JP2015055237A - 回転式圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性および性能を確保できる回転式圧縮機、および冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】導入された気体冷媒を圧縮するシリンダ室４６，４７と、シリンダ室４６，４７内で偏心回転するローラと、シリンダ室４６，４７の内外に連通し、シリンダ室４６，４７内の流体を吐出する吐出孔８６とを備えた回転式圧縮機であって、吐出孔８６は、シリンダ室４６，４７の内側に向けて開口する１つの第１通路９１と、第１通路９１に連通するとともに、シリンダ室４６，４７の外側に向けてそれぞれ開口する複数の第２通路９２と、を有し、弁部材は、複数の第２通路９２を各別に閉塞する複数の弁体を備えていることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明の実施形態は、回転式圧縮機および冷凍サイクル装置に関する。

空気調和装置等の冷凍サイクル装置に使用される回転式圧縮機として、筒状のシリンダと、シリンダの開口部を閉塞する側板と、シリンダおよび側板で形成されたシリンダ室内で偏心回転するローラとを備えた構成が知られている。

このような回転式圧縮機において、側板には、シリンダ室の内外に連通する吐出孔と、吐出孔を閉塞するとともに、シリンダ室内における冷媒の圧力上昇により吐出孔を開放する弁体とが設けられている。弁体は、薄板状とされ、その基端部が側板に片持ち状に支持された、いわゆるリード弁であって、シリンダ室内の冷媒の圧力に応じて基端部を起点に変形する。これにより、弁体の閉弁時においてシリンダ室内で冷媒が圧縮され、弁体の開弁時において吐出孔を通してシリンダ室内から冷媒が吐出される。

上述した弁体には、開弁動作時において変形時の曲げ応力が基端部側に作用し、閉弁動作時において側板（吐出孔の開口周縁部）との接触による衝撃力が先端部に作用する。そして、これら曲げ応力や衝撃力は、弁体の開閉動作の度に繰り返し作用する。そのため、弁体としては、上述した曲げ応力や衝撃力に耐えうる強度を確保するために、疲労強度および衝撃強度に優れる材料を選定したり、弁体自体を厚くしたりする対策がとられている。

特開２００９−１６７８２８号公報

ところで、上述した弁体は、数十サイクル／秒という高速で開閉動作を繰り返すため、開閉動作の応答性が冷媒の圧縮効率に影響を与える。例えば、弁体の閉弁速度が遅いと、シリンダ室から吐出された高圧の冷媒の一部が、弁体が閉弁される前にシリンダ室内に再度流入するおそれがある（いわゆる、閉じ遅れ）。この場合には、流入した高圧の冷媒を再度圧縮することで、過圧縮損失が大きくなり、圧縮効率の低下に繋がる。

そこで、上述した閉じ遅れを抑制するために、弁体の開度を小さく設定することが考えられる。しかし、この場合には流路抵抗が増加することで、シリンダ室内から冷媒が吐出され難くなり、これによっても過圧縮損失が大きくなる。その結果、やはり圧縮効率が低下するという課題がある。
また、吐出孔自体の内径を大きくして流路抵抗を低減させる方法も考えられるが、この場合には上述した衝撃力の増加や、弁体のうち吐出孔を覆う部分での歪み等により弁体の破損等に繋がるおそれがあり、信頼性を確保することが難しい。そして、信頼性を確保するために、弁体を厚肉化することで、弁体の応答性が低下して圧縮効率が低下するという課題がある。
すなわち、従来の回転式圧縮機においては、信頼性および性能（圧縮効率）の双方を確保する点で改善の余地があった。

本発明が解決しようとする課題は、信頼性および性能を確保できる回転式圧縮機、および冷凍サイクル装置を提供することである。

実施形態における回転式圧縮機は、導入された流体を圧縮するシリンダ室と、前記シリンダ室内で偏心回転するローラと、前記シリンダ室の内外に連通し、前記シリンダ室内の流体を吐出する吐出孔とを備えた回転式圧縮機であって、前記吐出孔は、前記シリンダ室の内側に向けて開口する１つの第１通路と、前記第１通路に連通するとともに、前記シリンダ室の外側に向けてそれぞれ開口する複数の第２通路と、を有し、前記複数の第２通路を各別に閉塞する複数の弁体を備えていることを特徴とする。

