JPH02221695A - ロータリ圧縮機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロータリ圧縮機に係シ、特に、圧縮機チャンバ
表面からの放熱を促進させるロータリ圧縮機の放熱構造
に関する。

〔従来の技術〕

一般に、ロータリ圧縮機では、シリンダで圧縮された吐
出ガスは、サイレンサ内に吐出され、さらに、サイレン
サから高圧となっている圧縮機チャンバ内に放出される
。この場合、一般には、例えば、実開昭５９−４１６８
４号公報に開示されるように、サイレンサから出る吐出
ガスはモータに向けて放出されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

圧縮機内部のガスで最も温度が高いのは、シリンダ圧縮
室で圧縮され、サイレンサ内に吐出されるガスであシ、
このガスの温度は圧縮機チャンバ内のガス温度よシもか
なシ高い。従って、サインンサから高温のガスをモータ
に向けて噴出させることは、発熱しているモータの温度
を一層上昇させ、モータ効率の低下、モータコイルの絶
縁性劣化、冷媒の熱分解など好ましくない状況を生み、
かつ、チャンバからの放熱が困難な部分を吐出ガスで過
熱するため、チャンバからの放熱が十分でなく、所定量
の熱を放散させるには大きめの凝縮器を必要とするなど
の問題があった。

本発明の目的は、サイレンサからの高温ガスを直接、モ
ータに向けて噴出させることなく、かつ、チャンバから
の放熱を極力大きくするロータリ圧縮機を提供すること
にある口 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明は密閉容器であるチャ
ンバと、前記チャンバ内に設けた電動機と、往復運動す
るベーンによって圧縮された高温ガスの吐出弁と、前記
吐出弁から吐出された前記高温ガスが前記チャンバ内に
導通する吐出通路とを含む回転圧縮機において、 前記吐出通路の先端の前記チャンバへの開口部に噴出口
を設け、前記噴出口から噴出する噴流の延長線が前記チ
ャンバの内壁に衝突する点の前記チャンバ内壁の法線と
のなす角を１０ないし３０度になるようにし、前記チャ
ンバ内壁に衝突した後にガスが前記電動機の回転方向に
向って流れるように前記噴出口の取付位置を選定したこ
とを特徴とするロータリ圧縮機を提供する。

〔作用〕

サイレンサから噴出される高温ガスはチャンバ内壁に向
けて噴出され、噴流による熱伝達の効果によシ、チャン
バ内壁における熱伝達率は大幅に向上する。（従来の約
十倍程度）さらに、チャンバ内壁に衝突したガスがチャ
ンバ内壁に沿って、モータの回転方向と同一方向に流れ
るように、サイレンサから噴出される噴流の方向を定め
ておけば、高温ガスはチャンバ内壁に沿って強制対流熱
伝達を行うため、さらに１放熱効果があがる。このよう
に、高温ガスがチャンバ内壁に衝突し、更に、内壁に沿
って流れるとチャンバ壁面温度が上昇する。一般に、チ
ャンバ外表面における伝熱は自然対流熱伝達が支配的で
あシ、上述のように、チャンバ壁面温度が上昇すると、
チャンバ外表面における自然対流熱伝達率もあがる０（
自然対流熱伝達率はチャンバ壁温と周囲空気温度との温
度差の関数である。）従って、チャンバ内外ともに熱伝
達率があがることにな力、チャンバからの放熱量は著し
く増える。

冷媒循環量を０１圧縮機入口、出口の冷媒のエンタルピ
をそれぞれ’ｉｏ　ｉｏとすると、チャンバからの冷媒
の循環による放熱量Ｑは、 −Ｑ　＝Ｇｉｉ−Ｇｉ。

従って、所定の冷媒循環量Ｇのとき放熱量Ｑが大きくな
れば、圧縮機出口冷媒の熱エネルギＧｉ。

が大きくなる。これはチャンバからの放熱量を大きくす
ると圧縮機内のガス温度が低下することを意味する。

故に、モータは高温のガスにさらされることなく、上述
の問題がなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図、第２図を用いて説明す
る。第１図は本発明の第一の実施例のロータリ圧縮機の
断面図、第２図は第１図のＩ［−１［矢視断面図である
。チャン／（１内にはロータ２、ステータ５よシなる電
動機が設けられ、ロータ２と結合された軸４によシ、圧
縮要素部５に動力を伝達する。圧縮要素部５は、シリン
ダ６の上、下に上軸受を兼ねた上端板７、下軸受を兼ね
た下端板８、軸４のクランク部９にはめられたローラ１
０゜ローラ１０に先端が当接し、ばね１１に押され、ロ
ーラ１０の回転に追従して往復運動するベーン１２によ
シ吸込室と圧縮室を構成している。さらに、圧縮室には
吐出ポート１３が設けられ、吐出ポート１３には吐出弁
１４、リテーナ１５が設けられる。また、吐出弁１４は
サイレンサ１６に囲まれ、サイレンサ１６は下端板８、
シリンダ６と連通して設けられている吐出通路１７に導
通し、さらに、吐出通路１７は上端板７に切欠き状に設
けた噴出口１８に導通している。噴出口１８の向きは、
第２図に示すように、噴出口から噴出したガスが、チャ
ンバ内壁ＩＡに衝突した後に、チャンバ内壁１人に沿っ
て電動機の回転方向に流れることができるように、チャ
ンバ１の壁面に対して斜めに設けられている。

