JP5828814B2 - Gas compressor - Google Patents
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Description
本発明は気体圧縮機に関し、詳細には、ベーンロータリ形式の気体圧縮機における吐出効率の改善に関する。 The present invention relates to a gas compressor, and more particularly, to improvement of discharge efficiency in a vane rotary type gas compressor.
空気調和システムには，冷媒ガスなどの気体を圧縮して，空気調和システム（空調システム）に気体を循環させるための気体圧縮機が用いられている。 In the air conditioning system, a gas compressor for compressing a gas such as a refrigerant gas and circulating the gas in the air conditioning system (air conditioning system) is used.
この気体圧縮機は、回転駆動されて気体を圧縮する圧縮機本体がハウジングの内部に収容され，ハウジングの内部には、圧縮機本体から高圧の気体が吐出される吐出室がハウジングと圧縮機本体とによって区画して形成され，この吐出室からハウジングの外部に高圧の気体を排出するものである。 In this gas compressor, a compressor main body that is driven to rotate and compresses gas is housed in a housing, and a discharge chamber into which high-pressure gas is discharged from the compressor main body is disposed inside the housing and the compressor main body. The high-pressure gas is discharged from the discharge chamber to the outside of the housing.
このような気体圧縮機の一例として、いわゆるベーンロータリ形式のものが知られている。 As an example of such a gas compressor, a so-called vane rotary type is known.
このベーンロータリ形式の気体圧縮機は、ハウジングの内部に圧縮機本体が収容されていて、圧縮機本体は、回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、このロータを、その周面の外方から取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、ロータに形成されたベーン溝に収容され、ロータの周面から外方に突出自在に設けられた複数枚の板状のベーンと、ロータの両端面から突出した回転軸を回転自在に支持する軸受がそれぞれ形成されているとともに、ロータおよびシリンダの両端面に接してこれら両端面を塞ぐサイドブロックとを備え、ロータの外周面とシリンダの内周面と両サイドブロックの各内側の面とによって、気体の吸入、圧縮、吐出が行われる空間であるシリンダ室が形成されている。 In this vane rotary type gas compressor, a compressor main body is accommodated in a housing. The compressor main body includes a substantially cylindrical rotor that rotates integrally with a rotation shaft, A cylinder having a contour-shaped inner peripheral surface that surrounds from the outside, and a plurality of plate-like vanes that are accommodated in vane grooves formed in the rotor and that protrude outward from the peripheral surface of the rotor, Bearings for rotatably supporting the rotating shafts protruding from both end faces of the rotor are formed, respectively, and provided with side blocks that contact the both end faces of the rotor and the cylinder and block the both end faces, and the outer peripheral face of the rotor and the cylinder A cylinder chamber, which is a space in which gas is sucked, compressed, and discharged, is formed by the inner peripheral surface of each of these and the inner surfaces of both side blocks.
このシリンダ室は、ロータの周面から突出した各ベーンの突出側先端がシリンダの内周面に接することで、ロータの外周面とシリンダの内周面と両サイドブロックの各内側の面とロータの回転方向に沿って相前後する２つのベーンの面によって、複数の圧縮室に区画される。 The cylinder chamber is configured such that the protruding tip of each vane protruding from the circumferential surface of the rotor contacts the inner circumferential surface of the cylinder, so that the outer circumferential surface of the rotor, the inner circumferential surface of the cylinder, the inner surfaces of both side blocks, and the rotor Are divided into a plurality of compression chambers by the surfaces of two vanes that follow each other along the rotation direction.
そして、圧縮室で圧縮された高圧の気体は、シリンダに形成された吐出部を通って圧縮機本体の外部に吐出される（特許文献１）。 Then, the high-pressure gas compressed in the compression chamber is discharged to the outside of the compressor body through a discharge portion formed in the cylinder (Patent Document 1).
一方、シリンダ内壁形状を非対称形状として圧縮工程を長く設定している気体圧縮機が提案されている（特許文献２）。 On the other hand, a gas compressor has been proposed in which the cylinder inner wall shape is asymmetrical and the compression process is set long (Patent Document 2).
特許文献２の気体圧縮機は、圧縮室の圧縮工程が、引込速度が増加する曲線部、引込速度が減少する曲線部、引込速度が再び増加する曲線部、引込速度が再び減少する曲線部、という４つの領域で構成されていて、シリンダの内周面の断面輪郭形状が、回転軸回りの角度θの二乗式で定義されており、圧縮室の圧力の昇圧速度のグラフの曲線が、下に凸となっている（途中から昇圧速度が増大する（角度θの増大に対する圧力の上昇度合いが大きくなる））。 In the gas compressor of Patent Document 2, the compression process of the compression chamber includes a curved portion where the drawing speed increases, a curved portion where the drawing speed decreases, a curved portion where the drawing speed increases again, a curved portion where the drawing speed decreases again, The cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface of the cylinder is defined by the square equation of the angle θ around the rotation axis, and the curve of the pressure increase rate graph of the compression chamber is (The pressure increase rate increases from the middle (the degree of increase in pressure with respect to the increase in angle θ increases)).
ところで、特許文献１に記載された気体圧縮機の圧縮機本体は、シリンダの内周面の断面輪郭形状が略真円に形成されていて、ロータの外周面の回転中心がシリンダの内周面の中心からずらされて偏心して配置されることで、内部の容積を変化させる圧縮室を形成しているが、このようにシリンダの内周面の断面輪郭形状を略真円にしたものは、圧縮室の容積が増大する期間と圧縮室の容積が減少する期間とが、ロータの１回転の期間の半々程度となる。 By the way, the compressor main body of the gas compressor described in Patent Document 1 is such that the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface of the cylinder is formed in a substantially perfect circle, and the rotation center of the outer peripheral surface of the rotor is the inner peripheral surface of the cylinder. A compression chamber that changes the internal volume is formed by being displaced from the center of the cylinder and eccentrically arranged in this way. The period during which the volume of the compression chamber increases and the period during which the volume of the compression chamber decreases are about half of the period of one rotation of the rotor.
そして、圧縮室の容積が減少する圧縮行程や吐出行程の占める期間が全体の期間に対して比較的短い特許文献１の気体圧縮機では、短期間での急激な圧縮による過圧縮が発生したり、吐出流速が速いために吐出圧損が大きくなるなどして、動力の増大を招き、効率（成績係数またはＣＯＰ（Coefficient Of Performance：冷房能力／動力））を向上させることができない。 And in the gas compressor of patent document 1 in which the period which the compression stroke and discharge stroke which the volume of a compression chamber reduces is comparatively short with respect to the whole period, the overcompression by rapid compression in a short period may occur. Since the discharge flow rate is high, the discharge pressure loss becomes large and the power is increased, so that the efficiency (coefficient of performance or COP (Coefficient Of Performance) cannot be improved).
また、圧縮工程を長く設定している特許文献２の気体圧縮機においても、昇圧速度のグラフの曲線が下に凸となっているため、圧縮室の圧力が吐出圧力に達する直前に昇圧速度が速くなり、吐出圧力を超える過圧縮が発生し易い。 Further, in the gas compressor of Patent Document 2 in which the compression process is set to be long, since the curve of the pressure increase speed graph is convex downward, the pressure increase speed is increased immediately before the pressure in the compression chamber reaches the discharge pressure. It becomes faster and over-compression exceeding the discharge pressure tends to occur.
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、効率を向上させることができる気体圧縮機を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the gas compressor which can improve efficiency.
本発明に係る気体圧縮機は、シリンダの内周面の断面輪郭形状を、圧縮室の内部の圧力の圧縮行程における昇圧速度が略一定となるように形成したことによって、短期間での急激な圧縮や、吐出圧力に達する直前における昇圧速度の増大による過圧縮の発生を防止したものである。 In the gas compressor according to the present invention, the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface of the cylinder is formed so that the pressure increase rate in the compression stroke of the pressure inside the compression chamber is substantially constant, so that the rapid increase in a short period of time. This prevents the occurrence of over-compression due to compression or increase in the pressure increase rate immediately before reaching the discharge pressure.
すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、軸回りに回転する略円柱状のロータと、前記ロータを、その外周面の外方から前記ロータを取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、前記ロータに形成されたベーン溝からの背圧を受けて前記ロータから外方に突出自在に設けられた複数枚の板状のベーンと、前記ロータおよび前記シリンダの両端面側にそれぞれ設置された２つのサイドブロックとを有し、前記ロータと前記シリンダと前記両サイドブロックと前記ベーンとによって仕切られた複数の圧縮室が内部に形成され、各圧縮室が前記ロータの１回転の期間に気体の吸入、圧縮および前記シリンダに形成された吐出部を通じての吐出を１サイクルのみ行うように形成された圧縮機本体、および前記圧縮機本体を覆うハウジングを備え、前記シリンダの内周面の断面輪郭形状が、圧縮行程および吐出行程を吸入行程に対して長くなるように、かつ前記圧縮室の内部の圧力の、圧縮行程における昇圧速度が一定となるように設定されていることを特徴とする。 That is, the gas compressor according to the present invention includes a substantially cylindrical rotor that rotates about an axis, a cylinder having an inner peripheral surface having a contour shape that surrounds the rotor from the outer periphery of the rotor, A plurality of plate-like vanes provided so as to protrude outwardly from the rotor by receiving back pressure from the vane grooves formed in the rotor, and 2 respectively installed on both end surfaces of the rotor and the cylinder A plurality of compression chambers, which are partitioned by the rotor, the cylinder, the side blocks, and the vanes, and each compression chamber is configured to generate gas during one rotation of the rotor. with suction, the formed compressor body to perform only one cycle discharge through the discharge section formed in compression and the cylinder, and a housing for covering the compressor body, before Sectional contour of the inner peripheral surface of the cylinder, the compression stroke and the discharge stroke to be longer with respect to the intake stroke, and the pressure inside of the compression chamber, set up to boost speed in the compression stroke is constant It is characterized by being.
本発明に係る気体圧縮機によれば、効率を向上させることができる。 With the gas compressor according to the present invention, the efficiency can be improved.
以下、本発明に係る気体圧縮機の具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a gas compressor according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係る気体圧縮機の一実施形態である電動ベーンロータリコンプレッサ１００（以下、単にコンプレッサ１００という。）は、自動車等に設置された、蒸発器、気体圧縮機、凝縮器および膨張弁を有する空気調和システムにおける気体圧縮機として用いられている。この空気調和システムは、冷媒ガスＧ（気体）を循環させることで冷凍サイクルを構成している。 An electric vane rotary compressor 100 (hereinafter simply referred to as a compressor 100), which is an embodiment of a gas compressor according to the present invention, includes an evaporator, a gas compressor, a condenser, and an expansion valve installed in an automobile or the like. It is used as a gas compressor in air conditioning systems. This air conditioning system constitutes a refrigeration cycle by circulating a refrigerant gas G (gas).
コンプレッサ１００は、図１に示すように、本体ケース１１とフロントカバー１２とから主に構成されているハウジング１０の内部に、モータ９０と圧縮機本体６０とが収容された構成である。 As shown in FIG. 1, the compressor 100 has a configuration in which a motor 90 and a compressor main body 60 are accommodated in a housing 10 mainly composed of a main body case 11 and a front cover 12.
本体ケース１１は、略円筒形状であり、その円筒形状の一方の端部が塞がれたように形成され、他方の端部は開口して形成されている。 The main body case 11 has a substantially cylindrical shape, and is formed such that one end portion of the cylindrical shape is closed, and the other end portion is opened.
フロントカバー１２は、この本体ケース１１の開口側の端部に接した状態でこの開口を塞ぐように蓋状に形成されていて、この状態で締結部材により本体ケース１１に締結されて本体ケース１１と一体化され、内部に空間を有するハウジング１０を形成する。 The front cover 12 is formed in a lid shape so as to close the opening while being in contact with the opening-side end portion of the main body case 11. In this state, the front cover 12 is fastened to the main body case 11 by a fastening member. And a housing 10 having a space inside is formed.
フロントカバー１２には、ハウジング１０の内部と外部とを通じさせて、空気調和システムの蒸発器から低圧の冷媒ガスＧをハウジング１０の内部に導入する吸入ポート１２ａが形成されている。 The front cover 12 is formed with a suction port 12 a through which the low-pressure refrigerant gas G is introduced from the evaporator of the air conditioning system into the housing 10 through the inside and the outside of the housing 10.
一方、本体ケース１１には、ハウジング１０の内部と外部とを通じさせて、高圧の冷媒ガスＧをハウジング１０の内部から空気調和システムの凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。 On the other hand, the main body case 11 is formed with a discharge port 11a through which the high-pressure refrigerant gas G is discharged from the inside of the housing 10 to the condenser of the air conditioning system through the inside and the outside of the housing 10.
本体ケース１１の内部に設けられたモータ９０は、永久磁石のロータ９０ａと電磁石のステータ９０ｂとを備えた多相ブラシレス直流モータを構成している。 The motor 90 provided inside the main body case 11 constitutes a multiphase brushless DC motor including a permanent magnet rotor 90a and an electromagnet stator 90b.
ステータ９０ｂは本体ケース１１の内周面に嵌め合わされて固定され、ロータ９０ａには回転軸５１が固定されている。 The stator 90b is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the main body case 11, and the rotating shaft 51 is fixed to the rotor 90a.
そして、モータ９０は、フロントカバー１２に取付けられた電源コネクタ９０ｃを介して供給された電力によってステータ９０ｂの電磁石を励磁することにより、ロータ９０ａおよび回転軸５１をその軸心回りに回転駆動させる。 The motor 90 excites the electromagnet of the stator 90b with the electric power supplied via the power connector 90c attached to the front cover 12, thereby rotating the rotor 90a and the rotating shaft 51 around the axis.
なお、電源コネクタ９０ｃとステータ９０ｂとの間に、インバータ回路９０ｄなどを備えた構成を採用することもできる。 A configuration including an inverter circuit 90d or the like may be employed between the power connector 90c and the stator 90b.
なお、本実施形態のコンプレッサ１００は上述したとおり電動のものであるが、本発明に係る気体圧縮機は電動のものに限定されるものではなく、機械式のものであってもよく、本実施形態のコンプレッサ１００を仮に機械式のものとした場合は、モータ９０を備える代わりに、回転軸５１をフロントカバー１２から外部へ突出させて、その突出した回転軸５１の先端部に、車両のエンジン等から動力の伝達を受けるプーリーや歯車等を備えた構成とすればよい。 Although the compressor 100 of the present embodiment is an electric one as described above, the gas compressor according to the present invention is not limited to an electric one, and may be a mechanical one. If the compressor 100 of the embodiment is mechanical, instead of providing the motor 90, the rotating shaft 51 protrudes from the front cover 12 to the outside, and the front end of the protruding rotating shaft 51 has a vehicle engine. What is necessary is just to set it as the structure provided with the pulley, the gearwheel, etc. which receive motive power transmission from these.
モータ９０とともにハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０は、回転軸５１の延びた方向に沿ってモータ９０と並んで配置されており、ボルト等の締結部材１５により、本体ケース１１に固定されている。 The compressor main body 60 accommodated in the housing 10 together with the motor 90 is arranged side by side with the motor 90 along the direction in which the rotating shaft 51 extends, and is fixed to the main body case 11 by a fastening member 15 such as a bolt. Has been.
ハウジング１０の内部に収容された圧縮機本体６０は、モータ９０によって軸心Ｃ回りに回転自在の回転軸５１と、回転軸５１と一体的に回転する略円柱状のロータ５０と、図２に示すように、このロータ５０を、その外周面５２の外方から取り囲む輪郭形状の内周面４１を有するシリンダ４０と、ロータ５０の外周面５２からシリンダ４０の内周面４１に向けて突出自在に設けられた５枚の板状のベーン５８と、ロータ５０およびシリンダ４０の両端を塞ぐ２つのサイドブロック（フロントサイドブロック２０、リヤサイドブロック３０）とを備えている。 The compressor main body 60 accommodated in the housing 10 includes a rotating shaft 51 that can be rotated around an axis C by a motor 90, a substantially cylindrical rotor 50 that rotates integrally with the rotating shaft 51, and FIG. As shown in the figure, the rotor 50 is protruded from the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 toward the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 and the cylinder 40 having a contoured inner peripheral surface 41 surrounding the outer peripheral surface 52 from the outside. 5 plate-like vanes 58, and two side blocks (front side block 20 and rear side block 30) that block both ends of the rotor 50 and the cylinder 40 are provided.
