TWI308631B - Multistage compression type rotary compressor and cooling device - Google Patents

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TWI308631B
TWI308631B TW092121775A TW92121775A TWI308631B TW I308631 B TWI308631 B TW I308631B TW 092121775 A TW092121775 A TW 092121775A TW 92121775 A TW92121775 A TW 92121775A TW I308631 B TWI308631 B TW I308631B
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rotary
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Kazuya Sato
Kenzo Matsumoto
Yamasaki Haruhisa
Akifumi Tomiuka
Fujiwara Kazuaki
Yamaguchi Kentaro
Yamanaka Masaji
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Sanyo Electric Co
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Description

1308631 ㈠日4充 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於—綠夕队4同、μ 密閉容器中設置有_ ^式縮式轉式壓縮機，在 一與第二旋轉壓件以及被此驅動元件所驅動的第 係排放到密閉容哭内被弟一旋轉壓縮元件麗縮的冷媒 轉壓縮元件壓縮^放出的中間壓冷媒則被第二旋 氣體冷_ ΐ Λ本發明更是有關於—種將壓縮機、 【先前段與蒸發器依序連接的冷卻裝置。 側之第-旋轉壓忙-1 機中’冷媒氣體從設置在下 侧，藉由评盘門:f吸入埠被吸入到下汽缸低堡室 曰=輪與閥的動作而被壓縮成中_，之後再從上 、;過？出埠、排出消音室，而排放到密閉 鈿:--妾者’禮閉容器内的中間壓冷媒氣體從設置在上 制旋轉塵縮元件之吸入埠被吸入到上汽缸的低壓室 滾輪與閥的動作，進行第二段壓縮，而成為高溫 媒氣體。之後，再從高麼室側，經過排出埠、排 心曰至1而流入到放熱器。在放熱器處發揮放熱作用後， h脹㈣流且在蒸發H處吸熱，再被㈣第—旋轉壓縮 70件。上述的循環反覆地進行。 在此旋賴縮射，高低壓差大的冷媒，例如以碳酸 乳體^ H化碳(③2)料冷媒來使㈣，在做為健 侧之第-旋轉塵縮元件處，冷媒壓力係8MPaG(中間麼）， 1308631 12MPa^}為w壓侧之第二旋轉壓縮元件處，冷媒塵力係 較下，固反#氧化^冷媒與習知的氟利昂(fre〇n)系冷媒相 也可以體密度較高，所以即使冷媒的體積流量小， 之壓编^充分的冷來能力。換句話說，如果是一般能力 縮彳、气4由ί，有可能要縮小排除容積。但是，在此情形， 度越“薄馒會導致壓縮效率的降低’所以要把汽缸的厚 气Α^Ι’αΓ^厚度做薄的話，絲導人冷狀冷媒導入 目法連制各汽缸之吸入側。因 伽門二:構ΐ ’冷媒導入管係連接用來封住上汽缸之上 :下汽缸之下側開口面並且兼做旋轉軸之軸承的 、、4 與下支樓部材’經由各支撲部材來將冷媒導入 2二日本專利公報特開2001-82369號公報之第7 貝、第8頁）。 她、^ ^ i此種習知的冷卻裝置係將旋轉壓縮機（壓縮 —、耽、f部裔、節流手段(膨脹閥等）以及蒸發器等以配 官依序辅成餘，來構成冷職環(冷煤瞒）。冷媒氣 體從旋轉賴機之旋轉_元件的吸人輕狀到汽缸的 ?壓室側，错由滾輪與閥的動作來進行壓縮，而成為高溫 局壓的;^媒氣體。之後，再從高壓室側，經過排出埠、排 ^肖a，而排放到氣體冷卻器。冷媒氣體在氣體冷卻器 处放，：被節流手段閥節流，在供給給蒸發器，且冷媒 於^亥处,、、、纟此日$，冷媒氣體從周圍吸熱，來發揮冷卻作 1308631 91 Jp. ，匙修正Wl 用。 :迎平來對於地球ί哀境問題的處理，此種冷 ，置也不使用習知的氟利昂，而使用自然冷媒知二氧二 石反來做為冷媒之冷媒循環的冷卻裝置也被開發。 在此種冷卻裝置中，為了防止液態冷媒回到壓縮機内 而產生液體壓縮，在蒸發器的出口側與壓縮機的吸入側之 ，配置一蓄積器（accumulator)。液態冷媒會蓄積在蓄積 益，而僅有氣體部分會被吸入到壓縮機中。接著，調整4 流手段’使蓄積如的液態冷媒不會回到壓縮機中(例二即 簽考日本專利公報之特公平7-18602號公報）。 然而，當在具有比上述能力還大的壓縮機時，汽缸的 厚度尺寸會使用具有可連接程度之冷媒配管。因此， 述的不同’並不需要透過支撐部材，便可以將冷 入了連接到構成第—與第二旋轉壓齡件之上、下汽紅。 但是，此次由於上下冷媒導入管的距離太接近，會產生盔 法蜂保配管連接處間的密閉容器的对之 8MPaG)的問題。 $没（上述之 θ另一方面，在冷媒循環之低壓側設置蓄積器便需要大 罝的冷媒充填量。此外，Α τ、ώ 要大 手段之Η〜 液體凌，會縮小節流 二Ϊ ㈣）’或者是不得不擴大蓄積器的容量。 k:導致冷郃能力的降低與設置空間的擴大等之問題。 此外，在蒸發器之蒸發溫度4 〇〇c以下，例如_5〇 =超低溫區域，會因為壓縮比會變得非常高，且壓縮機 本身的溫度㈣排放到冷_環⑽冷錢體溫度合變古
1308631 之關係，而變得極為困難。 【發明内容】 囚此 百鍪於上述問題，本 部中間壓型多嶋式旋轉 月：目的係提出-種内 -與第二汽紅之冷媒導人管 ：=確保逹接到第 且達到縮小整體尺寸。 s 1、閉容器耐麵度，並 以逵另：目的本發明係、提出—種冷卻裝置，其可 —成在綠斋處的冷卻能力，並且不需要設置低壓側的 畜積器、，便可以防止壓賴岐體壓麵減的損傷。 為達成上述與其他目的，本發明提出〆種多段壓縮式 旋轉壓縮機，其在-密閉容器内具有被驅動元件驅動之第 「與第二旋轉魏元件’其巾被第—㈣獅元件塵縮的 冷媒排放至㈣m且排出的巾間壓冷媒更被第二旋 轉壓縮it件壓縮。上述多段壓縮式旋轉壓縮機包括：第一 與一第二汽缸，分別構成第一與第二旋轉壓縮元件；中間 分隔板，位在第一與第二汽缸之間，以區分出第一與第二 旋轉壓縮元件，並且用來蓋住第—與第二旋轉壓縮元件的 各一開口；第一支撐部材，用來蓋住第一汽缸之另一開口， 且做為驅動元件之旋轉軸之一端的軸承；第二支撐部材， 用來蓋住第二汽缸之另一開口，且做為驅動元件之旋轉軸 之另一端的轴承；第一冷媒導入管，用以將冷媒導入第一 旋轉壓縮元件之吸入側，並且對應第一汽缸來連接；以及 第一冷媒導入管，用以將冷媒導入第二旋轉塵縮元件之吸 入侧，並且對應弟一支撐部材來連接。 1308631 本發明更提出一種多段壓縮式旋轉壓縮機，其在一密 閉容器内具有被驅動元件驅動之第一與第二旋轉壓縮元 件’其中被第一旋轉壓縮元件壓縮的冷媒排放至密閉容ρ 中，且排出的中間壓冷媒更被第二旋轉壓縮元件壓縮。上 述多段壓縮式旋轉壓縮機包括：第，與一第二汽缸，分別 構成第一與第二旋轉壓縮元件；中間分隔板，位在第一與 第二汽缸之間，以區分出第一與第二旋轉壓縮元件，並且 用來蓋住第一與第二旋轉壓縮元件的各一開口；第—支擇 部材，用來蓋住第一汽缸之另一開口，且做為驅動元件之 旋轉軸之一端的軸承；第二支撐部材，用來蓋住第二汽缸 之另一開口’且做為驅動元件之旋轉軸之另一端的轴承； 第〆冷媒導入管’用以將冷媒導入該第一旋轉壓縮元件之 吸入側，並且對應該第一支撐部材來連接；以及第二冷媒 導入管，用以將冷媒導入第二旋轉壓縮元件之吸入側，並 且對應第二汽缸。 本發明更提出一種冷卻裝置，其中壓縮機、氣體冷卻 器、節流手段與蒸發器係依序連接。壓縮機在密閉容哭/内， 具備第-與第二__元件，其巾被第—旋魅縮。 祕且排出的冷職·以吸人第二旋轉壓縮 二排，到氣體冷卻器中。冷卻裝置更包括—回 從第一旋麵縮元件排出的冷媒放熱，:一 ，刀中間冷卻瞒制&置在與要^結霜或 被第-旋㈣縮元件排放出來的冷媒通過需要防止 —或結相地方而被奪趋，故冷媒溫度可以更降低。
1308631 yr 熱，故可以事先預的地方被祕 構成上以熱她儲藏室，以隔熱箱體 體之開口部。前以::二及蓋體’用以蓋_ 在隔熱箱體之開口部被第的至少—部分則可以配置 此外，因為隔熱箱體之二:=以更降低。 I箱阶π勒汾蛐 〇丨被冷媒加熱，故可以事
