JP2014020209A

JP2014020209A - ２段圧縮機および２段圧縮システム

Info

Publication number: JP2014020209A
Application number: JP2012156430A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Miyamoto; 善彰宮本; Hisayuki Kimata; 央幸木全; Masanari Uno; 将成宇野; Toshiyuki Goto; 利行後藤; So Sato; 創佐藤
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2012-07-12
Publication date: 2014-02-03
Also published as: EP2685106A2; EP2685106B1; EP2685106A3

Abstract

【課題】低段側圧縮機に中間圧ハウジングタイプのロータリ式圧縮機を用いても、ブレードジャンプを抑制し、効率よく運転できる領域を十分に確保することができる２段圧縮機および２段圧縮システムを提供することを目的とする。
【解決手段】ハウジング内に低段側圧縮機および高段側圧縮機が設けられ、低段側圧縮機で圧縮された中間圧冷媒がハウジング内に吐出され、その中間圧冷媒を高段側圧縮機により吸い込んで高圧に圧縮する中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機であって、低段側圧縮機が、ロータの回転に追従して往復動し、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレードを備えたロータリ式圧縮機とされ、該ブレードが、その背面に作用する背圧の低下に対応してブレード慣性力を低減すべく、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷媒ガスを低圧から高圧に２段階で圧縮する２段圧縮機および２段圧縮システムに関するものである。

２段圧縮機および２段圧縮システムにおいては、低圧の冷媒ガスを低段側圧縮機で低圧から中間圧、高段側圧縮機で中間圧から高圧へと２段階で圧縮することから、それぞれの圧縮機での圧縮差圧を小さくすることができる。このため、各圧縮機での漏れ損失を小さくし、圧縮効率を高めることができる。

２段圧縮機の具体的例として、特許文献１には、単一の密閉ハウジング内に２つの圧縮機を設け、低段側をロータリ式圧縮機、高段側をスクロール式圧縮機とし、低段側ロータリ式圧縮機で圧縮した中間圧の冷媒をハウジング内に吐出し、その中間圧冷媒を高段側スクロール式圧縮機で吸入して２段圧縮するようにしたものが開示されている。また、特許文献２には、低段側および高段側の圧縮機を共にロータリ式圧縮機により構成した略同様の２段圧縮機が開示されている。さらに、単独の低段側圧縮機および高段側圧縮機の２台の圧縮機を直列に接続し、２段圧縮するようにした２段圧縮システムの例が、特許文献３に開示されている。

一方、低圧の冷媒を１台の圧縮機で高圧に圧縮する単段のロータリ式圧縮機では、インバータによる圧縮機の高速回転化に伴って、ロータの外周面に当接して往復動するブレードが自身の慣性力の増大により回転に追従できなくなって、いわゆるブレードジャンプを起こし、筒内でのガス漏れが発生する等の問題があったことから、かかる問題に対処するため、ブレードを軽量化する等の技術が、特許文献４−６等により種々提供されていた。

特開２００８−１９０３７７号公報特開２００８−２８６０３７号公報特開２００９−１９２１６４号公報実開昭６２−１９３１９４号公報実開平１−１５２０９０号公報特開平３−１９７６２８号公報

上記の如く、単段のロータリ式圧縮機では、運転点においてブレードジャンプを起こさないようにするため、ブレード自身の慣性力の小さくすべく、ブレードの軽量化等を図っていた。しかしながら、低圧冷媒を高圧に圧縮する単段ロータリ式圧縮機において、ブレードジャンプを起こさない程度にブレードを軽量化したとしても、そのロータリ式圧縮機をハウジング内が中間圧となる中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機あるいは２段圧縮システムの低段側圧縮機にそのまま適用した場合、ブレードジャンプによって筒内でのガス漏れが発生してしまう等の課題があった。

