JP2019094777A - 回転圧縮機 - Google Patents
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Abstract
Description
このため、特許文献1のものは、密閉容器内が高圧形態であり、密閉容器内へ流出した高圧冷媒ガスは、密閉容器の上部壁に取り付けた冷媒吐出管から所定の冷媒配管回路へ流出する。そして、冷媒配管回路を流れた冷媒は帰還して前記吸入通路からシリンダ内の低圧室側に吸い込まれ、再び回転圧縮要素で圧縮される動作が連続して行われる。
このため、電動機要素の回転軸の回転に伴ってローラが回転し、シリンダの高圧室側が所定の高圧状態になると吐出弁52が上方へ開き、圧縮された冷媒ガスが肉厚矢印Y1のように吐出ポートから連通孔51を通して消音室へ吐出される。
この特許文献2の上段の回転圧縮要素と下段の回転圧縮要素の吐出弁機構も、特許文献1の吐出弁機構と同様に、図16に示す構成である。
密閉容器内に電動機要素と、前記電動機要素の回転軸の回転にて駆動される回転圧縮要素を備え、前記回転圧縮要素は、シリンダと、前記シリンダ内で回転するローラと、前記シリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するように前記ローラの外周面に先端が当接して往復動するベーンと、前記低圧室側に連通する冷媒ガスの吸入口と、前記高圧室側に連通する冷媒ガスの吐出口と、前記吐出口を開閉する吐出弁機構を備えた回転圧縮機において、
前記吐出口は前記シリンダ側の開口に対して前記シリンダより遠い側が大きい出口開口を有し、
前記吐出弁機構は、
前記シリンダ側の開口から離間し前記出口開口に配置されたバルブホルダと、
前記シリンダ側の開口を塞ぐ大きさを有し前記シリンダ側の開口と前記バルブホルダとの間に配置されたフローティングバルブと、
前記バルブホルダと前記フローティングバルブとの間に配置され、前記フローティングバルブが前記シリンダ側の開口を閉じる方向へ付勢されるコイルバネと、
前記バルブホルダに貫通形成され前記コイルバネを通して前記フローティングバルブに背圧を付与するための背圧孔と、を備え、
前記高圧室が所定の高圧状態において前記フローティングバルブが前記シリンダ側の開口を開く、
ことを特徴とする回転圧縮機。
前記出口開口は前記出口開口の周縁部に形成された冷媒ガス吐出路を備え、
前記バルブホルダは、中央部に前記背圧孔を形成したベース壁と、前記シリンダ側の開口の周辺に向けて前記ベース壁から延出する側壁にて前記コイルバネと前記フローティングバルブを可動状態に収容する収容部を備え、
前記収容部の側壁を貫通して前記冷媒ガス吐出路への連通部が形成された、
ことを特徴とする回転圧縮機。
前記バルブホルダは前記背圧孔を形成したベース壁を有し、
前記コイルバネと前記フローティングバルブが可動状態に収容される収容部が、前記シリンダ側の開口と前記バルブホルダとの間において、前記出口開口の内壁と前記ベース壁にて囲まれる状態に形成され、
前記出口開口の内壁の一部に外方へ延びる拡大部にて冷媒ガス吐出路が形成された、
ことを特徴とする回転圧縮機。
前記シリンダ側の開口の中心軸線上に、前記フローティングバルブの中心と前記コイルバネの中心と前記背圧孔の中心が位置する、
ことを特徴とする回転圧縮機。
前記冷媒ガス吐出路は、前記シリンダ側開口の中心軸線に対して対称位置に形成された、
ことを特徴とする回転圧縮機。
前記シリンダ側の開口、前記出口開口、前記フローティングバルブ、前記コイルバネ及び前記バルブホルダは円形状をなして前記シリンダ側の開口の中心軸線上に配置され、
前記バルブホルダの周縁部の一部が前記出口開口の周縁部に固定された、
ことを特徴とする回転圧縮機。
前記コイルバネは、前記背圧孔の周縁部に当接する大径部から前記フローティングバルブに当接する小径部に向かう円錐台形状をなす、
ことを特徴とする。
また、出力(吐出口からの冷媒ガスの吐出量)に合わせたバネ力が弱いコイルバネの最適化により、要求運転条件での高性能を確保できる。特にエアーコンディショナとして運転する場合、冷房運転と暖房運転の中間性能においては回転圧縮機が高速回転運転ではなく低速回転運転となるが、その場合でも高性能を確保できるようにコイルバネの最適化が達成できる。
また、コイルバネを円錐台形状とすることにより、吐出弁機構を小型化することができる。
前記吐出口は前記シリンダ側の開口に対して前記シリンダより遠い側が大きい出口開口を有し、
前記吐出弁機構は、
