JP5828075B2 - 回転式圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、塩素原子を含まず地球温暖化係数の低い炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを主体とした冷媒を作動冷媒としたルームエアコン、冷蔵庫、その他の空気調和装置等の冷凍サイクルに組み込まれることが可能な回転式圧縮機に関するものである。

従来の冷凍装置では作動冷媒としてオゾン層破壊係数ゼロのＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）系に移行してきているが、このＨＦＣ系冷媒は一方では地球温暖化係数が非常に高いため近年問題になってきている。そこで塩素原子を含まず地球温暖化係数の低い炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを主体とした冷媒の冷凍装置が考えられてきている。

ところで冷凍装置などにおいては、蒸発器で蒸発した作動冷媒を吸入し、凝縮するために必要な圧力まで圧縮して冷媒回路中に高温高圧の作動冷媒を送り出す回転式圧縮機が使用されている。冷凍装置の動力の大部分は圧縮機で使用されるため、圧縮機の性能が冷凍装置の性能を大きく左右する。従来のＨＦＣ系冷媒で使用される回転式圧縮機は性能向上のため、代表的な作動冷媒であるＨＦＣ４１０Ａを使用するにあたり最適な形状の設計がされている。

このような回転式圧縮機の一つとして、ロータリ圧縮機が知られている（例えば、特許文献１参照）。ロータリ圧縮機は、例えば図９に示すように、電動機１０１と圧縮機構部１０２をシャフト１０３で連結して密閉容器１００内に収納したものであって、電動機１０１は回転子１０４と固定子１０５によって形成されており、回転子上下には鉛直方向に振動、騒音低減を目的としたバランスウエイト１０６が設けられている。回転子１０４はシャフト１０３によって圧縮機構部１０２に連結されており、電気的に回転子１０４を回転させることによって圧縮機構を作動させる。

圧縮機構部１０２は、シリンダ１０７と、このシリンダ１０７の両端面を閉塞する上端板１０８と下端板１０９とで形成された圧縮室１１０と、この圧縮室内に上端板１０８および下端板１０９に支持されたシャフト１０３の偏心部に嵌合されたローラ１１１と、このローラ１１１の外周に当接しローラ１１１の偏心回転に追従して往復運動し圧縮室内を低圧部と高圧部とに仕切るベーン１１２を備えている。

シリンダ１０７には、圧縮室内の低圧部に向けて作動冷媒を吸入する吸入ポート１１４が開通され、上端板１０８には、圧縮室内の低圧部から転じて形成される高圧部から作動冷媒を吐出する吐出ポート（図示せず）が開通されており、ローラ１１１はシリンダが上端板１０８，下端板１０９に上下から閉塞されることによって形成される圧縮室１１０に収容されている。吐出ポート（図示せず）の上面には所定の大きさ以上の圧力を受けた場合に解放される吐出バルブ（図示せず）が設けられている。そして吐出バルブ上面を覆うように吐出マフラ１１７が設けられている。

上述した構成のロータリ圧縮機においては、低圧部側ではローラ１１１の摺接部が吸入ポート１１４を通過して吸入室を徐々に拡大しながら離れていき、吸入ポート１１４から吸入室内に作動冷媒を吸入する。一方、高圧部側ではローラ１１１の摺動部が吐出ポート（図示せず）へ圧縮室１１０を徐々に縮小しながら近づいていき、所定圧力以上に圧縮された時点で吐出バルブ（図示せず）が開いて吐出ポート（図示せず）から作動冷媒を吐出させる。この吐出された作動冷媒が吐出マフラと上端板によって形成される空間を経由して密閉空間に放出される。

特開２００８−３０３８８７号公報

しかしながら、上記構成の回転式圧縮機において、塩素原子を含まず地球温暖化係数の低い炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを主体とした冷媒を作動冷媒とした場合、前記作動冷媒の吸入作動冷媒密度は、従来のＨＦＣ系冷媒の代表的な作動冷媒であるＨＦＣ４１０Ａに比べ、低下する。この為、従来のＨＦＣ４１０Ａを作動冷媒とした圧縮機を使用する場合、その作動冷媒を多くする必要があり、その結果流量の増加に伴い、従来の吐出マフラでは、容積が不足する。また、流量が多いため、冷媒の流れが悪いと圧力損失がおき、圧縮機の効率低下を引き起こす。また、吐出マフラ内で冷媒が滞留すると、過圧縮や再膨張、吸入作動冷媒の受熱を引き起こすことになり、吐出される作動冷媒温度の過上昇の要因となる。塩素原子を含まず炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを主体とした冷媒は、高温で分解しやすい特性を有するため、過圧縮、再膨張による吐出温度の上昇は致命的な問題となる。

