(57)【要約】【課題】信頼性を向上させることが可能な回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することが可能となる。【解決手段】  冷凍サイクル装置１の回転式圧縮機１００に設けられた圧縮機構部１１０は、仕切板１１３を介して上下に配設された第１シリンダ室１１４ａを形成する第１シリンダ１１４と、第２シリンダ室１１５ａを形成する第２シリンダ１１５と、第１シリンダ１１４の第１ベーン室１１９に設けられた第１ベーン１２０と、第２シリンダ１１５の第２ベーン室に設けられた第２ベーンと、第１、第２シリンダ１１４，１１５に設けられたローラ１５３，１５４とを備え、圧縮機１００を組み立てた際の第１シリンダ１１４とローラ１５３との高さの差（クリアランス）より第２シリンダ１１５とローラ１５４との高さのクリアランスを大きく設ける。【選択図】      図１
2009062929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
２つの偏心部を有し、前記密閉容器内の上下方向に配設された回転軸と、
第１シリンダ室を形成する第１シリンダ、前記回転軸の上側の前記偏心部に係合され、前記第１シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第１ローラ、前記第１シリンダに形成された第１ブレード溝、及び、この第１ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第１ローラに当接可能に形成され、前記第１シリンダ室内を二分する第１ブレードを備え、前記密閉容器内に設けられた第１圧縮機構部と、
第２シリンダ室を形成する第２シリンダ、前記回転軸の下側の前記偏心部に係合され、前記第２シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第２ローラ、前記第２シリンダに形成された第２ブレード溝、この第２ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第２ローラに当接可能に形成され、前記第２シリンダ室内を二分する第２ブレードを備え、前記密閉容器内であって前記第１圧縮機構部の下方に設けられた第２圧縮機構部と、
前記第１圧縮機構部と前記第２圧縮機構部との間に設けられ、前記回転軸が挿入される挿入孔を有する仕切板と、
この仕切板に設けられ、前記回転軸に対して直交方向、かつ、前記仕切板の外周面から内周面側に向って形成されるとともに、その中途部から前記仕切板の上方及び下方にそれぞれ角度を有して分岐する分岐通路が形成され、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に連通する吸込通路と、を具備し、前記吸込通路を介して前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に冷媒を吸込む回転式圧縮機において、
前記第２圧縮機構部の過圧縮を防止する過圧縮防止手段と、を備えることを特徴とする回転式圧縮機。
【請求項２】
前記過圧縮防止手段は、前記圧縮機構部の摺動部のクリアランスに対して、前記第２圧縮機構部の摺動部のクリアランスを大きく形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
【請求項３】
前記過圧縮防止手段は、前記上方の分岐通路に対し、前記下方の分岐通路の通路抵抗を大きくしたものであることを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
【請求項４】
前記過圧縮防止手段は、前記第２ローラ外周面に前記第２ブレードを前記密閉容器内の圧力でのみ当接するようにしたものであることを特徴とする請求項１に記載の回転式圧縮機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の回転式圧縮機と、
この密閉型回転式圧縮機に接続された凝縮器と、
この凝縮器に接続された膨張装置と、
この膨張装置に接続された蒸発器とを備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機等に用いられる回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置に関し、特に信頼性の向上が可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機等の冷凍サイクル装置には、例えば密閉容器内に仕切板を挟んで２つの圧縮機構部が収容された回転式圧縮機が用いられている。このような回転式圧縮機には、各圧縮機構部のシリンダに独立して冷媒の吸込通路を設けたもの（例えば特許文献１参照）が知られている。しかし、各シリンダに独立して吸込通路を設けた場合、シリンダの厚みが薄くなると、吸込み通路の断面積も小さくなる。このため、吸込抵抗による圧力損失が増大し、圧縮効率が低下する虞があった。
