JP2003214363A - スクロール式機械 - Google Patents
スクロール式機械Info
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- F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
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- F04C23/008—Hermetic pumps
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スクロール式機械について、熱交換器または
フラッシュタンクを用いる蒸気注入システムを組み込
む。 【解決手段】 冷却システムは、流体ポケットの1個ま
たは2個以上の中に流体注入を伴う圧縮機を有する。こ
のポケットに注入するための流体源は、圧縮機の外殻に
直接取り付けられ、流体源と圧縮機との間に流体管路を
設ける必要性をなくす。この流体源は、システムの性能
および効率を増大させるフラッシュタンクであっても、
システムの性能および効率を増大させる熱交換器であっ
てもよい。
フラッシュタンクを用いる蒸気注入システムを組み込
む。 【解決手段】 冷却システムは、流体ポケットの1個ま
たは2個以上の中に流体注入を伴う圧縮機を有する。こ
のポケットに注入するための流体源は、圧縮機の外殻に
直接取り付けられ、流体源と圧縮機との間に流体管路を
設ける必要性をなくす。この流体源は、システムの性能
および効率を増大させるフラッシュタンクであっても、
システムの性能および効率を増大させる熱交換器であっ
てもよい。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクロール式機械
に関する。より詳細には、本発明は、スクロール式圧縮
機の外殻に直接に設置された熱交換器またはフラッシュ
タンクを用いる蒸気注入システムを組み込んだ気密のス
クロール式圧縮機に関する。
に関する。より詳細には、本発明は、スクロール式圧縮
機の外殻に直接に設置された熱交換器またはフラッシュ
タンクを用いる蒸気注入システムを組み込んだ気密のス
クロール式圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】冷凍空調システムは、典型的には圧縮
機、凝縮器、膨張弁などおよび蒸発器を有する。これら
の構成部品は、連続的な直列流路において順番に連結さ
れる。作動流体または冷媒は、システムを通って流れ、
液体相と蒸気や気体相とを交互に繰り返す。
機、凝縮器、膨張弁などおよび蒸発器を有する。これら
の構成部品は、連続的な直列流路において順番に連結さ
れる。作動流体または冷媒は、システムを通って流れ、
液体相と蒸気や気体相とを交互に繰り返す。
【0003】 種々の圧縮機タイプが冷凍空調システム
に用いられ、往復式圧縮機に限定されることなく、スク
リュー式圧縮機および回転圧縮機を含んでいる。回転圧
縮機は、スクロール式圧縮機とともにベーン型圧縮機も
包含できる。スクロール式圧縮機は2台のスクロール部
材を用いて構成され、各スクロール部材が、端板部と、
各自のラップ端まで垂直に延びる螺旋状ラップ部とをそ
れぞれ有する。螺旋状ラップ部では、互いに挟み込むか
嵌め合わされた2つのラップ部を対向するように配置し
ている。スクロール部材は、互いに関して相対的な旋回
運動でかみ合わさるように設置されている。この旋回運
動の間に、螺旋状ラップ部は連続した一連の密封ポケッ
トまたは空間を形成し、該密封空間のおのおのが、比較
的低い吸引圧の放射方向外方位置から内方へ、比較的高
い圧力または吐出圧力の中央位置まで移動すると次第に
寸法が減少する。圧縮された流体は、中央位置で密封空
間から、一方のスクロール部材の端板部を通して形成さ
れた吐出通路を通って出て行く。
に用いられ、往復式圧縮機に限定されることなく、スク
リュー式圧縮機および回転圧縮機を含んでいる。回転圧
縮機は、スクロール式圧縮機とともにベーン型圧縮機も
包含できる。スクロール式圧縮機は2台のスクロール部
材を用いて構成され、各スクロール部材が、端板部と、
各自のラップ端まで垂直に延びる螺旋状ラップ部とをそ
れぞれ有する。螺旋状ラップ部では、互いに挟み込むか
嵌め合わされた2つのラップ部を対向するように配置し
ている。スクロール部材は、互いに関して相対的な旋回
運動でかみ合わさるように設置されている。この旋回運
動の間に、螺旋状ラップ部は連続した一連の密封ポケッ
トまたは空間を形成し、該密封空間のおのおのが、比較
的低い吸引圧の放射方向外方位置から内方へ、比較的高
い圧力または吐出圧力の中央位置まで移動すると次第に
寸法が減少する。圧縮された流体は、中央位置で密封空
間から、一方のスクロール部材の端板部を通して形成さ
れた吐出通路を通って出て行く。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】冷凍空調システムは、
気体態様である一部の冷媒を低い吸引圧力と比較的高い
吐出圧力との中間の圧力で密封ポケットまたは空間の中
へ注入する蒸気注入システムと組み合わせている。この
気体冷媒は、2台のスクロール部材の一方を通して延設
する1または2以上の注入ポートを通って密封ポケット
または空間の中へ注入される。気体冷媒の注入は、冷凍
空調システムの性能および効率のいずれにも大いなる影
