JP7003272B2 - ロータリー圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ内の貫通孔を塞ぐ仕切り部を有するロータリー圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。

従来のロータリー圧縮機では、密閉容器内の上部に回転子と固定子とからなる電動機が搭載されている。そして、回転子に固定されたクランク軸によって電動機の回転が下方に伝達される。クランク軸の下方には、圧縮機構部が構成されている。圧縮機構部は、主に、シリンダと、主軸受と、副軸受と、中間板と、ピストンと、を備える。圧縮機構部では、偏芯形状のクランク軸が回転することにより、ピストンが偏芯運動し、圧縮室の体積が縮小することによって冷媒が圧縮される。

また、主軸受、副軸受、中間板のうちいずれか又は複数には、インジェクション冷媒を導入する噴射穴が圧縮室に連通するように形成されている。冷凍サイクル回路の途中から導入されたインジェクション流路によって中間圧の液又はガスの冷媒が圧縮室にインジェクション冷媒としてインジェクションされる。冷凍サイクル回路のうち主回路からの吸入冷媒に加え、インジェクション流路からのインジェクション冷媒が圧縮室に噴射されることにより、吐出冷媒量が増加し、冷凍サイクル回路の凝縮器側の冷媒流量が増加し、暖房能力が向上する。また、インジェクション冷媒によって圧縮機構部を形成する摺動部品が冷却され、摺動部品間の隙間が適切に保たれることにより、ロータリー圧縮機の信頼性が向上できる。

インジェクション流路を持つツインロータリー圧縮機として、中間板にインジェクション流路が形成された技術が知られている（たとえば、特許文献１、２参照。）。

特開２０１２－２５１４８５号公報 特開２０１６－２３５８２号公報

ツインロータリー圧縮機にインジェクション流路を構成するには、インジェクション流路を軸受又は中間板などの仕切り部に形成する必要がある。シリンダの内径より内側の軸受あるいは中間板では、偏芯運動するピストンが通過するため、インジェクション冷媒が完全に流れない区間が存在する。インジェクション冷媒が流れない区間では、圧縮室に流れ込む冷媒が冷凍サイクル回路のうち主回路からの吸入冷媒のみである。このため、吐出冷媒量が減少し、インジェクション効果が低下する。また、インジェクション冷媒が流れない区間では、摺動部品が冷却されず、信頼性が向上できない。

本発明は、上記課題を解決するためのものであり、インジェクション冷媒がピストンの偏芯運動にかかわらず圧縮室に常に流入し、吐出冷媒量が増加してインジェクション効果が得られるとともに摺動部品が常に冷却されて信頼性が向上できるロータリー圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

本発明に係るロータリー圧縮機は、固定子及び回転子を有する電動機と、前記回転子に固定された主軸に設けられた偏芯部を有し、前記電動機によって回転させられるクランク軸と、前記偏芯部に設けられたピストンと、円筒状の貫通孔が形成され、該貫通孔に前記偏芯部と前記ピストンとが配置されて圧縮室が形成されるシリンダと、を備えたロータリー圧縮機であって、前記圧縮室にインジェクション冷媒を注入するインジェクション流路と、前記シリンダ内の前記貫通孔を塞ぐ仕切り部と、を備え、前記仕切り部は、前記シリンダの端面を覆う軸受であり、前記インジェクション流路は、前記軸受に形成され、前記軸受内から前記圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する複数の噴射穴と、前記軸受内に形成され、前記複数の噴射穴に連通する共通穴と、を有し、複数の前記噴射穴のうち２以上の穴の１群は、１つの同じ前記共通穴に連通し、複数の前記噴射穴のうち２以上の穴の１群は、１つの同じ前記圧縮室にインジェクション冷媒を噴射するように形成されるものである。

本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記のロータリー圧縮機を備えるものである。

本発明に係るロータリー圧縮機及び冷凍サイクル装置によれば、インジェクション流路は、仕切り部内から圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する複数の噴射穴と、仕切り部内に形成され、複数の噴射穴に連通する共通穴と、を有する。これにより、簡易な構成でインジェクション冷媒が圧縮室に噴射される開口面積が増加する。また、インジェクション流路が圧縮室に常に連通できる。したがって、インジェクション冷媒がピストンの偏芯運動にかかわらず圧縮室に常に流入し、吐出冷媒量が増加してインジェクション効果が得られるとともに摺動部品が常に冷却されて信頼性が向上できる。

本発明の実施の形態１に係るツインロータリー圧縮機を適用した冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係るツインロータリー圧縮機の縦断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る共通穴が形成された上軸受を示す側面図である。 本発明の実施の形態１に係る圧縮室に開口した噴射穴の見える横断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る共通穴と噴射穴とが形成された上軸受の横断面を図４のＡ－Ａ断面にて示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るピストンの縦断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係るピストンの偏芯運動に応じた噴射穴の開口状態を０°～３６０°の範囲で示す説明図である。 本発明の実施の形態１における変形例１に係る圧縮室に開口した噴射穴の見える横断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係るツインロータリー圧縮機の圧縮機構部の縦断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態２に係る共通穴と噴射穴とが形成された中間板の横断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態２における変形例２に係る共通穴と噴射穴とが形成された中間板の横断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態３に係る圧縮室に開口した噴射穴の見える横断面を示す説明図である。 本発明の実施の形態４に係る圧縮室に開口した噴射穴の見える横断面を示す説明図である。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングを省略している。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
＜冷凍サイクル装置２００＞
図１は、本発明の実施の形態１に係るツインロータリー圧縮機１００を適用した冷凍サイクル装置２００を示す冷媒回路図である。

図１に示すように、冷凍サイクル装置２００は、ツインロータリー圧縮機１００、凝縮器２０１、膨張弁２０２及び蒸発器２０３を備える。これらツインロータリー圧縮機１００、凝縮器２０１、膨張弁２０２及び蒸発器２０３が冷媒配管２０４で接続されて冷凍サイクル回路を形成している。そして、蒸発器２０３から流出した冷媒は、アキュムレーター２０６を経てツインロータリー圧縮機１００に吸入されて高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、凝縮器２０１において凝縮されて液体になる。液体となった冷媒は、膨張弁２０２で減圧膨張されて低温低圧の気液二相となり、気液二相の冷媒が蒸発器２０３において熱交換される。

冷凍サイクル装置２００は、冷凍サイクル回路の冷媒流通方向にて蒸発器２０３手前、更には膨張弁２０２手前の冷媒配管２０４に配置された分離器２０７から圧縮室に冷媒を注入するインジェクション流路２０５を備える。インジェクション流路２０５の途中には、インジェクション冷媒の流量を制御する制御弁２０８が設けられている。制御弁２０８は、ツインロータリー圧縮機１００よりもインジェクション冷媒流通方向にて上流側のインジェクション流路２０５に配置されている。制御弁２０８は、たとえば、開閉弁、逆止弁あるいは流量調整弁などで構成され、最適なインジェクション効果を得られるようにインジェクション冷媒流量を調節する。なお、インジェクション流路２０５の詳細については、後述する。

