JPH0819913B2 - Rotary compressor - Google Patents
Rotary compressorInfo
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- JPH0819913B2 JPH0819913B2 JP59114684A JP11468484A JPH0819913B2 JP H0819913 B2 JPH0819913 B2 JP H0819913B2 JP 59114684 A JP59114684 A JP 59114684A JP 11468484 A JP11468484 A JP 11468484A JP H0819913 B2 JPH0819913 B2 JP H0819913B2
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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、特に機械摩擦損失を
低減して、圧縮機効率の向上を志向したロータリ圧縮機
に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary compressor, and more particularly to a rotary compressor intended to improve mechanical efficiency by reducing mechanical friction loss.
従来の、少なくとも、シリンダと、このシリンダ内に
回転するローラと、このローラに回転を与えるクランク
と、このクランクと一体になった回転軸を駆動する駆動
装置と、先端が前記ローラに当接し、前記回転軸の回転
に従って往復運動し、前記シリンダ内を吸込室と圧縮室
とに仕切るベーンと、前記シリンダの両端開口を遮蔽す
る端板とを有するロータリ圧縮機は、シリンダが円筒形
であった。At least a conventional cylinder, a roller rotating in the cylinder, a crank for rotating the roller, a drive device for driving a rotary shaft integrated with the crank, and a tip end contacting the roller, A rotary compressor having a vane that reciprocates in accordance with the rotation of the rotary shaft and partitions the inside of the cylinder into a suction chamber and a compression chamber, and end plates that shield both end openings of the cylinder has a cylindrical cylinder. .
シリンダが円筒形であるということは、シリンダの高
さが高く、篇平ではないということである。The fact that the cylinder is cylindrical means that the height of the cylinder is high and not flat.
これでは、シリンダ内面とローラ外面との間、ローラ
外面とベーンとの間を介して高圧側から低圧側へガスの
漏れ量が多くなり圧縮機効率が悪く、このため、ある仕
事をするためには余計に圧縮機を回転させねばならない
ので結果的に機械摩擦損失が大きくなるという問題があ
った。This increases the amount of gas leaking from the high pressure side to the low pressure side between the cylinder inner surface and the roller outer surface, and between the roller outer surface and the vane, resulting in poor compressor efficiency. However, since the compressor has to be rotated more than necessary, there is a problem that mechanical friction loss increases as a result.
また従来、ロータリ圧縮機を高効率化するための、最
適な圧縮機構成部品寸法に関しては、例えば、特開昭57
−119190号公報に開示されているように、シリンダの高
さHと、該シリンダの内径Dcとローラの外形Drとの差
(Dc−Dr)との比、すなわちH/(Dc−Dr)を1.65近接に
設定したものが知られている。Further, conventionally, regarding the optimum compressor component size for increasing the efficiency of a rotary compressor, see, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 119190, the ratio of the height H of the cylinder to the difference (Dc-Dr) between the inner diameter Dc of the cylinder and the outer shape Dr of the roller, that is, H / (Dc-Dr) The one set to 1.65 proximity is known.
これは、ロータリ圧縮機の圧縮機効率に及ぼす機械摩
擦損失,ガスの洩れ量,および前記シリンダ内の冷媒温
度上昇値の影響を調べ、前記H/(Dc−Dr)比を限定し、
同一運転条件下でエネルギ有効比EERが最大となるH/(D
c−Dr)比を実験的に見出だしたものである。しかし、
任意の理論押のけ量Vth(すなわちシリンダ容積)にお
ける最適な圧縮機構成部品寸法を決定する場合、前記理
論押のけ量Vthは、 で表されるから、寸法Dc,Dr,Hの内2つの寸法(また
は、上記寸法に関係する2つの寸法パラメータ)が定ま
らなければ圧縮機構成部品寸法は決まらず、H/(Dc−D
r)比だけでは一義的に求まらない。したがって、圧縮
機効率の向上を図るための最適な圧縮機構成部品寸法は
明らかにされていないのが実情であった。This examines the effects of mechanical friction loss, gas leakage, and refrigerant temperature rise in the cylinder on the compressor efficiency of a rotary compressor, and limits the H / (Dc-Dr) ratio,
Under the same operating condition, H / (D
The c-Dr) ratio is experimentally found. But,
When determining the optimum compressor component size at an arbitrary theoretical displacement Vth (that is, cylinder volume), the theoretical displacement Vth is Therefore, if two of the dimensions Dc, Dr, H (or two dimension parameters related to the above dimensions) are not determined, the dimensions of the compressor component are not determined, and H / (Dc-D
r) It cannot be uniquely determined by the ratio alone. Therefore, the actual situation is that the optimum compressor component size for improving the compressor efficiency has not been clarified.
