JP4011975B2

JP4011975B2 - Rotary compressor

Info

Publication number: JP4011975B2
Application number: JP2002157338A
Authority: JP
Inventors: 誠一天野; 浩二平野
Original assignee: Toshiba Carrier Corp
Current assignee: Toshiba Carrier Corp
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: JP2003343465A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空調用、冷凍用等に用いられるロータリコンプレッサに係わり、特に吐出側高圧圧縮室と吸い込み側低圧圧縮室に分離するベーンの摺動摩擦損失を低減したロータリコンプレッサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にロータリコンプレッサは、電動機部により回転駆動される圧縮機部に設けられたシリンダに形成されたベーン溝内を往復動するベーンにより高圧と低圧に仕切られている。
【０００３】
図４に示すように、従来のベーン溝２１は、断面が長方形状で細長い溝形状をなし、このベーン溝２１とシリンダ室２２との交差部の低圧側には面取り部２１ｓが形成されている。そして、シリンダ２２内を偏心回転するローラ２３のローラ回転偏心量ｅ_０にかかわらず、潤滑油量を確保するために、面取り部２１ｓの面取り量Ｃｓ０は、ベーン摺動方向に０．４〜１．２ｍｍだけ採られている。
【０００４】
しかしながら、面取り量Ｃｓが大きくなると、圧縮機部２４での差圧により受けるベーン２５のスラスト力が増加して、電力入力値が増大し、ＣＯＰが低下する問題があった。このＣＯＰの低下の割合は、ローラ回転偏心量ｅ_０により影響を受けて、変化する。すなわち、Ｃｓ_０とローラ回転偏心量ｅ_０との比（Ｃｓ_０／ｅ_０）が大きいほど、影響を受け易いという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、ベーンのスラスト力の増大による電力の入力値を最小限に抑え、安定した高ＣＯＰのロータリ圧縮機が要望されていた。
【０００６】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ベーンのスラスト力の増大による電力の入力値を最小限に抑え、安定した高ＣＯＰのロータリ圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、密閉ケースと、この密閉ケースに収納された電動要素と、この電動要素により駆動され、かつ、偏心運動するローラが収容され、ベーン溝内を往復動するベーンにより圧力的に仕切られたシリンダ室が設けられたロータリ式圧縮要素とを具備するロータリコンプレッサにおいて、ベーンスラスト力が作用する前記ベーンのシリンダ室突出面積を決める前記ローラのローラ回転偏心量をｅとし、前記ベーン溝と前記シリンダ室との交差部の低圧側に形成された面取り部をベーン摺動方向に沿って測定した面取り量をＣｓとするとき、このＣｓとｅとの間にＣｓ／ｅ≦０．０５の関係が成立するように設定されたことを特徴とするロータリコンプレッサが提供される。これにより、ベーンのスラスト力の増大による電力の入力値を最小限に抑え、安定した高ＣＯＰのロータリ圧縮機が実現される。
【０００８】
好適な一例では、上記ベーン溝とシリンダ室との交差部の高圧側には、上記Ｃｓに等しい面取り量を有する面取り部が形成される。
【０００９】
これにより、製造性が向上する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるロータリコンプレッサの実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明に係わるロータリコンプレッサの第１実施形態の概念図であり、図２はその断面図である。
【００１２】
図１に示すように、ロータリコンプレッサ１は、密閉ケース２の内部に電動要素３とロータリ式圧縮要素４とを内装して構成され、圧縮要素４は電動要素３から延びる回転軸５を主軸受６と副軸受７に挿通され、この主軸受６と副軸受７との間に、仕切板８を介して同一形状を有する２基のシリンダ９を配設し、各シリンダ９に設けられたシリンダ室１０内において、回転軸５に形成された偏心部５ａにそれぞれ円筒状のローラ１１を嵌合させる一方、図２に示すように、各シリンダ９に設けられたベーン溝１２の高圧側溝側面１２ｄおよび低圧側溝側面１２ｓ間を摺動するベーン１３が配設されている。このベーン１３は、スプリング収納部１４に収納されたスプリング１５によって常時ローラ１１方向に押圧され、偏心部５ａ及びローラ１１の回転に応じて各ローラ外周面に摺接しながらベーン溝１２内を往復動し、各シリンダ室１０内部を吸込シリンダ室１０ｓと圧縮シリンダ室１０ｄとに圧力的に仕切る役割を果している。
【００１３】
上記圧縮機１は、電動要素３の駆動によってローラ１１をシリンダ１０室内において偏心回転させることにより、吸込口１６を通り、シリンダ室１０内の吸込シリンダ室１０ｓに吸入したガスを圧縮シリンダ室１０ｄ方向に移動させながら圧縮して吐出口１７から吐出する。
【００１４】
以下、上記２基のシリンダ４は同一形状を有するので、下段のシリンダを例にとって説明する。
