【手続補正書】
【提出日】平成18年12月18日(2006.12.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に圧縮要素及び電動要素を有し、前記密閉容器に、
低圧の冷媒を前記圧縮要素に直接導く吸入管と、前記圧縮要素で圧縮した高圧の冷媒を前記密閉容器内に放出することなく前記密閉容器外に吐出する吐出管と、前記吐出管より吐出され熱交換した後の冷媒を前記密閉容器内に再度導入する冷媒再導入管と、この冷媒再導入管より前記密閉容器内に導入され前記電動要素を通過した後の冷媒を前記密閉容器外に吐出する冷媒再吐出管と、を備えたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記冷媒再導入管を前記圧縮要素と前記電動要素との間に取付けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記冷媒再導入管は、前記電動要素を構成する回転子の外径よりも内側に開口したことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記請求項１〜請求項３のいずれかの請求項に記載の圧縮機、ガスクーラ、膨張弁、蒸発器等を備えた給湯サイクル装置であって、
前記ガスクーラは、内部において、給湯用の水が流通する水配管と、圧縮冷媒が流通する冷媒配管とが熱交換し、前記冷媒配管の冷媒により前記水配管の水の温度を上昇させるものであり、
前記冷媒配管のうち、前記吐出管に接続する高温側冷媒配管が前記ガスクーラの前記水配管の出口側と熱交換し、また、前記冷媒再吐出管に接続する低温側冷媒配管が前記ガスクーラの前記水配管の入口側と熱交換することを特徴とする給湯サイクル装置。
【請求項５】
前記高温側冷媒配管の前記ガスクーラ出口における前記冷媒の密度は、前記冷媒と共に流通する冷凍機油の冷凍機油密度の５０％以下であることを特徴とする請求項４に記載の給湯サイクル装置。
【請求項６】
前記高温側冷媒配管の前記ガスクーラ出口における前記冷媒の温度は、前記冷媒と前記水の温度が最接近するピンチポイントの冷媒温度よりも高いことを特徴とする請求項４に記載の給湯サイクル装置。
【請求項７】
前記ガスクーラの前記低温側冷媒配管は前記高温側冷媒配管の一部または全部とラップする配置とすることを特徴とする請求項４〜６のいずれかの請求項に記載の給湯サイクル装置。
【請求項８】
前記高温側冷媒配管は、前記ガスクーラ内において途中から分岐し、前記ガスクーラ外の前記冷媒再導入管に戻る前記高温側冷媒配管に接続するバイパス配管を有し、バルブ操作により前記ガスクーラからの出口を切換えることにより、前記低温側冷媒配管と前記高温側冷媒配管とのラップ配置の有無を選択可能とすることを特徴とする請求項７に記載の給湯サイクル装置。
【請求項９】
前記低温側冷媒配管の前記ガスクーラ入口における冷媒温度は、前記入口側の低温側冷媒配管と熱交換する水配管の水温度より所定の温度以上高いことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の給湯サイクル装置。
【請求項１０】
前記吐出管近傍の前記高温側冷媒配管と前記冷媒再導入管近傍の前記高温側冷媒配管との冷媒同士が熱交換する熱交換装置を有することを特徴とした請求項７〜請求項９のいずれかの請求項に記載の給湯サイクル装置。
【請求項１１】
前記吐出管近傍の前記高温側冷媒配管と前記冷媒再吐出管近傍の前記低温側冷媒配管との冷媒同士が熱交換する熱交換装置を有することを特徴とした請求項７〜請求項９のいずれかの請求項に記載の給湯サイクル装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】圧縮機及び給湯サイクル装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、炭酸ガス等の超臨界冷媒使用の圧縮機及び該圧縮機使用の給湯サイクル装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、低外気温で給湯運転した際に、電動要素部に高温の吐出ガスが通過することによる信頼性低下がない圧縮機を得ることを目的とする。
また、給湯サイクル装置内に多量の冷凍機油を循環させることにより、ガスクーラや蒸発器での熱交換性能の低下、配管内での圧損の増加、冷媒ガスの熱が冷凍機油に移ることによる吐出温度の低下、ガスクーラ内での冷媒と冷凍機油の比熱差による水加熱能力の低下等の問題を生じない圧縮機を得ることを目的とする。
また、ガスクーラにおける水と冷媒との熱交換効率を高め、給湯性能を改善できる圧縮機を得ることを目的とする。
また、このような圧縮機を使用することにより、信頼性の高い、熱交換効率の高いガスクーラを持つ及び／又は多量の循環油のない給湯サイクル装置を得ることを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は、密閉容器内に圧縮要素及び電動要素を有し、密閉容器に低圧側の冷媒を圧縮要素に直接導く吸入管と、圧縮要素で圧縮した高圧の冷媒を密閉容器内に放出することなく密閉容器外に吐出する吐出管と、吐出管より吐出され熱交換した後の冷媒を密閉容器内に再度導入する冷媒再導入管と、冷媒再導入管より密閉容器内に導入し電動要素を通過した後の冷媒を密閉容器外に吐出する冷媒再吐出管と、を備えた圧縮機である。
