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JP2011220263A - Helical type compressor - Google Patents

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JP2011220263A
JP2011220263A JP2010091406A JP2010091406A JP2011220263A JP 2011220263 A JP2011220263 A JP 2011220263A JP 2010091406 A JP2010091406 A JP 2010091406A JP 2010091406 A JP2010091406 A JP 2010091406A JP 2011220263 A JP2011220263 A JP 2011220263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
blade
cylinder
discharge
compression chamber
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
JP2010091406A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhide Uchida
和秀 内田
Hiroki Ishii
弘樹 石井
Takaya Morishita
貴也 森下
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.)
Denso Corp
Soken Inc
Original Assignee
Denso Corp
Nippon Soken 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 Denso Corp, Nippon Soken Inc filed Critical Denso Corp
Priority to JP2010091406A priority Critical patent/JP2011220263A/en
Publication of JP2011220263A publication Critical patent/JP2011220263A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a helical type compressor capable of boosting the pressure of fluid to a required level appropriately.SOLUTION: An end 23a on the discharge side of a helical blade 23 that is fitted into a helical groove 22a of a rotor 22 is connected to a connection part 23b located at a section of the blade 23 that turns back from the end 23a by about one spire (by about 360°). Further, a reed valve (check valve) is provided which allows fluids in a compression room CR3 on the discharge side surrounded by a portion of the blade 23 that continues into the end 23a and the connection part 23b, an inner circumferential surface of a cylinder 21 and an outer circumferential surface of the rotor 22 only to flow from the compression room CR3 on the discharge side through a discharge hole 21a. This allows the pressure of the fluids to be appropriately boosted to the required level in the compression room CR3 on the discharge side, and allows the fluids to be discharged from the discharge hole 21a.

Description

本発明は、螺旋状のブレードが出没自在に嵌め込まれたロータを、内部に円柱状空間を形成するシリンダ内で偏心回転させることによって、流体を圧縮して吐出するヘリカル式圧縮機に関する。   The present invention relates to a helical compressor that compresses and discharges a fluid by rotating eccentrically a rotor in which a spiral blade is inserted and retracted in a cylinder that forms a cylindrical space therein.

従来、内部に円柱状の空間を形成するシリンダ、このシリンダの内部に偏心配置された略円柱状のロータ、およびロータの外周面に形成された螺旋溝に出没自在に嵌め込まれた螺旋状のブレードを備えるヘリカル式圧縮機が知られている(例えば、特許文献1参照)。この種のヘリカル式圧縮機では、ブレードが嵌め込まれたロータをシリンダ内で偏心回転させることによって、流体を吸入し、圧縮して吐出する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a cylinder that forms a cylindrical space inside, a substantially cylindrical rotor that is eccentrically arranged inside the cylinder, and a helical blade that is removably fitted in a helical groove formed on the outer peripheral surface of the rotor Is known (for example, see Patent Document 1). In this type of helical compressor, a rotor in which a blade is fitted is eccentrically rotated in a cylinder, whereby fluid is sucked, compressed, and discharged.

より具体的には、ヘリカル式圧縮機のブレードは、ロータの軸方向に対向する側壁面同士の間隔がロータの軸方向一端側から他端側へ向かって徐々に縮小する形状に形成されている。さらに、ヘリカル式圧縮機では、ロータの軸方向に交差するブレードの側壁面、シリンダの内周面、およびロータの外周面によって囲まれた空間により、流体を圧縮する圧縮室が形成されている。   More specifically, the blade of the helical compressor is formed in a shape in which the interval between the side wall surfaces facing each other in the axial direction of the rotor is gradually reduced from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor. . Further, in the helical compressor, a compression chamber for compressing fluid is formed by a space surrounded by the side wall surface of the blade that intersects the axial direction of the rotor, the inner peripheral surface of the cylinder, and the outer peripheral surface of the rotor.

従って、ロータをシリンダ内で偏心回転させると、圧縮室は、ロータの軸方向一端側から他端側へ移動しながら、ロータの軸方向に対向する側壁面同士の間隔の縮小に伴って、その容積を縮小させる。これにより、特許文献1のヘリカル式圧縮機では、ロータの軸方向一端側から吸入した流体を、圧縮して他端側から吐出するようにしている。   Therefore, when the rotor is eccentrically rotated in the cylinder, the compression chamber moves from one end side in the axial direction of the rotor to the other end side, and as the interval between the side wall surfaces facing in the axial direction of the rotor decreases, Reduce the volume. Thereby, in the helical compressor of patent document 1, the fluid suck | inhaled from the axial direction one end side of the rotor is compressed and discharged from the other end side.

特開平6−221286号公報JP-A-6-221286

ところで、特許文献1のヘリカル式圧縮機では、ロータの軸方向一端側(以下、吸入側という)に形成される圧縮室が、流体を吸入する流体吸入口(吸入ポート)と連通している間は、ロータが回転しても流体を圧縮することができない。同様に、ロータの軸方向他端側(以下、吐出側という)に形成される圧縮室が、流体を吐出する流体吐出口(吐出ポート)と連通している間は、ロータが回転しても流体を圧縮することができない。   By the way, in the helical compressor of Patent Document 1, a compression chamber formed on one end side in the axial direction of the rotor (hereinafter referred to as suction side) is in communication with a fluid suction port (suction port) for sucking fluid. Cannot compress the fluid even if the rotor rotates. Similarly, while the compression chamber formed on the other axial end of the rotor (hereinafter referred to as the discharge side) communicates with the fluid discharge port (discharge port) for discharging the fluid, the rotor rotates. The fluid cannot be compressed.

従って、特許文献1のヘリカル式圧縮機における機械的な圧縮比は、圧縮室が流体吸入口に連通しなくなったときの容積と圧縮室が流体吐出口に連通する直前の容積との比によって決定される。このことを図9〜12を用いて詳細に説明する。   Therefore, the mechanical compression ratio in the helical compressor of Patent Document 1 is determined by the ratio between the volume when the compression chamber stops communicating with the fluid suction port and the volume immediately before the compression chamber communicates with the fluid discharge port. Is done. This will be described in detail with reference to FIGS.

なお、図9は、特許文献1と同様の構成のヘリカル式圧縮機20において、各圧縮室CR10、CR20、CR30、CR40を形成するブレード230の対向する側壁面同士の軸方向の距離を示す説明図である。より詳細には、図9には、ヘリカル式圧縮機20の模式的な軸方向断面図とブレード230の吸入側の側壁面と吐出側の側壁面の位置を展開して示したグラフとの対応関係が図示されている。   FIG. 9 shows an axial distance between opposing side wall surfaces of the blade 230 forming each compression chamber CR10, CR20, CR30, CR40 in the helical compressor 20 having the same configuration as that of Patent Document 1. FIG. More specifically, FIG. 9 shows a correspondence between a schematic axial sectional view of the helical compressor 20 and a graph in which the positions of the suction side wall surface and the discharge side wall surface of the blade 230 are developed. The relationship is illustrated.

また、図9に示すように、このヘリカル式圧縮機20のブレード230は3巻(1080°)の螺旋状に形成されている。そして、図9の軸方向断面図では、ブレード230の吸入側の末端部がロータ220の螺旋溝内部に没入した状態を示している。さらに、図9のグラフでは、ブレード230の吸入側の末端部のうち、吐出側の側壁面の開始位置を基準角度0°とし、ブレード230の吸入側の末端部のうち、吸入側の側壁面の開始位置を基準角度に対して一巻分遅れた−360°としている。   Further, as shown in FIG. 9, the blade 230 of the helical compressor 20 is formed in a spiral shape of 3 turns (1080 °). 9 shows a state in which the suction-side end portion of the blade 230 is immersed in the spiral groove of the rotor 220. Further, in the graph of FIG. 9, the starting position of the discharge-side side wall surface of the suction-side end portion of the blade 230 is set to a reference angle of 0 °, and the suction-side end surface of the blade 230 is the suction-side side wall surface. Is set to −360 ° which is delayed by one turn from the reference angle.

