(57)【要約】【課題】冷房効果を素早く得ることを可能とし、チャタリングによる発生音を減らすことを可能にする気体圧縮機及び該気体圧縮機の起動方法を提供する。【解決手段】圧力調節弁１９０は、背圧室４３と吸入室１ｂを連通可能な位置に形成されており、気体圧縮機１００の停止時に、背圧室調節部７０と吸入室調節部８０は開状態になり、背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力を均一にすることができる。またその起動直後、両調節バネ７２、８２の弾性力の調節により、吸入室調節部８０のみ閉とし、背圧室調節部７０の開状態を維持することで、冷凍機油Ｌを背圧室４３に積極的に供給することができる。さらにその定常運転時に、背圧室調節部７０を閉とすることで、背圧室４３へ過剰に冷凍機油Ｌを供給することを防ぐことができる。【選択図】　　　　図１
2004068667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のサイドブロックと、
該一対のサイドブロックの間に挟装されたシリンダと、
該シリンダ内で前記サイドブロックに回転自在に支持され、略半径方向に複数のスリットを有するロータと、
前記スリット内に出没自在に保持される複数のベーンと、
前記ロータ、前記サイドブロック、前記シリンダ及び前記ベーンとにより形成される圧縮室と、
該圧縮室へ冷媒ガスを供給する吸入室と、
前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを貯留する吐出室と、
前記スリットの底部空間を含み、該底部空間に連通する空間とからなる背圧室と、
該背圧室と連絡する背圧室調節部と、
前記吸入室と連絡する吸入室調節部と、
前記背圧室調節部と前記吸入室調節部との間を連絡する連絡路と、
該連絡路から分岐され、該連絡路と前記吐出室とを連通する油路と、
前記背圧室調節部に内設され、前記背圧室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な背圧室開閉手段と、
前記吸入室調節部に内設され、前記吸入室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な吸入室開閉手段とを備えたことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記背圧室開閉手段は、運転開始前に開とされ、起動後開を維持された後、閉とされ、
前記吸入室開閉手段は、運転開始前に開とされ、起動後閉とされ、その後も閉が維持されることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記背圧室開閉手段は第１の弁体を有し、該第１の弁体と前記背圧室調節部を形成する内壁との間に隙間が形成され、
前記吸入室開閉手段は第２の弁体を有し、該第２の弁体と前記吸入室調節部を形成する内壁との間に隙間が形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記第１の弁体の側部及び／又は前記背圧室調節部を形成する内壁には溝が形成され、
前記第２の弁体の側部及び／又は前記吸入室調節部を形成する内壁には溝が形成されることを特徴とする請求項３記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記背圧室開閉手段及び／又は前記吸入室開閉手段は、弾性力により前記背圧室及び／又は前記吸入室との間を開閉可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の気体圧縮機。
【請求項６】
前記背圧室開閉手段及び／又は前記吸入室開閉手段は、前記第１の弁体及び前記第２の弁体のそれぞれが形成する受圧面積の大きさにより前記背圧室及び／又は前記吸入室との間を開閉可能であることを特徴とする請求項３、４又は５記載の気体圧縮機。
【請求項７】
一対のサイドブロックと、
該一対のサイドブロックの間に挟装されたシリンダと、
該シリンダ内で前記サイドブロックに回転自在に支持され、略半径方向に複数のスリットを有するロータと、
前記スリット内に出没自在に保持される複数のベーンと、
前記ロータ、前記サイドブロック、前記シリンダ及び前記ベーンとにより形成される圧縮室と、
該圧縮室へ冷媒ガスを供給する吸入室と、
前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを貯留する吐出室と、
前記スリットの底部空間を含み、該底部空間に連通する空間とからなる背圧室と、
該背圧室と連絡する背圧室調節部と、
前記吸入室と連絡する吸入室調節部と、
前記背圧室調節部と前記吸入室調節部との間を連絡する連絡路と、
該連絡路から分岐され、該連絡路と前記吐出室とを連通する油路と、
前記背圧室調節部に内設され、前記背圧室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な背圧室開閉手段と、
前記吸入室調節部に内設され、前記吸入室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な吸入室開閉手段とを備えた気体圧縮機であって、
該気体圧縮機の運転開始前に前記背圧室開閉手段及び前記吸入室開閉手段を開とし、