先預防&熱相體之開口部發生結霜或結滚。 冷卻ΐί :ί ίί::::部:交換器，用以使氣體 的冷媒進行熱交換。：轉 - 元件的冷媒與紐㈣來的冷媒進料交換， ，冷媒的過冷度可以確保，並且可以避免壓縮機内之液體 壓縮。
此外，上述蒸發裔之冷媒蒸發溫度為以下，例如 在-50°C以下之超低溫範圍是極為有效。 “為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易懂’下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 接著依據圖式來詳細說明本發明之實施例。第1圖係 續示做為本發明實施例之旋轉壓縮機10，並具備第一及第 —旋轉壓縮元件32、34之内部中間壓型多段(二段)壓縮式 10
1308631 旋轉壓縮機l〇的縱剖面圖。 在此圖中，内部中間壓型多段(二段)壓縮 機10使用二氧化石炭(c〇2)做為冷媒，此旋轉壓 == 鋼板所構成之圓筒狀密閉容器12;配置收納於此密二 12内部空間的上側之驅動元件14;以及配置在二= 14下側，以驅動元件14之旋轉軸16戶斤驅動的第L轉= 兀件(第一段)32與第二旋轉壓縮元件(第二段 = 壓縮機構18等所構成。 寻轉 密閉容器12的底部是做為蓄油器，且由驅動 收納旋轉壓縮機構18之容器本體12A、絲蓋住容㈣ 12A之上部開口且略成碗狀的蓋體12B等所構成。此 =形的安裝孔12D形成於蓋體12B上面的中心處。供應電 ::動元件14的端子(省略配線)2〇則安裂於此安;: 驅動元件14為所謂的磁極集中式〇(：馬達 密閉容器12上部空間的内周面且以環狀安裝之定子&， 間隔插人設置於定子22内侧的轉子24。轉子24係 =中心，固定於在簽垂方向延伸的旋轉轴Μ上。定子 ，有以環狀_ghnut shape)電磁鋼板堆疊而成的積層 繞圖^及以直卷於積層體％齒部之方式而捲成的定子 ^】8。此外，轉子24奴子22相同，也是以電磁鋼板 體30所形成’並在積層體3G内插人永久磁鐵祕 木構成轉子24。 中間分隔板36係被挾持於第—旋轉壓縮元件％與第
1308631 二旋轉壓縮元件34之間。亦即，第一旋轉壓縮元件力與 ，二旋轉壓縮元件34係由中間分隔板36 ;上汽缸％與^ 汽缸40，分別配置在中間分隔板36上下位置上；上下滾 輪46 48’具有180度的相位差並且藉由設置在旋轉軸16 上之上下偏心部42、44在上下汽缸38、48内做偏心旋轉； 閥50 52，與上下滾輪46、48接觸，將上下汽缸 内分別分割成低壓室側與高壓室侧；以及上支撐部材54 與下支撐部材56用以將上汽缸38上_ 口面與下汽紅4〇 :側開口面封起來，並兼做旋轉軸16之軸承且做為支揮部 Λ7Γ ° ☆當在旋轉壓縮機内使用高低壓差大的冷媒(例如二氧 t(C02))來做為冷媒時，如前所述—般，密閉容器内 比一般還高之極高壓力。在後述之冷媒導入管92、 道連接到對應該密閉容器12之上下汽幻8、4。後，冷媒 tm94間的轉會變小，而紐轉其_密閉容 ^、94門。因此在本發明中，為了確保冷媒導入管 制屢㈣12的耐壓強度，便企圖達到一邊抑 間隔、·: 寸擴大，一邊要擴大冷媒導入管92、94間的 換句話說，以形成於上汽缸38之吸⑹ 缸38内部連通之吸入通路56，以及往驅動元件㈣向ς 陷之排放_ _彡成於上支_ 54中 至62之與从相反側的開口部則以上蓋禁住。曰 此外，用來與下汽紅40之健室侧連通的吸入埠162 12
1308631 f形成於下汽虹4G，並且下汽缸4Q的下方開口（與中間分 隔板36相反側之開口）係以一般消音器蓋68來蓋住。下支 ，材56的下側則以略呈碗狀的—般消音室心8來覆 盍，而排放消音室64便形成於消音室蓋68與下支撐部材 56之間。 Μ = ΐ蓋68之週邊部的四個地方則利用主螺絲129 =Γ於下支料材56上，並簡來黯住以排出琿 (未、，、曰出）來連通第一旋轉壓縮元件％ !=4r方開口部。主螺絲129的前端則= 來加《連通。_奸丨21立設於連= 驅動元件14 ’排出管121係在密部容器12之上蓋66之 驅動7L件14側做開口。 上、、^1 ^蓋6 6係用來蓋住與第二旋觀縮元件3 4之 上π缸38内。卩連通之排放消音室幻 =器Π内分割成排放消音室62與驅動二;4:: 二的周邊部係姻_主縣78，從下方於 】部材56上。主獅78哺端_接於下支撐部材56 用自燃性與毒性等，冷媒係使 说基本油她yl b瞻岭s旨油㈣打⑹）、削油㈣ 13 1308631 96. 1.23#ip 年月日 補見 alkylgl=01，奴基甘醇)等既存的油品。 支的編’奸141係焊翻定於對應上 支撐梢58之吸人魏％ _£上 定於對應下汽缸40之吸人埴⑹^ 鱗接固 及入埠162的位置上’櫬管143係焊 t i t，％的位置上。藉此，相較於對應上下