図9のグラフから明らかなように、ブレード230の吸入側の側壁面と吐出側の側壁面の位置は角度θに対して同様の軌跡を描きながら変化する。そこで、図9のグラフでは、ブレード230の吸入側の側壁面と吐出側の側壁面の位置を、角度θの関数f(θ)で表している。   As is apparent from the graph of FIG. 9, the positions of the side wall surface on the suction side and the side wall surface on the discharge side of the blade 230 change while drawing a similar locus with respect to the angle θ. Therefore, in the graph of FIG. 9, the positions of the suction side wall surface and the discharge side wall surface of the blade 230 are represented by a function f (θ) of the angle θ.

また、図10は、図9の軸方向断面図のB−B断面図であり、図11は、図10に示すシリンダ210の内周面とロータ220の外周面との径方向距離H(θ)の変化を示すグラフである。図11における横軸の角度は、図9に示すグラフの横軸と同様に、ブレード230の吸入側の末端部を起点とした角度を示している。   10 is a BB cross-sectional view of the axial cross-sectional view of FIG. 9, and FIG. 11 is a radial distance H (θ between the inner peripheral surface of the cylinder 210 and the outer peripheral surface of the rotor 220 shown in FIG. ). The angle on the horizontal axis in FIG. 11 indicates the angle starting from the suction side end of the blade 230, as in the horizontal axis of the graph shown in FIG.

まず、図9に示すように、最も吸入側に形成される吸入側圧縮室CR10は、ブレード230の−360°〜0°に位置付けられる吸入側の側壁面、シリンダ210の内周面、ロータ220の外周面、およびシリンダ210の吸入側を閉塞する吸入側蓋部材2110によって囲まれた空間である。この吸入側圧縮室CR10では、吸入側蓋部材2110に設けられた冷媒吸入口2110aと連通しているため、ロータ220が回転しても流体を圧縮することができない。   First, as shown in FIG. 9, the suction side compression chamber CR10 formed on the most suction side includes a suction side wall surface positioned at −360 ° to 0 ° of the blade 230, an inner peripheral surface of the cylinder 210, and a rotor 220. And a space surrounded by a suction side lid member 2110 that closes the suction side of the cylinder 210. In the suction side compression chamber CR10, the fluid cannot be compressed even if the rotor 220 rotates because it communicates with the refrigerant suction port 2110a provided in the suction side lid member 2110.

次に、吸入側圧縮室CR10の隣であって吐出側に形成される圧縮室CR20は、ブレード230の0°〜360°に位置付けられる吐出側の側壁面および吸入側の側壁面、シリンダ210の内周面、およびロータ220の外周面によって囲まれた空間である。この圧縮室CR20は、ロータ220の回転に伴って容積が縮小するので、流体を圧縮することができる。   Next, the compression chamber CR20 formed adjacent to the suction side compression chamber CR10 and on the discharge side is a side wall surface on the discharge side and a side wall surface on the suction side, which is positioned at 0 ° to 360 ° of the blade 230, and the cylinder 210. A space surrounded by the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotor 220. Since the volume of the compression chamber CR20 is reduced with the rotation of the rotor 220, the fluid can be compressed.

さらに、圧縮室CR20の隣であって吐出側に形成される圧縮室CR30は、ブレード230の360°〜720°に位置付けられる吐出側の側壁面および吸入側の側壁面、シリンダ210の内周面、ロータ220の外周面によって囲まれた空間である。この圧縮室CR30についても圧縮室CR20と同様に、ロータ220の回転に伴って容積が縮小するので、流体を圧縮することができる。   Further, the compression chamber CR30 formed on the discharge side next to the compression chamber CR20 includes a discharge side wall surface and a suction side wall surface, and an inner peripheral surface of the cylinder 210, which are positioned at 360 ° to 720 ° of the blade 230. A space surrounded by the outer peripheral surface of the rotor 220. Since the volume of the compression chamber CR30 is reduced with the rotation of the rotor 220 in the same manner as the compression chamber CR20, the fluid can be compressed.

なお、圧縮室CR20、CR30の容積は、図9に示される圧縮室CR20、CR30を構成するブレード230の対向する側壁面間の距離f(θ+360°)−f(θ)と図11に示されるロータ220の外周面とシリンダ210の内周面との径方向距離H(θ)との積算値をロータ220の回転角度で積分することによって、以下の数式によって求めることができる。   The volumes of the compression chambers CR20 and CR30 are shown in FIG. 11 as the distance f (θ + 360 °) −f (θ) between the opposing side wall surfaces of the blade 230 constituting the compression chambers CR20 and CR30 shown in FIG. By integrating the integrated value of the radial distance H (θ) between the outer peripheral surface of the rotor 220 and the inner peripheral surface of the cylinder 210 with the rotation angle of the rotor 220, the following equation can be obtained.

Figure 2011220263
Figure 2011220263

ところが、図9に示すように、圧縮室CR30の隣であって最も吐出側に形成される吐出側圧縮室CR40は、ブレード230の720°〜1080°に位置付けられる吐出側の側壁面、シリンダ210の内周面、ロータ220の外周面、およびシリンダ210の吐出側を閉塞する吐出側蓋部材2120によって囲まれた空間となる。この圧縮室CR40は、吐出側蓋部材2120に設けられた冷媒吐出口2120aと連通しているため、ロータ220が回転しても流体を圧縮することができない。   However, as shown in FIG. 9, the discharge-side compression chamber CR40 formed next to the compression chamber CR30 and closest to the discharge side is the side wall surface on the discharge side positioned at 720 ° to 1080 ° of the blade 230, and the cylinder 210. The outer peripheral surface of the rotor 220, the outer peripheral surface of the rotor 220, and a discharge-side lid member 2120 that closes the discharge side of the cylinder 210. Since the compression chamber CR40 communicates with the refrigerant discharge port 2120a provided in the discharge-side lid member 2120, the fluid cannot be compressed even if the rotor 220 rotates.

従って、ブレード230の回転角度に対するヘリカル式圧縮機20内の流体の圧力は、図12に示すように変化する。なお、図12は、ブレード230の回転角度に対するヘリカル式圧縮機20内の流体の圧力変化を示すグラフである。   Therefore, the pressure of the fluid in the helical compressor 20 with respect to the rotation angle of the blade 230 changes as shown in FIG. FIG. 12 is a graph showing the pressure change of the fluid in the helical compressor 20 with respect to the rotation angle of the blade 230.

換言すると、特許文献1と同様の構成のヘリカル式圧縮機20では、3巻のブレード230のうち、2巻分(0°〜720°)しか流体の圧縮に寄与しない。従って、特許文献1のヘリカル式圧縮機における機械的な圧縮比は、圧縮室が流体吸入口に連通しなくなったときの容積(図9の0°〜360°)と圧縮室が流体吐出口に連通する直前の容積(図9の360°〜720°)との比によって決定されることになる。   In other words, in the helical compressor 20 having the same configuration as that of Patent Document 1, only two turns (0 ° to 720 °) out of the three blades 230 contribute to fluid compression. Therefore, the mechanical compression ratio in the helical compressor of Patent Document 1 is such that the compression chamber becomes a fluid discharge port when the compression chamber stops communicating with the fluid suction port (0 ° to 360 ° in FIG. 9). It is determined by the ratio with the volume immediately before the communication (360 ° to 720 ° in FIG. 9).

このため、例えば、特許文献1のヘリカル式圧縮機を、圧縮機吐出冷媒と外気とを熱交換させて放熱させる冷凍サイクルに適用した場合、外気温の低下等に伴ってサイクルの高圧側冷媒圧力が低下する運転条件であっても、圧縮機から不必要に高圧な冷媒が吐出されてしまい、冷凍サイクルの作動効率を大きく低下させてしまうことが懸念される。   For this reason, for example, when the helical compressor of Patent Document 1 is applied to a refrigeration cycle in which heat is exchanged between the refrigerant discharged from the compressor and the outside air to dissipate heat, the high-pressure side refrigerant pressure of the cycle with a decrease in the outside air temperature or the like Even if the operating conditions are low, there is a concern that unnecessarily high-pressure refrigerant is discharged from the compressor and the operating efficiency of the refrigeration cycle is greatly reduced.

