JPH07197895A

JPH07197895A - ロータリ圧縮機

Info

Publication number: JPH07197895A
Application number: JP30521894A
Authority: JP
Inventors: Heui-Jong Kang; ▲煕▼▲ヨン▼ 康
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1994-12-08
Publication date: 1995-08-01

Abstract

(57)【要約】【構成】一側面が密閉されている円筒状であって、少
なくとも１つ以上の切開部と、吐出ホールが形成されて
いるシリンダと、前記シリンダの切開部に遊動可能に配
設されているベーンと、前記ベーンに所定の弾性力を加
える弾性手段と、前記シリンダを回転させる駆動手段
と、吸入口と吐出口および偏心軸が具備され、前記シリ
ンダの上部面を密閉させる固定部と、ローラとから構成
される。【効果】圧縮機の振動が抑制され、弁を除去して弁に
よる騒音の除去はもとより、弁の破損による信頼度低下
を防止することができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリ圧縮機に関す
るもので、ローラの固定状態でシリンダの回転によっ
て、圧縮機の振動を抑制し、圧縮機の弁を除去して弁に
よる騒音除去はもとより、弁の破損による圧縮機の信頼
度低下を防止するようにしたロータリ圧縮機に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
のロータリ圧縮機の代表的なものが日特開昭６３（１９
８８）−５５３８８号（発明の名称：ロータリ型圧縮
機）に開示されている。

【０００３】図６には前記ロータリ型圧縮機の動作原理
のための平断面図が示されている。前記図６によれば、
円筒状のシリンダ３の一側面には切開部５２が形成され
ており、前記切開部５２にはベーン５が配設されてい
る。前記ベーン５は、前記切開部５２に進退自在に配設
されており、ばね４の弾性により前記シリンダ３の内側
へ前進する力をうける。

【０００４】また、前記ベーン５を基準に一側にはシリ
ンダ３内に冷媒ガスを吸いこむための吸入口７が具備さ
れており、他側には圧縮された冷媒ガスを外部へ吐出す
るための吐出口８が具備されている。前記吐出口８の外
側には吐出弁９が具備されているが、前記吐出弁９は前
記吐出口８を閉鎖しているが、所定の圧力が作用する
と、前記吐出口８を開成するようになる。

【０００５】一方、図示のないモータからの動力により
回転される軸１は偏心軸２に連結されており、前記偏心
軸２の外側にはローラ６が設けられている。前記ローラ
６は、前記シリンダ３内に配置され、前記偏心軸２の回
転駆動により前記シリンダ３の内側面に沿って回転する
ようになる。この際、前記ベーン５は、ばね４の弾性に
より前記シリンダ３の内側に前進し前記ローラ６の外周
面に常時接触しつつ前記シリンダ３の内部を２つの区域
に仕分けられるようになる。つまり、吸入側と吐出側と
に仕分けられる。

【０００６】前記図６において、“Ｏ”は軸１の中心で
あり、“Ｐ”は偏心軸２の中心であって、前記偏心軸２
は軸１の中心から所定の距離Ｌだけ偏心されている。し
たがって、前記軸１が回転すると、前記偏心軸２の回転
駆動によりローラ６がシリンダ内で回転駆動するように
なる。前記ローラ６の回転により冷媒ガスが吸入口７を
通してシリンダ３の吸入部３ａ内に吸いこまれ、すでに
吸いこまれた冷媒ガスは圧縮部３ｂで高圧に圧縮され
る。この際、吐出口８の外側には、一定の弾性を有する
板体形の吐出弁９が具備されているため、圧縮部３ｂが
所定の圧力になると、前記吐出口８を開放させて冷媒ガ
スが前記吐出口８を通してシリンダ３の外側に吐出され
る。

【０００７】以後、前記ローラ６が回転して前記吐出口
８を通過する瞬間、前記吐出弁９には圧力が作用されな
いようになりつつ前記吐出口８を閉鎖させて冷媒の吐出
が中断されるようになる。

【０００８】ところで、このような構成においては、吸
入部３ａと圧縮部３ｂとの圧力差によりローラに不均衡
力が作用して振動が生じた。また、前記吐出弁９の開閉
により騒音がすごく生じるのはもとより、前記吐出弁９
が流動抵抗の役割をえんじて効率を低下させ、前記弁の
損傷による信頼性の低下をもたらす問題点があった。

【０００９】一方、日特開昭６３−２０８６８８号の
（ロータリコンプレッサ）公報には、複数のベーンと複
数の吸入部および圧縮部を形成させ圧力差によるローラ
の振動をかなり抑制することに効果のあるロータリコン
プレッサが開示されている。

