JPS6361512B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はロータの回転に伴つて同期的に容積の
変化する複数の圧縮室を備えたロータリ圧縮機に
関するものであり、特に、その吐出脈動の低減に
関するものである。

従来技術 近年、冷媒ガス用圧縮機等の運転騒音低減が強
く望まれており、その一対策として、特開昭56−
44481号公報に、斜板式圧縮機の吐出室を仕切壁
によつて複数に仕切るとともにその仕切壁に比較
的小さい開口を設けて各室を連通させ、マフラと
しての役割を果たすようにすることが提案されて
いる。

本発明者らは、この技術を複数の圧縮室を有す
るロータリ圧縮機に適用する試みを行つたのであ
るが、ある程度の脈動低減効果は得られるもの
の、その効果は十分とは言い難かつた。そこで、
更に研究を重ねた結果、複数の圧縮室について吐
出条件を相異ならせることによつて、それらの圧
縮室からの吐出気体が合流した状態における脈動
の波形を高周波成分の多い複雑なものとすること
ができ、そのうえでマフラを通過させればマフラ
の脈動低減効果を高めることができるという事実
を見い出した。

発明の目的 本発明は上記事実の発見に基づいて為されたも
のであり、その目的とするところは、ロータの回
転に伴つて同期的に容積の変化する複数の圧縮室
を備えた圧縮機であつて、できる限り吐出脈動の
小さいものを提供することにある。

発明の構成 そして、本発明の特徴とするところは、圧縮室
を囲む静止壁に設けられる吐出孔の断面積、個
数、形状およびその吐出孔の出口に設けられる吐
出弁の開弁圧の各因子のうち、少なくとも１つを
複数の圧縮室相互について異ならせるとともに、
それら複数の圧縮室からその圧縮室の各々に対応
する各吐出室に吐出された吐出気体が合流した後
の流路中にマフラを設けたことにある。

発明の効果 上記のように吐出孔の吐出条件を左右する各因
子を複数の圧縮室相互において異ならせれば、そ
れら圧縮室自体の容積は同期的に変化するにもか
かわらず実際の吐出時期は圧縮室相互において異
なつてくるのであり、したがつて、それらが合流
した状態では吐出脈動が高い周波成分の多い複雑
な波形のものとなる。そして、その複雑な脈動波
形を有する気体がマフラを通過することとなるの
であるが、マフラは一般に波長の長い脈動に対す
るより波長の短い脈動に対する方が脈動低減効果
が大きいものであるため、複雑な波形の脈動は十
分低減させられて低脈動のロータリ圧縮機が得ら
れることとなるのである。

実施例 以下、車室内エアコンデイシヨニング装置用と
して自動車に搭載される冷媒ガス圧縮用ベーン圧
縮機に本発明を適用した場合の実施例を図面に基
づいて説明する。

第１図および第２図において２はシリンダであ
り、シリンダ２の両端開口はフロントサイドプレ
ート４およびリヤサイドプレート６によつてそれ
ぞれ閉塞されている。フロントサイドプレート４
の前側にはフロントハウジング８が設けられて吸
入室１０を形成しており、外部循環回路から帰還
したフレオンガス等の冷媒ガスが圧縮機入口１２
を経て吸入室１０に導かれ、さらにシリンダ２内
に吸入されるようになつている。一方、シリンダ
２およびフロント、リヤ両サイドプレート４，６
を内側に保持する状態でリヤハウジング１４がフ
ロントハウジング８と結合されており、シリンダ
２の外側に吐出室１６，１７を、またリヤサイド
プレート６の後ろ側にマフラ１８をそれぞれ形成
している。以上の各部材はボルト２０によつて互
いに締め付けられており、圧縮機全体のハウジン
グを構成している。

シリンダ２は楕円形の内周面２２を有してお
り、その内側に円柱状のロータ２４を収容してい
る。ロータ２４の外周面２６は楕円形のシリンダ
内周面２２の短軸上に位置する２箇所に極く近接
しており、シール作用を為してシリンダ２の内側
の空間を第一圧縮室２８および第二圧縮室３０に
分割している。ロータ２４には半径方向のベーン
溝３２が等角度間隔に４本形成されており、各ベ
ーン溝３２にはベーン３４が摺動可能に挿入され
ている。

