JP2015021453A

JP2015021453A - 気体圧縮機

Info

Publication number: JP2015021453A
Application number: JP2013151542A
Authority: JP
Inventors: 博匡島口; Hirotada Shimaguchi; 士津真金子; Shizuma Kaneko
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2015-02-02

Abstract

【課題】圧縮室内での過圧縮の発生を防止することができる気体圧縮機を提供する。
【解決手段】シリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａとが回転軸１１の軸周りの1周の範囲で最近接する領域（近接部２０）に対して、シリンダ内周面のロータ回転方向上流側近傍に吐出孔２５を有し、この吐出孔２５に対してロータ回転方向上流側に、ロータ外周面との間の隙間を急激に狭めるようにして圧縮室２３ａの容積減少率を急激に高めるための段差領域Ａが形成されており、ロータ回転方向に沿って相前後する前側と後側の２つのベーン１５ｂ，１５ｃのうちの後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに当接した際に、圧縮室２３ａの容積減少率が急激に高められて、該圧縮室２３ａ内の冷却媒体が所定の吐出圧力に達するタイミングで、前側のベーン１５ｃが吐出孔２５にさしかかるように、吐出孔２５の位置が設定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、気体圧縮機に関し、詳細にはベーンロータリー型の気体圧縮機の改良に関する。

例えば、自動車などの車両には、車室内の温度調整を行うための空調装置が設けられている。このような空調装置は、冷媒（冷却媒体）を循環させるようにしたループ状の冷媒サイクルを有しており、この冷媒サイクルは、蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張弁が順に設けられている。

前記空調装置の圧縮機は、蒸発器で蒸発されたガス状の冷媒（冷媒ガス）を圧縮して高圧の冷媒ガスとし、凝縮器へ送出するものである。

このような圧縮機として、従来より、略楕円状の内周面を有するシリンダ内に、先端部がシリンダの内周面に摺接し、突出収納自在に設けた複数枚のベーンを有するロータが回転自在に軸支されたベーンロータリー型の圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このベーンロータリー型の圧縮機は、ロータの回転にともない回転するベーンのシリンダ内周面との摺接によって容積が変化する圧縮室を有し、この圧縮室の容積の増大にともない吸入口を介して冷媒ガスを吸入し、圧縮室の容積の減少にともない吸入した冷媒ガスを圧縮して、高圧の冷媒ガスを吐出口を通して吐出室に吐出する。そして、吐出室から高圧の冷媒ガスを凝縮器側へ送出する。

なお、前記ベーンは、ロータの内側から表面に露出するスリット状のベーン溝に摺動自在に配置されている。そして、このベーンは、ベーン背圧空間等を通してベーン溝内の底部に供給される油による背圧（ベーン背圧）、及び回転するロータの遠心力によって先端側がロータ表面から突出し、ベーンの先端部がシリンダ内周面に当接した状態を維持する。

特開昭５４−２８００８号公報

ところで、ベーンロータリー形式の圧縮機は、冷媒ガスを急激に圧縮するために圧縮室内で過圧縮が生じやすく、その分、動力の損失が大きくなったり、隣接する圧縮室間の圧力差が大きくなって、回転方向下流側の圧縮室から回転方向上流側の圧縮室へ圧縮された冷媒ガスが漏れやくなるなどの原因により、他の形式の気体圧縮機（例えばロータリーピストン型の圧縮機など）よりも効率（成績係数又はＣＯＰ（Coefficient of Performance：冷房能力／動力））が低くなる傾向にあった。

そこで、本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、圧縮室内での過圧縮の発生を防止することができる気体圧縮機を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、前記ロータを該ロータの外周面の外方から取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、前記ロータに形成したベーン溝に摺動可能に挿入され、前記ベーン溝に供給された冷凍機油による背圧を受けて前記シリンダの内周面に向けて突出可能に設けられた複数枚の板状のベーンと、前記ロータおよび前記シリンダの両端をそれぞれ塞ぐ２つのサイドブロックとを備え、前記ベーンは、ベーン先端が前記シリンダの内周面に当接して前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面との間に形成された空間を仕切ることにより複数の圧縮室を形成するものであり、これら形成された各圧縮室が前記ロータの１回転の期間に、媒体の吸入、圧縮及び吐出を１サイクルのみ行うように、前記シリンダの内周面の輪郭形状が設定された気体圧縮機であって、前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面とが前記回転軸の軸周りの1周の範囲で最近接する領域に対して、前記シリンダの内周面の前記ロータの回転方向上流側近傍に、前記圧縮室で圧縮された媒体を外部に吐出するための吐出孔を有し、前記シリンダの内周面の前記吐出孔に対して前記ロータの回転方向上流側に、前記ロータの外周面との間の隙間を急激に狭めるようにして前記圧縮室の容積減少率を急激に高めるための段差領域が形成されており、前記ロータの回転方向に沿って相前後する前側と後側の２つのベーンのうちの後側のベーンが前記段差領域に当接した際に、この２つのベーンで仕切られた圧縮室で容積減少率が急激に高められて、該圧縮室内の媒体が所定の吐出圧力に達するタイミングで、前記前側のベーンが前記吐出孔にさしかかるように、前記吐出孔の位置が設定されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記後側のベーンが前記段差領域を通過後は前記圧縮室の容積減少率が低減されることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、前記吐出孔には、冷媒ガスの圧縮室側への逆流を防止するための吐出弁を設けていないことを特徴としている。

