JP4020622B2 - ロータリコンプレッサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサでは、第１の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。そして、この密閉容器内の中間圧の冷媒ガスは第２の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て外部の放熱器等に流入し、放熱した後、膨張弁で絞られて蒸発器で吸熱し、第１の回転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。
【０００３】
また、係るロータリコンプレッサに、高低圧差の大きい冷媒、例えば炭酸ガスの一例としての二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として用いた場合、吐出冷媒圧力は高圧となる第２の回転圧縮要素で１２ＭＰａＧに達し、一方、低段側となる第１の回転圧縮要素で８ＭＰａＧ（中間圧）となる（第１の回転圧縮要素の吸込圧力は４ＭＰａ）。
【０００４】
このような中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサの従来の概略構造を図５、図６を用いて説明する。図５の従来のロータリコンプレッサ２００において、縦型の密閉容器２０１内の上部にはステータ２０２とロータ２０３から成る電動要素２０４が収納され、密閉容器２０２内の下部には電動要素２０４の下側に位置して当該電動要素２０４の回転軸２０６で回転駆動される回転圧縮機構部２０７が収納されている。この回転圧縮機構部２０７はロータリ式の第１の回転圧縮要素２０８と該第１の回転圧縮要素２０８の上側に設けられたロータリ式の第２の回転圧縮要素２０９から成る。
【０００５】
そして、冷媒導入管２１１を介して第１の回転圧縮要素２０８に冷媒ガスが吸入され（１段目吸入）、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となり中間吐出管２１２から電動要素２０４の下側の密閉容器２０１内に吐出される。そして、この密閉容器２０１内の中間圧の冷媒ガスは密閉容器２０１内に開口した冷媒導入部２１３から第２の回転圧縮要素２０９に吸入され（２段目吸入）、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２１４から外部に吐出される構成とされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構造では第１の回転圧縮要素２０８から中間吐出管２１２を介して密閉容器２０１内に吐出された冷媒ガス中のオイルが冷媒導入部２１３からそのまま第２の回転圧縮要素２０９に吸い込まれるようになるため、オイル分離が困難となり、ロータリコンプレッサ２００から吐出されるオイル量が増大して潤滑不良に陥る危険性が発生する。
【０００７】
また、中間吐出管２１２から吐出された比較的温度の低い冷媒ガスは直ぐに冷媒導入部２１３に吸い込まれるため、上方の電動要素２０４周囲における冷媒ガスの供給とその動きが少なくなり、冷媒ガスによる電動要素２０４の冷却効果も悪くなる。
【０００８】
更に、図６に示すように電動要素２０４の下側にて密閉容器２０１内に開口する冷媒導入管２１６を設け、この冷媒導入管２１６により密閉容器２０１内の冷媒ガスを一旦密閉容器２０１外に出した後、第２の回転圧縮要素２０９に吸い込ませるようにしても、冷媒導入管２１６は中間吐出管２１２近傍に開口するかたちとなるため、実際にはオイル分離効果と電動要素２０４の冷却効果の改善は期待できない。
【０００９】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサにおいて、電動要素の冷却効果を向上させ、更にはオイル分離効果の改善も図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のロータリコンプレッサは、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の下側に配置されて当該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するものであって、電動要素を、複数の歯部に対して直巻き方式より巻装されたステータコイルを有するステータと、このステータの内側に配置されたロータとから構成すると共に、第２の回転圧縮要素を構成するシリンダ、及び、当該第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素を構成するシリンダを貫通し、当該第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒を電動要素側に吐出するための連通路を設け、この連通路上端の中間吐出管を、ステータコイル間の隙間に指向させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明のロータリコンプレッサは、上記において第１の回転圧縮要素からの冷媒が吐出される中間吐出管は、電動要素の下側に位置すると共に、第２の回転圧縮要素に冷媒を吸い込ませるための冷媒導入管は、電動要素の上側における密閉容器内に連通されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の下側に配置されて当該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、電動要素を、複数の歯部に対して直巻き方式より巻装されたステータコイルを有するステータと、このステータの内側に配置されたロータとから構成すると共に、第２の回転圧縮要素を構成するシリンダ、及び、当該第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素を構成するシリンダを貫通し、当該第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒を電動要素側に吐出するための連通路を設け、この連通路上端の中間吐出管を、ステータコイル間の隙間に指向させたので、第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素から吐出された比較的温度の低い冷媒ガスを、ステータコイル間の隙間の電動要素の通路抵抗の小さい箇所を通して円滑に電動要素周囲に流通させることができるようになる。
【００１３】
これにより、電動要素周囲の密閉容器内において冷媒ガスが活発に動くようになり、冷媒による電動要素の冷却効果が向上する。また、冷媒ガスが電動要素周囲に流通することでオイル分離効果も改善されるものである。
【００１４】
特に、ステータコイルは、ステータの歯部に対して直巻き方式により巻装されているので、分布巻き方式に比べてステータコイル間の隙間が比較的大きくなり、冷媒ガスの流通は一層良好となるものである。
【００１５】
