JPS6030477Y2 - 可変容量形圧縮機 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は冷凍装置に用いる可変容量形圧縮機、詳しくは
、フロントヘッドとりャヘッド及びロータをもったシリ
ンダから戊る圧縮要素におけるシリンダ室の吸入側と吐
出側との間に中間吐出孔を設け、この中間吐出孔を中間
吐出弁により開閉して、負負荷の変動に応じて圧縮機の
容量制御を行なうようにした可変容量形圧縮機に関する
。

一般に化種圧縮機は、前記シリンダの側壁に前記シリン
ダ室に開口する中間吐出孔を設け、この吐出孔のシリン
ダ室に対する背面側に弁室を形成して、この弁室に中間
吐出弁を取付けると共に前記弁室を、圧縮機の吸入側又
は冷凍装置の低圧部分と、高圧部分とにそれぞれ連絡導
入管を介して連通し、これら連絡導入管に開閉弁などの
流通制御手段を介装し、高負荷時には前記高圧部分から
高圧冷媒を前記弁室に導き、前記中間吐出弁を閉動作さ
せることにより、圧縮機の吸入ガス全量を吐出口から吐
出して成る高容量運転を行ない、また低負荷時には前記
弁室を前記低圧部分に連通させて、前記弁室を低圧圧力
とし、前記中間吐出弁を開動作させて、圧縮行程途中の
冷媒を前記中間吐出孔から前記低圧部分に導き、圧縮機
の吐出ガス量を減少して威る低容量運転を行なうごとく
している。

しかしながら以上の如く構成した圧縮機によれば、第１
に、前記中間吐出弁の弁室を形成するのにシリンダ側壁
に弁カバーをシール部材を介して設ける必要があると共
に、前記弁カバーに前記導入管をシール部材を介して設
けたり、中間吐出孔から吸入側へのバイパス管を別個に
設ける必要があって、全体に部品点数が多く組立に長時
間を必要とする問題があり、第２に、前記圧縮機ハウジ
ング内に前記導入管やバイパス管を配管するためのスペ
ースを必要とし、従って圧縮機全体の外形寸法が大きく
なる問題があった。

又前記導入管から弁室に導入される高圧又は低圧の制御
圧を前記シール部材により常に確実にシールすることは
難しく、これらシール部材から冷媒が漏洩するととなる
問題があった。

そこで本考案は以上の如き問題点に鑑み考案したもので
、目的とする処は、従来のごとく弁カバー、バイパス管
、シル部材などを必要とせず部品点数を少なくできて組
立を簡単に行なうことができると共に、全体の外形寸法
を小さくすることができ、しかも常に確実なシール性能
を備えた圧縮機を提供する点にある。

フロントヘッドとりャヘッドとの間に、ロータをもつシ
リンダを介装して成る圧縮要素をハウジング内に、前記
フロントヘッドを圧入して固定すると共に、前記ハウジ
ングの底部を油溜とした圧縮機において、前記リヤヘッ
ドに、シリンダ室の吸入側と吐出側との中間に開口する
弁孔を盲状に設けて、該弁孔にフィンガー形式の中間吐
出弁を上下方向に移動自在に内装すると共に、前記弁孔
のシリンダ室への開口部に、所要大きさの貫通孔とシー
ト面とをもった弁座体を固定する一方、前記ハウジング
における前記フロントヘッド圧入箇所に制御導入管を接
続すると共に、該制御圧導入管を接続すると共に、該制
御圧導入管と前記弁孔における中間吐出弁の背面室とを
連通させる制御圧導入通路を、前記フロントヘッド、シ
リンダ及びリヤヘッド内を貫通して形成し、かつ、前記
リヤヘッドに、前記弁孔を前記圧縮機吸入側に連通させ
るバイパス通路を形成したことを特徴とするものである
。

尚本考案におけるロータ形式は、スライディングベーン
式やローリングピストン式を含むもので、特にその形式
については限定するものではない。

また本考案圧縮機は、主として冷凍装置に用いるもので
あるが、その容量制御は、冷房時又は暖房時における負
荷の変動により行なう他、冷房負荷と暖房負荷とに対応
して行なってもよい。

また前記負荷の変動は、前記冷凍装置として１台の室外
ユニットに複数台の室内ユニットを接続した所謂マルチ
タイプの冷凍装置とした場合における室内ユニットの運
転台数の増減を含む他、前記室外ユニットと室内ユニッ
トとを１体にした場合或いは１対１とした場合など冷凍
装置の形式、大きさ、用途を問わず中間期と夏期又は冬
期との間の負荷の変動或いは昼間と夜間との間その他の
負荷の変動を含むものである。

