JPH01193095A - 回転圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野〕 本発明は冷凍・空調用の冷媒圧縮機や、その他のガス圧
縮機等に利用することができる回転圧縮機の改良に関す
るもので、特にその低騒音化を図ろうとするものである
。

〔従来の技術〕

第６図乃至第１３図を参照して従来の回転圧縮機を冷凍
空調用冷媒圧縮機を例に説明する。

図において、１は密閉ハウジングで、同ハウジング上部
にはその内部の圧縮冷媒ガスを外部に導出するための吐
出管２が設けられている。同吐出管２には冷媒配管３を
介して凝縮器４、絞り機構５．蒸発器６及びアキューム
レータ７が順次接続されており、アキュームレータ７は
吸入管８を介して密閉ハウジング１内のシリンダ内空間
２０に連通している。９はアキュームレータ７内におけ
る吸入管８の入口部である。入口部９より吸入管８を介
してシリンダ内空間２０に吸込まれたガス冷媒は圧縮さ
れ、吐出ポート３４、吐出弁４２を経て吐出キャビティ
１３に吐出された後、密閉ハウジング１内の空間部１４
に導出され、モータ１１の周囲を通過して、吐出管２か
ら密閉ハウジング１の外部へ吐出されるようになってい
る。

１２はクランクシャフト、１５は密閉ハウジング１の底
部に蓄えられた潤滑油である。３ｏは密閉ハウジングｌ
内の下方部に固着されたシリンダ本体で、その上・下端
にはそれぞれクランクシャフト１２を回転自在に支持す
る上部軸受４０及び下部軸受４１がボルトによって固着
され１．密閉されたシリンダ内空間２０を形成している
。シリンダ内空間２０にはロータ３１がクランクシャフ
ト１２の偏心部に遊嵌されて設けられ、このシリンダ内
空間２０はシリンダ本体３０に設けられた溝にシリンダ
内空間２０側先端がロータ３１の外周面に押圧されるよ
う摺動自在に嵌合された仕切板３２によって吸入管８が
連通ずる吸入側空間２０　ａと、圧縮側空間２０　ｂと
に仕切られている。

前記吐出ポート３４は仕切板３２に隣接して圧縮側空間
２０　ｂに連通ずるよう上部軸受４０に設けられており
、この吐出ポート３４には吐出弁４２がリデーナ４３及
びボルト４４を介して取付けられている。３３は吐出ポ
ート３４とシリンダ内空−間２０との間の通路面積を取
るためシリンダ３０に設けられた切欠き溝で、圧縮ガス
はこの切欠き溝３３から吐出ポート３４を経て吐出され
るようになっている。

上記構成の回転圧縮機においては、吸入管８を経て低圧
の冷媒ガスが吸入側空間２０　ａ内に吸入されるととも
に一回転前に吸入されたガスはロータ３１の回転ととも
に容積が減少して行く圧縮側空間２０　ｂ内で圧縮され
た後、切欠き溝３３、吐出ポー）３４を経て吐出弁４２
より吐出されるが、切欠き溝３３及び吐出ポート３４は
所謂トソプクリアランスボリームとなるものであり、こ
の部分にある吐出ガスは吐出弁４２より吐出されずに残
留し、ロータ３１がトップクリアランスボリュームを通
過すると、吸入行程中の吸入側空間２０　ａ内に逆流す
る。従って、このシリンダ内空間２０内の圧力を計測す
ると第９図のようになる。第９図は横軸にロータ回転角
、縦軸にシリンダ内空間圧力をとったものであり、トッ
プクリアランスボリュームの残留圧縮ガスは低圧の吸入
側空間２０　ａに急激に逆流するため、吸入側空間２０
ａの圧力波形にはＡで示すような高周波成分の脈動が含
まれることになり、この脈動の影響で圧縮機の騒音が大
きくなるという問題があった。

