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JP2000257568A - Displacement type fluid machine - Google Patents

Displacement type fluid machine

Info

Publication number
JP2000257568A
JP2000257568A JP6284799A JP6284799A JP2000257568A JP 2000257568 A JP2000257568 A JP 2000257568A JP 6284799 A JP6284799 A JP 6284799A JP 6284799 A JP6284799 A JP 6284799A JP 2000257568 A JP2000257568 A JP 2000257568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacer
cylinder
wall
fluid machine
suction
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
JP6284799A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kono
雄 幸野
Hirokatsu Kosokabe
弘勝 香曽我部
Masahiro Takebayashi
昌寛 竹林
Kenichi Oshima
健一 大島
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6284799A priority Critical patent/JP2000257568A/en
Publication of JP2000257568A publication Critical patent/JP2000257568A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress flow speed raising of an intake stroke to reduce pressure loss of the intake stroke, and improve a performance and a reliability by forming a cylinder and a flat shape of a displacer so as to maximize a capacity of an operation space in a condition sealed on only inflection point of a curve. SOLUTION: An inner circumferential shape of a cylinder for composing a displacement type compressor is formed so as to appear a hollow part in a same shape every 120 deg., and a plurality of circular cone shaped vanes 4 protruded inward are formed on an end part of each hollow part. In a displacer 5 disposed in a cylinder 4, each center O, O' is formed sliding for a predetermined rate ε so as to engage the vane 4b with an inner circumferential wall 4a whose curvature is larger than that of the vane 4b. When a driving shaft 6 is rotated, the displacer 5 is revolved without self-rotating, a plurality of operating chambers 9 are sectioned around a center O of the displacer 5, operating gas is sucked from an intake port 7a, and compressed. And then, it is delivered from a delivery port 8a.

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、例えばポンプ、圧
縮機、膨張機等に係り、特に容積形流体機械に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pump, a compressor, an expander, and the like, and more particularly, to a positive displacement fluid machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】古くから容積形の流体機械として、円筒
状のシリンダ内をディスプレーサが往復運動を繰り返す
ことにより作動流体を移動させるレシプロ式流体機械、
円筒状のシリンダ内を円筒状のディスプレーサが偏心回
転運動することにより作動流体を移動させるロータリ式
(ローリングピストン型)流体機械、端板上に直立した
渦巻状のラップを有する一対の固定スクロール及び旋回
スクロールを噛み合わせ、旋回スクロールを旋回運動さ
せることにより作動流体を移動させるスクロール式流体
機械が知られている。
2. Description of the Related Art A reciprocating type fluid machine which moves a working fluid by repeating a reciprocating motion of a displacer in a cylindrical cylinder has been used as a positive displacement type fluid machine for a long time.
A rotary (rolling piston type) fluid machine for moving a working fluid by eccentric rotation of a cylindrical displacer in a cylindrical cylinder, a pair of fixed scrolls having a spiral wrap standing upright on an end plate and orbiting 2. Description of the Related Art A scroll-type fluid machine that moves a working fluid by engaging a scroll and orbiting a orbiting scroll is known.

【0003】レシプロ式流体機械は、その構造が単純で
あることから製作が容易でかつ安価であるという利点が
ある反面、吸入終了から吐出終了までの行程が回転軸の
回転角で180°と短く、吐出行程の流速が速くなるた
め圧力損失の増加による性能低下という問題、及び、デ
ィスプレーサを往復させる運動を必要とするため回転軸
系の不釣合慣性力を完全にバランスさせることができず
振動や騒音が大きいという問題がある。
[0003] Reciprocating fluid machines have the advantage of being easy and inexpensive to manufacture because of their simple structure, but the stroke from the end of suction to the end of discharge is as short as 180 ° in terms of the rotation angle of the rotating shaft. The problem is that the flow rate of the discharge stroke becomes faster, the performance is reduced due to the increase in pressure loss, and the reciprocating motion of the displacer makes it impossible to completely balance the unbalanced inertial force of the rotating shaft system, resulting in vibration and noise. There is a problem that is large.

【0004】また、ロータリ式流体機械は、吸入終了か
ら吐出終了までの行程は回転軸の回転角で360°であ
るため吐出行程の圧力損失が増加するという問題はレシ
プロ式流体機械に比べ少ないものの、軸1回転に1回吐
出するものであるためガス圧縮トルクの変動が比較的大
きくレシプロ式流体機械同様振動と騒音の問題がある。
[0004] In the rotary type fluid machine, although the stroke from the end of suction to the end of discharge is 360 ° in the rotation angle of the rotating shaft, the problem that the pressure loss in the discharge stroke increases is smaller than that of the reciprocating type fluid machine. Since the gas is discharged once per rotation of the shaft, the fluctuation of the gas compression torque is relatively large, and there is a problem of vibration and noise as in the reciprocating fluid machine.

【0005】さらに、スクロール式流体機械は、吸入終
了から吐出終了までの行程が回転軸の回転角で360°
以上と長い(空調用として実用化されているものは通常
900°程度)ため吐出行程の圧力損失が小さく、か
つ、一般に複数の作動室が形成されるため1回転中のガ
ス圧縮トルクの変動も小さく振動及び騒音が小さいとい
う利点がある。しかし、ラップ噛み合い状態での渦巻状
のラップ間のクリアランスや、端板とラップ歯先間のク
リアランスの管理が必要で、そのために精度の高い加工
を施さねばならず加工費用が高価になるという問題があ
る。また、吸入終了から吐出終了までの行程が回転軸の
回転角で360°以上と長く、圧縮行程の期間が長けれ
ば長いほど内部漏れが増加するという問題があった。
Further, in the scroll type fluid machine, the stroke from the end of the suction to the end of the discharge requires a rotation angle of the rotary shaft of 360 °.
The pressure loss in the discharge stroke is small due to the long length as described above (usually about 900 ° for those practically used for air conditioning). In addition, since a plurality of working chambers are generally formed, the fluctuation of the gas compression torque during one rotation is also small. There is an advantage that vibration and noise are small. However, it is necessary to manage the clearance between the spiral wrap in the lap meshing state and the clearance between the end plate and the tip of the lap, so that high-precision processing must be performed and the processing cost is high. There is. Further, there is a problem that the stroke from the end of suction to the end of discharge is as long as 360 ° or more in terms of the rotation angle of the rotating shaft, and the longer the period of the compression stroke, the more internal leakage increases.

【0006】ところで、作動流体を移動させるデイスプ
レ−サが作動流体が吸入されたシリンダに対して相対的
に自転運動せずにほぼ一定の半径で公転運動、すなわち
旋回運動することにより作動流体を搬送する容積形流体
機械の一種が特開昭55−23353号公報(文献
1)、米国特許2112890号公報(文献2)、特開
平5−202869号公報(文献3)、特開平6−28
0758号公報(文献4)に提案されている。ここに提
案されている容積形流体機械は、複数の部材(ベーン)
が中心より放射状に延びている花びら形状を有するディ
スプレーサと、このディスプレーサとほぼ相似形の中空
部を有するシリンダとから構成され、このディスプレー
サがこのシリンダ内を旋回運動することによって、作動
流体を移動させるものである。
By the way, the displacer for moving the working fluid does not rotate relative to the cylinder into which the working fluid is sucked, but revolves around a substantially constant radius, that is, rotates to convey the working fluid. Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-23353 (Document 1), U.S. Pat. No. 2,112,890 (Document 2), Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-202869 (Document 3), and Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-28
No. 0758 (Document 4). The displacement type fluid machine proposed here has a plurality of members (vanes).
Is composed of a displacer having a petal shape extending radially from the center, and a cylinder having a hollow portion substantially similar to the displacer, and the displacer moves in the cylinder to move the working fluid. Things.

【0007】上記文献1乃至文献4に示された容積形流
体機械は、レシプロ式のように往復運動する部分を持た
ないため、回転軸系の不釣り合いをバランスさせること
ができる。このため振動が小さく、さらに、ディスプレ
ーサとシリンダ間の相対滑り速度が小さいので摩擦損失
を比較的少なくできるといった特長を備えている。
[0007] The positive displacement fluid machines disclosed in the above-mentioned documents 1 to 4 do not have a reciprocating portion unlike the reciprocating type, so that the imbalance of the rotating shaft system can be balanced. For this reason, vibration is small, and furthermore, since the relative sliding speed between the displacer and the cylinder is small, friction loss can be relatively reduced.

【0008】しかしながら、ディスプレーサを構成する
複数のベ−ンとシリンダとによって形成される個々の作
動室の吸入終了から吐出終了までの行程が、回転軸の回
転角θcで約180°(210゜)と短い(ロ−タリ式
の約半分でレシプロ式と同程度)ため、吐出行程におけ
る流体の流速が速くなり圧力損失が増加して性能が低下
する問題がある。また、これら文献に示された流体機械
では、個々の作動室の吸入終了から吐出終了までの回転
軸の回転角が小さく、作動流体の吐出が終了してから次
の(圧縮)行程が始まる(吸入終了)までの時間的なず
れ(タイムラグ)が存在していることとなり、吸入終了
から吐出終了までの作動室が回転軸周りに偏って形成さ
れるようになるため力学的なバランスが悪く、圧縮され
た作動流体からの反力としてディスプレーサに、ディス
プレーサ自身を回転させようとする自転モ−メントが過
大に作用し、ベ−ンの摩擦や摩耗といった信頼性上の問
題が起こりやすいという欠点がある。
However, the stroke from the end of suction to the end of discharge of each working chamber formed by the plurality of vanes and cylinders constituting the displacer takes about 180 ° (210 °) at the rotation angle θc of the rotating shaft. (About half of the rotary type and about the same as the reciprocating type), there is a problem that the flow velocity of the fluid in the discharge stroke increases, the pressure loss increases, and the performance decreases. Further, in the fluid machines disclosed in these documents, the rotation angle of the rotating shaft from the end of suction to the end of discharge of each working chamber is small, and the next (compression) stroke starts after the discharge of the working fluid ends ( There is a time lag (time lag) until the end of inhalation, and the working chamber from the end of inhalation to the end of discharge is formed to be biased around the rotation axis. As a reaction force from the compressed working fluid, the rotation moment of rotating the displacer itself acts excessively on the displacer, and the reliability problem such as vane friction and wear tends to occur. is there.

