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JP2003155985A - Gas compressor - Google Patents

Gas compressor

Info

Publication number
JP2003155985A
JP2003155985A JP2001356264A JP2001356264A JP2003155985A JP 2003155985 A JP2003155985 A JP 2003155985A JP 2001356264 A JP2001356264 A JP 2001356264A JP 2001356264 A JP2001356264 A JP 2001356264A JP 2003155985 A JP2003155985 A JP 2003155985A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compression chamber
cylinder
rotor
refrigerant
inner peripheral
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001356264A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Yoda
誠一郎 依田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2001356264A priority Critical patent/JP2003155985A/en
Publication of JP2003155985A publication Critical patent/JP2003155985A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2250/00Geometry
    • F04C2250/30Geometry of the stator
    • F04C2250/301Geometry of the stator compression chamber profile defined by a mathematical expression or by parameters

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas compressor suitable for preventing excessive compression. SOLUTION: When a rotation angle of a rotor 2 is θ, a distance from the center of rotation of the rotor 2 to an inner peripheral face of a cylinder 1 is R, and a chart showing an inner peripheral shape of the cylinder 1 by θand R is an Rθ chart, this Rθ chart has three points of inflection or more in a scope of 0 deg.<θ<180 deg. and in a scope in which R is again changed to the minimum value via the maximum value from the minimum value and R is reduced to the minimum value from the maximum value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はカーエアコンシステ
ム等に用いられるベーンロータリー式の気体圧縮機に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vane rotary type gas compressor used in a car air conditioner system or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のベーンロータリー式の気
体圧縮機においては、図8に示したように、シリンダ1
の内側に、回転可能に設置された真円のロータ2を収容
する構造を採用している。この構造において、シリンダ
1の内周形状はsin関数のn乗またはこれに近い数式
で表される楕円の形状となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a vane rotary type gas compressor of this type, as shown in FIG.
A structure for accommodating a perfectly circular rotor 2 rotatably installed inside is adopted. In this structure, the inner peripheral shape of the cylinder 1 is an elliptical shape represented by a n-th power of a sin function or a mathematical expression close to this.

【0003】すなわち、ロータ2の回転角度をθ、ロー
タ2の回転中心からシリンダ1の内周面までの距離をR
とすると、このシリンダ1の内周は、R=sinθで
表される楕円の形状、たとえば0°<θ<180°では
R=25+10*sinθで表される楕円の形状とな
り、かつ、180°<θ<360°では0°≦θ≦18
0°における楕円の形状と中心対称の形状となってい
る。
That is, the rotation angle of the rotor 2 is θ, and the distance from the rotation center of the rotor 2 to the inner peripheral surface of the cylinder 1 is R.
Then, the inner circumference of the cylinder 1 has an elliptical shape represented by R = sin n θ, for example, R = 25 + 10 * sin 2 θ when 0 ° <θ <180 °, and , 180 ° <θ <360 °, 0 ° ≦ θ ≦ 18
The shape is centrosymmetric with the elliptical shape at 0 °.

【0004】ロータ2外周面とシリンダ1内周面との間
には圧縮室形成空間部10、10が形成され、この圧縮
室形成空間部10、10は、ロータ2外周面からシリン
ダ1内周面に向って出没自在に設けたベーン9、9…に
より、複数の圧縮室11、11…に仕切り形成される。
また、この仕切り形成された圧縮室11は、ロータ2の
回転に伴うベーン9の移動により体積の大小変化が生じ
るとともに、この体積変化により吸入孔12から冷媒を
吸気し、これを圧縮して吐出孔13から吐出する構造と
なっている。
Compression chamber forming space portions 10 and 10 are formed between the outer peripheral surface of the rotor 2 and the inner peripheral surface of the cylinder 1. The compression chamber forming space portions 10 and 10 are formed from the outer peripheral surface of the rotor 2 to the inner peripheral surface of the cylinder 1. By the vanes 9, 9 ... Which are provided so as to be retractable toward the surface, the plurality of compression chambers 11, 11 ... Are partitioned and formed.
The volume of the compression chamber 11 formed by the partition is changed by the movement of the vane 9 accompanying the rotation of the rotor 2, and the volume change sucks the refrigerant from the suction hole 12, compresses it, and discharges it. It has a structure of discharging from the hole 13.

【0005】しかしながら、従来の気体圧縮機にあって
は、上記の如くシリンダ1の内周形状として、R=si
θで表される楕円の形状を採用していたため、次の
ような問題点があった。
However, in the conventional gas compressor, the inner peripheral shape of the cylinder 1 is R = si as described above.
Since the elliptical shape represented by n n θ is adopted, there are the following problems.

