CN115962127A - Rotary compressor and refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种旋转式压缩机以及制冷循环装置,能够提高压缩性能。实施方式的旋转式压缩机具有在内部收纳轴以及压缩机构部的壳体。压缩机构部具有偏心部、缸体、滚柱、叶片、封闭部件以及注入口。缸体具有供偏心部配置的缸体室。滚柱为筒状,外嵌于偏心部,在缸体室内偏心旋转。叶片伴随滚柱的偏心旋转而进退移动,将缸体室划分成气体制冷剂的吸入室与压缩室。封闭部件在轴的轴向上封闭缸体室的端部。注入口形成于封闭部件,向缸体室开口,将从壳体的外部导入的冷却用制冷剂注入缸体室。注入口被滚柱以及叶片的封闭部件侧的端面开闭。
The invention provides a rotary compressor and a refrigeration cycle device capable of improving compression performance. The rotary compressor of the embodiment has a casing that houses a shaft and a compression mechanism therein. The compression mechanism part has an eccentric part, a cylinder, a roller, a vane, a closing member, and an injection port. The cylinder has a cylinder chamber in which the eccentric portion is arranged. The roller is cylindrical, embedded in the eccentric part, and rotates eccentrically in the cylinder chamber. The vane moves forward and backward with the eccentric rotation of the roller, and divides the cylinder chamber into a suction chamber and a compression chamber for gas refrigerant. The closing member closes the end of the cylinder chamber in the axial direction of the shaft. The injection port is formed in the closing member, opens to the cylinder chamber, and injects the cooling refrigerant introduced from the outside of the casing into the cylinder chamber. The injection port is opened and closed by the roller and the end surface of the vane on the closing member side.
Description
技术领域technical field
本发明的实施方式涉及旋转式压缩机以及制冷循环装置。Embodiments of the present invention relate to a rotary compressor and a refrigeration cycle device.
背景技术Background technique
在制冷循环装置中,利用压缩气体制冷剂的旋转式压缩机。提出了向旋转式压缩机的缸体室注入冷却用制冷剂的注入回路。对于旋转式压缩机,要求提高压缩性能。In a refrigeration cycle device, a rotary compressor that compresses a gaseous refrigerant is used. An injection circuit for injecting cooling refrigerant into a cylinder chamber of a rotary compressor has been proposed. For rotary compressors, improved compression performance is required.
专利文献1:日本特开2000-170678号公报Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2000-170678
发明内容Contents of the invention
本发明要解决的课题在于提供一种能够提高压缩性能的旋转式压缩机以及制冷循环装置。The problem to be solved by the present invention is to provide a rotary compressor and a refrigeration cycle device capable of improving compression performance.
实施方式的旋转式压缩机具有在内部收纳轴以及压缩机构部的壳体。压缩机构部具有偏心部、缸体、滚柱、叶片、封闭部件以及注入口。偏心部设置于轴。缸体具有供偏心部配置的缸体室。滚柱为筒状,外嵌于偏心部,在缸体室内偏心旋转。叶片伴随滚柱的偏心旋转而进退移动,将缸体室划分成气体制冷剂的吸入室与压缩室。封闭部件在轴的轴向上封闭缸体室的端部。注入口形成于封闭部件,向缸体室开口,将从壳体的外部导入的冷却用制冷剂注入缸体室。注入口被滚柱以及叶片的封闭部件侧的端面开闭。The rotary compressor of the embodiment has a casing that houses a shaft and a compression mechanism therein. The compression mechanism part has an eccentric part, a cylinder, a roller, a vane, a closing member, and an injection port. The eccentric portion is provided on the shaft. The cylinder has a cylinder chamber in which the eccentric portion is arranged. The roller is cylindrical, embedded in the eccentric part, and rotates eccentrically in the cylinder chamber. The vane moves forward and backward with the eccentric rotation of the roller, and divides the cylinder chamber into a suction chamber and a compression chamber for gas refrigerant. The closing member closes the end of the cylinder chamber in the axial direction of the shaft. The injection port is formed in the closing member, opens to the cylinder chamber, and injects the cooling refrigerant introduced from the outside of the casing into the cylinder chamber. The injection port is opened and closed by the roller and the end surface of the vane on the closing member side.
附图说明Description of drawings
图1是第1实施方式的包括旋转式压缩机的剖视图的制冷循环装置的概要构成图。1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus including a cross-sectional view of a rotary compressor according to a first embodiment.
图2是第1实施方式的注入回路的作用的说明图。Fig. 2 is an explanatory diagram of the operation of the injection circuit according to the first embodiment.
图3是表示滚柱的偏心旋转角与注入口的开口面积比之间的关系的曲线图。3 is a graph showing the relationship between the eccentric rotation angle of the roller and the opening area ratio of the injection port.
图4是表示注入回路的冷却用制冷剂的压力与压缩室的压力之间的关系的曲线图。Fig. 4 is a graph showing the relationship between the pressure of the cooling refrigerant injected into the circuit and the pressure of the compression chamber.
图5是第2实施方式的注入回路的作用的说明图。Fig. 5 is an explanatory diagram of the operation of the injection circuit of the second embodiment.
图6是第3实施方式的旋转式压缩机的局部剖视图。Fig. 6 is a partial sectional view of a rotary compressor according to a third embodiment.
图7是第3实施方式的注入回路的作用的说明图。Fig. 7 is an explanatory diagram of the operation of the injection circuit according to the third embodiment.