請求項２の発明によれば、上記に加えて第１の回転圧縮要素からの冷媒が吐出される中間吐出管は、電動要素の下側に位置すると共に、第２の回転圧縮要素に冷媒を吸い込ませるための冷媒導入管は、電動要素の上側における密閉容器内に連通されているので、第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒ガス中のオイルは、電動要素の下側から上側に移動する過程で良好に分離された後、冷媒導入管にて第２の回転圧縮要素に吸い込まれるようになる。これにより、第２の回転圧縮要素からロータリコンプレッサ外に吐出されるオイル量を減少させることができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明のロータリコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１０の縦断面図、図２はロータリコンプレッサ１０のもう一つの縦断面図、図３はロータリコンプレッサ１０の電動要素１４部分の平断面図をそれぞれ示している。
【００１７】
各図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（２段）圧縮式の縦型ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動要素１４及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。これら第２の回転圧縮要素３４の排除容積は第１の回転圧縮要素３２の排除容積よりも小さく設定されている。
【００１８】
密閉容器１２は底部をオイル溜とし、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、この取付孔１２Ｄには電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１９】
この場合、ターミナル２０の周囲のエンドキャップ１２Ｂには、座押成形によって所定曲率の段差部１２Ｃが環状に形成されている。また、ターミナル２０は電気的端子１３９が貫通して取り付けられた円形のガラス部２０Ａと、このガラス部２０Ａの周囲に形成され、斜め外下方に鍔状に張り出した金属製の取付部２０Ｂとから構成されている。そして、ターミナル２０は、そのガラス部２０Ａを下側から取付孔１２Ｄに挿入して上側に臨ませ、取付部２０Ｂを取付孔１２Ｄの周縁に当接させた状態でエンドキャップ１２Ｂの取付孔１２Ｄ周縁に取付部２０Ｂを溶接することで、エンドキャップ１２Ｂに固定されている。
【００２０】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側にギャップＧ２（若干の間隙）を設けて挿入配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００２１】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の六ヶ所の歯部２６Ａに直巻き（集中巻き）方式（予め束状に巻かれたコイルを装設する分布巻きでは無く、歯部２６Ａにコイルを巻回していく方式）により巻装されたステータコイル２８を有している（図３）。また、ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。
【００２２】
前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。即ち、第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に配置されたシリンダ３８、シリンダ４０と、この上下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画する図示しない上下ベーンと、上シリンダ３８の上側の開口面及び下シリンダ４０の下側の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成される。
【００２３】
上部支持部材５４および下部支持部材５６には、吸込ポート１６１、１６２にて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成されると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそれぞれカバーにより閉塞される。即ち、吐出消音室６２はカバーとしての上部カバー６６、吐出消音室６４はカバーとしての下部カバー６８にて閉塞される。
【００２４】
この場合、上部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが起立形成されており、この軸受け５４Ａ内面には筒状のカーボン製ブッシュ１２２が装着されている。また、下部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが貫通形成されており、この軸受け５６Ａ内面にも筒状のカーボン製ブッシュ１２３が装着されている。回転軸１６はこれらブッシュ１２２、１２３を介して上部支持部材５４の軸受け５４Ａと下部支持部材５６の軸受け５６Ａに保持される。
【００２５】
この場合、下部カバー６８はドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部の４カ所を主ボルト１２９・・・によって下から下部支持部材５６に固定され、第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の下面開口部を閉塞する。この主ボルト１２９・・・の先端は上部支持部材５４に螺合する。下部カバー６８の内周縁は下部支持部材５６の軸受け５６Ａ内面より内方に突出しており、これによって、ブッシュ１２３の下端面は下部カバー６８によって保持され、脱落が防止されている。
【００２６】
吐出消音室６４と密閉容器１２内における上部カバー６６の電動要素１４側は、上下シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する孔である連通路６３にて連通されている（図２）。この場合、連通路６３の上端には中間吐出管１２１（第１の回転圧縮要素３２からの冷媒吐出箇所）が立設されており、この中間吐出管１２１は、実施例では上方の電動要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の隙間Ｇ１（電動要素１４において通路抵抗の小さい箇所）の下方に対応し、それに指向せられている（図３）。
【００２７】
この場合、ステータコイル２８は直巻き方式にてステータ２２の歯部２６Ａに巻装されているので、前述の分布巻き方式に比べてステータコイル２８、２８間の隙間Ｇ１は比較的大きい（図３）。尚、中間吐出管１２１を対応させる電動要素１４の通路抵抗の小さい箇所としては、コイル２８、２８の隙間の他、前述のステータ２２とロータ２４間のギャップＧ２でもよい。
【００２８】
また、上部カバー６６は第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の上面開口部を閉塞し、密閉容器１２内を吐出消音室６２と電動要素１４側とに仕切る。この上部カバー６６は周辺部が４本の主ボルト７８・・・により、上から上部支持部材５４に固定されている。この主ボルト７８・・・の先端は下部支持部材５６に螺合する。
