JP2008169810A - 気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】気体圧縮機において、液圧縮状態を迅速に解消する。
【解決手段】圧縮機本体のサイクロンブロック６０に、ベーン（５８）の背圧室（５９；背圧空間）と絞りなく連通する軸背圧空間６６（背圧空間）を吐出室２１（高圧室）に連通させる連通路６５が形成されるとともに、コンプレッサ１００の定常運転状態においては、矢印Ｆ方向に撓んで連通路６５の通過を阻止し、コンプレッサ１００の異常高圧運転状態においては、矢印Ｆ′方向に撓んで連通路６５の通過を許容するように設定された高圧逃がし弁７０（バルブリテーナ７１、リードバルブ７２および六角穴付きボルト７３）が配設されている。
【選択図】図４

Description

本発明は気体圧縮機に関し、詳細には、背圧空間に作用する背圧により突出するベーンを備えた気体圧縮機に関する。

従来より、空気調和システム（以下、空調システムという。）には、冷媒ガスなどの気体を圧縮して、空調システムに気体を循環させるための気体圧縮機（コンプレッサ）が用いられている。

ここで、一般的なコンプレッサの１つとして例えばベーンロータリ形式のコンプレッサが知られている。このベーンロータリ形式のコンプレッサは、ハウジングの内部に、圧縮機本体が収容された構成となっている。

圧縮機本体は、回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、ロータの外方を取り囲むシリンダと、ロータの外周に埋設されて、突出側の先端が、シリンダの略楕円形輪郭の内周面に追従するように該ロータの外周面からの突出量が可変とされた板状のベーンと、ロータ、シリンダおよびベーンの両端面側から、これらを挟むように設けられた２つのサイドブロックとを備えている。

そして、ロータの外周面、シリンダの内周面、両サイドブロックの内面および回転方向に相前後する２つのベーンの面により、回転軸の回転に伴って容積が変化する圧縮室が画成されている。

また、ハウジングの内面と圧縮機本体の外面とにより、圧縮機本体を挟んで一方の側に、圧縮機本体に吸入される気体が通過する低圧室が形成されているとともに、圧縮機本体を挟んで他方の側に、圧縮機本体から吐出された気体が通過する高圧室が形成されている。

ここで、高圧室を画成するサイドブロックには、圧縮室で圧縮された高圧の気体を、高圧室に導くための吐出路が形成されているとともに、吐出された気体に混じる冷凍機油等液体を分離するためのサイクロンブロックが取り付けられており、吐出路からサイクロンブロックに導かれた高圧の気体は、サイクロンブロックを通過する間に液体が分離されて高圧室に吐出され、一方、分離された液体は、高圧室の下部に滴下して溜められる。

また、高圧室の下部に溜められた液体は、高圧室の圧力を受けて、サイドブロック、シリンダおよびロータに形成され背圧通路を通り、所定の背圧空間に供給される。

この背圧空間に供給された液体は、ベーンの先端をシリンダの内周面に当接させ続けるように、ベーンの背圧として用いられる。

ここで、高圧室の圧力をそのままベーンの背圧として用いると、ベーン先端とシリンダ内周面との当接圧力が強過ぎるため、高圧室と背圧空間とを連通させる背圧通路には、通過する液体の圧力を損失させて、圧力を低下させる絞りが設けられている。この絞りは、例えば、サイドブロックの軸受けと回転軸との間に形成された微小な隙間であり、高圧の液体がこの微小な隙間（絞り）を通過することで、背圧空間での圧力は、高圧室の圧力（高圧）よりも低く、かつ低圧室の圧力（低圧）よりも高い圧力（中圧）となる（特許文献１）。
特開２００２−２５７０４６号公報

ところで、空調システムに用いられている上記液体としての冷凍機油は、気体圧縮機から吐出される高圧気体とともに、気体圧縮機の外部（空調システムの気体循環系統）にわずかずつ流出し、空調システムで熱交換され低圧となった気体とともに、気体圧縮機の内部（吸入室）に戻されるが、圧縮室の内部にまで冷凍機油が大量に流入すると、非圧縮媒体である冷凍機油の存在することにより、圧縮行程における圧縮室内の圧力が、正常な定格運転状態に比べて著しく高く（異常高圧）なり、いわゆる液圧縮状態となる。

