JPS63106376A - 過給式圧縮機 - Google Patents
過給式圧縮機Info
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- JPS63106376A JPS63106376A JP61251785A JP25178586A JPS63106376A JP S63106376 A JPS63106376 A JP S63106376A JP 61251785 A JP61251785 A JP 61251785A JP 25178586 A JP25178586 A JP 25178586A JP S63106376 A JPS63106376 A JP S63106376A
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- JP
- Japan
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- compressor
- suction pipe
- suction
- electric motor
- frequency
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- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressor (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
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。
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、冷戚犀、空調機に使用されているロータリ圧
縮機に係り、籍に圧縮機の高速運転域での性能を向上す
るのに好適な慣性過給に関する。
縮機に係り、籍に圧縮機の高速運転域での性能を向上す
るのに好適な慣性過給に関する。
従来のこの種装置は、：ｊ１！開昭５７−４０６７９号
。
。
実開昭５７−４０６８０号、実１４昭５７−４０６８１
号及び実開昭５７−４０６８２号公報に記載のように、
吸入管の長さを変えるためＫ、圧＃機の吸入管と蒸発器
の出口側の管の両管に対し摺動自在に嵌合したＵ字形吸
入管ｆ：駆動ａ直で動かす方法、吸入管の長さを長くす
ると共に吸入室の中間に開口する中間ポートを設けて中
間チャンバを接続する方法。
号及び実開昭５７−４０６８２号公報に記載のように、
吸入管の長さを変えるためＫ、圧＃機の吸入管と蒸発器
の出口側の管の両管に対し摺動自在に嵌合したＵ字形吸
入管ｆ：駆動ａ直で動かす方法、吸入管の長さを長くす
ると共に吸入室の中間に開口する中間ポートを設けて中
間チャンバを接続する方法。
吸入側の脈流の周波数とほぼ等しい遅れ要素を取りつけ
る方法などである。
る方法などである。
しかし、これらに開示のもので社、脈流を生じさせるた
めｌ／ｃは付加的な装置を設ける必要がある。
めｌ／ｃは付加的な装置を設ける必要がある。
前に述べた第１の例では、Ｕ字形吸入管を摺動自在にす
るためには、駆動するモータが必要である他、気体の洩
れを防止する九めシールが必要であり、吸入管等の加工
精度が要求される。第２の例では、圧縮機の運転条件が
共振周波数からずれた場合は、デッドポリニームとして
作用するため却って圧ｍ機の効率が低下する。第３の列
では、遅れ要素として、バネ・マス系を利用しているた
め共蛋する周波数帯域は狭い。又、これらの考案は。
るためには、駆動するモータが必要である他、気体の洩
れを防止する九めシールが必要であり、吸入管等の加工
精度が要求される。第２の例では、圧縮機の運転条件が
共振周波数からずれた場合は、デッドポリニームとして
作用するため却って圧ｍ機の効率が低下する。第３の列
では、遅れ要素として、バネ・マス系を利用しているた
め共蛋する周波数帯域は狭い。又、これらの考案は。
長い吸入管を有しており、圧縮機の低速側の体積効率の
向上に重点金おいており高速側については。
向上に重点金おいており高速側については。
特に配慮されていない。
圧縮機をインバータを用いて回転数制御した場合、高速
運転域では、第２図に示したように吸入側の圧力損失な
どの丸め体積効率は低下する。そのため、必要な冷媒循
環量を得るためＫは、圧縮機の理論容量を大きくするか
圧縮機をより高速化させる必要がある。理論容積を大き
くすると低速側はより低速で運転することになり、主に
