JP4978461B2 - Rotary compressor - Google Patents
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Description
本発明は、回転式圧縮機に関し、特に、揺動ピストンに一体的に設けられたブレードがシリンダに保持されて揺動しながら該揺動ピストンがシリンダ室内で公転する動作を行うスイング型（ピストン揺動型）の回転式圧縮機に係るものである。 The present invention relates to a rotary compressor, and in particular, a swing type (piston) in which a blade integrally provided on a swing piston is held by a cylinder and swings while the swing piston revolves in a cylinder chamber. The present invention relates to a swing type rotary compressor.
従来より、回転式圧縮機として、例えば特許文献１に開示されているように、揺動ピストンを備えたスイング圧縮機が知られている。このスイング圧縮機は、一般に、冷凍機（空気調和装置を含む）の冷媒回路において、ガス冷媒を圧縮するのに用いられている。 Conventionally, as a rotary compressor, for example, as disclosed in Patent Document 1, a swing compressor including a swing piston is known. This swing compressor is generally used for compressing a gas refrigerant in a refrigerant circuit of a refrigerator (including an air conditioner).
スイング圧縮機は、一般に、圧縮機構が概略の横断面構造を図８に示すように構成されている。この圧縮機構（100）は、シリンダ室（101）を区画形成するシリンダ（102）と、シリンダ室（101）を貫通するように配置された駆動軸（103）と、駆動軸（103）の偏心軸（103a）に嵌め込まれてシリンダ室（101）に収納された揺動ピストン（104）とを備えている。シリンダ室（101）は断面が円形に形成されている。駆動軸（103）はシリンダ室（101）と同心上に配置される一方、偏心軸（103a）の中心はシリンダ室（101）の中心から偏心している。 In general, a swing compressor is configured such that a compression mechanism has a schematic cross-sectional structure as shown in FIG. The compression mechanism (100) includes a cylinder (102) defining a cylinder chamber (101), a drive shaft (103) disposed so as to penetrate the cylinder chamber (101), and an eccentricity of the drive shaft (103). And an oscillating piston (104) fitted in the shaft (103a) and housed in the cylinder chamber (101). The cylinder chamber (101) has a circular cross section. The drive shaft (103) is arranged concentrically with the cylinder chamber (101), while the center of the eccentric shaft (103a) is eccentric from the center of the cylinder chamber (101).
揺動ピストン（104）にはブレード（104a）が一体に形成されており、このブレード（104a）が揺動ブッシュ（105）を介してシリンダに連結されている。具体的には、この揺動ピストン（104）はブレード（104a）が断面略半円形状の一対のブッシュ（105）に挟まれた状態で、該ブッシュ（105）とともに断面円形状のブッシュ孔（102a）に挿入されることによって、ブッシュ孔（102a）の軸心回りに揺動自在に支持されている。 A blade (104a) is formed integrally with the swing piston (104), and this blade (104a) is connected to the cylinder via a swing bush (105). Specifically, the oscillating piston (104) has a blade hole (104a) sandwiched between a pair of bushes (105) having a substantially semicircular cross section, and a bush hole ( 102a), it is supported so as to be swingable around the axis of the bush hole (102a).
さらに、ブレード（104a）は、その面方向（揺動ピストン（104）の径方向）へブッシュ（105）に対して進退自在に支持されている。また、揺動ピストン（104）は、偏心軸（103a）に摺動自在に嵌め込まれていて、この偏心軸（103a）の回転により、シリンダ（102）の内周面に沿って揺動運動しながら公転する。 Further, the blade (104a) is supported so as to be movable back and forth with respect to the bush (105) in the surface direction (the radial direction of the swing piston (104)). The oscillating piston (104) is slidably fitted to the eccentric shaft (103a), and oscillates along the inner peripheral surface of the cylinder (102) by the rotation of the eccentric shaft (103a). While revolving.
シリンダ室（101）は、揺動ピストン（104）とブレード（104a）とにより、低圧の冷媒が吸入される吸入室（106）と、吸入された冷媒を圧縮する圧縮室（107）とに区画されている。シリンダ（102）には、吸入室（106）に連通する吸入口（108）と、圧縮室（107）に連通する吐出口（109）とが形成されている。吐出口（109）の出口側には吐出弁（110）が装着され、吐出弁（110）は、圧縮室（107）が所定の吐出圧力に達して、圧縮室（107）と周囲の空間との圧力差が所定値を越えたときに開かれる。 The cylinder chamber (101) is divided into a suction chamber (106) into which low-pressure refrigerant is sucked and a compression chamber (107) for compressing the sucked refrigerant by the swing piston (104) and the blade (104a). Has been. The cylinder (102) is formed with a suction port (108) communicating with the suction chamber (106) and a discharge port (109) communicating with the compression chamber (107). A discharge valve (110) is mounted on the outlet side of the discharge port (109). The discharge valve (110) has a compression chamber (107) that reaches a predetermined discharge pressure, and the compression chamber (107) and the surrounding space Opened when the pressure difference exceeds a predetermined value.
以上の構成において、上記スイング圧縮機は、偏心軸（103a）の回転に伴って、ブレード（104a）が揺動しながら揺動ピストン（104）がシリンダ室（101）内で公転することにより、シリンダ室（101）に吸入したガス冷媒をその容積変化により圧縮して吐出する。具体的には、上記スイング圧縮機では揺動ピストン（104）の１回の公転動作の前段で行われる圧縮行程によりシリンダ室（101）が吐出圧に達したとき、シリンダ室（101）の内外の差圧が所定値になることで吐出弁（110）が開いて吐出行程が開始され、冷媒が吐出される。
ところで、上記スイング圧縮機で例えばガスインジェクション構造を採用する場合、インジェクションポート（17）は、シリンダの軸方向端面を閉塞する端板（フロントヘッド、リアヘッドまたはミドルプレート）に形成される。また、その位置は、圧縮室内圧がインジェクション圧に達する前の位置に定められる。インジェクション圧に達した後の位置では冷媒をインジェクションできないからである。 By the way, when adopting, for example, a gas injection structure in the swing compressor, the injection port (17) is formed on an end plate (front head, rear head, or middle plate) that closes the axial end surface of the cylinder. Further, the position is determined at a position before the pressure in the compression chamber reaches the injection pressure. This is because the refrigerant cannot be injected at a position after reaching the injection pressure.
