JP2003106741A - 冷媒回路の除霜装置 - Google Patents

冷媒回路の除霜装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部中間圧型の二段圧縮式コンプレッサを用
いた冷媒回路にておいて、蒸発器の除霜時に生じる第２
の圧縮要素における吐出と吸込の圧力逆転を防止する。 【解決手段】 第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガ
スを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の
冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコン
プレッサ１０と、このロータリコンプレッサの第２の回
転圧縮要素から吐出された冷媒が流入するガスクーラ１
５４と、このガスクーラの出口側に接続された膨張弁１
５６と、この膨張弁１５６の出口側に接続された蒸発器
１５７とを備え、蒸発器から出た冷媒を第１の回転圧縮
要素にて圧縮する冷媒回路において、第１の回転圧縮要
素から吐出された冷媒を減圧せずに蒸発器に供給するた
めのデフロスト管１５８と、このデフロスト管の冷媒流
通を制御する電磁弁１５９を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所謂内部中間圧型
の二段圧縮式コンプレッサを使用した冷媒回路の除霜装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種冷媒回路、特に、内部中間
圧型の二段圧縮式ロータリコンプレッサを用いた冷媒回
路では、ロータリコンプレッサの第１の回転圧縮要素の
吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入さ
れ、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧とな
りシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経
て密閉容器内に吐出される。そして、この密閉容器内の
中間圧の冷媒ガスは第２の回転圧縮要素の吸込ポートか
らシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動
作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガス
となり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て冷
媒回路を構成するガスクーラなどの放熱器に流入し、放
熱して加熱作用を発揮した後、膨張弁で絞られて蒸発器
に入り、そこで吸熱して蒸発した後、第１の回転圧縮要
素に吸入されるサイクルを繰り返す。
【０００３】また、係るロータリコンプレッサに、高低
圧差の大きい冷媒、例えば炭酸ガスの一例としての二酸
化炭素（ＣＯ2）を冷媒として用いた場合、吐出冷媒圧
力は高圧となる第２の回転圧縮要素で１２ＭＰａＧに達
し、一方、低段側となる第１の回転圧縮要素で８ＭＰａ
Ｇとなり、これが密閉容器内の中間圧となる。尚、第１
の回転圧縮要素の吸込圧力は４ＭＰａＧ程である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような内部中間圧
型の二段圧縮式ロータリコンプレッサを用いた冷媒回路
において、蒸発器には着霜が成長するため、除霜を行わ
なければならないが、この蒸発器の除霜のために第２の
回転圧縮要素から吐出された高温冷媒を減圧装置で減圧
せずに蒸発器に供給（蒸発器に直接供給する場合と、減
圧装置を通過させるがそこで減圧せずに通過させるのみ
で供給する場合とを含む）すると、第１の回転圧縮要素
の吸込圧力が上昇し、これにより、第１の回転圧縮要素
の吐出圧力（中間圧）が高くなる。
【０００５】この冷媒は第２の回転圧縮要素を通って吐
出されるが、減圧が行われないために第２の回転圧縮要
素の吐出圧力が第１の回転圧縮要素の吸込圧力と同様と
なってしまうために第２の回転圧縮要素の吐出（高圧）
と吸込（中間圧）で圧力の逆転現象が発生してしまう問
題があった。
【０００６】本発明は、係る従来技術の課題を解決する
ために成されたものであり、内部中間圧型の二段圧縮式
コンプレッサを用いた冷媒回路にておいて、蒸発器の除
霜時に生じる第２の圧縮要素における吐出と吸込の圧力
逆転を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の除霜装置
は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動さ
れる第１及び第２の圧縮要素を備え、第１の圧縮要素で
圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐
出された中間圧の冷媒ガスを第２の圧縮要素で圧縮する
コンプレッサと、このコンプレッサの第２の圧縮要素か
ら吐出された冷媒が流入するガスクーラと、このガスク
ーラの出口側に接続された減圧装置と、この減圧装置の
出口側に接続された蒸発器とを備えて構成され、この蒸
発器から出た冷媒を第１の圧縮要素にて圧縮する冷媒回
路において、第１の圧縮要素から吐出された冷媒を減圧
せずに蒸発器に供給するための除霜回路と、この除霜回
路の冷媒流通を制御する流路制御装置とを備えたことを
特徴とする。
【０００８】請求項２の発明の冷媒回路の除霜装置は、
上記において各圧縮要素は、ＣＯ2ガスを冷媒として圧
縮することを特徴とする。
【０００９】請求項３の発明の冷媒回路の除霜装置は、
上記各発明においてガスクーラからの放熱により温水を
生成することを特徴とする。
