专利名称：制冷剂循环装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种由压缩机、气体冷却器、节流装置及蒸发器顺次连接构成制冷剂回路的制冷剂循环装置。
背景技术：
现有的制冷剂循环装置，由旋转压气机(压缩机)、气体冷却器、节流装置(毛细管等)及蒸发器等顺次按照环状、通过连接配管而构成制冷剂循环(制冷剂回路)。而且，制冷剂气体从旋转压气机的旋转压缩单元的吸入口被吸入气缸的低压室一侧，通过滚子和叶轮的运作被压缩成为高温高压的制冷剂气体，然后从高压室侧经排出口、排出消音室被排到气体冷却器。制冷剂气体在上述气体冷却器散热后，被节流装置节流并供给蒸发器。制冷剂在蒸发器蒸发，同时通过从周围吸热，发挥制冷作用(例如参考专利文献1)。
专利文献1日本特公平7-18602号公报但是，在如上所述的制冷剂循环装置中使用压缩机的密闭容器内部成为高压(内部高压)的压缩机的场合，由于高温高压的制冷剂气体被排到上述压缩机的密闭容器内，压缩机自身的温度升高，被吸入压缩机的压缩单元内的制冷剂被加温，产生压缩效率降低的问题。
因此，现在开始考虑使用多级压缩式压缩机将压缩期间的制冷剂进行中间冷却的制冷剂循环装置。即，使用具有第1及第2压缩单元的多级压缩式压缩机的同时设置使第1压缩单元(第1级)压缩后的制冷剂散热的中间冷却回路被第1压缩单元压缩后的制冷剂在中间冷却回路散热后，被吸入第2压缩单元(第2级)进行压缩，然后被排到密闭容器内。这样，由于可以冷却第1压缩单元压缩后的制冷剂，因此第2压缩单元的压缩效率提高。而且，由于通过冷却被吸入到第2压缩单元的制冷剂气体，也可以抑制被第2压缩单元压缩的排到密闭容器和气体冷却器等内的制冷剂气体的温度上升，因此可以改善蒸发器的冷却能力。
但是，在如上所述的设置中间冷却回路、冷却由第1压缩单元压缩后的制冷剂的场合，由于外界温度和压缩机的运转状况等的原因，会出现如图4所示的制冷剂的一部分产生液化的情况。即，制冷剂成为气体/液体的两相混合状态(图4的③的状态)，若该制冷剂在上述状态下被直接吸入第2压缩单元，会出现第2压缩单元进行液压缩，从而遭受损伤的问题。
发明内容
本发明是为解决上述现有的现有技术问题而完成的，其目的在于在具有内部高压型多级压缩式压缩机的制冷剂循环装置中，通过中间冷却回路改善压缩效率，并提前避免第2压缩单元产生液压缩。
即，对于本发明的制冷剂循环装置，压缩机的密闭容器内具有第1及第2压缩单元，被第1压缩单元压缩并被排出的制冷剂，被吸入第2压缩单元进行压缩，被排到密闭容器内后，又被排到气体冷却器，同时制冷剂循环装置具有使第1压缩单元中排出的制冷剂散热的中间冷却回路，由于制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，因此可以提前防止液体制冷剂被吸入第2压缩单元所带来的问题。
根据上述发明的制冷剂循环装置，本发明技术方案2的特征在于具有用于控制压缩机的转速的控制装置，上述控制装置控制压缩机的转速以使中间冷却回路处的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
根据本发明技术方案2的制冷剂循环装置，技术方案3的特征在于根据吸入第2压缩单元的制冷剂温度及/或吸入第2压缩单元的制冷剂压力，控制装置控制压缩机的转速。
图1为本发明的制冷剂循环装置所使用的实施例的旋转压气机的纵截面图。
图2为本发明的制冷剂循环装置的制冷剂回路图。
图3为图2的制冷剂回路的p-h线图。
图4为现有的制冷剂回路的p-h线图。
具体实施例方式
接下来，参照附图详细叙述本发明的实施方式。图1是作为本发明的制冷剂循环装置110中使用的压缩机的实施例的，具有第1旋转压缩单元(第1压缩单元)32及第2旋转压缩单元(第2压缩单元)34的内部高压型多级(2级)压缩式旋转压气机10的纵截面侧视图；图2为本发明的制冷剂循环装置110的制冷剂回路图。
各图中，符号10是将二氧化碳(CO2)作为制冷剂使用的内部高压型多级压缩式旋转压气机，该压缩机10包括钢板形成的圆筒状密闭容器12、配置收容在上述密闭容器12的内部空间上侧的作为驱动单元的电动单元14、配置在上述电动单元14下侧且由电动单元14的旋转轴16驱动的第1旋转压缩单元32(第1级)及第2旋转压缩单元34(第2级)所构成的旋转压缩机构部18。
密闭容器12由底部作为油槽的、收容电动单元14和旋转压缩机构部18的容器本体12A，和封闭上述容器本体12A上部开口的略呈碗状的端盖(盖体)12B构成，并且，上述端盖12B的上面中心形成有圆形的安装孔12D，上述安装孔12D中安装有用于给电动单元14供电的接头(省略配线)20。
电动单元14为所谓的磁极同心绕组式的DC电动机，由沿着密闭容器12的上部空间的内周面呈环状安装的定子22和在上述定子22内侧设有若干间隔地插入设置的转子24构成。上述转子24固定于通过中心并在垂直方向延伸的旋转轴16上。定子22具有层叠圈状的电磁钢板的层叠体26和通过串绕(同心绕组)方式卷绕在上述层叠体26齿部的定子线圈28。而且，转子24和定子22一样由电磁钢板的层叠体30形成，并通过将永久磁铁MG插入上述层叠体30内而构成。
在上述第1旋转压缩单元32和第2旋转压缩单元34之间夹持有中间隔板36。即，第1旋转压缩单元32和第2旋转压缩单元34由中间隔板36；配置在上述中间隔板36上下的上气缸38、下气缸40；在上述上下气缸38、40内具有180°相位差的、通过设置于旋转轴16的上下偏心部42、44进行偏心旋转的上下滚子46、48；与上述上下滚子46、48接触并将上下气缸38、40内分别划分为低压室侧和高压室侧的叶轮52(上侧的叶轮未图示)；和封闭上气缸38的上侧开口面及下气缸40的下侧开口面且兼作旋转轴16的轴承的作为支承构件的上部支承构件54及下部支承构件56构成。
另一方面，上部支承构件54及下部支承构件56中设有通过吸入口161(下侧的吸入口未图示)与上下气缸38、40内部分别连通的吸入通路58、60；和使一部分凹陷、通过上部盖子66和下部盖子68封闭上述凹陷部而形成的排出消音室62、64。
第2旋转压缩单元34的排出消音室62和密闭容器12内，通过贯通上部盖子66且向密闭容器12内的电动单元14一侧开口的排出孔67连通，由第2旋转压缩单元34压缩后的高压的制冷剂气体从上述排出孔67被排到密闭容器12内。
另外，作为制冷剂，考虑到对地球环境有利、易燃性及毒性等方面，使用了天然制冷剂，即，上述二氧化碳(CO2)，作为润滑油的油使用了例如石油(矿物油)、烷基苯油、醚油、脂油、PAG(聚二醇)等现存的油。
