(57)【要約】【課題】圧縮容器内の冷媒を圧縮機構に吸入する際の吸入圧損を低減可能な圧縮機及び空気調和機を提供する。【解決手段】圧縮機４は、密閉容器１０内に設けられた低段側圧縮機構５０及び高段側圧縮機構４０を備えた圧縮機において、高段側圧縮機構４０は、圧縮室４３が形成された環状のシリンダ４１と、シリンダ４１の端面に配置されたヘッド部材４２とを有し、シリンダ４１は、ヘッド部材４２から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜しつつ圧縮室４３に連通した第１吸入路４１ｄを有するとともに、ヘッド部材４２は、圧縮室４３より径方向外側に配置され、且つ、密閉容器１０内における当該ヘッド部材４２に対してシリンダ４１と反対側の空間Ｓ１内の冷媒と第１吸入路４１ｄとを連通させる第２吸入路４２ａを有しており、空間Ｓ１内の冷媒は、第２吸入路４２ａ及び第１吸入路４１ｄを介して圧縮室４３内に吸入される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に設けられた低段側圧縮機構及び高段側圧縮機構を備えた圧縮機において、
前記高段側圧縮機構は、
圧縮室が形成された環状のシリンダと、
前記シリンダの端面に配置されたヘッド部材とを有し、
前記シリンダは、前記ヘッド部材から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜しつつ前記圧縮室に連通した第１吸入路を有するとともに、
前記ヘッド部材は、前記圧縮室より径方向外側に配置され、且つ、前記密閉容器内における当該ヘッド部材に対して前記シリンダと反対側の空間内の冷媒と前記第１吸入路とを連通させる第２吸入路を有しており、
前記空間内の冷媒は、前記第２吸入路及び前記第１吸入路を介して前記圧縮室内に吸入されることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記第２吸入路は、前記シリンダの軸方向に沿って形成されると共に、
前記第１吸入路は、前記シリンダの端面まで延在しており、
前記シリンダと前記ヘッド部材との境界において、前記第２吸入路の径方向外側の端部は前記第１吸入路の径方向外側の端部と一致していることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第２吸入路は、前記第１吸入路と平行な方向に傾斜すると共に、
前記第１吸入路は、前記シリンダの端面まで延在しており、
前記シリンダと前記ヘッド部材との境界において、前記第２吸入路の径方向外側の端部は前記第１吸入路の径方向外側の端部と一致していることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記シリンダの内周側の角部には、前記ヘッド部材から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜しつつ前記圧縮室まで延在した傾斜面を有する切り欠き部が前記第１吸入路として設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記シリンダと前記ヘッド部材との境界において、前記第２吸入路の径方向内側の端部は、前記圧縮室の径方向外側に配置されることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の圧縮機を用いたことを特徴とする空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家電用機器等で使用される圧縮機と、この圧縮機を適用した空気調和機とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の２段圧縮式の圧縮機として、ケーシング内に配置した低段側圧縮機構及び高段側圧縮機構を備えた圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。この圧縮機では、アキュムレータから低圧ガス冷媒を低段側圧縮機構に吸入可能な構成となっている。そして、低段側圧縮機構で圧縮された中間圧ガス冷媒が、ケーシング内の一次空間に対して吐出され、この一次空間に吐出された中間圧ガス冷媒が高段側圧縮機構に吸入される構成となっている。そして、高段側圧縮機構で圧縮された高圧ガス冷媒がケーシングの外部に吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４１５１１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した２段圧縮式の圧縮機では、低段側圧縮機構で圧縮されてケーシング内に吐出された中間圧ガス冷媒が、高段側圧縮機構に吸入されるときに、中間圧ガス冷媒が直角に曲がる流路を介して高段側圧縮機構の圧縮室内に吸入される。そのため、高段側圧縮機構への吸入過程における圧損が大きくなり、その結果として圧縮機の効率低下を招いていた。
【０００５】
本発明の目的は、低段側圧縮機構で圧縮された冷媒を高段側圧縮機構に吸入する際の吸入圧損を低減可能な圧縮機及び空気調和機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明に係る圧縮機は、密閉容器内に設けられた低段側圧縮機構及び高段側圧縮機構を備えた圧縮機において、高段側圧縮機構は、圧縮室が形成された環状のシリンダと、シリンダの端面に配置されたヘッド部材とを有し、シリンダは、ヘッド部材から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜しつつ圧縮室に連通した第１吸入路を有するとともに、ヘッド部材は、圧縮室より径方向外側に配置され、且つ、密閉容器内における当該ヘッド部材に対してシリンダと反対側の空間内の冷媒と第１吸入路とを連通させる第２吸入路を有しており、空間内の冷媒は、第２吸入路及び第１吸入路を介して圧縮室内に吸入される。
