(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリュロータと共通の軸を有し、かつこのスクリュロータを収容するケーシングと一体的に形成されたモーターケーシングを有するとともに、このモーターケーシングに冷却用ジャケットを備えたハーメチックモータを駆動部とし、吸込口が上記モーターケーシング内の空間と連通している圧縮機と、油分離回収器と、凝縮器と、第１膨張弁と、蒸発器とを含む冷媒の閉じた循環流路を備えたスクリュ式冷凍機において、
上記第１膨張弁の一次側にて上記循環流路から分岐し、上記モーターケーシングの上記スクリュロータとは反対側の内部空間に通じ、この内部空間を介して上記吸込口に通じる冷媒用第１分岐流路と、
上記第１膨張弁の一次側にて、上記循環流路から分岐し、上記冷却用ジャケットに通じ、この冷却用ジャケットを介して上記圧縮機内のガス圧縮空間部に通じる冷媒用第２分岐流路と、
上記第１分岐流路に介設され、上記ハーメチックモータのコイル温度が一定温度を超えた場合に、このハーメチックモータから出力される異常信号を受けている場合にのみ開状態となる開閉弁と
を設けたことを特徴とするスクリュ式冷凍機。
【請求項２】
スクリュロータと共通の軸を有し、かつ上記スクリュロータを収容するケーシングと一体的に形成されたモーターケーシングを有するとともに、このモーターケーシングに冷却用ジャケットを備えたハーメチックモータを駆動部とし、吸込口が上記モーターケーシング内の空間と連通している圧縮機と、油分離回収器と、凝縮器と、第１膨張弁と、蒸発器とを含む冷媒の閉じた循環流路を備えたスクリュ式冷凍機において、
上記蒸発器の二次側にて上記循環流路から分岐し、上記モーターケーシングの上記スクリュロータとは反対側の内部空間に通じ、この内部空間を介して上記吸込口に通じる冷媒用第１分岐流路と、
上記第１膨張弁の一次側にて、上記循環流路から分岐し、上記冷却用ジャケットに通じ、この冷却用ジャケットを介して上記圧縮機内のガス圧縮空間部に通じる冷媒用第２分岐流路と、
上記第１分岐流路に介設され、上記ハーメチックモータのコイル温度が一定温度を超えた場合に、このハーメチックモータから出力される異常信号を受けている場合にのみ開状態となる開閉弁とを設けたことを特徴とするスクリュ式冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハーメチックモータを用いた半密閉構造のスクリュ式冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図９〜１１に示す圧縮機或いは冷凍機が公知である。
図９は単段形油冷式スクリュ圧縮機２１を示し、スクリュロータ２２の駆動部であるモータ２３がスクリュロータ２２と共通の軸２４を有し、スクリュロータ２２を収容したケーシング２５とモータ２３のモーターケーシング２６とが一体的に形成されている（特開昭60-184984号公報）。そして、図９においてモーターケーシング２６の左方端面に穿設した吸込口２７から油とともに吸込まれたガスは、モータ２３のステータとロータとの間の空隙部を通過して、スクリュロータ２２により圧縮され、油分離エレメント２８を経て、油と分離され、図９においてケーシング２５の右方上部に設けられた吐出口２９から吐出されるようになっている。
【０００３】
図１０は、図９に示す圧縮機２１をそのまま適用したスクリュ式冷凍機を示し、圧縮機２１、油分離回収器３０、凝縮器３１、第１膨張弁３２および蒸発器３３を含む冷媒の閉じた循環流路Ｘと、蒸発器３３の二次側の冷媒の過熱度を検出して、この過熱度が予め定めた許容範囲内の数値になるように第１膨張弁３２の開度を調節する第１感温筒３４とからなっている。そして、この冷凍機では、蒸発器３３を出た冷媒の全量がガス状態で吸込口２７より流入し、モータ２３内を通過して、モータ２３を冷却した後、スクリュロータ２２に吸込まれるようになっている。
なお、油分離回収器３０では圧縮機２１から吐出された冷媒ガスと油とが分離され、冷媒ガスは凝縮器３１へと流れ、分離された油は図中※印で示すように油分離回収器３０から流出し、図中＊印で示すように圧縮機２１内の軸受・軸封部、ガス圧縮空間等の注油箇所に導かれる。