後述のツインロータリー圧縮機１００は、このような冷凍サイクル装置２００に適用できる。なお、冷凍サイクル装置２００としては、たとえば空気調和装置、冷凍装置又は給湯器などが挙げられる。

＜ツインロータリー圧縮機１００の構成＞
図２は、本発明の実施の形態１に係るツインロータリー圧縮機１００の縦断面を示す説明図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る第１共通穴２０５ｆ１が形成された上軸受１０９ａを示す側面図である。図４は、本発明の実施の形態１に係る第１圧縮室１０６ａに開口した第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の見える横断面を示す説明図である。図５は、本発明の実施の形態１に係る第１共通穴２０５ｆ１と第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２とが形成された上軸受１０９ａの横断面を図４のＡ－Ａ断面にて示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態１に係る第１ピストン１０５ａの縦断面を示す説明図である。

図２に示すように、ツインロータリー圧縮機１００は、上下両端部を閉塞された筒状の密閉容器１０１を備える。密閉容器１０１は、筒状部材１０１ａと、筒状部材１０１ａの上端部を塞ぐ椀状の上端閉塞部材１０１ｂと、筒状部材１０１ａの下端部を塞ぐ椀状の下端閉塞部材１０１ｃと、を有する。密閉容器１０１は、台座１０２に据付固定されている。

密閉容器１０１内の上部には、電動機１０３が配置されている。電動機１０３は、固定子１０３ａ及び回転子１０３ｂを有する。電動機１０３の固定子１０３ａは、円筒状であり、密閉容器１０１の内周壁部に固定されている。回転子１０３ｂは、円柱状であり、固定子１０３ａの中心に形成される中空部分に水平方向かつ円周方向にて回転自在に配置されている。

密閉容器１０１内には、電動機１０３によって回転させられるクランク軸１０４が上下方向に延びて配置されている。クランク軸１０４は、主軸１０４ａと、第１偏芯部１０４ｂと、第２偏芯部１０４ｃと、副軸１０４ｄと、を有する。

主軸１０４ａは、回転子１０３ｂに固定されている。主軸１０４ａが回転子１０３ｂからの回転駆動力を第１偏芯部１０４ｂ及び第２偏芯部１０４ｃに伝達する。第１偏芯部１０４ｂは、第２偏芯部１０４ｃよりも上方の主軸１０４ａ側の主軸１０４ａに設けられ、主軸１０４ａと中心線を偏心させ、主軸１０４ａよりも大きい。第２偏芯部１０４ｃは、第１偏芯部１０４ｂよりも下方の副軸１０４ｄ側の主軸１０４ａに設けられ、主軸１０４ａ及び第１偏芯部１０４ｂと中心線を偏心させ、主軸１０４ａよりも大きい。

図４に示すように、第１偏芯部１０４ｂには、第１ピストン１０５ａが設けられている。第１ピストン１０５ａは、第１圧縮室１０６ａを仕切るベーン１０５ａ１を有する。第１ピストン１０５ａは、ローリングピストンとも呼ばれる。

第１偏芯部１０４ｂ及び第１ピストン１０５ａは、円筒状の貫通孔１０７ａ１が形成された第１シリンダ１０７ａ内に配置されている。第１シリンダ１０７ａには、貫通孔１０７ａ１に第１偏芯部１０４ｂと第１ピストン１０５ａとが配置されて第１圧縮室１０６ａが形成される。第１シリンダ１０７ａ内の第１圧縮室１０６ａの上下方向を区画する上軸受１０９ａ及び中間板１１０が配置されている。上軸受１０９ａ及び中間板１１０は、第１シリンダ１０７ａ内の貫通孔を塞いでいる。第１圧縮室１０６ａは、閉じられた円柱空間である。第１シリンダ１０７ａには、貫通孔１０７ａ１を介して第１流入冷媒配管１０８ａが接続されている。

また、図４と同様に、第２偏芯部１０４ｃには、図示しない第２ピストンが設けられている。第２ピストンは、第２圧縮室を仕切るベーンを有する。第２ピストンは、ローリングピストンとも呼ばれる。

第２偏芯部１０４ｃ及び第２ピストンは、第１シリンダ１０７ａよりも下方にて、円筒状の貫通孔が形成された第２シリンダ１０７ｂ内に配置されている。第２シリンダ１０７ｂには、貫通孔に第２偏芯部１０４ｃと第２ピストンとが配置されて第２圧縮室が形成される。第２シリンダ１０７ｂ内の第２圧縮室の上下方向を区画する中間板１１０及び下軸受１０９ｂが配置されている。中間板１１０及び下軸受１０９ｂは、第２シリンダ１０７ｂ内の貫通孔を塞いでいる。第２圧縮室は、閉じられた円柱空間である。第２シリンダ１０７ｂには、貫通孔を介して第２流入冷媒配管１０８ｂが接続されている。

第１シリンダ１０７ａの上端面を覆う上軸受１０９ａは、クランク軸１０４を摺動自在に保持しつつ、第１圧縮室１０６ａの上壁部を構成している。

第２シリンダ１０７ｂの下端面を覆う下軸受１０９ｂは、クランク軸１０４を摺動自在に保持しつつ、第２圧縮室の下壁部を構成している。

第１シリンダ１０７ａと第２シリンダ１０７ｂとの間に配置された中間板１１０は、第１圧縮室１０６ａの下壁部及び第２圧縮室の上壁部を構成し、第１圧縮室１０６ａと第２圧縮室とを仕切っている。

第１流入冷媒配管１０８ａ及び第２流入冷媒配管１０８ｂは、吸入マフラー１１３内に双方の流入口を上向きに差し込んでいる。吸入マフラー１１３は、冷凍サイクル回路の冷媒配管２０４を下向きに差し込んで接続され、冷媒を流入させる。吸入マフラー１１３は、密閉容器１０１の外周に固定されている。

＜ツインロータリー圧縮機１００の動作＞
密閉容器１０１の底部には、冷凍機油が溜まっている。底部に溜まった冷凍機油は、クランク軸１０４の回転によってクランク軸１０４に設けられた中空孔からクランク軸１０４の回転を利用した遠心ポンプの要領で吸い上げられる。吸い上げられた冷凍機油は、クランク軸１０４の中空孔から外周部に向かって開いた給油孔を通って各摺動部に循環される。これにより、機械部分は、冷凍機油によってシールされる。このため、摺動部品であるクランク軸１０４、第１ピストン１０５ａ、第２ピストン、第１シリンダ１０７ａ、第２シリンダ１０７ｂ、上軸受１０９ａ、下軸受１０９ｂ、及び、中間板１１０が直接接触せず、損傷が防止され、更に冷媒の漏れが防止される。

クランク軸１０４の上部には、図示しない油分離器が嵌められている。油分離器は、吐出される冷媒と一緒に冷凍機油を吐出管１１２から機外に出て行くことを防止する。油分離器は、吐出管１１２に向かって流れる冷媒と冷凍機油との混合流体に対して流路を塞ぎ、冷媒と冷凍機油とを衝突分離させ、機外への冷凍機油の流出を抑制する。

