JP3702686B2 - Rotary compressor - Google Patents

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JP3702686B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータリ圧縮機に関し、より特定的には、冷媒を圧縮する圧縮要素の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図8に、従来のロータリ圧縮機の一例を示す。図8に示すように、ロータリ圧縮機1は、ケーシング2を備え、ケーシング2内に、モータ3、クランク軸(回転軸)4および圧縮要素5が組込まれる。
【0003】
クランク軸4は、モータ3の回転子に圧入され、圧縮要素5を駆動する。圧縮要素5は、フロントヘッド13、シリンダ14、リアヘッド17、回転ピストン15および偏芯部16を含む。シリンダ14内部にはシリンダ室14aが設けられ、このシリンダ室14a内で冷媒が圧縮される。
【0004】
ここで、図9を用いて、シリンダ室14aの内部構造について説明する。図9に示すように、回転ピストン15および偏芯部16は、シリンダ室14aに内装され、回転ピストン15は偏芯部16に外嵌される。また、回転ピストン15はブレード11を有し、ブレード11はブッシュ12により進退自在に挾持される。シリンダ14には、ブレード11の先端を受入れるブレード背後空間18と冷媒をシリンダ室14aに導く吸入口6とが設けられる。
【0005】
シリンダ室14aは、図9に示すように、ブレード11および回転ピストン15により吸入室9と圧縮室10とに区画される。吸入室9には吸入口6を通過した後の冷媒が送り込まれ、圧縮室10内で冷媒は圧縮される。
【0006】
再び図8を参照して、ケーシング2には、冷媒をシリンダ室14a内に送り込むための吸入管7と、圧縮後の冷媒を外部に吐出するための吐出管8が取付けられる。
【0007】
上述の構成を有するロータリ圧縮機1において、吸入管7および吸入口6を通して吸入室9内に冷媒が送り込まれ、圧縮室10内において回転ピストン15により冷媒を圧縮する。圧縮後の冷媒は、ケーシング2内に放出され、ケーシング2内を上昇した後、吐出管8から圧縮機の外部へ吐出される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにシリンダ室14a内で冷媒は圧縮されるが、図9に示すように、シリンダ室14aの壁面と回転ピストン15の外周との間にはコンタクトポイント隙間(以下、「CP隙間」と称する)19と呼ばれる微小な隙間が存在する。
このCP隙間19の存在により、圧縮時に圧縮室10から吸入室9へのガスリークを引起し、圧縮機の効率を低下させるという問題があった。特に、近年はインバータ駆動による通年での省エネ化が進められており、ガスリークの影響の出やすい低速運転での効率向上が重要視されている。
【0009】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。この発明の目的は、圧縮室10から吸入室9へのガスリークを低減することにより、圧縮機の効率向上を図ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載のロータリ圧縮機は、回転軸(4)と、回転ピストン(15)と、偏芯リング(20)とを備える。回転軸(4)は、冷媒が送り込まれるシリンダ室(14a)に内装される偏芯部(16)を有し、シリンダ室(14a)を挟持するように配置されたフロントヘッド(13)およびリアヘッド(14)に保持される。回転ピストン(15)は、偏芯部(16)に外嵌され、該偏芯部(16)により回転駆動され冷媒をシリンダ室(14a)内で圧縮する。偏芯リング(20)は、偏芯部(16)と回転ピストン(15)間に介装され、回転ピストン(15)を径方向外方に押圧してシリンダ室(14a)の壁面と回転ピストン(15)の外周面との間のCP隙間を縮小し、外接円の中心(24)が内接円の中心(25)に対して前記回転軸(4)の軸芯(23)側に偏芯する。
【0011】
このように偏芯リング(20)を設けることにより、回転ピストン(15)を径方向外方に押圧して移動させることができる。それにより、回転ピストン(15)をシリンダ室(14a)の壁面に近づけることができ、CP隙間を縮小することができる。その結果、シリンダ室(14a)内における圧縮室から吸入室へのガスリークを抑制することができる。
【0012】
請求項2に記載のロータリ圧縮機では、偏芯リング(20)は、偏芯部(16)の周方向に移動可能に設けられ、偏芯部(16)の径方向における厚みが相対的に大きい第1の部分(20a)と、該厚みが相対的に小さい第2の部分(20b)とを有する。
【0013】
偏芯リング(20)を偏芯部(16)の周方向に沿って移動させることにより、相対的に厚みの大きい第1の部分(20a)も偏芯部(16)の周方向に沿って移動する。この第1の部分(20a)をシリンダ室(14a)の壁面に近づく方向に移動させることにより、回転ピストン(15)を径方向外方に移動させてシリンダ室(14a)の壁面に近づけることができる。それにより、CP隙間を縮小することができる。
【0015】
