JP3988818B2 - 気体圧縮機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は気体圧縮機に係わり、特に過圧縮を低減させ、振動騒音の低減、体積効率の向上の可能な気体圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
気体圧縮機は、室内空調用や冷凍用に用いられている。気体圧縮機50は図6に示す如く圧縮機本体1を有し、圧縮機本体1は一対のサイドブロック2、3間に介挿されたシリンダ4を備えてなり、シリンダ4内にはロータ5が回転可能に配設されている。
【0003】
ロータ5には端面間を貫通する回転軸6が一体に設けられており、回転軸6は両サイドブロック2、3のそれぞれに設けられた軸受孔7、8に回転可能に嵌合し、また、その回転軸先端側6aは軸受孔7より突出し、更にフロントヘッド9を貫通するように延長形成されている。
回転軸先端側6aの外局面側にはシール室10が設けられており、このシール室10には軸受孔7と回転軸6との軸受すきまGを介し潤滑油が供給される。
【0004】
図7に、図6中のA−A矢視線断面図を示す。ロータ5の外周面には径方向にベーン溝12が形成され、ベーン溝12にはベーン13が摺動可能に装着されている。そして、ベーン13は、ロータ5の回転時には遠心力とベーン溝底部の油圧とによりシリンダ4の内壁に付勢される。
【0005】
シリンダ4内は、一対のサイドブロック2、3、ロータ5、ベーン13、13・・により複数の小室に仕切られている。これらの小室は圧縮室14、14・・と称され、ロータ5の回転により容積の大小変化を繰り返す。
【0006】
このような圧縮機本体1においては、ロータ5が回転して圧縮室14、14・・の容積が変化すると、その容積変化により図示しない吸入口に通じる吸入室15の低圧冷媒ガスを吸気し圧縮する。圧縮機本体1は、左側端部に周状の開口端41を有するケース52内に開口端41より挿入固定されている。
【0007】
サイドブロック2、3の外周囲には、気密性を保持するため、Oリング42A、42Bが取り付けられている。サイドブロック3とケース52により吐出室19が形成されている。そして、圧縮後の高圧冷媒ガスは吐出ポート16、吐出弁17、油分離器18等を介して吐出室19に吐出される。
【0008】
このとき、油分離器18では高圧冷媒ガスから油分を分離し、分離の油分は吐出室19の底部に溜り、潤滑油の油溜り20を形成する。油分の分離された高圧冷媒ガスは、図示しない吐出口より外部の図示しない熱交換器等に供給される。
【0009】
一方、図示しないエンジンやモータ等の外部駆動源による動力は、図示しないベルト等によりプーリ31に伝えられる。プーリ31とフロントヘッド9間には、ベアリング32が配設されている。
【0010】
回転軸先端側6aの左端には、アマチュア33が固着され、クラッチ用電磁コイル34の励磁により、このアマチュア33はプーリ31の左端面に吸着若しくは離脱される。アマチュア33がプーリ31の左端面に吸着されたとき、ロータ5はプーリ31の回転につれて回転する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の気体圧縮機50では、回転軸6の回転数が上がるにつれ、圧縮された冷媒ガスを吐出する時間が短くなり、それに伴い吐出仕切れない高圧冷媒ガスがシリンダ4とロータ5間の小さなクリアランス部分に残るおそれがあった。
【0012】
そして、このような吐出仕切れない冷媒ガスの量は、大きくないにもかかわらず、微小のクリアランスによって形成されている非常に小さな容積部分に残存するため、このクリアランス部分で非常に高いピーク圧力を持つ。
【0013】
このため、このピーク圧力により、無駄な動力を生じる。また、インパルス的な加振力がロータ5に加わることになり、振動騒音にも悪影響を及ぼすおそれがあった。
更に、低圧空間と高い圧力差を生じることでリークが発生し、体積効率低下につながる。
【0014】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、過圧縮を低減させ、振動騒音の低減、体積効率の向上の可能な気体圧縮機を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、一対のサイドブロック間に介挿され、かつケース内に固定された楕円形の内周を有するシリンダと、該シリンダの内部で回転するロータと、該ロータと前記シリンダ間に形成される少なくとも一つの圧縮室と、該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出ポートと、前記圧縮室により過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間とを備え、該退避空間は、前記シリンダの中心を通り該シリンダの内周に至る最短径線から前記吐出ポートまでの間の高圧空間側に形成されたことを特徴とする。
【0016】
吐出行程において、吐き出しきれなかった高圧冷媒ガスは、退避空間へと流れ込む。このことにより、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータへのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。また、低圧空間との圧力差を小さく抑えられることでリークが減少し、体積効率を向上させることができる。
【0017】
また、本発明は、前記退避空間は、前記シリンダの内周面に形成された凹部であることを特徴とする。
【0018】
更に、本発明は、前記退避空間は、前記サイドブロックのいずれか少なくとも一方の前記高圧空間を含む位置に形成された凹部であることを特徴とする。
【0019】
更に、本発明は、前記凹部は前記最短径線に対し前記ロータの回転方向に向けて傾斜して筋状に形成され、前記サイドブロックのほぼ中心に向けた少なくとも一部が前記高圧空間に連通されたことを特徴とする。
【0020】
