JPH1137065A - Displacement type fluid machine - Google Patents

Displacement type fluid machine

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Publication number
JPH1137065A
JPH1137065A JP19591097A JP19591097A JPH1137065A JP H1137065 A JPH1137065 A JP H1137065A JP 19591097 A JP19591097 A JP 19591097A JP 19591097 A JP19591097 A JP 19591097A JP H1137065 A JPH1137065 A JP H1137065A
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JP
Japan
Prior art keywords
displacer
cylinder
suction
fluid machine
compression
Prior art date
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Pending
Application number
JP19591097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Machida
茂 町田
Hirokatsu Kosokabe
弘勝 香曽我部
Shiyunichi Mitsuya
俊一 三津谷
Kunihiko Takao
邦彦 高尾
Hiroaki Hatake
裕章 畠
Shigetaro Tagawa
茂太郎 田川
Kenji Tojo
健司 東條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPH1137065A publication Critical patent/JPH1137065A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce fluid loss of suction gas by communicating a compressor suction port to a plurality of spaces through communicating holes provided on an end plate and suction flow passages provided in a cylinder. SOLUTION: Working gas entering a closed vessel 3 through a suction pipe 13, enters the suction port 13a in a suction cover 10 fitted to a main bearing member 7, enters a displacement type compression element 1 through suction communicating holes 7a, and hereat a displacer 5 performs turning motion by rotation of a rotary shaft 6, the gas is compressed by reducing the volume of a compression operating chamber. The compressed working gas passes through discharge ports 8a formed on the end plate 8b of a sub-bearing member 8, pushes up discharge valves 9 to enter a discharge chamber 8c, and is carried away outward through a discharge pipe 14. In this case, three compression operating chambers are formed, they discharge gas in the phases shifted by 120 degrees, hence the fluid can be compressed smoothly and continuously, and fluid loss in the discharge process can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばポンプ、圧
縮機、膨張機等に係り、特に容積形流体機械に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump, a compressor, an expander, and the like, and more particularly, to a positive displacement fluid machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】古くから容積形の流体機械として、円筒
状のシリンダ内をピストンが往復運動を繰り返すことに
より作動流体を移動させるレシプロ式流体機械、円筒状
のシリンダ内を円筒状のピストンが偏心回転運動するこ
とにより作動流体を移動させるロータリ式(ローリング
ピストン型)流体機械、端板上に直立した渦巻状のラッ
プを有する一対の固定スクロール及び旋回スクロールを
噛み合わせ、旋回スクロールを旋回運動させることによ
り作動流体を移動させるスクロール式流体機械が知られ
ている。
2. Description of the Related Art A reciprocating type fluid machine which moves a working fluid by repeating a reciprocating motion of a piston in a cylindrical cylinder has been used as a positive displacement type fluid machine, and a cylindrical piston has been eccentric in a cylindrical cylinder. A rotary (rolling piston type) fluid machine that moves a working fluid by rotating, meshing a pair of fixed scroll and orbiting scroll having an upright spiral wrap on an end plate, and orbiting the orbiting scroll. 2. Description of the Related Art A scroll type fluid machine that moves a working fluid by a hydraulic fluid is known.

【0003】レシプロ式流体機械は、その構造が単純で
あることから製作が容易でかつ安価であるという利点が
ある反面、吸入終了から吐出終了までの行程が回転軸の
回転角で180度と短く、吐出過程の流速が速くなるた
め圧力損失の増加による性能低下という問題、及び、ピ
ストンを往復させる運動を必要とするため回転軸系の不
釣合慣性力を完全にバランスさせることができず振動や
騒音が大きいという問題がある。
A reciprocating fluid machine has the advantage that it is easy to manufacture and inexpensive because of its simple structure, but the stroke from the end of suction to the end of discharge is as short as 180 degrees in terms of the rotation angle of the rotating shaft. The problem is that the flow velocity in the discharge process is high, the performance is reduced due to the increase in pressure loss, and the reciprocating motion of the piston makes it impossible to completely balance the unbalanced inertial force of the rotating shaft system. There is a problem that is large.

【0004】また、ロータリ式流体機械は、吸入終了か
ら吐出終了までの行程は回転軸の回転角で360度であ
るため吐出過程の圧力損失が増加するという問題はレシ
プロ式流体機械に比べ少ないものの、軸1回転に1回吐
出するものであるためガス圧縮トルクの変動が比較的大
きくレシプロ式流体機械と同様に振動と騒音の問題があ
る。
[0004] In the rotary type fluid machine, although the stroke from the end of suction to the end of discharge is 360 degrees of the rotation angle of the rotating shaft, the problem that the pressure loss in the discharge process increases is smaller than that of the reciprocating type fluid machine. Since the gas is discharged once per rotation of the shaft, the fluctuation of the gas compression torque is relatively large, and there is a problem of vibration and noise as in the reciprocating fluid machine.

【0005】さらに、スクロール式流体機械は、吸入終
了から吐出終了までの行程が回転軸の回転角で360度
以上と長い(空調用として実用化されているものは通常
900度程度)ため吐出過程の圧力損失が小さく、か
つ、一般に複数の圧縮作動室が形成されるため1回転中
のガス圧縮トルクの変動も小さく振動及び騒音が小さい
という利点がある。しかし、ラップ噛み合い状態での渦
巻状のラップ間のクリアランスや、端板とラップ歯先間
のクリアランスの管理が必要で、そのために精度の高い
加工を施さねばならず加工費用が高価になるという問題
がある。また、吸入終了から吐出終了までの行程が回転
軸の回転角で360度以上と長く、圧縮過程の期間が長
ければ長いほど内部漏れが増加するという問題があっ
た。
Further, in the scroll type fluid machine, the stroke from the end of the suction to the end of the discharge is as long as 360 ° or more in terms of the rotation angle of the rotating shaft (normally about 900 ° for air-conditioning applications). This has the advantage that the pressure loss of the gas is small, and generally a plurality of compression working chambers are formed, so that the fluctuation of the gas compression torque during one rotation is small and the vibration and noise are small. However, it is necessary to manage the clearance between the spiral wrap in the lap meshing state and the clearance between the end plate and the tip of the lap, so that high-precision processing must be performed and the processing cost is high. There is. In addition, there is a problem that the stroke from the end of suction to the end of discharge is as long as 360 degrees or more in terms of the rotation angle of the rotating shaft, and the longer the period of the compression process, the more internal leakage increases.

【0006】ところで、作動流体を移動させるデイスプ
レーサが作動流体が吸入されたシリンダに対して相対的
に自転運動せずにほぼ一定の半径で公転運動、すなわち
旋回運動することにより作動流体を搬送する容積形機械
の一種が特開昭55−23353号公報(文献1)、米
国特許2112890号公報(文献2)、特開平5−2
02869号公報(文献3)及び特開平6−28075
8号公報(文献4)に提案されている。ここに提案され
ている容積形流体機械は、複数の部材(ベーン)が中心
より放射状に延びている花びら形状を有するピストン
と、このピストンとほぼ相似形の中空部を有するシリン
ダとから構成され、このピストンがこのシリンダ内を旋
回運動することによって、作動流体を移動させるもので
ある。
By the way, the displacer for moving the working fluid does not rotate relative to the cylinder into which the working fluid has been sucked, but revolves around a substantially constant radius, that is, makes a revolving motion to convey the working fluid. Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-23353 (Reference 1), U.S. Pat.
02869 (Document 3) and JP-A-6-28075
No. 8 (Reference 4). The displacement type fluid machine proposed here comprises a piston having a petal shape in which a plurality of members (vanes) extend radially from the center, and a cylinder having a hollow portion substantially similar to the piston, This piston moves the working fluid by revolving in the cylinder.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記文献4に示された
容積形流体機械は、レシプロ式のように往復運動する部
分を持たないため、回転軸系の不釣り合いをバランスさ
せることができる。このため振動が小さく、さらに、ピ
ストンとシリンダ間の相対滑り速度が小さいので摩擦損
失を比較的少なくできるといった特長を備えている。し
かしながら、吸入流路はケーシング内に構成された大き
な空間と、前記ケーシングと外側ランナの間に構成され
る広い空間が兼用され、さらには内側ランナのディスク
部で一時的に流路が絞られているため、圧縮機吸入ポー
トから圧縮室内に流入するまでに吸入気体が過熱された
り、吸入気体の流動に基づく吸入圧損が生じるため圧縮
機性能が低下するという問題があった。
The displacement type fluid machine disclosed in the above-mentioned document 4 does not have a reciprocating portion unlike the reciprocating type, so that the imbalance of the rotating shaft system can be balanced. For this reason, there is a feature that vibration is small and a frictional loss can be relatively reduced because a relative sliding speed between the piston and the cylinder is small. However, the suction passage serves as both a large space formed in the casing and a wide space formed between the casing and the outer runner, and furthermore, the passage is temporarily restricted by the disk portion of the inner runner. Therefore, there has been a problem that the suction gas is overheated before flowing into the compression chamber from the compressor suction port, or a suction pressure loss due to the flow of the suction gas occurs, thereby deteriorating the compressor performance.

【0008】また、上記文献4においては潤滑油の存在
はもとより潤滑油経路などの記載に十分な配慮がなされ
ておらず、圧縮作動室内への潤滑油供給手段などが明記
されていないため、圧縮作動室内の潤滑やシール性能確
保と言う点で問題があった。また、ピストンを構成する
複数のベーンとシリンダとによって形成される個々の圧
縮作動室の吸入終了から吐出終了までの行程が、回転軸
の回転角θcで約180度(210度)と短い(ロータ
リ式の約半分でレシプロ式と同程度)ため、吐出過程に
おける流体の流速が速くなり圧力損失が増加して性能が
低下する問題がある。また、これら文献に示された流体
機械では、個々の圧縮作動室の吸入終了から吐出終了ま
での回転軸の回転角が小さく、作動流体の吐出が終了し
てから次の(圧縮)行程が始まる(吸入終了)までの時
間的なずれ(タイムラグ)が存在していることとなり、
吸入終了から吐出終了までの圧縮作動室が回転軸周りに
偏って形成されるようになるため力学的なバランスが悪
く、圧縮された作動流体からの反力としてピストンに、
ピストン自身を回転させようとする自転モーメントが過
大に作用し、ベーンの摩擦や摩耗といった信頼性上の問
題が起こりやすいという欠点がある。
Further, in the above document 4, sufficient consideration is not given not only to the existence of the lubricating oil but also to the lubricating oil path and the like, and the means for supplying the lubricating oil into the compression working chamber is not specified. There were problems in terms of lubrication in the working chamber and ensuring sealing performance. Further, the stroke from the end of suction to the end of discharge of each compression working chamber formed by the plurality of vanes and cylinders constituting the piston is as short as about 180 degrees (210 degrees) at the rotation angle θc of the rotating shaft (rotary). (Approximately half of the formula is about the same as the reciprocating formula), so that there is a problem that the flow velocity of the fluid in the discharge process increases, the pressure loss increases, and the performance decreases. In the fluid machines disclosed in these documents, the rotation angle of the rotating shaft from the end of suction to the end of discharge of each compression working chamber is small, and the next (compression) stroke starts after the discharge of the working fluid ends. There is a time lag (time lag) until (end of inhalation),
Since the compression working chamber from the end of suction to the end of discharge is formed to be biased around the rotation axis, the mechanical balance is poor, and the piston as a reaction force from the compressed working fluid,
There is a disadvantage in that the rotation moment for rotating the piston itself excessively acts, and reliability problems such as friction and wear of the vane are likely to occur.

【0009】本発明の第1の目的は、吸入気体の流体損
失を小さくできる旋回揺動形の容積形流体機械を提供す
ることにある。本発明の第2の目的は、圧縮作動室の内
の吸入圧縮作動室内の潤滑を良好に保つとともに潤滑油
シール効果を高めてディスプレーサに働く自転モーメン
トに打ち勝って、摩擦・摩耗の問題を解決して信頼性が
高く、効率の良い容積形流体機械を提供することにあ
る。
A first object of the present invention is to provide a swiveling swing type positive displacement fluid machine capable of reducing fluid loss of suction gas. A second object of the present invention is to solve the problems of friction and wear by maintaining good lubrication in the suction compression working chamber of the compression working chamber and enhancing the lubricating oil sealing effect to overcome the rotational moment acting on the displacer. It is an object of the present invention to provide a positive displacement type fluid machine with high reliability and high efficiency.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的は、端板
間にディスプレーサとシリンダとを配置し、前記シリン
ダ中心と前記ディスプレーサ中心を合わせたとき前記シ
リンダ内壁面及び前記ディスプレーサ外壁面により1つ
の空間が形成され、前記ディスプレーサ及び前記シリン
ダとの位置関係を旋回位置においたときは複数の空間が
形成される容積形流体機械において、圧縮機吸入口と前
記複数の空間を端板に設けた連通孔と前記シリンダに設
けた吸入流路を介して連通状態に構成したり、端板間に
ディスプレーサとシリンダとを別体的に配置し、前記デ
ィスプレーサの中心部に回転軸を配設してボルトなどの
締結手段により一体化して複数の圧縮作動空間を構成し
た圧縮機構部を潤滑油と共に密閉容器内に収納し、該潤
滑油が前記ディスプレーサの中心部から該前記ディスプ
レーサ端面の隙間を通って吸入圧縮作動室内に流入でき
るようにすると共に、圧縮機吸入口と前記複数の空間を
端板に設けた連通孔を介して連通状態に構成したことに
より達成できる。
A first object of the present invention is to dispose a displacer and a cylinder between end plates, and when the center of the cylinder and the center of the displacer are aligned, one is formed by the inner wall surface of the cylinder and the outer wall surface of the displacer. In a positive displacement fluid machine in which two spaces are formed and a plurality of spaces are formed when the positional relationship between the displacer and the cylinder is at a swiveling position, a compressor suction port and the plurality of spaces are provided on an end plate. By forming a communication state through a communication hole and a suction flow path provided in the cylinder, or disposing a displacer and a cylinder separately between end plates, and disposing a rotation shaft at a center portion of the displacer. A compression mechanism unit integrally constituted by a fastening means such as a bolt to constitute a plurality of compression working spaces is housed in a closed container together with lubricating oil, and the lubricating oil is dispensed with the disk. A racer is formed so as to be able to flow from a central portion of the racer into the suction compression working chamber through a gap between the end faces of the displacer and communicate with the compressor suction port through a communication hole provided in the end plate. Can be achieved.

【0011】上記第2の目的は、端板間にディスプレー
サとシリンダとを配置し、前記シリンダ中心と前記ディ
スプレーサ中心を合わせたとき前記シリンダ内壁面及び
前記ディスプレーサ外壁面により1つの空間が形成さ
れ、前記ディスプレーサ及び前記シリンダとの位置関係
を旋回位置においたときは複数の空間が形成される容積
形流体機械において、前記ディスプレーサの中心部に潤
滑などのための給油流路を設けた回転軸を配置し、該回
転軸に電動要素を設けて潤滑油と共に密閉容器内に収納
し、回転軸の回転に連動して運動する該ディスプレーサ
の端面に凹部を設け、圧縮機吸入口と前記複数の空間を
端板に設けた連通孔と前記シリンダ内に設けた吸入流路
を介して連通状態に構成したり、回転軸の軸方向に対し
て略直交する面に平行してに前記複数の空間と連通する
吸入流路を前記シリンダに設けることによって達成でき
る。
The second object is to dispose a displacer and a cylinder between end plates, and when the cylinder center and the displacer center are aligned, one space is formed by the cylinder inner wall surface and the displacer outer wall surface, In a displacement type fluid machine in which a plurality of spaces are formed when a positional relationship between the displacer and the cylinder is set at a swiveling position, a rotation shaft provided with an oil supply flow path for lubrication or the like is provided at a central portion of the displacer. Then, an electric element is provided on the rotating shaft, housed in a sealed container together with lubricating oil, a concave portion is provided on an end face of the displacer that moves in conjunction with the rotation of the rotating shaft, and a compressor inlet and the plurality of spaces are provided. A communication state may be established through a communication hole provided in the end plate and a suction flow path provided in the cylinder, or a flat surface may be provided substantially perpendicular to the axial direction of the rotating shaft. The suction channel of the plurality of spaces communicating with the by can be achieved by providing the cylinder.

【0012】さらには、端板間に平面形状が連続した曲
線で構成される内壁を有するシリンダと、このシリンダ
の内壁に対向するように設けられた外壁を有し、旋回運
動したとき前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の
空間を形成するディスプレーサとを備えた容積形流体機
械において、前記ディスプレーサの中心部に潤滑などの
ための給油流路を設けた回転軸を配置し、回転軸の回転
に連動して運動する該ディスプレーサの端面と端板間に
少なくとも潤滑油が通る溝部を設けるとともに、圧縮機
吸入口と前記複数の空間を端板に設けた連通孔と前記シ
リンダに設けた吸入流路を介して連通状態に構成するこ
とにより達成できる。
[0012] Furthermore, a cylinder having an inner wall formed between the end plates and having a continuous curved surface in a plane shape, and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder, and the inner wall is provided with the inner wall when turning. In a displacement type fluid machine including the outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plate, a rotating shaft provided with an oil supply flow path for lubrication or the like is disposed at a central portion of the displacer, and At least a groove through which lubricating oil passes is provided between an end surface and an end plate of the displacer that moves in conjunction with rotation, and a suction hole provided in the cylinder and a communication hole provided with a compressor suction port and the plurality of spaces in the end plate. This can be achieved by forming a communication state via a flow path.

