JPS6176786A - 冷房・冷凍用のロ−タリ−ベ−ン形圧縮機 - 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】 〔産業上の利用分野） 本発明は、低圧冷媒用の吸入口と高圧冷媒用の吸入口と
を有し、吸入行程において最初に低圧冷媒が吸入され次
に高圧冷媒が吸入されるようになっているロータリーベ
ーン形圧縮機に係り、冷蔵冷凍用蒸発器と冷房用蒸発器
とに単一の圧縮はで冷媒を循環させるようにした形式の
冷房・冷凍装置に好適なものである。

〔従来の技術〕　　　　　′ 従来周知のように、ロータリーベーン形圧縮成はシリン
ダボアを有する本体と、該本体内に回転自在に取付けら
れたロータと、該ロータのベーン溝に開動自在に取付け
られて本体及びロータと協働して作用室を形成するベー
ンとを有し、ロータの回転によるベーンの回動に伴って
作用室の容積が変化することにより流体の吸入と圧縮と
が行われる。

ところで、冷房用蒸発器においてはフィンの７０ステイ
ングを防止するために冷媒を比較的高い圧力（例えば２
　、５　ｋｇ／ｃｍ２　）　テ蒸発すｔｔ、一方、冷蔵
冷凍用蒸発器は、製氷能力を有する程度まで庫内温度を
下げる必要上、冷媒の蒸発圧力は低く（例えば１　、２
　ｋｇ／ｃｍ２　）に設定する必要がある。

そこで本出願人は先に特願昭５８−１５５８９９におい
て、単一のロータリーベーン形圧縮別を冷房と冷蔵冷凍
とに併用する場合には、圧縮機に２つの独立した吸入口
を設り、圧縮Ｂｉｔの各吸入工程の初期の段階で低圧冷
媒用吸入口が作用室に開口し、吸入行程の後期の段階で
高圧冷媒用吸入口が周布用至に開口するように構成する
ことによって、冷蔵冷凍用の低圧冷媒と冷房用の高圧冷
媒とを、それらの圧力差によって、吸入行程にある同一
の作用室に共に吸入さけることが出来ることを提案した
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のように構成されたロータリーベーン形圧縮はにお
いて、ベーンの回動方向における低圧冷媒用吸入口の寸
法（大きざ）を同方向におけるベーンの幅（厚み寸法）
よりも大きく作ると、該吸入口はベーンのｎｒｆ側の作
用室と後側の作用室との両者に同時に連通ずる瞬間が生
じる。この時には、該前側の作用室は高圧冷媒用吸入口
と連通していて高圧冷媒を吸入中であるので後側の作用
室よりも高圧であるから、前側の作用室内の高圧の冷媒
の１部かベーンの前、後に股がる低圧冷媒用吸入口を通
って後側の作用室内へ漏洩することになる。

従って、このような漏洩が生じないように゛するために
、ベーンの回動方向にａ３ける低圧冷媒用吸入口の寸法
をベーンの厚みよりも大きくできないという制約があり
、この制約のために、吸入行程の作用室への低圧冷媒の
流入量（吸入量）が十分でない、という問題がある。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 この問題を解決するために、本発明のロータリーベーン
形圧縮典では、低圧冷媒用の吸入口を２つに分けてそれ
らをベーンの回動方向に並べて配置し、かつ、これらの
分けられた低圧冷媒用の吸入口にそれぞれ逆止弁を設け
である。

〔作用） 本明細書において用いている［２つに分【）−Ｉなる表
現は１つの低圧冷媒用吸入口の面積を２分するという意
味ではなくて、「低圧冷媒用吸入口を２つ設ける」とい
う意味である。そして、これら２つの低圧冷媒用吸入口
がベーンの回動方向に並んで配置されているから、ベー
ンの回動に伴ってまず最初に後側の低圧冷媒用吸入口が
吸入工程の初期の段階の作用室に開口して低圧冷媒を導
入する。この時、前側の低圧冷媒用吸入口はベーンの前
側の作用室（高圧冷媒を吸入中の作用室）に開口してい
るか、逆止弁があるために、高圧冷媒は後側の作用室に
は流れない。ベーンが更に回動すると前側の低圧冷媒用
吸入口も後側の作用室に開口するので、それ以緒はこの
作用室に２つの低圧冷媒用吸入口から低圧冷媒、が吸入
されることになる。このように、１つの低圧冷媒用吸入
口からの低圧冷媒を作用室に吸入する場合に比して、２
つの低圧冷媒用吸入口から吸入するようにした場合には
吸入量が大幅に増大することになるので、圧縮機内への
低Ｉ丁？’ｉ′７　ＩＢ、の吸入１１１を十分に（ＩＴ
「保出来、冷蔵冷凍用蒸発器を十分に作動ざ眩ることが
出来るという効果かある。