このとき、圧縮室内の異常な高圧は、圧縮室を画成する一つの壁であるベーンを、突出する向きとは反対向きに押圧し、これにより圧縮室は隣接する圧縮室と連通し、圧縮室内の冷凍機油が、その連通した圧縮室に流出することで、圧縮室の冷凍機油に作用する高圧は逃がされ、異常高圧運転状態から正常運転状態に戻される。

ここで、背圧空間は高圧室に連通しているため、ベーンが突出向きとは反対向きに押圧されたとき、背圧空間に作用していた背圧は高圧室に逃がされるが、背圧空間と高圧室とを連通する背圧通路には絞りが介在しているため、絞りにおける緩衝作用によって、背圧が背圧通路を通って背圧空間から高圧室に逃がされるのにタイムラグが発生し、ベーンが突出向きとは反対向きに摺動される動作が緩慢となり、圧縮室内の冷凍機油の高圧を円滑に逃がすことができなかった。

このため、液圧縮状態が解消されるのに、ある程度の時間が掛り、この間は、動力損失が大きくなるとともに、液圧縮に伴う大きな音が発生するという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、液圧縮状態を迅速に解消することができる気体圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係る気体圧縮機は、異常高圧運転状態のとき開放される高圧逃がし弁が設けられた、背圧空間と高圧室とを直接連通させる連通路を形成したことにより、異常高圧運転状態のとき、背圧空間に作用している背圧を、高圧逃がし弁が開いた連通路を通って高圧室に直接に逃がすことで、ベーンの摺動を迅速化し、圧縮室内の液体の高圧を迅速に逃がすものである。

すなわち、本発明に係る気体圧縮機は、回転軸の回転に伴ってベーンの突出量が変化することにより、容積が変化する圧縮室を有する圧縮機本体と、前記圧縮機本体を覆うハウジングとを備え、前記ハウジングの内面と前記圧縮機本体の外面とにより、前記圧縮機本体を挟んで一方の側に、前記圧縮機本体に吸入される気体が通過する低圧室が形成されているとともに、前記圧縮機本体を挟んで他方の側に、前記圧縮機本体から吐出された気体が通過する高圧室が形成され、該圧縮機本体には、前記高圧室の圧力を絞るとともに、この絞って得られた圧力を、前記ベーンを突出させる背圧として所定の背圧空間に供給する絞り付き背圧通路とが形成された気体圧縮機において、前記圧縮機本体に、前記背圧空間と前記高圧室とを連通させる連通路が形成され、前記圧縮機本体の定常運転状態においては、前記連通路の通過を阻止し、前記圧縮機本体の異常高圧運転状態においては、前記連通路の通過を許容するように設定された高圧逃がし弁が、前記圧縮機本体に配設されていることを特徴とする。

ここで、回転軸の回転に伴ってベーンの突出量が変化することにより、容積が変化する圧縮室を有する圧縮機本体は、例えばベーンロータリ形式の気体圧縮機である。

異常高圧運転状態とは、いわゆる液圧縮状態であり、例えば、圧縮室内に、大量の冷凍機油等液体が溜まったまま圧縮が行われ、非圧縮媒体である液体が圧縮室に存在することにより、圧縮行程における圧縮室内の圧力が、正常な定格運転状態（定常運転状態）に比べて著しく高く（異常高圧）なった運転状態を意味する。

従来および本発明の気体圧縮機は、例えば、圧縮室の容積が小さくなる圧縮行程において、圧縮室の内部に冷凍機油等の液体が入り込んだ状態になるなどの異常高圧運転状態では、この異常な高圧は、圧縮室を画成する一つの壁であるベーンを、突出する向きとは反対向きに押圧し、これにより圧縮室は隣接する圧縮室と連通し、圧縮室内の液体が、その連通した圧縮室に流出することで、圧縮室の液体に作用する高圧は逃がされ、異常高圧運転状態から正常運転状態に戻される。

ここで、背圧空間は高圧室に連通しているため、ベーンが突出向きとは反対向きに押圧されたとき、背圧空間に作用していた背圧は高圧室に逃がされるが、背圧空間と高圧室とを連通する背圧通路には絞りが介在しているため、絞りにおける緩衝作用によって、背圧が背圧通路を通って背圧空間から高圧室に逃がされる際にはタイムラグが発生し、ベーンが突出向きとは反対向きに摺動される動作が緩慢となり、従来の気体圧縮機は、圧縮室内の液体の高圧を迅速に逃がすことができなかった。

