JP2005147073A - 中間熱交換器一体型コンプレッサ - Google Patents

中間熱交換器一体型コンプレッサ Download PDF

Info

Publication number
JP2005147073A
JP2005147073A JP2003388865A JP2003388865A JP2005147073A JP 2005147073 A JP2005147073 A JP 2005147073A JP 2003388865 A JP2003388865 A JP 2003388865A JP 2003388865 A JP2003388865 A JP 2003388865A JP 2005147073 A JP2005147073 A JP 2005147073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
intermediate heat
compressor
rotary compression
refrigerant gas
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.)
Pending
Application number
JP2003388865A
Other languages
English (en)
Inventor
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 JP2003388865A priority Critical patent/JP2005147073A/ja
Publication of JP2005147073A publication Critical patent/JP2005147073A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30Rotary-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
    • F04C18/34Rotary-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
    • F04C18/356Rotary-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
    • F04C18/3562Rotary-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
    • F04C18/3564Rotary-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations 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
    • F04C23/001Combinations 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations 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
    • F04C23/008Hermetic pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008Compression 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

Abstract

【課題】車載用に好適であると共に狭いエンジンルームの中で中間熱交換器との接続作業を必要としない中間熱交換器一体型コンプレッサを提供する。
【解決手段】密閉容器1内に電動機部2と、2段回転圧縮部3とを設けたコンプレッサの場合、第1段回転圧縮部3aの吐出ポート9c側に第1連結管15を接続すると共に、この第1連結管15の他端を密閉容器1の近傍に配置した中間熱交換器19の入口19aに接続し、この中間熱交換器19の出口19bに第2連結管16を接続すると共に、この第2連結管16の他端を前記密閉容器1に開口させて接続することにより、密閉容器1と中間熱交換器19とを一体型に形成する。更に、第1段回転圧縮部3aの吸入ポート9a側に冷媒ガスを供給するための供給管13を接続し、第2段回転圧縮部3bには吸入ポート11bを設け、且つ吐出ポート11c側に吐出管17を接続する。
【選択図】 図2

