JPH1162863A - 圧縮機 - Google Patents

圧縮機

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JPH1162863A
JPH1162863A JP23888197A JP23888197A JPH1162863A JP H1162863 A JPH1162863 A JP H1162863A JP 23888197 A JP23888197 A JP 23888197A JP 23888197 A JP23888197 A JP 23888197A JP H1162863 A JPH1162863 A JP H1162863A
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JP
Japan
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stage compression
refrigerant
stage
compressor
compression section
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JP23888197A
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Masaya Tadano
昌也 只野
Toshiyuki Ebara
俊行 江原
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • 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
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • 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
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13Economisers
    • 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
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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の圧縮部を用い、冷媒を多段圧縮する圧
縮機の成績係数を改善し、運転効率の向上を図る。 【解決手段】 圧縮機Cは、単一の密閉容器1内に電動
機2と、この電動機2にて駆動される圧縮要素3とを設
け、この圧縮要素3を、低段側圧縮部52と高段側圧縮
部51により構成して冷媒を順次多段圧縮するものであ
って、低段側圧縮部52の排除容積D1と高段側圧縮部
51の排除容積D2の比D2/D1を、0.35±0.
1の範囲に設定したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の圧縮部を用
い、冷媒を多段圧縮する圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来冷蔵庫や空気調和機などに用いられ
る冷凍装置には、例えば特公平7−30743号公報
(F04C23/00)に示される如く、それぞれロー
タリー用シリンダとその内部で回転するローラなどから
成る二つの圧縮部を同一の密閉容器内に収納したロータ
リー型の圧縮機が採用されている。そして、圧縮機の各
圧縮部を低段側圧縮部と高段側圧縮部として、低段側圧
縮部により一段圧縮した冷媒ガスを高段側圧縮部に吸い
込ませ、それによって冷媒を多段圧縮するものである。
【0003】係る圧縮機を用いれば、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
利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き圧縮機にて冷媒を多段圧縮する場合、低段側圧縮部
の排除容積と高段側圧縮部の排除容積の関係によって
は、効率が低下し、その成績係数が著しく悪化してしま
う問題があった。
【0005】本発明は、係る従来の技術的課題を解決す
るために成されたものであり、複数の圧縮部を用い、冷
媒を多段圧縮する圧縮機の成績係数を改善し、運転効率