しかし、本発明に係る気体圧縮機には、背圧空間と高圧室とを、絞りを介することなく直接連通させる連通路が形成されているとともに、この連通路を開閉する高圧逃がし弁が、定常運転状態においては当該連通孔を閉じ（連通路の通過を阻止し）、異常高圧運転状態においては当該連通孔を開く（連通路の通過を許容する）ように設定されているため、異常高圧運転状態では、背圧空間に作用している背圧は、高圧逃がし弁が開いた連通路を通って高圧室に直接拡散される。

このとき、連通路には絞りが存在しないため、背圧空間から高圧室への背圧の拡散は、タイムラグなく迅速に行われ、圧縮室を構成するベーンを、突出向きとは反対向きに、迅速に摺動させることができる。

本発明に係る気体圧縮機によれば、圧縮室内の液体の高圧を迅速に逃がすことができる。

以下、本発明の気体圧縮機に係る最良の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式コンプレッサ１００を示す縦断面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面（ケース１１を省略）を示す図である。

図示のコンプレッサ１００は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する。）とともに、冷却媒体の循環経路上に設けられている。

そして、コンプレッサ１００は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスＧを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスＧを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は、圧縮された冷媒ガスＧを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。

高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。

また、コンプレッサ１００は、ケース１１とフロントヘッド１２とからなるハウジングの内部に収容された圧縮機本体と、フロントヘッド１２に取り付けられ、図示しない駆動源からの駆動力を圧縮機本体に伝える伝達機構１３とを備える。そして、伝達機構１３は、フロントヘッド１２に対して、ラジアルボールベアリング１４により回転自在に支持されている。

ケース１１は、一端開放の筒状体を呈し、フロントヘッド１２は、このケース１１の開放された部分を覆うように組み付けられている。また、フロントヘッド１２には、蒸発器から低圧の冷媒ガスＧが吸入される吸入ポート１２ａが形成され、この吸入ポート１２ａには、冷媒ガスＧの逆流を防ぐ逆止弁１２ｂが設けられている。一方、ケース１１には、圧縮機本体で圧縮された高圧の冷媒ガスＧを凝縮器に吐出する吐出ポート１１ａが形成されている。

ハウジング内に収容された圧縮機本体は、伝達機構１３によって軸回りに回転駆動される回転軸５１と、この回転軸５１と一体的に回転する円柱状のロータ５０と、ロータ５０の外周面の外方を取り囲む断面輪郭略楕円形状の内周面４９ａを有するとともに両端が開放されたシリンダ４０と、ロータ５０の外周に、外方に向けて突出可能に埋設され、その突出側の先端がシリンダ４０の内周面４９ａの輪郭形状に追従するように突出量が可変とされ、回転軸５１回りに等角度間隔でロータ５０に埋設された５枚の板状のベーン５８と、シリンダ４０の両側開放端面の外側からそれぞれ開放端面を覆うように固定されたフロントサイドブロック３０およびリヤサイドブロック２０とからなる。

そして、２つのサイドブロック２０，３０、ロータ５０、シリンダ４０、および回転軸５１の回転方向（図２において矢印で示した時計回りの方向）に相前後する２つのベーン５８，５８によって画成された各圧縮室４８の容積が、回転軸５１の回転にしたがって増減を繰り返すことにより、各圧縮室４８に吸入された冷媒ガスＧを圧縮して吐出するように構成されている。

なお、ロータ５０の両端面側からそれぞれ突出した回転軸５１の部分のうち一方の部分は、フロントサイドブロック３０の軸受部３２に軸支されるとともに、フロントヘッド１２を貫通して外方まで延び、この貫通部分がフロントヘッド１２により軸支され、外方に延びた部分が伝達機構１３に連結されている。同様に回転軸５１の突出部分のうち他方の側は、リヤサイドブロック２０の軸受部２２により軸支されている。

そして、フロントヘッド１２による回転軸５１の支持と、両サイドブロック２０，３０の外周部がＯリング等によりケース１１，フロントヘッド１２の内周面に保持されることとによって、圧縮機本体はハウジング内の所定位置に保持されている。

また、圧縮機本体がケース１１の内部に収容された状態で、リヤサイドブロック２０とケース１１とにより吐出室２１（高圧室）が形成され、一方、フロントサイドブロック３０とフロントヘッド１２とにより吸入室３４（低圧室）が形成され、吐出室２１は吐出ポート１１ａに連通し、吸入室３４は吸入ポート１２ａに連通している。