【0013】さらには、端板間に平面形状が連続した曲
線で構成される内壁を有するシリンダと、このシリンダ
の内壁に対向するように設けられた外壁を有し、旋回運
動したとき前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の
空間を形成するディスプレーサとを備えた容積形流体機
械において、機械の運転中に生じる自転モーメントを前
記ディスプレーサと前記シリンダ壁面で受けるように構
成すると共に、圧縮機吸入口と前記複数の空間を端板に
設けた連通孔と前記シリンダに設けた吸入流路を介して
連通状態に構成したり、前記端板に設けた連通孔を回転
軸の軸心方向から透視してみたとき、端板に設けた連通
孔は前記シリンダ上に配設されると共に回転軸の回転に
伴って前記ディスプレーサ上に間欠的に配設されるよう
な位置に構成したことにより達成される。
Further, a cylinder having an inner wall formed between the end plates and having a continuous curved surface in a plane shape, and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder, and the inner wall is provided with In a displacement type fluid machine including the outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plate, a rotation moment generated during operation of the machine is received by the displacer and the cylinder wall surface, and a compressor suction is performed. The mouth and the plurality of spaces may be configured to communicate with each other through a communication hole provided in an end plate and a suction channel provided in the cylinder, or the communication hole provided in the end plate may be seen through the direction of an axis of a rotating shaft. When viewed, the communication hole provided in the end plate is arranged on the cylinder and at a position intermittently arranged on the displacer with the rotation of the rotating shaft. It is achieved by the.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の特徴は以下
の実施形態によりさらに明確になる。以下、本発明の一
実施の形態を図を用いて説明する。まず、本発明の一実
施形態である容積形流体機械の構造を図1乃至図3を用
いて説明する。図1(a)は本発明の一実施形態である容
積形流体機械を圧縮機として用いた場合における密閉型
圧縮機の要部を示す縦断面図((b)のA-A断面図)、(b)
は(a)のB-B矢視で圧縮室を形成している状態を示す平面
図、図2は容積形圧縮要素の作動原理図、図3は本発明
の一実施形態である容積形流体機械を圧縮機として用い
た場合における密閉型圧縮機の縦断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The features of the present invention described above will be further clarified by the following embodiments. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the structure of a positive displacement fluid machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a longitudinal sectional view (AA sectional view of FIG. 1B) showing a main part of a hermetic compressor when a positive displacement type fluid machine according to one embodiment of the present invention is used as a compressor. )
FIG. 2A is a plan view showing a state in which a compression chamber is formed as viewed in the direction of the arrow BB in FIG. 2A, FIG. 2 is a diagram showing the operation principle of the positive displacement compression element, and FIG. It is a longitudinal section of a hermetic compressor when used as a compressor.

【0015】図1において、密閉容器3内には、容積形
圧縮要素1及びこれを駆動する電動要素(図3に示した
要素2)が収納されている。容積形圧縮要素1の詳細を
説明する。図1(b)には同様の輪郭形状が3組組み合わ
された3条ラップが示されている。シリンダ4の内周形
状は、中空部が120度(中心o’)毎に同じような形
状が表れるように形成されている。この個々の中空部の
端部には、内方に向かって突出する複数(この場合は3
条ラップであるので3つ存在する)のベーン4bを有す
る。ディスプレーサ5は、このシリンダ4の内側に配設
されシリンダ4の内周壁4a(ベーン4bよりも曲率が
大きい部分)及びベーン4bと噛み合うように互いの中
心をεだけずらして構成されている。尚、シリンダ4の
中心o’とディスプレーサ5の中心oを一致させると、
両者の輪郭形状の間には一定幅の隙間が形成される様に
構成されている。
In FIG. 1, a closed casing 3 accommodates a positive displacement element 1 and an electric element for driving the same (element 2 shown in FIG. 3). The details of the positive displacement compression element 1 will be described. FIG. 1B shows a triple wrap in which three sets of similar contour shapes are combined. The inner peripheral shape of the cylinder 4 is formed such that the hollow portion has a similar shape every 120 degrees (center o '). At the end of each hollow part, a plurality (in this case, 3
(There are three strip wraps). The displacer 5 is disposed inside the cylinder 4 and has a center shifted by ε so as to mesh with the inner peripheral wall 4a (a portion having a larger curvature than the vane 4b) of the cylinder 4 and the vane 4b. When the center o ′ of the cylinder 4 and the center o of the displacer 5 are matched,
It is configured such that a gap having a constant width is formed between the two contour shapes.

【0016】次に、容積形圧縮要素1の作動原理を図1
及び図2により説明する。記号oはディスプレーサ5の
中心、記号o’はシリンダ4(あるいは回転軸6)の中
心である。記号a,b,c,d,e,fはシリンダ4の
内周壁4a及びベーン4bとディスプレーサ5の噛み合
いの接点を表す。ここで、シリンダ4の内周輪郭形状を
みると、同じ曲線の組合せが3箇所連続して滑らかに接
続されている。このうちの1箇所に着目すると、内周壁
4a、ベーン4bを形作る曲線を、厚みのある一つの渦
曲線(ベーン4bの先端を渦の巻始めと考える)とみる
ことができ、その内壁曲線(g−a)は、曲線を構成す
る各円弧角の合計を示す巻き角がほぼ360度(設計思
想は360度であるが製造誤差のため丁度その値にはな
らないという意味である。以下、同様。尚、この巻き角
については詳細を後述する)の渦曲線で、外壁曲線(g
−b)も巻き角がほぼ360度の渦曲線である。このよ
うに、上記1箇所の内周輪郭形状は、内壁曲線及び外壁
曲線から形成されている。これら2つの曲線円周上にほ
ぼ等ピッチ(3条ラップであるので120度)に配設
し、隣合う渦巻体の外壁曲線と内壁曲線とは円弧等の滑
らかな接続曲線(b−b’)で結ぶことによって、シリ
ンダ4の内周輪郭形状全体が構成されている。ディスプ
レーサ5の外周輪郭形状も上記シリンダ4と同じ原理で
構成されている。
Next, the operation principle of the displacement type compression element 1 is shown in FIG.
And FIG. The symbol o is the center of the displacer 5, and the symbol o 'is the center of the cylinder 4 (or the rotating shaft 6). Symbols a, b, c, d, e, and f denote contact points at which the inner peripheral wall 4a and the vane 4b of the cylinder 4 mesh with the displacer 5. Here, looking at the inner peripheral contour shape of the cylinder 4, three combinations of the same curves are connected smoothly in succession at three locations. Focusing on one of these, the curve forming the inner peripheral wall 4a and the vane 4b can be regarded as one thick vortex curve (the tip of the vane 4b is considered to be the start of the vortex), and the inner wall curve ( g-a) means that the winding angle indicating the sum of the respective arc angles constituting the curve is approximately 360 degrees (the design concept is 360 degrees, but the value is not exactly that value due to manufacturing errors. The same applies hereinafter.) The winding angle is a vortex curve of the outer wall curve (g).
-B) is also a vortex curve with a winding angle of approximately 360 degrees. As described above, the one inner peripheral contour shape is formed from the inner wall curve and the outer wall curve. Arranged on these two curved circles at substantially equal pitches (120 degrees because of three wraps), the outer wall curve and the inner wall curve of the adjacent spiral body are connected smoothly with each other by a smooth connecting curve (bb ′) such as an arc. ), The entire inner peripheral contour shape of the cylinder 4 is formed. The outer peripheral shape of the displacer 5 is also configured in the same principle as that of the cylinder 4.

【0017】なお、3つの曲線からなる渦巻体を円周上
にほぼ等ピッチ(120度)に配設するとしたが、これ
は後述する圧縮動作に伴う荷重を均等に分散させる目的
と製造のし易さを配慮したためで、特に、これらのこと
が問題にならない場合は、不等ピッチでもよい。
The spiral body composed of the three curves is arranged at a substantially equal pitch (120 degrees) on the circumference. This is for the purpose of uniformly distributing the load accompanying the compressing operation described later and for the purpose of manufacturing. In consideration of easiness, especially when these are not a problem, the pitch may be unequal.

【0018】さて、このように構成されたシリンダ4と
ディスプレーサ5による圧縮動作を図2を用いて説明す
る。7aは吸入ポートすなわち、端板7bに設けた連通
孔であり、ほぼ円形に構成されている。8aは吐出ポー
トであり、夫々3ヶ所対応する端板に設けられている。
(b)図に示すように連通孔7aの輪郭線は圧縮作動室
15が最大容積を形成したとき(図中網掛けで示した面
積に相当する)、ディスプレーサ5の外壁面より外側に
はみ出さないように形成される。但し、圧縮動作の遅れ
若しくは進みを考慮して、ディスプレーサ5の外壁面よ
り外側にはみ出るように形成することもできる。さら
に、シリンダ4に設けたベーン4bの付け根付近では前
記吸入ポートすなわち、端板7bに設けた連通孔7aの
輪郭線はシリンダの一部をを覆う様に構成することがで
きる。また、ディスプレーサ5と端板7b、8bとの間
のシール性やディスプレーサ5の両端面に作用する圧力
バランスを考慮して、連通孔7aの大きさを小さくする
こともできる。
Now, the compression operation by the cylinder 4 and the displacer 5 configured as described above will be described with reference to FIG. Reference numeral 7a denotes a suction port, that is, a communication hole provided in the end plate 7b, which is formed in a substantially circular shape. Reference numeral 8a denotes discharge ports, which are provided on end plates corresponding to three places, respectively.
(B) As shown in the figure, the contour of the communication hole 7a protrudes outside the outer wall surface of the displacer 5 when the compression working chamber 15 forms the maximum volume (corresponding to the area shown by hatching in the figure). Not formed. However, in consideration of the delay or advance of the compression operation, it may be formed so as to protrude from the outer wall surface of the displacer 5. Further, in the vicinity of the root of the vane 4b provided in the cylinder 4, the contour of the suction port, that is, the communication hole 7a provided in the end plate 7b can be configured to cover a part of the cylinder. Further, the size of the communication hole 7a can be reduced in consideration of the sealing performance between the displacer 5 and the end plates 7b and 8b and the pressure balance acting on both end surfaces of the displacer 5.

【0019】回転軸6を回転させることにより、ディス
プレーサ5が固定側であるシリンダ4の中心o’の周り
を自転することなしに旋回半径ε(=oo’)で公転運
動し、ディスプレーサ5の中心o周りに複数の圧縮作動
室が形成される。この複数の圧縮作動室は、シリンダ内
周輪郭(内壁)とディスプレーサ5の外周輪郭(側壁)
とにより囲まれて密閉された複数の空間のうち、吸入が
終了し圧縮(吐出)行程となっている空間をいう。すな
わち、吸入終了から吐出終了までの期間となっている空
間である。前述の巻角が360度の場合に限ると、圧縮
終了時点ではこの空間は無くなるが、その瞬間に吸入も
終了するのでこの空間を1つと勘定する。但し、ポンプ
として用いる場合は、吐出ポートを介して外部と連通し
ている空間をいう。なお、本実施例の形態では常時3個
の圧縮作動室が形成されている。
By rotating the rotating shaft 6, the displacer 5 revolves around the turning radius ε (= oo ′) without rotating around the center o ′ of the cylinder 4 on the fixed side. A plurality of compression working chambers are formed around o. The plurality of compression working chambers include an inner peripheral contour (inner wall) of the cylinder and an outer peripheral contour (side wall) of the displacer 5.
Means a space in which the suction is completed and a compression (discharge) process is performed among a plurality of closed spaces surrounded by That is, the space is a period from the end of suction to the end of discharge. If the above-mentioned winding angle is limited to 360 degrees, this space is lost at the end of compression, but at that moment, the suction ends, so this space is counted as one. However, when used as a pump, it refers to a space that communicates with the outside via a discharge port. In the embodiment, three compression working chambers are always formed.

【0020】接点aと接点bで囲まれハッチングが施さ
れた1つの圧縮作動室15に着目して説明する。この圧
縮作動室15は、吸入終了時点では2つに別れている
が、圧縮行程が開始されると直ぐにこの2つの圧縮作動
室はつながって1つになる空間である。図2(1)が吸
入ポート7aからこの圧縮作動室への作動気体の吸入が
終了した状態である。この状態から90度回転軸6が回
転した状態が図2(2)で、回転が進み最初から180
度回転した状態が図2(3)で、さらに回転が進み最初
から270度回転した状態が図2(4)である。図2
(4)から90度回転すると最初の図2(1)の状態に
戻る。これより、回転が進むに従って圧縮作動室15は
その容積を縮少し、吐出ポート8aは吐出弁9(図1に
示す)で閉じられているため作動流体の圧縮作用が行わ
れることになる。そして、圧縮作動室15内の圧力が外
部の吐出圧力よりも高くなると圧力差で吐出弁9が自動
的に開き、圧縮された作動気体は吐出ポート8aを通っ
て吐き出される。吸入終了(圧縮開始)から、吐出終了
までの回転軸の回転角は360度で、圧縮、吐出の各行
程が実施されている間に次の吸入行程が準備されてお
り、吐出終了時が次の圧縮開始となる。例えば、接点a
とdによって形成される空間に着目すると、図2(1)
の段階で既に吸入ポート(連通孔)7aから吸入が開始
されており、回転が進むにつれてその容積が増し、図2
(4)の状態になると、この空間は分断される。この分
断された量に相当する流体は、回転角が進んだ状態を示
す状況、例えば接点bとeによって形成される空間と同
じような空間を形成した時の空間から補われる。
A description will be given focusing on one hatched compression working chamber 15 surrounded by the contact points a and b. The compression working chamber 15 is divided into two at the end of the suction, but is a space where the two compression working chambers are connected and become one as soon as the compression stroke is started. FIG. 2A shows a state in which the suction of the working gas from the suction port 7a into the compression working chamber is completed. FIG. 2B shows a state in which the rotation shaft 6 is rotated 90 degrees from this state.
FIG. 2 (3) shows a state rotated by degrees, and FIG. 2 (4) shows a state rotated further by 270 degrees from the beginning. FIG.
When it is rotated 90 degrees from (4), it returns to the initial state of FIG. Thus, as the rotation proceeds, the volume of the compression working chamber 15 decreases and the discharge port 8a is closed by the discharge valve 9 (shown in FIG. 1), so that the working fluid is compressed. When the pressure in the compression working chamber 15 becomes higher than the external discharge pressure, the discharge valve 9 automatically opens due to the pressure difference, and the compressed working gas is discharged through the discharge port 8a. The rotation angle of the rotating shaft from the end of suction (compression start) to the end of discharge is 360 degrees, and the next suction stroke is prepared while each compression and discharge stroke is being performed. Starts compression. For example, contact a
Focusing on the space formed by and d, FIG.
At this stage, suction has already been started from the suction port (communication hole) 7a, and its volume increases as the rotation progresses.
In the state of (4), this space is divided. The fluid corresponding to the divided amount is supplemented from a situation indicating a state where the rotation angle is advanced, for example, a space when a space similar to the space formed by the contact points b and e is formed.

【0021】この補われ方について詳述する。図2
(1)の状態の接点aとbとにより形成された圧縮作動
室の隣の接点aとdによって形成された空間は吸入が始
まっている。この空間は、一旦図2(3)に示されるよ
うに接点aとdによって形成される空間のように広がっ
た後、図2(4)になるとディスプレーサ先端部の接点
dで分断されてる。従って、例えば図2(3)の接点a
とdによって形成された空間の全ての流体が図2(1)
の接点aとbによって形成される空間で圧縮される訳で
はない。分断されて接点aとdによって形成された空間
に取り込まれなかった流体体積と同量の流体は、図2
(4)において吸入過程にある接点bとeによって形成
される空間が、図2(1)に示されるように接点bによ
って分断されて、吐出ポート付近の接点eと接点bとに
より形成される空間に流入している流体によって充当さ
れる。
The manner of this supplement will be described in detail. FIG.
In the space formed by the contacts a and d adjacent to the compression working chamber formed by the contacts a and b in the state (1), suction has started. This space once expands like the space formed by the contacts a and d as shown in FIG. 2 (3), and is then divided at the contact d at the tip of the displacer when it becomes FIG. 2 (4). Therefore, for example, the contact point a in FIG.
All fluids in the space formed by (d) and (d) are
Are not compressed in the space formed by the contacts a and b. The same amount of fluid as the volume of the fluid that has been divided and not taken into the space formed by the contacts a and d is shown in FIG.
The space formed by the contacts b and e in the suction process in (4) is divided by the contact b as shown in FIG. 2A, and is formed by the contacts e and b near the discharge port. Filled by the fluid flowing into the space.