P合料大· !_女裝各襯管的情形’襯管14卜142間的間 隔θ父大。藉此，連接到冷媒導入管92、94之襯管“卜 142間的密閉容器12的耐壓強度便可以 143在襯管141之略為對角位置上。 襯吕 用來將^媒氣體導入到上汽缸38之冷媒導入管92(第 二冷媒導入管)的—端繫插入連接到襯管141内，此;人媒導 入管92的一端係連通到上汽缸38的吸入通路％。^媒 入官92通過賴容^ 12的上側’再到達位於與概管相差 約90度的襯管(未繪出）。冷媒導入管92的另—端則插入 連接到此襯館中’且連通到密閉容器12内。
此外，用來將冷媒氣體導入到下汽缸4〇之冷媒導入管 94(第一冷媒導入管)的一端繫插入連接到襯管142内，此 冷媒導入管94的一端係連通到下汽缸4〇的吸入淳。 此外，冷媒排放管96係插入連接到襯管143内，此△媒排 出管96的一蟑經由上汽缸38内，而連通到上支偉部材^ 内的排放消音室62。 ° 接著’經由端子20以及未繪出的配線，當壓縮機 之電動元件14的定子線圈28通電後，電動元件便起動 而轉子24也隨之轉動起來。藉由此轉動，與旋轉車由μ 一 14 1308631 體設置的上下偏心部42、44嵌合之上下滾輪46、48便在 上下汽缸内偏心旋轉。 經由冷媒導入管94，從吸入埠丨62吸入到下汽缸40 之低壓室側的低壓冷媒氣體’會藉由滾輪48與閥的動作， 被壓縮成中間壓，再從下汽缸4〇之高壓室側，從形成於下 支撐部材56中的排放消音室，經由連通路，從中間排出管 121排放到密閉容器12内。藉此，密閉容器12便成中間 壓狀態(前述之8MPaG)。
接著’密閉容器12内之中間壓冷媒氣體經由從襯管出 來之冷媒導入管92以及形成於上支撐部材 54中之吸入通 ，58，從吸入埠161被吸入到第二旋轉壓縮元件34之上 汽缸38的低壓室側。被吸入之中間壓冷媒，藉由滾輪46 與閥的動作’進行第二段壓縮而成為高溫高壓冷媒氣體(前 述之12MPaG)。接著，從高壓室側，通過排出埠，再經過 形成於上支撐部材54中的排出消音室62、上汽缸38，而 從冷媒排=管％簡放而流人外部未纟會出的氣體冷卻器。
流入氣體冷卻器之冷媒便在該處進行熱交換，以進行 對空氣與水等加熱。之後，經過膨闕，流人未繪出之蒸 發器並在該處蒸發，接著再從冷媒導人管被吸人第^旋轉 壓鈿機32内。上述循環過程反覆持續進行。 如上所述因為將冷媒導人第—旋轉壓縮元件32之吸 t側ί冷料人管94係、對應下汽缸4G來連接，而將冷媒 ^入弟二旋轉壓縮元件34之吸人側的冷媒導人管％係對 支撐部材54來連接，故連接到上下汽缸38、40之冷 15 1308631 媒導入管94、92間的間隔便被擴大，使得密閉容器 财麼強度可以確保。此外，相較於將兩個冷媒導入总 94對應上支撑部材54與下支撐部材56來連接的情形、 為旋轉壓縮機構部18之尺寸被縮小，故 10之尺寸也可被料。 骸喊 藉此，可以達到旋轉壓縮機10之輕量化，進而可 旋轉壓，幾1〇之搬運、設置等的安裝作業得以容 行。此外’因為冷料人f 94係對射汽缸4g來進 故可以制-般零件來兼做第—支撐部材％或消音哭莫 I8 ^擴大—般使用性。因此，繼縮機10的 付以間化，亚且可以抑制生產成本的高漲。 此外接:第？ 2係繪示本發明的另一種旋轉壓縮機10。 卜在弟3圖中，與第i圖及第2圖有相 的構件可以達成相同或類似的魏。 在此情形，用來連通上汽缸38之低壓室 ⑹係形成於旋轉壓縮機1()之上私上 )係“ 上支撐卿54 Φ 凹陷之齡;肖音室62係、形成於 蓋住。 。排放消音室62之上侧開口則以上蓋66 内部之吸ί通::紅4〇上之吸入槔162來連通下汽缸40 立宮^ 以及往驅動元件14方向凹陷之排放、、肖 :與汽缸部材56中，並且_音室以 反侧的開口部係以下蓋6 8來蓋住。襯管！ 4! 16
