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JP2015161268A - compressor - Google Patents

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雅至 井ノ上
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Toshiyuki Ebara
俊行 江原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrict deleterious change in volumetric efficiency of a compressor in which fluid is compressed at a compression chamber where its volume is reduced while being displaced around a rotating shaft.SOLUTION: A refrigerant passage for guiding intermediate pressure refrigerant from an intermediate pressure suction port to a compression chamber Vc is formed inside a fixed scroll 12, a downstream side refrigerant passage 51 in this refrigerant passage extending from an inverse flow preventive valve 50 to the compression chamber Vc is formed to have a directional component extending in an inverse direction against a rotating direction of a shaft and a movable scroll 11. With this foregoing, a part (a wall surface) of the fixed scroll 12 forming the compression chamber Vc at the suction side is cooled by the intermediate pressure refrigerant flowing at the downstream side refrigerant passage 51 so as to restrict heat in the high pressure refrigerant in the compression chamber Vc at a discharging side from being transmitted through the fixed scroll 12 into the compression chamber Vc at the suction side.

Description

本発明は、回転軸回りに変位しながら容積を縮小させる圧縮室にて流体を圧縮する圧縮機に関する。   The present invention relates to a compressor that compresses a fluid in a compression chamber whose volume is reduced while being displaced around a rotation axis.

従来、回転軸回りに変位しながら容積を縮小させる圧縮室にて流体を圧縮する圧縮機(以下、回転型の容積圧縮機という。)が知られている。例えば、この種の回転型の容積圧縮機の一例として、それぞれ渦巻き状の歯部が形成された固定スクロールおよび可動スクロールを備えるスクロール型圧縮機がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, a compressor that compresses a fluid in a compression chamber that reduces the volume while being displaced around a rotation axis (hereinafter referred to as a rotary volumetric compressor) is known. For example, as an example of this type of rotary volumetric compressor, there is a scroll compressor including a fixed scroll and a movable scroll each having a spiral tooth portion.

より具体的には、スクロール型圧縮機では、可動スクロールおよび固定スクロールに形成された渦巻き状の歯部同士を噛み合わせた状態で、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回(公転運動)させることによって、それぞれの歯部の間に形成される圧縮室を回転軸周りに変位させながら、圧縮室の容積を縮小させる。   More specifically, in the scroll compressor, the swivel teeth formed on the movable scroll and the fixed scroll are engaged with each other, and the movable scroll is swung (revolved) with respect to the fixed scroll. The volume of the compression chamber is reduced while displacing the compression chamber formed between the respective tooth portions around the rotation axis.

また、特許文献1には、いわゆるガスインジェクションサイクル(エコノマイザ式冷凍サイクル)に適用された圧縮機であって、外部から吸入された中間圧流体を圧縮室にて圧縮過程の流体へ合流させる中間圧吸入ポートが設けられたスクロール型圧縮機が開示されている。このような中間圧吸入ポートが設けられた圧縮機では、圧縮室内へ比較的温度の低い中間圧流体を合流させることで、圧縮機の圧縮効率を向上させることができる。   Patent Document 1 discloses a compressor applied to a so-called gas injection cycle (economizer-type refrigeration cycle), in which an intermediate pressure fluid that is sucked from outside is joined to a fluid in a compression process in a compression chamber. A scroll compressor provided with a suction port is disclosed. In a compressor provided with such an intermediate pressure suction port, the compression efficiency of the compressor can be improved by joining an intermediate pressure fluid having a relatively low temperature into the compression chamber.

なお、圧縮機の圧縮効率とは、圧縮機を駆動するために必要な仕事量に対する圧縮機が出力した仕事量の比で定義される値である。   The compression efficiency of the compressor is a value defined by the ratio of the work output from the compressor to the work required to drive the compressor.

特開2013−209954号公報JP 2013-209954 A

ところで、一般的な回転型の容積圧縮機では、圧縮室を区画形成する圧縮室形成部材を備えている。そして、圧縮室形成部材の一部を回転軸の回転とともに回転変位させて、圧縮室形成部材のうち実際に圧縮室を区画形成する部位(壁面)を回転軸回りに連続的に変化させることによって、圧縮室を回転軸回りに変位させている。   By the way, a general rotary type volumetric compressor includes a compression chamber forming member that partitions and forms a compression chamber. Then, a part of the compression chamber forming member is rotationally displaced along with the rotation of the rotation shaft, and a portion (wall surface) of the compression chamber forming member that actually forms the compression chamber is continuously changed around the rotation axis. The compression chamber is displaced around the rotation axis.

つまり、回転型の容積圧縮機では、低圧流体を吸入する吸入ポート側に連通する吸入側の圧縮室も、高圧流体を吐出する吐出ポート側に連通する吐出側の圧縮室も、同一の圧縮室形成部材によって区画形成されている。   That is, in the rotary type volume compressor, the suction side compression chamber communicating with the suction port side for sucking low pressure fluid and the discharge side compression chamber communicating with the discharge port side for discharging high pressure fluid are the same compression chamber. A compartment is formed by the forming member.

このことを、スクロール型圧縮機を例に説明すると、スクロール型圧縮機では、圧縮室形成部材として、固定スクロールおよび可動スクロールを備えている。そして、可動スクロールを固定スクロールに対して旋回(公転運動)させ、可動スクロールの可動側歯部と固定スクロールの固定側歯部が接触する位置を回転軸回りに徐々に変更することによって、圧縮室を形成する壁面を連続的に変化させて圧縮室を回転軸回りに変位させている。   This will be described by taking a scroll compressor as an example. The scroll compressor includes a fixed scroll and a movable scroll as compression chamber forming members. The movable scroll is turned (revolved) with respect to the fixed scroll, and the position where the movable side tooth portion of the movable scroll and the fixed side tooth portion of the fixed scroll come into contact with each other is gradually changed around the rotation axis. The compression chamber is displaced about the rotation axis by continuously changing the wall surface forming the.

従って、外周側に形成される吸入側の圧縮室も、中心側に形成される吐出側の圧縮室も、同一の固定スクロールおよび可動スクロールによって区画形成されている。   Accordingly, the suction side compression chamber formed on the outer peripheral side and the discharge side compression chamber formed on the center side are partitioned by the same fixed scroll and movable scroll.

さらに、圧縮室内の流体は圧縮されるに伴って温度上昇するので、吐出側の圧縮室内の流体温度は、吸入側の圧縮室へ吸入される流体温度よりも高くなる。このため、回転型の容積圧縮機のように、吐出側の圧縮室および吸入側の圧縮室が同一の圧縮室形成部材によって区画形成される構成では、吐出側の圧縮室内の高圧流体の有する熱が、圧縮室形成部材を介して吸入側の圧縮室へ流入する流体へ伝熱されてしまいやすい。   Further, since the temperature of the fluid in the compression chamber rises as it is compressed, the fluid temperature in the compression chamber on the discharge side becomes higher than the fluid temperature sucked into the compression chamber on the suction side. For this reason, in a configuration in which the discharge-side compression chamber and the suction-side compression chamber are partitioned by the same compression chamber forming member, such as a rotary type volume compressor, the heat of the high-pressure fluid in the discharge-side compression chamber However, heat is likely to be transferred to the fluid flowing into the compression chamber on the suction side through the compression chamber forming member.

そして、吐出側の圧縮室内の高圧流体の有する熱が吸入側の圧縮室へ流入する流体へ伝達されてしまうと、吸入側の圧縮室へ流入する流体の密度が低下して、圧縮機の体積効率が悪化してしまう。   When the heat of the high-pressure fluid in the discharge-side compression chamber is transferred to the fluid flowing into the suction-side compression chamber, the density of the fluid flowing into the suction-side compression chamber decreases, and the volume of the compressor Efficiency will deteriorate.

なお、圧縮機の体積効率とは、理論的に圧縮室が縮小する容積に対する実際に圧縮室に吸入された流体の量の比で定義される値である。従って、体積効率を向上させることで、同一回転数における圧縮機の吐出流量を向上させることができる。   The volumetric efficiency of the compressor is a value defined by the ratio of the amount of fluid actually sucked into the compression chamber with respect to the volume that the compression chamber theoretically shrinks. Therefore, the discharge flow rate of the compressor at the same rotation speed can be improved by improving the volumetric efficiency.

これにより、例えば、冷凍サイクルに適用される圧縮機においては、体積効率を向上させることで、同一の冷却能力あるいは加熱能力を発揮させるために必要な回転数を低下させることができる。その結果、圧縮機の信頼性を向上させることができるとともに、冷凍サイクルの成績係数(COP)を向上させることができる。   Thereby, for example, in a compressor applied to a refrigeration cycle, the number of revolutions required to exhibit the same cooling capacity or heating capacity can be reduced by improving the volumetric efficiency. As a result, the reliability of the compressor can be improved and the coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle can be improved.

