JPH07208363A - 圧縮機 - Google Patents

圧縮機

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JPH07208363A
JPH07208363A JP117594A JP117594A JPH07208363A JP H07208363 A JPH07208363 A JP H07208363A JP 117594 A JP117594 A JP 117594A JP 117594 A JP117594 A JP 117594A JP H07208363 A JPH07208363 A JP H07208363A
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JP
Japan
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cylinder
head
chamber
suction port
volume
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Application number
JP117594A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Morimoto
勉 森本
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧縮機において流体の圧力損失を低減するこ
とで吐出冷媒温度を低下する。 【構成】 容積室を有するシリンダ8内に偏心して設け
られるロータ4は、外周部に放射状に切り込まれる複数
の溝を有し、複数の溝から出入り可能にベーン6が設け
られる。ロータ4の回転駆動によってシリンダ内壁に接
触摺動可能なベーン6により、前記容積室の容積を変化
させて吐出口から流体を吐出する。ヘッド吸込口30か
ら吸入された冷媒は、整流ガイド60に案内されながら
面取部70、吸入通路34及び座ぐり部80を経由して
シリンダ8内の容積室に吸入されるため、ヘッド室32
に多量の冷媒が回り込まないので、ヘッド吸入口30か
ら吸入通路34を通ってシリンダ8内の容積室に導入さ
れるまでの圧力損失が低減される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機に関するもの
で、特に車両用空調装置に使用して好適なベーン型冷媒
圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のベーン型圧縮機は、実公平1−3
8312号公報に示されるように、ロータの外周部に放
射状に切られた溝の中を羽根が自由に出入りするように
なっており、ロータの回転によって羽根が遠心力で半径
方向に飛び出し、この羽根の先端がシリンダの内周面を
接触摺動する。ロータの回転によって、羽根、ロータ、
シリンダおよび両側板で囲まれた室の大きさが拡大また
は縮小し、シリンダまたは側板に設けられる吸入口から
前記室に入った流体が吐出口より吐出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のベーン型圧縮機を車両用空調装置の冷媒の圧
縮機として用いたものとして、羽根を収容するシリンダ
の前方側にフロントサイドプレートを設け、さらに前方
側にフロントヘッドを設けるとともに、シリンダの後方
側にはリヤサイドプレートを設け、さらに後方側にオイ
ルセパレータを設けたものがある。
【0004】この種のベーン型圧縮機においては、フロ
ントヘッドに開けられた吸入口及びヘッド室からフロン
トサイドプレートの連通孔を経由してシリンダ内の容積
室に至るまでの冷媒流路を構成する冷媒吸入通路がフロ
ントヘッドのヘッド室を経由しているため、フロントヘ
ッドの吸入口から流入した冷媒がフロントヘッドのヘッ
ド室で一旦膨張し、その後にサイドプレートの連通孔
(吸入口)で絞られるため、流体の圧力損失が大きいと
いう問題がある。冷媒吸入通路の圧力損失が大きいこと