以下本考案圧縮機の実施例を図面に基づいて説明する。

図面に示したものは、高圧ムード式回転圧縮機で、円筒
形ハウジング１の内部上方にモータ要素Ａを、また下方
に圧縮要素Ｂを、それぞれこれら各要素Ａ、 Ｂを構成
する１−の部材詳しくはモータ要素Ａのステータ８と圧
縮要素Ｂのフロントヘッド１１とを圧入して支持すると
共に、前記ハウジング１の底部に底板２を、また上部に
蓋板３をそれぞれ取付け、更らに前記ハウジング１の側
壁に吸入管４及び後記する制御圧導入管５を、また前記
蓋板３に吐出管６及び前記ステータ８への電線取付具７
ををそれぞれ取付けて構成している。

又、前記ハウジング１の底部を、従来のものと同様に油
溜としている。

又前記モータ要素Ａは前記ステータ８とモータ回転子９
及び該回転子９に固定したモータ軸１０とから威り、前
記圧縮要素Ｂは、前記ハウジング１の内側に密接して圧
入可能な外形を備えた前記フロントヘッド１１と、リヤ
ヘッド１２、及びこれら両ヘッド１１．１２の間に挟着
されかつ前記モータ軸１０に固定するロータ１３をもっ
たシリンダ１４とから構成されている。

そして前記圧縮要素Ｂは、互いに相対向する各挟着面を
研磨仕上げしてメタルシール用のフェース面と威し、こ
れら挟着面を、ねじ等の結合部材１５により密着状に押
圧するごとくして１体に連結するものであり、斯く１体
とした圧縮要素Ｂを前記モータ要素Ａと共に、前記ハウ
ジング１の内側に圧入すべく威すのである。

そして前記フロントヘッド１１には、前記吸入管４に連
通ずる吸入通路１１ａと、前記シリンダ１４のシリンダ
室１４ａに開口し、吸入弁１１ｄを備えた吸入口１１ｂ
及び前記ハウジング１内に開口する吐出通路１１ｃとを
もっており、前記シリンダ１４には前記吸入口１１ｂに
通ずる吸入ポート１４ｂと、前記シリンダ室１４ａに連
通路１４ｄを介して連通し吐出弁１４ｅ、・・・・・・
をもった吐出ポー）１４ｃ及び前記吐出通路１１ｃに通
ずる連絡路１４ｆとを前記シリンダ室１４ａの吸入側と
吐出側とにそれぞれ設けている。

また前記シリンダ室１４ａに内装するロータ１３は、２
枚のベーン１５，１５を摺動可能に支持しており、中心
部を前記モータ軸１０に貫通させて該モータ軸１０に固
定するのであって、前記モータ要素Ａの駆動により前記
モータ軸１０と共に回転し、吸入口１１ｂから吸入した
冷媒を圧縮して吐出ポー）１４ｃに吐出するごとくする
のである。

尚このロータ１３は、以上の如くスライディングベーン
式にする他ローリングピストン式にしてもよい。

また前記リヤヘッド１２には、前記吸入ポート１４ｂと
シリンダ室１４ａとを連通する連通溝１２ａとこの連通
溝１２ａに開口する潤滑油の供給路１２ｂ及び前記吐出
ポー）１４ｃを前記連絡路１４ｆに連通する連通溝１２
ｃを設けるのである。

しかして本考案の特徴点は、前記リヤヘッド１２に、盲
状の弁孔１２ｄ及びバイパス通路１２ｅを形成腰前記弁
孔１２ｄに中間吐出弁１６を上下方向に移動自由に内装
すると共に、前記弁孔１２ｄのシリンダ室１４ａへの開
口部に、所定の大きさの貫通孔１７ａとシート面１７ｂ
とをもった弁座体１７を固定し、前記弁孔１２ｄにおけ
る中間吐出弁１６の背面室１８から前記制御圧導入管５
に連通させる制御導入通路１９を設けるのである。

前記リヤヘッド１２はロストワックス鋳造法により第３
図のごとく猛威するのであって、前記弁孔１２ｄを、前
記シリンダ室１４ａの吸入側と吐出側との中間位置に開
口し、下部が盲状になるごとく猛威して、弁孔１２ｄの
開口端部に前記弁座体１７の圧入孔１２ｆを形成すると
共に、弁孔１２ｄの中間に、前記連通１１２ａに連通し
シリンダ室１４ａの吸入側と吸入ポー）１４ｂに連通さ
せるための前記バイパス通路１２ｅを設け、又弁孔１２
ｄの下端からＬ字状を呈しリヤヘッド１２の上面に開口
し前記制御圧導入管５に連通ずる前記制御圧導入通路１
９を形成すべくなすのである。