本発明は、上記点に鑑み、回転軸回りに変位しながら容積を縮小させる圧縮室にて流体を圧縮する圧縮機の体積効率の悪化を抑制することを目的とする。   An object of this invention is to suppress the deterioration of the volume efficiency of the compressor which compresses a fluid in the compression chamber which reduces a volume, displacing around a rotating shaft in view of the said point.

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、回転軸(25)回りに変位しながら容積を縮小させる圧縮室(Vc)を形成する圧縮室形成部材(11、12)を備えるとともに、外部から吸入された中間圧流体を圧縮室(Vc)にて圧縮過程の流体へ合流させる中間圧吸入ポート(30b)が設けられた圧縮機であって、
圧縮室(Vc)側から中間圧吸入ポート(30b)側へ流体が逆流することを防止する逆流防止手段(50)を備え、逆流防止手段(50)から圧縮室(Vc)へ至る下流側流体通路(51)が、少なくとも回転軸(25)の回転方向と逆方向に延びる方向成分を有して形成されていることを特徴とする。
The present invention has been devised in order to achieve the above object. In the invention according to claim 1, the compression forming the compression chamber (Vc) in which the volume is reduced while being displaced around the rotation axis (25). The compressor includes a chamber forming member (11, 12) and an intermediate pressure suction port (30b) that joins an intermediate pressure fluid sucked from the outside to a fluid in a compression process in the compression chamber (Vc). And
A downstream fluid that includes backflow prevention means (50) that prevents the fluid from flowing back from the compression chamber (Vc) side to the intermediate pressure suction port (30b) side, and that flows from the backflow prevention means (50) to the compression chamber (Vc). The passage (51) is formed to have at least a direction component extending in the direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft (25).

これによれば、下流側流体通路(51)が、回転軸(25)の回転方向と逆方向に延びる方向成分を有して形成されているので、下流側流体通路(51)を流通する中間圧流体によって、圧縮室形成部材(11、12)のうち、流体圧力が比較的低圧となっている低圧側の圧縮室(Vc)を形成する壁面を冷却することができる。   According to this, since the downstream fluid passage (51) is formed to have a directional component extending in the direction opposite to the rotation direction of the rotating shaft (25), the intermediate fluid passage in the downstream fluid passage (51) is formed. Of the compression chamber forming members (11, 12), the pressure fluid can cool the wall surface forming the low pressure side compression chamber (Vc) where the fluid pressure is relatively low.

従って、高圧流体を吐出する吐出ポートに連通する吐出側の圧縮室(Vc)内の高圧流体の有する熱が、圧縮室形成部材(11、12)を介して、低圧流体を吸入する吸入ポートに連通する吸入側の圧縮室(Vc)へ流入する流体へ伝熱されてしまうことを抑制して、圧縮機の体積効率の悪化を抑制することができる。   Accordingly, the heat of the high-pressure fluid in the discharge-side compression chamber (Vc) communicating with the discharge port that discharges the high-pressure fluid is transferred to the suction port that sucks the low-pressure fluid through the compression chamber forming members (11, 12). It is possible to suppress heat transfer to the fluid flowing into the compression chamber (Vc) on the suction side that communicates, and to suppress deterioration in volumetric efficiency of the compressor.

また、上記特徴の圧縮機は、具体的に、圧縮室形成部材が、回転軸(25)から伝達される回転駆動力によって公転運動するとともに渦巻き状の可動側歯部(112)を有する可動スクロール(11)、および可動側歯部(112)と噛み合う渦巻き状の固定側歯部(122)を有する固定スクロール(12)を含んで構成されており、圧縮室(Vc)が可動側歯部(112)と固定側歯部(122)との間に形成される、いわゆるスクロール型圧縮機として構成されていてもよい。   In the compressor having the above characteristics, specifically, the compression chamber forming member revolves by the rotational driving force transmitted from the rotation shaft (25) and has a spiral movable side tooth portion (112). (11) and a fixed scroll (12) having a spiral fixed side tooth portion (122) meshing with the movable side tooth portion (112), and the compression chamber (Vc) has a movable side tooth portion ( 112) and a fixed side tooth portion (122) may be configured as a so-called scroll compressor.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第1実施形態のヒートポンプサイクルの全体構成図である。It is a whole block diagram of the heat pump cycle of 1st Embodiment. 第1実施形態の圧縮機の軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the compressor of a 1st embodiment. 図2のIII−III断面図である。It is III-III sectional drawing of FIG. 図3のIV−IV断面を拡大した拡大断面図であって、第1実施形態の下流側冷媒通路の形状を説明するための断面図である。It is the expanded sectional view which expanded the IV-IV section of FIG. 3, Comprising: It is sectional drawing for demonstrating the shape of the downstream refrigerant path of 1st Embodiment. 第2実施形態の下流側冷媒通路の形状を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the shape of the downstream refrigerant path of 2nd Embodiment. 第3実施形態の下流側冷媒通路の形状を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the shape of the downstream refrigerant path of 3rd Embodiment.

(第1実施形態)
図1〜図4により、本発明の第1実施形態を説明する。本実施形態では、本発明に係る圧縮機1を、ヒートポンプ式給湯機にて給湯水を加熱するヒートポンプサイクル(蒸気圧縮式の冷凍サイクル)100に適用している。従って、本実施形態の圧縮機1にて圧縮される流体は、冷媒である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the compressor 1 according to the present invention is applied to a heat pump cycle (vapor compression refrigeration cycle) 100 in which hot water is heated by a heat pump hot water heater. Therefore, the fluid compressed by the compressor 1 of this embodiment is a refrigerant.

このヒートポンプサイクル100は、圧縮機1の圧縮室Vcにて昇圧過程の冷媒にサイクルの中間圧気相冷媒を合流させるガスインジェクションサイクルとして構成されている。より具体的には、本実施形態のヒートポンプサイクル100は、図1に示すように、圧縮機1、水−冷媒熱交換器2、第1膨張弁3、気液分離器4、第2膨張弁5、室外熱交換器6等を有している。   The heat pump cycle 100 is configured as a gas injection cycle in which the intermediate pressure gas-phase refrigerant of the cycle is joined to the refrigerant in the pressurizing process in the compression chamber Vc of the compressor 1. More specifically, the heat pump cycle 100 of the present embodiment includes a compressor 1, a water-refrigerant heat exchanger 2, a first expansion valve 3, a gas-liquid separator 4, and a second expansion valve, as shown in FIG. 5. It has the outdoor heat exchanger 6 grade | etc.,.

水−冷媒熱交換器2は、圧縮機1の吐出ポート40aから吐出された冷媒と給湯水とを熱交換させて給湯水を加熱する加熱用熱交換器である。第1膨張弁3は、水−冷媒熱交換器2から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段であって、図示しない制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される電気式膨張弁である。   The water-refrigerant heat exchanger 2 is a heating heat exchanger that heats hot water by exchanging heat between the refrigerant discharged from the discharge port 40a of the compressor 1 and the hot water. The first expansion valve 3 is a high-stage decompression unit that decompresses the high-pressure refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 2 until it becomes an intermediate-pressure refrigerant, and operates according to a control signal output from a control device (not shown). Is an electric expansion valve controlled.

気液分離器4は、第1膨張弁3にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離手段である。第2膨張弁5は、気液分離器4の液相冷媒流出口から流出した中間圧液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段であって、その基本的構成は第1膨張弁3と同様である。室外熱交換器6は、第2膨張弁5にて減圧された低圧冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる吸熱用熱交換器である。   The gas-liquid separator 4 is a gas-liquid separation unit that separates the gas-liquid of the intermediate-pressure refrigerant decompressed by the first expansion valve 3. The second expansion valve 5 is a low-stage decompression unit that decompresses the intermediate-pressure liquid-phase refrigerant flowing out from the liquid-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 4 until it becomes a low-pressure refrigerant. The same as the expansion valve 3. The outdoor heat exchanger 6 is a heat absorption heat exchanger that evaporates the low-pressure refrigerant decompressed by the second expansion valve 5 by exchanging heat with the outside air.

室外熱交換器6の冷媒出口側には、圧縮機1の吸入ポート30aが接続され、気液分離器4の気相冷媒流出口には、圧縮機1の中間圧吸入ポート30bが接続されている。従って、本実施形態では、気液分離器4にて分離された中間圧気相冷媒が圧縮機1の圧縮室Vcにて昇圧過程の冷媒にインジェクション(注入)される。   A suction port 30 a of the compressor 1 is connected to the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger 6, and an intermediate pressure suction port 30 b of the compressor 1 is connected to the gas-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 4. Yes. Therefore, in the present embodiment, the intermediate pressure gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 4 is injected (injected) into the refrigerant in the pressurizing process in the compression chamber Vc of the compressor 1.

