(57)【要約】【課題】圧縮機構部での動的効果を最適化して能力を向上させ得る圧縮機を提供すること。【解決手段】この圧縮機１は、連動して流体を圧縮する第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２と、第一圧縮機構４１への流体流路となる第一吸入配管５１および第二圧縮機構４２への流体流路となる第二吸入配管５２とを含み構成される。そして、吸気期間中における流体圧力の動的効果が第一圧縮機構４１と第二圧縮機構４２とで略同等となるように、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が構成されることを特徴とする。【選択図】        図１
2006194184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連動して流体を圧縮する第一圧縮機構および第二圧縮機構と、前記第一圧縮機構への流体流路となる第一吸入配管および前記第二圧縮機構への流体流路となる第二吸入配管とを含み、且つ、
吸気期間中における流体圧力の動的効果が前記第一圧縮機構と前記第二圧縮機構とで略同等となるように、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が構成されることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が相互に同一の流路断面積および管長を有することにより、前記第一圧縮機構および前記第二圧縮機構での動的効果が調整される請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が同一の管状部材により構成される請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が相互に異なる流路断面積を有する請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記第一吸入配管および前記第二吸入配管がアキュムレータに接続されており、且つ、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管の開放端の高さ位置が前記アキュムレータ内にて揃えられている請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が相互に異なる流路断面積および管長を有することにより、前記第一圧縮機構および前記第二圧縮機構での動的効果が調整される請求項１に記載の圧縮機。
【請求項７】
第一吸入配管および第二吸入配管の流路壁面が相互に異なる粗さを有する請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機に関し、さらに詳しくは、圧縮機構部での動的効果を最適化して能力を向上させ得る圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮機には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の圧縮機は、二気筒ロータリ構造のコンプレッサ（圧縮部）を有しており、アキュムレータに対して吸入配管を介して接続されている。また、吸入配管は、二気筒ロータリの各シリンダに対して別個独立に設けられており、それぞれアキュムレータに対して接続されている。かかる構成では、アキュムレータ内の流体が各吸入配管を介してコンプレッサに供給され、圧縮されて外部に供給される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２７４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、圧縮機構部での動的効果を最適化して能力を向上させ得る圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、この発明にかかる圧縮機は、連動して流体を圧縮する第一圧縮機構および第二圧縮機構と、前記第一圧縮機構への流体流路となる第一吸入配管および前記第二圧縮機構への流体流路となる第二吸入配管とを含み、且つ、吸気期間中における流体圧力の動的効果が前記第一圧縮機構と前記第二圧縮機構とで略同等となるように、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が構成されることを特徴とする。
【０００６】
この圧縮機では、吸気期間中における流体圧力の動的効果が第一圧縮機構および第二圧縮機構間にて略同等となるように、第一吸入配管および第二吸入配管が構成されるので、流体の圧縮が効率的に行われる。これにより、圧縮部の能力が総合的に向上する利点がある。なお、流体圧力の動的効果には、例えば、吸入配管による脈動効果や慣性効果（過給効果）が含まれる。また、かかる動的効果は、例えば、圧縮機構での容積効率ηvの向上により評価される。
【０００７】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が相互に同一の流路断面積および管長を有することにより、前記第一圧縮機構および前記第二圧縮機構での動的効果が調整される。
