記2つの吐出弁で形成されたすきま容積と、前記第1シリンダーの吸気容積及び前記第2シリンダーの吸気容積の合計との割合の範囲が0.3%〜1.5%であるように構成されている。
本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機は、吐出弁で形成されたすきま容積と第1シリンダーの吸気容積及び第2シリンダーの吸気容積の合計との割合の範囲を0.3%〜1.5%にすることにより、冷媒充填型回転式圧縮機の性能を保証でき、冷媒充填型回転式圧縮機の性能ロスを減少した。
本発明の具体的な実施の形態によると、それぞれの前記吐出弁は、ストッパーとバルブシートとを含み、前記ストッパーの一端が対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーに固定されて、前記ストッパーの他端と対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーとの間に隙間が形成されて、前記隙間が前記一端から前記他端への方向に沿って大きくなっていき、前記バルブシートの一端が前記ストッパーと対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーとの間に設けられて、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴の圧力より小さい時に、前記バルブシートの他端が前記充填穴と前記充填ポートとを連通するように前記充填穴を開放させるため、前記隙間内において対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーから離れるように水平位置から前記ストッパーの周りに回って湾曲変形される。これにより、本発明の実施の形態による吐出弁は、構造が簡単で、設計が合理で、気体の吐出の効果がよく、冷媒充填型回転式圧縮機の効率を向上するメリットがある。
さらに、それぞれの前記吐出弁は、固定具をさらに含み、前記固定具が前記ストッパーと前記バルブシートとを対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーに固定するように前記ストッパーと前記バルブシートとを順に貫通した。これにより、ストッパー及びバルブシートの取付を便利にさせる。
本発明の幾つかの実施の形態によると、それぞれの前記吐出弁において、前記充填穴の中心位置における前記バルブシートと前記ストッパーとの間の最も短い距離を前記バルブシートのリフトレンジHとし、前記バルブシートの湾曲始点から前記充填穴の中心位置までの長さを前記バルブシートの湾曲長さLとし、前記バルブシートのリフトレンジHとバルブシートの湾曲長さLとの間の関係は、H/L＜0.15となる。これにより、バルブシートの湾曲機能を保証できるとともに、バルブシートが折れ難く、吐出弁の信頼性を向上した。
本発明の幾つかの実施の形態において、前記第1シリンダーの前記充填ポートの中心点と前記第1シリンダーの中心点との連結線と、前記第1シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をEとし、前記第1シリンダーの前記排気ポートの中心点と前記第1シリンダーの中心点との連結線と、前記第1シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をFとし、前記挟み角Eと前記挟み角Fとの関係は、E≦F+10°となる。これにより、第1シリンダーの排気ポートの位置で第1シリンダーの充填ポートの位置が限定されることにより、排気が終わる時に、第1シリンダーの圧縮室内の冷媒が第1シリンダーの吸気室内に多めに回流することが避けられた。
本発明の幾つかの実施の形態によると、前記第2シリンダーの前記充填ポートの中心点と前記第2シリンダーの中心点との連結線と、前記第2シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角Gをとし、前記第2シリンダーの前記排気ポートの中心点と前記第2シリンダーの中心点との連結線と、前記第2シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をKとし、前記挟み角Gと前記挟み角Kとの関係は、G≦K+10°となる。これにより、第2シリンダーの排気ポートの位置で第2シリンダーの充填ポートの位置が限定されることにより、排気が終わる時に、第2シリンダーの圧縮室内の冷媒が第2シリンダーの吸気室内に多めに回流することが避けられた。
具体的には、前記第1シリンダーの下端面と前記中間仕切り板の上端面との間、及び前記第2シリンダーの上端面と前記中間仕切り板の下端面との間でそれぞれ前記2つの吐出弁を取り付けるための取付空間が限定された。これにより、冷媒充填型回転式圧縮機の構造のコンパクト性を向上できる。
本発明の付加の方面及びメリットが下記の説明において部分的に表れられ、一部分が下記の説明からより明らかとなり、或は本発明の実行より了解できる。
本発明の上記及び/又は付加の方面及びメリットは、以下の図面を結合した実施の形態に対する説明から明らかになり、容易に理解できる。
