JP2003279172A - インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路 - Google Patents

インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路

Info

Publication number
JP2003279172A
JP2003279172A JP2002080578A JP2002080578A JP2003279172A JP 2003279172 A JP2003279172 A JP 2003279172A JP 2002080578 A JP2002080578 A JP 2002080578A JP 2002080578 A JP2002080578 A JP 2002080578A JP 2003279172 A JP2003279172 A JP 2003279172A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refrigerant
inverter
compressor
heat exchanger
evaporator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002080578A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3986338B2 (ja
Inventor
Takashi Sato
孝 佐藤
Toshiyuki Ebara
俊行 江原
Hiroyuki Matsumori
裕之 松森
Masaru Matsuura
大 松浦
Takayasu Saito
隆泰 斎藤
Yoshiaki Kurosawa
美暁 黒澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2002080578A priority Critical patent/JP3986338B2/ja
Publication of JP2003279172A publication Critical patent/JP2003279172A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3986338B2 publication Critical patent/JP3986338B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F04C18/3562—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surfaces substantially parallel to the axis of rotation
    • F04C18/3564—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surfaces substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the working space, being surfaces of revolution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008—Hermetic pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00—Components
    • F04C2240/40—Electric motor
    • F04C2240/403—Electric motor with inverter for speed control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/05—Compression system with heat exchange between particular parts of the system
    • F25B2400/054—Compression system with heat exchange between particular parts of the system between the suction tube of the compressor and another part of the cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21152—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンプレッサを駆動制御するためのインバー
タの冷却を効率的に行える冷媒回路を提供する。 【解決手段】 インバータ１６３により駆動制御される
ロータリコンプレッサ１０と、ガスクーラ１５４、膨張
弁１５６及びエバポレータ１５７等を順次環状に配管接
続して構成された冷媒回路において、インバータ１６３
をロータリコンプレッサ１０に吸い込まれる冷媒が通過
する内部熱交換器１６０の外管と交熱的に配置する。こ
れにより内部熱交換器１６０における熱交換性能を損な
うこと無く、インバータ１６３の冷却が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータによっ
て駆動制御されるコンプレッサを備えて構成された冷媒
回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より例えば家屋の室内や車室内を空
調するためのエアコンは、例えば特開平２−２９４５８
７号公報に示されるようなロータリコンプレッサや、ガ
スクーラ、膨張弁（減圧装置）及びエバポレータ（蒸発
器）等を順次環状に配管接続して冷媒回路が構成されて
いる。そして、ロータリコンプレッサの回転圧縮要素の
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が行われて高温高
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に流入して放
熱し、膨張弁で絞られてエバポレータ（蒸発器）に供給
される。そこで冷媒が蒸発し、そのときに周囲から吸熱
することにより冷却作用を発揮して室内を空調するもの
であった。
【０００３】また、近年では地球環境問題に対処するた
め、この種のエアコン等の冷媒回路においても、従来の
フロンを用いずに自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ2）
を冷媒として用いることが試みられているが、ＣＯ2冷
媒は高低圧差の大きい冷媒であるため、コンプレッサと
しては多段圧縮式のロータリコンプレッサも使用され
る。
【０００４】この多段圧縮式のロータリコンプレッサ、
例えば内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサ
では、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
われて高温高圧のガスとなり、高圧室側より吐出ポー
ト、吐出消音室を経て外部に吐出されることになる。
【０００５】そして、係るロータリコンプレッサに、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８ＭＰ
ａＧ（中間圧）となる（第１の回転圧縮要素の吸込圧力
は４ＭＰａＧ）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このようなエアコンで
は温度制御性能を向上させるために、上記ロータリコン
プレッサをインバータによって回転数制御するのが一般
的となりつつあるが、係るインバータは複数の半導体ス
イッチング素子から構成されるため、動作中に発熱を伴
う。この発熱で許容温度を超えると破壊や動作不良を引
き起こすため、従来では送風機やウォータージャケット
などで冷却していたが、装置の大型化やコストの高騰引
き起こす問題があった。
【０００７】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、コンプレッサを駆動制御
するためのインバータの冷却を効率的に行える冷媒回路
を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明ではインバ
ータにより駆動制御されるコンプレッサと、ガスクー
ラ、減圧装置及びエバポレータ等を順次環状に配管接続
