CN104948461A - 旋转式压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明的旋转式压缩机包括压缩机主体和储能器，该压缩机主体具备：密闭容器，其具有制冷剂吸入口和制冷剂排出口；制冷剂压缩部，其具有气缸以及容纳于上述气缸内的旋转活塞，且设置于上述密闭容器内；以及电动机，其对上述旋转活塞进行驱动，且设置于上述密闭容器内，该储能器对将被吸入到上述制冷剂吸入口的制冷剂进行气液分离，通过制冷剂吸入管将上述储能器和上述制冷剂吸入口连接，以向上述储能器的内部开口的方式配置上述制冷剂吸入管的吸入口，从上述储能器的上部插入向上述旋转式压缩机注入制冷剂的注射管，以在上述储能器的制冷剂气体空间内与上述制冷剂吸入管的吸入口相对的方式，将上述注射管的排出口引入。

Description

旋转式压缩机
相关申请的交叉参考
本申请基于2014年03月28日向日本特许厅提交的日本专利申请2012一161017号，因此将所述日本专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及在制冷循环装置内所包含的旋转式压缩机。更具体地，本发明涉及在较低外气温度下的暖气运行时通过向制冷剂压缩部喷射制冷剂来降低排出温度的技术。
背景技术
旋转式压缩机作为其基本结构而具备制冷剂压缩部。该制冷剂压缩部中，在圆筒状的气缸内容纳有由电动机驱动的旋转活塞(转子)。对于旋转式压缩机，作为常规的机种，有具有一个制冷剂压缩部的单转子型和具有两个制冷剂压缩部的双转子型。
近年来，特别在外气温度较低的寒冷地带，越来越要求作为暖气机来使用利用了R32等HFC制冷剂、HFO制冷剂、或CO2制冷剂等制冷剂的制冷循环装置。但是，在外气温度较低的使用环境下，制冷循环装置在较高的压缩比或较低的吸入压力这样的运行条件的基础上运行。因此，制冷循环装置以较高的频率使用在排出温度较高的区域。另外，如果外气温度较低，则由于吸入压力较低，因此，也存在由于制冷剂循环量较少而容易使暖气能力不足这样的问题。
作为其对策，已知有通过向气缸的压缩室(作动室)内注射(注入)液体制冷剂来降低制冷剂的排出温度的技术。根据该技术，通过向气缸的压缩室内注射液体制冷剂，在通常的制冷剂吸入量上增加注射制冷剂的量。因此，相应地，冷凝器的制冷剂循环量增大，从而能够提高暖气能力。
但是，根据上述的现有技术，需要在气缸(压缩室)设置注射孔。进而，需要将注射管引入压缩机的密闭容器内，并与注射孔连接。因此，在该现有技术中，存在结构复杂、加工费事的问题。
另外，在注射关闭时，该注射孔的部分为所谓的无效容积。因此，也存在当注射关闭时压缩效率降低这样的另一个的问题。进而，对于小型的机种，由于气缸的间隔板的板厚对于连接注射管来说过薄，因此也存在无法连接注射管的问题。
因此，日本特开2013-245837号公报(段落〔0043〕，参照图1)所提出的技术中，在从储能器到压缩机制冷剂压缩部的制冷剂吸入管露出的L字状的配管部分连接有注射管。通过制冷剂吸入管，液体制冷剂注入到制冷剂压缩部。
据此，不需要在气缸(压缩室)设置注射孔。因此，即使在注射关闭时，压缩效率也不易降低。只是将注射管与制冷剂吸入管连接即可，也容易进行加工。另外，即使对于小型且间隔板较薄的压缩机，也能够连接注射管。
但是，在压缩开始前(压缩室吸入来自蒸发器侧的气体制冷剂的状态，即压缩室与储能器连通的状态时)注射液体制冷剂。因此，得不到那样的增大制冷剂循环量的效果，因此，存在暖气能力容易不充分的问题。
