CN100366993C - 回转压缩机、其制造方法及使用该压缩机的除霜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对用于将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片的构造进行简化的回转压缩机。另外，还提供一种多级压缩式回转压缩机、其制造方法、及制冷剂回路的除霜装置。回转压缩机(10)具有由设于密闭容器(12)内的电动单元(14)驱动的第1和第2回转压缩单元(32、34)。第1回转压缩单元(32)包括上气缸(38)、具有与形成于电动单元(14)的回转轴(16)的上偏心部(42)接合并在上气缸(38)内进行偏心移动的滚筒部(112)的摆动活塞(110)、形成于摆动活塞(110)并从滚筒部(112)朝径向突出从而将上气缸(38)内隔成低压室侧和高压室侧的叶片部(114)。设置有可自由滑动和摆动地保持摆动活塞(110)的叶片部(114)的保持部。

Description

回转压缩机、其制造方法及使用该压缩机的除霜装置
本申请为2002年8月28日申请的发明名称为“回转压缩机、其制造方法、及使用该压缩机的除箱装置”、申请号为02142300.8的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的回转压缩单元的对CO2制冷剂进行压缩的回转压缩机。
本发明还涉及一种将由第1回转压缩单元压缩后排出的制冷剂气体吸引到第2回转压缩单元并对其进行压缩后排出的多级压缩式回转压缩机、其制造方法、及使用该压缩机的制冷剂回路的除霜装置。
背景技术
现有的例如内部中间压力型多级压缩式的回转压缩机从第1回转压缩单元的吸入孔将气体(制冷剂气体)吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作压缩，成为中间压力，从气缸的高压室侧经过排出孔、排出消声室排出到密闭容器内。该密闭容器内的中间压力的气体被从第2回转压缩单元的吸入孔吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作进行第2级压缩，成为高温高压的气体，从高压室侧经过排出孔和排出消声室排出。
从回转压缩机排出的气体流入到制冷剂回路的散热器，散热后，由膨胀阀节流后由蒸发器吸热，蒸发后再次吸入到第1回转压缩单元，并反复进行该循环。
另外，在该回转压缩机中，当将作为高低压差大的制冷剂的二氧化碳(CO2)用作制冷剂的场合，排出制冷剂压力在成为高压的第2回转压缩单元达到12MPa，另一方面，在成为低级侧的第1回转压缩单元成为8MPa(中间压力)(第1回转压缩单元的吸入压力为4MPa)。
在现有的这种多级压缩式回转压缩机中，特别是在内部中间压力多级压缩式回转压缩机中，从第1回转压缩单元的吸入孔将制冷剂气体吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作压缩而成为中间压力，从气缸的高压室侧经过排出孔和排出消声室排出到密闭容器内。该密闭容器内的中间压力的制冷剂从第2回转压缩单元的吸入孔吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体，从高压室侧经过排出孔、排出消声室流入到外部的散热器。
另外，为了防止在气缸内压缩后排出到排出消声室的制冷剂的倒流，在第1和第2回转压缩单元的排出消声室设置排出阀，由该排出阀可自由开闭地闭塞排出孔。
在使用高低压差大的制冷剂例如二氧化碳作为制冷剂的场合，排出制冷剂压力如图8所示那样在成为高压HP的第2回转压缩单元成为12MPa，另一方面，在成为低级侧的第1回转压缩单元成为8MPa(中间压力MP)(第1回转压缩单元的吸入压力LP为4MPa)。结果，第2级的级差压(第2回转压缩单元的吸入压力MP与第2回转压缩单元的排出压力HP的差)高达4MPa。另外，当外部气温低而使制冷剂的蒸发温度变低时，第1回转压缩单元的回转压缩单元的排出压力MP变低，所以，第2级的级差压(第2回转压缩单元的吸入压力MP与第2回转压缩单元的排出压力HP)进一步增大。
在现有的这种多级压缩式回转压缩机中，特别是在内部中间压力型多级压缩式回转压缩机中，从第1回转压缩单元的吸入孔将制冷剂气体吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作压缩而成为中间压力，从气缸的高压室侧经过排出孔和排出消声室排出到密闭容器内。该密闭容器内的中间压力的制冷剂从第2回转压缩单元的吸入孔吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体，从高压室侧经过排出孔、排出消声室流入到散热器，散热后，由膨胀阀节流，在蒸发器中吸热，吸入到第1回转压缩单元，并反复进行该循环。
在现有的这种制冷剂回路中，特别是在使用内部中间压力型多级压缩式回转压缩机的制冷剂回路中，从多级压缩式回转压缩机的第1回转压缩单元的吸入孔将制冷剂气体吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作压缩而成为中间压力，从气缸的高压室侧经过排出孔和排出消声室排出到密闭容器内。该密闭容器内的制冷剂气体从第2回转压缩单元的吸入孔吸入到气缸的低压室侧，由滚筒和叶片的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体，从高压室侧经过排出孔、排出消声室流入构成制冷剂回路的气体冷却器等散热器，通过散热而发挥出散热作用，之后，由膨胀阀(减压装置)节流，流入到蒸发器，在那里吸热而蒸发，之后，吸入到第1回转压缩单元，并反复进行该循环。
另外，在该多级压缩式回转压缩机中，当将高低压差大的制冷剂例如CO2(二氧化碳)用作制冷剂的场合，排出制冷剂压力在成为高压的第2回转压缩单元达到12MPa，另一方面，在成为低级侧的第1回转压缩单元成为8MPa，它成为密闭容器内的中间压力。第1回转压缩单元的吸入压力为4MPa左右。
在这里，由回转压缩机使用的叶片可自由移动地插入到设于气缸的径向的导向槽内。该叶片需要时常推压到滚筒侧，所以，除了如过去那样由弹簧将叶片推压到滚筒侧外，还在气缸内形成背压室，在该背压室加上用于将叶片朝滚筒侧施加力的背压，导致构造复杂化。
特别是在如上述那样的内部中间压力型多级压缩式回转压缩机的第2回转压缩单元中，由于气缸内的压力比密闭容器内的中间压力高，所以，存在需要在背压室施加高压的背压的通道的问题。
在将高低压差大的制冷剂例如二氧化碳(CO2)用作制冷剂的场合，排出制冷剂压力如图9所示那样在成为高压HP的第2回转压缩单元达到12MPa以上，另一方面，在成为低级侧的第1回转压缩单元在外部气温为15℃时为8MPa(中间压力)(第1回转压缩单元的吸入压力LP为4MPa)。结果，第1级的级差压(第1回转压缩单元的吸入压力LP与第1回转压缩单元的排出压力MP的差)高达4MPa。另外，由于外部气温越高则第1回转压缩单元的排出压力MP急剧地变得越高，所以，第1级的级差压(第1回转压缩单元的吸入压力LP与第1回转压缩单元的排出压力MP的差)变得更大。
当第1级的级差压这样增大时，对第1回转压缩单元的排出孔进行开闭的排出阀的内外的压力差变得过大，存在排出阀破损等耐久性和可靠性下降的问题。
当第2级的级差压这样增大时，第2回转压缩单元的排出阀内外的压力差变得过大，存在该压力差使第2回转压缩单元的排出阀破损的问题。
安装于这样的多级压缩式回转压缩机的叶片可自由移动地插入到设于气缸的径向的槽内。该叶片被推压到滚筒而将气缸内隔成低压室侧和高压室侧，在叶片的后侧设置朝滚筒侧对该叶片施加弹性力的弹簧，并为了朝滚筒侧对叶片施加力而在槽内设置与气缸的高压室连通的背压室。
在内部中间压力型的回转压缩机中，由于第2回转压缩单元的气缸内的压力比密闭容器内的压力高，所以，在对该第2回转压缩单元的叶片施加力的背压室施加第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的压力。
然而，当在该多级压缩式回转压缩机中使用高低差大的制冷剂例如二氧化碳(CO2)作为制冷剂的场合，如图8所示那样，排出制冷剂压力在成为高压(HP)的第2回转压缩单元达到12MPa。为此，在将第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的压力加到背压室的场合，将叶片推压到滚筒的压力超出需要的值，在叶片前端与滚筒外周的滑动部显著地增加负担，叶片和滚筒明显磨损，最坏的情况下产生破损这样的问题。
在该多级压缩式回转压缩机特别是使用高低差大的制冷剂例如二氧化碳(CO2)作为制冷剂的场合，如图7所示那样，排出制冷剂压力在成为高压(HP)的第2回转压缩单元达到12MPa，在成为低级侧的第1回转压缩单元成为8MPa(中间压力MP)(第1回转压缩单元的吸入压力LP为4MPa)。结果，第2级的级差压(第2回转压缩单元的吸入压力MP与第2回转压缩单元的排出压力HP的差)高达4MPa。特别是低外部气温使第1回转压缩单元的排出压力MP变低，所以，第2级的级差压(第2回转压缩单元的吸入压力MP与第2回转压缩单元的排出压力HP的差)变得更大，第2回转压缩单元的压缩负荷增大，存在耐久性和可靠性下降的问题。
因此过去，使第2回转压缩单元的排除容积比第1回转压缩单元的排除容积小地改变第1回转压缩单元的气缸的厚度(高度)尺寸，从而使第2级的级差压变小地设定排除容积比。
然而，在这样的设定方法中，由于第1气缸的厚度(高度)尺寸变大，为此必须改变第1回转压缩单元的气缸材料、偏心部、滚筒等全部部件。另外，气缸的厚度(高度)尺寸变大使得回转压缩机构部的厚度(高度)尺寸也变大，所以，多级压缩式回转压缩机的整体尺寸也变大，存在压缩机的小型化难以实现的问题。
在使用这样的多级压缩式回转压缩机的制冷剂回路中，由于蒸发器结霜，所以必须除霜，但当为了进行该蒸发器的除霜而使从第2回转压缩单元排出的高温制冷剂不由减压装置减压地供给到蒸发器(包含直接供给到蒸发器的场合和虽然通过减压装置但不在那里减压地通过地供给的场合)时，第1回转压缩单元的吸入压力上升，这样，第1回转压缩单元的排出压力(中间压力)变高。该制冷剂通过第2回转压缩单元排出，但由于不减压，所以，第2回转压缩单元的排出压力变得与第1回转压缩单元的吸入压力相同，所以，存在由第2回转压缩单元的排出和吸入产生压力的逆转现象的问题。
在这里，设置用于不减压地将从第1回转压缩单元排出的制冷剂供给到蒸发器的制冷剂回路，除霜时如由该制冷剂回路将从第1回转压缩单元排出的制冷剂也供给蒸发器，则可避免第2回转压缩单元的排出和吸入的压力逆转。
然而，在该场合，第1回转压缩单元的排出侧和第2回转压缩单元的排出侧连通，由此使第2回转压缩单元的吸入侧和排出侧为相同压力，所以，存在产生第2回转压缩单元的叶片跳起等第2回转压缩单元的运行不稳定的问题。
发明内容
本发明就是为了解决该现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种回转压缩机，该回转压缩机可简化将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片的构造。