そして斯くのごとく形成したリヤヘッド１２は、弁孔１
２ｄ和に前記中間吐出弁１６を内装し、前記圧入孔１２
ｆに弁座体１７を圧入した後、前記シリンダ１４と対向
するヘッド１２の上面及び弁座体１７の上面を面一状に
同時に研磨仕上げして前記したメタルシール用のフェー
ス面にするのである。

又前記リヤヘッド１２の弁孔１２ｄに内装する中間吐出
弁１６は、主としてポリフロンなどの合成樹脂を用いて
構成するのであって、前記弁座体１７の貫通孔１７ａに
突入して、該貫通孔１７ａを閉鎖する頭部１６ａと、前
記弁座体１７のシート面１７ｂに接触する弁部１６ｂ及
び前記弁孔１２ｄの内径より小径とした円柱状の本体１
６ｃ並びにこの本体１６ｃの後端で前記弁孔１２ｄの内
周面に接触する環状突出部１６ｄとから戒っており、前
記突出部１６ｄと前記弁孔１２ｄの途中に設ける段部と
の間にスプリング２０を介装し、前記吐出弁１６を、常
時前記弁座体１７の貫通孔１７ａが開くように附勢して
いる。

尚２１はコイルばねで、前記突出部１６ｄに環状凹所１
６ｅを設けて該凹所１６ｅに内装し突出部１６ｄを外方
に拡径させて弁杆１２ｅとの間の隙間をシールするので
ある。

しかして前記制御圧導入管５をフロントヘッド１１にお
けるハウジング１に対する圧入個所に突入させるごとく
支持し、該導入管５の先端開口部に前記通路１９の先端
を接続し、該通路１９をフロントヘッド１１からシリン
ダ１４を通り前記リヤヘッド１２に設けたＬ字状の通路
１９を経て前記背面室１８に連通させるのであって、前
記導入管５から連通路１９を経て背圧室１８に制御圧を
導入するのである。

この制御圧は、圧縮機負荷が低負荷で低容量運転を行な
う時、前記スプリング２０の押圧力より低い圧力値とす
るのであって、この圧力により前記中間吐出弁１６をス
プリング２０の押圧力で前記貫通孔１７ａから開離させ
、圧程行程途中の冷媒を貫通孔１７ａからバイパス通路
１２ｃを経てシリンダ室１４ａの吸入側にバイパスする
ように威すのであり、又圧縮機負荷が高負荷で高容量運
転を行なう時、前記スプリング２０の押圧力より高い圧
力値とするのであって、この圧力により前記中間吐出弁
１６をスプリング２０に抗して前記貫通孔１７ａを閉鎖
させるようにするのである。

斯くのごとく中間吐出弁１６、バイパス通路１２ｅなど
、可変容量のための構造部をリヤヘッド１２に設けたの
で、該構造部のための空間を特別に設ける必要はなく、
圧縮要素Ｂの下方に存在する空間を有効に利用でき、上
下方向のノ＼ウジング１の高さを十分低くできるのであ
る。

しかも前記リヤヘッド１２に設ける弁孔１２ｄはその下
方側を盲状とし、該弁孔１２ｄ内に中間吐出弁１６を装
入した後、開口部に弁座体１７を圧入して支持するごと
くする一方、前記制御圧導入管５に連通ずる制御圧導入
通路１９を、リヤヘッド１２の間部を通って前記背面室
１８に連通させるようにしたので、従来のごとく中間吐
出弁１６の背面室を形成するための弁カバー及びシール
部材を必要としない他、前記導入通路１９を背面室１８
に連通ずるための特別なシール構造、又バイパス管など
を全く必要とせず、全体に部品点数を少なくできて組立
を簡単に行なうことができ、しかも接続部分がなくなっ
てシールの心配をしなくとも確実なシール性能を具備さ
せることができるのある。

前記弁座体１７、その貫通孔１７ａは、圧縮機負荷の低
負荷時に行なう後記する低容量運転の容量値Ｗに見合う
大きさ、に形成するのであって、前記貫通孔１７ａの大
きさを変更した弁座体１７を多種用意することにより容
量値Ｗの大きさが異なる機種にも簡単に適用できる。

即ち前記貫通孔１７ａを、異なる容量値の大きさに見合
う大きさに形威したものを、前記リヤヘッド１２に取付
けることにより、前記リヤヘッド１２を共通部品として
用いることができるのである。

