WO2022239675A1 - ロータリ圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2022239675A1
WO2022239675A1 PCT/JP2022/019347 JP2022019347W WO2022239675A1 WO 2022239675 A1 WO2022239675 A1 WO 2022239675A1 JP 2022019347 W JP2022019347 W JP 2022019347W WO 2022239675 A1 WO2022239675 A1 WO 2022239675A1
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WO
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suction
cylinder
rotary compressor
passage
bearing
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Application number
PCT/JP2022/019347
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕文 吉田
悠介 今井
淳 作田
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet

Definitions

  • the present disclosure relates to rotary compressors and refrigeration cycle devices such as air conditioners, refrigerating equipment, and water heaters in which the rotary compressors are used.
  • Patent Document 1 discloses a rotary compressor that aims to reduce the pressure loss of intake fluid.
  • This rotary compressor includes a cylinder, a piston, vanes, upper and lower end plates sandwiching them, a suction passage provided in one of the upper and lower end plates, and a cylinder provided in the cylinder to guide fluid from the suction passage to a cylinder chamber. a suction communication passage.
  • the suction communication passage has a cross-sectional area larger than that of the suction passage, and a portion of the passage wall is provided with an inclined surface. This suppresses an increase in the pressure loss of the suction fluid and enhances the efficiency of the compressor.
  • the present disclosure provides a rotary compressor and a refrigeration cycle device that improve compressor efficiency by reducing leakage loss in compression chambers and pressure loss in suction passages.
  • a rotary compressor includes a drive shaft having an eccentric shaft, a piston having an inner diameter fitted to the eccentric shaft, a cylinder housing the piston rotating eccentrically, and closing upper and lower opening surfaces of the cylinder.
  • an upper bearing and a lower bearing that support the drive shaft; a vane that divides a space formed by the cylinder, the piston, the upper bearing, and the lower bearing into a suction chamber and a compression chamber;
  • a suction hole provided in the lower bearing and connected to a suction liner that introduces suction gas from the outside of the compressor into the suction chamber; a first concave groove having a side end communicating with the suction hole and a downstream end equal to the inner diameter of the cylinder or positioned closer to the center than the inner diameter of the cylinder;
  • the suction passage includes a concave groove and a second concave groove that communicates with the suction chamber.
  • the refrigerating cycle apparatus is configured using the rotary compressor as a compressor.
  • a rotary compressor includes a flat cylinder and a suction passage that secures a passage cross-sectional area.
  • a flat cylinder keeps the cylinder thin, and reduces the leakage loss by reducing the cross-sectional area of the leakage gap of the seal portion between the outer circumference of the piston and the inner circumference of the cylinder.
  • the streamline length of the suction passage can be shortened and the streamline can be made smooth. Therefore, the leakage loss in the compression chamber and the pressure loss in the suction passage can be reduced, and the efficiency of the compressor can be improved. Further, the performance of the refrigeration cycle device can be enhanced by improving the efficiency of the compressor.
  • a rotary compressor In general, in rotary compressors, cylinders are being made thinner in order to be smaller and more efficient. If the cylinder is flattened and thinned, the cross-sectional area of the leakage gap of the seal portion between the outer circumference of the piston and the inner circumference of the cylinder can be reduced, and the efficiency of the compressor can be improved. narrows, increasing the pressure loss of the suction fluid passing through it. Therefore, at the time when the inventors came up with the present disclosure, as described in Patent Document 1, a rotary compressor provided a suction passage on the side of an end plate that also serves as an upper bearing, and from this suction passage, a cylinder A suction communication passage leading to the chamber is provided on the cylinder side.
  • the cross-sectional area of the suction communication passage is made larger than that of the suction passage, and at the same time, a part of the wall surface of the passage is formed as an inclined surface, thereby suppressing an increase in the pressure loss of the suction fluid.
  • the present disclosure provides a rotary compressor and a refrigerating machine in which the efficiency of the compressor is improved by increasing the effect of reducing leakage loss in the compression chamber and pressure loss in the suction passage under a configuration in which the cylinder is made thinner and flatter.
  • Embodiment 1 (Embodiment 1) Embodiment 1 will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
  • rotary compressor 100 includes drive shaft 101, piston 102, cylinder 103, upper bearing 104, lower bearing 105, vane 106, and suction hole 107a.
  • the working fluid is carbon dioxide, which is used, for example, in cycle devices such as heat pump water heaters.
  • the entire inside of the sealed container 108 is a discharge pressure atmosphere communicating with the discharge pipe 109 .
  • An electric motor 110 serving as a drive source is housed in the central portion of the sealed container 108, and a compression mechanism portion 111 serving as a compression element is housed in the lower portion. .
  • the compression mechanism 111 has a cylinder 103 , a piston 102 , and a vane 106 sandwiched between an upper bearing 104 and a lower bearing 105 , and a space formed between the cylinder 103 and the piston 102 is partitioned by the vane 106 . By doing so, a suction chamber 112 and a compression chamber 113 are formed to perform a compression operation.
  • An eccentric shaft 101a integrally formed with the drive shaft 101 is accommodated in the cylinder 103, and the piston 102 is rotatably mounted on the eccentric shaft 101a.
  • the lower bearing 105 is provided with a suction hole 107a forming part of the suction passage 107 and extending in the radial direction, and a first groove 107b having a rectangular cross section.
  • the suction hole 107a and the first concave groove 107b communicate with each other through a vertical hole 107d.
  • the cylinder 103 is provided with a second recessed groove 107c having a rectangular cross section that communicates with the suction chamber 112, constitutes a part of the suction passage 107, and extends in the radial direction.
  • the lower bearing 105 and the cylinder 103 are overlapped and fastened, and the first concave groove 107b and the second concave groove 107c face each other and are in close contact with each other to form a passage with a rectangular cross section, which includes the suction hole 107a.
  • a passageway 107 is formed.
  • a suction liner 114 is press-fitted into the suction hole 107 a provided in the lower bearing 105 .
  • the suction liner 114 separates the high-temperature, high-pressure discharge gas inside the sealed container 108 from the low-temperature, low-pressure suction gas inside the suction hole 107a.
  • An accumulator 115 is inserted in the suction liner 114 to prevent liquid compression of the compressor.
  • the accumulator 115 is connected to the suction liner 114 by brazing or welding in the same manner as the suction outer pipe 116 fixed to the closed container 108, and separates the working fluid sucked into the rotary compressor 100 into gas and liquid.
  • FIG. 1 When the electric motor 110 is energized and the drive shaft 101 rotates, the eccentric shaft 101a rotates eccentrically in the cylinder 103, and the piston 102 rotates while contacting the vane 106. As shown in FIG. By doing so, the suction and compression of the working fluid are repeated. Inhalation gas is drawn into the suction chamber 112 through the accumulator 115 , the suction liner 114 and the suction passage 107 . The sucked low-temperature, low-pressure suction gas is compressed by the compression mechanism portion 111 .
  • the compressed high-temperature, high-pressure discharge gas is discharged from the discharge hole 121 to the muffler chamber 117 via the check valve 122 . After that, the discharged gas passes through a small hole (not shown) provided in muffler 118 and motor lower space 119 between compression mechanism portion 111 and electric motor 110 . The discharge gas is guided to the motor upper space 120 through each gap of the electric motor 110 and discharged from the rotary compressor 100 through the discharge pipe 109 .
  • Oil is stored in the lower portion of the sealed container 108, and the compression mechanism section 111 is normally immersed in the oil.
  • An oil passage (not shown) is provided inside the drive shaft 101 in the axial direction. Oil is sucked up from the lower end of the oil passage. The oil passes through an oil supply hole (not shown) provided in the eccentric shaft 101a and reaches the inner circumference 102a of the piston 102 while lubricating the sliding portion of the eccentric shaft 101a. After that, one oil lubricates the journal bearing sliding portions of the upper bearing 104 and the lower bearing 105 and is discharged outside the compression mechanism portion 111 .
  • the other oil is supplied to suction chamber 112 and compression chamber 113 while lubricating sliding portions between upper and lower end surfaces of piston 102 and upper bearing 104 and lower bearing 105 .