【0006】圧縮室11において冷媒の圧縮が開始され
た直後、すなわちロータ2の回転に伴うベーン9の移動
により圧縮室11の体積が最大から最小に向って減少し
始めた段階では、圧縮室11の体積減少率は小さいが、
その後、さらにベーン9が移動して圧縮室11の体積が
より一層小さくなり、圧縮室11内の冷媒圧力が吐出圧
に達した段階では、圧縮室11の体積減少率が大となる
ことから、圧縮室11内における単位時間あたりの冷媒
の圧力上昇率(圧力上昇速度)が大きく、圧縮室11内
の冷媒圧力が吐出圧を上回る、いわゆる過圧縮を引き起
こすという問題点があった。
Immediately after the compression of the refrigerant in the compression chamber 11 is started, that is, when the volume of the compression chamber 11 starts to decrease from the maximum to the minimum due to the movement of the vane 9 accompanying the rotation of the rotor 2, the compression chamber 11 is compressed. Volume reduction rate is small,
Thereafter, when the vane 9 further moves and the volume of the compression chamber 11 becomes further smaller, and the refrigerant pressure in the compression chamber 11 reaches the discharge pressure, the volume reduction rate of the compression chamber 11 becomes large, There is a problem that the pressure increase rate (pressure increase rate) of the refrigerant in the compression chamber 11 per unit time is large and the refrigerant pressure in the compression chamber 11 exceeds the discharge pressure, causing so-called overcompression.

【0007】これは、圧縮室11内の冷媒が吐出圧に達
すると、その冷媒圧力で吐出孔13のリードバルブ(図
示省略)が開き、圧縮室11内の冷媒が吐出孔13を介
して吐出室19側へ吐き出されるようになるが、このよ
うな冷媒の吐出過程直前において、圧縮室11内におけ
る単位時間あたりの冷媒の圧力上昇率が大きいと、リー
ドバルブの開きの遅れなどから、圧縮室11から吐出室
19側への冷媒の吐出が間に合わず、圧縮室11内に取
り残された冷媒がさらに圧縮されるという事態が生じる
ためである。回転速度が高い場合や、吐出圧力が高い場
合の、吐出圧に到達した時点での圧力上昇速度が高い
程、過圧縮は大きくなる。
This is because when the refrigerant in the compression chamber 11 reaches the discharge pressure, the refrigerant pressure causes the reed valve (not shown) of the discharge hole 13 to open, and the refrigerant in the compression chamber 11 is discharged through the discharge hole 13. When the pressure rise rate of the refrigerant per unit time in the compression chamber 11 is large immediately before such a refrigerant discharge process, the compression chamber may be delayed due to a delay in opening the reed valve. This is because the refrigerant from 11 to the discharge chamber 19 cannot be discharged in time, and the refrigerant left in the compression chamber 11 is further compressed. When the rotation speed is high or the discharge pressure is high, the higher the pressure increase rate at the time when the discharge pressure is reached, the greater the overcompression.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、その目的とするところ
は、過圧縮を防止するのに好適な気体圧縮機を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a gas compressor suitable for preventing overcompression. .

【0009】[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、本発明は、回転可能に設置されたロータと、上記ロ
ータを収容するシリンダと、上記ロータ外周面から上記
シリンダ内周面に向って出没自在に設けられるととも
に、上記ロータ外周面と上記シリンダ内周面との間に形
成される圧縮室形成空間部を複数の圧縮室に仕切り形成
するベーンとを具備し、上記ロータの回転角度をθ、上
記ロータの回転中心から上記シリンダの内周面までの距
離をRとし、θとRにより上記シリンダの内周形状を表
した線図をRθ線図とした場合に、このRθ線図は、0
°<θ<180°の範囲で、Rが最小値から最大値を経
て再び最小値へ変化し、かつ、その最大値から最小値へ
Rが減少する範囲で、変曲点を3箇所以上有することを
特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a rotor rotatably installed, a cylinder accommodating the rotor, and an outer peripheral surface of the rotor toward an inner peripheral surface of the cylinder. And a vane for partitioning the compression chamber forming space formed between the rotor outer peripheral surface and the cylinder inner peripheral surface into a plurality of compression chambers. Is θ, the distance from the rotation center of the rotor to the inner peripheral surface of the cylinder is R, and when the diagram representing the inner peripheral shape of the cylinder by θ and R is the Rθ diagram, this Rθ diagram Is 0
Within the range of ° <θ <180 °, R changes from the minimum value to the maximum value and again to the minimum value, and within the range in which R decreases from the maximum value to the minimum value, it has three or more inflection points. It is characterized by that.

【0010】本発明では、上記のようなRθ線図の採用
により、圧縮室内の冷媒圧力が吐出圧相当に達した時点
で、圧縮室の体積減少率が小さくなり、冷媒圧力が吐出
圧相当に達したときの圧縮室内における冷媒の圧力上昇
が従来に比し穏やかになる。
In the present invention, by adopting the above Rθ diagram, when the refrigerant pressure in the compression chamber reaches the discharge pressure, the volume reduction rate of the compression chamber becomes small, and the refrigerant pressure becomes the discharge pressure. When it reaches, the pressure rise of the refrigerant in the compression chamber becomes milder than before.