在密闭容器12的容器本体12A的侧面，在与上部支承构件54和下部支承构件56的吸入通路58、60及排出消音室64、定子22的上侧(电动单元14的正上方)对应的位置上，分别焊接固定了套筒141、142、143及144。套筒141与142上下邻接，套筒143位于套筒142的大致对角线上。而且，套筒144位于套筒143的上方。另外，套筒141内插入连接了用于将制冷剂气体导入上气缸38的制冷剂导入管120，上述制冷剂导入管120的一端与上气缸38的吸入通路58连通。制冷剂导入管120经后述的设置于中间冷却回路135的气体冷却器140，延伸至套筒143，制冷剂导入管120的另外一端插入连接在套筒143内，与第1旋转压缩单元32的排出消音室64连通。
在此，上述中间冷却回路135用于使第1旋转压缩单元32中排出的制冷剂散热，上述中间冷却回路135的制冷剂导入管120被设成可通过气体冷却器140。
套筒142内插入连接了用于将制冷剂气体导入下气缸40的制冷剂导入管122的一端，上述制冷剂导入管122的一端与下气缸40的吸入通路60连通，制冷剂导入管122的另外一端与粗滤器(strainer)156连接。上述粗滤器156用于可靠地过滤混入循环于制冷剂回路内的制冷剂气体中的灰尘和碎屑等异物，粗滤器156的结构为具有形成于粗滤器156的另外一端的开口部和从上述开口部向粗滤器156的一端侧变细的大致呈圆锥状的未图示的过滤器(filter)。上述过滤器的开口部紧密安装在与粗滤器156的另一端相连的制冷剂配管128上。另外，套筒144内插入连接了制冷剂排出管124，上述制冷剂排出管124的一端与电动单元14上方的密闭容器12内部连通。
根据图2，上述压缩机10构成图2所示的本发明的制冷剂循环装置110的制冷剂回路的一部分。图2中本实施例的制冷剂循环装置110为例如店铺中设置的小型展品橱窗。制冷剂循环装置110由冷凝机组100和成为冷却设备本体的冷藏设备本体105构成。因此，冷藏设备本体105为小型展品橱窗的主体。
压缩机10的制冷剂排出管124与气体冷却器140的入口连接。上述气体冷却器140中设有用于检测外界温度的作为温度传感器的外界温度传感器174，上述外界温度传感器174与作为冷凝机组100的控制装置的后述的微型计算机80连接。
另外，与气体冷却器140的出口连接的制冷剂配管126经与上述同样的粗滤器154和电磁阀145通过内部热交换器150。上述内部热交换器150用于使高压侧的制冷剂和设置于冷藏设备本体105的蒸发器192中流出的低压侧的制冷剂进行热交换，其中，上述高压侧的制冷剂是从第2旋转压缩单元34，经气体冷却器140流出的制冷剂。另外，电磁阀145与微型计算机80连接。另外，由微型计算机80进行控制，使得电磁阀145随着压缩机10的起动而打开，随着压缩机10运转的停止而关闭。
通过内部热交换器150的高压侧的制冷剂配管126延伸至作为节流装置的毛细管158处。从毛细管158伸出的制冷剂配管126与阀装置160(高压侧的阀装置)的入口连接。冷藏设备本体105的制冷剂配管194的一端安装有作为连接装置的套管接头155。上述套管接头155用于使阀装置160和从冷藏设备本体105伸出的制冷剂配管194的一端形成可装卸式连接。
另一方面，与粗滤器156的另一端连接的制冷剂配管128经上述内部热交换器150与阀装置166(低压侧的阀装置)的出口连接。而且，冷藏设备本体105的制冷剂配管194的另一端安装有与上述同样的套管接头155。通过上述套管接头155，从冷藏设备本体105伸出的制冷剂配管194的另一端与阀装置166的入口形成可装卸式连接。
上述制冷剂排出管124中设有用于检测压缩机10中排出的制冷剂气体温度的排气传感器(discharge sensor)170和用于检测制冷剂气体的压力的高压开关172，排气传感器170和高压开关172与微型计算机80连接。
另外，在毛细管158和阀装置160之间的制冷剂配管126中，设有用于检测毛细管158中流出的制冷剂温度的制冷剂温度传感器176，制冷剂温度传感器176也与上述微型计算机80连接。还有，中间冷却回路135的气体冷却器140出口的制冷剂导入管120中，设有用于检测被吸入到压缩机10的第2旋转压缩单元32的制冷剂温度的制冷剂温度传感器178，制冷剂温度传感器178也与上述同样连接微型计算机80。
符号140F是用于给气体冷却器140通风进行空冷的风扇，符号192F是用于使冷气在冷藏设备本体105的库内进行循环的风扇，上述冷气是与设置于冷藏设备本体105的未图示的管道内的蒸发器192进行热交换后的冷气。另外，符号165是用于检测压缩机10的电动单元14的通电电流、控制其运转的电流传感器。风扇140F和电流传感器165与冷凝机组100的微型计算机80连接，风扇192F与冷藏设备本体105的后述的控制装置90连接。
在此，微型计算机80是控制冷凝机组100的控制装置，微型计算机80的输入与上述排气传感器170、高压开关172、外界温度传感器174、制冷剂温度传感器176、制冷剂温度传感器178、电流传感器165及作为冷藏设备本体105的控制设备的控制装置90发送的信号相关联。而且，根据上述这些输出，与输出相关联的压缩机10、电磁阀145、风扇140F被加以控制。另外，由微型计算机80进行控制，使得中间冷却回路135出口处的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
即，微型计算机80除了通常进行的压缩机10的转速控制，为了使第1旋转压缩单元32压缩后的制冷剂在中间冷却回路135处具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80还根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号来控制压缩机10的转速。即，在通过上述各传感器检测的温度低于预先设定的设定值或以下、冷藏设备本体105的控制装置90发送后述的规定信号的场合，微型计算机80不拘泥于通常进行的转速控制，为了使中间冷却回路135处的制冷剂具有不会冷凝(制冷剂不变成气体/液体的两相混合状态)的制冷剂温度和压力，微型计算机80强制性的使压缩机10的转速提高到规定的Hz数。
另外，冷藏设备本体105的上述控制装置90中设有用于检测库内温度的上述库内温度传感器、用于调节库内温度的温度调节刻度盘以及其他用于停止压缩机10的运转的机能。另外，控制装置90根据上述装置的输出，在控制风扇192F的同时，将信号发送给冷凝机组100的微型计算机80。即，若库内温度传感器检测的冷藏设备本体105的库内温度变成上限温度时，控制装置90将ON的信号发送给微型计算机80，若变成下限温度时，控制装置90将OFF的信号发送给微型计算机80。而且，若库内温度传感器检测的冷藏设备本体105的库内温度低于设定值，控制装置90将上述的规定信号发送给微型计算机80。
