JP6507557B2 - Compressor - Google Patents
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Description
本発明は、流体を圧縮する圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a compressor for compressing a fluid.
従来、この種の圧縮機として、例えば特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載された圧縮機は、中間インジェクションを行うスクロール圧縮機である。特許文献1の圧縮機は、外部から吸入された流体(具体的には、冷媒)を圧縮室内の圧縮過程の流体へ合流させる合流用通路としてのインジェクションポートを有している。そのインジェクションポートは、吸入閉じ切り直後の圧縮室に連通する位置に形成されている。また、可動スクロールの一部を構成する可動側ラップはその一部に厚肉部を含んでおり、その厚肉部は、可動側ラップの巻き始め側から巻き終わり側に向かって歯厚が拡大する歯厚拡大部と、その歯厚拡大部から可動側ラップの巻き終わり側に向かって歯厚が縮小する歯厚縮小部とを有している。そして、インジェクションポートの直径は、その厚肉部に合わせて大きくされている。これにより、インジェクションポートから圧縮室へ流入するインジェクション流量の増加が図られている。
Conventionally, as a compressor of this type, for example, there is one described in
特許文献1の圧縮機は、確かに、インジェクション流量の増加を図ることができる。しかし、インジェクションポートの直径が拡大されたことにより、そのインジェクションポートの容積すなわち合流用通路の容積が大きくなっている。そして、この合流用通路と圧縮室との連通は圧縮過程において可動側ラップにより遮られるが、その場合、合流用通路は可動側ラップによって完全に閉塞されるわけではないので、圧縮途中の流体であるガスがインジェクションポートに流入する。すなわち、合流用通路は、圧縮機の圧縮過程におけるデッドボリュームとなっているので、合流用通路の容積拡大は、圧縮機が1回転当たりに吐出する流体の吐出量を実質的に引き下げる方向に作用し、圧縮機の効率低下の原因となる。
The compressor of
本発明は上記点に鑑みて、合流用通路から圧縮室へ流入する流体流量の増加を図りつつ、デッドボリュームとしての合流用通路の容積拡大を抑えることができる圧縮機を提供することを目的とする。 In view of the above-described points, the present invention has an object to provide a compressor capable of suppressing an increase in volume of a merging passage as a dead volume while aiming to increase the flow rate of fluid flowing from the merging passage into the compression chamber. Do.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の圧縮機の発明では、非回転部材としての固定側部材(12)と、
固定側部材との間に圧縮室(15)を形成し、その固定側部材に対し所定の公転方向(DRrt)へ公転運動することにより圧縮室の容積と位置とを変化させる旋回側部材(11)とを備えると共に、
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合流用吸入口(39)が設けられたスクロール式圧縮機であって、
圧縮室側から合流用吸入口側へ流体が逆流することを防止する逆流防止装置(50)を、固定側部材と旋回側部材とを有する圧縮機構部(10)に備え、
固定側部材には、外部から吸入された流体を、逆流防止装置から圧縮室内の圧縮過程の流体へ合流させる合流用通路(51)が形成され、
合流用通路は、逆流防止装置に接続された通路入口(51a)と圧縮室に接続された通路出口(51b)とを有し、
公転運動の中心軸方向(DR1)から見たときに、固定側部材のスクロール溝(12a)の側壁面(12b)を規定する仮想のスクロール基礎円の中心と通路出口の中心とを通る径方向基準直線(Lst)に対する合流用通路の傾き角度αは、「0°<α<180°」の範囲内に設定され、且つ、通路出口は、通路入口に対し、公転運動にて圧縮室が移動する側へずれて位置していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the compressor invention according to
A pivoting side member (11) which forms a compression chamber (15) between it and the stationary side member and changes the volume and position of the compression chamber by orbiting the stationary side member in a predetermined revolving direction (DRrt) ) And,
A intermediate pressure fluid sucked from the external scroll compressor confluence inlet for combining the fluid compression process (39) is provided in the compression chamber,
A backflow prevention device (50) for preventing backflow of fluid from the compression chamber side to the merging suction port side is provided in the compression mechanism portion (10) having the fixed side member and the turning side member ,
The fixed side member is formed with a joining passage (51) for joining the fluid sucked from the outside to the fluid in the compression process in the compression chamber from the backflow prevention device,
The merging passage has a passage inlet (51a) connected to the backflow prevention device and a passage outlet (51b) connected to the compression chamber,
Radial direction passing through the center of the virtual scroll base circle defining the side wall surface (12b) of the scroll groove (12a) of the stationary member and the center of the passage exit when viewed from the central axis direction (DR1) of the revolution movement The inclination angle α of the merging passage with respect to the reference straight line (Lst) is set in the range of “0 ° <α <180 °”, and the passage outlet moves the compression chamber by the revolution movement with respect to the passage inlet. It is characterized by being shifted to the
上述の発明によれば、合流用通路内の流体は、旋回側部材で合流用通路が閉じ切られる直前において、圧縮室の中央部分に向かって流入し易くなる。 According to the invention described above, the fluid coupling diverted passage is immediately before the confluence passage is cut closed by turning side member, it tends to flow toward the central portion of the compression chamber.