従って、吐出弁１４が開いて、吐出ボート１３からサイ
レンサ１６内に出た最も高温ののガスは、サイレンサ１
６から吐出通路１７を通シ、噴出口１８に到シ、噴出口
１日から噴出されたガスは、第２図に示すように、チャ
ンバ内壁１人に向っである角度をもって衝突するので、
噴流による熱伝達の効果によシ、チャンバ内壁１人にお
ける熱伝達率は大幅に増す。更に、チャンバ内壁１人に
衝突したガスはチャンバ内壁１人に沿って強制対流熱伝
達を行うため、更に、放熱効果が向上する。

このように、高温ガスがチャンバ内壁ＩＡに衝突し、更
に、内壁に沿って流れるとチャンバ内壁面温度が上昇し
、これと外気温との差が増え、前述のように、チャンバ
外表面における自然対流熱伝達率も増し、チャンバ１か
らの放熱量はこの内外の温度差にも影響されて増える。

従って、チャンバ１からの放熱量を大きくすると圧縮機
内のガス温度が低下し、上述のような問題はまくなる０
第５図は本発明のロータリ圧縮機の第二の実施例を示す
。第１図の実施例と異なる点は、噴出口１８Ａを上端板
７の上に取υ付け、下端板８、シリンダ６、上端板７と
連通して設けている吐出通路１７に導通して噴出口１８
が設けられていることである。この構成でも、高温の吐
出ガスが、第２図の実施例の場合と同様に、噴出口１８
Ａからチャンバ壁に向けである角度をもって噴出され、
その作用、効果は第１図の場合と全く同じである。

第４図に本発明のロータリ圧縮機の第三の実施例を示す
。第１図の実施例と異なる点は、噴出口１８Ｂをシリン
ダ６のシリンダ内部１９の外周部に切欠き状に設けた点
であシ、下端板８、シリンダ６と連通して設けられてい
る吐出通路１７に導通して噴出口１８Ｂが設けられてい
ることである。

この構成でも、高温の吐出ガスは、第２図の場合と同様
に、噴出口１８Ｂからチャンバ壁に向けである角度をも
って噴出され、その作用、効果は第１図の実施例と同じ
である。

第５図は本発明のロータリ圧縮機の第四の実施例である
。第１図の実施例と最も異なるのは、回転軸を横に配置
した横形ロータリ圧縮機であることであるＣ従って、本
実施例では、チャンノぐ１の底に貯溜されている油２０
を、軸４の中心に給油するために、ベーン１２の往復運
動によるベーン背面室２１の容積変化を利用し、吸込、
吐出弁の機能を持つ吸込流体ダイオード２２と吐出流体
ダイオード２３によ多構成される給油ポンプを設け、吐
出流体ダイオード２３から軸４の中心まで油を導びく送
油管２４を設けている。

その他のモータ部、圧縮要素部、さらに、吐出ボート１
３からサイレンサ１６、吐出通路１７噴出口１８など本
発明に、直接、関係する部分の構成は第１図と全く同じ
である。この構成でも、高温の吐出ガスが、第２図に示
した場合と同様に、噴出口１８からチャンバ内壁に向け
である角度をもって噴出され、第１図の実施例と同様に
、チャンバ内外両面の熱伝達率が向上し、放熱効果は著
しく向上し、その効果は第１図に示した実施例と同じで
ある。

なお、横形ロータリ圧縮機の場合には、第５図のＶＩ−
ＶＩ矢視断面図である第６図に示すように、その下方に
油２０が貯溜されているため、ケース内壁に沿って流れ
るガスは、この油２０によって遮られるため、噴出口１
８から噴出されたガスがチャンバ内壁に衝突した後、ケ
ース内壁に沿りて十分に流れるには、噴出口１８の位置
を、電動機５側からみて上端板７の右側で、油面高さよ
り高い位置にすると最も放熱効果があがる。

