JPH0579480A

JPH0579480A - ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JPH0579480A
Application number: JP3236485A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Saito; 健一斉藤; Hiromichi Ueno; 広道上野; Shigeki Hagiwara; 茂喜萩原
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】ブレード先端圧力をブレード先端圧力を必要最
低限の押圧力になるようにする。【構成】仕切手段（１６）を、シリンダ本体（２０）に
凹設された２本のブレード溝（３５）に収容された２枚
のブレード（３７）から構成する。２枚のブレード間
に、容積可変のブレード間空間（Ａ）がシリンダ（１
２）とローラ（１３）との間を仕切って形成する。ブレ
ード溝の奥部に、貯圧空間（４０）を形成する。貯圧空
間とブレード間空間とを導通路（４２）で導入する。両
ブレードが下死点に向かう時、低圧の仕切空間より高い
中間圧を保ちながら徐々に低下し、上死点に向かう時、
ブレード間空間の圧力は上昇する。ブレード間空間の圧
力は、導通路を介して貯圧空間に導入され、両ブレード
を内方へ押圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気調和装置等に使用
されるロータリ圧縮機に係り、とくにブレード先端の摩
擦損失低減対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のロータリ圧縮機としては、例え
ば、ローリングピストン形ロータリ圧縮機がある。この
ローリングピストン形圧縮機の構造は、特開昭６３−１
６７０９５号公報に開示されているように、シリンダ内
に収容されたローラがシリンダ内周壁に沿って回転され
る一方、シリンダに出没可能に設けられたブレードが常
にローラに当接し、ローラとシリンダとのコンタクトポ
イントとブレードとの間に形成された隙間（作動室）を
変化させることにより、ガスの吸入、圧縮、吐出の各行
程を行うものである。該ブレードは、コンタクトポイン
トがブレード位置にある時を除き、作動室を吸入室と圧
縮室の２室に仕切り、高圧の圧縮室から低圧の吸入室へ
のガスの流通を極めて小さくすることにより、ローラの
１サイクルの回転において、吸入行程と圧縮行程とを同
時行うことを可能にしている。

【０００３】従来、ブレードを内方へ付勢する構造とし
ては、例えば、始動時にはシリンダに内蔵するスプリン
グで押圧し、ケーシング内が吐出ガスで充満されて高圧
になると、この高圧ガスによりブレードを押圧するよう
にしたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ロ
ータリ圧縮機のように、高圧ガスでブレードを押圧する
構造では、ブレードをローラに押し付ける圧力が強すぎ
るためにブレード先端における摩擦損失が大きく、該摩
擦損失が全機械損失に占める割合が２０％程度にも達す
るという問題がある。

【０００５】この問題の対策としては、導入する高圧ガ
スの圧力を調節することが考えられるが、吸入圧力から
吐出圧力の間で変動する圧縮室内の圧力に対応してガス
圧力を調節することは困難であった。

【０００６】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であって、ブレード先端圧力を必要最低限の押圧力にな
るようにすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明が講じた手段は、ローラに当接する２枚のブ
レードの間に形成されたブレード間空間により、圧縮室
の容積変化に対応して変化するブレード押圧力を得、係
る押圧力によってブレードを突出させるものである。

【０００８】具体的には、請求項１に係る発明が講じた
手段は、ケーシング（１）の内部にモータ（２）と、圧
縮ユニット（３）とが収容され、該圧縮ユニット（３）
は、シリンダ（１２）と、該シリンダ（１２）内に収容
されてシリンダ（１２）の内周壁に沿って回転するロー
ラ（１３）と、該ローラ（１３）とシリンダ（１２）と
の間の作動室（２５）を仕切る仕切手段（１６）とを備
えた構成となっている。

【０００９】そして、該仕切手段（１６）は、上記作動
室（２５）に開口して上記圧縮ユニット（３）に形成さ
れた複数のブレード溝（３５），（３５）に収容された
複数のブレード（３７），（３７）からなり、該複数の
ブレード（３７），（３７）間には容積可変のブレード
間空間（Ａ）が上記シリンダ（１２）とローラ（１３）
との間を仕切って形成された構成となっている。