前記気体圧縮機の起動後、前記吸入室開閉手段を閉とし、その後、前記背圧室開閉手段を閉とすることを特徴とする気体圧縮機の起動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は気体圧縮機及び該気体圧縮機の起動方法に係わり、冷房効果を素早く得ることが可能で、チャタリングによる発生音を減らすことが可能な気体圧縮機及び該気体圧縮機の起動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、空調システムにおいて冷媒ガスを圧縮する気体圧縮機が知られている。気体圧縮機は、外部より回転動力を受けることで、熱交換用のエバポレータで気化された冷媒ガスを加圧し、室外放熱用の凝縮器に送る機器である。
図１０に気体圧縮機１０の断面図、図１１に気体圧縮機１０の図１０中のＡ−Ａ矢視線断面図を示す。
【０００３】
フロントヘッドカバー１には吸入口１ａが形成され、この吸入口１ａに接続された外部のエバポレータより冷媒ガスを吸入室１ｂに吸入するようになっている。フロントヘッドカバー１と回転軸１１との間は、シール部１ｃによってシールされている。
【０００４】
シリンダ３は、フロントサイドブロック５とリアサイドブロック７の間に挟装されている。シリンダ３内にはロータ９が回転可能に配設されている。ロータ９は回転軸１１に貫通固定されている。ロータ９には略半径方向にスリット１３が形成され、各スリット１３にはベーン１５が摺動可能に嵌め込まれている。そして、ベーン１５は、ロータ９の回転時には遠心力とスリット１３底部である背圧室４３の油圧とによりシリンダ３の内壁に付勢される。
【０００５】
シリンダ３内は、ロータ９、ベーン１５、１５・・により複数の小室に仕切られている。これらの小室は圧縮室１７、１７・・と称され、ロータ９の回転により容積の大小変化を繰り返す。そして、ロータ９が回転して圧縮室１７、１７・・の容積が変化すると、その容積変化により吸入口１ａより低圧冷媒ガスを吸気し圧縮する。
【０００６】
また、リアサイドブロック７の周端部にはケース１９が固定され、このケース１９の内部には、吐出室２１が形成されている。圧縮室１７で圧縮された高圧冷媒ガスは、吐出ポート２３、吐出弁２５を介して吐出室２１に送られる。そして、冷媒ガスは吐出室２１から吐出口２７を経て外部の凝縮器へと送られる。
【０００７】
吐出室２１には、冷媒ガスとともに気体圧縮機１０に封入されている冷凍機油Ｌを冷媒ガスから分離する油分離器２９が取り付けられている。この油分離器２９により冷媒ガスから冷凍機油Ｌが分離され、吐出室２１の下部にある冷凍機油溜まりに貯留される。
また、油分離器２９とリアサイドブロック７と回転軸１１の図中左端面とで囲まれた空間には、リア軸端面側空間１２が形成されている。また、このリア軸端面側空間１２は、リアサイドブロック７側のサライ溝４２と図示しない連通路により連通されている。
【０００８】
冷凍機油Ｌは、摺動部の潤滑等のために、吐出室２１の圧力によって気体圧縮機１０内の各部に送られる。
その一部は、リアサイドブロック７に形成されている油路３１を介して回転軸１１に至り、さらに延びる油路３３からロータ９に送られる。この冷凍機油Ｌは、回転軸１１のリア側を支える軸受孔７ａを潤滑し、次いで、リアサイドブロック７とロータ９及びベーン１５との間の摺動部を潤滑する。
【０００９】
また他の一部は、リアサイドブロック７の油路３１からシリンダ３の油路３５及びフロントサイドブロック５の油路３９を介して回転軸１１に送られる。この冷凍機油Ｌは、回転軸１１のフロント側を支える軸受孔５ａを潤滑した後、サライ溝４１に至る。このサライ溝４１から一部がフロントサイドブロック５とロータ９及びベーン１５との間の摺動部を潤滑し、最終的にベーン１５の底部に連通する背圧室４３に圧送される。
【００１０】
なお、背圧室４３は、フロントサイドブロック５及びリアサイドブロック７のシリンダ３対抗面側に形成されたサライ溝４１、４２と、リア軸端面側空間９ａと、スリット１３の底部空間とが互いに連通された空間のことである。そして、この背圧室４３に圧送された冷凍機油Ｌの圧力が、ベーン１５をシリンダ３の内壁に向かって押し上げる力（背圧）として、ベーン１５に作用している。
【００１１】
このように、固定構成部品であるシリンダ３、フロントサイドブロック５、及びリアサイドブロック７と、可動側構成部品である回転軸１１、ロータ９、及びベーン１５との間の摺動部が冷凍機油Ｌにより潤滑され、ロータ９とベーン１５との相互の間の摺動部も同様に潤滑される。
また、冷凍機油Ｌは、回転軸１１のリア側を支える軸受孔７ａ及びフロント側を支える軸受孔５ａにおいて、動圧軸受としても作用する。すなわち、冷凍機油Ｌには、回転軸１１の回転に伴う粘性摩擦によって圧力が発生される。この圧力により、回転軸１１と両軸受孔５ａ、７ａとの間で冷凍機油Ｌの油膜が形成され、この油膜により、ロータ９は回転したまま支えられる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、気体圧縮機１０の場合、その定常運転時に吸入室１ｂと背圧室４３の室内圧力は吸入室１ｂの室内圧力の方が低くなる。吸入室１ｂ内の低圧冷媒ガスをシリンダ３内で圧縮し、高圧冷媒ガスとして吐出室２１側へ吐出するからである。
【００１３】
また、吐出された高圧冷媒ガスにより背圧室４３に圧送された冷凍機油Ｌは、ベーン１５をシリンダ３の内壁に十分に摺接させることができる。よって、圧縮室１７では冷媒ガスがさらに効率良く圧縮され、吐出室２１に高圧冷媒ガスが吐出されることになる。
【００１４】
しかしながら、特に真夏の炎天下に車両を停止状態で長時間駐車した場合等においては、エバポレータ内の油に冷媒ガスが溶け込んでいることと、その油中の冷媒ガスが高温の外気で暖められて発砲ガス化し、吸入室１ｂ側へ流入する等から、吸入室１ｂの室内圧力の方が、背圧室４３の室内圧力よりも高い場合がある。