【００１５】
図２および図３に示すように、シリンダ室１０内を偏心回転するローラ１１は、そのローラ回転偏心量がｅに設定してあり、ベーン溝１２は、断面が長方形、で細長い溝形状をなし、ベーン溝１２とシリンダ室１０との交差部、すなわち、ベーン溝１２の端部に面取り部１２ｓ、１２ｄが形成されている。そして、面取り部１２ｓの面取り量Ｃｓは、ベーン摺動方向に沿って測定されたとき、このＣｓとローラ回転偏心量ｅとの比（Ｃｓ／ｅ）が、Ｃｓ／ｅ≦０．０５の関係を成立させるように設定されている。Ｃｓ／ｅが０．０５を超えると、ベーンスラスト摺動による入力増加を５％以内に抑えることができず、安定した高ＣＯＰを実現できない。
【００１６】
また、ベーン溝１２とシリンダ室１０との交差部の高圧側には、面取り部１２ｓの面取り量Ｃｓに等しい面取り量Ｃｄを有する面取り部１２ｄが形成されている。これにより、製造性が向上する。
【００１７】
なお、本発明に係わるロータリコンプレッサは、高圧側にも面取り部が設けられるのが好ましいが、低圧側に面取り部が設けられていれば、必ずしも設ける必要はなく、また、その面取り量を設定する必要はない。また、上記面取り部は、傾斜する直線により形成されているが、弧ないし円弧などで形成されるようにしてもよい。
【００１８】
次に本発明に係わる実施形態のロータリコンプレッサを用いた冷媒圧縮作用について説明する。
【００１９】
図１に示すように、いずれも図示しない冷凍サイクルの低温側熱交換器で蒸発し気体になって密閉ケース２に戻った冷媒は、圧縮要素３のシリンダ室１０に吸込まれ、ローラ１１の回転により圧縮され、高温側熱交換器に吐出される。
【００２０】
図２および図３に示すように、この冷媒の圧縮過程において、常時スプリング１５により押圧されローラ１１に当接するベーン１３は、偏心回転するローラ１１の回転に伴なって、ベーン溝１２内を摺動しながら往復動を繰返す。このベーン溝１２内を往復動するベーン１３は、圧縮シリンダ室１０ｄと吸込シリンダ室１０ｓとの圧力差によってベーン１３に荷重がかかり、ベーン１３と低圧側溝側面１２ａおよび高圧側溝側面１２ｂがベーンスラスト力により線接触して、摺動することにより、摺動摩擦損失による電力の入力値が増加する。またベーンスラスト力は、圧力差ΔＰ×ベーンの圧縮室内突出面積Ｓに比例する。また、この圧縮室内突出面積Ｓをローラ回転偏心量ｅ×シリンダ高さで表わすことができ、Ｓは(e＋Ｃｓ)／ｅ＝１＋Ｃｓ／ｅの割合で比例増減する。ここで、増加部分をＣｓ／ｅとすると、この値を一定値以下に定めることにより、ベーンスラスト摺動による電力の入力増加を一定の割合以下に抑えることが可能となる。
【００２１】
従って、Ｃｓ／ｅ≦０．０５とすることにより、ベーンスラスト摺動による入力増加を５％以内に抑えることができ、安定した高ＣＯＰを実現させることができる。また、ロータリ式圧縮要素の製造工程において、Ｃｓ／ｅ≦０．０５が成立するように、Ｃｓとｅとを設定すればよいので、容易いかつ再現性よく、汎用性の高い製造工程を実現させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明に係わるロータリコンプレッサによれば、ベーンのスラスト力の増大による電力の入力値を最小限に抑え、安定した高ＣＯＰのロータリ圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるロータリコンプレッサの実施形態の縦断面図。
【図２】本発明に係わるロータリコンプレッサの実施形態の横断面図。
【図３】本発明に係わるロータリコンプレッサの実施形態のベーン近傍の平面図。
【図４】従来のロータリコンプレッサのベーン近傍の平面図。
【符号の説明】
１ロータリコンプレッサ
２密閉ケース
３電動要素
４ロータリ式圧縮要素
５回転軸
５ａ偏心部
６主軸受
７副軸受
８仕切板
９シリンダ
１０シリンダ室
１０ｄ圧縮シリンダ室
１０ｓ吸込シリンダ室
１１ローラ
１２ベーン溝
１２ａ低圧側溝側面
１２ｂ高圧側溝側面
１２ｓ、１２ｄ面取り部
１３ベーン
１４スプリング収納部
１５スプリング
１６吸込口
１７吐出口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary compressor used for air conditioning, refrigeration, and the like, and more particularly to a rotary compressor that reduces a sliding friction loss of a vane separated into a discharge side high pressure compression chamber and a suction side low pressure compression chamber.
[0002]
[Prior art]
Generally, a rotary compressor is partitioned into a high pressure and a low pressure by a vane that reciprocates in a vane groove formed in a cylinder provided in a compressor unit that is rotationally driven by an electric motor unit.
