JP5809852B2 - 回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。

空気調和機等の冷凍サイクル装置には、回転式圧縮機で圧縮した冷媒を、回転式圧縮機に四方弁を介して接続された室外熱交換器、膨張装置及び室内熱交換器にサイクル状に通過させる技術が知られている。この冷凍サイクル装置に用いられる回転式圧縮機は、シリンダのシリンダ室内においてローラを偏心回転させることにより冷媒を圧縮し、且つ、当該圧縮された冷媒の圧力により弁を開状態として吐出孔から圧縮された冷媒を吐出させる回転圧縮機構部を有する。このような回転式圧縮機は、一つのシリンダに対し、複数の吐出孔を有する構成も知られている。

特開２００６−１１８４２１号公報 特開２００９−０１６８２８号公報

このような回転式圧縮機においては、複数の吐出孔を有する回転圧縮機構部は、シリンダ室を区分するブレードから遠い吐出孔からブレードに近い吐出孔の順に弁が開閉する。しかし、ブレードから遠い吐出孔の弁が開状態から閉状態へと移行する際に、ブレードに近い吐出孔から吐出された冷媒がブレードから遠い吐出孔に逆流し、再膨張損失の増加となる虞がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、再膨張損失の低減が可能な回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することにある。

実施形態の回転式圧縮機は、シリンダ室を形成するシリンダと、前記シリンダ室内に偏心回転自在に収容されたローラと、前記シリンダに形成されたブレード溝に摺動可能に設けられ、先端部が前記ローラの外周面に当接するブレードと、シリンダの端面に設けられた前記シリンダ室を塞ぐ側板と、を備える。一つの前記側板に複数の吐出孔を設け、前記複数の吐出孔のうち前記ブレードから遠い吐出孔が前記ブレードに近い吐出孔よりも前記シリンダ室の中心に近い位置に設けられるとともに、前記ブレードから遠い吐出孔は、前記ブレードが前記シリンダ室に最も突出した下死点に位置したときに、前記ローラの端面と重なることなく、前記シリンダ室に対向して開口するように設けられる構成とする。さらに、前記各吐出孔の周囲にそれぞれ形成された弁座と、これら弁座の周囲にそれぞれ設けられ一部が互いに重なり合う複数の凹部と、前記各弁座に離接することにより前記各吐出孔を開閉する開閉弁と、を備える。

第１の実施形態の冷凍サイクル装置の構成を模式的に示す説明図。 同冷凍サイクル装置に用いられる回転式圧縮機の構成を示す断面図。 同回転式圧縮機に用いられる圧縮機構部の要部構成を示す平面図。 同圧縮機構部の要部構成を示す平面図。 同圧縮機構部の要部構成を示す平面図。 同圧縮機構部の要部構成を示す平面図。 第２の実施形態の冷凍サイクル装置に用いられる圧縮機構部の要部構成を示す平面図。 同圧縮機構部の要部構成を示す断面図。 第３の実施形態の冷凍サイクル装置に用いられる圧縮機構部の要部構成を示す平面図。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る回転式圧縮機１を用いた冷凍サイクル装置１００を、図１乃至図６を用いて説明する。
図１は第１の実施形態に係る冷凍サイクル装置１００の構成を模式的に示す説明図、図２は冷凍サイクル装置１００に用いられる回転式圧縮機１の構成を示す断面図、図３は回転式圧縮機１における圧縮機構部１１の構成を示す上面図、図４は圧縮機構部１１の構成を示す上面図、図５は圧縮機構部１１の要部構成であって、特にローラ２４及び一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２の構成を示す上面図、図６は圧縮機構部１１の要部構成であって、特に下死点におけるローラ２４及び一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２の構成を示す上面図である。

冷凍サイクル装置１００は、空気調和機に用いられる。以下、冷凍サイクル装置１００を空気調和機１００として説明する。

図１に示すように、空気調和機１００は、一次側にアキュムレータ２を有する回転式圧縮機１と、四方弁１０１と、熱源側熱交換器である室外熱交換器１０２と、膨張装置１０３と、利用側熱交換器である室内熱交換器１０４と、を備え、これらがサイクル状に連通されている。

空気調和機１００は、回転式圧縮機１のアキュムレータ２の一次側に四方弁１０１が接続されるとともに、回転式圧縮機１の二次側に四方弁１０１が接続される。空気調和機１００は、四方弁１０１に、室外熱交換器１０２、膨張装置１０３及び室内熱交換器１０４が順次接続され、四方弁１０１を切り換えることで、回転式圧縮機１から吐出された冷媒の流れ方向を切換可能に形成されている。

回転式圧縮機１は、密閉容器１０と、密閉容器１０内の下部に設けられた圧縮機構部１１と、密閉容器１０の上部に設けられた電動機部１２と、密閉容器１０に設けられた冷媒の吸込管１３と、密閉容器１０に設けられた冷媒の吐出管１４と、を備えている。また、回転式圧縮機１は、吸込管１３に接続されたアキュムレータ２を備えている。

密閉容器１０は、その上部に、その内部を密閉する上蓋１０ａを備え、内部に圧縮機構部１１及び電動機部１２を収納後、上蓋１０ａが溶接等により固定されることで密閉される。

圧縮機構部１１は、第１シリンダ２１及び第２シリンダ２２と、回転軸２３と、ローラ２４と、軸受２５と、仕切板２６と、ブレード２７と、を備えている。

図３、図５、図６に示すように、第１シリンダ２１は第１シリンダ室２１ａを形成する。また、第１シリンダ２１は、第１シリンダ室２１ａと連通するブレード溝２１ｂ、及び、吸込管１３に接続され、第１シリンダ室２１ａと連通する吸込孔２１ｃを備えている。ブレード溝２１ｂは、ブレード２７が第１シリンダ室２１ａに対して突没自在に収容される。また、ブレード溝２１ｂは、吸込孔２１ｃと隣接して設けられる。

