JPH03260391A - 密閉型ロータリー圧縮機 - Google Patents

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（よ　冷凍装置等の循環冷媒を低段側圧縮機構と
高段側圧縮機構で圧縮する密閉型ロータリー圧縮機に関
すも 従来の技術 従来　低温冷凍装置や高温ヒートポンプのように冷凍サ
イクルの蒸発圧力と凝縮圧力との比（圧縮比）が大きい
場合には　圧縮機の吐出温度上昇の防止、および圧縮機
効率を向上させるために従来の１段の圧縮機を２台直列
に設けた２段圧縮装置が使用されていも　この場合、低
段側圧縮機の吐出ガスは高圧の液冷媒や中間圧の二相冷
媒と直撹　あるいは間接的に熱交換して冷却された微高
段側圧縮機に吸引され　そこで高圧まで圧紘吐出されも
　こうすることによって高段側圧縮機の吸入ガス温度を
低下させてその吐出温度上昇を防止するものであム　ま
た　低段偲　高段側圧縮機での圧縮比を適当に設定する
ことによって各段の圧縮機効率の良い条件で運転するこ
とができ、縫合的にみて冷凍サイクル効率が向上するも
のであも −ｘ　〜台の圧縮機で二段圧縮できる圧縮機も考えられ
ており、たとえば特公昭５３−９４１０号公報記載の密
閉型ロータリー二段圧縮機１よ　密閉シェル内に低段側
と高段側圧縮機構が備わり、低段側の吸入豫　吐出機　
高段側の吐出管が密閉シェル外に　高段側の吸入管が密
閉シェル内に開放しており、密閉シェル内を中間圧にし
た状態で一つのモータで二段圧縮運転することが可能で
あも　これを冷凍サイクルに使用した場合には　低段側
圧縮機構で吐出した冷媒は密閉シェル外に一旦出て、高
圧の液冷媒や中間圧の二相冷媒と直払あるいは間接的に
熱交換して冷却された徴　密閉シェル内に入り高段側圧
縮機構に吸引されて高圧まで圧縮され　密閉シェル外に
吐出され　二台の圧縮機を用いた場合と同様な二段圧縮
の効果を出すことができも 発明が解決しようとする課題 しかしなが板　上記のような従来例でζよ　低段で吸入
されて圧縮吐出されるガスを高段に吸入させム　いわゆ
る直列の圧縮機ａ戊のみであっ九そのた数　たとえば高
温ヒートポンプに用いた場合に１よ　負荷側が高温とな
っている高圧縮比運転の場合には適していたちのＱ　運
転開始時のように比較的低圧縮比で高能力が必要な場合
においてば　モータの回転数を可変して加熱能力を増大
させていたた吹　その上限がモータ回転数で制約され　
大幅な増大はできなかつあ　また　これを二台の圧縮機
を用いた二段圧縮機の場合にはさらに装置が大きくなっ
たり、あるいは圧縮機オイルの低段倶鳴　高段側への分
配のために　オイル分離器やオイル戻しなども必要とな
っていｔも本発明は　簡単な構成で二段圧縮を実現でき
、しかも高能力が必要な場合にも十分対応できる密閉型
ロータリー圧縮機を提供するものであん課題を解決する
ための手段 本発明の密閉型ロータリー圧縮機は　密閉シェル内に低
段側圧縮機構と高段側圧縮機構を設Ｃす、低段吸入管、
低段吐出機　高段吸入管それぞれ前記密閉シェル外に開
ロレ　高段吐出管を密閉シェル内に開口するとともに　
密閉シェル内と密閉シェル外とを吐出配管で接続したこ
とを特徴とするものであム　また本発明は低段吐出管に
三方弁を設（す、高段吐出管と低段吐出管とを連通可能
にしさらＩ、−高段吸入管に三方弁を設け、低段吸入管
と高段吸入管とを連通可能にしたことを特徴とするもの
であも 作用 本発明は上記した構成により、高圧縮比運転時に圧縮機
の効率が有利になる２段圧縮運転（低段側と高段側を直
列接続する運転）と高能力時に有利な１段圧縮運転（低
段側と高段側を並列に接続する運転）を二つの三方弁を
切り替える操作のみで実現することができも　また　両
運転時ともに密閉シェル内を高段側の吐出圧九　すなわ
ち最も高い圧力とすることができ、密閉シェル内の潤滑
オイルが低比　高段両方の圧縮機構にスムーズに補給さ
れも 実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明すも 第１図は本発明の一実施例であり、本発明の密閉型ロー
タリー圧縮機を用いて冷凍サイクルを構成した場合を示
している。第１図において１は密閉型ロータリー圧縮ａ
　２はほぼ円筒形をなす密閉シェル、　３は密閉シェル
２の上部に取り付けられたモータで３ａはその固定子、
３ｂはその回転子、　３ｃはその回転軸であり密閉シェ
ル２の中心軸上にほぼ一致して設けられでいる。４およ
び５は密閉シェル２の下部に取り付１すられた低段側圧
縮機構および高段側圧縮機構であり、４ａ、５ａはそれ
ぞれ前記モータ３の回転軸３ｃに一体的にかつ偏心して
設けたローターｍ４ｂ、５ｂはそれぞれ前記ローター軸
４ａ、５ａに装着したピストン、　４ｃ、５ｃはそれぞ
れのベーン、　６，７゜８はそれぞれ上　中　下軸受、
　９．　ｌＯは上　下シリンダーであり、中軸受７、下
軸受８、下シリンダ−１０によって低段側圧縮機構４の
ガス吸入室　圧縮室を、上軸受６、中軸受７、および上
シリンダ−９によって高段側圧縮機構５のガス吸入塞　
圧縮室をそれぞれ構成していも　さらに４ｄは低段側圧
縮機構４の吸入管（以後低段吸入管）、４ｅは低段側圧
縮機構４の吐出管（以後低段吐出管）、　５ｄは高段側
圧縮機構５の吸入管（以後高段吸入管）であり、それぞ
れ密閉シェル２の外部に導出してい４５ｅは高段側圧縮
機構５の吐出管（以後高段吐出管）で、密閉シェル２内
に開口して連通していも　まＬｌ工は凝縮器で人口は密
閉シェル２に設けた吐出配管１２と接続されその出口は
分岐され　一方は中間熱交換器１３を通って主絞り装置
１４、さらに蒸発器１５を通って低段吸入管４ｄに接続
されていも　また　もう一方は副絞り装置１６を介して
中間熱交換器１３に接続されてい＆１７．１８は三方弁
であり三方弁】７は低段吐出管４ｅと中間熱交換器１３
を接続する配管上に設けられ　低段吐出管４ｅと吐出配
管１２または低段吐出管４ｅと中間熱交換器１３を切り
替えて接続できるようになっていもまた　三方弁１７と
吐出配管１２の間には三方弁１７から吐出配管１２への
み流れる逆止弁１９が設けられていも　、また　三方弁
１８は高段吸入管５ｄと中間熱交換器１３を接続する配
管上に設けられ　高段吸入管５ｄと中間熱交換器１３ま
たは高段吸入管５ｄと低段吸入管４ｄを切り替えて接続
できるようになっていも　中間熱交換器１３へは三方弁
１７を出た配管と副絞り装置１６を出た配管が接続され
ており、凝縮器１１を出て主絞り装置１４に接続される
配管とここで間接的に熱交換されて眞　三方弁１８へ流
出する配管構成になっており、いわゆる２段圧縮１段膨
張のサイクルを威していも このような構成において、その運転方法について説明す
も まず、凝縮器１１の圧力と蒸発器１５の圧力との比が大
きい高圧縮比の場合には　三方弁１７゜１８を図に示し
た方向に設定し直列２段圧縮運転を行う。この場念　低
段吸入管４ｄより吸入したガスは低段側圧縮機構４で凝
縮器１１と蒸発器１５の間の中間圧力まで圧縮されて低
段吐出管４ｅより密閉シェル２の外に出て三方弁１７を
介して中間熱交換器１３に流入すも　ここで副絞り装置
１６より出た気液二相冷媒（後述）と合流して吐出ガス
は冷却され　三方弁１８を介して高段吸入管５ｄに吸入
されも　高段側圧縮機構５では中間圧力から高圧まで圧
縮され　高段吐出管５ｅより密閉シェル２内に吐出され
モータ３の間隙を通過しなからモータ３を冷却し吐出配
管１２より吐出される。このガスは凝縮器１１で液化し
　一部は中間熱交換器１３へ高圧のまま流入し　残りは
先述のように副絞り装置１６で中間圧まで絞られて気液
二相の状態で中間熱交換器１３に流入し　直接流入した
高圧の液冷媒を間接的に冷却すると同時に　低段吐出ガ
スを直接冷却すん　冷却された高圧の液冷媒は主絞り装
置１４で低圧まで絞られ蒸発器１５で吸熱気化し　再び
低段吸入管４ｄに吸入されも このようにして直列２段圧縮が行われ　特に高圧縮比の
場合に低比　高段それぞれの圧縮機構の断熱効率が１段
で圧縮する場合に比較して大きく向上し　高圧液冷媒の
エンタルピ減少の効果も含まれて効率の高い冷凍サイク
ルが実現できも　また　本発明の構成では密閉シェル２
内を凝縮器ｌｌの圧力（高圧）にすることができるので
、低段側圧縮機構４は言うまでもなく、高段側圧縮機構
５においてもピストン５ａとベーン５ｃの間などの金属
接触部に密閉シェル２内の潤滑オイルがスムーズに補給
され　焼き付きなどの問題は起こらなｕＸ３ 一方　たとえば冷凍サイクルの運転開始時のようにあま
り圧縮比が大きくなく、むしろ能力を多く必要とする場
合にＧＥＬ　　三方弁１７．１８を図中の矢印の方向に
９０度回転ずん　こうすることにより、低段吸入管４ｄ
