JPH0245039B2

JPH0245039B2 -

Info

Publication number: JPH0245039B2
Application number: JP57017520A
Authority: JP
Inventors: Isao Hayase; Atsuo Kishi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-02-08
Filing date: 1982-02-08
Publication date: 1990-10-08
Also published as: JPS58135396A; US4608002A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は可動翼型圧縮機の改良に係り、特にシ
リンダ内周面とロータ外周面との間に形成される
接線シール部が２箇所以上存在する可動翼型圧縮
機に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種可動翼型圧縮機は、特公昭57−
36433号に示されるごとく、ロータのまわりに外
周をケーシングによつて囲まれ、軸方向端部を一
対のサイドプレートに囲まれた圧縮室が円筒状ロ
ータ周面とケーシング内周面との接線シール部を
はさんで複数個形成されている。前記円筒状ロー
タ内を進退する複数枚のベーンがこの圧縮室を通
過する間に各圧縮室は吸収・圧縮・吐出の各工程
を完遂する。

また、前記サイドプレートのうちの一方のサイ
ドプレートの外側には、冷媒吸入用の吸入口を有
するサイドカバーが配設され、このサイドカバー
内壁とサイドプレートとの間に冷媒が通る吸気通
路が形成されている。そして、吸気通路と圧縮室
とはサイドプレートに形成された吸気孔を介して
連通されている。

しかしながら、このような従来の可動翼型圧縮
機では、配管に接続される吸入口の通路断面積は
小さいが、サイドカバー内の吸気通路の通路断面
積は比較的大きく形成されている。このため、吸
入口から吸気通路内へ流れ込んだ冷媒は、その流
速が急激に低下して運動エネルギーを失うことに
なる。運動エネルギーを失つた冷媒は、もはや自
分自身の慣性力で吸気孔から圧縮室へ流入するこ
とができず、吸入工程での圧縮室内の負圧によつ
て圧縮室へ吸入される。

このように、流速が低下した冷媒は吸気通路内
をゆつくりと流れるため、サイドカバー壁面から
加熱され易く、冷媒の密度が低下して、体積効率
及び全断熱効率が低下する欠点があつた。

また、従来の可動翼型圧縮機では、吸気通路が
吸入口直後で左右に分岐しているため、分岐によ
る冷媒の圧力損失が大きく、しかも左右に分岐し
てから吸気孔を介して圧縮室に流れ込むときに、
左右の吸気通路を流れる冷媒のうち、どちらか一
方の冷媒は、その流れ方向が円筒状ロータの回転
方向と逆向きであるため、急激に方向変換される
ことになり、この吸気孔での圧力損失も大きかつ
た。また吸入口から左右の吸気孔までの距離が異
なつていたため、吸気孔を通過するときの冷媒の
流速がそれぞれ異なつており、その結果、圧縮室
へ流れ込む冷媒の流量が違つてきて吐出圧の脈動
の原因となつていた。

そこで、吸気通只殿形状を渦巻状にし、その渦
巻状吸気通路の通路断面積を冷媒の流れ方向に沿
つて漸減させるようにして、吸気通路下流側の冷
媒の流速の所定値以上に保持し、各吸気孔へ流れ
込む冷媒の流速を等しくするようにしたものが提
案されている（特開昭58−59393号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来技術では、吸入口の中
心軸がロータの回転中心の方向に向いており、渦
巻状吸気通路の上流側は略Ｌ字形に折れ曲がつて
前記吸入口に接続されている。このために、吸入
口から入つた冷媒は略Ｌ字形に折れ曲がつた部分
で通路抵抗を受け、渦巻状吸気通路の方へスムー
ズに流れないという問題がある。