また、本実施形態のヒートポンプサイクル100では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機1の吐出ポートから第1膨張弁3入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には、圧縮機1内部の各摺動部位を潤滑するオイル(冷凍機油)が混入されており、このオイルの一部は冷媒とともにサイクルを循環している。   Further, in the heat pump cycle 100 of the present embodiment, carbon dioxide is adopted as the refrigerant, and the pressure of the high-pressure side refrigerant in the cycle from the discharge port of the compressor 1 to the inlet side of the first expansion valve 3 is equal to or higher than the critical pressure. It constitutes a supercritical refrigeration cycle. Furthermore, the refrigerant is mixed with oil (refrigeration oil) that lubricates each sliding portion inside the compressor 1, and a part of this oil circulates in the cycle together with the refrigerant.

なお、ヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプサイクル100の他に、水−冷媒熱交換器2にて加熱された給湯水を貯湯する貯湯タンク、貯湯タンクと水−冷媒熱交換器2との間で給湯水を循環させる給湯水循環回路、および給湯水循環回路に配置されて給湯水を圧送する水ポンプ(いずれも図示せず)等を有している。   In addition to the heat pump cycle 100, the heat pump type hot water heater is a hot water storage tank for storing hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger 2, a hot water supply between the hot water storage tank and the water-refrigerant heat exchanger 2. There are a hot water circulation circuit for circulating water, a water pump (none of which is shown) and the like that are arranged in the hot water circulation circuit and pump the hot water.

次に、図2〜図4を用いて、圧縮機1の詳細構成を説明する。なお、図2における上下の各矢印は、圧縮機1をヒートポンプ式給湯機に搭載した状態における上下の各方向を示している。圧縮機1は、圧縮機構部10、電動機部(電動モータ部)20、ハウジング30、および油分離器40等を有して構成されている。   Next, the detailed structure of the compressor 1 is demonstrated using FIGS. In addition, the up and down arrows in FIG. 2 indicate the up and down directions in a state where the compressor 1 is mounted on the heat pump type hot water heater. The compressor 1 includes a compression mechanism unit 10, an electric motor unit (electric motor unit) 20, a housing 30, an oil separator 40, and the like.

圧縮機構部10は、圧縮対象流体である冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。電動機部20は、圧縮機構部10を駆動する回転駆動力を出力するものである。ハウジング30は、圧縮機1の外殻を形成するとともに、その内部に圧縮機構部10および電動機部20を収容するものである。油分離器40は、ハウジング30の外部に配置されて圧縮機構部10にて圧縮された高圧冷媒からオイルを分離するものである。   The compression mechanism unit 10 sucks, compresses and discharges a refrigerant that is a fluid to be compressed. The electric motor unit 20 outputs a rotational driving force that drives the compression mechanism unit 10. The housing 30 forms an outer shell of the compressor 1 and houses the compression mechanism unit 10 and the electric motor unit 20 therein. The oil separator 40 is disposed outside the housing 30 and separates oil from the high-pressure refrigerant compressed by the compression mechanism unit 10.

また、本実施形態の圧縮機1は、図2に示すように、電動機部20から圧縮機構部10へ回転駆動力を伝達するシャフト(回転軸)25が鉛直方向(上下方向)に延びて、圧縮機構部10と電動機部20が鉛直方向に配置された、いわゆる縦置きタイプに構成されている。より具体的には、本実施形態の圧縮機1では、圧縮機構部10が電動機部20の下方側に配置されている。   Further, in the compressor 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, a shaft (rotating shaft) 25 that transmits a rotational driving force from the electric motor unit 20 to the compression mechanism unit 10 extends in the vertical direction (vertical direction). The compression mechanism unit 10 and the electric motor unit 20 are configured in a so-called vertical type in which the compression unit 10 and the electric motor unit 20 are arranged in the vertical direction. More specifically, in the compressor 1 of the present embodiment, the compression mechanism unit 10 is disposed on the lower side of the electric motor unit 20.

ハウジング30は、中心軸が鉛直方向に延びる筒状部材31、筒状部材31の上端部を塞ぐ椀状の上蓋部材32および筒状部材31の下端部を塞ぐ椀状の下蓋部材33を有し、これらを一体に接合して密閉容器構造としたものである。筒状部材31、上蓋部材32および下蓋部材33は、いずれも鉄あるいは鉄系金属で形成されており、これらは溶接にて接合されている。   The housing 30 includes a cylindrical member 31 whose central axis extends in the vertical direction, a bowl-shaped upper lid member 32 that blocks the upper end portion of the cylindrical member 31, and a bowl-shaped lower lid member 33 that blocks the lower end portion of the cylindrical member 31. These are integrally joined to form a sealed container structure. The cylindrical member 31, the upper lid member 32, and the lower lid member 33 are all made of iron or an iron-based metal, and these are joined by welding.

また、ハウジング30には、吸入ポート30a、中間圧吸入ポート30b(図2には図示せず)、高圧冷媒流出口(図2には図示せず)が形成されている。   The housing 30 is formed with a suction port 30a, an intermediate pressure suction port 30b (not shown in FIG. 2), and a high-pressure refrigerant outlet (not shown in FIG. 2).

吸入ポート30aは、室外熱交換器6から流出した低圧冷媒を圧縮機構部10へ吸入させる冷媒吸入口である。中間圧吸入ポート30bは、気液分離器4の気相冷媒流出口から流出した中間圧気相冷媒を圧縮機構部10の圧縮室Vcにて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧冷媒吸入口である。高圧冷媒流出口は、圧縮機構部10から吐出された高圧冷媒をハウジング30の外部に配置された油分離器40側へ流出させる冷媒流出口である。   The suction port 30 a is a refrigerant suction port through which the low-pressure refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 6 is sucked into the compression mechanism unit 10. The intermediate pressure suction port 30 b is an intermediate pressure refrigerant suction port that joins the intermediate pressure gas phase refrigerant flowing out from the gas phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 4 with the refrigerant in the compression process in the compression chamber Vc of the compression mechanism unit 10. . The high-pressure refrigerant outlet is a refrigerant outlet through which the high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism unit 10 flows out to the oil separator 40 disposed outside the housing 30.

電動機部20は、固定子をなすコイルステータ21と回転子をなすロータ22とを有して構成されている。このロータ22の軸中心穴にはシャフト25が圧入により固定されている。従って、制御装置からコイルステータ21のコイルへ電力が供給されて回転磁界が発生すると、ロータ22およびシャフト25が一体となって回転する。   The electric motor unit 20 includes a coil stator 21 that forms a stator and a rotor 22 that forms a rotor. A shaft 25 is fixed to the shaft center hole of the rotor 22 by press-fitting. Therefore, when electric power is supplied from the control device to the coils of the coil stator 21 and a rotating magnetic field is generated, the rotor 22 and the shaft 25 rotate together.

シャフト25は、略円筒状に形成されており、その両端部は、それぞれすべり軸受けにて構成された第1軸受部26、第2軸受部27に回転可能に支持されている。また、シャフト25の内部には、シャフト25の外表面と第1、第2軸受部26、27との摺動部位にオイルを供給するための油供給通路25aが形成されている。   The shaft 25 is formed in a substantially cylindrical shape, and both end portions thereof are rotatably supported by a first bearing portion 26 and a second bearing portion 27 that are configured by sliding bearings. Further, an oil supply passage 25 a for supplying oil to the sliding portion between the outer surface of the shaft 25 and the first and second bearing portions 26 and 27 is formed inside the shaft 25.

第1軸受部26は、ハウジング30内の空間を電動機部20が配置される空間と圧縮機構部10が配置される空間とに仕切るミドルハウジング28に形成されており、シャフト25の下端側(圧縮機構部10側)を支持している。第2軸受部27は、介在部材を介してハウジング30の筒状部材31に固定されており、シャフト25の上端側(圧縮機構部10の反対側)を支持している。   The first bearing portion 26 is formed in a middle housing 28 that divides the space in the housing 30 into a space in which the electric motor portion 20 is disposed and a space in which the compression mechanism portion 10 is disposed. The mechanism unit 10 side) is supported. The 2nd bearing part 27 is being fixed to the cylindrical member 31 of the housing 30 via the interposition member, and is supporting the upper end side (opposite side of the compression mechanism part 10) of the shaft 25. FIG.

圧縮機構部10は、それぞれ渦巻き状の歯部が形成された可動スクロール11および固定スクロール12を有するスクロール型の圧縮機構部として構成されている。可動スクロール11は、前述のミドルハウジング28の下方側に配置され、固定スクロール12は、可動スクロール11の下方側に配置されている。   The compression mechanism unit 10 is configured as a scroll type compression mechanism unit having a movable scroll 11 and a fixed scroll 12 each having a spiral tooth portion. The movable scroll 11 is disposed below the middle housing 28 described above, and the fixed scroll 12 is disposed below the movable scroll 11.

