JP2004092521A - 気体圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮機の起動時におけるベーンの飛び出し性を向上を図った気体圧縮機を提供する。
【解決手段】圧縮機の起動時に高圧供給穴１０とサライ溝１１を連通させる連通路２１を設け、圧縮機の起動時に高圧供給穴１０に吐出される高圧の冷媒ガスをサライ溝１１に供給することにより、高圧の冷媒ガスがベーン溝底部１６ａに供給され、ベーン１７の飛び出し性を向上させることができるものとする。
【選択図】 図１
【解決手段】圧縮機の起動時に高圧供給穴１０とサライ溝１１を連通させる連通路２１を設け、圧縮機の起動時に高圧供給穴１０に吐出される高圧の冷媒ガスをサライ溝１１に供給することにより、高圧の冷媒ガスがベーン溝底部１６ａに供給され、ベーン１７の飛び出し性を向上させることができるものとする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカーエアコンシステム等に用いられるベーンロータリー型の気体圧縮機に関し、特に、圧縮機の起動時におけるベーンの飛び出し性を向上させるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のベーンロータリー型の気体圧縮機を、図６乃至図８に示す。
【０００３】
図６乃至図８に示すように、この種のベーンロータリー型の気体圧縮機は、図示しないシステムの配管から吸気ポート２ａを介して冷媒ガスを吸気室２へ導入する。吸気室２へ導入された冷媒ガスは、シリンダ３内のロータ４の回転力により、シリンダ３内のシリンダ室５に吸入され圧縮される。圧縮された冷媒ガスは吐出室６に吐出され、この吐出された冷媒ガスを一時貯留し、吐出ポート６ａから図示しないシステムの配管に戻すようになっている。
【０００４】
このとき、圧縮機のシリンダ３内の吸入・圧縮について具体的に説明すると、内周面が楕円形状を有しているシリンダ３内にはロータ４が設けられている。このロータ４の外周面には複数のスリット状のベーン溝１６が放射状に形成されており、このベーン溝１６にロータ４の半径方向に出没可能にベーン１７が装着されている。このベーン１７は、ロータ４の回転による遠心力とベーン溝底部１６ａのベーン背圧とによりロータ４の外周面からシリンダ３の内周面に向かって進退自在になっており、シリンダ３の内周面とロータ４の外周面とで形成されるシリンダ室５を複数の圧縮室５ａに仕切っている。また、シリンダ３外周には、吐出チャンバ１９が設けられている。シリンダ室５内には、吸気室２とシリンダ室５を連通する吸入孔２ｂと、吐出チャンバ１９とシリンダ室５を連通するシリンダ吐出孔１８とがそれぞれ設けられている。
【０００５】
シリンダ３内は上述のように構成されており、ロータ４の回転により、ベーン１７によって仕切られた圧縮室５ａは容積変化を繰り返す。容積変化を繰り返す圧縮室５ａによって、吸気室２内の冷媒ガスは吸入孔２ｂを介して圧縮室５ａに吸入される。吸入された冷媒ガスは圧縮室５ａによって圧縮される。圧縮後の冷媒ガスはシリンダ吐出孔１８を介して吐出チャンバ１９にされる。
【０００６】
上述のように、気体圧縮機は、冷媒ガスを吸入・圧縮するものであるから、圧縮機本体１においては圧縮機本体１内の軸受やその他の摺動部等、またシリンダ３内においてはロータ４やベーン１７等の摺動部や圧縮室５ａに対して、潤滑し、シールする必要があり、そのために、潤滑油が使用される。
【０００７】
したがって、圧縮機本体１とシリンダ３内には、潤滑油を供給する供給システムが設けられている。圧縮機本体１とシリンダ３内における潤滑油の供給システムについて説明すると、潤滑油は、吐出室６下部に形成される油溜まり７に貯留されている。この油溜まり７に貯留されている潤滑油は上述の各所に供給される。具体的には、潤滑油は、リアサイドブロック内の軸受９ａと、フロントサイドブロック内の軸受８ａに供給される。また、潤滑油は、リアサイドブロック９およびフロントサイドブロック８内にあってロータ４と対向するよう穿設されるとともに、ロータ４の回転角度が一定角度の範囲内にあるときは複数のベーン溝１６のうちいずれかと連通するように形成されているサライ溝１１に供給される。また、潤滑油は、リアサイドブロック９内にあってロータ４と対向するよう穿設されるとともに、ロータ４の回転角度が一定角度の範囲内にあるときは複数のベーン溝１６のうちいずれかと連通するように形成されている高圧供給穴１０に供給される。また、潤滑油は、圧縮室５ａおよびその他摺動部に供給される。このとき、サライ溝１１と高圧供給穴１０は、ベーン溝１６を介して連通することがない程度に離間されて設けられている。
【０００８】
リアサイドブロック内の軸受９ａには、リアサイドブロック９内に穿設され、かつ油溜まり７と該軸受９ａを連通させる第１の供給路１２によって、潤滑油が供給される。フロントサイドブロック内の軸受８ａには、リアサイドブロック９とシリンダ３およびフロントサイドブロック８に穿設され、かつ油溜まり７と該軸受８ａを連通させる第３の供給路１３によって、潤滑油が供給される。サライ溝１１には、リアサイドブロック９と軸とのクリアランスによって、リアサイドブロック内の軸受９ａに供給された潤滑油が、供給される。高圧供給穴１０には、リアサイドブロック９内に穿設され、かつ油溜まり７と該高圧供給穴１０を連通させる第１の供給路１２によって、潤滑油が供給される。なお、第１の供給路１２は、上述のように、リアサイドブロック内の軸受９ａ側と高圧供給穴１０側に二股に分かれている。
【０００９】
上述のような潤滑油の供給システムは、圧縮機本体１の運転中、ロータ４の回転により圧縮した冷媒ガスが吐出室６に吐出され、吐出室６内が高圧になり、油溜まり７表面に圧力をかけることによって、各供給路を潤滑油が循環し、各摺動部を潤滑し、またはシールするようになっている。そして、シリンダ３内で冷媒ガスに混入し、吐出室６に吐出されて再び油溜まり７に戻り、再び圧縮機本体１内を循環する（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２２７７８４号公報（段落番号００１６〜００２０、第２図および第３図）
【００１１】
ところで、上述のような気体圧縮機は、運転中においては、ロータ４は高回転で回転しており、また吐出室６は圧縮された冷媒ガスが吐出しているため、吸気室２と比べて高圧になっており、油溜まり７の潤滑油は気体圧縮機内を循環し、サライ溝１１内も潤滑油で満たされる。したがって、ロータ４の回転の吸入・圧縮過程において、ベーン１７は、ロータ４が高回転で回転していることによる遠心力と、ベーン溝１６がサライ溝１１と連通している間にサライ溝１１内の潤滑油がベーン溝底部１６ａに供給されることによるベーン背圧とにより、シリンダ３の内周面に押し付けられる。押し付けられたベーン１７は、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成することができる。
【００１２】
ここで、吸入・圧縮過程とは、圧縮室５ａの容積が拡大し始め、冷媒ガスが圧縮室５ａに流入され始めてから、圧縮室５ａの容積が縮小し始め、冷媒ガスが圧縮室５ａから吐出される前までのことをいう。
【００１３】
また、冷媒ガスの吸入・圧縮過程から冷媒ガスを圧縮室から吐出させる吐出直前段階になると、圧縮された冷媒ガスの圧力により圧縮室５ａ内の圧力が高まり、その圧力でベーン１７がベーン溝１６内に押し戻されてシリンダ３の内周面から離間しそうになる。しかし、冷媒ガスの吐出直前段階において高圧供給穴１０とベーン溝１６が連通するよう形成されており、この高圧供給穴１０から吐出室６の圧力と同等の圧力である潤滑油がベーン溝底部１６ａに供給されてさらにベーン背圧に加わる。このベーン背圧により、ベーン１７がベーン溝１６内に押し戻されてシリンダ３の内周面から離間しそうになるのを防いでいる。
【００１４】
しかしながら、上記のような従来の気体圧縮機によると、圧縮機の起動時において、ロータ４の低回転によりベーン１７にかかる遠心力が不足した場合がある。遠心力が不足した場合、ベーン１７の飛び出し性が悪くなるからベーン１７がシリンダ３の内周面に押し付けられず、シリンダ室５を仕切り圧縮室５ａを形成することができなくなるおそれがある。
【００１５】
また、起動時は吐出室６の圧力が不足することや、過酷な温度条件の場合や、長期時間放置した場合や、吸気室２と吐出室６の圧力逆転などの場合、サライ溝１１への潤滑油の供給が不足し、ベーン溝１６への潤滑油の供給が不足してベーン背圧が低下することがある。この場合も、ベーン背圧が低下することによって、ベーン１７の飛び出し性が悪くなるから、ベーン１７がシリンダ３の内周面に押し付けられず、シリンダ室５を仕切り圧縮室５ａを形成することができなくなるおそれがある。
【００１６】
上記のようにベーン１７の飛び出し性が悪くなり、圧縮室５ａを形成できなくなると、圧縮機を起動してから冷媒ガスを吸入・圧縮できるようになるまで時間がかかり、気体圧縮機の起動時における圧縮性能が悪くなるといった問題があった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機の起動時におけるベーン１７の飛び出し性を向上させ、圧縮機の起動時における圧縮性能の向上を図った気体圧縮機を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のように、圧縮機の起動時におけるベーン１７の飛び出し性の向上を図るものである。これは従来の気体圧縮機は、圧縮機の起動時におけるベーン１７の飛び出し性が悪くなるのは、上述のように、ロータ４の低回転によるベーン１７にかかる遠心力不足や、サライ溝１１への潤滑油の供給不足によるベーン溝１６への潤滑油の供給不足から起因するベーン背圧の低下等が原因である。つまり、ベーン１７をシリンダ室５内に飛び出させ、シリンダ３内周面に押し付ける力が圧縮機の起動時において不足していることが原因であった。
【００１９】
そこで、本発明は、圧縮機の起動時においてベーン１７をシリンダ室５内に飛び出させ、シリンダ３内周面に押し付けるために不足している力を、ベーン溝底部１６ａに供給されるの潤滑油によるベーン背圧とロータ４の回転による遠心力のほかに、補うこととしたものである。
【００２０】