【０００８】
この圧縮機では、第一吸入配管および第二吸入配管が相互に同一の流路断面積および管長を有することにより、第一圧縮機構および第二圧縮機構での動的効果が調整されるので、動的効果を最適化するための各吸入配管の設計および製造が容易という利点がある。
【０００９】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が同一の管状部材により構成される。
【００１０】
この圧縮機では、第一吸入配管および第二吸入配管が同一の管状部材により構成されるので、製品の製造コストを低減できる利点がある。
【００１１】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が相互に異なる流路断面積を有する。
【００１２】
この圧縮機では、第一吸入配管および第二吸入配管が相互に異なる流路断面積を有することにより、第一圧縮機構および第二圧縮機構での動的効果が最適化されるので、圧縮部の能力が向上する利点がある。
【００１３】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管がアキュムレータに接続されており、且つ、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管の開放端の高さ位置が前記アキュムレータ内にて揃えられている。
【００１４】
この圧縮機では、アキュムレータ内における第一吸入配管および第二吸入配管の開放端の高さ位置が揃えられているので、アキュムレータ内の構成が簡素化される利点がある。
【００１５】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記第一吸入配管および前記第二吸入配管が相互に異なる流路断面積および管長を有することにより、前記第一圧縮機構および前記第二圧縮機構での動的効果が調整される。
【００１６】
この圧縮機では、第一吸入配管および第二吸入配管が相互に異なる流路断面積および管長を有することにより、第一圧縮機構および第二圧縮機構での動的効果が調整されるので、圧縮部の能力が向上する利点がある。
【００１７】
また、この発明にかかる圧縮機では、第一吸入配管および第二吸入配管の流路壁面が相互に異なる粗さを有する。
【００１８】
この圧縮機では、第一吸入配管および第二吸入配管の流路壁面が相互に異なる粗さを有することにより、第一圧縮機構および第二圧縮機構での動的効果が最適化されるので、圧縮部の能力が向上する利点がある。
【発明の効果】
【００１９】
この発明にかかる圧縮機によれば、吸気期間中における流体圧力の動的効果が第一圧縮機構および第二圧縮機構間にて略同等となるように第一吸入配管および第二吸入配管が構成されるので、流体の圧縮が効率的に行われて、圧縮部の能力が総合的に向上する利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
【実施例】
【００２１】
図１は、この発明の実施例にかかる圧縮機を示す断面図である。図２は、図１に記載した圧縮機の配管を示す説明図である。図３および図４は、図２に記載した配管の変形例を示す説明図である。
【００２２】
［圧縮機］
この圧縮機１は、ハウジング２と、駆動部３と、圧縮部４と、一対の吸入配管５１、５２とを含み構成される（図１参照）。ハウジング２は、密閉構造を有する略円筒形状の容器であり、その軸方向を鉛直に立てて配置される。駆動部３は、圧縮部４を駆動するための要素であり、例えば、スロットモータにより構成される。この駆動部３は、ハウジング２内に収容されて設置される。駆動部３は、回転軸３１を有しており、この回転軸３１を介して圧縮部４に連結されている。
【００２３】
圧縮部４は、流体（例えば、冷媒ガス）を圧縮するための要素であり、ハウジング２内に収容されると共に、駆動部３の下方に配置される。この圧縮部４は、例えば、二気筒のロータリ圧縮機構により構成され、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２を有する。これらの圧縮機構４１、４２は、ロータリ４１１、４２１およびシリンダ４２１、４２２から成り、回転軸３１の軸方向に沿って鉛直に並べて配置されている。この圧縮部４では、回転軸３１から動力を伝達されてロータリ４１１、４２１が連動して回転し、各シリンダ４１２、４２２内の流体が圧縮される。
【００２４】
一対の吸入配管５１、５２は、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２により構成される。第一吸入配管５１は、圧縮部４の第一圧縮機構４１に流体を供給するための配管であり、第一圧縮機構４１に接続されている。第二吸入配管５２は、圧縮部４の第二圧縮機構４２に流体を供給するための配管であり、第二圧縮機構４２に接続されている。また、これらの吸入配管５１、５２は、一端開放構造を有しており、圧縮部４（圧縮機構４１、４２）から延出されて、その開放端をハウジング２外部のアキュムレータ１０内に位置させている。なお、アキュムレータ１０は、液体が直接圧縮室へ流入しないよう気液を分離する、いわゆるオイルセパレータの機能を有する。
