[发明专利]多级压缩制冷装置

说明书

技术领域

本发明涉及用带有多级压缩机构的压缩机对制冷剂进行多级压缩的多级压缩制冷装置。

背景技术

以往，公知技术是，在用于冰箱或空调装置等中的制冷装置中，采用旋转式压缩机，该旋转式压缩机将在各个旋转用气缸的内部旋转的转子组成的两个压缩机构容纳在同一密闭容器内，并把各压缩机构作为低压级侧压缩机构和高压级侧压缩机构，将由低压级侧压缩机构经过一级压缩的制冷剂气体吸入到高压级侧压缩机构，由此，对制冷剂进行多级压缩。

根据这种多级压缩制冷装置，在抑制压缩过程中的扭矩变动的同时，可得到高压缩比。

但是，在上述多级压缩制冷装置中，在使用比热比较高的制冷剂的场合，由于高压级侧压缩机构吸入的低压级侧压缩机构的气体制冷剂温度高，因此，会降低吸气效率，进而带来了输入侧气体制冷剂温度变高的问题。另外，由于高压级侧压缩机构的排出气体制冷剂温度也高，在使用作为润滑油的酯油(例如POE：聚醇酯)的场合，润滑油因热起水解反应，生成酸和乙醇。那么，由于该酸会产生油泥，引发毛细管堵塞问题，同时也使润滑特性劣化。并且，因制冷效果降低，也会带来装置效率恶化的问题。

由此，提出了这样一种方案，其构成是，对低压级侧压缩机构压缩后排出的气体制冷剂进行冷却，降低高压级侧压缩机构吸入的气体制冷剂的温度，从而将高压级侧压缩机构的排出气体制冷剂温度抑制到比较低的程度。即是说，作为这种现有的多级压缩制冷装置，公知的技术有例如图5所示的结构，包括：由低压级侧压缩机构和高压级侧压缩机构组成的多级压缩机511、冷凝器512、第一减压机构513、中间冷却器514、第二减压机构515及蒸发器516；从冷凝器512出来的制冷剂经过分流，一部分制冷剂导入第一减压机构513，另一部分制冷剂从中间冷却器514及第二减压机构515流到蒸发器516中。在中间冷却器514中，上述另一部分制冷剂与从第一减压机构513排出的一部分制冷剂进行热交换，同时，把从蒸发器516排出的制冷剂吸入到低压级侧压缩机构中，在中间冷却器514中进行热交换后的一部分制冷剂与从低压级侧压缩机构排出的制冷剂混合，吸入到高压级侧压缩机构中。

该多级压缩制冷装置的制冷循环的制冷剂如图6的P-h曲线图中实线所示的那样进行状态变化。即如图所示，在以往的装置中，将从第一减压机构513排出的一部分制冷剂与流入第二减压机构515中的制冷剂在中间冷却器514进行热交换，对流入第二减压机构515中的制冷剂进行冷却，减少如图6所示的焓δH₀。由此，可扩大蒸发器516的上述焓之差。

但是，上述以往的装置，在起动开始初期，因中间冷却器514的热交换部的配管等保留的显热的影响，使中间冷却器514不能充分冷却流入第二减压机构515中的制冷剂，如图6中的虚线所示的那样，不能进行正常时的焓δH₀程度的过冷却。因而，带来了起动开始初期蒸发器516的焓差不能扩大的问题。

另外，采用上述以往结构，在压缩机511停止后，处在冷凝器512中的高温制冷剂通过第二减压机构515流入蒸发器516中，导致大量制冷剂滞留在蒸发器516内的事情发生。结果，在压缩机511再次起动后，蒸发器516内的制冷剂全部蒸发，到降低到给定的蒸发温度的正常状态需要花费很多时间，结果，降低了制冷装置的效率。

作为其对策，考虑下述方案，根据制冷剂的逆流，让单向阀处于全闭状态，在蒸发器516的制冷剂输入侧及排出侧设置与该单向阀的开闭状态联动的另一阀组成的一体阀，压缩机511停止后，设置在蒸发器516的制冷剂排出侧的一个阀对应于来自压缩机511的制冷剂的逆流处于全闭状态，与之对应，另一阀也处于全闭状态，从而可防止高温液体制冷剂从第二减压机构515一侧向蒸发器516内的流入。

根据这种结构，虽然可以防止液体制冷剂向蒸发器516的流动，但是，如上述以往装置那样，从冷凝器512排出的制冷剂经过分流后，一部分制冷剂与从压缩机511的低压级侧压缩机构排出的制冷剂混合，被吸入到高压级侧压缩机构中，在采用这种结构的情况下，压缩机511停止后，冷凝器512内的高温液体制冷剂流入分流回路侧的中间冷却器514中，在压缩机511再次启动的情况下，因中间冷却器514的热交换部的配管等保留的显热的影响，使中间冷却器514不能充分冷却流入第二减压机构515中的制冷剂，如图6中的虚线所示的那样，不能进行正常时的焓δH₀程度的过冷却。因而，带来了起动开始初期蒸发器516的焓差不能扩大的问题。