另外，上述规定的信号从控制装置被发送到微型计算机80后，若外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178检测的温度低于预先设定的设定值，微型计算机80如上所述将压缩机10的转速强制性的提高为规定Hz。这样，使得中间冷却回路135处的制冷剂能够具有不会冷凝的制冷剂温度、压力。
如上所述，为了使第1旋转压缩单元32压缩的流入中间冷却回路135的制冷剂即使在气体冷却器140处散热，也能具有不会冷凝的制冷剂温度、压力，微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出和冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号来控制压缩机10的转速，因此可以避免制冷剂在中间冷却回路135处冷凝，液体制冷剂被吸入第2旋转压缩单元34产生液压缩而导致的问题。
作为上述制冷剂循环装置110的制冷剂，考虑到对地球环境的影响、可燃性及毒性等方面，使用了天然制冷剂，即，上述二氧化碳(CO2)，作为润滑油的油使用了例如石油(矿物油)、烷基苯油、醚油、脂油、PAG(聚二醇)等现存的油。
另外，上述冷藏设备本体105由蒸发器192和通过上述蒸发器192内部的制冷剂配管194构成。制冷剂配管194呈S形通过蒸发器192内，上述S形部分中安装有热交换用的散热片，从而构成蒸发器192。制冷剂配管194的两端连接有可装卸的套管接头155。
在上述构成的基础上，接下来参照图3的p-h线图(莫里尔热力学计算图)对制冷剂循环装置110的运作进行说明。若打开设置于冷藏设备本体105的未图示的起动开关，或将冷藏设备本体105的电源插头连接插座，则微型计算机80就会打开电磁阀145，通过接头20及未图示的配线给压缩机10的电动单元14的定子线圈28通电。这样，电动单元14起动，转子24旋转，嵌合在与旋转轴16一体设置的上下偏心部42、44上的上下滚子46、48在上下气缸38、40内做偏心旋转。
这样，经过形成于制冷剂导入管122及下部支承构件56的吸入通路60，从未图示的吸入口被吸入气缸40的低压室侧的低压(图3的①的状态)的制冷剂气体，通过滚子48和叶轮52的动作被压缩成为中间压(图3的②的状态)，然后从高压室侧，通过未图示的排出口，经形成于下部支承构件56的排出消音室64进入制冷剂导入管120，再从套筒143流出，流入中间冷却回路135。
另外，制冷剂在中间冷却回路135中通过气体冷却器140的过程中以空冷方式散热(图3的③的状态)。这样，由于通过使由第1旋转压缩单元32压缩后的中间压的制冷剂气体通过中间冷却回路135，可以在气体冷却器140处有效地冷却制冷剂，因此可以抑制第2旋转压缩单元34及密闭容器12内的温度上升，并可以提高第2旋转压缩单元34的压缩效率。
在此，微型计算机80根据外界温度传感器174检测的外界温度和制冷剂温度传感器178检测的制冷剂温度及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，对压缩机10的转速进行控制，从而使中间冷却回路135处的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。即，在上述各传感器检测的温度低于预先设定的设定值、冷藏设备本体105的控制装置90发送出规定的信号的场合，微型计算机80不拘泥于通常进行的压缩机10转速的控制，为了使制冷剂在中间冷却回路135处具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80还将压缩机10的转速提高为规定Hz。
在微型计算机80不是如上所述控制压缩机10的转速的场合，在外界温度及中间冷却回路135处的制冷剂温度、冷藏设备本体105的库内温度低的状态下，若压缩机10转速较低地进行运转，则第1旋转压缩单元32压缩后的制冷剂温度、压力降低，在制冷剂通过中间冷却回路135的过程中，被气体冷却器140冷却后的中间压的制冷剂，成为如图4的③所示的气体/液体的两相混合体。
这样，在中间冷却回路135处变成气体/液体的两相混合体的制冷剂，若在该状态下直接被吸入压缩机10的第2旋转压缩单元34，则压缩机10的第2旋转压缩单元34进行液压缩，其结果是压缩机10遭受损伤。
但是在本发明中，根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，在各传感器检测的温度低于设定值、并且从控制装置90发送规定的信号的场合，微型计算机80不拘泥于通常进行的转速控制，还强制性地提高压缩机10的转速，因此第1旋转压缩单元32压缩后的制冷剂在中间冷却回路135的气体冷却器140处成为具有不会冷凝的制冷剂温度和压力(图3的③的状态)。
这样，可以提前避免压缩机10的第2旋转压缩单元34进行液压缩，并可以确保压缩机10的平稳运转。
因此，即使在使用内部高压型的压缩机10的场合，由于通过中间冷却回路135的散热功效可以改善第2旋转压缩单元34的压缩效率，并可以提前避免压缩机10的第2旋转压缩单元34进行液压缩，因此可以提高制冷剂循环装置110的性能及可靠性。
另一方面，在中间冷却回路135处被冷却后的中间压的制冷剂气体，经形成于上部支承构件54的吸入通路58，从吸入口161被吸入到第2旋转压缩单元34的上气缸38的低压室侧，通过滚子46和未图示的叶轮的动作进行第2级压缩，变成高压高温的制冷剂气体，然后从高压室侧通过未图示的排出口，经形成于上部支承构件54的排出消音室62从排出孔67被排到密闭容器12内的电动单元14的下侧。这样，密闭容器12内变成高温高压。这时，制冷剂被压缩到适当的超临界压力(图3的④的状态)。
被排到密闭容器12内的制冷剂气体通过电动单元14的间隙，进入形成于定子22的上侧的制冷剂排出管124，然后从套筒144流出，流入气体冷却器140。制冷剂气体在气体冷却器140处以空冷方式散热后(图3的⑤的状态)，流入制冷剂配管126，然后经粗滤器154、电磁阀145，通过内部热交换器150。制冷剂在内部热交换器150处被低压侧的制冷剂吸热，从而再次被冷却(图3的⑤的状态)。这样，通过制冷剂的过冷却度变大的功效，蒸发器157处制冷剂的冷却能力提高。
被内部热交换器150冷却后的高压侧的制冷剂气体流到毛细管158。制冷剂气体在毛细管158的入口仍处于超临界的状态。制冷剂通过在毛细管158的压力降低，变成气体/液体的两相混合体(图3的⑥的状态)，然后经阀装置160、套管接头155从冷藏设备本体105的制冷剂配管194流人蒸发器192内。制冷剂在蒸发器192蒸发，通过从周围的空气吸热，发挥制冷作用，从而对冷藏设备本体105的库内进行冷却。
