JP3988818B2 - 気体圧縮機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体圧縮機に係わり、特に過圧縮を低減させ、振動騒音の低減、体積効率の向上の可能な気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体圧縮機は、室内空調用や冷凍用に用いられている。気体圧縮機５０は図６に示す如く圧縮機本体１を有し、圧縮機本体１は一対のサイドブロック２、３間に介挿されたシリンダ４を備えてなり、シリンダ４内にはロータ５が回転可能に配設されている。
【０００３】
ロータ５には端面間を貫通する回転軸６が一体に設けられており、回転軸６は両サイドブロック２、３のそれぞれに設けられた軸受孔７、８に回転可能に嵌合し、また、その回転軸先端側６ａは軸受孔７より突出し、更にフロントヘッド９を貫通するように延長形成されている。
回転軸先端側６ａの外局面側にはシール室１０が設けられており、このシール室１０には軸受孔７と回転軸６との軸受すきまＧを介し潤滑油が供給される。
【０００４】
図７に、図６中のＡ−Ａ矢視線断面図を示す。ロータ５の外周面には径方向にベーン溝１２が形成され、ベーン溝１２にはベーン１３が摺動可能に装着されている。そして、ベーン１３は、ロータ５の回転時には遠心力とベーン溝底部の油圧とによりシリンダ４の内壁に付勢される。
【０００５】
シリンダ４内は、一対のサイドブロック２、３、ロータ５、ベーン１３、１３・・により複数の小室に仕切られている。これらの小室は圧縮室１４、１４・・と称され、ロータ５の回転により容積の大小変化を繰り返す。
【０００６】
このような圧縮機本体１においては、ロータ５が回転して圧縮室１４、１４・・の容積が変化すると、その容積変化により図示しない吸入口に通じる吸入室１５の低圧冷媒ガスを吸気し圧縮する。圧縮機本体１は、左側端部に周状の開口端４１を有するケース５２内に開口端４１より挿入固定されている。
【０００７】
サイドブロック２、３の外周囲には、気密性を保持するため、Ｏリング４２Ａ、４２Ｂが取り付けられている。サイドブロック３とケース５２により吐出室１９が形成されている。そして、圧縮後の高圧冷媒ガスは吐出ポート１６、吐出弁１７、油分離器１８等を介して吐出室１９に吐出される。
【０００８】
このとき、油分離器１８では高圧冷媒ガスから油分を分離し、分離の油分は吐出室１９の底部に溜り、潤滑油の油溜り２０を形成する。油分の分離された高圧冷媒ガスは、図示しない吐出口より外部の図示しない熱交換器等に供給される。
【０００９】
一方、図示しないエンジンやモータ等の外部駆動源による動力は、図示しないベルト等によりプーリ３１に伝えられる。プーリ３１とフロントヘッド９間には、ベアリング３２が配設されている。
【００１０】
回転軸先端側６ａの左端には、アマチュア３３が固着され、クラッチ用電磁コイル３４の励磁により、このアマチュア３３はプーリ３１の左端面に吸着若しくは離脱される。アマチュア３３がプーリ３１の左端面に吸着されたとき、ロータ５はプーリ３１の回転につれて回転する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の気体圧縮機５０では、回転軸６の回転数が上がるにつれ、圧縮された冷媒ガスを吐出する時間が短くなり、それに伴い吐出仕切れない高圧冷媒ガスがシリンダ４とロータ５間の小さなクリアランス部分に残るおそれがあった。
【００１２】
そして、このような吐出仕切れない冷媒ガスの量は、大きくないにもかかわらず、微小のクリアランスによって形成されている非常に小さな容積部分に残存するため、このクリアランス部分で非常に高いピーク圧力を持つ。
【００１３】
このため、このピーク圧力により、無駄な動力を生じる。また、インパルス的な加振力がロータ５に加わることになり、振動騒音にも悪影響を及ぼすおそれがあった。
更に、低圧空間と高い圧力差を生じることでリークが発生し、体積効率低下につながる。
【００１４】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、過圧縮を低減させ、振動騒音の低減、体積効率の向上の可能な気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、一対のサイドブロック間に介挿され、かつケース内に固定された楕円形の内周を有するシリンダと、該シリンダの内部で回転するロータと、該ロータと前記シリンダ間に形成される少なくとも一つの圧縮室と、該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出ポートと、前記圧縮室により過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間とを備え、該退避空間は、前記シリンダの中心を通り該シリンダの内周に至る最短径線から前記吐出ポートまでの間の高圧空間側に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