【0011】本発明において、θ=90°となる前、た
とえば、θ=70°〜90°のときに、Rが最大値とな
るように設けることもできる。
In the present invention, R can be provided so as to have a maximum value before θ = 90 °, for example, when θ = 70 ° to 90 °.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る気体圧縮機の
実施形態について図1ないし図6を基に詳細に説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a gas compressor according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

【0013】図1は本発明の一実施形態を示す気体圧縮
機の断面図、図2は図1のA−A線におけるシリンダの
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a gas compressor showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a cylinder taken along the line AA of FIG.

【0014】本実施形態の気体圧縮機にあっては、図1
に示したように、シリンダ1の内側に、回転可能に設置
された真円のロータ2を収容する構造を採用している。
The gas compressor of this embodiment has the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 2, a structure is adopted in which the perfectly circular rotor 2 rotatably installed is housed inside the cylinder 1.

【0015】ロータ2は、その軸心に一体に設けたロー
タ軸3とこれを支持する一対の軸受け4、5を介して、
シリンダ1の中心に回転可能に設置されている。
The rotor 2 is provided with a rotor shaft 3 provided integrally with the shaft center thereof and a pair of bearings 4 and 5 for supporting the rotor shaft 3.
It is rotatably installed at the center of the cylinder 1.

【0016】シリンダ1のフロント側端面とリア側端面
にはサイドブロック6、7がそれぞれ取り付けられてお
り、このフロントおよびリア側の両サイドブロック6、
7の中央付近に、上記ロータ軸3を支持する軸受け4、
5が形成されている。
Side blocks 6 and 7 are attached to the front end surface and the rear end surface of the cylinder 1, respectively, and both the front and rear side blocks 6,
Bearings 4 for supporting the rotor shaft 3 near the center of 7,
5 is formed.

【0017】図2に示したように、ロータ2にはその径
方向にベーン溝8が5つ切込み形成され、これらのベー
ン溝8、8…にはそれぞれベーン9が1つずつ摺動可能
に装着されており、各ベーン9、9…は、いずれもロー
タ2外周面からシリンダ1内周面に向って出没自在に設
けられている。
As shown in FIG. 2, five vane grooves 8 are formed in the rotor 2 in the radial direction, and one vane 9 is slidable in each of these vane grooves 8, 8 ... Each of the vanes 9, 9 ... Is mounted so as to be retractable from the outer peripheral surface of the rotor 2 toward the inner peripheral surface of the cylinder 1.

【0018】シリンダ1内周面とロータ2外周面との間
には圧縮室形成空間部10、10が形成されており、こ
の圧縮室形成空間部10、10は上記ベーン9により複
数の圧縮室11、11…に仕切り形成される。
Compression chamber forming space portions 10 and 10 are formed between the inner peripheral surface of the cylinder 1 and the outer peripheral surface of the rotor 2. The compression chamber forming space portions 10 and 10 are formed by the vanes 9 into a plurality of compression chambers. Partitions are formed into 11, 11, ....

【0019】上記のように仕切り形成された圧縮室1
1、11…は、ロータ2の回転に伴うベーン9の移動に
より体積の大小変化が生じるとともに、この体積変化に
より吸入孔12から低圧の冷媒を吸気し、これを圧縮し
高圧の冷媒として吐出孔13から吐出するように構成さ
れている。
The compression chamber 1 formed as a partition as described above
The volumes of the vanes 1, 11 ... Change with the movement of the vanes 9 as the rotor 2 rotates, and the low-pressure refrigerant is sucked from the suction holes 12 due to the volume change, and is compressed as high-pressure refrigerant to the discharge holes. It is configured to discharge from 13.

【0020】なお、上記吸入孔12はシリンダ1のフロ
ント側端面と対向するサイドブロック6に穿孔形成さ
れ、また、上記吐出孔13はシリンダ1の胴体腹部に穿
孔形成されている。
The suction hole 12 is formed in the side block 6 facing the front end surface of the cylinder 1, and the discharge hole 13 is formed in the body abdomen of the cylinder 1.

【0021】ところで、本実施形態の気体圧縮機にあっ
ても、上述の通りシリンダ1の内側にロータ2を収容す
る構造を採用しているが、このシリンダ1の内周形状が
従来と異なる。
By the way, the gas compressor of this embodiment also employs the structure in which the rotor 2 is housed inside the cylinder 1 as described above, but the inner peripheral shape of the cylinder 1 is different from the conventional one.

