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技術 ベーン型圧縮機

出願人 株式会社ヴァレオジャパン
発明者 村山俊博
出願日 1997年10月14日 (22年8ヶ月経過) 出願番号 1997-296373
公開日 1999年4月27日 (21年2ヶ月経過) 公開番号 1999-117881
状態 未査定
技術分野 回転型圧縮機の応用細部 回転型ポンプ(2) 回転型圧縮機の応用細部
主要キーワード 初期セット荷重 リヤ側開口 高圧導入路 スワッシュ 可動弁 有底円筒 圧力導入路 非連通状態
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この項目の情報は公開日時点(1999年4月27日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (6)

課題

高いコストをかけずに起動ショック緩和することができるベーン型圧縮機を提供する。

解決手段

吸入通路11の途中に吸入量を調整する可動弁30を摺動可能に設け、可動弁30に、圧縮ばね31の付勢力及び吸入口6aの圧力をそれぞれ通路面積減少方向へ与えるとともに、圧力導入路1bを通じて吐出室10の圧力を通路面積増加方向へ与える。圧力導入路1bを通じて可動弁30に作用する吐出室10の圧力と、圧縮ばね31の付勢力及び可動弁30に通路面積減少方向へ作用する吸入口6aの圧力の合力との差に応じて可動弁30が摺動し、その位置に応じて吸入通路11の通路面積が変化する。

概要

背景

スワッシュ型圧縮機やワブル型圧縮機等では、冷媒ガス圧縮機ハウジング吸入口から吸入室に吸入された後、吸入室から吸入ポートを通じて圧縮室に吸入されるが、吸入ポートには吸入弁が装着されているので、吸入弁が開いたときだけ吸入室と圧縮室とが吸入ポートを介して連通し、吸入室の冷媒ガスが圧縮室に吸入される。

これに対し、ベーン型圧縮機では、吸入行程の開始からその終了までの間だけ、圧縮室と吸入室とが吸入ポートを介して連通し、圧縮行程開始後、圧縮室と吸入室とは非連通状態になるので、吸入弁が不要である。

概要

高いコストをかけずに起動ショック緩和することができるベーン型圧縮機を提供する。

吸入通路11の途中に吸入量を調整する可動弁30を摺動可能に設け、可動弁30に、圧縮ばね31の付勢力及び吸入口6aの圧力をそれぞれ通路面積減少方向へ与えるとともに、圧力導入路1bを通じて吐出室10の圧力を通路面積増加方向へ与える。圧力導入路1bを通じて可動弁30に作用する吐出室10の圧力と、圧縮ばね31の付勢力及び可動弁30に通路面積減少方向へ作用する吸入口6aの圧力の合力との差に応じて可動弁30が摺動し、その位置に応じて吸入通路11の通路面積が変化する。

目的

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は高いコストをかけずに起動ショックを緩和することができるベーン型圧縮機を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

圧縮機ハウジング吸入口と圧縮室とを連通させる低圧通路と、前記低圧通路の途中に摺動可能に収容され、前記低圧通路の通路面積を変化させる可動弁と、前記可動弁を通路面積減少方向へ付勢する付勢部材と、高圧室から冷媒を導いて、前記可動弁に通路面積増加方向の圧力を作用させる圧力導入路とを備え、前記圧力導入路を通じて前記可動弁に作用する前記高圧室の圧力と、前記付勢部材の付勢力及び前記可動弁に通路面積減少方向へ作用する前記吸入口の圧力の合力との差に応じて前記可動弁が摺動し、その位置に応じて前記低圧通路の通路面積が変化することを特徴とするベーン型圧縮機

請求項2

前記付勢部材が圧縮ばねであり、この圧縮ばねは、前記高圧室の圧力と前記吸入口の圧力との差が所定値に達するまで圧縮しない初期セット荷重をもつことを特徴とする請求項1記載のベーン型圧縮機。

技術分野

0001

この発明はベーン型圧縮機に関し、特に固定容量型のベーン型圧縮機に関する。

背景技術

0002

スワッシュ型圧縮機やワブル型圧縮機等では、冷媒ガス圧縮機ハウジング吸入口から吸入室に吸入された後、吸入室から吸入ポートを通じて圧縮室に吸入されるが、吸入ポートには吸入弁が装着されているので、吸入弁が開いたときだけ吸入室と圧縮室とが吸入ポートを介して連通し、吸入室の冷媒ガスが圧縮室に吸入される。

