(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、圧縮機効率を向上したロータリ式２段圧縮機を提供することにある。【解決手段】  上記本発明の目的は、冷媒を、第一の圧縮要素である低段圧縮要素で圧縮し、第二の圧縮要素である高段圧縮要素で圧縮するロータリ式２段圧縮機であって、前記低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する低段リテーナと、前記高段圧縮要素から高段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する高段リテーナと、を有し、前記低段吐出口の形状と前記高段吐出口の形状とは同一であり、前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、        Ｈ１＞Ｈ２としたことにより達成される。【選択図】図１
2008291650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を、第一の圧縮要素である低段圧縮要素で圧縮し、第二の圧縮要素である高段圧縮要素で圧縮するロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する低段リテーナと、
前記高段圧縮要素から高段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する高段リテーナと、を有し、
前記低段吐出口の形状と前記高段吐出口の形状とは同一であり、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、
Ｈ１＞Ｈ２
としたことを特徴とするロータリ式２段圧縮機。
【請求項２】
ロータリ式２段圧縮機の低段圧縮要素と高段圧縮要素との間に冷媒を戻すインジェクション流路を備えた空気調和機に用いられるロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する低段リテーナと、
前記高段圧縮要素から高段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する高段リテーナと、を有し、
前記低段吐出口の形状と前記高段吐出口の形状とは同一であり、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、
Ｈ１＜Ｈ２
としたことを特徴とするロータリ式２段圧縮機。
【請求項３】
密閉容器内に、電動機と、この電動機により駆動されるクランク軸と、このクランク軸により駆動され且つ低段圧縮要素及び高段圧縮要素を備える圧縮機構部とを収納し、
前記クランク軸は、低段偏心部と高段偏心部とを有し、
前記低段圧縮要素は、低段シリンダと、前記低段シリンダ内に配置され且つ前記低段偏心部で回転駆動される低段ローラと、前記低段シリンダと高段シリンダとの間に挟持された仕切り板と、前記低段シリンダの反仕切り板側に配置され、低段吐出弁と低段リテーナを設けた低段端板と、前記低段ローラの外周に当接して前記低段シリンダのベーン溝内に摺動自在に嵌合された低段ベーンとで構成される低段圧縮室を形成し、
前記高段圧縮要素は、前記高段シリンダと、前記高段シリンダ内に配置され且つ前記高段偏心部で回転駆動される高段ローラと、前記仕切り板と、前記高段シリンダの反仕切り板側に配置され、高段吐出弁と高段リテーナを設けた高段端板と、前記高段ローラの外周に当接して前記高段シリンダのベーン溝内に摺動自在に嵌合された高段ベーンと、で構成される高段圧縮室を形成した、ロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、Ｈ１≠Ｈ２としたことを特徴とするロータリ式２段圧縮機。
【請求項４】
請求項３に記載のロータリ式２段圧縮機において、前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、Ｈ１＞Ｈ２としたことを特徴とするロータリ式２段圧縮機。
【請求項５】
圧縮機と、第一の熱交換器と、第一の膨張機構と、気液分離器と、第二の膨張機構と、第二の熱交換器とを備え、これらを順次連結すると共に、前記第二の熱交換器から前記圧縮機に連結して構成した冷凍サイクルを有する空気調和機において、