ツインロータリー圧縮機１００では、モータ部分の回転子１０３ｂに固定されたクランク軸１０４が電動機１０３によって回転する。これにより、第１偏芯部１０４ｂ及び第２偏芯部１０４ｃと、第１偏芯部１０４ｂ及び第２偏芯部１０４ｃの外周部にそれぞれ取り付けられた第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンと、が偏芯回転する。そして、ベーン１０５ａ１によって区切られた第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室の容積が縮小され、冷媒が圧縮されて高圧に変化する。第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室には、所定の圧力以上になると解放される吐出弁が設けられている。吐出弁が開弁すると、密閉容器１０１内に高温高圧のガス冷媒が吐出される。圧縮されたガス冷媒は、吐出管１１２を通り、ツインロータリー圧縮機外の冷凍サイクル回路内へ吐出される。動作冷媒は、たとえばＲ４１０Ａ冷媒である。

＜インジェクション流路２０５の詳細＞
図１に示すように、インジェクション流路２０５は、冷凍サイクル回路の冷媒流通方向にて蒸発器２０３手前、更には膨張弁２０２手前の冷媒配管２０４に設けられた分離器２０７から第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室のそれぞれに冷媒を注入する。

インジェクション流路２０５は、図２に示すように第１噴射穴２０５ａ１と、第２噴射穴２０５ａ２と、第３噴射穴２０５ａ３と、第４噴射穴２０５ａ４と、第１共通穴２０５ｆ１と、第２共通穴２０５ｆ２と、バイパス管２０５ｂと、第１インジェクション管２０５ｃと、第２インジェクション管２０５ｄと、インジェクションマフラー２０５ｅと、を有する。

図３に示すように、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、仕切り部としての上軸受１０９ａの一部を開口して第１圧縮室１０６ａに形成されている。第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、上軸受１０９ａ内から第１圧縮室１０６ａにインジェクション冷媒を噴射する。

第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、第１シリンダ１０７ａの中心から等距離の位置に形成されている。より詳しくは、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、第１シリンダ１０７ａの内径境界に隣接して形成されている。より好ましくは、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、第１シリンダ１０７ａの内径境界に内接して形成されている。これにより、後述するが、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、少なくとも一方が常に第１圧縮室１０６ａに開口する。

第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、仕切り部としての下軸受１０９ｂの一部を開口して第２圧縮室に形成されている。第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、下軸受１０９ｂ内から第２圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する。

第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、第２シリンダ１０７ｂの中心から等距離の位置に形成されている。より詳しくは、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、第２シリンダ１０７ｂの内径境界に隣接して形成されている。より好ましくは、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、第２シリンダ１０７ｂの内径境界に内接して形成されている。これにより、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２と同様に、少なくとも一方が常に第２圧縮室に開口する。

図４に示すように、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の位置と、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の穴径、第１ピストン１０５ａの外径及び第１シリンダ１０７ａの内径の関係が適切に設定されることにより、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の少なくともいずれかを常に開口させられる。ここでは、第１シリンダ内の構成を用いて説明する。なお、第２シリンダ内の構成も同様である。

実施の形態１では、第１シリンダ１０７ａの内径が５０ｍｍである。第１ピストン１０５ａの外径が３２ｍｍである。第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の２つが備えられる。第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の穴径は、いずれも４ｍｍである。シリンダの中心から第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の穴中心の距離は、いずれも２２．９ｍｍである。第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の位相は、ベーン１０５ａ１の位置を０°とした基準に対して反時計回りにて２７０°及び１８０°に位置している。

図６に示すように、第１ピストン１０５ａの上軸受１０９ａに対する摺動面１０５ａ２の第１ピストン１０５ａの内径境界よりも内側には、面取りされたＲ加工１０５ａ３が施されている。そして、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の全ては、第１ピストン１０５ａの上軸受１０９ａに対する摺動面１０５ａ２の第１ピストン１０５ａの内径境界よりも外径側に形成されている。これにより、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２からのインジェクション冷媒の第１ピストン１０５ａの中心孔内への噴射が防止されている。

図２、図３及び図５に示すように、第１共通穴２０５ｆ１は、仕切り部としての上軸受１０９ａ内の一部を直線状の横穴にくり貫いて形成されている。第１共通穴２０５ｆ１には、上軸受１０９ａの側面の開口に第１インジェクション管２０５ｃが接続されている。第１共通穴２０５ｆ１の奥端部は、閉塞して閉じられている。第１共通穴２０５ｆ１は、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２に連通している。第１共通穴２０５ｆ１は、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２に対して１つである。第１共通穴２０５ｆ１は、第１シリンダ１０７ａの内径の接線よりも第１シリンダ１０７ａの中心側に入り込んで形成されている。

第２共通穴２０５ｆ２は、仕切り部としての下軸受１０９ｂ内の一部を直線状の横穴にくり貫いて形成されている。第２共通穴２０５ｆ２には、下軸受１０９ｂの側面の開口に第２インジェクション管２０５ｄが接続されている。第２共通穴２０５ｆ２の奥端部は、閉塞して閉じられている。第２共通穴２０５ｆ２は、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４に連通している。第２共通穴２０５ｆ２は、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４に対して１つである。第２共通穴２０５ｆ２は、第２シリンダ１０７ｂの内径の接線よりも第２シリンダ１０７ｂの中心側に入り込んで形成されている。

図１及び図２に示すように、バイパス管２０５ｂは、冷凍サイクル回路の冷媒配管２０４に接続されるとともに、インジェクションマフラー２０５ｅに先端を下向きに差し込んで接続されている。

第１インジェクション管２０５ｃは、インジェクションマフラー２０５ｅに上向きに流入口を差し込まれ、第１共通穴２０５ｆ１に接続され、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２に冷媒を供給する。

第２インジェクション管２０５ｄは、インジェクションマフラー２０５ｅに上向きに流入口を差し込まれ、第２共通穴２０５ｆ２に接続され、第３噴射穴２０５ａ３及び第３噴射穴２０５ａ３に冷媒を供給する。第２インジェクション管２０５ｄは、第１インジェクション管２０５ｃよりも密閉容器１０１の下部に接続されるため、第１インジェクション管２０５ｃよりも長い。

インジェクションマフラー２０５ｅは、バイパス管２０５ｂと第１インジェクション管２０５ｃ及び第２インジェクション管２０５ｄとの間に配置されている。インジェクションマフラー２０５ｅの内径は、第１インジェクション管２０５ｃ及び第２インジェクション管２０５ｄの内径よりも拡径されている。これにより、インジェクションマフラー２０５ｅの円形底部には、第１インジェクション管２０５ｃ及び第２インジェクション管２０５ｄが２か所にて差し込まれている。

インジェクションマフラー２０５ｅは、吸入マフラー１１３と同様に密閉容器１０１の外周部に固定されている。インジェクションマフラー２０５ｅの容積は、吸入冷媒とインジェクション冷媒との関係に基づくものである。

＜インジェクション流路２０５の動作＞
図７は、本発明の実施の形態１に係る第１ピストン１０５ａの偏芯運動に応じた第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の開口状態を０°～３６０°の範囲で示す説明図である。ここでは、第１ピストン１０５ａの動作時の状態を説明する。なお、第２ピストンも同様である。