本发明就是为了解决该现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种多级压缩式回转压缩机，该多级压缩式回转压缩机可事前避免第1级的级差压过大导致的耐久性和可靠性下降。
本发明就是为了解决该现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种多级压缩式回转压缩机，该多级压缩式回转压缩机可事前避免第2级的级差压导致的第2回转压缩单元的排出阀等的破损故障。
本发明就是为了解决该现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种内部中间压力型多级压缩式回转压缩机，该内部中间压力型多级压缩式回转压缩机可提高叶片和滚筒的耐久性，事前避免叶片和滚筒的破损。
另外，本发明就是为了解决该现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种多级压缩式回转压缩机的制造方法，该多级压缩式回转压缩机的制造方法可极力减少部件的变更，降低成本，而且，可防止压缩机的尺寸扩大，同时可容易地设定最佳排除容积比。
另外，本发明就是为了解决该现有技术的问题而作出的，其目的在于提供一种除霜装置，该除霜装置在利用了多级压缩式回转压缩机的制冷剂回路中可避免蒸发器的除霜运行时产生的不稳定运行状况。
即，在本发明的第1方面中，回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的回转压缩单元，对CO2制冷剂进行压缩；其中，包括用于构成回转压缩单元的气缸、具有与形成于电动单元的回转轴的偏心部接合而在气缸内进行偏心移动的滚筒部的摆动活塞、形成于该摆动活塞并从滚筒部朝径向凸出而将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片部、及设于气缸并可自由滑动和摆动地保持摆动活塞的叶片部的保持部，所以，与回转轴的偏心部的偏心回转对应，摆动活塞以保持部为中心摆动和滑动，其叶片部时常将气缸内隔成低压室侧和高压室侧。
这样，没有必要如过去那样设置朝滚筒侧对叶片施加力的弹簧和背压室及在该背压室施加背压的构造，可实现回转压缩机的构造的简化和生产成本的降低。
在本发明的第2方面中，回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩的CO2制冷剂气体排出到密闭容器内，另外，由第2回转压缩单元压缩该排出的中间压力的气体；其中，包括构成第2回转压缩单元的气缸、具有与形成于电动单元的回转轴的偏心部接合而在气缸内进行偏心移动的滚筒部的摆动活塞、形成于该摆动活塞并从滚筒部朝径向凸出而将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片部、及设于气缸并可自由滑动和摆动地保持摆动活塞的叶片部的保持部，所以，同样地与回转轴的偏心部的偏心回转对应，摆动活塞以保持部为中心摆动和滑动，其叶片部时常将第2回转压缩单元的气缸内隔成低压室侧和高压室侧。
这样，不需要设置如过去那样朝滚筒侧对叶片施加力的弹簧和背压室及对该背压室施加背压的构造。特别是在如本发明那样的密闭容器内成为中间压力的所谓多级压缩式回转压缩机中，施加背压的构造复杂化，但通过使用摆动活塞，可显著地简化构造和降低生产成本。
本发明的第3方面在第1或第2方面的基础上，由导向槽和套筒构成保持部，该导向槽形成于气缸并且摆动活塞的叶片部可自由移动地进入其中，该套筒可自由回转地设于该导向槽并可自由滑动地保持叶片部，所以，可实现摆动活塞的摆动和滑动动作的平稳化。这样，可大幅度提高回转压缩机的性能和可靠性。
按照本发明，多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩并排出的制冷剂气体吸引到上述第2回转压缩单元，进行压缩后排出；其中，设置有连通第1回转压缩单元的制冷剂吸入侧和制冷剂排出侧的连通路和开闭该连通路的阀装置，该阀装置在第1回转压缩单元的制冷剂吸入侧和制冷剂排出侧的压力差达到规定的上限值以上时，开放连通路，所以，可将作为第1级的级差压的、第1回转压缩单元的制冷剂吸入侧与制冷剂排出侧的压力差抑制到规定的上限值以下。这样，可事前避免第1级的级差压过大而导致设于第1回转压缩单元的排出阀破损等问题，可提高回转压缩机的耐久性和可靠性。
按照本发明的第5方面，具有构成第1回转压缩单元的气缸、闭塞该气缸的开口面并具有电动单元的回转轴的轴承的支承构件、构成于该支承构件内的吸入通道和排出消声室，在支承构件内形成连通路，将吸入通道和排出消声室连通，同时，阀装置设于支承构件内，所以，可将连通路和阀装置集约到第1回转压缩单元的气缸内而实现小型化，同时，由于预先在气缸内组装阀装置，所以，组装作业性也得到改善。
即，在本发明中，在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体吸引到第2回转压缩单元，压缩后排出；其中，设置有连通由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体的通过路径与第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的连通路和对该连通路进行开闭的阀装置，该阀装置在中间压力的制冷剂气体与第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的制冷剂气体的压力差达到规定的上限值以上的场合，开放连通路，所以，可将第2回转压缩单元的排出压力与吸入压力的压力差即第2级差压抑制得比规定的上限值低。
这样，可事前避免第2回转压缩单元的排出阀的破损等故障发生。
本发明的第7方面在上述内容的基础上，具有构成第2回转压缩单元的气缸和排出在该气缸内压缩的制冷剂气体的排出消声室，将由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体排出到密闭容器内，第2回转压缩单元吸引该密闭容器内的中间压力的制冷剂气体，同时，连通路形成在围成排出消声室的壁内，连通密闭容器内与排出消声室，阀装置设于上述壁内，所以，可在第2回转压缩单元的壁内集约连通由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体的通过路径和第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的连通路和开闭连通路的阀装置。
这样，可实现构造的简化和整体尺寸的小型化。
按照本发明，多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩的制冷剂气体排出到密闭容器内，另外，由第2回转压缩单元压缩该排出的中间压力的制冷剂气体；其中，具有用于构成第2回转压缩单元的气缸、与形成于电动单元的回转轴的偏心部配合并在气缸内进行偏心回转的滚筒、接触于该滚筒而将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片、用于时常朝滚筒侧对该叶片施加力的背压室、连通第2回转压缩单元的制冷剂排出侧和背压室的连通路、用于调整通过该连通路加到背压室的压力的压力调整阀，所以，由该压力调整阀，可适当地保持叶片对滚筒的推压力。另外，通过如本发明的第9方面那样将背压室的压力保持为比第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的压力低、比密闭容器内的压力高的规定值，可防止所谓的叶片跳起，防止在叶片施加超过需要的背压，使叶片对滚筒施加的力最佳化。
这样，可减轻施加到叶片前端和滚筒外周的滑动部分的负担，事前避免叶片和滚筒的破损，提高耐久性。
按照本发明的第10方面在上述内容的基础上，还设置有闭塞气缸开口面并具有电动元件的回转轴的轴承的支承构件和构成于该支承构件内的排出消声室，在支承构件内形成连通路，连通排出消声室和背压室，并且，压力调整阀设置在支承构件内，所以，可有效地利用密闭容器内的有限的空间，并不会使构造复杂化，可调整叶片的背压室内的压力。另外，由于预先在支承构件内设置连通路和压力调整阀，所以，组装作业性也良好。
本发明的多级压缩式回转压缩机的制造方法制造多级压缩式回转压缩机，该多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，这些第1和第2回转压缩单元由第1和第2气缸及与形成于上述电动单元的回转轴的第1和第2偏心部接合而在气缸内进行偏心回转的第1和第2滚筒构成，同时，由上述第1回转压缩单元压缩后排出的制冷剂气体被吸引到第2回转压缩单元，压缩后排出，当制造该多级压缩式回转压缩机时，不改变第1气缸的厚度(高度)尺寸，通过改变该气缸的内径，可设定第1和第2回转压缩单元的排除容积比。
为此，不用改变第1回转压缩单元的气缸材料和滚筒、回转轴的偏心部等所有部件，例如可极力抑制到仅改变滚筒或仅改变滚筒和偏心部等，可降低成本。另外，由于可防止压缩机的整体尺寸的扩大，所以，也可使尺寸小型化。
另外，在本发明的第12方面以上述内容为基础多级压缩式回转压缩机的制造方法中，将第2回转压缩单元的排除容积设定到第1回转压缩单元的排除容积的40％以上75％以下。
这样，如将第2回转压缩单元的排除容积设定到第1回转压缩单元的排除容积的40％以上75％以下，则第1和第2回转压缩单元的排除容积比为最佳。
对于本发明的除霜装置，制冷剂回路由多级压缩式回转压缩机、气体冷却器、第1减压装置、及蒸发器构成，该多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，由第1回转压缩单元压缩后的制冷剂由第2回转压缩单元压缩；该气体冷却器使从该多级压缩式回转压缩机的第2回转压缩单元排出的制冷剂流入其中；该第1减压装置连接到该气体冷却器的出口侧；该蒸发器连接到该第1减压装置的出口侧；从该蒸发器出来的制冷剂由第1回转压缩单元压缩；其中，具有不减压地向蒸发器供给从第1和第2回转压缩单元排出的制冷剂的除霜回路、控制该除霜回路的制冷剂流通的第1流路控制装置、设在用于将从第1回转压缩单元排出的制冷剂供给到第2回转压缩单元的制冷剂通路的第2减压装置、使制冷剂流到该第2减压装置或使制冷剂绕过该第2减压装置地流过地进行控制的第2流路控制装置，在由第1流路控制装置使制冷剂流到除霜回路时，该第2流路控制装置使制冷剂流到第2减压装置，所以，蒸发器除霜运行时，第1回转压缩单元和第2回转压缩单元的排出制冷剂不减压地供给到蒸发器，由此可避免第2回转压缩单元的压力逆转现象。
特别是按照本发明，进行除霜时，供给到第2回转压缩单元的制冷剂通过设于制冷剂通道的减压装置供给到第2回转压缩单元，所以，在第2回转压缩单元中的吸入与排出之间构成规定的压力差。
这样，第2回转压缩单元的运行稳定，可靠性也提高。特别是如本发明的第14方面那样，在将CO2气体作为制冷剂使用的制冷剂回路中，特别是可获得明显的效果。
附图说明
图1为本发明实施例的回转压缩机的纵断面图。
图2为图1的回转压缩机的第2回转压缩单元的摆动活塞部分的放大断面图。
图3为本发明实施例的多级压缩式回转压缩机的纵断面图。
图4为图3的多级压缩式回转压缩机的第1回转压缩单元的连通路部分的放大断面图。