【0009】特願平9−16233号公報(文献5)に
提案されている容積形流体機械は、上記文献1乃至文献
4と同様、デイスプレ−サが旋回運動することにより作
動流体を搬送する容積形流体機械であるが、個々の作動
室の吸入終了から吐出終了までの行程を、回転軸の回転
角θcで約270°から360°としており、吐出行程
における圧力損失を低減できるといった特徴を備えてい
る。
A positive displacement type fluid machine proposed in Japanese Patent Application No. 9-16233 (Document 5) has a capacity to convey a working fluid by a swiveling motion of a displacer, as in Documents 1 to 4. Although it is a type fluid machine, the stroke from the end of suction to the end of discharge of each working chamber is set to about 270 ° to 360 ° at the rotation angle θc of the rotating shaft, and the pressure loss in the discharge stroke can be reduced. ing.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記文献5に示された
流体機械は、吸入終了までは作動室が2つに別れてお
り、圧縮開始と同時に1つとなって圧縮行程が進んでい
く構造となっている。この2つの作動室は、各々異なっ
た吸入ポートから流体を吸入しており、一方の作動室に
関しては、構造上、吸入通路を十分に確保できず、吸入
行程の流速が速くなり圧力損失の増加による性能低下と
いう問題がある。本発明の目的は、文献5の容積形流体
機械において、吸入行程の流速の上昇を抑制し、吸入行
程の圧力損失を低減した高性能かつ信頼性の高い容積形
流体機械を提供することにある。
The fluid machine disclosed in Document 5 has a structure in which the working chamber is divided into two until the suction is completed, and the working chamber becomes one at the same time as the start of the compression and the compression stroke proceeds. Has become. The two working chambers suck fluid from different suction ports, and one of the working chambers cannot have a sufficient suction passage due to its structure, so that the flow velocity in the suction stroke increases and the pressure loss increases. There is a problem that the performance is deteriorated. An object of the present invention is to provide a high-performance and highly reliable positive displacement fluid machine which suppresses an increase in flow velocity in a suction stroke and reduces pressure loss in a suction stroke in the positive displacement fluid machine of Document 5. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、端板間に
平面形状が連続した曲線で構成される内壁を有するシリ
ンダと、このシリンダの内壁に対向するように設けられ
た外壁を有し、旋回運動したとき前記内壁とこの外壁と
前記端板により複数の空間を形成するディスプレーサと
を備えた容積形流体機械において、前記複数の空間の中
で、前記曲線の変曲点上のみでシールされる状態がある
空間の最大容積を前記変曲点のみでシールされる状態と
合わせることにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a cylinder having an inner wall formed by a continuous curved surface between end plates, and an outer wall provided to face the inner wall of the cylinder. A displacement type fluid machine including a displacer that forms a plurality of spaces by the inner wall, the outer wall, and the end plate when swiveling, in the plurality of spaces, a seal is formed only at an inflection point of the curve. This is achieved by matching the maximum volume of the space with the state to be sealed with the state of being sealed only at the inflection point.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の特徴は以下
の実施形態によりさらに明確になる。以下、本発明の1
実施の形態を図を用いて説明する。まず、本発明の1実
施形態である容積形流体機械の構造を図1乃至図3を用
いて説明する。図1(a)は本発明の1実施形態である
容積形流体機械を圧縮機として用いた場合における密閉
形圧縮機の要部を示す縦断面図((b)のA-A断面
図)、図1(b)は(a)のB-B矢視で圧縮室を形成し
ている状態を示す平面図、図2は容積形圧縮要素の作動
原理図、図3は本発明の1実施形態である容積形流体機
械を圧縮機として用いた場合における密閉形圧縮機の縦
断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The features of the present invention described above will be further clarified by the following embodiments. Hereinafter, one of the present inventions
Embodiments will be described with reference to the drawings. First, the structure of a positive displacement fluid machine according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a vertical cross-sectional view (A-A cross-sectional view of FIG. 1B) showing a main part of a hermetic compressor when a positive displacement fluid machine according to an embodiment of the present invention is used as a compressor. 1 (b) is a plan view showing a state in which a compression chamber is formed as viewed from the direction of the arrow BB in FIG. 1 (a), FIG. 2 is an operation principle diagram of a positive displacement compression element, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. It is a longitudinal cross-sectional view of a hermetic compressor when a positive displacement type fluid machine is used as a compressor.

【0013】図1において、密閉容器3内には、容積形
圧縮要素1及びこれを駆動する電動要素2(図示なし)
が収納されている。容積形圧縮要素1の詳細を説明す
る。図1(b)には同一輪郭形状が3組組み合わされた
3条ラップが示されている。シリンダ4の内周形状は、
中空部が120°(中心O’)毎に同一の形状が表れる
ように形成されている。この個々の中空部の端部には、
内方に向かって突出する複数(この場合は3条ラップで
あるので3つ存在する)の略円弧形状のベ−ン4bを有
する。ディスプレーサ5は、このシリンダ4の内側に配
設されシリンダ4の内周壁4a(ベーン4bよりも曲率
が大きい部分)及びベ−ン4bと噛み合うように互いの
中心をεだけずらして構成されている。尚、シリンダ4
の中心O’とディスプレーサ5の中心Oを一致させると、
両者の輪郭形状の間には基本形状として一定幅の隙間が
形成される。
In FIG. 1, a positive displacement element 1 and a motor-driven element 2 for driving the same are provided in a closed container 3 (not shown).
Is stored. The details of the positive displacement compression element 1 will be described. FIG. 1B shows a three-row wrap in which three sets of the same contour shape are combined. The inner peripheral shape of the cylinder 4 is
The hollow portion is formed such that the same shape appears every 120 ° (center O ′). At the end of each individual hollow,
It has a plurality of inwardly projecting (in this case, three wraps, three of which are present) vanes 4b having a substantially arc shape. The displacer 5 is disposed inside the cylinder 4 and has a center shifted from each other by ε so as to mesh with the inner peripheral wall 4a (a portion having a larger curvature than the vane 4b) and the vane 4b of the cylinder 4. . In addition, cylinder 4
And the center O of the displacer 5
A gap having a constant width is formed as a basic shape between the two contour shapes.

【0014】次に、容積形圧縮要素1の作動原理を図1
及び図2により説明する。記号Oはディスプレーサ5の
中心、記号O’はシリンダ4(あるいは駆動軸6)の中
心である。記号a,b,c,d,e,fはシリンダ4の
内周壁4a及びベ−ン4bとディスプレーサ5の噛み合
いの接点(シール点)を表す。ここで、シリンダ4の内
周輪郭形状をみると、同じ曲線の組合せが3箇所連続し
て滑らかに接続されている。
Next, the operation principle of the positive displacement compression element 1 will be described with reference to FIG.
And FIG. The symbol O is the center of the displacer 5, and the symbol O 'is the center of the cylinder 4 (or the drive shaft 6). Symbols a, b, c, d, e, and f represent contact points (seal points) at which the inner peripheral wall 4a and the vane 4b of the cylinder 4 mesh with the displacer 5. Here, looking at the inner peripheral contour shape of the cylinder 4, three combinations of the same curves are connected smoothly in succession at three locations.

【0015】このうちの1箇所に着目すると、内周壁4
a、ベ−ン4bを形作る曲線を、厚みのある一つの渦曲
線(ベーン4bの先端を渦の巻始めと考える)とみるこ
とができ、その内壁曲線(g−a)は、曲線を構成する
各円弧角の合計である巻き角がほぼ360°(設計思想
は360°であるが製造誤差等のため丁度その値にはな
らないという意味である。以下、同様。)の渦曲線で、
外壁曲線(g−b)は巻き角がほぼ360°の渦曲線で
ある。このように、上記1箇所の内周輪郭形状は、内壁
曲線及び外壁曲線から形成されている。これら2つの曲
線円周上にほぼ等ピッチ(3条ラップであるので120
°)に配設し、隣合う渦巻体の外壁曲線と内壁曲線とは
円弧等の滑らかな接続曲線(b−b’)で結ぶことによ
って、シリンダ4の内周輪郭形状全体が構成されてい
る。ディスプレーサ5の外周輪郭形状も上記シリンダ4
と同じ原理で構成されている。
Focusing on one of these, the inner peripheral wall 4
a, the curve forming the vane 4b can be regarded as one thick vortex curve (the tip of the vane 4b is considered to be the start of the vortex), and the inner wall curve (ga) forms the curve. The winding angle, which is the sum of the respective arc angles, is approximately 360 ° (meaning that the design concept is 360 °, but the value is not exactly equal to the value due to a manufacturing error or the like. The same applies to the following).
The outer wall curve (gb) is a vortex curve having a winding angle of about 360 °. As described above, the one inner peripheral contour shape is formed from the inner wall curve and the outer wall curve. Approximately equal pitch on these two curved circles (120
°), and the outer wall curve and the inner wall curve of the adjacent spiral body are connected by a smooth connection curve (bb ′) such as an arc to form the entire inner peripheral contour shape of the cylinder 4. . The outer peripheral shape of the displacer 5 is the same as that of the cylinder 4.
It is configured on the same principle.

【0016】なお、3つの曲線からなる渦巻体を円周上
にほぼ等ピッチ(120°)に配設するとしたが、これ
は圧縮動作に伴う荷重を均等に分散させる目的と製造の
し易さを配慮したためで、特に、これらのことが問題に
ならない場合は、不等ピッチでもよい。
The spiral body composed of three curves is arranged at substantially equal pitches (120 °) on the circumference. This is for the purpose of uniformly distributing the load associated with the compressing operation and the ease of manufacture. In particular, when these do not matter, the pitch may be irregular.

【0017】さて、このように構成されたシリンダ4と
ディスプレーサ5による圧縮動作を図2を用いて説明す
る。7aは吸入ポート、8aは吐出ポートであり、夫々
3か所対応する端板に設けられている。駆動軸6を回転
させることにより、ディスプレーサ5が固定側であるシ
リンダ4の中心O’の周りを自転することなしに旋回半
径ε(=OO’)で公転運動し、ディスプレーサ5の中心
O周りに複数の作動室9(シリンダ内周輪郭(内壁)と
ディスプレーサ外周輪郭(側壁)とにより囲まれて密閉
された複数の空間のうち、吸入が終了し圧縮(吐出)行
程となっている空間をいう。
The compression operation of the cylinder 4 and the displacer 5 configured as described above will be described with reference to FIG. Reference numeral 7a denotes a suction port, and 8a denotes a discharge port, which are respectively provided on end plates corresponding to three places. By rotating the drive shaft 6, the displacer 5 revolves around the turning radius ε (= OO ′) without rotating around the center O ′ of the cylinder 4 on the fixed side, and the center of the displacer 5 is rotated.
Around the O, a plurality of working chambers 9 (in a plurality of hermetically sealed spaces surrounded by a cylinder inner peripheral contour (inner wall) and a displacer outer contour (side wall)), suction is completed and a compression (discharge) process is performed. Refers to space.

