JP5807175B2 - ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機100は、圧縮機本体40、アキュームレータ12、吸入経路14、吐出経路11、帰還経路16、インバータ42および制御部44を備えている。
図10に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機200は、第1実施形態で説明した圧縮機構3に加えて、圧縮機構3の上方に配置された第2圧縮機構30を備えている。以下、第1実施形態で説明した圧縮機構3およびこれに関連する要素に「第1」を付して標記する。例えば、シリンダ51を第1シリンダ51、ピストン52を第1ピストン52、ベーン54を第1ベーン54、作動室53を第1作動室53、圧縮機構3を第1圧縮機構3、吸入経路14を第1吸入経路14と標記する。
図13に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機300は、第2実施形態のロータリ圧縮機200において第1圧縮機構3と第2圧縮機構30の位置を逆にしたような構成を有している。さらに、本実施形態では、第2圧縮機構30の第2閉塞部材66に、第2圧縮−吐出室83bから冷媒を逃がすための第2帰還ポート30cと、第2帰還ポート30cと連通する第2背圧室19が設けられている。そして、帰還経路16の上流端は、第1背圧室18だけでなく第2背圧室19にも接続されている。
図14に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機400は、第3実施形態のロータリ圧縮機300において中間板65の代わりに互いに重ね合わされる第1中間板68および第2中間板69が配設された構成を有している。すなわち、第1圧縮機構3および第2圧縮機構は、第1中間板68と第2中間板69を別々に有している。
図15に示すように、第1実施形態のロータリ圧縮機100を使用して冷凍サイクル装置600を構築できる。冷凍サイクル装置600は、ロータリ圧縮機100、放熱器602、膨張機構604および蒸発器606を備えている。これらの機器は、冷媒回路を形成するように冷媒管によって上記の順番で接続されている。放熱器602は、例えば空気−冷媒熱交換器で構成されており、ロータリ圧縮機100で圧縮された冷媒を冷却する。膨張機構604は、例えば膨張弁で構成されており、放熱器602で冷却された冷媒を膨張させる。蒸発器606は、例えば空気−冷媒熱交換器で構成されており、膨張機構604で膨張した冷媒を加熱する。第1実施形態のロータリ圧縮機100に代えて、第2〜第4実施形態のロータリ圧縮機200〜400を使用してもよい。
本明細書で説明したいくつかの実施形態は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。例えば、容積変更弁17は必ずしも開閉弁である必要はなく、容積変更弁17として、帰還経路16を通じた作動流体の流通を禁止するときは冷媒回路中の高圧冷媒を背圧室18に導くように帰還経路16に設けられた三方弁を用いることも可能である。
Claims (15)
- シリンダ、自身の外周面と前記シリンダの内周面との間に作動室が形成されるように前記シリンダの内部に配置されたピストン、前記作動室を吸入室と圧縮−吐出室とに仕切るベーン、圧縮するべき作動流体を前記吸入室に流入させる吸入ポート、圧縮された作動流体を前記圧縮−吐出室から流出させる吐出ポート、および前記圧縮−吐出室から作動流体を逃がすための帰還ポート、を含む圧縮機構と、
前記ピストンに嵌合する偏心部を有するシャフトと、
前記シャフトを回転させるモータと、
前記吸入ポートに作動流体を導く吸入経路と、
前記帰還ポートと連通する背圧室と、
前記背圧室内に配置され、弾性変形により前記帰還ポートを開閉するリードバルブ型の逆止弁と、
前記背圧室から作動流体を前記吸入経路へ戻す帰還経路と、
前記帰還経路に設けられ、前記圧縮機構の吸入容積を相対的に小さくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を許容し、前記吸入容積を相対的に大きくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を禁止して前記背圧室内の圧力を増加させる容積変更弁と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記吸入容積の減少を前記モータの回転数の増加で補償するように前記容積変更弁および前記インバータを制御する制御部と、
を備え、
作動流体を保持できる内部空間を有し、前記吸入経路および前記帰還経路が接続されたアキュームレータをさらに備え、