发明内容
本发明的课题在于，使用通过制冷剂吸入管将注射制冷剂供给到压缩机的方式的同时，在外气温度较低的暖气运行时，使吸入到压缩机的制冷剂流量增大，从而提高暖气能力。
为了解决上述课题，本发明的旋转式压缩机包括压缩机主体和储能器，该压缩机主体具备：密闭容器，其具有制冷剂吸入口和制冷剂排出口；制冷剂压缩部，其具有气缸以及容纳于上述气缸内的旋转活塞，且设置于上述密闭容器内；以及电动机，其对上述旋转活塞进行驱动，且设置于上述密闭容器内，该储能器对将被吸入到上述制冷剂吸入口的制冷剂进行气液分离，通过制冷剂吸入管将上述储能器和上述制冷剂吸入口连接，以向上述储能器的内部开口的方式配置上述制冷剂吸入管的吸入口，从上述储能器的上部插入向上述旋转式压缩机注入制冷剂的注射管，以在上述储能器的制冷剂气体空间内与上述制冷剂吸入管的吸入口相对的方式，将上述注射管的排出口引入。
在本发明中，优选，在上述储能器内，将过滤器和气液分离板配置为上述过滤器在上侧，上述注射管贯穿上述过滤器和气液分离板而延伸至上述制冷剂气体空间内，为了避免或抑制异物混入到气液分离室内，利用密封单元将这些贯穿部分密封。
优选，上述密封单元包括：第一密封部件，其在上述气液分离板的贯穿孔的周围朝向上述过滤器侧形成为环状；第二密封部件，其在上述第一密封部件内以比上述过滤器的厚度窄的间隙嵌合，并紧固在上述注射管侧且为筒状；以及上述过滤器的贯穿孔边缘部分，其夹在上述第一密封部件和上述第二密封部件之间，将上述第二密封部件伴随上述过滤器的贯穿孔边缘部分压入到上述第一密封部件内。
根据本发明的优选方式，上述注射管在其排出口侧的管端具备被缩径的第一收缩部。另外，上述制冷剂吸入管在其邻近上述吸入口的部位具备被缩径的第二收缩部。另外，优选，上述注射管进入到上述制冷剂吸入管的上述第二收缩部内。
根据本发明，注射管从储能器的上部引入，在制冷剂气体空间内与制冷剂吸入管的吸入口相对。优选，在注射管和/或制冷剂吸入管形成有收缩部。由此，伴随制冷剂流以高速从注射管喷出，其周围的静态压力降低。因此，根据将储能器内部的气体制冷剂吸入到制冷剂吸入管这样的喷射器效果，供给到压缩机内的制冷剂流量增大，相应地，暖气能力提高。
附图说明
图1是设为部分剖面表示本发明实施方式的旋转式压缩机的主视图。
图2中(a)是表示包含上述旋转式压缩机的制冷循环的一例的示意图，图2中(b)是表示制冷循环的另一例的注射管的配管部分的示意图。
图3是表示上述旋转式压缩机所具备的储能器的内部构造的示意图。
图4中(a)是表示作为本发明的主要部分的发挥喷射器效果的结构的第一例的示意性的剖面图，图4中(b)是表示其第二例的示意性剖面图。
图5是表示储能器内的注射管的密封部的示意性剖面图。
在下面的详细说明中，出于说明的目的，为了提供对所公开的实施方式的彻底的理解，提出了许多具体的细节。然而，显然可以在没有这些具体细节的前提下实施一个或更多的实施方式。在其它的情况下，为了简化制图，示意性地示出了公知的结构和装置。
具体实施方式
下面，利用图1至图6，对本发明的实施方式进行说明。但是，本发明不限于此。
参照图1，该实施方式的旋转式压缩机10作为基本结构而具备压缩机主体11、和附设于压缩机主体11的储能器12。旋转式压缩机10组装到图2中(a)及图2中(b)所示的制冷剂回路RC内。
压缩机主体11具备密闭容器110。密闭容器110具有：圆筒状的容器主体111；和覆盖容器主体111的上盖112a及下盖112b。在密闭容器110的内部容纳有制冷剂压缩部115和电动机113。