本発明の１つの実施の形態による1つのシリンダーを含む冷媒充填型回転式圧縮機の概略図である。 本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機における吐出弁で形成されたすきま容積と圧縮機の性能との間の関係図である。 本発明の実施の形態による吐出弁が前記シリンダーに設けられた時の概略図である。 本発明の実施の形態によるピストン、クランクシャフト及びスライドシートが設けられたシリンダーの平面断面図である。 本発明の実施の形態によるピストンが排気ポートの縁に移動した時及びピストンが充填ポートの縁に移動した時の概略図である。 本発明の他の実施の形態による第1シリンダー及び第2シリンダーを含む冷媒充填型回転式圧縮機の概略図である。
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。前記実施の形態の実例が図面において示されるが、同一の又は類似する符号が相同又は類似の部品或いは相同又は類似の機能を有する部品を表す。下記のように図面を参照しながら説明する実施の形態がただの例であり、本発明を解釈するためのものだけであり、本発明に対する制限になると理解できない。
本発明の説明において、用語である「中心」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」などに指示される方位又は位置関係は、図面に示された方向又は位置関係であり、本発明の説明を単純化するために用いられるだけであり、参照される装置または部品が特定の方向を有しなければならないこと、又は特定の方位で構造され、操作されなければならないことを意味するのではないことを理解すべきである。
また、用語である「第1」、「第2」とは、説明のためだけに用いられるものであり、技術特徴の数量と指しない。これにより、「第1」、「第2」で限定される特徴が一つ又は複数の該特徴を含む。本発明の説明において、「複数」とは、別途、明確に具体的に限定した場合を除く、2つ又は2つ以上の意味となる。
冷媒充填型回転式圧縮機100は、エアコンなどの冷凍システムに応用可能である。以下、冷媒充填型回転式圧縮機100が単筒であり、且つエアコンに応用されることを例として説明するが、エアコンが気液分離器200を含み、気液分離器200がそれに進入した冷媒に対して液体の冷媒と気体の冷媒とに分けるように分離を行い、気体の冷媒が吐出管3を介してシリンダー20のシリンダー室201内に吐出される。冷媒充填型回転式圧縮機100に吐出弁4が設けられ、シリンダー室201の内壁に充填ポート2011が設けられて、吐出弁4が開いた時に、気体の冷媒が充填ポート2011を介してシリンダー20のシリンダー室201内に吐出されるが、吐出弁4が閉じた時に、吐出弁4と充填ポート2011との間の圧縮気体が進入可能な隙間が吐出弁4で形成されたすきま容積と称される。その中に、エアコンの構造及び作業原理などが既に当業者によく知られているものであるため、ここで詳細に説明しない。
本願の発明者は、吐出弁4で形成されたすきま容積の大きさが圧縮機の性能（COP）に対して異なる影響を及ぼすことを発見した。図2に示すように、発明者が大量な実験により下記のことを発見した。即ち、吐出弁4で形成されたすきま容積とシリンダー20の吸気容積との比が0.3%になる場合、圧縮機の性能が量産の性能のレベルに近くなり、吐出弁4で形成されたすきま容積を更に減少すると、圧縮機の性能があまり上昇しなく、逆により小さい吐出弁4で形成されたすきま容積により、吐出弁4の加工コストの急激な上昇及び吐出弁4の信頼性の急激な降下となる。吐出弁4で形成されたすきま容積とシリンダー20の吸気容積との比が1.5%より大きいの場合、圧縮機の性能が急激に悪化する。その中に、シリンダー20の吸気容積の算出方法が既に当業者によく知られているものであり、ここで詳細に説明しない。本願が発明者の上記のような発見によるものである。
以下、図1〜図5を参照しながら、本発明の１つの実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機100を説明する。
図1〜図5に示すように、本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機100は、ハウジング1と、圧縮機構2と、吐出管3と、吐出弁4とを含む。
圧縮機構2がハウジング1内に設けられて、圧縮機構2がシリンダー20と、メインベアリング21と、補助ベアリング22と、クランクシャフト23と、ピストン24と、スライドシート25とを含み、その中に、シリンダー20にシリンダー室201と、スライドシート用溝202と、排気ポート203と、吸気ポート205とが設けられて、シリンダー室201の内壁に充填ポート2011が設けられて、シリンダー20に充填穴2041を有する充填通路204が設けられて、即ち、充填通路204の一端が充填穴2041であり、吐出管3がハウジング1を貫通して充填通路204内に挿入し、外部の気体の冷媒が吐出管3を通って充填通路204内に進入する。メインベアリング21がシリンダー20の上に設けられて、補助ベアリング22がシリンダー20の下に設けられた。クランクシャフト23がメインベアリング21と、シリンダー室201と、補助ベアリング22とを貫通して、クランクシャフト23の上端がモータと連結して、モータによりクランクシャフト23が回転駆動される。ピストン24がシリンダー室201内に回動可能に設けられて、且つクランクシャフト23に套設された。スライドシート25がスライドシート用溝202内に移動可能に設けられて、且つスライドシート25の一端がピストン24の外周面に当接するようにシリンダー室201内に延長した。