Description

本発明は、冷媒ガスを圧縮するコンプレッサであって、特に自動車用空調システムのコンプレッサとして好適な中間熱交換器一体型コンプレッサに関する。
従来、ガスを圧縮するコンプレッサの中で、2段圧縮回転式コンプレッサが知られており、このコンプレッサは密閉容器内に電動機部と、この電動機部の回転軸によって駆動される回転圧縮部とを備えている。そして、回転圧縮部は第1段回転圧縮部と第2段回転圧縮部とから構成され、これらはいずれもシリンダと、このシリンダ内を偏心回転するローラとを備えており、密閉容器の外部から供給される冷媒ガスを第1段回転圧縮部にて中間圧(1段目吐出圧力)まで圧縮した後に、第2段回転圧縮部にて高圧(2段目吐出圧力)に圧縮して外部に吐出する(例えば、特許文献1)。
上記のように構成された2段圧縮回転式コンプレッサは、例えば自動車に搭載してカーエアコン用の冷凍サイクルに組み込まれて使用されている。従来のカーエアコンに使用されているフロン系冷媒は、空中に放出されると大気のオゾン層を破壊し、又地球温暖化係数が大きいために問題となっており、近年ではその代替冷媒としてCO、アンモニア、炭化水素等の自然冷媒が注目されている。これらの自然冷媒の中で、アンモニアは毒性があり、炭化水素は可燃性であるということでカーエアコンの代替冷媒ガスとしては適さず、COは安全性が高いため代替冷媒ガスとして適している。
CO冷媒の場合は臨界温度が約31℃と低いため、カーエアコンの冷凍サイクルでは高圧側が超臨界となるサイクルで運転されることになる。このため、通常の冷凍サイクル運転に比べると成績係数(COP)が低くなる問題が生じる。この問題を解決するために、例えば前記第1段回転圧縮部で圧縮した中間圧のCO冷媒ガスを第2段回転圧縮部で圧縮する前に、一旦密閉容器外に吐出して中間熱交換器を用いて冷却し、この冷却した中間圧のCO冷媒ガスを密閉容器内に戻して前記第2段回転圧縮部で圧縮すると効率良く圧縮することができる。これにより、電力エネルギーを減少させてCOPを向上させることができる。
特許第2507047号公報
しかしながら、上記中間熱交換器を導入する技術においては、コンプレッサと中間熱交換器とは別個に設置し、フレキシブルな配管等によって接続しなければならない。このため、設置スペースを多く必要とし、自動車に搭載するには適していない。又、コンプレッサと中間熱交換器との接続配管を狭いエンジンルームの中で行わねばならず、その接続作業が非常に厄介なものとなる。
本発明は、このような従来技術の問題を解決するためになされ、車載用に好適であると共に狭いエンジンルームの中でコンプレッサと中間熱交換器との接続作業を必要としない中間熱交換器一体型コンプレッサを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するための本発明の手段として、請求項1は、密閉容器内に第1段回転圧縮部及び第2段回転圧縮部とからなる回転圧縮機構を備えたコンプレッサであって、前記第1段回転圧縮部に冷媒ガスを供給すると共に、この第1段回転圧縮部で圧縮した中間圧の冷媒ガスを、前記密閉容器に近接配置した中間熱交換器に供給し、この中間熱交換器で冷却した冷媒ガスを前記第2段回転圧縮部に吸い込み、第2段回転圧縮部にて圧縮した高圧の冷媒ガスを前記密閉容器外に吐出する中間熱交換器一体型コンプレッサを特徴とする。
又、請求項2は、請求項1に記載の中間熱交換器一体型コンプレッサにおいて、前記中間熱交換器にファンを設置したことを特徴とする。
請求項3は、請求項1又は請求項2に記載の中間熱交換器一体型コンプレッサにおいて、前記コンプレッサは密閉容器が横向きに設置された横型であり、前記中間熱交換器と共に自動車に搭載してカーエアコンの冷凍サイクルに組み込んだことを特徴とする。
上記請求項1の発明によれば、密閉容器内に第1段回転圧縮部及び第2段回転圧縮部とからなる回転圧縮機構を備えたコンプレッサと、このコンプレッサに近接配置した中間熱交換器とを一体型に構成することができる。これにより、自動車のエンジンルーム内に設置し易く、且つ狭いエンジンルーム内でフレキシブル管等を用いてコンプレッサと中間熱交換器とを接続する配管作業が不要になる。
上記請求項2の発明によれば、中間熱交換器にファンを設置することで自動車が停止した場合にも外気を取り込んで中間熱交換器に吹き付けることができる。これにより、中間熱交換器の熱効率を高く保持することができる。
上記請求項3の発明によれば、前記コンプレッサは密閉容器が横向きに設置された横型であることから、縦型のものよりも縦方向(高さ方向)の寸法を小さく抑えることができる。自動車のエンジンルーム内は、エンジン下部に補機類が位置しているため、縦方向の寸法を小さくすることが望ましく、コンプレッサが横型であればエンジンルーム内に設置し易くなる。
次に、本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。本実施形態では、2段圧縮回転式コンプレッサに適用した場合の例である。
添付図面中、図1は本発明に用いるコンプレッサの概略縦断面図である。図2は本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサを示す模式的概略図である。図3は本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサを自動車に搭載した場合の説明図である。図4は本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの他の実施形態を示す模式的概略図である。図5は本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの更に他の実施形態を示す模式的概略図である。図6は本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサを用いた冷凍サイクルにおけるCO冷媒ガスの状態変化を示すp−h線図である。