なお、吸入室３４と吐出室２１とは、前述したＯリング等によって気密に隔絶されている。また、リヤサイドブロック２０には、冷凍機油Ｒを冷媒ガスＧから分離するためのサイクロンブロック６０が取り付けられており、このサイクロンブロック６０は吐出室２１内に配置されている。

そして、リヤサイドブロック２０とサイクロンブロック６０との間には、後述する、短円柱状の軸背圧空間６６（背圧空間の一部）が形成されている。

圧縮機本体の回転軸５１は、リヤサイドブロック２０の軸受部２２とフロントサイドブロック３０の軸受部３２にそれぞれ回転自在に軸支され、また、回転軸５１のうち、フロントサイドブロック３０の軸受部３２よりも外側部分には、リップシール１５が配置されて、冷凍機油Ｒが、回転軸５１とハウジングとの隙間からハウジングの外部に漏れるのを阻止している。

吐出室２１の下部には、このコンプレッサ１００の摺動部等を潤滑・冷却・清浄するとともに、ベーン５８をシリンダ４０の内周面４９ａに向けて突出させて、その先端を内周面４９ａに当接させた状態に付勢するように、ベーン５８に背圧を作用させる冷凍機油Ｒが溜められている。

すなわち、ロータ５０には、図２に示すように、スリット状のベーン溝５６が放射状に、かつロータ５０の回転中心回りに等角度間隔で５つ形成され、これらのベーン溝５６に、前述のベーン５８が挿入され、各ベーン５８は、ロータ５０の回転によって生じる遠心力と、ベーン溝５６およびベーン５８の底面によって画成された背圧室５９（背圧空間の一部）に加えられる冷凍機油Ｒの油圧（背圧）とにより、シリンダ４０の内周面４９ａに向けて突出し、このベーン５８の突出した先端がシリンダ４０の内周面４９ａに当接した状態に付勢され、回転軸５１の回転に伴って、この先端は内周面４９ａに追従する。

これにより、シリンダ４０と、ロータ５０と、回転軸５１の回転方向について相前後する２つのベーン５８，５８と、フロントサイドブロック３０と、リヤサイドブロック２０とにより画成された各圧縮室４８は、ロータ５０の回転にしたがって容積の変化を繰り返す。

また、フロントサイドブロック３０には、吸入室３４と圧縮室４８とを連通させるフロント側吸入口３１が開口しており、吸入ポート１２ａから吸入室３４に導入された冷媒ガスＧは、このフロント側吸入口３１を介して圧縮室４８に吸入される。

一方、シリンダ４０の外周の一部には凹部が形成され、この凹部は、両サイドブロック２０，３０の各内側端面とケース１１の内周面とによって囲まれた吐出チャンバ４５を形成している。

そして、この吐出チャンバ４５が形成されて薄肉化されたシリンダ４０のうち、冷媒ガスＧの圧縮行程に対応した圧縮室４８に臨む部分に、圧縮室４８内の冷媒ガスＧを圧縮室４８の外部、すなわち吐出チャンバ４４に吐出させる吐出口４２が設けられているとともに、圧縮室４８の内部圧力に応じて吐出口４２を開閉するリードバルブ４３が配設されている。

リードバルブ４３は板ばね状であって、圧縮室４８の冷媒ガスＧから吐出口４２を通じて作用する圧力（詳細には、この圧力と吐出チャンバ４４の内部の圧力（さらに、リードバルブ４３を吐出口４２に付勢している場合には、その付勢力に応じた初期負荷圧力も加算した圧力）との差）に応じて吐出チャンバ４５の側に撓むように弾性変形し、この弾性変形によって、閉止していた吐出口４２を開放する。

また、このリードバルブ４３が、過大な撓みにより破損したり、大きな撓みの持続によって永久変形が生じるのを防止するために、リードバルブ４３の変形量を規制するバルブサポート４４が、リードバルブ４３に重ね合わされて、シリンダ４０に共締め固定されている。

そして、圧縮室４８から吐出口４２、リードバルブ４３を通って吐出チャンバ４５に吐出された高圧の冷媒ガスＧは、リヤサイドブロック２０に形成された連通孔２０ａ、およびリヤサイドブロック２０に固定されたサイクロンブロック６０のオイルセパレータ６０ａを経て、吐出室２１に吐出される。

一方、サイクロンブロック６０の周壁（図３，４において符号６１で表す）およびオイルセパレータ６０ａによって、冷媒ガスＧから分離された冷凍機油Ｒは、吐出室２１の底部に滴下し、前述したようにこの底部に溜められる。

