JPS61277892A - 逆転可能な密閉型圧縮機ユニツト及びその運転方法 - 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、密閉型圧縮機ユニットに係り、更に詳細には
逆転可能な密閉型圧縮機ユニット及びその運転方法に係
る。

従来の技術 ヒートポンプの用途に於ては、加熱モードより冷却モー
ドへの切換え及びこれとは逆の態様の切換えにより、冷
媒の流れ方向が逆転され、コンデンサ及びエバポレータ
として作用しているコイルがそれぞれ逆の機能を果すよ
うにな６る。圧縮機が一方向にのみ回転するよう作動す
る場合には、冷媒の流れ方向の切換えは一般に圧縮機の
外部に配置された弁装置により行われる。また圧縮機そ
れ白身が逆転可能である場合には、圧縮機は所望の方向
へ冷媒を供給すべく何れかの方向へ選択的に回転されて
よい。モータ、従って圧縮機をただ単に逆転させても圧
縮機を両方向に十分な性能にて作動させることはできな
い。両方向の性能が不均一であることは、圧縮機の高側
の作動と低側の作動との間の切換え、冷却要件及び冷媒
の流量の変化、ボートの機能の逆転、弁の開閉の切換え
等に起因する。

固定ベーン型又はローリングピストン型の圧縮機に於て
は、円筒形のローリングピストンがピストン室の円筒形
の壁と線接触した状態にて転動する。０−リングピスト
ンはクランクシャフトの偏心部分により駆動され、ピス
トン室の壁と転動接触し、ピストン室の壁と共働してほ
ぼ３６０度に亙り延在する三日月形の室を郭定している
。ベーンが半径方向に運動可能であり、三日月形の室を
吸入室と吐出室とに分割すべくローリングピストンに係
合しており、吸入室及び吐出室の各瞬間の容積はローリ
ングピストンとピストン室の壁との間の線接触の位置に
応じて変化する。

発明の概要 本発明によれば、逆転可能なモータにより駆動される固
定ベーン型又はローリングピストン型のロータリ密閉型
圧縮機に於て、モータの回転方向の逆転によりボート制
御構造体が変位せしめられる。より詳細には、逆転ディ
スクに形成された吸入ボートが、該ディスクとローリン
グピストンとを分離する流体力学的油膜の粘性摩擦によ
り、モータの回転方向に応じて二つの位置の間に駆動さ
れる。かかる二つの位置に於ては、吸入ボートはプレナ
ムとシリンダの吸入室との間に吸入ガスのための流路を
与え、第二のプレナムがシリンダの圧縮室のための吐出
プレナムとなる。これら二つのプレナムはモータの回転
方向が逆転されると互いに逆の機能を果す。逆転ディス
クをクランクケースと金属同士のシール接触した状態に
付勢するために吐出室の圧力が使用される。

本発明の一つの目的は、モータの回転方向が逆転される
ことにより逆転可能な固定ベーン型圧縮機が何れの方向
にも流体を効率的に供給し得るようにする機構及び方法
を提供することである。