図4に示すように、クランクシャフト23によりピストン24を回動させて、スライドシート25の一端がピストン24の外周面に当接し、回動しているピストン24とスライドシート25がシリンダー室201を圧縮室2012と吸気室2013とに分けて、吸気室2013が吸気ポート205と連通し、圧縮室2012が排気ポート203と排気弁8を介して連通し、冷媒充填型回転式圧縮機100の運行につれて、吸気及び圧縮の過程を完成するように圧縮室2012及び吸気室2013の容積が周期的に変化する。その中に、説明すべきのは、メインベアリング21及び補助ベアリング22にマフラーを更に設けることが可能である。圧縮機構2の作業原理は従来の圧縮機における圧縮機構2の作業原理と同じであり、ここで詳細に説明しない。
吐出弁4がシリンダー20に設けられて、シリンダー室201内の圧力が充填穴2041内の圧力より大きい時に、吐出弁4が充填穴2041と充填ポート2011とを隔離するように閉弁状態となり、これにより、シリンダー室201内の圧縮気体が充填通路204内に回流することが避けられた。シリンダー室201内の圧力が充填穴2041内の圧力より小さい時に、吐出弁4が開弁状態となり、この時に、吐出弁4が充填穴2041と充填ポート2011とを連通するように開いて、気体の冷媒が充填穴2041と、充填ポート2011とを順に通ってシリンダー室201内に進入する。その中に、吐出弁4が閉弁状態となる時に、吐出弁4と充填ポート2011との間の圧縮気体が進入可能な隙間が吐出弁4で形成されたすきま容積と称され、吐出弁4で形成されたすきま容積とシリンダー20の吸気容積との比の範囲が0.3%〜1.5%となる。
本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機100は、吐出弁4で形成されたすきま容積とシリンダー20の吸気容積との比の範囲を0.3%〜1.5%にすることにより、冷媒充填型回転式圧縮機100の性能を保証でき、冷媒充填型回転式圧縮機100の性能ロスを減少した。
具体的には、図1に示すように、シリンダー20の下端面と補助ベアリング22の上端面の間で吐出弁4を取付けるための取付け空間が限定された。つまり、充填通路204の充填穴2041がシリンダー20の下端面に位置し、吐出弁4が充填穴2041を開閉するようにシリンダー20の下端面と補助ベアリング22の上端面との間に設けられた。本発明がこれに限らなく、吐出弁4がシリンダー20の上端面とメインベアリング21の下端面との間に設けられることも可能であり、この時に充填通路204の充填穴2041がシリンダー20の上端面に位置する。
図1及び図3に示すように、本発明の具体的な実施の形態において、吐出弁4がストッパー40とバルブシート41とを含み、そのうち、ストッパー40の一端がシリンダー20に固定されて、ストッパー40の他端とシリンダー20との間に隙間43が形成されて、隙間43がその一端から他端までの方向に沿って大きくなっていく。バルブシート41の一端がストッパー40とシリンダー20との間に設けられて、シリンダー室201内の圧力が充填穴2041の圧力より小さい時に、バルブシート41の他端が隙間43内においてシリンダー20から離れるように水平位置からストッパー40の周りを回って湾曲変形されて、充填穴2041と充填ポート2011とを連通するように充填穴2041を開放させて、シリンダー室201内の圧力が充填穴2041の圧力より大きい時に、バルブシート41が充填穴2041を閉鎖させるように水平位置の常態、即ち、未変形の状態となる。これによって、本発明の実施の形態による吐出弁4は、構造が簡単で、設計が合理で、気体の吐出の効果がよく、冷媒充填型回転式圧縮機100の効率を向上するメリットがある。
本発明の実施例において、図3に示すように、吐出弁4がシリンダー20の下端面に設けられて、ここで、バルブシート41が変形可能な板状体であり、バルブシート41の左端がバルブシート41を充填穴2041の下方に位置させるようにシリンダー20の下端面に固定されて、ストッパー40の左端がバルブシート41の左端の下面に固定されて、ストッパー40の右端とシリンダー20の下端面との間で隙間43が限定されて、隙間43が左から右への方向に沿って大きくなっていく。この際、シリンダー室201内の圧力が充填穴2041の圧力より小さい時に、バルブシート41が充填穴2041を開放させるように隙間43内において水平位置から下へストッパー40の周りに回って湾曲されるが、シリンダー室201内の圧力が充填穴2041の圧力より大きい時に、バルブシート41が充填穴2041を閉鎖させるように水平位置に回復される。
吐出弁4がシリンダー20の上端面に位置する場合、この際、バルブシート41がシリンダー20の上端面に設けられると共に、充填穴2041の上方に位置するが、ストッパー40がバルブシート41の上方に位置する。シリンダー室201内の圧力が充填穴2041の圧力より小さい時に、バルブシート41が充填穴2041を開放させるように隙間43内において水平位置から上へストッパー40の周りを回って湾曲される。
