JPH0367089A - 回転式圧縮機に於ける吐出弁機構 - 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） 本発明は冷凍サイクル等に使用する回転式圧縮機に於け
る吐出弁機構に関するものである。

（従来の技術） 冷凍サイクル等に使用する従来の回転式圧１１機として
は、例えば第４図〜第６図に示すものがある。この回転
式圧縮機は、シリンダ１と、その両端に固定した軸受板
２ａ、２ｂとから構成した圧縮室３内に、偏心回転させ
るローラ４と、該ローラ４の外周に先端側を当接させて
前記圧縮室３内を圧縮側５と吸入側６とに分割するベー
ン７とを設けると共に、前記軸受板２ｂに、夫々前記圧
縮側５と吸入側６とに対応した吐出口８と吸入口９を設
けて成る圧縮部本体間を、吐出空間ＩＯを構成する密閉
ケーシング１１内に装置した構成である。前記ローラ４
は電動機部１２の回転軸１３に一体形成した偏心カム１
４により偏心回転させる構成としている。また吸入口９
は吸入管１５を介して密閉ケーシング１１の外部に接続
する構成とすると共に、吐出口８は、吐出弁１６を介し
て密閉ケーシング１１内に連通させ、該密閉ケーシング
１１に設けた吐出管１７を介して外部に接続する構成と
している。かかる吐出弁１６は、弾性板から構成し、そ
の−側を軸受板２ｂに固定すると共に、他側を前記吐出
口８の座部１８に外側から押圧して、該吐出口８を塞ぎ
逆流を防止する機構としている。

以上の構成に於いて、圧縮部本体間は、電動機部１２の
駆動により、回転軸１３及び偏心カム１４を介してロー
ラ４を第５図に於ける反時計方向に回転させて動作させ
る。しかしてその動作を、圧縮室容積と圧縮室内圧力の
変化を表わした第７図を参照して説明する。

まず、冷却システム（図示省略）からの冷媒ガスは吸入
管１５から吸入口９を経てシリンダ１の吸入側６に至り
（図中ａ点）、そしてこの吸入側６に吸い込まれる。吸
入側６の容積は次第に大きくなり（図中ａ−ｂ点〉、最
大（図中す点）となった以降、圧縮側５に転する。しか
して、かかる圧縮側５内の冷媒ガスは、圧縮側５の容積
の減少により次第に圧縮され、その圧力Ｐｃは密閉ケー
シング１１内の圧力、即ち吐出圧力Ｐｄに達する。

（図中Ｃ点）しかしながら、吐出弁１６の押圧力やオイ
ル粘性抵抗等により、この圧力では吐出弁１６は開とは
ならず、冷媒ガスは更に圧縮される。

（図中Ｃ−４点）こうして、圧力Ｐｃがある値（図中ｄ
点）に達すると、吐出弁１６が開となり、圧縮側５の容
積の減少と共にその中の冷媒ガスが吐出口８を経て密閉
ケーシング１１内に吐出され、次いでこの密閉ケーシン
グ１１内から吐出管１７を経て冷却システムに吐出され
る。（図中ｄ　−ｅ　６点）尚、図に示す構成に於いて
、符号１９はベーン７をローラ４に圧接させるためベー
ンばね・２０は給油機構、２１は潤滑油である。

（発明が解決しようとする課題） 前述したように、従来の吐出弁Ｉ６では圧縮室３内の圧
力Ｐｃが、密閉ケーシング１１内の吐出圧力Ｐｄに達し
ても開とならず、より以上の圧縮（過圧縮）が必要であ
るので、負荷、そして所要エネルギが増大し、第７図の
斜線部分で示すように損失が生じている。この理由は、
吐出弁１６の押圧力や、オイルの粘性力等の影響による
もので、以下の通りである。

即ち、吐出圧力をＰｄ、圧縮室３内圧力をｐｃ、吐出弁
工６の押圧力をＦｍ、オイル粘性力をＦ。

とすると共に、座部１８に於ける吐出弁１６の外側受圧
面積をＡ、内側受圧面積をＡ′とすると、吐出弁１６は
次式を満たした時に開となる。

ＰｃＡ’　＞ＰｄＡ＋Ｆｍ十Ｆｏ　　・・・（１）従っ
て、 Ａ　′ となる。

本発明は以上の課題を解決し、吐出損失を低減して能力
の向上を図るとことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前述した課題を解決するために、本発明の回転式圧縮機
に於ける吐出弁機構は、シリンダと、その両端に固定し
た軸受板とから構成した圧縮室内に、偏心回転させるロ
ーラと、該ローラの外周に先端側を当接させて前記圧縮
室内を圧縮側と吸入側とに分割するベーンとを設けると
共に、前記軸受板に、夫々前記圧縮側と吸入側とに対応
した吐出口と吸入口を設けて成る圧縮部本体を、吐出空
間を構成する密閉ケーシング内に装置した回転式圧縮機
に於いて、前記シリンダには前記吐出口に対応して、前
記圧縮側の開口面積を吐出空間側の開口面積よりも大き
くするべく段部を設けた貫通案内溝を構成すると共に、
該貫通案内溝に、夫々の開口側に対応する摺動部を構成
した弁体を摺動自在に嵌合し、該貫通案内溝内にその段
部と弁体とにより構成される小空間と前記吸入室側適宜
空間とを連通路により連通させると共に、前記弁体は前
記圧縮側方向にばねにより付勢したものである。