して構成された冷媒回路において、インバータをコンプ
レッサに吸い込まれる冷媒が通過する管路と交熱的に配
置したので、コンプレッサに吸い込まれる比較的低温の
冷媒によってインバータを冷却し、発熱を抑えることが
できる。
【０００９】これにより、格別なインバータ用の冷却装
置を省いて装置の小型化とコストの低減を図ることがで
きるようになるものである。
【００１０】請求項２の発明では、上記に加えてガスク
ーラを出た冷媒とエバポレータを出た冷媒とを熱交換さ
せるための熱交換器を備え、インバータをこの熱交換器
と交熱的に配置しているので、熱交換器における熱交換
性能を損なうこと無く、インバータの冷却が可能となる
ものである。
【００１１】
【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は本発明の冷媒回路に使用するコ
ンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要
素を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式ロータリコ
ンプレッサ１０の縦断側面図である。
【００１２】この図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ
2）を冷媒として使用する内部中間圧型多段圧縮式ロー
タリコンプレッサで、この多段圧縮式ロータリコンプレ
ッサ１０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。
【００１３】密閉容器１２は底部をオイル溜めとし、電
動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１
２Ａ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に後述するインバータ１６３から電力を供給
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。
【００１４】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の内側に若干の間隔を設けて挿入
設置されたロータ２４とから構成され、前述のインバー
タ１６３により駆動回転数が制御される。このロータ２
４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。
【００１５】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。また、ロータ２４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を挿入して形成されている。
【００１６】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が狭持されてい
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
下に配置された上シリンダ３８、下シリンダ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にて偏心回
転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、
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ベーン５０、５２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
構成されている。
【００１７】一方、上部支持部材５４及び下部支持部材
５６には、図示しない吸込ポートにて上下シリンダ３
８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路６０（上側
の吸込通路は図示せず）と、一部を凹陥させ、この凹陥
部を上カバー６６、下カバー６８にて閉塞することによ
り形成される吐出消音室６２、６４とが設けられてい
る。
【００１８】尚、吐出消音室６４と密閉容器１２内と
は、上下シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通す
る連通路にて連通されており、連通路の上端には中間吐
出管１２１が立設され、この中間吐出管１２１から第１
の回転圧縮要素３２で圧縮された中間圧の冷媒が密閉容
器１２内に吐出される。
【００１９】また、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
塞する上部カバー６６は、密閉容器１２内を吐出消音室
６２と電動要素１４側とに仕切る。
【００２０】そして、この場合冷媒としては地球環境に
やさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である
前述した二酸化炭素（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、ＰＡＧ（ポリ
アルキルグリコール）等該存のオイルが使用される。
【００２１】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６
０（上側は図示せず）、吐出消音室６２、上部カバー６
６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１
４４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１４１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。
【００２２】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の図示しない吸込通路と連通する。この冷媒導入
管９２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。
【００２３】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と連通する。この冷媒導入管９４の
他端はアキュムレータ１５８の下側に接続されている。
また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続
され、この冷媒導入管９６の一端は吐出消音室６２と連
通する。
【００２４】前記アキュムレータ１５８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１２側のブラ
ケット１４７に図２に示すアキュムレータ１５８側のブ
ラケットを介して取り付けられている。
【００２５】次に、図２は本発明を家屋の室内や車室内
を空調するエアコン（空気調和機）に適用した場合の冷
媒回路を示しており、上述した多段圧縮式ロータリコン
プレッサ１０は図２に示すエアコンの冷媒回路の一部を
構成する。即ち、多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０
の冷媒吐出管９６はガスクーラ１５４の入口に接続され
る。このガスクーラ１５４を出た配管は内部熱交換器１
６０を介して膨張弁（減圧装置）１５６に至り、この膨
張弁１５６を経て、エバポレータ（蒸発器）１５７の入
口に至る。エバポレータ１５７の出口は内部熱交換器１
６０、前記アキュムレータ１５８を介して冷媒導入管９
４に接続される。
【００２６】即ち、多段圧縮式ロータリコンプレッサ１
０、ガスクーラ１５４、内部熱交換器１６０、膨張弁１
５６、エバポレータ１５７及びアキュムレータ１５８が
順次環状に配管接続されて本発明の冷媒回路は構成され
ている。前記内部熱交換器１６０（本発明の熱交換器）
は、二重管から構成され、内管内をガスクーラ１５４か
ら出た高温高圧冷媒が流れると共に、内管と外管（管
路）との間をエバポレータ１５７から出た低温冷媒が対
向流で流れる。これにより、内管を介して両者を熱交換
させ、ガスクーラ１５４から出た冷媒の凝縮若しくは温
度低下を促進させると共に、エバポレータ１５７から出
て多段圧縮式ロータリコンプレッサ１０に吸い込まれる
冷媒の蒸発を促すものである。
【００２７】図中１６１は制御装置であり、この制御装
置１６１は室内空調のための運転指令信号に基づいて多
段圧縮式ロータリコンプレッサ１０の運転を制御する制
御出力をインバータ１６３に対して発生する。また、制
御装置１６１は例えば冷媒吐出管９６に添設された温度
センサ１６２が検出する吐出冷媒温度に基づいて膨張弁