実施形態における回転式圧縮機の断面図を含む、冷凍サイクル装置の概略構成図である。 シリンダ室内の構成を説明するための平面図である。 （ａ）は主軸受の平面図であり、（ｂ）は主軸受の側面図である。 図３（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図３（ａ）の要部平面図である。 図５のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。 シリンダ室の排除容積に対する弁体の厚さおよび吐出孔の内径の関係を示すグラフである。 回転数比率に対する成績係数（ＣＯＰ）の関係を示すグラフである。 吐出孔の内径比率に対するＣＯＰの関係を示すグラフである。 吐出孔の開口面積比率に対するＣＯＰの関係を示すグラフである。

次に、実施形態の回転式圧縮機および冷凍サイクル装置について図面を参照して説明する。
［冷凍サイクル装置］
図１に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置１は、回転式圧縮機２と、回転式圧縮機２に接続された凝縮器３と、凝縮器３に接続された膨張装置４と、膨張装置４と回転式圧縮機２との間に接続された蒸発器５と、を備えている。

回転式圧縮機２は、いわゆるロータリ式の圧縮機であって、内部に取り込まれる低圧の気体冷媒（流体）を圧縮して高温・高圧の気体冷媒とする。なお、回転式圧縮機２の具体的な構成については後述する。

凝縮器３は、回転式圧縮機２から送り込まれる高温・高圧の気体冷媒から熱を放熱させ、高温・高圧の気体冷媒を高圧の液体冷媒にする。
膨張装置４は、凝縮器３から送り込まれる高圧の液体冷媒の圧力を下げ、高圧の液体冷媒を低温・低圧の液体冷媒にする。
蒸発器５は、膨張装置４から送り込まれる低温・低圧の液体冷媒を気化させ、低温・低圧の液体冷媒を低圧の気体冷媒にする。そして、蒸発器５において、低圧の液体冷媒が気化する際に周囲から気化熱を奪い、周囲が冷却される。なお、蒸発器５を通過した低圧の気体冷媒は、上述した回転式圧縮機２内に取り込まれる。

このように、本実施形態の冷凍サイクル装置１では、作動流体である冷媒が気体冷媒と液体冷媒とに相変化しながら循環し、気体冷媒から液体冷媒に相変化する過程で放熱され、液体冷媒から気体冷媒に相変化する過程で吸熱され、これらの放熱や吸熱を利用して暖房や冷房等が行われる。

＜回転式圧縮機＞
回転式圧縮機２は、圧縮機本体１１とアキュムレータ１２とを備えている。
アキュムレータ１２は、いわゆる気液分離器であって、上述した蒸発器５と圧縮機本体１１との間に設けられている。アキュムレータ１２は、吸い込みパイプ２１を通して圧縮機本体１１の後述するシリンダ４１，４２内に接続されており、蒸発器５で気化された気体冷媒、および蒸発器５で気化されなかった液体冷媒のうち、気体冷媒のみを圧縮機本体１１に供給するように構成されている。

圧縮機本体１１は、回転軸３１と、回転軸３１を回転させる電動機部３２と、回転軸３１の回転により気体冷媒を圧縮する圧縮機構部３３と、これら回転軸３１、電動機部３２および圧縮機構部３３が収納された円筒状の密閉容器３４と、を備えている。密閉容器３４および回転軸３１は、軸線Ｏに沿って同軸状に配置され、軸線Ｏに沿う一端側（図１における上側）に電動機部３２が配置され、他端側（図１における下側）に圧縮機構部３３が配置されている。なお、以下の説明では、軸線Ｏに沿う方向を単に軸方向といい、軸線Ｏに直交する方向を径方向、軸線Ｏ周りの方向を周方向という。

＜電動機部＞
電動機部３２は、いわゆるインナーロータ型のＤＣブラシレスモータであって、密閉容器３４の内壁面に焼嵌め等により固定された筒状の固定子６１と、固定子６１の内側に径方向に間隔をあけて配置された円柱状の回転子６２と、を備えている。
固定子６１は、例えば複数の磁性鋼板が軸方向に積層されたものであって、図示しないインシュレータを介してコイルが巻装されている。

回転子６２は、回転軸３１のうち軸方向の一端部に圧入固定されたロータ鉄心６５を備えている。ロータ鉄心６５は、例えば磁性鋼板が軸方向に積層されたものであって、その外周部分にはロータ鉄心６５を軸方向に貫通する収容孔６６が形成されている。収容孔６６は、ロータ鉄心６５を軸方向から見た平面視で例えば長方形状とされ、周方向に等間隔に複数配されている。そして、各収容孔６６内には、ネオジウム等の希土類からなる平板状の永久磁石６７がそれぞれ収容されている。