【００１０】本発明によれば、密閉容器内に電動要素
と、この電動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要
素を備え、第１の圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉
容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガス
を第２の圧縮要素で圧縮するコンプレッサと、このコン
プレッサの第２の圧縮要素から吐出された冷媒が流入す
るガスクーラと、このガスクーラの出口側に接続された
減圧装置と、この減圧装置の出口側に接続された蒸発器
とを備えて構成され、この蒸発器から出た冷媒を第１の
圧縮要素にて圧縮する冷媒回路において、第１の圧縮要
素から吐出された冷媒を減圧せずに蒸発器に供給するた
めの除霜回路と、この除霜回路の冷媒流通を制御する流
路制御装置とを備えているので、蒸発器の除霜を行う場
合には、流路制御装置によって除霜回路に第１の圧縮要
素から吐出された冷媒を流し、減圧せずに蒸発器に供給
して加熱することが可能となる。
【００１１】これにより、第２の圧縮要素から吐出され
た高圧の冷媒のみを減圧せずに蒸発器に供給して除霜す
る場合の如き第２の圧縮要素における吐出と吸込の圧力
逆転が発生する不都合を防止することができるようにな
る。
【００１２】特に、請求項２の如くＣＯ2ガスを冷媒と
して使用する冷媒回路において特に顕著な効果を奏す
る。また、請求項３の如くガスクーラにて温水を生成す
るものの場合には、冷媒によりガスクーラの温水の熱を
蒸発器に搬送することが可能となり、蒸発器の除霜をよ
り一層迅速に行えるようになるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図１は本発明に使用するコンプレッサ
の実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３
４を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリ
コンプレッサ１０の縦断面図、図２はロータリコンプレ
ッサ１０の正面図、図３ロータリコンプレッサ１０の側
面図、図４はロータリコンプレッサ１０のもう一つの縦
断面図、図５はロータリコンプレッサ１０の更にもう一
つの縦断面図、図６はロータリコンプレッサ１０の電動
要素１４部分の平断面図、図７はロータリコンプレッサ
１０の回転圧縮機構部１８の拡大断面図をそれぞれ示し
ている。
【００１４】各図において、１０は二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式の
ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１
０は鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容
器１２の内部空間の上側に配置収納された電動要素１４
及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４
の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２
（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）から
なる回転圧縮機構部１８にて構成されている。実施例の
ロータリコンプレッサ１０の高さ寸法は２２０ｍｍ（外
径１２０ｍｍ）、電動要素１４の高さ寸法は約８０ｍｍ
（外径１１０ｍｍ）、回転圧縮機構部１８の高さ寸法は
約７０ｍｍ（外径１１０ｍｍ）で、電動要素１４と回転
圧縮機構部１８との間隔は約５ｍｍとなっている。ま
た、第２の回転圧縮要素３４の排除容積は第１の回転圧
縮要素３２の排除容積よりも小さく設定されている。
【００１５】密閉容器１２は実施例では厚さ４．５ｍｍ
の鋼板より構成され、底部をオイル溜とし、電動要素１
４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、
この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状のエン
ドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエ
ンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄ
が形成されており、この取付孔１２Ｄには電動要素１４
に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０
が取り付けられている。
【００１６】この場合、ターミナル２０の周囲のエンド
キャップ１２Ｂには、座押成形によって所定曲率の段差
部１２Ｃが環状に形成されている。また、ターミナル２
０は電気的端子１３９が貫通して取り付けられた円形の
ガラス部２０Ａと、このガラス部２０Ａの周囲に形成さ
れ、斜め外下方に鍔状に張り出した金属製の取付部２０
Ｂとから構成されている。取付部２０Ｂの厚さ寸法は
２．４±０．５ｍｍとされている。そして、ターミナル
２０は、そのガラス部２０Ａを下側から取付孔１２Ｄに
挿入して上側に臨ませ、取付部２０Ｂを取付孔１２Ｄの
周縁に当接させた状態でエンドキャップ１２Ｂの取付孔
１２Ｄ周縁に取付部２０Ｂを溶接することで、エンドキ
ャップ１２Ｂに固定されている。
【００１７】電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間
の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２
と、このステータ２２の内側に若干の間隙を設けて挿入
