JPH0683984U - ２段圧縮装置および２段圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低段側にスクロール圧縮要素が設けられてい
る２段圧縮機を用いた圧縮装置においては、低段側の吐
出圧力が上昇した時においても、中央部ラップに差圧が
加わらないようにして強度を保つようにし、高段側にス
クロール圧縮要素が設けられている２段圧縮機を用いた
圧縮装置においては、高段側の吐出圧力が低くても、過
圧縮による動力損失の増大が生じないようにする。 【構成】 高段吸入側と高段吐出側とを、高段吸入圧力
が高段吐出圧力より高い時に開動作する弁を有する回路
で連通した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は２段圧縮装置および２段圧縮機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は本出願人が特願平３−２９１５２２号によって出願した２段圧縮機の縦 断面図である。これは１個の密閉容器内に圧縮機構として、ローリングピストン 型圧縮機構とスクロール型圧縮機構とを設け、一方を低段側、他方を高段側とし て２段圧縮機を構成したものである。図には低段側にローリングピストン型圧縮 機構、高段側にスクロール型圧縮機構を用いた例を示しているが、逆に、低段側 にスクロール型圧縮機構、高段側にローリングピストン型圧縮機構を用いた構成 も可能である。図のＸ−Ｘ線より下側がローリングピストン型圧縮機構の領域、 Ｘ−Ｘ線より上側がスクロール型圧縮機構の領域として区分してあるが、ハウジ ング１および８Ａ、シャフト１２および５Ａはそれぞれ一体のものであり、また モータ１１は両圧縮機構で共通に使われるものである。

【０００３】 図のローリングピストン型圧縮機構部（Ｘ−Ｘ線の下側）において、１は密閉 ハウジング、３は冷媒配管であり、同冷媒配管はアキュムレータ７、吸入管８を 介して密閉ハウジング１内のシリンダ室２０に連通している。９はアキュムレー タ７内における吸入管８の入口部である。

【０００４】 入口部９より吸入管８を介してシリンダ室２０に吸込まれたガス冷媒は圧縮さ れ、吐出キャビティ１３に吐出された後、密閉ハウジング１内の空間部１４に導 き出され、モータ１１の周囲を通過してスクロール型圧縮機の領域へ入る。なお 、１２はクランクシャフト、１５はハウジング１の底部に蓄えられた潤滑油であ る。３０はシリンダ本体で、上部軸受４０、下部軸受４１、及びロータ３１とに よって圧縮空間となるシリンダ室２０が形成される。

【０００５】 図のスクロール型圧縮機構の領域（Ｘ−Ｘ線より上側）において、密閉ハウジ ング８Ａの内部には、スクロール型圧縮機構Ｃが前記モータ１１に回転シャフト ５Ａによって連動直結されている。スクロール型圧縮機構Ｃは、固定スクロール １Ａ、旋回スクロール２Ａ、旋回スクロール２Ａの自転を阻止する自転阻止機構 ３Ａ、固定スクロール１Ａが締結されるフレーム６Ａ、回転シャフト５Ａを支持 する上部軸受７１Ａ及び下部軸受７２Ａ、旋回スクロール２Ａを支持する旋回軸 受７３Ａ及びスラスト軸受７４Ａ等からなっている。

【０００６】 固定スクロール１Ａは端板１１Ａとその内面に立設されたうず巻状ラップ１２ Ａとを備え、この端板１１Ａには吐出ポート１３Ａ及びこれを開閉する吐出弁１ ７Ａが設けられている。旋回スクロール２Ａは端板２１Ａとこの内面に立設され たうず巻状ラップ２２Ａとを備え、この端板２１Ａの外面に立設されたボス２３ Ａ内にドライブブッシュ２５Ａが旋回軸受７３Ａを介して回転自在に嵌装されて いる。このドライブブッシュ２５Ａに穿設された偏心孔内には回転シャフト５Ａ の上端から突出する偏心ピン５３Ａが回転自在に嵌合されている。そして、この 回転シャフト５Ａの上端には旋回スクロール２Ａの動的アンバランスを平衡させ るためのバランスウェイト８４Ａが取り付けられている。固定スクロール１Ａと 旋回スクロール２Ａとを相互に公転旋回半径だけ偏心させ、かつ、１８０度だけ 角度をずらせて噛み合わせることによって複数個の密閉空間２４Ａが形成されて いる。