また、第１シリンダ２１は、外形寸法が密閉容器１０の内径寸法よりも僅かに小に形成され、密閉容器１０内周面に挿入され、密閉容器１０外部からの溶接加工によって位置決め固定される。なお、第１シリンダ２１は、図２に示すように、密閉容器１０に固定された場合に、第１シリンダ２１の下方の空間と第１シリンダ２１の上方の空間を連通させる連通孔２１ｂを備えている。

図３、図５、図６に示すように、第２シリンダ２２は第２シリンダ室２２ａを形成する。また、第２シリンダ２２は、第２シリンダ室２２ａと連通するブレード溝２２ｂ、及び、吸込管１３に接続され、第２シリンダ室２２ａと連通する吸込孔２２ｃを備えている。ブレード溝２２ｂには、ブレード２７が第２シリンダ室２２ａに対して突没自在に収容される。ブレード溝２２ｂは、ブレード２７が第２シリンダ室２２ａに対して突没自在に収容される。また、ブレード溝２２ｂは、吸込孔２２ｃと隣接して設けられる。

これら第１、第２シリンダ２１、２２は、互いに外形形状及び寸法が相違し、且つ、第１シリンダ室２１ａ及び第２シリンダ室２２ａの内径寸法が同一となるよう設定されている。なお、図３乃至図６においては、同一図面により圧縮機構部１１の要部である第１、第２シリンダ２１，２２その他要部構成を図示する。

回転軸２３は、第１シリンダ室２１ａ内及び第２シリンダ室２２ａ内に挿通されるとともに、軸受２５により枢支される。回転軸２３は、第１シリンダ室２１ａ内及び第２シリンダ室２２ａに位置する部位に、例えば略１８０度の位相差を有するクランク偏心部２８，２８を備えている。

クランク偏心部２８，２８は、その高さ寸法が第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの高さ寸法より若干小に形成される。

ローラ２４は、クランク偏心部２８，２８にそれぞれ係合され、第１シリンダ室２１ａ及び第２シリンダ室２２ａ内を摺動可能、且つ、ブレード２７の端部と摺動可能に形成されている。ローラ２４は、その高さ寸法が、第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの高さ寸法と略同一に形成される。

ローラ２４，２４は、位相差を有するクランク偏心部２８，２８に設けられるため、互いに略１８０度の位相差がある。ローラ２４は、第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａ内で偏心回転する。

軸受２５は、第１シリンダ室２１ａの上方を覆う第１シリンダ２１の上面部に設けられた主軸受３１と、第２シリンダ室２２ａの下方を覆う第２シリンダ２２の下面部に設けられた副軸受３２と、を備えている。軸受２５は、主軸受３１及び副軸受３２により、回転軸２３を枢支可能に形成されている。

主軸受３１は、第１シリンダ室２１ａの上面を形成する測板であって、ローラ２４が摺動する。主軸受３１は、その上方を覆うように設けられた２つの第１バルブカバー３３を備えている。また、主軸受３１は、冷媒を第１シリンダ室２１ａから第１バルブカバー３３へ案内する第１吐出孔３４と、第１吐出孔３４を開閉する第１開閉弁３５と、を備えている。

第１吐出孔３４は、主軸受３１であって、ブレード２７を挟んで吸込孔２１ｃと隣接する位置に複数設けられる。具体的には、第１吐出孔３４は、ブレード２７の吸込孔２１ｃが設けられた側とは相対する側にブレード２７に隣接して配置され、主軸受３１に二つ設けられた一次側吐出孔４１及び二次側吐出孔４２を備えている。

一次側吐出孔４１は、二次側吐出孔４２よりもブレード２７（ブレード溝２１ｂ）から離間して、ブレード２７から二次側吐出孔４２よりも遠い位置に設けられる。一次側吐出孔４１は、二次側吐出孔４２よりも、第１シリンダ室２１ａの中心Ｑ側に設けられる。さらに言えば、一次側吐出孔４１は、図５に示すように、その端部が僅かに第１シリンダ２１の端面と重なるが、その殆どが第１シリンダ室２１ａに対向して位置し、且つ、上死点直前のローラ２４と重なる位置に設けられる。

二次側吐出孔４２は、ブレード２７に隣接して設けられ、一次側吐出孔４１よりブレード２７に近い位置に設けられる。二次側吐出孔４２は、その一部、さらに言えば略中心近くまで第１シリンダ２１の端面と重なるように位置し、残り略半分が第１シリンダ室２１ａに対向して位置する。なお、第１シリンダ２１には、二次側吐出孔４２と重なる位置に、第１シリンダ室２１ａ内の圧縮された冷媒を二次側吐出孔４２へと案内する切欠部が形成されている。

また、第１吐出孔３４は、主軸受３１に設けられ、一次側吐出孔４１及び二次側吐出孔４２の周囲にそれぞれ形成された第１開閉弁３５の弁座４３と、前記弁座４３の周囲にそれぞれ設けられ、図４中二点鎖線で示すようにその一部が互いに重なり合う凹部４４と、を備えている。また、第１吐出孔３４は、弁座４３，４３の近傍であって凹部４４，４４の周囲の一部に設けられ、凹部４４，４４よりもその深さが浅く、且つ、一次側吐出孔４１及び二次側吐出孔４２から吐出された冷媒の流れを案内する案内部４５と、を備えている。

第１開閉弁３５は、一次側吐出孔４１を開閉する一次側開閉弁４６と、二次側吐出孔４２を開閉する二次側開閉弁４７と、を備えている。一次側開閉弁４６は、主軸受３１に固定される固定部４６ａと、一次側吐出孔４１の弁座４３に離接することで、一次側吐出孔４１を開閉する弁部４６ｂと、固定部４６ａ及び弁部４６ｂを接続する連結部４６ｃと、を備えている。

二次側開閉弁４７は、主軸受３１に固定される固定部４７ａと、二次側吐出孔４２の弁座４３に離接することで、二次側吐出孔４２を開閉する弁部４７ｂと、固定部４７ａ及び弁部４７ｂを接続する連結部４７ｃと、を備えている。