芯リングを採用した場合、偏芯部(16)と回転ピストン(15)間に偏芯リングを介装するだけで、偏芯部(16)により偏芯リングを回転させることができる。それは、偏芯リングの外周中心(25)と内周中心(偏芯部(16)の外周中心)(24)とがずれているため、冷媒から受けるガス力の作用点と偏芯部(16)による駆動力の作用点とが図3に示すようにずれるからである。偏芯リングを回転させることにより、偏芯リングにおける相対的に厚い第1の部分(20a)をシリンダ室(14a)の壁面に向けて移動させることができる。これにより、回転ピストン(15)をシリンダ室(14a)の壁面に近づけることができ、CP隙間を縮小することができる。圧縮機の低速運転時には、CP隙間をゼロとして回転ピストン(15)とシリンダ室(14a)の壁面とを接触させることが好ましい。低速運転時には該接触による動力損失は小さく問題とならないので、該接触によりガスリークを抑制できる。なお、シリンダ壁面への回転ピストン(15)の押付力が過大となった場合には、偏芯リングが自動的に逆転し、回転ピストン(15)の押付力を低減することができる。他方圧縮機の高速運転時には、低速運転時とは異なり回転ピストン(15)とシリンダ室(14a)の壁面が接触することにより損失が大きくなる。しかしながら、高速運転時には、偏芯リングの外周での油せん断により生じる粘性力が大きくなり、偏芯リングの回転を阻止あるいは逆転させることができる。それにより、ガスリークの影響の少ない高速運転時における回転ピストン(15)とシリンダ室(14a)の壁面間の接触を回避でき、該接触による損失の発生を抑制することができる。
【0016】
請求項に記載のロータリ圧縮機では、偏芯リング(20)の可動範囲を規制する可動範囲規制機構(29)を設けている。
【0017】
この可動範囲規制機構(29)により、偏芯リング(20)の可動範囲を規制することができる。
【0018】
請求項に記載のロータリ圧縮機では、可動範囲規制機構(29)は、偏芯リング(20)あるいは偏芯部(16)に設けられた溝部(21)と、溝部(21)壁面と係合して偏芯リング(20)の移動を規制する係合部(22)とを含む。
【0019】
上記のように溝部(21)および係合部(22)を設けることにより、溝部(21)の1対の側壁で規定される範囲内でのみ偏芯リング(20)を移動可能とすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図7を用いて、この発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の1つの実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダ室14aの内部構造を示す図である。
【0021】
本発明では、回転ピストン15と偏芯部16との間に介装され、回転ピストン15を径方向外方に押圧してCP隙間19を縮小する押圧部材20を設けることを重要な特徴としている。この押圧部材を設けることにより、回転ピストン15を回転させて冷媒を圧縮する際に、回転ピストン15を径方向外方に移動させてCP隙間19を縮小することができる。それにより、シリンダ室14a内における圧縮室10から吸入室9へのガスリークを抑制することができる。特に、ロータリ圧縮機の低速運転時にCP隙間19を縮小することにより、圧縮機の効率を向上させることができる。
【0022】
以下、本実施の形態の具体的構成について説明する。図1を参照して、回転ピストン15と偏芯部16との間に押圧部材の一例である偏芯リング20が介装されている。この偏芯リング20は、偏芯部16の外周に沿って移動可能であり、偏芯リング20が偏芯部16の外周に沿って回転することにより回転ピストン15をシリンダ室14aの壁面側に押圧して移動させることができる。
【0023】
また、偏芯リング20の可動範囲を規制する可動範囲規制機構29を設けている。これにより偏芯リング20の可動範囲を規制することができる。
【0024】
なお、図1において、従来例と同様の構成部分には同一番号を付し、重複説明は省略する。また、ロータリ圧縮機の全体構成についても、図8に示す従来例と同様であるため、説明を省略する。
【0025】
次に、偏芯リング20および可動範囲規制機構29についてより詳しく説明する。
【0026】
まず偏芯リング20について説明する。図2に示すように、偏芯リング20は、偏芯部16の径方向における厚みの異なる第1と第2の部分20a,20bを有する。相対的に厚みの大きい第1の部分20aと、相対的に厚みの小さい(図2に示す場合では最小の厚み)第2の部分20bは、偏芯部16の回転方向26に順次並ぶ。それは、偏芯リング20の外周中心(回転ピストン15の内周あるいは外周中心と一致)24を、偏芯リング20の内周中心(偏芯部16の外周中心)25に対しクランク軸(回転軸)4の軸芯23側にずらせているからである。
【0027】
偏芯リング20は、偏芯部16を回転方向26に回転させることにより、これと同方向に回転する。
【0028】
以下その理由について図3を用いて説明する。冷媒の圧縮時には、回転ピストン15の外周は冷媒からガス力を受け、このガス力は偏芯リング20の外周にも作用する。一方、偏芯リング20の内周には、偏芯部16が回転ピストン15を駆動する際の駆動力が作用する。図3に示すように、冷媒からのガス力の合力は回転ピストン15の外周中心24に作用し、偏芯部16からの駆動力の合力は偏芯部16の外周中心25に作用する。このようにガス力と駆動力の作用点が異なるため、偏芯リング20は、図3において矢印で示す方向すなわち偏芯部16と同方向に回転することとなる。
【0029】
偏芯リング20が上記の方向に回転することにより、相対的に厚みの大きい第1の部分20aがCP隙間19が形成される部分に移動し、回転ピストン15を径方向外方に押圧し、回転ピストン15の外周をシリンダ室14aの側壁に近づく方向に移動させる。それにより、CP隙間19が縮小され、圧縮室10から吸入室9へのガスリークを抑制することができる。