符号的说明Explanation of symbols
1:制冷循环装置;2:旋转式压缩机;3:散热器;4:膨胀装置;5:吸热器;11:壳体;13:轴;14:润滑油贮存部;16:分隔部件(封闭部件);20:压缩机构部;21:偏心部;22:滚柱;24:缸体;25:缸体室;25p:压缩室;25s:吸入室;28:吸入孔;28e:端部;35,37:注入口;40:叶片;41:叶片收纳孔;50:叶片;51:叶片槽(叶片收纳孔);61:第1凹部;62:第2凹部。1: Refrigeration cycle device; 2: Rotary compressor; 3: Radiator; 4: Expansion device; 5: Heat absorber; 11: Shell; 13: Shaft; 14: Lubricating oil storage; 16: Partition ( closing part); 20: compression mechanism; 21: eccentric; 22: roller; 24: cylinder; 25: cylinder chamber; 25p: compression chamber; 25s: suction chamber; 28: suction hole; 28e: end ; 35, 37: injection port; 40: blade; 41: blade receiving hole; 50: blade; 51: blade groove (blade receiving hole); 61: first concave portion; 62: second concave portion.
具体实施方式Detailed ways
以下,参照附图对实施方式的旋转式压缩机以及制冷循环装置进行说明。Hereinafter, a rotary compressor and a refrigeration cycle device according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
图1是包括第1实施方式的旋转式压缩机的剖视图的制冷循环装置的概要构成图。1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle apparatus including a cross-sectional view of a rotary compressor according to a first embodiment.
对制冷循环装置1进行简单说明。The refrigeration cycle device 1 will be briefly described.
制冷循环装置1具有旋转式压缩机2、与旋转式压缩机2连接的散热器(例如冷凝器)3、与散热器3连接的膨胀装置(例如膨胀阀)4、以及连接在膨胀装置4与旋转式压缩机2之间的吸热器(例如蒸发器)5。制冷循环装置1包括二氧化碳(CO2)等制冷剂。制冷剂一边相变化一边在制冷循环装置1的制冷剂流路8中循环。The refrigeration cycle device 1 has a
旋转式压缩机2将取入内部的低压的气体制冷剂(流体)压缩而成为高温、高压的气体制冷剂。旋转式压缩机2的具体构成将后述。The
散热器3从自旋转式压缩机2供给的高温、高压的气体制冷剂散热,使高温、高压的气体制冷剂成为高压的液体制冷剂。The
膨胀装置4降低从散热器3送入的高压的液体制冷剂的压力,使高压的液体制冷剂成为低温、低压的液体制冷剂。The
吸热器5使从膨胀装置4送入的低温、低压的液体制冷剂气化而成为低压的气体制冷剂。在吸热器5中,在低压的液体制冷剂气化时从周围夺取气化热,由此周围被冷却。通过吸热器5后的低压的气体制冷剂被取入上述旋转式压缩机2的内部。The heat absorber 5 vaporizes the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant sent from the
这样,在本实施方式的制冷循环装置1中,作为工作流体的制冷剂一边在气体制冷剂与液体制冷剂之间相变化一边在制冷剂流路8中循环。制冷剂在从气体制冷剂向液体制冷剂相变化的过程中散热,在从液体制冷剂向气体制冷剂相变化的过程中吸热。利用这些散热、吸热进行制热、制冷等。Thus, in the refrigeration cycle apparatus 1 of this embodiment, the refrigerant|coolant which is a working fluid circulates in the
(第1实施方式)(first embodiment)
对第1实施方式的旋转式压缩机2进行说明。第1实施方式的旋转式压缩机2是叶片40与滚柱22一体的所谓摆动式的旋转式压缩机2。The
在本申请中,Z方向(轴向)是轴13的中心轴的轴向。+Z方向是从压缩机构部20朝向电动机部15的方向,-Z方向是+Z方向的相反侧。例如,Z方向是铅垂方向,+Z方向是铅垂上方。In the present application, the Z direction (axial direction) is the axial direction of the central axis of the
旋转式压缩机2具有储液器6以及压缩机主体10。储液器6将从吸热器5送入的制冷剂分离为气体制冷剂与液体制冷剂。气体制冷剂通过吸入管被取入压缩机主体10。The
压缩机主体10具有壳体11、轴13、电动机部15、润滑油贮存部14、多个压缩机构部20以及注入回路30。The compressor
壳体11形成为两端部被封闭的圆筒状。壳体11收纳轴13、电动机部15、润滑油贮存部14以及多个压缩机构部20。在壳体11的上端部具有供给部12。供给部12将壳体11的内部的气体制冷剂供给到散热器3。The
轴13沿着压缩机主体10的中心轴配置。轴13具有多个偏心部21。The
电动机部15配置在轴13的+Z方向上。电动机部15具有定子15a以及转子15b。定子15a固定于壳体11的内周面。转子15b固定于轴13的外周面。电动机部15旋转驱动轴13。The
润滑油贮存部14是壳体11的内侧且为多个压缩机构部20的外侧的区域。润滑油贮存部14贮存对压缩机主体10的滑动部进行润滑的润滑油。从轴13的下端部沿着中心轴形成润滑油流路(未图示)。润滑油贮存部14的润滑油伴随轴13的旋转而通过润滑油流路供给到压缩机主体10的滑动部。The lubricating
多个压缩机构部20伴随轴13的旋转来压缩气体制冷剂。多个压缩机构部20配置在轴13的-Z方向上。多个压缩机构部20固定于框架11a。框架11a的外周面固定于壳体11的内周面。多个压缩机构部20具有第1压缩机构部20A以及第2压缩机构部20B这两个压缩机构部20。第1压缩机构部20A以及第2压缩机构部20B依次从+Z方向朝-Z方向排列配置。以下,作为代表对第1压缩机构部20A的构成进行说明。第2压缩机构部20B的构成除了偏心部21的偏心方向之外,都与第1压缩机构部20A相同。The plurality of compression mechanism units 20 compress the gas refrigerant as the
第1压缩机构部20A具有偏心部21、滚柱22、叶片40以及缸体24。20 A of 1st compression mechanism parts have the
偏心部21为圆柱状,与轴13一体地形成。从+Z方向观察,偏心部21的中心从轴13的中心轴偏心。The
滚柱22形成为圆筒状,外嵌于偏心部21的外周。滚柱22在缸体室25的内部与偏心部21一起偏心旋转。The
图2是图1的II-II线的剖视图。Fig. 2 is a sectional view taken along line II-II of Fig. 1 .