さらに、吐出弁4が固定具42を含み、固定具42がストッパー40及びバルブシート41をシリンダー20に固定するようにストッパー40とバルブシート41とを順に貫通し、つまり、ストッパー40及びバルブシート41が固定具42でシリンダー20に固定されることにより、ストッパー40及びバルブシート41の取付を便利にさせる。具体的には、固定具42がネジであっても良いし、リベットであっても良い。
図3に示すように、本発明の幾つかの実施の形態において、充填穴2041の中心位置において、バルブシート41とストッパー40との間の最も短い距離をバルブシート41のリフトレンジHとし、バルブシート41の湾曲始点から充填穴2041の中心位置までの長さをバルブシート41の湾曲長さLとすれば、バルブシート41のリフトレンジHとバルブシート41の湾曲長さLとの間の関係は、H/L＜0.15となる。これにより、バルブシート41のリフトレンジHとバルブシート41の湾曲長さLとの比を0.15より小さいように限定することにより、バルブシート41の湾曲機能を保証できると共に、バルブシート41が折れ難く、吐出弁4の信頼性を向上した。
本発明の幾つかの実施の形態によると、充填ポート2011の中心点とシリンダー20の中心点との連結線とスライドシート用溝202の中心線とで形成される挟み角をAとし、排気ポート203の中心点とシリンダー20の中心点との連結線とスライドシート用溝202の中心線とで形成される挟み角をBとすれば、挟み角Aと挟み角Bとの関係は、A≦B+10°となる。これにより、排気ポート203の位置で充填ポート2011の位置を限定して、充填ポート2011と排気ポート203との距離が長過ぎることを避けて、さらに排気が終わる時に、圧縮室2012内の冷媒が吸気室2013内に多めに回流することを避けた。
本発明の他の幾つかの実施の形態において、図5に示すように、下記の方式で排気ポート203の位置で充填ポート2011の位置を限定するようにすることもできる。即ち、ピストン24が運動している過程において、ピストン24がピストン24の外周壁と充填ポート2011の縁の位置とを接触するところまで運動して、充填ポート2011と吸気室2013とが連通していないが連通直前となる状態となると（図5における実線で示されたように）、つまり、ピストン24の外周壁が充填ポート2011の縁の位置と接触した時に、ピストン24が運動し続けると、充填ポート2011と吸気室2013とが連通されるようになる。この時に、ピストン24中心点とシリンダー20の中心点との連結線とスライドシート25の運動方向とで形成される挟み角をCとする。
ピストン24がさらに運動し続けて、ピストン24の外周壁と排気ポート203の縁の位置とを接触するところまで運動して、排気ポート203と吸気室2013とが連通していないが連通直前の状態になると、つまり、ピストン24の外周壁が排気ポート203の縁の位置と接触した時に（図5の断線で示されたように）、ピストン24が運動し続けると、排気ポート203と吸気室2013とが連通されるようになる。この時に、ピストン24中心点とシリンダー20の中心点との連結線とスライドシート25の運動方向とで形成される挟み角をDとすれば、挟み角Cと挟み角Dとの関係がC≦D+10°となる。
以下、図3〜図6を参照しながら本発明の他の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機100を説明する。
図6に示すように、本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機100が、ハウジング1と、圧縮機構2と、2つの吐出管3と、2つの吐出弁4とを含み、そのうち、圧縮機構2がハウジング1内に設けられ、それぞれの吐出管3の一端が気液分離器200と接続するようにハウジング1の外部に位置し、それぞれの吐出管3の他端がハウジング1内に位置している。
圧縮機構2が、第1シリンダー5及び第2シリンダー6と、中間仕切り板7と、メインベアリング21と、補助ベアリング22と、クランクシャフト23と、2つのスライドシート25とを含み、その中に、第1シリンダー5が第2シリンダー6の上方に位置し、第1シリンダー5及び第2シリンダー6にそれぞれシリンダー室201と、スライドシート用溝202と、排気ポート203と、吸気ポート205とが設けられて、つまり、第1シリンダー5にシリンダー室201と、スライドシート用溝202と、排気ポート203と、吸気ポート205とが設けられて、第2シリンダー6にシリンダー室201と、スライドシート用溝202と、排気ポート203と、吸気ポート205とが設けられて、それぞれのシリンダー室201の内壁に充填ポート2011が設けられて、第1シリンダー5及び第2シリンダー6にそれぞれ充填穴2041を有する充填通路204が設けられて、それぞれの吐出管3がハウジング1に貫通して対応の充填通路204内に挿入された。