【0030】
ロータリ圧縮機の低速運転時には、回転ピストン15の外周をシリンダ室14aの側壁と当接させても動力損失は問題とならない程度なので、回転ピストン15の外周とシリンダ室14aの側壁とを当接させてCP隙間19をゼロにすることが好ましい。
【0031】
このようにシリンダ壁面と回転ピストン15を接触させた場合、回転ピストン15の押付力が過大となることが懸念されるが、図2に示すように軸芯リング20が第1の部分20aから第2の部分20bに向けて徐々に厚みが小さくなる形状を有しているため上記押付力が過大となっても偏芯リング20が自動的に逆回転し、押付力が過大となることを回避できる。
【0032】
高速運転時には、回転ピストン15の外周とシリンダ室14aの側壁とを当接させないことが好ましい。それは、高速運転時には、回転ピストン15とシリンダ14との接触による動力損失が大きく無視できない程度のものとなるからである。しかし、偏芯リング20を採用することにより、高速運転時に上記接触を回避することができる。以下、その理由について説明する。
【0033】
偏芯リング20の周囲には油膜が存在し、偏芯リング20の表面には油せん断により発生する粘性力が作用する。この粘性力は、偏芯部16が高速回転するに従って大きくなり、偏芯リング20を逆方向に回転させようとする。そして、粘性力が偏芯リング20の回転駆動力を上回ることにより、偏芯リング20は逆方向に回転する。それにより、回転ピストン15とシリンダ14との接触を回避することができる。よって、高速運転時にはCP隙間19が存在することとなるが、高速運転時には低速運転時に比べてガス漏れの影響は小さいため、CP隙間19が存在していたとしてもあまり問題とはならない。
【0034】
次に、可動範囲規制機構29について説明する。図1に示すように、本実施の形態では、可動範囲規制機構29は、溝部21と、リミットピン22とを含む。溝部21は偏芯部16の外周に形成され、リミットピン22は偏芯リング20の内周に取付けられている。
【0035】
リミットピン22が溝部21の一対の側壁と係合することにより、偏芯リング20の回転角を制限することができる。具体的には、図2において矢印27で示す範囲内で偏芯リング20は時計回りあるいは反時計回りに回転する。
【0036】
このように偏芯リング20の可動範囲を規制することにより、CP隙間を適正値に制御することができることに加え、回転ピストン15のシリンダ14に対する押付力が過大となることや、偏芯リング20が必要以上に逆回転(矢印26と反対方向に回転)して回転ピストン15がシリンダ14に噛み込むこと等をも阻止することができる。
【0037】
なお、図2に示す態様では、溝部21を偏芯部16に設けたが、この溝部21は、偏芯リング20の内周あるいは外周、フロントヘッド13、リアヘッド17、もしくは回転ピストン15の内周等偏芯リング20の周囲の要素に設けられてもよい。また、リミットピン22についても、同様に偏芯部16や回転ピストン15等に設けられてもよい。さらに、溝部21やリミットピン22以外の可動範囲規制機構を採用することも可能である。
【0038】
また、前述の偏芯リング20についても、回転ピストン15の内方から回転ピストン15に押圧力を付与できる部材であればリング状の形状以外の形状の部材を採用することも可能である。
【0039】
次に、本実施の形態における偏芯リング20の動作について図4〜図7を用いて説明する。
【0040】
まず図4に示す圧縮直後の状態から偏芯部16が矢印26に従って90度回転し、図5に示す状態となる。この過程において吸入室9への冷媒の吸入が開始される。しかしながら、この段階では、偏芯リング20はまだ回転していない。
【0041】
次に、図5に示す状態からさらに90度偏芯部16を回転させる。この状態が図6に示されている。この段階においてもまだ偏芯リング20は回転していない。図6に示す状態からさらに偏芯部16を90度回転させた状態を図7に示す。この過程において圧縮室10内で最終的な冷媒の圧縮が行なわれ、それとともに偏芯リング20が矢印28に従って回転する。それにより、CP隙間19が縮小され、圧縮室10から吸入室9へのガスリークを抑制することができる。このとき、リミットピン22および溝部21により、偏芯リング20の回転角度は制限されている。
【0042】
このようにして冷媒を圧縮した後、再び図4に示す状態に移行し、上述の動作が繰返されることとなる。
【0043】
以上のようにこの発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0044】
【発明の効果】
請求項1〜に記載のロータリ圧縮機によれば、CP隙間を縮小することができる。それにより、ガスリークを抑制することができ、圧縮機の効率を向上させることができる。特に、偏芯リングを採用した場合には、圧縮機の低速運転時にはシリンダ室(14a)の壁面へ回転ピストン(15)を接触させてガスリークを抑制し、圧縮機の高速運転時には回転ピストン(15)とシリンダ室(14a)の壁面間の接触を阻止して動力損失を低減することができる。また、可動範囲規制機構(29)を設けた場合には、偏芯リング(20)の必要以上の回転を阻止でき、CP隙間を適正範囲内に保持することができるとともに、シリンダ壁面への回転ピストン(15)の押付力が過大となること、偏芯リング(20)が必要以上に逆転して回転ピストン(15)がシリンダ室(14a)の壁面へ噛み込む等の問題発生を阻止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1つの実施の形態におけるロータリ圧縮機のシリンダ室の内部構造を示す図である。
