JPH0192598A - ガス・コンプレッサ - Google Patents

ガス・コンプレッサ

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JPH0192598A
JPH0192598A JP63194319A JP19431988A JPH0192598A JP H0192598 A JPH0192598 A JP H0192598A JP 63194319 A JP63194319 A JP 63194319A JP 19431988 A JP19431988 A JP 19431988A JP H0192598 A JPH0192598 A JP H0192598A
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JP
Japan
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compressor
gas
chamber
heat exchanger
electric motor
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Application number
JP63194319A
Other languages
English (en)
Inventor
Alan S Miller
アラン シンクレア ミラー
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Rotocold Ltd
Original Assignee
Rotocold Ltd
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Publication date
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    • 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
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/045Heating; Cooling; Heat insulation of the electric motor in hermetic 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
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/006Cooling of compressor or motor
    • F25B31/008Cooling of compressor or motor by injecting a liquid

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ガス・コンプレッサに係わる。さらに詳細に
は、冷凍機用閉鎖式ガス気化凝循環式ハーメチックまた
はセミ・ハーメチック型電動コンプレッサ・ユニットに
係わる。さらに、4枚以上の可動翼を有するマルチ・セ
ル型ロータリ・ベーン・コンプレッサに係わる。
(従来の技術、発明が解決しようとする問題点)電動機
が圧力容器中に封入されているハーメチックまたはセミ
・ハーメチック型電動コンプレッサ・ユニットにおける
公知の電動機冷却の方法では。
ガスをエバポレータから循環させて、コンプレッサ入口
に達する前に電動機本体上を通過するようになっている
。この電動機は、ガスに熱を奪われ、次いでこのガスは
著しく過熱される。この方法には2つの欠点がある。先
ず第1に、ガスの比容積が増し、その結果、吐出される
ガス重量が減少する。次に、入口温度が高くなるため、
コンプレッサからの排出ガス温度が著しく高くなり、そ
の結果コンプレッサの運転パラメータを制約しなければ
機械の臨界限度にまで達するようになり、応用分野が減
少することになる。
最近、地球周囲のオゾン層に及ぼすある種のハロゲン含
有ガスの影響について懸念されるようになってきた。多
数の一般用冷凍機の使用が近い将来規制の枠で制約を受
けるようになるものと思われる。現在使用されている中
で最も安全な冷媒の1つはR−22として知られている
ものである。公知のコンプレッサでは、この冷媒は、あ
る条件−−例えば極めて高い雰囲気温度−一では使用で
きない欠点を有しているので、その代りに余り好ましく
ない冷媒を使わねばならないことがある。
冷凍システム中のハーメチック型電動機のまわりに冷却