中間仕切り板7が第1シリンダー5と第2シリンダー6との間に設けられた。メインベアリング21が第1シリンダー5の上に設けられた。補助ベアリング22が第2シリンダー6の下に設けられた。クランクシャフト23がメインベアリング21、中間仕切り板7及び補助ベアリング22を貫通して、クランクシャフト23に2つのピストン24が套設されて、2つのピストン24がそれぞれ第1シリンダー5及び第2シリンダー6のシリンダー室201内に設けられて、即ち、第1シリンダー5のシリンダー室201内に回動可能なピストン24が設けられて、第2シリンダー6のシリンダー室201内に回動可能なピストン24が設けられた。それぞれのスライドシート25が対応のスライドシート用溝202内に移動可能に設けられて、且つ、スライドシート25の一端が対応のピストン24の外周面に当接するように対応のシリンダー室201内に延長した。
クランクシャフト23によって、2つのピストン24を対応のシリンダー室201内でそれぞれ運動させて、それぞれのスライドシート25の一端が対応のピストン24の外周壁に当接して、第1シリンダー5において運動しているピストン24及びスライドシート25により第1シリンダー5のシリンダー室201を圧縮室2012と吸気室2013とに仕切っているが、第2シリンダー6において運動しているピストン24及びスライドシート25により第2シリンダー6のシリンダー室201を圧縮室2012と吸気室2013とに仕切っている。本発明の圧縮機構2の作業原理が従来の技術における2つのシリンダーを有する圧縮機構2の作業原理と同様であるので、ここで詳細に説明しない。
2つの吐出弁4がそれぞれ第1シリンダー5及び第2シリンダー6に設けられて、それぞれの吐出弁4は、対応のシリンダー室201内の圧力が対応の充填穴2041内の圧力より大きい時に、充填穴2041と充填ポート2011とを隔離するように閉弁状態となるが、対応のシリンダー室201内の圧力が対応の充填穴2041内の圧力より小さい時に、充填穴2041と充填ポート2011とを導通するように開弁状態となる。その中に、2つの吐出弁4が閉弁状態にあり、2つの吐出弁4と対応の充填ポート2011との間の圧縮気体が進入可能な隙間の合計が2つの吐出弁4で形成されたすきま容積と称され、2つの吐出弁4で形成されたすきま容積と、第1シリンダー5の吸気容積及び第2シリンダー6の吸気容積の合計との割合の範囲が0.3%〜1.5%になる。
本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機100は、吐出弁4で形成されたすきま容積と、第1シリンダー5の吸気容積及び第2シリンダー6の吸気容積の合計との割合の範囲を0.3%〜1.5%にすることにより、冷媒充填型回転式圧縮機100の性能を保証でき、冷媒充填型回転式圧縮機100の性能ロスを減少した。
具体的には、第1シリンダー5の下端面と中間仕切り板7の上端面との間、及び第2シリンダー6の上端面と中間仕切り板7の下端面との間で2つの吐出弁4を取付けるための取付空間がそれぞれ限定され、つまり、第1シリンダー5における吐出弁4が第1シリンダー5の下端面と中間仕切り板7の上端面との間に設けられて、第2シリンダー6における吐出弁4が第2シリンダー6の上端面と中間仕切り板7の下端面との間に設けられた。これにより冷媒充填型回転式圧縮機100の構造のコンパクト性を向上した。
本発明の幾つかの実施の形態において、図3及び図6に示すように、それぞれの吐出弁4がストッパー40とバルブシート41とを含み、ストッパー40の一端が対応の第1シリンダー5又は第2シリンダー6に設けられて、他端と対応の第1シリンダー5又は第2シリンダー6との間に隙間43が形成されて、隙間43が一端から他端への方向に沿って大きくなっていく。バルブシート41の一端がストッパー40と対応の第1シリンダー5又は第2シリンダー6との間に設けられて、シリンダー室201内の圧力が充填穴2041の圧力より小さい時に、バルブシート41の他端が隙間43内において第1シリンダー5又は第2シリンダー6から離れるように水平位置からストッパー40の周りを回って湾曲変形されて、充填穴2041と充填ポート2011とを連通するように充填穴2041を開放させるが、シリンダー室201の圧力が充填穴2041の圧力より大きい時に、バルブシート41が水平位置になって充填穴2041を閉鎖する。これにより、本発明の実施の形態による吐出弁4は、構造が簡単で、設計が合理で、気体の吐出の効果が良いので、冷媒充填型回転式圧縮機100の効率が高いというメリットがある。
図6に示すように、第1シリンダー5における吐出弁4の部品の位置関係が下記のようである。即ち、バルブシート41の左端が第1シリンダー5の下端面に固定されて、ストッパー40の左端がバルブシート41の下面に固定されて、ストッパー40の右端と第1シリンダー5の下端面との間で隙間43が限定され、隙間43が左から右への方向に沿って大きくなっていく。この際、第1シリンダー5のシリンダー室201内の圧力が第1シリンダー5の充填穴2041の圧力より小さい時に、バルブシート41が充填穴2041を開放させるように隙間43内において水平位置から下へストッパー40の周りに回って湾曲されるが、第1シリンダー5のシリンダー室201内の圧力が第1シリンダー5の充填穴2041の圧力より大きい時に、バルブシート41が充填穴2041を閉鎖させるように水平位置に回復される。