ここで、圧縮機の通常運転時においては、高圧供給穴１０は、油溜まり７から第１の供給路１２を介して供給される潤滑油で満たされている。したがって、上述のように、吐出室６の圧力と同等の圧力である潤滑油がベーン溝底部１６ａに供給され、それがベーン背圧となり、ベーン１７がベーン溝１６内に押し戻されてシリンダ３の内周面から離間しそうになるのを防いでいる。しかしながら、圧縮機の起動時においては、上述の理由から、高圧供給穴１０内には潤滑油の供給が不足している。この状態で圧縮機が起動されると、ロータ４の回転による遠心力により、ベーン１７はシリンダ３内周面に押し付けられるほどには至らないが、ある程度シリンダ室５内に突出される。すると、ベーン溝底部１６ａには空間部が形成されるから、ベーン１７とベーン溝１６の間に発生する吸引効果により、シリンダ室５内の冷媒ガスがベーン溝底部１６ａに流れ込む。そして、ロータ４がさらに回転すると、ベーン１７は、シリンダ３内周面によりベーン溝１６内へ押し戻されようとする。このとき、ベーン溝底部１６ａに流入した冷媒ガスが圧縮される。ロータ４の回転が吐出直前段階まで回転し、ベーン溝底部１６ａと高圧供給穴１０とが連通したとき、この圧縮された冷媒ガスが高圧供給穴１０に吐出される。
【００２１】
上述のような動作によって、圧縮機の起動時には、高圧供給穴１０には高圧冷媒ガスが吐出され、高圧供給穴１０は、高圧の冷媒ガスで満たされている。
【００２２】
そこで、本発明は、圧縮機の起動時においてベーン１７をシリンダ３内周面に押し付けるために不足している力を、ベーン溝底部１６ａの潤滑油によるベーン背圧とロータ４の回転による遠心力のほかに、上述の高圧供給穴１０に存在する高圧の冷媒ガスによって補うことにしたものである。
【００２３】
すなわち、本発明は、圧縮機の起動時のおいて、高圧供給穴１０に存在する高圧の冷媒ガスを、ロータ４の回転による吸入・圧縮過程時にベーン溝底部１６ａに供給させ、ベーン１７を飛び出させる第３の力とすることとしたものである。
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明は、冷媒ガスを吸入・圧縮・吐出する気体圧縮機であって、上記気体圧縮機は、楕円筒状のシリンダと、上記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、上記ロータに放射状に形成されたベーン溝と、上記ベーン溝内に設けられ、上記ロータの半径方向に出没可能なベーンと、冷媒ガスの吸入・圧縮過程で上記ベーン溝底部と連通されるサライ溝と、冷媒ガスの圧縮過程で上記ベーン溝底部と上記サライ溝との連通が遮断された後に該ベーン溝底部と連通される高圧供給穴と、上記気体圧縮機の起動時に上記サライ溝と上記高圧供給穴とを連通させる連通路と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において、高圧供給穴に満たされている高圧の冷媒ガスを、連通路を介して、サライ溝に吐出させることができる。したがって、吸入・圧縮過程においてサライ溝と連通しているベーン溝底部に高圧の冷媒ガスを供給することができるから、ロータの低回転による遠心力不足と、サライ溝に供給される潤滑油不足を補って、ベーンをシリンダ室内に飛び出させることができ、圧縮機の起動時におけるベーンの飛び出し性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明は、上記気体圧縮機は、上記シリンダから吐出された冷媒ガスを一時貯留する吐出室と、上記吐出室の下部に形成されると油溜まりと、上記油溜まりと上記高圧供給穴とを連通させる第１の供給路と、上記第１の供給路から分岐して形成されるとともに、上記サライ溝に連通される第２の供給路とをさらに備え、上記連通路は、上記第１の供給路と上記第２の供給路で構成されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明では、上記構成を採用したことにより、従来の気体圧縮機に、第２の供給路を新たに設けるだけで、本発明の目的を達成することができる。
【００２８】
また、本発明は、上記連通路内であって、上記吐出室の圧力と上記サライ溝の圧力の差が所定の値以上になった場合に閉の状態にする第１の圧力調整弁を設けている構成をとることもできる。
【００２９】
また、本発明は、上記第２の供給路内であって、上記吐出室の圧力と上記サライ溝の圧力の差が所定の値以上になった場合に閉の状態にする第１の圧力調整弁を設けている構成をとることもできる。
【００３０】
本発明では、上記構成を採用したことにより、気体圧縮機の起動時においてのみ、サライ溝にベーンの飛び出し性を向上させる第３の力を供給させることができ、気体圧縮機の通常運転時において、ベーンを飛び出させるに必要以上の力を遮断することができる。
【００３１】
また、本発明は、上記油溜まりから下流側であって、かつ上記第２の供給路へ分岐する分岐点よりも上流の上記第１の供給路内に、上記吐出室の圧力と上記第２の供給路への分岐点の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第２の圧力調整弁が設けられている構成をとることもできる。
【００３２】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴から供給される高圧の冷媒ガスを、油溜まりとフロントサイドの軸受に漏らすことなく、効率よくサライ溝に供給することができる。
【００３３】
また、本発明は、上記油溜まりから下流側であって、かつ上記第２の供給路へ分岐する分岐点よりも上流側の上記第１の供給路から分岐して形成される第３の供給路と、上記第１の供給路内であって、かつ上記第２の供給路への分岐点と上記第３の供給路への分岐点の間に、上記吐出室の圧力と上記第２の供給路への分岐点の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第２の圧力調整弁が設けられていること、を特徴とする。
【００３４】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴から供給される高圧の冷媒ガスを、油溜まり側とフロントサイドの軸受側にもらすことなく、効率よくサライ溝に供給することができる。
【００３５】
また、本発明は、上記分岐点からさらに、分岐して形成されるとともに、上記気体圧縮機装置本体内の前方へ潤滑油を供給する第３の供給路と、上記油溜まりから上記気体圧縮機装置本体内の前方の方向であって、かつ上記分岐点の後の上記第３の供給路内に、上記吐出室の圧力と上記第３の供給路内の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第３の圧力調整弁が設けられている構成をとることもできる。
【００３６】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴から供給される高圧の冷媒ガスを、油溜まり側とフロントサイドの軸受側にもらすことなく、効率よくサライ溝に供給することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る気体圧縮機の実施形態について図１乃至５を基に詳細に説明する。なお、本実施形態において、従来と同一構成のものについては、同一符号を付してその詳細説明を省略する。また、本発明においてシリンダ３の内部については従来と同様の構成により、従来の技術で用いた図８のシリンダ３の断面図を示すＢ−Ｂ断面図を代用する。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の気体圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。図２は、この発明の連通路および潤滑油の供給路を示す模式図である。
【００３９】
図１に示す気体圧縮機は、リアサイドブロック９内に穿設されるとともに、油溜まり７と、リアサイドブロック内の軸受９ａおよび高圧供給穴１０を、二股に分岐することによってそれぞれ連通させる第１の供給路１２が設けられている。また、この第１の供給路１２から分岐して設けられるとともに、リアサイドブロック９内とシリンダ３とフロントサイドブロック８内に穿設され、かつ油溜まり７とフロントサイドブロック内の軸受８ａを連通させる第３の供給路１３が設けられている。
【００４０】
上記第１の供給路１２および上記第３の供給路１３によって、気体圧縮機の軸受やその他の摺動部、また、図８に示すシリンダ３内のロータ４、サライ溝１１、ベーン１７等の摺動部、圧縮室５ａに、油溜まり７から潤滑油が供給され、潤滑され、またはシールされるようになっている。
【００４１】
ここで、本実施例においては、上記第１の供給路１２と第３の供給路１３の分岐点１２ｂからさらに分岐して設けられるとともに、リアサイドブロック９内に穿設され、かつ高圧供給穴１０とサライ溝１１を連通させる第２の供給路１４が設けられている。
【００４２】
また、第２の供給路１４には、第１の圧力調整弁１５が設けられている。
【００４３】
図２は、上述の第１の実施形態を示す模式図である。この模式図は、上述の第１の供給路１２と第２の供給路１４と第３の供給路１３と油溜まり７と高圧供給穴１０とサライ溝１１とフロントサイドブロック内の軸受８ａとリアサイドブロック内の軸受９ａと第１の圧力調整弁１５の関係を模式図として示すものである。
【００４４】
図２に示すように、高圧供給穴１０とサライ溝１１は、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１によって連通されている。また、この連通路２１を構成する第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５が設けられている。
【００４５】
このような構成の気体圧縮機の動作を説明すると、圧縮機の起動時において、ロータ４が回転を始めると、吸入・圧縮過程においてロータ４の回転による遠心力により、ベーン溝１６にロータ４の半径方向に出没可能に装着されているベーン１７が、シリンダ室５を仕切ることができない程度に飛び出す。
【００４６】
このとき、ベーン溝底部１６ａには、ベーン１７が飛び出した分だけ空間部が形成され、ベーン１７がベーン溝１６内で摺動されることによりベーン１７とベーン溝１６の間に発生する吸引効果により、シリンダ室５内の冷媒ガスが、ベーン溝底部１６ａに流れ込む。この状態で、さらにロータ４が回転すると、シリンダ３の内周面が楕円形状を有していることより、シリンダ３内周面とロータ４外周面との距離はロータ４が回転するほど短くなっていくから、ベーン１７の先端は、シリンダ３内周面に押し付けられるようになる。さらにロータ４が回転すると、ベーン１７は、シリンダ３内周面によってベーン溝１６内へ押し戻されようとする。ベーン溝底部１６ａに流れ込んだ冷媒ガスは、ベーン１７がベーン溝１６内へ押し戻されようとする力によって圧縮される。さらにロータ４が回転し吐出直前段階まで回転すると、ベーン溝底部１６ａと高圧供給穴１０が連通し、圧縮された高圧の冷媒ガスは、高圧供給穴１０に吐出される。
【００４７】
高圧供給穴１０に吐出された高圧の冷媒ガスは、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を通り、サライ溝１１へ吐出される。
【００４８】