ロータ２４は第１図に示すように両端面から突
出した軸３８および４０を備えており、これらが
軸受４２を介してリヤサイドプレート６およびフ
ロントサイドプレート４によつて回転可能に支持
されるとともに、軸４０は軸封装置４４によつて
シールされつつフロントハウジング８の外部へ突
出し、この突出端において駆動源たるエンジンに
接続され得るようになつている。そして、この軸
４０を介してロータ２４が第２図において時計方
向へ回転させられるとき、ベーン３４がシリンダ
２の内周面２２に接触しつつ回動し、第一圧縮室
２８および第二圧縮室３０の容積、すなわち、シ
リンダ内周面２２とロータ外周面２６とベーン３
４とによつて囲まれる部分の容積を一旦増大させ
た後、減少させるようになつている。この容積の
増大、減少は第一圧縮室２８と第二圧縮室３０と
において同期的に行われる。

上記第一圧縮室２８および第二圧縮室３０をそ
れぞれ囲む静止壁としてのシリンダ２には吸入孔
４６および４７と吐出孔４８および４９とが設け
られている。吸入孔４６と４７とはロータ２４の
中心線に対して軸対称位置に形成されているが、
吐出孔４８と４９とはロータ中心線に対して非対
称な位置に設けられている。すなわち、両吐出孔
４８，４９は共にロータ外周面２６とシリンダ内
周面２２とが最も近接する位置の近くに形成され
ているが、第一圧縮室２８に連通する吐出孔４８
は第二圧縮室３０に連通する吐出孔４９とロータ
中心線に対して対称な位置からロータ２４の回転
方向とは逆の方向に角度θだけ外れた位置に設け
られているのである。吐出孔４８は第１図から明
らかなようにロータ中心線に平行な直線に沿つて
４８Ａ，４８Ｂ，４８Ｃまで３個並んで設けられ
ており、かつ、断面積が互いに異ならされてい
る。これら各吐出孔４８Ａ乃至４８Ｃに対応して
リード型吐出弁５０がそれぞれ設けられており、
各吐出弁５０のリフト量は弁押え板５２によつて
規制されるようになつている。吐出孔４９も同様
に３個並んで設けられており、断面積が互いに異
ならされているのであるが、吐出孔４９はさら
に、それぞれ対応する位置に形成されている吐出
孔４８とも断面積を異ならされている。

吐出孔４８，４９から吐出室１６，１７に吐出
された冷媒ガスは第１図に示すようにリヤサイド
プレート６に形成された連通孔５４を経てマフラ
１８に流入し、さらに圧縮機出口５６から外部循
環回路へ吐出されるようになつているが、このマ
フラ１８は、リヤサイドプレート６とリヤハウジ
ング１４とに囲まれた空間が仕切部材６０によつ
て複数の室に仕切られたものである。仕切部材６
０は、上記空間を大きく２つに仕切る主仕切壁６
２とその主仕切壁６２から立設された補助仕切壁
６４および６６とを備えている。補助仕切壁６４
は第３図から明らかなように円筒状の壁であり、
また、補助仕切壁６６は補助仕切壁６４の外周面
から半径方向に突設された平板状の壁であつて、
２枚設けられている。この仕切部材６０によつて
リヤハウジング１４内の空間は第一室６８、第二
室７０、第三室７２および第四室７４に仕切られ
ているのであるが、これら各室は主仕切室６２の
中央に形成された開口７６、補助仕切壁６４の下
端部に形成された開口７８および２枚の補助仕切
壁６６とリヤハウジング１４の内周面との間に形
成された開口８０によつて互いに連通させられて
いる。また、第一室６８は油分離室を兼ねてお
り、連通孔５４から第一室６８へ流入した冷媒ガ
スに含まれているオイルミストはフイルタ８２に
よつて除去され、第一室６８の底部に貯えられ
る。