本発明は、上記点に鑑み、要求される圧力まで適切に流体を昇圧させることが可能なヘリカル式圧縮機を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a helical compressor capable of appropriately boosting a fluid to a required pressure.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、内部に円柱状の空間を形成するシリンダ(21)と、シリンダ(21)の内部に偏心配置されるとともに、その外周面に螺旋状に延びる螺旋溝(22a)が形成された円柱状のロータ(22)と、螺旋溝(22a)に出没自在に嵌め込まれ、その外周端部がシリンダ(21)の内周面に接触することによって、シリンダ(21)の内周面とロータ(22)の外周面との間に圧縮室(CR1、CR2、CR3)を形成する螺旋状のブレード(23)とを備え、ロータ(22)をシリンダ(21)の中心軸に対して偏心回転させることによって、圧縮室(CR1、CR2、CR3)をロータ(22)の軸方向の一端側から他端側へ移動させながら、一端側から吸入した流体を圧縮するヘリカル式圧縮機であって、
ブレード(23)のうち他端側の末端部(23a)は、ブレード(23)のうち末端部(23a)よりも一端側の部位に設けられた連結部(23b)に連結されており、シリンダ(21)には、ブレード(23)のうち末端部(23a)および連結部(23b)に連なる部位、シリンダ(21)の内周面、並びに、ロータ(22)の外周面によって囲まれた吐出側圧縮室(CR3)から流体を流出させる吐出穴(21a)が設けられており、さらに、流体が吐出側圧縮室(CR3)から吐出穴(21a)を介して流出する方向に流れることを許容する逆止弁(27)を備えるヘリカル式圧縮機を特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, a cylinder (21) that forms a cylindrical space inside, and an eccentric arrangement inside the cylinder (21), and a spiral shape on the outer peripheral surface thereof. A cylindrical rotor (22) formed with a spiral groove (22a) extending in the shape of a cylindrical groove (22a) and a spiral groove (22a) that can be projected and retracted, and its outer peripheral end contacting the inner peripheral surface of the cylinder (21) A helical blade (23) that forms a compression chamber (CR1, CR2, CR3) between the inner peripheral surface of the cylinder (21) and the outer peripheral surface of the rotor (22), and the rotor (22) The fluid sucked from one end side while moving the compression chamber (CR1, CR2, CR3) from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor (22) by rotating eccentrically with respect to the central axis of (21). Compressing helica Be an expression compressor,
The end portion (23a) on the other end side of the blade (23) is connected to a connecting portion (23b) provided at a position on one end side of the end portion (23a) of the blade (23). (21) includes a discharge portion surrounded by a portion of the blade (23) connected to the end (23a) and the connecting portion (23b), the inner peripheral surface of the cylinder (21), and the outer peripheral surface of the rotor (22). Discharge hole (21a) for allowing fluid to flow out from the side compression chamber (CR3) is provided, and further allows fluid to flow in the direction of flowing out from the discharge side compression chamber (CR3) via the discharge hole (21a). It features a helical compressor with a check valve (27).

これによれば、ブレード(23)の他端側の末端部(23a)と連結部(23b)が連結されているので、他端側に形成される吐出側圧縮室(CR3)を袋小路形状とすることができる。従って、逆止弁(27)が閉じて吐出穴(21a)が閉塞された状態が維持されれば、吐出側圧縮室(CR3)内の流体を圧縮し続けることができる。   According to this, since the end portion (23a) and the connecting portion (23b) on the other end side of the blade (23) are connected, the discharge side compression chamber (CR3) formed on the other end side is formed into a bag path shape. can do. Therefore, if the check valve (27) is closed and the discharge hole (21a) is kept closed, the fluid in the discharge side compression chamber (CR3) can be continuously compressed.

一方、逆止弁(27)が開くことによって吐出側圧縮室(CR3)内の流体を吐出穴(21a)から流出させることができるので、逆止弁(27)が開いた後は、特許文献1のヘリカル式圧縮機と同様に、ロータ(22)が回転しても流体が圧縮されない。その結果、吐出流体圧力を不必要に上昇させてしまうことがなく、要求される圧力まで適切に流体を昇圧させることができる。   On the other hand, since the fluid in the discharge side compression chamber (CR3) can flow out of the discharge hole (21a) by opening the check valve (27), after the check valve (27) is opened, the patent document As with the helical compressor 1, the fluid is not compressed even when the rotor (22) rotates. As a result, the fluid pressure can be appropriately increased to the required pressure without unnecessarily increasing the discharge fluid pressure.

請求項2に記載の発明では、請求項1に記載のヘリカル式圧縮機において、吐出穴(21a)は、吐出側圧縮室(CR3)のうち末端部(23a)と連結部(23b)との連結部位の近傍に連通するように設けられていることを特徴とする。これによれば、逆止弁(27)が閉じて吐出穴(21a)が閉塞された状態が維持されれば、流体が最も高圧化するまで圧縮することができる。   In the invention according to claim 2, in the helical compressor according to claim 1, the discharge hole (21a) is formed between the end portion (23a) and the connecting portion (23b) in the discharge side compression chamber (CR3). It is provided so that it may communicate with the vicinity of a connection part. According to this, if the state where the check valve (27) is closed and the discharge hole (21a) is closed is maintained, the fluid can be compressed until the pressure becomes the highest.

なお、本請求項における「近傍に連通する」とは、吐出穴(21a)が吐出側圧縮室(CR3)のうち末端部(23a)と連結部(23b)との連結部位に隣接するように開口していることのみを意味するだけでなく、製造上の誤差や組み付けの都合で連結部位から僅かに離れた位置に開口していることを含む意味である。   In addition, the term “communicating in the vicinity” in this claim means that the discharge hole (21a) is adjacent to the connection portion between the end portion (23a) and the connection portion (23b) in the discharge side compression chamber (CR3). It means not only that it is opened, but also that it is opened at a position slightly away from the connecting part due to manufacturing errors and assembly reasons.

請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載のヘリカル式圧縮機において、ロータ(22)のうち他端側の端部は、ロータ(22)の最大外径よりも径の小さい小径部(22d)になっており、小径部(22d)には、螺旋溝(22a)の一部を形成するリング部材(22e)が固定されていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the helical compressor according to the first or second aspect, the other end of the rotor (22) has a diameter smaller than the maximum outer diameter of the rotor (22). A small diameter portion (22d) is formed, and a ring member (22e) forming a part of the spiral groove (22a) is fixed to the small diameter portion (22d).

これによれば、ロータ(22)の外周面に形成された螺旋溝(22a)に、ブレード(23)を嵌め込んだ後に、リング部材(22e)を小径部(22d)に固定することができるので、ブレード(23)をロータ(22)に嵌め込む際の組付性を向上できる。   According to this, the ring member (22e) can be fixed to the small diameter portion (22d) after the blade (23) is fitted into the spiral groove (22a) formed on the outer peripheral surface of the rotor (22). Therefore, the assembling property when the blade (23) is fitted into the rotor (22) can be improved.

請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヘリカル式圧縮機において、末端部(23a)および連結部(23b)のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突出部(23c)が形成されており、突出部(23c)が末端部(23a)および連結部(23b)のうち他方に設けられた係合穴(23d)に嵌め込まれることによって、末端部(23a)および連結部(23b)が連結されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the helical compressor according to any one of the first to third aspects, one of the end portion (23a) and the connecting portion (23b) faces the other. A projecting portion (23c) is formed, and the projecting portion (23c) is fitted into an engagement hole (23d) provided on the other of the end portion (23a) and the connecting portion (23b), The terminal part (23a) and the connection part (23b) are connected.