图5为图3的多级压缩式回转压缩机的下部支承构件的下面图。
图6为图3的多级压缩式回转压缩机的上部支承构件和上部盖的上面图。
图7为图3的多级压缩式回转压缩机的下气缸的下面图。
图8为图3的多级压缩式回转压缩机的上气缸的上面图。
图9为示出2级压缩式回转压缩机的外部气温和各部分的压力的关系的图。
图10为本发明实施例的多级压缩式回转压缩机的纵断面图。
图11为图10的多级压缩式回转压缩机的第2回转压缩单元的连通路部分的放大断面图。
图12为另一实施例的多级压缩式回转压缩机的第2回转压缩单元的连通路部分的放大断面图。
图13为本发明实施例的多级压缩式回转压缩机的纵断面图。
图14为图13的多级压缩式回转压缩机的第2回转压缩单元的压力调整阀部分的放大断面图。
图15为图13的多级压缩式回转压缩机的正面图。
图16为图13的多级压缩式回转压缩机的侧面图。
图17为利用了图13的多级压缩式回转压缩机的热水供给装置的制冷剂回路图。
图18为本发明实施例的多级压缩式回转压缩机的纵断面图。
图19为适应于本发明的实施例的多级压缩式回转压缩机的纵断面图。
图20为应用了本发明的热水供给装置的制冷剂回路图。
具体实施方式
下面，根据附图详细说明本发明的实施形式。图1作为本发明的回转压缩机的实施例示出具有第1和第2回转压缩单元32、34的内部中间压力型多级(2级)压缩式回转压缩机10的纵断面图。
在该图中，符号10为将二氧化碳(CO2)作为制冷剂使用的内部中间压力型多级压缩式回转压缩机，该回转压缩机10由钢板构成的圆筒状的密闭容器12、电动单元14、及回转压缩机构部18构成，电动单元14配置收容于该密闭容器12内部空间上侧，该回转压缩机构部18包括配置于该电动单元14下侧并由电动单元14的回转轴16驱动的第1回转压缩单元32(第1级)和第2回转压缩单元34(第2级)。
实施例的回转压缩机10的第2回转压缩单元34的排除容积设定得比第1回转压缩单元32排除容积小。
密闭容器12将底部作为油槽，由收容电动单元14和回转压缩机构部18的容器本体12A和闭塞该容器本体12A的上部开口的大体呈碗状的端盖(盖体)12B构成，而且，在该端盖12B的上面安装用于将电力供给到电动单元14的端子(省略了配线)20。
电动单元14由沿密闭容器12上部空间的内周面安装成环状的定子22和在该定子22的内侧设置若干间隙地插入配置的转子24构成。该转子24固定在沿通过中心的铅直方向延伸的回转轴16。
定子22具有叠压环状的电磁钢板获得的层压体26和以串绕(集中卷绕)方式卷装于该层压体26的齿部的定子线圈28。另外，转子24与定子22同样地由电磁钢板的层压体30形成，在该层压体30内插入永磁铁MG。
在上述第1回转压缩单元32与第2回转压缩单元34之间夹持中间隔板36。该第1回转压缩单元32和第2回转压缩单元34由中间隔板36、配置于该中间隔板36的上下的上气缸38、下气缸40、位于该上下气缸38、40内并具有180度相位差地设于回转轴16的上下偏心部42、44及闭塞上气缸38上侧开口面和下气缸40下侧开口面兼用作回转轴16的轴承的作为支承构件的上部支承构件54和下部支承构件56构成。
在第1回转压缩单元32设置与下偏心部44接合而进行偏心回转的下滚筒48和接触于该下滚筒48将下气缸40内隔成低压室侧和高压室侧的叶片52。在下气缸40设置用于自由滑动地收容叶片52的导向槽和配置于该导向槽外侧的弹簧76，该弹簧76接触于叶片52的外侧端部，时常朝滚筒48侧对叶片52施加弹性力。在该弹簧76的密闭容器12侧的收容部内设置金属制的插销137，对弹簧76起到防脱的作用。
下气缸40的导向槽在叶片52的外侧端侧连通到密闭容器12内，这样，密闭容器12内的后述的中间压力作为叶片52的背压施加地构成。
另外，在第2回转压缩单元34的上气缸38内设置摆动活塞110，该摆动活塞110由滚筒部112和叶片部114构成(图2)。滚筒部112接合于回转轴16的上偏心部42，上偏心部42在该滚筒部112内回转，滚筒部112自身与上偏心部42的偏心回转对应地接触着到上气缸38的内面进行偏心移动。
叶片部114从该滚筒部112朝径向突出，进入到后述的套筒116的保持槽116A地受到保持，将上气缸38内隔成低压室侧和高压室侧地构成(图2)。
另外，在上气缸38形成从内周朝径向延伸的导向槽70，在该导向槽70的内侧端沿上下方向扩开形成大体圆筒形的保持孔88。在该保持孔88内插入上述的套筒116，该套筒116在保持孔88内能以上下方向的轴为中心自由回转地受到保持。
通过该套筒116的中心沿该套筒116的径向(上气38的径向)贯通形成上述保持槽116A，摆动活塞110的叶片部114进入到导向槽70，通过该保持槽116A内，可自由滑动地保持于该保持槽116A。在该状态下，叶片部114在导向槽70内可自由移动，同时，套筒116自身回转，从而使摆动活塞110自身也可平稳地自由滑动和摆动地受到保持。
即，摆动活塞110接合到形成于电动单元14的回转轴16的上偏心部42，在上气38内具有偏心移动的滚筒部112，设置有从该滚筒部112朝径向突出将该上气缸38内隔成低压室侧和高压室侧的叶片部114。摆动活塞110随着上偏心部42的偏心回转而在上气38内摆动。在该场合由该导向槽70和套筒116构成本发明的保持部。
在该场合，保持孔88与套筒116间及保持槽116A与叶片部114间不会流出第2回转压缩单元34的排出压力地形成为通过油进行密封的尺寸。通过形成为这样的构造，在第2回转压缩单元34不需要朝滚筒48侧对设于第1回转压缩单元32的叶片52施加弹性力的弹簧。另外，在如第1回转压缩单元32那样构成第2回转压缩单元34的场合，虽然在叶片加上背压，朝滚筒侧对叶片施加力，但由于在第2回转压缩单元34设置有摆动活塞110，所以，不需要朝叶片的背压。通过由套筒116可自由滑动和摆动地保持摆动活塞110，从而可实现由摆动活塞110产生的叶片部114的动作的平稳化，可大幅度提高回转压缩机10的性能。
另一方面，在上部支承构件54和下部支承构件56形成凹陷的排出消声室62、64，同时，这两个排出消声室62、64的开口部分别由盖闭塞。即，排出消声室62由作为盖的上部盖66闭塞，排出消声室64由作为盖的下部盖68闭塞。
在排出消声室64和密闭容器12内的上部盖66的电动单元14侧由贯通上下气缸38、40和中间隔板36地朝密闭容器12内开口的连通路连通。
在该场合，作为制冷剂，使用不破坏地球环境、考虑到可燃性和毒性等为自然制冷剂的上述二氧化碳(CO2)，作为润滑油的油例如使用矿物油、烷基苯油、醚油、酯油等已有的油。
在密闭容器12的容器本体12A的侧面的与上部支承构件54、下部支承构件56、排出消声室62、及上部盖66的上侧(与电动单元14的下端大体对应的位置)对应的位置分别焊接固定套管141、142、143、及144。套管141与套管142上下邻接，同时，套管143位于套管141的大体对角线上。另外，套管144位于与套管141大体错开90度的位置。
在套管141内插入连接用于将制冷剂气体导入至上气缸38的制冷剂导入管92的一端，该制冷剂导入管92的一端连通到上气缸38的吸入通道。该制冷剂导入管92通过密闭容器12的上侧到达套管144，另一端插入连接到套管144内，从而连通到密闭容器12内。
另外，在套管142内插入连接将制冷剂气体导入至下气缸40的制冷剂导入管94的一端，该制冷剂导入管94的一端连通到下气缸40的吸入通道。该制冷剂导入管94的另一端连接到图中未示出的储液器的下端。另外，在套管143内插入连接制冷剂排出管96，该制冷剂排出管96的一端连通到排出消声室62。符号147为用于保持上述储液器的托架。
下面用以上构成说明动作。当通过端子20和图中未示出的配线向电动单元14的定子线圈28通电时，电动单元14起动，使转子24回转。由该回转使接合到与回转轴16一体地设置的上偏心部42的摆动活塞110的滚筒部112如上述那样在上气缸38内进行公转移动，接合到下偏心部44的滚筒48在下气缸40内进行偏心回转。
这样，经由制冷剂导入管94和形成于下部支承构件56的吸入通道从图中未示出的吸入孔吸入到下气缸40的低压室侧的低压(第1级吸入压力LP：4MPa)的制冷剂气体由滚筒48和叶片52的动作压缩，成为中间压力(MP1：8MPa)，从下气缸40的高压室侧的图中未示出的排出孔、形成于下部支承构件56的排出消声室64经过上述连通路排出到密闭容器12内。由此使密闭容器12内成为中间压力(MP1)。
密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体从套管144出来，经由制冷剂导入管92和形成于上部支承构件54的吸入通道从图中未示出的吸入孔吸入到上气缸38的低压室侧。吸入的中间压力的制冷剂气体由可自由滑动地保持于保持槽116A(该保持槽116A设置在可自由回转地保持于上气缸38的保持孔88的套筒116)的摆动活塞110(叶片部114和滚筒部112)的摆动进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体(第2级排出压力HP：12MPa)，从高压室侧通过图中未示出的排出孔经由形成于上部支承构件54的排出消声室62、制冷剂排出管96排出到外部。排出的制冷剂流入到气体冷却器等。此时的制冷剂温度大体上升到+100℃，该高温高压的制冷剂气体进行散热，例如对热水储箱内的水进行加热，产生大体+90℃的热水。
另一方面，制冷剂自身在气体冷却器受到冷却，从气体冷却器出来。由图中未示出的膨胀阀减压后，也流入到图中未示出的蒸发器产生蒸发，经过上述储液器从制冷剂导入管94吸入到第1回转压缩单元32内，并反复进行该循环。
这样，具有用于构成第2回转压缩单元34的上气缸38和摆动活塞110，该摆动活塞110接合到形成于电动单元14的回转轴16的上偏心部42并具有在上气缸38内偏心移动的滚筒部112，在摆动活塞110形成从滚筒部112朝径向突出并将上气缸38内隔成低压室侧和高压室侧的叶片部114，同时，在上气缸38可自由滑动和摆动地保持摆动活塞110的叶片部114，所以，不需要过去那样的在叶片加上背压的构造和朝滚筒侧对叶片施加弹性力的弹簧。特别是在实施例那样的内部中间压力型多级压缩式回转压缩机中，不需要将第2回转压缩单元34的排出压力作为背压施加到叶片的构造，所以，可简化回转压缩机10的构造，大幅度降低生产成本。
在上述实施例中，不限于在第2回转压缩单元34设置摆动活塞110，将摆动活塞110设于第1回转压缩单元32的场合本发明也有效。但是，通过如实施例那样仅对第2回转压缩单元34设置摆动活塞110，可降低部件成本。另外，在实施例中，将本发明适用到内部中间压力型的多级压缩式回转压缩机，但不限于此，对于通常的单一气缸型的滚筒也有效。
图3为作为本发明的多级压缩式回转压缩机的实施例示出具有第1和第2回转压缩单元32、34的内部中间压力型多级(2级)压缩式回转压缩机10的纵断面图。
在该图3中，符号10为将二氧化碳作为制冷剂的内部中间压力型多级压缩式回转压缩机，该多级压缩式回转压缩机10由钢板构成的圆筒状的密闭容器12、电动单元14、及回转压缩机构部18构成，该电动单元14配置收容于该密闭容器12内部空间上侧，该回转压缩机构部18包括配置于该电动单元14下侧的由电动单元14的回转轴16驱动的第1回转压缩单元32(第1级)和第2回转压缩单元34(第2级)。