本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、圧力損失を確実に低減し、高効率で信頼性、耐久性に優れた、回転式圧縮機を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る回転式圧縮機は、吐出マフラの空間容積を、吸入作動冷媒密度によって設定したものである。

これによって、圧力損失を確実に低減し、信頼性、耐久性に優れた、高効率な回転式圧縮機を提供できる。

本発明に係る回転式圧縮機は、吸入作動冷媒密度に応じた吐出マフラを設けることによって、地球温暖化係数の低い作動冷媒を使用していても冷媒分解による信頼性、耐久性の低下を抑制し、かつ、適正な吐出マフラ空間面積を確保できるため、圧力損失を確実に低減できることから、高信頼性で高効率な回転式圧縮機を提供することができる。

図１は本発明の実施の形態１におけるロータリ圧縮機の縦断面図 図２は実施の形態１における吐出マフラ部の横断面図 図３は実施の形態１における吐出マフラ部の縦断面図 図４は圧縮機のある運転範囲で凝縮、飽和温度をＲ４１０Ａと同等とする条件での各種作動冷媒による吸入冷媒密度を比較したグラフ 図５はテトラフルオロプロペンとジフルオロメタンの２成分を混合した冷媒の混合比率による地球温暖化係数（ＧＷＰ）を示した特性図 図６は本発明の実施の形態２における吐出マフラ部の縦断面図 図７は本発明の実施の形態３における吐出マフラ部の横断面図 図８は本発明の実施の形態４における圧縮機構部の縦断面図 図９は従来のロータリ圧縮機の縦断面図

第１の発明は、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを単一冷媒、またはそれを少なくとも必ず含有し、２重結合を有しないハイドロフルオロカーボンと混合した作動冷媒を封入し、圧縮機構部は前記作動冷媒を吸入する吸入ポートと、前記吸入ポートから吸入された前記作動冷媒を高圧とする圧縮室と、前記圧縮室にて高圧となった前記作動冷媒を排出する吐出ポートと、前記吐出ポートを覆う吐出マフラとを備えた回転式圧縮機であって、前記吐出マフラの空間容積を、前記作動冷媒の密度によって設定したものであり、作動冷媒流量増加に伴う圧力損失を確実に低減し、かつ吐出温度の上昇を防止し、作動冷媒分解による、信頼性、耐久性の低減を抑制した、回転式圧縮機を提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の前記吐出マフラは少なくとも前記吐出ポート上部に空間を形成するように設けたものであり、吐出ポートから吐出された直後の流速の速い状態で作動冷媒が、吐出マフラに衝突することを避けられるため、低騒音で損失の少ない回転式圧縮機を提供することができる。

第３の発明は、特に、第１〜２の発明の前記吐出マフラは前記シャフトの軸方向が長辺となる形状としたものであり、吐出ポートから吐出された作動冷媒の流れ方向に吐出マフラの空間容積を確保できるため、圧力損失の低減ができ、かつ、圧縮室から離れた空間に吐出作動冷媒を排出するため、吸入作動冷媒への受熱を低減することにより、更なる高信頼性と高効率化を図ることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３の発明の前記吐出マフラは前記吸入ポート周囲に空間容積を設けない形状としたものであり、吸入ポート周囲で高温の作動冷媒が滞留することがないので、吸入作動冷媒への受熱を効率的に低減することができ、吐出温度の過上昇を防ぐことができる。このため、作動冷媒の分解を低減することができるので、さらなる高信頼性な回転式圧縮機を提供することができる。

第５の発明は、特に、第１〜４の発明の前記吐出マフラは、前記圧縮部を介して、前記電動機とは反対側に設けたものであり、作動冷媒の電動機の回転による発熱部分からの受熱を低減でき、かつ、吐出マフラを設ける空間を確保しやすいので、設計が容易で高信頼性な回転式圧縮機を提供することができる。また吐出マフラ周囲がオイルに囲まれているため、低騒音も実現できる。