また、前記の圧縮機を有する給湯サイクル装置は、ガスクーラ内部において、給湯用の水が流通する水配管と、圧縮冷媒が流通する冷媒配管とが熱交換し、冷媒配管の冷媒により水配管の水の温度を上昇させるものであり、冷媒配管のうち、吐出管に接続する高温側冷媒配管がガスクーラの水配管の出口側と熱交換し、また、冷媒再吐出管に接続する低温側冷媒配管がガスクーラの水配管の入口側と熱交換するものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の圧縮機は、吐出管により圧縮要素で圧縮した高圧の冷媒を密閉容器内に放出することなく密閉容器外に吐出し、圧縮機外で熱交換後に、冷媒再導入管により密閉容器内に再度導入させ、電動要素を通過した後に冷媒再吐出管より圧縮機外に吐出するので、低外気温のとき圧縮冷媒温度を高温としても、高温の吐出ガスは、電動要素を通過することがなく、電動要素を通過するのは圧縮機外で熱交換後の温度の低下した冷媒ガスであるため、電動要素の信頼性低下を防止できる。
また、本発明の圧縮機は、圧縮機外で熱交換後の温度の低下した冷媒ガスが電動要素を通過するので、電動要素の冷却効果がある。
また、本発明の圧縮機を有する給湯サイクル装置においては、冷媒ガスが、圧縮機の冷媒再導入管により密閉容器内に再度導入し、電動要素を通過後に冷媒再吐出管から吐出し、低温側冷媒配管によりガスクーラの水配管の入口側と熱交換するので、電動要素通過のときに冷凍機油が分離され、冷媒再吐出管以降の配管に出る冷凍機油は減少し、ガスクーラ、蒸発器での熱交換の低下、配管内での圧損の増加等が防止できる。
また、本発明の前記圧縮機を有する給湯サイクル装置においては、ガスクーラ内部において、圧縮機の吐出管に接続する高温側冷媒配管がガスクーラの水配管の出口側と熱交換し、また、低温側冷媒配管がガスクーラの水配管の入口側と熱交換する。高温側冷媒配管では多量の冷凍機油を含有するが、冷媒ガスは高温であり、比熱はそれほど大きくなく、冷媒ガスと冷凍機油の比熱の差が少ないため、熱交換性能への影響はほとんどないので、ガスクーラにおいて充分な熱交換性能を有する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
前述のように、ガスクーラ２０内の高温側冷媒配管８０においては、冷媒ガス中に多量の冷凍機油を含む。ガスクーラ２０内においては、高温の冷凍機油も水との熱交換を行なうが、冷凍機油の比熱が冷媒ガスの比熱に比べて小さ目となると、加熱能力低下やそれに伴う給湯効率の低下が懸念される。
図４は、冷媒ガスと冷凍機油の温度と比熱の関係を示す。図４に示すように、温度が２０℃〜６０℃の間で冷媒ガスの比熱が大幅に上昇することがわかる。冷媒ガス中に多量の冷凍機油を含むことによる加熱能力の低下を防止するためには、冷媒ガスの比熱が大幅に上昇する温度帯では冷媒ガス中に冷凍機油をほとんど含まない状態とする必要がある。
図５は、冷媒ガスと水の熱交換をＴＨ線図上に表したものである。図５より冷媒ガスの比熱が急激に上昇する範囲の上限温度は、冷媒ガスと水の温度が最接近するピンチポイント温度に１０℃を加えた程度の温度となる。つまり、ガスクーラ２０の高温側冷媒配管８０の出口温度（≒冷媒再導入管温度）はピンチポイント温度よりも１０℃以上高温側であれば、加熱能力の低下を防止することができる。少なくともピンチポイント温度よりも高温であれば、加熱能力の大幅な低下を防止することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
また、本実施の形態の給湯サイクル装置においては、吐出管５近傍の出側の高温側冷媒配管８０と冷媒再導入管６近傍の入り側の高温側冷媒配管８０との冷媒同士が熱交換する熱交換装置５０を有するので、入り側の高温側冷媒配管８０の冷媒の温度を上げることができ、ガスクーラ２０において熱ロスが生じるのを防止できる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
次に、動作について説明する。外気温が高いときは、吐出温度がそれほど上昇せず、吐出管５の冷媒の温度と水の沸き上げ温度の差が小さくなるため、高温側冷媒配管８０の出口はバイパス配管８０aを選択し、高圧側配管８０と低圧側配管９０をラップさせることによるロスを防止する。
一方、外気温が低いときは、吐出圧力は上がらないが吐出温度は大幅に上昇する傾向があるため、高温側冷媒配管８０の区間を長めに取っても高温側冷媒配管８０出口部の温度は沸き上げ温度以上である。従って、高圧側配管８０の長さを長くした方がよく、末端部まで冷媒を流した方が効率改善効果は大きく、また本発明の主目的である冷媒再導入管６の温度を低減する効果も大きくなる。