により、圧縮機の高速回転時の性能が低下するだけでな
く吐出温度が過度に上昇するという問題がある。
【0005】近年、圧縮機の高熱負荷時あるいは高速回
転時に吐出側ホースの寿命を低下させないようにするた
め、吐出温度を低減する要望は特に大きい。本発明は、
このような問題点ならびに要望を満足するためになされ
たもので、流体の圧力損失を低減することで吐出冷媒温
度を低下するようにした圧縮機を提供することを目的と
する。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項1に記載の本発明による圧縮機は、容積室を
有するシリンダと、前記シリンダ内に偏心して設けら
れ、外周部に放射状に切り込まれる複数の溝を有する駆
動ロータと、前記駆動ロータの回転によって遠心力で半
径方向に前記溝から出入り可能で先端がシリンダ内壁に
接触摺動可能な羽根であって、前記容積室の容積を変化
させて吐出口から流体を吐出する羽根と、吸込口とこの
吸込口に連通するヘッド室を有するヘッドと、前記ヘッ
ドと前記シリンダの間に設けられ、前記ヘッド室と前記
シリンダ内とを連通する連通路を有するサイドプレート
と、前記ヘッド室に形成され、前記吸込口から吸い込ん
だ流体を前記連通路に案内する整流部材とを備えたこと
を特徴とする。
【0007】前記目的を達成するため、請求項2に記載
の本発明による圧縮機は、請求項1に記載の圧縮機の構
成に加えて、前記サイドプレートの前記ヘッド側の端面
に形成され、前記ヘッド室中の前記整流部材で案内され
た流体を前記連通路の入口に滑らかに導く面取部と、前
記シリンダの前記サイドプレート側の端面に形成され、
前記連通路からシリンダ内に滑らかに導入する座ぐり部
とを備えたことを特徴とする。
【0008】
【作用】請求項1に記載の本発明による圧縮機による
と、ヘッド吸入口からヘッド室に流入した流体は整流部
材によりサイドプレートの連通路に案内されるため、ヘ
ッド吸入口から連通路を通ってシリンダ内の容積室に導
入されるまでの圧力損失が低減される。
【0009】請求項2に記載の本発明による圧縮機によ
ると、ヘッド室中の整流部材で案内された流体は連通路
の入口に形成される面取部を経由してシリンダ内の容積
室に導入されるため、ヘッド吸入口から連通路を通って
シリンダ内の容積室に導入されるまでの圧力損失がさら
に低減される。
【0010】
【発明の効果】したがって、本発明の圧縮機によると、
圧縮機のヘッド吸入口からヘッド室、連通孔を経由して
シリンダに至るまでの冷媒吸入通路の圧力損失が低減さ
れるから、圧縮機の吐出温度を低減させられるという効
果がある。このため、圧縮機の高速回転時の性能が向上
するだけでなく、圧縮機の高熱負荷時あるいは高速回転
時に吐出側ホースの寿命が低下し難いという効果があ
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。車両用空調装置に適用したベーン型圧縮機の第1
実施例を図1〜図6に示す。ベーン型圧縮機の縦断面を
図2に示し、この図2に示すI-I 線断面、III-III線断
面およびIV-IV 線断面をそれぞれ図1、図3および図4
に示す。
【0012】ベーン型圧縮機1の駆動軸であるフロント
シャフト2とロータ4は一体成形され、このロータ4の
後方側にリヤシャフト10がボルト12により固定され
ている。フロントシャフト2の外周部にはフロントヘッ
ド16の内壁との間に冷媒が外部に漏出するのを防止す
る軸封装置52が設けられている。周知のベーン型圧縮
機の構成と同様に、シリンダ8内に収容されるロータ4
にはその外周に放射状に溝が切り込まれており、この溝
に複数の羽根としてのベーン6が溝奥方向すなわち径内
方向に出入り可能になっており、この複数のベーン6は
ロータ4の回転に伴う遠心力により径外方向に飛び出
し、このベーン6の外端がシリンダ8の内周壁に接触摺
動する。
【0013】圧縮機1のハウジングは、シリンダ8の前
方側に設けられるフロントヘッド16およびフロントサ
イドプレート18ならびにシリンダ8の後方側に設けら