洩れのため体積効率が低下する問題が生じてくる。又。
運転域では、第２図に示したように吸入側の圧力損失な
どの丸め体積効率は低下する。そのため、必要な冷媒循
環量を得るためＫは、圧縮機の理論容量を大きくするか
圧縮機をより高速化させる必要がある。理論容積を大き
くすると低速側はより低速で運転することになり、主に
洩れのため体積効率が低下する問題が生じてくる。又。
圧縮機をより高速化すると軸受の寿命が短くなり、信頼
性上問題となる。従来の技術はこれらの点について配慮
がなされておらず、圧縮機をより高速化して運転するこ
とが課題となっていた。
性上問題となる。従来の技術はこれらの点について配慮
がなされておらず、圧縮機をより高速化して運転するこ
とが課題となっていた。
本発明の目的は、上記の間厘を解決するためＫ、圧４機
の高速運転域において、体積効率を向上することくある
。
の高速運転域において、体積効率を向上することくある
。
上記目的は、圧ｍ機の高速運転域での充填効率を向上さ
せるため、慣性過給特性数Ｚｏｔ’０．６以上とし、ｆ
路系の共鳴周波数ｆ！と圧縮機の運転周波数ｆｃＯ比を
１近傍とした慣性過給装置を吸入側に取り付けることに
より達成される。
せるため、慣性過給特性数Ｚｏｔ’０．６以上とし、ｆ
路系の共鳴周波数ｆ！と圧縮機の運転周波数ｆｃＯ比を
１近傍とした慣性過給装置を吸入側に取り付けることに
より達成される。
ロータリ圧縮機の吸入側は、第１図に示したように圧縮
機に液冷媒が吸入されるのを防止するためのアキュムレ
ータ１０．アキュムレータ出口から圧縮機の吸入口まで
をつなぐ吸入パイプ１２、圧縮機構部３などからなる。
機に液冷媒が吸入されるのを防止するためのアキュムレ
ータ１０．アキュムレータ出口から圧縮機の吸入口まで
をつなぐ吸入パイプ１２、圧縮機構部３などからなる。
シャフトが回転すると吸入行程での吸入室の容積は第３
図で示したように変化する。吸入行程に入ると吸入室内
の圧力が低下するため吸入パイプ内の冷媒ガスは圧縮機
構部へ向って加速されはじめる。ガスの流れが生じると
パイプ内面での４′ｓが生じる。加速された冷媒ガスは
慣性力を与えられ、圧縮機１４部に一度吸入妊ｎたガス
はガスばねのように作用する。これを式で表わすと となる。ここでｓＸ：ａ人パイプ内気柱の移動距離、ｒ
：管Ｊｌｌｌや吸入パイプの絞りなどを含んだ抵抗係数
＊ Ｌｓ ：吸入パイプの有効長さｓ Ｐ ６ ：気
体の密度である。これを無次元化するととなる。又、 である。ここで、Ａｓは管路の断面積、Ｖｈは行ωはシ
ャフトの回転角速＆、Ｖ（θ）は回転角度θでの吸入側
のシリンダ容積、ａＱは音速である。
図で示したように変化する。吸入行程に入ると吸入室内
の圧力が低下するため吸入パイプ内の冷媒ガスは圧縮機
構部へ向って加速されはじめる。ガスの流れが生じると
パイプ内面での４′ｓが生じる。加速された冷媒ガスは
慣性力を与えられ、圧縮機１４部に一度吸入妊ｎたガス
はガスばねのように作用する。これを式で表わすと となる。ここでｓＸ：ａ人パイプ内気柱の移動距離、ｒ
：管Ｊｌｌｌや吸入パイプの絞りなどを含んだ抵抗係数
＊ Ｌｓ ：吸入パイプの有効長さｓ Ｐ ６ ：気
体の密度である。これを無次元化するととなる。又、 である。ここで、Ａｓは管路の断面積、Ｖｈは行ωはシ
ャフトの回転角速＆、Ｖ（θ）は回転角度θでの吸入側
のシリンダ容積、ａＱは音速である。
慣性過給効果は、吸入行程が終了するときに加速された
ガスが慣性力によりガスばね作用、摩擦力に打ち勝って
余分に押し込まれる現象で、圧縮機の充填効率向上とな
って現われる。しかし、その効果を最大にするためには
、吸入行程が終了する時に閉じ込み寸前の上式で示すｑ
の値が大きくなければならない。慣性過給特性数Ｚｏｔ
ｉ、シャフトの回転角速度とガスばね、気柱ｔ−巣中質
量とみた場合の固有振動数の比を意味する。ロータリ圧
縮機は、往復動形圧縮機がシャフト回転角度１８０°で
吸入行程を完了するのに比べて、３６０゜１回転で吸入
行程を完了する違いがある。従って、上式の第３項を線
形化した結果から、往復動形圧縮機では、７１０振力に
対し位相が９０°遅れる眞性過給特性数Ｚｏ０．５近傍
が最適となり、ロータリ圧縮機では、流動抵抗係数μが
小さい場合、加振力に対し位相が１８０°遅れるＺｏが
１より少し大きい直が最適と推定できる。上式は、非線
形万程式であり、厳密にはこれを解く必要がある。計算
結果を第４図に示す。流動抵抗係数μが大きくなると直
注力そのものが小さくなるため、慣性過給の効果はなく
なる。従って、！を量抵抗係数はできるだけ小さくしな