【０００３】
このため、仕切板に共通の吸込通路を設け、この吸込通路を分岐させることで各圧縮機構部のシリンダ室に冷媒を吸込ませるものも知られている（例えば特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２５９７８７号公報
【特許文献２】特開平０９−２５０４７７号公報
【特許文献３】特開２００３−１６１２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した回転式圧縮機では、次のような問題があった。即ち、シリンダ室に吸込んだ冷媒に液冷媒が混入した場合、下側に設けられた圧縮機構部に上側に設けられた圧縮機構部より多くの液冷媒が吸込まれやすい。このため、下側の圧縮機構部は、液冷媒を圧縮してしまい、耐久性が低下する虞や、耐摩耗性が低下する虞がある。このため、回転式圧縮機、特に下側の圧縮機構部の信頼性が損なわれる虞があった。
【０００５】
そこで本発明は、仕切板に吸込通路を設ける回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置であって、高い耐久性及び耐摩耗性を有し、信頼性を向上させることが可能なものを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置は次のように構成されている。
【０００７】
密閉容器と、２つの偏心部を有し、前記密閉容器内の上下方向に配設された回転軸と、第１シリンダ室を形成する第１シリンダ、前記回転軸の上側の前記偏心部に係合され、前記第１シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第１ローラ、前記第１シリンダに形成された第１ブレード溝、及び、この第１ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第１ローラに当接可能に形成され、前記第１シリンダ室内を二分する第１ブレードを備え、前記密閉容器内に設けられた第１圧縮機構部と、第２シリンダ室を形成する第２シリンダ、前記回転軸の下側の前記偏心部に係合され、前記第２シリンダ室内を偏心回転可能に設けられた第２ローラ、前記第２シリンダに形成された第２ブレード溝、この第２ブレード溝内を往復摺動可能、かつ、前記第２ローラに当接可能に形成され、前記第２シリンダ室内を二分する第２ブレードを備え、前記密閉容器内であって前記第１圧縮機構部の下方に設けられた第２圧縮機構部と、前記第１圧縮機構部と前記第２圧縮機構部との間に設けられ、前記回転軸が挿入される挿入孔を有する仕切板と、この仕切板に設けられ、前記回転軸に対して直交方向、かつ、前記仕切板の外周面から内周面側に向って形成されるとともに、その中途部から前記仕切板の上方及び下方にそれぞれ角度を有して分岐する分岐通路が形成され、前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に連通する吸込通路と、を具備し、前記吸込通路を介して前記第１シリンダ室及び前記第２シリンダ室に冷媒を吸込む回転式圧縮機において、前記第２圧縮機構部及び前記仕切板の少なくとも一方に設けられ、前記第２圧縮機構部の過圧縮を防止する過圧縮防止手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記回転式圧縮機と、この密閉型回転式圧縮機に接続された凝縮器と、この凝縮器に接続された膨張装置と、この膨張装置に接続された蒸発器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、仕切板に吸込通路を設ける回転式圧縮機及び冷凍サイクル装置であって、高い耐久性及び耐摩耗性を有し、信頼性を向上させることが可能なものを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１の構成及びこの冷凍サイクル装置１に組み込まれた回転式圧縮機１００の断面を示す説明図、図２は同回転式圧縮機１００に用いられる仕切板１１３を示す断面図である。
【００１１】
図１に示すように、冷凍サイクル装置１は、回転式圧縮機（以下「圧縮機」）１００と、圧縮機１００の吐出口１０１に接続された凝縮器２００と、凝縮器２００に接続された膨張装置３００と、膨張装置３００に接続された蒸発器４００と、蒸発器４００に接続されたアキュムレータ１３１とを備え、アキュムレータ１３１が圧縮機１００に接続されている。
【００１２】
圧縮機１００は２シリンダ形回転式圧縮機であり、密閉容器１０２と、この密閉容器１０２内の下部に設けられた圧縮機構部１１０と、密閉容器１０２の上部に設けられた電動機部１４０と、圧縮機構部１１０と電動機部１４０とを連結する回転軸１５０とを備えている。また、圧縮機１００は、密閉容器１０２を密閉するための上蓋１０２ａを備えている。
【００１３】
また、圧縮機１００は、その内部、特に圧縮機構部等の摺動部の潤滑油（冷凍機油）としてポリオールエステル油又はエーテル系油が用いられている。なお、使用する冷媒によっては鉱油、アルキルベンゼン、ＰＡＧ、又はフッ素系油を用いてもよい。