如以上所述，通过使由第1旋转压缩单元32压缩后的中间压的制冷剂气体流经中间冷却回路135进行散热，可以产生抑制第2旋转压缩单元34及密闭容器12内的温度上升的功效，从而可以提高第2旋转压缩单元34的压缩效率，另外，通过在内部热交换器150处与低压侧的制冷剂进行热交换，制冷剂的过冷却度增大的功效，可以提高冷藏设备本体105的蒸发器192的冷却能力。
然后，制冷剂从蒸发器192流出，从制冷剂配管194经冷凝机组100的套管接头155、阀装置166流到内部热交换器150。在内部热交换器150处，从上述高压侧的制冷剂吸热，受到加热作用。在此，在蒸发器192蒸发变成低温而从蒸发器192流出的制冷剂，虽然有时也有不完全是气体状态，而是混有液体的状态的场合，但是通过使制冷剂通过内部热交换器150与高压侧的制冷剂进行热交换，制冷剂被加热。此时，制冷剂的过热度得以确保，制冷剂完全成为气体。
这样，由于可以保证蒸发器192中流出的制冷剂完全气化，因此不在低压侧设置储液器等，也可以很好的防止液体制冷剂被吸入压缩机10的液体逆流，并可以避免压缩机10由于液压缩遭受损伤而带来的问题。因此，可以提高冷却装置110的可靠性。
被内部热交换器150加热的制冷剂，重复进行经粗滤器156、从制冷剂导入管122被吸入压缩机10的第1旋转压缩单元32内的循环。
这样，由于为了使制冷剂在中间冷却回路135出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，控制压缩机10的转速，因此，第1旋转压缩单元32中流出的制冷剂在中间冷却回路135不会被冷凝。这样，可以提前避免液体制冷剂被吸入第2旋转压缩单元34的液体逆流。
因此，即使使用成为内部高压的旋转压气机的场合，由于通过中间冷却回路135的散热功效可以改善第2旋转压缩单元34的压缩效率，并可以提前避免压缩机10的第2旋转压缩单元34产生液压缩，因此可以提高制冷剂循环装置的性能及可靠性。
本实施例中，为了使制冷剂在中间冷却回路135出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，控制压缩机10的转速；但本发明不仅限于此，例如也可以是将气体冷却器140的风扇140F的风量控制为不会进行冷凝的风量，或者将中间冷却回路135处不会形成冷凝的数量的制冷剂装入制冷剂循环装置的装置。
另外，在中间冷却回路135中不设置检测被吸入第2旋转压缩单元34的制冷剂温度的制冷剂温度传感器178的场合，微型计算机80也可以根据压缩机中排出的制冷剂温度或压缩机吸入的制冷剂温度等，推断中间冷却回路出口的制冷剂温度和压力。
而且，微型计算机80也可以根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178及冷藏设备本体105的库内温度传感器以外的传感器的输出或者制冷剂回路内的制冷剂压力进行控制，从而使中间冷却回路135出口的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
还有，本实施例中对于压缩机10使用内部高压型的多级(2级)压缩式旋转压气机进行了说明，但是本发明可以使用的压缩机不仅限于此，成为内部高压的具有2级以上压缩单元的多级压缩式压缩机也可以。
另外，本实施例中使用了二氧化碳作为制冷剂，制冷剂不仅限于二氧化碳，也可以使用烃系制冷剂和一氧化二氮等的各种制冷剂。
若根据以上详细所述的本发明的制冷剂循环装置，压缩机的密闭容器内具有第1及第2压缩单元，被第1压缩单元压缩并排出的制冷剂，被吸入第2压缩单元进行压缩，被排到密闭容器内后，又被排到气体冷却器，同时制冷剂循环装置具有用于使第1压缩单元中排出的制冷剂散热的中间冷却回路，由于制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力；例如如技术方案2及技术方案3所述，制冷剂循环装置具有用于控制压缩机转速的控制装置，通过上述控制装置根据被吸入第2压缩单元的制冷剂温度，及/或被吸入第2压缩单元的制冷剂压力控制压缩机的转速，使得制冷剂在中间冷却回路处可以具有不会冷凝的制冷剂温度、压力。
这样，可以提前避免压缩机的第2压缩单元进行液压缩，并可以确保压缩机的平稳运转。
因此，对于具有内部高压型多级压缩式压缩机的制冷剂循环装置，由于通过中间冷却回路的散热功效，可以改善第2压缩单元的压缩效率，并可以提前避免压缩机的第2压缩单元进行液压缩，因此可以提高制冷剂循环装置的性能及可靠性。
权利要求
1.一种由压缩机、气体冷却器、节流装置及蒸发器顺次连接构成制冷剂回路的制冷剂循环装置，其特征在于上述压缩机在密闭容器内具有第1及第2压缩单元，被上述第1压缩单元压缩并被排出的制冷剂，被吸入上述第2压缩单元进行压缩，被排到上述密闭容器内后，又被排到上述气体冷却器；同时，上述制冷剂循环装置具有用于使上述第1压缩单元中排出的制冷剂散热的中间冷却回路，制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
2.根据权利要求1的制冷剂循环装置，其特征在于具有用于控制上述压缩机的转速的控制装置；该控制装置对上述压缩机的转速进行控制以使制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
3.根据权利要求2的制冷剂循环装置，其特征在于上述控制装置根据被吸入上述第2压缩单元的制冷剂温度及/或被吸入上述第2压缩单元的制冷剂压力，控制上述压缩机的转速。
全文摘要
在具有内部高压型多级压缩式压缩机的制冷剂循环装置中，通过中间冷却回路改善第2压缩单元的压缩效率，并提前避免第2压缩单元进行液压缩。制冷剂循环装置具有用于使压缩机10的第1旋转压缩单元32中排出的制冷剂散热的中间冷却回路135，为了使制冷剂在中间冷却回路135出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，作为控制装置的微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，控制压缩机10的转速。
文档编号F04C18/356GK1532473SQ20031012375
公开日2004年9月29日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年3月26日
发明者山崎晴久, 石垣茂弥, 山中正司, 藤原一昭, 汤本恒久, 松本兼三, 三, 久, 司, 弥, 昭 申请人:三洋电机株式会社