本発明に係る気体圧縮機によれば、ロータ回転方向に沿って前側のベーンが吐出孔にさしかかって圧縮室と吐出孔が連通したときに、圧縮室内の所定の吐出圧力に達している媒体を吐出孔からタイミング良く吐出させることができるので、圧縮室内の媒体の圧力が所定の吐出圧力を超えて過圧縮となることを防止することができる。

本発明の実施形態に係る気体圧縮機（ベーンロータリー型の気体圧縮機）を示す縦断面図。図１のＡ−Ａ線断面図。ロータを中心として、シリンダ内周面の半径方向距離（半径）のロータの回転方向に沿った変化を示した図。シリンダ内周面のロータ回転方向に沿った段差領域と吐出孔の位置と、相前後する２つのベーンとの位置関係を平面状にして示した模式図であり、（ａ）は、前側のベーンが吐出孔にさしかかるときに、後側のベーンが段差領域に位置している状態を示した図であり、（ｂ）は、前側のベーンが吐出孔を通過して所定の吐出圧力の冷却媒体が吐出孔から吐出している状態を示した図。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る気体圧縮機としてのベーンロータリー型の気体圧縮機（以下、「コンプレッサ」という）を示す縦断面図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った横断面を示す図である。なお、本実施形態のコンプレッサは、電動モータを内蔵している電動コンプレッサである。

（コンプレッサ１の全体構成、動作）
図示のコンプレッサ１は、例えば、冷却媒体の気化熱を利用して冷却を行なう空気調和システム（以下、「空調システム」という）の一部として構成され、この空調システムの他の構成要素である凝縮器、膨張弁、蒸発器等（いずれも図示を省略する）とともに冷却媒体の循環経路上に設けられている。なお、このような空調システムとしては、例えば、車両（自動車など）の車室内の温度調整を行うための空調装置が挙げられる。

コンプレッサ１は、空調システムの蒸発器から取り入れた気体状の冷却媒体としての冷媒ガスを圧縮し、この圧縮された冷媒ガスを空調システムの凝縮器に供給する。凝縮器は圧縮された冷媒ガスを液化させ、高圧で液状の冷媒として膨張弁に送出する。そして、高圧で液状の冷媒は、膨張弁で低圧化され、蒸発器に送出される。低圧の液状冷媒は、蒸発器において周囲の空気から吸熱して気化し、この気化熱との熱交換により蒸発器周囲の空気を冷却する。

コンプレッサ１は、図１に示すように、電動モータ２と圧縮機構部３を内部に収納したハウジング４に、モータ制御部としてのインバータ部５を収納したインバータケース６が複数のボルト（不図示）によって接合されて一体化されている。ハウジング４とインバータケース６との間は仕切り部７によって仕切られており、インバータケース６内にハウジング４内に吸入（供給）される冷媒ガスが漏れないようにしている。圧縮機構部３は、ハウジング４内に複数のボルト８によって固定されている。

ハウジング４内の電動モータ２側の吸入室９には、空調システムの蒸発器（不図示）から低圧の冷媒ガスを該吸入室９に導入する吸入ポート（不図示）が形成されている。一方、ハウジング４内の圧縮機構部３側の吐出室１０には、後述する圧縮機構部３で得られた高圧の冷媒ガスを空調システムの凝縮器（不図示）に吐出する吐出ポート（不図示）が形成されている。

電動モータ２は、圧縮機構部３を駆動する駆動源であり、電動モータ２の回転軸（シャフト）１１が、圧縮機構部３のロータ１２の中心貫通孔に嵌合されている。電動モータ２は、例えば周知の３相同期モータであり、インバータ部５によって回転数制御される。回転軸１１は、軸受に回転可能に支持されている。

