JP7536174B2 - Scroll compressor and refrigeration cycle device - Google Patents
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Description
本開示は、インジェクションポートを備えたスクロール圧縮機および冷凍サイクル装置に関するものである。 The present disclosure relates to a scroll compressor with an injection port and a refrigeration cycle device.
従来、固定スクロールの固定渦巻体と揺動スクロールの揺動渦巻体とを組み合わされて形成された圧縮室にインジェクション冷媒を供給するようにしたスクロール圧縮機がある(例えば、特許文献1参照)。特許文献1のスクロール圧縮機では、揺動渦巻体の外向面と固定渦巻体の内向面とで形成された第1圧縮室と、揺動渦巻体の内向面と固定渦巻体の外向面とで形成された第2圧縮室とのうち、第1圧縮室のみにインジェクションを行うようにしている。Conventionally, there is a scroll compressor that supplies injection refrigerant to a compression chamber formed by combining a fixed scroll of a fixed scroll and an oscillating scroll of an oscillating scroll (see, for example, Patent Document 1). In the scroll compressor of
特許文献1のスクロール圧縮機では、第1圧縮室のみにインジェクションが行われ、第2圧縮室にはインジェクションが行われない。このような構成は、インジェクション流量を多く得られないという問題があった。In the scroll compressor of
本開示はこのような点を鑑みなされたもので、第1圧縮室および第2圧縮室の両方にインジェクションすることができ、インジェクション流量を多く得られるスクロール圧縮機および冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。The present disclosure has been made in consideration of these points, and aims to provide a scroll compressor and refrigeration cycle device that can inject into both the first compression chamber and the second compression chamber, thereby obtaining a large injection flow rate.
本開示のスクロール圧縮機は、固定台板および固定台板に設けられた固定渦巻体を有する固定スクロールと、揺動台板および揺動台板に設けられた揺動渦巻体を有する揺動スクロールとを有し、揺動スクロールを固定スクロールに対して公転運動させることにより、固定渦巻体と揺動渦巻体とが組み合わされて形成された圧縮室にて冷媒を圧縮する圧縮機構部を備え、圧縮機構部は、固定スクロールの固定渦巻体の渦巻長さと、揺動スクロールの揺動渦巻体の渦巻長さとが異なる非対称渦巻構造を有し、固定台板には、インジェクション冷媒を圧縮室に供給するインジェクションポートが形成されており、圧縮室は、揺動渦巻体の外向面と固定渦巻体の内向面とで形成された第1圧縮室と、揺動渦巻体の内向面と固定渦巻体の外向面とで形成された第2圧縮室と、を有し、インジェクションポートは、揺動スクロールの公転角の異なる範囲で第1圧縮室および第2圧縮室に連通するように、固定渦巻体の内向面より揺動渦巻体の歯厚分内側から、固定渦巻体の外向面より揺動渦巻体の歯厚分外側まで、の間に形成され、かつ、第2圧縮室への冷媒の吸入が完了して圧縮過程が開始される状態のときに第2圧縮室に連通する位置に形成されているものである。 The scroll compressor of the present disclosure includes a fixed scroll having a fixed base plate and a fixed scroll provided on the fixed base plate, and an oscillating scroll having a oscillating scroll provided on the oscillating base plate, and is provided with a compression mechanism that compresses a refrigerant in a compression chamber formed by combining the fixed scroll and the oscillating scroll by revolving the oscillating scroll relative to the fixed scroll, and the compression mechanism has an asymmetrical scroll structure in which the spiral length of the fixed scroll of the fixed scroll is different from the spiral length of the oscillating scroll of the oscillating scroll, and the fixed base plate includes an injection port that supplies an injection refrigerant to the compression chamber. an injection port is formed in the compression chamber, and the compression chamber has a first compression chamber formed by the outward surface of the oscillating scroll and the inward surface of the fixed scroll, and a second compression chamber formed by the inward surface of the oscillating scroll and the outward surface of the fixed scroll; the injection port is formed from a position between the inward surface of the fixed scroll and the tooth thickness of the oscillating scroll to a position between the outward surface of the fixed scroll and the tooth thickness of the oscillating scroll, so as to communicate with the first compression chamber and the second compression chamber in different ranges of the revolution angle of the oscillating scroll, and is formed at a position communicating with the second compression chamber when the suction of refrigerant into the second compression chamber is completed and the compression process is started.