一方、近年、二酸化炭素（ＣＯ２）を冷媒として用い、これを臨界圧を超える圧力まで圧縮して冷凍サイクルを行う冷凍機が注目されている。この冷凍機に用いるスイング圧縮機は、冷媒を臨界圧より低い圧力にしか圧縮しない従来の一般的なスイング圧縮機に比較して、比熱比が高いという冷媒の特性上、ピストンの一回転中に吐出圧に達するのが早いという特性を有している。このことを図６に表している。図において、実線はＣＯ２を使った場合、破線は従来の冷媒の例としてＲ４１０Ａを使った場合を示している。両冷媒の吐出圧は実際には異なるが、比較の基準値を合わせるために同じ値にして作図している。図に示しているように、Ｒ４１０Ａではピストン（クランク軸）の回転角度が１８０°を大きく超えてから吐出圧に達しているのに対して、ＣＯ２ではピストンの回転角度が１８０°近辺で吐出圧に達している。 On the other hand, in recent years, a refrigerator that uses carbon dioxide (CO 2 ) as a refrigerant and compresses it to a pressure exceeding the critical pressure to perform a refrigeration cycle has attracted attention. The swing compressor used in this refrigerator has a specific heat ratio higher than that of a conventional general swing compressor that compresses the refrigerant to a pressure lower than the critical pressure. It has a characteristic that it quickly reaches the discharge pressure. This is illustrated in FIG. In the figure, a solid line indicates a case where CO 2 is used, and a broken line indicates a case where R410A is used as an example of a conventional refrigerant. Although the discharge pressures of the two refrigerants are actually different, the same values are drawn in order to match the reference value for comparison. As shown in the figure, while the rotation angle of the R410A in the piston (crankshaft) has reached the discharge pressure from the well beyond the 180 °, the discharge in the vicinity rotation angle of the CO 2 pistons 180 ° The pressure has been reached.
ＣＯ２を超臨界圧に圧縮する場合のように圧力上昇が早いと、インジェクションポート（17）を設けることができる位置の範囲が狭くなる。また、インジェクションポート（17）のポート径も大きくすることが難しくなる。そのため、インジェクションポート（17）を設けているにもかかわらず、十分なインジェクション量を確保することが困難になる。 If the pressure rises quickly, as in the case of compressing CO 2 to a supercritical pressure, the range of positions where the injection port (17) can be provided becomes narrow. In addition, it is difficult to increase the port diameter of the injection port (17). Therefore, it is difficult to secure a sufficient injection amount despite the provision of the injection port (17).
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷媒を超臨界圧まで圧縮するスイング圧縮機において、一回転中にシリンダ室がインジェクション圧に達するのを遅らせることにより、インジェクションポート（17）を設けることができる位置の範囲を広げ、ポート径も大きくできるようにして、十分なインジェクション量を確保できるようにすることである。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an injection by delaying the cylinder chamber from reaching the injection pressure during one rotation in a swing compressor that compresses a refrigerant to a supercritical pressure. This is to widen the range of positions where the port (17) can be provided and to increase the port diameter so that a sufficient injection amount can be secured.
第１の発明は、揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備え、該圧縮機構（20）で二酸化炭素を圧縮するとともに、該圧縮機構（20）にインジェクションポート（17）が設けられた回転式圧縮機を前提としている。 In the first invention, a blade (28b) provided integrally with a swing piston (28) is held by a cylinder (19) and swings while the swing piston (28) is in the cylinder chamber (25). It is assumed that the rotary mechanism includes a compression mechanism (20) that revolves around the cylinder, compresses carbon dioxide with the compression mechanism (20), and is provided with an injection port (17) in the compression mechanism (20). It is said.
そして、この回転式圧縮機は、揺動ピストン（28）の外周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴としている。 In this rotary compressor, the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) is formed in a deformed shape based on a circular shape, and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) is the swing piston ( 28) is formed based on the envelope of the outer peripheral surface of the swing piston (28) at the time of swing, and the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) When the piston (28) is positioned at the bottom dead center during its swing, the volume of the compression chamber (25b) located on the discharge side with respect to the blade (28b) is the suction side with respect to the blade (28b). It is characterized by being formed in a shape that is larger than the volume of the suction chamber (25a) located in the position.
第２の発明は、揺動ピストン（28）に一体的に設けられたブレード（28b）がシリンダ（19）に保持されて揺動しながら該揺動ピストン（28）がシリンダ室（25）内で公転する動作を行う圧縮機構（20）を備え、該圧縮機構（20）で二酸化炭素を圧縮するとともに、該圧縮機構（20）にインジェクションポート（17）が設けられた回転式圧縮機を前提としている。 According to the second aspect of the present invention, the blade (28b) provided integrally with the swing piston (28) is held by the cylinder (19) and swings while the swing piston (28) is in the cylinder chamber (25). It is assumed that the rotary mechanism includes a compression mechanism (20) that revolves around the cylinder, compresses carbon dioxide with the compression mechanism (20), and is provided with an injection port (17) in the compression mechanism (20). It is said.
そして、この回転式圧縮機は、シリンダ室（25）の内周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、揺動ピストン（28）の外周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時におけるシリンダ室（25）の内周面の包絡線に基づいて形成され、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴としている。 In this rotary compressor, the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) is formed into a deformed shape based on a circular shape, and the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) is the swing piston (28). 28) is formed based on the envelope of the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) when swinging, and the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) When the piston (28) is positioned at the bottom dead center during its swing, the volume of the compression chamber (25b) located on the discharge side with respect to the blade (28b) is the suction side with respect to the blade (28b). It is characterized by being formed in a shape that is larger than the volume of the suction chamber (25a) located in the position.
上記第１，第２の発明では、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成しているので、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を真円形状にした場合に比較して、揺動ピストン（28）の一回転中にシリンダ室（25）が吐出圧に達するのが遅くなる。つまり、揺動ピストン（28）の一回転中における圧縮行程が長くなる。 In the first and second inventions described above, the shape of the outer peripheral surface of the swing piston (28) and the shape of the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) are such that the swing piston (28) is at the bottom dead center during the swing. When positioned, the volume of the compression chamber (25b) located on the discharge side with respect to the blade (28b) is larger than the volume of the suction chamber (25a) located on the suction side with respect to the blade (28b) Compared to the case where the outer peripheral surface shape of the oscillating piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are made into a perfect circle shape, the oscillating piston (28) is rotating once. In addition, the cylinder chamber (25) is slow to reach the discharge pressure. That is, the compression stroke during one rotation of the swing piston (28) becomes longer.
第３の発明は、第１または第２の発明において、上記インジェクションポート（17）は、上記シリンダ（19）の軸方向端面側を閉塞する端板（22，23）に形成されていることを特徴としている。 According to a third invention, in the first or second invention, the injection port (17) is formed on an end plate (22, 23) that closes an axial end face side of the cylinder (19). It is a feature.
この第３の発明では、冷媒、シリンダ（19）の軸方向端面を閉塞する端板（22，23）（フロントヘッド、リアヘッドまたはミドルプレート）からシリンダ（19）内へインジェクションされる。 In the third aspect of the invention, the refrigerant is injected into the cylinder (19) from the end plates (22, 23) (front head, rear head or middle plate) that close the axial end surface of the cylinder (19).
第４の発明は、第１，第２または第３の発明において、上記揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する部分が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する部分よりも、径方向外方へ突出する卵形の形状に定められていることを特徴としている。 According to a fourth invention, in the first, second or third invention, the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are discharged to the blade (28b). The portion located on the side is defined as an oval shape protruding radially outward from the portion located on the suction side with respect to the blade (28b).
