JPS6358278B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷蔵庫、空気調和機等の各種冷凍装置
用として使用されるロータリーコンプレツサに関
するものである。

我国においてはルームエアコンを中心とするい
わゆる中形ロータリーコンプレツサが高効率化の
点より全盛をきわめている。一方家庭用冷蔵庫な
どに使用される小形コンプレツサはレシプロ式が
主流であつた。これは小形即ち小気筒容積のコン
プレツサであるためロータリー化を図つた場合に
は圧縮要素を構成するシリンダ、ピストン等より
の洩れ損失が大きく、その効率がレシプロ式より
低いためであつた。しかし近年の加工技術の向上
により前記洩れ損失も小さくなり、大巾な効率向
上が図れ、家庭用冷蔵庫の如き小形圧縮機にもロ
ータリーコンプレツサが採用されているのが現況
である。

従来の技術 以下、上記従来のロータリーコンプレツサにつ
き説明する。

発明者の研究によるとロータリーコンプレツサ
の効率はカロリメータテストの如き連続運転状態
で評価した効率と家庭用冷蔵庫に組込んで評価す
るJIS C9607による「家庭用冷蔵庫の消費電力試
験」に従つて評価した効率が大巾に異ることが判
明した。その一例を記述するとコンプレツサのカ
ロリメータテストにおけるエネルギー有効率
（EER）はレシプロ式に比べてロータリー式は約
1.2倍であるにもかかわらず、家庭用冷蔵庫の消
費電力試験における消費電力量はレシプロ式に比
べてロータリー式は約５％程度の低減であり、実
装時の効率は大巾に低下しているのが実情であ
る。この原因はサーモスタツトにより温度制御さ
れているコンプレツサの停止中に密閉容器内の多
量の高温高圧ガスがコンプレツサの圧縮要素のメ
カニカルシール部分を介してシリンダ室に流入
し、流入した過熱ガスはシリンダ室→サクシヨン
ライン→エバポレータへと流入するものと、シリ
ンダ室→コンデンサ→キヤピラリーチユーブ→エ
バポレータへと流入する２流路より流入し、エバ
ポレータを加熱するので最終的には冷蔵庫の熱負
荷となり、冷蔵庫の運転率の増大をまねき、消費
電力量の増加となり運転効率の低下をきたしてい
る訳である。特にロータリー式は密閉容器内が高
温高圧の大容量容器であり、エバポレータに流入
する熱量も非常に大きい訳である。前記欠点を除
去するためには一般的な方法としてコンプレツサ
の吐出管および吸入管に電磁弁等を設ける方法が
あるが高価であると共に電磁弁自身が電力を消費
するので効率の低下をきたすと共に、作動不良の
発生、溶接部分の増加による洩れの危険率の増大
などの信頼性の低下をきたす等の欠点を有してお
り広く採用されるに至つていない。

このため、例えば実開昭54−173311号に示され
る如く吸入マフラーの冷媒入口管に逆止弁を設け
た構成の回転形圧縮機が提案されている。

上記構成によれば圧縮機停止時に高温高圧冷媒
が密閉容器内からサクシヨンラインを通つて蒸発
器へ逆流するのを防止できる。また、電磁弁によ
る電力消費もないので効率を向上させることがで
きる。

また、米国特許第2326093号には、コンプレツ
サ・コンデンサ・キヤピラリチユウブ・エバポレ
ータ・吸込管を順次、環状に連接して成る冷凍サ
イクルにおいて、キヤピラリチユウブの出口と吸
込管の間に冷媒の圧力差によつて作動する流体制
御弁を設けた冷凍サイクルの構成が提案されてい
る。

この構成によれば、コンプレツサ停止時には、
流体制御弁がエバポレータ入口側の通路を閉じる
ので比較的温度の高い冷媒のエバポレータへの流
入が防止される。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前者の構成では、サクシヨンラ
インを通る高温冷媒の逆流は防止できるが、吐出
ラインからの高温冷媒の流入は防止できないもの
であつた。

これに対して後者の構成によれば、蒸発器に対
する吐出ラインからの高温冷媒の流入も防止でき
るものである。しかしながら、後者の構成におけ
る流体制御弁を採用するに際しては、単に部品数
が増加するだけでなく、コンプレツサの外部の配
管中に接続されるものであるため、依然として溶
接部分が多いという問題が残つていた。さらに、
後者の構成においては、上記流体制御弁は冷凍空
間に対する熱影響を避けるため断熱材で被覆しな
ければならなかつた。

