JPS59200088A - ロ−タリ圧縮機 - 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】 技術分野 本発明はロータの回転に伴って同期的に容積の変化する
複数の圧縮室を備えたロータリ圧縮機に関するものであ
り、特に、その吐出特性の改善に関するものである。

従来技術 ベーン圧縮機等ロークリ圧縮機の中には、同期的に容積
の変化する複数の圧縮室を備え、これらの圧縮室が同時
に吐出を行う形式のものがある。

たとえば内周面の断面形状が楕円形をなすシリンダに、
横断面形状が円形のロータを直径方向に隔たった２ケ所
においてシリンダ内周面に掻く近接する状態で配設し、
このロータに４枚のベーンを等角度間隔に配設したベー
ン圧縮機が冷房装置の冷媒ガス圧縮用に使用されている
。この圧縮機においては、従来はロータの回転中心線を
対称軸とする軸対称位置にそれぞれ同数ずつの吐出孔が
設けられており、ロータの回転に伴ってこれら両吐出孔
から同時に冷媒ガスが吐出されるようになっていた。そ
のため、この圧縮機の吐出圧変動、すなわち吐出脈動は
４気筒のレシプロ圧縮機の吐出脈動に近いものとなり、
吐出脈動が比較的大きく、しかも正弦波的なものとなる
性質があった。そして、この比較的大きく、しかも正弦
波的な吐出脈動はその圧縮機に接続される冷房装置の配
管振動を誘発し易い問題があったのであり、この問題は
同期的に容積の変化する複数の圧縮室を備えたロータリ
圧縮機全般に共通に存在していた。

発明の目的 本発明は上記のような事情に鑑み、圧縮機の構造をでき
る限り複雑化させることなく、また、製作コストを上昇
させることなく吐出脈動を可及的に不規則化させて配管
振動の発生を回避し得るようにすることを目的として為
されたものである。

発明の構成 第一発明は上記の目的を達成するために、ロータの回転
に伴って同期的に容積の変化する複数の圧縮室を備えた
ロークリ圧縮機において、その圧縮室を囲む静止壁に設
けられる吐出孔の位置２面積２個数およびその吐出孔の
出口に設けられる吐出弁の開弁圧の各因子のうち少なく
とも１つを前記複数の圧縮室相互において異ならせたこ
とを特徴とするものである。また、それに加えて、複数
の圧縮室の少な（とも１つに対応して設けられる複数個
の吐出孔同士の面積もしくはそれら吐出孔に設けられる
吐出弁の開弁圧を互いに異ならしめれば一層良好な結果
が得られるのであり、これが第二発明の特徴である。

発明の効果 上記のように同期的に容積の変化する複数の圧縮室にお
いて、吐出孔の位置等を異ならせることによって吐出脈
動を不規則化させ得るということは不思議な感じがする
のであるが、この事実は実験によって確認されている。

また、このような現象が生ずる理由は以下のように推測
される。通常の圧縮機においては気体の吸入、圧縮がた
とえば１０〜３’　Ｑ　ｍ　ｓ　ｅ　ｃという極めて短
い時間に行ねわお、、、ッ、圧縮室Ｉ’ｌ　！、ｍ　＆
よヮオ。ワ、い流動力、ゆ。、　　　　　□）圧縮室内
の圧力が不均一となる。そのため、開弁圧を一定とした
とき複数の吐出孔において、静的状態（パスカルの原理
）で考えた如く常に同じ時期に吐出が開始されるわけで
はなく、吐出孔の位置１面積２個数等を変えることによ
って気体の吐出状況を変えることができるのである。し
たがって、同期的に容積の変化する複数の圧縮室の吐出
孔の位置等を相異ならせることによって、それら圧縮室
の同波形の吐出脈動が重なり合って圧縮機全体の吐出脈
動が大きくしかも正弦波的になることを回避し得るので
ある。

また、吐出弁の開弁圧を複数の圧縮室において相異なら
せれば、それらの圧縮室からの吐出開始時期が相異なる
こととなり、それらが重なり合った圧縮機全体の吐出脈
動が不規則化して圧縮機に接続される配管の振動を誘発
することが少なくなるのである。

