JP2010121481A - ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダの軸方向幅を薄くしても吸入路面積を大きくできて、吸入圧力の損失を低減させることができるようにする。
【解決手段】回転軸4上に偏芯軸部4a,4bが一体化され、この偏芯軸部4a,4bにピストン5a,5bとシリンダ2a,2bを備え、シリンダ2a,2bには圧縮室と吸入室を仕切るベーンを摺動自在に挿入するとともに、ベーンをピストン5a,5bに押接させる付勢手段を設け、さらにシリンダ2a,2bの吸入穴11b形状を、円周方向の長穴とする。
【選択図】図1
【解決手段】回転軸4上に偏芯軸部4a,4bが一体化され、この偏芯軸部4a,4bにピストン5a,5bとシリンダ2a,2bを備え、シリンダ2a,2bには圧縮室と吸入室を仕切るベーンを摺動自在に挿入するとともに、ベーンをピストン5a,5bに押接させる付勢手段を設け、さらにシリンダ2a,2bの吸入穴11b形状を、円周方向の長穴とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、例えば冷凍装置、空調装置、給湯装置などに使用されるロータリ圧縮機に関する。
従来より、回転軸上に複数の偏芯軸部が一体化されて、これら偏芯軸部にピストンとシリンダを備え、このシリンダには圧縮室と吸入室を仕切るベーンを摺動自在に挿入するとともに、このベーンをピストンに押接させる付勢手段を設け、さらに偏芯軸部相互間に、回転軸が挿通される貫通穴を有し、各シリンダの間を仕切るとともに、各ピストンの側面と接触し合う仕切板が介装してなる多気筒ロータリ圧縮機は知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
このようなものにおいて、仕切板中央にある貫通穴は、一般に上下偏芯軸部の直径よりも大きく設定され、貫通穴に偏芯軸部を通過させて組立てられていた。一方、偏芯軸部に挿入されるピストンは、仕切板端面と接触することでガス漏れが防止されるようになっている。つまり、仕切板はガス漏れを防ぐシールとして機能する。
ところで、シリンダ内の有効容積を増加させるためには、偏芯軸部の偏芯量を増加させることが有効である。しかしながら、この場合、前述した従来の組立手順に従えば、貫通穴に偏芯軸部を通過させる仕切板の内径も大きくする必要があり、シール性を保持することが難しくなり、これが大容量化の妨げとなっていた。
また、シリンダの軸方向幅を薄くできれば、ロータリ圧縮機のシェル容積をさほど大きくすることなく多気筒化でき、かつガス漏れ流路の面積が減少し、漏れによる損失を低減させることができる。しかし、この場合には、シリンダの円形状のガス吸入穴の径を、シリンダ軸方向幅に合わせて小さくしなければならず、吸入圧力の損失につながっていた。
本発明の技術的課題は、シリンダの軸方向幅を薄くしても吸入路面積を大きくできて、吸入圧力の損失を低減させることができるようにすることにある。
本発明に係るロータリ圧縮機は、回転軸上に偏芯軸部が一体化され、この偏芯軸部にピストンとシリンダを備え、シリンダには圧縮室と吸入室を仕切るベーンを摺動自在に挿入するとともに、ベーンをピストンに押接させる付勢手段を設けたロータリ圧縮機であって、シリンダの吸入穴形状を、円周方向の長穴としたものである。
本発明に係るロータリ圧縮機においては、シリンダの吸入穴形状を、円周方向の長穴としたので、シリンダの軸方向幅を薄くしても、吸入路面積を大きくできて、吸入圧力の損失を低減させることが可能となる。そして、ロータリ圧縮機のシェル容積を大きくすることなく多気筒化でき、かつガス漏れ流路の面積を減少させることができ、漏れによる損失を低減させることが可能となる。
