JPH063194B2 - ロ−タリコンプレツサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷蔵庫，ショーケース等の冷凍装置に使用され
るロータリコンプレッサに関するものである。

従来の技術 コンプレッサをサイクリング運転することにより庫内を
冷却する装置においては、停止時に、システム内の高圧
側に存在する高温冷媒が低圧の冷却器に流れ込み熱負荷
となるため、装置の消費電力量が増大する。この現象を
防止するために、コンプレッサ内に停止時に低圧側，高
圧側の冷媒路を閉鎖する技術が提案されている。

以下第６図を参照しながら上述した従来のコンプレッサ
について説明する。

第６図において、１はロータリコンプレッサ、２は密閉
容器で、３はシリンダプレート、３ａはシリンダ、４は
クランク軸で、その偏心部４ａには、ローラ５が摺動自
在に配置してある。６は、圧縮室７内を高・低圧室に仕
切るベーンである。８は逆止弁作用をなす吸入弁であ
り、図示しない吸入管と連通する吸入ポートを閉鎖す
る。また９は吐出弁で、圧縮室７内で圧縮された冷媒ガ
スは吐出弁９を通過して、密閉容器２内に吐出される。
１０はロータリコンプレッサ１の運転時に開路、停止時
に閉路する高圧バルブである。この高圧バルブ１０は、
密閉容器２を貫通する吐出管１１に連通した高圧側出口
ポート１２と、常時密閉容器２内に連通する高圧側入口
ポート１３を備えている。また導圧管１４にて吸入路１
５と連通する低圧側ポート１６を備えている。１７は高
圧側出口ポート１２と低圧側ポート１６を交互に開閉す
るボール弁である。１８は常にボール弁１７を高圧側出
口ポート１２側へ偏倚さすバイアスバネである。

かかる構成において、コンプレッサ１が停止中において
は、導圧管１４内の圧力と密閉容器２内の圧力は均衡し
ており、バイアスバネ１８の力および密閉容器２内の圧
力と冷却システム側圧力の差により生じる力によりボー
ル弁１７は高圧側出口ポート１２を閉鎖している。従っ
て密閉容器２の空間内に充填している高圧高温ガス、吐
出管１１を介して冷却システムへ流出することはない。
またこのとき逆止弁動作する吸入弁８も閉鎖しており、
吸入管（図示せず）を介して冷却システムへ流出するこ
とも阻止される。

次に起動時について説明する。起動により圧縮室７内の
低圧室の圧力低下により吸入路１５、導圧管１４内の圧
力が低下して高圧バルブ１０の高圧側入口ポート１３側
と低圧ポート１６側に圧力差を生じて、高圧側出口ポー
ト１２に吸着しているボール弁１７をバイアスバネ１８
の力に抗して引きはなし、高圧側出口ポート１２を開路
し、ボール弁１７は低圧側ポート１６に吸着シールし、
通常の運転に入るものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、ボール弁１７とこ
のボール弁１７が摺動するバルブシリンダ１９との間の
クリアランスの存在によりボール弁１７を高圧側出口ポ
ートより引きはなすための開弁力となる低圧側ポートの
圧力低下がえにくく、クリアランスを最小限に押える必
要があるが、このことは加工精度、マッチング組立等の
加工コストの上昇をまぬがれぬばかりでなく、運転中の
回転摺動部から発生する摩耗粉等の異物が、クリアラン
ス内に入り込み最悪の場合は、ボール弁１７において
も、一般スプール弁にみられるハイドロリックロック現
象に似た現象を生じ、ボール弁１７の動作不能を生じか
ねない。またクリアランスの減少化を回避するために、
ボール弁１７の有効受圧面積を増大することが考えられ
るが、このことは高圧バルブ１０の組込みスペースが増
大するばかりか、重量の増加により動作時の衝撃音の発
生等の問題もある。更に図示した従来例においては、ボ
ール弁１７のポートとして３次元曲面を成形しやすい黄
銅等の軟質金属が使用されるため部品点数、組立工数が
増加する。更にまた導圧管１４についても同様でコスト
上昇を避けられず、かつ流路圧力損失による必要圧力の
低減を悪化させるものである。

