JP2004162645A - Compressor and compression heat pump system having the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本体内に収容された圧縮回転子の回転駆動により被圧縮流体を圧縮可能に構成され、前記圧縮回転子の駆動軸の一端部が外部回転駆動源に連結される連結部として前記本体外に露出されているコンプレッサ及びそれを備えた圧縮式ヒートポンプシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の作動媒体としてフロン等の人工作動媒体を用いる圧縮式ヒートポンプシステムは、気相状態の作動媒体をコンプレッサで圧縮した後に放熱器で放熱して冷却して液相状態とし、冷却後の作動媒体液を膨張弁で減圧した後に吸熱器で蒸発させて大気から蒸発潜熱を奪い気相状態とするように構成されており、上記フロン等の人工作動媒体を気相状態と液相状態との間で変化させる際の吸熱・放熱を利用して、上記吸熱器から放熱器側に熱を強制的に移動させるように構成されている。
【0003】
また、近年、オゾン層保護や地球温暖化防止の観点から、圧縮式ヒートポンプシステムの作動媒体として、フロンのような人工作動媒体ではなく、二酸化炭素のような自然作動媒体の適用が注目されており、このような二酸化炭素を作動媒体として適用した圧縮式ヒートポンプシステムが実用化されている。
【0004】
かかる自然作動媒体としての二酸化炭素の臨界点温度は、上記フロン等の人工作動媒体よりも低いので、例えば夏季等の外気温が高いときには、放熱器での二酸化炭素の温度が二酸化炭素の臨界点温度よりも高くなり、放熱器において、二酸化炭素が液相状態とならないことがある。
従って、二酸化炭素等の自然作動媒体を用いた圧縮式ヒートポンプシステムでは、十分な能力を発揮するために、コンプレッサの動作圧(作動媒体の吐出圧力)を10MPa程度と極めて高く設定する場合がある。
【0005】
一方、圧縮式ヒートポンプシステムのコンプレッサの回転駆動源を、外部に設置されたエンジン等の外部回転駆動源とする場合には、当該コンプレッサを、圧縮用の圧縮回転子を回転させるための駆動軸の連結部が本体外に露出した外部駆動型のコンプレッサとして構成する必要があり、その駆動軸と本体との間には、本体内の圧縮回転子側から駆動軸に沿って作動媒体が外部に流出することを防止するための公知のメカニカルシール等の軸シール部が設けられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
フロン等の人工作動媒体を用いる圧縮式ヒートポンプシステムでは、動作圧が3MPa程度と比較的低いので、前述の軸シール部を設けることで作動媒体の流出を容易に抑制することができるが、二酸化炭素等の自然作動媒体を用いる圧縮式ヒートポンプシステムでは、動作圧が10MPa程度と極めて高いので、前述の軸シール部を単に設けるだけでは作動媒体が外部に流出することを十分に抑制するのは困難である。
【0007】
従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、非常に高い圧力に圧縮する必要がある二酸化炭素等の自然作動媒体を用いた圧縮式ヒートポンプシステムにおいても、コンプレッサ本体内の非常に高圧な自然作動媒体が駆動軸とコンプレッサ本体との間から大気等に流出することを良好に抑制することができるコンプレッサを実現することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係るコンプレッサの第一特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項1に記載した如く、本体内に収容された圧縮回転子の回転駆動により被圧縮流体を圧縮可能に構成され、前記圧縮回転子の駆動軸の一端部が外部回転駆動源に連結される連結部として前記本体外に露出されているコンプレッサであって、
前記駆動軸と前記本体との間の軸空間に複数の軸シール部を前記駆動軸に沿って並設すると共に、
前記軸空間の前記複数の軸シール部の間に形成された封止流体空間に封止流体を供給すると共に、前記封止流体空間の圧力を前記被圧縮流体の吐出圧力より低く且つ前記本体外の圧力より高い設定圧力に設定する封止流体供給手段を備えた点にある。
【0009】
即ち、上記第一特徴構成のコンプレッサによれば、上記封止流体供給手段を設けることで、上記駆動軸に沿って上記封止流体空間よりも圧縮回転子側に配置されたメカニカルシール等の軸シール部においては、圧縮回転子側に存在する最も高い吐出圧力の被圧縮流体が、その吐出圧力より低く且つ例えば大気圧等の本体外圧力より高い設定圧力の封止流体が供給された封止流体空間に流出することを抑制するものであればよい。更に、上記駆動軸に沿って上記封止流体空間よりも連結部側に配置されたメカニカルシール等の軸シール部においては、上記設定圧力の封止流体が、その設定圧力より低い大気圧等である本体外に流出することを抑制するものであればよい。従って、上記各軸シール部を、上記被圧縮流体の吐出圧力と本体外の圧力との差圧よりも十分に小さい差圧下において、被圧縮流体及び封止流体の流出を抑制するような簡単な構成のものとしながら、例えば被圧縮流体の吐出圧力を非常に高いものとしても、各軸シール部における上記差圧が小さいため、被圧縮流体及び封止流体の流出を各軸シール部において十分に抑制することができる。