【００２５】
この圧縮機１では、アキュムレータ１０内の流体が、吸入配管５１、５２を介して圧縮部４（圧縮機構４１、４２）に供給される。そして、駆動部３により各圧縮機構４１、４２が駆動されて流体が圧縮される。そして、この流体がハウジング２の吐出口２２から外部の要素（図示省略）に供給される。
【００２６】
［吸入配管による動的効果］
ここで、吸入配管５１、５２を有する圧縮機１では、流体の吸入過程にて、吸気直前における流体の圧力が吸気期間中にて絶えず変動する。このため、圧縮部４（各圧縮機構４１、４２）には、吸入配管５１、５２により脈動効果、慣性効果（過給効果）、その他の動的効果が生ずる。
【００２７】
脈動効果とは、吸気弁の閉止後に吸入配管５１、５２内に残存している脈動波のうち、正の波が次の吸気期間に同調すると圧縮機構４１、４２の容積効率ηvが増加し、逆に、負の波が次の吸気期間に同調すると圧縮機構４１、４２の容積効率ηvが減少する現象をいう。例えば、一端開放構造を有する吸入配管５１、５２では、吸入配管５１、５２内での気柱の基本振動数（ａs／４Ｌs）と、機関（圧縮機構４１、４２）の吸込み数（Ｎ／１２０）との比をｑとすると、ｑがｑ＝３０×ａs／（Ｎ／４Ｌs）となる。ここで、ａs［ｍ／ｓ］は音速であり、Ｎ［ｒｐｍ］は圧縮機構４１、４２の機関回転数であり、Ｌs１、Ｌs２［ｍ］は吸入配管５１、５２の管長である。そして、ｑ＝３／２，５／２…のときには、正の脈動波が同調して圧縮機構４１、４２の容積効率ηvが増加する。逆に、ｑが整数値（ｑ＝１、２…）のときには、負の脈動波が同調して圧縮機構４１、４２の容積効率ηvが減少する。
【００２８】
慣性効果とは、ロータリ４１１、４２２が下死点を過ぎても、吸入配管５１、５２内の気柱（流体）が慣性によりシリンダ４１２、４２２内に流入し続け、圧縮機構４１、４２の容積効率ηvが増加する現象をいう。吸気弁直前での流体の圧力は、吸入開始後に一端負圧となってから正圧となり、最大正圧が生ずる時（流体の流入速度がゼロとなる時）に吸気弁が閉止されると、容積効率ηvが最大となる。具体的には、慣性特性数Ｚs≡（ω／ａs）・Ｌs’にかかる機関角速度ωあるいは吸入配管５１、５２の等価管長Ｌs’（≡Ｖh・Ｌs・Ａs）が選定されることにより、容積効率ηvが最大となる同調条件が得られる。なお、Ｖhは行程体積であり、Ａsは吸入配管の流路断面積である。
【００２９】
［吸入配管］
この圧縮機１では、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２間における容積効率ηvが最大となる条件で略同等となるように、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が構成される。具体的には、吸気期間中における流体圧力の動的効果が第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２間にて略同等となるように、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が構成される。本実施形態では、配管内部での圧力波形が略同等となるように検証した結果、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が相互に同一の断面形状、流路断面積Ａsおよび管長Ｌs１、Ｌs２を有する構成とし、各配管５１，５２の圧力損失等の条件を等しくしている。なお、各吸入配管５１、５２の管長Ｌs１、Ｌs２とは、その開放端から圧縮部４の吸気弁までの長さ（流体の流路長さ）をいう。
【００３０】
より詳細には、各吸入配管５１、５２は、同一の管状部材（円筒管）により構成される。したがって、各吸入配管５１、５２の管径φ１、φ２および管長Ｌs１、Ｌs２が等しい。また、この圧縮機１では、圧縮部４のシリンダ４１２、４２２が鉛直方向に直列に配置されているので、各吸入配管５１、５２の開放端がアキュムレータ１０内にて異なる高さＬ１，Ｌ２に位置している（図２参照）。
【００３１】
［効果］
この圧縮機１では、吸気期間中における流体圧力の動的効果が第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２間にて略同等となるように、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が構成されるので、各圧縮機構４１、４２での動的効果が相互に異なる場合と比較して、流体の圧縮が効率的に行われる。これにより、圧縮部４の能力が総合的に向上する利点がある。特に、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２が連動して流体を圧縮する構成では、かかる効果が特に顕著である。また、吸入期間中に過給効果により吸入圧力が上昇する期間があり、この期間は入力が低減されて圧縮機効率が向上する利点がある（入力W＝∫（Pd−Ps）ｄV×Nなので吸入圧力が高くなると入力は低減される。なお、Pd：高圧、Ps：低圧、V：吸入容積、N：回転数である。）。
【００３２】