これによれば、ブレード(23)を螺旋溝(22a)へ嵌め込む際の組付性を向上できる。さらに、ブレード(23)として、末端部(23a)および連結部(23b)が連結されたものを形成する必要がなく、ブレード(23)を容易に製造することができる。   According to this, the assembling property when the blade (23) is fitted into the spiral groove (22a) can be improved. Furthermore, it is not necessary to form the blade (23) in which the end portion (23a) and the connecting portion (23b) are connected, and the blade (23) can be easily manufactured.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態の圧縮機が適用された冷凍サイクルの全体構成図である。It is a whole lineblock diagram of the refrigerating cycle to which the compressor of a 1st embodiment was applied. (a)は、第1実施形態の圧縮機の軸方向断面図であり、(b)は、(a)の側面図である。(A) is an axial sectional view of the compressor of the first embodiment, and (b) is a side view of (a). 図2(b)のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG.2 (b). 第1実施形態の圧縮機において、各圧縮室を形成するブレードの対向する側壁面同士の軸方向の距離を示す説明図である。In the compressor of 1st Embodiment, it is explanatory drawing which shows the distance of the axial direction of the side wall surfaces which the braid | blade which forms each compression chamber opposes. 第1実施形態の圧縮機内の冷媒の圧力変化を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure change of the refrigerant | coolant in the compressor of 1st Embodiment. 第2実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the compressor of the second embodiment. 第2実施形態の圧縮機における図3に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 3 in the compressor of 2nd Embodiment. (a)は、第3実施形態の圧縮機における図3に対応する断面図であり、(b)、(c)は、その変形例を示す断面図である。(A) is sectional drawing corresponding to FIG. 3 in the compressor of 3rd Embodiment, (b), (c) is sectional drawing which shows the modification. 従来技術のヘリカル式圧縮機における各圧縮室を形成するブレードの対向する側壁面同士の軸方向の距離を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the distance of the axial direction of the side wall surfaces which the blade which forms each compression chamber in the prior art helical compressor opposes. 図4のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 従来技術のヘリカル式圧縮機におけるロータの外周面とシリンダの内周面との径方向距離の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the radial direction distance of the outer peripheral surface of a rotor and the internal peripheral surface of a cylinder in the helical compressor of a prior art. 従来技術のヘリカル式圧縮機内の冷媒の圧力変化を示すグラフである。It is a graph which shows the pressure change of the refrigerant | coolant in the helical compressor of a prior art.

(第1実施形態)
図1〜5により、本発明の第1実施形態を説明する。図1は、本実施形態のヘリカル式圧縮機(以下、単に圧縮機という)2が適用された冷凍サイクル1の全体構成図である。この冷凍サイクル1は、室内の空調を行う空調装置において、室内へ送風される室内送風空気を冷却する機能を担うものである。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a refrigeration cycle 1 to which a helical compressor (hereinafter simply referred to as a compressor) 2 of the present embodiment is applied. This refrigeration cycle 1 has a function of cooling indoor air blown into a room in an air conditioner that performs indoor air conditioning.

より具体的には、冷凍サイクル1は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機2、圧縮機2吐出冷媒を外気と熱交換させて放熱させる放熱器3、放熱器3流出冷媒を減圧膨張させる膨張弁4、および膨張弁4にて減圧された冷媒を蒸発させることによって吸熱作用を発揮させて室内送風空気を冷却する蒸発器5を環状に接続して構成される周知の蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。   More specifically, the refrigeration cycle 1 includes a compressor 2 that compresses and discharges the refrigerant, a radiator 3 that radiates heat by exchanging heat between the refrigerant discharged from the compressor 2 and the outside air, and an expansion that decompresses and expands the refrigerant that flows out of the radiator 3. A well-known vapor compression refrigeration cycle configured by annularly connecting an evaporator 5 that exhibits an endothermic effect by evaporating the valve 4 and the refrigerant depressurized by the expansion valve 4 to cool indoor blown air. It is.

次に、図2、3に基づいて、本実施形態の圧縮機2の詳細構成を説明する。図2(a)は、圧縮機2の軸方向断面図であり、図2(b)は、図2(a)の側面図である。また、図3は、図2(b)のA−A断面図、すなわち後述するロータ22およびブレード23の円筒状外周面の展開図に相当する図面であって、ブレード23の吐出側蓋部材212側の末端部23a近傍を図示している。   Next, based on FIG. 2, 3, the detailed structure of the compressor 2 of this embodiment is demonstrated. Fig.2 (a) is an axial sectional view of the compressor 2, and FIG.2 (b) is a side view of Fig.2 (a). 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2B, that is, a development view of a cylindrical outer peripheral surface of the rotor 22 and the blade 23, which will be described later. The vicinity of the end portion 23a on the side is shown.

圧縮機2は、図2に示すように、シリンダ21、シリンダ21の内部に配置されるロータ22、ロータ22の螺旋溝22aに出没自在に嵌め込まれた螺旋状のブレード23、電動モータ24、電動モータ24の回転駆動力をロータ22に伝達するシャフト25等を有して構成されている。   As shown in FIG. 2, the compressor 2 includes a cylinder 21, a rotor 22 disposed inside the cylinder 21, a spiral blade 23 that is removably fitted in a spiral groove 22 a of the rotor 22, an electric motor 24, an electric motor A shaft 25 or the like for transmitting the rotational driving force of the motor 24 to the rotor 22 is provided.

シリンダ21は、略円筒状の金属で形成されており、圧縮機2の外殻を構成するとともに、その内部にロータ22、ブレード23、シャフト25等を収容する円柱状空間を形成している。さらに、シリンダ21の内周面は、後述するようにロータ22およびブレード23とともに、流体である冷媒を圧縮する複数の圧縮室CRを形成する。   The cylinder 21 is formed of a substantially cylindrical metal, and constitutes an outer shell of the compressor 2 and forms a columnar space for accommodating the rotor 22, the blade 23, the shaft 25 and the like therein. Further, the inner peripheral surface of the cylinder 21 forms a plurality of compression chambers CR for compressing a refrigerant that is a fluid together with the rotor 22 and the blade 23 as will be described later.

円筒状に形成されたシリンダ21の一方の開口端部は、円板状の金属で形成された吸入側蓋部材211によって閉塞されている。この吸入側蓋部材211には、その表裏を貫通する貫通穴が設けられており、この貫通穴は冷媒を複数の圧縮室CRのうち、最も吸入側蓋部材211側に位置付けられる吸入側圧縮室CR1へ吸入させる冷媒吸入口211aとして機能する。   One open end of the cylinder 21 formed in a cylindrical shape is closed by a suction side lid member 211 formed of a disk-shaped metal. The suction-side lid member 211 is provided with a through-hole penetrating the front and back, and the through-hole serves as a suction-side compression chamber that is positioned closest to the suction-side lid member 211 among the plurality of compression chambers CR. It functions as a refrigerant suction port 211a to be sucked into CR1.

また、シリンダ21の他方の開口端部も、円板状の金属で形成された吐出側蓋部材212によって閉塞されている。この吐出側蓋部材212の中心部には、シャフト25を貫通させる貫通穴212aが設けられている。この貫通穴212aには図示しないシール部材(リップシール)が配置されており、これによりシャフト25と貫通穴212aとの隙間からの冷媒の漏れが防止されている。   The other open end of the cylinder 21 is also closed by a discharge side lid member 212 made of a disk-shaped metal. A through hole 212 a through which the shaft 25 passes is provided at the center of the discharge side lid member 212. A seal member (lip seal) (not shown) is disposed in the through hole 212a, thereby preventing the refrigerant from leaking from the gap between the shaft 25 and the through hole 212a.

シャフト25は、その回転中心軸がシリンダ21の中心軸と同軸上に延びて、貫通穴212a、および吸入側蓋部材211の吸入側圧縮室CR1側面の中心部に設けられた軸受部211bによって回転可能に支持されている。さらに、シャフト25の軸方向中央部には、シャフト25の回転中心軸に対して偏心した偏心部25aが形成されている。   The shaft 25 has a rotation center axis extending coaxially with the center axis of the cylinder 21 and is rotated by a through hole 212a and a bearing portion 211b provided at the center portion of the suction side compression chamber CR1 side surface of the suction side lid member 211. Supported as possible. Further, an eccentric portion 25 a that is eccentric with respect to the rotation center axis of the shaft 25 is formed at the axial central portion of the shaft 25.

ロータ22は、その外周面に螺旋状に延びる螺旋溝22aが形成された円柱状(あるいは円筒状)の金属で形成されており、その中心部にシャフト25の偏心部25aが回転自在に挿入される挿入穴22bが設けられている。この挿入穴22bの中心軸は、ロータ22の中心軸およびシャフト25の偏心部25aの中心軸と同軸上に延びている。   The rotor 22 is formed of a columnar (or cylindrical) metal in which a spiral groove 22a extending in a spiral shape is formed on the outer peripheral surface thereof, and an eccentric portion 25a of the shaft 25 is rotatably inserted into a central portion thereof. An insertion hole 22b is provided. The central axis of the insertion hole 22b extends coaxially with the central axis of the rotor 22 and the central axis of the eccentric portion 25a of the shaft 25.