  • the oil supplied from the rear surface of the vane 106 is supplied to the suction chamber 112 and the compression chamber 113 after lubricating the sliding portion of the vane 106 .
  • the oil inside the suction chamber 112 and the compression chamber 113 is discharged from the discharge hole 121 together with the gas while sealing the gaps of the compression chamber 113 . After that, most of the discharged oil is separated from the discharged gas and becomes droplets before it reaches the discharge pipe 109 along with the gas flow described above, and returns to the bottom of the sealed container 108 by gravity. .
  • the suction passage 107 is composed of a first groove 107b and a second groove 107c.
  • the first groove 107b is provided on the surface of the lower bearing 105 on the cylinder 103 side.
  • An upstream end 107e of the first groove 107b communicates with the suction hole 107a, and a downstream end 107f of the first groove 107b is located at a position equivalent to the inner diameter of the cylinder 103.
  • the second groove 107 c is provided in the cylinder 103 and communicates with the first groove 107 b and the suction chamber 112 .
  • the suction chamber 112 of the cylinder 103 is the total cross-sectional area of the first groove 107b and the second groove 107c. Therefore, a large passage cross-sectional area of the suction passage 107 can be ensured.
  • the suction passage 107 is provided with a plurality of short bends.
  • the bend angle of the flow streamlines at each bend is obtuse to minimize contraction.
  • the length of the streamline from the suction liner 114 to the suction chamber 112 can be shortened and smoothed, and the pressure loss in the suction passage 107 can be effectively reduced. Therefore, both the leakage loss in the compression chamber 113 and the pressure loss in the suction passage 107 can be reduced, the compression efficiency and the volumetric efficiency can be improved, and the efficiency of the compressor can be improved.
  • the downstream end 107f of the first groove 107b is set equal to the inner diameter of the cylinder 103 or closer to the center than the inner diameter of the cylinder 103 . Further, the downstream end 107f of the first groove 107b is not opened toward the inner periphery 102a of the piston 102 including the chamfer provided on the inner periphery 102a. As a result, the space on the side of the inner circumference 102a filled with oil at the discharge pressure does not communicate with the suction chamber 112 at the suction pressure atmosphere, and excess oil that does not serve for lubrication or sealing is released into the suction chamber 112 and the compression chamber.
  • the rotary compressor 100 of the present disclosure includes a drive shaft 101 having an eccentric shaft 101a, a piston 102 whose inner diameter is fitted to the eccentric shaft 101a, and a cylinder 103 that accommodates the piston 102 rotating eccentrically.
  • the upper and lower openings of the cylinder 103 are closed, and an upper bearing 104 and a lower bearing 105 that support the drive shaft 101, the cylinder 103, the piston 102, the upper bearing 104, and the lower bearing 105
  • a vane 106 that divides the formed space into a suction chamber 112 and a compression chamber 113, and a suction port provided in the upper bearing 104 or the lower bearing 105 for introducing suction gas from the outside of the compressor 100 into the suction chamber 112.
  • a suction hole 107a to which a liner is connected is provided on the surface of the upper bearing 104 or the lower bearing 105 on the side of the cylinder 103.
  • An upstream end 107e communicates with the suction hole 107a, and a downstream end 107f communicates with the suction hole 107a.
  • a first recessed groove 107b that is equal to the inner diameter of the cylinder 103 or positioned closer to the center than the inner diameter of the cylinder 103, and a second recessed groove 107b that is provided in the cylinder 103 and communicates with the first recessed groove 107b and the suction chamber 112. and a suction passage 107 formed of a concave groove 107c.
  • the rotary compressor 100 was used as a compressor in the refrigeration cycle apparatus.
  • the flat cylinder maintains the thickness of the cylinder 103 and reduces the leakage gap cross-sectional area of the sealing portion between the outer circumference of the piston 102 and the inner circumference of the cylinder 103, thereby reducing the leakage loss. Therefore, under the configuration including the flat cylinder and the intake passage 107 having a sufficient passage cross-sectional area, the streamline length of the intake passage 107 can be shortened and the streamline can be made smooth. Therefore, the leakage loss in the compression chamber 113 and the pressure loss in the suction passage 107 can be reduced, and the efficiency of the compressor can be improved.
  • the rotary compressor 100 may include sloped portions at the corners of the suction passage 107 so that the passage cross-sectional area gradually increases. As a result, contraction of the flow at the corners and corners of the curved portion of the intake passage 107 is suppressed, and the streamline becomes smoother. Further, by forming a smooth curved surface or an inclined portion of an inclined surface, an increase in flow path friction loss can be suppressed. In addition, fluid noise associated with the separation flow can be suppressed. Therefore, the pressure loss in the suction passage 107 can be reduced, the efficiency of the compressor can be further improved, and noise can be reduced.
  • the rotary compressor 100 may use carbon dioxide as the working fluid.
  • This carbon dioxide refrigerant has a greater pressure difference between the suction chamber 112 and the compression chamber 113 than other refrigerants such as HFC-based refrigerants, HC-based refrigerants, and HFO-based refrigerants.
  • the leakage loss at the seal part of the compressor has a large effect on the efficiency of the compressor. Therefore, in order to reduce the leakage loss and improve the efficiency, it is necessary to set the height of the cylinder 103 extremely low, and it is necessary to secure the suction hole 107a having a sufficient flow passage cross-sectional area in the cylinder 103. difficult.
  • the suction passage 107 as disclosed in the present disclosure, it is possible to make the cylinder 103 thinner and at the same time reduce both leakage loss and pressure loss, thereby effectively improving compressor efficiency.
  • the suction hole 107a and the first concave groove 107b may be communicated with each other through the vertical hole 107d. Without the vertical hole 107d, the suction hole 107a and the first groove 107b would not communicate. Moreover, even if the suction hole 107a and the first groove 107b communicate with each other, the passage is very narrow. However, by providing the vertical hole 107d at the joint between the suction hole 107a and the first concave groove 107b, the cross-sectional area of the passage can be ensured. Therefore, the pressure loss in the suction passage 107 can be reliably reduced.
  • the ratio Vs/H of the trapped volume Vs per cylinder 103 to the height H of the cylinder 103 is in the range of 0.3 to 1.2. is good.
  • the height H of the cylinder 103 with respect to the confined volume Vs can be set lower than the general height of the cylinder 103 . Therefore, the leakage loss at the seal portion between the piston 102 and the cylinder 103 can be reduced.
  • a suction passage 107 is provided in either the upper bearing 104 or the lower bearing 105 . Therefore, the configuration of the present disclosure is effective.
  • Vs/H is more preferably in the range of 0.3 to 0.8.
  • the rotary compressor 100 of the present embodiment is suitable for use in a refrigeration cycle apparatus.
  • the pressure difference between the suction pressure and the discharge pressure is relatively large, and leakage loss tends to increase at a high differential pressure.
  • the rotary compressor 100 that employs the flat cylinder 103 can reduce the pressure loss in the intake passage 107 while maintaining low leakage loss. Increase can be suppressed. Therefore, the system efficiency of the refrigeration cycle apparatus can be improved over a wide operating range.
  • the rotary compressor 100 of the present embodiment is effective when used in a heat pump water heater, among other heat pump devices.
  • the temperature of the discharge gas is higher than that of other refrigeration cycle devices, and the temperature of each part of the compression mechanism section 111 that is exposed to the high-temperature discharge gas is also high. Therefore, the volumetric efficiency is greatly affected by the heat received by the low-temperature intake gas passing through the intake passage 107 .
  • the suction passage 107 of the present disclosure it is possible to suppress the decrease in volumetric efficiency and reliably maintain high volumetric efficiency.
  • the rotary compressor 200 according to the second embodiment is composed of at least two cylinders 2031 and 2032 instead of one cylinder 103 .
  • Rotary compressor 200 differs from rotary compressor 100 according to the first embodiment in that partition plate 221 is provided between upper cylinder 2031 and lower cylinder 2032 .
  • An upper cylinder 2031 , an upper piston 2021 and an upper vane (not shown) are sandwiched between the upper bearing 204 and the partition plate 221 .