ければならず、効果が見込めるのはμ＝０．５以下であ
る。又、慣性過給効果がある直性過給特注数Ｚｏの範囲
は約０．６以上とすれば艮い。
ガスが慣性力によりガスばね作用、摩擦力に打ち勝って
余分に押し込まれる現象で、圧縮機の充填効率向上とな
って現われる。しかし、その効果を最大にするためには
、吸入行程が終了する時に閉じ込み寸前の上式で示すｑ
の値が大きくなければならない。慣性過給特性数Ｚｏｔ
ｉ、シャフトの回転角速度とガスばね、気柱ｔ−巣中質
量とみた場合の固有振動数の比を意味する。ロータリ圧
縮機は、往復動形圧縮機がシャフト回転角度１８０°で
吸入行程を完了するのに比べて、３６０゜１回転で吸入
行程を完了する違いがある。従って、上式の第３項を線
形化した結果から、往復動形圧縮機では、７１０振力に
対し位相が９０°遅れる眞性過給特性数Ｚｏ０．５近傍
が最適となり、ロータリ圧縮機では、流動抵抗係数μが
小さい場合、加振力に対し位相が１８０°遅れるＺｏが
１より少し大きい直が最適と推定できる。上式は、非線
形万程式であり、厳密にはこれを解く必要がある。計算
結果を第４図に示す。流動抵抗係数μが大きくなると直
注力そのものが小さくなるため、慣性過給の効果はなく
なる。従って、！を量抵抗係数はできるだけ小さくしな
ければならず、効果が見込めるのはμ＝０．５以下であ
る。又、慣性過給効果がある直性過給特注数Ｚｏの範囲
は約０．６以上とすれば艮い。
しかし、直性過給効果を得るため（は、これだけでは不
十分であり、第５図に示し友夷験結果で分るように１貫
性過給特性ａＺｏに対し、体積効率η、がビークを示す
条件がある。すなわち、十分な慣性過給効果を得るため
には、吸入行程が周期的に変動するため生じる管内の圧
力変動を大きくして脈動効果を併用し、吸入性根終了時
の閉じ込み圧力を高くしてやる必要がある。吸気管系の
ｍ次の固有蛋動数ｆ、ｄ、行程容積を加味した等価な管
路長をＬ ｖ（Ｌ ｖ＝Ｌｓ＋Ｖｈ／Ａｓ ）−音速を
ａ６として となる。圧縮機の運転周波数をｎとしてその比を振動数
比にと定義し１ｍ；１の１次モードについて第５図の実
験データを振動数比に対して整理すると、第６図に示し
友ように振動数比が１近傍で効果があることが分る。
十分であり、第５図に示し友夷験結果で分るように１貫
性過給特性ａＺｏに対し、体積効率η、がビークを示す
条件がある。すなわち、十分な慣性過給効果を得るため
には、吸入行程が周期的に変動するため生じる管内の圧
力変動を大きくして脈動効果を併用し、吸入性根終了時
の閉じ込み圧力を高くしてやる必要がある。吸気管系の
ｍ次の固有蛋動数ｆ、ｄ、行程容積を加味した等価な管
路長をＬ ｖ（Ｌ ｖ＝Ｌｓ＋Ｖｈ／Ａｓ ）−音速を
ａ６として となる。圧縮機の運転周波数をｎとしてその比を振動数
比にと定義し１ｍ；１の１次モードについて第５図の実
験データを振動数比に対して整理すると、第６図に示し
友ように振動数比が１近傍で効果があることが分る。
このように、慣性過給効果を得るためには、（１）
流動抵抗係数をできるだけ小さくし、（々 慣性過給特
性数Ｚｏを０．６以上。
流動抵抗係数をできるだけ小さくし、（々 慣性過給特
性数Ｚｏを０．６以上。
（３） 管路系の共鳴周波数の１次モードと圧縮機の
運転周波数の比を１近傍とすることが必要である。
運転周波数の比を１近傍とすることが必要である。
以下１本発明の実施例を第７〜８図により説明する。
本発明は、ローリングピストン形ロータリ圧縮機に適用
でき、冷蔵庫に用いられる行糧容積３ ｃｍ ”／ｒｅ
ｖぐらいの小形の圧縮機から空調機に用いられる５ ０
ｃｍ” ／ ｒｅｖぐらいまでの中形圧縮機にまで通
常適用する。又、ガスは普通冷蔵庫では冷媒Ｒ，−１２
が用いられ、空調機では冷媒几−２２が用いられる。
でき、冷蔵庫に用いられる行糧容積３ ｃｍ ”／ｒｅ
ｖぐらいの小形の圧縮機から空調機に用いられる５ ０
ｃｍ” ／ ｒｅｖぐらいまでの中形圧縮機にまで通
常適用する。又、ガスは普通冷蔵庫では冷媒Ｒ，−１２
が用いられ、空調機では冷媒几−２２が用いられる。
本発明を実施する上で最も簡単な構成は、〔作用〕の項
で説明した３つの条件を満たす寸法諸元の吸入パイプを
取りつける構成である。慣性過給効果をねらう圧縮機の
回転速度Ｎａｓ行程容積ｖｋ、を決め、サイクル構成機
器を決めると圧力未件が定まるから音速ａが決まる。モ
ード１次の共鳴周波数と圧縮機の回転周波数の比がほぼ
１とる。又、流動抵抗係数μは０．５以下としなければ
、ならない。
で説明した３つの条件を満たす寸法諸元の吸入パイプを
取りつける構成である。慣性過給効果をねらう圧縮機の