この第４の発明では、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状をブレード（28b）の吐出側が吸入側よりも径方向外方へ突出する卵形の形状にすることにより、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状を容易に実現できる。 In the fourth aspect of the invention, the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are oval shaped such that the discharge side of the blade (28b) protrudes radially outward from the suction side. By adopting the shape, when the swing piston (28) is located at the bottom dead center during the swing, the volume of the compression chamber (25b) positioned on the discharge side with respect to the blade (28b) A shape larger than the volume of the suction chamber (25a) located on the suction side with respect to (28b) can be easily realized.
第５の発明は、第１から第４の発明の何れか１つにおいて、上記揺動ピストン（28）が、上記シリンダ（19）がその軸方向端面側に有する端板（22，23）に対して実質的に近接する部分の径方向長さであるシール長が、吸入側よりも吐出側へ長い寸法に定められていることを特徴としている。 According to a fifth invention, in any one of the first to fourth inventions, the swing piston (28) is provided on an end plate (22, 23) which the cylinder (19) has on its axial end face side. On the other hand, the seal length, which is the length in the radial direction of a portion that is substantially close to the surface, is determined to be longer than the suction side to the discharge side.
この第５の発明では、シール長が吸入側よりも吐出側に長い寸法に定められているので、軸受け側にインジェクションポート（17）が開口しにくくなる。 In the fifth aspect of the invention, since the seal length is determined to be longer on the discharge side than on the suction side, the injection port (17) is difficult to open on the bearing side.
上記第１，第２の発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を真円形状にした場合に比較して、揺動ピストン（28）の一回転中における圧縮行程が長くなるようにしているので、冷媒を超臨界圧まで圧縮するスイング圧縮機において、一回転中にシリンダ室（25）がインジェクション圧に達するのを遅らせることができる。したがって、インジェクションポート（17）を設ける位置と大きさを設定しやすくすることができる。 According to the first and second aspects of the present invention, compared to the case where the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are made into a perfect circle shape, the swing piston (28 ) In the swing compressor that compresses the refrigerant to the supercritical pressure, it is possible to delay the cylinder chamber (25) from reaching the injection pressure during one rotation. . Therefore, it is possible to easily set the position and size of the injection port (17).
上記第３の発明によれば、インジェクションポート（17）を、シリンダ（19）の軸方向端面側を閉塞する端板（22，23）に形成しているので、第１，第２の発明の効果と相まって、インジェクションポート（17）を設ける位置と大きさをより自由に選択でき、大きなインジェクションポート（17）を設けやすくなる。 According to the third invention, since the injection port (17) is formed on the end plates (22, 23) that close the axial end face side of the cylinder (19), the first and second inventions are provided. Coupled with the effect, the position and size of the injection port (17) can be selected more freely, and it becomes easier to provide a large injection port (17).
上記第４の発明によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状をブレード（28b）の吐出側が吸入側よりも径方向外方へ突出する卵形の形状にすることにより、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状を容易に実現できるので、インジェクションポート（17）を設ける位置と大きさに関する設定の自由度を容易に高められる。 According to the fourth aspect of the invention, the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are such that the discharge side of the blade (28b) protrudes radially outward from the suction side. When the swing piston (28) is positioned at the bottom dead center during the swing, the volume of the compression chamber (25b) positioned on the discharge side with respect to the blade (28b) is reduced. Since the shape larger than the volume of the suction chamber (25a) located on the suction side with respect to the blade (28b) can be easily realized, the degree of freedom in setting the position and size of the injection port (17) is easy. Enhanced.
上記第５の発明によれば、シール長が吸入側よりも吐出側に長い寸法に定められているので、軸受け側にインジェクションポート（17）が開口しにくくなり、インジェクションポート（17）を設置しやすくなる。 According to the fifth aspect, since the seal length is determined to be longer on the discharge side than on the suction side, the injection port (17) is difficult to open on the bearing side, and the injection port (17) is installed. It becomes easy.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る回転式圧縮機（1）は、いわゆるスイング圧縮機である。このスイング圧縮機（1）は、ケーシング（10）内に、圧縮機構（20）と電動機（30）とが収納され、全密閉型に構成されている。上記スイング圧縮機（1）は、例えば、空気調和装置の冷媒回路中に設けられて、冷媒を吸入、圧縮して吐出するように構成されている。また、このスイング圧縮機（1）が設けられる冷媒回路は、二酸化炭素を使用する。したがって、このスイング圧縮機（1）は冷媒を超臨界圧にまで圧縮する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the rotary compressor (1) according to this embodiment is a so-called swing compressor. The swing compressor (1) includes a compression mechanism (20) and an electric motor (30) accommodated in a casing (10), and is configured as a completely sealed type. The swing compressor (1) is provided, for example, in a refrigerant circuit of an air conditioner, and is configured to suck, compress, and discharge the refrigerant. The refrigerant circuit provided with the swing compressor (1) uses carbon dioxide. Therefore, this swing compressor (1) compresses the refrigerant to the supercritical pressure.
ケーシング（10）は、円筒状の胴部（11）と、この胴部（11）の上下の端部にそれぞれ固定された鏡板（12，13）とによって構成されている。胴部（11）には、下方寄りの所定の位置に、この胴部（11）を貫通する吸入管（14）が設けられている。一方、上部の鏡板（12）には、ケーシング（10）の内外を連通する吐出管（15）と、図示しない外部電源に接続されて電動機（30）に電力を供給するターミナル（16）とが設けられている。 The casing (10) includes a cylindrical body (11) and end plates (12, 13) fixed to upper and lower ends of the body (11). The body (11) is provided with a suction pipe (14) penetrating through the body (11) at a predetermined position near the lower side. On the other hand, the upper end plate (12) has a discharge pipe (15) communicating with the inside and outside of the casing (10) and a terminal (16) connected to an external power source (not shown) for supplying electric power to the motor (30). Is provided.
圧縮機構（20）は、ケーシング（10）内の下部側に配置されている。圧縮機構（20）は、シリンダ（19）と、このシリンダ（19）のシリンダ室（25）の内部に収納された揺動ピストン（28）とを備えている。シリンダ（19）は、環状のシリンダ本体（21）と、このシリンダ本体（21）の上部開口を閉塞するフロントヘッド（図の上側の端板）（22）と、シリンダ本体（21）の下部開口を閉塞するリヤヘッド（図の下側の端板）（23）とから構成されている。そして、シリンダ本体（21）の内周面と、フロントヘッド（22）の下端面と、リヤヘッド（23）の上端面との間に、上記シリンダ室（25）が区画形成されている。 The compression mechanism (20) is disposed on the lower side in the casing (10). The compression mechanism (20) includes a cylinder (19) and a swing piston (28) housed in a cylinder chamber (25) of the cylinder (19). The cylinder (19) includes an annular cylinder body (21), a front head (upper end plate in the figure) (22) for closing the upper opening of the cylinder body (21), and a lower opening of the cylinder body (21). And a rear head (end plate on the lower side in the figure) (23). The cylinder chamber (25) is defined between the inner peripheral surface of the cylinder body (21), the lower end surface of the front head (22), and the upper end surface of the rear head (23).