響を与える。蒸気注入が最高性能および最高効率の増大
を達成するために組み込まれる冷凍空調システムにおい
て、開発部門エンジニアは、冷媒ガスが密封ポケットの
中へ注入される中間圧力を最高化するとともに、密封ポ
ケットの中へ注入される冷媒ガスの量を最大化する注入
システムを提供することを試みている。注入される冷媒
ガスの圧力とともに冷媒ガスの量を最高化することによ
り、冷凍空調システムのシステム性能およびシステム効
率が最高になる。
気体態様である一部の冷媒を低い吸引圧力と比較的高い
吐出圧力との中間の圧力で密封ポケットまたは空間の中
へ注入する蒸気注入システムと組み合わせている。この
気体冷媒は、2台のスクロール部材の一方を通して延設
する1または2以上の注入ポートを通って密封ポケット
または空間の中へ注入される。気体冷媒の注入は、冷凍
空調システムの性能および効率のいずれにも大いなる影
響を与える。蒸気注入が最高性能および最高効率の増大
を達成するために組み込まれる冷凍空調システムにおい
て、開発部門エンジニアは、冷媒ガスが密封ポケットの
中へ注入される中間圧力を最高化するとともに、密封ポ
ケットの中へ注入される冷媒ガスの量を最大化する注入
システムを提供することを試みている。注入される冷媒
ガスの圧力とともに冷媒ガスの量を最高化することによ
り、冷凍空調システムのシステム性能およびシステム効
率が最高になる。
【0005】 蒸気注入システムを開発するとき、開発
部門エンジニアは、ポケットの中へ注入される蒸気用の
供給源を考慮に入れなければならない。典型的には、蒸
気冷媒源は、冷却回路内の位置で連結部を通っており、
且つフラッシュタンクまたはエコノマイザのような装置
は、気体または蒸気冷媒だけが密封ポケットまたは空間
の中へ注入されるのを確実にするため、蒸気冷媒を気体
冷媒から分離するために用いられる。液体冷媒を冷却回
路内の位置からアクセスするとき、蒸気または気体冷媒
は、典型的には、冷却回路内の位置と圧縮機との間に延
設する流体ラインを通って圧縮機まで管路で送られる。
蒸気または気体冷媒源と圧縮機との間に流体管路を使用
することにより、気体冷媒の圧力低下が流体ライン損失
および/または温度損失のために発生するシステムを提
供することになる。温度損失を限定するためにこのライ
ンを熱絶縁することが可能であっても、この熱絶縁によ
り、システムの保守点検時に問題を引き起こすととも
に、冷凍空調システムに追加コストおよび複雑さをもた
らす。
部門エンジニアは、ポケットの中へ注入される蒸気用の
供給源を考慮に入れなければならない。典型的には、蒸
気冷媒源は、冷却回路内の位置で連結部を通っており、
且つフラッシュタンクまたはエコノマイザのような装置
は、気体または蒸気冷媒だけが密封ポケットまたは空間
の中へ注入されるのを確実にするため、蒸気冷媒を気体
冷媒から分離するために用いられる。液体冷媒を冷却回
路内の位置からアクセスするとき、蒸気または気体冷媒
は、典型的には、冷却回路内の位置と圧縮機との間に延
設する流体ラインを通って圧縮機まで管路で送られる。
蒸気または気体冷媒源と圧縮機との間に流体管路を使用
することにより、気体冷媒の圧力低下が流体ライン損失
および/または温度損失のために発生するシステムを提
供することになる。温度損失を限定するためにこのライ
ンを熱絶縁することが可能であっても、この熱絶縁によ
り、システムの保守点検時に問題を引き起こすととも
に、冷凍空調システムに追加コストおよび複雑さをもた
らす。
【0006】 したがって、蒸気注入システムに関する
継続的な開発は、密封空間の中へ注入しうる中間の加圧
蒸気の量および圧力を高めることに向けられている。
継続的な開発は、密封空間の中へ注入しうる中間の加圧
蒸気の量および圧力を高めることに向けられている。
【0007】 本発明は、フラッシュタンク、エコノマ
イザまたは熱交換器を圧縮機の気密外殻に直接設置する
蒸気注入システムについての技術を提供することであ
る。フラッシュタンク、エコノマイザまたは熱交換器の
直接取り付けは、中間の加圧気体冷媒に要する全ての外
部管路を取り除ける。フラッシュタンク、エコノマイザ
または熱交換器の直接取り付けは、いっそうコンパクト
な単一ユニットの利点を提供し、すなわち、圧力損失が
いっそう少なく、設備がいっそう単純であり、蒸気注入
の流体ラインを分離または熱絶縁する必要がなく、据え
付け時に連結することを要する構成部品がいっそう少な
くなり、さらに冷凍空調システムがいっそう低コストに
なるであろう。
イザまたは熱交換器を圧縮機の気密外殻に直接設置する
蒸気注入システムについての技術を提供することであ
る。フラッシュタンク、エコノマイザまたは熱交換器の
直接取り付けは、中間の加圧気体冷媒に要する全ての外
部管路を取り除ける。フラッシュタンク、エコノマイザ
または熱交換器の直接取り付けは、いっそうコンパクト
な単一ユニットの利点を提供し、すなわち、圧力損失が
いっそう少なく、設備がいっそう単純であり、蒸気注入
の流体ラインを分離または熱絶縁する必要がなく、据え
付け時に連結することを要する構成部品がいっそう少な
くなり、さらに冷凍空調システムがいっそう低コストに
なるであろう。
【0008】 本発明の適用可能性についての他の領域
は、以下に示す詳細な説明から明らかになるであろう。
詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好適な具体
例を示すものであるが、例示を目的とするためだけのも
