JP2012207537A - ロータリ式圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直列に接続された複数の圧縮機構部を有するロータリ式圧縮機において、全ての圧縮機構部によりガス冷媒（作動流体）を多段圧縮する通常運転状態と、一部の圧縮機構部を休止させる休筒運転状態との切替えを、圧力損失を発生させることなく行う。
【解決手段】最終段の圧縮機構部９ｂの吐出側圧力をブレード背室１７ｂに導入する第１圧力導入管３３と、他の圧縮機構部９ａの吸込側圧力をブレード背室１７ｂに導入する第２圧力導入管３４と、ブレード背室１７ｂへの圧力の導入を第１圧力導入管３３を介して行う第１切替位置と第２圧力導入管３４を介して行う第２切替位置とに切替可能な導入圧力切替部３５とを有する。吐出側圧力をブレード背室１７ｂに導入した場合にはブレード１８ｂがローラ１３ｂの外周面に当接され、吸込側圧力をブレード背室１７ｂに導入した場合にブレード１８ｂがローラ１３ｂの外周面から離反される。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、ロータリ式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。

直列に接続されて作動流体であるガス冷媒を多段圧縮する複数の圧縮機構部とこれらの圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉ケース内に収容し、全ての圧縮機構部で圧縮を行う通常運転状態と一部の圧縮機構部で圧縮を休止させる休筒運転状態とに切替可能なロータリ式圧縮機の一例として、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に記載されたロータリ式圧縮機には、二つの圧縮機構部が設けられ、ガス冷媒を圧縮機構部に吸込む吸込通路内に、ガス冷媒の吸込方向を切替える切替弁が設けられている。

そして、切替弁を切替えることにより、ガス冷媒が二つの圧縮機構部内でそれぞれ圧縮を行う通常運転状態と、一方の圧縮機構部を休止して他方の圧縮機構部のみで圧縮を行う休筒運転状態とに切替えている。

特開２００６−２０７５５９号公報

特許文献１に記載されたロータリ式圧縮機では、冷媒ガスの吸込通路内に切替弁が設けられているため、通常運転状態のときに切替弁がガス冷媒の流れの抵抗になり、圧力損失が発生している。

本発明の実施形態の目的は、直列に接続された複数の圧縮機構部を有するロータリ式圧縮機において、全ての圧縮機構部によりガス冷媒を多段圧縮する通常運転状態と、複数の圧縮機構部のうちの一部の圧縮機構部を休止させる休筒運転状態との切替えを、圧力損失を発生させることなく行えるようにすることである。

実施形態のロータリ式圧縮機は、直列に接続されて作動流体を多段圧縮する複数の圧縮機構部と、これらの圧縮機構部に回転軸を介して連結された電動機部とが密閉ケース内に収容され、吐出圧力が最も高い最終段の圧縮機構部が、回転軸に設けられた偏心部に嵌合されたローラと、ローラを囲むシリンダ室を有するシリンダと、シリンダに形成されて密閉ケース内空間に対して気密状態とされるブレード背室と、一端側がブレード背室に摺動可能に収容されて他端側がローラの外周面に当接されることによりシリンダ室内を二分するブレードと、ブレード背室に収容されてブレードをその他端側がローラの外周面に当接する向きに付勢する付勢体と、を有するとともに、最終段の圧縮機構部の吐出側圧力をブレード背室に導入する第１圧力導入管と、他の圧縮機構部の吸込側圧力をブレード背室に導入する第２圧力導入管と、ブレード背室への圧力の導入を第１圧力導入管を介して行う第１切替位置と第２圧力導入管を介して行う第２切替位置とに切替可能な導入圧力切替部とを有し、吐出側圧力をブレード背室に導入した場合にブレードの他端側がローラの外周面に当接され、吸込側圧力をブレード背室に導入した場合にブレードの他端側がローラの外周面から離反される。

