(57)【要約】      （修正有）【課題】第二吐出ポートの無効容積による効率低下を抑制し、一方で、冷媒をほとんど昇圧させることなく、単に循環させることが可能な回転式圧縮機、および冷凍サイクル装置を提供する。【解決手段】回転式圧縮機は、シリンダー２１と、シリンダー２１を閉塞する一対の閉塞板と、シリンダー室に配置される偏心部２２を有し、シリンダー室内で偏心回転するローラー２８と、ローラー２８とともにシリンダー室を吸込室５１と圧縮室５２とに仕切るベーン部と、を備え、閉塞板は、少なくとも２つの吐出ポート３７を有し、第二吐出ポート５６は、ベーン部の位置を回転角θ０度として回転軸の回転方向へ回転角θを定義したとき、回転軸の回転角が１８０度より大きく、２１０度以下のいずれかの回転角でローラー２８によってシリンダー室との接続が断たれる位置に配置されている。【選択図】図２
2019132254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダー室を有するシリンダーと、
前記シリンダーを閉塞する一対の閉塞板と、
前記シリンダー室内に配置される偏心部を有し、かつ前記一対の閉塞板を貫く回転軸と、
前記偏心部に嵌められて前記シリンダー室内で偏心回転するローラーと、
前記ローラーとともに前記シリンダー室を吸込室と圧縮室とに仕切るベーンと、を備え、
前記一対の閉塞板および前記シリンダーのいずれかに形成され、前記シリンダー室で圧縮された作動流体を前記シリンダー室から吐出させる少なくとも２つの吐出ポートを有し、
前記少なくとも２つの吐出ポートは、第一吐出ポート、および第二吐出ポートを含み、
前記第一吐出ポートは、前記第二吐出ポートよりも前記ベーンの近傍に配置され、
前記第二吐出ポートは、前記偏心部の偏心方向が前記ベーンの方向に一致する位置を回転角０度として前記回転軸の回転方向へ回転角を定義したとき、前記回転軸の回転角が１８０度より大きく、かつ２１０度以下のいずれかの回転角で前記ローラーによって前記圧縮室との接続が断たれる位置に配置されている回転式圧縮機。
【請求項２】
前記第二吐出ポートの通路断面積は、前記第一吐出ポートの通路断面積よりも大きい請求項１に記載の回転式圧縮機。
【請求項３】
前記第二吐出ポートを塞ぐ弁体のバネ定数は、前記第一吐出ポートを塞ぐ弁体のバネ定数よりも小さい請求項１または２に記載の回転式圧縮機。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の回転式圧縮機と、
放熱器と、
膨張装置と、
吸熱器と、
前記回転式圧縮機と前記放熱器と前記膨張装置と前記吸熱器とを接続して冷媒を流通させる冷媒管と、を備える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に係る実施形態は、回転式圧縮機、および冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機構に２つの吐出ポートを備える回転式圧縮機が知られている。
【０００３】
一方の吐出ポート（以下、「第一吐出ポート」と言う。）は、ベーン近傍に配置されている。第一吐出ポートの吐出弁は、常時開閉する。
【０００４】
他方の吐出ポート（以下、「第二吐出ポート」と言う。）の吐出弁は、起動時にのみ開弁し、定格運転時には、圧力差により閉弁する。第二吐出ポートは、第一吐出ポートの近傍であって、第一吐出ポートよりも回転軸の半回転方向側の位置（ベーンから遠ざかる位置）に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭５９−９７２９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
第二吐出ポートの容積は、定格運転時に無効容積（死容積）になり、再膨張損失を生じて効率を低下させる。
【０００７】
また、第二吐出ポートを、第一吐出ポートに対して回転軸の半回転方向側に大きく離れた位置に配置した場合には、２つの吐出ポートを合算した総吐出流量が最大になる角度位置へローラーが到達するよりも前にローラーが第二吐出ポートを通過する場合がある。その場合、第二吐出ポートは、２つの吐出ポートを合算した総吐出流量が最大になる角度位置へローラーが到達するよりも前に、ローラーによって閉じられてしまう。そうすると、第二吐出ポートは、本来の機能、つまり冷媒の過圧縮の回避機能を発揮できないことになる。