ここで、合流用通路内の流体が圧縮室へ流入を開始する際には、その流体流れが圧縮室を形成する壁面により絞られるので流入圧損が生じるが、合流用通路が圧縮室へ連通した直後においては圧縮室内の圧力が合流用通路内の圧力に対して大幅に低いので、圧縮室への流入流量に対する上記流入圧損の影響は小さい。その一方で、合流用通路の閉切り直前では、上記圧縮室内と合流用通路内との間の圧力差が小さくなっているので、上記流入流量に対する流入圧損の影響は大きくなっている。 Here, when the fluid in the merging passage starts to flow into the compression chamber, the fluid flow is restricted by the wall surface forming the compression chamber, so an inflow pressure loss occurs, but the merging passage is communicated with the compression chamber Immediately after the pressure in the compression chamber is much lower than the pressure in the merging passage, the influence of the above-mentioned inflow pressure loss on the inflow rate to the compression chamber is small. On the other hand, immediately before the closing of the merging passage, the pressure difference between the compression chamber and the inside of the merging passage is small, so the influence of the inflow pressure loss on the inflow rate is large.
従って、例えば合流用通路内の流体が上記公転方向の速度成分を有さずに圧縮室へ流入する構成と比較して、合流用通路の閉切り直前において圧縮室へ流入するときの流体の圧損を低減することができ、その結果として、流体の圧縮過程全体にわたって見たときに、合流用通路から圧縮室へ流入する流入流量の増加を図ることができる。 Therefore, for example, as compared with the configuration in which the fluid in the merging passage flows into the compression chamber without the velocity component in the revolution direction, the pressure loss of the fluid when flowing into the compression chamber immediately before closing the merging passage. As a result, when viewed throughout the compression process of the fluid, it is possible to increase the inflow rate flowing from the merging passage into the compression chamber.
また、上述の発明の圧縮機では、合流用通路の向きによって上記流入流量の増加が図られており、特許文献1の圧縮機のように合流用通路を太くすることによって上記流入流量の増加が図られるわけではない。従って、デッドボリュームとしての合流用通路の容積拡大を抑えることができる。
Further, in the compressor of the above-described invention, the inflow rate is increased according to the direction of the merging path, and the inflow rate is increased by thickening the merging path as in the compressor of
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。 In addition, each code | symbol in the parentheses described in the claim and this column is an example which shows the correspondence with the specific content as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、他の実施形態を含む以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In the following embodiments including the other embodiments, parts identical or equivalent to each other are given the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
本実施形態は、給湯システムのヒートポンプサイクル100が有する圧縮機1に本発明を適用したものである。図1は、本実施形態のヒートポンプサイクル100を示す説明図である。このヒートポンプサイクル100は、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機1と、給湯水と圧縮機1から吐出された冷媒との熱交換を行うことでその給湯水を加熱する熱交換器すなわち水冷媒熱交換器2と、その水冷媒熱交換器2から流出した冷媒を減圧する第1膨張弁3と、気液分離器4と、第2膨張弁5と、外気から吸熱して冷媒を蒸発させる熱交換器すなわち蒸発器6とを備えている。圧縮機1が圧縮する流体、すなわちヒートポンプサイクル100で循環する冷媒は、具体的には二酸化炭素(CO2)である。
First Embodiment
This embodiment applies this invention to the
気液分離器4は、第1膨張弁3の冷媒流れ下流側かつ第2膨張弁5の上流側に配設され、気液分離器4には、第1膨張弁3によって減圧された中間圧の冷媒が流入する。気液分離器4は、その流入した中間圧の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。そして、気液分離器4は、一部の気相冷媒を、中間圧冷媒配管37を通じて圧縮機1の中間圧吸入口39へ流す。その一方で、残余の気液二相冷媒または気相冷媒を第2膨張弁5へ流す。
The gas-
第1膨張弁3および第2膨張弁5は何れもモータを有する電動の膨張弁である。第1膨張弁3の弁開度および第2膨張弁5の弁開度はそれぞれ、不図示の制御装置から制御信号に応じて調節される。 Each of the first expansion valve 3 and the second expansion valve 5 is an electric expansion valve having a motor. The valve opening degree of the first expansion valve 3 and the valve opening degree of the second expansion valve 5 are respectively adjusted according to a control signal from a control device (not shown).