の向上を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の圧縮機は、単一
の密閉容器内に電動機と、この電動機にて駆動される圧
縮要素とを設け、この圧縮要素を、低段側圧縮部と高段
側圧縮部により構成して冷媒を順次多段圧縮するもので
あって、低段側圧縮部の排除容積D1と高段側圧縮部の
排除容積D2の比D2/D1を、0.35±0.1の範
囲に設定したものである。
【0007】密閉容器内に設けられた圧縮要素を低段側
圧縮部と高段側圧縮部にて構成し、冷媒を順次多段圧縮
する際、低段側圧縮部の排除容積D1と高段側圧縮部の
排除容積D2の比D2/D1と成績係数の関係は図4の
ようになる。この図からも明らかな如く、成績係数は排
除容積比D2/D1の30%(0.3)付近をピークと
した山なりの特性となる。
【0008】本発明では低段側圧縮部の排除容積D1と
高段側圧縮部の排除容積D2の比D2/D1を、0.3
5±0.1の範囲に設定しているので、一段圧縮の圧縮
機に比して成績係数を著しく改善し、効率の向上を図る
ことができるようになるものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態を詳述する。図1は本発明に係るロータリー式の圧
縮機Cを適用した多段圧縮冷凍装置Rの冷媒回路図、図
2は本発明の圧縮機Cの縦断側面図である。先ず図2に
おいて、1は密閉容器であり、内部の上側に電動機(ブ
ラシレスDCモータ)2、下側にこの電動機2で回転駆
動される圧縮要素3が収納されている。密閉容器1は予
め2分割されたものに電動機2、圧縮要素3を収納した
後、高周波溶着などによって密閉されたものである。
【0010】電動機2は、密閉容器1の内壁に固定され
た固定子4と、この固定子4の内側に回転軸6を中心に
して回転自在に支持された回転子5とから構成されてい
る。そして、固定子4は回転子5に回転磁界を与える固
定子巻線7を備えている。尚、W1、W2はそれぞれ回
転子5の上面と下面に取り付けられたバランスウエイト
である。
【0011】圧縮要素3は中間仕切板8で仕切られた第
1のロータリー用シリンダ9及び第2のロータリー用シ
リンダ10を備えている。各のシリンダ9、10には回
転軸6で回転駆動される偏心部11、12が取り付けら
れており、これら偏心部11、12は偏心位置がお互い
に180度位相がずれている。
【0012】13、14はそれぞれシリンダ9、10内
を回転する第1のローラ、第2のローラであり、それぞ
れ偏心部11、12の回転でシリンダ内を回る。15、
16はそれぞれ第1の枠体、第2の枠体であり、第1の
枠体15は中間仕切板8との間にシリンダ9の閉じた圧
縮空間を形成させ、第2の枠体16は同様に中間仕切板
8との間にシリンダ10の閉じた圧縮空間を形成させて
いる。また、第1の枠体15、第2の枠体16はそれぞ
れ回転軸6の下部を回転自在に軸支する軸受部17、1
8を備えている。
【0013】上記上側のシリンダ9、偏心部11、ロー
ラ13と、シリンダ9内を高圧室及び低圧室に区画する
ベーン(図示せず)などによって高段側圧縮部51が構
成され、下側のシリンダ10、偏心部12、ローラ14
と、シリンダ10内を高圧室及び低圧室に区画するベー
ン(図示せず)などによって低段側圧縮部52が構成さ
れる。
【0014】また、低段側圧縮部52の排除容積をD
1、高段側圧縮部51の排除容積をD2とすると、これ
らの排除容積比D2/D1は、0.35±0.1の範囲
に設定されている。
【0015】19は吐出マフラーであり、第1の枠体1
5を覆うように取り付けられている。シリンダ9と吐出
マフラー19は第1の枠体15に設けられた図示しない
吐出孔にて連通されている。
【0016】一方、第2の枠体16には凹所21が設け
られ、この凹所21を蓋体26にて閉塞してボルト27
にて第2の枠体16と一体にシリンダ10に固定するこ
とにより、内部に膨張型消音器28を構成している。そ
して、第2の枠体16にはシリンダ10内と凹所21内
とを連通する吐出ポート29が設けられている。
【0017】尚、この第2の枠体16は密閉容器1内の
最下部に位置しており、その周囲は潤滑油が貯留される
オイル溜まり30とされている。これにより、第2の枠
体16周囲には潤滑油が満たされるかたちとなるので、
密閉容器1内の高圧ガスが膨張型消音器28内に漏れる
危険性が無くなり、冷媒循環量の減少による性能の低下
を防止できる。
【0018】前記吐出ポート29は密閉容器1外に引き