如图2的(a)所示,叶片40与滚柱22一体地形成。叶片40为平板形状。叶片40从滚柱22的外周面朝滚柱22的径向的外侧延伸。在缸体24具有叶片收纳孔41。一对叶片收纳孔41在轴13的径向上排列,具有以相互连结的状态形成的背压空间42a以及衬套槽42b,在背压空间42a与衬套槽42b之间形成有喉部43。在衬套槽42b中嵌入有大致半圆形的一对衬套42c。一对衬套42c构成为,以衬套槽42b的轴心为中心摆动运动。背压空间42a形成为大致圆形。叶片40伴随滚柱22的旋转,能够进退地收纳在一对衬套42c之间。As shown in (a) of FIG. 2 , the
在本申请中,X方向(第1方向)以及Y方向(第2方向)如以下那样定义。在与Z方向垂直的平面内,将连结轴13的中心与喉部43(或者叶片收纳孔41)的中心的线设为基准线44。X方向是与基准线44平行的方向。+X方向是从喉部43的中心朝向轴13的中心的方向。Y方向是与Z方向以及X方向垂直的方向。In the present application, the X direction (first direction) and the Y direction (second direction) are defined as follows. In a plane perpendicular to the Z direction, a line connecting the center of the connecting
缸体24将在缸体室25的内部被压缩后的气体制冷剂排出到壳体11的内部。缸体24具有缸体室25、吸入孔28以及排出孔29(参照图1)。The
缸体室25通过沿着Z方向贯通缸体24的径向的中央而形成。缸体室25在内部收纳偏心部21、滚柱22以及叶片40。如图2的(d)所示,叶片40与滚柱22一起将缸体室25的内部分隔为吸入室25s与压缩室25p。吸入孔28将吸入室25s与图1所示的储液器6连通。排出孔29形成于轴承17(第1轴承17A或者第2轴承17B)。排出孔29经由阀芯29v将压缩室25p与消声器室19(第1消声器室19A或者第2消声器室19B)连通。The
通过滚柱22的偏心旋转,吸入室25s的体积增加。从储液器6通过吸入孔28向吸入室25s吸入气体制冷剂(第1状态的制冷剂)。通过滚柱22的偏心旋转,压缩室25p的体积减少,气体制冷剂被压缩。如果气体制冷剂超过排出压力,则阀芯29v被推开。气体制冷剂从压缩室25p通过排出孔29排出到消声器室19。By the eccentric rotation of the
如图1所示,旋转式压缩机2具有分隔部件(封闭部件)16、第1轴承17A、第2轴承17B、第1消声器18A以及第2消声器18B。As shown in FIG. 1 , the
分隔部件16配置在第1压缩机构部20A与第2压缩机构部20B之间。分隔部件16封闭第1压缩机构部20A的缸体室25的-Z方向的端部。分隔部件16封闭第2压缩机构部20B的缸体室25的+Z方向的端部。The
第1轴承(主轴承)17A配置在多个压缩机构部20的+Z方向上,支承轴13。第1轴承17A封闭第1压缩机构部20A的缸体室25的+Z方向的端部。The first bearing (main bearing) 17A is arranged in the +Z direction of the plurality of compression mechanism units 20 and supports the
第2轴承(副轴承)17B配置在多个压缩机构部20的-Z方向上,支承轴13。第2轴承17B封闭第2压缩机构部20B的缸体室25的-Z方向的端部。The second bearing (sub bearing) 17B is arranged in the −Z direction of the plurality of compression mechanism units 20 and supports the
第1消声器18A在与第1轴承17A之间形成第1消声器室19A。由第1压缩机构部20A压缩后的气体制冷剂从排出孔29排出到第1消声器室19A。排出到第1消声器室19A的气体制冷剂从消声器孔19e排出到壳体11的内部。The
第2消声器18B在与第2轴承17B之间形成第2消声器室19B。由第2压缩机构部20B压缩后的气体制冷剂从排出孔(未图示)排出到第2消声器室19B。第2消声器室19B经由消声器室间通路(未图示)与第1消声器室19A连通。The
对注入回路30进行详细说明。The
注入回路30将从壳体11的外部导入的冷却用制冷剂(第2状态的制冷剂、中间压力制冷剂、液体制冷剂)间歇地注入缸体室25。注入回路30具有配管32、继流阀33、分支流路34以及注入口35。The
配管32从壳体11的外部导入冷却用制冷剂。配管32从制冷循环装置1的散热器3与膨胀装置4之间的制冷剂流路8分支。在膨胀装置4具有高压侧膨胀装置以及低压侧膨胀装置的情况下,配管32也可以从高压侧膨胀装置与低压侧膨胀装置之间的制冷剂流路8分支。配管32也可以经由气液分离器从制冷剂流路8分支。配管32通过壳体11以及润滑油贮存部14延伸到分隔部件16的内部。在散热器3与膨胀装置4之间的制冷剂流路8中流通比由压缩机构部20压缩的气体制冷剂低温的气液二相制冷剂。配管32将该气液二相制冷剂作为冷却用制冷剂导入到壳体11的内部。The
继流阀33设置在壳体11的外部的配管32。继流阀33能够切断冷却用制冷剂向壳体11的内部的导入。The