また、本発明のロータリーベーン形圧縮機においては同
一の作用室に低圧冷媒と高圧冷媒とを共に吸入して圧縮
するようにしているので、低圧冷媒と高圧冷媒とを別々
の作用室に吸入、圧縮するように構成された同じ吐出容
量のロータリー圧縮機よりも小型に出来るという効果が
ある。すなわら、後者の形式の圧縮機では作用室を２分
してその一方に低圧冷媒のみを吸入して圧縮するので、
その吐出量は非常に少なく、これを、他の至で圧縮、吐
出された高圧冷媒の吐出量と合わせても、合計の吐出量
は本発明の１つの作用室からの吐出量よりも小であるか
ら、その分だけ圧縮機を大型化する必要があり、これに
比して本発明の圧縮）幾は小型でありながら大きな吐出
容争を有するという利点を備える。

〔実施例］ 第６図はロータリーベーン形圧縮機１を用いた冷凍サイ
クルを図式的に示しｌζ図である。ｆｆ　１？；　ｔｌ
ｌは単一の吐出ボート１０と、低圧冷媒吸入ボート１１
と、高圧冷媒吸入ボート１２とを有り−る。

吐出ボート１０から出る冷媒は凝縮器１５で凝縮されて
から気液分離器１６に入る。気液分離器１６の液冷媒出
口１６ａには、冷房用蒸発器１８を存する冷房回路１７
と、冷蔵冷凍用蒸発器２０を有する冷蔵冷凍回路２１と
が並列に接続され、冷房回路１７と冷蔵冷凍回路２１と
の下流端がそれぞれ高圧冷媒吸入ボート１２及び低圧冷
媒吸入ボート１１に連結されている。冷房回路１７は冷
房用蒸発器１８の上流側に設けられた空調用膨張弁１９
を有し、この膨張弁１９は蒸発器１８の出口側に設置さ
れた感温チューブ１９ａの作用により蒸発器１８内の冷
媒の蒸発圧力を制御する温度式自動膨張弁から成る。冷
蔵冷凍回路２１は蒸発器２０の上流側に設けられた定圧
膨張弁２２と、蒸発器２０の下流側に設けられた逆止弁
２３とを有する。冷房回路１７の蒸発器１８の下流側の
冷媒管路と、冷蔵冷凍回路２１の逆止弁２３の下流側の
冷媒管路とは、途中に電磁開閉弁２５を有する接続管２
４で接続されている。

冷房回路１７の膨張弁１９は蒸発器１８のフィンにフロ
スティングが生じないようにするため、蒸発器温度をＯ
℃程度以下にならないように、冷媒の蒸発圧力を比較的
高く、例えば２．０ｋＱ／ｃｔｒ２程度にするように設
定されてＪ３す、一方、冷蔵冷凍回路２１の定圧膨張弁
２２は、蒸発器２ｏに製氷能力をもたせるようにするた
め、冷媒の蒸発圧力をかなり低く、例えば４　、２　ｋ
（＋／Ｃｌ１１２程度にするように設定されている。従
って、圧縮機１の高圧及び低圧冷媒吸入ポート１２．１
１にはそれぞれ２．　Ｏｋｏ／ｃｍ２と１　、２　ｋｒ
＋／ｃｍ２の圧力の冷媒ガスがもどって来る。

尚、電磁弁２５を設けた点については本発明の要旨に直
接関係がないので、この電磁弁２５の作用の説明は省略
する。

次に、第１図から第５ｄ図までを参照して本発明のロー
タリーベーン形圧縮別１の実施例を説明する。圧縮機１
は本例においてはスルーベーンコンプレッサであり、そ
の構造を第１図と第２図を参照して説明すると、フロン
トハウジング３０、フロントエンドプレー１−３２、シ
リンダハウジング３４、す７エンドプレート３５及びり
７ハウジング３６が軸方向に図示のように整合した状態
で互にボルトで紺付けられて圧縮機の本体を形成してい
る。シリンダハウジング３４内にはロータ３８の大径部
３８ａが曜心した状態で回転自在に取付けられ、この大
径部３８ａの両端のボス部３８ｂ　、３８ｃはフロント
及びリアエンドプレート３２．３５の内面に形成された
円形凹所３２ａ。

