JPS61184364A - ロ−タリ−ベ−ン形圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、低圧冷媒用の吸入口と高圧冷媒用の吸入口と
を有し、吸入行程において最初に低圧冷媒が吸入され次
に高圧冷媒が吸入されるようになっているロータリーベ
ーン形圧縮機に係り、冷蔵冷凍用蒸発器と冷房用蒸発器
とに単一の圧縮機で冷媒を循環させるようにした形式の
冷房・冷凍装置に好適なものである。

（発明の概要） 本発明は冷蔵冷凍用蒸発器と冷房用蒸発器とに単一の圧
縮機で冷媒を循環させるようにした形式のロータリーベ
ーン形圧縮機において、吸入行程にある作用室のトレー
リング側のベーンが前記低圧冷媒用の吸入口と該作用室
との連通を遮断した後に、該作用室のリーデング側のベ
ーンが該作用室と前記高圧冷媒用の吸入口とを連通させ
るように、前記両眼入口と各ベーンとの位置関係を設定
したことにより、高圧冷媒用の吸入口が吸入行程にある
作用室を介して低圧冷媒用の吸入口と連通するのを防止
し、逆止弁を含まない簡単な構成で吸入効率を改善した
ものである。

〔従来の技術〕

従来周知のように、ロータリーベーン形圧縮機はシリン
ダボアを有する本体と、該本体内に回転自在に取付けら
れたロータと、該ロータのベーン溝に摺動自在に取付け
られて該本体及びロータと協働して作用室を形成するベ
ーンとを有し、ロータの回転によるベーンの回動に伴っ
て作用室の容積が変化することにより流体の吸入と圧縮
とが行われる。

ところで、冷房用蒸発器においては入口の空気は 温度が比較的高いため、冷媒を比較的高い圧力（例えば
２〜３　ｋａ／ｃ１１＋２　Ｇ　＞で蒸発し、一方、冷
蔵冷凍用蒸発器は、製氷能力を有する程度まで庫内温度
を下げるので、蒸発器の入口空気温度が低く、冷媒の蒸
発圧力は低く（例えば０．５〜１　、５ｋＭｃｍ２　Ｇ
）終なる。そこで水出願人は先に特願昭５８−１５５８
９９号において、単一のロータリーベーン形圧縮機を冷
房と冷蔵冷凍とに併用する場合には、圧縮機に２つの独
立した吸入口を設け、圧縮機の各吸入行程の初期の段階
で低圧冷媒用吸入１］が作用室に開口し、吸入行程の後
期の段階で高圧冷媒用吸入口が同作用室に開口するよう
に構成することによって、冷蔵冷凍用の低圧冷媒と冷房
用の高圧冷媒とを、それらの圧力差によって、吸入行程
にある同一の作用室に共に吸入させることが出来ること
を提案した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の形式のロータリーベーン形圧縮機において、低圧
冷媒と高圧冷媒とを共に同一の作用室内へ効率良く吸入
させるためには、低圧冷媒を吸入した作用室に対して高
圧冷媒用吸入口が開口したときに高圧冷媒が低圧冷媒用
開口を介して冷蔵冷凍庫側へ逆流しないようにする逆止
弁を圧縮機に設けなければならず、構造が複雑でコスト
高となる。

〔問題点を解決するための手段） 吸入行程にある作用室のトレーリング側のベーンが低圧
冷媒用の吸入口と同作用室との連通を遮断した後に、同
作用室のリーディング側のベーンが同作用室と高圧冷媒
用吸入口とを連通さけるように、両眼入口と各ベーンと
の位置関係を設定した。

〔作用・効果〕

吸入行程の作用室に低圧冷媒が流入している間（これを
［吸入行程の初期の段階］と呼ぶ）は同作用室のリーデ
ィング側のベーンが高圧冷媒用吸入口と同作用室との連
通を遮断しているので、同作用室に低圧冷媒が十分に吸
入され、しかる後、同作用室のトレーリング側のベーン
が同作用室と低圧冷媒用吸入口との連通を遮断すると共
にり一デイング側のベーンが高圧冷媒用吸入口を同作用
室に開口させるので、高圧冷媒が、同作用室に吸入され
た低圧冷媒との圧力差により、同作用室に吸入され（こ
の段階を「吸入行程の後期の段階」と呼ぶ）、シかもこ
の吸入された高圧冷媒は低圧冷媒用蒸発器（冷蔵冷凍庫
）側へは逆流しない。

