專利名稱:致冷劑循環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是有關(guān)于 一 種轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置(tmnscritical refrigerant device),其具備壓縮機(jī)、氣體冷卻器(gas cooler)、節(jié)流手段 (throttling means)以及蒸發(fā)器(evaporator)依序連接的構(gòu)成,高壓側(cè)為超臨 界壓力。此外,本發(fā)明亦為有關(guān)一種使用多段壓縮式壓縮機(jī)的致冷劑回 路裝置。
背景技術(shù):
習(xí)知此種壓縮機(jī)將旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)(壓縮機(jī))、氣體冷卻器、節(jié)流手段(膨 脹閥等)以及蒸發(fā)器等依序以配管連接成環(huán)狀,來構(gòu)成致冷劑循環(huán)回路。 致冷劑氣體從旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入端口吸入到汽缸 (cylinder)的低壓室側(cè),并通過滾輪與閥的動(dòng)作來進(jìn)行壓縮,以成為高溫 高壓的致冷劑氣體。之后,從高壓室側(cè),經(jīng)過排出埠、排出消音室,排 出到氣體冷卻器。在致冷劑氣體于氣體冷卻器處放熱后,以節(jié)流手段加 以節(jié)流,再供應(yīng)給蒸發(fā)器。致冷劑在蒸發(fā)器處蒸發(fā),此時(shí)通過從其周圍 吸熱,來發(fā)揮冷卻作用。近年來,為了處理地球環(huán)境問題,在此致冷劑循環(huán)回路中也使用自 然致冷劑的二氧化碳(C02),而不使用傳統(tǒng)的氟利昂(freon),并開發(fā)出在 高壓側(cè)以超臨界壓力來運(yùn)轉(zhuǎn)且使用轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)回路的裝置。在此種轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)回路中,為了防止液態(tài)致冷劑回到壓縮 機(jī)而進(jìn)行壓縮,便在蒸發(fā)器的出口側(cè)與壓縮機(jī)吸入側(cè)之間的低壓側(cè)裝設(shè)
吸收槽(receivertank)。液態(tài)致冷劑會(huì)堆積吸收槽,僅有氣體會(huì)被吸入到壓 縮機(jī)。調(diào)整節(jié)流手段,使得吸收槽內(nèi)的致冷劑不會(huì)回到壓縮機(jī)(例如,日 本的特開平7-18602號(hào)公報(bào))。然而,在致冷劑循環(huán)回路的低壓側(cè)設(shè)置接收槽便需要有足夠多的致 冷劑充填量。此外,為了防止液體回流,節(jié)流手段的開度(aperture)必須 縮小,或者是必須擴(kuò)大吸收槽的容量,但這會(huì)導(dǎo)致冷卻能力降低且設(shè)置 空間擴(kuò)大的問題。于是,為了在不裝置此吸收槽而能解決壓縮機(jī)的液態(tài) 壓縮的問題,本案申請(qǐng)人便嘗試開發(fā)出圖18所示的公知的致冷劑循環(huán)回 路。如圖18所示,標(biāo)號(hào)10表示內(nèi)部中間壓型多段(2段)壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮 機(jī)(internal intermediate pressure multi-stage (two stages) rotary compressor),其在密閉容器12中,具有電動(dòng)組件(驅(qū)動(dòng)組件)14以及被此 電動(dòng)組件14的旋轉(zhuǎn)軸16所驅(qū)動(dòng)的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32與第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34的構(gòu)成。接著說明此致冷劑循環(huán)裝置的動(dòng)作。從壓縮機(jī)10的致冷劑導(dǎo)入管94 所吸入的致冷劑被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮成中間壓狀態(tài),再排出到密 閉容器12內(nèi)。之后,從致冷劑導(dǎo)入管92出來,流入到中間冷卻回路150A。 中間冷卻回路150A設(shè)置成使之通過氣體冷卻器154,并于此以氣冷方式 放熱。中間壓的致冷劑便在此被氣體冷卻器把熱奪走。之后,被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34,進(jìn)行第二段的壓縮,而成為 高溫高壓的致冷劑氣體,再從致冷劑排出管96排放到外部。此時(shí),致冷 劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力為止。從致冷劑排出管96排出的致冷劑氣體流入到氣體冷卻器154,并于
該處以氣冷的方式放熱,之后再通過內(nèi)部熱交換器160。致冷劑于該處更 被由蒸發(fā)器157出來的低壓側(cè)致冷劑奪熱,而更進(jìn)一步地被冷卻。之后,致冷劑在膨脹閥156減壓,而在此過程中致冷劑變成氣體/液體的混合態(tài), 接著再流入蒸發(fā)器157蒸發(fā)。從蒸發(fā)器157出來的致冷劑便通過內(nèi)部熱 交換器160,而于該處從高壓側(cè)致冷劑奪取熱而被加熱。接著,被內(nèi)部熱交換器160加入的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管94被吸入 到旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32內(nèi),并重復(fù)地進(jìn)行上述循環(huán)。如上所述,在圖18的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置中,從蒸發(fā)器157出 來的致冷劑通過內(nèi)部熱交換器160被高壓側(cè)致冷劑加熱而可以取得過熱 度(superheatdegree),所以可以將低壓側(cè)的吸收槽廢除。但是由于運(yùn)轉(zhuǎn)的 條件,會(huì)產(chǎn)生多余的致冷劑,而在壓縮機(jī)內(nèi)引起液體回流的現(xiàn)象,會(huì)產(chǎn) 生液體壓縮所造成損傷的危險(xiǎn)性。此外,再此種轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)回路裝置中,蒸發(fā)器的蒸發(fā)溫度 要在-30。C至-40。C的低溫范圍或者-50。C以下的超低溫范圍,會(huì)因?yàn)閴?縮比要非常高與壓縮機(jī)IO本身的溫度會(huì)升高,所以變得非常困難。此外,在日本專利第2507047號(hào)所揭露的致冷劑循環(huán)回路裝置中, 特別是使用內(nèi)部中間壓型多段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的致冷劑回路裝置中, 密閉容器內(nèi)的中間壓致冷劑氣體從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入端口被吸入 到汽缸的低壓室側(cè),并通過滾輪與閥的動(dòng)作,進(jìn)行第二段壓縮,以成為 高溫高壓的致冷劑氣體;接著,從高壓室側(cè)經(jīng)過排出埠、排出消音室排 放到外部。進(jìn)入氣體冷卻器放熱而發(fā)揮加入作用后,以做為節(jié)流手段的 膨脹閥來節(jié)流,再進(jìn)入蒸發(fā)器。于該處吸熱蒸發(fā)后,再被吸入到第一旋 轉(zhuǎn)壓縮組件,并反復(fù)地重復(fù)上述循環(huán)。
然而,使用上述的壓縮機(jī)的致冷劑回路裝置中,停止后再起動(dòng)時(shí), 旋轉(zhuǎn)壓縮組件會(huì)有高低壓力差,而造成起動(dòng)性的惡化以及引起損傷。于 是,為了在壓縮機(jī)停止后,使致冷劑回路內(nèi)及早達(dá)到均壓狀態(tài),會(huì)有將 膨脹閥全開使低壓側(cè)與高壓側(cè)連通等的操作。但是,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組 件所壓縮的密閉容器內(nèi)的中間壓致冷劑氣體,因?yàn)樵趬嚎s機(jī)停止后,在 低壓側(cè)與高壓側(cè)間并不連通,所以要達(dá)到平衡壓力所需要的時(shí)間很久。此外,由于壓縮機(jī)的熱容量大,溫度下降遲緩。在壓縮機(jī)停止后, 壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度會(huì)高于致冷劑回路內(nèi)的其它部分。再者,在壓縮機(jī)停 止后,當(dāng)壓縮機(jī)內(nèi)的致冷劑浸入時(shí)(致冷劑液化),壓縮機(jī)在起動(dòng)的瞬間, 致冷劑會(huì)突然成為氣體,使中間壓急劇升高。因此,密閉容器內(nèi)的中間 壓致冷劑氣體的壓力會(huì)反而比第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的排出側(cè)(致冷劑回路的高壓側(cè))的壓力高,產(chǎn)生所謂壓力反轉(zhuǎn)現(xiàn)象(pressure inversion phenomenon)。在此情形,壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)的壓力行為以圖19與圖20來加 以說明。圖19為公知正常起動(dòng)時(shí)的壓力行為。再起動(dòng)前,致冷劑回路裝 置內(nèi)的壓力達(dá)到平衡狀態(tài),所以壓縮機(jī)可以像平常一般起動(dòng),而不會(huì)產(chǎn) 生中間壓與高壓的壓力反轉(zhuǎn)。另一方面,圖20是壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)的壓力行為。如圖20所示, 在壓縮機(jī)10起動(dòng)前,低壓與高壓為均壓(實(shí)線)。但是如前所述,中間壓 會(huì)比此壓力還高(虛線)。起動(dòng)壓縮機(jī)后,中間壓會(huì)更上升而成為與高壓相 同或更高的壓力。特別是,在旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)中,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的閥為付勢(shì)(彈性作用) 到滾輪側(cè),故第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的排出側(cè)的壓力是做為背壓來作用。但 是,在此情形,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的排出側(cè)壓力(高壓)與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組 件(中間壓)為相同,或者是第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件(中間壓)較高,所以閥對(duì)滾 輪側(cè)的背壓不會(huì)有作用,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的閥會(huì)飛走。因此,第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件不會(huì)進(jìn)行壓縮,在實(shí)質(zhì)上只有第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件在進(jìn)行壓縮。 此外,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件的閥會(huì)以該閥付勢(shì)于滾輪側(cè),所以密閉容 器內(nèi)的中間壓是做為背壓來作用。但是,如上述,密閉容器內(nèi)的壓力變 高的話,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸內(nèi)的壓力以及密閉容器內(nèi)的壓力的差 會(huì)太大,加壓于滾輪的力也會(huì)高于所需的力,導(dǎo)致有顯著的面壓會(huì)施加 于閥前端與滾輪外周面之間的滑動(dòng)部分,閥與滾輪會(huì)產(chǎn)生摩擦,而有損 傷的危險(xiǎn)性。另一方面,如前所述,當(dāng)被第一旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓縮的中間壓致冷劑在 中間熱交換器冷卻時(shí),會(huì)依據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮的高 壓致冷劑氣體會(huì)有無法滿足所期望的溫度的情形。特別是,在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),致冷劑的溫度很難上升。此外,也會(huì)有 致冷劑氣體浸入壓縮機(jī)內(nèi)的情形發(fā)生(液化)。在此情形時(shí),需要使壓縮機(jī) 內(nèi)的溫度及早上升以回復(fù)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是,如前所述,被第一旋轉(zhuǎn)壓 縮機(jī)壓縮的致冷劑在中間熱交換器冷卻,使其吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)時(shí), 要使壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度及早上升是很困難的。此外,在上述的壓縮機(jī)中,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸的上側(cè)開口被 上支撐部材蓋住,下側(cè)開口則被中間分隔板蓋住。另一方面,滾輪設(shè)置 在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件內(nèi)的汽缸中。此滾輪與旋轉(zhuǎn)軸的偏心部嵌合。為了 設(shè)計(jì)問題或者是防止?jié)L輪的摩擦,有若干間隙形成于配置在滾輪與滾輪 上側(cè)的前述支撐部材以及配置在滾輪與滾輪下側(cè)的中間分隔板之間。因 此,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸壓縮的高壓致冷劑氣體會(huì)從此間隙流入
到滾輪內(nèi)側(cè)(滾輪內(nèi)側(cè)的偏心部周邊的空間)。由此,高壓致冷劑會(huì)駐留在 滾輪內(nèi)側(cè)。如上所述,若高壓致冷劑駐留在滾輪內(nèi)側(cè)的話,因?yàn)闈L輪內(nèi)側(cè)的壓 力會(huì)高于底部成為蓄油器的密閉容器內(nèi)的壓力(中間壓),所以經(jīng)過旋轉(zhuǎn)軸 中的油孔,利用壓力差把油供給到滾輪內(nèi)惻會(huì)變得很困難。對(duì)滾輪內(nèi)側(cè) 的偏心部周邊的供油量變會(huì)產(chǎn)生不足的現(xiàn)象。在公知技術(shù)中,如第21圖 所示,通路200形成于配置在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸上側(cè)的上支撐部 材201上,用以連通第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的滾輪內(nèi)側(cè)(偏心部側(cè))與密閉容器 內(nèi)。駐留在滾輪內(nèi)側(cè)的高壓致冷劑氣體會(huì)釋放到密閉容器內(nèi),以防止?jié)L 輪內(nèi)側(cè)變成高壓狀態(tài)。然而,為了形成上述通路200來連通滾輪內(nèi)側(cè)與密閉容器內(nèi)部,必 須在上支撐部材201的內(nèi)緣部分于滾輪側(cè)形成開口。亦即要加工形成軸 心方向的通路200A與用來連通此通路200A與密閉容器內(nèi)部的水平方向 通路200B的兩個(gè)通路。為了形成通路,加工作業(yè)必須增加,進(jìn)而造成生 產(chǎn)成本高漲的問題。另一方面,對(duì)于第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,由于第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸 內(nèi)的壓力(高壓)會(huì)高于底部做為蓄油器的密閉容器內(nèi)的壓力(中間壓),從 旋轉(zhuǎn)軸的油孔或供油孔,利用壓力差來將油供應(yīng)到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的 汽缸內(nèi)會(huì)變得非常困難,故僅以溶入吸入致冷劑的油來潤滑變會(huì)有供油 量不足的問題。此外,在上述壓縮機(jī)中,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮的致冷劑氣體會(huì) 直接地排放到外部。但是,在此致冷劑氣體中,會(huì)混入前述的供應(yīng)到第 二旋轉(zhuǎn)壓縮組件內(nèi)的滑動(dòng)部的油,所以油也隨著致冷劑一起被排放到外 部。因此,密閉容器內(nèi)的蓄油器的油量會(huì)不足,而使滑動(dòng)部的潤滑性能 變惡化。此外,在冷凍循環(huán)的致冷劑回路中,也有多量油流出,而使冷 凍循環(huán)性能惡化。此外,為了防止此問題,若減少對(duì)第二旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的 油供應(yīng)量的話,則會(huì)造成第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的滑動(dòng)部的循環(huán)性產(chǎn)生問題。發(fā)明內(nèi)容因此,本發(fā)明的目的是提出一種致冷劑循環(huán)回路,其高壓側(cè)成為超 臨界壓力,并不需要設(shè)置接收槽,便可以防止壓縮機(jī)因液體壓縮所造成 的損傷。本發(fā)明的另一 目的是提出一種致冷劑循環(huán)裝置,在低壓側(cè)不需要設(shè) 置接收槽,便可以防止壓縮機(jī)因液體壓縮所造成的損傷,并且可以使冷 卻能力提升。本發(fā)明的另一目的是提出一種使用多段壓縮式壓縮機(jī)的致冷劑循環(huán) 裝置,可以避免壓力逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,并且提升壓縮機(jī)的起動(dòng)性與耐久性。本發(fā)明的另一 目的是提出一種使用多段壓縮式壓縮機(jī)的致冷劑循環(huán) 裝置,可以防止壓縮機(jī)過熱以及確保被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮而排出的 致冷劑的排出溫度。本發(fā)明的另一目的是提出一種使用多段壓縮式壓縮機(jī)的致冷劑循環(huán) 裝置,以較簡單的構(gòu)造來避免滾輪內(nèi)側(cè)變成高壓的缺點(diǎn),并且可以確實(shí) 地且平滑地將油供給第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸內(nèi)。本發(fā)明的另一目的是提出一種旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī),其可以不減少對(duì)旋轉(zhuǎn)壓 縮組件的供油量,而可以極力降低油流出到冷凍回路的量。
為達(dá)成上述與其它目的,本發(fā)明提出一種致冷劑循環(huán)裝置,其中壓 縮機(jī)、氣體冷卻器、節(jié)流手段與蒸發(fā)器依序連接,而在高壓側(cè)成為超臨 界壓力。致冷劑循環(huán)裝置包括以下構(gòu)件。前述壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi),更 具備電動(dòng)組件以及被電動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第 一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件 中,并且排放到氣體冷卻器中。中間冷卻回路使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排 出的致冷劑,在氣體冷卻器放熱。第一內(nèi)部熱交換器使從氣體冷卻器出 來且來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑與蒸發(fā)器出來的致冷劑進(jìn)行熱交 換。第二內(nèi)部熱交換器使氣體冷卻器出來且在中間冷卻回路流動(dòng)的致冷 劑與從第一內(nèi)部熱交換器出來且來自蒸發(fā)器的致冷劑進(jìn)行熱交換。因此, 從蒸發(fā)器出來的致冷劑在第一內(nèi)部熱交換器與氣體冷卻器出來的流過中 間冷卻回路的致冷劑進(jìn)行熱交換,以奪取熱。因此,可以確實(shí)地保持致 冷劑的過熱度,以及可以回避在壓縮機(jī)的液體壓縮。另一方面,氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑在第 一內(nèi)部熱交換器,從蒸發(fā)器出來的致冷劑奪取熱,以此使致冷劑溫度下 降。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路,所以壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度可以下降。 特別是在此情形,流過中間冷卻回路的致冷劑在氣體冷卻器放熱后,將 熱給來自蒸發(fā)器的致冷劑,在被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中。因此,不 會(huì)產(chǎn)生因設(shè)置第二內(nèi)部熱交換器而產(chǎn)生的壓縮機(jī)內(nèi)部溫度上升。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,因?yàn)橹吕鋭┦褂枚趸迹詫?duì)環(huán)境 問題有所貢獻(xiàn)。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,蒸發(fā)器的致冷劑的蒸發(fā)溫度在+12。C至 -10°(]極為有效。