【図2】図1におけるシリンダ室内を拡大した図である。
【図3】偏芯リングに作用する力の関係を示す図である。
【図4】冷媒の圧縮直後の状態を示す図である。
【図5】図4に示す状態から偏芯部を90度回転させた後の状態を示す図である。
【図6】図5に示す状態から偏芯部をさらに90度回転させた状態を示す図である。
【図7】図6に示す状態からさらに90度偏芯部を回転させた状態を示す図である。
【図8】従来のロータリ圧縮機の一例を示す断面図である。
【図9】従来のシリンダ室の内部構造を示す図である。
【符号の説明】
1 ロータリ圧縮機
2 ケーシング
3 モータ
4 クランク軸(回転軸)
5 圧縮要素
6 吸入口
7 吸入管
8 吐出管
9 吸入室
10 圧縮室
11 ブレード
12 ブッシュ
13 フロントヘッド
14 シリンダ
14a シリンダ室
15 回転ピストン
16 偏芯部
17 リアヘッド
18 ブレード背後空間
19 CP隙間
20 偏芯リング
20a 第1の部分
20b 第2の部分
21 溝部
22 リミットピン
23 クランク軸の軸芯
24 回転ピストンの外周(内周)中心(偏芯リングの外周中心)
25 偏芯部の中心(偏芯リングの内周中心)
26 偏芯部の回転方向
27 偏芯リングの可動角
28 偏芯リングの回転方向
29 可動範囲規制機構
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary compressor, and more particularly to a structure of a compression element that compresses a refrigerant.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows an example of a conventional rotary compressor. As shown in FIG. 8, the rotary compressor 1 includes a casing 2, and a motor 3, a crankshaft (rotary shaft) 4, and a compression element 5 are incorporated in the casing 2.
[0003]
The crankshaft 4 is press-fitted into the rotor of the motor 3 and drives the compression element 5. The compression element 5 includes a front head 13, a cylinder 14, a rear head 17, a rotary piston 15 and an eccentric part 16. A cylinder chamber 14a is provided inside the cylinder 14, and the refrigerant is compressed in the cylinder chamber 14a.
[0004]
Here, the internal structure of the cylinder chamber 14a will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the rotary piston 15 and the eccentric portion 16 are housed in the cylinder chamber 14 a, and the rotary piston 15 is fitted on the eccentric portion 16. The rotary piston 15 has a blade 11, and the blade 11 is held by a bush 12 so as to be able to advance and retreat. The cylinder 14 is provided with a blade rear space 18 that receives the tip of the blade 11 and a suction port 6 that guides the refrigerant to the cylinder chamber 14a.
[0005]
As shown in FIG. 9, the cylinder chamber 14 a is partitioned into a suction chamber 9 and a compression chamber 10 by the blade 11 and the rotary piston 15. The refrigerant after passing through the suction port 6 is fed into the suction chamber 9, and the refrigerant is compressed in the compression chamber 10.
[0006]
Referring to FIG. 8 again, the casing 2 is provided with a suction pipe 7 for sending the refrigerant into the cylinder chamber 14a and a discharge pipe 8 for discharging the compressed refrigerant to the outside.