しかして前記弁座体１７は、以上の如く貫通孔１７ａの
大きさが異なる各種の弁座体１７をいずれも共通のリヤ
ヘッド１２に取付けることができるようにするのであっ
て、具体的には第１，２図のごとく弁座体１７を円筒状
に形威し、その外径を貫通孔１７ａの大きさに抱わらず
同一とし、かつ前記リヤヘッド１２に弁座体１７の外径
に見合う一定大きさの圧入孔１２ｆを設けて、該圧入孔
１２ｆに、各種の前記弁座体１７をいずれも圧入し手持
できるようにするのである。

そして圧縮機負荷が低負荷で低容量運転を行なう場合、
所望の低容量値Ｗで低容量運転を行なう必要のある圧縮
機については前記貫通孔１７ｂの大きさを前記低容量値
Ｗに見合う値とした弁座体１７を組込んだものを使用す
るのであって、背面室１Ｂに低圧の前記制御圧を導入す
ると、前記中間吐出弁１６が貫通孔１７ａを開き、シリ
ンダ室１４ａの吸入側から貫通孔１７ａ迄達した冷媒量
Ｑ１のうち、前記低容量値Ｗに見合う所定量Ｑ２の冷媒
のみがそのまま吐出側に送られて圧縮され、残りの所定
量Ｑ１−Ｑ２の冷媒が前記貫通孔１７ａからバイパス通
路１２ｃを経て再び前記吸入側に返戻し、吐出する前記
所定量９２の冷媒により所期の低容量運転を行なうこと
ができるのである。

従って圧縮機負荷が低負荷時に行なう、低容量運転の容
量値Ｗが異なる多種機種のものを、前記弁座体１７を除
く他の部品をいずれも共通部品にして製造するごとくで
き、部品点数が少く部品管理が容易でかつ容易に製造で
きるのである。

本考案圧縮機は以上の如く構成するもので、第４図及び
第５図に示したごとく冷凍装置に適用し、負荷に対応し
た冷媒循環量の制御が行なえるのである。

第４図及び第５図において、３１は四路切換弁、３２は
冷房時凝縮器となり暖房時蒸発器となる室外コイル、３
３は受液器、３４は膨張機構、３５は冷房時蒸発器とな
り暖房時蒸発器となる室内コイル、３６はアキュムレー
タであって、前記四路切換弁３１の切換えにより圧縮機
から吐出される冷媒を実線矢印のごとく循環させること
により冷房を、また点線矢印のごとく循環させることに
より暖房を行なえるようにしている。

第４図に示したものは以上の冷暖房運転における負荷の
変動により前記中間吐出弁１６の開閉制御を行なうごと
くしたもので、前記制御圧導入管５を、吸入管４と吐出
管６とに三方切換弁３７を介して接続したものであり、
また第５図に示したものは、前記冷房運転と暖房運転と
の切換えにより前記中間吐出弁１６の開閉制御を行なう
ごとくしたもので、前記制御導入管５を暖房時高圧とな
り冷房時低圧となる低圧ガス管３８に接続したものであ
る。

しかして第４図において負荷が所定以上の場合には前記
三方切換弁３７を、第４図実線のごとく切換えるのであ
って、この切換えにより吐出管６を流れる高圧ガス冷媒
が前記導入管５、制御圧導入通路１９を経て前記背面室
１８に導入されるので、前記中間吐出弁１６はスプリン
グ２０に抗して移動し、前記したごとく貫通孔１７ａを
閉じるのである。

この貫通孔１７ａの閉鎖により吸入管４、吸入通路１１
ａ１吸入ポ一ト１４ｂ１連通溝１２ａを介してシリンダ
室１４ａの吸入側に、導入される低圧のガス冷媒は、前
記ロータ１３の回転により圧縮され、吐出ポート１４ｃ
、連通溝１２ｃ、連絡路１４ｆ吐出通路１１ｃからノ＼
ウジング１内部を介して、吐出管６から全量が吐出され
高容量運転による冷暖房が行なえるのである。

また前記負荷が所定以下に減少した場合には、前記三方
切換弁３７を第４図点線のごとく切換えるものであって
、この切換えにより、前記背面室１８は、前記吸入管４
の連通ずることになり、前記中間吐出弁１６は前記スプ
リング２０の作用で開動作し、前記貫通孔１７ａが開く
のである。

この開放によりシリンダ室１４ａの吸入側に導入され、
前記ロータ１３の回転により圧縮行程途中の冷媒量ｑの
内、１部所定量Ｑ□−Ｑ２の冷媒が、前記貫通孔１７ａ
からバイパス通路１２ｅを介して吸入側に戻り、残りの
所定量Ｑ２の冷媒のみが、前記貫通孔１７ａから吐出側
に至る行程のみで圧縮され、前記した経路を経て吐出さ
れ、斯く吐出する冷媒ｊＬＱ２に見合う容量値Ｗで低容
量運転に制御されるのである。