前記圧縮機は、
冷媒を、第一の圧縮要素である低段圧縮要素で圧縮し、第二の圧縮要素である高段圧縮要素で圧縮するロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する低段リテーナと、
前記高段圧縮要素から高段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する高段リテーナと、を有し、
前記気液分離器と、前記低段圧縮要素と前記高段圧縮要素との間とを連結した流路であって、前記気液分離器から前記高段圧縮要素に気体状態の冷媒を送ることができるインジェクション流路と、を有し、
前記低段吐出口の形状と前記高段吐出口の形状とは同一であり、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、
Ｈ１＜Ｈ２
としたことを特徴とする空気調和機。
【請求項６】
ロータリ式圧縮機と、このロータリ式圧縮機から吐出された高圧のガス冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮された液冷媒を中間圧まで膨張する第一の膨張機構と、膨張された中間圧の冷媒を低圧まで膨張する第二の膨張機構と、冷媒を蒸発させる蒸発器とを順次接続する空気調和機において、前記ロータリ式圧縮機は、密閉容器内に、電動機と、この電動機により駆動されるクランク軸と、このクランク軸により駆動され且つ低段圧縮要素と高段圧縮要素を備えた圧縮機構部とを収納し、
前記クランク軸は、低段偏心部と高段偏心部とを有し、
前記低段圧縮要素は、低段シリンダと、前記低段シリンダ内に配置され且つ前記低段偏心部で回転駆動される低段ローラと、前記低段シリンダと高段シリンダとの間に挟持された仕切り板と、前記低段シリンダの反仕切り板側に配置され、低段吐出弁と低段リテーナを設けた低段端板と、前記低段ローラの外周に当接して前記低段シリンダのベーン溝内に摺動自在に嵌合された低段ベーンと、で構成される低段圧縮室を形成し、
前記高段圧縮要素は、前記高段シリンダと、前記高段シリンダ内に配置され且つ前記高段偏心部で回転駆動される高段ローラと、前記仕切り板と、前記高段シリンダの反仕切り板側に配置され、高段吐出弁と高段リテーナを設けた高段端板と、前記高段ローラの外周に当接して前記高段シリンダのベーン溝内に摺動自在に嵌合された高段ベーンと、で構成される高段圧縮室を形成し、
前記低段圧縮要素と前記高段圧縮要素の間に中間流路を備えた、ロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、Ｈ１＜Ｈ２とすると共に、
前記第一の膨張機構の下流に冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離器と、前記気液分離器と前記中間流路とを連通するインジェクション流路とを備えた空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構部に低段圧縮要素及び高段圧縮要素を有するロータリ式２段圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータリ式２段圧縮機としては、特許文献１，２のようなものが知られている。また、ロータリ式多段圧縮機における圧縮要素の吐出形状の最適化について開示するものとして、特許文献２が知られている。特許文献２は、ロータリ式多段圧縮機において、圧縮要素の吐出形状を最適化することにより、圧縮機効率を向上させる技術が開示されている。低段吐出口径φＤ１，高段吐出口径φＤ２としたとき、φＤ２＜φＤ１とすれば、低段圧縮要素の圧力損失を低減し、且つ、高段圧縮要素の死容積を低減し、体積効率を向上することが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６０−１２８９９０号公報
【特許文献２】特開２００２−９８０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この特許文献２に関しては、ロータリ式多段圧縮機を、高効率サイクルであるインジェクションサイクルで用いる場合、低段圧縮要素吐出ガスの方が高段圧縮要素吐出ガスよりも流量が増加するため、高段圧縮要素の圧力損失を増加させるという問題点がある。また、それを防止するためには、低段シリンダと高段シリンダの機械加工形状をそれぞれ変更する必要があるため、加工工程の変更が発生し、段取時間の増加や加工不良が発生するという問題点がある。