さらに、このコンプレッサ１００には、回転軸５１と軸受部２２，３２との間の潤滑、ロータ５０の各端面と各サイドブロック２０，３０の内側端面との間の潤滑等する目的と、ベーン５８をシリンダ４０の内周面４９ａに付勢すべく背圧空間（背圧室５９、後述するサライ溝２５，背圧連通路２８および軸背圧空間６６）に油圧（背圧）を供給等する目的とにより、吐出室２１の下部に貯留した冷凍機油Ｒを各部位に導く構造を備えている。

すなわち、リヤサイドブロック２０に、軸受部２２に至る油路２３（背圧通路）が形成され、また、リヤサイドブロック２０の内側端面には、軸受部２２における油路２３の開口から、軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間（絞り）を通って、ロータ５０の背圧室５９に連通する凹部であるサライ溝２５が形成されている。

また、軸受部２２における油路２３の開口は、軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間（絞り）を通って、リヤサイドブロック２０とサイクロンブロック６０との間に形成された空間である軸背圧空間６６にも連通し、この軸背圧空間６６とサライ溝２５とは背圧連通路２８によって圧力損失なく連通している。

これにより、背圧室５９、サライ溝２５、背圧連通路２８および軸背圧空間６６は、略同一の圧力Ｐｖとなり、ベーン５８の背圧空間を構成している。

この背圧空間に作用する背圧Ｐｖは、具体的には、低圧室である吸入室３４の圧力Ｐｓよりも高い圧力であって、軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間（絞り）を通過した分だけ吐出室２１の圧力Ｐｄよりも低い圧力Ｐｖ（Ｐｓ＜Ｐｖ＜Ｐｄ）となる。

なお、軸背圧空間６６に作用する圧力Ｐｖは、この軸背圧空間６６にその端面が露呈した回転軸５１を、その軸方向の伝達機構１３側に押圧している。

また、シリンダ４０の底部には、リヤサイドブロック２０の油路２３に接続する貫通孔４６が設けられ、フロントサイドブロック３０に、この貫通孔４６のフロントサイドブロック３０側の開口と軸受部３２とを連通させる油路３３が形成されて、冷凍機油Ｒは、軸受部３２と回転軸５１との間の微小隙間を通過し、フロントサイドブロック３０の内側端面に形成された凹部であるサライ溝３５等に導かれる。

ここで、フロントサイドブロック３０のサライ溝３５も、リヤサイドブロック２０のサライ溝２５と同様、ロータ５０の背圧室５９に連通している。

そして、背圧室５９に供給された冷凍機油Ｒは、ベーン５８とベーン溝５６との間の隙間や、各サイドブロック２０，３０とロータ５０との間の隙間等を通って圧縮室４８に僅かずつ浸入して冷媒ガスＧに混入し、あるいは、空調システムの循環ラインから吸入ポート１２ａを介して冷媒ガスＧに混在した状態で直接的に圧縮室４８に吸入されて、冷媒ガスＧとともに圧縮室４８から吐出室２１に吐出される。

また、本実施形態のコンプレッサ１００のサイクロンブロック６０には、図１の矢視Ｂ方向から視た図３（ａ）およびこの図３（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である図３（ｂ）に示すように、背圧空間を構成する軸背圧空間６６と吐出室２１とを連通させる連通路６５が形成され、コンプレッサ１００の定常運転状態においては、連通路６５の通過を阻止し、コンプレッサ１００の異常高圧運転状態においては、連通路６５の通過を許容するように設定された高圧逃がし弁７０が設けられている。なお、図３（ｃ）は、連通路６５および高圧逃がし弁７０が設けられていない従来のサイクロンブロック６０′を示す図３（ａ）相当の比較例を示す図である。

この高圧逃がし弁７０は、板状弾性体であるリードバルブ７２と、リードバルブ７２の過度の変形を抑えるバルブリテーナ７１と、これらリードバルブ７２およびバルブリテーナ７１をサイクロンブロック６０に共締めする六角穴付きボルト７３とからなる。

コンプレッサ１００の定常運転状態においては、吐出室２１の圧力Ｐｄは、圧縮室４８から吐出された高圧の冷媒ガスＧ（この冷媒ガスＧに混在して排出される冷凍機油Ｒを含む）によって高圧とされており、一方、軸背圧空間６６の圧力Ｐｖは中間圧とされている。