従って低負荷時には、冷媒循環量を少なくできるので、
圧縮機動力を小さくできるのである。

しかも負荷に応じた冷媒循環量に制御できるので、冷房
負荷減少時に発生する圧縮器への液戻りや、暖房負荷減
少時に発生する高圧圧力の異常上昇を防止できるのであ
る。

また第５図において、四路初換弁３１を切換えて暖房運
転する場合には、前記制御圧導入管５に高圧ガスが流入
することになり、前記した高負荷時と同様中間吐出弁１
６が閉じて高容量運転にできるのであり、また冷房運転
する場合には、前記制御圧導入管５に低圧ガスが流入す
ることになり、前記した低負荷時と同様中間吐出弁１６
が開いて、前記容量値Ｗで低容量運転にできるのである
。

尚第４図及び第５図に示した冷凍装置は、ヒートポンプ
式冷凍装置であるが冷房専用の冷凍装置でも同様に適用
できるし、また室内コイル３５を２基用いて２室の冷暖
房を可能にしたものであるが、室内コイル３５を１基の
場合でも適用できる。

以上のごとく本考案は、リヤヘッドに、中間吐出弁、弁
孔、制御圧導入通路、バイパス通路などの可変容量のた
めの構造部を設けたので、該構造部のための空間を特別
に設ける必要がなく、リヤヘッドの下方即ち圧縮機にお
けるハウジングの底部に存在する空間を有効に利用でき
、従って前記リヤヘッドに中間吐出弁を移動自由に設け
たものでありながら、圧縮機全体の高さ寸法が高くなる
ことはなく、一定容盆形圧縮機と同程度の高さにできる
のである。

しかもリヤヘッド内部に、下方側を盲状とした弁孔、バ
イパス通路をいずれも別途に接続して設けることなく１
体状に形成し、かつ、前記制御圧導入管を前記ハウジン
グにおける、前記フロントヘッドの圧入箇所に接続する
と共に、該制御圧導入管と前記背面室とを連通ずる前記
制御圧導入通路を、前記圧縮要素の部材内に形成したか
ら、従来用いてたシール部材及び弁室を形成するための
弁カバーが必要でなくなり、全体部品点数を少なくでき
て、組立を簡単に行なえるのである。

その上、低容量運転時における容量値Ｗが異なる多数機
種のものを、形成する場合でも、貫通孔の大きさの異な
る弁座体を多種用意するだけで、リヤヘッドは共通部品
として製造するごとくでき、部品管理が容易で、前記多
種機種のものをいずれも容易に製造できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案圧縮器の実施例を示すもので
、第１図はその縦断面図、第２図は横断面図、第３図は
要部の組立前の状態を示す説明図、第４図及び第５図は
本考案圧縮機を適用した冷媒装置の冷凍配管系統図であ
る。 １１・・・・・・フロントヘッド、１２・・・・・・リ
ヤヘッド、１２ｄ・・・・・・弁孔、１２ｃ・・・・・
・バイパス通路、１３・・・・・・ロータ、１４・・・
・・・シリンダ、１６・・・・・・中間吐出弁、１７・
・・・・・弁座体、１７ａ・・・・・・貫通孔、１８・
・・・・・背面室、１９・・・・・・制御圧導入通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. フロントヘッドとりャヘッドとの間に、ロータをもつシ
   リンダを介装して成る圧縮要素をハウジング内に、前記
   フロントヘッドを圧入して固定すると共に、前記ハウジ
   ングの底部を油溜とした圧縮器において、前記リヤヘッ
   ドに、シリンダ室の吸入側と吐出側との中間に開口する
   弁孔を盲状に設けて、該弁孔にフィンガー形式の中間吐
   出弁を上下方向に移動自在に内装すると共に、前記弁孔
   のシリンダ室への開口部に、所要大きさの貫通孔とシー
   ト面とをもった弁座体を固定する一方、前記ハウジング
   における前記フロントヘッド圧入箇所に制御圧導入管を
   接続すると共に、該制御圧導入管と前記弁孔における中
   間吐出弁の背面室とを連通させる制御圧導入通路を、前
   記フロントヘッド、シリンダ及びリヤヘッド内を貫通し
   て形成し、かつ、前記リヤヘッドに、前記弁孔を前記圧
   縮吸入側に連通させるバイパス通路を形成したことを特
   徴とする可変容量形圧縮機。