前記シリンダ側の開口から離間し前記出口開口に配置されたバルブホルダと、
前記シリンダ側の開口を塞ぐ大きさを有し前記シリンダ側の開口と前記バルブホルダとの間に配置されたフローティングバルブと、
前記バルブホルダと前記フローティングバルブとの間に配置され、前記フローティングバルブが前記シリンダ側の開口を閉じる方向へ付勢されるコイルバネと、
前記バルブホルダに貫通形成され前記コイルバネを通して前記フローティングバルブに背圧を付与するための背圧孔と、を備え、
前記高圧室が所定の高圧状態において前記フローティングバルブが前記シリンダ側の開口を開く、構成である。
以下にその実施例を記載する。
ステータ5は、中央部にロータ8を配置する円形状の孔を有し、この孔の周囲に12個等のように複数のスロットが円形状に配置されたドーナツ状の電磁鋼板5Aを多数積層して構成され、前記スロットに収容配置されたステータコイル3Cを有する。
ロータ8は、円形状の電磁鋼板8Aを多数積層して円筒状に構成され、この電磁鋼板8Aが積層されたロータ8に中心に回転軸7が焼き嵌め等により取り付けられ、この回転軸7を中心として90度のように等間隔に永久磁石が回転軸7と平行に縦方向に配置された構成である。ロータ8は、上下両端に回転軸7を中心とした円形状のバランサ8Bを備え、ロータ8の外周面は、ステータ5の内周面と僅かな空隙を保って回転する。
下部カバー60Bには回転軸7の下端がオイル溜まり19に臨む孔62が形成され、回転軸7は、その内部または周囲に上方へ延びる傾斜孔や螺旋状溝等で形成した吸油部7Mを備えており、回転軸7の回転によってオイル溜まり19のオイルが回転圧縮要素4へ潤滑油として供給される。
また、案内溝14のシリンダ9とは反対側にベーン15の外側端が臨む収容部19がシリンダ部材90に形成され、収容部19にはコイルバネ40が収容されており、コイルバネ40の後端が蓋21に当接した状態で、コイルバネ40によってベーン15の先端がローラ12へ当接するように付勢する。
このため、回転圧縮機1は、密閉容器2内が所定の高圧となる内部高圧型回転圧縮機である。
側壁22Bの先端(図では下端)は、シリンダ側の開口17Aの周辺の出口開口17Bの底面に近接または当接する位置まで延出する。
フローティングバルブ23の外周面は、収容部30の側壁22Bに近接または摺動状態であり、フローティングバルブ23は、側壁22Bの内面に沿って上下動可能である。
収容部30の側壁22Bを貫通して、収容部30から冷媒ガス吐出路25への連通部31が形成される。
シリンダ側の開口17A、出口開口17B、フローティングバルブ23、コイルバネ24及びバルブホルダ22は円形状をなしてシリンダ側の開口17Aの中心軸線PL上に配置され、バルブホルダ22の周縁部の一部に形成した取り付け腕部22Tが出口開口17Bの周縁部に形成した取り付け凹部17Kに取り付けネジ29にて固定される。
このようにバルブホルダ22が出口開口17Bから突出しない状態であり、吐出弁機構18の小型化に適する。
ターミナル20へ外部電力が供給されることにより、ターミナル20に電気的に接続された電気回路を通してステータコイル3Cへ電流が流れ、それによって形成される回転磁界によってロータ8が所定方向へ回転する。ロータ8の回転と共に回転軸7が回転し、回転軸7と一体形成の偏芯部7Aの偏芯回転によってローラ12がシリンダ9の内壁に沿って偏芯回転する。
このような動作は回転軸7の1回転ごとに行われ、回転軸7の1回転ごとにフローティングバルブ23の開閉動作が行われる。
高圧室側13Bで圧縮される高温高圧の冷媒ガスが所定の高圧に達するまでは、図6に示すように、コイルバネ24は大径部がベース壁22Aに当接し小径部がフローティングバルブ23に当接状態であり、フローティングバルブ23は、コイルバネ24のバネ力と背圧孔26を通して加えられる背圧によってシリンダ側の開口17Aを閉じている。
そして、高圧室側13Bでの更なる圧縮によって高圧室側13Bの冷媒ガスが所定の高圧に達したとき、図7に示すように、前記コイルバネ24のバネ力と前記背圧に抗してコイルバネ24を圧縮し、フローティングバルブ23が上昇してシリンダ側の開口17Aを開く。
このようなフローティングバルブ23の開閉動作は、回転軸7の1回転ごとにシリンダ9内でローラ12が回転することによって、冷媒ガスを吸引し圧縮する1サイクルが連続して行われ、それに伴ってシリンダ9内で圧縮された冷媒ガスが吐出されるように、この1サイクルごとに吐出口17を開閉する動作である。