本発明は上記した問題点に鑑み、起動時における必要圧
力差をクリアランスの減少あるいはバルブの有効受圧面
積の増加等をすることなしに得られるようにし、かつ取
付スペースを減少するとともに部品点数を減少し製造コ
ストを低減するとともに、組立時の寸法バラツキにより
生じるシール面の許容寸法を拡大し、組みやすくまた、
限られたスペース内でポート径を大きくとり流路抵抗の
低下を図ることを目的としている。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明のロータリコンプレ
ッサは、密閉容器と、この密閉容器内に収納される圧縮
要素とモータとを備え、前記圧縮要素は、クランク軸を
軸支する軸受部を有するサイドプレートと、ロータを回
転自在に収納するシリンダプレートと、前記サイドプレ
ートとシリンダプレートとを重合して圧縮室を構成し、
前記圧縮室を低圧室と高圧室に仕切るベーンと、前記低
圧室と前記高圧室とに各々連通し、前記ベーンと近接し
て配置される逆止弁作用をなす吸入弁と吐出弁とを備
え、前記密閉容器内に常時連通する高圧側入口ポート
と、吐出管に常時連通する高圧側出口ポートと、前記圧
縮室の低圧室に直接連通する低圧側ポートとを備え、前
記高圧側入口ポートと低圧ポートとを一側面にて同時に
閉鎖し、他端面で前記低圧側ポートを閉鎖可能なディス
ク状の高圧バルブを備えるとともに、前記高圧側出口，
入口ポートを略法線方向に並設して前記サイドプレート
に形成したという構成のものである。

作用 本発明は上記した構成によって、起動時において、高圧
入口ポートおよび出口ポートが同時に閉鎖されているた
め、低圧側ポートの圧力低下は極めて急峻に実現でき、
従って、停止時に低減するシステム内圧力と、ほぼ高圧
状態に維持される密閉容器内圧力との差により生ずる力
にて高圧出口ポートに強力に吸着している高圧バルブを
開路することが可能でこの初期の引き離し後は、速やか
に低圧側ポートを閉鎖するものである。また、停止直後
において、シリンダ内の圧力は密閉容器内の圧力と例え
ばベーンとシリンダ間のクリアランス等を介して急速に
均衡する。一方、低圧側ポートなので容積を最小限に設
定できる構成であるため低圧側ポート内と密閉容器内の
圧力均衡を短時間ででき、従って低圧側ポートからの引
き離しも短時間で行なわれ、バイアスバネ力によって高
圧側入口，出口ポートを急速に閉鎖する。また、高圧側
ポートを前述のように配設しているため、サイドプレー
トがこれを固定するボルトとのクリアランスの存在によ
る円周方向の遊びに対しバルブとのラップ代に変化が出
にくく、シール面の確保が組立精度の向上を伴なわずに
可能である。また、ポート径を大きくとれるため、損失
を低減できる。