ここで、回転軸５１は、フロントカバー１２に形成された軸受１２ｂ、圧縮機本体６０の各サイドブロック２０，３０にそれぞれ形成された軸受２７，３７により、回転自在に支持されている。 Here, the rotating shaft 51 is rotatably supported by bearings 12 b formed on the front cover 12 and bearings 27 and 37 formed on the side blocks 20 and 30 of the compressor body 60, respectively.
また、圧縮機本体６０は、ハウジング１０の内部の空間を、図１において圧縮機本体６０を挟んだ左側の空間と右側の空間とに仕切っている。 Further, the compressor main body 60 partitions the space inside the housing 10 into a left space and a right space sandwiching the compressor main body 60 in FIG.
これらハウジング１０の内部に仕切られた２つの空間のうち圧縮機本体６０に対して左側の空間は、吸入ポート１２ａを通じて蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが導入される低圧雰囲気の吸入室１３であり、圧縮機本体６０に対して右側の空間は、吐出ポート１１ａを通じて高圧の冷媒ガスＧが凝縮器に吐出される高圧雰囲気の吐出室１４である。 Of the two spaces partitioned inside the housing 10, the space on the left side with respect to the compressor body 60 is a low-pressure atmosphere suction chamber 13 into which low-pressure refrigerant gas G is introduced from the evaporator through the suction port 12a. The space on the right side of the compressor body 60 is a discharge chamber 14 having a high-pressure atmosphere in which high-pressure refrigerant gas G is discharged to the condenser through the discharge port 11a.
なお、モータ９０は吸入室１３に配置されている。 The motor 90 is disposed in the suction chamber 13.
圧縮機本体６０の内部には、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２と両サイドブロック２０，３０とに囲まれた略Ｃ字状の単一のシリンダ室４２が形成されている。 A single substantially C-shaped cylinder chamber 42 surrounded by the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40, the outer peripheral surface 52 of the rotor 50, and both side blocks 20, 30 is formed inside the compressor body 60. Yes.
具体的には、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２とが、回転軸５１の軸心Ｃ回りの１周（角度３６０［度］）の範囲で１箇所だけ近接するように、シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状が設定されていて、これにより、シリンダ室４２は単一の空間を形成している。 Specifically, the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 and the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 are close to each other in one range (angle 360 [degrees]) around the axis C of the rotating shaft 51. The cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is set, whereby the cylinder chamber 42 forms a single space.
なお、シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状のうちシリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２とが最も近接した部分として形成された近接部４８は、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２とが最も離れた部分として形成された遠隔部４９から、ロータ５０の回転方向Ｗ（図２において時計回り方向）に沿って下流側に角度２７０［度］以上（３６０［度］未満）離れた位置に形成されている。 Note that the proximity portion 48 formed as a portion where the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 and the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 are closest to each other in the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is the inner periphery of the cylinder 40. An angle of 270 [degrees] or more downstream from the remote portion 49 formed as the farthest part between the surface 41 and the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 along the rotation direction W (clockwise direction in FIG. 2) of the rotor 50. (It is less than 360 [degrees]).
シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状は、回転軸５１およびロータ５０の回転方向Ｗに沿って遠隔部４９から近接部４８に至るまで、ロータ５０の外周面５２とシリンダ４０の内周面４１との間の距離が徐々に減少するような形状に設定されているが、詳細については後述する。 The cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is such that the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 and the inner periphery of the cylinder 40 extend from the remote portion 49 to the proximity portion 48 along the rotation direction W of the rotary shaft 51 and the rotor 50. The shape is set such that the distance from the surface 41 gradually decreases, but details will be described later.
ベーン５８はロータ５０に形成されたベーン溝５９に収容されていて、ベーン溝５９に供給される冷凍機油Ｒや冷媒ガスＧによる背圧により、ロータ５０の外周面５２から外方に突出する。 The vane 58 is accommodated in a vane groove 59 formed in the rotor 50, and protrudes outward from the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 due to the back pressure caused by the refrigerating machine oil R and the refrigerant gas G supplied to the vane groove 59.
また、ベーン５８は単一のシリンダ室４２を複数の圧縮室４３に仕切るものであり、回転軸５１およびロータ５０の回転方向Ｗに沿って相前後する２つのベーン５８によって１つの圧縮室４３が形成される。したがって、５枚のベーン５８が回転軸５１回りに角度７２［度］の等角度間隔で設置された本実施形態においては、５つ乃至６つの圧縮室４３が形成される。 The vane 58 partitions the single cylinder chamber 42 into a plurality of compression chambers 43, and one compression chamber 43 is formed by two vanes 58 that move back and forth along the rotation direction W of the rotating shaft 51 and the rotor 50. It is formed. Therefore, in the present embodiment in which five vanes 58 are installed around the rotation shaft 51 at equal angular intervals of 72 degrees, five to six compression chambers 43 are formed.
なお、２枚のベーン５８，５８の間に近接部４８が存在する圧縮室４３については、近接部４８と１枚のベーン５８とによって１つの閉じた空間を構成するため、２枚のベーン５８，５８の間に近接部４８が存在する圧縮室４３は結果的に２つの圧縮室４３，４３となるため、５枚のベーンのものであっても６つの圧縮室４３が形成される。 In addition, in the compression chamber 43 in which the proximity portion 48 exists between the two vanes 58 and 58, the proximity portion 48 and the one vane 58 constitute one closed space, so that the two vanes 58 are provided. , 58, the compression chamber 43 in which the proximity portion 48 exists results in two compression chambers 43, 43, so that six compression chambers 43 are formed even for five vanes.
ベーン５８によりシリンダ室４２を仕切って得られた圧縮室４３の内部の容積は、回転方向Ｗに沿って圧縮室４３が遠隔部４９から近接部４８に至るまで徐々に小さくなる。 The internal volume of the compression chamber 43 obtained by partitioning the cylinder chamber 42 by the vane 58 gradually decreases along the rotation direction W from the remote portion 49 to the proximity portion 48.
このシリンダ室４２の、回転方向Ｗの最上流側の部分（回転方向Ｗに沿って、近接部４８に対する下流側の直近部分）には、フロントサイドブロック２０に形成された、吸入室１３に通じる吸入孔２３（図２において、フロントサイドブロック２０は断面よりも紙面手前側に位置するため、このフロントサイドブロック２０に形成された吸入孔２３は想像線（二点鎖線）で記載している。）が臨んでいる。 A portion of the cylinder chamber 42 on the most upstream side in the rotation direction W (a portion on the downstream side of the proximity portion 48 along the rotation direction W) leads to the suction chamber 13 formed in the front side block 20. The suction hole 23 (in FIG. 2, the front side block 20 is located on the front side of the drawing with respect to the cross section, and therefore, the suction hole 23 formed in the front side block 20 is indicated by an imaginary line (two-dot chain line). ).
一方、シリンダ室４２の、ロータ５０の回転方向Ｗの最下流側の部分（回転方向Ｗに沿って、近接部４８に対する上流側の直近部分）には、シリンダ４０に形成された第１の吐出部４５の吐出チャンバ４５ａに通じた吐出孔４５ｂが臨み、その上流側には、シリンダ４０に形成された第２の吐出部４６の吐出チャンバ４６ａに通じた吐出孔４６ｂが臨んでいる。 On the other hand, a first discharge formed in the cylinder 40 is formed in a portion of the cylinder chamber 42 on the most downstream side in the rotation direction W of the rotor 50 (a portion on the upstream side with respect to the proximity portion 48 along the rotation direction W). A discharge hole 45b communicated with the discharge chamber 45a of the section 45 faces, and a discharge hole 46b communicated with the discharge chamber 46a of the second discharge section 46 formed in the cylinder 40 faces upstream.
シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状は、吸入室１３からフロントサイドブロック２０に形成された吸入孔２３を通じた冷媒ガスＧの圧縮室４３への吸入、圧縮室４３内での冷媒ガスＧの圧縮および圧縮室４３から吐出孔４５ｂを通じた吐出チャンバ４５ａへの冷媒ガスＧの吐出を、ロータ５０の１回転の期間に１つの圧縮室４３につき１サイクルだけ行うように設定されている。 The cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is such that the refrigerant gas G is sucked into the compression chamber 43 from the suction chamber 13 through the suction hole 23 formed in the front side block 20, and the refrigerant gas in the compression chamber 43. The compression of G and the discharge of the refrigerant gas G from the compression chamber 43 to the discharge chamber 45a through the discharge hole 45b are set to perform only one cycle per one compression chamber 43 during one rotation of the rotor 50.
ロータ５０の回転方向Ｗの最上流側では、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２との間隔が小さい状態から急激に大きくなるように内周面４１の横断面輪郭形状が設定されていて、遠隔部４９を含んだ角度範囲では回転方向Ｗへの回転に伴って圧縮室４３の容積が拡大してフロントサイドブロック２０に形成された吸入孔２３を通じて圧縮室４３内に冷媒ガスＧが吸入される行程（吸入行程）となる。 On the most upstream side in the rotational direction W of the rotor 50, the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 is set so that the distance between the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 and the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 increases rapidly from a small state. In the angle range including the remote portion 49, the volume of the compression chamber 43 increases with the rotation in the rotation direction W, and the refrigerant gas enters the compression chamber 43 through the suction hole 23 formed in the front side block 20. G is a stroke inhaled (inhalation stroke).
次いで、回転方向Ｗの下流に向かって、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２との間隔が徐々に小さくなるように内周面４１の横断面輪郭形状が設定されているため、その範囲ではロータ５０の回転に伴って圧縮室４３の容積が減少し、圧縮室４３内の冷媒ガスＧが圧縮される行程（圧縮行程）となる。 Next, the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 is set so that the distance between the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 and the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 gradually decreases toward the downstream in the rotation direction W. In this range, the volume of the compression chamber 43 decreases with the rotation of the rotor 50, and a stroke (compression stroke) in which the refrigerant gas G in the compression chamber 43 is compressed.
さらに、ロータ５０の回転方向Ｗの下流側は、シリンダ４０の内周面４１とロータ５０の外周面５２との間隔がさらに小さくなって冷媒ガスＧの圧縮がさらに進み、冷媒ガスＧの圧力が吐出圧力に達すると冷媒ガスＧは後述する吐出孔４５ｂ，４６ｂを通じて各吐出部４５，４６の吐出チャンバ４５ａ，４６ａに吐出される行程（吐出行程）となる。 Further, on the downstream side in the rotation direction W of the rotor 50, the interval between the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 and the outer peripheral surface 52 of the rotor 50 is further reduced, and the compression of the refrigerant gas G further proceeds. When the discharge pressure is reached, the refrigerant gas G becomes a stroke (discharge stroke) discharged to the discharge chambers 45a and 46a of the discharge portions 45 and 46 through discharge holes 45b and 46b described later.
そして、ロータ５０の回転に伴って、各圧縮室４３が吸入行程、圧縮行程、吐出行程をこの順序で繰り返すことにより、吸入室１３から吸入された低圧の冷媒ガスＧは高圧になって圧縮機本体６０の外部となるサイクロンブロック７０（油分離器）に吐出される。 As the rotor 50 rotates, each compression chamber 43 repeats the suction stroke, the compression stroke, and the discharge stroke in this order, so that the low-pressure refrigerant gas G sucked from the suction chamber 13 becomes high pressure and the compressor It is discharged to a cyclone block 70 (oil separator) that is outside the main body 60.
各吐出部４５，４６は、シリンダ４０の外周面と本体ケース１１とによって囲まれた空間である吐出チャンバ４５ａ，４６ａと、吐出チャンバ４５ａ，４６ａと圧縮室４３とを通じさせる吐出孔４５ｂ，４６ｂと、圧縮室４３内の冷媒ガスＧの圧力が吐出チャンバ４５ａ，４６ａ内の圧力（吐出圧力）以上のとき、差圧により吐出チャンバ４５ａ，４６ａの側に反るように弾性変形して吐出孔４５ｂ，４６ｂを開き、冷媒ガスＧの圧力が吐出チャンバ４５ａ，４６ａ内の圧力（吐出圧力）未満のとき弾性力により吐出孔４５ｂ，４６ｂを閉じる吐出弁４５ｃ，４６ｃと、吐出弁４５ｃ，４６ｃが吐出チャンバ４５ａ，４６ａの側に過度に反るのを防止する弁サポート４５ｄ，４６ｄとを備えている。 The discharge portions 45 and 46 include discharge chambers 45 a and 46 a that are spaces surrounded by the outer peripheral surface of the cylinder 40 and the main body case 11, and discharge holes 45 b and 46 b that pass through the discharge chambers 45 a and 46 a and the compression chamber 43. When the pressure of the refrigerant gas G in the compression chamber 43 is equal to or higher than the pressure (discharge pressure) in the discharge chambers 45a and 46a, the pressure is changed elastically so as to warp the discharge chambers 45a and 46a due to the differential pressure. , 46b, and when the pressure of the refrigerant gas G is less than the pressure (discharge pressure) in the discharge chambers 45a, 46a, the discharge valves 45c, 46c and the discharge valves 45c, 46c close the discharge holes 45b, 46b by the elastic force. Valve supports 45d and 46d are provided to prevent excessive warpage on the side of the chambers 45a and 46a.
なお、２つの吐出部４５，４６のうち、回転方向Ｗの下流側に設けられている吐出部、すなわち近接部４８に近い側の第１の吐出部４５は主たる吐出部である。 Of the two discharge portions 45 and 46, the discharge portion provided on the downstream side in the rotation direction W, that is, the first discharge portion 45 on the side close to the proximity portion 48 is the main discharge portion.
この主たる吐出部である第１の吐出部４５には、内部の圧力が常に吐出圧力に達している圧縮室４３が臨んでいるため、圧縮室４３が第１の吐出部４５を通過している期間中は常に、その圧縮室４３の内部で圧縮された冷媒ガスＧが吐出され続けている。 The first discharge section 45, which is the main discharge section, faces the compression chamber 43 in which the internal pressure always reaches the discharge pressure, so the compression chamber 43 passes through the first discharge section 45. During the period, the refrigerant gas G compressed in the compression chamber 43 is continuously discharged.
一方、２つの吐出部４５，４６のうち、回転方向Ｗの上流側に設けられている吐出部、すなわち近接部４８から遠い側の第２の吐出部４６は副次的な吐出部である。 On the other hand, of the two discharge parts 45 and 46, the discharge part provided on the upstream side in the rotation direction W, that is, the second discharge part 46 on the side far from the proximity part 48 is a secondary discharge part.
この副次的な吐出部である第２の吐出部４６は、圧縮室４３が下流側の吐出部４５に臨む以前の段階で吐出圧力に達したときに、圧縮室４３内の過圧縮（吐出圧力を超える圧力に圧縮されること）を防止するために設けられたものであり、圧縮室４３が吐出部４６に臨んでいる期間中に圧縮室４３内の圧力が吐出圧力に達した場合にのみ、圧縮室４３の内部の冷媒ガスＧを吐出させ、圧縮室４３内の圧力が吐出圧力に達していない場合は、圧縮室４３の内部の冷媒ガスＧを吐出させない。 The second discharge section 46, which is a secondary discharge section, over-compresses (discharges in the compression chamber 43 when the discharge pressure reaches the level before the compression chamber 43 faces the discharge section 45 on the downstream side. In the case where the pressure in the compression chamber 43 reaches the discharge pressure during the period in which the compression chamber 43 is facing the discharge portion 46. Only when the refrigerant gas G inside the compression chamber 43 is discharged and the pressure inside the compression chamber 43 does not reach the discharge pressure, the refrigerant gas G inside the compression chamber 43 is not discharged.
第１の吐出部４５の吐出チャンバ４５ａは、リヤサイドブロック３０の外面（吐出室１４に向いた面）まで貫通して形成された吐出路３８に臨んでいて、この吐出チャンバ４５ａは吐出路３８を介してリヤサイドブロック３０の外面に取り付けられたサイクロンブロック７０に通じている。 The discharge chamber 45a of the first discharge unit 45 faces the discharge path 38 formed so as to penetrate to the outer surface of the rear side block 30 (the surface facing the discharge chamber 14), and the discharge chamber 45a passes through the discharge path 38. To the cyclone block 70 attached to the outer surface of the rear side block 30.