のであって、本発明の範囲を限定する意図のないことが
理解されるべきである。
は、以下に示す詳細な説明から明らかになるであろう。
詳細な説明および特定の実施例は、本発明の好適な具体
例を示すものであるが、例示を目的とするためだけのも
のであって、本発明の範囲を限定する意図のないことが
理解されるべきである。
【0009】 本発明は、詳細な説明および添付図面か
らいっそう十分に理解できるようになる。
らいっそう十分に理解できるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】好適な具体例に関する以下の記載
は、単なる例示であって本発明、その適用または利用を
限定することを意図するものではない。
は、単なる例示であって本発明、その適用または利用を
限定することを意図するものではない。
【0011】 同様の参照番号がいくつかの図について
同じまたは対応する部品を示している図面を参照する
と、図1においてスクロール式圧縮機を示し、該圧縮機
は、本発明に係る独自の蒸気注入システムを適応させる
ために設計され且つ一般に参照番号10で示している。
好適な具体例に関する以下の記載は、単なる例示であっ
て本発明、その適用またはその利用を限定することを意
図するものではない。
同じまたは対応する部品を示している図面を参照する
と、図1においてスクロール式圧縮機を示し、該圧縮機
は、本発明に係る独自の蒸気注入システムを適応させる
ために設計され且つ一般に参照番号10で示している。
好適な具体例に関する以下の記載は、単なる例示であっ
て本発明、その適用またはその利用を限定することを意
図するものではない。
【0012】 スクロール式圧縮機10は通常円筒形の
気密外殻12を備え、該外殻の上端にはキャップ14を
溶接しており、且つ下端には一体形成された複数の据付
け脚(図示しない)を有する基台16を溶接している。
キャップ14には、冷媒吐出管継手18を設け、該継手
はその内部に通常の吐出弁(図示しない)を有する。外
殻12に溶接された他の主な構成要素には、キャップ1
4と同一の点で外殻12に外周端を溶接された横向きの
仕切り板20と、外殻12に対して適宜の方法で固着さ
れた主軸受ハウジング24と、外殻12に対して適宜の
方法で固着された複数の放射状外方延接の脚部を有する
下部軸受ハウジング26とがある。一般に横断面が四角
形であるが丸コーナー部を有するモータ固定子28は、
外殻12の中に圧着取り付けしている。モータ固定子2
8について丸コーナー部間の平坦部は、モータ固定子2
8と外殻12との間に通路を形成し、該通路は外殻12
の頂部から底部への潤滑剤の還元流れを促進する。
気密外殻12を備え、該外殻の上端にはキャップ14を
溶接しており、且つ下端には一体形成された複数の据付
け脚(図示しない)を有する基台16を溶接している。
キャップ14には、冷媒吐出管継手18を設け、該継手
はその内部に通常の吐出弁(図示しない)を有する。外
殻12に溶接された他の主な構成要素には、キャップ1
4と同一の点で外殻12に外周端を溶接された横向きの
仕切り板20と、外殻12に対して適宜の方法で固着さ
れた主軸受ハウジング24と、外殻12に対して適宜の
方法で固着された複数の放射状外方延接の脚部を有する
下部軸受ハウジング26とがある。一般に横断面が四角
形であるが丸コーナー部を有するモータ固定子28は、
外殻12の中に圧着取り付けしている。モータ固定子2
8について丸コーナー部間の平坦部は、モータ固定子2
8と外殻12との間に通路を形成し、該通路は外殻12
の頂部から底部への潤滑剤の還元流れを促進する。
【0013】 上端で偏心するクランクピン32を有す
る駆動軸ないしクランク軸30は、主軸受ハウジング2
4中のベアリング34および下部軸受ハウジング26中
のベアリング36に支承させて回転自在に設けている。
クランク軸30はその下端部中に比較的大径の同心の穴
38を有し、該穴は、クランク軸30の上端まで上方に
延設し且つ放射方向外方に位置させたより小径の穴40
と連通させる。穴38内にはスターラ42を配置する。
内側外殻12の下方部には潤滑油を満たし、穴38,4
0はポンプとして働いてクランク軸30の上方まで潤滑
油を汲上げ、最終的には潤滑を必要とするスクロール式
圧縮機10の種々の部分の全てに対して潤滑油を供給す
る。
る駆動軸ないしクランク軸30は、主軸受ハウジング2
4中のベアリング34および下部軸受ハウジング26中
のベアリング36に支承させて回転自在に設けている。
クランク軸30はその下端部中に比較的大径の同心の穴
38を有し、該穴は、クランク軸30の上端まで上方に
延設し且つ放射方向外方に位置させたより小径の穴40
と連通させる。穴38内にはスターラ42を配置する。
内側外殻12の下方部には潤滑油を満たし、穴38,4
0はポンプとして働いてクランク軸30の上方まで潤滑
油を汲上げ、最終的には潤滑を必要とするスクロール式
圧縮機10の種々の部分の全てに対して潤滑油を供給す
る。
【0014】 クランク軸30は、貫通するモータ巻線
44を有する固定子28と、クランク軸30上に圧嵌め
され且つ上下の釣合い重り48,50を有するモータ回
転子46とを備える電動モータによって相対駆動され
る。通常タイプのモータプロテクタ52は、モータ巻線
44と隣接して設置され、モータがその正常温度範囲を
超えたならば、モータプロテクタ52がモータを停止す
る。
44を有する固定子28と、クランク軸30上に圧嵌め