そこで、この高周波成分の脈動を防止するため、トップ
クリアランスボリュームに第１０図及び第１１図に示す
ような音響効果を利用したバッファー３５を設けたもの
や、第１２図に示すようにトップクリアランスボリュー
ムの残留圧縮ガスが低圧の吸入側空間２Ｏａ側へ急激に
洩れるのを防止するため、切欠き溝３３から吸入側空間
２Ｏａ側へかけて数１００μｍ程度の深さの切削溝３６
を設けて除々にガスを洩すよう工夫したものが考案され
ている。

しかしながら第１０図及び第１１図に示したものでは、
運転中にシリンダ内に吸込まれた潤滑油の一部がバッフ
ァー３５に入り、バッファー容積がその潤滑油で満たさ
れてしまうと十分な騒音低減効果が発揮できなくなる問
題があった。−方、第１２図に示したものでは、切削溝
３６にロータ３１がきた場合切削溝３６が無いものに比
ベガス洩れによる性能低下が認められるとともに運転圧
力条件によっては洩れ面積が一定の為、効果が低減した
りする問題があった。また、削り深さが数１００μｍで
あるため加工上の困難性を有するとともに広範囲な運転
圧力条件にて効果を保つ為には、切削溝３６の深さを小
さくシ、かつ、その長さを長くする必要があるが、これ
は洩れタイミングをはやめ性能ダウンを大きくするもの
であった。

そこで本出願人は、特願昭６２−１０６８１号として第
１３図に示すように、残留圧縮ガスの逆流を発生するト
ップクリアランスボリームを構成する２つの切欠き溝３
３　ａ　、３３　ｂをシリンダ中心１発生させることに
より互に相殺させ脈動を抑えて騒音を低下させたものを
提案した。これは回ＩＰ１ 転数Ｑ一定の場合に有効ではあるが、インバー縮機にお
いては、回転数変化領域のすべての領域で十分な効果を
発揮させることができない。

すなわち、騒音レベルの高い高速回転域での騒音低下を
狙うと低速回転域ではトップクリアランスボリュームを
含む圧縮側空間内から吸入側空間内へ洩れるガス量が相
対的に増え性能低下を招くことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記した従来のものでは、トップクリアランスボリュー
ムの残留圧縮ガスの低圧シリンダ空間内への急激な逆流
に起因する騒音を広範囲な回転数変化領域のすべての領
域で、性能低下や加工の困難性を伴うことなく十分に低
減させることができなかった。

本発明の課題は、トップクリアランスポリュムの残留圧
縮ガスの急激な逆流に起因する騒音を広範囲な回転数変
化領域に亘って性能を維持したまま低減することができ
る製作が容易な回転圧縮機を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記した課題を解決するため、シリンダ内の圧
縮側空間と、圧縮ガス吐出弁との間にトップクリアラン
スボリュームが形成される回転圧縮機において、前記ト
ップクリアランスボリューム内の残留圧縮ガスが前記シ
リンダ内の吸入側空間に逆流する直前に前記トップクリ
アランスボリュームと連通して前記残留圧縮ガスを導入
する適宜の容積をもつ空間部を設けると共に、同空間部
に導入されたガスを適宜の位置で前記シリンダ内空間に
戻す通路を設けたととを特徴とするものである。

また１本発明は、シリンダ内で回転運動を行う瞥−夕を
有し、同シリンダとロータ間に形成されるシリンダ内空
間を仕切板により吸入側空間と圧縮側空間とに仕切り、
吸入側空間に吸入したガスを圧縮して圧縮側空間から圧
縮ガス吐出弁を経て吐出すると共に前記シリンダ内の圧
線側空間と圧縮ガス吐出弁との間にトップクリアランス
ボリュームが形成され、同ボリュームに圧縮ガスが残留
する構造のローリングピストン型回転圧縮機において、
前記ボリューム内の残留圧縮ガスが吸入側空間に逆流す
る直前に、前記ボリュームに連通し、前記残留圧縮ガス
を導入する適宜の容積をもつ空間部を前記ロータの端面
に設けると共に同空間部に導入されたガ設けたことを特
徴とするものである。

さらに１本発明はシリンダ内で回転運動を行うロータを
有し、同シリンダとロータ間に形成されるシリンダ内空
間を仕切板により吸入側空間と圧縮側空間とに仕切り、
吸入側空間に吸入したガスを圧縮して圧縮側空間から圧
縮ガス吐出弁を経て吐出すると共に前記シリンダ内の圧
縮側空間と圧縮ガス吐出弁との間にトップクリアランス
ボリュームが形成され、同ボリュームに圧縮ガスが残留
する構造のローリングピストン型回転圧縮機において、
前記ボリューム内の残留圧縮ガスが吸入側空間（逆流す
る直前に、前記ボリュームに前記仕切板に設けられてい
る通路を介して連通し、前記残留圧縮ガスの一部を前記
シリンダ内の吸入側空間に導く適宜の容積を有する通路
を前記シリンダ又は同シリンダの端面に固着された軸受
に設けたことを特徴とするものである。

し作用〕 上記のように適宜の容積をもつ空間部を設はトップクリ
アランスボリューム内の残留圧縮ガスが吸入側空間に逆
流する直前に前記空間部に導入することによって同ガス
の圧力を低下させ。

この圧力低下された残留ガスをトッ７クリアランスボリ
ｒム゛が吸入側空間に開放されたとき。

同部から吸入側空間に逆流させると共に、空間部に導入
されたガスを適宜の位置で上記逆流とはタイミングをず
らしてシリンダ内空間に逆流させることにより、それぞ
れから逆流するガスの圧力及び量が低減されるため、逆
流によって生じるシリンダ内圧力脈動及びその加振力は
、逆流ガスの圧力及び量が低減した分だけ低下し、振動
は低減される。一方、トップクリアランスボリュームか
ら逆流するガス需は回転数が広範囲に変化しても略一定
であるため、性能低下を生じることがない。

また、前記したようにシリンダ内で回転運動を行うロー
タの端面にトップクリアランスボリュム内の残留圧縮ガ
スが吸入側空間に逆流する直前に前記ボリュームに連通
ずる適宜の容積をもつ空間部を設けると共に、シリンダ
の端面に固着された軸受に前記空間部に導かれた同ガス
を適宜の位置で吸入側空間又は圧縮側空間に戻す通路を
設け、ロータが回転運動によってトノ１クリアランスボ
リユーム位置に達する直前に同ボリュームを前記空間部
に連通させ、残留圧縮ガスを同空間部に導入することＫ
より、同ガスの圧力を低下させ、この圧力低下された残
留ガスをロータが回転してトップクリアランスボリュー
ムが吸入側空間に開放されたとき、同部から吸入側空間
に逆流させると共に空間部に導入されたガスを前記ボリ
ュームからの逆流とはタイミングを遅らせ適宜の位置で
上記通路から吸入側空間又は圧縮側空間へ逆流させるこ
とにより、それぞれから逆流するガスの圧力及び量が低
減されるため、その分道流によって生じるシリンダ内圧
力脈動及びその加振力は低下し。

振動は低減される。一方トツブクリアランスボリューム
からの逆流ガス量は回転数が広範に変化しても略一定で
あり、かつ、逆流ガスの一部は圧縮側空間へ戻されるた
め体積効率の低下がなく、性能を維持することができる
。

さらに、本発明は仕切板に設けられでいる通路を介して
トップクリアランスボリューム内の残留圧縮ガスが吸入
側空間に逆流する直前に、同ガスの一部をシリンダ内の
吸入側空間に導く適宜の容積を有する通路を設け、同通
路に前記残留圧縮ガスを導くことによってトップクリア
ランスボリューム内のガスの圧力を低下させ。

この圧力低下されたガスを、前記通路とトップクリアラ
ンスボリュームからタイミングをずらして吸入側空間へ
逆流させることにより、それぞれから逆流するガスの圧
力及び量が低減されるため、その分道流によって生じる
シリンダ内圧力脈動及びその加振力は低下し振動は低減
される。またトップクリアランスボリュームからの逆流
ガス量は回転数の広範な変化にかかわらず略一定である
ため、性能低下を生じることがない°。

〔実施例〕

以下に本発明を図゛示実施例に基づいて説明する。

第１図はローリングピストン型回転圧縮機のロータ回転
軸心に対する直角方向の断面図、第２図は第１図のＡ−
Ａ断面図であり、図において、８は吸入管、１２はクラ
ンクシャツ）、２０ａはシリンダ内の吸入側空間、２０
ｂはシリンダ内の圧縮側空間、３０はンリンダ本体、３
１はロータ。

３２は仕切板、３３は切欠溝、３４は吐出ボート、４０
は上部軸受、４１は下部軸受、４２は吐出弁、４３はリ
テーナ、弱はボルトであり、これらは前記した従来のも
のと同様の構成である。

本例は上記のほかに更にロータ３１の端面に適当な深さ
の溝をリング状に設けて適当な容積をもつ空間部５０を
形成し、ロータ３１が回転して。

そのシリンダ内周面への接触点が切欠溝３３と吐出ボー
ト３４とで形成されるトップクリアランスボリューム位
置に達する直前に前記空間部とトップクリアランスボリ
ュームとを連通させる通路溝５１を上部軸受４０の端面
に設けると共に、ロータ３１がさらに回転して吸入側空
間２０　ａ内に吸入されたガスが圧縮開始された後の適
当な位置で上記空間部５０とシリンダ内の圧縮側空間２
０　ｂとを連通させる通路溝５２を上部軸受４０の端面
に斜めに設けている。

第１図はトップクリアランスボリューム内の残留圧縮ガ
ス吸入側空間２０　ａに逆流する直前の状態を示してお
り、この状態ではロータ３°１が吐出ポー）３４に接近
し、上部軸受４０に設けた通路溝５１を介して吐出ボー
ト３４とロータ端面の空間部５０とが連通ずる。このた
め、トップクリアランスボリューム内のガスは圧力差に
よって空間部５０に流入し膨張して圧力低下する。そし
て。

ロータ３１が回転し、トップクリアランスボリュームが
吸入側空間２０　ａに開放されると圧力の低下した同ボ
リューム内のガスが吸入側空間２０　ａに逆流すること
になる。

一方、空間部５０内に流入したガスはロータ３１の回転
によってトップクリアランスボリュームとの連通が断た
れるため、−旦、空間部５０内に閉じ込められるが、ロ
ータ３１がさらに回転し、吸入管８の位置をすぎて圧縮
工程に入ると１通路溝５２を介して空間部５０と圧縮側
空間２０　ｂとが連通されるため、空間部５０内のガス
は圧縮側空間２０　ｂ内に流出する。ここで通路溝５２
の長さ及び溝面積を適当に選定することによってガスを
除々に流出させることができる。

以上のようにしてトップクリアランスボリューム内の残
留圧縮ガスを圧力を低下させると共に２ケ所からタイミ
ングをずらせて吸入−空間２０　ａ及び圧縮側空間２０
　ｂへ戻すことができるため、トップクリアランスボリ
ューム内ガスの逆流によるシリンダ内脈動及びその加振
力は低下し、振動低減を図ることができる。

また、トップクリアランスボリュームから逆流するガス
量は回転数の広範な変化にもかかわらす略一定であり、
かつ、空間部５０内に導入されたガスを圧縮工程中の圧
縮側空間２０　ｂに除々に流出させるようにしているた
め１体積効率の低下を併なわないでシリンダ内脈動を低
減させることができ、結果として高性能を維持したまま
、１〜５　ＩＧ（ｚの広範囲に亘る騒音低下を図ること
ができる。

なお、吐出ボート３４に対し、ロータ３１端面の空間部
５０が十分連通することが可能な場合は。

通路溝５１は省略することができる。

また、通路溝５２は、圧縮工程中の圧縮側空間２０　ｂ
へ空間部５０内のガスを流出させるよう構成しているが
、圧縮開始前の吸入側空間２０　ａへ流出させるように
してもよく、又、圧縮側空間２０ｂへ流出させる場合も
、圧縮側空間２０　ｂ内の圧力があまり上昇しない位置
で連通させる必要がある。実際的にはト・・ノブクリア
ランスボリューム内の残留ガスの圧力が低下し、その圧
力低下により逆流時の脈動加振力が低下していること。

及び空間部５０に流入しているガスの圧力も同程度に低
下していることから通路溝５２は必ずしも斜めの長い溝
で構成する必要はなく、例えば半径方向の短かい溝で構
成しても、トップクリア圧力脈動の位相を＊照して流出
させる侃ｔｐ複ければ１位相ずれのある圧力波の相互干
渉効果により脈動低減効果を得ることができる。

また、上記実施例ではロータ３１の上面に空間部５０を
設けると共に１通路溝５１．５２を上部軸受４０の端面
に設けた例について説明したが、吐出ボートが下部軸受
４１に設けられている場合は。

ロータ３１の下面及び下部軸受側にそれぞれ空間部及び
通路溝を設ければよく、さらには吐出ボートが上・下部
軸受の２ケ所に設けられているものについては、ロータ
の両端面及び上・下部軸受にそれぞれ空間部及び通路溝
を設ければよく、この場合は、ロータ両端面の空間部の
圧力が同一になるようにロータ内に雨空間部を連通ずる
孔を設けて圧力バランスさせるようにすることが望まし
い。

つぎに、第３図乃至第５図に示す実施例について説明す
る。

図において、５３は仕切板３２の先端部に第４図及び第
５図に示すように溝又は孔を設けて構成した通路で、第
３図に示すようにロータ３１が吐出ポート３４位置に接
近し、吐出ボート３４と切欠き溝３３とで形成されるト
ップクリアランスボリューム内のガスが吸入側空間２０
　ａに逆流する直前の位置で、仕切板３２がロータ３１
によって押上げられた状態においてトップクリアランス
ボリュームに連通ずるようになっている。また、上部軸
受４０の端面には、上記の位置で通路５３と連通ずる通
路溝８、上記ボリュームのＡ程度の容積をもつ空間部５
５、シリンダ内の吸入側空間２０ａに連なる通路溝５６
が設けられている。

上記の構成によると、トップクリアランスボリューム内
の残留圧縮ガスは、吸入側空間２０　ａに逆流する直前
にその一部は通路５３．８を経て空間部５５に流入する
。このガス量は空間部５５の容積がトップクリアランス
ボリュームのＡ程度であるため、上記残留圧縮ガス量の
約％でありこのガスは圧力低下され１通路溝５６を介し
て吸入側空間２０　ａに流出さｆする。一方、トップク
リアランスボリューム内のガスも圧力低下され、ロータ
の回転によって同ボリュームが吸入側空間２０ａに連な
ったとき、吸入、領空間２０　ａ内へ逆流する。

このようにしてトップクリアランスボリューム内の残留
ガスを圧力低下させて２ケ所からタイミングをずらせて
吸入側空間へ戻すことができるため、前記した実施例と
同様性能低下を併なうことなく、トップクリアランスボ
リューム内ガスの逆流によるシリンダ内脈動及びその加
振力を低減して振動低減を図ることができる。

なお、通路溝５４．５６及び空間部５５は軸受側に設け
た例について説明したが、シリンダ３０側に設けること
ができることは言うまでもない。

また、トップクリアランスボリュームが小さい場合は１
通路溝５４．５６によって適当な容積を確保することが
できるため空間部５５を省略することができる。

さらに、通路溝５６の吸入側空間２０　ａへの開口位置
は吸入管８と仕切板３２との間にあると、通路溝５６か
ら吸入側空間２０　ａヘガスが流出しようとしても、す
ぐにロータ３１が通路溝５６位置を通過してしまうため
、結果的に残留ガスが吸入側空間２０　ａ　Ｋ流出でき
ず１次の吸入工程中の吸入側空間２０　ａに流出するこ
とになるため、体積効率の低下により性能ダウンを生じ
る可能性があるので、通路溝５６の開口位置は吸入管８
の下流側が望ましい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように１本発明によるとトップ
クリアランスボリューム内の残留圧縮ガスを圧力を低下
させ、かつ、タイミングをずらし″Ｃ２ケ所から吸入側
空間及び圧縮側空間へ戻すことができるため、トップク
リアランスボリューム内ガスの逆流によるシリンダ内脈
動及びそれによる加振力を低減して振動の低下を図り、
騒音を低下させることができる。

また１回転数が広範に変化しても、吸入側空間及び圧縮
側空間へ逆流するトップクリアランスボリュームガスを
含む圧縮ガス量は変化せず略一定あるため、低圧側への
ガス洩れによる性能低下もほとんどなく、結果として回
転数が広範囲に変化する圧縮機においても高性能を維持
したまま騒音低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部の断面図、第２図
は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は他の実施例を示す要
部の断面図、第４図及び第５図はその仕切板の構成を示
す斜視図、第６図は従来のものの断面図、第７図のＢ−
Ｂ断面図。 第８図は第７図のＣ−Ｃ断面図、第９図はシリンダ内の
圧力波形図、第１０図乃至第１３図はそれぞれ従来の他
の例を示す構成図である。 ２０・・・シリンダ内空間、２０　ａ・・・吸入側空間
、２０ｂ・・・圧縮側空間、３０・・・シリンダ本体、
３１・・・ロータ、３２・・・仕切板、３３・・・切欠
き溝、３４・・・吐出ポート。 ４０・・・上部軸受、４１・・・下部軸受、５０・・・
空間部、５１・・・通路溝、５２・・・通路溝、５３・
・・通路溝又は孔、ヌ・・・通路溝、５５・・・空間部
、５６・・・通路溝。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ内の圧縮側空間と、圧縮ガス吐出弁との
   間にトップクリアランスボリュームが形成される回転圧
   縮機において、前記トップクリアランスボリューム内の
   残留圧縮ガスが前記シリンダ内の吸入側空間に逆流する
   直前に前記トップクリアランスボリュームと連通して前
   記残留圧縮ガスを導入する適宜の容積をもつ空間部を設
   けると共に、同空間部に導入されたガスを適宜の位置で
   前記シリンダ内空間に戻す通路を設けたことを特徴とす
   る回転圧縮機。
2. （２）シリンダ内で回転運動を行うロータを有し、同シ
   リンダとロータ間に形成されるシリンダ内空間を仕切板
   により吸入側空間と圧縮側空間とに仕切り、吸入側空間
   に吸入したガスを圧縮して圧縮側空間から圧縮ガス吐出
   弁を経て吐出すると共に前記シリンダ内の圧縮側空間と
   圧縮ガス吐出弁との間にトップクリアランスボリューム
   が形成され、同ボリュームに圧縮ガスが残留する構造の
   ローリングピストン型回転圧縮機において、前記ボリュ
   ーム内の残留圧縮ガスが吸入側空間に逆流する直前に、
   前記ボリュームに連通し、前記残留圧縮ガスを導入する
   適宜の容積をもつ空間部を前記ロータの端面に設けると
   共に同空間部に導入されたガスを適宜の位置で前記シリ
   ンダ内の吸入側空間又は圧縮側空間に戻す通路を前記シ
   リンダの端面に固着された軸受の端面に設けたことを特
   徴とする回転圧縮機。
3. （３）シリンダ内で回転運動を行うロータを有し、同シ
   リンダとロータ間に形成されるシリンダ内空間を仕切板
   により吸入側空間と圧縮側空間とに仕切り、吸入側空間
   に吸入したガスを圧縮して圧縮側空間から圧縮ガス吐出
   弁を経て吐出すると共に前記シリンダ内の圧縮側空間と
   圧縮ガス吐出弁との間にトップクリアランスボリューム
   が形成され、同ボリュームに圧縮ガスが残留する構造の
   ローリングピストン型回転圧縮機において、前記ボリュ
   ーム内の残留圧縮ガスが吸入側空間に逆流する直前に、
   前記ボリュームに前記仕切板に設けられている通路を介
   して連通し、前記残留圧縮ガスの一部を前記シリンダ内
   の吸入側空間に導く適宜の容積を有する通路を前記シリ
   ンダ又は同シリンダの端面に固着された軸受に設けたこ
   とを特徴とする回転圧縮機。