また、この圧縮機１では、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２での動的効果（容積効率ηv）がいずれも最適となる（最大となる、あるいは、向上する）ように、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が構成されることが好ましい。これにより、圧縮部４の能力が最適化されて更に向上する利点がある。
【００３３】
また、この圧縮機１では、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が相互に同一の断面形状、流路断面積Ａsおよび管長Ｌs１、Ｌs２を有することにより、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２での動的効果が最適化される。言い換えると、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が相互に同一の管径φ１、φ２および管長Ｌs１、Ｌs２を有することにより、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２での動的効果が最適化される。かかる構成では、動的効果を最適化するための各吸入配管５１、５２の設計および製造が容易という利点がある。
【００３４】
また、この圧縮機１では、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が同一の管状部材により構成されるので、これらが異なる部材により構成される場合と比較して、製品の製造コストを低減できる利点がある。
【００３５】
［変形例１］
なお、この圧縮機１の変形例として、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が相互に異なる流路断面積Ａｓ（円筒管の管径φ１、φ２あるいは肉厚）を有する構成とすることにより圧力損失等を調整し、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２での動的効果が略同等になるようにして容積効率を最適化しても良い（図３参照）。かかる構成としても、圧縮部４の能力が向上する利点がある。
【００３６】
また、かかる構成では、アキュムレータ１０内における第一吸入配管５１および第二吸入配管５２の開放端の高さ位置Ｌが揃えられている構成が好ましい。言い換えると、かかる構成では、アキュムレータ１０内における第一吸入配管５１および第二吸入配管５２の開放端の高さ位置Ｌを揃えることができる。これにより、アキュムレータ１０内の構成が簡素化される利点がある。
【００３７】
また、かかる構成では、各吸入配管５１、５２を延長することにより、各吸入配管５１、５２の開放端をアキュムレータ１０内にての高い位置Ｌにて揃えることが可能なので、アキュムレータ１０内の液溜め量を増加できる利点がある。また、これにより、液相の流体が揺動時等に吸入配管５１、５２を介して直接的に圧縮機構４１、４２に流入する事態が抑制されるので、圧縮部４の破損が効果的に防止される利点がある。
【００３８】
［変形例２］
また、この圧縮機１の他の変形例として、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２が相互に異なる流路断面積Ａｓおよび管長Ｌｓ１、Ｌｓ２を有する構成とすることにより圧力損失等を調整し、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２での動的効果が略同等となるようにして容積効率を最適化しても良い（図４参照）。かかる構成としても、圧縮部４の能力が向上する利点がある。
【００３９】
［変形例３］
また、この圧縮機１の他の変形例として、第一吸入配管５１および第二吸入配管５２の流路壁面が相互に異なる粗さを有することにより圧力損失等を調整し、第一圧縮機構４１および第二圧縮機構４２での動的効果が略同等となるようにして容積効率を最適化しても良い（図示省略）。かかる構成としても、圧縮部４の能力が向上する利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、圧縮機構部での動的効果を最適化して能力を向上させ得る点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の実施例にかかる圧縮機を示す断面図である。
【図２】図１に記載した圧縮機の配管を示す説明図である。
【図３】図２に記載した配管の変形例を示す説明図である。
【図４】図２に記載した配管の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１     圧縮機
２     ハウジング
２２   吐出口
３     駆動部
３１   回転軸
４     圧縮部
４１   第一圧縮機構
４２   第二圧縮機構
４１１、４２１       ロータリ
４１２、４２１       シリンダ
５１   第一吸入配管
５２   第二吸入配管
【図１】
2006194184.tif 000003
【図２】
2006194184.tif 000004
【図３】
2006194184.tif 000005
【図４】
2006194184.tif 000006