JPH0148396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はベーン型回転圧縮機の液量および気体
容量制御装置に関するものである。

圧縮気体の容量制御を行う装置として従来種々
なものが提案され又使用されている。主として空
気圧縮機及び冷凍機用圧縮機等に現在用いられて
いる容量制御装置は、レシプロ型に於ては各気筒
のバルブを次々に開放して段階的に容量制御を行
う吸込弁開放式容量制御装置や、スクリユー型回
転圧縮機にあつてはスライト弁式容量制御装置即
ちスライド弁を移動し、吸入締切位置を変化させ
圧縮室の吸入容積を増減し圧縮気体の吐出容量を
変化させる装置等がある。

レシプロ型に於ける圧縮気体容量の制御は各気
筒の圧縮作用を次々に停止して行なうためその圧
縮気体容量は段階的に変化し、こまかい調節を必
要とするものには用いられない。

また、スクリユー型回転圧縮機に用いられてい
るスライド弁式容量制御装置は吸入締切位置をス
ライド弁によつて変化させ圧縮室の実質的な容積
を連続的に変えて吐出容量を変化させることがで
きる。

然し、この容量制御装置ではその構造が複雑な
上にスライド弁が回転体に接しながら移動摺動す
るため、高度な精度が要求され、原価が高くつく
のみならず、故障の原因を増すことになる。

本発明は極く一般に用いられ最も単純で安価な
ベーン型回転圧縮機に於て、それほど精度を必要
としない簡単な機構を用いて気体の容量制御を行
いかつ、この圧縮気体の容量制御を行う手段に連
動して、圧縮室内に噴射される冷却、潤滑、密封
用液体の供給量を自動的にかつ無段階連続的に制
御することによつて、容量制御運転時におけるシ
リンダ内の液体の撹拌動力を最小限に押え、運転
動力を効果的に低下せしめるとともに液体ロツク
を防止し液体ロツクによるベーンの破損を防止す
ることを目的とするものである。

本発明の特徴は、ベーン型回転圧縮機におい
て、ロータ軸方向両端もしくは片端に回動自在の
端板を設け、該端板に、シリンダ内面に設けた吸
気口とは別に、隣接するベーン、シリンダ内面、
ロータ外周および端板で囲まれる圧縮室に開口す
る連絡溝を設け、該連絡溝を吸気室に連通し、容
量制御時前記連絡溝が圧縮室を介して吐出口に直
通しない範囲内で、吸気口との連通を遮断後吐出
口に連通するまでその容積を減少する圧縮室に前
記連絡溝を開口するように、前記回動自在の端板
を回動する装置を設け、かつ前記端板の回動に連
動して液体の通路面積を増減する液量制御装置を
圧縮機の液体の噴射系路中に設けたことにある。

本発明の装置を図面によつて説明すると、第１
図、第２図、第３図において、円筒形シリンダ１
の円筒をなす内面２の円の中心３に対し、偏心し
た中心４を中心としてベアリング１６，１７を介
して矢印の方向に回転するロータ５を有し、その
ロータ５に設けた複数個のベーン溝６に嵌つて摺
動するベーン７を備え、シリンダ１の両端にロー
タ５の中心４を中心として回動自在な端板１８，
１９を設け、ベアリング１６，１７を収納するケ
ーシング２０，２１をもつて端板１８，１９を覆
いシリンダ１の両端に固定する。

ロータ５の軸端２２にカツプリングにと電動機
および内燃機関等の原動機と連結して（何れも図
示せず）ロータ５に回転を与えることにより、シ
リンダ内面２とベーン７とロータ外周８および端
板１８，１９によつて形成される圧縮室９の容積
を、回転の進むに従つて減少させて気体を吸入、
圧縮吐出するものである。

シリンダ１の外周上部に開口１０を有する吸気
室１１を、シリンダ１の圧縮室９を形成するシリ
ンダ内面２の外周に設ける。シリンダ内面２の上
部には、吸気口１２を設け、ロータ外周８とシリ
ンダ内面２とが接近する圧縮室９の最小となる区
間に吐出口１３を設けて、ロータ５の回転に従つ
て圧縮気体を吐出室１４に送り出し、さらに連通
口１５より圧力槽（図示せず）などに排出する。