【0022】これは、前述したように、各ラップを均等
ピッチで配置したことによる。即ち、ディスプレーサお
よびシリンダの形状が同一輪郭形状の繰返しにより形成
されているため、いずれの圧縮作動室も異なる空間から
流体を得てもほぼ同量の流体を圧縮することができるの
である。なお、不均等ピッチであっても各空間に形成さ
れる容積が等しくなるように加工を施すことは可能であ
るが製作性が悪い。前出のいずれの従来技術においても
吸込過程にある空間が閉じられて内部の流体がそのまま
圧縮され吐出されるのに対して、このように圧縮作動室
に隣合う吸入過程にある空間が分断されて圧縮動作を行
うことは本実施形態の特徴の一つである。
This is because the wraps are arranged at a uniform pitch as described above. That is, since the shapes of the displacer and the cylinder are formed by repeating the same contour shape, substantially the same amount of fluid can be compressed even if any compression working chamber obtains fluid from different spaces. Although it is possible to perform processing so that the volumes formed in the respective spaces are equal even if the pitch is not uniform, the productivity is poor. In any of the prior arts described above, the space in the suction process is closed and the internal fluid is compressed and discharged as it is, whereas the space in the suction process adjacent to the compression working chamber is divided. Performing the compression operation is one of the features of the present embodiment.

【0023】以上説明したように、連続的な圧縮動作と
なる圧縮作動室がディスプレーサ5の中心部に位置する
回転軸6のクランク部6aの周りにほぼ等ピッチで分散
して配設され、各圧縮作動室は各々位相がずれて圧縮が
行われる。すなわち、一つの空間に着目すると吸入から
吐出までは回転軸の回転角で360度ではあるが、本実
施形態の場合3個の圧縮作動室が形成され、これらが1
20度ずれた位相で吐出をするので、流体である気体を
圧縮する圧縮機として動作させた場合、回転軸の回転角
で360度間に3回圧縮気体を吐出することになる。
As described above, the compression working chambers for performing a continuous compression operation are distributed around the crank portion 6a of the rotating shaft 6 located at the center of the displacer 5 at substantially equal pitches. The compression working chambers are compressed out of phase. That is, when focusing on one space, the rotation angle of the rotating shaft is 360 degrees from the suction to the discharge, but in the present embodiment, three compression working chambers are formed,
Since the discharge is performed at a phase shifted by 20 degrees, when the compressor is operated as a compressor that compresses a gas as a fluid, the compressed gas is discharged three times during a rotation angle of the rotating shaft of 360 degrees.

【0024】さて、圧縮動作を終了した瞬間の空間(接
点aとbによって囲まれた空間)を一つの空間として見
做すと、本実施形態の如く巻角が360度の場合、いず
れの圧縮機動作状態においても、吸入行程となっている
空間と圧縮行程となっている空間とが交互になるように
設計されており、このため、圧縮行程が終了した瞬間直
ちに次の圧縮行程に移行することができ、滑らかで連続
的に流体を圧縮することができる。
If the space at the moment when the compression operation is completed (the space surrounded by the contact points a and b) is regarded as one space, if the winding angle is 360 degrees as in this embodiment, any compression Even in the machine operating state, the space in the suction stroke and the space in the compression stroke are designed to be alternated, so that the next compression stroke is started immediately after the compression stroke is completed. Fluid can be compressed smoothly and continuously.

【0025】次に、このような形状をした容積形圧縮要
素1を組み込んだ圧縮機を図1及び図3を用いて説明す
る。図3において、容積形圧縮要素1は、上記詳述した
シリンダ4及びディスプレーサ5に加えて、ディスプレ
ーサ5の中心部の軸受にクランク部6aが嵌合してディ
スプレーサ5を駆動する回転軸6、前記シリンダ4の両
端開口部を閉塞する端板と回転軸6を軸支する軸受を兼
ねた主軸受部材7と副軸受部材8、前記主軸受部材7の
端板7bに形成された吸入ポート7a(連通孔7a)、
前記副軸受部材8の端板8bに形成された吐出ポート8
a、この吐出ポート8aを差圧で開閉する吐出弁9を有
する。但し吐出弁9はリード弁形式でもよい。一方、回
転軸6もしくはこれを回転可能に軸支する軸受部材の表
面は摺動による摩擦損失の低減を図って表面処理がなさ
れている。また、回転軸6と各軸受部材7、8との間に
はこれらと材質の異なる軸受部品を介在することもでき
る。さらに、回転軸6とディスプレーサ5との嵌合部も
前記と同じように構成している。5bはディスプレーサ
5に形成された貫通穴である。また、10は主軸受部材
7に取り付けられた吸入カバー、11は副軸受部材8と
一体的に吐出室8cを形成するための吐出カバーであ
る。
Next, a compressor incorporating the volumetric compression element 1 having such a shape will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, in addition to the cylinder 4 and the displacer 5 described above in detail, the positive displacement element 1 includes a rotating shaft 6 for driving the displacer 5 by fitting a crank part 6a to a bearing at the center of the displacer 5, A main bearing member 7 and a sub-bearing member 8, which also serve as bearings for supporting the rotating shaft 6 and an end plate for closing both end openings of the cylinder 4, and a suction port 7a (formed on an end plate 7b of the main bearing member 7). Communication hole 7a),
Discharge port 8 formed on end plate 8b of sub bearing member 8
a, a discharge valve 9 for opening and closing the discharge port 8a with a differential pressure. However, the discharge valve 9 may be of a reed valve type. On the other hand, the surface of the rotating shaft 6 or a bearing member rotatably supporting the rotating shaft 6 is subjected to a surface treatment in order to reduce friction loss due to sliding. Further, between the rotating shaft 6 and each of the bearing members 7 and 8, a bearing component made of a different material can be interposed. Further, the fitting portion between the rotating shaft 6 and the displacer 5 is configured in the same manner as described above. 5b is a through hole formed in the displacer 5. Reference numeral 10 denotes a suction cover attached to the main bearing member 7, and reference numeral 11 denotes a discharge cover for forming a discharge chamber 8c integrally with the sub-bearing member 8.

【0026】なお、容積形圧縮要素1は、大きく分類し
て吸入ポート7a(連通孔7a)を備えた端板7bと吐
出ポート8aを備えた端板8bとシリンダ4さらにディ
スプレーサ5と回転軸6により構成されるが、前記これ
らの部品は全て個々の部品として製作される。
The displacement type compression element 1 is roughly classified into an end plate 7b provided with a suction port 7a (communication hole 7a), an end plate 8b provided with a discharge port 8a, a cylinder 4, a displacer 5, and a rotating shaft 6 , But all of these parts are manufactured as individual parts.

【0027】別体製作することにより端板7bと端板8
bとシリンダ4の端面さらにディスプレーサ5の端面等
が互いに当接する面は高い面精度で加工することができ
る。従って、圧縮機として運転する場合には接触面のシ
ール性を高く維持できるなどの効果がある。さらには、
シリンダ4やディスプレーサ5の曲壁面の加工精度も高
く維持できる。さらに他の効果は、両端板とシリンダ4
の外周部に一体化のための固定用貫通穴設けてあるので
各部品の組立時においては自由度の高い位置決め作業を
しながら組立ができるので、吸入流路や吐出流路と圧縮
作動室との位置関係を好適に保つことができ、気体の流
動抵抗を小さくすることができる。
The end plate 7b and the end plate 8 are manufactured separately.
The surface where the end face of the cylinder 4 and the end face of the displacer 5 contact each other can be machined with high surface accuracy. Therefore, when operating as a compressor, there is an effect that the sealing property of the contact surface can be maintained high. Furthermore,
The machining accuracy of the curved wall surfaces of the cylinder 4 and the displacer 5 can be maintained high. Still another effect is that both end plates and cylinder 4
Since a fixing through hole is provided on the outer periphery of the unit for assembling, it is possible to assemble while assembling each part while performing positioning work with a high degree of freedom. Can be suitably maintained, and the flow resistance of the gas can be reduced.

【0028】電動要素2は、固定子2aと回転子2bか
らなり、回転子2bは焼き嵌め等で回転軸6に固定され
ている。この電動要素2は、電動機効率向上のため、ブ
ラシレスモータで構成され、3相インバータにより駆動
制御される。ただし、2は他の電動機形式、例えば、直
流電動機や誘導電動機でも差し支えない。12は密閉容
器3の内の底部に溜められた潤滑油で、この中に回転軸
6の下端部が浸かっている。13は吸入パイプ、13a
は吸入口、14は吐出パイプ、15はシリンダ4の内周
壁4a及びベーン4bとディスプレーサ5の噛み合いに
よって形成される前述した圧縮作動室である。また、吐
出室8bはOリング等のシール部材16により密閉容器
3内の圧力と区画されている。
The electric element 2 comprises a stator 2a and a rotor 2b, and the rotor 2b is fixed to the rotating shaft 6 by shrink fitting or the like. The electric element 2 is constituted by a brushless motor for improving electric motor efficiency, and is driven and controlled by a three-phase inverter. However, 2 may be another motor type, for example, a DC motor or an induction motor. Reference numeral 12 denotes lubricating oil stored at the bottom of the closed container 3, in which the lower end of the rotating shaft 6 is immersed. 13 is a suction pipe, 13a
Is a suction port, 14 is a discharge pipe, and 15 is the above-mentioned compression working chamber formed by the engagement between the inner peripheral wall 4a and the vane 4b of the cylinder 4 and the displacer 5. The discharge chamber 8b is separated from the pressure in the closed container 3 by a seal member 16 such as an O-ring.

【0029】本実施形態における容積形流体機械を空調
用圧縮機として利用した場合、その作動気体(冷媒ガ
ス)の流れを図1により説明する。図中に矢印で示すよ
うに、吸入パイプ13を通って密閉容器3に入った作動
気体は、主軸受部材7に取り付けられた吸入カバー10
内の吸入口13aに入り吸入連通孔7aを通って容積形
圧縮要素1に入り、ここで回転軸6の回転によってディ
スプレーサ5が旋回運動を行い圧縮作動室の容積が縮少
することにより圧縮される。圧縮された作動気体は、副
軸受部材8の端板8bに形成された吐出ポート8aを通
り吐出弁9を押し上げて吐出室8c内に入り、吐出パイ
プ14を通って外部に流出する。尚、吸入パイプ13と
吸入カバー10との間に隙間が形成されている理由は、
密閉容器3内の圧力を低く保つためと作動気体を電動機
要素2内にも流通させることによって電動機要素2を冷
却するためである。従って、密閉容器3内の圧力は吸入
圧力にほぼ等しく保たれている。
The flow of the working gas (refrigerant gas) when the positive displacement fluid machine in this embodiment is used as an air conditioning compressor will be described with reference to FIG. As shown by the arrow in the figure, the working gas that has entered the sealed container 3 through the suction pipe 13 is supplied to the suction cover 10 attached to the main bearing member 7.
And enters the displacement type compression element 1 through the suction communication hole 7a. The rotation of the rotating shaft 6 causes the displacer 5 to perform a revolving motion to reduce the volume of the compression working chamber. You. The compressed working gas pushes up the discharge valve 9 through the discharge port 8a formed in the end plate 8b of the sub bearing member 8, enters the discharge chamber 8c, and flows out through the discharge pipe 14 to the outside. The reason why a gap is formed between the suction pipe 13 and the suction cover 10 is as follows.
This is for keeping the pressure in the closed vessel 3 low and for cooling the motor element 2 by circulating the working gas also in the motor element 2. Therefore, the pressure in the closed container 3 is kept substantially equal to the suction pressure.

【0030】内部に溜められた潤滑油12は、差圧や遠
心ポンプ給油によって底部から回転軸6内部に設けられ
た給油穴を通って、各摺動部に送られ潤滑する。この一
部は圧縮作動室内部15にもディスプレーサ5と端板7
bもしくは8b間の隙間を通って供給される。
The lubricating oil 12 stored inside is sent to each sliding portion from the bottom through a lubrication hole provided inside the rotating shaft 6 by a differential pressure or centrifugal pump lubrication to be lubricated. Part of this is also provided inside the compression working chamber 15 in the displacer 5 and the end plate 7.
b or 8b.

【0031】ここで、本発明の容積形圧縮要素1を構成
する主要部品であるディスプレーサ5及びシリンダ4の
輪郭形状の構成方法の一例を図4乃至図6を用いて説明
する(3条ラップの場合を例にあげる)。図4(a)
(b)は、一例として平面形状が円弧の組合せにより構
成されたディスプレーサの形状の一例で、(a)は平面
図、(b)は側面図である。図5(a)(b)は、図4
に示したディスプレーサの対となって噛み合うシリンダ
形状の一例で、(a)は平面図、(b)は側面図であ
る。また、図6は、図4に示したディスプレーサの中心
oと図5示したシリンダの中心o’とを重ねてディスプ
レーサとシリンダの壁面の一部分を描いた図である。
Here, an example of a method of forming the contours of the displacer 5 and the cylinder 4 which are the main components constituting the positive displacement compression element 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. I will give you an example). FIG. 4 (a)
(B) is an example of the shape of the displacer whose planar shape is formed by a combination of arcs as an example, (a) is a plan view, and (b) is a side view. FIGS. 5A and 5B show FIG.
(A) is a plan view and (b) is a side view of an example of a cylinder shape which meshes with a pair of displacers shown in FIG. FIG. 6 is a diagram in which a center o of the displacer shown in FIG. 4 and a center o ′ of the cylinder shown in FIG.

【0032】図4(a)において、ディスプレーサの平
面形状は中心o(正三角形IJKの図心)の周りに同一
の輪郭形状が3箇所連続して接続されている。その輪郭
形状は、半径R1から半径R7までの全部で7つの円弧
で形成されており、点p,q,r,s,t,u,v,w
は夫々異なる半径の円弧の接続点である。曲線pqは、
正三角形の一辺IK上に中心を持つ半径R1の円弧、こ
こで、点pは頂点IよりR7の距離にある。曲線qrは
接続点qと半径R1の中心を結ぶ直線の延長線上に中心
を持つ半径R2の円弧、曲線rsは接続点rと半径R2
の中心を結ぶ直線上に中心を持つ半径R3の円弧、曲線
stは同様に接続点sと半径R3の中心を結ぶ直線の延
長線上に中心を持つ半径R4の円弧である。曲線tuは
接続点tと半径R4の中心を結ぶ直線の延長線上に中心
を持つ半径R5の円弧、曲線uvは接続点uと半径R5
の中心を結ぶ直線の延長線上の図心oを中心とする半径
R6の円弧、曲線vwは接続点vと半径R6の中心(図
心o)を結ぶ直線上の頂点Jを中心とする半径R7の円
弧である。尚、半径R1,R2,R3,R4,R5,R
6の夫々の円弧の角度は接続点において滑らかに接続す
る(接続点での接線の傾きが同一)という条件により決
められる。点pから点wに至る輪郭形状を図心oを中心
に反時計周りに120度回転させると点wに点pが重な
り、さらに120度回転させると全周の輪郭形状が完成
する。これによりディスプレーサの平面形状が得られ、
厚みhを与えることによってディスプレーサが構成され
る。
In FIG. 4 (a), in the planar shape of the displacer, three identical contours are continuously connected around the center o (the center of the equilateral triangle IJK). The contour shape is formed by a total of seven arcs from the radius R1 to the radius R7, and the points p, q, r, s, t, u, v, w
Are connection points of arcs of different radii. The curve pq is
An arc of radius R1 centered on one side IK of the equilateral triangle, where point p is at a distance R7 from vertex I. The curve qr is an arc of a radius R2 having a center on an extension of a straight line connecting the connection point q and the center of the radius R1, and the curve rs is a connection point r and a radius R2.
Similarly, the curve st is a circular arc having a radius R3 having a center on a straight line connecting the connection point s and the center of the radius R3. The curve tu is an arc of a radius R5 having a center on an extension of a straight line connecting the connection point t and the center of the radius R4, and the curve uv is a connection point u and a radius R5
An arc having a radius R6 centered on a centroid o on an extension of a straight line connecting the centers of the circles is a radius R7 centered on a vertex J on a straight line connecting the connection point v and the center (centroid o) of the radius R6. Is an arc. Note that radii R1, R2, R3, R4, R5, R
The angle of each arc of No. 6 is determined by the condition that the connection is made smoothly at the connection point (the inclination of the tangent at the connection point is the same). When the contour from point p to point w is rotated 120 degrees counterclockwise around center o, point p overlaps point w, and further rotation by 120 degrees completes the contour around the entire circumference. This gives the displacer a planar shape,
The displacer is formed by giving the thickness h.

【0033】ディスプレーサの平面形状が決まると、こ
のディスプレーサが旋回半径εで旋回運動したときにこ
れに噛み合うシリンダの輪郭形状は、図6に示されるよ
うにディスプレーサの輪郭形状を構成する曲線の外側の
法線距離がεのオフセット曲線となる。
When the plane shape of the displacer is determined, when the displacer makes a revolving motion with a revolving radius ε, the contour of the cylinder meshed with the displacer becomes outside the curve constituting the contour of the displacer as shown in FIG. An offset curve having a normal distance of ε is obtained.