【0010】
従って、二酸化炭素等の自然作動媒体を用いた圧縮式ヒートポンプシステム用のコンプレッサとして利用しても、本体内の高圧な被圧縮流体である作動媒体が駆動軸と本体との間から大気等に流出することを良好に抑制することができるコンプレッサを実現することができる。
【0011】
また、若干量の封止流体が、上記封止流体空間から、上記駆動軸に沿って上記封止流体空間よりも連結部側の軸シール部を介して本体外に流出する可能性があるため、上記封止流体としては大気に流出しても問題のない流体であることが好ましく、例えば、空気、窒素、水等を封止流体として使用することが好ましい。
【0012】
本発明に係るコンプレッサの第二特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項2に記載した如く、上記第一特徴構成に加えて、前記封止流体供給手段が、前記外部回転駆動源の回転駆動力の一部を利用して、前記封止流体空間に供給される前記封止流体を圧縮する圧縮手段を備えて構成されている点にある。
【0013】
即ち、上記第二特徴構成のコンプレッサによれば、上記封止流体供給手段は、上記圧縮手段により上記エンジン等の外部駆動源の動力の一部を利用して圧縮した封止流体を封止流体空間に供給することで、上記封止流体空間の圧力を、常に、大気圧等の本体外の圧力より高い設定圧力に維持することができ、駆動軸に沿って上記封止流体空間よりも圧縮回転子側の軸シール部における差圧を常に小さいものに維持して、被圧縮流体の封止流体空間への流出を良好に抑制することができる。
また、上記圧縮手段を設けることで、上記封止流体を蓄圧して保管する蓄圧部を設ける必要がなく、また、上記設定圧力の封止流体の補充の手間を省くことができる。
【0014】
本発明に係るコンプレッサの第三特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項3に記載した如く、上記第一乃至第二特徴構成に加えて、前記被圧縮流体が二酸化炭素である点にある。
【0015】
即ち、上記第三特徴構成のコンプレッサによれば、上記被圧縮流体としての二酸化炭素を圧縮するように構成しても、上記封止流体供給手段により、上記二酸化炭素が駆動軸を沿って本体外に流出することを良好に抑制することができ、吐出圧力を非常に高く設定することができる。
【0016】
この目的を達成するための本発明に係る圧縮式ヒートポンプシステムの特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項4に記載した如く、圧縮式ヒートポンプにおける作動媒体を前記被圧縮流体として圧縮するコンプレッサとして、上記第一乃至第三特徴構成のコンプレッサを備えた点にある。
【0017】
即ち、上記特徴構成の圧縮式ヒートポンプシステムによれば、非常に高い圧力に圧縮する必要がある二酸化炭素等の自然作動媒体を用いも、上記コンプレッサの封止流体供給手段によりコンプレッサの本体内の被圧縮流体である自然作動媒体が本体外に流出すること良好に抑制することができる圧縮式ヒートポンプシステムを実現することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1に示す圧縮式ヒートポンプシステム100は、公知の如く、作動媒体Xが、コンプレッサ2,20、放熱器3、膨張弁4、吸熱器5を記載順に循環する構成とされており、吸熱器5において作動媒体Xが吸熱し、放熱器3において作動媒体Xが放熱する。
【0019】
ここで、吸熱器5における吸熱対象としては、大気を想定しており、吸熱器5には気−液熱交換器が採用される。また、放熱器3における加熱対象は、給湯用の湯水であり、放熱器3には液−液熱交換器が採用される。
【0020】
作動媒体Xは、自然作動媒体としての二酸化炭素である。
各機器での状態について説明すると、吸熱器5からコンプレッサ2,20へ接続された管材で構成される作動媒体流路7においては、温度が4℃程度且つ圧力が4MPa程度の作動媒体Xが流通し、コンプレッサ2,20から放熱器3へ接続された管材で構成される作動媒体流路8においては、温度が80℃程度且つ圧力が9.0〜10MPa程度の作動媒体Xが流通し、放熱器3から膨張弁4へ接続された管材で構成される作動媒体流路9においては、温度が4℃程度且つ圧力が9.0〜10MPa程度の作動媒体Xが流通し、膨張弁4から吸熱器5に接続された管材で構成される作動媒体流路10においては、温度が4℃程度且つ圧力が4MPa程度の作動媒体Xが流通するように、コンプレッサ2,20の動作圧(作動媒体Xの吐出圧力)及び膨張弁4の設定差圧等が設定されている。