され且つ上下の釣合い重り48,50を有するモータ回
転子46とを備える電動モータによって相対駆動され
る。通常タイプのモータプロテクタ52は、モータ巻線
44と隣接して設置され、モータがその正常温度範囲を
超えたならば、モータプロテクタ52がモータを停止す
る。
【0015】 主軸受ハウジング24の上方面は、旋回
スクロール部材56を配置する環状で平坦なスラスト表
面54を備えている。スクロール部材56は、その上方
面に通常の螺旋状弁体またはラップ部60と、その下方
面に環状で平坦なスラスト表面62とを有する端板部5
8からなる。ジャーナル軸受66を内部に有する円筒状
のハブ64は、下端面62から下方向きに突出させてお
り、該ハブの中に中ぐり部を有する駆動ブッシュ68を
回転可能に配置し、該中ぐり部の中にクランクピン32
を駆動可能に配置する。クランクピン32は、駆動ブッ
シュ68の中ぐり部の一部において平坦面と駆動可能に
係合する平坦面(図示しない)を一表面上に有し、本出
願人が所有の米国特許第4877382号に記載された
ような放射方向で融通性を有する駆動機構を提供してお
り、参照のために同特許の記載を本明細書に加入する。
スクロール部材56を配置する環状で平坦なスラスト表
面54を備えている。スクロール部材56は、その上方
面に通常の螺旋状弁体またはラップ部60と、その下方
面に環状で平坦なスラスト表面62とを有する端板部5
8からなる。ジャーナル軸受66を内部に有する円筒状
のハブ64は、下端面62から下方向きに突出させてお
り、該ハブの中に中ぐり部を有する駆動ブッシュ68を
回転可能に配置し、該中ぐり部の中にクランクピン32
を駆動可能に配置する。クランクピン32は、駆動ブッ
シュ68の中ぐり部の一部において平坦面と駆動可能に
係合する平坦面(図示しない)を一表面上に有し、本出
願人が所有の米国特許第4877382号に記載された
ような放射方向で融通性を有する駆動機構を提供してお
り、参照のために同特許の記載を本明細書に加入する。
【0016】 ラップ部60は、非旋回スクロール部材
74の一部を形成する非旋回スクロールラップ部72と
かみ合う。非旋回スクロール部材74に対する旋回スク
ロール部材56の旋回運動の間に流体の可動ポケットを
造り出し、該ポケットは、放射方向の外方位置からスク
ロール部材56,74の中心位置まで移動するにつれて
圧縮される。非旋回スクロール部材74は、該部材の限
定的な軸方向運動を与える所望の方法で主軸受ハウジン
グ24に取り付けられている。このような取り付けの特
有の方法は本発明にとって重要ではない。
74の一部を形成する非旋回スクロールラップ部72と
かみ合う。非旋回スクロール部材74に対する旋回スク
ロール部材56の旋回運動の間に流体の可動ポケットを
造り出し、該ポケットは、放射方向の外方位置からスク
ロール部材56,74の中心位置まで移動するにつれて
圧縮される。非旋回スクロール部材74は、該部材の限
定的な軸方向運動を与える所望の方法で主軸受ハウジン
グ24に取り付けられている。このような取り付けの特
有の方法は本発明にとって重要ではない。
【0017】 非旋回スクロール部材74は、中心に配
置の吐出ポート76を有し、該吐出ポートは仕切り板2
0の開口78を経て、キャップ14と仕切り板20とに
よって区画形成された吐出消音室80と流体連通させ
る。スクロールラップ部60,72間の可動ポケットで
圧縮された流体は、ポート76および開口78を通って
吐出消音室80の中に吐出する。非旋回スクロール部材
74は、その上端面において平行の同軸側壁を持つ環状
凹み82を有し、該環状凹み内には相対的な軸方向移動
のために環状シール組立体84を密封配置し、該シール
組立体は、凹み82が通路86によって中間の流体圧力
源と流体連通できるように該凹みの底部を隔離するのに
役立つ。したがって、非旋回スクロール部材74は、該
非旋回スクロール部材の中心部に作用する吐出圧力によ
って生じた力と、凹み82の底部に作用する中間の流体
圧力によって生じた力とにより、旋回スクロール部材5
6に対して軸方向に偏向している。この軸方向の圧力偏
向は、限定的な軸方向運動のために非旋回スクロール部
材74を支持する種々の技術とともに、本出願人の前記
米国特許第4877382号にいっそう詳細に記載され
ている。
置の吐出ポート76を有し、該吐出ポートは仕切り板2
0の開口78を経て、キャップ14と仕切り板20とに
よって区画形成された吐出消音室80と流体連通させ
る。スクロールラップ部60,72間の可動ポケットで
圧縮された流体は、ポート76および開口78を通って
吐出消音室80の中に吐出する。非旋回スクロール部材
74は、その上端面において平行の同軸側壁を持つ環状
凹み82を有し、該環状凹み内には相対的な軸方向移動
のために環状シール組立体84を密封配置し、該シール
組立体は、凹み82が通路86によって中間の流体圧力
源と流体連通できるように該凹みの底部を隔離するのに
役立つ。したがって、非旋回スクロール部材74は、該
非旋回スクロール部材の中心部に作用する吐出圧力によ
って生じた力と、凹み82の底部に作用する中間の流体
圧力によって生じた力とにより、旋回スクロール部材5
6に対して軸方向に偏向している。この軸方向の圧力偏
向は、限定的な軸方向運動のために非旋回スクロール部
材74を支持する種々の技術とともに、本出願人の前記
米国特許第4877382号にいっそう詳細に記載され
ている。
【0018】 スクロール部材56,74の相対的回転
