(57)【要約】【課題】複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現する。【解決手段】熱源ユニット２は、利用ユニット４、５が接続されることによって、冷媒として二酸化炭素を使用する冷媒回路１０を構成する熱源ユニットであって、ケーシング６１内に圧縮要素６２と圧縮要素６２を駆動する圧縮機モータ６３とが配置された複数の密閉式圧縮機２１、２２と、冷凍機油としてのポリアルキレングリコールと、圧縮機モータ６３からの漏れ電流を打ち消す電流打消装置９５とを備えている。【選択図】図１
2008025939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用ユニット（４、５）が接続されることによって、冷媒として二酸化炭素を使用する冷媒回路（１０）を構成する熱源ユニットであって、
ケーシング（６１）内に圧縮要素（６２）と前記圧縮要素を駆動するモータ（６３）とが配置された複数の密閉式圧縮機（２１、２２）と、
冷凍機油としてのポリアルキレングリコールと、
前記モータからの漏れ電流を打ち消す電流打消装置（９５）と、
を備えた熱源ユニット（２）。
【請求項２】
前記ケーシング（６１）内には、前記冷凍機油を溜めるための油溜まり部（６１ｄ）が形成されており、
前記モータ（６３）は、前記油溜まり部に溜まった前記冷凍機油に浸からないように配置されている、
請求項１に記載の熱源ユニット（２）。
【請求項３】
前記モータ（６３）は、前記圧縮要素（６２）よりも上側に配置されている、請求項２に記載の熱源ユニット（２）。
【請求項４】
前記圧縮要素（６２）は、内部にシリンダ室（７６、７７）が形成されたシリンダ（７２、７５）と、ローラ（７０ａ、７３ａ）と前記ローラに一体に形成されたブレード（７０ｂ、７３ｂ）とからなり前記シリンダ室内を吸入室（７６ａ、７７ａ）と吐出室（７６ｂ、７７ｂ）とに区画するピストン（７０、７３）と、前記ブレードを挟むブッシュ（７１、７４）とを有し、前記モータ（６３）によって前記ピストンが前記シリンダ室内で公転運動するように構成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の熱源ユニット（１）。
【請求項５】
前記モータ（６３）を制御するインバータ装置（９１）をさらに備えており、
前記電流打消装置（９５）は、前記インバータ装置に起因する高周波漏れ電流を打ち消す、
請求項１〜４のいずれかに記載の熱源ユニット（２）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の熱源ユニット（２）を備えた空気調和装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱源ユニット及びそれを備えた空気調和装置、特に、利用ユニットが接続されることによって、冷媒として二酸化炭素を使用する冷媒回路を構成する熱源ユニット及びそれを備えた空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
利用ユニットと熱源ユニットとを接続することにより冷媒回路を構成する、いわゆるセパレート型の空気調和装置においては、冷媒回路内に封入される冷媒として、ＣＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒、ＨＦＣ系冷媒が使用されている。しかし、環境問題の観点から、セパレート型の空気調和装置においても、環境への影響の小さい自然冷媒の使用が検討されており、特に、不燃性でかつ毒性のない二酸化炭素の使用が有望視されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述のセパレート型の空気調和装置において、二酸化炭素を冷媒として使用する場合には、冷凍サイクルが高圧化するため、圧縮機内の潤滑を確保するために高粘性の冷凍機油を使用することが望ましく、これに適した冷凍機油として、ポリアルキレングリコール（以下、ＰＡＧとする）がある。
【０００４】
一方、ＰＡＧは、導電性が高いため、熱源ユニットに内蔵される圧縮機が密閉式圧縮機である場合には、漏れ電流が大きくなり不向きであるが、二酸化炭素を冷媒として使用する場合には、冷凍サイクルの高圧化に伴い圧縮機内のシール性が要求されるため、密閉式圧縮機を使用することが望ましい。
【０００５】
そして、圧縮機内の潤滑及びシール性の確保を重視して、密閉式圧縮機が内蔵された熱源ユニットにおいて、冷凍機油としてＰＡＧを使用すると、圧縮機内に内蔵されたモータからの漏れ電流が大きくなるという問題が生じることになる。特に、複数の利用ユニットが接続されることを想定した大容量の熱源ユニットを構成する際には、複数の圧縮機がユニット内に内蔵されることになるため、モータからの漏れ電流が過大になってしまい、運転そのものが困難になるおそれがある。このため、複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することが困難である。
【０００６】
本発明の課題は、複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明にかかる熱源ユニットは、利用ユニットが接続されることによって、冷媒として二酸化炭素を使用する冷媒回路を構成する熱源ユニットであって、ケーシング内に圧縮要素と圧縮要素を駆動するモータとが配置された複数の密閉式圧縮機と、冷凍機油としてのポリアルキレングリコールと、モータからの漏れ電流を打ち消す電流打消装置とを備えている。
【０００８】
この熱源ユニットでは、冷媒として二酸化炭素を使用する場合において、冷凍機油としてポリアルキレングリコール（以下、ＰＡＧとする）を使用することで圧縮機内の潤滑を確保し、そして、複数の圧縮機として密閉式圧縮機を使用することで圧縮機内のシール性を確保するとともに、電流打消装置を設けることでモータからの漏れ電流の増加を抑えることができる。これにより、複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することができる。