配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中
心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されてい
る。
【００１８】ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板
を積層した積層体２６と、この積層体２６の歯部に直巻
き（集中巻き）方式により巻装されたステータコイル２
８を有している（図６）。また、ロータ２４もステータ
２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積
層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。
【００１９】前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転
圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が挟持されてい
る。即ち、第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要
素３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上
下に配置されたシリンダ３８、シリンダ４０と、この上
下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回
転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合されて偏
心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４
６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞ
れ低圧室側と高圧室側に区画する後述する上下ベーン５
０（下側のベーンは図示せず）と、上シリンダ３８の上
側の開口面及び下シリンダ４０の下側の開口面を閉塞し
て回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部
支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成される。
【００２０】上部支持部材５４および下部支持部材５６
には、吸込ポート１６１、１６２にて上下シリンダ３
８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０
と、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成されると共
に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそれぞれ
カバーにより閉塞される。即ち、吐出消音室６２はカバ
ーとしての上部カバー６６、吐出消音室６４はカバーと
しての下部カバー６８にて閉塞される。
【００２１】この場合、上部支持部材５４の中央には軸
受け５４Ａが起立形成されており、この軸受け５４Ａ内
面には筒状のブッシュ１２２が装着されている。また、
下部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが貫通形成さ
れており、この軸受け５６Ａ内面にも筒状のブッシュ１
２３が装着されている。これらブッシュ１２２、１２３
は後述する如き摺動性の良い材料にて構成されており、
回転軸１６はこれらブッシュ１２２、１２３を介して上
部支持部材５４の軸受け５４Ａと下部支持部材５６の軸
受け５６Ａに保持される。
【００２２】この場合、下部カバー６８はドーナッツ状
の円形鋼板から構成されており、周辺部の４カ所を主ボ
ルト１２９・・・によって下から下部支持部材５６に固
定され、吐出ポート４１にて第１の回転圧縮要素３２の
下シリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の下面開
口部を閉塞する。この主ボルト１２９・・・の先端は上
部支持部材５４に螺合する。下部カバー６８の内周縁は
下部支持部材５６の軸受け５６Ａ内面より内方に突出し
ており、これによって、ブッシュ１２３の下端面は下部
カバー６８によって保持され、脱落が防止されている
（図９）。図１０は下部支持部材５６の下面を示してお
り、１２８は吐出消音室６４内において吐出ポート４１
を開閉する第１の回転圧縮要素３２の吐出弁である。
【００２３】ここで、下部支持部材５６は鉄系の焼結材
料（鋳物でも可）により構成されており、下部カバー６
８を取り付ける側の面（下面）は、平面度０．１ｍｍ以
下に加工された後、スチーム処理が加えられている。こ
のスチーム処理によって下部カバー６８を取り付ける側
の面は酸化鉄となるため、焼結材料内部の孔が塞がれて
シール性が向上する。これにより、下部カバー６８と下
部支持部材５６間にガスケットを介設する必要が無くな
る。
【００２４】尚、吐出消音室６４と密閉容器１２内にお
ける上部カバー６６の電動要素１４側は、上下シリンダ
３８、４０や中間仕切板３６を貫通する孔である連通路
６３にて連通されている（図４）。この場合、連通路６
３の上端には中間吐出管１２１が立設されており、この
中間吐出管１２１は上方の電動要素１４のステータ２２
に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の
隙間に指向している（図６）。
【００２５】また、上部カバー６６は吐出ポート３９に
て第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と連通
する吐出消音室６２の上面開口部を閉塞し、密閉容器１