[0003]
As shown in FIG. 4, the conventional vane groove 21 has a rectangular cross section and an elongated groove shape, and a chamfered portion 21 s is formed on the low pressure side of the intersection of the vane groove 21 and the cylinder chamber 22. . Then, regardless of the roller rotation eccentricity _{e 0} of the roller 23 which eccentrically rotates in the cylinder 22, in order to ensure the amount of lubricating oil, chamfering amount Cs0 chamfers 21s is in the vane sliding direction 0.4-1 Only 2mm is taken.
[0004]
However, when the chamfering amount Cs increases, there is a problem that the thrust force of the vane 25 received by the differential pressure in the compressor unit 24 increases, the power input value increases, and the COP decreases. The rate of decrease of the COP is affected by the roller rotation eccentricity e ₀ and changes. That is, there is a problem that the larger the ratio (Cs ₀ / e ₀ ) between Cs ₀ and the roller rotation eccentricity e ₀ is, the more easily affected.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, there has been a demand for a stable high COP rotary compressor that minimizes the input value of electric power due to an increase in the thrust force of the vane.
[0006]
The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a stable high COP rotary compressor that minimizes the input value of electric power due to an increase in vane thrust force.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, an airtight case, an electric element housed in the airtight case, and a roller driven by the electric element and moving eccentrically are accommodated, and the vane is provided. A rotary compressor having a rotary compression element provided with a cylinder chamber pressure-divided by a vane reciprocating in a groove, wherein the roller that determines a cylinder chamber protruding area of the vane on which a vane thrust force acts When the roller rotation eccentricity is e, and the chamfering amount measured along the vane sliding direction of the chamfered portion formed on the low pressure side of the intersection between the vane groove and the cylinder chamber is Cs, Is provided so that a relationship of Cs / e ≦ 0.05 is established. As a result, an input value of electric power due to an increase in the thrust force of the vane is minimized, and a stable high COP rotary compressor is realized.