１５６の弁開度を過熱度一定で制御する。この膨張弁１
５６は、例えばステッピングモータにて駆動される電子
式膨張弁である。
【００２８】前記インバータ１６３は複数の半導体スイ
ッチング素子をブリッジ状に接続して構成されており、
制御装置１６１からの制御出力によってスイッチング制
御され、電動要素１４のステータコイル２８に印加する
電力を制御することで、電動要素１４の駆動回転数を制
御する。そして、このインバータ１６３は前記内部熱交
換器１６０の外管と交熱的に取り付けられている。この
場合の内部熱交換器１６０へのインバータ１６３の取り
付け構造は、直接外管をインバータ１６３のケースに添
設する方法や、それらを伝熱板を介して取り付ける方法
など種々考えられる。
【００２９】以上の構成で次に動作を説明する。例えば
室内温度が設定値より高く上昇して制御装置１６１に起
動指令が入力されると、制御装置１６１はインバータ１
６３に制御出力を発生する。インバータ１６３はこの制
御出力に基づき、ターミナル２０及び図示しない配線を
介して電動要素１４のステータコイル２８に電圧を印加
し、所定の回転数にて電動要素１４を運転する。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が前記回転数で回転する。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。
【００３０】これにより、冷媒導入管９４及び下部支持
部材５６に形成された吸込通路６０を経由して図示しな
い吸込ポートからシリンダ４０の低圧室側に吸入された
低圧の冷媒は、ローラ４８とベーン５２の動作により圧
縮されて中間圧となり下シリンダ４０の高圧室側より図
示しない連通路を経て中間吐出管１２１から密閉容器１
２内に吐出される。これによって、密閉容器１２内は中
間圧となる。
【００３１】そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガ
スは、スリ−ブ１４４から出て冷媒導入管９２及び上部
支持部材５４に形成された図示しない吸込通路を経由し
て図示しない吸込ポートから上シリンダ３８の低圧室側
に吸入される。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段目の圧縮が行われて
高圧高温の冷媒ガスとなり、高圧室側から図示しない吐
出ポート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で
放熱された後、内部熱交換器１６０の内管内を通過し、
膨張弁１５６で減圧され、エバポレータ１５７内に流入
する。この場合、制御装置１６１は膨張弁１５６の弁開
度を前述の如く過熱度一定で制御している。
【００３２】冷媒はエバポレータ１５７内で蒸発し、そ
のときに周囲から吸熱することにより冷却作用を発揮し
て室内が冷房される。その後、エバポレータ１５７を出
た低温の冷媒は内部熱交換器１６０の外管を経て（この
ときに内管内の冷媒と熱交換し、且つ、インバータ１６
３を冷却する）、アキュムレータ１５８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。
【００３３】そして、室内温度が設定値に低下すると、
制御装置１６１はインバータ１６３を制御して電動要素
１４の回転数を低下させていき、最終的には停止制御す
る。その後、室内温度が再び設定値より高く上昇する
と、制御装置１６１は前述同様にロータリコンプレッサ
１０を起動するものである。
【００３４】このように、本発明ではロータリコンプレ
ッサ１０の電動要素１４を駆動制御するインバータ１６
３をエバポレータ１５７から出てロータリコンプレッサ
１０に吸い込まれる冷媒が流れる内部熱交換器１６０の
外管に交熱的に設けているので、ロータリコンプレッサ
１０に吸い込まれる比較的低温の冷媒（実施例では＋３
５℃程）によってインバータ１６３を冷却し、発熱を抑
えることができる。
【００３５】これにより、格別なインバータ用の冷却装
置を省いて装置の小型化とコストの低減を図ることがで
きるようになる。特に、ガスクーラ１５４を出た冷媒と
エバポレータ１５７を出た冷媒とを熱交換させるための
内部熱交換器１６０にインバータ１６３を交熱的に配置
しているので、内部熱交換器１６０における熱交換性能
を損なうこと無く、インバータ１６３の冷却が可能とな
る。
【００３６】尚、実施例ではロータリコンプレッサを用
いた冷媒回路に本発明を適用したが、それに限らず、レ
シプロコンプレッサやスクロールコンプレッサなども適
用可能であり、冷媒回路もエアコンに限らないものであ
る。
【００３７】
【発明の効果】以上詳述した如く本発明によれば、イン
バータにより駆動制御されるコンプレッサと、ガスクー
ラ、減圧装置及びエバポレータ等を順次環状に配管接続
して構成された冷媒回路において、インバータをコンプ
レッサに吸い込まれる冷媒が通過する管路と交熱的に配
置したので、コンプレッサに吸い込まれる比較的低温の
冷媒によってインバータを冷却し、発熱を抑えることが
できる。
【００３８】これにより、格別なインバータ用の冷却装
置を省いて装置の小型化とコストの低減を図ることがで
きるようになるものである。
【００３９】また、請求項２の発明によれば、上記に加
えてガスクーラを出た冷媒とエバポレータを出た冷媒と
を熱交換させるための熱交換器を備え、インバータをこ
の熱交換器と交熱的に配置しているので、熱交換器にお
ける熱交換性能を損なうこと無く、インバータの冷却が
可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の冷媒回路を構成する多段圧縮
式ロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】本発明の実施例のエアコンの冷媒回路図であ
る。
【符号の説明】
１０ 多段圧縮式ロータリコンプレッサ ３２ 第１の回転圧縮要素 ３４ 第２の回転圧縮要素 ９２、９４ 冷媒導入管 ９６ 冷媒吐出管 １５４ ガスクーラ １５６ 膨張弁 １５７ エバポレータ １５８ アキュムレータ １６０ 内部熱交換器 １６１ 制御装置 １６２ 温度センサ １６３ インバータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 斎藤 隆泰 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 黒澤 美暁 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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インバータにより駆動制御されるコンプ
    レッサと、ガスクーラ、減圧装置及びエバポレータ等を
    順次環状に配管接続して構成された冷媒回路において、 前記インバータを前記コンプレッサに吸い込まれる冷媒
    が通過する管路と交熱的に配置したことを特徴とするイ
    ンバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路。
  2. 【請求項２】 前記ガスクーラを出た冷媒と前記エバポ
    レータを出た冷媒とを熱交換させるための熱交換器を備
    え、前記インバータを該熱交換器と交熱的に配置したこ
    とを特徴とする請求項１のインバータ制御コンプレッサ
    を用いた冷媒回路。
JP2002080578A 2002-03-22 2002-03-22 インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路 Expired - Fee Related JP3986338B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002080578A JP3986338B2 (ja) 2002-03-22 2002-03-22 インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002080578A JP3986338B2 (ja) 2002-03-22 2002-03-22 インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003279172A true JP2003279172A (ja) 2003-10-02
JP3986338B2 JP3986338B2 (ja) 2007-10-03