在该实施方式中，作为制冷剂压缩部115，包括第一制冷剂压缩部115a及第二制冷剂压缩部115b这样的配置成上下两层的两个制冷剂压缩部。第一制冷剂压缩部115a及第二制冷剂压缩部115b分别具备：圆筒状的气缸116；和作为容纳于气缸116内的转子的旋转活塞117。
将第一制冷剂压缩部115a侧的旋转活塞117及第二制冷剂压缩部115b侧的旋转活塞117偏心紧固于电动机113的旋转驱动轴113a，并以180°的相位旋转驱动。
从设置于容器主体111下部的制冷剂吸入口119a及119b将制冷剂吸入到第一制冷剂压缩部115a和第二制冷剂压缩部115b。由第一制冷剂压缩部115a生成的压缩制冷剂经由上部消音器118a排出到密闭容器110内。另外，由第二制冷剂压缩部115b生成的压缩制冷剂经由下部消音器118b排出到密闭容器110内。将各压缩制冷剂从设置于上盖112a的制冷剂排出管114供给到制冷齐回路RC。
此外，在不需要区别第一制冷剂压缩部115a和第二制冷剂压缩部115b的情况下，将它们统称为制冷剂压缩部115。同样地，在不需要区别制冷剂吸入口119a和制冷剂吸入口119b的情况下，将它们统称为制冷剂吸入口119。
储能器12具备密闭容器120。与上述密闭容器110同样，密闭容器120具备圆筒状的容器主体121；和覆盖容器主体121的上盖122a及下盖122b。以使轴线几乎垂直即竖着放置的方式，将该密闭容器120例如通过固定带等夹紧固定单元附设于压缩机主体11的旁边。
在储能器12内，从上盖122a引入了后述的制冷剂回路RC的制冷剂返回配管1C和注射管50(50a、50b)。另外，从下盖112b引出与制冷剂压缩部115(115a、115b)的各气缸116连接的制冷剂吸入管124(124a、124b)。
此外，在该实施方式中，作为制冷剂压缩部115设置有两个制冷剂压缩部115a及115b，其各自单独地进行作动。因此，与各制冷剂压缩部115a及115b对应，使用两根制冷剂吸入管124a及124b。在是两层压缩的情况、或者制冷剂压缩部115为一个的情况下，引出的制冷剂吸入管124也是一根。此外，在不需要区别两根制冷剂吸入管124a及124b的情况下，将它们统称为制冷剂吸入管124。
在此，利用图2中(a)，对制冷剂回路RC进行说明。该制冷剂回路RC是包括室外机1和室内机2的、热泵式的空调机用的回路。该制冷剂回路RC中，通过液体侧制冷剂配管1A及气体侧制冷剂配管1B将室外机1和室内机2连接。
此外，在图2中(a)所示的例中，室内机2是1台。取代之，也可以在液体侧制冷剂配管1A和气体侧制冷剂配管1B之间并列连接多台室内机2。
室外机1包括：具有上述结构的旋转式压缩机10；四通阀20；室外热交换器30；室外风机30a；室外膨胀阀31；和注射管50。室内机2包括：室内热交换器40；室内风机40a；和室内膨胀阀41。
在暖气运行时，作为基本动作，如图2中(a)的点划线所示那样切换四通阀20。由未图示的控制部将室外膨胀阀31及室内膨胀阀41调节为规定开度。
将由压缩机主体11生成并从制冷剂排出管114排出的高温且高压的气体制冷剂，通过四通阀20及气体侧制冷剂配管1B，送到室内热交换器40。该高温且高压的气体制冷剂通过与室内空气之间的热交换而被冷却，并由室内膨胀阀41减压。之后，制冷剂通过液体侧制冷剂配管1A返回到室外机1侧，由室外膨胀阀31减压，从而成为低压的气液两相的制冷剂。该气液两相的制冷剂在室外热交换器30中，通过与室外空气之间的热交换而被加热，进行蒸发而成为低压制冷剂。该低压制冷剂经由四通阀20从制冷剂返回配管1C进入储能器12，被气液分离。气液分离后的气体制冷剂通过制冷剂吸入管124供给到制冷剂压缩部115。这样，在暖气运行时，室内热交换器40作为冷凝器而发挥作用，并且，室外热交换器30作为蒸发器而发挥作用。