【００１５】
この室内圧力の逆転現象は、気体圧縮機１０の起動時における冷媒ガスの圧縮機能の低下を招くおそれがあった。背圧室４３の室内圧力が吸入室１ｂの室内圧力よりも低いことで、ベーン１５がロータ９のスリット１３に押し込まれ、結果的にベーン１５の飛び出しが悪くなり、効率的に冷媒ガスを圧縮できなくなるからである。
【００１６】
かかる弊害を防止するため、図１０に示した気体圧縮機１０のように、圧力調節弁９０を配設することが考えられる。
圧力調節弁９０は、気体圧縮機１０のフロントサイドブロック５に形成され、吸入室１ｂと背圧室４３を連通可能な位置に配設されている。背圧室４３の室内圧力と吸入室１ｂの室内圧力の逆転現象を回避するためのものである。
【００１７】
かかる圧力調節弁９０の構成を図１２に示す。
圧力調節弁９０において、空洞９１は、円柱若しくは角柱の空洞であり、フロントサイドブロック５に吸入室１ｂの方向に開口されている。また、この空洞９１には、吸入室１ｂ側より嵌合部材９３が挿入されている。
嵌合部材９３の中央には貫通路９７が配設されており、その左端は円錐台状に拡開されている。そして、その拡開面には、弁座９２が形成されている。弁座９２には、球状の弁体９５が着脱自在になっている。
【００１８】
また、フロントサイドブロック５の背圧室４３側の端面には、連通路９４が設けられている。そして、この連通路９４により、空洞９１と背圧室４３とが連通されるようになっている。
かかる構成において、室内圧力の逆転現象が発生した場合、吸入室１ｂと背圧室４３の圧力差により、弁体９５は弁座９２から離脱する。よって、吸入室１ｂの圧力が貫通路９７、空洞９１を通じて背圧室４３に解放され、吸入室１ｂの室内圧力が背圧室４３の室内圧力と等しくなる。
【００１９】
しかしながら、図１２に示した従来構造の圧力調節弁９０によると、弁体９５が弁座９２と空洞９１の間隙部に介在する構成であるため、気体圧縮機１０が停止状態にあるとき、弁体９５がこの間隙部に転がり落ちてしまう。この場合、気体圧縮機１０の起動時に弁体９５が弁座９２の方向へ戻り難く、弁体９５の迅速な開閉動作が得られないという問題があった。
【００２０】
また、この問題点を解決するために、空洞９１の間隙部をなくし、嵌合部材９３の端部を弁座９２より先に延長形成することも考えられる。
しかしながら、この構造によると、気体圧縮機１０の定常動作時に必要な冷凍機油Ｌが、弁体９５の周りに油膜を形成するおそれがある。この油膜により弁体９５は弁座９２に付着したままであるか、又は弁体９５が弁座９２から離れたとしても、油膜により空洞９１が塞がれてしまう可能性があり、圧力調節弁９０の正常な機能が失われる。このため、背圧室４３と吸入室１ｂとの間で室内圧力の逆転現象が生じたとしても、これを直ちに等しい圧力にできないおそれがあった。
【００２１】
また、気体圧縮機１０では、冷凍機油Ｌは油路３１、油路３５、油路３９、軸受孔５ａ、サライ溝４１を介して、背圧室４３に圧送されるため、気体圧縮機１０の起動時に、冷凍機油Ｌの圧力が背圧室４３へ伝わるまでに減圧され、図１２に示すような圧力調節弁９０を用いたとしても、気体圧縮機１０の起動時に、冷凍機油Ｌの圧力をそのまま背圧室４３へ素早く供給することは困難であった。
【００２２】
さらに、気体圧縮機１０の起動時に、背圧室４３の背圧不足によって、ベーン１５がシリンダ３の内壁に十分に付勢されず、ベーン１５がシリンダ３内壁と背圧室４３の間で跳ね動く、いわゆるチャタリングと呼ばれる現象を発生し、チャタリングにより発せられる雑音が増加するおそれがあった。
【００２３】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたものであり、冷房効果を素早く得ることが可能で、チャタリングによる発生音を減らすことが可能な気体圧縮機及び該気体圧縮機の起動方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、一対のサイドブロックと、該一対のサイドブロックの間に挟装されたシリンダと、該シリンダ内で前記サイドブロックに回転自在に支持され、略半径方向に複数のスリットを有するロータと、前記スリット内に出没自在に保持される複数のベーンと、前記ロータ、前記サイドブロック、前記シリンダ及び前記ベーンとにより形成される圧縮室と、該圧縮室へ冷媒ガスを供給する吸入室と、前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを貯留する吐出室と、前記スリットの底部空間を含み、該底部空間に連通する空間とからなる背圧室と、該背圧室と連絡する背圧室調節部と、前記吸入室と連絡する吸入室調節部と、前記背圧室調節部と前記吸入室調節部との間を連絡する連絡路と、該連絡路から分岐され、該連絡路と前記吐出室とを連通する油路と、前記背圧室調節部に内設され、前記背圧室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な背圧室開閉手段と、前記吸入室調節部に内設され、前記吸入室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な吸入室開閉手段とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
背圧室調節部は背圧室開閉手段により開とされ、また吸入室調節部は吸入室開閉手段により開とされることで、背圧室と吸入室の室内圧力を均一にすることができる。