【００２９】
一方、回転軸１６内には軸中心に鉛直方向のオイル孔８０と、このオイル孔８０に連通する横方向の給油孔８２、８４（回転軸１６の上下偏心部４２、４４にも形成されている）が形成されている。
【００３０】
ところで、回転軸１６と一体に１８０度の位相差を持って形成される上下偏心部４２、４４の相互間を連結する連結部９０は、その断面形状を回転軸１６の円形断面より断面積を大きくして剛性を持たせるために非円形状の例えばラグビーボール状とされている。即ち、回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面形状は上下偏心部４２、４４の偏心方向に直交する方向でその肉厚を大きくしている。
【００３１】
これにより、回転軸１６に一体に設けられた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積が大きくし、断面２次モーメントを増加させて強度（剛性）を増し、耐久性と信頼性を向上させている。特に使用圧力の高い冷媒を２段圧縮する場合、高低圧の圧力差が大きいために回転軸１６にかかる荷重も大きくなるが、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）を増し、回転軸１６が弾性変形してしまうのを防止している。
【００３２】
そして、この場合冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性および毒性等を考慮して自然冷媒である炭酸ガスの一例としての前記二酸化炭素（ＣＯ2）を使用し、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００３３】
密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路５８、６０、吐出消音室６２及び電動要素１４の上側に略対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。そして、スリーブ１４１内には上シリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリンダ３８の吸込通路５８に連通される。この冷媒導入管９２は密閉容器１２外を経てスリーブ１４４に至り、他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて電動要素１４上側の密閉容器１２内に開口している。
【００３４】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０に連通される。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２に連通される。
【００３５】
そして、実施例のロータリコンプレッサ１０は図４に示すような給湯装置１５３の冷媒回路に使用される。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管９６は水加熱用のガスクーラ１５４の入口に接続される。このガスクーラ１５４が給湯装置１５３の図示しない貯湯タンクに設けられる。ガスクーラ１５４を出た配管は減圧装置としての膨張弁１５６を経て蒸発器１５７の入口に至り、蒸発器１５７の出口は冷媒導入管９４に接続される。また、冷媒導入管９２の中途部からは図１、図２では図示していないが除霜回路を構成するデフロスト管１５８が分岐し、流路制御装置としての電磁弁１５９を介してガスクーラ１５４の入口に至る冷媒吐出管９６に接続されている。
【００３６】
以上の構成で次に動作を説明する。尚、加熱運転では電磁弁１５９は閉じているものとする。ターミナル２０および図示されない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合された上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００３７】
これにより、冷媒導入管９４および下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して吸込ポート１６２から下シリンダ４０の低圧室側に吸入された低圧（一段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、ローラ４８とベーンの動作により圧縮されて中間圧（ＭＰ１：８ＭＰａＧ）となり下シリンダ４０の高圧室側より下部支持部材５６に形成された吐出消音室６４から連通路６３を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。
【００３８】
このとき、中間吐出管１２１は上方の電動要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の隙間Ｇ１下方に対応して指向しているので、冷媒ガスは通路抵抗の小さい隙間Ｇ１を通って円滑に電動要素１４内を通り、電動要素１４上方に至る。これにより、未だ比較的温度の低い冷媒ガスを電動要素１４方向に積極的に供給し、電動要素１４周囲における冷媒ガスの動きを活発にして電動要素１４を冷却できるようになり、電動要素１４の温度上昇が抑制されるようになる。また、これによって、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ１）となる。
【００３９】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、電動要素１４上側のスリーブ１４４から出て（中間吐出圧は前記ＭＰ１）冷媒導入管９２に入り、密閉容器１２外の冷媒導入管９２を経て上部支持部材５４に形成された吸込通路５８に入る。そして、当該吸込通路５８を経由して吸込ポート１６１から上シリンダ３８の低圧室側に吸入される（２段目吸入圧ＭＰ２）。このように電動要素１４上側にて密閉容器１２内に開口する冷媒導入管９２を経て第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８に冷媒ガスを吸い込ませるようにしているので、中間吐出管１２１から吐出された冷媒ガス中のオイルを密閉容器１２内において良好に分離することができるようになる。これにより、第２の回転圧縮要素３４に吸い込まれて後述する如く外部に吐出されるオイル量を削減し、ロータリコンプレッサ１０の焼き付きなどの不都合の発生を未然に回避できるようになる。
【００４０】
一方、上シリンダ３８の低圧室側に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａＧ）、高圧室側から上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経由してガスクーラ１５４内に流入する。このときの冷媒温度は略＋１００℃まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱して、貯湯タンク内の水を加熱し、約＋９０℃の温水を生成する。