２内を吐出消音室６２と電動要素１４側とに仕切る。こ
の上部カバー６６は図１１に示す如く厚さ２ｍｍ以上１
０ｍｍ以下（実施例では最も望ましい６ｍｍとされてい
る）であって、前記上部支持部材５４の軸受け５４Ａが
貫通する孔が形成された略ドーナッツ状の円形鋼板から
構成されており、上部支持部材５４との間にビード付き
のガスケット１２４を挟み込んだ状態で、当該ガスケッ
ト１２４を介して周辺部が４本の主ボルト７８・・・に
より、上から上部支持部材５４に固定されている。この
主ボルト７８・・・の先端は下部支持部材５６に螺合す
る。
【００２６】上部カバー６６を係る厚さ寸法とすること
で、密閉容器１２内よりも高圧となる吐出消音室６２の
圧力に十分に耐えながら、小型化を達成し、電動要素１
４との絶縁距離を確保することもできるようになる。更
に、この上部カバー６６の内周縁と軸受け５４Ａの外面
間にはＯリング１２６が設けられている（図１２）。係
るＯリング１２６により軸受け５４Ａ側のシールを行う
ことで、上部カバー６６の内周縁で十分にシールを行
い、ガスリークを防ぐことができるようになり、吐出消
音室６２の容積拡大が図れると共に、Ｃリングにより上
部カバー６６の内周縁側を軸受け５４Ａに固定する必要
も無くなる。ここで、図１１において１２７は吐出消音
室６２内において吐出ポート３９を開閉する第２の回転
圧縮要素３４の吐出弁である。
【００２７】次に、上シリンダ３８の下側の開口面及び
下シリンダ４０の上側の開口面を閉塞する中間仕切板３
６内には、上シリンダ３８内の吸込側に対応する位置
に、図１３、図１４に示す如く外周面から内周面に至
り、外周面と内周面とを連通して給油路を構成する貫通
孔１３１が穿設されており、この貫通路１３１の外周面
側の封止材１３２を圧入して外周面側の開口を封止して
いる。また、この貫通孔１３１の中途部には上側に延在
する連通孔１３３が穿設されている。
【００２８】一方、上シリンダ３８の吸込ポート１６１
（吸込側）には中間仕切板３６の連通孔１３３に連通す
る連通孔１３４が穿設されている。また、回転軸１６内
には図７に示す如く軸中心に鉛直方向のオイル孔８０
と、このオイル孔８０に連通する横方向の給油孔８２、
８４（上下偏心部４２、４４にも形成されている）が形
成されており、中間仕切板３６の貫通孔１３１の内周面
側の開口は、これらの給油孔８２、８４を介してオイル
孔８０に連通している。
【００２９】後述する如く密閉容器１２内は中間圧とな
るため、２段目で高圧となる上シリンダ３８内にはオイ
ルの供給が困難となるが、中間仕切板３６を係る構成と
したことにより、密閉容器１２内底部のオイル溜めから
汲み上げられてオイル孔８０を上昇し、給油孔８２、８
４から出たオイルは、中間仕切板３６の貫通孔１３１に
入り、連通孔１３３、１３４から上シリンダ３８の吸込
側（吸込ポート１６１）に供給されるようになる。
【００３０】図１６中Ｌは上シリンダ３８の吸入側の圧
力変動を示し、図中Ｐ１は中間仕切板３６の内周面の圧
力を示す。この図にＬ１で示す如く上シリンダ３８の吸
込側の圧力（吸入圧力）は、吸入過程においては吸入圧
損により中間仕切板３６の内周面側の圧力よりも低下す
る。この期間に中間仕切板３６の貫通孔１３１、連通孔
１３３から上シリンダ３８の連通孔１３４を介して上シ
リンダ３８内に給油が成されることになる。
【００３１】上述の如く上下シリンダ３８、４０、中間
仕切板３６、上下支持部材５４、５６及び上下カバー６
６、６８はそれぞれ４本の主ボルト７８・・・と主ボル
ト１２９・・・にて上下から締結されるが、更に、上下
シリンダ３８、４０、中間仕切板３６、上下支持部材５
４、５６は、これら主ボルト７８、１２９の外側に位置
する補助ボルト１３６、１３６により締結される（図
４）。この補助ボルト１３６は上部支持部材５４側から
挿入され、先端は下支持部材５６に螺合している。
【００３２】また、この補助ボルト１３６は前述したベ
ーン５０の後述する案内溝７０の近傍に位置している。
このように補助ボルト１３６、１３６を追加して回転圧
縮機構部１８を一体化することで、内部が極めて高圧と
なることに対するシール性の確保が成されると共に、ベ
ーン５０の案内溝７０の近傍を締め付けるので、ベーン
５０に加える高圧の背圧のリークも防止できるようにな
る。
【００３３】一方、上シリンダ３８内には前述したベー
ン５０を収納する案内溝７０と、この案内溝７０の外側
に位置してバネ部材としてのスプリング７６を収納する
収納部７０Ａが形成されており、この収納部７０Ａは案
内溝７０側と密閉容器１２（容器本体１２Ａ）側に開口
している（図８）。前記スプリング７６はベーン５０の
外側端部に当接し、常時ベーン５０をローラ４６側に付
勢する。そして、このスプリング７６の密閉容器１２側
の収納部７０Ａ内には金属製のプラグ１３７が設けら
れ、スプリング７６の抜け止めの役目を果たす。
【００３４】この場合、プラグ１３７の外寸は収納部７
０Ａの内寸よりも小さく設定され、プラグ１３７は収納
部７０Ａ内に隙間嵌めにより挿入される。また、プラグ
１３７の周面には当該プラグ１３７と収納部７０Ａの内
面間をシールするためのＯリング１３８が取り付けられ
ている。そして、上シリンダ３８の外端、即ち、収納部
７０Ａの外端と密閉容器１２の容器本体１２Ａ間の間隔
は、Ｏリング１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側
の端部までの距離よりも小さく設定されている。そし
て、ベーン５０の案内溝７０に連通する図示しない背圧
室には第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力である高圧が
背圧として加えられる。従って、プラグ１３７のスプリ
ング７６側は高圧、密閉容器１２側は中間圧となる。
【００３５】係る寸法関係としたことにより、プラグ１