ベーン溝１６は、ロータ４外周面に複数形成されており、いずれかのベーン溝１６が必ず吸入・圧縮過程にあるように配置されている。したがって、サライ溝１１へ高圧の冷媒ガスが吐出した時点では、いずれかのベーン溝１６がサライ溝１１と連通しており、このサライ溝１１と連通しているベーン溝底部１６ａへ高圧の冷媒ガスは吐出される。
【００４９】
高圧の冷媒ガスが吐出したベーン溝１６に装着されているベーン１７は、ロータ４の回転による遠心力と、サライ溝１１を介してベーン溝底部１６ａに供給される潤滑油の油圧に加えて、この高圧の冷媒ガスの圧力が加わる。これによりベーン１７は、シリンダ３内周面に押し付けられる程度に飛び出し、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成する。
【００５０】
つまり、気体圧縮機の通常運転時には、高圧供給穴１０は、第１の供給路１２を介して油溜まり７から供給される潤滑油によって、ベーン１７がシリンダ３内周面から離間するのを防ぐ。また、気体圧縮機の通常運転時には、第１の供給路１２は、油溜まり７から高圧供給穴１０に潤滑油を供給し、サライ溝１１は、軸受のクリアランスにより供給された潤滑油をベーン溝底部１６ａに供給する。
【００５１】
しかし、本実施形態によると、気体圧縮機の起動時においては、高圧供給穴１０は、ベーン溝底部１６ａで圧縮された冷媒ガスが吐出される。また、第１の供給路１２および第２の供給路１４で構成される連通路２１は、高圧供給穴１０に吐出された高圧の冷媒ガスをサライ溝１１に供給する。サライ溝１１は、高圧供給穴１０より連通路２１を介して供給された高圧の冷媒ガスをベーン溝底部１６ａに供給する。
【００５２】
したがって、本実施形態によれば、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１が高圧供給穴１０とサライ溝１１を連通させる構成を有する。上記構成により、ロータ４の回転による遠心力と、サライ溝１１からベーン溝底部１６ａに供給される潤滑油によるベーン背圧に加えて、高圧の冷媒ガスをベーン溝底部１６ａに供給することによるベーン背圧の３つの力を、ベーン１７に加えている。よって、圧縮機の起動時において、ベーン１７の飛び出し性は飛躍的に高まり、圧縮機の起動直後からベーン１７がシリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成し、冷媒ガスの吸入・圧縮を行うことができる。
【００５３】
ここで、本実施形態による、圧縮機の起動性について示したものが図５である。図５に示すグラフは、従来の技術と本実施形態による起動性の違いについて比較したものである。実験方法は、ロータ４を毎分８００回転（Ｎｃ＝８００ｒｐｍ）で回転させ、吐出室６の圧力（Ｐｄ）を０．３９２ＭＰａＧ、吸入室の圧力（Ｐｓ）を０．４２０ＭＰａＧとして、圧縮機の起動時における状態を再現する。この状況下で、ベーン１７が吸入・圧縮過程においてシリンダ３内周面に押し付けられるまでの時間を計測したものであり、従来の技術と本実施形態においてそれぞれ１０回計測し、その平均値をとる。上述の実験方法による実験結果を、グラフ化したものである。
【００５４】
図５に示すように、上述の実験の結果、吸入・圧縮過程において、ベーン１７がシリンダ３内周面に押し付けられるまで、従来の技術では平均１３．２秒かかったのに対し、本実施形態によると、平均０．９秒であった。つまり、従来の技術では、圧縮機が起動してから冷媒ガスを吸入・圧縮するまで１３．２秒かかったのに対し、本実施形態では、わずか０．９秒後には冷媒ガスを吸入・圧縮している。
【００５５】
上述のように、本実施形態は高圧供給穴１０とサライ溝１１とを連通路２１によって連通することにより、圧縮機の起動時においてベーン１７の飛び出し性は飛躍的に高まり、圧縮機の起動直後からベーン１７がシリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成し、冷媒ガスの吸入・圧縮を行う。よって、どのような悪条件下においても、起動性が確保され、起動時のチャタリングなども防止されるものである。
【００５６】
また、上述の連通路２１を第１の供給路１２と第２の供給路１４によって構成されるようにした。高圧供給穴１０に潤滑油を供給する第１の供給路１２については従来の気体圧縮機の第１の供給路１２をそのまま使用し、第２の供給路１４を穿設するだけでよく、従来の気体圧縮機を改造するにしても安価に行うことができる。
【００５７】
次に、本実施形態は、第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５を設ける構成をとることもできる。
【００５８】
以下、第２の供給路１４内に、第１の圧力調整弁１５を設けている場合の動作を説明する。
【００５９】
本実施形態において、圧縮機の起動すると、圧縮機は本実施形態により上述のような動作を行い、直ちに冷媒ガスを吸入・圧縮を開始し、吐出室６に高圧の冷媒ガスが吐出され、吐出室６の圧力は上昇する。吐出室６の圧力の上昇に伴い油溜まり７の表面には圧力がかかり、油溜まり７の潤滑油は、高圧の潤滑油となって各供給路を流れ出す。これと同時に、第２の供給路１４には、本来第１の供給路１２と第３の供給路１３を介して気体圧縮機の各所に流れる潤滑油も流れ込む。
【００６０】
第２の供給路１４に流れ込んだ高圧の潤滑油は、第１の圧力調整弁１５に圧力をかけはじめ、第１の圧力調整弁１５の前後の圧力の差が所定の値以上になると、第１の圧力調整弁１５は閉の状態となり、第２の供給路１４を遮断する。よって、圧縮機が冷媒ガスを吸入・圧縮するようになると、第２の供給路１４は遮断され、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１も非連通となり、サライ溝１１には、第２の供給路１４を介して圧縮された冷媒ガスも高圧の潤滑油も吐出されない。つまり、この第１の圧力調整弁１５は、圧縮機が冷媒ガスを吸入・圧縮を開始すると、吐出室６の圧力とサライ溝１１の圧力の差が所定の値以上になり、油溜まり７から第２の供給路１４内に流れ込む潤滑油の圧力が所定以上になると、閉の状態になる。これにより、第２の供給路１４を介してサライ溝１１に吐出される潤滑油と高圧の冷媒ガスの供給を遮断するものである。
【００６１】
したがって、第１の圧力調整弁１５を設けたことにより、圧縮機が通常運転をしている間は、高圧供給穴１０から冷媒ガスが吐出されず、また第２の供給路１４を介してサライ溝１１に直接高圧の潤滑油が吐出されることない。よって、ベーン背圧が必要以上の圧力とならず、ベーン１７が必要以上にシリンダ３内周面に押し付けられることがなくなり、ベーン１７の先端が磨耗するのを防ぐことができる。
【００６２】
なお、第１の圧力調整弁１５が第２の供給路１４を遮断するための潤滑油の圧力は、適宜調整できるが、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になると第２の供給路１４を遮断できる程度が望ましい。
【００６３】
また、第１の圧力調整弁１５において、本実施形態の図１および図２には球状の弁体および圧縮ばねを用いて、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力となり、弁体にこの圧力がかかり、圧縮ばねの付勢力を上回ったとき、圧縮ばねは圧縮され、弁体が弁座に密着し、第２の供給路１４を閉にする構成を用いた。しかし、第１の圧力調整弁１５の構成は本実施形態に記載したものに限るものではなく、例えば、球状の弁体は、円錐状のものであってもよく、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になったときに第２の供給路１４を遮断できるものならば適宜仕様に合わせて適用できる。
【００６４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３は、この発明の第２の実施形態の連通路２１および潤滑油の供給路を示す模式図である。また、本実施形態において設けられる連通路２１は、第１の実施形態と同様にリアサイドブロック９内に穿設されて設けられているので、気体圧縮機の縦断面図を省略する。なお、本実施形態において、従来の技術および第１の実施例と同一構成のものについては、同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００６５】
本実施形態は、第１の実施形態における、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１と、第３の供給路１３、および第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５を設けた構成は同様である。
【００６６】
本実施形態は、上述の構成に加えて、油溜まり７から下流側であって、かつ第２の供給路１４と第３の供給路１３へ分岐する分岐点１２ａ，１２ｂよりも上流側の第１の供給路１２内に、第２の圧力調整弁２０を設けた構成を有するものである。
【００６７】
以下、本実施形態のように、第２の圧力調整弁２０を設けている場合の動作を説明するが、シリンダ３内の高圧供給穴１０に高圧の冷媒ガスが吐出される動作は、第１の実施例と同様により、これを省略する。
【００６８】
気体圧縮機の停止時において、吐出室６に吐出される高圧の冷媒ガスはないから吐出室６の圧力は気体圧縮機の通常運転時よりも低い状態にある。このとき、吐出室６の圧力と第２の供給路１４への分岐点１２ａの圧力の差が所定の値以下となっており、第２の圧力調整弁２０は、第１の供給路１２を閉の状態にしており、第１の供給路１２を遮断している。
【００６９】
気体圧縮機が起動し始めると、上述の第１の実施例と同様に、高圧供給穴１０から第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を介してサライ溝１１に高圧の冷媒ガスが吐出される。このとき、第１の供給路１２は、油溜まり７とも連通するよう設けられているが、第２の圧力調整弁２０が閉の状態になっていることにより、油溜まり７と高圧供給穴１０は非連通となり、油溜まり７には冷媒ガスは吐出されない。
【００７０】
さらにサライ溝１１に高圧の冷媒ガスが吐出し、ベーン溝底部１６ａに高圧の冷媒ガスが吐出されると、上述のように、冷媒ガスの吸入・圧縮過程が機能し始める。このとき、吐出室６は、高圧の冷媒ガスが吐出されているため、圧力が上昇し、油溜まり７の表面に圧力をかけ始める。同時に、吐出ガスの圧力による油溜まり７の潤滑油の圧力が第２の圧力調整弁２０にかかり始める。
【００７１】