まず、ベーン１０５ａ１の位置を０°とした基準にて、反時計回りの０°～１３５°に第１ピストン１０５ａが位置する場合には、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、双方とも開口されている。このため、第１圧縮室１０６ａには、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の双方からインジェクション冷媒が流入する。

次に、ベーン１０５ａ１の位置を０°とした基準にて、反時計回りの１３５°～２２５°に第１ピストン１０５ａが位置する場合には、第１噴射穴２０５ａ１が第１ピストン１０５ａの摺動面１０５ａ２に覆われて閉塞される。第２噴射穴２０５ａ２は、開口された状態を維持する。このため、第１圧縮室１０６ａには、第２噴射穴２０５ａ２のみからインジェクション冷媒が流入する。

そして、ベーン１０５ａ１の位置を０°とした基準にて、反時計回りの２２５°～３１５°に第１ピストン１０５ａが位置する場合には、第２噴射穴２０５ａ２が第１ピストン１０５ａの摺動面１０５ａ２に覆われて閉塞される。閉じられた第１圧縮室１０６ａは、次第に狭まって行き、所定の圧力を超えたところで吐出孔１０７ａ３から高温高圧のガス冷媒として吐出される。一方、第１噴射穴２０５ａ１は、次の第１圧縮室１０６ａに開口されてインジェクション冷媒が流入する。これにより、第１ピストン１０５ａの偏芯運動にかかわらず、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２のいずれかが第１シリンダ１０７ａ内に開口する。

冷凍サイクル回路からインジェクション流路２０５を流通する冷媒は、バイパス管２０５ｂを通ってインジェクションマフラー２０５ｅ内に流入する。インジェクションマフラー２０５ｅ内に流入した冷媒は、インジェクションマフラー２０５ｅ内にて第１インジェクション管２０５ｃ及び第２インジェクション管２０５ｄにそれぞれ供給される。第１インジェクション管２０５ｃに供給された冷媒は、ツインロータリー圧縮機１００の第１共通穴２０５ｆ１を経て第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２から第１圧縮室１０６ａの内部に液又はガスの冷媒としてインジェクションされる。第２インジェクション管２０５ｄに供給された冷媒は、ツインロータリー圧縮機１００の第２共通穴２０５ｆ２を経て第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４から第２圧縮室の内部に液又はガスの冷媒としてインジェクションされる。

このとき、インジェクションマフラー２０５ｅ内の圧力は、冷凍サイクル回路からのインジェクション圧力と、第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に供給される第１インジェクション管２０５ｃ及び第２インジェクション管２０５ｄの圧力と、の中間圧になっている。このため、第１圧縮室１０６ａと第２圧縮室との差圧による冷媒の漏れが発生し難い状態である。

第１インジェクション管２０５ｃ及び第２インジェクション管２０５ｄの圧力は、第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの位相によって変動している。しかし、第１インジェクション管２０５ｃ及び第２インジェクション管２０５ｄは、内圧を中間圧に保っているインジェクションマフラー２０５ｅを介してバイパス管２０５ｂと接続されている。このため、バイパス管２０５ｂの圧力が一定に保たれることにより、インジェクション流路２０５からインジェクションされる冷媒が安定し、損失が少ない。

＜インジェクション流路２０５の効果＞
ここで、従来の噴射穴が１つのツインロータリー圧縮機の場合には、ピストンの端面が噴射穴を通過して噴射穴を閉塞する期間が存在する。このため、インジェクション冷媒の流れが止まる位相が存在する。仮に噴射穴が２７０°のみに存在する場合には、０°～１８°及び１６２°～３６０°の範囲で噴射穴が開口する。この場合には、１９°～１６１°の期間では噴射穴が閉塞してインジェクション冷媒が圧縮機構部内に流入せず、インジェクション効果が期待できない。

これに対し、実施の形態１では、常に２つの第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２のいずれかが第１圧縮室１０６ａに開口している。これにより、インジェクション冷媒の流れが阻害されず、インジェクション効果が高められる。また、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の開口としては、完全開口が望ましい。常にいずれかの第１噴射穴２０５ａ１又は第２噴射穴２０５ａ２が完全開口することにより、インジェクション効果がより高められる。これは、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４の関係でも同様である。

また、２つの第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の距離が適切に配置されることにより、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２から逆流した冷媒の脈動が第１ピストン１０５ａで反射され、第１圧縮室１０６ａから吸入室への冷媒漏れが抑制できる。これは、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４の関係でも同様である。

第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４のうち、１つの噴射穴の開口区間が長いことにより、インジェクション冷媒の流量が増加し、インジェクション効果が高められる。幾何的に明らかに、開口区間を長くするには、噴射穴を極力シリンダの中心から離せば良い。ただし、シリンダの内径よりも外側に配置すると、インジェクション流路２０５がシリンダの内径壁面で閉塞され、インジェクション効果が低減する。また、シリンダの内径と軸受端面の角の形成が噴射穴によって阻害されると、ピストンの角によるシール性が悪化し、圧縮機効率が低下する。噴射穴の外周をシリンダの内径から最も内接する位置を０．１ｍｍ～３ｍｍ程度内側に配置することが良い。

複数の噴射穴を極力シリンダの中心から離して配置する場合には、各噴射穴のシリンダの中心からの距離が略一致すると良い。また、２つの噴射穴が連通された共通穴は、シリンダの内径接線からシリンダの中心側にずれて配置された直線状とすることが好ましい。これにより、共通穴は、簡易な構造で２つの噴射穴を連通させられる。実施の形態１での第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２のいずれも、シリンダの内径からシリンダの中心側にずれて配置された直線状であり、シリンダの中心との距離は、１６．２ｍｍである。

ピストンの内径及び内径面取り量が適正に選択されることにより、噴射穴とピストンの内の中心孔とが常に非連通な関係となる。これにより、インジェクション流路２０５からピストン内の中心孔に高圧冷媒の流れ込みが抑制され、インジェクション効果が高められる。実施の形態１では、ピストンの内径は、外径３２ｍｍに対して２２ｍｍである。ピストンの内径面取り量は、半径方向に０．５ｍｍであり、高さ方向に０．２ｍｍである。面取り量は、高さ方向を半径方向より大きくすることにより、高圧冷媒のインジェクション流路２０５への流入が更に抑制できる。

以上のように、第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４といった噴射穴を複数備えることにより、インジェクション冷媒が圧縮室に開口する総面積が増加し、より大きい流量のインジェクション冷媒が圧縮室に流入できる。また、密閉容器１０１の外部から圧縮室へ挿入されるインジェクション配管は、１つの圧縮室に対して１つのみである。実施の形態１では、１つの圧縮室に複数の噴射穴を備えるが、複数のインジェクション配管を備える必要がない。これにより、密閉容器外部及び圧縮機構部の周辺の設計自由度が向上できる。

第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４といった噴射穴と共通穴の交差点は、シリンダの内径よりも内側に配置されている。この交差点では、１つの噴射穴と１つの共通穴とがＴ字形状に交差して形成されている。Ｔ字の縦側に相当する穴は、噴射穴又は共通穴のどちらでも良い。しかし、少なくとも２つの噴射穴のうち共通穴の入口に近い方は、Ｔ字の縦側の穴に相当する。実施の形態１では、全ての噴射穴がＴ字の縦側の穴として配置されている。