【０００７】 前述のローリングピストン型圧縮機構から吐出されたガスは、通路８５Ａを通 り吸入通路１５Ａから吸入室１６Ａを経て密閉空間２４Ａ内に吸入される。そし て、旋回スクロール２Ａの密閉空間２４Ａの容積が減少するのに伴って圧縮され ながら中央部に至り、吐出ポート１３Ａから吐出弁１７Ａを押し開いて吐出キャ ビティ１４Ａに入り、更に、吐出管８３Ａを経て外部に吐出される。

【０００８】 図５は上記２段圧縮機を用いた２段圧縮装置の冷凍サイクルの回路図である。 図において、１００は２段圧縮機、２は吐出管、１０１は同吐出管に連る凝縮機 、１０２は同凝縮器に連る膨張弁、１０３は同凝縮器に連る中間冷却器、１０４ は同中間冷却器に連る膨張弁、１０５は同膨張弁１０４に連る蒸発器、３は同蒸 発器に連り、アキュムレータ７に至る冷媒配管、８はアキュムレータ７から２段 圧縮機１００に至る吸入管、１０６は膨張弁１０２と中間冷却器１０３とを経由 し２段圧縮機１００の中間圧室となっているハウジング１の内部に連る冷媒配管 である。

【０００９】 この回路においては、２段圧縮機より吐出されたガスは吐出管２を通り、凝縮 器１０１にて液化されたあと一部の液は膨張弁１０２を通り中間冷却器１０３に て残りの液を過冷却し、冷媒配管１０６を通り２段圧縮機の密閉ハウジング１内 へ戻ると共に、残りの液は中間冷却器１０３にて過冷却度を増した後、膨張弁１ ０４を通り、蒸発器１０５を経て、圧縮機の低段側の低圧部すなわち吸入管３に 戻る。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

上記従来の冷媒回路においては、運転が長期間停止されていた場合には圧力バ ランスし、低段側吸入部圧力と低段側吐出部圧力とが等しくなり、その圧力が比 較的高い場合には、再起動した時、押のけ量は低段側の方が大きく、起動直後に 低段側の吐出圧力が高段側の吐出圧力より高くなる場合がある。この時、次のよ うな不具合が生じる。

【００１１】 （１）低段側にスクロールを設置したものにおいては、密閉ハウジング内の圧 力、すなわち低段側の吐出圧力が極端に上昇すると、スクロールうず巻中央部の ラップに大きな差圧がかかり、ラップ強度の信頼性が問題となる。

【００１２】 （２）高段側にスクロールを設置したものについては、高段側の吸入圧力（す なわちこの圧力は低段側の吐出圧力と等しく、又、密閉ハウジング内の圧力とも 等しい）が高いと、スクロールは設計圧力比まで圧縮を行う為、高段側の吐出圧 力が低くても、過圧縮による動力損失が増大するという問題がある。

【００１３】 本考案は上記従来技術の欠点を解消し、低段側にスクロール圧縮要素が設けら れているものにおいて低段側の吐出圧力が上昇した時においても、中央部ラップ に差圧が加わらないようにして強度を保つようにし、高段側にスクロール圧縮要 素が設けられているものにおいて、高段側の吐出圧力が低くても過圧縮による動 力損失の増大をなくすようにしようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記課題を解決したものであって、次の特徴を有する２段圧縮装置お よび２段圧縮機に関するものである。 （１）２段圧縮装置において、高段吸入側と高段吐出側とを、高段吸入圧力が高 段吐出圧力より高い時に開動作する弁を有する回路で連通したこと。 （２）密閉容器内に一体的に設けられた低段圧縮要素と高段圧縮要素とを備え、 かつ同容器内に中間圧力部と高段吐出圧力部とを仕切る仕切部材が設けてある２ 段圧縮機において、上記仕切部材に中間圧力が高段吐出圧力より高い時に開動作 する弁を設けたこと。

【００１５】

【作用】

高段側吸入圧力すなわち中間圧力が高くなった時、この部分の気体は弁の作用 により高段側圧縮要素をバイパスして高段側吐出部へ抜けるので、中間圧力部の 異常高圧によって生じていた不具合が解消される。

