JPS642797B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は圧縮能力を２段に制御し得る回転式圧
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、能力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
６に、前記両通路に関連させて設けた制御弁のチ
ヤタリングを防止することを目的とするものであ
る。

（従来の技術） 冷凍装置などに用いる回転式圧縮機において、
シリンダ室内の圧縮工程下における密閉空間に臨
ませて容量制御ポートと噴射ポートとを所定位置
に開口し、圧縮能力を２段に制御可能となした圧
縮機が最近に至つ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、
負荷が大なるときは、中間圧のガス冷媒を噴射ポ
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つて圧縮機出力を増
大させる一方、負荷が小さいときには容量制御ポ
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つて、従来の
この種能力制御機構を大別すると、前記両ポート
が共通となつている共通ポート方式、噴射ガス通
路と容量制御通路とが各々独立した系統になる個
別通路方式、前記両通路が共通となつている共通
通路方式の３方式が挙げられる。

（発明が解決しようとする課題） 第１の共通ポート方式は第１図，第２図に示す
構造の圧縮機を要素としたものであつて、制御弁
１４′のピストン弁１６′が中間圧力ガスの供給に
よつて共通ポート２０を塞ぐように作動した状態
となり、ピストン弁１６′に貫通した孔２１を介
して中間圧力ガスを共通ポート２０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
断つてピストン弁１６′を弾機力により共通ポー
ト２０から遠去けることによつて、バイパス通路
１２′と共通ポート２０を連通して出力低下が成
されるようになつている。

この共通ポート方式では１つのポートを共用し
ているために、能力上昇、低下ともに最適となる
ための穴径および位置を設定することは不可能で
あつて、いずれかの制御性能が犠牲となる欠点が
あつた。

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つて、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１２′と容量制御ポート９′の間に介設した
制御弁１４′を開閉するための配管系２２と、噴
射ポート１０′に中間圧力のガスを送るための配
管系２３と２系統の配管を不可欠とするものであ
つて、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つた。

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２４に連通し
て噴射ポート１０′を設けると共に、弁２５を介
し前記通路２４に連結した室２６に連通して容量
制御ポート９′を設けた構造を有する圧縮機を要
素としたものであつて、共通路をもつている点で
構造の簡略化は果たされるけれども、能力減少下
で運転しているときに、噴射ポート１０′に連通
す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、前記噴射ポート１０′に圧縮ガスが
逆流して、開放している弁２５を押すために該弁
２５がチヤタリングを起生して振動音を発し、騒
音につながる不都合があるのが欠点とされるもの
である。

さらに噴射ポート１０′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は、容量
制御ポート９′が開放したままであるために前記
室２６および弁座部の空間２７に冷媒ガスが流れ
込んで、その空間がデツトスペースとなり、その
分圧縮能力が低下し効率が悪くなる問題もある。

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、
本発明は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つて、特に圧縮
機に容量制御ポート、噴射ポート、制御用の中間
圧力ガスが供給される制御用通路及び吸入通路に
連絡するバイパス通路に関連させた制御弁を設け
た構成としたことにより、容量制御ポートの開閉
作動を確実に行わせると共に、装置の簡易化なら
びに圧縮能力の効率維持をはからせようとするも
のである。

