JPH0742955B2 - 逆転可能なロータリ圧縮機 - Google Patents

逆転可能なロータリ圧縮機

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JPH0742955B2
JPH0742955B2 JP61125547A JP12554786A JPH0742955B2 JP H0742955 B2 JPH0742955 B2 JP H0742955B2 JP 61125547 A JP61125547 A JP 61125547A JP 12554786 A JP12554786 A JP 12554786A JP H0742955 B2 JPH0742955 B2 JP H0742955B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ロータリ圧縮機に係り、更に詳細には逆転可
能な密閉型圧縮機ユニットに係る。
従来の技術 ヒートポンプの用途に於ては、加熱モードより冷却モー
ドへの切換え及びこれとは逆の態様の切換えにより、冷
媒の流れ方向が逆転され、コンデンサ及びエバポレータ
として作用しているコイルがそれぞれ逆の機能を果すよ
うになる。圧縮機が一方向にのみ回転するよう作動する
場合には、冷媒の流れ方向の切換えは一般に圧縮機の外
部に配置された弁装置により行われる。また圧縮機それ
自身が逆転可能である場合には、圧縮機は所望の方向へ
冷媒を供給すべく何れかの方向へ選択的に回転されてよ
い。
逆転可能なロータリ圧縮機として、実公昭49−11444号
公報に、 円筒形のピストン室と、第一の通路を経て前記ピストン
室と連通された第一のプレナムと、第二の通路を経て前
記ピストン室と連通された第二のプレナムと、前記第一
の通路と前記第二の通路の間に位置するベーン溝とを備
えたクランクケースと、 円筒状の外面を有し、前記ピストン室内にて該円筒状外
面と前記ピストン室の円筒状内面とが互いに一つの母線
に沿って接するように遠心回転され、前記ピストン室の
軸線方向両端面を与える手段と滑り密封係合する軸線方
向両端面を備え、該ピストン室内に三日月形の空間を形
成するローリングピストンと、 前記第一の通路に関連し、該通路を通って前記ピストン
室の側より前記第一のプレナムの側へ向かう方向の流体
の流れのみを許す第一の一方向弁と、 前記第二の通路に関連し、該通路を通って前記ピストン
室の側より前記第二のプレナムの側へ向かう方向の流体
の流れのみを許す第二の一方向弁と、 前記ベーン溝内に摺動可能に受入れられ、内端にて前記
ローリングピストンの円筒状外面と密封的に滑り接触す
べく該ローリングピストンへ向けて可撓的に偏倚され、
該ローリングピストンの回転に伴って前記ベーン溝に沿
って往復動するベーンと、 前記ピストン室の軸線方向両端壁を与える手段の一方内
に前記ローリングピストンの回転により与えられる摩擦
的引摺り力によって制限された角度内にて回転可能に組
込まれ、第一の回転方向に引摺られたときには前記ピス
トン室内の前記第一の通路の近傍の空間を前記第一のプ
レナムに連通させまた前記第一の回転方向と逆の第二の
回転方向に引摺られたときには前記ピストン室内の前記
第二の通路の近傍の空間を前記第二のプレナムに連通さ
せるポート手段を有する逆転ディスクと、 を有し、前記ローリングピストンが二つの互いに反対の
回転方向の何れか一方に選択的に駆動されたとき、前記
第一のプレナムを含む空間を吸入空間として流体を吸入
し前記第二のプレナムを含む空間を吐出空間として流体
を吐出するか又は前記第二のプレナムを含む空間を吸入
空間として流体を吸入し前記第一のプレナムを含む空間
を吐出空間として流体を吐出するよう構成された逆転可
能なロータリ圧縮機が開示されている。
上記公知の逆転可能なロータリ圧縮機に於ては、逆転デ
ィスクは、ばねによる力と、該逆転ディスクを貫通して
設けられた孔を経てピストン室内の吐出側に位置する部
分から伝わる流体圧が逆転ディスクの裏面に及ぼす力に