【0034】図5によりシリンダの輪郭形状を説明す
る。三角形IJKは図4と同じ大きさの正三角形であ
る。輪郭形状は、ディスプレーサと同様に全部で7つの
円弧で形成されており、点p’,q’,r’,s’,
t’,u’,v’,w’は夫々異なる半径の円弧の接続
点である。曲線p’q’は、正三角形の一辺IK上に中
心を持つ半径(R1−ε)の円弧、ここで、点p’は頂
点Iより(R7+ε)の距離にある。曲線q’r’は接
続点q’と半径(R1−ε)の中心を結ぶ直線の延長線
上に中心を持つ半径(R2−ε)の円弧、曲線r’s’
は接続点r’と半径(R2−ε)の中心を結ぶ直線上に
中心を持つ半径(R3−ε)の円弧、曲線s’t’は同
様にs’と半径(R3−ε)の中心を結ぶ直線上に中心
を持つ半径(R4+ε)の円弧である。曲線t’u’は
接続点t’と半径(R4+ε)の中心を結ぶ直線の延長
線上に中心を持つ半径(R5+ε)の円弧、曲線u’
v’は接続点u’と半径(R5+ε)の中心を結ぶ直線
の延長線上の図心o’を中心とする半径(R6+ε)の
円弧、曲線v’w’は接続点v’と半径(R6+ε)の
中心(図心o’)を結ぶ直線上の頂点Jを中心とする半
径(R7+ε)の円弧である。
The outline shape of the cylinder will be described with reference to FIG. The triangle IJK is an equilateral triangle having the same size as that of FIG. The contour shape is formed by a total of seven arcs like the displacer, and the points p ′, q ′, r ′, s ′,
t ', u', v ', w' are connection points of arcs of different radii. A curve p′q ′ is an arc having a radius (R1−ε) centered on one side IK of an equilateral triangle, where the point p ′ is at a distance of (R7 + ε) from the vertex I. The curve q'r 'is an arc of a radius (R2-?) Having a center on an extension of a straight line connecting the connection point q' and the center of the radius (R1-?), And a curve r's'.
Is an arc having a radius (R3-ε) having a center on a straight line connecting the connection point r ′ and the center of the radius (R2-ε), and a curve s′t ′ is similarly a center of s ′ and the center of the radius (R3-ε). Is an arc of a radius (R4 + ε) having a center on a straight line connecting. The curve t′u ′ is an arc of radius (R5 + ε) having a center on an extension of a straight line connecting the connection point t ′ and the center of radius (R4 + ε), and the curve u ′
v ′ is an arc of a radius (R6 + ε) centered on a centroid o ′ on an extension of a straight line connecting the connection point u ′ and the center of the radius (R5 + ε), and a curve v′w ′ is a arc of a connection point v ′ and a radius (R6 + ε). ) Is an arc of a radius (R7 + ε) centered on a vertex J on a straight line connecting the center (center o ′).

【0035】尚、半径(R1−ε),(R2−ε),
(R3−ε),(R4+ε),(R5+ε),(R6+
ε)の夫々の円弧の角度はディスプレーサ同様、夫々の
接続点において滑らかに接続する(接続点での接線の傾
きが同一)という条件により決められる。点p’から点
w’に至る輪郭形状を図心o’を中心反時計周りに12
0度回転させると点w’に点p’が一致し、さらに12
0度回転させると全周の輪郭形状が完成する。これによ
りシリンダの平面形状が得られる。シリンダの厚みH
は、ディスプレーサの厚みhよりわずかに厚くなってい
る。
Note that the radii (R1-ε), (R2-ε),
(R3-ε), (R4 + ε), (R5 + ε), (R6 +
Like the displacer, the angle of each arc in ε) is determined by the condition that the connection is made smoothly at each connection point (the inclination of the tangent at the connection point is the same). The contour shape from the point p 'to the point w' is represented by 12
When rotated 0 degrees, the point p 'coincides with the point w', and
When rotated by 0 degrees, the contour of the entire circumference is completed. Thereby, the planar shape of the cylinder is obtained. Cylinder thickness H
Is slightly thicker than the thickness h of the displacer.

【0036】図6はディスプレーサの中心oとシリンダ
の中心o’を重ねその一部を表した図である。ディスプ
レーサとシリンダとの間に形成される隙間は旋回半径に
等しいεとなるようにしている。尚、この隙間は、全周
においてεであることが望ましいが、ディスプレーサの
外周輪郭とシリンダの内周輪郭とにより形成される圧縮
作動室が正常な動作をする範囲において、何らかの理由
によって、この関係が崩れる箇所があっても差し支えな
い。
FIG. 6 is a diagram showing a part of the center o of the displacer overlapped with the center o 'of the cylinder. The gap formed between the displacer and the cylinder is set to ε equal to the turning radius. It is desirable that this gap be ε over the entire circumference. However, for some reason, this gap is set within a range in which the compression working chamber formed by the outer peripheral contour of the displacer and the inner peripheral contour of the cylinder operates normally. There is no problem even if there is a place where is broken.

【0037】尚、ここではディスプレーサ外壁及びシリ
ンダ内壁の輪郭形状の構成方法として複数円弧の組合せ
による方法を説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく任意の(n次式で表される曲線等)曲線の組
合せによっても同様の輪郭形状を構成することができ
る。
Although the method of forming the contours of the outer wall of the displacer and the inner wall of the cylinder by combining a plurality of circular arcs has been described here, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. A similar contour shape can be formed by a combination of curves.

【0038】図1乃至図6にて説明した一実施形態の作
用効果を以下に説明する。図7は、吸入終了時からの回
転軸の回転角θを横軸にとって本発明における圧縮作動
室の容積変化特性(吸入容積Vsと圧縮作動室容積Vの
比で表す)を他形式の圧縮機と比較して示す。これより
本実施形態に係る容積形圧縮要素1の容積変化特性は、
吐出開始容積比0.37の空調機の一種の運転条件(例
えば作動気体がフロンHCFC22の場合、吸入圧力P
s=0.64MPa、吐出圧力Pd=2.07MPa)
で比べて見ると、圧縮過程はレシプロ式とほぼ同等で、
短時間に圧縮過程が終了するため作動気体の漏れが低減
され、圧縮機の能力及び効率を向上することができる。
一方、吐出過程はロータリ式(ローリングピストン型)
よりも約50%長くなり、吐出流速が遅くなるため圧力
損失が低減され、吐出過程の流体損失(過圧縮損失)を
大幅に低減して性能向上を図ることができる。
The operation and effect of the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 6 will be described below. FIG. 7 shows another type of compressor in which the volume change characteristics of the compression working chamber (indicated by the ratio of the suction volume Vs to the compression working chamber volume V) in the present invention are plotted with the rotation angle θ of the rotary shaft from the end of suction as the horizontal axis. Shown in comparison with. Accordingly, the volume change characteristic of the positive displacement compression element 1 according to the present embodiment is as follows.
A kind of operating condition of an air conditioner having a discharge start volume ratio of 0.37 (for example, when the working gas is Freon HCFC22, the suction pressure P
s = 0.64 MPa, discharge pressure Pd = 2.07 MPa)
In comparison, the compression process is almost the same as the reciprocating type,
Since the compression process is completed in a short time, leakage of the working gas is reduced, and the capacity and efficiency of the compressor can be improved.
On the other hand, the discharge process is a rotary type (rolling piston type)
The pressure loss is reduced because the discharge flow velocity is slowed down by about 50%, and the fluid loss (excessive compression loss) in the discharge process can be greatly reduced to improve the performance.

【0039】図8は、本実施形態における回転軸1回転
中の仕事量の変化、すなわちガス圧縮トルクTの変化を
他形式の圧縮機と比較して示す(ここに、Tmは平均ト
ルクである)。これより本発明の容積形圧縮要素1のト
ルク変動はロータリ式の約1/10と非常に小さく、ス
クロール式と同等だが、スクロール式のオルダムリング
のような旋回スクロール自転防止のために往復摺動する
機構をもたないため、回転軸系の慣性バランスがとれた
圧縮機の振動・騒音を低減することができる。
FIG. 8 shows a change in the amount of work during one rotation of the rotating shaft, that is, a change in the gas compression torque T in this embodiment in comparison with other types of compressors (where Tm is the average torque). ). Thus, the torque fluctuation of the displacement type compression element 1 of the present invention is very small, about 1/10 of that of the rotary type, and is equivalent to that of the scroll type. Since there is no mechanism for performing the rotation, the vibration and noise of the compressor in which the inertia of the rotary shaft system is balanced can be reduced.

【0040】また、図4に示すように輪郭線はスクロー
ル式のような長い渦巻き形状でないため、加工時間の短
縮、コスト低減が図れるとともに、スクロール式のよう
な渦巻き形状を保持するための端板(鏡板)が無いの
で、冶具を貫通させて加工することができなかったスク
ロール式に比べてロータリ式並の加工で製作することが
できる。さらに、ガス圧によるスラスト荷重はディスプ
レーサに作用しないので、スクロール圧縮機に見られる
ような圧縮機の性能に重要な影響をおよぼす軸方向クリ
アランスの管理もしやすくなるため性能向上が図れる。
さらに、計算の結果、同一容積、同一外径のスクロール
圧縮機と比較すると、厚みを薄くすることができ、圧縮
機の小型、軽量化にも寄与することができる。
Further, as shown in FIG. 4, since the contour is not a long spiral shape as in the scroll type, the processing time and cost can be reduced, and an end plate for maintaining the spiral shape as in the scroll type. Since there is no (end plate), it can be manufactured by processing similar to a rotary type as compared with a scroll type which could not be processed by penetrating a jig. Further, since the thrust load due to the gas pressure does not act on the displacer, it is easy to manage the axial clearance which has an important effect on the performance of the compressor as seen in a scroll compressor, so that the performance can be improved.
Furthermore, as a result of the calculation, the thickness can be reduced as compared with a scroll compressor having the same volume and the same outer diameter, which can contribute to the reduction in size and weight of the compressor.

【0041】次に前述の巻き角と吸入終了から吐出終了
までの回転軸の回転角θcとの関係について説明する。
前述の1実施形態では巻き角を360度として説明した
が、巻き角を変えることによって回転軸の回転角θcを
変えることも可能である。例えば、図2では、巻き角が
360度であるので、吸入終了から吐出終了までの回転
軸の回転角θcが360度で元の状態に戻る。この巻き
角を360度よりも小さくすることによって吸入終了か
ら吐出終了までの回転軸の回転角θcを小さくする場
合、吐出ポートと吸入ポート(連通孔)が連通する状態
が生じ、吐出ポート内の流体の膨張作用で一旦吸入され
た流体が逆流するといった問題が起こる。巻き角を36
0度よりも大きくすると回転軸の回転角も360度より
大きくなり、吸入終了から吐出ポートのある空間に連通
するまでの間に大きさの異なるの2つの圧縮作動室が形
成される。これを圧縮機として用いたとき、これら2つ
の圧縮作動室の圧力上昇が各々異なるために両者合流時
に不可逆的な混合ロスが生じ、圧縮動力の増加になる。
また、液体ポンプとして用いようとしても、吐出ポート
に連通しない圧縮作動室が形成されることからポンプと
しては適用しにくくなる。このため、巻き角は許容され
る精度の範囲内において極力360度が望ましいといえ
る。
Next, the relationship between the above-mentioned winding angle and the rotation angle θc of the rotating shaft from the end of suction to the end of discharge will be described.
In the above-described embodiment, the winding angle is described as 360 degrees, but the rotation angle θc of the rotating shaft can be changed by changing the winding angle. For example, in FIG. 2, since the winding angle is 360 degrees, the rotation angle θc of the rotating shaft from the end of suction to the end of discharge returns to the original state when the rotation angle θc is 360 degrees. When the rotation angle θc of the rotating shaft from the end of suction to the end of discharge is reduced by making the winding angle smaller than 360 degrees, a state occurs in which the discharge port communicates with the suction port (communication hole), and the discharge port There is a problem that the fluid once sucked flows backward due to the expansion action of the fluid. 36 turns
If the angle is larger than 0 degree, the rotation angle of the rotating shaft becomes larger than 360 degrees, and two compression working chambers having different sizes are formed from the end of suction to the time of communication with the space having the discharge port. When this is used as a compressor, irreversible mixing loss occurs at the time of merging of the two because the pressure rises of these two compression working chambers are different from each other, and the compression power increases.
Further, even if it is used as a liquid pump, it is difficult to apply it as a pump because a compression working chamber that does not communicate with the discharge port is formed. For this reason, it can be said that the winding angle is desirably 360 degrees as much as possible within the range of allowable accuracy.

【0042】前述の特開昭55−23353号公報(文
献1)に記載の流体機械における圧縮行程の回転軸の回
転角θcは、θc=180度であり、特開平5−202
869号公報(文献3)及び特開平6−280758号
公報(文献4)に記載の流体機械における圧縮行程の回
転軸の回転角θcは、θc=210度である。作動流体
の吐出が終了してから次の圧縮行程が始まる(吸入終
了)までの期間は、文献1においては回転軸の回転角θ
cで180度、文献3及び文献4においては150度で
ある。
The rotation angle θc of the rotating shaft during the compression stroke in the fluid machine described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-23353 (Document 1) is θc = 180 degrees, and
The rotation angle θc of the rotating shaft in the compression stroke of the fluid machine described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 869 (Reference 3) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-280758 (Reference 4) is θc = 210 degrees. In the period from the end of the discharge of the working fluid to the start of the next compression stroke (end of suction), the rotation angle θ of the rotating shaft is described in Reference 1.
c is 180 degrees, and in References 3 and 4, it is 150 degrees.

【0043】圧縮行程の回転軸の回転角θcが210度
の場合における軸の1回転中の各圧縮作動室(符号I、
II、III、IVで示す)の圧縮行程線図を図9(a)に示
す。但し、条数N=4である。回転軸の回転角θcが3
60度内には4個の圧縮作動室が形成されるが、ある角
度において同時に形成される圧縮作動室数nは、n=2
あるいは3となっている。同時に形成される圧縮作動室
数の最大値は条数よりも少ない3である。
When the rotation angle θc of the rotary shaft in the compression stroke is 210 degrees, each compression working chamber (reference I,
FIG. 9 (a) shows a compression stroke diagram of the compression strokes indicated by II, III and IV). However, the number of rows N = 4. The rotation angle θc of the rotating shaft is 3
Four compression working chambers are formed within 60 degrees, and the number n of compression working chambers simultaneously formed at a certain angle is n = 2.
Or it is 3. The maximum value of the number of compression working chambers formed at the same time is 3, which is smaller than the number of rows.

【0044】同様に条数N=3であり圧縮行程の回転軸
の回転角θcが210度の場合を図10(a)に示す。
この場合も同時に形成される圧縮作動室数nは、n=1
あるいは2であり、同時に形成される圧縮作動室数の最
大値は条数よりも少ない2である。このような状態で
は、圧縮作動室が回転軸の周りに偏って形成されるた
め、力学的アンバランスが発生し、ディスプレーサに働
く自転モーメントが過大になり、ディスプレーサとシリ
ンダとの接触荷重が増大し機械摩擦損失の増加による性
能低下やベーンの摩耗による信頼性低下の問題がある。
この問題を解決するため、本実施の形態では、吸入終了
から吐出終了までの(圧縮行程という場合有り)回転軸
の回転角θcが、 (((N−1)/N)・360)<θc≦360(度)(数1) を満たすように、ディスプレーサの外周輪郭形状及びシ
リンダの内周輪郭形状を形成している。換言すると、前
述の巻き角が数式1の範囲になっている。
Similarly, FIG. 10A shows the case where the number of threads N = 3 and the rotation angle θc of the rotating shaft in the compression stroke is 210 degrees.
Also in this case, the number n of compression working chambers formed simultaneously is n = 1.
Alternatively, it is 2, and the maximum value of the number of compression working chambers formed at the same time is 2, which is smaller than the number of rows. In such a state, the compression working chamber is formed so as to be deviated around the rotation axis, so that a mechanical imbalance occurs, the rotation moment acting on the displacer becomes excessive, and the contact load between the displacer and the cylinder increases. There is a problem that performance is reduced due to an increase in mechanical friction loss and reliability is reduced due to vane wear.
In order to solve this problem, in the present embodiment, the rotation angle θc of the rotating shaft from the end of suction to the end of discharge (sometimes referred to as a compression stroke) is expressed as (((N−1) / N) · 360) <θc The outer peripheral contour of the displacer and the inner peripheral contour of the cylinder are formed so as to satisfy ≦ 360 (degrees) (Equation 1). In other words, the above-mentioned winding angle is in the range of Expression 1.

【0045】図9(b)を参照すると、圧縮行程の回転
軸の回転角θcが、270度より大きくなっており、同
時に形成される圧縮作動室数nは、n=3あるいは4と
なり、圧縮作動室数の最大値は4である。この値は、条
数N(=4)に一致する。また、図10(b)では、圧
縮行程の回転軸の回転角θcが、240度より大きくな
っており、同時に形成される圧縮作動室数nは、n=2
あるいは3となり、圧縮作動室数の最大値は3である。
この値は、条数N(=3)と一致する。
Referring to FIG. 9B, the rotation angle θc of the rotating shaft in the compression stroke is larger than 270 degrees, and the number n of compression working chambers formed at the same time is n = 3 or 4. The maximum value of the number of working chambers is four. This value corresponds to the number N of rows (= 4). In FIG. 10B, the rotation angle θc of the rotation shaft in the compression stroke is larger than 240 degrees, and the number n of compression working chambers formed simultaneously is n = 2.
Alternatively, it becomes 3, and the maximum value of the number of compression working chambers is 3.
This value is equal to the number N of rows (= 3).