【０００７】
この圧縮機では、高段側圧縮機構と低段側圧縮機構を密閉容器内に配置した２段圧縮機として構成した場合に、ヘッド部材が配置されるシリンダの端面において、シリンダには、ヘッド部材から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜した第１吸入路が設けられているので、密閉容器内におけるヘッド部材に対してシリンダと反対側の空間内の冷媒が、第２吸入路及び第１吸入路を経由して、斜め方向（シリンダの軸方向と垂直な面に対して傾斜した方向）に移動しつつ圧縮室に吸入される。したがって、冷媒がシリンダの端面に平行な方向に移動しつつ圧縮室に吸入されるものと比べて、冷媒の吸入過程における吸入圧損を低減できる。
【０００８】
第２の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、第２吸入路は、シリンダの軸方向に沿って形成されると共に、第１吸入路は、シリンダの端面まで延在しており、シリンダとヘッド部材との境界において、第２吸入路の径方向外側の端部は第１吸入路の径方向外側の端部と一致している。
【０００９】
この圧縮機では、密閉容器内におけるヘッド部材に対してシリンダと反対側の空間内の冷媒がシリンダの圧縮室へと向かう流路を直角より緩やかに曲げることができる。したがって、冷媒の流路を直角に曲げた場合と比べて、冷媒の吸入過程における吸入圧損を低減できる。
【００１０】
第３の発明に係る圧縮機は、第１の発明に係る圧縮機において、第２吸入路は、第１吸入路と平行な方向に傾斜すると共に、第１吸入路は、シリンダの端面まで延在しており、シリンダとヘッド部材との境界において、第２吸入路の径方向外側の端部は第１吸入路の径方向外側の端部と一致している。
【００１１】
この圧縮機では、密閉容器内におけるヘッド部材に対してシリンダと反対側の空間内の冷媒がシリンダの圧縮室へと向かう流路は、第１吸入路と第２吸入路の境界部分において曲がることはないため、第１吸入路と第２吸入路の境界部分で曲がる場合と比べて冷媒の吸入過程における吸入圧損をより低減できる。
【００１２】
第４の発明に係る圧縮機は、第１〜第３の発明のいずれかに係る圧縮機において、シリンダの内周側の角部には、ヘッド部材から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜しつつ圧縮室まで延在した傾斜面を有する切り欠き部が第１吸入路として設けられている。
【００１３】
この圧縮機では、シリンダに複雑な加工を施して吸入穴を設けることにより第１吸入路を形成するのではなく、シリンダの内周側の角部を切り欠くだけで第１吸入路を形成できるので、第１吸入路を容易に形成できる。
【００１４】
第５の発明に係る圧縮機は、第４の発明に係る圧縮機において、シリンダとヘッド部材との境界において、第２吸入路の径方向内側の端部は、圧縮室の径方向外側に配置される。
【００１５】
この圧縮機では、シリンダとヘッド部材との境界において、第２吸入路の径方向内側の端部を圧縮室よりも径方向外側に配置することにより、第１吸入路の開口面積を圧縮室に向かう冷媒の流れに沿って徐々に大きくできる。したがって、冷媒の吸入過程における吸入圧損をさらに低減できる。
【００１６】
第６の発明に係る空気調和機は、第１〜第５の発明のいずれかに係る圧縮機を用いる。
【００１７】
この空気調和機では、第１〜第５の発明と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１９】
第１の発明では、高段側圧縮機構と低段側圧縮機構を密閉容器内に配置した２段圧縮機として構成した場合に、ヘッド部材が配置されるシリンダの端面において、シリンダには、ヘッド部材から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜した第１吸入路が設けられているので、密閉容器内におけるヘッド部材に対してシリンダと反対側の空間内の冷媒が、第２吸入路及び第１吸入路を経由して、斜め方向（シリンダの軸方向と垂直な面に対して傾斜した方向）に移動しつつ圧縮室に吸入される。したがって、冷媒がシリンダの端面に平行な方向に移動しつつ圧縮室に吸入されるものと比べて、冷媒の吸入過程における吸入圧損を低減できる。
【００２０】
また、第２の発明では、密閉容器内におけるヘッド部材に対してシリンダと反対側の空間内の冷媒がシリンダの圧縮室へと向かう流路を直角より緩やかに曲げることができる。したがって、冷媒の流路を直角に曲げた場合と比べて、冷媒の吸入過程における吸入圧損を低減できる。
【００２１】
また、第３の発明では、密閉容器内におけるヘッド部材に対してシリンダと反対側の空間内の冷媒がシリンダの圧縮室へと向かう流路は、第１吸入路と第２吸入路の境界部分において曲がることはないため、第１吸入路と第２吸入路の境界部分で曲がる場合と比べて冷媒の吸入過程における吸入圧損をより低減できる。
【００２２】
また、第４の発明では、シリンダに複雑な加工を施して吸入穴を設けることにより第１吸入路を形成するのではなく、シリンダの内周側の角部を切り欠くだけで第１吸入路を形成できるので、第１吸入路を容易に形成できる。
【００２３】
また、第５の発明では、シリンダとヘッド部材との境界において、第２吸入路の径方向内側の端部を圧縮室よりも径方向外側に配置することにより、第１吸入路の開口面積を圧縮室に向かう冷媒の流れに沿って徐々に大きくできる。したがって、冷媒の吸入過程における吸入圧損をさらに低減できる。