1308631 r- .1月 與冷媒導入管92係對應上汽缸38之吸入埠16ι來連接， 而概管142與冷媒導入管94則對應與下汽缸4〇連通知吸 入通路60來連接。 其他的動作也與第丨圖之情形相同。在這樣構成的情 形下’因為冷媒導入管92、94也相同地存在比較大的間隔 來上下配置，故冷媒導入管92、94間的密閉容器12的耐 壓強度變得以確保。 如上所述，在第3圖的結構中，因為將冷媒導入第一 旋轉壓縮元件32之吸入側的冷媒導入管94係對應下支撐 部材56來連接，而將冷媒導入第二旋轉壓縮元件34之吸 入側的冷媒導入管92係對應上汽缸38來連接，故連接到 上下汽缸38、40之冷媒導入管94、92間的間隔便被擴大， 一方面可以使密閉容器12之耐壓強度可以讀保，且一方面 整體旋轉壓縮機10之尺寸也可被縮小。因此，可以達成旋 轉壓縮機10之輕量化，並且搬運、設置等之安裂作業也可 以容易地進行。 此外，本實施例係使用以C〇2來做為冷媒之旋轉壓縮 機10，但是本發明並不侷限於此限制。除了使用C〇2冷媒 外’使用其他具高低壓差大冷媒的多段壓縮式旋轉壓縮機 也同樣適用本發明。 此外，在第4圖中，中間冷卻回路150配管的—部分 在通過中間熱交換器159後’便配設使其通過設於隔熱箱 體201之開口部202且用來放熱之框體配管(框體加熱哭， frame pipe) 150A。 17
Ϊ308631 第5圖係繪示本發明之冷卻裝置2〇〇的立體圖。如第 5圖所示，冷凍器(freezer)2〇〇係使用於理化實驗等，其包 括隔熱箱體201。隔熱箱體201係由未繪出的内箱與^箱 =構成，外箱與内箱之間則填充隔熱材料。此外，前述之 蒸發器157則設置在隔熱箱體2G!之内箱的隔熱材料側(外 面隔熱箱體201之内箱内部則構成被前述蒸發器157所 冷卻的儲藏室204。隔熱箱體201藉由蓋體2〇6可以將開 σ部202打開或關閉。此外’前述中間冷卻回路15〇的一 部分配管則埋設在隔熱箱體2〇1之開口部2〇2的整個周 圍’以構成框體配管150Α。 此框體配官150Α從通過該框體配管15〇Α的冷媒奪取 熱而將開口部202或其附近區域加熱，以防止結霜或处 凍。此外，機械室208係用來收納第3圖所示之壓縮機^^ =體冷卻器154、内部熱交換器16〇、膨脹閥156以 熱交換器159等。 接著說明上述結構之本發明冷卻裝置2〇〇的動作。經 端子20以及未繪出的配線，當壓縮機1〇之電動元件μ ^子線圈28通電後’電動元件14便起動而轉子24也隨 動起來。藉由此轉動，與旋轉軸16 一體設置的上 =42、44 |合之上下滾輪46、48便在上下汽紅内偏心 藉此 經由形成於冷媒導入管94與下支撐部材56中 的=通路，從树出之吸人埠吸人到細4q之低壓室側 、-整冷媒氣體，會藉由滾輪48與闕52的動作，被壓縮
1308631 成中間壓，再從下汽缸40之高壓室側，經由未繪出的連通 路’從中間排出管121排放到密閉容器12内。藉此，密^ 容器U便成中間壓狀態。 * —接著，密閉容器12内之中間壓冷媒氣體進入冷媒導入 官92 ’再從襯管144出來，流入中間冷卻回路15〇。接著 中間冷卻回路150在通過氣體冷卻器154的過程中，以办 冷的方式進行放熱。之後，通過埋設在整個冷卻裝置2& 之開口部202整個周圍的框體配管15〇A。藉由開口部 週邊之冷氣，冷媒被奪熱而更進一步地被冷卻。
另一方面，冷卻裝置200之開口部2〇2被中間壓A 加熱’便可轉先猶結霜或絲之發生。减方式= 被第-旋轉_元件32壓縮之中間壓冷媒氣體通^ 冷部回路150，因為財間熱交㈣159以及形成於曰 =20^框體配管15GA來有效地進行冷卻，故可以二 12内之溫度上升’且第二旋轉壓缩元件料之题 縮效率也得以提升。此外，利馳第二旋轉壓駭件^ 的冷媒被冷卻’被第二旋轉壓航件34壓縮且排出之冷媒 溫度上升便可以被抑制。 、 】s η λ H ’、因為冷媒係以中間熱交換1 15 9以及框體配管 也> D卜過之開口部202之兩階段來加以冷卻之故，中間 熱交換器159之容量便不史 機械室可以更=而要擴大，而使冷卻裝置200之 中二Γ Γ中間壓冷媒氣體經由形成在上支撑部材5 4 中勺及入通路(场出），從吸人槔(树峨吸入到第二旋 19
