(57)【要約】【課題】従来の多段圧縮装置は、電動要素の温度が上昇するため、巻線抵抗の増加、及び温度の上昇のため希土類磁石を用いることが困難等による効率低下を招きやすい。【解決手段】複数の圧縮機構部を直列に接続した高圧シェル式の多段圧縮装置であって、複数の圧縮機構部のうち、少なくとも最高段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、固定子が分割コアに巻線を集中巻回する集中巻方式の固定子である分割コア集中巻モータとした、又は、少なくとも最低段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、回転子が希土類磁石使用のブラシレスＤＣモータとした、又は、少なくとも最高段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、回転子がフェライト磁石使用のブラシレスＤＣモータとした。【選択図】        図１
2004285854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に圧縮機構部と電動要素部とを有し、複数の圧縮機構部を直列に接続し、低段側の圧縮機構部で圧縮した冷媒を更に高段側の圧縮機構で圧縮する高圧シェル式の多段圧縮装置において、
複数の圧縮機構部のうち、少なくとも最高段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、固定子が分割コアに巻線を集中巻回する集中巻方式の固定子である分割コア集中巻モータとしたことを特徴とする多段圧縮装置。
【請求項２】
圧縮機構部と電動要素部とを密閉容器内に収容し、前記圧縮機構部で冷媒を圧縮する高圧シェル式の圧縮機を複数直列に接続した多段圧縮装置において、
前記複数の圧縮機の圧縮機構部のうち、少なくとも最低段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、回転子が希土類磁石使用のブラシレスＤＣモータであることを特徴とする多段圧縮装置。
【請求項３】
圧縮機構部と電動要素部とを密閉容器内に収容し、前記圧縮機構部で冷媒を圧縮する高圧シェル式の圧縮機を複数直列に接続した多段圧縮装置において、
前記複数の圧縮機の圧縮機構部のうち、少なくとも最高段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、回転子がフェライト磁石使用のブラシレスＤＣモータであることを特徴とする多段圧縮装置。
【請求項４】
圧縮機構部と電動要素部とを密閉容器内に収容し、前記圧縮機構部で冷媒を圧縮する高圧シェル式の圧縮機を複数直列に接続した多段圧縮装置において、
低段側の圧縮機構部を有する圧縮機の吐出管と高段側の圧縮機構部を有する圧縮機の吸入管とを接続配管で接続し、また、最高段の圧縮機構部を有する圧縮機の吐出管と冷凍サイクルの配管とを接続配管で接続し、さらに、前記各圧縮機の密閉容器の底部の油溜め側の所定の油面位置近傍に開口し、前記密閉容器と前記接続配管とを連通する連通管を設けたことを特徴とする多段圧縮装置。
【請求項５】
圧縮機構部と電動要素部とを密閉容器内に収容し、前記圧縮機構部で冷媒を圧縮する高圧シェル式の圧縮機を複数直列に接続した多段圧縮装置において、
前記圧縮機の吸入部と前記密閉容器とを連通するバイパス路を形成し、前記バイパス路の両端の圧力のうち、前記吸入部内の圧力が高いとき開き、前記密閉容器内の圧力が高いとき閉じる開閉弁を前記バイパス路に設けたことを特徴とする多段圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷媒を多段に圧縮する多段圧縮装置に関し、特に多段圧縮により高圧縮比を得ることができる、冷凍サイクル用の圧縮装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多段圧縮装置として単一密閉容器内に電動要素部と、この電動要素部に連結されるクランク軸