（作　用） 以上の構成に於いて、弁体には、その開となる方向に圧
縮室内圧力が加わると共に、これに抗する方向には、吐
出圧力と小空間内圧力そしてばねの付勢力、弁体の慣性
力やオイル粘性力等の摺動抵抗の合力が加わり、これら
の合力に打勝った時に弁体が外周方向に移動して吐出口
が開となる。

このように、本発明に於いては、弁体は、圧縮室内圧力
の受圧面積に対する吐出圧力の受圧面積を減少すると共
に、この減少分の受圧面積には小空間内圧力、即ち吸入
側圧力が加わるので、弁体を開とするのに要する圧縮室
内圧力を低下させることができ、過圧縮を防止すること
により吐出損失を低減し、所要人力の減少、そして能力
の向上を図れる。

（実施例） 次に本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して説明
する。尚、かかる図に於いては、前述の従来例に対応す
る構成要素には同一符号を付している。

図は、要部のみを表わしており、符号１１は密閉ケーシ
ング、Ｍは該密閉ケーシング１１内に装置した圧縮部本
体である。この圧縮部本体Ｍは、シリンダｌと、その両
端に固定した軸受板２ａ。

２ｂとから構成した圧縮室３内に、偏心回転させるロー
ラ４と、該ローラ４の外周に先端側を当接させて前記圧
縮室３内を圧縮側５と吸入側６とに分割するベーン７と
を設けると共に、前記軸受板２ｂに、夫々前記圧縮側５
と吸入側６とに対応した吐出口８と吸入口９を設けて構
成している。かかるローラ４は前述の従来例と同様に、
密閉ケーシング１１内に装置した電動機部の回転軸１３
に一体形成した偏心カム１４により偏心回転させる構成
としている。また、従来例と同様に、吸入口９は図示省
略している吸入管を介して密閉ケーシング１１の外部に
接続する構成とすると共に、吐出口８は密閉ケーシング
１１内の吐出空間１０と連通しており、該密閉ケーシン
グ１１に設けた吐出管（図示省略）を介して外部に接続
する構成としている。

しかして、前記シリンダ１には、前記吐出口８に対応し
て、前記圧縮側５の開口面積Ｓを吐出空間１０側の開口
面積Ｓ″よりも大きくするべく段部２２を設けた貫通案
内溝２３を構成すると共に、該貫通案内溝２３に、夫々
の開口側に対応する摺動部２４ａ、２４ｂを構成した弁
体２５を摺動自在に嵌合し、該貫通案内溝２３内に、前
記段部２２と弁体２５とから小空間２６を構成する。そ
して、該小空間２６と前記吸入側６の適所とを連通路２
７により連通させ、前記弁体２５は、前記圧縮側５方向
にばね２８により付勢する。連通路２７は、貫通案内溝
２３から、吐出口８を設けていない側の軸受板２ａに至
る連通孔２９と、該連通孔２９に続けて前記軸受板２ａ
に、シリンダ１の端部に沿って設けた連通溝３０と、シ
リンダ１に於いて該連通溝３０に開口するようにした前
記吸入口９とから構成している。この他、連通路２７は
、吸入側６圧力を小空間２６に伝達可能であれば適宜に
構成することができる。

以上の構成に於いて、電動機部の駆動により、回転軸１
３及び偏心カム１４を介してローラ４を第１図に於ける
反時計方向に回転させると、冷媒ガスは、第３図のＡ点
からＢ点に於いて、吸入口９からシリンダ１の吸入側６
に吸い込まれ、次いで圧縮側５に転じてＢ点から０点に
示すように圧縮される。

このようにして圧縮された冷媒ガスの圧力によって弁体
２５は、面積Ｓ部分に於いて、吐出口８を開とする方向
、即ち図中下方に力を受ける。−方、該弁体２５にはこ
の力に抗する方向に、自体の慣性力及びオイル粘性力等
による摺動抵抗Ｆｕとばね２８の付勢力Ｆｘ、そして面
積３１部分に加わる吐出圧力Ｐｄに加えて、加圧空間２
６内の面積Ｓ′部分に連通路２７を介して加わる吸入側
６圧力が働いているので、該弁体２５は次式を満たした
時に開となる。但し、Ｓ“＝ｓ−ｓ　’としている。

弁体は、圧縮室内圧力Ｐｃが吐出圧力Ｐｄを越えた時に
開となるのが理想であり、この開条件はＰｃ＞Ｐｄで表
わされる。かかる条件は（２）式の右辺をＰｄＳとする
ことができれば達成することができる。そこで、 とし、（３）式を変形すると、次式が得られる。

Ｐｄ−Ｐｓ Ｐｄ＞Ｐｓであるから、（４）式を満たす受圧面積Ｓ′
が存在する。

そこで前述した（４）式を満たすように設計諸元を設定
すると、前述した（２）式は、Ｐｃ＞Ｐｄとなり、弁体
２５は圧縮室３内圧力ＰｃがＰｄを越えたときに開とな
る。

従って、圧縮室３内の圧力ｐｃが、第３図中の０点を越
すと、弁体は第２図（ｂｌに示すように下方に移動して
吐出口８を開とし、こうして第３図の０点からＤ点への
移行で示すように、吐出圧Ｐｄよりも僅かに高い圧力の
基で圧縮室３内から吐出空間１０内に吐出がなされる。

このため、従来のような過圧縮が行われなくなるので、
第３図中の斜線で示すように吐出損失を従来と比較して
低減することができるのである。尚、前述した設計諸元
は（４）式を完全に満たさなくても、それに近い条件に
設定して、相応の損失の低減を図ることができることは
云うまでもないことである。

以上の如くして圧縮室３からの冷媒ガスの吐出が完了す
ると、弁体２５はばね２８の付勢力により上方に移動し
て第２図（ａｌに示す状態に復帰し、吐出口８を閉とし
て次回の動作の待機状態となる。

尚、以上の説明に於いては、本発明の圧縮機が対象とす
る流体を、冷凍サイクルに於ける冷媒ガスとしているが
、この他適宜のガスに使用し得るものである。

（発明の効果） 本発明は以上説明した通り、回転式圧縮機の吐出弁機構
に於いて、吐出口を開とする方向の弁体の移動に抗する
力のうちの、吐出圧力に対応する部分の一部を、吸入側
圧力により得るようにしたので、これらの力の配分を含
め設計諸元を設定することにより、圧縮室内圧力が吐出
圧力を越えた時に直ちに弁体を開とすることができ、過
圧縮が起こらなくなるので、吐出損失を低減することが
でき、所要人力の減少、そして能力の向上を図れるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した回転式圧縮機を、従来例を表
わした第４図のＸ−Ｘ線と同様な個所に於いて切断した
説明的横断面図であり、また第２図（ａｌ、　（ｂｌは
第１図のＹ−Ｙ線個所の拡大説明的断面図である。第３
図は本発明の動作を表わした圧縮室内の容積−圧力線図
である。第４図は従来の回転式圧縮機の説明的縦断面図
、第５図は第４図のＸ−Ｘ線説明的断面図、第６図は第
５図のＺ−Ｚ線拡大説明的断面図、第７図は従来例の動
作を表わした圧縮室内の容積−圧力線図である。 符号ｌ・・・シリンダ、２ａ、２ｂ・・・軸受板、３・
・・圧縮室、４・・・ローラ、５・・・圧縮側、６・・
・吸入側、７・・・ベーン、８・・・吐出口、９・・・
吸入口、１０・・・吐出空間、１１・・・密閉ケーシン
グ、１２１３．電動機部、１３・・・回転軸、１４・・
・偏心カム、１５・・・吸入管、１６・・・吐出弁、１
７・・・吐出管、１８・・・座部、１９・・・ベーンば
ね、２０・・・給油機構、２１・・・潤滑油、２２・・
・段部、２３・・・貫通案内溝、２４ａ、２４ｂ・・・
摺動部、２５・・・弁体、２６・・・小空間、２７・・
・連通路、２８・・・ばね、２９・・・連通孔、３０・
・・連通溝、Ｍ・・・圧縮部本体。 第 ３ 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダと、その両端に固定した軸受板とから構
   成した圧縮室内に、偏心回転させるローラと、該ローラ
   の外周に先端側を当接させて前記圧縮室内を圧縮側と吸
   入側とに分割するベーンとを設けると共に、前記軸受板
   に、夫々前記圧縮側と吸入側とに対応した吐出口と吸入
   口を設けて成る圧縮部本体を、吐出空間を構成する密閉
   ケーシング内に装置した回転式圧縮機に於いて、前記シ
   リンダには前記吐出口に対応して、前記圧縮側の開口面
   積を吐出空間側の開口面積よりも大きくすべく段部を設
   けた貫通案内溝を構成すると共に、該貫通案内溝に、夫
   々の開口側に対応する摺動部を構成した弁体を摺動自在
   に嵌合し、該貫通案内溝内にその段部と弁体とにより構
   成される小空間と前記吸入側適宜空間とを連通路により
   連通させると共に、前記弁体は前記圧縮側方向にばねに
   より付勢したことを特徴とする回転式圧縮機に於ける吐
   出弁機構。
2. （２）第１項記載の連通路は、貫通案内溝から、吐出口
   を設けていない側の軸受板に至る連通孔と、該連通孔に
   続けて前記軸受板に、シリンダの端部に沿って設けた連
   通溝と、シリンダに於いて該連通溝に開口する吸入口と
   から構成したことを特徴とする回転式圧縮機に於ける吐
   出弁機構。