【００１４】
圧縮機構部１１０は、回転軸１５０の下部に設けられた第１圧縮機構部１１１と、第１圧縮機構部１１１の下方に設けられた第２圧縮機構部１１２と、これら第１圧縮機構部１１１と第２圧縮機構部１１２との間に設けられた仕切板１１３とを備えている。なお、第１圧縮機構部１１１及び第２圧縮機構部１１２は、後述する第１、第２シリンダ１１４，１１５内で冷媒を圧縮する各構成品により形成されている。
【００１５】
即ち、圧縮機構部１１０は、回転軸１５０の下部に、仕切板１１３を介して上下に配設された第１シリンダ室１１４ａを形成する第１シリンダ１１４と、第２シリンダ室１１５ａを形成する第２シリンダ１１５とを備えている。これら第１、第２シリンダ１１４、１１５は、互いに外形形状寸法が相違し、かつ、内径寸法が同一となるよう設定されている。第１シリンダ１１４の外形寸法は密閉容器１０２の内径寸法よりも僅かに大に形成され、密閉容器１０２内周面に圧入されるとともに、密閉容器１０２外部からの溶接加工により位置決め固定される。
【００１６】
第１シリンダ１１４の上面部には、主軸受１１６が重ね合わされ、主軸受１１６を覆うように第１バルブカバー１１７が設けられている。主軸受１１６には、冷媒を第１バルブカバー１１７へ案内する吐出孔１１８を有している。また、第１シリンダ１１４には、第１シリンダ室１１４ａと連通する第１ベーン室（第１ブレード室）１１９が設けられている。第１ベーン室１１９には、第１ベーン（第１ブレード）１２０が第１シリンダ室１１４ａに対して突没自在に収容されている。
【００１７】
第２シリンダ１１５の下面部には副軸受１２１が重ね合わされており、副軸受１２１を覆うように第２バルブカバー１２２が設けられている。第２シリンダ１１５は、冷媒を吸込む吸込路１２３が形成されている。また、第２シリンダ１１５には、第２シリンダ室１１５ａと連通する第２ベーン室（第２ブレード室）（不図示）が設けられている。この第２ベーン室には、第２ベーン（第２ブレード）（不図示）が第２シリンダ室１１５ａに対して突没自在に収容される。これら第１ベーン１２０及び第２ベーンの先端縁は、平面視で半円状に形成されている。
【００１８】
なお、第１バルブカバー１１７、主軸受１１６、第１シリンダ１１４、仕切板１１３、第２シリンダ１１５、副軸受１２１及び第２バルブカバー１２２は取り付けボルト１２４により係合され、第１シリンダ１１４を介して密閉容器１０２に固定される。
【００１９】
第１ベーン室１１９及び第２ベーン室は、第１ベーン１２０及び第２ベーンの両側面が摺動自在に移動できる各ベーン収納溝（不図示）と、各ベーン収納溝端部に一体に連接され第１ベーン１２０及び第２ベーンの後端部が収容される各縦孔部（不図示）とを備えている。
【００２０】
第１シリンダ１１４には、第１シリンダ１１４外周面と第１ベーン室１１９とを連通する横孔が設けられ、ばね部材１２５が収容されている。同様に、第２シリンダ１１５には、第２シリンダ１１５外周面と第２ベーン室とを連通する横孔が設けられ、ばね部材（不図示）が収容されている。これらばね部材１２５は、第１ベーン１２０及び第２ベーンの背面側端面と密閉容器１０２内周面との間に介在され、第１ベーン１２０及び第２ベーンに弾性力（背圧）を付与可能に形成された圧縮ばねである。
【００２１】
図２に示すように、仕切板１１３は、回転軸１５０が挿入される挿入孔１１３ａを有し、ドーナッツ状（円板形状）に形成されている。仕切板１１３は、その上下の主面が、第１シリンダ１１４の第１シリンダ室１１４ａ及び第２シリンダ１１５の第２シリンダ室１１５ａの一部を形成するとともに、後述する偏心ローラ１５３，１５４が摺動可能に形成されている。また、仕切板１１３は、その外径の一部から内周方向に一定の距離形成された吸込通路１２６を有し、この吸込通路１２６は、仕切板１１３の上下の主面に連通する上下方の分岐通路１２８、１２８を備えている。なお、仕切板１１３は、吸込通路１２６に設けられたテーパパイプ１２９と、このテーパパイプ１２９に接続されたガイドパイプ１３０とを有している。
【００２２】
分岐通路１２７、１２８は、例えば上方の分岐通路１２７が吸込通路１２６に対して、外周面側を支点にする角度θ１を４５度に、径φ１を８ｍｍに、下方の分岐通路１２８の角度θ２を４５度に、径φ２を８ｍｍに形成されている。なお、各分岐通路１２７、１２８の角度θ１、θ２は、回転軸１５０の直交方向であって、分岐通路１２７，１２８と吸込通路１２６との交差する点を支点に上下方向の角度をそれぞれ示している。また、上方の分岐通路１２７は図示しない第１シリンダの吸込路に連通し、下方の分岐通路１２８は、第２シリンダ１１５の吸込路１２３に連通している。
【００２３】
密閉容器１０２の上端部には、吐出口１０１が接続されている。また、アキュムレータ１３１の底部には、吸込管１３２が接続されている。吸込管１３２は仕切板１１３の吸込通路１２６に、ガイドパイプ１３０及びテーパパイプ１２９を介して直接連通する。