一方、第２の吐出部４６の吐出チャンバ４６ａは、サイクロンブロック７０に直接的に通じているものではなく、シリンダ４０の外周面に形成された切欠きが第１の吐出部４５の吐出チャンバ４５ａに通じた連通路３９となっていて、この連通路３９、吐出チャンバ４５ａおよび吐出路３８を介してサイクロンブロック７０に通じている。 On the other hand, the discharge chamber 46 a of the second discharge unit 46 does not directly communicate with the cyclone block 70, and a notch formed in the outer peripheral surface of the cylinder 40 has a discharge chamber 45 a of the first discharge unit 45. The communication path 39 communicates with the cyclone block 70 and communicates with the cyclone block 70 via the communication path 39, the discharge chamber 45 a and the discharge path 38.
したがって、第２の吐出部４６の吐出チャンバ４６ａに吐出された冷媒ガスＧは、連通路３９、吐出チャンバ４５ａおよび吐出路３８をこの順序で通って、サイクロンブロック７０に吐出される。 Therefore, the refrigerant gas G discharged to the discharge chamber 46a of the second discharge unit 46 is discharged to the cyclone block 70 through the communication path 39, the discharge chamber 45a, and the discharge path 38 in this order.
サイクロンブロック７０は、圧縮機本体６０に対して冷媒ガスＧの流れの下流側に設けられていて、圧縮機本体６０から吐出された冷媒ガスＧに混ざった冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するものである。 The cyclone block 70 is provided downstream of the flow of the refrigerant gas G with respect to the compressor body 60, and separates the refrigeration oil R mixed with the refrigerant gas G discharged from the compressor body 60 from the refrigerant gas G. Is.
具体的には、第１の吐出部４５の吐出孔４５ｂから吐出チャンバ４５ａに吐出され、吐出路３８を通って圧縮機本体６０から吐出された冷媒ガスＧおよび第２の吐出部４６の吐出孔４６ｂから吐出チャンバ４６ａに吐出され、連通路３９、第１の吐出部４５の吐出チャンバ４５ａおよび吐出路３８を通って圧縮機本体６０から吐出された冷媒ガスＧを、螺旋状に旋回させることで、冷媒ガスＧから冷凍機油Ｒを遠心分離する。 Specifically, the refrigerant gas G discharged from the discharge hole 45 b of the first discharge unit 45 to the discharge chamber 45 a and discharged from the compressor body 60 through the discharge path 38 and the discharge hole of the second discharge unit 46. The refrigerant gas G discharged from the compressor 46b to the discharge chamber 46a and discharged from the compressor main body 60 through the communication passage 39, the discharge chamber 45a of the first discharge portion 45 and the discharge passage 38 is spirally swirled. The refrigerating machine oil R is centrifuged from the refrigerant gas G.
そして、冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは吐出室１４の底部に溜まり、冷凍機油Ｒが分離された後の高圧の冷媒ガスＧは吐出室１４に吐出された後、吐出ポート１１ａを通って凝縮器に吐出される。 The refrigerating machine oil R separated from the refrigerant gas G is accumulated at the bottom of the discharge chamber 14, and the high-pressure refrigerant gas G after the refrigerating machine oil R is separated is discharged into the discharge chamber 14 and then passes through the discharge port 11a. And discharged to the condenser.
吐出室１４の底部に溜められた冷凍機油Ｒは、吐出室１４の高圧雰囲気により、リヤサイドブロック３０に形成された油路３４ａおよびリヤサイドブロック３０に形成された背圧供給用の凹部であるサライ溝３１，３２を通じて、並びに、リヤサイドブロック３０に形成された油路３４ａ，３４ｂ、シリンダ４０に形成された油路４４、フロントサイドブロック２０に形成された油路２４およびフロントサイドブロック２０に形成された背圧供給用の凹部であるサライ溝２１，２２を通じて、それぞれベーン溝５９に供給される。 The refrigerating machine oil R stored at the bottom of the discharge chamber 14 is supplied with oil passages 34a formed in the rear side block 30 and salai grooves that are back pressure supply recesses formed in the rear side block 30 due to the high pressure atmosphere in the discharge chamber 14. 31, 32, and oil passages 34 a and 34 b formed in the rear side block 30, an oil passage 44 formed in the cylinder 40, an oil passage 24 formed in the front side block 20, and the front side block 20. It is supplied to the vane groove 59 through the Sarai grooves 21 and 22 which are recesses for supplying back pressure.
すなわち、ロータ５０の両端面まで貫通したベーン溝５９が、ロータ５０の回転により、各サイドブロック２０，３０のサライ溝２１，３１またはサライ溝２２，３２にそれぞれ通じたときに、その通じたサライ溝２１，３１またはサライ溝２２，３２からベーン溝５９に冷凍機油Ｒが供給されて、供給された冷凍機油Ｒの圧力がベーン５８を外方に突出させる背圧となる。 That is, when the vane groove 59 penetrating to both end faces of the rotor 50 is connected to the Sarai grooves 21 and 31 or the Saray grooves 22 and 32 of the side blocks 20 and 30 by the rotation of the rotor 50, the connected salai grooves The refrigerating machine oil R is supplied to the vane groove 59 from the grooves 21, 31 or the Sarai grooves 22, 32, and the pressure of the supplied refrigerating machine oil R becomes a back pressure that causes the vane 58 to protrude outward.
ここで、リヤサイドブロック３０の油路３４ａとサライ溝３１との間で冷凍機油Ｒが通過する通路は、リヤサイドブロック３０の軸受３７とこの軸受３７に支持された回転軸５１の外周面との間の非常に狭い隙間である。 Here, the passage through which the refrigerating machine oil R passes between the oil passage 34 a of the rear side block 30 and the Sarai groove 31 is between the bearing 37 of the rear side block 30 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 51 supported by the bearing 37. It is a very narrow gap.
そして、冷凍機油Ｒは、油路３４ａにおいては吐出室１４の高圧雰囲気と同じ高圧であったにもかかわらず、この狭い隙間を通過する間に圧力損失を受けた影響で、サライ溝３１に到達したときは、吐出室１４の内部の圧力よりも低い圧力である中圧になっている。 The refrigerating machine oil R reaches the salai groove 31 due to the effect of pressure loss while passing through this narrow gap, even though the oil passage 34a has the same high pressure as the high pressure atmosphere of the discharge chamber 14. When this occurs, the pressure is medium pressure, which is lower than the pressure inside the discharge chamber 14.
ここで、中圧とは、吸入室１３における冷媒ガスＧの圧力である低圧よりも高く、吐出室１４における冷媒ガスＧの圧力である高圧よりも低い圧力である。 Here, the intermediate pressure is a pressure that is higher than the low pressure that is the pressure of the refrigerant gas G in the suction chamber 13 and lower than the high pressure that is the pressure of the refrigerant gas G in the discharge chamber 14.
同様に、フロントサイドブロック２０の油路２４とサライ溝２１との間で冷凍機油Ｒが通過する通路は、フロントサイドブロック２０の軸受２７とこの軸受２７に支持された回転軸５１の外周面との間の非常に狭い隙間である。 Similarly, the passage through which the refrigerating machine oil R passes between the oil passage 24 of the front side block 20 and the Sarai groove 21 is the bearing 27 of the front side block 20 and the outer peripheral surface of the rotary shaft 51 supported by the bearing 27. It is a very narrow gap between.
そして、冷凍機油Ｒは、油路２４においては吐出室１４の高圧雰囲気と同じ高圧であったにもかかわらず、この狭い隙間を通過する間に圧力損失を受けた影響で、サライ溝２１に到達したときは、吐出室１４の内部の圧力よりも低い圧力である中圧になっている。 The refrigerating machine oil R reaches the salai groove 21 due to the effect of pressure loss while passing through this narrow gap, even though the oil passage 24 has the same high pressure as the high pressure atmosphere of the discharge chamber 14. When this occurs, the pressure is medium pressure, which is lower than the pressure inside the discharge chamber 14.