【0022】すなわち、本実施形態の場合、シリンダ1
の内周形状は、従来のR=sinθだけで表される単
純な楕円(以下「従来楕円」という)の形状とは異な
り、楕円の一部が平面となっている。
That is, in the case of this embodiment, the cylinder 1
The inner peripheral shape of is different from the conventional shape of a simple ellipse represented only by R = sin n θ (hereinafter referred to as “conventional ellipse”), and a part of the ellipse is a plane.

【0023】本実施形態におけるシリンダ1の内周形状
は上記のように変形した楕円の形状となっているが、こ
のようなシリンダ1内周の変形楕円形状をRとθによっ
て表すと、図3のRθ線図のようになる。この場合、
圧縮室11の体積は図4の線図のように増減し、その
圧縮室11内の冷媒圧力は図5の線図のように変化す
るとともに、ロータ2にかかるトルク(負荷)は図6の
線図のように変動する。
The inner peripheral shape of the cylinder 1 in this embodiment is an elliptical shape deformed as described above. When the deformed elliptical shape of the inner peripheral surface of the cylinder 1 is represented by R and θ, FIG. It becomes like the Rθ diagram. in this case,
The volume of the compression chamber 11 increases and decreases as shown in the diagram of FIG. 4, the refrigerant pressure in the compression chamber 11 changes as shown in the diagram of FIG. 5, and the torque (load) applied to the rotor 2 is shown in FIG. It changes like the diagram.

【0024】一方、図8に示した従来のシリンダ1の内
周形状、すなわち、従来楕円の形状をRとθによって表
すと、図3のRθ線図のようになる。この場合、圧縮
室11の体積は図4の線図のように増減し、その圧縮
室11内の冷媒圧力は図5の線図のように変化すると
ともに、ロータ2にかかるトルク(負荷)は図6の線図
のように変動する。
On the other hand, the inner peripheral shape of the conventional cylinder 1 shown in FIG. 8, that is, the conventional elliptical shape is represented by R and θ as shown in the Rθ diagram of FIG. In this case, the volume of the compression chamber 11 increases and decreases as shown in the diagram of FIG. 4, the refrigerant pressure in the compression chamber 11 changes as shown in the diagram of FIG. 5, and the torque (load) applied to the rotor 2 is It changes like the diagram of FIG.

【0025】ここで、図3のRθ線図を基に、Rとθ
で本実施形態におけるシリンダ1の内周形状をさらに詳
細に説明する。
Based on the Rθ diagram of FIG. 3, R and θ
The inner peripheral shape of the cylinder 1 in this embodiment will be described in more detail.

【0026】本実施形態のシリンダ1にあっては、基本
的には0°<θ<180°の範囲において、Rが最小値
Rminから最大値Rmaxを経て再び最小値Rmin
へ変化する。
In the cylinder 1 of this embodiment, basically, in the range of 0 ° <θ <180 °, R goes from the minimum value Rmin to the maximum value Rmax and then again to the minimum value Rmin.
Change to.

【0027】Rの最小値Rminと最大値Rmaxをθ
で示すと、本実施形態のシリンダ1の場合、Rはθ=0
°とθ=180°のときに最小値Rminとなり、ま
た、Rはθ=90°となる前、具体的にはθ=約80°
のときに最大値Rmaxとなる。なお、従来のシリンダ
1の場合、Rはθ=90°で最大となる(図3のRθ線
図参照)から、Rの立上りを比較すると、本実施形態
のシリンダ1の方がRの立上りが早い。
The minimum value Rmin and the maximum value Rmax of R are θ
In the cylinder 1 of the present embodiment, R is θ = 0.
When θ and θ = 180 °, the minimum value becomes Rmin, and before R becomes θ = 90 °, specifically, θ = about 80 °
The maximum value Rmax is reached at. In the case of the conventional cylinder 1, R reaches a maximum at θ = 90 ° (see the Rθ diagram in FIG. 3). Therefore, comparing the rising edges of R, the rising edge of R is higher in the cylinder 1 of the present embodiment. early.

【0028】上記のようにRが早く立ち上がる構成を採
用したのは、圧縮室11での冷媒の圧縮工程を長くし
て、圧縮室11の体積減少率が小さくなる部分をできる
だけ長く取りたいために、圧縮室11への冷媒の吸入工
程を早めに終了させるためである。
As described above, the structure in which R rises quickly is adopted in order to lengthen the compression process of the refrigerant in the compression chamber 11 so that the portion where the volume reduction rate of the compression chamber 11 becomes small can be made as long as possible. This is to finish the refrigerant suction process into the compression chamber 11 early.

【0029】また、本実施形態のシリンダ1の場合、θ
=約80°からθ=110°〜120°において、圧縮
室11aの体積がその最大時の20%前後となるよう
に、Rはその振幅が40%程度まで減少する。ここで、
Rの振幅とは、R−Rminである。
Further, in the case of the cylinder 1 of this embodiment, θ
From about 80 ° to θ = 110 ° to 120 °, the amplitude of R decreases to about 40% so that the volume of the compression chamber 11a is about 20% of its maximum. here,
The amplitude of R is R-Rmin.