【0021】
〔第一実施形態〕
次に、図1に示す圧縮式ヒートポンプシステム100に設けられる第一実施形態のコンプレッサ2の構成を図2に基づいて説明する。
第一実施形態のコンプレッサ2は、本体23内の圧縮室26に収容された圧縮回転子25の回転駆動により、作動媒体流路7から圧縮室26に供給された二酸化炭素である作動媒体Xを被圧縮流体として圧縮して作動媒体流路8側に吐出するベーンロータリーコンプレッサとして構成されている。
【0022】
また、圧縮回転子25の駆動軸21の一端部が、外部回転駆動源としてのエンジン50の駆動軸51の連結部52にベルト12を介して連結される連結部22として本体23外に露出されており、上記コンプレッサ2の駆動軸21が、外部に設置されたエンジン50の駆動力により回転駆動する。
【0023】
また、コンプレッサ2の駆動軸21と本体23との間の筒状の軸空間29には、第1軸シール部S1と第2軸シール部S2とが、駆動軸21に沿って、上記圧縮回転子25側から連結部22に渡って記載の順に、並設されている。
【0024】
第1軸シール部S1及び第2軸シール部S2の夫々は、駆動軸2の軸方向に沿って摺動可能に上記軸空間29に内挿されたシールリング31,35と、駆動軸21に固設されて駆動軸21と共に回転駆動し、当該シールリング31,35のシール端面31a,35aに摺接するメインティングリング32,36と、上記シールリング31,35を上記メインティングリング32,36側に付勢するスプリング30,34とを備えた公知のメカニカルシールとして構成されている。
【0025】
コンプレッサ2の駆動軸21と本体23との間の筒状の軸空間29は、上記のように第1軸シール部S1及び第2軸シール部S2とを設けることにより、圧縮室26から上記第1軸シール部S1のシール端面31aまでの第1空間27と、上記第1軸シール部S1のシール端面31aから第2軸シール部S2のシール端面35aまでの第2空間28とに区画されることになる。
【0026】
上記第1空間27には、圧縮室26で圧縮された作動媒体Xが軸受部等を介して流出し、その第1空間27の圧力は、例えば9.0〜10MPa程度の作動媒体Xの吐出圧力となると考えられ、そのままでは、その作動媒体Xが上記第2空間28を介して外部(大気)に流出する恐れがある。
【0027】
そこで、コンプレッサ2は、作動媒体Xとは異なり、大気に漏洩しても問題がない空気又は窒素等の封止流体Yを高圧状態で貯留するタンク40を備え、更に、そのタンク40に貯留された封止流体Yを管材で構成される封止流体流路38を介して封止流体空間としての第2空間28に供給すると共に、第2空間28側の圧力が、作動媒体Xの吐出圧力、即ち第1空間27の圧力より低く、且つ、本体23外の圧力、即ち大気圧より高い設定圧力となるように、タンク40から第2空間28に供給される封止流体Yの圧力を調整する圧力調整弁39とを備える。
【0028】
即ち、上記タンク40及び封止流体流路38及び圧力調整弁39は、封止流体空間としての第2空間28に封止流体Yを供給すると共に、第2空間28圧力を上記設定圧力に設定する封止流体供給手段Aとして機能する。
【0029】
そして、上記封止流体供給手段Aを備えることで、第1軸シール部S1は、吐出圧力となる第1空間27の作動媒体Xが、その吐出圧力より低く且つ例えば大気圧等の本体外圧力より高い設定圧力の第2空間28に流出することを抑制する程度のメカニカルシールであればよい。更に、第2軸シール部S2は、設定圧力となる第2空間28の封止流体Yが、その設定圧力より低い大気圧等の本体23外に流出することを抑制する程度のメカニカルシールであればよい。従って、上記各軸シール部S1,S2を、コンプレッサ2の動作圧と本体23外の大気圧等との差圧よりも十分に小さい差圧下において、作動媒体X及び封止流体Yの流出を抑制するような簡単な構成のものとしながら、例えば作動媒体Xの吐出圧力を9.0〜10MPa程度の非常に高いものとしても、各軸シール部S1,S2において、上記差圧が小さいため、作動媒体X及び封止流体Yの流出を十分に抑制することができる。
【0030】
更に、上記封止流体Yは、空気又は窒素等であるため、第2空間28から第2軸シール部S2を介して若干量が大気に流出しても問題がない。従って、第2空間28の圧力である設定圧力は、第1軸シール部S1において上記第1空間27から第2空間28への作動媒体Xの流出が良好に阻止できるように、動作圧力との圧力差が小さくなるように、高めに設定することが好ましい。
【0031】
尚、本実施形態において、コンプレッサ2を停止しているときには、第2空間28の圧力を設定圧力から大気圧程度に低下させるために、圧力調整弁39を強制的に閉弁して、第2空間28への封止流体Yの供給を停止することが好ましい。
【0032】
〔第二実施形態〕
次に、図1に示す圧縮式ヒートポンプシステム100に設けられる第二実施形態のコンプレッサ20の構成を図3に基づいて説明する。