技术领域：
本发明涉及一种由压缩机、气体冷却器、节流装置及蒸发器顺次连接构成制冷剂回路的制冷剂循环装置。
背景技术：
现有的制冷剂循环装置，由旋转压气机(压缩机)、气体冷却器、节流装置(毛细管等)及蒸发器等顺次按照环状、通过连接配管而构成制冷剂循环(制冷剂回路)。而且，制冷剂气体从旋转压气机的旋转压缩单元的吸入口被吸入气缸的低压室一侧，通过滚子和叶轮的运作被压缩成为高温高压的制冷剂气体，然后从高压室侧经排出口、排出消音室被排到气体冷却器。制冷剂气体在上述气体冷却器散热后，被节流装置节流并供给蒸发器。制冷剂在蒸发器蒸发，同时通过从周围吸热，发挥制冷作用(例如参考专利文献1)。
专利文献1日本特公平7-18602号公报但是，在如上所述的制冷剂循环装置中使用压缩机的密闭容器内部成为高压(内部高压)的压缩机的场合，由于高温高压的制冷剂气体被排到上述压缩机的密闭容器内，压缩机自身的温度升高，被吸入压缩机的压缩单元内的制冷剂被加温，产生压缩效率降低的问题。
因此，现在开始考虑使用多级压缩式压缩机将压缩期间的制冷剂进行中间冷却的制冷剂循环装置。即，使用具有第1及第2压缩单元的多级压缩式压缩机的同时设置使第1压缩单元(第1级)压缩后的制冷剂散热的中间冷却回路被第1压缩单元压缩后的制冷剂在中间冷却回路散热后，被吸入第2压缩单元(第2级)进行压缩，然后被排到密闭容器内。这样，由于可以冷却第1压缩单元压缩后的制冷剂，因此第2压缩单元的压缩效率提高。而且，由于通过冷却被吸入到第2压缩单元的制冷剂气体，也可以抑制被第2压缩单元压缩的排到密闭容器和气体冷却器等内的制冷剂气体的温度上升，因此可以改善蒸发器的冷却能力。
但是，在如上所述的设置中间冷却回路、冷却由第1压缩单元压缩后的制冷剂的场合，由于外界温度和压缩机的运转状况等的原因，会出现如图4所示的制冷剂的一部分产生液化的情况。即，制冷剂成为气体/液体的两相混合状态(图4的③的状态)，若该制冷剂在上述状态下被直接吸入第2压缩单元，会出现第2压缩单元进行液压缩，从而遭受损伤的问题。
发明内容
本发明是为解决上述现有的现有技术问题而完成的，其目的在于在具有内部高压型多级压缩式压缩机的制冷剂循环装置中，通过中间冷却回路改善压缩效率，并提前避免第2压缩单元产生液压缩。
即，对于本发明的制冷剂循环装置，压缩机的密闭容器内具有第1及第2压缩单元，被第1压缩单元压缩并被排出的制冷剂，被吸入第2压缩单元进行压缩，被排到密闭容器内后，又被排到气体冷却器，同时制冷剂循环装置具有使第1压缩单元中排出的制冷剂散热的中间冷却回路，由于制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，因此可以提前防止液体制冷剂被吸入第2压缩单元所带来的问题。
根据上述发明的制冷剂循环装置，本发明技术方案2的特征在于具有用于控制压缩机的转速的控制装置，上述控制装置控制压缩机的转速以使中间冷却回路处的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
根据本发明技术方案2的制冷剂循环装置，技术方案3的特征在于根据吸入第2压缩单元的制冷剂温度及/或吸入第2压缩单元的制冷剂压力，控制装置控制压缩机的转速。
图1为本发明的制冷剂循环装置所使用的实施例的旋转压气机的纵截面图。
图2为本发明的制冷剂循环装置的制冷剂回路图。
图3为图2的制冷剂回路的p-h线图。
图4为现有的制冷剂回路的p-h线图。
具体实施例方式
接下来，参照附图详细叙述本发明的实施方式。图1是作为本发明的制冷剂循环装置110中使用的压缩机的实施例的，具有第1旋转压缩单元(第1压缩单元)32及第2旋转压缩单元(第2压缩单元)34的内部高压型多级(2级)压缩式旋转压气机10的纵截面侧视图；图2为本发明的制冷剂循环装置110的制冷剂回路图。
各图中，符号10是将二氧化碳(CO2)作为制冷剂使用的内部高压型多级压缩式旋转压气机，该压缩机10包括钢板形成的圆筒状密闭容器12、配置收容在上述密闭容器12的内部空间上侧的作为驱动单元的电动单元14、配置在上述电动单元14下侧且由电动单元14的旋转轴16驱动的第1旋转压缩单元32(第1级)及第2旋转压缩单元34(第2级)所构成的旋转压缩机构部18。
密闭容器12由底部作为油槽的、收容电动单元14和旋转压缩机构部18的容器本体12A，和封闭上述容器本体12A上部开口的略呈碗状的端盖(盖体)12B构成，并且，上述端盖12B的上面中心形成有圆形的安装孔12D，上述安装孔12D中安装有用于给电动单元14供电的接头(省略配线)20。
电动单元14为所谓的磁极同心绕组式的DC电动机，由沿着密闭容器12的上部空间的内周面呈环状安装的定子22和在上述定子22内侧设有若干间隔地插入设置的转子24构成。上述转子24固定于通过中心并在垂直方向延伸的旋转轴16上。定子22具有层叠圈状的电磁钢板的层叠体26和通过串绕(同心绕组)方式卷绕在上述层叠体26齿部的定子线圈28。而且，转子24和定子22一样由电磁钢板的层叠体30形成，并通过将永久磁铁MG插入上述层叠体30内而构成。
在上述第1旋转压缩单元32和第2旋转压缩单元34之间夹持有中间隔板36。即，第1旋转压缩单元32和第2旋转压缩单元34由中间隔板36；配置在上述中间隔板36上下的上气缸38、下气缸40；在上述上下气缸38、40内具有180°相位差的、通过设置于旋转轴16的上下偏心部42、44进行偏心旋转的上下滚子46、48；与上述上下滚子46、48接触并将上下气缸38、40内分别划分为低压室侧和高压室侧的叶轮52(上侧的叶轮未图示)；和封闭上气缸38的上侧开口面及下气缸40的下侧开口面且兼作旋转轴16的轴承的作为支承构件的上部支承构件54及下部支承构件56构成。
另一方面，上部支承构件54及下部支承构件56中设有通过吸入口161(下侧的吸入口未图示)与上下气缸38、40内部分别连通的吸入通路58、60；和使一部分凹陷、通过上部盖子66和下部盖子68封闭上述凹陷部而形成的排出消音室62、64。
第2旋转压缩单元34的排出消音室62和密闭容器12内，通过贯通上部盖子66且向密闭容器12内的电动单元14一侧开口的排出孔67连通，由第2旋转压缩单元34压缩后的高压的制冷剂气体从上述排出孔67被排到密闭容器12内。
另外，作为制冷剂，考虑到对地球环境有利、易燃性及毒性等方面，使用了天然制冷剂，即，上述二氧化碳(CO2)，作为润滑油的油使用了例如石油(矿物油)、烷基苯油、醚油、脂油、PAG(聚二醇)等现存的油。