本発明は上記問題点に鑑み、冷媒ガスの差圧に
より作動する吐出弁装置を密閉容器内に設けるこ
とによりコンプレツサ停止時、蒸発器に対する吐
出ラインからの高温冷媒の流入を防止して運転効
率を向上させると同時に、上記吐出弁装置の部品
数を少くし、冷媒配管に接続するための溶接部分
をなくすることにより、製造コストを低減し、信
頼性を向上させたロータリーコンプレツサを提供
せんとするものである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は、圧縮要素
の一部に、密閉容器内に充満された高圧冷媒雰囲
気中に連通する流入路と吐出管に連通する流出路
とに連通した弁孔と、この弁孔内に上記流入路と
流出路を開閉すべく移動自在に収納され弁体と、
上記弁孔内に設けられ連通路を介して上記圧縮要
素の低圧側に連通される作動室と、上記弁体を上
記流出路と流入路を常時閉じる方向に付勢する上
記作動室内に設けられたバネとから成る第２吐出
弁装置を備えたものである。

作 用 上記構成によれば、ロータリーコンプレツサの
運転中は、低圧側に連通された連通路によつて作
動室が低圧となり、バネの付勢力に抗して弁体が
作動室側に吸引されて流入路と流出路を開放する
ため、密閉容器内の高温高圧冷媒が吐出管から吐
出され続ける。

また、運転停止時には上記バネの付勢力によつ
て弁体が移動し、流入路と流出路の連通が断た
れ、従つて密閉容器内の高温高圧冷媒の流出は遮
断されることになる。

実施例 以下に第１図〜第５図を用いて本発明の一実施
例について説明する。１はいわゆるローリングピ
ストン式ロータリーコンプレツサで、密閉容器２
内には電動要素３と圧縮要素４を圧入固着してい
る。中空円筒状のシリンダ５の軸心には前記電動
要素３に直結し偏心部６ａを有するシヤフト６が
その軸心が一致する様に取りつけてある。シヤフ
ト６の偏心部６ａには円筒状のローラ７が回転自
在に設けられ前記ローラ７の外遠部はシリンダ５
の内面と微小間隙を有して気密を保持している。
シリンダ５には細溝８を設け、細溝８内には摺動
自在に平板状のベーン９を収納し、ベーン９はバ
ネ１０によつてローラ７に密着する様に付勢さ
れ、シリンダ室１１を高圧側と低圧側に仕切つて
いる。なお前記シリンダ室１１を構成するためシ
リンダ５の両側には側板１２，１３が強固に取り
つけられている。シリンダ５の吐出路１４には第
一吐出弁装置１５を設けており、シリンダ室１１
よりの冷媒ガスはいつたん密閉容器２内に吐出さ
れる。

尚、上記実施例の構成とは別に、第一吐出弁装
置１５から吐出された冷媒ガスを密閉容器２外に
導出し、冷却した後、密閉容器２内に吐出、充満
させる構成でも良い。

次にシリンダ５の吸入路１６には低圧側逆止弁
１７が設けられている。低圧側逆止弁１７は冷媒
ガスの吸入時は開路し、逆方向流に対しては閉路
するものである。

１８は冷凍装置のエバポレータ（図示せず）か
ら冷媒ガスを吸入する吸込管で、一部にフイルタ
ー１８′を内装している。

１９は圧縮要素４を構成するシリンダ５の一部
に設けられた第２吐出弁装置である。この第２吐
出弁装置１９は、密閉容器２内に一端を開口する
流入路２０と、一端を吐出管２１′に連通する流
出路２１と、上記流入路２０と流出路２１の夫々
の他端と連通する弁孔２２と、この弁孔２２内に
摺動自在に収納された弁体２４及び後記するバネ
２７から構成されている。上記弁孔２２の上端と
下端は上記側板１２，１３により密閉されてい
る。また、上記弁体２４は弁孔２２の長さより短
かい寸法で且直径も微小寸法小さく形成されてお
り、中間部には環状の切欠部２３が設けられてい
る。２６は弁孔２２内の弁体２４と側板１３間に
形成された作動室である。そして上記バネ２７は
作動室２６内に設けられている。このバネ２７は
圧縮コイルバネであり、流入路２０と流出路２１
との連通を常時閉じる方向に弁体２４を付勢して
いる。２８は同じく作動室２６内に収納されたス
リーブである。このスリーブ２８は弁体２４の下
端が当接するとそれ以上、下方へ摺動させないよ
うに弁体２４の作動巾を規制するものであり、両
者が当接した状態において上記切欠部２３が流入
路２０、流出路２１の位置と一致するような寸法
となつている。

