JPS5874884A - 回転式圧縮機 - Google Patents

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】 圧縮機などの圧縮機に関し、詳しくは能力増大機構の要
素である噴射ガス通路と、能カ減少機構の要素である容
量制御通路とを共通化して機構の簡略化をはかると共に
、前記両通路に関連させて設けた制御弁のチャタリング
を防止することを目的とするものである。

冷凍装置などに用いる圧縮機例えば回転圧縮機において
、シリンダ室内の圧縮工程下における密閉空間に臨ませ
て容量制御ボートと噴射ボートとを所定位置に開口し、
圧縮能力を２段にｆｌｉｌＪ御可能となした圧縮機が最
近に至って多用されてきている。

冷凍装置は負荷変動が激しい装置であるため、負荷が大
なるときには、中間圧のガス冷媒を噴射ボートからシリ
ンダ室内に送り込んで、圧縮ガスの密度を大ならしめる
ことによって圧縮機出力を増大させる一方、負荷が小さ
いときＶＣは容量制御ボートを利用してシリンダ室の圧
縮工程におかれる空間を一定時間吸入・側に連通せしめ
る回路を形成することにより圧縮開始時点を遅らせて圧
縮機出力を減少させるようにしたものであって、従来の
この種能力制御機構を矢別すると、前記両ボートが共通
となっている共通ボート方式、噴射ガス通路と容量制御
通路とが各々独立し次系統になる個別通路方式、前記両
通路が共通となっている共通通路方式の３方式が挙げら
れる。

第１の共通ボート方式は第１図、第２図に示す構造の圧
縮機を要素としたものであって、制御弁０４）′のピス
トン弁（１６１’が中間圧力ガスの供給によって共通ボ
ート（イ）を塞ぐように作動した状態となり、ピストン
弁（１６ｙに貫通した孔（２１１を介して中間圧力ガス
を共通ボー）　（２０ｉから噴射して出力上昇が成され
る一方、中間圧力ガスの供給を断ってピストン漕（１ケ
を弾機力により共通ボート（イ）から遠去けることによ
って、バイパス通路０？ｆと共通ボート（イ）を連通し
て出力低下が成されるようになっている〇この共通ボー
ト方式では１つのホートラ共用しているために、能力上
昇、低下１ともに最ｉとなるための穴径および位置を設
定することは不可能であって、いずれかの制御性能が犠
牲となる欠点があった。・ 第２の個別通路方式は第３図に示す構造の圧縮機を要素
としたものであって、各々が独立した通路形式であるの
で出力上昇、低下それぞれに適した制御性能を発揮する
よう設計できるが、バイパス通路（１キと容量制御ボー
）　（９１’の間に介設した制御弁αゲを開閉するため
の配管系のと、噴射ボー）　ＱＯＩ’に中間圧力のガス
を送るための配管系のと２系統の配管を不可欠とするも
のであって、部品点数が増加すると共に、製造コストが
高騰する不都合があった。

第３の共通通路方式は第４図、第５図に示す如く、出力
増大時には中間圧力が加えられ、出力減少時には吸入圧
力が加えられる通路（至）に連通して噴射ボートαゲを
設けると共に、弁ＣＩ！５１を介し前記通路（財）に連
結した室■に連通して容量制御ボー）　（９）’を設け
た構造を有する圧縮機を要素としたものであって、共通
路を持っている点で構造の簡略化は果されるけれども、
能力減少下で運転しているときに、噴射ボートα旬′に
連通ずるシリンダ室が吸入から圧縮に工程切換えが行わ
れる毎に、前記噴射ボー）　ＱＯＩ’に圧縮ガスが逆流
して、開放している弁（ハ）を押丁ために該弁■がチャ
タリングを起生じて振動音を発し、騒音につながる不都
合があるの力；欠点ｉされるものである。