前記アキュームレータの前記内部空間を介して前記帰還経路が前記吸入経路と連通している、ロータリ圧縮機。 - 前記シリンダを第1シリンダ、前記ピストンを第1ピストン、前記ベーンを第1ベーン、前記作動室を第1作動室、前記吸入室を第1吸入室、前記圧縮−吐出室を第1圧縮−吐出室、前記吸入ポートを第1吸入ポート、前記吐出ポートを第1吐出ポート、前記圧縮機構を第1圧縮機構、前記偏心部を第1偏心部、前記吸入経路を第1吸入経路と定義したとき、
当該ロータリ圧縮機は、第2シリンダ、自身の外周面と前記第2シリンダの内周面との間に第2作動室が形成されるように前記第2シリンダの内部に配置された第2ピストン、前記第2作動室を第2吸入室と第2圧縮−吐出室とに仕切る第2ベーン、圧縮するべき作動流体を前記第2吸入室に流入させる第2吸入ポート、および圧縮された作動流体を前記第2圧縮−吐出室から流出させる第2吐出ポート、を含む第2圧縮機構と、作動流体を前記アキュームレータの内部空間から前記第2吸入ポートに導く第2吸入経路と、をさらに備え、
前記シャフトは、前記第2ピストンと嵌合する第2偏心部をさらに有する、請求項1に記載のロータリ圧縮機。 - 前記第2圧縮機構の吸入容積は、常に一定である、請求項2に記載のロータリ圧縮機。
- 前記帰還経路を通じた作動流体の流通が許容される低容積モードにおいて、前記第1圧縮機構の前記吸入容積が実質的にゼロである、請求項3に記載のロータリ圧縮機。
- 前記第1圧縮機構および前記第2圧縮機構は、前記第1シリンダと前記第2シリンダとに挟持され、前記第1作動室および前記第2作動室を前記シャフトの軸方向の一方から閉塞する中間板を共有しており、
前記第1圧縮機構は、前記中間板と反対側から前記第1作動室を閉塞する第1閉塞部材を含み、
前記第2圧縮機構は、前記中間板と反対側から前記第2作動室を閉塞する第2閉塞部材を含み、
前記第1閉塞部材および前記第2閉塞部材は、前記シャフトを回転自在に支持する軸受としても機能し、
前記シャフトにおける前記第1閉塞部材に支持される部分の直径は、前記シャフトにおける前記第2閉塞部材に支持される部分の直径よりも小さい、請求項4に記載のロータリ圧縮機。 - 前記帰還ポートを第1帰還ポート、前記背圧室を第1背圧室、前記逆止弁を第1逆止弁と定義したとき、
前記第2圧縮機構は、前記第2圧縮−吐出室から作動流体を逃がすための第2帰還ポートをさらに含み、
当該ロータリ圧縮機は、前記第2帰還ポートと連通する第2背圧室と、前記第2背圧室内に配置され、弾性変形により前記第2帰還ポートを開閉するリードバルブ型の第2逆止弁と、をさらに備え、
前記帰還経路の上流端は、前記第1背圧室だけでなく前記第2背圧室にも接続されている、請求項2に記載のロータリ圧縮機。 - 前記シャフトの回転方向において、前記第1ベーンから前記第1帰還ポートまでの角度は、前記第2ベーンから前記第2帰還ポートまでの角度と略同じである、請求項6に記載のロータリ圧縮機。
- 前記第1圧縮機構および前記第2圧縮機構は、前記第1シリンダと前記第2シリンダとに挟持され、前記第1作動室および前記第2作動室を前記シャフトの軸方向の一方から閉塞する中間板を共有しており、
前記第1圧縮機構は、前記中間板と反対側から前記第1作動室を閉塞する第1閉塞部材を含み、
前記第2圧縮機構は、前記中間板と反対側から前記第2作動室を閉塞する第2閉塞部材を含み、
前記第1帰還ポートおよび前記第1背圧室は前記第1閉塞部材に設けられ、前記第2帰還ポートおよび前記第2背圧室は前記第2閉塞部材に設けられている、請求項6または7に記載のロータリ圧縮機。 - 前記第1圧縮機構は、第2圧縮機構側から前記第1作動室を閉塞する第1中間板と、前記第1中間板と反対側から前記第1作動室を閉塞する第1閉塞部材と、を含み、
前記第2圧縮機構は、前記第1圧縮機構側から前記第2作動室を閉塞する第2中間板と、前記第2中間板と反対側から前記第2作動室を閉塞する第2閉塞部材と、を含み、
前記第1中間板と前記第2中間板は、互いに重ね合わされ、
前記第1帰還ポートおよび前記第1背圧室は前記第1中間板に設けられ、前記第2帰還ポートおよび前記第2背圧室は前記第2中間板に設けられている、請求項6または7に記載のロータリ圧縮機。 - シリンダ、自身の外周面と前記シリンダの内周面との間に作動室が形成されるように前記シリンダの内部に配置されたピストン、前記作動室を吸入室と圧縮−吐出室とに仕切るベーン、圧縮するべき作動流体を前記吸入室に流入させる吸入ポート、圧縮された作動流体を前記圧縮−吐出室から流出させる吐出ポート、および前記圧縮−吐出室から作動流体を逃がすための帰還ポート、を含む圧縮機構と、
前記ピストンに嵌合する偏心部を有するシャフトと、
前記シャフトを回転させるモータと、
前記吸入ポートに作動流体を導く吸入経路と、
前記帰還ポートと連通する背圧室と、
前記背圧室内に配置され、弾性変形により前記帰還ポートを開閉するリードバルブ型の逆止弁と、
前記背圧室から作動流体を前記吸入経路へ戻す帰還経路と、