第2シリンダー6における吐出弁4の部品の位置関係が下記のようである。即ち、バルブシート41の左端が第2シリンダー6の上端面に固定されて、ストッパー40の左端がバルブシート41の上面に固定されて、ストッパー40の右端と第2シリンダー6の上端面との間で隙間43が限定され、隙間43が左から右への方向に沿って大きくなっていく。この際、第2シリンダー6のシリンダー室201内の圧力が第2シリンダー6の充填穴2041の圧力より小さい時に、バルブシート41が充填穴2041を開放させるように隙間43内において水平位置から上へストッパー40の周りに回って湾曲されるが、第2シリンダー6のシリンダー室201内の圧力が第2シリンダー6の充填穴2041の圧力より大きい時に、バルブシート41が充填穴2041を閉鎖させるように水平位置に回復される。
さらに、それぞれの吐出弁4が固定具42を更に含み、固定具42がストッパー40及びバルブシート41を対応の第1シリンダー5又は第2シリンダー6に固定するようにストッパー40とバルブシート41とを順に貫通した。これにより、ストッパー40及びバルブシート41の取付を便利にさせる。具体的には、固定具42がネジであっても良いし、リベットであっても良い。
図3に示すように、本発明の幾つかの実施の形態によると、それぞれの吐出弁4において、充填穴2041の中心位置におけるバルブシート41とストッパー40との間の最も短い距離をバルブシート41のリフトレンジHとし、バルブシート41の湾曲始点から充填穴2041の中心位置までの長さをバルブシート41の湾曲長さLとすれば、バルブシート41のリフトレンジHとバルブシート41の湾曲長さLとの間の関係は、H/L＜0.15となる。具体的には、第1シリンダー5に位置する吐出弁4におけるバルブシート41のリフトレンジHとは、第1シリンダー5における充填穴2041の中心位置において、バルブシート41の下面とストッパー40の上面との間の距離を指すが、第2シリンダー6における吐出弁4のバルブシート41のリフトレンジHとは、第2シリンダー6における充填穴2041の中心位置において、バルブシート41の上面とストッパー40との間の距離を指す。これにより、バルブシート41のリフトレンジHとバルブシート41の湾曲長さLとの比を0.15より小さいと限定されたことにより、バルブシート41の湾曲機能を保証でき、且つ、バルブシート41が折れ難く、吐出弁4の信頼性を向上した。
本発明の幾つかの実施の形態において、第1シリンダー5における充填ポート2011の中心点と第1シリンダー5の中心点との連結線と、第1シリンダー5のスライドシート用溝202の中心線とで形成される挟み角をEとし、第1シリンダー5における排気ポート203の中心点と第1シリンダー5の中心点との連結線と、第1シリンダー5のスライドシート用溝202の中心線とで形成される挟み角をFとすれば、挟み角Eと挟み角Fとの関係は、E≦F+10°となる。これにより、第1シリンダー5の排気ポート203の位置で第1シリンダー5の充填ポート2011の位置が限定されたことにより、排気が終わる時に、第1シリンダー5の圧縮室2012内の冷媒が第1シリンダー5の吸気室2013内に多めに回流することが避けられた。
さらに、第2シリンダー6の充填ポート2011の中心点と第2シリンダー6の中心点との連結線と、第2シリンダー6のスライドシート用溝202の中心線とで形成される挟み角をGとし、第2シリンダー6の排気ポート203の中心点と第2シリンダー6の中心点との連結線と、第2シリンダー6のスライドシート用溝202の中心線とで形成される挟み角をKとすれば、挟み角Gと挟み角Kとの関係は、G≦K+10°となる。これにより、第2シリンダー6上の排気ポート203の位置で第2シリンダー6の充填ポート2011の位置が限定されたことにより、排気が終わる時に、第2シリンダー6の圧縮室2012内の冷媒が第2シリンダー6の吸気室2013内に多めに回流することが避けられた。
本発明の実施の形態による冷媒充填型回転式圧縮機100の他の構造及び操作は、当業者にとっては全て既によく知られているものであり、ここで詳細に説明しない。
本明細書の説明において、用語である「1つの実施の形態」、「幾つかの実施の形態」、「概略的な実施の形態」、「実例」、「具体的な実例」、又は「幾つかの実例」等の記載とは、該実施の形態又は実例と結合して記載の具体的な特徴、構造、材料が本発明の少なくとも1つの実施の形態又は実例に含まれることを指す。本明細書において、上記用語の概略性説明は、同じ実施の形態又は実例に対するものに限らない。また、記載の具体的な特徴、構造、材料は、何れか1つ或は複数の実施の形態又は実例において適当な形態で結合することが可能である。
以上は本発明の実施の形態を示して説明したが、当業者としては、本発明の原理及び主旨を脱しない範囲内でこれらの実施の形態に対して複数の変更、修正、入れ替え及び変形がなされることができ、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物で限定されると理解すべきである。
冷媒充填型回転式圧縮機100、気液分離器200、ハウジング1、
圧縮機構2、シリンダー20、シリンダー室201、充填ポート2011、圧縮室2012、
透気室2013、スライドシート用溝202、排気ポート203、充填通路204、
充填穴2041、吸気ポート205、メインベアリング21、補助ベアリング22、
クランクシャフト23、ピストン24、スライドシート25、吐出管3、吐出弁4、
ストッパー40、バルブシート41、固定具42、隙間43、第1シリンダー5、