【0018】すなわち吸入終了から吐出終了までの期間
となっている空間。前述の巻角が360゜の場合に限る
と、圧縮終了時点ではこの空間は無くなるが、その瞬間
に吸入も終了するのでこの空間を1つと勘定する。但
し、ポンプとして用いる場合は、吐出ポート8aを介し
て外部と連通している空間をいう)が形成される(本実
施の形態では常時3個の作動室)。接点aと接点bで囲
まれハッチングが施された1つの作動室(吸入終了時点
では2つに別れているが、圧縮行程が開始されると直ぐ
にこの2つの作動室はつながって1つになる)に着目し
て説明する。
That is, a space in a period from the end of suction to the end of discharge. If the above-mentioned winding angle is 360 ° only, this space disappears at the end of compression, but at that moment, the suction ends, so this space is counted as one. However, when used as a pump, a space that communicates with the outside via the discharge port 8a is formed (in the present embodiment, there are always three working chambers). One working chamber surrounded by contact points a and b and hatched (separated into two at the end of suction, but immediately after the compression stroke is started, these two working chambers are connected and become one) ) Will be described.

【0019】図2(1)が吸入ポ−ト7aからこの作動
室への作動ガスの吸入が終了した状態である。この状態
から時計周りに90°駆動軸6が回転した状態が図2
(2)で、回転が進み最初から180°回転した状態が
図2(3)で、さらに回転が進み最初から270°回転
した状態が図2(4)である。図2(4)から90°回
転すると最初の図2(1)の状態に戻る。これより、回
転が進むに従って作動室9はその容積を縮少し、吐出ポ
−ト8aは吐出弁10(図1に示す)で閉じられている
ため作動流体の圧縮作用が行われることになる。そし
て、作動室9内の圧力が外部の吐出圧力よりも高くなる
と圧力差で吐出弁10が自動的に開き、圧縮された作動
ガスは吐出ポ−ト8aを通って吐き出される。
FIG. 2A shows a state in which the suction of the working gas from the suction port 7a into the working chamber is completed. FIG. 2 shows a state in which the drive shaft 6 is rotated 90 ° clockwise from this state.
FIG. 2 (3) shows a state in which the rotation progresses and rotates 180 ° from the beginning, and FIG. 2 (4) shows a state in which the rotation further advances and rotates 270 ° from the beginning. When rotated 90 ° from FIG. 2 (4), it returns to the initial state of FIG. 2 (1). As a result, the working chamber 9 decreases its volume as the rotation progresses, and the discharge port 8a is closed by the discharge valve 10 (shown in FIG. 1), so that the working fluid is compressed. When the pressure in the working chamber 9 becomes higher than the external discharge pressure, the discharge valve 10 automatically opens due to the pressure difference, and the compressed working gas is discharged through the discharge port 8a.

【0020】吸入終了(圧縮開始)から、吐出終了まで
の駆動軸6の回転角は360°で、圧縮、吐出の各行程
が実施されている間に次の吸入行程が準備されており、
吐出終了時が次の圧縮開始となる。例えば、接点aとd
によって形成される空間に着目すると、図2(1)の段
階で既に吸入ポート7aから吸入が開始されており、回
転が進むにつれてその容積が増し、図2(4)の状態に
なると、この空間は分断される。この分断された量に相
当する流体は接点bとeによって形成される空間から補
われる。
The rotation angle of the drive shaft 6 from the end of suction (compression start) to the end of discharge is 360 °, and the next suction stroke is prepared while each compression and discharge stroke is performed.
The end of the discharge is the start of the next compression. For example, contacts a and d
Paying attention to the space formed by, the suction has already been started from the suction port 7a at the stage of FIG. 2A, and the volume increases as the rotation proceeds, and when the state of FIG. Is divided. Fluid corresponding to this divided amount is supplemented from the space formed by the contacts b and e.

【0021】この補われ方について詳述する。図2
(1)の状態の接点aとbとにより形成された作動室の
隣の接点aとdによって形成された空間は吸入が始まっ
ている。この空間は、一旦図2(3)に示されるように
広がった後、図2(4)になると分断されている。従っ
て、接点aとdによって形成された空間の全ての流体が
接点aとbによって形成される空間で圧縮される訳では
ない。分断されて接点aとdによって形成された空間に
取り込まれなかった流体の体積と同量の流体は、図2
(4)において吸入行程にある接点bとeによって形成
される空間が、図2(1)に示されるように分断され
て、吐出ポート付近の接点eと接点bとにより形成され
る空間に流入している流体によって充当される。
The manner of this supplement will be described in detail. FIG.
In the space formed by the contacts a and d adjacent to the working chamber formed by the contacts a and b in the state (1), suction has started. This space is once expanded as shown in FIG. 2 (3), and then divided as shown in FIG. 2 (4). Therefore, not all the fluid in the space formed by the contacts a and d is compressed in the space formed by the contacts a and b. The same amount of fluid as the volume of the fluid that has been divided and not taken into the space formed by the contacts a and d is shown in FIG.
In (4), the space formed by the contacts b and e in the suction stroke is divided as shown in FIG. 2A, and flows into the space formed by the contacts e and b near the discharge port. Is filled by the flowing fluid.

【0022】これは、前述したように、各ラップを均等
ピッチで配置したことによる。即ち、ディスプレーサ5
およびシリンダ4の形状が同一輪郭形状の繰返しにより
形成されているため、いずれの作動室も異なる空間から
流体を得てもほぼ同量の流体を圧縮することができるの
である。なお、不均等ピッチであっても各空間に形成さ
れる容積が等しくなるように加工を施すことは可能であ
るが製作性が悪い。前出の文献1から文献4のいずれの
従来技術においても吸込行程にある空間が閉じられて内
部の流体がそのまま圧縮され吐出されるのに対して、こ
のように作動室に隣合う吸入行程にある空間が分断され
て圧縮動作を行うことは本実施形態の特徴の一つでであ
る。
This is because the wraps are arranged at a uniform pitch as described above. That is, the displacer 5
Also, since the shape of the cylinder 4 is formed by repeating the same contour shape, substantially the same amount of fluid can be compressed even if any working chamber obtains fluid from different spaces. Although it is possible to perform processing so that the volumes formed in the respective spaces are equal even if the pitch is not uniform, the productivity is poor. In any of the prior arts of Documents 1 to 4 described above, the space in the suction stroke is closed and the internal fluid is compressed and discharged as it is. Performing the compression operation while a certain space is divided is one of the features of the present embodiment.

【0023】以上説明したように、連続的な圧縮動作と
なる作動室がディスプレーサ5の中心部に位置する駆動
軸受5aの周りにほぼ等ピッチで分散して配設され、各
作動室は各々位相がずれて圧縮が行われる。すなわち、
一つの空間に着目すると吸入から吐出までは駆動軸の回
転角で360°ではあるが、本実施形態の場合3個の作
動室が形成され、これらが120°ずれた位相で各々吐
出をするので、流体である冷媒を圧縮する圧縮機として
動作させた場合、駆動軸の回転角で360°間に3回冷
媒を吐出することになる。
As described above, the working chambers that perform a continuous compression operation are distributed at substantially equal pitches around the drive bearing 5a located at the center of the displacer 5, and each of the working chambers has a phase. And the compression is performed. That is,
Focusing on one space, the rotation angle of the drive shaft is 360 ° from the suction to the discharge, but in the present embodiment, three working chambers are formed, and these discharge each with a phase shifted by 120 °. When operated as a compressor that compresses a refrigerant as a fluid, the refrigerant is discharged three times during a rotation angle of the drive shaft of 360 °.

【0024】さて、圧縮動作を終了した瞬間の空間(接
点aとbによって囲まれた空間)を一つの空間として見
做すと、本実施形態の如く巻角が360゜の場合、いず
れの圧縮機動作状態においても、吸入行程となっている
空間と圧縮行程となっている空間とが交互になるように
設計されており、このため、圧縮行程が終了した瞬間直
ちに次の圧縮行程に移行することができ、滑らかで連続
的に流体を圧縮することができる。
If the space at the moment when the compression operation is completed (the space surrounded by the contact points a and b) is regarded as one space, if the winding angle is 360 ° as in this embodiment, any compression Even in the machine operating state, the space in the suction stroke and the space in the compression stroke are designed to be alternated, so that the next compression stroke is started immediately after the compression stroke is completed. Fluid can be compressed smoothly and continuously.

【0025】次に、このような形状をした容積形圧縮要
素1を組み込んだ圧縮機を図1及び図3を用いて説明す
る。図1及び図3において、容積形圧縮要素1は、上記
詳述したシリンダ4及びディスプレーサ5に加えて、デ
ィスプレーサ5の中心部の駆動軸受5aにクランク部6
aが嵌合してディスプレーサ5を駆動する駆動軸6、前
記シリンダ4の両端開口部を閉塞する仕切り板7と駆動
軸6を軸支する主軸受11と副軸受8、前記主軸受11
と仕切り板7とにより形成される吸込室11a、前記仕
切り板7に形成された吸入ポート7a、前記副軸受8の
端板に形成された吐出ポ−ト8a、この吐出ポ−ト8a
を差圧で開閉する吐出弁10を有する。12は副軸受8
に一体的に吐出室8bを形成するための吐出カバ−であ
る。
Next, a compressor incorporating the volumetric compression element 1 having such a shape will be described with reference to FIGS. In FIGS. 1 and 3, in addition to the cylinder 4 and the displacer 5 described above in detail, the positive displacement element 1 is provided with a crank 6 on a drive bearing 5a at the center of the displacer 5.
a driving shaft 6 for driving the displacer 5 by fitting into the main bearing 11, a main bearing 11 and a sub-bearing 8 for supporting the driving shaft 6, a partition plate 7 for closing both ends of the cylinder 4, and the main bearing 11
, A suction port 11a formed in the partition plate 7, a discharge port 8a formed in an end plate of the sub-bearing 8, and a discharge port 8a.
Has a discharge valve 10 that opens and closes with a differential pressure. 12 is an auxiliary bearing 8
And a discharge cover for integrally forming the discharge chamber 8b.

