JP3357865B2 - 多段圧縮冷凍装置 - Google Patents
多段圧縮冷凍装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の圧縮手段を
用いて冷媒を多段圧縮する多段圧縮冷凍装置に関する。
用いて冷媒を多段圧縮する多段圧縮冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、冷蔵庫や空気調和装置などに用い
られる冷凍装置には、夫々のロータリー用シリンダの内
部で回転するローラから成る２つの圧縮手段を同一の密
閉容器内に収納したロータリー型の圧縮機を用い、各圧
縮手段を低段側圧縮手段と高段側圧縮手段として、低段
側圧縮手段により一段圧縮した冷媒ガスを高段側圧縮手
段に吸い込ませることにより、冷媒を多段圧縮するもの
が知られている。
られる冷凍装置には、夫々のロータリー用シリンダの内
部で回転するローラから成る２つの圧縮手段を同一の密
閉容器内に収納したロータリー型の圧縮機を用い、各圧
縮手段を低段側圧縮手段と高段側圧縮手段として、低段
側圧縮手段により一段圧縮した冷媒ガスを高段側圧縮手
段に吸い込ませることにより、冷媒を多段圧縮するもの
が知られている。
【０００３】斯かる多段圧縮冷凍装置によれば、一圧縮
当たりのトルク変動を抑制しながら高圧縮比を得ること
ができる。
当たりのトルク変動を抑制しながら高圧縮比を得ること
ができる。
【０００４】しかし、上記多段圧縮冷凍装置では、比熱
比の高い冷媒を用いた場合、高段側圧縮手段が吸い込む
低段側圧縮手段のガス冷媒温度が高くなるため、吸気効
率が低下し、さらに入力が高くなってしまう問題があ
る。また、高段側圧縮手段の吐出ガス冷媒温度も高くな
るため、潤滑油としてエステル油（例えばＰＯＥ：ポリ
オールエステル）を用いた場合には、潤滑油が熱による
加水分解を起こし、酸とアルコールが生成される。そし
て、この酸によってスラッジが発生し、キャピラリーチ
ューブが詰まる問題が発生すると共に、潤滑特性も劣化
する。更に、冷凍効果も低下するため装置効率が悪化す
る問題もあった。
比の高い冷媒を用いた場合、高段側圧縮手段が吸い込む
低段側圧縮手段のガス冷媒温度が高くなるため、吸気効
率が低下し、さらに入力が高くなってしまう問題があ
る。また、高段側圧縮手段の吐出ガス冷媒温度も高くな
るため、潤滑油としてエステル油（例えばＰＯＥ：ポリ
オールエステル）を用いた場合には、潤滑油が熱による
加水分解を起こし、酸とアルコールが生成される。そし
て、この酸によってスラッジが発生し、キャピラリーチ
ューブが詰まる問題が発生すると共に、潤滑特性も劣化
する。更に、冷凍効果も低下するため装置効率が悪化す
る問題もあった。
【０００５】このため、低段側圧縮手段で圧縮後の吐出
ガス冷媒を冷却して、高段側圧縮手段が吸い込むガス冷
媒温度を低下させ、高段側圧縮手段の吐出ガス冷媒温度
を低く抑える構成が提案されている。この種の従来の多
段圧縮冷凍装置として、例えば図５に示すように、低段
側圧縮手段及び高段側圧縮手段からなる多段圧縮機51
1、凝縮器512、第１減圧手段513、中間冷却器514、第２
減圧手段415及び蒸発器516とを有し、凝縮器512から出
た冷媒を分流して一方の冷媒を第１減圧手段513に導入
し、他方の冷媒を中間冷却器514及び第２減圧手段415か
ら蒸発器516に夫々流し、中間冷却器514において、前記
他方の冷媒を第１減圧手段513から出た一方の冷媒と熱
交換させると共に、蒸発器516から出た冷媒を低段側圧
縮手段に吸い込ませ、中間冷却器514での熱交換後の一
方の冷媒を低段側圧縮手段から吐出された冷媒に混ぜて
高段側圧縮手段に吸い込ませるように構成されている。
ガス冷媒を冷却して、高段側圧縮手段が吸い込むガス冷
媒温度を低下させ、高段側圧縮手段の吐出ガス冷媒温度
を低く抑える構成が提案されている。この種の従来の多
段圧縮冷凍装置として、例えば図５に示すように、低段
側圧縮手段及び高段側圧縮手段からなる多段圧縮機51
1、凝縮器512、第１減圧手段513、中間冷却器514、第２
減圧手段415及び蒸発器516とを有し、凝縮器512から出
た冷媒を分流して一方の冷媒を第１減圧手段513に導入
し、他方の冷媒を中間冷却器514及び第２減圧手段415か
ら蒸発器516に夫々流し、中間冷却器514において、前記
他方の冷媒を第１減圧手段513から出た一方の冷媒と熱
交換させると共に、蒸発器516から出た冷媒を低段側圧
縮手段に吸い込ませ、中間冷却器514での熱交換後の一
方の冷媒を低段側圧縮手段から吐出された冷媒に混ぜて
高段側圧縮手段に吸い込ませるように構成されている。
【０００６】そして、この多段圧縮冷凍装置の冷凍サイ
クルの冷媒は、図６の実線で示すＰ−ｈ線図に示すよう
に状態変化することになる。図に示すように、従来装置
では、第１減圧手段513から出た一方の冷媒と、第２減
圧手段415に流入する冷媒とを中間冷却器514で熱交換さ
せ、第２減圧手段415に流入する冷媒を冷却して図５に
示すエンタルピーδＨ0分減少させている。これによ
り、蒸発器516でのエンタルピー差を大きくとることが
できる。
クルの冷媒は、図６の実線で示すＰ−ｈ線図に示すよう
に状態変化することになる。図に示すように、従来装置
では、第１減圧手段513から出た一方の冷媒と、第２減
圧手段415に流入する冷媒とを中間冷却器514で熱交換さ
せ、第２減圧手段415に流入する冷媒を冷却して図５に
示すエンタルピーδＨ0分減少させている。これによ
り、蒸発器516でのエンタルピー差を大きくとることが
できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来、圧縮機511の停
止後に凝縮器512にある高温の冷媒が第２減圧手段415を
介して蒸発器516に流れ込み、蒸発器516内に多量の冷媒
が滞溜する事態を招いていた。そして、蒸発器516内に
多量の冷媒が滞溜している場合には、蒸発器516内に比
較的高温の多量の液冷媒が存在していることとなり、圧
縮機511を再起動後に、蒸発器516内の液冷媒が全て蒸発
し、所定の蒸発温度まで低下した定常状態に至るまでか
なりの時間を要することとなり、冷凍装置の効率を低下
させていた。
止後に凝縮器512にある高温の冷媒が第２減圧手段415を
介して蒸発器516に流れ込み、蒸発器516内に多量の冷媒
が滞溜する事態を招いていた。そして、蒸発器516内に
多量の冷媒が滞溜している場合には、蒸発器516内に比
較的高温の多量の液冷媒が存在していることとなり、圧
縮機511を再起動後に、蒸発器516内の液冷媒が全て蒸発
し、所定の蒸発温度まで低下した定常状態に至るまでか
なりの時間を要することとなり、冷凍装置の効率を低下
させていた。
【０００８】この対策として、一方の弁が冷媒の逆流に
応じて全閉状態となり、その弁と開閉状態が連動する他
方の弁からなる一体弁を、蒸発器516の冷媒流入側及び
吐出側に設け、圧縮機511の停止後、蒸発器516の冷媒吐
出側に設けた一方の弁が圧縮機511からの冷媒の逆流に
応じて全閉状態となり、それに応じて他方の弁も全閉状
態となるようにして、蒸発器516内への第２減圧手段415