リードバルブ７２は、具体的には、コンプレッサ１００の定常運転状態において、その一方の面に作用する圧力（吐出室２１の圧力Ｐｄ）と他方の面に作用する圧力（軸背圧空間６６の圧力Ｐｖ（＜Ｐｄ））との差により、図４のＦ方向に撓んで連通路６５を塞ぎ、連通路６５の通過を阻止して、吐出室２１と軸背圧空間６６とが連通しない状態を維持するように設定されている。

ここで、コンプレッサ１００が停止した状態で、低温環境に長時間晒される等すると、コンプレッサ１００の外部であって、空調システムのガス循環ラインに流出していた冷凍機油Ｒが、吸入ポート１２ａからコンプレッサ１００に戻り、吸入室３４に連通した、特に下側の圧縮室４８に大量に流れ込む場合がある。

このように圧縮室４８に大量の冷凍機油Ｒが浸入した状態では、起動後の圧縮行程の圧縮室４８の内部は、いわゆる液圧縮状態（異常高圧運転状態）、すなわち異常な高圧状態となる。

そして、圧縮室４８の異常な高圧は、圧縮室４８を画成する一つの壁であるベーン５８を、突出する向きとは反対向きに押圧し、これにより圧縮室４８は隣接する圧縮室４８と連通し、異常な高圧状態の圧縮室４８内の冷凍機油Ｒが、その連通した圧縮室４８に流出することで、圧縮室４８の冷凍機油Ｒに作用する高圧は逃がされ、異常高圧運転状態から正常運転状態に戻されるが、ベーン５８が、突出する向きとは反対向きに押し込まれると、ベーン５８の背圧空間（背圧室５９、後述するサライ溝２５，背圧連通路２８および軸背圧空間６６）の圧力Ｐｖが、吐出室２１の圧力Ｐｄよりも高くなる（Ｐｄ＜Ｐｖ）。

この高くなった背圧空間の圧力（背圧）Ｐｖは、相対的に低い圧力Ｐｄの吐出室２１に拡散されることで低下するが、リードバルブ７２が、その一方の面に作用する圧力（吐出室２１の圧力Ｐｄ）と他方の面に作用する圧力（軸背圧空間６６の圧力Ｐｖ（＞Ｐｄ））との差により、図４のＦ′方向に撓むように設定されているため、連通路６５を大きく開放して、連通路６５の通過を許容し、軸背圧空間６６から吐出室２１に、背圧Ｐｖを迅速に拡散させる。

これに対して、従来のコンプレッサが備えていたサイクロンブロックは、例えば図３（ｃ）に示した比較例のサイクロンブロック６０′であり、このサイクロンブロック６０′は、上述した高圧逃がし弁７０および連通路６５を備えない。

そして、この従来のコンプレッサでは、背圧空間の背圧Ｐｖは、軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間（絞り）を介してのみ吐出室２１に拡散するため、背圧空間の冷凍機油Ｒは絞りによる緩衝作用を受け、ベーン５８が突出向きとは反対向きに摺動される動作が緩慢となり、圧縮室４８内の冷凍機油Ｒの高圧を迅速に逃がすことができない。

したがって、従来のコンプレッサは、冷凍機油Ｒの液圧縮状態が解消されるのに、ある程度の時間が掛り、この間は、動力損失が大きくなるとともに、液圧縮に伴う大きな音の発生を招いている。

このように、本実施形態に係るコンプレッサ１００によれば、圧縮室４８内で異常高圧とされた冷凍機油Ｒを迅速に逃がすことができ、液圧縮状態を迅速に解消することができる。

なお、コンプレッサ１００が定常運転状態（定格運転状態）に達すると、リードバルブ７２は連通路６５を塞いで連通路６５の通過を阻止するため、吐出室２１の圧力Ｐｄを従来のコンプレッサと同様に高圧に維持し、背圧空間の圧力Ｐｖを従来のコンプレッサと同様に中間圧に維持して、ベーン５８の背圧Ｐｖが過度に上昇するのを抑えることができる。

また、コンプレッサ１００の停止状態から起動直後の運転状態において、上述した液圧縮状態が発生していないときは、高圧逃がし弁７０は、連通路６５の通過を、上述した異常高圧運転状態における通過許容量よりも少ない量だけ許容するように、設定されている。

