Verweis auf eine verwandte AnmeldungReference to a related application
Diese Anmeldung basiert auf der am 28. Februar 2014 eingereichten Japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-038337 , deren Offenbarung durch eine Bezugnahme hierin aufgenommen ist.This application is based on the filed on 28 February 2014 Japanese Patent Application No. 2014-038337 the disclosure of which is incorporated herein by reference.
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Kompressor, der ein Fluid in einer Kompressionskammer komprimiert, deren Volumen verringert wird, während die Kompressionskammer um die Drehwelle herum verlagert wird.The present disclosure relates to a compressor that compresses a fluid in a compression chamber, the volume of which is reduced while the compression chamber is displaced around the rotation shaft.
Stand der TechnikState of the art
Herkömmlich ist ein Kompressor bekannt (der im Folgenden als ”ein Drehverlagerungs-Kompressor” bezeichnet wird), der ein Fluid in einer Kompressionskammer komprimiert, deren Volumen verringert wird, während die Kompressionskammer um eine Drehwelle herum verlagert wird. Ein Spiral-Kompressor (Scroll-Kompressor) mit einer festen Spirale und einer beweglichen Spirale, in denen spiralförmige Zahnabschnitte ausgebildet sind, ist als ein Beispiel für diesen Typ des Drehverlagerungs-Kompressors bekannt.Conventionally, a compressor is known (hereinafter referred to as "a rotary displacement compressor") which compresses a fluid in a compression chamber, the volume of which is reduced while the compression chamber is displaced around a rotating shaft. A scroll compressor with a fixed scroll and a movable scroll in which spiral-shaped teeth sections are formed is known as an example of this type of rotary displacement compressor.
Noch genauer wird bei dem Spiral-Kompressor bewirkt, dass sich die bewegliche Spirale bezüglich der festen Spirale dreht (d. h. rotiert), wobei die an der beweglichen Spirale und der festen Spirale ausgebildeten spiralförmigen Zahnabschnitte ineinander greifen. Auf diese Weise wird ein Volumen der zwischen den Zahnabschnitten ausgebildeten Kompressionskammer verringert, während die Kompressionskammer um die Drehwelle herum verlagert wird.More specifically, in the scroll type compressor, the movable scroll is caused to rotate (i.e., rotate) with respect to the fixed scroll, with the spiraling tooth portions formed on the movable scroll and the fixed scroll meshing with each other. In this way, a volume of the compression chamber formed between the teeth portions is reduced while the compression chamber is displaced around the rotation shaft.
Das Patentdokument 1 offenbart einen Spiral-Kompressor, der auf einen sogenannten Gasinjektions-Kreislauf (d. h. einen Vorwärmer-Kühlkreislauf) angewendet wird und mit einem Zwischendruck-Ansauganschluss bereitgestellt ist, der eine Vereinigung eines Fluids mit einem Zwischendruck, das von außen angesaugt wird, mit einem Fluid bewirkt, das in Kompressionskammern komprimiert wird. In dem Kompressor, der mit einem derartigen Zwischendruck-Ansauganschluss bereitgestellt ist, wird ein Eintreten des Fluids mit einem Zwischendruck bei einer relativ niedrigen Temperatur in die Kompressionskammern bewirkt, was die Kompressions-Effizienz des Kompressors verbessert.Patent Document 1 discloses a scroll type compressor applied to a so-called gas injection cycle (ie, a preheater refrigeration cycle) provided with an intermediate pressure suction port communicating a fluid having an intermediate pressure sucked from the outside causes a fluid which is compressed in compression chambers. In the compressor provided with such an intermediate-pressure suction port, the intermediate-pressure fluid is caused to enter the compression chambers at a relatively low temperature, which improves the compression efficiency of the compressor.
Die Kompressions-Effizienz des Kompressors bezieht sich auf einen Wert, der durch ein Verhältnis eines Leistungsaufwands, der von dem Kompressor abgegeben wird, zu einem Leistungsaufwand definiert ist, der für ein Antreiben des Kompressors erforderlich ist.The compression efficiency of the compressor refers to a value defined by a ratio of an amount of power output from the compressor to an amount of power required for driving the compressor.
Literaturen des Standes der TechnikLiteratures of the prior art
Patentliteraturpatent literature
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Patentliteratur 1: JP 2013-209954 A Patent Literature 1: JP 2013-209954 A
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Ein üblicher Drehverlagerungs-Kompressor beinhaltet ein eine Kompressionskammer bildendes Element, das eine Kompressionskammer definiert und bildet. Ein Teilstück des eine Kompressionskammer bildenden Elements wird in Verbindung mit einer Drehung einer Drehwelle derart drehend verlagert, dass Abschnitte (d. h. Wandoberflächen) des eine Kompressionskammer bildenden Elements, die faktisch die Kompressionskammer definieren und bilden, reihum um die Drehwelle herum gewechselt werden. Im Ergebnis wird die Kompressionskammer um die Drehwelle herum verlagert.A conventional rotary displacement compressor includes a compression chamber forming member that defines and forms a compression chamber. A portion of the compression chamber forming member is rotationally displaced in association with rotation of a rotary shaft such that portions (i.e., wall surfaces) of the compression chamber forming member that actually define and form the compression chamber are alternately changed around the rotation shaft. As a result, the compression chamber is displaced around the rotating shaft.
Mit anderen Worten, bei dem Drehverlagerungs-Kompressor werden sowohl die Kompressionskammer auf der Ansaugseite, die mit einem Ansauganschluss für ein Ansaugen eines Fluids mit einem geringen Druck in Verbindung steht, als auch die Kompressionskammer auf der Auslassseite, die mit einem Auslassanschluss für ein Ablassen eines Fluids mit einem hohen Druck in Verbindung steht, von dem gleichen, eine Kompressionskammer bildenden Element definiert und gebildet.In other words, in the rotary displacement compressor, both the compression chamber on the suction side, which communicates with a suction port for suction of a low-pressure fluid, and the compression chamber on the discharge side, with an outlet port for discharging a Fluids associated with a high pressure, defined by the same, a compression chamber forming element and formed.
Der vorstehende Gegenstand wird erläutert, wobei ein Spiral-Kompressor als ein Beispiel herangezogen wird, dass der Spiral-Kompressor eine feste Spirale und eine bewegliche Spirale als das eine Kompressionskammer bildende Element aufweist. Eine Steile, an der sich ein Zahnabschnitt der beweglichen Spirale auf der beweglichen Seite und ein Zahnabschnitt der festen Spirale auf der festen Seite in Kontakt miteinander befinden, wird graduell um die Drehwelle herum gewechselt, indem die bewegliche Spirale bezüglich der festen Spirale rotiert wird (d. h. in einer kreisförmigen Bewegung). Dementsprechend wird die Kompressionskammer um die Drehwelle herum mittels eines kontinuierlichen Wechselns der Wandoberflächen reihum, welche die Kompressionskammern bilden, um die Drehwelle herum verlagert.The above object will be explained using a scroll type compressor as an example that the scroll type compressor has a fixed scroll and a movable scroll as the compression chamber forming member. A position where a movable portion movable-side tooth portion and a fixed-side fixed-portion tooth portion are in contact with each other is gradually changed around the rotation shaft by rotating the movable scroll with respect to the fixed scroll (ie in a circular motion). Accordingly, the compression chamber is shifted around the rotation shaft around the rotation shaft by continuously changing the wall surfaces which form the compression chambers.
Daher werden sowohl die Kompressionskammer auf der Einlassseite, die auf einer äußeren Umfangsseite ausgebildet ist, als auch die Kompressionskammer auf der Auslassseite, die auf einer mittigen Seite ausgebildet ist, durch die gleiche feste Spirale und bewegliche Spirale definiert und gebildet.Therefore, both the compression chamber on the inlet side formed on an outer peripheral side and the compression chamber on the outlet side formed on a central side are defined and formed by the same fixed scroll and movable scroll.
Da eine Temperatur des Fluids in den Kompressionskammern zunimmt, wenn das Fluid komprimiert wird, ist die Temperatur des Fluids in der Kompressionskammer auf der Auslassseite gemäß Untersuchungen durch die Erfinder der vorliegenden Offenbarung höher als jene des Fluids, das in die Kompressionskammer auf der Ansaugseite eingesaugt wird. Daher wird die Wärme des Fluids mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer auf der Auslassseite in dem Aufbau, in dem die Kompressionskammer auf der Auslassseite und die Kompressionskammer auf der Ansaugseite durch das gleiche, eine Kompressionskammer bildende Element definiert und gebildet werden, wie bei dem Drehverlagerungs-Kompressor, über das eine Kompressionskammer bildende Element problemlos auf das Fluid transferiert, das in die Kompressionskammer auf der Ansaugseite hinein strömt. Since a temperature of the fluid in the compression chambers increases when the fluid is compressed, the temperature of the fluid in the discharge chamber on the exhaust side is higher than that of the fluid sucked into the compression chamber on the suction side, according to the inventors of the present disclosure , Therefore, the heat of the high-pressure fluid in the compression chamber on the exhaust side in the structure in which the compression chamber on the exhaust side and the compression chamber on the suction side are defined and formed by the same compression-chamber forming member as in the rotary displacement Compressor over which a compression chamber forming member easily transfers to the fluid flowing into the compression chamber on the suction side.
Wenn die Wärme des Fluids mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer auf der Auslassseite auf das Fluid transferiert wird, das in die Kompressionskammer auf der Ansaugseite hinein strömt, nimmt eine Verdichtung des Fluids ab, das in die Kompressionskammer auf der Ansaugseite hinein strömt, was die volumetrische Effizienz des Kompressors verschlechtert.When the heat of the high pressure fluid in the compression chamber on the exhaust side is transferred to the fluid flowing into the compression chamber on the suction side, compression of the fluid flowing into the compression chamber on the suction side decreases volumetric efficiency of the compressor deteriorates.
Bei der volumetrischen Effizienz des Kompressors handelt es sich um einen Wert, der durch ein Verhältnis einer tatsächlichen Menge des Fluids, die in die Kompressionskammer eingesaugt wird, in Bezug auf ein theoretisches verringertes Volumen der Kompressionskammer definiert ist. Daher kann eine abgelassene Menge des Fluids, die von dem Kompressor bei der gleichen Drehzahl abgelassen wird, erhöht werden, indem die volumetrische Effizienz verbessert wird.The volumetric efficiency of the compressor is a value defined by a ratio of an actual amount of the fluid drawn into the compression chamber with a theoretical reduced volume of the compression chamber. Therefore, a discharged amount of the fluid discharged from the compressor at the same speed can be increased by improving the volumetric efficiency.
Auf diese Weise kann zum Beispiel eine Drehzahl in dem auf den Kühlkreislauf angewendeten Kompressor, die für die Erzielung der gleichen Kühlleistung oder Heizleistung erforderlich ist, durch Verbessern der volumetrischen Effizienz verringert werden. Im Ergebnis kann die Zuverlässigkeit des Kompressors erhöht werden, und eine Leistungsziffer (COP) des Kühlkreislaufs kann erhöht werden.In this way, for example, a rotational speed in the compressor applied to the refrigerating cycle, which is required for obtaining the same cooling performance or heating power, can be reduced by improving the volumetric efficiency. As a result, the reliability of the compressor can be increased, and a coefficient of performance (COP) of the refrigeration cycle can be increased.