吐出行程において、吐き出しきれなかった高圧冷媒ガスは、退避空間へと流れ込む。このことにより、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータへのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。また、低圧空間との圧力差を小さく抑えられることでリークが減少し、体積効率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記退避空間は、前記シリンダの内周面に形成された凹部であることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明は、前記退避空間は、前記サイドブロックのいずれか少なくとも一方の前記高圧空間を含む位置に形成された凹部であることを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明は、前記凹部は前記最短径線に対し前記ロータの回転方向に向けて傾斜して筋状に形成され、前記サイドブロックのほぼ中心に向けた少なくとも一部が前記高圧空間に連通されたことを特徴とする。
【００２０】
上記凹部は、圧縮室にて圧縮された冷媒ガスの流れの方向に沿って形成されているので、過圧縮によるピーク圧力を一層効果的に抑えることができ、リーク量の低減もできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。図１に、本発明の第１実施形態の正面図、図２に図１中のＢ−Ｂ矢視断面図を示す。尚、図６、図７と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】
図１において、シリンダ４の内周は楕円形であり、シリンダ４の中心Ｏ点を通り、シリンダ４の内周に至る最短径線１０１が仮想的に引かれている。そして、この最短径線１０１と吐出ポート１６までの間の高圧空間側に退避空間である凹部１０３がシリンダ４に形成されている。この凹部１０３は、シリンダ４の内周面にて圧縮室１４と連通されている。
【００２３】
かかる構成によれば、ベーン１３が吐出ポート１６を通過した際に、吐き出しきれなかった高圧冷媒ガスが、シリンダ４に設けた凹部１０３へと流れ込む。このことにより、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータ５へのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。また、過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。
【００２４】
更に、ベーン１３が凹部１０３を通過し終わった後には、凹部１０３に流れ込んでいた冷媒ガスが次の圧縮室１４へと戻される。これにより再圧縮となるが、凹部１０３に逃げている冷媒ガス量自体が少ないため性能に大きな影響を及ぼすことは無い。また、過圧縮による低圧空間との圧力差が減少し、リークが減るため、体積効率を向上させることができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３に、本発明の第２実施形態の正面図、図４に側面断面図を示す。尚、図６、図７と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。本発明の第２実施形態は、サイドブロック２、３に退避空間である凹部を形成するものである。
【００２６】
図３において、図中実線で示される部分は、フロントサイドブロック２又はリアサイドブロック３である。そして、このサイドブロック２、３の高圧空間を含む位置には円形状の凹部１０５が配設されている。凹部１０５は、一部がシリンダ４により覆われている。
かかる構成によれば、本発明の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５に、本発明の第３実施形態の正面図を示す。尚、図６、図７と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。本発明の第３実施形態は、サイドブロック２、３に退避空間である凹部を形成する点で本発明の第２実施形態と共通するが、この凹部を筋状に長く形成する点で相違するものである。
【００２８】
図５において、図中実線で示される部分は、フロントサイドブロック２又はリアサイドブロック３であり、シリンダ４より手前に位置されている。そして、このサイドブロック２、３の高圧空間を含む位置には筋状の凹部１０７が配設されている。