従って、逆止弁が不要である。また、吸入行程にある単
一の作用室に低圧冷媒と高圧冷媒とを共に効率良く吸入
出来るので、実際の作用室容積以上の冷媒を吸入するこ
とが出来、その分だけ圧縮機を小型化することが可能で
あるので、逆止弁が不要であることと併せて、コスト低
減に寄与するという利点を備える。

〔実施例〕

〔冷凍サイクル〕 第４図はロータリーベーン形圧縮機１を用いた冷凍シス
テムを図式的に示した図である。圧縮機１は単一の吐出
ボート１０と、低圧冷媒吸入ボート１１と、高圧冷媒吸
入ボート１２とを有する。

吐出ボート１０から出る冷媒は凝縮器１５で凝縮されて
から受液器１６に入る。受液器１６の液冷媒出口１６ａ
、１６ｂには、冷房用蒸発器１８を有する冷房回路１７
と、冷蔵冷凍用蒸発器２０を有する冷蔵冷凍回路２１と
がそれぞれ接続され、冷房回路１７と冷蔵冷凍回路２１
との下流端がそれぞれ高圧冷媒吸入ポート１２及び低圧
冷媒吸入ボート１１に連結されている。冷房回路１７は
冷房用蒸発器１８の上流側に設けられた温度式膨張弁１
９を有し、この膨張弁１９は蒸発器１８の出口側に設置
された感温デユープ１９ａの作用により蒸発器１８出口
の冷媒の過熱度を制御する温度式自動膨張弁から成る。

冷蔵冷凍回路２１は蒸発器２０の下流側に設けられた感
温チューブ２２ａによって蒸発器２０の出口温度を制御
する温度式膨張弁２２を有する。

圧縮８１１で圧縮された高温高圧のガス冷媒は吐出ボー
ト１０から凝縮器１５に流入し、ここで冷却されて高温
高圧の液冷媒となり、この液冷媒は受液器１６に一度蓄
えられ、その液の１部が冷蔵冷凍回路２１へ流れ、残部
が冷房回路１７へ流れる。冷蔵冷凍回路２１に流入した
液冷媒は定圧膨張弁２２にて約−１０℃の低温低圧の液
冷媒となり、これが蒸発器２０にて蒸発して冷凍車の冷
凍空を冷却し、その模、ガス冷媒は吸入ボート１１を介
して圧縮機１内に吸入される。また、冷房回路１７に流
入した液冷媒は膨張弁１９にて低温低圧の液冷媒となり
、これは蒸発器１８にて蒸発して被冷房空間（冷凍車の
乗員室）を冷房し、その後、ガス冷媒は吸入ボート１２
を介して圧縮機１に吸入される。

冷房回路１７の蒸発圧力は蒸発器１８の入口空気の状態
（温度、湿度）によって異るが、比較的高い２〜３ｋｇ
／Ｃ１！１２Ｇでバランスしており、一方、冷蔵冷凍回
路２１においては、蒸発器２０の入口空気の温度が蒸発
器１８のそれよりも低いため、冷媒の蒸発圧力はかなり
低く、例えば０．５〜ｊ、　５部Ｍｃｍ２　Ｇでバラン
スしている。従って、圧縮１１１の高圧及び低圧冷媒吸
入ボート１２゜１１にはそれぞれ２〜３　ｋｇ／ｃｍ２
　Ｇと０．５〜１　、５　ｋｏ／ｃｎ＋２　Ｇの圧力の
冷媒ガスがもどって来る。

〔圧縮機〕

次に、第１図から第３図までを参照して本発明のロータ
リーベーン形圧縮１１１１の実施例を説明する。圧縮１
１１は本例においてはスルーベーンコンプレッサであり
、その構造を第１図と第２図を参照して説明すると、フ
ロントハウジング３０、フロントエンドプレート３２、
シリンダハウジング３４、リアエンドプレート３５及び
リアハウジング３６が軸方向に図示のように整合した状
態で互にボルトで組付けられて圧縮機の本体を形成して
いる。シリンダハウジング３４内にはロータ３８の大径
部３８ａが偏心した状態で回転自在に取付けられ、この
大径部３８ａの両端のボス部３８ｂ。

３８ｃはフロント及びリアエンドプレート３２゜３５の
内面に形成された円形凹所３２ａ、３５ａに回転自在に
嵌まり合っている。これらのボス部３８ｂ　、３８Ｃか
ら軸部３８ｄ　、３８ｅが両側に突出して、フロント及
びリアエンドプレート３２゜３５の中央に設置ノられた
ベアリングにより回転自在に軸承されている。軸部３８
ｄの外方端から延長部３８ｆがフロントハウジング３０
内を貫通して突出し、この延長部の外端に第４図に示し
たようなブーりが取付けられてロータ３８を回転させる
ようになっている。