ロータ鉄心６５は、その軸方向両端側に設けられた一対の端板（第１端板６３および第２端板６４）により挟持されている。各端板６３，６４は、非磁性材料からなる環状とされ、上述した収容孔６６を軸方向の両側からそれぞれ覆っている。そして、各端板６３，６４およびロータ鉄心６５は、それらを軸方向に貫通するカシメピン６８によって軸方向に積層された状態で固定されている。

＜圧縮機構部＞
圧縮機構部３３は、第１シリンダ４１と、第１シリンダ４１に対して軸方向の他端側に位置する第２シリンダ４２と、を備えている。各シリンダ４１，４２は、筒状とされ、仕切板４３を挟んで軸方向で突き合わされている。また、第１シリンダ４１に対して軸方向の一端側には、第１シリンダ４１を軸方向の一端側から覆う主軸受４４が配設され、第２シリンダ４２に対して軸方向の他端側には、第２シリンダ４２を軸方向の他端側から覆う副軸受４５が配設されている。そして、第１シリンダ４１、仕切板４３および主軸受４４により画成された空間が第１シリンダ室４６を構成し、第２シリンダ４２、仕切板４３および副軸受４５により画成された空間が第２シリンダ室４７を構成している。なお、各シリンダ４１，４２には、上述した吸い込みパイプ２１が各別に接続されており、アキュムレータ１２で気液分離された気体冷媒がシリンダ室４６，４７内に取り込まれるようになっている。

上述した回転軸３１は、各シリンダ室４６，４７内を貫通して設けられるとともに、主軸受４４および副軸受４５に回転可能に支持されている。また、回転軸３１のうち、第１シリンダ室４６内に位置する部分には第１偏心部５１が形成され、第２シリンダ室４７内に位置する部分には第２偏心部５２が形成されている。各偏心部５１，５２は、軸方向から見た平面視で同形同大とされるとともに、周方向に１８０°の位相差をもって、軸線Ｏに対して径方向に同一量ずつ偏心している。

図１、図２に示すように、第１偏心部５１には第１ローラ５３が嵌合され、第２偏心部５２には第２ローラ５４が嵌合されている。これら各ローラ５３，５４は、回転軸３１の回転に伴い、各ローラ５３，５４の外周面が各シリンダ４１，４２の内周面に摺接しながら偏心回転可能に構成されている。なお、各シリンダ室４６，４７内の構成は、偏心部５１，５２およびローラ５３，５４の位相差に応じて変更する構成以外は、ほぼ同様の構成である。そのため、以下の説明では第１シリンダ室４６内の構成について説明し、第２シリンダ室４７内における第１シリンダ室４６内の構成と同様の部分については同一の符号を付して、説明を省略する。

図２に示すように、第１シリンダ４１の内周面には、径方向の外側に向けて窪むブレード溝７１が第１シリンダ４１の軸方向の全体に亘って形成されている。また、ブレード溝７１内には、径方向に沿ってスライド移動可能なブレード７２が設けられている。ブレード７２は、図示しない付勢手段により径方向の内側に向けて付勢されるとともに、その先端部が第１シリンダ室４６内において第１ローラ５３の外周面に当接している。これにより、ブレード７２は、第１ローラ５３の回転動作に応じて第１シリンダ室４６内に進退可能に構成されている。そして、第１シリンダ室４６は、第１ローラ５３およびブレード７２によって吸込室側と圧縮室側とに区画されている。そして、第１ローラ５３の回転動作およびブレード７２の進退動作により、第１シリンダ室４６内で圧縮動作が行われる。

また、第１シリンダ４１において、第１ローラ５３の回転方向（図２中の矢印参照）に沿うブレード溝７１の前方側（図２中、ブレード溝７１の右側）に位置する部分には、第１シリンダ４１を径方向に貫通する吸込孔７３が形成されている。吸込孔７３は、径方向の外側端部に上述した吸い込みパイプ２１が接続される一方、径方向の内側端部が第１シリンダ室４６内に開口している。
さらに、第１シリンダ４１の内周面において、第１ローラ５３の回転方向に沿うブレード溝７１の手前側（図２中、ブレード溝７１の左側）に位置する部分には、後述する吐出孔８６に連通する吐出溝７４が形成されている。吐出溝７４は、軸方向から見た平面視で半円形状に形成されている。