Mit Blick auf die vorstehenden Punkte besteht eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung in der Bereitstellung eines Kompressors, der in der Lage ist, eine Verschlechterung der volumetrischen Effizienz des Kompressors zu unterbinden, der ein Fluid in einer Kompressionskammer komprimiert, deren Volumen verringert wird, während die Kompressionskammer um eine Drehwelle herum verlagert wird.In view of the above points, an object of the present disclosure is to provide a compressor capable of suppressing deterioration of the volumetric efficiency of the compressor, which compresses a fluid in a compression chamber, the volume of which is reduced, while the compression chamber is displaced around a rotary shaft.
Ein Kompressor der vorliegenden Offenbarung weist ein eine Kompressionskammer bildendes Element sowie einen Zwischendruck-Ansauganschluss auf. Das eine Kompressionskammer bildende Element bildet eine Kompressionskammer, deren Volumen verringert wird, während die Kompressionskammer um eine Drehwelle herum verlagert wird. Der Zwischendruck-Ansauganschluss bewirkt eine Vereinigung eines Fluids mit einem Zwischendruck, das von außen angesaugt wird, mit einem Fluid, das in der Kompressionskammer komprimiert wird.A compressor of the present disclosure has a compression chamber forming member and an intermediate pressure suction port. The compression chamber forming member forms a compression chamber whose volume is reduced while the compression chamber is displaced around a rotation shaft. The intermediate-pressure suction port effects a union of a fluid having an intermediate pressure sucked from the outside with a fluid compressed in the compression chamber.
Der Kompressor beinhaltet des Weiteren einen Rückstrom-Verhinderungs-Abschnitt, der einen Rückstrom des Fluids von der Kompressionskammer in Richtung zu dem Zwischendruck-Ansauganschluss verhindert. Ein stromabwärts gelegener Fluid-Durchlass, der sich von dem Rückschlagventil bis zu der Kompressionskammer erstreckt, ist so ausgebildet, dass er zumindest eine Richtungskomponente aufweist, die sich entgegengesetzt zu einer Drehrichtung der Drehwelle erstreckt.The compressor further includes a backflow prevention portion that prevents backflow of the fluid from the compression chamber toward the intermediate pressure suction port. A downstream fluid passage extending from the check valve to the compression chamber is formed to have at least one directional component that extends opposite to a rotational direction of the rotational shaft.
Auf diese Weise ist der stromabwärts gelegene Fluid-Durchlass so ausgebildet, dass sich die Richtungskomponente entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Drehwelle erstreckt. Daher kann eine Wandoberfläche des eine Kompressionskammer bildenden Elements, das eine Kompressionskammer auf einer Niederdruck-Seite bildet, in welcher der Fluid-Druck relativ gering ist, mittels des Fluids mit einem Zwischendruck, das durch den stromabwärts gelegenen Fluid-Durchlass hindurch strömt, gekühlt werden.In this way, the downstream fluid passage is formed so that the direction component extends opposite to the rotational direction of the rotation shaft. Therefore, a wall surface of the compression chamber forming member forming a compression chamber on a low pressure side in which the fluid pressure is relatively low can be cooled by the fluid having an intermediate pressure flowing through the downstream fluid passage ,
Daher kann ein Transfer von Wärme des Fluids mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer, die sich auf einer Auslassseite befindet und mit einem Auslassanschluss in Verbindung steht, der ein Fluid mit einem hohen Druck ablässt, über das eine Kompressionskammer bildende Element auf ein Fluid unterbunden werden, das in die Kompressionskammer hinein strömt, die sich auf einer Ansaugseite befindet und mit dem Ansauganschluss in Verbindung steht, der ein Fluid mit einem geringen Druck ansaugt.Therefore, a transfer of heat of the high-pressure fluid in the compression chamber, which is located on an outlet side and communicates with an outlet port, which discharges a fluid at a high pressure, can be suppressed to a fluid via the compression chamber-forming member that flows into the compression chamber that is on a suction side and communicates with the suction port that sucks a fluid at a low pressure.
Der Kompressor der vorliegenden Offenbarung kann als ein Spiral-Kompressor konfiguriert sein. In diesem Fall beinhaltet das eine Kompressionskammer bildende Element eine bewegliche Spirale und eine feste Spirale. Die bewegliche Spirale wird durch eine drehende Antriebskraft, die von der Drehwelle übertragen wird, zu einer Rotation veranlasst und weist einen spiralförmigen Zahnabschnitt auf der beweglichen Seite auf. Die feste Spirale weist einen spiralförmigen Zahnabschnitt auf der festen Seite auf, der in den Zahnabschnitt auf der beweglichen Seite eingreift. Die Kompressionskammer ist zwischen dem Zahnabschnitt auf der beweglichen Seite und dem Zahnabschnitt auf der festen Seite ausgebildet.The compressor of the present disclosure may be configured as a scroll compressor. In this case, the compression chamber forming member includes a movable scroll and a fixed scroll. The movable scroll is caused to rotate by a rotary driving force transmitted from the rotary shaft and has a spiral-shaped tooth portion on the movable side. The fixed scroll has a spiral-shaped tooth portion on the fixed side, which engages the tooth portion on the movable side. The compression chamber is formed between the tooth portion on the movable side and the tooth portion on the fixed side.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
1 ist ein allgemeines Blockschaubild, das einen Wärmepumpen-Kreislauf in einer ersten Ausführungsform darstellt. 1 Fig. 10 is a general block diagram illustrating a heat pump cycle in a first embodiment.
2 ist eine axiale Schnittansicht, die einen Kompressor in der ersten Ausführungsform darstellt. 2 FIG. 10 is an axial sectional view illustrating a compressor in the first embodiment. FIG.
3 ist eine Schnittansicht entlang einer in 2 gezeigten Linie III-III. 3 is a sectional view taken along a in 2 shown line III-III.
4 ist eine vergrößerte Schnittansicht entlang einer in 3 gezeigten Linie IV-IV und ist eine Schnittansicht, um eine Form eines stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses in der ersten Ausführungsform zu erläutern. 4 is an enlarged sectional view taken along a in FIG 3 and a sectional view to explain a shape of a downstream refrigerant passage in the first embodiment.
5 ist eine Schnittansicht, um eine Form eines stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses in einer zweiten Ausführungsform zu erläutern. 5 FIG. 12 is a sectional view to explain a shape of a downstream refrigerant passage in a second embodiment. FIG.
6 ist eine Schnittansicht, um eine Form eines stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses in einer dritten Ausführungsform zu erläutern. 6 FIG. 10 is a sectional view to explain a shape of a downstream refrigerant passage in a third embodiment. FIG.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Erste AusführungsformFirst embodiment
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Kompressor 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung auf einen Wärmepumpen-Kreislauf (d. h. einen Dampfdruck-Kühlkreislauf) 100 angewendet, der eine Warmwasserversorgung in einer Wasser-Heizvorrichtung einer Wärmepumpe erwärmt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich daher bei einem Fluid, das in dem Kompressor 1 komprimiert wird, um ein Kältemittel.With reference to the 1 to 4 A first embodiment of the present disclosure will be described. According to the present embodiment, a compressor 1 according to the present disclosure, to a heat pump cycle (ie, a vapor pressure refrigeration cycle) 100 applied, which heats a hot water supply in a water heater of a heat pump. According to the present embodiment, therefore, it is a fluid that is in the compressor 1 is compressed to a refrigerant.
Der Wärmepumpen-Kreislauf 100 ist als ein Gasinjektions-Kreislauf konfiguriert, der eine Vereinigung eines Gasphasen-Kältemittels mit einem Zwischendruck in dem Kreislauf mit dem Kältemittel bewirkt, dessen Druck in Kompressionskammern Vc des Kompressors 1 erhöht wird. Noch genauer beinhaltet der Wärmepumpen-Kreislauf 100 der vorliegenden Ausführungsform den Kompressor 1, einen Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2, ein erstes Expansionsventil 3, einen Gas-Flüssigkeits-Separator 4, ein zweites Expansionsventil 5, einen äußeren Wärmetauscher 6 und dergleichen, wie in 1 gezeigt.The heat pump cycle 100 is configured as a gas injection cycle, which causes a combination of a gas-phase refrigerant with an intermediate pressure in the circuit with the refrigerant, the pressure in compression chambers Vc of the compressor 1 is increased. More specifically, the heat pump cycle includes 100 the present embodiment, the compressor 1 , a water-refrigerant heat exchanger 2 , a first expansion valve 3 , a gas-liquid separator 4 , a second expansion valve 5 , an external heat exchanger 6 and the like, as in 1 shown.
Bei dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2 handelt es sich um einen Heiz-Wärmetauscher, der eine Warmwasserversorgung mittels eines Wärmeaustauschs zwischen dem Kältemittel, das von einem Auslassanschluss 40a des Kompressors 1 abgelassen wird, und der Warmwasserversorgung erwärmt. Bei dem ersten Expansionsventil 3 handelt es sich um einen den Druck verringernden Abschnitt auf der Seite mit einem hohen Niveau, der den Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck verringert, das aus dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2 heraus strömt, bis das Kältemittel zu einem Kältemittel mit einem Zwischendruck wird. Darüber hinaus ist das erste Expansionsventil 3 ein elektrisches Expansionsventil, dessen Betrieb mittels eines Steuersignals gesteuert wird, das von einer Steuereinheit (nicht gezeigt) abgegeben wird.In the water-refrigerant heat exchanger 2 it is a heating heat exchanger, the hot water supply by means of a heat exchange between the refrigerant, which from an outlet port 40a of the compressor 1 is drained, and the hot water supply is heated. At the first expansion valve 3 it is a high-level side depressurizing section that reduces the pressure of the high-pressure refrigerant discharged from the water-refrigerant heat exchanger 2 flows out until the refrigerant becomes a refrigerant with an intermediate pressure. In addition, the first expansion valve 3 an electric expansion valve whose operation is controlled by means of a control signal output from a control unit (not shown).
Bei dem Gas-Flüssigkeits-Separator 4 handelt es sich um einen Gas und Flüssigkeit separierenden Abschnitt, der das Kaltemittel mit einem Zwischendruck, dessen Druck zuvor mittels des ersten Expansionsventils 3 verringert wird, in Gas und Flüssigkeit separiert. Bei dem zweiten Expansionsventil 5 handelt es sich um einen den Druck verringernden Abschnitt auf der Seite mit einem niedrigen Niveau, der den Druck des Flüssigphasen-Kältemittels mit einem Zwischendruck verringert, das aus einer Ausströmöffnung für das Flüssigphasen-Kältemittel des Gas-Flüssigkeits-Separators 4 heraus strömt, bis das Kältemittel zu einem Kältemittel mit einem geringen Druck wird. Ein Grundaufbau des zweiten Expansionsventils 5 ist ähnlich wie ein Grundaufbau des ersten Expansionsventils 3. Der äußere Wärmetauscher 6 ist ein Wärme absorbierender Wärmetauscher, der eine Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem geringen Druck, dessen Druck zuvor mittels des zweiten Expansionsventils 5 verringert wird, und Außenluft austauscht, um das Kältemittel zu verdampfen.In the gas-liquid separator 4 it is a gas and liquid separating section containing the intermediate pressure refrigerant, the pressure of which has previously been measured by means of the first expansion valve 3 is reduced, separated into gas and liquid. At the second expansion valve 5 it is a pressure-reducing portion on the low-level side, which reduces the pressure of the liquid-phase refrigerant with an intermediate pressure, that of an outflow port for the liquid-phase refrigerant of the gas-liquid separator 4 flows out until the refrigerant becomes a refrigerant with a low pressure. A basic construction of the second expansion valve 5 is similar to a basic construction of the first expansion valve 3 , The outer heat exchanger 6 is a heat-absorbing heat exchanger which transfers heat between the low-pressure refrigerant previously pressurized by the second expansion valve 5 is reduced, and outside air exchanges to evaporate the refrigerant.