【0046】このように圧縮行程の回転軸の回転角θc
の下限値を数式1の左辺の値よりも大きくすることによ
り、圧縮作動室数の最大値が条数N以上となり、圧縮作
動室が回転軸の周りに分散して配置されるようになるた
め、力学的なバランスがよくなり、ディスプレーサに働
く自転モーメントが低減され、ディスプレーサとシリン
ダとの接触荷重も低減され機械摩擦損失の低減による性
能向上と共に接触部の信頼性を向上することができる。
As described above, the rotation angle θc of the rotation shaft in the compression stroke
Is made larger than the value on the left side of Expression 1, the maximum value of the number of compression working chambers becomes equal to or more than the number N, and the compression working chambers are dispersedly arranged around the rotation axis. As a result, the mechanical balance is improved, the rotation moment acting on the displacer is reduced, the contact load between the displacer and the cylinder is reduced, and the reliability of the contact portion can be improved as well as the performance is improved by reducing the mechanical friction loss.

【0047】一方、圧縮行程の回転軸の回転角θcの上
限は数式1によると360度となっている。この圧縮行
程の回転軸の回転角θcの上限は360度である。前述
したように、作動流体の吐出が終了してから次の圧縮行
程が始まる(吸入終了)までのタイムラグを0にするこ
とができ、θc<360度の場合に起こる隙間容積内の
ガスの再膨張による吸入効率の低下を防止することがで
きると共に、θc>360度の場合に起こる2つの圧縮
作動室の圧力上昇が異なるために両者合流時に発生する
不可逆的な混合ロスを防止することができる。後者につ
いて図11を用いて説明する。
On the other hand, the upper limit of the rotation angle θc of the rotating shaft in the compression stroke is 360 degrees according to the equation (1). The upper limit of the rotation angle θc of the rotation shaft in this compression stroke is 360 degrees. As described above, the time lag from the end of the discharge of the working fluid to the start of the next compression stroke (end of suction) can be set to zero, and the gas in the gap volume occurring when θc <360 degrees can be recovered. A reduction in suction efficiency due to expansion can be prevented, and an irreversible mixing loss that occurs when the two compression working chambers merge due to different pressure rises in the case of θc> 360 degrees can be prevented. . The latter will be described with reference to FIG.

【0048】圧縮行程が回転軸の回転角θcで375度
となる容積形流体機械を図11に示す。図11(a)
は、図中2つの圧縮作動室15aと15bの吸入が終了
した状態である。このとき2つの圧縮作動室15aと1
5bの圧力は吸入圧力Psで両者等しくなっている。吐
出口8aは圧縮作動室15aと15bの間に位置してお
り、両圧縮作動室とは連通していない。この状態から回
転軸の回転角θcで15度回転が進んだ状態を図11
(b)に示す。吐出口8aと両圧縮作動室15aと15
bが連通する直前の状態である。このとき圧縮作動室1
5aの容積は図11(a)の吸入終了時よりも小さく圧
縮が進行しており圧力も吸入圧力Psよりも高い圧力に
なっている。これに対して、圧縮作動室15bの容積は
逆に吸入終了時よりも大きくなっており、膨張作用によ
り圧力も吸入圧力Psよりも低くなっている。次の瞬間
圧縮作動室15aと15bが合体(連通)する際に、図
11(c)に矢印で示すような不可逆的な混合が起こ
り、圧縮動力の増加による性能低下が発生することとな
る。従って、圧縮行程の回転軸の回転角θcの上限は3
60度が望ましい状態である。
FIG. 11 shows a displacement type fluid machine in which the compression stroke is 375 degrees at the rotation angle θc of the rotating shaft. FIG. 11 (a)
5 shows a state in which the suction of the two compression working chambers 15a and 15b in the drawing has been completed. At this time, the two compression working chambers 15a and 1
The pressure 5b is equal to the suction pressure Ps. The discharge port 8a is located between the compression working chambers 15a and 15b, and is not in communication with both compression working chambers. FIG. 11 shows a state in which the rotation has been advanced by 15 degrees at the rotation angle θc of the rotating shaft from this state.
(B). Discharge port 8a and both compression working chambers 15a and 15
This is the state immediately before b communicates. At this time, the compression working chamber 1
The volume of 5a is smaller than that at the end of the suction in FIG. 11A, the compression is progressing, and the pressure is higher than the suction pressure Ps. On the other hand, the volume of the compression working chamber 15b is larger than that at the end of suction, and the pressure is also lower than the suction pressure Ps due to the expansion action. When the next instantaneous compression working chambers 15a and 15b are united (communicated), irreversible mixing as shown by an arrow in FIG. 11C occurs, and performance decreases due to an increase in compression power. Therefore, the upper limit of the rotation angle θc of the rotation shaft in the compression stroke is 3
60 degrees is a desirable state.

【0049】図12は文献3若しくは文献4に記載され
た容積形流体機械の圧縮要素であり、(a)が平面図
(b)が側面図である。条数Nは3であり、圧縮行程の
回転軸の回転角θcは210度である。この図におい
て、圧縮作動室数nは図10(a)に示したようにn=
1あるいは2となる。この図は回転軸の回転角θが0度
の状態を示しており、圧縮作動室数nは2である。本図
から明らかなように、ディスプレーサの外周輪郭形状と
シリンダの内周輪郭形状とにより形成される空間の内右
側の空間は圧縮作動室となってなく、吸入ポート(連通
孔)7aと吐出口8aが連通している。このため、吐出
口8aの隙間容積内ガスの再膨張により一旦、吸入ポー
ト(連通孔)7aからシリンダ4の圧縮作動室内に流入
したガスが逆流し、吸入効率が低下する問題がある。
FIGS. 12A and 12B show a compression element of a positive displacement fluid machine described in Document 3 or 4, wherein FIG. 12A is a plan view and FIG. 12B is a side view. The number of threads N is 3, and the rotation angle θc of the rotating shaft in the compression stroke is 210 degrees. In this figure, the number n of compression working chambers is n = as shown in FIG.
It becomes 1 or 2. This figure shows a state where the rotation angle θ of the rotation shaft is 0 degree, and the number n of compression working chambers is two. As is clear from this figure, the space on the right side of the space formed by the outer peripheral contour of the displacer and the inner peripheral contour of the cylinder does not serve as a compression working chamber, but instead has a suction port (communication hole) 7a and a discharge port. 8a communicates. For this reason, the gas once flowing into the compression working chamber of the cylinder 4 from the suction port (communication hole) 7a reversely flows due to the re-expansion of the gas in the clearance volume of the discharge port 8a, and there is a problem that the suction efficiency is reduced.

【0050】ところで、図12に示した容積形流体機械
の圧縮行程の回転軸の回転角θcを、本実施の形態の考
え方を用いて拡大する場合を考える。圧縮行程の回転軸
の回転角θcを拡大するためには2点鎖線で図示するよ
うにシリンダ4の輪郭曲線の巻角を大きくしなければな
らないが、図示の如くベーン4bの厚さが極端に薄くな
り、圧縮作動室数nの最大値が条数N(N=3)以上と
なるように圧縮行程の回転軸の回転角θcを240度よ
り大きくすることは困難である。
Now, let us consider a case where the rotation angle θc of the rotary shaft in the compression stroke of the positive displacement fluid machine shown in FIG. 12 is expanded by using the concept of the present embodiment. In order to increase the rotation angle θc of the rotation shaft in the compression stroke, the winding angle of the contour curve of the cylinder 4 must be increased as shown by a two-dot chain line. It is difficult to make the rotation angle θc of the rotation shaft of the compression stroke larger than 240 degrees so that the thickness becomes thin and the maximum value of the number n of the compression working chambers becomes equal to or more than the number N of rows (N = 3).

【0051】図13に図12に示された容積形流体機械
と同じ行程容積(吸入容積)、同じ外径寸法、そして同
じ旋回半径を有する容積形流体機械の圧縮要素の実施形
態の一例を示す。この図13に示された圧縮要素の圧縮
行程の回転軸の回転角θcは240度より大きい360
度を実現している。これは、図12に示された圧縮要素
では、圧縮作動室を形成するシール点間が滑らかな曲線
によって構成されているため、例え、本実施の形態の考
え方に基づいて圧縮行程の回転軸の回転角θcを拡大し
ようとしても最大で240度が限界であるが、図13に
示された本実施の形態による圧縮要素では、シール点間
(a−c)が滑らかではなく(一様の曲線ではなく)接
点b付近の形状がディスプレーサから見て突出するよう
に形成され、ディスプレーサの各条が中心部から先端部
に向かう途中にくびれ部が存在している。これらは図1
に示した実施の形態についても云えることである。これ
らの形状により、接点aから接点bまでの巻き角を24
0度より大きい360度とすることができ、接点bから
接点cまでの巻き角を240度より大きい360度とす
ることができる。この結果、圧縮行程の回転軸の回転角
θcを240度より大きな360度とすることができ、
圧縮作動室数nの最大値を条数N以上とすることができ
る。このため、圧縮作動室が分散配置され自転モーメン
トを小さくすることができる。
FIG. 13 shows an example of an embodiment of a compression element of a positive displacement fluid machine having the same stroke volume (suction volume), the same outer diameter, and the same turning radius as the positive displacement fluid machine shown in FIG. . The rotation angle θc of the rotation shaft in the compression stroke of the compression element shown in FIG.
Degree has been realized. This is because, in the compression element shown in FIG. 12, the gap between the seal points forming the compression working chamber is formed by a smooth curve, and therefore, for example, the rotation axis of the compression stroke is based on the concept of the present embodiment. Although a maximum of 240 degrees is the limit even if the rotation angle θc is to be increased, in the compression element according to the present embodiment shown in FIG. 13, the distance between the sealing points (ac) is not smooth (uniform curve). However, the shape near the contact point b is formed so as to protrude when viewed from the displacer, and a constriction exists in the middle of each strip of the displacer from the center to the tip. These are shown in FIG.
It can be said that the embodiment shown in FIG. With these shapes, the winding angle from the contact a to the contact b can be set to 24
The angle can be 360 degrees larger than 0 degrees, and the winding angle from the contact point b to the contact point c can be 360 degrees larger than 240 degrees. As a result, the rotation angle θc of the rotation shaft in the compression stroke can be set to 360 degrees which is larger than 240 degrees,
The maximum value of the number n of the compression working chambers can be set to the number N or more. For this reason, the compression working chambers are distributed and the rotation moment can be reduced.

【0052】さらに、このように有効に機能しうる圧縮
作動室数が増加したことで、図12に記載の圧縮要素の
シリンダ高さ(厚み)をHとしたとき、図13に記載の
圧縮要素のシリンダ高さは0.7Hとなり、30%低く
なるので、圧縮要素の小型化を図ることができる。
Further, by increasing the number of compression working chambers that can function effectively, assuming that the cylinder height (thickness) of the compression element shown in FIG. 12 is H, the compression element shown in FIG. Is 0.7H, which is 30% lower, so that the size of the compression element can be reduced.

【0053】図14は、本実施形態におけるディスプレ
ーサ5に作用する荷重及びモ−メントの説明図である。
記号θは回転軸6の回転角、εは旋回半径である。作動
気体の圧縮に伴い、各圧縮作動室15の内圧によってデ
ィスプレーサ5には、図に示すように偏心方向に直角な
接線方向力Ftと偏心方向にあたる半径方向力Frが作
用する。FtとFrの合力がFである。この合力Fのデ
ィスプレーサ5の中心oからのずれ(腕の長さl)によ
ってディスプレーサを回転させようとする自転モ−メン
トM(=F・l)が働く。この自転モ−メントMを支え
るのがディスプレーサ5とシリンダ4の接点eと接点b
における反力R1と反力R2である。本発明では常時、
吸入ポ−ト(連通孔)7aに近い2ないし3箇所の接点
でモ−メントを受け、その他の接点には反力が作用しな
い。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the load and moment acting on the displacer 5 in the present embodiment.
The symbol θ is the rotation angle of the rotating shaft 6, and ε is the turning radius. With the compression of the working gas, a tangential force Ft perpendicular to the eccentric direction and a radial force Fr in the eccentric direction act on the displacer 5 due to the internal pressure of each compression working chamber 15 as shown in the figure. The resultant force of Ft and Fr is F. Due to the displacement of the resultant force F from the center o of the displacer 5 (length of the arm 1), a rotation moment M (= F · l) for rotating the displacer works. The rotation moment M is supported by contact points e and b of the displacer 5 and the cylinder 4.
Are the reaction force R1 and the reaction force R2. In the present invention,
Moment is received at two or three contact points near the suction port (communication hole) 7a, and no reaction force acts on the other contact points.

【0054】本発明の容積形圧縮要素1は、ディスプレ
ーサ5の中心部に嵌合された回転軸6のクランク部6a
の周りにほぼ等ピッチで吸入終了から吐出終了までの回
転軸の回転角がほぼ360度となる圧縮作動室を分散し
て配設しているため、合力Fの作用点をディスプレーサ
5の中心oに近付けることができ、モ−メントの腕の長
さlを縮少して自転モ−メントMを低減することができ
る。したがって、反力R1と反力R2が軽減される。ま
た、接点gと接点bの位置からわかるように、自転モ−
メントMをうけるディスプレーサ5とシリンダ4の摺動
部位を、温度が低く油粘度の高い作動気体の吸入ポート
(連通孔)7a付近になるようにしているため摺動部の
油膜が確保され、摩擦・摩耗の問題を解決した信頼性の
高い容積形流体機械を提供することが出来る。
The displacement type compression element 1 of the present invention comprises a crank 6 a of a rotating shaft 6 fitted to the center of a displacer 5.
, The compression working chambers in which the rotation angle of the rotation shaft from the end of suction to the end of discharge is approximately 360 degrees at a substantially equal pitch are distributed, so that the point of action of the resultant force F is set to the center o of the displacer 5. , And the rotation moment M can be reduced by reducing the length l of the arm of the moment. Therefore, the reaction force R1 and the reaction force R2 are reduced. Also, as can be seen from the positions of the contact points g and b, the rotation mode
The sliding portion between the displacer 5 and the cylinder 4 receiving the pressure M is located near the suction port (communication hole) 7a of the working gas having a low temperature and a high oil viscosity, so that an oil film of the sliding portion is secured, and the friction is increased. A highly reliable positive displacement fluid machine that has solved the problem of wear can be provided.

【0055】図15は作動流体の内圧によってディスプ
レーサに働く軸1回転中の自転モーメントMを図12に
示された圧縮要素及び図13に示された圧縮要素で比較
したものである。計算条件は作動流体をHFC134a
としたときの冷凍条件(吸入圧力Ps=0.095MP
a、吐出圧力Pd=1.043MPa)である。これに
より圧縮作動室数nの最大値が条数以上となる本実施の
形態による圧縮要素では、吸入終了から吐出終了までの
圧縮作動室が回転軸の周りにほぼ等ピッチで分散して配
置されるため力学的なバランスがよくなり、圧縮による
荷重ベクトルがほぼ中心を向くように構成できる。この
ためディスプレーサに働く自転モーメントMを低減する
ことができる。この結果、ディスプレーサとシリンダの
接触荷重も軽減され機械効率を向上することができると
共に圧縮機としての信頼性を向上することができる。
FIG. 15 shows a comparison between the compression element shown in FIG. 12 and the compression element shown in FIG. 13 in terms of the rotation moment M acting on the displacer due to the internal pressure of the working fluid during one rotation of the shaft. The calculation condition is that the working fluid is HFC134a
Condition (suction pressure Ps = 0.095MP)
a, discharge pressure Pd = 1.043 MPa). Thus, in the compression element according to the present embodiment in which the maximum value of the number n of the compression working chambers is equal to or more than the number of rows, the compression working chambers from the end of the suction to the end of the discharge are arranged at a substantially equal pitch around the rotation axis. Therefore, the mechanical balance is improved, and the load vector due to compression can be configured to be substantially directed to the center. Therefore, the rotation moment M acting on the displacer can be reduced. As a result, the contact load between the displacer and the cylinder is reduced, so that the mechanical efficiency can be improved and the reliability as a compressor can be improved.