【０００９】
第２の発明にかかる熱源ユニットは、第１の発明にかかる空気調和装置の熱源ユニットにおいて、ケーシング内には、冷凍機油を溜めるための油溜まり部が形成されている。モータは、油溜まり部に溜まった冷凍機油に浸からないように配置されている。
【００１０】
この熱源ユニットでは、モータが油溜まり部に溜まった冷凍機油に浸からないように配置されているため、モータからの漏れ電流の増加をさらに抑えることができる。
【００１１】
第３の発明にかかる熱源ユニットは、第２の発明にかかる空気調和装置の熱源ユニットにおいて、モータは、圧縮要素よりも上側に配置されている。
【００１２】
この熱源ユニットでは、モータが圧縮要素よりも上側に配置されているため、モータからの漏れ電流の増加をさらに抑えることができる。
【００１３】
第４の発明にかかる熱源ユニットは、第１〜第３の発明のいずれかにかかる空気調和装置の熱源ユニットにおいて、圧縮要素は、内部にシリンダ室が形成されたシリンダと、ローラとローラに一体に形成されたブレードとからなりシリンダ室内を吸入室と吐出室とに区画するピストンと、ブレードを挟むブッシュとを有し、モータによってピストンがシリンダ室内で公転運動するように構成されている。
【００１４】
この熱源ユニットでは、圧縮要素がシリンダと、ローラとブレードとが一体に形成されたピストンと、ブッシュとを有する、いわゆるスイング圧縮機を構成するものである。このため、この圧縮要素は、摩擦損失や動力損失が他の型式の容積式の圧縮要素に比べて比較的小さく、ユニット内に小型の圧縮機を複数内蔵させるのに向いている。一方、この圧縮要素では、ローラとブレードとが一体に形成されていることから、ピストンとブッシュとの間の摺動が大きく、二酸化炭素を冷媒として使用することによる高圧化に起因して、ピストンとブッシュとの間の摺動負荷の増加や焼き付き等の問題が発生しやすくなる傾向にある。しかし、この熱源ユニットでは、冷凍機油としてＰＡＧを使用しており、ピストンとブッシュとの間の潤滑を十分に確保できるようになっているため、スイング圧縮機の採用によって複数の圧縮機をユニット内に内蔵させるのを容易にしつつ、スイング圧縮機の採用により懸念されるピストンとブッシュとの間の摺動負荷の増加や焼き付き等の問題が発生するのを抑えることができる。
【００１５】
第５の発明にかかる熱源ユニットは、第１〜第４の発明のいずれかにかかる空気調和装置の熱源ユニットにおいて、モータを制御するインバータ装置をさらに備えており、電流打消装置は、インバータ装置に起因する高周波漏れ電流を打ち消す。
【００１６】
この熱源ユニットでは、密閉式圧縮機に内蔵されたモータがインバータ装置によって制御されるものであるため、このインバータ装置からモータに出力される電圧に起因する高周波漏れ電流が発生する。このため、この熱源ユニットのように、複数の密閉式圧縮機を備える場合には、モータからの漏れ電流の増加が著しくなる。しかし、この熱源ユニットでは、電流打消装置を備えているため、この高周波漏れ電流に起因する漏れ電流の増加を抑えることができる。これにより、インバータ装置によって制御されるモータが内蔵された複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することができる。
【００１７】
第６の発明にかかる空気調和装置は、第１〜第５の発明のいずれかにかかる熱源ユニットを備えている。
【００１８】
この空気調和装置では、第１〜第５の発明のいずれかにかかる熱源ユニットを備えているため、複数の利用ユニットを接続することにより、冷媒として二酸化炭素を使用する大容量の冷媒回路を構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２０】
第１の発明では、複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することができる。
【００２１】
第２の発明では、モータからの漏れ電流の増加をさらに抑えることができる。
【００２２】
第３の発明では、モータからの漏れ電流の増加をさらに抑えることができる。
【００２３】
第４の発明では、スイング圧縮機の採用によって複数の圧縮機をユニット内に内蔵させるのを容易にしつつ、スイング圧縮機の採用により懸念されるピストンとブッシュとの間の摺動負荷の増加や焼き付き等の問題が発生するのを抑えることができる。
【００２４】
第５の発明では、インバータ装置によって制御されるモータが内蔵された複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することができる。
【００２５】
第６の発明では、冷媒として二酸化炭素を使用する大容量の冷媒回路を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面に基づいて、本発明にかかる熱源ユニット及びそれを備えた空気調和装置の実施形態について説明する。
【００２７】
（１）空気調和装置の構成
＜空気調和装置の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる熱源ユニット及びそれを備えた空気調和装置１の概略構成図である。本実施形態において、空気調和装置１は、室内の冷房に使用される装置であり、主として、１台の熱源ユニット２と、複数（ここでは、２台）の利用ユニット４、５と、熱源ユニット２と利用ユニット４、５とを接続する冷媒連絡管６、７とを備えた、いわゆるマルチ型の空気調和装置である。そして、本実施形態の空気調和装置１の冷媒回路１０は、熱源ユニット２と、利用ユニット４、５とが冷媒連絡管６、７を介して接続されることによって構成されている。そして、冷媒回路１０内には、二酸化炭素が冷媒として封入されている。このため、本実施形態の空気調和装置１では、冷媒としての二酸化炭素を臨界圧力以上になるまで圧縮して冷凍サイクル運転が行われる。
