(57)【要約】【課題】圧縮室の冷媒がインジェクション流路を通じて冷凍サイクルに逆流するのを防止する。【解決手段】一端がロータリ圧縮機１１１以外の冷凍サイクル装置１００に接続され、他端がロータリ圧縮機１１１に接続され、ロータリ圧縮機１１にインジェクション冷媒を供給するインジェクション配管１１６を備え、ロータリ圧縮機１１１は、一端がインジェクション配管１１６と連通し、他端が圧縮室１２９に連通するインジェクション流路１２８を備え、インジェクション配管１１６またはインジェクション流路１２８に、冷媒の流れを調整する弁１１７を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮室の内部で回転するピストンにより冷媒を圧縮するロータリ圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、室外調整手段と、室内熱交換器と、を備える冷凍サイクル装置において、
一端が前記ロータリ圧縮機以外の前記冷凍サイクルに接続され、他端が前記ロータリ圧縮機に接続され、前記ロータリ圧縮機にインジェクション冷媒を供給するインジェクション配管を備え、
前記ロータリ圧縮機は、一端が前記インジェクション配管と連通し、他端が前記圧縮室に連通するインジェクション流路を備え、
前記インジェクション配管または前記インジェクション流路に、冷媒の流れを調整する弁を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記弁は、前記インジェクション流路に備えられることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記四方弁と前記室外調整手段との間の冷媒配管から前記弁に連通する冷媒取り出し管を備え、前記弁は前記冷媒取り出し管内の冷媒圧力によって作動する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
圧縮室の内部で回転するピストンにより冷媒を圧縮するロータリ圧縮機において、
一端が前記ロータリ圧縮機以外の前記冷凍サイクルに接続され他端が前記ロータリ圧縮機に接続されるインジェクション配管の他端と連通し、かつ、前記圧縮室に連通するインジェクション流路を備え、
前記インジェクション流路は、冷媒の流れを調整する弁を備えることを特徴とするロータリ圧縮機。
【請求項５】
前記冷凍サイクルに備えられる四方弁と室外調整手段との間の冷媒配管から前記弁に連通する冷媒取り出し管内の冷媒圧力によって、前記弁は作動する、ことを特徴とする請求項４に記載のロータリ圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置、ロータリ圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、シリンダの内部に連通するインジェクション流路を備え、ピストンの回転によりインジェクション流路が開閉する機構を有するロータリ圧縮機が提案され、空調用途に用いられている（特許文献１参照）。
図７に特許文献１に記載のロータリ圧縮機の圧縮機構部の横断面図を示す。ロータリ圧縮機においてシリンダ１１の内部に連通するインジェクション流路１２を備え、ピストン１３の回転によりピストン１３の端面によってインジェクション流路１２が開閉するように構成されている。
これにより、インジェクション流路１２がシリンダ１１の内部と連通する間に、インジェクション流路１２から中間圧のインジェクション冷媒を圧縮室１４に供給することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１７０６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術に記載の構成において、冷房運転で圧縮比が小さくなる時に、インジェクション流路１２がシリンダ１１の内部と連通している状態で、圧縮室１４の冷媒圧力が中間圧のインジェクション冷媒の圧力に到達し、圧縮室１４の冷媒がインジェクション流路１２を通じて冷凍サイクルに逆流する。
したがって、吸入圧力からインジェクション冷媒の圧力まで圧縮した過熱ガス状態の冷媒が冷凍サイクルに放出されて、冷凍効果が小さくなるので、冷凍サイクルの効率が低下するという課題があった。
本発明は、上記課題を解決するものであり、圧縮室１４の冷媒がインジェクション流路１２を通じて冷凍サイクルに逆流するのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、圧縮室の内部で回転するピストンにより冷媒を圧縮するロータリ圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、室外調整手段と、室内熱交換器と、を備える冷凍サイクル装置において、一端が前記ロータリ圧縮機以外の前記冷凍サイクルに接続され、他端が前記ロータリ圧縮機に接続され、前記ロータリ圧縮機にインジェクション冷媒を供給するインジェクション配管を備え、前記ロータリ圧縮機は、一端が前記インジェクション配管と連通し、他端が前記圧縮室に連通するインジェクション流路を備え、前記インジェクション配管または前記インジェクション流路に、冷媒の流れを調整する弁を備えることを特徴とする。