れるリヤサイドプレート20およびオイルセパレータ2
2とからなる。そして、フロントシャフト2は軸受24
によりフロントサイドプレート18に回転可能に支持さ
れており、リヤシャフト10はリヤサイドプレート20
に固定される軸受26により回転可能に支持されてい
る。
【0014】シリンダ8内に冷媒を吸入する冷媒吸入通
路は、フロントヘッド16に形成されるヘッド吸込口3
0、ヘッド室32、フロントサイドプレート18に形成
される吸込通路34とからなる。シリンダ8内の容積室
は、シリンダ8の内周壁8a、フロントサイドプレート
18の後端面18a、リヤサイドプレート20の前端面
20a、ロータ4の外周壁、ベーン6により区画形成さ
れる。シリンダ8の中心とロータ4の回転中心とは偏心
位置の関係にあるため、ロータ4の回転にともない容積
室の容積が変化することにより冷媒ガスを吸入圧縮す
る。つまり、吸込側の拡大された容積室がロータ4の回
転に伴い次第に縮小しやがてこの縮小した容積室が吐出
口に連通する動作を繰り返すことにより、吸込通路34
から吸込側の拡大された容積室に吸い込んだ冷媒を吐出
口36、38から吐出通路40へ吐出する。
【0015】またシリンダ8内から冷媒を吐出する冷媒
吐出通路は、シリンダ8の外周部に形成される吐出口3
6、38、リヤサイドプレート20に形成される吐出通
路40、オイルセパレータ22の内部に形成される吐出
通路42、オイルセパレータ22の仕切り壁44に形成
される通孔46、オイルセパレータ22の内部に形成さ
れる遠心分離室48からなる。吐出口36、38から吐
出通路42へ吐出された冷媒は、通孔46を経由して遠
心分離室48に入り、この遠心分離室48においてガス
冷媒のみが吐出口50から外部に吐出される。このと
き、吐出室42内の冷媒が通孔46を通して遠心分離室
48に供給され、冷媒中のオイル残液は底部に溜り、こ
の底部からロータ4の中心側に潤滑用として供給され
る。また遠心分離室48中のガス冷媒から分離されたオ
イルは遠心分離室48の底部に溜り、この底部からベー
ン6の吸込側に供給されてベーンの潤滑を図るようにな
っている。
【0016】そして、本実施例では、冷媒吸入通路の圧
力損失を低減するため、整流ガイド60、面取部7
0および座ぐり部80を有することを特徴としてい
る。 整流ガイド 整流ガイド60は、フロントヘッド16の内壁に形成さ
れるもので、ヘッド吸入口30を形成する入口管の壁体
から連続してヘッド室32の内部にサイドプレート18
側に突き出すように形成されている。この整流ガイド6
0は、ヘッド吸入口30側に対面する内壁面60aがヘ
ッド吸入口30から吸入した冷媒を吸入通路34に案内
するようにほぼ直角に滑らかに湾曲して形成されてい
る。この整流ガイド60が形成される領域は、図3に示
す斜線に示すA部分に形成されている。すなわち、ヘッ
ド吸入口30から吸入された冷媒が衝突して吸入通路3
4方向に曲げられるときに遠心力を受ける面に形成され
ている。図5に示すように、整流ガイド60を形成する
内壁面60aは、ヘッド吸入口30の内径D1 で示され
る面積S1 とすると、整流ガイド60の内壁60aで形
成される曲率半径D2で形成される面積S2 は、S1
2 の関係が保たれるようにセットされている。これ
は、ヘッド吸入口30から吸い込んだ冷媒の圧力損失の
低減を抑えるためである。ヘッド吸入口30から吸入さ
れた冷媒は図1に示す矢印B方向に流れる。
【0017】 面取部 面取部70は、フロントサイドプレート18のフロント
ヘッド16側の端面に形成されるもので、板厚方向に貫
通される吸入通路34の入口側に形成される。この面取
部70が形成される領域は、図4に示す斜線部分のC部
分に形成されている。すなわち、吸入通路34の入口側
のフロントサイドプレート18の端面に吸入通路34を
取り囲むように形成されている。これにより面取部70
で囲まれる面積は、フロントヘッド16側からシリンダ
8側に向けて流路面積が絞られるように形成されてい
る。さらに、面取部70とサイドプレート18のフロン
トヘッド側端面との交わる面取部入口70aは、フロン
トヘッド16に形成されるヘッド室32の内壁面に滑ら
かに突起のできないように流路を絞るように形成されて
いる。面取部70と吸入通路34の内壁との交わる面取
部出口70bは、吸入通路34の入口側に接続されてい
る。この面取部70が形成されることでヘッド室32か
ら吸入通路34に入る冷媒の圧力損失は大幅に低減され
ている。
【0018】 座ぐり部 座ぐり部80は、シリンダ8の内壁のフロントサイドプ
レート18側端面に形成されている。座ぐり部80とシ
リンダ8のフロントサイドプレート18側端面との交わ
る座ぐり部入口80aは、吸入通路34の出口と連続す
るように形成されている。これは、吸入通路34からシ
リンダ8の容積室内に入る冷媒を滑らかに導入し、圧力
損失を低減するためである。
【0019】本実施例によると、ヘッド吸入口30から
流入する冷媒のうち上部のヘッド室32に回り込む冷媒
量を少なくする。すなわち、ヘッド吸入口30から流入
する冷媒が整流ガイド60により案内されながら方向転
換してフロントサイドプレート18の吸入通路34に入
るため、フロントヘッド16からの受熱の影響が少なく
なり、吸入工程中の冷媒ガスの温度上昇を小さく出来る
という効果がある。
【0020】ヘッド吸入口30から面取部70、吸入通
路34、座ぐり部80を経てシリンダ8の内部に入るガ
ス冷媒が受ける通路抵抗の影響はわずかでスムーズにシ
リンダ内の容積室に入るため、圧力損失を低減すること
が可能になる。これにより、高熱負荷、高速回転時の冷
媒吐出温度を低減させることができる。一般に、圧縮機
は、吸入工程及び吐出工程ごとの過程において周囲との
熱の出入りの無い断熱変化をするものと考えられる。こ
の場合、P1 :吸入圧力、P2:吐出圧力、V1 :吸入
時体積、V2 :吐出時体積、T1 :吸入温度、T2 :吐
出温度、C:一定値、k:断熱指数、R:係数とする
と、下記数1及び数2の関係がある。
【0021】
【数1】
【0022】式(1) 、(2) より次式(3) が得られる。
【0023】
【数2】
【0024】ここで、吐出温度T2 は吸入圧力P1 が小
さいほど大きくなるから、実際のシリンダ内の圧力は吸
入配管位置からフロントヘッドのヘッド室を経由してい
るため、圧力損失の影響を受けやすく、吸入圧力P1
り低くなっている。この圧力損失を小さくすれば、吸入
圧力P1 は実際のシリンダ内圧に近くなり、吐出温度T
2 も低下する。
【0025】次に実験データを図6に示す。本実験は、
整流ガイド60を設けた前記第1実施例と、この整流ガ
イドを設けない比較例とについて、吐出温度および吸入
圧力損失ΔP(=PA −PB )を比較した。PA はヘッ
ド吸込口入口圧力、PB はシリンダ容積入口圧力を示
す。圧縮機の回転数は、3000、4000、5000
rpmにおいて、吐出温度Tならびに吸入圧力損失ΔP
を計測した。エバポレータ側入口熱負荷:40℃、湿
度:50%、コンデンサ側入口熱負荷:50℃とした。
【0026】図6から理解されるように、本発明の第1
実施例の圧縮機によると、比較例の圧縮機よりも、吐出
温度Tならびに吸入圧力損失ΔPが低下していることが
判る。次に冷媒流れについて説明する。ヘッド吸入口3
0からヘッド室32に導入されたガス冷媒は、整流ガイ
ド60により案内されて面取部70、吸入通路34およ
び座ぐり部80の近傍を通ってシリンダ8の容積室に導
入される。ロータ4の回転によりシリンダ8によって形
成される容積室の容積が拡大すると、吸入通路34から
ガス冷媒が吸入され、さらにロータ4が回転すると、容
積室の容積は次第に縮小され、これにともない吸入され
たガス冷媒も圧縮されその冷媒の入る容積室の圧力は高
くなる。この圧力は吐出通路40側の圧力より所定値以
上高くなると、吐出口36、38の吐出弁を押し開いて
高圧側の通路に吐出され、吐出通路40から吐出室42
に流入しオイルと冷媒とが分離される。オイルは吐出室
42の下部に溜り、ガス冷媒は遠心分離室48に入りガ
ス冷媒のみが吐出口50から外部に流出される。また遠
心分離室48内のオイルは下に溜められる。
