JP2014015911A - ロータリ圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】圧力損失の増加を抑制しつつ、体積効率を向上させるための技術を提供する。
【解決手段】ロータリ圧縮機100は、シリンダ5と、ピストン8と、作動室15を形成するようにシリンダ5を閉塞している閉塞部材6と、作動室15に面した第1開口40Aを含み、圧縮された冷媒を吐出する第1吐出孔40と、第1吐出孔40に対してピストン8の回転方向の反対側に位置し、作動室15に面した第2開口41Aを含み、圧縮された冷媒を吐出する第2吐出孔41と、を備える。第1開口40Aの開口面積が第2開口41Aの開口面積よりも小さい。シリンダ5の内径に等しい直径を有し、かつシリンダ5の中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりもシリンダ5の中心軸に近い位置に第1開口40Aの全部が存在している。
【選択図】図2
【解決手段】ロータリ圧縮機100は、シリンダ5と、ピストン8と、作動室15を形成するようにシリンダ5を閉塞している閉塞部材6と、作動室15に面した第1開口40Aを含み、圧縮された冷媒を吐出する第1吐出孔40と、第1吐出孔40に対してピストン8の回転方向の反対側に位置し、作動室15に面した第2開口41Aを含み、圧縮された冷媒を吐出する第2吐出孔41と、を備える。第1開口40Aの開口面積が第2開口41Aの開口面積よりも小さい。シリンダ5の内径に等しい直径を有し、かつシリンダ5の中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりもシリンダ5の中心軸に近い位置に第1開口40Aの全部が存在している。
【選択図】図2
Description
本発明は、ロータリ圧縮機に関する。
ロータリ圧縮機は、空気調和装置、暖房装置、給湯機などの電化製品に広く使用されている。ロータリ圧縮機の効率を改善するための取り組みの1つとして、作動室から冷媒を吐出する際の圧力損失を低減する技術が提案されている。このような技術として、以下に示す特許文献1に記載のロータリ圧縮機が知られている。
図10A及び図10Bに、特許文献1に記載のロータリ圧縮機200を示す。ロータリ圧縮機200において、シリンダ205の内周面とピストン208の外周面との間に作動室215が形成されている。シリンダ205の上端部には、端板206が配置されており、端板206が、作動室215の上部を閉塞している。ベーン232の近傍において、端板206には、吐出孔240が設けられている。また、端板206には補助吐出孔241が設けられている。
吐出孔240の位置に対応するシリンダ205の内周面には、吐出孔240と連通する吐出溝250が設けられている。また、補助吐出孔241の位置に対応するシリンダ205の内周面にも、吐出溝251が設けられている。吐出溝250及び251は、圧縮室215Bから吐出孔240及び補助吐出孔241に吐出される冷媒の流れ抵抗を低減させている。
吐出溝250及び251は死容積を増加させるので、ロータリ圧縮機の体積効率の向上の妨げとなる。かかる事情に鑑み、本発明は、圧力損失の増加を抑制しつつ、体積効率を向上させるための技術を提供することを目的とする。
すなわち、本開示は、
シリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記シリンダの外周面と前記ピストンの内周面との間に作動室を形成するように前記シリンダを閉塞している閉塞部材と、
前記作動室に面した第1開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第1吐出孔と、
前記第1吐出孔に対して前記ピストンの回転方向の反対側に位置し、前記作動室に面した第2開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第2吐出孔と、を備え、
前記第1開口の開口面積が前記第2開口の開口面積よりも小さく、
(i)前記シリンダの内径に等しい直径を有し、かつ前記シリンダの中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置に前記第1開口の全部が存在している、又は(ii)前記第1開口は、前記シリンダの中心軸の半径方向において、前記仮想的な円筒面に対して外側に位置している外側部分を含み、前記第1開口の面積に対する前記外側部分の面積の比率が1/3以下である、ロータリ圧縮機を提供する。
シリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記シリンダの外周面と前記ピストンの内周面との間に作動室を形成するように前記シリンダを閉塞している閉塞部材と、
前記作動室に面した第1開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第1吐出孔と、