そして、連絡路から分岐され、連絡路と吐出室とが連通される油路とを備えているので、吐出室からこの油路を経由して背圧室調節部に冷凍機油を供給することができる。
【００２６】
また、本発明は、前記背圧室開閉手段は、運転開始前に開とされ、起動後開を維持された後、閉とされ、前記吸入室開閉手段は、運転開始前に開とされ、起動後閉とされ、その後も閉が維持されることを特徴とする。
【００２７】
気体圧縮機の運転開始前に背圧室調節部と吸入室調節部をともに開とすることで、背圧室と吸入室の室内圧力の逆転現象を防ぐことができる。
そして、その起動後に吸入室調節部のみ閉とすることで、冷凍機油を背圧室に供給することができ、ベーンの飛び出しを改善することが可能となる。よって、気体圧縮機の冷房効果を素早く得ることができる。
さらにその後、背圧室調節部を閉とすることで、背圧室へ過剰に冷凍機油を供給することを防ぐことができる。
【００２８】
さらに、本発明は、前記背圧室開閉手段は第１の弁体を有し、該第１の弁体と前記背圧室調節部を形成する内壁との間に隙間が形成され、前記吸入室開閉手段は第２の弁体を有し、該第２の弁体と前記吸入室調節部を形成する内壁との間に隙間が形成されたことを特徴とする。
【００２９】
弁体と背圧室調節部及び吸入室調節部の内壁にそれぞれ隙間を形成することで、気体圧縮機の運転開始前に確実に背圧室と吸入室の室内圧力の逆転現象を防ぐことができ、またその起動後に背圧室調節部側に形成された隙間を介して背圧室に積極的に冷凍機油を供給することができる。
【００３０】
さらに、本発明は、前記第１の弁体の側部及び／又は前記背圧室調節部を形成する内壁には溝が形成され、前記第２の弁体の側部及び／又は前記吸入室調節部を形成する内壁には溝が形成されることを特徴とする。
【００３１】
弁体の側部や背圧室調節部及び吸入室調節部の内壁に溝を形成することで、弁体をそれぞれの内壁に摺動させながら、背圧室調節部及び吸入室調節部を開閉することができる。また、気体圧縮機の運転開始前に油膜の貼り付き現象を回避し、確実に背圧室と吸入室の室内圧力の逆転現象を防ぐことができる。そして、その起動後に背圧室調節部側に形成された溝を介して背圧室に積極的に冷凍機油を供給することができる。
【００３２】
さらに、本発明は、前記背圧室開閉手段及び／又は前記吸入室開閉手段は、弾性力により前記背圧室及び／又は前記吸入室との間を開閉可能であることを特徴とする。
【００３３】
弾性力を有する調節バネ等により背圧室開閉手段及び／又は吸入室開閉手段を構成することができるため、容易に背圧室調節部及び吸入室調節部を形成することが可能となる。
また、気体圧縮機の運転開始前に油膜の貼り付き現象を弾性力により回避し、確実に背圧室と吸入室の室内圧力の逆転現象を防ぐことができる。
【００３４】
さらに、本発明は、前記背圧室開閉手段及び／又は前記吸入室開閉手段は、前記第１の弁体及び前記第２の弁体のそれぞれが形成する受圧面積の大きさにより前記背圧室及び／又は前記吸入室との間を開閉可能であることを特徴とする。
【００３５】
弁体の形成する受圧面積の大きさを変えることで背圧室開閉手段及び／又は吸入室開閉手段を構成することができ、容易に背圧室調節部及び吸入室調節部を形成することが可能となる。
【００３６】
さらに、本発明は、気体圧縮機の起動方法に関し、一対のサイドブロックと、該一対のサイドブロックの間に挟装されたシリンダと、該シリンダ内で前記サイドブロックに回転自在に支持され、略半径方向に複数のスリットを有するロータと、前記スリット内に出没自在に保持される複数のベーンと、前記ロータ、前記サイドブロック、前記シリンダ及び前記ベーンとにより形成される圧縮室と、該圧縮室へ冷媒ガスを供給する吸入室と、前記圧縮室から吐出された冷媒ガスを貯留する吐出室と、前記スリットの底部空間を含み、該底部空間に連通する空間とからなる背圧室と、該背圧室と連絡する背圧室調節部と、前記吸入室と連絡する吸入室調節部と、前記背圧室調節部と前記吸入室調節部との間を連絡する連絡路と、該連絡路から分岐され、該連絡路と前記吐出室とを連通する油路と、前記背圧室調節部に内設され、前記背圧室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な背圧室開閉手段と、前記吸入室調節部に内設され、前記吸入室と前記連絡路及び前記油路との間を開閉可能な吸入室開閉手段とを備えた気体圧縮機であって、該気体圧縮機の運転開始前に前記背圧室開閉手段及び前記吸入室開閉手段を開とし、前記気体圧縮機の起動後、前記吸入室開閉手段を閉とし、その後、前記背圧室開閉手段を閉とすることを特徴とする。
【００３７】
気体圧縮機の運転開始前に背圧室調節部と吸入室調節部をともに開とし、その起動後に吸入室調節部のみ閉とし、さらにその後、背圧室調節部を閉となるようにすることで、気体圧縮機の運転開始前に背圧室と吸入室の室内圧力の逆転現象を防ぐことができ、その起動時にベーンの飛び出しを改善することができ、さらにその後、背圧室へ過剰に冷凍機油を供給することを防ぐことができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の第１実施形態である気体圧縮機１００の構成図を図１に示す。なお、図１０、図１１と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
この圧力調節弁１９０は、図１中のＢの位置であるフロントサイドブロック５に配設され、吸入室１ｂと背圧室４３とを連通可能な位置に形成されている。