【００２４】
電動機部１４０は、密閉容器１０２の内面に固定される固定子１４１と、この固定子１４１の内側に所定の間隔を存して配置され、かつ、回転軸１５０が介挿される回転子１４２とを備えている。電動機部１４０は、例えばブラシレスＤＣ同期モータが用いられている。なお、電動機部１４０は、ブラシレスＤＣ同期モータでなく、ＡＣモータでもよい。
【００２５】
回転軸１５０は、中途部と下端部とが主軸受１１６と副軸受１２１とに回転自在に枢支される。さらに回転軸１５０は第１、第２シリンダ１１４、１１５内部を貫通するとともに、略１８０°の位相差をもって形成される２つの偏心部１５１，１５２を一体に備えている。各偏心部１５１，１５２の回転中心は同一直線上に設けられ、それぞれ第１、第２シリンダ１１４、１１５内径部に位置するよう組み立てられている。各偏心部１５１，１５２の周面には、互いに同一直線をなすローラ１５３、１５４がそれぞれ偏心回転自在に収容される。
【００２６】
各ローラ１５３、１５４の高さ寸法は、第１、第２シリンダ室１１４ａ、１１５ａの高さ寸法と略同一に形成される。したがって、ローラ１５３、１５４は互いに略１８０°の位相差があるが、第１、第２シリンダ室１１４ａ、１１５ａで偏心回転することにより、シリンダ室は同一の排除容積に設定される。
【００２７】
そして、ローラ１５３、１５４が第１、第２シリンダ室１１４ａ、１１５ａの内周壁にそって偏心回転したとき、各ベーン１２０はベーン収容溝に沿って往復運動し、かつ、各ベーン１２０後端部がそれぞれの縦孔部から進退自在に形成されている。
【００２８】
なお、第２圧縮機構部１１２は、過圧縮防止手段として、下記構成で形成されている。
【００２９】
すなわち、過圧縮防止手段として第１圧縮機構部１１１の摺動部のクリアランスに対して、第２圧縮機構部１１２の摺動部のクリアランスを大きく設定している。例えば、圧縮機１００（又は圧縮機構部１１０）を組み立てた際の第１シリンダ１１４とローラ１５３との高さの差（クリアランス）を基準とした際、第２シリンダ１１５とローラ１５４との高さのクリアランスＸを例えば＋３μｍに設定する。また、第１シリンダ１１４と第１ベーン１２０との高さの差（クリアランス）を基準とした際、第２シリンダ１１５と第２ベーンとの高さのクリアランスＹを例えば＋３μｍに設定する。
【００３０】
なお、これらのクリアランスは、クリアランスＸとクリアランスＹの両方を第１圧縮機構部１１１のクリアランスに対し＋３μｍに設定しても、クリアランスＸ又はＹのどちらか一方を＋３μｍに設定してもよい。また、クリアランスＸ，Ｙは第１圧縮機構部のクリアランスに対し＋３μｍとしたが、３μｍに限定されるものではない。さらに、上記クリアランスに限らず、例えば、ローラ１５４の外周面と第２シリンダ室１１５ａの内周面間のクリアランスを第１圧縮機構部のクリアランスより大きくしても良い。なお、これらクリアランスは、圧縮機１００又は圧縮機構部１１０を組み立てた際のクリアランスであり、各構成品の寸法公差を考慮したものとなる。
【００３１】
このように構成された冷凍サイクル装置１では、通常運転として、第１圧縮機構部１１１及び第２圧縮機構部１１２において全能力運転が行なわれる。まず圧縮機１００の電動機部１４０に外部エネルギ（例えば商用電源等）を供給することにより回転子１４２が回転し、回転子１４２に固着された回転軸１５０が回転する。このとき、回転軸１５０は回転するが、偏心部１５１，１５２では偏心回転することとなる。このように回転軸１５０が回転駆動され、偏心ローラ１５３、１５４は第１、第２シリンダ室１１４ａ、１１５ａ内で偏心回転を行う。
【００３２】
第１圧縮機構部１１１及び第２圧縮機構部１１２では、第１ベーン１２０及び第２ベーンがばね部材１２５によって常に弾性的に押圧付勢されており、第１ベーン１２０及び第２ベーンの先端縁が偏心ローラ１５３、１５４周壁に摺接する。この摺接により、第１シリンダ室１１４ａ内及び第２シリンダ室１１５ａを吸込室と圧縮室に二分する。
【００３３】
ローラ１５３の第１シリンダ室１１４ａ内周面転接位置と第１ベーン１２０の収納溝の位置が一致し、第１ベーン１２０が最も後退した状態で、第１シリンダ室１１４ａの空間容量が最大となる。冷媒ガスはアキュムレータ１３１から吸込管１３２、仕切板１１３の吸込通路１２６、及び上方の分岐管１２７を介して第１シリンダ室１１４ａに吸い込まれ第１シリンダ室１１４ａに充満する。
【００３４】
ローラ１５３の偏心回転に伴って、ローラ１５３の第１シリンダ室１１４ａ内周面に対する転接位置が移動し、第１シリンダ室１１４ａの区画された圧縮室の容積が減少する。すなわち、先に第１シリンダ室１１４ａに導かれたガスが徐々に圧縮される。回転軸１５０が継続して回転され、第１シリンダ室１１４ａの圧縮室の容量がさらに減少して冷媒が圧縮され、所定圧まで上昇したところで吐出弁が開放される。
【００３５】