図１、図３に示すように、主軸受４４は、回転軸３１が挿通される筒部８１と、筒部８１における軸方向の他端縁から径方向の外側に向けて突設され、第１シリンダ４１を軸方向の一端側から閉塞するフランジ部８２とを備えている。フランジ部８２の軸方向の一端側に位置する面（図１における上面）には、軸方向の他端側に向けて窪む凹部８３が形成され、この凹部８３内には第１吐出弁機構８５が配設されている。

図４に示すように、第１吐出弁機構８５は、主軸受４４の内外を連通させる吐出孔８６と、弁部材８７と、を有している。なお、図３においては、吐出孔８６を見易くするため、弁部材８７を鎖線で示している。

図４〜図６に示すように、吐出孔８６は、第１シリンダ室４６の内側に向けて開口する１つの第１通路９１と、第１通路９１に連通するとともに、第１シリンダ室４６の外側（密閉容器３４内）に向けてそれぞれ開口する複数の第２通路９２とを有している。
第１通路９１は、軸方向から見た平面視で円形状とされ、軸方向に沿って延在している。具体的には、第１通路９１のうち、軸方向の他端部は主軸受４４における軸方向の他端面において第１シリンダ室４６の内側に向けて開口し、軸方向の一端部は主軸受４４における軸方向の中間部分に位置している。

各第２通路９２は、軸方向から見た平面視で円形状とされ、軸方向に沿って互いに平行に延在している。各第２通路９２は、軸方向の一端部が主軸受４４における軸方向の一端面において密閉容器３４内に向けて開口し、軸方向の他端部が主軸受４４における軸方向の中間部分において、上述した第１通路９１に連通している。すなわち、本実施形態の吐出孔８６は、第１通路９１に対して第２通路９２が分岐して設けられている。

具体的には、図５に示すように、各第２通路９２は、その一部が軸方向から見た平面視において、第１通路９１の軸線Ｃ１を間に挟んで軸線Ｃ１に直交する方向（以下、単に通路径方向という）の両側で、それぞれ重なり合っている。なお、図示の例において、各第２通路９２の軸線Ｃ２は、第１通路９１よりも通路径方向の外側に位置するとともに、第１通路９１の軸線Ｃ１と各第２通路９２の軸線Ｃ２間の距離はそれぞれ同等になっている。また、軸方向から見た平面視において、第１通路９１に対する第２通路９２の通路径方向に沿うラップ量（第２通路９２のうち、第１通路９１に連通している部分の通路径方向の長さ）は、後述する弁体９３同士が干渉しない範囲で適宜設計変更が可能である。

図６に示すように、本実施形態において、吐出孔８６のうちシリンダ室４６，４７側に位置する内側開口部（第１通路９１の内径）をＤ１、シリンダ室４６，４７側とは反対側に位置する外側開口部（各第２通路９２の内径）をそれぞれＤ２とすると、Ｄ１≧Ｄ２に設定されている。また、第１通路９１の開口面積をＳ１、第２通路９２それぞれの開口面積をＳ２、両第２通路９２の合計をＳ３（Ｓ２×２）とすると、Ｓ１≦Ｓ３に設定されている。なお、内径Ｄ１，Ｄ２の関係性および開口面積Ｓ１〜Ｓ３の関係性については後述する。

図４に示すように、弁部材８７は、吐出孔８６の外側開口部を各別に開閉する複数の弁体９３と、各弁体９３の変形量を規制する複数の弁押さえ９４と、を有している。
弁体９３は、例えば焼入れ焼戻しされたマルテンサイト系ステンレスクロム鋼や、炭素鋼帯鋼（サンドビック社製、バルブ用鋼帯）等からなる薄板状とされ、密閉容器３４内の圧力と第１シリンダ室４６内の圧力との差圧によって軸方向に弾性変形可能に構成されている。弁体９３は、主軸受４４に固定された固定部９３ａと、吐出孔８６を軸方向の一端側から覆う弁本体９３ｂと、固定部９３ａおよび弁本体９３ｂ間を接続する連結部９３ｃと、を備えている。

各弁本体９３ｂは、主軸受４４のうち、各外側開口部を各別に囲繞する環状の弁座９５にそれぞれ接離可能に構成されている。また、各弁本体９３ｂは、各第２通路９２の軸線Ｃ２とそれぞれ同軸状に配置されるとともに、互いに干渉しない位置で、隣接して配置されている。
各連結部９３ｃは、主軸受４４上において各弁本体９３ｂの外周縁から互いに離間する方向に延在している。この場合、各弁体９３は、互いに交差する方向に延在している。