在冷气运行时，作为基本动作，如图2中(a)的实线所示那样切换四通阀20。由未图示的控制部使室外膨胀阀31成为全开状态，将室内膨胀阀41调节为规定开度。
将由压缩机主体11生成并从制冷剂排出管114排出的高温且高压的气体制冷剂经由四通阀20送到室外热交换器30。该高温且高压的气体制冷剂通过与室外空气之间的热交换而被冷却，成为高压的液化制冷剂。该液化制冷剂通过液体侧制冷剂配管1A到达室内机2，由室内膨胀阀41减压，从而成为气液两相状态的制冷剂。该气液两相的制冷剂通过室内热交换器40中的与室内空气之间的热交换而蒸发，成为低压的气体制冷剂。该气体制冷剂通过气体侧制冷剂配管1B返回室外机1侧，经由四通阀20，从制冷剂返回配管1C进入储能器12，被气液分离。气液分离后的气体制冷剂通过制冷剂吸入管124供给到制冷剂压缩部115。这样，在冷气运行时，室内热交换器40作为蒸发器而发挥作用，并且，室外热交换器30作为冷凝器而发挥作用。
在图2中(a)的制冷剂回路RC中，注射管50在当暖气运行时成为室外膨胀阀31的上游侧而当冷气运行时成为室外膨胀阀31的下游侧的、液体侧制冷剂配管1A的地方，从液体侧制冷剂配管1A分支。注射管50经过进行注射管50内的制冷剂与液体侧制冷剂配管1A内的制冷剂之间的热交换的注射用的二重管热交换器32，到达储能器12。在注射管50中，设置有注射用的可进行开度调节的电磁阀53和注射制冷剂用的开闭阀52。
此外，如图2中(b)所示，也可以从设置于制冷剂排出管114的气液分离器21引出注射管50，该制冷剂排出管114配置在压缩机主体11和四通阀20之间。
参照图3，在储能器12内设置有除去制冷剂内所含有的异物的例如由金属丝网等构成的过滤器126和气液分离板127。关于它们的位置关系，过滤器126配置在上侧，气液分离板127配置在其下侧。
从制冷剂返回配管1C供给的制冷剂由气液分离板127被进行气液分离。液体制冷剂以包含冷冻机油的状态积存在储能器12内的下部侧。气体制冷剂积存在其上部侧。为了方便，将积存液体制冷剂的部分称为液体制冷剂贮存部120b，将贮存气体制冷剂的部分称为制冷剂气体空间120a。
制冷剂吸入管124a及124b在储能器12内，贯穿下盖122b，并几乎垂直地立起，延伸至制冷剂气体空间120a。制冷剂吸入管124a及124b的各自的吸入口129a及129b在制冷剂气体空间120a内开口。在制冷剂吸入管124a及124b的浸渍于液体制冷剂贮存部120b内的部分，穿设有小径的冷冻机油回送孔125。此外，在不需要区别吸入口129a及129b的情况下，将它们统称为吸入口129。
根据本发明，在储能器12内，将注射管50a及50b，以注射管50a及50b贯穿过滤器126及气液分离板127的方式、以及在制冷剂气体空间120a内，注射管50a及50b的排出口51a及51b以与制冷剂吸入管124的吸入口129a及129b相对的方式，从上盖122a引入。
在该实施方式中，具备两根制冷剂吸入管124a及124b。因此，与此对应，注射管50在未图示的规定地方分支为两岔，具有注射管50a及50b。这些注射管50a及50b被引入到储能器12内。此外，在不需要区别注射管50a及50b的情况下，将它们统称为注射管50。同样地，在不需要区别排出口51a及51b的情况下，将它们统称为排出口51。