より、ローリングピストンの軸線方向端面へ向けて押し
つけられるようになっている。
また特公昭47−22034号公報には、上記と類似の構成の
逆転可能なロータリ圧縮機に於て、逆転ディスクをロー
リングピストンの端面へ向けて押しつける力が、同様に
逆転ディスクに設けられた貫通孔を経てピストン室の圧
縮部より逆転ディスクの裏面へ伝わる流体の圧力によっ
て与えられるようになった構成が示されている。
発明が解決しようとする課題 上記の如く公知の逆転可能なロータリ圧縮機に於ては、
逆転ディスクを貫通する孔を経てピストン室の圧縮部よ
り逆転ディスクの裏側へ伝わった圧力は、該貫通孔がピ
ストン室の圧縮側の位置に開口していても、該開口部に
於けるピストン室内の圧力は、ローリングピストンの回
転に伴なって吸込み圧から最高吐出圧の間で常時変動す
るので、逆転ディスクの裏面に作用する押しつけ力も、
それに応じて常時大きく変化する。
本発明は、この点に関し、逆転ディスクをローリングピ
ストンへ向けて押しつける力をピストンにより圧縮され
た流体の圧力によって与え、しかもその押圧力を常に一
定に保つことができるよう、この形式の逆転可能なロー
タリ圧縮機を改良することを課題としている。
課題を解決するための手段 上記の課題は、本発明によれば、上記の如き基本構成を
する逆転可能なロータリ圧縮機に於て、前記逆転ディス
クのポート手段は該逆転ディスクを貫通することなくそ
の前記ピストン室を向いた側の表面部に形成された溝で
あり、前記逆転ディスクの前記ピストン室へ向いた側と
反対側の裏側に封止された空間を郭定する手段が設けら
れており、前記逆転ディスクに関連した第一の通路部と
前記ベーンに関連した第二の通路部とを含む通路手段で
あって前記逆転ディスクの裏側にある前記の封止された
空間を前記の吐出空間として作動する空間に前記ローリ
ングピストンの回転周期に同期して該回転周期の限られ
た一部に於て連通させる通路手段が設けられていること
を特徴とする逆転可能なロータリ圧縮機によって達成さ
れる。
作用 本発明の圧縮機の作動に於て、圧縮機が一方の方向に回
転している場合に、逆転ディスクは適当に定められた第
一の位置及び第二の位置のうち逆転ディスクの上側面に
形成された上部溝が吸入側のピストン室とこれに対応す
るプレナムとを連通接続する何れか一方に位置し、同時
にベーンに形成された一対の側面通路のうち吐出側のピ
ストン室と連通する一方の側面通路と逆転ディスク上の
貫通通路のうちの適当な一方とがベーンの往復動に伴い
周期的に連通接続され、吐出室内の比較的に高い流体圧
力が逆転ディスクの下側面にある下部空間に周期的に与
えられ、このことにより逆転ディスクが上向きに付勢さ
れクランクケース及びローリングピストンに押し付けら
れる。このとき逆転ディスク上の他方の貫通通路はクラ
ンクケースの壁の下側に位置し、吸入側のピストン室と
連通する方の側面通路との連通が遮断されているので、
前記下部空間には吐出側の圧力のみが与えられる。
圧縮機がその回転を逆転する際には、逆転ディスクが他
方の位置へ移動される前に、それまで吸入側であったピ
ストン室が吐出側となり、それまで吐出側であったピス
トン室内の圧縮ガスが排出されるので、それまで吐出側
であったピストン室内の圧力が低下し、これに下部空間
が前述の如く周期的に接続することにより下部空間内の
比較的に高い流体圧が当該ピストン室へ排出され付勢力
が解除される。かくして逆転ディスクはピストンの回転
に応じて他方の位置へ移動することを許され、新たに吸
入側となった方のピストン室に吸入通路を提供する。そ
して新たに吐出側となったピストン室に連通するベーン
上の他方の側面通路と逆転ディスクの回転移動に伴って
クランクケースの壁の下側よりベーンの前記他方の側面
通路に整合する位置へ移動された貫通通路とが連通する
ことにより、再び下部空間に吐出圧が与えられる。
かかる吐出側圧力を与える通路は、ベーン上にその一部
が形成されることに基き、周期的に連通される。即ち、
ピストン室内の圧縮工程に於ける圧力の変動の中でベー