回転速度Ｎａｓ行程容積ｖｋ、を決め、サイクル構成機
器を決めると圧力未件が定まるから音速ａが決まる。モ
ード１次の共鳴周波数と圧縮機の回転周波数の比がほぼ
１とる。又、流動抵抗係数μは０．５以下としなければ
、ならない。
であり、
であるから、吸入パイプ断面＄ Ａ ｓを、管の出入口
等の抵抗係数をλ、管摩擦係数をＸとしてとなる範囲で
選ぶ。ｔＴ面積Ａｓが大きい程、流動抵抗係数μは小さ
くなるが、慣性過給特性数１゜を０．７より大きくする
ためにはＡｓをとなるような値以下とする。
等の抵抗係数をλ、管摩擦係数をＸとしてとなる範囲で
選ぶ。ｔＴ面積Ａｓが大きい程、流動抵抗係数μは小さ
くなるが、慣性過給特性数１゜を０．７より大きくする
ためにはＡｓをとなるような値以下とする。
このような寸法諸元の吸入パイプを取り付けた圧縮機の
構造を第７図に体積効率を第８図に示す。
構造を第７図に体積効率を第８図に示す。
曲ｆｆ５Ａで示すように直性過給効果をきかす設定回転
速度ＮｕＶｃおいて体積効率は１００％を越える高い値
を示す。従来の慣性過給機能を持たない吸入パイプを取
りつけた圧縮機の体積効率は曲ａ！Ｂで示しであるよう
に、吸入通路の圧力損失などのために圧縮機の回転速度
が高速になるほど低下していく。慣性過給効果は、設定
回転速度Ｎｕでピークとなり、その高・低速側に効果の
拡がりを有しているので、回転速度の広い範囲で慣性過
給を行わない場合に比べて、かなり体積効率を向上でき
る。
速度ＮｕＶｃおいて体積効率は１００％を越える高い値
を示す。従来の慣性過給機能を持たない吸入パイプを取
りつけた圧縮機の体積効率は曲ａ！Ｂで示しであるよう
に、吸入通路の圧力損失などのために圧縮機の回転速度
が高速になるほど低下していく。慣性過給効果は、設定
回転速度Ｎｕでピークとなり、その高・低速側に効果の
拡がりを有しているので、回転速度の広い範囲で慣性過
給を行わない場合に比べて、かなり体積効率を向上でき
る。
以上のように本発明によれば、圧縮機の体積効率、特に
高速運転域における体積効率を著しく向上できる。その
付随効果として圧縮機の最高回転速度を直性過給を適用
しない場合よりかなり低くできる九め、圧縮機の信頼性
向上につながる他。
高速運転域における体積効率を著しく向上できる。その
付随効果として圧縮機の最高回転速度を直性過給を適用
しない場合よりかなり低くできる九め、圧縮機の信頼性
向上につながる他。
全断熱効率のより良い領域で運転するので圧縮機入力を
小さくできる。
小さくできる。
第１図は、圧縮機の縦断面図、第２図は、圧縮機の回転
速度に対する効率の変化を示す図、第３は、低動数比と
体積効率との関係を示す図、第７図は、本発明の一実施
例の要部断面図、第８図は、回転速度と体積効率との関
係を示す図である。 １・・・ケーシング、２・・・電動機部％３・・・圧縮
機構部。 ４・・・シリンダ、５・・・シャフト、６・・・上部軸
受、７・・・下部軸受、８・・・ローラ、９・・・吐出
室、１０・・・アキュムレータ、１１・・・吐出パイプ
、１２・・・吸入バ早 ｌ 困 ／２・・・口及入バーイア 第 ２ 口 圧焔畳口転遣崖Ｎｃ 第 、５ 口 クランクシマ７Ｆ回転角浸θ 第 ４ 口 慣性盪ａ−’ｎ性歓Ｚ。 慣性ゑ玲杵性飲２゜ 顆ｋ 璽η 沓（ピヒ Ｘ ２・・攬動宍部 ５・・・シャフト ６・・・二却軸受 ８・・・ローラ
速度に対する効率の変化を示す図、第３は、低動数比と
体積効率との関係を示す図、第７図は、本発明の一実施
例の要部断面図、第８図は、回転速度と体積効率との関
係を示す図である。 １・・・ケーシング、２・・・電動機部％３・・・圧縮
機構部。 ４・・・シリンダ、５・・・シャフト、６・・・上部軸
受、７・・・下部軸受、８・・・ローラ、９・・・吐出
室、１０・・・アキュムレータ、１１・・・吐出パイプ
、１２・・・吸入バ早 ｌ 困 ／２・・・口及入バーイア 第 ２ 口 圧焔畳口転遣崖Ｎｃ 第 、５ 口 クランクシマ７Ｆ回転角浸θ 第 ４ 口 慣性盪ａ−’ｎ性歓Ｚ。 慣性ゑ玲杵性飲２゜ 顆ｋ 璽η 沓（ピヒ Ｘ ２・・攬動宍部 ５・・・シャフト ６・・・二却軸受 ８・・・ローラ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、圧縮機構部、電動機部、インバータからなる圧縮機
において、設定する最高回転速度近傍で吸入管の共振ピ
ークを有する慣性過給装置を取り付けたことを特徴とす
る過給式圧縮機。 ２、特許請求の範囲第１項において、慣性過給特性数Ｚ
＿０を０．６以上とし、かつ管路系の共鳴周波数と圧縮