第2シリンダー6、中間仕切り板7

Claims (13)

  1. ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた圧縮機構と、吐出管と、吐出弁とを備える冷媒充填型回転式圧縮機において、
    前記圧縮機構は、
    内壁に充填ポートが設けられているシリンダー室、スライドシート用溝及び排気ポートを含み、充填穴を有する充填通路が設けられたシリンダーと、
    前記シリンダーの上に設けられたメインベアリングと、
    前記シリンダーの下に設けられた補助ベアリングと、
    前記メインベアリング、前記シリンダー室及び前記補助ベアリングを貫通したクランクシャフトと、
    前記シリンダー室内に回動可能に設けられて、且つ前記クランクシャフトに套設されたピストンと、
    前記スライドシート用溝内に移動可能に設けられており、一端が前記ピストンの外周面に当接するように前記シリンダー室内に延長するスライドシートとを含み、
    前記吐出管は、前記ハウジングを貫通して前記充填通路内に挿入し、
    前記吐出弁は、前記シリンダーに設けられており、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴内の圧力より大きい時に、前記充填穴と前記充填ポートとを隔離するように閉弁状態となり、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴内の圧力より小さい時に、前記充填穴と前記充填ポートとを導通するように開弁状態となり、前記吐出弁が閉弁状態にある時に、前記吐出弁と前記充填ポートとの間の圧縮気体が進入可能な隙間である前記吐出弁で形成されたすきま容積と前記シリンダーの吸気容積との比の範囲が0.3%〜1.5%であるように構成されていることを特徴とする冷媒充填型回転式圧縮機。
  2. 前記吐出弁は、ストッパーとバルブシートとを含み、
    前記ストッパーの一端が前記シリンダーに固定されて、前記ストッパーの他端と前記シリンダーとの間に隙間が形成されて、該隙間が前記一端から前記他端への方向に沿って大きくなっているように構成されており、
    前記バルブシートの一端が前記ストッパーと前記シリンダーとの間に設けられて、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴の圧力より小さい時に、前記バルブシートの他端が前記充填穴と前記充填ポートとを連通するように前記充填穴を開放させるため、前記隙間において前記シリンダーから離れるように水平位置から前記ストッパーの周りを回って湾曲変形されることを特徴とする請求項1に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  3. 前記吐出弁は、固定具をさらに含み、前記固定具が前記ストッパーと前記バルブシートとを前記シリンダーに固定するように前記ストッパーと前記バルブシートとを順に貫通したことを特徴とする請求項2に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  4. 前記充填穴の中心位置において、前記バルブシートと前記ストッパーとの間の最も短い距離を前記バルブシートのリフトレンジHとし、前記バルブシートの湾曲始点から前記充填穴の中心位置までの長さを前記バルブシートの湾曲長さLとし、前記バルブシートのリフトレンジHとバルブシートの湾曲長さLとの間の関係は、H/L＜0.15となるように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  5. 前記充填ポートの中心点と前記シリンダーの中心点との連結線と、前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をAとし、前記排気ポートの中心点と前記シリンダーの中心点との連結線と、前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をBとし、前記挟み角Aと前記挟み角Bとの関係は、A≦B+10°となるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  6. 前記シリンダーの下端面と前記補助ベアリングの上端面との間で前記吐出弁を取り付けるための取付空間が限定されたことを特徴とする請求項1〜5の何れか１項に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  7. ハウジングと、前記ハウジング内に設けられた圧縮機構と、2つの吐出管と、2つの吐出弁とを含む冷媒充填型回転式圧縮機において、
    前記圧縮機構は、
    内壁にそれぞれ充填ポートが設けられているシリンダー室、スライドシート用溝及び排気ポートを含み、それぞれ充填穴を有する充填通路が設けられた第1シリンダー及び第2シリンダーと、
    前記第1シリンダーと前記第2シリンダーとの間に設けられた中間仕切り板と
    前記第1シリンダーの上に設けられたメインベアリングと、
    前記第2シリンダーの下に設けられた補助ベアリングと、
    前記メインベアリング、前記中間仕切り板及び前記補助ベアリングを貫通したクランクシャフトと、