本發(fā)明更提出一種致冷劑循環(huán)裝置,其中壓縮機(jī)、氣體冷卻器、節(jié) 流手段與蒸發(fā)器依序連接,而在高壓側(cè)成為超臨界壓力。致冷劑循環(huán)裝 置包括以下構(gòu)件。前述壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi),更具備電動(dòng)組件以及被電 動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且 排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到氣體冷卻 器中。中間冷卻回路使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑,在氣體冷卻 器放熱。油分離手段,用以將油從被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑中分離 出來?;赜吐穼⒈挥头蛛x手段所分離的油減壓,使油回到壓縮機(jī)內(nèi)。第 一內(nèi)部熱交換器使從氣體冷卻器出來且來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑 與蒸發(fā)器出來的致冷劑進(jìn)行熱交換。第二內(nèi)部熱交換器使在回油路流動(dòng) 的油與從第一內(nèi)部熱交換器出來且來自蒸發(fā)器的致冷劑進(jìn)行熱交換。節(jié) 流手段由第一節(jié)流手段以及位在第一節(jié)流手段下游側(cè)的第二節(jié)流手段所 構(gòu)成。注射回路用以將在第一與第二節(jié)流手段之間流動(dòng)的部分致冷劑, 注入到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)。因此,從蒸發(fā)器出來的致 冷劑在第一內(nèi)部熱交換器與氣體冷卻器出來的流過中間冷卻回路的致冷 劑進(jìn)行熱交換以奪取熱,而在第二內(nèi)部熱交換器與流過回油路的油進(jìn)行 熱交換,以奪取熱。因此,可以確實(shí)地保持致冷劑的過熱度,以及可以 回避在壓縮機(jī)的液體壓縮。另一方面,氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑在第 一內(nèi)部熱交換器,被蒸發(fā)器出來的致冷劑奪取熱,以此使致冷劑溫度下 降。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路,所以壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度可以下降。此外,流過回油路的油在第二內(nèi)部熱交換器被第一內(nèi)部熱交換器出 來的來自蒸發(fā)器的致冷劑奪取熱之后,再回到壓縮機(jī)內(nèi),所以壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度可以更進(jìn)一步地降低。再者,因?yàn)榱鬟^第一與第二節(jié)流手段間的部分致冷劑,通過注射回 路后再被注入到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè),所以利用此注入 的致冷劑可以冷卻第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。由此,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的壓縮 效率可以改善,并且壓縮機(jī)本身的溫度也可以更進(jìn)一步地下降。因此, 致冷劑循環(huán)中,可以使在蒸發(fā)器的致冷劑蒸發(fā)溫度下降。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,更包括設(shè)置氣液分離手段于第一與第 二節(jié)流手段之間。注射回路將被氣液分離手段所分離的液態(tài)致冷劑減壓, 再注入到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)。因此,利用隨著注入致 冷劑的蒸發(fā)的吸熱作用,第二旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)可以更有效地被冷卻。由此, 致冷劑循環(huán)中,可以使在蒸發(fā)器的致冷劑蒸發(fā)溫度下降。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路在第二內(nèi)部熱交換器處使被油 分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑之 間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)。因此,利用此油可以有效 地降低壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)的溫度。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路是在第二內(nèi)部熱交換器處使被 油分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑 之間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的該吸入側(cè)。因此, 可以一邊潤滑第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件以改善壓縮效率,并且可以有效地降低 壓縮機(jī)本身的溫度。前述致冷劑循環(huán)裝置中的致冷劑可以使用二氧化碳、HCF系致冷劑的R23、 一氧化二氮中的任何一種致冷劑,所以對(duì)環(huán)境問題有所貢獻(xiàn)。此外,在上述致冷劑循環(huán)裝置中,蒸發(fā)器的致冷劑的蒸發(fā)溫度是在-50°C以下極為有效。本發(fā)明更提出一種致冷劑循環(huán)裝置,其中壓縮機(jī)、氣體冷卻器、節(jié) 流手段與蒸發(fā)器依序連接,而在高壓側(cè)成為超臨界壓力。致冷劑循環(huán)裝 置包括以下構(gòu)件。前述壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi),更具備電動(dòng)組件以及被電 動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且 排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到氣體冷卻 器中。中間冷卻回路使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑,在氣體冷卻 器放熱。第一內(nèi)部熱交換器使從氣體冷卻器出來且來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組 件的致冷劑與蒸發(fā)器出來的致冷劑進(jìn)行熱交換。油分離手段用以將油從 被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑中分離出來。回油路將被油分離手段所分 離的油減壓,使油回到壓縮機(jī)內(nèi)。第二內(nèi)部熱交換器使在回油路流動(dòng)的 油與從第一內(nèi)部熱交換器出來且來自蒸發(fā)器的致冷劑進(jìn)行熱交換。因此,從蒸發(fā)器出來的致冷劑在第一內(nèi)部熱交換器與氣體冷卻器出來的流過中 間冷卻回路的致冷劑進(jìn)行熱交換以奪取熱,而在第二內(nèi)部熱交換器與流 過回油路的油進(jìn)行熱交換,以奪取熱。因此,可以確實(shí)地保持致冷劑的 過熱度,以及可以回避在壓縮機(jī)的液體壓縮。另一方面,氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑在第 一內(nèi)部熱交換器,被蒸發(fā)器出來的致冷劑奪取熱,以此使致冷劑溫度下 降。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路,所以壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度可以下降。此外,流過回油路的油在第二內(nèi)部熱交換器被第一內(nèi)部熱交換器出 來的來自蒸發(fā)器的致冷劑奪取熱之后,再回到壓縮機(jī)內(nèi),所以壓縮機(jī)內(nèi) 部的溫度可以更進(jìn)一步地降低。由此,致冷劑循環(huán)中的蒸發(fā)器的致冷劑 溫度可以被降低。
在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路是在第二內(nèi)部熱交換器處使被 油分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑 之間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)。因此,利用此油可以有 效地降低壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)的溫度。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路在第二內(nèi)部熱交換器處使被油 分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑之 間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的該吸入側(cè)。因此, 可以一邊潤滑第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件以改善壓縮效率,并且可以有效地降低 壓縮機(jī)本身的溫度。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,因?yàn)橹吕鋭┦褂枚趸?,所以?duì)環(huán)境 問題有所貢獻(xiàn)。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,蒸發(fā)器的致冷劑的蒸發(fā)溫度在-30。C至 -40。C極為有效。本發(fā)明更提出一種致冷劑循環(huán)裝置。壓縮機(jī)具備被驅(qū)動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng) 的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且排出的致冷劑 被壓縮以吸入該第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到該氣體冷卻器中。旁 通回路,在不將從壓縮機(jī)的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑減壓下,把致冷劑供給到蒸發(fā)器;以及閥裝置,用以在蒸發(fā)器除霜時(shí),開放該旁通回路。閥裝置也開放該旁通回路的流路。因此,在蒸發(fā)器進(jìn)行除霜時(shí), 打開閥裝置,從第一壓縮組件排出的致冷劑流過旁通回路,在不減壓下, 供給蒸發(fā)器加熱。此外,在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),閥裝置也開放,經(jīng)過旁通回路,第一壓縮 組件的排出側(cè),亦即第二壓縮組件只吸入側(cè)的壓力可以逃到蒸發(fā)器。因
此,可以避免壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)(中間壓)與第二壓 縮組件的排出側(cè)(高壓)的壓力逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,閥裝置從壓縮機(jī)起動(dòng)前至一預(yù)定時(shí)間內(nèi), 開放旁通回路。此外,該閥裝置也可以從壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)至一預(yù)定時(shí)間內(nèi),開放旁通 回路?;蛘?,該閥裝置可以從該壓縮機(jī)起動(dòng)后至一預(yù)定時(shí)間內(nèi),開放旁通 回路。本發(fā)明更提出一種致冷劑循環(huán)裝置,其中壓縮機(jī)、氣體冷卻器、節(jié) 流手段與蒸發(fā)器依序連接。壓縮機(jī)具備第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第 一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件 中,并且排放到氣體冷卻器中。致冷劑循環(huán)裝置包括致冷劑配管,用 來使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮的致冷劑被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件;中 間冷卻回路,與冷配管并列連接;以及閥裝置,用以控制使從第一旋轉(zhuǎn) 壓縮裝置排出的致冷劑流到致冷劑配管或是中間冷卻回路。因此,可以 依據(jù)致冷劑的狀態(tài)來選擇是否流入中間冷卻回路。致冷劑狀態(tài)的偵測(cè)是利用壓力或溫度來進(jìn)行。亦即,當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)壓 縮組件的排出致冷劑壓力或致冷劑溫度上升到預(yù)定值時(shí),閥裝置使致冷 劑流過中間冷卻回路,而當(dāng)?shù)陀陬A(yù)定值時(shí),致冷劑流過致冷劑配管。上述致冷劑循環(huán)裝置更可以包括溫度偵測(cè)手段,用來偵測(cè)從第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑溫度。當(dāng)溫度偵測(cè)手段偵測(cè)到的第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件的排出致冷劑溫度上升到一預(yù)定值時(shí),閥裝置使致冷劑流到中間冷 卻回路。當(dāng)比預(yù)定值低時(shí),使致冷劑流到致冷劑配管。
本發(fā)明更提出一種壓縮機(jī),在密閉容器具有被驅(qū)動(dòng)組件的旋轉(zhuǎn)軸所 驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的致冷劑 排放到該密閉容器中,排放出的中間壓致冷劑氣體再被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組 件壓縮。壓縮機(jī)包括以下構(gòu)成兩汽缸,分別構(gòu)成第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件;兩滾輪,分別設(shè)置在各汽缸內(nèi),與旋轉(zhuǎn)軸的偏心部嵌合而做偏心 旋轉(zhuǎn);中間分隔板,位在各汽缸與各滾輪之間,以分割第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件;兩支稱部材,分別封住各該汽缸的開口面,且各具備該旋轉(zhuǎn) 軸的軸承;油孔,形成于旋轉(zhuǎn)軸中;貫通孔,穿孔設(shè)置于中間分隔板中, 以連通密閉容器內(nèi)部與兩滾輪的內(nèi)側(cè);連通孔穿孔設(shè)置于第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件的汽缸中,用以連通中間分隔板的貫通孔以及第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的 吸入側(cè)。由此中間分隔板的貫通孔,累積在滾輪內(nèi)側(cè)的高壓致冷劑可以 逃到密閉容器內(nèi)。此外,即使在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸內(nèi)的壓力高于成為中間壓的 密閉容器內(nèi)的壓力,利用在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入過程的吸入壓損, 通過中間分隔板的貫通孔以及連通孔,油可以確實(shí)地從旋轉(zhuǎn)軸的油孔供 給到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)。因?yàn)橹虚g分隔板的貫通孔可以達(dá)成兼 作滾輪內(nèi)側(cè)的高壓釋放以及對(duì)第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的供油,所以可以達(dá)到 構(gòu)造簡化以及成本降低的目的。前述的壓縮機(jī)中的驅(qū)動(dòng)組件是在起動(dòng)時(shí)以低速來起動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)控制型 馬達(dá)。當(dāng)起動(dòng)時(shí),即使第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件從與密閉容器內(nèi)連通的中間分 隔板的貫通孔吸入密閉容器中的油,也可以抑制因?yàn)橛蛪嚎s所造成的不 好影響,也可以避免旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的可靠性下降。本發(fā)明更提出一種壓縮機(jī)。在密閉容器中具備電動(dòng)組件與被電動(dòng)組
件所驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)壓縮組件。被旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的致冷劑排放到外部, 壓縮機(jī)在旋轉(zhuǎn)壓縮組件內(nèi)形成蓄油室,用以將從旋轉(zhuǎn)壓縮組件與致冷劑 一起排放出來的油加以分離、蓄積,并且蓄油室經(jīng)由具有節(jié)流功能的返 回通路,連通到密閉容器內(nèi)部。因此,從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件排放到旋轉(zhuǎn) 壓縮機(jī)外部的油量可以降低。本發(fā)明更提出 一種壓縮機(jī)。在密閉容器內(nèi)具有電動(dòng)組件以及被電動(dòng) 組件所驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)由第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件 所構(gòu)成,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的致冷劑排放到密閉容器內(nèi),排放 出來的中間壓致冷劑以第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件來壓縮,排放到外部。壓縮機(jī) 在旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)內(nèi)形成蓄油室,用以將從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件與致冷劑一 起排放出來的油加以分離、蓄積,并且蓄油室經(jīng)由具有節(jié)流功能的返回 通路,連通到密閉容器內(nèi)部。因此,從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件排放到旋轉(zhuǎn)壓 縮機(jī)外部的油量可以降低。上述壓縮機(jī)更包括第二汽缸,構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件;第一汽缸, 透過中間分隔板配置在第二汽缸下方,并且用以構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件; 第一支撐部材,用以封住第一汽缸的下方;第二支撐部材,用以封住第 二汽缸的上方;以及吸入通路,于第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件中。蓄油室形成在 吸入通路以外部分的第一汽缸內(nèi)。由此構(gòu)成,空間效率得以提升。上述壓縮機(jī)中,蓄油室利用上下貫通第二汽缸、中間分隔板、與第 一汽缸的貫通孔來構(gòu)成。因此,可以顯著地改善構(gòu)成蓄油室的加工作業(yè) 性。
圖1繪示構(gòu)成本發(fā)明的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)回路的內(nèi)部中間壓型多 段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的縱剖面圖。圖2依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所繪示的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑 回路圖。圖3繪示圖2的致冷劑回路的p-h線圖。圖4依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致 冷劑回路圖。圖5依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。圖6依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。圖7依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例所繪示的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。圖8繪示致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。圖9繪示本發(fā)明的致冷劑回路裝置的壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)的壓力行為圖。 圖10繪示另一實(shí)施例中對(duì)應(yīng)圖9的壓力行為圖。 圖11繪示致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。圖12繪示在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的排出致冷劑溫度上升到預(yù)定值時(shí),致冷劑回路的p-h線圖。圖13繪示圖1的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的中間分隔板的平面圖。圖14繪示圖1的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的中間分隔板的縱剖面圖。圖15繪示形成于圖1的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的中間分隔板的貫通孔在密閉容器側(cè)的放大圖。