圧縮された冷媒はバルブカバー１１７を介して密閉容器１０２内に吐出され充満する。そして、密閉容器１０２上部の吐出口１０１から吐出される。第２圧縮機構部１１２においても、下方の分岐管１２８から吸込まれた冷媒が第１圧縮機構部１１１と同様に圧縮運転が行なわれる。なお、第１圧縮機構部１１１及び第２圧縮機構部１１２の偏心部１５１，１５２は、略１８０°の位相差をもって形成されている。このため、第１圧縮機構部１１１又は第２圧縮機構部１１２のどちらか一方で圧縮行程を行い、他方で吸込行程が行なわれている。
【００３６】
これらのように、第１圧縮機構部１１１及び第２圧縮機構部１１２で圧縮された冷媒は、吐出孔１１８から第１バルブカバー１１７を介して密閉容器１０２内へ移動する。冷媒は、密閉容器１０２に設けられた吐出口１０１から凝縮器２００、膨張装置３００及び蒸発器４００を順次通過し、アキュムレータ１３１を介して圧縮機１００へと戻る。
【００３７】
なお、このような冷媒の圧縮行程においては、アキュムレータ１３１から吸込まれる冷媒に液状の冷媒が混入していることがある。このような気液混合された冷媒を圧縮する場合には、気体だけではなく、液体をも圧縮（液圧縮）することとなる。しかし、気体の冷媒を圧縮する場合に比べ、気液混合の冷媒は圧縮率が低いため、同容積に圧縮すると、第１、第２シリンダ１１４，１１５の内部（圧縮室）の圧力が増大する。このため、圧縮機構部１１０に負荷がかかり、偏心ローラ１５３，１５４、主軸受１１６、副軸受１２１及び第１、第２ベーン１２０等の摺動品が磨耗する虞がある。特に、下方の分岐管１２８は、その形状から、上方の分岐管１２７より液状の冷媒が進入しやすい。
【００３８】
しかし、第２圧縮機構部１１２の摺動部のクリアランス（例えば、上記クリアランスＸ，Ｙの少なくとも１つ）を第１圧縮機構部１１１より大きくすることで、第２圧縮機構部１１２の圧縮行程時に液状の冷媒が混入し上記圧縮室の圧力が増大した場合、冷媒が少量、吸込室又は第２ベーン室に抜けることとなる。圧縮工程時に気液混合の冷媒を圧縮し、圧力が増大したとしても、少量の冷媒が抜けることで圧力は低減され過大な過圧縮が防止され、第２圧縮機構部１１２に高い負荷がかかることがない。このため、第２圧縮機構部１１２に第１圧縮機構部１１１よりクリアランスを設けることで、各磨耗量は低減する。
【００３９】
次に、本実施の形態に係る第２圧縮機構部１１２と、従来のクリアランスの第２圧縮機構部（第１圧縮機構部１１１と同じクリアランス）との磨耗量の比較の説明を行なう。
【００４０】
図３は、第２圧縮機構部１１２の各部位の磨耗量を示すグラフである。尚、図３中、左側が従来のクリアランス、即ち、第１圧縮機構部１１１と同一のクリアランスでの第２圧縮機構部の磨耗量Ｗ１右側が本実施の形態のクリアランスでの第２圧縮機構部１１２の磨耗量Ｗ２を示している。
【００４１】
このような従来のクリアランスでの第２圧縮機構部の磨耗量Ｗ１と、本実施の形態の第２圧縮機構部１１２の磨耗量Ｗ２の耐久試験を行なう。この耐久試験の条件として、冷媒にＲ４１０Ａを用い、潤滑油をポリオールエステル油、圧縮機１００の回転数を１２０ｒｐｓ、吐出圧力（ゲージ圧力）を３．６４ＭＰａｇ、吸込圧力（ゲージ圧力）を０．７ＭＰａｇとした。また、吐出温度を１００度以下とし、１０００時間連続運転で行った。なお、クリアランスＸ，Ｙ以外の条件はすべて同一とする。また、磨耗量Ｗ２は、クリアランスＸを設けたとき、クリアランスＹを設けたとき、クリアランスＸ、Ｙの両方を設けたとき、の３つの条件の磨耗量を平均した値とする。
【００４２】
また、図３中、Ｖ１がベーン先端の磨耗量を、Ｖ２が副軸受の摺動部の半径方向の磨耗量を、Ｖ３が仕切板の磨耗量をそれぞれ示している。
【００４３】
このような耐久試験を実施した結果、図３に示すように、従来のクリアランスの磨耗量Ｗ１を基準として１００と設定すると、本実施の形態の磨耗量Ｗ２は、ベーン先端Ｖ１で９８、副軸受で磨耗量が９５、及び、仕切板で磨耗量が９５となる。即ち、磨耗量の減少となった。
【００４４】
このように本発明の冷凍サイクル装置１によれば、第２圧縮機構部１１２の摺動部のクリアランスを、第１圧縮機構部１１１の摺動部のクリアランスよりも大きく設定することで、吸込み冷媒に液状冷媒が混入し、圧縮室の圧力が増大したときに、クリアランスから冷媒が吸込室側に少量漏れる（移動する）こととなる。これにより、過圧縮が防止され、図３に示すように、各部位Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の磨耗量Ｗ２を従来（１００％）に比べ９５〜９８％に低減させることが可能となった。このように、摺動部の磨耗による能力の低下を防止することとなる。また、摺動部の磨耗により、各構成品間に隙間が発生することでの異音や騒音の発生を防止することが可能となり、圧縮機１００及び冷凍サイクル装置１の信頼性を向上させることが可能となる。なお、摺動部のクリアランスを大きくすると通常運転時の圧縮効率が低下するおそれがあるが、例えば、３μｍ程度のクリアランスの増大では、許容できる範囲である。
【００４５】
次に本発明の第２の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ａを説明する。なお、第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１と同一機能部分の詳細な説明は省略する。  
冷凍サイクル装置１Ａは、第２圧縮機構部１１２の第２シリンダ１１５の第２ベーン室に第２ベーン以外の部材は収容されていない構成、即ち、過圧縮防止手段として、冷凍サイクル装置１の第２ベーンを押圧するばね部材を有さない構成となっている。
【００４６】
また、第２シリンダ１１５の外形一部は密閉容器１０２内に露出する形状に形成されるとともに、この密閉容器１０２への露出部分に第２ベーン室が設けられている。
【００４７】
なお、第２圧縮機構部１１２のクリアランスは、第１圧縮機構部１１１のクリアランスと同一とする。但し、上記第２の実施の形態と同様に、第２圧縮機構部１１２の摺動部のクリアランスを第１圧縮機構部１１1の摺動部のクリアランスよりも大きくしても良い。
【００４８】
このように構成された冷凍サイクル装置１Ａでは、第２ベーン室及び第２ベーン後端部はケース内圧力を直接的に受けることになる。また、第２ベーンの先端部が第２シリンダ室１１５ａに対向しており、第２ベーン先端部は第２シリンダ室１１５ａ内の圧力を受ける。これにより、第２ベーンは先端部と後端部が受ける互いの圧力の大小に応じて、圧力の大きい方から圧力の小さい方向へ移動することとなる。
【００４９】
即ち、気液混合の冷媒等が第２シリンダ室１１５ａに吸込まれた際に、圧縮されると、第２シリンダ室１１５ａの圧縮室の圧力が高圧となる。圧縮室内の圧力が、密閉容器１０２内の圧力よりも高くなると、密閉容器１０２による第２ベーンの背圧より、第２ベーンの先端部の圧力が高くなるため、ベーンが偏心ローラ１５４周壁から離間する方向へ移動する。このため、第２シリンダ室１１５ａの圧縮室の高圧の冷媒の一部は、吸込室へ移動することとなり、圧縮室の圧力が減少する。このように圧縮室の圧力が密閉容器１０２の圧力よりも低くなると、第２ベーンは再度偏心ローラ１５４の周壁に接触する。
【００５０】
このように本発明の冷凍サイクル装置１Ａによれば、第２シリンダ室１１５ａの圧縮室と密閉容器１０２内との圧力により、第２ベーンを移動可能とすることで、吸込み冷媒に液状冷媒が混入し、圧縮室の圧力が増大したときに、過大な過圧縮をを防止することが可能となる。このため、第２圧縮機構部１１２の損傷を防止することが可能となる。
【００５１】
なお、これらの効果の確認として、確認試験を行なった。確認試験の条件として、冷媒にＲ４１０Ａ用い、潤滑油をポリオールエステル油を用い、圧縮機１００をＯＮ／ＯＦＦを交互におこなうものとし、回転数を０ｒｐｓから１２０ｒｐｓへ可変させる。また、吐出圧力（ゲージ圧力）を３．０ＭＰａｇ、吸込圧力（ゲージ圧力）を０．８５ＭＰａｇとした。なお、吐出温度を１００度以下とし、試験時間をＯＮで３分，ＯＦＦで２分、で１５０時間運転させ、液バックによる第２圧縮機構部１１２の損傷の有無の確認を行なう。
【００５２】
冷凍サイクル装置１を上記条件で１５０時間運転終了後、第２圧縮機構部１１２の損傷を確認したが、損傷は見られなかった。
【００５３】
上述したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ａによれば、第２シリンダ室１１５Ａの圧縮室の圧力と密閉容器１０２内の圧力とにより、第２ベーンを移動可能とすることで、第２圧縮機構部１１２の過大な過圧縮を防止し、第２圧縮機構部１１２の損傷を防止することが可能となる。これにより、冷凍サイクル装置１Ａの信頼性の向上にもなる。
【００５４】
次に本発明の第３の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ｂを説明する。なお、冷凍サイクル装置１、１Ａと同一機能部分の詳細な説明は省略する  
冷凍サイクル装置１Ｂは、過圧縮防止手段として、仕切板１１３の下方の分岐通路１２８の角度θ２を、上方の分岐通路１２７の角度θ１よりも大きい角度、及び、下方の分岐通路１２８の径φ２を上方の分岐通路１２７の径φ１より小さい径に形成されている。
【００５５】
例えば、上方の分岐通路１２７の角度θ１を４５度、径φ１を８ｍｍとし、下方の分岐通路１２８の角度θ２を６０度、径φ２を６ｍｍとする。なお、上方と下方との分岐通路１２７，１２８に設ける角度及び径の差（θ１＜θ２、φ２＜φ１）を、角度又は径のどちらか一方としてもよい。
【００５６】
このように構成された冷凍サイクル装置１Ｂでは、上方の分岐通路１２７に比べ、下方の分岐通路１２８の角度θ２を大きくし、さらに、径φ２を小さくしたため、下方の分岐通路１２８の通路抵抗が増大することとなる。
【００５７】
冷媒が気体である場合、通路抵抗が多少増大しても、あまり大きな吸込量の違いは無い。しかし、液状の冷媒であると、通路抵抗が増大することで、液状の冷媒の吸込量が低減することとなる。これにより、第２シリンダ室１１５ａに吸込まれる液状の冷媒の吸込量を低減させることが可能となり、第２圧縮機構部１１２の圧縮行程時に、第２シリンダ室１１５ａの圧縮室の過大な過圧縮を防止することが可能となる。
