(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内の圧縮要素と、この圧縮要素を構成するシリンダと、このシリンダ内部を回転するローラと、このローラに当接しシリンダ内部を吸込室と圧縮室とに仕切るブレードとを備え、前記吸込室と前記密閉容器の外部とを連通する吸込孔とを備えた密閉形ロータリ圧縮機において、
前記ブレードの反ローラ側に設けられた背圧室と、該背圧室と連通する第１の通路を有し該背圧室の圧力を制御する弁装置を備えた圧力室と、該圧力室と前記吸込孔とを連通する第２の通路とを備え、
前記背圧室には、前記圧縮室内で圧縮され前記密閉容器内に吐出された吐出圧力が導入され、
前記ブレードは、前記背圧室内の吐出圧力により前記ローラに当接し、
前記弁装置は、前記背圧室からの吐出圧力により前記第１の通路を開閉し、且つスプリングで支持された弁を備え、
前記弁は、前記背圧室の吐出圧力が前記吸込孔内の吸込圧力と前記スプリングの押し付け力との合力より大きくなった場合に前記第１の通路を開くように構成した密閉形圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉形ロータリ圧縮機に係り、特にＣＦＣ、ＨＣＦＣ、ＨＦＣ冷媒さらにはＨＦＣ系の混合冷媒を用いた場合のブレードの背圧を調整できる密閉形ロータリ圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に密閉形ロータリ圧縮機は、空気調和機、冷蔵庫等の各種冷凍機に使用されている。この種密閉形ロータリ圧縮機は、例えば特開昭６２−６７２９２号公報に代表される。その密閉形ロータリ圧縮機について図４、図５を参照して説明する。
【０００３】
図４は、従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図、図５は図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【０００４】
図４において、１は、密閉容器である。２は、シリンダであり、密閉容器１の内壁に支持されている。シリンダ２の内部には、吸込室１１と圧縮室１０とを分離するブレード５が設けられている。このブレード５は、シリンンダ２の内部で偏心回転するクランク軸４の偏心部４ａに取付けられたローラ３の表面に常に接触するようにバネ１２で押圧されている。６は、主軸受であり、クランク軸４をシリンダ２に支持し、シリンダ２に密閉空間を形成するものである。７は、副軸受であり、クランク軸の一端を支持し、主軸受６と同じようにシリンダ２に密閉空間を形成するものである。８は、固定子であり、密閉容器１の内壁に焼嵌め等により固定されている。９は、回転子であり、クランク軸４に取付けられ、前記固定子８から間隙を介して取付けられている。
【０００５】
ここで、密閉形ロータリ圧縮機におけるブレード５の動きを図５を用いて説明する。図５中の矢印はクランク軸４の回転方向を示す。
【０００６】
従来の密閉形ロータリ圧縮機では、クランク軸４の回転に伴い、クランク軸４の偏心部４ａに係合されたローラ３が偏心回動する。このローラ３の表面に対してバネ１２で押圧されているブレード５が、このローラ３の回転に追従して前記シリンダ２のブレード溝２ｂ内を往復運動する。このブレード５は、ローラ３の外周面と接触するブレード５の先端部とは反対側を押圧するバネ１２の力と、ブレード５の背面に掛かる密閉容器内の吐出圧力の合力が加わる。ブレード５の先端部には、シリンダ２内の圧縮室１０内の吐出圧力と吸込室１１内の吸込圧力の合力が加わる。この２つの合力の差圧でブレード５は、ローラ３外周に押し付けられている。また、ブレード５は、ローラ３の外周を常に押圧することにより、圧縮室１０と吸込室１１とを仕切っている。２ａは、吸込孔であり、クランク軸４が矢印方向に回転することによって吸込室１１内に冷媒が吸込孔２ａから吸引し、圧縮室１０内を圧縮して、冷媒を密閉容器内に吐出する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の密閉形ロータリ圧縮機では、シリンダ２のブレード５のローラ３に接触する先端部の反対側端部に位置する空間が密閉容器内に開口しているため、圧縮機運転中は、密閉容器内の圧力と同じように吐出圧力となっている。