圖16繪示圖1的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的上汽缸吸入側(cè)的壓力變動(dòng)圖。 圖17繪示本發(fā)明另一實(shí)施例的內(nèi)部中間壓型多段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī) 的縱剖面圖。圖18繪示公知的致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。圖19繪示公知的致冷劑回路裝置的壓縮機(jī)正常起動(dòng)時(shí)的壓力行為圖20繪示公知發(fā)生壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象的壓力行為圖。 圖21繪示公知旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的上支撐部材的縱剖面圖,圖式標(biāo)號(hào)說明10壓縮機(jī)12A容器本體12C蓄油器14電動(dòng)組件18旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)20端子24轉(zhuǎn)子28定子線圈32第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件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12密閉容器 12B蓋體 12D安裝孔16旋轉(zhuǎn)軸22定子 26積層體 30積層體34第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件 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92致冷劑導(dǎo)入管96致冷劑排出管 110返回通路 103節(jié)流部材 129主螺絲 133、 134連通孔152A中間冷卻回路78主螺絲82、 84橫方向供油孔 94致冷劑導(dǎo)入管 100蓄油室 102油泵 121中間排出管 131貫通孔141、 142、 143、 144襯管 150中間冷卻回路 156膨脹閥156A、 156B第一與第二膨脹閥157蒸發(fā)器 152、 158電磁閥160、 162第一與第二內(nèi)部熱交換器161吸入埠 170油分離器175、 175A回油路 176毛細(xì)管180旁通回路190排出氣體溫度傳感器200氣液分離器 210注射回路220毛細(xì)管具體實(shí)施方式
為讓本發(fā)明的上述目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉較 佳實(shí)施例,并配合附圖,作詳細(xì)說明如下
接著參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例圖1為本發(fā)明的致冷劑循 環(huán)裝置,特別是以使用于轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的壓縮機(jī)來做為實(shí)施 例,并且為具備第一及第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件32、 34的內(nèi)部中間壓型多段(2段)壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的縱剖面圖。圖2為本發(fā)明的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。此外,本發(fā)明的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置使用 于自動(dòng)售貨機(jī)、空調(diào)機(jī)或冷凍庫、展示柜等。在各圖式中,標(biāo)號(hào)10為以二氧化碳(C02)為致冷劑而使用的內(nèi)部中間 壓型多段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)。壓縮機(jī)10由鋼板所構(gòu)成的圓筒狀密閉容器12;配置收納于此密閉容器12內(nèi)部空間的上側(cè)的電動(dòng)組件14;以及配置在電動(dòng)組件14下側(cè),以電動(dòng)組件14的旋轉(zhuǎn)軸16所驅(qū)動(dòng)的第一轉(zhuǎn)壓縮組 件(第一段)32與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件(第二段)34等的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)18等所 構(gòu)成。此外,本實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32的容積 可以例如是2.89cc,而做為第二段的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的容積則可以 例如是1.88cc密閉容器12的底部是做為蓄油器,且由電動(dòng)組件14、收納旋轉(zhuǎn)壓縮 機(jī)構(gòu)18的容器本體12A、用來蓋住容器本體12A的上部開口且略成碗狀 的蓋體12B等所構(gòu)成。此外,圓形的安裝孔12D形成于蓋體12B上面的 中心處。供應(yīng)電力給電動(dòng)組件14的端子(省略配線)20則安裝于此安裝孔 12D中。電動(dòng)組件14為所謂的磁極集中式DC馬達(dá),包括沿著密閉容器12 上部空間的內(nèi)周面且以環(huán)狀安裝的定子22,以些微間隔插入設(shè)置于定子 22內(nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子24。轉(zhuǎn)子24通過中心,固定于在簽垂方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸 16上。定子22具有以環(huán)狀(doughnut shape)電磁鋼板堆棧而成的積層體26,以及以直巻于積層體26齒部的方式而巻成的定子線圈28。此外,轉(zhuǎn) 子24與定子22相同,也是以電磁鋼板的積層體30所形成,并在積層體 30內(nèi)插入永久磁鐵MG來構(gòu)成轉(zhuǎn)子24。
此外,做為供油手段的油泵102在旋轉(zhuǎn)軸16下端部。利用此油泵102, 潤滑用的油便可以從構(gòu)成密閉容器12底部的蓄油器被吸上來,經(jīng)過在鉛 直方向形成于旋轉(zhuǎn)軸16內(nèi)的軸中心上中的油孔(未繪出),從與油孔連通 的橫方向供油孔82、 84(在上下偏心部42、 44也有形成),油便被供應(yīng)到 上下偏心部42、 44以及第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件32、 34的滑動(dòng)部等。 由此,便可以防止第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件32、 34的摩耗。
中間分隔板36被挾持于第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件 34之間。亦即,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34由中間分 隔板36;上汽缸38與下汽缸40,配置在中間分隔板36上下位置上;上 下滾輪46、 48,具有180度的相位差并且通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸16上的上下 偏心部42、 44在上下汽缸38、 40內(nèi)做偏心旋轉(zhuǎn);閥,與上下滾輪46、 48接觸,將上下汽缸38、 40內(nèi)分別分割成低壓室側(cè)與高壓室偵ij;以及上 支撐部材54與下支撐部材56用以將上汽缸38上側(cè)開口面與下汽缸40 下側(cè)開口面封起來,并兼做旋轉(zhuǎn)軸16的軸承且做為支撐部材。
另一方面,吸入通路58、 60與凹陷的排出消音室62、 64形成于上 支撐部材54與下支撐部材56中。吸入通路58、 60分別以吸入埠161、 161連接到上下汽缸38、 40,而兩排出消音室62、 64的個(gè)別與各汽缸38、 40反對(duì)側(cè)的開口部分別被蓋體封起來。亦即,排出消音室62被做為蓋體 的上蓋66封起來,而排出消音室66被做為蓋體的下蓋68封起來。
在此情形,軸承54A立設(shè)于上支撐部材54的中央。此外,軸承56A
貫通形成于下支撐部材56的中央。旋轉(zhuǎn)軸16被上支撐部材54的軸承54A 與下支撐部材56的軸承56A所保持。下蓋68由圈狀(doughnut)的圓形鋼板所構(gòu)成,外圍部的四個(gè)地方則 利用主螺絲129從下方固定于下支撐部材56上。主螺絲129的前端則螺 接于上支撐部材54上。第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32的排出消音室64與密閉容器12內(nèi)以連通路連 通。此連通路為一未繪出的孔洞,并且貫通下支撐部材56、上支撐部材 54、上蓋66、上汽缸38、下汽缸40與中間分隔板36。在此情形,中間 排出管121立設(shè)于連通路的上端,中間壓的致冷劑則從此中間排出管121 排放到密閉容器12內(nèi)。此外,上蓋66區(qū)劃出排出消音室62,其以未繪出的排出部,連接至 第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的上汽缸38內(nèi)部。以與上蓋66具有預(yù)定的間隔, 電動(dòng)組件14設(shè)置于上蓋66上側(cè)。上蓋66由略成圈狀的圓形鋼板所構(gòu)成, 其上有形成孔,此孔為貫通上支撐部材54的軸承54A。上蓋66的周邊 部利用四個(gè)主螺絲78,從下方固定于下支撐部材56上。主螺絲78的前 端則螺接于下支撐部材56上??紤]對(duì)地球環(huán)境的影響、可燃性與毒性等,致冷劑使用自然致冷劑 的二氧化碳(C02),而潤滑油則例如使用礦物油、烷基苯油(alkyl benzene)、 酯油(esteroil)、 PAG油(poly alkyl glycol,聚垸基甘醇)等既存的油品。在對(duì)應(yīng)上支撐部材54與下支撐部材56的吸入通路60(上側(cè)未繪出)、 排出消音室62、上蓋66上側(cè)(約略對(duì)應(yīng)電動(dòng)組件14的下端的位置)的位 置上,襯管141、 142、 143、 144分別溶接固定于密閉容器12的容器本 體12A的側(cè)面上。將致冷劑導(dǎo)入上汽缸38的致冷劑導(dǎo)入管92的一端插 入連接至襯管141內(nèi),此致冷劑導(dǎo)入管92的一端則連通于上汽缸38的 吸收通路(未繪出)。致冷劑導(dǎo)入管92經(jīng)過后述的設(shè)置于中間冷卻回路150 上的第二內(nèi)部熱交換器162、氣體冷卻器154后到達(dá)襯管144,另一端則 插入連接于襯管144內(nèi)而連通至密閉容器12內(nèi)?;蛘呤?,致冷劑導(dǎo)入管 92經(jīng)由有通過后述的氣體冷卻器154的中間冷卻回路150而到達(dá)襯管 144,另一端則插入連接于襯管144內(nèi)而連通至密閉容器12內(nèi)。第二內(nèi)部熱交換器162是在出于氣體冷卻器154且流過中間冷卻回 路150的中間壓致冷劑以及出于第一內(nèi)部熱交換器160且來自蒸發(fā)器157 的低壓側(cè)致冷劑之間進(jìn)行熱交換。或者是,第二內(nèi)部熱交換器162是在 流過回油路175的油以及出于第一內(nèi)部熱交換器160且來自蒸發(fā)器157 的低壓側(cè)致冷劑之間進(jìn)行熱交換。此外,用來將致冷劑導(dǎo)入下汽缸40的致冷劑導(dǎo)入管94的一端插入 連接至襯管142內(nèi),而此致冷劑導(dǎo)入管94的一端則連通至下汽缸40的 吸入通路60。致冷劑導(dǎo)入管94的另一端則連接到第二內(nèi)部熱交換器。此 外,致冷劑排出管96插入連接至襯管143內(nèi),而此致冷劑排出管96的 一端再連接到排出消音室62。第二實(shí)施例接著參考圖2,上述的壓縮機(jī)10為構(gòu)成圖2的致冷劑回路的一部分。 亦即,壓縮機(jī)10的致冷劑排出管96連接到氣體冷卻器154的入口。氣 體冷卻器154出來的配管則通過前述的第一內(nèi)部熱交換器160。第一內(nèi)部 熱交換器是在氣體冷卻器出來的高壓側(cè)致冷劑以及蒸發(fā)器157出來的低 壓側(cè)致冷劑之間進(jìn)行熱交換。
通過第一內(nèi)部熱交換器160的致冷劑到達(dá)做為節(jié)流手段的膨脹閥156。膨脹閥156的出口連接到蒸發(fā)器157的入口,蒸發(fā)器157出來的配 管則經(jīng)過第一內(nèi)部熱交換器160,到達(dá)前述第二內(nèi)部熱交換器162。第二 內(nèi)部熱交換器162出來的配管則連接到致冷劑導(dǎo)入管94。一邊參考圖3的p-h線圖(莫利耶線圖,Mollier diagram), —邊來說 明上述構(gòu)成的本發(fā)明轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的動(dòng)作。經(jīng)由端子20以及 未繪出的配線,當(dāng)壓縮機(jī)10的電動(dòng)組件14的定子線圈28通電后,電動(dòng) 組件14便起動(dòng)而轉(zhuǎn)子24也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通過此轉(zhuǎn)動(dòng),與旋轉(zhuǎn)軸16 — 體設(shè)置的上下偏心部42、 44嵌合的上下滾輪46、 48便在上下汽缸內(nèi)偏 心旋轉(zhuǎn)。由此,經(jīng)由形成于致冷劑導(dǎo)入管94與下支撐部材56中的吸入通路, 從未繪出的吸入埠吸入到汽缸40的低壓室側(cè)的低壓致冷劑氣體(圖3的狀 態(tài)(D),會(huì)通過滾輪48與閥的動(dòng)作,被壓縮成中間壓,再從下汽缸40的 高壓室側(cè),經(jīng)由未繪出的連通路,從中間排出管121排放到密閉容器12 內(nèi)。由此,密閉容器12便成中間壓狀態(tài)(圖3的狀態(tài)②)。接著,密閉容器12內(nèi)的中間壓致冷劑氣體進(jìn)入致冷劑導(dǎo)入管92,再 從襯管144出來,流入中間冷卻回路150。接著,中間冷卻回路150在通 過氣體冷卻器154的過程中,以空冷的方式進(jìn)行放熱(圖3的狀態(tài)②'), 之后再通過第二內(nèi)部熱交換器162。致冷劑便在此從低壓致冷劑奪取熱, 以更進(jìn)一步地被冷卻(圖3的狀態(tài)③)。以圖3來說明此狀態(tài)。流過中間冷卻回路150的致冷劑氣體在氣體 冷卻器154處放熱,此時(shí)熵?fù)p失Ahl。再者,在第二內(nèi)部熱交換器162, 被低壓側(cè)致冷劑奪取熱而冷卻,熵?fù)p失Ah3。如此,通過使通過中間冷卻
回路150,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮的中間壓致冷劑氣體可以被氣體冷卻器154與第二內(nèi)部熱交換器162有效地冷卻,所以密閉容器12內(nèi)的 溫度上升可以被抑制,且第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的壓縮效率也可以提升。接著,被冷卻的中間壓致冷劑氣體經(jīng)由形成于上支撐部材54中^—吸 入通路(未繪出),從未繪出的吸入埠被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的上 汽缸38的低壓室側(cè)。通過滾輪46與閥的動(dòng)作,進(jìn)行第二段壓縮而成為 高溫高壓致冷劑氣體。接著,從高壓室側(cè),通過未繪出的排出埠,再經(jīng) 過形成于上支撐部材54中的排出消音室62,而從致冷劑排出管96被排 放到外部。此時(shí),致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力(圖3的狀態(tài) )。從致冷劑排出管96排出的致冷劑流入至氣體冷卻器154,并于該處 以空冷方式放熱(圖3的狀態(tài)⑤'),之后再通過第一內(nèi)部熱交換器160。致 冷劑于此處被低壓側(cè)致冷劑奪取熱,而更進(jìn)一步地被冷卻(圖3的狀態(tài)⑤)。此狀態(tài)以圖3來說明。換句話說,在沒有第一內(nèi)部熱交換器160時(shí), 膨脹閥156入口的致冷劑的熵成為⑤'的狀態(tài)。在此情形,蒸發(fā)器157的 致冷劑溫度會(huì)變高。另一方面,當(dāng)?shù)谝粌?nèi)部熱交換器160使與低壓側(cè)致 冷劑做熱交換時(shí),致冷劑的熵下降A(chǔ)h2,而成為圖3的狀態(tài)⑤。因此,以 圖3的狀態(tài)(5),的熵,蒸發(fā)器157的致冷劑溫度會(huì)變低。因此,設(shè)置第一 內(nèi)部熱交換器160會(huì)提升蒸發(fā)器157的致冷劑氣體的冷卻能力。因此,在不增加致冷劑循環(huán)量下也可以很容易地達(dá)到所要的蒸發(fā)溫 度,例如在蒸發(fā)器157的蒸發(fā)溫度為+12。C到-10。C的中高溫度范圍。此 外,壓縮機(jī)的耗電量也可以降低。被第一內(nèi)部熱交換器160冷卻的高壓側(cè)致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥156。 在膨脹闊156的入口處,致冷劑氣體還是氣體狀態(tài)。因?yàn)榕蛎涢y156的 壓力下降,致冷劑會(huì)變成氣體/液體兩相的混合體(圖3的狀態(tài) ),并且以此狀態(tài)流入蒸發(fā)器157內(nèi)。致冷劑在蒸發(fā)器157處蒸發(fā),利用從空氣吸熱的作用,來發(fā)揮冷卻作用。之后,致冷劑從蒸發(fā)器157流出(圖3的狀態(tài) "),通過第一內(nèi)部熱 交換器160。于該處,從高壓側(cè)致冷劑奪取熱而受到加熱作用后(圖3的 狀態(tài) ,),到達(dá)第二內(nèi)部熱交換器162。接著,在第二內(nèi)部熱交換器162, 從流過中間冷卻回路150的中間壓致冷劑奪取熱,以受到更進(jìn)一步的加 熱作用(圖3的狀態(tài)(D)。以圖3來說明此狀態(tài)。在蒸發(fā)器157蒸發(fā)而成為低溫,并從蒸發(fā)器 157出來的致冷劑為圖3所示的狀態(tài)①"。致冷劑并非完全氣體狀態(tài),而 是混合著液體。通過通過第一內(nèi)部熱交換器160來與高壓側(cè)致冷劑進(jìn)行 熱交換,致冷劑的熵會(huì)上升Ah2,而成為圖3的狀態(tài)0),。由此,致冷劑會(huì) 幾乎完全成為氣體。再者,通過第二內(nèi)部熱交換器162來與中間壓致冷 劑進(jìn)行熱交換,致冷劑的熵會(huì)上升Ah3,而成為圖3的狀態(tài) ,致冷劑會(huì) 確實(shí)地取得過熱度,而完全成為氣體。由此,從蒸發(fā)器157出來的致冷劑可以確實(shí)地被氣化。特別是,即 使在運(yùn)轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生剩余致冷劑時(shí),利用第一內(nèi)部熱交換器160與第二 內(nèi)部熱交換器162,以兩階段來加熱低壓側(cè)致冷劑,所以可不需要設(shè)置吸 收槽便可以確實(shí)地防止液體致冷劑被吸入到壓縮機(jī)10內(nèi)的液體回流現(xiàn) 象,并且可以回避壓縮機(jī)10因?yàn)橐后w回流所受到的損傷。此外如前所述,來自蒸發(fā)器157且被第一內(nèi)部熱交換器160加熱的 低壓致冷劑以及被第一旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓縮的中間壓致冷劑在第二內(nèi)部熱交 換器162進(jìn)行熱交換。在雙方進(jìn)行熱交換后,致冷劑被吸入到壓縮機(jī)IO內(nèi)所以壓縮機(jī)內(nèi)的熱收支為零。因此,在不會(huì)使壓縮機(jī)10的排出溫度或內(nèi)部溫度上升下,過熱度可 以確保。因此,轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的可靠性可以提升。此外,被第二內(nèi)部熱交換器162加熱的致冷劑,從致冷劑導(dǎo)入管94 被吸入到壓縮機(jī)10的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32。此循環(huán)反復(fù)地操作。如上所述,以具備中間冷卻回路150,將第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32排放 出的致冷劑在氣體冷卻器154放熱;第一內(nèi)部熱交換器160,使氣體冷卻 器154出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑以及蒸發(fā)器157出來的 致冷劑之間進(jìn)行熱交換;以及第二內(nèi)部熱交換器162,使氣體冷卻器154 出來的流過中間冷卻回路150的致冷劑以及第一內(nèi)部熱交換器160出來 的來自蒸發(fā)器157的致冷劑之間進(jìn)行熱交換,蒸發(fā)器157出來的致冷劑 會(huì)在第一內(nèi)部熱交換器160與氣體冷卻器154出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34的致冷劑進(jìn)行熱交換以奪取熱,而在第二內(nèi)部熱交換器162與氣 體冷卻器154出來的流過中間冷卻回路150的致冷劑進(jìn)行熱交換以奪取 熱。因此,致冷劑的過熱度可以確實(shí)地確保,以避免壓縮機(jī)10內(nèi)的液體 壓縮。另一方面,氣體冷卻器154出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷 劑會(huì)在第一內(nèi)部熱交換器160,被蒸發(fā)器157出來的致冷劑奪取熱,所以 致冷劑溫度可以由此下降。因此,蒸發(fā)器157的致冷劑氣體的冷卻能力 可以提升。因此,在不增加致冷劑循環(huán)量下,可以輕易地達(dá)到所要的蒸 發(fā)溫度,而且壓縮機(jī)的耗電量也可以降低。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路150,壓縮機(jī)10內(nèi)部的溫度可以下降。 特別是在此情形,因?yàn)榱鬟^中間冷卻回路150的致冷劑在氣體冷卻器154
放熱后,會(huì)把熱傳給來自蒸發(fā)器157的致冷劑,此致冷劑再被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34,所以設(shè)置第二內(nèi)部熱交換器162使壓縮機(jī)10內(nèi)部的溫度上升的事情不會(huì)發(fā)生。此外,在實(shí)施例中,二氧化碳是被使用做為致冷劑,但是本發(fā)明并 不限定于此。任何在轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)中可使用的各種致冷劑均可以 使用。第三實(shí)施例接著參考圖4,上述的壓縮機(jī)10構(gòu)成圖4的致冷劑回路的一部分。 亦即,壓縮機(jī)10的致冷劑排出管96連接到氣體冷卻器154的入口。接 著,氣體冷卻器154出來的配管連接到做為油分離手段的油分離器170 的入口 。油分離器170用來分離與被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮的致冷劑 一起排出的油。油分離器170出來的致冷劑配管通過前述的第一內(nèi)部熱交換器160。 第一內(nèi)部熱交換器160用來進(jìn)行油分離器170出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34的高壓側(cè)致冷劑以及蒸發(fā)器157出來的低壓側(cè)致冷劑之間的熱交 換。接著,通過第一內(nèi)部熱交換器160的高壓側(cè)致冷劑到達(dá)做為節(jié)流手 段的膨脹機(jī)構(gòu)156。膨脹機(jī)構(gòu)156由做為第一節(jié)流手段的第一膨脹閥156A 以及設(shè)置在第一膨脹閥156A下游側(cè)的做為第二節(jié)流手段的第二膨脹閥 156B所構(gòu)成。此外,前述第一膨脹閥156A的開度被調(diào)整成使被第一膨 脹閥156A減壓后的致冷劑壓力高于壓縮機(jī)10內(nèi)的中間壓。此外,做為氣體液體分離手段的氣液分離器200是設(shè)置在第一膨脹