第６の発明は、特に、第１〜５の発明の前記吐出マフラを複数設ける構成としたものであり１箇所では吐出マフラの空間容積を確保できなくとも、複数の箇所に分散して設けることによって、設計自由度を向上させ、小型で、高信頼性な回転式圧縮機を提供することができる。

第７の発明は、特に、第１〜６の発明の吐出マフラの空間容積を、作動冷媒がＲ４１０Ａを使用する場合に比べ、１．０１〜１．７倍に拡大したものであり、確実に、高信頼性で高効率な回転式圧縮機を提供することができる。

第８の発明は、特に、第１〜７の発明における作動冷媒を、ハイドロフルオロオレフィンはテトラフルオロプロペンまたはトリフルオロプロペンとし、単一冷媒、またはそれらを主成分とし、地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、それぞれ２成分混合もしくは３成分混合したもので、環境負荷が小さく、効果的に高信頼性で高効率な回転式圧縮機を提供することができる。

第９の発明は、特に、第１〜８の発明の作動冷媒を、ハイドロフルオロオレフィンはテトラフルオロプロペンまたはトリフルオロプロペンを主成分とし、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、それぞれ２成分混合もしくは３成分混合したものであり、環境負荷が小さく、流速を抑制し、吐出温度を下げることができるので、効果的に高信頼性で高効率な回転式圧縮機を提供することができる。

第１０の発明は、特に、第８あるいは第９の発明において、地球温暖化係数が３５０以下となるように設定したものである。

第１１の発明は、特に、第１〜８の発明の作動冷媒に用いる冷凍機油として、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリビニルエーテル類、ポリ（オキシ）アルキレングリコールまたはそのモノエーテルとポリビニルエーテルの共重合体、ポリオールエステル類およびポリカーボネート類の含酸素化合物を主成分とする合成油か、アルキルベンゼン類やαオレフィン類を主成分とする合成油としたものであり、効果的に高信頼性で高効率な回転式圧縮機を提供することができる。

第１２の発明は、特に、第１〜１１の発明のハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とし、混合冷媒の混合比をテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）を８０％、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）を２０％で構成された作動冷媒とし、前記吐出マフラの空間容積を、作動冷媒がＲ４１０Ａを使用する場合に比べ、１．０１〜１．４倍に拡大したことにより、ＧＷＰ１５０以下を満足させ、環境負荷も小さく、効果的に高信頼性で高効率な回転式圧縮機を提供することができる。

第１３の発明は、特に、第１〜１１の発明のハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とし、混合冷媒の混合比をテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）を６０％、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）を４０％で構成された作動冷媒とし、前記吐出マフラの空間容積を、作動冷媒がＲ４１０Ａを使用する場合に比べ、１．０１〜１．２倍に拡大したことにより、空調機として通年エネルギー消費効率がＨＦＣ４１０Ａと同等の性能を確保し、かつ環境負荷を小さく抑えることができ、効果的に高信頼性で高効率な回転式圧縮機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は実施の形態１における密閉型圧縮機の縦断面図である。図１において、ロータリ圧縮機は、電動機２と圧縮機構部３をシャフト３１で連結して密閉容器１内に収納したものであって、圧縮機構部３は、シリンダ３０と、このシリンダ３０の両端面を閉塞する上端板３４と下端板３５とで形成された圧縮室３９と、この圧縮室３９内に上端板３４および下端板３５に支持されたシャフト３１の偏芯部３１ａに嵌合されたローラ３２と、このローラ３２の外周に当接しローラ３２の偏心回転に追従して往復運動し圧縮室３９内を低圧部と高圧部とに仕切るベーン３３を備えている。

シリンダ３０には、圧縮室３９内の低圧部に向けて作動冷媒を吸入する吸入ポート４０が開通され、上端板３４には、圧縮室３９内の低圧部から転じて形成される高圧部から作動冷媒を吐出する吐出ポート３８が開通されており、ローラ３２はシリンダ３０が上端板３４，下端板３５に上下から閉塞されることによって形成される圧縮室３９に収容されている。吐出ポート３８は上端板３４を貫通する孔として形成されており、吐出ポート３８の上面には所定の大きさ以上の圧力を受けた場合に解放される吐出バルブ３６が設けられている。そして、この吐出バルブ３６を覆うように吐出マフラ３７が設けられている。