第１の実施形態の冷凍サイクル装置である空気調和機の冷凍サイクル図である。 第１の実施形態のロータリ式圧縮機の内部構造を示す縦断正面図である。 第１の実施形態のロータリ式圧縮機の通常運転状態の作用説明図である。 第１の実施形態のロータリ式圧縮機の休筒運転状態の作用説明図である。 第２の実施形態のロータリ式圧縮機の通常運転状態の作用説明図である。 第２の実施形態のロータリ式圧縮機の休筒運転状態の作用説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１ないし図４に基づいて説明する。冷凍サイクル装置である空気調和機１は、図１にその冷凍サイクル図を示すように、ロータリ式圧縮機２と、ロータリ式圧縮機２の吐出側に接続された油分離器３と、油分離器３に四方弁４を介して接続された室外熱交換器５と、室外熱交換器５に接続された膨張装置６と、膨張装置６に接続された室内熱交換器７と、室内熱交換器７に四方弁４を介して接続されたアキュムレータ８とを備え、アキュムレータ８がロータリ式圧縮機２の吸込側に接続されている。なお、室外熱交換器５は、冷房運転時には凝縮器として機能するとともに暖房運転時には蒸発器として機能する。また、室内熱交換器７は、冷房運転時には蒸発器として機能するとともに暖房運転時には凝縮器として機能する。

この空気調和機１では、冷房運転時には、作動流体である高圧のガス冷媒がロータリ式圧縮機２から吐出されて実線の矢印で示すように流れ、油分離器３と四方弁４とを経由して室外熱交換器（凝縮器）５内に流入し、室外熱交換器５内で外気と熱交換して凝縮される。凝縮された冷媒は、膨張装置６で断熱膨張されて室内熱交換器（蒸発器）７内に流入し、室内熱交換器７内で室内空気と熱交換して蒸発し、室内空気を冷却する。蒸発したガス冷媒は、四方弁４とアキュムレータ８とを経由してロータリ式圧縮機２内に吸込まれる。

一方、暖房運転時には、高圧のガス冷媒がロータリ式圧縮機２から吐出されて破線の矢印で示すように流れ、油分離器３と四方弁４とを経由して室内熱交換器（凝縮器）７内に流入し、室内熱交換器７内で室内空気と熱交換して凝縮され、室内空気を加熱する。凝縮された冷媒は、膨張装置６で断熱膨張されて室外熱交換器（蒸発器）５内に流入し、室外熱交換器５内で室外空気と熱交換して蒸発する。蒸発したガス冷媒は、四方弁４とアキュムレータ８とを経由してロータリ式圧縮機２内に吸込まれる。

上述したように冷媒の循環が継続されることにより、空気調和機１の冷房運転又は暖房運転が継続される。

ロータリ式圧縮機２は、図２に示すように密閉ケース２ａを有し、密閉ケース２ａ内の下部には直列に接続されてそれぞれガス冷媒を圧縮する２つの圧縮機構部（吐出圧力が低い低圧側圧縮機構部９ａ、吐出圧力が高い最終段の圧縮機構部である高圧側圧縮機構部９ｂ）が収容され、密閉ケース２ａ内の上部には電動機部１０が収容されている。これらの低圧側圧縮機構部９ａ、高圧側圧縮機構部９ｂと電動機部１０とは、上下方向の軸心を有する回転軸１１を介して連結され、低圧側圧縮機構部９ａと高圧側圧縮機構部９ｂとは電動機部１０により駆動される。

電動機部１０は、回転子１０ａと固定子１０ｂとを有し、固定子１０ｂが密閉ケース２ａの内周面に固定され、回転子１０ａが固定子１０ｂの内側に回転可能に配置されている。回転子１０ａの中央部には回転軸１１が固定され、回転軸１１は軸受１２ａ、１２ｂにより回転可能に支持されている。また、回転軸１１には、回転軸１１の回転中心から偏心して突出した一対の偏心部１１ａ，１１ｂが形成されている。

低圧側圧縮機構部９ａは、ガス冷媒に対して一段目の圧縮を行う部分である。低圧側圧縮機構部９ａは、回転軸１１に形成された偏心部１１ａと、偏心部１１ａに嵌合されたローラ１３ａと、ローラ１３ａを囲むシリンダ室１４ａを有するシリンダ１５ａと、シリンダ１５ａの一方の端面を閉止する軸受１２ａと、シリンダ１５ａの他方の端面を閉止する仕切板１６と、シリンダ１５ａに形成されたブレード背室１７ａと、一端側がブレード背室１７ａに摺動可能に収容されて他端側がローラ１３ａの外周面に当接されることによりシリンダ室１４ａ内を二分するブレード１８ａと、ブレード背室１７ａ内に収容されたブレード１８ａをその他端側がローラ１３ａの外周面に当接する向きに付勢する付勢体である圧縮スプリング１９ａとを有している。