インバータ部５は、外部のバッテリから供給される直流電力を三相交流電力に変換して電動モータ２に供給するととともに、電動モータ２の回転数を空調システム（不図示）の運転状況に応じて制御する。インバータ部５と電動モータ２は、気密端子１３を介して電気的に接続されている。

圧縮機構部３は、電動モータ２の前記回転軸１１と、該回転軸１１と一体的に回転する略円柱状のロータ１２と、このロータ１２をその外周面１２ａの外方から取り囲む輪郭形状の内周面１４ａを有するシリンダ１４と、ロータ１２の外周面１２ａからシリンダ１４の内周面１４ａに向けて突出自在に設けられた３枚の板状のベーン１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（図２参照）と、ロータ１２及びシリンダ１４の両端を塞ぐ２つのサイドブロック（フロントサイドブロック１６、リヤサイドブロック１７）とを備えている。

フロントサイドブロック１６とリヤサイドブロック１７の外周面には、それぞれＯリング等のシール部材が外周面の全周にわたって設置されており、フロントサイドブロック１６側のハウジング４内に形成された吸入室９と、リヤサイドブロック１７側のハウジング４内に形成された吐出室１０との間を気密性よく仕切っている。リヤサイドブロック１７の外面には、油分離部１８が吐出室１０内に位置するようにして取付けられている。

図２に示すように、シリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａと両サイドブロック１６，１７（図１参照）との間には、単一のシリンダ室１９が形成されている。なお、図１では、シリンダ室１９に突出しているベーンは省略している。

具体的には、シリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａとが、回転軸１１の軸回りの１周（角度３６０度）の範囲で１箇所（図２の近接部２０）だけ略接（最近接）するように、シリンダ１４の内周面１４ａの輪郭形状が設定されていて、これにより、シリンダ室１９は単一の略三日月形状の空間を形成している。本発明の特徴であるシリンダ１４の内周面１４ａの輪郭形状の詳細については後述する。

なお、シリンダ１４の内周面１４ａの輪郭形状のうち、シリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａとが最も近接した領域である近接部２０は、シリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａとが最も離れた領域である遠隔部２１から、本実施形態ではロータ１２の回転方向Ｗ（図２において時計回り方向）に沿って下流側に角度２７０度程度離れた位置に設定されている。

ベーン１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、ロータ１２に形成されたベーン溝２１に摺動自在に嵌め込まれていて、ベーン溝２２に供給される冷凍機油による背圧により、ロータ１２の外周面１２ａから外方に突出する。また、ベーン１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、単一のシリンダ室１９を複数の圧縮室２３に区画するものであり、ロータ１２の回転方向Ｗに沿って相前後する２つのベーン（例えば、ベーン１５ａ，１５ｂ）によって１つの圧縮室２３が形成される。なお、各ベーン１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、回転軸１１回りに角度１２０度の等角度間隔で設置されている。

シリンダ室１９の近接部２０に対してロータ１２の回転方向下流側の部分には、フロントサイドブロック１６に形成された、吸入室９に通じる吸入孔２４が臨んでいる。

一方、シリンダ室１９の近接部２０に対してロータ１２の回転方向上流側付近の、シリンダ１４の内周面１４ａには吐出孔２５が形成されている。

吐出孔２５は、シリンダ１４の外周面側にハウジング４の内周面との間に形成された空間としての吐出チャンバ２６に連通している。また、リヤサイドブロック１７には、吐出チャンバ２６とリヤサイドブロック１７の外面（吐出室１０に向いた面）に取付けられた油分離部１８との間を連通している吐出路２７が形成されている。

シリンダ室１９の近接部２０に対してロータ１２の回転方向下流側では、ロータ１２の回転方向Ｗへの回転に伴って圧縮室２３の容積が拡大していき、吸入孔２３を通じて圧縮室２２内に低圧の冷媒ガスＧ１が吸入される行程（吸入行程）となる。

次いで、シリンダ室１９の遠隔部２１に対してロータ１２の回転方向下流側に向かって、シリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａとの間隔が徐々に小さくなるように、シリンダ１４の内周面１４ａの輪郭形状が設定されていて、その範囲ではロータ１２の回転に伴って圧縮室２３の容積が減少していき、圧縮室２３内の冷媒ガスが圧縮される行程（圧縮行程）となる。