以上のように構成された回転式圧縮機について、以下その動作、作用を説明すると、低圧部側ではローラ３２の摺接部が吸入ポート４０を通過して吸入室を徐々に拡大しながら離れていき、吸入ポート４０から吸入室内に作動冷媒を吸入する。一方、高圧部側ではローラ３２の摺動部が吐出ポート３８へ圧縮室３９を徐々に縮小しながら近づいていき、所定圧力以上に圧縮された時点で吐出バルブ３６が開いて吐出ポート３８から作動冷媒を流出し、吐出マフラ３７より密閉容器１内に放出され、固定子２２と密閉容器１内壁で形成された切欠部２８と、電動機２のエアギャップ２６を通って、電動機２の上部の上シェル５空間に送り出され、冷媒吐出管５１から密閉容器１の外に吐出される。矢印は、冷媒の流れを示す。

ここで、この回転式圧縮機では炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを単一冷媒、またはそれを少なくとも必ず含有し、２重結合を有しないハイドロフルオロカーボンと混合した混合冷媒を作動冷媒として使用している。

図２は本実施の形態１における上端板３４からみた吐出マフラ３７の横断面図、図３は同吐出マフラ３７部の縦断面図である。

図２、図３に示すように、吐出マフラ３７の空間容積は上端板３４と吐出マフラ３７とで覆われた斜線部となる。この空間容積は、ベースとなる圧縮機で使用されている作動冷媒の密度に対して、本発明で使用する吸入作動冷媒の密度が変化することに対応して設定されている。

すなわち、ベースとなる圧縮機で使用されている吸入作動冷媒密度をＡとし、それに対して、本発明で使用する吸入作動冷媒密度をＢとする。吸入作動冷媒密度がＢはＡよりも小さいと、ベースで使用されていた作動冷媒流量に比べ、本発明で使用する冷媒では約Ａ／Ｂ倍の流量の冷媒が流れることとなる。このため、吐出マフラ３７を従来と同じ空間容積に設定すると、冷媒流量が多すぎる為に、吐出マフラ３７の空間容積以内で、吐出ポート３８から吐出された作動冷媒を許容することができない。このため吐出マフラ３７から密閉容器空間への放出もスムーズに行われなくなり損失がおきる。また、吐出ポート３８への逆流も発生しやすくなるため、過圧縮、再膨張が発生しやすくなる。このため、冷媒の温度が上昇し、この種冷媒特有の課題である高温での分解が進行してしまう。

以上のことから、本発明で使用する作動冷媒を用いる場合には、従来の作動冷媒に対応して設計してある回転式圧縮機の吐出マフラ３７の空間容積を、吸入作動冷媒密度比に応じて変更してある。この吐出マフラ３７の空間面積設定の具体的な一例を説明する。

図４は本実施の形態１における圧縮機のある運転範囲で凝縮、飽和温度をＲ４１０Ａと同等とする条件での各種作動冷媒による吸入冷媒密度を比較した図である。図４に示す点線はＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２を混合比、５：５で混合させたときの吸入冷媒密度である。ＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２を様々な比率で混合した冷媒としたときも、その混合比による吸入冷媒密度が算出される。

図４に示すように、従来使用している作動冷媒ＨＦＣ４１０Ａを使用した場合と、本発明で使用する作動冷媒をＨＦＯ１２３４ｙｆを使用した場合、同一条件における吸入作動冷媒密度比は、ＨＦＯ１２３４ｙｆ：ＨＦＣ４１０Ａ≒１：１．７である。このため、ＨＦＯ１２３４ｙｆを作動冷媒として、用いる場合、ＨＦＣ４１０Ａに比べ、おおよそ１．７倍の流量の冷媒が流れることとなる。