【０００４】
図１１は２段形油冷式スクリュ圧縮機を示し、第１段スクリュロータ２２Ａを収容したケーシング２５Ａと、第２段スクリュロータ２２Ｂを収容したケーシング２５Ｂと、第１段、第２段スクリュロータ２２Ａ，２２Ｂ間に駆動部であるモータ２３とが設けてある（特公平7-18422号公報）。また、モータ２３、第１段、第２段スクリュロータ２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ共通の軸２４Ａ，２４Ｂを有している。そして、図１１において、ケーシング２５Ａの右方上部に設けた吸込口２７から油とともに吸込まれたガスは、第１段スクリュロータ２２Ａにより圧縮され、モータ２３のステータとロータとの間の空隙部を通過して、スクリュロータ２２Ｂにより圧縮された後、図１１において、ケーシング２５Ｂの左方下部に設けた吐出口２９から吐出されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した冷凍機の内、図１０に示す冷凍機の場合、冷媒の全量がモータ２３内を通過し、モータ２３は冷却される。しかしながら、モータ２３からの熱により過熱した分だけスクリュロータ２２による吸込みガスの比容積が大きくなり、冷媒の実質循環流量が小さくなり冷凍能力が低下するという問題が生じる。
また、モータ２３内へ流入する冷媒は、液体ではなくガス状態であるため、冷却効率が悪いという問題もある。
【０００６】
図１１に示す圧縮機を用いた冷凍機の場合、第２段スクリュロータ２２Ｂに吸込まれる直前の冷媒ガスがモータ２３により過熱される。このため、第２段スクリュロータ１２Ｂによる吸込みガスの比容積が大きくなり、第２段スクリュロータ２２Ｂにおける冷媒の実質循環流量が小さくなり、第２段スクリュロータ２２Ｂのガス吸込み能力が低下する。この結果、第１段スクリュロータ２２Ａと第２段スクリュロータ２２Ｂとの間の中間圧力が高くなり、第１段スクリュロータ２２Ａでの圧縮比が大きくなり、第１段スクリュロータ２２Ａにおける容積効率が低下し、冷凍能力が低下するという問題が生じる。
本発明は、斯る従来の問題をなくすことを課題としてなされたもので、圧縮機駆動用モータに対して無駄なく冷却を行い、かつ冷凍能力の向上を可能としたスクリュ式冷凍機を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１発明は、スクリュロータと共通の軸を有し、かつこのスクリュロータを収容するケーシングと一体的に形成されたモーターケーシングを有するとともに、このモーターケーシングに冷却用ジャケットを備えたハーメチックモータを駆動部とし、吸込口が上記モーターケーシング内の空間と連通している圧縮機と、油分離回収器と、凝縮器と、第１膨張弁と、蒸発器とを含む冷媒の閉じた循環流路を備えたスクリュ式冷凍機において、上記第１膨張弁の一次側にて上記循環流路から分岐し、上記モーターケーシングの上記スクリュロータとは反対側の内部空間に通じ、この内部空間を介して上記吸込口に通じる冷媒用第１分岐流路と、上記第１膨張弁の一次側にて、上記循環流路から分岐し、上記冷却用ジャケットに通じ、この冷却用ジャケットを介して上記圧縮機内のガス圧縮空間部に通じる冷媒用第２分岐流路と、上記第１分岐流路に介設され、上記ハーメチックモータのコイル温度が一定温度を超えた場合に、このハーメチックモータから出力される異常信号を受けている場合にのみ開状態となる開閉弁とを設けた構成とした。
【０００８】
また、第２発明は、スクリュロータと共通の軸を有し、かつ上記スクリュロータを収容するケーシングと一体的に形成されたモーターケーシングを有するとともに、このモーターケーシングに冷却用ジャケットを備えたハーメチックモータを駆動部とし、吸込口が上記モーターケーシング内の空間と連通している圧縮機と、油分離回収器と、凝縮器と、第１膨張弁と、蒸発器とを含む冷媒の閉じた循環流路を備えたスクリュ式冷凍機において、上記蒸発器の二次側にて上記循環流路から分岐し、上記モーターケーシングの上記スクリュロータとは反対側の内部空間に通じ、この内部空間を介して上記吸込口に通じる冷媒用第１分岐流路と、上記第１膨張弁の一次側にて、上記循環流路から分岐し、上記冷却用ジャケットに通じ、この冷却用ジャケットを介して上記圧縮機内のガス圧縮空間部に通じる冷媒用第２分岐流路と、上記第１分岐流路に介設され、上記ハーメチックモータのコイル温度が一定温度を超えた場合に、このハーメチックモータから出力される異常信号を受けている場合にのみ開状態となる開閉弁とを設けた構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の一形態を図面にしたがって説明する。