ンが所定のストローク位置にあるときのみ下部空間に圧
力を与える。従って、逆転ディスクを付勢するに足る所
定の圧力のみが周方向溝に与えられる。
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。以下の実施例に於ては、下部空間は、
逆転ディスクの下側面に形成された周方向に延在する周
方向溝として示される。しかしながら下部空間は必ずし
もかかる周方向溝に限定されるものではなく、逆転ディ
スクとこれを下側にて支持する部材との間に実質的な範
囲に亘り周方向に均一に存在する空間であれば他の形状
でっても差しつかえない。
実施例 符号10はシェル12を有する密閉型モーター圧縮機ユニッ
トを示している。シェル12の内部との流体的連通は導管
14及び15を経て行われるようになっている。シェル12内
にはステータ17及びロータ18を含む逆転可能な電気モー
タ16が配置されている。モータ16は密閉型圧縮機に使用
される通常の逆転可能な電気モータであってよい。クラ
ンクシャフト20が設けられており、該クランクシャフト
は偏心部分21を含んでおり、従来の圧縮機の場合と同
様、ロータ18と共に回転し得るようロータに駆動接続さ
れている。圧縮機22はクランクシャフト20に加えて、ア
ッパ軸受キャップ24及びロア軸受キャップ26を含んでお
り、これらの軸受キャプの間にクランクケース28が配置
されている。
第２図に最もよく示されている如く、クランクケース28
は円筒形のピストン室30及びプレナム31、32を郭定して
いる。クランクケース28は更に半径方向に延在するベー
ン溝34及び室35を郭定している。ベーン36がベーン溝34
及び室35内に往復動可能に配置されており、ベーン36を
横切る流体の漏洩を防止すべくベーン溝34の壁と実質的
に液密的に接触している。ピストン室30内にはローリン
グピストン40が配置されており、該ローリングピストン
はピストン室30の内周壁面と線接触した状態にて内周壁
面上を転動するよう偏心部分21により駆動されるように
なっている。ベーン36はばね38及び39によりローリング
ピストン40と接触した状態に付勢されている。
ローリングピストン40及びクランクケース28の一部の下
方には逆転ディスク50が配置されており、該逆転ディス
クはロア軸受キャップ26に形成された対応するリセス内
に受入れられている。逆転ディスク50の上面には円弧形
の溝51及び上部溝52が形成されており、これらの溝はそ
れぞれ回転制限構造体の一部及び吸入入口として作用す
るようになっている。逆転ディスク50の下面には周方向
溝（下部空間）53が形成されており、該溝は周方向に隔
置された貫通通路54及び55を経て上面と流体的に連通し
ている。逆転ディスク50の下方部分には環状溝56が形成
されており、該環状溝内にはＯリング58が嵌込まれてい
る。ピン60がクランクケース28に固定的に嵌込まれてお
り、溝51内へ延在している。ピン60は、逆転ディスク50
がローリングピストンの回転運動に伴い何れかの回転方
向へ運動する際に、溝51と共働してかかるディスク50の
回転運動を溝51の延在角度範囲に制限する。ピン60の存
在は、ローリングピストン40と逆転ディスク50との間の
オイルシールによる粘性摩擦によりディスク50が連続的
に運動せしめられることを制限している。
プレナム31及び32はそれぞれ吐出弁61及び62を有してお
り、これらの弁はそれぞれ弁ストッパ63及び64を有して
いる。弁61、62及び弁ストッパ63、64は複数個の通路28
a及び28bを制御するよう構成されていることが好まし
い。第７図に示される如く通路28a及び28bはそれぞれ三
つの孔よりなっており、弁61、62及び弁ストッパ63、64
はＥ形を成しており、Ｅ形の各アーム部にて対応する孔
を覆うようになっている。導管15はプレナム32と直接接
続されている。導管14はシェル12の内部及びアッパ軸受
キャップ24を貫通して延在する通路25を経てプレナム31
