JP3168101B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents

ロータリ圧縮機

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JP3168101B2 JP11670593A JP11670593A JP3168101B2 JP 3168101 B2 JP3168101 B2 JP 3168101B2 JP 11670593 A JP11670593 A JP 11670593A JP 11670593 A JP11670593 A JP 11670593A JP 3168101 B2 JP3168101 B2 JP 3168101B2
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康也 新岡
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として空調機,冷蔵
庫に使用されるロータリ圧縮機に係り、特に圧縮機の性
能の確保に好適なロータリ圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のロータリ圧縮機について、図6な
いし図10を参照して説明する。図10は、一般的な縦
形ロータリ圧縮機の圧縮機構部の縦断面図、図6は、図
10の圧縮機構部の未運転時を示す要部縦断面図、図7
は、図10の圧縮機構部の運転時を示す要部縦断面図、
図8は、従来の副軸受における吐出弁,吐出弁止めを装
備した吐出孔部の縦断面図、図9は、従来の主軸受にお
ける吐出弁,吐出弁止めを装備した吐出孔部の縦断面図
である。
【0003】一般に縦形ロータリ圧縮機は、図10に示
すように、密閉容器10の上部に電動機部1、下部に圧
縮機構部2を収納し、密閉容器10の底部には潤滑油1
1を貯溜している。電動機部1は、回転子1aと固定子
1bとからなり、圧縮機構部2は、密閉容器10内壁に
固定されたシリンダ3とこのシリンダ内に設けられたク
ランク軸8の偏心部8aに嵌入したローリングピストン
に係るローラ4、このローラ4の偏心回転に追従して往
復運動するベーン5、シリンダ3の両端を密閉するとと
もにクランク軸8を支持する主軸受6および副軸受7、
この副軸受7に嵌合した吐出カップ9で構成されてい
る。
【0004】このように構成された圧縮機は、回転子1
aが回転し、この回転子1aに嵌入されたクランク軸8
の偏心部8aに嵌入したローラ4がシリンダ3の内壁に
沿って偏心回転し、冷媒吸入孔(図示せず)からシリン
ダ室3bに吸入された冷媒ガスを圧縮する。シリンダ室
3b内の圧力が密閉容器10内の圧力より高くなると副
軸受7側の吐出弁15および主軸受6側の吐出弁13が
それぞれ副軸受7側および主軸受6側に開口し、シリン
ダ室3b内の冷媒ガスがシリンダ室3b外に吐出され
る。
【0005】ここで、シリンダ3の吐出切欠き内部と
主,副軸受の吐出口の吐出ガスはシリンダ3外に吐出さ
れずに残るため、この吐出圧力まで達したガスがシリン
ダ室3b内に戻って、シリンダ室3b内が吸入圧力にな
るのを阻害する。この作用は再膨張損失といわれてお
り、圧縮機の容積効率を低下させる要因となっている。
なお、吐出切欠き部と吐出口の吐出されずに残る体積を
デッドボリュームと呼んでいる。
【0006】また、従来の一般的なロ−タリ圧縮機で、
クランク軸8の偏心部8aに嵌入されているローラ4
は、圧縮機が未運転のときには、図6に示すように自重
により副軸受7側に近く偏っており、そして圧縮機の運
転開始後は、図7に示すようにローラ4の自重あるいは
ローラ4の内径部2の圧力とシリンダ室3b内側の圧力
差により、クリアランスの小さい側へ押し付けられる。
また、従来のロータリ圧縮機において、図8に示す副軸
受7に装着された吐出弁15,吐出弁止め16の取付面
の肉厚Aと、図9に示す主軸受6に装着された吐出弁1
3,吐出弁止め14の取付面の肉厚Bとの関係はA=B
となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、再膨張損失を低減し、容積効率を改善するためには
吐出口径や吐出口断面積を小さくする必要があった。し
かし、吐出口径を小さくすると、吐出ガスの流速が速く
なるので吐出損失が増加し、吐出口断面積を小さくする
と、主軸受6に装着された吐出弁13の取付面の肉厚B
と副軸受7に装着された吐出弁15の取付面の肉厚Aと
が薄くなり、シリンダ室3b内が最も低圧である吸入圧
力になったとき、圧縮容器10内との圧力差による変形
を受けるため、ローラ4との接触による摩耗によって金
属粉が発生し、最悪の場合、圧縮機がロックする可能性
があるという問題があった。
【0008】また、クランク軸8の偏心部8aに嵌入さ
れているローラ4が、ローラ4の自重あるいはローラ4
内径側の圧力とシリンダ室3b内側の圧力差により副軸
受7に押し付けられると、ローラを押し付けられていな
い側の主軸受6とローラ4との間のクリアランスが増大
することにより、洩れが増加して性能が低下するという
問題があった。
【0009】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、信頼性を確保しながら、デッ
ドボリュームを減少することができ、かつ、ローラと
主,副軸受とのクリアランスの片寄りによる再膨張損失
の増加による性能の低下を改善したロータリ圧縮機を提
供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るロータリ圧縮機の構成は、電動機部と