端板１８，１９には圧縮室９に開口する連絡溝
２３と吸気室１１に開口する連絡溝２４を設け
て、この連絡溝２３，２４は第１図、第２図、第
３図に示すように端板１８，１９の圧縮室９に対
応する円周上と、吸気室１１に対応する円周上と
に、シリンダ内面２に設けられた吸気口１２と略
同一の開口角度の位置に夫々設ける。

ケーシング２０，２１にシリンダ１の吸気室１
１と対応する位置に夫々連絡通路２５，２６を設
けて、常に連絡溝２３，２４と連通せしめる。

端板１８，１９の外周に回動角度に応じた、か
み合い歯２７を設け、ピニオン２８とかみ合わ
せ、ピニオン２８は軸２９を介してモータあるい
は油圧調節器（何れも図示せず）などにより回転
を与える。気体の容量を変化させる事が必要とな
つた場合、吐出圧力或は吐出気体温度等の変化を
感知し、これを電気的或は油圧、空圧等に変換
し、モータあるいは油圧調節器などを作動せし
め、軸２９を介してピニオン２８を回転し、端板
１８，１９を回動変位し、それによつて気体の容
量を変化せしめるのである。

本実施例では端板１８，１９を歯車にて回動せ
しめる方法を図示したが、端板１８，１９を回動
せしめる方法は本実施例に限定するものではな
く、その他レバーにより回動せしめる等の他のす
べての方法を包含するものである。

第１図は端板１８，１９の連絡溝２３，２４が
シリンダ内面２の吸気口１２と同角度位置にあ
り、通常圧縮（全負荷）運転する場合の状態を示
し、従来公知のベーン型回転圧縮機の作動と全く
同じである。即ちこの状態ではベーン７ａは吸気
口１２の締切位置にあり、ベーン７ｃが吐出口１
３の吐出管に位置しており、圧縮室９の気体はロ
ータ５の回転によりその容積を段々と圧縮室９
ａ，９ｂ迄圧縮され、吐出口１３より吐出され
る。第２図は気体容量の制御が必要となり、端板
１８，１９が右に約90゜回動した時の図を示す。

この場合、端板１８，１９の連絡溝２３，２４
が圧縮室９，９ａの位置にあり圧縮室９，９ａは
連絡溝２４、連絡通路２５，２６（第３図参照）
連絡溝２３を経て吸気室１１に連通しており圧縮
室９，９ａの気体は圧縮室の容積の減少につれて
吸気室１１に返送され圧縮作用を受けていない。
吸入締切はベーン７ｂによつて始めて行なわれ、
吸入気体容積は圧縮室９ｂの容積となり、圧縮気
体容量の制御がなされている。

以上のように端板１８，１９の回転角度を0゜か
ら順次回動せしめる間に吸入気体容量を順次減少
せしめる事になり、必要なだけの量の気体を吸
入、圧縮する事が出来るので動力も大きく節減す
ることができ、その効果大である。

これまでの説明は端板１８，１９の両方に連絡
溝２３，２４を設けた実施例について行つたが、
端板１８，１９の何れか一方のみに連絡溝２３、
２４を設けた場合も全く同様な作動をなし、同一
効果を奏するもので、当然本願発明の要旨に包含
されるものである。

従来、ベーン形回転圧縮機の無段階的な容量制
御は吸気口を順次閉じながら行なういわゆる吸気
閉塞式容量制御であるため、吸入気体の減少に従
つて圧縮室吸入側圧力の負圧が増大するため、吸
入気体減少に従つて圧縮比が高くなり、容量制御
を行なつても消費動力があまり減少しなかつた
が、前述の本発明の装置によれば圧縮気体の減少
に応じて消費動力が大巾に減少しながら、無段階
的な圧縮気体の容量制御が、端板の回動角度調整
によつて行われるので、構造簡易でしかも安価に
効率よく行なう事ができる。

また第３図において、シリンダ２０に連絡通路
２５，２６を設けたものを図示したが、連絡通路
２５，２６を設けず、端板１８，１９の連絡溝２
３，２４を連通せしめるようにしても、同一効果
が得られ、本発明に含まれることは論ずるまでも
ない。