以下、図示実施形態により本発明を説明する。
図1は本発明の一実施形態に係るロータリ圧縮機すなわち多気筒ロータリ圧縮機の全体構成を示す縦断面図、図2はその圧縮機構部を拡大して示す縦断面図、図3は従来の手法に従って組立、かつ偏芯量増加した場合の問題点を比較例として示す圧縮機構部の縦断面図、図4は下側偏芯軸部を分割した場合の組付手順を示す工程図、図5はシリンダのガス吸入穴を従来と比較して示す模式図、図6は回転軸の各偏芯軸部間の形状を回転軸の基端側断面形状と比較して示す模式図である。
図1は本発明の一実施形態に係るロータリ圧縮機すなわち多気筒ロータリ圧縮機の全体構成を示す縦断面図、図2はその圧縮機構部を拡大して示す縦断面図、図3は従来の手法に従って組立、かつ偏芯量増加した場合の問題点を比較例として示す圧縮機構部の縦断面図、図4は下側偏芯軸部を分割した場合の組付手順を示す工程図、図5はシリンダのガス吸入穴を従来と比較して示す模式図、図6は回転軸の各偏芯軸部間の形状を回転軸の基端側断面形状と比較して示す模式図である。
本実施形態のロータリ圧縮機すなわち多気筒ロータリ圧縮機1は、図1のように密閉容器であるシェル1a内に、圧縮要素と、この圧縮要素を駆動する電動機要素とを収納して構成され、例えば冷凍サイクルの低圧側の低温の蒸気冷媒を吸入マフラ8から吸入して圧縮し、高圧・高温の蒸気冷媒にして吐出管9から吐出する機能を有している。
これを更に詳述すると、電動機要素は、シェル1a内に固定された電動機固定子21と、回転軸4に焼きばめられた電動機回転子22とで構成され、外部から電力が供給されて駆動される。そのため、シェル1aには、電力供給の中継点となるガラス端子10が設けられている。
圧縮機構部は、仕切板3を挟む上側と下側に2つのシリンダ2a,2bが配置され、仕切板3によって上側シリンダ2aと下側シリンダ2bが仕切られるように構成されている。上側シリンダ2aと下側シリンダ2bには、回転軸4の180度位相がずれた偏芯軸部4a,4bにそれぞれ挿入されて偏芯運動可能なピストン5a,5bが設けられ、回転軸4が回転することによって偏芯回転が与えられるようになっているとともに、これらシリンダとピストン間に形成される空間を圧縮室と吸入室に仕切るベーン(図示せず)が摺動自在に挿入され、このベーンが付勢手段(図示せず)によってピストンに押接されるようになっている。そして、圧縮機構部は、回転運動を支える軸受6a,6bにより、両端を支持されるようになっている。
各シリンダ2a,2bの入力ポートとなるガス吸入穴11bは、図5(b)のようにいずれも円周方向の長穴に形成され、シリンダ2a,2bの軸方向幅を薄くしても、吸入路面積を大きくできて、吸入圧力の損失を低減させることができるようになっている。このため、本実施形態に係るシリンダ2a,2bは、図5(a)のガス吸入穴11aが円形に形成されている従来のシリンダと比較して、その軸方向幅を薄くでき、シェル1aの容積を大きくすることなく多気筒化でき、かつガス漏れ流路の面積を減少させることができて、漏れによる損失を低減させることが可能となる。
また、図4のように回転軸4の各偏芯軸部4a,4b間を分割し、これら偏芯軸部4a,4b間に仕切板3を挿入後に、これら偏芯軸部4a,4b相互を結合するようにすれば、図3のように仕切板3の貫通穴に偏芯軸部を通過させる従来の組立手順により製作される多気筒ロータリ圧縮機と比し、ピストン5a,5bと仕切板3間のシール性の保持が容易となり、偏芯量を拡大させることが可能になる。このとき、図6のように回転軸4の偏芯軸部4a,4b間の軸部4cの断面形状を、例えば図6のような楕円形状など、回転軸4の基端側軸部4dの断面形状よりも大きくなるように構成することで、回転軸4の剛性を上げることも可能となる。
