JP2000038995A - エコノマイザとサクション部の間に除負荷バルブを設けたスクロ―ルコンプレッサ - Google Patents

エコノマイザとサクション部の間に除負荷バルブを設けたスクロ―ルコンプレッサ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクロールコンプレッサに有用な除負荷バル
ブのユニークな配置を提供する。 【解決手段】 スクロールコンプレッサは、スクロール
コンプレッサチャンバに連通したエコノマイザ注入ライ
ンを有している。除負荷バルブは選択的にエコノマイザ
注入ラインを連通させてサクション側へと戻させてい
る。この配置では、流体ポート及びエコノマイザ注入を
行うために必要な通路は、また、サクションバイパス除
負荷を行うために用いられ、コンプレッサとシステム設
計及び構成が簡略化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にスクロールコ
ンプレッサに有用な除負荷バルブのユニークな配置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】スクロールコンプレッサは、圧縮用途に
おいてより広く用いられるようになってきている。しか
しながら、スクロールコンプレッサには、いくつかの設
計上の課題が残されている。特に設計上の課題のうちの
１つとしては、コンプレッサのフル容量運転が望ましく
ない場合に容量レベルを低下させることを挙げることが
できる。多くの状況では、コンプレッサをフル容量とす
ることは望ましくないこともある。特に多くの冷凍又は
冷媒圧縮用途においては、容量を低減させる能力を有し
ていることが望ましい。
【０００３】したがって、スクロールコンプレッサに
は、コンプレッサのサクションポートへと圧縮された冷
媒の一部を戻すための除負荷バイパスバルブが備えられ
てきている。このようにして圧縮される冷媒の質量が減
少される。
【０００４】他方では、多くの冷凍又は冷媒圧縮用途に
おいては、容量を増加させる能力を付与することが望ま
しいことがある。容量を増加させる１つの方法は、冷凍
システム内にエコノマイザ回路を含ませることである。
エコノマイザ回路は、本質的にコンデンサの下流側のメ
イン冷媒流とコンデンサの下流側にトラップされ、膨張
バルブを通過する第２の冷媒流との間に熱交換を行わせ
る。このメイン流は、第２の流れによって熱交換器内で
冷却される。このようにしてコンデンサからのメイン流
は、その本来の膨張バルブを通してエバポレータへと流
れる前に冷却される。
【０００５】メイン流は、より低い温度で膨張バルブに
流入するので、熱を吸収する能力が向上され、その本来
の目的であるシステムの冷却能力が向上できる。第２の
流れの冷媒は、中間的な圧縮ポイントにおいてサクショ
ンの僅かに下流側でコンプレッションチャンバに流入す
る。典型的には、エコノマイザの流体は、コンプレッシ
ョンチャンバが閉じられた後のポイントで注入される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】同一のコンプレッサ及
びシステムに選択的に容量を減少させると共に容量を増
加させる構成を組み込むことが望まれている。従来で
は、デュアル容量のため、独立したポート、通路、バル
ブ、及び制御装置のセットを用いるものである。このよ
うな構成は、また製造の際の複雑さとコストとを増加さ
せることになっている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明において開示され
る実施例では、スクロールコンプレッサには、エコノマ
イザ回路とサクションラインとが設けられている。バイ
パスラインは、エコノマイザ回路とサクションラインの
間を連通させるように配置されており、除負荷バルブ
は、バイパスラインに配置されて、エコノマイザ注入ラ
インとサクションラインの連通を選択的に制御可能とさ
れている。エコノマイザ注入ラインのバルブは、閉じる
ことができるようにされ、除負荷バルブは開くことがで
きるようにされ、その後コンプレッサのエコノマイザ注
入ポートがバイパスポートとなるようにされてサクショ
ン部へと分岐された流体を戻すようにされている。
【０００８】このようにしてエコノマイザ注入機能を与
える同一の流路及びポートは、また除負荷機能のために
用いることができる。このためスクロールコンプレッサ
のアッセンブリと動作とは、著しく簡略化されコスト及
び信頼性が向上されることになる。
【０００９】エコノマイザ注入ポート及びバイパスポー
トの双方として交互に動作されるそれぞれの圧縮ポケッ
トにおける円弧に沿って、単一のポート又は複数のポー
トを配置することもできる。
【００１０】本発明の上述した特徴及び別の特徴は、後
述する詳細な説明及び図面を参照して最も良く理解され
よう。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１には、スクロールコンプレッ