図1において、1は金属製の密閉容器であり、有底円筒状の容器1aとこの容器1aの上端部に溶接された椀状の蓋体1bとから構成されている。容器1a内の上部には電動機部2が設けられ、その下部には回転圧縮部3が配設されている。
上記電動機部2は、容器1aの内壁に固定されたステータ2aと、このステータ2aの中心部に配置されたロータ2bとから構成され、ロータ2bの軸心部には回転軸4が固定されて下方に延設されている。又、上記蓋体1bの上端部にはターミナル5が貫通して固定され、このターミナル5とステータ2aとがリード線5aによって電気的に接続され、ステータ2aに電力を供給してロータ2bを軸回転できるようにしてある。
上記回転圧縮部3は、第1段回転圧縮部3aとその上に配設されている第2段回転圧縮部3bとを有し、これらの間には仕切板6が介在しており、第1段回転圧縮部3aの下には第1支持部材7が添えられると共に、第2段回転圧縮部3bの上には第2支持部材8が添えられ、これらの構成部材を貫通する通しボルト3cと、この通しボルト3cに螺合するナット3dとで締着することにより一体化されている。そして、前記回転軸4の下部は回転圧縮部3を貫通し、上記第1支持部材7と第2支持部材8とによって軸支持され、且つ第1段回転圧縮部3aと第2段回転圧縮部3bにそれぞれ対応させて円形の第1偏心部4aと第2偏心部4bとが設けられている。この第1偏心部4aと第2偏心部4bとは、回転軸4を中心にして180°位相をずらしてある。
上記第1段回転圧縮部3aは、容器1aの内壁に固定されている第1シリンダ9と、この第1シリンダ9の円形孔9aの内周壁面に沿って偏心回転する環状の第1ローラ10とを備え、この第1ローラ10は前記回転軸4における第1偏心部4aの外周壁面に嵌装されている。又、図示は省略したが、第1ローラ10の外周壁面にはバネで付勢されている第1ベーンが常時当接し、第1シリンダ9の円形孔9a内を低圧室と高圧室とに区分している。
上記第2段回転圧縮部3bは、第1段回転圧縮部3aと同様に、容器1aの内壁に固定されている第2シリンダ11と、この第2シリンダ11の円形孔11aの内周壁面に沿って偏心回転する環状の第2ローラ12とを備え、この第2ローラ12は前記回転軸4における第2偏心部4bの外周壁面に嵌装されている。又、図示は省略したが、第2ローラ12の外周壁面にはバネで付勢されている第2ベーンが常時当接し、第2シリンダ11の円形孔11a内を低圧室と高圧室とに区分している。
13は第1段回転圧縮部3aに冷媒ガス(本実施形態ではCO冷媒ガス)を供給するための供給管であり、前記容器1aの側壁を貫通して溶接固定されている第1スリーブ14に挿着され、第1シリンダ9の吸入ポート9bに連通している。この吸入ポート9bは前記円形孔9a内の低圧室入口に連通している。
15は第1段回転圧縮部3aで圧縮した中間圧のCO冷媒ガスを前記密閉容器1外に吐出すると共に、後記する中間熱交換器に供給するための第1連結管であり、前記容器1aの側壁を貫通して溶接固定され、第1シリンダ9の吐出ポート9cに連通している。この吐出ポート9cは前記円形孔9aの高圧室出口に連通している。又、第1連結管15の他端部は後記する中間熱交換器の入口に接続される。
16は中間熱交換器で冷却したCO冷媒ガスを前記密閉容器1内に戻すための第2連結管であり、前記蓋体1bの側壁を貫通して溶接固定され、この第2連結管16の他端部は中間熱交換器の出口に接続される。尚、第2連結管16の取付部は蓋体1bの側壁に限定されず、容器1aの上部又は中間部の側壁であっても良い。
17は前記第2段回転圧縮部3bで圧縮した高圧のCO冷媒ガスを密閉容器1外に吐出するための吐出管であり、前記容器1aの側壁を貫通して溶接固定されている第2スリーブ18に挿着され、第2シリンダ11の吐出ポート11cに連通している。この吐出ポート11cは前記円形孔11aの高圧室出口に連通している。尚、第2シリンダ11には前記第2連結管16により密閉容器1内に戻されるCO冷媒ガスを吸入するための吸入ポート11bが設けられ、この吸入ポート11bは前記円形孔11aの低圧室入口に連通している。
上記構成の2段回転圧縮式のコンプレッサは、図2に示すように密閉容器1と中間熱交換器19とが予め一体型に形成される。即ち、本実施形態では中間熱交換器19を密閉容器1の近傍に配置し、前記第1連結管15の端部を中間熱交換器19の入口19aに接続し、前記第2連結管16の端部を中間熱交換器19の出口19bに接続することで一体型とする。中間熱交換器19としては、例えば屈曲管とフィンとを組み合わせた空冷式のものを使用できる。屈曲管のみでフィンのない場合もある。このようにして、密閉容器1と中間熱交換器19とを一体型に形成しておけば、従来のように互いに別置きのコンプレッサと中間熱交換器とをフレキシブル管等で接続する配管作業を省くことができる。