実施例 以下、型室内ニアコンディショニング装置用として自動
車にｌＳ戦される冷媒ガス圧縮用へ一ン圧縮機に本発明
を通用した場合の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において２はシリンダであり、シリンダ２の両端
開口はフロントサイドプレート４およびリヤサイドプレ
ート６によってそれぞれ閉塞されている。フロントサイ
ドプレート４の前側にはフロントハウジング８が設けら
れて吸入室１０を形成しており、外部循環回路から帰還
したフレオンガス等の冷媒ガスが吸入口１２を経て吸入
室１゜に導かれ、さらにシリンダ２内に吸入される。一
方、シリンダ２およびフロント、リヤ両サイドプレート
４．６を内側に保持する状態でリヤハウジング１４がフ
ロントハウジング８と結合されており、シリンダ２の外
側に吐出室１６Ａ、１６Ｂ（第２図）を、またリヤサイ
ドプレー１−６の後ろ側にオイル分離室１８をそれぞれ
形成している。以上の各部材は第２図に示すポル）２０
によって互いに締め付りられており、圧縮機全体のハウ
ジングを構成している。

シリンダ２ば楕円形の内周面２２を有しており、その内
側に円柱状のロータ２４を収容している。

ロータ２４の外周面２６は楕円形のシリンダ内周面２２
の短軸上に位置する２ケ所に極（近接しており、シール
作用を為してシリンダ２の内側の空間を第−室２８およ
び第二室３０に分割している。

ロータ２４には半径方向のベーン溝３２が等角度間隔に
４本形成されており、各ベーン溝３２にはベーン３４が
摺動可能に挿入されている。ベーン３４は先端において
ロータ内周面２２に摺接可能とされており、シリンダ２
．フロント・リヤの両サイドプレート４および６．ロー
タ２４．ならびに４枚のベーン３４によって４個の圧縮
室３６Ａ。

３６Ｂ、３６Ｃおよび３６Ｄが形成されている。

ロータ２４は第１図に示すように両端面から突出した軸
３８および４０を備えており、これらが軸受４２を介し
てリャザイドプレート６およびフロントサイドプレート
４によって回転可能に支持されるとともに、軸４０は軸
封装置４４によってシールされつつフロン１−ハウジン
グ８の外部へ突出し、この突出端において駆動源と接続
され得るようになっている。すなわち、この軸４０を介
してロータ２４が第２図において時計方向へ回転させら
れるとき、各圧縮室３６Ａ乃至りは一旦容積が増大した
後、減少させられるようになっている。

これら圧縮室３６Ａ乃至りを囲む静止壁としてのシリン
ダ２には圧縮室３ＥｉＡ乃至りが容積増大過程にある状
態ではこれらに連通し続は得る位置に吸入孔４６Ａおよ
び４６Ｂが設けられ、容積減少過程にある間にこれらに
連通し得る位置に吐出孔４８Ａおよび４８．Ｂが設けら
れている。吸入孔４６Ａと４．６　Ｂとはロータ２４の
中心線に対して軸対称位置に形成されているが、吐出孔
４８Ａと４８Ｂとはロータ中心線に対して非対称な位置
に設けられている。すなわち、両畦出孔４８Ａ、４８Ｂ
は共にロータ外周面２６とシリンダ内周面２２とが最も
近接する位置の近くに形成されているが、第−室２８に
連通ずる吐出孔４８Ａは第二室３０に連通ずる吐出孔４
８Ｂとロータ中心線に対して対称な位置からロータ２４
の回転方向とは逆　　　　　　　　　　□）方向に角度
θだけ外れた位置に設けられているのである。吐出孔４
８Ａ（吐出孔４８Ｂも同様）は第１図に示すように同一
断面積のものがロータ中ｔ　　心線に平行な直線に沿っ
て３個並んで設けられており、それら各吐出孔４８’Ａ
に対応してリード形吐出弁５０Ａがそれぞれ設けられて
おり、各吐出弁５０Ａのリフト量は弁理え板５２によっ
て規制されるようになっている。

吐出孔４８Ａ、４８Ｂから吐出室１６Ａ、１６Ｂに吐出
された冷媒ガスは、第１図に示すようにリャザイドプレ
ート６に形成された連通孔５４を経てオイル分離室１８
に流入するときフィルタ５５によって潤滑油を分離され
、リヤハウジング１４に設けられた吐出口５６から外部
循環回路へ吐出されるようになっている。また、冷媒ガ
スから分離された潤滑油はオイル分離室１８の下部に貯
えられるようになっている。