電動機（30）は、ステータ（31）とロータ（32）とを備えている。ステータ（31）は、圧縮機構（20）の上方の位置でケーシング（10）の胴部（11）に固定されている。 The electric motor (30) includes a stator (31) and a rotor (32). The stator (31) is fixed to the body (11) of the casing (10) at a position above the compression mechanism (20).
ロータ（32）には駆動軸（33）が連結されていて、ロータ（32）と共に駆動軸（33）が回転する。駆動軸（33）は、シリンダ室（25）を上下方向に貫通している。フロントヘッド（22）とリヤヘッド（23）には、駆動軸（33）を支持するための軸受部（22a，23a）がそれぞれ形成されている。 A drive shaft (33) is connected to the rotor (32), and the drive shaft (33) rotates together with the rotor (32). The drive shaft (33) penetrates the cylinder chamber (25) in the vertical direction. Bearing parts (22a, 23a) for supporting the drive shaft (33) are formed in the front head (22) and the rear head (23), respectively.
また、駆動軸（33）には、その軸方向に縦貫する給油路（図示省略）が設けられている。さらに、駆動軸（33）の下端部には、油ポンプ（36）が設けられている。そして、この油ポンプ（36）によって、ケーシング（10）内の底部に貯留されている潤滑油を、上記給油路内を流通させて圧縮機構（20）の摺動部へ供給するように構成されている。 In addition, the drive shaft (33) is provided with an oil supply passage (not shown) extending vertically in the axial direction. Furthermore, an oil pump (36) is provided at the lower end of the drive shaft (33). The oil pump (36) is configured to supply the lubricating oil stored in the bottom of the casing (10) to the sliding portion of the compression mechanism (20) through the oil supply passage. ing.
駆動軸（33）には、シリンダ室（25）の中に位置する部分に偏心部（33a）が形成されている。偏心部（33a）は、駆動軸（33）よりも大径に形成され、駆動軸（33）の軸心から所定量偏心している。そして、偏心部（33a）には、圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）が摺動自在に嵌め込まれている。 The drive shaft (33) is formed with an eccentric portion (33a) at a portion located in the cylinder chamber (25). The eccentric portion (33a) is formed with a larger diameter than the drive shaft (33), and is eccentric from the shaft center of the drive shaft (33) by a predetermined amount. The swinging piston (28) of the compression mechanism (20) is slidably fitted into the eccentric part (33a).
揺動ピストン（28）は、図２に示すように、環状のピストン本体（28a）と、ピストン本体（28a）の外周面の１箇所から径方向外側に突出して延びる板状のブレード（28b）とが一体的に形成されたものである。揺動ピストン（28）のブレード（28b）とピストン本体（28a）とは、一体形成か、または別部材を互いに固着して一体化することにより形成されている。ピストン本体（28a）はシリンダ室（25）の内部で公転可能に構成され、ブレード（28b）はシリンダ（19）に揺動可能に保持されている。 As shown in FIG. 2, the oscillating piston (28) includes an annular piston body (28a) and a plate-like blade (28b) that protrudes radially outward from one place on the outer peripheral surface of the piston body (28a). Are integrally formed. The blade (28b) and the piston main body (28a) of the oscillating piston (28) are integrally formed or formed by fixing separate members to each other. The piston main body (28a) is configured to revolve inside the cylinder chamber (25), and the blade (28b) is swingably held by the cylinder (19).
揺動ピストン（28）は、外周面形状が非円形（円形を基にして変形した異形形状）であって、いわゆる卵形に形成されている。この揺動ピストン（28）の外周面は、ブレード（28b）に対して図２の左側（吐出側）の部分（28d）が、右側（吸入側）の部分（28s）よりも突出するように、楕円などの曲面形状に基づいて形成されている。一方、揺動ピストン（28）の外周面のうち、ブレード（28b）に対して吸入側の部分（28s）は真円形状を基本形状として形成されている。 The oscillating piston (28) has a non-circular outer peripheral surface shape (an irregular shape deformed based on a circular shape), and is formed in a so-called egg shape. The outer peripheral surface of the oscillating piston (28) is such that the left side (discharge side) portion (28d) of FIG. 2 protrudes beyond the right side (suction side) portion (28s) with respect to the blade (28b). It is formed based on a curved surface shape such as an ellipse. On the other hand, of the outer peripheral surface of the swing piston (28), the suction side portion (28s) with respect to the blade (28b) is formed with a perfect circle as a basic shape.
この揺動ピストン（28）は、卵形になったピストン本体（28a）の外周面が、シリンダ本体（21）の内周面とある一点において微小隙間となるように近接する構成になっている（この状態はピストン本体（28a）の外周面とシリンダ本体（21）の内周面とが実質的に接触する状態であり、以下の説明では、この状態のことを略して「接触」する状態と言う）。シリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）とは違って、真円と楕円とを組み合わせた単なる卵形でなく、該揺動ピストン（28）の揺動時における該揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいた形状に形成されている。つまり、シリンダ室（25）の内周面は、揺動ピストン（28）の動作に合うように、特に吸入側の部分が、楕円形を基にして該揺動ピストン（28）の揺動時の傾斜角度分だけ変形させた特殊な曲面形状に形成されている。 The oscillating piston (28) is configured such that the outer peripheral surface of the oval piston main body (28a) is close to the inner peripheral surface of the cylinder main body (21) so as to form a minute gap. (This state is a state in which the outer peripheral surface of the piston main body (28a) and the inner peripheral surface of the cylinder main body (21) are substantially in contact with each other. Say). Unlike the oscillating piston (28), the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) is not a mere oval shape combining a perfect circle and an ellipse. The shape is based on the envelope of the outer peripheral surface of the swing piston (28). In other words, the inner circumferential surface of the cylinder chamber (25) is adapted to the movement of the swing piston (28), and particularly the suction side portion is based on an elliptical shape when the swing piston (28) swings. It is formed in a special curved surface shape that is deformed by the inclination angle.
言い換えると、上記揺動ピストン（28）の外周面及びシリンダ室（25）の内周面は、実質的に全体にわたって接線の傾きが連続的に変化するとともに、その接線の傾きが揺動ピストン（28）側とシリンダ室（25）側とで一致するように形成されている。この構成において「実質的に全体にわたって」としているのは、逆に言うと、揺動ピストンの動作に影響のない範囲であれば部分的には接線の傾きが連続的に変化していなくてもよいことを意味しており、例えば後述の吸入口（41）と吐出口（42）の間など、実質的にシリンダ室（25）を構成しない範囲については、必ずしも接線の傾きが連続的に変化していなくてもよい。 In other words, the outer peripheral surface of the swing piston (28) and the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) change in tangential slope substantially continuously over the entire surface, and the tangential slope changes with the swing piston ( 28) and the cylinder chamber (25) side are formed to coincide. In this configuration, “substantially over the whole” means, conversely, even if the inclination of the tangential line does not continuously change as long as it does not affect the operation of the swing piston. In the range that does not substantially constitute the cylinder chamber (25), for example, between the suction port (41) and the discharge port (42), which will be described later, the slope of the tangent line does not necessarily change continuously. You don't have to.