図１，２は、第１発明の第１の実施形態に係るスクリュ式冷凍機を示し、図中、上述した各圧縮機、冷凍機と実質的に共通する部分については、同一番号、同一符号を付してある。
この冷凍機は、図１０に示す冷凍機とは圧縮機２１に代えて圧縮機１を用いた点を除き、図１０に示す冷凍機と同様の循環流路Ｘを有している。即ち、圧縮機１、油分離回収器３０、凝縮器３１、第１膨張弁３２および蒸発器３３を含む冷媒の閉じた循環流路Ｘが形成されている。また、この循環流路Ｘの蒸発器３３の二次側の部分には、この部分の冷媒の過熱度を検出して、この過熱度が予め定めた許容範囲内の数値になるように第１膨張弁３２の開度を調節する第１感温筒３４が設けてある。
圧縮機１は、一方に吸込口２７、他方に吐出口２９を有し、かつスクリュロータ２２を収容したケーシング２５と一体的に形成されたモーターケーシング２６を有するハーメチックモータ２を駆動部とし、スクリュロータ２２とハーメチックモータ２のロータとは軸２４を共有している。また、モーターケーシング２６は冷却用ジャケット３を有し、モーターケーシング２６内の空間は圧縮機１の吸込口２７に連通している。
【００１０】
一方、第１膨張弁３２の一次側にて循環流路Ｘから第１分岐流路Ｙ1と第２分岐流路Ｚとが分岐している。第１分岐流路Ｙ1は、電磁式開閉弁４、絞り手段の一例であるオリフィス５を経由してモーターケーシング２６のスクリュロータ２２とは反対側に穿設した流入口６に至り、吸込口２７に連通したモーターケーシング２６内の空間に冷却用の冷媒液を噴射できるように形成したものである。なお、開閉弁４は、ハーメチックモータ２のコイル温度が一定温度を超えた場合に、このハーメチックモータ２から出力される異常信号を受けている場合にのみ開状態となるように設けられている。したがって、上記冷媒液は、循環流路Ｘを循環する冷媒の全量ではなく、その一部であり、かつ上記コイル温度が高い場合にのみ、即ち冷却が必要な場合にのみモーターケーシング２６内に噴射されるようになっている。
【００１１】
第２分岐流路Ｚは、第２膨張弁７を経て、冷却用ジャケット３の流入口８に至り、この冷却用ジャケット３の流出口９から延びて、圧縮機１の内部のガス圧縮空間部に連通するように形成したものである。また、流出口９と上記ガス圧縮空間部との間の第２分岐流路Ｚの部分には、この部分の冷媒の過熱度を検出して、この過熱度が予め定めた許容範囲内の数値になるように第２膨張弁７の開度を調節する第２感温筒１０が設けてある。そして、第２膨張弁７により温度降下させた冷媒を液状態で流入口８に導き、さらにこの冷媒を冷却用ジャケット３内に通し、流出口９からガス状態で流出させて、上記ガス圧縮空間に導くようになっている。
なお、油分離回収器３０の下部から流出した油の流れは、図１０に示す冷凍機の場合と同様である。
【００１２】
このように、この冷凍機では、液体状態で冷媒が流入する冷却用ジャケット３によりハーメチックモータ２のステータ部が効率よく冷却される。さらに、スクリュロータ２２により循環流路Ｘを循環する冷媒の全量がハーメチックモータ２内の空間部を通るのではなく、その一部が、ハーメチックモータ２のコイル温度を許容温度以下に保つために必要なときにのみ液体状態でハーメチックモータ２内に導かれるようになっており、無駄なく、ハーメチックモータ２の冷却が行われると同時に、スクリュロータ２２により吸い込まれる冷媒ガスの比容積も小さく保たれ、冷媒の実質循環流量が大きくなり、冷凍能力が向上するようになっている。
【００１３】
図３，４は、第１発明の第２の実施形態に係るスクリュ式冷凍機を示し、図１，２に示すスクリュ式冷凍機と互いに共通する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