により駆動される２個の回転圧縮機構を配置収納した２段圧縮式ロータリコンプレッサがあり、これは、密閉容器１００３内の上部に駆動電動機１００５を、下部に駆動電動機１００５の回転軸１００５ｃに連結し、且つ上下２段に形成された回転圧縮機構を、底部に油溜を配置し、低圧圧縮機構１００７の吐出冷媒ガスは、吐出管１００７ｅ及び連通管１００９ｄを介して高圧圧縮機構１００９に導入され、高圧圧縮機構１００９で再圧縮された吐出冷媒ガスは、吐出管１００９ｅを介して、密閉容器１００３内に放出され、密閉容器１００３を内部高圧にした後、密閉容器１００３の上部に設けられた吐出管１００９ｅ´を介して外部の凝縮器に送出されるものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、冷凍サイクル内に複数の密閉圧縮機を直列に配置し、多段圧縮を行う多段圧縮装置としては、従来様々な形態が紹介されているが、冷凍機油が何れかの圧縮機に偏在した場合、残る圧縮機の密閉容器は冷凍機油が枯渇する可能性があり、圧縮機構の潤滑不良により故障等の支障をきたす可能性があるため、密閉容器ごとに油量を均等に保つ仕組みが必要である。
【０００４】
このような２台の圧縮機を直列に接続した多段圧縮機（２段圧縮装置）の給油系統に関して記載したものとしては、低段側圧縮機１４の下部に設けられた吐出管１ｃは高段側圧縮機１５の吸入部１ｄと配管１６によって接続され、高段側圧縮機１５の下部に設けられた吐出管１ｃ´は別体の油溜め容器１７と配管１８により接続され、油溜め容器１７の下部に溜まった油は、一方は低段側圧縮機１４のカバー１１に設けられた油通路１１ｂと給油配管１９と絞り装置２０を介して接続され、他方は高段側圧縮機１５のカバー１１に設けられた油通路１１ｂと給油配管２１で接続されているものがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
また、圧縮機間に均等給油することに関して、２個の圧縮機を並列に接続した連結型圧縮装置としては、第１及び第２圧縮機１、２を備えたツインタイプのものであり、各圧縮機１、２は、それぞれ底部に油溜１０、２０をもつ密閉式のケーシング１１、２１に、スクロール型式の圧縮要素１２、２２と、該圧縮要素１２、２２を駆動する駆動軸１３、２３をもつモータ１４、２４を内装し、前記第１圧縮機１と第２圧縮機２との間には、各油溜１０、２０の規定油面に対してそれぞれ下向きに開口する配管７１、７２をもち、途中にループ状の細管８１を用いた絞り手段８を介装した均油管７を接続したものがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００６】
また、冷凍サイクル内に複数の密閉圧縮機を直列に配置し、多段圧縮を行う場合には、いずれかの圧縮機が故障した場合、故障した圧縮機で冷凍回路が閉塞された状態になり、残る圧縮機が正常であっても冷凍サイクルとしての運転継続が不可能になる問題がある。
上記に関しては、２台の圧縮機を直列に接続した多段圧縮機（２段圧縮機）の１台の圧縮機が故障すると、他の圧縮機のみの応急運転を行うものがあり、これは、第１圧縮機５１と第２圧縮機５２とを有する２段圧縮機構５０を備え、第１圧縮機５１及び第２圧縮機５２を共に駆動した２段圧縮運転と、第１圧縮機５１又は第２圧縮機５２の何れか一方のみを駆動した単段圧縮運転とに切り換るが、この切換えを、第１圧縮機５１の吸い込側と第２圧縮機５２吐出側とを繋ぐ第２接続通路６２と、第１接続通路６１及び第１接続通路６１を開閉する第１閉鎖弁６３及び第２閉鎖弁６４とより構成された切換え機構６０により行うものである（例えば、特許文献４参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−１５３０７６号公報（第２頁、第４図）
【特許文献２】
特開平５−７１４８６号公報（第３頁、第２図）
【特許文献３】
特開平４−２２８８９５号公報（第３頁、第１図）
【特許文献４】