本開示のスクロール圧縮機によれば、インジェクションポートが、固定渦巻体の内向面より揺動渦巻体の歯厚分内側から、固定渦巻体の外向面より揺動渦巻体の歯厚分外側まで、の間に形成されている。これにより、第1圧縮室および第2圧縮室の両方にインジェクションすることができる。また、インジェクションポートは、冷媒の吸入が完了して圧縮過程が開始される状態のときに第2圧縮室に連通する位置に形成されている。これにより、第1圧縮室および第2圧縮室の両方にインジェクションするにあたり、非対称渦巻構造においては第1圧縮室よりも圧力の低くなる第2圧縮室に対して先にインジェクションが行われる。以上の結果、インジェクション流量を多く得ることができる。According to the scroll compressor of the present disclosure, the injection port is formed between the tooth thickness of the oscillating scroll from the inward surface of the fixed scroll to the tooth thickness of the oscillating scroll from the outward surface of the fixed scroll. This allows injection into both the first and second compression chambers. The injection port is also formed at a position that communicates with the second compression chamber when the refrigerant intake is completed and the compression process is started. This allows injection into both the first and second compression chambers, and in the asymmetric scroll structure, injection is first performed into the second compression chamber, which has a lower pressure than the first compression chamber. As a result, a large injection flow rate can be obtained.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機を示す縦断面模式図である。図2は、図1の部分拡大図である。図3は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機のガイドフレームと密閉容器との間に形成された流路の説明図である。以下、図1~図3を参照しながらスクロール圧縮機100の構成について説明する。
Fig. 1 is a schematic vertical cross-sectional view showing a scroll compressor according to
スクロール圧縮機100は、いわゆる縦置型のスクロール圧縮機であって、図1の上下方向であるZ方向がスクロール圧縮機100の軸方向となっている。スクロール圧縮機100は、作動ガスである冷媒を圧縮し吐出するものである。冷媒には、例えばR407C冷媒、R410A冷媒またはR32冷媒等が用いられる。スクロール圧縮機100は、密閉容器1と、固定スクロール4および揺動スクロール3を備えた圧縮機構部2と、電動機16と、駆動軸19と、を備える。スクロール圧縮機100は、密閉容器1内に圧縮機構部2と、電動機16と、駆動軸19と、が収容された構成を有する。このスクロール圧縮機100は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和装置、冷凍装置または給湯器等の各種産業機械に用いられる冷凍サイクルの構成要素の一つとなるものである。後で説明するように、圧縮機構部2で圧縮され、高圧となったガス冷媒は、密閉容器1内の高圧ガス雰囲気6に排出されるようになっている。このガス冷媒は、スクロール圧縮機100が組み込まれた冷凍サイクルを循環する仕組みとなっている。The
密閉容器1は、例えば円筒形状に形成されており、耐圧性を有している。密閉容器1の側面には、冷媒を密閉容器1内に取り込むための吸入配管7が接続されている。吸入配管7の内部には、吸入逆止弁9とバネ10とが配置されている。吸入逆止弁9は、バネ10により吸入配管7を閉じる方向に付勢されており、冷媒の逆流を防ぐ。また、密閉容器1の他の側面には、圧縮した冷媒を密閉容器1から外へと放出する吐出配管11と、外部からインジェクション冷媒を圧縮機構部2に供給するためのインジェクション配管50とが接続されている。吸入配管7および吐出配管11内の矢印は、冷媒の流れる方向を示している。The sealed
密閉容器1は、密閉容器1内に高圧ガス雰囲気6を有する。密閉容器1の底部は、冷凍機油(以下、油)を貯留するための油溜め空間5となっている。油溜め空間5は、高圧ガス雰囲気6中に有り、駆動軸19の下端部を支持するサブフレーム37よりも下、サブフレーム37に設けられた副軸受27よりも下または駆動軸19の端部よりも下、等にある空間である。The sealed
圧縮機構部2は、吸入配管7から密閉容器1内に吸入される冷媒を圧縮するものであり、揺動スクロール3と固定スクロール4とを有する。図1に示すように、固定スクロール4は上側に、揺動スクロール3は下側に配置されている。固定スクロール4は、固定台板4bと固定台板4bに形成された固定渦巻体4aとを有する。揺動スクロール3は、揺動台板3bと揺動台板3bに形成された揺動渦巻体3aとを有する。The
固定スクロール4および揺動スクロール3は、固定渦巻体4aと揺動渦巻体3aとが互いに向き合うように配置されている。そして、固定渦巻体4aと揺動渦巻体3aとが逆向きで組み合わされることで、固定渦巻体4aと揺動渦巻体3aとの間に圧縮室2bが形成されている。また、固定スクロール4の固定渦巻体4aおよび揺動スクロール3の外側の台板外周部空間(以下、吸入側空間8と呼称)は、吸入圧の吸入ガス雰囲気の低圧空間となっている。The
固定スクロール4は、密閉容器1に固定支持されたガイドフレーム30にボルト(図示せず)等で固定されている。固定スクロール4の外周部には、2個1対の固定側オルダムリング溝15aが一直線上に形成されている。固定側オルダムリング溝15aには、オルダムリング40の2個1対の固定側キー42aが往復摺動自在に設置されている。The
揺動スクロール3の揺動台板3bにおいて揺動渦巻体3aが形成された一方の面と反対側の他方の面には、筒状のボス部3cが形成されている。ボス部3cの内面には、揺動軸受26が設けられている。揺動軸受26には駆動軸19の揺動軸21が挿入されており、揺動軸21の回転により揺動スクロール3が固定スクロール4に対して公転運動を行う。A
揺動スクロール3の揺動台板3bの他方の面には、コンプライアントフレーム31が当接して配置されている。揺動スクロール3の揺動台板3bの他方の面には、コンプライアントフレーム31のスラスト面33と摺動可能なスラスト面3dが形成されている。また、揺動スクロール3の外周部には、2個1対の揺動側オルダムリング溝15bが一直線上に形成されている。この揺動側オルダムリング溝15bは、固定側オルダムリング溝15aと約90度の位相差を持ち、オルダムリング40の2個1対の揺動側キー42bが往復摺動自在に設置されている。揺動側キー42bは、コンプライアントフレーム31のスラスト面33の外周部に形成された往復摺動面41を往復摺動する。The
揺動台板3bには、揺動台板3bにおいて揺動渦巻体3aが設けられた一方の面から他方の面に貫通する抽気孔3eが形成されている。抽気孔3eは、図2に示すように揺動台板3bの一方の面である上面に形成された抽気入口3eiと、揺動台板3bの他方の面である下面に形成された抽気出口3eoとを有する。抽気入口3eiは、圧縮室2bに開口している。抽気出口3eoは、コンプライアントフレーム31に設けられたガス導入流路14に間欠的に連通する。抽気出口3eoがガス導入流路14に間欠的に連通することで、圧縮室2bにおける圧縮途中の中間圧のガス冷媒が、抽気孔3eおよびガス導入流路14を介して中間圧空間32bに導かれる。中間圧とは、吸入圧よりも高く吐出圧より低い圧力をいう。このように、抽気孔3eは、揺動スクロール3の公転運動に伴って、圧縮途中の圧縮室2bから中間圧空間32bに間欠的に抽気を行う。The oscillating
密閉容器1内において、電動機16の上部にはガイドフレーム30が配置され、電動機16の下部には駆動軸19を保持するサブフレーム37が配置されている。ガイドフレーム30およびサブフレーム37は、密閉容器1に固定されている。ガイドフレーム30の内周側にはコンプライアントフレーム31が収納されている。Within the sealed
ガイドフレーム30の外周面と密閉容器1の内壁との間には、固定スクロール4に形成された吐出ポート12から流出した高圧のガス冷媒が通る流路30cが形成されている(図1および図3参照)。吐出ポート12から流出した高圧のガス冷媒は、流路30cを通って圧縮機構部2の下方に導かれる。高圧のガス冷媒が圧縮機構部2の下方に導かれることで、密閉容器1内に高圧ガス雰囲気6が形成される。Between the outer peripheral surface of the
ガイドフレーム30の内周面の固定スクロール4側(図1の上側)には、上部嵌合円筒面30aが形成されている。この上部嵌合円筒面30aは、コンプライアントフレーム31の外周面に形成された上部嵌合円筒面35aと係合されている。一方、ガイドフレーム30の内周面の電動機16側(図1の下側)には、下部嵌合円筒面30bが形成されている。この下部嵌合円筒面30bは、コンプライアントフレーム31の外周面に形成された下部嵌合円筒面35bと係合されている。An upper mating