そして、上記揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、これらの形状を単なる円形としたときよりも、揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が長くなり、吐出行程が短くなる形状に形成されている。言い換えると、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストンが、その揺動中に下死点（図２（Ｃ）の仮想線参照）に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されている。 The shape of the outer peripheral surface of the swing piston (28) and the shape of the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) are greater than the compression stroke during operation of the swing piston (28) than when these shapes are simply circular. Is formed in such a shape that the discharge stroke is shortened. In other words, the shape of the outer peripheral surface of the swing piston (28) and the shape of the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) are the bottom dead center during the swing of the swing piston (see the phantom line in FIG. 2C). The volume of the compression chamber (25b) located on the discharge side with respect to the blade (28b) is larger than the volume of the suction chamber (25a) located on the suction side with respect to the blade (28b). It is formed into a shape.
一方、上記シリンダ本体（21）には、駆動軸（33）の軸方向と平行に断面円形状のブッシュ孔（21b）が貫通形成されている。ブッシュ孔（21b）は、シリンダ本体（21）の内周面側に形成され、且つ周方向の一部分がシリンダ室（25）と連通するように形成されている。ブッシュ孔（21b）の内部には、断面が略半円形状の一対のブッシュ（51,52）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、シリンダ室（25）内の吐出側に配設される吐出側ブッシュ（51）と、シリンダ室（25）内の吸入側に配設される吸入側ブッシュ（52）とから構成されている。そして、揺動ピストン（28）のブレード（28b）は、これらのブッシュ（51,52）を介してシリンダ本体（21）のブッシュ孔（21b）に挿入されている。 On the other hand, a bush hole (21b) having a circular cross section is formed through the cylinder body (21) in parallel with the axial direction of the drive shaft (33). The bush hole (21b) is formed on the inner peripheral surface side of the cylinder body (21), and is formed so that a part in the circumferential direction communicates with the cylinder chamber (25). A pair of bushes (51, 52) having a substantially semicircular cross section are inserted into the bush holes (21b). The bushes (51, 52) include a discharge side bush (51) disposed on the discharge side in the cylinder chamber (25) and a suction side bush (52) disposed on the suction side in the cylinder chamber (25). It is composed of. The blade (28b) of the swing piston (28) is inserted into the bush hole (21b) of the cylinder body (21) via these bushes (51, 52).
両ブッシュ（51,52）は、フラットな面同士が対向するように配置されている。そして、両ブッシュ（51,52）の対向面の間のスペースがブレード溝（29）として形成されている。ブレード溝（29）には、揺動ピストン（28）のブレード（28b）が挿入されている。ブッシュ（51,52）は、ブレード溝（29）にブレード（28b）を挟んだ状態で、ブレード（28b）がその面方向にブレード溝（29）を進退するように構成されている。同時に、ブッシュ（51,52）は、ブレード（28b）と一体的にブッシュ孔（21b）の中で揺動するように構成されている。 Both bushes (51, 52) are arranged such that flat surfaces face each other. A space between the opposing surfaces of both bushes (51, 52) is formed as a blade groove (29). The blade (28b) of the swing piston (28) is inserted into the blade groove (29). The bushes (51, 52) are configured such that the blade (28b) advances and retreats the blade groove (29) in the surface direction with the blade (28b) sandwiched between the blade grooves (29). At the same time, the bushes (51, 52) are configured to swing in the bush hole (21b) integrally with the blade (28b).
なお、この実施形態では両ブッシュ（51,52）を別体とした例について説明したが、両ブッシュ（51,52）は、一部で連結することにより一体にしてもよい。 In this embodiment, an example in which both bushes (51, 52) are separated from each other has been described. However, both bushes (51, 52) may be integrated by partly connecting them.
上記構成において駆動軸（33）が回転すると、揺動ピストン（28）は、ブレード（28b）がブレード溝（29）内を進退しながら、シリンダ側の一点（ブッシュ孔（21b）の中心）を軸心として揺動する。この揺動動作により、揺動ピストン（28）とシリンダ本体（21）の内周面との接触点が図２において（Ａ）図から（Ｄ）図へ順に時計周り方向へ移動する。このとき、上記揺動ピストン（28）（ピストン本体（28a））は駆動軸（33）の周りで揺動運動を行う。 When the drive shaft (33) rotates in the above configuration, the oscillating piston (28) moves one point on the cylinder side (center of the bush hole (21b)) while the blade (28b) advances and retreats in the blade groove (29). Swings as an axis. By this swinging operation, the contact point between the swinging piston (28) and the inner peripheral surface of the cylinder body (21) moves in the clockwise direction in order from FIG. 2 (A) to FIG. At this time, the oscillating piston (28) (piston body (28a)) oscillates around the drive shaft (33).
上記ブレード（28b）は、例えば図２（Ｃ）に示すように、シリンダ室（25）を吸入室（25a）と圧縮室（25b）に区画している。シリンダ本体（21）には吸入口（41）が形成されている。この吸入口（41）は、シリンダ本体（21）をその径方向に貫通しており、一端が吸入室（25a）に臨むように開口している。一方、吸入口（41）の他端には上記吸入管（14）の端部が接続されている。 The blade (28b) partitions the cylinder chamber (25) into a suction chamber (25a) and a compression chamber (25b), for example, as shown in FIG. A suction port (41) is formed in the cylinder body (21). The suction port (41) penetrates the cylinder body (21) in the radial direction, and is open so that one end faces the suction chamber (25a). On the other hand, the end of the suction pipe (14) is connected to the other end of the suction port (41).
また、シリンダ本体（21）には吐出口（42）が形成されている。この吐出口（42）は、シリンダ本体（21）をその径方向に貫通しており、一端が圧縮室（25b）に臨むように開口している。一方、吐出口（42）の他端は、該吐出口（42）を開閉する吐出弁（46）（図２（Ａ）参照）を介してケーシング（10）内の吐出空間に連通している。吐出口（40）及び吐出弁（46）は、フロントヘッド（22）またはリヤヘッド（23）に形成してもよい。 Further, a discharge port (42) is formed in the cylinder body (21). The discharge port (42) penetrates the cylinder body (21) in the radial direction, and is open so that one end faces the compression chamber (25b). On the other hand, the other end of the discharge port (42) communicates with the discharge space in the casing (10) via a discharge valve (46) (see FIG. 2A) that opens and closes the discharge port (42). . The discharge port (40) and the discharge valve (46) may be formed in the front head (22) or the rear head (23).