特開２０００−３４６４７８号公報（第３頁、第１図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１の多段圧縮装置は、２個の圧縮機構部を潤滑するための冷凍機油の供給は密閉容器が単一であるために比較的容易であるが、低段側圧縮機構部から高段側圧縮機構部への冷媒ガスの供給に工夫が必要で構造が複雑化する問題があった。
また、電動機の周囲は高段側圧縮機構部の吐出ガス雰囲気となるため、密閉容器内に配置された電動機の周囲温度が高くなり、電動機の巻線抵抗の増加による効率低下を招きやすい問題があった。
更に、回転子に永久磁石を使用したいわゆるブラシレスＤＣモータを採用する場合、温度の上昇に対して磁束低下が著しいネオジウム等の希土類磁石を用いることが困難で、希土類磁石の持つ高磁束の特徴を生かした高効率・コンパクトな電動機設計が困難となる問題があった。
【０００９】
また、複数の圧縮機を直列に配した多段圧縮装置で、各々の圧縮機ごとに給油量を均等に保つ仕組みに関して、特許文献２に紹介されている構成では、油溜め容器１７や絞り装置２０等が必要になることで、給油機構が複雑化する問題点があった。
【００１０】
また、複数（２台）の圧縮機間で密閉容器ごとに油量を均等に保つ仕組みについては、特許文献３に比較的簡潔な構成が記載されているが、特許文献３の場合は、圧縮機を並列に配置した単段圧縮であり、多段圧縮を行う多段圧縮装置への適用は不可能である。
【００１１】
更に、特許文献４には、複数の圧縮機の内１台が故障した際に、残る正常な圧縮機のみでの運転を応急的に行なう手段について紹介されているが、特許文献４の構成では、故障した圧縮機をバイパスするために冷媒回路の切換え機構６０が必要であり、複雑化する問題点があった。
【００１２】
この発明は、多段圧縮を行う多段圧縮装置における上記のような性能上の課題を解消するためになされたもので、性能改善を改善した、高圧縮比が得られる多段圧縮装置を得ることを目的とする。
そのために、高効率の運転を達成できる多段圧縮装置を得ることを目的とする。
また、シンプルな構成にて高い信頼性を確保する多段圧縮装置を得ることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明による多段圧縮装置は、密閉容器内に圧縮機構部と電動要素部とを有し、複数の圧縮機構部を直列に接続し、低段側の圧縮機構部で圧縮した冷媒を更に高段側の圧縮機構で圧縮する高圧シェル式の多段圧縮装置であって、複数の圧縮機構部のうち、少なくとも最高段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、固定子が分割コアに巻線を集中巻回する集中巻方式の固定子である分割コア集中巻モータとしたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１の多段圧縮装置を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の多段圧縮装置を示す断面図である。
本実施の形態の多段圧縮装置は、２台の高圧シェル式密閉圧縮機を直列に配した２段圧縮の圧縮装置である。
図において、低段側圧縮機１及び高段側圧縮機２は、それぞれの密閉容器８１、８２内上部に電動要素部１０１、１０２を、下部に圧縮機構部９１、９２を、それぞれ配し、密閉容器下部の油溜めには冷凍機油１４を貯留し、圧縮機構部９１、９２の潤滑を保っている。
【００１５】
低段側圧縮機１においては、吸入配管３、それに接続する吸入管７１を経て低圧、低温の冷媒ガスが吸入され、圧縮機構部９１にて圧縮され、低段側圧縮機１の密閉容器８１内へ放出される。この圧縮冷媒ガスは、密閉容器８１上部の吐出管６１によって容器外へ排出される。吐出管６１は低段側圧縮機１の吐出配管５である、高段側圧縮機２の吸入管７２に接続する接続配管５に接続されており、高段側圧縮機２においても、同様に低段側圧縮機１の吐出ガスを吸入し、高段側圧縮機２の圧縮機構部９２にて再度圧縮し、高圧・高温のガスとして密閉容器８２内に放出し、吐出管６２を経て密閉容器外へ排出する。この際、吐出管６２に接続する吐出配管４により冷凍サイクルに圧送される。