吐出室６の圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力にまで高まったとき、第１の圧力調整弁１５は閉の状態となり、第２の供給路１４を遮断する。同時に、吐出室６の圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力まで高まったとき、第２の圧力調整弁２０は開の状態となり、油溜まり７から潤滑油が第１の供給路１２および第３の供給路１３へ流れはじめ、気体圧縮機の各所を潤滑し、シールする。
【００７２】
したがって、第２の圧力調整弁２０を設けたことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴１０から吐出される高圧の冷媒ガスは油溜まり７には吐出されず、高圧の冷媒ガスを効率よく第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を通りサライ溝１１へ供給することができる。また、ベーン１７がシリンダ３内周面に押し付けられる程度にまで飛び出し、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成すると、吐出室６の圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力にまで高まり、第２の圧力調整弁２０は開の状態となる。これにより、潤滑油は、油溜まり７から気体圧縮機の各所に供給される。
【００７３】
よって、本実施形態によると、圧縮機の起動時において、ベーン１７の飛び出し性はさらに高まり、圧縮機の起動直後から効率よくベーン１７がシリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成し、冷媒ガスの吸入・圧縮を行うことができる。よって、どのような悪条件下においても、起動性が確保され、起動時のチャタリングなども防止されるものである。
【００７４】
なお、第２の圧力調整弁２０が開の状態になるための吐出ガスの圧力による潤滑油の圧力は、適宜調整できるが、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になると開の状態となる程度が望ましい。
【００７５】
また、第２の圧力調整弁２０において、本実施形態の図３には球状の弁体および圧縮ばねを用い、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力となり、潤滑油の圧力が圧縮ばねの付勢力を上回ったとき、圧縮ばねは圧縮され、弁体が弁座から離れ、第１の供給路１２を開にする構成を用いた。しかし、第２の圧力調整弁２０は、本実施形態に記載したものに限るものではなく、例えば、球状の弁体は、円錐状のものであってもよく、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になったときに第１の供給路１２を開の状態にできるものならば適宜仕様に合わせて適用できる。
【００７６】
次に、本実施形態は、第３の供給路１３内に第２の圧力調整弁２０と同様の構成・作用を有する、吐出室６の圧力と第３の供給路１３内の圧力の差が所定の値以下であった場合に閉の状態となる第３の圧力調整弁をさらに設けてもよい。
【００７７】
このような構成によると、気体圧縮機の起動時において、高圧供給穴１０から吐出される高圧の冷媒ガスが、油溜まり７に加えて第３の供給路１３に吐出することも防ぐことができ、さらに効率よく第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を通りサライ溝１１へ供給することができる。
【００７８】
したがって、本実施形態によると、ベーン１７の飛び出し性はさらに高まり、上述の効果をより高めることができる。
【００７９】
（第３の実施形態）
次に本発明の他の実施形態を説明する。図４は、この発明の第３の実施形態の連通路２１および潤滑油の供給路を示す模式図である。また、本実施形態において設けられる連通路２１は、第１の実施形態と第２の実施形態と同様にリアサイドブロック９内に穿設されて設けられているので、気体圧縮機の縦断面図を省略する。なお、本実施形態において、従来の技術および第１の実施例および第２の実施例と同一構成のものについては、同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００８０】
本実施形態は、第１の実施形態における、第１の供給路１２と第２の供給路１４とで構成される連通路２１と、第３の供給路１３、およびこれに第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５を設けた構成は同様である。
【００８１】
ここで、本実施形態において、第２の供給路１４は、油溜まり７から下流側であって、かつ第１の供給路１２と第３の供給路１３の分岐点１２ｂより下流側の第１の供給路１２から分岐して設けられる構成を有するものである。また、本実施形態の第２の圧力調整弁２０は、第１の供給路１２内であって、かつ第２の供給路１４との分岐点１２ａと第３の供給路１３との分岐点１２ｂの間に設けられている構成を有するものである。
【００８２】
本実施形態による、気体圧縮機の動作については第１の実施形態または第２の実施形態と同様によりこれを省略する。
【００８３】
本実施形態のような構成によって、圧縮機の起動時において高圧供給穴１０から吐出される高圧の冷媒ガスは油溜まり７と第３の供給路１３には吐出されず、高圧の冷媒ガスは効率よく第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を介してサライ溝１１へ供給される。また、ベーン１７がシリンダ３内周面に押し付けられる程度にまで飛び出し、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成する。このとき、吐出室６の吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力にまで高まり、第２の圧力調整弁２０は開の状態となるから、潤滑油は油溜まり７から気体圧縮機の各所に供給される。
【００８４】
よって、本実施形態によると、第２の圧力調整弁２０を一つ設けるだけで、圧縮機の起動時において油溜まり７と第３の供給路１３へ高圧の冷媒ガスが吐出するのを防ぐ。したがって、高圧の冷媒ガスが効率よくサライ溝１１に供給されるのと同時に、第２の圧力調整弁２０と同様の作用・効果を有する圧力調整弁を第３の供給路１３に設ける構成と比べてコストを削減することができる。
【００８５】
もちろん、本実施形態の第１の圧力調整弁１５および第２の圧力調整弁２０についても、第１の実施例および第２の実施例と同様、弁の開閉に要する圧力は調整することができ、また圧力調整弁の構成についても同様に適宜選択できる。
【００８６】
【発明の効果】
本願発明に係る気体圧縮機にあっては、上記の如く圧縮機の起動時において高圧供給穴とサライ溝を連通させる連通路２１を設け、圧縮機の起動時において、高圧供給穴に満たされている高圧の冷媒ガスを、連通路２１を介して、サライ溝に吐出させ、吸入・圧縮過程においてサライ溝と連通しているベーン溝底部に高圧の冷媒ガスを供給するようにしたから、ロータの低回転による遠心力不足と、サライ溝に供給される潤滑油不足を補って、ベーンをシリンダ室内に飛び出させることができ、圧縮機の起動時におけるベーンの飛び出し性を向上させることができるから、どのような悪条件下においても、起動性が確保され、起動時のチャタリングなども防止することができる。
【００８７】
また、上述の連通路を第１の供給路と第２の供給路によって構成されるようにしたから、高圧供給穴に潤滑油を供給する第１の供給路については従来の気体圧縮機の第１の供給路をそのまま使用し、第２の供給路を穿設するだけでよく、従来の気体圧縮機を改造するにしても安価に行うことができる。
【００８８】
また、上述の連通路に第１の圧力調整弁を設けたことにより、気体圧縮機の通常運転中には、サライ溝には高圧の冷媒ガスおよび潤滑油が連通路を通じて直接吐出されないから、ベーンが必要以上にシリンダ内周面に押し付けられることがなくなり、ベーンの先端が磨耗するのを防ぐことができる。
【００８９】
また、上述のように第２の圧力調整弁または第３の圧力調整弁を設けたことにより、気体圧縮機の起動時において、高圧供給穴から吐出される高圧の冷媒ガスが油溜まりや第３の供給路へ吐出することなく、効率よくサライ溝へ吐出されるから、ベーンの飛び出し性をさらに向上させることができ、どのような悪条件下においても、起動性がさらに確保され、起動時のチャタリングなどもさらに防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示した気体圧縮機の断面図。
【図２】（ａ）第１の実施形態における連通路および潤滑油の供給路を模式化した模式図。
（ｂ）本実施形態における連通路の詳細図。
【図３】（ａ）第２の実施形態における連通路および潤滑油の供給路を模式化した模式図。
（ｂ）本実施形態における連通路の詳細図。
【図４】（ａ）第３の実施形態における連通路および潤滑油の供給路を模式化した模式図。
（ｂ）本実施形態における連通路の詳細図。
【図５】本実施形態と従来の気体圧縮機における機動性の違いを比較したグラフ。
【図６】従来の気体圧縮機の断面図。
【図７】従来の気体圧縮機の潤滑油の供給路を模式化した模式図。
【図８】図１および図６のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１ 圧縮機本体
２ 吸気室
２ａ 吸気ポート
３ シリンダ
４ ロータ
５ シリンダ室
５ａ 圧縮室
６ 吐出室
６ａ 吐出ポート
７ 油溜まり
８ フロントサイドブロック
８ａ フロントサイドブロック内の軸受
９ リアサイドブロック
９ａ リアサイドブロック内の軸受
１０ 高圧供給穴
１１ サライ溝
１２ 第１の供給路
１２ａ 第２の供給路への分岐点
１２ｂ 第３の供給路への分岐点
１３ 第３の供給路
１４ 第２の供給路
１５ 第１の圧力調整弁
１６ ベーン溝
１６ａ ベーン溝底部
１７ ベーン
１８ シリンダ吐出孔
１９ 吐出チャンバ
２０ 第２の圧力調整弁
２１ 連通路
【発明の属する技術分野】
本発明はカーエアコンシステム等に用いられるベーンロータリー型の気体圧縮機に関し、特に、圧縮機の起動時におけるベーンの飛び出し性を向上させるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のベーンロータリー型の気体圧縮機を、図６乃至図８に示す。
【０００３】
図６乃至図８に示すように、この種のベーンロータリー型の気体圧縮機は、図示しないシステムの配管から吸気ポート２ａを介して冷媒ガスを吸気室２へ導入する。吸気室２へ導入された冷媒ガスは、シリンダ３内のロータ４の回転力により、シリンダ３内のシリンダ室５に吸入され圧縮される。圧縮された冷媒ガスは吐出室６に吐出され、この吐出された冷媒ガスを一時貯留し、吐出ポート６ａから図示しないシステムの配管に戻すようになっている。
