JPH036876Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は容積形圧縮機、詳しくは、容積形の圧
縮要素をもち、該圧縮要素に内通路を介して連通
する吸入管を接続してなる容積形圧縮機で、主と
して冷媒の圧縮に用いられるものに関する。

（従来技術） 一般に、冷媒圧縮用の容積形圧縮機において
は、起動時などの液バツク時に、圧縮要素で異常
高圧が発生するのを防止するために、様々な対策
が講じられている。

この対策の１つとしては、実開昭53−134163号
公報に記載され、また、第６図に示すように、前
記圧縮機（図示せず）の吸入ガス管５１にオリフ
イス５２を設けると共に、該オリフイス５２の前
後の差圧を検出する差圧検出器５３を設けて、液
冷媒が前記オリフイス５２を通過すると、前記差
圧がガス冷媒通過時に比して著しく大きくなる点
に着目して、液バツクを検出し、圧縮機を停止で
きるようにしたものが提案されている。尚、第６
図中、Ｘは増幅器、Ｙは圧縮機を発停制御する制
御器である。

また、他の対策としては、実公昭43−3167号公
報に記載され、第７図に示すように、圧縮機のケ
ーシング５４内に形成する、吸入管接続口５５か
らシリンダ５６に至る吸入通路５７に、駆動用モ
ータ５８の駆動軸５９に固設された羽根車６０を
設け、吸入冷媒を実線矢印イで示すごとく、前記
羽根車６０内の通路６１を通過させて前記シリン
ダ５５に吸入させることにより、前記羽根車５９
で吸入冷媒中の液冷媒を遠心分離するようにした
ものが提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） ところが、第６図に示したものは、液バツクを
検出する毎に圧縮機を停止させるので、圧縮機の
継続運転ができなくなる不具合があるし、しか
も、差圧検出器５３の感度及び、液バツク検出か
ら圧縮機の停止までの応答性の問題のために、液
圧縮を確実に防止することが困難であつたのであ
る。更に、前記検出器５３、増幅器Ｘなどが必要
で全体に製造コストが高くつく問題もあつたので
ある。

また、第７図に示したものは、第６図に示した
ものと相違して継続運転をしながら、液圧縮を防
止することが可能であるが、複雑な構造の前記羽
根車６０を必要とし、しかも、この羽根車６０を
前記駆動軸５９に固設しなければならないので、
全体に構造が複雑化し、かつ、組立作業も煩雑と
なり、第６図に示したものと同様に製造コストが
高くなる問題があつた。

しかして、本考案の目的は、圧縮要素の吸入側
に減圧構造を設け、かつ、この減圧構造を工夫し
て、 簡単な構造でありながら、 液バツク時に吸入冷媒の液容積比率（吸入冷
媒中の液冷媒の体積比）をむらなく均一に確実
に低下させて、この液バツク時に圧縮要素で過
大な圧力（異常高圧）が発生するのを抑制でき
るようにし、かつ、 このように異常高圧を抑制できながら、しか
も、圧縮要素の吸入側に前記減圧構造を設けた
ことにより生ずる、通常運転時における吸入抵
抗の増大を抑制できるようにする点にある。

（問題点を解決するための手段） しかして、本考案の構成を第１図を基に説明す
ると、容積形の圧縮要素をもち、該圧縮要素に内
通路７を介して連通する吸入管５を接続してなる
圧縮機において、前記内通路７と前記吸入管５と
からなる吸入通路Ａに、多数の小孔をもつ第１減
圧体１０を内装すると共に、前記第１減圧体１０
に対し、前記圧縮要素の吸入口２１側に、多数の
小孔１２ａを開口させた第２減圧体１２を設ける
一方、前記第２減圧体１２の開口率を、前記第１
減圧体１０の開口率よりも小さくし、かつ、前記
第１減圧体１０と第２減圧体１２との間隔を前記
第１減圧体１０で発生した気泡が分散でき、か
つ、前記気泡が再融合しない所定間隔としている
のである。

（作用） 起動時などの液バツク時、液相から成る吸入冷
媒はその全量がまず吸入通路Ａ内に設けられた第
１減圧体１０の小孔を通過し、その通過時にその
流通抵抗により減圧されて自己蒸発し、多数の気
泡が発生する。この多数の気泡は、自己蒸発され
なかつた残りの吸入冷媒に分散して、気泡混合
流、つまり二相流となるのである。また、第１減
圧体１０に対する冷媒流通方向前方に第２減圧体
１２が配設されているので、該第２減圧体１２が
流通抵抗となり、前記吸入冷媒は前記各減圧体１
０，１２間で渦流となり、このため、前記第１減
圧体１０から流出した前記吸入冷媒は激しく撹拌
されて、該吸入冷媒に前記気泡が均一に分散され
る。