【００３９】
溝６３は、軸受孔５ａの周囲に配設され、その図中下端は油路３９と連通されており、一方、上端は油路連通路６１の一端と繋がっている。そして、この油路連通路６１の他端は、圧力調節弁１９０と連通されている。吐出室２１の下部にある冷凍機油溜まりから油路３９に供給された冷凍機油Ｌは、溝６３、油路連通路６１及び圧力調節弁１９０を通じて背圧室４３に供給されるようになっている。
【００４０】
かかる圧力調節弁１９０の内部構成を図２を用いて説明する。
小径連絡路６２は、円柱空洞であり、そのほぼ中央より油路連通路６１が分岐配設されている。また、小径連絡路６２は、その図中左端において弁胴部７５と連絡されている。
【００４１】
弁胴部７５は、円柱空洞であり、その径が小径連絡路６２の径よりも大きいため、小径連絡路６２との間で段差が形成されている。
また、この弁胴部７５の図中左端は、背圧室４３に向けて円錐台状に絞られた弁座７４と、この弁座７４の絞り端面より突設されたバネ収納部７３とから形成されている。
バネ収納部７３は、その端面が連通路７１に接続されており、背圧室４３とバネ収納部７３とが連通されている。
【００４２】
調節バネ７２は、その一端がバネ収納部７３の端面に接続されており、その他端には球状の弁体７６が固着され揺動自在になっている。また、調節バネ７２により、弁体７６は弁座７４から引き離される方向に付勢されており、気体圧縮機１００の停止時には、弁体７６は調節バネ７２の弾性力により弁座７４から離脱するようになっている。また、弁体７６と弁胴部７５の間には隙間が設けられており、気体圧縮機１００の起動時には、油路連通路６１、小径連絡路６２とこの隙間を通じて、冷凍機油Ｌが背圧室４３に圧送されるようになっている。
【００４３】
以上説明した弁胴部７５、弁座７４、バネ収納部７３、調節バネ７２及び弁体７６により、圧力調節弁１９０の背圧室４３側である背圧室調節部７０が構成されている。
【００４４】
さらに、小径連絡路６２の図中右端には、小径連絡路６２を挟んで背圧室調節部７０と対称に、吸入室調節部８０が配設されている。また、小径連絡路６２は、その図中右端において弁胴部８５と連絡されている。
弁胴部８５は、円柱空洞であり、その径が背圧室調節部７０の弁胴部７５と同じになっており、小径連絡路６２の径よりも大きいため、小径連絡路６２との間で段差が形成されている。
【００４５】
また、この弁胴部８５の図中右端は、吸入室１ｂに向けて円錐台状に絞られた弁座８４と、この弁座８４の絞り端面より突設されたバネ収納部８３とから形成されている。
バネ収納部８３は、その端面が連通路８１に接続されており、吸入室１ｂとバネ収納部８３とが連通されている。
【００４６】
調節バネ８２は、その一端がバネ収納部８３の端面に接続されており、その他端には球状の弁体８６が固着され揺動自在になっている。また、調節バネ８２により、弁体８６は弁座８４から引き離される方向に付勢されており、気体圧縮機１００の停止時には、弁体８６は調節バネ８２の弾性力により弁座８４から離脱するようになっている。また、調節バネ８２の弾性力は、背圧室調節部７０に用いる調節バネ７２よりも弾性力が弱くなっている。
【００４７】
以上説明した弁胴部８５、弁座８４、バネ収納部８３、調節バネ８２及び弁体８６により、圧力調節弁１９０の吸入室１ｂ側である吸入室調節部８０が構成されている。
【００４８】
以下、本発明の第１実施形態の動作について説明する。
まず、気体圧縮機１００の停止時の圧力調節弁１９０の状態を説明する。
図２は、本発明の気体圧縮機１００の停止時の圧力調節弁１９０の断面図である。
通常、気体圧縮機１００の停止時は、弁体７６は、調節バネ７２の付勢力により弁座７４から離れ、背圧室調節部７０は開状態になる。一方、弁体８６も、調節バネ８２の付勢力により弁座８４から離れ、吸入室調節部８０は開状態になり、背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力は均一となる。
【００４９】
また、気体圧縮機１００の停止時に室内圧力の逆転現象が起きたとしても、弁体７６は開であるため、背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力は均一を維持する。なお、両調節バネ７２、８２の弾性力は、両弁体７６、８６の周りに形成される油膜が、両弁体７６、８６を弁座７４、８４に貼り付ける力よりも大きくする必要がある。このように構成しないと油膜により連通路７１、８１が塞がれてしまうおそれがあり、圧力調節弁１９０の正常な機能が失われるからである。
【００５０】
次に、気体圧縮機１００の起動直後の圧力調節弁１９０の動作を説明する。
図３は、本発明の気体圧縮機１００の起動直後の圧力調節弁１９０の断面図である。
気体圧縮機１００が始動すると、吸入室１ｂ内の低圧冷媒ガスがシリンダ３内で圧縮され、高圧冷媒ガスとして吐出室２１に吐出され始める。このため、吐出室２１の室内圧力は、吸入室１ｂの室内圧力よりも徐々に高くなる。
【００５１】
吐出室２１の室内圧力が上昇することで、背圧室４３の室内圧力が吸入室１ｂの室内圧力より所定圧力だけ高くなると、吸入室調節部８０側では、弁体８６が弁座８４に着座され、吸入室調節部８０は背圧室調節部７０より先に閉状態になる。
このとき所定圧力は、調節バネ８２の弾性力により調節され、その調節バネ８２の弾性力は、気体圧縮機１００の起動直後の背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力差によっても、吸入室調節部８０側を閉状態にできる程度に調節される。