これは、２段圧縮機あるいは２段圧縮システムの低段側圧縮機は、低圧の冷媒を中間圧に圧縮するものであるため、低段側圧縮機に中間圧ハウジングタイプのロータリ式圧縮機を適用した場合、ブレードの背面に付加される背圧が、シリンダ室内の低圧と中間圧との差圧となり、低圧と高圧との差圧が付加される単段ロータリ式圧縮機に比べて、ブレードの背面に付加される背圧が小さくなるためと考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、２段圧縮機あるいは２段圧縮システムの低段側圧縮機に中間圧ハウジングタイプのロータリ式圧縮機を用いても、ブレードジャンプを抑制し、効率よく運転できる領域を十分に確保することができる２段圧縮機および２段圧縮システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明の２段圧縮機および２段圧縮システムは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる２段圧縮機は、ハウジング内に低段側圧縮機および高段側圧縮機が設けられ、前記低段側圧縮機で圧縮された中間圧冷媒ガスが前記ハウジング内に吐出され、その中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機により吸い込んで高圧に圧縮する中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機であって、前記低段側圧縮機が、ロータの回転に追従して往復動し、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレードを備えたロータリ式圧縮機とされ、前記ブレードが、その背面に作用する背圧の低下に対応してブレード慣性力を低減すべく、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とされていることを特徴とする。

本発明によれば、低段側圧縮機で圧縮された中間圧冷媒がハウジング内に吐出され、ハウジング内が中間圧とされる中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機にあって、低段側の圧縮機が、ロータの回転に追従して往復動し、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレードを備えたロータリ式圧縮機とされ、該ブレードが、その背面に作用する背圧の低下に対応してブレード慣性力を低減すべく、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とされているため、２段圧縮機の冷媒を低圧から中間圧に圧縮する低段側の圧縮機をロータリ式圧縮機により構成したとしても、ブレードが３ｇ／ｃｍ^３以下の密度の材料製とされ、十分に軽量化されていることから、ブレードの背面に付加される背圧が中間圧と低圧との差圧となって小さくなるにも拘らず、往復動時の慣性力を十分低減して、いわゆるブレードジャンプを抑制することができる。従って、ブレードジャンプの発生で筒内でのガス漏れが生じる運転領域を大幅に縮小して高効率で運転できる領域を十分に確保し、低段側のロータリ式圧縮機での漏れ損失を小さくして２段圧縮機による圧縮効率を高めることができる。

さらに、本発明にかかる２段圧縮システムは、ハウジング内に圧縮機が内蔵された低段側圧縮機と、ハウジング内に圧縮機が内蔵された高段側圧縮機と、が直列に接続され、前記低段側圧縮機で圧縮され、前記ハウジング内に吐出された中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機により吸い込んで高圧に圧縮する２段圧縮システムであって、中間圧ハウジングタイプとされている前記低段側圧縮機が、ロータの回転に追従して往復動し、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレードを備えた構成のロータリ式圧縮機とされ、前記ブレードが、その背面に作用する背圧の低下に対応してブレード慣性力を低減すべく、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とされていることを特徴とする。

本発明によれば、低段側圧縮機と、高段側圧縮機とが直列に接続され、低段側圧縮機が中間圧ハウジングタイプの圧縮機とされている２段圧縮システムにあって、中間圧ハウジングタイプとされている低段側圧縮機が、ロータの回転に追従して往復動し、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレードを備えた構成のロータリ式圧縮機とされ、該ブレードが、その背面に作用する背圧の低下に対応してブレード慣性力を低減すべく、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とされているため、２段圧縮システムの冷媒を低圧から中間圧に圧縮する低段側の圧縮機をロータリ式圧縮機により構成したとしても、ブレードが３ｇ／ｃｍ^３以下の密度の材料製とされ、十分に軽量化されていることから、ブレードの背面に付加される背圧が中間圧と低圧との差圧となって小さくなるにも拘らず、往復動時の慣性力を十分低減して、いわゆるブレードジャンプを抑制することができる。従って、ブレードジャンプの発生で筒内でのガス漏れが生じる運転領域を大幅に縮小して高効率で運転できる領域を十分に確保し、低段側のロータリ式圧縮機での漏れ損失を小さくして２段圧縮システムによる圧縮効率を高めることができる。