  • a lower cylinder 2032 , a lower piston 2022 and a lower vane (not shown) are sandwiched between the partition plate 221 and the lower bearing 205 .
  • upper and lower suction chambers 2121 and 2122 (2122 are not given a drawing number) and upper and lower compression chambers 2131 (2131 are not given a drawing number) and 2132 are formed, and an upper compression element 2111 and a lower compression chamber are formed.
  • Element 2112 performs the compression operation.
  • the upper bearing 204 is provided with an upper suction hole 2071a extending in the radial direction and an upper first recessed groove 2071b having a cross section composed of a straight line and a curved line and communicating with each other.
  • the upper cylinder 2031 is provided with an upper second concave groove 2071c.
  • the upper second concave groove 2071c communicates with the upper suction chamber 2121 and has a radially extending cross section composed of straight lines and curved lines.
  • the upper bearing 204 and the upper cylinder 2031 are fastened, and the upper first groove 2071b and the upper second groove 2071c face each other and are in close contact.
  • a passage having a substantially circular, substantially oval or substantially elliptical cross section is formed, forming an upper suction passage 2071 including the upper suction hole 2071a.
  • the lower bearing 205 is provided with a radially extending lower suction hole 2072a and a lower first recessed groove 2072b having a cross section composed of a straight line and a curved line and communicating with each other.
  • the lower cylinder 2032 is provided with a lower second concave groove 2072c.
  • the lower second concave groove 2072c communicates with the lower suction chamber 2122 and has a radially extending cross section composed of straight lines and curved lines.
  • the lower bearing 205 and the lower cylinder 2032 are fastened, and the lower first concave groove 2072b and the lower second concave groove 2072c face each other and are in close contact with each other. By doing so, a passage having a substantially circular, substantially oval or substantially elliptical cross section is formed, forming a lower suction passage 2072 including a lower suction hole 2072a.
  • the vertical hole 107d provided in the rotary compressor 100 according to the first embodiment is provided.
  • a confined volume of the rotary compressor 200 is equivalent to that of the rotary compressor 100 according to the first embodiment.
  • the height of the cylinders 2031 and 2032 is lower than the height of the cylinder 103 of the rotary compressor 100 according to the first embodiment.
  • a compression mechanism portion 211 of the rotary compressor 200 includes upper and lower compression elements 2111 and 2112 .
  • the compression operation of the compression mechanism portion 211 is the same as that of the rotary compressor 100 according to the first embodiment.
  • the upper and lower compression chambers 2131 and 2132 perform compression in opposite phases.
  • the lower discharge gas compressed by the lower cylinder 2032 flows into the muffler chamber 217 through a communication passage (not shown) and joins with the upper discharge gas compressed by the upper cylinder 2031 .
  • the subsequent flow of discharged gas is the same as in the rotary compressor 100 according to the first embodiment.
  • the rotary compressor 200 of the present disclosure includes the upper compression element 2111, the lower compression element 2112, and the partition plate 221.
  • the upper and lower compression elements 2111, 2112 are configured axially.
  • a partition plate 221 is provided between the upper and lower compression elements 2111 and 2112 .
  • An upper suction chamber 2121 and an upper compression chamber 2131 are formed by closing the upper and lower openings of the upper cylinder 2031 with an upper bearing 204 that supports the drive shaft 201 thereon and a partition plate 221 .
  • a lower suction chamber 2122 and a lower compression chamber 2132 are formed by closing the upper and lower opening surfaces of the lower cylinder 2032 with a lower bearing 205 that supports the drive shaft 201 below and a partition plate 221 .
  • the height of the upper and lower cylinders 2031, 2032 can be made even lower.
  • the upper and lower suction holes 2071a and 2072a which are difficult to provide in the upper and lower cylinders 2031 and 2032, can be provided in the upper and lower bearings 204 and 205 so that the cross-sectional areas of the upper and lower suction passages 2071 and 2072 can be sufficiently secured.
  • the streamline length of the upper and lower suction passages 2071 and 2072 can be shortened, and the streamlines can be made smooth. Therefore, the rotary compressor 200 with low vibration and high efficiency can be realized.
  • the cross-sectional shape of the suction passage 207 may be substantially circular, substantially oval, or substantially elliptical instead of rectangular, as in the present embodiment.
  • the pipe friction coefficient in the suction passage 207 is reduced. Therefore, flow path friction loss is reduced, and pressure loss in suction passage 207 can be further reduced.
  • Embodiment 3 (Embodiment 3) Embodiment 3 will be described below with reference to FIG.
  • the rotary compressor 300 according to the third embodiment is different from the rotary compressor 200 according to the second embodiment at least in that the suction hole 307a is provided in the partition plate 321 instead of the upper bearing 304 and the lower bearing 305. different.
  • the partition plate 321 is provided with a suction hole 307a extending in the radial direction, and an upper first concave groove 3071b and a lower first concave groove 3072b each having a rectangular cross section, which communicate with each other.
  • the upper cylinder 3031 is provided with an upper second concave groove 3071c.
  • the upper second concave groove 3071c communicates with the upper suction chamber 3121 and has a rectangular cross section extending in the radial direction.
  • the partition plate 321 and the upper cylinder 3031 are fastened together, and the first upper groove 3071b and the second upper groove 3071c are brought into close contact with each other to form a passage with a rectangular cross section.
  • the lower cylinder 3032 is provided with a lower second concave groove 3072c.
  • the lower second concave groove 3072c communicates with the lower suction chamber 3122 and has a rectangular cross section extending in the radial direction.
  • the partition plate 321 and the lower cylinder 3032 are fastened together, and the first lower groove 3072b and the second lower groove 3072c are brought into close contact with each other to form a passage with a rectangular cross section.
  • a suction passage 307 is formed by these rectangular cross-section passages and the suction holes 307a.
  • the rotary compressor 300 of the present disclosure includes the suction holes 307a in the partition plate 321 . Accordingly, the accumulator 115 of the rotary compressor 100 configured with one cylinder 103 according to the first embodiment can be used as it is. Therefore, as compared with the rotary compressor 200 according to the second embodiment, the accumulator 315 and the rotary compressor 300 can be realized at low cost, with a reduced number of parts and assembly man-hours.
  • stepped portions at the corners of the suction passage 307 so that the passage cross-sectional area gradually increases.
  • contraction of the flow at the corners and corners of the curved portion of the suction passage 307 is suppressed, and the streamline becomes smoother.
  • processing is facilitated by substituting smooth curved surfaces or slopes with a plurality of stepped portions.
  • fluid noise associated with the separation flow can be suppressed. Therefore, the pressure loss in the suction passage 307 can be reduced, the efficiency of the compressor can be further improved, and cost reduction and noise reduction can be realized.
  • Embodiments 1 to 3 have been described as examples of the technology disclosed in the present application.
  • the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments with modifications, replacements, additions, omissions, and the like.
  • the one-cylinder rotary compressor 100 and the two-cylinder rotary compressors 200 and 300 have been described as examples of rotary compressors.
  • the rotary compressor should just compress gas. Therefore, the rotary compressor is not limited to the one-cylinder rotary compressor 100 or the two-cylinder rotary compressors 200,300.
  • the one-cylinder rotary compressor 100 or the two-cylinder rotary compressors 200 and 300 are used, there is an advantage that the cost, efficiency, and reliability are well balanced and mass production is easy.
  • one cylinder may be provided with a plurality of vanes and compression chambers.
  • a two-stage compression configuration can also be used to reduce the high-low pressure difference. Therefore, it is possible to realize a rotary compressor capable of low vibration or high pressure ratio operation with a small number of parts.
  • the second grooves 107c, 2071c, 2072c, 3071c, and 3072c that do not penetrate the cylinders 103, 2031, 2032, 3031, and 3032 in the height direction are described as examples of the second grooves.
  • the second concave groove should just form a suction passage. Therefore, the second grooves are not limited to the second grooves 107c, 2071c, 2072c, 3071c, 3072c that do not penetrate the cylinders 103, 2031, 2032, 3031, 3032.