【０００５】
本発明の目的は、圧縮機効率を向上したロータリ式２段圧縮機を提供することにある。
【０００６】
また本発明の他の目的は、ロータリ式２段圧縮機を備えた空気調和機において、サイクル効率を向上した空気調和機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記本発明の目的は、
冷媒を、第一の圧縮要素である低段圧縮要素で圧縮し、第二の圧縮要素である高段圧縮要素で圧縮するロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐出される冷媒の量を規制する低段リテーナと、
前記高段圧縮要素から高段吐出口を介して吐出される冷媒の量を規制する高段リテーナと、を有し、
前記低段吐出口の形状と前記高段吐出口の形状とは同一であり、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、
Ｈ１＞Ｈ２
としたことにより達成される。
【０００８】
また、上記本発明の目的は、
ロータリ式２段圧縮機の低段圧縮要素と高段圧縮要素との間に冷媒を戻すインジェクション流路を備えた空気調和機に用いられるロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐出される冷媒の量を規制する低段リテーナと、
前記高段圧縮要素から高段吐出口を介して吐出される冷媒の量を規制する高段リテーナと、を有し、
前記低段吐出口の形状と前記高段吐出口の形状とは同一であり、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、
Ｈ１＜Ｈ２
としたことにより達成される。
【０００９】
また、上記本発明の目的は、
圧縮機と、第一の熱交換器と、第一の膨張機構と、気液分離器と、第二の膨張機構と、第二の熱交換器とを備え、これらを順次連結すると共に、前記第二の熱交換器から前記圧縮機に連結して構成した冷凍サイクルを有する空気調和機において、
前記圧縮機は、
冷媒を、第一の圧縮要素である低段圧縮要素で圧縮し、第二の圧縮要素である高段圧縮要素で圧縮するロータリ式２段圧縮機であって、
前記低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐出される冷媒の量を規制する低段リテーナと、
前記高段圧縮要素から高段吐出口を介して吐出される冷媒の量を規制する高段リテーナと、を有し、
前記気液分離器と、前記低段圧縮要素と前記高段圧縮要素との間とを連結した流路であって、前記気液分離器から前記高段圧縮要素に気体状態の冷媒を送ることができるインジェクション流路と、を有し、
前記低段吐出口の形状と前記高段吐出口の形状とは同一であり、
前記低段リテーナのリフト量をＨ１、前記高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、
Ｈ１＜Ｈ２
としたことにより達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ロータリ式２段圧縮機の圧縮機効率を向上することができる。
【００１１】
また、空気調和機のサイクル効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１実施形態のロータリ式２段圧縮機を図１〜図５を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。図１は本発明の一実施形態を示すロータリ式２段圧縮機の縦断面図、図２は本発明の一実施形態を示すロータリ式２段圧縮機の構成図、図３は図１のＸ−Ｘ矢視断面図、図４は図３のＡ−Ａ矢視断面図、図５は図１のＹ−Ｙ矢視断面図、図６は図５のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００１３】