一方、前述の如く、シャフト25の回転中心軸とシリンダ21の中心軸は同軸上に配置されているので、シリンダ21の中心軸と偏心部25aの中心軸(ロータ22の中心軸)は、互いに平行に一定の間隔を開けて配置されている。すなわち、ロータ22は、シリンダ21の内部に偏心配置されている。   On the other hand, as described above, since the rotation center axis of the shaft 25 and the center axis of the cylinder 21 are arranged coaxially, the center axis of the cylinder 21 and the center axis of the eccentric portion 25a (center axis of the rotor 22) are mutually connected. They are arranged in parallel at regular intervals. That is, the rotor 22 is arranged eccentrically inside the cylinder 21.

さらに、ロータ22の吐出側蓋部材212側の端部には、吐出側蓋部材212へ向かって突出するピン22cが圧入等の固定手段によって固定され、吐出側蓋部材212には、ピン22cの端部が収容されて、ピン22cの可動範囲を規制する円形穴212bが形成されている。   Further, a pin 22c protruding toward the discharge side cover member 212 is fixed to an end portion of the rotor 22 on the discharge side cover member 212 side by a fixing means such as press fitting, and the discharge side cover member 212 has a pin 22c. A circular hole 212b that accommodates the end and restricts the movable range of the pin 22c is formed.

このピン22cおよび円形穴212bは、いわゆるピン−ホール式の自転防止機構を構成するものである。従って、シャフト25が回転してもロータ22はシャフト25の偏心部25aの周りに自転することなく、シャフト25の回転中心を公転中心として公転運動する。なお、ロータ22の外周面に形成された螺旋溝22aの詳細については後述する。   The pin 22c and the circular hole 212b constitute a so-called pin-hole type anti-rotation mechanism. Therefore, even if the shaft 25 rotates, the rotor 22 revolves around the center of rotation of the shaft 25 without rotating around the eccentric portion 25a of the shaft 25. The details of the spiral groove 22a formed on the outer peripheral surface of the rotor 22 will be described later.

ブレード23は、螺旋状の樹脂で形成されており、ロータ22の外周面に形成された螺旋溝22aに出没自在に嵌め込まれて、シリンダ21の内周面とロータ22の外周面との間に複数の圧縮室CRを形成するものである。   The blade 23 is formed of a spiral resin, and is fitted in a spiral groove 22 a formed on the outer peripheral surface of the rotor 22 so as to be able to protrude and retract, and between the inner peripheral surface of the cylinder 21 and the outer peripheral surface of the rotor 22. A plurality of compression chambers CR are formed.

より具体的には、ブレード23のロータ22側の端面とロータの螺旋溝22aの底面との間には図示しない弾性部材が配置されており、ブレード23は、この弾性部材の弾性力によって、その外周端部がシリンダ21の内周面に接触するまで、螺旋溝22aから突出するようになっている。   More specifically, an elastic member (not shown) is disposed between the end surface of the blade 23 on the rotor 22 side and the bottom surface of the spiral groove 22a of the rotor, and the blade 23 is moved by the elastic force of the elastic member. It protrudes from the spiral groove 22a until the outer peripheral end portion contacts the inner peripheral surface of the cylinder 21.

これにより、ブレード23のうち螺旋溝22aから突出している部位であってロータ22の軸方向に交差する側壁面、シリンダ21の内周面、およびロータ22の外周面によって囲まれた空間により、複数の圧縮室CRが形成される。なお、本実施形態のブレード23は約3巻(1080°)の螺旋状に形成されている。   As a result, a portion of the blade 23 protruding from the spiral groove 22 a and intersecting in the axial direction of the rotor 22, a space surrounded by the inner peripheral surface of the cylinder 21, and the outer peripheral surface of the rotor 22, The compression chamber CR is formed. In addition, the blade 23 of this embodiment is formed in a spiral shape of about 3 turns (1080 °).

さらに、ブレード23は、ロータ22の軸方向に対向する側壁面同士の間隔がロータ22の軸方向一端側である吸入側蓋部材211側(以下、吸入側という)からロータ22の軸方向他端側である吐出側蓋部材212側(以下、吐出側という)へ向かって徐々に縮小する螺旋形状に形成されている。   Further, the blade 23 is configured such that the interval between the side wall surfaces facing each other in the axial direction of the rotor 22 extends from the suction side lid member 211 side (hereinafter referred to as the suction side), which is one axial side of the rotor 22, to the other axial end of the rotor 22. It is formed in a spiral shape that gradually decreases toward the discharge side lid member 212 side (hereinafter referred to as the discharge side).

従って、ロータ22をシリンダ21内で偏心回転させると、各圧縮室CRは、吸入側から吐出側へ向かって移動しながら、ロータ22の軸方向に対向する側壁面同士の間隔の縮小に伴って、その容積を縮小させる。これにより、圧縮機2では、ロータ22の吸入側から吸入した冷媒を圧縮するようになっている。   Therefore, when the rotor 22 is eccentrically rotated in the cylinder 21, each compression chamber CR moves from the suction side toward the discharge side, and as the interval between the side wall surfaces facing in the axial direction of the rotor 22 decreases. , Reduce its volume. As a result, the compressor 2 compresses the refrigerant sucked from the suction side of the rotor 22.

さらに、本実施形態のブレード23は、図3に示すように、ロータ22の吐出側の末端部23aが、ブレード23のうち末端部よりも吸入側に位置付けられた部位に設けられた連結部23bに連結されている。より具体的には、本実施形態のブレード23の末端部23aは、末端部23aから約一巻分(約360°分)戻った部位に位置付けられる連結部23bに連結されている。   Further, as shown in FIG. 3, the blade 23 of the present embodiment includes a connecting portion 23 b provided at a portion where the discharge-side end portion 23 a of the rotor 22 is positioned on the suction side of the blade 23 relative to the end portion. It is connected to. More specifically, the end portion 23a of the blade 23 of the present embodiment is connected to a connecting portion 23b positioned at a position returned from the end portion 23a by about one turn (about 360 °).

ここで、ロータ22の外周面に形成された螺旋溝22aの詳細形状について説明する。この螺旋溝22aは、ブレード23を出没自在に嵌め込む溝であるから、上述したブレード23の形状に適合する形状に形成されている。すなわち、螺旋溝22aについてもロータ22の吸入側から吐出側に向かって徐々に間隔が縮小する螺旋形状であって、連結された末端部23aおよび連結部23bを収容可能な形状に形成されている。   Here, the detailed shape of the spiral groove 22a formed on the outer peripheral surface of the rotor 22 will be described. Since the spiral groove 22a is a groove into which the blade 23 can be inserted and retracted, the spiral groove 22a is formed in a shape that matches the shape of the blade 23 described above. That is, the spiral groove 22a also has a spiral shape in which the interval gradually decreases from the suction side to the discharge side of the rotor 22, and is formed in a shape that can accommodate the connected end portion 23a and the connection portion 23b. .

さらに、図2に示すように、本実施形態のシリンダ21の円筒壁面には、ブレード23のうち末端部23aおよび連結部23bに連なる部位、シリンダ21の内周面、並びに、ロータ22の外周面によって囲まれた吐出側圧縮室CR3から冷媒を流出させる吐出ポートとして機能する吐出穴21aが設けられている。なお、この吐出側圧縮室CR3は、複数の圧縮室CRのうち、最も吐出側蓋部材212側に位置付けられる圧縮室となる。   Further, as shown in FIG. 2, the cylindrical wall surface of the cylinder 21 of the present embodiment includes a portion of the blade 23 that is continuous with the end portion 23 a and the connecting portion 23 b, an inner peripheral surface of the cylinder 21, and an outer peripheral surface of the rotor 22. Is provided with a discharge hole 21a that functions as a discharge port for allowing the refrigerant to flow out of the discharge side compression chamber CR3 surrounded by. The discharge side compression chamber CR3 is a compression chamber positioned closest to the discharge side lid member 212 among the plurality of compression chambers CR.