図2は、図1のヒートポンプサイクル100に含まれる圧縮機1の断面図である。図2の矢印DR1は圧縮機1の向きを示す。すなわち、図2の両端矢印DR1は上下方向DR1を示している。図2に示す圧縮機1は、スクロール式の電動圧縮機であり、冷媒を圧縮する圧縮機構部10と、圧縮機構部10を駆動する電動機部20とを上下方向(縦方向)に配置した縦置きタイプになっている。圧縮機1は、圧縮機構部10、電動機部20、ハウジング30、および油分離器40等を備えている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
ハウジング30は、圧縮機1の外殻を成し気密に構成された密閉容器である。ハウジング30は、大まかには両端が塞がれた円筒形状を成しており、上下方向DR1を軸方向とした筒状部材31と、その筒状部材31の上側に設けられた蓋部材32と、筒状部材31の下側に設けられた底部材33とから構成されている。そして、ハウジング30は、そのハウジング30内に、圧縮機構部10および電動機部20を収容している。
The
電動機部20は、固定子をなすステータ21と、回転子をなすロータ22とを有している。ステータ21は、ステータコアとそのステータコアに巻き付けられたステータコイルとを有している。
The
ステータ21のステータコイルに対する電力の供給は給電端子23を介して行われる。給電端子23は、ハウジング30の蓋部材32すなわちハウジング30の上端部に配置されている。そのステータコイルに電力が供給されるとロータ22に回転磁界が与えられてロータ22に回転力が発生し、駆動軸25がロータ22と一体に回転する。駆動軸25は円筒状に形成されており、その内部空間は、駆動軸25の摺動部(潤滑対象部位)に潤滑油を供給する給油通路251を構成している。給油通路251は、駆動軸25の下端面にて開口しており、駆動軸25の上端面においては閉塞部材26で閉塞されている。
The supply of power to the stator coils of the
駆動軸25のうちロータ22よりも下方側に突出している部位には、上下方向DR1と平行な軸方向と直交する方向である水平方向へ突出する鍔部252が設けられ、その鍔部252にはバランスウェイト254が設けられている。ロータ22の上下方向両側にもバランスウェイト221、222が設けられている。駆動軸25は、軸受部材27とミドルハウジング29の軸受部291とにより支承されている。
At a portion of the
ミドルハウジング29は、上方側から下方側に向かって階段状に外径および内径が拡大する円筒形状を有しており、その最外周面がハウジング30の筒状部材31に固定されている。ミドルハウジング29のうち上方側部位が軸受部291を構成している。ミドルハウジング29のうち下方側部位には、圧縮機構部10の可動スクロール11が収容されている。可動スクロール11の下方側には、圧縮機構部10の固定スクロール12が配置されている。その固定スクロール12は、ハウジング30に対して固定された非回転部材としての固定側部材であり、可動スクロール11は、固定スクロール12に対して旋回する旋回側部材である。
The middle housing 29 has a cylindrical shape in which the outer diameter and the inner diameter increase in a stepwise manner from the upper side to the lower side, and the outermost peripheral surface thereof is fixed to the
可動スクロール11および固定スクロール12は、円板状の基板部111、121を有している。両基板部111、121は互いに上下方向DR1に対向するように配置されている。可動スクロール基板部111の中心部には、駆動軸25の下端部253が挿入される円筒状のボス部113が形成されている。駆動軸25の下端部253は、駆動軸25の回転中心に対して偏心した偏心部253になっている。
The
可動スクロール11および固定スクロール12には、可動スクロール11が偏心部253周りに自転することを防止する自転防止機構(図示せず)が設けられている。このため、駆動軸25が回転すると、可動スクロール11は偏心部253周りに自転することなく、駆動軸25の回転中心を公転中心として所定の公転方向DRrt(図3参照)へ公転運動(旋回)する。その公転運動の中心軸方向DR1すなわち公転中心の軸方向は、図2に示すように、上下方向DR1となっている。
The
可動スクロール11は、基板部111から固定スクロール12側に向かって突出する歯部112を有している。その歯部112は、図2のIII−III断面図である図3に示すように、渦巻き状に形成されている。
The
また、図2および図3に示すように、固定スクロール12は、可動スクロール11の歯部112と噛み合う歯部122を、固定スクロール基板部121の上面(可動スクロール11側の面)に有している。その歯部122は渦巻き状に形成されており、それにより、可動スクロール11が挿入される渦巻き状のスクロール溝12aを形成している。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the fixed
