JPH06280763A

JPH06280763A - 流体圧縮機

Info

Publication number: JPH06280763A
Application number: JP6948593A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hayano; 誠早野; Takuya Hirayama; 卓也平山
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1993-03-29
Filing date: 1993-03-29
Publication date: 1994-10-04
Anticipated expiration: 2018-03-24
Also published as: JP3388798B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ねじれのきつい吸い込み側のブレードの出入
りを良好にすることにより摩擦損失を小さくし、性能を
向上させる。【構成】両端に支軸受けを有するシリンダ内に偏心配
置した回転体と、この回転体の外周部に軸方向に向かっ
て徐々にピッチが狭くなる螺旋状に形成した溝と、この
溝のピッチの大きさによって前記溝との軸方向の隙間が
異なり複数の作動室を形成するように出入り自在に嵌合
したブレードとを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、冷凍サイクル
の冷媒を圧縮する流体圧縮機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体圧縮機を図４及び図５を用い
て説明する。従来の螺旋ブレード方式の流体機械は図４
に示すように、ステータ１０１及びロータ１０３からな
る駆動手段と、駆動手段によって回転するシリンダ１０
５とシリンダ１０５内にｅだけ偏心して配置されたオル
ダムリング１０７を介してシリンダ１０５に対し相対的
に旋回可能な回転体１０９とを備え、回転体１０９の外
周面には螺旋状の溝１１１が形成され、この溝１１１に
螺旋状のブレード１１３が出入り自在に嵌合されてい
る。ブレード１１３の外周面はシリンダ１０５の内周面
と密着し合い、ブレード１１３は回転体１０９と一体的
に回転する。シリンダ１０５に対する回転体１０９は偏
心していて旋回するため、回転体１０９の外周面とこれ
に対向するシリンダ内周面との間には、相対速度が生
じ、さらに、この相対速度は１回転を１周期して変化す
る。そのために、前記に示したように、ブレード１１３
が螺旋状の溝１１１に対して出入りすることで回転体１
０９とシリンダ１０５との間の空間に複数の作動室１１
５が軸方向に沿って形成されるうになる。

【０００３】作動室１１５の容積は、図５に示すように
ブレード１１３が嵌合される螺旋状の溝１１１のピッチ
Ｐによって決定され、溝１１１のピッチＰは回転体１０
９の一端から他端に向かって徐々に小さくなっている。
従って、ブレード１１３によって形成される作動室１１
５の容積は、吸い込みパイプ１１７側となる回転体１０
９の吸い込み端側から吐出パイプ１１９側となる吐出端
側に向かって徐々小さくなるため、冷媒は吐出端側に向
けて順次移送される間に圧縮されて外に吐出される構造
になっている。

【０００４】ブレード１１３は螺旋状溝１１１に出入り
するため幅方向に一様なクリアランスを設定している。
しかし従来の流体圧縮機ではブレードと螺旋状溝１１１
の幅方向のクリアランスが一様であると、溝１１１のピ
ッチＰの広いねじれのきつい吸い込み側ではブレード１
１３の出入りが悪くなるため、摩擦損失が大きくなり性
能が低下するという問題点があった。

【０００５】また、ブレード１１３の出入りを良くする
ために吸い込み側の幅方向のクリアランスを大きくする
と、吐出側の幅方向クリアランスが必要以上大きくなっ
てしまい、性能が低下するという問題点があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
流体圧縮機では性能が低下するという欠点があった。そ
こで、本発明は上記欠点を除去し、性能の高い螺旋ブレ
ード方式の流体圧縮機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、両端に支軸受けを有するシリンダ内に偏
心配置した回転体と、この回転体の外周部に軸方向に向
かって徐々にピッチが狭くなる螺旋状に形成した溝と、
この溝のピッチの大きさによって前記溝との軸方向の隙
間が異なり複数の作動室を形成するように出入り自在に
嵌合したブレードとを具備している。