と流体的に連通している。
第４図に最もよく示されている如く、ベーン36の両側に
は半径方向に延在する溝36a及び36bが設けられており、
これらの溝はそれぞれ対応する軸線方向に延在する溝37
a及び37bと流体的に連通している。従来の圧縮機の場合
と同様、クランクシャフト20の下端にはオイルピックア
ップチューブ66が配置されており、半径方向に延在する
軸受用のオイル供給孔68aを有するオイルギャラリー68
がクランクシャフト20の軸線に沿って延在している。
作動に於ては、ローリングピストン40及びベーン36の共
働はカム及びカムフォロアの共働と同様であり、偏心部
分21によるローリングピストン40の回転駆動により、ロ
ーリングピストンがピストン室30の壁に沿って転動する
と、ベーン36が往復動せしめられる。
第１図〜第３図に於て、密閉型圧縮機ユニット10は低側
圧縮機として運転されており、導管14は吸入導管とし
て、また導管15は吐出導管として作用している。クラン
クシャフト20及びその偏心部分21の回転方向は第２図に
於て矢印により示されている如く反時計廻り方向であ
る。導管14を経てシェル12内へ冷媒が吸入され、該冷媒
は吸入プレナムとして作用しているプレナム31内へ通路
25を経て流入する前にモータ16の構造体を越えて流れ、
これにより該構造体を冷却する。冷媒はプレナム31より
逆転ディスク50に形成された溝52を経てピストン室30の
部分30a内へ流入する。ピストン室30の部分30aが吸入プ
レナム31と流体的に連通した状態にある間は部分30aは
吸入室として作用する。このときピストン室30の部分30
bは吐出室として働き、常閉型の吐出弁62の制御により
通路28bを経て流体を吐出する方向にのみ吐出プレナム3
2と流体的に連通接続される。吐出プレナム32へ流入す
る冷媒は導管15を経て圧縮機より吐出される。
ベーン36は偏心部分21、従ってローリングピストン40の
回転により往復動せしめられる。第１図及び第２図に於
て、ベーン36が図示の位置より外方へ運動することによ
り、溝36b、溝37b、及び貫通通路55を通じて吐出室とし
て作用している室30bと周方向溝53とが周期的に流体的
に連通接続される。かかる流体的連通が生じる場合の吐
出ストロークの正確な瞬間は圧縮機の特定のデザインに
より決定されるが、基本的には周方向溝53内が周期的に
実質的に吐出圧にもたらされ、この吐出圧により逆転デ
ィスク50が上方にクランクケース28に対しシール付勢さ
れディスク50とクランクケース28との金属同士の密着状
態が達成されるよう構成される。Ｏリング58は、溝53よ
り流体が下方に漏洩することを防止する。
クランクシャフト20及びその偏心部分21の回転方向が第
５図に於て矢印により示されている如く時計廻り方向と
なるようモータ16が逆転されると、偏心部分21によるロ
ーリングピストン40の回転によりディスク50が粘性摩擦
によって第２図及び第３図に示された位置より第５図及
び第６図に示された位置へ時計廻り方向へ駆動される。
しかし前述の如く、溝53内の吐出圧によりディスク50と
クランクケース28との間に金属同士の堅固な接触が達成
されているので初めのうちはかかるディスク50の時計廻
り方向への運動が阻止され、ディスク50は初めのうちは
第２図及び第３図に示された位置に留まる。モータの回
転方向が時計廻り方向へ逆転されると、室30bは吸入室
となるが、ディスク50が第５図及び第６図に示された位
置へ駆動されるまで、溝52は吸入入口として作用する位
置には設定されず、従って室30bは流体の吸入を行うこ
とができず負圧状態になる。この間に於て、ベーン36の
往復動により溝36b、溝37b、及び貫通通路55により郭定
される流体通路が周期的に確立されると、差圧により溝
53内の加圧された流体が溝53より負圧状態の室30bへ流
し出される。かくして溝53内の流体圧がディスク50とク
ランクケース28との間の金属同士の堅固な接触を解除す
るに十分な程低下すると、ローリングピストン40とディ