また、第５図に示した横形ロータリ圧縮機の場合にも、
噴出口を第３図、第４図に示した実施例のように、上端
板の上に、又は、シリンダに噴出口を構成してもよい。

以上の実施例における噴出口からチャンバ内壁に向う噴
流の角度を、第６図に示すように、噴出口からの噴流の
方向の延長線がチャンバ内壁にぶつかる点のチャンバ内
壁の法線とのなす角θで１０〜３０度にすることによシ
、衝突噴流による熱伝達率の向上効果があがる◎ さらに、第６図の噴出口部の部分断面図である第７図に
示すように、噴出口１８の出口２５が曲面２６により斜
めに切られている場合、噴出口壁２７と噴出口壁２８が
曲面２６となす角度は両壁面２７と２８では異なる。従
って、噴出口から流出する噴流の方向は、壁面付着効果
によシ噴出ロ設定方向２９とは異なりてくる。

この噴出方向の変化は噴出流量等によっても異なってく
る。従って、噴出口設定方向のとおシの角度で正しく噴
出させるＫは、第８図に示すように１噴出口にノズル３
０を設けると、よシ所期の方向にガスを噴出させること
ができて効果的である。

発明者らは実験の結果、第９図の特性値を得意〇第９図
は実験の結果を示すもので（５Ｌ）は噴出口と壁面との
位置関係の説明図、（ｂ）はＨ／Ｂに対する無次元熱伝
達率を示す図である。すなわち、噴出口とチャンバ壁面
までの距離をＨ１噴出口の幅をＢとするときＨ／Ｂが４
程度までは熱伝達率は従来の十倍程度となシ、Ｈ／Ｂが
４〜２ｏの範囲では、さらに１熱伝達率は大きくなった
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、噴流による熱伝達の効果によシ、チャ
ンバ内壁における熱伝達率が大幅に増すＯさらに、チャ
ンバ内壁に衝突したガスは、チャンバ内壁に沿りて強制
対流熱伝達を行うため、放熱効果があがる。また、高温
ガスがチャンバ内壁に衝突し、内壁に沿って流れると、
チャンバ壁面温度が上昇し、チャンバ外表面の自然対流
熱伝達率も増し、チャンバからの放熱量が増す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例であるロータリ圧縮機の
断面図、第２図は第１図の■−■矢視断面図、第３図、
第４図および第５図はそれぞれ本発明のロータリ圧縮機
の第二、第三および第四の実施例の断面図、第６図は第
５図の■−■矢視断面図、第７図は第６図の噴出口部の
部分断面図、第８図は本発明のロータリ圧縮機の第五の
実施例である噴出口部の断面図、第９図は噴流の無次元
熱伝達率の特性図である。 １・・・チャンバ、 ４・・・軸、 １０・・・ローラ、 １４・・・吐出弁、 １７・・・吐出通路、 代■人 ・・・ステータ、 ・・・圧縮要素部、 ・・・ベーン、 ・・・サイレンチ、 ・・・吐出口◎ ４Ｐ押＋ ７１、目１隔１日シ〈ｊラフで）− 第 図 第 図 １：チャ〉バ′ 斗；庫由 第 第　５ｙ 第 図 第 箪 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉容器であるチャンバと、前記チャンバ内に設け
   た電動機と、往復運動するベーンによって圧縮された高
   温ガスの吐出弁と、前記吐出弁から吐出された前記高温
   ガスが前記チャンバ内に導通する吐出通路とを含むロー
   タリ圧縮機において、 前記吐出通路の先端の前記チヤンバへの開口部に噴出口
   を設け、前記噴出口から噴出する噴流の延長線が前記チ
   ャンバの内壁に衝突する点の前記チャンバ内壁の法線と
   のなす角を１０ないし３０度になるようにし、前記チャ
   ンバ内壁に衝突した後にガスが前記電動機の回転方向に
   向つて流れるように前記噴出口の取付位置を選定したこ
   とを特徴とするロータリ圧縮機。 ２、密閉容器であるチャンバと、前記チャンバ内に回転
   軸を横向きに配置した電動機と、前記チャンバ内に貯溜
   した油と、前記回転軸を支持する上端板と、往復運動す
   るベーンの往復運動によって圧縮された高温ガスの吐出
   弁と、前記高温ガスが前記チャンバに導通する吐出通路
   とを含む横形ロータリ圧縮機において、 前記吐出通路の先端の前記チヤンバへの開口部に噴出口
   を設け、前記噴出口から噴出する噴流方向の延長線がチ
   ャンバ内壁に衝突する点の前記チャンバ内壁の法線との
   なす角度を１０〜３０度になるようにし、前記チャンバ
   内壁に衝突した後に、ガスが前記電動機の回転方向に向
   って流れるように前記噴出口の取付位置を選定したこと
   を特徴とするロータリ圧縮機。 ３、前記噴出口を前記上端板の前記電動機の側よりみて
   右側で前記油の自由表面高さより高い位置に設けたこと
   を特徴とする請求項２に記載のロータリ圧縮機。 ４、請求項１または２または３において、前記噴出口か
   ら前記噴流が前記チャンバの内壁面に到る距離をＨとし
   、前記噴出口の口径をＢとすると、Ｈ／Ｂが４ないし２
   ０であるロータリ圧縮機。