[0007]
In the rotary compressor 1 having the above-described configuration, the refrigerant is fed into the suction chamber 9 through the suction pipe 7 and the suction port 6, and the refrigerant is compressed by the rotary piston 15 in the compression chamber 10. The compressed refrigerant is discharged into the casing 2, rises in the casing 2, and is then discharged from the discharge pipe 8 to the outside of the compressor.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the refrigerant is compressed in the cylinder chamber 14a. However, as shown in FIG. 9, a contact point gap (hereinafter referred to as "CP gap") is formed between the wall surface of the cylinder chamber 14a and the outer periphery of the rotary piston 15. There is a minute gap called 19).
The presence of the CP gap 19 causes a gas leak from the compression chamber 10 to the suction chamber 9 at the time of compression, which causes a problem of reducing the efficiency of the compressor. In particular, in recent years, energy saving has been promoted throughout the year by driving an inverter, and importance has been placed on improving efficiency in low-speed operation that is susceptible to gas leakage.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems. An object of the present invention is to improve the efficiency of the compressor by reducing gas leakage from the compression chamber 10 to the suction chamber 9.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The rotary compressor according to claim 1 includes a rotating shaft (4), a rotating piston (15), and an eccentric ring (20). The rotating shaft (4) has an eccentric part (16) housed in a cylinder chamber (14a) into which the refrigerant is fed, and is arranged so as to sandwich the cylinder chamber (14a) and a rear head. (14). The rotating piston (15) is fitted on the eccentric portion (16), and is rotated by the eccentric portion (16) to compress the refrigerant in the cylinder chamber (14a). The eccentric ring (20) is interposed between the eccentric portion (16) and the rotary piston (15), and presses the rotary piston (15) radially outward to form the wall surface of the cylinder chamber (14a) and the rotary piston. The CP gap with the outer peripheral surface of (15) is reduced, and the center (24) of the circumscribed circle is deviated toward the axis (23) side of the rotating shaft (4) with respect to the center (25) of the inscribed circle. Core .
[0011]
By providing the eccentric ring (20) in this way, the rotary piston (15) can be moved radially outward. Thereby, the rotating piston (15) can be brought close to the wall surface of the cylinder chamber (14a), and the CP gap can be reduced. As a result, gas leakage from the compression chamber to the suction chamber in the cylinder chamber (14a) can be suppressed.
[0012]
In the rotary compressor according to claim 2, the eccentric ring (20) is provided so as to be movable in the circumferential direction of the eccentric part (16), and the thickness of the eccentric part (16) in the radial direction is relatively long. It has a large first part (20a) and a second part (20b) having a relatively small thickness.
[0013]
By moving the eccentric ring (20) along the circumferential direction of the eccentric portion (16), the first portion (20a) having a relatively large thickness also extends along the circumferential direction of the eccentric portion (16). Moving. By moving the first portion (20a) in a direction approaching the wall surface of the cylinder chamber (14a), the rotary piston (15) can be moved radially outward to approach the wall surface of the cylinder chamber (14a). it can. Thereby, the CP gap can be reduced.
[0015]
When employing the eccentric ring, in the the rotary piston (15) between the eccentric portion (16) only interposed eccentric ring, it is possible to rotate the eccentric ring by eccentric portion (16). This is because the center of the outer periphery (25) of the eccentric ring and the center of the inner periphery (the center of the outer periphery of the eccentric portion (16)) (24) are deviated, and the point of action of the gas force received from the refrigerant and the eccentric portion (16 This is because the point of action of the driving force due to () shifts as shown in FIG. By rotating the eccentric ring, the relatively thick first portion (20a) of the eccentric ring can be moved toward the wall surface of the cylinder chamber (14a). Thereby, the rotating piston (15) can be brought close to the wall surface of the cylinder chamber (14a), and the CP gap can be reduced. During low-speed operation of the compressor, it is preferable that the rotary piston (15) and the wall surface of the cylinder chamber (14a) are brought into contact with each other with the CP gap being zero. Since power loss due to the contact is small and does not cause a problem during low-speed operation, gas leakage can be suppressed by the contact. When the pressing force of the rotating piston (15) against the cylinder wall surface becomes excessive, the eccentric ring automatically reverses and the pressing force of the rotating piston (15) can be reduced. On the other hand, during high-speed operation of the compressor, unlike in low-speed operation, loss increases due to contact between the rotating piston (15) and the wall surface of the cylinder chamber (14a). However, during high-speed operation, a viscous force generated by oil shearing on the outer periphery of the eccentric ring becomes large, and rotation of the eccentric ring can be prevented or reversed. Thereby, it is possible to avoid contact between the rotary piston (15) and the wall surface of the cylinder chamber (14a) during high-speed operation with little influence of gas leak, and it is possible to suppress the occurrence of loss due to the contact.
[0016]
In the rotary compressor according to the third aspect , the movable range regulating mechanism (29) for regulating the movable range of the eccentric ring (20) is provided.
[0017]
The movable range of the eccentric ring (20) can be regulated by the movable range regulating mechanism (29).