コンプライアントフレーム31の外周面の2ヶ所には、上部円環状シール部材36aおよび下部円環状シール部材36bが配置されている。上部円環状シール部材36aおよび下部円環状シール部材36bは、ガイドフレーム30の内面とコンプライアントフレーム31の外面との間を仕切っている。上部円環状シール部材36aと下部円環状シール部材36bとで仕切られた空間により、中間圧空間32bが形成されている。なお、上部円環状シール部材36aおよび下部円環状シール部材36bは、図1においてコンプライアントフレーム31の外周面の2ヶ所に配置されているが、これらのシール部材の位置は図1の例に限られない。これらのシール部材は、例えば、ガイドフレーム30の内周面の2ヶ所に配置されても良い。An upper
コンプライアントフレーム31は、揺動スクロール3を軸方向に支持する。コンプライアントフレーム31は、揺動スクロール3の軸方向に作用するスラスト力を軸方向に支持するスラスト面33を有する。コンプライアントフレーム31には、スラスト面33と中間圧空間32bとを連通するガス導入流路14が形成されている。ガス導入流路14は、揺動スクロール3の公転運動に応じて抽気孔3eに連通する。ガス導入流路14が抽気孔3eに連通することで、圧縮途中の圧縮室2bから中間圧空間32bへ中間圧の冷媒が導入される。一方、揺動スクロール3の公転運動に応じて抽気孔3eがコンプライアントフレーム31のスラスト面33と対向して塞がれることで、中間圧空間32bへの中間圧の冷媒の導入が停止される。このように抽気孔3eのガス導入流路14との連通と、抽気孔3eのスラスト面33による閉塞と、が繰り返されることで、圧縮室2bから中間圧空間32bへの中間圧のガス冷媒の導入が間欠的に行われる。中間圧空間32bは、中間圧のガス冷媒が間欠的に導かれることで中間圧となる。The
コンプライアントフレーム31は、中間圧空間32b内の中間圧の圧力により揺動スクロール3を軸方向に支持する。コンプライアントフレーム31には、中間圧空間32b内の中間圧の圧力が作用する。コンプライアントフレーム下端面34には、高圧ガス雰囲気6による高圧の圧力が作用する。コンプライアントフレーム31は、コンプライアントフレーム31に作用するこれらの圧力により軸方向に浮上して揺動スクロール3を軸方向に押し上げる作用を有する。The
揺動スクロール3のボス部3cの外部とコンプライアントフレーム31との間には、中間圧のボス部外側空間38が設けられている。また、コンプライアントフレーム31には、中間圧調整弁空間39dが設けられている。中間圧調整弁空間39dには、ボス部外側空間38の圧力を調整する中間圧調整弁39a、中間圧調整弁おさえ39bおよび中間圧調整バネ39cが収納されている。なお、中間圧調整バネ39cは自然長より縮められて中間圧調整弁空間39dに収納されている。Between the outside of the
さらに、コンプライアントフレーム31には、ボス部外側空間38と中間圧調整弁空間39dとを連通する貫通流路39eが設けられている。また、コンプライアントフレーム31の中間圧調整弁空間39dよりも固定スクロール側(図1の上側)の外周面とガイドフレーム30の内周面との間には、中間圧調整弁空間39dと連通するコンプライアントフレーム上部空間32aが設けられている。コンプライアントフレーム上部空間32aは、オルダムリング40の内側の空間に連通するように形成されている。したがって、ボス部外側空間38およびオルダムリング40の内側の空間は、貫通流路39e、中間圧調整弁空間39dおよびコンプライアントフレーム上部空間32aを介して連通している。
Furthermore, the
電動機16は、駆動軸19を回転駆動させるものである。電動機16は、例えば、インバータ装置によって運転周波数を制御可能に構成されている。電動機16は、電動機回転子16aおよび電動機固定子16bを有し、回転数可変で回転力を発生する。電動機回転子16aは焼嵌め等により駆動軸19に固定されている。電動機回転子16aには、軸方向に貫通する複数の貫通流路(図示せず)が軸心に対して対称または点対称に形成されている。The
電動機固定子16bは、ガイドフレーム30に固定されたガラス端子(図示せず)にリード線(図示せず)を介して接続されて外部から電力を得ている。電動機固定子16bは焼嵌め等により密閉容器1に固定されており、電動機固定子16bの外周部には切欠きによる貫通流路(図示せず)が形成されている。駆動軸19および電動機回転子16aは、電動機固定子16bに電力が供給されることによって電動機固定子16bに対して回転する。なお、スクロール圧縮機100における回転系全体のバランシングを行うため、電動機回転子16aにはバランスウェイト18aが固定され、駆動軸19にはバランスウェイト18bが固定されている。The
駆動軸19は、駆動軸19の上部を構成する揺動軸21と、駆動軸19の中間部を構成する主軸20と、駆動軸19の下部を構成する副軸22と、を有する。主軸20は、コンプライアントフレーム31の内周面に設けられた主軸受25に回転可能に支持されている。副軸22は、サブフレーム37の内周面に設けられた副軸受27に回転可能に支持されている。副軸22の下端面は、スラスト軸受28によって、その自重を支えられている。スラスト軸受28はホルダー29に固定されており、ホルダー29はサブフレーム37に固定されている。主軸受25および副軸受27は円筒形の構造をしており、例えば銅鉛合金等の滑り軸受からなる軸受構造をしており、駆動軸19を回転可能に軸支している。
The
駆動軸19は、電動機16により発生する回転力を圧縮機構部2に伝える。駆動軸19の内部には、駆動軸19の端部から軸方向に延びる給油路23と、給油路23から径方向に延びる供給路24aおよび24bと、が形成されている。供給路24aは副軸22に形成され、供給路24bは主軸20に形成されている。給油路23、供給路24aおよび24bには、油溜め空間5から吸い上げられた油が通過し、主軸受25、揺動軸受26および副軸受27等の各摺動部位に供給される。すなわち、給油路23は駆動軸19の軸方向上端部に開口し、揺動軸受26に油を供給する。供給路24bは主軸受25に覆われる位置に開口し、主軸受25に油を供給する。副軸22の供給路24aは副軸22に覆われる位置に開口し、副軸22に油を供給する。図1において給油路23、供給路24aおよび24b内の矢印は油の流れを示している。The
次に、圧縮機構部2にインジェクション冷媒を供給するインジェクション機構について説明する。
固定スクロール4の固定台板4bには、インジェクション流入経路4dと、インジェクション流入経路4dに連通するインジェクションポート4eと、が形成されている。インジェクション流入経路4dには、密閉容器1を貫通したインジェクション配管50の端部が接続されている。インジェクションポート4eは、固定台板4bにおいて固定渦巻体4aが形成された一方の面に開口している。インジェクションポート4eは、インジェクション配管50からインジェクション流入経路4dを介して供給されたインジェクション冷媒を圧縮室2bに供給する。
Next, an injection mechanism for supplying injection refrigerant to the
An
<スクロール圧縮機100の動作説明>
(起動時およびインジェクションOFF時)
スクロール圧縮機100の起動時およびインジェクションOFF時の動作について説明する。吸入配管7から低圧(吸入圧力)のガス冷媒が吸入逆止弁9に向けて供給されると、そのガス冷媒により吸入逆止弁9がバネ10のバネ力に打ち勝って弁止まり(図示せず)まで押し下げられる。これにより、吸入逆止弁9が開き、ガス冷媒が密閉容器1内の吸入側空間8に流入する。
<Operation of the
(At startup and when injection is OFF)
The operation of the
一方、駆動軸19は、外部から電動機16へ電力が供給されることにより回転を始める。駆動軸19の回転により揺動軸21が回転し、揺動スクロール3が揺動運動(公転運動)を行う。このとき、揺動スクロール3と固定スクロール4との間に形成された圧縮室2bにガス冷媒が吸い込まれる。On the other hand, the
ガス冷媒はやがて、圧縮室2bの幾何学的な容積変化によって低圧から高圧へと昇圧される。その後、高圧へと昇圧されたガス冷媒は、吐出ポート12から吐出され、流路30cを通過してガイドフレーム30よりも下方に導かれる。ガイドフレーム30よりも下方に導かれたガス冷媒により、密閉容器1の内部は高圧ガス雰囲気6となる。密閉容器1の内部の高圧のガス冷媒は、吐出配管11から外部へ吐出される。The gas refrigerant is eventually boosted from low pressure to high pressure due to the geometric volume change of the