【００４１】
このガスクーラ１５４において冷媒自体は冷却され、ガスクーラ１５４を出る。そして、膨張弁１５６で減圧された後、蒸発器１５７に流入して蒸発し、冷媒導入管９４から第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００４２】
特に、低外気温の環境ではこのような加熱運転で蒸発器１５７には着霜が成長する。その場合には電磁弁１５９を開放し、膨張弁１５６は全開状態として蒸発器１５７の除霜運転を実行する。これにより、密閉容器１２内の中間圧の冷媒（第２の回転圧縮要素３４から吐出された少量の高圧冷媒を含む）は、デフロスト管１５８を通ってガスクーラ１５４に至る。この冷媒の温度は＋５０〜＋６０℃程であり、ガスクーラ１５４では放熱せず、当初は逆に冷媒が熱を吸収するかたちとなる。そして、ガスクーラ１５４から出た冷媒は膨張弁１５６を通過し、蒸発器１５７に至るようになる。即ち、蒸発器１５７には略中間圧の比較的温度の高い冷媒が減圧されずに実質的に直接供給されるかたちとなり、これによって、蒸発器１５７は加熱され、除霜されることになる。
【００４３】
ここで、第２の回転圧縮要素３４から吐出された高圧冷媒を減圧せずに蒸発器１５７に供給して除霜した場合には、膨張弁１５６が全開のために第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力が上昇し、これにより、第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力（中間圧）が高くなる。この冷媒は第２の回転圧縮要素３４を通って吐出されるが、膨張弁１５６が全開のために第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力が第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力と同様となってしまうために第２の回転圧縮要素３４の吐出（高圧）と吸込（中間圧）で圧力の逆転現象が発生してしまう。しかしながら、上述の如く第１の回転圧縮要素３２から吐出された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２から取り出して蒸発器１５７の除霜を行うようにしているので、係る高圧と中間圧の逆転現象を防止することができるようになる。
【００４４】
尚、上記実施例では電動要素１４上側のスリーブ１４４にて冷媒導入管９２を密閉容器１２内に開口させたが、請求項１ではそれに限らず、密閉容器１２内で直接第２の回転圧縮要素３４に吸い込ませても、電動要素１４の下側にて開口する冷媒導入管によって吸い込ませるようにしてもよい。係る構成によっても電動要素１４の冷却作用は期待できる。
【００４５】
また、実施例ではロータリコンプレッサ１０を給湯装置１５３の冷媒回路に用いたが、これに限らず、室内の暖房用などに用いても本発明は有効である。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の下側に配置されて当該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、電動要素を、複数の歯部に対して直巻き方式より巻装されたステータコイルを有するステータと、このステータの内側に配置されたロータとから構成すると共に、第２の回転圧縮要素を構成するシリンダ、及び、当該第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素を構成するシリンダを貫通し、当該第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒を電動要素側に吐出するための連通路を設け、この連通路上端の中間吐出管を、ステータコイル間の隙間に指向させたので、第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素から吐出された比較的温度の低い冷媒ガスを、ステータコイル間の隙間の電動要素の通路抵抗の小さい箇所を通して円滑に電動要素周囲に流通させることができるようになる。
【００４７】
これにより、電動要素周囲の密閉容器内において冷媒ガスが活発に動くようになり、冷媒による電動要素の冷却効果が向上する。また、冷媒ガスが電動要素周囲に流通することでオイル分離効果も改善されるものである。
【００４８】
特に、ステータコイルは、ステータの歯部に対して直巻き方式により巻装されているので、分布巻き方式に比べてステータコイル間の隙間が比較的大きくなり、冷媒ガスの流通は一層良好となるものである。
【００４９】
請求項２の発明によれば、上記に加えて第１の回転圧縮要素からの冷媒が吐出される中間吐出管は、電動要素の下側に位置すると共に、第２の回転圧縮要素に冷媒を吸い込ませるための冷媒導入管は、電動要素の上側における密閉容器内に連通されているので、第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒ガス中のオイルは、電動要素の下側から上側に移動する過程で良好に分離された後、冷媒導入管にて第２の回転圧縮要素に吸い込まれるようになる。これにより、第２の回転圧縮要素からロータリコンプレッサ外に吐出されるオイル量を減少させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】 図１のロータリコンプレッサのもう一つの縦断面図である。
【図３】 図１のロータリコンプレッサの電動要素部分の平断面図である。
【図４】 図１のロータリコンプレッサを適用した給湯装置の冷媒回路図である。
【図５】 従来のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図６】 もう一つの従来のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【符号の説明】
１０ ロータリコンプレッサ
１２ 密閉容器
１４ 電動要素
１６ 回転軸
１８ 回転圧縮機構部
２２ ステータ
２４ ロータ
２８ ステータコイル
３２ 第１の回転圧縮要素
３４ 第２の回転圧縮要素
３６ 中間仕切板
３８、４０ シリンダ
４２ 偏心部
４４ 偏心部
４６ ローラ
４８ ローラ
５４ 上部支持部材
５６ 下部支持部材
６２ 吐出消音室
６３ 連通路
６４ 吐出消音室
９２、９４ 冷媒導入管
９６ 冷媒吐出管
１２１ 中間吐出管
１４１、１４２、１４３、１４４ スリーブ
１５３ 給湯装置
Ｇ１ 隙間
Ｇ２ ギャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉容器内に電動要素と、この電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサでは、第１の回転圧縮要素の吸込ポートから冷媒ガスがシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となりシリンダの高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て密閉容器内に吐出される。そして、この密閉容器内の中間圧の冷媒ガスは第２の回転圧縮要素の吸込ポートからシリンダの低圧室側に吸入され、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、高圧室側より吐出ポート、吐出消音室を経て外部の放熱器等に流入し、放熱した後、膨張弁で絞られて蒸発器で吸熱し、第１の回転圧縮要素に吸入されるサイクルを繰り返す。