圧縮機構部とをクランク軸で連結して密閉容器内に収納
したものであって、前記圧縮機構部は、密閉容器内に固
定されたシリンダと、このシリンダ内に設けられクラン
ク軸の偏心部に嵌入されたローリングピストンと、この
ローリングピストンの回転に追従して往復運動するベー
ンと、前記シリンダの両端を密閉するとともに前記クラ
ンク軸を支持する主軸受および副軸受とからなり、シリ
ンダ内にて圧縮された冷媒ガスを吐出するための吐出弁
と該吐出弁の開度を抑制する吐出弁止めとを前記主軸受
および副軸受の両者に装着してなるロータリ圧縮機にお
いて、主軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚を、副
軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚よりも薄く形成
したものである。
【0011】
【作用】上記技術的手段による働きは次のとおりであ
る。シリンダが形成する圧縮室では、クランク軸の偏心
部に嵌入されているローラが、ローラ自重あるいはロー
ラ内径側の圧力と圧縮室内側の圧力との圧力差により副
軸受に押し付けられると、ローラを押し付けられていな
い側の主軸受とローラとの間のクリアランスが増大す
る。しかし、主軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚
を薄くすると、密閉容器内の圧力と圧縮機構内部が吸入
圧力であるときの圧力差により変形し、主軸受とローラ
とのクリアランスを減少させることができる。この主軸
受に装着された吐出弁の取付面の肉厚を、ローラとの接
触による吐出弁の取付面の異常摩耗がなく信頼性に問題
のない範囲に設定して、デッドボリュームを減少させ、
また吐出圧力のシリンダ内部への漏れを減少させること
ができるので、再膨張損失が低減し性能を向上させるこ
とができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の各実施例を図1ないし図7を
参照して説明する。図1は、本発明の一実施例に係るロ
ータリ圧縮機の圧縮機構部の縦断面図、図2は、図1の
副軸受における吐出弁,吐出弁止めを装備した吐出孔部
の縦断面図、図3は、図1の主軸受における吐出弁,吐
出弁止めを装備した吐出孔部の縦断面図、図4は、副軸
受に装着された吐出弁の取付面の肉厚と主軸受に装着さ
れた吐出弁の取付面の肉厚の比の変化と、再膨張損失,
EERとの関係を示す線図、図5は、副軸受に装着され
た吐出弁の取付面の肉厚と主軸受に装着された吐出弁の
取付面の肉厚の比の変化と、主副軸受に装着された吐出
弁の取付面のたわみ量が最大になったときのローラとの
隙間、主軸受に装着された吐出弁の取付面と副軸受に装
着された吐出弁の取付面の摩耗量との関係を示す線図で
ある。
【0013】図1に示すロータリ圧縮機は、密閉容器1
0内の上部に電動機部1、下部に圧縮機構部2を収納
し、密閉容器10の底部には潤滑油11を貯溜してい
る。電動機部1は、回転子1aと固定子1bとからな
り、圧縮機構部2は、密閉容器10内壁に固定されたシ
リンダ3とこのシリンダ内に設けられたクランク軸8の
偏心部8aに嵌入したローリングピストンに係るローラ
4、このローラ4の偏心回転に追従して往復運動するベ
ーン5、シリンダ4の両端を密閉するとともにクランク
軸8を支持する主軸受6および副軸受7、この副軸受7
に嵌合した吐出カップ9で構成されている。
【0014】図2に示す7bは、副軸受7に設けられた
吐出口、15は吐出弁、16は吐出弁止め、Yは、副軸
受側吐出弁の取付面の肉厚である。また、図3に示す6
bは、主軸受6に設けられた吐出口、13は吐出弁、1
4は吐出弁止め、Xは、主軸受側吐出弁の取付面の肉厚
である。
【0015】このように構成された圧縮機は、回転子1
aが回転し、この回転子1aに嵌入されたクランク軸8
の偏心部8aに嵌入したローラ4がシリンダ3の内壁に
沿って偏心回転し、冷媒吸入孔(図示せず)からシリン
ダ室3bに吸入された冷媒ガスを圧縮する。シリンダ室
3b内の圧力が密閉容器10内の圧力より高くなると、
図2に示す副軸受7側の吐出弁15および図3に示す主
軸受6側の吐出弁13がそれぞれ開口し、シリンダ室3
b内の冷媒ガスが吐出孔7bおよび吐出孔6bより吐出
される。そして、クランク軸8の偏心部8aがベーン5
より冷媒吸入孔側へ移動したときには、シリンダ室3b
内は吸入圧力となり、密閉容器10内の圧力より低くな
るので、シリンダ室3b内は高圧と低圧を繰り返すこと
になる。
【0016】また、ローラ4は回転子1aが未回転時に
おいては、図6に示すように、自重により副軸受側へ片
寄っている。そして回転子1aが回転し、シリンダ室3
b内の圧力が高圧と低圧を繰り返すと、ローラ4のクラ
ンク軸8の偏心部8aと接触する内径部2の圧力は密閉
容器10内と同じ圧力になる。シリンダ室3b内の圧力
が密閉容器10内の圧力より低くなると、前記ローラ4
と前記主軸受6と前記副軸受7の隙間に密閉容器10内
の圧力がかかる。ローラ4は回転子1aが未回転時には
副軸受側へ片寄っており、主軸受6との隙間に密閉容器
10内の圧力が大きくかかることになるので、図7に示
すように副軸受7側へ押しつけられる。
【0017】ここで図2および図3に示すように、主軸
受6に装備された吐出弁13の取付面の肉厚Xと副軸受
7に装備された吐出弁15の取付面の肉厚Yとの関係を
X<Yとすると、密閉容器10内とシリンダ室3b内と
の圧力差による主軸受側の前記肉厚Xと副軸受側の前記
肉厚Yとのシリンダ室内側への変形量は、主軸受側取付
面が副軸受側取付面より大となる。
【0018】図4は、副軸受7に装着された吐出弁13