は通常のオルダム継手88によって阻止され、該オルダ
ム継手は、非旋回スクロール部材74の直径方向の対向
スロット内に摺動可能に配置された1対のキーと、旋回
スクロール部材56の直径方向の対向スロット内に摺動
可能に配置された1対の第2キーとを有する。
は通常のオルダム継手88によって阻止され、該オルダ
ム継手は、非旋回スクロール部材74の直径方向の対向
スロット内に摺動可能に配置された1対のキーと、旋回
スクロール部材56の直径方向の対向スロット内に摺動
可能に配置された1対の第2キーとを有する。
【0019】 スクロール式圧縮機10は、吸引ガス受
入れ外殻12がモータの冷却を一部支援することを可能
とする「低側壁」タイプであると好ましい。帰還吸引ガ
スの十分な流れがある限り、モータは所望の温度限界内
のままである。しかしながら、この流れが止まると、冷
却不足によってモータプロテクタ52が始動してスクロ
ール式圧縮機10を閉鎖するであろう。
入れ外殻12がモータの冷却を一部支援することを可能
とする「低側壁」タイプであると好ましい。帰還吸引ガ
スの十分な流れがある限り、モータは所望の温度限界内
のままである。しかしながら、この流れが止まると、冷
却不足によってモータプロテクタ52が始動してスクロ
ール式圧縮機10を閉鎖するであろう。
【0020】 広範に記載されたスクロール式圧縮機
は、当業界で公知であるかまたは出願人が譲り受けた他
の出願中の特許出願の主題のいずれかである。本発明の
原理を組み込んだ構成の細目は、一般に参照番号100
で示される独自の蒸気注入システムを扱う細目である。
蒸気注入システム100は、スクロール式圧縮機10の
性能および効率を増大させる蒸気または気体の冷媒を注
入するために用いられる。
は、当業界で公知であるかまたは出願人が譲り受けた他
の出願中の特許出願の主題のいずれかである。本発明の
原理を組み込んだ構成の細目は、一般に参照番号100
で示される独自の蒸気注入システムを扱う細目である。
蒸気注入システム100は、スクロール式圧縮機10の
性能および効率を増大させる蒸気または気体の冷媒を注
入するために用いられる。
【0021】 図1から図3を参照すると、蒸気注入シ
ステム100は、非旋回スクロール部材74の端板部9
0を通して延設する蒸気注入通路102と、密封流体ポ
ケットの中へ開口する単一の蒸気注入ポート104と、
連結管106と、外殻12の外側まで該外殻を通して延
設する流体注入ポート108とを備える。
ステム100は、非旋回スクロール部材74の端板部9
0を通して延設する蒸気注入通路102と、密封流体ポ
ケットの中へ開口する単一の蒸気注入ポート104と、
連結管106と、外殻12の外側まで該外殻を通して延
設する流体注入ポート108とを備える。
【0022】 蒸気注入通路102は、非旋回スクロー
ル部材74の外側の位置から蒸気注入ポート104と連
通する位置まで、非旋回スクロール部材74を通して一
般に水平に延設する交差ドリル供給孔である。蒸気注入
ポート104は、通路102から非旋回スクロール部材
74を経て一般に垂直に延設し、ラップ部60,72で
形成された密封空間またはポケットの中へ開口する。連
結管106は、蒸気注入通路102から流体注入ポート
108まで延設し、該連結管は流体注入ポート108に
密に固着して、該流体注入ポートは、順次、以下に記載
する冷却システムのフラッシュタンクまたは熱交換器の
いずれかに連結している。
ル部材74の外側の位置から蒸気注入ポート104と連
通する位置まで、非旋回スクロール部材74を通して一
般に水平に延設する交差ドリル供給孔である。蒸気注入
ポート104は、通路102から非旋回スクロール部材
74を経て一般に垂直に延設し、ラップ部60,72で
形成された密封空間またはポケットの中へ開口する。連
結管106は、蒸気注入通路102から流体注入ポート
108まで延設し、該連結管は流体注入ポート108に
密に固着して、該流体注入ポートは、順次、以下に記載
する冷却システムのフラッシュタンクまたは熱交換器の
いずれかに連結している。
【0023】 図3を参照すると、スクロール式圧縮機
10が図示され、冷却システム120の一部として組み
立てられている。冷却システム120は、スクロール式
圧縮機10と、凝縮器122と、膨張弁または固定オリ
フィス124の形状である第1膨張装置と、フラッシュ
タンク126と、膨張弁128および蒸発器130の形
状である第2膨張装置とを備える。
10が図示され、冷却システム120の一部として組み
立てられている。冷却システム120は、スクロール式
圧縮機10と、凝縮器122と、膨張弁または固定オリ
フィス124の形状である第1膨張装置と、フラッシュ
タンク126と、膨張弁128および蒸発器130の形
状である第2膨張装置とを備える。
【0024】 操作において、スクロール式圧縮機10
で圧縮された冷媒は、流体ラインを通って、熱を除くこ
とで冷媒が冷却および凝縮される凝縮器122に流れ
る。凝縮器122から、液体冷媒は膨張弁または固定オ
リフィス124を通って流れる。膨張弁または固定オリ
フィス124は冷媒の圧力を減じる。膨張弁または固定
オリフィス124から、冷媒はフラッシュタンク126
に流れる。フラッシュタンク126において、冷媒の一
部を減圧によって蒸発させ、フラッシュタンク126の
底部に集められた残りの液体冷媒から気化熱を奪う。フ
ラッシュタンク126からの半冷却の液体冷媒は膨張弁