より詳細には、可動スクロール11は、円板状の可動側基板部111、および可動側基板部111から固定スクロール12側へ向かって突出する渦巻き状の可動側歯部112を有している。固定スクロール12は、円板状の固定側基板部121および固定側基板部121から可動スクロール11側へ向かって突出する渦巻き状の固定側歯部122を有している。   More specifically, the movable scroll 11 has a disk-shaped movable side substrate portion 111 and a spiral movable side tooth portion 112 protruding from the movable side substrate portion 111 toward the fixed scroll 12 side. The fixed scroll 12 has a disk-shaped fixed side substrate portion 121 and a spiral fixed side tooth portion 122 protruding from the fixed side substrate portion 121 toward the movable scroll 11 side.

さらに、固定スクロール12は、固定側基板部121の外周側面がハウジング30の筒状部材31の内周側面に圧入されていることによって、ハウジング30に固定されている。可動スクロール11は、ミドルハウジング28と固定スクロール12との間に形成される空間に配置されている。   Further, the fixed scroll 12 is fixed to the housing 30 by press-fitting the outer peripheral side surface of the fixed-side substrate 121 to the inner peripheral side surface of the cylindrical member 31 of the housing 30. The movable scroll 11 is disposed in a space formed between the middle housing 28 and the fixed scroll 12.

可動スクロール11および固定スクロール12は、それぞれの基板部111、121の板面が対向するように配置されているとともに、それぞれの歯部112、122同士が噛み合わされて、一方のスクロールの歯部の先端部が他方のスクロールの基板部に当接するように配置されている。   The movable scroll 11 and the fixed scroll 12 are arranged so that the plate surfaces of the respective substrate portions 111 and 121 face each other, and the respective tooth portions 112 and 122 are engaged with each other, so that the tooth portion of one scroll is engaged. The tip portion is disposed so as to contact the substrate portion of the other scroll.

それぞれのスクロールの歯部の先端部には、作動室Vの気密性を向上させるためのチップシールが配置されている。より具体的には、それぞれのスクロールの歯部の先端部には、先端部の形状に沿った渦巻き状の溝部が形成されており、チップシールはこの溝部に嵌め込まれることによって渦巻き状に配置されている。このようなチップシールとしては、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂で形成されたものを採用することができる。   A tip seal for improving the airtightness of the working chamber V is disposed at the tip of each scroll tooth. More specifically, a spiral groove along the shape of the tip is formed at the tip of each scroll tooth, and the tip seal is arranged in a spiral by being fitted into this groove. ing. As such a chip seal, one formed of PEEK (polyether ether ketone) resin can be employed.

これにより、それぞれの歯部112、122同士が複数箇所で接触し、それぞれの歯部112、122同士の間には、シャフト25の中心軸の軸方向から見たときに三日月形状に形成される圧縮室Vcが複数個形成される。なお、図2、図3では、図示の明確化のため、複数個の圧縮室Vcのうち一部の圧縮室Vcのみに符号を付しており、他の圧縮室については符号を省略している。   Thereby, each tooth part 112,122 contacts in several places, and when it sees from the axial direction of the central axis of the shaft 25 between each tooth part 112,122, it forms in a crescent moon shape. A plurality of compression chambers Vc are formed. 2 and 3, for the sake of clarity of illustration, only some of the compression chambers Vc are provided with reference numerals, and other compression chambers are omitted. Yes.

また、可動スクロール11の可動側基板部111の上面側の中心部には、シャフト25の下端部(圧縮機構部10側の端部)が挿入される円筒状のボス部113が形成されている。一方、シャフト25の下端部は、シャフト25の回転中心に対して偏心した偏心部25bになっている。従って、可動スクロール11の可動側基板部111のボス部113には、シャフト25の偏心部25bが挿入される。   A cylindrical boss portion 113 into which the lower end portion of the shaft 25 (end portion on the compression mechanism portion 10 side) is inserted is formed at the center portion on the upper surface side of the movable side substrate portion 111 of the movable scroll 11. . On the other hand, the lower end portion of the shaft 25 is an eccentric portion 25 b that is eccentric with respect to the rotation center of the shaft 25. Accordingly, the eccentric portion 25 b of the shaft 25 is inserted into the boss portion 113 of the movable side substrate portion 111 of the movable scroll 11.

さらに、可動スクロール11およびミドルハウジング28の間には、可動スクロール11が偏心部25b周りに自転することを防止する図示しない自転防止機構が設けられている。このため、シャフト25が回転すると、可動スクロール11は偏心部25b周りに自転することなく、シャフト25の回転中心を公転中心として旋回(公転運動)する。   Further, between the movable scroll 11 and the middle housing 28, a rotation prevention mechanism (not shown) for preventing the movable scroll 11 from rotating about the eccentric portion 25b is provided. For this reason, when the shaft 25 rotates, the movable scroll 11 turns (revolves) with the rotation center of the shaft 25 as the revolution center without rotating around the eccentric portion 25b.

そして、この公転運動により、前述した圧縮室Vcが容積を減少させながら、シャフト25回りに、外周側から中心側へ容積を縮小させながら変位する。従って、本実施形態の圧縮機1は、回転型の容積圧縮機として構成されており、可動スクロール11および固定スクロール12は、特許請求の範囲に記載された圧縮室形成部材を構成している。   Then, by this revolving motion, the compression chamber Vc described above is displaced around the shaft 25 while reducing the volume from the outer peripheral side to the center side while reducing the volume. Therefore, the compressor 1 of the present embodiment is configured as a rotary volumetric compressor, and the movable scroll 11 and the fixed scroll 12 constitute a compression chamber forming member described in the claims.

また、ハウジング30に形成された吸入ポート30aは、圧縮室Vcのうち最外周側に位置付けられて容積が最も大きくなる吸入側の圧縮室Vcに連通している。中間圧吸入ポート30bは、圧縮室Vcのうち最外周側から中心側へ変位する過程の中間位置に位置付けられる中間位置の圧縮室Vcに連通している。   The suction port 30a formed in the housing 30 communicates with the suction-side compression chamber Vc that is positioned on the outermost peripheral side of the compression chamber Vc and has the largest volume. The intermediate pressure suction port 30b communicates with the compression chamber Vc at an intermediate position that is positioned at an intermediate position in the process of displacement from the outermost peripheral side to the center side of the compression chamber Vc.

さらに、吸入ポート30aから吸入側の圧縮室Vcへ至る吸入用の冷媒通路の少なくとも一部、および中間圧吸入ポート30bから中間位置の圧縮室Vcへ至るインジェクション用の冷媒通路の少なくとも一部は、固定スクロール12の固定側基板部121の内部に形成されている。   Further, at least a part of the refrigerant passage for suction from the suction port 30a to the compression chamber Vc on the suction side, and at least a part of the refrigerant passage for injection from the intermediate pressure suction port 30b to the compression chamber Vc at the intermediate position are It is formed inside the fixed side substrate 121 of the fixed scroll 12.

また、中間圧吸入ポート30bから中間位置の圧縮室Vcへ至るインジェクション用の冷媒通路には、逆流防止弁50が配置されている。逆流防止弁50は、圧縮室Vc側から中間圧吸入ポート30b側へ冷媒が逆流することを防止するための逆流防止手段である。   A backflow prevention valve 50 is arranged in the refrigerant passage for injection from the intermediate pressure suction port 30b to the compression chamber Vc at the intermediate position. The backflow prevention valve 50 is backflow prevention means for preventing the refrigerant from flowing back from the compression chamber Vc side to the intermediate pressure suction port 30b side.

より具体的には、本実施形態の逆流防止弁50は、板状部材で形成されたリード弁50a、およびリード弁50aが開閉する通路が形成されたシート部材50bによって構成されている。このようなリード弁方式の逆流防止弁50は、比較的小さな収容空間内に収容することができるので、インジェクション用の冷媒通路のうち逆流防止弁50から下流側の冷媒通路の内容積(デッドボリューム)を不必要に拡大させない点で有効である。   More specifically, the backflow prevention valve 50 of the present embodiment is configured by a reed valve 50a formed of a plate-like member and a seat member 50b formed with a passage that opens and closes the reed valve 50a. Such a reed valve type backflow prevention valve 50 can be accommodated in a relatively small accommodation space, and therefore, the internal volume (dead volume) of the refrigerant passage downstream from the backflow prevention valve 50 in the injection refrigerant passage. ) Is effective in that it does not unnecessarily expand.

また、本実施形態のスクロール型の圧縮機構部10では、図3の断面図に示すように、シャフト25の中心軸に対して対称となる位置に、独立した2つの圧縮室Vcが形成されている。従って、逆流防止弁50についても、それぞれ独立して形成された圧縮室Vcからの逆流を防止できるように、独立して形成された圧縮室Vcと同数(本実施形態では2つ)設けられている。   Further, in the scroll type compression mechanism section 10 of the present embodiment, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, two independent compression chambers Vc are formed at positions symmetrical with respect to the central axis of the shaft 25. Yes. Accordingly, the backflow prevention valves 50 are also provided in the same number (two in this embodiment) as the independently formed compression chambers Vc so as to prevent backflow from the independently formed compression chambers Vc. Yes.