【０００８】
ところで、例えばデータセンターのような施設では、外気温が低い冬季であっても施設内の機器の冷却が必要になる。このような使用条件における冷凍サイクル装置では、フリークーリング運転が行われる。フリークーリング運転では、冷媒の圧縮を殆ど必要としない。そこで、フリークーリング運転を行う従来の冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させるための冷媒ポンプを、圧縮機とは別個に備えている。
【０００９】
そこで、本発明は、第二吐出ポートの無効容積による効率低下を抑制し、冷媒の過圧縮の回避機能を十分に発揮し、かつ定格運転で冷媒を所要圧力へと昇圧させることが可能な一方で、冷媒をほとんど昇圧させることなく、単に循環させることが可能な、広範な運転範囲（運転能力）に対応できる回転式圧縮機、および冷凍サイクル装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の課題を解決するため本発明の実施形態に係る回転式圧縮機は、シリンダー室を有するシリンダーと、前記シリンダーを閉塞する一対の閉塞板と、前記シリンダー室内に配置される偏心部を有し、かつ前記一対の閉塞板を貫く回転軸と、前記偏心部に嵌められて前記シリンダー室内で偏心回転するローラーと、前記ローラーとともに前記シリンダー室を吸込室と圧縮室とに仕切るベーンと、を備え、前記一対の閉塞板および前記シリンダーのいずれかに形成され、前記シリンダー室で圧縮された作動流体を前記シリンダー室から吐出させる少なくとも２つの吐出ポートを有し、前記少なくとも２つの吐出ポートは、第一吐出ポート、および第二吐出ポートを含み、前記第一吐出ポートは、前記第二吐出ポートよりも前記ベーンの近傍に配置され、前記第二吐出ポートは、前記偏心部の偏心方向が前記ベーンの方向に一致する位置を回転角０度として前記回転軸の回転方向へ回転角を定義したとき、前記回転軸の回転角が１８０度より大きく、かつ２１０度以下のいずれかの回転角で前記ローラーによって前記圧縮室との接続が断たれる位置に配置されている。
【００１１】
また、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置は、前記回転式圧縮機と、放熱器と、膨張装置と、吸熱器と、前記回転式圧縮機と前記放熱器と前記膨張装置と前記吸熱器とを接続して冷媒を流通させる冷媒管と、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略的図。
【図２】本発明の実施形態に係る回転式圧縮機の平断面図。
【図３】回転式圧縮機の回転軸の回転角と圧縮速度との関係を示す図。
【図４】第二吐出ポートがローラーによって圧縮室との接続が断たれる回転軸の回転角と第二吐出ポートの無効容積による性能低下への影響度を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る回転式圧縮機、および冷凍サイクル装置の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。なお、複数の図面中、同一または相当する構成には同一の符号が付されている。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略的図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態に係る冷凍サイクル装置１は、回転式圧縮機２と、放熱器である凝縮器３と、膨張装置５と、吸熱器である蒸発器６と、冷媒管８と、を備えている。冷媒管８は、回転式圧縮機２と凝縮器３と膨張装置５と蒸発器６と順次に接続して冷媒を流通させる。
【００１６】