第二実施形態のコンプレッサ20は、上記第一実施形態のコンプレッサ2と同様の構成については、同じ符号を付すと共に、詳細な説明を割愛するが、第一実施形態のコンプレッサ2と同様のベーンロータリーコンプレッサとして構成されており、更に、上記コンプレッサ2の駆動軸21がエンジン50の駆動力により回転駆動する。
【0033】
また、コンプレッサ20の駆動軸21と本体23との間の筒状の軸空間29には、第1軸シール部S1と第2軸シール部S2とが、駆動軸21に沿って、上記圧縮回転子25側から連結部22に渡って記載の順に、並設されており、第1軸シール部S1及び第2軸シール部S2の夫々は、メカニカルシールとして構成されている。
【0034】
コンプレッサ20の駆動軸21と本体23との間の筒状の軸空間29は、上記のように第1軸シール部S1及び第2軸シール部S2とを設けることにより、第1空間27と第2空間28とに区画されることになる。
【0035】
本実施形態のコンプレッサ20は、本体23に内蔵され、本体23外から封止流体流路41を介して封止流体Yである空気を取込み、取込んだ封止流体Yを圧縮した後に、封止流体流路44を介して封止流体空間としての第2空間28に供給する圧縮手段Bと、第2空間28の圧力が上記設定圧力となるように、第2空間28側の圧力が設定圧力より高くなったときに開弁して第2空間28から封止流体流路45を介して本体23外に封止流体Yを放出する圧力調整弁46とを備える。そして、上記圧縮手段B及び封止流体流路41,44,45及び圧力調整弁46が、封止流体空間としての第2空間28に封止流体Yを供給すると共に、第2空間28圧力を上記設定圧力に設定する封止流体供給手段Aとして機能する。
【0036】
また、上記圧縮手段Bは、本体23内の圧縮室43に収容され駆動軸21に連結された圧縮回転子42の回転駆動により、封止流体流路41から圧縮室43に供給された空気である封止流体Yを圧縮して封止流体流路44側に吐出するベーンロータリーコンプレッサとして構成され、駆動軸21に伝達されるエンジン50の回転駆動力の一部を利用して、第2空間28に供給される封止流体Yを圧縮するように構成されている。
【0037】
上記のように圧縮手段Bを設けることで、第一実施形態のように、封止流体Yを蓄圧して保管するタンク40を設ける必要がなく、また、上記設定圧力の封止流体Yの補充の手間を省くことができる。
また、このような圧縮手段Bにより、エンジン50の回転駆動力の一部を用いて第2空間28に供給される封止流体Yを圧縮するので、エンジン50及びコンプレッサ20を停止したときには、第2空間28の圧力を設定圧力から低下させることができる。
尚、本実施形態において、圧縮手段Bを本体23に内蔵したが、別に、本体23外部に設置され、上記エンジン50の駆動軸51にベルト等を介して連結され駆動する圧縮機により圧縮手段Bを構成しても構わない。
【0038】
〔別実施形態〕
上記第一及び第二実施形態において、第2空間28の圧力を設定圧力に設定するために、流路内の圧力変動により開閉し、流路内の圧力を設定圧力とする圧力調整弁39,46を用いたが、圧力調整弁39,46の代わりに、制御装置等からの制御信号により開閉可能な制御弁を備え、第2空間28の圧力を検出する圧力センサの検出結果に基づいて制御弁をフィードバック制御して、第2空間28の圧力を設定圧力に設定しても構わない。
【0039】
上記実施形態において、作動媒体Xを二酸化炭素としたが、別に、本発明において利用される作動媒体は通常のヒートポンプシステムで利用される作動媒体であればよく、更に、作動媒体Xとして、エタン、キセノン、亜酸化窒素等を利用することもできる。
【0040】
上記実施形態において、コンプレッサ2,20を、1つの圧縮室26において作動媒体Xを圧縮する所謂一段型のコンプレッサとしたが、別に、コンプレッサ2,20を複数の圧縮室において作動媒体Xを圧縮する多段方のコンプレッサとして構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】圧縮式ヒートポンプの構成を示す図
【図2】第一実施形態のコンプレッサの構成を示す図
【図3】第二実施形態のコンプレッサの構成を示す図
【符号の説明】
2,20:コンプレッサ
3:放熱器
4:膨張弁
5:吸熱器
7,8,9,10:作動媒体流路
21:駆動軸
22:連結部
23:本体
25:圧縮回転子
26:圧縮室
27:第1空間
28:第2空間(封止流体空間)
29:軸空間
38:封止流体流路
39:圧力調整弁
40:タンク
41,44,45:封止流体流路
42:圧縮回転子
43:圧縮室
46:圧力調整弁
50:エンジン
100:圧縮式ヒートポンプシステム
A:封止流体供給手段
B:圧縮手段
S1:第1軸シール部
S2:第2軸シール部
X:作動媒体