スク50との間に発生される粘性摩擦力によりディスク50
がローリングピストン40の回転方向に第５図及び第６図
に示された位置まで回動させられる。ディスク50の回動
はピン60が溝51の端部に係合することによって終結され
る。第５図及び第６図に示された位置に於ては、溝52は
それが吸入入口として作用するに適した位置に位置決め
され、室30bへ流体が供給される。第５図及び第６図に
示された位置に於ては、ベーン36の往復動により溝36
a、溝37a、及び貫通通路54を経て吐出室30aと溝53との
間の流体的連通が前述の如く周期的に確立され、同様に
周方向溝53内に流入する吐出圧によりクランクケース28
とディスク50との間に金属同士の堅固な接触が再び確立
される。
第５図乃至第７図に於て、密閉型圧縮機ユニット10は高
側圧縮機として運転されており、導管15は吸入導管とし
て、導管14は吐出導管として作用している。冷媒は導管
15を経て吸入プレナムとして作用しているプレナム32内
へ吸入される。ピストン室30より吐出プレナムとして作
用しているプレナム31内へ吐出される冷媒は、通路25を
経てシェル12の内部へ流入し、導管14を経て圧縮機ユニ
ット10より流出する前にモータ16の構造体を越えて流れ
る。より詳細には第７図に示されている如く、上部溝52
により吸入プレナム32と吸入室として作用している室30
bとが流体的に連通接続され、室30bはそれが吸入プレナ
ム32と流体的に連通接続された状態にある限り吸入室と
して作用する。このとき室30aは吐出室として働き、常
閉型の吐出弁61の制御により通路28aを経て流体を吐出
する方向にのみ吐出プレナム31と流体的に連通接続され
る。
前述の如く圧縮機が低側圧縮機として運転されている場
合と同様、ベーン36の運動により、図示の位置に於ては
吐出室として作用している室30aと周方向溝53とが溝36
a、溝37a、及び貫通通路54を経て周期的に流体的に連通
接続される。溝53内に於て作用する吐出圧により前述の
如く逆転ディスク50がクランクケース28に対しシール付
勢される。かかる付勢は前述の如くモータの回転方向が
逆転されると低減若しくは排除され、これによりローリ
ングピストン40によってディスク50が回動され得るよう
になる。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る密閉型圧縮機ユニットを示す縦断
面図であり、第２図の線Ｉ−Ｉに沿う断面を示してい
る。 第２図は第１図の線II−IIに沿う平断面図である。 第３図は第１図の線III−IIIに沿う平断面図である。 第４図は第１図の線II−IIに沿うベーン36の平断面図で
ある。 第５図は回転方向が逆転された状態にて第２図に対応す
る平断面を示す断面図である。 第６図は回転方向が逆転された状態にて第３図に対応す
る平断面を示す断面図である。 第７図は第５図の線VII−VIIに沿う部分縦断面図であ
る。 第８図は逆転ディスク及びベーン構造体を示す斜視図で
ある。 10……圧縮機ユニット,12……シェル,14、15……導管,1
6……電気モータ,17……ステータ,18……ロータ,20……
クランクシャフト,21……偏心部分,22……圧縮機,24…
…アッパ軸受キャップ,26……ロア軸受キャップ,28……
クランクケース,30……ピストン室,31、32……プレナ
ム,34……ベーン溝,35……室,36……ベーン,36a、36b、
37a、37b……側面通路、38、39……ばね,40……ローリ
ングピストン,50……逆転ディスク,51……溝、52……上
部溝,53……周方向溝（下部空間）,54、55……貫通通
路,56……環状溝,58……Ｏリング,60……ピン,61、62…
…吐出弁,63、64……弁ストッパ,66……オイルピックア