    前記クランクシャフトに套設されて、且つそれぞれ前記第1シリンダー及び前記第2シリンダーのシリンダー室内に設けられた2つのピストンと、
    それぞれ対応の前記スライドシート用溝内に移動可能に設けられており、一端が対応の前記ピストンの外周面に当接するように対応の前記シリンダー室内に延長する2つのスライドシートとを含み、
    前記2つの吐出管がそれぞれ前記ハウジングを貫通して対応の前記充填通路内に挿入しており、
    前記2つの吐出弁がそれぞれ前記第1シリンダー及び前記第2シリンダーに設けられており、それぞれの前記吐出弁は、対応の前記シリンダー室内の圧力が対応の前記充填穴内の圧力より大きい時に、前記充填穴と前記充填ポートとを隔離するように閉弁状態となり、対応の前記シリンダー室内の圧力が対応の前記充填穴内の圧力より小さいときに、前記充填穴と前記充填ポートとを導通するように開弁状態となり、前記2つの吐出弁が閉弁状態にある時に、前記2つの吐出弁と対応の前記充填ポートとの間の圧縮気体が進入可能な隙間の合計である前記2つの吐出弁で形成されたすきま容積と、前記第1シリンダーの吸気容積及び前記第2シリンダーの吸気容積の合計との割合の範囲が0.3%〜1.5%であるように構成されていることを特徴とする冷媒充填型回転式圧縮機。
  8. それぞれの前記吐出弁は、ストッパーとバルブシートとを含み、
    前記ストッパーの一端が対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーに固定されて、前記ストッパーの他端と対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーとの間に隙間が形成されて、前記隙間が前記一端から前記他端への方向に沿って大きくなっているように構成されており、
    前記バルブシートの一端が前記ストッパーと対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーとの間に設けられて、前記シリンダー室内の圧力が前記充填穴の圧力より小さい時に、前記バルブシートの他端が前記充填穴と前記充填ポートとを連通するように前記充填穴を開放させるため、前記隙間内において対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーから離れるように水平位置から前記ストッパーの周りに回って湾曲変形されることを特徴とする請求項7に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  9. それぞれの前記吐出弁は、固定具をさらに含み、前記固定具が前記ストッパーと前記バルブシートとを対応の前記第1シリンダー又は第2シリンダーに固定するように前記ストッパーと前記バルブシートとを順に貫通したことを特徴とする請求項8に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  10. それぞれの前記吐出弁において、前記充填穴の中心位置における前記バルブシートと前記ストッパーとの間の最も短い距離を前記バルブシートのリフトレンジHとし、前記バルブシートの湾曲始点から前記充填穴の中心位置までの長さを前記バルブシートの湾曲長さLとし、前記バルブシートのリフトレンジHとバルブシートの湾曲長さLとの間の関係は、H/L＜0.15となるように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  11. 前記第1シリンダーの前記充填ポートの中心点と前記第1シリンダーの中心点との連結線と、前記第1シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をEとし、前記第1シリンダーの前記排気ポートの中心点と前記第1シリンダーの中心点との連結線と、前記第1シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をFとし、前記挟み角Eと前記挟み角Fとの関係は、E≦F+10°となるように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  12. 前記第2シリンダーの前記充填ポートの中心点と前記第2シリンダーの中心点との連結線と、前記第2シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角Gをとし、前記第2シリンダーの前記排気ポートの中心点と前記第2シリンダーの中心点との連結線と、前記第2シリンダーの前記スライドシート用溝の中心線とで形成される挟み角をKとし、前記挟み角Gと前記挟み角Kとの関係は、G≦K+10°となるように構成されていることを特徴とする請求項7に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
  13. 前記第1シリンダーの下端面と前記中間仕切り板の上端面との間、及び前記第2シリンダーの上端面と前記中間仕切り板の下端面との間でそれぞれ前記2つの吐出弁を取り付けるための取付空間が限定されたことを特徴とする請求項7〜12の何れか１項に記載の冷媒充填型回転式圧縮機。
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