さらに、本発明の２段圧縮機または２段圧縮システムは、上記の２段圧縮機または２段圧縮システムにおいて、前記低段側圧縮機が前記ロータリ式圧縮機、前記高段側圧縮機がスクロール式圧縮機またはロータリ式圧縮機とされていることを特徴とする。

本発明によれば、低段側圧縮機がロータリ式圧縮機、高段側圧縮機がスクロール式圧縮機またはロータリ式圧縮機とされているため、高段側圧縮機を従来から広範に適用されているスクロール式圧縮機またはロータリ式圧縮機とし、低段側圧縮機を上記の如く３ｇ／ｃｍ^３以下の密度の材料製ブレードを備えたロータリ式圧縮機とすることによって、低段側圧縮機および高段側圧縮機を共に漏れ損失の小さい圧縮機とした２段圧縮機または２段圧縮システムを構成することができる。従って、２段圧縮機または２段圧縮システムを高効率化することができる。

さらに、本発明の２段圧縮機または２段圧縮システムは、上述のいずれかの２段圧縮機または２段圧縮システムにおいて、前記ブレードが、カーボン材製、アルミ合金材製またはそれにＳｉＣ分散Ｎｉ−Ｐメッキを施したもののいずれかとされ、前記ロータおよびシリンダ本体が、合金鋼または鋳鉄製とされていることを特徴とする。

本発明によれば、ブレードが、カーボン材製、アルミ合金材製またはそれにＳｉＣ分散Ｎｉ−Ｐメッキを施したもののいずれかとされ、ロータおよびシリンダ本体が、合金鋼または鋳鉄製とされているため、ブレードとロータおよびシリンダ本体との組み合わせを耐熱性、耐摩耗性に優れた組み合わせとすることができる。従って、低段側ロータリ式圧縮機の耐熱性、耐摩耗性をも十分に確保し、信頼性の高い２段圧縮機および２段圧縮システムを提供することができる。

さらに、本発明の２段圧縮機または２段圧縮システムは、上述のいずれかの２段圧縮機または２段圧縮システムにおいて、前記冷媒が、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒とされていることを特徴とする。

本発明によれば、冷媒が、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒とされているため、オゾン層を破壊しないとされるＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒を使用することにより、低圧と中間圧との差圧が小さくなる２段圧縮機および２段圧縮システムにあって、中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機の低段側圧縮機あるいは２段圧縮システムの中間圧ハウジングタイプとされた低段側圧縮機を各々ロータリ式圧縮機とした場合でも、往復動時のブレードの慣性力を十分低減し、ブレードジャンプを抑制することができる。従って、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒を使用した２段圧縮機または２段圧縮システムにおいて、ブレードジャンプの発生により筒内でのガス漏れが生じる運転領域を大幅に縮小し、高効率で運転できる領域を十分に確保して２段圧縮機または２段圧縮システムを高効率化することができる。

本発明の２段圧縮機および２段圧縮システムによると、２段圧縮機または２段圧縮システムの冷媒を低圧から中間圧に圧縮する低段側の圧縮機をロータリ式圧縮機により構成したとしても、そのブレードが３ｇ／ｃｍ^３以下の密度の材料製とされ、十分に軽量化されていることから、ブレードの背面に付加される背圧が中間圧と低圧との差圧となって小さくなるにも拘らず、往復動時の慣性力を十分低減して、いわゆるブレードジャンプを抑制することができるため、ブレードジャンプの発生で筒内でのガス漏れが生じる運転領域を大幅に縮小して高効率で運転できる領域を十分に確保し、低段側のロータリ式圧縮機での漏れ損失を小さくして２段圧縮機または２段圧縮システムによる圧縮効率を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る２段圧縮機の縦断面図である。図１に示す２段圧縮機の低段側ロータリ式圧縮機の横断面図である。ブレードの背圧低差圧化による圧縮動作の比較説明図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）である。