可動スクロール11および固定スクロール12は、その両スクロール11、12の間に圧縮室15を形成している。すなわち、固定スクロール12のスクロール溝12aの一部が圧縮室15となっている。詳細に言えば、両スクロール11、12の歯部112、122同士は相互に噛み合って複数箇所で接触し、それによって圧縮室15を複数個形成している。そして、この圧縮室15は、図3に示すように、上記公転運動の中心軸方向DR1から見たときに、公転方向DRrtへ延びて且つ圧縮室15の両端が尖った三日月形状を有するように形成される。可動スクロール11は、このように形成された圧縮室15の容積を、可動スクロール11に対し公転方向DRrtへ公転運動することにより変化させる。具体的には減少させる。
The
図2および図3に示すように、圧縮室15には、冷媒吸入口36と冷媒供給室128とから成る冷媒供給通路を通じて冷媒が供給される。冷媒吸入口36には、蒸発器6(図1参照)から流出した冷媒を圧縮機1へ導く冷媒配管38(図1参照)が接続されており、蒸発器6からの冷媒が矢印FLinのように流入する。固定スクロール基板部121の冷媒供給室128は、スクロール溝12aに連通する連通口128aを有し、その連通口128aを介してスクロール溝12aのうちの最外周側の部位と連通している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the refrigerant is supplied to the
固定スクロール基板部121の中央部分には、圧縮室15で圧縮された冷媒が吐出される主吐出孔123が形成されている。更に、その中央部分には、主吐出孔123よりも細く主吐出孔123を挟んで径方向外側に配置された一対の副吐出孔126も形成されている。固定スクロール基板部121内において主吐出孔123の下方側には、主吐出孔123および副吐出孔126と連通する吐出室124が、図2に示すように形成されている。吐出室124は、固定スクロール12の下面に形成された凹部125と、固定スクロール12の下面に固定された区画部材18とによって区画形成されている。吐出室124には、圧縮室15への冷媒の逆流を防止する逆止弁をなすリード弁と、リード弁の最大開度を規制するストッパ19とが配置されている。吐出室124の冷媒は、固定スクロール基板部121内に形成された冷媒吐出通路54と、ハウジング30の筒状部材31に形成されたハウジング吐出口(図示せず)とを通じてハウジング30外部へ吐出されるようになっている。
In the central portion of the fixed scroll base portion 121, a
その冷媒吐出通路54に連通するハウジング30のハウジング吐出口は、冷媒配管48を介して油分離器40の冷媒流入口47へ接続されている。油分離器40は、ハウジング30から吐出された圧縮冷媒から潤滑油を分離し、分離された潤滑油を、配管接続部材34を介してハウジング30内に戻す役割を果たす。
The housing discharge port of the
ハウジング30から吐出され油分離器40の冷媒流入口47に流入した圧縮冷媒である冷媒ガスは、油分離器40内の円筒状空間40aに導入される。油分離器40は、円筒状空間40aにおいて冷媒ガスに旋回流れを生じさせ、その旋回流れによって生じる遠心力の作用により、冷媒ガスから潤滑油を分離する。油分離器40にて潤滑油が分離された冷媒ガスは、矢印FLoutのように油分離器40の冷媒流出口49から流出し、熱交換器2(図1参照)に供給される。その一方で、分離された潤滑油は、円筒状空間40aの下方に設けられた油溜り41に一時的に溜められ、その油溜り41から配管接続部材34を介して、ハウジング30内へ戻される。油分離器40の冷媒流出口49は、油分離器40を有する圧縮機1の冷媒吐出口49でもある。
The refrigerant gas which is a compressed refrigerant discharged from the
固定スクロール基板部121の内部には、固定側給油通路(図示せず)が形成されており、可動スクロール基板部111の内部には、固定側給油通路と間欠的に連通する可動側給油通路(図示せず)が形成されている。油分離器40からの潤滑油は、配管接続部材34を通り、固定スクロール基板部121と可動スクロール基板部111間に供給され、その後、偏心部253と可動スクロール11のボス部113との間に供給され、給油通路251を介して軸受部材27、291などに供給される。ハウジング30の底部には、潤滑油が溜まる貯油室35が形成されている。
A fixed side oil supply passage (not shown) is formed in the fixed scroll base portion 121, and a movable side oil supply passage (not shown) is intermittently communicated with the fixed side oil supply passage in the movable
次に、中間圧冷媒配管37(図1参照)から圧縮機1へ供給される中間圧の冷媒を圧縮途中の圧縮室15内へインジェクションするインジェクション装置について説明する。上記中間圧とは、圧縮機1の冷媒吐出口49における冷媒圧力である吐出圧と、圧縮機1の冷媒吸入口36における冷媒圧力である吸入圧との間の圧力という意味である。
Next, an injection device for injecting a refrigerant at an intermediate pressure supplied from the intermediate pressure refrigerant pipe 37 (see FIG. 1) to the
図2に示すように、圧縮機1は、固定スクロール基板部121に下方から埋め込まれた逆止弁50を有し、固定スクロール基板部121には逆止弁50と圧縮室15とをつなぐインジェクション通路51が形成されている。本実施形態では、この固定スクロール基板部121のうちインジェクション通路51が形成されている部位と逆止弁50とが上記インジェクション装置を構成する。