各弁押さえ９４は、各弁体９３を軸方向の一端側からそれぞれ覆うとともに、対応する弁体９３と同一方向に延在している。各弁押さえ９４は、基端部から先端部に向かうに従い漸次軸方向の一端側（主軸受４４から離間する方向）に向けて湾曲している。各弁押さえ９４は、基端部において上述した弁体９３の固定部９３ａとともにリベット９６により主軸受４４に固定されている。各弁押さえ９４は、上述した各弁体９３の変形時において、各弁本体９３ｂが弁押さえ９４の先端部に軸方向の他端側から当接することで、各弁体９３の変形を規制する。

図１に示すように、副軸受４５は、回転軸３１が挿通される筒部９８と、筒部９８における軸方向の一端縁から径方向の外側に向けて突設され、第２シリンダ４２を軸方向の他端側から閉塞するフランジ部９９と、を備えている。そして、フランジ部９９の軸方向の他端側に位置する面（図１における下面）には、軸方向の一端側に向けて窪む凹部１００が形成され、この凹部１００内には第２吐出弁機構９７が配設されている。第２吐出弁機構９７は、軸方向の向き以外は上述した第１吐出弁機構８５とほぼ同様の構成であるため、上述した第１吐出弁機構８５と同一の符号を付して、説明を省略する。

また、各軸受４４，４５には、各吐出弁機構８５，９７を通して高温・高圧の気体冷媒が吐出されるマフラ（第１マフラ５８および第２マフラ５９）が、各軸受４４，４５を軸方向の外側から覆うように設けられている。第１マフラ５８には、第１マフラ５８の内外を連通させる連通孔５０が形成され、この連通孔５０を通して高温・高圧の気体冷媒が密閉容器３４内に吐出される。一方、第２マフラ５９内と第１マフラ５８内とは、図示しない気体冷媒案内通路を通して連通しており、第２マフラ５９内に吐出された高温・高圧の気体冷媒が第１マフラ５８の連通孔５０を通して密閉容器３４内に吐出される。なお、密閉容器３４内には、潤滑油が収容されており、圧縮機構部３３のうち、第１マフラ５８よりも軸方向の他端側に位置する部分が潤滑油内に浸漬されている。

このように構成された回転式圧縮機２においては、図１に示すように電動機部３２の固定子６１に電力が供給されることで、回転軸３１が回転子６２とともに軸線Ｏ周りに回転する。そして、回転軸３１の回転に伴い、偏心部５１，５２およびローラ５３，５４が各シリンダ室４６，４７内で偏心回転する。このとき、ローラ５３，５４が各シリンダ４１，４２の内周面にそれぞれ摺接することで、シリンダ室４６，４７内に気体冷媒が取り込まれるとともに、シリンダ室４６，４７内に取り込まれた気体冷媒が圧縮される。

具体的には、図２に示すように、まず各シリンダ室４６，４７のうち、吸込室（ローラ５３，５４およびブレード７２により区画された二つの空間のうち、吸込孔７３側の空間）内に気体冷媒が吸込孔７３を通して吸い込まれる。さらに、圧縮室（ローラ５３，５４およびブレード７２により区画された二つの空間のうち、吐出溝７４側の空間）にて先に吸込孔７３から吸い込まれた気体冷媒が圧縮される。

そして、図４に示すように、偏心部５１，５２およびローラ５３，５４の偏心回転により、圧縮室内の圧力が所定の圧力に達すると、各弁体９３が固定部９３ａを起点にして軸方向に弾性変形し、弁座９５から離反する。これにより、吐出孔８６の第２通路９２（外側開口部）が開放され、シリンダ室４６，４７内と密閉容器３４内（マフラ５８，５９内）とが吐出孔８６を通して連通し、吐出孔８６から密閉容器３４内（マフラ５８，５９内）に向けて気体冷媒が吐出される。なお、弁体９３は、弁押さえ９４に当接することで、弾性変形が規制される。

ここで、上述した気体冷媒が吐出される過程において、シリンダ室４６，４７内の気体冷媒は、シリンダ４１，４２の吐出溝７４を通り、吐出孔８６の内側開口部から第１通路９１内に流入する。第１通路９１内に流入した気体冷媒は、各第２通路９２内に分岐して流入した後、外側開口部から密閉容器３４内に向けて一斉に吐出される。