この吐出穴21aは、図3の破線穴で示すように、シリンダ21の内周面と外周面とを貫通するように設けられているとともに、吐出側圧縮室CR3のうち、ブレード23の末端部23aと連結部23bとの連結部位の近傍に連通するように設けられている。換言すると、吐出穴21aは、吐出側圧縮室CR3のうち末端部23aと連結部23bとの連結部位に隣接するように開口している。   The discharge hole 21a is provided so as to pass through the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the cylinder 21, as shown by a broken-line hole in FIG. 3, and the end portion of the blade 23 in the discharge-side compression chamber CR3. It is provided so that it may communicate with the vicinity of the connection part of 23a and the connection part 23b. In other words, the discharge hole 21a is opened so as to be adjacent to the connection portion between the end portion 23a and the connection portion 23b in the discharge side compression chamber CR3.

さらに、詳細に述べると、吐出穴21aは、吐出穴21aが閉塞された状態が維持された場合に、吐出側圧縮室CR3のうち冷媒が最も高圧化する位置に連通するように設けられている。   More specifically, the discharge hole 21a is provided so as to communicate with the position where the refrigerant is at the highest pressure in the discharge side compression chamber CR3 when the state where the discharge hole 21a is closed is maintained. .

また、シリンダ21の外周面には、内部に吐出穴21aから流出した冷媒の吐出室26aを構成するケース26が接合されている。このケース26の内部には、冷媒が吐出側圧縮室CR3から吐出穴21aを介して吐出室26a側へ流れることのみを許容する逆止弁として機能するリード弁27が配置されている。さらに、ケース26には、吐出室26aから図1に示す放熱器2側へ冷媒を流出させる冷媒吐出口26bが設けられている。   Further, a case 26 that constitutes a discharge chamber 26 a of the refrigerant flowing out from the discharge hole 21 a is joined to the outer peripheral surface of the cylinder 21. A reed valve 27 that functions as a check valve that only allows refrigerant to flow from the discharge side compression chamber CR3 to the discharge chamber 26a side through the discharge hole 21a is disposed inside the case 26. Further, the case 26 is provided with a refrigerant discharge port 26b through which the refrigerant flows out from the discharge chamber 26a to the radiator 2 side shown in FIG.

電動モータ24は、電力を供給されることによってロータ22を回転させる回転駆動力を出力するもので、直流モータおよび交流モータのいずれを採用してもよい。さらに、電動モータ24は、図示しない空調制御装置から出力される制御信号によって、その回転数が制御される。空調制御装置は、CPU、ROMおよびRAM等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されるものである。   The electric motor 24 outputs a rotational driving force for rotating the rotor 22 when supplied with electric power, and may employ either a direct current motor or an alternating current motor. Furthermore, the rotation speed of the electric motor 24 is controlled by a control signal output from an air conditioning control device (not shown). The air conditioning control device includes a known microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, and the like and peripheral circuits thereof.

次に、上記構成の圧縮機2および冷凍サイクル1の作動を説明する。空調制御装置から出力される制御信号によって電動モータ24が回転すると、シャフト25を介してロータ22に回転駆動力が伝達され、ロータ22がシリンダ21内で偏心回転する。これにより、冷媒吸入口211aを介してシリンダ21の内部(具体的には、吸入側圧縮室CR1)に冷媒が吸入される。   Next, the operation of the compressor 2 and the refrigeration cycle 1 configured as described above will be described. When the electric motor 24 is rotated by a control signal output from the air conditioning control device, a rotational driving force is transmitted to the rotor 22 via the shaft 25, and the rotor 22 rotates eccentrically in the cylinder 21. Accordingly, the refrigerant is sucked into the cylinder 21 (specifically, the suction side compression chamber CR1) through the refrigerant suction port 211a.

シリンダ21の内部に吸入された冷媒は、ロータ22の回転に伴って、ロータ22の吸入側から吐出側に向かって容積を縮小させながら移動する圧縮室CR内で圧縮される。そして、吐出側圧縮室CR3内の冷媒の圧力が、サイクルの高圧側冷媒圧力以上になるとリード弁27が開き、吐出側圧縮室CR3内の冷媒が、吐出穴21aを介して吐出室26aへ流入する。   The refrigerant sucked into the cylinder 21 is compressed in the compression chamber CR that moves while reducing the volume from the suction side to the discharge side of the rotor 22 as the rotor 22 rotates. When the refrigerant pressure in the discharge side compression chamber CR3 becomes equal to or higher than the high pressure side refrigerant pressure of the cycle, the reed valve 27 is opened, and the refrigerant in the discharge side compression chamber CR3 flows into the discharge chamber 26a through the discharge hole 21a. To do.

なお、サイクルの高圧側冷媒圧力とは、圧縮機2の冷媒吐出口26bから膨張弁4の入口へ至る範囲の冷媒圧力であって、冷凍サイクル1の空調熱負荷(例えば、外気温、蒸発器5における冷媒蒸発温度)の変動によって変化する。   The high-pressure side refrigerant pressure of the cycle is a refrigerant pressure in a range from the refrigerant discharge port 26b of the compressor 2 to the inlet of the expansion valve 4, and is an air conditioning heat load (for example, outside temperature, evaporator) of the refrigeration cycle 1. 5 changes due to fluctuations in the refrigerant evaporation temperature.

吐出室26aへ流入した冷媒は、冷媒吐出口26bを介して放熱器3へ流入し、外気と熱交換して冷却されて凝縮する。放熱器3から流出した冷媒は膨張弁4によって減圧膨張されて蒸発器5へ流入する。この際、膨張弁4の弁開度は、蒸発器5流出冷媒の過熱度が予め定めた所定範囲となるように調整される。   The refrigerant that has flowed into the discharge chamber 26a flows into the radiator 3 through the refrigerant discharge port 26b, and is cooled and condensed by exchanging heat with the outside air. The refrigerant flowing out of the radiator 3 is decompressed and expanded by the expansion valve 4 and flows into the evaporator 5. At this time, the opening degree of the expansion valve 4 is adjusted so that the degree of superheat of the refrigerant flowing out of the evaporator 5 falls within a predetermined range.

蒸発器5へ流入した冷媒は、室内送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、室内送風空気が冷却される。蒸発器5から流出した冷媒は、圧縮機2の冷媒吸入口211aを介してシリンダ21の内部へ吸入されて再び圧縮される。   The refrigerant flowing into the evaporator 5 absorbs heat from the indoor air and evaporates. Thereby, indoor ventilation air is cooled. The refrigerant flowing out of the evaporator 5 is sucked into the cylinder 21 through the refrigerant suction port 211a of the compressor 2 and compressed again.

次に、図4、5を用いて、本実施形態の圧縮機2の優れた効果について説明する。なお、図4は、本実施形態の圧縮機2において、各圧縮室CR1、CR2、CR3を形成するブレード23の対向する側壁面同時の軸方向の距離を示す説明図であって、前述の図9に対応する図面である。また、図5は、ブレード23の回転角度に対する圧縮機2内の冷媒の圧力変化を示すグラフであって、前述の図12に対応する図面である。   Next, the outstanding effect of the compressor 2 of this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing the axial distance of the opposing side wall surfaces of the blades 23 forming the compression chambers CR1, CR2, and CR3 in the compressor 2 of the present embodiment. 9 corresponds to FIG. FIG. 5 is a graph showing the pressure change of the refrigerant in the compressor 2 with respect to the rotation angle of the blade 23, and corresponds to FIG.

本実施形態の圧縮機2では、ブレード23のうち吐出側の末端部23aと連結部23bが連結されているので、最も吐出側に位置付けられる吐出側圧縮室CR3を、吐出穴21aが閉塞している場合には、冷媒が流出することのできない袋小路形状とすることができる。   In the compressor 2 of the present embodiment, since the discharge-side end portion 23a and the connecting portion 23b of the blade 23 are connected, the discharge-side compression chamber CR3 positioned at the most discharge side is closed by the discharge hole 21a. In the case where the refrigerant is present, it can be formed into a bag path shape in which the refrigerant cannot flow out.