[0018]
In the rotary compressor according to claim 4 , the movable range restricting mechanism (29) is engaged with the groove portion (21) provided in the eccentric ring (20) or the eccentric portion (16) and the wall surface of the groove portion (21). And an engaging portion (22) for restricting the movement of the eccentric ring (20).
[0019]
By providing the groove portion (21) and the engaging portion (22) as described above, the eccentric ring (20) can be moved only within a range defined by the pair of side walls of the groove portion (21). it can.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of a cylinder chamber 14a of a rotary compressor according to one embodiment of the present invention.
[0021]
An important feature of the present invention is that a pressing member 20 is provided between the rotary piston 15 and the eccentric portion 16 and presses the rotary piston 15 outward in the radial direction to reduce the CP gap 19. . By providing this pressing member, when the rotary piston 15 is rotated to compress the refrigerant, the CP gap 19 can be reduced by moving the rotary piston 15 radially outward. Thereby, the gas leak from the compression chamber 10 to the suction chamber 9 in the cylinder chamber 14a can be suppressed. In particular, the efficiency of the compressor can be improved by reducing the CP gap 19 during low-speed operation of the rotary compressor.
[0022]
Hereinafter, a specific configuration of the present embodiment will be described. With reference to FIG. 1, an eccentric ring 20, which is an example of a pressing member, is interposed between the rotary piston 15 and the eccentric portion 16. The eccentric ring 20 is movable along the outer periphery of the eccentric portion 16, and the eccentric ring 20 rotates along the outer periphery of the eccentric portion 16 to move the rotary piston 15 toward the wall surface side of the cylinder chamber 14 a. It can be pressed and moved.
[0023]
A movable range regulating mechanism 29 that regulates the movable range of the eccentric ring 20 is provided. Thereby, the movable range of the eccentric ring 20 can be regulated.
[0024]
In FIG. 1, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The overall configuration of the rotary compressor is also the same as that of the conventional example shown in FIG.
[0025]
Next, the eccentric ring 20 and the movable range regulating mechanism 29 will be described in more detail.
[0026]
First, the eccentric ring 20 will be described. As shown in FIG. 2, the eccentric ring 20 includes first and second portions 20 a and 20 b having different thicknesses in the radial direction of the eccentric portion 16. The first portion 20a having a relatively large thickness and the second portion 20b having a relatively small thickness (the minimum thickness in the case shown in FIG. 2) are sequentially arranged in the rotation direction 26 of the eccentric portion 16. That is, the center of the outer periphery of the eccentric ring 20 (corresponding to the inner periphery or the center of the outer periphery of the rotary piston 15) 24 is set to the crankshaft (rotary shaft) with respect to the inner periphery center of the eccentric ring 20 (the outer periphery center of the eccentric portion 16) This is because it is shifted to the axis 23 side of 4).
[0027]
The eccentric ring 20 rotates in the same direction by rotating the eccentric portion 16 in the rotation direction 26.
[0028]
The reason will be described below with reference to FIG. When the refrigerant is compressed, the outer periphery of the rotary piston 15 receives a gas force from the refrigerant, and this gas force also acts on the outer periphery of the eccentric ring 20. On the other hand, the driving force when the eccentric portion 16 drives the rotary piston 15 acts on the inner periphery of the eccentric ring 20. As shown in FIG. 3, the resultant force of the gas force from the refrigerant acts on the outer peripheral center 24 of the rotary piston 15, and the resultant force of the driving force from the eccentric portion 16 acts on the outer peripheral center 25 of the eccentric portion 16. Since the operating points of the gas force and the driving force are thus different, the eccentric ring 20 rotates in the direction indicated by the arrow in FIG. 3, that is, in the same direction as the eccentric portion 16.
[0029]
When the eccentric ring 20 rotates in the above direction, the relatively thick first portion 20a moves to the portion where the CP gap 19 is formed, and presses the rotary piston 15 radially outward. The outer periphery of the rotary piston 15 is moved in a direction approaching the side wall of the cylinder chamber 14a. Thereby, the CP gap 19 is reduced, and gas leakage from the compression chamber 10 to the suction chamber 9 can be suppressed.
[0030]
During low-speed operation of the rotary compressor, since the power loss does not matter even if the outer periphery of the rotary piston 15 is brought into contact with the side wall of the cylinder chamber 14a, the outer periphery of the rotary piston 15 is brought into contact with the side wall of the cylinder chamber 14a. Thus, it is preferable to set the CP gap 19 to zero.
[0031]
When the cylinder wall surface and the rotary piston 15 are brought into contact with each other in this way, there is a concern that the pressing force of the rotary piston 15 becomes excessive. However, as shown in FIG. Since the thickness gradually decreases toward the second portion 20b, even if the pressing force is excessive, the eccentric ring 20 is automatically reversely rotated to avoid excessive pressing force. it can.