その後、さらにローラ５３，５４が偏心回転して、ローラ５３，５４が吐出孔８６の吐出溝７４を通過すると、弁体９３が復元変形して、弁座９５に着座する。これにより、吐出孔８６の外側開口部が閉塞され、再びシリンダ室４６，４７と密閉容器３４内との連通が遮断される。そして、上述した動作が繰り返されることで、圧縮機構部３３において気体冷媒の圧縮が繰り返される。なお、密閉容器３４内に吐出された気体冷媒は、上述したように凝縮器３に送り込まれる。

このように、本実施形態では、吐出孔８６が、複数の第２通路９２を通してシリンダ室４６，４７の外側に向けて開口しているため、内側開口部から第１通路９１内に流入した気体冷媒が各第２通路９２に分散された後、外側開口部から吐出される。すなわち、外側開口部一つ当たり（弁体９３一つ当たり）の気体冷媒の吐出量を低減（本実施形態では半減）できるので、弁体９３の応答性を向上させるとともに、流路抵抗を低下させることができる。これにより、閉じ遅れや流路抵抗の増加に伴う過圧縮損失を低減することができるので、圧縮効率を向上させ、高性能な回転式圧縮機２を提供できる。
また、一つの外側開口部当たりの内径を大きくする必要もないので、内径の大型化に伴う弁体９３の破損等も抑制でき、信頼性を確保できるとともに、内径の大型化に伴う弁体９３の厚肉化を抑制して、応答性の低下を抑制できる。

特に、各第２通路９２が１つの第１通路９１から分岐して形成されているため、例えば単にシリンダ室の内外に独立して連通する吐出孔を複数設ける場合と異なり、外側開口部を開閉する各弁体９３の動作圧力が同等となる。これにより、各弁体９３の開閉動作を同期させることができるので、各弁体９３の閉弁タイミングのずれに伴ってシリンダ室４６，４７から吐出された高圧の気体冷媒がシリンダ室４６，４７内に再度流入するのを抑制できる。その結果、気体冷媒の逆流に伴う過圧縮損失を低減して、圧縮効率の更なる向上を図ることができる。
また、各弁体９３の閉弁タイミングのずれに伴う騒音等も抑制できる。

＜実施例１＞
本実施形態の発明者は、本実施形態の吐出孔８６の構成が回転式圧縮機２の性能にどのように影響するかを検証した。
まず、図７のグラフに基づいて、シリンダ室４６，４７の排除容積に対する弁体９３の厚さおよび吐出孔８６の内径の関係について説明する。本検証では、図７に示すように、シリンダ室４６，４７の排除容積が異なる複数の回転式圧縮機Ａ〜Ｄを用意し、各回転式圧縮機Ａ〜Ｄそれぞれで排除容積に応じた最適な弁体９３の厚さおよび吐出孔８６の内径を検証した。

なお、回転式圧縮機Ａ〜Ｄは、シリンダ室４６，４７の排除容積、弁体９３の厚さおよび吐出孔８６の内径以外は、上述した本実施形態の回転式圧縮機２と同様の構成である。また、図７中では、回転式圧縮機Ａにおけるシリンダ室４６，４７の排除容積、弁体９３の厚さおよび吐出孔８６の内径を１．０とした相対比率で、他の回転式圧縮機Ｂ〜Ｄを示している。また、吐出孔８６の内径とは、吐出孔８６における外側開口部（本実施形態では第２通路９２の開口部の内径Ｄ２）の内径とする。さらに、図７中において、実線は弁体９３の厚さ、破線は吐出孔８６の内径を示している。

図７に示すように、排除容積に対する弁体９３の厚さおよび吐出孔８６の内径は、ほぼ比例関係にあり、排除容積が増加するに従い、弁体９３の厚さおよび吐出孔８６の内径がともに増加傾向にあることが判る。これは、排除容積を増加させることで、吐出孔８６の内径を増加させて気体冷媒の吐出量を増加させる必要があり、これに伴い弁体９３を厚肉化させ、信頼性を確保するためである。