なお、二次側開閉弁４７は、その固定部４７ａ中心及び弁部４７ｂ中心を結ぶ直線Ｓ上に一次側吐出孔４１が位置しないように、主軸受３１上に配置される。換言すると、二次側開閉弁４７は、固定部４７ａ及び弁部４７ｂを結ぶ直線上から一次側吐出孔４１が離間して位置するように、固定部４７ａが主軸受３１上に配置される。

副軸受３２は、第２シリンダ室２２ａの下面を形成し、ローラ２４が摺動する。副軸受３２は、その下方を覆うように設けられた第２バルブカバー３６を備えている。また、副軸受３２は、冷媒を第２シリンダ室２２ａから第２バルブカバー３６へ案内する第２吐出孔３７と、第２吐出孔３７を開閉する第２開閉弁３８と、を備えている。

第２吐出孔３７は、副軸受３２であって、ブレード２７を挟んで吸込孔２２ｃと隣接する位置に複数設けられる。具体的には、第２吐出孔３４は、ブレード２７の吸込孔２２ｃが設けられた側とは相対する側にブレード２７に隣接して配置され、副軸受３２に二つ設けられた一次側吐出孔５１及び二次側吐出孔５２を備えている。

一次側吐出孔５１は、ブレード２７（ブレード溝２２ｂ）から離間して設けられる。一次側吐出孔５１は、二次側吐出孔５２よりも、第２シリンダ室２２ａの中心側に設けられる。さらに言えば、一次側吐出孔５１は、図５に示すように、その端部が、僅かに第２シリンダ２２の端面と重なるがり、その殆どが第２シリンダ室２２ａに対向して位置し、且つ、上死点直前のローラ２４と重なる位置に設けられる。

二次側吐出孔５２は、ブレード２７に隣接して設けられる。二次側吐出孔５２は、その一部、さらに言えば略中心近くまで第２シリンダ２２の端面と重なるように位置し、残り略半分が第２シリンダ室２２ａに対向して位置する。なお、第２シリンダ２２は、二次側吐出孔５２と重なる位置に、第２シリンダ室２２ａ内の圧縮された冷媒を二次側吐出孔５２へ案内する切欠部が形成されている。

また、第２吐出孔３７は、副軸受３２に設けられ、一次側吐出孔５１及び二次側吐出孔５２の周囲にそれぞれ設けられた第２開閉弁３８の弁座５３と、前記弁座５３の周囲にそれぞれ設けられ、その一部が互いに重なり合う凹部５４と、を備えている。また、第２吐出孔３７は、弁座５３，５３の近傍であって凹部５４，５４の周囲の一部に設けられ、凹部５４，５４よりもその深さが浅く、且つ、一次側吐出孔５１及び二次側吐出孔５２から吐出された冷媒の流れを案内する案内部５５と、を備えている。

第２開閉弁３８は、一次側吐出孔５１を開閉する一次側開閉弁５６と、二次側吐出孔５２を開閉する二次側開閉弁５７と、を備えている。一次側開閉弁５６は、副軸受３２に固定される固定部５６ａと、一次側吐出孔５１の弁座５３に離接することで一次側吐出孔５１を開閉する弁部５６ｂと、固定部５６ａ及び弁部５６ｂを接続する連結部５６ｃと、を備えている。

二次側開閉弁５７は、副軸受３２に固定される固定部５７ａと、二次側吐出孔５２の弁座５３に離接することで、二次側吐出孔５２を開閉する弁部５７ｂと、固定部５７ａ及び弁部５７ｂを接続する連結部５７ｃと、を備えている。

なお、二次側開閉弁５７は、その固定部５７ａ中心及び弁部５７ｂ中心を結ぶ直線Ｓ上に、一次側吐出孔５１が位置しないように、副軸受３２上に配置される。換言すると、二次側開閉弁５７は、固定部５７ａ中心及び弁部５７ｂ中心を結ぶ直線上から一次側吐出孔５１が離間して位置するように、固定部５７ａが副軸受３２上に配置される。

なお、第１シリンダ２１、第２シリンダ２２、仕切板２６、主軸受３１、副軸受３２、第１バルブカバー３３及び第２バルブカバー３６はボルトＢ等により一体に結合され、第１シリンダ２１を介して密閉容器１０に固定される。

仕切板２６は、その外径寸法が第１シリンダ室２１ａ及び第２シリンダ室２２ａの内径寸法より大であって、且つ、第１シリンダ２１及び第２シリンダ２２の外形寸法よりも小径に形成されている。仕切板２６は、第１シリンダ室２１ａ及び第２シリンダ室２２ａを覆うように配置される。

ブレード２７は、ブレード溝２１ｂ、２２ｂにそれぞれ設けられ、その高さ寸法が第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの高さ寸法と略同一に形成される。ブレード２７は、その先端が例えば半円筒状に形成されている。ブレード２７は、例えば背圧がその背面に印加されることで、当該背圧によりローラ２４に向かって押圧され、ローラ２４の回転角度に係らず、その先端がローラ２４の外周面に接触可能に形成されている。

ブレード２７及びブレード溝２１ｂ、２２ｂは、吸込孔２１ｃ、２２ｃ及び第１、第２吐出孔３４，３７との間を区画するようにそれぞれ第１、第２シリンダ２１，２２に設けられる。ブレード２７は、ローラ２４に接触することで、第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａを、吸込室と圧縮室とに区画する。

電動機部１２は、密閉容器１０の内面に固定される固定子１２ａと、この固定子１２ａの内側に所定の間隔を存して配置され、且つ、回転軸２３に固定される回転子１２ｂとを備えている。電動機部１２は、例えば運転周波数を可変するインバータに接続される。なお、インバータは、このインバータを制御する制御部に電気的に接続され、必要に応じて、回転軸２３の回転数を、任意の回転数で回転させる。

吸込管１３は、第１シリンダ２１及び第２シリンダ２２の吸込孔にそれぞれ接続されている。また、吸込管１３は、密閉容器１０から突出した中途部において略９０度で上方に折曲され、その一部がアキュムレータ２内に挿通されるとともに、その端部が、アキュムレータ２の所定の高さに配置される。なお、アキュムレータ２内に挿通された吸込管１３の端部の高さは、その高さによって、アキュムレータ２内に貯液可能な液状の冷媒及び潤滑油の容量が変わるため、必要に応じて適宜設定される。