[0032]
During high-speed operation, it is preferable that the outer periphery of the rotary piston 15 and the side wall of the cylinder chamber 14a do not contact each other. This is because during high-speed operation, power loss due to contact between the rotary piston 15 and the cylinder 14 is so large that it cannot be ignored. However, by adopting the eccentric ring 20, the contact can be avoided during high-speed operation. The reason will be described below.
[0033]
An oil film exists around the eccentric ring 20, and a viscous force generated by oil shearing acts on the surface of the eccentric ring 20. This viscous force increases as the eccentric portion 16 rotates at high speed, and tries to rotate the eccentric ring 20 in the reverse direction. When the viscous force exceeds the rotational driving force of the eccentric ring 20, the eccentric ring 20 rotates in the reverse direction. Thereby, the contact between the rotary piston 15 and the cylinder 14 can be avoided. Therefore, the CP gap 19 exists during high-speed operation, but the influence of gas leakage is less during high-speed operation than during low-speed operation, so even if the CP gap 19 exists, it does not matter much.
[0034]
Next, the movable range regulating mechanism 29 will be described. As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the movable range regulating mechanism 29 includes a groove portion 21 and a limit pin 22. The groove portion 21 is formed on the outer periphery of the eccentric portion 16, and the limit pin 22 is attached to the inner periphery of the eccentric ring 20.
[0035]
When the limit pin 22 engages with the pair of side walls of the groove portion 21, the rotation angle of the eccentric ring 20 can be limited. Specifically, the eccentric ring 20 rotates clockwise or counterclockwise within a range indicated by an arrow 27 in FIG.
[0036]
By regulating the movable range of the eccentric ring 20 in this way, the CP gap can be controlled to an appropriate value, and the pressing force of the rotary piston 15 against the cylinder 14 becomes excessive, or the eccentric ring 20 However, it is possible to prevent the rotating piston 15 from biting into the cylinder 14 by rotating more reversely (rotating in the direction opposite to the arrow 26) than necessary.
[0037]
In the embodiment shown in FIG. 2, the groove portion 21 is provided in the eccentric portion 16, but this groove portion 21 is the inner periphery or outer periphery of the eccentric ring 20, the front head 13, the rear head 17, or the inner periphery of the rotary piston 15. It may be provided in an element around the equi-eccentric ring 20. Similarly, the limit pin 22 may be provided on the eccentric portion 16 or the rotary piston 15. Furthermore, a movable range regulating mechanism other than the groove portion 21 and the limit pin 22 can be employed.
[0038]
As for the eccentric ring 20 described above, a member having a shape other than the ring shape may be employed as long as the member can apply a pressing force to the rotary piston 15 from the inside of the rotary piston 15.
[0039]
Next, operation | movement of the eccentric ring 20 in this Embodiment is demonstrated using FIGS.
[0040]
First, the eccentric part 16 rotates 90 degrees according to the arrow 26 from the state immediately after compression shown in FIG. 4 to be in the state shown in FIG. In this process, the suction of the refrigerant into the suction chamber 9 is started. However, at this stage, the eccentric ring 20 has not yet rotated.
[0041]
Next, the eccentric portion 16 is further rotated by 90 degrees from the state shown in FIG. This state is shown in FIG. Even at this stage, the eccentric ring 20 has not yet rotated. FIG. 7 shows a state where the eccentric portion 16 is further rotated 90 degrees from the state shown in FIG. In this process, the final refrigerant is compressed in the compression chamber 10, and the eccentric ring 20 rotates according to the arrow 28 at the same time. Thereby, the CP gap 19 is reduced, and gas leakage from the compression chamber 10 to the suction chamber 9 can be suppressed. At this time, the rotation angle of the eccentric ring 20 is limited by the limit pin 22 and the groove 21.
[0042]
After compressing the refrigerant in this way, the state again moves to the state shown in FIG. 4 and the above-described operation is repeated.
[0043]
Although the embodiments of the present invention have been described as above, the embodiments disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and includes meanings equivalent to the terms of the claims and all modifications within the scope.
[0044]
【The invention's effect】
According to the rotary compressor of the first to fourth aspects, the CP gap can be reduced. Thereby, gas leak can be suppressed and the efficiency of a compressor can be improved. In particular, when an eccentric ring is adopted, the rotary piston (15) is brought into contact with the wall surface of the cylinder chamber (14a) during low-speed operation of the compressor to suppress gas leakage, and the rotary piston (15 is used during high-speed operation of the compressor. ) And the wall surface of the cylinder chamber (14a) can be prevented to reduce power loss. Further, when the movable range restricting mechanism (29) is provided, the eccentric ring (20) can be prevented from rotating more than necessary, the CP gap can be maintained within an appropriate range, and the rotation to the cylinder wall surface can be performed. Preventing the occurrence of problems such as excessive pressing force of the piston (15), the eccentric ring (20) reverses more than necessary, and the rotating piston (15) bites into the wall surface of the cylinder chamber (14a). Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an internal structure of a cylinder chamber of a rotary compressor in one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a cylinder chamber in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between forces acting on an eccentric ring.