と高段吸入管５ｄとが連通し　また低段吐出管４ｅと高
段吐出管５ｅとが連通ずる。したがって、蒸発器１５を
出た冷媒ガスは低段吸入管４ｄと高段吸入管５ｄとに並
列に吸入され　低段側圧縮機構４で圧縮された冷媒は低
段吐出管４ｅ、三方弁１７、逆止弁１９を介して吐出配
管１２に流れも　また　高段側圧縮機構５で圧縮された
冷媒は高段吐出管５ｅより密閉シェル２内に出てモータ
３の間隙を通ってモータ３を冷却しながら吐出配管１２
より流出ム　ここで低段側圧縮機構４より出た冷媒と合
流して凝縮器１１に流入す４Ｎ縮器１１で液化した冷媒
は三方弁１７．１８が中間熱交換器１３の方に対して閉
状態であるため副絞り装置１６の方へは流れず、中間熱
交換器１３を介してすべて主絞り装置１４より蒸発器１
５に流れ　再び低段吸入管４ｄ、高段吸入管５ｄに吸入
されも このようにして１段圧縮を行うことができるので、冷媒
流れからも明らかなように　低段と高段の２つの圧縮機
構で並列に運転でき、圧縮吐出するガス量を多くするこ
とができるので冷凍サイクルの能力を大幅に増大するこ
とができも　またたとえばインバータを用いてモータ３
の回転数を増加させることにより、さらに能力向上でき
ることは明白であも　また　この場合にも密閉シェル２
内を凝縮器１１の圧力（高圧）にすることができるので
、低段側圧縮機構４、高段側圧縮機構５においてピスト
ン４ａ、　５ａとベーン４Ｃ１５Ｃの間などの金属接触
部に密閉シェル２内の潤滑オイルがスムーズに補給され
　焼き付きなどの問題は起こらな鶏 このように三方弁１７．１８を切り替えるという簡単な
操作のみで直列２段圧縮と並列１段圧縮が切り替えられ
　高圧縮比や高能力時などの場合に応じて適切で安全な
運転ができも な耘　三方弁１７から吐出配管１２方向へのみ流れる逆
止弁１９をその間の配管上に設けているので、直列２段
圧縮から並列１段圧縮に切り替える場合に　凝縮器１１
から三方弁１７を通って低段吐出管４ｅに冷媒が逆流す
るのを防止できるので、低段側圧縮機構４の吐出弁（図
示せず）に急激な圧力が加わることなく信頼性が向上す
るものであも 発明の効果 以上の説明より明らかなように　本発明の密閉型ロータ
リー圧縮機は　三方弁を切り替えるという簡単な操作の
みで直列２段圧縮と並列１段圧縮が切り替えられ　高圧
縮比の時の高効率運転や立上り時の高能力運転など、場
合に応じて適切な運転ができ、しかも両運転時において
密閉シェル内を凝縮器圧力にすることができるので圧縮
機構部の潤滑がスムーズに行え　信頼性の高い圧縮機を
実現できも また　低段吐出管に設けた三方弁と前記吐出配管との間
に逆止弁を設けることにより、直列２段圧縮から並列１
段圧縮に切り替える場合に　低段吐出管に冷媒が逆流す
ることがなくなり、低段側圧縮機構の吐出弁に急激な圧
力が加わることなくさらに信頼性が向上すも

【図面の簡単な説明】

第１図は本丸明の一実施例の密閉型ロータリー圧縮機と
それを用いた冷凍サイクルの構成図であも ２・・密閉ジェノｋ　４・・低段側圧縮機構　５・・高
段側圧縮機［４ｄ・・低段吸入管、　４ｅ・・低段吐出
像　５ｄ・・高段吸入像　５ｅ・・高段吐出像　１１・
・凝縮器　１２・・吐出配電　１３・・中間熱交換器　
１４・・主絞り装ｗ、　１５・・蒸発器　１６・・副絞
り装＠１７．１８・・三方弁、　１９・・逆止弁。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧縮機の密閉シェル内に低段側圧縮機構と高段側
   圧縮機構を設け、低段吸入管、低段吐出管、高段吸入管
   をそれぞれ前記密閉シェル外に開口し、また高段吐出管
   を前記密閉シェル内にそれぞれ開口するとともに、前記
   密閉シェル内と前記密閉シェル外とを吐出配管で接続し
   たことを特徴とする密閉型ロータリー圧縮機。
2. （２）請求項１において低段吐出管に三方弁を設け、吐
   出配管と前記低段吐出管とを前記三方弁を介して連通可
   能にし、さらに、高段吸入管に前記三方弁を設け、低段
   吸入管と前記高段吸入管とを前記三方弁を介して連通可
   能にしたことを特徴とする密閉型ロータリー圧縮機。
3. （３）請求項２において低段吐出管に設けた三方弁と吐
   出配管との間に逆止弁を設けたことを特徴とする密閉型
   ロータリー圧縮機。