JPH04314987A - 流体圧縮機 - Google Patents

流体圧縮機

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Publication number
JPH04314987A
JPH04314987A JP8017291A JP8017291A JPH04314987A JP H04314987 A JPH04314987 A JP H04314987A JP 8017291 A JP8017291 A JP 8017291A JP 8017291 A JP8017291 A JP 8017291A JP H04314987 A JPH04314987 A JP H04314987A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder
piston
circumferential surface
bearing part
blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8017291A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuya Hirayama
卓也 平山
Masayuki Okuda
正幸 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP8017291A priority Critical patent/JPH04314987A/ja
Publication of JPH04314987A publication Critical patent/JPH04314987A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/08Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C18/10Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F04C18/107Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、冷凍サイク
ルの冷媒ガスを圧縮するのに適するヘリカルブレード方
式の流体圧縮機に関する。
【0003】
【従来の技術】従来より一般的な圧縮機として、レシプ
ロ方式、ロータリ方式等のものが知られており、その外
に、シリンダの吸込側から作動室に流入した冷媒をシリ
ンダの吐出側の作動室へ順次移動させながら圧縮してい
き外部へ吐出するヘリカルブレード方式の流体圧縮機が
提供されている。
【0004】ヘリカルブレード方式の圧縮機の概要は、
例えば、図8に示す如くステータ101とロータ103
とから成る駆動手段105によって回転するシリンダ1
07と、シリンダ107内にeだけ偏心して配置されオ
ルダムリング109を介してシリンダ107に対し相対
的に旋回運動可能なピストン111とを備え、ピストン
111の外周面にはピストン111の略全長に亘って螺
旋状の溝113が形成されている。この溝113には螺
旋状のブレード115が出入自在に嵌合され、ブレード
115の外周面はシリンダ107の内周面と接触してい
る。シリンダ107に対するピストン111は偏心した
位置で回転するためピストン外周面と、これに対向する
シリンダ内周面との間には、相対速度差が生じ、この相
対速度差は一回転を一周期として変化する。このために
、螺旋状の溝113に嵌合されたブレード115によっ
てピストン111とシリンダ107との間の空間に複数
の作動室117が軸方向に沿って形成されるようになる
。作動室117の容積は、ブレード115が嵌合される
螺旋状の溝113のピッチによって決定され、溝113
のピッチは、ピストン111の一端から他端に向かって
徐々に小さくなっている。したがって、前記ブレード1
15によって形成される作動室117の容積は、ピスト
ン111の吸込側(図面右側)から吐出側(図面左側)
に向かって徐々に小さくなるため、吐出側へ向けて順次
移動される間に冷媒は圧縮されて外に吐出される構造と
なっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように構成された
流体圧縮機において、シリンダ107の一方は主軸受部
材119によって、他方は副軸受部材121によってそ
れぞれ回転自在に支持されると共にピストン111の両
端も前記主軸受部材119、副軸受部材121によって
それぞれ旋回運動自在に支持されている。
【0006】主軸受部材119、副軸受部材121によ
ってシリンダ107及びピストン111を支持する各支
持面P,P1 はシール機能を兼ねた面接触となるため
摺動抵抗が大きくなり、軸受損失につながる。また、効
率の面でも望ましくない。
【0007】したがって、吐出能力を決定するシリンダ
107の内径を大きく確保できない不具合いがあった。
【0008】そこで、この発明にあっては、軸受部の摺
動抵抗を小さく抑えることができると共に効率の面でも
優れた流体圧縮機を提供することを目的としている。
【0009】[発明の構成]
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明にあっては、両端が開口され少なくともそ
の内の一方が吐出側となると共に駆動部からの動力で回
転するシリンダと、このシリンダ内に一部外周面がシリ
ンダの内周面と接するよう偏心した状態で挿通されシリ
ンダに対して相対運動を行なう円柱状のピストンと、こ
のピストンの外周面に設けられ吐出側へ向って徐々に小
さくなるピッチで形成された螺旋状の溝と、この溝に出
入自在に嵌合されると共に前記シリンダの内周面とピス
トンの外周面との間を複数の作動室に区画する螺旋状の
ブレードと、前記シリンダ及びピストンの両端を支持す
る支持機構とを備え、少なくとも前記いずれか一方の支
持機構を、前記シリンダの外周面を支持するシリンダ回
転軸受部と、偏心した前記ピストンをシリンダに対して
相対運動可能に支持するピストン軸受部とで構成してあ
る。
【0011】
【作用】かかる流体圧縮機において、吐出側となるシリ
ンダ回転軸受部とピストン軸受部は、シール機能を必要
としないため、面接触から線接触による支持が可能とな
り、摺動抵抗を小さく抑えられる。この結果、運転効率
が良くなると共にシリンダの径大化が可能となる。
【0012】
【実施例】以下、図1乃至図5の図面を参照しながらこ
の発明の一実施例を詳細に説明する。図1において、1
は冷凍サイクルに使用される密閉型の流体圧縮機3の密
閉ケースを示しており、密閉ケース1には冷凍サイクル
の吸込パイプ5と吐出パイプ7がそれぞれ設けられてい
る。密閉ケース1内には駆動部9および圧縮要素11が
それぞれ配設されている。
【0013】駆動部9は、密閉ケース1の内面に固定さ
れたステータ13と、その内側に設けられた回転可能な
ロータ15とを有している。
【0014】圧縮要素11はピストン17と、シリンダ
19とを有し、シリンダ19は前記ロータ15と一体に
結合されると共に両端は開口し、一方(図面左側)は吐
出側21となっている。
【0015】ピストン17は鉄系の材料により円柱状に
形成され、前記シリンダ19の軸方向に沿って挿通され
ている。ピストン17の中心軸線Aはシリンダ19の中
心軸線Bに対して距離eだけ、図において下方に偏心し
て配設され、一部分がシリンダ19の内周面と線接触し
ている。
【0016】ピストン17の両端部は、それぞれ支持部
17a,17bとなっていてこれら両支軸部17a,1
7bはそれぞれ第1,第2の支持機構23,25により
支持されている。
【0017】第1の支持機構23は、前記密閉ケース1
の内面に固定されたフランジ27から円筒状の軸受部2
9が突出し、軸受部29の外周面に前記シリンダ19の
一方の開口部が回転自在に嵌挿している。また、軸受部
29の内側軸受穴29aに前記ピストン17の一方の支
軸部17aが回転自在に嵌挿支持され、各支持面はシー
ルが確保されている。
【0018】第2の支持機構25は、密閉ケース1の内
面に固定されたフランジ31から円筒状のピストン軸受
部33が突出し、ピストン軸受部33の外周面に、前記
ピストン17の支持部17bが回転自在に遊嵌支持され
ている。
【0019】さらに、前記フランジ部31からローラ軸
35が突出し、このローラ軸35に前記シリンダ19を
支持するローラ状のシリンダ回転軸受部37が回転自在
に軸支されている。この場合、シリンダ回転軸受部37
は必ずしも一箇所で支持するシングルに限定されること
なく、例えば、図4に示すように左右2箇所で支持する
ダブルの構造を採用してもよい。
【0020】さらに、シリンダ回転軸受部37の周面を
、弾性材により表面処理することが望ましい。これによ
り、騒音のない支持が可能となる。
【0021】一方、ピストン17にはオルダムリング3
9が設けられ、オルダムリング39を介してシリンダ1
9に動力が伝達されるようになっている。即ち、図5に
示す如くピストン17に動力伝達面として機能する断面
正方形状の角柱部41が形成され、この角柱部41は、
前記オルダムリング39に形成された矩形状の長孔43
と遊びを有して嵌合し合うと共に遊びの範囲内において
角柱部41のスライドが可能となっている。また、オル
ダムリング39の外周面には、前記長孔43が長手方向
と直交する径方向に一対の伝達ピン45の一端部がそれ
ぞれスライド自在に嵌挿され、伝達ピン45の他端部は
前記シリンダ19の周壁に穿設された嵌合孔47に嵌合
固定されている。これにより、前記ピストン17の自転
が規制されるようになる。
【0022】従って、駆動部9に通電されシリンダ19
がロータ15と一体的に回転することで、オルダムリン
グ39を介してピストン17の外周面と、それに対向す
るシリンダ19の内周面との間には相対速度差が生じる
。このときの相対速度差はシリンダ19の一回転を一周
期として変化しながらピストン17がシリンダ19内で
回転する。すなわち、偏心距離eの位置で回転運動する
ことになる。この結果、シリンダ19に対してピストン
17は相対的に旋回運動するようになる。
【0023】さらに、ピストン17の外周面には軸方向
に沿って螺旋状の溝49が形成され、螺旋状の溝49の
各ピッチPは吸込側(図1右側)から吐出側(同図左側
)へ向けて徐々に小さくなるよう設定されている。この
螺旋状の溝49には、合成樹脂系の弾性材で形成された
螺旋状のブレード51が弾性力を利用して出入自在に組
付けられている。このブレード51は、シリンダ19の
回転に追従して回転し、シリンダ19とは実質的に同一
角速度で回転している。このためシリンダ19との相対
的な位置ずれは発生しない。したがって、このブレード
51は、螺旋状の溝49にブレード51の各点が一回転
する中で螺旋状の溝49に対して出入する。
【0024】なお、ブレード51の巾は前記螺旋状の溝
巾とほぼ同一寸法に設定され、厚さは、螺旋状の溝底ま
での寸法より小さく設定されていて、この溝底までがブ
レード51の動き代となっている。
【0025】ブレード51の外周面はシリンダ19の内
周面と接触しており、シリンダ19の内周面とピストン
17の外周面との間の空間は、前記ブレード51によっ
て複数の作動室53に仕切られている。各作動室53は
、ブレード51の隣り合う2つの巻き間に形成されるよ
うになり、図5に示す如くブレード51に沿ってピスト
ン17とシリンダ19の内周面との接触部からつぎの接
触部まで伸びたほぼ三日月状の領域となっている。
【0026】作動室53の容積は、吸込側(図1右側)
から吐出側21(同図左側)へ向けて徐々に小さくなっ
ており、吸込側の一番目の作動室53が最大で、以下、
吐出側の作動室53へかけて順次小さくなるよう設定さ
れている。吸込側の一番目の作動室53は、ピストン1
7に形成された連絡用の吸込孔55と、軸受部29に形
成された連通路57とを介して前記冷凍サイクルの吸込
パイプ5と接続連通している。これにより、吸込パイプ
5からシリンダ19内に吸引される冷媒ガスは前記吸込
孔55を通って前記一番目の作動室53に途切れること
なく確実に導入されるようになっている。
【0027】一方、容積が最小の作動室53は、シリン
ダ19の端部に開放された吐出側21と接続連通してい
る。
【0028】また、ピストン17には図2に示すように
油導入路59が穿設されている。この油導入路59の一
端は螺旋状の溝49の底部と連通し、他端は、前記密閉
ケース1の底部に吸込口が臨む導入管61と接続連通し
ている。したがって、密閉ケース1内の圧力が上昇すれ
ば、密閉ケース1の底部に蓄えられた潤滑オイル63が
油導入路59を通って前記溝49の底部に送り込まれ、
ブレード51の出入動作が円滑に確保されるようになっ
ている。
【0029】このように構成された流体圧縮機の動作に
ついて説明する。
【0030】まず、駆動部9に通電するロータ15と一
体にシリンダ19が回転する。この時、オルダムリング
39を介してピストン17も旋回運動する。シリンダ1
9に対するピストン17は、偏心して旋回するためピス
トン17の外周面との間には相対速度差が生じ、その相
対速度差はシリンダ19の一回転を一周期として変化し
ながら回転する結果、吸込側の作動室53に送り込まれ
た冷媒ガスは吐出側21へ向けて順次移送されながら圧
縮され吐出パイプ7から外へ吐出されるようになる。こ
の作動時において、吐出側21となるシリンダ回転軸受
部37とピストン軸受部33は線接触の状態で支持して
いるため、大きな摺動抵抗とはならず、円滑な運転状態
が得られるようになる。したがって、効率を損なうこと
なくシリンダ19の大型化が可能となる。
【0031】図6は吐出側21をシリンダ19の左右両
側に設けたダブルタイプの流体圧縮機を示したものであ
る。
【0032】即ち、ピストン17が形成された左右対称
の螺旋状の溝49内にそれぞれブレード51が組込まれ
、ブレード51によって形成される作動室53の容積は
、中央部位が最大となり、以下左右両側へ向けて順次小
さくなるよう設定されている。そして、シリンダ19の
両端は第1,第2の支持機構23,25により回転自在
に支持されている。第1の支持機構23は、シリンダ回
転軸受部37とピストン軸受部33とを有し、シリンダ
回転軸受部37は、密閉ケース1内に固着されたフラン
ジ部65から突出するローラ軸67に回転自在に軸支さ
れている。ピストン軸受部33は前記ピストン17内を
貫通し第2の支持機構25のピストン軸受部33と一体
に連続する形状となっていて、前記フランジ部65にボ
ルト67によって固定支持されている。
【0033】第2の支持機構25は、シリンダ回転軸受
部37とピストン軸受部33とを有し、シリンダ回転軸
受部37は、密閉ケース1内に固着されたフランジ部6
9から突出したローラ軸71に回転自在に軸支されてい
る。ピストン軸受部33は前記フランジ部69から一体
に延長された形状となっていて、中央部の作動室53へ
冷媒を取入れる誘導路73が設けられている。誘導路7
3は吸込パイプ5と接続連通している。
【0034】なお、他の構成要素は前記実施例と同一の
ため同一符号を付して説明は省略する。
【0035】この実施例によれば、前記実施例の効果に
加えて左右対称となるため、稼動時にピストン17に発
生するスラスト力はバランスされ、高速運転時でも安定
した支持状態が得られるメリットが得られる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の流体圧
縮機によれば、軸受部の支持を線接触にできるため摺動
抵抗を小さく抑えることができ、効率のよい運転状態が
得られる。また、効率を損なうことなく、シリンダの大
型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明を実施した流体圧縮機の切断面図であ
る。
【図2】ピストンとシリンダの切断面図である。
【図3】図1のIII −III 線断面図である。
【図4】シリンダ回転軸受部の変形例を示した図3と同
様の断面図である。
【図5】図1のV−V線断面図である。
【図6】流体圧縮機の変形例を示した図1と同様の切断
面図である。
【図7】図6のVII −VII 線断面図である。
【符号の説明】
9  駆動部 17  ピストン 19  シリンダ 21  吐出側 23,25  支持機構 33  ピストン軸受部 37  シリンダ回転軸受部 49  螺旋状の溝 51  ブレード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  両端が開口され少なくともその内の一
    方が吐出側となると共に駆動部からの動力で回転するシ
    リンダと、このシリンダ内に一部外周面がシリンダの内
    周面と接するよう偏心した状態で挿通されシリンダに対
    して相対運動を行なう円柱状のピストンと、このピスト
    ンの外周面に設けられ吐出側へ向って徐々に小さくなる
    ピッチで形成された螺旋状の溝と、この溝に出入自在に
    嵌合されると共に前記シリンダの内周面とピストンの外
    周面との間を複数の作動室に区画する螺旋状のブレード
    と、前記シリンダ及びピストンの両端を支持する支持機
    構とを備え、少なくとも前記いずれか一方の支持機構を
    、前記シリンダの外周面を支持するシリンダ回転軸受部
    と、偏心した前記ピストンをシリンダに対して相対運動
    可能に支持するピストン軸受部とで構成したことを特徴
    とする流体圧縮機。
JP8017291A 1991-04-12 1991-04-12 流体圧縮機 Pending JPH04314987A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8017291A JPH04314987A (ja) 1991-04-12 1991-04-12 流体圧縮機

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JP8017291A JPH04314987A (ja) 1991-04-12 1991-04-12 流体圧縮機

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JPH04314987A true JPH04314987A (ja) 1992-11-06

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ID=13710918

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JP8017291A Pending JPH04314987A (ja) 1991-04-12 1991-04-12 流体圧縮機

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JP (1) JPH04314987A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074184A (en) * 1996-08-20 2000-06-13 Imai; Atsushi Pump utilizing helical seal

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074184A (en) * 1996-08-20 2000-06-13 Imai; Atsushi Pump utilizing helical seal

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