密闭容器12将底部作为油槽，由收容电动单元14和回转压缩机构部18的容器本体12A和闭塞该容器本体12A的上部开口的大体呈碗状的端盖(盖体)12B构成，而且，在该端盖12B的上面中心形成圆形的安装孔12D，在该安装孔12D安装用于将电力供给到电动单元14的端子(省略了配线)20。
电动单元14由沿密闭容器12上部空间的内周面安装成环状的定子22和在该定子22的内侧设置一些间隙地插入配置的转子24构成。该转子24固定在沿通过中心的铅直方向延伸的回转轴16。
定子22具有叠压环状的电磁钢板获得的层压体26和以串绕(集中卷绕)方式卷装于该层压体26的齿部的定子线圈28。另外，转子24也与定子22同样地由电磁钢板的层压体30形成，在该层压体30内插入永久磁铁MG。
在上述第1回转压缩单元32与第2回转压缩单元34之间夹持中间隔板36。即，第1回转压缩单元32和第2回转压缩单元34由中间隔板36、配置于该中间隔板36的上下的气缸38、气缸40、位于该上下气缸38、40内并与具有180度相位差地设于回转轴16的上下偏心部42、44配合而进行偏心回转的上下滚筒46、48、接触于该上下滚筒46、48将上下气缸38、40内分别隔成低压室侧和高压室侧的上下叶片50、52、及闭塞上气缸38上侧开口面和下气缸40下侧开口面兼用作回转轴16的轴承的作为支承构件的上部支承构件54和下部支承构件56构成。
在上部支承构件54和下部支承构件56形成由吸入孔161、162分别连通到上下气缸38、40的内部的吸入通道58、60和凹陷的排出消声室62、64，并且该两个排出消声室62、64的开口部分别由盖闭塞。即，排出消声室62由作为盖的上部的盖66闭塞，排出消声室64由作为盖的下部的盖68闭塞。
在该场合，在上部支承构件54的中央立起形成轴承54A。另外，在下部支承构件56的中央贯通形成轴承56A，回转轴16保持于上部支承构件54的轴承54A和下部支承构件56的轴承56A。
在上述第1回转压缩单元32的吸入通道60与排出消声室64之间的下部支承构件56内形成连通路100。该连通路100为连通第1回转压缩单元32的制冷剂吸入侧的吸入通道60与排出由第1回转压缩单元32压缩后获得的中间压力的制冷剂的制冷剂排出侧的排出消声室64的通道，详细内容如图4所示。即，在排出消声室64使第1通道101的一端开口，该第1通道101的另一端在阀装置收容室102开口，连通排出消声室64和阀装置收容室102。
该阀装置收容室102沿垂直方向形成，吸入通道60侧的上部开口和下部盖68侧的下部开口分别由密封件104、105闭塞。
在阀装置收容室102的第1通道101开口的位置的上方使第2通道103的一端开口，该第2通道103的另一端在吸入通道60开口，连通阀装置收容室102和吸入通道60。这些第1和第2通道101、103与阀装置收容室102形成于下部支承构件56内，它们构成上述连通路100。在阀装置收容室102内可上下自由移动地收容作为安全阀起作用的阀装置106。在该阀装置106的上面接触可自由伸缩的弹簧107的一端地设置，该弹簧107的另一端固定于密封件104，由此用弹簧107时常朝下方对阀装置106施加弹性力。
另外，当阀装置106位于图4所示第1通道101的开口位置与第2通道103的开口位置之间时，由吸入通道60内的压力(低压LP)和弹簧107沿朝下方压下的方向对阀装置106施加力，中间压力从第1通道101朝抬起阀装置106的方向施加力。即，由合并了弹簧107的弹性力的制冷剂吸入侧的低压的制冷剂气体与制冷剂排出侧的中间压力的制冷剂气体的压力差使阀装置106在阀装置收容室102内上下移动。
另外，在本实施例中，当低压的制冷剂气体与中间压力的制冷剂气体的压力差不到5MPa时，收容于阀装置收容室102内的阀装置106成为图2的状态，位于阀装置收容室102内的第1通道101的另一端与第2通道103间，所以，制冷剂吸入侧和制冷剂排出侧不由阀装置106连通地闭塞。
设定弹簧107的弹性力，使得当中间压力上升使低压的制冷剂气体与中间压力的制冷剂气体的压力差扩大而达到5MPa(上限值)时，阀装置106由从第1通道101流入的中间压力的制冷剂气体抬起到第2通道103的上方，使第1通道101与第2通道103连通(使连通路100连通)，从而使制冷剂排出侧的中间压力的制冷剂气体流入到制冷剂吸入侧的吸入通道60。如两者的压力差比5MPa小，则阀装置106下降到第2通道103下方的第1通道101的连通位置与第2通道103的连通位置之间，闭塞第1通道101与第2通道103，从而将连通路100闭塞。这样，作为第1回转压缩单元32的制冷剂排出侧与制冷剂吸入侧的压力差的第1级的级压变得比上限值低。
上述下部盖68由环形的圆形钢板构成，由主螺栓129...从下方将周边部固定于下部支承构件56，由排出孔41闭塞与第1回转压缩单元32的下气缸40内部连通的排出消声室64的下部开口部。该主螺栓129...的前端螺旋接合到上部支承构件54。图5示出下部支承构件56的下面，符号128为在排出消声室64内开闭排出孔41的第1回转压缩单元32的排出阀。
排出消声室64和密闭容器12内的上部盖66的电动单元14侧由贯通上下气缸38、40和中间隔板36的孔即图中未示出的连通路连通。在该场合，在连通路的上端立起设置中间排出管121，从该中间排出管121朝密闭容器12内排出中间压力的制冷剂。
另外，上部盖66闭塞由排出孔39连通到第2回转压缩单元34的上气缸38内部的排出消声室62的上面开口部，将密闭容器12内隔成排出消声室62和电动单元14侧。该上部盖66由如图6所示那样形成上述上部支承构件54的轴承54A贯通的孔的大体环形的圆形钢板构成，周边部由主螺栓78...从上方固定于上部支承构件54。该主螺栓78的前端螺旋接合于下部支承构件56。如图6所示，符号127为在排出消声室62内开闭排出孔39的第2回转压缩单元34的排出阀。
排出阀127、128由纵长金属板等弹性构件构成，排出阀127、128的一侧接触到排出孔39、41紧密接合，同时，另一侧由图中未示出的螺钉固定到与排出孔39、41存在规定间隔地设置的图中未示出的螺钉孔。排出阀127、128由一定的力接触到排出孔39、41，由弹性力可自由开闭地闭塞排出孔39、41。
在图3中，符号196为第1回转压缩单元32的吸入配管，连通到下部支承构件56的吸入通道60地安装。另外，符号197和198为第2回转压缩单元34的吸入配管和排出配管，吸入配管197的一端在上部盖66上侧连通到密闭容器12内，另一端连通到第2回转压缩单元34的吸入通道58。排出配管198连通地到第2回转压缩单元34的排出消声室62安装。
在该场合，作为制冷剂，使用不破坏地球环境、考虑到可燃性和毒性等为自然制冷剂的上述二氧化碳(CO2)，作为润滑油的油例如使用矿物油、烷基苯油、醚油、酯油等已有的油。
下面由以上构成说明动作。当通过端子20和图中未示出的配线向电动单元14的定子线圈28通电时，电动单元14起动，使转子24回转。由该回转使配合到与回转轴16一体地设置的上下偏心部42、44的上下滚筒46、48在上下气缸38、40内偏心回转。
这样，经由吸入配管196和形成于下部支承构件56的吸入通道60从示于图7的下气缸40的下面图的吸入孔162吸入到下气缸40的低压室侧的低压(LP)的制冷剂由下滚筒48和下叶片52的动作压缩，成为中间压力(MP)，从下气缸40的高压室侧排出到排出孔41和形成于下部支承构件56的排出消声室64。
此时，如制冷剂吸入侧的吸入通道60内的制冷剂气体与制冷剂排出侧的排出消声室64内的制冷剂气体的压力差不到5MPa，则阀装置106位于阀装置收容室102内的第1通道101与第2通道103的连通位置之间，所以，连通路100被闭塞。排出到排出消声室64的中间压力的制冷剂气体经由图中未示出的连通路从中间排出管121排出到密闭容器12内。由此使密闭容器12内成为中间压力。
在这里，例如外部气温上升，使后述的蒸发器的蒸发温度变高，由此使中间压力变高，在低压侧的吸入通道60内的制冷剂气体与中间压力侧的排出消声室64内的制冷剂气体的压力差达到上述上限值5MPa，则由该较高的中间压力将阀装置106抬起到阀装置收容室102内的第2通道103的连通位置的上方，所以，第1通道101与第2通道103连通，中间压力的制冷剂气体流入到低压侧的吸入通道60。由该中间压力制冷剂的朝吸入侧的流出(释放)使两者的压力差不到5MPa时，阀装置106返回到第2通道103的连通位置的下方，这样，连通路100(第1通道101、阀装置收容室102、及第2通道103)由阀装置106闭塞。
密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体通过吸入配管197从密闭容器12内进入到形成于上部支承构件54的吸入通道58，经由该处从示于图8的上气缸38的上面图的吸入孔161吸入到上气缸38的低压室侧。吸入的中间压力的制冷剂气体由上滚筒46和上叶片50的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体(HP)，从高压室侧通过排出孔39从形成于上部支承构件54的排出消声室62通过排出配管198流入到设于多级压缩式回转压缩机10外部的图中未示出的散热器。然后，从散热器依次流入到图中未示出的膨胀阀、蒸发器。
这样，多级压缩式回转压缩机10在密闭容器12内具有电动单元14和由电动单元14驱动的第1和第2回转压缩单元32、34，由第1回转压缩单元32压缩后排出的制冷剂气体被吸引到第2回转压缩单元34，经压缩后排出；其中，设置有连通第1回转压缩单元32的制冷剂吸入侧和制冷剂排出侧的连通路100和开闭连通路100的阀装置106，阀装置106在第1回转压缩单元32的制冷剂吸入侧与制冷剂排出侧的压力差达到规定的上限值(5MPa)以上时，开放连通路100，所以，可将第1级的级差压抑制到上限值以下。这样，可将第1回转压缩单元32的排出阀127内外的压力差抑制到上限值以下，可避免压力差使排出阀127破损的问题。
另外，在实施例中，闭塞构成第1回转压缩单元32的下气40的开口面，并由形成于下部支承构件56内的连通路100将构成在具有电动单元14的回转轴16的轴承的下部支承构件56内的吸入通道60和排出消声室64连通，同时，将阀装置106也设于下部支承构件56内，所以，可将连通路100和阀装置106集约到下部支承构件56内而小型化。另外，预先在下部支承构件56内形成连通路100，可将阀装置106安装到该处进行安装，所以，可改善多级压缩式回转压缩机10的组装作业性。
实施例都说明了将回转轴16作为纵置型的多级压缩式回转压缩机10，但本发明当然也可适应于将回转轴作为横置型的横型多级压缩式回转压缩机。另外，由实施例示出的第1级的级差压的上限值也不限于此，可相应于回转压缩机的容量和使用压力等适当地设定。
另外，由具有第1和第2回转压缩单元的2级压缩式回转压缩机说明了多级压缩式回转压缩机，但不限于此，也可将回转压缩单元适用于具有3级、4级或更多级的回转压缩单元的多级压缩式回转压缩机。
图10作为本发明的多级压缩式回转压缩机的实施例示出具有第1和第2回转压缩单元32、34的内部中间压力型多级(2级)压缩式回转压缩机的纵断面图。