1308631 轉壓縮元件34夕μ — +， 5〇的動作，社笛^ 38的低壓室側。藉由滚輪46與閥 之後n 3 壓縮而成為高壓高溫的冷媒氣體。 ίί撐通過未繪出的排料，再經由形成於 放到外部f的排出〉肖音室62 ’而從冷媒排出管％排 ⑽從日㈣％排㈣冷職體“職體冷卻器 160。A鲜方式放熱後，在通過内部熱交換器 ▽媒於疋在鱗被奪走熱，而被更進—步地冷卻。 於此内部熱父換器⑽的存在，從氣體冷卻器154 出來且通制部熱交絲⑽的冷媒便被減側冷媒奪走 熱，因此使該冷媒的過冷度變大。如上述之理由， 157之冷卻能力便被提升。 °° 被如述之内部熱父換器、_冷卻的高壓側冷媒氣體便 到，膨脹閥156。冷媒在膨闕156被降低壓力後，便流 入蒸發H I57内。冷媒於該處蒸發，發揮吸熱作用以冷卻 隔熱I目體201之内箱。藉此，儲藏室2〇4便從内箱的壁面 被冷卻。 此時’藉由使被第一旋轉壓縮元件3 2壓縮的中間壓冷 媒氣體通過中間冷卻回路150而可以抑制密閉容器12内以 及第二旋轉壓縮元件34之冷媒的溫度上升的效果，以及藉 由使被第二旋轉壓縮元件34壓縮的冷媒氣體通過内部熱 交換器160來增大膨脹閥156前之冷媒的過冷度之效果，' 在蒸發器157之冷媒的冷卻能力便可以提升。 亦即，在此情形下之蒸發器157的蒸發溫度可以輕易 20 f1月_2!修正
1308631 地達到0°c町，例如_5〇〇c以下的 也可以同時達騎低壓縮機1Q的耗電量Ή。此外’ 157流出而到達内部熱交換器 在此冷媒從丽述之高壓側冷媒奪熱，而 用。冷媒便在蒸發器157處某# $ σ'，，、乍 出來* a 一入a 成為低溫。從蒸發器157 •A媒，並非完全是氣體狀態’而是與液體混合的狀 心、仁疋’藉由使冷媒通過内部埶交換哭1ΛΛ十 冷桩枞妯二α λ . 丨…人换态160來與高壓側 7媒做熱父換，冷媒便被加熱。藉此，
完全成為㈣。 冷絲㈣熱度而 如上所述，從紐器157出來的冷顧可以被確實地 :化。_是，即使在特定的運轉條件下而產生過剩的冷 因為利用内部熱交換器160來加熱低壓侧冷媒，所以 需要在低壓側設置蓄油H等便可明防㈣冷媒被吸入 =壓縮機10内之㈣回流縣L彳迴賴縮機1〇因 為液體壓縮所造成的損傷。
此外’使用不會讓壓縮機10之排出溫度或内部溫度上 升之循環，故冷卻裝置200之可靠性可以提升。 其次，在内部熱交換器160被加熱的冷媒則從冷媒導 =管94被吸入到壓縮機1〇之第一旋轉壓縮元件32T此循 環則反覆地進行。 如上所述’因為具備用來使第一旋轉壓縮元件32排出 之冷媒放熱的中間冷卻回路150,並且將該中間冷卻回路 15〇的一部分配管配設在隔熱箱體201之開口部2〇2以構 成樞體配管150Α’此外因為使被第一旋轉壓縮元件32壓 21
1308631 的冷媒通過配設在隔熱箱體201之開口部2〇2的 一 # s 150A來使熱被奪走，故冷媒的溫度可以下降。 错此，可岐第二㈣壓縮元件34之_效率提升。 被抑制 4冷卻且排出的冷媒之溫度上升便可以 以刹=方面，因為冷卻裝置綱的結霜或結;東的預防可 未然。、媒在需要的地方加熱’故結霜或結凍可以防範於 此外’因為利用配備使從氣體冷卻器1M丨來且來自 =旋巧縮元件34之冷媒以及從蒸發器157出來之冷媒 ，仃熱交換的内部熱交換器16〇，從蒸發器157出來的冷 媒便在内部熱交鋪⑽與從氣體冷卻器154出來且來自 第二旋轉壓縮元件34之冷魏行熱交換，並且奪走熱，故 ，冷媒的過熱度可以確健料以迴賴賴ig之液體 壓縮。 —另外，因為從氣體冷卻$ 154出來且來自第二旋轉壓 縮几件34之冷媒在内部熱交換器16〇被蒸發器157 冷媒，:产到達膨脹閥i 56前之冷媒的過；卻度會變 大藉此，蒸發态157之冷卻能力便可以更提升。 “藉由上述方式，可賤冷賴環之蒸發器157處的冷 媒蒸發溫度下降。例如，錢發器Μ之蒸發溫度可以很 容易地降低到-50°C以下的超低溫範圍。此外，也可以同 時達到降低壓縮機10的耗電量。 22
1308631 此外，在本實施例中，框體配管150A係設置在中間 冷部回路150之中間熱交換器159的下游側。但是，設置 在上游側也是可行。 其次在本實施例中，利用將蒸發器157設置在隔熱箱 體201之内箱的隔熱材料側（外面）來冷卻内箱，使儲^室 204從内箱的壁面被冷卻。但是，蒸發器的位置或冷卻方 法並不限定於上述方式。例如’利用風扇來強制循環冷氣 以冷卻儲藏室的各種方法等也適用本發明。 在實施例中，二氧化碳係被使用做為冷媒，但是本發 馨 明並不侷限於此。例如，使用氟系冷媒或碳氫系冷媒等^ 其他冷媒也適用本發明。 根據本發明之揭露，用來將冷媒導入第—與第二汽缸 之第一與第二冷媒導入管之相互間隔可以確保，故其間的 密閉容器耐壓強度可以確保。在此情形，因為本發明之一 貫施例之第一冷媒導入管係對應第一汽缸來連接，而另— 貫施例之第二冷媒導入管係對應第二汽缸來連接，因此相 較於把第-與第二冷料人管對應第—與第二支料