本発明の他の一つの目的は、ただ単にモータの回転方向
を逆転さ才ることにより逆転され得る圧縮機を提供する
ことである。

本発明の更に他の一つの目的は、逆転ディスクとシリン
ダの底面との間の間隙を低減することである。

本発明の更に他の一つの目的は、シェル内に全ての逆転
構造体を有する逆転可能な密閉型圧縮機を提供すること
である。

本発明の更に他の一つの目的は、モータの回転方向に応
答して運動し得る単一の吸入ボートを備えた圧縮機を提
供することである。

基本的には、固定ベーン型又はローリングピストン型の
圧縮機を駆動するモータの回転方向を逆転させることに
より、圧縮機の作動が逆転され、これにより流体の流れ
方向が逆転される。ローリングピストンの下方に逆転デ
ィスクが配置されており、該逆転ディスクはオイルシー
ルを介して口−リングピストンを駆動することにより発
生される粘性摩擦力によりモータの回転方向に応じて二
つの位置の間に駆動される。逆転ディスクはそれにオー
バラップして延在するシリンダの壁の長さよりも大ぎい
半径方向長さに亙り延在する溝を有しており、これによ
り吸入入口として作用するようになっている。逆転ディ
スクが前記二つの位置にある時には、その溝はベーンの
対応する側に配置され、ベーンの両側に設けられた対応
するプレナムと流体的に連通ずる。ベーンがローリング
ピストンの偏心運動に応答して往復動すると、ベーン及
びディスクは互いに共働して周期的に流体通路を形成し
、これにより吐出室より流体を排出させてディスクをク
ランクケースとシール係合した状態に付勢する。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

実施例 符号１０はシェル１２を有する密閉型モーター圧縮機ユ
ニットを示している。シェル１２の内部との流体的連通
は導管１４及び１５を経て行われるようになっている。

シェル１２内にはステータ１７及び［ｌ−夕１８を含む
逆転可能な電気モータ１６が配置されている。モータ１
６は密閉型圧縮機に使用される通常の逆転可能な電気モ
ータであってよい。クランクシャフト２０が設けられて
おり、該クランクシャフトは偏心部分２１を含んでおり
、従来の圧縮機の場合と同様、ロータ１８と共に回転し
得るようロータに駆動接続されている。

圧縮機２２はクランクシャフト２０に加えて、アッパ軸
受キャブ２４及びロア軸受キャップ２６を含んでおり、
これらの軸受キャブの間にクランクケース２８が配置さ
れている。

第２図に最もよく示されている如く、クランクケース２
８は円筒形のピストン室３０及びプレナム３１．３２を
郭定している。クランクケース２８は更に半径方向に延
在するベーン溝３４及び室３５を郭定している。ベーン
３６がベーン溝３４及び室３５内に往復動可能に配置さ
れており、ベーン３６を横切る流体の漏洩を防止すべく
ベーン溝３４の壁と実質的に液密的に接触している。ピ
ストン室３０内にはローリングピストン４０が配置され
ており、該ローリングピストンはピストン室３０の内周
壁面と線接触した状態にて内周壁面上を転動するよう偏
心部分２１により駆動されるようになっている。ベーン
３６はばね３８及び３９により０−リングピストン４０
と接触した状態に付勢されている。ローリングピストン
４０及びクランクケース２８の一部の下方には逆転ディ
スク５０が配置されており、該逆転ディスクはロア軸受
キャップ２６に形成された対応するリセス内に受入れら
れている。逆転ディスク５０の上面には一対の円弧溝５
１及び５２が形成されており、これらの溝はそれぞれ回
転制限構造体の一部及び吸入入口として作用するように
なっている。逆転ディスク５０の下面には周方向溝５３
が形成されており、該溝は周方向に隔置された通路５４
及び５５を経て上面と流体的に連通している。逆転ディ
スク５０の下方部分には環状溝５６が形成されており、
該環状溝内には０リング５８が嵌込まれている。ビン６
０がクランクケース２８に固定的に受入れられており、
溝５１内へ延在している。

プレナム３１及び３２はそれぞれ吐出弁６１及び６２を
有しており、これらの弁はそれぞれ弁ス１−ツバ６３及
び６４を有している。弁６１．６２及び弁ストッパ６３
．６４は複数個の通路２８ａ及び２８ｂを制御するよう
構成されていることが好ましい。図示の如く通路２８ａ
及び２８ｂはそれぞれ三つの孔よりなっており、弁６１
．６２及び弁ストッパ６３．６４はＥ形を成しており、
Ｅ形の各アーム部にて対応する孔を覆うようになってい
る。導管１５はプレナム３２と直接接続されている。導
管１４はシェル１２の内部及びアッパ軸受キャップ２４
を貫通して延在丈る通路２５を経てプレナム３１と流体
的に連通している。第４図に最もよ（示されている如く
、ベーン３６の両側には半径方向に延在する溝３６ａ及
び３６ｂが設けられており、これらの溝はそれぞれ対応
する軸線方向に延在するｆＲ３７ａ及び３７ｂと流体的
に連通している。従来の圧縮機の場合と同様、りランク
シャフト２０の下端にはオイルピックアップチューブ６
６が配置されており、ラジアル軸受用のオイル供給孔６
８ａを有するオイルギヤラリ−６８がクランクシャフト
２０の軸線に沿って延在している。