【００５２】
また、弁胴部８５の小径連絡路６２側の端面が段差になっていることで、弁体８６が弁座８４から大きく離れて離脱しないため、気体圧縮機１００の起動時に迅速に弁体８６を閉じることができる。
【００５３】
また、かかる気体圧縮機１００の起動直後においては、背圧室４３の背圧に比べ、油路３９を経由して圧力調節弁１９０に供給される冷凍機油Ｌの圧力の方が高くなる。そのため、冷凍機油Ｌは、油路連通路６１を介して背圧室調節部７０に供給され、この流入した冷凍機油Ｌは、弁胴部７５と弁体７６との隙間を通じて背圧室４３に流入する。
【００５４】
このとき、背圧室調節部７０側では、流入する冷凍機油Ｌにより弁体７６が弁座７４に向けて押されるが、調節バネ７２の弾性力が調節バネ８２の弾性力よりも強く調節されているため、背圧室調節部７０は閉状態になることはない。よって、気体圧縮機１００の起動後、暫くの間は、弁胴部７５と弁体７６との隙間を通じて、冷凍機油Ｌが積極的に背圧室４３へ供給されることになる。
【００５５】
次に、気体圧縮機１００の定常運転中の圧力調節弁１９０の動作を説明する。
図４は、本発明の気体圧縮機１００の定常運転中の圧力調節弁１９０の断面図である。
気体圧縮機１００の定常運転中は、吸入室１ｂ内の低圧冷媒ガスがシリンダ３内で圧縮され、気体圧縮機１００の起動直後よりもさらに高圧の冷媒ガスが吐出室２１に吐出される。
【００５６】
このような状態では、油路３９を経由して圧力調節弁１９０に供給される冷凍機油Ｌの圧力が、気体圧縮機１００の起動時よりもさらに高くなる。そのため、高圧の冷凍機油Ｌは、油路連通路６１を介して背圧室調節部７０に供給され、この流入した高圧の冷凍機油Ｌにより、弁体７６はさらに弁座７４に向けて押される。
【００５７】
そして、流入する高圧の冷凍機油Ｌの圧力が、背圧室４３の背圧より所定圧力だけ高くなると、弁体７６が弁座７４に着座され、背圧室調節部７０は閉状態となる。
この所定圧力は、調節バネ７２の弾性力により調節され、その調節バネ７２の弾性力は、気体圧縮機１００の定常運転時に、背圧室調節部７０側を閉にすることができる程度に調節する。
【００５８】
また、背圧室調節部７０が閉じると、冷凍機油Ｌは、圧力調節弁１９０を通じて供給されることはなくなり、図１０に示す気体圧縮機１０と同様、油路３９から軸受孔５ａを介して、背圧室４３に圧送されるようになる。
気体圧縮機１００の定常運転中に背圧室調節部７０を閉状態とするのは、その定常運転中においても、背圧室調節部７０を通じて、高圧の冷凍機油Ｌを背圧室４３へ供給し続けると、背圧室４３の背圧が高くなりすぎてしまい、ベーン１５とシリンダ３の内壁の摩擦が増大し、運転中の騒音やこれらの摩擦部分の摩耗等を発生するおそれがあるからである。
【００５９】
以上により、気体圧縮機１００の停止時に、背圧室調節部７０と吸入室調節部８０を開状態とすることで、背圧室４３と吸入室１ｂの間での室内圧力の逆転現象を防ぐことができる。
また、気体圧縮機１００の起動時に、調節バネ７２の調節により、暫くの間、背圧室調節部７０を開状態とすることで、冷凍機油Ｌが背圧室４３に積極的に供給され、ベーン１５の飛び出しを改善することができる。これにより圧縮室１７の密閉性を上げ、冷媒ガスの圧縮機能を向上することができ、また気体圧縮機１００の起動時の背圧室４３の背圧不足によるチャタリングを防ぐことができる。
さらに、気体圧縮機１００の定常運転中には、背圧室調節部７０を閉とすることで、背圧室４３へ過剰に冷凍機油Ｌを供給することを防ぐことができる。
【００６０】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第１実施形態である圧力調節弁１９０は、その弁胴部７５の径と弁胴部８５の径は同じであるが、本実施形態である圧力調節弁２９０は、その弁胴部１７５の径が弁胴部８５の径よりも小さいものである。
図５は気体圧縮機１００の起動直後の圧力調節弁２９０の断面図である。なお、図３と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００６１】
圧力調節弁２９０は、弁胴部１７５の径が弁胴部８５の径よりも小さくなっていることで、その弁座１７４の拡開面が、弁座８４の拡開面よりも小さくなっている。また、弁体１７６の径も弁体８６の径より小さくなっている。
なお、調節バネ１７２の弾性力は、圧力調節弁１９０と異なり、調節バネ８２の弾性力と同じになっている。
【００６２】
以下、本発明の第２実施形態である圧力調節弁２９０の動作について説明する。
第１実施形態である圧力調節弁１９０は、気体圧縮機１００の背圧室調節部７０と吸入室調節部８０の開閉順序の調節を、両調節バネ７２、８２の弾性力を調節することで行ったが、本実施形態である圧力調節弁２９０は、気体圧縮機１００の背圧室調節部１７０と吸入室調節部８０の開閉順序の調節を、両弁体１７６、８６のそれぞれが形成する受圧面積の大きさを調節することで行う。
【００６３】
ここで、弁体１７６の形成する受圧面積とは、弁体１７６が弁座１７４に着座し、連通路７１が閉鎖されているときに、弁体１７６と弁座１７４の接線により囲まれた部分の面積であり、図中Ｓ１で示す部分である。また、弁体８６の形成する受圧面積についても同様に、図中Ｓ２で示す部分である。よって、本実施形態である圧力調節弁２９０は、弁体１７６の形成する受圧面積が、弁体８６の形成する受圧面積よりも小さくなっていると言える。
【００６４】