0003

これに対し、ベーン型圧縮機では、吸入行程の開始からその終了までの間だけ、圧縮室と吸入室とが吸入ポートを介して連通し、圧縮行程開始後、圧縮室と吸入室とは非連通状態になるので、吸入弁が不要である。

発明が解決しようとする課題

0004

ところが、上述のようにベーン型圧縮機では吸入弁が不要なため、圧縮機起動時、多量の冷媒ガスや液が吸入ポートを通じて圧縮室に急激に流入する。その結果、起動ショック(圧縮室に多量の冷媒ガス等が急激に流入したときに生じる衝撃)が大きかった。

0005

これに対し、可変容量型のベーン型圧縮機では最小容量起動するため、起動ショックは大きくない。

0006

しかし、可変容量型のベーン型圧縮機には、複雑な容量可変機構が必要であり、コストが高いという問題がある。

0007

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は高いコストをかけずに起動ショックを緩和することができるベーン型圧縮機を提供することである。

課題を解決するための手段

0008

前述の課題を解決するため請求項1記載の発明のベーン型圧縮機は、圧縮機ハウジングの吸入口と圧縮室とを連通させる低圧通路と、前記低圧通路の途中に摺動可能に収容され、前記低圧通路の通路面積を変化させる可動弁と、前記可動弁を通路面積減少方向へ付勢する付勢部材と、高圧室から冷媒を導いて、前記可動弁に通路面積増加方向の圧力を作用させる圧力導入路とを備え、前記圧力導入路を通じて前記可動弁に作用する前記高圧室の圧力と、前記付勢部材の付勢力及び前記可動弁に通路面積減少方向へ作用する前記吸入口の圧力の合力との差に応じて前記可動弁が摺動し、その位置に応じて前記低圧通路の通路面積が変化することを特徴とする。

0009

圧縮機起動時、高圧室の圧力と低圧通路の圧力との差はほぼゼロであり、可動弁は付勢部材の付勢力によって通路面積減少方向へ付勢され、低圧通路の通路面積は最も小さく、低圧通路から圧縮室に吸入される冷媒ガスの量は最も少ないので、起動ショックが緩和される。また、冷凍サイクル中液冷媒が存在する状態で圧縮機を起動させたとき、低圧通路は可動弁によって絞られているので、吸入口から流入した液冷媒は圧縮室に達するまでにガス化し、いわゆる液圧縮は起こり難くくなる。

0010

請求項2記載の発明のベーン型圧縮機は、請求項1記載の発明のベーン型圧縮機において、前記付勢部材が圧縮ばねであり、この圧縮ばねは、前記高圧室の圧力と前記吸入口の圧力との差が所定値に達するまで圧縮しない初期セット荷重をもつことを特徴とする。

0011

圧縮機を一旦止めて再び起動させたとしても、高圧室の圧力と吸入口の圧力との差が所定値に達しないので、再起動の際に低圧通路の通路面積は小さく保たれ、圧縮室に吸入される冷媒ガスの量は少なく、起動ショックはほとんど生じない。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

0013

図1はこの発明の一実施形態に係るベーン型圧縮機の縦断面図、図2図1のII−II線に沿う矢視図、図3図1のIII −III 線に沿う矢視図、図4は可動弁の斜視図、図5は通路面積と吐出圧及び吸入圧の差(差圧)との関係を示す曲線図である。

0014

このベーン型圧縮機は、カムリング1と、カムリング1内に回転可能に収容されるロータ2と、ロータ2の駆動軸7と、カムリング1のフロント側端面に固定されるフロントヘッド5と、カムリング1のリヤ側端面にOリング22を介して固定されるリヤヘッド6と、フロントヘッド5内に収容されるフロントサイドブロック3とを備えている。カムリング1、フロントヘッド5及びリヤヘッド6通しボルト50で軸方向に結合されている。また、駆動軸7のフロント側端部は軸受8を介してフロントサイドブロック3に、駆動軸7のリヤ側端部は軸受9を介してリヤヘッド6にそれぞれ回転可能に支持されている。