第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４といった噴射穴は、円形でも良いし、非円形、たとえば長円形でも良い。噴射穴が長円形の場合には、連通区間の確保のため、シリンダの内径接線方向に長径側を配置することが望ましい。実施の形態１では、噴射穴は、円形である。

複数の噴射穴の径は、非同一でも良い。片方の噴射穴の径が大きいことにより、圧縮室におけるインジェクション冷媒の分布を選択的に変化させられる。たとえば、ベーン１０５ａ１により近い位相に配置する噴射穴の径が大きいことにより、ベーン１０５ａ１を冷却するインジェクション冷媒量が増え、ベーン１０５ａ１の熱膨張が抑制され、信頼性の高いツインロータリー圧縮機１００が提供できる。

＜変形例１＞
図８は、本発明の実施の形態１における変形例１に係る第１圧縮室１０６ａに開口した第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の見える横断面を示す説明図である。変形例１では、上記実施の形態と同様な事項の説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。

図２に示すように、インジェクション冷媒は、第１インジェクション管２０５ｃを通り上軸受１０９ａに流入する。ここで、インジェクション冷媒圧Ｐｉｎｊは、吸入圧Ｐｓと吐出圧Ｐｄの中間圧である。Ｐｓ＝０．５ＭＰａＧである。Ｐｄ＝４．０ＭＰａＧである。Ｐｉｎｊ＝１．５ＭＰａＧである。図８に示すように、第１シリンダ１０７ａに流入したインジェクション冷媒は、第１共通穴２０５ｆ１を通り、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２から第１圧縮室１０６ａに噴射される。ここで、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２は、第１シリンダ１０７ａの内径よりも内側に配置されている。変形例１では、第１シリンダ１０７ａの内径は、５０ｍｍである。第１共通穴２０５ｆ１の穴径は、３ｍｍである。第１シリンダ１０７ａの中心から第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の穴中心までの距離は、２２．５ｍｍである。第１ピストン１０５ａの外径は、４２ｍｍである。第１ピストン１０５ａの内径は、３５ｍｍである。第１噴射穴２０５ａ１の穴径は、２ｍｍであり、ベーン１０５ａ１を０°の基準として、反時計回りの第１ピストン１０５ａの公転方向である２７０°の位相に配置されている。また、第２噴射穴２０５ａ２の穴径は、３ｍｍであり、２８０°の位相に配置されている。インジェクション冷媒によりツインロータリー圧縮機１００から吐出される冷媒質量が増加し、冷凍サイクル装置２００の暖房能力が向上する。また、インジェクション冷媒が吐出冷媒よりも低温であるため、摺動部品、たとえばベーン１０５ａ１が冷却されて熱膨張が抑制され、ツインロータリー圧縮機１００の信頼性が向上できる。

＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、ツインロータリー圧縮機１００は、固定子１０３ａ及び回転子１０３ｂを有する電動機１０３を備える。ツインロータリー圧縮機１００は、回転子１０３ｂに固定された主軸１０４ａに設けられた第１偏芯部１０４ｂ及び第２偏芯部１０４ｃを有し、電動機１０３によって回転させられるクランク軸１０４を備える。ツインロータリー圧縮機１００は、第１偏芯部１０４ｂ及び第２偏芯部１０４ｃに設けられた第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンを備える。ツインロータリー圧縮機１００は、円筒状の貫通孔１０７ａ１が形成され、貫通孔１０７ａ１に第１偏芯部１０４ｂ又は第２偏芯部１０４ｃと第１ピストン１０５ａ又は第２ピストンとが配置されて第１圧縮室１０６ａ又は第２圧縮室が形成される第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂを備える。ツインロータリー圧縮機１００は、冷凍サイクル回路の冷媒流通方向にて蒸発器２０３手前の冷媒配管２０４から第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室にインジェクション冷媒を注入するインジェクション流路２０５を備える。ツインロータリー圧縮機１００は、第１シリンダ１０７ａ又は第２シリンダ内の貫通孔を塞ぐ仕切り部としての上軸受１０９ａ、下軸受１０９ｂ及び中間板１１０を備える。インジェクション流路２０５は、上軸受１０９ａ、下軸受１０９ｂ又は中間板１１０内から第１圧縮室１０６ａ又は第２圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４と、上軸受１０９ａ、下軸受１０９ｂ又は中間板１１０内に形成され、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４に連通する第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２と、を有する。

この構成によれば、簡易な構成でインジェクション冷媒が第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に噴射される開口面積が増加する。また、インジェクション流路２０５が第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に常に連通できる。したがって、インジェクション冷媒が第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの偏芯運動にかかわらず第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に常に流入し、吐出冷媒量が増加してインジェクション効果が得られるとともに摺動部品が常に冷却されて信頼性が向上できる。

実施の形態１によれば、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４のうち少なくとも１つの噴射穴は、常に第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に開口する。

この構成によれば、インジェクション流路２０５が第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの偏芯運動にかかわらず第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に常に連通できる。

実施の形態１によれば、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂの中心から等距離の位置に形成されている。

この構成によれば、１つの噴射穴の開口区間が長くなり、インジェクション流量が増加し、インジェクション効果がより高まる。

実施の形態１によれば、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂの内径境界に隣接して形成されている。

この構成によれば、１つの噴射穴の開口区間がより長くなり、インジェクション流量が増加し、インジェクション効果がより高まる。

実施の形態１によれば、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４は、第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂの内径境界に内接して形成されている。

この構成によれば、１つの噴射穴の開口区間が最も長くなり、インジェクション流量が増加し、インジェクション効果がより高まる。

実施の形態１によれば、第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２は、第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂの内径の接線よりも第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂの中心側に入り込んで形成されている。

この構成によれば、簡易な構造で第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２が複数の噴射穴を連通させられる。

実施の形態１によれば、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４の全ては、第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの上軸受１０９ａ、下軸受１０９ｂ及び中間板１１０に対する摺動面１０５ａ２の第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの内径境界よりも外径側に形成されている。

この構成によれば、インジェクション冷媒が第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの中心孔に漏れず、インジェクション冷媒が無駄にならない。

実施の形態１によれば、第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２は、直線状である。

この構成によれば、加工が容易であり、簡易な構造でインジェクション流路２０５が形成できる。なお、第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２は、直線状でなくても良い。たとえば、第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２は、曲線状、途中に折り曲げ箇所を有する線状あるいは蛇行線状などでも良い。

実施の形態１によれば、第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２は、上軸受１０９ａ、下軸受１０９ｂ及び中間板１１０に対して１つである。

この構成によれば、加工工数が少なく、加工がより容易であり、簡易な構造でインジェクション流路２０５が形成できる。

実施の形態１によれば、共通穴と複数の噴射穴とが形成された仕切り部は、第１シリンダ１０７ａ又は第２シリンダ１０７ｂの端面を覆う上軸受１０９ａ又は下軸受１０９ｂである。