【0026】電動要素2は、固定子2aと回転子2bか
らなり、回転子2bは駆動軸6に焼き嵌め等で固定され
ている。この電動要素2は、電動機効率向上のため、ブ
ラシレスモータで構成され、3相インバータにより駆動
制御される。ただし、2は他の電動機形式、例えば、直
流電動機や誘導電動機でも差し支えない。
The electric element 2 includes a stator 2a and a rotor 2b, and the rotor 2b is fixed to the drive shaft 6 by shrink fitting or the like. The electric element 2 is constituted by a brushless motor for improving electric motor efficiency, and is driven and controlled by a three-phase inverter. However, 2 may be another motor type, for example, a DC motor or an induction motor.

【0027】13は密閉容器3の内の底部に溜められた
潤滑油で、この中に駆動軸6の下端部が浸かっている。
14は吸入パイプ、15は吐出パイプ、9はシリンダ4
の内周壁4a及びベ−ン4bとディスプレーサ5の噛み
合いによって形成される前述した作動室である。
Numeral 13 denotes lubricating oil stored at the bottom of the closed container 3, in which the lower end of the drive shaft 6 is immersed.
14 is a suction pipe, 15 is a discharge pipe, 9 is a cylinder 4
The working chamber is formed by the engagement of the inner peripheral wall 4a and the vane 4b with the displacer 5.

【0028】本実施形態における容積形流体機械を空調
用圧縮機として利用した場合、その作動ガス(冷媒ガ
ス)の流れを図1及び図3により説明する。図中に矢印
(実線)で示すように、吸入パイプ14を通って密閉容
器3に入った作動ガスは、主軸受11と仕切り板7によ
り形成される吸込室11a内に入り吸入ポ−ト7aを通
って容積形圧縮要素1に入り、ここで駆動軸6の回転に
よってディスプレーサ5が旋回運動を行い作動室の容積
が縮少することにより圧縮される。
The flow of the working gas (refrigerant gas) when the positive displacement fluid machine in this embodiment is used as an air conditioning compressor will be described with reference to FIGS. As shown by the arrow (solid line) in the figure, the working gas that has entered the closed casing 3 through the suction pipe 14 enters the suction chamber 11a formed by the main bearing 11 and the partition plate 7, and the suction port 7a. Into the positive displacement compression element 1, where the rotation of the drive shaft 6 causes the displacer 5 to perform a swiveling motion and to be compressed by reducing the volume of the working chamber.

【0029】圧縮された作動ガスは、副軸受8の端板に
形成された吐出ポ−ト8aを通り吐出弁10を押し上げ
て吐出室8b内に入り、複数個設けられた吐出通路1
6、電動要素2の順に通り、吐出パイプ15を通って外
部に流出する。ここで、吐出通路16は、圧力損失やス
ペース上の問題とならない限り個数はいくつでも良い。
本実施例では、吐出通路16は吐出ポート8aの個数と
同数の構造として述べる。
The compressed working gas passes through a discharge port 8a formed in the end plate of the auxiliary bearing 8 and pushes up the discharge valve 10 to enter the discharge chamber 8b.
6. In the order of the electric element 2, the liquid flows out through the discharge pipe 15 to the outside. Here, the number of the discharge passages 16 may be any number as long as there is no problem in pressure loss or space.
In this embodiment, the structure of the discharge passages 16 is the same as the number of the discharge ports 8a.

【0030】内部に溜められた潤滑油13は、差圧や遠
心ポンプ給油によって底部から駆動軸6内部に設けられ
た穴を通って、各摺動部に送られ潤滑する。この1部は
作動室内部にも隙間を通って供給される。
The lubricating oil 13 stored inside is sent to each sliding portion from the bottom through a hole provided inside the drive shaft 6 by a differential pressure or lubrication of a centrifugal pump to be lubricated. This part is also supplied to the inside of the working chamber through the gap.

【0031】ここで、本発明の容積形圧縮要素1を構成
する主要部品であるディスプレーサ5及びシリンダ4の
輪郭形状の構成方法の一例を図4乃至図6を用いて説明
する(3条ラップの場合を例にあげる)。図4(a)
(b)は、一例として平面形状が円弧の組合せにより構
成されたディスプレーサの形状の一例で、(a)は平面
図、(b)は側面図である。図5(a)(b)は、図4
に示したディスプレーサの対となって噛み合うシリンダ
形状の一例で、(a)は平面図、(b)は側面図であ
る。また、図6は、図4に示したディスプレーサの中心
Oと図5に示したシリンダの中心O’とを重ねてディスプ
レーサとシリンダの壁面の一部分を描いた図である。
Here, an example of a method of forming the contours of the displacer 5 and the cylinder 4 which are the main components constituting the positive displacement compression element 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. I will give you an example). FIG. 4 (a)
(B) is an example of the shape of the displacer whose planar shape is formed by a combination of arcs as an example, (a) is a plan view, and (b) is a side view. FIGS. 5A and 5B show FIG.
(A) is a plan view and (b) is a side view of an example of a cylinder shape which meshes with a pair of displacers shown in FIG. FIG. 6 shows the center of the displacer shown in FIG.
FIG. 6 is a diagram in which O and a center O ′ of the cylinder shown in FIG.

【0032】図4(a)において、ディスプレーサの平
面形状は中心O(正三角形IJKの図心)の周りに同一
の輪郭形状が3箇所連続して接続されている。その輪郭
形状は、半径R1から半径R9までの全部で9つの円弧
で形成されており、点p,q,r,s,t,u,v,
w,x,yは夫々異なる半径の円弧の接続点である。
In FIG. 4 (a), in the planar shape of the displacer, three identical contours are continuously connected around the center O (center of the equilateral triangle IJK). The contour shape is formed by a total of nine arcs from the radius R1 to the radius R9, and the points p, q, r, s, t, u, v, and
w, x, and y are connection points of arcs having different radii.

【0033】曲線pqは、半径R1の円弧、ここで、点
pは頂点IよりR9の距離にある。曲線qrは接点qと
半径R1の中心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ半径
R2の円弧、曲線rsは接点rと半径R2の中心を結ぶ
直線の延長線上に中心を持つ半径R3の円弧、曲線st
は接点sと半径R3の中心を結ぶ直線上に中心を持つ半
径R4の円弧である。曲線tuは接点tと半径R4の中
心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ半径R5の円弧、
曲線uvは接点uと半径R5の中心を結ぶ直線の延長線
上に中心を持つ半径R6の円弧、曲線vwは接点vと半
径R6の中心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ半径R
7の円弧、曲線wxは接点wと半径R7の中心を結ぶ直
線上に中心を持つ半径R8の円弧、曲線xyは接点xと
半径R8の中心を結ぶ直線上の頂点Jを中心とする半径
R9の円弧である。
The curve pq is an arc of radius R1, where point p is at a distance R9 from vertex I. Curve qr is an arc of radius R2 having a center on the extension of a straight line connecting the contact point q and the center of radius R1, curve rs is an arc of radius R3 having a center on an extension of a straight line connecting the contact point r and the center of radius R2, Curve st
Is an arc of a radius R4 having a center on a straight line connecting the contact s and the center of the radius R3. The curve tu is an arc of a radius R5 having a center on an extension of a straight line connecting the contact point t and the center of the radius R4,
The curve uv is an arc having a radius R6 having a center on an extension of a straight line connecting the contact point u and the center of the radius R5, and the curve vw is a radius R having a center on an extension line of a straight line connecting the contact point v and the center of the radius R6.
7, a curve wx is an arc having a radius R8 having a center on a straight line connecting the contact point w and the center of the radius R7, and a curve xy is a radius R9 having a vertex J on the straight line connecting the contact point x and the center of the radius R8. Is an arc.

【0034】尚、半径R1,R2,R3,R4,R5,
R6,R7,R8,R9の夫々の円弧の角度は接点にお
いて滑らかに接続する(接点での接線の傾きが同一)と
いう条件により決められる。点pから点yに至る輪郭形
状を図心Oを中心に反時計周りに120°回転させると
点yに点pが重なり、さらに120°回転させると全周
の輪郭形状が完成する。これによりディスプレーサの平
面形状が得られ、厚みhを与えることによってディスプ
レーサが構成される。
The radii R1, R2, R3, R4, R5
The angles of the respective arcs of R6, R7, R8, and R9 are determined by the condition that the contacts are smoothly connected (the inclination of the tangent line at the contacts is the same). When the contour shape from the point p to the point y is rotated counterclockwise around the centroid O by 120 °, the point p overlaps the point y. When the contour shape is further rotated by 120 °, the contour shape around the entire circumference is completed. Thereby, the planar shape of the displacer is obtained, and the displacer is constituted by giving the thickness h.

【0035】ディスプレーサの平面形状が決まると、こ
のディスプレーサが旋回半径εで旋回運動したときにこ
れに噛み合うシリンダの輪郭形状は、図6に示されるよ
うにディスプレーサの輪郭形状を構成する曲線の外側の
法線距離がεのオフセット曲線となる。
When the plane shape of the displacer is determined, when the displacer makes a revolving motion with a revolving radius ε, the contour of the cylinder that meshes with the displacer is outside the curve constituting the contour of the displacer as shown in FIG. An offset curve having a normal distance of ε is obtained.