圧縮機１は、底部２１と蓋部１２と胴部２２とからなる密閉容器１３を備える。密閉容器１３内の上部には、ステータ７とロータ８とを有する電動機１４が設けられている。ステータ７の外周は密閉容器１３に固定され、ロータ８は、クランク軸２の上部外周に固着され、ステータ７内に回転可能に配置されている。ステータ７に通電されることにより、ロータ８が回転され、これに伴ってクランク軸２が駆動されて回転される。密閉容器１３内の下部には、低段圧縮要素２０ａ及び高段圧縮要素２０ｂを備える圧縮機構部が設けられている。低段圧縮要素２０ａ及び高段圧縮要素２０ｂはクランク軸２で駆動され、作動流体であるガス冷媒を圧縮する。
【００１４】
電動機１４に連結されたクランク軸２は、低段偏心部５ａと高段偏心部５ｂを備えており、主軸受９と副軸受１９ａに軸支されている。主軸受９は高段偏心部５ｂの上側に設置され、副軸受１９ａは低段偏心部５ａの下側に設置されている。
【００１５】
各圧縮要素２０ａと２０ｂは、図１，図２のように構成されている。低段圧縮要素２０ａは、低段シリンダ１０ａと、低段シリンダ１０ａ内に配置され且つ低段偏心部５ａで回転駆動される低段ローラ１１ａと、低段シリンダ１０ａと高段シリンダ１０ｂとの間に挟持された仕切り板１５と、低段シリンダ１０ａの反仕切り板側に配置された低段端板１９ｂと、低段ローラ１１ａの外周から半径方向に延びて低段シリンダ１０ａのベーン溝内に摺動自在に嵌合された低段ベーン１８ａとで構成される低段圧縮室２３ａを有している。
【００１６】
低段シリンダ１０ａの中央には円形状のシリンダ室が形成され、シリンダ室を形成する内周面における低段ベーン１８ａに近接する部分には低段吸込み通路２５ａ及び低段吐出ポート４２ａが形成されている。この低段吸込み通路２５ａと低段吐出ポート４２ａは低段ベーン１８ａの両側に配置されている。低段シリンダ１０ａの両側部分の外周が密閉容器の内周と一致するように形成されている。低段シリンダ１０ａのシリンダ室の中心はクランク軸２の回転中心２ａと一致している。
【００１７】
仕切り板１５は低段圧縮要素２０ａと高段圧縮要素２０ｂとに共用されている。
【００１８】
低段ベーン１８ａは、低段ローラ１１ａと別体で平板状に形成され、低段偏心部５ａの回転に合わせて偏心回動する低段ローラ１１ａの外周面に常時当接しながら進退運動するように、背面からコイルバネのような付勢力付与手段により付与力が与えられ、低段圧縮室２３ａを圧縮空間と吸込み空間に分割する。
【００１９】
中間容器１９を構成する副軸受１９ａ，低段端板１９ｂ及び外壁部１９ｃは、同一部材で形成されている。中間容器１９で形成される凹状空間の下面開口をカバー３５で塞ぐことにより中間吐出空間３３が構成されている。なお、本実施形態は低段端板１９ｂを締結要素であるボルト３６で固定されているが、胴部２２に溶接で固定されても構わない。
【００２０】
低段端板１９ｂには低段圧縮室２３ａの低段吐出ポート４２ａに連通される低段吐出口２６ａが形成され、低段吐出口２６ａの吐出側には所定の中間圧力Ｐｍで開く低段吐出弁２８ａが設置されている。低段圧縮室２３ａで圧縮されたガス冷媒は、低段吐出ポート４２ａから低段吐出口２６ａを経て、低段吐出弁２８ａを通り、中間吐出空間３３内に吐出される。低段吐出弁２８ａは、図４に示すように、低段端板１９ｂに低段リテーナ４３ａに挟まれて、低段リベット４４ａまたはボルト（図示せず）等により締結されており、低段吐出弁２８ａの可動範囲は、低段リテーナ４３ａの低段リフト量Ｈ１により抑制される。
【００２１】
なお、低段リフト量Ｈ１は、低段吐出弁２８ａから低段吐出口２６ａの中心線が低段リテーナ４３ａに当たるまでの距離である（後述の高段リフト量Ｈ２についても同様である）。
【００２２】
高段圧縮要素２０ｂは、高段シリンダ１０ｂと、高段シリンダ１０ｂ内に配置され且つ高段偏心部５ｂで回転駆動される高段ローラ１１ｂと、仕切り板１５と、高段シリンダ１０ｂの反仕切り板側に配置された高段端板９ａと、高段ローラ１１ｂの外周から半径方向に延びて高段シリンダ１０ｂのベーン溝内に摺動自在に嵌合された高段ベーン１８ｂとで構成される高段圧縮室２３ｂを有している。
【００２３】
高段シリンダ１０ｂの中央には円形状のシリンダ室が形成され、シリンダ室を形成する内周面における高段ベーン１８ｂに近接する部分には高段吐出ポート４２ｂが形成されると共に、離れた部分に高段吸込み通路２５ｂが形成されている。この高段吸込み通路２５ｂと高段吐出ポート４２ｂは高段ベーン１８ｂの両側に配置されている。高段シリンダ１０ｂの両側部分の外周が密閉容器の内周面と一致するように形成されている。高段シリンダ１０ｂのシリンダ室の中心はクランク軸２の回転中心２ａと一致している。低段シリンダ１０ａのシリンダ室と高段シリンダ１０ｂのシリンダ室とは、径方向の寸法が同一で、高さ方向（軸方向）の寸法が異なっている。低段シリンダ１０ａのシリンダ室の高さ寸法が高段シリンダ１０ｂのシリンダ室の高さ寸法より大きくなっている。