前述の如く、シリンダが円筒形である従来のロータリ
圧縮機は、シリンダ内面とローラ外面との間、ローラ外
面とベーンとの間の機械摩擦損失とガス漏れ量が大きい
という問題があった。また、特開昭57−119190号公報記
載のものにおいても、圧縮機効率の向上を図るための最
適な圧縮機構成部品寸法は明らかにされていなかった。As described above, the conventional rotary compressor having a cylindrical cylinder has a problem that mechanical friction loss between the cylinder inner surface and the roller outer surface and between the roller outer surface and the vane and the amount of gas leakage are large. Further, in the one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 119190/1982, the optimum compressor component size for improving the compressor efficiency has not been clarified.
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、圧縮機構成部品寸法を最適化
して、機械摩擦損失を最小にするとともにガスの漏れ量
を低減し、圧縮機効率の向上を図りうるロータリ圧縮機
を提供することにある。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its object is to optimize the size of compressor components to minimize mechanical friction loss and reduce the amount of gas leakage, It is intended to provide a rotary compressor capable of improving machine efficiency.
上記目的を達成するために、本発明に係るロータリ圧
縮機の構成は、少なくとも、シリンダと、このシリンダ
内を回転するローラと、このローラに回転を与えるクラ
ンクと、このクランクと一体になった回転軸を駆動する
駆動装置と、先端が前記ローラに当接し前記回転軸の回
転に従って往復運動し前記シリンダ内を吸込室と圧縮室
とに仕切るベーンと、前記シリンダの両端開口を遮蔽す
る端板とを有するロータリ圧縮機において、前記シリン
ダを、シリンダ径が大きくシリンダ高さの小さい篇平な
形状とし、かつ、前記ローラの厚みを増すように形成
し、シリンダ内面とローラ外面、ローラ外面とベーン先
端の各接触面を小さくするものとして、前記シリンダの
高さをH、該シリンダの内半径をRc、前記ローラの外半
径をRrとしたとき、比Rr/RcおよびH/Rcの値を、それぞ
れ0.84〜0.92および0.4〜0.8の範囲に設定するようにし
たものである。In order to achieve the above-mentioned object, the structure of the rotary compressor according to the present invention includes at least a cylinder, a roller rotating in the cylinder, a crank for rotating the roller, and a rotation integrated with the crank. A drive device that drives the shaft, a vane whose tip contacts the roller and reciprocates according to the rotation of the rotating shaft to partition the inside of the cylinder into a suction chamber and a compression chamber, and an end plate that shields both end openings of the cylinder. In the rotary compressor having, the cylinder has a flat shape with a large cylinder diameter and a small cylinder height, and is formed so as to increase the thickness of the roller, and the inner surface of the cylinder and the outer surface of the roller, the outer surface of the roller and the tip of the vane are formed. Assuming that the height of the cylinder is H, the inner radius of the cylinder is Rc, and the outer radius of the roller is Rr, the ratio Rr / The values of Rc and H / Rc are set in the ranges of 0.84 to 0.92 and 0.4 to 0.8, respectively.
上記技術的手段による働きは次のとおりである。 The functions of the above technical means are as follows.
シリンダを篇平な形状にすると、シリンダ高さが減少
する。ガスの漏れはシリンダ内面とローラ外面との間、
ローラ外面とベーン端面との間の接触面によるので、圧
縮室の容積が等しいとすると、シリンダ高さが小さくな
ることにより接触面は小さくなりガス漏れは減少する。
このため、圧縮機効率が増加し、機械摩擦損失が低下す
る。ただし、シリンダ高さを極端に小さくするとベーン
の往復量が増加し損失を招くので、シリンダの篇平の程
度は適正な値を選ばなければならない。本発明では、圧
縮機構成部品の最適寸法を設定した。The flat shape of the cylinder reduces the height of the cylinder. Gas leaks between the inner surface of the cylinder and the outer surface of the roller,
Because of the contact surface between the roller outer surface and the vane end surface, if the volumes of the compression chambers are the same, the contact surface becomes smaller and the gas leakage decreases due to the cylinder height becoming smaller.