本実施形態に係る回転式圧縮機２は、密閉ケース１１と、密閉ケース１１内の上半部に配置される電動機１２と、密閉ケース１１内の下半部に配置される圧縮機構１３と、電動機１２の回転駆動力を圧縮機構１３へ伝達する回転軸１５と、回転軸１５を回転自在に支持する主軸受１６と、主軸受１６と協働して回転軸１５を回転自在に支持する副軸受１７と、密閉ケース１１の側部に設けられたアキュムレータ７と、を備えている。
【００１７】
密閉ケース１１は、円筒状の縦長形状である。密閉ケース１１の長手方向、つまり円筒の中心線に沿う方向は、接地面に対して起立している。密閉ケース１１は、両端が開放された胴部１１ａと、胴部１１ａのそれぞれの端部を塞ぐ一対の鏡板１１ｂと、を備えている。密閉ケース１１内には潤滑油が貯留されている。
【００１８】
密閉ケース１１の上端部には、冷媒の吐出用の冷媒管８が接続されている。
【００１９】
電動機１２は、圧縮機構１３の回転駆動力を発生する。電動機１２は密閉ケース１１の内壁に固定される固定子１８と、固定子１８に周囲を囲まれて回転軸１５に設けられる回転子１９と、を備えている。
【００２０】
回転軸１５は、電動機１２と圧縮機構１３とを互いに連結している。回転軸１５は、電動機１２が発生させる動力を圧縮機構１３に伝達する。回転軸１５は、密閉ケース１１の長手方向に伸びている。回転軸１５は、密閉ケース１１の中心線上に配置されている。
【００２１】
回転軸１５の中間部分１５ａは、主軸受１６に回転自在に支持されている。回転軸１５の下端部１５ｂは、副軸受１７に回転自在に支持されている。回転軸１５は、主軸受１６、シリンダー２１、および副軸受１７を貫通している。換言すると、回転軸１５は、圧縮機構１３を貫通している。
【００２２】
また、回転軸１５は偏心部２２を備えている。偏心部２２は、回転軸１５の中心に不一致な中心を有する円盤、あるいは円柱である。
【００２３】
圧縮機構１３は、電動機１２が回転軸１５を回転駆動することによって、ガス状の冷媒を吸込んで圧縮し、かつ密閉ケース１１内へ吐出する。
【００２４】
圧縮機構１３は、密閉ケース１１に収容されている。圧縮機構１３は、密閉ケース１１の下部に配置されている。圧縮機構１３の大部分は、密閉ケース１１の下部に満たされる潤滑油に浸されている。
【００２５】
圧縮機構１３は、シリンダー室２３を有するシリンダー２１と、シリンダー２１の両端を閉塞する一対の閉塞板２６、２７と、シリンダー２１内に配置されるローラー２８と、を備えている。
【００２６】
シリンダー２１は、円柱形、または円盤形（平面視において円形）のシリンダー室２３を有している。シリンダー室２３の中心は、実質的に回転軸１５の回転中心に重なっている。シリンダー室２３は、シリンダー２１の厚み（密閉ケース１１の中心線方向における高さ）の全てに渡る。つまり、シリンダー室２３は、シリンダー２１を貫通している。シリンダー室２３は、シリンダー２１の内側の空間であって、主軸受１６および副軸受１７によって閉塞されている。シリンダー室２３内には、回転軸１５の偏心部２２が配置されている。
【００２７】
また、シリンダー２１は、シリンダー室２３内に開放されるベーン溝２９と、ベーン溝２９のシリンダー室２３から遠い側の端部に繋がるベーン背室３１と、を有している。ベーン背室３１は、密閉ケース１１内に開放されている。
【００２８】
一方の閉塞板２６、つまり主軸受１６は、電動機１２に近い側のシリンダー２１の端面２１ａ（上面）を塞いでいる。シリンダー２１は、密閉ケース１１の内面に溶接で固定されている。主軸受１６は、ボルト３２によってシリンダー２１に固定されている。主軸受１６には、シリンダー室２３内で圧縮された冷媒を吐出する吐出弁機構３３と、吐出マフラー３５とが設けられている。
【００２９】
吐出マフラー３５は、吐出孔３６を有している。吐出マフラー３５内の空間は、吐出孔３６を介して密閉ケース１１内の空間に繋がっている。吐出マフラー３５は、吐出弁機構３３に覆い被さっている。
【００３０】
吐出弁機構３３は、シリンダー室２３に接続されている。吐出弁機構３３は、圧縮機構１３の圧縮作用にともなって圧縮室５２の圧力が吐出マフラー３５内の圧力より高くなり、その差圧（つまり圧縮室５２と吐出マフラー３５内との差圧）が予め定める差圧値に達したときに開放して、圧縮冷媒を吐出マフラー３５内に吐出する。
【００３１】
