JP5404100B2 - Scroll compressor and air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、スクロール圧縮機および空気調和機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor and an air conditioner.
スクロール部材の外径を大きくすることなく、圧縮機容量を増加することができるスクロール圧縮機として、一対の固定スクロール部材および旋回スクロール部材の渦巻き状ラップの先端面とボトム面とにそれぞれ段部を備え、該段部よりも渦巻き状ラップの外周側においてラップ高さを内周側のラップ高さよりも高くし、渦巻き状ラップの周方向および高さ方向に三次元圧縮ができる構成としたスクロール圧縮機が提案されている。
この圧縮機は、渦巻き状ラップの周方向だけでなく、ラップの高さ方向にも圧縮が可能なため、従来の二次元圧縮タイプのスクロール圧縮機に比べて、押しのけ量を大きくし、圧縮機容量を増加することができる。従って、同容量の圧縮機で比較すると、小型コンパクト化、軽量化が可能になる等の特長を有する。
As a scroll compressor capable of increasing the compressor capacity without increasing the outer diameter of the scroll member, stepped portions are respectively provided on the front end surface and the bottom surface of the spiral wraps of the pair of fixed scroll members and the orbiting scroll member. Scroll compression with a configuration in which the wrap height is higher on the outer circumferential side of the spiral wrap than the stepped portion, and the three-dimensional compression is performed in the circumferential direction and height direction of the spiral wrap. A machine has been proposed.
Since this compressor can compress not only in the circumferential direction of the spiral wrap but also in the height direction of the wrap, the displacement is increased compared to the conventional two-dimensional compression type scroll compressor. The capacity can be increased. Therefore, when compared with a compressor having the same capacity, it has features such as miniaturization and weight reduction.
また、スクロール圧縮機を用いた冷凍サイクルの能力を向上させる手法として、放熱器と吸熱器との間に2つの減圧器を備え、これら減圧器を用いて冷媒を2段膨張させ、一の減圧器を通過した後の中間圧を有する冷媒を圧縮機の圧縮行程に供給するガスインジェクション(エコノマイザーサイクル)が知られている。 In addition, as a technique for improving the capacity of a refrigeration cycle using a scroll compressor, two decompressors are provided between a radiator and a heat absorber, and the refrigerant is expanded in two stages using these decompressors, thereby reducing one decompression. Gas injection (economizer cycle) is known in which a refrigerant having an intermediate pressure after passing through a vessel is supplied to a compression stroke of a compressor.
上述のスクロール圧縮機において、一対の圧縮室に対して冷媒を均一に供給するさまざまな技術が提案されている。これを安価に達成するものとして、たとえば、特許文献1に示されるものが提案されている。
これは、対向する一対の圧縮室の一方に外部から供給された冷媒を供給するインジェクション部を備えるようにし、固定スクロール部材および旋回スクロール部材の段部が離隔し、対向する一対の圧縮室が連通している状態で、インジェクション部から会部の冷媒を供給するようにしている。これにより、一箇所のインジェクション部から段部が離隔して形成される隙間を介して、複数の圧縮室へ冷媒を供給できるので、供給部を複数個所に設ける必要がなくなり、製造コスト上昇を防止できる。
In the scroll compressor described above, various techniques for uniformly supplying a refrigerant to a pair of compression chambers have been proposed. As what achieves this inexpensively, what is shown by
This is provided with an injection portion for supplying a refrigerant supplied from the outside to one of a pair of opposed compression chambers, the step portions of the fixed scroll member and the orbiting scroll member are separated, and the pair of opposed compression chambers communicate with each other. In this state, the refrigerant of the meeting part is supplied from the injection part. As a result, the refrigerant can be supplied to a plurality of compression chambers through gaps formed by separating the step portion from one injection portion, so there is no need to provide a plurality of supply portions, thereby preventing an increase in manufacturing cost. it can.
ところで、特許文献1を含む従来のガスインジェクションにおいては、スクロール圧縮機による冷媒の圧縮が進展するため、圧縮される冷媒の圧力がインジェクション部から供給される外部の冷媒の圧力よりも大きくなる。このため、図11のインジェクション流量102に示されるように逆流104が生じ、筒内圧106の上昇が停滞することが発生する。
このこのように、インジェクション部で逆流が生じると、インジェクション流量が低減することになる。また、筒内圧の再圧縮損失が増大するので、スクロール圧縮機の圧縮効率が低下する。
これを防止するものとして、インジェクション部の配管に逆止弁を設置することが考えられる。しかし、逆止弁を設置するのはスペースの確保が必要であり、また逆止弁の信頼性におけるリスクも付いてくる。当然コストも上がる。
By the way, in the conventional gas injection including
As described above, when a back flow occurs in the injection section, the injection flow rate is reduced. Moreover, since the recompression loss of the in-cylinder pressure increases, the compression efficiency of the scroll compressor decreases.