分支流路34形成于分隔部件16。分支流路34从分隔部件16的内部的配管32的前端朝向多个压缩机构部20延伸。分支流路34使多个压缩机构部20的注入口35与共同的配管32连通。The
注入口35是分支流路34向缸体室25的开口部。注入口35为圆形状。注入口35形成于分隔部件16。注入口35将从壳体11的外部导入的冷却用制冷剂注入到缸体室25的内部。The
如图2的(d)所示,注入口35在Y方向上配置在比基准线44靠近压缩室25p的位置。注入口35配置在沿着X方向配置的叶片40的、Y方向的宽度的范围内。当滚柱22朝+X方向最大程度偏心旋转时,注入口35在X方向上配置在滚柱22的外周与缸体室25的外周之间。如图2的(a)所示,当滚柱22朝-X方向最大程度偏心旋转时,注入口35在X方向上配置在滚柱22的内周与外周之间。注入口35不向滚柱22的内周的内侧露出。As shown in FIG. 2( d ), the
与现有技术进行比较来说明注入回路30的作用。图2是注入回路30的作用的说明图、且是图1的II-II线处的剖视图。在图2中,为了比较而与第1实施方式的注入口35一起记入现有技术的注入口35c。The effect of the
在缸体室25中的气体制冷剂的压缩过程的前半部分(参照图2的(c)),注入回路30的冷却用制冷剂的压力大于缸体室25的压力。冷却用制冷剂从注入口注入缸体室25。所注入的冷却用制冷剂中包含的液体制冷剂在缸体室25中吸热而蒸发。由此,压缩中的气体制冷剂以及压缩机构部20被冷却。压缩的制冷剂量增加,因此,旋转式压缩机2的压缩性能提高。In the first half of the compression process of the gas refrigerant in the cylinder chamber 25 (see FIG. 2( c )), the pressure of the cooling refrigerant injected into the
当注入到缸体室25的冷却用制冷剂流入吸入孔28时,从吸入孔28向缸体室25的气体制冷剂的吸入量减少。由此,旋转式压缩机2的压缩性能降低。在图2的(b)的时刻中,滚柱22的偏心方向的前端位于滚柱22的偏心旋转方向的下游侧的吸入孔28的端部28e。在图2的(b)的时刻之前,当注入口向缸体室25开口时,所注入的冷却用制冷剂有可能流入吸入孔28。要求至少到图2的(b)的时刻为止封闭注入口(以下,称作第1要求。)。When the cooling refrigerant injected into the
如图1所示,在缸体室25中被压缩至排出压力的气体制冷剂排出到壳体11的内部。收纳在壳体11的内部的润滑油贮存部14的压力与排出压力相同。如上所述,润滑油贮存部14的润滑油通过沿着轴13的中心轴形成的润滑油流路供给到压缩机主体10的滑动部。在滚柱22的内周的内侧存在排出压力的润滑油。如果注入口向滚柱22的内周的内侧开口,则润滑油有可能从注入口流入注入回路30。要求注入口不向滚柱22的内周的内侧开口(以下,称作第2要求。)。As shown in FIG. 1 , the gas refrigerant compressed to the discharge pressure in the
图4是表示注入回路30的冷却用制冷剂的压力与压缩室25p的压力之间的关系的曲线图。图4的横轴是从基准线44起的滚柱22的偏心旋转角(有时简称为旋转角。)θ。旋转角θ是在滚柱22的偏心旋转方向上从喉部43的中心到滚柱22的偏心方向的前端的角度。在图4中,实线是高负载时的压缩室25p的压力,虚线是低负载时的压缩室25p的压力。单点划线是高负载时的注入回路30的冷却用制冷剂的压力,双点划线是低负载时的注入回路30的冷却用制冷剂的压力。高负载时是指旋转式压缩机2以高转速运转的状态,低负载时是指旋转式压缩机2低转速运转的状态。在高负载时,在制冷循环装置1中流通的制冷剂的压力变高。与此相伴,注入回路30的冷却用制冷剂的压力变高。此外,壳体11的内部的压力变高,来自压缩室25p的气体制冷剂的排出压力变高。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the pressure of the cooling refrigerant injected into the
伴随旋转角θ的增加,压缩室25p的压力增加。在高负载时,在θ=180°的时刻,压缩室25p的压力高于注入回路30的冷却用制冷剂的压力。在θ=180°的时刻之后,如果注入口向压缩室25p开口,则压缩后的气体制冷剂有可能从注入口流入注入回路30。要求至少在θ=180°的时刻之后注入口被封闭(以下,称作第3要求。)。As the rotation angle θ increases, the pressure of the compression chamber 25p increases. When the load is high, the pressure of the compression chamber 25p is higher than the pressure of the cooling refrigerant injected into the
现有技术的注入口35c仅由滚柱22的Z方向的端面开闭。因此,与注入口35c的位置以及开口面积相关的设计自由度较小。如图2的(a)所示,注入口35c位于旋转角θ为约315°的位置。注入口35c正好在图2的(b)的时刻向缸体室25开口。注入口35c在图2的(f)的时刻最接近滚柱22的内周,但刚好不向内周的内侧开口。注入口35c的设计自由度较小,因此,以勉强满足第1要求以及第2要求的方式设计是有限度的。The