実施例 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第１図において、５０はロータリコンプレッサで、５１
は密閉容器、５２はロータ５２ａ、ステータ５２ｂより
なる電動要素、５３は圧縮要素である。５４はロータ５
２ａに圧入固定したクランク軸でサイドプレート５５，
５６に形成した軸受部５５ａ，５６ａに回転自在に軸支
される。５７はシリンダプレートで、クランク軸５４の
偏心部５４ａに装着したロータ５８が回転自在に装着さ
れている。５９はロータ５８の外周とシリンダ５９の内
周およびサイドプレート５５，５６で画定される圧縮室
６０を低圧室６１と高圧室６２に仕切るベーンであり、
５９ａはベーン溝である。６３はサイドプレート５５，
５６、シリンダプレート５７を重合固定するボルトであ
る。このボルト６３はボルト孔６３ａと組立上クリアラ
ンスＣがとってあり、従って、サイドプレート５５がわ
ずかではあるが円周方向に移動可能である。６４は蒸発
器６５から冷媒ガスを圧縮室６０に導びく吸入管で、サ
イドプレート５５の圧入ボア６５に圧入固定されてい
る。圧入ボア６５のシリンダプレート５７側の鏡板端面
はディスク状の吸入弁６６のバルブシート面を構成して
いる。この圧入ボア６５に連らなりベーン５９に近接
し、シリンダ５９に連通する吸入路６７には、前記吸入
弁６６が収納されるとともに、常に弱い力でこの弁６６
を閉鎖状態を保つバイアスバネ６８が収納されている。
また６９は吸入弁６６の開放時の動きを規制する段部で
ある。７０は圧縮室６０の圧縮された冷媒ガスを直接あ
るいはプリクーラパイプ（図示せず）を経由して密閉容
器５１内に導出する吐出弁である（第２図）。７１は高
圧バルブ装置であり、クランク軸５４とほぼ同一高さに
配置されている。この高圧バルブ７１は、サイドプレー
ト５５にクランク軸５４の軸方向にのびる高圧側入口ポ
ート７２と、密閉容器５１を貫通する吐出管７３に連通
する高圧側出口ポート７４を備えている。この入口、出
口ポート７２，７４は第３図および第４図より明らかな
ように、サイドプレート５７の法線方向に並設してお
り、内側に出口ポート７４を、外側に入口ポート７２を
配置している。但し、図中Ｏはクランク軸中心を表わ
す。更にシリンダプレート５７には、隣接した前記各ポ
ート７２，７４に相対応して形成した共通のバルブシリ
ンダ７５が備えてあり、このバルブシリンダ７５の底部
には低圧側ポート７６が形成してある。７７はディスク
状の高圧バルブで、一側にて前記入口，出口ポート７
２，７４を閉鎖可能で、他側にし低圧側ポート７６を閉
鎖可能である。７８は常に高圧側入口，出口ポート７
２，７４を閉鎖するように付勢するバイアスバネであ
る。７９は低圧側ポート７６と一方のサイドプレート５
６側の開口７６ａよりシリンダ５９の低圧室６１に直接
連通する導圧路であり、開口７６ａはサイドプレート５
６により閉鎖される。

以上のように構成されたロータリコンプレッサについ
て、以下その動作について説明する。

第１図は停止中の状態を示しており、逆止弁作用する低
圧弁６６と閉鎖しており、また高圧バルブ７７は高圧側
入口ポート７２および高圧側出口ポート７４の双方を同
時に閉鎖している。このとき高圧バルブ７７は高圧側出
口ポート７４の上流・下流間の圧力差、即ち、蒸発器６
５の配置されている冷却室温度における凝縮飽和圧力
と、密閉容器５１の温度における飽和圧力との圧力差に
よる力およびわずかなバイアスバネ７８力により閉鎖し
ている。

従って、密閉容器５１内の高温高圧ガスは凝縮器８０お
よび蒸発器６５への流れを阻止され、蒸発器６５への侵
入熱負荷を軽減する。

次に起動時について説明する。

電動要素５２の通電によりクランク軸５４が回転し、圧
縮室６０の低圧室６１の圧力低下が生じる。この圧力低
下は高圧バルブ７７とバルブシリンダ７５間の比較的ラ
フなクリアランス（例えば0.1mm程度）においても、高
圧側入口ポート７２が閉鎖しているため確実に極めて短
時間に行なわれる。この圧力低下は、当然導圧路７９、
低圧側ポート７６、バルブシリンダ７５内の圧力低下と
なり、高圧側入口ポート７２即ち密閉容器５１内圧力と
バルブシリンダ７５内の圧力差が高圧バルブ７７に作用
し、強力に高圧側出口ポート７２側に吸着している高圧
バルブ７７を引きはなす。この高圧バルブ７７の初期引
きはなし動作ののちは、ガス流の動圧も加味されて高圧
バルブ７７はバイアスバネ７８の力に抗して低圧側ポー
ト７６を閉鎖し、開弁動作を完了する。一方吸入弁６６
も開路し、通常の冷却運転が行なわれる。

次に停止時の動作について説明する。

クランク軸５４の回転停止すると、吸入管６４内のガス
流の停止により吸入弁６６が閉鎖する。またシリンダ６
０内を高圧室６３と低圧室６１に区画しているオイルシ
ールが破れ、密閉容器５１内の高圧ガスは例えばベーン
５９とベーン溝５９ａのクリアランス等より低圧室６１
内を昇圧する。この昇圧作用は、導圧路７９をへて低圧
側ポート７６におよびかつ、導圧路７９の容積が小さく
形成できるため昇圧時間を短縮できる。低圧側ポート７
６内の圧力と密閉容器５１内の圧力が均圧すると、バイ
アスバネ７８の力により高圧バルブ７７は低圧側ポート
７６を離れ、高圧側入口ポート７２と高圧側出口ポート
７４を同時に閉鎖する。