Therefore, compressor efficiency is increased and mechanical friction loss is reduced. However, if the height of the cylinder is made extremely small, the amount of reciprocation of the vane increases and loss is incurred. Therefore, the flatness of the cylinder must be selected to be an appropriate value. In the present invention, the optimum dimensions of the compressor components have been set.
以下、本発明の実施例を第1図ないし第8図を参照し
て説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8.
第1図は、本発明の一実施例に係るロータリ圧縮機の
横断面図、第2図は、第1図のII−II矢視断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
図において、1はロータリ圧縮機15のシリンダ(高さ
H,内半径Rcであり、詳細後述)、2は、このシリンダ1
内を回転するローラ(外半径Rrであり、詳細後述)、3
は、このローラ2に回転を与えるクランクで、このクラ
ンク3は回転軸4と一体になっており、その上部におい
て駆動装置に係るモータ(図示せず)に直結している。
5は、シリンダ1内を吸込室7と圧縮室8とに仕切るベ
ーンであり、このベーン5の先端はローラ2に当接し、
後端からばね6とシリンダ1外の密閉容器13内圧力(吐
出圧力)により押され、回転軸4の回転に従ってシリン
ダ1に形成されたベーン溝1a内を往復運動する。シリン
ダ1の上下端面には、第2図に示すように、回転軸4の
軸受を兼ねた、該シリンダ1の両端開口を遮閉する端板
に係る上端板9と下端板10とが設けられ、シリンダ1、
上端板9、下端板10、ローラ2およびベーン5により前
記吸込室7と圧縮室8とが構成されている。14は、密閉
容器13底部に溜められた潤滑油で、回転軸4のポンプ作
用で各摺動部に給油されるようになっている。In the figure, 1 is a cylinder of the rotary compressor 15 (height
H, inner radius Rc, which will be described later in detail) 2 is the cylinder 1
Roller that rotates inside (outer radius Rr, details will be described later), 3
Is a crank that gives rotation to the roller 2. The crank 3 is integrated with the rotating shaft 4 and is directly connected to a motor (not shown) related to a driving device at an upper portion thereof.
Reference numeral 5 denotes a vane that partitions the inside of the cylinder 1 into a suction chamber 7 and a compression chamber 8. The tip of the vane 5 abuts on the roller 2,
It is pushed by the spring 6 and the internal pressure (discharge pressure) of the airtight container 13 outside the cylinder 1 from the rear end, and reciprocates in the vane groove 1a formed in the cylinder 1 as the rotary shaft 4 rotates. As shown in FIG. 2, on the upper and lower end surfaces of the cylinder 1, there are provided an upper end plate 9 and a lower end plate 10 which are end plates which also serve as bearings of the rotary shaft 4 and which shield both end openings of the cylinder 1. , Cylinder 1,
The upper end plate 9, the lower end plate 10, the rollers 2 and the vanes 5 constitute the suction chamber 7 and the compression chamber 8. Reference numeral 14 is a lubricating oil stored in the bottom portion of the closed container 13, and is adapted to be supplied to each sliding portion by the pumping action of the rotary shaft 4.
ところで、この種のロータリ圧縮機の構成部品寸法の
最適化を考える場合、圧縮機構成部品寸法が最も大きく
影響するのはガスの漏れ量と機械摩擦損失であり、筆者
らの損失分析の研究から、機械摩擦損失が全損失の主要
部分を占めていることも確認されている。また、近年は
インバータによりモータの回転数制御が行われるように
なり、高速化により機械摩擦損失の割合はますます増加
傾向にある。したがって、圧縮機効率の向上を図るには
この機械摩擦損失を低減することが最も効果的であり、
圧縮機構成部品寸法の最適化もこの機械摩擦損失の低減
を主眼とし、前記ロータリ圧縮機15においては、圧縮機
構成部品寸法に係るシリンダ1の高さH、シリンダ1の
内半径Rc、ローラ2の外半径Rrの関係を無次元で表す形
状パラメータζ(=Rc/Rr)、ξ(=H/Rc)の値が、そ
れぞれζ=0.84〜0.92、ξ=0.4〜0.8の範囲になるよう
に設定した。By the way, when considering the optimization of the component size of this type of rotary compressor, the compressor component size has the greatest influence on the gas leakage amount and the mechanical friction loss. It has also been confirmed that mechanical friction loss accounts for a major portion of the total loss. Further, in recent years, the number of revolutions of a motor has been controlled by an inverter, and the rate of mechanical friction loss has been increasing more and more due to higher speed. Therefore, it is most effective to reduce the mechanical friction loss in order to improve the compressor efficiency.