前記第1吐出孔に対して前記ピストンの回転方向の反対側に位置し、前記作動室に面した第2開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第2吐出孔と、を備え、
前記第1開口の開口面積が前記第2開口の開口面積よりも小さく、
(i)前記シリンダの内径に等しい直径を有し、かつ前記シリンダの中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置に前記第1開口の全部が存在している、又は(ii)前記第1開口は、前記シリンダの中心軸の半径方向において、前記仮想的な円筒面に対して外側に位置している外側部分を含み、前記第1開口の面積に対する前記外側部分の面積の比率が1/3以下である、ロータリ圧縮機を提供する。
本開示によれば、第1開口の開口面積が第2開口の開口面積よりも小さい。これにより、第1吐出孔に起因する死容積を減らすことができる。また、本開示によれば、仮想的な円筒面よりもシリンダの中心軸に近い位置に第1開口の全部が存在している、又は、第1開口の面積に対する外側部分の面積の比率が1/3以下である。前者の構成によれば、冷媒の流れ抵抗による圧力損失を低減するための吐出溝をシリンダに設ける必要がない。このため、シリンダの死容積を減らすことができる。また、後者の構成によれば、第1開口の開口面積が第2開口の開口面積よりも小さいことと相まって、シリンダに設ける吐出溝の大きさを可及的に小さくできる。場合によっては、吐出溝が不要である。これにより、シリンダの死容積を減らすことができる。
本開示の第1態様は、
シリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記シリンダの外周面と前記ピストンの内周面との間に作動室を形成するように前記シリンダを閉塞している閉塞部材と、
前記作動室に面した第1開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第1吐出孔と、
前記第1吐出孔に対して前記ピストンの回転方向の反対側に位置し、前記作動室に面した第2開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第2吐出孔と、を備え、
前記第1開口の開口面積が前記第2開口の開口面積よりも小さく、
(i)前記シリンダの内径に等しい直径を有し、かつ前記シリンダの中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置に前記第1開口の全部が存在している、又は(ii)前記第1開口は、前記シリンダの中心軸の半径方向において、前記仮想的な円筒面に対して外側に位置している外側部分を含み、前記第1開口の面積に対する前記外側部分の面積の比率が1/3以下である、ロータリ圧縮機を提供する。
シリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記シリンダの外周面と前記ピストンの内周面との間に作動室を形成するように前記シリンダを閉塞している閉塞部材と、
前記作動室に面した第1開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第1吐出孔と、
前記第1吐出孔に対して前記ピストンの回転方向の反対側に位置し、前記作動室に面した第2開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第2吐出孔と、を備え、
前記第1開口の開口面積が前記第2開口の開口面積よりも小さく、
(i)前記シリンダの内径に等しい直径を有し、かつ前記シリンダの中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置に前記第1開口の全部が存在している、又は(ii)前記第1開口は、前記シリンダの中心軸の半径方向において、前記仮想的な円筒面に対して外側に位置している外側部分を含み、前記第1開口の面積に対する前記外側部分の面積の比率が1/3以下である、ロータリ圧縮機を提供する。
本開示の第2態様は、第1態様に加えて、
前記第2開口の全部が前記仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置にある、ロータリ圧縮機を提供する。
前記第2開口の全部が前記仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置にある、ロータリ圧縮機を提供する。
第2吐出孔に対応する吐出溝をシリンダの内周面に設ける必要がないので、シリンダの死容積を減らすことができ、圧縮機の体積効率が向上する。
本開示の第3態様は、第1態様又は第2態様に加えて、
前記第1吐出孔を開閉する第1弁と、
前記第2吐出孔を開閉する第2弁と、をさらに備え、