In order to prevent this, it is conceivable to install a check valve in the piping of the injection part. However, to install a check valve is required to secure a space, also comes risk also attached in the reliability of the check valve. Of course, the cost also goes up .
本発明は、上記の課題に鑑み、コスト低減効果を維持しつつインジェクション部での逆流を抑制して圧縮効率の向上を図ることができるスクロール圧縮機および空気調和機を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a scroll compressor and an air conditioner that can improve the compression efficiency by suppressing the backflow in the injection section while maintaining the cost reduction effect. .
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のスクロール圧縮機は、端板上に渦巻き状ラップを立設して構成され、相互に噛み合うことにより冷媒を圧縮する複数対の対向する圧縮室を形成する固定スクロール部材および旋回スクロール部材を備え、前記渦巻き状ラップの渦巻き方向の中間部には、先端面とボトム面とにそれぞれ外周側の渦巻き状ラップ高さを内周側の渦巻き状ラップ高さよりも高くする段部が備えられ、前記冷媒を圧縮中の対向する前記一対の圧縮室の一方に、外部から供給された冷媒を供給するインジェクション部が設けられたスクロール圧縮機であって、前記インジェクション部は、前記段部の付近、かつ前記一対の圧縮室の一方と他方とが連通する位置から内周側に向かって30°の位置から外周側に向かって10°の位置の範囲に設けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
A scroll compressor according to the present invention comprises a spiral scroll wrap standing on an end plate, and includes a fixed scroll member and an orbiting scroll member that form a plurality of opposed compression chambers that compress refrigerant by meshing with each other. The spiral portion of the spiral wrap is provided with an intermediate portion in the spiral direction at the tip surface and the bottom surface, each of which has a stepped portion that makes the spiral wrap height on the outer peripheral side higher than the spiral wrap height on the inner peripheral side, One of the opposed compression chambers compressing the refrigerant is a scroll compressor provided with an injection unit for supplying a refrigerant supplied from the outside, wherein the injection unit is near the stepped part , And it is provided in the range of the position of 10 degrees toward the outer peripheral side from the position of 30 degrees toward the inner peripheral side from the position where one of the pair of compression chambers communicates with the other. Features.
本発明によれば、渦巻き状ラップの段部が離間した状態となると、対向する一対の圧縮室が相互に連通される。この状態となると、インジェクション部より供給される外部の冷媒は、対向する一対の圧縮室に供給される。このように、一箇所に設けられたインジェクション部により、対向する一対の圧縮室へ冷媒を供給することができるので、インジェクション部を複数個所に設ける必要がなくなり、製造コスト上昇を防止できる。
本発明では、インジェクション部の設置位置を、段部の付近、かつ前記一対の圧縮室の一方と他方とが連通する位置から内周側に向かって30°の位置から外周側に向かって10°の位置の範囲にしている。
これは、発明者が鋭意検討を重ねた結果、このようにすると、後述するように使用することが想定される種々の運転条件においてインジェクション流量が極大となることを見出したものである。
このように、インジェクション部で逆流が発生することを抑制でき、インジェクション部から供給する冷媒を多くできるので、圧縮室に供給する冷媒量を増やすことができる。
スクロール圧縮機が吐出する単位時間当たりの冷媒量を増やす、すなわち、圧縮効率を向上させることができるので、たとえば、本発明のスクロール圧縮機を用いた空気調和機の冷凍能力を向上させることができる。
According to the present invention, when the step portions of the spiral wrap are separated from each other, the pair of opposing compression chambers are communicated with each other. If it will be in this state, the external refrigerant | coolant supplied from an injection part will be supplied to a pair of compression chamber which opposes. In this way, since the refrigerant can be supplied to the pair of opposed compression chambers by the injection part provided at one place, it is not necessary to provide the injection part at a plurality of places, and an increase in manufacturing cost can be prevented.
In the present invention, the Installation position of the injection portion, near the stepped portion, and the one and the other of said pair of compression chambers toward the outer peripheral side from the position of 30 ° toward the inner circumferential side from a position communicating 10 The position is in the range of °.
As a result of extensive studies by the inventor, the inventors have found that the injection flow rate becomes maximum under various operating conditions assumed to be used as described later.
As described above, it is possible to suppress the occurrence of backflow in the injection unit and to increase the amount of refrigerant supplied from the injection unit, and thus it is possible to increase the amount of refrigerant supplied to the compression chamber.
Since the amount of refrigerant per unit time discharged by the scroll compressor can be increased, that is, the compression efficiency can be improved, for example, the refrigeration capacity of the air conditioner using the scroll compressor of the present invention can be improved. .