【０００３】
また、係るロータリコンプレッサに、高低圧差の大きい冷媒、例えば炭酸ガスの一例としての二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として用いた場合、吐出冷媒圧力は高圧となる第２の回転圧縮要素で１２ＭＰａＧに達し、一方、低段側となる第１の回転圧縮要素で８ＭＰａＧ（中間圧）となる（第１の回転圧縮要素の吸込圧力は４ＭＰａ）。
【０００４】
このような中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサの従来の概略構造を図５、図６を用いて説明する。図５の従来のロータリコンプレッサ２００において、縦型の密閉容器２０１内の上部にはステータ２０２とロータ２０３から成る電動要素２０４が収納され、密閉容器２０２内の下部には電動要素２０４の下側に位置して当該電動要素２０４の回転軸２０６で回転駆動される回転圧縮機構部２０７が収納されている。この回転圧縮機構部２０７はロータリ式の第１の回転圧縮要素２０８と該第１の回転圧縮要素２０８の上側に設けられたロータリ式の第２の回転圧縮要素２０９から成る。
【０００５】
そして、冷媒導入管２１１を介して第１の回転圧縮要素２０８に冷媒ガスが吸入され（１段目吸入）、ローラとベーンの動作により圧縮されて中間圧となり中間吐出管２１２から電動要素２０４の下側の密閉容器２０１内に吐出される。そして、この密閉容器２０１内の中間圧の冷媒ガスは密閉容器２０１内に開口した冷媒導入部２１３から第２の回転圧縮要素２０９に吸入され（２段目吸入）、ローラとベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２１４から外部に吐出される構成とされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構造では第１の回転圧縮要素２０８から中間吐出管２１２を介して密閉容器２０１内に吐出された冷媒ガス中のオイルが冷媒導入部２１３からそのまま第２の回転圧縮要素２０９に吸い込まれるようになるため、オイル分離が困難となり、ロータリコンプレッサ２００から吐出されるオイル量が増大して潤滑不良に陥る危険性が発生する。
【０００７】
また、中間吐出管２１２から吐出された比較的温度の低い冷媒ガスは直ぐに冷媒導入部２１３に吸い込まれるため、上方の電動要素２０４周囲における冷媒ガスの供給とその動きが少なくなり、冷媒ガスによる電動要素２０４の冷却効果も悪くなる。
【０００８】
更に、図６に示すように電動要素２０４の下側にて密閉容器２０１内に開口する冷媒導入管２１６を設け、この冷媒導入管２１６により密閉容器２０１内の冷媒ガスを一旦密閉容器２０１外に出した後、第２の回転圧縮要素２０９に吸い込ませるようにしても、冷媒導入管２１６は中間吐出管２１２近傍に開口するかたちとなるため、実際にはオイル分離効果と電動要素２０４の冷却効果の改善は期待できない。
【０００９】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、内部中間圧型多段圧縮式のロータリコンプレッサにおいて、電動要素の冷却効果を向上させ、更にはオイル分離効果の改善も図ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のロータリコンプレッサは、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の下側に配置されて当該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するものであって、電動要素を、複数の歯部に対して直巻き方式より巻装されたステータコイルを有するステータと、このステータの内側に配置されたロータとから構成すると共に、第２の回転圧縮要素を構成するシリンダ、及び、当該第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素を構成するシリンダを貫通し、当該第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒を電動要素側に吐出するための連通路を設け、この連通路上端の中間吐出管を、ステータコイル間の隙間に指向させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明のロータリコンプレッサは、上記において第１の回転圧縮要素からの冷媒が吐出される中間吐出管は、電動要素の下側に位置すると共に、第２の回転圧縮要素に冷媒を吸い込ませるための冷媒導入管は、電動要素の上側における密閉容器内に連通されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１の発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の下側に配置されて当該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、電動要素を、複数の歯部に対して直巻き方式より巻装されたステータコイルを有するステータと、このステータの内側に配置されたロータとから構成すると共に、第２の回転圧縮要素を構成するシリンダ、及び、当該第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素を構成するシリンダを貫通し、当該第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒を電動要素側に吐出するための連通路を設け、この連通路上端の中間吐出管を、ステータコイル間の隙間に指向させたので、第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素から吐出された比較的温度の低い冷媒ガスを、ステータコイル間の隙間の電動要素の通路抵抗の小さい箇所を通して円滑に電動要素周囲に流通させることができるようになる。
【００１３】
これにより、電動要素周囲の密閉容器内において冷媒ガスが活発に動くようになり、冷媒による電動要素の冷却効果が向上する。また、冷媒ガスが電動要素周囲に流通することでオイル分離効果も改善されるものである。
【００１４】
特に、ステータコイルは、ステータの歯部に対して直巻き方式により巻装されているので、分布巻き方式に比べてステータコイル間の隙間が比較的大きくなり、冷媒ガスの流通は一層良好となるものである。
【００１５】