【００２４】
また、第６の発明では、第１〜第５の発明と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空気調和機の斜視図である。
【図２】空気調和機の配管系統図である。
【図３】図２に示した圧縮機の内部構造を示した断面図である。
【図４】図３に示した高段側シリンダの上面視図である。
【図５】図３に示したフロントヘッドの上面視図である。
【図６】図３に示した低段側シリンダの上面視図である。
【図７】図３の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図８】合計損失係数の変化の一例を示した説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る圧縮機の内部構造を示した断面図である。
【図１０】図９に示したフロントヘッドの上面視図である。
【図１１】図９の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図１２】面と吸入路とがなす角度を４５°とした場合の合計損失係数を示している。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る圧縮機の内部構造を示した断面図である。
【図１４】図１３の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る圧縮機の内部構造を示した断面図である。
【図１６】図１５に示した高段側シリンダの上面視図である。
【図１７】図１５の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る圧縮機の変形例を示した説明図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る圧縮機の変形例を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（第１実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明に係る圧縮機及び空気調和機の第１実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る空気調和機の斜視図である。図２は、空気調和機の配管系統図である。
【００２７】
［空気調和機の全体構成］
第１実施形態の空気調和機１は、図１に示すように、室内の壁面等に設置される室内機１ａと、室外に設置される室外機１ｂと、室内機１ａと室外機１ｂとを接続する接続配管１ｃとを備えており、室内機１ａ及び室外機１ｂ内に収納された機器・弁類と、接続配管１ｃとが接続されて冷媒回路を構成している。図２に示すように、冷媒回路は、主として、室内熱交換器２、室外熱交換器３、圧縮機４および電動膨張弁５により構成される。これにより、冷房運転時には、圧縮機４から吐出された高温高圧冷媒が室外熱交換器３に流入する。
【００２８】
そして、室外熱交換器３で凝縮したＣＯ２冷媒（以下、冷媒と略記する）は、電動膨張弁５で減圧された後、室内熱交換器２に流入する。そして、室内熱交換器２で蒸発した冷媒が、圧縮機４の吸入側に戻る。このようにして、室内熱交換器２の周囲の空気が冷却されて、冷風が室内に供給される。また、暖房運転時には、圧縮機４から吐出された高温高圧冷媒が室内熱交換器２に流入する。そして、室内熱交換器２で凝縮した冷媒は、電動膨張弁５で減圧された後、室外熱交換器３に流入する。そして、室外熱交換器３で蒸発した冷媒が、圧縮機４の吸入側に戻る。このようにして、室内熱交換器２の周囲の空気が加熱されて、温風が室内に供給される。
【００２９】
［室内機及び室外機］
図２に示すように、室内機１ａは、主として、室内熱交換器２と、室内熱交換器２に付設される室内ファン６とを備えている。室外機１ｂは、２段圧縮式の圧縮機４と、圧縮機４の吐出側に接続された四路切換弁７と、圧縮機４の吸入側に接続されたアキュムレータ８と、四路切換弁７に接続された室外熱交換器３と、室外熱交換器３に接続された電動膨張弁５と、室外熱交換器３に付設される室外ファン９とを備えている。電動膨張弁５は、液冷媒配管を介して室内熱交換器２の一端と接続されている。また、四路切換弁７は、ガス冷媒配管を介して室内熱交換器２の他端と接続されている。なお、液冷媒配管及びガス冷媒配管は、上記した接続配管１ｃに相当する。
【００３０】
[圧縮機の構成]
図３は、図２に示した圧縮機の内部構造を示した断面図である。図４〜図６は、図３に示した高段側シリンダ、フロントヘッド及び低段側シリンダの各上面視図である。図３に示すように、２段圧縮式に構成された圧縮機４は、密閉型のケーシング（密閉容器）１０内に、モータ２０と、このモータ２０よりも下方に配置された圧縮機構３０とを有しており、この圧縮機構３０は、高段側圧縮機構４０と、この高段側圧縮機構４０よりも下方に配置された低段側圧縮機構５０と、高段側圧縮機構４０と低段側圧縮機構５０との間に配置されたミドルプレート６０で構成されている。
【００３１】
[ケーシングの構成]
図３に示すように、ケーシング１０は、密閉空間を形成するためのトップ１１、パイプ１２及びボトム１３で構成されている。トップ１１は、パイプ１２の上端の開口を塞ぐ部材として設けられており、このトップ１１には、モータ２０に接続されるターミナル端子１１ａが設けられている。パイプ１２の両側面には、インレットチューブ８０ａ、８０ｂをケーシング１０の内部に導入するための吸入穴１２ａ及び吐出穴１２ｂがそれぞれ形成されており、吸入穴１２ａを介して、アキュムレータ８から低圧ガス冷媒を吸入可能であると共に、吐出穴１２ｂを介して、高圧ガス冷媒を四路切換弁７に向けて吐出可能な構成となっている。また、これらの吸入穴１２ａ及び吐出穴１２ｂの内周面には、インレットチューブ８０ａ、８０ｂを保持するために円筒形状に形成された継手管９０ａ、９０ｂがそれぞれ接合されている。ボトム１３は、パイプ１２の下端の開口を塞ぐ部材として設けられると共に、その内部には潤滑油を貯留するための油溜部７０が設けられている。