【００１６】
それぞれの電動要素部１０１、１０２は、分割された電磁鋼鈑を積層してなるいわゆる分割コアの鉄心に、絶縁体を介して巻線を直接巻回してなるいわゆる集中巻方式の固定子１１１、１１２と、鉄心と永久磁石を組み合わせてなる回転子１２１、１２２からなる分割コア集中巻ブラシレスＤＣモータとする。但し、電動要素部１０１、１０２の両方を分割コア集中巻ブラシレスＤＣモータとしてもよいが、少なくとも温度が高くなる高段側の、電動要素部１０２は、かならず分割コア集中巻ブラシレスＤＣモータとする。
また、低段側圧縮機１の固定子１１１に組み合わされる回転子１２１の永久磁石１３１はネオジウム等からなる希土類磁石であり、高段側圧縮機２の固定子１１２に組み合わされる回転子１２２の永久磁石１３２はフェライト磁石となっている。
【００１７】
また、それぞれの圧縮機構部９１、９２は、シリンダ１５１、１５２の内径空間を、クランクシャフト１４１、１４２の偏心軸に回転自在に嵌挿されたローリングピストン１６１、１６２、及び該シリンダ１５１、１５２に設けられた溝内をローリングピストン１６１、１６２に当接しつつ往復運動するベーン（図示せず）とで吸入室と圧縮室に隔て、電動要素部１０１、１０２の回転力で該クランクシャフト１４１，１４２を回転運動させ、吸入室及び圧縮室の容積を変化させながら吸入、圧縮及び吐出を行なういわゆるローリングピストン式の圧縮機構となっている。
【００１８】
また、吸入管７１、７２に接続するそれぞれのシリンダ１５１、１５２の吸入経路１７１、１７２と密閉容器８１、８２の内部を、シリンダ１５１、１５２の吸入室、圧縮室をバイパスさせて連通させるバイパス路１８１、１８２が穴状に設けられ、密閉容器８１、８２内から吸入経路１７１、１７２への冷媒ガスの逆流を防ぐ逆止弁２０１、２０２により該バイパス穴を塞ぐ構成となっている。即ち、逆止弁２０１、２０２は、バイパス路の両端の圧力のうち、吸入経路１７１、１７２内の圧力が高いとき開となり、密閉容器内の圧力が高いとき閉となる開閉弁２０１、２０２である。
また、バイパスの一端は吸入管７１、７２及び吸入経路１７１、１７２からなる吸入部であればどこに開口してもよい。即ち、一端が吸入管７１、７２に開口した場合は、バイパスの他の一端は密閉容器８１、８２の側壁部に開口する。
【００１９】
また、低段側圧縮機１の吐出配管５である接続配管５は、接続配管５より口径の小さい連通管１９１により密閉容器８１側壁部で密閉容器内部と連通している。同様に、高段側圧縮機２の吐出配管４も、吐出配管４より口径の小さい連通管１９２により密閉容器８２側壁部で密閉容器内部と連通している。即ち、密閉容器８１、８２の底部の油溜め側の所定の冷凍機油の油面位置近傍に開口し、密閉容器８１、８２と接続配管５、４とを連通する、密閉容器８１、８２の側壁部から水平（又は下向き）に伸びる連通管９１、９２を設けた。
但し、連通管９１、９２は、細くする代りに絞り装置（流路抵抗）を設けてもよい。
【００２０】
次に、本実施の形態で電動要素部１０１、１０２の固定子１１１、１１２に分割コア集中巻モータを使用する理由、特に、高段側圧縮機２の電動要素部１０２の固定子１１２に分割コア集中巻モータを使用する理由を説明する。
モータの動力ロスは、主として鉄心に磁界が作用して発熱する鉄損と、巻線の電気抵抗による銅損が存在する事はよく知られている。一般に、鉄心に巻線を直接巻回してなる集中巻モータは、予め形成したコイルを鉄心に挿入して作成する分布巻方式と比べ巻線周長を必要最小にできること、分割コアの集中巻モータはコアが分割できない一体コアの集中巻モータと比較し、巻線巻回工程の製造上の制約が除かれるため、スロット内での巻線占積率を高めた設計が可能となり巻線断面積を最大にできることは良く知られている。
従って、分割コアの集中巻モータは、巻線周長を必要最小にでき、かつ、巻線断面積は最大に出来るため、巻線の電気抵抗を低く抑えることが可能である。故に、分布巻モータや一体コアの集中巻モータと比べ、分割コア集中巻モータでは、全動力ロスに占める銅損の比率が低いという特徴がある。