The optimization of the size of the compressor component is also aimed mainly at reducing the mechanical friction loss, and in the rotary compressor 15, the height H of the cylinder 1, the inner radius Rc of the cylinder 1 and the roller 2 relating to the size of the compressor component. So that the values of the shape parameters ζ (= Rc / Rr) and ξ (= H / Rc), which represent the relationship of the outer radius Rr of dimensionally, are in the ranges of ζ = 0.84 to 0.92 and ξ = 0.4 to 0.8, respectively. Set.
このように形状パラメータζ,ξの値を限定した理由
を、第3〜8図を参照して説明する。The reason why the values of the shape parameters ζ and ξ are limited in this way will be described with reference to FIGS.
第3図は、理論押のけ量Vthを一定(ここでは、12.5c
m3/rev)としたときの形状パラメータζ,ξと圧縮機構
成部品寸法との関係図である。Fig. 3 shows that the theoretical displacement Vth is constant (here, 12.5c
FIG. 3 is a relationship diagram between the shape parameters ζ and ξ and the dimensions of the compressor component when m 3 / rev).
第3図は、横軸に形状パラメータζ(=Rr/Rc)、縦
軸にシリンダ1の内径Dc(=2Rc)(mm)、シリンダ1
の高さH(mm)、偏心量a(=Rc−Rr)(mm)をとり、
圧縮機構成部品寸法Dc,H,aごとに、形状パラメータ(=
H/Rc)の値0.8,1.0,1.4を実線で示している。In FIG. 3, the horizontal axis represents the shape parameter ζ (= Rr / Rc), the vertical axis represents the inner diameter Dc (= 2Rc) (mm) of the cylinder 1, and the cylinder 1
Height H (mm) and eccentricity a (= Rc-Rr) (mm),
Shape parameter (= for each compressor component dimension Dc, H, a
H / Rc) values of 0.8, 1.0 and 1.4 are shown by solid lines.
形状パラメータζ,ξの値を決めてやれば、この第3
図から圧縮機構成部品寸法は総て決定されることがわか
る。形状パラメータζ,ξによる圧縮機構成部品の変化
の特徴を云えば、偏心量aは形状パラメータζ,ξとも
大きいほど小さくなる。シリンダ1の内径Dcとシリンダ
1の高さHは、形状パラメータξが大きいほど寸法が大
きくなるが、形状パラメータξの影響は相反する傾向に
あり、Dcについてはξが小さいほど大きくなるが、Hは
ξが大きいほど大きくなっている。If the values of the shape parameters ζ and ξ are determined, this third
It can be seen from the figure that all compressor component dimensions are determined. As for the characteristic of the change of the compressor component due to the shape parameters ζ and ξ, the eccentricity a decreases as the shape parameters ζ and ξ increase. The inner diameter Dc of the cylinder 1 and the height H of the cylinder 1 increase in size as the shape parameter ξ increases, but the influences of the shape parameter ξ tend to contradict each other. Is larger as ξ is larger.
ところで、ロータリ圧縮機15のシリンダ1内の機械摩
擦損失の主要な発生個所は、第4図に示す次の3個所で
ある(斜線にて図示)。By the way, the main locations of mechanical friction loss in the cylinder 1 of the rotary compressor 15 are the following three locations shown in FIG. 4 (shown by hatching).
第4図は、ロータリ圧縮機の機械摩擦損失の主要な発
生個所を示す横断面図である。FIG. 4 is a transverse cross-sectional view showing main locations of mechanical friction loss of the rotary compressor.
ベーン側面(Aの部分) ベーン先端(Bの部分) ローラ内周(Cの部分) ここで、ベーン側面の摩擦は、シリンダ1内の吸込室
7と圧縮室8との圧力差(pc−ps)によるベーン側面に
加わる荷重Fsと、ベーン5の往復運動により引き起こさ
れるものであるので、このベーン側面摩擦損失LAを減ら
すためには、偏心量a及びシリンダ1の高さHを小さく
しなければならない。形状パラメータζ,ξでみると、
第3図から、偏心量aを小さくするためには、ζ,ξと
もに大きくする必要があるが、シリンダ1の高さHは
ζ,ξともに小さいほど小さくなり、両者から最適な形
状パラメータζ,ξが存在することがわかる。Side surface of vane (portion A) Tip of vane (portion B) Inner circumference of roller (portion C) Here, the friction on the side surface of the vane is the pressure difference (pc-ps) between the suction chamber 7 and the compression chamber 8 in the cylinder 1. ) and the load Fs applied to the vane side by, since those caused by the reciprocating motion of the vanes 5, in order to reduce the vane side friction loss L a is necessary to reduce the eccentricity a and the height H of the cylinder 1 I have to. Looking at the shape parameters ζ and ξ,
From FIG. 3, it is necessary to increase both ζ and ξ in order to reduce the eccentricity amount a. However, the smaller the height H of the cylinder 1 is, the smaller the height H of the cylinder 1, and the optimum shape parameter ζ, It can be seen that ξ exists.