【００２４】
高段端板９ａは主軸受９と一体に形成されている。高段端板９ａ及び主軸受９は同一部材で構成されている。高段端板９ａは、胴部２２の内壁に溶接によって固定されて、主軸受９を支持している。低段端板１９ｂは、副軸受１９ａに支持されている。
【００２５】
高段ベーン１８ｂは、高段ローラ１１ｂと別体で平板状に形成され、高段偏心部５ｂの回転に合わせて偏心回動する高段ローラ１１ｂの外周面に常時当接しながら進退運動するように背面からコイルバネのような付勢力付与手段により付与力が与えられ、高段圧縮室２３ｂを圧縮空間と吸込み空間に分割する。
【００２６】
高段端板９ａには高段圧縮室２３ｂの高段吐出ポート４２ｂに連通される高段吐出口２６ｂが形成されている。この高段吐出口２６ｂの形状は低段吐出口２６ａと同一である。つまり、断面積と長さが同じである。高段吐出口２６ｂの吐出側には所定の吐出圧力Ｐｄで開く高段吐出弁２８ｂが設置されている。高段吐出弁２８ｂは、図６に示すように、高段端板９ａに高段リテーナ４３ｂに挟まれて、高段リベット４４ｂまたはボルト（図示せず）等により締結されており、高段吐出弁２８ｂの可動範囲は、高段リテーナ４３ｂの高段リフト量Ｈ２により抑制される。
【００２７】
高段圧縮室２３ｂで圧縮されたガス冷媒は、高段リテーナ４３ｂから高段吐出口２６ｂを経て高段吐出弁２８ｂを通り、密閉容器１３内に吐出される。高段端板９ａの両側部分の外周が密閉容器の内周と一致するように形成されて固着されている。
【００２８】
カバー３５，低段端板１９ｂ，低段シリンダ１０ａ，仕切り板１５，高段シリンダ１０ｂ及び高段端板９ａは、下からこの順に積層して配置されると共に、低段シリンダ１０ａのベーン溝と高段シリンダ１０ｂのベーン溝との平面角度位置（クランク軸２の回転方向の角度位置）を同一とした状態で、カバー３５の下方からボルト３６を通して一体に締結されている。
【００２９】
圧縮要素２０ａ，２０ｂは、各偏心部５が偏心回転することでローラ１１ａ，１１ｂを駆動する。図１，図２に示すように低段偏心部５ａと高段偏心部５ｂは位相が１８０°異なり、圧縮要素２０ａ，２０ｂの圧縮工程の位相差は１８０°である。すなわち２つの圧縮要素の圧縮工程は逆位相となっている。
【００３０】
次に、圧縮機の圧縮動作に関して図１及び図２を参照しながら説明する。図１及び図２における矢印はガス冷媒の流れを示す。
【００３１】
配管３１を通って供給される低圧Ｐｓのガス冷媒は、配管３１と接続する低段吸込み通路２５ａより低段圧縮室２３ａ内に吸入され、低段ローラ１１ａが偏心回転することにより中間圧Ｐｍまで圧縮される。低段圧縮室２３ａ内の圧力が中間圧力Ｐｍになると低段吐出弁２８ａが開口し、中間圧Ｐｍとなったガス冷媒が低段吐出口２６ａと連通する中間吐出空間３３に吐出される。
【００３２】
この中間吐出空間３３は、中間容器１９とカバー３５により密閉容器１３内の密閉空間２９と隔離された空間であり、その内部圧力は基本的には中間圧Ｐｍとなる。低段吐出口２６ａから吐出された中間圧力Ｐｍのガス冷媒は、中間吐出空間３３に吐出された後、中間流路３０を通って高段圧縮要素２０ｂの高段圧縮室２３ｂと連通する高段吸込み通路２５ｂに至る。中間流路３０は、中間吐出空間３３からの排出口２６ｃと高段吸込み通路２５ｂを連通する流路である。
【００３３】
次に、中間流路３０を通過して高段吸込み通路２５ｂより高段圧縮要素２０ｂ内に吸入された中間圧Ｐｍのガス冷媒は、高段ローラ１１ｂが公転することにより高圧Ｐｄまで圧縮される。
【００３４】
高段圧縮室２３ｂ内に吸入された中間圧Ｐｍのガス冷媒は、高段ローラ１１ｂが公転することにより所定の高圧Ｐｄまで圧縮される。高段圧縮室２３ｂ内の圧力が高圧Ｐｄになると高段吐出弁２８ｂが開口し、ガス冷媒が高段吐出口２６ｂから密閉容器１３の内部空間である密閉空間２９に吐出される。この密閉空間２９に吐出されたガス冷媒は、電動機１４の隙間を通過して吐出管２７より吐出される。
【００３５】