以上のように構成された圧縮機において、ロータ２４が
回転させられると、外部循環回路から冷媒ガスが吸入口
１２．吸入室１０および吸入孔４６Ａ、４６Ｂを経て圧
縮室３６Ａ乃至りに吸入される。この吸入は極めて短時
間の間に行われるため、圧縮室内には激しい冷媒ガスの
流動が生ずる。

そして、さらにロータ２４が回転すれば圧縮室３６Ａ乃
至りの容積の減少に伴って冷媒ガスが圧縮されることと
なるが、冷媒ガスは圧縮されつつ上記の激しい流動を続
け、各圧縮室内に圧力の不均一を生じさせる。そのため
、たとえば第２゛図において圧縮室３６Ｂとこれとロー
タ中心線に対して対称な位置にある圧縮室３６Ｄとはロ
ータ２４の回転に伴って同期的に、すなわち同し時期に
同じ容積から同じ容積減少率を以て、容積が減少させら
れるのであるが、吐出孔４８Ａと吐出孔４８Ｂとで吐出
開始時期が異なって（る。すなわち、各吐出孔４８Ａ、
４８Ｂにおいては、それらの内部の圧力が吐出室１６Ａ
、ＩＪＢの圧力より吐出弁５０Ａ、５０Ｂの開弁圧だけ
高くなったとき吐出が開始されるのであるが、上述のよ
うに圧縮室内の圧力は場所によって不均一となっている
ため、圧縮室の異なる部位に連通させられている吐出孔
４８Ａと吐出孔４８Ｂとでは吐出開始時期がずれてくる
のである。そのために吐出孔４８Ａと吐出孔４８Ｂとか
ら吐出された冷媒ガスがオイル分離室１８内において合
流させられるとき、両畦出孔４８Δおよび４．８　Ｂに
おける脈動がそのまま重ね合わされることはなく、吐出
脈動のピークがずれて重ね合わされるため吐出口５６か
ら吐出される冷媒ガスの脈動波形が不規則となり、また
、圧力の最大変動幅も小さくなって外部循環回路の配管
に振動を誘発することが少なくなるのである。

また、ロータ中心線に対して対称位置にある２個の圧縮
室の吐出状況が異なれば、それら圧縮室内の平均圧力が
ピークに達する時期が異なり、それら平均圧力によって
ベーン３４を介してロータ２４に加えられる負荷トルク
のピーク時が第３図に示すように互いにずれることとな
る。第３図において細線と一点鎖線とで示されている曲
線は互いに対称位置にある圧縮室の冷媒ガスがロータ２
４に加える負荷トルクのずれを示すものであり、これら
の和であるローフ２４全体の負荷トルク、すなわちロー
タ２４を駆動するのに要する駆動トルクは第３図に実線
で示すようになり、対称位置にある２つの圧縮室による
負荷トルクのピーク時期が一致した場合を示す破線の駆
動トルクに比較して最大値が小さくなる。

以上述べたように、吐出脈動が不規則となり（単純な正
弦波から遠くなり）、かつ圧力の変動幅が小さくなると
ともに駆動トルクの変動幅も小さくなることによって圧
縮機の運転騒音が減少させられる。また、圧縮機に接続
される配管の振動が減少させられる。

上記実施例は、吐出孔４８Ａと４８Ｂとのロータ回転方
向における位置を互いに異ならせることによって、ロー
タ中心線に対して対称な位置にあって同期的に容積が変
化させられる圧縮室の吐出時期を相異ならせるようにし
たものであるが、同様な効果は第４図に示すように一方
の吐出孔の断面積および数を他方の吐出孔と異ならせる
ことによっても得られる。第４図に示す実施例において
は一方の吐出孔５８Ａは前記実施例における吐出孔４８
Ａと同様とされているが、他方の吐出孔５８Ｂは断面積
が小さくされるとともに個数が６１囚に増加させられて
いる。このようにすることによっても吐出孔５８Ａと吐
出孔５８Ｂとの吐出開始時期を異ならせることができ、
前記実施例と同様な効果が得られるのである。しがち、
吐出孔の数を増加させると吐出脈動の波形が吐出孔の数
が少ない場合に比較してより多く高周波数成分を含んだ
複雑なものとなるのであり、このことも両畦出孔５８Ａ
および５８Ｂからの吐出冷媒ガスが合わされた際におけ
る圧縮機全体の吐出脈動の不規則化および圧力変動幅の
減少に貢献する。