側からの高温液冷媒の流入を防止する方策が考えられ
る。
応じて全閉状態となり、その弁と開閉状態が連動する他
方の弁からなる一体弁を、蒸発器516の冷媒流入側及び
吐出側に設け、圧縮機511の停止後、蒸発器516の冷媒吐
出側に設けた一方の弁が圧縮機511からの冷媒の逆流に
応じて全閉状態となり、それに応じて他方の弁も全閉状
態となるようにして、蒸発器516内への第２減圧手段415
側からの高温液冷媒の流入を防止する方策が考えられ
る。
【０００９】しかしながら、上述したように圧縮機511
として低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段からなる多段
圧縮機を用いた場合には、圧縮機511の停止後に圧縮機5
11の吐出側の冷媒ガスが圧縮機511を経由して蒸発器511
側へ逆流し、上述の一体弁を動作させるのに、数分程度
の時間が経過してしまい、その間に蒸発器516内に第２
減圧手段415を介して高温の液冷媒が滞溜してしまって
いた。これは、圧縮機511の吐出側の冷媒ガスが低段側
圧縮手段及び高段側圧縮手段を通過するのに時間を要し
てしまうためであり、特に多段圧縮では経路が長いため
顕著であった。
として低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段からなる多段
圧縮機を用いた場合には、圧縮機511の停止後に圧縮機5
11の吐出側の冷媒ガスが圧縮機511を経由して蒸発器511
側へ逆流し、上述の一体弁を動作させるのに、数分程度
の時間が経過してしまい、その間に蒸発器516内に第２
減圧手段415を介して高温の液冷媒が滞溜してしまって
いた。これは、圧縮機511の吐出側の冷媒ガスが低段側
圧縮手段及び高段側圧縮手段を通過するのに時間を要し
てしまうためであり、特に多段圧縮では経路が長いため
顕著であった。
【００１０】また、上記した従来装置の起動開始初期に
は、中間冷却器514の熱交換部の配管等が保有する顕熱
の影響により、中間冷却器514によって第２減圧手段415
に流入する冷媒が充分に冷却されずに、図６の点線で示
したように、定常時のエンタルピーδＨ0分の過冷却を
行うことができなかった。そのため、起動開始初期には
蒸発器516でのエンタルピー差を大きくとることができ
ないという問題があった。
は、中間冷却器514の熱交換部の配管等が保有する顕熱
の影響により、中間冷却器514によって第２減圧手段415
に流入する冷媒が充分に冷却されずに、図６の点線で示
したように、定常時のエンタルピーδＨ0分の過冷却を
行うことができなかった。そのため、起動開始初期には
蒸発器516でのエンタルピー差を大きくとることができ
ないという問題があった。
【００１１】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あって、多段圧縮機の停止時に蒸発器内に液冷媒が滞留
しないようにさせると共に、冷凍装置の起動初期におけ
る蒸発器516でのエンタルピー差を大きくして冷凍効果
を増大させた多段圧縮冷凍装置を提供することを目的と
する。
あって、多段圧縮機の停止時に蒸発器内に液冷媒が滞留
しないようにさせると共に、冷凍装置の起動初期におけ
る蒸発器516でのエンタルピー差を大きくして冷凍効果
を増大させた多段圧縮冷凍装置を提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、低段側圧縮手
段及び高段側圧縮手段からなる圧縮機、凝縮器、第１減
圧手段、中間冷却器、第２減圧手段及び蒸発器とを有
し、前記凝縮器から出た冷媒を分流して一方の冷媒を第
１減圧手段に、他方の冷媒を前記中間冷却器及び第２減
圧手段から前記蒸発器に夫々流し、該中間冷却器におい
て、前記第１減圧手段から出た一方の冷媒と熱交換させ
ると共に、前記蒸発器から出た冷媒を前記低段側圧縮手
段に吸い込ませ、前記中間冷却器との熱交換後の前記一
方の冷媒を低段側圧縮手段から吐出された冷媒と共に高
段側圧縮手段に吸い込ませるように構成した多段圧縮冷
凍装置において、前記低段側圧縮手段の冷媒流入側に設
けられ、前記蒸発器側への所定量の冷媒の逆流に応じて
全閉状態となる第１弁機構と、前記蒸発器の冷媒流入側
に設けられ、前記第１弁機構の開閉動作に連動して開閉
される第２弁機構とを備え、前記圧縮機を停止する場合
に、該圧縮機を一定時間逆回転させた後、停止させるこ
とを特徴とする。或いは、前記高段側圧縮手段の冷媒吐
出側と前記第１弁機構の圧縮機側との間を接続したバイ
パス流路と、該パイバス流路途中に設けられた電磁弁
と、該電磁弁の開閉を制御する制御手段とを備え、前記
電磁弁は前記圧縮機の起動及び停止に連動して開閉制御
され、該圧縮機の停止時に開放状態となることを特徴と
する。
段及び高段側圧縮手段からなる圧縮機、凝縮器、第１減
圧手段、中間冷却器、第２減圧手段及び蒸発器とを有
し、前記凝縮器から出た冷媒を分流して一方の冷媒を第
１減圧手段に、他方の冷媒を前記中間冷却器及び第２減
圧手段から前記蒸発器に夫々流し、該中間冷却器におい
て、前記第１減圧手段から出た一方の冷媒と熱交換させ
ると共に、前記蒸発器から出た冷媒を前記低段側圧縮手
段に吸い込ませ、前記中間冷却器との熱交換後の前記一
方の冷媒を低段側圧縮手段から吐出された冷媒と共に高
段側圧縮手段に吸い込ませるように構成した多段圧縮冷
凍装置において、前記低段側圧縮手段の冷媒流入側に設
けられ、前記蒸発器側への所定量の冷媒の逆流に応じて
全閉状態となる第１弁機構と、前記蒸発器の冷媒流入側
に設けられ、前記第１弁機構の開閉動作に連動して開閉
される第２弁機構とを備え、前記圧縮機を停止する場合
に、該圧縮機を一定時間逆回転させた後、停止させるこ
とを特徴とする。或いは、前記高段側圧縮手段の冷媒吐
出側と前記第１弁機構の圧縮機側との間を接続したバイ
パス流路と、該パイバス流路途中に設けられた電磁弁
と、該電磁弁の開閉を制御する制御手段とを備え、前記
電磁弁は前記圧縮機の起動及び停止に連動して開閉制御
され、該圧縮機の停止時に開放状態となることを特徴と
する。
【００１３】この構成を用いることにより、圧縮機の停
止後に圧縮機吐出側のガス冷媒を素早く第１弁機構側へ
逆流させることができ、第２減圧手段を介して高温の液
冷媒が蒸発器に流れ込み、蒸発器内に多量の冷媒が滞溜
するのを防止することができる。
止後に圧縮機吐出側のガス冷媒を素早く第１弁機構側へ
逆流させることができ、第２減圧手段を介して高温の液
冷媒が蒸発器に流れ込み、蒸発器内に多量の冷媒が滞溜
するのを防止することができる。
【００１４】具体的には前記圧縮機は、密閉容器の内部
に電動要素と、該電動要素に連結される駆動軸により駆
動される低段圧縮要素及び高段圧縮要素からなる回転圧
縮要素とを配置し、前記低段圧縮要素の吐出側と前記高
段圧縮要素の吸入側とを連通管を介して直列接続した多
段圧縮機構を形成する多段圧縮式ロータリコンプレッサ
である。また、前記第１弁機構及び第２弁機構は、一体
弁で構成されている。
に電動要素と、該電動要素に連結される駆動軸により駆
動される低段圧縮要素及び高段圧縮要素からなる回転圧
縮要素とを配置し、前記低段圧縮要素の吐出側と前記高