【００３２】
[モータの構成]
図３に示すように、モータ２０は、ケーシング１０の内周面に固着されたステータ２１と、ステータ２１の内側に配設されたロータ２２と、ロータ２２の中央部に連結された駆動軸２３とを有しており、この駆動軸２３は、高段側圧縮機構４０及び低段側圧縮機構５０の両方に連結されている。この駆動軸２３の下端部は、油溜部７０に浸漬されており、駆動軸２３内に形成された給油路を介して、油溜部７０に貯留された潤滑油を圧縮機構３０の各摺動部に供給可能な構成となっている。
【００３３】
[高段側圧縮機構の構成]
図３に示すように、高段側圧縮機構４０は、高段側シリンダ４１（シリンダ）と、この高段側シリンダ４１の上方に配置されたフロントヘッド４２（ヘッド部材）とを有しており、高段側シリンダ４１の後述する高段側圧縮室４３（圧縮室）は、フロントヘッド４２によって閉鎖されている。また、ケーシング１０内におけるフロントヘッド４２に対して高段側シリンダ４１と反対側には、一次空間（空間）Ｒ１が形成されている。
【００３４】
[高段側シリンダの構成]
図４に示すように、高段側シリンダ４１は、平面視において環状に形成されており、その径方向内側には、高段側圧縮室４３が設けられている。この高段側圧縮室４３の内部には、ローラ４４ａ及びブレード４４ｂを一体で構成した高段側ピストン４４が収容されており、この高段側ピストン４４の径方向内側には、駆動軸２３を装着した偏心軸部４５が回転自在に嵌め込まれている。この偏心軸部４５は、駆動軸２３に対して偏心して形成されており、ローラ４４ａが高段側シリンダ室４３の内部を駆動軸２３の回転に伴って偏心運動可能な構成となっている。高段側圧縮室４３は、ブレード４４ｂによって、冷媒を吸入する低圧室ＬＢ１と、吸入された冷媒を圧縮する高圧室ＨＢ１とに区画されている。また、保持穴４６が、高段側圧縮室４３の外側に形成されている。保持穴４６の内部は、ブレード４４ｂによって、低圧室ＬＢ１側と高圧室ＨＢ１側とに区画されている。そして、保持穴４６の低圧室ＬＢ１側及び高圧室ＨＢ１側には、それぞれ、低圧室側ブッシュ４７及び高圧室側ブッシュ４８が配置されている。
【００３５】
図３及び図４に示すように、高段側シリンダ４１には、高段側圧縮室４３よりも径方向外側において、切り欠き部４１ａ、連通路４１ｂ及び吐出路４１ｃが形成されている。図３に示すように、この切り欠き部４１ａは、高段側シリンダ４１の内周側の角部において、フロントヘッド４２から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜しつつ高段側圧縮室４３まで延在した傾斜面として形成されている。また、この切り欠き部４１ａは、高段側シリンダ４１の端面まで延在しており、このような切り欠き部４１ａの形成により、高段側圧縮室４３まで連通する吸入路４１ｄが構成されている。
【００３６】
連通路４１ｂは、図３に示すように、駆動軸２３の軸方向に沿って高段側シリンダ４１の内部を貫通して形成されている。この連通路４１ｂは、フロントヘッド４２に形成した連通路４２ｂや、ミドルプレート６０に形成した連通路６０ａと共に、低段側シリンダ５１に形成した吐出路５１ｂと連通することにより、一次空間Ｒ１と低段側シリンダ５１の低段側圧縮室５３とを連通する中間通路ＩＰを構成している。したがって、低段側圧縮室５３で圧縮した中間圧ガス冷媒は、この中間通路ＩＰを介して一次空間Ｒ１に吐出可能な構成となっている。吐出路４１ｃは、図４に示すように、平面視において、高段側圧縮室４３から径方向外側に向けて貫通して形成されている。この吐出路４１ｃには、所定圧力に達した場合に吐出口を開口する吐出弁（図示せず）が設けられると共に、その高段側圧縮室４３と反対側の端部は、図３に示すように、インレットチューブ８０ｂを介して吐出穴１２ｂと接続されており、この吐出穴１２を介して、高段側圧縮室４３で圧縮した高圧ガス冷媒を四路切換弁７に向けて吐出可能な構成となっている。
【００３７】
[フロントヘッドの構成]
図５に示すように、フロントヘッド４２には、駆動軸２３のよりも径方向外側において、吸入路（第２吸入路）４２ａ及び連通路４２ｂが形成されている。図３に示すように、吸入路４２ａは、駆動軸２３の軸方向に沿って形成されており、この吸入路４２ａによって、一次空間Ｒ１と、高段側シリンダ４１に形成した吸入路４１ｄとが連通している。そして、このような連通により、低段側圧縮室５３で圧縮され且つ中間通路ＩＰを介して一次空間Ｒ１に一旦吐出された中間圧ガス冷媒を、一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向けて吸入可能な流路が形成されている。また、連通路４２ｂは、図３に示すように、駆動軸２３の軸方向に沿ってフロントヘッド４２の内部を貫通して形成されており、連通路４１ｂや連通路６０ａと共に中間通路ＩＰを構成しており、この中間通路ＩＰを通して、低段側圧縮室５３で圧縮した中間圧ガス冷媒を一次空間Ｒ１まで吐出可能な構成となっている。
【００３８】
なお、図３中の矢印Ａ１は、低段側圧縮室５３で圧縮され且つ中間通路ＩＰを介して駆動軸２３の軸方向に沿って一次空間Ｒ１に向けて吐出される中間圧ガス冷媒の流路を示している。また、図３中の矢印Ａ２は、一次空間Ｒ１から駆動軸２３の軸方向に沿って吸入路４２ａに吸入され且つ吸入路４１ｄを介して高段側圧縮室４３まで吸入される中間圧ガス冷媒の流路を示している。
【００３９】
