JPH0647992B2 - 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は、
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、密閉容器内に設けられ圧縮室を構成するサイド
プレート、シリンダプレート及び前記シリンダプレート
に回転自在に収納されるロータと、前記圧縮室を低圧室
と高圧室とに仕切るベーンと、前記密閉容器の内部空間
に連通する高圧側入口ポートと、吐出管に連通する高圧
側出口ポートと、前記低圧室に導圧路を介して連通する
低圧側ポートと、一方の側面が前記低圧側ポートを閉鎖
し、他方の側面が前記高圧側入口ポート及び前記高圧側
出口ポートを閉鎖するディスク状の高圧バルブと、前記
高圧バルブが前記低圧側ポートを閉鎖する位置と前記高
圧側入口ポート及び前記高圧側出口ポートを閉鎖する位
置との間を摺動移動可能に前記高圧バルブを収納するバ
ルブシリンダと、前記高圧バルブを前記高圧側入口ポー
ト及び前記高圧側出口ポート側へ付勢する付勢手段とを
有し、前記導圧路及び前記低圧側ポートが前記シリンダ
プレートに形成されているのである。

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、導圧路及び低圧側ポートがシリンダプ
レートに形成されているので、従来の導圧管が不要とな
るとともに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。

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の外周とシリンダプレート
５７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。６４は蒸発器６５から冷媒ガスを圧縮室６
０に導びく吸入管で、サイドプレート５５の圧入ボア６
５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
にのびる複数個の高圧側入口ポート７２と、密閉容器５
１を貫通する吐出管７３に連通する高圧側出口ポート７
４を備えている。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。７
７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７２，７４を閉鎖可能で、他側にて低圧側ポー
ト７６を閉鎖可能である。７８は常に高圧側入口，出口
ポート７２，７４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５６側の開口７６ａより圧縮室６０の低圧室６１に
直接連通するシリンダプレート５７に形成された導圧路
であり、開口７６ａはサイドプレート５６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は閉鎖しており、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７
９，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６２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７６
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７
６を離れ、高圧側入口ポート７２と高圧側出口ポート７
４を同時に閉鎖する。

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

発明の効果 以上のように本発明のロータリコンプレッサは、密閉容
器の内部空間に連通する高圧側入口ポートと、吐出管に
連通する高圧側出口ポートと、低圧室に導圧路を介して
連通する低圧側ポートと、一方の側面が前記低圧側ポー
トを閉鎖し、他方の側面が前記高圧側入口ポート及び前
記高圧側出口ポートを閉鎖するディスク状の高圧バルブ
と、前記高圧バルブが前記低圧側ポートを閉鎖する位置
と前記高圧側入口ポート及び前記高圧側出口ポートを閉
鎖する位置との間を摺動移動可能に前記高圧バルブを収
納するバルブシリンダと、前記高圧バルブを前記高圧側
入口ポート及び前記高圧側出口ポート側へ付勢する付勢
手段とを有し、前記導圧路及び前記低圧側ポートが前記
シリンダプレートに形成されているので、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等の多くの実用効果
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図は高圧バルブ装置の
開弁状態を示す要部断面図、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、５５，５６……サイドプレート、５
７……シリンダプレート、５８……ロータ、５９……ベ
ーン、６０……圧縮室、６１……低圧室、６２……高圧
室、７２……高圧側入口ポート、７３……吐出管、７４
……高圧側出口ポート、７５……バルブシリンダ、７６
……低圧側ポート、７７……高圧バルブ、７８……バイ
アスバネ、７９……導圧路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】密閉容器内に設けられ圧縮室を構成するサ
   イドプレート、シリンダプレート及び前記シリンダプレ
   ートに回転自在に収納されるロータと、前記圧縮室を低
   圧室と高圧室とに仕切るベーンと、前記密閉容器の内部
   空間に連通する高圧側入口ポートと、吐出管に連通する
   高圧側出口ポートと、前記低圧室に導圧路を介して連通
   する低圧側ポートと、一方の側面が前記低圧側ポートを
   閉鎖し、他方の側面が前記高圧側入口ポート及び前記高
   圧側出口ポートを閉鎖するディスク状の高圧バルブと、
   前記高圧バルブが前記低圧側ポートを閉鎖する位置と前
   記高圧側入口ポート及び前記高圧側出口ポートを閉鎖す
   る位置との間を摺動移動可能に前記高圧バルブを収納す
   るバルブシリンダと、前記高圧バルブを前記高圧側入口
   ポート及び前記高圧側出口ポート側へ付勢する付勢手段
   とを有し、前記導圧路及び前記低圧側ポートが前記シリ
   ンダプレートに形成されているロータリコンプレッサ。