閥156A與第二膨脹閥156B之間的致冷劑配管。第一膨脹閥156A出來 的致冷劑配管連接到氣液分離器200的入口。氣液分離器200的氣體出 口側(cè)的致冷劑配管連接到第二膨脹閥156B的入口。接著,第二膨脹闊 156B的出口連接到蒸發(fā)器157的入口,蒸發(fā)器157出來的致冷劑配管經(jīng) 過第一內(nèi)部熱交換器160,到達(dá)第二內(nèi)部熱交換器162。第二內(nèi)部熱交換 器162出來的致冷劑配管連接到致冷劑導(dǎo)入管94。另一方面,將被油分離器170分離之油返回到壓縮機(jī)10內(nèi)的前述回 油路175系連接到油分離器170。做為減壓手段的毛細(xì)管176設(shè)置在回油 路175上,其用來將被油分離器170分離的油減壓。回油路175經(jīng)過第 二內(nèi)部熱交換器162,連通到壓縮機(jī)10的密閉容器12內(nèi)。此外,注射回路(injection loop)210連接到氣液分離器200的液體出 口側(cè),用以使被氣液分離器200分離的液體致冷劑回到壓縮機(jī)10內(nèi)。做 為減壓手段的毛細(xì)管220設(shè)于注射回路210上,用以將被氣液分離器200 分離的液體致冷劑減壓。此注射回路210連接到與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34 的吸入側(cè)連通的前述致冷劑導(dǎo)入管92。經(jīng)由端子20以及未繪出的配線,當(dāng)壓縮機(jī)10的電動(dòng)組件14的定子 線圈28通電后,電動(dòng)組件14便起動(dòng)而轉(zhuǎn)子24也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通過此 轉(zhuǎn)動(dòng),與旋轉(zhuǎn)軸16—體設(shè)置的上下偏心部42、 44嵌合的上下滾輪46、 48便在上下汽缸內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)。經(jīng)由端子20以及未繪出的配線,當(dāng)壓縮機(jī)10的電動(dòng)組件14的定子 線圈28通電后,電動(dòng)組件14便起動(dòng)而轉(zhuǎn)子24也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通過此 轉(zhuǎn)動(dòng),與旋轉(zhuǎn)軸16—體設(shè)置的上下偏心部42、 44嵌合的上下滾輪46、 48便在上下汽缸內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)。
由此,經(jīng)由形成于致冷劑導(dǎo)入管94與下支撐部材56中的吸入通路60,從未繪出的吸入埠吸入到汽缸40的低壓室側(cè)的低壓致冷劑氣體,會(huì) 通過滾輪48與閥的動(dòng)作,被壓縮成中間壓,再從下汽缸40的高壓室側(cè), 經(jīng)由未繪出的連通路,從中間排出管121排放到密閉容器12內(nèi)。由此, 密閉容器12便成中間壓狀態(tài)。通過使通過中間冷卻回路150,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮的中間 壓致冷劑氣體可以被氣體冷卻器154與第二內(nèi)部熱交換器162有效地冷 卻,所以密閉容器12內(nèi)的溫度上升可以被抑制,且第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34 的壓縮效率也可以提升。接著,被冷卻的中間壓致冷劑氣體經(jīng)由形成于上支撐部材54中的吸 入埠(未繪出),從未繪出的吸入埠被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的上汽 缸38的低壓室側(cè)。通過滾輪46與閥的動(dòng)作,進(jìn)行第二段壓縮而成為高 溫高壓致冷劑氣體。接著,從高壓室側(cè),通過未繪出的排出埠,再經(jīng)過 形成于上支撐部材54中的排出消音室62,而從致冷劑排出管96被排放 到外部。此時(shí),致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。從致冷劑排出管排放出來的致冷劑氣體流入到氣體冷卻器154,并于 該處以空冷方式放熱后,到達(dá)前述油分離器170。在油分離器170,致冷 劑氣體與油被分離開。接著,從致冷劑氣體分離出來的油流入到回油路175。油被設(shè)置在回 油路175上的毛細(xì)管176減壓后,通過第二內(nèi)部熱交換器162。油便在此 處被來自第一內(nèi)部熱交換器160的低壓側(cè)致冷劑奪取熱而被冷卻后,再 回到壓縮機(jī)10內(nèi)。如上所述,因?yàn)槔鋮s的油回到壓縮機(jī)10的密閉容器12內(nèi),所以密
閉容器12內(nèi)可通過油被有效地冷卻。因此,可以抑制密閉容器12內(nèi)的 溫度上升,并且可以提升第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的壓縮效率。此外,密閉容器12內(nèi)的蓄油器的油面降低等缺點(diǎn)也可以避免。另一方面,從油分離器170出來的致冷劑氣體通過第一內(nèi)部熱交換 器160。致冷劑于該處被低壓側(cè)致冷劑奪走熱,而被更進(jìn)一步地冷卻。通 過遞一內(nèi)部熱交換器160的存在,熱被低壓側(cè)致冷劑奪走,所以在蒸發(fā) 器157的致冷劑的蒸發(fā)溫度可以被降低。因此,蒸發(fā)器的冷卻能力便提 升。被第一熱交換器160冷卻的高壓側(cè)致冷劑氣體到達(dá)膨脹機(jī)構(gòu)156的 第一膨脹閥156A。此外,在第一膨脹閥156A的入口處,致冷劑氣體還 是氣體狀態(tài)。如前所述,第一膨脹閥156A的開度被調(diào)整成使致冷劑的壓 力高于壓縮機(jī)10的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入側(cè)壓力(中間壓)。在此處, 致冷劑便減壓到高于中間壓的壓力。由此,致冷劑一部分被液化,而成 為氣體/液體兩相混合體,再流入到氣液分離器200。于該處,氣體致冷 劑與液體致冷劑被分離。接著,氣液分離器200內(nèi)的液體致冷劑流入到注射回路210。液體致 冷劑被設(shè)置在注射回路210上的毛細(xì)管220減壓,而成為略高于中間壓 的壓力。之后,經(jīng)過致冷劑導(dǎo)入管92,注入到壓縮機(jī)10的第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34的吸入側(cè)。在此處,致冷劑蒸發(fā),利用從周圍吸收熱來發(fā)揮冷卻 作用。由此,包含第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的壓縮機(jī)10本身便被冷卻。如上述,由于致冷劑在注射回路210被減壓,再注入到壓縮機(jī)10的 第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入側(cè),并且致冷劑于該處蒸發(fā),使第二旋轉(zhuǎn)壓 縮組件34被冷卻。因此,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34可以被有效地冷卻。通
過此種方式,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的壓縮效率可以被提升。另一方面,從氣液分離器200出來的氣體致冷劑到達(dá)第二膨脹閥156B。致冷劑通過第二膨脹閥156B的壓力下降進(jìn)行最終的液化,并在氣 體/液體兩相混合體的狀態(tài)下流入蒸發(fā)器157。于該處,致冷劑蒸發(fā),利 用從空氣吸熱來發(fā)揮冷卻作用。如上所述,通過使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮的中間壓致冷劑通過 中間冷卻回路150,來抑止密閉容器12內(nèi)溫度上升的效果;通過使從致 冷劑氣體中被油分離器170分離出的油通過第二內(nèi)部熱交換器162,來抑 制密閉容器12內(nèi)溫度上升的效果;更通過以氣液分離器200來分離氣體 致冷劑與液體致冷劑,在分離出的液體致冷劑被毛細(xì)管220減壓后,在 第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34從周圍吸熱使之蒸發(fā),以冷卻第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34 的效果,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的壓縮效率可以被提升。此外,利用使被 第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮的致冷劑通過第一內(nèi)部熱交換器160,以降低 再蒸發(fā)器157的致冷劑蒸發(fā)溫度的效果,蒸發(fā)器157的致冷劑蒸發(fā)溫度 也得己被下降。亦即,在此情形的蒸發(fā)器157的蒸發(fā)溫度,可以很容易地達(dá)到例如 -50°C以下的超低溫范圍。此外,也可以同時(shí)降低壓縮機(jī)10的耗電量。之后,致冷劑從蒸發(fā)器157流出,通過第一內(nèi)部熱交換器160。在該 處,從前述高壓側(cè)致冷劑奪取熱,而受到加熱作用后,到達(dá)第二內(nèi)部熱 交換器162。接著,再第二內(nèi)部熱交換器162從流過回油路175的油奪取 熱,以更受到進(jìn)一步的加熱作用。在蒸發(fā)器157蒸發(fā)而成為低溫。從蒸發(fā)器157出來的致冷劑并非完 全氣體狀態(tài),而是混合著液體。通過通過第一內(nèi)部熱交換器160來與高
壓側(cè)致冷劑進(jìn)行熱交換,致冷劑被加熱。由此,致冷劑會(huì)幾乎完全成為 氣體。再者,通過通過第二內(nèi)部熱交換器162來與油進(jìn)行熱交換,致冷 劑會(huì)被加熱,并且確實(shí)地取得過熱度,而完全成為氣體。由此,從蒸發(fā)器157出來的致冷劑可以確實(shí)地被氣化。特別是,即使在運(yùn)轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生剩余致冷劑時(shí),利用第一內(nèi)部熱交換器160與第二 內(nèi)部熱交換器162,以兩階段來加熱低壓側(cè)致冷劑,所以可不需要設(shè)置吸 收槽便可以確實(shí)地防止液體致冷劑被吸入到壓縮機(jī)10內(nèi)的液體回流現(xiàn) 象,并且可以回避壓縮機(jī)10因?yàn)橐后w壓縮所受到的損傷。因此,在不會(huì)使壓縮機(jī)10的排出溫度或內(nèi)部溫度上升下,過熱度可 以確保。因此,遷臨界致冷劑循環(huán)裝置的可靠性可以提升。此外,被第二內(nèi)部熱交換器162加熱的致冷劑,從致冷劑導(dǎo)入管94 被吸入到壓縮機(jī)10的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32。此循環(huán)反復(fù)地操作。如上所述,以具備中間冷卻回路150,將第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32排放 出的致冷劑在氣體冷卻器154放熱;油分離器170,將油從被第二旋轉(zhuǎn)壓 縮組件34壓縮的致冷劑分離出來;回油路175,使被油分離器170分離 的油減壓而回到壓縮機(jī)內(nèi);第一內(nèi)部熱交換器160,使氣體冷卻器154出 來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑以及蒸發(fā)器157出來的致冷劑之 間進(jìn)行熱交換;以及第二內(nèi)部熱交換器162,使流過回油路175的油與第 一內(nèi)部熱交換器160出來的來自蒸發(fā)器157的致冷劑之間進(jìn)行熱交換。 做為節(jié)流手段的膨脹機(jī)構(gòu)156由第一膨脹閥156A與設(shè)置在第一膨脹閥 156A的下游側(cè)的第二膨脹閥156B所構(gòu)成。此外,更具備注入回路210, 使在第一膨脹閥156A與第二膨脹閥156B之間流動(dòng)的部分致冷劑減壓, 在將其注入到壓縮機(jī)10的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入側(cè)。因此,蒸發(fā) 器出來的致冷劑在第一內(nèi)部熱交換器160與氣體冷卻器出來的來自第二 旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑進(jìn)行熱交換以奪取熱,而在第二內(nèi)部熱交換器162與流過回油路175的油進(jìn)行熱交換以奪取熱。因此,致冷劑的過熱度 可以確實(shí)地確保,以避免壓縮機(jī)10內(nèi)的液體壓縮。另一方面,使氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑 通過油分離器170后,在第一內(nèi)部熱交換器160被蒸發(fā)器157出來的致 冷劑奪取熱,由此致冷劑的蒸發(fā)溫度得以下降。由此方式,蒸發(fā)器157 的致冷劑氣體的冷卻能力可以提升。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路150, 所以壓縮機(jī)10內(nèi)部的溫度可以被降低。此外,流過回油路175的油,在第二內(nèi)部熱交換器162被第一內(nèi)部 熱交換器160出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑奪取熱后,再回到壓縮機(jī)10內(nèi), 故壓縮機(jī)10內(nèi)部的溫度可以被更進(jìn)一步地降低。再者,設(shè)置氣液分離氣200于第一與第二膨脹閥156A、 156B之間, 注射回路210將被氣液分離器200分離的液體致冷劑減壓,再注入到壓 縮機(jī)10的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入側(cè)。因此,來自注射回路210的 致冷劑便蒸發(fā)而從周圍吸熱,故包含第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的壓縮機(jī)10 全體可以被有效地冷卻。由此,致冷劑循環(huán)的蒸發(fā)器157的致冷劑蒸發(fā) 溫度可以更進(jìn)一步地降低。由上所述的方式,使致冷劑循環(huán)的蒸發(fā)器157的致冷劑蒸發(fā)溫度降 低是可能的,例如蒸發(fā)器157的蒸發(fā)溫度可以很容易地達(dá)到-50。C以下的 超低溫范圍。此外,壓縮機(jī)10的耗電量也可以被降低。第四實(shí)施例
圖5所示的回油路175A也同樣設(shè)置毛細(xì)管176。但在此情形是經(jīng)過 第二內(nèi)部熱交換器162,連接到致冷劑導(dǎo)入管92,其是連通到第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件34的上汽缸38的未繪出吸入通路。由此,被第二內(nèi)部熱交換 器162冷卻的油會(huì)供應(yīng)到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34。如上述,回油路175A將被油分離器170分離出的油以毛細(xì)管176減 壓,在第二內(nèi)部熱交換器162處與第一內(nèi)部熱交換器160出來的來自蒸 發(fā)器157的致冷劑進(jìn)行熱交換后,再從致冷劑導(dǎo)入管92回到壓縮機(jī)10 的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。由此,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34可以被有效地冷卻,并且第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34的壓縮效率也可以被提升。此外,因?yàn)橹苯庸┯徒o第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34,所以可以避免第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件34的油量不足的缺點(diǎn)。再者,在本實(shí)施例中,被氣液分離器200所分離出的液體致冷劑, 以設(shè)置在注射回路210的毛細(xì)管減壓,再從致冷劑導(dǎo)入管92回到第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入側(cè)。但是,也可以不裝設(shè)氣液分離器200。在此情 形時(shí),第一膨脹閥156A出來的致冷劑(因?yàn)闆]有氣液分離器,所以致冷 劑的狀態(tài)為氣體、液體或是其混合狀態(tài)),以設(shè)置在注射回路210的毛細(xì) 管220下降到適當(dāng)?shù)膲毫?略高于中間壓的壓力),再從致冷劑導(dǎo)入管92 被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入側(cè)。再者,第一膨脹閥156A出來的致冷劑被減壓至適當(dāng)?shù)膲毫?略高于 中間壓的壓力),并且在此情形的致冷劑狀態(tài)設(shè)定為氣體的話,毛細(xì)管220 是不需要設(shè)置。此外,在此實(shí)施例中,做為油分離手段的油分離器170是設(shè)置在氣 體冷卻器154與第一內(nèi)部熱交換器160之間的致冷劑配管,但是并不局限于此架構(gòu)。例如,也可以設(shè)置在壓縮機(jī)10與氣體冷卻器154之間的配 管。此外,設(shè)置在回油路175且做為減壓手段的毛細(xì)管176,也可以熱傳 導(dǎo)方式巻付于第一內(nèi)部熱交換器160出來的致冷劑配管,以構(gòu)成第二內(nèi) 部熱交換器162。其次,在實(shí)施例中,致冷劑是使用二氧化碳,但是本發(fā)明并不局限 于此。在轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)中,任何可使用的致冷劑,亦即在高壓側(cè) 成為超臨界的HFC系致冷劑的R23(CHF3)或一氧化二氮(N20)等的致冷劑 均可以適用。此外,當(dāng)使用此HFC系致冷劑的R23(CHF3)或或一氧化二 氮(N20)等的致冷劑時(shí),蒸發(fā)器157的致冷劑蒸發(fā)溫度可以到達(dá)-80。C以 下的超低溫。第五實(shí)施例接著,參考圖6,來詳細(xì)說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的另 一實(shí)施例。圖6繪示此情形的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。 此外,在圖6中,與圖l與圖5相同符號(hào)者具有相同或類似的作用。圖5與圖6所示的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路的不同處 在于通過第一內(nèi)部熱交換器160的高壓側(cè)致冷劑到達(dá)做為節(jié)流手段的膨 脹閥156。接著,膨脹閥156的出口連接到蒸發(fā)器157的入口,蒸發(fā)器 157出來的致冷劑配管經(jīng)過第一內(nèi)部熱交換器160而到達(dá)第二內(nèi)部熱交換 器162。接著,第二內(nèi)部熱交換器162出來的致冷劑配管連接到致冷劑導(dǎo) 入管94。被第一內(nèi)部熱交換器160冷卻的高壓側(cè)致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥156。
此外,在膨脹閥156的入口處,致冷劑氣體還是氣體的狀態(tài)。致冷劑利 用膨脹閥156的壓力下降,變成氣體/液體兩相混合體,并以此狀態(tài)流入到蒸發(fā)器157內(nèi)。致冷劑于該處蒸發(fā)并且從空氣吸熱,以發(fā)揮冷卻作用。此時(shí),通過使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)32壓縮的中間壓致冷劑通過中間冷 卻回路150,來抑制密閉容器12內(nèi)溫度上升的效果;通過使以油分離器 170從致冷劑氣體分離出的油通過第二內(nèi)部熱交換器162,來抑制密閉容 器12內(nèi)溫度上升的效果;第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的壓縮效率可以提升。 此外,通過使被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮的致冷劑氣體通過第一內(nèi)部熱 交換器160,來降低在蒸發(fā)器157的致冷劑溫度的效果,可以降低蒸發(fā)器 157的致冷劑的蒸發(fā)溫度。亦即,此情形下的蒸發(fā)器157的蒸發(fā)溫度可以很容易地達(dá)到如-30。C 至-40。C的低溫范圍。此外,也可以同時(shí)降低壓縮機(jī)10的消耗電量。之后,致冷劑從蒸發(fā)器157流出,通過第一內(nèi)部熱交換器160,并且 在此從高壓側(cè)致冷劑取得熱,而受到加熱作用,之后便到達(dá)第二內(nèi)部熱 交換器162。接著,在第二內(nèi)部熱交換器162,從流經(jīng)油返回路175的潤 滑油,取得熱,以更進(jìn)一步地受到加熱作用。在蒸發(fā)器157蒸發(fā)變成低溫且從蒸發(fā)器出來的致冷劑并不是完全為 氣態(tài),而是混合液體的狀態(tài)。但是,使之通過第一內(nèi)部熱交換器160來 與高壓側(cè)致冷劑進(jìn)行熱交換,致冷劑被加熱。由此,致冷劑幾乎完全成 為氣體。再者,使其通過第二內(nèi)部熱交換器162,來與油進(jìn)行熱交換,致 冷劑被加熱,以確實(shí)地取得過熱度而完全變成氣體。由此,從蒸發(fā)器157出來的致冷劑可以確實(shí)地被氣化。特別是,即 使在運(yùn)轉(zhuǎn)條件下產(chǎn)生剩余致冷劑時(shí),利用第一內(nèi)部熱交換器160與第二