請求項２の発明によれば、上記に加えて第１の回転圧縮要素からの冷媒が吐出される中間吐出管は、電動要素の下側に位置すると共に、第２の回転圧縮要素に冷媒を吸い込ませるための冷媒導入管は、電動要素の上側における密閉容器内に連通されているので、第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒ガス中のオイルは、電動要素の下側から上側に移動する過程で良好に分離された後、冷媒導入管にて第２の回転圧縮要素に吸い込まれるようになる。これにより、第２の回転圧縮要素からロータリコンプレッサ外に吐出されるオイル量を減少させることができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明のロータリコンプレッサの実施例として、第１及び第２の回転圧縮要素３２、３４を備えた内部中間圧型多段（２段）圧縮式のロータリコンプレッサ１０の縦断面図、図２はロータリコンプレッサ１０のもう一つの縦断面図、図３はロータリコンプレッサ１０の電動要素１４部分の平断面図をそれぞれ示している。
【００１７】
各図において、１０は二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として使用する内部中間圧型多段（２段）圧縮式の縦型ロータリコンプレッサで、このロータリコンプレッサ１０は鋼板からなる円筒状の密閉容器１２と、この密閉容器１２の内部空間の上側に配置収納された電動要素１４及びこの電動要素１４の下側に配置され、電動要素１４の回転軸１６により駆動される第１の回転圧縮要素３２（１段目）及び第２の回転圧縮要素３４（２段目）からなる回転圧縮機構部１８にて構成されている。これら第２の回転圧縮要素３４の排除容積は第１の回転圧縮要素３２の排除容積よりも小さく設定されている。
【００１８】
密閉容器１２は底部をオイル溜とし、電動要素１４と回転圧縮機構部１８を収納する容器本体１２Ａと、この容器本体１２Ａの上部開口を閉塞する略椀状のエンドキャップ（蓋体）１２Ｂとで構成され、且つ、このエンドキャップ１２Ｂの上面中心には円形の取付孔１２Ｄが形成されており、この取付孔１２Ｄには電動要素１４に電力を供給するためのターミナル（配線を省略）２０が取り付けられている。
【００１９】
この場合、ターミナル２０の周囲のエンドキャップ１２Ｂには、座押成形によって所定曲率の段差部１２Ｃが環状に形成されている。また、ターミナル２０は電気的端子１３９が貫通して取り付けられた円形のガラス部２０Ａと、このガラス部２０Ａの周囲に形成され、斜め外下方に鍔状に張り出した金属製の取付部２０Ｂとから構成されている。そして、ターミナル２０は、そのガラス部２０Ａを下側から取付孔１２Ｄに挿入して上側に臨ませ、取付部２０Ｂを取付孔１２Ｄの周縁に当接させた状態でエンドキャップ１２Ｂの取付孔１２Ｄ周縁に取付部２０Ｂを溶接することで、エンドキャップ１２Ｂに固定されている。
【００２０】
電動要素１４は、密閉容器１２の上部空間の内周面に沿って環状に取り付けられたステータ２２と、このステータ２２の内側にギャップＧ２（若干の間隙）を設けて挿入配置されたロータ２４とからなる。このロータ２４は中心を通り鉛直方向に延びる回転軸１６に固定されている。
【００２１】
ステータ２２は、ドーナッツ状の電磁鋼板を積層した積層体２６と、この積層体２６の六ヶ所の歯部２６Ａに直巻き（集中巻き）方式（予め束状に巻かれたコイルを装設する分布巻きでは無く、歯部２６Ａにコイルを巻回していく方式）により巻装されたステータコイル２８を有している（図３）。また、ロータ２４もステータ２２と同様に電磁鋼板の積層体３０で形成され、この積層体３０内に永久磁石ＭＧを挿入して構成されている。
【００２２】
前記第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４との間には中間仕切板３６が挟持されている。即ち、第１の回転圧縮要素３２と第２の回転圧縮要素３４は、中間仕切板３６と、この中間仕切板３６の上下に配置されたシリンダ３８、シリンダ４０と、この上下シリンダ３８、４０内を１８０度の位相差を有して回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合されて偏心回転する上下ローラ４６、４８と、この上下ローラ４６、４８に当接して上下シリンダ３８、４０内をそれぞれ低圧室側と高圧室側に区画する図示しない上下ベーンと、上シリンダ３８の上側の開口面及び下シリンダ４０の下側の開口面を閉塞して回転軸１６の軸受けを兼用する支持部材としての上部支持部材５４及び下部支持部材５６にて構成される。
【００２３】
上部支持部材５４および下部支持部材５６には、吸込ポート１６１、１６２にて上下シリンダ３８、４０の内部とそれぞれ連通する吸込通路５８、６０と、凹陥した吐出消音室６２、６４が形成されると共に、これら両吐出消音室６２、６４の開口部はそれぞれカバーにより閉塞される。即ち、吐出消音室６２はカバーとしての上部カバー６６、吐出消音室６４はカバーとしての下部カバー６８にて閉塞される。
【００２４】
この場合、上部支持部材５４の中央には軸受け５４Ａが起立形成されており、この軸受け５４Ａ内面には筒状のカーボン製ブッシュ１２２が装着されている。また、下部支持部材５６の中央には軸受け５６Ａが貫通形成されており、この軸受け５６Ａ内面にも筒状のカーボン製ブッシュ１２３が装着されている。回転軸１６はこれらブッシュ１２２、１２３を介して上部支持部材５４の軸受け５４Ａと下部支持部材５６の軸受け５６Ａに保持される。
【００２５】
この場合、下部カバー６８はドーナッツ状の円形鋼板から構成されており、周辺部の４カ所を主ボルト１２９・・・によって下から下部支持部材５６に固定され、第１の回転圧縮要素３２の下シリンダ４０内部と連通する吐出消音室６４の下面開口部を閉塞する。この主ボルト１２９・・・の先端は上部支持部材５４に螺合する。下部カバー６８の内周縁は下部支持部材５６の軸受け５６Ａ内面より内方に突出しており、これによって、ブッシュ１２３の下端面は下部カバー６８によって保持され、脱落が防止されている。
【００２６】
吐出消音室６４と密閉容器１２内における上部カバー６６の電動要素１４側は、上下シリンダ３８、４０や中間仕切板３６を貫通する孔である連通路６３にて連通されている（図２）。この場合、連通路６３の上端には中間吐出管１２１（第１の回転圧縮要素３２からの冷媒吐出箇所）が立設されており、この中間吐出管１２１は、実施例では上方の電動要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の隙間Ｇ１（電動要素１４において通路抵抗の小さい箇所）の下方に対応し、それに指向せられている（図３）。
【００２７】
この場合、ステータコイル２８は直巻き方式にてステータ２２の歯部２６Ａに巻装されているので、前述の分布巻き方式に比べてステータコイル２８、２８間の隙間Ｇ１は比較的大きい（図３）。尚、中間吐出管１２１を対応させる電動要素１４の通路抵抗の小さい箇所としては、コイル２８、２８の隙間の他、前述のステータ２２とロータ２４間のギャップＧ２でもよい。
【００２８】
また、上部カバー６６は第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８内部と連通する吐出消音室６２の上面開口部を閉塞し、密閉容器１２内を吐出消音室６２と電動要素１４側とに仕切る。この上部カバー６６は周辺部が４本の主ボルト７８・・・により、上から上部支持部材５４に固定されている。この主ボルト７８・・・の先端は下部支持部材５６に螺合する。