【００１０】図７は、上記ロータリコンプレッサの原理
を説明するための平断面図である。上記図７によれば、
複数のベーン５ａ，５ｂにより複数の吸入部と圧縮部を
形成させて圧縮機の回転振動を減少させた。

【００１１】む論、前記複数のベーン５ａ，５ｂはシリ
ンダ３に形成された複数の切開部５２ａ，５２ｂに配設
され、複数のばね４ａ，４ｂにより前記シリンダ３内に
前進してローラ２に常時接触される。また、複数の吸入
部７ａ，７ｂと複数の吐出口８ａ，８ｂが具備されてい
る。図面の符号中、前記図６と同一符号は同一機能を行
うものであって、詳細な説明は省くことにする。ところ
で、これまたローラの不均衡力を完全に解消できずに、
振動が生じた。

【００１２】また、弁９により騒音が発生するのはもち
ろん、前記吐出弁９が遊動抵抗の役割を演じて効率を低
下させ、前記弁の損傷による信頼性の低下をきたす問題
点が続けてなお残っていた。

【００１３】

【発明の目的】したがって、本発明は上記諸問題点を解
決するためになされたものであって、本発明は、冷媒ガ
スの圧力差によるローラの振動を除去することにその目
的がある。また、弁を除去して騒音を減少させることは
もちろん、圧縮機の効率を増大させ、信頼度の向上を図
ることに他の目的がある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明によるロータリ圧縮機は、一側面が密閉されて
いる円筒状であって、少なくとも１つ以上の切開部と、
吐出ホールが形成されているシリンダと、前記シリンダ
の切開部に遊動可能に配設されているベーンと、前記ベ
ーンに所定の弾性力を加える弾性手段と、前記シリンダ
を回転させる駆動手段と、吸入口と吐出口および偏心軸
が具備され、前記シリンダの上部面を密閉させる固定部
と、前記固定部の偏心軸に配設され、前記ベーンとの接
触により前記シリンダの内部を少なくとも１つ以上の空
間に仕分け、前記シリンダの回転につれて前記シリンダ
内の空間に所定の物質が流入されるようにするととも
に、流入された物質を圧縮して外部へ吐出されるように
するローラとから構成される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明によるロータリ圧縮機の一実施
例を添付図面に沿って詳述する。図１は、本発明のロー
タリ圧縮機の構造を示すための縦断面図である。上記図
１によれば、圧縮機のケース１００内にはモータ１１０
とシリンダ２０と固定部１０とが配設されている。前記
モータ１１０は、前記シリンダ２０を回転させるための
駆動手段である。前記モータ１１０の軸には図示のない
締結手段により前記シリンダ２０が締結されている。前
記シリンダ２０は、一側面が密閉されている円筒状であ
って、少なくとも１つ以上の切開部（後述する）が形成
されており、前記切開部にはそれぞれベーン３１，３３
（本願では２つ）が遊動可能に配設されている。む論、
ベーン３１，３３は所定の弾性手段（図示なし）により
前記シリンダ２０の内側へ前進される。

【００１６】前記切開部のそれぞれの側面には後述する
吐出ホールが形成されている。前記シリンダ２０の上部
には前記ケース１００に固定された固定部１０が設置さ
れている。この際、前記固定部１０は前記シリンダ２０
と密着させて前記シリンダ２０の内部が外部にたいして
できるだけ密閉されるようにするが、前記シリンダ２０
は前記固定部１０の下部で回転可能に設置する。前記固
定部１０は後述する吸入口と吐出口が形成されている板
部材１８と、前記板部材１８の下部に円筒状に形成され
ている偏心軸１９とから構成される。この際、前記偏心
軸１９は前記シリンダ２０の回転中心から所定距離Ｌだ
け偏心されるように設置される。

【００１７】また、前記シリンダ２０の外部には前記シ
リンダ２０の回転が円滑になるようにするためのベアリ
ング１２０を設置する。前記ベアリング１２０は、下部
にシリンダ２０の回転軸が通過するよう形成された円筒
状である。

【００１８】一方、圧縮機のケース１００を貫通した吸
入管８０と吐出管９０は、それぞれ前記圧縮機の内側に
配設された吸入室７と吐出室（図示なし）に連結されて
おり、前記吸入室７０と吐出室はそれぞれ固定部１０の
板部材１８に形成された吸入口と吐出口（後述する）に
連通されている。

【００１９】図２は、本発明のロータリ圧縮機の要部を
示すための分解斜視図である。上記図２によれば、前記
シリンダ２０はモータ（図示なし）により駆動される回
転軸２１に同心にて形成される。