この中間熱交換器一体型コンプレッサCにおいては、前記ターミナル5を介して電動機部2のステータ2aに通電するとロータ2bが回転し、この回転により回転軸4と一体に設けた第1偏心部4aに嵌装された第1ローラ10及び第2偏心部4bに嵌装された第2ローラ12が、第1シリンダ9と第2シリンダ11内をそれぞれ偏心回転することでガス圧縮動作が行われる。先ず、前記供給管13からCO冷媒ガスが供給されると、このCO冷媒ガスは第1シリンダ9の吸入ポート9bから円形孔9aの低圧室に吸入され、この円形孔9a内を偏心回転する第1ローラ10により圧縮されて高圧室から吐出ポート9cに吐出される。この第1段回転圧縮部3aで圧縮されたCO冷媒ガスは、中間圧(4〜5MPa)まで昇圧される。
上記第1シリンダ9の吐出ポート9cに吐出された中間圧のCO冷媒ガスは、前記第1連結管15を経て入口19aから中間熱交換器19内に流入し、この中間熱交換器19を通過する間に外気との間で熱交換して冷却される。冷却されたCO冷媒ガスは、中間熱交換器19の出口19bから前記第2連結管16内に流入し、この第2連結管16を経て密閉容器1内に戻される。中間熱交換器19での冷却により、CO冷媒ガスは温度が低下するため比エンタルピーは減少するが、等圧変化であるため中間圧は保持されて密閉容器1に戻る。
次に、密閉容器1内に戻った中間圧のCO冷媒ガスは、前記第2シリンダ11の吸入ポート11bから円形孔11aの低圧室に吸入され、この円形孔11a内を偏心回転する第2ローラ12により圧縮されて高圧室から吐出ポート11cに吐出される。この第2段回転圧縮部3bで圧縮されたCO冷媒ガスは、高圧(10〜12MPa)に昇圧される。そして、吐出ポート11cに吐出された高圧のCO冷媒ガスは、前記吐出管17内に流入して密閉容器1外に吐出される。
上記の実施形態では、中間熱交換器19で冷却した中間圧のCO冷媒ガスを第2連結管16により密閉容器1内に戻し、その戻されたCO冷媒ガスを前記第2シリンダ11の吸入ポート11bから吸入して第2段回転圧縮部3bで圧縮するように構成したが、第2連結管16の端部を密閉容器1内に開口するのではなく、第2シリンダ11の吸入ポート11bに接続することにより、中間熱交換器19で冷却した中間圧のCO冷媒ガスを直接第2段回転圧縮部3bに供給するように構成してもよい。
本実施形態では、要するに前記コンプレッサは、密閉容器内に電動機部と、この電動機部により駆動される第1段回転圧縮部及び第2段回転圧縮部とからなる回転圧縮機構を備え、前記第1段回転圧縮部に冷媒ガスを供給するための供給管を接続すると共に、この第1段回転圧縮部で圧縮した中間圧の冷媒ガスを前記中間熱交換器に供給するための前記第1連結管を接続し、この第1連結管の他端を前記中間熱交換器の入口に接続し、この中間熱交換器の出口には当該中間熱交換器で冷却した冷媒ガスを前記密閉容器内に戻すための前記第2連結管を接続し、この第2連結管の他端を前記密閉容器に接続し、更に前記第2段回転圧縮部に前記密閉容器内に戻された冷媒ガスを吸い込むための吸入口を設けると共に、この第2段回転圧縮部で圧縮した高圧の冷媒ガスを外部に吐出するための吐出管を接続したことを特徴とする中間熱交換器一体型コンプレッサである。
図3は、本発明による中間熱交換器一体型コンプレッサCを、自動車に搭載してカーエアコンの冷凍サイクルに適用した例を示すものである。
図3において、Aはラジエータであり、その若干後方に前記中間熱交換器一体型コンプレッサCを配置すると共に若干前方にガスクーラBを配置し、前記密閉容器1の吐出管17の他端をガスクーラBに接続し、このガスクーラBと中間熱交換器一体型コンプレッサCの後方に配置した膨張弁Dとを接続し、この膨張弁Dと室内熱交換器となるエバポレータEとを接続し、更に前記密閉容器1の供給管13の他端をエバポレータEに接続することにより冷凍サイクルを回路構成する。ラジエータAの前にガスクーラBを設け、ラジエータAの後ろに中間熱交換器一体型コンプレッサCを設ける配置関係により、先ずガスクーラBから冷却されるため、カーエアコンの能力向上を図ることができる。
中間熱交換器一体型コンプレッサCの電源は、自動車のバッテリ(図略)を使用することができ、このバッテリから前記ターミナル5に通電するように配線し、その配線途中にインバータ(図略)を接続して直流電力を交流電力に変換する。
上記冷凍サイクルにおけるCO冷媒ガスの状態変化を、図6に示すp−h線図を参照しながら説明する。
前記第1段回転圧縮部3aで圧縮されて中間圧となったCO冷媒ガス(図6のa点)は、第1連結管15を経て中間熱交換器19に流入し、この中間熱交換器19で空冷方式により放熱する(図6のb点)。この時、中間圧のCO冷媒ガスは、冷却によってエンタルピーΔh1を失う。
冷却後の中間圧CO冷媒ガスは、第2段回転圧縮部3bに吸い込まれ2段目の圧縮が行われて高圧高温のCO冷媒ガスとなり、吐出管17より吐出される。この時、CO冷媒ガスは適切な超臨界圧力まで昇圧されている(図6のc点)。
吐出管17から吐出された高温高圧のCO冷媒ガスは、ガスクーラBに流入し、このガスクーラBで空冷方式により放熱した後(図6のd点)、膨張弁Dにて減圧され、その過程でガス・液混合状態となり(図6のe点)、次にエバポレータEに流入して蒸発する(図6のf点)。そして、前記供給管13から密閉容器1の第1段回転圧縮部3aに吸い込まれるというサイクルを繰り返す。
この冷凍サイクルで、前記中間熱交換器19が存在しない場合には、図6に破線で示すように第1段圧縮後に引き続いて第2段圧縮することになり、第2段圧縮後のCO冷媒ガスの状態は図6のg点となる。これと中間熱交換器19が存在する場合の上記c点とを比較すると、比エンタルピーにおいてΔh2だけ差が生じている。中間熱交換器19が存在しない場合には、Δh2だけエンタルピーの高いCO冷媒ガスが得られるが、その分エネルギーを多く必要とし、ガス圧縮に必要な電力量が多くなってしまう。中間熱交換器19が存在する場合には、その差分だけエネルギーが少なくて済むため、ガス圧縮に必要な電力量を減少させることができる。その結果として、成績係数(COP)が高くなる。