段圧縮要素の吸入側とを連通管を介して直列接続した多
段圧縮機構を形成する多段圧縮式ロータリコンプレッサ
である。また、前記第１弁機構及び第２弁機構は、一体
弁で構成されている。
【００１５】そして、前記第２減圧手段はキャピラリー
チューブで構成され、前記第２弁機構は前記キャピラリ
ーチューブの冷媒流入側に設けられている構成としても
良い。この構成を用いることにより、冷蔵庫などのよう
に蒸発器が庫内に配置されるものの場合、配管長が長い
キャピラリーチューブを介して他の構成部品が庫外の同
一個所に配置されているため、一体弁を同一の庫外個所
に取り付けることができ、装置構成の大型化を招く虞れ
がない。
チューブで構成され、前記第２弁機構は前記キャピラリ
ーチューブの冷媒流入側に設けられている構成としても
良い。この構成を用いることにより、冷蔵庫などのよう
に蒸発器が庫内に配置されるものの場合、配管長が長い
キャピラリーチューブを介して他の構成部品が庫外の同
一個所に配置されているため、一体弁を同一の庫外個所
に取り付けることができ、装置構成の大型化を招く虞れ
がない。
【００１６】また、前記中間冷却器に流入する前記他方
の冷媒を減圧する第３減圧手段と、該第３減圧手段に流
入する前記他方の冷媒と、前記蒸発器から吐出された冷
媒とを熱交換させる第２熱交換部を備えた構成としても
良い。この構成を用いることにより、冷凍装置の起動初
期における蒸発器でのエンタルピー差を従来装置に比べ
て大きくすることができる。
の冷媒を減圧する第３減圧手段と、該第３減圧手段に流
入する前記他方の冷媒と、前記蒸発器から吐出された冷
媒とを熱交換させる第２熱交換部を備えた構成としても
良い。この構成を用いることにより、冷凍装置の起動初
期における蒸発器でのエンタルピー差を従来装置に比べ
て大きくすることができる。
【００１７】さらに、前記中間冷却器との熱交換後の前
記一方の冷媒と、前記凝縮器から吐出された冷媒とを熱
交換させる第３熱交換部を備えた構成としても良い。
記一方の冷媒と、前記凝縮器から吐出された冷媒とを熱
交換させる第３熱交換部を備えた構成としても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の多段圧縮冷凍装置
の一実施形態について、以下に示す図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施の形態例を示す多段圧縮
冷凍装置の冷媒回路図、図２は本発明に適用する２段圧
縮式ロータリコンプレッサの要部縦断面図である。
の一実施形態について、以下に示す図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施の形態例を示す多段圧縮
冷凍装置の冷媒回路図、図２は本発明に適用する２段圧
縮式ロータリコンプレッサの要部縦断面図である。
【００１９】先ず、図２において、本発明の多段圧縮手
段としての２段圧縮式ロータリコンプレッサ10は、鋼板
からなる円筒状密閉容器12、この密閉容器12内の上部空
間に配置された電動要素としての駆動電動機14、及び電
動機14の下部空間に配置され、且つこの電動機14に連結
されるクランク軸（駆動軸）16により駆動される圧縮要
素としての回転圧縮機構18を含む。
段としての２段圧縮式ロータリコンプレッサ10は、鋼板
からなる円筒状密閉容器12、この密閉容器12内の上部空
間に配置された電動要素としての駆動電動機14、及び電
動機14の下部空間に配置され、且つこの電動機14に連結
されるクランク軸（駆動軸）16により駆動される圧縮要
素としての回転圧縮機構18を含む。
【００２０】また、密閉容器12は底部をオイル溜とし、
電動機14及び回転圧縮機構18を収容する12Aと、この容
器本体12Aの上部開口を密閉する蓋体12Bとの２部材で構
成され、蓋体12Bには電動機14に外部電力を供給するタ
ーミナル端子（給電配線は省略）20が取り付けてられて
いる。
電動機14及び回転圧縮機構18を収容する12Aと、この容
器本体12Aの上部開口を密閉する蓋体12Bとの２部材で構
成され、蓋体12Bには電動機14に外部電力を供給するタ
ーミナル端子（給電配線は省略）20が取り付けてられて
いる。
【００２１】電動機14は、密閉容器12の上部空間の内周
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配置されたロータ24
とからなる。このロータ24には、その中心を通り鉛直方
向に延びるクランク軸16が一体に設けられている。
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配置されたロータ24
とからなる。このロータ24には、その中心を通り鉛直方
向に延びるクランク軸16が一体に設けられている。
【００２２】ステータ22は、リング状の電磁鋼板を積層
した積層体26と、この積層体26に巻装された複数のコイ
ル28を有している。また、ロータ24もステータ24と同じ
ように電磁鋼板の積層体30で構成されている。本実施の
形態例では、電動機14として交流モータを用いている
が、永久磁石を埋装しＤＣモータとする場合もある。
した積層体26と、この積層体26に巻装された複数のコイ
ル28を有している。また、ロータ24もステータ24と同じ
ように電磁鋼板の積層体30で構成されている。本実施の
形態例では、電動機14として交流モータを用いている
が、永久磁石を埋装しＤＣモータとする場合もある。
【００２３】回転圧縮機構18は、低段側圧縮手段として
の低段圧縮要素32と高段側圧縮手段としての高段圧縮要
素34を含む。すなわち、中間仕切板36と、この中間仕切
板36の上下に設けられた上下シリンダ38，40と、この上
下シリンダ38，40内をクランク軸16に設けた上下偏心部
42，44に連結されて回転する上下ローラ46，48と、この
上下ローラ46，48に当接して上下各シリンダ38，40内を
吸入室（吸入側）と圧縮室（吐出側）に区画する上下ベ
ーン50，52と、上下シリンダ38，40の各開口面を閉塞す
るクランク軸16の各軸受部を兼用する上部支持部材54と
下部支持部材56とで構成される。
の低段圧縮要素32と高段側圧縮手段としての高段圧縮要
素34を含む。すなわち、中間仕切板36と、この中間仕切
板36の上下に設けられた上下シリンダ38，40と、この上
下シリンダ38，40内をクランク軸16に設けた上下偏心部
42，44に連結されて回転する上下ローラ46，48と、この
上下ローラ46，48に当接して上下各シリンダ38，40内を
吸入室（吸入側）と圧縮室（吐出側）に区画する上下ベ
ーン50，52と、上下シリンダ38，40の各開口面を閉塞す
るクランク軸16の各軸受部を兼用する上部支持部材54と
下部支持部材56とで構成される。
【００２４】また、上部支持部材54及び下部支持部材56
には、図示しない弁装置を介して上下シリンダ38，40と
適宜連通する吐出消音室58，60が形成されると共に、こ
れらの各吐出消音室等の開口部は上部プレート62と下部
プレート64で閉塞されている。
には、図示しない弁装置を介して上下シリンダ38，40と
適宜連通する吐出消音室58，60が形成されると共に、こ