【0030】さらに、本実施形態のシリンダ1は、図3
のRθ線図に示したように、Rが最大値Rmaxから
最小値Rminへ減少する範囲(約80°<θ<180
°)のうち、特にθ=125°〜135°にかけて、R
は一定もしくは僅かに増加する。
Further, the cylinder 1 of this embodiment is shown in FIG.
As shown in the Rθ diagram of R, the range in which R decreases from the maximum value Rmax to the minimum value Rmin (about 80 ° <θ <180
°), especially when θ = 125 ° to 135 °, R
Is constant or increases slightly.

【0031】すなわち、本実施形態のRθ線図をみる
と、Rが最大値Rmaxから最小値Rminへ減少する
範囲(約80°<θ<180°)において、3つの変曲
点P1、P2、P3があり、第1の変曲点P1はθ=1
00°、第2の変曲点P2はθ=129°、第3の変曲
点P3はθ=153°である。そして、その第2の変曲
点P2(θ=129°)の前後において、Rは一定もし
くは僅かに増加する。
That is, looking at the Rθ diagram of the present embodiment, in the range in which R decreases from the maximum value Rmax to the minimum value Rmin (about 80 ° <θ <180 °), three inflection points P1, P2, There is P3, and the first inflection point P1 is θ = 1
00 °, the second inflection point P2 is θ = 129 °, and the third inflection point P3 is θ = 153 °. Then, R is constant or slightly increases before and after the second inflection point P2 (θ = 129 °).

【0032】上記のように第2の変曲点(θ=129
°)前後でRが一定もしくは僅かに増加する構成を採用
したのは、圧縮室11内の冷媒の圧力が通常の吐出圧に
達する領域(図5の線図のθ=120°を少し超えた
時点)において、図4の線図に示したように、圧縮室
11の体積減少率が小さくなるように構成するためであ
る。
As described above, the second inflection point (θ = 129
The configuration in which R is constant or slightly increases before and after the rotation is adopted in the region where the pressure of the refrigerant in the compression chamber 11 reaches the normal discharge pressure (a little over θ = 120 ° in the diagram of FIG. 5). This is because at the time point), as shown in the diagram of FIG. 4, the volume reduction rate of the compression chamber 11 is reduced.

【0033】本実施形態では、図3のRθ線図のよう
に、3つの変曲点P1、P2、P3ができるようにRを
変化させるものとしたため、上述のように楕円の一部が
平面である変形楕円形状のシリンダ1内周形状となっ
た。
In this embodiment, R is changed so that three inflection points P1, P2, and P3 are formed as shown in the Rθ diagram of FIG. 3, so that a part of the ellipse is flat as described above. The deformed elliptic cylinder 1 has an inner peripheral shape.

【0034】次に、上記の如く構成された気体圧縮機の
動作について図2等に基づいて説明する。なお、ロータ
2とベーン9は一体に回転するので、ベーン9の回転角
度もθで表すものとする。
Next, the operation of the gas compressor configured as described above will be described with reference to FIG. Since the rotor 2 and the vane 9 rotate integrally, the rotation angle of the vane 9 is also represented by θ.

【0035】本実施形態の気体圧縮機にあっては、その
運転が開始され、図1に示すロータ2が図中矢印イの方
向に回転すると、このロータ2と一体に5つのベーン
9、9…がロータ回転中心軸回りに旋回移動する。この
とき、各ベーン9、9…には回転による遠心力と、ベー
ン溝8からベーン9底部へ供給される潤滑油のベーン背
圧とが作用し、これら2つの力により当該各ベーン9、
9…はシリンダ1内周面に向って付勢される。
In the gas compressor of this embodiment, when the operation is started and the rotor 2 shown in FIG. 1 rotates in the direction of arrow a in the figure, the five vanes 9 and 9 are integrated with the rotor 2. ... turns around the rotor rotation center axis. At this time, centrifugal force due to rotation and vane back pressure of the lubricating oil supplied from the vane groove 8 to the bottom of the vane 9 act on each of the vanes 9, 9, ...
9 are urged toward the inner peripheral surface of the cylinder 1.

【0036】上記のように移動する各ベーン9、9…は
その先端部側が圧縮室形成空間部10を順次通過する
が、このとき、先行するベーン9aとその後方のベーン
9bとにより圧縮室形成空間部10が仕切られて圧縮室
11aが形成される。
The vanes 9, 9 ... Which move as described above sequentially pass through the compression chamber forming space 10 at the tip end side. At this time, the vanes 9a preceding the vanes 9b and the vanes 9b behind the vanes 9b form the compression chambers. The space 10 is partitioned to form a compression chamber 11a.