【００２９】
凹部１０７は、最短径線１０１に対しロータ５の回転方向に向けて傾斜して形成されている。凹部１０７は、一部がシリンダ４により覆われている。そして、凹部１０７の残りの部分は、最短径線１０１と吐出ポート１６までの間の高圧空間と連通されている。
【００３０】
かかる構成によれば、凹部１０７は、圧縮室１４にて圧縮された冷媒ガスの流れの方向に沿って傾斜形成されているので、過圧縮によるピーク圧力を一層効果的に抑えることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間を備えて構成したので、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータへのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。また、過圧縮が低減することで低圧空間へのリークが減少し、体積効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の正面図
【図２】 図１中のＢ−Ｂ矢視断面図
【図３】 本発明の第２実施形態の正面図
【図４】 同上側面断面図
【図５】 本発明の第３実施形態の正面図
【図６】 従来の気体圧縮機の断面図
【図７】 図５中のＡ−Ａ矢視線断面図
【符号の説明】
２ フロントサイドブロック
３ リアサイドブロック
４ シリンダ
５ ロータ
６ 回転軸
１３ ベーン
１４ 圧縮室
１６ 吐出ポート
５０ 気体圧縮機
１０１ 最短径線
１０３、１０５、１０７ 凹部
【発明の属する技術分野】
本発明は気体圧縮機に係わり、特に過圧縮を低減させ、振動騒音の低減、体積効率の向上の可能な気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体圧縮機は、室内空調用や冷凍用に用いられている。気体圧縮機５０は図６に示す如く圧縮機本体１を有し、圧縮機本体１は一対のサイドブロック２、３間に介挿されたシリンダ４を備えてなり、シリンダ４内にはロータ５が回転可能に配設されている。
【０００３】
ロータ５には端面間を貫通する回転軸６が一体に設けられており、回転軸６は両サイドブロック２、３のそれぞれに設けられた軸受孔７、８に回転可能に嵌合し、また、その回転軸先端側６ａは軸受孔７より突出し、更にフロントヘッド９を貫通するように延長形成されている。
回転軸先端側６ａの外局面側にはシール室１０が設けられており、このシール室１０には軸受孔７と回転軸６との軸受すきまＧを介し潤滑油が供給される。
【０００４】
図７に、図６中のＡ−Ａ矢視線断面図を示す。ロータ５の外周面には径方向にベーン溝１２が形成され、ベーン溝１２にはベーン１３が摺動可能に装着されている。そして、ベーン１３は、ロータ５の回転時には遠心力とベーン溝底部の油圧とによりシリンダ４の内壁に付勢される。
【０００５】
シリンダ４内は、一対のサイドブロック２、３、ロータ５、ベーン１３、１３・・により複数の小室に仕切られている。これらの小室は圧縮室１４、１４・・と称され、ロータ５の回転により容積の大小変化を繰り返す。
【０００６】
このような圧縮機本体１においては、ロータ５が回転して圧縮室１４、１４・・の容積が変化すると、その容積変化により図示しない吸入口に通じる吸入室１５の低圧冷媒ガスを吸気し圧縮する。圧縮機本体１は、左側端部に周状の開口端４１を有するケース５２内に開口端４１より挿入固定されている。
【０００７】
サイドブロック２、３の外周囲には、気密性を保持するため、Ｏリング４２Ａ、４２Ｂが取り付けられている。サイドブロック３とケース５２により吐出室１９が形成されている。そして、圧縮後の高圧冷媒ガスは吐出ポート１６、吐出弁１７、油分離器１８等を介して吐出室１９に吐出される。
【０００８】
このとき、油分離器１８では高圧冷媒ガスから油分を分離し、分離の油分は吐出室１９の底部に溜り、潤滑油の油溜り２０を形成する。油分の分離された高圧冷媒ガスは、図示しない吐出口より外部の図示しない熱交換器等に供給される。
【０００９】
一方、図示しないエンジンやモータ等の外部駆動源による動力は、図示しないベルト等によりプーリ３１に伝えられる。プーリ３１とフロントヘッド９間には、ベアリング３２が配設されている。
【００１０】
回転軸先端側６ａの左端には、アマチュア３３が固着され、クラッチ用電磁コイル３４の励磁により、このアマチュア３３はプーリ３１の左端面に吸着若しくは離脱される。アマチュア３３がプーリ３１の左端面に吸着されたとき、ロータ５はプーリ３１の回転につれて回転する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の気体圧縮機５０では、回転軸６の回転数が上がるにつれ、圧縮された冷媒ガスを吐出する時間が短くなり、それに伴い吐出仕切れない高圧冷媒ガスがシリンダ４とロータ５間の小さなクリアランス部分に残るおそれがあった。