【００２８】
＜利用ユニット＞
利用ユニット４、５は、冷媒連絡管６及び冷媒連絡管７を介して熱源ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。
【００２９】
次に、利用ユニット４、５の構成について説明する。尚、利用ユニット４と利用ユニット５とは同様の構成であるため、ここでは、利用ユニット４の構成のみ説明し、利用ユニット５の構成については、それぞれ、利用ユニット４の各部を示す４０番台の符号の代わりに５０番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
【００３０】
利用ユニット４は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する利用側冷媒回路１０ｂを有している。この利用側冷媒回路１０ｂは、主として、冷媒を減圧する利用側膨張機構４１と、利用側熱交換器４２とを有している。
【００３１】
本実施形態において、利用側膨張機構４１は、利用側冷媒回路１０ｂ内を流れる冷媒の流量の調節等を行う電動膨張弁であり、その一端が冷媒連絡管６に接続され、その他端が利用側熱交換器４２に接続されている。
【００３２】
本実施形態において、利用側熱交換器４２は、冷媒の加熱器として機能する熱交換器である。利用側熱交換器４２は、その一端が冷媒連絡管７に接続され、その他端が利用側膨張機構４１に接続されている。
【００３３】
利用ユニット４は、本実施形態において、ユニット内に室内空気を吸入して、熱交換した後に、室内に供給するための室内ファン４３を備えており、室内空気と利用側熱交換器４２を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。室内ファン４３は、ファンモータ４３ａによって回転駆動されるようになっている。
【００３４】
また、利用ユニット４は、利用ユニット４を構成する各部の動作を制御する利用側制御部４４を備えている。そして、利用側制御部４４は、利用ユニット４の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、利用ユニット４を個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとりを行ったり、熱源ユニット２の熱源側制御部２８（後述）との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
【００３５】
＜熱源ユニット＞
熱源ユニット２は、冷媒連絡管６及び冷媒連絡管７を介して利用ユニット４、５に接続されており、利用ユニット４、５の間で冷媒回路１０を構成している。
【００３６】
次に、熱源ユニット２の構成について説明する。熱源ユニット２は、主として、冷媒回路１０の一部を構成する熱源側冷媒回路１０ａを有している。この熱源側冷媒回路１０ａは、主として、複数（ここでは、２台）の圧縮機２１、２２と、熱源側熱交換器２３と、冷媒を減圧する膨張機構としての熱源側膨張機構２４と、閉鎖弁２５、２６とを有している。
【００３７】
本実施形態において、熱源側熱交換器２３は、冷媒の冷却器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器２３は、その一端が圧縮機２１、２２の吐出側に接続され、その他端が熱源側膨張機構２４に接続されている。
【００３８】
本実施形態において、熱源側膨張機構２４は、電動膨張弁であり、その一端が熱源側熱交換器２３の他端に接続され、その他端が閉鎖弁２５に接続されている。
【００３９】
熱源ユニット２は、本実施形態において、ユニット内に室外空気を吸入して、熱交換した後に、室外に排出するための室外ファン２７を備えており、室外空気と熱源側熱交換器２３を流れる冷媒とを熱交換させることが可能である。室外ファン２７は、ファンモータ２７ａによって回転駆動されるようになっている。
【００４０】
閉鎖弁２５、２６は、外部の機器・配管（具体的には、冷媒連絡管６、７）との接続口に設けられた弁である。閉鎖弁２５は、熱源側膨張機構２４に接続されている。閉鎖弁２６は、圧縮機２１、２２の吸入側に接続されている。
【００４１】
圧縮機２１、２２は、低圧のガス冷媒を臨界圧力（二酸化炭素の臨界圧力は、７．３８ＭＰａ）以上になるまで圧縮するための圧縮機である。尚、本実施形態では、熱源ユニット２内に２台の圧縮機２１、２２が設けられているが、これに限定されず、利用ユニットの接続台数等に応じて、３台以上の圧縮機が並列に接続されていてもよい。
【００４２】
次に、圧縮機２１、２２の構成について、図２〜図４を用いて説明する。尚、圧縮機２１と圧縮機２２とは同様の構成であるため、ここでは、圧縮機２１の構成のみ説明し、圧縮機２２の構成については、それぞれ、圧縮機２２の各部を示す符号と同じ符号が付されるものとして、各部の説明を省略する。ここで、図２は、圧縮機２１の概略縦断面図である。図３は、圧縮機２１の概略横断面図であって、図２のＡ−Ａ断面に相当する図である。図４は、圧縮機２１の概略横断面図であって、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図である。
【００４３】
圧縮機２１は、本実施形態において、縦型円筒形状の容器であるケーシング６１内に、圧縮要素６２及び圧縮機モータ６３が内蔵された密閉式圧縮機である。
【００４４】