３７を収納部７０Ａ内に圧入固定する場合の如く、上シ
リンダ３８が変形して上部支持部材５４との間のシール
性が低下し、性能悪化を来す不都合を未然に回避するこ
とができるようになる。また、係る隙間嵌めであって
も、上シリンダ３８と密閉容器１２間の間隔をＯリング
１３８からプラグ１３７の密閉容器１２側の端部までの
距離よりも小さく設定しているので、スプリング７６側
の高圧（ベーン５０の背圧）によってプラグ１３７が収
納部７０Ａから押し出される方向に移動しても、密閉容
器１２に当接して移動が阻止された時点で依然Ｏリング
１３８は収納部７０Ａ内に位置してシールするので、プ
ラグ１３８の機能には何ら問題は生じない。
【００３６】ところで、回転軸１６と一体に１８０度の
位相差を持って形成される上下偏心部４２、４４の相互
間を連結する連結部９０は、その断面形状を回転軸１６
の円形断面より断面積を大きくして剛性を持たせるため
に非円形状の例えばラグビーボール状とされている（図
１７）。即ち、回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４
４を連結する連結部９０の断面形状は上下偏心部４２、
４４の偏心方向に直交する方向でその肉厚を大きくして
いる（図中ハッチングの部分）。
【００３７】これにより、回転軸１６に一体に設けられ
た上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積
が大きくし、断面２次モーメントを増加させて強度（剛
性）を増し、耐久性と信頼性を向上させている。特に使
用圧力の高い冷媒を２段圧縮する場合、高低圧の圧力差
が大きいために回転軸１６にかかる荷重も大きくなる
が、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）
を増し、回転軸１６が弾性変形してしまうのを防止して
いる。
【００３８】この場合、上側の偏心部４２の中心をＯ１
とし、下側の偏心部４４の中心をＯ２とすると、偏心部
４２の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の中心はＯ
１、偏心部４４の偏心方向側の連結部９０の面の円弧の
中心はＯ２としている。これにより、回転軸１６を切削
加工機にチャックして上下偏心部４２、４４と連結部９
０を切削加工する際、偏心部４２を加工した後、半径の
みを変更して連結部９０の一面を加工し、チャック位置
を変更して連結部９０の他面を加工し、半径のみを変更
して偏心部４４を加工すると云う作業が可能となる。こ
れにより、回転軸１６をチャックし直す回数が減少して
生産性が著しく改善されるようになる。
【００３９】そして、この場合冷媒としては地球環境に
やさしく、可燃性および毒性等を考慮して自然冷媒であ
る炭酸ガスの一例としての前記二酸化炭素（ＣＯ2）を
使用し、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネ
ラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エス
テル油等既存のオイルが使用される。
【００４０】密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面に
は、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路５
８、６０、吐出消音室６２及び上部カバー６６の上側
（電動要素１４の下端に略対応する位置）に対応する位
置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそ
れぞれ溶接固定されている。スリーブ１４１と１４２は
上下に隣接すると共に、スリーブ１４３はスリーブ１４
１の略対角線上にある。また、スリーブ１４４はスリー
ブ１４１と略９０度ずれた位置にある。
【００４１】そして、スリーブ１４１内には上シリンダ
３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端
が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリン
ダ３８の吸込通路５８に連通される。この冷媒導入管９
２は密閉容器１２の上側を通過してスリーブ１４４に至
り、他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて密閉容器
１２内に連通する。
【００４２】また、スリーブ１４２内には下シリンダ４
０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が
挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ
４０の吸込通路６０に連通される。この冷媒導入管９４
の他端はアキュムレータ１４６の下端に接続されてい
る。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入
接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２
に連通される。
【００４３】上記アキュムレータ１４６は吸込冷媒の気
液分離を行うタンクであり、密閉容器１２の容器本体１
２Ａの上部側面に溶接固定された密閉容器側のブラケッ
ト１４７にアキュムレータ側のブラケット１４８を介し
て取り付けられている。このブラケット１４８はブラケ
ット１４７から上方に延在し、アキュムレータ１４６の
上下方向の略中央部を保持しており、その状態でアキュ
ムレータ１４６は密閉容器１２の側方に沿うかたちで配
置される。冷媒導入管９２はスリーブ１４１から出た
後、実施例では右方に屈曲した後、上昇しており、アキ