このため、吐出マフラ３７はＨＦＣ４１０Ａを使用する場合に設計された空間容積よりも、大きく設定しなければ、空間容積が小さすぎ圧力損失が発生する。また、必要以上に空間容積を大きく設定すると、密閉容器１自体を大きくすることとなり、コンパクトな回転式圧縮機を設計できない。このため、ＨＦＣ４１０Ａを使用する際の吐出マフラ３７の空間容積をベースとしたとき、ＨＦＯ１２３４ｙｆを使用する場合には、吐出マフラ３７の空間容積を、ＨＦＣ４１０Ａを使用する場合に比べて１．０１〜１．７程度に拡大するように形成してある。これにより、ＨＦＯ１２３４ｙｆを使用する際でも、損失を低減し、冷媒の分解を抑制し、コンパクトな高効率で高信頼性の回転式圧縮機を提供することができる。

図５は、テトラフルオロプロペンとジフルオロメタンの２成分を混合した冷媒の混合比率による地球温暖化係数（ＧＷＰ）を示した特性図である。冷媒をテトラフルオロプロペンの単一冷媒とした時にはＧＷＰ４となり極めて良好な値を示す。しかしながら、ハイドロフルオロカーボンと混合した冷媒に比べて比容積が大きいことなどから冷凍能力が低くなるため、より大きな冷却サイクル装置が必要になる。換言すれば、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを基本成分とし、２重結合を有しないハイドロフルオロカーボンを混合した冷媒を用いれば、ハイドロフルオロオレフィンの単一冷媒と比較して冷凍能力などの所定の特性を改善して冷媒として使用しやすくすることができる。従って、封入する冷媒において、単一冷媒を含めてテトラフルオロプロペンの割合をどれほどにするかは、圧縮機を組み込む冷却サイクル装置等の目的や上述したＧＷＰの制限などの条件に応じて適宜選択すればよい。

具体的には図５に示すように、テトラフルオロプロペンとジフルオロメタンとを混合してＧＷＰ１５０以下とするためにはジフルオロメタンを２０ｗｔ％以下、ＧＷＰ３００以下とするためにはジフルオロメタンを４０ｗｔ％以下、と混合することになる。すなわちＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２を混合比、８：２のときＧＷＰ１５０以下を満たすことができ、このときの吸入ガスの密度の比は、ＨＦＯ１２３４ｙｆ：ＨＦＣ４１０Ａ≒１：１．４である。このため、ＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２を作動冷媒として用いる場合、ＨＦＣ４１０Ａに比べ、約１．４倍の流量の冷媒が流れることとなる。このことからＨＦＣ４１０Ａを使用する際の吐出マフラ３７の空間容積をベースとしたとき、ＨＦＯ１２３４ｙｆを使用する場合には、吐出マフラ３７の空間容積を、ＨＦＣ４１０Ａを使用する場合に比べて１．０１〜１．４倍程度に拡大すれば、地球環境への影響を抑え、損失を低減し、冷媒の分解を抑制するため、高効率で高信頼性の回転式圧縮機を提供することができる。

また、ＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２を混合比、６：４のときＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２の混合冷媒として使用するとき、冷凍サイクル装置として圧損等を含めた効率を鑑みて、従来の通年エネルギー消費効率とほぼ同等の性能を維持しかつ、ＧＷＰをもっとも低く抑えることができた。このときの吸入ガスの密度の比は、ＨＦＯ１２３４ｙｆ：ＨＦＣ４１０Ａ≒１：１．２である。このため、ＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２を作動冷媒として用いる場合、ＨＦＣ４１０Ａに比べ、約１．２倍の流量の冷媒が流れることとなる。このことからＨＦＣ４１０Ａを使用する際の吐出マフラ３７の空間容積をベースとしたとき、ＨＦＯ１２３４ｙｆを使用する場合には、吐出マフラ３７の空間容積を、ＨＦＣ４１０Ａを使用する場合に比べて１．０１〜１．２倍程度に拡大すれば、環境負荷を抑えつつ、損失を低減し、冷媒の分解を抑制するため、高効率で高信頼性の回転式圧縮機を提供することができることができる。

これらによって回収されない冷媒が大気に放出されても地球温暖化に対しその影響を極少に保つことができる。また前記比率で混合された混合冷媒は、非共沸混合冷媒にも関わらず温度差を小さくでき擬似共沸混合冷媒に挙動が近づくため、冷凍装置の冷却性能や冷却性能係数（ＣＯＰ）を改善することができる。