第１図に示すように、前記低圧冷媒吸入ボート１１はフ
ロントハウジング３０の外周壁に取付けられている。こ
の吸入ボート１１はフロントハウジング３０内に形成さ
れた吸入室１１ａ及びフロントエンドプレート３２内に
形成された低圧冷媒吸入口１１ｂに連通している。

フロントエンドプレート３２の外周壁には前記高圧冷媒
吸入ボート１２が形成されており、この吸入ボート１２
はフロントエンドプレート３２内に形成された高圧冷媒
用吸入口１２ｂと連通している。

第２図及び第３図から明らかなように、ロータ３８の大
径部３８ａにはその直径方向に２本のべ−ン溝が互に直
交して設けられていて、これらのベーン溝内にロータの
大径部３８ａの直径よりも長いスルーベーン４０が囲動
自在に配置され、それらの両端はロータ大径部３８ａの
外周面から突出してシリンダハウジング３４内のシリン
ダボアの内周面と摺接している。前記のように、ロータ
３８の大径部３８ａはシリンダボア内に偏心して配置さ
れている関係上、ロータ３８が矢印の方向に回転すると
スルーベーン４０も回動しながらその一端がロータ大径
部３８ａの外周面から次第に突出し他端が反対に次第に
ロータ大径部３８内に引っ込む。この構成により、フロ
ント及びリアエンドプレート３２．３５、シリンダハウ
ジング３４、ロータ大径部３８ａ及び２本のスルーベー
ン４０によって４つの作用室４１８〜４１ｄが形成され
、これらの作用室の容積がロータ３８の回転に伴なって
変化することにより、各作用室が吸入、圧縮及び吐出の
作用（行程）を行なう。第３図で見て、作用室４１ａと
４１６は吸入行程のそれぞれ初期及び後記の段階にあり
、作用室４１ｃは圧縮行程にあり、作用室４１ｂは吐出
行程にある。吐出行程の作用室４１ｂに開口する吐出口
４２がシリンダハウジング３４に形成されており、この
吐出口４２は吐出弁４３及びこの弁４３を収容した吐出
通路４３ａを介して、リアハウジング３６内の吐出室４
４（第１図）に接続し、この吐出室４４に前記吐出ボー
ト１０が連通している。

図示実施例の圧縮機１は冷蔵冷凍回路２１の能力の方が
冷房回路１７の能力よりも重視される冷凍車用冷房・冷
凍システムに用いられるものであり、この目的のために
、冷蔵冷凍回路２１に接続される低圧冷媒吸入口１１ｂ
が冷房回路１７に接続された高圧冷媒吸入口１２ｂより
も大なる開口面積を有する。低圧冷媒吸入口１１ｂは略
三日月形の形状のもので、ロータ３８の回転方向で見て
、前端から後端へ向けて次第に末広がりになっていて、
後端縁はロータ３８の上死点（吐出口４２の直後の位置
）から９０度の位置でロータ３８の回転の軸線に対し半
径方向に延びる。また、高圧冷媒吸入口１２ｂはロータ
３８の上死点から１８０度の位置に設けられた直径５ｍ
ｍの丸孔から成る。

〔作動〕

次に第２図と第３図とを参照して圧縮Ｖ１１１の作動を
説明する。

第２図に示す状態にあっては、作用室４１ａが吐出行程
と吸入行程との両方に跨る。すなわち、作用室４１ａの
トレーリング側端部は吐出行程の最終段階にあるが、リ
ーディング側端部に対して低圧冷媒用吸入口１１ｂの前
端が開口しているため低圧冷媒の吸入が始まっている。