次に、ベーン先端の摩擦は、シリンダ1内外の圧力差
によるベーン押付力FNと、ベーン5とローラ2とのすべ
り速度により発生し、このベーン先端摩擦損失LBの大き
さは、ローラ2の自転角速度ωPに影響される。一方、
ローラ内周の摩擦によるローラ内周摩擦損失LCは、シリ
ンダ1内の圧力差による荷重FPがローラ2に負荷として
加わって生ずるものであり、クランク3の角速度ωとロ
ーラ2の自転角速度ωPとの相対速度(ω−ωP)に影響
される。したがって、ローラ2の自転角速度ωPに対す
るベーン先端摩擦損失LB,ローラ内周摩擦損失LCの関係
は、第5図に示すような特性となる。Next, the friction at the tip of the vane is generated by the vane pressing force F N due to the pressure difference between the inside and the outside of the cylinder 1 and the sliding speed between the vane 5 and the roller 2. The magnitude of this vane tip friction loss L B is Is influenced by the rotation angular velocity ω P of. on the other hand,
The roller inner circumference friction loss L C due to the roller inner circumference friction is caused by the load F P due to the pressure difference in the cylinder 1 being applied to the roller 2 as a load, and the angular velocity ω of the crank 3 and the rotation angular velocity ω of the roller 2 are It is affected by the relative velocity with P (ω−ω P ). Therefore, the relationship between the vane tip friction loss L B and the roller inner peripheral friction loss L C with respect to the rotation angular velocity ω P of the roller 2 has the characteristics shown in FIG.
第5図は、ローラ自転角速度とベーン先端摩擦損失、
ローラ内周摩擦損失の特性図である。FIG. 5 shows the roller rotation angular velocity and vane tip friction loss,
It is a characteristic view of a roller inner circumference friction loss.
この第5図から、ローラ自転角速度ωPに対する摩擦
損失LB,LCは相反する特性となり、(LB+LC)が最小に
なるようなωPが存在する。このようなローラ自転角速
度ωPとなる圧縮機構成部品寸法を選択すればよいこと
になる。From FIG. 5, the friction losses L B and L C with respect to the roller rotation angular velocity ω P have contradictory characteristics, and there exists ω P such that (L B + L C ) is minimized. It suffices to select the dimensions of the compressor constituent parts that achieve such a roller rotation angular velocity ω P.
ローラ自転角速度ωPは、ローラ2に加わるモーメン
トのつりあいから理論的に求めることができ、形状パラ
メータζ,ξとの関係は第6図に示すようになる。The roller rotation angular velocity ω P can be theoretically obtained from the balance of moments applied to the roller 2, and the relationship with the shape parameters ζ and ξ is as shown in FIG.
第6図は、形状パラメータζ,ξとローラ自転角速度
との関係図であり、横軸に形状パラメータξ,縦軸に自
転角速度ωP(rad/s)をとり、形状パラメータξの値0.
6,0.8,1.0,1.4を実線で示している。FIG. 6 is a relational diagram between the shape parameters ζ and ξ and the roller rotation angular velocity. The horizontal axis represents the shape parameter ξ and the vertical axis represents the rotation angular velocity ω P (rad / s), and the value of the shape parameter ξ is 0.
6, 0.8, 1.0 and 1.4 are shown by solid lines.
この第6図から、ζが大きく、ξが小さいほどωPは
小さくなり、ベーン先端摩擦損失LBに対しては有利とな
る。From FIG. 6, ω P is smaller as ζ is larger and ξ is smaller, which is advantageous for the vane tip friction loss L B.