【０００４】
このとき、圧縮機のシリンダ３内の吸入・圧縮について具体的に説明すると、内周面が楕円形状を有しているシリンダ３内にはロータ４が設けられている。このロータ４の外周面には複数のスリット状のベーン溝１６が放射状に形成されており、このベーン溝１６にロータ４の半径方向に出没可能にベーン１７が装着されている。このベーン１７は、ロータ４の回転による遠心力とベーン溝底部１６ａのベーン背圧とによりロータ４の外周面からシリンダ３の内周面に向かって進退自在になっており、シリンダ３の内周面とロータ４の外周面とで形成されるシリンダ室５を複数の圧縮室５ａに仕切っている。また、シリンダ３外周には、吐出チャンバ１９が設けられている。シリンダ室５内には、吸気室２とシリンダ室５を連通する吸入孔２ｂと、吐出チャンバ１９とシリンダ室５を連通するシリンダ吐出孔１８とがそれぞれ設けられている。
【０００５】
シリンダ３内は上述のように構成されており、ロータ４の回転により、ベーン１７によって仕切られた圧縮室５ａは容積変化を繰り返す。容積変化を繰り返す圧縮室５ａによって、吸気室２内の冷媒ガスは吸入孔２ｂを介して圧縮室５ａに吸入される。吸入された冷媒ガスは圧縮室５ａによって圧縮される。圧縮後の冷媒ガスはシリンダ吐出孔１８を介して吐出チャンバ１９にされる。
【０００６】
上述のように、気体圧縮機は、冷媒ガスを吸入・圧縮するものであるから、圧縮機本体１においては圧縮機本体１内の軸受やその他の摺動部等、またシリンダ３内においてはロータ４やベーン１７等の摺動部や圧縮室５ａに対して、潤滑し、シールする必要があり、そのために、潤滑油が使用される。
【０００７】
したがって、圧縮機本体１とシリンダ３内には、潤滑油を供給する供給システムが設けられている。圧縮機本体１とシリンダ３内における潤滑油の供給システムについて説明すると、潤滑油は、吐出室６下部に形成される油溜まり７に貯留されている。この油溜まり７に貯留されている潤滑油は上述の各所に供給される。具体的には、潤滑油は、リアサイドブロック内の軸受９ａと、フロントサイドブロック内の軸受８ａに供給される。また、潤滑油は、リアサイドブロック９およびフロントサイドブロック８内にあってロータ４と対向するよう穿設されるとともに、ロータ４の回転角度が一定角度の範囲内にあるときは複数のベーン溝１６のうちいずれかと連通するように形成されているサライ溝１１に供給される。また、潤滑油は、リアサイドブロック９内にあってロータ４と対向するよう穿設されるとともに、ロータ４の回転角度が一定角度の範囲内にあるときは複数のベーン溝１６のうちいずれかと連通するように形成されている高圧供給穴１０に供給される。また、潤滑油は、圧縮室５ａおよびその他摺動部に供給される。このとき、サライ溝１１と高圧供給穴１０は、ベーン溝１６を介して連通することがない程度に離間されて設けられている。
【０００８】
リアサイドブロック内の軸受９ａには、リアサイドブロック９内に穿設され、かつ油溜まり７と該軸受９ａを連通させる第１の供給路１２によって、潤滑油が供給される。フロントサイドブロック内の軸受８ａには、リアサイドブロック９とシリンダ３およびフロントサイドブロック８に穿設され、かつ油溜まり７と該軸受８ａを連通させる第３の供給路１３によって、潤滑油が供給される。サライ溝１１には、リアサイドブロック９と軸とのクリアランスによって、リアサイドブロック内の軸受９ａに供給された潤滑油が、供給される。高圧供給穴１０には、リアサイドブロック９内に穿設され、かつ油溜まり７と該高圧供給穴１０を連通させる第１の供給路１２によって、潤滑油が供給される。なお、第１の供給路１２は、上述のように、リアサイドブロック内の軸受９ａ側と高圧供給穴１０側に二股に分かれている。
【０００９】
上述のような潤滑油の供給システムは、圧縮機本体１の運転中、ロータ４の回転により圧縮した冷媒ガスが吐出室６に吐出され、吐出室６内が高圧になり、油溜まり７表面に圧力をかけることによって、各供給路を潤滑油が循環し、各摺動部を潤滑し、またはシールするようになっている。そして、シリンダ３内で冷媒ガスに混入し、吐出室６に吐出されて再び油溜まり７に戻り、再び圧縮機本体１内を循環する（例えば、特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−２２７７８４号公報（段落番号００１６〜００２０、第２図および第３図）
【００１１】
ところで、上述のような気体圧縮機は、運転中においては、ロータ４は高回転で回転しており、また吐出室６は圧縮された冷媒ガスが吐出しているため、吸気室２と比べて高圧になっており、油溜まり７の潤滑油は気体圧縮機内を循環し、サライ溝１１内も潤滑油で満たされる。したがって、ロータ４の回転の吸入・圧縮過程において、ベーン１７は、ロータ４が高回転で回転していることによる遠心力と、ベーン溝１６がサライ溝１１と連通している間にサライ溝１１内の潤滑油がベーン溝底部１６ａに供給されることによるベーン背圧とにより、シリンダ３の内周面に押し付けられる。押し付けられたベーン１７は、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成することができる。
【００１２】
ここで、吸入・圧縮過程とは、圧縮室５ａの容積が拡大し始め、冷媒ガスが圧縮室５ａに流入され始めてから、圧縮室５ａの容積が縮小し始め、冷媒ガスが圧縮室５ａから吐出される前までのことをいう。
【００１３】
また、冷媒ガスの吸入・圧縮過程から冷媒ガスを圧縮室から吐出させる吐出直前段階になると、圧縮された冷媒ガスの圧力により圧縮室５ａ内の圧力が高まり、その圧力でベーン１７がベーン溝１６内に押し戻されてシリンダ３の内周面から離間しそうになる。しかし、冷媒ガスの吐出直前段階において高圧供給穴１０とベーン溝１６が連通するよう形成されており、この高圧供給穴１０から吐出室６の圧力と同等の圧力である潤滑油がベーン溝底部１６ａに供給されてさらにベーン背圧に加わる。このベーン背圧により、ベーン１７がベーン溝１６内に押し戻されてシリンダ３の内周面から離間しそうになるのを防いでいる。
【００１４】
しかしながら、上記のような従来の気体圧縮機によると、圧縮機の起動時において、ロータ４の低回転によりベーン１７にかかる遠心力が不足した場合がある。遠心力が不足した場合、ベーン１７の飛び出し性が悪くなるからベーン１７がシリンダ３の内周面に押し付けられず、シリンダ室５を仕切り圧縮室５ａを形成することができなくなるおそれがある。
【００１５】
また、起動時は吐出室６の圧力が不足することや、過酷な温度条件の場合や、長期時間放置した場合や、吸気室２と吐出室６の圧力逆転などの場合、サライ溝１１への潤滑油の供給が不足し、ベーン溝１６への潤滑油の供給が不足してベーン背圧が低下することがある。この場合も、ベーン背圧が低下することによって、ベーン１７の飛び出し性が悪くなるから、ベーン１７がシリンダ３の内周面に押し付けられず、シリンダ室５を仕切り圧縮室５ａを形成することができなくなるおそれがある。
【００１６】
上記のようにベーン１７の飛び出し性が悪くなり、圧縮室５ａを形成できなくなると、圧縮機を起動してから冷媒ガスを吸入・圧縮できるようになるまで時間がかかり、気体圧縮機の起動時における圧縮性能が悪くなるといった問題があった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧縮機の起動時におけるベーン１７の飛び出し性を向上させ、圧縮機の起動時における圧縮性能の向上を図った気体圧縮機を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のように、圧縮機の起動時におけるベーン１７の飛び出し性の向上を図るものである。これは従来の気体圧縮機は、圧縮機の起動時におけるベーン１７の飛び出し性が悪くなるのは、上述のように、ロータ４の低回転によるベーン１７にかかる遠心力不足や、サライ溝１１への潤滑油の供給不足によるベーン溝１６への潤滑油の供給不足から起因するベーン背圧の低下等が原因である。つまり、ベーン１７をシリンダ室５内に飛び出させ、シリンダ３内周面に押し付ける力が圧縮機の起動時において不足していることが原因であった。
【００１９】
そこで、本発明は、圧縮機の起動時においてベーン１７をシリンダ室５内に飛び出させ、シリンダ３内周面に押し付けるために不足している力を、ベーン溝底部１６ａに供給されるの潤滑油によるベーン背圧とロータ４の回転による遠心力のほかに、補うこととしたものである。
【００２０】
ここで、圧縮機の通常運転時においては、高圧供給穴１０は、油溜まり７から第１の供給路１２を介して供給される潤滑油で満たされている。したがって、上述のように、吐出室６の圧力と同等の圧力である潤滑油がベーン溝底部１６ａに供給され、それがベーン背圧となり、ベーン１７がベーン溝１６内に押し戻されてシリンダ３の内周面から離間しそうになるのを防いでいる。しかしながら、圧縮機の起動時においては、上述の理由から、高圧供給穴１０内には潤滑油の供給が不足している。この状態で圧縮機が起動されると、ロータ４の回転による遠心力により、ベーン１７はシリンダ３内周面に押し付けられるほどには至らないが、ある程度シリンダ室５内に突出される。すると、ベーン溝底部１６ａには空間部が形成されるから、ベーン１７とベーン溝１６の間に発生する吸引効果により、シリンダ室５内の冷媒ガスがベーン溝底部１６ａに流れ込む。そして、ロータ４がさらに回転すると、ベーン１７は、シリンダ３内周面によりベーン溝１６内へ押し戻されようとする。このとき、ベーン溝底部１６ａに流入した冷媒ガスが圧縮される。ロータ４の回転が吐出直前段階まで回転し、ベーン溝底部１６ａと高圧供給穴１０とが連通したとき、この圧縮された冷媒ガスが高圧供給穴１０に吐出される。
【００２１】
上述のような動作によって、圧縮機の起動時には、高圧供給穴１０には高圧冷媒ガスが吐出され、高圧供給穴１０は、高圧の冷媒ガスで満たされている。
【００２２】
そこで、本発明は、圧縮機の起動時においてベーン１７をシリンダ３内周面に押し付けるために不足している力を、ベーン溝底部１６ａの潤滑油によるベーン背圧とロータ４の回転による遠心力のほかに、上述の高圧供給穴１０に存在する高圧の冷媒ガスによって補うことにしたものである。
【００２３】
すなわち、本発明は、圧縮機の起動時のおいて、高圧供給穴１０に存在する高圧の冷媒ガスを、ロータ４の回転による吸入・圧縮過程時にベーン溝底部１６ａに供給させ、ベーン１７を飛び出させる第３の力とすることとしたものである。