[0008]
In a preferred example, a chamfering portion having a chamfering amount equal to the Cs is formed on the high pressure side of the intersection between the vane groove and the cylinder chamber.
[0009]
Thereby, manufacturability is improved.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a rotary compressor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0011]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a first embodiment of a rotary compressor according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof.
[0012]
As shown in FIG. 1, the rotary compressor 1 is configured by incorporating an electric element 3 and a rotary compression element 4 inside a sealed case 2, and the compression element 4 has a rotating shaft 5 extending from the electric element 3 as a main bearing. 6 and sub-bearings 7, and two cylinders 9 having the same shape are arranged between the main bearing 6 and the sub-bearings 7 via a partition plate 8. In the chamber 10, cylindrical rollers 11 are fitted to the eccentric portions 5a formed on the rotary shaft 5, respectively, while the high pressure side groove side surface 12d of the vane groove 12 provided in each cylinder 9 as shown in FIG. And the vane 13 which slides between the low pressure side groove | channel side surfaces 12s is arrange | positioned. The vane 13 is constantly pressed in the direction of the roller 11 by the spring 15 accommodated in the spring accommodating portion 14, and reciprocates in the vane groove 12 while sliding on the outer peripheral surface of each roller according to the rotation of the eccentric portion 5 a and the roller 11. In addition, it plays the role of partitioning the inside of each cylinder chamber 10 into a suction cylinder chamber 10s and a compression cylinder chamber 10d in a pressure manner.
[0013]
The compressor 1 rotates the roller 11 in the cylinder 10 chamber eccentrically by driving the electric element 3, thereby passing the gas sucked into the suction cylinder chamber 10s in the cylinder chamber 10 through the suction port 16 toward the compression cylinder chamber 10d. Compressed while being moved, and discharged from the discharge port 17.
[0014]
Hereinafter, since the two cylinders 4 have the same shape, the lower cylinder will be described as an example.
[0015]
As shown in FIGS. 2 and 3, the roller 11 that rotates eccentrically in the cylinder chamber 10 has its roller rotation eccentricity set to e, and the vane groove 12 has a rectangular cross section and an elongated groove shape. Chamfered portions 12 s and 12 d are formed at the intersection between the vane groove 12 and the cylinder chamber 10, that is, at the end of the vane groove 12. When the chamfering amount Cs of the chamfered portion 12s is measured along the vane sliding direction, the ratio (Cs / e) between the Cs and the roller rotational eccentricity e is such that Cs / e ≦ 0.05. Is set to hold. If Cs / e exceeds 0.05, an increase in input due to vane last sliding cannot be suppressed to within 5%, and a stable high COP cannot be realized.
[0016]
Further, a chamfered portion 12 d having a chamfering amount Cd equal to the chamfering amount Cs of the chamfered portion 12 s is formed on the high pressure side of the intersection between the vane groove 12 and the cylinder chamber 10. Thereby, manufacturability is improved.
[0017]
The rotary compressor according to the present invention is preferably provided with a chamfered portion on the high pressure side as well, but it is not always necessary to provide a chamfered portion on the low pressure side, and the chamfering amount is set. There is no need. The chamfered portion is formed by an inclined straight line, but may be formed by an arc or a circular arc.
[0018]
Next, the refrigerant compression action using the rotary compressor according to the embodiment of the present invention will be described.
[0019]
As shown in FIG. 1, the refrigerant evaporated in a low temperature side heat exchanger of the refrigeration cycle (not shown) and turned into a gas and returned to the sealed case 2 is sucked into the cylinder chamber 10 of the compression element 3, and the roller 11 rotates. And discharged to the high temperature side heat exchanger.