【0036】図5によりシリンダの輪郭形状を説明す
る。三角形IJKは図4と同一の正三角形である。輪郭
形状は、ディスプレーサと同様に全部で9つの円弧で形
成されており、点p’,q’,r’,s’,t’,
u’,v’,w’,x’,y’は夫々異なる半径の円弧
の接続点である。曲線p’q’は、半径(R1+ε)の
円弧、ここで、点p’は頂点Iより(R9+ε)の距離
にある。曲線q’r’は接点q’と半径(R1+ε)の
中心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ半径(R2−
ε)の円弧、曲線r’s’は接点r’と半径(R2−
ε)の中心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ半径(R
3−ε)の円弧、曲線s’t’はs’と半径(R3−
ε)の中心を結ぶ直線上に中心を持つ半径(R4−ε)
の円弧である。曲線t’u’は接点t’と半径(R4−
ε)の中心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ半径(R
5+ε)の円弧、曲線u’v’は接点u’と半径(R5
+ε)の中心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ半径
(R6+ε)の円弧、曲線v’w’は接点v’と半径
(R6+ε)の中心を結ぶ直線の延長線上に中心を持つ
半径(R7+ε)の円弧、曲線w’x’は接点w’と半
径(R7+ε)の中心を結ぶ直線上に中心を持つ半径
(R8+ε)の円弧、曲線x’y’は接点x’と半径
(R8+ε)の中心を結ぶ直線上の頂点Jを中心とする
(R9+ε)の円弧である。
The outline shape of the cylinder will be described with reference to FIG. The triangle IJK is the same equilateral triangle as in FIG. The contour shape is formed by a total of nine arcs like the displacer, and the points p ′, q ′, r ′, s ′, t ′,
u ′, v ′, w ′, x ′, y ′ are connection points of arcs having different radii. The curve p′q ′ is an arc of radius (R1 + ε), where the point p ′ is at a distance (R9 + ε) from the vertex I. The curve q′r ′ has a radius (R2−2) having a center on an extension of a straight line connecting the contact point q ′ and the center of the radius (R1 + ε).
The arc of ε) and the curve r ′s ′ have a contact point r ′ and a radius (R2−
radius (R) having a center on an extension of a straight line connecting the centers of ε)
The arc of 3-ε) and the curve s′t ′ have s ′ and a radius (R3-
Radius (R4-ε) with center on straight line connecting centers of ε)
Is an arc. The curve t'u 'has a contact point t' and a radius (R4-
radius (R) having a center on an extension of a straight line connecting the centers of ε)
5 + ε), the curve u′v ′ is formed by the contact point u ′ and the radius (R5
+ Ε) is an arc of a radius (R6 + ε) having a center on the extension of a straight line connecting the center of the curve, and a curve v′w ′ is a radius (R7 + ε) having a center on an extension of a straight line connecting the contact point v ′ and the center of the radius (R6 + ε). ), A curve w′x ′ is an arc of a radius (R8 + ε) having a center on a straight line connecting the contact point w ′ and the center of the radius (R7 + ε), and a curve x′y ′ is a curve of the contact point x ′ and the radius (R8 + ε). This is an arc of (R9 + ε) centered on vertex J on a straight line connecting the centers.

【0037】尚、半径(R1+ε),(R2−ε),
(R3−ε),(R4−ε),(R5+ε),(R6+
ε),(R7+ε),(R8+ε),(R9+ε)の夫
々の円弧の角度はディスプレーサ同様、夫々の接点にお
いて滑らかに接続する(接点での接線の傾きが同一)と
いう条件により決められる。点p’から点y’に至る輪
郭形状を図心O ’を中心反時計周りに120°回転させ
ると点y’に点p’が一致し、さらに120°回転させ
ると全周の輪郭形状が完成する。これによりシリンダの
平面形状が得られる。シリンダの厚みHは、ディスプレ
ーサの厚みhよりわずかに厚くなっている。
Note that the radii (R1 + ε), (R2-ε),
(R3-ε), (R4-ε), (R5 + ε), (R6 +
The angles of the arcs of (ε), (R7 + ε), (R8 + ε), and (R9 + ε) are determined by the condition that the connection is made smoothly at each contact (the inclination of the tangent line at the contact is the same) as in the displacer. If the contour from point p 'to point y' is rotated counterclockwise around the center O 'by 120 °, the point p' coincides with point y '. Complete. Thereby, the planar shape of the cylinder is obtained. The thickness H of the cylinder is slightly larger than the thickness h of the displacer.

【0038】図6はディスプレーサの中心Oとシリンダ
の中心O’を重ねその一部を表した図である。ディスプ
レーサとシリンダとの間に形成される隙間は旋回半径に
等しいεとなるようにしている。尚、この隙間は、全周
においてεであることが望ましいが、ディスプレーサの
外周輪郭とシリンダの内周輪郭とにより形成される作動
室が正常な動作をする範囲において、何らかの理由によ
って、この関係が崩れる箇所があっても差しさえない。
FIG. 6 is a view showing a part of the center O of the displacer and the center O 'of the cylinder overlapped. The gap formed between the displacer and the cylinder is set to ε equal to the turning radius. It is desirable that this gap be ε over the entire circumference. However, within a range where the working chamber formed by the outer peripheral contour of the displacer and the inner peripheral contour of the cylinder operates normally, for some reason, this relationship is not satisfied. Even if there is a place that collapses, it does not matter.

【0039】尚、ここではディスプレーサ外壁及びシリ
ンダ内壁の輪郭形状の構成方法として複数円弧の組合せ
による方法を説明したが、本発明はこれに限定されるも
のではなく任意の(n次式で表される曲線等)曲線の組
合せによっても同様の輪郭形状を構成することができ
る。
Although the method of forming the contours of the outer wall of the displacer and the inner wall of the cylinder by combining a plurality of arcs has been described here, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. A similar contour shape can be formed by a combination of curves.

【0040】次に、このように構成された本発明の容積
形圧縮要素の容積の計算方法について図7を用いて説明
する。図7(a)は、図4および図5で示したディスプ
レーサの中心Oとシリンダの中心O’を重ねて描いた図で
ある(一組分)。前述したことからも明らかなように、
ディスプレーサとシリンダ間には旋回半径εの幅の一様
な帯状の間隔が形成される。SaとSa’及びSbとS
b’は吸入終了時のディスプレーサとシリンダのシール
点を示し、おのおのを一致させると吸入終了時の作動室
を構成する。
Next, a method for calculating the volume of the positive displacement type compression element of the present invention thus configured will be described with reference to FIG. FIG. 7A is a diagram in which the center O of the displacer and the center O ′ of the cylinder shown in FIGS. 4 and 5 are overlapped (one set). As is clear from the above,
A uniform band-like space having a width of the turning radius ε is formed between the displacer and the cylinder. Sa and Sa 'and Sb and S
b ′ indicates the seal point between the displacer and the cylinder at the end of suction, and when they match each other, they constitute a working chamber at the end of suction.

【0041】駆動軸が回転して圧縮行程が進むにつれて
前記シール点は互いに接近し、圧縮終了と同時にそれぞ
れgとg’となり前記両シール点は重なる。任意の駆動軸
の回転角θ1とθ1+θ2のシール点は、吸入終了のシ
ール点からの円弧角度をθ1、θ1+θ2にとり、aと
a’及びbとb’,cとc’及びdとd’で表される。
この時の作動室は図7(b)のように形成される。回転
角θ1からθ1+θ2の間にシール点間距離Lが一旦ゼ
ロとなる瞬間があり、この瞬間の前後で作動室の容積の
計算法方が異なる。
As the drive shaft rotates and the compression stroke proceeds, the seal points approach each other, and become g and g ', respectively, at the same time as the end of compression, and the seal points overlap. The seal points of the rotation angles θ1 and θ1 + θ2 of the arbitrary drive shafts are defined as θ1, θ1 + θ2, which are the arc angles from the seal point at the end of suction, and are a and a ′, b and b ′, c and c ′, and d and d ′. expressed.
The working chamber at this time is formed as shown in FIG. There is a moment when the distance L between the sealing points once becomes zero between the rotation angle θ1 and θ1 + θ2, and before and after this moment, the method of calculating the volume of the working chamber differs.

【0042】シール点間距離がゼロとなる前の作動室の
投影面積をAp1,ゼロとなった後をAp2とすると、
Ap1とAp2は図7(c)に示すように、Ap1に関
しては、前記シール点aとa’及びbとb’によって囲
まれた帯状面積Ab1と前記両シール点間の距離L1と
旋回半径εの積で表されるAc1とを足しあわせること
によって求められる。Ap2に関しては、前記シール点
cとc’及びdとd’によって囲まれた帯状面積Ab2
と前記両シール点間の距離L2と旋回半径εの積で表さ
れるAc2とを差し引くことによって求められる。そし
て、前記投影面積Ap1またはAp2にシリンダ高さH
(ディスプレーサ高さh)を乗じることで任意の駆動軸
の回転角θの作動室の容積Viを求めることができる。
Assuming that the projected area of the working chamber before the distance between the seal points becomes zero is Ap1 and that after it becomes zero is Ap2,
As shown in FIG. 7C, Ap1 and Ap2 are related to Ap1, a band-shaped area Ab1 surrounded by the sealing points a and a 'and b and b', a distance L1 between the sealing points and a turning radius ε. And Ac1 expressed by the product of Regarding Ap2, a band-shaped area Ab2 surrounded by the seal points c and c ′ and d and d ′.
And Ac2 expressed by the product of the distance L2 between the two seal points and the turning radius ε. Then, the cylinder height H is added to the projection area Ap1 or Ap2.
By multiplying by (displacer height h), the volume Vi of the working chamber at an arbitrary rotation angle θ of the drive shaft can be obtained.

【0043】次に、吸入終了時の駆動軸の回転角と上述
のように計算された容積Viが最大となる駆動軸の回転角
との関係について図8を用いて説明する。図8は、吸入
が終了した状態を示した図であり、ハッチングを施した
部分がその作動室である。a,b,gは、このときのデ
ィスプレーサ5とシリンダ4のシール点を示す。また、
gはa,bが圧縮終了と同時に重なる点でもある。前述
したが吸入終了時では作動室9は2つに別れており(こ
こで、2つに別れた作動室をそれぞれ、作動室α、作動
室βとする。)、これら作動室α,βを分けて容積変化
を考えると(分け方については後述する。)、吸入終了
時の回転角とそれぞれの作動室の容積Viが最大となる回
転角との位相差を、作動室αに関しては、aとgを結ん
だ直線に直交する線とaが位置する曲線の法線方向との
角度θspαで、作動室βに関しては、bとgを結んだ直
線に直交する線とbが位置する曲線の法線方向との角度
θspβで表すことができる。換言すると、本発明の実施
形態の容積形圧縮要素は、輪郭形状によって、θspαと
θspβを設定することが可能である。
Next, the relationship between the rotation angle of the drive shaft at the end of suction and the rotation angle of the drive shaft at which the volume Vi calculated as described above becomes the maximum will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a state in which the suction has been completed, and the hatched portion is the working chamber. “a”, “b” and “g” indicate the sealing points between the displacer 5 and the cylinder 4 at this time. Also,
g is also the point where a and b overlap at the same time as the end of compression. As described above, at the end of inhalation, the working chamber 9 is divided into two (here, the two divided working chambers are referred to as a working chamber α and a working chamber β, respectively). Considering the change in volume separately (how to separate will be described later), the phase difference between the rotation angle at the end of inhalation and the rotation angle at which the volume Vi of each working chamber is maximized is expressed as a The angle θspα between the line perpendicular to the straight line connecting g and g and the normal direction of the curve where a is located, and for the working chamber β, the line perpendicular to the straight line connecting b and g and the curve where b is located It can be represented by an angle θspβ with respect to the normal direction. In other words, in the positive displacement compression element according to the embodiment of the present invention, θspα and θspβ can be set according to the contour shape.