內(nèi)部熱交換器162,以兩階段來加熱低壓側(cè)致冷劑,所以可不需要設(shè)置吸 收槽便可以確實(shí)地防止液體致冷劑被吸入到壓縮機(jī)10內(nèi)的液體回流現(xiàn) 象,并且可以回避壓縮機(jī)10因?yàn)橐后w回流所受到的損傷。因此,在不會(huì)使壓縮機(jī)10的排出溫度或內(nèi)部溫度上升下,過熱度可 以確保。因此,轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的可靠性可以提升。此外,被第二內(nèi)部熱交換器162加熱的致冷劑,從致冷劑導(dǎo)入管94 被吸入到壓縮機(jī)10的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32。此循環(huán)反復(fù)地操作。如上所述,以具備中間冷卻回路150,將第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32排放 出的致冷劑在氣體冷卻器154放熱;第一內(nèi)部熱交換器160,使氣體冷卻 器154出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑以及蒸發(fā)器157出來的 致冷劑之間進(jìn)行熱交換;油分離器170,將油從被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34 壓縮的致冷劑中分離出來;回油路175,將被分離出來的油減壓,使之返 回壓縮機(jī)10內(nèi);以及第二內(nèi)部熱交換器162,使流過回油路175的油以 及第一內(nèi)部熱交換器160出來的來自蒸發(fā)器157的致冷劑之間進(jìn)行熱交 換,蒸發(fā)器157出來的致冷劑會(huì)在第一內(nèi)部熱交換器160與氣體冷卻器 154出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑進(jìn)行熱交換以奪取熱,而 在第二內(nèi)部熱交換器162與流過回油路175的油進(jìn)行熱交換以奪取熱。 因此,致冷劑的過熱度可以確實(shí)地確保,以避免壓縮機(jī)10內(nèi)的液體壓縮。另一方面,使氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑 通過油分離器170后,在第一內(nèi)部熱換器160被蒸發(fā)器157出來的致冷 劑奪取熱,由此致冷劑的蒸發(fā)溫度得以下降。由此方式,蒸發(fā)器157的 致冷劑氣體的冷卻能力可以提升。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路150,所 以壓縮機(jī)10內(nèi)部的溫度可以被降低。
此外,流過回油路175的油,在第二內(nèi)部熱交換器162被第一內(nèi)部熱交換器160出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑奪取熱后,再回到壓縮機(jī)10內(nèi), 故壓縮機(jī)10內(nèi)部的溫度可以被更進(jìn)一步地降低。由此,可以使在致冷劑循環(huán)的蒸發(fā)器的致冷劑蒸發(fā)溫度降低。例如,蒸發(fā)器157處的蒸發(fā)溫度可以很容易地到達(dá)-30。C至-40。C的低溫范圍。 此外,壓縮機(jī)10的耗電量也可以降低。第六實(shí)施例接著,參考圖7,來詳細(xì)說明本發(fā)明的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的另 一實(shí)施例。圖7繪示此情形的轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)裝置的致冷劑回路圖。 此外,在圖7中,與圖1與圖6相同符號(hào)者具有相同或類似的作用。圖7所示的回油路175A也同樣設(shè)置毛細(xì)管176。但在此情形是經(jīng)過 第二內(nèi)部熱交換器162,連接到致冷劑導(dǎo)入管92,其是連通到第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件34的上汽缸38的未繪出吸入通路。由此,被第二內(nèi)部熱交換 器162冷卻的油會(huì)供應(yīng)到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34。如上述,回油路175A將被油分離器170分離出的油以毛細(xì)管176減 壓,在第二內(nèi)部熱交換器162處與第一內(nèi)部熱交換器160出來的來自蒸 發(fā)器157的致冷劑進(jìn)行熱交換后,再從致冷劑導(dǎo)入管92回到壓縮機(jī)10 的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。由此,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34可以被有效地冷卻,并且第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34的壓縮效率也可以被提升。此外,因?yàn)橹苯庸┯徒o第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34,所以可以避免第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件34的油量不足的缺點(diǎn)。 此外,在此實(shí)施例中,做為油分離手段的油分離器170為設(shè)置在氣體冷卻器154與第一內(nèi)部熱交換器160之間的致冷劑配管,但是并不局 限于此架構(gòu)。例如,也可以設(shè)置在壓縮機(jī)10與氣體冷卻器154之間的配 管。此外,設(shè)置在回油路175且做為減壓手段的毛細(xì)管176,也可以熱傳 導(dǎo)方式巻付于第一內(nèi)部熱交換器160出來的致冷劑配管,以構(gòu)成第二內(nèi) 部熱交換器162。其次,在實(shí)施例中,致冷劑是使用二氧化碳,但是本發(fā)明并不局限 于此。 一氧化二氮(N20)等可在轉(zhuǎn)換臨界致冷劑循環(huán)中使用的任何致冷劑 均可以適用。第七實(shí)施例接著參考圖8,上述的壓縮機(jī)10構(gòu)成圖8所示的熱水供應(yīng)裝置的致 冷劑回路的一部分。亦即,壓縮機(jī)10的致冷劑排出管96連接到氣體冷 卻器154的入口。接著,氣體冷卻器154出來的配管到達(dá)做為節(jié)流手段 的膨脹闊156。膨脹閥156的出口連接到蒸發(fā)器157的入口,蒸發(fā)器157 出來的配管連接到致冷劑導(dǎo)入管94。此外,圖1未繪出的旁通回路(bypass loop)180從致冷劑導(dǎo)入管92的 中途分歧出來。旁通回路180在不把密閉容器12排出的中間壓致冷劑氣 體以膨脹閥156減壓,而供應(yīng)給蒸發(fā)器157的回路。膨脹閥156與蒸發(fā) 器157之間以致冷劑配管連接起來。接著,用來開關(guān)此膨脹回路180的 做為閥裝置的電磁閥158設(shè)置在旁通回路180上。接著說明具備上述構(gòu)成的致冷劑回路裝置的動(dòng)作。此外,在壓縮機(jī) IO起動(dòng)之前,電磁閥158以未繪出的控制裝置使其關(guān)閉。
經(jīng)由端子20以及未繪出的配線,當(dāng)壓縮機(jī)10的電動(dòng)組件14的定子線圈28通電后,電動(dòng)組件14便起動(dòng)而轉(zhuǎn)子24也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通過此 轉(zhuǎn)動(dòng),與旋轉(zhuǎn)軸16—體設(shè)置的上下偏心部42、 44嵌合的上下滾輪46、 48便在上下汽缸內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)。由此,經(jīng)由形成于致冷劑導(dǎo)入管94與下支撐部材56中的吸入通路 60,從未繪出的吸入埠吸入到汽缸40的低壓室側(cè)的低壓致冷劑氣體,會(huì) 通過滾輪48與閥的動(dòng)作,被壓縮成中間壓,再從下汽缸40的高壓室側(cè), 經(jīng)由未繪出的連通路,從中間排出管121排放到密閉容器12內(nèi)。由此, 密閉容器12便成中間壓狀態(tài)。接著,密閉容器12內(nèi)的中間壓致冷劑氣體經(jīng)過致冷劑導(dǎo)入管92,再 經(jīng)過行程在上支撐部材54中的未繪出的吸入通路,從未繪出的吸入埠被 吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的上汽缸38的低壓側(cè)。通過滾輪46與閥的 動(dòng)作,進(jìn)行第二段壓縮,以成為高壓高溫致冷劑氣體。接著,從高壓室 側(cè)通過未繪出的排出埠,在經(jīng)由形成于上支撐部材54中的排出消音室62, 從致冷劑排出管96排放到外部。從致冷劑排出管96排出的致冷劑氣體流入氣體冷卻器154,于該處 放熱后,到達(dá)膨脹閥156。在膨脹閥處致冷劑被減壓,再流入蒸發(fā)器157 內(nèi),并于該處從周圍吸熱。之后,從致冷劑導(dǎo)入管94被吸入到第一旋轉(zhuǎn) 壓縮組件32。上述循環(huán)反復(fù)地執(zhí)行。另一方面,若長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),蒸發(fā)器157會(huì)結(jié)霜。在此情形,以圖未 示的控制裝置打開電磁閥158,使旁通回路180打開,以執(zhí)行蒸發(fā)器157 的除霜運(yùn)轉(zhuǎn)。由此,密閉容器12內(nèi)的中間壓致冷劑氣體回流到膨脹閥156 的下游側(cè),直接流入蒸發(fā)器157而沒有被減壓。亦即,中間壓的較高溫
致冷劑并不會(huì)被減壓,而是直接供應(yīng)蒸發(fā)器157。由此,蒸發(fā)器157便被 加熱而除霜。從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34排出的高壓致冷劑并不減壓而供給蒸發(fā)器除 霜時(shí),因?yàn)榕蛎涢y156為全開,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32的吸入壓力上升。 由此,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32的排出壓力(中間壓)變高。此致冷劑通過第 二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34而排出。但是,因?yàn)榕蛎涢y156全開,第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34的排出壓力會(huì)變得與第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32相同,故在第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件34的排出側(cè)(高壓)與吸入側(cè)(低壓)之間會(huì)產(chǎn)生壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。然 而,如上所述,因?yàn)閺牡谝恍D(zhuǎn)壓縮組件32排出的中間壓致冷劑從密閉 容器12被取出,使蒸發(fā)器157進(jìn)行除霜,所以可以防止除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高 壓與中間壓之間的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。圖9繪示致冷劑回路裝置的壓縮機(jī)10起動(dòng)時(shí)的壓力行為。如圖9所 示,壓縮機(jī)10停止時(shí),膨脹閥156為全開。由此,在壓縮機(jī)10起動(dòng)之 前,致冷劑回路內(nèi)的低壓(第一旋轉(zhuǎn)壓縮裝置32的吸入側(cè)壓力)與高壓(第 二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的排出側(cè)壓力)變被均等化(實(shí)線所示)。但是,密閉容 器12內(nèi)的中間壓(虛線)并不會(huì)馬上被均壓,而是如前所述,會(huì)變成比低 壓側(cè)、高壓側(cè)高的壓力。依據(jù)本發(fā)明,壓縮機(jī)10起動(dòng)后,再經(jīng)過一段時(shí)間后,以未繪出的控 制裝置將電磁閥158打開,而使旁通回路180開放。由此,被第一旋轉(zhuǎn) 壓縮組件32壓縮且排放到密閉容器12內(nèi)的一部分致冷劑氣體會(huì)從致冷 劑導(dǎo)入管92出來,通過旁通回路180,再流入蒸發(fā)器157。當(dāng)被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮且排放到密閉容器12內(nèi)的致冷劑氣 體沒有從旁通回路180逃到蒸發(fā)器157時(shí),若在此狀態(tài)使壓縮機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn),
背壓會(huì)加在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的閥上,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的排出 側(cè)壓力與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入側(cè)壓力會(huì)相同,或者是第二旋轉(zhuǎn)壓 縮組件34的吸入側(cè)壓力會(huì)較高,所以閥不會(huì)對(duì)滾輪46側(cè)產(chǎn)生彈性力, 閥有可能飛起。因此,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34會(huì)無法進(jìn)行壓縮。壓縮機(jī)IO 變僅剩下第一壓縮組件32在壓縮,而使得壓縮效率惡化,也導(dǎo)致壓縮機(jī) 的乘績系數(shù)(coefficient of product, COP)降低。
此外,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32的吸入側(cè)壓力(低壓)與施加在第一旋轉(zhuǎn) 壓縮組件32的閥的密閉容器12內(nèi)的中間壓之間的壓力差會(huì)變得大于必 要以上,閥的前端與滾輪48外周面的滑動(dòng)部分上,面壓會(huì)顯著地施加上 去,閥與滾輪48變會(huì)磨損。最壞的情形會(huì)有損傷的危險(xiǎn)性。
再者,若密閉容器12內(nèi)的中間壓上升大多時(shí),由于電動(dòng)組件14會(huì) 得更高溫,致冷劑氣體的吸入、壓縮與排放等只壓縮機(jī)的各個(gè)性能恐怕 會(huì)發(fā)生障礙。
但是,如前所述,利用旁通回路180,當(dāng)被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32排 放到密閉容器12內(nèi)的中間壓致冷劑氣體逃到蒸發(fā)器157時(shí),中間壓迅速 地降低,而變得比高壓低,所以可以防止逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象(參考圖9)。藉此,因?yàn)榭梢曰乇芮笆鰤嚎s機(jī)10的不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)行為,所以壓縮機(jī) 10的性能與耐久性可以提升。因此,可以維持致冷劑回路裝置的穩(wěn)定的 運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,進(jìn)而謀求致冷劑回路裝置的可靠性的提升。此外,從開放旁通回路180的電磁閥158后經(jīng)過一預(yù)定時(shí)間后,以 未繪示的控制裝置,關(guān)閉電磁閥158。之后就回復(fù)一般的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
如前所述,利用前述除霜用回路的旁通回路180,密閉容器12內(nèi)的 中間壓致冷劑氣體可以逃到蒸發(fā)器157側(cè),所以不必修改配管,也可以
回避高壓與中間壓的壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由此,生產(chǎn)成本可以被降低。此外,在本實(shí)施例中,在壓縮機(jī)10起動(dòng)后,經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間,以未 繪示的控制裝置打開電磁閥158,以開啟旁通回路180。但是并不一定要 局限于此架構(gòu)。例如,如圖10所示,從在壓縮機(jī)10起動(dòng)前,以未繪示的控制裝置打開電磁閥158,在壓縮機(jī)IO起動(dòng)后經(jīng)過一預(yù)定時(shí)間再關(guān)閉 電磁閥158。或者是,在壓縮機(jī)IO起動(dòng)的同時(shí),開啟電磁閥158,并在 一段時(shí)間經(jīng)過后關(guān)閉電磁閥。此些情形均可以回避密閉容器12內(nèi)的中間 壓與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的排出側(cè)的高壓之間的壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。此外,在本實(shí)施例中,壓縮機(jī)使用內(nèi)部中間壓型多段(兩段)壓縮式旋 轉(zhuǎn)壓縮機(jī),但是本發(fā)明并不局限于此架構(gòu)。多段壓縮式壓縮機(jī)也可以使 用。第八實(shí)施例圖1未繪出的中間冷卻回路150并聯(lián)連接于致冷劑導(dǎo)入管92。中間 冷卻回路150用來使被第一壓縮組件32壓縮且排放到密閉容器12內(nèi)的 中間壓致冷劑氣體在中間熱交換器151放熱,之后再將致冷劑吸入到第 二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34中。此外,做為閥裝置的前述電磁閥152設(shè)置在中間 冷卻回路150上,其用來控制被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32排放出的致冷劑流 到致冷劑導(dǎo)入管92或流入中間冷卻回路150。電磁閥152依據(jù)排出氣體 溫度傳感器190所檢測(cè)出的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34所排出的致冷劑溫度, 當(dāng)排出致冷劑溫度上升到一預(yù)定值時(shí)(例如100°C),便打開電磁閥152, 使致冷劑流入中間冷卻回路150。當(dāng)未滿100。C便關(guān)閉電磁闊152,使致 冷劑流入致冷劑導(dǎo)入管92。此外,在實(shí)施例中,如前所述,以相同預(yù)定
值來控制電磁闊152的開關(guān),但是打開電磁閥152的上限值與關(guān)閉電磁閥的下限值也可以不同。電磁閥152的開度也可以依據(jù)溫度變化,做線性或階段的調(diào)整。接著說明具備以上構(gòu)成的本發(fā)明的致冷劑回路裝置的動(dòng)作。此外,在壓縮機(jī)10起動(dòng)之前,利用排出氣體溫度傳感器190將電磁閥152關(guān)閉。經(jīng)由端子20以及未繪出的配線,當(dāng)壓縮機(jī)10的電動(dòng)組件14的定子 線圈28通電后,電動(dòng)組件14便起動(dòng)而轉(zhuǎn)子24也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通過此 轉(zhuǎn)動(dòng),與旋轉(zhuǎn)軸16—體設(shè)置的上下偏心部42、 44嵌合的上下滾輪46、 48便在上下汽缸內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)。由此,經(jīng)由形成于致冷劑導(dǎo)入管94與下支撐部材56中的吸入通路 60,從未繪出的吸入埠被吸入到汽缸40的低壓室測(cè)的低壓致冷劑,會(huì)通 過滾輪48與閥的動(dòng)作,而呈為中間壓狀態(tài)。從下汽缸40的高壓室側(cè), 經(jīng)由未繪出的連通路,從中間排出管121排放到密閉容器12內(nèi)。由此, 密閉容器12變成中間壓。如前所述,因?yàn)殡姶砰y152為關(guān)閉,密閉容器12內(nèi)的中間壓致冷劑 氣體會(huì)全部流到致冷劑導(dǎo)入管92。接著,從致冷劑導(dǎo)入管92經(jīng)過形成于 上支撐部材54中的吸入通路(未繪出),從未繪出的吸入埠被吸入到第二 旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的上汽缸38的低壓室側(cè)。通過滾輪46與閥的動(dòng)作,進(jìn) 行第二段壓縮,而成為高溫高壓的致冷劑氣體。之后,從高壓室側(cè),通 過未繪出的排出埠,經(jīng)由形成于上支撐部材54中的排出消音室62,從致 冷劑排出管排放到外部。此高溫高壓致冷劑氣體從氣體冷卻器154放熱,加熱未繪出的熱水 儲(chǔ)存槽內(nèi)的水,以產(chǎn)生溫水。另一方面,在氣體冷卻器154處,致冷劑