図4は、本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの他の実施形態を模式的に示しており、上記実施形態と同一の構成部材は同一の符号を付けてそれらの詳しい説明は省略する。本実施形態での特徴点は、中間熱交換器19にファン20を設置していることである。
自動車が停止した場合には、中間熱交換器19に吹き付ける風量が減少するが、上記のように中間熱交換器19にファン20を設置しておけば、停車時にファン20を回転させることで外気を取り込み、中間熱交換器19に充分な風量を吹き付けることができる。これにより、中間熱交換器19での熱交換効率を高く保持することが可能となる。尚、ファン20は停車時のみ回転させるだけでなく、走行中も回転させるように構成しても良い。そのような構成の場合には、前記ラジエータAからの風量に頼らずにファン20による風量供給が可能となるため、中間熱交換器一体型コンプレッサCの設置場所はラジエータAの若干後方に限定されず、エンジンルーム内の適当な場所を選択することができる。これにより、設置場所の範囲を広げることができ、中間熱交換器一体型コンプレッサCの設置がし易くなる。
又、上記ファン20は中間熱交換器19に外気を吹き付けるだけでなく、密閉容器1に対しても強制的に外気を吹き付けるため、密閉容器1内の電動機部2を冷却して電動機(モータ)温度を下げ、その耐久性を向上させることができる。尚、図4では、ファン20を中間熱交換器19の後面側(背面側)に取り付けた例を示したが、中間熱交換器19の前面側(正面側)に取り付けて実施することも可能である。
図5は、本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの更に他の実施形態を模式的に示しており、上記実施形態と同一の構成部材は同一の符号を付けてそれらの詳しい説明は省略する。本実施形態での特徴点は、前記2つの実施形態においては縦型のコンプレッサが用いられているのに対し、横型のコンプレッサを用いていることである。中間熱交換器19にファン20を設置する点では、図4に示す実施形態と同じである。
本実施形態によれば、横型のコンプレッサを用いているため、縦型のコンプレッサよりも高さを低くすることができ、これにより縦方向(高さ方向)に余裕の少ないエンジンルーム等の狭い場所においても中間熱交換器一体型コンプレッサC′の設置がし易くなる。又、中間熱交換器19にファン20を設置していることから、図4に示す実施形態と同様に停車時においても中間熱交換器19に充分な風量を吹き付けることができ、中間熱交換器一体型コンプレッサC´の設置場所の範囲拡大が図れ、且つ電動機(モータ)温度を下げて耐久性を向上させることができる。この場合、密閉容器1内の電動機部2がファン20に近い方の端部(図5の左端部)に位置するように構成すると好ましい。尚、図5では、ファン20を中間熱交換器19の後面側(背面側)に取り付けた例を示したが、前記と同様に中間熱交換器19の前面側(正面側)に取り付けて実施することも可能である。
上記いずれの実施形態においても、コンプレッサの密閉容器1と中間熱交換器19との一体化は第1連結管15及び第2連結管16を介して行ったものであるが、これとは別にステー等の連結部材(図略)を架設して補強し、一体化構造の強度を向上させることも可能である。
上記実施形態では、いずれも2段圧縮回転式コンプレッサに適用した例で説明したが、本発明は2段圧縮回転式コンプレッサに限定されるものではなく、例えば多段圧縮回転式コンプレッサに適用することができ、又回転式コンプレッサに限らずにレシプロ式コンプレッサにも充分適用できるものである。
本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサは、自動車のエアコン用のみならず一般の空調装置用としても広く適用することができる。又、自動車は通常のエンジン自動車だけでなく、エンジンとモータとを併用したハイブリッド自動車にも搭載することが可能である。
本発明に用いる2段圧縮回転式コンプレッサの一例を示す概略縦断面図である。 本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの実施形態を示す模式的概略図である。 本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサを自動車に搭載した場合の説明図である。 本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの他の実施形態を示す模式的概略図である。 本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサの更に他の実施形態を示す模式的概略図である。 本発明に係る中間熱交換器一体型コンプレッサを用いた冷凍サイクルにおけるCO冷媒ガスの状態変化を示すp−h線図である。
符号の説明
1 密閉容器
2 電動機部
2a ステータ
2b ロータ
3 回転圧縮部
3a 第1段回転圧縮部
3b 第2段回転圧縮部
4 回転軸
5 ターミナル
6 仕切板
7 第1支持部材
8 第2支持部材
9 第1シリンダ
10 第1ローラ
11 第2シリンダ
12 第2ローラ
13 供給管
15 第1連結管
16 第2連結管
17 吐出管
19 中間熱交換器
20 ファン