【００５８】
なお、これらの効果の確認として確認試験を行なった。確認試験の条件として、冷媒にＲ４１０Ａ用い、潤滑油をポリオールエステル油を用い、圧縮機１００をＯＮ／ＯＦＦとし、回転数を０ｒｐｓから１２０ｒｐｓへ可変させる。また、吐出圧力（ゲージ圧力）を３．０ＭＰａｇ、吸込圧力（ゲージ圧力）を０．８５ＭＰａｇとした。なお、吐出温度を１００度以下とし、試験時間をＯＮで３分，ＯＦＦで２分、で１５０時間運転させ、液バックによる第２圧縮機構部１１２の損傷の有無の確認を行なう。
【００５９】
冷凍サイクル装置１Ｂを上記条件で１５０時間運転終了後、第２圧縮機構部１１２を確認したが、損傷は見られなかった。
【００６０】
上述したように、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ｂによれば、上方の分岐通路１２７に比べ、下方の分岐通路１２８の通路抵抗を大きくしたので、第２シリンダ室１１５ａに吸込まれる液状の冷媒の吸込量を低減させることが可能となる。その結果、第２圧縮機構部１１２の圧縮行程時に、第２シリンダ室１１５ａの過大な過圧縮を防止することが可能となる。これにより、第２圧縮機構部１１２の損傷を防止し、冷凍サイクル装置１Ｂの信頼性を向上させることが可能となる。
【００６１】
次に本発明の第４の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ｃを図４を用いて説明する。図４は本発明の第４の実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ｃに用いられる第２ベーン１６０の一部断面を示す説明図である。なお、冷凍サイクル装置１〜１Ｂと同一機能部分の詳細な説明は省略する  
図４に示すように、冷凍サイクル装置１Ｃは、第２圧縮機構部１１２に第２ベーン１６０を有している。第２ベーン１６０は、加工研磨仕上げされたＳＫＨ材により形成されたベーン本体１６１と、このベーン本体１６１に形成された傾斜組成とするための傾斜膜１６２を有するＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）皮膜１６３とを備えている。ＤＬＣ皮膜１６３は、０．５〜３μｍの厚みに形成されている。なお、ＤＬＣ皮膜１６３を用いなくとも、高強度の表面処理膜であればよい。なお、第２ベーン１６０の外径状は、他の冷凍サイクル装置１〜１Ｂの第２ベーンと同一に形成されている。
【００６２】
また、図４中、ＤＬＣ皮膜１６３中に、傾斜膜１６２の境界線が示されているが、これは、傾斜膜１６２をベーン本体１６１の上面に設けたＤＬＣ皮膜１６３であり、傾斜組成であるため、実際には境界線はないものとする。
【００６３】
なお、第１圧縮機構部１１１と第２圧縮機構部１１２は、上記第１〜第３の実施の形態のいずれかの構成をそなえている。
【００６４】
このように構成された冷凍サイクル装置１では、ベーン本体１６１に、傾斜組成とするための傾斜膜１６２を有するＤＬＣ皮膜１６３を設け、密着性が高いＤＬＣ皮膜１６３とすることで、耐摩耗性の向上となり、磨耗による成績係数（ＣＯＰ）の減少を防止することが可能となる。
【００６５】
なお、上述したＤＬＣ皮膜１６３を有する第２ベーン１６０を用いた際の磨耗による損傷の有無の確認試験を行なった。この確認試験は、冷凍サイクル装置１Ａ、１Ｂで行なわれた確認試験と同一条件の試験を、本実施の形態の冷凍サイクル装置１Ｃで行なうものであり、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
確認試験後、第２圧縮機構部１１２を確認したが、損傷は見られなかった。このように、第２ベーン１６０にＤＬＣ皮膜１６３を設けることで、第２シリンダ１１５の圧縮室が高圧となっても耐え得る強度を有する。
【００６７】
次に、冷凍サイクル装置１Ｃの第２圧縮機構部１１２と、従来のＤＬＣ皮膜１６３を有さない第２ベーンを用いた第２圧縮機構部との成績係数（ＣＯＰ）の比較の説明を行なう。
【００６８】
図５は、本発明に係る冷凍サイクル装置１Ｃの入力Ｖ５に対しての成績係数Ｖ４（Ｗ４）と、従来の冷凍サイクル装置の入力Ｖ５に対しての成績係数Ｖ４（Ｗ３）とを示すグラフである。尚、図５中、左側が従来のクリアランスで形成された成績係数Ｗ３、右側が本実施の形態の成績係数Ｗ４を示している。
【００６９】
このように従来の第２ベーンを有する冷凍サイクル装置の成績係数Ｗ３と、本実施の形態の冷凍サイクル装置１Ｃの成績係数Ｗ４の性能測定を行なう。この性能試験の条件として、圧縮機１００の回転数を６０ｒｐｓにおいて、吐出圧力を２５４２ｋＰａ、吸込圧力を８６７ｋＰａ、膨張弁前温度を３４．３℃、吸込温度を１２．７℃、凝縮温度を４２．３℃、蒸発温度を２．７℃、過冷却度を８℃、加熱度を１０℃とした。このときの、成績係数（ＣＯＰ）を測定する。
【００７０】