従って、ブレード５の先端部の反対側端部に掛かるバネ１２の力と吐出圧力の合力と、ブレード５の先端部に掛かる吐出圧力と吸込圧力の合力の２つの合力の差でブレード５をローラ３に押し付けているが、上記ブレード構２ａにおいて吐出圧力の高い条件ではブレード５のローラ３に対する押し付け力も高くなりブレード５先端およびローラ３外周の摩耗が増加する。特に、吐出圧力が高い条件の雰囲気で、圧縮機がインバータ制御で低回転となってしまうと、ブレード５のローラ３に対する押し付け力が一層高くなってしまい、ローラ３の自転が抑制され、冷凍機油の供給が断たれローラ３のブレード５との接触部分の金属接触による摩耗が発生してしまうという問題があることが判った。
【０００８】
本発明の目的は、圧縮機が低回転となった場合でもローラ表面とブレード先端の押付け力を低減し、信頼性の高い密閉形ロータリ圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の特徴とするところは、密閉容器内の圧縮要素と、この圧縮要素を構成するシリンダと、このシリンダ内部を回転するローラと、このローラに当接しシリンダ内部を吸込室と圧縮室とに仕切るブレードとを備え、前記吸込室と前記密閉容器の外部とを連通する吸込孔とを備えた密閉形ロータリ圧縮機において、前記ブレードの反ローラ側に設けられた背圧室と、該背圧室と連通する第１の通路を有し該背圧室の圧力を制御する弁装置を備えた圧力室と、該圧力室と前記吸込孔とを連通する第２の通路とを備え、前記背圧室には、前記圧縮室内で圧縮され前記密閉容器内に吐出された吐出圧力が導入され、前記ブレードは、前記背圧室内の吐出圧力により前記ローラに当接し、前記弁装置は、前記背圧室からの吐出圧力により前記第１の通路を開閉し、且つスプリングで支持された弁を備え、前記弁は、前記背圧室の吐出圧力が前記吸込孔内の吸込圧力と前記スプリングの押し付け力との合力より大きくなった場合に前記第１の通路を開くように構成したことにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の形態を図１ないし図３を用いて説明する。図中、従来技術について説明した図４、図５と同一符号のものは、同等の働きをする構成部品である。
【００１５】
図１は、図２の密閉形ロータリ圧縮機の一例のＢ−Ｂ矢視断面図である。図２は本発明に係る密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図である。図３は、図２のシリンダ部分の断面図である。
【００１６】
図２に示す密閉形ロータリ圧縮機は、密閉容器１内に電動要素となる固定子８と、回転子９が収納されている。固定子８は、密閉容器１の内壁に焼嵌め等で固定されている。回転子９は、クランク軸４に固着されている。圧縮要素は、シリンダ２と、このシリンダ２を上下方向から主軸受６と副軸受７とで覆って密閉空間を形成している。クランク軸４は、シリンダ２を貫通するように設けられ、上下を上記主軸受６と副軸受７とで支持されている。クランク軸４は偏心部を有し、この偏心部がシリンダ２内に位置している。この偏心部にはローラ３が取付けられ、クランク軸４の回転によってこのローラ３がシリンダ２内を偏心回動するようになっている。
【００１７】
また、シリンダ２内には、圧縮室１０と吸込室１１に仕切るためのブレード５が設けられており、ローラ３の偏心回転に追従して往復動する。このブレード５は、背面をスプリング１２が常に押圧しているので、このブレード５を境として圧縮室１０と吸込室１１とに区切られている。圧縮室１０は、ローラ３の回転により内部が圧縮され一定の圧力になると吐出口から高温高圧ガスが密閉容器１内に吐出される。吸込室１１は、圧縮が完了すると、ローラ３が更に回転して吸込孔２ａからの吸引を開始する。１３は、ブレード５の背圧を調整する弁装置である。
【００１８】
この弁装置１３を詳細に説明する。ブレード５の背面にはスプリング１２が取付けられ、ブレード５を常にローラ３方向に押圧している。ブレード５の上部を覆う主軸受６には、ブレード５背面の背圧室２ｃと連通する圧力室１３ｄが設けられている。この圧力室の内部には、スプリング１３ａが設けられ、背圧室２ｃと圧力室１３ｄとを連通する通路１３ｅを開閉するプレート１３ｃが圧力室１３ｄの底面に押圧している。１３ｂは、スプリング１３ａのストッパーを兼ね、圧力室１３ｄのシールを行うシール部材である。２ａは、シリンダー２に設けられた吸込孔である。この吸込み孔２ａは、図５の従来の密閉形ロータリ圧縮機に設けられた吸込孔２ａと同じである。この吸込孔２ａと圧力室１３ｄとは、主軸受６に設けられた通路１３ｆとシリンダ２に設けられた通路２ｂによって連通している。