サ２０が示されており、このスクロールコンプレッサ２
０は、旋回スクロールラップ２３を含む旋回スクロール
要素２２と、非旋回スクロールラップを備えた固定、す
なわち非旋回スクロール要素２４とを備えている。これ
らのスクロールラップは、互いにフィットして吐出ポー
ト２６を取り囲んでいる。知られているように、旋回ス
クロール要素２２は、非旋回スクロール要素２４に相対
して旋回し、スクロールラップ２３，２５は選択的に吐
出ポート２６に向かって圧縮されて行く冷媒ポケットを
トラップする。複数のポート２８及び３０は、非旋回ス
クロール要素２４の基部３１に形成されている。これと
は別に、ポート２８，３０は、単一の対となったより大
きなポートから構成されていても良い。図１に示す位置
では、ポート２８，３０は、旋回スクロールラップ２３
によって完全には閉塞されておらず、略同時にコンプレ
ッションチャンバ２７，２９は、サクションライン４５
と連通する領域からシールされている。
【００１２】図２に示すように、旋回スクロールの連続
した運動とともに、ポート２８，３０は、閉塞が解か
れ、コンプレッションチャンバ２７，２９へと露出さ
れ、これらのポートは、旋回スクロールラップ２３が運
動して非旋回スクロールラップ２５と接触することによ
り閉じられるようにされている。
【００１３】図３に示されるように、第１の通路３２
は、ポート３０と連通しており、第２の通路３４は、ポ
ート２８と連通している。横断通路３６は、通路３２と
３４の間を連通させている。連なったプラグ３８は、通
路３２，３４，３６を適切に閉鎖させている。通路４０
は、横断通路３６を横切ってバイパスバルブ４２へと連
通しており、このバイパスバルブ４２は、ライン４４へ
と導かれサクションライン４５へと戻され、さらに通路
４６へと連通し、この通路４６は、エコノマイザバルブ
４８へと導かれ、エコノマイザバルブ４８は、エコノマ
イザ注入ライン５０へと連通しており、このエコノマイ
ザ注入ライン５０は、エコノマイザ熱交換器５２又はエ
コノマイザフラッシュタンクに連通されている。図４に
示されるように、エコノマイザ熱交換器５２は、スクロ
ールコンプレッサ２０の冷凍システム５６のコンデンサ
５４のすぐ下流の配置されている。これとは別に、エコ
ノマイザバルブ４８は、エコノマイザ熱交換機５２のす
ぐ上流のライン４９に配置することも可能である。
【００１４】除負荷バルブ４８及び／又はバイパスバル
ブ４２は、コンプレッサハウジング内側又はコンプレッ
サハウジングの外側に配置することが可能である。
【００１５】スクロールコンプレッサの運転中には、容
量の３つのレベルが本発明のシステムによれば達成され
る。まず、フル容量の下では、エコノマイザバルブ４８
が開かれ、バイパスバルブ４２が閉じられ、エコノマイ
ザ運転が行われる。流体は、ライン５０から通路４０，
通路３６，通路３２，３４へと流れ、ポート２８，３０
を介してコンプレッションチャンバ２７，２９に流され
る。冷凍技術において概ね知られているように、これ
は、エバポレータ５８に接近する流体の熱力学状態を改
善して冷凍システムの容量を増加させる。
【００１６】より低い容量が望ましい場合には、バルブ
４８，４２の双方を閉じることが可能である。このよう
な運転においては、コンプレッサは、エコノマイザ及び
バイパスを用いずに運転される。制御装置６０は、バル
ブ４８，４２を含むシステム５６を運転する。
【００１７】最後にさらに低い容量レベルが望ましい場
合には、エコノマイザバルブ４８は、閉じられバイパス
バルブ４２が開かれる。ここで、コンプレッションチャ
ンバ内にトラップされた流体は、ポート２８，３０を通
過して通路３２，３４，３６，４０，４４を通して外側
のサクションライン４５へと流れる。流体は、このよう
にしてスクロールコンプレッサ２０のインレットへとバ
イパスして戻される。
【００１８】バイパス通路４４とバルブ４２とは、スク
ロールコンプレッサハウジングの外側に配置されている
ことが好ましく、このようにすることによりスクロール
コンプレッサハウジングアッセンブリを簡略化すること
が可能となる。しかしながら、バイパス経路４４とバル
ブ４２とはハウジング内部に設けることもできる。
【００１９】概ね、本発明は、エコノマイザ運転及びバ
イパス運転の双方を達成することができる単一のポート
と通路のセットを用いる利点を有する。このようにする
ことにより、本発明は、従来の技術を改善することがで
きる。さらに、バイパスは、コンプレッションサイクル
のわずかなポイントで生じるので、その後にバイパスさ
れる圧縮された流体からのエネルギー損失が小さくな
る。
【００２０】本発明の除負荷バルブはとしては、特に本
発明と同時に出願された同時係属中の出願、題名「シャ
ットダウン時に電源を停止させた場合の逆向き運転の防
止のためのスクロールコンプレッサ制御」に記載されて
いる方法により運転されることが特に好適である。この