ップチューブ,68……オイルギャラリー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭47−22034（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭49−11444（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】円筒形のピストン室（30）と、第一の通路
    （28a）を経て前記ピストン室と連通された第一のプレ
    ナム（31）と、第二の通路（28b）を経て前記ピストン
    室と連通された第二のプレナム（32）と、前記第一の通
    路と前記第二の通路の間に位置するベーン溝（34）とを
    備えたクランクケース（28）と、 円筒状の外面を有し、前記ピストン室内にて該円筒状外
    面と前記ピストン室の円筒状内面とが互いに一つの母線
    に沿って接するように遠心回転され、前記ピストン室の
    軸線方向両端面を与える手段と滑り密封係合する軸線方
    向両端面を備え、該ピストン室内に三日月形の空間を形
    成するローリングピストン（40）と、 前記第一の通路に関連し、該通路を通って前記ピストン
    室の側より前記第一のプレナムの側へ向かう方向の流体
    の流れのみを許す第一の一方向弁（61、63）と、 前記第二の通路に関連し、該通路を通って前記ピストン
    室の側より前記第二のプレナムの側へ向かう方向の流体
    の流れのみを許す第二の一方向弁（62、64）と、 前記ベーン溝内に摺動可能に受入れられ、内端にて前記
    ローリングピストンの円筒状外面と密封的に滑り接触す
    べく該ローリングピストンへ向けて可撓的に偏倚され、
    該ローリングピストンの回転に伴って前記ベーン溝に沿
    って往復動するベーン（36）と、 前記ピストン室の軸線方向両端壁を与える手段の一方内
    に前記ローリングピストンの回転により与えられる摩擦
    的引摺り力によって制限された角度内にて回転可能に組
    込まれ、第一の回転方向に引摺られたときには前記ピス
    トン室内の前記第一の通路の近傍の空間を前記第一のプ
    レナムに連通させまた前記第一の回転方向と逆の第二の
    回転方向に引摺られたときには前記ピストン室内の前記
    第二の通路の近傍の空間を前記第二のプレナムに連通さ
    せるポート手段を有する逆転ディスク（50）と、 を有し、前記ローリングピストンが二つの互いに反対の
    回転方向の何れか一方に選択的に駆動されたとき、前記
    第一のプレナムを含む空間を吸入空間として流体を吸入
    し前記第二のプレナムを含む空間を吐出空間として流体
    を吐出するか又は前記第二のプレナムを含む空間を吸入
    空間として流体を吸入し前記第一のプレナムを含む空間
    を吐出空間として流体を吐出するよう構成された逆転可
    能なロータリ圧縮機にして、 前記逆転ディスクのポート手段（52）は該逆転ディスク
    を貫通することなくその前記ピストン室を向いた側の表
    面部に形成された溝であり、前記逆転ディスクの前記ピ
    ストン室へ向いた側と反対の側の裏側に封止された空間
    を郭定する手段（22、53、56、58）が設けられており、
    前記逆転ディスクに関連した第一の通路部（54、55）と
    前記ベーンに関連した第二の通路部（36a、37a、36b、3
    7b）とを含む通路手段であって前記逆転ディスクの裏側
    にある前記の封止された空間を前記の吐出空間として作
    動する空間に前記ローリングピストンの回転周期に同期
    して該回転周期の限られた一部に於て連通させる通路手
    段が設けられていることを特徴とする逆転可能なロータ
    リ圧縮機。
JP61125547A 1985-05-31 1986-05-30 逆転可能なロータリ圧縮機 Expired - Fee Related JPH0742955B2 (ja)

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