128を通って流れ、そして熱を奪うことで冷媒を蒸発
させる蒸発器130を通って流れる。次に、蒸発した冷
媒は、再圧縮しおよびサイクルを続けるスクロール式圧
縮機10の吸引チェンバへ流れる。フラッシュタンク1
26中で発生した瞬間気化の冷媒ないし気体冷媒は、外
殻12を通して延設する注入ポート108のルートで直
接に送られる。前記のように、注入ポート108に密に
固着された連結管106は、蒸気注入ポート104と連
通する蒸気注入通路102まで延設し、該蒸気注入ポー
トは、スクロールラップ部60,72で形成された1ま
たは2以上の密封空間の中へ開口している。蒸発器13
0に到達する前に前記システムで行われたフラッシュタ
ンク126中での液体冷媒の半冷却が、蒸発器130の
冷却性能を増加させる(すなわち蒸発器130の両端間
のより大きいエンタルピー差が利用できる)。
で圧縮された冷媒は、流体ラインを通って、熱を除くこ
とで冷媒が冷却および凝縮される凝縮器122に流れ
る。凝縮器122から、液体冷媒は膨張弁または固定オ
リフィス124を通って流れる。膨張弁または固定オリ
フィス124は冷媒の圧力を減じる。膨張弁または固定
オリフィス124から、冷媒はフラッシュタンク126
に流れる。フラッシュタンク126において、冷媒の一
部を減圧によって蒸発させ、フラッシュタンク126の
底部に集められた残りの液体冷媒から気化熱を奪う。フ
ラッシュタンク126からの半冷却の液体冷媒は膨張弁
128を通って流れ、そして熱を奪うことで冷媒を蒸発
させる蒸発器130を通って流れる。次に、蒸発した冷
媒は、再圧縮しおよびサイクルを続けるスクロール式圧
縮機10の吸引チェンバへ流れる。フラッシュタンク1
26中で発生した瞬間気化の冷媒ないし気体冷媒は、外
殻12を通して延設する注入ポート108のルートで直
接に送られる。前記のように、注入ポート108に密に
固着された連結管106は、蒸気注入ポート104と連
通する蒸気注入通路102まで延設し、該蒸気注入ポー
トは、スクロールラップ部60,72で形成された1ま
たは2以上の密封空間の中へ開口している。蒸発器13
0に到達する前に前記システムで行われたフラッシュタ
ンク126中での液体冷媒の半冷却が、蒸発器130の
冷却性能を増加させる(すなわち蒸発器130の両端間
のより大きいエンタルピー差が利用できる)。
【0025】 図4および図5を参照すると、スクロー
ル式圧縮機10は冷却システムの一部として図示されて
いる。冷却システム220は、スクロール式圧縮機10
と、凝縮器222と、膨張弁または固定オリフィスの形
状である第1膨張装置と、熱交換器226と、膨張弁2
28および蒸発器230の形状である第2膨張装置とを
備える。
ル式圧縮機10は冷却システムの一部として図示されて
いる。冷却システム220は、スクロール式圧縮機10
と、凝縮器222と、膨張弁または固定オリフィスの形
状である第1膨張装置と、熱交換器226と、膨張弁2
28および蒸発器230の形状である第2膨張装置とを
備える。
【0026】 操作において、スクロール式圧縮機10
で圧縮された冷媒は、流体ラインを通って、熱を除くこ
とで冷媒を冷却および凝縮する凝縮器222に流れる。
凝縮器222から、液体冷媒は、ポート232を通って
熱交換器226の中へ流れ、また膨張弁または固定オリ
フィス224を通って流れる。膨張弁または固定オリフ
ィス224は、気体段階に逆戻りする冷媒の圧力および
温度を減じる。この蒸発した冷媒は、凝縮器222から
ポート232を経て直接熱交換器226に供給された液
体冷媒を半冷却するために、この液体冷媒から付加熱を
取り除くポート234を通って熱交換器226の中へ流
れる。気体冷媒は、ポート236を通って熱交換器22
6を去り、そして外殻12を通して延設する注入ポート
108のルートで直接に送られる。前記のように、注入
ポート108に密に固着された連結管106は、蒸気注
入ポート104と連通する蒸気注入通路102まで延設
し、該蒸気注入ポートは、スクロールラップ部60,7
2で形成された1または2以上の密封空間の中へ開口し
ている。
で圧縮された冷媒は、流体ラインを通って、熱を除くこ
とで冷媒を冷却および凝縮する凝縮器222に流れる。
凝縮器222から、液体冷媒は、ポート232を通って
熱交換器226の中へ流れ、また膨張弁または固定オリ
フィス224を通って流れる。膨張弁または固定オリフ
ィス224は、気体段階に逆戻りする冷媒の圧力および
温度を減じる。この蒸発した冷媒は、凝縮器222から
ポート232を経て直接熱交換器226に供給された液
体冷媒を半冷却するために、この液体冷媒から付加熱を
取り除くポート234を通って熱交換器226の中へ流
れる。気体冷媒は、ポート236を通って熱交換器22
6を去り、そして外殻12を通して延設する注入ポート
108のルートで直接に送られる。前記のように、注入
ポート108に密に固着された連結管106は、蒸気注
入ポート104と連通する蒸気注入通路102まで延設
し、該蒸気注入ポートは、スクロールラップ部60,7
2で形成された1または2以上の密封空間の中へ開口し
ている。
【0027】 半冷却の液体冷媒は、ポート238を通
って熱交換器226を去り、そして膨張弁228を通っ
て流れ、ついで熱を奪うことで冷媒を蒸発させる蒸発器
130を通って流れる。次に、蒸発した冷媒は、再圧縮
しおよびサイクルを続けるスクロール式圧縮機10の吸
引チェンバへ流れる。蒸発器230に到達する前に前記