上記発明においては、前記一対の圧縮室の内、前記インジェクション部が設けられていない側の圧縮室は、前記インジェクション部が設けられている側の圧縮室に比べて早く所定圧力以上の冷媒を放出するマルチポートと連通するようにされていることが望ましい。 In the above invention, the compression chamber on the side not provided with the injection portion of the pair of compression chambers discharges the refrigerant having a predetermined pressure or higher earlier than the compression chamber on the side provided with the injection portion. It is desirable to communicate with the multiport.
圧縮室が内周側に移動すると、冷媒の圧力は大きくなるので、それが一定以上大きくならないように圧縮室にマルチポートが連通するように設けられている。マルチポートは、たとえば、吐出室とマルチポート弁を介して連通するようにされた連通孔の開口部である。圧縮室の冷媒圧力が、吐出室の冷媒圧力よりも大きくなると、マルチポート弁を押し上げて、冷媒が圧縮室から吐出室に流入することになる。したがって、この場合圧縮室の冷媒圧力は吐出室の冷媒圧力以下に維持されることになるので、固定スクロール部材および旋回スクロール部材に作用する応力を低減することができる。
本発明では、上記連通状態がなくなるとインジェクション部によって圧力上昇を緩和することができないインジェクション部が設けられていない側の圧縮室は、インジェクション部が設けられている側の圧縮室に比べて早くマルチポートと連通するようにされているので、より、安全を図ることができる。
When the compression chamber moves to the inner peripheral side, the pressure of the refrigerant increases, so that the multiport communicates with the compression chamber so that it does not increase beyond a certain level. The multiport is, for example, an opening of a communication hole that communicates with the discharge chamber via a multiport valve. When the refrigerant pressure in the compression chamber becomes larger than the refrigerant pressure in the discharge chamber, the multiport valve is pushed up, and the refrigerant flows from the compression chamber into the discharge chamber. Therefore, in this case, the refrigerant pressure in the compression chamber is maintained below the refrigerant pressure in the discharge chamber, so that the stress acting on the fixed scroll member and the orbiting scroll member can be reduced.
In the present invention, the compression chamber on the side not provided with the injection portion where the pressure increase cannot be relieved by the injection portion when the communication state is lost is faster than the compression chamber on the side provided with the injection portion. Since it is made to communicate with a port, safety can be further improved.
本発明の空気調和機は、上記本発明のスクロール圧縮機と、該スクロール圧縮機により圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器と、放熱された冷媒の圧力を減圧させる高圧側減圧部と、減圧された冷媒を更に減圧させる低圧側減圧部と、該低圧側減圧部で減圧された冷媒に熱を吸収させる吸熱器と、を有し、前記スクロール圧縮機のインジェクション部には、前記高圧側減圧部により減圧された冷媒が供給されることを特徴とする。 The air conditioner of the present invention includes the scroll compressor of the present invention, a radiator that dissipates heat of the refrigerant compressed by the scroll compressor, a high-pressure side decompression unit that depressurizes the pressure of the dissipated refrigerant, A low-pressure side decompression unit that further decompresses the decompressed refrigerant; and a heat absorber that absorbs heat into the refrigerant decompressed by the low-pressure side decompression unit, and the injection unit of the scroll compressor includes the high-pressure side The refrigerant decompressed by the decompression unit is supplied.
本発明によれば、コスト低減効果を維持しつつインジェクション部での逆流を抑制して圧縮効率の向上を図ることができるスクロール圧縮機を用いているので、空気調和機の能力向上および製造コストの低減を図ることができる。 According to the present invention, since the scroll compressor capable of improving the compression efficiency by suppressing the backflow in the injection part while maintaining the cost reduction effect is used, the capacity improvement of the air conditioner and the production cost can be reduced. Reduction can be achieved.
本発明によれば、一箇所に設けられたインジェクション部により、対向する一対の圧縮室へ冷媒を供給することができるので、供給部を複数個所に設ける必要がなくなり、製造コスト上昇を防止できる。
インジェクション部の段部に対する設置位置を、段部から内周側に向かって30°の位置から外周側に向かって10°の位置の範囲にしているので、スクロール圧縮機が吐出する単位時間当たりの冷媒量を増やす、すなわち、圧縮効率を向上させることができる。
According to the present invention, since the refrigerant can be supplied to the pair of opposing compression chambers by the injection part provided at one place, it is not necessary to provide the supply parts at a plurality of places, and an increase in manufacturing cost can be prevented.