ケーシング６１は、略円筒形状の胴板６１ａと、胴板６１ａの上端に溶接固定された上部鏡板６１ｂと、胴板６１ａの下端に溶接固定された下部鏡板６１ｃとを有している。そして、このケーシング６１内には、主として、下部に圧縮要素６２が配置され、圧縮要素よりも上側に圧縮機モータ６３が配置されている。圧縮要素６２と圧縮機モータ６３とは、ケーシング６１内を上下方向に延びるように配置されるクランク軸６４によって連結されている。また、本実施形態において、ケーシング６１の下部には、圧縮機２１内（特に、圧縮要素６２）の潤滑に必要な冷凍機油を溜めるための油溜まり部６１ｄが形成されている。そして、冷凍機油としては、二酸化炭素を冷媒として使用することを考慮して、高粘性の特性を有するポリアルキレングリコール（以下、ＰＡＧとする）が使用されている。
【００４５】
圧縮要素６２は、スイング圧縮機を構成する圧縮要素であり、本実施形態において、主として、クランク軸６４と、フロントヘッド６５と、第１圧縮要素６６と、中間ヘッド６７と、第２圧縮要素６８と、リアヘッド６９とを有している。ここで、第１圧縮要素６６は、フロントヘッド６５と中間ヘッド６７との上下方向間に挟まれるように配置されており、主として、第１ピストン７０と、第１ブッシュ７１と、第１シリンダ７２とから構成されている。また、第２圧縮要素６８は、中間ヘッド６７とリアヘッド６９との上下方向間に挟まれるように配置されており、主として、第２ピストン７３と、第２ブッシュ７４と、第２シリンダ７５とから構成されている。本実施形態において、フロントヘッド６５と第１シリンダ７２と中間ヘッド６７と第２シリンダ７５とリアヘッド６９とは、複数のボルト（図示せず）によって締結されて一体化されている。尚、本実施形態において、圧縮要素６２としてスイング圧縮機を構成する圧縮要素を選択するのは、摩擦損失や動力損失が他の型式の容積式の圧縮要素に比べて比較的小さく、熱源ユニット２内に小型の圧縮機を複数台（ここでは、圧縮機２１、２２の２台）内蔵させるのに向いているからである。
【００４６】
第１シリンダ７２には、シリンダ孔７２ａ、吸入孔７２ｂ、吐出路７２ｃおよびブレード収容孔７２ｄが形成されている。シリンダ孔７２ａは、回転軸線Ｏに沿って貫通する円柱状の孔である。吸入孔７２ｂは、外周面７２ｅからシリンダ孔７２ａに貫通している。吐出路７２ｃは、シリンダ孔７２ａを形成する円筒部の内周側の一部が切り欠かれることによって形成されている。ブレード収容孔７２ｄは、第１ピストン７０のブレード部７０ｂ（後述）を収容するための孔であり、第１シリンダ７２の板厚方向に沿って貫通している。ブレード収容孔７２ｄの回転軸線Ｏ側の部分は、第１ブッシュ７１を収容しており、第１ブッシュ７１と摺動する。そして、第１シリンダ７２のシリンダ孔７２ａには、クランク軸６４の第１偏心軸部６４ａ及び第１ピストン７０のローラ７０ａ（後述）が収容されており、ブレード収容孔７２ｄには、第１ピストン７０のブレード部７０ｂ及び第１ブッシュ７１が収容された状態で、吐出路７２ｃがフロントヘッド６５側を向くようにしてフロントヘッド６５と中間ヘッド６７との間に挟まれている。これにより、第１圧縮要素６２には、シリンダ室７６が形成され、このシリンダ室７６は、第１ピストン７０によって吸入孔７２ｂと連通する吸入室７６ａと、吐出路７２ｃと連通する吐出室７６ｂとに区画されることになる。
【００４７】
第１ピストン７０は、円筒状のローラ７０ａと、ローラ７０ａに一体に形成されておりローラ７０ａの径方向外側に突出するブレード７０ｂとを有している。このローラ７０ａは、クランク軸６４の第１偏心軸部６４ａに嵌合された状態で第１シリンダ７２のシリンダ孔７２ａに挿入されている。これにより、ローラ７０ａは、クランク軸６４が回転すると、クランク軸６４の回転軸線Ｏを中心とした公転運動を行うことになる。また、ブレード７０ｂは、ブレード収容孔７２ｄに収容されている。これにより、ブレード７０ｂは、揺動すると同時に長手方向に沿って第１ブッシュ７１及びブレード収容孔７２ｄに対して進退運動を行うことになる。
【００４８】
第１ブッシュ７１は、略半円柱状の一対の部材であって、第１ピストン７０のブレード７０ｂを挟むようにしてブレード収容孔７２ｄに収容されている。
【００４９】
フロントヘッド６５は、第１シリンダ７２の吐出路７２ｃ側を覆う部材であって、ケーシング６１に嵌合されている。このフロントヘッド６５には軸受部６５ａが形成されており、この軸受部６５ａにはクランク軸６４が挿入されている。また、このフロントヘッド６５には、第１シリンダ７２に形成された吐出路７２ｃを通って流入するガス冷媒を吐出管８５（後述）に導くための開口６５ｂが形成されている。そして、この開口６５ｂは、ガス冷媒の逆流を防止するための吐出弁（図示せず）により閉塞されたり開放されたりするようになっている。
【００５０】
中間ヘッド６７は、第１シリンダ７２を挟んでフロントヘッド６５と対向する部材であり、第１シリンダ７２の下方を覆っている。この中間ヘッド６７には、軸受部６７ａが形成されており、この軸受部６７ａにはクランク軸６４が挿入されている。
【００５１】
第２シリンダ７５には、第１シリンダ７２と同様に、シリンダ孔７５ａ、吸入孔７５ｂ、吐出路７５ｃおよびブレード収容孔７５ｄが形成されている。シリンダ孔７５ａは、回転軸線Ｏに沿って貫通する円柱状の孔である。吸入孔７５ｂは、外周面７５ｅからシリンダ孔７５ａに貫通している。吐出路７５ｃは、シリンダ孔７５ａを形成する円筒部の内周側の一部が切り欠かれることによって形成されている。ブレード収容孔７５ｄは、第２ピストン７３のブレード部７３ｂ（後述）を収容するための孔であり、第２シリンダ７５の板厚方向に沿って貫通している。ブレード収容孔７５ｄの回転軸線Ｏ側の部分は、第２ブッシュ７４を収容しており、第２ブッシュ７４と摺動する。そして、第２シリンダ７５のシリンダ孔７５ａには、クランク軸６４の第２偏心軸部６４ｂ及び第２ピストン７３のローラ７３ａ（後述）が収容されており、ブレード収容孔７５ｄには、第２ピストン７３のブレード部７３ｂ及び第２ブッシュ７４が収容された状態で、吐出路７５ｃがリアヘッド６９側を向くようにしてリアヘッド６９と中間ヘッド６７との間に挟まれている。これにより、第２圧縮要素６８には、シリンダ室７７が形成され、このシリンダ室７７は、第２ピストン７３によって吸入孔７５ｂと連通する吸入室７７ａと、吐出路７５ｃと連通する吐出室７７ｂとに区画されることになる。尚、第２偏心軸部６４ｂと第１偏心軸部６４ａとは、１８０度位相をずらして設けられている。