また、吸込管１３は、アキュムレータ２内に挿入された部位であって、アキュムレータ２の底面から高さ方向の所定の位置に、油戻孔を備えている。なお、当該油戻孔は、アキュムレータ２内に貯液された液状の冷媒及び潤滑油の混合液中の下方に溜まる潤滑油を、気体状の冷媒と同時に第１シリンダ室２１ａ及び第２シリンダ室２２ａに供給可能であればよく、アキュムレータ２の容量や寸法等により、その高さや内径は適宜設定される。

吐出管１４は、密閉容器１０の上端部、具体的には上蓋１０ａに接続されている。この吐出管１４は、四方弁１０１に接続される。

アキュムレータ２は、その両端が閉塞する円筒形状の容器６１と、容器６１内に設けられた気液分離部６２と、を備えている。アキュムレータ２は、容器６１の下端部からその内部に吸込管１３が挿入されるとともに、気液分離部６２の直下まで吸込管１３が配置され、容器６１の上端部に冷媒が戻る戻り管６３が接続される。なお、戻り管６３は、四方弁１０１に接続される。

気液分離部６２は、直下の吸込管１３，１３に、戻り管６３から戻った冷媒が直接進入することを防止する冷媒の案内手段である。即ち、気液分離部６２は、戻り管６３から戻った気液混合の冷媒が衝突可能、且つ、当該衝突した気液混合の冷媒を、容器６１の内周面方向へと案内可能に形成されている。

このようなアキュムレータ２は、気液分離部６２により液状の冷媒及び潤滑油を容器６１下方に貯留するとともに、気体の冷媒を吸込管１３から供給可能な、所謂気液分離器である。

このように構成された回転式圧縮機１を用いた空気調和機１００では、まず回転式圧縮機１の電動機部１２に商用電源等を供給することにより回転子１２ｂが回転し、回転子１２ｂに固着された回転軸２３が回転する。この回転軸２３の回転によりクランク偏心部２８，２８及びローラ２４，２４は偏心回転する。このローラ２４，２４の回転摺動により、第１シリンダ室２１ａ及び第２シリンダ室２２ａに吸込まれた冷媒が圧縮される。

具体的には、先ず、ローラ２４が上死点を過ぎた位置から、ローラ２４及びブレード２７により区画された二つの室の一方（吸込室）で吸込孔２１ｃ、２２ｃから冷媒の吸込みが開始されるとともに、他方（圧縮室）にて先に吸込孔２１ｃ、２２ｃから吸込まれた冷媒の圧縮が開始される。

ここで、図６に示すように、ローラ２４が下死点に位置した場合には、一次側吐出孔４１，５１は、ローラ２４の端面と重なることなく、その第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの圧縮室に位置することとなる。即ち、一次側吐出孔４１，５１は、ローラ２４が下死点に位置する場合に、第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａに対向して開口する位置に設けられる。また、ローラ２４の回転により、冷媒が圧縮されて所定の圧力に達すると、一次側開閉弁４６，５６が開き、一次側吐出孔４１，５１から冷媒が吐出される。

また、略同時に、二次側開閉弁４７，５７も開き、二次側吐出孔４２，５２からも冷媒が吐出される。なお、一方の室においては、冷媒の吸込みが継続して行われる。

さらにローラ２４が回転すると、一次側開閉弁４６，５６が閉じ、二次側吐出孔４２，５２からのみ冷媒が吐出される。さらにローラ２４が回転し、上死点に位置すると、二次側開閉弁４７，５７が閉じる。なお、このとき、ブレード２７に近い二次側吐出孔４２,５２は、圧縮室内に残存する冷媒を極力全て排出する。

また、上死点をローラ２４が通過すると、一方の室で冷媒の吸込みが終了し、冷媒の圧縮が成されるとともに、他方の室で冷媒の吸込みが開始される。なお、第１、第２シリンダ室２１ａ,２２ａ、ローラ２４及びブレード２７により形成される２つの室は、偏心回転したローラ２４の位置により、一方の室が吸込室を、他方の室が圧縮室を形成する。

これらの繰り返しにより、圧縮機構部１１により圧縮された冷媒が第１、第２バルブカバー３３，３６を介して密閉容器１０内へと吐出される。当該密閉容器１０内へ吐出された冷媒は、吐出管１４を介して四方弁１０１へと移動する。

ここで、空気調和機１００の冷房運転時においては、四方弁１０１は、回転式圧縮機１の二次側と室外熱交換器１０２とを接続する。図１の実線の矢印Ｃに示すように、回転式圧縮機１で圧縮された冷媒は、室外熱交換器１０２を通過し、外気と熱交換して凝縮される。次に凝縮された冷媒は、膨張装置１０３を介して室内熱交換器１０４を通過し、室内空気と熱交換を行い、蒸発し、室内空気を冷却する。

室内熱交換器１０４を通過した冷媒は、四方弁１０１を通過してアキュムレータ２に移動する。アキュムレータ２内に移動した冷媒は、気液分離部６２により液状の冷媒及び潤滑油がアキュムレータ２内に貯留され、気体状の冷媒が、吸込管１３から回転式圧縮機１内へと吸込まれる。また、このとき、油戻孔から、貯留された潤滑油が吸込まれ、気体状の冷媒とともに、第１シリンダ室２１ａ及び第２シリンダ室２２ａ内へと吸込まれる。この繰り返しにより、空気調和機１００は、冷房運転として熱交換を行う。

なお、空気調和機１００の暖房運転時においては、四方弁１０１は、回転式圧縮機１の二次側と室内熱交換器１０４とを接続する。図１の破線の矢印Ｈに示すように、回転式圧縮機１で圧縮された冷媒は、室内熱交換器１０４を通過し、室内空気と熱交換を行い、凝縮される。凝縮した冷媒は、膨張装置１０３を介して室外熱交換器１０２を通過し、室外熱交換器１０２において室外空気と熱交換を行い蒸発する。この蒸発した冷媒は、四方弁１０１及びアキュムレータ２を介して気液分離がなされて回転式圧縮機１に吸込まれる。この繰り返しにより、空気調和機１００は、暖房運転として熱交換を行う。