在该图10中，符号10为将二氧化碳作为制冷剂的内部中间压力型多级压缩式回转压缩机，该多级压缩式回转压缩机10由钢板构成的密闭容器12、电动单元14、及回转压缩机构部18构成；密闭容器12由圆筒状容器本体12A和闭塞该容器本体12A的上部开口的大体呈碗状的端盖(盖体)12B构成；该电动单元14配置收容于该密闭容器12的容器本体12A内部空间上侧，该回转压缩机构部18包括配置于该电动单元14下侧并由电动单元14的回转轴16驱动的第1回转压缩单元32(第1级)和第2回转压缩单元34(第2级)。密闭容器12将底部作为油槽。另外，在上述端盖12B的上面中心形成圆形的安装孔12D，在该安装孔12D安装用于将电力供给到电动单元14的端子(省略了配线)20。
另外，在第2回转压缩单元34的上部盖66内设置本发明的连通路200。该连通路200为连通由第1回转压缩单元32压缩的中间压力制冷剂气体的通过路径即密闭容器12内与第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的排出消声室62的通道，如图11所示那样，水平延伸的第1通道201的一端连通到密闭容器12内，第1通道201的另一端连到阀装置收容室202。该阀装置收容室202为沿铅直方向贯通上部盖66的孔，阀装置收容室202的上面在密闭容器12开口，并且下面在排出消声室62开口。另外，该阀装置收容室202的上下开口分别由密封件203、204闭塞。
在设于阀装置收容室202下部的密封件204设置连通阀装置收容室202和排出消声室62的第2通道205。由这些第1通道201、阀装置收容室202、及第2通道205构成连通路200。另外，在该连通路200的阀装置收容室202内收容球状的阀装置207，在该阀装置207的上面接触地设置可自由伸缩的弹簧206(弹性力施加构件)的一端。该弹簧206的另一端固定在上侧的密封件203，阀装置207由该弹簧206时常朝下侧施加弹性力，时常将第2通道205闭塞。
密闭容器12内的中间压力的制冷剂从第1通道201流入到阀装置收容室202内，朝下侧对阀装置207施加弹性力，同时，排出消声室62内的高压的制冷剂从设于下侧的密封件204的第2通道205流入到阀装置收容室202内，从阀装置207的下面朝上侧对阀装置207施加力。
这样，阀装置207从弹簧206接触的一侧即上侧由中间压力的制冷剂气体和弹簧206朝下侧施加力，从相反侧由高压的制冷剂气体朝上侧施加力。阀装置207的下面时常接触到第2通道205而密闭，这样，连通路200由阀装置207闭塞。
设定弹簧206的弹性力，使得在密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体与排出消声室62内的高压的制冷剂气体的压力差达到上限值例如8MPa时，接触于第2通道205密闭的阀装置207由从第2通道205流入的高压制冷剂气体朝上方抬起。因此，上述压力差为8MPa(上限值)以上的场合，通过阀装置收容室202连通到第1通道201和第2通道205，排出消声室62内的高压制冷剂气体流出到密闭容器12内。当上述压力差缩小到低于8MPa时，弹簧206使阀装置207接触到第2通道205而密闭，第1通道201和第2通道205由阀装置207闭塞。这样，事前避免第2级的级差压变得过大。
这样，经由形成于下部支承构件56的吸入通道60如图7所示那样从吸入孔162吸入到下气缸40的低压室侧的低压制冷剂由下滚筒48和下叶片52的动作压缩而成为中间压力，从下气缸40的高压室侧的排出孔41和形成于下部支承构件56的排出消声室64经由图中未示出的连通路从中间排出管121排出到密闭容器12内。
密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体经过图中未示出的制冷剂通道经由形成于上部支承构件54的吸入通道58如图8所示那样从吸入孔161吸入到上气缸38的低压室侧。吸入的中间压力的制冷剂气体由上滚筒46和叶片52的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体，从高压室侧通过排出孔39排出到形成于上部支承构件54的排出消声室62。
此时，如密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体与排出消声室62内的高压的制冷剂气体的压力差不到8MPa，则如上述那样，阀装置207接触于阀装置收容室202内的第2通道205而密闭，连通路200不开放，排出到排出消声室62的高压的制冷剂气体通过制冷剂通道全部流入到设于多级压缩式回转压缩机10外部的图中未示出的散热器。
流入到散热器的制冷剂在这里散热而发挥出加热作用。从散热器出来的制冷剂由图中未示出的减压装置减压后，进入到图中也未示出的蒸发器，在那里蒸发。最终吸入到第1回转压缩单元32的吸入通道60，并反复进行该循环。
在这里，当外部气温下降而使上述蒸发器的制冷剂的蒸发温度下降时，如上述那样，从第1回转压缩单元32排出到密闭容器12内的制冷剂的压力(中间压力)也难以上升。这样，当密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体与排出消声室62内的高压制冷剂气体的压力差达到8MPa时，由排出消声室62内的压力使接触于第2通道205的阀装置207反抗弹簧206抬起，从第2通道205离开，所以，第1通道201与第2通道205连通，高压的制冷剂气体流入到中间压力侧的密闭容器12内。另外，当两者的压力差下降而低于8MPa时，阀装置207接触于第2通道205而密闭，这样，第2通道205由阀装置207闭塞。
这样，在密闭容器12内具有电动单元14和由该电动单元14驱动的第1和第2回转压缩单元32、34，由第1回转压缩单元32压缩后的中间压力的制冷剂气体被吸引到第2回转压缩单元34，经压缩后排出；其中，设置有连通由第1回转压缩单元32压缩后的中间压力的制冷剂气体的通过路径与第2回转压缩单元34的制冷剂排出侧连通的连通路200和开闭该连通路200的阀装置207，该阀装置207在中间压力的制冷剂气体与第2回转压缩单元34的制冷剂排出侧的制冷剂气体的压力差处于规定的上限值即8MPa以上时，开放连通路200，所以，可将第2级的级差压抑制得比上限值低，可事前避免第2回转压缩单元34的排出阀128的破损。
另外，具有构成第2回转压缩单元34的上气缸38、排出在该上气缸38内压缩的制冷剂气体的排出消声室62、及作为围成该排出消声室62的壁的上部盖66，连通路200形成于上部盖66内，连通密闭容器12内与排出消声室62，阀装置207设于上部盖66内，所以，不将连通路200形成为复杂的构造即可抑制第2级的级差压。
实施例都说明了将回转轴16作为纵置型的多级压缩式回转压缩机10，但本发明当然也可适应于将回转轴作为横置型的横型压缩式回转压缩机。
另外，由具有第1和第2回转压缩单元的2级压缩式回转压缩机说明了多级压缩式回转压缩机，但不限于此，也可将回转压缩单元适用于具有3级、4级或更多级的回转压缩单元的多级压缩式回转压缩机。
在实施例中，将阀装置207作为球状的阀装置，但不限于此，也可作为图12所示那样的圆筒状的阀装置217。在该场合，阀装置217接触于阀装置收容室202的壁面地设置，通常，位于第1通道201与第2通道205之间的阀装置收容室202内，闭塞连通路200。在压力差越过8MPa的场合，阀装置217通过抬起到第1通道201的上方而将第1通道201与第2通道205连通，高压的制冷剂气体流入到中间压力的密闭容器12内。两者的压力差不到8MPa时，阀装置217返回到第1通道201的下方，第1通道201和第2通道205由阀装置217闭塞。
图13为作为本发明的多级压缩式回转压缩机的实施例示出具有第1和第2回转压缩单元32、34的多级(2级)压缩式回转压缩机10的纵断面图，图14为回转压缩机10的压力调整阀107部分的放大断面图，图15为回转压缩机10的正面图，图16为回转压缩机10的侧面图。
在该图中，符号10为将二氧化碳(CO2)作为制冷剂的内部中间压力型多级压缩式回转压缩机，该回转压缩机10由钢板构成的圆筒状的密闭容器12、电动单元14、及回转压缩机构部18构成，该电动单元14配置于该密闭容器12内部空间上侧，该回转压缩机构部18包括配置于该电动单元14下侧的由电动单元14的回转轴16驱动的第1回转压缩单元32(第1级)和第2回转压缩单元34(第2级)。
密闭容器12将底部作为油槽，由收容电动单元14和回转压缩机构部18的容器本体12A和闭塞该容器本体12A的上部开口的大体呈碗状的端盖(盖体)12B构成，而且，在该端盖12B的上面中心形成圆形的安装孔12D，在该安装孔12D安装用于将电力供给到电动单元14的端子(省略了配线)20。
电动单元14由沿密闭容器12上部空间的内周面安装成环状的定子22和在该定子22的内侧设置一些间隙地插入配置的转子24构成。该转子24固定在沿通过中心的铅直方向延伸的回转轴16。
定子22具有叠压环状的电磁钢板获得的层压体26和以串绕(集中卷绕)方式卷装于该层压体26的齿部的定子线圈28。另外，转子24也与定子22同样地由电磁钢板的层压体30形成，在该层压体30内插入永久磁铁MG。
在上述第1回转压缩单元32与第2回转压缩单元34之间夹持中间隔板36。该第1回转压缩单元32和第2回转压缩单元34由中间隔板36、配置于该中间隔板36的上下的上气缸38、下气缸40、与具有180度相位差地设于回转轴16的上下偏心部42、44配合并在上下气缸38、40内进行偏心回转的上下滚筒46、48、接触于该上下滚筒46、48将上下气缸38、40内分别隔成低压室侧和高压室侧的上下叶片50、52、及闭塞上气缸38上侧开口面和下气缸40下侧开口面兼用作回转轴16的轴承的作为支承构件的上部支承构件54和下部支承构件56构成。
第1回转压缩单元32的排除容积与第2回转压缩单元34的排除容积的比设定为第2回转压缩单元34的排除容积/第1回转压缩单元32的排除容积×100％＝40％-75％。
在构成上述第2回转压缩单元34的上气缸38内如图14所示那样形成收容上述叶片50的导向槽70，在该导向槽70的外侧即叶片50的背面侧形成收容作为弹簧构件的弹簧74的收容部70A。该弹簧74接触于叶片50的背面侧端部，时常朝滚筒46侧对叶片50施加弹性力。该收容部70A在导向槽70侧和密闭容器12(容器本体12A)侧开口，在收容于收容部70A的弹簧74的密闭容器12侧设置金属制的插销137，起到弹簧74的防脱效果。另外，在插销137的周面为了密封该插销137与收容部70A的内面间安装图中未示出的密封圈。
另外在导向槽70与收容部70A之间为了时常与弹簧74一起朝滚筒46侧对叶片50施加弹性力，设置将第2回转压缩单元34的制冷剂排出压力加到叶片50的背压室99。该背压室99连通到后述的第2通道106。
另外，在上部支承构件54和下部支承构件56内设置由图中未示出的吸入孔分别连通到上下气缸38、40的内部的吸入通道60(上侧的吸入通道未在图中示出)和排出消声室62、64，该排出消声室62、64通过使一部分凹陷并由上部盖66、下部盖68将该凹陷部闭塞从而形成。
排出消声室64和密闭容器12内由贯通上下气缸38、40和中间隔板36的连通路连通，在连通路的上端立设中间排出管121，从该中间排出管121向密闭容器12内排出由第1回转压缩单元32压缩的中间压力的制冷剂气体。