【0044】次に、本発明の実施形態の容積形圧縮要素
における吸入通路について図9を用いて説明する。図9
は図2における吸入ポート部の拡大図である。ここで、
矢印(太線)は作動ガスの流れを示す。前述したように
接点aとdで形成される空間は吸入が始まっており、前
記空間は図9(3)に示されるように、一旦広がった
後、図9(4)になると作動室αとβに分断される。こ
の作動室αとβは、それぞれ隣り合った空間と合流し、
圧縮行程に入る。すなわち、それぞれ異なった吸入ポー
トから作動ガスを吸入した空間と合流して圧縮が行われ
る。
Next, the suction passage in the displacement type compression element according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG.
FIG. 3 is an enlarged view of a suction port section in FIG. 2. here,
The arrow (thick line) indicates the flow of the working gas. As described above, the space formed by the contact points a and d has begun to be sucked, and the space is once expanded as shown in FIG. Divided into β. The working chambers α and β merge with adjacent spaces,
Enter the compression process. That is, compression is performed by merging with the spaces in which the working gas is sucked from the different suction ports.

【0045】ここで、吸入行程の後半部である図9
(3)及び図9(4)を見ると、前記作動室αへの吸入
通路に関しては吸入ポート7aが十分に開口している。
これに対し、前記作動室βへの吸入通路は、ディスプレ
ーサ5とベーン4bが吸入ポート7a部で接近してお
り、この前記ディスプレーサ5とベーン4bとの接近距
離Lsとディスプレーサ5の高さによって形成される投
影面積が作動室βへの吸入通路となる。また、前記ディ
スプレーサ5は図9(3)の状態から、さらにベーン4
bへと近づいていく。すなわち、本実施形態の容積形圧
縮要素は構造上、前記作動室βへの吸入通路が吸入行程
後半で確保できない。
FIG. 9 shows the latter half of the suction stroke.
Referring to (3) and FIG. 9 (4), the suction port 7a is sufficiently open for the suction passage to the working chamber α.
On the other hand, the suction passage to the working chamber β is formed by the distance Ls between the displacer 5 and the vane 4b and the height of the displacer 5, where the displacer 5 and the vane 4b approach each other at the suction port 7a. The projected area is a suction passage to the working chamber β. The displacer 5 is further moved from the state shown in FIG.
approaching b. That is, due to the structure of the positive displacement compression element of the present embodiment, the suction passage to the working chamber β cannot be secured in the latter half of the suction stroke.

【0046】前述した特願平9−16233号公報(文
献5)に記載の容積形流体機械は、これまでに述べた本
発明の実施形態の容積形圧縮要素と作動原理及び輪郭形
状などの基本構成はほぼ同様であり、作動室βについて
も構造上、吸入通路が確保できない。さらには、容積変
化特性を圧縮行程の作動室だけに注目しており、上述し
たように、2つの作動室に分けて容積変化特性を考慮し
ていない。
The positive displacement type fluid machine described in Japanese Patent Application No. 9-16233 (Reference 5) is based on the positive displacement type compression element of the embodiment of the present invention described above, and its basic principle such as operating principle and contour shape. The structure is almost the same, and the working chamber β cannot have a suction passage due to its structure. Further, the volume change characteristic is focused only on the working chamber in the compression stroke, and as described above, the volume change characteristic is not divided into two working chambers and considered.

【0047】文献5の容積形流体機械の容積変化特性を
図10乃至図11を用いて説明する。図10(a)は文
献5の容積形流体機械の圧縮要素の一例を示した図であ
る。図10(b)は(a)の圧縮要素の容積変化特性
(吸入終了時の作動室容積Vsと前述した作動室容積Viと
の比で表す)を示した図である。横軸は駆動軸の回転角
θであり、−360°から0°は吸入行程、0°から3
60°は圧縮行程である。ここで、作動室α及びβのそ
れぞれについて、容積変化特性を示しているが、この前
記作動室α及びβの分けかたについて図11を用いて説
明する。圧縮行程については、圧縮行程終了時のシール
点gを結ぶ仮想線9aで分け(図11(a))、吸入行程
については、吸入行程終了時のシール点aを結んだ仮想
線9bで分けている(図11(b))。
The volume change characteristics of the positive displacement type fluid machine of Document 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 10A is a diagram illustrating an example of a compression element of the positive displacement fluid machine of Document 5. FIG. 10B is a diagram showing the volume change characteristic of the compression element of FIG. 10A (represented by the ratio of the working chamber volume Vs at the end of suction to the above-described working chamber volume Vi). The horizontal axis is the rotation angle θ of the drive shaft, from −360 ° to 0 ° is the suction stroke, and from 0 ° to 3 °.
60 ° is the compression stroke. Here, the volume change characteristics are shown for each of the working chambers α and β. How to divide the working chambers α and β will be described with reference to FIG. The compression stroke is divided by a virtual line 9a connecting the seal points g at the end of the compression stroke (FIG. 11A), and the suction stroke is divided by a virtual line 9b connecting the seal points a at the end of the suction stroke. (FIG. 11B).

【0048】作動室βの容積変化特性をみると、最大容
積が吸入終了以降にある(θspβ≒60°)。このよう
に、吸入通路を吸入後半で確保できない作動室βの最大
容積が吸入終了以降にある圧縮要素は、吸入行程後半で
吸入の流速が速くなり吸入ポートでの圧力損失が増加し
性能を低下させてしまう。
Looking at the volume change characteristics of the working chamber β, the maximum volume is after the end of suction (θspβ ≒ 60 °). As described above, in the compression element in which the maximum volume of the working chamber β in which the suction passage cannot be secured in the latter half of the suction is after the end of the suction, the suction flow velocity increases in the latter half of the suction stroke, the pressure loss at the suction port increases, and the performance decreases. Let me do it.

【0049】次に、本発明の実施形態の容積形圧縮要素
の容積変化特性を図12乃至図13を用いて説明する。
図12(a)は本発明の実施形態の容積形圧縮要素を示
した図である。図12(b)は(a)の容積変化特性を
示した図である。図13は作動室α及びβの分け方を示
した図である。(分け方については、上記文献5の場合
と同様である。)
Next, the volume change characteristics of the positive displacement compression element according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 12A is a view showing a positive displacement compression element according to an embodiment of the present invention. FIG. 12B is a diagram showing the volume change characteristic of FIG. FIG. 13 is a diagram showing how the working chambers α and β are divided. (The method of division is the same as in the case of Reference 5 above.)

【0050】容積変化特性をみると、構造上、吸入通路
を確保できない作動室βの最大容積が吸入終了時期とほ
ぼ一致している。このように、吸入通路を確保できない
作動室βの最大容積を吸入終了時期と合わせることで、
作動室βへの作動ガスの吸入流速を遅くでき、吸入ポー
トでの圧力損失が低減され、吸入行程の流体損失を低減
して性能向上を図ることができる。
In view of the volume change characteristics, the maximum volume of the working chamber β where the suction passage cannot be secured due to the structure substantially coincides with the suction end timing. Thus, by adjusting the maximum volume of the working chamber β for which the suction passage cannot be secured to the suction end time,
The flow velocity of suction of the working gas into the working chamber β can be reduced, the pressure loss at the suction port can be reduced, and the fluid loss during the suction stroke can be reduced to improve the performance.

【0051】また、作動室αに関しては、文献5、本発
明ともにθspα≒30°と最大容積が吸入終了以降にあ
る。これは、θspαを小さくすると吐出行程終盤の円弧
半径が小さくなる円弧部でのシール区間が長くなるため
である。
The working chamber α has a maximum volume of θspα ≒ 30 ° in both Reference 5 and the present invention after the end of suction. This is because, when θspα is reduced, the seal section at the arc portion where the arc radius at the end of the discharge stroke becomes smaller becomes longer.

【0052】次に、図10及び図12に示した容積形圧
縮要素の容積変化特性から計算した作動室βへの吸入ガ
ス流速を図14に示す。ここで、回転数は3600min-
1である。これにより、本発明の実施形態の容積形圧縮
要素は、構造上吸入通路を確保できない作動室βの最大
容積を吸入終了と合わせているので、吸入流速が遅くな
り圧力損失を低減することができる。
Next, FIG. 14 shows the flow rate of the intake gas to the working chamber β calculated from the volume change characteristics of the positive displacement compression elements shown in FIGS. 10 and 12. Here, the rotation speed is 3600 min-
Is one. Thereby, in the displacement type compression element according to the embodiment of the present invention, since the maximum volume of the working chamber β, which cannot secure a suction passage due to its structure, is matched with the end of suction, the suction flow velocity becomes slow and pressure loss can be reduced. .

【0053】以上の実施形態では、作動室βの最大容積
を吸入終了を合わせる構成となっているが、吸入終了付
近で作動室βの容積の変化量を小さくすることにより、
以上のような効果を得ることも可能である。
In the above embodiment, the maximum volume of the working chamber β is set at the end of the suction. However, by reducing the change in the volume of the working chamber β near the end of the suction,
It is also possible to obtain the above effects.