冷房運転時は、暖房運転時と比較して圧縮比が小さく、圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達するまでのピストン回転角が小さくなるため、インジェクション流路の他端が開の状態で圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達することがあるが、本構成においては、冷房運転時に開閉弁を閉とすることにより、冷房運転時にインジェクション流路の他端が開の状態で圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達しても、冷凍サイクルと圧縮室の内部とはインジェクション流路の他端で連通しない。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、冷房運転時に、インジェクション流路の他端が開の状態で、圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達する場合において、圧縮室内の冷媒がインジェクション流路の他端を通じて冷凍サイクルに逆流しない。
したがって、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した冷媒が冷凍サイクルに放出されるのを抑制するので、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した過熱ガス状態の冷媒が冷凍サイクルに放出され、冷凍効果が小さくなるのを抑制するので、冷凍サイクルの効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態１における冷凍サイクル構成図
【図２】本発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部の横断面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部の縦断面図
【図４】本発明の実施の形態２における冷凍サイクル構成図
【図５】本発明の実施の形態２におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部の横断面図
【図６】本発明の実施の形態２におけるロータリ圧縮機の圧縮機構部の縦断面図
【図７】特許文献１に記載のロータリ圧縮機の圧縮機構部の横断面図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
第１の発明は、圧縮室の内部で回転するピストンにより冷媒を圧縮するロータリ圧縮機と、四方弁と、室外熱交換器と、室外調整手段と、室内熱交換器と、を備える冷凍サイクル装置において、一端が前記ロータリ圧縮機以外の前記冷凍サイクルに接続され、他端が前記ロータリ圧縮機に接続され、前記ロータリ圧縮機にインジェクション冷媒を供給するインジェクション配管を備え、前記ロータリ圧縮機は、一端が前記インジェクション配管と連通し、他端が前記圧縮室に連通するインジェクション流路を備え、前記インジェクション配管または前記インジェクション流路に、冷媒の流れを調整する弁を備えることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【０００９】
これにより、冷房運転時は、暖房運転時と比較して圧縮比が小さく、圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達するまでのピストン回転角が小さくなるため、インジェクション流路の他端が開の状態で圧縮室の圧力がインジェクション圧力に到達することがあるが、本構成においては、冷房運転時に弁を閉とすることにより、冷房運転時にインジェクション流路の他端が開の状態で圧縮室の圧力がインジェクション圧力に到達しても、冷凍サイクルと圧縮室の内部とはインジェクション流路の他端で連通しない。
よって、本発明の冷凍サイクル装置では、冷房運転時に、インジェクション流路の他端が開の状態で、圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達する場合において、圧縮室内の冷媒がインジェクション流路の他端を通じて冷凍サイクルに逆流しない。したがって、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した冷媒が冷凍サイクルに放出されるのを抑制するので、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した過熱ガス状態の冷媒が冷凍サイクルに放出されて、冷凍効果が小さくなるのを抑制するので、冷凍サイクルの効率が向上する。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の冷凍サイクル装置において、前記弁は、前記インジェクション流路に備えられることを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００１１】