FIG. 4 is a diagram showing a state immediately after the refrigerant is compressed.
FIG. 5 is a diagram showing a state after the eccentric portion is rotated 90 degrees from the state shown in FIG. 4;
6 is a view showing a state where the eccentric portion is further rotated 90 degrees from the state shown in FIG.
7 is a view showing a state where the eccentric portion is further rotated by 90 degrees from the state shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional rotary compressor.
FIG. 9 is a diagram showing an internal structure of a conventional cylinder chamber.
[Explanation of symbols]
1 Rotary compressor 2 Casing 3 Motor 4 Crankshaft (Rotating shaft)
5 Compression Element 6 Suction Port 7 Suction Pipe 8 Discharge Pipe 9 Suction Chamber 10 Compression Chamber 11 Blade 12 Bush 13 Front Head 14 Cylinder 14a Cylinder Chamber 15 Rotating Piston 16 Eccentric Portion 17 Rear Head 18 Blade Rear Space 19 CP Clearance 20 Eccentric Ring 20a 1st part 20b 2nd part 21 Groove part 22 Limit pin 23 Center axis 24 of a crankshaft The outer periphery (inner periphery) center of a rotating piston (the outer periphery center of an eccentric ring)
25 Center of the eccentric part (center of the inner periphery of the eccentric ring)
26 Rotating direction of eccentric part 27 Movable angle of eccentric ring 28 Rotating direction of eccentric ring 29 Movable range regulating mechanism

Claims (4)

冷媒が送り込まれるシリンダ室(14a)に内装される偏芯部(16)を有し、前記シリンダ室(14a)を挟持するように配置されたフロントヘッド(13)およびリアヘッド(14)に保持された回転軸(4)と、
前記偏芯部(16)に外嵌され、該偏芯部(16)により回転駆動され前記冷媒を前記シリンダ室(14a)内で圧縮する回転ピストン(15)と、
前記偏芯部(16)と前記回転ピストン(15)間に介装され、前記回転ピストン(15)を径方向外方に押圧して前記シリンダ室(14a)の壁面と前記回転ピストン(15)の外周面との間の隙間を縮小し、外接円の中心(24)が内接円の中心(25)に対して前記回転軸(4)の軸芯(23)側に偏芯した偏芯リング(20)と、
を備えた、ロータリ圧縮機。
It has an eccentric part (16) housed in a cylinder chamber (14a) into which refrigerant is fed, and is held by a front head (13) and a rear head (14) arranged so as to sandwich the cylinder chamber (14a). Rotating shaft (4),
A rotating piston (15) fitted around the eccentric part (16), and rotated by the eccentric part (16) to compress the refrigerant in the cylinder chamber (14a);
It is interposed between the eccentric part (16) and the rotary piston (15), and presses the rotary piston (15) radially outward to provide a wall surface of the cylinder chamber (14a) and the rotary piston (15). The center of the circumscribed circle (24) is decentered toward the axis (23) side of the rotating shaft (4) with respect to the center (25) of the inscribed circle. A ring (20);
A rotary compressor with
前記偏芯リング(20)は、前記偏芯部(16)の周方向に移動可能に設けられ、前記偏芯部(16)の径方向における厚みが相対的に大きい第1の部分(20a)と、前記厚みが相対的に小さい第2の部分(20b)とを有する、請求項1に記載のロータリ圧縮機。  The eccentric ring (20) is provided to be movable in the circumferential direction of the eccentric portion (16), and the first portion (20a) having a relatively large thickness in the radial direction of the eccentric portion (16). And the second portion (20b) having a relatively small thickness. 前記偏芯リング(20)の可動範囲を規制する可動範囲規制機構(29)を含む、請求項2に記載のロータリ圧縮機。  The rotary compressor according to claim 2, further comprising a movable range regulating mechanism (29) for regulating a movable range of the eccentric ring (20). 前記可動範囲規制機構(29)は、前記偏芯リング(20)あるいは偏芯部(16)に設けられた溝部(21)と、
前記溝部(21)壁面と係合して前記偏芯リング(20)の移動を規制する係合部(22)とを含む、請求項に記載のロータリ圧縮機。
The movable range regulating mechanism (29) includes a groove (21) provided in the eccentric ring (20) or the eccentric part (16),
The rotary compressor according to claim 3 , further comprising an engaging portion (22) that engages with the wall surface of the groove portion (21) and restricts the movement of the eccentric ring (20).
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