気体圧縮機１００の起動直後の圧力調節弁２９０は、圧力調節弁１９０と同様に、背圧室４３の室内圧力が吸入室１ｂの室内圧力より所定圧力だけ高くなると、吸入室調節部８０が先に閉状態になる。
ただし、この所定圧力は、圧力調節弁１９０と異なり、弁体８６の形成する受圧面積の大きさにより調節され、その受圧面積は、気体圧縮機１００の起動直後の背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力差によって、吸入室調節部８０側を閉状態にできる程度に調節される。
【００６５】
同一圧力下において、弁体の形成する受圧面積を大きくすると、それに比例して、その弁体を弁座に向けて押す力が大きくなるため、調節バネの弾性力が同じであっても、両弁体１７６、８６の開閉順序の調節をすることが可能である。
【００６６】
また、かかる気体圧縮機１００の起動直後において、圧力調節弁１９０と同様に、背圧室調節部１７０が閉状態になることはない。弁体１７６の形成する受圧面積が、弁体８６の形成する受圧面積よりも小さいため、その弁体１７６を弁座１７４に向けて押す力が、弁体８６を弁座８４に向けて押す力よりも小さくなるからである。
よって、気体圧縮機１００の起動後、暫くの間は、弁胴部１７５と弁体１７６との隙間を通じて、冷凍機油Ｌが積極的に背圧室４３へ供給されることになる。
【００６７】
また、気体圧縮機１００の定常運転中の圧力調節弁２９０は、圧力調節弁１９０と同様に、流入する高圧の冷凍機油Ｌの圧力が背圧室４３の背圧より所定圧力だけ高くなると、背圧室調節部１７０は閉状態となる。
ただし、この所定圧力も、調節バネ１７２の弾性力の調節ではなく、弁体１７６の形成する受圧面積の大きさにより調節され、その受圧面積は、気体圧縮機１００の定常運転時に、背圧室調節部１７０側を閉にすることができる程度に調節される。
【００６８】
このように形成することで、両調節バネ１７２、８２の弾性力の調節でなく、両弁体１７６、８６それぞれが形成する受圧面積の大きさを調節することで、背圧室調節部１７０と吸入室調節部８０の開閉順序を調節することができる。よって、気体圧縮機１００の停止時の室内圧力の逆転現象を防ぎ、その起動時にベーン１５の飛び出しを改善し、かつその定常運転中に背圧室４３への過剰な冷凍機油Ｌの供給を防ぐことが可能となる。
【００６９】
なお、第２実施形態では、両弁体１７６、８６のそれぞれが形成する受圧面積の大きさのみを調整することで、背圧室調節部１７０と吸入室調節部８０の開閉順序の調節を行っているが、例えば、両調節バネ１７２、８２の弾性力と、その両弁体１７６、８６のそれぞれが形成する受圧面積の大きさをともに調整することで、背圧室調節部１７０と吸入室調節部８０の開閉順序の調節を行っても良い。
【００７０】
すなわち、気体圧縮機１００の停止時に、背圧室調節部１７０と吸入室調節部８０が開となり、その起動時に、吸入室調節部８０の方が先に閉となり、その後定常運転時に、背圧室調節部１７０も閉となるように調節できれば良い。
なお、圧力調節弁１９０において、その弁体７６は、球体に限られず、図６〜図８に示すような形状としても良い。なお、図２と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００７１】
図６に示す弁体１３０は、その胴部である円柱体１３１と、その円柱体１３１の図中左端を弁座７４と平行な斜面を有するように円錐台状に突設された円錐台１３２とから構成されている。また、弁体１３０は、その円錐台１３２の絞り側の端面に調節バネ７２の他端が取り付けられ、その調節バネ７２により弁座７４から引き離される方向に付勢され、揺動自在になっている。そして、弁体１３０と弁胴部７５の間には隙間が設けられている。
【００７２】
かかる構成において、弁体１３０を用いて背圧室調節部２７０を構成しても、弁体７６を用いて背圧室調節部７０を構成した場合と同様の作用を生じることができる。
すなわち、気体圧縮機１００の停止時に背圧室調節部２７０と吸入室調節部８０を開とすることで、背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力の逆転現象を防ぐことができる。また、その起動時には、背圧室調節部２７０のみを開とすることで、弁体１３０と弁胴部７５の隙間を介して冷凍機油Ｌを供給することができ、ベーン１５の飛び出しを改善することが可能である。
【００７３】
また、図７に示す弁体１４０は、図６に示す弁体１３０に対し、弁胴部７５に対して密に内設され、その弁胴部７５の内壁と摺動するようになっている。そして、この弁体１４０には、図８に示すようにその円柱体１３１の外周面に一対の弁溝１４１が設けられている。そして、この弁溝１４１の長手方向は、調節バネ７２の付勢方向と同じになっている。
【００７４】
かかる構成において、気体圧縮機１００の停止時に、この弁溝１４１を通じて背圧室４３と吸入室１ｂを連通可能にすることで、背圧室調節部３７０を開とし、また、冷凍機油Ｌが圧力調節弁１９０内に残留した場合であっても、弁体１４０の周囲に形成される油膜を断ち切ることができる。
【００７５】
さらに、気体圧縮機１００の起動後に、圧力調節弁１９０に供給される冷凍機油Ｌの圧力の方が、背圧室４３の背圧よりも高くなると、冷凍機油Ｌはこの弁溝１４１を通じて背圧室４３に流入するようになる。
【００７６】
なお、弁溝１４１は弁体１４０の外周面に設ける場合に限られず、例えば、弁体１４０には弁溝１４１を形成しないで、弁胴部７５側に溝を設けても良い。
また、図６〜図８は、背圧室調節部側の構成のみを示したが、吸入室調節部側にも適応可能である。