Family

ID=29229555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002080578A Expired - Fee Related JP3986338B2 (ja) 2002-03-22 2002-03-22 インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3986338B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008089268A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Sanden Corp 車両用冷房装置
JP2010043754A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍サイクル
CN110986408A (zh) * 2019-12-13 2020-04-10 中国科学院合肥物质科学研究院 一种集成式氖气制冷机及制冷方法
WO2021117141A1 (ja) * 2019-12-10 2021-06-17 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008089268A (ja) * 2006-10-04 2008-04-17 Sanden Corp 車両用冷房装置
JP2010043754A (ja) * 2008-08-08 2010-02-25 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍サイクル
WO2021117141A1 (ja) * 2019-12-10 2021-06-17 三菱電機株式会社 ヒートポンプ装置
CN110986408A (zh) * 2019-12-13 2020-04-10 中国科学院合肥物质科学研究院 一种集成式氖气制冷机及制冷方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3986338B2 (ja) 2007-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1486742B1 (en) Refrigerant cycle apparatus
JP4219198B2 (ja) 冷媒サイクル装置
JP4208620B2 (ja) 冷媒サイクル装置
JP2004116957A (ja) 冷媒サイクル装置
JP2004101107A (ja) 遷臨界冷媒サイクル装置
JP2004011959A (ja) 超臨界冷媒サイクル装置
JP2004184022A (ja) 冷媒サイクル装置
JP2003279172A (ja) インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路
JP2004317073A (ja) 冷媒サイクル装置
JP3983115B2 (ja) Ｃｏ２冷媒を用いた冷媒回路
JP2006022723A (ja) 圧縮システム及びそれを用いた冷凍装置
JP2004257611A (ja) 遷臨界冷媒サイクル装置
JP2003161280A (ja) 回転式圧縮機
JP2004251513A (ja) 冷媒サイクル装置
JP4079736B2 (ja) 冷媒サイクル装置
JP2005127215A (ja) 遷臨界冷媒サイクル装置
JP2004028485A (ja) Ｃｏ２冷媒サイクル装置
JP2004251492A (ja) 冷媒サイクル装置
JP2004011957A (ja) 超臨界冷媒サイクル装置
JP2007092738A (ja) 圧縮機
JP2004309012A (ja) 冷媒サイクル装置
JP2004251514A (ja) 冷媒サイクル装置
JP2004308489A (ja) 冷媒サイクル装置
JP2006022766A (ja) 多気筒回転圧縮機
JP2003279198A (ja) 膨張弁を用いた冷媒回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040507

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061204

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070612

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070710

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100720

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100720

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110720

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees