JPH0220477Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この考案は、カークーラ等に用いられる小型ロ
ータリベーン式気体圧縮機に関する。

《従来技術》 一般に、小型ロータリ式気体圧縮機にあつて
は、冷媒ガスの吐出圧を利用してケーシング内に
設けられたオイル溜りより潤滑油をベーン、ロー
タ軸に供給し、各部の潤滑と、ベーンの吐出方向
に背圧を加えている。更に、該潤滑油の一部をロ
ータの駆動軸とケーシングの軸受部間に形成され
たメカニカルシール室内に供給し、この部分に設
けられた回転側シール部材を固定側シール部材に
押圧することによりメカニカルシール室内のシー
ルを行なうようにしている。

しかし、このような気体圧縮機では、ベーンに
加わる背圧が吐出圧力に比例する結果、吐出圧力
の増大に伴い、ベーンのシリンダ内壁に対する接
触圧力が大きくなり、摺動抵抗が高くなる。

またこれと同時に、メカニカルシール室内が高
圧となつてしまい、各シール部材の摺動摩擦抵抗
が大となつてロータの駆動抵抗が増し、効率低下
の原因となつている。

このために、メカニカルシール室内とガス供給
側の室内とを連絡孔を介して連通させたものもあ
る。

この構造では、吐出圧力の増大によるベーン背
圧およびメカニカルシール室内の圧力上昇が適度
に抑制され、しかも、メカニカルシール室内より
排出される潤滑油はオイルミストとなつて吸入ガ
スとともに吸気ポートからシリンダ室内側に導入
されるために、シール性が増大し、再圧縮を防止
し、その結果吐出温度を下げる。

しかしながら、連絡孔を設けた場合には、潤滑
油が吸気ボート側に流入され、シリンダ室内等の
摺動部のシール性が増大するものの、油温が高い
ため粘性が低く、充分なシール性の向上をはかる
ことができず、また連絡孔の孔径が大きいと、潤
滑油が多く吸気ポート側に流入され、シリンダ室
内に吸入されるガスの中の油の占める割合が多く
なり、吸入ガスによる冷却効率を低下させる、即
ち、体積効率の下がる原因となる。このために、
総合評価として低性能なものになつてしまう虞れ
がある。

《考案の目的》 この考案は、メカニカルシール室内とガス供給
側の室内とを連通して、ベーン背圧およびメカニ
カルシール室内の圧力上昇を適度に抑制し、平均
的駆動トルクの低下を図るとともに、体積効率の
低下が少なく、しかもシリンダ室側のシール性が
充分に向上された気体圧縮機を提供することを目
的とする。

《考案の構成》 上記目的を達成するために、本考案では、一端
がメカニカルシール室内に連通し、他端がガス供
給側室内に連通するコイル状パイプの熱交換器に
より両室内間を連絡したことを特徴とする。

すなわち、本考案では、流体の流量損失が管長
に比例することを利用して、ガス供給室側に流入
される潤滑油の流量を適量にし体積効率を高くす
るとともに、潤滑油が管路を伝わつて行く途中で
充分に冷却され、潤滑油の粘性が増大することを
利用して、粘性の高い潤滑油でシリンダ室内等の
一層のシール効果を得ようとするものである。

《実施例》 第１図は本考案の第１の実施例による小型ロー
タリベーン式の気体圧縮機の全体構造を示し、ま
た第２図は要部を示す半断面斜視図である。

図において、圧縮機は、圧縮機本体１と、本体
１を気密に包囲する一端開口型のケーシング２
と、このケーシング２の開口面に取付けられたフ
ロントヘツド３を備える。

本体１は、内周楕円筒状のシリンダ４と、その
両側に取付けられたフロントサイドブロツク６お
よびリアサイドブロツク５と、これらによつて構
成されるシリンダ室内にロータ軸７，８を介して
一体化した充実円筒状のロータとからなつてい
る。ロータ９はその径方向に沿つて複数のスリツ
トが同位相で放射状に形成され、これらのスリツ
ト内には板状のベーン１０が進退可能に保持され
ている。

リアサイドブロツク５の後端面にはシリンダ４
およびリアサイドブロツク５のそれぞれに形成さ
れたガス吐出ポート（何れも図示せず）に連絡す
る油分離器１１が固定されている。

分離器１１で分離された潤滑油は、リアサイド
ブロツク５とケーシング２間に形成された空隙１
２に貯留され、ガス吐出ポート１３から吐出され
る高圧ガスの圧力により再び各部に循環する。す
なわち、各サイドブロツク６，５、シリンダ４に
はそれぞれ各ロータ軸７，８の外周に連通する油
路４ｂ，５ａ，６ｃがそれぞれ形成されている。

潤滑油１４はそれぞれ矢印Ａ，Ｂの如く、その
各油路４ｂ，５ａ，６ｃを伝つて軸７，８の外周
に形成されたＶ字溝７ｂ，８ａに供給され、更に
これらＶ字溝７ｂ，８ａを伝つてロータ９の両端
面に形成されたリング溝９ａより各スリツト内に
入り込み、各ベーン１０の先端部をシリンダ室内
に圧接するとともに、各ベーン１０と各サイドブ
ロツク５，６間のシールを行なう。

また、各サイドブロツク５，６にはそれぞれ高
圧の油路５ｂ，６ｄが貫通形成され、フロントサ
イドブロツク６側の油路６ｄは後述のメカニカル
シール室内に連通している。

上記フロントヘツド３は、その端面をパツキン
グ１５を介してケーシング２およびフロントサイ
ドブロツク６の外周端面に気密に固定されてい
る。その上部にはフロントサイドブロツク６およ
びシリンダ４にそれぞれ形成されたガス供給ポー
ト６ａ，４ａに連通する吸気ポート１６を形成し
てある。

更にフロントヘツド３の中心部にはフロントサ
イドブロツク６の中心に突設された軸受部６ｂの
外周にパツキング１７を介して気密に嵌合された
筒状部１８を突設してあり、この筒状部１８の内
筒部とロータ軸７の突出端７ａ間に前述のメカニ
カルシール室１９を形成している。

メカニカルシール室１９内には、先端内周壁に
形成された段部１８ａに先端を当接するととも
に、その外周部をリング状パツキング２０を介し
て固定され、更に上記ロータ軸７の先端を回転自
在に挿通せしめた鋳物製の固定側シール部材２１
と、このシール部材２１に当接するカーボン形成
体からなる略台形断面の可動側シール部材２２
と、このシール部材２２の内周部に配設されたリ
ング状パツキング２２ａと、固定側シール部材２
２の後端に配置され、常時シール部材２２を固定
側シール部材２１の後端面に押圧付勢するバネ２
３、およびこのバネの後端を支持し、かつロータ
軸７の外周に固定された皿状固定部材２４が配置
されている。

固定部材２４の先端には、係止突起２４ａが延
設され、この突起２４ａを上記固定側シール部材
２２の外周に形成された切欠２２ｂに係合するこ
とによつて、シール部材２２をロータ軸７の回転
に連繋して回転させる。

以上のように構成されたフロントヘツド３の筒
状部１８の後端には、メカニカルシール室１９の
内外を貫通する熱交換器３０の一端３０ａが嵌合
されている。

この熱交換器３０は、銅パイプ等の熱伝達効率
の高い材質からなるコイル状のもので、そのコイ
ル部３１は前記筒状部１８の外周に２〜３回巻付
けられて固定されており、更に他端３０ｂ側をフ
ロントヘツド３とケース２との間に形成されたガ
ス供給側室内に開放している。

したがつて、油路４ｂ，６ｃを通じてロータ軸
７の溝７ｂに供給された潤滑油は、ロータ９側に
供給され、また、その一部はロータ軸７と軸受部
６ｂとの間隙および油路６ｄを伝つてメカニカル
シール室１９内に入り込み、その可動側シール部
材２２を固定側シール部材２１に対し、上記バネ
２３の付勢圧と共働して押圧する。そして、この
油圧が所定以上高まると、熱交換器３０を通じて
ガスの吸気側に抜け出す。

