JP3024743B2 - 回転圧縮器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧縮器に関し、主
にバルブポートの入口が改善された回転圧縮器に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固定ベーンまたはローリング・ピストン
回転圧縮機では、モータ・エンド・ベアリング内に吐出
ポートが設けられている。この吐出ポートは、その約半
分がピストン・ボアに重なり、残りはシリンダに重なる
ようになっている。シリンダにおいて吐出ポートにより
覆われる部分には、シリンダ・ボアから吐出ポートへの
流体の通路となるようにリセス部分が設けられている。
従って、吐出ポートは、ピストン・ボア及びリセスに向
かい合うようになっている。流路における流れを円滑に
するために、吐出ポートへの流入口は、通常は面取りが
なされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】クリアランス体積と
は、圧縮プロセスが終了しても吐出されない圧縮ガスの
体積のことであり、圧縮されていながら吐出されず、か
つ膨張により吸入体積の一部をなすことから、損失を表
す。ローリング・ピストン圧縮器においては、クリアラ
ンス体積は、シリンダのリセスの体積と吐出バルブの上
流の吐出ポートの体積とから生じる。吐出ポート体積の
一部として、面取り部の形成により除去された部分の体
積であり、その一部は、シリンダのリセスが形成された
部位を覆っている。

【０００４】本発明の目的は、吐出バルブを介しての圧
力降下を抑えることである。また、本発明の他の目的
は、クリアランス体積を最小化することである。

【０００５】本発明のさらなる目的は、吐出フローを円
滑に遷移させることである。本発明により達成される、
これら及びその他の目的は、以下の記述により明らかに
される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】モーター・エンド・ベア
リングには、クレセント面取り即ち三日月形面取りがな
されている。この面取りによって、圧縮チャンバから吐
出ポートへのフローが円滑に流れる。加えて、この面取
りは、吐出ポートにおいてシリンダのリセスを覆うに部
分にはのびておらず、これにより、クリアランス体積が
必要以上に大きくならないようになっている。

【０００７】基本的に、三日月形の面取りは、モーター
・エンド・ベアリングにおける、吐出ポートを取り囲ん
でピストン・ボアを覆う部分に設けられる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態を説明する。

【０００９】図１、２において、参照符号１０は、垂
直、高圧側密閉型ローリング・ピストン圧縮器を示す。
参照符号１２は、シェルまたはケーシングを示す。吸入
チューブ１６は、シェル１２にシールされており、蒸発
器（図示せず）に接続されたアキュムレータ１４と吸入
チャンバＳとの間の流体的連通を提供している。吸入チ
ャンバＳは、シリンダ２０のボア２０−１、ピストン２
２、ポンプ・エンド・ベアリング２４、及びモーター・
エンド・ベアリング２８により画定される。

【００１０】偏心シャフト４０は、ポンプ・エンド・ベ
アリング２４のボア２４−１により支持及び受容される
部位４０−１と、ピストン２２のボア２２−１に受容さ
れる偏心部４０−２と、モーター・エンド・ベアリング
２８のボア２８−１に支持及び受容される部位４０−３
と、をそれぞれ有する。オイル・ピック・アップ・チュ
ーブ３４は、部位４０−１のボアから油溜め３６内へと
のびている。ステータ即ち静翼４２は、シュリンクフィ
ット即ち焼きばめ、溶接その他の適当な手法によってシ
ェル１２に固定されている。ロータ４４は、焼きばめ等
によってシャフト４０に適切に固定され、静翼４２のボ
ア４２−１内に配置されて、静翼とともに電気モータを
形成している。ベーン３０は、スプリング３１によって
ピストン２２を付勢するように接触している。

【００１１】図３を参照すると、吐出ポート２８−２
は、モーター・エンド・ベアリング２８により形成さ
れ、部分的にボア２０−１を覆い、かつ図２に最も良く
示されている吐出リセス２０−３を覆う。また、この吐
出リセス２０−３は、圧縮チャンバＣから吐出ポート２
８−２への流通路となっている。吐出ポート２８−２
は、従来と同様に、吐出バルブ３８と、離間されている
バルブ・ストップ３９とによって、順に覆われている。
以上説明したように、圧縮器１０は概して従来と同様の
ものである。