連接的方式’第-與第二旋轉壓縮元件之全體尺寸的增加 可以被抑制，而且壓縮機也可以達到更小型化。 S 特別是在上述發明中之第一支撐部材通常可以以 的旋轉壓縮機零件來兼用，故泛用性很高。 又 根據本發明之冷純置，壓職絲閉容㈣，具 電動70件以及被此電動元件所驅動之第一與第二旋轉壓縮 兀件’其中被第-旋轉壓縮元件壓縮且排出的冷媒被壓縮 23 1308631 r~- 9| 1 23修正 月日 以吸入第二旋韓遷始_ , 冷卻裝置更包括一、c中’亚且排放到氣體冷卻器中。 排出的冷媒放熱，⑽’使從第—旋轉壓縮元件 與要防止結霜或結分中，卻回路係配置在 排放出來的冷媒通過!^方。猎此，被第—旋轉_元件 熱，故冷媒溫度可以霜或結;東的地方而被奪走 藉此可以使第二旋轉壓縮元件34之壓縮效率提升。 "卜，冷卻被第二旋髓縮元件34 第 :：旋轉壓縮元件34冷卻且排出的冷媒之溫度上升\= 被抑制。此外，因為膨㈣前之冷媒過冷錢大， 發器之冷卻能力便提升。 ’、、、 此外冷卻衣置需要防止結霜或緒束的地方被冷媒加 熱，故可以事先預防結霜或結凍的發生。 上述冷卻裝置更包括隔熱箱體；儲藏室，以隔熱箱體 構成，並且以蒸發器來冷卻；以及蓋體，用以蓋住隔熱箱 體之開口部。前述中間冷卻回路的至少一部分則可以配置 在隔熱箱體之開口部。因為被第一旋轉壓縮元件排放出來 的冷媒通過隔熱箱體之開口部，故冷媒溫度可以更降低。 藉此，第二旋轉壓縮元件之壓縮效率可以被提升。此 外，因為吸入到第二旋轉壓縮元件之冷媒被冷卻，故可以 抑制被第二旋轉壓縮機壓縮而排放之冷媒的溫度上升。此 外，因為到達膨脹閥之前的冷媒之過冷度會變大，故蒸發 器之冷卻效率可以提升。 x 此外，因為隔熱箱體之開口部被冷媒加熱，故可以事 24 1308631
先預防隔熱《之開π部發生結霜或結康。 冷卻可:r部熱交換器，使氣體 的冷媒進行敏換。！^轉缝兀件的冷媒與蒸發器出來 二旋轉壓縮S件的冷^ i :為氣體冷卻器出來之來自第 故冷媒的過冷度可以確;器出來的冷媒進行熱交換， 壓縮。 確保，亚且可以避免壓縮機内之液體 件的冷媒，在部器出來之來自第二旋轉壓縮元 熱，故冷媒的過冷度二大&處被洛發益出來的冷媒奪走 冷卻能力可以更提猎此，祕器之冷媒氣體的 的六口ί在不~加冷媒循環量下，也很容易地達到所I 、^知力’並且可以達到降低驗機之乾電量。 此外’上述蒸發器之冷媒蒸發溫度 在州〇以下之超低溫範圍是極為有效。彳下’例如 限定發邮雜佳實施姻露如上，然其並非用以 ^本鲞明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 =範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 ’、σ 【圖式簡單說明】 第1圖繪示本發明實施例之旋轉壓縮機的縱剖面圖。 ^第2圖繪示夠成本發明之遷臨界冷媒循環之内部I門 麼多段壓縮式旋轉壓縮機的縱剖面圖。 s 第3圖繪示本發明另一實施例之旋轉壓縮機的縱1面 25 1308631
第4圖繪示本發明之冷卻裝置的冷媒回路圖。 第5圖繪示本發明之冷卻裝置的立體圖。 【主要元件符號說明】 10壓縮機 12A容器本體 12C蓄油器 14驅動元件 18旋轉壓縮機構 20端子 24轉子 28定子線圈 32第一旋轉壓縮元件 36中間分隔板 38上汽缸 42、44上下偏心部 54A、56A 軸承 62、64排出消音室 78主螺絲 92、94冷媒導入管 121中間排出管 12密閉容器 12B蓋體 12D安裝孔 16旋轉軸 22定子 26積層體 30積層體 34第二旋轉壓縮元件 40下汽缸 54、56上下支撐部材 58、60吸入通路 66、68上蓋與下蓋 80排出通路 96冷媒排出管 129主螺絲
14卜 142、143、144 襯管 150中間冷卻回路 156膨脹閥 26 1308631 96. 1.23 修正…補充 160内部熱交換器 202開口部 206蓋體 157蒸發器 161吸入埠 150A框體配管 200冷卻裝置 201隔熱箱體 204儲藏室 208機械室