第7図は、形状パラメータζ,ξと最大負荷荷重との
関係図であり、横軸に形状パラメータξ、縦軸に最大負
荷荷重FPmax(kgf)をとり、形状パラメータξの値0.6,
0.8,1.0,1.4を実線で示している。FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the shape parameters ζ and ξ and the maximum load, where the horizontal axis is the shape parameter ξ and the vertical axis is the maximum load F P max (kgf).
0.8, 1.0 and 1.4 are shown by solid lines.
この第7図から、ζ,ξともに小さいほど最大負荷荷
重FPmaxは小さくなり、ローラ内周摩擦損失LCを小さく
できる。また、この負荷荷重は上、下端板9,10の軸受に
も作用することになるので、軸受の摩擦損失低減にも、
ζ,ξが小さいほど有利となる。From FIG. 7, the smaller the values of ζ and ξ are, the smaller the maximum load load F P max becomes, and the roller inner peripheral friction loss L C can be reduced. Also, since this load also acts on the bearings of the upper and lower end plates 9 and 10, it is possible to reduce the friction loss of the bearings.
The smaller ζ and ξ are, the more advantageous.
以上は形状パラメータζ,ξと個々の摺動部の摩擦損
失LA,LB,LCとの関係を説明したものであるが、各摩擦損
失LA,LB,LCとζ,ξの影響はそれぞれ相反するような傾
向を示し、ロータリ圧縮機の全機械摩擦損失LA+LB+LC
を最小にする形状パラメータζ,ξが存在することが推
察される。Above shape parameter zeta, friction loss L A of xi] and the individual sliding portion, L B, but is for explaining the relationship between L C, the friction loss L A, L B, L C and zeta, xi] The respective effects show opposite tendencies, and the total mechanical friction loss of the rotary compressor L A + L B + L C
It is inferred that there are shape parameters ζ and ξ that minimize.
この全機械摩擦損失と形状パラメータζ,ξとの関係
を明らかにしたものが第8図である。FIG. 8 shows the relationship between the total mechanical friction loss and the shape parameters ζ and ξ.
第8図は、形状パラメータζ,ξと全機械摩擦損失と
の関係図であり、横軸に形状パラメータξ、縦軸に全機
械摩擦損失(W)をとり、ロータリ圧縮機のモータ回転
数nが1500,3000,6000,10000rpmの各段階ごとに、形状
パラメータξの値0.6,0.8,1.0,1.4を実線で示してい
る。FIG. 8 is a relationship diagram between the shape parameters ζ and ξ and the total mechanical friction loss. The horizontal axis represents the shape parameter ξ, and the vertical axis represents the total mechanical friction loss (W). For each stage of 1500, 3000, 6000, 10000 rpm, the values of the shape parameter ξ of 0.6, 0.8, 1.0, 1.4 are shown by solid lines.
この第8図から、ロータリ圧縮機の、通常回転数から
目標高速回転数までのいろいろの回転数に対して、全機
械摩擦損失が最小となる形状パラメータζ,ξが存在す
ることがわかり、n=1500rpmではζ=0.92、ξ=0.4、
n=10000rpmではζ=0.84、ξ=0.8で全機械摩擦損失
が最小となる。したがって、これら回転数変化を考慮し
た最適な圧縮機構成部品寸法は、形状パラメータζ=0.
84〜0.92、ξ=0.4〜0.8の範囲に設定することにより得
られることになる。From FIG. 8, it can be seen that there are shape parameters ζ and ξ that minimize the total mechanical friction loss for various rotation speeds of the rotary compressor from the normal rotation speed to the target high-speed rotation speed. = 1500 rpm, ζ = 0.92, ξ = 0.4,
At n = 10000 rpm, ζ = 0.84 and ξ = 0.8 minimizes the total mechanical friction loss. Therefore, the optimum compressor component size considering these changes in rotational speed is the shape parameter ζ = 0.
It will be obtained by setting in the range of 84 to 0.92 and ξ = 0.4 to 0.8.
このように形状パラメータζ,ξの値を設定すること
により、一般にζ=0.8、ξ=1.2程度の値が採用されて
いた従来のロータリ圧縮機に比べて、シリンダ1の径Dc
が大きく、シリンダ1の高さHの小さい篇平な形状とな
る。ローラ2の半径Rrも従来より大きくなり、クランク
3の直径を一定にすればローラ2の厚みは増す方向にい
く。これにともない、従来漏れ損失の主要部分を占め、
圧縮機効率を低下されていたローラ端面からシリンダ内
への潤滑油及び冷媒ガスの漏れ量qm(この漏れ量qmは、
ローラ端面のクリアランスが同じならほぼローラ厚さに
反比例する)を減少させる方向に行き、機械摩擦損失を
低減させるのみならず、漏れ損失の低減にも有効であ
り、圧縮機効率の向上を図ることができる。By setting the values of the shape parameters ζ and ξ in this way, the diameter Dc of the cylinder 1 is larger than that of the conventional rotary compressor that generally adopts the values of ζ = 0.8 and ξ = 1.2.