（課題を解決するための手段） しかして本発明は添付図面の実施例より明らか
なように、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せて容量制御ポート９
と噴射ポート１０とが設けられている回転式圧縮
機において、前記噴射ポート１０に連通する噴射
ガス通路１１と、吸入通路５に連絡するバイパス
通路１２と、吐出圧力よりも低く吸入圧力よりも
高い中間圧ガスが前記圧縮機を能力増大させる際
供給される制御用通路１３と、前記容量制御ポー
ト９にその一端部を連通させてなる筒室１５内に
ピストン弁１６を摺動自在に収容し、該ピストン
弁１６に容量制御ポート９から遠去かる方向に弾
機力を付与してなる制御弁であつて、前記ピスト
ン弁１６の該弾機力による容量制御ポート９から
の離隔により該容量制御ポート９を開口し、弾機
力に抗した容量制御ポートへの当接により該容量
制御ポート９を閉鎖する制御弁１４とを配設する
一方、前記バイパス通路１２を、ピストン弁１６
を前記容量制御ポート９から離隔させた際に、筒
室１５内の前記容量制御ポート９側に形成される
空間である前室部に接続してこの離隔時に容量制
御ポート９と連通させると共に、前記制御用通路
１３を、前記離隔時に筒室１５内のピストン弁１
６に対して容量制御ポート９と反対側である後室
側に存在する空間である常時後室部と接続し、更
に、前記噴射ガス通路１１を、前記常時後室部へ
中間圧ガスを供給してピストン弁１６を前記弾機
力に抗して容量制御ポート９まで摺動させて該容
量制御ポート９に当接させた際に、前記後室側に
常時後室部と連続して形成される後室部に接続し
て、この当接時に前記両通路１１，１３を連通さ
せる如くしたことを特徴とする。

（作用） 圧縮機を能力減少側に容量制御する場合は、制
御用通路１３に中間圧冷媒ガスを送り込まないよ
う、例えば制御用通路１３に設けている弁の閉弁
操作を行わせると、筒室１５内の後室部は圧力低
下し前記弾機力によつてピストン弁１６は容量制
御ポート９からの離隔によつて容量制御ポート９
は開口し、バイパス通路１２と容量制御ポートは
前室部を介して連通されるのである。

従つて、ローラ４が容量制御ポート９を通過す
るまではシリンダ室１ａ内密閉空間は吸入側に連
通し、圧縮された冷媒ガスの一部は吸入側に還元
されるので出力低下が成されるのである。

一方、能力増大側に容量制御する場合は、制御
用通路１３に中間圧冷媒ガスを供給せしめると、
筒室１５の常時後室部が中間圧領域となる結果、
弾機力に抗してピストン弁１６を確実に容量制御
ポート９に当接させ、この容量制御ポート９を閉
鎖させるとともに、噴射ガス通路１１と制御用通
路１３とは常時後室部と連続して形成される後室
部を介して連通されるため、中間圧ガスは噴射ガ
ス通路１１を通り噴射ポート１０から噴出し、圧
縮工程におけるシリンダ室１ａに送られるので出
力増大が成されるのである。

このように制御用通路１３に対する中間圧冷媒
ガスの供給を断続するだけで容量制御が可能であ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面によつて説明す
る。

第６図において、１はシリンダで中央に水平断
面が円形をなすシリンダ室１ａ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１ａ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、前記ローラ４の周面に接し得る如
くシリンダ室１ａ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、
ブレード室６内を吐出圧の導入によつてケーシン
グ１内雰囲気と同じ高圧域となしており、かくす
ることによつてブレード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によつて吸入通路５に
連通する低圧室と図示しないフロントヘツドに設
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ヤヘツド８には、第
７図に拡大示するように、容量制御ポート９と、
噴射ポート１０と、噴射ガス通路１１と、吸入通
路５に連絡するバイパス通路１２と、制御用通路
１３と、制御弁１４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１３に連
絡する通路１８を設けている。

容量制御ポート９と噴射ポート１０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
手側に容量制御ポート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１ａの壁を形成する
面の所定位置に夫々開口せしめる。なお、両ポー
ト９，１０の前後関係は必ずしも上述の配置に限
るものではなく、設計条件によつては前後を逆に
する場合もある。

噴射ガス通路１１は噴射ポート１０と制御弁１
４とを連絡するための通路であつてリヤヘツド８
内に設けているが、これはバイパス通路１２に比
して可成り細い通路に形成せしめる。

バイパス通路１２はリヤヘツド８内に円弧状を
なし形成した空洞の通路であつて、シリンダ室１
ａに臨ませ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１
４に接続している。