これにより、弁を圧縮機の内部に備えることで、弁を閉としたときに、インジェクション流路の他端が開の状態で圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達してもインジェクション配管まで冷媒が逆流しない。
よって、本発明の冷凍サイクル装置では、冷房運転時に、インジェクション流路の他端が開の状態で、圧縮室の圧力がインジェクション圧力に到達する場合において、圧縮室内の冷媒がインジェクション流路の他端を通じてインジェクション配管に逆流しない。したがって、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した冷媒がインジェクション配管に放出されるのを抑制するので、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した冷媒がインジェクション配管に放出された後、圧縮室に戻り再膨張することで圧縮機仕事が増加するのを抑制するので、インジェクション配管体積分の再膨張、再圧縮を抑制し圧縮機を高効率で運転できるため、冷凍サイクルの効率が向上する。
【００１２】
第３の発明は、第２の発明の冷凍サイクル装置において、前記四方弁と前記室外調整手段との間の冷媒配管から前記弁に連通する冷媒取り出し管を備え、前記弁は前記冷媒取り出し管内の冷媒圧力によって作動する、ことを特徴とする冷凍サイクル装置である。
【００１３】
インジェクション流路の他端の近傍は圧縮室の摺動部に近いため高温にさらされ、かつ開閉弁を配置するスペースが小さいが、本発明の冷凍サイクル装置では弁の弁作動用に電気的なアクチュエータを用いないため、耐熱性に優れ、かつ小型の弁をインジェクション流路の内部のインジェクション流路の他端の近傍に設置することができる。また、暖房運転時は、開閉弁作動用冷媒取り出し管の内部は圧力調整弁で減圧された低圧の冷媒圧力となることによって弁は開となり、冷房運転時は、開閉弁作動用冷媒取り出し管の内部は圧力調整弁で減圧される前の高圧の冷媒圧力となることによって弁は閉となる。
よって、本発明の冷凍サイクル装置では、冷房定格運転時などで摺動負荷が高く、摺動部近傍の高温部に弁がさらされても、開閉弁作動用冷媒取り出し管の内部の高圧の冷媒圧力によって弁は閉となるため、インジェクション流路の他端が開の状態で、圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達する場合において、圧縮室の冷媒がインジェクション流路の他端を通じてインジェクション配管に逆流しない。したがって、冷房定格運転時などで摺動部近傍が高温になる場合においても、インジェクション配管への冷媒の逆流に伴う再膨張、再圧縮を抑制するので圧縮機を高効率で運転できるため、冷凍サイクル効率が向上する。
【００１４】
第４の発明は、圧縮室の内部で回転するピストンにより冷媒を圧縮するロータリ圧縮機において、一端が前記ロータリ圧縮機以外の前記冷凍サイクルに接続され他端が前記ロータリ圧縮機に接続されるインジェクション配管の他端と連通し、かつ、前記圧縮室に連通するインジェクション流路を備え、前記インジェクション流路は、冷媒の流れを調整する弁を備えることを特徴とするロータリ圧縮機である。
【００１５】
これにより、弁を圧縮機の内部に備えることで、弁を閉としたときに、インジェクション流路の他端が開の状態で圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達してもインジェクション配管まで冷媒が逆流しない。
よって、本発明のロータリ圧縮機では、冷房運転時に、インジェクション流路の他端が開の状態で、圧縮室の圧力がインジェクション圧力に到達する場合において、圧縮室内の冷媒がインジェクション流路の他端を通じてインジェクション配管に逆流しない。したがって、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した冷媒がインジェクション配管に放出されるのを抑制するので、吸入圧力からインジェクション圧力まで圧縮した冷媒がインジェクション配管に放出された後、圧縮室に戻り再膨張することで圧縮機仕事が増加するのを抑制するので、インジェクション配管体積分の再膨張、再圧縮を抑制し圧縮機を高効率で運転できるため、冷凍サイクルの効率が向上する。
【００１６】