また、ベーン表面に二硫化モリブデン(MoS2)処理やパルソナイト処理といった微小な粒子を高速で吹き付け、表面粗さを小さくする処理を施してもよく、これによってシリンダとの間の摩擦を低減させることができ、さらに性能向上効果が得られる。
また、回転軸4の先端部4eの直径を基端側軸部4dの直径よりも細くしてもよく、この場合には、先端側の軸受6bとの間の接触面積を減らせることができて、摩擦低減など機械的損失の低減効果が得られる。
また、各偏芯軸部4a,4bを回転軸4とは別部材から構成し、組立時に仕切板3を挿入してから別部材で構成された各偏芯軸部4a,4bを回転軸4に圧入するようにしてもよく、この場合でもピストン5a,5bと仕切板3間のシール性の保持が容易となり、偏芯量を拡大させることが可能になる。
このように、本実施形態の多気筒ロータリ圧縮機によれば、各シリンダ2a,2bの入力ポートとなるガス吸入穴11bを円周方向の長穴に形成するとともに、回転軸4の各偏芯軸部4a,4b間を分割構造として回転軸4の偏芯軸部4a,4b間の軸部4cの断面形状を基端側軸部4dの断面形状よりも大きくなるように構成したので、吸入圧力の損失の低減、及びシール漏れによる損失の低減効果が得られ、効率のよい圧縮状態を実現することができる。その結果、各シリンダ2a,2bの軸方向幅を薄くしつつ、有効容積を拡大することができる。
なお、ここでは多気筒ロータリ圧縮機を例に挙げて説明したが、シリンダの入力ポートとなるガス吸入穴を円周方向の長穴に形成して吸入圧力の損失を低減させ、シリンダの軸方向幅を薄くしつつ、有効容積を拡大させることについては、単気筒ロータリ圧縮機にも適用できることは言うまでもない。
1 多気筒ロータリ圧縮機、2a,2b シリンダ、3 仕切板、4 回転軸、4a,4b 偏芯軸部、4c 偏芯軸部間の軸部、4e 回転軸の先端部、5a,5b ピストン、11b ガス吸入穴(シリンダの吸入穴)。
Claims (7)
- 回転軸上に偏芯軸部が一体化され、この偏芯軸部にピストンとシリンダを備え、該シリンダには圧縮室と吸入室を仕切るベーンを摺動自在に挿入するとともに、該ベーンを前記ピストンに押接させる付勢手段を設けたロータリ圧縮機であって、
前記シリンダの吸入穴形状を、円周方向の長穴としたことを特徴とするロータリ圧縮機。 - 前記ピストンとシリンダを備えた偏芯軸部は、前記回転軸上に複数設けられ、
これら偏芯軸部相互間に、前記回転軸が挿通される貫通穴を有し、各前記シリンダの間を仕切るとともに、各前記ピストンの側面と接触し合う仕切板が介装されてなることを特徴とする請求項1記載のロータリ圧縮機。 - 前記回転軸の各偏芯軸部間を分割し、これら偏芯軸部間に仕切板を挿入後にこれら偏芯軸部相互を結合してなることを特徴とする請求項2記載のロータリ圧縮機。
- 前記回転軸の各偏芯軸部間の断面形状を、当該回転軸の基端側断面形状よりも大きくしたことを特徴とする請求項3記載のロータリ圧縮機。
- 前記回転軸の先端部の直径を基端部の直径よりも細くしたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
- 前記偏芯軸部を前記回転軸とは別部材とし、組立時に前記偏芯軸部が前記仕切板の挿入後に圧入されることで、一体化されることを特徴とする請求項2記載のロータリ圧縮機。
- 前記ベーンの表面に二硫化モリブデン処理やパルソナイト処理を施したことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のロータリ圧縮機。
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