システムで行われた熱交換器226中での液体冷媒の半
冷却が、蒸発器230の冷却性能を増加させる(すなわ
ち蒸発器230の両端間のより大きいエンタルピー差分
が利用できる)。
って熱交換器226を去り、そして膨張弁228を通っ
て流れ、ついで熱を奪うことで冷媒を蒸発させる蒸発器
130を通って流れる。次に、蒸発した冷媒は、再圧縮
しおよびサイクルを続けるスクロール式圧縮機10の吸
引チェンバへ流れる。蒸発器230に到達する前に前記
システムで行われた熱交換器226中での液体冷媒の半
冷却が、蒸発器230の冷却性能を増加させる(すなわ
ち蒸発器230の両端間のより大きいエンタルピー差分
が利用できる)。
【0028】 図6を参照すると、スクロール式圧縮機
10は熱交換器326とともに図示されている。熱交換
器326は、基台16内でスクロール式圧縮機10の下
方に載置されるように設計している。基台16は、環状
フランジ部340を用いて高くし、熱交換器326を設
置する底部のためのスペースを与える。熱交換器326
は、凝縮器222からのポート232を有し、膨張弁ま
たは固定オリフィス224は、ポート234と同様に熱
交換器326まで内部にある。注入ポート108は、外
殻12よりも基台16を通して延設するために再配置さ
れ、且つ熱交換器326は、基台16を通して延設する
注入ポート108とつながる内部ポート236を有す
る。連結管106は、注入ポート108とつながるよう
に再構成される。また、熱交換器326は、半冷却の液
体冷媒を蒸発器230に送るのに用いるポート238を
有する。熱交換器226を有する冷却システム220に
関する前記の操作、機能および利点は、熱交換器226
に代えて熱交換器326を備えた冷却システム220に
ついてのそれと同じである。
10は熱交換器326とともに図示されている。熱交換
器326は、基台16内でスクロール式圧縮機10の下
方に載置されるように設計している。基台16は、環状
フランジ部340を用いて高くし、熱交換器326を設
置する底部のためのスペースを与える。熱交換器326
は、凝縮器222からのポート232を有し、膨張弁ま
たは固定オリフィス224は、ポート234と同様に熱
交換器326まで内部にある。注入ポート108は、外
殻12よりも基台16を通して延設するために再配置さ
れ、且つ熱交換器326は、基台16を通して延設する
注入ポート108とつながる内部ポート236を有す
る。連結管106は、注入ポート108とつながるよう
に再構成される。また、熱交換器326は、半冷却の液
体冷媒を蒸発器230に送るのに用いるポート238を
有する。熱交換器226を有する冷却システム220に
関する前記の操作、機能および利点は、熱交換器226
に代えて熱交換器326を備えた冷却システム220に
ついてのそれと同じである。
【0029】 図7を参照すると、スクロール式圧縮機
10は、凝縮器222、膨張弁または固定オリフィス2
24,熱交換器226、膨張弁228、蒸発器230、
熱交換器226の外部冷却板に設置したインバータ40
0を有する冷却システム220とともに図示されてい
る。したがって、図7は、インバータ400を追加した
図5と同じである。
10は、凝縮器222、膨張弁または固定オリフィス2
24,熱交換器226、膨張弁228、蒸発器230、
熱交換器226の外部冷却板に設置したインバータ40
0を有する冷却システム220とともに図示されてい
る。したがって、図7は、インバータ400を追加した
図5と同じである。
【0030】 インバータ400は、電力ライン402
を経てスクロール式圧縮機10と電気的に接続する。イ
ンバータ400は、該インバータおよびスクロール式圧
縮機10を駆動する電力源に連結する入力端子404を
有する。インバータ400の作動の間に、著しい量の熱
を発生する。熱交換器226の性能は、該熱交換器を通
過する気体冷媒を用いて、インバータ400および液体
冷媒の双方を冷却するのに十分である。インバータ40
0を有する冷却システム220に関する操作、機能およ
び利点は、インバータ400を有しない冷却システム2
20に関する前記のそれと同じである。
を経てスクロール式圧縮機10と電気的に接続する。イ
ンバータ400は、該インバータおよびスクロール式圧
縮機10を駆動する電力源に連結する入力端子404を
有する。インバータ400の作動の間に、著しい量の熱
を発生する。熱交換器226の性能は、該熱交換器を通
過する気体冷媒を用いて、インバータ400および液体
冷媒の双方を冷却するのに十分である。インバータ40
0を有する冷却システム220に関する操作、機能およ
び利点は、インバータ400を有しない冷却システム2
20に関する前記のそれと同じである。
【0031】 前述した全てのシステムは、外部の蒸気
注入ラインを持っていない利点を備える。これは圧縮機
および流体源用のコンパクトな単一ユニットを提供し、
流体の圧力降下を減じ、設備を簡略化し、蒸気注入ライ
ンの分離をなくし、設備に要する連結部の数を減らし、
およびシステムのコストを低減化する。さらに、前述し
たシステムでは、第1膨張装置124,224を電子膨
張弁、熱膨張弁または固定オリフィスにすることもでき
る。
注入ラインを持っていない利点を備える。これは圧縮機
および流体源用のコンパクトな単一ユニットを提供し、
流体の圧力降下を減じ、設備を簡略化し、蒸気注入ライ
ンの分離をなくし、設備に要する連結部の数を減らし、
およびシステムのコストを低減化する。さらに、前述し