【００２９】
一方、回転軸１６内には軸中心に鉛直方向のオイル孔８０と、このオイル孔８０に連通する横方向の給油孔８２、８４（回転軸１６の上下偏心部４２、４４にも形成されている）が形成されている。
【００３０】
ところで、回転軸１６と一体に１８０度の位相差を持って形成される上下偏心部４２、４４の相互間を連結する連結部９０は、その断面形状を回転軸１６の円形断面より断面積を大きくして剛性を持たせるために非円形状の例えばラグビーボール状とされている。即ち、回転軸１６に設けた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面形状は上下偏心部４２、４４の偏心方向に直交する方向でその肉厚を大きくしている。
【００３１】
これにより、回転軸１６に一体に設けられた上下偏心部４２、４４を連結する連結部９０の断面積が大きくし、断面２次モーメントを増加させて強度（剛性）を増し、耐久性と信頼性を向上させている。特に使用圧力の高い冷媒を２段圧縮する場合、高低圧の圧力差が大きいために回転軸１６にかかる荷重も大きくなるが、連結部９０の断面積を大きくしてその強度（剛性）を増し、回転軸１６が弾性変形してしまうのを防止している。
【００３２】
そして、この場合冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性および毒性等を考慮して自然冷媒である炭酸ガスの一例としての前記二酸化炭素（ＣＯ2）を使用し、潤滑油としてのオイルは、例えば鉱物油（ミネラルオイル）、アルキルベンゼン油、エーテル油、エステル油等既存のオイルが使用される。
【００３３】
密閉容器１２の容器本体１２Ａの側面には、上部支持部材５４と下部支持部材５６の吸込通路５８、６０、吐出消音室６２及び電動要素１４の上側に略対応する位置に、スリーブ１４１、１４２、１４３及び１４４がそれぞれ溶接固定されている。そして、スリーブ１４１内には上シリンダ３８に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９２の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９２の一端は上シリンダ３８の吸込通路５８に連通される。この冷媒導入管９２は密閉容器１２外を経てスリーブ１４４に至り、他端はスリーブ１４４内に挿入接続されて電動要素１４上側の密閉容器１２内に開口している。
【００３４】
また、スリーブ１４２内には下シリンダ４０に冷媒ガスを導入するための冷媒導入管９４の一端が挿入接続され、この冷媒導入管９４の一端は下シリンダ４０の吸込通路６０に連通される。また、スリーブ１４３内には冷媒吐出管９６が挿入接続され、この冷媒吐出管９６の一端は吐出消音室６２に連通される。
【００３５】
そして、実施例のロータリコンプレッサ１０は図４に示すような給湯装置１５３の冷媒回路に使用される。即ち、ロータリコンプレッサ１０の冷媒吐出管９６は水加熱用のガスクーラ１５４の入口に接続される。このガスクーラ１５４が給湯装置１５３の図示しない貯湯タンクに設けられる。ガスクーラ１５４を出た配管は減圧装置としての膨張弁１５６を経て蒸発器１５７の入口に至り、蒸発器１５７の出口は冷媒導入管９４に接続される。また、冷媒導入管９２の中途部からは図１、図２では図示していないが除霜回路を構成するデフロスト管１５８が分岐し、流路制御装置としての電磁弁１５９を介してガスクーラ１５４の入口に至る冷媒吐出管９６に接続されている。
【００３６】
以上の構成で次に動作を説明する。尚、加熱運転では電磁弁１５９は閉じているものとする。ターミナル２０および図示されない配線を介して電動要素１４のステータコイル２８に通電されると、電動要素１４が起動してロータ２４が回転する。この回転により回転軸１６と一体に設けた上下偏心部４２、４４に嵌合された上下ローラ４６、４８が上下シリンダ３８、４０内を偏心回転する。
【００３７】
これにより、冷媒導入管９４および下部支持部材５６に形成された吸込通路６０を経由して吸込ポート１６２から下シリンダ４０の低圧室側に吸入された低圧（一段目吸入圧ＬＰ：４ＭＰａＧ）の冷媒ガスは、ローラ４８とベーンの動作により圧縮されて中間圧（ＭＰ１：８ＭＰａＧ）となり下シリンダ４０の高圧室側より下部支持部材５６に形成された吐出消音室６４から連通路６３を経て中間吐出管１２１から密閉容器１２内に吐出される。
【００３８】
このとき、中間吐出管１２１は上方の電動要素１４のステータ２２に巻装された相隣接するステータコイル２８、２８間の隙間Ｇ１下方に対応して指向しているので、冷媒ガスは通路抵抗の小さい隙間Ｇ１を通って円滑に電動要素１４内を通り、電動要素１４上方に至る。これにより、未だ比較的温度の低い冷媒ガスを電動要素１４方向に積極的に供給し、電動要素１４周囲における冷媒ガスの動きを活発にして電動要素１４を冷却できるようになり、電動要素１４の温度上昇が抑制されるようになる。また、これによって、密閉容器１２内は中間圧（ＭＰ１）となる。
【００３９】
そして、密閉容器１２内の中間圧の冷媒ガスは、電動要素１４上側のスリーブ１４４から出て（中間吐出圧は前記ＭＰ１）冷媒導入管９２に入り、密閉容器１２外の冷媒導入管９２を経て上部支持部材５４に形成された吸込通路５８に入る。そして、当該吸込通路５８を経由して吸込ポート１６１から上シリンダ３８の低圧室側に吸入される（２段目吸入圧ＭＰ２）。このように電動要素１４上側にて密閉容器１２内に開口する冷媒導入管９２を経て第２の回転圧縮要素３４の上シリンダ３８に冷媒ガスを吸い込ませるようにしているので、中間吐出管１２１から吐出された冷媒ガス中のオイルを密閉容器１２内において良好に分離することができるようになる。これにより、第２の回転圧縮要素３４に吸い込まれて後述する如く外部に吐出されるオイル量を削減し、ロータリコンプレッサ１０の焼き付きなどの不都合の発生を未然に回避できるようになる。
【００４０】
一方、上シリンダ３８の低圧室側に吸入された中間圧の冷媒ガスは、ローラ４６とベーンの動作により２段目の圧縮が行なわれて高温高圧の冷媒ガスとなり（２段目吐出圧ＨＰ：１２ＭＰａＧ）、高圧室側から上部支持部材５４に形成された吐出消音室６２、冷媒吐出管９６を経由してガスクーラ１５４内に流入する。このときの冷媒温度は略＋１００℃まで上昇しており、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱して、貯湯タンク内の水を加熱し、約＋９０℃の温水を生成する。
【００４１】
このガスクーラ１５４において冷媒自体は冷却され、ガスクーラ１５４を出る。そして、膨張弁１５６で減圧された後、蒸発器１５７に流入して蒸発し、冷媒導入管９４から第１の回転圧縮要素３２内に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００４２】