Is large and the height H of the cylinder 1 is small, resulting in a flat shape. The radius Rr of the roller 2 is also larger than in the conventional case, and if the diameter of the crank 3 is kept constant, the thickness of the roller 2 increases. Along with this, the main part of the conventional leakage loss,
Leakage amount qm of lubricating oil and refrigerant gas from the roller end surface, which had reduced compressor efficiency, into the cylinder (this leakage amount qm is
If the clearance on the roller end face is the same, it will be in inverse proportion to the roller thickness.) It is effective not only to reduce mechanical friction loss but also to reduce leakage loss, and to improve compressor efficiency. You can
以上のように構成したロータリ圧縮機15の圧縮動作を
説明する。The compression operation of the rotary compressor 15 configured as above will be described.
前記モータにより回転軸4が駆動されると、クランク
3に自転自由にかん合されたローラ2がシリンダ1内を
回転し、ベーン5により仕切られた吸込室7と圧縮室8
の容積が変化する。クランク3が矢印の方向(第1図)
に回転すると、吸込室7の容積は大きくなり、吸込ポー
ト11から冷媒ガスを吸込み、一方、圧縮室8の容積は小
さくなり冷媒ガスは圧縮され、吐出ポート12から密閉容
器13内へ吐出され、圧縮作用が行われる。When the rotating shaft 4 is driven by the motor, the roller 2 freely engaged with the crank 3 rotates in the cylinder 1, and the suction chamber 7 and the compression chamber 8 partitioned by the vane 5 are rotated.
Changes in volume. Crank 3 is in the direction of the arrow (Fig. 1)
When rotated to, the volume of the suction chamber 7 increases and the refrigerant gas is sucked from the suction port 11, while the volume of the compression chamber 8 decreases and the refrigerant gas is compressed and discharged from the discharge port 12 into the closed container 13, A compression action is performed.
この場合、シリンダ1の高さH、シリンダ1の内半径
Rcおよびローラ2の外半径Rrを上記のように設定したの
で、機械摩擦損失が従来よりも低減し、圧縮機効率が向
上する。In this case, the height H of the cylinder 1 and the inner radius of the cylinder 1
Since Rc and the outer radius Rr of the roller 2 are set as described above, the mechanical friction loss is reduced as compared with the conventional case, and the compressor efficiency is improved.
以上説明した実施例によれば、密閉容器13内の圧力を
吐出圧力に保持したロータリ圧縮機において、シリンダ
1の高さをH、シリンダ1の内半径Rc、ローラ2の外半
径をRrとしたとき、圧縮機構成部品の形状パラメータζ
(=Rr/Rc)、ζ((=H/Rc)の値をそれぞれζ=0.84
〜0.92、ξ=0.4〜0.8の範囲に設定することにより全機
械摩擦損失(=LA+LB+LC)を最小にするとともにガス
の漏れ量を低減し、圧縮機効率の高いロータリ圧縮機を
提供することができるという効果がある。According to the embodiment described above, in the rotary compressor in which the pressure inside the closed container 13 is maintained at the discharge pressure, the height of the cylinder 1 is H, the inner radius Rc of the cylinder 1 and the outer radius of the roller 2 are Rr. Then, the shape parameter ζ of the compressor component
(= Rr / Rc) and ζ ((= H / Rc) are respectively ζ = 0.84
~0.92, ξ = total mechanical friction loss by setting the range of 0.4 to 0.8 a (= L A + L B + L C) to reduce the leakage amount of the gas while minimizing the compressor efficient rotary compressor There is an effect that it can be provided.
以上詳細に説明したように本発明によれば、圧縮機構
成部品寸法を最適化して、機械摩擦損失を最小にすると
ともにガスの漏れ量を低減し、圧縮機効率の向上を図り
うるロータリ圧縮機を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention, the size of the compressor components is optimized to minimize the mechanical friction loss, reduce the amount of gas leakage, and improve the compressor efficiency. Can be provided.