Ein Ansauganschluss 30a des Kompressors 1 ist mit einem Kältemittel-Auslass des äußeren Wärmetauschers 6 verbunden, und ein Zwischendruck-Ansauganschluss 30b des Kompressors 1 ist mit einem Gasphasen-Kältemittel-Ausströmanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 4 verbunden. Daher wird das Gasphasen-Kältemittel mit einem Zwischendruck, das mittels des Gas-Flüssigkeits-Separators 4 separiert wurde, gemäß der vorliegenden Ausführungsform in das Kältemittel injiziert, während ein Druck des Kältemittels in den Kompressionskammern Vc des Kompressors 1 erhöht wird.A suction connection 30a of the compressor 1 is with a refrigerant outlet of the outer heat exchanger 6 connected, and an intermediate pressure suction port 30b of the compressor 1 is with a gas-phase refrigerant outflow port of the gas-liquid separator 4 connected. Therefore, the gas-phase refrigerant with an intermediate pressure, by means of the gas-liquid separator 4 has been separated, according to the present embodiment injected into the refrigerant, while a pressure of the refrigerant in the compression chambers Vc of the compressor 1 is increased.
In dem Wärmepumpen-Kreislauf 100 der vorliegenden Ausführungsform wird Kohlenstoffdioxid als das Kältemittel verwendet. Der Wärmepumpen-Kreislauf 100 konfiguriert einen überkritischen Kühlkreislauf, bei dem ein Druck des Kältemittels auf der Hochdruckseite in dem Kreislauf von dem Auslassanschluss des Kompressors 1 zu dem Einlass des ersten Expansionsventils 3 höher als ein kritischer Druck oder gleich diesem ist. Des Weiteren wird ein Öl (d. h. ein Kältemaschinenöl), das gleitende Abschnitte in dem Kompressor 1 schmiert, in das Kältemittel gemischt, und ein Teil des Öls zirkuliert zusammen mit dem Kältemittel durch den Kreislauf.In the heat pump cycle 100 In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant. The heat pump cycle 100 configures a supercritical refrigeration cycle in which a pressure of the refrigerant on the high pressure side in the cycle from the outlet port of the compressor 1 to the inlet of the first expansion valve 3 higher than or equal to a critical pressure. Further, an oil (ie, a refrigerator oil) becomes the sliding portions in the compressor 1 lubricates, into the refrigerant mixed, and a portion of the oil circulates along with the refrigerant through the circuit.
Die Wasser-Heizvorrichtung der Wärmepumpe beinhaltet außer dem Wärmepumpen-Kreislauf 100 einen Warmwasser-Speichertank, einen Zirkulationskreislauf für die Warmwasserversorgung, eine Wasserpumpe (die alle nicht gezeigt sind) oder dergleichen. Der Warmwasser-Speichertank speichert die Warmwasserversorgung, die von dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2 erwärmt wird. Der Zirkulationskreislauf für die Warmwasserversorgung zirkuliert die Warmwasserversorgung zwischen dem Warmwasser-Speichertank und dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2. Die Wasserpumpe ist in dem Zirkulationskreislauf für die Warmwasserversorgung angeordnet und liefert den Druck für die Warmwasserversorgung.The water heater of the heat pump includes except the heat pump cycle 100 a hot water storage tank, a circulation circuit for the hot water supply, a water pump (all of which are not shown), or the like. The hot water storage tank stores the hot water supply coming from the water-refrigerant heat exchanger 2 is heated. The circulation circuit for the hot water supply circulates the hot water supply between the hot water storage tank and the water-refrigerant heat exchanger 2 , The water pump is located in the circulation circuit for the hot water supply and provides the pressure for the hot water supply.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 ein spezifischer Aufbau des Kompressors 1 beschrieben. Aufwärts- und Abwärts-Pfeile in 2 zeigen Richtungen nach oben und nach unten in einem Zustand, in dem der Kompressor 1 an der Wasser-Heizvorrichtung der Wärmepumpe angebracht ist. Der Kompressor 1 beinhaltet einen Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10. einen Motor-Abschnitt (d. h. einen Elektromotor-Abschnitt) 20, ein Gehäuse 30, einen Öl-Separator 40 und dergleichen.Next, referring to the 2 to 4 a specific construction of the compressor 1 described. Up and down arrows in 2 show directions up and down in a state where the compressor 1 attached to the water heater of the heat pump. The compressor 1 includes a compression mechanism section 10 , a motor section (ie an electric motor section) 20 , a housing 30 , an oil separator 40 and the same.
Der Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 saugt das Kältemittel an, bei dem es sich um ein zu komprimierendes Fluid handelt, und komprimiert das Kältemittel und lässt es ab. Der Motor-Abschnitt 20 gibt eine Drehantriebskraft ab, die den Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 antreibt. Das Gehäuse 30 stellt eine äußere Hülle für den Kompressor 1 bereit und nimmt darin den Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 und den Motor-Abschnitt 20 auf. Der Öl-Separator 40 ist außerhalb des Gehäuses 30 angeordnet und separiert das Öl von dem Kältemittel mit einem hohen Druck, das mittels des Kompressionsmechanismus-Abschnitts 10 komprimiert wird.The compression mechanism section 10 sucks in the refrigerant, which is a fluid to be compressed, and compresses and lowers the refrigerant. The engine section 20 Gives a rotational drive force, which is the compression mechanism section 10 drives. The housing 30 represents an outer shell for the compressor 1 ready and takes in the compression mechanism section 10 and the engine section 20 on. The oil separator 40 is outside the case 30 and separates the oil from the refrigerant at a high pressure by means of the compression mechanism section 10 is compressed.
Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich gemäß dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform eine Welle (d. h. eine Drehwelle) 25, welche die Drehantriebskraft von dem Motor-Abschnitt 20 auf den Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 überträgt, in einer vertikalen Richtung (d. h. in einer Richtung von oben nach unten), und der Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 sowie der Motor-Abschnitt 20 sind in der vertikalen Richtung angeordnet. Mit anderen Worten, bei dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich um einen sogenannten vertikalen Typ. Noch genauer ist der Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 in dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform unterhalb des Motor-Abschnitts 20 angeordnet.As in 2 shown extends according to the compressor 1 in the present embodiment, a shaft (ie, a rotary shaft) 25 showing the rotational drive force from the engine section 20 on the compression mechanism section 10 transmits, in a vertical direction (ie, in a direction from top to bottom), and the compression mechanism section 10 as well as the engine section 20 are arranged in the vertical direction. In other words, in the compressor 1 The present embodiment is a so-called vertical type. More specifically, the compression mechanism section 10 in the compressor 1 the present embodiment below the engine section 20 arranged.
Das Gehäuse 30 beinhaltet ein zylindrisches Element 31, das eine Mittelachse aufweist, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, ein oberes Abdeckungselement 32, das die Form einer Schüssel aufweist und einen oberen Endabschnitt des zylindrischen Elements 31 verschließt, sowie ein unteres Abdeckungselement 33, das die Form einer Schüssel aufweist und einen unteren Endabschnitt des zylindrischen Elements 31 verschließt. Das Gehäuse 30 weist einen gasdichten Behälteraufbau auf, der durch das zylindrische Element 31, das obere Abdeckungselement 32 sowie das untere Abdeckungselement 33 konfiguriert ist, die integral miteinander verbunden sind. Sämtliche von dem zylindrischen Element 31, dem oberen Abdeckungselement 32 und dem unteren Abdeckungselement 33 sind aus Eisen oder einem Metall auf der Grundlage von Eisen hergestellt und sind durch Schweißen miteinander verbunden.The housing 30 includes a cylindrical element 31 having a central axis extending in the vertical direction, an upper cover member 32 which has the shape of a bowl and an upper end portion of the cylindrical member 31 closes, as well as a lower cover element 33 which has the shape of a bowl and a lower end portion of the cylindrical member 31 closes. The housing 30 has a gas-tight container construction, which through the cylindrical element 31 , the upper cover element 32 as well as the lower cover element 33 is configured, which are integrally connected to each other. All of the cylindrical element 31 , the upper cover element 32 and the lower cover member 33 are made of iron or a metal based on iron and are joined together by welding.
Das Gehäuse 30 ist außerdem mit dem Ansauganschluss 30a, dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b (in 2 nicht gezeigt) sowie einem Ausströmanschluss für das Kältemittel mit einem hohen Druck (in 2 nicht gezeigt) bereitgestellt.The housing 30 is also with the suction port 30a , the intermediate pressure suction port 30b (in 2 not shown) and a high pressure refrigerant outflow port (in 2 not shown).
Der Ansauganschluss 30a ist ein Ansauganschluss für ein Kältemittel, der das Kältemittel mit einem geringen Druck ansaugt, das von dem äußeren Wärmetauscher 6 in den Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 hinein strömt. Die Zwischendruck-Ansauganschluss 30b ist ein Ansauganschluss für das Kältemittel mit einem Zwischendruck, der eine Vereinigung des Gasphasen-Kältemittels mit einem Zwischendruck, das aus dem Gasphasen-Kältemittel-Ausströmanschluss des Gas-Flüssigkeits-Separators 4 heraus strömt, mit dem Kältemittel bewirkt, das in den Kompressionskammern Vc in dem Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 komprimiert wird. Der Ausströmanschluss für das Kältemittel mit einem hohen Druck ist ein Kältemittel-Ausströmanschluss, der bewirkt, dass das Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 abgelassen wird, in Richtung zu dem Öl-Separator 40 heraus strömt, der außerhalb des Gehäuses 30 angeordnet ist.The suction connection 30a is a suction port for a refrigerant that sucks the refrigerant at a low pressure, that of the outer heat exchanger 6 in the compression mechanism section 10 flows into it. The intermediate pressure suction port 30b is a suction port for the intermediate-pressure refrigerant, which is a combination of the intermediate-pressure gas-phase refrigerant and the gas-phase refrigerant outflow port of the gas-liquid separator 4 flows out, causing the refrigerant in the compression chambers Vc in the compression mechanism section 10 is compressed. The high pressure refrigerant outflow port is a refrigerant outflow port that causes the high pressure refrigerant from the compression mechanism section 10 is drained, towards the oil separator 40 out the outside of the housing 30 is arranged.
Der Motor-Abschnitt 20 beinhaltet einen Spulenstator 21, der einen Stator konfiguriert, sowie einen Rotor 22, der einen Rotor konfiguriert. Die Welle 25 ist mittels Presspassung in ein anales Mittelloch des Rotors 22 eingepasst. Daher drehen sich der Rotor 22 und die Welle 25 integral miteinander, wenn einer Spule des Spulenstators 21 von der Steuereinheit ein elektrischer Strom zugeführt wird, um rotierende magnetische Felder zu erzeugen.The engine section 20 includes a coil stator 21 that configures a stator, as well as a rotor 22 that configures a rotor. The wave 25 is press-fitted into an anal center hole of the rotor 22 fitted. Therefore, the rotor rotate 22 and the wave 25 integral with each other when a coil of the coil stator 21 an electrical current is supplied from the control unit to generate rotating magnetic fields.