本身被冷卻,在從氣體冷卻器154出來。接著,在膨脹閥156被減壓后, 流入到蒸發(fā)器157蒸發(fā)(此時(shí)從周圍吸熱),在從致冷劑導(dǎo)入管94被吸回 到第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32內(nèi)。上述的循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行。另一方面,經(jīng)過一定時(shí)間后,利用排出氣體溫度傳感器190,偵測(cè)出 從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34排出的致冷劑溫度上升到100。C時(shí),利用排出氣 體溫度偵測(cè)器190將電磁閥152打開,己開放中間冷卻回路150。由此, 被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮、排出的中間壓致冷劑便流入到中間冷卻回 路150,并以設(shè)置于此的中間熱交換器151來冷卻,在被吸入到第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件34。此狀態(tài)以圖12的p-h線圖(莫利耶線圖)來說明。從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組 件34排出的致冷劑的溫度上升到100°C時(shí),被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓 縮而成中間壓的致冷劑(圖12的狀態(tài)B),通過中間冷卻回路150,并且被 設(shè)置于此的中間熱交換器151奪取熱之后(圖12的狀態(tài)C),被吸入到第 二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34。接著,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮,再排放到壓縮 機(jī)10外部(圖12的狀態(tài)E)。在此情形,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮且 排放到壓縮機(jī)10外部的致冷劑溫度為圖12所示的TA2。即使從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34排出的致冷劑的溫度上升到100°C,致 冷劑沒流到中間冷卻回路150時(shí),被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮而成為中 間壓的致冷劑(圖12的狀態(tài)B)會(huì)直接通過致冷劑導(dǎo)入管92,而被吸入到 第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34中被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮,再排放到壓縮機(jī) 10部(圖12的狀態(tài)D)。在此情形,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮而排放 到壓縮機(jī)10外部的致冷劑溫度則成圖12所示的TA1,成為比致冷劑流 過中間冷卻回路時(shí)的溫度高。因此,壓縮機(jī)10內(nèi)的溫度上升使壓縮機(jī)10 過熱,故負(fù)荷增加。壓縮機(jī)10運(yùn)轉(zhuǎn)變得不穩(wěn)定,并且因?yàn)槊荛]容器12 內(nèi)的高溫環(huán)境,使得油裂化,恐怕會(huì)對(duì)壓縮機(jī)10的耐久性會(huì)有不好的影響。但是,如前所述,通過中間冷卻回路150,以中間熱交換器151來冷 卻被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮的致冷劑后,再使致冷劑被吸入到第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件34,便可以抑制被第二旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓縮、排放出的致冷劑的 溫度上升。由此,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓縮、排放出的致冷劑的溫度異常上升而 對(duì)致冷劑循環(huán)裝置有不良影響便可以被避開。接著,若利用排出氣體溫度傳感器190檢測(cè)出來的被第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34排出的致冷劑溫度低于100°C時(shí),利用氣體溫度傳感器190,關(guān) 閉電磁閥152,回到正成的運(yùn)轉(zhuǎn)。由此,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓縮的致冷劑并不會(huì)通過中間冷卻回 路150而被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34,所以在第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32壓 縮再被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34吸入的過程中,致冷劑溫度幾乎沒有下降。 由此,致冷劑溫度不至于下降很多,便可以避免不在氣體冷卻器154處 制作高溫溫水所帶來的缺點(diǎn)。如上所述,通過具備使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮的致冷劑被吸入到 第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的致冷劑導(dǎo)入管92;與此致冷劑導(dǎo)入管92并列連 接的中間冷卻回路150;以及用來控制使第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32排放出的 致冷劑流到致冷劑導(dǎo)入管92或流到中間冷卻回路150的電磁閥152,當(dāng) 用來偵測(cè)從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34排放出來的致冷劑溫度的排出氣體溫度 傳感器190,偵測(cè)到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的排放致冷劑溫度上升到100°C 時(shí),電磁閥152便開放而使致冷劑流到中間冷卻回路150,所以可以防止
第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的排出致冷劑溫度異常上升而使壓縮機(jī)10過熱, 進(jìn)而造成運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的缺點(diǎn),也可以防止密閉容器12內(nèi)高溫環(huán)境所造成的油裂化,而使壓縮機(jī)io的耐久性的不好影響。此外,排出氣體溫度傳感器190偵測(cè)到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的排放 致冷劑溫度降到低于100°C時(shí),因?yàn)殡姶砰y152關(guān)閉而使被第一旋轉(zhuǎn)壓 縮組件32壓縮的致冷劑直接通過致冷劑導(dǎo)入管92,再被吸入到第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件34,所以被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮且排放的致冷劑氣體的溫 度可以變成高溫。由此,起動(dòng)時(shí),致冷劑的溫度會(huì)很容易上升,浸入壓縮機(jī)10的致冷 劑也可以迅速地回到正常狀態(tài)因此,壓縮機(jī)的起動(dòng)性可以提升。由此,通常100。C左右的高溫致冷劑回流入到氣體冷卻器154,所以 在氣體冷卻器154處便可以常常做出一定溫度的熱水。由此,致冷劑循 環(huán)裝置的可靠度可以提升。此外,在本實(shí)施例中,在壓縮機(jī)10與氣體冷卻器154之間的配管中, 以排出氣體溫度傳感器190來偵測(cè)壓縮機(jī)10的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的 排出致冷劑溫度,以控制電磁閥152,但是并不局限于此架構(gòu)。例如,也 可以利用時(shí)間來控制電磁閥152。此外,在本實(shí)施例中,壓縮機(jī)室內(nèi)部中間型多段(兩段)壓縮式旋轉(zhuǎn)壓 縮機(jī),但本發(fā)明并不局限于此。例如,也可以使用多段壓縮式壓縮機(jī)。第九實(shí)施例如圖13至圖15所示,連通于密閉容器12內(nèi)與滾輪46內(nèi)側(cè)的貫通 孔131利用細(xì)孔加工的方式,使穿孔于圖1的中間分隔板36中。圖13
是中間分隔板36的平面圖,圖14是中間分隔板36的縱剖面圖,圖15 標(biāo)繪示貫通孔131的密閉容器12側(cè)的擴(kuò)大圖。亦即,些微間隙形成于中 間分隔板36與旋轉(zhuǎn)軸16之間,此間隙的上側(cè)連通到滾輪46內(nèi)側(cè)(滾輪 46內(nèi)側(cè)的偏心部42的周邊空間)。再者,中間分隔板36與旋轉(zhuǎn)軸16間 的間隙下側(cè)連通到滾輪48內(nèi)側(cè)(滾輪48內(nèi)側(cè)的偏心部44的周邊空間)。 貫通孔131為一條通路,使從形成于用來塞住汽缸38內(nèi)側(cè)滾輪46與汽 缸38的上側(cè)開口面的上部支撐部材54以及用來塞住下側(cè)開口面的中間 分隔板之間的間隙,漏到滾輪46內(nèi)側(cè)(滾輪46內(nèi)側(cè)的偏心部42外圍的空 間),再流入中間分隔板36與旋轉(zhuǎn)軸16間的間隙以及滾輪48內(nèi)側(cè)的高壓 致冷劑氣體,逃到密閉容器12內(nèi)。通過貫通孔131,漏到滾輪46內(nèi)側(cè)的高壓致冷劑通過形成于中間分 隔板36與旋轉(zhuǎn)軸16之間的間隙,流入密閉容器12內(nèi)。由此,漏到滾輪46內(nèi)側(cè)的高壓致冷劑氣體會(huì)從貫通孔131逃到密閉 容器12內(nèi),所以可以避免高壓致冷劑氣體滯留在滾輪46內(nèi)側(cè)、中間分 隔板36與旋轉(zhuǎn)軸16之間的間隙以及滾輪48內(nèi)側(cè)的缺點(diǎn)。由此,利用壓 力差,便可以從前述的旋轉(zhuǎn)軸16的供油孔82、 84,將油供給到滾輪46 內(nèi)側(cè)以及滾輪48內(nèi)側(cè)。特別是,僅僅以在水平方向形成貫通中間分隔板36的貫通孔131, 漏到滾輪46內(nèi)側(cè)的高壓致冷劑可以逃到密閉容器12內(nèi),所以也可以極 力地抑制加工成本的增加。此外,在上側(cè)延伸支連通孔(垂直孔)133穿設(shè)于貫通孔131的中途。 連通中間分隔板36的連通孔133與吸入埠161(第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的 吸入側(cè))的注射用(injection)連通孔134穿設(shè)于上汽缸38中。中間分隔板 36的貫通孔131于旋轉(zhuǎn)軸16側(cè)的開口通過前述的供油孔82、 84,連通 到未繪出的油孔。在此情形,如后所述,因?yàn)槊荛]容器12內(nèi)變成中間壓,油很難供應(yīng) 給在第二段變成高壓的上汽缸38內(nèi)。但是,通過將中間分隔板36做成 上述的結(jié)構(gòu),油從密閉容器12內(nèi)的蓄油器被吸上來且未繪出的油孔上升, 從供油孔82、 84出來的油會(huì)進(jìn)入到中間分隔板36的貫通孔131,再經(jīng)過 連通孔133、 134,被供應(yīng)到上汽缸38的吸入側(cè)(吸入埠161)。圖16中的L是表示上汽缸38內(nèi)的吸入側(cè)的壓力變動(dòng)。圖中Pl表示 中間分隔板36的旋轉(zhuǎn)軸16側(cè)的壓力。如圖中L1所示,上汽缸38吸入 側(cè)的壓力(吸入壓力)在吸入的過程中,利用吸入壓損,會(huì)低于中間分隔板 36的旋轉(zhuǎn)軸16側(cè)的壓力。在此期間,油經(jīng)過旋轉(zhuǎn)軸16中未繪出的油孔 且從供油孔82、 84,再經(jīng)過中間分隔板36的連通孔131、 133,而從汽 缸38的連通孔134被注入到上汽缸38內(nèi),而達(dá)到供油的目的。如上述,通過形成于用來使漏到滾輪46內(nèi)側(cè)的高壓致冷劑逃到密閉 容器12內(nèi)而形成的貫通孔131的上側(cè)延伸的連通孔(垂直孔)133以及通 過形成連通中間分隔板36的連通孔133與上汽缸38的吸入埠161的注 入用連通孔134,即使在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的汽缸38內(nèi)的壓力高于變 成中間壓的密閉容器12內(nèi),利用第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入過程的吸 入壓損,油可以確實(shí)地從形成于中間分隔板36中的貫通孔131供應(yīng)到汽 缸38內(nèi)。此外,兼用用來使?jié)L輪46內(nèi)側(cè)的高壓逃脫的貫通孔,僅通過形成從 該貫通孔131上側(cè)延伸的連通孔以及用來連通上汽缸38的吸入埠161與 連通孔133的連通孔134,便可以確實(shí)地將油供給第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34。
因此,可以利用簡單構(gòu)造且低成本來達(dá)到壓縮機(jī)性能的提升以及可靠性 的回復(fù)。亦即,可以避免第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的滾輪內(nèi)側(cè)46變成高壓的缺點(diǎn),并且可以確實(shí)地進(jìn)行第二旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)34的潤滑。故,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)IO的性能可以確保,并且可靠性可以提升。再者,如前所述,因?yàn)殡妱?dòng)組件14利用反相器來控制轉(zhuǎn)速,使壓縮 機(jī)起動(dòng)時(shí)能以低速被起動(dòng),所以在旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10起動(dòng)時(shí),即使油從貫通 孔131由密閉容器12內(nèi)的蓄油器被吸入,也可以抑制因液體壓縮導(dǎo)致的 不好影響,也可以回避可靠性降低的問題考慮對(duì)地球環(huán)境的影響、可燃性與毒性等,致冷劑使用自然致冷劑 的二氧化碳(C02),而封入密閉容器12內(nèi)做為潤滑油的油則例如使用礦物 油、烷基苯油(alkyl benzene)、酯油(ester oil)、 PAG油(poly alkyl glycol, 聚烷基甘醇)等既存的油品。在對(duì)應(yīng)上支撐部材54與下支撐部材56的吸入通路58、 60、以及排 出消音室62以及上蓋66上側(cè)(約略對(duì)應(yīng)電動(dòng)組件14下端的位置)的位置 上,襯管141、 142、 143與144分別溶接固定于密閉容器12的容器本體 12A的側(cè)面。襯管141、 142為上下鄰接,而襯管143位為襯管141的約 略對(duì)角線上。此外,襯管144位在偏離襯管141約90度的位置上。用來導(dǎo)入致冷劑氣體到上汽缸38內(nèi)的致冷劑導(dǎo)管92的一端插入連 接至襯管141內(nèi),此致冷劑導(dǎo)管的一端則連通于上汽缸38的吸入通路58。 致冷劑導(dǎo)管92經(jīng)過密閉容器12上側(cè),到達(dá)襯管144,另一端則插入連接 于襯管144內(nèi)而連通至密閉容器12內(nèi)。此外,用來將致冷劑氣體導(dǎo)入下汽缸40內(nèi)的致冷劑導(dǎo)管94的一端
插入連接至襯管142內(nèi),此致冷劑導(dǎo)管的一端則連通于下汽缸40的吸入通路60。此外,致冷劑導(dǎo)管96插入連接到襯管143內(nèi),致冷劑導(dǎo)管96 的一端連通到排放消音室62。接著說明上述構(gòu)成的動(dòng)作。此外,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10起動(dòng)前,密閉容器 12內(nèi)的油面一般是在形成于中間分隔板36中的貫通孔131的密閉容器 12側(cè)的開口上側(cè)。因此,密閉容器12內(nèi)的油會(huì)從貫通孔131的密閉容器 12側(cè)的開口,流到貫通孔131內(nèi)。經(jīng)由端子20以及未繪出的配線,當(dāng)壓縮機(jī)10的電動(dòng)組件14的定子 線圈28通電后,電動(dòng)組件14便起動(dòng)而轉(zhuǎn)子24也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通過此 轉(zhuǎn)動(dòng),與旋轉(zhuǎn)軸16—體設(shè)置的上下偏心部42、 44嵌合的上下滾輪46、 48便在上下汽缸內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)。由此,經(jīng)由形成于致冷劑導(dǎo)入管94與下支撐部材56中的吸入通路, 從吸入埠62吸入到汽缸40的低壓室側(cè)的低壓致冷劑氣體(4MPaG),會(huì)通 過滾輪48與閥的動(dòng)作,被壓縮成中間壓(8MPaG),再從下汽缸40的高壓 室側(cè),排出埠41、形成在下支撐部材56內(nèi)的排出消音室64,經(jīng)過連通 路63,從中間排出管121排放到密閉容器12內(nèi)。接著,密閉容器12內(nèi)的中間壓致冷劑氣體從襯管144出來,經(jīng)由致 冷劑導(dǎo)入管92以及形成于上支撐部材54中的吸入通路58,從吸入埠161 被吸入到上汽缸38的低壓室側(cè)。另一方面,當(dāng)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10起動(dòng)后,從前述貫通孔131的密閉容器 12側(cè)的開口浸入的油會(huì)經(jīng)由連通孔133、 134,被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組 件34的汽缸38的低壓室側(cè)。接著,被吸入到汽缸38低壓室側(cè)的中間壓 致冷劑與油會(huì)通過滾輪46與未繪出的閥的動(dòng)作,進(jìn)行第二段壓縮。在此,
致冷劑氣體變成高溫高壓(12MPaG)。在此情形,與中間壓致冷劑氣體一起從前述貫通口 131的密閉容器 12側(cè)的開口浸入的油也會(huì)被壓縮,但是由于旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的轉(zhuǎn)數(shù)被控制 在起動(dòng)時(shí)以低速運(yùn)轉(zhuǎn),所以力矩較小。因此,即使油被壓縮,旋轉(zhuǎn)壓縮 機(jī)10也幾乎沒被影響到,所以可以正常地運(yùn)轉(zhuǎn)。接著,以預(yù)定的控制樣式,將轉(zhuǎn)數(shù)上升,最后電動(dòng)組件14以預(yù)期的 轉(zhuǎn)數(shù)來運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)轉(zhuǎn)中的油面在貫通孔131的下側(cè)。但是,從前述貫通孔 131,經(jīng)過連通孔133與連通孔134,把油供給給第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的 吸入側(cè),所以可以避免第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的滑動(dòng)部的油不充足的缺點(diǎn)。如上所述,將連通密閉容器12內(nèi)與滾輪46內(nèi)側(cè)的貫通孔131穿設(shè) 于中間分隔板36中,以及在構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的汽缸38內(nèi),穿 孔形成用來連通中間分隔板36的貫通孔131與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的 吸入側(cè)的連通孔133、 134。因此,漏到滾輪46內(nèi)側(cè)的高壓致冷劑氣體可 以從此貫通孔131逃到密閉容器12內(nèi)。由此,利用滾輪46內(nèi)側(cè)以及滾輪內(nèi)48側(cè)的壓力差,從旋轉(zhuǎn)軸16的 供油孔82、 84來平順地供給油。因此,滾輪46內(nèi)側(cè)的偏心部42周邊以 及滾輪48內(nèi)側(cè)的偏心部44周邊的油量不足便可以避免。此外,即使第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的汽缸38內(nèi)的壓力成為高于變成 中間壓的密閉容器12內(nèi)的壓力的狀態(tài),在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的吸入 過程中,利用吸入壓損,可以確實(shí)地將油從與中間分隔板36的貫通孔131 連通形成的貫通孔133、 134,供給到汽缸38內(nèi)??偟脕碚f,利用較簡單的構(gòu)造,來避免滾輪46內(nèi)側(cè)變成高壓的缺點(diǎn), 以確實(shí)地進(jìn)行第二旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)34的潤滑。因此,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的性能
可以確保,可靠性也可以提升。再者,因?yàn)殡妱?dòng)組件14為在起動(dòng)時(shí)以低速起動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)控制型馬達(dá), 所以,當(dāng)旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10起動(dòng)時(shí),即使油便從貫通孔131且從密閉容器12 內(nèi)底部的蓄油器被吸上來,也可以抑制一體壓縮的不好影響,并且也可 以避免可靠性的降低。此外,在本實(shí)施例中,形成于中間分隔板36與旋轉(zhuǎn)軸16間的間隙 的上側(cè)連通到滾輪46內(nèi)側(cè),下側(cè)則連通到滾輪48的內(nèi)側(cè),但是并非局 限于此型態(tài)。例如,也可以只有形成于中間分隔板36與旋轉(zhuǎn)軸16間的 間隙的上側(cè)連通到滾輪46內(nèi)側(cè)的情形(下側(cè)并不連到滾輪48內(nèi)側(cè))。此外, 滾輪46內(nèi)側(cè)與滾輪48內(nèi)側(cè)以中間分隔板36來分割的情形也沒關(guān)系。在 此情形,利用在中間分隔板36的貫通孔131的中途部,形成與滾輪46 內(nèi)側(cè)連通的軸心方向孔洞,滾輪46內(nèi)側(cè)的高壓也可以逃到密閉容器12 內(nèi)。再者,油也可以從供油孔82供給到第二壓縮組件34的吸入側(cè)。此外,在本實(shí)施例中,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件的容積為2.89cc且第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件的容積為1.88cc的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)IO被使用來說明,但是并不局 限于上述容積大小,其它容積的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)也可以使用。此外,在本實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)以具備第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件與第二 旋轉(zhuǎn)壓縮組件的兩段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)來做說明,。但是本發(fā)明不局限于 此架構(gòu)。旋轉(zhuǎn)壓縮組件也可以是具備三段、四段或以上的旋轉(zhuǎn)壓縮組件。第十實(shí)施例接著依據(jù)圖式來說明本發(fā)明的第十實(shí)施例。圖17做為本實(shí)施例的旋 轉(zhuǎn)壓縮機(jī),具備第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件32、 34的內(nèi)部中間壓多段式(兩