【００５２】
第２ピストン７３は、第１ピストン７０と同様に、円筒状のローラ７３ａと、ローラ７３ａに一体に形成されておりローラ７３ａの径方向外側に突出するブレード７３ｂとを有している。このローラ７３ａは、クランク軸６４の第２偏心軸部６４ｂに嵌合された状態で第２シリンダ７５のシリンダ孔７５ａに挿入されている。これにより、ローラ７３ａは、クランク軸６４が回転すると、クランク軸６４の回転軸線Ｏを中心とした公転運動を行うことになる。また、ブレード７３ｂは、ブレード収容孔７５ｄに収容されている。これにより、ブレード７３ｂは、揺動すると同時に長手方向に沿って第２ブッシュ７４及びブレード収容孔７５ｄに対して進退運動を行うことになる。尚、上述のように、第２偏心軸部６４ｂと第１偏心軸部６４ａとは１８０度位相がずれているため、例えば、第１ピストン７０のブレード７０ｂが第１シリンダ７２のブレード収容孔７２ｄに最も深く挿入された状態になる場合には、第２ピストン７３のブレード７３ｂが第２シリンダ７５のブレード収容孔７５ｄに最も浅く挿入された状態になることになる。
【００５３】
第２ブッシュ７４は、第１ブッシュ７１と同様に、略半円柱状の一対の部材であって、第２ピストン７３のブレード７３ｂを挟むようにしてブレード収容孔７５ｄに収容されている。
【００５４】
リアヘッド６９は、第２シリンダ７５の吐出路７５ｃ側を覆う部材であって、ケーシング６１に嵌合されている。このリアヘッド６９には軸受部６９ａが形成されており、この軸受部６９ａにはクランク軸６４が挿入されている。また、このリアヘッド６９には、第２シリンダ７５に形成された吐出路７５ｃを通って流入するガス冷媒を吐出管８５（後述）に導くための開口６９ｂが形成されている。そして、この開口６９ｂは、ガス冷媒の逆流を防止するための吐出弁（図示せず）により閉塞されたり開放されたりするようになっている。
【００５５】
クランク軸６４には、その下部に、上述の偏心軸部６４ａ、６４ｂが設けられており、偏心軸部６４ａ、６４ｂが設けられていない上部は、圧縮機モータ６３のロータ８０（後述）に固定されている。また、クランク軸６４には、油溜まり部６１ｄに開口するとともに、各シリンダ室７６、７７に連通する油路６４ｃが形成されている。そして、油路６４ｃの下端には、油溜まり部６１ｄに溜まった油路６４ｃを介して各シリンダ室７６、７７に供給するポンプ要素７８が設けられている。
【００５６】
圧縮機モータ６３は、本実施形態において、直流モータであり、主として、ケーシング６１の内面に固定された環状のステータ７９と、ステータ７９の内側に僅かな隙間を空けて回転自在に収容されたロータ８０とから構成されている。ステータ７９には、銅線が巻回されており、上方および下方にコイルエンド７９ａが形成されている。ロータ８０の中央には、回転軸線Ｏに沿うようにクランク軸６４が固定されている。圧縮機モータ６３のステータ７９に巻回されている銅線は、ケーシング６１に設けられたターミナル８６に接続され電源供給されるようになっている。また、ケーシング６１は、図２〜図４には図示しないアースＥ（図６、７及び８参照）に接地されている。
【００５７】
また、ケーシング６１には、胴板６１ａを貫通するように第１及び第２吸入管８１、８２が設けられている。第１吸入管８１は、その一端が第１シリンダ７２の吸入孔７２ｂに連通しており、その他端がケーシング６１の外部に取り付けられたアキュムレータ８３内に連通している。第２吸入管８２は、その一端が第２シリンダ７５の吸入孔７５ｂに連通しており、その他端がケーシング６１の外部に取り付けられたアキュムレータ８３内に連通している。また、アキュムレータ８３には、吸入管８４が設けられている。さらに、ケーシング６１には、上部鏡板６１ｂを貫通するように吐出管８５が設けられている。
【００５８】
このように、圧縮機２１、２２は、本実施形態において、スイング圧縮機を構成する２つの圧縮要素６６、６８を有する２シリンダ型の密閉式スイング圧縮機である。そして、この圧縮機２１、２２において、圧縮機モータ６３によって各圧縮要素６６、６８のピストン７０、７３（より具体的には、ローラ７０ａ、７３ａ）をシリンダ室７６、７７内で公転運動させると、低圧のガス冷媒は、吸入管８４、アキュムレータ８３及び各吸入管８１、８２を介して、各吸入孔７２ｂ、７５ｂからシリンダ室７６、７７内に流入し、各ローラ７０ａ、７３ａによって圧縮される。そして、第１圧縮要素６６のローラ７０ａによって圧縮された高圧のガス冷媒は、第１シリンダ７２の吐出路７２ｃを介してフロントヘッド６５の開口６５ｂから圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出される。また、第２圧縮要素６８のローラ７３ａによって圧縮された高圧のガス冷媒は、第２シリンダ７５の吐出路７５ｃを介してリアヘッド６９の開口６９ｂから圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出される。さらに、第１圧縮要素６６から圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出された高圧のガス冷媒と第２圧縮要素６８から圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出された高圧のガス冷媒とは、ケーシング６１内の空間において合流して吐出管８５から吐出されるようになっている。
【００５９】