【００１２】
そして、このような吐出仕切れない冷媒ガスの量は、大きくないにもかかわらず、微小のクリアランスによって形成されている非常に小さな容積部分に残存するため、このクリアランス部分で非常に高いピーク圧力を持つ。
【００１３】
このため、このピーク圧力により、無駄な動力を生じる。また、インパルス的な加振力がロータ５に加わることになり、振動騒音にも悪影響を及ぼすおそれがあった。
更に、低圧空間と高い圧力差を生じることでリークが発生し、体積効率低下につながる。
【００１４】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、過圧縮を低減させ、振動騒音の低減、体積効率の向上の可能な気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、一対のサイドブロック間に介挿され、かつケース内に固定された楕円形の内周を有するシリンダと、該シリンダの内部で回転するロータと、該ロータと前記シリンダ間に形成される少なくとも一つの圧縮室と、該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出ポートと、前記圧縮室により過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間とを備え、該退避空間は、前記シリンダの中心を通り該シリンダの内周に至る最短径線から前記吐出ポートまでの間の高圧空間側に形成されたことを特徴とする。
【００１６】
吐出行程において、吐き出しきれなかった高圧冷媒ガスは、退避空間へと流れ込む。このことにより、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータへのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。また、低圧空間との圧力差を小さく抑えられることでリークが減少し、体積効率を向上させることができる。
【００１７】
また、本発明は、前記退避空間は、前記シリンダの内周面に形成された凹部であることを特徴とする。
【００１８】
更に、本発明は、前記退避空間は、前記サイドブロックのいずれか少なくとも一方の前記高圧空間を含む位置に形成された凹部であることを特徴とする。
【００１９】
更に、本発明は、前記凹部は前記最短径線に対し前記ロータの回転方向に向けて傾斜して筋状に形成され、前記サイドブロックのほぼ中心に向けた少なくとも一部が前記高圧空間に連通されたことを特徴とする。
【００２０】
上記凹部は、圧縮室にて圧縮された冷媒ガスの流れの方向に沿って形成されているので、過圧縮によるピーク圧力を一層効果的に抑えることができ、リーク量の低減もできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。図１に、本発明の第１実施形態の正面図、図２に図１中のＢ−Ｂ矢視断面図を示す。尚、図６、図７と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００２２】
図１において、シリンダ４の内周は楕円形であり、シリンダ４の中心Ｏ点を通り、シリンダ４の内周に至る最短径線１０１が仮想的に引かれている。そして、この最短径線１０１と吐出ポート１６までの間の高圧空間側に退避空間である凹部１０３がシリンダ４に形成されている。この凹部１０３は、シリンダ４の内周面にて圧縮室１４と連通されている。
【００２３】
かかる構成によれば、ベーン１３が吐出ポート１６を通過した際に、吐き出しきれなかった高圧冷媒ガスが、シリンダ４に設けた凹部１０３へと流れ込む。このことにより、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータ５へのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。また、過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。
【００２４】
更に、ベーン１３が凹部１０３を通過し終わった後には、凹部１０３に流れ込んでいた冷媒ガスが次の圧縮室１４へと戻される。これにより再圧縮となるが、凹部１０３に逃げている冷媒ガス量自体が少ないため性能に大きな影響を及ぼすことは無い。また、過圧縮による低圧空間との圧力差が減少し、リークが減るため、体積効率を向上させることができる。