れらの各吐出消音室等の開口部は上部プレート62と下部
プレート64で閉塞されている。
【００２５】また、上下ベーン50，52は、上下シリンダ
38，40のシリンダ壁に形成された半径方向の案内溝66，
68に摺動可能に配置され、且つスプリング70，72により
上下ローラ46，48に常時当接するように付勢されてい
る。
38，40のシリンダ壁に形成された半径方向の案内溝66，
68に摺動可能に配置され、且つスプリング70，72により
上下ローラ46，48に常時当接するように付勢されてい
る。
【００２６】そして、下シリンダ40では１段目（低段
側）の圧縮作用が行われ、上シリンダ38では下シリンダ
40で圧縮された冷媒ガスを更に圧縮する２段目（高段
側）の圧縮作用が行われる。
側）の圧縮作用が行われ、上シリンダ38では下シリンダ
40で圧縮された冷媒ガスを更に圧縮する２段目（高段
側）の圧縮作用が行われる。
【００２７】そして、上述の回転圧縮機構18を構成する
上部支持部材54、上シリンダ38、中間仕切板36、下シリ
ンダ40及び下部支持部材56は、この順に配置され上部プ
レート62及び下部プレート64と共に複数本の取付ボルト
74を用いて連結固定させれている。
上部支持部材54、上シリンダ38、中間仕切板36、下シリ
ンダ40及び下部支持部材56は、この順に配置され上部プ
レート62及び下部プレート64と共に複数本の取付ボルト
74を用いて連結固定させれている。
【００２８】また、クランク軸16には軸中心にストレー
トのオイル孔76とこの孔76に横方向の給油孔78，80を介
して連なる螺旋状給油溝82，84を外周面に形成して、軸
受け及び各摺動部にオイルを供給するようにしている。
トのオイル孔76とこの孔76に横方向の給油孔78，80を介
して連なる螺旋状給油溝82，84を外周面に形成して、軸
受け及び各摺動部にオイルを供給するようにしている。
【００２９】この実施形態例では、冷媒としてR134aを
使用し、また、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、ＰＡＧオイ
ル（ポリアルキレングリコール系オイル）、エーテル
油、エステル油等既存のオイルが使用している。
使用し、また、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、ＰＡＧオイ
ル（ポリアルキレングリコール系オイル）、エーテル
油、エステル油等既存のオイルが使用している。
【００３０】上述の回転圧縮機構18の低段圧縮要素32で
は、吸入側冷媒圧力が0.08ＭＰａであり、吐出側冷媒圧
力が0.63ＭＰａである。そして、高段圧縮要素34では、
吸入側冷媒圧力が0.63ＭＰａであり、吐出側冷媒圧力が
1.17ＭＰａである。
は、吸入側冷媒圧力が0.08ＭＰａであり、吐出側冷媒圧
力が0.63ＭＰａである。そして、高段圧縮要素34では、
吸入側冷媒圧力が0.63ＭＰａであり、吐出側冷媒圧力が
1.17ＭＰａである。
【００３１】また、上下シリンダ38，40には、冷媒を導
入する上下冷媒吸込通路（図示せず）と、圧縮された冷
媒を吐出消音室58，60を経由して吐出する冷媒吐出通路
86とが設けられている。そして、この各冷媒吸込通路と
冷媒吐出通路86には、密閉容器12に固定される接続管9
0，92，94を介して冷媒配管98，100，102が接続され
る。また、冷媒配管100および102の間には、気液分離器
として作用するサクションマフラー106が接続されてい
る。
入する上下冷媒吸込通路（図示せず）と、圧縮された冷
媒を吐出消音室58，60を経由して吐出する冷媒吐出通路
86とが設けられている。そして、この各冷媒吸込通路と
冷媒吐出通路86には、密閉容器12に固定される接続管9
0，92，94を介して冷媒配管98，100，102が接続され
る。また、冷媒配管100および102の間には、気液分離器
として作用するサクションマフラー106が接続されてい
る。
【００３２】このサクションマフラー106には、コンプ
レッサ10の外部に設けられ、後述するように第３熱交換
部（図示せず）から出た冷媒を冷媒配管201を介して合
流させている。
レッサ10の外部に設けられ、後述するように第３熱交換
部（図示せず）から出た冷媒を冷媒配管201を介して合
流させている。
【００３３】さらに、上部プレート62には上部支持部材
54の吐出消音室58と、密閉容器12の内部空間とを連通状
態とする吐出管108が設けられており、２段目（高段圧
縮要素34）の圧縮冷媒ガスを密閉容器12内に直接吐出
し、密閉容器12を内部高圧にした後、密閉容器12上部の
蓋体12Bに固定される接続管96及び冷媒配管104を介して
外部の凝縮器（図示せず）に送出され、後述する冷媒回
路を順次経由して、冷媒配管98、接続管90及び上シリン
ダ38の上冷媒吸込通路を通じて再び低段圧縮要素32に戻
り、蒸気圧縮式冷凍サイクルを実現している。
54の吐出消音室58と、密閉容器12の内部空間とを連通状
態とする吐出管108が設けられており、２段目（高段圧
縮要素34）の圧縮冷媒ガスを密閉容器12内に直接吐出
し、密閉容器12を内部高圧にした後、密閉容器12上部の
蓋体12Bに固定される接続管96及び冷媒配管104を介して
外部の凝縮器（図示せず）に送出され、後述する冷媒回
路を順次経由して、冷媒配管98、接続管90及び上シリン
ダ38の上冷媒吸込通路を通じて再び低段圧縮要素32に戻
り、蒸気圧縮式冷凍サイクルを実現している。
【００３４】また、低段圧縮要素32における構成部品相
互の嵌合クリアランスを、高段圧縮要素34における構成
部品相互の嵌合クリアランスよりも小さく設定してい
る。具体的には、低段圧縮要素32における構成部品相互
の嵌合クリアランスを１０μｍに、高段圧縮要素34にお
ける構成部品相互の嵌合クリアランスを２０μｍに設定
している。これにより、密閉容器12内の高圧ガスが圧力
差の大きい低段圧縮要素32へリーク侵入するのを低減で
き、体積効率及び圧縮効率を向上させることができる。
互の嵌合クリアランスを、高段圧縮要素34における構成
部品相互の嵌合クリアランスよりも小さく設定してい
る。具体的には、低段圧縮要素32における構成部品相互
の嵌合クリアランスを１０μｍに、高段圧縮要素34にお
ける構成部品相互の嵌合クリアランスを２０μｍに設定
している。これにより、密閉容器12内の高圧ガスが圧力
差の大きい低段圧縮要素32へリーク侵入するのを低減で
き、体積効率及び圧縮効率を向上させることができる。
【００３５】次に、上記した２段圧縮式ロータリコンプ
レッサ10を用いた本発明の多段圧縮冷凍装置について、
図１の冷媒回路を参照して説明する。
レッサ10を用いた本発明の多段圧縮冷凍装置について、
図１の冷媒回路を参照して説明する。
【００３６】図１において、１は凝縮器であり、上記２
段圧縮式ロータリコンプレッサ10から吐出された高圧冷
媒が冷媒配管104を介して流入している。この凝縮器１
にて凝縮され冷媒配管110を流れる冷媒を後述の第３熱
交換部２と熱交換させた後、この冷媒配管110が二方に
分岐されている。
段圧縮式ロータリコンプレッサ10から吐出された高圧冷
媒が冷媒配管104を介して流入している。この凝縮器１