第５の発明は、第４の発明のロータリ圧縮機において、前記冷凍サイクルに備えられる四方弁と室外調整手段との間の冷媒配管から前記弁に連通する冷媒取り出し管内の冷媒圧力によって、前記弁は作動する、ことを特徴とするロータリ圧縮機である。
【００１７】
インジェクション流路の他端の近傍は圧縮室の摺動部に近いため高温にさらされ、かつ開閉弁を配置するスペースが小さいが、本発明の冷凍サイクル装置では弁の弁作動用に電気的なアクチュエータを用いないため、耐熱性に優れ、かつ小型の弁をインジェクション流路の内部のインジェクション流路の他端の近傍に設置することができる。また、暖房運転時は、開閉弁作動用冷媒取り出し管の内部は圧力調整弁で減圧された低圧の冷媒圧力となることによって弁は開となり、冷房運転時は、開閉弁作動用冷媒取り出し管の内部は圧力調整弁で減圧される前の高圧の冷媒圧力となることによって弁は閉となる。
よって、本発明のロータリ圧縮機では、冷房定格運転時などで摺動負荷が高く、摺動部近傍の高温部に弁がさらされても、開閉弁作動用冷媒取り出し管の内部の高圧の冷媒圧力によって弁は閉となるため、インジェクション流路の他端が開の状態で、圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達する場合において、圧縮室の冷媒がインジェクション流路の他端を通じてインジェクション配管に逆流しない。したがって、冷房定格運転時などで摺動部近傍が高温になる場合においても、インジェクション配管への冷媒の逆流に伴う再膨張、再圧縮を抑制するので圧縮機を高効率で運転できるため、冷凍サイクル効率が向上する。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施形態によって、本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１に本発明の実施の形態１における冷凍サイクル装置１００の構成図を示す。図１の冷凍サイクル装置１００は、室外ユニット１０１を１台備え、この室外ユニット１０１に室内ユニット１０２を１台接続した構成となっている。なお、冷凍サイクル構成に関しては、図１に示したものに限定されない。例えば、室外ユニット１０１は２台以上、室内ユニット１０２も２台以上、並列に接続可能である。
【００２０】
冷凍サイクル装置１００は、室外ユニット１０１と、室内ユニット１０２と、を備える。
室外ユニット１０１は、冷媒を圧縮するロータリ圧縮機１１１を備える。ロータリ圧縮機１１１の吐出側には、吐出配管１５０が備えられている。この吐出配管１５０は、四方弁１１２を介して第１の冷媒配管（四方弁と室外調整手段との間の冷媒配管）１５１に接続される。四方弁１１２は、冷房運転時と暖房運転時の冷媒流れ方向を切り替えるものである。暖房運転時は四方弁１１２の実線に沿って冷媒が流れ、冷房運転時は四方弁１１２の破線に沿って冷媒が流れる。
【００２１】
第１の冷媒配管１５１は、室外熱交換器１１５を介して、圧力調整手段１１４が備えられる箇所において、第２の冷媒配管１５２に接続される。圧力調整手段１１４は、通過する冷媒の圧力を減圧するものであり、例えば、膨張弁を用いることができる。室外熱交換器１１５は、周囲の空気と空調用冷媒とが熱交換する室外熱交換器であり、一般的には、フィン＆チューブ型やマイクロチューブ型の熱交換器が利用される。
【００２２】
第２の冷媒配管１５２は、室内熱交換器１１３の一端に接続されている。室内熱交換器１１３の他端には、第３の冷媒配管１５３が接続されている。室内熱交換器１１３は、周囲の空気と冷凍サイクルを流れる冷媒とが熱交換する室内熱交換器であり、一般的には、フィン＆チューブ型やマイクロチューブ型の熱交換器が利用される。
第３の冷媒配管１５３は、四方弁１１２が備えられる箇所において、吸入配管１５４に接続される。吸入配管１５４は、ロータリ圧縮機１１１の吸入側に接続されている。
【００２３】
冷凍サイクル装置１００は、一端が第２の冷媒配管（ロータリ圧縮機以外の冷凍サイクルとしての一例）１５２に接続され、他端がロータリ圧縮機１１１に接続され、ロータリ圧縮機１１１にインジェクション冷媒を供給するインジェクション配管１１６を備える。
インジェクション配管１１６は、冷凍サイクル装置１００から冷媒の一部をロータリ圧縮機１１１にインジェクションするための配管である。
【００２４】
インジェクション配管１１６は、開閉弁（弁）１１７を備える。開閉弁１１７は、インジェクション配管１１６の流路を開閉するものである。この開閉弁１１７は、インジェクション配管１１６または後述するインジェクション流路１２８に備えればよい。すなわち、開閉弁１１７は、インジェクション配管１１６と第２の冷媒配管１５２との接続部１５５と、インジェクション流路の他端１２７と、の間に備えればよい。
開閉弁１１７は、冷房運転時には、閉とされている。
【００２５】
図２は、実施の形態１におけるロータリ圧縮機１１１の圧縮機構部の横断面図である。また、図３は、実施の形態１におけるロータリ圧縮機１１１の圧縮機構部の縦断面図である。