在密闭容器12的容器本体12A的侧面，在与上部支承构件54和下部支承构件56的吸入通路58、60及排出消音室64、定子22的上侧(电动单元14的正上方)对应的位置上，分别焊接固定了套筒141、142、143及144。套筒141与142上下邻接，套筒143位于套筒142的大致对角线上。而且，套筒144位于套筒143的上方。另外，套筒141内插入连接了用于将制冷剂气体导入上气缸38的制冷剂导入管120，上述制冷剂导入管120的一端与上气缸38的吸入通路58连通。制冷剂导入管120经后述的设置于中间冷却回路135的气体冷却器140，延伸至套筒143，制冷剂导入管120的另外一端插入连接在套筒143内，与第1旋转压缩单元32的排出消音室64连通。
在此，上述中间冷却回路135用于使第1旋转压缩单元32中排出的制冷剂散热，上述中间冷却回路135的制冷剂导入管120被设成可通过气体冷却器140。
套筒142内插入连接了用于将制冷剂气体导入下气缸40的制冷剂导入管122的一端，上述制冷剂导入管122的一端与下气缸40的吸入通路60连通，制冷剂导入管122的另外一端与粗滤器(strainer)156连接。上述粗滤器156用于可靠地过滤混入循环于制冷剂回路内的制冷剂气体中的灰尘和碎屑等异物，粗滤器156的结构为具有形成于粗滤器156的另外一端的开口部和从上述开口部向粗滤器156的一端侧变细的大致呈圆锥状的未图示的过滤器(filter)。上述过滤器的开口部紧密安装在与粗滤器156的另一端相连的制冷剂配管128上。另外，套筒144内插入连接了制冷剂排出管124，上述制冷剂排出管124的一端与电动单元14上方的密闭容器12内部连通。
根据图2，上述压缩机10构成图2所示的本发明的制冷剂循环装置110的制冷剂回路的一部分。图2中本实施例的制冷剂循环装置110为例如店铺中设置的小型展品橱窗。制冷剂循环装置110由冷凝机组100和成为冷却设备本体的冷藏设备本体105构成。因此，冷藏设备本体105为小型展品橱窗的主体。
压缩机10的制冷剂排出管124与气体冷却器140的入口连接。上述气体冷却器140中设有用于检测外界温度的作为温度传感器的外界温度传感器174，上述外界温度传感器174与作为冷凝机组100的控制装置的后述的微型计算机80连接。
另外，与气体冷却器140的出口连接的制冷剂配管126经与上述同样的粗滤器154和电磁阀145通过内部热交换器150。上述内部热交换器150用于使高压侧的制冷剂和设置于冷藏设备本体105的蒸发器192中流出的低压侧的制冷剂进行热交换，其中，上述高压侧的制冷剂是从第2旋转压缩单元34，经气体冷却器140流出的制冷剂。另外，电磁阀145与微型计算机80连接。另外，由微型计算机80进行控制，使得电磁阀145随着压缩机10的起动而打开，随着压缩机10运转的停止而关闭。
通过内部热交换器150的高压侧的制冷剂配管126延伸至作为节流装置的毛细管158处。从毛细管158伸出的制冷剂配管126与阀装置160(高压侧的阀装置)的入口连接。冷藏设备本体105的制冷剂配管194的一端安装有作为连接装置的套管接头155。上述套管接头155用于使阀装置160和从冷藏设备本体105伸出的制冷剂配管194的一端形成可装卸式连接。
另一方面，与粗滤器156的另一端连接的制冷剂配管128经上述内部热交换器150与阀装置166(低压侧的阀装置)的出口连接。而且，冷藏设备本体105的制冷剂配管194的另一端安装有与上述同样的套管接头155。通过上述套管接头155，从冷藏设备本体105伸出的制冷剂配管194的另一端与阀装置166的入口形成可装卸式连接。
上述制冷剂排出管124中设有用于检测压缩机10中排出的制冷剂气体温度的排气传感器(discharge sensor)170和用于检测制冷剂气体的压力的高压开关172，排气传感器170和高压开关172与微型计算机80连接。
另外，在毛细管158和阀装置160之间的制冷剂配管126中，设有用于检测毛细管158中流出的制冷剂温度的制冷剂温度传感器176，制冷剂温度传感器176也与上述微型计算机80连接。还有，中间冷却回路135的气体冷却器140出口的制冷剂导入管120中，设有用于检测被吸入到压缩机10的第2旋转压缩单元32的制冷剂温度的制冷剂温度传感器178，制冷剂温度传感器178也与上述同样连接微型计算机80。
符号140F是用于给气体冷却器140通风进行空冷的风扇，符号192F是用于使冷气在冷藏设备本体105的库内进行循环的风扇，上述冷气是与设置于冷藏设备本体105的未图示的管道内的蒸发器192进行热交换后的冷气。另外，符号165是用于检测压缩机10的电动单元14的通电电流、控制其运转的电流传感器。风扇140F和电流传感器165与冷凝机组100的微型计算机80连接，风扇192F与冷藏设备本体105的后述的控制装置90连接。
在此，微型计算机80是控制冷凝机组100的控制装置，微型计算机80的输入与上述排气传感器170、高压开关172、外界温度传感器174、制冷剂温度传感器176、制冷剂温度传感器178、电流传感器165及作为冷藏设备本体105的控制设备的控制装置90发送的信号相关联。而且，根据上述这些输出，与输出相关联的压缩机10、电磁阀145、风扇140F被加以控制。另外，由微型计算机80进行控制，使得中间冷却回路135出口处的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
即，微型计算机80除了通常进行的压缩机10的转速控制，为了使第1旋转压缩单元32压缩后的制冷剂在中间冷却回路135处具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80还根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号来控制压缩机10的转速。即，在通过上述各传感器检测的温度低于预先设定的设定值或以下、冷藏设备本体105的控制装置90发送后述的规定信号的场合，微型计算机80不拘泥于通常进行的转速控制，为了使中间冷却回路135处的制冷剂具有不会冷凝(制冷剂不变成气体/液体的两相混合状态)的制冷剂温度和压力，微型计算机80强制性的使压缩机10的转速提高到规定的Hz数。
另外，冷藏设备本体105的上述控制装置90中设有用于检测库内温度的上述库内温度传感器、用于调节库内温度的温度调节刻度盘以及其他用于停止压缩机10的运转的机能。另外，控制装置90根据上述装置的输出，在控制风扇192F的同时，将信号发送给冷凝机组100的微型计算机80。即，若库内温度传感器检测的冷藏设备本体105的库内温度变成上限温度时，控制装置90将ON的信号发送给微型计算机80，若变成下限温度时，控制装置90将OFF的信号发送给微型计算机80。而且，若库内温度传感器检测的冷藏设备本体105的库内温度低于设定值，控制装置90将上述的规定信号发送给微型计算机80。