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１ないし図３を用いて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る２段圧縮機の縦断面図が示され、図２には、その低段側ロータリ式圧縮機の横断面図が示されている。
なお、本実施形態では、低段側圧縮機２にロータリ式圧縮機、高段側圧縮機３にスクロール式圧縮機を適用した２段圧縮機１の例について説明するが、高段側圧縮機３は、スクロール式圧縮機３に限定されるものでない。また、この２段圧縮機１は、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒を用いる２段圧縮機に適用して好適なものであり、以下で説明する冷媒は、ＨＦＣ、ＨＦＯ、ＨＣまたはそれらの混合冷媒を指すものとする。

２段圧縮機１は、密閉構造のハウジング１０を備えている。ハウジング１０内の略中央部には、ステータ５とロータ６とから構成される電動モータ４が固定設置され、ロータ６には、回転軸（クランク軸）７が一体に結合されている。電動モータ４の下部には、低段側圧縮機であるロータリ式圧縮機２（以下、低段側ロータリ式圧縮機２という。）が設置されている。

低段側ロータリ式圧縮機２は、シリンダ室２０を備え、ハウジング１０に固定設置されたシリンダ本体２１と、シリンダ本体２１の上下に固定設置され、シリンダ室２０の上部および下部を密閉する上部軸受２２および下部軸受２３と、回転軸７のクランク部７Ａに嵌合され、シリンダ室２０の内周面を回動するロータ２４と、シリンダ本体２１のブレード溝２５に往復動自在に嵌挿され、先端がロータ２４の外周に当接してシリンダ室２０内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレード２６と、ブレード２６の後端を押圧するブレード押えバネ２７等とを備えている。

この低段側ロータリ式圧縮機２は、公知のものでよく、吸入管２８を介してシリンダ室２０内に低圧の冷媒ガス（作動ガス）を吸入し、この冷媒ガスをロータ２４の回動によって中間圧まで圧縮した後、吐出チャンバ２９を経てハウジング１０内に吐き出す構成とされている。この中間圧冷媒ガスは、電動モータ４のロータ６に設けられているガス通路孔６Ａ等を流通して電動モータ４の上部空間に流動し、更に高段側圧縮機３に吸い込まれて２段圧縮されるようになっている。

高段側圧縮機３は、一対の固定スクロール３２および旋回スクロール３３を備えたスクロール式圧縮機（以下、高段側スクロール式圧縮機３という。）とされている。高段側スクロール式圧縮機３は、電動モータ４の上部において、ハウジング１０内に回転軸７と連結され、電動モータ４の回転により回転軸７を介して駆動可能に設置されている。

この高段側スクロール式圧縮機３は、回転軸７を支持する軸受３０が設けられ、ハウジング１０に固定設置された支持部材３１と、各々端板３２Ａ，３３Ａ上に立設された渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂを備え、渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂを互いに噛み合わせて支持部材３１上に組み付けることにより一対の圧縮室３４を構成する固定スクロール３２および旋回スクロール３３と、旋回スクロール３３と回転軸７の軸端に設けられた偏心ピン７Ｂとを結合し、旋回スクロール３３を公転旋回駆動させる旋回ボス部３５と、旋回スクロール３３と支持部材３１との間に設けられ、旋回スクロール３３をその自転を阻止しつつ公転旋回させるオルダムリング等の自転阻止機構３６と、固定スクロール３２の背面に設けられた吐出弁３７と、固定スクロール３２の背面に固定設置され、固定スクロール３２との間に吐出チャンバ３８を形成する吐出カバー３９等とを備えている。