さらに噴射ボート（１ケから中間圧力ガスを噴射させる
出力増大下で運転しているときに、容量制御ボー）　（
９１’が開放したままであるために前記室■およびｊ弁
座部の空間のに冷媒ガスが流れ込んで、その分圧縮能力
が低下し効率が悪くなる問題もあるＯこのように従来の
各方式による回転式圧縮機がいずれも一長一短を有して
いる事実に対処して、本発明に上述の諸欠陥を排除し得
る回転式圧縮機を提供するべく成されたものであって、
特に圧縮工程において圧力上昇する密閉空間に臨ませて
容量制御ボートと噴射ボートとが設けられている圧縮機
において、前記噴射ボートに連通ずる噴射ガス通路と、
吸入通路に連絡するバイパス通路ト隻吐出圧力より低く
吸入圧力よりも高い中間圧のガス領域に連絡し得る制御
用通路と、ピストン弁を摺動自在に収容する筒室の前室
を前記容量制御ボートに連通させ、かつ、前記ピストン
弁に前記容量制御ボートから遠去かる方向の弾機力を付
与してなる制御弁とを設けると共に、前記噴射ボートを
、ピストン弁が後退したときには前記前室に、前進した
ときには前記制御用通路に連通し得る叩く前記筒室に接
続し友構成となしたことを特徴とする。

本発明の具体的内容を明らかにするために添付図面に示
す例のローリングピストン式回転圧縮機によって以下詳
細に説明する。

第６図において、（ｌ）はシリンダで中央に水平断面が
円形をなすシリンダ室（１→　を有しており、該シリン
ダは円筒形ケーシング（２）内に圧入すると共に、要所
を溶着することにより固定せしめている。

前記シリンダ室（１ａ）内には、回転軸（３）に偏心し
て取り付けられた円形のローラ（４）が収納されていて
、シリンダ室（１ａ）の周壁に摺接しつつ回転し得る如
く設けられる。

前、記シリンダ（１）には、シリンダ室（ｌａ）に開口
する吸入通路（５）およびブレード室（６）が設けられ
ていて、該ブレード室（６）内に摺動自在に嵌入してな
るブレード（７）を、前記ロータ（４］の周面に接し得
る如くシリンダ室（ｌａ）内に臨ませており、図示しな
いがブレード（７）の背面側に弾機を介装すると共に、
８ブレード室（６）内を吐出圧の導入によってケーシン
グ（１）内界囲気と同じ高圧域となしており、かくする
ことによってブレード（７）の先端をローラ（４）に対
し弾力的な接触が保たれるように押圧し、シリンダ室（
１ａ）をこのブレード（７）によって吸入通路（５］に
連通ずる低圧室と図示しないフロ〜トヘッドに設けた吐
出通路に連通する高圧室との２室に区画している。

以上述べた構成は一般のローリングピストン式回転式圧
縮機に係る周知の構造であるが、シリンダ（１）の下面
に添着してなるリアヘッド（８７Ｋは、第７図に拡大示
するように、容量制御ボート（９）と、噴射ボー）ＱＯ
Ｉと、噴射ガス通路０Ｄと、吸入通路（５）に連絡する
バイパス通路（１２１と、制御用通路（１３１と、制御
弁α４とを夫々設けてなり、一方、シリンダ（１）には
ケーシング（２）を気密貫通して、外部に開口すると共
に、前記制御用通路０３）に連絡する通路（＋８１を設
けている。

容量制御ボート（９ンと噴射ボート００）とは、ローラ
（４）の公転方向を基準として吸入通路（５）に近い上
手側に容量制御ボート（９）が位置すると共に、シリン
ダ室（１ａ）圧縮工程において圧力上昇する密閉空間部
に臨ませて、シリンダ室（Ｘａ）の壁を形成する面の所
定位置に夫々開口せしめる。なお、両ボート（６）、α
Ｑの前後関係は必らずしも上述の配置に限るものではな
く、設計条件によっては前後を逆にする場合もある。

噴射ガス通路０υは噴射ボートＱＯ）と制御弁０滲とを
連絡するための通路であってリヤヘッド（８）内に設は
−でいるが、これはバイパス通路（１２１に比して可成
り”細い通路に形成せしめる。

バイパス通路（１２１はりャヘッド（８）内に円弧状を
なし形成した空洞の通路であって、シリンダ室（１ａ）
に臨まぜた端部開口を吸入通路（５）に近傍位置で対向
させて連絡すると共に、他端を前記制御弁０４に接続し
ている。

制御用通路（１３１は前記通路ａ＆と制御弁Ｑ４１とを
連絡するための通路であって、リヤヘッド（８）内に形
成している。

次に制御弁０組は容量制御ボート（９）に臨ませてリヤ
ヘッド（８）内に形成してなる円筒状の筒室ＱＳ内に、
コイルばねａηによって容量制御ボート（９）から遠去
かる方向の弾機力が付与されたピストン弁部を収設する
ことにより、ピストン弁（１６１を境界として容量制御
ボート（９）に臨む前室と、反対側の後室とに仕切られ
てなるピストン形制御弁であって、出力増大、減少の容
量制御を行う上で重要な要素となるものである。