さらに、本実施形態では、インジェクション用の冷媒通路のうち逆流防止弁50の下流側の冷媒通路、すなわち、逆流防止弁50から中間位置の圧縮室Vcへ至る下流側冷媒通路(下流側流体通路)51の延びる方向が、図3、図4に示すように、シャフト25の中心軸方向に対して傾斜している。   Furthermore, in the present embodiment, the refrigerant passage downstream of the backflow prevention valve 50 among the coolant passage for injection, that is, the downstream side refrigerant passage (downstream fluid passage) from the backflow prevention valve 50 to the compression chamber Vc at the intermediate position. The extending direction of 51 is inclined with respect to the central axis direction of the shaft 25 as shown in FIGS.

より具体的には、図3に示すように、シャフト25の中心軸の軸方向から見たとき、下流側冷媒通路51の入口部からシャフト25の中心軸へ至る線分をL1とし、下流側冷媒通路51の入口部から出口部へ至る線分をL2とし、シャフト25および可動スクロール11の回転方向にL1からL2へ至る角度をαとしたときに、以下数式F1を満たすように角度αを設定している。
0°<α<180°…(F1)
これにより、下流側冷媒通路51は、圧縮室Vcを形成する壁面に向かう方向成分を有して形成されることになる。
More specifically, as shown in FIG. 3, when viewed from the axial direction of the central axis of the shaft 25, the line segment from the inlet portion of the downstream refrigerant passage 51 to the central axis of the shaft 25 is L1, and the downstream side When the line segment from the inlet portion to the outlet portion of the refrigerant passage 51 is L2, and the angle from L1 to L2 in the rotation direction of the shaft 25 and the movable scroll 11 is α, the angle α is set so as to satisfy the following formula F1. It is set.
0 ° <α <180 ° (F1)
Thereby, the downstream side refrigerant passage 51 is formed having a directional component toward the wall surface forming the compression chamber Vc.

また、図4に示すように、下流側冷媒通路51の入口部から出口部へ至る線分L2を含み、かつ、シャフト25の軸方向に平行な断面において、シャフト25の軸方向に延びる線分をL3とし、L3とL2との間に形成される角度のうち、小さい方の角度をβとしたときに、以下数式F2を満たすように角度βを設定している。
0°<β<90°…(F2)
これにより、下流側冷媒通路51は、シャフト25の軸方向に平行な方向成分を有して形成されることになる。
Further, as shown in FIG. 4, a line segment that includes a line segment L <b> 2 from the inlet portion to the outlet portion of the downstream refrigerant passage 51 and extends in the axial direction of the shaft 25 in a cross section parallel to the axial direction of the shaft 25. Is set to L3, and the angle β is set so that the following formula F2 is satisfied, where β is the smaller angle among the angles formed between L3 and L2.
0 ° <β <90 °… (F2)
As a result, the downstream refrigerant passage 51 is formed with a directional component parallel to the axial direction of the shaft 25.

そして、上記数式F1およびF2を満たすことによって、下流側冷媒通路51は、シャフト25および可動スクロール11の回転方向と逆方向に延びる方向成分を有して形成されることになる。さらに、本実施形態では、下流側冷媒通路51が、固定スクロール12のうち吸入側の圧縮室Vcを形成する壁面に向かう方向成分を有して形成されている。   And by satisfy | filling said numerical formula F1 and F2, the downstream refrigerant path 51 has a direction component extended in the reverse direction to the rotation direction of the shaft 25 and the movable scroll 11, and is formed. Furthermore, in the present embodiment, the downstream refrigerant passage 51 is formed to have a directional component toward the wall surface forming the suction-side compression chamber Vc of the fixed scroll 12.

なお、本実施形態における下流側冷媒通路51とは、逆流防止弁50の下流側の冷媒通路である。従って、逆流防止弁50の一部として設けられたリード弁50aを変位させるための収容空間は、下流側冷媒通路51に含まれない。   In the present embodiment, the downstream refrigerant passage 51 is a refrigerant passage on the downstream side of the backflow prevention valve 50. Accordingly, a housing space for displacing the reed valve 50 a provided as a part of the check valve 50 is not included in the downstream refrigerant passage 51.

また、固定スクロール12側の固定側基板部121の中心部には、圧縮室Vcで圧縮された冷媒が吐出される吐出孔123が形成されている。さらに、吐出孔123の下方側には、吐出孔123と連通する吐出室124が形成されている。吐出室124には、吐出室124側から圧縮室Vc側への冷媒の逆流を防止する逆止弁をなす吐出弁(リード弁)と、吐出弁の最大開度を規制するストッパ16が配置されている。   A discharge hole 123 through which the refrigerant compressed in the compression chamber Vc is discharged is formed at the center of the fixed-side substrate 121 on the fixed scroll 12 side. Further, a discharge chamber 124 communicating with the discharge hole 123 is formed below the discharge hole 123. The discharge chamber 124 is provided with a discharge valve (reed valve) that forms a check valve that prevents the reverse flow of refrigerant from the discharge chamber 124 side to the compression chamber Vc side, and a stopper 16 that regulates the maximum opening of the discharge valve. ing.

ハウジング30の内部には、吐出室124からハウジング30に形成された冷媒流出口へ導く図示しない冷媒通路が形成されている。さらに、この冷媒流出口には油分離器40の冷媒流入口40bが接続されている。油分離器40は、鉛直方向に延びる筒状部材41を有し、その内部に形成された空間で圧縮機構部10にて昇圧された冷媒を旋回させ、遠心力の作用によって気相冷媒とオイルとを分離するものである。   Inside the housing 30, a refrigerant passage (not shown) that leads from the discharge chamber 124 to the refrigerant outlet formed in the housing 30 is formed. Further, a refrigerant inlet 40b of the oil separator 40 is connected to the refrigerant outlet. The oil separator 40 includes a cylindrical member 41 extending in the vertical direction, and the refrigerant pressurized by the compression mechanism unit 10 is swirled in a space formed therein, and the gas phase refrigerant and the oil are subjected to centrifugal force. Are separated from each other.

油分離器40にて分離された高圧気相冷媒は、油分離器40の上方側に形成された吐出ポート40aから水−冷媒熱交換器2側へ吐出される。一方、油分離器40にて分離されたオイルは、油分離器40の下方側の部位に蓄えられ、図示しない油通路を介してハウジング30内の圧縮機構部10やシャフト25と第1、第2軸受部26、27との摺動部等へ供給される。   The high-pressure gas-phase refrigerant separated by the oil separator 40 is discharged from the discharge port 40a formed on the upper side of the oil separator 40 to the water-refrigerant heat exchanger 2 side. On the other hand, the oil separated by the oil separator 40 is stored in a lower portion of the oil separator 40, and the first and first compression mechanisms 10 and the shaft 25 in the housing 30 are connected to the first and first members via an oil passage (not shown). 2 Supplied to a sliding portion with the bearing portions 26 and 27.

次に、上記構成における本実施形態の圧縮機1の作動について説明する。圧縮機1の電動機部20に電力が供給されてロータ22およびシャフト25が回転すると、可動スクロール11がシャフト25に対して旋回(公転運動)する。これにより、可動スクロール11の可動側歯部112と固定スクロール12の固定側歯部122との間に形成された三日月状の圧縮室Vcが外周側から中心側へシャフト25回りに旋回しながら移動していく。   Next, the operation of the compressor 1 of the present embodiment having the above configuration will be described. When electric power is supplied to the electric motor unit 20 of the compressor 1 and the rotor 22 and the shaft 25 rotate, the movable scroll 11 turns (revolves) with respect to the shaft 25. Accordingly, the crescent-shaped compression chamber Vc formed between the movable side tooth portion 112 of the movable scroll 11 and the fixed side tooth portion 122 of the fixed scroll 12 moves while turning around the shaft 25 from the outer peripheral side to the center side. I will do it.

この際、最外周側に位置付けられて吸入ポート30aに連通する吸入側の圧縮室Vcには、吸入ポート30aを介して室外熱交換器6から流出した低圧冷媒が吸入される。低圧冷媒が流入した圧縮室Vcは、シャフト25の回転に伴って、その容積を縮小させながら下流側冷媒通路51に連通する中間位置へ移動する。   At this time, the low-pressure refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 6 is sucked into the suction-side compression chamber Vc positioned on the outermost peripheral side and communicated with the suction port 30a through the suction port 30a. The compression chamber Vc into which the low-pressure refrigerant has flowed moves to an intermediate position communicating with the downstream-side refrigerant passage 51 while reducing the volume of the compression chamber Vc as the shaft 25 rotates.