吐出弁機構３３は、シリンダー室２３に繋がる吐出ポート３７と、吐出ポート３７を塞ぐ弁体３８と、弁体３８の開度を制限する弁ストッパ３９と、を備えている。弁体３８は板バネからなるリード弁である。弁体３８および弁ストッパ３９の端部は、主軸受１６に固定されている。
【００３２】
他方の閉塞板２７、つまり副軸受１７は、電動機１２から遠い側のシリンダー２１の端面２１ｂ（下面）を塞いでいる。副軸受１７は、ボルト４１によってシリンダー２１に固定されている。
【００３３】
ローラー２８は、回転軸１５の偏心部２２に嵌合され、かつシリンダー２１のシリンダー室２３に収容されている。ローラー２８は、回転軸１５の回転にともなって、ローラー２８の外周面の一部をシリンダー室２３の内周面に接触させながらシリンダー室２３内を偏心回転する。なお、ローラー２８とシリンダー２１とは、油膜（図示省略）を介在させて間接的に接触しているが、説明の便宜のために、これら油膜を介した接触を単に「接触」と表現する。ローラー２８と偏心部２２との間、ローラー２８と主軸受１６との間、ローラー２８と副軸受１７との間も同じである。
【００３４】
また、シリンダー２１にはベーン部４５が設けられている。ベーン部４５は、シリンダー２１の高さ（厚さ）と同程度に伸びる板状のベーン４６と、ベーン４６の先端部をローラー２８の外周面に押さえ付けるばね力を生じるコイルスプリング４７と、を備えている。
【００３５】
ベーン４６は、シリンダー２１のベーン溝２９に配置されている。ベーン４６は、コイルスプリング４７のばね力、密閉ケース１１の圧力、およびローラー２８から働く力によってベーン溝２９からシリンダー室２３内へ進退（出没）する。
【００３６】
ベーン４６の先端部は略円弧状である。ベーン４６先端部は、シリンダー室２３内に突出し、ローラー２８の回転角度（偏心回転位置）に拘わらず、円形状のローラー２８の外周面に油膜を介して線接触している。ベーン４６は、ローラー２８に接してシリンダー室２３を吸込室と圧縮室とに仕切っている。
【００３７】
コイルスプリング４７は、シリンダー２１の外周壁に穿たれるスプリング収容孔４８に収容されている。スプリング収容孔４８は、ベーン背室３１を介してシリンダー室２３の手前まで達している。コイルスプリング４７の一方の端部はベーン４６に押し当てられ、他方の端部は密閉ケース１１の内周面に押し当てられている。
【００３８】
ベーン背室３１が密閉ケース１１内に開放しているため、ベーン４６の背面には、密閉ケース１１内の圧力が作用する。コイルスプリング４７は、密閉ケース１１内の圧力が低く、密閉ケース１１内の圧力だけではベーン４６をローラー２８に対して十分に押し付けられず、シリンダー室２３内を吸込み側と圧縮側とに区画することができない場合に、ベーン４６の押し付け力を補助している。
【００３９】
アキュムレータ７の上部には、冷媒の吸込用の冷媒管８が接続されている。また、アキュムレータ７の底部を貫通して吸込管８ａが設けられている。吸込管８ａは、回転式圧縮機２の密閉ケース１１を貫いてシリンダー２１に設けられ、シリンダー室２３に繋がる吸込孔４９に接続されている。
【００４０】
本実施形態に係る回転式圧縮機２の圧縮機構１３について、さらに詳しく説明する。
【００４１】
図２は、本発明の実施形態に係る回転式圧縮機の平断面図である。
【００４２】
なお、図２は圧縮機構１３から閉塞板２６を取り外した状態を示している。
【００４３】
図２に示すように、本実施形態に係る回転式圧縮機２の圧縮機構１３のシリンダー室２３は、ローラー２８およびベーン４６によって吸込室５１と圧縮室５２とに区画されている。シリンダー室２３内に吸い込まれた作動流体（冷媒）は、ローラー２８の偏心回転およびベーン４６の進退動作によってシリンダー室２３内で圧縮される。
【００４４】
シリンダー２１は、シリンダー２１の径方向に伸びる吸込孔４９を有している。吸込孔４９は、ローラー２８の回転方向（図２中の矢印Ｒ方向）においてベーン部４５（あるいはベーン溝２９またはベーン４６）の直後（図２中、ベーン溝２９の右側）に配置されている。吸込孔４９のシリンダー２１の径方向の外側端部は、吸込管８ａに接続されている。吸込孔４９のシリンダー２１の径方向の内側端部は、シリンダー室２３に接続されている。