作動に於ては、ローリングビストーン４ｏ及びベーン３
６の共働はカム及びカムフォロアの共働と同様であり、
偏心部分２１によるローリングピストン４０の回転駆動
により、ローリングピストンがピストン室３０の壁に沿
って転動すると、ベーン３６が往復動せしめられる。第
１図〜第３図に於て、密閉型圧縮機ユニット１０は低側
圧縮機として運転されており、導管１４は吸入導管とし
て、また導管１５は吐出導管として作用している。クラ
ンクシャフト２０及びその偏心部分２１の回転方向は第
２図に於て矢印により示されている如く反時計廻り方向
である。導管１４を経てシェル１２内へ冷媒が吸入され
、該冷媒は吸入プレナムとして作用しているプレナム３
１内へ通路２５を経て流入する前にモータ１６の構造体
を越えて流れ、これにより該構造体を冷ｌＪ１する。冷
媒はプレナム３１より逆転ディスク５０に形成された溝
５２を経てピストン室３０の部分３０ａ内へ流入する。

ピストン室３０の部分３０ａが吸入プレナム３１と流体
的に連通した状態にある間は部分３０ａは吸入室として
作用する。吸入プレナム３１との流体的連通が遮断され
ると、部分３０ａはピストン室３０の部分３０ｂの場合
と同様吐出室となる。

吐出室３０ｂは常閉型の吐出弁６２の制御により通路２
８ｂを経て吐出プレナム３２と流体的に連通接続される
。吐出プレナム３２へ流入する冷媒は導管１５を経て圧
縮機より吐出される。ディスク５０が何れかの方向へ運
動する際に溝５１と共働してディスク５０の運動を溝５
１の延在角度範囲に制限するビン６０が存在しな番プれ
ば、ローリングピストン４０と逆転ディスク５０との間
のオイルシール中の粘性摩擦によりディスク５０が連続
的に運動せしめられる。回転方向が逆転される際には、
粘性ＦＪ擦力がディスクを他方の運動限界位置へ駆動す
るに十分な値になる前に、ディスク５０とクランクケー
ス２８とを金属同士のシール接触させる流体圧が解放さ
れなければならない。

前述の如く、ベーン３６は偏心部分２１、従ってローリ
ングピストン４０の回転により往復動けしめられる。第
１図及び第２図に於て、ベーン３６が図示の位置より外
方へ運動することにより、溝３６ｂ、＋ｇａ７ｂ、及び
通路５５を経て吐出室として作用している全３０ｂと周
方向１５３とが流体的に連通接続される。室３０ａもそ
れが吐出室である時には、溝３６ａ、溝３７、及び通路
５４により郭定された対応する流体通路を経て溝５３と
流体的に連通接続される。かかる流体的連通が生じる場
合の吐出ストロークの正確な瞬間は圧縮機の特定のデザ
インにより決定されるが、基本的には溝５３内が周期的
に実質的に吐出圧にもたらされ、これにより逆転ディス
ク５０がクランクケースＱ　Ｘ’３に対しシール付勢さ
れる。０リング５８、は溝３７ｂと通路５５との間の流
体的連通の遮断と同様、ｌＲ５３より流体が漏洩するこ
とを防止する。