そして、上記の圧縮行程の後期側で、ロータ１２の回転にともなってシリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａとの間隔が後述するように急激に小さくなることで冷媒ガスの圧縮がさらに進み、冷媒ガスの圧力が吐出圧力に達すると、高圧の冷媒ガスＧ２は吐出孔２５に吐出される行程（吐出行程）となる。

このように、このコンプレッサ１（圧縮機構部３）では、ロータ１２の１回転の間に、冷媒ガスの吸入行程、圧縮行程、吐出行程を１サイクル行って、吸入室９から吸入された低圧の冷媒ガスを高圧にして、吐出孔２５から吐出させることができる。

油分離部１８は、冷媒ガスと混ざった冷凍機油（ロータ１２に形成されたベーン溝２２１からシリンダ室１９（圧縮室２３）に漏れたベーン背圧用の油）を冷媒ガスから分離するものであり、吐出孔２５に吐出されて、吐出チャンバ２６、吐出路２７を通って導入された高圧の冷媒ガスを、螺旋状に旋回させることで冷凍機油を遠心分離するように構成されている。

そして、油分離部１８内で冷媒ガスから分離された冷凍機油Ｒ（図1参照）は吐出室１０の底部に溜まり、冷凍機油Ｒが分離された後の高圧の冷媒ガスは、吐出室１０の吐出ポート（不図示）を通って凝縮器（不図示）に吐出される。

吐出室１０の底部に溜められた冷凍機油は、吐出室１０の高圧雰囲気により、リヤサイドブロック１７に形成された油路１７ａ及び背圧供給用の凹部であるサライ溝２８，２９を通じて、並びにリヤサイドブロック１７に形成された油路１７ａ，１７ｂ、シリンダ１４に形成された油路３０、フロントサイドブロック１６に形成された油路３１及びフロントサイドブロック１６に形成された背圧供給用の凹部であるサライ溝３２，３３を通じて、それぞれロータ１２のベーン溝２２に供給され、ベーン１５ａ，１５ｂ，１５ｃを外方に突出させる背圧となる。

（シリンダ１４の内周面１４ａの輪郭形状の詳細）
図２に示したように、シリンダ室１９の遠隔部２１に対してロータ１２の回転方向下流側に向かって、シリンダ１４の内周面１４ａとロータ１２の外周面１２ａとの間隔が徐々に小さくなるように、シリンダ１４の内周面１４ａの輪郭形状が設定されているが、途中でシリンダ１４の内周面１４ａの周方向（ロータ１２の回転方向）に沿って斜面状の段差領域Ａが形成されている。この段差領域Ａを設けることで、ロータ１２の外周面１２ａとの間の隙間が急激に狭まり、ベーン１５ｂとベーン１５ｃで仕切られた圧縮室２３ａの容積減少率を急激に高めることができる。

この段差領域Ａは、ロータ１２の外周面１２ａ側に急激に近接するような傾斜面形状に形成されている。

図３は、ロータ１２（回転軸１１）を中心として、シリンダ１４の内周面１４ａの半径方向距離（半径）のロータ１２の回転方向に沿った変化を示している。なお、図３の縦軸は、シリンダ内周面の半径方向距離であり、半径方向距離が大きくなるとロータ１２の外周面１２ａから離れていき（両者の隙間が広くなる）、半径方向距離が小さくなるとロータ１２の外周面１２ａに近づいている（両者の隙間が狭くなる）。

また、図３の横軸は、シリンダ１４の内周面１４ａの全周（３６０度）であり、ロータ１２の回転角度（０〜３６０度）に対応し、ロータ１２の回転方向（図２では右回転方向）に沿って０度の位置を近接部２０付近（図２参照）として、ロータ１２を１回転（３６０度）させたときの回転角度である。

図３において、回転角度９０度付近の位置が遠隔部２１（図２参照）であり、シリンダ１４の内周面１４ａの半径方向距離が最も大きい。また、回転角度２２０度〜２４５度付近の位置が前記段差領域Ａ（図２、図３参照）であり、半径方向距離が急激に小さくなっている。

図４（ａ）は、シリンダ１４の内周面１４ａのロータ１２の回転方向Ｗに沿った段差領域Ａと吐出孔２５の位置と、相前後する２つのベーン（図４（ａ）では、ベーン１５ｂ，１５ｃ）との位置関係を平面状にして示した模式図である。なお、図４（ａ）において、シリンダ１４の内周面１４ａを平坦状としているが、実際には段差領域Ａでは急激にロータ１２の外周面側に傾斜している。