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明は、冷媒ガスを吸入・圧縮・吐出する気体圧縮機であって、上記気体圧縮機は、楕円筒状のシリンダと、上記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、上記ロータに放射状に形成されたベーン溝と、上記ベーン溝内に設けられ、上記ロータの半径方向に出没可能なベーンと、冷媒ガスの吸入・圧縮過程で上記ベーン溝底部と連通されるサライ溝と、冷媒ガスの圧縮過程で上記ベーン溝底部と上記サライ溝との連通が遮断された後に該ベーン溝底部と連通される高圧供給穴と、上記気体圧縮機の起動時に上記サライ溝と上記高圧供給穴とを連通させる連通路と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において、高圧供給穴に満たされている高圧の冷媒ガスを、連通路を介して、サライ溝に吐出させることができる。したがって、吸入・圧縮過程においてサライ溝と連通しているベーン溝底部に高圧の冷媒ガスを供給することができるから、ロータの低回転による遠心力不足と、サライ溝に供給される潤滑油不足を補って、ベーンをシリンダ室内に飛び出させることができ、圧縮機の起動時におけるベーンの飛び出し性を向上させることができる。
【００２６】
また、本発明は、上記気体圧縮機は、上記シリンダから吐出された冷媒ガスを一時貯留する吐出室と、上記吐出室の下部に形成されると油溜まりと、上記油溜まりと上記高圧供給穴とを連通させる第１の供給路と、上記第１の供給路から分岐して形成されるとともに、上記サライ溝に連通される第２の供給路とをさらに備え、上記連通路は、上記第１の供給路と上記第２の供給路で構成されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明では、上記構成を採用したことにより、従来の気体圧縮機に、第２の供給路を新たに設けるだけで、本発明の目的を達成することができる。
【００２８】
また、本発明は、上記連通路内であって、上記吐出室の圧力と上記サライ溝の圧力の差が所定の値以上になった場合に閉の状態にする第１の圧力調整弁を設けている構成をとることもできる。
【００２９】
また、本発明は、上記第２の供給路内であって、上記吐出室の圧力と上記サライ溝の圧力の差が所定の値以上になった場合に閉の状態にする第１の圧力調整弁を設けている構成をとることもできる。
【００３０】
本発明では、上記構成を採用したことにより、気体圧縮機の起動時においてのみ、サライ溝にベーンの飛び出し性を向上させる第３の力を供給させることができ、気体圧縮機の通常運転時において、ベーンを飛び出させるに必要以上の力を遮断することができる。
【００３１】
また、本発明は、上記油溜まりから下流側であって、かつ上記第２の供給路へ分岐する分岐点よりも上流の上記第１の供給路内に、上記吐出室の圧力と上記第２の供給路への分岐点の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第２の圧力調整弁が設けられている構成をとることもできる。
【００３２】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴から供給される高圧の冷媒ガスを、油溜まりとフロントサイドの軸受に漏らすことなく、効率よくサライ溝に供給することができる。
【００３３】
また、本発明は、上記油溜まりから下流側であって、かつ上記第２の供給路へ分岐する分岐点よりも上流側の上記第１の供給路から分岐して形成される第３の供給路と、上記第１の供給路内であって、かつ上記第２の供給路への分岐点と上記第３の供給路への分岐点の間に、上記吐出室の圧力と上記第２の供給路への分岐点の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第２の圧力調整弁が設けられていること、を特徴とする。
【００３４】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴から供給される高圧の冷媒ガスを、油溜まり側とフロントサイドの軸受側にもらすことなく、効率よくサライ溝に供給することができる。
【００３５】
また、本発明は、上記分岐点からさらに、分岐して形成されるとともに、上記気体圧縮機装置本体内の前方へ潤滑油を供給する第３の供給路と、上記油溜まりから上記気体圧縮機装置本体内の前方の方向であって、かつ上記分岐点の後の上記第３の供給路内に、上記吐出室の圧力と上記第３の供給路内の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第３の圧力調整弁が設けられている構成をとることもできる。
【００３６】
本発明では、上記構成を採用したことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴から供給される高圧の冷媒ガスを、油溜まり側とフロントサイドの軸受側にもらすことなく、効率よくサライ溝に供給することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る気体圧縮機の実施形態について図１乃至５を基に詳細に説明する。なお、本実施形態において、従来と同一構成のものについては、同一符号を付してその詳細説明を省略する。また、本発明においてシリンダ３の内部については従来と同様の構成により、従来の技術で用いた図８のシリンダ３の断面図を示すＢ−Ｂ断面図を代用する。
【００３８】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の気体圧縮機の一実施形態を示す縦断面図である。図２は、この発明の連通路および潤滑油の供給路を示す模式図である。
【００３９】
図１に示す気体圧縮機は、リアサイドブロック９内に穿設されるとともに、油溜まり７と、リアサイドブロック内の軸受９ａおよび高圧供給穴１０を、二股に分岐することによってそれぞれ連通させる第１の供給路１２が設けられている。また、この第１の供給路１２から分岐して設けられるとともに、リアサイドブロック９内とシリンダ３とフロントサイドブロック８内に穿設され、かつ油溜まり７とフロントサイドブロック内の軸受８ａを連通させる第３の供給路１３が設けられている。
【００４０】
上記第１の供給路１２および上記第３の供給路１３によって、気体圧縮機の軸受やその他の摺動部、また、図８に示すシリンダ３内のロータ４、サライ溝１１、ベーン１７等の摺動部、圧縮室５ａに、油溜まり７から潤滑油が供給され、潤滑され、またはシールされるようになっている。
【００４１】
ここで、本実施例においては、上記第１の供給路１２と第３の供給路１３の分岐点１２ｂからさらに分岐して設けられるとともに、リアサイドブロック９内に穿設され、かつ高圧供給穴１０とサライ溝１１を連通させる第２の供給路１４が設けられている。
【００４２】
また、第２の供給路１４には、第１の圧力調整弁１５が設けられている。
【００４３】
図２は、上述の第１の実施形態を示す模式図である。この模式図は、上述の第１の供給路１２と第２の供給路１４と第３の供給路１３と油溜まり７と高圧供給穴１０とサライ溝１１とフロントサイドブロック内の軸受８ａとリアサイドブロック内の軸受９ａと第１の圧力調整弁１５の関係を模式図として示すものである。
【００４４】
図２に示すように、高圧供給穴１０とサライ溝１１は、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１によって連通されている。また、この連通路２１を構成する第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５が設けられている。
【００４５】
このような構成の気体圧縮機の動作を説明すると、圧縮機の起動時において、ロータ４が回転を始めると、吸入・圧縮過程においてロータ４の回転による遠心力により、ベーン溝１６にロータ４の半径方向に出没可能に装着されているベーン１７が、シリンダ室５を仕切ることができない程度に飛び出す。
【００４６】
このとき、ベーン溝底部１６ａには、ベーン１７が飛び出した分だけ空間部が形成され、ベーン１７がベーン溝１６内で摺動されることによりベーン１７とベーン溝１６の間に発生する吸引効果により、シリンダ室５内の冷媒ガスが、ベーン溝底部１６ａに流れ込む。この状態で、さらにロータ４が回転すると、シリンダ３の内周面が楕円形状を有していることより、シリンダ３内周面とロータ４外周面との距離はロータ４が回転するほど短くなっていくから、ベーン１７の先端は、シリンダ３内周面に押し付けられるようになる。さらにロータ４が回転すると、ベーン１７は、シリンダ３内周面によってベーン溝１６内へ押し戻されようとする。ベーン溝底部１６ａに流れ込んだ冷媒ガスは、ベーン１７がベーン溝１６内へ押し戻されようとする力によって圧縮される。さらにロータ４が回転し吐出直前段階まで回転すると、ベーン溝底部１６ａと高圧供給穴１０が連通し、圧縮された高圧の冷媒ガスは、高圧供給穴１０に吐出される。
【００４７】
高圧供給穴１０に吐出された高圧の冷媒ガスは、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を通り、サライ溝１１へ吐出される。
【００４８】
ベーン溝１６は、ロータ４外周面に複数形成されており、いずれかのベーン溝１６が必ず吸入・圧縮過程にあるように配置されている。したがって、サライ溝１１へ高圧の冷媒ガスが吐出した時点では、いずれかのベーン溝１６がサライ溝１１と連通しており、このサライ溝１１と連通しているベーン溝底部１６ａへ高圧の冷媒ガスは吐出される。
【００４９】
高圧の冷媒ガスが吐出したベーン溝１６に装着されているベーン１７は、ロータ４の回転による遠心力と、サライ溝１１を介してベーン溝底部１６ａに供給される潤滑油の油圧に加えて、この高圧の冷媒ガスの圧力が加わる。これによりベーン１７は、シリンダ３内周面に押し付けられる程度に飛び出し、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成する。
【００５０】
つまり、気体圧縮機の通常運転時には、高圧供給穴１０は、第１の供給路１２を介して油溜まり７から供給される潤滑油によって、ベーン１７がシリンダ３内周面から離間するのを防ぐ。また、気体圧縮機の通常運転時には、第１の供給路１２は、油溜まり７から高圧供給穴１０に潤滑油を供給し、サライ溝１１は、軸受のクリアランスにより供給された潤滑油をベーン溝底部１６ａに供給する。
【００５１】
しかし、本実施形態によると、気体圧縮機の起動時においては、高圧供給穴１０は、ベーン溝底部１６ａで圧縮された冷媒ガスが吐出される。また、第１の供給路１２および第２の供給路１４で構成される連通路２１は、高圧供給穴１０に吐出された高圧の冷媒ガスをサライ溝１１に供給する。サライ溝１１は、高圧供給穴１０より連通路２１を介して供給された高圧の冷媒ガスをベーン溝底部１６ａに供給する。
【００５２】