特に、低外気温の環境ではこのような加熱運転で蒸発器１５７には着霜が成長する。その場合には電磁弁１５９を開放し、膨張弁１５６は全開状態として蒸発器１５７の除霜運転を実行する。これにより、密閉容器１２内の中間圧の冷媒（第２の回転圧縮要素３４から吐出された少量の高圧冷媒を含む）は、デフロスト管１５８を通ってガスクーラ１５４に至る。この冷媒の温度は＋５０〜＋６０℃程であり、ガスクーラ１５４では放熱せず、当初は逆に冷媒が熱を吸収するかたちとなる。そして、ガスクーラ１５４から出た冷媒は膨張弁１５６を通過し、蒸発器１５７に至るようになる。即ち、蒸発器１５７には略中間圧の比較的温度の高い冷媒が減圧されずに実質的に直接供給されるかたちとなり、これによって、蒸発器１５７は加熱され、除霜されることになる。
【００４３】
ここで、第２の回転圧縮要素３４から吐出された高圧冷媒を減圧せずに蒸発器１５７に供給して除霜した場合には、膨張弁１５６が全開のために第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力が上昇し、これにより、第１の回転圧縮要素３２の吐出圧力（中間圧）が高くなる。この冷媒は第２の回転圧縮要素３４を通って吐出されるが、膨張弁１５６が全開のために第２の回転圧縮要素３４の吐出圧力が第１の回転圧縮要素３２の吸込圧力と同様となってしまうために第２の回転圧縮要素３４の吐出（高圧）と吸込（中間圧）で圧力の逆転現象が発生してしまう。しかしながら、上述の如く第１の回転圧縮要素３２から吐出された中間圧の冷媒ガスを密閉容器１２から取り出して蒸発器１５７の除霜を行うようにしているので、係る高圧と中間圧の逆転現象を防止することができるようになる。
【００４４】
尚、上記実施例では電動要素１４上側のスリーブ１４４にて冷媒導入管９２を密閉容器１２内に開口させたが、請求項１ではそれに限らず、密閉容器１２内で直接第２の回転圧縮要素３４に吸い込ませても、電動要素１４の下側にて開口する冷媒導入管によって吸い込ませるようにしてもよい。係る構成によっても電動要素１４の冷却作用は期待できる。
【００４５】
また、実施例ではロータリコンプレッサ１０を給湯装置１５３の冷媒回路に用いたが、これに限らず、室内の暖房用などに用いても本発明は有効である。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述した如く請求項１の発明によれば、密閉容器内に電動要素と、この電動要素の下側に配置されて当該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、電動要素を、複数の歯部に対して直巻き方式より巻装されたステータコイルを有するステータと、このステータの内側に配置されたロータとから構成すると共に、第２の回転圧縮要素を構成するシリンダ、及び、当該第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素を構成するシリンダを貫通し、当該第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒を電動要素側に吐出するための連通路を設け、この連通路上端の中間吐出管を、ステータコイル間の隙間に指向させたので、第２の回転圧縮要素の下側に構成された第１の回転圧縮要素から吐出された比較的温度の低い冷媒ガスを、ステータコイル間の隙間の電動要素の通路抵抗の小さい箇所を通して円滑に電動要素周囲に流通させることができるようになる。
【００４７】
これにより、電動要素周囲の密閉容器内において冷媒ガスが活発に動くようになり、冷媒による電動要素の冷却効果が向上する。また、冷媒ガスが電動要素周囲に流通することでオイル分離効果も改善されるものである。
【００４８】
特に、ステータコイルは、ステータの歯部に対して直巻き方式により巻装されているので、分布巻き方式に比べてステータコイル間の隙間が比較的大きくなり、冷媒ガスの流通は一層良好となるものである。
【００４９】
請求項２の発明によれば、上記に加えて第１の回転圧縮要素からの冷媒が吐出される中間吐出管は、電動要素の下側に位置すると共に、第２の回転圧縮要素に冷媒を吸い込ませるための冷媒導入管は、電動要素の上側における密閉容器内に連通されているので、第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒ガス中のオイルは、電動要素の下側から上側に移動する過程で良好に分離された後、冷媒導入管にて第２の回転圧縮要素に吸い込まれるようになる。これにより、第２の回転圧縮要素からロータリコンプレッサ外に吐出されるオイル量を減少させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図２】 図１のロータリコンプレッサのもう一つの縦断面図である。
【図３】 図１のロータリコンプレッサの電動要素部分の平断面図である。
【図４】 図１のロータリコンプレッサを適用した給湯装置の冷媒回路図である。
【図５】 従来のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【図６】 もう一つの従来のロータリコンプレッサの縦断面図である。
【符号の説明】
１０ ロータリコンプレッサ
１２ 密閉容器
１４ 電動要素
１６ 回転軸
１８ 回転圧縮機構部
２２ ステータ
２４ ロータ
２８ ステータコイル
３２ 第１の回転圧縮要素
３４ 第２の回転圧縮要素
３６ 中間仕切板
３８、４０ シリンダ
４２ 偏心部
４４ 偏心部
４６ ローラ
４８ ローラ
５４ 上部支持部材
５６ 下部支持部材
６２ 吐出消音室
６３ 連通路
６４ 吐出消音室
９２、９４ 冷媒導入管
９６ 冷媒吐出管
１２１ 中間吐出管
１４１、１４２、１４３、１４４ スリーブ
１５３ 給湯装置
Ｇ１ 隙間
Ｇ２ ギャップ
Claims (2)
- 密閉容器内に電動要素と、該電動要素の下側に配置されて当該電動要素にて駆動される第１及び第２の回転圧縮要素を備え、前記第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒ガスを前記密閉容器内に吐出し、更にこの吐出された中間圧の冷媒ガスを前記第２の回転圧縮要素で圧縮するロータリコンプレッサにおいて、
前記電動要素を、複数の歯部に対して直巻き方式より巻装されたステータコイルを有するステータと、該ステータの内側に配置されたロータとから構成すると共に、
前記第２の回転圧縮要素を構成するシリンダ、及び、当該第２の回転圧縮要素の下側に構成された前記第１の回転圧縮要素を構成するシリンダを貫通し、当該第１の回転圧縮要素から吐出された冷媒を前記電動要素側に吐出するための連通路を設け、該連通路上端の中間吐出管を、前記ステータコイル間の隙間に指向させたことを特徴とするロータリコンプレッサ。 - 前記第１の回転圧縮要素からの冷媒が吐出される中間吐出管は、前記電動要素の下側に位置すると共に、前記第２の回転圧縮要素に冷媒を吸い込ませるための冷媒導入管は、前記電動要素の上側における密閉容器内に連通されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリコンプレッサ。
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