Y:封止流体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is configured such that a fluid to be compressed can be compressed by rotational driving of a compression rotor housed in a main body, and one end of a drive shaft of the compression rotor is connected to an external rotation drive source as a connecting portion. The present invention relates to a compressor exposed outside a main body and a compression heat pump system including the same.
[0002]
[Prior art]
A conventional compression heat pump system that uses an artificial working medium such as chlorofluorocarbon as a working medium compresses a working medium in a gaseous phase with a compressor, then radiates heat with a radiator and cools the working medium into a liquid phase. The liquid is decompressed by an expansion valve and then evaporated by a heat absorber to remove the latent heat of evaporation from the atmosphere to form a gaseous state. By utilizing the heat absorption / radiation at the time of the change, the heat is forcibly moved from the heat absorber to the radiator side.
[0003]
In recent years, from the viewpoint of protection of the ozone layer and prevention of global warming, application of a natural working medium such as carbon dioxide as an operating medium of a compression heat pump system, instead of an artificial working medium such as chlorofluorocarbon, has been attracting attention. A compression heat pump system using such carbon dioxide as a working medium has been put to practical use.
[0004]
Since the critical point temperature of carbon dioxide as such a natural working medium is lower than that of an artificial working medium such as chlorofluorocarbon, when the outside air temperature is high, for example, in summer, the temperature of carbon dioxide in the radiator increases the critical point of carbon dioxide. The temperature may be higher than the temperature, and carbon dioxide may not be in a liquid phase state in the radiator.
Therefore, in a compression heat pump system using a natural working medium such as carbon dioxide, the operating pressure of the compressor (discharge pressure of the working medium) may be set to an extremely high level of about 10 MPa in order to exhibit sufficient performance.