【0056】ここで、吸入孔(連通孔)7aと吐出口8
aとが連通する期間と圧縮行程回転軸の回転角との関係
について説明する。吸入孔と吐出口が連通する期間、す
なわち作動流体の吐出が終了してから次の圧縮行程が始
まる(吸入終了)までの間の回転軸の回転角で表すタイ
ムラグΔθは、圧縮行程の回転軸の回転角θcとして、
Δθ=360度−θcで表される。Δθ≦0度の場合
は、吸入孔(連通孔)7aと吐出口が連通する期間が存
在しないため、吐出口の隙間容積内ガスの再膨張による
吸入効率の低下はない。Δθ>0度の場合には吸入孔
(連通孔)7aと吐出口が連通する期間が存在するた
め、吐出口の隙間容積内ガスの再膨張に起因する吸入効
率の低下が起こり、圧縮機の(冷凍)能力が低下するこ
とになる。また、吸入効率(体積効率)の低下は圧縮機
のエネルギ効率である断熱効率あるいは成績係数の低下
にもつながる。
Here, the suction port (communication hole) 7a and the discharge port 8
The relationship between the period in which a is communicated and the rotation angle of the compression stroke rotation shaft will be described. The time lag Δθ represented by the rotation angle of the rotating shaft between the time when the suction hole and the discharge port communicate with each other, that is, from the end of the discharge of the working fluid to the start of the next compression stroke (end of suction) is represented by the rotation axis of the compression stroke. As the rotation angle θc of
Δθ = 360 degrees−θc. In the case of Δθ ≦ 0 degrees, there is no period in which the suction hole (communication hole) 7a communicates with the discharge port, so that the suction efficiency does not decrease due to the re-expansion of the gas in the gap volume of the discharge port. When Δθ> 0 degrees, since there is a period in which the suction hole (communication hole) 7a and the discharge port communicate with each other, the suction efficiency is reduced due to the re-expansion of the gas in the gap volume of the discharge port, and the compressor has (Refrigeration) capacity will be reduced. Further, a decrease in the suction efficiency (volume efficiency) leads to a decrease in the adiabatic efficiency, which is the energy efficiency of the compressor, or the coefficient of performance.

【0057】圧縮行程の回転軸の回転角θcはディスプ
レーサあるいはシリンダの輪郭曲線の巻き角と吸入孔及
び吐出口の位置によって決定される。ディスプレーサあ
るいはシリンダの輪郭曲線の巻き角を360度にした場
合には、圧縮行程の回転軸の回転角θcは360度にで
きると共に吸入孔あるいは吐出口のシール点を移動する
ことによってθc<360度にもすることができる。し
かし、θc>360度にはすることはできない。
The rotation angle θc of the rotation shaft in the compression stroke is determined by the winding angle of the contour curve of the displacer or cylinder and the positions of the suction hole and the discharge port. When the winding angle of the contour curve of the displacer or the cylinder is set to 360 degrees, the rotation angle θc of the rotating shaft in the compression stroke can be set to 360 degrees, and θc <360 degrees by moving the seal point of the suction hole or the discharge port. Can also be. However, it is not possible to make θc> 360 degrees.

【0058】例えば、前述の図11に示した圧縮要素の
圧縮行程の回転軸の回転角θc=375度を吐出口の位
置や大きさを変えることによりθc=360度に変更す
ることができる。これは、図11における吸入終了状態
の直後に圧縮作動室15aと圧縮作動室15bとが連通
するように吐出口を大きくすることにより実現すること
ができる。このような変更を行うことによりθc=37
5度の時に発生していた2つの圧縮作動室の圧力上昇が
異なるために起こる不可逆的な混合ロスを低減すること
ができる。従って、輪郭曲線の巻き角は、圧縮行程の回
転軸の回転角θcを決定する必要条件ではあるが十分条
件ではないと云うことができる。
For example, the rotation angle θc = 375 degrees of the rotary shaft in the compression stroke of the compression element shown in FIG. 11 can be changed to θc = 360 degrees by changing the position and size of the discharge port. This can be realized by increasing the discharge port so that the compression working chamber 15a and the compression working chamber 15b communicate with each other immediately after the suction end state in FIG. By making such a change, θc = 37
The irreversible mixing loss caused by the difference in the pressure rise of the two compression working chambers that occurred at the time of 5 degrees can be reduced. Therefore, it can be said that the winding angle of the contour curve is a necessary condition for determining the rotation angle θc of the rotating shaft in the compression stroke, but is not a sufficient condition.

【0059】さて、上記説明した本実施形態、即ち図3
に示す実施形態では、密閉容器3内の圧力が低圧(吸入
圧力)に保持されるタイプの密閉型圧縮機について説明
したが、低圧タイプにすることにより以下のような利点
がある。 (1)圧縮された高温の作動気体による電動要素2の加
熱が少なく、吸入ガスによって冷却されるため、固定子
2a、回転子2bの温度が低下し、モ−タ効率が向上し
て性能向上が図ることができる。 (2)フロン等の潤滑油12と相溶性のある作動流体で
は、圧力が低いため潤滑油12中に溶解する作動気体の
割合が少なくなり、軸受等での油の発泡現象が起こりに
くいので軸受などの摺動部の信頼性を向上することがで
きる。 (3)密閉容器3の耐圧を低くでき、密閉容器3の薄肉
・軽量化が図ることができる。
The embodiment described above, that is, FIG.
In the embodiment shown in (1), the closed type compressor in which the pressure in the closed casing 3 is maintained at a low pressure (suction pressure) has been described. However, the use of the low pressure type has the following advantages. (1) Since the electric element 2 is hardly heated by the compressed high-temperature working gas and cooled by the suction gas, the temperatures of the stator 2a and the rotor 2b are reduced, and the motor efficiency is improved and the performance is improved. Can be achieved. (2) In the case of a working fluid compatible with the lubricating oil 12 such as Freon, the pressure is low, so that the proportion of the working gas dissolved in the lubricating oil 12 is reduced. It is possible to improve the reliability of the sliding portion such as the above. (3) The pressure resistance of the sealed container 3 can be reduced, and the thickness and weight of the sealed container 3 can be reduced.

【0060】次に、密閉容器3内の圧力が高圧(吐出圧
力)に保持されるタイプのものについて説明する。図1
6は、本発明の他の実施形態に係る容積形流体機械を圧
縮機として用いた高圧タイプの密閉型圧縮機の要部拡大
断面図である。図16において、前述の図1〜図3と同
一符号を付したものは同一部品であり、同一の作用をな
す。図において、13bは吸入カバー10によって主軸
受部材7に一体的に形成された吸入室で、シール部材1
6等によって密閉容器3内の圧力(吐出圧力)と区画さ
れている。17は吐出室8c内と密閉容器3内を連通す
る吐出通路である。容積形圧縮要素1の作動原理等は前
述した低圧(吸入圧力)タイプと同様である。
Next, a type in which the pressure in the sealed container 3 is maintained at a high pressure (discharge pressure) will be described. FIG.
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of a high-pressure hermetic compressor using a positive displacement fluid machine according to another embodiment of the present invention as a compressor. In FIG. 16, components denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are the same components and perform the same operations. In the drawing, reference numeral 13b denotes a suction chamber formed integrally with the main bearing member 7 by a suction cover 10, and a seal member 1 is provided.
6 and the like, the pressure (discharge pressure) in the closed container 3 is defined. Reference numeral 17 denotes a discharge passage communicating between the inside of the discharge chamber 8c and the inside of the closed container 3. The operation principle and the like of the positive displacement compression element 1 are the same as those of the low pressure (suction pressure) type described above.

【0061】作動気体の流れは図中に矢印で示すよう
に、吸入パイプ13を通って吸入口13aに入った作動
気体は、主軸受部材7に形成された吸入ポート(連通
孔)7aを通って容積形圧縮要素1に入り、ここで回転
軸6の回転によってディスプレーサ5が旋回運動を行い
圧縮作動室15の容積が縮少することにより圧縮され
る。圧縮された作動気体は、副軸受部材8の端板に形成
された吐出ポート8aを通り吐出弁9を押し上げて吐出
室8c内に入り、吐出通路17を通って密閉容器3内に
入り、この密閉容器3に接続された吐出パイプ(図示せ
ず)より外部に流出する。
The flow of the working gas flows through the suction pipe 13 and enters the suction port 13a as shown by the arrow in the drawing. The working gas flows through the suction port (communication hole) 7a formed in the main bearing member 7. Then, the displacement enters the displacement type compression element 1, where the rotation of the rotating shaft 6 causes the displacer 5 to perform a swiveling motion and the volume of the compression working chamber 15 is reduced, thereby being compressed. The compressed working gas pushes up the discharge valve 9 through the discharge port 8 a formed in the end plate of the sub-bearing member 8, enters the discharge chamber 8 c, passes through the discharge passage 17, and enters the closed container 3. It flows out from a discharge pipe (not shown) connected to the closed container 3.

【0062】このような高圧タイプの利点は、潤滑油1
2が高圧になっているため、回転軸6の回転による遠心
ポンプ作用等によって各軸受摺動部に給油された潤滑油
12がディスプレーサ5の端面の隙間等を通ってシリン
ダ4内に供給され易くなるため、圧縮作動室15のシー
ル性及び摺動部の潤滑性を向上できる点にある。以上、
本発明の容積形流体機械を用いた圧縮機では機器の仕様
や用途あるいは生産設備等に応じて低圧タイプ、高圧タ
イプどちらでも選択することが可能となり、設計の自由
度が大幅に拡大する。
The advantage of such a high pressure type is that lubricating oil 1
Since the pressure of 2 is high, the lubricating oil 12 supplied to each bearing sliding portion by the centrifugal pump action or the like due to the rotation of the rotating shaft 6 can be easily supplied into the cylinder 4 through a gap or the like at the end face of the displacer 5. Therefore, the sealing property of the compression working chamber 15 and the lubrication property of the sliding portion can be improved. that's all,
In the compressor using the positive displacement fluid machine of the present invention, it is possible to select either a low-pressure type or a high-pressure type according to the specifications and use of the equipment, production equipment, and the like, thereby greatly increasing the degree of freedom in design.

【0063】次に本発明の実施例に係る吸入流路の構成
について説明する。図17は吸入流路の一実施例を示す
説明図であり、図17(1)は図1の(b)と同じ切り口で
示した1実施例を示している。また、図17(2)は(1)
のA−A断面であり、(1)は(2)のB−B矢視図でもあ
る。以下、図21までは吸入流路の他の一実施例を示す
ものであるが図面の種類は図17と同じものである。以
下、順を追ってその構成と作用について説明する。
Next, the configuration of the suction passage according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is an explanatory view showing one embodiment of the suction flow path, and FIG. 17 (1) shows one embodiment shown by the same cut as FIG. 1 (b). FIG. 17 (2) shows (1)
(A) is also a sectional view taken along the line BB in (2). Hereinafter, up to FIG. 21 shows another embodiment of the suction channel, but the type of the drawing is the same as that of FIG. Hereinafter, the configuration and operation will be described step by step.

【0064】図17(1)で5cはディスプレーサ5の端
面に中央の軸受部5aから連続的に設けた溝である。5
bは溝5cが連続されるように設けた凹部である。但
し、この5bは図1に示した貫通孔と同じように反対側
端面に連通する空間であっても良い。ディスプレーサ5
の端面に設けた溝は更に先端面に設けた凹部5dに連続
している。
In FIG. 17A, reference numeral 5c denotes a groove continuously provided on the end face of the displacer 5 from the central bearing portion 5a. 5
b is a concave portion provided so that the groove 5c is continuous. However, this space 5b may be a space communicating with the opposite end face in the same manner as the through hole shown in FIG. Displacer 5
The groove provided on the end surface of the second portion is continued to the concave portion 5d provided on the front end surface.

【0065】これらの溝5cや凹部はディスプレーサ5
の反対側すなわち端板8の端面に設けている。従って、
圧縮機として運転すると回転軸を介して給油される潤滑
油は、ディスプレーサ5の内面5aから各溝部5cや凹
部5b、5dに供給される。この結果、ディスプレーサ
5と端板7、8間の隙間には油膜が存在し易くなり、デ
ィスプレーサ5の運動によって発生する摺動損失を小さ
く保つと共に、圧縮作動室15内の流体のシール効果を
向上することができる。さらには、ディスプレーサ5の
両端面に働く流体の圧力によって回転軸方向のスラスト
力をキャンセルすることができる。
The grooves 5 c and the recesses are provided in the displacer 5.
, That is, on the end face of the end plate 8. Therefore,
When operating as a compressor, lubricating oil supplied via the rotating shaft is supplied from the inner surface 5a of the displacer 5 to each of the grooves 5c and the recesses 5b and 5d. As a result, an oil film easily exists in the gap between the displacer 5 and the end plates 7 and 8, keeping the sliding loss generated by the movement of the displacer 5 small and improving the sealing effect of the fluid in the compression working chamber 15. can do. Further, the thrust force in the rotation axis direction can be canceled by the pressure of the fluid acting on both end surfaces of the displacer 5.

【0066】端板7に設けた連通孔7aはシリンダ4に
設けた吸入流路4fに連通していて、この流路に直交す
るように溝部4g、7g、8gが設けられている。従っ
て、吸入気体は圧縮作動室に対して円周方向から流入す
ることになる。この結果、圧縮作動室が吸入工程から圧
縮行程に入るまでに吸入気体の慣性力によって流入す
る。
The communication hole 7a provided in the end plate 7 communicates with a suction passage 4f provided in the cylinder 4, and grooves 4g, 7g, 8g are provided so as to be orthogonal to the passage. Therefore, the suction gas flows into the compression working chamber from the circumferential direction. As a result, the inertia force of the suction gas flows into the compression working chamber from the suction process to the compression stroke.

【0067】また、図1に示した吸入ポートの位置をデ
ィスプレーサ5に重ならないように配置したため、ディ
スプレーサ5の先端部まで潤滑油を保持できシール性能
を高くできる効果がある。従って、圧縮機の体積効率を
向上することができる。さらに、ディスプレーサ5に自
転モーメントが作用してこのモーメントをディスプレー
サ5とシリンダ4の円弧部分で受ける構成になっていて
も、吸入流路4fをシリンダ4の円弧部の外周側に設け
てあるので、壁面部でのディスプレーサ5の接触面積が
小さくなるがモーメントを受ける位置が他のベーンの方
に移動するため、接触荷重が小さくなるので旋回運動の
好適な状態が損なわれることはない。次に、さらに他の
一実施例を図18によって説明する。図の基本的な構成
は図17と似ているが異なる点について以下に記載す
る。この一実施例は吸入流路をシリンダ4内でディスプ
レーサ5に向けて曲げて構成している。本実施例では、
吸入気体がディスプレーサ5の側面に衝突するようにし
てあるので、両端面の隙間部分に直接的に吸入気体が入
り込むのが阻止できるので、端面部でのシール効果を高
く保つことができる。また、吸入気体によって、ディス
プレーサ5の先端部すなわちモーメント荷重を受ける部
分が好適に冷却されるので、端面部の隙間から漏れ出た
潤滑油の粘度が高まるので接触部での信頼性が高まると
共に、作動気体のシール効果を高く維持することができ
る。
Further, since the position of the suction port shown in FIG. 1 is arranged so as not to overlap with the displacer 5, the lubricating oil can be held up to the tip of the displacer 5 and the sealing performance can be improved. Therefore, the volume efficiency of the compressor can be improved. Further, even if the rotation moment acts on the displacer 5 and the moment is received by the arc portion of the cylinder 4 and the displacer 5, the suction passage 4 f is provided on the outer peripheral side of the arc portion of the cylinder 4. Although the contact area of the displacer 5 on the wall portion is reduced, the position receiving the moment moves toward the other vanes, and the contact load is reduced, so that the preferable state of the turning motion is not impaired. Next, still another embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the figure is similar to that of FIG. 17 but different points are described below. In this embodiment, the suction flow path is bent in the cylinder 4 toward the displacer 5. In this embodiment,
Since the suction gas collides with the side surface of the displacer 5, it is possible to prevent the suction gas from directly entering the gap between the both end faces, so that the sealing effect at the end face can be kept high. Further, the tip of the displacer 5, that is, the portion receiving the moment load, is suitably cooled by the suction gas, so that the viscosity of the lubricating oil leaked from the gap between the end surfaces increases, so that the reliability at the contact portion increases, and The sealing effect of the working gas can be kept high.

【0068】次に、さらに他の一実施例を図19によっ
て説明する。図の基本的な構成は図17と似ているが異
なる点について以下に記載する。この一実施例は吸入流
路4fの一部を圧縮作動室側に重なるように配置したこ
とにある。また、この流路4hはディスプレーサ5の厚
さより長く設けてあり、端板8のところは凹部8gにな
っている。図17も同じように端板に凹部を設けてある
が、凹部8gは吸入気体と共に流入した異物などが圧縮
作動室15へ入らないようにするダスト回収溝の効果も
奏でるものである。さらに、本実施例によれば、吸入流
路4hが圧縮作動室15と干渉するような配置にしたた
め、吸入圧損を小さく押さえることができ、かつ吸入気
体の十分な量の確保ができる。
Next, still another embodiment will be described with reference to FIG. The basic configuration of the figure is similar to that of FIG. 17 but different points are described below. In this embodiment, a part of the suction passage 4f is arranged so as to overlap the compression working chamber side. The flow path 4h is provided to be longer than the thickness of the displacer 5, and the end plate 8 is formed as a recess 8g. In FIG. 17, similarly, a concave portion is provided in the end plate. However, the concave portion 8g also has an effect of a dust collecting groove for preventing foreign substances and the like flowing together with the suction gas from entering the compression working chamber 15. Further, according to the present embodiment, since the suction flow path 4h is arranged so as to interfere with the compression working chamber 15, the suction pressure loss can be suppressed to a small value, and a sufficient amount of suction gas can be secured.