次に、図８のグラフに基づいて、実施例の回転式圧縮機２と、比較例の回転式圧縮機と、で各回転数に対する成績係数（ＣＯＰ）の比較を行った。なお、図８においては、最大回転数を１．０とし、この最大回転数に対する回転数の比率を回転数比率として表した。また、回転数比率が０．５のときにおける比較例のＣＯＰを１．０とした相対比率で、他の回転数比率における実施例および比較例のＣＯＰを示している。
実施例の回転式圧縮機は、上述した実施形態の回転式圧縮機２と同様の構成からなり、吐出孔８６が第１通路９１および第１通路９１から分岐した第２通路９２を有している。また、弁体９３の厚さや吐出孔８６の内径（Ｄ２）は、上述した回転式圧縮機Ａと同等になっている。一方、比較例の回転式圧縮機は、シリンダ室の内外を連通する吐出孔が一つ形成されるとともに、この吐出孔の内径が全体に亘って実施例の第１通路９１の内径Ｄ１と同等に形成されたものである。

図８に示すように、回転数比率が０．５以下の低回転数領域では、実施例および比較例ともにＣＯＰが同等になっているものの、回転数比率が０．５を超えた高回転数領域では回転数が上昇するにつれ実施例と比較例とのＣＯＰの差が大きくなっている。すなわち、実施例では、特に高回転数領域でのＣＯＰが比較例に比べて大きく向上していることが判る。これは、比較例では、高回転数領域において、吐出孔からの吐出量が多くなると、閉じ遅れや流路抵抗の増加に伴う過圧縮損失の増加により、圧縮効率が低下することが考えられる。
これに対して、実施例では、吐出孔８６が、複数の第２通路９２を通してシリンダ室４６，４７の外側に向けて開口しているため、上述したように外側開口部一つ当たりの気体冷媒の吐出量を低減させることができる。したがって、弁体９３の応答性を向上させるとともに、流路抵抗を低下させることができる。その結果、上述したように圧縮効率を向上させ、ＣＯＰを向上させることができたものと考えられる。

＜実施例２＞
次に、本実施形態の発明者は、吐出孔８６の内径や開口面積が回転式圧縮機２の性能にどのように関係するかの検証を行った。
まず、図９のグラフに基づいて、吐出孔８６の内径比率に対するＣＯＰの関係について検証した。なお、本検証において、吐出孔８６の内径比率とは、吐出孔８６の内側開口部の内径（第１通路９１の内径Ｄ１）と、外側開口部の内径（第２通路９２の内径Ｄ２）と、の比率である。また、図９のグラフは、回転数比率が上述した図８に示す１．０の場合であり、ＣＯＰを境にしてＤ１＜Ｄ２の関係を比較例、Ｄ１≧Ｄ２の関係を実施例として示している。また、第１通路９１の内径Ｄ１は一定、弁体９３の厚さは、第２通路９２の内径Ｄ２に応じて図７に従い変更している。

図９に示すように、吐出孔８６の内径比率が１．０よりも大きい場合（第２通路９２の内径Ｄ２が第１通路９１の内径Ｄ１に比べて大きい場合）には、第２通路９２の内径Ｄ２が大きくなるに従いＣＯＰが低下していることが判る。これは、上述した図７に示すように、第２通路９２の内径Ｄ２が大きくなると、弁体９３の厚さを増加させる必要があるため、これに伴い応答性が低下したものと考えられる。
一方、吐出孔８６の内径比率が１．０以下の場合（第２通路９２の内径Ｄ２が第１通路９１の内径Ｄ１以下の場合）には、第２通路９２の内径Ｄ２が小さくなるに従いＣＯＰが増加していることが判る。これは、第２通路９２の内径が小さくなると、弁体９３の厚さが薄くなり、これに伴い応答性が向上したものと考えられる。但し、吐出孔８６の内径比率が小さくなり過ぎると（内径比率が０．５付近）と、第２通路９２内での流路抵抗が大きくなり、ＣＯＰは再び減少傾向になる。

＜実施例３＞
続いて、図１０のグラフに基づいて、吐出孔８６の開口面積比率に対するＣＯＰの関係について検証した。なお、本検証において、吐出孔８６の開口面積比率とは、内側開口部の開口面積（第１通路９１の開口面積Ｓ１）と、各外側開口部の開口面積の合計（各第２通路９２の開口面積Ｓ２の合計Ｓ３）と、の比率である。また、図１０のグラフでは、回転数比率が上述した図８に示す１．０の場合であり、ＣＯＰを境にして１．０≦Ｓ３／Ｓ１≦２．０の範囲を実施例、それ以外の範囲を比較例として示している。また、第１通路９１の内径Ｄ１は一定、開口面積Ｓ１は内径Ｄ１に基づいて算出している。さらに、弁体９３の厚さは、第２通路９２の内径Ｄ２に応じて図７に従い変更している。