これは、フローティングバルブ23が高圧冷媒ガスによってシリンダ側の開口17Aを開く作用を確保しつつ、フローティングバルブ23がシリンダ側の開口17Aを閉じるときの作用力として、背圧を有効に掛けることができ、そのためコイルバネ24のバネ力を小さくできる。コイルバネ24のバネ力を小さくできることは、コイルバネ24の線径を小さくできることとなり、図7のように、圧縮されたとき小径部が大径部に入り込む状態によって上下方向寸法を小さくできることとなり、吐出弁機構18を小型化することができる。このため、消音カバー60の小型化によって消音室61の小型化が達成でき、回転圧縮機1の小型化に寄与する。
これによって、フローティングバルブ23の開閉動作が中心軸線PL上で行われ、フローティングバルブ23がシリンダ側の開口17Aを閉じる動作が安定する。
実施例1と異なるところは、収容部30の構成である。
すなわち、バルブホルダ22は、収容部30を形成するための側壁22Bを有しない平板の円形状のベース壁22Aであり、側壁22Bに相当する部分が円形状の出口開口17Bの側壁17B1で構成され、側壁17B1の外側端部(図では上端部)に拡大形成された載置段部17Dが形成され、この載置段部17Dにバルブホルダ22のベース壁22Aの周縁部が載置される。これによって、円形状の出口開口17Bの出口側の端部(図では上端部)が塞がれる。
これによって収容部30は、ベース壁22Aと出口開口17Bの側壁17B1とで囲まれた円形状の構成である。載置段部17Dが切り欠かれるように中心軸線PLを中心として左右対称位置に、冷媒ガス吐出路25に連通する連通部31が形成される。
このため、吐出口17の中心軸線PL、即ち、シリンダ側の開口17Aと出口開口17Bの中心軸線PL上に、フローティングバルブ23の中心と、コイルバネ24の中心と、背圧孔26の中心が位置する状態で、バルブホルダ22の周縁部の一部に形成した取り付け腕部22Tが、出口開口17Bの周縁部に形成した取り付け凹部17Kに取り付けネジ29にて固定される。
このため、収容部30の構成が簡素化され、バルブホルダ22が出口開口17Bから突出しない状態であり、吐出弁機構18の小型化に適する。
実施例1及び実施例2と異なるところは、収容部30の構成である。
すなわち、バルブホルダ22は、収容部30を形成するための側壁22Bを有しない平板の円形状のベース壁22Aであり、側壁22Bに相当する部分が円形状の出口開口17Bの側壁17B1で構成される。この状態で、ベース壁22Aが側壁17B1に当接または近接し、ベース壁22Aによって円形状の出口開口17Bの出口側の端部(図では上端部)が塞がれる状態となる。
これによって収容部30は、ベース壁22Aと出口開口17Bの側壁17B1とで囲まれた円形状の構成である。
このため、吐出口17の中心軸線PL、即ち、シリンダ側の開口17Aと出口開口17Bの中心軸線PL上に、フローティングバルブ23の中心と、コイルバネ24の中心と、背圧孔26の中心が位置する状態で、バルブホルダ22の周縁部の一部に形成した取り付け腕部22Tが、出口開口17Bの周縁部に形成した取り付け凹部17Kに取り付けネジ29にて固定される。
この状態で、バルブホルダ22のベース壁22Aの表面(図では上面)が上部支持部材10の表面(図では上面)と同一または若干低いレベルである。
このため、収容部30の構成が簡素化され、バルブホルダ22が出口開口17Bから突出しない状態であり、吐出弁機構18の小型化に適する。
また、背圧孔26は、吐出口17の中心軸線PL上に1個でなく、吐出口17の中心軸線PLを中心とした同一円上に複数個の孔を等角度配置とする構成でもよい。
また、従来のような片持ち式板バネの吐出弁機構における応力集中による破損の原因も解決され、安定した開閉動作が得られる吐出弁機構18となる。
また、コイルバネ24を円錐台形状とすることにより、吐出弁機構18を小型化することができる。
このため、回転圧縮機1の形態に応じて、吐出口17は、上部支持部材10及び下部支持部材11のいずれか一方または双方に形成し、その吐出口17を開閉する吐出弁機構18を設ける構成とすることができる。
即ち、2段圧縮方式の回転圧縮機は、密閉容器2外の冷媒配管回路からアキュームレータ70を経て流入する冷媒ガスは、先ず下段の回転圧縮要素で中間圧まで圧縮され、その冷媒ガスが一旦密閉容器2内の空間に放出された後、再び上段の回転圧縮要素へ流入して所定の高圧まで圧縮した後、密閉容器2外の冷媒配管回路へ吐出される。そして、冷媒配管回路を流れた冷媒はアキュームレータ70を経て再び下段の回転圧縮要素で圧縮され、上記同様の動作が連続して行われる。この時の上段の回転圧縮要素と下段の回転圧縮要素の吐出弁機構として、本発明の吐出弁機構18を採用することができる。