[低段側圧縮機構の構成]
図３に示すように、低段側圧縮機構５０は、低段側シリンダ５１と、この低段側シリンダ５１の下方に配置されたリアヘッド５２とを有しており、低段側シリンダ５１の下端面は、リアヘッド５２によって閉鎖されている。
【００４０】
[低段側シリンダの構成]
図６に示すように、低段側シリンダ５１は、平面視において環状に形成されており、その径方向内側には、低段側圧縮室５３が設けられている。また、この低段側圧縮室５３の内部には、ローラ５４ａ及びブレード５４ｂを一体で構成した低段側ピストン５４が収容されており、この低段側ピストン５４の径方向内側には、駆動軸２３を装着した偏心軸部５５が回転自在に嵌め込まれている。この偏心軸部５５は、駆動軸２３に対して偏心して形成されると共に、高段側シリンダ４１の偏心軸部４５に対して駆動軸２３の回転方向に１８０°ずれた位置に配置されている。これにより、ローラ５４ａが低段側圧縮室５３の内部を駆動軸２３の回転に伴って偏心運動可能な構成となっている。低段側圧縮室５３は、ブレード５４ｂによって、冷媒を吸入する低圧室ＬＢ２と、吸入された冷媒を圧縮する高圧室ＨＢ２とに区画されている。また、保持穴５６が、低段側圧縮室５３の外側に形成されている。保持穴５６の内部は、ブレード５４ｂによって、低圧室ＬＢ２側と高圧室ＨＢ２側とに区画されている。そして、保持穴５６の低圧室ＬＢ２側及び高圧室ＨＢ２側には、それぞれ、低圧室側ブッシュ５７及び高圧室側ブッシュ５８が配置されている。
【００４１】
図３及び図６に示すように、低段側シリンダ５１には、低段側圧縮室５３よりも径方向外側において、この低段側圧縮室５３に連通する吸入路５１ａ及び吐出路５１ｂが形成されている。図３に示すように、吸入路５１ａは、駆動軸２３の軸方向と垂直な方向に沿って低段側シリンダ５１の内部を貫通して形成されており、その低段側圧縮室５３と反対側の端部は、インレットチューブ８０ａを介して吸入穴１２ａに接続されている。
【００４２】
これにより、アキュムレータ８から吐出された低圧ガス冷媒を、吸入穴１２ａを介して、低段側圧縮室５３まで吸入可能な構成となっている。また、吐出路５１ｂは、所定圧力に達した場合に吐出口を開口する吐出弁（図示せず）が設けられると共に、図３に示すように、低段側シリンダ５１の内部で略直角に曲げられることにより、ミドルプレート６０に形成した連通路６０と連通しており、中間通路ＩＰを介して、低段側圧縮室５３で圧縮した中間圧ガス冷媒を一次空間Ｒ１まで吐出可能な構成となっている。
【００４３】
図７は、図３の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。ここでは、説明の都合上、ローラ４４ａ及び偏心軸部４５の図示を省略する。また、図７中の符号θ１は、吸入路４２ａの径方向外側の端部と、切り欠き部４１ａの傾斜面とがなす角度であり、一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向かう中間圧ガス冷媒の吸入路４２ａ、４１ｄの境界部分における曲がり角度を示している。また、図７中の符号θ２は、駆動軸２３の軸方向と垂直な面Ｓ１（図７中の一点鎖線）と、切り欠き部４１ａの傾斜面とがなす角度を示している。なお、これらの角度θ１、θ２は、いずれも鋭角であって、その合計が９０°となるように設計されている。
【００４４】
また、図７中の一点鎖線Ｓ２で示すように、高段側シリンダ４１とフロントヘッド４２との境界において、吸入路４２ａの径方向内側の端部Ｏ１は、高段側圧縮室４３よりも径方向外側に配置されると共に、この境界において、吸入路４２ａの径方向外側の端部Ｏ２は切り欠き部４１ａの径方向外側の端部Ｏ２と一致している。
【００４５】
次に、フロントヘッド４２に形成した吸入路４２ａと、高段側シリンダ４１に形成した吸入路４１ｄとを通過する中間圧ガス冷媒の合計損失係数ζ０及び合計吸入圧損ｈ０の算出方法について説明する。なお、この合計損失係数ζ０は、中間圧ガス冷媒が吸入路４２ａから吸入路４１ｄに吸入される際の損失係数ζ１と、中間圧ガス冷媒が吸入路４１ｄから高段側圧縮室４３に吸入される際の損失係数ζ２との合計を示している。これらの損失係数ζ１、ζ２は、上述した角度θ１、θ２を、以下に示す式（１）にそれぞれ代入することにより求めることができ、以下の各式（２）、（３）で表すことができる。
ζ＝０．９４６sin２（θ／２）＋２．０５sin４（θ／２）・・・・（１）
ζ１＝０．９４６sin２（θ１／２）＋２．０５sin４（θ１／２）・・・・（２）
ζ２＝０．９４６sin２（θ２／２）＋２．０５sin４（θ２／２）・・・・（３）
【００４６】
合計損失係数ζ０は、これらの損失係数ζ１、ζ２を加算することにより求めることができ、以下の式（４）で表すことができる。
ζ０＝ζ１＋ζ２・・・・（４）
【００４７】
また、中間圧ガス冷媒が吸入路４２ａから吸入路４１ｄに吸入される際の吸入圧損ｈ１と、中間圧ガス冷媒が吸入路４１ｄから高段側圧縮室４３に吸入される際の吸入圧損ｈ２は、上述した式（２）、（３）に示す損失係数ζ１、ζ２を、以下に示す式（５）に代入することにより求めることができ、以下の式（６）、（７）でそれぞれ表すことができる。なお、式（５）中の符号ζは損失係数を、符号νは流体速度を、符号ｇは重力加速度をそれぞれ示している。
ｈ＝ζ・ν２／２ｇ・・・・（５）
ｈ１＝ζ１・ν２／２ｇ・・・・（６）
ｈ２＝ζ２・ν２／２ｇ・・・・（７）
【００４８】
合計吸入圧損ｈ０は、これらの吸入圧損ｈ１、ｈ２を加算することにより求めることができ、以下の式（８）で表すことができる。
【００４９】
ｈ０＝ｈ１＋ｈ２＝（ζ１＋ζ２）・ν２／２ｇ＝ζ０・ν２／２ｇ・・・・（８）