前記第1弁及び第2弁が一体化されている、請求項1又は請求項2に記載のロータリ圧縮機を提供する。
前記第1吐出孔を開閉する第1弁と、
前記第2吐出孔を開閉する第2弁と、をさらに備え、
前記第1弁及び第2弁が一体化されている、請求項1又は請求項2に記載のロータリ圧縮機を提供する。
第1弁と第2弁を一体化することにより、部品点数が削減される。
本開示の第4態様は、第1態様又は第2態様に加えて、
前記第1吐出孔を開閉する第1弁と、
前記第2吐出孔を開閉する第2弁と、をさらに備え、
前記第1弁は、板状の第1リードを含むリード弁であり、
前記第2弁は、板状の第2リードを含むリード弁であり、
前記第1リードが前記第2リードに重なっており、
前記第1リードの固定端及び前記第2リードの固定端が共通の固定部材によって、前記閉塞部材に固定されている、ロータリ圧縮機を提供する。
前記第1吐出孔を開閉する第1弁と、
前記第2吐出孔を開閉する第2弁と、をさらに備え、
前記第1弁は、板状の第1リードを含むリード弁であり、
前記第2弁は、板状の第2リードを含むリード弁であり、
前記第1リードが前記第2リードに重なっており、
前記第1リードの固定端及び前記第2リードの固定端が共通の固定部材によって、前記閉塞部材に固定されている、ロータリ圧縮機を提供する。
第1リードの固定端及び第2リードの固定端を共通の固定部材によって固定できるため、部品点数が削減される。
本開示の第5態様は、第4態様に加えて、
前記第1リードは、前記第2リードの上方に位置する基体部と、前記第2リードが前記第2吐出孔を閉じる高さと同じ高さで前記第1吐出孔を閉じる弁体部と、前記基体部と前記弁体部を接続する接続部とを含む、ロータリ圧縮機を提供する。
前記第1リードは、前記第2リードの上方に位置する基体部と、前記第2リードが前記第2吐出孔を閉じる高さと同じ高さで前記第1吐出孔を閉じる弁体部と、前記基体部と前記弁体部を接続する接続部とを含む、ロータリ圧縮機を提供する。
第1吐出孔を閉じる高さと第2吐出孔を閉じる高さとを同じ高さにできるため、第1吐出孔の容積を低減することができる。これにより、第1吐出孔に起因する死容積を減らすことができる。
本開示の第6態様は、第4態様に加えて、
前記第1リードが第1吐出孔を閉塞しているときの第1弁座面が、前記第2リードが第2吐出孔を閉塞しているときの第2弁座面よりも前記作動室から離れており、
前記第1弁座面と前記第2弁座面との間の距離が前記第2リードの厚み以上である、ロータリ圧縮機を提供する。
前記第1リードが第1吐出孔を閉塞しているときの第1弁座面が、前記第2リードが第2吐出孔を閉塞しているときの第2弁座面よりも前記作動室から離れており、
前記第1弁座面と前記第2弁座面との間の距離が前記第2リードの厚み以上である、ロータリ圧縮機を提供する。
第1リードが第2リードに重なっていても、平板状の第1リードを使用できる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではない。
図1に示すように、本実施形態のロータリ圧縮機100は、密閉容器1、モータ2、圧縮機構102及びシャフト4を備えている。圧縮機構102は、密閉容器1の内部に配置されている。モータ2は、圧縮機構102の上方、かつ、密閉容器1の内部に配置されている。圧縮機構102及びモータ2は、シャフト4によって連結されている。密閉容器1の上部には、モータ2に電力を供給するための端子21が設けられている。モータ2は、ステータ17及びロータ18で構成されている。ステータ17は、密閉容器1の側方の内周面に固定されている。ロータ18は、シャフト4に固定されており、かつ、シャフト4とともに回転する。密閉容器1の底部には、潤滑油を保持するためのオイル溜まり22が形成されている。
密閉容器1の上部には、吐出管11が設けられている。吐出管11は、密閉容器1の内部空間13に向かって開口している。吐出管11は、圧縮機構102で圧縮された冷媒(作動流体)を密閉容器1の外部に導く吐出流路として機能する。圧縮機100の動作時において、密閉容器1の内部空間13は、圧縮された冷媒で満たされる。すなわち、圧縮機100は、高圧シェル型の圧縮機である。高圧シェル型の圧縮機100によれば、内部空間13に満たされた冷媒によりモータ2が冷却されるので、モータの効率が向上しうる。
圧縮機構102は、冷媒を圧縮するようにモータ2によって動かされる。具体的に、圧縮機構102は、圧縮ブロック3、上側閉塞部材6、下側閉塞部材7、マフラー部材9を有する。冷媒は、圧縮ブロック3において圧縮される。圧縮ブロック3は、オイル溜まり22に溜められたオイルに浸漬されている。これにより、圧縮ブロック3の潤滑が行われる。
図2に示すように、圧縮ブロック3は、シリンダ5、ピストン8、ベーン32、吸入管路19、第1吐出孔40、第2吐出孔41及びばね36を含む。シャフト4は、半径方向外側に突出した偏心部4Aを有している。ピストン8は、この偏心部4Aに取り付けられつつ、シリンダ5の内部に配置されている。