图3是表示滚柱的偏心旋转角与注入口的开口面积比之间的关系的曲线图。在图3的曲线图中,实线是实施方式的注入口35,虚线是现有技术的注入口35c。纵轴的注入口的开口面积比将现有技术的注入口35c的最大开口面积设为1而标准化。3 is a graph showing the relationship between the eccentric rotation angle of the roller and the opening area ratio of the injection port. In the graph of FIG. 3 , the solid line is the
现有技术的注入口35c的设计自由度较小。注入口35c以最大开口面积开口的旋转角θ的范围变大。注入口35c在图2的(d)的θ=180°的时刻,向压缩室25p开口。如图3所示,注入口35c不封闭,直到旋转角θ成为约225°为止。注入口35c无法满足第3要求。The degree of freedom in design of the
现有技术的注入口35c的设计自由度较小。难以增大注入口35c的开口面积。向缸体室25注入的冷却用制冷剂不足。旋转式压缩机2的冷却性能以及压缩性能的提高有限。The degree of freedom in design of the
实施方式的注入口35由滚柱22以及叶片40的Z方向的端面开闭。因此,与注入口35的位置以及开口面积相关的设计自由度较大。摆动式的叶片40对注入口35进行开闭,因此,注入口35的设计自由度极大。如图2的(a)所示,注入口35位于旋转角θ为360°紧前的位置。The
图2的(a)是θ=0°的时刻。注入口35被滚柱22的Z方向的端面封闭。注入口35最接近滚柱22的内周,但不向内周的内侧开口。注入口35满足第2要求。滚柱22的内周的内侧的润滑油难以流入注入口35。能够抑制旋转式压缩机2中的润滑油的不足。(a) of FIG. 2 is the time when θ=0°. The
在图2的(b)中,滚柱22的偏心方向的前端位于滚柱22的偏心旋转方向的下游侧的吸入孔28的端部28e。将图2的(b)的旋转角θ设为θ1。注入口35被滚柱22的Z方向的端面封闭。注入口35满足第1要求。In FIG. 2( b ), the front end in the eccentric direction of the
图2的(c)是θ=90°的时刻。注入口35的整体向缸体室25开口。注入口35的开放仅由滚柱22的Z方向的端面进行。注入口35在滚柱22的径向上相对移动,从整体被封闭的全闭状态转移到开口面积最大的全开状态。如图3所示,在狭窄的旋转角θ的范围内,在短时间内进行注入口35的开放。(c) of FIG. 2 is the time when θ=90°. The
图2的(d)是θ=180°的时刻。注入口35的整体被叶片40的Z方向的端面封闭。在180°<θ的图2的(e)以及图2的(f)中,注入口35也被叶片40或者滚柱22的Z方向的端面封闭。注入口35满足第3要求。在高负载时,由缸体室25压缩后的气体制冷剂难以从注入口35流入注入回路30。(d) of FIG. 2 is the time when θ=180°. The
如图4所示,在低负载时,在旋转角θ为140°的时刻,压缩室25p的压力高于注入回路30的冷却用制冷剂的压力。如图3所示,在θ=140°时,实施方式的注入口35的开口面积比与现有技术的注入口35c相同。在140°<θ时,实施方式的注入口35的开口面积比小于现有技术的注入口35c。在低负载时,由缸体室25压缩后的气体制冷剂也难以从注入口35流入注入回路30。As shown in FIG. 4 , at low load, the pressure of the compression chamber 25 p is higher than the pressure of the cooling refrigerant injected into the
实施方式的注入口35的设计自由度较大。能够增大注入口35的开口面积。如图3所示,实施方式的注入口35的开口面积为现有技术的注入口35c的2倍。能够抑制注入口35处的冷却用制冷剂的压力损失。能够将充分量的冷却用制冷剂注入缸体室25。旋转式压缩机2的冷却性能以及压缩性能提高。The
如图2的(b)所示,在滚柱22的偏心旋转方向上,将从喉部43(或者叶片收纳孔41)的中心到吸入孔28的端部28e的角度设为θ1。如图2的(c)所示,将从喉部43(或者叶片收纳孔41)的中心到注入口35的开口面积最大的滚柱22的偏心方向的前端的角度设为θmax。此时,以下的数学式1成立。As shown in FIG. 2( b ), the angle from the center of the throat 43 (or vane housing hole 41 ) to the
θ1<θmax<140°……(1)θ1<θmax<140°...(1)
如图3所示,θ1为约30°。θmax大致为90°<θmax<110°。θmax满足数学式1。As shown in FIG. 3, θ1 is about 30°. θmax is approximately 90°<θmax<110°. θmax satisfies Mathematical Expression 1.