クランクシャフト２０及びその偏心部分２１の回転方向
が第５図に於て矢印により示されている如く時計廻り方
向となるようモータ１６が逆転されると、偏心部分２１
によるローリングピストン４０の回転によりディスク５
０が粘性摩擦によって第２図及び第３図に示された位置
より第５図及び第６−図に示された位置へ時計廻り方向
へ駆動される。しかしディスク５０とクランクケース２
８との間の金属同士の接触により初めのうらはかかるデ
ィスク５０の時計廻り方向への運動が阻【トされ、こり
によりディスク５０は初めのうちは第２図及び第３図に
示された位置に留まる。モータの回転方向が時計廻り方
向へ逆転されると、室３０ｂは吸入室となるが、ディス
ク５０が第５図及び第６図に示された位置へ駆動される
まで、溝５２は吸入入口として作用する位置には位置せ
ず、従って室３０ｂは負圧状態になる。ベーン３６の往
復動により溝３６ｂ１溝３７ｂ１及び通路５５により郭
定された流体通路が周期的に確立されるが、差圧により
溝５３より室３０ｂへ加圧され流体が注入される。溝５
３内の流体圧がディスク５０とクランクケース２８との
間の金属同士のシールを解除するに十分な程低下すると
、ローリングピストン４０とディスク５０との間に発生
される粘性摩擦力はディスク５０をローリングピストン
４０の回転方向に第５図及び第６図に示された位置まで
回動させるに十分な値になり、ディスク５０の回動はビ
ン６０が溝５１の端部に係合することによって制限され
る。第５図及び第６図に示された位置に於ては、溝５２
はそれが吸入入口として作用するに適した位置に位置決
めされ、室３０ｂへ流体が供給される。第５図及び第６
図に示された位置に於ては、ベーン３６の往復動により
溝３６８、満３７８、及び通路５４を経て吐出室３０ａ
と溝５３との間の流体的連通が周期的に確立され、これ
により前述の如くクランクケース２８とディスク５０と
の間に金属同士のシールが確立される。

第５図乃至第７図に於て、密閉型圧縮機ユニット１０は
高側圧縮機として運転されており、導管１５は吸入導管
として、導管１４は吐出導管として作用している。冷媒
は導管１５を経て吸入プレナムとして作用しているプレ
ナム３２内へ吸入される。ピストン室３０より吐出プレ
ナムとして作用しているプレナム３１内へ吐出される冷
媒は、通路２５を経てシェル１２の゛内部へ流入し、導
管１４を経て圧縮機ユニット１０より流出する前にモー
タ１６の構造体を越えて流れる。より詳細にはＭ７図に
示されている如く、溝５２により吸入プレナム３２と吸
入室として作用している室３０ｂとが流体的に連通接続
され、室３０ｂはそれが吸入プレナム３２と流体的に連
通接続された状態にある限り吸入室として作用する。吸
入プレナム３２との流体的連通が遮断されると、ピスト
ン室３０の部分３０ａの場合と同様、堅３０ｂは吐出室
となる。吐出室３０ａは常閉型の吐出弁６１の制御によ
り通路２８ａを経て吐出プレナム３１と流体的に連通接
続される。

前述の如く圧縮機が低側圧縮機として運転されている場
合と同様、ベーン３６の運動により、図示の位置に於て
は吐出室として作用している室３０ａと周方向溝５３と
が溝３６ａ１溝３７ａ１及び通路５４を経て周期的に流
体的に連通接続される。室３０ｂもそれが吐出室である
時には溝５３と流体的に連通接続される。溝５３内に於
て作用する１ル出圧により前述の如く逆転ディスク５０
がクランクケース２８に対しシール付勢される。かかる
付勢は前述の如くモータの回転方向が逆転されると低減
若しくは排除され、これによりＯ−リングピストン４０
によってディスク５０が回動され得るようになる。