[0020]
As shown in FIGS. 2 and 3, in the refrigerant compression process, the vane 13 that is always pressed by the spring 15 and contacts the roller 11 slides in the vane groove 12 as the roller 11 rotates eccentrically. Repeated reciprocation while moving. In the vane 13 reciprocating in the vane groove 12, a load is applied to the vane 13 due to a pressure difference between the compression cylinder chamber 10d and the suction cylinder chamber 10s, and the vane 13, the low pressure side groove side surface 12a, and the high pressure side groove side surface 12b are subjected to a vane last force. By making a line contact and sliding, the input value of electric power due to sliding friction loss increases. The vane thrust force is proportional to the pressure difference ΔP × the compression chamber protrusion area S of the vane. Further, the protrusion area S of the compression chamber can be expressed by a roller rotation eccentricity e × cylinder height, and S increases or decreases in proportion to a ratio of (e + Cs) / e = 1 + Cs / e. Here, assuming that the increased portion is Cs / e, by setting this value to a certain value or less, it is possible to suppress an increase in power input due to vane last sliding to a certain ratio or less.
[0021]
Therefore, by setting Cs / e ≦ 0.05, an increase in input due to vane last sliding can be suppressed within 5%, and a stable high COP can be realized. In addition, since Cs and e are set so that Cs / e ≦ 0.05 is satisfied in the manufacturing process of the rotary compression element, an easy, reproducible, and highly versatile manufacturing process is realized. be able to.
[0022]
【The invention's effect】
According to the rotary compressor of the present invention, it is possible to provide a stable high COP rotary compressor by minimizing the input value of electric power due to an increase in the thrust force of the vane.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a rotary compressor according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an embodiment of a rotary compressor according to the present invention.
FIG. 3 is a plan view of the vicinity of a vane of an embodiment of a rotary compressor according to the present invention.
FIG. 4 is a plan view of the vicinity of a vane of a conventional rotary compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotary compressor 2 Sealing case 3 Electric element 4 Rotary type compression element 5 Rotary shaft 5a Eccentric part 6 Main bearing 7 Sub bearing 8 Partition plate 9 Cylinder 10 Cylinder chamber 10d Compression cylinder chamber 10s Suction cylinder chamber 11 Roller 12 Vane groove 12a Low pressure side groove Side surface 12b High pressure side groove side surface 12s, 12d Chamfered portion 13 Vane 14 Spring storage portion 15 Spring 16 Suction port 17 Discharge port

Claims

密閉ケースと、この密閉ケースに収納された電動要素と、この電動要素により駆動され、かつ、偏心運動するローラが収容され、ベーン溝内を往復動するベーンにより圧力的に仕切られたシリンダ室が設けられたロータリ式圧縮要素とを具備するロータリコンプレッサにおいて、ベーンスラスト力が作用する前記ベーンのシリンダ室突出面積を決める前記ローラのローラ回転偏心量をｅとし、前記ベーン溝と前記シリンダ室との交差部の低圧側に形成された面取り部をベーン摺動方向に沿って測定した面取り量をＣｓとするとき、このＣｓとｅとの間にＣｓ／ｅ≦０．０５の関係が成立するように設定されたことを特徴とするロータリコンプレッサ。A sealed case, an electric element housed in the hermetic case, a cylinder driven by the electric element and moving eccentrically, and a cylinder chamber partitioned by pressure by a vane reciprocating in the vane groove In a rotary compressor comprising a rotary compression element provided, e is a roller rotation eccentricity amount of the roller that determines a cylinder chamber protruding area of the vane on which a vane thrust force acts , and the vane groove and the cylinder chamber When the chamfering amount measured along the vane sliding direction of the chamfered portion formed on the low pressure side of the intersection is Cs, the relationship of Cs / e ≦ 0.05 is established between Cs and e. Rotary compressor characterized by being set to.

請求項１に記載のロータリコンプレッサにおいて、上記ベーン溝とシリンダ室との交差部の高圧側には、上記Ｃｓに等しい面取り量を有する面取り部が形成されたことを特徴とするロータリコンプレッサ。 2. The rotary compressor according to claim 1, wherein a chamfering portion having a chamfering amount equal to the Cs is formed on a high-pressure side of an intersection between the vane groove and the cylinder chamber.