したがって、サライ溝２１，３１からベーン溝５９に供給されてベーン５８をシリンダ４０の内周面４１に向けて突出させる背圧は、冷凍機油Ｒの中圧となっている。 Therefore, the back pressure that is supplied from the Sarai grooves 21 and 31 to the vane groove 59 and causes the vane 58 to protrude toward the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is an intermediate pressure of the refrigerator oil R.
一方、サライ溝２２，３２は、油路２４、３４と圧力損失なしで通じているため、サライ溝２２，３２には、吐出室１４の内部の圧力と同等の高い圧力である高圧の冷凍機油Ｒが供給され、したがって、サライ溝２２，３２にベーン溝５９が通じる圧縮行程の終盤では、ベーン５８に高圧の背圧を供給して、ベーン５８のチャタリングを防止している。 On the other hand, since the Saray grooves 22 and 32 communicate with the oil passages 24 and 34 without pressure loss, the Saray grooves 22 and 32 have a high pressure refrigerating machine oil having a high pressure equivalent to the pressure inside the discharge chamber 14. Therefore, at the end of the compression stroke in which the vane groove 59 communicates with the saray grooves 22 and 32, high pressure back pressure is supplied to the vane 58 to prevent the vane 58 from chattering.
なお、冷凍機油Ｒは、ベーン５８とベーン溝５９との間の隙間や、ロータ５０とサイドブロック２０，３０との間の隙間等から滲みだして、ロータ５０と両サイドブロック２０，３０との間の接触部分や、ベーン５８とシリンダ４０や両サイドブロック２０，３０との間の接触部分などにおける潤滑や冷却の機能も発揮し、その冷凍機油Ｒの一部が、圧縮室４３内の冷媒ガスＧと混ざるため、サイクロンブロック７０により、冷凍機油Ｒの分離が行われる。 The refrigerating machine oil R starts to ooze out from the gap between the vane 58 and the vane groove 59, the gap between the rotor 50 and the side blocks 20, 30, and the like, and is formed between the rotor 50 and the side blocks 20, 30. A lubricating portion and a cooling function are also exerted in a contact portion between them and a contact portion between the vane 58 and the cylinder 40 or both side blocks 20 and 30, and a part of the refrigerating machine oil R is used as a refrigerant in the compression chamber 43. In order to be mixed with the gas G, the refrigerating machine oil R is separated by the cyclone block 70.
以上のように構成された本実施形態のコンプレッサ１００によれば、第１の吐出部４５と第２の吐出部４６とが、サイクロンブロック７０よりも上流側で連通路３９により通じているため、第２の吐出部４６から吐出された冷媒ガスＧは、第１の吐出部４５から吐出された冷媒ガスＧが吐出される通路である吐出路３８を通ってサイクロンブロック７０に流入する。 According to the compressor 100 of the present embodiment configured as described above, the first discharge unit 45 and the second discharge unit 46 are communicated by the communication path 39 on the upstream side of the cyclone block 70. The refrigerant gas G discharged from the second discharge portion 46 flows into the cyclone block 70 through a discharge passage 38 that is a passage through which the refrigerant gas G discharged from the first discharge portion 45 is discharged.
これにより、第１の吐出部４５から吐出された冷媒ガスＧを圧縮機本体６０の外部に吐出させるための吐出路３８と、第２の吐出部４６から吐出された冷媒ガスＧを圧縮機本体６０の外部に吐出させるための吐出路とを、圧縮機本体６０の外面やサイクロンブロック７０にそれぞれ別個独立して形成する必要がなく、圧縮機本体６０やサイクロンブロック７０の構造を簡素化することができる。 Thereby, the refrigerant path G for discharging the refrigerant gas G discharged from the first discharge portion 45 to the outside of the compressor main body 60 and the refrigerant gas G discharged from the second discharge portion 46 are converted into the compressor main body. It is not necessary to form a discharge path for discharging outside the compressor 60 on the outer surface of the compressor body 60 and the cyclone block 70 separately, and the structure of the compressor body 60 and the cyclone block 70 is simplified. Can do.
なお、本実施形態のコンプレッサ１００は、第２の吐出部４６に吐出した冷媒ガスＧを第１の吐出部４５に吐出させて、第１の吐出部４５に臨む吐出路３８を通じて圧縮機本体６０の外部に吐出させるものであるが、これとは反対に、第２の吐出部４６の吐出チャンバ４６ａに臨むように、リヤサイドブロック３０の外面まで貫通する吐出路を形成し、一方、上述した実施形態において第１の吐出部４５の吐出チャンバ４５ａに臨むように形成されていた吐出路３８を削除して、第１の吐出部４５の吐出チャンバ４５ａに吐出した冷媒ガスＧを、連通路３９、第２の吐出部４６の吐出チャンバ４６ａおよび吐出路を通じて、圧縮機本体６０の外部に吐出させるようにしてもよい。 Note that the compressor 100 of the present embodiment causes the refrigerant gas G discharged to the second discharge portion 46 to be discharged to the first discharge portion 45, and the compressor main body 60 through the discharge path 38 facing the first discharge portion 45. On the contrary, a discharge passage that penetrates to the outer surface of the rear side block 30 is formed so as to face the discharge chamber 46a of the second discharge portion 46, while the above-described implementation is performed. In the embodiment, the discharge passage 38 formed so as to face the discharge chamber 45a of the first discharge portion 45 is deleted, and the refrigerant gas G discharged to the discharge chamber 45a of the first discharge portion 45 is replaced with the communication passage 39, You may make it discharge outside the compressor main body 60 through the discharge chamber 46a and the discharge path of the 2nd discharge part 46. FIG.
また、上述した実施形態のコンプレッサ１００は、第１の吐出部４５の上流側に第２の吐出部４６を備えているため、圧縮室４３が第１の吐出部４５に臨む以前の段階で吐出圧力に達した場合であっても、その圧縮室４３が第１の吐出部４５より上流側にある第２の吐出部４６に臨んでいるときは、その圧縮室４３の内部の冷媒ガスＧは、第２の吐出部４６を通じて圧縮室４３から吐出されるため、圧縮室４３内の過圧縮（吐出圧力を超える圧力に圧縮されること）を防止することができる。 In addition, since the compressor 100 according to the above-described embodiment includes the second discharge portion 46 on the upstream side of the first discharge portion 45, the discharge is performed at a stage before the compression chamber 43 faces the first discharge portion 45. Even when the pressure has been reached, when the compression chamber 43 faces the second discharge portion 46 on the upstream side of the first discharge portion 45, the refrigerant gas G inside the compression chamber 43 is Since the gas is discharged from the compression chamber 43 through the second discharge portion 46, over-compression (compression to a pressure exceeding the discharge pressure) in the compression chamber 43 can be prevented.
次に、本実施形態のコンプレッサ１００のシリンダ４０の横断面輪郭形状について、図３，４を参照して詳しく説明する。 Next, the cross-sectional outline shape of the cylinder 40 of the compressor 100 of this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状は、図３に示すように、近接部４８と軸心Ｃとを結んだ基準線Ｌからの、ロータ５０の軸心Ｃ回りの回転方向Ｗに沿った角度θに対応して設定されている。 As shown in FIG. 3, the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is in the rotational direction W around the axis C of the rotor 50 from the reference line L connecting the proximity portion 48 and the axis C. It is set corresponding to the angle θ along.
具体的には、複数の圧縮室４３のうち特定の圧縮室４３Ａに注目し、この特定の圧縮室４３Ａの回転方向Ｗの上流側（後ろ側）に位置するベーン５８の、シリンダ４０の内周面４１との接触点と軸心Ｃとを結んで得られた直線Ｋと基準線Ｌとの間の角度θ（ロータ５０の回転角度に対応）ごとの、圧縮室４３Ａの内部の圧力の、圧縮行程における昇圧速度（角度θの増大に対する圧力の上昇度合い）が、図４に示すように略一定となるように、シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状が設定されている。 Specifically, paying attention to a specific compression chamber 43A among the plurality of compression chambers 43, the inner periphery of the cylinder 40 of the vane 58 located on the upstream side (rear side) in the rotation direction W of the specific compression chamber 43A. The pressure inside the compression chamber 43A for each angle θ (corresponding to the rotation angle of the rotor 50) between the straight line K obtained by connecting the contact point with the surface 41 and the axis C and the reference line L, The cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is set so that the pressure increase speed (the degree of pressure increase with respect to the increase in the angle θ) in the compression stroke is substantially constant as shown in FIG.