出された配管31に連通しており、この配管31は同じ
く密閉容器1外に設けられた合流器32内に上方から挿
入され、この合流器32内に開口している。また、この
合流器32下端の出口配管32Aはシリンダ9につなが
る吸入管23に連通されている。
【0019】他方、22は密閉容器1の上に設けられた
吐出管であり、24はシリンダ10へつながる吸入管で
ある。また、25は密閉ターミナルであり、密閉容器1
の外部から固定子4の固定子巻線7へ電力を供給するも
のである(密閉ターミナル25と固定子巻線7とをつな
ぐリード線は図示せず)。
【0020】次ぎに、図1の冷媒回路において、冷凍装
置Rを構成する前記圧縮機Cの吐出管22は、配管36
を経て凝縮器37の入口に接続され、この凝縮器37の
出口には一次膨張手段としてのキャピラリチューブ38
が接続されている。このキャピラリチューブ38の出口
には気液分離器39の上部が連通接続されると共に、こ
の気液分離器39の下端には二次膨張手段としてのキャ
ピラリチューブ41が接続されている。
【0021】そして、キャピラリチューブ41の出口に
冷却器42が接続され、冷却器42の出口に接続された
配管43は前記圧縮機Cの吸入管24に連通されてい
る。更に、気液分離器39の上部には分岐管44が接続
され、この分岐管44は前記合流器32内に上方から挿
入され、内部にて開口されている。
【0022】以上によって多段圧縮冷凍装置Rの冷凍サ
イクルが構成される。そして、係る多段圧縮冷凍装置R
の冷媒回路内には例えばR−134aなどのHFC冷媒
やHC冷媒が所定量封入されるが、実施例ではR−13
4aが冷媒として用いられ、また、潤滑油としてはエス
テル油が使用されている。
【0023】以上の構成で次ぎに動作を説明する。電動
機2が駆動されると、低段側圧縮部52は吸入管24か
ら冷媒を吸引して圧縮(一段圧縮)し、吐出ポート29
から膨張型消音器28を経て配管31に吐出する。配管
31に吐出された一段圧縮ガス冷媒は、合流器32を経
て吸入管23から高段側圧縮部51に吸引される。そこ
で圧縮(二段圧縮)された二段圧縮ガス冷媒は、吐出孔
より前記吐出マフラー19に吐出され、吐出マフラー1
9から密閉容器1内に吐出される。
【0024】密閉容器1内の吐出された二段圧縮ガス冷
媒は、吐出管22から配管36に吐出される。そして、
凝縮器37に流入し、そこで放熱して凝縮された後、キ
ャピラリチューブ38にて減圧される。そして、気液分
離器39に流入し、一部はそこで蒸発する。
【0025】これにより、気液分離器39内底部には液
冷媒が貯留され、気液分離器39内上部には一段膨張し
た飽和ガス冷媒が溜まることになる。尚、このときの飽
和ガス冷媒の温度、即ち、気液分離温度は−5℃〜+2
5℃の範囲となるようにキャピラリチューブ38の絞り
量を選定する。
【0026】そして、気液分離器39内からは液冷媒の
みがキャピラリチューブ41方向に流出し、そこで減圧
される。そして、冷却器42に流入して蒸発する。この
ときに周囲から熱を奪うことによって冷却器42は冷却
作用を発揮する。そして、冷却器42を出た低温ガス冷
媒は配管43を経て圧縮機Cに帰還し、吸込管24から
低段側圧縮部52に再び吸い込まれる。
【0027】一方、気液分離器39内上部の飽和ガス冷
媒は、分岐管44に流出し、そこを通って合流器32に
流入する。そこで、低段側圧縮部52から吐出された一
段圧縮ガス冷媒と合流した後、共に吸入管23から高段
側圧縮部51に吸引され、再び圧縮されることになる。
【0028】このように、圧縮機Cの低段側圧縮部5
2、高段側圧縮部51、凝縮器37、キャピラリチュー
ブ38、気液分離器39、キャピラリチューブ41及び
冷却器42を順次環状に接続して冷凍サイクルを構成
し、気液分離器39内の飽和ガス冷媒を低段側圧縮部5
2から吐出された冷媒と共に高段側圧縮部51に吸い込
ませるようにしたので、一段圧縮の冷凍装置に比較し
て、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ようになる。
【0029】また、高段側圧縮部51が吸い込むガス冷
媒の温度を低下させることができるようになり、入力の
低減を図ることが可能となる。また、高段側圧縮部51
の吐出ガス冷媒の温度も低くなるため、潤滑油としてエ
ステル油を用いた場合にも、POE問題の発生や潤滑特
性の劣化を抑制することができるようになる。
【0030】そして、気液分離器39内の液冷媒をキャ