圧縮室Vcが中間位置へ移動し、圧縮室Vc側の冷媒圧力P1よりも中間圧吸入ポート30b側の中間圧気相冷媒の圧力P2が高くなっている状態では、圧縮室Vc側の冷媒圧力P1と中間圧吸入ポート30b側の冷媒圧力P2との圧力差によって、逆流防止弁50が開く。これにより、気液分離器4にて分離されて中間圧吸入ポート30bから吸入された中間圧気相冷媒が、圧縮室Vcへインジェクション(注入)される。   When the compression chamber Vc moves to the intermediate position and the pressure P2 of the intermediate pressure gas phase refrigerant on the intermediate pressure suction port 30b side is higher than the refrigerant pressure P1 on the compression chamber Vc side, the refrigerant pressure P1 on the compression chamber Vc side. And the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure suction port 30b side opens the backflow prevention valve 50. Thereby, the intermediate-pressure gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 4 and sucked from the intermediate-pressure suction port 30b is injected (injected) into the compression chamber Vc.

さらに、シャフト25の回転に伴って圧縮室Vcの容積が縮小し、圧縮室Vc側の冷媒圧力P1が中間圧吸入ポート30b側の中間圧気相冷媒の圧力P2を上回ると、圧縮室Vc側の冷媒圧力P1と中間圧吸入ポート30b側の冷媒圧力P2との圧力差によって、逆流防止弁50が閉じる。これにより、圧縮室Vc側から中間圧吸入ポート30b側へ冷媒が逆流してしまうことが防止される。   Furthermore, when the volume of the compression chamber Vc is reduced with the rotation of the shaft 25 and the refrigerant pressure P1 on the compression chamber Vc side exceeds the pressure P2 of the intermediate pressure gas phase refrigerant on the intermediate pressure suction port 30b side, the compression chamber Vc side The backflow prevention valve 50 is closed by the pressure difference between the refrigerant pressure P1 and the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure suction port 30b side. This prevents the refrigerant from flowing backward from the compression chamber Vc side to the intermediate pressure suction port 30b side.

さらに、シャフト25の回転に伴って圧縮室Vcが中心側の固定スクロール12の吐出孔123へ連通する位置に移動し、作動室Vc内の高圧冷媒の圧力が吐出弁の開弁圧を超えると吐出弁が開く。これにより、高圧冷媒が吐出室124へ吐出される。吐出室124へ吐出された高圧冷媒は、油分離器40にてオイルが分離されて吐出ポート40aから水−冷媒熱交換器2側へ吐出される。   Furthermore, when the compression chamber Vc moves to a position communicating with the discharge hole 123 of the fixed scroll 12 on the center side as the shaft 25 rotates, and the pressure of the high-pressure refrigerant in the working chamber Vc exceeds the valve opening pressure of the discharge valve. The discharge valve opens. As a result, the high-pressure refrigerant is discharged into the discharge chamber 124. The high-pressure refrigerant discharged to the discharge chamber 124 is separated from the oil by the oil separator 40 and discharged from the discharge port 40a to the water-refrigerant heat exchanger 2 side.

以上の如く、本実施形態の圧縮機1は、ヒートポンプサイクル100において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出することができる。   As described above, the compressor 1 of the present embodiment can suck the refrigerant, compress it, and discharge it in the heat pump cycle 100.

ここで、本実施形態の圧縮機1(スクロール型圧縮機)では、圧縮室Vcを区画形成する圧縮室形成部材(具体的には、可動スクロール11および固定スクロール12)の一部(具体的には、可動スクロール11)を回転変位させて、圧縮室形成部材のうち実際に圧縮室Vcを区画形成する部位(壁面)を連続的に変化させることによって、圧縮室Vcをシャフト25回りに変位させている。   Here, in the compressor 1 (scroll type compressor) of the present embodiment, a part (specifically, the movable scroll 11 and the fixed scroll 12) of the compression chamber forming member (specifically, the movable scroll 11 and the fixed scroll 12) that defines the compression chamber Vc. Is configured to displace the compression chamber Vc around the shaft 25 by rotating the movable scroll 11) and continuously changing the portion (wall surface) of the compression chamber forming member that actually forms the compression chamber Vc. ing.

つまり、本実施形態の圧縮機1では、吸入ポート30aに連通する吸入側の圧縮室Vcも、吐出ポート40a側に連通する吐出側の圧縮室Vcも、同一の圧縮室形成部材によって区画形成されている。   That is, in the compressor 1 of the present embodiment, both the suction side compression chamber Vc communicating with the suction port 30a and the discharge side compression chamber Vc communicating with the discharge port 40a are defined by the same compression chamber forming member. ing.

さらに、圧縮室Vc内の冷媒は圧縮されるに伴って温度上昇するため、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の温度は、吸入側の圧縮室Vcへ吸入される低圧冷媒の温度よりも高くなる。このため、スクロール型圧縮機に代表される回転型の容積圧縮機では、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の有する熱が、圧縮室形成部材を介して吸入側の圧縮室Vcへ流入する低圧冷媒へ伝熱されてしまいやすい。   Further, since the temperature of the refrigerant in the compression chamber Vc increases as it is compressed, the temperature of the high-pressure refrigerant in the discharge-side compression chamber Vc is higher than the temperature of the low-pressure refrigerant sucked into the suction-side compression chamber Vc. Get higher. For this reason, in a rotary displacement compressor represented by a scroll compressor, the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge-side compression chamber Vc flows into the suction-side compression chamber Vc via the compression chamber forming member. Heat is easily transferred to the low-pressure refrigerant.

そして、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の有する熱が吸入側の圧縮室Vcへ流入する低圧冷媒へ伝達されてしまうと、吸入側の圧縮室Vcへ流入する流体の密度が低下して、圧縮機の体積効率が悪化してしまう。   When the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge-side compression chamber Vc is transferred to the low-pressure refrigerant flowing into the suction-side compression chamber Vc, the density of the fluid flowing into the suction-side compression chamber Vc decreases. The volumetric efficiency of the compressor will deteriorate.

これに対して、本実施形態の圧縮機1では、下流側冷媒通路51が、シャフト25の回転方向と逆方向に延びる方向成分を有して形成されている。従って、下流側冷媒通路51を流通する中間圧冷媒によって、固定スクロール12のうち、吸入側の圧縮室Vcを形成する部位を冷却することができる。   On the other hand, in the compressor 1 of the present embodiment, the downstream refrigerant passage 51 is formed with a directional component extending in the direction opposite to the rotation direction of the shaft 25. Therefore, the portion of the fixed scroll 12 that forms the suction-side compression chamber Vc can be cooled by the intermediate pressure refrigerant flowing through the downstream-side refrigerant passage 51.

これにより、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の有する熱が、固定スクロール12を介して、吸入側の圧縮室Vcへ流入する冷媒へ伝熱されてしまうことを抑制して、圧縮機1の体積効率の悪化を抑制することができる。これにより、同一回転数における圧縮機1の吐出流量を向上させることができる。   Accordingly, the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge-side compression chamber Vc is suppressed from being transferred to the refrigerant flowing into the suction-side compression chamber Vc via the fixed scroll 12, and the compressor 1. It is possible to suppress the deterioration of volume efficiency. Thereby, the discharge flow rate of the compressor 1 at the same rotation speed can be improved.

その結果、水−冷媒熱交換器2にて同一の給湯水の加熱能力を発揮させるために必要な回転数を低下させることができるので、圧縮機1の信頼性を向上させることができるとともに、ヒートポンプサイクル100の成績係数(COP)を向上させることができる。   As a result, since the number of rotations required for exerting the heating capability of the same hot water in the water-refrigerant heat exchanger 2 can be reduced, the reliability of the compressor 1 can be improved, The coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle 100 can be improved.

また、本実施形態の圧縮機1では、下流側冷媒通路51を、図3に示す角度αが上記数式F1を満たし、かつ、図4に示す角度βが上記数式F2を満たすように、シャフト25の中心軸に対して傾斜させることによって形成している。従って、下流側冷媒通路51の通路構成を複雑化させてしまうことなく、極めて容易にシャフト25の回転方向と逆方向に延びる方向成分を有する形状とすることができる。   Further, in the compressor 1 of the present embodiment, the shaft 25 is disposed in the downstream refrigerant passage 51 so that the angle α shown in FIG. 3 satisfies the formula F1 and the angle β shown in FIG. 4 satisfies the formula F2. It is formed by inclining with respect to the central axis. Therefore, it is possible to make the shape having a direction component extending in the direction opposite to the rotation direction of the shaft 25 without complicating the passage configuration of the downstream refrigerant passage 51.