Since the installation position of the injection unit with respect to the stepped portion is in a range of a position of 30 ° from the stepped portion toward the inner peripheral side and a position of 10 ° toward the outer peripheral side, the unit per unit time discharged by the scroll compressor The amount of refrigerant can be increased, that is, the compression efficiency can be improved.
以下、本発明の一実施形態について図1から図10を参照して説明する。
図1は、本実施形態にかかる空気調和機を説明する概略図である。
空気調和機1には、図1に示すように、冷媒を圧縮する密閉型のスクロール圧縮機3と、圧縮された冷媒の熱を放熱させるコンデンサ(放熱器)5と、放熱された冷媒の圧力を減圧させる第1膨張弁(高圧側減圧部)7と、減圧された冷媒を気液分離するレシーバ9と、液冷媒をさらに減圧する第2膨張弁(低圧側減圧部)11と、減圧された液冷媒に熱を吸収させるエバポレータ(吸熱器)13と、とが備えられている。
レシーバ9とスクロール圧縮機3との間には、レシーバ9において気液分離された気体冷媒をスクロール圧縮機3に供給するインジェクション流路15が配置されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an air conditioner according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the
Between the
図2は、図1のスクロール圧縮機3の構成を説明する断面図である。
スクロール圧縮機3には、図2に示すように、密封容器であるハウジング19と、冷媒を圧縮する固定スクロール21および旋回スクロール23と、旋回スクロール23を回転駆動するモータ25と、が備えられている。
ハウジング19には、ハウジング19内を高圧室27と低圧室29とに分離するディスチャージカバー31と、エバポレータ13からの冷媒を低圧室29に導く吸入管33と、高圧室27から冷媒をコンデンサ5に導く吐出管35と、固定スクロール21および旋回スクロール23を支持するフレーム37と、が設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the scroll compressor 3 of FIG.
As shown in FIG. 2, the scroll compressor 3 includes a
The
旋回スクロール23とモータ25との間には、モータ25の回転力を旋回スクロール23に伝える回転シャフト39が設けられている。
フレーム37と旋回スクロール23との間には、旋回スクロール23の自転を防止するオルダムリング38が設けられている。
A rotating
An
図3は、図2の固定スクロールの構成を説明する平面図である。図4は、図2の旋回スクロールの構成を説明する平面図である。図5〜図9は、図2の固定スクロールと旋回スクロールとの動き、および、圧縮室の変化を説明する模式図である。
固定スクロール21は、図3に示すように、端板43の一側面に渦巻き状のラップ(渦巻き状ラップ)45が立設された構成となっている。旋回スクロール23は、図4に示すように、固定スクロール21と同様に端板47の一側面に渦巻き状のラップ(渦巻き状ラップ)49が立設された構成となっている。ラップ49は固定スクロール21側のラップ45と実質的に同一形状をなしている。
旋回スクロール23は固定スクロール21に対して相互に公転旋回半径だけ偏心し、かつ、180度だけ位相をずらした状態で、ラップ45,49同士を噛み合わせて組み付けられている。
FIG. 3 is a plan view for explaining the configuration of the fixed scroll of FIG. FIG. 4 is a plan view illustrating the configuration of the orbiting scroll of FIG. 5 to 9 are schematic diagrams for explaining the movement of the fixed scroll and the orbiting scroll of FIG. 2 and the change of the compression chamber.
As shown in FIG. 3, the fixed
Orbiting
この場合、図2に示すように、旋回スクロール23は、モータ25で駆動される回転シャフト39の上端に設けられて旋回運動する偏心ピン41およびオルダムリング38の作用により、固定スクロール21に対して公転旋回運動を行うようになっている。
一方、固定スクロール21は、ハウジング19に固定されており、端板43の背面中央には圧縮された流体の吐出ポート32が設けられている。
In this case, as shown in FIG. 2, the orbiting
On the other hand, the fixed
固定スクロール21の端板43には、ラップ45が立設された一側面に、ラップ45の渦方向に沿って中心部(内周)側で高く外端側で低くなるよう形成された段差部(段部)51が備えられている。
旋回スクロール23側の端板47も固定スクロール21の端板43と同様に、ラップ49が立設された一側面に、ラップ49の渦方向に沿って中心部側で高く外端側で低くなるよう形成された段差部(段部)53を備えている。
The
The
端板43の底面(ボトム面)は、段差部51が形成されていることにより、中心部側に設けられた底の浅い底面(ボトム面)55と外端(外周)側に設けられた底の深い底面(ボトム面)57との2つの部位に分けられている。