上記フロントヘッド（22）（またはリヤヘッド（23））には、インジェクションポート（17）が形成されている。このインジェクションポート（17）には、ガスインジェクション管（18）が接続されている。 The front head (22) (or the rear head (23)) is formed with an injection port (17). A gas injection pipe (18) is connected to the injection port (17).
上述したように、この実施形態の圧縮機構（20）は、シリンダ（19）と揺動ピストン（28）を断面円形にした場合よりも圧縮行程が長く行われて吐出のタイミングが遅くなるように構成されている。ここで、比較例として示した図４及び図５の構成（符号はず２，図３と同じにしている）で冷媒に二酸化炭素を用いて超臨界まで圧縮する場合、図６のグラフに示すように、Ｒ４１０Ａなどの従来の冷媒に比べて、ＣＯ２を用いると圧縮室（25b）が吐出圧に達するのが早くなる。したがって、シリンダ（19）と揺動ピストン（28）が断面円形である場合は、圧縮室（25b）が吐出圧に達するクランク角度に基づいて、図５にインジェクション開始位置（θ１の位置）を実線で、インジェクション中の位置（θ１とθ２の間の位置）を一点鎖線で、インジェクション終了位置（θ２の位置）を破線で示しているように、インジェクションポート（17）の形成可能な角度範囲が比較的狭く、その範囲が図のハッチング部分に限定されることから、図示したような比較的小さいインジェクションポート（17）でないと形成できない。 As described above, in the compression mechanism (20) of this embodiment, the compression stroke is performed longer than the case where the cylinder (19) and the swing piston (28) are circular in cross section, and the discharge timing is delayed. It is configured. Here, when the refrigerant is compressed to the supercritical state using carbon dioxide as the refrigerant in the configuration of FIGS. 4 and 5 shown as a comparative example (same as reference numeral 2 and FIG. 3), as shown in the graph of FIG. In addition, when CO 2 is used, the compression chamber (25b) reaches the discharge pressure faster than conventional refrigerants such as R410A. Therefore, when the cylinder (19) and the swing piston (28) are circular in cross section, the injection start position (position of θ1) is shown in FIG. 5 as a solid line based on the crank angle at which the compression chamber (25b) reaches the discharge pressure. As shown, the position range during injection (position between θ1 and θ2) is indicated by a one-dot chain line and the injection end position (position of θ2) is indicated by a broken line. Since its range is limited to the hatched portion in the figure, it can be formed only with a relatively small injection port (17) as shown.
一方、本実施形態を表す図２及び図３に示すように揺動ピストン（28）を卵形にしてシリンダ（19）をその包絡線形状にすると、図３にシリンダ室（25）が吐出圧に達するクランク角度に基づいて示した実線のインジェクション開始位置（θ１の位置）と、一点鎖線で示したインジェクション中の位置（θ１とθ２の間の位置）と、破線で示したインジェクション終了位置（θ２の位置）の関係から、インジェクションポート（17）の形成可能範囲が、シリンダ（19）と揺動ピストン（28）を円形にしたときよりも広い範囲となる（ハッチング部分参照）。つまり、θ１からθ２に至る角度が大きくなる。したがって、インジェクションポート（17）自体も比較的大きく形成できる。 On the other hand, when the swing piston (28) is formed in an oval shape and the cylinder (19) is formed in its envelope shape as shown in FIGS. 2 and 3 representing this embodiment, the cylinder chamber (25) is shown in FIG. The solid line injection start position (position of θ1) shown on the basis of the crank angle to reach, the position during injection (position between θ1 and θ2) shown by the alternate long and short dash line, and the injection end position (θ2) shown by the broken line The position where the injection port (17) can be formed is wider than when the cylinder (19) and the swing piston (28) are circular (see the hatched portion). That is, the angle from θ1 to θ2 increases. Therefore, the injection port (17) itself can be formed relatively large.
また、揺動ピストンは、シリンダ（19）がその軸方向端面側に有するフロントヘッド（22）及びリヤヘッド（23）に対して実質的に近接する部分の径方向長さであるシール長（図２（Ｃ）参照）が、吸入側よりも吐出側で長い寸法になるように定められている。 The swing piston has a seal length which is a radial length of a portion of the cylinder (19) which is substantially close to the front head (22) and the rear head (23) on the axial end surface side (FIG. 2). (See (C)) is set to be longer on the discharge side than on the suction side.
なお、図７（Ａ）及び７（Ｂ）に示すように、インジェクションポート（17）は、インジェクション中には揺動ピストン（28）の外側に位置し、インジェクション停止中には揺動ピストン（28）でシールされる位置に形成されている。逆に言うと、図７（Ｃ）に示すようにインジェクション動作の停止中に揺動ピストン（28）よりも軸側には位置しないように配置されており、これは、揺動ピストン（28）の内側が高圧であるため、この位置にインジェクションポート（17）を形成すると軸受の高圧の潤滑油が逆流するためである。 As shown in FIGS. 7A and 7B, the injection port (17) is positioned outside the swing piston (28) during the injection, and when the injection is stopped, the swing piston (28 ). In other words, as shown in FIG. 7 (C), it is arranged so as not to be positioned on the shaft side with respect to the swing piston (28) during the stop of the injection operation. This is because the high-pressure lubricating oil in the bearing flows backward when the injection port (17) is formed at this position because the inside of the cylinder is at high pressure.
＜圧縮動作＞
次に、このスイング圧縮機（1）の運転動作について説明する。
<Compression operation>
Next, the operation of the swing compressor (1) will be described.
電動機（30）を起動してロータ（32）が回転すると、該ロータ（32）の回転が駆動軸（33）を介して圧縮機構（20）の揺動ピストン（28）に伝達される。これによって、揺動ピストン（28）のブレード（28b）がブッシュ（51,52）に対して往復直線運動の摺動を行い、且つブッシュ（51,52）が上記ブッシュ孔（21b）内で往復回転運動を行うことで、揺動ピストン（28）はブレード（28b）がブッシュ孔（21b）を中心として揺動しながらピストン本体（28a）がシリンダ室（25）内で駆動軸（33）を中心として公転し、圧縮機構（20）が所定の圧縮動作を行う。 When the electric motor (30) is activated and the rotor (32) rotates, the rotation of the rotor (32) is transmitted to the swing piston (28) of the compression mechanism (20) via the drive shaft (33). As a result, the blade (28b) of the swing piston (28) slides in a reciprocating linear motion with respect to the bush (51, 52), and the bush (51, 52) reciprocates within the bush hole (21b). By rotating, the oscillating piston (28) moves the drive shaft (33) in the cylinder chamber (25) while the blade (28b) oscillates about the bush hole (21b). Revolving around the center, the compression mechanism (20) performs a predetermined compression operation.