【0037】そして、上記のように圧縮室11aを仕切
り形成している後方のベーン9bがθ=40°付近(正
確には39°)に達するまで移動する間に、この圧縮室
11aは体積を大きく増加させながら吸入孔12側に連
通するとともに、このような圧縮室11aの体積増加効
果により、吸入室18から吸入孔12を介して圧縮室1
1a内に低圧の冷媒が吸気される。
While the rear vane 9b partitioning the compression chamber 11a as described above moves until it reaches around θ = 40 ° (correctly 39 °), the compression chamber 11a has a volume. The compression chamber 1 communicates with the suction hole 12 side while being greatly increased, and due to such an effect of increasing the volume of the compression chamber 11a, the compression chamber 1 is compressed from the suction chamber 18 through the suction hole 12.
Low-pressure refrigerant is sucked into the inside of 1a.

【0038】さらにロータ2が回転して、圧縮室11a
を仕切り形成している後方のベーン9bがθ=40°を
越えると、この圧縮室11aは吸入孔12から完全に切
り離されるとともに、この圧縮室11a内に冷媒が閉じ
込められた状態となる。
Further, the rotor 2 rotates, and the compression chamber 11a
When the rear vane 9b forming the partition exceeds θ = 40 °, the compression chamber 11a is completely separated from the suction hole 12 and the refrigerant is confined in the compression chamber 11a.

【0039】従来の気体圧縮機では、圧縮室11aを仕
切り形成している後方のベーン9bがθ=52°まで移
動する直前で、吸入工程が終了したが、本実施形態の気
体圧縮機では、それより早い段階、すなわち当該後方の
ベーン9bがθ=40°まで移動する直前で、吸入工程
が終了するとともに、圧縮室11a内に冷媒が閉じ込め
られた状態となる。
In the conventional gas compressor, the suction process is completed immediately before the rear vane 9b partitioning the compression chamber 11a moves to θ = 52 °, but in the gas compressor of this embodiment, At an earlier stage, that is, immediately before the rear vane 9b moves to θ = 40 °, the suction process ends and the refrigerant is trapped in the compression chamber 11a.

【0040】さらにロータ2が回転して、圧縮室11a
を仕切り形成している後方のベーン9bがθ=40°を
超えると、図4の線図で示したように、この圧縮室1
1aの体積は減少し始める。そして、このような圧縮室
11aの体積減少効果により、その圧縮室11a内に閉
じ込められている冷媒が圧縮される。
Further, the rotor 2 rotates, and the compression chamber 11a
When the rear vane 9b forming the partition exceeds θ = 40 °, as shown in the diagram of FIG.
The volume of 1a begins to decrease. Then, due to such a volume reduction effect of the compression chamber 11a, the refrigerant confined in the compression chamber 11a is compressed.

【0041】上記の如く圧縮室11aに冷媒が閉じ込め
られた状態となる時点を後方のベーン9bの回転角度θ
で示したものが冷媒閉じ込み角度である。この冷媒閉じ
込み角度は、従来の気体圧縮機では52°前後である
が、本実施形態の気体圧縮機においてはθ=40°〜4
5°となり、圧縮開始後の圧縮室11aの体積減少が従
来に比し早く生じる(図4の線図と線図を比較参
照)ため、直ちに圧縮室11a内の冷媒圧力が上昇す
る。そして、圧縮室11a内の冷媒が吐出圧を超える
と、その冷媒圧力で吐出孔13のリードバルブ(図示省
略)が開き、圧縮室11a内の冷媒が吐出孔13を介し
て吐出室19側へ吐き出される。
At the time when the refrigerant is confined in the compression chamber 11a as described above, the rotation angle θ of the rear vane 9b is set.
What is indicated by is the refrigerant confinement angle. This refrigerant confinement angle is about 52 ° in the conventional gas compressor, but θ = 40 ° to 4 ° in the gas compressor of the present embodiment.
At 5 °, the volume of the compression chamber 11a after the start of compression is reduced more quickly than in the conventional case (see the comparison between the diagram and the diagram in FIG. 4), and the refrigerant pressure in the compression chamber 11a immediately increases. Then, when the refrigerant in the compression chamber 11a exceeds the discharge pressure, the reed valve (not shown) of the discharge hole 13 is opened by the refrigerant pressure, and the refrigerant in the compression chamber 11a is discharged to the discharge chamber 19 side through the discharge hole 13. Be exhaled.

【0042】ところで、図5の線図で示したように、
本実施形態の気体圧縮機の場合、圧縮室11a内への冷
媒の吸入圧を0.2MPaGとすると、θ=120°を
少し超えた時点において、圧縮室11a内の冷媒圧力は
吐出圧の1.6MPaGに達するが、圧縮室11a内の
冷媒圧力が吐出圧に達した時点では圧縮室11aの体積
減少率が小さくなるから(図4の線図参照)、吐出圧
に達した後の圧縮室11a内における冷媒の圧力上昇は
穏やかなものとなる。
By the way, as shown in the diagram of FIG.
In the case of the gas compressor of the present embodiment, assuming that the suction pressure of the refrigerant into the compression chamber 11a is 0.2 MPaG, the refrigerant pressure in the compression chamber 11a is equal to the discharge pressure 1 at a point slightly exceeding θ = 120 °. However, when the refrigerant pressure in the compression chamber 11a reaches the discharge pressure, the volume reduction rate of the compression chamber 11a becomes small (see the diagram in FIG. 4). The pressure increase of the refrigerant in 11a becomes moderate.