[0005]
On the other hand, when the rotation drive source of the compressor of the compression heat pump system is an external rotation drive source such as an engine installed outside, the compressor is used as a drive shaft for rotating a compression rotor for compression. It is necessary to configure the external drive type compressor with the connection part exposed outside the main body, and between the drive shaft and the main body, the working medium flows out from the compression rotor side inside the main body along the drive shaft. A shaft seal portion such as a known mechanical seal or the like for preventing the above-mentioned operation is provided.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In a compression heat pump system using an artificial working medium such as chlorofluorocarbon, the operating pressure is relatively low at about 3 MPa. Therefore, the outflow of the working medium can be easily suppressed by providing the aforementioned shaft seal portion. In a compression heat pump system using a natural working medium such as the one described above, the operating pressure is as high as about 10 MPa, so it is difficult to sufficiently prevent the working medium from flowing out by simply providing the shaft seal. is there.
[0007]
Therefore, in view of the above circumstances, the present invention provides a compression type heat pump system using a natural working medium such as carbon dioxide which needs to be compressed to a very high pressure. It is an object of the present invention to realize a compressor that can favorably prevent a medium from flowing into the atmosphere or the like from between a drive shaft and a compressor body.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A first characteristic configuration of the compressor according to the present invention for achieving this object is, as described in
A plurality of shaft seals are arranged in a shaft space between the drive shaft and the main body along the drive shaft, and
A sealing fluid is supplied to a sealing fluid space formed between the plurality of shaft seal portions of the shaft space, and a pressure of the sealing fluid space is lower than a discharge pressure of the fluid to be compressed and outside the main body. And a sealing fluid supply means for setting the set pressure higher than the set pressure.
[0009]
That is, according to the compressor having the first characteristic configuration, by providing the sealing fluid supply means, a shaft such as a mechanical seal disposed along the drive shaft on the side of the compression rotor with respect to the sealing fluid space. In the seal portion, the fluid to be compressed having the highest discharge pressure existing on the side of the compression rotor is supplied with a sealing fluid having a set pressure lower than the discharge pressure and higher than the external pressure such as the atmospheric pressure. What is necessary is just to suppress outflow to the fluid space. Further, in a shaft seal portion such as a mechanical seal disposed closer to the connecting portion than the sealing fluid space along the drive shaft, the sealing fluid at the set pressure is applied at an atmospheric pressure lower than the set pressure. What is necessary is just a thing which suppresses outflow to a certain main body. Therefore, each of the shaft seal portions is provided with a simple pressure-suppressing device that suppresses the outflow of the fluid to be compressed and the sealing fluid under a pressure difference sufficiently smaller than the pressure difference between the discharge pressure of the fluid to be compressed and the pressure outside the main body. For example, even if the discharge pressure of the fluid to be compressed is extremely high, the differential pressure at each shaft seal portion is small, so that the outflow of the fluid to be compressed and the sealing fluid can be sufficiently performed at each shaft seal portion. Can be suppressed.
[0010]
Therefore, even when used as a compressor for a compression heat pump system using a natural working medium such as carbon dioxide, the working medium, which is a high-pressure compressed fluid in the main body, flows out from between the drive shaft and the main body to the atmosphere or the like. Thus, it is possible to realize a compressor capable of favorably suppressing the operation of the compressor.
[0011]
Also, since a small amount of the sealing fluid may flow out of the main body along the drive shaft from the sealing fluid space via the shaft seal portion closer to the connecting portion than the sealing fluid space. The sealing fluid is preferably a fluid having no problem even if it flows out to the atmosphere. For example, it is preferable to use air, nitrogen, water or the like as the sealing fluid.
[0012]
The second characteristic configuration of the compressor according to the present invention is, as described in
[0013]
That is, according to the compressor having the second characteristic configuration, the sealing fluid supply unit converts the sealing fluid compressed by the compression unit using a part of the power of an external drive source such as the engine into the sealing fluid. By supplying the pressure to the space, the pressure of the sealing fluid space can always be maintained at a set pressure higher than the pressure outside the main body such as the atmospheric pressure, and the pressure is more compressed along the drive shaft than the sealing fluid space. The differential pressure in the shaft seal portion on the rotor side is always kept small, so that the outflow of the compressed fluid into the sealed fluid space can be suppressed well.
Further, by providing the compression means, it is not necessary to provide a pressure accumulating section for accumulating and storing the sealing fluid, and it is possible to save the trouble of replenishing the sealing fluid at the set pressure.
[0014]
A third characteristic configuration of the compressor according to the present invention is that, in addition to the first and second characteristic configurations, the compressed fluid is carbon dioxide, as described in claim 3 of the claims. is there.