コイルを巻き付け、液体冷媒をこの電動機上に通して電
動機を冷却し、この冷凍システムの低圧側に気体が発生
するように供給することは、米国特許第3.192,4
10号公報により公知である。
また、米国特許第4,049,410号公報(Mill
er)は、電動機とこのシステム内を循環する冷媒ガス
とを直接接触させないで、電動機を冷却する手段を包含
するマルチセル型ロータリ・ベーン・コンプレッサを開
示している。
(問題点を解決するための手段) 本発明の1つの目的は、電動機、特に可変速度型電動機
と、コンプレッサの掃気容量を低下させずに電動機を冷
却する手段を包含するマルチセル型ロータリ・ベーン式
ガス・コンプレッサを提供することである。また、広範
な温度・圧力範囲の条件下で、R−22のような冷媒を
使用できるコンブレッサを提供することも、もう1つの
目的である。
本発明の1つの特徴としては、コンプレッサと駆動用の
電動機を包含し、このコンプレッサが、ロータを格納し
たチャンバーと、このチャンバーにガスを引き込むため
チャンバーの側壁に設けた入口およびこのガスを排出す
るための出口と、電動機のまわりに位置し、液体冷媒が
その上を通過して冷凍システム中に排出されるように配
設した熱交換機とを包含し、このコンプレッサが少なく
とも4枚の翼(vane)を有し、この翼がロータの回
転の際入口ポートおよびこの入口ポートから放射方向に
間隔を置いて配設した出口ポートとの間でそれぞれ減圧
および圧縮チャンバーを構成し、−部がガス化した液体
冷凍ガスを入口ポートと出口ポートの間の位置でコンプ
レッサの減圧チャンバーに供給して、減圧下でガスを合
流させることを特徴とするロータリ・コンプレッサを提
供することにある。
好ましくは、この液体冷媒は自動計量弁により調節され
た速度で加圧下に熱交換機に入れるようにするか、入る
ことになっている。
この熱交換機の出口は、入口ポートと出口ポートの間に
配設されたコンプレッサの圧縮チャンバーのポートに係
合されていて、ガスがこのポートから入口セルに再び入
り込むのを防ぐようになっている。この熱交換機に入る
とき、液体冷媒は、計量弁を通る際の圧力損失によって
生じる著しい圧力低下を受けるように配設されている。
発生したガスは圧縮行程のほぼ中間段階でコンプレッサ
に引き込まれ、ここでエバポレータからの主循環ガスと
混合されてこの行程を終了する。
電動機冷却用の熱交換機は多数の異なった形式のものが
ある。1つの好ましい形式は電動機の固定子の外面に固
定された板状の熱交換体で、端部が抵抗溶接され、表面
がローラ点溶接またはローラ接着された2枚の板ででき
ている。これらの板は強固に固着されていて、油圧で膨
張してビロー効果を生じ5その結果内部流路を形成する
ようになっている。この他の形式のものとしては、電動
機固定子のまわりを強固に取り巻いている簡単なコイル
巻きのもので、1本以上の螢状金属でそこに締め付けら
れている。
本発明のもう1つの特徴としては、コンプレッサから排
出されるガス温度を低下させ、その結果ガスと共に循環
する油の温度をも低下させるような手段を提供すること
である。
本発明のさらに別の特徴としては、広範囲の雰囲気温度
で閉鎖領域の温度を低下させる方法で、この方法では、
コンプレッサを包含する回路中を冷媒を通過させ、冷媒
としてはいわゆるR−22で、コンプレッサとそれを駆
動する電動機よりなり。
このコンプレッサがロータを格納するチャンバーと、こ
のチャンバーの側壁にあってチャンバーにガスを引き込
む入口とガス排出用の出口と、電動機のまわりに在り、
液体冷媒がその上を通って冷凍システム中に排出される
ように配設された熱交換機と、少なくとも4枚の翼を有
し、ロータの回転時に入口ポートおよびこの入口ポート
から放射方向に隔離された出口ポートとの間にそれぞれ
減圧と圧縮チャンバーを構成するコンプレッサよりなる
ロータリ・コンプレッサ中を通過させて、−部が気化し
た液体冷媒ガスをコンプレッサの減圧チャンバーの入口
ポートと出口ポートの間に供給して減圧下でガスを合流
させるようにしたことを特徴とするものを提供すること
である。
到達するガス温度が低いために冷媒R−22が極めて広
範囲な条件下で使用できることもこのコンプレッサの1
つの特徴である。
本発明を十分に理解するために、以下に添付図面を参照
しながら実施例について説明する。
(実施例) 先ず第1図と第2図を参照すると、本発明の装置は液体
貯槽(1)を包含し、その回路中にエバポレータ(2)
、コンプレッサ(3)および凝縮器(4)がある。
このコンプレッサ(3)は、4枚以上の、放射方向に間