従って、図4に示すように、本実施形態の圧縮機2の吐出側圧縮室CR3は、ブレード23の360°〜720°に位置付けられる吐出側の側壁面および吸入側の側壁面、シリンダ21の内周面、ロータ22の外周面によって囲まれた空間によって形成される。そして、この吐出側圧縮室CR3では、リード弁27が閉じて吐出穴21aが閉塞された状態が維持されれば、冷媒を圧縮し続けることができる。   Accordingly, as shown in FIG. 4, the discharge side compression chamber CR3 of the compressor 2 of the present embodiment includes the discharge side wall surface and the suction side wall surface, which are positioned at 360 ° to 720 ° of the blade 23, and the cylinder 21. It is formed by a space surrounded by the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the rotor 22. In the discharge side compression chamber CR3, the refrigerant can be continuously compressed as long as the reed valve 27 is closed and the discharge hole 21a is closed.

一方、リード弁27が開くことによって吐出側圧縮室CR3内の冷媒を吐出穴21aから流出させることができるので、リード弁27が開いた後は、従来技術と同様に、ロータ22が回転しても冷媒が圧縮されない。従って、図5に示すように吐出圧力をリード弁27が開く条件に応じて変化させることができる。   On the other hand, since the refrigerant in the discharge side compression chamber CR3 can flow out from the discharge hole 21a by opening the reed valve 27, after the reed valve 27 is opened, the rotor 22 rotates as in the prior art. Even the refrigerant is not compressed. Therefore, as shown in FIG. 5, the discharge pressure can be changed in accordance with the conditions for opening the reed valve 27.

その結果、圧縮機2の吐出冷媒圧力を不必要に上昇させてしまうことがなく、要求される圧力まで適切に冷媒を昇圧させることができる。   As a result, the refrigerant pressure discharged from the compressor 2 is not unnecessarily increased, and the refrigerant can be appropriately boosted to the required pressure.

さらに、吐出穴21aが、吐出側圧縮室CR3のうち末端部23aと連結部23bとの連結部位の近傍に連通するように設けられているので、吐出穴21aが閉塞された状態が維持された場合に、冷媒が最も高圧化するまで圧縮することができる。従って、冷媒吐出圧力を幅広い範囲で変化させることができる。   Furthermore, since the discharge hole 21a is provided so as to communicate with the vicinity of the connection portion between the end portion 23a and the connection portion 23b in the discharge side compression chamber CR3, the state where the discharge hole 21a is closed is maintained. In some cases, the refrigerant can be compressed until it reaches the highest pressure. Therefore, the refrigerant discharge pressure can be changed in a wide range.

(第2実施形態)
第1実施形態では、ロータ22を円柱状(あるいは円筒状)の金属部材によって構成した例を説明したが、本実施形態では、図6、7に示すように、ロータ22の構成を変更した例を説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, an example in which the rotor 22 is configured by a columnar (or cylindrical) metal member has been described. However, in the present embodiment, an example in which the configuration of the rotor 22 is changed as illustrated in FIGS. Will be explained.

なお、図6は、本実施形態の圧縮機2の軸方向断面図であり、第1実施形態の図2(a)に対応する図面である。図7は、第1実施形態の図3に対応する図面である。また、図6、7では、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。   FIG. 6 is a sectional view in the axial direction of the compressor 2 of the present embodiment, and corresponds to FIG. 2A of the first embodiment. FIG. 7 is a drawing corresponding to FIG. 3 of the first embodiment. 6 and 7, the same or equivalent parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.

具体的には、本実施形態のロータ22の吐出側の端部には、ロータ22の最大外径よりも径の小さい小径部22dが形成されており、この小径部22dに螺旋溝22aの一部を形成する円環状のリング部材22eを圧入等によって固定することにより第1実施形態と同様の形状のロータ22が構成されている。   Specifically, a small-diameter portion 22d having a diameter smaller than the maximum outer diameter of the rotor 22 is formed at the discharge-side end portion of the rotor 22 of the present embodiment, and one spiral groove 22a is formed in the small-diameter portion 22d. A rotor 22 having the same shape as that of the first embodiment is configured by fixing an annular ring member 22e forming a portion by press fitting or the like.

この小径部22dは、ブレード23の吐出側の末端部23aから一巻分(約360°分)戻った部位(すなわち、末端部23aと連結部23bとの連結部位)へ至る範囲に設けられている。従って、リング部材22eは、ブレード23の吐出側の末端部23aから末端部23aと連結部23bとの連結部位へ至る範囲の螺旋溝22aの側壁面を形成する。   The small-diameter portion 22d is provided in a range that reaches a portion returned from the end portion 23a on the discharge side of the blade 23 by one turn (about 360 °) (that is, a connecting portion between the end portion 23a and the connecting portion 23b). Yes. Accordingly, the ring member 22e forms a side wall surface of the spiral groove 22a that extends from the discharge-side end portion 23a of the blade 23 to the connecting portion between the end portion 23a and the connecting portion 23b.

その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の圧縮機2においても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態の如くロータ22を構成することで、ロータ22の外周面に形成された螺旋溝22aに、ブレード23を嵌め込んだ後に、リング部材22eを小径部22dに固定することができるので、ブレード23をロータ22の螺旋溝22aに嵌め込む際の組付性を向上できる。   Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the compressor 2 of the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment. Furthermore, by configuring the rotor 22 as in the present embodiment, the ring member 22e can be fixed to the small diameter portion 22d after the blade 23 is fitted in the spiral groove 22a formed on the outer peripheral surface of the rotor 22. Therefore, the assembling property when the blade 23 is fitted into the spiral groove 22a of the rotor 22 can be improved.

(第3実施形態)
第1実施形態では、ブレード23として、先端部23aと連結部23bが予め連結された状態で形成されたものを採用した例を説明したが、本実施形態では、図8に示すように、先端部23aと連結部23bが切り離された状態で形成されたブレード23を採用した例を説明する。なお、図8は、第1実施形態の図3に対応する図面である。
(Third embodiment)
In the first embodiment, the example in which the blade 23 is formed in a state where the tip portion 23a and the connecting portion 23b are connected in advance has been described. However, in the present embodiment, as shown in FIG. An example in which the blade 23 formed in a state where the portion 23a and the connecting portion 23b are separated will be described. FIG. 8 is a drawing corresponding to FIG. 3 of the first embodiment.

具体的には、本実施形態のブレード23の吐出側の末端部23aには、図8(a)に示すように、連結部23bへ向かって突出する突出部23cが形成されており、この突出部23cが連結部23bに設けられた係合穴23dに嵌め込まれることによって、末端部23aおよび連結部23bが連結されている。   Specifically, as shown in FIG. 8A, a protrusion 23c protruding toward the connecting portion 23b is formed at the discharge-side end portion 23a of the blade 23 of the present embodiment. The end portion 23a and the connecting portion 23b are connected by fitting the portion 23c into an engaging hole 23d provided in the connecting portion 23b.

その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。従って、本実施形態の圧縮機2においても第1実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態のようにブレード23を構成することで、ブレード23を螺旋溝22aへ嵌め込む際の組付性を向上できる。さらに、ブレード23を製造する際に、末端部23aおよび連結部23bが連結されたものを形成する必要がなく、ブレード23を容易に製造することができる。   Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, the compressor 2 of the present embodiment can achieve the same effects as those of the first embodiment. Further, by configuring the blade 23 as in the present embodiment, it is possible to improve the assembling property when the blade 23 is fitted into the spiral groove 22a. Further, when the blade 23 is manufactured, it is not necessary to form a structure in which the end portion 23a and the connecting portion 23b are connected, and the blade 23 can be easily manufactured.

なお、上述の例では、末端部23aに突出部23cを形成し、連結部23bに係合穴23dを形成した例を説明したが、変形例として記載した、図8(b)に示すように、連結部23bに突出部23cを形成し、末端部23aに係合穴23dを形成してもよい。さらに、図8(c)に示すように、突出部23cが形成される位置を吐出側圧縮室CR3の近傍に配置してもよいし、吐出側圧縮室CR3から離れた側に配置してもよい。また、本実施形態のブレード23は、第2実施形態の圧縮機2にも適用可能である。   In the above example, the example in which the projecting portion 23c is formed in the end portion 23a and the engagement hole 23d is formed in the connecting portion 23b has been described. However, as shown in FIG. Alternatively, the protruding portion 23c may be formed in the connecting portion 23b, and the engaging hole 23d may be formed in the end portion 23a. Further, as shown in FIG. 8C, the position where the protrusion 23c is formed may be disposed in the vicinity of the discharge side compression chamber CR3, or may be disposed on the side away from the discharge side compression chamber CR3. Good. Moreover, the blade 23 of this embodiment is applicable also to the compressor 2 of 2nd Embodiment.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.