図４（ａ）に示すように、ロータ１２の回転方向Ｗに沿って前側のベーン１５ｃが吐出孔２５にさしかかるときに、ロータ１２の回転方向Ｗに沿って後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに位置しており、本実施形態では、このときの相前後する２つのベーン１５ｂ，１５ｃによって仕切られた圧縮室２３ａの容積が急激に減少して、圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力が所定の吐出圧力に直ちに（急激に）達するように設定されている。

即ち、図４（ａ）に示したように、ロータ１２の回転にともない後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに当接することによって圧縮室２３ａの容積減少率が急激に高められ、圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力が直ちに所定の吐出圧力に達する。なお、後側のベーン１５ｂが段差領域Ａを通過すると、圧縮室２３ａの容積減少率が減少し、かつ前側のベーン１５ｃが吐出孔２５を通過して冷媒ガスが吐出されるので、圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力が所定の吐出圧力を超える過圧縮状態になることはない。

そして、図４（ｂ）に示すように、ロータ１２の回転（回転方向Ｗ）にともなって前側のベーン１５ｃが吐出孔２５に達して通過することで、圧縮室２３ａ内の所定の吐出圧力に達している冷媒ガスＧ２が吐出孔２５から吐出される。

なお、図２では、前側のベーン１５ｃが吐出孔２５のロータ回転方向上流側に位置して、後側のベーン１５ｂが段差領域Ａのロータ回転方向上流側に位置しており、このときの相前後する２つのベーン１５ｂ，１５ｃによって仕切られた圧縮室２３ａでは冷媒ガスの圧力が所定の吐出圧力にまだ達していない。よって、図２では、ロータ１２が更に回転して、前側のベーン１５ｃが吐出孔２５にさしかかって、圧縮室２３ａと吐出孔２５とが連通するときに、後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに位置することで、圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力が直ちに（急激に）所定の吐出圧力に達する。

なお、本実施形態では、図２において、吸入孔２４を通して圧縮室２３内に吸入される冷媒ガスの吸入圧力に対して、圧縮比が４〜６となるような吐出圧力となったタイミングで、上記したように前側のベーン１５ｃが吐出孔２５にさしかかるように、吐出孔２５の位置を設定し、かつ後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに位置するように、段差領域Ａの位置を設定している。

このように、ロータ１２の回転にともない後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに当接することによって圧縮室２３ａの容積減少率が急激に高められることで、圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力が直ちに所定の吐出圧力に達し、冷媒ガスが所定の吐出圧力に達するこのタイミングに応じて、前側のベーン１５ｃが吐出孔２５にさしかかって連通するように、吐出孔２５の位置を設定している。

よって、ロータ１２の回転にともなって前側のベーン１５ｃが吐出孔２５にさしかかって連通したときに、圧縮室２３ａ内の所定の吐出圧力に達した冷媒ガスを吐出孔２５からタイミング良く吐出させることができるので、圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力が所定の吐出圧力を超えて過圧縮となることはない。これにより、コンプレッサ１の運転時での動力の損失を抑えることができる。

ところで、前記コンプレッサ１を含む空調システム（空調装置）の運転状況によっては、図４（ａ）において、この圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力（所定の吐出圧力よりも少し低い圧力）よりも吐出室１０側（吐出孔２５の外側）の冷媒ガスの圧力の方が相対的に高くなっていることがある。この場合には、前側のベーン１５ｃが吐出孔２５の内周面にかかって圧縮室２３ａと吐出孔２５が連通した直後に、吐出室１０（吐出孔２５の外側）から冷媒ガスの一部が吐出孔２５を通して圧縮室２３ａ側に逆流することがある。

しかしながら、本実施形態のコンプレッサ１は、図２、図４（ａ），（ｂ）に示したように、ロータ１２の回転にともない後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに当接することによって圧縮室２３ａの容積減少率が急激に高められて、圧縮室２３ａの冷媒ガスの圧力が直ちに所定の吐出圧力に達し、吐出室１０側（吐出孔２５の外側）の冷媒ガスの圧力よりも高くなる。

このため、仮に前側のベーン１５ｃが吐出孔２５の内周面にかかって圧縮室２３ａと吐出孔２５が連通した直後に、吐出室１０（吐出孔２５の外側）から冷媒ガスの一部が吐出孔２５を通して圧縮室２３ａ側に逆流しても、直ぐにこの逆流が阻止されて、圧縮室２３ａから吐出孔２５を通して外側（吐出室１０側）に所定の吐出圧力に達した冷媒ガスが吐出される。