隔をおいた、それ用のスロット中を移動する翼(7) 
を有するロータ(6)を格納したハウジング(5)を包
含する。このコンプレッサ(3)はエバボレータ(2)
からガス人口(8)を介してガスを引き込み、排気出口
(9)を介してこのガスを凝縮器(4)に排出し、次い
でここからガスを貯槽(1)に送り込み、ロータが回転
すると翼(7)はチャンバー即ちセルを構成してガスを
格納し、このガスは入口ポート(8)から出口ポート(
9)に進むにつれて減圧次いで圧縮の連続行程に連続し
て送られる。
ハウジング(5)は、ロータ(6)を駆動する電動機(
11)を格納する圧力容器(10)の頂部に装着されて
いる。板状の熱交換体(12)が電動機固定子(13)
の外面に溶接されている。この熱交換体は相互に溶接さ
れた数枚の板でできていて、冷媒がこの熱交換体中を向
流配列で循環するように配設されている。1つの膨脹弁
(14)が冷媒の流入を調節し、その流出側には膨脹弁
ファイアル(15)がある。エバポレータ(2)の入口
側にはエバポレータ膨張弁(16)があり、膨脹弁ファ
イアル(17)がこの膨脹弁を調節している。電動機(
11)の外端には換気扇(18)があって、容器(10
)中のガスを熱交換体(12)上へ移行させる。入口ポ
ート(8) と排気出口(9)の中間にも1つのポート
(19)がある。
運転時、コンプレッサはエバポレータ(2)からガスを
引き込む。このガスはハウジング(5)中で翼(7)に
よって構成されるセル中で圧縮/膨張行程により、ロー
タ(6)によって圧縮され、出口(9)を経て凝縮器(
4)に排出され、この後貯槽(1)に戻る。さらに液体
冷媒は貯槽(1)から弁(14)を経て圧力容器(10
)に引き込まれ、さらに熱交換機へ送られて電動機(1
1)を冷却する。この液体冷媒は加温された電動機上を
通過する時一部が気化され、生じた液体/ガス混合物は
ポート(19)よりハウジング中に引き込まれ、減圧チ
ャンバー中でガスと合流して、減圧中の主ガスとこの液
体/ガス混合物が一緒になって圧縮を受ける。こうして
、電動機はコンプレッサの効率を低下させずに十分に冷
却される。
第3図の圧力・エンタルピー関係図を参照することによ
り、熱力学的行程が最も良く理解できる。
E−Aは、恒温下における気化行程である。A−Bは、
圧縮前のガス過熱行程である。B−Cは。
ガス圧縮行程である。C−Dは、脱退熱、凝縮および液
体の半冷却行程である。D−Eは、恒エントロピー下に
おける圧力低下行程である0本発明に基づく電動機冷却
回路を導入した結果、実際の圧縮行程時にある程度のガ
ス脱過熱が行なわれ、これによって生じた熱力学的効果
が圧縮@B−01で示されていて、点線B−Cで示され
た公知のコンプレッサによる圧縮線と比較してより低い
ガス温度の得られることが明瞭となった。
(発明の効果) ハーメチックおよびセミ・ハーメチック型コンプレッサ
用の電動機冷却に関する公知のシステムと比較した本発
明の利点は、コンプレッサの吐出能力に低減のないこと
、排出ガスと油温度の著しい低下が達せられ広い応用分
野と広帯域の操作パラメータが得られること、およびハ
ーメチックまたはセミ・ハーメチック型電動コンプレッ
サが広範囲の速度で運転でき、電子式速度調節も達成さ
れ、電動機冷却が運転速度と全く無関係に実施できるこ
とである。
本発明は、開示された実施例に限定されるものではなく
、圧力容器はコンプレッサは勿論、電動機を含んでいて
もよく、また装置は水平に配設してもよく、コンプレッ
サは多翼式ロータ型のどんなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明に基づく装置の部分断面概略図である
。 第2図は、本発明に基づく装置の回路図である。 第3図は、圧力・エンタルピー間の関係図である。 添付図面において、 1・・・液体貯槽、    2・・・エバポレータ、3
・・・コンプレッサ、 4・・・凝縮器、5・・・チャ
ンバー、   6・・・ロータ、7・・・翼(wane
 )、  8・・・入口ポート、9・・・出口ポート、
  1ト・・圧力容器、11・・・電動機、    1
2・・・熱交換機、13・・・固定子、    14・
・・膨脹弁、15.17・・・膨脹弁ファイアル、 l6・・・エバポレータ膨張弁、 18・・・換気扇、19・・・中間のポート。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)コンプレッサとそれを駆動する電動機(11)を
    包含し、このコンプレッサが、ロータ(6)を格納した
    チャンバー(5)と、このチャンバー(5)の側壁にあ