以上のように構成された圧縮機において、ロー
タ２４が回転させられると、外部循環回路から冷
媒ガスが圧縮機入口１２、吸入室１０および吸入
孔４６，４７を経て圧縮室２８および３０に吸入
される。この吸入は極めて短時間の間に行われる
ため、圧縮室内には激しい冷媒ガスの流動が生ず
る。そして、さらにロータ２４が回転すれば圧縮
室２８および３０の容積の減少に伴つて冷媒ガス
が圧縮されることとなるが、冷媒ガスは圧縮され
つつ上記の激しい流動を続け、各圧縮室内に圧力
の不均一を生じさせる。そのため、圧縮室２８と
３０とはロータ２４の回転に伴つて同期的に、す
なわち同じ時期に同じ容積から同じ容積減少率を
似て容積が減少させられるのであるが、吐出孔４
８と４９とで吐出開始時期が異なつてくる。すな
わち、各吐出孔４８，４９においては、それらの
内部の圧力が吐出室１６，１７の圧力より吐出弁
５０の開弁圧だけ高くなつたとき吐出が開始され
るのであるが、上述のように圧縮室内の圧力は場
所によつて不均一となつているため、圧縮室の異
なる部位に連通させられている吐出孔４８と吐出
孔４９とでは吐出開始時期がずれてくるのであ
り、その上、本実施例においては３個の吐出孔４
８Ａ乃至４８Ｃは前述のように断面積が異ならさ
れているととももに、吐出孔４９のそれぞれ対応
するものとも断面積が異ならされているため、こ
れによつても吐出開始時期がずれることとなる。
したがつて、吐出孔４８と吐出孔４９とから吐出
された冷媒ガスが合流させられた第一室６８内脈
動は、第４図に実線で示すように高周波成分の多
い複数な波形のものとなる。

そして、この複雑な波形の脈動を有する冷媒ガ
スは主仕切壁６２の開口７６から第二室７０へ流
入し、さらに補助仕切壁６４の開口７８から第三
室７２へ流入して、第三室７２内を２つに分かれ
て流れた後、開口８０を経て第四室７４内で合流
し、圧縮機出口５６から外部循環回路へ吐出され
る。この際、冷媒ガスは各開口７６，７８および
８０を通過するごとに一旦絞られた後、膨張させ
られることとなり、それによつて脈動が第５図に
実線で示すように低減させられる。すなわち、マ
フラ１８は膨張型マフラなのである。

第４図および第５図には、比較のために、従来
の圧縮機、すなわち、第一圧縮室と第二圧縮室に
対する吐出孔の形成位置が対称であり、しかも、
各圧縮室に対して３個ずつ設けられている吐出孔
の断面積もすべて相等しいボツシユタイプの冷媒
ガス圧縮機にマフラを設けた場合の吐出脈動波形
が破線で示されているが、マフラを通過する前の
脈動波形が単純であり、そのためにマフラの脈動
低減効果が本実施例の圧縮機に比較して少なくな
つている。

上記実施例においては、２個の圧縮室２８およ
び３０に対する吐出孔の形成位置が相異ならされ
て２個の圧縮室２８と３０との吐出条件が異なら
されるとともに、各圧縮室に対して複数個設けら
れる吐出孔の断面積が互いに異ならされ、かつ、
別の圧縮室に対応する吐出孔の断面積とも異なら
されることによつて、吐出孔相互の吐出条件も異
ならされていたが、この他にも種々の手段によつ
て吐出条件を異ならせることができる。例えば、
それぞれの圧縮室に対する吐出孔の数や形状を互
いに異ならせることも有効であり、また、リード
型吐出弁の長さや厚さを異ならせることによつて
吐出弁の開弁圧を相異ならせることも有効であ
る。もつとも、吐出弁の開弁圧を相異ならせるた
めにはリードの曲げ剛性を変えることは必ずしも
不可欠ではなく、吐出弁自体は同じものであつて
も吐出孔の面積が異なれば、必然的に開弁圧が異
なることとなる。