以上の説明より、何れの方向の作動に対しても同一の入
口構造体が使用され、このことにより吸入導管及び吐出
導管内の流体の体積流量が作動方向によって異なるとい
う問題が回避される。同様に何れの方向の作動に対して
も互いに同一の吐出弁が使用される。入口構造体の再位
置決めは、モータにより直接駆動される構造体であり、
従ってモ、−夕の回転方向を逆転させることによって逆
転される圧縮機の元々の構造体であるローリングピスト
ンにより発生される粘性摩擦力に応答して行ねれる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能であ
ることは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は密閉型圧縮機ユニットを示す縦断面図であり、
第２図の線１−Ｉに沿う断面を示している。 第２図は第１図の線■−■に沿う平断面図である。 第３図は第１図の線１−１１に沿う平断面図である。 第４図は実質的に第１図の線■−■に沿う平断面図であ
る。 第５図は回転方向が逆転された状態にて第２図に対応す
る平断面を示す断面図である。 第６図は回転方向が逆転された状態にて第３図に対応す
る平断面を示１断面図である。 第７図は第５図の線ｖｎ−ｖｔｔに沿う部分に！断面図
である。 第８図は逆転ディスク及びベーン構造体を示す斜視図で
ある。 １０・・・圧縮機ユニット、１２・・・シェル、１４．
１５・・・導管、１６・・・電気モータ、１７・・・ス
テータ。 １８・・・ロータ、２０・・・クランクシャフト、２１
・・・偏心部分、２２・・・圧縮機、２４・・・アッパ
軸受キャップ、２６・・・ロア軸受キャップ、２８・・
・クランクケース、３０・・・ピストン室、３１．３２
・・・プレナム、３４・・・ベーン溝、３５・・・室、
３６・・・ベーン。 ３８．３９・・・ばね、４０・・・ローリングピストン
。 ５０・・・逆転ディスク、５１．５２・・・溝、５３・
・・周方向溝、５４．５５・・・通路、５６・・・環状
溝、５８・・・０リング、６０・・・ビン、６１．６２
・・・吐出弁。 ６３．６４・・・弁ストッパ、６６・・・オイルピック
アップチューブ９６Ｂ・・・オイルギヤラリ−特許出願
人　　キレリア・コーポレイション代　　理　　人　　
弁理士　　明石　８毅ＩＧ　２ ＩＧ　３ ＩＧ　６