0015

フロントサイドブロック3のリヤ側端面は、カムリング1のフロント側端面に固定されている。フロントサイドブロック3のリヤ側端面はカムリング1のフロント側開口を閉塞し、ロータ2のフロント側端面はフロントサイドブロック3のリヤ側端面に接触可能である。フロントサイドブロック3のフロント側端部3aは、フロントヘッド5のボス部5bにOリング51を介して嵌合している。フロントヘッド5内には、後述する圧縮室15から吐出された高圧の冷媒ガスが流入する吐出室(高圧室)10が形成される。

0016

リヤヘッド6のフロント側端面はカムリング1のリヤ側開口を閉塞し、ロータ2のリヤ側端面はリヤヘッド6のフロント側端面に接触可能である。リヤヘッド6には冷媒ガスの吸入口6aが形成されている。また、リヤヘッド6のフロント側端面には、図2に示すように、環状の吸入通路11が形成されているとともに、吸入通路11の冷媒ガスを圧縮室15へ送り込む吸入ポート32が設けられている。吸入通路11は吸入口6aに連通している。この実施形態では吸入通路11と吸入ポート32とで低圧通路が構成される。

0017

カムリング1の内周面とロータ2の外周面との間には、図3に示すように、上下2つの圧縮空間12が形成されている。ロータ2には複数のベーン溝13が設けられ、これらのベーン溝13内にはベーン14が摺動可能に挿入されている。圧縮空間12はベーン14によって仕切られて複数の圧縮室15が形成され、各圧縮室15の容積はロ−タ2の回転によって変化する。

0018

また、カムリング1には、吸入通路11の一部と軸方向に対向する可動弁収容室1aが形成されているとともに、可動弁収容室1aに吐出室10の冷媒ガスを導く高圧導入路1bが形成されている(図1には片方の可動弁収容室1a及び高圧導入路1bだけが見えている)。

0019

図1に示すように、互いに軸方向に対向する可動弁収容室1aと吸入通路11の一部とで形成される空間には、可動弁30が摺動可能に収容されているとともに、可動弁30の底面30bを突当面1dに押し付ける圧縮ばね(付勢部材)31が収容されている。可動弁30は有底円筒であり、この円筒には周方向一定間隔おきに孔30aが設けられている(図4参照)。

0020

更に、カムリング1には、図3に示すように、吐出弁収容室1cが形成されている。吐出弁収容室1cには、吐出弁19及び吐出弁19の開弁量を抑制するストッパ40が収容されている。吐出弁収容室1cのフロント側は吐出室10へ開放されている。吐出弁収容室1cと圧縮室15とは吐出弁19が開いたときに吐出ポート16を介して連通する。圧縮室15の高圧の冷媒ガスは吐出ポート16、吐出空間1cを通じて吐出室10に流入する。

0021

次に、このベーン型圧縮機の動作を説明する。

0022

図示しないエンジン回転動力が駆動軸7に伝わるとロータ2が回転する。図示しないエバポレータ出口から流出した冷媒ガスは吸入口6aに入り、吸入口6aから可動弁30の孔30a、吸入通路11、吸入ポート32を経て圧縮室15に吸入される。

0023

圧縮室15の容積はロータ2の回転にともなって変化するので、圧縮室15に閉じ込められた冷媒ガスは圧縮され、圧縮された冷媒ガスは吐出ポート16から吐出弁19を通り、吐出弁収容室1cへ流れる。

0024

吐出ポート16から吐出弁収容室1cに流入した高圧の冷媒ガスは吐出室10へ流れ、図示しない吐出口から吐出される。

0025

圧縮機の運転を長時間停止しておくと、吐出室10の圧力と吸入口6aの圧力との差はほぼゼロになるので、可動弁30は圧縮ばね31の付勢力によりフロント側(通路面積減少方向)へ移動し、可動弁30の底面30bが突当面1dに押し付けられる(図1に示す状態)。このとき可動弁30によって絞られる吸入通路11の通路面積は最も小さい。したがって、圧縮機起動時、吸入ポート32から圧縮室15に吸入される冷媒ガスの量は最も少なり、起動ショックが緩和される。

0026

また、圧縮機起動時、吸入口6aから流入した液冷媒は可動弁30の孔30aから吸入通路11へ抜けるときに急激に膨脹してガス化するので、いわゆる液圧縮(圧縮機起動時に圧縮室に流入した液冷媒が圧縮される現象)が起こり難くくなる。