更に、一般に二相流の場合、減圧体を通過する
ときの流通抵抗は液相のみの単相流に比較して数
倍となり、減圧量も大きくできることから、二相
流した前記吸入冷媒の全量を前記第２減圧体１２
に通過させることにより、前記二相流による減圧
量の増大効果を利用して、この二相流における液
相の自己蒸発量を大きくできるのである。

しかし、前記第２減圧体１２の開口率は、前記
第１減圧体１０の開口率より小さくしているか
ら、一層流通抵抗が大きく、減圧量も大きくでき
るので、それだけ自己蒸発量を増大でき、前記吸
入冷媒の液容積率を、液圧縮による異常高圧が生
ずることのない所望の値（約20％）にまで減少で
き、異常高圧の発生を確実に抑制できるのであ
る。

また、この作用を、減圧構造として、同様に小
孔をもつ一つの減圧体を用いた場合（比較例）と
比較して説明すると、液バツク時における前記比
較例の流通抵抗と、本考案のものゝトータルの流
通抵抗とを同じ吸入抵抗となるように設定する
と、本考案の場合、前記第２減圧体における流通
抵抗を吸入冷媒を二相流とすることによる減圧量
増大効果を利用して、該抵抗を大きくしているの
で、通常運転時においては、前記吸入冷媒のガス
容積率が高くなり、その流通抵抗が液相のみの吸
入冷媒として比較しても遥かに小さくなるから
（約10分の１）、比較例と比較して本考案の方が、
通常運転時の吸入抵抗をはるかに小さく設定でき
るのである。つまり、前記各減圧体１０，１２に
おける圧力損失を小さくできるのである。

（実施例） 第１図に示すものは、本考案を適用したマルチ
ベーン形の容積形圧縮機である。

第１図中、１はシリンダ室２をもつケーシング
である。前記シリンダ室２には、多数のベーン３
を出退自由に保持するロータ４が内装され、前記
ベーン３により画成される多数の圧縮空間２０が
形成されている。また、前記ケーシング１には、
吸入管５を接続する第１接続口６と、該接続口６
と前記シリンダ室２の吸入口２１とを連通させる
吸入側内通路７とを形成すると共に、同様にし
て、前記シリンダ室２の吐出口２２側に、吐出側
内通路８と吐出管（図示せず）を接続する第２接
続口９とを形成している。

また、前記吸入管５には、前記第１接続口６近
くに吸入フイルター１０を内装するフイルター室
１１を形成している。

以下、前記吸入管５と前記内通路７とにより形
成される、前記シリンダ室２に至る通路を吸入通
路Ａという。

かくして、前記圧縮機は、前記ロータ４を前記
シリンダ室２内で矢印イ方向に回転させることに
よつて、前記吸入通路Ａ、吸入口２１を介して各
圧縮空間２０に吸入冷媒を吸入し、この吸入冷媒
を前記ロータ４の回転に伴う前記圧縮空間２０の
容積の減少により圧縮し、高圧となして前記吐出
口２２から前記吐出側内通路８に吐出し、前記吐
出管へと排出するごとくなしている。

尚、ここにおいて、前記シリンダ室２及びロー
タ４が本考案における圧縮要素に対応するもので
ある。

以上の如く構成する圧縮機において、前記吸入
フイルター１０を本考案における第１減圧体（以
下、符号１０で示す）として利用すると共に、前
記吸入通路Ａにおける前記第１接続口６部分に、
多数の小孔１２ｂを開口させた多孔板１２を介設
し、この多孔板１２を第２減圧体（以下、符号１
２で示す）として機能させるのである。

以下、詳記する。

前記第１減圧体１０は、第２図に拡大して示す
ように、網状シート１３を円筒状になして、この
シート１３に格子状の保護体１４を被嵌すると共
に、これらシート１３と保護体１４との一端に、
流入口１５ａをもつ第１保持板１５を嵌着すると
共に、他端に閉鎖状の第２保持板１６を嵌着する
ごとくしている。そして、かく形成した第１減圧
体１０を第１図に示すように、前記第１保持板１
５を前記フイルター室１１の流入側端部に固定す
る一方、前記第２保持板１６をばね１７により弾
性的に支持して、前記フイルター室１１に内装し
ている。尚、第１図では前記保護体１４の図示を
省略している。

かくして、吸入冷媒は前記第１減圧体１０を通
過する時に、具体的には、吸入冷媒が前記流入口
１５ａから流入して、前記シート１３の小孔（網
目）を介して前記フイルター室１１内に流出する
時に減圧されるのであり、液バツク時において
は、前記この減圧により前記吸入冷媒に、自己蒸
発による気泡が生じるのである。