従ってサンプレッサ停止中において、密閉容器５１内の
高圧高温ガスを凝縮器８０、蒸発器６５へ流出するのを
阻止する。

更に、高圧側入口ポート７２、高圧側出口ポート７４
は、法線方向に並設してあるため、サイドプレート５７
の組立時に半径方向の移動が生じても、入口，出口ポー
ト７２，７４を円周方向に配列した場合に比べて、バル
ブ７７とのラップ代の変化量は格段に減少できる。

発明の効果 以上のように本発明は、密閉容器内に常時連通する高圧
側入口ポートと、吐出管に常時連通する高圧側出口ポー
トと、導圧路により圧縮室の低圧室に直接連通する低圧
側ポートとを備え、前記高圧側入口ポートと低圧ポート
とを一側面にて同時に閉鎖し、他端面で前記低圧側ポー
トを閉鎖可能なディスク状の高圧バルブを備えたので、
従来例のごとく、ボール弁とこの弁の摺動するバルブシ
リンダ間のクリアランスを減少する必要がなく、高圧バ
ルブの開弁駆動力となる低圧側ポートの圧力低下を確実
に、かつ極めて短時間で行なえる。従って安定した開弁
動作を得られるばかりでなく、加工精度、組立精度を緩
和でき、生産性を向上できる。更に異物による弁のロッ
ク現象等を起こすことがない。またバルブの有効面積を
増大することがなく、コンパクトに構成できるとともに
動作音の増大もない。一方開弁動作においては圧縮室の
低圧室に直接連通する導圧路を形成してあるため、導圧
管等の部品が不用であるばかりでなく導圧路容積を減少
し、停止後の低圧側ポート内圧力の昇圧時間を短縮し、
高圧側出口ポートの閉鎖所用時間を短かくできる。

また、高圧側入口，出口ポートの配列を略法線方向に配
置してあるため、サイドプレートの組立時に生ずる円周
方向のバラツキに対し、ポートとバルブのラップ代の変
化量が少ないので組立精度を向上することない。更にラ
ップ代の変化量を過大に設定する必要がないので、限ら
れたスペース内で圧力損失の低い高圧側バルブを構成で
きる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すロータリコンプレッサ
の断面図、第２図，第３図は第１図のII−II′線，III
−III′線における断面図、第４図は第３図のIV−IV′
線における断面図、第５図はシリンダプレートの要部斜
視図、第６図は従来のロータリコンプレッサの断面図で
ある。 ５１……密閉容器、５３……圧縮要素、５２……電動要
素、５４……クランク軸、５５，５６……サイドプレー
ト、５７……シリンダプレート、６０……圧縮室、６１
……低圧室、６２……高圧室、５９……ベーン、６６…
…吸入弁、７０……吐出弁、７２……高圧側入口ポー
ト、７４……高圧側出口ポート、７３……吐出管、７６
……導圧路、７７……高圧バルブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器と、この密閉容器内に収納される
   圧縮要素と電動要素とを備え、前記圧縮要素は、クラン
   ク軸を軸支する軸受部を有するサイドプレートと、ロー
   タを回転自在に収納するシリンダプレートと、前記サイ
   ドプレートとシリンダプレートとを重合して圧縮室を構
   成し、前記圧縮室と低圧室と高圧室に仕切るベーンと、
   前記低圧室と前記高圧室とに各々連通し、前記ベーンと
   近接して配置される逆止弁作用をなす吸入弁と吐出弁と
   を備え、前記密閉容器内に常時連通する高圧側入口ポー
   トと、吐出管に常時連通する高圧側出口ポートと、導圧
   路にて前記圧縮室の低圧室に直接連通する低圧側ポート
   とを備え、前記高圧側入口ポートと低圧ポートとを一側
   面にて同時に閉鎖し、他端面で前記低圧側ポートを閉鎖
   可能なディスク状の高圧バルブを備えるとともに、前記
   高圧側入口ポートと前記高圧側出口ポートを略法線方向
   に並設して、前記サイドプレートに形成したロータリコ
   ンプレッサ。