JP2000283078A - 多段圧縮機 - Google Patents

多段圧縮機

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JP2000283078A
JP2000283078A JP11089227A JP8922799A JP2000283078A JP 2000283078 A JP2000283078 A JP 2000283078A JP 11089227 A JP11089227 A JP 11089227A JP 8922799 A JP8922799 A JP 8922799A JP 2000283078 A JP2000283078 A JP 2000283078A
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compression
pipe
pressure
compression element
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Eiichi Shimizu
栄一 清水
Kazuya Sato
里  和哉
Hiroshi Nishikawa
弘 西川
Makoto Hazama
誠 間
Takehiro Nishikawa
剛弘 西川
Yasuo Sakamoto
泰生 坂本
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリ圧縮機10に用いる冷媒を二酸化炭
素冷媒としたときでも、起動性の低下を抑制する。 【解決手段】 圧縮手段12を前段圧縮要素20と後段
圧縮要素30とにより構成し、これらを連結管43で連
結して多段圧縮を行う。また、吸入管21と吐出管32
とは連結管41により連結し、この連結管41の途中に
開閉弁42を設ける。さらに吐出管22と吐出管32と
は連結管44で連結し、この連結管44の途中に開閉弁
45を設ける。そして開閉弁42,45は、モータ11
に給電されると連結管41,44を閉じ、モータ11へ
の給電が停止すると連結管41,44を開くようにす
る。これにより、ロータリ圧縮機が停止しているときに
は、吸入管21,31及び吐出管22,32が全て同じ
圧力とすることができて起動性の低下を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の圧縮要素を
備えて、これらの圧縮要素で冷媒を多段圧縮する多段圧
縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ロータリ圧縮機等の圧縮機は種々
の技術分野に用いられ、冷媒を圧縮する圧縮手段やこの
圧縮手段を駆動するための駆動手段等を有して、これら
が密閉ケース内に収納された構成となっている。
【0003】この圧縮機は、圧縮効率を高めるため用い
る用途により又用いる冷媒により圧縮手段を複数の圧縮
要素で構成する場合がある。かかる圧縮機は多段圧縮機
と呼称されている。
【0004】このような多段圧縮機においては、これま
で冷媒としてR−22等の塩素を含む冷媒(以下、特定
フロンガスと記載する)が用いられていたが、このR−
22冷媒はオゾン層を破壊する原因となることが判明し
規制対象となった。
【0005】そこで、特定フロンガスに代わる冷媒の研
究開発が盛んに行われている。かかる冷媒には、二酸化
炭素冷媒等がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特定フ
ロンガスを用いることを前提とした従来構造の多段圧縮
機に二酸化炭素冷媒を用いると、従来に比べて冷媒の最
低圧力が約6倍(約30〜40kg/cm2G)、最高
圧力が約4倍(約150kg/cm2G)となって差圧
が大きくなるため、この多段圧縮機を起動する際に駆動
要素がスムースに起動しない問題がある。
【0007】そこで、本発明は、二酸化炭素冷媒を用い
た場合であっても、従来の基本設計を略そのまま適用で
きると共に駆動要素における起動性の低下を改善した多
段圧縮機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1にかかる発明は、駆動要素と、該駆動要素
により駆動されて冷媒を圧縮する複数の圧縮要素とを有
した多段圧縮機において、駆動要素が停止しているとき
にのみ、複数の圧縮要素における吸気側と吐出側とを同
圧にする差圧解消手段を有して、駆動要素における起動
性の低下を改善したことを特徴とする。
【0009】請求項2にかかる発明は、圧縮要素におけ
る吸気側の冷媒温度又は冷媒圧力を検出する検出器と、
吸入側に供給された冷媒の温度又は圧力より低い温度又
は圧力の冷媒を注入すると共に、注入量を検出器からの
信号に基づき制御する注入量制御器とを有して、二酸化
炭素冷媒を用いた場合であっても、従来の基本設計を略
そのまま適用できるようにしたことを特徴とする。
【0010】請求項3にかかる発明は、冷媒として二酸
化炭素冷媒を用いたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図1は多段圧縮機の例としてロータリ圧縮
機10としたときの側断面図である。このロータリ圧縮
機は2段圧縮機であるが、本発明はこれに限定されるも
のでなく、2段以上の圧縮機であってもよい。
【0012】ロータリ圧縮機10は駆動手段であるモー
タ11、このモータ11の下方に設けられた圧縮手段1
2等を有して、これらが密閉ケース13内に収納され、
冷媒として二酸化炭素冷媒が用いられている。
【0013】なお、密閉ケース13の底部には潤滑油1
4が貯留しており、圧縮手段12における摺動部等を潤
滑するようになっている。
【0014】圧縮手段12は、前段圧縮要素20と後段
圧縮要素30とから構成され、各圧縮要素20,30に
は吸入管21,31及び吐出管22,32が設けられて
ている。
【0015】前段圧縮要素20と後段圧縮要素30とは
略同じ構成で、各圧縮要素20,30は円筒状のシリン
ダ23,33内にローラ24,34が配設されている。
【0016】このローラ24,34は円筒状に形成さ
れ、その内側にクランク25,35が配設されると共
に、ローラ24,34の外側面に図示しないベーンが当
接している。
【0017】クランク25,35はモータ11の回転軸
15に固着して(又は一体形成されて)設けられている
ので、クランク25,35の回転によりローラ24,3
4は偏心回転運動するようになる。
【0018】このときローラ24,34における外側面
の一端がシリンダ23,33と常に最小隙間で保持され
るので、シリンダ23,33とローラ24,34との間
に形成される空間は三日月状となる。
【0019】そして、ベーンがローラ24,34の外側
面に当接しているので、このベーンにより三日月状の空
間は図示しない吸気室と圧縮室とに区画される。
【0020】シリンダ23,33の内径及びローラ2
4,34の外径は変化しないので、ローラ24,34が
回転しても三日月状空間の容積は常に一定である。
【0021】しかしローラ24,34が回転するに伴
い、ローラ24,34とシリンダ23,33との最小隙
間の位置が変化するため三日月状空間の向きが変化す
る。
【0022】一方、ベーンはローラ24,34の外側面
に常に当接するようにシリンダ23,33の半径方向に
出入りする。
【0023】従って、このベーンにより三日月状空間が