闭塞与第2回转压缩单元34的上气缸38内部连通的排出消声室62的上面开口部的上部盖66将密闭容器12内分隔成排出消声室62和电动单元14侧。
另外，在上部支承构件54内形成连通路100。该连通路100为连通与第2回转压缩单元34的上气缸38的图中未示出的排出孔相连的排出消声室62与背压室99的通道，如图14所示那样，包括沿上下贯通上部支承构件54并且上侧由上部盖66闭塞的阀收容室102、连通该阀收容室102的上端和排出消声室62的第1通道101、及位于阀收容室102外侧并连通该阀收容室102和背压室99的第2通道106。
上述阀收容室102为沿铅直方向延伸的圆筒状的孔，下端由密封件103闭塞。在密封件103的上侧安装弹簧构件104(螺旋弹簧)的下端，在该弹簧构件104的上端安装阀体105。该阀体105可上下自由移动地设于阀收容室102内，并且，可自由滑动地接触于该阀收容室102的周壁地将阀收容室102沿上下分隔。由这些阀体105和弹簧构件104构成本发明的压力调整阀107。
上述第2通道106从阀收容室102下端规定高度的位置到下方的背压室99地形成，上述阀体105处于第2通道106上方时连通路100被关闭，当阀体105的上面到达第2通道106上端的下方时，连通路100开放。上述弹簧构件104时常朝抬起该阀体105的方向施加弹性力。
另外，阀体105接受从第1通道101流入到阀收容室102内的高压的制冷剂气体从上方压下的方向的力，从第2通道106接受由背压室99内的压力从下方抬起的方向的力。即，在第2回转压缩单元34的上气缸38内压缩，由排出到排出消声室62的制冷剂气体的压力和弹簧构件104的弹性力+背压室99内的压力使阀体105在阀收容室102内上下移动。
该弹簧构件104的弹性力例如在排出消声室62与背压室99的压力差(排出消声室62的压力-背压室99的压力)例如比2MPa大时，阀体105的上面从第2通道106的上端压下，开放连通路100，当压力差减小到2MPa以下时，阀体105被抬起，其上面上升到第2通道106的上端的上方，关闭连通路100。
在该场合，作为制冷剂，使用不破坏地球环境、考虑到可燃性和毒性等为自然制冷剂的上述二氧化碳(CO2)，作为润滑油的油例如使用矿物油、烷基苯油、醚油、酯油、PAG(聚亚烷基二醇)等已有的油。
在密闭容器12的容器本体12A的侧面的与上部支承构件54和下部支承构件56的吸入通道60(上侧未图示)、排出消声室62、及上部盖66的上侧(与电动单元14的下端大体对应的位置)对应的位置，分别焊接固定套管141、142、143、及144。套管141与套管142上下邻接，同时，套管143位于套管141的大体对角线上。另外，套管144位于与套管141大体错开90度的位置。
在套管141内插入连接将制冷剂气体导入至上气缸38的制冷剂导入管92的一端，该制冷剂导入管92的一端连通到上气缸38的图中未示出的吸入通道。该制冷剂导入管92通过密闭容器12的上侧到达套管144，另一端插入连接到套管144内从而连通到密闭容器12内。
另外，在套管142内插入连接将制冷剂气体导入至下气缸40的制冷剂导入管94的一端，该制冷剂导入管94的一端连通到下气缸40的吸入通道60。该制冷剂导入管94的另一端连接到储液器146的下端。另外，在套管143内插入连接制冷剂排出管96，该制冷剂排出管96的一端连通到排出消声室62。
上述储液器146为用于进行吸入制冷剂的气液分离的储罐，通过储液器侧的托架148安装到焊接固定于密闭容器12的容器本体12A的上部侧面的密闭容器侧的托架147。
本实施例的回转压缩机10用于图17所示那样的热水供给装置153的制冷剂回路。即回转压缩机10的制冷剂排出管96连接到水加热用的气体冷却器154的入口。该气体冷却器154设置于热水供给装置153的未图示的热水储箱。从气体冷却器154出来的配管经过作为减压装置的膨胀阀156到达蒸发器157的入口，蒸发器157的出口连接到制冷剂导入管94。另外，从制冷剂导入管92的中途部如图17所示那样分支构成除霜回路的除霜管158，通过作为流路控制装置的电磁阀159连接于到达气体冷却器154的入口的制冷剂排出管96。在图17中，省略了储液器146。
下面由以上构成说明动作。在通常的加热运行中，电磁阀159关闭。当通过端子20和图中未示出的配线对电动单元14的定子线圈28通电时，电动单元14起动，使转子24回转。由该回转使配合到与回转轴16一体设置的上下偏心部42、44的上下滚筒46、48在上下气缸38、40内偏心回转。
这样，经由制冷剂导入管94和形成于下部支承构件56的吸入通道60从图中未示出的吸入孔吸入到下气缸40的低压室侧的低压(第1级吸入压力：4MPa)的制冷剂由下滚筒48和叶片52的动作压缩，成为中间压力(第1级排出压力：8MPa)，从下气缸40的高压室侧排出到图中未示出的排出孔和形成于下部支承构件56的排出消声室64。排出到排出消声室64内的中间压力的制冷剂气体经过上述连通路从中间排出管121排出到密闭容器12内，由此使密闭容器12内成为中间压力(8MPa)。
密闭容器12的中间压力的制冷剂气体从套管144出来，经由制冷剂导入管92和形成于上部支承构件54的图中未示出的吸入通道，从图中未示出的吸入孔吸入到上气缸38的低压室侧。吸入的中间压力的制冷剂气体由上滚筒46和上叶片50的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体(第2级排出压力：12MPa)，从高压室侧通过图中未示出的排出孔排出到形成于上部支承构件54内的排出消声室62。
排出到排出消声室62的制冷剂气体经由制冷剂排出管96流入到气体冷却器154内。此时的制冷剂温度大体上升到+100℃，该高温高压的制冷剂气体散热，对热水储箱内的水加热，生成大约+90℃的热水。
另一方面，在气体冷却器154中，制冷剂自身受到冷却，从气体冷却器154出来。由膨胀阀156减压后，流入到蒸发器157蒸发，经过储液器146(在图17中未示出)从制冷剂导入管94吸入到第1回转压缩单元32内，并反复进行该循环。
在这样的加热运行中，排出消声室62内的压力如上述那样成为12MPa左右的极高的压力，但在此时，背压室99内的压力比排出消声室62内的压力低，其差比2MPa大时，如上述那样，压力调整阀107的阀体105开放连通路100。这样，排出消声室62内的高压的制冷剂气体流入到背压室99内。
由该压力导入使背压室99内的压力上升，当背压室99内的压力与排出消声室62内的压力的差减小到2MPa时，如上述那样，压力调整阀107的阀体105关闭连通路100，所以，制冷剂气体到背压室99的流入停止。
这样，在第2级排出压力为12MPa的场合，背压室99内的压力维持在比中间压力8MPa高、比第2级排出压力12MPa低约10MPa，所以，可防止所谓的叶片跳起和在叶片50加上超出需要以上的背压，使上叶片50施加于上滚筒46的力最佳化。这样，可减轻加在叶片50前端和上滚筒46外周的滑动部分的负担，可提高叶片50和上滚筒46的耐久性，事前避免叶片50和上滚筒46的破损。
特别是在低外部气温的环境下，这样的加热运行使得在蒸发器157结霜。在该场合，开放电磁阀159，膨胀阀156成为全开状态，实施蒸发器157的除霜运行。这样，密闭容器12内的中间压力的制冷剂(包含从第2回转压缩单元34排出的少量的高压制冷剂)通过除霜管158到达气体冷却器154。该制冷剂的温度为+50-+60℃左右，在气体冷却器154不散热，成为最初相反地由制冷剂吸收热量的形式。从气体冷却器154排出的制冷剂通过膨胀阀156到达蒸发器157。即，向蒸发器157不减压、实际上直接地供给大体中间压力的温度较高的制冷剂，由此加热蒸发器157，进行除霜。
这样，在密闭容器12内具有电动单元14和由电动单元14驱动的第1和第2回转压缩单元32、34，由第1回转压缩单元32压缩后的制冷剂气体排出到密闭容器12内，该排出的中间压力的制冷剂气体由第2回转压缩单元34压缩；其中，具有用于构成第2回转压缩单元34的上气缸38和与形成于电动单元14的回转轴16的上偏心部42配合并在上气缸38内进行偏心回转的上滚筒46、接触于该上滚筒46而将上气缸38内隔成低压室侧和高压室侧的叶片50、用于时常朝上滚筒46侧对该上叶片50施加力的背压室99、连通第2回转压缩单元34的制冷剂排出侧和背压室99的连通路100、调整通过该连通路100加到背压室99的压力的压力调整阀107，所以，由该压力调整阀107将背压室99的压力维持在比第2回转压缩单元34的制冷剂排出侧的高压低而且比密闭容器12内的中间压力高的规定值，从而防止所谓叶片跳起和防止在上叶片50施加超出需要的背压，使上叶片50向上滚筒46的施加的力最佳化。
这样，可减轻加在上叶片50前端和上滚筒46外周的滑动部分的负担，可提高上叶片50和上滚筒46的耐久性，事前避免上叶片50和上滚筒46的破损。
特别是由于在上部支承构件54内形成连通路100，将排出消声室62和背压室99连通，同时，在上部支承构件54内设置压力调整阀107，所以，可有效地利用密闭容器12内的有限的空间，而且不使构造复杂化即可进行上叶片50的背压室99内的压力调整。另外，由于在上部支承构件54内预先设置连通路100和压力调整阀107，所以，组装作业性良好。
实施例所示各压力值不限于此，也可根据压缩机的容量和能力适当地设定。另外，在实施例中，说明了将回转轴16形成为纵置型的多级压缩式回转压缩机10，但本发明当然也可适应于使回转轴为横置型的多级压缩式回转压缩机。
另外，由具有第1和第2回转压缩单元的2级压缩式回转压缩机说明了多级压缩式回转压缩机，但不限于此，也可将回转压缩单元适用于具有3级、4级或更多级的回转压缩单元的多级压缩式回转压缩机。另外，在实施例中，将多级压缩式回转压缩机10用于热水供给装置153的制冷剂回路，但不限于此，用于室内暖气等时本发明也有效。
图18作为本发明的多级压缩式回转压缩机的实施例示出具有第1和第2回转压缩单元32、34的内部中间压力型多级(2级)压缩式的回转压缩机10的纵断面图。
分别构成第2和第1回转压缩单元34、32的上下气缸38、40在实施例中由同一的厚度尺寸的材料构成。另外，如对各上下气缸38、40进行切削加工而构成的各内径为D2、D1，则在改变第1和第2回转压缩单元32、34的排除容积比的场合，通过改变上述第1回转压缩单元32的下气缸40的内径D1，设定排除容积比。
在例如通过改变下气缸40的厚度(高度)尺寸从而设定排除容积比的场合，必须将下气缸40的材料、下偏心部44和下滚筒48的厚度(高度)尺寸都改变。即，在该场合，至少需要从材料改变下气缸40和下滚筒48，对下偏心部44改变回转轴16的切削加工。另一方面，在本发明的场合，至少下气缸40的材料保持不变，仅需改变切削加工时的内径。另外，尽管需要对下滚筒48至少改变外径，但如内径相同，则下偏心部44不改变。这样，按照本发明，至少下气缸40的材料不变，仅需改变其切削加工和下滚筒48的外径或仅改变下滚筒48的外径和内径以及改变下偏心部44即可对应。这样，将部件变化抑制到最小限度，可设定最佳的第1和第2回转压缩单元32、34的排除容积比。在实施例中，将第2回转压缩单元34的排除容积设定到第1回转压缩单元32的排除容积的40％以上75％以下。