Die Welle 25 ist so ausgebildet, dass sie eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist, und beide Endabschnitte der Welle 25 sind mittels eines ersten Lager-Abschnitts 26 und eines zweiten Lager-Abschnitts 27, die jeweils durch Gleitlager konfiguriert sind, drehbar gelagert. In der Welle 25 ist zwischen einer äußeren Oberfläche der Welle 25 und dem ersten und dem zweiten Lager-Abschnitt 26, 27 ein Ölversorgungs-Durchlass 25a ausgebildet, der den gleitenden Abschnitten Öl zuführt.The wave 25 is formed to have a substantially cylindrical shape, and both end portions of the shaft 25 are by means of a first bearing section 26 and a second storage section 27 , which are each configured by plain bearings, rotatably mounted. In the wave 25 is between an outer surface of the shaft 25 and the first and second storage sections 26 . 27 an oil supply passage 25a formed, which supplies oil to the sliding portions.
Der erste Lager-Abschnitt 26 ist in einem zwischenliegenden Gehäuse 28 bereitgestellt, das einen Raum in dem Gehäuse 30 in einen Raum, in dem der Motor-Abschnitt 20 angeordnet ist, und einen Raum unterteilt, in dem der Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 angeordnet ist. Der erste Lager-Abschnitt 26 lagert die untere Endseite (d. h. eine Seite nahe bei dem Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10) der Welle 25. Der zweite Lage-Abschnitt 27 ist an dem zylindrischen Element 31 des Gehäuses 30 befestigt, wobei ein zwischengefügtes Element dazwischen eingefügt ist und die obere Endseite (d. h. eine Seite, die entgegengesetzt zu dem Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 liegt) der Welle 25 lagert.The first camp section 26 is in an intermediate housing 28 provided a space in the housing 30 in a room where the engine section 20 is arranged, and a space divided in which the compression mechanism section 10 is arranged. The first camp section 26 supports the lower end side (ie, one side close to the compression mechanism section 10 ) the wave 25 , The second layer section 27 is on the cylindrical element 31 of the housing 30 fixed with an interposed member interposed therebetween and the upper end side (ie, a side opposite to the compression mechanism portion 10 lies) of the wave 25 outsourced.
Der Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 ist als ein Spiral-Kompressionsmechanismus-Abschnitt konfiguriert, der eine bewegliche Spirale 11 und eine feste Spirale 12 beinhaltet, in denen jeweils spiralförmige Zahnabschnitte ausgebildet sind. Die bewegliche Spirale 11 ist auf einer unteren Seite des vorstehend beschriebenen zwischenliegenden Gehäuses 28 angeordnet, und die feste Spirale 12 ist auf einer unteren Seite der beweglichen Spirale 11 angeordnet.The compression mechanism section 10 is configured as a spiral compression mechanism section which is a movable scroll 11 and a tight spiral 12 includes, in each of which spiral tooth sections are formed. The moving spiral 11 is on a lower side of the above-described intermediate case 28 arranged, and the solid spiral 12 is on a lower side of the movable spiral 11 arranged.
Noch genauer weist die bewegliche Spirale 11 einen Basisplatten-Abschnitt 111 auf der beweglichen Seite, der eine scheibenförmige Gestalt aufweist, sowie einen Zahnabschnitt 112 auf der beweglichen Seite auf, der eine Spiralform aufweist und in Richtung zu der festen Spirale 12 aus dem Basisplatten-Abschnitt 111 auf der beweglichen Seite heraus ragt. Die feste Spirale 12 weist einen Basisplatten-Abschnitt 121 auf der festen Seite, der eine scheibenförmige Gestalt aufweist, sowie einen Zahnabschnitt 122 auf der festen Seite auf, der eine Spiralform aufweist und in Richtung zu der beweglichen Spirale 11 aus dem Basisplatten-Abschnitt 121 auf der festen Seite heraus ragt.More precisely, the movable scroll 11 a base plate section 111 on the movable side, which has a disk-like shape, and a tooth portion 112 on the moving side, which has a spiral shape and toward the fixed spiral 12 from the base plate section 111 sticking out on the moving side. The solid spiral 12 has a base plate section 121 on the fixed side, which has a disc-like shape, and a tooth portion 122 on the fixed side, which has a spiral shape and towards the movable spiral 11 from the base plate section 121 sticking out on the solid side.
Des Weiteren ist die feste Spirale 12 an dem Gehäuse 30 befestigt, indem die Oberfläche einer äußeren Umfangsseite des Basisplatten-Abschnitts 121 auf der festen Seite mittels Presspassung an der Oberfläche einer inneren Umfangsseite des zylindrischen Elements 31 des Gehäuses 30 angebracht wird. Die bewegliche Spirale 11 ist in einem Raum angeordnet, der zwischen dem zwischenliegenden Gehäuse 28 und der festen Spirale 12 ausgebildet ist.Furthermore, the solid spiral 12 on the housing 30 attached by the surface of an outer peripheral side of the base plate section 121 on the fixed side by press fitting on the surface of an inner peripheral side of the cylindrical member 31 of the housing 30 is attached. The moving spiral 11 is arranged in a space between the intermediate housing 28 and the solid spiral 12 is trained.
Die bewegliche Spirale 11 und die feste Spirale 12 sind in einer solchen Weise angeordnet, dass Plattenoberflächen der Basisplatten-Abschnitte 111, 121 einander gegenüberliegen. Der Zahnabschnitt 112 der beweglichen Spirale 11 auf der beweglichen Seite und der Zahnabschnitt 122 der festen Spirale 12 auf der festen Seite befinden sich in Eingriff miteinander, und ein Spitzen-Endabschnitt des Zahnabschnitts von einer der Spiralen befindet sich in Kontakt mit dem Basisplatten-Abschnitt der anderen Spirale.The moving spiral 11 and the solid spiral 12 are arranged in such a way that plate surfaces of the base plate sections 111 . 121 opposite each other. The tooth section 112 the movable spiral 11 on the moving side and the tooth section 122 the solid spiral 12 on the fixed side are engaged with each other, and a tip end portion of the tooth portion of one of the spirals is in contact with the base plate portion of the other spiral.
Eine Spitzenabdichtung, welche die Luftdichtheit der Kompressionskammern Vc (d. h. einer Arbeitskammer V) verbessert, ist in dem Spitzen-Endabschnitt des Zahnabschnitts von jeder der Spiralen angeordnet. Noch genauer ist in dem Spitzen-Endabschnitt des Zahnabschnitts von jeder der Spiralen eine Nut ausgebildet, die eine Spiralform aufweist, die einer Form des Spitzen-Endabschnitts entspricht, und die Spitzenabdichtung ist so angeordnet, dass sie eine Spiralform aufweist, indem sie so angeordnet wird, dass sie in die Nut eingepasst wird. Eine derartige Spitzenabdichtung ist zum Beispiel aus PEEK-Harz hergestellt (d. h. Polyetheretherketon-Harz).A tip seal, which improves the airtightness of the compression chambers Vc (i.e., a working chamber V), is disposed in the tip end portion of the tooth portion of each of the scrolls. More specifically, in the tip end portion of the tooth portion of each of the spirals, a groove having a spiral shape corresponding to a shape of the tip end portion is formed, and the tip seal is arranged to have a spiral shape by being so arranged in that it fits into the groove. Such a tip seal is made of, for example, PEEK resin (i.e., polyetheretherketone resin).
Auf diese Weise kommen die Zahnabschnitte 112, 122 an mehreren Positionen miteinander in Kontakt, und zwischen den Zahnabschnitten 112, 122 ist mehr als eine Kompressionskammer Vc ausgebildet, die bei einer Betrachtung in einer axialen Richtung einer Mittelachse der Welle eine halbmondförmige Gestalt aufweisen. In 2 und 3 ist lediglich einem Teil der Kompressionskammern Vc ein Bezugszeichen zugewiesen, und die Bezugszeichen für die anderen Kompressionskammern sind zwecks einer klaren Darstellung weggelassen.In this way, the tooth sections come 112 . 122 in contact with each other at several positions, and between the tooth portions 112 . 122 is formed more than a compression chamber Vc, which have a crescent shape when viewed in an axial direction of a central axis of the shaft. In 2 and 3 For example, only one part of the compression chambers Vc is assigned a reference numeral, and the reference numerals for the other compression chambers are omitted for clarity.
In einem mittigen Abschnitt einer Oberseite des Basisplatten-Abschnitts 111 der beweglichen Spirale 11 auf der beweglichen Seite ist ein Vorsprungsabschnitt 113 mit einer zylindrischen Form bereitgestellt, und der untere Endabschnitt der Welle 25 (d. h. der Endabschnitt nahe bei dem Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10) ist an dem Vorsprungsabschnitt 113 eingefügt. Andererseits stellt der untere Endabschnitt der Welle 25 einen exzentrischen Abschnitt 25b bereit, der in Bezug auf einen Drehmittelpunkt der Welle 25 exzentrisch ist. Daher ist der exzentrische Abschnitt 25b der Welle 25 an dem Vorsprungsabschnitt 113 des Basisplatten-Abschnitts 111 der beweglichen Spirale 11 auf der beweglichen Seite eingefügt.In a central portion of an upper surface of the base plate section 111 the movable spiral 11 on the movable side is a projection portion 113 provided with a cylindrical shape, and the lower end portion of the shaft 25 (ie, the end portion near the compression mechanism portion 10 ) is at the projecting portion 113 inserted. On the other hand, the lower end portion of the shaft 25 an eccentric section 25b ready, with respect to a center of rotation of the shaft 25 is eccentric. Therefore, the eccentric section 25b the wave 25 at the protrusion portion 113 of the base plate section 111 the movable spiral 11 inserted on the moving side.
Ein Mechanismus zur Verhinderung einer Drehung (nicht gezeigt), der eine Drehung der beweglichen Spirale 11 um den exzentrischen Abschnitt 25b herum verhindert, ist zwischen der beweglichen Spirale 11 und dem zwischenliegenden Gehäuse 28 bereitgestellt, ein Mechanismus zur Verhinderung einer Drehung (nicht gezeigt). Wenn sich daher die Welle 25 dreht, dreht sich (d. h. rotiert) die bewegliche Spirale 11 unter Zentrierung des Drehzentrums der Welle 25 als ein Rotationszentrum, ohne sich um den exzentrischen Abschnitt 25b herum zu drehen.A mechanism for preventing rotation (not shown), which is a rotation of the movable scroll 11 around the eccentric section 25b around is between the movable spiral 11 and the intermediate housing 28 provided a mechanism for preventing rotation (not shown). If, therefore, the wave 25 turns, rotates (ie rotates) the movable spiral 11 under centering of the center of rotation of the shaft 25 as a center of rotation, without moving around the eccentric section 25b to turn around.
Als ein Ergebnis der Kreisbewegung werden die vorstehend beschriebenen Kompressionskammern Vc um die Welle 25 herum verlagert, während ein Volumen von jeder der Kompressionskammern Vc von einer äußeren Umfangsseite in Richtung zu einer mittigen Seite verringert wird. Daher ist der Kompressor 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform als ein Drehverlagerungs-Kompressor konfiguriert, und die bewegliche Spirale 11 sowie die feste Spirale 12 konfigurieren ein eine Kompressionskammer bildendes Element.As a result of the circular motion, the compression chambers Vc described above become the shaft 25 displaced while a volume of each of the compression chambers Vc is reduced from an outer peripheral side toward a central side. Therefore, the compressor 1 according to the present embodiment, configured as a rotary displacement compressor, and the movable scroll 11 as well as the fixed spiral 12 configure a compression chamber forming element.