制御用通路１３は前記通路１８と制御弁１４と
を連絡するための通路であつて、リヤヘツド８内
に形成している。

次に制御弁１４は容量制御ポート９にその一端
部を連通させてなる円筒状の筒室１５内に、ピス
トン弁１６を摺動自在に収容し、コイルばね１７
によつて該ピストン弁１６に容量制御ポート９か
ら遠去かる方向に弾機力を付与しており、前記ピ
ストン弁１６の該弾機力による容量制御ポート９
からの離隔により該容量制御ポート９を開口し、
弾機力に抗した容量制御ポートへの当接により該
容量制御ポート９を閉鎖するのである。

また、前記バイパス通路１２を、ピストン弁１
６を前記容量制御ポート９から離隔させた際に、
筒室１５内の前記容量制御ポート９側に形成され
る空間である前室部に接続してこの離隔時に容量
制御ポート９と連通させると共に、前記制御用通
路１３を、前記離隔時に筒室１５内のピストン弁
１６に対して容量制御ポート９と反対側である後
室側に存在する空間である常時後室部と接続し、
更に、前記噴射ガス通路１１を、前記常時後室部
へ中間圧ガスを供給してピストン弁１６を前記弾
機力に抗して容量制御ポート９まで摺動させて該
容量制御ポート９に当接させた際に、前記後室側
に常時後室部と連続して形成される後室部に接続
して、この当接時に前記両通路１１，１３を連通
させている。

さらに、噴射ガス通路１１を筒室１５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
１１がピストン弁１６の位置によつて筒室１５の
前室部あるいは後室部に切換つて連通するように
している。

すなわち、この噴射ガス通路１１の接続位置を
所定位置に設定することによつて、ピストン弁１
６が後退した際には、該通路１１が前室部に連通
し、前進した際には後室部に連通するものであつ
て、かか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１８にケーシング２の外で接続
している弁１９を閉止して中間圧力のガス冷媒が
制御用通路１３に送り込まれないようにする。

かくすることによつて筒室１５内の常時後室部
は圧力が低下するので、ピストン弁１６は弾機力
により容量制御ポート９から遠去かる方向の上方
に押し上げられ、その結果、第７図図示の如く容
量制御ポート９、噴射ポート１０およびバイパス
通路１２は筒室１５の前室部によつて連通する。

従つて、ローラ４のリヤヘツド８に摺設する側
の面が容量制御ポート９を通過するまでは、バイ
パス通路１２によつてシリンダ室１ａ内の密閉空
間は吸入側に連絡しているので、圧縮された冷媒
ガスの一部は吸入側に還元されるので、容量を小
さくする制御が成される。

なお、ローラ４のリヤヘツド８に摺接する側の
面が容量制御ポート９を通過してからさらに噴射
ポート１０を通過するまでは、噴射ガス通路１
１、筒室１５によつてシリンダ室１ａ内空間はバ
イパス通路１２と連通しているが、噴射ガス通路
１１が細くて流体抵抗が大であることと、前記ロ
ーラ４のリヤヘツド８に摺接する側の面が噴射ポ
ート１０に達するまでの間におけるシリンダ室１
ａ内空間の圧力上昇は、例えば吸入側圧力５Kg／
cm²に対して1.0〜2.0Kg／cm²程度であることから、
噴射ポート１０を逆流するガス量は微量であり、
従つて出力減少のために実質的に機能するのは容
量制御ポート９のみであつて、該ポート９の位置
ならびに穴径によつ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１６に対して背圧室とな
る前記常時後室部は、密封されている制御用通路
１３と連通しているのみで圧力変動がなく、しか
もピストン弁１６が弾機力によつて極限位置に押
し上げられているので、容量制御運転を行つてい
る間ピストン弁１６は全然振動することがなく、
従つて異音が発生するおそれは全然ない。

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、前記弁１９を開かせ
て制御用通路１３に中間圧力例えば12〜13Kg／cm²
のガス冷媒を送り込む。