ュムレータ１４６の下端はこの冷媒導入管９２に近接す
るかたちとなる。そこで、アキュムレータ１４６の下端
から降下する冷媒導入管９４は、スリーブ１４１から見
て冷媒導入管９２の屈曲方向とは反対の左側を迂回して
スリーブ１４２に至るように引き回されている（図
３）。
【００４４】即ち、上部支持部材３８と下部支持部材４
０の吸込通路５８、６０にそれぞれ連通する冷媒導入管
９２、９４は密閉容器１２から見て水平方向で反対の方
向に屈曲されたかたちとされており、これにより、アキ
ュムレータ１４６の上下寸法を拡大して容積を増やして
も、各冷媒導入管９２、９４が相互に干渉しないように
配慮されている。
【００４５】また、スリーブ１４１、１４３、１４４の
外面周囲には配管接続用のカプラが係合可能な鍔部１５
１が形成されており、スリーブ１４２の内面には配管接
続用のネジ溝１５２が形成されている。これにより、ス
リーブ１４１、１４３、１４４にはロータリコンプレッ
サ１０の製造工程における完成検査で気密試験を行う場
合に試験用配管のカプラを鍔部１５１に容易に接続でき
るようになると共に、スリーブ１４２にはネジ溝１５２
を使用して試験用配管を容易にネジ止めできるようにな
る。特に、上下で隣接するスリーブ１４１と１４２は、
一方のスリーブ１４１に鍔部１５１が、他方のスリーブ
１４２にネジ溝１５２が形成されていることで、狭い空
間で試験用配管を各スリーブ１４１、１４２に接続可能
となる。
【００４６】図１８は本発明を適用した実施例の給湯装
置１５３の冷媒回路を示しており、上述したロータリコ
ンプレッサ１０は図１８に示す給湯装置１５３の冷媒回
路の一部を構成する。即ち、ロータリコンプレッサ１０
の冷媒吐出管９６は水を加熱して温水を生成するための
ガスクーラ１５４の入口に接続される。このガスクーラ
１５４が給湯装置１５３の図示しない貯湯タンクに設け
られる。ガスクーラ１５４を出た配管は減圧装置として
の膨張弁１５６を経て蒸発器１５７の入口に至り、蒸発
器１５７の出口は冷媒導入管９４に接続される。また、
冷媒導入管９２の中途部からは図２、図３では図示して
いないが除霜回路を構成するデフロスト管１５８が分岐
し、流路制御装置としての電磁弁１５９を介してガスク
ーラ１５４の入口に至る冷媒吐出管９６に接続されてい
る。尚、図１８ではアキュムレータ１４６は省略されて
いる。
【００４７】以上の構成で次に動作を説明する。尚、加
熱運転では電磁弁１５９は閉じているものとする。ター
ミナル２０および図示されない配線を介して電動要素１
４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４
が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転
軸１６と一体に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合され
た上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を
偏心回転する。
【００４８】これにより、冷媒導入管９４および下部支
持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して吸込ポ
ート１６２から下シリンダ４０の低圧室側に吸入された
低圧（一段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、
ローラ４８とベーンの動作により圧縮されて中間圧（Ｍ
Ｐ１：８ＭＰａＧ）となり下シリンダ４０の高圧室側よ
り吐出ポート４１、下部支持部材５６に形成された吐出
消音室６４から連通路６３を経て中間吐出管１２１から
密閉容器１２内に吐出される。
【００４９】このとき、中間吐出管１２１は上方の電動
要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステー
タコイル２８、２８間の隙間に指向しているので、未だ
比較的温度の低い冷媒ガスを電動要素１４方向に積極的
に供給できるようになり、電動要素１４の温度上昇が抑
制されるようになる。また、これによって、密閉容器１
２内は中間圧（ＭＰ１）となる。
【００５０】そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガ
スは、スリーブ１４４から出て（中間吐出圧は前記ＭＰ
１）冷媒導入管９２及び上部支持部材５４に形成された
吸込通路５８を経由して吸込ポート１６１から上シリン
ダ３８の低圧室側に吸入される（２段目吸入圧ＭＰ
２）。吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベ
ーン５０の動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高
圧の冷媒ガスとなり（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａ
Ｇ）、高圧室側から吐出ポート３９を通り上部支持部材
５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経
由してガスクーラ１５４内に流入する。このときの冷媒
温度は略＋１００℃まで上昇しており、係る高温高圧の
冷媒ガスはガスクーラ１５４から放熱し、貯湯タンク内
の水を加熱して約＋９０℃の温水を生成する。
【００５１】一方、ガスクーラ１５４において冷媒自体
は冷却され、ガスクーラ１５４を出る。そして、膨張弁
１５６で減圧された後、蒸発器１５７に流入して蒸発し
（このときに周囲から吸熱する）、アキュムレータ１４
６（図１８では示していない）を経て冷媒導入管９４か
ら第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを
繰り返す。
【００５２】特に、低外気温の環境ではこのような加熱
運転で蒸発器１５７には着霜が成長する。その場合には
電磁弁１５９を開放し、膨張弁１５６は全開状態として
蒸発器１５７の除霜運転を実行する。これにより、密閉
容器１２内の中間圧の冷媒（第２の回転圧縮要素３４か
ら吐出された少量の高圧冷媒を含む）は、デフロスト管
１５８を通ってガスクーラ１５４に至る。この冷媒の温
度は＋５０〜＋６０℃程であり、ガスクーラ１５４では
放熱せず、当初は逆に冷媒が熱を吸収するかたちとな
る。そして、ガスクーラ１５４から出た冷媒は膨張弁１
５６を通過し、蒸発器１５７に至るようになる。即ち、
蒸発器１５７には略中間圧の比較的温度の高い冷媒が減
圧されずに実質的に直接供給されるかたちとなり、これ
によって、蒸発器１５７は加熱され、除霜される。その
際、ガスクーラ１５４からは温水の熱が冷媒によって蒸
発器１５７に搬送されるかたちとなる。
【００５３】ここで、第２の回転圧縮要素３４から吐出
された高圧冷媒を減圧せずに蒸発器１５７に供給して除
霜した場合には、膨張弁１５６が全開のために第１の回
転圧縮要素３２の吸込圧力が上昇し、これにより、第１
の回転圧縮要素３２の吐出圧力（中間圧）が高くなる。
この冷媒は第２の回転圧縮要素３４を通って吐出される
が、膨張弁１５６が全開のために第２の回転圧縮要素３
４の吐出圧力が第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力と同
様となってしまうために第２の回転圧縮要素３４の吐出
（高圧）と吸込（中間圧）で圧力の逆転現象が発生して
しまう。しかしながら、上述の如く第１の回転圧縮要素
３２から吐出された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２か
ら取り出して蒸発器１５７の除霜を行うようにしている
ので、係る高圧と中間圧の逆転現象を防止することがで
きるようになる。
【００５４】尚、図１９は本発明を適用した給湯装置１
５３の他の冷媒回路を示している。この図において図１
８と同一符号は同一若しくは同等の作用を奏するものと
する。この場合は図１８の冷媒回路に加えて冷媒吐出管
９６と膨張弁１５６及び蒸発器１５７の間の配管とを連
通するもう一つのデフロスト管１５８Ａが設けられ、こ
のデフロスト管１５８Ａにはもう一つの電磁弁１５９Ａ
が介設されたかたちとされている。
【００５５】係る構成で加熱運転では双方の電磁弁１５
９、１５９Ａを閉じているので動作は前述と同様であ
る。一方、蒸発器１５７の除霜時には電磁弁１５９と１
５９Ａの双方を開放する。すると、密閉容器１２内の中
間圧の冷媒と第２の回転圧縮要素３４から吐出された少
量の高圧冷媒はデフロスト管１５８と１５８Ａを経て膨
張弁１５６の下流側に流れ、減圧されること無く直接蒸
発器１５７に流入することになる。係る構成によっても
第２の回転圧縮要素３４における圧力逆転は回避され
る。
【００５６】また、図２０は給湯装置１５３の更にもう
一つの冷媒回路を示している。この場合の図１８と同一
符号は同一若しくは同等の作用を奏するものとする。こ
の場合、図１８におけるデフロスト管１５８はガスクー
ラ１５４の入口には接続されず、膨張弁１５６及び蒸発
器１５７の間の配管に接続されている。係る構成によれ
ば、電磁弁１５９を開いた場合、図１９同様密閉容器１
２内の中間圧の冷媒は膨張弁１５６の下流側に流れ、減
圧されずに直接蒸発器１５７に流入することになる。こ
れにより、除霜時に生じる第２の回転圧縮要素３４の圧
力逆転が生じなくなるのに加え、図２０に比べれば電磁
弁の数を減らすことができるメリットがある。
【００５７】ここで、実施例ではロータリコンプレッサ
１０を給湯装置１５３の冷媒回路に用いたが、請求項１
や請求項２ではこれに限らず、室内の暖房用などに用い
ても本発明は有効である。
【００５８】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、密閉
容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１
及び第２の圧縮要素を備え、第１の圧縮要素で圧縮され
た冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された
中間圧の冷媒ガスを第２の圧縮要素で圧縮するコンプレ
ッサと、このコンプレッサの第２の圧縮要素から吐出さ
れた冷媒が流入するガスクーラと、このガスクーラの出
口側に接続された減圧装置と、この減圧装置の出口側に
接続された蒸発器とを備えて構成され、この蒸発器から
出た冷媒を第１の圧縮要素にて圧縮する冷媒回路におい
て、第１の圧縮要素から吐出された冷媒を減圧せずに蒸
発器に供給するための除霜回路と、この除霜回路の冷媒
流通を制御する流路制御装置とを備えているので、蒸発
器の除霜を行う場合には、流路制御装置によって除霜回
路に第１の圧縮要素から吐出された冷媒を流し、減圧せ
ずに蒸発器に供給して加熱することが可能となる。
【００５９】これにより、第２の圧縮要素から吐出され
た高圧の冷媒のみを減圧せずに蒸発器に供給して除霜す
る場合の如き第２の圧縮要素における吐出と吸込の圧力
逆転が発生する不都合を防止することができるようにな
る。
【００６０】特に、請求項２の如く高低圧差が大きくな
るＣＯ2ガスを冷媒として使用する冷媒回路において特
に顕著な効果を奏する。また、請求項３の如くガスクー
ラにて温水を生成するものの場合には、冷媒によりガス
クーラの温水の熱を蒸発器に搬送することが可能とな
り、蒸発器の除霜をより一層迅速に行えるようになるも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に適用する実施例のロータリコンプレッ
サの縦断面図である。