このように構成された回転式圧縮機１を用いた空気調和機１００によれば、圧縮機構部１１の一次側吐出孔４１，５１を二次側吐出孔４２，５２よりも第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの中心側に設けることで、二次側吐出孔４２，５２から冷媒が吐出されている場合に、一次側吐出孔４１，５１に冷媒が逆流することを極力防止することが可能となる。

具体的に説明すると、図５に示すように、第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの中心から略同一位置に一次側吐出孔Ｘを設けた場合には、一次側吐出孔Ｘと重なる第１、第２シリンダ２１，２２の内周壁に、冷媒の流れを案内する切欠部を設けることとなる。この切欠部により一次側吐出孔Ｘが第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａへと連通する流路面積が確保されることから、二次側吐出孔４２，５２から吐出された冷媒が、一次側吐出孔Ｘへと移動し、一次側開閉弁４６，５６が閉塞せずに冷媒の逆流が発生する虞が有る。

しかし、本実施形態のように、図５に示すように、二次側吐出孔４２，５２が冷媒を吐出する場合には一次側吐出孔４１，５１はローラ２４と重なり、第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａ内と連通する開口面積が極小となる。このように一次側吐出孔４１，５１は、上死点付近においてその殆どがローラ２４と重なる位置に配置されるため、流路抵抗が高い。

これらのように、圧縮機構部１１は、一次側吐出孔４１，５１を二次側吐出孔４２，５２より内径方向に設け、上死点付近の一次側吐出孔４１，５１の流路抵抗を増大させることで、二次側吐出孔４２，５２から吐出された冷媒が、一次側吐出孔４１，５１へ逆流することを防止できる。

また、図６に示すように、圧縮機構部１１のローラ２４及びブレード２７が下死点に位置する際に、一次側吐出孔４１，５１がローラ２４の外径よりも外側に位置するように構成することで、一次側吐出孔４１，５１の吐出流路の流路面積を極力確保可能となる。このため、圧縮機構部１１は、吐出流路の損失を防止可能となる。

これは、下死点において、圧縮される室の容積変化が最も大きくなることから、吐出が開始されると、その吐出流量が最大となる。このため、一次側吐出孔４１，５１を、ローラ２４と重ならないように配置することで、吐出流路を確保し、流路面積が小さいことによる損失を極力低減することが可能となる。

これらのように、一次側吐出孔４１，５１による吐出流路損失の低減、及び二次側吐出孔４２，５２から吐出された冷媒の一次側吐出孔４１，５１への逆流の防止を行うことで、再膨張損失の低減を図り、高性能の回転式圧縮機１とすることが可能となる。

また、圧縮機構部１１は、一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２をそれぞれ別体の一次側開閉弁４６．５６及び二次側開閉弁４７，５７で開閉可能、且つ、二次側開閉弁４７の固定部４７ａ及び弁部４７ｂを結ぶ直線上から一次側吐出孔４１を離間し配置される。この配置により、二次側吐出孔４２，５２から吐出される冷媒が、一次側開閉弁４６，５６方向に吐出されることを極力防止し、二次側吐出孔４２，５２から吐出される冷媒により一次側開閉弁４６，５６による一次側吐出孔４１，５１の閉塞を阻害することを防止可能となる。これにより、一次側開閉弁４６，５６の閉じ遅れを防止し、当該閉じ遅れによる再膨張損失の増大が防止可能となる。

また、圧縮機構部１１は、一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２の弁座４３，４３及び弁座５３，５３の周囲に、一部が互いに重なり合う凹部４４,４４及び凹部５４，５４をそれぞれ設けられる。

これにより、一次側吐出孔４１,５１及び二次側吐出孔４２，５２の一方から吐出された冷媒は、その凹部４４，５４だけでなく、他方の凹部４４，５４も流路とすることが可能となり、吐出された冷媒の流路抵抗を低減することができる。また、各凹部４４，４４及び凹部５４，５４は、互いに一部が重なり合う構成であることから、弁座４３，４３及び弁座５３，５３は互いに干渉することがない。

このため、弁座４３，４３（５３，５３）、凹部４４，４４（５４，５４）、一次側吐出孔４１（５１）及び二次側吐出孔４２（５２）は、同一の加工冶具（刃物等）により加工可能となり、製造性が向上し、製造コストを低減することが可能となる。

上述したように、第１の実施形態に係る回転式圧縮機１を用いた冷凍サイクル装置１００によれば、一次側吐出孔４１、５１を二次側吐出孔４２，５２よりも第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの中心側に配置することで、一次側吐出孔４１，５１への冷媒の逆流を防止し、再膨張損失の低減が可能となる。

なお、第１の実施形態は、上述した構成に限定されない。例えば、一次側吐出孔４１、５１は、下死点にローラ２４が位置する場合に、一次側吐出孔４１，５１を、ローラ２４と重ならないように配置する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図５に二点鎖線で示すように、さらに第１、第２シリンダ室２１ａ、２２ａの中心側に配置し、下死点のローラ２４に、その一部が重なる一次側吐出孔４１ａ,５１ａとしても良い。

このような構成とすることで、一次側吐出孔４１，５１の吐出流路断面積が小さくなるが、上死点付近において、確実にローラ２４により一次側吐出孔４１，５１が閉塞されるため、二次側吐出孔４２，５２から吐出された冷媒が逆流することを確実に防止することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に本発明の第２の実施形態に係る回転式圧縮機１を用いた空気調和機１００について、図７及び図８を用いて説明する。なお第２の実施形態に係る回転式圧縮機１は、上述した第１の実施形態に係る回転式圧縮機１と同様の構成には、同一符号を付しその詳細な説明は省略する。