ロータリ圧縮機１１１は、シェル１３０を備える。シェル１３０の内側には、シリンダ１２１が備えられている。
ロータリ圧縮機１１１の中央部には、シャフト１２２が備えられている。シャフト１２２は、偏芯部１２２ａを備える。シャフト１２２の周方向外側には、ピストン１２３が備えられている。シャフト１２２が回転することにより、シャフト１２２の偏芯部１２２ａによってピストン１２３がシリンダ１２１の内壁面１２１ａに沿って回転する。ピストン１２３は、下端面１２３ｂを備える。
【００２６】
シリンダ１２１の内側には、溝１２１ｂが形成されている。この溝１２１ｂには、ベーン１２４が備えられている。ベーン１２４は、ピストン１２３の回転に伴ってピストン１２３の外周面１２３ａに接するようにシリンダ１２１の溝１２１ｂで往復運動する。
【００２７】
ロータリ圧縮機１１１は、吸入ポート１２５を備える。吸入ポート１２５は、冷媒をシリンダ１２１の内部に供給する。
また、ロータリ圧縮機１１１は、吐出ポート１２６を備える。吐出ポート１２６は、冷媒をシリンダ１２１の外部に吐き出す。図３に示すように、吐出ポート１２６の上部には、吐出バルブ１３３が備えられている。吐出バルブ１３３は、吐出ポート１２６から吐出する冷媒流路に設置されている。吐出バルブ１３３は、後述する圧縮室１２９の冷媒の圧力がシェル１３０の内部の圧力より高い圧力となったときに開く。
【００２８】
図３に示すように、シリンダ１２１の上部には、上軸受１３１が備えられている。この上軸受１３１は、シャフト１２２を支えるベアリングとして機能している。シリンダ１２１の下部には、下軸受１３２が備えられている。この下軸受１３２はシャフト１２２を支えるベアリングとして機能している。
シリンダ１２１の内部には、シャフト１２２、ピストン１２３、ベーン１２４、上軸受１３１、下軸受１３２とで囲まれ、吐出ポート１２６と接する圧縮室１２９が備えられている。
【００２９】
ロータリ圧縮機１１１は、一端がインジェクション配管１１６と連通し、他端が圧縮室１２９に連通するインジェクション流路１２８を備える。
インジェクション流路の他端１２７は、下軸受１３２の上部に設けられている。すなわち、インジェクション流路の他端１２７は、シリンダ１２１の内部と連通している。
このように、インジェクション配管１１６は、ロータリ圧縮機１１１内に設けられたインジェクション流路１２８を経て、圧縮室１２９と繋がっている。
【００３０】
次に、本実施の形態におけるロータリ圧縮機１１１の動作を説明する。
まず、圧縮室１２９に、吸入ポート１２５から低圧の吸入冷媒が供給される。次に、圧縮室１２９の冷媒はピストン１２３が回転することにより圧縮され、圧縮室１２９の冷媒の圧力がシェル１３０の内部の圧力より高くなると、吐出バルブ１３３が開き高圧に圧縮された冷媒が吐出ポート１２６から吐出される。
【００３１】
ピストン１２３が回転する過程において、下端面１２３ｂの移動によって、インジェクション流路の他端１２７は開いたり閉じたりする。インジェクション流路の他端１２７が開いているときは、インジェクション冷媒がインジェクション配管１１６およびインジェクション流路１２８を通ってインジェクション流路の他端１２７から圧縮室１２９に供給されて圧縮室１２９の冷媒と合流する。一方、インジェクション流路の他端１２７１２７が閉じているときは、インジェクション流路の他端１２７から圧縮室１２９にインジェクション冷媒が供給されない。
【００３２】
次に、本実施の形態における冷凍サイクルの動作を説明する。
図１において、暖房運転時は、四方弁１１２における冷媒の流れが実線に沿うように四方弁１１２の流路を設定する。したがって、ロータリ圧縮機１１１で圧縮されて高圧になった冷媒はロータリ圧縮機１１１から吐出され、四方弁１１２を経て室外ユニット１０１から出た後、室内ユニット１０２に入る。室内ユニット１０２に入った冷媒は室内熱交換器１１３で周囲の空気に熱を放出して凝縮し、高圧の過冷却液状態となって室内ユニット１０２から出た後、室外ユニット１０１に戻る。室外ユニット１０１に戻った冷媒の一部はインジェクション配管１１６に流入し、残りの冷媒は圧力調整手段１１４に流入する。圧力調整手段１１４に流れた冷媒は、圧力調整手段１１４で減圧された後、室外熱交換器１１５で周囲の空気から熱を奪って蒸発し、低圧の過熱ガス状態となって四方弁１１２を経てロータリ圧縮機１１１に吸入される。
暖房運転時は開閉弁１１７を開とするため、インジェクション配管１１６に流入した冷媒は、開状態の開閉弁１１７を通過した後、インジェクション流路１２８を通って、インジェクション流路の他端１２７から圧縮室１２９に供給される。
【００３３】