端板47の底面も上述した端板43と同様に、段差部53が形成されていることにより、中心部側に設けられた底の浅い底面(ボトム面)59と外端側に設けられた底の深い底面(ボトム面)61との2つの部位に分けられている。
The bottom surface (bottom surface) of the
Similarly to the
また、固定スクロール21側のラップ45は、旋回スクロール23の段差部53に対応し、その渦巻き状の先端面が2つの部位に分割され、かつ、渦の中心部側で低く外端側で高い段付部(段部)63となっている。旋回スクロール23側のラップ49もラップ45と同様に、固定スクロール21の段差部51に対応し、渦巻き状の先端面が2つの部位に分割され、かつ、渦の中心部側で低く外端側で高い段付部(段部)65となっている。
Further, wrap 45 of the fixed
具体的には、ラップ45の先端面は、中心部寄りに設けられた低位の先端面67と外終端寄りに設けられた高位の先端面69との2つの部位に分けられている。
ラップ49の先端面も上述したラップ45と同様に、中心部寄りに設けられた低位の先端面71と外終端寄りに設けられた高位の先端面73との2つの部位に分けられている。
Specifically, the distal end surface of the
Like the
段付部63は、ラップ45を旋回スクロール23の方向から見るとラップ45の内外両側面に滑らかに連続しラップ45の肉厚に等しい直径を有する半円形をなしている。また、段付部65も段付部63と同様に、ラップ49の内外両側面に滑らかに連続しラップ49の肉厚に等しい直径を有する半円形をなしている。
また、段差部51は、端板43を旋回軸方向から見ると旋回スクロール23の旋回に伴って段付部65が描く包絡線に一致する円弧をなしている。また、段差部53も段差部51と同様に、段付部63が描く包絡線に一致する円弧をなしている。
Stepped
Further, when the
先端面67,69,71,73には、図示を省略しているが、ラップ45,49の先端面と底面との間に形成されるチップシール隙間をシールして圧縮したガス流体の漏れを最小限に抑えるチップシールが設けられている。
すなわち、固定スクロール21に旋回スクロール23を組み付けると、互いに向かい合う端板43,47とラップ45,49とに区画された複数の圧縮室Cが形成される。
Although not shown in the front end surfaces 67, 69, 71, 73, leakage of gas fluid compressed by sealing the tip seal gap formed between the front end surface and the bottom surface of the
That is, when assembling the orbiting
圧縮室Cは、図5に示されるように略同形状のものが複数対形成される。
この対の圧縮室Cは、たとえば、一方が常にラップ45の外周側を通るように形成され、他方が常にラップ45の内周側を通過するように形成される。たとえば、図5に示される対向する一対の圧縮室C1,C2では、圧縮室C1が常にラップ45の外周側を通り、圧縮室C2が常にラップ45の内周側を通過する。各圧縮室Cは、旋回スクロール23の旋回に伴い中央部側に順次容積を減少させつつ移動する。
As shown in FIG. 5, a plurality of compression chambers C having the same shape are formed.
The pair of compression chambers C is formed, for example, such that one always passes the outer peripheral side of the
また、図3に示すように、固定スクロール21の端板43の底面には、インジェクション流路15と接続されているインジェクションポート(インジェクション部)17が形成されている。
インジェクションポート17は、その外端側端部が段付部63と段差部51との端部を結ぶ線75に対して中央部側に30°傾斜した線77と、外端側に10°傾斜した線79とに挟まれる範囲に収まるように配置されている。
As shown in FIG. 3, an injection port (injection portion) 17 connected to the
The
本実施形態では、段付部63の外端側端部から外端側に10°離隔した位置に設置されている。なお、本発明におけるインジェクションポート17のそれ以外の限界位置は図3に二点鎖線によって表示されている。
インジェクションポート17は、たとえば、ラップ45の内周側あるいは外周側のいずれか一方に形成されている。本実施形態では、インジェクションポート17はラップ45の内周側に形成されている。
In the present embodiment, the stepped
The
このため、図5に示されるラップ45の内周側を通過する圧縮室C2は、インジェクションポート17を通過するので、圧縮室C2はインジェクションポート17が設けられている側の圧縮室である。
ラップ45の外周側を通過する圧縮室C1は、内周側に設けられたインジェクションポート17を通過しないので、圧縮室C2はインジェクションポート17が設けられていない側の圧縮室である。
For this reason, the compression chamber C2 passing through the inner peripheral side of the
Since the compression chamber C1 passing through the outer peripheral side of the
固定スクロール21の中央部分には、高圧室27へ圧縮された冷媒を吐き出す吐出ポート81が備えられている。
A
図2に示すように、固定スクロール21の端板43には、高圧室27へ連通する貫通孔83,85が設けられている。
貫通孔83の高圧室27側には、マルチポート弁87が設けられ、底面55にはマルチポート91が形成されている。貫通孔85の高圧室27側には、マルチポート弁89が設けられ、底面55にはマルチポート93が形成されている。