図１０に示すように、吐出孔８６の開口面積比率が２．０よりも大きい場合（第２通路９２の開口面積Ｓ２が第１通路９１の開口面積Ｓ１よりも大きい場合）には、第２通路９２の開口面積Ｓ２が大きくなるに従いＣＯＰが低下していることが判る。これは、上述した図７と同様に、第２通路９２の開口面積Ｓ２が大きくなると、弁体９３の厚さを増加させる必要があるため、これに伴い応答性が低下したものと考えられる。
一方、吐出孔８６の開口面積比率が２．０以下の場合（第２通路９２の開口面積Ｓ２が第１通路９１の開口面積Ｓ１以下の場合）には、第２通路９２の開口面積Ｓ２が小さくなるに従いＣＯＰが増加していることが判る。これは、第２通路９２の開口面積Ｓ２が小さくなると、弁体９３の厚さが薄くなり、これに伴い応答性が向上したものと考えられる。但し、吐出孔８６の開口面積比率が１．０よりも小さい場合には、第２通路９２の開口面積Ｓ２が第１通路９１の開口面積Ｓ１の半分よりも小さくなり、流路抵抗が増加するため好ましくない。

そして、上述した実施例２，３の結果より、ＣＯＰを所望の範囲で維持するためには、第２通路９２の内径Ｄ２は、少なくとも第１通路９１の内径Ｄ１以下（Ｄ１≧Ｄ２）であることが好ましく、また第２通路９２それぞれの開口面積Ｓ２の合計Ｓ３は、少なくとも第１通路９１の開口面積Ｓ１以上（Ｓ１≦Ｓ３）であることが好ましい。

以上、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共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。

例えば、上述した実施形態では、主軸受４４および副軸受４５の双方に本実施形態の吐出弁機構８５，９７を設ける構成について説明したが、これに限らず、少なくとも一方の軸受に設けられていれば構わない。
また、軸受４４，４５に限らず、シリンダ室を形成する仕切板やシリンダ自体に本実施形態の吐出弁機構を設けても構わない。

また、上述した実施形態では、互いの延在方向が交差するように各弁体９３を配置する構成について説明したが、これに限らず、主軸受４４の形状に応じて適宜設計変更が可能である。例えば、互い延在方向が平行になるように各弁体９３を配置しても構わない。
また、上述した実施形態では、各通路９１，９２の閉面視形状を真円形状とした場合について説明したが、これに限られない。例えば、第１通路９１と第２通路９２との通路径方向におけるラップ量が大きい程、各通路９１，９２間の流路面積が確保され、流路抵抗を低減できるため、ラップ量を確保するために、例えば長円形状等に形成することも可能である。

また、上述した実施形態では、１つの第１通路９１に対して２つの第２通路９２を連通させる構成について説明したが、これに限らず、３つ以上の複数の第２通路９２を連通させても構わない。
また、上述した実施形態では、圧縮機構部３３が２つのシリンダ室４６，４７を備える構成について説明したが、これに限らず、シリンダ室は３つ以上の複数でも、単数であっても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…冷凍サイクル装置
２…回転式圧縮機
３…凝縮器
４…膨張装置
５…蒸発器
４６…第１シリンダ室（シリンダ室）
４７…第２シリンダ室（シリンダ室）
５３…第１ローラ（ローラ）
５４…第２ローラ（ローラ）
８６…吐出孔
８７…弁部材
９１…第１通路
９２…第２通路
９３…弁体

Claims (4)

1. 導入された流体を圧縮するシリンダ室と、
   前記シリンダ室内で偏心回転するローラと、
   前記シリンダ室の内外に連通し、前記シリンダ室内の流体を吐出する吐出孔とを備えた回転式圧縮機であって、
   前記吐出孔は、
   前記シリンダ室の内側に向けて開口する１つの第１通路と、
   前記第１通路に連通するとともに、前記シリンダ室の外側に向けてそれぞれ開口する複数の第２通路と、を有し、
   前記複数の第２通路を各別に閉塞する複数の弁体を備えていることを特徴とする回転式圧縮機。
2. 前記第１通路の内径をＤ１、前記第２通路の内径をＤ２とすると、
   Ｄ１≧Ｄ２に設定されていることを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
3. 前記第１通路の開口面積をＳ１、前記第２通路の開口面積の合計をＳ３とすると、
   Ｓ１≦Ｓ３に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の回転式圧縮機。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の回転式圧縮機と、
   前記回転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回転式圧縮機との間に接続された蒸発器と、を備えていることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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