【０００８】

【作用】このように構成されたものにおいては、ブレー
ドのねじれのきつい吸い込み側でも吐出側と同様にブレ
ードの出入りが容易になり、性能を向上させることがで
きる。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図１乃至図３を参照し、詳
細に説明する。電動要素１３は、密閉ケース１の内面に
固定されたステータ１７と、その内側に設けられた回転
可能なロータ１９とを有している。

【００１０】圧縮要素１５は両端が開放されたシリンダ
２１を有しており、シリンダ２１は密閉ケース１の内面
に固定された主軸受け２３，副軸受け２５により回転自
在に両端支持されている。主軸受け２３，副軸受け２５
はシリンダ２１の端部が回転自在に勘合したボス部２３
ａ，２５ａと、これらボス部２３ａ，２５ａよりも大径
で前記密閉容器１の内面に固定された基部２３ｂ，２５
ｂとからなり、シリンダ２１の両端は気密的に閉塞され
ている。

【００１１】シリンダ２１の内部には、シリンダ２１の
内径よりも小さい円筒状の回転体２７がシリンダ２１の
軸方向に沿って配設されている。回転体２７は鉄系また
は、その他の材料からなり、その中心軸線Ａがシリンダ
２１の中心軸線Ｂに対し距離ｅだけ図１において下方に
偏心して配設され一部が内周面と線摺接している。

【００１２】回転体２７の両端部には、それぞれ径の細
い支軸部２７ａ，２７ｂが設けられ、これら支軸部２７
ａ，２７ｂはそれぞれ前記主軸受け２３，副軸受け２５
のボス部２３ａ，２５ａに形成された軸受け穴２３ｃ，
２５ｃに回転自在に挿入支持されている。

【００１３】回転体２７の一方の支軸部２７ａ側には、
オルダムリング２９を介してシリンダ２１側から回転動
力が伝達される動力伝達面として機能する断面正方形状
の角柱部３１が形成されている。図３に示すように、こ
の角柱部３１は、オルダムリング２９に形成された矩形
状の長孔３２と遊びを有して勘合し合うとともに、遊び
の範囲内において角柱部３１のスライドが可能になって
いる。また、オルダムリング２９の外周面には、長孔３
２の長手方向と直交する径方向に一対の伝達ピン３３
ａ，３３ｂの一端部がそれぞれスライド自在に嵌挿さ
れ、伝達ピン３３ａ，３３ｂの他端部はシリンダ２１の
周壁に穿設された嵌合孔３５に嵌合固定されている。こ
れにより、回転体２７はシリンダ２１に対して偏心した
位置で無理なく結合状態が確保されるとともに、シリン
ダ２１の回転力はオルダムリング２９を介して回転体２
７に伝達されるようになっている。従って、電動要素１
３の作動によりシリンダ２１がロータ１９と一体的に回
転することで、シリンダ２１に対して、回転体２７はオ
ルダムリング２９介して偏心して回転運動する。この
時、回転体２１の外周面と、それと対向するシリンダ２
１の内周面との間には相対速度が生じ、この相対速度は
１回転を１周期として変化しながらシリンダ２１内で内
転し、シリンダ２１に対して旋回運動するようになる。

【００１４】一方、回転体２７の外周面には螺旋状の溝
３７が設けられており、この螺旋状の溝３７は、吸い込
み端側（図１右側）のピッチＰがいちばん大きく、以
下、吐出端側（図１左側）へ向けてピッチが順次小さく
なるように設定されている。そして螺旋状の溝３７に
は、合成樹脂系等の弾性材料で形成された螺旋状のブレ
ード３９が弾性力を利用して出入自在に嵌め込まれてい
る。

【００１５】図２は図１に示したブレードと回転体の拡
大図である図に示すように、ブレード３９のねじれのき
つい吸い込み側１．５巻の幅は他の部分の幅より１０乃
至２０μｍ小さくなっている。つまり、吸い込み側から
１．５巻のブレード３９の幅を小さくすることによりブ
レード３９と溝３７の側面部との間隔であるクリアラン
ス４０が、ブレード３９のねじれのきつさに応じて確保
される。これによりブレード３９のねじれのきつい吸い
込み側から１．５巻のクリアランス４０ａは他の部分の
クリアランス４０ｂより大きい構造となっている。