揺動台板3bの抽気孔3eの抽気出口3eoは、揺動スクロール3の公転運動により、ガス導入流路14と一時的に連通する。抽気孔3eの抽気出口3eoがガス導入流路14と一時的に連通することにより、抽気孔3eに連通する圧縮室2bにて圧縮途中の中間圧のガス冷媒が、圧縮室2b外へ抽気され、ガス導入流路14を介して中間圧空間32bへと導かれる。抽気孔3eのガス導入流路14との一時的な連通は、揺動スクロール3の公転運動中、間欠的に行われる。The bleed outlet 3eo of the
中間圧空間32bは、上部円環状シール部材36aと下部円環状シール部材36bとで密閉された空間となっている。そのため、中間圧空間32bに導入された中間圧のガス冷媒により、コンプライアントフレーム31は軸方向に浮上する。The
ボス部外側空間38の中間圧力Pm1は、中間圧調整バネ39cの弾性力と中間圧調整弁39aの中間圧に晒された面積とによって決定される所定の圧力αと、吸入側空間8の圧力Psとの和であり、Ps+αとなる。また、中間圧空間32bの中間圧力Pm2は、中間圧空間32bに連通する圧縮室2bの位置で決定される所定の倍率βと吸入側空間8の圧力Psとの積であり、Ps×βとなる。The intermediate pressure Pm1 in the boss
中間圧力Pm1、中間圧力Pm2とコンプライアントフレーム下端面34に作用する高圧ガス雰囲気6による高圧の圧力とにより、コンプライアントフレーム31は、ガイドフレーム30の内周面に沿って軸方向に浮上する。この浮上による力を押付力と呼称する。Due to the intermediate pressures Pm1 and Pm2 and the high pressure due to the high
コンプライアントフレーム31の押付力により、揺動スクロール3はスラスト面33を介して押し上げられて浮上する。揺動スクロール3の浮上により、圧縮室2bを形成する固定スクロール4および揺動スクロール3のそれぞれの渦巻体の先端と台板との隙間が小さくなる。その結果、高圧のガス冷媒は圧縮室2bから漏れにくくなり、高効率なスクロール圧縮機を得ることができる。
The pushing force of the
一方、起動時および液圧縮時において、圧縮室2b内が異常に高圧になる場合、揺動スクロール3に作用する軸方向のガス負荷が過大になる。そうすると、揺動スクロール3は、スラスト面33を介してコンプライアントフレーム31を押し下げる。すなわち固定スクロール4および揺動スクロール3のそれぞれの渦巻体の先端と台板とに比較的大きな隙間が生じ、圧縮室2b内の異常な圧力上昇を抑制でき、摺動部の損傷がない信頼性の高いスクロール圧縮機100を得ることができる。On the other hand, if the pressure inside the
(インジェクションON時)
スクロール圧縮機100のインジェクションON時の動作について説明する。スクロール圧縮機100の起動後、インジェクション配管50に設けられた開閉弁(図示せず)が開かれることにより、インジェクション冷媒が外部からインジェクション配管50を通り、圧縮機構部2に供給される。具体的には、インジェクション配管50を通過したインジェクション冷媒が、固定スクロール4のインジェクション流入経路4dおよびインジェクションポート4eを経て、圧縮機構部2の圧縮室2bへと供給される。圧縮室2bへ供給されたインジェクション冷媒は、吸入配管7から取り入れられた圧縮途中の冷媒と混合され、圧縮室2b内にて圧縮された後、吐出ポート12から吐出される。
(When injection is ON)
The operation of the
次に、図1を参照してスクロール圧縮機100における油の流れについて説明する。電動機回転子16aの回転に伴い、駆動軸19が回転すると、密閉容器1内が圧縮機構部2で圧縮されたガスで満たされ高圧ガス雰囲気6となる。その高圧ガス雰囲気6に晒された油溜め空間5と圧縮機構部2の吸入側空間8とが、駆動軸19の給油路23で連通しているため、油溜め空間5の油は差圧によって吸い上げられる。この油が、給油路23、供給路24aおよび供給路24bから、主軸受25、副軸受27および揺動軸受26にそれぞれ供給される。主軸受25、副軸受27および揺動軸受26に給油された油は、軸受を潤滑した後、密閉容器1の下部の油溜め空間5に戻される。Next, the flow of oil in the
ここで、主軸受25に給油された油は、主軸受25を潤滑した後、ボス部外側空間38または高圧ガス雰囲気6へと導かれる。主軸受25を通過後、揺動スクロール3のボス部3cにまで供給された油は、揺動軸受26を潤滑し、その過程で減圧され、中間圧となって結果的にボス部外側空間38に導かれる。ボス部外側空間38に導かれた油は、貫通流路39eを通る際に、中間圧調整バネ39cのバネ力に打ち勝ち、中間圧調整弁39aを押し上げて、一旦、コンプライアントフレーム上部空間32aに排出される。その後、この油はオルダムリング40の内側に排出され、吸入側空間8に供給される。Here, the oil supplied to the
また、コンプライアントフレーム上部空間32aに排出された冷媒の一部の油は、スラスト面3dに給油された後に、往復摺動面41に供給され、吸入側空間8へと流入する。吸入側空間8へと流入した油は、低圧のガス冷媒とともに圧縮機構部2へと吸入される。吸入された油は、圧縮機構部2を構成する固定スクロール4および揺動スクロール3の隙間をシールおよび潤滑することで正常な運転を可能にする。
In addition, some of the oil in the refrigerant discharged into the compliant frame
インジェクションON時の油の流れは、前述の経路中において、圧縮機構部2でインジェクション冷媒との混合が生じるだけであり、特段の流れの変化は生じない。When injection is ON, the oil flow is simply mixed with the injected refrigerant in the
図4は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機における圧縮機構部の概略断面図である。図4には、圧縮機構部2の断面部分を揺動台板3b側から見た状態を示している。図4には、説明の便宜上、揺動台板3bに設けられた抽気孔3eの抽気入口3eiおよび抽気出口3eoと、コンプライアントフレーム31に設けられたガス導入流路14とを図示している。また、固定渦巻体4aと揺動渦巻体3aとの区別を容易にするため、揺動渦巻体3aには網がけを施してある。この点は以下の図においても同様である。
Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the compression mechanism in the scroll compressor according to the first embodiment. Figure 4 shows the cross-sectional portion of the
圧縮機構部2は、固定渦巻体4aの渦巻長さと揺動渦巻体3aの渦巻長さとが異なる、いわゆる非対称渦巻構造を有している。固定渦巻体4aは、固定渦巻体4aの中心を中心とした角度で180度分、揺動渦巻体3aよりも長く作られている。固定スクロール4および揺動スクロール3の双方の渦巻体を組み合わせた状態において、図4に示すように揺動渦巻体3aの端部3fの位置と固定渦巻体4aの端部4fの位置とが一致している。The
固定渦巻体4aと揺動渦巻体3aとを組み合わせることにより形成された圧縮室2bは、揺動渦巻体3aの揺動外向面側の部屋で構成された第1圧縮室56aと、揺動渦巻体3aの揺動内向面側の部屋で構成された第2圧縮室56bとを有する。揺動外向面側の部屋とは、揺動スクロール3の揺動渦巻体3aの外向面3abと固定渦巻体4aの内向面4aaとによって形成された部屋である。揺動内向面側の部屋とは、揺動渦巻体3aの内向面3aaと固定渦巻体4aの外向面4abとによって形成された部屋である。The
固定台板4bには、上述したようにインジェクションポート4eが形成されている。インジェクションポート4eは、固定台板4bに少なくとも1つ設けられている。インジェクションポート4eは2つ以上設けてもよい。本実施の形態1では、図4に示したようにインジェクションポート4eは周方向に並んで4つ設けられている。インジェクションポート4eの断面形状は、例えば、円形状である。インジェクションポート4eの直径は、揺動スクロール3の揺動渦巻体3aの歯厚tよりも小さい。言い換えると、インジェクションポート4eの直径と揺動渦巻体3aの歯厚tとは、揺動渦巻体3aによってインジェクションポート4eが完全に閉塞されるという大小関係になっている。As described above, the fixed
抽気孔3eは、圧縮室2bのうちの第2圧縮室56bに連通している。抽気孔3eの抽気入口3eiは、第2圧縮室56bに開口している。抽気孔3eは、圧縮途中の中間圧の第2圧縮室56bとコンプライアントフレーム31のガス導入流路14とを間欠的に連通する。抽気孔3eは、圧縮途中の中間圧の第2圧縮室56bと中間圧空間32bとをガス導入流路14を介して間欠的に連通する。ここで、圧縮途中の中間圧の第2圧縮室56bと中間圧空間32bとが抽気孔3eを介して連通しているときの揺動スクロール3の公転角範囲を、中間圧抽気区間と定義する。公転角は、駆動軸19の主軸20の軸心を中心とした角度である。The