３５ａに回転自在に嵌まり合っている。これらのボス部
３８１）、３８Ｃから軸部３８ｄ　、３８ａが両側に突
出して、フロント及びり７エンドプレート３２．３５の
中央に設（）られたベアリングにより回転自在に軸承さ
れている。軸部３８ｄの外方端から延長部３８［がフロ
ントハウジング３０内を貫ｉ／ＴＩ　Ｌ／で突出し、こ
の延長部の外端に第６図に示したようなブーりが取付け
られてロータ３８ａを回転させるようになっている。

第１図に示すように、１）ｌ′１′記低圧冷媒吸入ポー
ト１１はフロンミルエンドプレート３２の外周壁に取付
けられている。第１図と第３図から分るように、このエ
ンドプレート３２の凹所３２ａの周縁の外側の平坦面に
この周縁に沿って２つの孔１１ａ。

１１ｂが穿設されて、該エンドプレート内を半径方向に
延びる２本の通路１１ｃ、１１ｄを介して低圧冷媒吸入
ポート１１と連通ずるようになっている。これら２つの
孔１１ａ、１１ｂを、ロータ３８の回転方向で見て、そ
れぞれ［後側の低圧冷媒吸入口Ｊ及び「前側の低圧冷媒
吸入口」と呼、Ｓ；ことにする。

フロントエンドプレート３２には高圧冷媒用の吸入口１
２ａも形成されている。フロン１ヘハウジング３０の外
周壁には前記高圧冷媒吸入ボー１−１２が取付けられて
おり（図示せず）、この吸入ボート１２はフロントハウ
ジング３０内に形成された吸入室１２ｂを介して吸入口
１２ａと常時連通している。

第１図及び第５ａ〜５ｄ図から明らかなように、ロータ
３８の大径部３８ａにはその直径方向に２本のベーン溝
が互に直交して設ｃＵられていで、これらのベーン溝内
にロータの大径部３８ａの直（Ｙよりも長いスルーベー
ン４０が摺動自在に配置され、それらの両端はロータ大
径部３８ａの外周面から突出してシリンダハウジング３
２内のシリンダボアの内周面と摺接している。前記のよ
うに、ロータ３８の大径部３８ａはシリンダボア内に偏
心して配置されている関係上、ロータ３８が矢印の方向
に回転するとスルーベーン４０も回動しながらその一端
がロータ大径部３８ａの外周面、から次第に突出し他端
が反対に次第にロータ大径部３８ａ内に引っ込む。この
（１４成により、フロント及びリアエンドプレート３２
．３５、シリンダハウジング３４、ロータ大径部３８ａ
及びスルーベーン４０によって４つの作用Ｗ４１ａ〜４
１ｄが形成され、これらの作用室の容積がロータ３８の
回転に伴なって変化することにより、各作用室が吸入、
圧縮及び吐出の作用（行程）を行なう。第５ａ図で児で
、作用室４１８と４１ｄは吸入行程のそれぞれ初期及び
後期の段階にあり、作用室ｔ１ｃは圧縮行程にあり、作
用室４１　ｄは吐出行程にある。吐出行程の作用室に開
口する吐出口４２がシリンダハウジング３４に形成され
てあり、この吐出口４２は吐出弁４３を介してリアハウ
ジング３６内の吐出室４４に接続し、この吐出室４４に
前記吐出ポート１０が開口している。

次に第４図を参照して、後側及び前側低圧；９媒吸入口
１１ａ、１１ｂに低圧冷媒吸入ポート１１を接続する構
造について説明する。フロントエンドプレート３２の外
周面にはこれら２つの吸入口１１ａ、１１ｂに達する２
つの横穴３２ｂ。