【００１６】

【実施例】

図１は本考案の第１実施例に係る冷媒サイクルの回路図である。図において、 １０７は、中間冷却器１０３から密閉ハウジング１へ戻る冷媒配管１０６と高段 側の吐出管２とを連通する連絡管、１０８は密閉ハウジング１内より吐出管２の 方向へのみ冷媒が流れるようにした逆止弁である。上記以外の部分の構成は従来 技術（図４，図５）と同じであるから説明を省略する。

【００１７】 本実施例では、密閉ハウジング内の圧力が高段側の吐出圧力より高くなると、 密閉ハウジング内と高段側の吐出部とを連通した連絡管を通ってガスが流れるた め、密閉ハウジング内の圧力は高段側の吐出圧力に対して異常に上昇する事はな く、その後連続運転に入ると、低段側の低圧が低下し、自然に低段から高段への ２段圧縮の狙いに沿った圧力になる。この場合連絡管には逆止弁１０８が設けて あるので、高段側の吐出圧力が低段側の吐出圧力（すなわち密閉ハウジング内圧 力）より高くなり、通常運転の圧力関係になった状態でガスの流れはなくなる。

【００１８】 上記実施例の２段圧縮機において、外部からこの２段圧縮機に冷媒を流入させ る吸入管８は、ハウジング壁を貫通した後、ローリングピストン型圧縮機構の内 部に連り、この２段圧縮機から外部へ冷媒を吐出する吐出管２は、スクロール型 圧縮機構の内部から、ハウジング壁を貫通した後、外部へ連るようになっている 。したがってハウジング内はすべて低段側吐出圧力であり、かつ高段側吸入圧力 となっていた。すなわち密閉ハウジング内は中間圧力室となっていた。連絡管１ ０７はこの中間圧力室の圧力と吐出圧力との間を連絡するためのものであった。

【００１９】 しかしながら、２段圧縮機によっては、高段の圧縮要素を低段の圧縮要素と一 体として一つの容器内に収納し、高段の圧縮要素の一側を中間圧、他の側を吐出 圧とするよう仕切壁を設けたものもある。この種のものにおいては、２段圧縮機 の外部に連絡管１０７や、逆止弁１０８を設ける必要はなく、上記の仕切壁上に 連絡孔を設け、その孔に逆止弁１０８によって、前記実施例と同様な効果をもた らすことができる。

【００２０】 図４は本考案の第２実施例に係る２段圧縮機の要部縦断面図である。これは本 出願人が特願平２−１７９０６２号によって出願した圧縮機の要部縦断面図にお いて、中間圧室と高圧（吐出圧）室とを仕切る仕切壁３１に逆止弁１０８を設け る位置を示したものである。

【００２１】 図５は本考案の第３実施例に係る２段圧縮機の要部縦断面図である。これは本 出願人が特願平３−２０３９５号によって出願した圧縮機の要部縦断面図におい て、中間圧室と高圧（吐出圧）室とを仕切るディスチャージカバー３１に逆止弁 １０８を設ける位置を示したものである。

【００２２】 以上のべた３実施例の作用・効果をまとめると次のようになる。こゝで圧力記 号を次のように定義しておく。 Ｐ_s ：低段側の吸入圧力、２段圧縮機の吸入圧力。 Ｐ_m ：低段側の吐出圧力、高段側の吸入圧力、中間圧室の圧力、第１実施例 では密閉ハウジング内の圧力。 Ｐ_d ：高段側の吐出圧力、２段圧縮機の吐出圧力。