このように２つの圧縮要素２０で、段階的に順次圧縮する２段圧縮機１によれば、各圧縮要素２０の圧力比（Ｐｍ／Ｐｓ）もしくは（Ｐｄ／Ｐｍ）は、１段階で圧縮する単段の圧縮機の圧力比（Ｐｄ／Ｐｓ）よりも小さくなる。したがって圧力比に依存する冷媒の再膨張損失や、冷媒の漏れ損失を低減でき、圧縮機効率を向上することができる。
【００３６】
図３から図６を用いて、吐出弁とリテーナの構造を説明する。
【００３７】
低段吐出弁２８ａは低段端板１９ｂに低段リテーナ４３ａに挟まれて、低段リベット４４ａまたはボルト等により締結されており、低段吐出弁の可動範囲は低段リテーナ４３ａの低段リフト量Ｈ１により決定する。
【００３８】
一般的にはガス流量に対し、この低段リフト量Ｈ１が小さい場合ガス吐出時の流路抵抗が増加し、圧力損失を発生させ、低段リフト量Ｈ１が大きい場合ガス吐出後の弁閉じ遅れにより、洩れ損失が発生する。このように、ガス流量に応じて吐出弁リフト量の最適値が異なる。
【００３９】
低段リフト量Ｈ１が大きいか小さいかは以下のように判断される。円柱を途中で切断したような図形Ｖを図８に示す。これは低段吐出口２６ａを仮想的に延長し、低段吐出口２６ａの中心線と低段リテーナ４３ａとの交点で切断したものである。上部はそのように規定されるが、下部は低段吐出弁２８ａで規定される。この図形Ｖの側面積をＳ１、低段吐出口２６ａの断面積（流れに直角）をＳ２としたとき、Ｓ１＝Ｓ２であれば流路抵抗が変化しないと考え、Ｓ１＞Ｓ２であれば流路抵抗が減少、Ｓ１＜Ｓ２であれば流路抵抗が増加したと考える。従って、低段リテーナ４３ａは、低段圧縮要素から低段吐出口を介して吐き出される冷媒の量を規制する役割を担っている。
【００４０】
なお、高段についても以上と同様である。
【００４１】
本圧縮機１は一般の空気調和機等に用いられるものである。高段圧縮要素２０ｂより吐出するガスと低段圧縮要素２０ａより吐出するガスは、密度の差により流量が異なる。すなわち、低段圧縮要素２０ａの吐出ガスの方が高段圧縮要素２０ｂの吐出ガスよりも流量が多い。図２のように圧縮機の途中に冷媒の流入，流出が無い場合にはそうなる。
【００４２】
このように、ロータリ式２段圧縮機においては、高段圧縮要素２０ｂと低段圧縮要素２０ａから吐出されるガス流量が異なることから、前記低段リテーナ４３ａのリフト量をＨ１、前記高段リテーナ４３ｂのリフト量Ｈ２としたとき、Ｈ１＞Ｈ２とした。
【００４３】
以上の構成により、本実施形態の圧縮機は、ガス吐出時の圧力損失及び洩れ損失を低減することができる。
【００４４】
次に、この圧縮機を空気調和機に適用した場合について図７を用いて説明する。図７は本発明の一実施形態を示す冷凍サイクルの構成図である。低段と高段との間にインジェクションを行っている。
【００４５】
本実施形態のロータリ式２段圧縮機１から吐出された高圧Ｐｄの冷媒ガスは、凝縮器３で凝縮した後、第一の膨張機構４で膨張し、中間圧Ｐｍまで圧力が減圧される。この減圧された冷媒ガスは、気液分離器６でガス冷媒と液冷媒に分離される。分離された液冷媒は、気液分離器６の下流にある第２の膨張機構４でさらに低圧Ｐｓまで減圧された後、蒸発器１６で蒸発してガス冷媒となる。低圧Ｐｓのガス冷媒は配管３１，低段吸込み通路２５ａより低段圧縮要素２０ａ内に吸入され、低段偏心部５ａに嵌め合わされた低段ローラ１１ａが公転することにより中間圧Ｐｍまで圧縮され、中間流路３０へ吐出される。
【００４６】
この中間流路３０のガス冷媒は、気液分離器６と中間流路３０とが連通したインジェクション流路１７から導かれる中間圧Ｐｍのガス冷媒と混合する。その後高段吸込み通路２５ｂより高段圧縮要素２０ｂ内に吸入された中間圧Ｐｍのガス冷媒は、高段偏心部５ｂに嵌め合わされた高段ローラ１１ｂが公転することにより高圧力Ｐｄまで圧縮されて、吐出管２７より吐出される。
【００４７】
このようなインジェクションサイクルは、蒸発器１６において伝熱性能の低いガス冷媒を中間流路３０へバイパスするため、低段圧縮要素２０ａへの余分な循環流量を減少して圧縮仕事を低減し、冷凍サイクルの成績係数ＣＯＰを向上する。またインジェクション流路１７の途中に、インジェクション流路１７を開閉する二方弁３４を設け、二方弁３４を開くとインジェクションサイクルとなり、二方弁３４を閉じると図２に示した通常の冷凍サイクルとなる切り替え可能な構成としても良い。また二方弁３４の代わりに、流量を調整できる膨張弁としてもよい。
【００４８】