この制御弁Ｑｌはピストン弁ｔ１ｅを弾機力に抗して押
し下げると、先端の弁部が容量制御ボート（９）を閉塞
するようになっている。

上記制御弁Ｉに対して、前記バイパス通路α２の端部を
筒室ａ９における下、部側壁に開口するよう接続ゼしめ
て、バイパス通路ａ々がピストン弁ａＱの位置に関係な
く常に筒室Ｑ５１の前室に連通するようにしている。

また、制御用通路（１３１を筒室０９における上部側壁
に開口するよう接続せしめて、該通路０３）がピストン
弁（１６）の位置に関係なく常に筒室０９の後室に連通
するよ−―うにしている。

さらに、噴射ガス通路ａυを筒室θ９における中間部側
壁に開口するよう接続せしめて、該通路０υがピストン
弁ａＯの位置によって筒室０５１の前室あるいは後室に
切換って連通ずるようにしている。

すなわち、この噴射ガス通路（ＩＩの接続位置を所定位
置に設定することによって、ピストン弁Ｏｅが後退した
際には、該通路Ｑｌｌｆ前室に連通し、前進した際には
後室に連通ずるものであって、かがる切換連通が行われ
ることが肝要である。

以上述べた構成になる圧縮機の容量制御運転の態様を次
に説明すると、圧縮機を駆動源とする冷凍装置の負荷が
軽くて容量制御運転を行わせる場合には、前記通路（Ｉ
ＩＩＯＫクーシング（２）の外で接続している弁ａ９を
閉止して中間圧力のガス冷媒が制御用通路０３に送り込
まれないようにする。

かくすることによって筒室０９内の後室は圧力が低下す
るので、ピストン弁＋１６１は弾機力により容量制御ボ
ート（９）から遠去かる方向の上方に押し上げられ、そ
の結果、第１図々示の如く容量制御ボー）（９１，、噴
射ボート００）およびバイパス通路α２は筒室（１５１
の前室によって連通する。

従って、ローラ（４）のリアヘッド（８）に摺接する側
の面が容量制御ボート（９）を通過する壕では、バイパ
ス通路α２によってシリンダ室（ｌ　ａ）内の密閉空間
は吸入側に連絡しているので圧縮工程にはいることなく
、能力制ａ７！ＩＸ成される。

なお、前記仕切部が容量制御ボー）（９１通過してから
さらに噴射ボー）（１０１を通過するまでは、噴射ガス
通路ａυ、筒室（１９によってシリンダ室（１ａ）内空
間はバイパス通路α２と連通しているが、噴射ガス通路
ａυが細くて流体抵抗が大であることと、前記仕切部が
噴射ボー）ｆｉｌｌに達するまでの間におけるシリンダ
室（１ａ）内空間の圧力上昇は、例えば吸入側圧力５ζ
に対して１．０〜２．０−程度であることとから、噴射
ボー）（１０１を逆流するガス量は微量であり、従って
出力減少のために実質的に機能するのは容量制御ボート
αＱのみであって、該ボートαＣの位置ならびに穴径に
よって決定される所定の容量制御運転が安定して行われ
る。

この場合、ピストン弁αｅに対して背圧室となる前記後
室は、密封されている制御用通路（１３１と連通してい
るのみで圧力変動がなく、シかもピストン弁αｅが弾機
力によって極限位置に押し上げられてイルノで、容量制
御運転を行っている間ピストン弁（１６１は全熱振動す
ることがなく、従って異音が発生するおそれは全熱ない
。

一方、冷凍装置の負荷が増大し圧縮機出力を増強する必
要が生じた際には、前肥弁０９を開かせて制御用通路Ｑ
３１に中間圧力例えば１２〜１３Ｙ４のガス冷媒を送り
込む。

かくすることによって、筒室０５１内の後室は圧力が上
昇しフィルばね（１７）の弾力に勝った背圧がピストン
弁ＱＯに加わる′結果、第８図に略示するＴｘＪ（ピス
トン弁α６１は押し下げられて弁先が容量制御ボート（
９）を閉塞した状態となり、シリンダ室ｎａ）の空間と
バイパス通路Ｑ２＋とは完全にしゃ断される一方、噴射
ガス通路０υが後室を通じて制御用通路ｃ１３１と連通
する。