Claims (3)

  1. 密閉容器内に第1段回転圧縮部及び第2段回転圧縮部とからなる回転圧縮機構を備えたコンプレッサであって、前記第1段回転圧縮部に冷媒ガスを供給すると共に、この第1段回転圧縮部で圧縮した中間圧の冷媒ガスを、前記密閉容器に近接配置した中間熱交換器に供給し、この中間熱交換器で冷却した冷媒ガスを前記第2段回転圧縮部に吸い込み、第2段回転圧縮部にて圧縮した高圧の冷媒ガスを前記密閉容器外に吐出することを特徴とする中間熱交換器一体型コンプレッサ。
  2. 前記中間熱交換器にファンを設置したことを特徴とする請求項1に記載の中間熱交換器一体型コンプレッサ。
  3. 前記コンプレッサは密閉容器が横向きに設置された横型であり、前記中間熱交換器と共に自動車に搭載してカーエアコンの冷凍サイクルに組み込んだことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の中間熱交換器一体型コンプレッサ。
JP2003388865A 2003-11-19 2003-11-19 中間熱交換器一体型コンプレッサ Pending JP2005147073A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003388865A JP2005147073A (ja) 2003-11-19 2003-11-19 中間熱交換器一体型コンプレッサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003388865A JP2005147073A (ja) 2003-11-19 2003-11-19 中間熱交換器一体型コンプレッサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005147073A true JP2005147073A (ja) 2005-06-09