そして、潤滑油はコイル部３１内を通過する過
程で供給側室内に導入された低温の吸入ガスに触
れて熱交換される。したがつて、端部３０ｂより
供給側室内に噴出する潤滑油の油温は低下し、粘
性の高いものとなる。

この潤滑油は、吸入ポート６ａ，４ａを通じて
ガスとともにシリンダ室内に入り、ロータの回転
に伴い圧縮され、吐出側より排出される。

このとき、潤滑油は特に粘性が高いので、シー
ル効果を増し、圧縮比を高め、ガスの再圧縮を未
然に防止する。

この反面、吸入ガスの温度は上昇するため、温
度上昇に伴い加熱度が増加し、吐出温度が増大す
ることも考えられるが、そのデメリツトは吸入ガ
ス量に比して、熱交換器３０の実効面積が小さい
ため、前記シール効果に伴う圧縮比を高める効果
に比して僅かなものとなる。そして、再圧縮が防
止されることにより、吐出温度は低下し、効率の
良い圧縮作業を行なうことになる。

また、当然のことであるが、ベーン１０に加わ
る背圧も低減することになる。

なお、本実施例でも、以上の効果がある反面、
体積効率が低下することは、従来の連絡孔を形成
した圧縮機と同様である。しかし、熱交換器３０
のパイプ径および長さを適宜な値に設定すること
によつて、管抵抗およびこれに伴う潤滑油の噴出
量が定まるため、この値で体積効率低下の少ない
範囲を容易に求めることができる。

次に、第３図はこの考案の他の実施例を示す。
なお、図における前記実施例と同一箇所には同一
符号を付して説明を省略する。

図において、フロントヘツド３の筒状部１８に
はメカニカルシール室１９の内外を貫通する熱交
換器４０の一端部４０ａが嵌合され、これに続く
コイル部４１をフロントヘツド３の外側に設け、
更に他端部４０ｂは、フロントヘツド３の端面を
貫通してガス供給側室内に連通させている。

この実施例では、メカニカルシール室１９を出
た潤滑油はコイル部４１を通過する間に外気と熱
交換され、この状態でガス供給側室内に噴出す
る。したがつて、吸入ガスの加熱度は小さくな
り、更に吐出ガス温度の低下を図ることができ
る。

《考案の効果》 本考案は以上のように構成されているので、従
来の単なる連絡孔を設けたものに比して、ガス供
給側室内に供給する潤滑油の流量を最も効率の高
い領域内に設定することができる。また、供給途
中で熱交換されて粘性が増大するため、シール効
果をより高くすることができ、再圧縮が防止さ
れ、吐出温度の低下を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例による気体圧縮機
の全体構成を示す縦断面図、第２図は要部を示す
半断面斜視図、第３図は他の実施例を示す縦断面
図である。 １……圧縮機本体、２……ケーシング、３……
フロントヘツド、４……シリンダ、５……リアサ
イドブロツク、６……フロントサイドブロツク、
７，８……ロータ軸、９……ロータ、１０……ベ
ーン、１９……メカニカルシール室、３０，４０
……熱交換器、３０ａ，４０ａ……一端部、３０
ｂ，４０ｂ……他端部、３１，４１……コイル
部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 吐出圧力下にある潤滑油をベーン底部に供給
   するとともに、ベーン底部に連通するメカニカ
   ルシール室内に供給するようにした気体圧縮機
   において、一端がメカニカルシール室内に連通
   し、他端がガス供給側室内に連通するコイル状
   パイプの熱交換器により両室内間を連絡したこ
   とを特徴とする気体圧縮機。 (2) 熱交換器のコイル部は、ガス供給側室内に配
   置されていることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項に記載の気体圧縮機。 (3) 熱交換器のコイル部は外気と接触して配置さ
   れていることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項に記載の気体圧縮機。