高段側スクロール式圧縮機３は、公知のものでよく、低段側ロータリ式圧縮機２により圧縮されてハウジング１０内に吐出された中間圧冷媒ガスを圧縮室３４に吸込み、それを旋回スクロール３３の公転旋回駆動により吐出圧（高圧）まで圧縮した後、吐出弁３７を経て吐出チャンバ３８内に吐き出す構成とされている。この高圧冷媒ガスは、吐出チャンバ３８から吐出配管４０を経て圧縮機外部、すなわち冷凍サイクル側に吐出されるようになっている。また、高段側スクロール式圧縮機３を構成する支持部材３１は、ハウジング１０内に設けられたブラケット４１にネジを介して固定設置されている。

また、回転軸７の下端部位と低段側ロータリ式圧縮機２の下部軸受２３との間には、公知の容積形給油ポンプ１１が組み込まれている。この容積形給油ポンプ１１は、ハウジング１０の底部に充填されている潤滑油１２を汲み上げ、回転軸７内に設けられている給油孔１３を介して低段側ロータリ式圧縮機２および高段側スクロール式圧縮機３の軸受部等の所要潤滑箇所に潤滑油１２を強制給油するものである。更に、電動モータ４を構成しているロータ６の上端には、ロータ６と一体に回転される油分離板４２が設けられている。

この油分離板４２は、ロータ６の上端に設けられたバランスウェイト４３に設置（バランスウェイトがない場合は、間座等を介して設置）された円板により構成され、電動モータ４のステータコイルエンド５Ａの内周との間に僅かな隙間を保つ大きさの外径とされている。油分離板４２には、中心部に回転軸７が貫通する貫通孔（図示省略）が設けられている。なお、この貫通孔は、内周端がロータ６に設けられているガス通路孔６Ａよりも中心側に位置される大きさで、かつ回転軸７の外周面との隙間が出来る限り小さくされることが望ましい。

上記の２段圧縮機１において、ハウジング１０の内部には、低段側ロータリ式圧縮機２により圧縮された中間圧の冷媒が吐出される構成とされていることから、この２段圧縮機１自体は、中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機１とされる。このような中間圧構造のハウジング１０内に、低段側ロータリ式圧縮機２が設けられることにより、ブレード２６の背面に付加される背圧は、ハウジング１０内の圧力である中間圧となる。このため、ブレード２６に付加される背圧は、シリンダ室２０内の低圧と中間圧との差圧となり、低圧と高圧の差圧が付加される単段ロータリ式圧縮機に比べ、略半分になる。

図３に、その比較説明図が図示されている。図３（Ａ）は、一般的な単段ロータリ式圧縮機の場合のもので、ブレード２６に付加される背圧は、低圧ＬＰと高圧ＨＰとの差圧であり、ブレードジャンプにより筒内でのガス漏れが発生しないブレードジャンプ境界線ＢＬよりも上の領域で運転点を確保して運転することができる。一方、この単段ロータリ式圧縮機をそのまま低段側ロータリ式圧縮機２に適用した場合、図３（Ｂ）に示されるように、ブレード２６に付加される背圧は、低圧ＬＰと中間圧ＭＰとの差圧となって略半分になることから、単段ロータリ式圧縮機では運転域であった運転点でも、ブレードジャンプ域に入ってしまうことになる。なお、ここでのブレード２６は、密度が７ｇ／ｃｍ^３の材料を使用した場合の例である。

そこで、ブレード２６を、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料により構成して軽量化し、往復動時の慣性力を十分低減することによって、図３（Ｃ）に示されるように、ブレードジャンプ域を縮小し、高効率で運転できる領域を十分に確保できる構成としている。かかるブレード２６としては、耐熱性、耐摩耗性を考慮してカーボン材製ブレード、アルミ合金材製ブレードまたはそれにＳｉＣ分散Ｎｉ−Ｐメッキを施したブレード等を採用することができる。また、このブレード２６と接触摺動する相手方のロータ２４およびシリンダ本体２１については、合金鋼または鋳鉄製とすることが望ましい。