本実施形態を適用していない一般的な空気調和機の冷凍サイクルにおいては、第一の実施形態で説明した通り低段圧縮要素２０ａの吐出ガスの方が高段圧縮要素２０ｂの吐出ガスよりも流量が多い。しかし、図７に示したガスインジェクションサイクルでは、中間流路３０にインジェクション流路１７から冷媒が流入することにより高段圧縮要素２０ｂにおいて冷媒が増加される状態となる。そのため高段圧縮要素２０ｂから吐出するガス流量が増大する。すなわちガスインジェクションサイクルは、理想的にはサイクル効率が向上するものの、高段圧縮要素２０ｂにおけるガス吐出時の圧力損失及び、バルブ閉じ遅れによる洩れ損失が発生しやすい。従って、本実施形態のロータリ式２段圧縮機は、前記低段リテーナ４３ａのリフト量をＨ１、前記高段リテーナ４３ｂのリフト量Ｈ２としたとき、Ｈ１＜Ｈ２として、流量調整を行う。
【００４９】
かかるガスインジェクションサイクルにおいて、本実施形態のロータリ式２段圧縮機１を用いると、Ｈ１＜Ｈ２としたことから、高段圧縮要素２０ｂのガス流量増加に伴う圧力損失及び洩れ損失を低減できる。その効果は通常の冷凍サイクルよりも、ガスインジェクションサイクルの方が顕著である。したがって本実施形態の冷凍サイクルはより理想に近いガスインジェクションサイクルを実現し、冷凍サイクルのサイクル効率を向上することができる。
【００５０】
従来のように吐出口径で流量の調整を行おうとすると、吐出口径を大きくした方は、死容積が増大し、圧縮機効率が悪くなってしまう。しかし以上によれば、低段リテーナのリフト量をＨ１、と高段リテーナのリフト量Ｈ２としたとき、インジェクションの有無に応じて、「Ｈ１＞Ｈ２」の圧縮機を製造し、または、「Ｈ１＜Ｈ２」の圧縮機を製造することで、ガス吐出時の圧力損失低減、及び、弁閉じ遅れ改善による洩れ損失を低減し、圧縮機効率を向上したロータリ式２段圧縮機を提供することができる。
【００５１】
従来は、低段シリンダと高段シリンダの機械加工形状をそれぞれ変更する必要があった。つまり、加工工程の変更が発生し、段取時間が増加し、加工不良が発生する虞があったが、本実施例のようにすれば、用途に応じて製品組立時に部品を変更するのみで対応可能であり、容易でタイムリーな生産管理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態を示すロータリ式２段圧縮機の縦断面図。
【図２】本発明の一実施形態を示すロータリ式２段圧縮機の構成図。
【図３】図１のＸ−Ｘ矢視断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ矢視断面図。
【図５】図１のＹ−Ｙ矢視断面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ矢視断面図。
【図７】本発明の一実施形態を示す冷凍サイクルの構成図。
【図８】流路抵抗を説明するための図。
【符号の説明】
【００５３】
１  圧縮機
２  クランク軸
２ａ  回転中心
３  凝縮器
４  膨張機構
５  偏芯部
５ａ  低段偏心部
５ｂ  高段偏心部
６  気液分離器
９  主軸受
９ａ  高段端板
１０ａ  低段シリンダ
１０ｂ  高段シリンダ
１１ａ  低段ローラ
１１ｂ  高段ローラ
１３  密閉容器
１４  電動機
１５  仕切り板
１６  蒸発器
１７  インジェクション流路
１８ａ  低段ベーン
１８ｂ  高段ベーン
１９  中間容器
１９ａ  副軸受
１９ｂ  低段端板
１９ｃ  外壁部
２０ａ  低段圧縮要素
２０ｂ  高段圧縮要素
２３ａ  低段圧縮室
２３ｂ  高段圧縮室
２５ａ  低段吸込み通路
２５ｂ  高段吸込み通路
２６ａ  低段吐出口
２６ｂ  高段吐出口
２６ｃ  排出口
２７  吐出管
２８ａ  低段吐出弁
２８ｂ  高段吐出弁
３０  中間流路
３１  配管
３３  中間吐出空間
３４  二方弁
３５  カバー
３６  ボルト
４２ａ  低段吐出ポート
４２ｂ  高段吐出ポート
４３ａ  低段リテーナ
４３ｂ  高段リテーナ
４４ａ  低段リベット
４４ｂ  高段リベット
【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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【図８】
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