【００４５】
主軸受１６の吐出弁機構３３は、シリンダー室２３に繋がる、少なくとも２つの吐出ポート３７を有している。少なくとも２つの吐出ポート３７は、第一吐出ポート５５、および第二吐出ポート５６を含んでいる。それぞれの吐出ポート３７は、主軸受１６を貫通する円形の孔である。それぞれの吐出ポート３７は、回転軸１５の長手方向（延伸方向）へ主軸受１６を貫通している。それぞれの吐出ポート３７は、シリンダー室２３で圧縮された作動流体をシリンダー室２３からシリンダー室２３外、つまり密閉ケース１１内の空間へ吐出させる。
【００４６】
ここで、偏心部２２の偏心方向（回転軸１５の回転中心から偏心部の中心へ向かう方向）が、ベーン部４５（あるいはベーン溝２９またはベーン４６）の方向（進退方向）に一致する位置を回転角（角度位置）＝０度として回転軸１５およびローラー２８の回転方向（図２中の矢印Ｒ方向）へ回転角を定義する。回転角は、クランク角とも呼ばれる。
【００４７】
２つの吐出ポート３７の一方、つまり第一吐出ポート５５は、第二吐出ポート５６よりもベーン部４５の近傍に配置されている。また、第一吐出ポート５５は、ローラー２８の回転方向Ｒにおいてベーン部４５（あるいはベーン溝２９またはベーン４６）に達する直前（図２中、ベーン溝２９の左側）に配置されている。換言すると、第一吐出ポート５５が配置される角度位置（回転角）は、第二吐出ポート５６が配置される角度位置（回転角）よりも大きく、圧縮室５２から吸込室５１へ作動流体が漏れ出ることのない限りにおいて回転角≒３６０度、つまりベーン４６に極めて近い。第一吐出ポート５５が配置される角度位置（回転角）は、所謂上死点の直前である。
【００４８】
２つの吐出ポート３７の他方、つまり第二吐出ポート５６は、回転軸１５の回転角θが１８０度よりも大きく、かつ２１０度以下のいずれかの回転角でローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる位置に配置されている。なお、図２中の第二吐出ポート５６ａは、回転軸１５の回転角θが１８０度をやや超えたときに、ローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる位置に配置された場合の第二吐出ポート５６を示したものであり、第二吐出ポート５６ｂは、回転軸の回転角θが２１０度の位置で、ローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる位置に配置された場合の第二吐出ポート５６を示したものである。
【００４９】
ここで、「ローラー２８によって圧縮室５２と第二吐出ポート５６との接続が断たれる」とは、平面視（回転軸１５の回転中心線方向）において、シリンダー室２３内を偏心回転するローラー２８が第二吐出ポート５６に重なって、第二吐出ポート５６がシリンダー室２３の圧縮室５２から切り離される、縁切りされる、遮断される、接続されなくなる、あるいは繋がらなくなる位置を意味している。なお、ローラー２８の偏心回転が進むと、第二吐出ポート５６は、やがて吸込室５１に繋がることになる。
【００５０】
第一吐出ポート５５を塞ぐ第一弁体５７、および第二吐出ポート５６を塞ぐ第二弁体５８は、圧縮機構１３の圧縮作用にともないシリンダー室２３の圧縮室５２の圧力が吐出マフラー３５内の圧力より高くなり、その差圧（つまり圧縮室５２と吐出マフラー３５内の内との差圧）が予め定める差圧値に達したときに開放して、吐出マフラー３５内に圧縮冷媒を吐出する。第一吐出ポート５５を塞ぐ第一弁体５７は、どのような圧縮比においても、圧縮室５２と吐出マフラー３５内の空間の差圧が予め定める差圧値に達したときに開放する。
【００５１】
したがって、第一吐出ポート５５は、圧縮機構１３の圧縮作用にともない圧縮室５２と吐出マフラー３５内の空間の差圧が予め定める差圧値に達したときに開放して、シリンダー室２３内の圧縮冷媒のほぼ全量を吐出させる。
【００５２】