以上に説明の構成により、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
吸入管２８を介して低段側ロータリ式圧縮機２のシリンダ室２０に直接吸入された低圧の冷媒ガスは、ロータ２４の回動により中間圧まで圧縮された後、吐出チャンバ２９に吐き出される。この中間圧冷媒ガスは、吐出チャンバ２９から電動モータ４の下部空間内に吐き出された後、電動モータ４のロータ６に設けられているガス通路孔６Ａ等を流通して電動モータ４の上部空間に流動される。上部空間に流動した冷媒ガスは、回転している油分離板４２に衝突し、その遠心分離作用で潤滑油１２が分離され、潤滑油１２はハウジング１０の底部に滴下する。

電動モータ４の上部空間に流動した中間圧の冷媒ガスは、更に高段側スクロール式圧縮機３を構成する支持部材３１とハウジング１０との間の隙間等を通り固定スクロール３２に設けられている高段側スクロール式圧縮機３の吸入口に導かれ、圧縮室３４内へと吸い込まれる。圧縮室３４に吸入された中間圧の冷媒ガスは、高段側スクロール式圧縮機３により高圧に２段圧縮された後、吐出弁３７から吐出チャンバ３８内に吐出され、吐出配管４０を介して圧縮機の外部、すなわち冷凍サイクル側へと送出される。

この２段圧縮過程において、ハウジング１０内は、低段側ロータリ式圧縮機２で圧縮された中間圧の冷媒が吐出され、中間圧となっており、従って、低段側ロータリ式圧縮機２のブレード２６の背面にも中間圧が付加されている。このため、ブレード２６に付加される背圧は、低圧と中間圧との差圧となるが、ブレード２６が３ｇ／ｃｍ^３以下の密度の材料で構成され、十分軽量化されていることから、差圧が小さくなっているにも拘らず、往復動時の慣性力を十分に低減し、図３（Ｃ）に示されるように、ブレードジャンプ域を縮小して高効率で運転できる領域を十分に確保することができる。

従って、ブレードジャンプの発生で筒内でのガス漏れが生じる運転領域を大幅に縮小して高効率で運転できる領域を十分に確保し、低段側ロータリ式圧縮機２での漏れ損失を小さくして２段圧縮機１による圧縮効率を高めることができる。

また、上記ブレード２６が、カーボン材製、アルミ合金材製またはそれにＳｉＣ分散Ｎｉ−Ｐメッキを施したもののいずれかとされ、ブレード２６が接触摺動するロータ２４およびシリンダ本体２１が、合金鋼または鋳鉄製とされているため、ブレード２６とロータ２４およびシリンダ本体２１との組み合わせを耐熱性、耐摩耗性に優れた組み合わせとすることができる。これにより、低段側ロータリ式圧縮機２の耐熱性、耐摩耗性をも十分に確保し、信頼性の高い２段圧縮機１を提供することができる。

さらに、２段圧縮機１の低段側圧縮機がロータリ式圧縮機２、高段側圧縮機がスクロール式圧縮機３とされているため、高段側圧縮機を広範に適用されている圧縮漏れの少ない高効率のスクロール式圧縮機３とし、低段側圧縮機を上記の如く３ｇ／ｃｍ^３以下の密度の材料製とされたブレード２６を備えたロータリ式圧縮機２とすることによって、低段側圧縮機および高段側圧縮機を共に漏れ損失の小さい圧縮機とした２段圧縮機１を構成することができる。従って、２段圧縮機１をより高効率化することができる。

また、２段圧縮機１に適用される冷媒が、オゾン層を破壊しないと云われているＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒とされている。このため、低圧と中間圧との差圧が小さくなる２段圧縮機１にあって、中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機の低段側圧縮機をロータリ式圧縮機２とした場合でも、往復動時のブレード２６の慣性力を十分低減し、ブレードジャンプを抑制することができる。従って、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒を使用した２段圧縮機１において、ブレードジャンプの発生により筒内でのガス漏れが生じる運転領域を大幅に縮小し、高効率で運転できる領域を十分に確保して２段圧縮機１を高効率化することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、低段側圧縮機と、高段側圧縮機とが直列に接続された２段圧縮システムとされている点が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態の２段圧縮システムにおいては、独立したハウジング内に上記のロータリ式圧縮機２が設けられた低段側ロータリ式圧縮機２と、別の独立したハウジング内に上記のスクロール式圧縮機３が設けられた高段側スクロール式圧縮機３とが配管を介して直列に接続された構成とされる。