図７は第２の実施形態に係る回転式圧縮機１に用いられる圧縮機構部１１Ａの構成を示す上面図、図８は圧縮機構部１１Ａに用いられる開閉弁８０Ａの構成を示す断面図である。なお、図７及び図８においては、圧縮機構部１１Ａの軸受２５Ａの主軸受３１Ａ及び副軸受３２Ａを同一図面により示す。

第２の実施形態に係る空気調和機１００の回転式圧縮機１は、密閉容器１０と、密閉容器１０内の下部に設けられた圧縮機構部１１Ａと、電動機部１２と、吸込管１３と、吐出管１４と、を備えている。

圧縮機構部１１Ａは、第１シリンダ２１及び第２シリンダ２２と、回転軸２３と、ローラ２４と、軸受２５Ａと、仕切板２６と、ブレード２７と、を備えている。

軸受２５Ａは、第１シリンダ室２１ａの上方を覆う第１シリンダ２１の上面部に設けられた主軸受３１Ａと、第２シリンダ室２２ａの下方を覆う第２シリンダ２２の下面部に設けられた副軸受３２Ａと、を備えている。軸受２５Ａは、主軸受３１Ａ及び副軸受３２Ａにより、回転軸２３を枢支可能に形成されている。

主軸受３１Ａは、第１シリンダ室２１ａの上面を形成し、ローラ２４が摺動する。主軸受３１Ａは、その上方に第１バルブカバー３３が設けられる。また、主軸受３１は、第１吐出孔３４及び第１吐出孔３４を開閉する開閉弁８０Ａを備えている。

第１吐出孔３４は、主軸受３１に設けられ、一次側吐出孔４１及び二次側吐出孔４２の周囲にそれぞれ設けられた、開閉弁８０Ａの弁座４３と、弁座４３,４３の周囲に設けられた凹部４４Ａと、凹部４４Ａに連続して二次側吐出孔４２の周囲に設けられ、凹部４４Ａよりもその深さが浅く、且つ、一次側吐出孔４１及び二次側吐出孔４２から吐出された冷媒の流れを案内する案内部４５Ａと、を備えている。

副軸受３２Ａは、第２シリンダ室２２ａの上面を形成し、ローラ２４が摺動する。副軸受３２Ａは、その上方に第２バルブカバー３６が設けられる。また、副軸受３２は、第２吐出孔３７及び第２吐出孔３７を開閉する開閉弁８０Ａを備えている。

第２吐出孔３７は、副軸受３２に設けられ、一次側吐出孔５１及び二次側吐出孔５２の周囲にそれぞれ設けられた、開閉弁８０Ａの弁座５３と、弁座５３,５３の周囲に設けられた凹部５４Ａと、凹部５４Ａに連続して二次側吐出孔５２の周囲に設けられ、凹部５４Ａよりもその深さが浅く、且つ、一次側吐出孔５１及び二次側吐出孔５２から吐出された冷媒の流れを案内する案内部５５Ａと、を備えている。

主軸受３１Ａ及び副軸受３２Ａに用いられる開閉弁８０Ａは、所謂リード弁であり、弁体８１Ａと、弁体８１Ａの変形量を規制する弁押さえ８２と、を備えている。弁体８１Ａは、主軸受３１に固定される固定部８４と、一次側吐出孔４１を開閉する一次側弁部８５と、二次側吐出孔４２を開閉する二次側弁部８６と、固定部８４及び一次側弁部８５を接続する第１連結部８７と、一次側弁部８５及び二次側弁部８６を接続する第２連結部８８と、を備えている。すなわち、１つの弁体で２つの吐出孔を開閉するようになっている。また、弁体８１Ａは、固定部８４中心、一次側弁部８５中心及び二次側弁部８６中心が一直線上に配置される。すなわち、弁体８１Ａの固定部８４中心と一次側吐出孔４１を結ぶ直線と、一次側吐出孔４１中心と二次側吐出孔４２中心を結ぶ直線のなす角度が１８０°にされている。

一次側弁部８５は、二次側弁部８６よりも、小径に形成されている。換言すると、二次側弁部８６は、一次側弁部８５よりも大径に形成され、弁座４３に対して固定部８４を中心とした回転方向のずれを一次側弁部８５よりも許容可能に形成されている。

第１連結部８７は、図７に示すように、その幅Ｈ１が第２連結部８８の幅Ｈ２よりも広く形成されている。換言すると、第２連結部８８は、第１連結部８７の幅Ｈ１よりも、その幅Ｈ２が小さく形成されることで、第２連結部８８の剛性が第１連結部８７の剛性よりも低く形成されている。

弁押さえ８２は、弁体８１Ａの変形を規制し、結果弁体８１Ａのリフト量を規制する規制部材である。弁押さえ８２は、弁体８１Ａの形状と略同一形状に形成され、弁体８１Ａの上面に設けられ、例えば樹脂材料により形成された板状部材である。弁押さえ８２は、図８に示すように、一次側弁部８５の最大リフト量（弁座４３からの移動量）Ｌ１を二次側弁部８６の最大リフト量Ｌ２よりも小さくするように、弁体８１Ａの変形量を規制可能に形成されている。

このように構成された圧縮機構部１１Ａを有する回転式圧縮機１を用いた冷凍サイクル装置１００は、二つの一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２を開閉する一次側弁部８５及び二次側弁部８６を一つの弁体８１Ａに形成された開閉弁８０Ａを備える。このため、ローラ２４の回転により、冷媒が圧縮されて所定の圧力に達すると、一次側弁部８５及び二次側弁部８６が開き、一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２から冷媒が吐出される。

さらにローラ２４が回転すると、一次側弁部８５が閉じ、二次側弁部８６のみが開状態となり、二次側吐出孔４２，５２からのみ冷媒が吐出される。さらにローラ２４が回転し、上死点に位置すると、二次側弁部８６が閉じる。

このように構成された回転式圧縮機１によれば、一枚の開閉弁８０Ａにより一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２を開閉することが可能となる。また、弁体８１Ａは、固定部８４、一次側弁部８５及び二次側弁部８６が直列、且つ、一直線上に配置されることで、開閉弁８０Ａの構成を単純化することが可能となる。また、開閉弁８０Ａは、対称形状となる。