  • the second recessed grooves 107c, 2071c, 2072c, 3071c, 3072c that do not penetrate the cylinders 103, 2031, 2032, 3031, 3032 are used, the residual portions will serve as ribs to Deformation of 3032 during machining and operation can be suppressed, and the cylindricity of the inner diameters of cylinders 103, 2031, 2032, 3031, and 3032 can be maintained well.
  • the gaps between the cylinders 103, 2031, 2032, 3031, 3032 and the pistons 102, 2021, 2022, 3021, 3022 become too large, resulting in an increase in leakage loss, or disappearance of the gaps, causing abnormal sliding.
  • carbon dioxide has been described as an example of the working fluid.
  • the working fluid may be any compressible fluid. Therefore, the working fluid is not limited to carbon dioxide.
  • the use of carbon dioxide is more effective than the use of other refrigerants such as HFC refrigerants, HC refrigerants, and HFO refrigerants. That is, the carbon dioxide refrigerant has a large pressure difference between the suction chamber 112 and the compression chamber 113, and the leakage loss at the seal portion between the piston 102 and the cylinder 103 has a large influence on the compressor efficiency.
  • the height of the cylinder 103 In order to reduce the leakage loss and improve the efficiency, the height of the cylinder 103 must be set extremely low, and it is difficult to secure the suction hole 107a having a sufficient flow passage cross-sectional area in the cylinder 103. .
  • a sufficient passage cross-sectional area can be secured, which is effective.
  • a mixed refrigerant of other refrigerant such as HFC refrigerant, HC refrigerant, or HFO refrigerant and carbon dioxide is used as the working fluid, the temperature glide between the condenser inlet and outlet of the refrigeration cycle is suppressed. be able to. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the heat exchange efficiency of the condenser.
  • the present disclosure can improve compressor efficiency by reducing leakage loss in compression chambers and pressure loss in suction passages, and is applicable to rotary compressors and refrigeration cycle devices that cause leakage loss and pressure loss. . Specifically, the present disclosure is applicable to air conditioners, refrigeration equipment, water heaters, and the like.

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Abstract

駆動軸１０１によりシリンダ１０３内のピストン１０２を回転させて吸入流体を圧縮する圧縮機構部１１１のシリンダ１０３上下開口面を閉塞し、駆動軸１０１を支承する上軸受１０４および下軸受１０５と、上軸受１０４または下軸受１０５に設けられ、圧縮機１００外部から吸入流体を吸入室１１２へと導入する吸入ライナーが接続される吸入穴１０７ａと、上軸受１０４または下軸受１０５のシリンダ１０３側の面に設けられ、上流側端部１０７ｅが吸入穴１０７ａと連通し、下流側端部１０７ｆがシリンダ１０３の内径と同等か、シリンダ１０３の内径よりも中心側に位置する第一凹溝１０７ｂと、シリンダ１０３に設けられ、第一凹溝１０７ｂ、および吸入室１１２と連通する第二凹溝１０７ｃと、からなる吸入通路１０７と、を備える。これにより、圧縮室１１３での漏れ損失と吸入通路１０７での圧力損失を低減して圧縮機効率を向上するロータリ圧縮機および冷凍サイクル装置を提供する。

Description

ロータリ圧縮機および冷凍サイクル装置
　本開示は、ロータリ圧縮機と、それが使用される空気調和機、冷凍冷蔵機器、又は給湯機等の、冷凍サイクル装置に関する。
　特許文献１は、吸入流体の圧力損失の低減を図るロータリ式圧縮機を開示する。このロータリ式圧縮機は、シリンダと、ピストンと、ベーンと、それらを挟み込む上下端板と、上下端板の一方に設けた吸入通路と、シリンダに設けられ、吸入通路からシリンダ室へ流体を導く吸入連通路と、を備える。また、特許文献１は、吸入連通路を吸入通路より大きい断面積とするとともにその通路壁一部に傾斜面を設ける。それにより、吸入流体の圧力損失増大を抑制し圧縮機効率を高める。
特開２０１４－２３１７６６号公報
　本開示は、圧縮室での漏れ損失と吸入通路での圧力損失を低減して圧縮機効率を向上したロータリ圧縮機および冷凍サイクル装置を提供する。
　本開示におけるロータリ圧縮機は、偏心軸を有する駆動軸と、内径が前記偏心軸に嵌合されたピストンと、偏心回転する前記ピストンを収容するシリンダと、前記シリンダの上下開口面を閉塞するとともに、前記駆動軸を支承する上軸受および下軸受と、前記シリンダ、前記ピストン、前記上軸受、および、前記下軸受によって形成される空間を吸入室と圧縮室とに区画するベーンと、前記上軸受または前記下軸受に設けられ、圧縮機外部から吸入ガスを前記吸入室へと導入する吸入ライナーが接続される吸入穴と、前記上軸受または前記下軸受の前記シリンダ側の面に設けられ、上流側端部が前記吸入穴と連通し、下流側端部が前記シリンダの内径と同等か、前記シリンダの内径よりも中心側に位置する第一凹溝と、前記シリンダに設けられ、前記第一凹溝および前記吸入室と連通する第二凹溝と、からなる吸入通路と、を備えた構成としてある。また、冷凍サイクル装置は圧縮機として上記ロータリ圧縮機を用いた構成としてある。