この構成によれば、簡易な構成でインジェクション冷媒が第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に噴射される開口面積が増加する。また、インジェクション流路２０５が第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に常に連通できる。

実施の形態１によれば、冷凍サイクル装置２００は、上記のツインロータリー圧縮機１００を備える。

この構成によれば、ツインロータリー圧縮機１００を備える冷凍サイクル装置２００では、インジェクション冷媒が第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの偏芯運動にかかわらず第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に常に流入し、吐出冷媒量が増加してインジェクション効果が得られるとともに摺動部品が常に冷却されて信頼性が向上できる。

実施の形態１によれば、冷凍サイクル装置２００は、インジェクション冷媒流通方向にてツインロータリー圧縮機１００よりも上流側のインジェクション流路２０５の途中にインジェクション冷媒の流量を制御する制御弁２０８を有する。

この構成によれば、制御弁２０８がインジェクション冷媒の流量を調節し、最適なインジェクション効果が得られる。

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係るツインロータリー圧縮機１００の圧縮機構部の縦断面を示す説明図である。図１０は、本発明の実施の形態２に係る第１共通穴２０５ｆ１と第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４とが形成された中間板１１０の横断面を示す説明図である。実施の形態２では、上記実施の形態と同様な事項の説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。

図９及び図１０に示すように、インジェクション流路２０５を中間板１１０に設けても良い。すなわち、１つの第１共通穴２０５ｆ１並びに第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４が仕切り部としての中間板１１０に構成されている。中間板１１０は、第１シリンダ１０７ａと第２シリンダ１０７ｂとの間に配置されているので、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の組と第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４の組とが１つの第１共通穴２０５ｆ１に連通させられる。また、第１共通穴２０５ｆ１と各噴射穴の交差点を十字の形状に構成することにより、より簡易な構成でインジェクション流路２０５が形成できる。実施の形態２では、全ての交差点が十字の形状に構成されている。

＜変形例２＞
図１１は、本発明の実施の形態２における変形例２に係る第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２と第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４とが形成された中間板１１０の横断面を示す説明図である。変形例２では、上記実施の形態と同様な事項の説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。

図１１に示すように、中間板１１０は、第１シリンダ１０７ａと第２シリンダ１０７ｂとの間に配置されているので、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２と第１共通穴２０５ｆ１との組と、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４と第２共通穴２０５ｆ２との組とのそれぞれが１つの中間板１１０に構成されている。各噴射穴と各共通穴とが１つの中間板１１０に構成されているので、より簡易な構成でインジェクション流路２０５が形成できる。

＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、第１偏芯部１０４ｂ及び第２偏芯部１０４ｃと、第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンと、第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂと、は、２つ設けられている。共通穴との噴射穴とが形成された仕切り部は、２つの第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂの間に配置された中間板１１０である。

この構成によれば、より簡易な構成でインジェクション流路２０５が形成できる。

実施の形態２によれば、中間板１１０に形成された共通穴は、２つの第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂ内の第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４に共通して連通する。

この構成によれば、加工工数がより少なく、より簡易な構成でインジェクション流路２０５が形成できる。

実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る第１圧縮室１０６ａに開口した第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の見える横断面を示す説明図である。実施の形態３では、上記実施の形態と同様な事項の説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。

図１２に示すように、第１シリンダ１０７ａの内径は、６０ｍｍである。第１ピストン１０５ａの外径は、４４ｍｍである。第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の２つが設けられている。第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の穴径は、いずれも２ｍｍである。第１シリンダ１０７ａの中心から第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２それぞれの穴中心までの距離は２６ｍｍである。第１噴射穴２０５ａ１の位相は、ベーン１０５ａ１を０°とした基準で反時計回りに３０°である。第２噴射穴２０５ａ２の位相は、ベーン１０５ａ１を０°とした基準で反時計回りに３３０°である。非インジェクション冷媒が流入する吸入孔１０７ａ２の角度は、３０°である。吸入孔１０７ａ２の孔径は、１０ｍｍである。吸入孔１０７ａ２の第１シリンダ１０７ａを貫通する長さは、２０ｍｍである。インジェクション冷媒圧Ｐｉｎｊは、吸入圧Ｐｓと吐出圧Ｐｄとの中間圧である。Ｐｓ＝０．５ＭＰａＧである。Ｐｄ＝４．０ＭＰａＧである。Ｐｉｎｊ＝１．５ＭＰａＧである。

第１噴射穴２０５ａ１の開口区間は、－３４５°～－７５°である。つまり、第１噴射穴２０５ａ１は、第１圧縮室１０６ａを形成するために第１ピストン１０５ａが吸入孔１０７ａ２を通過する位相である１５°よりも前に開口している。また、第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高くなる位相が運転条件によって異なるが、一般的なツインロータリー圧縮機の暖房運転条件である吐出冷媒と吸入冷媒との絶対圧の比である圧縮比が６～１２の場合には、回転軸位相が１３０°以上の領域で、第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高くなる。実施の形態３の第１噴射穴２０５ａ１は、この第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高くなる回転軸位相１３０°以上の領域で開口しない。第１噴射穴２０５ａ１は、一部の区間で吸入孔１０７ａ２に連通する。

第２噴射穴２０５ａ２の開口区間は、７５°～３４５°である。つまり、第２噴射穴２０５ａ２は、第１圧縮室１０６ａを形成するために第１ピストン１０５ａが吸入孔１０７ａ２を通過する位相である１５°よりも後に開口している。また、第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高い領域では開口している。第２噴射穴２０５ａ２は、第１シリンダ１０７ａの冷凍サイクル回路からの冷媒を第１圧縮室１０６ａに導入する吸入孔１０７ａ２に常に連通しない。

第１噴射穴２０５ａ１が、第１圧縮室１０６ａを形成する位相よりも前で開口していると、冷凍サイクル回路の主回路からの吸入冷媒の吸入をインジェクション冷媒が阻害し、吐出冷媒量が低下する。これにより、暖房能力が低下し、インジェクション効果が小さくなる。このため、このような状態を避けるのが望ましい。これを制約Ａと呼ぶ。

また、第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高い領域で第２噴射穴２０５ａ２が開口していると、第１圧縮室１０６ａ内の冷媒がインジェクション流路２０５に逆流し、吐出冷媒量が低下し、暖房能力が低下し、インジェクション効果が小さくなる。このため、このような状態を避けるのが望ましい。これを制約Ｂと呼ぶ。

インジェクション効果の向上には、上記の制約Ａ及びＢを両立することが望ましい。しかし、そのためには噴射穴の位置が第１シリンダ１０７ａの中心に近くなり、噴射穴の穴径が小さくなる必要がある。その場合には、インジェクション流路２０５が狭くなり、インジェクション効果が低下する。

実施の形態３では、全部の第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２が上記制約Ａ及びＢを両立することはなく、一方の噴射穴が片方の制約のみを満足している。具体的には、第１噴射穴２０５ａ１の開口区間は、制約Ａを満足するが制約Ｂを満足しない。第２噴射穴２０５ａ２の開口区間は、制約Ｂを満足するが制約Ａを満足しない。これにより、第１噴射穴２０５ａ１及び第２噴射穴２０５ａ２の開口区間長が最大としながら、インジェクション効果が低下する区間では、開口する噴射穴数が選択的に減らせられる。ここで、噴射穴の開口区間長を最大とするとは、噴射穴を極力第１シリンダの内径壁面に近づけることである。