さらに、下流側冷媒通路51が、固定スクロール12の内部に形成されているとともに、固定スクロール12のうち吸入側の圧縮室Vcを形成する壁面に向かう方向成分を有して形成されている。従って、吸入側の圧縮室Vcを形成する壁面の温度上昇を抑制して、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の有する熱によって、吸入側の圧縮室Vcへ流入する冷媒が加熱されてしまうことを効果的に抑制することができる。   Further, the downstream refrigerant passage 51 is formed inside the fixed scroll 12 and has a directional component toward the wall surface of the fixed scroll 12 that forms the suction-side compression chamber Vc. Therefore, the temperature rise of the wall surface forming the suction side compression chamber Vc is suppressed, and the refrigerant flowing into the suction side compression chamber Vc is heated by the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge side compression chamber Vc. This can be effectively suppressed.

さらに、下流側冷媒通路51が、軸方向に平行な方向成分を有して形成されているので、下流側冷媒通路51を流通する中間圧冷媒によって、固定スクロール12のうち圧縮室Vcを形成する壁面の広い範囲を冷却することができる。従って、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の有する熱によって、吸入側の圧縮室Vcへ流入する冷媒が加熱されてしまうことを効果的に抑制することができる。   Further, since the downstream refrigerant passage 51 is formed with a directional component parallel to the axial direction, the compression chamber Vc is formed in the fixed scroll 12 by the intermediate pressure refrigerant flowing through the downstream refrigerant passage 51. A wide range of wall surfaces can be cooled. Therefore, it is possible to effectively prevent the refrigerant flowing into the suction-side compression chamber Vc from being heated by the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge-side compression chamber Vc.

また、本実施形態のヒートポンプサイクル100では、冷媒として二酸化炭素を採用し、高圧側冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。このような超臨界冷凍サイクルでは、圧縮機1から吐出される吐出冷媒の温度が比較的高温(例えば、90℃以上)となりやすく、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の有する熱によって、吸入側の圧縮室Vcへ流入する冷媒が加熱されてしまいやすい。従って、本実施形態の圧縮機1による体積効率の悪化抑制効果は、極めて有効である。   Further, in the heat pump cycle 100 of the present embodiment, carbon dioxide is employed as the refrigerant, and a supercritical refrigeration cycle is configured in which the pressure of the high-pressure side refrigerant is equal to or higher than the critical pressure. In such a supercritical refrigeration cycle, the temperature of the discharge refrigerant discharged from the compressor 1 tends to be relatively high (for example, 90 ° C. or higher), and is sucked by the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge-side compression chamber Vc. The refrigerant flowing into the compression chamber Vc on the side is likely to be heated. Therefore, the effect of suppressing the deterioration of volume efficiency by the compressor 1 of the present embodiment is extremely effective.

(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図5に示すように、下流側冷媒通路51の形状を変更した例を説明する。なお、図5は、第1実施形態の図4に対応する図面であって、第1実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。
(Second Embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the shape of the downstream refrigerant path 51 with respect to 1st Embodiment, as shown in FIG. FIG. 5 is a drawing corresponding to FIG. 4 of the first embodiment, and the same or equivalent parts as in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The same applies to the following drawings.

具体的には、本実施形態の下流側冷媒通路51は、固定スクロール12の固定側歯部122の内部に形成されている。さらに、下流側冷媒通路51の出口部が固定側歯部122の側面に開口している。その他の構成および作動は第1実施形態と同様である。   Specifically, the downstream refrigerant passage 51 of the present embodiment is formed inside the fixed side tooth portion 122 of the fixed scroll 12. Further, the outlet portion of the downstream refrigerant passage 51 is open to the side surface of the fixed side tooth portion 122. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

従って、本実施形態の圧縮機1においても、第1実施形態と同様に、体積効率の悪化抑制効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、下流側冷媒通路51が、固定スクロール12の固定側歯部122の内部に形成されているので、下流側冷媒通路51を吸入側の圧縮室Vcに近づけて、固定スクロール12のうち吸入側の圧縮室Vcを形成する部位を効果的に冷却することができる。   Therefore, also in the compressor 1 of this embodiment, the effect of suppressing the deterioration of volume efficiency can be obtained as in the first embodiment. Further, in the present embodiment, since the downstream refrigerant passage 51 is formed inside the fixed side tooth portion 122 of the fixed scroll 12, the downstream refrigerant passage 51 is brought close to the suction-side compression chamber Vc to fix the fixed scroll. 12 can effectively cool the portion forming the compression chamber Vc on the suction side.

(第3実施形態)
本実施形態では、第1実施形態に対して、図6に示すように、下流側冷媒通路51の形状を変更した例を説明する。なお、図6は、第1実施形態の図4に対応する図面である。具体的には、本実施形態の下流側冷媒通路51は、その通路断面積が中間圧冷媒の流れ方向に向かって徐々に拡大しているその他の構成および作動は第1実施形態と同様である。
(Third embodiment)
This embodiment demonstrates the example which changed the shape of the downstream refrigerant path 51 with respect to 1st Embodiment, as shown in FIG. FIG. 6 is a drawing corresponding to FIG. 4 of the first embodiment. Specifically, the downstream refrigerant passage 51 of the present embodiment has the same configuration and operation as those of the first embodiment except that the passage cross-sectional area gradually increases in the flow direction of the intermediate pressure refrigerant. .

従って、本実施形態の圧縮機1においても、第1実施形態と同様に、体積効率の悪化抑制効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、下流側冷媒通路51の通路断面積が中間圧冷媒の流れ方向に向かって徐々に拡大しているので、中間圧流体を中間位置の圧縮室Vc内の広範囲に噴出させることができる。   Therefore, also in the compressor 1 of this embodiment, the effect of suppressing the deterioration of volume efficiency can be obtained as in the first embodiment. Furthermore, in this embodiment, since the passage cross-sectional area of the downstream refrigerant passage 51 gradually increases in the flow direction of the intermediate pressure refrigerant, the intermediate pressure fluid is ejected over a wide range in the compression chamber Vc at the intermediate position. be able to.

従って、中間位置の圧縮室Vc内に噴射される中間圧冷媒によって、圧縮室Vcの広範囲を効率的に冷却して、吐出側の圧縮室Vc内の高圧冷媒の有する熱によって、吸入側の圧縮室Vcへ流入する冷媒が加熱されてしまうことを抑制することができる。   Therefore, the intermediate pressure refrigerant injected into the compression chamber Vc at the intermediate position efficiently cools the wide range of the compression chamber Vc, and the suction side compression is performed by the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge side compression chamber Vc. It can suppress that the refrigerant | coolant which flows in into the chamber Vc will be heated.

(他の実施形態)
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.

(1)上述の実施形態では、本発明に係る圧縮機1をヒートポンプ式給湯機のヒートポンプサイクル100に適用した例を説明したが、本発明に係る圧縮機1の適用はこれに限定されない。つまり、本発明に係る圧縮機1は、種々の流体を圧縮する圧縮機として幅広い用途に適用可能である。   (1) In the above-described embodiment, the example in which the compressor 1 according to the present invention is applied to the heat pump cycle 100 of the heat pump type hot water heater has been described, but the application of the compressor 1 according to the present invention is not limited thereto. That is, the compressor 1 according to the present invention can be applied to a wide range of uses as a compressor that compresses various fluids.

さらに、本発明に係る圧縮機1を、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機と、圧縮機から吐出された高圧冷媒と加熱対象流体(あるいは外気)とを熱交換させる放熱器と、放熱器から流出した高圧冷媒の流れを分岐する分岐部と、分岐部にて分岐された一方の高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側膨張弁と、分岐部にて分岐された他方の高圧冷媒と高段側膨張弁にて減圧された中間圧冷媒とを熱交換させる内部熱交換器と、内部熱交換器から流出した高圧冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側膨張弁と、低段側膨張弁から流出した低圧冷媒と外気(あるいは冷却対象流体)とを熱交換させて低圧冷媒を蒸発させる蒸発器とを備え、
内部熱交換器から流出した中間圧冷媒を圧縮機1の中間圧吸入ポート30bへ吸入させ、蒸発器から流出した低圧冷媒を圧縮機1の吸入ポート30aへ吸入させることによって構成されるガスインジェクションサイクルに適用してもよい。
Furthermore, the compressor 1 according to the present invention includes a compressor that compresses and discharges the refrigerant, a radiator that exchanges heat between the high-pressure refrigerant discharged from the compressor and the fluid to be heated (or outside air), and a radiator. A branch part that branches the flow of the high-pressure refrigerant that has flowed out, a high-stage expansion valve that reduces the pressure of one of the high-pressure refrigerants branched at the branch part until it becomes an intermediate-pressure refrigerant, and the other high pressure branched at the branch part An internal heat exchanger that exchanges heat between the refrigerant and the intermediate-pressure refrigerant decompressed by the high-stage expansion valve; a low-stage expansion valve that decompresses the high-pressure refrigerant flowing out of the internal heat exchanger until it becomes a low-pressure refrigerant; An evaporator that evaporates the low-pressure refrigerant by exchanging heat between the low-pressure refrigerant flowing out from the low-stage expansion valve and the outside air (or the fluid to be cooled),
A gas injection cycle configured by sucking the intermediate pressure refrigerant flowing out of the internal heat exchanger into the intermediate pressure suction port 30b of the compressor 1 and sucking low pressure refrigerant flowing out of the evaporator into the suction port 30a of the compressor 1. You may apply to.