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Claims (1)

  1. 1308631 十、申請專利範圍： 1. 一種多段壓縮式旋轉壓縮機，在一密閉容器内具有 被一驅動元件驅動之一第一與一第二旋轉壓縮元件，其中 被該第一旋轉壓縮元件壓縮的二氧化碳冷媒排放至該密閉 容器中，且該排出的中間壓二氧化碳冷媒更被該第二旋轉 壓縮元件壓縮，該多段壓縮式旋轉壓縮機包括： 一第一與一第二汽缸，分別構成該第一與該第二旋轉 壓縮元件； 一中間分隔板，位在該第一與該第二汽缸之間，以區 分出該第一與該第二旋轉壓縮元件，並且用來蓋住該第一 與該第二旋轉壓縮元件的各一開口； 一第一支撐部材，用來蓋住該第一汽缸之另一開口， 且做為該驅動元件之一旋轉軸之一端的軸承； 一第二支撐部材，用來蓋住該第二汽缸之另一開口， 且做為該驅動元件之該旋轉轴之另一端的轴承； 一第一冷媒導入管，用以將二氧化碳冷媒導入該第一 旋轉壓縮元件之吸入側，並且對應該第一汽缸來連接；以 及 一第二冷媒導入管，用以將二氧化碳冷媒導入該第二 旋轉壓縮元件之吸入側，並且對應該第二支撐部材來連接。 2. —種多段壓縮式旋轉壓縮機，在一密閉容器内具有 被一驅動元件驅動之一第一與一第二旋轉壓縮元件，其中 被該第一旋轉壓縮元件壓縮的二氧化碳冷媒排放至該密閉 容器中，且該排出的中間壓二氧化碳冷媒更被該第二旋轉 28 1308631 96. 年 1口23修正月日補充 壓縮元件壓縮，該多段壓縮式旋轉壓縮機包括： 一第一與一第二汽缸，分別構成該第一與該第二旋轉 壓縮元件； 一中間分隔板，位在該第一與該第二汽缸之間，以區 分出該第一與該第二旋轉壓縮元件，並且用來蓋住該第一 與該第二旋轉壓縮元件的各一開口； 一第一支撐部材，用來蓋住該第一汽缸之另一開口， 且做為該驅動元件之一旋轉軸之一端的轴承； 一第二支撐部材，用來蓋住該第二汽缸之另一開口， 且做為該驅動元件之該旋轉軸之另一端的軸承； 一第一冷媒導入管，用以將二氧化碳冷媒導入該第一 旋轉壓縮元件之吸入側，並且對應該第一支撐部材來連 接；以及 一第二冷媒導入管，用以將二氧化碳冷媒導入該第二 旋轉壓縮元件之吸入側，並且對應該第二汽缸。 3. —種冷卻裝置，其中具有一壓縮機、一氣體冷卻器、 一節流手段與一蒸發器係依序連接的冷媒回路，該壓縮機 在一密閉容器内，具備一第一與一第二旋轉壓縮元件，被 該第一旋轉壓縮元件壓縮且排出的二氧化碳冷媒被壓縮以 吸入該第二旋轉壓縮元件中，並且排放到該氣體冷卻器 中，該冷卻裝置更包括一中間冷卻回路，使從該第一旋轉 壓縮元件排出的二氧化碳冷媒放熱，其中至少一部分該中 間冷卻回路係配置在與要防止結霜或結凍的地方。 4. 如申請專利範圍第3項所述之冷卻裝置，更包括： 29
    1308631 一隔熱箱體； 一儲藏室，以該隔熱箱體構成，並且以該蒸發器來冷 卻；以及 一蓋體，用以蓋住該隔熱箱體之一開口部， 其中該中間冷卻回路的該至少一部分係配置在該隔熱 箱體之該開口部。 5. 如申請專利範圍第3項所述之冷卻裝置，更包括一 内部熱交換器，用以使該氣體冷卻器出來之來自第二旋轉 壓縮元件的冷媒與該蒸發器出來的冷媒進行熱交換。 6. 如申請專利範圍第3項所述之冷卻裝置，其中該蒸 發器之冷媒蒸發溫度為〇°C以下。
    30
    1308631 七、指定代表圖： (:)，指定代表圖為：第（2 )圖 一代表圖之元件符號簡單說明： 10壓縮機 UA容器本體 12C蓄油器 14驅動元件 18旋轉壓縮機構 20端子 24轉子 28定子線圈 32第一旋轉壓縮元件 36中間分隔板 38上汽缸 42、44上下偏心部 54A、56A 軸承 62、64排出消音室 78主螺絲 82、84橫方向供油孔 94冷媒導入管 121中間排出管 12密閉容器 12B蓋體 12D安裝孔 16旋轉軸 22定子 26積層體 3〇積層體 34第二旋轉壓縮元件 40下汽缸 54、56上下支撐部材 58、60吸入通路 66、68上蓋與下蓋 排出通路 92冷媒導入管 96冷媒排出管 14卜 142、143、144 襯管 ^ ··本案;^有化學式時，請揭示最_示發明特徵白
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