【００１０】一方、上記ブレード溝（３５），（３５）
の奥部には、上記各ブレード（３７），（３７）が突出
するように上記各ブレード（３７），（３７）の背面に
流体圧力を加える貯圧空間（４０）が形成され、該貯圧
空間（４０）と上記ブレード間空間（Ａ）とが導通路
（４２）を介して連通された構成となっている。

【００１１】

【作用】上記の構成により、本発明によれば、モータ
（２）を駆動すると、ローラ（１３）はシリンダ（１
２）の内周壁に沿って回転し、シリンダ（１２）とロー
ラ（１３）との間に作動室（２５）が形成される。そし
て、作動室（２５）は、仕切手段（１６）により、高圧
室と低圧室とに仕切られる。

【００１２】一方、仕切手段（１６）における隣接する
２枚のブレード（３７），（３７）の間にはブレード間
空間（Ａ）が形成され、シリンダ（１２）と２枚のブレ
ード（３７），（３７）の上下端面との間の微小隙間を
介して、流体が高圧室からブレード間空間（Ａ）を経て
低圧室に洩れる内部洩れが発生し、ブレード間空間
（Ａ）は中間圧になる。このブレード間空間（Ａ）の圧
力は、導通路（４２）を介して貯圧空間（４０）に導入
されており、各ブレード（３７），（３７）を背後から
押圧して突出させることになる。

【００１３】そして、隣接する２枚のブレード（３
７），（３７）が上死点から下死点へ向かう行程では、
ブレード間空間（Ａ）と貯圧空間（４０）とを合わせた
容積は増加するので、ブレード間空間（Ａ）と貯圧空間
（４０）の内部の流体は膨脹する。この膨脹過程で内部
圧力は低下するが、依然として低圧室より高くなってい
る。ブレード間空間（Ａ）から低圧室への内部洩れはわ
ずかであるので、内部圧力は低圧室より高い中間圧を保
ちながら徐々に低下し、この内部圧力に対応して２枚の
ブレード（３７），（３７）の押圧力は低下していく。

【００１４】一方、２枚のブレード（３７），（３７）
が下死点から上死点へ向かう行程では、２枚のブレード
（３７），（３７）はブレード溝（３５），（３５）内
に押し込まれるので、ブレード間空間（Ａ）と貯圧空間
（４０）とを合わせた容積は減少し、内部の中間圧力は
上昇して押圧力は上昇していき、上死点で最高になる。
上死点での押圧力は、通常高圧室より低い中間圧になる
他、貯圧空間（４０）の容積の設定の仕方によって吐出
圧力より大きくなることがある。また、この圧縮行程に
おいて、高圧室から流体が供給され、低圧室への洩れに
よって減少したブレード間空間（Ａ）内の流体が補給さ
れることになる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数枚
のブレード（３７），（３７）で高圧室の圧力によって
変化するブレード間空間（Ａ）を形成して、該ブレード
間空間（Ａ）と貯圧空間（４０）の容積変化によって複
数枚のブレード（３７），（３７）を内方に押圧するの
で、ブレード先端圧力を、常に変化する高圧室の圧力に
対応して変化し、該低圧室の圧力よりやや大きい圧力に
することができ、したがって、ブレード（３７），（３
７）を必要最低限の押圧力で押圧することができ、摩擦
損失を低減して全機械損失を減少させることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１７】図１および図２に、ロータリ圧縮機の一形
式である、高圧型全密閉式のローリングピストン形圧縮
機の構造を示す。ローリングピストン形圧縮機は、密閉
バレル状のケーシング（１）と、このケーシング（１）
の内部上下に配設されたモータ（２）および圧縮ユニッ
ト（３）とからなり、モータ（２）の動力を圧縮ユニッ
ト（３）へ伝動し、流体として、例えば、冷媒ガスを圧
縮している。