区画されて形成される吸気室と圧縮室との容積比は、ロ
ーラ24,34の回転に従い変化し、吸気室の容積が拡
張すると、圧縮室の容積は縮小する。
【0024】吸気室には図示しない吸気口が連通し、ま
た圧縮室には図示しない吐出口が連通しており、ローラ
24,34が吸気口を横切ることにより吸気室は吐出口
と連通するようになって、吸気室が圧縮室に変る。
【0025】吐出口には図示しない吐出バルブが設けら
れており、圧縮室の縮小に伴い冷媒が圧縮されて、この
吐出バルブで規定される吐出圧に達すると冷媒が吐出さ
れる。
【0026】なお、前段圧縮要素20のローラ24と後
段圧縮要素30のローラ34とは、各ローラ24,34
が偏心回転運動することにより発生する振動が相殺され
るように、回転位相が180度ずれて設けられている。
即ち、クランク25とクランク35とは、回転軸15を
中心に対称に設けられている。
【0027】このような前段圧縮要素20と後段圧縮要
素30は、連結管41で連結されて、機外から供給され
た冷媒は前段圧縮要素20で圧縮された後、連結管41
を介して後段圧縮要素30に供給され、この後段圧縮要
素30で圧縮されて機外に吐出される。
【0028】そして、吸入管21と吐出管32とは連結
管41により連結され、この連結管41の途中に開閉弁
42が設けられ、また吐出管22と吐出管32とは連結
管44で連結され、この連結管44の途中に開閉弁45
が設けられて、これらが差圧解消手段を構成している。
【0029】この開閉弁42,45は、モータ11に給
電されると連結管41,44を閉じ、モータ11への給
電が停止すると連結管41,44を開くようになってい
る。
【0030】従って、ロータリ圧縮機が停止していると
きには、吸入管21,31及び吐出管22,32が全て
同じ圧力となるので、その後ロータリ圧縮機の運転を開
始するときでも前段圧縮要素20及び後段圧縮要素30
の吸入側と吐出側との差圧によりモータ11の起動性が
悪くなることが無くなる。
【0031】さらに吐出管22と吸入管31とを連結す
る連結管43には冷却用冷媒注入管50が設けられ、こ
の冷却用冷媒注入管50には注入量制御器である電動弁
51が設けられている。
【0032】電動弁51は、検出器52からの信号に基
づき後段圧縮要素30に冷却用冷媒の注入を制御すると
共に、その注入量を制御している。
【0033】即ち、この検出器52は後段圧縮要素30
に流入する冷媒の温度を検出しており、検出した温度の
冷媒をそのまま後段圧縮要素30で圧縮すると規定温度
以上となる場合には、この検出器52からの信号に基づ
き冷却用冷媒を注入して後段圧縮要素30での冷媒の温
度が規定値以上にならないようにしている。
【0034】なお、この規定値温度とは、特定フロンガ
スを用いることを前提とした従来構造のロータリ圧縮機
における圧縮要素において許容される温度の上限値を言
う。
【0035】また、冷却用冷媒とは、圧縮要素で圧縮さ
れる冷媒と同じ冷媒であるが、温度の低い冷媒を言う。
【0036】後段圧縮要素30に供給される冷媒に冷却
用冷媒が注入されると、後段圧縮要素30に供給される
冷媒の温度が下がることは上述したとおりであるが、こ
れに伴い圧力も下がる。従って、後段圧縮要素30が効
率的に冷媒を吸入できるようになる。
【0037】図2はかかるロータリ圧縮機10を空気調
和機に適用した際の冷凍回路図で冷媒を圧縮するロータ
リ圧縮機10、冷媒を冷却する凝縮器3、冷媒を減圧す
る減圧器4、冷媒を蒸発させる蒸発器6等により構成さ
れている。
【0038】なお、減圧器4は蒸発器6の低圧側に設け
られた圧力検出器(又は温度検出器)5からの信号によ
り減圧量を調整するようになっている。
【0039】また、二酸化炭素冷媒は凝縮器3で冷却さ
れても特定フロンガスのように凝縮することはないが、
特定フロンガスを用いる冷凍回路との対応を図るため敢
て凝縮器3と記載した。無論、冷媒が二酸化炭素である
か特定フロンガスであるかを問わず、凝縮器3の作用は
同じであることは付言するまでもない。
【0040】このような構成で、ロータリ圧縮機10か
らの圧縮された冷媒は凝縮器3に供給されて、この凝縮
器3で空気(冷房運転の場合は外気、暖房運転の場合は
室内空気)等と熱交換することにより冷却されて温度が
下がる。その後、冷媒は減圧器4に供給されて減圧され
て蒸発器6に供給される。
【0041】蒸発器6で冷媒は、空気(冷房運転の場合
は室内空気、暖房運転の場合は外気)等と熱交換して、
この空気により加熱されてロータリ圧縮機10に戻る。
【0042】従って、冷凍回路が動作中は、各圧縮要素
20,30の吸気側と吐出側とで圧力差が生じている。
このような状態でロータリ圧縮機10を停止させ、その
後起動すると、この圧力差が緩和していない場合が生
じ、このような場合にはモータ13は圧力差による抵抗
を受けた状態となるので起動性が悪くなる。
【0043】そこで、ロータリ圧縮機10を停止する際
には、開閉弁42,45を開くことによりそれぞれの圧
縮要素20,30の吸気側と吐出側とを同圧にして、起
動時におけるモータ13の負荷を低減している。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように請求項1にかかる発
明によれば、駆動要素が停止しているときにのみ、複数
の圧縮要素における吸気側と吐出側とを同圧にする差圧
解消手段を設けたので、差圧が大きくなる二酸化炭素冷
媒を用いた場合であっても、駆動要素における起動性の
低下が抑制することが可能になる。
【0045】請求項2にかかる発明によれば、圧縮要素
における吸気側の冷媒温度又は冷媒圧力を検出する検出
器と、吸入側に供給された冷媒の温度又は圧力より低い
温度又は圧力の冷媒を注入すると共に、注入量を検出器
からの信号に基づき制御する注入量制御器とを設けたの
で、二酸化炭素冷媒を用いた場合であっても、従来の基
本設計を略そのまま適用できるようになる。
【0046】請求項3にかかる発明によれば、冷媒とし
て二酸化炭素冷媒を用いるようにしたので、環境破壊等
の恐れが無くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の説明に適用されるロータ
リ圧縮機の断面図である。
【図2】図1のロータリ圧縮機を空気調和機に適用した
ときの冷凍回路図である。
【符号の説明】
10 ロータリ圧縮機 11 モータ 12 圧縮手段 13 密閉ケース 13 モータ 20 前段圧縮要素 21,31 吸入管 22,32 吐出管 30 後段圧縮要素 41,43,44 連結管 42,45 開閉弁 50 冷却用冷媒注入管 51 電動弁 52 検出器
フロントページの続き (72)発明者 西川 弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 間 誠 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西川 剛弘 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 坂本 泰生 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 3H029 AA04 AA09 AA13 AA21 AB03 BB06 BB55 CC07 CC09 CC13 CC14 CC15 CC27 CC52 CC56 CC65