本発明の目的は、吸気通路内の通路抵抗を低減
させることにより、吸気通路内に冷媒をスムーズ
に流すことができる可動翼型圧縮機を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の可動翼型
圧縮機は、回転駆動される円筒状ロータと、該円
筒状ロータを収容し前記円筒状ロータの外周面と
複数箇所で実質的に接触する内周面を有するカム
シリンダと、カムシリンダの両側端面を塞ぐ１対
のサイドプレートと、前記円筒状ロータの外周面
と前記カムシリンダの内周面との接触部間にあつ
て前記円筒状ロータの外周面、前記カムシリンダ
の内周面及び前記１対のサイドプレートによつて
囲まれた複数個の圧縮室と、前記円筒状ロータに
対して放射方向に進退可能に保持され、その先端
が前記カムシリンダの内周面に接触した状態で前
記円筒状ロータと共に回転される複数枚のベーン
と、前記一方のサイドプレートの側面に取付けら
れたサイドカバーと、前記サイドカバー内にあつ
て、前記各圧縮室に開口する複数の吸気孔が設け
られ、かつ該吸気孔へ流入する冷媒の流量が各々
等しくなるよう通路断面積が設定された吸気通路
と、を有する可動翼型圧縮機において、前記吸気
通路は、冷媒吸入用の吸入口と前記吸気孔の一つ
を結ぶ直線状通路と、該直線状通路に連続して設
けられ、直線状通路と他の吸気孔のうちの少なく
とも一つの吸気孔を結ぶ円弧状通路とからなり、
前記円弧状通路は、前記円筒状ロータの軸を中心
にして、円筒状ロータよりも大きい半径の仮想円
を中心軸として形成され、前記直線状通路は前記
仮想円の接線方向に形成されていることを特徴と
する。

〔作用〕

上記構成によれば、吸入口直後に直線状通路が
設けられているので、吸入口から流入した冷媒
は、直線状通路内で通路抵抗を受けることなく直
線状通路終端までスムーズに流れる。そして、直
線状通路が円弧状通路の仮想円の接線方向に形成
されているので、直線状通路を流れてきた冷媒
は、直線運動から円運動へとスムーズに切り換わ
り、円弧状通路内を流れてゆく。

〔実施例〕

以下に、本発明に係る可動翼型圧縮機の実施例
を図面に基づいて詳細に説明する。

第１〜２図は本実施例に係る可動翼型圧縮機の
全体構成を示す断面図である。

この圧縮機は、フロントカバー１０と椀状ケー
シング１２とによつて形成される密閉チヤンバ１
２ａの中央部に挿通されたシヤフト１４を有して
いる。シヤフト１４は一端をフロントカバー１０
から突出させ、フロントカバー１０の側端に固定
された電磁クラツチ（図示せず）の被駆動側をそ
の突出端に設け、エンジンからの駆動力によつて
回転駆動される。また、シヤフト１４はフロント
カバー１０のシヤフトシール１０ａを介してチヤ
ンバ１２ａ内に軸挿され、チヤンバ１２ａ内に一
定距離だけ離間して設置されたサイドプレート１
８，２０に軸受１８ａ，２０ａを介して回転可能
に支持されている。チヤンバ１２ａ内で隔置され
た一対のサイドプレート１８，２０によつて囲ま
れる空間の内周面には、筒状のカムシリンダ２２
が両サイドプレート１８，２０間に通しボルト２
２ａ〜２２ｄにより挟持されている。このカムシ
リンダ２２内には前記シヤフト１４に固定された
ロータ２４がカムシリンダ内で回転可能に配設さ
れている。このロータ２４は真円に形成された外
周面を有する円筒形状であり、放射状に複数のベ
ーン溝２４ａ〜２４ｅが形成され、各溝にはベー
ン２６ａ〜２６ｅが進退可能に挿着されている。

一方、カムシリンダ２２の内周面はエピトロコ
イド曲線に沿つた曲面として形成され、ロータ２
４の外周面との間に２つの近接点Ts₁，Ts₂（第２
図に示す）を有する。従つてロータ２４の外周面
とシリンダ２２の内周面との間に２つの圧縮室２
８ａ，２８ｂを画成している。なお、圧縮室２８
ａ，２８ｂは一対のサイドプレート１８，２０に
よつてその軸方向端を閉塞される。