这样，经由制冷剂导入管94和形成于下部支承构件56的吸入通道60从图中未示出的吸入孔吸入到下气缸40的低压室侧的低压制冷剂由滚筒48和叶片52的动作压缩而成为中间压力，从下气缸40高压室侧的图中未示出的排出孔、形成于下部支承构件56的排出消声室64经过图中未示出的连通路从中间排出管121排出到密闭容器12内。由此使密闭容器12内成为中间压力。
密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体从套管144出来经由制冷剂导入管92和形成于上部支承构件54的图中未示出的吸入通道从图中未示出的吸入孔吸入到上气缸38的低压室侧。吸入的中间压力的制冷剂气体由上滚筒46和上叶片50的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体，从高压室侧通过图中未示出的排出孔经由形成于上部支承构件54的排出消声室62、制冷剂排出管96流入到气体冷却器154内。此时的制冷剂温度大体上升到+100℃，该高温高压的制冷剂气体散热，对热水储箱内的水进行加热，生成约+90℃的热水。
这样，不改变下气缸40的厚度(高度)尺寸，仅改变该下气缸40的内径D1，将第2回转压缩单元34的排除容积设定为第1回转压缩单元32的排除容积的40％以上75％以下，从而设定第1和第2回转压缩单元32、34的排除容积比，所以，可极力抑制气缸材料和偏心部、滚筒等部件的变化，减小第2回转压缩单元34的压缩负荷，获得极力抑制了级差压的最佳的排除容积比。另外，由于回转压缩机构部18的上下尺寸也不扩大，所以，多级压缩式回转压缩机10也可实现小型化。
在实施例中，将上下气缸38、40形成为相同厚度(高度)尺寸，但不限于此，也包含在原来就不同的厚度(高度)尺寸的状态下通过改变第1回转压缩单元的气缸的内径从而设定排除容积比的场合。
另外，实施例都说明了将回转轴16形成为纵置型的多级压缩式回转压缩机10，但本发明当然也可适应于使回转轴为横置型的多级压缩式回转压缩机。另外，由具有第1和第2回转压缩单元的2级压缩式回转压缩机说明了多级压缩式回转压缩机，但不限于此，也可将回转压缩单元适用于具有3级、4级或更多级的回转压缩单元的多级压缩式回转压缩机。
另外，在实施例中，将多级压缩式回转压缩机10用于热水供给装置153的制冷剂回路，但不限于此，用于室内暖气等时本发明也有效。
图19作为本发明的回转压缩机的实施例示出具有第1和第2回转压缩单元32、34的内部中间压力型多级(2级)压缩式的回转压缩机10的纵断面图。
在该图中，符号10为将CO2(二氧化碳)作为制冷剂的内部中间压力型多级压缩式回转压缩机，该多级压缩式回转压缩机10由钢板构成的圆筒状的密闭容器12、电动单元14、及回转压缩机构部18构成，该电动单元14配置于该密闭容器12内部空间上侧，该回转压缩机构部18包括配置于该电动单元14下侧的由电动单元14的回转轴16驱动的第1回转压缩单元32(第1级)和第2回转压缩单元34(第2级)。
密闭容器12将底部作为油槽，由收容电动单元14和收容回转压缩机构部18的容器本体12A和闭塞该容器本体12A的上部开口的大体呈碗状的端盖(盖体)12B构成，而且，在该端盖12B的上面中心形成圆形的安装孔12D，在该安装孔12D焊接固定了用于将电力供给到电动单元14的端子(省略了配线)20。
上述电动单元14由沿密闭容器12上部空间的内周面安装成环状的定子22和在该定子22的内侧设置一些间隙地插入配置的转子24构成。在该转子24固定着沿通过中心的铅直方向延伸的回转轴16。
定子22由叠压环状的电磁钢板获得的层压体26和以串绕(集中卷绕)方式卷装于该层压体26的齿部的定子线圈28构成。另外，转子24通过在电磁钢板的层压体30内插入永久磁铁MG而构成。
在上述第1回转压缩单元32与第2回转压缩单元34之间夹持中间隔板36。即，回转压缩机构部18的第1回转压缩单元32和第2回转压缩单元34由中间隔板36、配置于该中间隔板36的上下的上气缸38、下气缸40、与具有180度相位差地设于回转轴16的上下偏心部42、44配合并在上下气缸38、40内进行偏心回转的上下滚筒46、48、接触于该上下滚筒46、48将上下气缸38、40内分别隔成低压室侧和高压室侧的图中未示出上下叶片、及闭塞上气缸38上侧开口面和下气缸40下侧开口面兼用作回转轴16的轴承的作为支承构件的上部支承构件54和下部支承构件56构成。
另外，在上部支承构件54和下部支承构件56内设置由吸入孔161、162分别连通到上下气缸38、40的内部的吸入通道58、60和通过使一部分凹陷并由上部盖66、下部盖68将该凹陷部闭塞从而形成的排出消声室62、64。
排出消声室64和密闭容器12内由贯通上下气缸38、40和中间隔板36的图中未示出的连通路连通，在连通路的上端立设中间排出管121，从该中间排出管121向密闭容器12内排出由第1回转压缩单元32压缩的中间压力的制冷剂气体。
上部盖66隔成与第2回转压缩单元34的上气缸38内部连通的排出消声室62，在该上部盖66的上方与上部盖66形成规定间隔地设置电动单元14。
在这里，作为制冷剂，使用不破坏地球环境、考虑到可燃性和毒性等为自然制冷剂的上述CO2(二氧化碳)，作为润滑油的油例如使用矿物油、烷基苯油、醚油、酯油、PAG(聚亚烷基二醇)等已有的油。
在密闭容器12的容器本体12A的侧面的与上部支承构件54和下部支承构件56的吸入通道58、60、排出消声室62、及上部盖66的上方(与电动单元14的下端大体对应的位置)对应的位置分别焊接固定套管141、142、143、及144。套管141与套管142上下邻接，同时，套管143位于套管141的大体对角线上。另外，套管144位于与套管141大体错开90度的位置。
在套管141内插入连接将制冷剂气体导入至上气缸38的作为制冷剂通道的制冷剂导入管92的一端，该制冷剂导入管92的一端连通到上气缸38的吸入通道58。该制冷剂导入管92通过密闭容器12的上方到达套管144，另一端插入连接到套管144内，从而连通到密闭容器12内。
另外，在套管142内插入连接将制冷剂气体导入至下气缸40的制冷剂导入管94的一端，该制冷剂导入管94的一端连通到下气缸40的吸入通道60。该制冷剂导入管94的另一端连接到图中未示出的储液器的下端。另外，在套管143内插入连接制冷剂排出管96，该制冷剂排出管96的一端连通到排出消声室62。
上述储液器为用于进行吸入制冷剂的气液分离的储罐，通过未图示的储液器侧的托架安装到焊接固定于密闭容器12的容器本体12A的上部侧面的托架147。
图20示出应用了本发明实施例的热水供给装置153的制冷剂回路，上述多级压缩式回转压缩机10构成图20所示热水供给装置153的制冷剂回路的一部分。即，多级压缩式回转压缩机10的制冷剂排出管96连接到气体冷却器154的入口，该气体冷却器154为了对水进行加热以生成热水，设于热水供给装置153的未图示的热水储箱。从气体冷却器154出来的配管经过作为第1减压装置的膨胀阀156到达蒸发器157的入口，蒸发器157的出口通过上述储液器(在图20中未示出)连接到制冷剂导入管94。
另外，从用于将密闭容器12内的制冷剂导入到第2回转压缩单元34的制冷剂导入管(制冷剂通道)92的途中分支出构成除霜回路的除霜管158，通过构成第1流路控制装置的电磁阀159连接到通往气体冷却器154的入口的制冷剂排出管96。
另一方面，设置连通制冷剂排出管96与膨胀阀156和蒸发器157之间的配管的另一个除霜管168，在该除霜管168介入地设置构成第1流路控制装置的另一个电磁阀169。另外，在除霜管158的分支点170的下游侧的制冷剂导入管92设置作为第2减压装置的毛细管160和并列连接到该毛细管160的第2流路控制装置的电磁阀163。
电磁阀159、169和电磁阀163的阀的开闭由控制装置164进行控制。电磁阀163由控制装置164在通常的加热运行时开放，在除霜运行时关闭。这样，除霜运行时供给到第2回转压缩单元34的制冷剂气体通过设于制冷剂导入管92(制冷剂通道)的毛细管160(减压装置)进行减压后，供给到第2回转压缩单元34。这样，如后述的那样在第2回转压缩单元34的吸入侧和排出侧产生压力差，所以，可防止叶片跳起，可避免除霜运行时的不稳定运行状况，提高可靠性。
下面由以上构成说明动作。控制装置164在加热运行时关闭电磁阀159、169，电磁阀163如上述那样打开。当通过端子20和未图示的配线对电动单元14的定子线圈28通电时，电动单元14起动，转子24回转。由该回转使配合到与回转轴16一体设置的上下偏心部42、44的上下滚筒46、48在上下气缸38、40内进行偏心回转。
这样，经由制冷剂导入管94和形成于下部支承构件56的吸入通道60，将从吸入孔162吸入到下气缸40的低压室侧的低压(第1级吸入压力LP：4MPa)的制冷剂气体由滚筒48和叶片的动作压缩，成为中间压力(MP1：8MPa)，从下气缸40的高压室侧的图中未示出的排出孔、形成于下部支承构件56的排出消声室64经过图中未示出的连通路从中间排出管121排出到密闭容器12内。由此使密闭容器12内成为中间压力(MP1)。
密闭容器12内的中间压力的制冷剂气体从套管144的制冷剂导入管92出来(中间排出压力为上述MP1)，通过并列地连接到该制冷剂导入管92的毛细管160的电磁阀163，经由形成于上部支承构件54的吸入通道58从吸入孔161吸入到上气缸38的低压室侧(第2级吸入压力)。吸入的中间压力的制冷剂气体由上滚筒46和图中未示出的叶片的动作进行第2级压缩，成为高温高压的制冷剂气体(第2级排出压力HP：12MPa)，从高压室侧通过图中未示出的排出孔经由形成于上部支承构件54的排出消声室62、制冷剂排出管96流入到气体冷却器154。此时，制冷剂温度大体上升到+100℃，该高温高压的制冷剂气体从气体冷却器154散热，对热水储箱内的水进行加热，产生大体+90℃的热水。
另一方面，制冷剂自身在气体冷却器154受到冷却，从气体冷却器154出来。由膨胀阀156减压后，流入到蒸发器157蒸发(此时从周围吸热)，经过储液器从制冷剂导入管94吸入到第1回转压缩单元32内，并反复进行该循环。
特别是在低外部气温的环境下，这样的加热运行使得在蒸发器157结霜。为此，控制装置164定期地或根据任意的指示操作开放电磁阀159、169，关闭电磁阀163，另外，使膨胀阀156全开，进行蒸发器157的除霜运行。通过打开电磁阀159和169，使从第1回转压缩单元32排出的密闭容器12内的制冷剂气体经过制冷剂导入管92、除霜管158、制冷剂排出管96、除霜管168流到膨胀阀156的下游侧，或经过气体冷却器154和膨胀阀156(全开状态)流动，由双方的流动都可不减压地直接流入到蒸发器157。
另外，从第2回转压缩单元34排出的制冷剂气体经过制冷剂排出管96、除霜管168流到膨胀阀156的下游侧，不减压地直接流入到蒸发器157。由该高温制冷剂气体的流入加热蒸发器157，将结霜熔化除去。
通过开放电磁阀159和电磁阀169，使第2回转压缩单元34的排出侧和吸入侧通过制冷剂排出管96、除霜管158、制冷剂导入管92连通，所以，依原样成为相同压力，但在本发明中，除霜运行时电磁阀163关闭，所以，在第2回转压缩单元34的吸入侧(制冷剂导入管92侧)与排出侧(制冷剂排出管96侧)之间设置毛细管160。