在暖气运行时，经过了室内热交换器40中的与室内空气之间的热交换后的制冷剂由室内膨胀阀41减压为规定的压力，通过液体侧制冷剂配管1A返回到室外机1侧。通过打开上述开闭阀52(ON)，从而液体侧制冷剂配管1A内的制冷剂的一部分在注射管50内流动，并由注射用的电磁阀53减压，在注射用的二重管热交换器32中通过。由此，进行注射管50内的制冷剂与液体侧制冷剂配管1A内的制冷剂之间的热交换。之后，注射管50内的制冷剂以高速从注射管50的排出口51向储能器12内喷射。
这样，注射制冷剂以高速从注射管50的排出口51向制冷剂吸入管124的吸入口129喷射。因此，制冷剂吸入管124的吸入口周围的静压降低。其结果，储能器12内的气体制冷剂被引入到制冷剂吸入管124内。
由于该喷射器效果，吸入到制冷剂压缩部115的制冷剂流量增大。因此，特别地，能够确保在较低的外气温度下的暖气运行时的暖气能力。注射制冷剂也可以是气体制冷剂，但是优选为液体制冷剂。通过注射液体制冷剂，从而将压缩室内冷却，因此抑制了排出温度的上升。
对于注射管50的排出口51和制冷剂吸入管124的吸入口129的配置，也可以，以得到喷射器效果为条件，如图4中(a)所示，隔开适当的距离使排出口51和吸入口129相对。或，也可以，如图4中(b)所示，将注射管50的排出口51侧的管端插入到制冷剂吸入管124内。
即使在任何一种情况下，为了发挥喷射器效果，优选，通过在注射管50的排出口51侧的管端形成被缩径的收缩部(第一收缩部)141，从而将排出口51侧的管端设为喷嘴状。
另外，也可以在制冷剂吸入管124的一部分设置被缩径的收缩部(第二收缩部)142。据此，由于在收缩部142中制冷剂的流速增加，因此能够进一步降低制冷剂吸入管124的吸入口周围的静压。
此外，在制冷剂通过收缩部142后，由于制冷剂的路径的剖面面积扩大，而使制冷剂的流速减小，伴随此，制冷剂的压力上升。从而，由于提高了制冷剂压缩部115的吸入压力，因此，导致电动机113的压缩动力减少。
如上述那样，将注射管50贯穿过滤器126及气液分离板127而引入到制冷剂气体空间120a。若在该贯穿部分存在间隙，则有可能异物从那里混入到储能器12的贮存部内。
因此，该实施方式中，利用图5所示那样的密封单元130避免或抑制在贯穿部分产生间隙。
该密封单元130包括：第一密封部件131；筒状的第二密封部件132；以及过滤器126的贯穿孔边缘部分133。第一密封部件131在气液分离板127的贯穿孔周围朝向过滤器126侧形成为环状。第二密封部件132紧固于注射管50侧。过滤器126的贯穿孔边缘部分133夹在第一密封部件131和第二密封部件132之间。
第一密封部件131是硬焊于气液分离板127的例如由铜材料构成的圆筒体即可。但是，若考虑加工的容易性，则优选第一密封部件131是通过冲缘加工在气液分离板127一体形成的环状的凿起片。
第二密封部件132是硬焊于注射管50的例如由铜材料构成的圆筒体即可。若将第一密封部件131的内径设为φ1，将第二密封部件132的外径设为φ2，将过滤器126的厚度设为T，则将第一密封部件131的内径φ1和第二密封部件132的外径φ2规定为：(φ1-φ2)＜T。
根据该密封单元130，以在第一密封部件131和第二密封部件132之间夹着过滤器126的贯穿孔边缘部分133的方式，将第二密封部件132压入到第一密封部件131内，由此能够将注射管50的贯穿部分的间隙密封。