以上のように、シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状が形成された本実施形態のコンプレッサ１００によれば、圧縮行程および吐出行程を吸入行程に対して長く形成したことによって、短期間での急激な圧縮を回避して圧力の上昇率を小さく（圧力上昇を緩やかに）することができ、過圧縮の発生を防止することができる。 As described above, according to the compressor 100 of the present embodiment in which the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is formed, the compression stroke and the discharge stroke are formed longer than the suction stroke, so that a short period of time can be obtained. This makes it possible to reduce the rate of increase in pressure (slowly increase in pressure) by avoiding sudden compression at, thereby preventing over-compression.
さらに、圧縮室の内部の圧力の圧縮行程における昇圧速度が略一定となるようにシリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状を形成したことによって、吐出圧力に達する直前における昇圧速度の増大による過圧縮の発生も防止することができる。 Furthermore, by forming the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 so that the pressure increase speed in the compression stroke of the pressure inside the compression chamber is substantially constant, the pressure increase speed immediately before reaching the discharge pressure is increased. The occurrence of overcompression can also be prevented.
したがって、動力の増大を防止することができ、効率（成績係数またはＣＯＰ（Coefficient Of Performance：冷房能力／動力））を向上させることができる。 Therefore, an increase in power can be prevented, and efficiency (coefficient of performance or COP (Coefficient Of Performance: cooling capacity / power)) can be improved.
なお、圧縮室４３Ａの内部の圧力の昇圧速度は圧縮行程の全域に亘って略一定であるが、詳細には、圧縮室４３Ａの内部の圧力が最大の圧力である吐出圧力に達する直前の行程（終盤の行程ｃ２）における昇圧速度が、それよりも以前の行程（圧縮行程のうちの、終盤の行程ｃ２よりも以前の行程ｃ１）における昇圧速度よりもわずかに小さくなるように、シリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状が設定されている。 The pressure increase rate of the pressure inside the compression chamber 43A is substantially constant over the entire compression stroke. Specifically, the stroke immediately before the pressure inside the compression chamber 43A reaches the maximum discharge pressure. The boosting speed in the (last stage stroke c2) is slightly smaller than the boosting speed in the earlier stroke (stroke c1 before the last stroke c2 in the compression stroke). The cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 is set.
これによって、圧縮室４３Ａの内部の圧力が吐出圧力に達する直前の行程（終盤の行程ｃ２）で、圧力上昇が緩やかになり、それよりも以前の行程ｃ１における昇圧速度と同等の昇圧速度で圧力上昇するものに比べて、過圧縮の発生を抑制することができる。 As a result, the pressure rises moderately in the stroke immediately before the pressure inside the compression chamber 43A reaches the discharge pressure (the final stroke c2), and the pressure is increased at a pressure increase speed equivalent to the pressure increase speed in the previous stroke c1. The occurrence of overcompression can be suppressed as compared with the rising one.
また、圧縮室４３Ａの内部の圧力の昇圧速度が圧縮行程の全域に亘って略一定とするシリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状は、ロータ５０の軸心Ｃ回りの回転方向Ｗに沿った角度θ（基準線Ｌを角度θ＝０［度］とする。）の角度位置における、軸心Ｃからシリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形までの距離（半径）Ｔが、例えば図５の曲線で示されたものとなっている。 Further, the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 in which the pressure increase rate of the pressure inside the compression chamber 43A is substantially constant over the entire compression stroke is in the rotational direction W around the axis C of the rotor 50. The distance (radius) T from the axis C to the cross-sectional profile of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 at an angular position along the angle θ (the reference line L is an angle θ = 0 [degree]) For example, it is shown by the curve of FIG.
ここで、図５に示した曲線は、圧縮行程において下記（１）から（４）の領域が順次連なるように形成されている。なお、圧縮行程の外、吸入行程や吐出行程も含めると、下記（０）から（５）の領域が順次連なるように形成されている。
（０）圧縮室の容積が増加する領域
（１）圧縮室の容積減少率が増加する領域
（２）圧縮室の容積減少率が低下する領域
（３）圧縮室の容積減少率が再び増加する領域
（４）圧縮室の容積減少率が再び低下する領域
（５）圧縮室の容積が最小で略一定の領域
Here, the curve shown in FIG. 5 is formed so that the following areas (1) to (4) are successively connected in the compression stroke. When the suction stroke and the discharge stroke are included in addition to the compression stroke, the following areas (0) to (5) are formed sequentially.
(0) Region in which the volume of the compression chamber increases (1) Region in which the volume reduction rate of the compression chamber increases (2) Region in which the volume reduction rate of the compression chamber decreases (3) Volume reduction rate of the compression chamber increases again Area (4) Area where the volume reduction rate of the compression chamber decreases again (5) Area where the volume of the compression chamber is minimum and substantially constant
そして、圧縮行程における圧縮室を上記の各領域（１）〜（４）を連ねたように設定することで、圧縮行程の圧縮室の昇圧速度を略一定にすることができる。 Then, by setting the compression chamber in the compression stroke so as to connect the above regions (1) to (4), the pressure increase speed of the compression chamber in the compression stroke can be made substantially constant.
上述の各領域（１）から（４）については、距離Ｔを角度θの三角関数の累乗式で規定することで、各領域（１）〜（４）を滑らかに繋いだ近似を行うことができる。 For each of the regions (1) to (4) described above, the distance T is defined by a trigonometric power equation of the angle θ, so that approximation can be performed by smoothly connecting the regions (1) to (4). it can.
すなわち、各領域（１）〜（４）は、それぞれの領域ごとに、距離Ｔと角度θとの関係をそれぞれ近似式で規定するが、単に角度θの近似式で規定したのでは、領域（１），（２）間、領域（２），（３）間、領域（３），（４）間の各境界で、速度等が不連続になり易く、それによってベーン５８が瞬間的に跳ねるチャタリングが発生しやすくなる。 That is, for each region (1) to (4), for each region, the relationship between the distance T and the angle θ is defined by an approximate expression. 1), (2), between the regions (2), (3), and between the regions (3), (4), the speed and the like are likely to be discontinuous, thereby causing the vane 58 to jump instantaneously. Chattering is likely to occur.
しかし、各領域（１）〜（４）において、距離Ｔを角度θの三角関数の累乗式で規定すると、各境界での接合が滑らかになり、ベーン５８の瞬間的な跳ねを防止して、チャタリングの発生を防止することができる。 However, in each of the regions (1) to (4), if the distance T is defined by a trigonometric power equation of the angle θ, the joining at each boundary becomes smooth and the instantaneous splash of the vane 58 is prevented. Generation of chattering can be prevented.
なお、各領域（１）〜（４）について、距離Ｔを規定する角度θの三角関数の累乗式としては、例えば、下記式［１］〜［４］を適用するのが好ましい。 For each region (1) to (4), it is preferable to apply, for example, the following formulas [1] to [4] as a power expression of a trigonometric function of the angle θ that defines the distance T.
すなわち、（１）の領域に対して下記式［１］、（２）の領域に対して下記式［２］、（３）の領域に対応して下記式［３］、（４）の領域に対して下記式［４］をする。
Ｔ＝ｒ＋Ａ１＊sin 2（９０／（φ６−φ２）＊（θ−φ２）＋９０）
−Ａ２＊sin a（９０／（φ３−φ２）＊（θ−φ２））
ただし、φ２＜θ≦φ３ ［１］
Ｔ＝ｒ＋Ａ１＊sin 2（９０／（φ６−φ２）＊（θ−φ２）＋９０）
−Ａ２＊sin b（９０／（φ４−φ３）＊（θ−φ３）＋９０）
ただし、φ３＜θ≦φ４ ［２］
Ｔ＝ｒ＋Ａ１＊sin 2（９０／（φ６−φ２）＊（θ−φ２）＋９０）
＋Ａ３＊sin c（９０／（φ５−φ４）＊（θ−φ４））
ただし、φ４＜θ≦φ５ ［３］
Ｔ＝ｒ＋Ａ１＊sin 2（９０／（φ６−φ２）＊（θ−φ２）＋９０）
＋Ａ３＊sin d（９０／（φ６−φ５）＊（θ−φ５）＋９０）
ただし、φ５＜θ≦φ６ ［４］
ここで、ｒ，Ａ１〜Ａ３，φ１〜φ６，ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ定数である。
That is, the following formulas [3] and (4) corresponding to the areas of the following formulas [2] and (3) for the area of (1) and the following formulas [2] and (3) for the area of (1): Then, the following formula [4] is used.