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆転可能な密閉型圧縮機ユニットにして、Ａ、第
   一及び第二の流体導管が接続されたシェル手段であって
   、前記第二の流体導管は前記シェル手段の内部に接続さ
   れたシェル手段と、 Ｂ、前記シェル手段内に配置されたロータリ圧縮機装置
   であって、 円筒形のピストン室と、前記ピストン室及 び前記第一の流体導管と流体的に連通する第一のプレナ
   ム手段と、前記ピストン室及び前記シェル手段の内部と
   流体的に連通する第二のプレナム手段とを郭定するクラ
   ンクケース手段と、 前記ピストン室と前記第一のプレナム手段 との間及び前記ピストン室と前記第二のプレナム手段と
   の間の流体的連通をそれぞれ制御する第一及び第二の吐
   出弁装置と、 前記ピストン室内に配置され前記ピストン 室と線接触するローリングピストン手段と、前記ローリ
   ングピストン手段に駆動可能に 接続された偏心部分を有するクランクシャフトと、 前記クランクケース手段に形成されたベー ン溝より前記ピストン室内へ往復動可能に延在し且前記
   ローリングピストン手段とシール接触し、これにより前
   記ピストン室を吸入室及び吐出室を郭定する一対の室に
   分割するベーン手段と、 上側に前記ピストン室と流体的に連通する 溝を有する逆転ディスク手段であって、第一の位置に於
   ては前記第一の流体導管が吸入導管となり、前記溝が吸
   入プレナムとして作用する前記第一のプレナム手段と前
   記ピストン室とを流体的に連通接続し、第二の位置にあ
   る時には前記第二の流体導管が吸入導管となり、前記溝
   が吸入プレナムとして作用する前記第二のプレナム手段
   と前記ピストン室とを流体的に連通接続するよう、前記
   ローリングピストン手段の回転方向に応答して前記ロー
   リングピストン手段により前記第一の位置と前記第二の
   位置との間に駆動される逆転ディスク手段と、 を含むロータリ圧縮機装置と、 Ｃ、前記シェル手段内に配置され前記クランクシャフト
   を時計廻り方向又は反時計廻り方向へ選択的に駆動する
   モータ装置であって、該モータ装置の回転方向により前
   記第一及び第二の流体導管の何れが吸入導管となり何れ
   が吐出導管となるかが決定されるよう構成されたモータ
   装置と、を含む逆転可能な密閉型圧縮機ユニット。
2. （２）逆転可能な密閉型圧縮機ユニットにして、第一及
   び第二の導管が接続されたシェル手段と、前記シェル手
   段内に配置されたロータリ圧縮機装置と、 前記シェル手段内に配置され前記ロータリ圧縮機装置を
   時計廻り方向又は反時計廻り方向へ選択的に駆動するモ
   ータ装置と、 を含み、前記ロータリ圧縮機装置は 円筒形のピストン室と、前記ピストン室及び前記第一の
   導管と流体的に連通する第一のプレナム手段と、前記ピ
   ストン室及び前記シェル手段の内部を経て前記第二の導
   管と連通する第二のプレナム手段と、ベーン溝手段とを
   郭定するクランクケース手段と、 前記ピストン室内に配置され、前記ピストン室と線接触
   した状態を維持するよう前記モータ装置により駆動され
   るローリングピストン手段と、前記ピストン室と前記第
   一のプレナム手段との間及び前記ピストン室と前記第二
   のプレナム手段との間の流体的連通をそれぞれ制御する
   第一及び第二の吐出弁装置と、 前記ベーン溝手段内に往復動可能に配置され、前記ロー
   リングピストン手段とシール接触して前記ピストン室を
   吸入室及び吐出室を郭定する一対の室に分割するよう前
   記ピストン室内へ延在するベーン手段と、 前記ベーン手段の両側に形成されそれぞれ前記一対の室
   と前記ベーン溝手段の対応する側の底部とを流体的に連
   通接続する通路手段と、 前記ローリングピストン手段及び前記クランクケース手
   段の下方に配置され前記ローリングピストン手段と共働
   して前記ローリングピストン手段の回転方向に応じて二
   つの位置に移動し得る逆転ディスク手段と、 を含み、前記逆転ディスク手段はその上側に形成された
   溝と、その下側に形成された周方向溝と、前記逆転ディ
   スク手段を貫通し前記周方向溝まで延在する一対の通路
   手段とを有し、前記逆転ディスク手段が前記二つの位置
   の何れにある時にも前記一対の通路手段の対応する通路
   手段が前記ベーン溝手段の下方に配置され、これにより
   前記ローリングピストン手段による前記ベーン手段の往
   復動によって前記吐出室と前記一対の通路手段の前記対
   応する過路手段とが周期的に流体的に連通接続され、こ
   れにより前記逆転ディスク手段に流体圧による付勢力が
   与えられて前記クランクケース手段とシール係合せしめ
   られるよう構成された逆転可能な密閉型圧縮機ユニット
   。
3. （３）ローリングピストン式密閉型圧縮機ユニットを逆
   転可能に運転する方法にして、 ローリングピストンとピストン室とが線接触した状態を
   維持するよう前記ローリングピストンを偏心転動させる
   ことと、 前記ピストン室を吸入室と吐出室とに分割すべく往復動
   可能なベーンを前記ローリングピストンと接触した状態
   に付勢することと、 逆転ディスクに形成された溝を含む流体通路を経て前記
   吸入室へ冷媒を供給することと、 前記逆転ディスクに吐出室圧力を周期的に供給すること
   により前記逆転ディスクを金属同士のシール接触した状
   態に付勢することと、 モータの回転方向が逆転されると、粘性摩擦に起因して
   前記ローリングピストンにより前記逆転ディスクが駆動
   され、これにより前記流体通路の一部を形成する前記溝
   が変位せしめられて吸入室へ通ずる流体通路の一部とな
   るよう前記逆転ディスクを金属同士のシール接触した状
   態に付勢することを解除し、しかる後前記逆転ディスク
   へ吐出室圧力を周期的に供給することによって前記逆転
   ディスクを金属同士のシール接触した状態に付勢するこ
   とを再度確立することと、 を含む方法。