ブレード背室１７ａは、密閉ケース２ａ内空間と連通状態とされる空間であり、ブレード背室１７ａとシリンダ室１４ａとの間に形成されたブレード溝２０ａ内にブレード１８ａが摺動可能に嵌合されている。また、仕切板１６には、シリンダ室１４ａ内で圧縮されたガス冷媒が吐出される吐出マフラ２１が形成され、吐出マフラ２１とシリンダ室１４ａとの間には吐出弁２２ａが設けられている。

なお、低圧側圧縮機構部９ａでは、ブレード１８ａの他端側が常にローラ１３ａの外周面に当接されている。

高圧側圧縮機構部９ｂは、低圧側圧縮機構部９ａで圧縮されたガス冷媒に対して二段目の圧縮を行う部分である。高圧側圧縮機構部９ｂは、回転軸１１に形成された偏心部１１ｂと、偏心部１１ｂに嵌合されたローラ１３ｂと、ローラ１３ｂを囲むシリンダ室１４ｂを有するシリンダ１５ｂと、シリンダ１５ｂの一方の端面を閉止する軸受１２ｂと、シリンダ１５ｂの他方の端面を閉止する仕切板１６と、シリンダ１５ｂに形成されたブレード背室１７ｂと、一端側がブレード背室１７ｂに摺動可能に収容されて他端側がローラ１３ｂの外周面に当接されることによりシリンダ室１４ｂ内を二分するブレード１８ｂと、ブレード背室１７ｂ内に収容されてブレード１８ｂをその他端側がローラ１３ｂの外周面に当接する向きに付勢する付勢体である圧縮スプリング１９ｂと、ブレード背室１７ｂ内に収容されてブレード１８ｂをその他端側がローラ１３ｂの外周面から離反した位置で吸着する永久磁石２３とを有している。

ブレード背室１７ｂは、密閉ケース２ａ内空間に対して気密状態とされる空間であり、ブレード背室１７ｂとシリンダ室１４ｂとの間に形成されたブレード溝２０ｂ（図３参照）内にブレード１８ｂが摺動可能に嵌合されている。また、軸受１２ａ、１２ｂにはカバー２４ａ、２４ｂが取付けられ、これらのカバー２４ａ、２４ｂ内には、シリンダ室１４ｂ内で圧縮されたガス冷媒が吐出される吐出マフラ２５が形成されている。吐出マフラ２５とシリンダ室１４ｂとの間には吐出弁２２ｂが設けられ、吐出マフラ２５は上部のカバー２４ａに形成された連通口２５ａにより密閉ケース２ａ内に連通されている。

なお、高圧側圧縮機構部９ｂでは、後述するように、ブレード１８ｂの他端側がローラ１３ｂの外周面に当接した状態と、ローラ１３ｂの外周面から離反した状態とに切替えられる。

ロータリ式圧縮機２には、ガス冷媒が流れる複数の配管と、高圧側圧縮機構部９ｂのブレード背室１７ｂに圧力を導入する複数の配管とが設けられている。

ガス冷媒が流れる配管としては、低圧側圧縮機構部９ａの吸込側に接続された低圧側吸込配管２６と、低圧側圧縮機構部９ａの吐出側に接続された低圧側吐出配管２７と、高圧側圧縮機構部９ｂの吸込側に接続された高圧側吸込配管２８と、高圧側圧縮機構部９ｂから吐出されたガス冷媒で満たされた密閉ケース２ａに接続された高圧側吐出配管２９とが設けられている。

高圧側圧縮機構部９ｂの吸込側である高圧側吸込配管２８と、低圧側圧縮機構部９ａの吐出側である低圧側吐出配管２７との間には、これらの高圧側吸込配管２８と低圧側吐出配管２７とを連通する連通部である中間圧配管３０が接続されている。