另外，上述规定的信号从控制装置被发送到微型计算机80后，若外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178检测的温度低于预先设定的设定值，微型计算机80如上所述将压缩机10的转速强制性的提高为规定Hz。这样，使得中间冷却回路135处的制冷剂能够具有不会冷凝的制冷剂温度、压力。
如上所述，为了使第1旋转压缩单元32压缩的流入中间冷却回路135的制冷剂即使在气体冷却器140处散热，也能具有不会冷凝的制冷剂温度、压力，微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出和冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号来控制压缩机10的转速，因此可以避免制冷剂在中间冷却回路135处冷凝，液体制冷剂被吸入第2旋转压缩单元34产生液压缩而导致的问题。
作为上述制冷剂循环装置110的制冷剂，考虑到对地球环境的影响、可燃性及毒性等方面，使用了天然制冷剂，即，上述二氧化碳(CO2)，作为润滑油的油使用了例如石油(矿物油)、烷基苯油、醚油、脂油、PAG(聚二醇)等现存的油。
另外，上述冷藏设备本体105由蒸发器192和通过上述蒸发器192内部的制冷剂配管194构成。制冷剂配管194呈S形通过蒸发器192内，上述S形部分中安装有热交换用的散热片，从而构成蒸发器192。制冷剂配管194的两端连接有可装卸的套管接头155。
在上述构成的基础上，接下来参照图3的p-h线图(莫里尔热力学计算图)对制冷剂循环装置110的运作进行说明。若打开设置于冷藏设备本体105的未图示的起动开关，或将冷藏设备本体105的电源插头连接插座，则微型计算机80就会打开电磁阀145，通过接头20及未图示的配线给压缩机10的电动单元14的定子线圈28通电。这样，电动单元14起动，转子24旋转，嵌合在与旋转轴16一体设置的上下偏心部42、44上的上下滚子46、48在上下气缸38、40内做偏心旋转。
这样，经过形成于制冷剂导入管122及下部支承构件56的吸入通路60，从未图示的吸入口被吸入气缸40的低压室侧的低压(图3的①的状态)的制冷剂气体，通过滚子48和叶轮52的动作被压缩成为中间压(图3的②的状态)，然后从高压室侧，通过未图示的排出口，经形成于下部支承构件56的排出消音室64进入制冷剂导入管120，再从套筒143流出，流入中间冷却回路135。
另外，制冷剂在中间冷却回路135中通过气体冷却器140的过程中以空冷方式散热(图3的③的状态)。这样，由于通过使由第1旋转压缩单元32压缩后的中间压的制冷剂气体通过中间冷却回路135，可以在气体冷却器140处有效地冷却制冷剂，因此可以抑制第2旋转压缩单元34及密闭容器12内的温度上升，并可以提高第2旋转压缩单元34的压缩效率。
在此，微型计算机80根据外界温度传感器174检测的外界温度和制冷剂温度传感器178检测的制冷剂温度及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，对压缩机10的转速进行控制，从而使中间冷却回路135处的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。即，在上述各传感器检测的温度低于预先设定的设定值、冷藏设备本体105的控制装置90发送出规定的信号的场合，微型计算机80不拘泥于通常进行的压缩机10转速的控制，为了使制冷剂在中间冷却回路135处具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80还将压缩机10的转速提高为规定Hz。
在微型计算机80不是如上所述控制压缩机10的转速的场合，在外界温度及中间冷却回路135处的制冷剂温度、冷藏设备本体105的库内温度低的状态下，若压缩机10转速较低地进行运转，则第1旋转压缩单元32压缩后的制冷剂温度、压力降低，在制冷剂通过中间冷却回路135的过程中，被气体冷却器140冷却后的中间压的制冷剂，成为如图4的③所示的气体/液体的两相混合体。
这样，在中间冷却回路135处变成气体/液体的两相混合体的制冷剂，若在该状态下直接被吸入压缩机10的第2旋转压缩单元34，则压缩机10的第2旋转压缩单元34进行液压缩，其结果是压缩机10遭受损伤。
但是在本发明中，根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，在各传感器检测的温度低于设定值、并且从控制装置90发送规定的信号的场合，微型计算机80不拘泥于通常进行的转速控制，还强制性地提高压缩机10的转速，因此第1旋转压缩单元32压缩后的制冷剂在中间冷却回路135的气体冷却器140处成为具有不会冷凝的制冷剂温度和压力(图3的③的状态)。
这样，可以提前避免压缩机10的第2旋转压缩单元34进行液压缩，并可以确保压缩机10的平稳运转。
因此，即使在使用内部高压型的压缩机10的场合，由于通过中间冷却回路135的散热功效可以改善第2旋转压缩单元34的压缩效率，并可以提前避免压缩机10的第2旋转压缩单元34进行液压缩，因此可以提高制冷剂循环装置110的性能及可靠性。
另一方面，在中间冷却回路135处被冷却后的中间压的制冷剂气体，经形成于上部支承构件54的吸入通路58，从吸入口161被吸入到第2旋转压缩单元34的上气缸38的低压室侧，通过滚子46和未图示的叶轮的动作进行第2级压缩，变成高压高温的制冷剂气体，然后从高压室侧通过未图示的排出口，经形成于上部支承构件54的排出消音室62从排出孔67被排到密闭容器12内的电动单元14的下侧。这样，密闭容器12内变成高温高压。这时，制冷剂被压缩到适当的超临界压力(图3的④的状态)。
被排到密闭容器12内的制冷剂气体通过电动单元14的间隙，进入形成于定子22的上侧的制冷剂排出管124，然后从套筒144流出，流入气体冷却器140。制冷剂气体在气体冷却器140处以空冷方式散热后(图3的⑤的状态)，流入制冷剂配管126，然后经粗滤器154、电磁阀145，通过内部热交换器150。制冷剂在内部热交换器150处被低压侧的制冷剂吸热，从而再次被冷却(图3的⑤的状态)。这样，通过制冷剂的过冷却度变大的功效，蒸发器157处制冷剂的冷却能力提高。
被内部热交换器150冷却后的高压侧的制冷剂气体流到毛细管158。制冷剂气体在毛细管158的入口仍处于超临界的状态。制冷剂通过在毛细管158的压力降低，变成气体/液体的两相混合体(图3的⑥的状态)，然后经阀装置160、套管接头155从冷藏设备本体105的制冷剂配管194流人蒸发器192内。制冷剂在蒸发器192蒸发，通过从周围的空气吸热，发挥制冷作用，从而对冷藏设备本体105的库内进行冷却。