の取付面の肉厚Yを一定とし、主軸受6に装着された吐
出弁15の取付面の肉厚Xの、肉厚Yに対する比(X/
Y)を変化させたときの再膨張損失とEER(圧縮機効
率)を示す線図である。また、図5は、圧縮機の運転時
に密閉容器10内が吐出圧力となり、シリンダ室3b内
が吸込圧力となって前記肉厚X,Yのシリンダ室3b内
へのたわみ量が最大になったときのローラ4とのクリア
ランス、そして主軸受に装着された吐出弁の取付面と副
軸受に装着された吐出弁の取付面のそれぞれの摩耗量と
の関係を示した線図である。
【0019】図4から明らかなように、EERについて
はX/Y=1〜0.9ではほとんど向上せず、X/Y=
0.9より小さくすると向上し始める。また、図5から
明らかなように、クリアランスについてはX/Y=0.
9より小さくすると縮小しはじめる。ここで、前記主,
副軸受に装着された各吐出弁の取付面の摩耗量をみてみ
ると、X/Y=0.8より小さくすると急激に増大す
る。このことから、信頼性の低下のない範囲で、再膨張
損失を低減させEERを向上させるためにはX/Yを
0.8〜0.9に設定すればよい。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、主軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚を、副
軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚よりも薄くする
ことによって、デッドボリュームを減少することがで
き、かつ、ローラと主,副軸受とのクリアランスの片寄
りによる再膨張損失の増加による性能の低下を改善した
ロータリ圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るロータリ圧縮機の圧縮
機構部の縦断面図である。
【図2】図1の副軸受における吐出弁,吐出弁止めを装
備した吐出孔部の縦断面図である。
【図3】図1の主軸受における吐出弁,吐出弁止めを装
備した吐出孔部の縦断面図である。
【図4】副軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚と主
軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚の比の変化と、
再膨張損失,EERとの関係を示す線図である。
【図5】副軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚と主
軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚の比の変化と、
主副軸受に装着された吐出弁の取付面のたわみ量が最大
になったときのローラとの隙間、主軸受に装着された吐
出弁の取付面と副軸受に装着された吐出弁の取付面の摩
耗量との関係を示す線図である。
【図6】図10の圧縮機構部の未運転時を示す要部縦断
面図である。
【図7】図10の圧縮機構部の運転時を示す要部縦断面
図である。
【図8】従来の副軸受における吐出弁,吐出弁止めを装
備した吐出孔部の縦断面図である。
【図9】従来の主軸受における吐出弁,吐出弁止めを装
備した吐出孔部の縦断面図である。
【図10】一般的な縦形ロータリ圧縮機の圧縮機構部の
縦断面図である。
【符号の説明】
3 シリンダ 4 ローラ 5 ベーン 6 主軸受 7 副軸受 8 クランク軸 8a 偏心部 13,15 吐出弁 14,16 吐出弁止め、
フロントページの続き (72)発明者 中田 裕吉 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所リビング機器事業 部冷熱本部内 (56)参考文献 実開 平3−87990(JP,U) 実開 昭63−126584(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F04C 18/356 F04C 23/00 - 29/10 331

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機部と圧縮機構部とをクランク軸で
    連結して密閉容器内に収納したものであって、前記圧縮
    機構部は、密閉容器内に固定されたシリンダと、このシ
    リンダ内に設けられクランク軸の偏心部に嵌入されたロ
    ーリングピストンと、このローリングピストンの回転に
    追従して往復運動するベーンと、前記シリンダの両端を
    密閉するとともに前記クランク軸を支持する主軸受およ
    び副軸受とからなり、シリンダ内にて圧縮された冷媒ガ
    スを吐出するための吐出弁と該吐出弁の開度を抑制する
    吐出弁止めとを前記主軸受および副軸受の両者に装着し
    てなるロータリ圧縮機において、 主軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚を、副軸受に
    装着された吐出弁の取付面の肉厚よりも薄く形成したこ
    とを特徴とするロータリ圧縮機。
  2. 【請求項2】 副軸受に装着された吐出弁の取付面の肉
    厚に対して、主軸受に装着された吐出弁の取付面の肉厚
    を80〜90%としたことを特徴とする請求項1記載の
    ロータリ圧縮機。
JP11670593A 1993-05-19 1993-05-19 ロータリ圧縮機 Expired - Fee Related JP3168101B2 (ja)

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