かくすることによつて、筒室１５内の常時後室
部は圧力が上昇しコイルばね１７の弾力に勝つた
背圧がピストン弁１６に加わる結果、第８図に略
示する如くピストン弁１６は押し下げられて弁先
が容量制御ポート９を閉鎖した状態となり、シリ
ンダ室１ａの空間とバイパス通路１２とは完全に
しや断される一方、噴射ガス通路１１が後室部を
通じて制御用通路１３と連通する。

従つて、中間圧力ガス冷媒はシリンダ室１ａ内
空間のそのときの圧力例えば0.6〜7.0Kg／cm²との
圧力差と、該ガス通路１１の流体抵抗との条件に
より噴射ポート１０からシリンダ室１ａ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１６が容量制御ポート９
を直接閉鎖しているので、圧縮効率の低下につな
がるデツト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ローリング
ピストン式のものによつて説明してきたが、本発
明はスライデイングベーン式の回転式圧縮機にも
同じ要領によつて適用し得て容量制御形回転式圧
縮機を構成し得るものである。

（発明の効果） 本発明は以上述べたところから明らかなよう
に、容量制御ポート９と噴射ポート１０とを独立
させて設けているので、それぞれ任意の穴径、位
置を設定することができ、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１４に関連して容量制御ポート
９と噴射ポート１０とを設けたことによつて、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、従つて容量制御のための配管系統が制御
用通路１３だけでよくて簡略化され、部品点数の
減少に伴うコスト低減がはかれる。

また、制御弁１４におけるピストン弁１６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つて、容量制御運転時に
シリンダ室１ａ内の圧力の影響を受けないように
構成しているため、弁のチヤ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。

しかもピストン弁１６で容量制御ポート９を直
接閉鎖させているので、シリンダ室１ａに通じる
デツトスペースが無く、圧縮効率を高く保持し得
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の共通ポート方式圧
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。 １……シリンダ、１ａ……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……リヤヘツド、９……容量制
御ポート、１０……噴射ポート、１１……噴射ガ
ス通路、１２……バイパス通路、１３……制御用
通路、１４……制御弁、１５……筒室、１６……
ピストン弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 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せて容量制御ポート９と噴射
   ポート１０とが設けられている回転式圧縮機にお
   いて、前記噴射ポート１０に連通する噴射ガス通
   路１１と、吸入通路５に連絡するバイパス通路１
   ２と、吐出圧力よりも低く吸入圧力よりも高い中
   間圧ガスが前記圧縮機を能力増大させる際供給さ
   れる制御用通路１３と、前記容量制御ポート９に
   その一端部を連通させてなる筒室１５内にピスト
   ン弁１６を摺動自在に収容し、該ピストン弁１６
   に容量制御ポート９から遠去かる方向に弾機力を
   付与してなる制御弁であつて、前記ピストン弁１
   ６の該弾機力による容量制御ポート９からの離隔
   により該容量制御ポート９を開口し、弾機力に抗
   した容量制御ポートへの当接により該容量制御ポ
   ート９を閉鎖する制御弁１４とを配設する一方、
   前記バイパス通路１２を、ピストン弁１６を前記
   容量制御ポート９から離隔させた際に、筒室１５
   内の前記容量制御ポート９側に形成される空間で
   ある前室部に接続してこの離隔時に容量制御ポー
   ト９と連通させると共に、前記制御用通路１３
   を、前記離隔時に筒室１５内のピストン弁１６に
   対して容量制御ポート９と反対側である後室側に
   存在する空間である常時後室部と接続し、更に、
   前記噴射ガス通路１１を、前記常時後室部へ中間
   圧ガスを供給してピストン弁１６を前記弾機力に
   抗して容量制御ポート９まで摺動させて該容量制
   御ポート９に当接させた際に、前記後室側に常時
   後室部と連続して形成される後室部に接続して、
   この当接時に前記両通路１１，１３を連通させる
   如くしたことを特徴とする回転式圧縮機。