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 駆動要素と、該駆動要素により駆動され
    て冷媒を圧縮する複数の圧縮要素とを有した多段圧縮機
    において、 前記駆動要素が停止しているときにのみ、複数の前記圧
    縮要素における吸気側と吐出側とを同圧にする差圧解消
    手段を有することを特徴とする多段圧縮機。
  2. 【請求項2】 前記圧縮要素における吸気側の冷媒温度
    又は冷媒圧力を検出する検出器と、 前記吸入側に供給された冷媒の温度又は圧力より低い温
    度又は圧力の冷媒を注入すると共に、注入量を前記検出
    器からの信号に基づき制御する注入量制御器とを有する
    ことを特徴とする請求項1記載の多段圧縮機。
  3. 【請求項3】 前記冷媒が、二酸化炭素冷媒であること
    を特徴とする請求項1又は2記載の多段圧縮機。
JP11089227A 1999-03-30 1999-03-30 多段圧縮機 Pending JP2000283078A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100585809B1 (ko) 2004-12-28 2006-06-07 엘지전자 주식회사 용량 가변형 다중 로터리 압축기 및 그 운전 방법

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KR100585809B1 (ko) 2004-12-28 2006-06-07 엘지전자 주식회사 용량 가변형 다중 로터리 압축기 및 그 운전 방법

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