【0027】本発明の第2実施例を図7に示す。図7に
示す実施例は、図1に示される整流ガイド60の形成領
域を図3に示す斜線部分のA領域に代えて、図7に示す
斜線部分のE領域にした例である。ヘッド吸入口30か
らヘッド室32に流入する冷媒が直接当たるフロントヘ
ッド内壁近傍部分に整流ガイド61を形成している。
【0028】この第2実施例においては、図3に示す第
1実施例に比べ、整流ガイドの形成容積が小さくなりま
た面積も小さくなっている。第2実施例の場合において
も冷媒の整流作用は十分に果たすので、圧力損失の低減
効果は、図1に示すものと同様に、整流ガイドの無い比
較例に比べて顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例による圧縮機の主要部を示
すもので、図2に示すI−I線断面図である。
【図2】本発明の第1実施例によるベーン型圧縮機の断
面図である。
【図3】図2に示すIII-III 線断面図である。
【図4】図2に示すIV-IV 線断面図である。
【図5】本発明の第1実施例の整流ガイド部分を示す断
面図である。
【図6】圧縮機回転数と吐出温度ならびに吸入圧力損失
との関係を表すデータ図である。
【図7】本発明の第2実施例を示すもので、図3に対応
する断面図である。
【符号の説明】
1 圧縮機 4 ロータ(駆動ロータ) 6 ベーン(羽根) 8 シリンダ 16 フロントヘッド(ヘッド) 18 フロントサイドプレート(サイドプレート) 20 リヤサイドプレート(サイドプレート) 22 オイルセパレータ 30 ヘッド吸入口 32 ヘッド室 34 吸入通路(連通路) 36 吐出口 38 吐出口 60 整流ガイド 70 面取部 80 座ぐり部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容積室を有するシリンダと、 前記シリンダ内に偏心して設けられ、外周部に放射状に
    切り込まれる複数の溝を有する駆動ロータと、 前記駆動ロータの回転によって遠心力で半径方向に前記
    溝から出入り可能で先端がシリンダ内壁に接触摺動可能
    な羽根であって、前記容積室の容積を変化させて吐出口
    から流体を吐出する羽根と、 吸込口とこの吸込口に連通するヘッド室を有するヘッド
    と、 前記ヘッドと前記シリンダの間に設けられ、前記ヘッド
    室と前記シリンダ内とを連通する連通路を有するサイド
    プレートと、 前記ヘッド室に形成され、前記吸込口から吸い込んだ流
    体を前記連通路に案内する整流部材とを備えたことを特
    徴とする圧縮機。
  2. 【請求項2】 容積室を有するシリンダと、 前記シリンダ内に偏心して設けられ、外周部に放射状に
    切り込まれる複数の溝を有する駆動ロータと、 前記駆動ロータの回転によって遠心力で半径方向に前記
    溝から出入り可能で先端がシリンダ内壁に接触摺動可能
    な羽根であって、前記容積室の容積を変化させて吐出口
    から流体を吐出する羽根と、 吸込口とこの吸込口に連通するヘッド室を有するヘッド
    と、 前記ヘッドと前記シリンダの間に設けられ、前記ヘッド
    室と前記シリンダ内とを連通する連通路を有するサイド
    プレートと、 前記ヘッド室に形成され、前記吸込口から吸い込んだ流
    体を前記連通路に案内する整流部材と、 前記ヘッド室に連通する前記連通路の入口に形成され、
    前記整流部材で案内された流体を前記連通路に滑らかに
    導く面取部と、 前記シリンダの前記サイドプレート側の端面に形成さ
    れ、前記連通路からシリンダ内に滑らかに導入する座ぐ
    り部とを備えたことを特徴とする圧縮機。
JP117594A 1994-01-11 1994-01-11 圧縮機 Pending JPH07208363A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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