JPH0713519B2 - 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
積の増加率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、
コンプレッサの起動時における急激なガス流圧により高
圧バルブが不用な挙動（例えば傾きによる低圧側ポート
へのシーティング遅れ）等の低減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カップ
状の高圧バルブを備えるとともに、高圧バルブは両面の
シール面部と切欠状のガス抜き通路を備えた周縁フラン
ジとを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に高圧側入
口よりガス流が低圧側ポートに流れ込んでも周縁フラン
ジの存在により極端なガス流圧による傾斜が生じにく
く、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。
このとき、バルブの移動により生じる圧力等はフランジ
部のガス抜き通路によりバルブ前後の圧力均圧が容易に
行なわれる。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。

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72,7
4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
０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
はカップ状の高圧バルブで、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
鎖可能な両面シール面部77aと、周縁フランジ77bを一体
に絞り加工により形成してある。また、77cは周縁フラ
ンジ77bに複数個形成した切欠状のガス抜き通路であ
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5
9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の両面シール
面部77aにて高圧側入口ポート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。この
とき、周縁フランジ77bにより過度な傾斜がなく円滑な
動作が行なえる。一方吸入弁66も開路し、通常の冷却運
動が行なわれる。

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。このとき周縁フラ
ンジ77bの切欠状のガス抜き通路77cにより、バルブ77の
移動時に生ずるバルブ77の前後の圧力差を短時間で均圧
できるので、閉鎖時間を短かくなる。

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
トを閉鎖可能な両面シール部と、切欠状のガス抜き通路
を有する周縁フランジ部を有するカップ状の高圧バルブ
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、周縁フランジによりコンプレッサ起動時における
過度な傾斜が防止でき円滑な動作が可能であり、更に停
止時においては、ガス抜き通路によりバルブ移動時の均
圧がすばやく行なわれ、閉鎖時間の短縮が図れるととも
に、バルブ成形時に加工が容易となる等の効果を有す
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図は高圧バルブの斜視図、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、73
……吐出管、76……導圧路、77……高圧バルブ、77a…
…両面シール部、77b……周縁フランジ部、77c……ガス
抜き通路。

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、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
   能なカップ状の高圧バルブを備え、この高圧バルブは両
   面のシール面部と切欠状のガス抜き通路を備えた周縁フ
   ランジとを形成したロータリコンプレッサ。