機の回転周波数の比を１近傍（０．９〜１．１）とした
ことを特徴とする過給式圧縮機。 ３、特許請求の範囲第１項において、ガスの音速をａと
したとき、過給装置の長さＬ＿ｓを Ｌ＿ｓ〜（１５ａ／Ｎ＿Ｕ）−Ｖ＿ｈ／Ａ＿ｓとした慣
性過給装置を取り付けたことを特徴とする過給式圧縮機
。 ４、特許請求の範囲第１項において、流動抵抗係数を０
．５以下とするように等価吸入パイプ径を選定したこと
を特徴とする圧縮機。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251785A JPS63106376A (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 過給式圧縮機 |
| KR1019870011646A KR940000439B1 (ko) | 1986-10-24 | 1987-10-20 | 과급식 압축기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61251785A JPS63106376A (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 過給式圧縮機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63106376A true JPS63106376A (ja) | 1988-05-11 |
| JPH0474556B2 JPH0474556B2 (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=17227891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61251785A Granted JPS63106376A (ja) | 1986-10-24 | 1986-10-24 | 過給式圧縮機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63106376A (ja) |
| KR (1) | KR940000439B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02188680A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-24 | Hitachi Ltd | 圧縮方法及び圧縮機 |
| US6809128B2 (en) | 1998-11-27 | 2004-10-26 | Seiko Epson Corporation | Ink composition comprising cationic water-soluble resin, and ink set |
| KR101056857B1 (ko) | 2007-10-29 | 2011-08-16 | 히타치 어플라이언스 가부시키가이샤 | 로터리 압축기 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6351522B2 (ja) * | 2015-02-24 | 2018-07-04 | 東芝キヤリア株式会社 | 圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59160882U (ja) * | 1983-04-15 | 1984-10-27 | 三菱重工業株式会社 | 回転式圧縮機 |
-
1986
- 1986-10-24 JP JP61251785A patent/JPS63106376A/ja active Granted
-
1987
- 1987-10-20 KR KR1019870011646A patent/KR940000439B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
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| US6809128B2 (en) | 1998-11-27 | 2004-10-26 | Seiko Epson Corporation | Ink composition comprising cationic water-soluble resin, and ink set |
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