　本開示におけるロータリ圧縮機は、偏平シリンダと通路断面積を確保した吸入通路を備える。偏平シリンダは、シリンダを薄く維持したもので、ピストン外周とシリンダ内周との間のシール部の漏れ隙間断面積を縮小することで、漏れ損失を低減する。この構成下において、吸入通路の流線長さを短縮するとともに、流線をスムーズにすることができる。そのため、圧縮室での漏れ損失と吸入通路での圧力損失を低減して圧縮機効率を向上することができる。また、冷凍サイクル装置は、圧縮機効率の向上によって高性能化することができる。
実施の形態１におけるロータリ圧縮機の縦断面図 同ロータリ圧縮機における圧縮機構部の要部拡大縦断面図 同ロータリ圧縮機における圧縮機構部を下軸受側から見た横断面図 同ロータリ圧縮機における下軸受の正面図 実施の形態２におけるロータリ圧縮機の縦断面図 実施の形態３におけるロータリ圧縮機の縦断面図
　（本開示の基礎となった知見等）
　一般にロータリ圧縮機は、小型、高効率化のためにシリンダの薄型化が進められている。このシリンダを扁平薄型化すると、ピストン外周とシリンダ内周との間のシール部の漏れ隙間断面積を縮小し、圧縮機を高効率化させることができるものの、シリンダに設けている吸入通路断面積が狭くなってこれを通過する吸入流体の圧力損失が増大する。
　そのため、発明者らが本開示に想到するに至った当時、ロータリ圧縮機は、特許文献１に記載されているように吸入通路を上軸受けともなる端板側に設けるとともに、この吸入通路からシリンダ室に繋がる吸入連通路をシリンダ側に設けた。そうすることで、上記吸入連通路の断面積を吸入通路より大きくすると同時に、通路壁面の一部を傾斜面として、吸入流体の圧力損失増大を抑制していた。
　しかしながら、ロータリ圧縮機の小型、高効率化推進のためには、シリンダをより薄く扁平化しつつ吸入流体の圧力損失増大抑制を更に進めることが課題である。
　発明者らはこのような課題に基づき、本開示の主題を構成するに至った。
　そこで、本開示は、シリンダを更に薄く扁平化した構成下において、圧縮室での漏れ損失と吸入通路での圧力損失との低減効果を上げることで圧縮機効率を向上させたロータリ圧縮機および冷凍サイクル装置を提供する。
　以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
　（実施の形態１）
　以下、図１～図４を用いて、実施の形態１を説明する。
　［１－１．構成］
　図１～図４において、ロータリ圧縮機１００は、駆動軸１０１と、ピストン１０２と、シリンダ１０３と、上軸受１０４と、下軸受１０５と、ベーン１０６と、吸入穴１０７ａと、を備える。作動流体は二酸化炭素であり、例えばヒートポンプ給湯機等のサイクル装置に用いられる。
　密閉容器１０８の内部全体は吐出管１０９に連通する吐出圧力雰囲気である。密閉容器１０８の中央部に駆動源となる電動機１１０、下部に圧縮要素となる圧縮機構部１１１が収納され、電動機１１０の回転子１１０ａに固定された駆動軸１０１で圧縮機構部１１１が駆動される。
　この圧縮機構部１１１は、シリンダ１０３、ピストン１０２、ベーン１０６を上軸受１０４と下軸受１０５で挟み込み、シリンダ１０３とピストン１０２との間に形成された空間をベーン１０６で仕切る。そうすることで吸入室１１２と圧縮室１１３を形成して圧縮動作を行うように構成されている。シリンダ１０３内には、駆動軸１０１と一体的に構成された偏心軸１０１ａが収納されており、この偏心軸１０１ａにピストン１０２が回転自在に装着されている。
　下軸受１０５には、図２に示すように、吸入通路１０７の一部を構成して径方向に延びる吸入穴１０７ａと、矩形断面の第一凹溝１０７ｂとが設けられる。吸入穴１０７ａと第一凹溝１０７ｂは縦穴１０７ｄによって連通している。一方、シリンダ１０３には、吸入室１１２と連通し、吸入通路１０７の一部を構成して径方向に延びる矩形断面の第二凹溝１０７ｃが設けられる。
　上記下軸受１０５とシリンダ１０３とは重ね合わせて締結され、第一凹溝１０７ｂと第二凹溝１０７ｃとが相対して密着することで矩形断面の通路が形成され、吸入穴１０７ａを含めた吸入通路１０７をなす。
　下軸受１０５に設けた吸入穴１０７ａには吸入ライナー１１４が圧入される。吸入ライナー１１４は、密閉容器１０８内部の高温高圧の吐出ガスと吸入穴１０７ａ内部の低温低圧の吸入ガスを仕切っている。吸入ライナー１１４には、圧縮機の液圧縮を防止するためにアキュームレータ１１５が挿入される。アキュームレータ１１５は、密閉容器１０８に固定された吸入外管１１６と同様、ロー付けまたは溶接により吸入ライナー１１４に接続されており、ロータリ圧縮機１００に吸入される作動流体を気液分離している。
　なお、圧縮機構部１１１を下軸受１０５側から見た横断面図である図３には、ピストン１０２、シリンダ１０３、ベーン１０６のみを表示している。
　［１－２．動作］
　以上のように構成されたロータリ圧縮機１００について、まずその一般的な動作を以下説明する。
　図１～図３に基づいて、ロータリ圧縮機１００の圧縮動作を説明する。
　電動機１１０が付勢され、駆動軸１０１が回転すると、偏心軸１０１ａがシリンダ１０３内において偏芯回転し、ピストン１０２がベーン１０６に当接しながら回転運動する。そうすることで、作動流体の吸入、圧縮が繰り返される。
　吸入ガスは、アキュームレータ１１５、吸入ライナー１１４、吸入通路１０７を通って吸入室１１２に吸入される。吸入された低温低圧の吸入ガスは、圧縮機構部１１１にて圧縮される。圧縮された高温高圧の吐出ガスは、吐出穴１２１から逆止弁１２２を介してマフラー室１１７へ吐出される。その後、吐出ガスは、マフラー１１８に設けられた小孔（図示せず）、圧縮機構部１１１と電動機１１０との間の電動機下部空間１１９を通る。そして、吐出ガスは、電動機１１０の各隙間を通って電動機上部空間１２０に導かれ、吐出管１０９を通ってロータリ圧縮機１００から吐出される。
　［１－２－２．給油動作］
　密閉容器１０８の下部には、オイルが貯留されており、圧縮機構部１１１は、通常、オイルに浸漬した状態にある。駆動軸１０１の内部には、油通路（図示せず）が軸方向に設けられる。オイルは、油通路の下端部から吸い上げられる。オイルは、偏心軸１０１ａに設けられた給油穴（図示せず）を通って偏心軸１０１ａの摺動部を潤滑しながら、ピストン１０２の内周１０２ａ部へ達する。その後、一方のオイルは、上軸受１０４および下軸受１０５のジャーナル軸受摺動部を潤滑して圧縮機構部１１１外に排出される。他方のオイルは、ピストン１０２上下端面と上軸受１０４および下軸受１０５との摺動部を潤滑しながら、吸入室１１２と圧縮室１１３へと供給される。また、ベーン１０６背面から供給されたオイルは、ベーン１０６の摺動部を潤滑後、吸入室１１２と圧縮室１１３へと供給される。吸入室１１２と圧縮室１１３の内部のオイルは、圧縮室１１３の各隙間をシールしながら、ガスとともに吐出穴１２１から吐出される。その後、吐出されたオイルは、上述したガスの流れに乗って吐出管１０９まで到達するまでの間に、オイルのほとんどが吐出ガスと分離されて液滴化し、重力によって密閉容器１０８の下部へ戻る。
　［１－３．圧力損失増大抑制動作］
　吸入ガスは、吸入ライナー１１４を介して外部から吸入され、吸入通路１０７を介して吸入室１１２へと導入される。この吸入通路１０７は、第一凹溝１０７ｂと第二凹溝１０７ｃで構成される。第一凹溝１０７ｂは、下軸受１０５のシリンダ１０３側の面に設けられる。第一凹溝１０７ｂの上流側端部１０７ｅは吸入穴１０７ａと連通し、第一凹溝１０７ｂの下流側端部１０７ｆはシリンダ１０３の内径と同等箇所に位置する。第二凹溝１０７ｃは、シリンダ１０３に設けられ、第一凹溝１０７ｂおよび吸入室１１２と連通する。
　これにより、シリンダ１０３の高さを低く設計して、ピストン１０２とシリンダ１０３との間のシール部の漏れ隙間長さを縮小することで、漏れ損失を低減しても、シリンダ１０３の吸入室１１２に繋がる部位は、第一凹溝１０７ｂと第二凹溝１０７ｃとの合計断面積となる。よって、吸入通路１０７の通路断面積を大きく確保することができる。
　また、吸入通路１０７の流路に複数の短い曲がり部を設ける。それぞれの曲がり部での流れの流線の曲がり角度を鈍角化して、縮流を最小限に抑制する。
　これにより、吸入ライナー１１４から吸入室１１２までの流線の長さを短縮かつスムーズにし、吸入通路１０７での圧力損失を効果的に低減することができる。そのため、圧縮室１１３での漏れ損失と吸入通路１０７での圧力損失をともに低減して圧縮効率と体積効率を向上し、圧縮機効率を向上することができる。