上側閉塞部材6がシリンダ5の上部に取り付けられ、下側閉塞部材7がシリンダ5の下部に取り付けられている。上側閉塞部材6及び下側閉塞部材7は、シリンダ5の外周面とピストン8の内周面との間に作動室15を形成するようにシリンダ5を閉塞している。シリンダ5にはベーン溝34が形成されている。ベーン32は、作動室15に向かってスライドできるようにベーン溝34に配置されている。詳細には、ベーン溝34のベーン32の背後にばね36が配置されている。ばね36は、ベーン32をシャフト4の中心に向かって押している。ベーン溝34の後部が密閉容器1の内部空間13に連通することにより、密閉容器1の内部空間13の圧力がベーン32の背面に加えられている。このようにして、ベーン32は、作動室15を吸入室15Aと圧縮−吐出室15Bとに仕切っている。また、ベーン溝34には、オイル溜り22に溜められた潤滑油が供給されている。
ピストン8とベーン32とが単一の部品、すなわち、スイングピストンとして構成されていてもよい。ベーン32は、ピストン8に結合していてもよい。ロータリ圧縮機の詳細な形式は特に限定されず、ローリングピストン型、スライディングベーン型、スイングピストン型などの形式を広く採用できる。
シリンダ5には、シリンダ5の外周面からシリンダ5の内周面に向かってシリンダ5を貫通するように吸入孔19が形成されている。吸入孔19は、作動室15に向かって開口している。また、吸入孔19には吸入管14が接続されている。
作動室15で圧縮された冷媒を作動室15の外部に吐出する第1吐出孔40及び第2吐出孔41が、上側閉塞部材6及び下側閉塞部材7のいずれか一方に形成されている。本実施形態では、第1吐出孔40及び第2吐出孔41は、上側閉塞部材6に形成されている。第1吐出孔40は、作動室15に面した第1開口40Aを含んでいる。第2吐出孔41は、作動室15に面した第1開口41Aを含んでいる。吸入孔19は、ベーン32を隔てて第1吐出孔40及び第2吐出孔41の反対側に位置している。上側閉塞部材6には、第1吐出孔40を開閉する第1弁43及び第2吐出孔41を開閉する第2弁44が設けられている。第1弁43及び第2弁44は、例えばリード弁である。
吸入孔19を通じて圧縮されるべき冷媒が作動室15(吸入室15A)に供給される。作動室15で圧縮された冷媒は、第1弁43と第2弁44とを押し開き、第1吐出孔40及び第2吐出孔41を通じて圧縮−吐出室15Bから作動室15の外部に吐出される。
図1に示すように、マフラー部材9が上側閉塞部材6に取り付けられている。これにより、第1吐出孔40及び第2吐出孔41を通じて圧縮−吐出室15Bから吐出された冷媒が一時的に保持される冷媒吐出空間51が、上側閉塞部材6に対して作動室15の反対側に形成される。詳細には、マフラー部材9は、冷媒吐出空間51を上側閉塞部材6の上方に形成するように、上側閉塞部材6に取り付けられている。マフラー部材9は第1弁43及び第2弁44を覆っている。マフラー部材9には、冷媒吐出空間51から密閉容器1の内部空間13に冷媒を導くための吐出孔9Aが形成されている。冷媒吐出空間51は、冷媒の流路として機能する。シャフト4は、マフラー部材9の中心部を貫通しているとともに、上側閉塞部材6に設けられた軸受部及び下側閉塞部材7に設けられた軸受部によって回転可能に支持されている。
図2に示すように、圧縮機構102をシリンダ5の中心軸に沿って平面視したときに、シャフト4の回転中心と第1吐出孔40の中心とを結ぶ直線を第1直線M1と定義する。ベーン溝32が形成されている位置を0度の基準位置と定義する。シャフト4の回転方向に沿って、基準位置から第1直線M1までの回転角度をθ1と定義する。同様に、シャフト4の回転中心と第2吐出孔41の中心とを結ぶ直線を第2直線M2と定義する。シャフト4の回転方向に沿って、基準位置から第2直線M2までの回転角度をθ2と定義する。同様に、ピストン8の外周面とシリンダ5の内周面との接点及びシャフト4の回転中心を結ぶ直線を第3直線M3と定義する。シャフト4の回転方向に沿って、基準位置から第3直線M3までの回転角度(クランク角)をθと定義する。
第1吐出孔40は、圧縮−吐出室15Bから圧縮された冷媒が作動室15の外部に吐出される期間である吐出期間の最後まで冷媒を吐出する位置にあることが望ましいので、θ1はできるだけ360°に近いことが望ましい。一方、θ2には適正範囲が存在する。
シャフト4が回転すると冷媒が圧縮され、図4Bに示すように、作動室15の内部の圧力が所定の吐出圧力を超えたときに冷媒の吐出が開始する。このときのクランク角θを吐出開始クランク角θdとする。吐出期間において第2弁44が開いて圧縮された冷媒が第2吐出孔41から吐出されることを確実にするため、第2吐出孔40は、θ2>θdとなる位置に形成されている必要がある。換言すると、クランク角θが吐出開始クランク角θdであるとき、第1弁43及び第2弁44が開くことにより第1吐出孔40及び第2吐出孔41が内部空間13に連通している。