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３に、本発明の第２実施形態の正面図、図４に側面断面図を示す。尚、図６、図７と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。本発明の第２実施形態は、サイドブロック２、３に退避空間である凹部を形成するものである。
【００２６】
図３において、図中実線で示される部分は、フロントサイドブロック２又はリアサイドブロック３である。そして、このサイドブロック２、３の高圧空間を含む位置には円形状の凹部１０５が配設されている。凹部１０５は、一部がシリンダ４により覆われている。
かかる構成によれば、本発明の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。図５に、本発明の第３実施形態の正面図を示す。尚、図６、図７と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。本発明の第３実施形態は、サイドブロック２、３に退避空間である凹部を形成する点で本発明の第２実施形態と共通するが、この凹部を筋状に長く形成する点で相違するものである。
【００２８】
図５において、図中実線で示される部分は、フロントサイドブロック２又はリアサイドブロック３であり、シリンダ４より手前に位置されている。そして、このサイドブロック２、３の高圧空間を含む位置には筋状の凹部１０７が配設されている。
【００２９】
凹部１０７は、最短径線１０１に対しロータ５の回転方向に向けて傾斜して形成されている。凹部１０７は、一部がシリンダ４により覆われている。そして、凹部１０７の残りの部分は、最短径線１０１と吐出ポート１６までの間の高圧空間と連通されている。
【００３０】
かかる構成によれば、凹部１０７は、圧縮室１４にて圧縮された冷媒ガスの流れの方向に沿って傾斜形成されているので、過圧縮によるピーク圧力を一層効果的に抑えることができる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間を備えて構成したので、過圧縮によるピーク圧力を抑えることができる。過圧縮によるロータへのインパルス加振が減少するため振動騒音も低減することが可能となる。過圧縮が低減されることで消費動力を低減できる。また、過圧縮が低減することで低圧空間へのリークが減少し、体積効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態の正面図
【図２】 図１中のＢ−Ｂ矢視断面図
【図３】 本発明の第２実施形態の正面図
【図４】 同上側面断面図
【図５】 本発明の第３実施形態の正面図
【図６】 従来の気体圧縮機の断面図
【図７】 図５中のＡ−Ａ矢視線断面図
【符号の説明】
２ フロントサイドブロック
３ リアサイドブロック
４ シリンダ
５ ロータ
６ 回転軸
１３ ベーン
１４ 圧縮室
１６ 吐出ポート
５０ 気体圧縮機
１０１ 最短径線
１０３、１０５、１０７ 凹部
Claims (4)
- 一対のサイドブロック間に介挿され、かつケース内に固定された楕円形の内周を有するシリンダと、
該シリンダの内部で回転するロータと、
該ロータと前記シリンダ間に形成される少なくとも一つの圧縮室と、
該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが吐出される吐出ポートと、
前記圧縮室により過圧縮された冷媒ガスを一時的に退避させる退避空間とを備え、
該退避空間は、前記シリンダの中心を通り該シリンダの内周に至る最短径線から前記吐出ポートまでの間の高圧空間側に形成されたことを特徴とする気体圧縮機。 - 前記退避空間は、前記シリンダの内周面に形成された凹部であることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
- 前記退避空間は、前記サイドブロックのいずれか少なくとも一方の前記高圧空間を含む位置に形成された凹部であることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
- 前記凹部は前記最短径線に対し前記ロータの回転方向に向けて傾斜して筋状に形成され、前記サイドブロックのほぼ中心に向けた少なくとも一部が前記高圧空間に連通されたことを特徴とする請求項３記載の気体圧縮機。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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2001
- 2001-10-03 JP JP2001307341A patent/JP3988818B2/ja not_active Expired - Fee Related
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