また、熱源ユニット２は、熱源ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部２８を備えている。そして、熱源側制御部２８は、熱源ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等を有しており、利用ユニット４、５の利用側制御部４４、５４との間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。すなわち、利用側制御部４４、５４と熱源側制御部２８とによって、空気調和装置１の運転制御を行う運転制御手段としての制御部８が構成されている。
【００６０】
制御部８は、図５に示されるように、各種機器及び弁２１、２２、２７、４３、５３を制御することができるように接続されている。ここで、図５は、本実施形態にかかる空気調和装置１の制御ブロック図である。
【００６１】
また、本実施形態において、各圧縮機２１、２２の圧縮機モータ６３は、図５に示されるように、インバータ装置９１によって制御されるようになっている。このため、両圧縮機２１、２２は、運転容量を可変することが可能である。
【００６２】
次に、インバータ装置９１について、図６を用いて説明する。ここで、図６は、電流打消装置９５（後述）を含むインバータ装置９１の概略電気回路図である。
【００６３】
インバータ装置９１は、主に、整流回路９２と、整流回路９２の出力側に接続されたスイッチング回路９３とを有している。整流回路９２は、交流電源９４に接続されており、交流電源９４の交流電圧を直流電圧に変換する機能を有している。スイッチング回路９３は、整流回路９２から供給される直流電圧を三相の高周波電圧に変換し、圧縮機モータ６３に出力する機能を有している。
【００６４】
一方、各圧縮機２１、２２のケーシング６１はアースＥに接続されており、圧縮機モータ６３とケーシング６１との間には浮遊容量Ｃが存在するが、圧縮機２１、２２の運転中には、この浮遊容量Ｃを介して零相電圧が発生し、これにより、浮遊容量ＣからアースＥに向かって高周波漏れ電流ｉ１が流れることになる。この高周波漏れ電流ｉ１は、圧縮機２１、２２内の冷媒や冷凍機油の導電性に応じて変化するものである。このため、本実施形態のように、導電性の高いＰＡＧを冷凍機油として使用している場合には、高周波漏れ電流ｉ１が大きくなる傾向にある。
【００６５】
そこで、インバータ装置９１には、このような高周波漏れ電流ｉ１に起因して圧縮機モータ６３からの漏れ電流が大きくなるのを抑えるために、電流打消装置９５及び漏れ電流信号検出器９６がさらに設けられている。漏れ電流信号検出器９６は、高周波漏れ電流ｉ１を検出するためのものであり、図６においては、交流電源９４と整流回路９２との間に設けられている。電流打消装置９５は、漏れ電流信号検出器９６で検出される高周波漏れ電流ｉ１に相似する波形の打ち消し電流ｉ２を発生する増幅回路であり、打ち消し電流ｉ２を整流回路９２とスイッチング回路９３との間に出力する機能を有している。この電流打消装置９５は、アースＥにも接続されているため、結果的に、高周波漏れ電流ｉ１から打ち消し電流ｉ２分だけ相殺して、浮遊容量ＣからアースＥに流れる漏れ電流ｉ３を小さくすることができる。尚、漏れ電流信号検出器９６は、図６に示すように、交流電源９４と整流回路９２との間に設ける場合の他、図７に示されるように、スイッチング回路９３と圧縮機モータ６３との間に設けたり、図８に示されるように、整流回路９２とスイッチング回路９３との間に設けてもよい。ここで、図７及び図８は、電流打消装置９５を含むインバータ装置の概略電気回路図の変形例である。
【００６６】
＜冷媒連絡管＞
冷媒連絡管６、７は、空気調和装置１を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。
【００６７】
以上のように、利用側冷媒回路１０ｂ、１０ｃと、複数（ここでは、２台）の圧縮機２１、２２を有する熱源側冷媒回路１０ａと、冷媒連絡管６、７とが接続されて、冷媒として二酸化炭素として使用しかつ冷凍機油としてＰＡＧを使用する空気調和装置１の冷媒回路１０が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置１は、利用側制御部４４、５４と熱源側制御部２８と伝送線８ａとから構成される制御部８によって、熱源ユニット２及び利用ユニット４、５の各機器の制御を行って、冷房運転、すなわち、熱源側熱交換器２３を冷媒の冷却器として機能させ、かつ、利用側熱交換器４２、５２を冷媒の加熱器として機能させる冷凍サイクル運転を行うことができるようになっている。
【００６８】
（２）空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置１の動作について説明する。
【００６９】
＜全体的な動作＞
まず、閉鎖弁２５、２６を全開状態として、リモコン等から運転指令がされると、圧縮機２１、２２の圧縮機モータ６３、室外ファン２７のファンモータ２７ａ、室内ファン４３、５３のファンモータ４３ａ、５３ａが起動する。すると、低圧のガス冷媒は、圧縮機２１、２２に吸入されて臨界圧力以上になるまで圧縮されて高圧のガス冷媒となる。
【００７０】
その後、各圧縮機２１、２２から吐出された高圧のガス冷媒は、合流した後に熱源側熱交換器２３に送られて、室外ファン２７によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却される。そして、熱源側熱交換器２３において冷却された高圧の冷媒は、熱源側膨張機構２４、閉鎖弁２５及び冷媒連絡管６を介して、利用ユニット４、５に送られる。この利用ユニット４、５に送られた高圧の冷媒は、各利用側膨張機構４１、５１によって圧縮機２１の吸入圧力（すなわち、上述の低圧のガス冷媒の圧力）近くまで減圧されて低圧の気液二相状態の冷媒となった後に、各利用側熱交換器４２、５２に送られ、各利用側熱交換器４２、５２において室内空気と熱交換を行って加熱されて蒸発して低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、冷媒連絡管７を介して熱源ユニット２に送られ、閉鎖弁２６を介して、再び、各圧縮機２１、２２に吸入される。