【0069】図20は、さらに他の一実施例を示してい
る。本実施例では、吸入流路4hはディスプレーサ5の
途中まで構成されている。この場合では、加工するのが
簡単で圧損が少なくかつディスプレーサ5の両端面の油
ポケット5dや油溝5c内での潤滑油の保持ができる。
また、図17で示した流路と同じようにディスプレーサ
5とシリンダ4の壁面部の接触面積を少なからず維持で
きるので、自転モーメントを受けることができ、このた
め、吸入流路4hもしくは4fの位置をより中心側に設
けることができ、圧縮作動室15bの方にもより十分な
量の気体を供給できる。
FIG. 20 shows still another embodiment. In the present embodiment, the suction flow path 4h is formed halfway through the displacer 5. In this case, the processing is simple, the pressure loss is small, and the lubricating oil can be held in the oil pockets 5d and the oil grooves 5c at both end surfaces of the displacer 5.
Further, the contact area between the displacer 5 and the wall surface of the cylinder 4 can be maintained to a considerable extent in the same manner as the flow path shown in FIG. 17, so that a rotation moment can be received, and therefore the position of the suction flow path 4h or 4f Can be provided more centrally, and a more sufficient amount of gas can be supplied also to the compression working chamber 15b.

【0070】図21は、さらに他の一実施例を示してお
り、ディスプレーサ5やシリンダ4を4条に構成した場
合の配置例を示したものである。吸入流路4hは図20
と同じように構成させているが、図17から図19に示
した流路構成のいずれでも採用できる。その時の作用効
果もほぼ同様である。
FIG. 21 shows still another embodiment, and shows an example of arrangement in a case where the displacer 5 and the cylinder 4 are formed in four rows. The suction flow path 4h is shown in FIG.
However, any of the flow path configurations shown in FIGS. 17 to 19 can be employed. The effect at that time is almost the same.

【0071】次に、本発明に係る他の実施例を図22に
よって説明する。。図22において、容積形圧縮要素1
は、上記詳述したシリンダ4及びディスプレーサ5に加
えて、ディスプレーサ5の中心部の軸受にクランク部6
aが嵌合してディスプレーサ5を駆動する回転軸6、前
記シリンダ4の両端開口部を閉塞する端板と回転軸6を
軸支する軸受71と72を備えた主軸受部材7と同じく
回転軸6を軸支する軸受81を備えた副軸受部材8、前
記主軸受部材7の端板7bに形成された吸入ポート7a
(連通孔7a)、前記副軸受部材8の端板8bに形成さ
れた吐出ポート8a、この吐出ポート8aを差圧で開閉
する吐出弁9を有する。但し吐出弁9はリード弁形式で
もよい。さらに、回転軸6とディスプレーサ5との嵌合
部も前記と同じように軸受5aを備えて構成している。
5bはディスプレーサ5に形成された貫通穴である。ま
た、10は主軸受部材7に取り付けられた吸入カバー、
11は副軸受部材8と一体的に吐出室8cを形成するた
めの吐出カバーである。これによれば、軸受の材料を種
々選択できるので各種運転条件に対しても軸受などの駆
動機構の信頼性を高く維持することができる。
Next, another embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. . In FIG. 22, the displacement type compression element 1
In addition to the cylinder 4 and the displacer 5 described above in detail, the crank part 6 is mounted on a bearing at the center of the displacer 5.
a rotating shaft 6 for driving the displacer 5 with a fitted therein, a main bearing member 7 provided with an end plate for closing both end openings of the cylinder 4 and bearings 71 and 72 for supporting the rotating shaft 6; Sub-bearing member 8 provided with a bearing 81 for supporting the shaft 6, and a suction port 7a formed in an end plate 7b of the main bearing member 7.
(Communication hole 7a), a discharge port 8a formed in the end plate 8b of the auxiliary bearing member 8, and a discharge valve 9 for opening and closing the discharge port 8a with a differential pressure. However, the discharge valve 9 may be of a reed valve type. Further, the fitting portion between the rotating shaft 6 and the displacer 5 is also provided with a bearing 5a in the same manner as described above.
5b is a through hole formed in the displacer 5. 10 is a suction cover attached to the main bearing member 7,
Reference numeral 11 denotes a discharge cover for forming a discharge chamber 8c integrally with the auxiliary bearing member 8. According to this, various materials for the bearing can be selected, so that the reliability of the drive mechanism such as the bearing can be maintained high even under various operating conditions.

【0072】図23に、本発明の容積形圧縮機を適用し
た空調システムを示す。このサイクルは冷暖房が可能な
ヒートポンプサイクルで、前述の図3で説明した本発明
の容積形圧縮機30、室外熱交換器31とそのファン3
1a、膨張弁32、室内熱交換器33とそのファン33
a、4方弁34から構成されている。一点鎖線35は室
外ユニット、36は室内ユニットである。容積形圧縮機
30は、図2に示した作動原理図に従って動作し、圧縮
機を起動することによりシリンダ4とディスプレーサ5
間で作動流体(例えばフロンHCFC22やR407
C、R410A等)の圧縮作用が行われる。
FIG. 23 shows an air conditioning system to which the positive displacement compressor of the present invention is applied. This cycle is a heat pump cycle capable of cooling and heating, and includes the positive displacement compressor 30, the outdoor heat exchanger 31, and the fan 3 of the present invention described with reference to FIG.
1a, expansion valve 32, indoor heat exchanger 33 and its fan 33
a, a four-way valve 34. An alternate long and short dash line 35 indicates an outdoor unit and 36 indicates an indoor unit. The positive displacement compressor 30 operates according to the operation principle diagram shown in FIG. 2, and starts up the cylinder 4 and the displacer 5 by starting the compressor.
Working fluid (eg, CFC HCFC22 or R407)
C, R410A, etc.).

【0073】冷房運転の場合、圧縮された高温・高圧の
作動気体は破線矢印で示すように吐出パイプ14から4
方弁34をとおり室外熱交換器31に流入して、ファン
31aの送風作用で放熱、液化し、膨張弁32で絞ら
れ、断熱膨張して低温・低圧となり、室内熱交換器33
で室内の熱を吸熱してガス化された後、吸入パイプ13
を経て容積形圧縮機30に吸入される。一方、暖房運転
の場合は、実線矢印で示すように冷房運転とは逆に流
れ、圧縮された高温・高圧の作動気体は吐出パイプ14
から4方弁34を通り室内熱交換器33に流入して、フ
ァン33aの送風作用で室内に放熱して、液化し、膨張
弁32で絞られ、断熱膨張して低温・低圧となり、室外
熱交換器33で外気から熱を吸熱してガス化された後、
吸入パイプ13を経て容積形圧縮機30に吸入される。
In the cooling operation, the compressed high-temperature and high-pressure working gas is supplied from the discharge pipe 14 to the
After flowing into the outdoor heat exchanger 31 through the direction valve 34, the heat is radiated and liquefied by the blowing action of the fan 31a, throttled by the expansion valve 32, and adiabatically expanded to a low temperature and low pressure.
After absorbing the indoor heat and gasifying it, the suction pipe 13
, And is sucked into the positive displacement compressor 30. On the other hand, in the case of the heating operation, as indicated by the solid arrow, the air flows in the opposite direction to the cooling operation, and the compressed high-temperature and high-pressure working gas is discharged from the discharge pipe 14.
Flows through the four-way valve 34 into the indoor heat exchanger 33, radiates heat into the room by the blowing action of the fan 33a, liquefies, is squeezed by the expansion valve 32, adiabatically expands to low temperature and low pressure, After the heat is absorbed from outside air and gasified by the exchanger 33,
It is sucked into the positive displacement compressor 30 via the suction pipe 13.

【0074】図24は、本発明の容積形圧縮機を搭載し
た冷凍システムを示す。このサイクルは冷凍(冷房)専
用のサイクルである。図において、37は凝縮器、37
aは凝縮器ファン、38は膨張弁、39は蒸発器、39
aは蒸発器ファンである。容積形圧縮機30を起動する
ことによりシリンダ4とディスプレーサ5間で作動流体
の圧縮作用が行われ、圧縮された高温・高圧の作動気体
は実線矢印で示すように吐出パイプ14から凝縮器37
に流入して、ファン37aの送風作用で放熱、液化し、
膨張弁38で絞られ、断熱膨張して低温・低圧となり、
蒸発器39で吸熱ガス化された後、吸入パイプ13を経
て容積形圧縮機30に吸入される。ここに、図23、図
24ともに本発明の容積形圧縮機を搭載しているので、
エネルギ効率に優れ、低振動・低騒音で信頼性の高い冷
凍・空調システムが得られる。なお、ここでは容積形圧
縮機30として低圧タイプを例にあげて説明したが、高
圧タイプでも同様に機能し、同様の効果を奏することが
できる。
FIG. 24 shows a refrigeration system equipped with the positive displacement compressor of the present invention. This cycle is a cycle dedicated to freezing (cooling). In the figure, 37 is a condenser, 37
a is a condenser fan, 38 is an expansion valve, 39 is an evaporator, 39
a is an evaporator fan. By starting the positive displacement compressor 30, the working fluid is compressed between the cylinder 4 and the displacer 5, and the compressed high-temperature and high-pressure working gas flows from the discharge pipe 14 to the condenser 37 as shown by the solid arrow.
And radiated and liquefied by the blowing action of the fan 37a,
Squeezed by the expansion valve 38, adiabatically expanded to a low temperature and low pressure,
After being endothermic gasified by the evaporator 39, it is sucked into the positive displacement compressor 30 through the suction pipe 13. Since the displacement compressor of the present invention is mounted in both FIGS. 23 and 24,
A highly reliable refrigeration / air-conditioning system with excellent energy efficiency, low vibration and low noise can be obtained. Although the low-pressure type is described as an example of the positive displacement compressor 30 here, the high-pressure type also functions in the same manner and has the same effect.

【0075】次に本発明のもう一つ別の実施例について
説明する。図25は、本発明の別の実施形態に係る容積
形流体機械をポンプとして用いた要部縦断面図(図26
のC−C断面相当)、図26は、図25のB−B矢視図
である。なお、前述の図1〜図3と同一符号を付したも
のは同一部品であり、同一の作用をなす。
Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 25 is a longitudinal sectional view of a main part using a positive displacement fluid machine according to another embodiment of the present invention as a pump (FIG. 26).
26 is a view taken along the line BB of FIG. 25. Note that components denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 are the same components and perform the same operations.

【0076】図において、40は固定側部材で固定渦巻
体40a、端板部40b、主軸受部40cからなり各部
は一体で構成されている。41は旋回側部材で旋回渦巻
体41a、この旋回渦巻体41aを渦巻体の軸方向中央
付近の外周部で連結する補強板41b、旋回渦巻体41
aの中心部に配設された軸受41cからなる。42は固
定側渦巻体40aの外周を取り囲むリング部で、内部に
吸入室42aを形成し吸入ポート42bにより外部と連
通する。43は逆止弁、44は軸封装置である。また4
5は固定渦巻体40aと旋回渦巻体41aの噛み合いに
よって形成される圧縮作動室である。記号Omはデイス
プレーサである旋回側部材41の中心、記号Ofは固定
側部材4(あるいは回転軸6)0の中心である。ここで
固定側部材40は、巻き角がほぼ360度の固定渦巻体
40aを端板部40b上に3箇所(少なくとも2箇所以
上)、中心Of周りにほぼ等ピッチに配設している。旋
回側部材41の旋回渦巻体41aの形状は、前記固定渦
巻体40aとの噛み合い関係を満足するように決められ
る。
In the figure, reference numeral 40 denotes a fixed side member, which comprises a fixed spiral body 40a, an end plate 40b, and a main bearing 40c, and each part is integrally formed. Reference numeral 41 denotes a revolving-side member, a revolving spiral 41a, a reinforcing plate 41b for connecting the revolving spiral 41a at an outer peripheral portion near an axial center of the revolving spiral, and a revolving spiral 41.
It is composed of a bearing 41c disposed at the center of the line a. Reference numeral 42 denotes a ring portion that surrounds the outer periphery of the fixed-side spiral body 40a, forms a suction chamber 42a therein, and communicates with the outside through a suction port 42b. 43 is a check valve, and 44 is a shaft sealing device. Also 4
Reference numeral 5 denotes a compression working chamber formed by meshing of the fixed scroll 40a and the revolving scroll 41a. The symbol Om is the center of the turning side member 41 which is a displacer, and the symbol Of is the center of the fixed side member 4 (or the rotating shaft 6). Here, the fixed side member 40 has fixed spiral bodies 40a having a winding angle of about 360 degrees arranged at three places (at least two places) on the end plate portion 40b and at substantially equal pitches around the center Of. The shape of the revolving spiral 41a of the revolving-side member 41 is determined so as to satisfy the meshing relationship with the fixed spiral 40a.

【0077】作動流体(この例では非圧縮性の液体)の
流れは、図25に矢印で図示するようにリング部42に
形成された吸入ポート42bを通って吸入室42aに入
った作動流体は、電動要素(図示せず)により回転軸6
が回転し、旋回側部材41が旋回運動を行うことによっ
て圧縮作動室45に吸い込まれ、圧縮作動室45の容積
が縮少することにより移動して副軸受部材8の端板に形
成された吐出ポート8aを通って吐出室8b内に入り、
逆止弁43、吐出パイプ14を通って外部に搬送され
る。本実施例においてもその基本的な作動原理は前述の
図2で説明した容積形圧縮要素1と同様である。両者の
違いは、作動流体が非圧縮性の液体のため、吸入終了と
同時に次に吐出行程が始まることである。また、圧縮作
動室45の容積変化特性及びガスを圧縮した場合の軸1
回転中のガス圧縮トルクTの変化も、図7及び図8と同
様になる。したがって、吐出過程の流体損失(過圧縮損
失)を大幅に低減して性能向上を図ることができるとと
もに、振動・騒音を低減することができるといった前述
の実施形態と同様の効果を上げることができる。
The flow of the working fluid (incompressible liquid in this example) flows through the suction port 42b formed in the ring portion 42 as shown by the arrow in FIG. The rotating shaft 6 is driven by an electric element (not shown).
Are rotated, and the swiveling member 41 is swirled to be sucked into the compression working chamber 45. The volume of the compression working chamber 45 is reduced, so that the swiveling member 41 moves and is discharged on the end plate of the auxiliary bearing member 8. Through the port 8a into the discharge chamber 8b,
It is conveyed outside through the check valve 43 and the discharge pipe 14. In this embodiment, the basic operation principle is the same as that of the positive displacement compression element 1 described with reference to FIG. The difference between the two is that since the working fluid is a non-compressible liquid, the discharge stroke starts next at the same time as the end of suction. Further, the volume change characteristic of the compression working chamber 45 and the shaft 1 when the gas is compressed.
The change in the gas compression torque T during rotation is the same as in FIGS. 7 and 8. Therefore, it is possible to significantly reduce the fluid loss (excessive compression loss) in the discharge process, improve the performance, and reduce the vibration and noise. .

【0078】以上、固定側部材40の端板部40b上に
巻き角が実質的にほぼ360度の固定渦巻体40aを3
箇所もつ容積形流体機械について説明してきたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、前述した実施例と
同様に、固定渦巻体40aの数が2個以上N個(多条)
の容積形流体機械に拡張できる(Nの値も前述した実施
例と同様、実用上は8〜10以下となる)。
As described above, the fixed spiral body 40a having a winding angle of substantially 360 degrees is formed on the end plate portion 40b of the fixed side member 40.
Although the displacement type fluid machine having the parts has been described, the present invention is not limited to this, and the number of the fixed spiral bodies 40a is two or more and N (multiple) as in the above-described embodiment.
(The value of N is practically 8 to 10 or less as in the above-described embodiment).

【0079】これまでに述べた実施形態では、容積形流
体機械として圧縮機及びポンプを例に挙げて説明した
が、本発明はこれ以外に膨張機や動力機械にも応用する
ことができる。また、本発明では運動形態として、一方
(シリンダ側)が固定しもう一方(ディスプレーサ)が
ほぼ一定の旋回半径で自転せずに公転運動を行う形式と
したが、相対的に上記の運動と等価な運動形態となる両
回転式の容積形流体機械にも適用することができる。
In the embodiments described above, the compressor and the pump are described as examples of the positive displacement fluid machine. However, the present invention can be applied to an expander and a power machine. Further, in the present invention, one (cylinder side) is fixed and the other (displacer) performs a revolving motion without rotating at a substantially constant turning radius, but is relatively equivalent to the above motion. The present invention can also be applied to a double-rotation type positive displacement fluid machine that has a simple movement form.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、回転軸の周りに2箇所以上の複数の圧縮作動室を
配設し、個々の圧縮作動室の吸入終了から吐出終了まで
の回転軸の回転角をほぼ360度になるように構成する
ことにより、吐出過程の過圧縮損失を大幅に低減し、か
つディスプレーサに働く自転モーメントを軽減してディ
スプレーサとシリンダ間の摩擦損失を低減することによ
り、性能向上が図れかつ信頼性の高い容積形流体機械が
得られる。また、このような容積形流体機械を冷凍サイ
クルに搭載することにより、エネルギ効率に優れ、信頼
性の高い冷凍・空調システムが得られる。
As described above in detail, according to the present invention, two or more compression working chambers are arranged around the rotation axis, and the end of the suction and the end of the discharge of each compression working chamber are provided. By setting the rotation angle of the rotating shaft to be approximately 360 degrees, the overcompression loss during the discharge process is greatly reduced, and the rotation moment acting on the displacer is reduced to reduce the friction loss between the displacer and the cylinder. By doing so, a positive displacement fluid machine with improved performance and high reliability can be obtained. In addition, by mounting such a positive displacement fluid machine on a refrigeration cycle, a highly reliable refrigeration / air-conditioning system with excellent energy efficiency can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る容積形流体機械を圧縮機に適用し
た密閉型圧縮機の圧縮要素の縦断面図及び平面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view and a plan view of a compression element of a hermetic compressor in which a positive displacement fluid machine according to the present invention is applied to a compressor.