具体的には、起動直後の運転状態におけるリードバルブ７２と連通路６５の開口端面との離間距離が、異常高圧運転状態におけるリードバルブ７２と連通路６５の開口端面との離間距離よりも、小さく設定されている。本実施形態においては、吐出室２１の圧力Ｐｄと軸背圧空間６６の圧力（背圧）Ｐｖが略等しい状態では、リードバルブ７２は全く撓まない状態となっているため、異常高圧運転状態においてＦ′方向に撓んだ状態よりも、連通路６５の開口端面との離間距離が小さくなる。

この通過許容量は、例えば、単位時間当たりの流量[ｍ³ ／ｍｉｎ]などによって規定されている。

コンプレッサ１００の運転が停止されると、圧縮室４８から吐出室２１に、高圧の冷媒ガスＧが供給されないため、吐出室２１の圧力Ｐｄが低下し、絞りを介して吐出室２１に連通した背圧空間の背圧Ｐｖも低下する。

この結果、ベーン５８は突出向きへの突出力が低減し、時間の経過とともに、上側の圧縮室４８のベーン５８は、その自重により、突出向きとは反対向き（下方）に沈み込み、圧縮室４８が画成されなくなる。

一方、ベーン５８は突出向きが下方となった下側の圧縮室４８については、背圧Ｐｖが低下しても、ベーン５８は自重によって下がったままであるため、圧縮室４８は元のまま画成されている状態を維持している。

その後、コンプレッサ１００の運転が再開されると、画成されている下側の圧縮室４８と、回転に伴う遠心力によってベーン５８の突出が時間の経過とともに回復された上側の圧縮室４８とによって、冷媒ガスＧの圧縮動作が開始され、吐出室２１の圧力Ｐｄが徐々に高くなり、背圧空間の背圧Ｐｖが高められて、全てのベーン５８が、突出向きへの突出力を回復する。

ここで、本実施形態のコンプレッサ１００は、高圧逃がし弁７０のリードバルブ７２が、コンプレッサ１００の起動直後の運転状態において、吐出室２１と背圧空間（軸背圧空間６６）とが、絞りを介さない連通路６５により直接連通し、吐出室２１の圧力Ｐｖがそのまま背圧空間（軸背圧空間６６から背圧室５９）に作用する。

この結果、背圧室５９の背圧Ｐｖは、従来の絞り（軸受部２２と回転軸５１との間の微小隙間）を介して供給される背圧よりも、短時間のうちに上昇し、全てのベーン５８が、突出向きへの突出力を回復するのに要するタイムラグを短縮することができる。

しかも、コンプレッサ１００が定常運転状態（定格運転状態）に達すると、リードバルブ７２は連通路６５を塞いで連通路６５の通過を阻止するため、吐出室２１の圧力Ｐｄを従来のコンプレッサと同様に高圧に維持し、背圧空間の圧力Ｐｖを従来のコンプレッサと同様に中間圧に維持して、ベーン５８の背圧Ｐｖが過度に上昇するのを抑えることができる。

そして、起動直後の運転状態におけるリードバルブ７２と連通路６５の開口端面との離間距離は、異常高圧運転状態におけるリードバルブ７２と連通路６５の開口端面との離間距離よりも小さく設定されているが、これは、前述した異常高圧運転状態から定常運転状態に移行するのに要する時間よりも、異常高圧運転状態ではない起動直後から定常運転状態に移行するのに要する時間の方が短いことが経験的に知られているためであり、定常運転に移行された後は、可及的速やかに、吐出室２１の圧力Ｐｄを従来のコンプレッサと同様に高圧に維持し、背圧空間の圧力Ｐｖを従来のコンプレッサと同様に中間圧に維持することができる。

また、本実施形態に係るコンプレッサ１００の高圧逃がし弁７０のリードバルブ７２は、背圧空間と吐出室２１との圧力差に応じた撓み量で弾性変形する板ばねという簡単な構成であるため、低コストで実現できるなど、実用面における有用性が高い。
（変形例１）
上述した実施形態のコンプレッサ１００は、図３（ａ），（ｂ）に示したように、吐出チャンバ４５から吐出された冷媒ガスＧがそれに沿って旋回する、サイクロンブロック６０の周壁６１の一部が欠落して、その周壁６１が欠落した部分に高圧逃がし弁７０が配設された構成であるが、本発明に係る気体圧縮機はこの形態に限定されるものではなく、例えば、図５，６に示すように、高圧逃がし弁７０の全体を、サイクロンブロック６０の周壁６１よりも内側の空間に配設した構成を採用することもできる。