一方、第二吐出ポート５６は、第二吐出ポート５６ｂがローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれるまでに、圧縮機構１３の圧縮作用にともない、圧縮室５２の圧力が吐出マフラー３５内の圧力より高くなり、その差圧が予め定める差圧値に達したときに開放して、シリンダー室２３内の圧縮冷媒を吐出させる。また、第二吐出ポート５６がローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれた時点で、第二吐出ポート５６は、ローラー２８に遮られ、あるいは吸込室５１に繋がることになって、閉鎖される（第二弁体５８が閉じる）。さらに、第二吐出ポート５６は、ローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれるまでに、圧縮室５２の圧力が吐出マフラー３５内の空間の圧力より高くならなかったり、高くなったとしてもその差圧が予め定める差圧値に達しなかったりすれば閉鎖したままになる。
【００５３】
また、第二吐出ポート５６の通路断面積は、第一吐出ポート５５の通路断面積よりも大きくされている。なお、２つの吐出ポート３７、つまり第一吐出ポート５５および第二吐出ポート５６の通路断面積は、同じであっても良い。換言すると、第一吐出ポート５５および第二吐出ポート５６の直径は、同じであっても良い。
【００５４】
第二吐出ポート５６を塞ぐ第二弁体５８のバネ定数は、第一吐出ポート５５を塞ぐ第一弁体５７のバネ定数よりも小さくされている。なお、第二吐出ポート５６を塞ぐ第二弁体５８のバネ定数は、第一吐出ポート５５を塞ぐ第一弁体５７のバネ定数と同じであっても良い。
【００５５】
なお、吐出ポート３７は３つ以上あっても良い。その場合、３つめ以上の吐出ポート３７、つまり第三吐出ポート（図示省略）以後の吐出ポート３７は、第二吐出ポート５６よりも回転角の小さい範囲に設けられる。
【００５６】
次いで、第二吐出ポート５６がローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる回転軸１５の回転角θ（角度位置）の範囲（１８０度より大きく、２１０度以下）の設定について、さらに詳しく説明する。
【００５７】
まず、第二吐出ポート５６がローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる回転軸の回転角θの範囲の下限の設定について説明する。
【００５８】
図３は、回転式圧縮機の回転軸の回転角と圧縮速度との関係を示す図である。
【００５９】
図３の横軸は、回転軸１５の回転角（＝角度位置）を示している。図３の縦軸は、ローラー２８の偏心回転にともなうシリンダー室２３（圧縮室５２）内の作動流体（冷媒）の圧縮速度であり、最大値（回転角＝１８０度における圧縮速度）に対する割合を示している。
【００６０】
図３に示すように、ローラー２８の偏心回転にともなうシリンダー室２３内の作動流体（冷媒）の圧縮速度は、回転軸１５の回転角＝１８０に達したとき、最大になる。回転角が０度≦回転角＜１８０度の範囲では、圧縮速度は徐々に上昇する。回転角が１８０度＜回転角≦３６０度の範囲では、圧縮速度は徐々に下降する。
【００６１】
第一吐出ポート５５および第二吐出ポート５６のいずれも、弁体が開いている状態における吐出流量は、圧縮速度に等しい。
【００６２】
ここで、第二吐出ポート５６が、回転軸１５の回転角θが１８０度より小さいときにローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる位置に配置されているとき、第二吐出ポート５６は、吐出流量が最大になる前に閉じてしまうことになる（ローラー２８によって圧縮室５２から縁切り、あるいは遮断、切断、隔離されてしまう）。そうすると、第二吐出ポート５６が閉じた後、最大圧縮速度（最大吐出流量）に向かってローラー２８が偏心回転する過程において、圧縮冷媒は第一吐出ポート５５のみから吐出されることになる。つまり、第二吐出ポート５６による圧縮冷媒の吐出効果（冷媒の過圧縮の回避機能）は、発揮されなくなる。
【００６３】