たシステムでは、第1膨張装置124,224を電子膨
張弁、熱膨張弁または固定オリフィスにすることもでき
る。
【0032】 本発明の記載は単に説明するためのもの
であるから、本発明の要旨から逸脱しない変形例は本発
明の範囲内にあることを意図している。このような変形
例は、本発明の精神および範囲から逸脱しているとみな
されないものである。
であるから、本発明の要旨から逸脱しない変形例は本発
明の範囲内にあることを意図している。このような変形
例は、本発明の精神および範囲から逸脱しているとみな
されないものである。
【図1】 本発明に係るスクロール式圧縮機の縦断面図
である。
である。
【図2】 分画プレートのちょうど下で切断した図1に
示すスクロール式圧縮機の水平断面図である。
示すスクロール式圧縮機の水平断面図である。
【図3】 本発明に係る付設のフラッシュタンクを有す
る図1に示すスクロール式圧縮機の縦側面図である。
る図1に示すスクロール式圧縮機の縦側面図である。
【図4】 本発明の他の具体例に係る冷却システムの蒸
気注入システムとともに用いる熱交換器の概略説明図で
ある。
気注入システムとともに用いる熱交換器の概略説明図で
ある。
【図5】 図4に示す概略説明図に係る熱交換器と接続
する図1に示すスクロール式圧縮機の縦側面図である。
する図1に示すスクロール式圧縮機の縦側面図である。
【図6】 本発明の別の具体例に係る熱交換器と接続す
る図1に示すスクロール式圧縮機の斜視図である。
る図1に示すスクロール式圧縮機の斜視図である。
【図7】 本発明の別の具体例に係る熱交換器およびイ
ンバータと接続する図5に示すスクロール式圧縮機の縦
側面図である。
ンバータと接続する図5に示すスクロール式圧縮機の縦
側面図である。
10 スクロール式圧縮機
12 外殻
14 キャップ
24 主軸受ハウジング
26 下部軸受ハウジング
28 モータ固定子
30 クランク軸
52 モータプロテクタ
54 スラスト表面
56 旋回スクロール部材
58 端板部
60 ラップ部
72 ラップ部
74 非旋回スクロール部材
76 吐出ポート
82 環状凹み
90 端板部
100 蒸気注入システム
102 蒸気注入通路
104 蒸気注入ポート
106 連結管
108 流体注入ポート
120 冷却システム
122 凝縮器
124 膨張弁または固定オリフィス
126 フラッシュタンク
128 膨張弁
130 蒸発器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ミヒャエル エム ペレボチィコフ
アメリカ合衆国、45371オハイオ州、チッ
プ シティー、ヘサーストーン コート
668
(72)発明者 ロイ ドプカー
アメリカ合衆国、45806オハイオ州、リマ、
サンディー レーン 2042
Fターム(参考) 3H039 AA05 AA12 BB28 CC34
Claims (7)
- 【請求項1】 スクロール式機械であって、 注入ポートを定める外殻と、 前記外殻内に配置され且つ第1端板部から延設する第1
スクロールラップ部を有する第1スクロール部材と、 前記外殻内に配置され且つ第2端板部から延設する第2
スクロールラップ部を有する第2スクロール部材であっ
て、第2スクロール部材が第1スクロール部材とかみ合
って少なくとも2個の可動ポケットを形成し、該可動ポ
ケットは前記スクロールラップ部の相対的旋回によって
放射方向の外方位置から放射方向の内方位置まで移動す
ると寸法が小さくなる第2スクロール部材と、 前記第1および第2スクロール部材のひとつを通して延
設する蒸気注入通路であって、前記注入ポートと前記可
動ポケットのひとつとの間に延設する蒸気注入通路と、 前記注入ポートを経て前記流体注入通路と連通する流体
源であって、前記注入ポートに直接設定するために前記
外殻に固着されている流体源とを備えるスクロール式機
械。 - 【請求項2】 前記流体源がフラッシュタンクである請
求項1記載のスクロール式機械。 - 【請求項3】 前記流体源が熱交換器である請求項1記
載のスクロール式機械。 - 【請求項4】 前記熱交換器が前記外殻の側面または底
部に固着されている請求項3記載のスクロール式機械。 - 【請求項5】 前記機械がインバータ制御のモータで駆
動され、前記インバータが前記熱交換器と熱移動接触し
ている請求項3記載のスクロール式機械。 - 【請求項6】 前記流体源が前記外殻の側面または底部
に固着されている請求項1記載のスクロール式機械。 - 【請求項7】 スクロール式圧縮機であって、 前記外殻内に配置され且つ第1端板部から延設する第1
スクロールラップ部を有する第1スクロール部材と、 前記外殻内に配置され且つ第2端板部から延設する第2
スクロールラップ部を有する第2スクロール部材であっ
て、第2スクロール部材が第1スクロール部材とかみ合
って少なくとも2個の可動ポケットを形成し、該可動ポ
ケットは前記スクロールラップ部の相対的旋回によって
放射方向の外方位置から放射方向の内方位置まで移動す
ると寸法が小さくなる第2スクロール部材と、 前記スクロール部材を駆動するインバータ制御の電動モ
ータと、 前記スクロール式圧縮機によって圧縮された流体と連通
している熱交換器であって、前記外殻に固着されている
熱交換器とを備え、 前記インバータが前記熱交換器と熱移動接触しているス
クロール式圧縮機。
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