次に、インジェクションポート4eの位置について説明する。インジェクションポート4eは、固定渦巻体4aの内向面4aaより揺動渦巻体3aの歯厚t分内側から、固定渦巻体4aの外向面4abより揺動渦巻体3aの歯厚t分外側まで、の間に形成されている。インジェクションポート4eを上記位置に形成することにより、インジェクションポート4eが、揺動スクロール3の公転角の異なる範囲で第1圧縮室56aと第2圧縮室56bとに連通する動作が得られる。この点については改めて説明する。Next, the position of the
また、インジェクションポート4eは、冷媒の吸入が完了して圧縮過程が開始される状態のときに第2圧縮室56bに連通する位置に形成されている。これにより、第1圧縮室56aよりも先に第2圧縮室56bにおいてインジェクション冷媒の供給が行われる。インジェクションポート4eを上記位置に形成したのは、以下の理由による。In addition, the
圧縮機構部2は上述したように非対称渦巻構造を有している。圧縮機構部2が非対称渦巻構造を有する場合、揺動内向面側の第2圧縮室56bは、揺動外向面側の第1圧縮室56aよりも揺動スクロール3の公転角で180度遅れて圧縮が開始される。このため、第2圧縮室56bは第1圧縮室56aに比べて圧力上昇が遅く、同じ公転角における第2圧縮室56bの圧力は、第1圧縮室56aの圧力よりも低い。よって、インジェクション冷媒の圧力と第2圧縮室56bの圧力との圧力差は、インジェクション冷媒の圧力と第1圧縮室56aの圧力との圧力差よりも大きく、第2圧縮室56bの方が第1圧縮室56aよりもインジェクション冷媒を供給しやすい。したがって、冷媒の吸入が完了して圧縮工程が開始された際に、インジェクション冷媒を供給しやすい第2圧縮室56bから先にインジェクションを行い、その後、第1圧縮室56aにインジェクションを行う。これにより、第1圧縮室56aのみにインジェクション冷媒を供給していた従来構成よりも、インジェクション量を増加することができる。As described above, the
また、インジェクションポート4eは、第2圧縮室56bとガス導入流路14とが抽気孔3eを介して連通している間に第2圧縮室56bに連通しない位置に形成されている。つまり、インジェクションポート4eは、揺動スクロール3の公転角が中間圧抽気区間にある間に第2圧縮室56bに連通しない位置に形成されている。よって、第2圧縮室56bへの冷媒の流入および流出といった観点でみると、第2圧縮室56bへのインジェクションポート4eを介したインジェクション冷媒の流入と、第2圧縮室56bからの抽気孔3eを介した冷媒の流出と、が同時に行われることはない。以下、第2圧縮室56bへのインジェクションポート4eを介したインジェクション冷媒の流入を冷媒インジェクションといい、第2圧縮室56bからの抽気孔3eを介した冷媒の流出を抽気孔3eからの抽気という。
In addition, the
<圧縮機構部2における圧縮動作>
以下、圧縮機構部2における圧縮動作について詳しく説明する。
<Compression Operation in
The compression operation in the
図5は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機における揺動スクロールの回転中の動作を示す圧縮工程図である。図5には、時々刻々の揺動スクロール3の動きを(a)~(d)の順に4段階に分けて示している。図6は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機の圧縮過程における公転角に応じた各圧縮室の動作内容(冷媒インジェクションと、抽気孔からの抽気)を示した説明図である。
Figure 5 is a compression process diagram showing the operation of the oscillating scroll during rotation in the scroll compressor according to
図5(a)は、揺動渦巻体3aの端部3fと固定渦巻体4aの端部4fとが同位相にある状態である。この状態のときの揺動スクロール3の公転角を0°とする。この状態は、第1圧縮室56aおよび第2圧縮室56bにおいて冷媒の吸入が完了して圧縮過程が開始される状態である。そして、この状態では第2圧縮室56bとインジェクションポート4eとが連通し、インジェクションポート4eから第2圧縮室56bに冷媒インジェクションが行われる(図6の(1))。
Figure 5 (a) shows the state where the
図5(a)の位置から揺動スクロール3が公転運動することに伴い、インジェクションポート4eが揺動渦巻体3aによって塞がれていき、第2圧縮室56bとインジェクションポート4eとの連通が終わりに向かう。As the
図5(b)は、第2圧縮室56bとインジェクションポート4eとの連通が終わり、第1圧縮室56aとインジェクションポート4eとが連通している状態である。この状態では、インジェクションポート4eから第1圧縮室56aに冷媒インジェクションが行われる(図6の(2))。なお、図5に示すようにインジェクションポート4eが複数形成されている場合において、複数のインジェクションポート4eのうちの一部が第1圧縮室56aに連通し、その他の一部が第2圧縮室56bに連通するといったことはない。つまり、第1圧縮室56aと第2圧縮室56bとに同時に複数のインジェクションポート4eが連通することはない。
Figure 5 (b) shows a state where the communication between the
図5(c)は、揺動台板3bの抽気孔3eの抽気出口3eoがガス導入流路14に連通開始する状態である。つまり、図5(c)は、中間圧抽気区間の始まりの状態を示している。揺動スクロール3が図5(c)の位置にあるときの揺動スクロール3の公転角を第1公転角とする。つまり、第1公転角は、中間圧抽気区間の開始時の揺動スクロール3の公転角である。揺動スクロール3が第1公転角に位置するとき、抽気孔3eがガス導入流路14に連通し、抽気孔3eからの抽気が行われる(図6(3))。また、揺動スクロール3が第1公転角に位置するとき、インジェクションポート4eは図5(b)の状態から引き続き第1圧縮室56aに連通しており、第1圧縮室56aに冷媒インジェクションが行われる(図6(2))。
Figure 5 (c) shows the state in which the bleed outlet 3eo of the
図5(d)は、揺動台板3bの抽気孔3eの抽気出口3eoとガス導入流路14との連通を完了した直後の状態である。揺動スクロール3が図5(d)の位置にあるときの揺動スクロール3の公転角を第2公転角とする。つまり、第2公転角は、中間圧抽気区間の終了時の揺動スクロール3の公転角である。揺動スクロール3が第2公転角に位置する場合、抽気孔3eとコンプライアントフレーム31のスラスト面33とが対向し、抽気孔3eはスラスト面33によって塞がれている。このため、抽気孔3eからの抽気は停止している。
Figure 5(d) shows the state immediately after the connection between the bleed outlet 3eo of the
また、揺動スクロール3が第2公転角に位置する場合、インジェクションポート4eは第2圧縮室56bに連通を開始し、インジェクションポート4eから第2圧縮室56bに冷媒インジェクションが行われる(図6(4))。つまり、揺動スクロール3が第2公転角に位置すると、第2圧縮室56bでは抽気孔3eからの抽気から冷媒インジェクションに切り替わる。なお、第2圧縮室56bへの冷媒インジェクションの開始タイミングは、揺動スクロール3が第2公転角に位置するときに限られたものではなく、中間圧抽気区間外であればよい。
When the
一方、第1圧縮室56aでは、揺動スクロール3が第2公転角に位置する場合、第1圧縮室56aに連通していたインジェクションポート4eが揺動渦巻体3aによって塞がれ、冷媒インジェクションが終了した状態にある。圧縮機構部2は、図5(d)の状態の後、図5(a)の状態に戻る。On the other hand, in the
上記一連の動作を整理すると、図6から明らかなように、揺動スクロール3の公転角が異なる範囲で第1圧縮室56aおよび第2圧縮室56bに冷媒インジェクションが行われる。これは、インジェクションポート4eが、固定渦巻体4aの内向面4aaより揺動渦巻体3aの歯厚分内側から、固定渦巻体4aの外向面4abより揺動渦巻体3aの歯厚分外側まで、の間に形成されていることに因る。インジェクションポート4eが上記範囲に形成されていることで、揺動スクロール3の公転運動中、揺動渦巻体3aはインジェクションポート4eを径方向に跨いで移動する。このため、インジェクションポート4eが第1圧縮室56aまたは第2圧縮室56bに連通する動作が得られ、第1圧縮室56aおよび第2圧縮室56bの両方に冷媒インジェクションを行える。