３２ｃが′ｇ設されており、こ札らの横穴に分配兼弁機
構５０がガスケット５２を介して気密に取付けられ、こ
の機構５０に対して低圧冷媒吸入ボート１１が接続され
ている。より詳しく説明すると、分配兼弁機構５０は基
板５４を有し、この基板５４の片面に低圧冷媒吸入ポー
ト１１が一体に結合されており、基板５４の他面には２
本の分岐管５６．５８が突設されている。これらの分岐
管５６．５８内に前掲の通路１１ｃ、１１ｄが形成され
ていて、それらの一端がそれぞれ低圧冷媒ポート１１の
内部と連通し、他端は分岐管５６゜５８の側面に′ｇ−
設された開口１ｉｅ’　、１１ｄ’となっている。開口
１１０′が設けられている分岐管５６側面には弾性金属
薄板等から成る逆止弁６０が開口１１０′を覆って配置
され、その塁端が逆止弁６ｏの揺動の角度を規制するス
トッパ６２と分岐管５６とに挟持されている。開口１１
ｄ′を設けられた分岐管５８側面に対しても同様な逆止
弁とストッパとが取付けられているが、これらは図示さ
れていない。フロントエンドプレート３２に設けられた
横穴３２ｂ、３２Ｃは分岐管５６．５８をそれぞれ受は
入れる寸法及び間隔に形成されでいる。従って、これら
の横穴３２ｂ。

３２Ｃの周縁部にガスケット５２を当てておいて、ガス
ケットの穴部を通して横穴３２ｂ、３２Ｃ内に分岐管５
６．５８をｉＩＯ人し、基板５４をねじ６４によりフロ
ントエンドプレート３２に対して締めイ」け固定づるこ
とにより、分配兼弁機構５０と低圧冷媒吸入ポート１１
どを圧縮＋Ｓ１本体に対して簡単に取付けられ、分岐管
５６．５８内の通路１１ｃ、１１ｄは逆止弁６０が開い
た時には低圧冷媒吸入口１１ａ、１１ｂと連通すること
になる。

次に第５ａ図〜５ｄ図を参照しく圧縮機１の作動を説明
する。この場合、斜線で示したスルーベーンに挾まれた
作用室４１ａに土として関連して説明することにする。

ロータ３８が回転して作用室４１ａのリーディング側の
ベーン４０が第５ａ図の位置に来ると、後側の低圧冷媒
吸入口１１ａが作用Ｖ　４１　ａに対し少し開くので、
この作用室４１ａの吸引力が吸入口１１ａを介してこの
吸入口１１ａの逆止弁６０（第４図）を聞いて低圧冷奴
を吸入し始める。

この時点で１工作用室４１ａの前側の作用室４１ｄには
高圧冷媒用吸入口１２ａから高圧冷媒が流入しており、
また、前側の低圧冷媒吸入口１１ｂかこの作用ｔ４１ｄ
に開いているが、この作用室４１ｄ内の冷媒圧力の方が
低圧冷媒用吸入ポート１１内の冷媒圧力よりも高いので
前側の低圧冷媒吸入口１１ｂの逆止弁は閉じているから
、高圧冷媒が作用室４１ｄから低圧冷媒用吸入ポー１へ
１１側へ流出することは防止される。従って、前側の作
用室４１ｄから後側の作用’ｌ　４１　ａへ高圧冷媒は
流れない。

ロータ３８は回転し続（プるので、作用’Ｊ４１ａのリ
ーディング側のベーン４０が後側の低圧冷媒吸入口１１
ａを通過し、次に前側の低圧冷媒吸入口１１１１が作用
室４１ａに開口するので、この作用室４１ａの吸引力が
この吸入口１１ｂの逆止弁を開く。従って、この段階で
は冷蔵冷凍用蒸発器２０（第６図）からの低圧冷媒が前
側と後側の低圧冷媒吸入口１１ｂ、１１ａの両方から作
用室４１ａに吸入されるので、この作用室４１ａには十
分な世の低圧冷媒が入る。

作用ｆｆ１４１ａのリーディング側のベーン４０が高圧
冷媒用吸入口１２ａに到達してこの吸入口１２ａを作用
室４１ａに開かせる（第５ｂ図）と、冷房用鎧発器１８
からの高圧冷媒が作用室４１ａ内の低圧冷媒との差圧に
より吸入口１２ａから作用Ｗ４１ａに流入してこの作用
室内の低圧冷媒と混合される。そして、この作用室４１
ａ内の冷媒圧力が２つの低圧冷媒吸入口１１ａ、１１ｂ
の逆止弁の閉弁圧力よりも高くなった時逆止弁ｔよ閉じ
、その後は高圧冷媒のみが吸入口１２ａから作用室４１
ａに流入する。