一方、冷房運転時は四方弁１１２における冷媒の流れが破線に沿うように四方弁１１２の流路を設定する。したがって、ロータリ圧縮機１１１で圧縮されて高圧になった冷媒はロータリ圧縮機１１１から吐出され、四方弁１１２を経て室外熱交換器１１５で周囲の空気に熱を放出して凝縮し、高圧の過冷却液状態となって室外熱交換器１１５から出た後、圧力調整手段１１４で減圧されて低圧の気液二相状態となる。圧力調整手段１１４から出た気液二相状態の冷媒の一部はインジェクション配管１１６に流入し、残りの冷媒は室外ユニット１０１から出た後、室内ユニット１０２に入る。室内ユニット１０２に入った冷媒は室内熱交換器１１３で周囲の空気から熱を奪って蒸発し、低圧の過熱ガス状態となって室内ユニット１０２から出た後、室外ユニット１０１に戻る。室外ユニット１０１に戻った冷媒は四方弁１１２を経てロータリ圧縮機１１１に吸入される。
冷房運転時は開閉弁１１７を閉とするため、インジェクション配管１１６に流入した冷媒は、閉状態の開閉弁１１７を通過しないため、圧縮室１２９には供給されない。
【００３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、一端が第２の冷媒配管（ロータリ圧縮機以外の冷凍サイクル）１５２に接続され、他端がロータリ圧縮機１１１に接続され、ロータリ圧縮機１１１にインジェクション冷媒を供給するインジェクション配管１１６を備え、ロータリ圧縮機１１１は、一端がインジェクション配管１１６と連通し、他端が圧縮室１２９に連通するインジェクション流路１２８を備え、インジェクション配管１１６またはインジェクション流路１２８に、開閉弁（冷媒の流れを調整する弁）１１７を備える。
【００３５】
これによれば、暖房運転時と比較して圧縮比が小さくなる冷房運転時に、圧縮室１２９の冷媒の圧力がインジェクション圧力に到達するまでのピストン回転角が小さくなり、また、インジェクション冷媒の圧力が低圧となるため、インジェクション流路の他端１２７が開の状態で圧縮室１２９の冷媒の圧力がインジェクション冷媒の圧力に到達することがあるが、本実施の形態の構成においては、冷房運転時に開閉弁１１７が閉となり、冷凍サイクルと圧縮室１２９とはインジェクション流路の他端１２７で連通しない。
よって、本発明の冷凍サイクル装置に搭載のロータリ圧縮機１１１では、冷房運転時に、インジェクション流路の他端１２７が開の状態で、圧縮室１２９の圧力がインジェクション冷媒の圧力に到達する場合において、圧縮室１２９の冷媒がインジェクション流路の他端１２７を通じて冷凍サイクルに逆流しない。したがって、吸入圧力からインジェクション冷媒の圧力まで圧縮した冷媒が冷凍サイクルに放出されるのを抑制するので、吸入圧力からインジェクション冷媒の圧力まで圧縮した過熱ガス状態の冷媒が冷凍サイクルに放出されて、冷凍効果が小さくなるのを抑制するので、冷凍サイクルの効率を向上することができる。
【００３６】
（実施の形態２）
図４に本発明の実施の形態２における冷凍サイクル装置２００の構成図を示す。図５に実施の形態２におけるロータリ圧縮機２１１の圧縮機構部の横断面図を示す。図６に実施の形態２におけるロータリ圧縮機２１１の圧縮機構部の縦断面図を示す。
図４の冷凍サイクル装置２００は、室外ユニット１０１を１台備え、この室外ユニット１０１に室内ユニット１０２を１台接続した構成となっている。冷凍サイクル構成に関しては、図１に示したものに限定されない。例えば、室外ユニット１０１は２台以上、室内ユニット１０２も２台以上、並列に接続可能である。なお、実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略している。
【００３７】
実施の形態２において、冷凍サイクル装置２００は、冷媒取り出し管２３４を備える。この冷媒取り出し管２３４は、後述する開閉弁２１７を動作させる冷媒が流通する開閉弁作動用の冷媒取り出し管である。
冷媒取り出し管２３４の一端は、第１の冷媒配管１５１に接続されている。すなわち、冷媒取り出し管２３４の一端は、四方弁１１２と圧力調整手段１１４との間の冷媒配管に接続されている。
冷媒取り出し管２３４の他端は、ロータリ圧縮機２１１に接続されている。
【００３８】
図６に示すように、ロータリ圧縮機２１１は、インジェクション流路２２８を備える。インジェクション流路の一端は、インジェクション配管１１６と連通している。また、インジェクション流路の他端２２７は、圧縮室１２９に連通している。
インジェクション流路２２８は、インジェクション配管１１６と連通する第１のインジェクション流路２２８ａと、開閉弁（弁）２１７を収容する収容部２２８ｃと、圧縮室１２９と連通する第２のインジェクション流路２２８ｂと、を備える。これらは、下軸受２３２に備えられている。
収容部２２８ｃの側部は、第１のインジェクション流路２２８ａと連通している。また、収容部２２８ｃの上部は、第２のインジェクション流路２２８ｂと連通している。
また、収容部２２８ｃの下部は、バイパス流路２５６と連通している。このバイパス流路２５６は、冷媒取り出し管２３４と連通している。すなわち、冷媒取り出し管２３４は、バイパス流路２５６を介して、インジェクション流路２２８の一要素である収容部２２８ｃに繋がっている。