このように、高圧逃がし弁７０の全体をサイクロンブロック６０の周壁６１よりも内側の空間に配設した構成のコンプレッサ１００によれば、前述した実施形態に係るコンプレッサ１００の作用、効果に加え、サイクロンブロック６０の周壁６１が一部においても欠落していないため、吐出チャンバ４５から吐出された冷媒ガスＧが、この周壁６１の内壁面に沿って旋回する際に、旋回流の乱れを生じ難くすることができる。

すなわち、図３に示した実施形態のコンプレッサ１００においては、周壁６１の一部が欠落しているため、周壁６１の内壁面に沿って旋回する冷媒ガスＧがこの欠落した部分を通過する際に、その旋回流に乱れが生じて、旋回の遠心力による冷凍機油Ｒの分離性能が低下したり、振動や音が発生する虞もあるが、変形例のコンプレッサでは、そのような旋回流の乱れを生じる虞がない。

なお、図６において、矢印Ｊ方向は図４における矢印Ｆ方向に対応し、矢印Ｊ′方向は図４における矢印Ｆ′方向に対応して、リードバルブ７２が動作するものとし、高圧逃がし弁７０および連通路６５の作用、効果は、上述した実施形態のコンプレッサ１００における高圧逃がし弁７０および連通路６５の作用、効果と同じであるため、説明を省略する。

また、上述した実施形態および変形例のコンプレッサ１００においては、サイクロンブロック６０に、連通路６５および高圧逃がし弁７０を設けた構成であるが、本発明に係る気体圧縮機は、この形態に限定されるものではなく、圧縮機本体の他の部分、例えばリヤサイドブロック２０やシリンダ４０などに、高圧逃がし弁７０および連通路６５を配設した構成を採用することもできる。

本発明に係る気体圧縮機の一実施形態であるベーンロータリ式コンプレッサを示す縦断面図であって、図２におけるＣ−Ｃ線に沿った断面を示す図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。 （ａ）は図１における矢視Ｂによるサイクロンブロックを示す図、（ｂ）は（ａ）におけるＤ−Ｄ線に沿った面による断面図、（ｃ）は（ａ）図相当の比較例を示す図である。 図３（ｂ）におけるＥ部の詳細を示す図である。 （ａ）は比較例における図３（ａ）相当のサイクロンブロックを示す図、（ｂ）は（ａ）におけるＧ−Ｇ線に沿った面による断面図である。 図５（ｂ）におけるＨ部の詳細を示す図である。

符号の説明

２０ リヤサイドブロック
２１ 吐出室（高圧室）
２８ 背圧連通路（背圧空間）
５１ 回転軸
６０ サイクロンブロック
６５ 連通路
６６ 軸背圧空間（背圧空間）
７０ 高圧逃がし弁
７１ バルブリテーナ
７２ リードバルブ
Ｆ，Ｆ′ 撓み方向を示す矢印

Claims (3)

1. 回転軸の回転に伴ってベーンの突出量が変化することにより、容積が変化する圧縮室を有する圧縮機本体と、前記圧縮機本体を覆うハウジングとを備え、
   前記ハウジングの内面と前記圧縮機本体の外面とにより、前記圧縮機本体を挟んで一方の側に、前記圧縮機本体に吸入される気体が通過する低圧室が形成されているとともに、前記圧縮機本体を挟んで他方の側に、前記圧縮機本体から吐出された気体が通過する高圧室が形成され、該圧縮機本体には、前記高圧室の圧力を絞るとともに、この絞って得られた圧力を、前記ベーンを突出させる背圧として所定の背圧空間に供給する絞り付き背圧通路とが形成された気体圧縮機において、
   前記圧縮機本体に、前記背圧空間と前記高圧室とを連通させる連通路が形成され、
   前記圧縮機本体の定常運転状態においては、前記連通路の通過を阻止し、前記圧縮機本体の異常高圧運転状態においては、前記連通路の通過を許容するように設定された高圧逃がし弁が、前記圧縮機本体に配設されていることを特徴とする気体圧縮機。
2. 前記高圧逃がし弁は、前記圧縮機本体の停止状態から起動直後の運転状態においては、前記連通路の通過を、前記異常高圧運転状態における通過許容量よりも少ない量だけ許容するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
3. 前記高圧逃がし弁は、前記背圧空間と前記高圧室との圧力差に応じた撓み量で弾性変形する板ばねであることを特徴とする請求項１または２に記載の気体圧縮機。

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