通过θ1<θmax,注入口35的开口面积成为最大是在滚柱22的偏心方向的前端通过吸入孔28的端部28e之后。在此之前注入口35的开口面积不会变为最大,因此能够抑制冷却用制冷剂向吸入孔28的流入。When θ1<θmax, the opening area of the
通过θmax<140°,注入口35的开口面积成为最大是在低负载时压缩室25p的压力高于注入回路30的冷却用制冷剂的压力之前。在此之后注入口35的开口面积不会变为最大,因此,能够抑制被压缩的气体制冷剂向注入口35的流入。When θmax<140°, the opening area of the
如以上详述的那样,在第1实施方式的旋转式压缩机2中,冷却用制冷剂的注入口35被滚柱22以及叶片40的分隔部件16侧的端面开闭。As described in detail above, in the
注入口35的设计自由度较大。在缸体室25的气体制冷剂的压力高于冷却用制冷剂的压力之后,注入口35不向缸体室25开口。气体制冷剂难以流入注入口35。旋转式压缩机2的压缩性能提高。The design freedom of the
叶片40与滚柱22一体。The
摆动式的叶片40对注入口35进行开闭,因此,注入口35的设计自由度极大。旋转式压缩机2的压缩性能提高。Since the swing-
由于在叶片40与滚柱22的外周面之间不产生间隙,因此能够无间隙地封闭注入口35。Since no gap is formed between the
注入口35从封闭的状态向开口面积最大的状态的转移仅由滚柱22的分隔部件16侧的端面进行。The transition of the
在注入口35开放时,冷却用制冷剂的压力大幅度高于缸体室25的压力。注入口35的开放仅通过滚柱22的分隔部件16侧的端面在短时间内进行。能够抑制冷却用制冷剂的压力损失,将充分量的冷却用制冷剂注入缸体室25。旋转式压缩机2的冷却性能以及压缩性能提高。When the
在滚柱22的偏心旋转方向上,将从喉部43(或者叶片收纳孔41)的中心到滚柱22的偏心旋转方向的下游侧的吸入孔28的端部28e的角度设为θ1。在滚柱22的偏心旋转方向上,将从喉部43(或者叶片收纳孔41)的中心到注入口35的开口面积成为最大的滚柱22的偏心方向的前端的角度设为θmax。此时,θ1<θmax<140°成立。The angle from the center of the throat 43 (or vane housing hole 41 ) to the
通过θ1<θmax,能够抑制冷却用制冷剂向吸入孔28的流入。通过θmax<140°,能够抑制被压缩的气体制冷剂向注入口35的流入。旋转式压缩机2的压缩性能提高。When θ1<θmax, the inflow of the cooling refrigerant into the
第1实施方式的制冷循环装置1具有上述的旋转式压缩机2、散热器3、膨胀装置4以及吸热器5。散热器3与旋转式压缩机2连接。膨胀装置4与散热器3连接。吸热器5连接在膨胀装置4与旋转式压缩机2之间。The refrigeration cycle apparatus 1 of the first embodiment includes the above-mentioned
由于具有上述旋转式压缩机2,因此能够提高制冷循环装置1的性能。Since the above-mentioned
(第2实施方式)(second embodiment)
对第2实施方式的旋转式压缩机进行说明。A rotary compressor according to a second embodiment will be described.
图5是与图1的II-II线相当的部分的剖视图。第2实施方式的旋转式压缩机在是回转式这点上与摆动式的第1实施方式不同。省略与第1实施方式相同构成的部分的第2实施方式的说明。FIG. 5 is a cross-sectional view of a portion corresponding to line II-II in FIG. 1 . The rotary compressor of the second embodiment is different from the first embodiment of the swing type in that it is a rotary type. The description of the second embodiment of the part having the same configuration as that of the first embodiment is omitted.
第2实施方式的旋转式压缩机是叶片50与滚柱22分体的所谓回转式的旋转式压缩机。The rotary compressor of the second embodiment is a so-called rotary rotary compressor in which the
如图5的(c)所示,叶片50为平板形状。缸体24作为叶片收纳孔而具有叶片槽51,将叶片50支承为能够在缸体室25中进退。叶片50配置在叶片槽51的内侧。叶片50能够沿着叶片槽51在X方向上移动。在叶片槽51的-X方向的端部形成有润滑油孔52。润滑油贮存部14的润滑油被导入润滑油孔52。如上所述,润滑油为排出压力。叶片50被润滑油孔52的润滑油朝+X方向施力。叶片50的+X方向的前端与滚柱22的外周面抵接。叶片50伴随滚柱22的偏心旋转,从叶片槽51相对于缸体室25出入移动。As shown in (c) of FIG. 5 , the
注入回路具有注入口37。The injection circuit has an
注入口37为长圆形状或者椭圆形状。注入口37的X方向的长度比Y方向的长度长。注入口37形成在分隔部件16的相对于叶片50的滑动区域。注入口37配置在比该滑动区域的Y方向的中央靠缸体室25的压缩室25p的位置。注入口37在Y方向上配置在基准线44的压缩室25p侧。The
如图5的(a)所示,当滚柱22朝-X方向最大程度偏心旋转时,注入口37在X方向上配置在滚柱22的内周与外周之间。如图5的(c)所示,当滚柱22朝+X方向最大程度偏心旋转时,注入口37在X方向上配置在滚柱22的外周与缸体室25的外周之间。如下所述,注入口37在叶片50的前端与滚柱22的外周面之间向缸体室25开口。As shown in FIG. 5( a ), when the
对注入回路的作用进行说明。The function of the injection circuit will be described.