段)壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的縱剖面圖。在17圖中,與圖l相同符號(hào)的構(gòu) 件具備相同或類似的作用,其說明省略不說明。如圖17所示,在未繪出的吸入埠分別與上下汽缸38、 40內(nèi)側(cè)連通 的吸入通路58、 60設(shè)置于上下汽缸38、 40中。從未繪出的排出埠,利 用上支撐部材54的凹陷部做為避面的蓋體來塞住在被上汽缸38壓縮的 致冷劑而形成的排出消音室62設(shè)置在上支撐部材54中。亦即,排出消 音室62做為被區(qū)隔出該排出消音室62的壁面的上蓋65所封住。另一方面,被下汽缸40壓縮的致冷劑從未繪出的排出埠,被排放到 形成于下支撐部材56的與電動(dòng)組件14反側(cè)位置的排出消音室64中。排 出消音室64由用來覆蓋下支撐部材56的與電動(dòng)組件14反側(cè)位置的蓋體 65所構(gòu)成。蓋體65的中心具有孔洞,用來貫通旋轉(zhuǎn)軸16以及用來兼做 旋轉(zhuǎn)軸16軸承的下支撐部材56的軸承56A。在此情形,軸承56A立設(shè)于上支撐部材54的中央。此外,前述的軸 承56A貫通形成于下支撐部材56的中央。旋轉(zhuǎn)軸16被上支撐部材54的 軸承54A與下支撐部材56的軸承56A所保持。接著,第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件32的排出消音室64與密閉容器12內(nèi)以連 通路來連通。此連通路為一未繪出的孔,其貫通下支撐部材56、上支撐 部材54、上蓋66、上下汽缸38、 40以及中間分隔板36。在此情形,中 間排出管121立設(shè)于連通路的上端,而中間壓致冷劑便從該中間排出管 121被排放到密閉容器12內(nèi)。此外,上蓋66區(qū)分出以未繪出排出埠來與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的 上汽缸38內(nèi)部連通的排出消音室62。電動(dòng)組件14與上蓋66相距預(yù)定間 隔,設(shè)置在上蓋66的上側(cè)。上蓋66由略成圈狀(doughnut)的圓形鋼板構(gòu)
成,其上形成一孔,用來連通上述上支撐部材54的軸承54A。
此外,封入密閉容器12內(nèi)做為潤滑油的油則例如使用礦物油、烷基 苯油(alkyl benzene)、酯油(ester oil)、 PAG油(poly alkyl glycol,聚烷基甘醇)等既存的油品。
在對(duì)應(yīng)上支撐部材54與下支撐部材56的吸入通路58、 60、以及排 出消音室62以及上蓋66上側(cè)(約略對(duì)應(yīng)電動(dòng)組件14下端的位置)的位置 上,襯管141、 142、 143與144分別溶接固定于密閉容器12的容器本體 12A的側(cè)面。襯管141、 142為上下鄰接,而襯管143位為襯管141的約 略對(duì)角線上。此外,襯管144位在偏離襯管141約90度的位置上。
用來導(dǎo)入致冷劑氣體到上汽缸38內(nèi)的致冷劑導(dǎo)管92的一端插入連 接至襯管141內(nèi),此致冷劑導(dǎo)管的一端則連通于上汽缸38的吸入通路58。 致冷劑導(dǎo)管92經(jīng)過密閉容器12上側(cè),到達(dá)襯管144,另一端則插入連接 于襯管144內(nèi)而連通至密閉容器12內(nèi)。
此外,用來將致冷劑氣體導(dǎo)入下汽缸40內(nèi)的致冷劑導(dǎo)管94的一端 插入連接至襯管142內(nèi),此致冷劑導(dǎo)管的一端則連通于下汽缸40的吸入 通路60。此外,致冷劑導(dǎo)管96插入連接到襯管143內(nèi),致冷劑導(dǎo)管的一 端連通到后述的排出通路80。
前述排出通路80連通排出消音室62與致冷劑排出管96的通路。此 排出通路80從蓄油室100的途中分歧出來,并在上汽缸38內(nèi)往水平方 向延伸而形成。致冷劑排出管96的一端插入連接到此排出通路80。
接著,被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮且排放到排出消音室62的致冷劑 便通過此排出通路80,從致冷劑排出管96排放到旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的外部。
此外,前述蓄油室100形成于下汽缸40內(nèi)的與第二壓縮組件34的
吸入通路60相反側(cè)的位置(吸入通路60以外的部分)。該蓄油室100架構(gòu)成上下貫通上汽缸38、中間分隔板36、以及下汽缸40。該蓄油室100的 上端連通到排出消音室62,而下端則以下支撐部材56來封住。接著,前 述的排出通路80連通到稍微低于蓄油室100上端的位置。此外,返回通路110從略高于該蓄油室100下端的位置來分歧設(shè)置。 返回通路110從蓄油室100向夕卜側(cè)(密閉容器12側(cè)),往水平方向延伸的 孔。節(jié)流部材103為一細(xì)孔,并且形成于返回通路110內(nèi),以達(dá)到節(jié)流 功能。由此,返回通路110通過節(jié)流部材103,來連通蓄油室100內(nèi)部與 密閉容器12內(nèi)部。接著,蓄積在蓄油室100下部的油便通過返回通路110 內(nèi)的節(jié)流部材103的細(xì)孔。而在此過程中,油被減壓而流出到密閉容器 12內(nèi)。流出的油便返回到密閉容器12內(nèi)底部的蓄油器12C。利用將上述蓄油室IOO形成于旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)18內(nèi),被第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件34壓縮而排出的致冷劑氣體與油從排放消音室62被排放出來后, 便流到蓄油室100內(nèi)。此時(shí),致冷劑氣體朝向排出通路80,而油便直接 流到蓄油室100的下方。通過上述方式,與致冷劑氣體一起從第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件34被排出的油便被平順地分離開,而累積到蓄油室100的下方。 因此,排放到旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10外部的油量便得以降低,并且可以防止因?yàn)?大量油流出到冷凍循環(huán)的致冷劑回路中所造成的冷凍循環(huán)性能下降的缺 占。"、、o此外,蓄積在蓄油室100內(nèi)的油更透過具有節(jié)流部材103的返回通 路IIO,使油返回到形成于密閉容器12內(nèi)的底部的蓄油器12C,所以可 以避免密閉容器12C內(nèi)的油量不足的缺點(diǎn)??偟膩碚f,可以極力地降低油排放到致冷劑循環(huán)回路中的量,并且
可以將油平順地供應(yīng)到密閉容器12內(nèi)。因此,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的性能與 可靠性便可以提升。再者,蓄油室100以上下貫通中間分隔板36與上下汽缸38、 40的 貫通孔來形成,所以可以簡單的構(gòu)造,來極力地降低油被排放到旋轉(zhuǎn)壓 縮機(jī)10外部。此外,蓄油室100形成在下汽缸40內(nèi),并且位在與下汽缸40內(nèi)的 吸入通路60相反側(cè)的位置上。因此,空間使用效率可以提升。接著來說明上述構(gòu)成的動(dòng)作。經(jīng)由端子20以及未繪出的配線,當(dāng)壓 縮機(jī)10的電動(dòng)組件14的定子線圈28通電后,電動(dòng)組件14便起動(dòng)而轉(zhuǎn) 子24也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)起來。通過此轉(zhuǎn)動(dòng),與旋轉(zhuǎn)軸16 —體設(shè)置的上下偏心 部42、 44嵌合的上下滾輪46、 48便在上下汽缸內(nèi)偏心旋轉(zhuǎn)。由此,經(jīng)由形成于致冷劑導(dǎo)入管94與下汽缸40中的吸入通路60, 從吸入埠吸入到下汽缸40的低壓室側(cè)的低壓致冷劑氣體,會(huì)通過滾輪48 與閥的動(dòng)作,被壓縮成中間壓,再從下汽缸40的高壓室側(cè),經(jīng)排出埠、 排出消音室64,經(jīng)過連通路,從中間排出管121排放到密閉容器12內(nèi)。 由此,密閉容器12內(nèi)變成中間壓。接著,密閉容器12內(nèi)的中間壓致冷劑從襯管144出來,經(jīng)由形成于 致冷劑導(dǎo)入管92與上汽缸38內(nèi)的吸入通路58,從未繪出的吸入埠被吸 入到上汽缸38的低壓室側(cè)。被吸入的中間壓致冷劑利用滾輪46與閥的 動(dòng)作,來進(jìn)行第二段壓縮,以成為高溫高壓的致冷劑氣體。接著,從高 壓室側(cè)通過未繪出的排出埠,排放到形成于上支撐部材54中的排出消音 室62。此時(shí),供給到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的油會(huì)混在被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮的致冷劑氣體中,使得油也被排放到排出消音室62。接著,排放到排出消音室62的致冷劑氣體以及混入此致冷劑氣體中的油會(huì)到達(dá)蓄油 室100。在進(jìn)入到蓄油室100后,致冷劑氣體朝向排出通路80,而油則 如前所述被分離開并累積于蓄油室100的下方。累積在蓄油室100的油 接著便經(jīng)過前述的返回通路110,流入到節(jié)流部材103。流入到節(jié)流部材 103的油在此處被減壓,再流出到密閉容器12內(nèi)。流出的油便回到密閉 容器12的容器本體12A壁面、下汽缸40以及下支撐部材56等所圍成的 密閉容器12底面的蓄油器12C。另一方面,致冷劑氣體從排出通路80 經(jīng)過致冷劑排出管,被排放到旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10的外部。如前所述,用來與致冷劑氣體一同從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34排放出來 的油加以分離與蓄積的蓄油室IOO形成在旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)18中,并且該蓄 油室IOO經(jīng)由具備節(jié)流部材103的返回通路110來連通到密閉容器12內(nèi)。 因此,可以降低油與被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34壓縮的致冷劑氣體一起排放 到旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)10外部的油量。由此,因大量油流出到冷凍循環(huán)的致冷劑回路中而使冷凍循環(huán)性能 惡化的缺點(diǎn)可以極力地防止。此外,因?yàn)樾钣褪?00形成在下汽缸40內(nèi)的與吸入通路60相反側(cè) 的位置上,故空間效率可以提升。再者,因?yàn)樾钣褪?00做為上下貫通中間分隔板36、上下汽缸38、 40的貫通孔,所以可以簡單的構(gòu)造來極力地降低油流到壓縮機(jī)外部。此外,在本實(shí)施例中,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34的排出通路80形成于 上汽缸38中,并且此排出通路80經(jīng)過致冷劑排出管96而排放到外部的 結(jié)構(gòu)。但是,本發(fā)明并不局限于此架構(gòu)。例如,將第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件34
的排出通路80形成于上支撐部材54中的架構(gòu),也同樣適用于本發(fā)明。在此情形,也可以使蓄油室100的上端連信道排出消音室62內(nèi),或 者是連通到出排放消音室62后的排放通路80的中途。此外,在本實(shí)施例中,返回通路110做成設(shè)置在下汽缸40內(nèi)的結(jié)構(gòu), 但并不局限于此。例如也可以形成在下支撐部材56中。此外,在本實(shí)施例中,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)以具備第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件與第二 旋轉(zhuǎn)壓縮組件的兩段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)來做說明。但是本發(fā)明不局限于 此架構(gòu)。旋轉(zhuǎn)壓縮組件也可以是具備三段、四段或以上的旋轉(zhuǎn)壓縮組件。如上所述,依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例,致冷劑循環(huán)裝置中的壓縮機(jī)、 氣體冷卻器、節(jié)流手段與蒸發(fā)器依序連接,而在高壓側(cè)成為超臨界壓力。 致冷劑循環(huán)裝置包括以下構(gòu)件。前述壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi),更具備電動(dòng) 組件以及被電動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第一旋轉(zhuǎn)壓 縮組件壓縮且排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排 放到氣體冷卻器中。中間冷卻回路使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑, 在氣體冷卻器放熱。第一內(nèi)部熱交換器使從氣體冷卻器出來且來自第二 旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑與蒸發(fā)器出來的致冷劑進(jìn)行熱交換。第二內(nèi)部熱 交換器使氣體冷卻器出來且在中間冷卻回路流動(dòng)的致冷劑與從第一內(nèi)部 熱交換器出來且來自蒸發(fā)器的致冷劑進(jìn)行熱交換。因此,從蒸發(fā)器出來 的致冷劑在第一內(nèi)部熱交換器與氣體冷卻器出來的流過中間冷卻回路的 致冷劑進(jìn)行熱交換,以奪取熱。因此,可以確實(shí)地保持致冷劑的過熱度, 以及可以回避在壓縮機(jī)的液體壓縮。另一方面,氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑在第 一內(nèi)部熱交換器,從蒸發(fā)器出來的致冷劑奪取熱,以此使致冷劑溫度下
降。由此,蒸發(fā)器的致冷劑氣體的冷卻能力可以提升。亦即,在不增加 致冷劑循環(huán)量下,可以輕易地達(dá)到所要的蒸發(fā)溫度,也可以達(dá)成降低壓 縮機(jī)耗電量的目的。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路,所以壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度可以下降。 特別是在此情形,流過中間冷卻回路的致冷劑在氣體冷卻器放熱后,將 熱給來自蒸發(fā)器的致冷劑,在被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中。因此,不 會(huì)產(chǎn)生因設(shè)置第二內(nèi)部熱交換器而產(chǎn)生的壓縮機(jī)內(nèi)部溫度上升。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,因?yàn)橹吕鋭┦褂枚趸?,所以?duì)環(huán)境 問題有所貢獻(xiàn)。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,蒸發(fā)器的致冷劑的蒸發(fā)溫度在+12。C至-10°0極為有效。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,致冷劑循環(huán)裝置中的壓縮機(jī)、氣體冷卻 器、節(jié)流手段與蒸發(fā)器依序連接,而在高壓側(cè)成為超臨界壓力。致冷劑 循環(huán)裝置包括以下構(gòu)件。前述壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi),更具備電動(dòng)組件以 及被電動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件 壓縮且排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到氣 體冷卻器中。中間冷卻回路使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑,在氣 體冷卻器放熱。油分離手段,用以將油從被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑 中分離出來。回油路將被油分離手段所分離的油減壓,使油回到壓縮機(jī) 內(nèi)。第一內(nèi)部熱交換器使從氣體冷卻器出來且來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的 致冷劑與蒸發(fā)器出來的致冷劑進(jìn)行熱交換。第二內(nèi)部熱交換器使在回油 路流動(dòng)的油與從第一內(nèi)部熱交換器出來且來自蒸發(fā)器的致冷劑進(jìn)行熱交 換。節(jié)流手段由第一節(jié)流手段以及位在第一節(jié)流手段下游側(cè)的第二節(jié)流
手段所構(gòu)成。注射回路用以將在第一與第二節(jié)流手段之間流動(dòng)的部分致 冷劑,注入到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)。因此,從蒸發(fā)器出 來的致冷劑在第一內(nèi)部熱交換器與氣體冷卻器出來的流過中間冷卻回路 的致冷劑進(jìn)行熱交換以奪取熱,而在第二內(nèi)部熱交換器與流過回油路的 油進(jìn)行熱交換,以奪取熱。因此,可以確實(shí)地保持致冷劑的過熱度,以 及可以回避在壓縮機(jī)的液體壓縮。另一方面,氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑在第 一內(nèi)部熱交換器,從蒸發(fā)器出來的致冷劑奪取熱,以此使致冷劑溫度下 降。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路,所以壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度可以下降。此外,流過回油路的油在第二內(nèi)部熱交換器被第一內(nèi)部熱交換器出 來的來自蒸發(fā)器的致冷劑奪取熱之后,再回到壓縮機(jī)內(nèi),所以壓縮機(jī)內(nèi) 部的溫度可以更進(jìn)一步地降低。再者,因?yàn)榱鬟^第一與第二節(jié)流手段間的部分致冷劑,通過注射回 路后再被注入到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè),所以利用此注入 的致冷劑可以冷卻第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。由此,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的壓縮 效率可以改善,并且壓縮機(jī)本身的溫度也可以更進(jìn)一步地下降。因此, 致冷劑循環(huán)中,可以使在蒸發(fā)器的致冷劑蒸發(fā)溫度下降。亦即,通過使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓縮的中間壓致冷劑通過中間冷卻 回路,以抑止密閉容器內(nèi)的溫度上升的效果;通過使以油分離器從致冷 劑分離出的油通過第二內(nèi)部熱交換器,以抑止密閉容器內(nèi)的溫度上升之 效;以及更通過使流過第一與第二節(jié)流手段間配管的部分致冷劑注入到 壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè),以從周圍吸熱來蒸發(fā),使第二旋 轉(zhuǎn)壓縮機(jī)冷卻的效果等,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的壓縮效率可以提升。除此
之外,通過使被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的致冷劑氣體通過第一內(nèi)部熱 交換器,以降低在蒸發(fā)器的致冷劑蒸發(fā)溫度的效果,蒸發(fā)器的冷卻能力 可以顯著地提升,且壓縮機(jī)的耗電量也可以降低。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,更包括設(shè)置氣液分離手段于第一與第 二節(jié)流手段之間。注射回路將被氣液分離手段所分離的液態(tài)致冷劑減壓, 再注入到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)。因此,來自注入回路的 致冷劑蒸發(fā)以從周圍吸熱,包含第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的壓縮機(jī)本身可以被 進(jìn)一步且有效地冷卻。由此,致冷劑循環(huán)中的蒸發(fā)器的致冷劑蒸發(fā)溫度 可以更進(jìn)一步地降低。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路在第二內(nèi)部熱交換器處使被油 分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑之 間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)。因此,利用此油可以有效 地降低壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)的溫度。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路在第二內(nèi)部熱交換器處使被油 分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑之 間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的該吸入側(cè)。因此, 可以一邊潤滑第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件以改善壓縮效率,并且可以有效地降低 壓縮機(jī)本身的溫度。前述致冷劑循環(huán)裝置中的致冷劑可以使用二氧化碳、HCF系致冷劑 的R23、 一氧化二氮中的任何一種致冷劑,所以對(duì)環(huán)境問題有所貢獻(xiàn)。此外,在上述致冷劑循環(huán)裝置中,蒸發(fā)器的致冷劑的蒸發(fā)溫度在-50°C以下極為有效。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,致冷劑循環(huán)裝置中的壓縮機(jī)、氣體冷卻