【００１６】これにより、各作動室４１が形成されると
ともに吸い込み端側となる作動室４１の容積が順次小さ
くなるように設定され、吐出側となる最終の作動室４１
は、副軸受け２５に形成された密閉ケース１内に開放さ
れた吐出口４３と接続連通している。また、各作動室４
１は図３に示すようにブレード３９に沿って回転体２７
とシリンダ２１の内周面２１ａとの接触部から次の接触
部までのびたほぼ三日月状の領域となっている。吸い込
み端側の第１番目の作動室４１は、回転体２７の主軸受
け２３に設けられた第２の吸い込み孔４７とを介して冷
凍サイクルの吸い込みパイプ５とを接続連通している。
これにより、吸い込みパイプ５からシリンダ２１に吸引
される冷媒は第１番目の作動室４１に途切れることなく
確実に導入されるようになっている。

【００１７】次に、このように構成された流体圧縮機の
動作について説明する。まず、ステータ１７に電流が流
れることでロータ１９が回転し、このロータ１９と一体
にシリンダ２１も回転する。シリンダ２１が回転すれ
ば、オルダムリング２９を介して回転体２７も回転す
る。シリンダ２１に対する回転体２７は、偏心した位置
で回転し、シリンダ２１に対して回転体２７は旋回運動
する。この結果、吸い込み端側の作動室４１へ向けて順
次送られながら圧縮され、高温，高圧となり、吐出パイ
プ７から吐出される。また、密閉容器１内の圧力が上昇
すれば、密閉容器１の底部に蓄えられた潤滑油が導入管
６３，連通孔６１及び油導入路５９を通って、溝３７に
送り込まれることでブレード３９の出入りがスムーズに
なるとともに、この潤滑油によりクリアランス４０にシ
ールが確保され作動室４１からのガス漏れを防ぐ。

【００１８】なお、本発明の実施例ではブレードのねじ
れのきつい吸い込み側１．５巻の幅を他の幅より小さく
したが、吸い込み側から吐出側に向けて徐々に小さくし
たり、または段階的に小さくしても同様の効果を得るこ
とができる。

【００１９】またブレード幅を小さくしたが、溝幅側を
大きくしても同様の効果を得ることができるし、ブレー
ドあるいは溝のどちらか一方、あるいは両方の断面形状
を概略台形の形状にしても同様の効果を得ることができ
る。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ブレ
ードのねじれのきつい部分と回転体の溝との摩擦損失を
小さくすることによりコンプレッサの入力の低減をはか
るという効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る流体圧縮機の断面図で
ある。

【図２】図１に示した圧縮要素の拡大図である。

【図３】本発明の一実施例に係る図である。

【図４】従来の流体圧縮機の断面図である。

【図５】従来の圧縮要素の概要図である。

【符号の説明】

１５…圧縮要素，２１…シリンダ，２３…主軸受け，２
５…副軸受け，２７…回転体，３７…溝，３９…ブレー
ド，４０…クリアランス，４１…作動室。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端に支軸受けを有するシリンダ内に偏
心配置した回転体と、この回転体の外周部に軸方向に向かって徐々にピッチが
狭くなる螺旋状に形成した溝と、この溝のピッチの大きさによって前記溝との軸方向の隙
間が異なり複数の作動室を形成するように出入り自在に
嵌合したブレードとを具備してなることを特徴とする流
体圧縮機。
【請求項２】前記溝と前記ブレードとの軸方向の隙間
は、前記溝ピッチが狭くなるに従って徐々に小さくした
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧縮機。
【請求項３】前記溝と前記ブレードとの軸方向の隙間
は、前記溝ピッチが狭くなるに従って階段状に小さくし
たことを特徴とする請求項１記載の流体圧縮機。
【請求項４】前記溝の軸方向の間隔は、底面部より表
面部を長くした形状としたことを特徴とする請求項１記
載の流体圧縮機。
【請求項５】前記ブレードの幅方向の間隔は、前記溝
底面部より前記シリンダ側面部をを長くした形状とした
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧縮機。