出于示例和说明的目的已经给出了所述详细的说明。根据上面的教导，许多变形和改变都是可能的。所述的详细说明并非没有遗漏或者旨在限制在这里说明的主题。尽管已经通过文字以特有的结构特征和/或方法过程对所述主题进行了说明，但应当理解的是，权利要求书中所限定的主题不是必须限于所述的具体特征或者具体过程。更确切地说，将所述的具体特征和具体过程作为实施权利要求书的示例进行了说明。
符号说明
1  室外机
1A  液体侧制冷剂配管
1B  气体侧制冷剂配管
1C  制冷剂返回配管
2  室内机
10  旋转式压缩机
11  压缩机主体
111  密闭容器
113  电动机
114  制冷剂排出管
115(115a、115b)  制冷剂压缩部
116  气缸
117  旋转活塞
12  储能器
120  密闭容器
120a  制冷剂气体空间
120b  液体制冷剂贮存部
124(124a、124b)  制冷剂吸入管
126  过滤器
127  气液分离板
130  密封单元
131  第一密封部件
132  第二密封部件
133  过滤器的边缘部
141、142  收缩部
20  四通阀
30  室外热交换器
31  室外膨胀阀
32  二重管热交换器
40  室内热交换器
41  室内膨胀阀
50  注射管
51  注射用膨胀阀
52  注射用开闭阀

Claims (6)

1.一种旋转式压缩机，其包括压缩机主体和储能器，
该压缩机主体具备：密闭容器，其具有制冷剂吸入口和制冷剂排出口；制冷剂压缩部，其具有气缸以及容纳于上述气缸内的旋转活塞，且设置于上述密闭容器内；以及电动机，其对上述旋转活塞进行驱动，且设置于上述密闭容器内，
该储能器对将被吸入到上述制冷剂吸入口的制冷剂进行气液分离，
通过制冷剂吸入管将上述储能器和上述制冷剂吸入口连接，
以向上述储能器的内部开口的方式配置上述制冷剂吸入管的吸入口，
从上述储能器的上部插入向上述旋转式压缩机注入制冷剂的注射管，
以在上述储能器的制冷剂气体空间内与上述制冷剂吸入管的吸入口相对的方式，将上述注射管的排出口引入。
2.根据权利要求1所述的旋转式压缩机，其中，
上述注射管的排出口进入到上述制冷剂吸入管的吸入口的内部。
3.根据权利要求1或2所述的旋转式压缩机，其中，
在上述储能器内，将过滤器和气液分离板配置为上述过滤器在上侧，
上述注射管贯穿上述过滤器和气液分离板而延伸至上述制冷剂气体空间内，并利用密封单元将这些贯穿部分密封。
4.根据权利要求3所述的旋转式压缩机，其中，
上述密封单元包括：第一密封部件，其在上述气液分离板的贯穿孔的周围朝向上述过滤器侧形成为环状；第二密封部件，其在上述第一密封部件内以比上述过滤器的厚度窄的间隙嵌合，并紧固在上述注射管侧且为筒状；以及上述过滤器的贯穿孔边缘部分，其夹在上述第一密封部件和上述第二密封部件之间，
将上述第二密封部件伴随上述过滤器的贯穿孔边缘部分压入到上述第一密封部件内。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的旋转式压缩机，其中，
上述注射管在其排出口侧的管端具备被缩径的第一收缩部。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的旋转式压缩机，其中，
上述制冷剂吸入管在其邻近上述吸入口的部位具备被缩径的第二收缩部。
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