この式（８）から明らかなように、合計吸入圧損ｈ０と、合計損失係数ζ０（＝ζ１＋ζ２）とは、互いに比例する関係にあり、合計吸入圧損ｈ０は、合計損失係数ζ０の増減に伴って増減する。
【００５０】
図８は、合計損失係数の変化の一例を示した説明図である。なお、図８の縦軸は、合計損失係数ζ０を、図８の横軸は、一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向かう中間圧ガス冷媒の吸入路４２ａ、４１ｄの境界部分における曲がり角度θ１を示している。図８に示すように、合計損失係数ζ０は、曲がり角度θ１を０°とした場合、最大値（約３．０）を示し、この合計損失係数ζ０と比例関係にある吸入圧損ｈ０も最大値を示す。そして、曲がり角度θ１を鋭角（０°＜θ１＜９０°）とした場合、図８に示すように、合計損失係数ζ０は、曲がり角度θ１を０°とした場合と比べて徐々に小さくなり、曲がり角度θ１を４５°とした場合に最小値（約２．０）を示し、これに伴って合計吸入圧損ｈ０も最小値を示す。そして、合計損失係数ζ０は、曲がり角度θ１が４５°よりも大きくなるにつれて緩やかに増加し、曲がり角度θ１を９０°とした場合、つまり、従来のように、一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向かう中間圧ガス冷媒の流路を直角に曲げた場合に、最大値（３．０）を示し、これに伴って合計吸入圧損ｈ０も最大値を示す。
【００５１】
[第１実施形態の空気調和機の特徴]
以上、第１実施形態の空気調和機１では、高段側圧縮機構４０と低段側圧縮機構５０をケーシング１０内に配置した２段圧縮機として構成した場合に、フロントヘッド４２が配置される高段側シリンダ４１の端面において、高段側シリンダ４１の内周側には、ヘッド部材から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜した切り欠き部４１ａが設けられているので、低段側圧縮機構５０で圧縮され且つケーシング１０内におけるフロントヘッド４２に対して高段側シリンダ４１と反対側の空間に吐出された中間圧ガス冷媒が、第２吸入路４２ａ及び第１吸入路４１ｄを経由して、斜め方向（高段側シリンダ４１の軸方向と垂直な面に対して傾斜した方向）に移動しつつ高段側圧縮室４３に吸入される。したがって、中間圧ガス冷媒の流路を直角に曲げたものや、中間圧ガス冷媒が高段側シリンダ４１の端面に平行な方向に移動しつつ高段側圧縮室４３に吸入されるものと比べて、中間圧ガス冷媒の吸入過程における吸入圧損をより低減できる。
【００５２】
また、第１実施形態の空気調和機１では、高段側シリンダ４１に複雑な加工を施して吸入穴を設けることにより吸入路を形成するのではなく、高段側シリンダ４１の内周側の角部を切り欠き加工するだけで吸入路４１ｄを形成できるので、吸入路４１ｄを容易に形成できる。
【００５３】
また、第１実施形態の空気調和機１では、高段側シリンダ４１とフロントヘッド４２との境界において、吸入路４２ａの径方向内側の端部Ｏ１を高段側圧縮室４３よりも径方向外側に配置することにより、吸入路４１ｄの開口面積を高段側圧縮室４３に向かう中間圧ガス冷媒の流れに沿って徐々に大きくできる。したがって、中間圧ガス冷媒の吸入過程における吸入圧損をさらに低減できる。
【００５４】
（第２実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和機の第２実施形態について説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る圧縮機の内部構造を示した断面図である。図１０は、図９に示したフロントヘッドの上面視図である。なお、この実施形態では、第１実施形態で説明した要素と同一の要素について同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５５】
この実施形態の圧縮機１０４では、図９及び図１０に示すように、圧縮機構１３０の高段側圧縮機構１４０のフロントヘッド１４２において、高段側圧縮機構１４０の高段側シリンダ４１に近づくにつれて（下方にいくにつれて）、径方向内側に配置されるように傾斜した吸入路（第２吸入路）１４２ａが形成されており、第１実施形態の圧縮機４と相違する。
【００５６】
そして、図９に示すように、この吸入路１４２ａによって、一次空間Ｒ１と、高段側シリンダ４１に形成された吸入路４１ｄとが連通している。このような連通により、低段側圧縮室５３で圧縮され且つ中間通路ＩＰを介して一次空間Ｒ１に一旦吐出された中間圧ガス冷媒を、一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向けて吸入可能な流路Ａ３が形成されている。
【００５７】
図１１は、図９の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。ここでは、説明の都合上、ローラ４４ａ及び偏心軸部４５の図示を省略する。また、図１１中の符号θ３は、駆動軸２３の軸方向と垂直な面Ｓ１（図１１中の一点鎖線）と、吸入路１４２ａとがなす角度を示しており、この角度θ３は鋭角に設計されている。また、図１１中の一点鎖線Ｓ２で示すように、高段側シリンダ４１とフロントヘッド１４２との境界において、吸入路１４２ａの径方向内側の端部Ｏ３は、高段側圧縮室４３の径方向外側の端部Ｏ３と一致していると共に、吸入路１４２ａは吸入路４１ｄと平行な方向に傾斜しており、この吸入路１４２ａの径方向外側の端部Ｏ４は、高段側シリンダ４１に形成された切り欠き部４１ａと略同一面上に配置されている。なお、吸入路１４２ａが高段側圧縮室４３より径方向外側に配置される場合には、吸入路１４２ａの径方向内側の端部が高段側圧縮室４３の径方向外側の端部と一致する場合が含まれるものとする。