フロントカバー１０と、これに対面するフロン
ト側サイドプレート１８との間には吸気通路３０
が形成されている。この吸気通路３０はフロント
カバー１０の内面に対し溝状に形成したものであ
り、この詳細を第３図に示す。この図は第１図に
おける−方向から見た図であり、吸気通路３
０はフロントカバー１０のシヤフトシール室１０
ｂの囲りに釣針状に形成されている。即ち、吸気
通路３０はそのガス導入側をフロントカバー１０
の外壁に形成した冷媒ガスの吸入口３２に連通さ
せてシヤフトシール室隔壁１０ｃの接線方向に向
うように形成され、さらにシヤフトシール室１０
ｂの過半周を回り込むように形成されている。そ
して、吸気通路３０の末端は最後の吸気孔３４ｂ
に対応する位置で閉塞されている。また、吸気通
路３０は圧縮室２８ａ，２８ｂに通じるフロント
サイドプレート１８に穿設した吸気孔３４ａ，３
４ｂに連通されている。吸気孔３４ａ，３４ｂは
圧縮室２８ａ，２８ｂにフロントサイドプレート
１８を介して直接的に開口するものであり、この
実施例では２つの圧縮室２８ａ，２８ｂに対応し
て２箇所設けられている。従つて吸気通路３０は
一方の吸気孔３４ｂにその末端を対応させ、他方
の吸気孔３４ａをその途中に対応させてそれぞれ
の圧縮室２８ａ，２８ｂに吸気通路３０を連通さ
せている。そして、吸気通路３０は吸入口３２に
連通する導入側から末端に至る方向を前記ロータ
２４の回転方向Ｐと同一方向となるように形成さ
れている。

また、冷媒ガスの吸入口３２はその開口中心が
ロータ回転中心Ｏからｌだけ偏位した位置に形成
され、吸入口３２より流入した冷媒ガスが急激に
流れの方向を変えることなく前記吸気通路３０に
流れ込むことができるように配慮されている。こ
のオフセツト量は、望ましくは吸気通路３０の
導入側がシヤフトシール室の隔壁に対する接線方
向を向くように形成されればよい。

さらに、前記吸入口３２に続く吸気通路３０の
入口部寸法は、吸入口３２から連続的に絞られて
形成され、吸入口３２から導入された冷媒ガスに
断面積の急拡大に伴うエネルギー損失が生じない
ようにしている。

また、吸気通路３０における前記吸気孔３４
ａ，３４ｂへの通路底部は、第４図および第５図
に示すように、所定の曲率R₁，R₂でそれぞれせ
り上げられた形状とされている。これによつて、
ロータ回転軸に垂直な面内で旋回していた冷媒ガ
スが、フロントサイドプレート１８の吸気孔３４
ａ，３４ｂを通つて圧縮室内に流入する際、冷媒
ガス流れ方向を円滑に変化させることができる。
加えて、本実施例においてはフロントサイドプレ
ート１８に設けられた吸気孔３４ａ，３４ｂが二
箇所あり、吸気通路３０の途中でそのうちの一箇
所の吸気孔３４ａよりほぼ半分の冷媒ガスが圧縮
室２８へ吸い込まれてしまい、これ以後の吸気通
路３０の冷媒流量は半分となる。そこで、これに
対応して第４図に示すごとく、最初の吸気孔３４
ａの位置の前後で、吸気通路３０の底部高さを
L₁からL₂変化させ、冷媒流量が変化しても流速
が急激に変化しないようにし、流体のエネルギー
損失を小さくしている。即ち、吸気通路３０はそ
の上流方向より吸気孔３４を通過する毎に、段階
的にその通路断面積が減少し、常に冷媒流量に見
合う断面積を有するように形成されている。この
吸気通路３０の通路断面積が変化する箇所は、カ
ムシリンダ２２のロープ数により定められる圧縮
室２８ａ，２８ｂおよび吸気孔３４ａ，３４ｂの
数に応じて決定される。