器、節(jié)流手段與蒸發(fā)器依序連接,而在高壓側(cè)成為超臨界壓力。致冷劑 循環(huán)裝置包括以下構(gòu)件。前述壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi),更具備電動(dòng)組件以 及被電動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件 壓縮且排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到氣 體冷卻器中。中間冷卻回路使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑,在氣 體冷卻器放熱。第一內(nèi)部熱交換器使從氣體冷卻器出來且來自第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件的致冷劑與蒸發(fā)器出來的致冷劑進(jìn)行熱交換。油分離手段用以 將油從被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑中分離出來?;赜吐穼⒈挥头蛛x手 段所分離的油減壓,使油回到壓縮機(jī)內(nèi)。第二內(nèi)部熱交換器使在回油路 流動(dòng)的油與從第一內(nèi)部熱交換器出來且來自蒸發(fā)器的致冷劑進(jìn)行熱交 換。因此,從蒸發(fā)器出來的致冷劑在第一內(nèi)部熱交換器與氣體冷卻器出 來的流過中間冷卻回路的致冷劑進(jìn)行熱交換以奪取熱,而在第二內(nèi)部熱 交換器與流過回油路的油進(jìn)行熱交換,以奪取熱。因此,可以確實(shí)地保 持致冷劑的過熱度,以及可以回避在壓縮機(jī)的液體壓縮。另一方面,氣體冷卻器出來的來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑在第 一內(nèi)部熱交換器,從蒸發(fā)器出來的致冷劑奪取熱,以此使致冷劑溫度下 降。此外,因?yàn)榫邆渲虚g冷卻回路,所以壓縮機(jī)內(nèi)部的溫度可以下降。此外,流過回油路的油在第二內(nèi)部熱交換器被第一內(nèi)部熱交換器出 來的來自蒸發(fā)器的致冷劑奪取熱之后,再回到壓縮機(jī)內(nèi),所以壓縮機(jī)內(nèi) 部的溫度可以更進(jìn)一步地降低。由此,致冷劑循環(huán)中的蒸發(fā)器的致冷劑 溫度可以被降低。亦即,通過使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)壓縮的中間壓致冷劑通過中間冷卻 回路,以抑止密閉容器內(nèi)的溫度上升的效果;以及通過使以油分離器從 致冷劑分離出的油通過第二內(nèi)部熱交換器,以抑止密閉容器內(nèi)的溫度上 升的效等,第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的壓縮效率可以提升。除此之外,通過使 被第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的致冷劑氣體通過第一內(nèi)部熱交換器,以降 低在蒸發(fā)器的致冷劑蒸發(fā)溫度的效果,蒸發(fā)器的冷卻能力可以顯著地提 升,且壓縮機(jī)的耗電量也可以降低。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路在第二內(nèi)部熱交換器處使被油 分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑之 間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)。因此,利用此油可以有效 地降低壓縮機(jī)的密閉容器內(nèi)的溫度,也可以抑制密閉容器內(nèi)的溫度上升。在前述的致冷劑循環(huán)裝置中,回油路在第二內(nèi)部熱交換器處使被油 分離手段所分離的油與第一內(nèi)部熱交換器出來的來自蒸發(fā)器的致冷劑之 間進(jìn)行熱交換,再回到壓縮機(jī)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的該吸入側(cè)。因此, 可以一邊潤滑第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件以改善壓縮效率,并且可以有效地降低 壓縮機(jī)本身的溫度。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,因?yàn)橹吕鋭┦褂枚趸迹詫?duì)環(huán)境 問題有所貢獻(xiàn)。在上述致冷劑循環(huán)裝置中,蒸發(fā)器的致冷劑的蒸發(fā)溫度在-30。C至 -40°(3極為有效。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,致冷劑循環(huán)裝置中的壓縮機(jī)具備被驅(qū)動(dòng) 組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且排 出的致冷劑被壓縮以吸入該第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到該氣體冷 卻器中。旁通回路,在不將從壓縮機(jī)的第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑 減壓下,把致冷劑供給到蒸發(fā)器;以及閥裝置,用以在蒸發(fā)器除霜時(shí),
開放該旁通回路。閥裝置在該壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),也開放該旁通回路的流路。 因此,在蒸發(fā)器進(jìn)行除霜時(shí),打開閥裝置,從第一壓縮組件排出的致冷 劑流過旁通回路,在不減壓下,供給給蒸發(fā)器加熱。由此,當(dāng)不對(duì)從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的高壓致冷劑減壓而供給蒸 發(fā)器來除霜時(shí),可以避免除霜運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)與排 出側(cè)的壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。此外,在壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí),閥裝置也開放,經(jīng)過旁通回路,第一壓縮 組件的排出側(cè),亦即第二壓縮組件只吸入側(cè)的壓力可以逃到蒸發(fā)器。因 此,可以避免壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)(中間壓)與第二壓 縮組件的排出側(cè)(高壓)的壓力逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。由此,因?yàn)榭梢员苊鈮嚎s機(jī)的不穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)行為,故可以提升壓縮 機(jī)的性能與耐久性。因此,可以維持致冷劑回路裝置的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),也可 以提升致冷劑回路裝置的可靠性。特別是,利用在除霜時(shí)所使用的旁通回路,可以使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮 組件排出的致冷劑釋放到壓縮機(jī)外部,所以不必改設(shè)配管,便可以避免 第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)與排出側(cè)的壓力逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象,并且生產(chǎn)成本也 可以降低。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,致冷劑配管,用來使被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組 件壓縮的致冷劑被吸入到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件;中間冷卻回路,與冷配管 并列連接;以及閥裝置,用以控制使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮裝置排出的致冷劑 流到致冷劑配管或是中間冷卻回路。因此,可以依據(jù)致冷劑的狀態(tài)來選 擇是否流入中間冷卻回路。由此,當(dāng)流到中間冷卻回路時(shí),可以避免壓縮機(jī)內(nèi)的溫度有異常上
升的缺點(diǎn)。當(dāng)流到致冷劑配管時(shí),可以使壓縮機(jī)起動(dòng)時(shí)的致冷劑排放溫 度很快地上升。浸入到壓縮機(jī)類的致冷劑可以快速地回復(fù)到正常狀態(tài), 使壓縮機(jī)的起動(dòng)性提升。上述致冷劑循環(huán)裝置更可以包括溫度偵測(cè)手段,用來偵測(cè)從第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑溫度。當(dāng)溫度偵測(cè)手段偵測(cè)到的第二旋轉(zhuǎn)壓縮 組件的排出致冷劑溫度上升到一預(yù)定值時(shí),閥裝置使致冷劑流到中間冷 卻回路。當(dāng)比預(yù)定值低時(shí),使致冷劑流到致冷劑配管。當(dāng)以溫度偵測(cè)手段偵測(cè)出的第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的排出致冷劑溫度低 于預(yù)定值時(shí),因?yàn)殚y裝置使致冷劑流入到致冷劑配管,在起動(dòng)時(shí)等,第 二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的排出致冷劑溫度可以很早上升。由此,因?yàn)樵谄饎?dòng)時(shí) 致冷劑溫度可以容易地上升,所以浸入到壓縮機(jī)內(nèi)的致冷劑可以迅速地 回到正常狀態(tài),并且壓縮機(jī)的起動(dòng)性也可以更進(jìn)一步地提升。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,壓縮機(jī)在密閉容器具有被驅(qū)動(dòng)組件的旋 轉(zhuǎn)軸所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件。被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的 致冷劑排放到該密閉容器中,排放出的中間壓致冷劑氣體再被第二旋轉(zhuǎn) 壓縮組件壓縮。壓縮機(jī)包括以下構(gòu)成兩汽缸,分別構(gòu)成第一與第二旋 轉(zhuǎn)壓縮組件;兩滾輪,分別設(shè)置在各汽缸內(nèi),與旋轉(zhuǎn)軸的偏心部嵌合而 做偏心旋轉(zhuǎn);中間分隔板,位在各汽缸與各滾輪之間,以分割第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件;兩支撐部材,分別封住各該汽缸的開口面,且各具備 該旋轉(zhuǎn)軸的軸承;油孔,形成于旋轉(zhuǎn)軸中;貫通孔,穿孔設(shè)置于中間分 隔板中,以連通密閉容器內(nèi)部與兩滾輪的內(nèi)側(cè);連通孔穿孔設(shè)置于第二 旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸中,用以連通中間分隔板的貫通孔以及第二旋轉(zhuǎn)壓 縮組件的吸入側(cè)。由此中間分隔板的貫通孔,累積在滾輪內(nèi)側(cè)的高壓致
冷劑可以逃到密閉容器內(nèi)。由此,利用滾輪內(nèi)側(cè)的壓力差,油可以從旋轉(zhuǎn)軸的供油孔平順地供 應(yīng),故可以避免滾輪內(nèi)側(cè)偏心部周邊會(huì)有油量不足的缺點(diǎn)。此外,即使在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸內(nèi)的壓力高于成為中間壓的 密閉容器內(nèi)的壓力,利用在第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入過程的吸入壓損, 通過中間分隔板的貫通孔以及連通孔,油可以確實(shí)地從旋轉(zhuǎn)軸的油孔供 給到第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)。因?yàn)橹虚g分隔板的貫通孔可以達(dá)成兼 作滾輪內(nèi)側(cè)的高壓釋放以及對(duì)第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的供油,所以可以達(dá)到 構(gòu)造簡化以及成本降低的目的。亦即,利用上述構(gòu)成,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的性能可以確保且可靠性可以提 升。特別是,利用穿設(shè)連通密閉容器內(nèi)與滾輪內(nèi)側(cè)的貫通孔,以及在構(gòu) 成第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的汽缸中,穿設(shè)連通孔,以連通中間分隔板的貫通 孔與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的吸入側(cè)等的簡單構(gòu)造,故滾輪內(nèi)側(cè)的高壓釋放 以及對(duì)第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的供油得以進(jìn)行。因此,可以達(dá)到簡單構(gòu)造與 成本的削減。前述的壓縮機(jī)中的驅(qū)動(dòng)組件為在起動(dòng)時(shí)以低速來起動(dòng)的轉(zhuǎn)數(shù)控制型 馬達(dá)。當(dāng)起動(dòng)時(shí),即使第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件從與密閉容器內(nèi)連通的中間分 隔板的貫通孔吸入密閉容器中的油,也可以抑制因?yàn)橛蛪嚎s所造成的不 好影響,也可以避免旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的可靠性下降。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例,壓縮機(jī)在密閉容器中具備電動(dòng)組件與被 電動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)壓縮組件。被旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的致冷劑排放 到外部,壓縮機(jī)在旋轉(zhuǎn)壓縮組件內(nèi)形成蓄油室,用以將從旋轉(zhuǎn)壓縮組件 與致冷劑一起排放出來的油加以分離、蓄積,并且蓄油室經(jīng)由具有節(jié)流
功能的返回通路,連通到密閉容器內(nèi)部。因此,從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件排 放到旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)外部的油量可以降低。由此,可以防止大量油流出到冷凍循環(huán)的致冷劑回路中所造成的冷 凍循環(huán)性能惡化的問題。此外,蓄積在蓄油室的油以具有節(jié)流功能的返回通路回到密閉容器 內(nèi),所以可以避免密閉容器內(nèi)油量不足的缺點(diǎn)??偟膩碚f,可以極力降低油被排放到致冷劑循環(huán)的致冷劑回路中, 并且可以平順地供油到密閉容器內(nèi)。因此,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的性能與可靠性 可以提升。依據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例,壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi)具有電動(dòng)組件以及 被電動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)由第一與第二旋轉(zhuǎn)壓 縮組件所構(gòu)成,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件所壓縮的致冷劑排放到密閉容器內(nèi), 排放出來的中間壓致冷劑以第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件來壓縮,排放到外部。壓 縮機(jī)在旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)構(gòu)內(nèi)形成蓄油室,用以將從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件與致冷 劑一起排放出來的油加以分離、蓄積,并且蓄油室經(jīng)由具有節(jié)流功能的 返回通路,連通到密閉容器內(nèi)部。因此,從第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件排放到旋 轉(zhuǎn)壓縮機(jī)外部的油量可以降低。由此,可以防止大量油流出到冷凍循環(huán)的致冷劑回路中所造成的冷 凍循環(huán)性能惡化的問題。此外,蓄積在蓄油室的油以具有節(jié)流功能的返回通路回到密閉容器 內(nèi),所以可以避免密閉容器內(nèi)油量不足的缺點(diǎn)??偟膩碚f,可以極力降低油被排放到致冷劑循環(huán)的致冷劑回路中, 并且可以平順地供油到密閉容器內(nèi)。因此,旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的性能與可靠性
可以提升。上述壓縮機(jī)更包括第二汽缸,構(gòu)成第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件;第一汽缸, 透過中間分隔板配置在第二汽缸下方,并且用以構(gòu)成第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件; 第一支撐部材,用以封住第一汽缸的下方;第二支撐部材,用以封住第 二汽缸的上方;以及吸入通路,于第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件中。蓄油室形成在 吸入通路以外部分的第一汽缸內(nèi)。由此構(gòu)成,空間效率得以提升。上述壓縮機(jī)中,蓄油室利用上下貫通第二汽缸、中間分隔板、與第 一汽缸的貫通孔來構(gòu)成。因此,可以顯著地改善構(gòu)成蓄油室的加工作業(yè) 性。綜上所述,雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上,然其并非用以限 定本發(fā)明,任何熟悉本技術(shù)的人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi), 可可作各種的更動(dòng)與潤飾,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求 書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種致冷劑循環(huán)裝置,其中一壓縮機(jī)、一氣體冷卻器、一節(jié)流手段與一蒸發(fā)器依序連接,其中該壓縮機(jī)在具備一第一與一第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被該第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且排出的致冷劑被壓縮以吸入該第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到該氣體冷卻器中,該致冷劑循環(huán)裝置包括一致冷劑配管,用來使被該第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮的致冷劑被吸入到該第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件;一中間冷卻回路,與該冷配管并列連接;一閥裝置,用以控制使從該第一旋轉(zhuǎn)壓縮裝置排出的致冷劑流到該致冷劑配管或是該中間冷卻回路。
2. 如權(quán)利要求1所述的致冷劑循環(huán)裝置,更包括一溫度偵測(cè)手段,用 來偵測(cè)從該第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑溫度,其中當(dāng)該溫度偵測(cè)手 段偵測(cè)到的該第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的排出致冷劑溫度上升到一預(yù)定值時(shí), 該閥裝置使致冷劑流到該中間冷卻回路。
全文摘要
一種致冷劑循環(huán)裝置,該致冷劑循環(huán)裝置,在高壓側(cè)成為超臨界壓力,在不設(shè)置吸收槽下,可以防止壓縮機(jī)因液體壓縮所造成的損害。壓縮機(jī)在密閉容器內(nèi),具備電動(dòng)組件以及被電動(dòng)組件所驅(qū)動(dòng)的第一與第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件,被第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件壓縮且排出的致冷劑被壓縮以吸入第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件中,并且排放到氣體冷卻器中。中間冷卻回路,使從第一旋轉(zhuǎn)壓縮組件排出的致冷劑,在氣體冷卻器放熱。第一內(nèi)部熱交換器,使從氣體冷卻器出來且來自第二旋轉(zhuǎn)壓縮組件的致冷劑與蒸發(fā)器出來的致冷劑進(jìn)行熱交換。第二內(nèi)部熱交換器,使氣體冷卻器出來且在中間冷卻回路流動(dòng)的致冷劑與從第一內(nèi)部熱交換器出來且來自蒸發(fā)器的致冷劑進(jìn)行熱交換。
文檔編號(hào)F25B1/10GK101158516SQ20071015417
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2003年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者山中正司, 山口賢太郎, 山崎晴久, 松本兼三, 藤原一昭, 里和哉 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社