このように、コンプレッサ１を含む空調システム（空調装置）の運転状況によって、仮に前側のベーン１５ｃが吐出孔２５の内周面にかかって圧縮室２３ａと吐出孔２５が連通した直後に、吐出室１０（吐出孔２５の外側）から冷媒ガスの一部が吐出孔２５を通して圧縮室２３ａ側に逆流しても直ぐにこの逆流を阻止できるので、冷媒ガスの逆流量は少なく、動力損失等の問題とはならない程度である。

よって、図２に示すように、吐出孔２５には、冷媒ガスの圧縮室２３ａ側への逆流を防止するための吐出弁を設ける必要なく、この吐出弁の開閉にともなう打音（騒音）が発生することもない。

また、コンプレッサ１を含む空調システム（空調装置）の運転状況によって、圧縮室２３ａから吐出孔２５を通して外側（吐出室１０側）に吐出される冷媒ガスの吐出圧力が変化（変動）する場合がある。このような場合でも、図４（ａ），（ｂ）に示したように、ロータ１２の回転（回転方向Ｗ）にともなって前側のベーン１５ｃが吐出孔２５に達して、圧縮室２３ａと吐出孔２５とが連通するタイミングで後側のベーン１５ｂが段差領域Ａに位置することで、圧縮室２３ａ内の冷媒ガスの圧力が、変化した吐出圧力に直ちに達して、吐出孔２５から吐出させることができる。

よって、コンプレッサ１を含む空調システム（空調装置）の運転状況によって、圧縮室２３ａから吐出孔２５を通して外側（吐出室１０側）に吐出される冷媒ガスの吐出圧力が変化（変動）した場合でも、冷媒ガスの過圧縮や逆流が発生することを防止することができる。

なお、前記実施形態では、３枚のベーンを備えた構成であったが、これに限らず、例えば５枚のベーンが等角度間隔で配置されたコンプレッサ（ベーンロータリー型の気体圧縮機）においても、同様に本発明を適用することができる。

１コンプレッサ（気体圧縮機）
２電動モータ
３圧縮機構部
４ハウジング
５インバータ部
１２ロータ
１４シリンダ
１５ａ，１５ｂ，１５ｃベーン
１８油分離部
１９シリンダ室
２３、２３ａ圧縮室
２５吐出孔
Ａ段差領域

Claims

回転軸と一体的に回転する略円柱状のロータと、
前記ロータを該ロータの外周面の外方から取り囲む輪郭形状の内周面を有するシリンダと、
前記ロータに形成したベーン溝に摺動可能に挿入され、前記ベーン溝に供給された冷凍機油による背圧を受けて前記シリンダの内周面に向けて突出可能に設けられた複数枚の板状のベーンと、
前記ロータおよび前記シリンダの両端をそれぞれ塞ぐ２つのサイドブロックとを備え、
前記ベーンは、ベーン先端が前記シリンダの内周面に当接して前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面との間に形成された空間を仕切ることにより複数の圧縮室を形成するものであり、これら形成された各圧縮室が前記ロータの１回転の期間に、媒体の吸入、圧縮及び吐出を１サイクルのみ行うように、前記シリンダの内周面の輪郭形状が設定された気体圧縮機であって、
前記シリンダの内周面と前記ロータの外周面とが前記回転軸の軸周りの1周の範囲で最近接する領域に対して、前記シリンダの内周面の前記ロータの回転方向上流側近傍に、前記圧縮室で圧縮された媒体を外部に吐出するための吐出孔を有し、
前記シリンダの内周面の前記吐出孔に対して前記ロータの回転方向上流側に、前記ロータの外周面との間の隙間を急激に狭めるようにして前記圧縮室の容積減少率を急激に高めるための段差領域が形成されており、
前記ロータの回転方向に沿って相前後する前側と後側の２つのベーンのうちの後側のベーンが前記段差領域に当接した際に、この２つのベーンで仕切られた圧縮室で容積減少率が急激に高められて、該圧縮室内の媒体が所定の吐出圧力に達するタイミングで、前記前側のベーンが前記吐出孔にさしかかるように、前記吐出孔の位置が設定されていることを特徴とする気体圧縮機。
前記後側のベーンが前記段差領域を通過後は、前記圧縮室の容積減少率が低減されることを特徴とする請求項１に記載の気体圧縮機。
前記吐出孔には、冷媒ガスの圧縮室側への逆流を防止するための吐出弁を設けていないことを特徴とする請求項１又は２に記載の気体圧縮機。