【００５８】
次に、フロントヘッド４２に形成した吸入路１４２ａと、高段側シリンダ４１に形成した吸入路４１ｄとを通過する中間圧ガス冷媒の合計損失係数ζ０及び合計吸入圧損ｈ０の算出方法について説明する。まず、合計損失係数ζ０は、上述した角度θ３を、既述の式（１）に代入することにより求めることができ、以下の式（９）で表すことができる。
ζ０＝０．９４６sin２（θ３／２）＋２．０５sin４（θ３／２）・・・・（９）
【００５９】
合計吸入圧損ｈ０は、上述した式（９）に示す合計損失係数ζ０を、既述の式（５）に代入することにより求めることができ、以下の式（１０）で表すことができる。
ｈ０＝ζ０・ν２／２ｇ・・・・（１０）
【００６０】
図１２は、面Ｓ１と吸入路１４２ａとがなす角度θ３を４５°とした場合の合計損失係数を示している。なお、図１２の縦軸は合計損失係数ζ０を、図１２の横軸は角度θ３を示している。図１２に示すように、合計損失係数ζ０は、この角度θ３を４５°とした場合に値１．０を示し（図中の点Ｐ１参照）、角度θ３を９０°とした場合、つまり、従来のように、一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向かう中間圧ガス冷媒の流れを直角に曲げた場合に、最大値（３．０）を示す（図中の点Ｐ２参照）。これらの値からも明らかなように、この第２実施形態では、合計損失係数ζ０を従来の１／３に抑えることができると共に、合計損失係数ζ０と比例関係にある合計吸入圧損ｈ０も同様に従来の１／３に抑えることができる。
【００６１】
[第２実施形態の空気調和機の特徴]
以上、第２実施形態の空気調和機では、一次空間Ｒ１から高段側シリンダ４１の高段側圧縮室４３へと向かう中間圧ガス冷媒の流路が、吸入路１４２ａ、４１ｄの境界部分（図１１参照）において曲がることはなく、この中間圧ガス冷媒を、斜め方向に移動しつつ高段側圧縮室４３へと吸入させることができる。したがって、吸入路の境界部分において中間圧ガス冷媒の流路を曲げたものや、中間圧ガス冷媒が高段側シリンダ４１の端面に平行な方向に移動しつつ高段側圧縮室４３に吸入されるものと比べて、中間圧ガス冷媒の吸入過程における吸入圧損をより低減できる。
【００６２】
（第３実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和機の第３実施形態について説明する。図１３は、本発明の第３実施形態に係る圧縮機の内部構造を示した断面図である。なお、この実施形態では、第１実施形態で説明した要素と同一の要素について同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６３】
この実施形態の圧縮機２０４では、図１３に示すように、圧縮機構２３０の高段側圧縮機構２４０のフロントヘッド２４２において、高段側圧縮機構２４０の高段側シリンダ４１に近づくにつれて（下方にいくにつれて）、径方向内側に配置されるように傾斜した吸入路（第２吸入路）２４２ａが形成されており、第１実施形態の圧縮機４と相違する。
【００６４】
そして、図１３に示すように、この吸入路２４２ａによって、一次空間Ｒ１と、高段側シリンダ４１に形成された吸入路４１ｄとが連通している。このような連通により、低段側圧縮室５３で圧縮され且つ中間通路ＩＰを介して一次空間Ｒ１に一旦吐出された中間圧ガス冷媒を、この一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向けて吸入可能な流路Ａ４が形成されている。
【００６５】
図１４は、図１３の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。ここでは、説明の都合上、ローラ４４ａ及び偏心軸部４５の図示を省略する。また、図１４中の符号θ４は、駆動軸２３の軸方向と垂直な面Ｓ１（図１４中の一点鎖線）と吸入路２４２ａとがなす角度を示しており、この角度θ４は鋭角に設計されている。また、図１４中の一点鎖線Ｓ２で示すように、高段側シリンダ４１とフロントヘッド２４２との境界において、吸入路２４２ａの径方向内側の端部Ｏ５は、高段側圧縮室４３よりも径方向外側に配置されると共に、この吸入路２４２ａの径方向外側の端部Ｏ６は、高段側シリンダ４１に形成された切り欠き部４１ａと略同一面上に配置されている。
【００６６】
[第３実施形態の空気調和機の特徴]
以上、第３実施形態の空気調和機では、一次空間Ｒ１から高段側シリンダ４１の高段側圧縮室４３へと向かう中間圧ガス冷媒の流路が、吸入路２４２ａ、４１ｄの境界部分（図１４参照）において曲がることはなく、この中間圧ガス冷媒を、斜め方向に移動しつつ高段側圧縮室４３へと吸入させることができる。したがって、吸入路の境界部分において中間圧ガス冷媒の流路を曲げたものや、中間圧ガス冷媒が高段側シリンダ４１の端面に平行な方向に移動しつつ高段側圧縮室４３に吸入されるものと比べて、中間圧ガス冷媒の吸入過程における吸入圧損をより低減できる。
【００６７】
また、第３実施形態の空気調和機では、高段側シリンダ４１とフロントヘッド２４２との境界において、吸入路２４２ａの径方向内側の端部Ｏ５を高段側圧縮室４３の径方向外側に配置することにより、吸入路４１ｄの開口面積を中間圧ガス冷媒の流れに沿って徐々に大きくできる。したがって、中間圧ガス冷媒の吸入圧損をさらに低減できる。
【００６８】
（第４実施形態）
以下、図面に基づいて、本発明に係る空気調和機の第４実施形態について説明する。図１５は、本発明の第４実施形態に係る圧縮機の内部構造を示した断面図である。図１６は、図１５に示した高段側シリンダの上面視図である。なお、この実施形態では、第１実施形態で説明した要素と同一の要素について同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００６９】