また、２９は上記側板１３に形成された連通路
で、上記作動室２６と吸入路１６を連通してい
る。

尚、３０は各摺動部分に給油するための給油ポ
ンプである。

以下、上記実施例の構成における作用について
説明する。

先づコンプレツサが運転中は圧縮要素４の圧縮
作用によりシリンダ５に設けられた吸入路１６は
低圧力となり低圧側逆止弁１７は開路状態とな
る。吸入路１６が低圧力になると連通路２９を介
して連通している第２の吐出弁装置１９の作動室
２６は低圧力となり、一方、流入路２０が高圧と
なつて高圧冷媒ガスの一部は弁体２４と弁孔２２
間の微小隙間を通つて弁孔２２間の弁体２４と側
板１２間に形成される気室２５へ漏洩する。従つ
て気室２５は吐出圧力と同程度の高圧になるが、
作動室２６は圧縮要素４の低圧側に吸引され続け
るため低圧状態に維持される。この結果、両室２
５，２６の差圧により弁体２４はバネ２７に抗し
て下降状態が維持されるものである。

次にロータリーコンプレツサの運転が停止され
ると圧縮要素４の低圧側に対し、シリンダ５と側
板１２，１３などの微小隙間から高圧冷媒ガスが
徐々に流入するので吸入路１６及び連通路２９の
圧力も徐々に上昇する。従つて、作動室２６の圧
力が徐々に上昇するので、気室２５の圧力と均衡
することになり、その結果、バネ２７の付勢力に
より弁体２４が上方に即ち、気室２５側へ摺動移
動する。このため第４図に示すように流入路２０
と流出路２１の連通状態が弁体２４によつて遮断
され、従つて密閉容器２内の高温高圧冷媒ガスが
吐出管２１′から冷凍装置のコンデンサ（図示せ
ず）を経てエバポレータへ流入することが防止さ
れる。

第５図は、同一冷蔵庫の圧縮機を従来品と本発
明品を交換して測定した実験結果であり、同一庫
内温度に設定された各圧縮機の運転状況とエバポ
レータ温度（庫内温度とは異なる）の関係を示し
ている。

即ち、同一庫内温度に冷却するための圧縮機運
転時間は、従来品よりも本発明が短かく、このこ
とは前回停止中のエバポレータへの流入ガスによ
る加熱量が少ないことに起因する。そして停止中
においては、エバポレータの高、低圧側からの冷
媒流入が減少し、従来品の温度上昇率に比べて本
発明品の場合の温度上昇率は低く庫内温度の加熱
が低減できるため停止時間が延長される。

以上述べたことから明らかなように、本実施例
のロータリーコンプレツサは密閉容器２内の吸入
路１６内に低圧側逆止弁１７を設けるとともに、
圧縮要素４の一部に、密閉容器２内に連通する流
入路２０と吐出管２１′に連通する流出路２１と
に連通する弁孔２２と、この弁孔２２内に上記流
入路２０と流出路２１を開閉すべく移動自在に収
納される弁体２４と、上記弁孔内の作動室２６内
に設けられたバネ２７と、前記作動室２６を上記
圧縮要素４の低圧側に連通させる連通路２９とか
ら成る第２吐出弁装置１９を備えたものであるか
ら、運転停止時に低圧側逆止弁１７によつて吸入
路１６からエバポレータへ逆流する高温冷媒を遮
断すると同時に、第２吐出弁装置１９により吐出
管２１′からエバポレータへ流出する高温冷媒も
遮断するので、高温冷媒の流入によるエバポレー
タの加熱が防止され、運転効率を向上させること
ができる。また低圧側逆止弁１７と第２吐出弁装
置１９は共に、密閉容器２内に設けられるもので
あり、他への熱影響の心配がないため断熱材で被
覆する必要がなくなる。さらに、冷凍装置の配管
中に接続するものでないから溶接部分が増加する
ことがなく、従つて溶接不良による信頼性低下の
恐れを少くすることができる。そして第２吐出弁
装置１９は圧縮要素４の一部に設けられるもので
あるから、従来の如くカツプ状の別個の弁装置を
必要とせず、部品数を減らすことができ、その分
だけコストダウンできるものである。特に流入路
２０は密閉容器２内に開口させるだけで高圧冷媒
ガスを導入できるので、高圧冷媒ガスを導入する
ための接続パイプやそれを接続するための溶接を
不要にする等の効果が得られるものである。