【図2】本発明に係る容積形流体機械の作動原理説明
図。
FIG. 2 is an explanatory view of the operation principle of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図3】本発明に係る容積形流体機械の縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図4】本発明に係る容積形流体機械のディスプレーサ
の輪郭構成法を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a contour configuration method of a displacer of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図5】本発明に係る容積形流体機械のシリンダの輪郭
構成法を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a method of forming a contour of a cylinder of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図6】図4及び図5に示されるディスプレーサとシリ
ンダを重ねあわせた図。
FIG. 6 is a diagram in which the displacer and the cylinder shown in FIGS. 4 and 5 are superimposed.

【図7】本発明における圧縮作動室の容積変化特性図。FIG. 7 is a diagram showing a volume change characteristic of a compression working chamber in the present invention.

【図8】本発明におけるガス圧縮トルク変化図。FIG. 8 is a graph showing a change in gas compression torque according to the present invention.

【図9】4条ラップにおける回転軸の回転角と圧縮作動
室との関係を示す図。
FIG. 9 is a view showing the relationship between the rotation angle of the rotation shaft and the compression working chamber in the four-row wrap.

【図10】3条ラップにおける回転軸の回転角と圧縮作
動室との関係を示す図。
FIG. 10 is a view showing the relationship between the rotation angle of the rotation shaft and the compression working chamber in the three-row wrap.

【図11】圧縮要素の巻き角が360度より大きい場合
の動作説明図。
FIG. 11 is an operation explanatory diagram when the winding angle of the compression element is larger than 360 degrees.

【図12】圧縮要素の巻き角の拡大を説明する図。FIG. 12 is a view for explaining an enlargement of a winding angle of a compression element.

【図13】図1に示した容積形流体機械の変形例。FIG. 13 is a modified example of the positive displacement fluid machine shown in FIG. 1;

【図14】本発明のディスプレーサに作用する荷重及び
モーメント説明図。
FIG. 14 is a diagram illustrating loads and moments acting on the displacer of the present invention.

【図15】圧縮要素の回転軸の回転角と自転モーメント
比との関係を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a relationship between a rotation angle of a rotation shaft of a compression element and a rotation moment ratio.

【図16】本発明の他の実施形態に係る密閉型圧縮機の
要部縦断面図。
FIG. 16 is a vertical sectional view of a main part of a hermetic compressor according to another embodiment of the present invention.

【図17】本発明の一実施例に係る吸入流路の配置を示
す平面図と断面図。
17A and 17B are a plan view and a cross-sectional view illustrating an arrangement of a suction flow channel according to an embodiment of the present invention.

【図18】本発明の他の一実施例に係る吸入流路の配置
を示す平面図と断面図。
FIG. 18 is a plan view and a cross-sectional view showing an arrangement of a suction flow channel according to another embodiment of the present invention.

【図19】本発明の他の一実施例に係る吸入流路の配置
を示す平面図と断面図。
FIG. 19 is a plan view and a cross-sectional view illustrating an arrangement of a suction flow channel according to another embodiment of the present invention.

【図20】本発明の他の一実施例に係る吸入流路の配置
を示す平面図と断面図。
FIG. 20 is a plan view and a cross-sectional view showing an arrangement of a suction flow channel according to another embodiment of the present invention.

【図21】本発明の他の一実施例に係る吸入流路の配置
を示す平面図と断面図。
FIG. 21 is a plan view and a cross-sectional view showing an arrangement of a suction flow channel according to another embodiment of the present invention.

【図22】本発明の他の実施形態に係る密閉型圧縮機の
要部縦断面図。
FIG. 22 is a longitudinal sectional view of a main part of a hermetic compressor according to another embodiment of the present invention.

【図23】本発明の容積形圧縮機を適用した空調システ
ムを示す図。
FIG. 23 is a diagram showing an air conditioning system to which the positive displacement compressor of the present invention is applied.

【図24】本発明の容積形圧縮機を適用した冷凍システ
ムを示す図。
FIG. 24 is a diagram showing a refrigeration system to which the positive displacement compressor of the present invention is applied.

【図25】本発明の別の実施形態に係る容積形流体機械
をポンプとして用いた要部縦断面図。
FIG. 25 is a vertical cross-sectional view of a main part using a positive displacement fluid machine according to another embodiment of the present invention as a pump.

【図26】図25のB−B横断面図。FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 25.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容積形圧縮要素 2 電動要素 3 密閉容器 4 シリンダ 4a 内周壁 4b ベーン 5 ディスプレーサ 5a 軸受 5b 貫通穴 6 回転軸 6a クランク部 7 主軸受支持部材 7a 吸入ポート(連通孔) 7b 端板 8 副軸受支持部材 8a 吐出ポート 8b 端板 8c 吐出室 9 吐出弁 10 吸入カバー 11 吐出カバー 12 潤滑油 13 吸入パイプ 13a 吸入口 14 吐出パイプ 15 圧縮作動室 16 シール部材 17 吐出通路 30 容積形圧縮機 31 室外熱交換器 32 膨張弁 33 室内熱交換器 34 4方弁 37 凝縮器 38 膨張弁 39 蒸発器 40 固定側部材 40a 固定渦巻体 40b 端板部 40c 主軸受部 41 旋回側部材 41a 旋回渦巻体 41b 補強板 41c 軸受 42 リング部 42a 吸入室 42b 吸入ポート 43 逆止弁 44 軸封装置 45 圧縮作動室 o ディスプレーサ中心 o’ シリンダ中心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Displacement type compression element 2 Electric element 3 Airtight container 4 Cylinder 4a Inner peripheral wall 4b Vane 5 Displacer 5a Bearing 5b Through hole 6 Rotating shaft 6a Crank part 7 Main bearing support member 7a Suction port (communication hole) 7b End plate 8 Sub bearing support Member 8a Discharge port 8b End plate 8c Discharge chamber 9 Discharge valve 10 Suction cover 11 Discharge cover 12 Lubricating oil 13 Suction pipe 13a Suction port 14 Discharge pipe 15 Compression operating chamber 16 Seal member 17 Discharge passage 30 Displacement compressor 31 Outdoor heat exchange Device 32 Expansion valve 33 Indoor heat exchanger 34 Four-way valve 37 Condenser 38 Expansion valve 39 Evaporator 40 Fixed side member 40a Fixed spiral body 40b End plate section 40c Main bearing section 41 Revolving side member 41a Revolving spiral body 41b Reinforcement plate 41c Bearing 42 Ring part 42a Suction chamber 42b Suction port 43 Check valve 4 Shaft seal device 45 compressed working chamber o displacer center o 'cylinder center

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高尾 邦彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 畠 裕章 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 田川 茂太郎 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 東條 健司 静岡県清水市村松390番地 株式会社日立 製作所空調システム事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kunihiko Takao 502 Kandachi-cho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref. Machinery Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hiroaki Hata 800 Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Hitachi, Ltd. (72) Inventor: Shigetaro Tagawa 800, Tomita, Ohira-machi, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi In-house: Hitachi, Ltd.Cooling and Heating Division (72) Inventor: Kenji Tojo 390, Muramatsu, Shimizu, Shizuoka Prefecture, Ltd., Air Conditioning System Division, Hitachi, Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 端板間にディスプレーサとシリンダとを
配置し、前記シリンダ中心と前記ディスプレーサ中心を
合わせたとき前記シリンダ内壁面及び前記ディスプレー
サ外壁面により1つの空間が形成され、前記ディスプレ
ーサ及び前記シリンダとの位置関係を旋回位置においた
ときは複数の空間が形成される容積形流体機械におい
て、圧縮機吸入口と前記複数の空間を端板に設けた連通
孔と前記シリンダに設けた吸入流路を介して連通状態に
構成したことを特徴とする容積形流体機械。
1. A displacer and a cylinder are disposed between end plates, and when the cylinder center and the displacer center are aligned, one space is formed by the cylinder inner wall surface and the displacer outer wall surface, and the displacer and the cylinder are formed. In a positive displacement fluid machine in which a plurality of spaces are formed when the positional relationship with the swirling position is established, a compressor suction port, a communication hole provided in the end plate with the plurality of spaces, and a suction passage provided in the cylinder A positive displacement fluid machine characterized in that the fluid machine is configured to be in communication with the fluid machine.
【請求項2】 端板間にディスプレーサとシリンダとを
配置し、前記シリンダ中心と前記ディスプレーサ中心を
合わせたとき前記シリンダ内壁面及び前記ディスプレー
サ外壁面により1つの空間が形成され、前記ディスプレ
ーサ及び前記シリンダとの位置関係を旋回位置においた
ときは複数の空間が形成される容積形流体機械におい
て、吸入流路を有する端板と吐出流路を有する端板と、
両端板の間に配設される扁平状のディスプレーサを内包
するシリンダを備え、前記シリンダの略中央部にクラン
ク部を有する回転軸を配設して、前記両端板とシリンダ
を締結手段により一体的に構成させたことを特徴とする
容積形流体機械。
2. A displacer and a cylinder are arranged between end plates, and when the cylinder center and the displacer center are aligned, one space is formed by the cylinder inner wall surface and the displacer outer wall surface, and the displacer and the cylinder are formed. In a displacement type fluid machine in which a plurality of spaces are formed when the positional relationship with the turning position is set, an end plate having a suction flow path and an end plate having a discharge flow path,
A cylinder enclosing a flat displacer disposed between both end plates is provided, and a rotary shaft having a crank portion is disposed at a substantially central portion of the cylinder, and the both end plates and the cylinder are integrally formed by fastening means. A positive displacement fluid machine characterized in that:
【請求項3】 端板間にディスプレーサとシリンダとを
配置し、前記シリンダ中心と前記ディスプレーサ中心を
合わせたとき前記シリンダ内壁面及び前記ディスプレー
サ外壁面により1つの空間が形成され、前記ディスプレ
ーサ及び前記シリンダとの位置関係を旋回位置においた
ときは複数の空間が形成される容積形流体機械におい
て、前記ディスプレーサの中心部に回転軸を配設すると
共に、前記複数の空間などで構成された圧縮機構部を潤
滑油と共に密閉容器内に収納し、該潤滑油が前記ディス
プレーサの中心部から該前記ディスプレーサ端面の隙間
を通って吸入圧縮作動室内に流入する通路を備えるとと
もに、圧縮機吸入口と前記複数の空間を端板に設けた連
通孔を介して連通状態に構成したことを特徴とする容積
形流体機械。
3. A displacer and a cylinder are disposed between end plates, and when the cylinder center and the displacer center are aligned, one space is formed by the cylinder inner wall surface and the displacer outer wall surface, and the displacer and the cylinder are formed. In the displacement type fluid machine in which a plurality of spaces are formed when the positional relationship with the swirling position is established, a rotation shaft is disposed at the center of the displacer, and a compression mechanism unit including the plurality of spaces and the like. And a passage through which the lubricating oil flows from a central portion of the displacer into a suction compression working chamber through a gap between end faces of the displacer, and a compressor suction port and the plurality of compressors. A positive displacement fluid machine characterized in that a space is communicated through a communication hole provided in an end plate.
【請求項4】 端板間にディスプレーサとシリンダとを
配置し、前記シリンダ中心と前記ディスプレーサ中心を
合わせたとき前記シリンダ内壁面及び前記ディスプレー
サ外壁面により1つの空間が形成され、前記ディスプレ
ーサ及び前記シリンダとの位置関係を旋回位置においた
ときは複数の空間が形成される容積形流体機械におい
て、前記ディスプレーサの中心部に潤滑などのための給
油流路を設けた回転軸を配置し、該回転軸に電動要素を
設けて潤滑油と共に密閉容器内に収納し、回転軸の回転
に連動して運動する該ディスプレーサの端面に凹部を設
け、圧縮機吸入口と前記複数の空間を端板に設けた連通
孔と前記シリンダ内に設けた吸入流路を介して連通状態
に構成したことを特徴とする容積形流体機械。
4. A displacer and a cylinder are arranged between end plates, and when the cylinder center and the displacer center are aligned, one space is formed by the cylinder inner wall surface and the displacer outer wall surface, and the displacer and the cylinder are formed. In the displacement type fluid machine in which a plurality of spaces are formed when the positional relationship with the rotating position is established, a rotating shaft provided with an oil supply flow path for lubrication or the like is disposed at the center of the displacer, and the rotating shaft is An electric element is provided in the sealed container together with the lubricating oil, and a concave portion is provided on an end face of the displacer which moves in conjunction with the rotation of the rotating shaft, and a compressor inlet and the plurality of spaces are provided on an end plate. A positive displacement fluid machine characterized in that it is configured to communicate with a communication hole via a suction passage provided in the cylinder.
【請求項5】 請求項1または請求項3記載の容積形流
体機械において、前記シリンダに回転軸の軸方向に対し
て略直交する面に平行して前記複数の空間と連通する吸
入流路を設けたことを特徴とする容積形流体機械。
5. A positive displacement fluid machine according to claim 1, wherein said cylinder has a suction flow passage communicating with said plurality of spaces in parallel with a plane substantially orthogonal to an axial direction of a rotating shaft. A positive displacement fluid machine characterized by being provided.
【請求項6】 請求項1または請求項3記載の容積形流
体機械において、吸入流路の位置を、シリンダ側のベー
ンの付け根の曲率を有する部分でディスプレーサの自転
モーメントを受ける部分よりも外側にしたことを特徴と
する容積形流体機械。
6. The displacement type fluid machine according to claim 1, wherein a position of the suction flow path is located outside of a portion having a curvature of a root of the vane on the cylinder side and receiving a rotation moment of the displacer. A positive displacement fluid machine characterized by the following.
【請求項7】 端板間に平面形状が連続した曲線で構成
される内壁を有するシリンダと、このシリンダの内壁に
対向するように設けられた外壁を有し、旋回運動したと
き前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の空間を形
成するディスプレーサとを備えた容積形流体機械におい
て、前記ディスプレーサの中心部に潤滑などのための給
油流路を設けた回転軸を配置し、回転軸の回転に連動し
て運動する該ディスプレーサの端面と端板間に少なくと
も潤滑油が通る溝部を設けるとともに、圧縮機吸入口と
前記複数の空間を端板に設けた連通孔と前記シリンダに
設けた吸入流路を介して連通状態に構成したことを特徴
とする容積形流体機械。
7. A cylinder having an inner wall formed between the end plates and having a continuous curved plane, and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder. In a displacement type fluid machine including an outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plate, a rotating shaft provided with an oil supply flow path for lubrication or the like is disposed at a center of the displacer, and rotation of the rotating shaft is performed. A groove portion through which at least lubricating oil passes is provided between an end face and an end plate of the displacer which moves in conjunction with the suction port, a communication hole provided with a compressor suction port and the plurality of spaces in the end plate, and a suction flow provided in the cylinder. A positive displacement fluid machine characterized by being configured to be in communication with a road.
【請求項8】 端板間に平面形状が連続した曲線で構成
される内壁を有するシリンダと、このシリンダの内壁に
対向するように設けられた外壁を有し、旋回運動したと
き前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の空間を形
成するディスプレーサとを備えた容積形流体機械におい
て、機械の運転中に生じる自転モーメントを前記ディス
プレーサと前記シリンダ壁面で受けるように構成すると
共に、圧縮機吸入口と前記複数の空間を端板に設けた連
通孔と前記シリンダに設けた吸入流路を介して連通状態
に構成したことを特徴とする容積形流体機械。
8. A cylinder having an inner wall formed between a pair of end plates and having a continuous curved planar shape, and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder. In a displacement type fluid machine including an outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plate, a rotational moment generated during operation of the machine is received by the displacer and the cylinder wall surface, and a compressor suction port is provided. And the plurality of spaces are communicated with each other through a communication hole provided in an end plate and a suction passage provided in the cylinder.
【請求項9】 前記請求項1または請求項2記載の容積
形流体機械において、前記端板に設けた連通孔を回転軸
の軸心方向からみたとき、端板に設けた連通孔は前記シ
リンダ上に配設されると共に回転軸の回転に伴って前記
ディスプレーサ上に間欠的に配設されるように構成した
ことを特徴とする容積形流体機械。
9. The displacement type fluid machine according to claim 1, wherein when the communication hole provided in the end plate is viewed from the axial direction of the rotation shaft, the communication hole provided in the end plate is the cylinder. A positive displacement fluid machine, wherein the fluid machine is arranged on the displacer intermittently with the rotation of a rotating shaft.
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