したがって、本実施形態によれば、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１が高圧供給穴１０とサライ溝１１を連通させる構成を有する。上記構成により、ロータ４の回転による遠心力と、サライ溝１１からベーン溝底部１６ａに供給される潤滑油によるベーン背圧に加えて、高圧の冷媒ガスをベーン溝底部１６ａに供給することによるベーン背圧の３つの力を、ベーン１７に加えている。よって、圧縮機の起動時において、ベーン１７の飛び出し性は飛躍的に高まり、圧縮機の起動直後からベーン１７がシリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成し、冷媒ガスの吸入・圧縮を行うことができる。
【００５３】
ここで、本実施形態による、圧縮機の起動性について示したものが図５である。図５に示すグラフは、従来の技術と本実施形態による起動性の違いについて比較したものである。実験方法は、ロータ４を毎分８００回転（Ｎｃ＝８００ｒｐｍ）で回転させ、吐出室６の圧力（Ｐｄ）を０．３９２ＭＰａＧ、吸入室の圧力（Ｐｓ）を０．４２０ＭＰａＧとして、圧縮機の起動時における状態を再現する。この状況下で、ベーン１７が吸入・圧縮過程においてシリンダ３内周面に押し付けられるまでの時間を計測したものであり、従来の技術と本実施形態においてそれぞれ１０回計測し、その平均値をとる。上述の実験方法による実験結果を、グラフ化したものである。
【００５４】
図５に示すように、上述の実験の結果、吸入・圧縮過程において、ベーン１７がシリンダ３内周面に押し付けられるまで、従来の技術では平均１３．２秒かかったのに対し、本実施形態によると、平均０．９秒であった。つまり、従来の技術では、圧縮機が起動してから冷媒ガスを吸入・圧縮するまで１３．２秒かかったのに対し、本実施形態では、わずか０．９秒後には冷媒ガスを吸入・圧縮している。
【００５５】
上述のように、本実施形態は高圧供給穴１０とサライ溝１１とを連通路２１によって連通することにより、圧縮機の起動時においてベーン１７の飛び出し性は飛躍的に高まり、圧縮機の起動直後からベーン１７がシリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成し、冷媒ガスの吸入・圧縮を行う。よって、どのような悪条件下においても、起動性が確保され、起動時のチャタリングなども防止されるものである。
【００５６】
また、上述の連通路２１を第１の供給路１２と第２の供給路１４によって構成されるようにした。高圧供給穴１０に潤滑油を供給する第１の供給路１２については従来の気体圧縮機の第１の供給路１２をそのまま使用し、第２の供給路１４を穿設するだけでよく、従来の気体圧縮機を改造するにしても安価に行うことができる。
【００５７】
次に、本実施形態は、第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５を設ける構成をとることもできる。
【００５８】
以下、第２の供給路１４内に、第１の圧力調整弁１５を設けている場合の動作を説明する。
【００５９】
本実施形態において、圧縮機の起動すると、圧縮機は本実施形態により上述のような動作を行い、直ちに冷媒ガスを吸入・圧縮を開始し、吐出室６に高圧の冷媒ガスが吐出され、吐出室６の圧力は上昇する。吐出室６の圧力の上昇に伴い油溜まり７の表面には圧力がかかり、油溜まり７の潤滑油は、高圧の潤滑油となって各供給路を流れ出す。これと同時に、第２の供給路１４には、本来第１の供給路１２と第３の供給路１３を介して気体圧縮機の各所に流れる潤滑油も流れ込む。
【００６０】
第２の供給路１４に流れ込んだ高圧の潤滑油は、第１の圧力調整弁１５に圧力をかけはじめ、第１の圧力調整弁１５の前後の圧力の差が所定の値以上になると、第１の圧力調整弁１５は閉の状態となり、第２の供給路１４を遮断する。よって、圧縮機が冷媒ガスを吸入・圧縮するようになると、第２の供給路１４は遮断され、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１も非連通となり、サライ溝１１には、第２の供給路１４を介して圧縮された冷媒ガスも高圧の潤滑油も吐出されない。つまり、この第１の圧力調整弁１５は、圧縮機が冷媒ガスを吸入・圧縮を開始すると、吐出室６の圧力とサライ溝１１の圧力の差が所定の値以上になり、油溜まり７から第２の供給路１４内に流れ込む潤滑油の圧力が所定以上になると、閉の状態になる。これにより、第２の供給路１４を介してサライ溝１１に吐出される潤滑油と高圧の冷媒ガスの供給を遮断するものである。
【００６１】
したがって、第１の圧力調整弁１５を設けたことにより、圧縮機が通常運転をしている間は、高圧供給穴１０から冷媒ガスが吐出されず、また第２の供給路１４を介してサライ溝１１に直接高圧の潤滑油が吐出されることない。よって、ベーン背圧が必要以上の圧力とならず、ベーン１７が必要以上にシリンダ３内周面に押し付けられることがなくなり、ベーン１７の先端が磨耗するのを防ぐことができる。
【００６２】
なお、第１の圧力調整弁１５が第２の供給路１４を遮断するための潤滑油の圧力は、適宜調整できるが、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になると第２の供給路１４を遮断できる程度が望ましい。
【００６３】
また、第１の圧力調整弁１５において、本実施形態の図１および図２には球状の弁体および圧縮ばねを用いて、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力となり、弁体にこの圧力がかかり、圧縮ばねの付勢力を上回ったとき、圧縮ばねは圧縮され、弁体が弁座に密着し、第２の供給路１４を閉にする構成を用いた。しかし、第１の圧力調整弁１５の構成は本実施形態に記載したものに限るものではなく、例えば、球状の弁体は、円錐状のものであってもよく、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になったときに第２の供給路１４を遮断できるものならば適宜仕様に合わせて適用できる。
【００６４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３は、この発明の第２の実施形態の連通路２１および潤滑油の供給路を示す模式図である。また、本実施形態において設けられる連通路２１は、第１の実施形態と同様にリアサイドブロック９内に穿設されて設けられているので、気体圧縮機の縦断面図を省略する。なお、本実施形態において、従来の技術および第１の実施例と同一構成のものについては、同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００６５】
本実施形態は、第１の実施形態における、第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１と、第３の供給路１３、および第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５を設けた構成は同様である。
【００６６】
本実施形態は、上述の構成に加えて、油溜まり７から下流側であって、かつ第２の供給路１４と第３の供給路１３へ分岐する分岐点１２ａ，１２ｂよりも上流側の第１の供給路１２内に、第２の圧力調整弁２０を設けた構成を有するものである。
【００６７】
以下、本実施形態のように、第２の圧力調整弁２０を設けている場合の動作を説明するが、シリンダ３内の高圧供給穴１０に高圧の冷媒ガスが吐出される動作は、第１の実施例と同様により、これを省略する。
【００６８】
気体圧縮機の停止時において、吐出室６に吐出される高圧の冷媒ガスはないから吐出室６の圧力は気体圧縮機の通常運転時よりも低い状態にある。このとき、吐出室６の圧力と第２の供給路１４への分岐点１２ａの圧力の差が所定の値以下となっており、第２の圧力調整弁２０は、第１の供給路１２を閉の状態にしており、第１の供給路１２を遮断している。
【００６９】
気体圧縮機が起動し始めると、上述の第１の実施例と同様に、高圧供給穴１０から第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を介してサライ溝１１に高圧の冷媒ガスが吐出される。このとき、第１の供給路１２は、油溜まり７とも連通するよう設けられているが、第２の圧力調整弁２０が閉の状態になっていることにより、油溜まり７と高圧供給穴１０は非連通となり、油溜まり７には冷媒ガスは吐出されない。
【００７０】
さらにサライ溝１１に高圧の冷媒ガスが吐出し、ベーン溝底部１６ａに高圧の冷媒ガスが吐出されると、上述のように、冷媒ガスの吸入・圧縮過程が機能し始める。このとき、吐出室６は、高圧の冷媒ガスが吐出されているため、圧力が上昇し、油溜まり７の表面に圧力をかけ始める。同時に、吐出ガスの圧力による油溜まり７の潤滑油の圧力が第２の圧力調整弁２０にかかり始める。
【００７１】
吐出室６の圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力にまで高まったとき、第１の圧力調整弁１５は閉の状態となり、第２の供給路１４を遮断する。同時に、吐出室６の圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力まで高まったとき、第２の圧力調整弁２０は開の状態となり、油溜まり７から潤滑油が第１の供給路１２および第３の供給路１３へ流れはじめ、気体圧縮機の各所を潤滑し、シールする。
【００７２】
したがって、第２の圧力調整弁２０を設けたことにより、圧縮機の起動時において高圧供給穴１０から吐出される高圧の冷媒ガスは油溜まり７には吐出されず、高圧の冷媒ガスを効率よく第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を通りサライ溝１１へ供給することができる。また、ベーン１７がシリンダ３内周面に押し付けられる程度にまで飛び出し、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成すると、吐出室６の圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力にまで高まり、第２の圧力調整弁２０は開の状態となる。これにより、潤滑油は、油溜まり７から気体圧縮機の各所に供給される。
【００７３】
よって、本実施形態によると、圧縮機の起動時において、ベーン１７の飛び出し性はさらに高まり、圧縮機の起動直後から効率よくベーン１７がシリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成し、冷媒ガスの吸入・圧縮を行うことができる。よって、どのような悪条件下においても、起動性が確保され、起動時のチャタリングなども防止されるものである。
【００７４】
なお、第２の圧力調整弁２０が開の状態になるための吐出ガスの圧力による潤滑油の圧力は、適宜調整できるが、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になると開の状態となる程度が望ましい。