また、１つの圧縮室に対して複数個設けられる
吐出孔の吐出条件を互いに相異ならせれば、脈動
波形がさらに複雑となつてマフラの脈動低減効果
が高められることは前述の通りであるが、これは
必ずしも不可欠なことではなく、１つの圧縮室に
対する複数の吐出孔においては吐出条件が同一で
あつても本発明の効果を享受することができ、ま
た、１つの圧縮室に対して複数個の吐出孔を設け
ることも必ずしも不可欠ではない。

さらに、マフラも前記実施例のものに限定され
るわけではなく、例えば第６図に示すように、円
弧状の補助仕切壁８４と放射状の補助仕切壁８６
とを備えた仕切部材８８を使用してマフラを構成
することも可能であり、また、補助仕切壁を有さ
ず主仕切壁６２のみから成る仕切部材を使用して
マフラを構成することも可能である。さらに第７
図に示すように圧縮機体に接続された吐出管９０
の途中にマフラ９２を設けてもほぼ同様な脈動低
減効果が得られる。

また、本発明はボツシユタイプのベーン圧縮機
に適用して最も有効なものであるが、必ずしもそ
れに限定されるわけではなく、ロータの回転につ
れて同期的に容積の変化する複数の圧縮室を備え
たロータリ圧縮機であれば同様に本発明を適用す
ることができるのであり、その他、本発明の趣旨
を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて
種々の変形、改良を施した態様で本発明を実施し
得ることは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるベーン圧縮機
の正面断面図（第２図における―断面図）で
ある。第２図および第３図はそれぞれ第１図にお
ける―および―断面図である。第４図お
よび第５図は第１図乃至第３図に示した圧縮機に
おける脈動低減効果を従来の圧縮機との比較にお
いて示すグラフである。第６図は本発明の別の実
施例であるベーン圧縮機における第３図に相当す
る図である。第７図は本発明の別の実施例である
ベーン圧縮機を概略的に示す正面図である。 ２：シリンダ、４：フロントサイドプレート、
６：リヤサイドプレート、８：フロントハウジン
グ、１２：圧縮機入口、１４：リヤハウジング、
１６，１７：吐出室、１８，９２：マフラ、２
４：ロータ、２８：第一圧縮室、３０：第二圧縮
室、３４：ベーン、４６，４７：吸入孔、４８，
４９：吐出孔、５０：吐出弁、５６：圧縮機出
口、６０，８８：仕切部材、６２：主仕切壁、６
４，６６，８４，８６：補助仕切壁、６８：第一
室、７０：第二室、７２：第三室、７４：第四
室、７６，７８，８０：開口、９０：吐出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ロータの回転に伴つて同期的に容積の変化す
   る複数の圧縮室を備えたロータリ圧縮機におい
   て、該圧縮室を囲む静止壁に設けられる吐出孔の
   断面積、個数、形状および該吐出孔の出口に設け
   られる吐出弁の開弁圧の各因子のうち少なくとも
   １つを前記複数の圧縮室相互について異ならせる
   とともに、該複数の圧縮室から該圧縮室の各々に
   対応する各吐出室に吐出された吐出気体が合流し
   た後の流路中にマフラを設けたことを特徴とする
   低吐出脈動圧縮機。 ２ 前記複数の圧縮室の少なくとも１つに対して
   は複数の吐出孔が設けられており、かつ、該複数
   の吐出孔のうちの少なくとも１つにおいて、断面
   積、形状および吐出弁の開弁圧のうち少なくとも
   １つが他の吐出孔と異ならされている特許請求の
   範囲第１項記載の圧縮機。 ３ 前記吐出孔と当該圧縮機の出口との間に介在
   する圧縮機本体内の空気が仕切壁によつて複数室
   に仕切られるとともに、該複数室が該仕切壁に形
   成された絞り効果のある開口によつて連通させら
   れて前記マフラとされている特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の圧縮機。 ４ 前記マフラが当該圧縮機の本体に接続された
   吐出管に設けられている特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項に記載の圧縮機。