そして、低段側ロータリ式圧縮機２は、圧縮された中間圧の冷媒がハウジング内に吐出される中間圧ハウジングタイプの圧縮機とされており、この中間圧ハウジング内に吐き出された中間圧の冷媒ガスが、高段側スクロール式圧縮機３に配管を介して吸入されることによって、２段圧縮されるシステムとされている。

上記のように、独立した２台の単段圧縮機を直列に接続した構成の２段圧縮システムにおいても、低段側の圧縮機にロータリ式圧縮機２を適用した場合、その低段側ロータリ式圧縮機２で上述の課題が発生する。この低段側ロータリ式圧縮機２のブレード２６を密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とすることにより、かかる課題を解決することができ、第１実施形態の２段圧縮機１の場合と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、低段側圧縮機をロータリ式圧縮機２、高段側圧縮機をスクロール式圧縮機３とした例について説明したが、高段側の圧縮機については、必ずしもスクロール式圧縮機３とする必要はなく、ロータリ式圧縮機等、他形式の圧縮機を採用してもよい。

また、高段側圧縮機をロータリ式圧縮機とした場合、ハウジング内が高圧構造となる高段側ロータリ式圧縮機のブレードについては、ブレードジャンプを抑制するため、上記の如く構成を採用する必要はない。

１２段圧縮機
２低段側圧縮機（低段側ロータリ式圧縮機）
３高段側圧縮機（高段側スクロール式圧縮機）
１０ハウジング
２０シリンダ室
２１シリンダ本体
２４ロータ
２６ブレード

Claims

ハウジング内に低段側圧縮機および高段側圧縮機が設けられ、
前記低段側圧縮機で圧縮された中間圧冷媒ガスが前記ハウジング内に吐出され、その中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機により吸い込んで高圧に圧縮する中間圧ハウジングタイプの２段圧縮機であって、
前記低段側圧縮機が、ロータの回転に追従して往復動し、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレードを備えたロータリ式圧縮機とされ、
前記ブレードが、その背面に作用する背圧の低下に対応してブレード慣性力を低減すべく、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とされていることを特徴とする２段圧縮機。
ハウジング内に圧縮機が内蔵された低段側圧縮機と、
ハウジング内に圧縮機が内蔵された高段側圧縮機と、が直列に接続され、
前記低段側圧縮機で圧縮され、前記ハウジング内に吐出された中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機により吸い込んで高圧に圧縮する２段圧縮システムであって、
中間圧ハウジングタイプとされている前記低段側圧縮機が、ロータの回転に追従して往復動し、シリンダ室内を吸入側と圧縮側とに仕切るブレードを備えた構成のロータリ式圧縮機とされ、
前記ブレードが、その背面に作用する背圧の低下に対応してブレード慣性力を低減すべく、密度が３ｇ／ｃｍ^３以下の材料製とされていることを特徴とする２段圧縮システム。
前記低段側圧縮機が前記ロータリ式圧縮機、前記高段側圧縮機がスクロール式圧縮機またはロータリ式圧縮機とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の２段圧縮機または２段圧縮システム。
前記ブレードが、カーボン材製、アルミ合金材製またはそれにＳｉＣ分散Ｎｉ−Ｐメッキを施したもののいずれかとされ、前記ロータおよびシリンダ本体が、合金鋼または鋳鉄製とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の２段圧縮機または２段圧縮システム。
前記冷媒が、ＨＦＣ冷媒、ＨＦＯ冷媒、ＨＣ冷媒またはそれらの混合冷媒とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の２段圧縮機または２段圧縮システム。