これらのことにより、２つの主軸受３１Ａ及び副軸受３２Ａにおいても、開閉弁８０Ａを共有することが可能となり、開閉弁８０Ａの製造コストを低減することが可能となるとともに、管理コストの低減も可能となる。

また、弁体８１Ａは、固定部８４、一次側弁部８５及び二次側弁部８６が直列に配置されることから、一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２を近接させて配置可能となる。このため、第１吐出孔３４及び第２吐出孔３７をより吐出側に近接して配置することが可能となり、一次側吐出孔４１，５１及び二次側吐出孔４２，５２と、冷媒の吸込みが行われる室（吸込室）とが連通する時期を極力遅らせることが可能となり、再膨張損失を低減することが可能となる。

また、弁押さえ８２により弁体８１Ａの一次側弁部８５のリフト量を、二次側弁部８６のリフト量より小さくすることで、確実に一次側弁部８５を二次側弁部８６よりも早く閉じることとなる。これにより、二次側吐出孔４２，５２から吐出された冷媒が一次側吐出孔４１，５２へ逆流することを防止可能となり、再膨張損失の低減が防止可能となる。

また、第２連結部８８は、第１連結部８７よりもその幅が小さく形成されるため、二次側弁部８６が二次側吐出孔４２，５２の弁座４３,５３に確実に当接することが可能となる。

具体的に説明すると、二次側吐出孔４２，５２の弁座４３，５３は、一次側吐出孔４１，５１の弁座４３,５３よりも固定部８４から離間しているため、弁座４３，５３の平行度が悪い場合には、二次側弁部８６は一次側弁部８５に比べ、閉状態においてシール性能の低下の虞がある。しかし、第２連結部８８を第１連結部８７よりも剛性を低くすることで、第２連結部８８は、弁座４３，５３の平行度に沿って二次側弁部８６が当接するように変形しやすくなる。これにより、二次側弁部８６が確実に弁座４３，５３と当接可能となり、シール性能の低下を防止可能となる。

さらに、二次側弁部８６を一次側弁部８５よりも大径とすることで、固定部８４を中心に回転方向のずれが大きくなる二次側弁部８６であっても、確実に二次側吐出孔４２，５２をシールすることが可能となる。

（第３の実施形態）
次に本発明の第３の実施形態に係る回転式圧縮機１を用いた空気調和機１００について、図９を用いて説明する。なお第３の実施形態に係る回転式圧縮機１は、上述した第２の実施形態に係る回転式圧縮機１と同様の構成には、同一符号を付しその詳細な説明は省略する。また、本実施形態も、１つの弁体で２つの吐出孔を開閉するようになっている。

図９は第３の実施形態に係る回転式圧縮機１に用いられる圧縮機構部１１Ｂの構成を示す平面図である。なお、図９においては、圧縮機構部１１Ｂの主軸受３１Ｂ及び副軸受３２Ｂを同一図面により示す。

第３の実施形態に係る空気調和機１００の回転式圧縮機１は、密閉容器１０と、密閉容器１０内の下部に設けられた圧縮機構部１１Ｂと、電動機部１２と、吸込管１３と、吐出管１４と、を備えている。

圧縮機構部１１Ｂは、第１シリンダ２１及び第２シリンダ２２と、回転軸２３と、ローラ２４と、軸受２５Ｂと、仕切板２６と、ブレード２７と、を備えている。

軸受２５Ｂは、主軸受３１Ａと、副軸受３２Ａと、第１吐出孔３４及び第２吐出孔３７を開閉する開閉弁８０Ｂと、を備えている。

開閉弁８０Ｂは、弁体８１Ｂ及び弁押さえ８２を備えている。弁体８１Ｂは、固定部８４と、一次側弁部８５と、二次側弁部８６と、第１連結部８７と、第２連結部８８と、を備えている。弁体８１Ｂは、固定部８４、一次側弁部８５及び二次側弁部８６が直列に配置されるとともに、固定部８４中心と一次側弁部８５中心を結ぶ直線に対して一次側弁部８５中心と二次側弁部８６中心を結ぶ直線が異なる方向に延設されるように配置される。

すなわち、弁体８１Ｂの固定部８４中心と一次側吐出孔４１の中心を結ぶ直線と、一次側吐出孔４１の中心と二次側吐出孔４２を結ぶ直線とが一直線とならないように、角度を付けて設けられており、弁体８１Ｂもこれに合わせた形状にされている。なお、当該角度は、９０度より大きい角度（鈍角）であって、例えば一次側吐出孔４１，５１から吐出される冷媒の吐出方向と、二次側吐出孔４２，５２から吐出される冷媒の吐出方向とが略同方向となる角度に形成される。一例を述べると、弁体８１Ｂは、固定部８４中心と一次側弁部８５中心を結ぶ直線と一次側弁部８５中心と二次側弁部８６中心を結ぶ直線との角度が略１７０度程度に形成されている。

このように構成された圧縮機構部１１Ｂを有する回転式圧縮機１を用いた冷凍サイクル装置１００は、弁体８１Ｂは、固定部８４及び一次側弁部８５を結ぶ直線に対して一次側弁部８５及び二次側弁部８６を結ぶ直線が一直線とならないように、角度を付けて設けられる。

このため、第３の実施形態の回転式圧縮機１を用いた冷凍サイクル装置１００は、上述した圧縮機構部１１Ａの固定部８４、一次側弁部８５及び二次側弁部８６を直列、且つ、一直線上に配置することで得られる作用効果を除く第２の実施形態に係る圧縮機構部１１Ａを用いた冷凍サイクル装置１００の作用効果と同様の効果を有することとなる。

なお、圧縮機構部１１Ｂの開閉弁８０Ｂは、固定部８４及び一次側弁部８５を結ぶ直線に対して一次側弁部８５及び二次側弁部８６を結ぶ直線が９０度を超える角度を設けて配置させることで、固定部８４から二次側弁部８６までの距離を短くすることが可能となり、開閉弁８０Ｂの配置の自由度を向上することが可能となる。