【００７５】
また、第２の圧力調整弁２０において、本実施形態の図３には球状の弁体および圧縮ばねを用い、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力となり、潤滑油の圧力が圧縮ばねの付勢力を上回ったとき、圧縮ばねは圧縮され、弁体が弁座から離れ、第１の供給路１２を開にする構成を用いた。しかし、第２の圧力調整弁２０は、本実施形態に記載したものに限るものではなく、例えば、球状の弁体は、円錐状のものであってもよく、吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転中の圧力になったときに第１の供給路１２を開の状態にできるものならば適宜仕様に合わせて適用できる。
【００７６】
次に、本実施形態は、第３の供給路１３内に第２の圧力調整弁２０と同様の構成・作用を有する、吐出室６の圧力と第３の供給路１３内の圧力の差が所定の値以下であった場合に閉の状態となる第３の圧力調整弁をさらに設けてもよい。
【００７７】
このような構成によると、気体圧縮機の起動時において、高圧供給穴１０から吐出される高圧の冷媒ガスが、油溜まり７に加えて第３の供給路１３に吐出することも防ぐことができ、さらに効率よく第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を通りサライ溝１１へ供給することができる。
【００７８】
したがって、本実施形態によると、ベーン１７の飛び出し性はさらに高まり、上述の効果をより高めることができる。
【００７９】
（第３の実施形態）
次に本発明の他の実施形態を説明する。図４は、この発明の第３の実施形態の連通路２１および潤滑油の供給路を示す模式図である。また、本実施形態において設けられる連通路２１は、第１の実施形態と第２の実施形態と同様にリアサイドブロック９内に穿設されて設けられているので、気体圧縮機の縦断面図を省略する。なお、本実施形態において、従来の技術および第１の実施例および第２の実施例と同一構成のものについては、同一符号を付してその詳細説明を省略する。
【００８０】
本実施形態は、第１の実施形態における、第１の供給路１２と第２の供給路１４とで構成される連通路２１と、第３の供給路１３、およびこれに第２の供給路１４内に第１の圧力調整弁１５を設けた構成は同様である。
【００８１】
ここで、本実施形態において、第２の供給路１４は、油溜まり７から下流側であって、かつ第１の供給路１２と第３の供給路１３の分岐点１２ｂより下流側の第１の供給路１２から分岐して設けられる構成を有するものである。また、本実施形態の第２の圧力調整弁２０は、第１の供給路１２内であって、かつ第２の供給路１４との分岐点１２ａと第３の供給路１３との分岐点１２ｂの間に設けられている構成を有するものである。
【００８２】
本実施形態による、気体圧縮機の動作については第１の実施形態または第２の実施形態と同様によりこれを省略する。
【００８３】
本実施形態のような構成によって、圧縮機の起動時において高圧供給穴１０から吐出される高圧の冷媒ガスは油溜まり７と第３の供給路１３には吐出されず、高圧の冷媒ガスは効率よく第１の供給路１２と第２の供給路１４で構成される連通路２１を介してサライ溝１１へ供給される。また、ベーン１７がシリンダ３内周面に押し付けられる程度にまで飛び出し、シリンダ室５を仕切り、圧縮室５ａを形成する。このとき、吐出室６の吐出ガスの圧力が気体圧縮機の通常運転時と同等の圧力にまで高まり、第２の圧力調整弁２０は開の状態となるから、潤滑油は油溜まり７から気体圧縮機の各所に供給される。
【００８４】
よって、本実施形態によると、第２の圧力調整弁２０を一つ設けるだけで、圧縮機の起動時において油溜まり７と第３の供給路１３へ高圧の冷媒ガスが吐出するのを防ぐ。したがって、高圧の冷媒ガスが効率よくサライ溝１１に供給されるのと同時に、第２の圧力調整弁２０と同様の作用・効果を有する圧力調整弁を第３の供給路１３に設ける構成と比べてコストを削減することができる。
【００８５】
もちろん、本実施形態の第１の圧力調整弁１５および第２の圧力調整弁２０についても、第１の実施例および第２の実施例と同様、弁の開閉に要する圧力は調整することができ、また圧力調整弁の構成についても同様に適宜選択できる。
【００８６】
【発明の効果】
本願発明に係る気体圧縮機にあっては、上記の如く圧縮機の起動時において高圧供給穴とサライ溝を連通させる連通路２１を設け、圧縮機の起動時において、高圧供給穴に満たされている高圧の冷媒ガスを、連通路２１を介して、サライ溝に吐出させ、吸入・圧縮過程においてサライ溝と連通しているベーン溝底部に高圧の冷媒ガスを供給するようにしたから、ロータの低回転による遠心力不足と、サライ溝に供給される潤滑油不足を補って、ベーンをシリンダ室内に飛び出させることができ、圧縮機の起動時におけるベーンの飛び出し性を向上させることができるから、どのような悪条件下においても、起動性が確保され、起動時のチャタリングなども防止することができる。
【００８７】
また、上述の連通路を第１の供給路と第２の供給路によって構成されるようにしたから、高圧供給穴に潤滑油を供給する第１の供給路については従来の気体圧縮機の第１の供給路をそのまま使用し、第２の供給路を穿設するだけでよく、従来の気体圧縮機を改造するにしても安価に行うことができる。
【００８８】
また、上述の連通路に第１の圧力調整弁を設けたことにより、気体圧縮機の通常運転中には、サライ溝には高圧の冷媒ガスおよび潤滑油が連通路を通じて直接吐出されないから、ベーンが必要以上にシリンダ内周面に押し付けられることがなくなり、ベーンの先端が磨耗するのを防ぐことができる。
【００８９】
また、上述のように第２の圧力調整弁または第３の圧力調整弁を設けたことにより、気体圧縮機の起動時において、高圧供給穴から吐出される高圧の冷媒ガスが油溜まりや第３の供給路へ吐出することなく、効率よくサライ溝へ吐出されるから、ベーンの飛び出し性をさらに向上させることができ、どのような悪条件下においても、起動性がさらに確保され、起動時のチャタリングなどもさらに防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を示した気体圧縮機の断面図。
【図２】（ａ）第１の実施形態における連通路および潤滑油の供給路を模式化した模式図。
（ｂ）本実施形態における連通路の詳細図。
【図３】（ａ）第２の実施形態における連通路および潤滑油の供給路を模式化した模式図。
（ｂ）本実施形態における連通路の詳細図。
【図４】（ａ）第３の実施形態における連通路および潤滑油の供給路を模式化した模式図。
（ｂ）本実施形態における連通路の詳細図。
【図５】本実施形態と従来の気体圧縮機における機動性の違いを比較したグラフ。
【図６】従来の気体圧縮機の断面図。
【図７】従来の気体圧縮機の潤滑油の供給路を模式化した模式図。
【図８】図１および図６のＢ−Ｂ線断面図。
【符号の説明】
１ 圧縮機本体
２ 吸気室
２ａ 吸気ポート
３ シリンダ
４ ロータ
５ シリンダ室
５ａ 圧縮室
６ 吐出室
６ａ 吐出ポート
７ 油溜まり
８ フロントサイドブロック
８ａ フロントサイドブロック内の軸受
９ リアサイドブロック
９ａ リアサイドブロック内の軸受
１０ 高圧供給穴
１１ サライ溝
１２ 第１の供給路
１２ａ 第２の供給路への分岐点
１２ｂ 第３の供給路への分岐点
１３ 第３の供給路
１４ 第２の供給路
１５ 第１の圧力調整弁
１６ ベーン溝
１６ａ ベーン溝底部
１７ ベーン
１８ シリンダ吐出孔
１９ 吐出チャンバ
２０ 第２の圧力調整弁
２１ 連通路
Claims (7)
- 冷媒ガスを吸入・圧縮・吐出する気体圧縮機であって、
上記気体圧縮機は、楕円筒状のシリンダと、
上記シリンダ内に回転可能に配置されたロータと、
上記ロータに放射状に形成されたベーン溝と、
上記ベーン溝内に設けられ、上記ロータの半径方向に出没可能なベーンと、
冷媒ガスの吸入・圧縮過程で上記ベーン溝底部と連通されるサライ溝と、
冷媒ガスの圧縮過程で上記ベーン溝底部と上記サライ溝との連通が遮断された後に該ベーン溝底部と連通される高圧供給穴と、
上記気体圧縮機の起動時に上記サライ溝と上記高圧供給穴とを連通させる連通路と、
を備えることを特徴とする気体圧縮機。 - 上記気体圧縮機は、上記シリンダから吐出された冷媒ガスを一時貯留する吐出室と、
上記吐出室の下部に形成されると油溜まりと、
上記油溜まりと上記高圧供給穴とを連通させる第１の供給路と、
上記第１の供給路から分岐して形成されるとともに、上記サライ溝に連通される第２の供給路とをさらに備え、
上記連通路は、上記第１の供給路と上記第２の供給路で構成されていること、
を特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。 - 上記連通路内であって、上記吐出室の圧力と上記サライ溝の圧力の差が所定の値以上になった場合に閉の状態にする第１の圧力調整弁を設けていること、
を特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。 - 上記第２の供給路内であって、上記吐出室の圧力と上記サライ溝の圧力の差が所定の値以上になった場合に閉の状態にする第１の圧力調整弁を設けていること、
を特徴とする請求項２に記載の気体圧縮機。 - 上記油溜まりから下流側であって、かつ上記第２の供給路へ分岐する分岐点よりも上流側の上記第１の供給路内に、上記吐出室の圧力と上記第２の供給路への分岐点の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第２の圧力調整弁が設けられていること、
を特徴とする請求項２又は４に記載の気体圧縮機。 - 上記油溜まりから下流側であって、かつ上記第２の供給路へ分岐する分岐点よりも上流側の上記第１の供給路から分岐して形成される第３の供給路と、
上記第１の供給路内であって、かつ上記第２の供給路への分岐点と上記第３の供給路への分岐点の間に、上記吐出室の圧力と上記第２の供給路への分岐点の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第２の圧力調整弁が設けられていること、
を特徴とする請求項２又は４に記載の気体圧縮機。 - 上記第２の供給路へ分岐する分岐点からさらに、分岐して形成されるとともに、上記気体圧縮機装置本体内の前方へ潤滑油を供給する第３の供給路と、
上記油溜まりから上記気体圧縮機装置本体内の前方の方向であって、かつ上記分岐点の後の上記第３の供給路内に、上記吐出室の圧力と上記第３の供給路内の圧力の差が所定の値以下であった場合に、閉の状態にする第３の圧力調整弁が設けられていること、
を特徴とする請求項４又は５に記載の気体圧縮機。
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