Der in dem Gehäuse 30 ausgebildete Ansauganschluss 30a steht mit einer Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite in Verbindung, bei der es sich um eine der Kompressionskammern Vc handelt. Die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite ist auf einer äußersten Umfangsseite positioniert und weist ein größtes Volumen unter den Kompressionskammern Vc auf. Der Zwischendruck-Ansauganschluss 30b steht mit einer zwischenliegenden Kompressionskammer Vc in Verbindung, die eine der Kompressionskammern Vc ist und die sich an einer zwischenliegenden Position befindet, bei der es sich um eine Position handelt, die sich bei einem Verlagerungsprozess intermediär zwischen der äußersten Umfangsseite und der Mitte befindet.The one in the case 30 trained intake port 30a communicates with a compression chamber Vc on the suction side, which is one of the compression chambers Vc. The compression chamber Vc on the suction side is positioned on an outermost peripheral side and has a largest volume under the compression chambers Vc. The intermediate pressure suction port 30b communicates with an intermediate compression chamber Vc, which is one of the compression chambers Vc and which is at an intermediate position, which is a position intermediate between the outermost peripheral side and the center in a displacement process.
Des Weiteren stellt der Basisplatten-Abschnitt 121 der festen Spirale 12 auf der festen Seite darin Folgendes bereit: (i) zumindest ein Teilstück eines Kältemittel-Ansaug-Durchlasses, der sich von dem Ansauganschluss 30a bis zu der Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite erstreckt und ein Kältemittel ansaugt, sowie (ii) zumindest ein Teilstück eines Kältemittel-Injektions-Durchlasses, der sich von dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b bis zu der zwischenliegenden Kompressionskammer erstreckt und das Kältemittel injiziert.Furthermore, the base plate section represents 121 the solid spiral 12 on the fixed side, there are provided: (i) at least a portion of a refrigerant suction passage extending from the suction port 30a extends to the compression chamber Vc on the suction side and draws in a refrigerant, and (ii) at least a portion of a refrigerant injection passage extending from the intermediate-pressure suction port 30b extends to the intermediate compression chamber and injects the refrigerant.
Ein Rückschlagventil 50 ist in dem Kältemittel-Injektions-Durchlass angeordnet, der sich von dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b bis zu der zwischenliegenden Kompressionskammer Vc erstreckt, die sich an der zwischenliegenden Position befindet. Bei dem Rückschlagventil 50 handelt es sich um einen Rückstrom-Verhinderungs-Abschnitt, der einen Rückstrom des Kältemittels von der zwischenliegenden Kompressionskammer Vc in Richtung zu dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b verhindert.A check valve 50 is disposed in the refrigerant injection passage extending from the intermediate-pressure suction port 30b extends to the intermediate compression chamber Vc located at the intermediate position. At the check valve 50 It is a backflow prevention portion that returns the refrigerant from the intermediate compression chamber Vc toward the intermediate pressure suction port 30b prevented.
Noch genauer ist das Rückschlagventil 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch ein Membranventil 50a konfiguriert, das von einem Plattenelement und einem Sitzelement 50b darin bereitgestellt wird, wobei ein Durchlass bereitgestellt wird, der von dem Membranventil 50a geöffnet und geschlossen wird. Das Rückschlagventil 50 eines derartigen Membranventil-Typs kann in einem relativ kleinen Gehäuseraum aufgenommen werden, was wirkungsvoll hinsichtlich der Vermeidung einer unnötigen Zunahme eines inneren Volumens des Kältemittel-Injektions-Durchlasses (d. h. eines Totvolumens) auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Rückschlagventils 50 ist.Even more accurate is the check valve 50 according to the present embodiment by a diaphragm valve 50a configured by a plate element and a seat element 50b is provided therein, wherein a passage is provided by the diaphragm valve 50a opened and closed. The check valve 50 Such a diaphragm valve type can be accommodated in a relatively small housing space, which is effective in preventing unnecessary increase of an internal volume of the refrigerant injection passage (ie, a dead volume) on a downstream side of the check valve 50 is.
In dem Spiral-Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 der vorliegenden Ausführungsform sind, wie in der Schnittansicht in 3 gezeigt, zwei Kompressionskammern Vc separat an symmetrischen Positionen in Bezug auf die Mittelachse der Welle 25 ausgebildet. Daher ist die gleiche Anzahl (z. B. zwei gemäß der vorliegenden Ausführungsform) von Rückschlagventilen 50 wie Kompressionskammern Vc bereitgestellt, um so in der Lage zu sein, den Rückstrom von den zwei Kompressionskammern Vc zu verhindern, die unabhängig voneinander gebildet sind.In the spiral compression mechanism section 10 In the present embodiment, as in the sectional view in FIG 3 shown, two compression chambers Vc separately at symmetrical positions with respect to the central axis of the shaft 25 educated. Therefore, the same number (e.g., two according to the present embodiment) of check valves 50 as compression chambers Vc provided so as to be able to prevent the return flow from the two compression chambers Vc, which are formed independently of each other.
Des Weiteren beinhaltet der Kältemittel-Injektions-Durchlass gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Abschnitt, der sich auf einer stromabwärts gelegenen Seite des Rückschlagventils befindet, und der Abschnitt erstreckt sich in einer Richtung, die in Bezug auf die Richtung der Mittelachse der Welle 25 geneigt ist, wie in 3 und 4 gezeigt. Bei dem Abschnitt des Kältemittel-Injektions-Durchlasses handelt es sich um einen stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlass (d. h. einen stromabwärts gelegenen Fluid-Durchlass) 51, der sich von dem Rückschlagventil 50 bis zu der zwischenliegenden Kompressionskammer Vc erstreckt.Further, the refrigerant injection passage according to the present embodiment includes a portion located on a downstream side of the check valve, and the portion extends in a direction relative to the direction of the center axis of the shaft 25 is inclined, as in 3 and 4 shown. The section of the refrigerant injection port is a downstream refrigerant passage (ie, a downstream fluid passage). 51 that is different from the check valve 50 extends to the intermediate compression chamber Vc.
Wie in 3 gezeigt, ist bei einer Betrachtung in der axialen Richtung der Mittelachse der Welle 25 eine Linie, die durch einen Einlass-Abschnitt des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 und die Mittelachse der Welle 25 hindurch geht, als eine Linie L1 definiert, eine Linie, die durch den Einlass-Abschnitt und einen Auslass-Abschnitt des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 hindurch geht, ist als eine Linie L2 definiert, und ein Winkel zwischen der Linie L1 und der Linie L2 in einer Drehrichtung der Welle 25 und der beweglichen Spirale 11 ist als ein Winkel α definiert. Der Winkel α ist so eingestellt, dass er die folgende Ungleichung F1 erfüllt. 0° < α < 180° (F1) As in 3 is shown when viewed in the axial direction of the central axis of the shaft 25 a line passing through an inlet section of the downstream refrigerant passage 51 and the central axis of the shaft 25 As defined by a line L1, a line passes through the inlet section and an outlet section of the downstream refrigerant passage 51 is defined as a line L2, and an angle between the line L1 and the line L2 in a rotational direction of the shaft 25 and the movable spiral 11 is defined as an angle α. The angle α is set to satisfy the following inequality F1. 0 ° <α <180 ° (F1)
Auf diese Weise ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 so ausgebildet, dass er eine Richtungskomponente in Richtung zu einer Wandoberfläche aufweist, welche die Kompressionskammern Vc bildet. In this way, the downstream refrigerant passage is 51 is formed so as to have a directional component toward a wall surface forming the compression chambers Vc.
Wie in 4 gezeigt, ist in einem Querschnitt, der sich mit der Linie L2 schneidet und parallel zu der axialen Richtung der Welle 25 ist, eine Linie, die sich in der axialen Richtung der Welle 25 erstreckt, als eine Linie L3 definiert, und ein kleinerer Winkel von Winkeln, die zwischen der Linie L3 und der Linie L2 ausgebildet sind, ist als ein Winkel β definiert. Der Winkel β ist so eingestellt, dass er die folgende Ungleichung F2 erfüllt. 0° < β < 90° (F2) As in 4 is shown in a cross-section that intersects with the line L2 and parallel to the axial direction of the shaft 25 is a line that extends in the axial direction of the shaft 25 extends, defined as a line L3, and a smaller angle of angles formed between the line L3 and the line L2 is defined as an angle β. The angle β is set to satisfy the following inequality F2. 0 ° <β <90 ° (F2)
Auf diese Weise ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 so ausgebildet, dass er eine Richtungskomponente parallel zu der axialen Richtung der Welle 25 aufweist.In this way, the downstream refrigerant passage is 51 is formed so that it has a directional component parallel to the axial direction of the shaft 25 having.
Sind die vorstehend beschriebenen Ungleichungen F1, F2 erfüllt, ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 so ausgebildet, dass er eine Richtungskomponente aufweist, die sich entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Welle 25 und der beweglichen Spirale 11 erstreckt. Des Weiteren ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so ausgebildet, dass er eine Richtungskomponente in Richtung zu der Wandoberfläche der festen Spirale 12 aufweist, welche die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite bildet.When the inequalities F1, F2 described above are satisfied, the downstream refrigerant passage is 51 formed so that it has a directional component, which is opposite to the direction of rotation of the shaft 25 and the movable spiral 11 extends. Furthermore, the downstream refrigerant passage 51 according to the present embodiment, is formed to have a directional component toward the wall surface of the fixed scroll 12 which forms the compression chamber Vc on the suction side.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform handelt es sich bei dem stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlass 51 um einen Kältemittel-Durchlass, der sich auf der stromabwärts gelegenen Seite des Rückschlagventils 50 befindet. Daher ist ein Gehäuseraum für eine Verlagerung des Membranventils 50a, das als ein Teilstück des Rückschlagventils 50 bereitgestellt ist, nicht in dem stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlass 51 enthalten.According to the present embodiment, the downstream refrigerant passage is 51 around a refrigerant passage, located on the downstream side of the check valve 50 located. Therefore, a housing space for a displacement of the diaphragm valve 50a as a part of the check valve 50 is provided, not in the downstream refrigerant passage 51 contain.
In einem mittigen Abschnitt des Basisplattenabschnitts 121 der festen Spirale 12 auf der festen Seite ist ein Auslassloch 123 ausgebildet, aus dem das in den Kompressionskammern Vc komprimierte Kältemittel abgelassen wird. Auf einer unteren Seite des Auslasslochs 123 ist eine Auslasskammer 124 bereitgestellt, die mit dem Auslassloch 123 in Verbindung steht. In der Auslasskammer 124 sind ein Auslassventil (d. h. ein Membranventil), das ein Rückschlagventil konfiguriert, das einen Rückstrom des Kältemittels von der Auslasskammer 124 zu den Kompressionskammern Vc verhindert, sowie ein Stopper 16 angeordnet, der ein maximales Öffnen des Auslassventils begrenzt.In a central portion of the base plate portion 121 the solid spiral 12 on the firm side is an outlet hole 123 is formed, from which the compressed in the compression chambers Vc refrigerant is discharged. On a lower side of the outlet hole 123 is an outlet chamber 124 provided with the outlet hole 123 communicates. In the outlet chamber 124 are an exhaust valve (ie, a diaphragm valve) that configures a check valve that provides a return flow of the refrigerant from the exhaust chamber 124 to the compression chambers Vc prevented, as well as a stopper 16 arranged, which limits a maximum opening of the exhaust valve.
