[发明专利]叶片旋转式压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及叶片旋转式压缩机的排出结构。

背景技术

近年来，作为防止全球变暖的对策研究了使用地球变暖潜势（Global Warming Potential，以下称为GWP）低的制冷剂。但是，低GWP制冷剂多是工作压力比现有制冷剂低的制冷剂，在制冷循环内需要更多的制冷剂循环量。作为控制制冷循环的循环量的压缩机需要很大的排出量，压缩元件部分的大型化在所难免。而在推广使用低GWP制冷剂的汽车空调等上使用叶片旋转式压缩机，该叶片旋转式压缩机使用工作压力低的制冷剂并可以节省空间。

现有的叶片旋转式压缩机由具有内部空间的缸、在缸的内部空间内进行旋转运动的圆柱形转子、与转子一体化并向转子转递旋转力的轴以及设置在转子上且其前端一边与缸内面抵接一边随着转子的旋转在缸内滑动的叶片构成，在由缸、转子、叶片形成的工作室，从低压空间通过吸入孔吸入制冷剂，随着叶片的旋转在工作室内压缩制冷剂后，从工作室通过排出孔向高压空间排出。

在高压空间侧开口的排出孔的开口部设置由板状的阀形成的排出阀。一旦工作室内的压力为高压空间的压力以上，则排出阀的板状阀就通过工作室压和高压空间的压差打开排出孔，连通工作室内和高压空间，向高压空间排出压缩后的制冷剂，一旦工作室内的压力为高压空间的压力以下，则排出阀的板状阀就通过工作室压和高压空间的压差关闭排出孔，隔开高压空间和工作室内，防止压缩后的制冷剂向工作室倒流（参考专利文献1和专利文献2）。

但是，尽管排出阀防止制冷剂从高压空间向工作室倒流，但在使制冷剂从工作室通过排出孔全部排出之前关闭排出孔，因此即使工作室内的高压制冷剂被排空，在排出孔内也残留有高压制冷剂。因此，存在从排出孔内向工作室倒流的制冷剂，有可能造成损失。作为对策，在排出孔的高压空间侧开口部具有开关高压空间和排出孔的第一排出阀，在排出孔内具有开关排出孔和工作室的第二排出阀。第一排出阀是由与目前相同的板状阀形成，板状阀开关排出孔。另一方面，第二排出阀由球体形成，通过该球体与在工作室侧开口的排出孔的开口部卡定来关闭排出孔，该球体离开开口部，排出孔就被打开。通过这样可以防止制冷剂从排出孔内向工作室倒流（参考专利文献3）

专利文献1：日本特开平11-125190号公报（第2页、图7）

专利文献2：日本特开2003-120563号公报（第2页、图7）

专利文献3：日本特开2004-156571号公报（第5-8页、图2-3）

发明内容

发明所要解决的课题

在现有的叶片旋转式压缩机中，由于在从工作室通过排出孔排出制冷剂时，在排出全部制冷剂之前排出阀关闭排出孔，因此，即使工作室内的高压制冷剂被排空，在排出孔内还残留有高压制冷剂。即，排出孔的体积的部分会成为留下不能向高压空间完全排出的高压制冷剂的死区容积。因此，在排出动作结束后，一旦该死区容积的排出孔与进行下一个排出动作的工作室连通，则由于下一个工作室还在压缩阶段，工作室内的制冷剂的压力还未升高，因此残留在排出孔内的高压制冷剂向所连通的工作室倒流，被再膨胀、再压缩。即，因残留在死区容积的高压制冷剂发生再膨胀损失，具有因输入增加导致效率降低的课题。

另外，为了缩小死区容积的容积，即使想缩短排出孔从缸外面连通到内面的长度，但由于在工作室生成高压气体，所以缸为了保持强度也需要一定的壁厚，不能缩短排出孔从缸外面连通到内面的长度。另外，如果缩小排出孔的直径来减小死区容积，则使通过排出孔的高压制冷剂的流路阻力增加，效率降低，不能减小排出孔的直径。因此，在减小排出孔的内容积的方面存在课题。

另外，如专利文献3所述，为了消除死区容积，如果设置了第二排出阀，则第二排出阀在打开阀时需要与球体质量的量相当的额外的力。即，通过高压空间的压力或排出孔内的压力与球体的质量，将球体从排出孔侧压在工作室侧的开口部的卡定部，因此，当工作室的压力成为推回球体的压力时，排出孔就连通。因此，具有在排出阀的开口需要与球体质量的量相当的额外的力的课题。另外，如果减少球体的质量，则球体的体积也减小，卡定球体的缸内周的开口部也变小，因此对于经过排出孔的制冷剂流路阻力增加，具有形成压力损失的课题。因此，必须基于工作室与高压空间的压差、球体的质量、排出孔的开口部的开口面积来设置开关条件，具有设计复杂的课题。

另外，为了使球体与开口部卡定而设置了直径大于开口部的球体，在从工作室向高压空间排出时，球体在排出孔流路内成为流路的障碍。即，球体干扰在排出孔流动的制冷剂，成为排出孔的流路阻力，还具有产生大的压力损失的课题。