また、一端が中間圧配管３０に接続され、他端が高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側である密閉ケース２ａに接続された分岐配管３１が設けられている。分岐配管３１の途中には、ブレード１８ｂの他端側がローラ１３ｂの外周面に当接している場合に閉弁され、ブレード１８ｂの他端側がローラ１３ｂの外周面から離反している場合に開弁される切替弁である逆止弁３２が設けられている。

高圧側圧縮機構部９ｂのブレード背室１７ｂに圧力を導入する配管としては、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力をブレード背室１７ｂに導入する第１圧力導入管３３と、低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力をブレード背室１７ｂに導入する第２圧力導入管３４とが設けられている。

第１圧力導入管３３は、一端側が密閉ケース２ａの下部側であって潤滑油が貯留されている領域に連通され、他端側がブレード背室１７ｂに連通されている。

第２圧力導入管３４は、一端側が低圧側吸込配管２６に連通され、他端側がブレード背室１７ｂに連通されている。

第１圧力導入管３３と第２圧力導入管３４とは、導入圧力切替部である三方弁３５を介して接続されている。これらの第１圧力導入管３３と第２圧力導入管３４とは、三方弁３５とブレード背室１７ｂとの間の部分が共有されている。三方弁３５は、ブレード背室１７ｂに対して第１圧力導入管３３を介して高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力を導入する第１切替位置と、ブレード背室１７ｂに対して第２圧力導入管３４を介して低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力を導入する第２切替位置とに切替可能に設けられている。

ブレード背室１７ｂに対して高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力を導入した場合には、ブレード背室１７ｂ内に位置するブレード１８ｂの一端側には、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力と圧縮スプリング１９ｂの付勢力とが、ブレード１８ｂの他端側をローラ１３ｂの外周面に当接させる向きに作用し、ブレード１８ｂはその他端側をローラ１３ｂの外周面に当接した状態に維持される。

なお、ブレード背室１７ｂへの高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力の導入は、密閉ケース２ａ内に貯留されている潤滑油が第１圧力導入管３３を介してブレード背室１７ｂに供給されることにより行われる。

ブレード背室１７ｂに対して低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力を導入した場合には、ブレード背室１７ｂ内に位置するブレード１８ｂの一端側には、低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力と圧縮スプリング１９ｂの付勢力とが、ブレード１８ｂの他端側をローラ１３ｂの外周面に当接させる向きに作用する。一方、シリンダ室１４ｂ内の圧力は、ブレード１８ｂの他端側をローラ１３ｂの外周面から離反させる向きに作用する。そして、ブレード１８ｂの一端側に作用する低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力と圧縮スプリング１９ｂの付勢力との合計は、ブレード１８ｂの他端側に作用するシリンダ室１４ｂ内の圧力より小さく設定され、ブレード１８ｂはその他端側をローラ１３ｂの外周面から離反させた状態に維持される。

ブレード背室１７ｂに対して高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力を導入した場合、高圧側圧縮機構部９ｂではブレード１８ｂの他端側がローラ１３ｂの外周面に当接されてシリンダ室１４ｂ内が二分され、ローラ１３ｂの転動に伴って圧縮が行われる。これにより、ロータリ式圧縮機２は、低圧側圧縮機構部９ａと高圧側圧縮機構部９ｂとが共に圧縮を行う通常運転状態となり、高圧側圧縮機構部９ｂから吐出されたガス冷媒が満たされる密閉ケース２ａ内の圧力は、低圧側圧縮機構部９ａで圧縮されたガス冷媒が流れる中間圧配管３０内の圧力より高くなる。このため、分岐配管３１の途中に設けられている逆止弁３２は閉止状態に維持される。

一方、ブレード背室１７ｂに対して低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力を導入した場合、高圧側圧縮機構部９ｂではブレード１８ｂの他端側がローラ１３ｂの外周面から離反するとともにブレード１８ｂの一端側が永久磁石２３に吸着される。これにより、ロータリ式圧縮機２は、低圧側圧縮機構部９ａで圧縮を行い高圧側圧縮機構部９ｂでは圧縮を休止する休筒運転状態となる。この休筒運転状態では、密閉ケース２ａ内は低圧側圧縮機構部９ａで圧縮されたガス冷媒で満たされる。このため、中間圧配管３０内の圧力と、密閉ケース２ａ内の圧力とが同じになり、逆止弁３２が開放され、低圧側圧縮機構部９ａから吐出されたガス冷媒が分岐配管３１内を通って密閉ケース２ａ内に流入する。