また、前記第２減圧体１２は、第１，３図に示
す如く、円板１２ａに多数の小孔１２ｂを万遍な
く形成すると共に、前記円板１２ａの外周部に環
状の固定部１２ｃを形成しており、かくして、前
記固定部１２ｃを前記第１接続口６における前記
ケーシング１と前記吸入管５とに挟持させること
により、前記第２減圧体１２を前記吸入通路Ａに
介設する如くしている。

かくして、前記第１減圧体１０で減圧された吸
入冷媒が、前記第２減圧体１２の前記小孔１２ｂ
を通過する時に更に減圧されるようにしている。

次に、前記各減圧体１０，１２の各開口率（小
孔の総面積／流通断面積）について述べると、こ
れら開口率は液バツク時に、第１、第２減圧体１
０，１２通過後の吸入冷媒の液容積率が、異常高
圧を防止できる所望の値（例えば20％）となるよ
うに設定するのであるが、好ましくは前記第１減
圧体１０の開口率に対して、第２減圧体１２の開
口率を小さく設定するのである。この理由は、第
４図に模式的に示すように、第１減圧体１０に対
して第２減圧体１２の開口率を小さくする（換言
すると、流通抵抗が大きい）方が、通常運転時に
おける両減圧体１０，１２の合計の流通抵抗を所
定値とするとき、液バツク時に、まず第１減圧体
１０で２相流とし、次に減圧体１２の開口率が小
さいため第２減圧体で大きな減圧作用を得ること
により、圧縮機に吸入される冷媒の液容積率を小
さく、かつ、気泡の吸入冷媒中への分散を均一に
できるかららである。

尚、前記第１、第２減圧体１０，１２の各開口
率は吸入冷媒の流速、小孔の径などにより液バツ
ク時の異常高圧を防止できるように実験で確認し
て設計するのであるが、例えば、前者を50〜60％
程度、後者を40〜55％程度に各々設定するのであ
る。

また、前記第１減圧体１０と第２減圧体１２と
の間隔は、前記吸入通路Ａの内径Ｄに対して
0.5D〜10Dとし、好ましくは1D〜3Dとするので
ある。この間隔は、前記第１減圧体１０で発生し
た気泡が吸入冷媒中に均一に分散するために必要
な前記吸入冷媒の流通距離と、この流通距離が長
くなりすぎて流通過程で前記気泡が再融合してし
まい、分散状態がかえつて不均一となる不具合と
を考慮して定めるものである。

また、前記第２減圧体１２の設ける位置は、該
減圧体１２の通過後に吸入冷媒中の気泡が再融合
するのを極力さけるために、前記吸入口２１に近
い箇所が好ましい。

以上の如く構成した前記圧縮機に凝縮器、膨張
機構、蒸発器（いずれも図示せず）を順次接続し
て運転を行つた場合の作用を以下説明する。

まず、起動時に液バツクを生じた場合を説明す
る。

前記蒸発器側から還流される吸入冷媒が液スラ
グ（液冷媒の塊）となつて、前記フイルター室１
１の前記第１減圧体（吸入フイルター）１０内に
流入する。

この吸入冷媒は前記第１減圧体１０の前記網状
シート１３を通過して前記フイルター室１１に流
出するが、この時前記液スラグは前記シート１３
内面に均一にいきわたり、その後前記シート１３
の流通抵抗により減圧されて自己蒸発し、多数の
気泡を発生して２相流となる。

前記吸入冷媒は、前記第１減圧体１０と第２減
圧体１２との間の前記吸入通路Ａにおいて渦流と
なり、前記第１減圧体１０で発生した気泡は前記
吸入冷媒中にほぼ均一に分散される。

更に、前記吸入冷媒は２相流となつて前記第２
減圧体１２の小孔１２ｂを通過し、該小孔１２ｂ
の内径の大きさや前記開口率の大きい割りに大き
く減圧されて、更に気泡を生じ、液容積率が所望
の値まで低下するのである。

しかも、前記第１、第２減圧体１０，１２間で
吸入冷媒に渦流を生じさせてほぼ均一な２相流に
したから、前記第２減圧体１２の出口側において
もほぼ均一な２相流とすることができ、かくし
て、吸入冷媒の液容積率を所望の値まで低下させ
られるだけでなく、むらなく均一に低下させられ
るのである。

かくして、液バツク時に、液パツク（液冷媒の
閉じ込み現象）を防止でき、過大な高圧の発生を
確実に抑制することができるのである。

第５図は液バツク時に、１つの前記圧縮空間で
生じる異常高圧に関し、従来と本実施例との比較
を示したもので、実線イは前記各減圧体を設けて
いない従来のものを示し、破線ロは本実施例のも
のを示している。これによれば、本実施例は従来
に比して、前記異常高圧を約４割程度小さくでき
るのである。

また、通常運転時には、前記吸入通路Ａにガス
冷媒が流通するのであり、この時に前記第１、第
２減圧体１０，１２が吸入抵抗となつて性能が従
来よりやゝ低下することとなるが、前記したごと
く前記減圧体を１個ではなく２個間隔をおいて設
けるようにし、第２番目の前記第２減圧体１２に
二相流を通過させることにより、この二相流によ
る減圧量の増大効果を利用して、吸入冷媒を自己
蒸発させているので、通常運転時の前記第１、第
２減圧体１０，１２全体としての吸入抵抗を小さ
く設定できながら、液バツク時には所望の減圧量
が得られるようにすることができるのである。

尚、上記実施例においては、第１減圧体１０と
して吸入フイルターを利用するようにしたが、別
に設けてもよい。また、減圧体は２個に限ること
なく３個以上間隔をおいて設けてもよい。また、
前記各減圧体１０，１２を設ける位置も、前記実
施例に限定されるものではなく、前記吸入通路Ａ
における前記圧縮要素の近接部であればよい。

更に、本考案を適用する容積形圧縮機は前記し
たマルチベーン形のものに限られることなく、レ
シプロ形、スクロール形など容積形圧縮機であれ
ばいずれのものにも適用できるものである。

（考案の効果） 以上の如く本考案は、前記内通路７と前記吸入
管５とからなる吸入通路Ａに、多数の小孔をもつ
第１減圧体１０を内装すると共に、前記第１減圧
体１０に対し、前記圧縮要素の吸入口２１側に、
多数の小孔１２ａを開口させた第２減圧体１２を
設ける一方、前記第２減圧体１２の開口率を、前
記第１減圧体１０の開口率よりも小さくし、か
つ、前記第１減圧体１０と第２減圧体１２との間
隔を前記第１減圧体１０で発生した気泡が分散で
き、かつ、前記気泡が再融合しない所定間隔とし
たから、 液バツク時に、液相から成る吸入冷媒の全量
を前記各減圧体１０，１２に通過させ、該各減
圧体１０，１２による減圧と渦流発生作用、及
び二相流による減圧量の増大効果を利用するこ
とにより、吸入冷媒の液容積率が液圧縮による
異常高圧が生ずることのない所望の値まで確実
に減少させることができ、かくして異常高圧の
発生を確実に抑制できるのであり、その上、 二相流による減圧量の増大効果を利用してい
ることから、通常運転時の前記各減圧体１０，
１２における圧力損失を小さくできるのであ
る。

しかも、前記各減圧体１０，１２は吸入通路
Ａに設けるだけであるから、換言すると静止状
に設けるだけであるから、その構造が極めて簡
単なのであり、かつ、適用する圧縮機の能力、
また、運転条件が変更されても、前記各減圧体
１０，１２の前記小孔の内径、開口率などを変
更することによつて、容易に対応できるのであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本考案の実施例を示す図面
で、第１図は圧縮機全体を示す平面断面図、第２
図は第１減圧体を示す、一部を省略した拡大断面
図、第３図は第２減圧体を示す拡大正面図、第４
図は第１、第２減圧体の作用を説明するための模
式図、第５図は効果を説明するための説明図、第
６、第７図は従来技術を説明するための説明図で
ある。 ２……シリンダ室、４……ロータ、５……吸入
管、７……吸入側内通路、１０……第１減圧体
（吸入フイルター）、１２……第２減圧体（多孔
板）、１２ａ……第２減圧体の小孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 容積形の圧縮要素をもち、該圧縮要素に内通路
   ７を介して連通する吸入管５を接続してなる圧縮
   機において、前記内通路７と前記吸入管５とから
   なる吸入通路Ａに、多数の小孔をもつ第１減圧体
   １０を内装すると共に、前記第１減圧体１０に対
   し、前記圧縮要素の吸入口２１側に、多数の小孔
   １２ａを開口させた第２減圧体１２を設ける一
   方、前記第２減圧体１２の開口率を、前記第１減
   圧体１０の開口率よりも小さくし、かつ、前記第
   １減圧体１０と第２減圧体１２との間隔を前記第
   １減圧体１０で発生した気泡が分散でき、かつ、
   前記気泡が再融合しない所定間隔としていること
   を特徴とする容積形圧縮機。