【００２０】前記シリンダ２０は、前記回転軸２１を連
結される一側面が密閉された状態であって、中央にはチ
ャンバ２５が形成されている。また、前記シリンダ２０
には相対向する位置にそれぞれ切開部４１，４３が形成
され、前記切開部４１，４３にはそれぞれベーンが３
１，３３が配設されている。

【００２１】前記ベーン３１，３３は、前記切開部４
１，４３に進退自在に配設されており、弾性手段３２，
３４の弾性により前記シリンダ２０の内側に前進する力
をうける。前記切開部４１，４３の一側には、前記チャ
ンバ２５内に流入後、圧縮された冷媒が流出される吐出
ホール３５，３７が隣接して形成されている。前記吐出
ホール３５，３７は、前記チャンバ２５内の冷媒の吐出
流速が小で（たとえば、マッハ０．２以下）、残留冷媒
の体積が最小となるように形成する。つまり、半径は大
きく、高さの低い円筒状に形成するのが好ましい。

【００２２】一方、固定部１０は円板からなる板部材１
８と、前記板部材１８の下部に形成された円筒状の偏心
軸１９とから構成される。前記板部材１８には、所定の
幅と長さを有する吐出口１３と吸入口１８が形成されて
いる。前記吐出口１３は、前記板部材１８の中心Ｏから
所定の半径を有して形成された円弧を一側辺とし、前記
吸入口１７は、前記偏心軸１９の中心Ｐから所定の半径
を有して形成された円弧を一側辺としてなる。前記偏心
軸１９は、前記板部材１８の下部に一体に形成され、前
記偏心軸１９には円筒状のローラ２７が嵌合される。こ
の際、前記偏心軸１９の外径はローラ２７の内径よりい
ささか小さく形成され、前記ローラ２７はシリンダ２０
のチャンバ２５内に配設されるが、前記ローラ２７の一
側面が前記シリンダ２０の内側面に密着するようにす
る。

【００２３】図３は、図１，２における固定部１０の構
造を示すための図であって、ａは平面図、ｂは側面図で
ある。前記図３によれば、前記固定部１０は、円板から
なる板部材１８と、前記板部材１８の下部に形成されて
いる円筒状の偏心軸１９とから構成される。この際、前
記偏心軸１９は、前記板部材１８と一体に形成されるの
が好ましい。前記板部材１８には、所定の幅と長さを有
する吸入口１７と吐出口１３が形成されている。前記吐
出口１３は、前記板部材１８の中心Ｏから所定の半径を
有して形成された円弧を一側辺としてなり、前記吸入口
１７は、前記偏心軸１９の中心Ｐから所定の半径を有し
て形成された円弧を一側辺としてなる。

【００２４】一方、前記吐出口１３と吸入口１７は、つ
ぎのごとき原理により設計されている。まず、図１また
は２において、前記シリンダ２０のチャンバ２５は前記
ローラ２７とベーン３１，３３により吐出側と吸入側と
に分離され、つぎの式が成り立つ。Ｐ１Ｖ１ⁿ＝Ｐ２Ｖ２ⁿ Ｖ２＝Ｖ１（Ｐ１／Ｐ２）^1/n （ただし、Ｖ１は圧縮開始シリンダ体積、Ｖ２は吐出直
前シリンダ体積、Ｐ１は吸入圧力、Ｐ２は吐出圧力、ｎ
はポリトロフィク指数）

【００２５】設定された圧力Ｐ１とＰ２と圧縮直前のシ
リンダ体積Ｖ１とを基準に吐出のさいのシリンダ体積Ｖ
２をなす角度θを求めて吐出口１３を形成する。前記吸
入口１７は、冷媒の円滑な吸入のため圧縮過程とはかか
わりのない領域で所定角度Φだけ形成する。上記におい
て、角度β°は吐出ホール３５または３７を包含するく
らいの大きさで角度を保持するのだが、これは圧縮空間
から冷媒が前記吐出ホール３５または３７を通して漏れ
ないようにする構造である。

【００２６】図４は、図１，２において、シリンダ２０
にローラ２７が設置された状態の平面図である。図４に
よれば、前記シリンダ２０の内には前記ローラ２７とベ
ーン３１，３３により２つの空間に仕分けられる。な
お、前記吐出ホール３５，３７は既述のごとく、前記チ
ャンバ２５内の冷媒の吐出流速が小で（たとえば、マッ
ハ０．２以下）、残留冷媒の体積が最小となるように形
成する。

【００２７】一方、前記図３，４において、半径Ｒ１は
前記ローラ２７の外径であり、半径Ｒ２は前記ローラ２
７がＸ−Ｘ軸に位置する時、前記Ｘ−Ｘ軸と直角をなす
Ｙ−Ｙ軸であって、前記ローラ２７の半径Ｒ１とシリン
ダ２０の内径との差Ａの和（Ｒ２＝Ｒ１＋Ａ）とからな
る。また、前記板部材１８の中心から吐出口１３の内側
までの距離、つまり前記吐出口１３の内側のなす円弧の
半径は、前記シリンダ２０のチャンバ２５の半径よりは
大にすべきである。前記吐出ホール３５，３７は前記シ
リンダ２０の内部から前記固定部１０に形成されている
吐出口１３の外側円弧に至る位置まで形成されている。

【００２８】図５ａ−５ｄは、本発明のロータリ圧縮機
の作動状態図であって、シリンダ２０の上部を密閉させ
る固定部１０の図示は省略したが、理解を助けるために
前記固定部１０の板部材１８に形成されている吐出口１
３と吸入口１７を点線で示した。まず、図５ａは、ベー
ン３１，３３がシリンダ２０の回転中心Ｏを通過する水
平軸Ｘ−Ｘにたいし０°に位置したことを示した図であ
って、前記シリンダ２０はモータのごとき動力発生手段
により回転する軸２１により実線矢印方向へ回転する。
この際、前記シリンダ２０の内部空間は、ベーン３１，
３３とローラ２７により２つの空間に仕分けられる。つ
まり、前記シリンダ２０が実線矢印方向へ回転する時、
前記２つの空間中、水平軸Ｘ−Ｘを中心に下部は冷媒の
吸入される空間４０に、上部は吸入された冷媒が圧縮さ
れる空間５０とに仕分けられる。

【００２９】したがって、前記シリンダ２０がつづけて
実線矢印方向へ回転すると、前記空間４０は吸入口１７
に連通されているため、図１に示すごとき吸入管８０と
吸入室７０を通して冷媒が流れこまれる。また、前記空
間５０は密閉されているため、すでに前記空間５０に流
れこまれていた冷媒が圧縮される。

【００３０】上記の過程は前記シリンダ２０が図５に示
すごとき位置に到達する時までつづけられる。つまり、
前記ベーン３１，３３がシリンダ２０の回転中心Ｏを通
過する水平軸Ｘ−Ｘにたいし４５°に位置した所に到達
するときまでつづけられる。

【００３１】上記図５ｂは空間５０で圧縮された冷媒が
吐出される直前であって、前記空間４０へは吸入口１７
を通して冷媒がつづけて流れこみ、前記空間５０の冷媒
はつづけて圧縮される。前記シリンダ２０がつづけて回
転して前記図５に示すごとき位置を越え始めると、前記
空間５０で圧縮された冷媒は吐出ホール３７を通して前
記吐出口１３に吐出される。

【００３２】図５ｃは、ベーン３１，３３がシリンダ２
０の回転中心Ｏを通過する水平軸Ｘ−Ｘにたいして９０
°に位置したことを示す図であって、前記空間４０は密
閉されつつ冷媒はそれ以上には流れこまず、前記水平軸
Ｘ−Ｘの下部と水平軸Ｙ−Ｙの左側には新たな空間６０
が形成される。

【００３３】前記空間５０ではつづけて冷媒が圧縮され
つつ外部へ吐出されるのはむ論のことである。前記図５
ｃの以後には前記空間４０に流入された冷媒が圧縮さ
れ、前記空間５０内の冷媒はつづけて圧縮されつつ吐出
され、空間６０内には冷媒が吸入口１７を通して流れこ
まれる。

【００３４】図５ｄは、ベーン３１，３３がシリンダ２
０の回転軸中心Ｏを通過する水平軸Ｘ−Ｘに対して１３
５°に位置したことを示す図であり、前記空間４０は密
閉された状態であって、すでに流入されている冷媒は漸
次圧縮される。前記空間５０内の冷媒はつづけて圧縮さ
れつつ吐出ホール３７と吐出口１３を通して吐出され
る。前記空間６０内へは冷媒が吸入口１７を通しつづけ
て流れこむ。以後、前記シリンダ２０がつづけて実線矢
印方向に回転されると、前記図５ａのごとき状態に位置
されるようになる。

【００３５】

【発明の効果】上述のように、本発明の圧縮機は、上記
過程を繰り返しながら冷媒を吸いこみ、吸いこまれた冷
媒を圧縮し、圧縮された冷媒を吐出するようになる。し
たがって、本発明によるロータリ圧縮機は、質量の大き
いシリンダが回転するため、回転慣性が増大されて、振
動が減少されるようになる。