【００１８】ケーシング（１）の内部は、圧縮ユニット
（３）によって下方の油室（４）、上方のガス室（５）
とに区分されている。ガス室（５）の内部は、モータ
（２）によってこれより下方の１次空間（５ａ）と、モ
ータ（２）より上方の２次空間（５ｂ）とに区分されて
おり、これら両空間（５ａ），（５ｂ）は後述するロー
タ（８）とステータ（９）との間の小さな隙間（Ｅ）等
を介して連通している。２次空間（５ｂ）に臨むケーシ
ング（１）の上壁にはエルボ状のガス出口管（１０）が
設けられている。

【００１９】圧縮ユニット（３）は、シリンダ（１２）
と、シリンダ（１２）内に収納されてシリンダ（１２）
の内周壁に沿って回転するローラ（１３）と、シリンダ
（１２）の外面に設けられたフロントマフラ（１５）
と、ローラ（１３）に外接する１個の仕切手段（１６）
とを備えている。

【００２０】モータ（２）は、上記駆動軸（１７）に直
結されたロータ（８）と、ケーシング（１）の内面に固
定されたステータ（９）とからなり、駆動軸（１７）を
介してローラ（１３）を回転駆動する。ローラ（１３）
は、シリンダ（１２）の内周面に沿って一定方向へ転が
り移動し、吸入ガスを圧縮して吐出口（２９）から送出
している。

【００２１】シリンダ（１２）は、円筒状の金属ブロッ
クからなるシリンダ本体（２０）と、シリンダ本体（２
０）の上下端を塞ぐフロントプレート（２１）およびリ
ヤプレート（２２）とから構成され、ローラ（１３）と
の間に作動室（２５）が形成されている。（２６）はガ
ス吸入路である。フロントプレート（２１）には、リー
ド弁（２８）で開閉される吐出口（２９）が設けられて
いる。

【００２２】ローラ（１３）は、シリンダ（１２）内に
数十μｍ程度の上下の隙間を介して収容されており、中
心部には嵌入孔（３１）が穿設され、この嵌入孔（３
１）には上記駆動軸（１７）の偏心軸部（３２）が嵌入
されている。

【００２３】この駆動軸（１７）は、フロントプレート
（２１）とリヤプレート（２２）とで軸支されており、
上端がモータ（２）のロータ（１３）に連結され、その
中央部に上記偏心軸部（３２）が形成され、下端には図
示しないが、遠心式の給油ポンプが設けられている。図
示しないが、給油ポンプは油室（４）に貯められた潤滑
油に浸漬されており、該給油ポンプのポンプヘッド（揚
程）によって上記嵌入孔（３１）と偏心軸部（３２）と
の隙間に潤滑油を供給している。

【００２４】また、シリンダ本体（２０）には、作動室
（２５）に開口する２本のブレード溝（３５），（３
５）が凹設されている。一方、上記１個の仕切手段（１
６）は、本発明の特徴として、２枚のブレード（３
７），（３７）からなり、各ブレード（３７），（３
７）は上記２本のブレード溝（３５），（３５）に収容
されている。

【００２５】２枚のブレード（３７），（３７）間に
は、容積可変のブレード間空間（Ａ）が上記シリンダ
（１２）とローラ（１３）との間を仕切って形成されて
いる。

【００２６】両ブレード溝（３５），（３５）の奥部に
は、両ブレード（３７），（３７）に連通して設けら
れ、各ブレード（３７），（３７）がローラ（１３）に
当接するように該各ブレード（３７），（３７）に背後
よりガス圧力を加える貯圧空間（４０）が形成されてい
る。

【００２７】この貯圧空間（４０）内には、始動時に各
ブレード（３７），（３７）を作動室（２５）側へ押圧
してローラ（１３）に当接させる２本のスプリング（４
１），（４１）が収容されている。