マルチポート弁87,89は、圧縮室Cと高圧室27との差圧によって開閉される。すなわち、圧縮室Cの圧力が高圧室27の圧力よりも大きくなると開放され、圧縮室Cから高圧室27へ冷媒が流れる。
As shown in FIG. 2 , the
A
The
マルチポート91は、ラップ45の外周側に形成され、マルチポート93はラップ45の内周側に形成されている。したがって、図5に示されるインジェクションポート17が設けられていない側の圧縮室C2は、マルチポート91を通過し、インジェクションポート17が設けられている側の圧縮室C1は、マルチポート93を通過する。
マルチポート91は、マルチポート93よりもラップ45に沿って外端側に配置されている。これにより、圧縮室C2は、圧縮室C1がマルチポート93に係合するよりも早いタイミングでマルチポート91に係合するようにされている。
The multiport 91 is formed on the outer peripheral side of the
The multiport 91 is arranged on the outer end side along the
次に上述した空気調和機1の作用について説明する。
スクロール圧縮機3により圧縮され高圧となった冷媒は、図1に示すように、コンデンサ5に向かって吐出される。コンデンサ5に流入した冷媒はその熱を外部に放出して凝縮し、第1膨張弁7に向かって流出する。冷媒は第1膨張弁7により減圧され中間圧の冷媒となりレシーバ9に流入する。冷媒はレシーバ9において液冷媒とガス冷媒とに分離され、液冷媒は第2膨張弁11に向かって流出する。液冷媒は第2膨張弁11により減圧され低圧の冷媒となり、エバポレータ13に流入する。低圧の冷媒はエバポレータ13において外部の空気から熱を奪い、蒸発してガス冷媒となり、スクロール圧縮機3に流入し、再び圧縮される。
Next, the effect | action of the
The refrigerant compressed to a high pressure by the scroll compressor 3 is discharged toward the
一方、レシーバ9において分離された中間圧のガス冷媒は、インジェクション流路15を介してスクロール圧縮機3に流入する。スクロール圧縮機3に流入した冷媒はインジェクションポート17から圧縮室Cに供給され、再び圧縮される。
再びスクロール圧縮機3により圧縮された冷媒は、コンデンサ5に吐出され上述のサイクルを繰り返す。
On the other hand, the intermediate-pressure gas refrigerant separated in the
The refrigerant compressed by the scroll compressor 3 again is discharged to the
次にスクロール圧縮機3の作用について説明する。
図5から図9は、図2の固定スクロールと旋回スクロールとの動き、および、圧縮室の変化を説明する模式図である。
図5から図9は、固定スクロール21側から固定スクロール21および旋回スクロール23を見た透視図である。
Next, the operation of the scroll compressor 3 will be described.
5 to 9 are schematic diagrams for explaining the movement of the fixed scroll and the orbiting scroll of FIG. 2 and the change of the compression chamber.
5 to 9 are perspective views of the fixed
図5は、段差部53と段付部63とがある旋回角における固定スクロール21と旋回スクロール23との相対位置を示している。圧縮室C1,C2は固定スクロール21および旋回スクロール23の外終端近傍に位置し締め切られて間もない時点である。また、段差部51,53と段付部63,65とは、離間し始めるところである。
このとき、圧縮室C1の外端側端部からインジェクションポート17までの角度は略200°である。また、圧縮室C2は、インジェクションポート17に至っておらず、インジェクションポート17はラップ49に覆われているので、インジェクションポート17からの冷媒供給はなされていない。
FIG. 5 shows the relative positions of the fixed
At this time, the angle from the outer end side end portion of the compression chamber C1 to the
その後、旋回角が進むと、段差部51,53と段付部63,65とは、離間するとともに圧縮室C1,C2は、固定スクロール21および旋回スクロール23におけるラップ45,49の渦方向に沿って中心部側へ移動する。
そして、図6に示すように、圧縮室C2が、インジェクションポート17および段差部51,53と段付部63,65との隙間に係合するようになると、インジェクションポート17からの冷媒が圧縮室C1,C2に供給される。
Thereafter, when the turning angle advances, the stepped
Then, as shown in FIG. 6, the compression chamber C2 is equal to or to engage in a gap between the
このように、インジェクションポート17より供給される外部の冷媒は、対向する一対の圧縮室C1,C2に供給される、言い換えると、一箇所に設けられたインジェクションポート17により、対向する一対の圧縮室C1,C2へ冷媒を供給することができるので、インジェクションポート17を複数個所に設ける必要がなくなり、製造コストの上昇を防止できる。
In this way, the external refrigerant supplied from the
さらに、旋回角が進むと、図7に示すように、圧縮室C1の外端側端部は、段差部51,53と段付部63,65との隙間に位置する。