【００１９】
プレート１３ｃは、ブレード５の背面に存在する背圧室２ｃ内の圧力を制御する。シール部材１３ｂは、密閉容器１内の吐出圧力側とブレード５の背圧室２ｃとを遮断する。背圧室２ｃ内の圧力と吸込側の圧力との差圧を一定に保持するスプリング１３ａは、シール部材１３ｂと、プレート１３ｃとの間に介在されている。ブレード５の背圧室２ｃと吸込孔２ａとは通路１３ｆ、２ｂにて連通されている。
【００２０】
ここで、背圧室２ｃ内の圧力が吸込圧力と弁装置１３のスプリング１３ａの力の合力より大きくなると、背圧室２ｃの圧力によってプレート１３ｃが押し上げられ背圧室２ｃと吸込孔２ａとが連通して背圧室２ｃ内の圧力が低圧の吸込孔２ａ側に移動するので、背圧室２ｃの圧力が低下する。背圧室２ｃの圧力が吸込圧力とスプリング１３ａの力の合力より低下するとスプリング１３ａの力が背圧室２ｃの圧力より勝り、プレート１３ｃが再び圧力室１３ｃを閉鎖する。また、背圧室２ｃにはシリンダ２のブレード溝２ｂとブレード５の圧縮室１２側の隙間から若干の漏れ込みが有り、背圧室２ｃ内の圧力は常に上昇しようとしている。この圧力上昇を前記弁装置１３の作用により、背圧室２ｃ内の圧力を吸込圧力に対し一定の圧力差の圧力となるように制御することができるので、ブレード５のローラ３に対する押し付け力が低減し、圧縮機の信頼性を高めることができる。
【００２１】
図３は、本発明の一実施例に係る密閉形ロータリ圧縮機のシリンダ２部での断面図である。
【００２２】
図３に示す密閉形ロータリ圧縮機は、シリンダ２に弁装置１３を設置したものである。図示していないが、弁装置１３から吸込孔２ａは連通している。尚、背圧室２ｃの圧力を制御する手段は、図１での説明と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
特に、近年は、地球環境保護の意味から、例えばＨＦＣ１３４ａ、ＨＦＣ３２／１２５／１３４ａなどの混合冷媒であるＲ４０７Ｃや、ＨＦＣ３２／１２５の混合冷媒であるＲ４１０Ａなどの、言わば塩素を含まない代替冷媒を用いた場合、塩素による極圧作用効果が得られないため潤滑性が低下し、摩耗が発生し易い状況となる。即ち、塩素は、圧縮機内部の摺動部分に対して摺動を良好にする被膜を形成する性質を有するが、塩素を含まないＲ４１０Ａなどの混合冷媒は、塩素を含まないので、被膜が形成できない恐れがあるが、この代替冷媒であっても良好な潤滑性能が得られる。
【００２４】
さらに、例えばＲ４１０Ａのような塩素を含まず、且つ圧縮圧力が高圧となる代替冷媒を用いた場合、潤滑性が低下する上にブレード５のローラ３に対する押し付け力が高くなり、摩耗の発生がさらに高くなる恐れがあるが、この代替冷媒であっても良好な潤滑性能が得られる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ブレード背部の背圧室内の圧力を吸込圧力に対し一定の圧力差をもった中間圧力とすることで、ブレードのローラに対する押し付け力を低減し、信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施例に係る密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係る密閉形ロータリ圧縮機のシリンダ部での断面図である。
【図４】図４は、従来の密閉形ロータリ圧縮機の縦断面図である。
【図５】図５は、図４のＡ−Ａ矢視断面図である。
【符号の説明】
１…密閉容器、２…シリンダ、２ａ…吸込孔、２ｂ…ブレード溝、２ｃ…背圧室、２ｄ…通路、３…ローラ、４…クランク軸、４ａ…偏心部、５…ブレード、６…主軸受、７…副軸受、８…固定子、９…回転子、１０…圧縮室、１１…吸込室、１２…スプリング、１３…弁装置、１３ａ…スプリング、１３ｂ…シール部材、１３ｃ…プレート、１３ｄ…圧力室、１３ｅ…連通孔、１３ｆ…連通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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