そこで、本実施形態における第二吐出ポート５６は、回転軸１５の回転角θが１８０度より大きいときにローラー２８によって、圧縮室５２との接続が断たれる位置に配置されている。そのため、本実施形態に係る回転式圧縮機２は、冷媒の過圧縮の回避機能を十分に発揮し、かつ定格運転で冷媒を所要圧力へと昇圧させることが可能な一方で、冷媒をほとんど昇圧させることなく、単に循環させることが可能な、広範な運転範囲（運転能力）で、第二吐出ポート５６による圧縮冷媒の吐出効果（冷媒の過圧縮の回避機能）を発揮できる。
【００６４】
一方、定格運転で冷媒を所要圧力へと昇圧させる条件において、第二吐出ポート５６は、無効容積（死容積）になり、第二吐出ポート５６が吸込室５１に接続されたときに、第二吐出ポート５６の高圧冷媒が吸込室５１内で再膨張して再膨張損失と呼ばれる性能低下の要因になりうる。
【００６５】
図４は、本実施形態に係る回転式圧縮機の一例であり、かつ再膨張損失が最も大きくなる高圧縮比条件において、第二吐出ポートがローラーによって圧縮室との接続が断たれる回転軸の回転角と、第二吐出ポートの無効容積による性能低下への影響度（無効容積影響度）との関係を示す図である。
【００６６】
なお、第二吐出ポート５６の無効容積による性能低下への影響度を、以下「無効容積影響度」と言う。
【００６７】
図４の横軸は、第二吐出ポート５６がローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる回転軸１５の回転角を示している。図４の縦軸は、無効容積影響度を示している。
【００６８】
ここで、無効容積影響度は、［数１］で表される。
【００６９】
【数１】
2019132254.tif 000003
【００７０】
なお、圧力Ｐは、回転角における圧縮室５２内の圧力を表している。吸込圧力Ｐｓは、シリンダー室２３（吸込室５１）の吸込圧力を表している。ｎは、ポリトロープ指数である。図４におけるポリトロープ指数ｎ＝１．３である。
【００７１】
［数１］は、第二吐出ポート５６内の作動流体（冷媒）が圧縮室５２内の圧力Ｐから吸込圧力Ｐｓまで再膨張することにより、吸込室５１に吸い込まれた作動流体が逆流して真の吸込量が減少することを意味している。
【００７２】
なお、［数１］は、実際には［数２］で表されるところ、［数２］の（無効容積Ｖｔｏｐ２÷排除容積Ｖ）を一定として省略した式である。
【００７３】
【数２】
2019132254.tif 000004
【００７４】
なお、無効容積Ｖｔｏｐ２は、第二吐出ポート５６の容積（無効容積）を表している。排除容積Ｖは、シリンダー室２３の排除容積（吸込み容積）を表している。
【００７５】
図４に示すように、無効容積影響度は、回転角θ＝２１０度付近で最大値から１を引いた値の約半分（約５０％）である。無効容積影響度が５０％（最大値から１を引いた値の約半分）を超えると、低圧縮比運転時の効率向上よりも、定格運転時の無効容積による性能低下が大きくなりすぎる。したがって、第二吐出ポート５６は、無効容積影響度が５０％（最大値から１を引いた値の約半分）を超えることのない、回転角θ＝２１０度以下で圧縮室５２から遮断されることが望ましい。
【００７６】
つまり、本実施形態に係る回転式圧縮機２は、第二吐出ポート５６がローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる回転軸１５の回転角θ（角度位置）の範囲を１８０度より大きく、２１０度以下（１８０度＜θ≦２１０度）のいずれかに設定することによって、第二吐出ポート５６による圧縮冷媒の吐出効果を十分に発揮し、かつ無効容積による性能低下への影響度を最小化できる。
【００７７】
本実施形態に係る回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１は、実質的に回転軸１５の回転角θが１８０度より大きく２１０度以下のいずれかの回転角で、ローラー２８によって圧縮室５２との接続が断たれる位置に配置された第二吐出ポート５６を備えている。そのため、回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１は、定格運転時に無効容積による性能低下への影響度を最小化できるとともに、冷媒をほとんど昇圧させることなく、単に循環させる低圧縮比運転時に冷媒の過圧縮の回避機能を十分に発揮することができ、広範な運転範囲（運転能力）で、第二吐出ポート５６による圧縮冷媒の吐出効果（冷媒の過圧縮の回避機能）を発揮できるとともに、無効容積による性能低下への影響度を最小化できる。