具体的に、図２において、（Ｂ）図に示すように吸入口（41）のすぐ右側でシリンダ本体（21）の内周面と揺動ピストン（28）の外周面とが一点で接触する状態から説明する。 Specifically, in FIG. 2, as shown in FIG. 2B, the inner peripheral surface of the cylinder body (21) and the outer peripheral surface of the swing piston (28) come into contact at one point on the right side of the suction port (41). I will explain from the state.
この状態でシリンダ室（25）の吸入室（25a）の容積が概ね最小となる。揺動ピストン（28）が図の右回りに公転すると、吸入室（25a）の容積が徐々に拡大し、該吸入室（25a）に低圧の冷媒ガスが吸入口（41）を介して吸入される。この吸入行程において、揺動ピストン（28）が図２（Ｃ）に仮想線で示す下死点に位置したとき、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積はブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる。 In this state, the volume of the suction chamber (25a) of the cylinder chamber (25) is substantially minimized. When the swinging piston (28) revolves clockwise in the figure, the volume of the suction chamber (25a) gradually increases, and low-pressure refrigerant gas is sucked into the suction chamber (25a) through the suction port (41). The In this suction stroke, when the swing piston (28) is located at the bottom dead center indicated by the phantom line in FIG. 2 (C), the volume of the compression chamber (25b) located on the discharge side with respect to the blade (28b) is It becomes larger than the volume of the suction chamber (25a) located on the suction side with respect to the blade (28b).
そして、揺動ピストン（28）が公転を続け、吸入室（25a）の容積がさらに拡大しながらシリンダ本体（21）の内周面と揺動ピストン（28）の外周面との接触位置が吸入口（41）にまで達すると、この吸入室（25a）は今度は冷媒が圧縮される圧縮室（25b）となり、ブレード（28b）と接触位置を隔てて新たな吸入室（25a）が形成される。 Then, the swinging piston (28) continues to revolve, and while the volume of the suction chamber (25a) is further enlarged, the contact position between the inner peripheral surface of the cylinder body (21) and the outer peripheral surface of the swinging piston (28) is sucked. When reaching the mouth (41), this suction chamber (25a) is now a compression chamber (25b) in which the refrigerant is compressed, and a new suction chamber (25a) is formed with a contact position with the blade (28b). The
また、上記揺動ピストン（28）がさらに公転すると、吸入室（25a）への冷媒の吸入が繰り返される一方、圧縮室（25b）の容積が減少し、該圧縮室（25b）では冷媒が圧縮される。圧縮室（25b）の圧力が所定値となって圧縮室（25b）の内部と圧縮機構（20）の外側空間との差圧が設定値に達すると、圧縮室（25b）の高圧冷媒によって吐出弁（46）が開き、高圧冷媒が圧縮室（25b）からケーシング（10）の内部に吐出される。この動作が繰り返される。 When the swing piston (28) further revolves, the suction of the refrigerant into the suction chamber (25a) is repeated, while the volume of the compression chamber (25b) decreases, and the refrigerant is compressed in the compression chamber (25b). Is done. When the pressure in the compression chamber (25b) reaches a set value and the pressure difference between the inside of the compression chamber (25b) and the outer space of the compression mechanism (20) reaches the set value, the pressure is discharged by the high-pressure refrigerant in the compression chamber (25b). The valve (46) is opened, and the high-pressure refrigerant is discharged from the compression chamber (25b) into the casing (10). This operation is repeated.
ここで、本実施形態では、上述したように、揺動ピストン（28）が下死点に位置したときにブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積がブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなるようにしている。したがって、揺動ピストンとシリンダを断面円形に形成する場合と比較して、インジェクション圧に達する位置（θ２の位置）までのクランク角度が大きくなり、圧縮室がインジェクション圧に達するのが遅くなる。その結果、圧縮行程が比較的長い時間をかけて行われることになる。そして、その長くなった圧縮行程中にガスインジェクションが行われる。 Here, in this embodiment, as described above, when the swing piston (28) is located at the bottom dead center, the volume of the compression chamber (25b) located on the discharge side with respect to the blade (28b) is the blade ( 28b) is larger than the volume of the suction chamber (25a) located on the suction side. Therefore, as compared with the case where the swing piston and the cylinder are formed to have a circular cross section, the crank angle to the position where the injection pressure is reached (the position of θ2) is increased, and the compression chamber reaches the injection pressure later. As a result, the compression process is performed over a relatively long time. Gas injection is performed during the lengthened compression stroke.
＜実施形態の効果＞
本実施形態によれば、揺動ピストン（28）の外周面形状を非円形の卵形形状にするとともに、シリンダ室（25）の内周面形状をそれに対応する包絡線形状として、これらの形状を円形としたときよりも圧縮行程が長く行われるようにしているので、インジェクションポート（17）を設けることができる位置の範囲を広げることができ、しかもインジェクションポート（17）を大きくすることもできる。したがって、十分なインジェクション量を得ることが可能となる。
<Effect of embodiment>
According to the present embodiment, the shape of the outer peripheral surface of the swing piston (28) is a non-circular oval shape, and the shape of the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) is an envelope shape corresponding thereto, and these shapes are used. Since the compression stroke is made longer than when circular, the range of positions where the injection port (17) can be provided can be expanded, and the injection port (17) can be enlarged. . Therefore, it is possible to obtain a sufficient injection amount.
また、ピストンの回転中でインジェクションが行われない角度範囲については、ピストンが径方向へ突出した部分（図２（Ｃ）で左側に突出した部分）でインジェクションポート（17）が閉塞される。この部分をシール部と考えると、揺動ピストンが円形の場合よりもシール長が長いので、冷媒の漏れを確実に防止できる。 In addition, in the angular range where the injection is not performed during the rotation of the piston, the injection port (17) is closed at the portion where the piston protrudes in the radial direction (the portion protruding to the left in FIG. 2C). Considering this portion as a seal portion, the seal length is longer than when the swinging piston is circular, so that it is possible to reliably prevent the refrigerant from leaking.
また、この実施形態では、シリンダ室（25）の内周面形状を、揺動ピストン（28）の揺動時の包絡線に基づいて形成している。これに対し、例えばピストン（28）の外周面と同様にシリンダ室（25）の内周面も真円と楕円の組み合わせにすると、ピストン（28）の揺動により揺動ピストン（28）とシリンダ室（25）とで楕円の接線の傾きが一致しなくなる部分が生じ、シール不能になったり動作不可になったりするが、本実施形態ではシリンダ室（25）側を上記形状とすることにより、揺動ピストン（28）の円滑な動作と優れたシール性が保証される。 In this embodiment, the shape of the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) is formed based on the envelope at the time of swing of the swing piston (28). On the other hand, for example, when the inner peripheral surface of the cylinder chamber (25) is combined with a perfect circle and an ellipse in the same manner as the outer peripheral surface of the piston (28), the swing piston (28) and the cylinder are moved by the swing of the piston (28). There is a portion where the inclination of the tangent of the ellipse does not match with the chamber (25), and sealing becomes impossible or operation becomes impossible, but in this embodiment, by making the cylinder chamber (25) side the above shape, Smooth operation of the oscillating piston (28) and excellent sealing performance are guaranteed.