ここから旋回角が進むと、圧縮室C1は段差部51,53と段付部63,65との隙間に係合しなくなるので、インジェクションポート17からの冷媒が供給されなくなる。反対に、圧縮室C1からインジェクション流路15への逆流がなくなることになるので、圧縮室C1,C2からのインジェクション流路15への逆流を抑制することができる。
このように、圧縮室C1,C2からのインジェクション流路15への逆流を抑制することができると、圧縮室C1,C2へ供給する冷媒量を増やすことができる。
そのため、スクロール圧縮機3が吐出する単位時間当たりの冷媒量を増やすことができ、空気調和機1の冷凍能力を向上させることができる。
Further, when the turning angle is advanced, as shown in FIG. 7, the outer end side end portion of the compression chamber C1 is positioned in the gap between the
When turning angle goes from here, the compression chambers C1 so no longer engage in the gap between the stepped
Thus, if the backflow from the compression chambers C1 and C2 to the
Therefore, the amount of refrigerant per unit time discharged by the scroll compressor 3 can be increased, and the refrigeration capacity of the
さらに、旋回角が進むと、図8に示すように、圧縮室C1は、マルチポート91と係合する。また、段差部51,53と段付部63,65とが接触し、圧力室C2と圧力室C1の次の圧力室Cとの連通を防止する。
圧縮室C1は、インジェクションポート17と係合していないので、旋回角が進むに連れて順次圧縮が進行し、高冷媒圧力となる。場合によっては、高圧室27の冷媒圧力よりも大きくなる。この場合、圧縮室C1の冷媒は、マルチポート91を介して貫通孔83を通り、マルチポート弁87を押し上げて、高圧室27に流入する。
これにより、圧縮室C1の冷媒圧力は高圧室27の冷媒圧力以下に維持されることになるので、固定スクロール21および旋回スクロール23に作用する応力を低減することができる。
Further, when the turning angle advances, the compression chamber C1 engages with the multiport 91 as shown in FIG. Further,
Since the compression chamber C1 is not engaged with the
Thereby, the refrigerant pressure in the compression chamber C1 is maintained below the refrigerant pressure in the high-
一方、インジェクションポート17を介してインジェクション流路15と連通した状態が維持されている圧縮室C2は、依然としてマルチポート93に係合していない。
これは、圧力室C2が異常な高圧状態となった場合には、インジェクションポート17を介してインジェクション流路15へ圧力を逃がすことができるからである。
このように、インジェクションポート17と係合しない側の圧縮室C1は、インジェクションポート17と係合する側の圧縮室C2に比べて早くマルチポート91と連通するようにされているので、スクロール圧縮機3の安全を図ることができる。
On the other hand, the compression chamber C <b> 2 maintained in communication with the
This is because the pressure can be released to the
Thus, the compression chamber C1 on the side that does not engage with the
さらに、旋回角が進むと、図5に戻り次のサイクルに入る。さらに、旋回角が進むと図9に示すように、圧縮室C2は、マルチポート93と係合するようになる。 When the turning angle further advances, the process returns to FIG. 5 and enters the next cycle. Further, when the turning angle advances, the compression chamber C2 is engaged with the multiport 93 as shown in FIG.
図10は、本実施形態にかかるスクロール圧縮機3のある運転条件での段部の設置位置におけるインジェクション流量のグラフを示す。
図10の横軸は段部(段差部53)位置を外端側端部からの角度で示したものとし、縦軸はインジェクション流量としている。このときのある運転条件をパラメータとしてシミュレーションをした結果が示されている。
Figure 10 shows the graph of injection flow rate in the installation position of the stepped portion in the operating condition with a scroll compressor 3 according to the present embodiment.
The horizontal axis of FIG. 10 and shows stepped portion (stepped difference portion 53) located at an angle from the outer end side end portion, and the vertical axis as the injection flow rate. The result of simulation using certain operating conditions as parameters is shown.
運転条件としては、図5に示される段差部51,53と段付部63,65とが離間し始めたタイミングにおける圧力室C1の外端側端部Xとインジェクションポート17との成す角度を用いている。この角度は、圧力室C1にインジェクションポート17から冷媒が供給される範囲を代表していると考えられる。この角度としては、実際の運転で用いられる範囲で設定している。すなわち、線95はこの角度が220°としたときの結果を、線97はこの角度が200°としたときの結果を、線99は、この角度が240°としたときの結果を示している。
The operating conditions, formed by the stepped
この結果を見ると、圧力室C1の外端側端部Xとインジェクションポート17との成す角度が小さいほどインジェクション流量が大きくなっている。これは、圧力室C1がインジェクションポート17から冷媒を供給される期間が少なくなることと比例している。これは、上記作用効果を裏付けるものとして有効なシミュレーション結果である。
また、各線95,97,99における角度に対して段部の設置角度位置が−(外端側)30°〜+(中心部側)10°の範囲101はいずれも他の設置角度位置に対して極大値を示しており、インジェクション流量を増加させる範囲であることがわかる。これは、段部を固定して見ると、インジェクションポートが、段部の+30°〜−10°となる。
Looking at this result, the injection flow rate increases as the angle formed between the outer end X of the pressure chamber C1 and the
In addition, the
グラフをみると段部の設置角度位置をどんどん大きい値にすればインジェクション流量が多くなるようなグラフになっている。
これは段部が内側へいけばいくほどインジェンクション時の圧力比(圧力の上昇の割合)が実質小さくなることになる。ただし段部の設置角度位置に関しては一定以上において内側にするメリットがないことと、内側にいけばいくほどその性質上効率が下がることがあるため、グラフに示している範囲より設置角度位置が大きい方に段部をもっていくことはないと思われる。
The graph shows that the injection flow rate increases if the installation angle position of the step is made larger and larger.
This means that the pressure ratio at the time of injection (the rate of increase in pressure) becomes substantially smaller as the stepped portion goes inward. However, as for the installation angle position of the step part, there is no merit to make it inward above a certain level, and the efficiency of the property may decrease as it goes inside, so the installation angle position is larger than the range shown in the graph I do n’t think I ’ll take a step.
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
上記の実施の形態においては、この発明を空気調和機として説明したが、具体的には冷凍機、空調機など、その他各種の空気調和機を適用した機器に適用できるものである。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
In the above embodiment, the present invention has been described as an air conditioner. Specifically, the present invention can be applied to devices to which various other air conditioners such as a refrigerator and an air conditioner are applied.
1 空気調和機
3 スクロール圧縮機
5 コンデンサ
7 第1膨張弁
11 第2膨張弁
13 エバポレータ
15 インジェクション流路
17 インジェクションポート(インジェクション部)
21 固定スクロール
23 旋回スクロール
43,47 端板
45,49 ラップ
51,53 段差部
55,57,59,61 底面
67,69,71,73 先端面
63,65 段付部
91,93 マルチポート
C,C1,C2 圧縮室
DESCRIPTION OF
21 fixed
Claims (3)
前記渦巻き状ラップの渦巻き方向の中間部には、先端面とボトム面とにそれぞれ外周側の渦巻き状ラップ高さを内周側の渦巻き状ラップ高さよりも高くする段部が備えられ、
前記冷媒を圧縮中の対向する前記一対の圧縮室の一方に、外部から供給された冷媒を供給するインジェクション部が設けられたスクロール圧縮機であって、
前記インジェクション部は、前記段部の付近、かつ前記一対の圧縮室の一方と他方とが連通する位置から内周側に向かって30°の位置から外周側に向かって10°の位置の範囲に設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。 A fixed scroll member and an orbiting scroll member, which are formed by standing spiral wraps on an end plate, and form a plurality of opposed compression chambers that compress refrigerant by meshing with each other;
The middle part of the spiral direction of the spiral wrap is provided with a stepped portion that makes the outer circumferential spiral wrap height higher than the inner circumferential spiral wrap height on the tip surface and the bottom surface, respectively.
A scroll compressor in which one of the opposed compression chambers compressing the refrigerant is provided with an injection unit that supplies an externally supplied refrigerant,
The injection part is in the vicinity of the step part and in a range of a position of 30 ° from the position where one and the other of the pair of compression chambers communicate with each other toward the inner peripheral side to a position of 10 ° toward the outer peripheral side. A scroll compressor characterized by being provided.
該スクロール圧縮機により圧縮された冷媒の熱を放熱させる放熱器と、
放熱された冷媒の圧力を減圧させる高圧側減圧部と、
減圧された冷媒を更に減圧させる低圧側減圧部と、
該低圧側減圧部で減圧された冷媒に熱を吸収させる吸熱器と、を有し、
前記スクロール圧縮機のインジェクション部には、前記高圧側減圧部により減圧された冷媒が供給されることを特徴とする空気調和機。 A scroll compressor according to claim 1 or 2,
A radiator that dissipates heat of the refrigerant compressed by the scroll compressor;
A high-pressure side decompression section that decompresses the pressure of the radiated refrigerant;
A low-pressure side decompression section for further decompressing the decompressed refrigerant;
A heat absorber that absorbs heat in the refrigerant decompressed by the low pressure side decompression unit,
The air conditioner is characterized in that the refrigerant decompressed by the high pressure side decompression unit is supplied to the injection unit of the scroll compressor.
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