【００３９】
第２のインジェクション流路２２８ｂと収容部２２８ｃとの連通箇所２６０は、バイパス流路２５６と収容部２２８ｃとの連通箇所２６１よりも、第１のインジェクション流路２２８ａと収容部２２８ｃとの連通箇所２６２の側に設けられている。
開閉弁２１７は、第２のインジェクション流路２２８ｂと収容部２２８ｃとの連通箇所２６０と、バイパス流路２５６と収容部２２８ｃとの連通箇所２６１と、の間に設けられている。
開閉弁２１７の上部と収容部２２８ｃの上部と、は接するようにしてもよい。また、開閉弁２１７の下部と収容部２２８ｃの下部と、は接するようにしてもよい。
【００４０】
開閉弁２１７には、第１のインジェクション流路２２８ａと向かい合う側とは逆側の側部に、バネ２６３の一端が取り付けられている。バネ２６３の他端は、収容部２２８ｃのうち第１のインジェクション流路２２８ａと連通する側とは逆側の側部に取り付けられている。
そのため、冷媒取り出し管２３４を流れる冷媒は、収容部２２８ｃのうち、第１のインジェクション流路２２８ａから冷媒が送られる空間とは開閉弁２１７を介して別の空間に流れる。
開閉弁２１７は、冷媒取り出し管２３４内の冷媒圧力によって作動する。
【００４１】
このように、実施の形態２において、開閉弁２１７は、ロータリ圧縮機２１１の内部に備えられる。より詳細には、開閉弁２１７は、インジェクション流路２１８の収容部２２８ｃに備えられる。
【００４２】
次に、本実施の形態における冷凍サイクルの動作を説明する。
図４において、暖房運転時は、四方弁１１２における冷媒の流れが実線に沿うように四方弁１１２の流路を設定する。したがって、ロータリ圧縮機２１１で圧縮されて高圧になった冷媒はロータリ圧縮機２１１から吐出され、四方弁１１２を経て室外ユニット２０１から出た後、室内ユニット１０２に入る。室内ユニット１０２に入った冷媒は室内熱交換器１１３で周囲の空気に熱を放出して凝縮し、高圧の過冷却液状態となって室内ユニット１０２から出た後、室外ユニット１０１に戻る。室外ユニット１０１に戻った冷媒の一部はインジェクション配管２１６に流入し、残りの冷媒は圧力調整手段１１４に流入する。圧力調整手段１１４に流れた冷媒は、圧力調整手段１１４で減圧された後、室外熱交換器１１５で周囲の空気から熱を奪われて蒸発し、低圧の過熱ガス状態となって四方弁１１２を経てロータリ圧縮機２１１に吸入される。
このとき、冷媒取り出し管２３４の一端は四方弁１１２と室外熱交換器１１５との間に接続され、他端はロータリ圧縮機２１１の内部の開閉弁２１７と接続しているため、冷媒取り出し管２３４の内部の冷媒圧力は低圧となり、開閉弁２１７は開となる。したがって、インジェクション配管２１６に流入した冷媒は、第１のインジェクション流路２２８ａを通って収容部２２８ｃに至り、図６に示すように開状態の開閉弁２１７および第２のインジェクション流路２２８ｂを通過してインジェクション流路の他端２２７から圧縮室１２９に供給される。
【００４３】
一方、冷房運転時は四方弁１１２における冷媒の流れが破線に沿うように四方弁１１２の流路を設定する。したがって、ロータリ圧縮機２１１で圧縮されて高圧になった冷媒はロータリ圧縮機２１１から吐出され、四方弁１１２を経て室外熱交換器１１５で周囲の空気に熱を放出して凝縮し、高圧の過冷却液状態となって室外熱交換器１１５から出た後、圧力調整手段１１４で減圧されて低圧の気液二相状態となる。圧力調整手段１１４から出た気液二相状態の冷媒の一部はインジェクション配管１１６に流入し、残りの冷媒は室外ユニット１０１から出た後、室内ユニット１０２に入る。室内ユニット１０２に入った冷媒は室内熱交換器１１３で周囲の空気から熱を奪って蒸発し、低圧の過熱ガス状態となって室内ユニット１０２から出た後、室外ユニット１０１に戻る。室外ユニット１０１に戻った冷媒は四方弁１１２を経てロータリ圧縮機２１１に吸入される。
このとき、冷媒取り出し管２３４の一端は四方弁１１２と室外熱交換器１１５との間に接続され、他端はロータリ圧縮機２１１の内部の開閉弁２１７と接続しているため、冷媒取り出し管２３４の内部の冷媒圧力は高圧となり、開閉弁２１７は閉となる。したがって、第１のインジェクション流路２２８ａに流入した冷媒は、閉状態の開閉弁２１７を通過しないため収容部２２８ｃに流入しない。したがって、インジェクション配管２１６に流入した冷媒は、圧縮室１２９には供給されない。
【００４４】
以上の記述から明らかなように、ロータリ圧縮機２１１は、暖房運転時と比較して圧縮比が小さくなる冷房運転時に、圧縮室１２９の冷媒の圧力がインジェクション圧力に到達するまでのピストン回転角が小さくなり、また、インジェクション冷媒の圧力が低圧となるため、インジェクション流路の他端２２７が開の状態で圧縮室１２９の冷媒の圧力がインジェクション冷媒の圧力に到達することがあるが、本実施の形態の構成においては、ロータリ圧縮機２１１の内部、すなわちインジェクション流路２２８に設置された開閉弁２１７によって、冷房運転時に開閉弁２１７が閉となり、インジェクション配管１１６と圧縮室１２９とはインジェクション流路の他端２２７で連通しない。