【００７１】
＜圧縮機の動作＞
次に、上述の運転中における圧縮機２１、２２の動作について詳述する。
【００７２】
圧縮機２１、２２においては、圧縮機モータ６３によって各圧縮要素６６、６８のピストン７０、７３（より具体的には、ローラ７０ａ、７３ａ）がシリンダ室７６、７７内で公転運動しているため、吸入管８４、アキュムレータ８３及び各吸入管８１、８２を介して各吸入孔７２ｂ、７５ｂからシリンダ室７６、７７内に流入した低圧のガス冷媒は、各ローラ７０ａ、７３ａによって圧縮されている。そして、第１圧縮要素６６のローラ７０ａによって圧縮された高圧のガス冷媒は、第１シリンダ７２の吐出路７２ｃを介してフロントヘッド６５の開口６５ｂから圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出されている。また、第２圧縮要素６８のローラ７３ａによって圧縮された高圧のガス冷媒は、第２シリンダ７５の吐出路７５ｃを介してリアヘッド６９の開口６９ｂから圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出されている。さらに、第１圧縮要素６６から圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出された高圧のガス冷媒と第２圧縮要素６８から圧縮要素６２の外部のケーシング６１内の空間に吐出された高圧のガス冷媒とは、ケーシング６１内の空間において合流して吐出管８５から吐出されている。
【００７３】
このとき、冷媒の温度も圧縮に伴って上昇することになるが、本実施形態のように、冷媒として二酸化炭素を使用する場合には、ＣＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒やＨＦＣ系冷媒を使用する場合に比べて吸入圧力と吐出圧力との差が大きくなることから、その温度上昇の程度も大きくなり、吐出圧力だけでなく吐出温度も高温になる。一方、本実施形態の圧縮機２１、２２として採用されているスイング圧縮機においては、ローラとブレードとが一体に形成されたピストンを圧縮要素として使用していることから、第１ピストン７０（より具体的には、ブレード７０ｂ）と第１ブッシュ７１との間及び第２ピストン７３（より具体的には、ブレード７３ｂ）と第２ブッシュ７４との間の摺動が大きく、二酸化炭素を冷媒として使用することによる高圧化に起因して、ピストンとブッシュとの間の摺動負荷の増加や焼き付き等の問題が発生しやすくなる傾向にある。しかし、本実施形態では、高温における粘性が高いＰＡＧを冷凍機油として使用しており、ポンプ要素７８によって油路６４ｃを介してケーシング６１の下部の油溜まり部６１ｄから各シリンダ室７６、７７内に冷凍機油を供給して潤滑を行うだけで、第１ピストン７０（より具体的には、ブレード７０ｂ）と第１ブッシュ７１との間及び第２ピストン７３（より具体的には、ブレード７３ｂ）と第２ブッシュ７４との間の潤滑を行うことができるため、スイング圧縮機の採用により懸念されるピストンとブッシュとの間の摺動負荷の増加や焼き付き等の問題が発生するのを抑えることができるようになっている。
【００７４】
しかし、本実施形態においては、冷凍機油としてＰＡＧを使用することによって圧縮機２１、２２内の潤滑を確保できるというメリットが得られる反面で、ＰＡＧの導電性が高く、また、本実施形態のように、複数の密閉式の圧縮機２１、２２を有するとともに、各圧縮機２１、２２に内蔵される圧縮機モータ６３がそれぞれインバータ装置９１によって制御されるようになっていることから、インバータ装置９１から圧縮機モータ６３に出力される高周波電圧に起因する高周波漏れ電流ｉ１が増加する傾向にある。
【００７５】
このため、本実施形態の熱源ユニット２では、インバータ装置９１に電流打消装置９５が設けられており、浮遊容量ＣからアースＥに向かって流れる高周波漏れ電流ｉ１が増加する傾向にあるにもかかわらず、最終的に、アースＥから漏れる漏れ電流ｉ３が増加しないようにしている。
【００７６】
これにより、本実施形態では、冷凍機油としてＰＡＧを使用することで圧縮機２１、２２内の潤滑を確保し、そして、複数の圧縮機２１、２２として密閉式圧縮機を使用することで圧縮機２１、２２内のシール性を確保するとともに、電流打消装置９５を設けることで圧縮機モータ６３からの漏れ電流ｉ３の増加を抑えることができるようになっている。
【００７７】
しかも、本実施形態では、圧縮機モータ６３がケーシング６１内の油溜まり部６１ｄに溜まった冷凍機油に浸からないように配置されており、しかも、圧縮機モータ６３が圧縮要素６２よりも上側に配置されているため、高周波漏れ電流ｉ１自体を小さくすることができ、圧縮機モータ６３からの漏れ電流ｉ３の増加をさらに抑えることができるようになっている。
【００７８】
（３）空気調和装置の特徴
本実施形態の空気調和装置１には、以下のような特徴がある。
【００７９】
（Ａ）
本実施形態の熱源ユニット２では、冷媒として二酸化炭素を使用する場合において、冷凍機油としてＰＡＧを使用することで圧縮機２１、２２内の潤滑を確保し、そして、複数の圧縮機２１、２２として密閉式圧縮機を使用することで圧縮機２１、２２内のシール性を確保するとともに、電流打消装置９５を設けることで圧縮機モータ６３からの漏れ電流ｉ３の増加を抑えることができる。これにより、複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することができるようになっている。
【００８０】