这样，由第1回转压缩单元32压缩后排出到密闭容器12内并通过制冷剂导入管92供给到第2回转压缩单元34的制冷剂气体通过该毛细管160供给到第2回转压缩单元34。即，由毛细管160减压，所以，在第2回转压缩单元34的吸入侧与排出侧产生压力差，由此防止发生叶片的跳起，避免除霜运行时的不稳定的运行状况，可提高可靠性。
该除霜运行例如根据蒸发器157的规定除霜结束温度和时间等结束。控制装置164的除霜结束时，关闭各电磁阀159、169，打开电磁阀163恢复到通常的加热运行。
在实施例中，将多级压缩式回转压缩机10用于热水供给装置153的制冷剂回路，但不限于此，用于室内的暖气等对本发明也有效。另外，在实施例中，采用了中间压力型的多级压缩式回转压缩机，但不限于此，从第1回转压缩单元32排出的制冷剂不经过密闭容器12内而是由制冷剂导入管92供给到第2回转压缩单元34时也有效。
如以上详细说明的那样，按照本发明的第1方面，回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的回转压缩单元，对CO2制冷剂进行压缩；其中，包括构成回转压缩单元的气缸、具有与形成于电动单元的回转轴的偏心部接合而在气缸内进行偏心移动的滚筒部的摆动活塞、形成于该摆动活塞并从滚筒部朝径向突出而将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片部、及设于气缸并可自由滑动和摆动地保持摆动活塞的叶片部的保持部，所以，与回转轴的偏心部的偏心回转对应，摆动活塞以保持部为中心摆动和滑动，其叶片部时常将气缸内隔成低压室侧和高压室侧。
这样，没有必要如过去那样设置朝滚筒侧对叶片施加力的弹簧和背压室及在该背压室施加背压的构造，可实现回转压缩机的构造的简化和生产成本的降低。
按照本发明的第2方面，回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩的CO2制冷剂气体排出到密闭容器内，另外，由第2回转压缩单元压缩该排出的中间压力的制冷剂气体；其中，包括构成第2回转压缩单元的气缸、具有与形成于电动单元的回转轴的偏心部接合而在气缸内进行偏心移动的滚筒部的摆动活塞、形成于该摆动活塞并从滚筒部朝径向突出而将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片部、及设于气缸并可自由滑动和摆动地保持摆动活塞的叶片部的保持部，所以，与回转轴的偏心部的偏心回转对应，摆动活塞以保持部为中心摆动和滑动，其叶片部时常将第2回转压缩单元的气缸内隔成低压室侧和高压室侧。
这样，不需要如过去那样朝滚筒侧对叶片施加力的弹簧和背压室和对该背压室施加背压的构造。特别是如本发明那样的密闭容器内成为中间压力的所谓多级压缩式回转压缩机中，施加背压的构造复杂化，但通过使用摆动活塞，可显著地简化构造和生产成本。
按照本发明的第3方面，在第1或第2项发明的基础上，由导向槽和套筒构成保持部，该导向槽形成于气缸并且摆动活塞的叶片部可自由移动地进入其中，该套筒可自由回转地设于该导向槽并可自由滑动地保持叶片部，所以，可实现摆动活塞的摆动和滑动动作的平稳化。这样，可大幅度提高回转压缩机的性能和可靠性。
如以上详细说明的那样按照本发明，多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩并排出的制冷剂气体吸引到上述第2回转压缩单元，进行压缩后排出；其中，设置有连通第1回转压缩单元的制冷剂吸入侧和制冷剂排出侧的连通路和开闭该连通路的阀装置，该阀装置在第1回转压缩单元的制冷剂吸入侧和制冷剂排出侧的压力差达到规定的上限值以上时，开放连通路，所以，可将作为第1级的级差压的第1回转压缩单元的制冷剂吸入侧与制冷剂排出侧的压力差抑制到规定的上限值以下。这样，可事前避免第1级的级差压过大而导致设于第1回转压缩单元的排出阀破损等问题，可提高回转压缩机的耐久性和可靠性。
按照本发明的第5方面，具有构成第1回转压缩单元的气缸、闭塞该气缸的开口面并具有电动单元的回转轴的轴承的支承构件、构成于该支承构件内的吸入通道和排出消声室，在支承构件内形成连通路，将吸入通道和排出消声室连通，同时，阀装置设于支承构件内，所以连通路和阀装置集约到第1回转压缩单元的气缸内，可实现小型化，同时，由于预先在气缸内组装阀装置，所以，组装作业性也得到改善。
如以上详细说明的那样，按照本发明，在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体吸引到第2回转压缩单元，压缩后排出；其中，设置有连通由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体的通过路径与第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的连通路和对该连通路进行开闭的阀装置，该阀装置在中间压力的制冷剂气体与第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的制冷剂气体的压力差达到规定的上限值以上的场合，开放连通路，所以，可将第2回转压缩单元的排出压力与吸入压力的压力差即第2级差压抑制得比规定的上限值低。
这样，可事前避免第2回转压缩单元的排出阀的破损等故障发生。
按照本发明的第7方面，在上述内容的基础上，具有构成第2回转压缩单元的气缸和排出在该气缸内压缩的制冷剂气体的排出消声室，将由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体排出到密闭容器内，第2回转压缩单元吸引该密闭容器内的中间压力的制冷剂气体，同时，连通路形成在围成排出消声室的壁内，连通密闭容器内与排出消声室，阀装置设于上述壁内，所以，可在第2回转压缩单元的盖内集约连通由第1回转压缩单元压缩的中间压力的制冷剂气体的通过路径和第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的连通路和开闭连通路的阀装置。
这样，可实现构造的简化和整体尺寸的小型化。
如以上详细说明的那样按照本发明，多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，将由第1回转压缩单元压缩的制冷剂气体排出到密闭容器内，另外，由第2回转压缩单元压缩该排出的中间压力的气体；其中，具有用于构成第2回转压缩单元的气缸、与形成于电动单元的回转轴偏心部配合并在气缸内进行偏心回转的滚筒、接触于该滚筒地将气缸内隔成低压室侧和高压室侧的叶片、用于时常朝滚筒侧对该叶片施加力的背压室、连通第2回转压缩单元的制冷剂排出侧和背压室的连通路、用于调整通过该连通路加到背压室的压力的压力调整阀，使背压室的压力比第2回转压缩单元的制冷剂排出侧的压力低，而且，保持为比密闭容器内的压力高的规定值，从而防止所谓的叶片跳起，并防止在叶片施加超过需要的背压，使叶片对滚筒施加的力最佳化。
这样，可减轻施加到叶片前端和滚筒外周的滑动部分的负担，提高叶片的滚筒的耐久性，事前避免叶片和滚筒的破损。
按照本发明的第10方面，在上述内容的基础上，还设置有闭塞气缸开口面并具有电动元件的回转轴的轴承的支承构件和构成于该支承构件内的消声室，在支承构件内形成连通路，连通排出消声室和背压室，并且，压力调整阀设置在支承构件内，所以，可有效地利用密闭容器内的有限的空间，并且不使构造复杂化即可调整叶片的背压室内的压力。另外，由于预先在支承构件内设置连通路和压力调整阀，所以，组装作业性也良好。
如以上详述那样按照本发明，多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，这些第1和第2回转压缩单元由第1和第2气缸及与形成于上述电动单元的回转轴的第1和第2偏心部接合而在气缸内进行偏心回转的第1和第2滚筒构成，同时，由上述第1回转压缩单元压缩后排出的制冷剂气体被吸引到第2回转压缩单元，压缩后排出；当制造该多级压缩式回转压缩机时，不改变第1气缸的厚度(高度)尺寸，通过改变该气缸的内径，可设定第1和第2回转压缩单元的排除容积比，所以，不改变第1回转压缩单元的气缸材料和滚筒、回转轴的偏心部等所有部件，而是例如极力抑制到仅改变滚筒或仅改变滚筒和偏心部等，从而可降低成本。另外，可防止压缩机的整体尺寸的扩大，所以，也可使尺寸小型化。例如在如第2项发明那样将第2回转压缩单元的排除容积设定到第1回转压缩单元的排除容积的40％以上75％以下的场合，第1和第2回转压缩单元的排除容积比为最佳。
如以上详细说明的那样，按照本发明，制冷剂回路由多级压缩式回转压缩机、气体冷却器、第1减压装置、及蒸发器构成；该多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，由第1回转压缩单元压缩后的制冷剂由第2回转压缩单元压缩；该气体冷却器使从该多级压缩式回转压缩机的第2回转压缩单元排出的制冷剂流入其中；该第1减压装置连接到该气体冷却器的出口侧，该蒸发器连接到该第1减压装置的出口侧；从该蒸发器出来的制冷剂由第1回转压缩单元压缩；其中，具有不减压地向蒸发器供给从第1和第2回转压缩单元排出的制冷剂的除霜回路、控制该除霜回路的制冷剂流通的第1流路控制装置、设在用于将从第1回转压缩单元排出的制冷剂供给到第2回转压缩单元的制冷剂通道的第2减压装置、使制冷剂流到该第2减压装置或使制冷剂绕过该第2减压装置流过地进行控制的第2流路控制装置，在由第1流路控制装置使制冷剂流到除霜回路时，该第2流路控制装置使制冷剂流到第2减压装置，所以，蒸发器除霜运行时，第1回转压缩单元和第2回转压缩单元的排出制冷剂不减压地供给到蒸发器，由此可避免第2回转压缩单元的压力逆转现象。
特别是按照本发明，进行该除霜时，供给到第2回转压缩单元的制冷剂通过设于制冷剂通道的减压装置供给到第2回转压缩单元，所以，在第2回转压缩单元中的吸入与排出之间构成规定的压力差。
这样，第2回转压缩单元的运行也稳定，可靠性提高。特别是如本发明的第14方面那样，在将CO2气体作为制冷剂使用的制冷剂回路中，特别是可获得明显的效果。

Claims (2)

1.一种制冷剂回路的的除霜装置，该制冷剂回路由多级压缩式回转压缩机、气体冷却器、第1减压装置、及蒸发器构成；该多级压缩式回转压缩机在密闭容器内具有电动单元和由该电动单元驱动的第1和第2回转压缩单元，由第1回转压缩单元压缩后的制冷剂由上述第2回转压缩单元压缩；该气体冷却器使从该多级压缩式回转压缩机的上述第2回转压缩单元排出的制冷剂流入其中；该第1减压装置连接到该气体冷却器的出口侧；该蒸发器连接到该第1减压装置的出口侧，从该蒸发器出来的制冷剂由上述第1回转压缩单元压缩；其特征在于：具有：
不减压地向上述蒸发器供给从上述第1和第2回转压缩单元排出的制冷剂的除霜回路、
控制该除霜回路的制冷剂流通的第1流路控制装置、
设在用于将从上述第1回转压缩单元排出的制冷剂供给到上述第2回转压缩单元的制冷剂通道的第2减压装置、
使制冷剂流到该第2减压装置或使制冷剂绕过该第2减压装置流过地进行控制的第2流路控制装置，
该第2流路控制装置在由上述第1流路控制装置使制冷剂流到上述除霜回路时，使制冷剂流到上述第2减压装置。
2.根据权利要求1所述的制冷剂回路的除霜装置，其特征在于：上述制冷剂回路将CO2气体作为制冷剂。
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