T = r + A1 * sin 2 (90 / (φ6-φ2) * (θ−φ2) +90)
-A2 * sin a (90 / (φ3-φ2) * (θ-φ2))
However, φ2 <θ ≦ φ3 [1]
T = r + A1 * sin 2 (90 / (φ6-φ2) * (θ−φ2) +90)
-A2 * sin b (90 / (φ4-φ3) * (θ−φ3) +90)
However, φ3 <θ ≦ φ4 [2]
T = r + A1 * sin 2 (90 / (φ6-φ2) * (θ−φ2) +90)
+ A3 * sin c (90 / (φ5-φ4) * (θ−φ4))
However, φ4 <θ ≦ φ5 [3]
T = r + A1 * sin 2 (90 / (φ6-φ2) * (θ−φ2) +90)
+ A3 * sin d (90 / (φ6-φ5) * (θ−φ5) +90)
However, φ5 <θ ≦ φ6 [4]
Here, r, A1 to A3, φ1 to φ6, a, b, c, and d are constants, respectively.
以上のように、圧縮行程における昇圧速度が図４に示すように略一定となるようにシリンダ４０の内周面４１の横断面輪郭形状が形成された本実施形態のコンプレッサ１００によれば、圧縮室４３の内部の圧力が吐出圧力に達する直前における昇圧速度の増大による過圧縮の発生も防止することができ、動力の増大を防止して、効率を向上させることができる。 As described above, according to the compressor 100 of this embodiment in which the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface 41 of the cylinder 40 is formed so that the pressure increasing speed in the compression stroke is substantially constant as shown in FIG. The occurrence of overcompression due to an increase in the pressure increase rate immediately before the pressure inside the chamber 43 reaches the discharge pressure can be prevented, and an increase in power can be prevented to improve efficiency.
しかも、本実施形態のコンプレッサ１００は、圧縮行程における圧縮室４３を各領域（１）〜（４）を連ねたように設定し、各領域（１）から（４）について、距離Ｔを角度θの三角関数の累乗式でそれぞれ規定したことで、各領域（１）〜（４）を滑らかに繋いだ近似を行うことができる。 Moreover, the compressor 100 of the present embodiment sets the compression chamber 43 in the compression stroke so as to connect the regions (1) to (4), and sets the distance T to the angle θ for each region (1) to (4). Each of the regions (1) to (4) can be approximated smoothly by being defined by the power of the trigonometric function.
さらにそれらの三角関数の累乗式を、上記格式［１］〜［４］で規定したものとすることにより、角度θに対応した半径の連続性のみならず、速度の連続性も十分に確保することでができ、領域（１），（２）間、領域（２），（３）間、領域（３），（４）間の各境界での接合、ベーン５８の進退動作、回転動作が滑らかになり、ベーン５８の瞬間的な跳ねを防止して、チャタリングの発生を防止することができる。 Furthermore, the power of the trigonometric function is defined by the above formulas [1] to [4], so that not only the continuity of the radius corresponding to the angle θ but also the continuity of the speed is sufficiently secured. It is possible to perform joints at the boundaries between the regions (1) and (2), between the regions (2) and (3), between the regions (3) and (4), and to move the vane 58 forward and backward. It becomes smooth, and momentary splashing of the vane 58 can be prevented to prevent chattering.
上述した実施形態のコンプレッサ１００は、ベーン５８を５枚有するものであるが、本発明に係る気体圧縮機はこの形態に限定されるものではなく、ベーンの数は２枚、３枚、４枚、６枚等適宜選択可能であり、そのように選択された枚数のベーンを適用した気体圧縮機によっても、上述した実施形態とコンプレッサ１００と同様の作用・効果を得ることができる。 The compressor 100 of the embodiment described above has five vanes 58, but the gas compressor according to the present invention is not limited to this form, and the number of vanes is two, three, and four. 6 and the like can be appropriately selected, and the same operation and effect as the above-described embodiment and the compressor 100 can be obtained also by the gas compressor to which the selected number of vanes are applied.
なお、上述した累乗式［１］〜［４］の各定数ｒ，Ａ１〜Ａ３，φ１〜φ６，ａ，ｂ，ｃ，ｄは、ベーン５８の枚数等に応じてそれぞれ変更される。 Note that the constants r, A1 to A3, φ1 to φ6, a, b, c, and d in the above power equations [1] to [4] are changed according to the number of vanes 58 and the like.
１０ ハウジング
２０ フロントサイドブロック
３０ リヤサイドブロック
４０ シリンダ
４１ 内周面
４３，４３Ａ 圧縮室
４５ 第１の吐出部
４６ 第２の吐出部
４８ 近接部
４９ 遠隔部
５０ ロータ
５１ 回転軸
５２ 外周面
５８ ベーン
６０ 圧縮機本体
１００ 電動ベーンロータリコンプレッサ（気体圧縮機）
θ 角度
Ｃ 軸心
Ｇ 冷媒ガス（気体）
Ｔ 距離
Ｗ 回転方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Housing 20 Front side block 30 Rear side block 40 Cylinder 41 Inner peripheral surface 43, 43A Compression chamber 45 1st discharge part 46 2nd discharge part 48 Proximity part 49 Remote part 50 Rotor 51 Rotating shaft 52 Outer peripheral surface 58 Vane 60 Compression Machine body 100 Electric vane rotary compressor (gas compressor)
θ Angle C Center axis G Refrigerant gas (gas)
T Distance W Direction of rotation
Claims (4)
前記ロータと前記シリンダと前記両サイドブロックと前記ベーンとによって仕切られた複数の圧縮室が内部に形成され、各圧縮室が前記ロータの１回転の期間に気体の吸入、圧縮および前記シリンダに形成された吐出部を通じての吐出を１サイクルのみ行うように形成された圧縮機本体、および前記圧縮機本体を覆うハウジングを備え、前記シリンダの内周面の断面輪郭形状が、圧縮行程および吐出行程を吸入行程に対して長くなるように、かつ前記圧縮室の内部の圧力の、圧縮行程における昇圧速度が一定となるように設定されていることを特徴とする気体圧縮機。 A substantially cylindrical rotor which rotates around the axis, the rotor, cylinder and the vane groove formed in the rotor having an inner circumferential surface of the enclose sectional contour shape from the outside to take the rotor of the outer peripheral surface A plurality of plate-like vanes provided so as to be able to protrude outwardly from the rotor under the back pressure from the rotor, and two side blocks respectively installed on both end surfaces of the rotor and the cylinder ,
A plurality of compression chambers partitioned by the rotor, the cylinder, the both side blocks, and the vanes are formed inside, and each compression chamber is formed in the cylinder for sucking and compressing gas during one rotation of the rotor. has been formed to discharge through the discharge unit so as to perform only one cycle has been compressor body, and a housing covering the compressor main body, the cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface of the front Symbol cylinder, the compression stroke and discharge stroke the to be longer with respect to the intake stroke, and the internal pressure of the compression chamber, the gas compressor, characterized in that the boosting speed is set to be constant in the compression stroke.
（１）圧縮室の容積減少率が増加する領域
（２）圧縮室の容積減少率が低下する領域
（３）圧縮室の容積減少率が再び増加する領域
（４）圧縮室の容積減少率が再び低下する領域 The cross-sectional contour shape of the inner peripheral surface of the cylinder corresponding to the compression stroke is formed so that the following areas (1) to (4) are successively connected. Gas compressor.
(1) Region where the volume reduction rate of the compression chamber increases (2) Region where the volume reduction rate of the compression chamber decreases (3) Region where the volume reduction rate of the compression chamber increases again (4) Volume reduction rate of the compression chamber Area that declines again
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