As shown in FIG. 2, the
インジェクション通路51は、図3〜図5に示すように、逆止弁50から圧縮室15へ延びる細孔である。図4は図3のIV−IV断面図であり、図5は図3のV−V断面図である。このインジェクション通路51および逆止弁50はそれぞれ一対を成して2組設けられている。そして、インジェクション通路51の通路出口51bは、公転中心軸の径方向において主吐出孔123および副吐出孔126よりも外側に配置され、且つ、冷媒供給室128の連通口128aよりも内側に配置されている。
The
圧縮室15と逆止弁50との間の空間であるインジェクション通路51の容積は圧縮機1の圧縮動作におけるデッドボリュームとなり、この容積が大きくなるほど圧縮機1の効率悪化を招きやすくなるので、インジェクション通路51の通路断面積および通路長さは、インジェクション通路51から圧縮室15へ流入する冷媒の流量が不足するほど流入圧損を生じさせないように且つ出来るだけ小容積となるように決定されている。
The volume of the
また、インジェクション通路51は、冷媒が流入する通路入口51aと、冷媒が流出する通路出口51bとを有している。その通路入口51aは逆止弁50に接続され、通路出口51bは圧縮室15に接続されている。
Further, the
インジェクションされる冷媒(中間圧ガス冷媒)は、中間圧冷媒配管37(図1参照)を通って中間圧吸入口39から圧縮機1の内部へ導入される。中間圧吸入口39は、圧縮機1の内部で、図2の区画部材18に設けられた中間圧導入通路9に連通しており、中間圧冷媒配管37から中間圧吸入口39へ流入した中間圧冷媒は、その中間圧導入通路9と逆止弁50とを順に経てインジェクション通路51に供給される。そして、その中間圧冷媒は、インジェクション通路51が圧縮室15へ開放されることにより圧縮室15へ流入する。すなわち、インジェクション通路51は、圧縮機1の外部に設けられた気液分離器4から圧縮機1内に吸入された中間圧ガス冷媒を圧縮室15内の圧縮過程の冷媒(言い換えれば、圧縮途中の冷媒)へ合流させる合流用通路となっている。また、中間圧吸入口39は、気液分離器4からの中間圧ガス冷媒を圧縮室15内の圧縮過程の冷媒へ合流させる合流用吸入口となっている。
The refrigerant (intermediate pressure gas refrigerant) to be injected is introduced into the interior of the
中間圧導入通路9とインジェクション通路51との間に配置された逆止弁50は、インジェクション通路51から中間圧導入通路9へと冷媒が逆流することを防止する逆流防止装置である。詳細に言えば、逆止弁50は、インジェクション通路51を介して圧縮室15へ接続されており、インジェクション通路51内の冷媒が圧縮室15側から中間圧吸入口39(図1参照)側へ逆流することを防止する。言い換えれば、逆止弁50は、中間圧導入通路9からインジェクション通路51への冷媒流れを許容する一方で、インジェクション通路51から中間圧導入通路9への冷媒流れを阻止する。
The
逆止弁50は、固定スクロール基板部121の中で、圧縮室15の近くに埋設されており、具体的には図4および図5に示すように、固定スクロール基板部121に形成された円形穴121a内に嵌め入れられている。逆止弁50は弁座501とシート状のリードバルブ502とを備え、逆止弁50における冷媒流通は、リードバルブ502が弁座501から浮き上がることで許容され、リードバルブ502が弁座501に押し付けられることで阻止される。具体的な逆止弁50の構造は、例えば特開2013−209954号公報に開示された逆止弁と同様であるので、その説明を省略する。
The
インジェクション通路51は上記のデッドボリュームとなっているので、通常、圧縮機1の効率低下を少なくすることを目的に、最小限の容積となるように形成される必要がある。それを達成するために、インジェクション通路51は、圧縮室15と逆止弁50との間を最短距離で結ぶために、インジェクション通路51が公転運動の中心軸方向DR1と平行になるように配設されることが望ましいと考えられている。
Since the
ここで、インジェクション通路51が圧縮室15と連通した連通直後には、図6のように、三日月形状の圧縮室15の一方の先端部分に中間圧冷媒がインジェクションされ、インジェクション通路51が可動スクロール11の歯部112により圧縮室15に対して閉じ切られる閉切り直前には、図7のように、三日月形状の圧縮室15の他方の先端部分に中間圧冷媒がインジェクションされる。図6は、インジェクション通路51が圧縮室15と連通した直後の状態を表した図であって、図2のIII−III断面図のうちインジェクション通路51の通路出口51b近傍を表示した図である。また、図7は、インジェクション通路51が圧縮室15に対して閉じ切られる直前の状態を表した図であって、図2のIII−III断面図のうちインジェクション通路51の通路出口51b近傍を表示した図である。
Here, immediately after the
例えば、上記のようにインジェクション通路51を公転運動の中心軸方向DR1と平行に配設した比較例を想定した場合、その比較例では、上記連通直後でも閉切り直前でも冷媒流れはインジェクション通路51の通路出口51bで同程度に絞られて流入圧損が生じる。
For example, assuming the comparative example in which the