上述の実施形態では、本発明のヘリカル式圧縮機を空調装置用の冷凍サイクルに適用した例を説明したが、本発明のヘリカル式圧縮機を、熱負荷の変動によってサイクルの高圧側冷媒圧力が変動しやすい車両用冷凍サイクル装置に適用すれば極めて有効である。さらに、本発明のヘリカル式圧縮機は、種々の流体を圧縮する圧縮機として広く適用可能である。   In the above-described embodiment, an example in which the helical compressor of the present invention is applied to a refrigeration cycle for an air conditioner has been described. It is extremely effective when applied to a vehicle refrigeration cycle apparatus that is likely to fluctuate. Furthermore, the helical compressor of the present invention is widely applicable as a compressor that compresses various fluids.

また、上述の実施形態では、逆止弁としてリード弁27を採用した例を説明したが、逆止弁はこれに限定されない。流体(冷媒)が吐出側圧縮室CR3から吐出穴21aを介して流出する方向に流れることをのみを許容する機構であれば種々の形式のものを採用することができる。例えば、本実施形態の如く機械的機構によって吐出穴21aを開閉させる場合には、ボール弁タイプ、ポペート弁タイプの逆止弁を採用してもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which employ | adopted the reed valve 27 as a non-return valve, a non-return valve is not limited to this. Various types of mechanisms can be adopted as long as the mechanism only allows the fluid (refrigerant) to flow from the discharge side compression chamber CR3 through the discharge hole 21a. For example, when the discharge hole 21a is opened and closed by a mechanical mechanism as in this embodiment, a ball valve type or pope valve type check valve may be employed.

さらに、吐出穴21aの入口側流体圧力と出口側流体圧力とを検出して、入口側流体圧力が出口側流体圧力よりも高くなったときのみに開く開閉弁を採用して、電気的な制御で流体が吐出側圧縮室CR3から吐出穴21aを介して流出する方向に流れることをのみを許容する機構を実現してもよい。   Further, an electrical control is provided by detecting an inlet-side fluid pressure and an outlet-side fluid pressure of the discharge hole 21a and opening / closing a valve that opens only when the inlet-side fluid pressure becomes higher than the outlet-side fluid pressure. Thus, a mechanism that only allows the fluid to flow in the direction of flowing out from the discharge side compression chamber CR3 through the discharge hole 21a may be realized.

また、上述の実施形態では、ブレード23およびロータ22の螺旋溝22aの巻数を3巻とした例を説明したが、ブレード23およびロータ22の螺旋溝22aの巻数はこれに限定されない。   In the above-described embodiment, the example in which the number of turns of the spiral groove 22a of the blade 23 and the rotor 22 is three has been described. However, the number of turns of the spiral groove 22a of the blade 23 and the rotor 22 is not limited thereto.

21 シリンダ
21a 吐出穴
22 ロータ
22a 螺旋溝
22d 小径部
22e リング部材
23 ブレード
23a 末端部
23b 連結部
23c 突出部
23d 係合部
27 逆止弁
21 Cylinder 21a Discharge hole 22 Rotor 22a Spiral groove 22d Small diameter portion 22e Ring member 23 Blade 23a End portion 23b Connection portion 23c Projection portion 23d Engagement portion 27 Check valve

Claims (4)

内部に円柱状の空間を形成するシリンダ(21)と、
前記シリンダ(21)の内部に偏心配置されるとともに、その外周面に螺旋状に延びる螺旋溝(22a)が形成された円柱状のロータ(22)と、
前記螺旋溝(22a)に出没自在に嵌め込まれ、その外周端部が前記シリンダ(21)の内周面に接触することによって、前記シリンダ(21)の内周面と前記ロータ(22)の外周面との間に圧縮室(CR1、CR2、CR3)を形成する螺旋状のブレード(23)とを備え、
前記ロータ(22)を前記シリンダ(21)の中心軸に対して偏心回転させることによって、前記圧縮室(CR1、CR2、CR3)をロータ(22)の軸方向の一端側から他端側へ移動させながら、前記一端側から吸入した流体を圧縮するヘリカル式圧縮機であって、
前記ブレード(23)のうち前記他端側の末端部(23a)は、前記ブレード(23)のうち前記末端部(23a)よりも前記一端側の部位に設けられた連結部(23b)に連結されており、
前記シリンダ(21)には、前記ブレード(23)のうち前記末端部(23a)および前記連結部(23b)に連なる部位、前記シリンダ(21)の内周面、並びに、前記ロータ(22)の外周面によって囲まれた吐出側圧縮室(CR3)から前記流体を流出させる吐出穴(21a)が設けられており、
さらに、前記流体が前記吐出側圧縮室(CR3)から前記吐出穴(21a)を介して流出する方向に流れることを許容する逆止弁(27)を備えることを特徴とするヘリカル式圧縮機。
A cylinder (21) forming a cylindrical space inside;
A cylindrical rotor (22) that is eccentrically arranged inside the cylinder (21) and in which a spiral groove (22a) extending spirally is formed on the outer peripheral surface thereof;
The spiral groove (22a) is slidably fitted in and the outer peripheral end thereof is in contact with the inner peripheral surface of the cylinder (21), whereby the inner peripheral surface of the cylinder (21) and the outer periphery of the rotor (22). A spiral blade (23) that forms a compression chamber (CR1, CR2, CR3) with the surface;
By rotating the rotor (22) eccentrically with respect to the central axis of the cylinder (21), the compression chambers (CR1, CR2, CR3) are moved from one end side to the other end side in the axial direction of the rotor (22). A helical compressor that compresses the fluid sucked from the one end side,
The end portion (23a) on the other end side of the blade (23) is connected to a connecting portion (23b) provided at a position closer to the one end side than the end portion (23a) of the blade (23). Has been
The cylinder (21) includes a portion of the blade (23) connected to the end portion (23a) and the connecting portion (23b), an inner peripheral surface of the cylinder (21), and a rotor (22). A discharge hole (21a) for allowing the fluid to flow out from the discharge side compression chamber (CR3) surrounded by the outer peripheral surface is provided,
The helical compressor further comprises a check valve (27) that allows the fluid to flow from the discharge side compression chamber (CR3) in a direction of flowing out through the discharge hole (21a).
前記吐出穴(21a)は、前記吐出側圧縮室(CR3)のうち前記末端部(23a)と前記連結部(23b)との連結部位の近傍に連通するように設けられていることを特徴とする請求項1に記載のヘリカル式圧縮機。   The discharge hole (21a) is provided so as to communicate with the vicinity of the connection portion between the end portion (23a) and the connection portion (23b) in the discharge side compression chamber (CR3). The helical compressor according to claim 1. 前記ロータ(22)のうち前記他端側の端部は、前記ロータ(22)の最大外径よりも径の小さい小径部(22d)になっており、
前記小径部(22d)には、前記螺旋溝(22a)の一部を形成するリング部材(22e)が固定されていることを特徴とする請求項1または2に記載のヘリカル式圧縮機。
The end on the other end side of the rotor (22) is a small diameter portion (22d) having a diameter smaller than the maximum outer diameter of the rotor (22),
The helical compressor according to claim 1 or 2, wherein a ring member (22e) forming a part of the spiral groove (22a) is fixed to the small diameter portion (22d).
前記末端部(23a)および前記連結部(23b)のうちいずれか一方には、他方に向かって突出する突出部(23c)が形成されており、
前記突出部(23c)が前記末端部(23a)および前記連結部(23b)のうち他方に設けられた係合穴(23d)に嵌め込まれることによって、前記末端部(23a)および前記連結部(23b)が連結されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載のヘリカル式圧縮機。
One of the end portion (23a) and the connecting portion (23b) is formed with a protruding portion (23c) protruding toward the other,
The protruding portion (23c) is fitted into an engagement hole (23d) provided on the other of the end portion (23a) and the connecting portion (23b), so that the end portion (23a) and the connecting portion ( The helical compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein 23b) is connected.
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