【0043】このため、本実施形態の気体圧縮機にあっ
ては、リードバルブに若干の開き遅れがあっても、圧縮
室11a内の冷媒圧力が吐出圧を超え、圧力が高く上昇
する前に、圧縮室11a内の冷媒が吐出孔13から吐出
室19側へスムーズに吐き出されるようになるので、過
圧縮は小さくなる。
Therefore, in the gas compressor of the present embodiment, even if the reed valve has a slight opening delay, the refrigerant pressure in the compression chamber 11a exceeds the discharge pressure and before the pressure rises high. Since the refrigerant in the compression chamber 11a is smoothly discharged from the discharge hole 13 to the discharge chamber 19 side, overcompression is reduced.

【0044】このように過圧縮が小さくなると、不必要
な仕事量が減り、吐出される冷媒の温度も低くなるた
め、気体圧縮機の運転に要する動力の低減と、冷凍シス
テム全体の効率の向上を図れる。
When the over-compression becomes small as described above, unnecessary work is reduced and the temperature of the discharged refrigerant is lowered, so that the power required for operating the gas compressor is reduced and the efficiency of the entire refrigeration system is improved. Can be achieved.

【0045】なお、上記実施形態においては、図3のR
θ線図によって表されるシリンダ1の内周形状を採用
したが、これに代えて、図3のRθ線図によって表さ
れるシリンダ1の内周形状を採用することもでき、この
場合、シリンダ1の内周形状は図7に示すような形状と
なり、また、圧縮室11の体積は図4の線図のように
増減し、その圧縮室11内の冷媒圧力は図5の線図の
ように変化するとともに、ロータ2にかかるトルク(負
荷)は図6の線図のように変動するものとなる。
In the above embodiment, R in FIG.
Although the inner peripheral shape of the cylinder 1 represented by the θ diagram is adopted, instead of this, the inner peripheral shape of the cylinder 1 represented by the Rθ diagram of FIG. 3 can be adopted. The inner peripheral shape of No. 1 is as shown in FIG. 7, the volume of the compression chamber 11 increases and decreases as shown in the diagram of FIG. 4, and the refrigerant pressure in the compression chamber 11 is as shown in the diagram of FIG. And the torque (load) applied to the rotor 2 fluctuates as shown in the diagram of FIG.

【0046】この図3のRθ線図にあっても、同図の
Rθ線図と同じく、Rが最大値Rmaxから最小値R
minへ減少する過程(約80°<θ<180°)にお
いて、3つの変曲点P4、P5、P6を有している。こ
れらの変曲点の位置をθで示すと、第1の変曲点P4は
θ=102°、第2の変曲点P5はθ=122°、第3
の変曲点P6はθ=154°である。
Even in the Rθ diagram of FIG. 3, R is the maximum value Rmax to the minimum value R, as in the Rθ diagram of FIG.
In the process of decreasing to min (about 80 ° <θ <180 °), there are three inflection points P4, P5, and P6. When the positions of these inflection points are indicated by θ, the first inflection point P4 is θ = 102 °, the second inflection point P5 is θ = 122 °, and the third inflection point P5 is
The inflection point P6 is θ = 154 °.