2・・・・・・・密閉容器
3・・・・・・・電動機要素
4・・・・・・・回転圧縮要素
5・・・・・・・ステータ
6・・・・・・・軸受
7・・・・・・・回転軸
7A・・・・・・偏芯部
8・・・・・・・ロータ
9・・・・・・・シリンダ
10・・・・・・上部支持部材
11・・・・・・下部支持部材
12・・・・・・ローラ
13A・・・・・低圧室側
13B・・・・・高圧室側
15・・・・・・ベーン
16・・・・・・吸入口
17・・・・・・吐出口
17A・・・・・シリンダ側の開口
17B・・・・・出口開口
18・・・・・・吐出弁機構
22・・・・・・バルブホルダ
22A・・・・・ベース壁
22B・・・・・側壁
23・・・・・・フローティングバルブ
24・・・・・・コイルバネ
25・・・・・・冷媒ガス吐出路
30・・・・・・収容部
31・・・・・・連通部
61・・・・・・消音室
Claims (7)
- 密閉容器内に電動機要素と、前記電動機要素の回転軸の回転にて駆動される回転圧縮要素を備え、前記回転圧縮要素は、シリンダと、前記シリンダ内で回転するローラと、前記シリンダ内を低圧室側と高圧室側に区画するように前記ローラの外周面に先端が当接して往復動するベーンと、前記低圧室側に連通する冷媒ガスの吸入口と、前記高圧室側に連通する冷媒ガスの吐出口と、前記吐出口を開閉する吐出弁機構を備えた回転圧縮機において、
前記吐出口は前記シリンダ側の開口に対して前記シリンダより遠い側が大きい出口開口を有し、
前記吐出弁機構は、
前記シリンダ側の開口から離間し前記出口開口に配置されたバルブホルダと、
前記シリンダ側の開口を塞ぐ大きさを有し前記シリンダ側の開口と前記バルブホルダとの間に配置されたフローティングバルブと、
前記バルブホルダと前記フローティングバルブとの間に配置され、前記フローティングバルブが前記シリンダ側の開口を閉じる方向へ付勢されるコイルバネと、
前記バルブホルダに貫通形成され前記コイルバネを通して前記フローティングバルブに背圧を付与するための背圧孔と、を備え、
前記高圧室が所定の高圧状態において前記フローティングバルブが前記シリンダ側の開口を開く、
ことを特徴とする回転圧縮機。 - 前記出口開口に連通する冷媒ガス吐出路を備え、
前記バルブホルダは、前記背圧孔を形成したベース壁と、前記ベース壁から延出し前記コイルバネと前記フローティングバルブを可動状態に収容する側壁で囲む収容部を有し、
前記収容部の側壁を貫通して前記冷媒ガス吐出路への連通部が形成された、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転圧縮機。 - 前記バルブホルダは前記背圧孔を形成したベース壁を有し、
前記コイルバネと前記フローティングバルブが可動状態に収容される収容部が、前記シリンダ側の開口と前記バルブホルダとの間において、前記出口開口の内壁と前記ベース壁にて囲まれる状態に形成され、
前記出口開口の内壁の一部に外方へ延びる拡大部にて冷媒ガス吐出路が形成された、
ことを特徴とする請求項1に記載の回転圧縮機。 - 前記シリンダ側の開口の中心軸線上に、前記フローティングバルブの中心と前記コイルバネの中心と前記背圧孔の中心が位置する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の回転圧縮機。 - 前記冷媒ガス吐出路は、前記シリンダ側開口の中心軸線に対して対称位置に形成された、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の回転圧縮機。 - 前記シリンダ側の開口、前記出口開口、前記フローティングバルブ、前記コイルバネ及び前記バルブホルダは円形状をなして前記シリンダ側の開口の中心軸線上に配置され、
前記バルブホルダの周縁部の一部が前記出口開口の周縁部に固定された、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の回転圧縮機。 - 前記コイルバネは、前記背圧孔の周縁部に当接する大径部から前記フローティングバルブに当接する小径部に向かう円錐台形状をなす、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の回転圧縮機。
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