発明の効果 上記実施例から明らかなように、本発明はロー
タリーコンプレツサにおいて、密閉容器内に充満
された高圧冷媒雰囲気中に連通する流入路と吐出
管に連通する流出路とに連通した弁孔と、この弁
孔内に上記流入路と流出路を開閉すべく移動自在
に収納される弁体と、上記圧縮要素の低圧側に連
通路を介して連通され、コンプレツサ運転時に低
圧力となつて上記弁体を上記流入路と流出路を連
通させる方向に移動させる作動室と、上記作動室
内に設けられ、コンプレツサ運転停止時に上記流
出路と流入路を閉じる方向に上記弁体を移動させ
るバネとから成る第２吐出弁装置を備えたもので
あるから、運転停止時に密閉容器内から高温高圧
の冷媒ガスが吐出管を通つて流出するのを遮断す
るので、エバポレータの加熱による運転効率の低
下を防止することができるとともに、第２吐出弁
装置が圧縮要素の一部に設けられるため、従来の
如く別体の弁装置を必要とせずまた断熱材で被覆
する必要もなくなり、従つて部品数の低減と製造
上の煩雑さを解消する効果が得られる。

また、上記第２吐出弁装置は、従来のように冷
凍装置の冷媒配管中に接続されるものに比べて溶
接部分が少なくなり、製造原価を低減させると同
時に信頼性も向上させる等の効果が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるロータリー
コンプレツサの断面図、第２図は第１図のＡ−
A′線における断面図、第３図、第４図は第２図
のＢ−B′線における断面図で、第３図はコンプ
レツサ運転中の状態を示す断面図、第４図はコン
プレツサ停止中の状態を示す断面図、第５図は冷
凍装置のエバポレータ温度と時間の関係を示す図
である。 ２……密閉容器、３……電動要素、４……圧縮
要素、５……シリンダ、６……シヤフト、７……
ローラ、９……ベーン、１５……第１吐出弁、１
８……吸入管、１９……第２吐出弁装置、２０…
…流入路、２１……流出路、２２……弁孔、２４
……弁体、２６……作動室、２７……バネ、２９
……連通路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電動要素並びに、シリンダとこのシリンダの
   両側面に気密に設けられる側板と上記シリンダ内
   に設けられるローラとこのローラの外周面に弾性
   的に圧接されるベーン等から成る圧縮要素と、上
   記電動要素と圧縮要素を連結するシヤフトと、こ
   れらを密閉内蔵するとともに低圧冷媒を上記圧縮
   要素に吸入する吸入管と、高圧冷媒を外部に吐出
   する吐出管を有する密閉容器とを備え、上記圧縮
   要素は、上記圧縮要素に設けられ該圧縮要素から
   高圧冷媒を吐出する第１吐出弁装置と、同じく上
   記圧縮要素の一部に設けられ、上記第１吐出弁装
   置から吐出され密閉容器内に充満された高圧冷媒
   雰囲気中に連通する流入路と上記吐出管に連通す
   る流出路とに連通した弁孔と、この弁孔内に上記
   流入路と流出路を開閉すべく移動自在に収納され
   る弁体と、連通路を介して上記圧縮要素の低圧側
   に連通され、コンプレツサ運転時に低圧力となつ
   て上記弁体を上記流入路と流出路を連通させる方
   向に移動させる上記弁孔内に設けられた作動室
   と、コンプレツサ運転停止時に上記流出路と流入
   路を閉じる方向に上記弁体を移動させる上記作動
   室内に設けられたバネとから成る第２吐出弁装置
   を備えたことを特徴とするロータリーコンプレツ
   サ。