图5是注入回路的作用的说明图、且是与图1的II-II线相当的部分的剖视图。注入口37被滚柱22以及叶片50的Z方向的端面开闭。因此,注入口37的设计自由度较大。Fig. 5 is an explanatory diagram of the operation of the injection circuit, and is a cross-sectional view of a portion corresponding to line II-II in Fig. 1 . The
图5的(a)是θ=0°的时刻。注入口37被滚柱22的Z方向的端面封闭。注入口37最接近滚柱22的内周,但不向内周的内侧开口。注入口37满足第2要求。滚柱22的内周的内侧的润滑油难以流入注入口37。能够抑制旋转式压缩机中的润滑油的不足。(a) of FIG. 5 is the time when θ=0°. The
在图5的(a)与图5的(b)之间的时刻,滚柱22的偏心方向的前端通过吸入孔28的端部28e。注入口37被滚柱22的Z方向的端面封闭,直到成为该时刻为止。注入口37满足第1要求。At the timing between (a) and (b) of FIG. 5 , the tip of the
图5的(b)是θ=90°的时刻,是缸体室25的压缩过程的前半部分。注入口37在叶片50的前端与滚柱22的外周面之间向缸体室25开口。滚柱22向基准线44的吸入室25s侧偏心旋转。叶片50的前端与滚柱22的外周面的间隙在压缩室25p侧比基准线44的吸入室25s侧大。注入口37在Y方向上配置在基准线44的压缩室25p侧。注入口37向缸体室25的开口面积变大。从注入口37向缸体室25注入充分量的冷却用制冷剂。(b) of FIG. 5 is the time when θ=90°, which is the first half of the compression process of the
图5的(c)是θ=180°的时刻,是缸体室25的压缩过程的后半部分。注入口37的整体被叶片50的Z方向的端面封闭。(c) of FIG. 5 is the time when θ=180°, which is the second half of the compression process of the
图5的(d)是θ=270°的时刻。滚柱22向基准线44的压缩室25p侧偏心旋转。叶片50的前端与滚柱22的外周面的间隙在压缩室25p侧比基准线44的吸入室25s侧小。注入口37在Y方向上配置在基准线44的压缩室25p侧。在叶片50的前端与滚柱22的外周面之间,注入口37向缸体室25的开口面积变小。在缸体室25的内部被压缩后的气体制冷剂从注入口17向注入回路的流入变少。在180°<θ的范围内,注入口37几乎关闭。注入口37满足第3要求。在高负载时,被缸体室25压缩后的气体制冷剂难以从注入口37流入注入回路。(d) of FIG. 5 is the time when θ=270°. The
与第1实施方式相同,在滚柱22的偏心旋转方向上,将从叶片槽51的中心到吸入孔28的端部28e的角度设为θ1。将从叶片槽51的中心到注入口37的开口面积成为最大的滚柱22的偏心方向的前端的角度设为θmax。此时,θ1<θmax<140°成立。As in the first embodiment, the angle from the center of the
如以上详述的那样,在图5的(c)所示的第2实施方式的旋转式压缩机中,叶片50与滚柱22分体。注入口37在分隔部件16的相对于叶片50滑动的区域中,形成在比Y方向的中央靠压缩室25p的位置。注入口37在叶片50的缸体室25侧的前端与滚柱22的外周面之间向缸体室25开口。As described in detail above, in the rotary compressor of the second embodiment shown in FIG. 5( c ), the
注入口37的设计自由度较大。在压缩过程的前半部分,注入口37的开口面积变大,向缸体室25注入充分量的冷却用制冷剂。在压缩过程的后半部分,注入口37的开口面积变小,被压缩的气体制冷剂难以从注入口37流入注入回路30。旋转式压缩机的压缩性能提高。The design freedom of the
注入口37的X方向的长度比Y方向的长度长。The length of the
通过调整注入口37的X方向的长度,能够调整注入口37向缸体室25开口的旋转角θ的范围。向缸体室25注入充分量的冷却用制冷剂。By adjusting the length of the
(第3实施方式)(third embodiment)
对第3实施方式的旋转式压缩机进行说明。A rotary compressor according to a third embodiment will be described.
图6是第3实施方式的旋转式压缩机的局部剖视图。图7是图6的VII-VII线的剖视图。图6的第1压缩机构部20A处于图7的(b)的状态,第2压缩机构部20B处于图7的(d)的状态。Fig. 6 is a partial sectional view of a rotary compressor according to a third embodiment. Fig. 7 is a sectional view taken along line VII-VII of Fig. 6 . The 1st compression mechanism part 20A of FIG. 6 is in the state of FIG. 7(b), and the 2nd compression mechanism part 20B is in the state of FIG. 7(d).
如图7所示,第3实施方式的旋转式压缩机是与第2实施方式相同的回转式。如图6所示,第3实施方式在注入口37是第1凹部61的开口这点与注入口37是分支流路的开口的第2实施方式不同。省略与第2实施方式相同构成的部分的第3实施方式的说明。As shown in FIG. 7 , the rotary compressor of the third embodiment is of the same rotary type as that of the second embodiment. As shown in FIG. 6 , the third embodiment is different from the second embodiment in which the
注入回路具有注入口37、第1凹部61、第2凹部62、第3凹部63、分配流路64以及配管32。以下,对形成于第1压缩机构部20A侧的注入口37、第1凹部61、第2凹部62以及第3凹部63进行说明,但在第2压缩机构部20B侧,这些部件也同样地形成。The injection circuit has an
注入口37是第1凹部61的开口。The
第1凹部61形成于分隔部件16的第1压缩机构部20A侧的端面。The first
第2凹部62形成于叶片50的分隔部件16侧的端面。第2凹部62的开口被分隔部件16封闭。第2凹部62从叶片50的X方向的中央部朝向+X方向的端部沿着X方向延伸。第2凹部62的+X方向的端部能够与第1凹部61连通。The second
第3凹部63形成于分隔部件16的第1压缩机构部20A侧的端面。第3凹部63的开口被第1压缩机构部20A的缸体24封闭。如图7的(b)所示,第3凹部63沿着Y方向延伸。第3凹部63的端部向形成于缸体24的叶片槽51开口。The third
配管32从壳体11的外部延伸到内部。配管32配置在第1压缩机构部20A的缸体24。The piping 32 extends from the outside to the inside of the
如图6所示,分配流路64从配管32的前端朝-Z方向延伸。分配流路64与形成于分隔部件16的第1压缩机构部20A侧的第3凹部63连通。分配流路64沿着Z方向贯通分隔部件16。分配流路64与形成于分隔部件16的第2压缩机构部20B侧的第3凹部63连通。As shown in FIG. 6 , the
对注入回路的作用进行说明。The function of the injection circuit will be described.