にて凝縮され冷媒配管110を流れる冷媒を後述の第３熱
交換部２と熱交換させた後、この冷媒配管110が二方に
分岐されている。
【００３７】３は、分岐された一方の分岐配管112を流
れる冷媒を減圧させる第１減圧手段としての第１膨張弁
である。
れる冷媒を減圧させる第１減圧手段としての第１膨張弁
である。
【００３８】４は、分岐された他方の分岐配管114を流
れる冷媒を減圧させる第３減圧手段としての第２膨張弁
であり、後述の第２熱交換部５において、分岐配管114
を流れる冷媒を蒸発器８の吐出冷媒と熱交換させた後、
第２膨張弁４に流入させている。
れる冷媒を減圧させる第３減圧手段としての第２膨張弁
であり、後述の第２熱交換部５において、分岐配管114
を流れる冷媒を蒸発器８の吐出冷媒と熱交換させた後、
第２膨張弁４に流入させている。
【００３９】６は、第２膨張弁４の吐出側に接続されて
いる中間冷却器であり、第１膨張弁３にて減圧された冷
媒と熱交換させている。そして、中間冷却器６との熱交
換後の前記一方の冷媒は、第３熱交換部２に流入し、凝
縮器１から吐出された冷媒と熱交換している。
いる中間冷却器であり、第１膨張弁３にて減圧された冷
媒と熱交換させている。そして、中間冷却器６との熱交
換後の前記一方の冷媒は、第３熱交換部２に流入し、凝
縮器１から吐出された冷媒と熱交換している。
【００４０】中間冷却器６は、第２膨張弁４の吐出冷媒
を一時貯溜して気液分離した後、液冷媒のみを第２減圧
手段としてのキャピラリーチューブ７に供給する貯溜容
器（図示せず）で構成されている。
を一時貯溜して気液分離した後、液冷媒のみを第２減圧
手段としてのキャピラリーチューブ７に供給する貯溜容
器（図示せず）で構成されている。
【００４１】このため、第２熱交換部５、第３熱交換部
２及び第２膨張弁４によって低温となった前記他方の冷
媒が中間冷却器６に流入し、容器内に一時貯溜されて気
液分離された後、液冷媒のみがキャピラリーチューブ７
に供給されることになる。従って、外気温度の変化など
による外乱の影響に関係なく、キャピラリーチューブ７
に液冷媒のみを供給することができ、キャピラリーチュ
ーブ７において、流入冷媒が減圧され過ぎてしまうと共
に、圧損が増加してしまい所期の性能及び蒸発温度が得
られない、という事態になるのを防止することができ
る。
２及び第２膨張弁４によって低温となった前記他方の冷
媒が中間冷却器６に流入し、容器内に一時貯溜されて気
液分離された後、液冷媒のみがキャピラリーチューブ７
に供給されることになる。従って、外気温度の変化など
による外乱の影響に関係なく、キャピラリーチューブ７
に液冷媒のみを供給することができ、キャピラリーチュ
ーブ７において、流入冷媒が減圧され過ぎてしまうと共
に、圧損が増加してしまい所期の性能及び蒸発温度が得
られない、という事態になるのを防止することができ
る。
【００４２】そして、第２熱交換部５及び第３熱交換部
２は、内管の内部を流れる冷媒と、該内管を囲繞する外
管の内部を流れる冷媒とが熱交換する二重管構造となっ
ており、熱交換効率向上のために、低温側の冷媒を内管
内部に、高温側の冷媒を外管内部に夫々流し、その流れ
方向が逆となる対向流になるように構成されている。
２は、内管の内部を流れる冷媒と、該内管を囲繞する外
管の内部を流れる冷媒とが熱交換する二重管構造となっ
ており、熱交換効率向上のために、低温側の冷媒を内管
内部に、高温側の冷媒を外管内部に夫々流し、その流れ
方向が逆となる対向流になるように構成されている。
【００４３】このように、第２熱交換部５及び第３熱交
換部を、外乱の影響を受けやすいが、熱交換効率の高い
二重管構造とすることにより、キャピラリーチューブ７
に冷媒を供給する中間冷却器６以外の熱交換部分におい
て、過冷却度を大きくとることが可能になる。
換部を、外乱の影響を受けやすいが、熱交換効率の高い
二重管構造とすることにより、キャピラリーチューブ７
に冷媒を供給する中間冷却器６以外の熱交換部分におい
て、過冷却度を大きくとることが可能になる。
【００４４】第３熱交換部２を吐出した冷媒は、冷媒配
管201を介して上述のサクションマフラー106に流入し、
冷媒配管100を介してサクションマフラー106に流入する
低段圧縮要素32からの吐出冷媒と合流させている。
管201を介して上述のサクションマフラー106に流入し、
冷媒配管100を介してサクションマフラー106に流入する
低段圧縮要素32からの吐出冷媒と合流させている。
【００４５】サクションマフラー106から吐出されるガ
ス冷媒は、冷媒配管102を経由して高段圧縮要素34に吸
い込ませている。
ス冷媒は、冷媒配管102を経由して高段圧縮要素34に吸
い込ませている。
【００４６】また、キャピラリチューブ７からの吐出冷
媒は蒸発器８に供給され、冷媒を蒸発させ外部と熱交換
させている。蒸発器８の吐出側には上記第２熱交換部５
が設けられており、冷媒配管114を流れる分流冷媒と熱
交換した後、その熱交換後の冷媒が冷媒配管98を経由し
てコンプレッサ10の低段圧縮要素32の接続管90に供給さ
れている。
媒は蒸発器８に供給され、冷媒を蒸発させ外部と熱交換
させている。蒸発器８の吐出側には上記第２熱交換部５
が設けられており、冷媒配管114を流れる分流冷媒と熱
交換した後、その熱交換後の冷媒が冷媒配管98を経由し
てコンプレッサ10の低段圧縮要素32の接続管90に供給さ
れている。
【００４７】そして、冷媒配管98の途中には、コンプレ
ッサ10から蒸発器８側への冷媒が所定量以上逆流するこ
とによって全閉状態となる第１弁機構11Aが設けられ、
キャピラリーチューブ７の冷媒流入側の冷媒配管途中に
は第１弁機構11Aの開閉動作に連動して開閉される第２
弁機構11Bが設けられており、第１弁機構11A及び第２弁
機構11Bは一体弁で構成されている。そして、この第１
弁機構11Aは、コンプレッサ10の回転開始に伴い、コン
プレッサ10側の圧力が蒸発器８側の圧力に比べ小さくな
ることにより、蒸発器８からコンプレッサ10側へ冷媒が
流れ出して全閉状態から全開状態になる。
ッサ10から蒸発器８側への冷媒が所定量以上逆流するこ
とによって全閉状態となる第１弁機構11Aが設けられ、
キャピラリーチューブ７の冷媒流入側の冷媒配管途中に
は第１弁機構11Aの開閉動作に連動して開閉される第２
弁機構11Bが設けられており、第１弁機構11A及び第２弁
機構11Bは一体弁で構成されている。そして、この第１
弁機構11Aは、コンプレッサ10の回転開始に伴い、コン
プレッサ10側の圧力が蒸発器８側の圧力に比べ小さくな
ることにより、蒸発器８からコンプレッサ10側へ冷媒が
流れ出して全閉状態から全開状態になる。
【００４８】さらに、上記コンプレッサ10は、停止する
場合にコンプレッサ10を一定時間定常運転時とは逆の回
転をさせた後、停止するように制御されている。これに
より、第１弁機構11A及び第２弁機構11Bは、定常運転時
には全開状態となっているが、上記コンプレッサ10の逆
回転により、コンプレッサ10から蒸発器８側へ冷媒が所
定量以上逆流して、第１弁機構11A及び第２弁機構11Bが
全閉状態になる。そして、コンプレッサ10の起動時に
は、コンプレッサ10を通常回転させ、冷媒が蒸発器８か