また第３図、第４図に示すようにピニオン２８
の反対の軸端３０に以下のように液量制御装置３
１を設ける。

ピニオン２８の軸端３０に雄ねじ３２を設けこ
の雄ねじ３２にねじ込んだ雌ねじを有するバルブ
３３の外周に軸方向に溝４０を設け、ボデイ３４
にピン４１で回り止めを施し、バルブ３３をボデ
イ３４内で第４図の左右に摺動するように収納
し、ボデイ３４をケーシング２１に固定する。ボ
デイ３４に夫々圧縮機の液体噴射系略中に連通す
る液体の吸入口３５、吐出口３６を設け、ボデイ
３４の内面に吸入口３５、吐出口３６に夫々連通
する連通溝３７，３８を設けてバルブ３３の端面
に３９の移動により液体の通路面積を制御するよ
うにする。第２図に示すように端板１８の連絡溝
２３，２４が右の方に約90回動した状態で圧縮気
体容量が最小になつた状態において、液量制御装
置３１のバルブ３３が第４図に示す如く最も左方
に位置するようにねじ調整して、液体連通溝３
７，３８の開口面積を制限し、液体の流通量を必
要最小限に制限せしめる。

液体の吐出口３６は供給ポンプ（図示せず）を
介して第１図、第２図に示す管路４２を経てシリ
ンダ１の噴射口４３に連通して居り、液体は圧縮
室９ｂ内に噴射され、圧縮室内の冷却、潤滑、密
封作用を行なう。

第２図に示す最小容量運転状態より第１図に示
す全負荷運転状態に復帰する為には、吐出圧力お
よび吐出気体温度等を感知して作動するモータ
（図示せず）などにより軸２９を介してピニオン
２８を回転させて、端板１８，１９を第１図の位
置迄回転せしめる。

ピニオン２８の回転により軸端３０の雄ねじ３
２が回転すると、ねじによつてバルブ３３は右方
に移動し、端部３９によつて狭められていた連通
溝３７，３８は第３図に示すように開放され、全
負荷運転時に必要な冷却、潤滑、密封用液体の全
量を圧縮機に供給噴射せしめる。

このように、容量制御を行なう端板の回動に連
動して液量制御装置３１を設けることにより、圧
縮気体の容量変化に順応して、必要最小限の液体
を常に圧縮室に噴射することが出来、動力の軽減
はより一層その効果を上げ、特に容量制御運転時
における液体ロツクを防止し、ベーンの破損を防
止できるという効果がある。

以上現在迄知られている実用的な無段階の気体
容量制御装置はスクリユ型回転圧縮機に於けるス
ライドバルブ式だけであるが、その種の機械は機
構が複雑で原価が高く、使用者側から見れば極め
て不利なものであつた。本発明によれば原価の安
いベーン型回転圧縮機を用いて而も安価で簡単な
構造で圧縮気体容量および液量制御をなし得て、
無段階容量制御の利用範囲を一層広める結果とな
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示し、端板の連絡
溝が通常圧縮運転を行う状態の位置にあるベーン
型回転圧縮機の横断面図。第２図は端板の連絡溝
が、吸入締切位置を調整した状態にあり、本発明
の容量制御の実施例を示すベーン型回転圧縮機の
横断面図。第３図は第１図の−線に沿つた断
面を示す縦断面図。第４図は液量制御装置の通過
液量を絞つた状態を示す拡大断面図である。 １……シリンダ。５……ロータ。７……ベー
ン。９……圧縮室。１１……吸気室。１８，１９
……端板。２３，２４……連絡溝。２８……ピニ
オン。３１……液量制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベーン型回転圧縮機において、ロータ軸方向
   両端もしくは片端に回動自在の端板を設け、該端
   板に、シリンダ内面に設けた吸気口とは別に、隣
   接するベーン、シリンダ内面、ロータ外周および
   端板で囲まれる圧縮室に開口する連絡溝を設け、
   該連絡溝を吸気室に連通し、容量制御時前記連絡
   溝が圧縮室を介して吐出口に直通しない範囲内
   で、吸気口との連通を遮断後吐出口に連通するま
   でその容積を減少する圧縮室に前記連絡溝を開口
   するように、前記回動自在の端板を回動する装置
   を設け、かつ前記端板の回動に連動して液体の通
   路面積を増減する液量制御装置を圧縮機の液体の
   噴射系路中に設けたことを特徴とするベーン型回
   転圧縮機の液量及び気体容量制御装置。