この状態からロータ３８が矢印方向にほぼ第３図の位置
まで回転する間は作用室４１ａは吸入行程の初期の段階
にあり、この期間には作用！４１ａの容積が急激に増大
し、低圧冷媒用吸入口１１ｂは作用室４１ａと連通し続
けて冷蔵冷凍回路２１からの低圧ガス冷媒をこの作用室
に十分に吸入させる。この状態からロータ３８が更に矢
印方向に９０度回転すると作用室４１ａは第３図に示す
作用室４１ｄと同じ位置に来る。すなわち、第３図に示
す状態において作用室４１ｄに対して低圧冷媒用吸入口
１１ｂは最早連通していないが高圧冷媒用吸入口１２ｂ
は連通し始めているので、この作用室は吸入行程の後期
の段階にある。これと同じことが、第３図におＣプる作
用室４１ｄの位置（吸入行程の後期の段階）に次の作用
室４１ａが来た時の作用室４１ａについても生じること
は当業者に自明である。すなわち、その時には、作用室
４１ａのトレーリング側のベーンがこの作用室４１ａと
低圧冷媒用吸入口１１ｂとの連通を遮断し、一方、同作
用室４１ａのリーディング側のベーンがこの作用室４１
　ａと高圧冷媒用吸入口１２１１とを連通させる。その
場合に、吸入行程の後期の段階にある作用室４１ａには
吸入行程の初期の段階（第３図の位置）に吸入された低
圧冷媒が入っているが、この低圧冷媒のガス圧よりも冷
房回路１７から高圧冷媒用吸入口１２ｂにもどって来る
ガス冷媒のガス圧の方が高圧であるので０、この高圧冷
媒は吸入口１２ｂから作用室４１ａ内へ流入する。高圧
冷媒の流入は作用室４１ａ内に吸入された冷媒ガスの圧
力と高圧冷媒用吸入口１２ｂにもどって来る高圧冷媒ガ
スとの間に差圧がある期間中続く。そして、この差圧が
ゼロになって高圧冷媒の流入が終る頃に作用室４１ａの
トレーリング側ベーンが高圧冷媒用吸入口１２ｂを通過
し、その後は、作用室４１ａは周知のように圧縮行程を
経て吐出行程に至り、この吐出行程では圧縮行程で圧縮
された高温高圧のガス冷媒が吐出口４２から吐出弁４３
を経て、吐出通路４３ａに吐出される。

以上のようにして、冷蔵冷凍回路２１からの低圧冷媒が
圧縮Ｉａ１の作用室４１内に吸入された後に冷房回路１
７からの高圧冷媒が同じ作用室４１内へ吸入されて両冷
媒が混合された後に作用室が圧縮行程となり、その次に
吐出行程となり、圧縮行程で圧縮された冷媒が作用室４
１から吐出口４２、吐出弁４３及び吐出通路４３ａを経
て吐出室４４に入り、ここから吐出ボート１０を通って
凝縮器１５に入り、以下、第４図を参照して説明したよ
うに冷房回路１７及び冷蔵冷凍回路２１を別々に流れて
圧縮機１の高圧及び低圧冷媒用の吸入ボート１２．１１
にもどり、再び圧縮される、という作用がくり返し行わ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロータリーベーン形圧縮機の一実施例
の縦断面図、 第２図は第１図のＩ−Ｉ線に沿う横断面図、第３図はロ
ータが第２図の位置から９０度回転した位置にある時の
横断面図、 第４図は上記圧縮機を適用した冷房・冷凍システムの概
略図である。 １・・・・・・圧縮機、 １０・・・・・・吐出ボート、 １７・・・・・・冷房回路、 ２１・・・・・・冷蔵冷凍回路、 １１・・・・・・低圧冷媒吸入ボート、１１ｂ・・・・
・・低圧冷媒吸入口、 １２・・・・・・高圧冷媒吸入ボート、１２ａ・・・・
・・高圧冷媒用の吸入口、３４・・・・・・シリンダハ
ウジング、３８・・・・・・ロータ、 ４０・・・・・・ベーン、 ４２・・・・・・吐出口、 ４３・・・・・・吐出弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　低圧冷媒用の吸入口と高圧冷媒用の吸入口とを備えた
   シリンダボアを有する本体と、該本体内に回転自在に取
   付けられたロータと、該ロータのベーン溝に摺動自在に
   取付けられて前記本体及びロータと協働して作用室を形
   成するベーンとを有し、前記ロータの回転による前記ベ
   ーンの回動に伴ない最初に前記低圧冷媒用の吸入口が吸
   入行程にある作用室に開口し、しかる後に、前記高圧冷
   媒用の吸入口が該作用室に開口するようになつているロ
   ータリーベーン形圧縮機において、 吸入行程にある作用室のトレーリング側のベーンが前記
   低圧冷媒用の吸入口と該作用室との連通を遮断した後に
   、該作用室のリーデング側のベーンが該作用室と前記高
   圧冷媒用の吸入口とを連通させるように、前記両吸入口
   と各ベーンとの位置関係を設定してあることを特徴とす
   るロータリーベーン形圧縮機。