【００２１】
本実施の形態の多段圧縮装置においては、少なくとも高段側圧縮機２の電動要素部１０２の固定子１１２は、前述の通り分割コアの集中巻モータを使用している。分割コアの集中巻モータは、全損失に占める銅損の比率が小さいため、温度上昇により巻線抵抗が増加し銅損が一定比率で増加した際に、全動力ロスの増加率は低く抑えることができる作用を有するため、特に温度が高くなる高段側圧縮機２の高効率な運転を可能としている。
【００２２】
多段圧縮装置は、３台以上の圧縮機を直列に接続してもよく、この場合は、少なくとも最も温度が高くなる最高段側の圧縮機の電動機は分割コア集中巻モータとし、圧縮機の高効率運転を可能とする。
【００２３】
また、前述の通り、低段側圧縮機１は、電動要素部１０１の回転子の永久磁石１３１として希土類磁石を使用しているので、希土類磁石の持つ高磁束の特徴を生かした高効率かつコンパクトな電動圧縮機となっている。
また、特に温度が高温側に変動する可能性の有る高段側圧縮機２は、電動要素部１０２の回転子の永久磁石１３２にフェライト磁石を使用したため、安定した磁束量が確保でき電動機の安定した運転状態を確保できている。
以下この理由を説明する。
【００２４】
回転子に永久磁石を使用したいわゆるブラシレスＤＣモータでは、回転子にネオジウムなど希土類磁石を使用すれば、フェライト磁石を使用した場合に比べ、電動機の小形化が可能な事はよく知られている。これは、希土類磁石がフェライト磁石より高磁密度が高く、より小さい体積で電動機として必要な磁界を発生できるためである。
一方、希土類磁石、フェライト磁石とも、温度が高いほど磁束量が低下する傾向があることは良く知られているが、温度上昇に対する磁束量の低下率はフェライト磁石の方が小さい為、温度が高温側に変動する可能性の有る環境下での磁石特性はフェライトの方が安定している。
【００２５】
本実施の形態による多段圧縮装置は、温度が低く抑えられる低段側圧縮機１の電動要素部１０１の電動機に希土類磁石を使用したため、希土類磁石の持つ高磁束の特徴を生かし高効率・コンパクトな圧縮機を得られる作用があり、また特に温度が高温側に変動する可能性の有る高段側圧縮機２の電動機にフェライト磁石を使用したため、安定した磁束量が確保でき、電動機の安定した運転状態を確保できる作用があるため、高信頼性の多段圧縮装置をコンパクトな圧縮機を使用して成立できる効果を奏する。
【００２６】
３台以上の圧縮機を直列に接続した多段圧縮装置においては、少なくとも最低段側の圧縮機の駆動モータに希土類磁石を使用することにより、高効率・コンパクトな多段圧縮装置が得られる。
また、少なくとも最高段側の圧縮機の電動機にフェライト磁石を使用することにより、電動機の安定した運転状態を確保できる多段圧縮装置が得られる。
【００２７】
また、密閉容器８１、８２の下部に貯留している冷凍機油は、圧縮機１、２運転に伴い吐出ガスと共に一部が密閉容器８１、８２外へ排出され、冷凍サイクルの回路内を冷媒ガスと共に循環し、最終的に圧縮機吸入ガスと共に圧縮機１、２へ戻るが、複数の圧縮機１、２を直列に配した場合は、各々の密閉容器８１、８２ごとに冷凍機油の貯留量にバラツキが生じる可能性が有る。特に特定の圧縮機１、２に油量が偏在すると、その他の圧縮機２、１は油量が不足し、圧縮機構部品の潤滑ができず、焼付き等の故障の原因となる可能性がある。
【００２８】
これに対して、本実施の形態では前述のように、低段側圧縮機１の密閉容器８１側壁に接続配管５より径の小さい連通管１９１を設け、密閉容器内と接続配管５の一部を連通させた構成としている。同様に、高段側圧縮機２の密閉容器８２側壁に吐出配管４より径の小さい連通管１９２を設け、密閉容器内と吐出配管４の一部を連通させた構成としている。