Family

ID=34695778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003388865A Pending JP2005147073A (ja) 2003-11-19 2003-11-19 中間熱交換器一体型コンプレッサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005147073A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724451B1 (ko) * 2005-12-30 2007-06-04 엘지전자 주식회사 용량 가변형 로터리 압축기
JP2008082294A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Mitsubishi Electric Corp 圧縮機および冷媒回路装置
CN101749232A (zh) * 2008-11-28 2010-06-23 上海日立电器有限公司 一种对排气进行预冷的高背压压缩机
CN103912496A (zh) * 2014-03-28 2014-07-09 西安庆安制冷设备股份有限公司 一种双转子双级压缩机及其制冷/制热系统
CN104792050A (zh) * 2014-01-22 2015-07-22 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 空调系统及压缩机
WO2020080129A1 (ja) * 2018-10-16 2020-04-23 株式会社Ihi 冷媒圧縮機

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100724451B1 (ko) * 2005-12-30 2007-06-04 엘지전자 주식회사 용량 가변형 로터리 압축기
JP2008082294A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Mitsubishi Electric Corp 圧縮機および冷媒回路装置
JP4556934B2 (ja) * 2006-09-28 2010-10-06 三菱電機株式会社 圧縮機および冷媒回路装置
CN101749232A (zh) * 2008-11-28 2010-06-23 上海日立电器有限公司 一种对排气进行预冷的高背压压缩机
CN104792050A (zh) * 2014-01-22 2015-07-22 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 空调系统及压缩机
CN104792050B (zh) * 2014-01-22 2018-02-09 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 空调系统及压缩机
CN103912496A (zh) * 2014-03-28 2014-07-09 西安庆安制冷设备股份有限公司 一种双转子双级压缩机及其制冷/制热系统
WO2020080129A1 (ja) * 2018-10-16 2020-04-23 株式会社Ihi 冷媒圧縮機
JPWO2020080129A1 (ja) * 2018-10-16 2021-09-02 株式会社Ihi 冷媒圧縮機

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200305687A (en) Multistage rotary compressor and refrigeration circuit system
JP4219198B2 (ja) 冷媒サイクル装置
JP4992862B2 (ja) 圧縮機
JP2005146987A (ja) アキュームレータ内蔵及び熱交換器一体型横置きコンプレッサ
JP2000120572A (ja) 回転式圧縮機
US6385995B1 (en) Apparatus having a refrigeration circuit
JP2005147073A (ja) 中間熱交換器一体型コンプレッサ
JP2006097549A (ja) 圧縮機
JP2000097177A (ja) 回転式圧縮機及び冷凍回路
JP2004317073A (ja) 冷媒サイクル装置
JP3291469B2 (ja) 回転式圧縮機
JP2005146985A (ja) アキュームレータ内蔵型コンプレッサ
JP2004028492A (ja) Co2冷媒を用いた冷媒回路
JP3291470B2 (ja) 回転式圧縮機
JP3291472B2 (ja) 回転式圧縮機
JP2008133968A (ja) 冷凍サイクル装置
JP2005146986A (ja) アキュームレータ内蔵及び熱交換器一体型コンプレッサ
JP2000104690A (ja) 回転式圧縮機
JP3986338B2 (ja) インバータ制御コンプレッサを用いた冷媒回路
KR20200000650U (ko) 지게차 배터리를 동력원으로 하는 전동 지게차용 에어컨
JP2003314911A (ja) 空気調和装置
JP2005127215A (ja) 遷臨界冷媒サイクル装置
JP3695963B2 (ja) 回転式圧縮機
JP2000110730A (ja) 冷却装置
JP4036772B2 (ja) 遷臨界冷媒サイクル装置