JPH0713517B2 - 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７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７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15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を高圧側出口ボートより
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。

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。更に、バルブ動
作時の衝撃を調整，減少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、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、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、更に、導圧路には絞り部を形成した構成のもの
である。

尚、導圧路自体を浅く形成し、絞り部を兼用してもよ
い。

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。またこの低圧側
ポートの閉鎖時のショックを導圧路の絞り部にて調整で
きる。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。

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52a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5
5a,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、59
a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の軸方向にのびる複数個の高圧側入
口ポート72と、密閉容器51を貫通する吐出管73に連通す
る高圧側出口ホート74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。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よりシリンダ59の低圧室61に直接連通する溝状
の導圧路であり、途中には絞り部80が形成してある。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65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81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。このとき、絞り部80により高圧バルブ77の低圧側ポ
ート76への衝撃度合を調整可能であり衝撃音，応力を低
減できる。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60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59
a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。

従ってコ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81、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。更に
絞り部により高圧バルブの起動時の動作速度を調整で
き、低騒音化を図れ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図は第２図のVI−VI′線における断面
図、第７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、64
……吐出管、76……低圧側ポート、77……高圧アルブ、
79……導圧路、80……絞り部。

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、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、前記高圧側入口ポートと出口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、前記導圧路に絞り部を
   形成したロータリーコンプレッサ。