なお、図５中、Ｖ４が成績係数を、Ｖ２が入力をそれぞれ示している。  
このような性能試験を実施した結果、図５に示すように、従来の第２ベーンを用いた成績係数Ｖ４及び入力Ｖ５を１００と設定すると、本実施の形態の第２ベーン１６０を用いた場合の成績係数Ｖ４は１０２、入力Ｖ５は９８となった。
【００７１】
このように、入力Ｖ５を９８と低減させ、成績係数（ＣＯＰ）Ｖ４を１０２と向上させることが可能となった。
【００７２】
このように本発明の冷凍サイクル装置１Ｃによれば、第２ベーン１６０の表面にＤＬＣ皮膜１６３を形成することで、気液混合の冷媒を圧縮したときであっても、損傷及び磨耗を防止することが可能となる。このように、成績係数を向上させるとともに、磨耗を防止し、磨耗による成績係数の低下を防止することが可能となる。
【００７３】
また、ＤＬＣ皮膜１６３とベーン本体１６１との間を傾斜膜１６２で連続させることで、密着性を高め、剥離を防止することが可能となる。
【００７４】
上述したように本実施の形態に係る冷凍サイクル装置１Ｃによれば、第２ベーン１６０の表面にＤＬＣ皮膜１６３により高強度とすることで、損傷及び磨耗を防止することで、成績係数の向上とし、さらに、成績係数の低下を防止することが可能となる。
【００７５】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した例では、冷凍サイクル装置１Ａ〜１Ｃにおいては、第１圧縮機構部１１１と第２圧縮機構部１１２とのクリアランスを同等としたが、これを、冷凍サイクル装置１のように、第２圧縮機構部１１２のクリアランスＸ，Ｙとしてもよい。また、同様に、冷凍サイクル装置１、１Ｂ、１Ｃにおいて、冷凍サイクル装置１Ａのように、第２ベーンにばね部材を有さない構成としてもよい。即ち、冷凍サイクル装置１〜１Ｃの防止手段をそれぞれ用いるのではなく、防止手段を２つ以上組み合わせたものとしても適用できる。このように、各冷凍サイクル装置１〜１Ｃを組み合わせることで、第２圧縮機構部１１２において、損傷を防止することが可能となり、さらに、成績係数の向上にもなる。これにより、信頼性の向上とすることが可能となる。
【００７６】
また、上述した冷凍サイクル装置１Ａにおいて、第２ベーンの背面に何も有さない構成とし、圧縮室及び密閉容器１０２内部圧力のバランスによって移動可能としたが、第２ベーンの移動を補助するために、第２ベーンが開く方向に移動することを補助する磁石を設けても適用できる。このような構成とすることで、第２シリンダ室１１５ａの圧縮室が高圧となった場合に、確実に第２ベーンを移動させるとともに、追従性が向上することとなる。これにより、より耐久性及び耐摩耗性を向上させ、さらに信頼性を向上させることとなる。
【００７７】
さらに、上述した冷凍サイクル装置１Ｃの第２ベーン１６０に表面処理膜として、ＤＬＣ皮膜１６３を設けるとしたが、これは、ＤＬＣ皮膜１６３ではなく、高強度のＣｒＮ皮膜やＴｉＮ皮膜としてもよい。このように、高強度の皮膜を設けることで、確実に耐磨耗性を向上させることが可能となる。この他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る冷凍サイクル装置の構成及びこの冷凍サイクル装置に組み込まれた回転式圧縮機の断面を示す説明図。
【図２】同回転式圧縮機に用いられる仕切板を示す断面図。
【図３】同冷凍サイクル装置の第２圧縮機構部の各部位の磨耗量を示すグラフ。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る冷凍サイクル装置に用いられる第２ベーンの一部断面を示す説明図。
【図５】同冷凍サイクル装置の成績係数を示すグラフ。
【符号の説明】
【００７９】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…冷凍サイクル装置、１００…回転式圧縮機（圧縮機）、１０１…吐出口、１０２…密閉容器、１０２ａ…上蓋、１１０…圧縮機構部、１１１…圧縮機構部、１１２…圧縮機構部、１１３…仕切板、１１３ａ…挿入孔、１１４…第１シリンダ、１１４ａ…第１シリンダ室、１１５…第２シリンダ、１１５ａ…第２シリンダ室、１１６…主軸受、１１７…バルブカバー、１１８…吐出孔、１１９…第１ベーン室、１２０…第１ベーン、１２１…副軸受、１２２…バルブカバー、１２３…吸込路、１２４…ボルト、１２５…ばね部材、１２６…吸込通路、１２７…上方の分岐通路、１２８…下方の分岐通路、１２９…テーパパイプ、１３０…ガイドパイプ、１３１…アキュムレータ、１３２…吸込管、１４０…電動機部、１４１…固定子、１４２…回転子、１５０…回転軸、１５１、１５２…偏心部、１５３、１５４…ローラ、２００…凝縮器、３００…膨張装置、４００…蒸発器。
【図１】
2009062929.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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