従って、油面が密閉容器８１、８２内において該連通管１９１、１９２の高さ（密閉容器８１、８２の所定の油面位置）に達すると、冷凍機油は密閉容器外へ排出されるため（即ち、密閉容器８１、８２内の油面高さが該連通管１９１、１９２の油面を上回ることを防止できるため）、接続配管５、４を介して次の圧縮機に送られ、一方の密閉容器に冷凍機油が偏在することを防止でき、他方の圧縮機の油量不足に伴う焼付き等の故障が防止できる。
【００２９】
また、本実施の形態では前述のように、圧縮機密閉容器内にバイパス路１８１、１８２を有している。このバイパス路１８１、１８２の作用を図２にて説明する。
図２は、図１に示した多段圧縮装置において、高段側圧縮機２が何らかの異常で故障し回転が不能になった場合を示している。高段側圧縮機２のシリンダ１５２の吸入経路１７２には、前述のようにバイパス路１８２と逆止弁２０２がある。図２では低段側圧縮機１は正常に運転されているため、吐出ガスは高段側圧縮機２が停止しているにも関らず高段側圧縮機２の吸入経路１７２まで供給される。ガス圧により逆止弁１９２は押し上げられるため、ガスは高段側圧縮機２の密閉容器８２内へと流入でき、吐出管６２経て冷凍サイクルへと供給される。
【００３０】
図３は、本実施の形態における逆止弁２０２の構造を表す要部分解図である。断面は、図２のＡ−Ａ断面である。
本実施の形態では、逆止弁２０２は板ばね形状のいわゆるリードバルブ２０２ａと、最大変位を拘束しバルブの折損を防止する為のストップバルブ２０２ｂとをボルト２０２ｃでシリンダ１５２に固定した構成となっている。バルブ着座部１８２ａは十分に滑らかに仕上げられており、リードバルブ２０２ａが着座している時はシールが確保されている。
【００３１】
図４は、本実施の形態における逆止弁の動作を表す要部断面図であり、図４（ａ）は正常な運転状態、図４（ｂ）は高段側圧縮機２が故障した場合のリードバルブの挙動を示したものである。図４（ａ）のように、正常運転時は、リードバルブ２０２ａの上面には吐出圧力、下面には吸入圧力が作用するため、リードバルブ２０２ａは着座しており、吸入経路１７２と密閉容器８２内空間は隔てられているが、高圧側圧縮機２が故障した場合は、低圧側圧縮機１から送られてくる冷媒ガスの作用によりリードバルブ２０２ａは開き、冷媒ガスは密閉容器８２内空間へ放出される。
【００３２】
以上までは高段側圧縮機２の故障について説明してきたが、低段側圧縮機１が故障し、高段側圧縮機２のみ正常に運転できる場合も、低段側圧縮機１の逆止弁２０１が上記と同様に動作し、応急的な運転を継続できることは言うまでもない。また、リードバルブ２０２ａの形態もこの例に限らず、例えばリードバルブ２０２ａの着座性を高めるためにストップバルブ２０２ｂとの間に更に板ばねを追加したり、あるいはリードバルブ２０２ａではなくフローティングバルブなどの形態を用いても、上記と同様の効果を奏する。
【００３３】
このように、本実施の形態では、高圧シェル式の圧縮機１、２を複数直列に接続した多段圧縮装置において、圧縮機１、２の吸入部７１、１７１、７２、１７２と密閉容器８１、８２とを連通するバイパス路１８１、１８２を形成し、このバイパス路の両端の圧力のうち、吸入部内の圧力が高いとき開き、密閉容器内の圧力が高いとき閉じる開閉弁２０１、２０２をバイパス路１８１、１８２に設けたので、特にコントローラ等を設けなくとも複数の圧縮機１、２のどれかが故障したときには、自動的に開閉弁２０１、２０２が開き、バイパス路１８１、１８２を介して冷媒の移動が可能となり、冷凍サイクルの応急的な運転が可能である。
【００３４】
実施の形態２．
図５は、本発明による実施の形態２の多段圧縮装置を示す断面図であり、密閉容器８３内上部に電動要素部１０３、下部に低段側圧縮機構部９１と高段側圧縮機構部９２を配し、電動要素部１０３の動力は共通のクランクシャフト１４３にて各圧縮機構部へ伝達される形態となっている。即ち、本実施の形態の多段圧縮装置は、単一の密閉容器８３内に低段側圧縮機構部９１と高段側圧縮機構部９２を収容する。