第1吐出孔40の内径が小さければ小さいほど、吐出される冷媒の流れ抵抗による圧力損失が増加する。一方、第1吐出孔40が第1弁43によって閉じられているときに、上側閉塞部材6の下端面と弁との間の空間、すなわち、第1吐出孔40自身による空間は死容積となる。このため、第1吐出孔40の内径が小さい方が望ましい。
本実施形態では、第2吐出孔41から圧縮−吐出室15Bで圧縮された冷媒を吐出できるので、上述の圧力損失が低減される。また、図4Aに示すように、圧縮された冷媒の吐出期間において、吐出孔における冷媒の流量は吐出開始から吐出終了にかけて単調に減少する。従って、第2吐出孔41がピストン8で閉塞され第1吐出孔40のみから冷媒が吐出されている場合、第1吐出孔40の内径が第2吐出孔の内径より小さくても冷媒の流れ抵抗による圧力損失は比較的小さい。そのため、圧力損失の制約を受けることなく、第1吐出孔40の内径を小さくすることが可能である。従って、本実施形態では、図2に示すように、第1開口40Aの開口面積は、第2開口41Aの開口面積よりも小さくなっている。例えば第1開口の開口面積は、第2開口面積の10〜50%である。
また、第1吐出孔40の径を小さくすれば、冷媒の流れ抵抗の低減のために第1吐出孔40の位置に対応するシリンダ5の内周面から吐出溝を省略することができる。または、吐出溝の大きさを可能な限り小さくできる。この理由を以下に述べる。
図2に示すように、圧縮機構102をシリンダ5の中心軸に沿って平面視したときに、シリンダ5の内径に等しい直径を有し、かつシリンダ5の中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりもシリンダ5の中心軸に近い位置に第1開口40Aの全部が存在している。従って、第1吐出孔40の位置に対応するシリンダ5の内周面に溝を形成する必要がない。これにより、シリンダ5の死容積が低減される。
図2に示すように、シリンダ5の内周面、ベーン32及び第1開口40Aの開口端で囲まれる領域に対応する圧縮−動作室15Bの空間Kが存在しないように、第1吐出孔40が配置されていることが本来は望ましい。空間Kの冷媒は、第1吐出孔40がピストン8で閉塞された後に圧縮されるものの作動室15の外部に吐出されることはないためである。従来のロータリ圧縮機200においては、図10Aに示すように、空間Kのような空間が存在しないように第1吐出孔240が配置されている。しかし、このような空間Kの容積が無視できる程度に小さければ、空間Kの存在は許容される。
本実施形態では、第1開口40Aの開口面積を第2開口41Aの開口面積に比べて小さくしているので、空間Kの容積は空間Kの存在が許容される程度に小さい。従って、本実施形態では、圧縮機構102をシリンダ5の中心軸に沿って平面視したときに、第1開口40Aの全部が、上述の仮想的な円筒面よりもシリンダ5の中心軸に近い位置に存在するように、第1吐出孔40を形成することができる。
また、本実施形態は図3に示すように構成することも可能である。図3に示すように、第1開口40Aは、シリンダ5の中心軸の半径方向において、シリンダ5の内径に等しい直径を有し、かつシリンダ5の中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面に対して外側に位置している外側部分Jを含んでいる。また、第1開口40Aの面積に対する外側部分Jの面積の比率は1/3以下となっている。また、上述したように、第1開口40Aの開口面積は、第2開口41Aの開口面積よりも小さい。従って、第1吐出孔40の位置に対応するシリンダ5の内周面に溝を形成するとしても、形成する溝の大きさを可能な限り小さくすることができる。また、この場合に第1吐出孔40の位置に対応するシリンダ5の内周面に溝を設けなくてもよい。これにより、シリンダ5の死容積を減らすことができる。第1開口40Aの面積に対する外側部分Jの面積の比率は例えば0〜1/3である。
また、本実施形態では、図2に示すように、第2開口41Aの全部が上述の仮想的な円筒面よりもシリンダ5の中心軸に近い位置にある。そのため、第2吐出孔41の流れ抵抗の低減のために、第2吐出孔40の位置に対応するシリンダ5の内周面に溝を形成する必要がない。これにより、シリンダ5の死容積を減らすことができる。なお、第2開口41Aが、シリンダ5の中心軸の半径方向において、上述の仮想的な円筒面に対して外側に位置している外側部分を含んでいるように、第2吐出孔41が形成されていてもよい。
本実施形態では、第1吐出孔40及び第2吐出孔41が存在するので、吐出孔に起因する死容積は、これら2つの吐出孔の死容積の合計となる。すなわち、弁43と開口40Aとの距離及び弁44と開口41Aとの距離が等しい場合は、死容積は、第1吐出孔40及び第2吐出孔41の断面積の合計に比例する。一方、冷媒吐出時の圧力損失は、第1吐出孔40及び第2吐出孔41の吐出流路の断面積の合計で決まる。