(2)上述の実施形態では、スクロール型圧縮機として構成された圧縮機1について説明したが、本発明の圧縮機の形式はこれに限定されない。つまり、本発明の圧縮機には、回転軸回りに変位しながら容積を縮小させる圧縮室にて流体を圧縮する形式のものが広く含まれる。   (2) In the above-described embodiment, the compressor 1 configured as a scroll compressor has been described, but the format of the compressor of the present invention is not limited to this. That is, the compressor of the present invention includes a wide variety of compressors that compress fluid in a compression chamber that reduces the volume while being displaced around the rotation axis.

例えば、圧縮室形成部材が、円柱状空間を形成するシリンダ、円柱状空間の中心軸に対して偏心して配置される円柱状のロータ、およびシリンダの内周面側からロータの外周面に当接するように突出するベーンを含んで構成されており、圧縮室が、シリンダの内周面、ロータの外周面およびベーンによって仕切られた空間によって形成される、いわゆるローリングピストン型圧縮機として構成されていてもよい。   For example, the compression chamber forming member is in contact with the outer peripheral surface of the rotor from the inner peripheral surface side of the cylinder that forms a cylindrical space, the cylindrical rotor that is arranged eccentrically with respect to the central axis of the cylindrical space And the compression chamber is formed as a so-called rolling piston compressor formed by a space partitioned by the inner peripheral surface of the cylinder, the outer peripheral surface of the rotor and the vane. Also good.

また、圧縮室形成部材が、断面楕円形状の柱状空間を形成するシリンダ、柱状空間の内部に配置される円柱状のロータ、およびロータの外周面側からシリンダの内周面に当接するように突出するベーンを含んで構成されており、圧縮室が、シリンダの内周面、ロータの外周面およびベーンによって仕切られた空間によって形成される、いわゆるベーン型圧縮機として構成されていてもよい。   Further, the compression chamber forming member protrudes so as to come into contact with the inner peripheral surface of the cylinder from the cylinder forming the columnar space having an elliptical cross section, the columnar rotor disposed inside the columnar space, and the outer peripheral surface side of the rotor. The compression chamber may be configured as a so-called vane compressor formed by a space partitioned by the inner peripheral surface of the cylinder, the outer peripheral surface of the rotor, and the vane.

(3)上述の実施形態では、縦置きタイプの圧縮機1について説明したが、もちろん、シャフト(回転軸)25が水平方向に延びて、圧縮機構部10と電動機部20が水平方向(横方向)に配置された横置きタイプの圧縮機として構成されていてもよい。   (3) In the above-described embodiment, the vertical type compressor 1 has been described. Of course, the shaft (rotating shaft) 25 extends in the horizontal direction, and the compression mechanism unit 10 and the motor unit 20 are in the horizontal direction (lateral direction). ) May be configured as a horizontally placed compressor.

(4)上述の実施形態では、逆流防止手段として、リード弁50aを有して構成された逆流防止弁50を作用した例を説明したが、逆流防止手段はこれに限定されない。例えば、圧縮室Vc側の冷媒圧力P1と中間圧吸入ポート30b側の冷媒圧力P2との差圧に応じて変位するフリーバルブ(スプール弁)を有して構成された逆流防止手段を採用してもよい。   (4) In the above-described embodiment, the example in which the backflow prevention valve 50 having the reed valve 50a is used as the backflow prevention means has been described. However, the backflow prevention means is not limited thereto. For example, a backflow prevention means having a free valve (spool valve) that is displaced according to the differential pressure between the refrigerant pressure P1 on the compression chamber Vc side and the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure suction port 30b side is adopted. Also good.

1 圧縮機
30a 吸入ポート
30b 中間圧吸入ポート
25 シャフト
11 可動スクロール(圧縮室形成部材)
12 固定スクロール(圧縮室形成部材)
50 逆流防止弁
51 下流側冷媒通路
Vc 圧縮室
1 Compressor 30a Suction port 30b Intermediate pressure suction port 25 Shaft 11 Movable scroll (compression chamber forming member)
12 Fixed scroll (compression chamber forming member)
50 Backflow prevention valve 51 Downstream refrigerant passage Vc Compression chamber

Claims (8)

回転軸(25)回りに変位しながら容積を縮小させる圧縮室(Vc)を形成する圧縮室形成部材(11、12)を備えるとともに、外部から吸入された中間圧流体を前記圧縮室(Vc)にて圧縮過程の流体へ合流させる中間圧吸入ポート(30b)が設けられた圧縮機であって、
前記圧縮室(Vc)側から中間圧吸入ポート(30b)側へ前記流体が逆流することを防止する逆流防止手段(50)を備え、
前記逆流防止手段(50)から前記圧縮室(Vc)へ至る下流側流体通路(51)が、少なくとも前記回転軸(25)の回転方向と逆方向に延びる方向成分を有して形成されていることを特徴とする圧縮機。
A compression chamber forming member (11, 12) that forms a compression chamber (Vc) that reduces the volume while being displaced around the rotation shaft (25) is provided, and intermediate pressure fluid sucked from the outside is compressed into the compression chamber (Vc). A compressor provided with an intermediate pressure suction port (30b) for joining the fluid in the compression process at
Backflow prevention means (50) for preventing the fluid from flowing back from the compression chamber (Vc) side to the intermediate pressure suction port (30b) side;
A downstream fluid passage (51) from the backflow prevention means (50) to the compression chamber (Vc) is formed to have at least a directional component extending in the direction opposite to the rotation direction of the rotation shaft (25). A compressor characterized by that.
前記下流側流体通路(51)は、前記圧縮室形成部材(12)に形成されているとともに、前記圧縮室形成部材(12)のうち前記圧縮室(Vc)を形成する壁面に向かう方向成分を有して形成されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機。   The downstream fluid passage (51) is formed in the compression chamber forming member (12) and has a directional component toward the wall surface forming the compression chamber (Vc) of the compression chamber forming member (12). The compressor according to claim 1, wherein the compressor is formed. さらに、前記下流側流体通路(51)は、前記圧縮室形成部材(12)のうち低圧流体を吸入する吸入ポート(30a)側に連通する吸入側の前記圧縮室(Vc)を形成する壁面に向かう方向成分を有して形成されていることを特徴とする請求項2に記載の圧縮機。   Furthermore, the downstream fluid passage (51) is formed on a wall surface forming the compression chamber (Vc) on the suction side communicating with the suction port (30a) side for sucking low-pressure fluid in the compression chamber forming member (12). The compressor according to claim 2, wherein the compressor is formed to have a directional component. 前記下流側流体通路(51)は、前記回転軸(25)の軸方向に平行な方向成分を有して形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の圧縮機。   The said downstream side fluid channel | path (51) has a direction component parallel to the axial direction of the said rotating shaft (25), It is formed as described in any one of Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. Compressor. 前記下流側流体通路(51)の通路断面積が、前記中間圧流体の流れ方向に向かって徐々に拡大していることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の圧縮機。   The compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein a passage cross-sectional area of the downstream fluid passage (51) gradually increases in a flow direction of the intermediate pressure fluid. . 前記圧縮室形成部材は、前記回転軸(25)から伝達される回転駆動力によって公転運動するとともに渦巻き状の可動側歯部(112)を有する可動スクロール(11)、および前記可動側歯部(112)と噛み合う渦巻き状の固定側歯部(122)を有する固定スクロール(12)を含んで構成されており、
前記圧縮室(Vc)は、前記可動側歯部(112)と前記固定側歯部(122)との間に形成されていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の圧縮機。
The compression chamber forming member revolves by a rotational driving force transmitted from the rotary shaft (25) and has a movable scroll (11) having a spiral movable side tooth portion (112), and the movable side tooth portion ( 112) including a fixed scroll (12) having a spiral fixed side tooth portion (122) meshing with
The said compression chamber (Vc) is formed between the said movable side tooth | gear part (112) and the said fixed side tooth | gear part (122), The one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. Compressor.
前記下流側流体通路(51)は、前記固定側歯部(122)の内部に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の圧縮機。   The compressor according to claim 6, wherein the downstream fluid passage (51) is formed inside the fixed tooth portion (122). 前記流体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の圧縮機。   The compressor according to any one of claims 1 to 7, wherein the fluid is carbon dioxide.
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