【００２８】さらに、隣接するブレード溝（３５），
（３５）の間のシリンダ本体（２０）には、一端が上記
貯圧空間（４０）に開口し、他端が上記ブレード間空間
（Ａ）に開口し、該ブレード間空間（Ａ）の圧力を上記
貯圧空間（４０）に導入する導通路（４２）が穿設され
ている。

【００２９】上記貯圧空間（４０）の容積は、上死点で
貯圧空間（４０）内に押し込まれた冷媒ガスの圧力が吐
出圧力より上昇するように設定されている。

【００３０】次に、上記ローリングピストン形圧縮機の
圧縮動作を説明する。

【００３１】モータ（２）を駆動すると、ローラ（１
３）はシリンダ（１２）の内周壁に沿って回転し、ロー
ラ（１３）の１回転において冷媒ガスの吸入行程と圧縮
行程とが同時に行われる。

【００３２】シリンダ（１２）とローラ（１３）との間
には、作動室（２５）が形成され、両ブレード（３
７），（３７）が上死点に位置する時、つまり、ローラ
（１３）とシリンダ（１２）とのコンタクトポイントC.
P.が両ブレード（３７），（３７）の間に位置する時
（厳密には両ブレード（３７），（３７）は僅かに突出
しているがその突出長さはほとんど零である）、シリン
ダ（１２）の内面とローラ（１３）の外面との間に形成
される作動室（２５）は一つになっており、この作動室
（２５）には、前回の１サイクルのローラ（１３）の回
転により、冷媒ガスが吸入されている。そして、この作
動室（２５）は今回のサイクルにおいて高圧室としての
圧縮室（４４）となり、内部の吸入ガスは吐出圧力にま
で圧縮されることになる。

【００３３】両ブレード（３７），（３７）が上死点か
ら下死点まで回転する時、つまり、コンタクトポイント
が両ブレード（３７），（３７）間の起点より１８０°
まで回転する時、作動室（２５）がブレード（３７），
（３７）で仕切られることにより、圧縮室（４４）の容
積は減少する一方、コンタクトポイントC.P.とブレード
（１８），（１８）との間に低圧室としての吸入室（４
５）が形成され、その容積は増加していく。この吸入室
（４５）は今回のサイクルの終了間際までガス吸入路
（２６）と連通し、外部圧力と同じ低圧圧力になってい
る。

【００３４】一方、隣接する２枚のブレード（３７），
（３７）の間にはブレード間空間（Ａ）が形成されてお
り、シリンダ（１２）と２枚のブレード（３７），（３
７）の上下端面との間の微小隙間を介して、冷媒ガスが
高圧の圧縮室（４４）からブレード間空間（Ａ）を経て
低圧の吸入室（４５）に洩れる内部洩れが発生する。こ
の隙間は非常に小さいため、ブレード間空間（Ａ）への
冷媒ガスの流入量と流出量との間には時間遅れが生じ、
ブレード間空間（Ａ）は両室（４４），（４５）の圧力
の中間圧になる。このブレード間空間（Ａ）の圧力は、
導通路（４２）を介して貯圧空間（４０）に導入されて
おり、各両ブレード（３７），（３７）を背後から押圧
してローラ（１３）に当接させることになる。

【００３５】つまり、隣接する２枚のブレード（３
７），（３７）が上死点から下死点へ向かう行程では、
ブレード間空間（Ａ）と貯圧空間（４０）とを合わせた
容積は増加するので、ブレード間空間（Ａ）と貯圧空間
（４０）の内部の流体は膨脹する。この膨脹過程で内部
圧力は低下するが、依然として吸入室（４５）より高く
なっており、ブレード間空間（Ａ）から吸入室（４５）
への内部洩れはわずかであるので、内部圧力は吸入室
（４５）より高い中間圧を保ちながら徐々に低下し、こ
の内部圧力に対応して２枚のブレード（３７），（３
７）の押圧力は低下していき、下死点で最低になる。