しかしながら、上記連通直後においては圧縮室15内の圧力がインジェクション通路51内の圧力に対して大幅に低いので、圧縮室15への中間圧冷媒の流入流量に対する上記流入圧損の影響は小さくなる。その一方で、上記閉切り直前においては圧縮室15内とインジェクション通路51内との間の圧力差が小さくなっているので、上記流入流量に対する流入圧損の影響は大きくなっている。従って、上記連通直後の流入圧損が多少大きくなったとしても、上記閉切り直前の流入圧損を小さくすることに重点を置いた方が、上記の比較例に比して、圧縮室15への中間圧冷媒の流入流量を増やすことができるものと考えられる。
However, since the pressure in the
このような考えから、本実施形態では図3〜図5に示すように、インジェクション通路51は、通路入口51aから通路出口51bへ向かうインジェクション通路51の向きが公転方向DRrtへの方向成分LV1(図8参照)を有するように形成されている。
From this point of view, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, in the
具体的には、インジェクション通路51は、図4および図5に示すように、通路出口51bが通路入口51aよりも公転中心側へずれるように内向きに傾いている。これに加えて、図3に示すように、公転運動の中心軸方向DR1から見ると、インジェクション通路51は、スクロール溝12aの側壁面12bを規定する仮想のスクロール基礎円の中心と通路出口51bの中心とを通る径方向基準直線Lstに対して角度αだけ傾いている。これにより、インジェクション通路51の向きは、公転運動の中心軸方向DR1から見ると、図8に示すように、可動スクロール11の公転中心へ向いた径方向内向き成分LV2だけでなく、公転方向DRrtへの方向成分LV1を有することになる。
Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the
すなわち、インジェクション通路51内の冷媒流れを想定すれば、インジェクション通路51は、インジェクション通路51内の冷媒が可動スクロール11の公転方向DRrtを向いた速度成分(図8の公転方向成分LV1と同じ向き)を有して圧縮室15へ流入するように形成されていると言える。図8は、一対のインジェクション通路51のうち図3で下側に図示されたインジェクション通路51を公転運動の中心軸方向DR1から見たときに、そのインジェクション通路51の向きが有する方向成分LV1、LV2を模式的に図示した図である。そのインジェクション通路51の向きとは、厳密に言えば、インジェクション通路51の通路出口51b側の向きである。
That is, assuming that the refrigerant flow in the
なお、図3に示す径方向基準直線Lstに対する角度αは、インジェクション通路51の向きが公転方向DRrtへの方向成分LV1(図8参照)を有すればよいので、例えば「0°<α<180°」の範囲内で設定されればよい。
The angle α with respect to the radial direction reference straight line Lst shown in FIG. 3 may be, for example, “0 ° <α <180,” as long as the direction of the
上述したように、本実施形態によれば、インジェクション通路51は、そのインジェクション通路51内の中間圧冷媒が可動スクロール11の公転方向DRrtを向いた速度成分を有して圧縮室15へ流入するように形成されている。従って、インジェクション通路51内の中間圧冷媒は、図7に示すインジェクション通路51の閉切り直前において、矢印FLjのように圧縮室15の中央部分に向かって流入し易くなる。言い換えれば、三日月形状の圧縮室15の広い側へ向けてインジェクション通路51から中間圧冷媒をインジェクションすることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
そして、上述したように、インジェクション通路51から圧縮室15への流入圧損は、圧縮室15へのインジェクション通路51の連通直後には冷媒流入流量に対してあまり影響しないが、インジェクション通路51の閉切り直前には冷媒流入流量に対して大きく影響する。
Then, as described above, the inflow pressure loss from the
従って、例えばインジェクション通路51内の中間圧冷媒が公転方向DRrtの速度成分を有さずに圧縮室15へ流入する構成と比較して、インジェクション通路51の閉切り直前においてインジェクション通路51から圧縮室15への流入圧損を低減することができ、その結果として、圧縮室15における冷媒の圧縮過程全体にわたって見たときに、インジェクション通路51から圧縮室15へ流入する冷媒流量の増加を図ることができる。要するに、インジェクション通路51から圧縮室15へ流入する中間圧冷媒の総流量を増加させることができる。
Therefore, for example, as compared with the configuration in which the intermediate pressure refrigerant in the
また、インジェクション通路51を可動スクロール11の公転方向DRrtへ向けることで、高圧・高温になっている圧縮室15内の中央部分を冷却する効果もあり、圧縮途中の内部圧力上昇を抑制でき、冷媒圧縮で消費される動力を低減する効果も得ることが可能である。