この実施形態の圧縮機３０４では、図１５及び図１６に示すように、圧縮機構３３０の高段側圧縮機構３４０の高段側シリンダ３４１の内周側を切り欠き加工せずに、高段側シリンダ３４１の内周側に吸入路（第１吸入路）３４１ｄを形成した点で、第１実施形態の圧縮機４と相違する。この吸入路３４１ｄは、フロントヘッド４２から離れるにつれて径方向内側に配置されるように傾斜しつつ高段側圧縮室４３まで延在した傾斜面３４１ａ、３４１ｂを有している。吸入路３４１ｄは、高段側シリンダ３４１の端面まで延在しており、高段側圧縮室４３まで連通している。そして、一次空間Ｒ１から高段側圧縮室４３に向けて吸入可能な流路Ａ４が形成されている。
【００７０】
図１７は、図１５の一点鎖線で取り囲んだ部分を拡大した図である。図中の符号θ１は、吸入路４２ａの径方向外側の端部と、傾斜面３４１ａとがなす角度を示している。図中の符号θ２は、駆動軸２３の軸方向と垂直な面Ｓ１と、傾斜面３４１ａとがなす角度を示している。図中の一点鎖線Ｓ２で示すように、高段側シリンダ３４１とフロントヘッド４２との境界において、吸入路４２ａの径方向内側の端部Ｏ１は、高段側圧縮室４３よりも径方向外側に配置されており、傾斜面３４１ｂの径方向外側の端部Ｏ１と一致している。また、この境界において、吸入路４２ａの径方向外側の端部Ｏ２は、傾斜面３４１ａの径方向外側の端部Ｏ２と一致している。
【００７１】
[第４実施形態の空気調和機の特徴]
以上、第４実施形態の空気調和機では、第１実施形態の空気調和機１と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００７３】
上述した第４実施形態では、フロントヘッド４２において、吸入路４２ａが駆動軸２３の軸方向に沿って形成される例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。図１８に示すように、フロントヘッド３４２において、吸入路３４２ａが高段側シリンダ３４１に近づくにつれて、径方向内側に配置されるように傾斜して形成してもよい。これにより、第２実施形態の空気調和機と同様の効果を得ることができる。また、図１８に示した高段側シリンダ３４１の傾斜面３４１ｂの径方向内側部分に、図１９に示すような駆動軸２３の軸方向と垂直な平坦面３４１ｃを形成してもよい。これにより、第３実施形態の空気調和機と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
上述した第１〜第４実施形態では、圧縮機構３０〜３３０において、高段側圧縮機構４０〜３４０よりも下方に、低段側圧縮機構５０を配置する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。圧縮機構３０〜３３０において、高段側圧縮機構４０〜３４０よりも上方に、低段側圧縮機構５０を配置してもよい。
【００７５】
上述した第１〜第４実施形態では、ＣＯ２冷媒を利用する圧縮機について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。ＣＯ２冷媒以外の冷媒を利用する圧縮機にも本発明を適用することができる。
【００７６】
上述した第１〜第４実施形態では、高段側シリンダの高段側ピストン及び低段側シリンダの低段側ピストンにおいて、ローラ及びブレードを一体で構成する例について述べたが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。これらのローラ及びブレードをそれぞれ別体で構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明を利用すれば、圧縮容器内の冷媒を圧縮機構に吸入する際の吸入圧損を低減可能な圧縮機及び空気調和機を得ることができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  空気調和機
４、１０４、２０４、３０４  圧縮機
１０  ケーシング（密閉容器）
４０、１４０、２４０、３４０  高段側圧縮機構
４１、３４１  高段側シリンダ（シリンダ）
４１ｄ、３４１ｄ  吸入路（第１吸入路）
４２、１４２、２４２、３４２  フロントヘッド（ヘッド部材）
４２ａ、１４２ａ、２４２ａ、３４２ａ  吸入路（第２吸入路）
４３  高段側圧縮室（圧縮室）
５０  低段側圧縮機構
Ｓ１  一次空間（空間）
【図１】
2011196203.tif 000003
【図２】
2011196203.tif 000004
【図３】
2011196203.tif 000005
【図４】
2011196203.tif 000006
【図５】
2011196203.tif 000007
【図６】
2011196203.tif 000008
【図７】
2011196203.tif 000009
【図８】
2011196203.tif 000010
【図９】
2011196203.tif 000011
【図１０】
2011196203.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2011196203.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2011196203.tif 000017
【図１６】
2011196203.tif 000018
【図１７】
2011196203.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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