従って、中間圧力ガス冷媒はシリンダ室（ｌ→内空間の
そのときの圧力例えば０．６〜７，０″！Ａとの圧力差
と、該ガス通路０υの流体抵抗との条件により噴射ボー
）（ｌωからシリンダ室ＣＸａ）内に適当量噴射される
ので、密度の大なる冷媒ガスが圧縮されることとなり出
力増強が成される。

この場合、ピストン弁αｅが容量制御ボート（９）を直
接閉塞しているので、圧縮効率の低下につながるデッド
スペースがなくて効率の良い圧縮運転が行われる。

以上、本発明を回転式圧縮機のうちのローリングピスト
ン式のものによって説明してきたが、本発明はスライデ
ィングベーン式の回転式圧縮機に、また往復動式圧縮機
にも同じ要領によって適用し得ぞ容量制御付圧縮機を構
成し得るものである。

本発明に以上述べたところから明らかなように、容量制
御ボート（９）と噴射ボー）Ｑｌ）とを独°立させて設
けているので、それぞれ任意の穴径１位置を選定するこ
とができ、出力増加、減少を効果的に行うための最適設
計が可能である。

さらに、制御弁α滲に関連して容量制御ボート（９）と
噴射ボート（１０１とを設けたことによって、バイパス
用と噴射用の通路を共通化することが可能となり、従っ
て容量制御のための配管系統が簡略化され、部品点数の
減少に伴うコスト低減がはがれる。

また、制御弁（１４）におけるピストン弁（１６１に背
圧として作用するものが、操作用として利用する中間圧
力のガスのみであって、容量制御運転時にシリンダ室（
ｌ　ａ）内の圧力の影響を受けないように構成している
ため、弁のチャタリングを確実に防止して騒音の発生を
なくすることができる。

さらに本発明は能力増大、減少を行う機構に必要な各要
素をリアヘッド（８）に設けるようにすればリアヘッド
（８）を取替えるだけで基準形の定容量圧縮機を容量制
御付圧縮機に簡単に変更できる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の共通ボート方式圧縮機の要
部平面図および逆転示要部正面図、第３図は従来の個別
通路方式圧縮機の要部平面図、第４図および第５図は従
来の共通通路方式圧縮機の要部平面図および要部正面図
、第６図は本発明圧縮機の１例の要部平面図、第７図は
同じく逆転示要部正面図で容量増大運転状態を示す。第
８図は第７図と同じく逆転示要部正面図で容量減少運転
状態を示す〇 （１）・・・シリンダ、　　　（ｌａ）・・・シリンダ
室。 （４）・・・ローラ、（５）・・・吸入通路。 （６）・・・ブレード室、（７）・・・ブレード。 （８）・・・リアヘッド、（９）・・・容量制御ボート
。 α〔・・・噴射ボート、ａυ・・・噴射ガス通路。 Ｑ２１・・・バイパス通路、　　（１３）・・、制御用
通路。 （＋４）・・・制御弁、　　（１５１・・・筒室。 （１６）・・・ピストン弁。 第１図　　　　　第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｌ　シリンダ室（１ａ）の圧縮工程において圧力上昇す
   る密閉空間に臨まぜて容量制御ボート（９）と噴射ボー
   ト０α０とが設けられている圧縮機において、前記噴射
   ボートＯｌに連通ずる噴射ガス通路αυと、ｇＩｋ人通
   路（５）に連絡するバイパス通路（１２１と、吐出圧力
   より低く吸入圧力よりも高い中間圧のガス領域に連絡し
   得る＃両用通路αＪと、□ピストン弁（１６）を摺動自
   在に収容する筒室α最の前室を前記容量制御ボート（９
   ）に連通させ、かつ、前記ピストン弁０８に容量制御ボ
   ート（９）から遠去かる方向の弾機力を付与してなる制
   御弁Ｉとを設けると共に、前記噴射ボートＱＯＩを、ピ
   ストン弁０Ｄが後退したときには前記前室に、前進した
   ときには制御用通路α４に連通し得る如く前記筒室０９
   に接続したことを特徴とする圧縮機。