また、図６〜図８は、圧力調節弁１９０についてのみ説明したが、圧力調節弁２９０についても適応できる。
【００７７】
このように形成することで、気体圧縮機１００の製造過程において、加工容易な弁体の形状を選択することが可能であり、また背圧室４３の室内圧力と吸入室１ｂの室内圧力の逆転現象に対し、確実に両室の室内圧力を等しくすることができる。
【００７８】
なお、圧力調節弁１９０において、弁体８６の代わりに弁体１４０を用いた場合、吸入室調節部８０側の調節バネ８２は配設しなくても良い。
吸入室調節部８０側の調節バネ８２は、気体圧縮機１００の停止時に、背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力の逆転現象を防ぐために配設するもので、その停止時に圧力調節弁１９０内に残留する冷凍機油Ｌによる弁体８６の貼り付き現象を回避するものである。
【００７９】
かかる構成によれば、気体圧縮機１００の停止時には、吸入室調節部８０は弁体１４０の弁溝１４１により、また背圧室調節部７０はその調節バネ７２の弾性力により、油膜の貼り付き現象を防止することができ、背圧室４３と吸入室１ｂの室内圧力を均一にすることができる。
【００８０】
気体圧縮機１００の起動直後は、弁体８６が調節バネ８２に取り付けられていないため、背圧室４３の室内圧力が吸入室１ｂの室内圧力より高くなると、吸入室調節部８０はすぐに閉状態となる。
一方、弁体７６は調節バネ７２に取り付けられているため、背圧室調節部７０が吸入室調節部８０より先に閉状態になることはない。
【００８１】
このように形成することで、吸入室調節部８０側の調節バネ８２を用いなくても、圧力調節弁１９０同様、背圧室４３の室内圧力と吸入室１ｂの室内圧力の逆転現象を防ぐことができ、ベーン１５の飛び出しも改善することができる。
【００８２】
なお、圧力調節弁１９０は、図１中のＢに示すフロントサイドブロック５に形成する場合に限られない。
例えば、図９中のＣに示すリアサイドブロック７側に形成しても良い。
この場合、溝６３を軸受孔７ａの周囲に形成し、溝６３の下端は油路３１と連通させ、溝６３の上端は油路連通路６１と接続させる。また、圧力調節弁１９０は、連通路７１により背圧室４３と繋がっており、一方連通路８１により、シリンダ３に形成された吸入通路３００を介して吸入室１ｂと繋がっている。
【００８３】
さらに、圧力調節弁１９０は、シリンダ３内に形成することも可能である。
この場合、圧力調節弁１９０は、連通路７１により背圧室４３と連通され、連通路８１により吸入室１ｂと連通される。また、油路連通路６１は、軸受孔７ａの周囲に形成された溝６３により油路３１と繋がっている。
このように形成することで、気体圧縮機１００の製造において、加工容易な場所に圧力調節弁１９０、２９０を配設可能である。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、気体圧縮機の圧力調節弁を背圧室調節部と吸入室調節部とに分け、背圧室調節部と吐出室とが連通されるよう油路を設けて構成したことから、気体圧縮機の停止時に背圧室調節部と吸入室調節部をともに開とすることで背圧室と吸入室の室内圧力の逆転現象を防ぐことができ、またその起動後に吸入室調節部のみ閉とすることでベーンの飛び出しを改善することができる。
したがって、気体圧縮機において、冷房効果を素早く得ることを可能とし、チャタリングによる発生音を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】気体圧縮機の断面図
【図２】圧力調節弁の構成図
【図３】同上
【図４】同上
【図５】同上
【図６】弁体の実施例
【図７】同上
【図８】同上
【図９】圧力調節弁の形成場所の別例
【図１０】気体圧縮機の従来例
【図１１】図１０中のＡ−Ａ矢視線断面図
【図１２】圧力調節弁の従来例
【符号の説明】
１　フロントヘッドカバー
１ａ　吸入口
１ｂ　吸入室
１ｃ　シール部
３　シリンダ
５　フロントサイドブロック
５ａ、７ａ　軸受孔
７　リアサイドブロック
９　ロータ
１０、１００　気体圧縮機
１１　回転軸
１２　リア軸端面側空間
１３　スリット
１５　ベーン
１７　圧縮室
１９　ケース
２１　吐出室
２３　吐出ポート
２５　吐出弁
２７　吐出口
２９　油分離器
３１、３３、３５、３９　油路
４１、４２　サライ溝
４３　背圧室
６１　油路連通路
６２　小径連絡路
６３　溝
７０、１７０、２７０、３７０　背圧室調節部
７１、８１、９４　連通路
７２、８２、１７２　調節バネ
７３、８３　バネ収納部
７４、８４、９２、１７４　弁座
７５、８５、１７５　弁胴部
７６、８６、９５、１３０、１４０　弁体
８０　吸入室調節部
９０、１９０、２９０　圧力調節弁
９１　空洞
９３　嵌合部材
９７　貫通路
１３１　円柱体
１３２　円錐台
１４１　弁溝
３００　吸入通路
【図１】
2004068667.tif 000003
【図２】
2004068667.tif 000004
【図３】
2004068667.tif 000005
【図４】
2004068667.tif 000006
【図５】
2004068667.tif 000007
【図６】
2004068667.tif 000008
【図７】
2004068667.tif 000009
【図８】
2004068667.tif 000010
【図９】
2004068667.tif 000011
【図１０】
2004068667.tif 000012
【図１１】
2004068667.tif 000013
【図１２】
2004068667.tif 000014