なお、実施の形態３では、２つの噴射穴の開口区間が共通していない。しかし、２つの噴射穴の開口区間を共通させても良い。つまり、第１ピストン１０５ａが吸入孔１０７ａ２を閉塞する回転角度をαとする。第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高くなる回転角度をβとする。第１噴射穴２０５ａ１の開口区間をθＡｓ～θＡｅとする。第２噴射穴２０５ａ２の開口区間をθＢｓ～θＢｅとする。このとき、θＡｓ＜α＜θＢｓ＜θＡｅ＜β＜θＢｅとなる関係でも良い。これにより、インジェクション効果が低下するα未満もしくはβより大の位相での２つの噴射穴の開口数は１つとなる。また、インジェクション効果が低下しないα以上β以下の位相での２つの噴射穴の開口数は２つである。したがって、インジェクション効果がより高められる。

＜実施の形態３の効果＞
実施の形態３によれば、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４のうち少なくとも１つの噴射穴は、第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室の内圧がインジェクション流路２０５のインジェクション圧よりも高い区間で常に閉塞する。複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４のうち少なくとも他の１つの噴射穴は、第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室の内圧がインジェクション流路２０５のインジェクション圧よりも高い区間の一部で開口する。

この構成によれば、第１噴射穴２０５ａ１が第１圧縮室１０６ａを形成する位相よりも前で開口していると、冷凍サイクル回路の主回路からの吸入冷媒の吸入をインジェクション冷媒が阻害し、吐出冷媒量が低下する。これにより、暖房能力が低下し、インジェクション効果が小さくなる。このため、第１噴射穴２０５ａ１が第１圧縮室１０６ａを形成する位相よりも前で開口することを避けることが望ましい。これを制約Ａと呼ぶ。また、第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高くなる領域で第２噴射穴２０５ａ２が開口していると、第１圧縮室１０６ａの冷媒がインジェクション流路２０５に逆流し、吐出冷媒量が低下し、暖房能力が低下し、インジェクション効果が小さくなる。このため、第１圧縮室１０６ａの内圧がインジェクション冷媒圧よりも高くなる領域で第２噴射穴２０５ａ２が開口することを避けることが望ましい。これを制約Ｂと呼ぶ。実施の形態３では、１つの第１噴射穴２０５ａ１の開口区間が制約Ａを満足するが、制約Ｂを満足しない。また、他の１つの第２噴射穴２０５ａ２の開口区間が制約Ｂを満足するが、制約Ａを満足しない。これにより、インジェクション効果が低下する区間では、開口する噴射穴数が選択的に減らせられる。したがって、インジェクション効果の低下が抑制できる。なお、第１噴射穴２０５ａ１と第２噴射穴２０５ａ２との関係は、第３噴射穴２０５ａ３と第４噴射穴２０５ａ４との関係でも同様である。

実施の形態３によれば、複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４のうち少なくとも１つの噴射穴は、第１シリンダ１０７ａ及び第２シリンダ１０７ｂの冷凍サイクル回路からの冷媒を第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に導入する吸入孔１０７ａ２に常に連通しない。複数の第１噴射穴２０５ａ１、第２噴射穴２０５ａ２、第３噴射穴２０５ａ３及び第４噴射穴２０５ａ４のうち少なくとも他の１つの噴射穴は、一部の区間で吸入孔１０７ａ２に連通する。

この構成によれば、第１ピストン１０５ａ及び第２ピストンの偏芯運動にかかわらず、常にいずれかの噴射穴が完全開口することにより、インジェクション効果がより高められる。

実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る第１圧縮室１０６ａに開口した噴射穴２０５ａの見える横断面を示す説明図である。実施の形態４では、上記実施の形態と同様な事項の説明を省略し、その特徴部分だけを説明する。

図１３に示すように、噴射穴２０５ａは、３つ以上でも良い。たとえば、ｎ個の噴射穴２０５ａを設けても良く、ｎ個の噴射穴２０５ａを連通させるためにｎ－１個以下の共通穴２０５ｆを設けても良い。実施の形態４では、噴射穴２０５ａが３つである。共通穴２０５ｆが２つである。３つの噴射穴２０５ａの位相は、ベーン１０５ａ１を０°とした基準にて反時計回りにて、２７０°、２２５°及び１８０°のそれぞれの位置にある。２つの共通穴２０５ｆは、交差している。１つの共通穴２０５ｆの一端部は、インジェクション流路２０５のインジェクション冷媒流通方向にて上流側に連通するとともに１つの共通穴２０５ｆの他端部は、閉塞されている。残りの他の共通穴２０５ｆの両端部は、閉塞されている。残りの他の共通穴２０５ｆの一端部は、加工上、上軸受１０９ａの側面に開口しているので、蓋部材１０９ａ１で覆われている。３つの噴射穴２０５ａのうち１つの噴射穴は、２つの共通穴２０５ｆが交差した位置に形成されている。これにより、２つの共通穴２０５ｆには、それぞれ２つの噴射穴２０５ａが形成されている。２つの共通穴２０５ｆが交差した位置に形成された１つの噴射穴２０５ａは、インジェクション流路２０５の上流側との接続部分の近くであり、最もインジェクション冷媒量を必要とする区間でより多くのインジェクション冷媒が噴射できる。

＜実施の形態４の効果＞
実施の形態４によれば、第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２は、上軸受１０９ａ、下軸受１０９ｂ及び中間板１１０に対して複数である。噴射穴は、１つの圧縮室に対して３つ以上である。複数の第１共通穴２０５ｆ１及び第２共通穴２０５ｆ２は、交差している。

この構成によれば、インジェクション流路２０５が第１圧縮室１０６ａ及び第２圧縮室に常に連通できる。

実施の形態４によれば、複数の共通穴のうち１つの共通穴の一端部は、インジェクション流路２０５のインジェクション冷媒流通方向にて上流側に連通するとともに１つの共通穴の他端部は、閉塞されている。複数の共通穴のうち他の共通穴の両端部は、閉塞されている。

この構成によれば、１つの共通穴だけがインジェクション流路２０５のインジェクション冷媒流通方向にて上流側に連通する。これにより、インジェクション流路２０５が簡素化でき、簡単な構造でインジェクション流路２０５が形成できる。

実施の形態４によれば、複数の噴射穴の少なくとも１つの噴射穴は、複数の共通穴が交差した位置に形成されている。

この構成によれば、複数の共通穴が交差した位置の噴射穴が最もインジェクション冷媒量を必要とする区間でより多くのインジェクション冷媒が噴射できる。これにより、インジェクション効果がより高められる。

なお、本発明の実施の形態１～４を組み合わせてもよいし、他の部分に適用してもよい。また、上記実施の形態では、ツインロータリー圧縮機を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、シングルロータリー圧縮機などの他のロータリー圧縮機に適用しても良い。