このような構成において、ロータリ式圧縮機２の通常運転状態の作用（三方弁３５の切替位置、それに伴うガス冷媒の流れの変化、ブレード背室１７ｂに導入される圧力の変化）について、図３及び図４に基づいて説明する。

図３は、三方弁３５が第１切替位置に切替えられ、低圧側圧縮機構部９ａと高圧側圧縮機構部９ｂとが共に圧縮を行うロータリ式圧縮機２の通常運転状態を示している。三方弁３５が第１切替位置に切替えられている場合には、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力が実線の矢印Ａ、Ｂで示すように第１圧力導入管３３を介してブレード背室１７ｂに導入され、ブレード１８ｂはその他端側をローラ１３ｂの外周面に当接させた状態に維持される。なお、低圧側圧縮機構部９ａにおいても、ブレード１８ａはその他端側をローラ１３ａの外周面に当接させた状態に維持される。

この通常運転状態では、ガス冷媒は実線の矢印ａ〜ｆで示すように流れ、低圧側圧縮機構部９ａで一段目の圧縮が行われ、高圧側圧縮機構部９ｂで二段目の圧縮が行われ、密閉ケース２ａ内が高圧側圧縮機構部９ｂから吐出された高圧のガス冷媒で満たされる。密閉ケース２ａ内のガス冷媒は、高圧側吐出配管２９を通って凝縮器として機能する室外熱交換器５又は室内熱交換器７に流入する。

図４は、三方弁３５が第２切替位置に切替えられ、ロータリ式圧縮機２が高圧側圧縮機構部９ｂを休止して低圧側圧縮機構部９ａのみで圧縮を行う休筒運転状態を示している。三方弁３５が第２切替位置に切替えられている場合には、低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力が破線の矢印Ａ、Ｂで示すように第２圧力導入管３４を介してブレード背室１７ｂに導入され、ブレード１８ｂはその他端側をローラ１３ｂの外周面から離反させた状態に維持される。なお、低圧側圧縮機構部９ａにおいては、ブレード１８ａはその他端側をローラ１３ａの外周面に当接させた状態に維持される。

この休筒運転状態では、ガス冷媒は破線の矢印ａ〜ｅで示すように流れ、密閉ケース２ａ内が低圧側圧縮機構部９ａから吐出された低圧のガス冷媒で満たされる。密閉ケース２ａ内のガス冷媒は、高圧側吐出配管２９を通って凝縮器として機能する室外熱交換器５又は室内熱交換器７に流入する。

なお、この休筒運転状態では、低圧側圧縮機構部９ａから吐出されたガス冷媒の圧力と密閉ケース２ａ内のガス冷媒の圧力とが同じであるため、逆止弁３２が開放されるとともに低圧側圧縮機構部９ａから吐出されたガス冷媒が分岐配管３１内を通って密閉ケース２ａ内に流入する。また、高圧側圧縮機構部９ｂのシリンダ室１４ｂ内の圧力も低圧側圧縮機構部９ａから吐出されたガス冷媒の圧力と同一になる。

ここで、ロータリ式圧縮機２を通常運転状態と休筒運転状態とに切替える三方弁３５は、ガス冷媒が流れるガス通路以外の場所に設けられており、三方弁３５が設けられていてもガス冷媒の流れの抵抗とはならない。このため、ロータリ式圧縮機２を通常運転するときに圧力損失の発生を防止することができ、ロータリ式圧縮機２の運転効率を向上させることができる。また、ロータリ式圧縮機２を休筒運転する場合にも圧力損失の発生を防止することができる。

通常運転状態においては、ブレード背室１７ｂへの高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力の導入を、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力と同じ圧力である密閉ケース２ａ内の潤滑油をブレード背室１７ｂに供給することにより行っている。このため、供給した潤滑油によりブレード１８ｂの摺動部分の潤滑を行うことができ、ブレード１８ｂ及びシリンダ１５ｂの摩耗を抑制し、ロータリ式圧縮機２の信頼性及び性能を向上させることができる。