In dem Gehäuse 30 ist ein Kältemittel-Durchlass (nicht gezeigt) ausgebildet, der das Kältemittel von der Auslasskammer 124 zu dem Kältemittel-Ausströmanschluss leitet, der mit dem Gehäuse 30 bereitgestellt ist. Der Kältemittel-Ausströmanschluss ist mit einem Kältemittel-Einströmanschluss 40b des Öl-Separators 40 verbunden. Der Öl-Separator 40 weist ein zylindrisches Element 41 auf, das sich in der vertikalen Richtung erstreckt und das Kältemittel in Drehung versetzt, dessen Druck zuvor in dem Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 erhöht wird. In dem zylindrischen Element 41 ist ein Raum ausgebildet, ein Gasphasen-Kältemittel und Öl werden durch die Wirkung einer Zentrifugalkraft voneinander separiert.In the case 30 a refrigerant passage (not shown) is formed, which discharges the refrigerant from the discharge chamber 124 to the refrigerant outflow port which communicates with the housing 30 is provided. The refrigerant outflow port is equipped with a refrigerant inflow port 40b of the oil separator 40 connected. The oil separator 40 has a cylindrical element 41 which extends in the vertical direction and causes the refrigerant to rotate, the pressure of which is previously in the compression mechanism section 10 is increased. In the cylindrical element 41 When a space is formed, a gas-phase refrigerant and oil are separated from each other by the action of a centrifugal force.
Das Gasphasen-Kältemittel mit einem hohen Druck, das von dem Öl-Separator 40 separiert wird, wird aus dem auf einer oberen Seite des Öl-Separators 40 ausgebildeten Auslassanschluss 40a in Richtung zu dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2 abgelassen. Andererseits wird das in dem Öl-Separator 40 separierte Öl in einem Abschnitt aufgenommen, der sich auf einer unteren Seite des Öl-Separators 40 befindet, und wird dem Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 und den gleitenden Abschnitten zwischen der Welle 25 und dem ersten und dem zweiten Lager-Abschnitt 26, 27 in dem Gehäuse 30 durch einen Öl-Durchlass (nicht gezeigt) hindurch zugeführt.The gas phase refrigerant at a high pressure, that of the oil separator 40 is separated from that on an upper side of the oil separator 40 trained outlet port 40a towards the water-refrigerant heat exchanger 2 drained. On the other hand, in the oil separator 40 separated oil is taken up in a section, located on a lower side of the oil separator 40 is located, and becomes the compression mechanism section 10 and the sliding portions between the shaft 25 and the first and second storage sections 26 . 27 in the case 30 supplied through an oil passage (not shown).
Als nächstes wird ein Betrieb des Kompressors 1 der vorliegenden Ausführungsform mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau beschrieben. Die bewegliche Spirale 11 dreht sich (d. h. rotiert) bezüglich der Welle 25, wenn dem Motor-Abschnitt 20 des Kompressors 1 ein elektrischer Strom zugeführt wird und wenn sich der Rotor 22 und die Welle 25 drehen. Im Ergebnis bewegen sich die Kompressionskammern Vc, welche die halbmondförmige Gestalt aufweisen und zwischen dem Zahnabschnitt 112 der beweglichen Spirale 11 auf der beweglichen Seite und dem Zahnabschnitt 122 der festen Spirale 12 auf der festen Seite ausgebildet sind, von der äußeren Umfangsseite in Richtung zu der mittigen Seite, während sie sich um die Welle 25 herum drehen.Next is an operation of the compressor 1 of the present embodiment having the structure described above. The moving spiral 11 turns (ie rotates) with respect to the shaft 25 when the engine section 20 of the compressor 1 an electric current is supplied and when the rotor 22 and the wave 25 rotate. As a result, the compression chambers Vc having the crescent shape and between the tooth portion move 112 the movable spiral 11 on the moving side and the tooth section 122 the solid spiral 12 are formed on the fixed side, from the outer peripheral side toward the central side, while moving around the shaft 25 turn around.
Zu diesen Zeitpunkt wird das Kältemittel mit einem niedrigen Druck, das aus dem äußeren Wärmetauscher 6 heraus strömt, über den Ansauganschluss 30a in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite eingesaugt, die auf der äußersten Umfangsseite positioniert ist und mit dem Ansauganschluss 30a in Verbindung steht. Die Kompressionskammer Vc, in die das Kältemittel mit einem niedrigen Druck hinein strömt, bewegt sich bei einer Drehung der Welle 25 in Richtung zu der zwischenliegenden Position, die mit den stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlässen 51 in Verbindung steht, während ein Volumen der Kompressionskammer Vc abnimmt.At this time, the refrigerant is at a low pressure, which comes from the outer heat exchanger 6 out, over the suction port 30a sucked into the compression chamber Vc on the suction side, which is positioned on the outermost peripheral side and with the suction port 30a communicates. The compression chamber Vc, into which the refrigerant flows at a low pressure, moves upon rotation of the shaft 25 towards the intermediate position, with the downstream refrigerant passages 51 communicates while a volume of the compression chamber Vc decreases.
Das Rückschlagventil 50 ist aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem Druck P1 und dem Druck P2 unter einer Bedingung offen, dass sich die Kompressionskammer Vc zu der zwischenliegenden Position bewegt und dass ein Druck P2 des Gasphasen-Kältemittels mit einem Zwischendruck auf einer Seite benachbart zu dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b höher als ein Druck P1 des Kältemittels auf Seiten der Kompressionskammer Vc ist. Im Ergebnis wird das Gasphasen-Kältemittel mit einem Zwischendruck, das in dem Gas-Flüssigkeits-Separator 3 separiert wird und von dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b angesaugt wird, in die Kompressionskammern Vc injiziert. The check valve 50 is open due to a pressure difference between the pressure P1 and the pressure P2 under a condition that the compression chamber Vc moves to the intermediate position and that a pressure P2 of the gas-phase refrigerant with an intermediate pressure on a side adjacent to the intermediate-pressure suction port 30b is higher than a pressure P1 of the refrigerant on the compression chamber Vc side. As a result, the gas-phase refrigerant having an intermediate pressure that is in the gas-liquid separator 3 is separated and from the intermediate pressure suction port 30b is sucked, injected into the compression chambers Vc.
Das Rückschlagventil 50 ist aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Druck P1 und dem Druck P2 geschlossen, wenn das Volumen der Kompressionskammer Vc bei einer Drehung der Welle 25 abnimmt und wenn der Druck P1 des Kältemittels auf der Seite benachbart zu der Kompressionskammer Vc den Druck P2 des Gasphasen-Kältemittels mit einem Zwischendruck auf der Seite benachbart zu dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b übersteigt. Im Ergebnis wird der Rückstrom des Kältemittels von den Kompressionskammern Vc in Richtung zu dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b verhindert.The check valve 50 is closed due to the pressure difference between the pressure P1 and the pressure P2 when the volume of the compression chamber Vc upon rotation of the shaft 25 decreases and when the pressure P1 of the refrigerant on the side adjacent to the compression chamber Vc, the pressure P2 of the gas-phase refrigerant with an intermediate pressure on the side adjacent to the intermediate-pressure suction port 30b exceeds. As a result, the return flow of the refrigerant from the compression chambers Vc toward the intermediate-pressure suction port becomes 30b prevented.
Das Auslassventil ist offen, wenn sich die Kompressionskammer Vc bei einer Drehung der Welle 25 zu einer Position bewegt, die mit dem Auslassloch 123 der festen Spirale 12 auf der mittigen Seite in Verbindung steht und wenn der Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc einen Ventilöffnungsdruck des Auslassventils übersteigt. Im Ergebnis wird das Kältemittel mit einem hohen Druck in die Auslasskammer 124 abgelassen. Das Kältemittel mit einem hohen Druck, das mit dem durch den Öl-Separator 40 separierten Öl in die Auslasskammer 124 abgelassen wurde, wird von dem Auslassanschluss 40a in Richtung zu dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2 abgelassen.The exhaust valve is open when the compression chamber Vc upon rotation of the shaft 25 moved to a position with the outlet hole 123 the solid spiral 12 on the central side communicates and when the pressure of the refrigerant with a high pressure in the compression chamber Vc exceeds a valve opening pressure of the exhaust valve. As a result, the refrigerant with a high pressure in the discharge chamber 124 drained. The refrigerant at a high pressure, that with the through the oil separator 40 separated oil into the outlet chamber 124 is discharged from the outlet port 40a towards the water-refrigerant heat exchanger 2 drained.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform das Kältemittel in dem Wärmepumpen-Kreislauf 100 ansaugen, komprimieren und ablassen.As described above, the compressor 1 the present embodiment, the refrigerant in the heat pump cycle 100 suck in, compress and release.
Gemäß dem Kompressor 1 (d. h. einem Spiral-Kompressor) der vorliegenden Ausführungsform wird ein Teilstück des eine Kompressionskammer bildenden Elements (noch genauer die bewegliche Spirale 11 und die feste Spirale 12), das die Kompressionskammer Vc definiert und bildet, derart drehend verlagert, dass die Kompressionskammer Vc um die Welle 25 herum verlagert wird, indem Stellen (d. h. Wandoberflächen) des eine Kompressionskammer bildenden Elements, die faktisch die Kompressionskammer Vc definieren und bilden, reihum kontinuierlich gewechselt werden. Noch genauer wird die bewegliche Spirale 11 gemäß dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform drehend verlagert, und die Wandoberflächen des eine Kompressionskammer bildenden Elements, die faktisch die Kompressionskammer Vc definieren und bilden, werden reihum gewechselt. Im Ergebnis wird die Kompressionskammer Vc um die Welle 25 herum verlagert.According to the compressor 1 (ie, a scroll type compressor) of the present embodiment becomes a portion of the compression chamber forming member (more particularly, the movable scroll 11 and the solid spiral 12 ) defining and forming the compression chamber Vc so as to rotationally displace the compression chamber Vc around the shaft 25 is shifted around by continuously changing places (ie, wall surfaces) of the compression chamber forming member, which actually define and form the compression chamber Vc. Even more accurate is the movable spiral 11 according to the compressor 1 of the present embodiment, and the wall surfaces of the compression chamber forming member, which actually define and form the compression chamber Vc, are changed in turn. As a result, the compression chamber Vc becomes around the shaft 25 relocated around.
Mit anderen Worten, gemäß dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite, die mit dem Ansauganschluss 30a in Verbindung steht, als auch die Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite, die mit dem Auslassanschluss 40a in Verbindung steht, durch das gleiche, eine Kompressionskammer bildende Element definiert und gebildet.In other words, according to the compressor 1 In the present embodiment, both the compression chamber Vc on the suction side and the suction port 30a is communicated, as well as the compression chamber Vc on the outlet side, with the outlet port 40a is defined by the same, a compression chamber forming element defined and formed.