上記凹部は、圧縮室にて圧縮された冷媒ガスの流れの方向に沿って形成されているので、過圧縮によるピーク圧力を一層効果的に抑えることができ、リーク量の低減もできる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施形態について説明する。図1に、本発明の第1実施形態の正面図、図2に図1中のB−B矢視断面図を示す。尚、図6、図7と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【0022】
図1において、シリンダ4の内周は楕円形であり、シリンダ4の中心O点を通り、シリンダ4の内周に至る最短径線101が仮想的に引かれている。そして、この最短径線101と吐出ポート16までの間の高圧空間側に退避空間である凹部103がシリンダ4に形成されている。この凹部103は、シリンダ4の内周面にて圧縮室14と連通されている。
【0023】
かかる構成によれば、ベーン13が吐出ポート16を通過した際に、吐き出しきれなかった高圧冷媒ガスが、シリンダ4に設けた凹部103へと流れ込む。このことにより、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータ5へのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。また、過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。
【0024】
更に、ベーン13が凹部103を通過し終わった後には、凹部103に流れ込んでいた冷媒ガスが次の圧縮室14へと戻される。これにより再圧縮となるが、凹部103に逃げている冷媒ガス量自体が少ないため性能に大きな影響を及ぼすことは無い。また、過圧縮による低圧空間との圧力差が減少し、リークが減るため、体積効率を向上させることができる。
【0025】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図3に、本発明の第2実施形態の正面図、図4に側面断面図を示す。尚、図6、図7と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。本発明の第2実施形態は、サイドブロック2、3に退避空間である凹部を形成するものである。
【0026】
図3において、図中実線で示される部分は、フロントサイドブロック2又はリアサイドブロック3である。そして、このサイドブロック2、3の高圧空間を含む位置には円形状の凹部105が配設されている。凹部105は、一部がシリンダ4により覆われている。
かかる構成によれば、本発明の第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0027】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図5に、本発明の第3実施形態の正面図を示す。尚、図6、図7と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。本発明の第3実施形態は、サイドブロック2、3に退避空間である凹部を形成する点で本発明の第2実施形態と共通するが、この凹部を筋状に長く形成する点で相違するものである。
【0028】
図5において、図中実線で示される部分は、フロントサイドブロック2又はリアサイドブロック3であり、シリンダ4より手前に位置されている。そして、このサイドブロック2、3の高圧空間を含む位置には筋状の凹部107が配設されている。
【0029】
凹部107は、最短径線101に対しロータ5の回転方向に向けて傾斜して形成されている。凹部107は、一部がシリンダ4により覆われている。そして、凹部107の残りの部分は、最短径線101と吐出ポート16までの間の高圧空間と連通されている。
【0030】
かかる構成によれば、凹部107は、圧縮室14にて圧縮された冷媒ガスの流れの方向に沿って傾斜形成されているので、過圧縮によるピーク圧力を一層効果的に抑えることができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間を備えて構成したので、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータへのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。また、過圧縮が低減することで低圧空間へのリークが減少し、体積効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態の正面図
【図2】 図1中のB−B矢視断面図
【図3】 本発明の第2実施形態の正面図
【図4】 同上側面断面図
【図5】 本発明の第3実施形態の正面図
【図6】 従来の気体圧縮機の断面図
【図7】 図5中のA−A矢視線断面図
【符号の説明】
2 フロントサイドブロック
3 リアサイドブロック
4 シリンダ
5 ロータ
6 回転軸
13 ベーン
14 圧縮室
16 吐出ポート
50 気体圧縮機
101 最短径線
103、105、107 凹部
Claims (4)
- 一対のサイドブロック間に介挿され、かつケース内に固定された楕円形の内周を有するシリンダと、
該シリンダの内部で回転するロータと、
該ロータと前記シリンダ間に形成される少なくとも一つの圧縮室と、
該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出ポートと、
前記圧縮室により過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間とを備え、
該退避空間は、前記シリンダの中心を通り該シリンダの内周に至る最短径線から前記吐出ポートまでの間の高圧空間側に形成されたことを特徴とする気体圧縮機。 - 前記退避空間は、前記シリンダの内周面に形成された凹部であることを特徴とする請求項1記載の気体圧縮機。
- 前記退避空間は、前記サイドブロックのいずれか少なくとも一方の前記高圧空間を含む位置に形成された凹部であることを特徴とする請求項1記載の気体圧縮機。
- 前記凹部は前記最短径線に対し前記ロータの回転方向に向けて傾斜して筋状に形成され、前記サイドブロックのほぼ中心に向けた少なくとも一部が前記高圧空間に連通されたことを特徴とする請求項3記載の気体圧縮機。
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