１００ ツインロータリー圧縮機、１０１ 密閉容器、１０１ａ 筒状部材、１０１ｂ 上端閉塞部材、１０１ｃ 下端閉塞部材、１０２ 台座、１０３ 電動機、１０３ａ 固定子、１０３ｂ 回転子、１０４ クランク軸、１０４ａ 主軸、１０４ｂ 第１偏芯部、１０４ｃ 第２偏芯部、１０４ｄ 副軸、１０５ａ 第１ピストン、１０５ａ１ ベーン、１０５ａ２ 摺動面、１０５ａ３ Ｒ加工、１０６ａ 第１圧縮室、１０７ａ 第１シリンダ、１０７ａ１ 貫通孔、１０７ａ２ 吸入孔、１０７ａ３ 吐出孔、１０７ｂ 第２シリンダ、１０８ａ 第１流入冷媒配管、１０８ｂ 第２流入冷媒配管、１０９ａ 上軸受、１０９ａ１ 蓋部材、１０９ｂ 下軸受、１１０ 中間板、１１２ 吐出管、１１３ 吸入マフラー、２００ 冷凍サイクル装置、２０１ 凝縮器、２０２ 膨張弁、２０３ 蒸発器、２０４ 冷媒配管、２０５ インジェクション流路、２０５ａ 噴射穴、２０５ａ１ 第１噴射穴、２０５ａ２ 第２噴射穴、２０５ａ３ 第３噴射穴、２０５ａ４ 第４噴射穴、２０５ｂ バイパス管、２０５ｃ 第１インジェクション管、２０５ｄ 第２インジェクション管、２０５ｅ インジェクションマフラー、２０５ｆ 共通穴、２０５ｆ１ 第１共通穴、２０５ｆ２ 第２共通穴、２０６ アキュムレーター、２０７ 分離器、２０８ 制御弁。

Claims (18)

1. 固定子及び回転子を有する電動機と、
   前記回転子に固定された主軸に設けられた偏芯部を有し、前記電動機によって回転させられるクランク軸と、
   前記偏芯部に設けられたピストンと、
   円筒状の貫通孔が形成され、該貫通孔に前記偏芯部と前記ピストンとが配置されて圧縮室が形成されるシリンダと、
   を備えたロータリー圧縮機であって、
   前記圧縮室にインジェクション冷媒を注入するインジェクション流路と、
   前記シリンダ内の前記貫通孔を塞ぐ仕切り部と、
   を備え、
   前記仕切り部は、前記シリンダの端面を覆う軸受であり、
   前記インジェクション流路は、前記軸受に形成され、前記軸受内から前記圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する複数の噴射穴と、前記軸受内に形成され、前記複数の噴射穴に連通する共通穴と、を有し、
   複数の前記噴射穴のうち２以上の穴の１群は、１つの同じ前記共通穴に連通し、
   複数の前記噴射穴のうち２以上の穴の１群は、１つの同じ前記圧縮室にインジェクション冷媒を噴射するように形成されるロータリー圧縮機。
2. 固定子及び回転子を有する電動機と、
   前記回転子に固定された主軸に設けられた偏芯部を有し、前記電動機によって回転させられるクランク軸と、
   前記偏芯部に設けられたピストンと、
   円筒状の貫通孔が形成され、該貫通孔に前記偏芯部と前記ピストンとが配置されて圧縮室が形成されるシリンダと、
   を備えたロータリー圧縮機であって、
   前記圧縮室にインジェクション冷媒を注入するインジェクション流路と、
   前記シリンダ内の前記貫通孔を塞ぐ仕切り部と、
   を備え、
   前記偏芯部と、前記ピストンと、前記シリンダと、は、２つ設けられ、
   前記仕切り部は、２つの前記シリンダの間に配置された中間板であり、
   前記インジェクション流路は、前記中間板に形成され、前記中間板内から前記圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する複数の噴射穴と、前記中間板内に形成され、前記複数の噴射穴に連通する共通穴と、を有し、
   複数の前記噴射穴のうち２以上の穴の１群は、１つの同じ前記共通穴に連通し、
   複数の前記噴射穴のうち２以上の穴の１群は、１つの同じ前記圧縮室にインジェクション冷媒を噴射するように形成されるロータリー圧縮機。
3. 複数の前記噴射穴のうち少なくとも１つの前記噴射穴は、常に前記圧縮室に開口する請求項１又は２に記載のロータリー圧縮機。
4. 複数の前記噴射穴は、前記シリンダの中心から等距離の位置に形成される請求項１～３のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
5. 複数の前記噴射穴は、前記シリンダの内径境界に隣接して形成される請求項１～４のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
6. 複数の前記噴射穴は、前記シリンダの内径境界に内接して形成される請求項１～５のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
7. 前記共通穴は、前記シリンダの内径の接線よりも前記シリンダの中心側に入り込んで形成される請求項１～６のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
8. 複数の前記噴射穴の全ては、前記ピストンの前記仕切り部に対する摺動面の前記ピストンの内径境界よりも外径側に形成される請求項１～７のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
9. 複数の前記噴射穴のうち少なくとも１つの前記噴射穴は、前記圧縮室の内圧が前記インジェクション流路のインジェクション圧よりも高い区間で常に閉塞し、
   複数の前記噴射穴のうち少なくとも他の１つの前記噴射穴は、前記圧縮室の内圧が前記インジェクション流路のインジェクション圧よりも高い区間の一部で開口する請求項１～８のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
10. 複数の前記噴射穴のうち少なくとも１つの前記噴射穴は、前記シリンダの吸入孔に常に連通せず、
    複数の前記噴射穴のうち少なくとも他の１つの前記噴射穴は、一部の区間で前記吸入孔に連通する請求項１～９のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
11. 前記共通穴は、直線状である請求項１～１０のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
12. 前記共通穴は、前記仕切り部に対して１つである請求項１～１１のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
13. 前記共通穴は、前記仕切り部に対して複数であり、
    前記噴射穴は、１つの前記圧縮室に対して３つ以上であり、
    複数の前記共通穴は、交差する請求項１～１１のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
14. 複数の前記共通穴のうち１つの前記共通穴の一端部は、前記インジェクション流路のインジェクション冷媒流通方向にて上流側に連通するとともに１つの前記共通穴の他端部は、閉塞され、
    複数の前記共通穴のうち他の前記共通穴の両端部は、閉塞される請求項１３に記載のロータリー圧縮機。
15. 複数の前記噴射穴の少なくとも１つの前記噴射穴は、複数の前記共通穴が交差した位置に形成される請求項１３又は１４に記載のロータリー圧縮機。
16. 前記中間板に形成された前記共通穴は、２つの前記シリンダ内の前記圧縮室にインジェクション冷媒を噴射する複数の前記噴射穴に共通して連通する請求項２又は請求項２に従属する請求項３～１５のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機。
17. 請求項１～１６のいずれか１項に記載のロータリー圧縮機を備える冷凍サイクル装置。
18. インジェクション冷媒流通方向にて前記ロータリー圧縮機よりも上流側の前記インジェクション流路の途中にインジェクション冷媒の流量を制御する制御弁を有する請求項１７に記載の冷凍サイクル装置。

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