0027

圧縮機起動後、吐出室10の圧力が上昇し、吐出室10の圧力が圧縮ばね31の付勢力及び吸入口6aの圧力の合力を越えると、可動弁30はリヤ側(通路面積増加方向)へ移動する。その結果、吸入通路11の通路面積が徐々に増加し、吸入ポート32から圧縮室15に吸入される冷媒ガスの量は次第に増える(図5参照)。

0028

吐出室10の圧力と吸入口6aの圧力との差が所定値以上になると、吸入通路11の通路面積が最大になる。このとき、吸入ポート32から圧縮室15に吸入される冷媒ガスの量は最大になる。

0029

圧縮機を暫く運転した後(冷却が十分に行われた後)、運転を一旦停止すると、吐出室10の圧力が次第に下降し、吐出室10の圧力と吸入口6aの圧力との差が縮まるので、吸入通路11の通路面積は次第に小さくなる。したがって、再び圧縮機を起動したとしても、吸入通路11の通路面積が小さい状態で冷媒ガスが吸入されるため、起動ショックはほとんど起こらない。

0030

この実施形態によれば、圧縮機起動時、可動弁30は圧縮ばね31の付勢力によりフロント側へ付勢され、吸入通路11の通路面積は最も小さいので、吸入ポート32から圧縮室15に吸入される冷媒ガスの量は最も少なく、起動ショックが緩和される。また、従来の可変容量型ベーン型圧縮機の可変容量機構を採用せず、簡単な構成によって起動ショックを緩和することができるので、コストの低減を図ることができる。

0031

更に、圧縮機起動時、吸入ポート32から流入する液冷媒の量も少なくなり、可動弁30の孔30aを通過するときにガス化するので、液圧縮が起こり難くくなる。

0032

また、上述のように吐出室10の圧力と吸入口6aの圧力との差に応じて吸入通路11の通路面積が変化するので、両圧力の差が小さいときは、その差に応じた分だけ圧縮ばね31が圧縮するので、低負荷時には冷房能力が制限され、動力ロスが減る。

0033

なお、上述の実施形態の変形例として、特定のばね定数の圧縮ばね31を選択することにより、吐出室10の圧力と吸入口6aの圧力との差が所定値に達するまでは、圧縮ばね31が圧縮しないようにし、その差圧が所定値を達したときにはじめて圧縮ばね31が圧縮するようにしてもよい。

0034

この変形例によれば、圧縮機を一旦止めて再び起動させたとしても、吐出室10の圧力と吸入口6aの圧力との差が所定値に達しないので、再起動の際に吸入通路11の通路面積は小さく保たれ、圧縮室15に吸入される冷媒ガスの量は少なく、起動ショックはほとんど生じない。

発明の効果

0035

以上説明したように請求項1記載の発明のベーン型圧縮機によれば、高いコストをかけずに簡単な構造で圧縮機起動時のショックを緩和することができる。

0036

また、冷凍サイクル中に液冷媒が存在する状態で圧縮機を起動させたとき、低圧通路は可動弁によって絞られているので、吸入口から流入した液冷媒は圧縮室に達するまでにガス化し、いわゆる液圧縮は起こり難くくなる。

0037

請求項2記載の発明のベーン型圧縮機によれば、圧縮機を一旦止めて再び起動させたとしても、再起動の際に低圧通路の通路面積は小さく保たれているので、圧縮室に吸入される冷媒ガスの量は少なく、起動ショックはほとんど生じない。すなわち、圧縮機運転停止から圧縮機起動までの時間が短いときも起動ショックを緩和することができる。

図面の簡単な説明

0038

図1図1はこの発明の一実施形態に係るベーン型圧縮機の縦断面図である。
図2図2図1のII−II線に沿う矢視図である。
図3図3図1のIII −III 線に沿う矢視図である。
図4図4は可動弁の斜視図である。
図5図5は通路面積と吐出圧及び吸入圧の差との関係を示す曲線図である。

--

0039

1カムリング
1b圧力導入路
6リヤヘッド
6a吸入口
10吐出室
11吸入通路
15圧縮室
30可動弁
30a 孔
30b 底面部
31圧縮ばね
32 吸入ポート

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