この冷凍機では、２段形油冷式の圧縮機１１を用いており、圧縮機１１は、ケーシング２５Ａ内に第１スクリュロータ２２Ａを収容し、このケーシング２５Ａと一体的に形成したケーシング２５Ｂ内に第２スクリュロータ２２Ｂを収容したものである。また、第２分岐流路Ｚは、第２膨張弁７を経て、冷却用ジャケット３の流入口８に至り、この冷却用ジャケット３の流出口９から延びて、第１スクリュロータ２２Ａによるガス圧縮空間部、第２スクリュロータ２２Ｂによるガス圧縮空間部を含め、この両者の間のいずれかの部分、例えば第１スクリュロータ２２Ａと第２スクリュロータ２２Ｂとの間の中間流路の部分に連通するように形成したものである。また、図１に示す冷凍機と同様の第２感温筒１０が設けてある。
【００１４】
そして、この冷凍機の場合も上記第１実施形態の場合と同様に、ハーメチックモータ２を許容温度以下に保つために必要なときにだけハーメチックモータ２の空間部に導かれるようになっているため、無駄なくハーメチックモータ２の冷却が行われると同時に、第１スクリュロータ２２Ａにより吸い込まれる冷媒ガスの比容積も小さく保たれ、冷媒の実質循環流量が大きくなり、冷凍能力が向上するようになっている。
なお、第１発明は、オリフィス５を必ずしも必要とするものではなく、オリフィス５を備えないものをも含むものである。
【００１５】
図５，６は、第２発明の第１の実施形態に係るスクリュ式冷凍機を示し、図１，２に示すスクリュ式冷凍機とは、第１分岐流路Ｙ1に代えて第１分岐流路Ｙ2および逆止弁１２を設けた点を除き、他は実質的に同一であり、互いに対応する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
第１分岐流路Ｙ2は、蒸発器３３の二次側にて循環流路Ｘから分岐し、電磁式開閉弁４を経て流入口６に至っている。また、逆止弁１２は第１分岐流路Ｙ2の分岐点と吸込口２７との間に介設されている。
そして、この冷凍機の場合も図１，２に示す冷凍機の場合と同様に、無駄なくモータ２の冷却が行われると同時に、スクリュロータ２２による冷媒ガスの比容積も小さく保たれ、冷媒の実質循環流量が大きくなり、冷凍能力が向上するようになっている。
【００１６】
図７，８は、第２発明の第２の実施形態に係るスクリュ式冷凍機を示し、図３，４に示すスクリュ式冷凍機とは、第１分岐流路Ｙ1に代えて第１分岐流路Ｙ2および逆止弁１２を設けた点を除き、他は実質的に同一であり、互いに対応する部分については、同一番号を付して説明を省略する。
また、第１分岐流路Ｙ2、逆止弁１２については、図５，６に示す第１の実施形態の場合と同様であり、同様の働きをし、互いに対応する部分については同一番号が付してある。
なお、第２発明において、逆止弁１２は、必ずしも必要とするものではない。また、上記各実施形態では、冷却用ジャケット３の冷媒を流すようにしたものを示したが、本願各発明は、これに限定するものではなく、第２分岐流路Ｚを省き、冷却用ジャケット３に冷却水を流すようにしたスクリュ式冷凍機をも含むものである。
【００１７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、第１発明によれば、スクリュロータと共通の軸を有し、かつこのスクリュロータを収容するケーシングと一体的に形成されたモーターケーシングを有するとともに、このモーターケーシングに冷却用ジャケットを備えたハーメチックモータを駆動部とし、吸込口が上記モーターケーシング内の空間と連通している圧縮機と、油分離回収器と、凝縮器と、第１膨張弁と、蒸発器とを含む冷媒の閉じた循環流路を備えたスクリュ式冷凍機において、上記第１膨張弁の一次側にて上記循環流路から分岐し、上記モーターケーシングの上記スクリュロータとは反対側の内部空間に通じ、この内部空間を介して上記吸込口に通じる冷媒用第１分岐流路と、上記第１膨張弁の一次側にて、上記循環流路から分岐し、上記冷却用ジャケットに通じ、この冷却用ジャケットを介して上記圧縮機内のガス圧縮空間部に通じる冷媒用第２分岐流路と、上記第１分岐流路に介設され、上記ハーメチックモータのコイル温度が一定温度を超えた場合に、このハーメチックモータから出力される異常信号を受けている場合にのみ開状態となる開閉弁とを設けた構成としてある。