らコンプレッサ10に流れ出すことにより、第１弁機構11
A及び第２弁機構11Bが全開状態になる。
場合にコンプレッサ10を一定時間定常運転時とは逆の回
転をさせた後、停止するように制御されている。これに
より、第１弁機構11A及び第２弁機構11Bは、定常運転時
には全開状態となっているが、上記コンプレッサ10の逆
回転により、コンプレッサ10から蒸発器８側へ冷媒が所
定量以上逆流して、第１弁機構11A及び第２弁機構11Bが
全閉状態になる。そして、コンプレッサ10の起動時に
は、コンプレッサ10を通常回転させ、冷媒が蒸発器８か
らコンプレッサ10に流れ出すことにより、第１弁機構11
A及び第２弁機構11Bが全開状態になる。
【００４９】この結果、コンプレッサ10の停止後にコン
プレッサ10の冷媒吐出側のガス冷媒を素早く第１弁機構
11A側へ逆流させることができ、キャピラリーチューブ
７を介して高温の液冷媒が蒸発器８に流れ込み、蒸発器
８内に多量の冷媒が滞溜するのを防止することができ
る。
プレッサ10の冷媒吐出側のガス冷媒を素早く第１弁機構
11A側へ逆流させることができ、キャピラリーチューブ
７を介して高温の液冷媒が蒸発器８に流れ込み、蒸発器
８内に多量の冷媒が滞溜するのを防止することができ
る。
【００５０】以上によって、本発明の多段圧縮冷凍装置
の冷凍サイクルが構成されている。
の冷凍サイクルが構成されている。
【００５１】ここで、上記中間冷却器６、第２熱交換部
５及び第３熱交換部２では、周囲から熱を奪うことによ
って冷却作用を発揮しており、各熱交換部を夫々第１過
冷却部、第２過冷却部、第３過冷却部と以下称する。
５及び第３熱交換部２では、周囲から熱を奪うことによ
って冷却作用を発揮しており、各熱交換部を夫々第１過
冷却部、第２過冷却部、第３過冷却部と以下称する。
【００５２】また、上記説明において、第２過冷却部５
において冷却された冷媒を第２膨張弁４を経由して第１
過冷却部６において熱交換させる構成にしているのは、
実験の結果、過冷却を分散させて行わせる際、一度過冷
却を行った後の冷媒を膨張させた後に、過冷却を行わせ
ることによりその際の熱交換効率が良くなることが確認
できたためである。
において冷却された冷媒を第２膨張弁４を経由して第１
過冷却部６において熱交換させる構成にしているのは、
実験の結果、過冷却を分散させて行わせる際、一度過冷
却を行った後の冷媒を膨張させた後に、過冷却を行わせ
ることによりその際の熱交換効率が良くなることが確認
できたためである。
【００５３】次に、上記冷凍サイクルにおける冷媒の状
態について、図３に示すＰ−ｈ線図に基づき説明する。
尚、図において装置定常期の冷媒状態を実線で、装置起
動初期における冷媒状態を点線で示している。
態について、図３に示すＰ−ｈ線図に基づき説明する。
尚、図において装置定常期の冷媒状態を実線で、装置起
動初期における冷媒状態を点線で示している。
【００５４】図３において、Ａ点はコンプレッサ10の高
段圧縮要素34からの吐出冷媒の状態を示しており、凝縮
器１にて凝縮されてＢ点まで状態変化する。その後、冷
媒は第３過冷却部２での熱交換により冷却されてＣ点に
至る。
段圧縮要素34からの吐出冷媒の状態を示しており、凝縮
器１にて凝縮されてＢ点まで状態変化する。その後、冷
媒は第３過冷却部２での熱交換により冷却されてＣ点に
至る。
【００５５】そして、Ｃ点の冷媒は分流されて、一方の
分流した冷媒が第１膨張弁３にて減圧されてＤ点まで圧
力低下した後、第１過冷却部６に流入している。
分流した冷媒が第１膨張弁３にて減圧されてＤ点まで圧
力低下した後、第１過冷却部６に流入している。
【００５６】また、Ｃ点の冷媒の分流された他方の冷媒
は、第２過冷却部５において蒸発器８の吐出冷媒との熱
交換により冷却されてＨ点に至り、第２膨張弁４にて減
圧されてＩ点まで圧力低下する。第１過冷却部６におい
て、Ｉ点の冷媒が第１膨張弁３にて減圧されたＤ点の冷
媒と熱交換してＪ点に状態変化すると共に、Ｄ点の冷媒
が第１過冷却部６の出口においてＥ点まで状態変化す
る。この際、外気温度の変化等による外乱が発生し、Ｉ
点の冷媒が不安定な状態（気液２相状態）であったとし
ても、第１過冷却部６において気液分離して、Ｊ点の冷
媒を確実に液冷媒にした安定な状態でキャピラリーチュ
ーブ７に供給されることになる。
は、第２過冷却部５において蒸発器８の吐出冷媒との熱
交換により冷却されてＨ点に至り、第２膨張弁４にて減
圧されてＩ点まで圧力低下する。第１過冷却部６におい
て、Ｉ点の冷媒が第１膨張弁３にて減圧されたＤ点の冷
媒と熱交換してＪ点に状態変化すると共に、Ｄ点の冷媒
が第１過冷却部６の出口においてＥ点まで状態変化す
る。この際、外気温度の変化等による外乱が発生し、Ｉ
点の冷媒が不安定な状態（気液２相状態）であったとし
ても、第１過冷却部６において気液分離して、Ｊ点の冷
媒を確実に液冷媒にした安定な状態でキャピラリーチュ
ーブ７に供給されることになる。
【００５７】Ｆ点は、第３過冷却部２における凝縮器１
から出たＢ点の冷媒との熱交換により、第３過冷却部２
の吐出冷媒の状態を示している。
から出たＢ点の冷媒との熱交換により、第３過冷却部２
の吐出冷媒の状態を示している。
【００５８】また、Ｊ点の冷媒はキャピラリーチューブ
７にて減圧され、Ｋ点まで圧力低下した後、蒸発器８に
流入する。
７にて減圧され、Ｋ点まで圧力低下した後、蒸発器８に
流入する。
【００５９】そして、蒸発器８にて蒸発した冷媒（Ｌ
点）が第２過冷却部５における熱交換により、第２過冷
却部５の出口でＭ点まで状態変化した後、コンプレッサ
10の低段圧縮要素32に流入している。
点）が第２過冷却部５における熱交換により、第２過冷
却部５の出口でＭ点まで状態変化した後、コンプレッサ
10の低段圧縮要素32に流入している。
【００６０】そして、低段圧縮要素32にて１段目の圧縮
がされ、Ｎ点まで圧力上昇した高温、高圧の吐出冷媒
が、サクションマフラー106において、第３過冷却部２
からの吐出冷媒（Ｆ点）と混ざり、冷媒が冷却されＧ点
まで状態変化する。その温度低下させたＧ点の冷媒をコ
ンプレッサ10の高段圧縮要素34に吸入させて、２段目の
圧縮させ（Ａ点）、凝縮器１に吐出している。
がされ、Ｎ点まで圧力上昇した高温、高圧の吐出冷媒
が、サクションマフラー106において、第３過冷却部２
からの吐出冷媒（Ｆ点）と混ざり、冷媒が冷却されＧ点
まで状態変化する。その温度低下させたＧ点の冷媒をコ
ンプレッサ10の高段圧縮要素34に吸入させて、２段目の
圧縮させ（Ａ点）、凝縮器１に吐出している。
【００６１】このように、第３過冷却部２において凝縮
器１からの吐出冷媒の過冷却を行わせると共に、キャピ
ラリーチューブ７及び蒸発器８に流れる他方の冷媒をさ
らに第１過冷却部６及び第２過冷却部５において過冷却
することができる。
器１からの吐出冷媒の過冷却を行わせると共に、キャピ
ラリーチューブ７及び蒸発器８に流れる他方の冷媒をさ
らに第１過冷却部６及び第２過冷却部５において過冷却
することができる。
【００６２】また、過冷却部を分散させることにより、
各過冷却部の保有する顕熱の熱容量を小さくすることが
でき、装置起動初期（図３点線）においても従来に比べ