【００１２】本発明においては、図３〜５に良く示され
るように、面取り部２８−３を加えている。面取り部２
８−３は、この実施形態では三日月形状となっており、
通常、公称円周中心角（circumferential extent）が２
００°程度であり、吐出ポート２８−２における、ボア
２０−１を覆う部分に対応しており、より詳細には、圧
縮チャンバＣに対応している。また、三日月形において
面取り部と非面取り部との境界部となる先端部を除いて
は、この面取り部がシリンダ２０を覆うことはなく、こ
れにより、クリアランス体積が増加してはいる。しか
し、面取り部２８−３の位置は、面取り部２８−３がな
い場合には圧縮チャンバＣから吐出ポート２８−２へと
向かうフローが９０°と切り立った端部を越えなければ
ならない位置に形成されており、この面取り部がない場
合には、フローが上記９０°の端部を乗り越えることに
伴う損失が生じてしまう。図５によく示されるように、
面取り部２８−３は、非面取り部に対して３０°〜６０
°の角度をなし、かつ、面取り部の大きさは、０．５〜
０．８ｍｍ程度である。

【００１３】動作時においては、ロータ４４及び偏心シ
ャフト４０は一体となって回転し、偏心部４０−２によ
ってピストン２２の運動が生じる。オイル溜め３６から
のオイルは、オイル・ピック・アップ・チューブ３４を
通じて、遠心ポンプとして作用するボア４０−４へと移
動される。このポンプ作用は、シャフト４０の回転速度
に依存する。ボア４０−４へと分配されたオイルは、部
位４０−１、偏心部４０−２、部位４０−３等におけ
る、一連の径方向にのびる通路を通じてフロー可能であ
り、これにより、ベアリング２４、ピストン２２、ベア
リング２８がそれぞれ潤滑される。ピストン２２は、従
来と同様にベーン３０とともに作用し、ガスが吸入チュ
ーブ１６及び通路２０−２を通じて吸入チャンバＳへと
移動するようになっている。

【００１４】吸入チャンバＳ内のガスは、トラップ及び
圧縮されて、面取り部２８−３及びリセス２０−３によ
り画定される流路を通じて、圧縮チャンバＣから吐出ポ
ート２８−２へと吐出される。この高圧の圧縮ガスは、
バルブ３８を持ち上げて開放状態とし、マフラ３２の内
部へと流通する。圧縮されたガスは、マフラ３２を通じ
てシェル１２の内側へと至り、回転ロータ４４と静翼４
２との間の環状のギャップを通じて、吐出ライン６０か
ら冷凍回路の凝縮器(図示せず)へと流れる。

【００１５】圧縮プロセスの完了時において、ピストン
２２は、リセス２０−３の領域において、ボア２０−１
に正接することとなる。クリアランス体積は、リセス２
０−３の体積、吐出ポート２８−２の体積、及び面取り
部２８−３での材質が除去された部分の体積となる。従
って、面取り部２８−３小さくなっていることから、フ
ローが円滑に流れるようにしたうえで、なおかつクリア
ランス体積が最小化される。しかし、面取り部２８−３
は小さくなってはいるものの、フローを円滑化合するに
必要な部位は維持されている。

【００１６】面取り部の形状としては、図５の面取り部
２８−３のような斜面の形状の他にも、種々の形状をと
ることができる。図６には、面取り部２８−３の斜面形
状に代えて、曲面部、ここでは円の一部である曲面１２
８−３を用いた例が示されている。同様に、図７には、
楕円の一部である曲面２２８−３を用いた例が示されて
いる。これらの曲面部１２８−３、２２８−３は、面取
り部２８−３と同様に、周方向における長さ即ち上述し
た中心角が２００°程度であり、そのコード長さ（cord
lengh）即ち全長は、０．５〜０．８ｍｍ程度である。

【００１７】以上、本発明を要約すると、回転圧縮器の
モータ・エンド・ベアリングの吐出ポート領域に、レリ
ーフ（relief）部位、即ち吐出ポートの穴の、断面直角
である縁の部分を少なくとも一部除去して、フローの流
通を円滑化させるための流通用領域を設ける。

【００１８】また、上記の三日月の領域にわたって上記
縁の部分を除去することで、面取り部とすることもでき
る。上記流通要領行を面とり部とした場合この面取り部
は、ベベル面即ち斜面とすることができる。あるいは、
この面取り部を、断面円や断面楕円等の曲面形状として
もよい。いずれにしろ、これらのレリーフ部位や面取り
部は、流路をスムーズとしてフローを円滑化するもので
ある。このレリーフ部位、ベベル形状あるいは曲面形状
の面取り部は、モータ・エンド・ベアリングにおけるシ
リンダボアを覆う部分にのみ設けられていて、クリアラ
ンス体積が大きくならないように制限されている。