なお、上述した第１乃至第３の実施形態の回転式圧縮機１を用いた冷凍サイクル装置１００に限定されるものではない。上述した実施形態の回転式圧縮機１では、第１シリンダ２１及び第２シリンダ２２の二つのシリンダを用いる構成を説明したが、これに限定されない。シリンダは一つであってもよく、３以上であってもよい。

また、上述した例では、冷凍サイクル装置１００は、空気調和機１００として、四方弁１０１を有する構成を説明したがこれに限定されず、例えば、四方弁１０１を有さず、暖房運転又は冷房運転のみを行う冷凍サイクル装置１００であっても良い。

さらに、上述した例では、回転式圧縮機１は、ローラ２４とブレード２７が別体の構成を用いて説明したがこれに限定されない。例えば、ローラ及びブレードが一体となったスイングタイプの回転式圧縮機においても同等の効果が得られる。

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…回転式圧縮機、２…アキュムレータ、１０…密閉容器、１０ａ…上蓋、１１,１１Ａ,１１Ｂ…圧縮機構部、１２…電動機部、１２ａ…固定子、１２ｂ…回転子、１３…吸込管、１４…吐出管、２１…第１シリンダ、２１ａ…第１シリンダ室、２１ｂ…ブレード溝、２１ｃ…吸込孔、２１ｄ…連通孔、２２…第２シリンダ、２２ａ…第２シリンダ室、２２ｂ…ブレード溝、２２ｃ…吸込孔、２３…回転軸、２４…ローラ、２５,２５Ａ,２５Ｂ…軸受、２６…仕切板、２７…ブレード、２８…クランク偏心部、３１,３１Ａ,３１Ｂ…主軸受、３２,３２Ａ,３２Ｂ…副軸受、３３…第１バルブカバー、３４…第１吐出孔、３５…第１開閉弁、３６…第２バルブカバー、３７…第２吐出孔、３８…第２開閉弁、４１,４１ａ…一次側吐出孔、４２…二次側吐出孔、４３…弁座、４４、４４Ａ…凹部、４５、４５Ａ…案内部、４６…一次側開閉弁、４６ａ…固定部、４６ｂ…弁部、４６ｃ…連結部、４７…二次側開閉弁、４７ａ…固定部、４７ｂ…弁部、４７ｃ…連結部、５１…一次側吐出孔、５２…二次側吐出孔、５３…弁座、５４,５４Ａ…凹部、５５,５５Ａ…案内部、５６…一次側開閉弁、５６ａ…固定部、５６ｂ…弁部、５６ｃ…連結部、５７…二次側開閉弁、５７ａ…固定部、５７ｂ…弁部、５７ｃ…連結部、６１…容器、６２…気液分離部、６３…戻り管、８０Ａ,８０Ｂ…開閉弁、８１Ａ,８１Ｂ…弁体、８２…弁押え（規制部材）、８４…固定部、８５…一次側弁部、８６…二次側弁部、８７…第１連結部、８８…第２連結部、１００…冷凍サイクル装置（空気調和機）、１０１…四方弁、１０２…室外熱交換器、１０３…膨張装置、１０４…室内熱交換器。

Claims (5)

1. シリンダ室を形成するシリンダと、前記シリンダ室内に偏心回転自在に収容されたローラと、前記シリンダに形成されたブレード溝に摺動可能に設けられ、先端部が前記ローラの外周面に当接するブレードと、シリンダの端面に設けられた前記シリンダ室を塞ぐ側板と、を備える回転式圧縮機において、
   一つの前記側板に複数の吐出孔を設け、前記複数の吐出孔のうち前記ブレードから遠い吐出孔が前記ブレードに近い吐出孔よりも前記シリンダ室の中心に近い位置に設けられるとともに、前記ブレードから遠い吐出孔は、前記ブレードが前記シリンダ室に最も突出した下死点に位置したときに、前記ローラの端面と重なることなく、前記シリンダ室に対向して開口するように設けられ、
   前記各吐出孔の周囲にそれぞれ形成された弁座と、
   前記各弁座の周囲にそれぞれ設けられ一部が互いに重なり合う複数の凹部と、
   前記各弁座に離接することにより前記各吐出孔を開閉する開閉弁と、
   を備える
   ことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 前記各吐出孔は、前記ブレードから遠い一次側吐出孔、および前記ブレードに近い二次側吐出孔であり、
   前記弁座は、前記一次側吐出孔の周囲に形成された弁座、および前記二次側吐出孔の周囲に形成された弁座であり、
   前記開閉弁は、一端を前記側板に固定支持され他端が前記一次側吐出孔の弁座に離接することで前記一次側吐出孔を開閉する一次側開閉弁、および一端を前記側板に固定支持され他端が前記二次側吐出孔の弁座に離接することで前記二次側吐出孔を開閉する二次側開閉弁であり、
   前記二次側吐出孔の中心と、前記二次側開閉弁の固定支持中心とを結んだ直線の延長線上から前記一次側吐出孔が離間して配置される
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
3. 前記各吐出孔は、前記ブレードから遠い一次側吐出孔、および前記ブレードに近い二次側吐出孔であり、
   前記弁座は、前記一次側吐出孔の周囲に形成された弁座、および前記二次側吐出孔の周囲に形成された弁座であり、
   前記開閉弁は、一端を前記側板に固定支持され中途部が前記前記一次側吐出孔の弁座に離接することにより前記一次側吐出孔を開閉し他端が前記二次側吐出孔の弁座に離接することにより前記二次側吐出孔を開閉する１つのリード弁であり、
   前記リード弁の固定支持部中心と前記一次側吐出孔中心を結ぶ直線と、前記一次側吐出孔中心と前記二次側吐出孔中心を結ぶ直線が成す角度が９０度より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
4. 前記リード弁のリフト量を規制する規制部材を有し、
   前記リード弁は、前記規制部材により、その前記一次側吐出孔における最大リフト量を、前記二次側吐出孔における最大リフト量より小さくすることを特徴とする請求項３に記載の回転式圧縮機。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載された回転式圧縮機と、
   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、
   前記膨張装置に接続された蒸発器と、
   を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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