除負荷バルブは、広い範囲における容量及び条件で運転
されなければならないインターモーダルトランスポーテ
ーション用コンテナといった冷凍輸送のための冷凍シス
テムに用いる場合に特に有効である。このような輸送コ
ンテナは、冷凍された品物をトラック、鉄道、船で輸送
するために用いられる。
【００２１】関連する別の出願は、１９９７年５月１２
日に出願の出願番号第０８／９８６，４４７号「容量制
御のためのパルス化した流れ」である。
【００２２】本発明の好ましい実施例を開示してきた
が、当業者であれば、本発明の範囲内である種の変更を
行うことができることは理解できよう。このため、特許
請求の範囲は、本発明の本来の範囲及び趣旨を決定する
ために参照されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、１つの運転状態にあるスクロールコン
プレッサを示した図である。
【図２】図２は、僅かに異なった運転状態にあるスクロ
ールコンプレッサを示した図である。
【図３】図３は、本発明の非旋回スクロールコンプレッ
サの端面図である。
【図４】図４は、冷凍システムの概略図である。
【符号の説明】
２０…スクロールコンプレッサ ２２…旋回スクロール要素 ２３…スクロールラップ ２４…非旋回スクロールラップ ２５…スクロールラップ ２６，２８，３０…吐出ポート

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）コンプレッサポンプユニットと、
    （ｂ）前記コンプレッサポンプユニットにより圧縮され
    る冷媒の供給源に連通されたサクションインレット及び
    サクション通路と、（ｃ）前記サクションインレットの
    下流側の位置で前記ポンプユニットと連通した少なくと
    も１つのエコノマイザ注入ポートと、（ｄ）前記サクシ
    ョン通路へと前記エコノマイザ注入ポートを選択的に連
    通させるための除負荷バルブとを備えることを特徴とす
    るコンプレッサ。
  2. 【請求項２】 前記ポンプユニットは、スクロールコン
    プレッサポンプユニットであることを特徴とする請求項
    １に記載のコンプレッサ。
  3. 【請求項３】 前記除負荷バルブは、コンプレッサハウ
    ジングの外側にマウントされたバイパス通路に位置決め
    されていることを特徴とする請求項１に記載のコンプレ
    ッサ。
  4. 【請求項４】 前記除負荷バルブは、コンプレッサハウ
    ジングの内側にマウントされたバイパス通路に位置決め
    されていることを特徴とする
  5. 【請求項５】 前記コンプレッサポンプユニットに導入
    されるエコノマイザ注入ポートを複数有していることを
    特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
  6. 【請求項６】 （ａ）基部と該基部から延びたスクロー
    ルラップとを備えた旋回スクロールと、 （ｂ）基部と、該基部から延び前記旋回スクロールラッ
    プと互いにフィットしてコンプレッションチャンバを画
    成するスクロールラップとを有する非旋回スクロール
    と、 （ｃ）前記コンプレッションチャンバに通じると共にエ
    コノマイザ回路に連通されたエコノマイザ注入通路に連
    通されたエコノマイザ注入ポートと、 （ｄ）前記スクロールコンプレッサユニット内へとサク
    ション流体を通じるためのサクション通路と、 （ｅ）前記エコノマイザ注入通路を前記サクション通路
    へと選択的に切り替え、前記エコノマイザ注入通路を前
    記サクション通路へと連通させるバイパスラインと前記
    バイパスラインを選択的に開かせる除負荷バルブとを備
    える除負荷システムとを有するスクロールコンプレッ
    サ。
  7. 【請求項７】 制御装置は、選択的に前記除負荷バルブ
    を開かせることを特徴とする請求項６に記載のスクロー
    ルコンプレッサ。
  8. 【請求項８】 前記コンプレッションチャンバにまで延
    びた前記注入ポートを２つ備え、これらの２つのポート
    は、周方向に離間していることを特徴とするスクロール
    コンプレッサ。
  9. 【請求項９】 前記ポートは、それぞれ複数のポートを
    有することを特徴とする請求項８に記載のスクロールコ
    ンプレッサ。
  10. 【請求項１０】 エコノマイザバルブは、前記エコノマ
    イザ注入通路に配置されていることを特徴とする請求項
    ６に記載のスクロールコンプレッサ。
  11. 【請求項１１】 前記エコノマイザバルブは、前記除負
    荷バルブが開いている場合には閉じられることを特徴と
    する請求項１０に記載のスクロールコンプレッサ。
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