一方、フロントカバー１０に対面するフロント
サイドプレート１８において、圧縮室２８ａ，２
８ｂに通じる吸気孔３４ａ，３４ｂは、第６図に
示すように、、ロータ２４の回転方向Ｐに沿う傾
斜した溝３６に連続して貫通形成されている。傾
斜溝３６は前記フロントカバー１０側の吸気通路
３０と対応するものであり、フロントカバー１０
内の旋回流の上流方向より、底面がなだらかに湾
曲した形状とされている（第７図参照）。この溝
３６は前述したフロントカバーの吸気通路３０に
おけるせり上げられた通路底部と対になるもので
あり、冷媒ガスがロータ回転に沿つた方向から軸
方向に流れを変える際の流路抵抗が小さくなるよ
うに形成されている。

次に、前述した吸気通路３０および吸気孔３４
ａ，３４ｂを経て圧縮室２８ａ，２８ｂ内に導入
された冷媒ガスは、カムシリンダ２２に複数の小
孔として形成された吐出孔３８ａ，３８ｂから排
出されるようになつている。吐出孔３８ａ，３８
ｂはカムシリンダ２２外面部に吐出弁４０ａ，４
０ｂを介してケーシング１２との間に設けられた
吐出通路４２に連通し、この吐出通路４２はさら
にリヤサイドプレート２０に設けられた吐出開口
４４を経て、後端側のチヤンバ室４６に連通して
いる。チヤンバ室４６の上面部には吐出口４８が
設けられ、圧縮された冷媒ガスを排出するものと
なつている。圧縮された冷媒ガスが吐出通路４２
を経て吐出開口４４から出る際には図示しない油
分離器により油５０が分離される。従つて、圧縮
された冷媒ガスは充分に油が分離された状態で吐
出口４８から導出される。

このように構成された可動翼型圧縮機では、圧
縮機への吸入口３２より、圧縮室２８ａ，２８ｂ
に至るまでの吸入抵抗が大幅に減少される。即
ち、吸入口３２に続く吸気通路３０が直線状に形
成されているため、従来のごとく吸入口直後の折
れ曲がつた流路で生じるようなエネルギー損失が
極めて小さくなる。そして、吸入口３２より吸気
通路３０に入つた冷媒ガスは、当該吸気通路３０
がロータ２４の回転方向と同一方向とされている
ため、ロータ回転方向に沿う旋回流となり、フロ
ントサイドプレート１８の吸気孔３４ａ，３４ｂ
を通つて圧縮室２８ａ，２８ｂ内に吸気される際
にも、その旋回の方向を変えることなく円滑に吸
気されるものである。また、吸気通路３０と吸気
孔３４ａ，３４ｂとは、通路底部をフロントサイ
ドプレート側に湾曲してせり上げかつこれを対応
してフロントサイドプレート１８の吸気孔３４
ａ，３４ｂに至る間にも傾斜溝３６を形成してい
るので、吸気通路３０から圧縮室２８ａ，２８ｂ
へ流入される冷媒ガスが、急激に流れの方向を変
えることなく充分な軸方向の速度成分をもつた状
態で流入されるため、この箇所においても流れが
円滑に行われる。さらに、吸気通路３０内におい
ても、複数の吸気孔３４に対し、その前後で吸気
通路３０の通路断面積が変化されているので、冷
媒流量が変化しても冷媒ガス流速が急激に変化す
ることはなくなる。特に、本実施例では楕円形の
カムシリンダ２２と５枚のベーン２６ａ〜２６ｅ
の組合わせで吸気脈動が非常に少なく、吸気側の
冷媒流れは定常流に近くなり、流路抵抗を減少さ
せる効果が生かしやすい構造となつている。