　また、吸入通路１０７の通路断面積をできるだけ確保するために、第一凹溝１０７ｂの下流側端部１０７ｆを、シリンダ１０３の内径と同等か、シリンダ１０３の内径よりも中心側に設定する。さらに、第一凹溝１０７ｂの下流側端部１０７ｆを、ピストン１０２の内周１０２ａに設けた面取りも含めた内周１０２ａ側に開口させない。
　これにより、吐出圧力のオイルが満たされた内周１０２ａ側の空間と吸入圧力雰囲気の吸入室１１２とが連通せず、潤滑にもシールにも供さない余分なオイルが吸入室１１２および圧縮室１１３に入ることを抑制できる。そのため、オイルを含んだ作動流体を圧縮することによる粘性損失の増大を抑え、最悪の場合に生じうるオイル圧縮に伴う圧縮室１１３内圧の異常上昇によるロータリ圧縮機１００の信頼性低下を抑制することができる。
　［１－４．効果等］
　以上のように、本開示のロータリ圧縮機１００は、偏心軸１０１ａを有する駆動軸１０１と、内径が前記偏心軸１０１ａに嵌合されたピストン１０２と、偏心回転する前記ピストン１０２を収容するシリンダ１０３と、前記シリンダ１０３の上下開口面を閉塞するとともに、前記駆動軸１０１を支承する上軸受１０４および下軸受１０５と、前記シリンダ１０３、前記ピストン１０２、前記上軸受１０４、および、前記下軸受１０５によって形成される空間を吸入室１１２と圧縮室１１３とに区画するベーン１０６と、前記上軸受１０４または前記下軸受１０５に設けられ、圧縮機１００外部から吸入ガスを前記吸入室１１２へと導入する吸入ライナーが接続される吸入穴１０７ａと、前記上軸受１０４または前記下軸受１０５の前記シリンダ１０３側の面に設けられ、上流側端部１０７ｅが前記吸入穴１０７ａと連通し、下流側端部１０７ｆが前記シリンダ１０３の内径と同等か、前記シリンダ１０３の内径よりも中心側に位置する第一凹溝１０７ｂと、シリンダ１０３に設けられ、前記第一凹溝１０７ｂおよび前記吸入室１１２と連通する第二凹溝１０７ｃと、からなる吸入通路１０７と、を備える。また、冷凍サイクル装置は圧縮機として上記ロータリ圧縮機１００を用いた。
　これにより、偏平シリンダは、シリンダ１０３を薄く維持したもので、ピストン１０２外周とシリンダ１０３内周との間のシール部の漏れ隙間断面積を縮小し漏れ損失を低減する。そのため、偏平シリンダと通路断面積を確保した吸入通路１０７を備える構成下において、吸入通路１０７の流線長さを短縮するとともに、流線をスムーズにすることができる。そのため、圧縮室１１３での漏れ損失と吸入通路１０７での圧力損失を低減して圧縮機効率を向上することができる。
　また、本実施の形態のように、ロータリ圧縮機１００は、吸入通路１０７の角部と隅部に、徐々に通路断面積が拡大する傾斜部を備えていてもよい。
　これにより、吸入通路１０７の曲がり部の角部および隅部での縮流が抑えられ、流線がよりスムーズになる。また、なめらかな曲面または斜面の傾斜部とすることで、流路摩擦損失の増加を抑制できる。また、剥離流れに伴う流体音も抑えられる。そのため、吸入通路１０７での圧力損失を低減して圧縮機効率をさらに向上するとともに、低騒音化も実現することができる。
　また、本実施の形態のように、ロータリ圧縮機１００は、作動流体として二酸化炭素を用いてもよい。
　この二酸化炭素冷媒は、ＨＦＣ系冷媒、ＨＣ系冷媒、又はＨＦＯ系冷媒等の他の冷媒と比較して、吸入室１１２と圧縮室１１３との圧力差が大きく、ピストン１０２とシリンダ１０３との間のシール部での漏れ損失が圧縮機効率に及ぼす影響が大きい。そのため、漏れ損失を低減して高効率化するためには、シリンダ１０３の高さを極めて低く設定する必要があり、シリンダ１０３に十分な流路断面積を持った吸入穴１０７ａを確保することが難しい。しかしながら本開示のような吸入通路１０７の構成とすれば、シリンダ１０３をより薄型化すると同時に漏れ損失と圧力損失をともに低減して、圧縮機効率を効果的に向上することができる。
　上記に加え、更に本実施の形態のロータリ圧縮機１００は、吸入穴１０７ａと第一凹溝１０７ｂとを縦穴１０７ｄで連通させるとよい。
　縦穴１０７ｄが無ければ吸入穴１０７ａと第一凹溝１０７ｂとが連通しない。また、吸入穴１０７ａと第一凹溝１０７ｂとが連通しても、その通路が非常に狭い。しかしながら、吸入穴１０７ａと第一凹溝１０７ｂとのつなぎ目に縦穴１０７ｄを設けることで通路断面積を確保できる。そのため、吸入通路１０７での圧力損失を確実に低減することができる。
　また、本実施の形態のロータリ圧縮機１００は、一つのシリンダ１０３あたりの閉じ込み容積Ｖｓとシリンダ１０３の高さＨとの比Ｖｓ／Ｈが、０．３から１．２の範囲とするのがよい。
　これにより、閉じ込み容積Ｖｓに対するシリンダ１０３の高さＨを、一般的なシリンダ１０３の高さよりも低めに設定できる。そのため、ピストン１０２とシリンダ１０３との間のシール部での漏れ損失を低減できる。このとき、シリンダ１０３に十分な流路断面積を持った吸入穴１０７ａを確保することが難しいので、上軸受１０４または下軸受１０５のいずれかに吸入通路１０７を設ける。よって、本開示の構成が効果的である。
　なお、Ｖｓ／Ｈは、０．３から０．８の範囲がより好ましい。
　これにより、Ｖｓ／Ｈが大きすぎることで吸入室１１２と圧縮室１１３の表面積が増大して受熱損失が拡大することを避けることができ、圧縮機効率を最大限に向上させることができる。
　また、本実施の形態のロータリ圧縮機１００は、冷凍サイクル装置に用いると好適である。
　冷媒を用いる冷凍サイクル装置では、吸入圧力と吐出圧力との圧力差が比較的大きく、高差圧で漏れ損失が増大しやすい。そのような運転条件でも、偏平のシリンダ１０３を採用したロータリ圧縮機１００は、低漏れ損失を維持しながら吸入通路１０７での圧力損失も低減できるとともに、循環量の大きい高速運転条件でも圧力損失の増大を抑制できる。そのため、冷凍サイクル装置のシステム効率を広い運転範囲で向上することができる。
　また、本実施の形態のロータリ圧縮機１００は、ヒートポンプ装置の中でも特にヒートポンプ給湯機に用いると効果的である。
　このヒートポンプ給湯器は、他の冷凍サイクル装置と比較して吐出ガスの温度が高く、高温の吐出ガスにさらされる圧縮機構部１１１の各部品の温度も高い。そのため、吸入通路１０７を通過する低温の吸入ガスの受熱による体積効率低下の影響が大きい。しかしながら、本開示の吸入通路１０７の構成とすれば、体積効率低下を抑制して確実に高い体積効率を維持することができる。
　（実施の形態２）
　以下、図５を用いて、実施の形態２を説明する。
　［２－１．構成］
　実施の形態２にかかるロータリ圧縮機２００は、少なくとも、一つのシリンダ１０３ではなく、上シリンダ２０３１と下シリンダ２０３２の二つで構成される。ロータリ圧縮機２００は、上シリンダ２０３１と下シリンダ２０３２の間に仕切り板２２１が設けられている点で、実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００と異なる。
　上シリンダ２０３１、上ピストン２０２１、上ベーン（図示せず）を上軸受２０４と仕切り板２２１で挟み込む。下シリンダ２０３２、下ピストン２０２２、下ベーン（図示せず）を仕切り板２２１と下軸受２０５で挟み込む。上下シリンダ２０３１、２０３２と上下ピストン２０２１、２０２２との間に形成された空間を上下ベーンで仕切る。このように構成することで、上下吸入室２１２１、２１２２（２１２２の図番付与せず）と上下圧縮室２１３１（２１３１の図番付与せず）、２１３２を形成し、上圧縮要素２１１１と下圧縮要素２１１２が圧縮動作を行う。
　上軸受２０４には、径方向に延びる上吸入穴２０７１ａと、直線と曲線で構成された断面の上第一凹溝２０７１ｂとが設けられてお互いが連通する。上シリンダ２０３１には、上第二凹溝２０７１ｃを設ける。上第二凹溝２０７１ｃは、上吸入室２１２１と連通し、直線と曲線で構成された径方向に延びる断面を持つ。上軸受２０４と上シリンダ２０３１とが締結され、上第一凹溝２０７１ｂと上第二凹溝２０７１ｃとが相対して密着する。そうすることで略円形、略長円形または略楕円形の断面の通路が形成され、上吸入穴２０７１ａを含めた上吸入通路２０７１をなす。