如以上所述，通过使由第1旋转压缩单元32压缩后的中间压的制冷剂气体流经中间冷却回路135进行散热，可以产生抑制第2旋转压缩单元34及密闭容器12内的温度上升的功效，从而可以提高第2旋转压缩单元34的压缩效率，另外，通过在内部热交换器150处与低压侧的制冷剂进行热交换，制冷剂的过冷却度增大的功效，可以提高冷藏设备本体105的蒸发器192的冷却能力。
然后，制冷剂从蒸发器192流出，从制冷剂配管194经冷凝机组100的套管接头155、阀装置166流到内部热交换器150。在内部热交换器150处，从上述高压侧的制冷剂吸热，受到加热作用。在此，在蒸发器192蒸发变成低温而从蒸发器192流出的制冷剂，虽然有时也有不完全是气体状态，而是混有液体的状态的场合，但是通过使制冷剂通过内部热交换器150与高压侧的制冷剂进行热交换，制冷剂被加热。此时，制冷剂的过热度得以确保，制冷剂完全成为气体。
这样，由于可以保证蒸发器192中流出的制冷剂完全气化，因此不在低压侧设置储液器等，也可以很好的防止液体制冷剂被吸入压缩机10的液体逆流，并可以避免压缩机10由于液压缩遭受损伤而带来的问题。因此，可以提高冷却装置110的可靠性。
被内部热交换器150加热的制冷剂，重复进行经粗滤器156、从制冷剂导入管122被吸入压缩机10的第1旋转压缩单元32内的循环。
这样，由于为了使制冷剂在中间冷却回路135出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，控制压缩机10的转速，因此，第1旋转压缩单元32中流出的制冷剂在中间冷却回路135不会被冷凝。这样，可以提前避免液体制冷剂被吸入第2旋转压缩单元34的液体逆流。
因此，即使使用成为内部高压的旋转压气机的场合，由于通过中间冷却回路135的散热功效可以改善第2旋转压缩单元34的压缩效率，并可以提前避免压缩机10的第2旋转压缩单元34产生液压缩，因此可以提高制冷剂循环装置的性能及可靠性。
本实施例中，为了使制冷剂在中间冷却回路135出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，控制压缩机10的转速；但本发明不仅限于此，例如也可以是将气体冷却器140的风扇140F的风量控制为不会进行冷凝的风量，或者将中间冷却回路135处不会形成冷凝的数量的制冷剂装入制冷剂循环装置的装置。
另外，在中间冷却回路135中不设置检测被吸入第2旋转压缩单元34的制冷剂温度的制冷剂温度传感器178的场合，微型计算机80也可以根据压缩机中排出的制冷剂温度或压缩机吸入的制冷剂温度等，推断中间冷却回路出口的制冷剂温度和压力。
而且，微型计算机80也可以根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178及冷藏设备本体105的库内温度传感器以外的传感器的输出或者制冷剂回路内的制冷剂压力进行控制，从而使中间冷却回路135出口的制冷剂具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
还有，本实施例中对于压缩机10使用内部高压型的多级(2级)压缩式旋转压气机进行了说明，但是本发明可以使用的压缩机不仅限于此，成为内部高压的具有2级以上压缩单元的多级压缩式压缩机也可以。
另外，本实施例中使用了二氧化碳作为制冷剂，制冷剂不仅限于二氧化碳，也可以使用烃系制冷剂和一氧化二氮等的各种制冷剂。
若根据以上详细所述的本发明的制冷剂循环装置，压缩机的密闭容器内具有第1及第2压缩单元，被第1压缩单元压缩并排出的制冷剂，被吸入第2压缩单元进行压缩，被排到密闭容器内后，又被排到气体冷却器，同时制冷剂循环装置具有用于使第1压缩单元中排出的制冷剂散热的中间冷却回路，由于制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力；例如如技术方案2及技术方案3所述，制冷剂循环装置具有用于控制压缩机转速的控制装置，通过上述控制装置根据被吸入第2压缩单元的制冷剂温度，及/或被吸入第2压缩单元的制冷剂压力控制压缩机的转速，使得制冷剂在中间冷却回路处可以具有不会冷凝的制冷剂温度、压力。
这样，可以提前避免压缩机的第2压缩单元进行液压缩，并可以确保压缩机的平稳运转。
因此，对于具有内部高压型多级压缩式压缩机的制冷剂循环装置，由于通过中间冷却回路的散热功效，可以改善第2压缩单元的压缩效率，并可以提前避免压缩机的第2压缩单元进行液压缩，因此可以提高制冷剂循环装置的性能及可靠性。
权利要求
1.一种由压缩机、气体冷却器、节流装置及蒸发器顺次连接构成制冷剂回路的制冷剂循环装置，其特征在于上述压缩机在密闭容器内具有第1及第2压缩单元，被上述第1压缩单元压缩并被排出的制冷剂，被吸入上述第2压缩单元进行压缩，被排到上述密闭容器内后，又被排到上述气体冷却器；同时，上述制冷剂循环装置具有用于使上述第1压缩单元中排出的制冷剂散热的中间冷却回路，制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
2.根据权利要求1的制冷剂循环装置，其特征在于具有用于控制上述压缩机的转速的控制装置；该控制装置对上述压缩机的转速进行控制以使制冷剂在上述中间冷却回路出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力。
3.根据权利要求2的制冷剂循环装置，其特征在于上述控制装置根据被吸入上述第2压缩单元的制冷剂温度及/或被吸入上述第2压缩单元的制冷剂压力，控制上述压缩机的转速。
全文摘要
在具有内部高压型多级压缩式压缩机的制冷剂循环装置中，通过中间冷却回路改善第2压缩单元的压缩效率，并提前避免第2压缩单元进行液压缩。制冷剂循环装置具有用于使压缩机10的第1旋转压缩单元32中排出的制冷剂散热的中间冷却回路135，为了使制冷剂在中间冷却回路135出口具有不会冷凝的制冷剂温度和压力，作为控制装置的微型计算机80根据外界温度传感器174、制冷剂温度传感器178的输出及冷藏设备本体105的控制装置90发送的信号，控制压缩机10的转速。
文档编号F04C18/356GK1532473SQ20031012375
公开日2004年9月29日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年3月26日
发明者山崎晴久, 石垣茂弥, 山中正司, 藤原一昭, 汤本恒久, 松本兼三, 三, 久, 司, 弥, 昭 申请人:三洋电机株式会社
再多了解一些
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