よって、本発明の冷凍サイクル装置に搭載のロータリ圧縮機２１１では、冷房運転時に、インジェクション流路の他端２２７が開の状態で、圧縮室１２９の圧力がインジェクション冷媒の圧力に到達する場合において、圧縮室１２９の冷媒がインジェクション流路の他端２２７を通じてインジェクション配管２１６に逆流しない。したがって、吸入圧力からインジェクション冷媒の圧力まで圧縮した冷媒がインジェクション配管１１６に放出されるのを抑制するので、吸入圧力からインジェクション冷媒の圧力まで圧縮した冷媒がインジェクション配管１１６に放出された後、圧縮室１２９に戻り再膨張することでロータリ圧縮機２１１の仕事が増加するのを抑制するので、インジェクション配管１１６の体積分の再膨張、再圧縮を抑制し、ロータリ圧縮機２１１を高効率で運転することができ、冷凍サイクルの効率を向上することができる。
【００４５】
また、ロータリ圧縮機２１１において、開閉弁２１７の開閉は、電気的なアクチュエータを用いることなく、冷媒取り出し管２３４の内部の冷媒圧力によって開閉できる。インジェクション流路の他端２２７の近傍は圧縮室１２９の摺動部に近いため高温にさらされ、かつ開閉弁２１７を配置するスペースが小さいが、本実施の形態では、開閉弁２１７の弁作動用に電気的なアクチュエータを用いないため、耐熱性に優れ、かつ小型の開閉弁２１７をインジェクション流路２２８の内部のインジェクション流路の他端２２７の近傍に設置することができる。また、暖房運転時は、冷媒取り出し管２３４の内部は圧力調整手段１１４で減圧された低圧の冷媒圧力となることによって開閉弁２１７は開となり、冷房運転時は、冷媒取り出し管２３４の内部は圧力調整手段１１４で減圧される前の高圧の冷媒圧力となることによって開閉弁２１７は閉となる。
よって、冷房定格運転時などで摺動負荷が高く、摺動部近傍の高温部に開閉弁２１７がさらされても、冷媒取り出し管２３４の内部の高圧の冷媒圧力によって開閉弁２１７は閉となるため、インジェクション流路の他端２２７が開の状態で、圧縮室圧力がインジェクション圧力に到達する場合において、圧縮室１２９の冷媒がインジェクション流路の他端２２７を通じてインジェクション配管１１６に逆流しない。したがって、冷房定格運転時などで摺動部近傍が高温になる場合においても、インジェクション配管１１６への冷媒の逆流に伴う再膨張、再圧縮を抑制するのでロータリ圧縮機２１１を高効率で運転することができ、冷凍サイクル効率を向上することができる。
【００４６】
以上、本実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。あくまでも本発明の実施の態様を例示するものであるから、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更、及び応用が可能である。
【００４７】
なお、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１００、２００およびロータリ圧縮機１１１、２１１は、冷房と暖房を切り替える運転条件がある装置、圧力比が小さくなってしまう運転条件がある装置に特に有効となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、冷凍サイクルの効率を向上することができるものとして好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００、２００  冷凍サイクル装置
１０１  室外ユニット
１０２  室内ユニット
１１１、２１１  ロータリ圧縮機
１１２  四方弁
１１３  室内熱交換器
１１４  圧力調整手段
１１５  室外熱交換器
１１６  インジェクション配管
１１７、２１７  開閉弁（弁）
１２１  シリンダ
１２１ａ  内壁面
１２１ｂ  溝
１２２  シャフト
１２２ａ  偏芯部
１２３  ピストン
１２３ａ  外周面
１２３ｂ  下端面
１２４  ベーン
１２５  吸入ポート
１２６  吐出ポート
１２７、２２７  インジェクション流路の他端
１２８、２２８  インジェクション流路
１２９  圧縮室
１３０  シェル
１３１  上軸受
１３２、２３２  下軸受
１３３  吐出バルブ
１５１  第１の冷媒配管（四方弁と室外調整手段との間の冷媒配管）
１５２  第２の冷媒配管（ロータリ圧縮機以外の冷凍サイクル）
２２８ａ  第１のインジェクション流路
２２８ｂ  第２のインジェクション流路
２２８ｃ  収容部
２３４  冷媒取り出し管
２５６  バイパス流路
２６３  バネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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