【図２】図１のロータリコンプレッサの正面図である。
【図３】図１のロータリコンプレッサの側面図である。
【図４】図１のロータリコンプレッサのもう一つの縦断
面図である。
【図５】図１のロータリコンプレッサの更にもう一つの
縦断面図である。
【図６】図１のロータリコンプレッサの電動要素部分の
平断面図である。
【図７】図１のロータリコンプレッサの回転圧縮機構部
の拡大断面図である。
【図８】図１のロータリコンプレッサの第２の回転圧縮
要素のベーン部分の拡大断面図である。
【図９】図１のロータリコンプレッサの下部支持部材及
び下部カバーの断面図である。
【図１０】図１のロータリコンプレッサの下部支持部材
の下面図である。
【図１１】図１のロータリコンプレッサの上部支持部材
及び上部カバーの上面図である。
【図１２】図１のロータリコンプレッサの上部支持部材
及び上カバーの断面図である。
【図１３】図１のロータリコンプレッサの中間仕切板の
上面図である。
【図１４】図１３Ａ−Ａ線断面図である。
【図１５】図１のロータリコンプレッサの上シリンダの
上面図である。
【図１６】図１のロータリコンプレッサの上シリンダの
吸入側の圧力変動を示す図である。
【図１７】図１のロータリコンプレッサの回転軸の連結
部の形状を説明するための断面図である。
【図１８】本発明を適用した給湯装置の冷媒回路図であ
る。
【図１９】本発明を適用した他の実施例の給湯装置の冷
媒回路図である。
【図２０】本発明を適用したもう一つの他の実施例の給
湯装置の冷媒回路図である。
【符号の説明】
１０ ロータリコンプレッサ １２ 密閉容器 １２Ａ エンドキャップ １４ 電動要素 １６ 回転軸 １８ 回転圧縮機構部 ２０ ターミナル ３２ 第１の回転圧縮要素 ３４ 第２の回転圧縮要素 ３６ 中間仕切板 ３８、４０ シリンダ ３９、４１ 吐出ポート ４２ 偏心部 ４４ 偏心部 ４６ ローラ ４８ ローラ ５０ ベーン ５４ 上部支持部材 ５６ 下部支持部材 ６２ 吐出消音室 ６４ 吐出消音室 ６６ 上部カバー ６８ 下部カバー ７０ 案内溝 ７０Ａ 収納部 ７６ スプリング（バネ部材） ７８、１２９ 主ボルト ９０ 連結部 ９２、９４ 冷媒導入管 ９６ 冷媒吐出管 １３１ 貫通孔（給油路） １３２ 封止材 １３３、１３４ 連通孔 １３７ プラグ １３８ Ｏリング １４１、１４２、１４３、１４４ スリーブ １４６ アキュムレータ １４７、１４８ ブラケット １５１ 鍔部 １５３ 給湯装置 １５４ ガスクーラ １５６ 膨張弁 １５７ 蒸発器 １５８、１５８Ａ デフロスト管 １５９、１５９Ａ 電磁弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２５Ｂ 1/10 Ｆ２５Ｂ 1/10 Ｐ 29/00 ３７１ 29/00 ３７１ (72)発明者 山崎 晴久 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 松本 兼三 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 松浦 大 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 里 和哉 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 江原 俊行 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 今井 悟 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 小田 淳志 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 佐藤 孝 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 松森 裕之 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 AA05 AA13 AB03 BB12 BB13 BB36 CC24 CC25 CC57 3L046 AA03 BA01 CA02 JA03 LA11 MA04

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 密閉容器内に電動要素と、該電動要素に
    て駆動される第１及び第２の圧縮要素を備え、前記第１
    の圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを前記密閉容器内に吐
    出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを前記第２
    の圧縮要素で圧縮するコンプレッサと、該コンプレッサ
    の前記第２の圧縮要素から吐出された冷媒が流入するガ
    スクーラと、該ガスクーラの出口側に接続された減圧装
    置と、該減圧装置の出口側に接続された蒸発器とを備え
    て構成され、該蒸発器から出た冷媒を前記第１の圧縮要
    素にて圧縮する冷媒回路において、 前記第１の圧縮要素から吐出された冷媒を減圧せずに前
    記蒸発器に供給するための除霜回路と、該除霜回路の冷
    媒流通を制御する流路制御装置とを備えたことを特徴と
    する冷媒回路の除霜装置。
  2. 【請求項２】 前記各圧縮要素は、ＣＯ2ガスを冷媒と
    して圧縮することを特徴とする請求項１の冷媒回路の除
    霜装置。
  3. 【請求項３】 前記ガスクーラからの放熱により温水を
    生成することを特徴とする請求項１又は請求項２の冷媒
    回路の除霜装置。
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