【0054】図15は、本実施形態におけるディスプレ
ーサ5に作用する荷重及びモーメントの説明図である。
記号θは駆動軸6の回転角、εは旋回半径である。作動
ガスの圧縮に伴い、各作動室の内圧によってディスプレ
ーサ5は、図に示すように偏心方向に直角な接線方向力
Ftと偏心方向にあたる半径方向力Frが作用する。F
tとFrの合力がFである。この合力Fの前記ディスプ
レーサ5の中心Oからのずれ(腕の長さl)によって前
記ディスプレーサを回転させようとする自転モーメント
M(=F・l)が働く。この自転モーメントMを支える
のが前記ディスプレーサ5とシリンダ4の接点cと接点f
における反力R1と反力R2である。本発明では、常
時、吸入ポート7aに近い2ないし3個所の接点で前記
自転モーメントMを受け、その他の接点には反力が作用
しない。
FIG. 15 is an explanatory diagram of the load and the moment acting on the displacer 5 in the present embodiment.
The symbol θ is the rotation angle of the drive shaft 6, and ε is the turning radius. With the compression of the working gas, the displacer 5 exerts a tangential force Ft perpendicular to the eccentric direction and a radial force Fr corresponding to the eccentric direction due to the internal pressure of each working chamber as shown in the drawing. F
The resultant force of t and Fr is F. The displacement of the resultant force F from the center O of the displacer 5 (the length l of the arm) causes a rotation moment M (= F · l) for rotating the displacer. The rotation moment M is supported by contact points c and f of the displacer 5 and the cylinder 4.
Are the reaction force R1 and the reaction force R2. In the present invention, the rotation moment M is always received at two or three contacts near the suction port 7a, and no reaction force acts on the other contacts.

【0055】本発明の容積形圧縮要素1は、ディスプレ
ーサ5の中心部に嵌合された駆動軸6のクランク部6a
の周りにほぼ等ピッチで吸入終了から吐出終了までの前
記駆動軸6の回転角がほぼ360°となる作動室を分散
して配設しているため、合力Fの作用点を前記ディスプ
レーサ5の中心Oに近づけることができ、モーメントM
の腕の長さlを縮小して自転モーメントMを低減するこ
とができる。したがって、反力R1と反力R2が軽減さ
れる。また、接点cと接点fの位置からわかるように、自
転モーメントMを受ける前記ディスプレーサ5とシリン
ダ4の摺動部位を、温度が低く油粘度が高い作動ガスの
吸入ポート7a付近になるようにしているため摺動部の
油膜が確保され、摩擦・摩耗の問題を解決した信頼性の
高い容積形流体機械を提供することができる。
The displacement type compression element 1 of the present invention comprises a crank 6 a of a drive shaft 6 fitted to the center of a displacer 5.
The working chambers in which the rotation angle of the drive shaft 6 from the end of the suction to the end of the discharge is substantially 360 ° at a substantially equal pitch are distributed around, so that the point of action of the resultant force F is It can be close to the center O, and the moment M
The arm 1 has a reduced length l and the rotation moment M can be reduced. Therefore, the reaction force R1 and the reaction force R2 are reduced. Further, as can be seen from the positions of the contacts c and f, the sliding portion between the displacer 5 and the cylinder 4 receiving the rotation moment M is set so as to be near the suction port 7a of the working gas having a low temperature and a high oil viscosity. Therefore, an oil film on the sliding portion is secured, and a highly reliable positive displacement fluid machine that solves the problems of friction and wear can be provided.

【0056】図12に示した本実施形態の容積形圧縮要
素は、上述した自転モーメントMを受ける摺動部位の曲
率半径を大きくしてあるので、摺動部位の接触面圧の低
減が図れる。
In the displacement type compression element of the present embodiment shown in FIG. 12, the radius of curvature of the sliding portion receiving the rotation moment M is increased, so that the contact surface pressure of the sliding portion can be reduced.

【0057】図16に、上記接点cで自転モーメントを
受けたときの図12で示された容積形圧縮要素の接触面
圧P1を図10に示された容積形圧縮要素の最大接触面
圧Pmaxで除したものである。計算条件は、吸入圧力
Ps=0.2MPa,吐出圧力Pd=3.0MPaであ
る。これにより、作動室βの最大容積を吸入終了とほぼ
合わせている本実施形態の容積形圧縮要素は、自転モー
メントを受ける摺動部位の曲率半径を大きくしてある。
このため、摺動部位の接触面圧を小さくすることがで
き、信頼性を向上することができると共に、メカロスを
低減することができ、高性能の容積形流体機械を提供す
ることができる。
FIG. 16 shows that the contact surface pressure P1 of the displacement type compression element shown in FIG. 12 when receiving the rotation moment at the contact point c is changed to the maximum contact surface pressure Pmax of the displacement type compression element shown in FIG. Divided by The calculation conditions are suction pressure Ps = 0.2 MPa and discharge pressure Pd = 3.0 MPa. Accordingly, in the positive displacement compression element according to the present embodiment in which the maximum volume of the working chamber β is substantially matched with the end of suction, the radius of curvature of the sliding portion receiving the rotation moment is increased.
For this reason, the contact surface pressure of the sliding portion can be reduced, reliability can be improved, and mechanical loss can be reduced, so that a high-performance positive displacement fluid machine can be provided.

【0058】図17に、本発明の容積形流体機械を適用
した空調システムを示す。このサイクルは冷暖房が可能
なヒ−トポンプサイクルで、前述の図3で説明した本発
明の容積形圧縮機17、室外熱交換器18とそのファン
18a、膨張弁19、室内熱交換器20とそのファン2
0a、4方弁21から構成されている。一点鎖線22は
室外ユニット、23は室内ユニットである。容積形圧縮
機17は、図2に示した作動原理図に従って動作し、前
記容積形圧縮機17を起動することによりシリンダ4と
ディスプレーサ5間で作動流体(例えばフロンHCFC
22やR407C,R410A等)の圧縮作用が行われ
る。
FIG. 17 shows an air conditioning system to which the positive displacement fluid machine of the present invention is applied. This cycle is a heat pump cycle capable of cooling and heating, and includes the positive displacement compressor 17, the outdoor heat exchanger 18 and its fan 18a, the expansion valve 19, the indoor heat exchanger 20 and its components described in FIG. Fan 2
0a, a four-way valve 21. A chain line 22 indicates an outdoor unit, and 23 indicates an indoor unit. The positive displacement compressor 17 operates according to the operation principle diagram shown in FIG. 2, and operates the working fluid (for example, Freon HCFC) between the cylinder 4 and the displacer 5 by starting the positive displacement compressor 17.
22, R407C, R410A, etc.).

【0059】冷房運転の場合、圧縮された高温・高圧の
作動ガスは破線矢印で示すように吐出パイプ15から4
方弁21を通り室外熱交換器18に流入して、ファン1
8aの送風作用で放熱、液化し、膨張弁19で絞られ、
断熱膨張して低温・低圧となり、室内熱交換器20で室
内の熱を吸熱してガス化された後、吸入パイプ14を経
て容積形圧縮機17に吸入される。一方、暖房運転の場
合は、実線矢印で示すように冷房運転とは逆に流れ、圧
縮された高温・高圧の作動ガスは吐出パイプ15から4
方弁21を通り室内熱交換器20に流入して、ファン2
0aの送風作用で室内に放熱して、液化し、膨張弁19
で絞られ、断熱膨張して低温・低圧となり、室外熱交換
器18で外気から熱を吸熱してガス化された後、吸入パ
イプ14を経て容積形圧縮機17に吸入される。
In the case of the cooling operation, the compressed high-temperature and high-pressure working gas is supplied from the discharge pipe 15 through the discharge pipe 15 as indicated by the broken line arrow.
Flows into the outdoor heat exchanger 18 through the
8a, the heat is radiated and liquefied by the blowing action, and is throttled by the expansion valve 19;
After being adiabatically expanded to a low temperature and low pressure, the indoor heat exchanger 20 absorbs indoor heat and gasifies the heat, and then is sucked into the positive displacement compressor 17 via the suction pipe 14. On the other hand, in the case of the heating operation, as indicated by the solid line arrow, it flows in the opposite direction to the cooling operation, and the compressed high-temperature and high-pressure working gas flows through the discharge pipe 15
Flows into the indoor heat exchanger 20 through the
0a, the heat is radiated into the room by the blowing action, liquefied, and the expansion valve 19
After being adiabatically expanded by adiabatic expansion to a low temperature and a low pressure, the heat is absorbed by the outdoor heat exchanger 18 from outside air to be gasified, and then sucked into the positive displacement compressor 17 through the suction pipe 14.

【0060】図18は、本発明の容積形流体機械を搭載
した冷凍システムを示す。このサイクルは冷凍(冷房)
専用のサイクルである。図において、24は凝縮器、2
4aは凝縮器ファン、25は膨張弁、26は蒸発器、2
6aは蒸発器ファンである。容積形圧縮機17を起動す
ることによりシリンダ4とディスプレーサ5間で作動流
体の圧縮作用が行われ、圧縮された高温・高圧の作動ガ
スは実線矢印で示すように吐出パイプ15から凝縮器2
4に流入して、ファン24aの送風作用で放熱、液化
し、膨張弁25で絞られ、断熱膨張して低温・低圧とな
り、蒸発器26で吸熱ガス化された後、吸入パイプ14
を経て容積形圧縮機17に吸入される。ここに、図1
7、図18ともに本発明の容積形流体機械を搭載してい
るので、エネルギ効率に優れ、低振動・低騒音で信頼性
の高い冷凍・空調システムが得られる。
FIG. 18 shows a refrigeration system equipped with the positive displacement fluid machine of the present invention. This cycle is frozen (cooling)
This is a dedicated cycle. In the figure, 24 is a condenser, 2
4a is a condenser fan, 25 is an expansion valve, 26 is an evaporator, 2
6a is an evaporator fan. By activating the positive displacement compressor 17, the working fluid is compressed between the cylinder 4 and the displacer 5, and the compressed high-temperature and high-pressure working gas flows from the discharge pipe 15 to the condenser 2 as shown by a solid arrow.
4, the heat is radiated and liquefied by the blowing action of the fan 24 a, squeezed by the expansion valve 25, adiabatically expanded to a low temperature and low pressure, and endothermic gasified by the evaporator 26.
, And is sucked into the positive displacement compressor 17. Here, FIG.
7 and 18 both incorporate the positive displacement fluid machine of the present invention, so that a highly reliable refrigeration / air-conditioning system with excellent energy efficiency, low vibration and low noise can be obtained.