作用室に低圧冷媒が吸入されている間の吸入段階を「吸
入行程の初期の段階ｊと呼び、高圧冷媒が吸入される吸
入段階を「吸入行程の後期の段階Ｊと呼ぶ。

作用１４１ａのトレーリング側のベーン４０が高圧冷媒
用吸入口１２ａの先端を通過した瞬間（第５Ｃ図）に作
用室４１ａへの冷媒の流入は停止し、その後は作用室４
１８は圧縮行程を開始する。

ロータ３８の回転に伴ない作用１４１ａの容積は次第に
小さくなり、作用’！４１ａ内の冷媒ガスは次第に圧縮
されて圧力が高くなる。そして、作用室４１ａのリーデ
ィング側のベーンが吐出口４２に到達し、この吐出口を
作用室４１ａに開かせると、圧縮された冷媒ガスが吐出
口４２から吐出される。

以上のようにして、冷蔵冷凍回路２１からの低圧冷媒が
圧縮１幾１の作用室４１内に吸入された後に冷房回路１
７からの高圧冷媒が同じ作用室４１内へ吸入されて両冷
媒が混合された後に作用室が圧縮行程となり、その次に
吐出行程となり、圧縮行程で圧縮された冷媒が作用室４
１から吐出口４２及び吐出弁４３を経て吐出至４４に入
り、ここから吐出ポート１０を通って凝縮器１５に入り
、以下、第６図を参照して説明したように冷房回路１７
及び冷蔵冷凍回路２１を別々に流れて圧縮機１の高圧及
び低圧冷媒用の吸入ボートｉ２．ｉｉにもどり、再び圧
縮される、という作用がくり返し行われる。

以上の実施例においてはスルーベーン形のロータリーコ
ンプレッサが用いられているが、本発明はロタスコ方式
にも適用で込る。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図のＩ−Ｉ断面図、 第２図は本発明のロータリーベーン形圧縮懇の−実施の
軸方向断面図、 第３Ｎは圧縮はのフロントエンドプレートの斜視図、 第４図は分配兼弁機構の詳細を示した拡大斜視図、 第５ａ図〜第５ｄ図は圧縮機の各作用段階を示した説明
図、 第６図は冷凍サイクル図である。 １・・・・・・圧縮機、 １０・・・・・・吐出ポート、 １１・・・・・・低圧冷媒吸入ボート、１２・・・・・
・高圧冷媒吸入ポート、１７・・・・・・冷房回路、 ２１・・・・・・冷蔵冷凍回路、 １１ａ・・・・・・復側の低圧冷媒吸入口、１１ｂ・・
・・・・前後の低圧冷媒吸入口、１２ａ・・・・・・高
圧冷媒用の吸入口、３２・・・・・・フロントエンドプ
レート、３２ｂ、３２ｃ・・・・・・横穴、 ３４・・・・・・シリンダハウジング、３８・・・・・
・〇−タ、 ４０・・・・・・ベーン、 ４２・・・・・・吐出口、 ４３・・・・・・吐出弁、 ５０・・・・・・分配兼弁機構、 ５６．５８・・・分岐管、 ６０・・・・・・逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　低圧冷媒用の吸入口と高圧冷媒用の吸入口とを備えた
   シリンダボアを有する本体と、該本体内に回転自在に取
   付けられたロータと、該ロータのベーン溝に摺動自在に
   取付けられて前記本体及びロータと協働して作用室を形
   成するベーンとを有し、前記ロータの回転による前記ベ
   ーンの回動に伴ない最初に前記低圧冷媒用の吸入口が吸
   入行程にある作用室に開口し、しかる後に、前記高圧冷
   媒用の吸入口が該作用室に開口するようになつているロ
   ータリーベーン形圧縮機において、前記低圧冷媒用の吸
   入口を２つに分けてそれらをベーンの回動方向に並べて
   配置し、かつ、これらの分けられた低圧冷媒用の吸入口
   にそれぞれ逆止弁を設けたことを特徴とするロータリー
   ベーン形圧縮機。