To summarize the above series of operations, as is clear from FIG. 6, refrigerant injection is performed into the
また、インジェクションポート4eは、冷媒の吸入が完了した状態のときに第2圧縮室56bに連通する位置に形成されている。このため、図6に示すように、圧縮過程開始後、第1圧縮室56a(図6(2))よりも先に第2圧縮室56b(図6(1))に対して冷媒インジェクションが行われる。第2圧縮室56bは第1圧縮室56aよりも圧力が低いため、インジェクション量を増加することができる。
The
なお、上述したように第1圧縮室56aと第2圧縮室56bとでは圧力が異なり、圧力差がある。このため、第1圧縮室56aと第2圧縮室56bとがインジェクションポート4eを介して連通しないように、インジェクションポート4eの大きさおよび形状が設計されている。これにより、第2圧縮室56bの冷媒が第1圧縮室56aに漏れることを防ぐことができる。As mentioned above, the pressures in the
また、本実施の形態1では、第1圧縮室56aと第2圧縮室56bとの両室への冷媒インジェクションを可能としながらも、第2圧縮室56bへの冷媒インジェクションと第2圧縮室56bからの抽気とが同時に行われない構成となっている。仮に、第2圧縮室56bへの冷媒インジェクションと第2圧縮室56bからの抽気とが同時に行われる場合、冷媒ガスが過剰に抽気孔3eおよびガス導入流路14を介して中間圧空間32bへ供給される。In addition, in the first embodiment, while refrigerant injection into both the
冷媒ガスが過剰に中間圧空間32bへ供給されると、中間圧空間32b内の圧力が高くなり、コンプライアントフレーム31から揺動スクロール3に過度な押付力が作用することになる。しかし、本実施の形態1では、中間圧抽気区間においてインジェクションポート4eは第2圧縮室56bに連通せず、第2圧縮室56bへの冷媒インジェクションと第2圧縮室56bからの抽気とが同時に行われることはない。このため、コンプライアントフレーム31から揺動スクロール3に過度な押付力が作用することを防ぐことができる。よって、コンプライアントフレーム31の特性を活かしたまま、第1圧縮室56aおよび第2圧縮室56bの両方に冷媒インジェクションを行うことができ、冷凍能力の増加を見込むことができる。If an excessive amount of refrigerant gas is supplied to the
<冷凍サイクル装置200の説明>
次に、スクロール圧縮機100が搭載される冷凍サイクル装置について説明する。
図7は、実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。
冷凍サイクル装置200は、スクロール圧縮機100と、スクロール圧縮機100の吐出側に接続された四方切換弁103と、室外側熱交換器104とを備えている。冷凍サイクル装置200はさらに、電動膨張等の減圧器105aおよび減圧器105bと、室内側熱交換器106と、気液分離器107とを備えている。冷凍サイクル装置200は、これらの各機器が、配管を介して順次接続され冷凍回路を形成している。室外側熱交換器104および室内側熱交換器106は、四方切換弁103の切換により凝縮器または蒸発器として機能する。冷凍サイクル装置200において四方切換弁103は省略可能である。よって、冷凍サイクル装置200は、スクロール圧縮機100と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器と、気液分離器107と、を備えた構成としてもよい。
<Description of
Next, a refrigeration cycle device in which the
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
The
気液分離器107は、流入した二相冷媒を飽和ガス冷媒と飽和液冷媒とに分離するものである。気液分離器107は、分離した飽和ガス冷媒を外部に流出するガス流出管であるインジェクション配管50を有している。インジェクション配管50の下流端はスクロール圧縮機100に接続されている。インジェクション配管50には、インジェクション配管50を開閉する開閉弁50aが接続されている。The gas-
冷凍サイクル装置200が例えば空気調和機に適用された場合の暖房運転では、四方切換弁103は図5の実線側に接続される。スクロール圧縮機100で圧縮された高温高圧の冷媒は室内側熱交換器106に流れ、凝縮し、液化した後、減圧器105bで減圧され、低温低圧の二相状態となる。その後、二相状態の冷媒は気液分離器107に流入する。気液分離器107で分離された飽和液冷媒は、減圧器105aを通過して室外側熱交換器104へ流れ、蒸発し、ガス化する。ガス化した冷媒は、四方切換弁103を通って再びスクロール圧縮機100に戻る。すなわち、暖房運転では、図5の実線矢印に示すように冷媒は循環する。この循環によって、蒸発器である室外側熱交換器104では、冷媒は外気と熱交換を行い、吸熱する。吸熱した冷媒は、凝縮器である室内側熱交換器106に送られ、室内の空気と熱交換を行い、室内の空気を温める。In heating operation when the
冷凍サイクル装置200が例えば空気調和機に適用された場合の冷房運転では、四方切換弁103は図5の破線側に接続される。スクロール圧縮機100で圧縮された高温高圧の冷媒は室外側熱交換器104に流れ、凝縮し、液化した後、減圧器105aにて減圧され、低温低圧の二相状態となり、気液分離器107に流入する。気液分離器107で分離された飽和液冷媒は、減圧器105bを介して室内側熱交換器106へ流れ、蒸発し、ガス化する。ガス化した冷媒は、四方切換弁103を通って再びスクロール圧縮機100に戻る。すなわち、冷房運転では、図5の破線矢印に示すように冷媒は循環する。この循環によって、蒸発器である室内側熱交換器106では、冷媒は室内の空気と熱交換を行い、室内の空気から吸熱する。これにより室内の空気が冷却される。吸熱した冷媒は、凝縮器である室外側熱交換器104に送られ、外気と熱交換を行い、外気に放熱する。In cooling operation when the
上記の暖房運転および冷房運転において、気液分離器107で分離された飽和ガス冷媒は、インジェクション配管50を通りスクロール圧縮機100に供給される。スクロール圧縮機100に供給された飽和ガス冷媒は、固定スクロール4の固定台板4bに設けられたインジェクション流入経路4dおよびインジェクションポート4eを経て、第1圧縮室56aまたは第2圧縮室56bへと供給される。気液分離器107を備えた冷凍サイクル装置200では、インジェクション冷媒がガス冷媒であり、ガスインジェクションが行われる。In the above heating and cooling operations, the saturated gas refrigerant separated in the gas-
なお、ここでは、気液分離器107を備えた冷凍サイクル装置200について説明したが、本開示のスクロール圧縮機100が適用される冷凍サイクル装置は、気液分離器107を備えた冷凍サイクル装置に限定されない。本開示のスクロール圧縮機100が適用される冷凍サイクル装置は、例えば、気液分離器107を備えておらず、スクロール圧縮機と、凝縮器と、減圧器と、蒸発器と、を備えた冷凍サイクル装置であってもよい。この場合、凝縮器と減圧器との間の冷媒を分岐し、分岐した冷媒を減圧してスクロール圧縮機100にインジェクションする構成とすればよい。Here, the
以上説明したように、実施の形態1のスクロール圧縮機100は、固定スクロール4と揺動スクロール3とを有する圧縮機構部2を備えている。圧縮機構部2は、揺動スクロール3を固定スクロール4に対して公転運動させることにより、固定スクロール4の固定渦巻体4aと揺動スクロール3の揺動渦巻体3aとが組み合わされて形成された圧縮室2bにて冷媒を圧縮する。圧縮機構部2は、固定スクロール4の固定渦巻体4aの渦巻長さと、揺動スクロール3の揺動渦巻体3aの渦巻長さとが異なる非対称渦巻構造を有する。固定台板4bには、インジェクション冷媒を圧縮室2bに供給するインジェクションポート4eが形成されている。圧縮室2bは、揺動渦巻体3aの外向面3abと固定渦巻体4aの内向面4aaとで形成された第1圧縮室56aと、揺動渦巻体3aの内向面3aaと固定渦巻体4aの外向面4abとで形成された第2圧縮室56bとを有する。インジェクションポート4eは、固定渦巻体4aの内向面4aaより揺動渦巻体3aの歯厚分内側から、固定渦巻体4aの外向面4abより揺動渦巻体3aの歯厚分外側まで、の間に形成されている。また、インジェクションポート4eは、冷媒の吸入が完了した状態のときに第2圧縮室56bに連通する位置に形成されている。As described above, the