そして、本実施形態の空気調和装置１では、上述のような熱源ユニット２を備えているため、複数の利用ユニット４、５を接続することにより、冷媒として二酸化炭素を使用する大容量の冷媒回路１０を構成することができるようになっている。
【００８１】
（Ｂ）
本実施形態の熱源ユニット２では、圧縮機モータ６３が油溜まり部６１ｄに溜まった冷凍機油に浸からないように配置されており、しかも、圧縮機モータ６３が圧縮要素６２よりも上側に配置されているため、圧縮機モータからの漏れ電流の増加をさらに抑えることができるようになっている。
【００８２】
（Ｃ）
本実施形態の熱源ユニット２では、圧縮要素６２がシリンダ７２、７５と、ローラ７０ａ、７３ａとブレード７０ｂ、７３ｂとが一体に形成されたピストン７０、７３と、ブッシュ７１、７４とを有する、いわゆるスイング圧縮機を構成するものである。このため、この圧縮要素６２は、摩擦損失や動力損失が他の型式の容積式の圧縮要素に比べて比較的小さく、熱源ユニット２内に小型の圧縮機（ここでは、圧縮機２１、２２）を複数内蔵させるのに向いている。一方、この圧縮要素６２では、ローラ７０ａ、７３ａとブレード７０ｂ、７３ｂとが一体に形成されていることから、ピストン７０、７３とブッシュ７１、７４との間の摺動が大きく、二酸化炭素を冷媒として使用することによる高圧化に起因して、ピストン７０、７３とブッシュ７１、７４との間の摺動負荷の増加や焼き付き等の問題が発生しやすくなる傾向にある。しかし、この熱源ユニット２では、冷凍機油としてＰＡＧを使用しており、ピストン７０、７３とブッシュ７１、７４との間の潤滑を十分に確保できるようになっているため、スイング圧縮機の採用によって複数の圧縮機を熱源ユニット内に内蔵させるのを容易にしつつ、スイング圧縮機の採用により懸念されるピストンとブッシュとの間の摺動負荷の増加や焼き付き等の問題が発生するのを抑えることができるようになっている。
【００８３】
（Ｄ）
本実施形態の熱源ユニット２では、密閉式圧縮機である圧縮機２１、２２に内蔵された圧縮機モータ６３がインバータ装置９１によって制御されるものであるため、このインバータ装置９１から圧縮機モータ６３に出力される電圧に起因する高周波漏れ電流ｉ１が発生する。このため、この熱源ユニット２のように、複数の密閉式圧縮機である圧縮機２１、２２を備える場合には、圧縮機モータ６３からの漏れ電流ｉ３の増加が著しくなる。しかし、この熱源ユニット２では、電流打消装置９５を備えているため、この高周波漏れ電流ｉ１の増加を抑えることができる。これにより、インバータ装置によって制御される圧縮機モータが内蔵された複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することができるようになっている。
【００８４】
（４）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００８５】
例えば、上述の実施形態では、１台の熱源ユニット２に複数の利用ユニット４が接続された空気調和装置１に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、例えば、複数台の熱源ユニットに複数台の利用ユニットが接続された空気調和装置に本発明を適用する等のように、種々の接続条件にて利用ユニットと熱源ユニットとが接続された空気調和装置に本発明を適用してもよい。
【００８６】
また、上述の実施形態では、冷房運転を行うことが可能な、いわゆる冷房専用機である空気調和装置１に本発明を適用した例を説明したが、これに限定されず、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うことが可能な冷暖切換機や、冷房運転と暖房運転とを同時に行うことが可能な冷暖同時機に本発明を適用する等のように、種々の運転形態を有する本発明を適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明を利用すれば、複数の密閉式圧縮機を備えており、冷媒として二酸化炭素を使用する空気調和装置を構成する熱源ユニットを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる熱源ユニット及びそれを備えた空気調和装置の概略構成図である。
【図２】圧縮機の概略縦断面図である。
【図３】圧縮機の概略横断面図であって、図２のＡ−Ａ断面に相当する図である。
【図４】圧縮機の概略横断面図であって、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図である。
【図５】空気調和装置の制御ブロック図である。
【図６】電流打消装置を含むインバータ装置の概略電気回路図である。
【図７】電流打消装置を含むインバータ装置の概略電気回路図の変形例である。
【図８】電流打消装置を含むインバータ装置の概略電気回路図の変形例である。
【符号の説明】
【００８９】
１  空気調和装置
２  熱源ユニット
４、５  利用ユニット
１０  冷媒回路
２１、２２  圧縮機（密閉式圧縮機）
６１  ケーシング
６１ｄ  油溜まり部
６２  圧縮要素
６３  圧縮機モータ（モータ）
７０、７３  ピストン
７０ａ、７３ａ  ローラ
７０ｂ、７３ｂ  ブレード
７１、７４  ブッシュ
７２、７５  シリンダ
７６、７７  シリンダ室
７６ａ、７７ａ  吸入室
７６ｂ、７７ｂ  吐出室
９１  インバータ装置
９５  電流打消装置
【図１】
2008025939.tif 000003
【図２】
2008025939.tif 000004
【図３】
2008025939.tif 000005
【図４】
2008025939.tif 000006
【図５】
2008025939.tif 000007
【図６】
2008025939.tif 000008
【図７】
2008025939.tif 000009
【図８】
2008025939.tif 000010