図5に示すように、冷媒が吐出弁を押し開けるときの弁の開度は、吐出孔の内径Dと比べて非常に小さい場合が一般的である。換言すると、弁本体の平均のリフト量をhとすると、h<<Dである場合が一般的である。この場合、第1吐出孔40及び第2吐出孔41の吐出流路の断面積の合計は、吐出孔の断面積πD2/4の合計ではなく、弁のリフトによって弁座と弁体との間に形成される隙間流路の面積πDhの合計に従う。すなわち、死容積はD2の合計に比例するが、吐出流路の流路断面積はDの合計に比例する。
第1吐出孔40の内径をD1、第2吐出孔41の内径をD2、とする。この場合と、吐出流路の断面積が同一となる内径D=D1+D2の吐出孔を1つ有する場合とを比較する。D12+D22<(D1+D2)2の恒等式が成立するので、内径D1及び内径D2である2つの吐出孔に起因する死容積は、吐出流路の断面積が同一となる内径D=D1+D2の1つの吐出孔が形成する死容積よりも小さくなる。2つの吐出孔を有する場合の方が1つの吐出孔を有する場合よりも吐出孔に起因する死容積は小さくなる。また、上述の内径である2つの吐出孔を有する場合を、吐出孔に起因する死容積が同一となるD=(D12+D22)1/2の吐出孔を1つ有する場合と比較する。内径D1及び内径D2である2つの吐出孔を有する場合の吐出流路の断面積は、吐出孔に起因する死容積が同一となるD=(D12+D22)1/2の吐出孔を1つ有する場合の吐出流路の断面積よりも大きくなる。このため、内径D1及び内径D2である2つの吐出孔を有する場合の吐出流路における圧力損失は、死容積が同一となるD=(D12+D22)1/2の吐出孔を1つ有する場合の吐出流路における圧力損失よりも低くなる。
上述の実施形態のロータリ圧縮機100は様々な変更が可能である。第1吐出孔40及び第2吐出孔41を開閉する弁の変形例について説明する。なお、特に説明する場合を除き、以下の変形例は、上述の実施形態と同様に構成される。変形例の構成のうち上述の実施形態と対応する構成は同一の符号を付して説明する。
<変形例1>
図6に示すように、変形例1において、第1弁43及び第2弁44の配置が上述の実施形態と異なる。第1弁43は板状の第1リード45を含むリード弁であり、第2弁44は板状の第2リード47を含むリード弁である。第1リード45及び第2リード47がL字状又はV字状に配置されている。第1リード45の固定端は、第2リード47の固定端の上に重なっている。第1リード45の固定端及び第2リード47の固定端は、固定部材48によって上側閉塞部材6に固定されている。これにより、第1リード45及び第2リード47を共通の固定部材48を用いて固定できるので、圧縮機構102の部品点数の削減及び圧縮機100の製造コスト削減ができる。固定部材48は例えばリベットである。
図6に示すように、変形例1において、第1弁43及び第2弁44の配置が上述の実施形態と異なる。第1弁43は板状の第1リード45を含むリード弁であり、第2弁44は板状の第2リード47を含むリード弁である。第1リード45及び第2リード47がL字状又はV字状に配置されている。第1リード45の固定端は、第2リード47の固定端の上に重なっている。第1リード45の固定端及び第2リード47の固定端は、固定部材48によって上側閉塞部材6に固定されている。これにより、第1リード45及び第2リード47を共通の固定部材48を用いて固定できるので、圧縮機構102の部品点数の削減及び圧縮機100の製造コスト削減ができる。固定部材48は例えばリベットである。
<変形例2>
図7Aに示すように、変形例2において、第1弁43及び第2弁44はそれぞれ同一の方向を向いて配置されている。第1弁43は板状の第1リード45を含むリード弁であり、第2弁44は板状の第2リード47を含むリード弁である。第1開口40A及び第2開口41Aに対してベーン32と反対側で、第1リード45及び第2リード47が共通の固定部材48によって固定されている。また、第1リード45及び第2リード47の上方に位置する弁止め49が固定部材48によって固定されている。これにより、圧縮機構102の部品点数の削減及び圧縮機100の製造コストの削減ができる。
図7Aに示すように、変形例2において、第1弁43及び第2弁44はそれぞれ同一の方向を向いて配置されている。第1弁43は板状の第1リード45を含むリード弁であり、第2弁44は板状の第2リード47を含むリード弁である。第1開口40A及び第2開口41Aに対してベーン32と反対側で、第1リード45及び第2リード47が共通の固定部材48によって固定されている。また、第1リード45及び第2リード47の上方に位置する弁止め49が固定部材48によって固定されている。これにより、圧縮機構102の部品点数の削減及び圧縮機100の製造コストの削減ができる。