このように、インジェクションポート4eは、固定渦巻体4aの内向面4aaより揺動渦巻体3aの歯厚分内側から、固定渦巻体4aの外向面4abより揺動渦巻体3aの歯厚分外側まで、の間に形成されている。これにより、第1圧縮室56aおよび第2圧縮室56bの両方にインジェクションすることができる。また、インジェクションポート4eは、冷媒の吸入が完了して圧縮過程が開始される状態のときに第2圧縮室56bに連通する位置に形成されている。これにより、第1圧縮室56aおよび第2圧縮室56bの両方にインジェクションするにあたり、非対称渦巻構造においては第1圧縮室56aよりも圧力の低くなる第2圧縮室56bに対して先にインジェクションが行われる。以上の結果、インジェクション流量を多く得ることができる。
In this way, the
実施の形態1のスクロール圧縮機100において、揺動台板3bは、揺動渦巻体3aが設けられた一方の面から他方の面に貫通して形成された孔である抽気孔3eを有する。抽気孔3eは、冷媒の吸入圧よりも高く吐出圧より低い中間圧の第2圧縮室56bと、揺動台板3bの他方の面側においてコンプライアントフレーム31とガイドフレーム30との間に形成された中間圧空間32b、を間欠的に連通する。第2圧縮室56bと中間圧空間32bとが抽気孔3eを介して連通しているときの揺動スクロール3の公転角範囲を中間圧抽気区間と定義する。このとき、インジェクションポート4eは、揺動スクロール3の公転角が中間圧抽気区間にある間に第2圧縮室56bに連通しない位置に形成されている。ここで、スクロール圧縮機100は、コンプライアントフレーム31とガイドフレーム30とを備える。中間圧空間32bは、コンプライアントフレーム31とガイドフレーム30との間に形成された空間である。コンプライアントフレーム31は、第2圧縮室56bから抽気孔3eを介して中間圧空間32bに導入された冷媒による中間圧の圧力により揺動スクロール3を軸方向に支持する。In the
このようにインジェクションポート4eは、揺動スクロール3の公転角が中間圧抽気区間にある間に第2圧縮室56bに連通しない位置に形成されている。これにより、第2圧縮室56bへの冷媒インジェクションと第2圧縮室56bからの抽気とが同時に行われることを防止でき、第2圧縮室56bから中間圧空間32bに冷媒ガスが過剰に供給されることを防止できる。中間圧空間32bに冷媒ガスが過剰に供給されることを防止できることで、中間圧空間32b内の圧力が高くなってコンプライアントフレーム31から揺動スクロール3に過度な押付力が作用することを防ぐことができる。In this way, the
実施の形態1のスクロール圧縮機100において、コンプライアントフレーム31には、揺動スクロール3の公転角が中間圧抽気区間に位置している場合に抽気孔3eと連通し、第2圧縮室56b内の中間圧の冷媒を中間圧空間32bに導入するガス導入流路14が形成されている。また、コンプライアントフレーム31には、揺動スクロール3の公転角が中間圧抽気区間外に位置している場合に抽気孔3eと対向して抽気孔3eを塞ぐ対向面となるスラスト面33が形成されている。In the
このように、コンプライアントフレーム31に形成されたガス導入流路14およびスラスト面33により第2圧縮室56bと中間圧空間32bとの間欠的な連通が行われる。In this way, the
実施の形態1のスクロール圧縮機100は、インジェクションポート4eを2つ以上備えている。The
このようにインジェクションポート4eを2つ以上とすることで、インジェクション量をより増加することができる。By providing two or
1 密閉容器、2 圧縮機構部、2b 圧縮室、3 揺動スクロール、3a 揺動渦巻体、3aa 内向面、3ab 外向面、3b 揺動台板、3c ボス部、3d スラスト面、3e 抽気孔、3ei 抽気入口、3eo 抽気出口、3f 端部、4 固定スクロール、4a 固定渦巻体、4aa 内向面、4ab 外向面、4b 固定台板、4d インジェクション流入経路、4e インジェクションポート、4f 端部、5 油溜め空間、6 高圧ガス雰囲気、7 吸入配管、8 吸入側空間、9 吸入逆止弁、10 バネ、11 吐出配管、12 吐出ポート、14 ガス導入流路、15a 固定側オルダムリング溝、15b 揺動側オルダムリング溝、16 電動機、16a 電動機回転子、16b 電動機固定子、18a バランスウェイト、18b バランスウェイト、19 駆動軸、20 主軸、21 揺動軸、22 副軸、23 給油路、24a 供給路、24b 供給路、25 主軸受、26 揺動軸受、27 副軸受、28 スラスト軸受、29 ホルダー、30 ガイドフレーム、30a 上部嵌合円筒面、30b 下部嵌合円筒面、30c 流路、31 コンプライアントフレーム、32a コンプライアントフレーム上部空間、32b 中間圧空間、33 スラスト面、34 コンプライアントフレーム下端面、35a 上部嵌合円筒面、35b 下部嵌合円筒面、36a 上部円環状シール部材、36b 下部円環状シール部材、37 サブフレーム、38 ボス部外側空間、39a 中間圧調整弁、39c 中間圧調整バネ、39d 中間圧調整弁空間、39e 貫通流路、40 オルダムリング、41 往復摺動面、42a 固定側キー、42b 揺動側キー、50 インジェクション配管、50a 開閉弁、56a 第1圧縮室、56b 第2圧縮室、100 スクロール圧縮機、103 四方切換弁、104 室外側熱交換器、105a 減圧器、105b 減圧器、106 室内側熱交換器、107 気液分離器、200 冷凍サイクル装置。1 sealed vessel, 2 compression mechanism, 2b compression chamber, 3 swing scroll, 3a swing scroll, 3aa inward surface, 3ab outward surface, 3b swing base plate, 3c boss portion, 3d thrust surface, 3e bleed hole, 3ei bleed inlet, 3eo bleed outlet, 3f end, 4 fixed scroll, 4a fixed scroll, 4aa inward surface, 4ab outward surface, 4b fixed base plate, 4d injection inlet path, 4e injection port, 4f end, 5 oil reservoir space, 6 high pressure gas atmosphere, 7 intake pipe, 8 intake side space, 9 intake check valve, 10 spring, 11 discharge pipe, 12 discharge port, 14 gas introduction flow path, 15a fixed side Oldham ring groove, 15b swing side Oldham ring groove, 16 electric motor, 16a Motor rotor, 16b motor stator, 18a balance weight, 18b balance weight, 19 drive shaft, 20 main shaft, 21 swing shaft, 22 auxiliary shaft, 23 oil supply passage, 24a supply passage, 24b supply passage, 25 main bearing, 26 swing bearing, 27 auxiliary bearing, 28 thrust bearing, 29 holder, 30 guide frame, 30a upper mating cylindrical surface, 30b lower mating cylindrical surface, 30c flow passage, 31 compliant frame, 32a compliant frame upper space, 32b intermediate pressure space, 33 thrust surface, 34 compliant frame lower end surface, 35a upper mating cylindrical surface, 35b lower mating cylindrical surface, 36a upper annular seal member, 36b lower annular seal member, 37 subframe, 38 boss portion outer space, 39a intermediate pressure regulating valve, 39c Intermediate pressure adjusting spring, 39d intermediate pressure adjusting valve space, 39e through flow passage, 40 Oldham ring, 41 reciprocating sliding surface, 42a fixed side key, 42b swinging side key, 50 injection piping, 50a on-off valve, 56a first compression chamber, 56b second compression chamber, 100 scroll compressor, 103 four-way switching valve, 104 outdoor heat exchanger, 105a pressure reducer, 105b pressure reducer, 106 indoor heat exchanger, 107 gas-liquid separator, 200 refrigeration cycle device.