　下軸受２０５には、径方向に延びる下吸入穴２０７２ａと、直線と曲線で構成された断面の下第一凹溝２０７２ｂとが設けられてお互いが連通する。下シリンダ２０３２には、下第二凹溝２０７２ｃを設ける。下第二凹溝２０７２ｃは、下吸入室２１２２と連通し、直線と曲線で構成された径方向に延びる断面を持つ。下軸受２０５と下シリンダ２０３２とが締結され、下第一凹溝２０７２ｂと下第二凹溝２０７２ｃとが相対して密着する。そうすることで略円形、略長円形または略楕円形の断面の通路が形成され、下吸入穴２０７２ａを含めた下吸入通路２０７２をなす。
　なお、上下吸入穴２０７１ａ、２０７２ａと上下第一凹溝２０７１ｂ、２０７２ｂとの間の連通路には十分な通路断面積があるため、実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００で設ける縦穴１０７ｄは設けていない。
　ロータリ圧縮機２００の閉じ込み容積は、実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００と同等である。しかしながら、閉じ込み容積を二つのシリンダ２０３１、２０３２で分担するので、シリンダ２０３１、２０３２の高さは、実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００のシリンダ１０３の高さよりも低い。
　［２－２．動作］
　以上のように構成されたロータリ圧縮機２００について、その動作を以下説明する。
　［２－２－１．吸入動作］
　アキュームレータ２１５で気液分離された吸入ガスは、二本の配管に分岐した上下吸入通路２０７１、２０７２から上下吸入室２１２１、２１２２へと吸入される。
　［２－２－２．圧縮動作］
　ロータリ圧縮機２００の圧縮機構部２１１は、上下圧縮要素２１１１、２１１２を備える。圧縮機構部２１１の圧縮動作は、実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００と同様である。但し、上下圧縮室２１３１、２１３２は、逆位相で圧縮を行う。
　下シリンダ２０３２で圧縮された下吐出ガスは、図示されていない連通路を通ってマフラー室２１７へと流れ、上シリンダ２０３１で圧縮された上吐出ガスと合流する。その後の吐出ガスの流れは実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００と同様である。
　［２－２－３．給油動作］
　ロータリ圧縮機２００の給油動作は、実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００と同様である。
　［２－３．効果等］
　以上のように、本開示のロータリ圧縮機２００は、上圧縮要素２１１１と、下圧縮要素２１１２と、仕切り板２２１を備える。上下圧縮要素２１１１、２１１２は、軸方向に構成される。仕切り板２２１は、上下圧縮要素２１１１、２１１２の間に備えられる。駆動軸２０１を上で支承する上軸受２０４と仕切り板２２１で上シリンダ２０３１の上下開口面を閉塞することで、上吸入室２１２１と上圧縮室２１３１を形成する。駆動軸２０１を下で支承する下軸受２０５と仕切り板２２１で下シリンダ２０３２の上下開口面を閉塞することで、下吸入室２１２２と下圧縮室２１３２を形成する。
　これにより、実施の形態１にかかるロータリ圧縮機１００と比較して、逆位相で圧縮を行ってトルク変動を小さくし振動を低減できる。さらに、上下シリンダ２０３１、２０３２の高さを一層低くすることができる。これに伴い、上下シリンダ２０３１、２０３２に設けることが困難な上下吸入穴２０７１ａ、２０７２ａを、上下軸受２０４、２０５に設けて上下吸入通路２０７１、２０７２の断面積を十分に確保できる。また、上下吸入通路２０７１、２０７２の流線長さを短縮するとともに、流線をスムーズにすることができる。そのため、低振動で高効率のロータリ圧縮機２００を実現することができる。
　本実施の形態のように、ロータリ圧縮機２００は、吸入通路２０７の断面形状を矩形ではなく、略円形、略長円形または略楕円形としてもよい。
　これにより、吸入通路２０７での管摩擦係数が小さくなる。そのため、流路摩擦損失が低減され、吸入通路２０７での圧力損失をさらに低減することができる。
　（実施の形態３）
　以下、図６を用いて、実施の形態３を説明する。
　［３－１．構成］
　実施の形態３にかかるロータリ圧縮機３００は、少なくとも、上軸受３０４と下軸受３０５ではなく、仕切り板３２１に吸入穴３０７ａが設けられている点で、実施の形態２にかかるロータリ圧縮機２００と異なる。
　仕切り板３２１には、径方向に延びる吸入穴３０７ａと、矩形断面の上第一凹溝３０７１ｂおよび下第一凹溝３０７２ｂとが設けられてお互いが連通する。上シリンダ３０３１には、上第二凹溝３０７１ｃを設ける。上第二凹溝３０７１ｃは、上吸入室３１２１と連通し、径方向に延びる矩形断面を持つ。仕切り板３２１と上シリンダ３０３１とが締結され、上第一凹溝３０７１ｂと上第二凹溝３０７１ｃとが相対して密着することで矩形断面の通路が形成される。下シリンダ３０３２には、下第二凹溝３０７２ｃを設ける。下第二凹溝３０７２ｃは、下吸入室３１２２と連通し、径方向に延びる矩形断面を持つ。仕切り板３２１と下シリンダ３０３２とが締結され、下第一凹溝３０７２ｂと下第二凹溝３０７２ｃとが相対して密着することで矩形断面の通路が形成される。これらの矩形断面の通路と吸入穴３０７ａとで吸入通路３０７をなす。上下第二凹溝３０７１ｃ、３０７２ｃの上下吸入室３１２１、３１２２との開口角部３０７ｆには、徐々に通路断面積が拡大する段差部を備える。
　［３－２．動作］
　以上のように構成されたロータリ圧縮機３００について、その動作を以下説明する。
　［３－２－１．吸入動作］
　アキュームレータ３１５で気液分離された吸入ガスは、吸入通路３０７で上下に分配されて上下吸入室３１２１、３１２２へと吸入される。
　［３－２－２．圧縮動作］
　ロータリ圧縮機３００の圧縮動作は、実施の形態２にかかるロータリ圧縮機２００と同様である。
　［３－２－３．給油動作］
　ロータリ圧縮機３００の圧縮動作は、実施の形態２にかかるロータリ圧縮機２００と同様である。
　［３－３．効果等］
　以上のように、本開示のロータリ圧縮機３００は、仕切り板３２１に吸入穴３０７ａを備えている。
　これにより、実施の形態１にかかるシリンダ１０３が一つで構成されたロータリ圧縮機１００のアキュームレータ１１５をそのまま使用することができる。そのため、実施の形態２にかかるロータリ圧縮機２００と比較して、部品点数と組立工数が少ない、低コストのアキュームレータ３１５およびロータリ圧縮機３００を実現することができる。
　本実施の形態のロータリ圧縮機３００でも、吸入通路３０７の角部と隅部に、徐々に通路断面積が拡大する段差部を備えさせておくのがよい。
　これにより、吸入通路３０７の曲がり部の角部および隅部での縮流が抑えられ、流線がよりスムーズになる。また、なめらかな曲面または斜面を複数の段差部で代用することで加工が容易になる。また、剥離流れに伴う流体音も抑えられる。そのため、吸入通路３０７での圧力損失を低減して圧縮機効率をさらに向上するとともに、低コスト化と低騒音化も実現することができる。
　（他の実施の形態）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１～３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１～３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
　そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
　実施の形態１～３では、ロータリ圧縮機の一例として１シリンダロータリ圧縮機１００と２シリンダロータリ圧縮機２００、３００を説明した。ロータリ圧縮機は、ガスを圧縮するものであればよい。したがって、ロータリ圧縮機は、１シリンダロータリ圧縮機１００または２シリンダロータリ圧縮機２００、３００に限定されない。
　ただ、１シリンダロータリ圧縮機１００または２シリンダロータリ圧縮機２００、３００を用いれば、コストと効率、信頼性のバランスがとれ、量産しやすい利点がある。
　また、ロータリ圧縮機として、二段圧縮機を用いてもよい。ロータリ圧縮機として二段圧縮機を用いれば、高い圧力比の運転条件でも高低圧差を小さくすることができる。よって、少ない漏れ損失によって高い効率が実現できる。