また、上記吐出マフラ３７は少なくとも吐出ポート３８上部に空間を設けるような形状としてあるため、吐出ポート３８から吐出された直後の流速の速い状態で作動冷媒が、吐出マフラ３７に衝突することを避けれ、低騒音で損失の少ない回転式圧縮機を提供することができる。

（実施の形態２）
図６は実施の形態２における吐出マフラ３７部の縦断面図である。この実施の形態２は、次に述べる点で実施の形態１と相違するものであり、その他の点については実施の形態１と基本的には同一であるので、重複する説明を省略し、異なる部分のみ説明する。以下、下記に説明する各実施の形態においても同様である。

図６に示すように吐出マフラ３７ｂは、シャフト３１の軸方向に沿って空間容積が形成されている。図６に示すように、シャフト３１の軸方向長さＬがシャフト３１の水平方向長さＷより長い構造である。吐出マフラ３７ｂから圧縮室３９への受熱面積を低減しつつ、吐出マフラ３７ｂの空間容積を確保することができるので、過圧縮、再膨張を防止することができ、吐出温度の上昇を抑えることができるので、冷媒の分解を抑制でき、高効率で高信頼性の回転式圧縮機を提供することができる。

（実施の形態３）
図７は実施の形態３における吐出マフラ部の横断面図である。図７に示すように、吐出マフラ３７ｃはその形状を吸入ポート４０の周囲を避けた形状としてある。これによって、吐出マフラ３７ｃを通じての吸入作動冷媒への受熱を効率的に低減することができ、吐出作動冷媒温度の過上昇を防ぐことができ、作動冷媒の分解を抑える高信頼性の回転式圧縮機を提供することができる。

（実施の形態４）
図８は実施の形態４における圧縮機構部の縦断面図である。図８に示すように、吐出マフラ３７ｄは圧縮室３９の下端板３５を覆うように電動機２とは反対側に設けてある。これにより、作動冷媒は電動機２の回転による発熱部分からの受熱を低減でき、かつ、吐出マフラ３７ｄ付近に電動機２のような他の部品がないため、吐出マフラ３７ｄを設ける空間を確保しやすく、設計が容易で高信頼性な回転式圧縮機を提供することができる。

また、吐出マフラ３７ｄは下端板３５周囲に貯留されたオイルに囲まれているため、低騒音の回転式圧縮機を提供することができる。

なお、流量の増加は吐出マフラ３７に限定されたことでなく、全圧力損失発生部において、作動冷媒の密度によって圧力損失発生部の容積を設定することが望ましい。この設計指針に基づき、簡単な設計の変更で従来使用していた回転式圧縮機を異なる作動冷媒で使用することができる。

上記実施の形態では、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンをベース成分とした冷媒からなる単一冷媒または前記冷媒を含む混合冷媒を作動冷媒として使用しているが、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンをベース成分とし、２重結合を有しないハイドロフルオロカーボンと混合した冷媒を作動冷媒として使用してもよい。

また、ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆまたはＨＦＯ１２３４ｚｅ）とし、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とした、混合冷媒を作動冷媒としてもよい。

また、ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）とした、混合冷媒を作動冷媒としてもよい。

また、ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをペンタフルオロエタン（ＨＦＣ１２５）、ジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とした、３成分からなる混合冷媒を作動冷媒としてもよい。

そして、上記いずれの場合も地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、望ましくは３５０以下となるようにそれぞれ２成分混合もしくは３成分混合したものが好ましい。

また、上記作動冷媒に用いる冷凍機油としては、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリビニルエーテル類、ポリ（オキシ）アルキレングリコールまたはそのモノエーテルとポリビニルエーテルの共重合体、ポリオールエステル類およびポリカーボネート類の含酸素化合物を主成分とする合成油か、アルキルベンゼン類やαオレフィン類を主成分とする合成油が好ましい。

なお、上記各実施の形態ではロータリーコンプレッサーを例にして説明したが、回転式圧縮機のひとつであるスクロールコンプレッサーであってもよいのはもちろんである。

以上のように、本発明の回転式圧縮機は、炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンをベース成分とした冷媒からなる単一冷媒または前記冷媒を含む混合冷媒を作動冷媒として使用した場合でも、高効率化で高信頼性を図ることが可能となる。これにより、エアーコンディショナーやヒートポンプ式給湯機、冷凍冷蔵庫、除湿機など回転式圧縮機の用途にも適用できる。