このように本実施例では、吸気通路３０の形状
が釣針状にしているので、流体力学的に洗練され
た形状となつており、吸気抵抗を大幅に減少させ
ることができる。従つて、サイドプレート１８に
設けた吸気孔３４ａ，３４ｂのみで圧縮室２８
ａ，２８ｂに吸気させることも可能となつてお
り、しかも、吸入効率が４〜５％程度向上するも
のである。このような吸入効率の向上には圧縮機
の性能を向上させ、圧縮冷媒ガスの吐出温度の上
昇を生じる虞れもなくなる。加えて、従来のごと
く吸気孔をカムシリンダ２２の外周に形成した場
合と比べるとシリンダ肉厚を充分に薄肉に形成す
ることができる。従つて圧縮機自体の小型軽量化
を充分図ることができるものである。また、吸気
通路３０はフロントサイドプレート１８に設けた
吸気孔に連通させるような釣針状であればよいた
めにその製造が非常に容易である。

尚、実施例では圧縮室が２つの場合について説
明したが、本発明は２つ以上の圧縮室を有する可
動翼型圧縮機にも適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、吸気通
路を直線状通路と円弧状通路とで構成し、かつ円
弧状通路の接線方向に直線状通路を設けたので、
直線状通路での通路抵抗と直線状通路から円弧状
通路への接続点での通路抵抗を低減できる。これ
により、吸気通路内に冷媒をスムーズに流すこと
が可能となり、流体力的に優れた高性能の圧縮機
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る可動翼型圧縮機の縦断
面図、第２図は第１図の−線断面図、第３図
は第１図−線断面図、第４図は第３図の−
線断面図、第５図は第３図の−線断面図、
第６図は第１図の−線断面図、第７図は第６
図の−線断面図である。１０…フロントカバー、１８，２０…フロント
サイドプレート、２２…カムシリンダ、２４…ロ
ータ、２４ａ〜２４ｅ…ベーン溝、２６ａ〜２６
ｅ…ベーン、２８ａ，２８ｂ…圧縮室、３０…吸
気通路、３２…吸入口、３４ａ，３４ｂ…吸気
孔、３８ａ，３８ｂ…吐出孔。

Claims

【特許請求の範囲】１回転駆動される円筒状ロータと、該円筒状ロ
ータを収容し前記円筒状ロータの外周面と複数箇
所で実質的に接触する内周面を有するカムシリン
ダと、カムシリンダの両側端面を塞ぐ１対のサイ
ドプレートと、前記円筒状ロータの外周面と前記
カムシリンダの内周面との接触部間にあつて前記
円筒状ロータの外周面、前記カムシリンダの内周
面及び前記１対のサイドプレートによつて囲まれ
た複数個の圧縮室と、前記円筒状ロータに対して
放射方向に進退可能に保持され、その先端が前記
カムシリンダの内周面に接触した状態で前記円筒
状ロータと共に回転される複数枚のベーンと、前
記一方のサイドプレートの側面に取付けられたサ
イドカバーと、前記サイドカバー内にあつて、前
記各圧縮室に開口する複数の吸気孔が設けられ、
かつ該吸気孔へ流入する冷媒の流量が各々等しく
なるよう通路断面積が設定された吸気通路と、を
有する可動翼型圧縮機において、前記吸気通路は、冷媒吸入用の吸入口と前記吸
気孔の一つを結ぶ直線状通路と、該直線状通路に
連続して設けられ、直線状通路と他の吸気孔のう
ちの少なくとも一つの吸気孔を結ぶ円弧状通路と
からなり、前記円弧状通路は、前記円筒状ロータ
の軸を中心にして、円筒状ロータよりも大きい半
径の仮想円を中心軸として形成され、前記直線状
通路は前記仮想円の接線方向に形成されているこ
とを特徴とする可動翼型圧縮機。