第1弁43及び第2弁44は、それぞれ、弁座43A及び弁座44Aを含んでいる。弁座43Aは、第1吐出孔40の作動室15と反対側の開口を囲むように配置され、第1弁座面を形成している。弁座44Aは、第2吐出孔41の作動室15と反対側の開口を囲むように配置され、第2弁座面を形成している。第1弁座面は第2弁座面よりも作動室15から離れている。詳細には、上側閉塞部材6の作動室15の反対側の面において、第2吐出孔41の作動室15と反対側の開口を囲む底面を有する凹部46が形成されている。この凹部46の底面に弁座44Aが配置されている。第1弁座面と第2弁座面との間の距離Lは、第2リード47の厚み以上である。これにより、板状の第2リード47上に平板状の第1リード45を重ねる場合に、第1吐出孔40を確実に閉じることができる。第1リード45に特別な加工は不要であるので、圧縮機100の製造コストを削減できる。
<変形例3>
図8に示す変形例3は、変形例2をさらに変更したものである。特に説明する場合を除き、変形例3は変形例2と同様に構成される。シリンダ5の中心軸に平行な方向において、弁座43Aが形成する第1弁座面は、弁座44Aが形成する第2弁座面と同じ高さに位置している。また、第1吐出孔40及び第2吐出孔41は、上側閉塞部材6の厚みが均一な部分にそれぞれ形成されている。第1リード45は、第2リード47上に重なっている。第1リード45は、基体部45A、弁体部45B及び接続部45Cを含んでいる。基体部45Aは、第2リード47の上方に位置する。弁体部45Bは、第2リード47が第2吐出孔41を閉じる高さと同じ高さで第1吐出孔40を閉じる。接続部45Cは、基体部45Aと弁体部45Bとを接続している。第1リード45は、図8に示すように曲折した板状である。これにより、第1吐出孔40を閉じる高さと第2吐出孔41を閉じる高さとを同じ高さにできるため、上側閉塞部材6に形成される第1吐出孔40の容積を低減することができる。これにより、第1吐出孔40に起因する死容積を減らすことができる。また、板状の第1リード45及び板状の第2リード47を図7Aのように重ねて配置する場合において、上側閉塞部材6に第2開口41Aの周囲に図7Bに示すような凹部を形成する加工をする必要がない。このため、圧縮機100の製造コストを削減できる。
図8に示す変形例3は、変形例2をさらに変更したものである。特に説明する場合を除き、変形例3は変形例2と同様に構成される。シリンダ5の中心軸に平行な方向において、弁座43Aが形成する第1弁座面は、弁座44Aが形成する第2弁座面と同じ高さに位置している。また、第1吐出孔40及び第2吐出孔41は、上側閉塞部材6の厚みが均一な部分にそれぞれ形成されている。第1リード45は、第2リード47上に重なっている。第1リード45は、基体部45A、弁体部45B及び接続部45Cを含んでいる。基体部45Aは、第2リード47の上方に位置する。弁体部45Bは、第2リード47が第2吐出孔41を閉じる高さと同じ高さで第1吐出孔40を閉じる。接続部45Cは、基体部45Aと弁体部45Bとを接続している。第1リード45は、図8に示すように曲折した板状である。これにより、第1吐出孔40を閉じる高さと第2吐出孔41を閉じる高さとを同じ高さにできるため、上側閉塞部材6に形成される第1吐出孔40の容積を低減することができる。これにより、第1吐出孔40に起因する死容積を減らすことができる。また、板状の第1リード45及び板状の第2リード47を図7Aのように重ねて配置する場合において、上側閉塞部材6に第2開口41Aの周囲に図7Bに示すような凹部を形成する加工をする必要がない。このため、圧縮機100の製造コストを削減できる。
<変形例4>
図9に示す変形例4は、変形例3をさらに変更したものである。変形例4においては、第1リード45が第2リード47を兼ねている。すなわち、第1弁43と第2弁44とが一体化されている。これにより、圧縮機構102の部品点数を削減でき、圧縮機100の製造コストを削減することができる。
図9に示す変形例4は、変形例3をさらに変更したものである。変形例4においては、第1リード45が第2リード47を兼ねている。すなわち、第1弁43と第2弁44とが一体化されている。これにより、圧縮機構102の部品点数を削減でき、圧縮機100の製造コストを削減することができる。
本発明は、給湯機、温水暖房装置、空気調和装置などに利用される冷凍サイクル装置のロータリ圧縮機に有用である。
5 シリンダ
6 閉塞部材
8 ピストン
15 作動室
43 第1弁
44 第2弁
45 第1リード
45A 基体部
45B 弁体部
45C 接続部
47 第2リード
48 固定部材
40 第1吐出孔
41 第2吐出孔
40A 第1開口
41A 第2開口
100 ロータリ圧縮機
J 外側部分
6 閉塞部材
8 ピストン
15 作動室
43 第1弁