Darüber hinaus ist eine Temperatur des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite höher als eine Temperatur des Kältemittels mit einem niedrigen Druck, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite eingesaugt wird, da eine Temperatur des Kältemittels in den Kompressionskammern Vc mit einer Komprimierung des Kältemittels zunimmt. In dem Drehverlagerungs-Kompressor, der von dem Spiral-Kompressor repräsentiert wird, unterliegt daher die Wärme des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite über das eine Kompressionskammer bildende Element einem Transfer auf das Kältemittel mit einem niedrigen Druck, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt.In addition, a temperature of the high-pressure refrigerant in the compression chamber Vc on the outlet side is higher than a temperature of the low-pressure refrigerant sucked into the compression chamber Vc on the suction side, since a temperature of the refrigerant in the compression chambers Vc a compression of the refrigerant increases. Therefore, in the rotary displacement compressor represented by the scroll compressor, the heat of the high-pressure refrigerant in the discharge chamber Vc on the discharge side via the compression chamber forming member undergoes transfer to the low-pressure refrigerant flowing in the compression chamber Vc flows in the suction side.
Eine Verdichtung des Fluids, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt, nimmt ab, und die volumetrische Effizienz des Kompressors verschlechtert sich, wenn die Wärme des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite auf das Kältemittel mit einem geringen Druck transferiert wird, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt.Compression of the fluid flowing into the compression chamber Vc on the suction side decreases, and the volumetric efficiency of the compressor deteriorates when the heat of the high-pressure refrigerant in the compression chamber Vc on the exhaust side becomes low Pressure is transferred, which flows into the compression chamber Vc on the suction side.
Gemäß dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist andererseits jeder von den stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlässen 51 so ausgebildet, dass er die Richtungskomponente aufweist, die sich entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Welle 25 erstreckt. Daher kann der Abschnitt der festen Spirale 12, der die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite bildet, mittels des Kältemittels mit einem Zwischendruck, das durch die stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlässe 51 hindurch strömt, gekühlt werden.According to the compressor 1 On the other hand, in the present embodiment, each of the downstream refrigerant passages 51 formed so that it has the directional component, which is opposite to the direction of rotation of the shaft 25 extends. Therefore, the section of the fixed spiral 12 , which forms the compression chamber Vc on the suction side, by means of the refrigerant with an intermediate pressure passing through the downstream refrigerant passages 51 flows through, be cooled.
Dementsprechend wird ein Transfer der Wähne des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite über die feste Spirale 12 auf das Kältemittel unterbunden, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt, und eine Verschlechterung der volumetrischen Effizienz des Kompressors 1 kann unterbunden werden. Demzufolge kann eine Auslass-Durchflussrate des Kompressors 1 bei der gleichen Drehzahl erhöht werden.Accordingly, a transfer of the high pressure refrigerant of the refrigerant into the compression chamber Vc becomes on the exhaust side over the solid spiral 12 is inhibited to the refrigerant flowing into the compression chamber Vc on the suction side, and a deterioration of the volumetric efficiency of the compressor 1 can be stopped. As a result, an outlet flow rate of the compressor 1 be increased at the same speed.
Im Ergebnis kann eine Drehzahl verringert werden, die für eine Erzielung der gleichen Heizleistung für eine Warmwasserversorgung mit dem Wasser-Kältemittel-Wärmetauscher 2 erforderlich ist. Daher kann die Zuverlässigkeit des Kompressors 1 erhöht werden, und eine Leistungsziffer (COP) des Wärmepumpen-Kreislaufs 100 kann verbessert werden.As a result, a speed can be reduced which is sufficient to achieve the same heating power for a hot water supply with the water-refrigerant heat exchanger 2 is required. Therefore, the reliability of the compressor 1 be increased, and a coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle 100 can be improved.
Gemäß dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 bezüglich der Mittelachse der Welle 25 so geneigt, dass der in 3 gezeigte Winkel α die vorstehend beschriebene Ungleichung F1 erfüllt und dass der in 4 gezeigt Winkel β die vorstehend beschriebene Ungleichung F2 erfüllt. Daher kann der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 extrem leicht so gebildet werden, dass er die Form mit der Richtungskomponente aufweist, die sich entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Welle 25 erstreckt, ohne eine Durchlass-Struktur des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 kompliziert zu machen.According to the compressor 1 In the present embodiment, the downstream refrigerant passage is 51 with respect to the central axis of the shaft 25 so inclined that the in 3 angle α shown satisfies the inequality F1 described above and that the in 4 angle β satisfies the inequality F2 described above. Therefore, the downstream refrigerant passage 51 extremely easily formed so that it has the shape with the directional component, which is opposite to the direction of rotation of the shaft 25 extends without a passage structure of the downstream refrigerant passage 51 to make complicated.
Darüber hinaus ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 in der festen Spirale 12 ausgebildet und ist so ausgebildet, dass er die Richtungskomponente in Richtung zu der Wandoberfläche der festen Spirale 12 aufweist, welche die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite bildet. Daher wird eine Erhöhung einer Temperatur der Wandoberflächen unterbunden, welche die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite bilden, und es kann wirkungsvoll verhindert werden, dass das Kältemittel, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt, durch die Wärme des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite erwärmt wird.In addition, the downstream refrigerant passage is 51 in the tight spiral 12 is formed and is adapted to the direction component toward the wall surface of the fixed spiral 12 which forms the compression chamber Vc on the suction side. Therefore, an increase in a temperature of the wall surfaces forming the compression chamber Vc on the suction side is suppressed, and it can be effectively prevented that the refrigerant flowing into the compression chamber Vc on the suction side, by the heat of the refrigerant with a high pressure is heated in the compression chamber Vc on the outlet side.
Des Weiteren ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 so ausgebildet, dass er die Richtungskomponente parallel zu der axialen Richtung aufweist. Auf diese Weise können ausgedehnte Gebiete der Wandoberfläche der festen Spirale 12, welche die Kompressionskammern Vc bilden, durch das Kältemittel mit einem Zwischendruck gekühlt werden, das durch den stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlass 51 hindurch strömt. Daher kann wirkungsvoll verhindert werden, dass das Kältemittel, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt, durch die Wärme des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite erwärmt wird.Furthermore, the downstream refrigerant passage 51 is formed so as to have the directional component parallel to the axial direction. In this way, extended areas of the wall surface of the fixed spiral 12 , which form the compression chambers Vc, are cooled by the refrigerant with an intermediate pressure passing through the downstream refrigerant passage 51 flows through it. Therefore, it can be effectively prevented that the refrigerant flowing into the compression chamber Vc on the suction side is heated by the heat of the high-pressure refrigerant in the compression chamber Vc on the exhaust side.
Bei dem Wärmepumpen-Kreislauf 100 der vorliegenden Ausführungsform wird Kohlenstoffdioxid als das Kältemittel verwendet, und der Wärmepumpenkreislauf 100 konfiguriert den überkritischen Kühlkreislauf, in dem ein Druck des Kältemittels auf der Hochdruckseite höher als ein kritischer Druck oder gleich diesem ist. In einem derartigen überkritischen Kühlkreislauf wird die Temperatur des abgelassenen Kältemittels, das aus dem Kompressor 1 abgelassen wird, problemlos zu einer relativ hohen Temperatur (z. B. einer Temperatur gleich oder höher als 90°C), und das Kältemittel, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt, wird durch die Wärme des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite problemlos erwärmt. Daher stellt der Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform einen äußerst großen Effekt für ein Unterbinden der Verschlechterung der volumetrischen Effizienz bereit.In the heat pump cycle 100 In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant, and the heat pump cycle 100 configures the supercritical refrigeration cycle in which a pressure of the refrigerant on the high-pressure side is higher than or equal to a critical pressure. In such a supercritical refrigeration cycle, the temperature of the discharged refrigerant coming from the compressor 1 is discharged easily to a relatively high temperature (eg, a temperature equal to or higher than 90 ° C), and the refrigerant flowing into the compression chamber Vc on the suction side is caused by the heat of the refrigerant at a high pressure in the compression chamber Vc on the outlet side heated easily. Therefore, the compressor provides 1 In the present embodiment, there is an extremely large effect for suppressing the volumetric efficiency deterioration.
Zweite AusführungsformSecond embodiment
Wie in 5 gezeigt, ist eine Form des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 der vorliegenden Ausführungsform gegenüber jener der ersten Ausführungsform verändert. 5 ist eine Zeichnung, die 4 der ersten Ausführungsform entspricht, und Abschnitte, die jenen bei der ersten Ausführungsform ähnlich oder die äquivalent zu diesen sind, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Dies gilt auch für andere Zeichnungen.As in 5 shown is a shape of the downstream refrigerant passage 51 of the present embodiment is changed from that of the first embodiment. 5 is a drawing that 4 of the first embodiment, and portions similar or equivalent to those in the first embodiment are given the same reference numerals. This also applies to other drawings.
Noch genauer ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 der vorliegenden Ausführungsform in einem Zahnabschnitt 122 der festen Spirale 12 auf der festen Seite ausgebildet. Ein Auslass-Abschnitt des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 ist in einer Seitenfläche des Zahnabschnitts 122 auf der festen Seite offen. Weitere Strukturen und der Betrieb sind ähnlich wie jene bei der ersten Ausführungsform.More specifically, the downstream refrigerant passage 51 the present embodiment in a tooth portion 122 the solid spiral 12 trained on the solid side. An outlet portion of the downstream refrigerant passage 51 is in a side surface of the tooth portion 122 open on the firm side. Other structures and operation are similar to those in the first embodiment.
Daher kann gemäß dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ein Effekt erzielt werden, durch den die Verschlechterung der volumetrischen Effizienz unterbunden wird. Darüber hinaus ist der stromabwärts gelegene Kältemittel-Durchlass 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an dem Zahnbereich 122 der festen Spirale 12 auf der festen Seite ausgebildet. Auf diese Weise können die stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlässe 51 dicht bei der Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite positioniert werden, und der Abschnitt der festen Spirale 12, der die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite bildet, kann effektiv gekühlt werden.Therefore, according to the compressor 1 similar to the first embodiment, an effect which suppresses the deterioration in volumetric efficiency can be obtained in the present embodiment. In addition, the downstream refrigerant passage is 51 according to the present embodiment, at the tooth area 122 the solid spiral 12 trained on the solid side. In this way, the downstream refrigerant passages 51 be positioned close to the compression chamber Vc on the suction side, and the section of the fixed spiral 12 that forms the compression chamber Vc on the suction side can be effectively cooled.
Dritte Ausführungsform Third embodiment
Wie in 6 gezeigt, ist eine Form des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 der vorliegenden Ausführungsform gegenüber jener der ersten Ausführungsform verändert. 6 ist eine Zeichnung, die 4 der ersten Ausführungsform entspricht. Noch genauer nimmt eine Schnittfläche des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer Strömungsrichtung des Kältemittels mit einem Zwischendruck graduell zu. Weitere Strukturen und der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform sind ähnlich wie jene bei der ersten Ausführungsform.As in 6 shown is a shape of the downstream refrigerant passage 51 of the present embodiment is changed from that of the first embodiment. 6 is a drawing that 4 corresponds to the first embodiment. More specifically, a sectional area of the downstream refrigerant passage increases 51 According to the present embodiment, gradually increasing in a flow direction of the refrigerant with an intermediate pressure. Other structures and the operation of the present embodiment are similar to those in the first embodiment.
Daher kann gemäß dem Kompressor 1 der vorliegenden Ausführungsform ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ein Effekt erzielt werden, durch den die Verschlechterung der volumetrischen Effizienz unterbunden wird. Darüber hinaus nimmt eine Schnittfläche des stromabwärts gelegenen Kältemittel-Durchlasses 51 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Strömungsrichtung des Kältemittels mit einem Zwischendruck graduell zu. Daher kann das Fluid mit einem Zwischendruck in ein ausgedehntes Gebiet in der zwischenliegenden Kompressionskammer Vc injiziert werden.Therefore, according to the compressor 1 similar to the first embodiment, an effect which suppresses the deterioration in volumetric efficiency can be obtained in the present embodiment. In addition, a sectional area of the downstream refrigerant passage increases 51 According to the present embodiment, gradually increasing in the flow direction of the refrigerant with an intermediate pressure. Therefore, the fluid can be injected at an intermediate pressure into a wide area in the intermediate compression chamber Vc.