吸入管７１より吸入された冷媒ガスは、低段側圧縮要素９１にて圧縮され、圧縮された吐出ガスは低段側吐出管６１により密閉容器８３外へ一旦案内され、接続配管（図示せず）と高段側吸入管７２を経て高段側圧縮要素９２に供給され、二段目の圧縮をされた後、密閉容器８３内部へ放出され、密閉容器８３上部の吐出管６２を経て冷凍サイクルへと供給される。
【００３５】
従って、密閉容器８３内は高段側の圧縮機構部９２で圧縮された吐出ガスで満たされているため、運転中の温度上昇が著しい傾向があるが、本実施の形態では電動要素部１０３の固定子１１３は分割コアの集中巻モータを使用しているため、全損失に占める銅損の比率が小さく、温度上昇により巻線抵抗が増加し銅損が一定比率で増加した際に、全動力ロスの増加率は低く抑えることができる。また、電動要素部１０３の永久磁石１３２にフェライト磁石を使用したため、磁石温度が上昇しても安定した磁束量が確保でき電動機の安定した運転状態を確保できている。
【００３６】
実施の形態１に記載の多段圧縮機の分割コア集中巻固定子、希土類磁石使用回転子、フェライト磁石使用回転子、圧縮機故障時の対策及び連通管による冷凍機油の偏在対策に関しては、多段圧縮機に単独に用いても夫々の効果があり、また、適宜組合せて用いることにより夫々の組合せた効果が得られる。
実施の形態１、２においては、多段圧縮装置の圧縮機をロータリ圧縮機とした例を説明したが、スクロール圧縮機等高圧シェル式の他の圧縮機でもよい。
また、多段圧縮装置は、実施の形態１の圧縮機（１個の圧縮機又は複数の圧縮機）と実施の形態２の圧縮機の組合せでもよい。この場合、電動機に関して、分割コア集中巻固定子、希土類磁石使用回転子、フェライト磁石使用回転子の選択は、前記記載の主旨に従って選択する。また、圧縮機故障時の対策、連通管による冷凍機油の偏在対策も同様に選択する。
【００３７】
実施の形態１、２に記載の多段圧縮装置は、前記のように高効率の運転が可能であり、また、シンプルな構成で高い信頼性が得られる等の性能改善がなされ、高圧縮比が得られるので、例えば、二酸化炭素冷媒使用の冷凍サイクル、給湯用途のヒートポンプ等に有効に利用される。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明による多段圧縮装置は、密閉容器内に圧縮機構部と電動要素部とを有し、複数の圧縮機構部を直列に接続し、低段側の圧縮機構部で圧縮した冷媒を更に高段側の圧縮機構で圧縮する高圧シェル式の多段圧縮装置であって、複数の圧縮機構部のうち、少なくとも最高段側の圧縮機構部を駆動する電動要素部は、固定子が分割コアに巻線を集中巻回する集中巻方式の固定子である分割コア集中巻モータとしたので、多段圧縮による温度上昇に伴う銅損の増加の影響を抑制でき、高効率の運転が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による多段圧縮装置を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１による多段圧縮装置の密閉圧縮機が故障した時の動作を説明する断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１による密閉圧縮機の逆止弁の構造を示す部分断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１による密閉圧縮機の逆止弁の動作を示す部分断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２による多段圧縮装置を示す断面図である。
【符号の説明】
６１、６２  吐出管、４、５  接続配管、８１、８２、８３  密閉容器、９１、９２  圧縮機構部、１０１、１０２、１０３  電動要素部、１１１、１１２、１１３  固定子、１２１、１２２、１２３  回転子、１８１、１８２  バイパス路、１９１、１９２  連通管、２０１、２０２  開閉弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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