１ 密閉容器
２ 電動機
２６ エアギャップ
２８ 切欠部
３ 圧縮機構部
３０ シリンダ
３１ シャフト
３１ａ 偏芯部
３２ ローラ
３３ ベ−ン
３４ 上端板
３５ 下端板
３６ 吐出バルブ
３７、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ 吐出マフラ
３８ 吐出ポート
３９ 圧縮室
４０ 吸入ポート
５１ 冷媒吐出管

Claims (11)

1. 炭素と炭素間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィンを単一冷媒、またはそれを少なくとも必ず含有し、２重結合を有しないハイドロフルオロカーボンと混合した作動冷媒を封入し、圧縮機構部は、前記作動冷媒を吸入する吸入ポートと、前記吸入ポートから吸入された前記作動冷媒を高圧とする圧縮室と、前記圧縮室にて高圧となった前記作動冷媒を排出する吐出ポートと、前記吐出ポートを覆う吐出マフラと、前記圧縮室内に収容されたローラと、前記圧縮室内にて前記ローラを偏心回転させて前記作動冷媒を高圧とさせるシャフトと、を備えた回転式圧縮機であって、前記吐出マフラの空間容積を、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合より大きくなるように前記封入した作動冷媒の密度によって設定し、前記吐出マフラは少なくとも吐出ポートから前記シャフトの軸方向に沿って空間を形成するとともに、前記吐出マフラは前記シャフトの軸方向の長さが前記シャフトの水平方向の長さより長い構成としたことを特徴とする回転式圧縮機。
2. 前記吐出マフラは前記吸入ポート周囲に空間容積を設けない形状としたことを特徴とする請求項１記載の回転式圧縮機。
3. 前記シャフトを回転駆動する電動機を備え、
   前記吐出マフラは、前記圧縮室を介して、前記電動機とは反対側に設けたことを特徴とする請求項１または２記載の回転式圧縮機。
4. 前記吐出マフラを複数設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の回転式圧縮機。
5. 前記吐出マフラの空間容積を、作動冷媒としてＲ４１０Ａを使用する場合に比べ、１．０１〜１．７０倍に拡大したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の回転式圧縮機。
6. ハイドロフルオロオレフィンはテトラフルオロプロペンまたはトリフルオロプロペンとし、単一冷媒、またはそれらを主成分とし、地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、それぞれ２成分混合もしくは３成分混合した混合冷媒を作動冷媒としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の回転式圧縮機。
7. ハイドロフルオロオレフィンはテトラフルオロプロペンまたはトリフルオロプロペンを主成分とし、ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンを、地球温暖化係数が５以上、７５０以下となるように、それぞれ２成分混合もしくは３成分混合した混合冷媒を作動冷媒としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の回転式圧縮機。
8. 地球温暖化係数が３５０以下となるように設定した請求項６または７記載の回転式圧縮機。
9. 冷凍機油として、ポリオキシアルキレングリコール類、ポリビニルエーテル類、ポリ（オキシ）アルキレングリコールまたはそのモノエーテルとポリビニルエーテルの共重合体、ポリオールエステル類およびポリカーボネート類の含酸素化合物を主成分とする合成油か、アルキルベンゼン類やαオレフィン類を主成分とする合成油としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の回転式圧縮機。
10. ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とした、混合冷媒の混合比をテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）を８０％、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）を２０％で構成された作動冷媒とし、前記吐出マフラの空間容積を、作動冷媒がＲ４１０Ａを使用する場合に比べ、１．０１〜１．４倍に拡大したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の回転式圧縮機。
11. ハイドロフルオロオレフィンをテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）とし、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）とした、混合冷媒の混合比をテトラフルオロプロペン（ＨＦＯ１２３４ｙｆ）を６０％、ハイドロフルオロカーボンをジフルオロメタン（ＨＦＣ３２）を４０％で構成された作動冷媒とし、前記吐出マフラの空間容積を、作動冷媒がＲ４１０Ａを使用する場合に比べ、１．０１〜１．２倍に拡大したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の回転式圧縮機。

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