Daher kann das ausgedehnte Gebiet der zwischenliegenden Kompressionskammer Vc mittels des Kältemittels mit einem Zwischendruck, das in die zwischenliegende Kompressionskammer Vc injiziert wird, effizient gekühlt werden. Dementsprechend kann verhindert werden, dass das Kältemittel, das in die Kompressionskammer Vc auf der Ansaugseite hinein strömt, durch die Wärme des Kältemittels mit einem hohen Druck in der Kompressionskammer Vc auf der Auslassseite erwärmt wird.Therefore, the expanded area of the intermediate compression chamber Vc can be efficiently cooled by means of the intermediate pressure refrigerant injected into the intermediate compression chamber Vc. Accordingly, the refrigerant flowing into the compression chamber Vc on the suction side can be prevented from being heated by the heat of the high-pressure refrigerant in the compression chamber Vc on the exhaust side.
Weitere AusführungsformenFurther embodiments
Es versteht sich, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und dass sie verschiedene Modifikationen innerhalb eines Umfangs der vorliegenden Offenbarung abdecken soll, wie im Folgenden beschrieben.
- (1) Wenngleich der Kompressor 1 gemäß der vorliegenden Offenbarung bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen auf den Wärmepumpen-Kreislauf 100 der Wasser-Heizvorrichtung der Wärmepumpe angewendet wird, ist die Anwendung des Kompressors 1 nicht auf den Wärmepumpen-Kreislauf 100 beschränkt. Der Kompressor 1 weist einen breiten Bereich von Anwendungen als ein Kompressor für ein Komprimieren verschiedener Fluide auf.
It should be understood that the present disclosure is not limited to the embodiments described above, and that it is intended to cover various modifications within a scope of the present disclosure, as described below. - (1) Although the compressor 1 according to the present disclosure in the embodiments described above on the heat pump cycle 100 the heat pump water heater is the application of the compressor 1 not on the heat pump cycle 100 limited. The compressor 1 has a wide range of applications as a compressor for compressing various fluids.
Des Weiteren kann der Kompressor 1 auf einen Gasinjektions-Kreislauf angewendet werden, der einen Kompressor, einen Kühler, einen Verzweigungsabschnitt, ein Expansionsventil auf der Seite mit einem hohen Niveau, einen inneren Wärmetauscher, ein Expansionsventil auf der Seite mit einem niedrigen Niveau sowie einen Verdampfer beinhaltet. Der Kompressor komprimiert das Kältemittel und lässt es ab. Der Kühler tauscht Wärme zwischen einem Kältemittel mit einem hohen Druck, das aus dem Kompressor abgelassen wird, und einem zu erwärmenden Fluid (oder Außenluft) aus. Der Verzweigungsabschnitt teilt einen Strom des Kältemittels mit einem hohen Druck auf, der aus dem Kühler heraus strömt. Das Expansionsventil auf der Seite mit einem hohen Niveau verringert einen Druck von einem der abgezweigten Kältemittel mit einem hohen Druck, das in dem Verzweigungsabschnitt abgezweigt wurde, bis das Kältemittel mit einem hohen Druck zu einem Kältemittel mit einem Zwischendruck wird. Der innere Wärmetauscher tauscht Wärme zwischen dem anderen der abgezweigten Kältemittel mit einem hohen Druck, das in dem Verzweigungsabschnitt abgezweigt wurde, und dem Kältemittel mit einem Zwischendruck aus, dessen Druck in dem Expansionsventil auf der Seite mit einem hohen Niveau verringert wird. Das Expansionsventil auf der Seite mit einem niedrigen Niveau verringert einen Druck des Kältemittels mit einem hohen Druck, das aus dem inneren Wärmetauscher heraus strömt, bis das Kältemittel mit einem hohen Druck zu einem Kältemittel mit einem niedrigen Druck wird. Der Verdampfer tauscht Wärme zwischen dem Kältemittel mit einem niedrigen Druck, das aus dem Expansionsventil auf der Seite mit einem niedrigen Niveau heraus strömt, und der Außenluft (oder dem zu kühlenden Fluid) aus, um das Kältemittel mit einem niedrigen Druck zu verdampfen. Das Kältemittel mit einem Zwischendruck, das aus dem inneren Wärmetauscher heraus strömt, wird in den Zwischendruck-Ansauganschluss 30b des Kompressors 1 eingesaugt. Das Kältemittel mit einem niedrigen Druck, das aus dem Verdampfer heraus strömt, wird in den Ansauganschluss 30a des Kompressors 1 eingesaugt.
- (2) Wenngleich bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Kompressor 1 beschrieben ist, der als der Spiral-Kompressor ausgebildet ist, ist der Typ des Kompressors nicht auf den Spiral-Typ beschränkt. Der Kompressor der vorliegenden Offenbarung beinhaltet einen breiten Bereich von Typen für ein Komprimieren eines Fluids in der Kompressionskammer, deren Volumen verringert wird, während die Kompressionskammer um die Drehwelle herum verlagert wird.
Furthermore, the compressor can 1 be applied to a gas injection cycle, which includes a compressor, a radiator, a branching section, a high-level side expansion valve, an inner heat exchanger, a low-level side expansion valve and an evaporator. The compressor compresses the refrigerant and releases it. The radiator exchanges heat between a high pressure refrigerant discharged from the compressor and a fluid (or outside air) to be heated. The branching section divides a flow of the refrigerant at a high pressure flowing out of the radiator. The high-level side expansion valve reduces a pressure of one of the branched high-pressure refrigerant branched in the branch portion until the high-pressure refrigerant becomes an intermediate-pressure refrigerant. The inner heat exchanger exchanges heat between the other one of the branched high pressure refrigerant branched in the branching portion and the intermediate pressure refrigerant, the pressure of which in the high level side expansion valve is reduced. The low-level side expansion valve reduces a pressure of the high-pressure refrigerant flowing out of the inner heat exchanger until the high-pressure refrigerant becomes a low-pressure refrigerant. The evaporator exchanges heat between the refrigerant having a low pressure flowing out of the low-level side expansion valve and the outside air (or the fluid to be cooled), to evaporate the refrigerant at a low pressure. The intermediate pressure refrigerant flowing out of the inner heat exchanger becomes the intermediate pressure suction port 30b of the compressor 1 sucked. The refrigerant with a low pressure that flows out of the evaporator, is in the suction port 30a of the compressor 1 sucked. - (2) Although in the embodiments described above, the compressor 1 is described, which is formed as the scroll compressor, the type of the compressor is not limited to the spiral type. The compressor of the present disclosure includes a wide range of types for compressing a fluid in the compression chamber, the volume of which is reduced while the compression chamber is displaced around the rotating shaft.
Das eine Kompressionskammer bildende Element kann zum Beispiel einen Zylinder, der einen kreisförmigen, säulenförmigen Raum bildet, einen kreisförmigen, säulenförmigen Rotor, der exzentrisch in Bezug auf eine Mittelachse des kreisförmigen, säulenförmigen Raums angeordnet ist, sowie einen Flügel beinhalten, der aus einer inneren Umfangsoberflächenseite des Zylinders heraus ragt und so mit einer äußeren Umfangsfläche des Rotors in Kontakt kommt. Der Kompressor kann als ein sogenannter Abrollkolben-Kompressor ausgebildet sein, bei dem eine Kompressionskammer durch einen Raum gebildet wird, der durch die innere Umfangsoberfläche des Zylinders, die äußere Umfangsoberfläche des Rotors und den Flügel definiert ist.For example, the compression chamber forming member may include a cylinder forming a circular columnar space, a circular columnar rotor eccentric with respect to a center axis of the circular columnar space, and a vane formed from an inner circumferential surface side protrudes out of the cylinder and thus comes into contact with an outer peripheral surface of the rotor. The compressor may be formed as a so-called roll-off type compressor in which a compression chamber is formed by a space defined by the inner peripheral surface of the cylinder, the outer peripheral surface of the rotor and the vane.
Das eine Kompressionskammer bildende Element kann einen Zylinder, der einen säulenförmigen Raum mit einer ovalen Schnittform bildet, einen kreisförmigen, säulenförmigen Rotor, der im Inneren des säulenförmigen Raums angeordnet ist, sowie Flügel beinhalten, die aus einer äußeren Umfangsoberflächenseite des Rotors heraus ragen und so mit einer inneren Umfangsoberfläche des Zylinders in Kontakt kommen. Der Kompressor kann als ein sogenannter Flügel-Kompressorkonfiguriert sein, bei dem eine Kompressionskammer durch einen Raum gebildet wird, der durch die innere Umfangsoberfläche des Zylinders, die äußere Umfangsoberfläche des Rotors und die Flügel definiert ist.
- (3) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist der vertikale Kompressor 1 beschrieben. Der Kompressor kann jedoch ein horizontaler Kompressor sein, bei dem sich die Welle (d. h. eine Drehachse) 25 in einer horizontalen Richtung erstreckt und der Kompressionsmechanismus-Abschnitt 10 und der Motor-Abschnitt 20 in einer horizontalen Orientierung (d. h. einer lateralen Orientierung) angeordnet sind.
- (4) Wenngleich das Rückschlagventil 50, welches das Membranventil 50a aufweist, bei jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen als der Rückstrom-Verhinderungs-Abschnitt verwendet wird, ist der Rückstrom-Verhinderungs-Abschnitt nicht auf das Rückschlagventil 50 beschränkt. Zum Beispiel kann der Rückstrom-Verhinderungs-Abschnitt eingesetzt werden, der ein freies Ventil (d. h. ein Schieberventil) aufweist, das in Abhängigkeit von einer Druckdifferenz zwischen dem Druck P1 eines Kältemittels auf einer Seite benachbart zu der Kompressionskammer Vc und dem Druck P2 eines Kältemittels auf einer Seite benachbart zu dem Zwischendruck-Ansauganschluss 30b verlagert wird.
The compression chamber forming member may include a cylinder forming a columnar space having an oval sectional shape, a circular columnar rotor disposed inside the columnar space, and wings protruding from an outer peripheral surface side of the rotor and so on an inner peripheral surface of the cylinder come into contact. The compressor may be configured as a so-called vane type compressor in which a compression chamber is formed by a space defined by the inner circumferential surface of the cylinder, the outer peripheral surface of the rotor, and the vanes. - (3) In the embodiments described above, the vertical compressor 1 described. However, the compressor may be a horizontal compressor where the shaft (ie, an axis of rotation) 25 extending in a horizontal direction and the compression mechanism section 10 and the engine section 20 are arranged in a horizontal orientation (ie, a lateral orientation).
- (4) Although the check valve 50 which is the diaphragm valve 50a is used in each of the above-described embodiments as the backflow prevention portion, the backflow prevention portion is not on the check valve 50 limited. For example, the backflow prevention portion may be employed which has a free valve (ie, a spool valve) responsive to a pressure difference between the pressure P1 of a refrigerant on a side adjacent to the compression chamber Vc and the pressure P2 of a refrigerant a side adjacent to the intermediate pressure suction port 30b is relocated.