　また、ロータリ圧縮機として、一つのシリンダに複数のベーンと圧縮室を備えてもよい。これを用いれば、ほぼ１シリンダロータリ圧縮機１００の構成で２シリンダタイプと同様の圧縮動作を行うことで、トルク変動を低減できる。または、二段圧縮構成とすることで、高低圧差を小さくすることもできる。よって、少部品点数で低振動または高圧力比運転が可能なロータリ圧縮機が実現できる。
　実施の形態１～３では、第二凹溝の一例として、シリンダ１０３、２０３１、２０３２、３０３１、３０３２の高さ方向に貫通しない第二凹溝１０７ｃ、２０７１ｃ、２０７２ｃ、３０７１ｃ、３０７２ｃを説明した。第二凹溝は吸入通路を形成するものであればよい。したがって、第二凹溝は、シリンダ１０３、２０３１、２０３２、３０３１、３０３２を貫通しない第二凹溝１０７ｃ、２０７１ｃ、２０７２ｃ、３０７１ｃ、３０７２ｃに限定されない。
　ただ、シリンダ１０３、２０３１、２０３２、３０３１、３０３２を貫通しない第二凹溝１０７ｃ、２０７１ｃ、２０７２ｃ、３０７１ｃ、３０７２ｃを用いれば、残肉部がリブの役割を果たしてシリンダ１０３、２０３１、２０３２、３０３１、３０３２の加工時や運転時の変形を抑制し、シリンダ１０３、２０３１、２０３２、３０３１、３０３２の内径の円筒度を良好に保つことができる。そのため、シリンダ１０３、２０３１、２０３２、３０３１、３０３２とピストン１０２、２０２１、２０２２、３０２１、３０２２とのシール部の隙間が大きくなりすぎて漏れ損失が増大したり、隙間が無くなって異常摺動を引き起こしたりすることを抑制し、高効率と高信頼性を保つことができる。
　また、第二凹溝として、シリンダ１０３、２０３１、２０３２、３０３１、３０３２を一部または全部貫通する第二凹溝としてもよい。これを用いれば、吸入通路１０７、２０７１、２０７２、３０７の通路断面積を大きく確保して、圧力損失をさらに低減することができる。また、第二凹溝を加工するときの加工工法の選択の幅が広がり、より低コスト化を実現することができる。
　また、本実施の各形態では、作動流体の一例として二酸化炭素を説明した。作動流体は、圧縮性流体であればよい。したがって、作動流体は、二酸化炭素に限定されない。
　ただ、二酸化炭素を用いれば、ＨＦＣ系冷媒、ＨＣ系冷媒、又はＨＦＯ系冷媒等の他の冷媒を用いた場合と比較してより効果を発揮する。すなわち、二酸化炭素冷媒は、吸入室１１２と圧縮室１１３との圧力差が大きく、ピストン１０２とシリンダ１０３との間のシール部での漏れ損失が圧縮機効率に及ぼす影響が大きい。漏れ損失を低減して高効率化するためには、シリンダ１０３の高さを極めて低く設定せざるをえず、シリンダ１０３に十分な流路断面積を持った吸入穴１０７ａを確保することが難しい。しかしながら、本開示の構成のように、上軸受１０４または下軸受１０５のいずれかに吸入通路１０７を設けることで、十分な通路断面積を確保でき、効果的である。
　また、作動流体として、ＨＦＣ系冷媒、ＨＣ系冷媒、又はＨＦＯ系冷媒等の他の冷媒と二酸化炭素との混合冷媒を用いれば、冷凍サイクルのコンデンサ入口と出口との間の温度グライドを抑制することができる。よって、コンデンサの熱交換効率の低下を抑えることができる。
　なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
　本開示は、圧縮室での漏れ損失と吸入通路での圧力損失を低減して圧縮機効率を向上することができ、漏れ損失と圧力損失が生じるロータリ圧縮機および冷凍サイクル装置に適用可能である。具体的には、空気調和機、冷凍冷蔵機器、給湯機などに、本開示は適用可能である。
　１００　ロータリ圧縮機
　１０１　駆動軸
　１０１ａ　偏心軸
　１０２　ピストン
　１０２ａ　内周
　１０３　シリンダ
　１０４　上軸受
　１０５　下軸受
　１０６　ベーン
　１０７　吸入通路
　１０７ａ　吸入穴
　１０７ｂ　第一凹溝
　１０７ｃ　第二凹溝
　１０７ｄ　縦穴
　１０７ｅ　上流側端部
　１０７ｆ　下流側端部
　１０８　密閉容器
　１０９　吐出管
　１１０　電動機
　１１０ａ　回転子
　１１０ｂ　固定子
　１１１　圧縮機構部
　１１２　吸入室
　１１３　圧縮室
　１１４　吸入ライナー
　１１５　アキュームレータ
　１１６　吸入外管
　１１７　マフラー室
　１１８　マフラー
　１１９　電動機下部空間
　１２０　電動機上部空間
　２００　ロータリ圧縮機
　２０１　駆動軸
　２０２１　上ピストン
　２０２２　下ピストン
　２０３１　上シリンダ
　２０３２　下シリンダ
　２０４　上軸受
　２０５　下軸受
　２０７１　上吸入通路
　２０７１ａ　上吸入穴
　２０７１ｂ　上第一凹溝
　２０７１ｃ　上第二凹溝
　２０７２　下吸入通路
　２０７２ａ　下吸入穴
　２０７２ｂ　下第一凹溝
　２０７２ｃ　下第二凹溝
　２１１　圧縮機構部
　２１１１　上圧縮要素
　２１１２　下圧縮要素
　２１２１　上吸入室
　２１２２　下吸入室
　２１３１　上圧縮室
　２１３２　下圧縮室
　２１５　アキュームレータ
　２１７　マフラー室
　２２１　仕切り板
　３００　ロータリ圧縮機
　３０２１　上ピストン
　３０２２　下ピストン
　３０３１　上シリンダ
　３０３２　下シリンダ
　３０４　上軸受
　３０５　下軸受
　３０７　吸入通路
　３０７ａ　吸入穴
　３０７１ｂ　上第一凹溝
　３０７１ｃ　上第二凹溝
　３０７２ｂ　下第一凹溝
　３０７２ｃ　下第二凹溝
　３０７ｆ　開口角部
　３１２１　上吸入室
　３１２２　下吸入室
　３１５　アキュームレータ
　３２１　仕切り板

Claims (8)

  1. 　偏心軸を有する駆動軸と、
    　内径が前記偏心軸に嵌合されたピストンと、
    　偏心回転する前記ピストンを収容するシリンダと、
    　前記シリンダの上下開口面を閉塞するとともに、前記駆動軸を支承する上軸受および下軸受と、
    　前記シリンダ、前記ピストン、前記上軸受、および、前記下軸受によって形成される空間を吸入室と圧縮室とに区画するベーンと、
    　前記上軸受または前記下軸受に設けられ、圧縮機外部から吸入ガスを前記吸入室へと導入する吸入ライナーが接続される吸入穴と、
    　前記上軸受または前記下軸受の前記シリンダ側の面に設けられ、上流側端部が前記吸入穴と連通し、下流側端部が前記シリンダの内径と同等か、前記シリンダの内径よりも中心側に位置する第一凹溝と、前記シリンダに設けられ、前記第一凹溝および前記吸入室と連通する第二凹溝と、からなる吸入通路と、
    　を備えるロータリ圧縮機。
  2. 　前記シリンダ、前記ピストン、および、前記ベーンによって構成される圧縮要素を軸方向に複数備え、
    　複数の前記圧縮要素の間に仕切り板を備え、
    　前記駆動軸を上下で支承する前記上軸受と前記下軸受、および前記仕切り板で複数の前記シリンダの上下開口面を閉塞することで複数の前記吸入室と前記圧縮室を形成する、
    　請求項１に記載のロータリ圧縮機。
  3. 　前記第一凹溝の前記下流側端部が前記ピストンの内径側に開口しない、
    　請求項１または請求項２に記載のロータリ圧縮機。
  4. 　前記第一凹溝、前記第二凹溝、および、前記吸入穴とで構成される前記吸入通路の角部または隅部の少なくとも一か所に、徐々に通路断面積が変化する傾斜部を備える、
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
  5. 　前記吸入通路の角部または隅部の少なくとも一か所に、徐々に通路断面積が変化する段差部を備える、
    　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
  6. 　作動流体として二酸化炭素を用いた、
    　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機。
  7. 　請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のロータリ圧縮機を備える冷凍サイクル装置。
  8. 　ヒートポンプ給湯機である、
    　請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
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