【００３６】また、弁を除去して雑音を除去するのはむ
論のこと、弁の抵抗による圧縮冷媒の流動損失を排除さ
せて、圧縮機の効率を増大させ、前記弁の損傷による信
頼性の低下防止をすることのできる効果を有する。

【００３７】発明のより具体的な実施例について述べた
が、種種の変形が本発明の範囲から逸脱せずに明らかに
実施されうる。とりわけ、上述では２つのベーンを有す
るものについてのみ述べたが、上記ベーンの数量は本願
の要旨とは何らかかわりのないことは明らかである。つ
まり、本願は１つ以上のベーンを有するいずれの圧縮機
にも適用でき、ただし、この場合には上記ベーンの個数
に伴って、上記吸入口と吐出口の長さを変化すべきであ
ることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロータリ圧縮機の構造を示すための縦
断面図である。

【図２】本発明のロータリ圧縮機の要部を示すための分
解斜視図である。

【図３】図１，２における固定部の構造を示すための図
であって、ａは平面図、ｂは側面図である。

【図４】図１，２において、シリンダにローラが配置さ
れた状態の平面図である。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のロータリ圧縮機の
作動状態図である。

【図６】従来のロータリ圧縮機の原理説明のための平断
面図である。

【図７】従来のロータリ圧縮機の原理説明のための平断
面図である。

【符号の説明】

１０固定部１３吐出口１７吸入口１９偏心軸２０シリンダ２７ローラ３１，３３ベーン３５，３７吐出ホール

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一側面が密閉されている円筒状であっ
て、少なくとも１つ以上の切開部と吐出ホールが形成さ
れているシリンダと、前記シリンダの切開部に遊動可能に配設されているベー
ンと、前記ベーンに弾性力を加える弾性手段と、前記シリンダを回転させる駆動手段と、吸入口と吐出口および偏心軸が具備され、前記シリンダ
の上部面を密閉させる固定部と、前記固定部の偏心軸に配設され、前記ベーンとの接触に
より前記シリンダの内部を少なくとも１つ以上の空間に
仕分けて、前記シリンダの回転につれて前記シリンダ内
の空間に所定の物質が流入されるようにするとともに、
流入された物質を圧縮して外部へ吐出されるようにする
ローラとから構成されたことを特徴とするロータリ圧縮
機。
【請求項２】前記固定部は、所定の幅と長さを有する
吸入口と吐出口が形成されている板部材と、前記板部材
の下部に円筒状に形成されている偏心軸とから構成され
た、請求項１記載のロータリ圧縮機。
【請求項３】前記吸入口は、前記偏心軸の中心から所
定の半径を有して形成された円弧を一側辺としてなる、
請求項１または２記載のロータリ圧縮機。
【請求項４】前記吸入口は、冷媒を円滑に吸入させる
ために圧縮過程とはかかわりのない領域で所定角度Φだ
け形成する、請求項３記載のロータリ圧縮機。
【請求項５】前記所定角度Φは、圧縮過程とはかかわ
りのない領域をなす角度で吐出ホールを包含する大きさ
の角度β°を除く角度として構成された、請求項４記載
のロータリ圧縮機。
【請求項６】前記吐出口は、前記板部材の中心から所
定の半径を有して形成された円弧を一側辺とする、請求
項１または２記載のロータリ圧縮機。
【請求項７】前記吐出口は、下記式Ｖ２＝Ｖ１（Ｐ１／Ｐ２）^1/n （ただし、圧縮機のシリンダの内部は吐出側と吸入側と
に仕分けられるが、Ｖ１は圧縮開始シリンダ体積、Ｖ２
は吐出直前シリンダ体積、Ｐ１は吸入圧力、Ｐ２は吐出
圧力、ｎはポリトロフィク指数）を利用してあらかじめ
設定された圧力Ｐ１とＰ２との圧縮直前のシリンダ体積
Ｖ１を基準にして吐出のさいシリンダ体積Ｖ２をなす角
度θを求めて形成された、請求項６記載のロータリ圧縮
機。
【請求項８】前記偏心軸は、前記シリンダの回転中心
から所定距離だけ偏心されるように設置された、請求項
２記載のロータリ圧縮機。
【請求項９】前記吐出ホールは、シリンダ内から吐出
口までを連通させるよう形成された、請求項１または２
記載のロータリ圧縮機。
【請求項１０】前記吐出ホールは、前記シリンダの内
部から前記固定部に形成されている吐出口の外側円弧に
いたる位置まで形成された、請求項９記載のロータリ圧
縮機。
【請求項１１】前記シリンダの外部には、ベアリング
が配設された、請求項１記載のロータリ圧縮機。