44 第2弁
45 第1リード
45A 基体部
45B 弁体部
45C 接続部
47 第2リード
48 固定部材
40 第1吐出孔
41 第2吐出孔
40A 第1開口
41A 第2開口
100 ロータリ圧縮機
J 外側部分
Claims (6)
- シリンダと、
前記シリンダの内部に配置されたピストンと、
前記シリンダの外周面と前記ピストンの内周面との間に作動室を形成するように前記シリンダを閉塞している閉塞部材と、
前記作動室に面した第1開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第1吐出孔と、
前記第1吐出孔に対して前記ピストンの回転方向の反対側に位置し、前記作動室に面した第2開口を含み、圧縮された冷媒を前記作動室の外部に吐出するように前記閉塞部材に形成された第2吐出孔と、を備え、
前記第1開口の開口面積が前記第2開口の開口面積よりも小さく、
(i)前記シリンダの内径に等しい直径を有し、かつ前記シリンダの中心軸に一致した中心軸を有する仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置に前記第1開口の全部が存在している、又は(ii)前記第1開口は、前記シリンダの中心軸の半径方向において、前記仮想的な円筒面に対して外側に位置している外側部分を含み、前記第1開口の面積に対する前記外側部分の面積の比率が1/3以下である、ロータリ圧縮機。 - 前記第2開口の全部が前記仮想的な円筒面よりも前記シリンダの中心軸に近い位置にある、請求項1に記載のロータリ圧縮機。
- 前記第1吐出孔を開閉する第1弁と、
前記第2吐出孔を開閉する第2弁と、をさらに備え、
前記第1弁及び第2弁が一体化されている、請求項1又は請求項2に記載のロータリ圧縮機。 - 前記第1吐出孔を開閉する第1弁と、
前記第2吐出孔を開閉する第2弁と、をさらに備え、
前記第1弁は、板状の第1リードを含むリード弁であり、
前記第2弁は、板状の第2リードを含むリード弁であり、
前記第1リードが前記第2リードに重なっており、
前記第1リードの固定端及び前記第2リードの固定端が共通の固定部材によって、前記閉塞部材に固定されている、請求項1又は請求項2に記載のロータリ圧縮機。 - 前記第1リードは、前記第2リードの上方に位置する基体部と、前記第2リードが前記第2吐出孔を閉じる高さと同じ高さで前記第1吐出孔を閉じる弁体部と、前記基体部と前記弁体部を接続する接続部とを含む、請求項4に記載のロータリ圧縮機。
- 前記第1リードが第1吐出孔を閉塞しているときの第1弁座面が、前記第2リードが第2吐出孔を閉塞しているときの第2弁座面よりも前記作動室から離れており、
前記第1弁座面と前記第2弁座面との間の距離が前記第2リードの厚み以上である、請求項4に記載のロータリ圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012155436A JP2014015911A (ja) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | ロータリ圧縮機 |
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ID=50110811
Family Applications (1)
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JP2012155436A Pending JP2014015911A (ja) | 2012-07-11 | 2012-07-11 | ロータリ圧縮機 |
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JP (1) | JP2014015911A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105927543A (zh) * | 2016-06-29 | 2016-09-07 | 珠海凌达压缩机有限公司 | 压缩机的上法兰及包括该上法兰的压缩机 |
CN107387410A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-24 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 压缩机的泄压结构及转缸活塞压缩机 |
-
2012
- 2012-07-11 JP JP2012155436A patent/JP2014015911A/ja active Pending
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Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20150312 |