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
<< Other Embodiments >>
About the said embodiment, it is good also as the following structures.
例えば、揺動ピストン（28）の外周面形状は、上記実施形態では真円と楕円を組み合わせた卵形としているが、上記形状は、円形にしたときよりも圧縮行程が長くなる形状であれば、その他の形状にしてもよい。 For example, the shape of the outer peripheral surface of the oscillating piston (28) is an oval shape combining a perfect circle and an ellipse in the above-described embodiment, but the above shape is a shape in which the compression stroke is longer than when it is circular. Other shapes may also be used.
また、必ずしも揺動ピストン（28）側の形状を基準としてシリンダ室（25）側をその包絡線に基づく形状とする必要はなく、逆に両者の相対的な動作においてシリンダ室（25）を可動側と考え、該シリンダ室（25）の形状を基準として揺動ピストン（28）をその包絡線に基づく形状としてもよい。つまり、シリンダ室（25）の内周面形状を非円形に形成するとともに、揺動ピストン（28）の外周面形状を、その揺動時におけるシリンダ室（25）の相対動作による内周面の包絡線に基づいて形成し、揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状を、円形にしたときよりも揺動ピストン（28）の動作時の圧縮行程が長くなる形状に形成してもよい。 In addition, the cylinder chamber (25) side does not necessarily have a shape based on the envelope with respect to the shape of the swing piston (28) side. The swinging piston (28) may be shaped based on the envelope of the cylinder chamber (25) as a reference. That is, the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) is formed in a non-circular shape, and the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) It is formed based on the envelope, and the compression stroke during the operation of the swing piston (28) is greater than when the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are made circular. You may form in the shape which becomes long.
また、揺動ピストン（28）を同軸上で２段に配置してもよい。その場合、揺動ピストンの位相を１８０°異ならせるようにすると回転時のバランスが安定する。 Further, the swing piston (28) may be arranged in two stages on the same axis. In that case, if the phase of the oscillating piston is varied by 180 °, the balance during rotation is stabilized.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、揺動ピストンに一体的に設けられたブレードがシリンダに保持されて揺動しながら該揺動ピストンがシリンダ室内で公転する動作を行うスイング型の回転式圧縮機について有用である。 As described above, the present invention is a swing-type rotary compression in which the blade provided integrally with the swing piston is held by the cylinder and swings while the swing piston revolves in the cylinder chamber. Useful for the machine.
1 スイング圧縮機（回転式圧縮機）
17 インジェクションポート
19 シリンダ
20 圧縮機構
22 フロントヘッド（端板）
23 リヤヘッド（端板）
25 シリンダ室
25a 吸入室
25b 圧縮室
28 揺動ピストン
28b ブレード
1 Swing compressor (rotary compressor)
17 Injection port
19 cylinders
20 Compression mechanism
22 Front head (end plate)
23 Rear head (end plate)
25 Cylinder chamber
25a Suction chamber
25b Compression chamber
28 Swing piston
28b blade
Claims (5)
揺動ピストン（28）の外周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、シリンダ室（25）の内周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時における揺動ピストン（28）の外周面の包絡線に基づいて形成され、
揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。 A blade (28b) provided integrally with the swing piston (28) is held by the cylinder (19) and swings while the swing piston (28) revolves in the cylinder chamber (25). A rotary compressor comprising a compression mechanism (20), compressing carbon dioxide with the compression mechanism (20), and provided with an injection port (17) in the compression mechanism (20),
The outer peripheral surface shape of the swing piston (28) is formed in a deformed shape based on a circular shape, and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) swings when the swing piston (28) swings. Formed based on the envelope of the outer peripheral surface of the piston (28),
The outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are such that when the swing piston (28) is positioned at the bottom dead center during the swing, the blade (28b) On the other hand, the volume of the compression chamber (25b) positioned on the discharge side is formed to be larger than the volume of the suction chamber (25a) positioned on the suction side with respect to the blade (28b). Rotary compressor.
シリンダ室（25）の内周面形状が円形を基にして変形した異形形状に形成され、且つ、揺動ピストン（28）の外周面形状が揺動ピストン（28）の揺動時におけるシリンダ室（25）の内周面の包絡線に基づいて形成され、
揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、揺動ピストン（28）が、その揺動中に下死点に位置したときに、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する圧縮室（25b）の容積が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する吸入室（25a）の容積よりも大きくなる形状に形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。 A blade (28b) provided integrally with the swing piston (28) is held by the cylinder (19) and swings while the swing piston (28) revolves in the cylinder chamber (25). A rotary compressor comprising a compression mechanism (20), compressing carbon dioxide with the compression mechanism (20), and provided with an injection port (17) in the compression mechanism (20),
The cylinder chamber (25) is formed in a deformed shape whose inner peripheral surface shape is deformed based on a circular shape, and the outer peripheral surface shape of the swing piston (28) is a cylinder chamber when the swing piston (28) swings. (25) formed based on the envelope of the inner peripheral surface,
The outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are such that when the swing piston (28) is positioned at the bottom dead center during the swing, the blade (28b) On the other hand, the volume of the compression chamber (25b) positioned on the discharge side is formed to be larger than the volume of the suction chamber (25a) positioned on the suction side with respect to the blade (28b). Rotary compressor.
上記インジェクションポート（17）は、上記シリンダ（19）の軸方向端面側を閉塞する端板（22，23）に形成されていることを特徴とする回転式圧縮機。 In claim 1 or 2,
The rotary compressor according to claim 1, wherein the injection port (17) is formed on an end plate (22, 23) that closes an axial end face of the cylinder (19).
上記揺動ピストン（28）の外周面形状及びシリンダ室（25）の内周面形状は、ブレード（28b）に対して吐出側に位置する部分が、ブレード（28b）に対して吸入側に位置する部分よりも、径方向外方へ突出する卵形の形状に定められていることを特徴とする回転式圧縮機。 In claim 1, 2 or 3,
The outer peripheral surface shape of the swing piston (28) and the inner peripheral surface shape of the cylinder chamber (25) are such that the portion located on the discharge side with respect to the blade (28b) is located on the suction side with respect to the blade (28b). A rotary compressor characterized in that the rotary compressor is defined in an oval shape protruding outward in a radial direction from a portion to be performed.
上記揺動ピストン（28）は、上記シリンダ（19）がその軸方向端面側に有する端板（22，23）に対して実質的に近接する部分の径方向長さであるシール長が、吸入側よりも吐出側へ長い寸法に定められていることを特徴とする回転式圧縮機。 In any one of Claims 1-4,
The rocking piston (28) has a seal length that is a radial length of a portion that is substantially close to the end plates (22, 23) that the cylinder (19) has on the axial end surface side. A rotary compressor characterized in that the length is determined to be longer from the discharge side to the discharge side.
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