【0061】これまでに述べた実施形態では、容積形流
体機械として圧縮機及びポンプを例に挙げて説明した
が、本発明はこれ以外に膨張機や動力機械にも応用する
ことができる。また、本発明では運動形態として、一方
(シリンダ側)が固定しもう一方(ディスプレーサ)が
ほぼ一定の旋回半径で自転せずに公転運動を行う形式と
したが、相対的に上記の運動と等価な運動形態となる両
回転式の容積形流体機械にも適用することができる。
In the embodiments described above, a compressor and a pump have been described as examples of the positive displacement fluid machine. However, the present invention can be applied to an expander and a power machine. Further, in the present invention, one (cylinder side) is fixed and the other (displacer) performs a revolving motion without rotating at a substantially constant turning radius, but is relatively equivalent to the above motion. The present invention can also be applied to a double-rotation type positive displacement fluid machine that has a simple movement form.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、構造上、作
動ガスの吸入通路を確保できない作動室βの容積変化特
性を、吸入終了時と最大容積を合わせるようにθspβを
設定することにより、性能向上が図れかつ信頼性の高い
容積型流体機械が得られる。また、このような容積形流
体機械を冷凍サイクルに搭載することにより、エネルギ
効率に優れ、信頼性の高い冷凍・空調システムが得られ
る。
As described above in detail, the volume change characteristic of the working chamber β where the suction passage of the working gas cannot be secured due to the structure is set by setting θspβ so as to match the maximum volume with the end of suction. A positive displacement type fluid machine with improved performance and high reliability can be obtained. In addition, by mounting such a positive displacement fluid machine on a refrigeration cycle, a highly reliable refrigeration / air-conditioning system with excellent energy efficiency can be obtained.

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

【図1】本発明に係る容積形流体機械を圧縮機に適用し
た密閉型圧縮機の圧縮要素の縦断面図及び平面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view and a plan view of a compression element of a hermetic compressor in which a positive displacement fluid machine according to the present invention is applied to a compressor.

【図2】本発明に係る容積形流体機械の作動原理説明
図。
FIG. 2 is an explanatory view of the operation principle of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図3】本発明に係る容積形流体機械の縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図4】本発明に係る容積形流体機械のディスプレーサ
の輪郭構成法を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a contour configuration method of a displacer of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図5】本発明に係る容積形流体機械のシリンダの輪郭
構成法を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a method of forming a contour of a cylinder of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図6】図4及び図5に示されるディスプレーサとシリ
ンダを重ねあわせた図。
FIG. 6 is a diagram in which the displacer and the cylinder shown in FIGS. 4 and 5 are superimposed.

【図7】本発明に係る容積形流体機械の容積計算法説明
図。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a volume calculation method of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図8】吸入終了の駆動軸の回転角と最大容積の駆動軸
の回転角との関係を示した図。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the drive shaft at the end of suction and the rotation angle of the drive shaft having the maximum volume.

【図9】図2における吸入ポート部拡大図。FIG. 9 is an enlarged view of a suction port portion in FIG. 2;

【図10】作動室βの最大容積が吸入終了以降にある容
積形流体機械の作動室の容積変化特性図。
FIG. 10 is a diagram showing a volume change characteristic of the working chamber of the positive displacement fluid machine in which the maximum capacity of the working chamber β is after the end of suction.

【図11】図10に示される容積形流体機械の作動室α
と作動室βの分け方を説明図。
11 is a working chamber α of the positive displacement fluid machine shown in FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing how to divide a working chamber β.

【図12】本発明における容積形流体機械の作動室の容
積変化特性図。
FIG. 12 is a diagram showing a volume change characteristic of a working chamber of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図13】図12に示される容積形流体機械の作動室α
と作動室βの分け方を説明図。
13 is a working chamber α of the positive displacement fluid machine shown in FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing how to divide a working chamber β.

【図14】本発明における容積形流体機械の吸入流速変
化図。
FIG. 14 is a diagram showing a change in suction flow rate of the positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図15】本発明における容積形流体機械のディスプレ
ーサに作用する荷重及び自転モーメント説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a load and a rotation moment acting on a displacer of the positive displacement fluid machine in the present invention.

【図16】本発明における容積形流体機械のディスプレ
ーサとシリンダとの摺動部位の接触面圧変化図。
FIG. 16 is a diagram showing a change in contact surface pressure at a sliding portion between a displacer and a cylinder of a positive displacement fluid machine according to the present invention.

【図17】本発明の容積形圧縮機を適用した空調システ
ムを示す図。
FIG. 17 is a diagram showing an air conditioning system to which the positive displacement compressor of the present invention is applied.

【図18】本発明の容積形圧縮機を適用した冷凍システ
ムを示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a refrigeration system to which the positive displacement compressor of the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容積形圧縮要素 2 電動要素 2a 固定子 2b 回転子 3 密閉容器 4 シリンダ 4a 内周壁 4b ベ−ン 5 ディスプレーサ 5a 軸受 6 駆動軸 6a クランク部 7 仕切り板 7a 吸入ポ−ト 8 副軸受 8a 吐出ポ−ト 8b 吐出室 9 作動室 9a 仮想線 10 吐出弁 11 主軸受 11a 吸込室 12 吐出カバー 13 潤滑油 14 吸入パイプ 15 吐出パイプ 16 吐出通路 17 容積形圧縮機 18 室外熱交換器 18a ファン 19 膨張弁 20 室内熱交換器 20a ファン 21 4方弁 22 室外ユニット 23 室内ユニット 24 凝縮器 24a 凝縮器ファン 25 膨張弁 26 蒸発器 26a 蒸発器ファン O ディスプレーサ中心 O’ シリンダ中心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Displacement type compression element 2 Electric element 2a Stator 2b Rotor 3 Airtight container 4 Cylinder 4a Inner peripheral wall 4b Vane 5 Displacer 5a Bearing 6 Drive shaft 6a Crank part 7 Partition plate 7a Suction port 8 Secondary bearing 8a Discharge port -G 8b discharge chamber 9 working chamber 9a virtual line 10 discharge valve 11 main bearing 11a suction chamber 12 discharge cover 13 lubricating oil 14 suction pipe 15 discharge pipe 16 discharge passage 17 positive displacement compressor 18 outdoor heat exchanger 18a fan 19 expansion valve Reference Signs List 20 indoor heat exchanger 20a fan 21 four-way valve 22 outdoor unit 23 indoor unit 24 condenser 24a condenser fan 25 expansion valve 26 evaporator 26a evaporator fan O displacer center O 'cylinder center

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹林 昌寛 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 大島 健一 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Fターム(参考) 3H039 AA03 AA11 BB28 CC01 CC28 CC34 CC49  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Masahiro Takebayashi 800, Tomita, Odai-machi, Ohira-machi, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture Inside the Cooling Division, Hitachi, Ltd. 3H039 AA03 AA11 BB28 CC01 CC28 CC34 CC49

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 端板間に平面形状が連続した曲線で構成
される内壁を有するシリンダと、このシリンダの内壁に
対向するように設けられた外壁を有し、旋回運動したと
き前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の空間を形
成するディスプレーサとを備えた容積形流体機械におい
て、前記曲線のほぼ変曲点上のみでシールされる状態が
ある作動空間は、前記変曲点上のみでシールされる状態
において作動空間の容積が最大となるように前記シリン
ダ及びディスプレーサの平面形状を構成したことを特徴
とする容積形流体機械。
1. A cylinder having an inner wall formed between a pair of end plates and having a planar shape formed by a continuous curve, and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder. In a displacement type fluid machine including an outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plates, a working space in which a state of being sealed only at substantially an inflection point of the curve is only at the inflection point. A displacement type fluid machine wherein the planar shapes of the cylinder and the displacer are configured such that the volume of the working space is maximized in a sealed state.
【請求項2】 端板間に平面形状が連続した曲線で構成
される内壁を有するシリンダと、このシリンダの内壁に
対向するように設けられた外壁を有し、旋回運動したと
き前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の空間を形
成するディスプレーサとを備えた容積形流体機械におい
て、前記曲線の変曲点上のみでシールされる状態がある
作動空間の変曲点同士を結んだ直線に直交する線と、変
曲点の法線とが、ほぼ平行となるように前記シリンダ及
びディスプレーサの平面形状を構成したことを特徴とす
る容積形流体機械。
2. A cylinder having an inner wall formed by a continuous curve between end plates and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder. In a displacement type fluid machine including an outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plate, a straight line connecting the inflection points of the working space, which is in a state of being sealed only on the inflection point of the curve. A displacement type fluid machine wherein the plane shapes of the cylinder and the displacer are configured such that an orthogonal line and a normal line of an inflection point are substantially parallel to each other.
【請求項3】 端板間に平面形状が連続した曲線で構成
される内壁を有するシリンダと、このシリンダの内壁に
対向するように設けられた外壁を有し、旋回運動したと
き前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の空間を形
成するディスプレーサとを備えた容積形流体機械におい
て、前記曲線の変曲点上のみでシールされる状態がある
作動空間の容積変化特性を、吸入終了付近で前記作動空
間の容積の変化が小さくなるように前記シリンダ及びデ
ィスプレーサの平面形状を構成したことを特徴とする容
積形流体機械。
3. A cylinder having an inner wall formed between a pair of end plates and having a planar shape formed by a continuous curve, and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder. In a displacement type fluid machine including an outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plate, a volume change characteristic of a working space having a state of being sealed only at an inflection point of the curve, near the end of suction. The displacement type fluid machine wherein the planar shape of the cylinder and the displacer is configured such that a change in the volume of the working space is small.
【請求項4】 端板間に平面形状が連続した曲線で構成
される内壁を有するシリンダと、このシリンダの内壁に
対向するように設けられた外壁を有し、旋回運動したと
き前記内壁とこの外壁と前記端板により複数の空間を形
成するディスプレーサとを備えた容積形流体機械におい
て、前記曲線の変曲点上のみでシールされる状態がある
作動空間の容積が最大となるディスプレーサの駆動軸の
回転角に対して、前記作動空間と隣り合って作動流体を
吸入する作動空間の容積が最大となるディスプレーサの
駆動軸の回転角が遅れることを特徴とする容積形流体機
械。
4. A cylinder having an inner wall formed between a pair of end plates and having a planar shape formed by a continuous curve, and an outer wall provided so as to face the inner wall of the cylinder. In a displacement type fluid machine having an outer wall and a displacer forming a plurality of spaces by the end plate, a drive shaft of the displacer having a maximum working space having a state of being sealed only at an inflection point of the curve A displacement type fluid machine characterized in that a rotation angle of a drive shaft of a displacer in which a volume of a working space adjacent to the working space and sucking a working fluid is maximized is delayed with respect to a rotation angle of the displacement space.
【請求項5】 請求項1から4記載の容積形流体機械を
搭載した冷凍・空調システム。
5. A refrigeration / air-conditioning system equipped with the positive displacement fluid machine according to claim 1.
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