    って、チャンバーにガスを引き込むための入口ポート(
    8)およびこのガスを排出するための出口ポート(9)
    と、前記電動機のまわりに位置し、液体冷媒がその上を
    通って冷凍システムに排出されるように配設された熱交
    換機(12)とを包含するロータリ・コンプレッサにお
    いて、前記コンプレッサが少なくとも4枚の翼(7)を
    有し、この翼がロータ(6)の回転する時に入口ポート
    (8)とこの入口ポート(8)から放射方向に間隔を置
    いた出口ポート(9)との間にそれぞれ減圧及び圧縮チ
    ャンバーを構成し、一部ガス化した前記液体冷媒ガスが
    前記入口ポート(8)と出口ポート(9)の間の、コン
    プレッサの減圧チャンバーに供給され、減圧下でガスを
    合流させることを特徴とするロータリ・コンプレッサ。
  2. (2)特許請求の範囲第1項に記載のコンプレッサにお
    いて、計量弁(14)があって、前記液体冷媒の前記熱
    交換機(12)への流入を調節するようになっているこ
    とを特徴とするコンプレッサ。
  3. (3)特許請求の範囲第1項または第2項に記載のコン
    プレッサにおいて、前記熱交換機(12)が板状熱交換
    体であって、端部が抵抗溶接され表面が接着された2枚
    の板よりなり、油圧で膨脹して内部流路を形成し、さら
    にこの熱交換機(12)が前記電動機(11)の固定子
    (13)の外面に固着されていることを特徴とするコン
    プレッサ。
  4. (4)特許請求の範囲第1項または第2項に記載のコン
    プレッサにおいて、前記熱交換機(12)が前記電動機
    (11)の固定子(13)のまわりを取り巻くコイルで
    あることを特徴とするコンプレッサ。
  5. (5)特許請求の範囲第1項から第4項のいずれか1項
    に記載のコンプレッサにおいて、前記コンプレッサがセ
    ミ・ハーメチックまたはハーメチック型であることを特
    徴とするコンプレッサ。
  6. (6)特許請求の範囲第1項から第5項のいずれか1項
    に記載のコンプレッサにおいて、前記電動機(11)が
    可変速度調節器を包含することを特徴とするコンプレッ
    サ。
  7. (7)特許請求の範囲第1項から第6項のいずれか1項
    に記載のコンプレッサにおいて、油が冷媒ガスと一緒に
    循環するようになっていることを特徴とするコンプレッ
    サ。
  8. (8)広範囲の雰囲気温度下で閉鎖空間の温度を低下さ
    せる方法において、この方法が、コンプレッサを包含す
    る回路中を冷媒ガスを循環させる方法よりなり、前記冷
    媒ガスがいわゆるR−22であり、コンプレッサとその
    駆動用電動機(11)よりなり、このコンプレッサがロ
    ータ(6)を格納したチャンバー(5)と、このチャン
    バーの側壁にあってチャンバーに引き込むガス用の入口
    ポート(8)及びこのガスを排出するための出口ポート
    (9)と、前記電動機(11)のまわりに位置し、前記
    液体冷媒がその上を通って冷凍システム中に排出される
    ように配設された熱交換機(12)と、さらに、少なく
    とも4枚の翼(7)を有し、この翼がロータ(6)の回
    転時に前記入口ポート(8)とこの入口ポートから放射
    方向に間隔を置いた出口ポート(9)の間にそれぞれ減
    圧及び圧縮チャンバーを構成するコンプレッサを包含し
    、一部気化した液体冷媒ガスが前記入口ポート(8)と
    出口ポート(9)の間の、前記コンプレッサの減圧チャ
    ンバーに供給され、減圧下でガスを合流させるようにな
    っていることを特徴とする温度低下方法。
JP63194319A 1987-08-03 1988-08-03 ガス・コンプレッサ Pending JPH0192598A (ja)

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GB878718314A GB8718314D0 (en) 1987-08-03 1987-08-03 Gas compressor
GB87.18314 1987-08-03

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ID=10621723

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