[0015]
That is, according to the compressor having the third characteristic configuration, even if the compressor is configured to compress carbon dioxide as the fluid to be compressed, the carbon dioxide is supplied to the outside of the main body along the drive shaft by the sealing fluid supply unit. Can be satisfactorily suppressed, and the discharge pressure can be set very high.
[0016]
In order to achieve this object, the characteristic structure of the compression heat pump system according to the present invention is a compressor for compressing a working medium in a compression heat pump as the fluid to be compressed, as described in claim 4 of the claims. Another aspect of the present invention is to provide a compressor having the first to third characteristic configurations.
[0017]
That is, according to the compression heat pump system having the above-described configuration, even if a natural working medium such as carbon dioxide, which needs to be compressed to a very high pressure, is used, the sealed fluid supply means of the compressor can cover the inside of the compressor body. It is possible to realize a compression heat pump system capable of favorably suppressing the natural working medium, which is a compressed fluid, from flowing out of the main body.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As is well known, the compression
[0019]
Here, the heat absorption target in the
[0020]
The working medium X is carbon dioxide as a natural working medium.
A state of each device will be described. In a working
[0021]
(First embodiment)
Next, the configuration of the
The
[0022]
One end of the
[0023]
Further, in a
[0024]
Each of the first shaft seal portion S1 and the second shaft seal portion S2 includes a
[0025]
The
[0026]
The working medium X compressed in the
[0027]
Therefore, unlike the working medium X, the
[0028]
That is, the
[0029]
By providing the sealing fluid supply means A, the first shaft seal portion S1 is configured such that the working medium X in the
[0030]
Further, since the sealing fluid Y is air, nitrogen, or the like, there is no problem even if a small amount flows out of the
[0031]
In the present embodiment, when the
[0032]
(Second embodiment)
Next, a configuration of the
In the
[0033]
Further, in a
[0034]
The
[0035]
The
[0036]
The compression means B is driven by the rotation of a
[0037]
By providing the compression means B as described above, it is not necessary to provide the
Moreover, since the sealing fluid Y supplied to the
In the present embodiment, the compression means B is built in the
[0038]
[Another embodiment]
In the first and second embodiments, in order to set the pressure in the
[0039]
In the above embodiment, the working medium X is carbon dioxide. However, the working medium used in the present invention may be any working medium used in a normal heat pump system. Further, as the working medium X, ethane, Xenon, nitrous oxide and the like can also be used.
[0040]
In the above embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a compression heat pump. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a compressor of a first embodiment. FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a compressor of a second embodiment.
2, 20: compressor 3: radiator 4: expansion valve 5:
29: Shaft space 38: Sealing fluid channel 39: Pressure regulating valve 40:
Claims (4)
前記駆動軸と前記本体との間の軸空間に複数の軸シール部を前記駆動軸に沿って並設すると共に、
前記軸空間の前記複数の軸シール部の間に形成された封止流体空間に封止流体を供給すると共に、前記封止流体空間の圧力を前記被圧縮流体の吐出圧力より低く且つ前記本体外の圧力より高い設定圧力に設定する封止流体供給手段を備えたコンプレッサ。A fluid to be compressed is configured to be compressible by rotational driving of a compression rotor housed in the main body, and one end of a drive shaft of the compression rotor is exposed outside the main body as a connection portion connected to an external rotation drive source. The compressor being
A plurality of shaft seal portions are arranged in a shaft space between the drive shaft and the main body along the drive shaft, and
A sealing fluid is supplied to a sealing fluid space formed between the plurality of shaft seal portions of the shaft space, and a pressure of the sealing fluid space is lower than a discharge pressure of the fluid to be compressed and outside the main body. A compressor provided with a sealing fluid supply means for setting a set pressure higher than the pressure of the compressor.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002331055A JP2004162645A (en) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | Compressor and compression heat pump system having the same |
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JP2006226655A (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Osaka Gas Co Ltd | Compression type heat pump system |
-
2002
- 2002-11-14 JP JP2002331055A patent/JP2004162645A/en active Pending
Cited By (2)
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JP2006226655A (en) * | 2005-02-21 | 2006-08-31 | Osaka Gas Co Ltd | Compression type heat pump system |
JP4624128B2 (en) * | 2005-02-21 | 2011-02-02 | 大阪瓦斯株式会社 | Compression heat pump system |
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