休筒運転状態においては、低圧側圧縮機構部９ａで圧縮されたガス冷媒を休止状態である高圧側圧縮機構部９ｂ内を通さずに分岐配管３１内を通して密閉ケース２ａ内に導くことができるため、ガス冷媒が休止状態である高圧側圧縮機構部９ｂ内を流れることに伴って発生する圧力損失を防止することができる。

分岐配管３１の途中に切替弁として設けられている逆止弁３２の開閉は、逆止弁３２の前後の圧力差を利用して自動的に行われるため、逆止弁３２を開閉させるための制御機構は不要となる。

なお、第１の実施形態では、分岐配管３１の途中に切替弁として逆止弁３２を設けた場合を例に挙げて説明したが、切替弁として二方弁を用いてもよい。

また、第１の実施形態では、低圧側圧縮機構部９ａと高圧側圧縮機構部９ｂとの２つを直列に接続した場合を例に挙げて説明したが、３つ以上の圧縮機構部を直列に接続した場合でも本発明を適用することができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図５及び図６に基づいて説明する。なお、第１の実施形態で説明した構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。

第２の実施形態のロータリ式圧縮機２Ａの基本的な構造は第１の実施形態のロータリ式圧縮機２と同じであり、密閉ケース２ａ内に２つの圧縮機構部（低圧側圧縮機構部９ａ、高圧側圧縮機構部９ｂ）と電動機部１０とが収容されている。これらの低圧側圧縮機構部９ａ、高圧側圧縮機構部９ｂと電動機部とは、回転軸１１を介して連結されている。

第２の実施形態のロータリ式圧縮機２Ａと第１の実施形態のロータリ式圧縮機２との異なる点は、第１の実施形態のロータリ式圧縮機２では密閉ケース２ａ内が高圧側圧縮機構部９ｂから吐出されたガス冷媒で満たされているのに対し、第２の実施形態のロータリ式圧縮機２Ａでは、密閉ケース２ａ内が低圧側圧縮機構部９ａで圧縮されたガス冷媒で満たされている点と、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力をブレード背室１７ｂに導入する経路が異なる点である。

高圧側圧縮機構部９ｂには、冷媒ガスを吸い込む高圧側吸込配管２８と、圧縮したガス冷媒を吐出する高圧側吐出配管４１とが設けられ、高圧側吐出配管４１には油分離器３が接続されている。

低圧側圧縮機構部９ａで圧縮されたガス冷媒は密閉ケース２ａ内に吐出される構造であり、密閉ケース２ａが低圧側圧縮機構部９ａの吐出側とされている。

高圧側圧縮機構部９ｂの吸込側である高圧側吸込配管２８と、低圧側圧縮機構部９ａの吐出側である密閉ケース２ａとの間には、これらの高圧側吸込配管２８と密閉ケース２ａとを連通する連通部である中間圧配管３０Ａが接続されている。

また、一端が中間圧配管３０Ａに接続され、他端が高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側である高圧側吐出配管４１に接続された分岐配管３１Ａが設けられている。分岐配管３１Ａの途中には、ブレード１８ｂの他端側がローラ１３ｂの外周面に当接している場合に閉止されてブレード１８ｂの他端側がローラ１３ｂの外周面から離反している場合に開放される逆止弁３２が設けられている。

ロータリ式圧縮機２Ａには、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力をブレード背室１７ｂに導入する第１圧力導入管３３Ａが設けられている。この第１圧力導入管３３Ａは、一端側が油分離器３における分離された潤滑油が貯留される下部領域に連通され、他端側がブレード背室１７ｂに連通されている。

第２圧力導入管３４は、一端側が低圧側吸込配管２６に連通され、他端側がブレード背室１７ｂに連通されている。

このような構成において、図５は、三方弁３５が第１切替位置に切替えられ、低圧側圧縮機構部９ａと高圧側圧縮機構部９ｂとが共に圧縮を行うロータリ式圧縮機２Ａの通常運転状態を示している。三方弁３５が第１切替位置に切替えられている場合には、油分離器３で分離された潤滑油が、実線の矢印Ａ、Ｂで示すように第１圧力導入管３３Ａを介してブレード背室１７ｂに導入され、ブレード１８ｂはその他端側をローラ１３ｂの外周面に当接させた状態に維持される。なお、低圧側圧縮機構部９ａにおいても、ブレード１８ａはその他端側をローラ１３ａの外周面に当接させた状態に維持される。

この通常運転状態では、ガス冷媒は実線の矢印ａ〜ｈで示すように流れ、低圧側圧縮機構部９ａで一段目の圧縮が行われ、高圧側圧縮機構部９ｂで二段目の圧縮が行われる。高圧側圧縮機構部９ｂで圧縮されたガス冷媒は、油分離器３を通って凝縮器として機能する室外熱交換器５又は室内熱交換器７に流入する。

図６は、三方弁３５が第２切替位置に切替えられ、ロータリ式圧縮機２が高圧側圧縮機構部９ｂを休止して低圧側圧縮機構部９ａのみで圧縮を行う休筒運転状態を示している。三方弁３５が第２切替位置に切替えられている場合には、低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力が破線の矢印Ａ、Ｂ、Ｃで示すように第２圧力導入管３４を介してブレード背室１７ｂに導入され、ブレード１８ｂはその他端側をローラ１３ｂの外周面から離反させた状態に維持される。なお、低圧側圧縮機構部９ａにおいては、ブレード１８ａはその他端側をローラ１３ａの外周面に当接させた状態に維持される。

この休筒運転状態では、ガス冷媒は破線の矢印ａ〜ｅで示すように流れ、密閉ケース２ａ内が低圧側圧縮機構部９ａから吐出された低圧のガス冷媒で満たされる。密閉ケース２ａ内のガス冷媒は、高圧側吐出配管２９を通って凝縮器として機能する室外熱交換器５又は室内熱交換器７に流入する。

なお、この休筒運転状態では、低圧側圧縮機構部９ａから吐出されたガス冷媒の圧力と密閉ケース２ａ内のガス冷媒の圧力とが同じであるため、逆止弁３２が開放されるとともに低圧側圧縮機構部９ａから吐出されたガス冷媒は分岐配管３１内を通って密閉ケース２ａ内に流入する。

ここで、ロータリ式圧縮機２を通常運転状態と休筒運転状態とに切替える三方弁３５は、ガス冷媒が流れるガス通路以外の場所に設けられており、ガス冷媒の流れの抵抗とはならない。このため、ロータリ式圧縮機２を通常運転するときに圧力損失の発生を防止することができ、ロータリ式圧縮機２Ａの運転効率を向上させることができる。

通常運転状態においては、ブレード背室１７ｂへの高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力の導入を、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力と同じ圧力である油分離器３内の潤滑油をブレード背室１７ｂに供給することにより行っている。このため、供給した潤滑油によりブレード１８ｂの摺動部分の潤滑を行うことができ、ブレード１８ｂ及びシリンダ１５ｂの摩耗を抑制し、ロータリ式圧縮機２の信頼性及び性能を向上させることができる。

休筒運転状態において、低圧側圧縮機構部９ａで圧縮されたガス冷媒を休止状態である高圧側圧縮機構部９ｂ内を通さずに分岐配管３１Ａ内を通して高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側である高圧側吐出配管４１に導くことができるため、ガス冷媒が休止状態である高圧側圧縮機構部９ｂ内を流れることに伴って発生する圧力損失を防止することができる。

以上説明した各実施形態によれば、高圧側圧縮機構部９ｂの吐出側圧力をブレード背室１７ｂに導入する第１圧力導入管３３、３３Ａと、低圧側圧縮機構部９ａの吸込側圧力をブレード背室１７ｂに導入する第２圧力導入管３４と、ブレード背室１７ｂへの圧力の導入を第１圧力導入管３３、３３Ａを介して行う第１切替位置と第２圧力導入管３４を介して行う第２切替位置とに切替可能な三方弁３５とを設け、三方弁３５を切替えることによりロータリ式圧縮機２、２Ａを通常運転状態と休筒運転状態とに切替えることができる。三方弁３５は、ガス冷媒が流れるガス通路以外の場所に設けられているためにガス冷媒の流れの抵抗とはならず、ロータリ式圧縮機２を通常運転するときに圧力損失の発生を防止することができ、ロータリ式圧縮機２、２Ａの運転効率を向上させることができる。

なお、作動流体は、冷媒以外の流体、例えば、空気等であっても良い。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…空気調和機（冷凍サイクル装置）、２、２Ａ…ロータリ式圧縮機、２ａ…密閉ケース、３…油分離器、５…室外熱交換器（凝縮器、蒸発器）、６…膨張装置、７…室内熱交換器（蒸発器、凝縮器）、９ａ…低圧側圧縮機構部（他の圧縮機構部）、９ｂ…高圧側圧縮機構部（最終段の圧縮機構部）、１０…電動機部、１１…回転軸、１１ｂ…偏心部、１３ｂ…ローラ、４ｂ…シリンダ室、１５ｂ…シリンダ、１７ｂ…ブレード背室、１８ｂ…ブレード、１９ｂ…スプリング（付勢体）、３０…中間圧配管（連通部）、３１、３１Ａ…分岐配管、３２…逆止弁（切替弁）、３３,３３Ａ…第１圧力導入管、３４…第２圧力導入管、３５…三方弁（導入圧力切替部）、

Claims (5)

1. 直列に接続されて作動流体を多段圧縮する複数の圧縮機構部と、これらの圧縮機構部に回転軸を介して連結された電動機部とが密閉ケース内に収容され、
   吐出圧力が最も高い最終段の前記圧縮機構部が、
   前記回転軸に設けられた偏心部に嵌合されたローラと、
   前記ローラを囲むシリンダ室を有するシリンダと、
   前記シリンダに形成されて前記密閉ケース内空間に対して気密状態とされるブレード背室と、
   一端側が前記ブレード背室に摺動可能に収容されて他端側が前記ローラの外周面に当接されることにより前記シリンダ室内を二分するブレードと、
   前記ブレード背室に収容されて前記ブレードをその他端側が前記ローラの外周面に当接する向きに付勢する付勢体と、
   を有するロータリ式圧縮機において、
   最終段の前記圧縮機構部の吐出側圧力を前記ブレード背室に導入する第１圧力導入管と、
   他の前記圧縮機構部の吸込側圧力を前記ブレード背室に導入する第２圧力導入管と、
   前記ブレード背室への圧力の導入を前記第１圧力導入管を介して行う第１切替位置と前記第２圧力導入管を介して行う第２切替位置とに切替可能な導入圧力切替部とを有し、
   前記吐出側圧力を前記ブレード背室に導入した場合に前記ブレードの他端側が前記ローラの外周面に当接され、前記吸込側圧力を前記ブレード背室に導入した場合に前記ブレードの他端側が前記ローラの外周面から離反されることを特徴とするロータリ式圧縮機。
2. 最終段の前記圧縮機構部の吸込側と他の前記圧縮機構部の吐出側とを連通する連通部と、
   一端が前記連通部に接続されて他端が最終段の前記圧縮機構部の吐出側に接続された分岐配管と、
   前記分岐配管の途中に設けられ、前記ブレードの他端側が前記ローラの外周面に当接している場合に閉弁されて前記ブレードの他端側が前記ローラの外周面から離反している場合に開弁される切替弁と、
   を有することを特徴とする請求項１記載のロータリ式圧縮機。
3. 前記密閉ケース内は最終段の前記圧縮機構部から吐出された作動流体で満たされ、前記ブレード背室への前記吐出側圧力の導入は、前記密閉ケース内に貯留されている潤滑油を前記ブレード背室に供給することにより行われることを特徴とする請求項１又は２記載のロータリ式圧縮機。
4. 作動流体中に含まれる潤滑油を分離する油分離器が最終段の前記圧縮機構部の吐出側に接続され、前記ブレード背室への前記吐出側圧力の導入は、前記油分離器で分離された潤滑油を前記ブレード背室に供給することにより行われることを特徴とする請求項１又は２記載のロータリ式圧縮機。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載のロータリ式圧縮機と、前記ロータリ式圧縮機に接続された凝縮器と、前記凝縮器に接続された膨張装置と、前記膨張装置と前記ロータリ式圧縮機との間に接続された蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置。
   

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