图7是注入回路的作用的说明图、且是图6的VII-VII线的剖视图。Fig. 7 is an explanatory view of the operation of the injection circuit, and is a sectional view taken along line VII-VII of Fig. 6 .
图7的(a)是θ=0°的时刻。叶片50朝-X方向最大程度移动。第2凹部62的+X方向的端部不与第1凹部61连通。注入口37被滚柱22的Z方向的端面封闭。不从注入口37向缸体室25注入冷却用制冷剂。(a) of FIG. 7 is the time when θ=0°. The
图7的(b)是θ=90°的时刻。叶片50朝+X方向移动。第2凹部62的-X方向的端部与第3凹部63连通,+X方向的端部与第1凹部61连通。配管32、分配流路64、第3凹部63、第2凹部62、第1凹部61以及注入口37依次连通。在叶片50的前端与滚柱22的外周面之间,注入口37向缸体室25开口。从注入口37向缸体室25注入冷却用制冷剂。(b) of FIG. 7 is the time when θ=90°. The
图7的(c)是θ=180°的时刻。叶片50朝+X方向最大程度移动。第2凹部62的-X方向的端部不与第3凹部63连通。注入口37被叶片50的Z方向的端面封闭。不从注入口37向缸体室25注入冷却用制冷剂。(c) of FIG. 7 is the time when θ=180°. The
图7的(d)是θ=270°的时刻。叶片50朝-X方向移动。第2凹部62的-X方向的端部与第3凹部63连通,+X方向的端部与第1凹部61连通。与第2实施方式相同,在叶片50的前端与滚柱22的外周面之间,注入口37向缸体室25的开口面积较小。被压缩的气体制冷剂从注入口17向注入回路的流入变少。(d) of FIG. 7 is the time when θ=270°. The
在第3实施方式中,也与第2实施方式相同,从注入口37向缸体室25间歇地注入冷却用制冷剂。Also in the third embodiment, as in the second embodiment, the cooling refrigerant is intermittently injected from the
如以上详述的那样,在图6所示的第3实施方式的旋转式压缩机中,注入口37是形成于分隔部件16的第1凹部61的开口。叶片50在分隔部件16侧的端面具有能够与第1凹部61连通的第2凹部62。As described in detail above, in the rotary compressor of the third embodiment shown in FIG. 6 , the
能够将注入回路的冷却用制冷剂的配管32配置于缸体24,而不是配置于分隔部件16。除了轴承17之外,还可以在分隔部件16形成缸体室25的排出孔29。旋转式压缩机的压缩性能提高。The piping 32 for the cooling refrigerant injected into the circuit can be arranged in the
在上述实施方式中,旋转式压缩机2具有两个压缩机构部20(第1压缩机构部20A以及第2压缩机构部20B)。与此相对,旋转式压缩机2可以仅具有1个压缩机构部20,也可以具有3个以上的压缩机构部20。In the above-mentioned embodiment, the
另外,在上述实施方式中,对通过注入液体制冷剂来冷却压缩机构部的旋转式压缩机进行了说明,但也可以设为注入中间压力的气体制冷剂的旋转式压缩机。由此,能够形成为抑制可靠性的降低、提高节能性并增大制冷制热能力的旋转式压缩机。In addition, in the above-mentioned embodiment, the rotary compressor that cools the compression mechanism unit by injecting liquid refrigerant has been described, but a rotary compressor that injects a gas refrigerant at an intermediate pressure may also be used. Accordingly, it is possible to obtain a rotary compressor that suppresses a decrease in reliability, improves energy saving, and increases cooling and heating capabilities.
根据以上说明的至少一个实施方式,具有被滚柱22以及叶片40、50的分隔部件16侧的端面开闭的注入口35、37。由此,能够提高旋转式压缩机的压缩性能。According to at least one embodiment described above, there are
并不限定于使用了本实施方式的旋转式压缩机2的制冷循环装置1。在上述实施方式的旋转式压缩机2中,对使用两个缸体的构成进行了说明,但并不限定于此。缸体可以为1个,也可以为3个以上。It is not limited to the refrigeration cycle apparatus 1 using the
此外,也可以将第1轴承17A或者第2轴承17B设为封闭部件,将注入口35、37设置于第1轴承17A或者第2轴承17B。In addition, the
对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种方式加以实施,在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围及主旨中,并且包含于技术方案所记载的发明和与其等同的范围中。Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are shown as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and spirit of the invention, and are included in the invention described in the claims and the scope equivalent thereto.
Claims (8)
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