前記帰還経路に設けられ、前記圧縮機構の吸入容積を相対的に小さくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を許容し、前記吸入容積を相対的に大きくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を禁止して前記背圧室内の圧力を増加させる容積変更弁と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記吸入容積の減少を前記モータの回転数の増加で補償するように前記容積変更弁および前記インバータを制御する制御部と、
を備え、
前記帰還ポートの直径Dbが、前記吐出ポートの直径Ddと、Db≦Ddの関係にあるロータリ圧縮機。 - シリンダ、自身の外周面と前記シリンダの内周面との間に作動室が形成されるように前記シリンダの内部に配置されたピストン、前記作動室を吸入室と圧縮−吐出室とに仕切るベーン、圧縮するべき作動流体を前記吸入室に流入させる吸入ポート、圧縮された作動流体を前記圧縮−吐出室から流出させる吐出ポート、および前記圧縮−吐出室から作動流体を逃がすための帰還ポート、を含む圧縮機構と、
前記ピストンに嵌合する偏心部を有するシャフトと、
前記シャフトを回転させるモータと、
前記吸入ポートに作動流体を導く吸入経路と、
前記帰還ポートと連通する背圧室と、
前記背圧室内に配置され、弾性変形により前記帰還ポートを開閉するリードバルブ型の逆止弁と、
前記背圧室から作動流体を前記吸入経路へ戻す帰還経路と、
前記帰還経路に設けられ、前記圧縮機構の吸入容積を相対的に小さくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を許容し、前記吸入容積を相対的に大きくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を禁止して前記背圧室内の圧力を増加させる容積変更弁と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記吸入容積の減少を前記モータの回転数の増加で補償するように前記容積変更弁および前記インバータを制御する制御部と、
を備え、
前記帰還ポートの直径Dbが、前記ピストンの外半径Rp1と内半径Rp2と、Db<Rp1−Rp2の関係にあるロータリ圧縮機。 - シリンダ、自身の外周面と前記シリンダの内周面との間に作動室が形成されるように前記シリンダの内部に配置されたピストン、前記作動室を吸入室と圧縮−吐出室とに仕切るベーン、圧縮するべき作動流体を前記吸入室に流入させる吸入ポート、圧縮された作動流体を前記圧縮−吐出室から流出させる吐出ポート、および前記圧縮−吐出室から作動流体を逃がすための帰還ポート、を含む圧縮機構と、
前記ピストンに嵌合する偏心部を有するシャフトと、
前記シャフトを回転させるモータと、
前記吸入ポートに作動流体を導く吸入経路と、
前記帰還ポートと連通する背圧室と、
前記背圧室内に配置され、弾性変形により前記帰還ポートを開閉するリードバルブ型の逆止弁と、
前記背圧室から作動流体を前記吸入経路へ戻す帰還経路と、
前記帰還経路に設けられ、前記圧縮機構の吸入容積を相対的に小さくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を許容し、前記吸入容積を相対的に大きくすべきときには前記帰還経路を通じた作動流体の流通を禁止して前記背圧室内の圧力を増加させる容積変更弁と、
前記モータを駆動するインバータと、
前記吸入容積の減少を前記モータの回転数の増加で補償するように前記容積変更弁および前記インバータを制御する制御部と、
を備え、
前記帰還ポートの中心と前記シリンダの内径中心との距離Lbが、前記シリンダの内半径Rcと、Lb<Rcの関係にあるロータリ圧縮機。 - 作動流体を保持できる内部空間を有し、前記吸入経路および前記帰還経路が接続されたアキュームレータをさらに備え、
前記アキュームレータの前記内部空間を介して前記帰還経路が前記吸入経路と連通している、請求項10〜12のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。 - 前記圧縮機構は、前記シャフトの軸方向の両側から前記作動室を閉塞する一対の閉塞部材をさらに含み、
前記一対の閉塞部材の一方に、前記帰還ポートおよび前記背圧室が設けられている、請求項1〜13のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。 - 前記圧縮機構および前記モータを収容する密閉容器をさらに備え、
前記吐出ポートは、前記密閉容器の内部空間に開口しており、
前記背圧室は、前記密閉容器の内部空間から区画されている、請求項1〜14のいずれか1項に記載のロータリ圧縮機。
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