過冷却を行うことができ、蒸発器８でのエンタルピー差
（δＨ）を大きくとることができる。
各過冷却部の保有する顕熱の熱容量を小さくすることが
でき、装置起動初期（図３点線）においても従来に比べ
過冷却を行うことができ、蒸発器８でのエンタルピー差
（δＨ）を大きくとることができる。
【００６３】特に、第１過冷却部６に加えて、蒸発器８
出口の低温冷媒と熱交換する第２過冷却部５を設けるこ
とにより、装置の起動開始後の短時間でキャピラリーチ
ューブ７及び蒸発器８に流れる他方の冷媒の過冷却を充
分に行うことができる。
出口の低温冷媒と熱交換する第２過冷却部５を設けるこ
とにより、装置の起動開始後の短時間でキャピラリーチ
ューブ７及び蒸発器８に流れる他方の冷媒の過冷却を充
分に行うことができる。
【００６４】次に、上記実施の形態とは別の第２実施の
形態について説明する。図４に、本発明の他実施の形態
例を示す多段圧縮冷凍装置の冷媒回路図を示す。尚、上
記した第１実施形態と同一の構成個所については、同一
符号を付し説明は省略する。
形態について説明する。図４に、本発明の他実施の形態
例を示す多段圧縮冷凍装置の冷媒回路図を示す。尚、上
記した第１実施形態と同一の構成個所については、同一
符号を付し説明は省略する。
【００６５】ここで、上記第１の実施形態と異なるとこ
ろは、コンプレッサ10の冷媒流入側と冷媒吐出側をバイ
パスするバイパス流路400と、そのバイパス流路400の途
中に設けられた電磁弁410と、コンプレッサ10の起動及
び停止に連動して電磁弁410の開閉を制御する制御手段4
20とが設けられている点である。
ろは、コンプレッサ10の冷媒流入側と冷媒吐出側をバイ
パスするバイパス流路400と、そのバイパス流路400の途
中に設けられた電磁弁410と、コンプレッサ10の起動及
び停止に連動して電磁弁410の開閉を制御する制御手段4
20とが設けられている点である。
【００６６】電磁弁410は、制御手段420からの指令に基
づいてコンプレッサ10の起動後は全閉状態とされ、コン
プレッサ10停止時に開放状態とされる。
づいてコンプレッサ10の起動後は全閉状態とされ、コン
プレッサ10停止時に開放状態とされる。
【００６７】これにより、上記第１実施の形態と同様
に、コンプレッサ10の停止後、コンプレッサ10の冷媒吐
出側のガス冷媒を素早く第１弁機構11A側へ逆流させる
ことができ、第１弁機構11A及び第２弁機構11Bを全閉状
態として、キャピラリーチューブ７を介して高温の液冷
媒が蒸発器８に流れ込むのを防止することができる。
尚、制御手段420として、コンプレッサ10から直接、起
動及び停止信号電磁弁410に送出する構成としても構わ
ない。
に、コンプレッサ10の停止後、コンプレッサ10の冷媒吐
出側のガス冷媒を素早く第１弁機構11A側へ逆流させる
ことができ、第１弁機構11A及び第２弁機構11Bを全閉状
態として、キャピラリーチューブ７を介して高温の液冷
媒が蒸発器８に流れ込むのを防止することができる。
尚、制御手段420として、コンプレッサ10から直接、起
動及び停止信号電磁弁410に送出する構成としても構わ
ない。
【００６８】また、斯かる構成の多段圧縮冷凍装置にお
ける冷凍サイクルにおける冷媒の状態について、上記し
た第１実施の形態と同じであるので、その説明は省略す
る。
ける冷凍サイクルにおける冷媒の状態について、上記し
た第１実施の形態と同じであるので、その説明は省略す
る。
【００６９】尚、上記実施の形態の説明は、本発明を説
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではな
い。又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、
特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可
能であることは勿論である。
明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発
明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではな
い。又、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、
特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可
能であることは勿論である。
【００７０】例えば、上記実施の形態例では、多段圧縮
手段として内部高圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサ
10を用いた場合について説明したが、これに限らず、密
閉容器12内部を低段圧縮要素32の吸入側冷媒圧力と略同
等にした内部低圧型、若しくは密閉容器12内部を低段圧
縮要素32の吐出側冷媒圧力と略同等にした内部中間圧型
にも本発明は適用可能である。
手段として内部高圧型２段圧縮式ロータリコンプレッサ
10を用いた場合について説明したが、これに限らず、密
閉容器12内部を低段圧縮要素32の吸入側冷媒圧力と略同
等にした内部低圧型、若しくは密閉容器12内部を低段圧
縮要素32の吐出側冷媒圧力と略同等にした内部中間圧型
にも本発明は適用可能である。
【００７１】また、第１過冷却部、第２過冷却部及び第
３過冷却部を有する構成について説明したが、これに限
らず、単一の中間冷却器にて過冷却を行う上記従来装置
（図４）にも、本発明は適用可能である。
３過冷却部を有する構成について説明したが、これに限
らず、単一の中間冷却器にて過冷却を行う上記従来装置
（図４）にも、本発明は適用可能である。
【００７２】さらに、上記実施の形態例では、使用冷媒
としてＲ１３４ａを用いる場合について説明したが、こ
れに限らず他の冷媒、例えばＲ４０４Ａなどの用いても
同様の効果を期待し得る。
としてＲ１３４ａを用いる場合について説明したが、こ
れに限らず他の冷媒、例えばＲ４０４Ａなどの用いても
同様の効果を期待し得る。
【００７３】
【発明の効果】以上述べたとおり本発明によれば、圧縮
機の停止後に圧縮機吐出側のガス冷媒を素早く第１弁機
構側へ逆流させることができ、第２減圧手段を介して高
温の液冷媒が蒸発器に流れ込み、蒸発器内に多量の冷媒
が滞溜するのを防止することができる。
機の停止後に圧縮機吐出側のガス冷媒を素早く第１弁機
構側へ逆流させることができ、第２減圧手段を介して高
温の液冷媒が蒸発器に流れ込み、蒸発器内に多量の冷媒
が滞溜するのを防止することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態である多段圧縮冷凍装
置の冷媒回路図である。
置の冷媒回路図である。
【図２】本発明に適用する２段圧縮式ロータリコンプレ
ッサの要部縦断面図である。
ッサの要部縦断面図である。
【図３】本発明の多段圧縮冷凍装置のＰ−ｈ線図であ
る。
る。
【図４】本発明の第２の実施形態である多段圧縮冷凍装
置の冷媒回路図である。
置の冷媒回路図である。
【図５】従来の多段圧縮冷凍装置の冷媒回路図である。
【図６】従来の多段圧縮冷凍装置のＰ−ｈ線図である。