Further, by directing the
また、本実施形態によれば、インジェクション通路51は、通路入口51aから通路出口51bへ向かうインジェクション通路51の向きが公転方向DRrtへの方向成分LV1(図8参照)を有するように形成されている。従って、インジェクション通路51を通る中間圧冷媒が公転方向DRrtを向いた速度成分を有して圧縮室15内へインジェクションされるようにすることが可能である。
Further, according to the present embodiment, the
(他の実施形態)
(1)上述の実施形態において、本発明は給湯システムのヒートポンプサイクル100に適用されているが、何に適用されてもよく、例えば、車両用空調装置のヒートポンプシステムに適用されてもよいし、その他産業用や家庭用エアコンのヒートポンプシステムに適用してもよい。また、本発明は、ヒートポンプ以外の用途に用いられる圧縮機に適用されても差し支えない。
(Other embodiments)
(1) In the above-mentioned embodiment, although the present invention is applied to
(2)上述の実施形態において、圧縮機1はスクロール式圧縮機であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、特開平11−294355号公報に示されるようなローリングピストン型ロータリ圧縮機であっても差し支えない。
(2) In the above embodiment, the
(3)上述の実施形態の図1において、蒸発器6から圧縮機1へと冷媒が流れる経路には、気液分離器は設けられていないが、圧縮機1へは専ら気相冷媒を流す一方で液相冷媒を溜める気液分離器が設けられていても差し支えない。
(3) In FIG. 1 of the above-described embodiment, the gas-liquid separator is not provided in the path where the refrigerant flows from the
(4)上述の実施形態において、圧縮機1は縦置きタイプであるが、横置きタイプであってもよい。
(4) In the above-mentioned embodiment, although
(5)上述の実施形態において、インジェクション通路51は直線的に延びる孔であるが、インジェクション通路51の通路出口51b側の向きが公転方向DRrtへの方向成分LV1を有していれば、逆止弁50から圧縮室15へ至る途中で屈曲していても差し支えない。
(5) In the above embodiment, the
(6)上述の実施形態において、逆止弁50は上下方向DR1に対して傾いて設置されているが、何れの方向を向いていても差し支えない。
(6) In the above-mentioned embodiment, although the
(7)上述の実施形態において、固定スクロール基板部121には副吐出孔126が設けられているが、その副吐出孔126は無くても差し支えない。
(7) In the above-mentioned embodiment, although the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, In the range described in the claim, it can change suitably. Further, in the above embodiment, it is needless to say that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except in the case where it is clearly indicated that it is particularly essential, and in the case where it is considered to be obviously essential in principle. . Further, in the above embodiment, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range and the like of the constituent elements of the embodiment are mentioned, it is clearly indicated that it is particularly essential and clearly limited to a specific number in principle. It is not limited to the specific number except in the case where Further, in the above embodiment, when referring to materials, shapes, positional relationships, etc. of constituent elements, etc., unless otherwise specified or in principle when limited to a specific material, shape, positional relationship, etc. It is not limited to the material, the shape, the positional relationship, etc.