【００７８】
また、本実施形態に係る回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１は、第一吐出ポート５５の通路断面積よりも大きい通路断面積を有する第二吐出ポート５６を備えている。そのため、回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１は、吐出させる作動流体（冷媒）の流量が高圧縮比運転に比べて大きい低圧縮比運転において、より過圧縮を最小化し高い効率が得られる。
【００７９】
さらに、本実施形態に係る回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１は、第一吐出ポート５５の第一弁体５７のバネ定数よりも小さいバネ定数を有する第二吐出ポート５６の第二弁体５８を備えている。そのため、回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１は、吐出させる作動流体（冷媒）の流量が高圧縮比運転に比べて大きい低圧縮比運転において、過圧縮を最小化し、高い効率を得られる。一般的に、吐出ポートの弁体のバネ定数が小さい場合には、定格以上の負荷において吐出ポート（弁）の閉じ遅れによる性能、信頼性の低下が発生する。しかしながら、本実施形態に係る回転式圧縮機２および冷凍サイクル装置１は、定格以上の負荷における第二吐出ポート５６の開閉が行われなくなり、第二吐出ポート５６の閉じ遅れによる性能、信頼性の低下は生じない。
【００８０】
したがって、本実施形態の回転式圧縮機２および、回転式圧縮機２を備える冷凍サイクル装置１によれば、第二吐出ポート５６の無効容積による効率低下を抑制し、冷媒の過圧縮の回避機能を十分に発揮し、かつ定格運転で冷媒を所要圧力へと昇圧させることが可能な一方で、冷媒をほとんど昇圧させることなく、単に循環させることが可能である。
【００８１】
なお、本実施形態においては、第一吐出ポート５５および第二吐出ポート５６が、主軸受１６に設けられているが、第一吐出ポート５５および第二吐出ポート５６は副軸受１７に設けられていても良いし、シリンダー２１に設けられていても良い。さらに、第一吐出ポート５５は主軸受１６に設けられ、第二吐出ポート５６は副軸受１７に設けられていても良い。このように、第一吐出ポート５５および第二吐出ポート５６は、主軸受１６、副軸受１７、およびシリンダー２１のいずれかに設けられていればよい。
【００８２】
また、本実施形態においては、ローラー２８とベーン４６が別体のものについて説明したが、本発明は、ローラー２８とベーン４６が一体化されたスイング式圧縮機にも適用できる。
【００８３】
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。
【符号の説明】
【００８４】
１…冷凍サイクル装置、２…回転式圧縮機、３…凝縮器、５…膨張装置、６…蒸発器、７…アキュムレータ、８…冷媒管、８ａ…吸込管、１１…密閉ケース、１２…電動機、１３…圧縮機構、１５…回転軸、１５ａ…中間部分、１５ｂ…下端部、１６…主軸受、１７…副軸受、１１ａ…胴部、１１ｂ…鏡板、１８…固定子、１９…回転子、２１…シリンダー、２１ａ、２１ｂ…シリンダーの端面、２２…偏心部、２３…シリンダー室、２６、２７…閉塞板、２８…ローラー、２９…ベーン溝、３１…ベーン背室、３２…ボルト、３３…吐出弁機構、３５…吐出マフラー、３６…吐出孔、３７…吐出ポート、３８…弁体、３９…弁ストッパ、４１…ボルト、４５…ベーン部、４６…ベーン、４７…コイルスプリング、４８…スプリング収容孔、４９…吸込孔、５１…吸込室、５２…圧縮室、５５…第一吐出ポート、５６、５６ａ、５６ｂ…第二吐出ポート、５７…第一弁体、５８…第二弁体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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