１ 凝縮器 ２ 第３中間冷却器 ３ 第１膨張弁（第１減圧手段） ４ 第２膨張弁（第３減圧手段） ５ 第２中間冷却器 ６ 中間冷却器 ７ キャピラリーチューブ（第２減圧手段） ８ 蒸発器 ９ 逆止弁（一方向弁） 10 ２段圧縮式ロータリコンプレッサ 11A 第１弁機構 11B 第２弁機構 12 円筒状密閉容器 14 駆動電動機（電動要素） 16 クランク軸 18 回転圧縮機構（回転圧縮要素） 32 低段圧縮要素（低段側圧縮手段） 34 高段圧縮要素（高段側圧縮手段） 400 バイパス流路 410 電磁弁 420 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 貴志 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 (56)参考文献 特開 平５−203268（ＪＰ，Ａ) 特公 平８−30617（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F25B 1/10 F25B 1/00
Claims (7)
- 【請求項１】 低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段から
なる圧縮機、凝縮器、第１減圧手段、中間冷却器、第２
減圧手段及び蒸発器とを有し、前記凝縮器から出た冷媒
を分流して一方の冷媒を第１減圧手段に、他方の冷媒を
前記中間冷却器及び第２減圧手段から前記蒸発器に夫々
流し、該中間冷却器において、前記第１減圧手段から出
た一方の冷媒と熱交換させると共に、前記蒸発器から出
た冷媒を前記低段側圧縮手段に吸い込ませ、前記中間冷
却器との熱交換後の前記一方の冷媒を低段側圧縮手段か
ら吐出された冷媒と共に高段側圧縮手段に吸い込ませる
ように構成した多段圧縮冷凍装置において、 前記低段側圧縮手段の冷媒流入側に設けられ、前記蒸発
器側への所定量の冷媒の逆流に応じて全閉状態となる第
１弁機構と、前記蒸発器の冷媒流入側に設けられ、前記
第１弁機構の開閉動作に連動して開閉される第２弁機構
とを備え、 前記圧縮機を停止する場合に、該圧縮機を一定時間逆回
転させた後、停止させることを特徴とする多段圧縮冷凍
装置。 - 【請求項２】 低段側圧縮手段及び高段側圧縮手段から
なる圧縮機、凝縮器、第１減圧手段、中間冷却器、第２
減圧手段及び蒸発器とを有し、前記凝縮器から出た冷媒
を分流して一方の冷媒を第１減圧手段に、他方の冷媒を
前記中間冷却器及び第２減圧手段から前記蒸発器に夫々
流し、該中間冷却器において、前記第１減圧手段から出
た一方の冷媒と熱交換させると共に、前記蒸発器から出
た冷媒を前記低段側圧縮手段に吸い込ませ、前記中間冷
却器との熱交換後の前記一方の冷媒を低段側圧縮手段か
ら吐出された冷媒と共に高段側圧縮手段に吸い込ませる
ように構成した多段圧縮冷凍装置において、 前記低段側圧縮手段の冷媒流入側に設けられ、前記蒸発
器側への所定量の冷媒の逆流に応じて全閉状態となる第
１弁機構と、前記蒸発器の冷媒流入側に設けられ、前記
第１弁機構の開閉動作に連動して開閉される第２弁機構
と、前記高段側圧縮手段の冷媒吐出側と前記第１弁機構
の圧縮機側との間を接続したバイパス流路と、該パイバ
ス流路途中に設けられた電磁弁と、該電磁弁の開閉を制
御する制御手段とを備え、 前記電磁弁は前記圧縮機の起動及び停止に連動して開閉
制御され、該圧縮機の停止時に開放状態となることを特
徴とする多段圧縮冷凍装置。 - 【請求項３】 前記圧縮機は、密閉容器の内部に電動要
素と、該電動要素に連結される駆動軸により駆動される
低段圧縮要素及び高段圧縮要素からなる回転圧縮要素と
を配置し、前記低段圧縮要素の吐出側と前記高段圧縮要
素の吸入側とを連通管を介して直列接続した多段圧縮機
構を形成する多段圧縮式ロータリコンプレッサであるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の多段圧縮冷凍装
置。 - 【請求項４】 前記第１弁機構及び第２弁機構は、一体
弁で構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の
いずれかに記載の多段圧縮冷凍装置。 - 【請求項５】 前記第２減圧手段はキャピラリーチュー
ブで構成され、前記第２弁機構は前記キャピラリーチュ
ーブの冷媒流入側に設けられていることを特徴とする請
求項４に記載の多段圧縮冷凍装置。 - 【請求項６】 前記中間冷却器に流入する前記他方の冷
媒を減圧する第３減圧手段と、該第３減圧手段に流入す
る前記他方の冷媒と、前記蒸発器から吐出された冷媒と
を熱交換させる第２熱交換部を備えていることを特徴と
する請求項１乃至５のいずれかに記載の多段圧縮冷凍装
置。 - 【請求項７】 前記中間冷却器との熱交換後の前記一方
の冷媒と、前記凝縮器から吐出された冷媒とを熱交換さ
せる第３熱交換部を備えていることを特徴とする請求項
６記載の多段圧縮冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30712399A JP3357865B2 (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 多段圧縮冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30712399A JP3357865B2 (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 多段圧縮冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001124422A JP2001124422A (ja) | 2001-05-11 |
| JP3357865B2 true JP3357865B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=17965319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30712399A Expired - Fee Related JP3357865B2 (ja) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | 多段圧縮冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3357865B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| JP7025227B2 (ja) * | 2018-01-25 | 2022-02-24 | コベルコ・コンプレッサ株式会社 | 冷凍装置 |
-
1999
- 1999-10-28 JP JP30712399A patent/JP3357865B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001124422A (ja) | 2001-05-11 |
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