Claims (7)
前記圧縮機構部は、前記固定スクロールの前記固定渦巻体の渦巻長さと、前記揺動スクロールの前記揺動渦巻体の渦巻長さとが異なる非対称渦巻構造を有し、前記固定台板には、インジェクション冷媒を前記圧縮室に供給するインジェクションポートが形成されており、
前記圧縮室は、前記揺動渦巻体の外向面と前記固定渦巻体の内向面とで形成された第1圧縮室と、前記揺動渦巻体の内向面と前記固定渦巻体の外向面とで形成された第2圧縮室と、を有し、
前記インジェクションポートは、前記揺動スクロールの公転角の異なる範囲で前記第1圧縮室および前記第2圧縮室に連通するように、前記固定渦巻体の内向面より前記揺動渦巻体の歯厚分内側から、前記固定渦巻体の外向面より前記揺動渦巻体の歯厚分外側まで、の間に形成され、かつ、前記第2圧縮室への冷媒の吸入が完了して圧縮過程が開始される状態のときに前記第2圧縮室に連通する位置に形成されているスクロール圧縮機。 a compression mechanism section including a fixed scroll having a fixed base plate and a fixed scroll body provided on the fixed base plate, and an orbiting scroll having a swing base plate and a swinging scroll body provided on the swing base plate, the compression mechanism section compressing a refrigerant in a compression chamber formed by combining the fixed scroll body and the swinging scroll body by causing the swinging scroll to make an orbital motion relative to the fixed scroll,
The compression mechanism has an asymmetrical spiral structure in which a spiral length of the fixed scroll of the fixed scroll is different from a spiral length of the orbiting scroll of the orbiting scroll, and an injection port is formed in the fixed base plate to supply an injection refrigerant to the compression chamber,
the compression chamber includes a first compression chamber formed by an outward surface of the oscillating scroll and an inward surface of the fixed scroll, and a second compression chamber formed by the inward surface of the oscillating scroll and the outward surface of the fixed scroll,
the injection port is formed from a position from an inner side of the inward surface of the fixed scroll body, equivalent to the tooth thickness of the oscillating scroll, to an outer side of the outward surface of the fixed scroll body, equivalent to the tooth thickness of the oscillating scroll, so as to communicate with the first compression chamber and the second compression chamber at different ranges of the orbital angle of the oscillating scroll, and is formed at a position so as to communicate with the second compression chamber when the suction of refrigerant into the second compression chamber is completed and the compression process is started.
前記第2圧縮室と前記中間圧空間とが前記抽気孔を介して連通しているときの前記揺動スクロールの公転角範囲を中間圧抽気区間と定義するとき、When the orbital angle range of the orbiting scroll when the second compression chamber and the intermediate pressure space communicate with each other through the bleed hole is defined as an intermediate pressure bleed section,
前記インジェクションポートは、前記揺動スクロールの公転角が前記中間圧抽気区間にある間に前記第2圧縮室に連通しない位置に形成されている請求項1記載のスクロール圧縮機。2. The scroll compressor according to claim 1, wherein the injection port is formed at a position not communicating with the second compression chamber while the orbital scroll has an orbital angle in the intermediate pressure extraction zone.
前記コンプライアントフレームの前記揺動スクロールとは反対側に配置され、前記コンプライアントフレームを収納するガイドフレームとを備え、
前記中間圧空間は、前記コンプライアントフレームと前記ガイドフレームとの間に形成された空間であり、
前記コンプライアントフレームは、前記第2圧縮室から前記抽気孔を介して前記中間圧空間に導入された冷媒による中間圧の圧力により前記揺動スクロールを前記軸方向に支持する請求項2記載のスクロール圧縮機。 A compliant frame that abuts against the other surface of the orbiting scroll and supports the orbiting scroll in the axial direction;
a guide frame disposed on an opposite side of the compliant frame from the orbiting scroll and configured to house the compliant frame;
the intermediate pressure space is a space formed between the compliant frame and the guide frame,
3. The scroll compressor according to claim 2 , wherein the compliant frame supports the orbiting scroll in the axial direction by intermediate pressure of refrigerant introduced from the second compression chamber through the bleed hole into the intermediate pressure space.
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