第1図は、本発明の一実施例に係るロータリ圧縮機の横
断面図、第2図は、第1図のII−II矢視断面図、第3〜
8図は、形状パラメータζ,ξの限定理由を説明するた
めのものであり、第3図は、理論押のけ量を一定とした
ときの形状パラメータζ,ξと圧縮機構成部品寸法との
関係図、第4図は、ロータリ圧縮機の機械摩擦損失の主
要な発生個所を示す横断面図、第5図は、ローラ自転角
速度とベーン先端摩擦損失,ローラ内周摩擦損失の特性
図、第6図は、形状パラメータζ,ξとローラ自転各速
度との関係図、第7図は、形状パラメータζ,ξと全機
械摩擦損失との関係図である。 1…シリンダ、2…ローラ、3…クランク、4…回転
軸、5…ベーン、7…吸込室、8…圧縮室、9…上端
板、10…下端板、15…ロータリ圧縮機、H…シリンダの
高さ、Rc…シリンダの内半径、Rr…ローラの外半径。FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotary compressor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
FIG. 8 is for explaining the reason for limiting the shape parameters ζ and ξ, and FIG. 3 shows the relationship between the shape parameters ζ and ξ and the dimensions of the compressor component when the theoretical displacement is constant. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the main locations of mechanical friction loss of the rotary compressor, FIG. 5 is a characteristic diagram of roller rotation angular velocity, vane tip friction loss, and roller inner circumference friction loss. FIG. 6 is a relationship diagram between the shape parameters ζ and ξ and each speed of rotation of the roller, and FIG. 7 is a relationship diagram between the shape parameters ζ and ξ and the total mechanical friction loss. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Cylinder, 2 ... Roller, 3 ... Crank, 4 ... Rotating shaft, 5 ... Vane, 7 ... Suction chamber, 8 ... Compression chamber, 9 ... Upper end plate, 10 ... Lower end plate, 15 ... Rotary compressor, H ... Cylinder Height, Rc… inner radius of cylinder, Rr… outer radius of roller.
Claims (1)
を回転するローラと、このローラに回転を与えるクラン
クと、このクランクと一体になった回転軸を駆動する駆
動装置と、先端が前記ローラに当接し前記回転軸の回転
に従って往復運動し前記シリンダ内を吸込室と圧縮室と
に仕切るベーンと、前記シリンダの両端開口を遮蔽する
端板とを有するロータリ圧縮機において、 前記シリンダを、シリンダ径が大きくシリンダ高さの小
さい扁平な形状とし、かつ、前記ローラの厚みを増すよ
うに形成し、シリンダ内面とローラ外面、ローラ外面と
ベーン先端の各接触面を小さくするものとして、 前記シリンダの高さをH、該シリンダ内半径をRc、前記
ローラの外半径をRrとしたとき、比Rr/RcおよびH/Rcの
値を、それぞれ0.84〜0.92および0.4〜0.8の範囲に設定
するようにしたことを特徴とするロータリ圧縮機。1. A cylinder, at least a roller rotating in the cylinder, a crank for rotating the roller, a drive device for driving a rotary shaft integrated with the crank, and a tip of the roller contacting the roller. In a rotary compressor having a vane that reciprocates according to the rotation of the rotating shaft to partition the inside of the cylinder into a suction chamber and a compression chamber, and an end plate that shields both end openings of the cylinder, the cylinder having a cylinder diameter of The height of the cylinder is designed to have a large flat shape with a small cylinder height, and to increase the thickness of the roller to reduce the contact surface between the cylinder inner surface and the roller outer surface and between the roller outer surface and the vane tip. Is H, the inner radius of the cylinder is Rc, and the outer radius of the roller is Rr, the values of the ratios Rr / Rc and H / Rc are 0.84 to 0.92 and 0.4 to 0.8, respectively. Rotary compressor is characterized in that so as to set.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP59114684A JPH0819913B2 (en) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | Rotary compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59114684A JPH0819913B2 (en) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | Rotary compressor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60259790A JPS60259790A (en) | 1985-12-21 |
JPH0819913B2 true JPH0819913B2 (en) | 1996-03-04 |
Family
ID=14644053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59114684A Expired - Lifetime JPH0819913B2 (en) | 1984-06-06 | 1984-06-06 | Rotary compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0819913B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1984
- 1984-06-06 JP JP59114684A patent/JPH0819913B2/en not_active Expired - Lifetime
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JPS60259790A (en) | 1985-12-21 |
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