【００１９】上記実施形態では、垂直可変速圧縮器を用
いて本発明を図示及び説明したが、当業者によってその
他の修正を行うことも可能である。例えば、本発明は水
平式、垂直式のいずれの圧縮器にも適用可能である。同
様に、モータは可変速であるかどうかを問わない。従っ
て、本願発明は、添付の請求項によってのみ限定される
べきものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ローリング・ピストン圧縮器の吸入口構造の垂
直断面図。

【図２】図１の２−２断面図。

【図３】図１における本発明の主要部分である吐出構造
を通じての部分垂直断面図。

【図４】モーター・エンド・ベアリングのポンプ端部の
説明図。

【図５】図４の５−５断面図。

【図６】図５の第一の変形例の説明図。

【図７】図５の第二の変形例の説明図。

【符号の説明】 １０…圧縮器 １２…シェル １４…アキュムレータ １６…吸入チューブ ２０…シリンダ ２０−３…吐出リセス ２２…ピストン ２８…ベアリング ２８−２…吐出ポート ２８−３…面取り部 ３８…吐出バルブ ４４…ロータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04C 18/356

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一の端部と第二の端部とを備えたシェ
   ル手段（１２）と、 ボア（２０−１）を備えて前記第一の端部近傍で前記シ
   ェル手段内に固定されたシリンダ手段と、 前記ボア内に配置されて、前記シリンダ手段とともに作
   用して吸入チャンバ（Ｓ）と圧縮チャンバ（Ｃ）とを画
   定するベーン（３０）及びピストン（２２）と、 前記シリンダ手段に固定されて前記第一の端部に向かっ
   てのびる第一のベアリング手段（２４）と、 前記シリンダ手段に固定されて前記ボアを覆うとともに
   前記第二の端部に向かってのびる第二のベアリング手段
   （２８）と、 前記シェル手段内で前記シリンダ手段と前記第二の端部
   との間に固定されているとともに前記シリンダ手段と前
   記第二のベアリング手段とから軸方向に離間されている
   静翼手段（４２）と、ロータ手段（４４）と、をそれぞ
   れ有するモータ手段と、 前記第一及び第二のベアリング手段によって支持される
   とともに、前記ピストンに動作的に接続された偏心部
   （４０−２）を有する偏心シャフト手段（４０−２）
   と、 をそれぞれ有した圧縮器手段（１０）であって、前記ロ
   ータ手段は、前記シャフト手段に固定されて一体化され
   るとともに前記静翼手段内部に配置されて、これらのロ
   ータ手段と静翼手段との間に、環状のギャップ（４２−
   １）が形成されるようになっており、さらに、 前記ポンプ手段にガスを供給する吸入口手段（１６）
   と、 前記シェル手段に流体的に接続された吐出口手段（６
   ０）と、 前記圧縮チャンバと前記吐出手段との間にのびて、前記
   シリンダ手段内に設けられたリセス手段（２０−３）に
   順次つながる吐出フロー流路と、をそれぞれ有する圧縮
   器手段において、前記吐出フロー流路は、 前記第二のベアリング手段に設けられ、実質的に前記ボ
   アのみを覆ってフローを流通させるレリーフ部位（２８
   −３）と、 前記第二のベアリング手段内に設けられた吐出ポート手
   段（２８−２）と、 前記第二のベアリング手段を覆うバルブ手段（３８）
   と、 前記バルブ手段を覆うマフラ手段（３２）とを有し、 前記リセス手段と前記レリーフ部位とによって、前記吐
   出ポート手段へとフローが流されるとともに、前記吐出
   ポート手段からのフローは、前記マフラ手段へと吐出さ
   れ、前記シェル手段の内部へと流されることを特徴とす
   る圧縮器。
2. 【請求項２】 前記レリーフ部位は、面取り部であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の圧縮器。
3. 【請求項３】 前記面取り部は、三日月形状をしている
   ことを特徴とする請求項２記載の圧縮器。
4. 【請求項４】 前記面取り部は、その中心角が公称２０
   ０°にわたってのびていることを特徴とする請求項３記
   載の圧縮器。
5. 【請求項５】 前記レリーフ部位は、曲面となっている
   ことを特徴とする請求項１記載の圧縮器。
6. 【請求項６】 前記曲面となっているレリーフ部位は、
   三日月形状となっていることを特徴とする請求項５記載
   の圧縮器。
7. 【請求項７】 前記三日月形状の領域は、その中心角が
   公称２００°にわたってのびていることを特徴とする請
   求項６記載の圧縮器。