ピラリチューブ41に流して冷却器42にて蒸発させる
ようにしているので、冷媒循環量に対する冷凍効果を増
大させ、効率の向上を図ることが可能となる(図3のモ
リエル線図参照)。
【0031】ここで、低段側圧縮部52の排除容積D1
と高段側圧縮部の排除容積D2の比D2/D1と成績係
数の関係をは前記図4に示されており、この図からも明
らかな如く、成績係数は排除容積比D2/D1の30%
(0.3)付近をピークとした山なりの特性となってい
る。
【0032】次ぎに、キャピラリチューブ38の絞り量
を変更して気液分離器39における気液分離温度を変更
し、各気液分離温度における図4の曲線のピーク値を図
6に示す如く結んで行くと、前記図5或いは図6に示す
如き山なりの特性が得られる。
【0033】即ち、図5或いは図6に示される気液分離
器39における気液分離温度と成績係数の関係を基にし
て、本発明では前述の如く気液分離器39内の気液分離
温度を−5℃〜+25℃の範囲に設定しているので、図
6の最下部に示す一段圧縮の冷凍装置の場合に比して成
績係数を著しく改善することができるようになる。
【0034】また、前記図4からも明らかであるが、成
績係数は低段側圧縮部52と高段側圧縮部51の排除容
積比D2/D1の30%付近をピークとした山なりの特
性となる。そして、本発明では係る排除容積比D2/D
1を、0.35±0.1の範囲に設定しているので、一
段圧縮の冷凍装置に比して成績係数を一層改善し、効率
の向上を図ることができるようになる。
【0035】尚、実施例では二段圧縮式の圧縮機で説明
したが、それに限らず、三段、四段と更に多段に圧縮す
るものに適用しても本発明は有効である。
【0036】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば単一
の密閉容器内に電動機と、この電動機にて駆動される圧
縮要素とを設け、この圧縮要素を、低段側圧縮部と高段
側圧縮部により構成して冷媒を順次多段圧縮する圧縮機
において、低段側圧縮部の排除容積D1と高段側圧縮部
の排除容積D2の比D2/D1を、0.35±0.1の
範囲に設定したので、一段圧縮の圧縮機に比して成績係
数を著しく改善し、効率の向上を図ることができるよう
になるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の圧縮機を採用した多段圧縮冷凍装置の
冷媒回路図である。
【図2】本発明の圧縮機の縦断側面図である。
【図3】図1の多段圧縮冷凍装置のモリエル線図であ
る。
【図4】低段側圧縮部と高段側圧縮部の排除容積比と成
績係数の関係を示す図である
【図5】気液分離器における気液分離温度と成績係数の
関係を示す図である。
【図6】同じく気液分離器における気液分離温度と成績
係数の関係を示すもう一つの図である。
【符号の説明】
C 圧縮機 R 多段圧縮冷凍装置 2 電動機 3 圧縮要素 9、10 シリンダ 13、14 ローラ 31 配管 32 合流器 37 凝縮器 38 キャピラリチューブ 39 気液分離器 41 キャピラリチューブ 42 冷却器 44 分岐管 51 高段側圧縮部 52 低段側圧縮部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単一の密閉容器内に電動機と、この電動
    機にて駆動される圧縮要素とを設け、この圧縮要素を、
    低段側圧縮部と高段側圧縮部により構成して冷媒を順次
    多段圧縮する圧縮機において、 前記低段側圧縮部の排除容積D1と高段側圧縮部の排除
    容積D2の比D2/D1を、0.35±0.1の範囲に
    設定したことを特徴とする圧縮機。
JP23888197A 1997-08-19 1997-08-19 圧縮機 Pending JPH1162863A (ja)

Priority Applications (1)

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JP23888197A JPH1162863A (ja) 1997-08-19 1997-08-19 圧縮機

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JP23888197A JPH1162863A (ja) 1997-08-19 1997-08-19 圧縮機

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