【００２３】 長時間の運転停止により、上記３種の圧力が、 （ｉ） Ｐ_s ＝Ｐ_m （Ｐ_d ＞Ｐ_m ） あるいは、 （ii） Ｐ_s ＝Ｐ_m ＝Ｐ_d となった状態で、かつ比較的吸入圧力Ｐ_s が高いという条件で起動すると、低段 側吐出圧力、すなわち中間圧力Ｐ_m が高まり、これが吐出圧力Ｐ_d より上昇して 、Ｐ_m ＞Ｐ_d となってしまうという事がある。通常このまま運転すると、熱的バ ランスによって吸入圧力Ｐ_s が低下し、Ｐ_s ＜Ｐ_m ＜Ｐ_d という２段圧縮機本来 の関係に戻るが、Ｐ_m ＞Ｐ_d となっている状態において、スクロール型圧縮機構 において、ラップ強度の信頼性が低下したり、過圧縮による動力損失の問題が生 じていた。上記実施例は、Ｐ_m ＞Ｐ_d の状態が発生すると、中間圧室の冷媒は、 連絡管および逆止弁を通って吐出され、すなわち高段側圧縮機構をバイパスする ので、上記の課題が解決するのである。

【００２４】

【考案の効果】

本考案の２段圧縮装置においては、高段吸入側と高段吐出側とを、高段吸入圧 力が高段吐出圧力より高い時に開動作する弁を有する回路で連通してあり、また 本発明の２段圧縮機においては、仕切部材に中間圧力が高段吐出圧力より高い時 に開動作する弁を設けてあるので、低段側にスクロール圧縮要素が設けられてい るものにおいて、低段側の吐出圧力が上昇した時においても中央部ラップに差圧 が加わらないので、ラップ強度の信頼性が損なわれず、高段側にスクロール圧縮 要素が設けられているものにおいて、高段側の吐出圧力が低くても、過圧縮によ る動力損失の増大がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例に係る冷媒回路図。

【図２】本考案の第２実施例に係る２段圧縮機の要部縦
断面図。

【図３】本考案の第３実施例に係る２段圧縮機の要部縦
断面図。

【図４】従来の２段圧縮機の縦断面図。

【図５】上記２段圧縮装置を用いた従来の冷媒回路図。

【符号の説明】

１ 密閉ハウジング ２ 吐出管 ３ 冷媒配管 ７ アキュームレータ ８ 吸入管 １１ モータ １２ クランクシャフト １３ 吐出キャビティ １４ 空間部 １５ 潤滑油 ２０ シリンダ室 ３０ シリンダ本体 ３１ ロータ ４０ 上部軸受 ４１ 下部軸受 １Ａ 固定スクロール ２Ａ 旋回スクロール ３Ａ 自転阻止機構 ５Ａ 回転シャフト ６Ａ フレーム ８Ａ 密閉ハウジング １１Ａ 端板 １２Ａ うず巻状ラップ １３Ａ 吐出ポート １４Ａ 吐出キャビティ １５Ａ 吸入通路 １６Ａ 吸入室 １７Ａ 吐出弁 ２１Ａ 端板 ２２Ａ うず巻状ラップ ２３Ａ ボス ２４Ａ 密閉空間 ２５Ａ ドライブブッシュ ５１Ａ 遠心ポンプ ５２Ａ 給油孔 ５３Ａ 偏心ピン ６１Ａ 室 ６２Ａ 排油穴 ７１Ａ 上部軸受 ７２Ａ 下部軸受 ７３Ａ 旋回軸受 ７４Ａ スラスト軸受 ８１Ａ 潤滑油溜り ８２Ａ 吸入管 ８３Ａ 吐出管 ８４Ａ バランスウエイト Ｃ スクロール式圧縮機構 Ｍ 電動モータ Ｒ ローリングピストン型圧縮機 Ｓ スクロール型圧縮機 １００ ２段圧縮機 １０１ 凝縮器 １０２ 膨張弁Ａ １０３ 中間冷却器 １０４ 膨張弁Ｂ １０５ 蒸発器 １０６ 冷媒配管 １０７ 連絡管 １０８ 逆止弁

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２段圧縮装置において、高段吸入側と高
   段吐出側とを、高段吸入圧力が高段吐出圧力より高い時
   に開動作する弁を有する回路で連通したことを特徴とす
   る２段圧縮装置。
2. 【請求項２】 密閉容器内に一体的に設けられた低段圧
   縮要素と高段圧縮要素とを備え、かつ同容器内に中間圧
   力部と高段吐出圧力部とを仕切る仕切部材が設けてある
   ２段圧縮機において、上記仕切部材に中間圧力が高段吐
   出圧力より高い時に開動作する弁を設けたことを特徴と
   する２段圧縮機。