他の部分については前記実施例と同様であるため、対応
する部分に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

さらに上記実施例における６個の吐出孔５８Ｂの゛うち
３個の吐出孔５８Ｃを第５図に示すように断面積の小さ
なものとすることも可能であり、さらに第６図乃至第８
図に示すようにそれらの位置。

断面積９個数等をそれぞれ状況に合わせて任意に変更す
ることにより、本発明の効果を一層有効に享受すること
が可能となる。

また、第９図に示すように複数の吐出孔５９にそれぞれ
対応する吐出弁６０，６２．６４の長さを互いに異なら
せることによってそれら吐出弁の開弁圧を異ならせ、そ
れによって１個の圧縮室自体の吐出脈動波形を不規則に
するとともに他の圧縮室の吐出脈動波形と異ならせるこ
とも可能である。また、吐出弁の材質や厚さを異ならせ
ることによっても同様な効果が得られる。

さらに第１０図に示すように複数の同一寸法形状の吐出
弁６６．６８に対応する吐出孔７ｏおよび７２の断面積
を互いに異ならせることによって吐出弁６６．６８の開
弁時期をずらすことによっても同様な効果が得られる。

また、第１１図に示す実施例は、一方の圧縮室において
は他方の圧縮室と同様な吐出孔７４および吐出弁７６に
加えて、シリンダ壁とは別の静止壁としてのりャザイド
プレ−１・６にも吐出孔７８および吐出弁８０を追加し
たものであり、このようにすることによっても両圧縮室
の吐出開始時期をずらすことができる。

なお、以上はすべて楕円形の内Ｊ、ｌ’１面を有するシ
リンダを備えたベーン圧縮機に本発明を適用した場合の
例を示したが、圧縮機の形式はこれに限定されるもので
はなく、ロータの回転に伴って同期的に圧縮仕事が行わ
れる複数の圧縮室を備えたロークリ圧縮機であれば同様
に本発明を適用することが可能であり、その他、本発明
の趣旨を逸脱することなく、当業者の知識に基づいて種
々の変更。

改良を施した態様で本発明を実施し得ることば勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるベーン圧縮機の正面図
（第２図におけるＩ−Ｔ断面図）であり、第２図は第１
図における■−■断面図である。第３図は第１図および
第２図に示した圧縮機における負荷トルクの変動状況を
従来の圧縮機のそれと対比して示すグラフである。第４
図は本発明の別の実施例における第２図に相当する図で
ある。第５図乃至第８図はそれぞれ本発明の別の実施例
におりる吐出孔の配列状況を示す平面図である。第９図
乃至第１１図はそれぞれ本発明の別の実施例におりる吐
出弁の配設状況を示す部分図である。 ２ニジリンダ　　　　　１６Ａ、１６Ｂ：吐出室２４：
ロータ　　　　　３４：ベーン ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ，３６１）：圧縮室４６Ａ’、
４６Ｂ：吸入孔 ４８Ａ、４８Ｂ、５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ，５９゜７０
．７２，７４，７８：吐出孔 ５０Ａ、５０Ｂ、６０，６２，６４，６６．６８゜７６
．８０：吐出弁 出願人　株式会社　豊田自動織機製作所も１社２図 ■ くトド 第５図　　　　ｔ３６図 ＋、、　４　＠ ５２８−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ロータの回転に伴って同期的に容積の変化す
   る複数の圧縮室を備えたロータリ圧縮機において、該圧
   縮室を囲む静止壁に設けられる吐出孔の位置。 面積２個数および該吐出孔の出口に設けられる吐出弁の
   開弁圧の各因子のうち少なくとも１つを前記複数の圧縮
   室相互において異ならせたことを特徴とするロークリ圧
   縮機。
2. （２）　　ロータの回転に伴って同期的に容積の変化す
   るＩ複数の圧縮室を備えたロークリ圧縮機において、該
   圧縮室を囲む静止壁に設けられる吐出孔の位置。 面積２個数および該吐出孔の出口に設けられる吐出弁の
   開弁圧の各因子のうぢ少なくとも１つを前記複数の圧縮
   室相互において異ならせるとともに、前記複数圧縮室の
   少なくとも１つに対応して設けられる複数個の吐出孔に
   関しその面積もしくはその開弁圧を互いに異ならしめた
   ことを特徴とするロータリ圧縮機。