【００３６】一方、２枚のブレード（３７），（３７）
が下死点から上死点へ向かう行程では、２枚のブレード
（３７），（３７）はブレード溝（３５），（３５）内
に押し込まれるので、ブレード間空間（Ａ）と貯圧空間
（４０）とを合わせた容積は減少し、内部の中間圧力は
上昇して押圧力は上昇していき、上死点で最高になる。
また、この圧縮行程において、高圧室から流体が供給さ
れ、吸入室（４５）への洩れによって減少したブレード
間空間（Ａ）内の流体が補給されることになる。

【００３７】以上のように、本実施例によれば、２枚の
ブレード（３７），（３７）で圧縮室（４４）の圧力に
よって変化するブレード間空間（Ａ）を形成して、該ブ
レード間空間（Ａ）と貯圧空間（４０）の容積変化によ
って２枚のブレード（３７），（３７）を内方に押圧す
るので、ブレード先端圧力を、常に変化する圧縮室（４
４）の圧力に対応して変化し、吸入室（４５）の圧力よ
りやや大きい圧力にでき、したがって、ブレード（３
７），（３７）を必要最低限の押圧力で押圧することが
でき、摩擦損失を低減して全機械損失を減少させること
ができる。

【００３８】次に、図３に貯圧空間（４０）の変形例を
示す。この変形例は、各ブレード溝（３５），（３５）
毎に貯圧空間（４０）を形成しておき、各貯圧空間（４
０）毎に導通路（４２）を連通させるものである。図３
では、ブレード（３７），（３７）は２枚であるので、
形成されるブレード間空間（Ａ）は１箇所になり、両ブ
レード（３７），（３７）に導入される圧力は同じであ
るが、ブレードを３枚以上設ける場合においては、ブレ
ード間空間（Ａ）は２箇所以上形成されるので、ブレー
ド毎に導通するブレード間空間（Ａ）を自由に設定する
ことができ、ブレード先端の圧力の最適化を一層促進す
ることができる。

【００３９】なお、ロータリ圧縮機は、ベーン形であっ
てもよく、この場合、ローラ（１３）の複数の仕切手段
（１６）のそれぞれに複数のブレードを設けることにな
る。

【００４０】また、１個の仕切手段（１６）におけるブ
レードの数は、３枚以上であってもよい。

【００４１】また、コンタクトポイントC.P.は、シリン
ダ本体（２０）の内面に当接していても、微小隙間を隔
てて離れていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例を示しローリングピストン
形圧縮機の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】第１実施例の変形例を示し、図２相当図であ
る。

【符号の説明】

１ケーシング２モータ３圧縮ユニット１２シリンダ１３ローラ１６仕切手段３５ブレード溝３７ブレードＡブレード間空間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ケーシング（１）の内部にモータ（２）
と、圧縮ユニット（３）とが収容され、該圧縮ユニット（３）は、シリンダ（１２）と、該シリ
ンダ（１２）内に収容されてシリンダ（１２）の内周壁
に沿って回転するローラ（１３）と、該ローラ（１３）
とシリンダ（１２）との間の作動室（２５）を仕切る仕
切手段（１６）とを備え、該仕切手段（１６）は、上記作動室（２５）に開口して
上記圧縮ユニット（３）に形成された複数のブレード溝
（３５），（３５）に収容された複数のブレード（３
７），（３７）からなり、該複数のブレード（３７），
（３７）間には容積可変のブレード間空間（Ａ）が上記
シリンダ（１２）とローラ（１３）との間を仕切って形
成される一方、上記ブレード溝（３５），（３５）の奥部には、上記各
ブレード（３７），（３７）が突出するように上記各ブ
レード（３７），（３７）の背面に流体圧力を加える貯
圧空間（４０）が形成され、該貯圧空間（４０）と上記
ブレード間空間（Ａ）とが導通路（４２）を介して連通
されていることを特徴とするロータリ圧縮機。