【００１８】
また、第２発明によれば、スクリュロータと共通の軸を有し、かつ上記スクリュロータを収容するケーシングと一体的に形成されたモーターケーシングを有するとともに、このモーターケーシングに冷却用ジャケットを備えたハーメチックモータを駆動部とし、吸込口が上記モーターケーシング内の空間と連通している圧縮機と、油分離回収器と、凝縮器と、第１膨張弁と、蒸発器とを含む冷媒の閉じた循環流路を備えたスクリュ式冷凍機において、上記蒸発器の二次側にて上記循環流路から分岐し、上記モーターケーシングの上記スクリュロータとは反対側の内部空間に通じ、この内部空間を介して上記吸込口に通じる冷媒用第１分岐流路と、上記第１膨張弁の一次側にて、上記循環流路から分岐し、上記冷却用ジャケットに通じ、この冷却用ジャケットを介して上記圧縮機内のガス圧縮空間部に通じる冷媒用第２分岐流路と、上記第１分岐流路に介設され、上記ハーメチックモータのコイル温度が一定温度を超えた場合に、このハーメチックモータから出力される異常信号を受けている場合にのみ開状態となる開閉弁とを設けた構成としてある。
【００１９】
このため、循環流路を循環する冷媒にすべてではなく、一部が、圧縮機駆動用のハーメチックモータのコイル温度を許容温度以下に保つために必要な場合にだけ液体状態でモータに導かれるようになっているため、無駄なく、かつ効率よくモータの冷却が行われると同時に、スクリュロータにより吸込まれる冷媒ガスの比容積も小さく保たれ、冷媒の実質循環流量が大きくなり、冷凍能力の向上が可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明の第１の実施形態に係るスクリュ式冷凍機の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す冷凍機における圧縮機の断面図である。
【図３】第１発明の第２の実施形態に係るスクリュ式冷凍機の全体構成を示す図である。
【図４】図３に示す冷凍機における圧縮機の断面図である。
【図５】第２発明の第１の実施形態に係るスクリュ式冷凍機の全体構成を示す図である。
【図６】図５に示す冷凍機における圧縮機の断面図である。
【図７】第２発明の第２の実施形態に係るスクリュ式冷凍機の全体構成を示す図である。
【図８】図７に示す冷凍機における圧縮機の断面図である。
【図９】従来の単段形油冷式スクリュ圧縮機の断面図である。
【図１０】図９に示す圧縮機を用いたスクリュ式冷凍機の全体構成を示す図である。
【図１１】従来の２段形油冷式スクリュ圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
１，１１  圧縮機                ２  ハーメチックモータ
３  冷却用ジャケット            ４  電磁式開閉弁
６  流入口                      ２２  スクリュロータ
２２Ａ  第１段スクリュロータ    ２２Ｂ  第２段スクリュロータ
２４，２４Ａ，２４Ｂ  軸        ２５，２５Ａ，２５Ｂ  ケーシング
２６  モーターケーシング        ２７  吸込口
３０  油分離回収器              ３１  凝縮器
３２  第１膨張弁                ３３  蒸発器
Ｙ  循環流路                    Ｙ1，Ｙ2  第１分岐流路
Ｚ  第２分岐流路
【図１】
0003541110.tif 000002
【図２】
0003541110.tif 000003
【図３】
0003541110.tif 000004
【図４】
0003541110.tif 000005
【図５】
0003541110.tif 000006
【図６】
0003541110.tif 000007
【図７】
0003541110.tif 000008
【図８】
0003541110.tif 000009
【図９】
0003541110.tif 000010
【図１０】
0003541110.tif 000011
【図１１】
0003541110.tif 000012