【0047】なお、上記実施形態では、θ=80°のと
きにRが最大値となる例について説明したが、Rはθ=
70°〜90°のいずれかの時点で最大値となるように
することができる。
In the above embodiment, an example in which R has the maximum value when θ = 80 ° has been described, but R is θ =
The maximum value can be set at any time between 70 ° and 90 °.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明に係る気体圧縮機にあっては、ロ
ータの回転中心からシリンダの内周面までの距離Rをロ
ータの回転角度θとの関係で表した線図として、0°<
θ<180°の範囲で、Rが最小値から最大値を経て再
び最小値へ変化し、かつ、その最大値から最小値へRが
減少する範囲で、変曲点を3箇所以上有するRθ線図を
採用したため、圧縮室内の冷媒圧力が吐出圧相当に達し
た時点で、圧縮室の体積減少率も小さくなり、冷媒圧力
が吐出圧相当に達したときの圧縮室内における冷媒の圧
力上昇が従来に比し穏やかになることから、標準的な圧
力条件で過圧縮を小さくすることができる。このように
過圧縮が小さくなると、不必要な仕事量が減り、吐出さ
れる冷媒の温度も低くなるため、この種気体圧縮機の運
転に要する動力の低減と、冷凍システム全体の効率の向
上を図れる。
In the gas compressor according to the present invention, the distance R from the center of rotation of the rotor to the inner peripheral surface of the cylinder is represented by the relationship with the rotation angle θ of the rotor, and 0 ° <
In the range of θ <180 °, R changes from the minimum value to the maximum value and again to the minimum value, and in the range where R decreases from the maximum value to the minimum value, the Rθ line having three or more inflection points Since the figure is adopted, when the refrigerant pressure in the compression chamber reaches the discharge pressure, the volume reduction rate of the compression chamber also decreases, and the pressure rise of the refrigerant in the compression chamber when the refrigerant pressure reaches the discharge pressure is the same as before. Since it is milder than the above, overcompression can be reduced under standard pressure conditions. When the over-compression becomes small in this way, unnecessary work is reduced and the temperature of the discharged refrigerant is lowered, so that the power required for operating this kind of gas compressor is reduced and the efficiency of the entire refrigeration system is improved. Can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態を示す気体圧縮機の断面
図。
FIG. 1 is a sectional view of a gas compressor showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A線でのシリンダの断面図。FIG. 2 is a sectional view of the cylinder taken along the line AA in FIG.

【図3】シリンダの内周形状をθとRで表したときのR
θ線図の説明図。
FIG. 3 shows R when the inner peripheral shape of the cylinder is represented by θ and R.
Explanatory drawing of a θ diagram.

【図4】θとの関係において圧縮室の体積が増減する状
態を示した説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which the volume of the compression chamber increases or decreases in relation to θ.

【図5】θとの関係において圧縮室内の冷媒の圧力が変
化する状態を示した説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the pressure of the refrigerant in the compression chamber changes in relation to θ.

【図6】θとの関係においてロータにかかるトルクが変
化する状態を示した説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which the torque applied to the rotor changes in relation to θ.

【図7】本発明の他の実施形態におけるシリンダの断面
図。
FIG. 7 is a sectional view of a cylinder according to another embodiment of the present invention.

【図8】従来の気体圧縮機の断面図。FIG. 8 is a sectional view of a conventional gas compressor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダ 2 ロータ 3 ロータ軸 4、5 軸受け 6、7 サイドブロック 8 ベーン溝 9 ベーン 10 圧縮室形成空間部 11 圧縮室 12 吸入孔 13 吐出孔 16 リードバルブ 17 吐出チャンバ室 18 吸入室 19 吐出室 1 cylinder 2 rotor 3 rotor shaft 4,5 bearing 6, 7 Side block 8 vane grooves 9 vanes 10 Compression chamber forming space 11 compression chamber 12 suction hole 13 Discharge hole 16 reed valve 17 Discharge chamber room 18 Inhalation chamber 19 Discharge chamber

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転可能に設置されたロータと、 上記ロータを収容するシリンダと、 上記ロータ外周面から上記シリンダ内周面に向って出没
自在に設けられるとともに、上記ロータ外周面と上記シ
リンダ内周面との間に形成される圧縮室形成空間部を複
数の圧縮室に仕切り形成するベーンとを具備し、 上記ロータの回転角度をθ、上記ロータの回転中心から
上記シリンダの内周面までの距離をRとし、θとRによ
り上記シリンダの内周形状を表した線図をRθ線図とし
た場合に、このRθ線図は、0°<θ<180°の範囲
で、Rが最小値から最大値を経て再び最小値へ変化し、
かつ、その最大値から最小値へRが減少する範囲で、変
曲点を3箇所以上有することを特徴とする気体圧縮機。
1. A rotor rotatably installed, a cylinder for accommodating the rotor, a rotor outer surface and an inner peripheral surface of the cylinder that are retractable, and the outer peripheral surface of the rotor and the inside of the cylinder. A vane for partitioning and forming a compression chamber forming space portion formed between the compression chamber forming space and a peripheral surface into a plurality of compression chambers, wherein a rotation angle of the rotor is θ, a rotation center of the rotor to an inner peripheral surface of the cylinder. Let R be the distance of R, and if the diagram showing the inner peripheral shape of the cylinder by θ and R is the Rθ diagram, this Rθ diagram is in the range of 0 ° <θ <180 °. The value changes from the maximum value to the minimum value again,
A gas compressor having three or more inflection points in a range in which R decreases from the maximum value to the minimum value.
【請求項2】 θ=90°となる前にRが最大値となる
ことを特徴とする請求項1に記載の気体圧縮機。
2. The gas compressor according to claim 1, wherein R reaches a maximum value before θ = 90 °.
【請求項3】 θ=70°〜90°のときに、Rが最大
値となることを特徴とする請求項2に記載の気体圧縮
機。
3. The gas compressor according to claim 2, wherein R has a maximum value when θ = 70 ° to 90 °.
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