1 圧縮機
11 可動スクロール(旋回側部材)
12 固定スクロール(固定側部材)
15 圧縮室
39 中間圧吸入口(合流用吸入口)
50 逆止弁(逆流防止装置)
51 インジェクション通路(合流用通路)
DRrt 公転方向
1
12 Fixed scroll (fixed side member)
15
50 check valve (backflow prevention device)
51 Injection passage (passage for merging)
DRrt revolution direction
Claims (3)
前記固定側部材との間に圧縮室(15)を形成し、該固定側部材に対し所定の公転方向(DRrt)へ公転運動することにより前記圧縮室の容積と位置とを変化させる旋回側部材(11)とを備えると共に、
外部から吸入された中間圧流体を前記圧縮室にて圧縮過程の流体へ合流させる合流用吸入口(39)が設けられたスクロール式圧縮機であって、
前記圧縮室側から前記合流用吸入口側へ流体が逆流することを防止する逆流防止装置(50)を、前記固定側部材と前記旋回側部材とを有する圧縮機構部(10)に備え、
前記固定側部材には、前記外部から吸入された流体を、前記逆流防止装置から前記圧縮室内の圧縮過程の流体へ合流させる合流用通路(51)が形成され、
前記合流用通路は、前記逆流防止装置に接続された通路入口(51a)と前記圧縮室に接続された通路出口(51b)とを有し、
前記公転運動の中心軸方向(DR1)から見たときに、前記固定側部材のスクロール溝(12a)の側壁面(12b)を規定する仮想のスクロール基礎円の中心と前記通路出口の中心とを通る径方向基準直線(Lst)に対する前記合流用通路の傾き角度αは、「0°<α<180°」の範囲内に設定され、且つ、前記通路出口は、前記通路入口に対し、前記公転運動にて前記圧縮室が移動する側へずれて位置していることを特徴とする圧縮機。 A stationary side member (12) as a non-rotational member;
A swirling side member which forms a compression chamber (15) between the fixed side member and changes the volume and the position of the compression chamber by revolving in a predetermined revolving direction (DRrt) with respect to the fixed side member (11) and,
Confluence inlet for combining the fluid compression process in the intermediate pressure fluid sucked from outside the compression chamber (39) A scroll type compressor provided with,
The compression mechanism (10) having the fixed side member and the turning side member is provided with a backflow prevention device (50) for preventing the fluid from flowing backward from the compression chamber side to the merging suction port side,
The fixed side member is formed with a junction (51) for joining the fluid sucked from the outside to the fluid in the compression process in the compression chamber from the backflow prevention device.
The merging passage has a passage inlet (51a) connected to the backflow prevention device and a passage outlet (51b) connected to the compression chamber,
When viewed from the central axis direction (DR1) of the revolution movement, the center of a virtual scroll base circle defining the side wall surface (12b) of the scroll groove (12a) of the fixed side member and the center of the passage outlet The inclination angle α of the merging passage with respect to the radial reference straight line (Lst) to be passed is set in the range of “0 ° <α <180 °”, and the passage outlet corresponds to the revolution of the passage inlet. A compressor characterized in that the compression chamber is displaced to the moving side by movement .
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