JP2013019274A - 2段スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一平面上に固定スクロール(52)と旋回スクロール(54)を有するスクロール型圧縮機であって、前記固定スクロール(52)に、前記固定スクロール(52)のラップ部を連結するランド部(53)を設けることにより、外周側圧縮部(55A)と内周側圧縮部(55B)が形成された2段スクロール型圧縮機において、外周側固定ラップ部(52A、56)と前記外周側旋回ラップ部(54A)を、第1圧縮室(21A−1)と第2圧縮室(21A−2)の2室が形成された後、前記旋回スクロール(54)の旋回運動につれて前記2室は合流するように構成し、さらに、前記2室の合流時の圧力が等しくなるように構成したことを特徴とする。
【選択図】図7
Description
旋回スクロールのラップ形状は、通常はインボリュート曲線で形成されるが、固定スクロールのラップ形状は、旋回スクロールのラップの旋回運動に伴う軌跡の包絡線として与えられる。このため、都合によって部分的に削るなどの加工を施すことが可能である。
(1)外周側圧縮部の圧縮室の変化
図3の315度の状態から0度の状態に移って、吸入口8から吸入された被圧縮流体は、第1圧縮室21A−1と第2圧縮室21A−2に閉じ込められて圧縮が開始される。図3の45度の状態から270度の状態まで、第1圧縮室21A−1と第2圧縮室21A−2の2つの圧縮室に分かれて圧縮が進行する。図3の315度の状態は、第1圧縮室21A−1と第2圧縮室21A−2とが合流する直前の状態である。図3の315度の第1圧縮室21A−1と第2圧縮室21A−2の圧縮室の形状は、大きく異なっている点に注目すべきである。
合流後、1つになった圧縮室で圧縮が進行して、135度の前あたりから内周側圧縮部へ、外周側圧縮部(低圧圧縮)で圧縮された被圧縮流体が、中間吐出口32、中間吸入口33を経て送り込まれる。
図4の315度の状態から0度の状態にかけて、内周側圧縮部の外側の第1段目の圧縮室(第1段目と第2段目にそれぞれ2室ずつ圧縮室が存在している)が2室形成されて、図4の315度の状態まで、2つの圧縮室に分かれて圧縮が進行する。これら2つの圧縮室は、点対称に形成されている点に注目すべきである。図4の0度の状態では、中心部の吐出口9においても、対称な2つの第2段目の圧縮室が形成されている。その後、対称に形成された第2段目の圧縮室は合流して、1つの圧縮室となって、高圧となった被圧縮流体を吐出口9から外部に吐出する。
基礎技術においては圧縮が進行して、第1圧縮室21A−1と第2圧縮室21A−2が合流する直前においては、それぞれが圧力の異なる圧縮室となっているため、合流時に圧力損失が発生することとなる。一方、内周側圧縮部の圧縮室においては、図4で見てきたように、2つの圧縮室がほぼ点対称に形成されているので、合流時には問題が生じない。
図7は、本発明の一実施形態の固定スクロールと旋回スクロールを示す断面図である。図8(a)〜(h)は、本発明の一実施形態における、45度毎の外周側圧縮部の圧縮室を示す説明図である。図9(a)〜(h)は、本発明の一実施形態における、45度毎の内周側圧縮部の圧縮室を示す説明図である。
図7に示すように、本発明の一実施形態も基礎技術と同様に、スクロール型圧縮機の同一平面上の圧縮部を2段に分け、固定スクロール52には圧縮部を2段に区画するランド部53を設け、固定スクロール52の外周側固定ラップ部52A(中間ラップ56を含む)と、旋回スクロール54の外周側旋回ラップ部54Aとによって、外周側圧縮部55A(低圧段)を構成し、固定スクロール52の内周側固定ラップ部52B(中間ラップ56を含む)と、旋回スクロール54の内周側旋回ラップ部54Bとによって、内周側圧縮部55B(高圧段)を構成する。冷媒などの被圧縮流体(ガス)は、外部から吸入口8を通って外周側圧縮部55Aに吸入され、外周側圧縮部55Aで圧縮後、ガスは中間吐出口32から吐出する。その後、インジェクションガスと合流して中間圧となり、中間吸入口33を経て、内周側圧縮部55Bに導入される。内周側圧縮部55Bで圧縮された後、高圧となって吐出口9から吐出される。
さらに、上記説明では、外周側圧縮部55Aを低圧段として、内周側圧縮部55Bを高圧段としたが、これと逆に設定しても良い。この場合でも同様に、外周側圧縮部55Aに、第1圧縮室(21A−1)と第2圧縮室(21A−2)の2室が形成され、前記2室の合流時の圧力が等しくなるように構成する。
多くの場合、外周側旋回ラップ部54Aの巻き数を、約1〜0.5とすると、2室の合流時の圧力を等しくさせることができる。
21A−2 第2圧縮室
52 固定スクロール
52A 外周側固定ラップ部
52B 内周側固定ラップ部
53 ランド部
54 旋回スクロール
54A 外周側旋回ラップ部
54B 内周側旋回ラップ部
55A 外周側圧縮部
55B 内周側圧縮部
56 中間ラップ
Claims (9)
- 一平面上に固定スクロール(52)と旋回スクロール(54)を有するスクロール型圧縮機であって、前記固定スクロール(52)に、前記固定スクロール(52)のラップ部を連結するランド部(53)を設けることにより、外周側圧縮部(55A)と内周側圧縮部(55B)が形成された2段スクロール型圧縮機において、
前記外周側圧縮部(55A)は、前記固定スクロール(52)の外周側固定ラップ部(52A、56)と、前記旋回スクロール(54)の外周側旋回ラップ部(54A)を具備し、
外周側固定ラップ部(52A、56)と前記外周側旋回ラップ部(54A)を、第1圧縮室(21A−1)と第2圧縮室(21A−2)の2室が形成された後、前記旋回スクロール(54)の旋回運動につれて前記2室は合流するように構成し、さらに、前記2室の合流時の圧力が等しくなるように構成した2段スクロール型圧縮機。 - 前記外周側旋回ラップ部(54A)の巻き数が減少するように一部削除して、前記第1圧縮室(21A−1)の圧縮開始位相を遅らせて、前記2室の合流時の圧力を等しくさせたことを特徴とする請求項1に記載の2段スクロール型圧縮機。
- 前記外周側旋回ラップ部(54A)の前記巻き数を、1以下としたことを特徴とする請求項2に記載の2段スクロール型圧縮機。
- 前記外周側固定ラップ部(52A)の歯側面を削ることにより、前記2室の合流時の圧力を等しくさせたことを特徴とする請求項1に記載の2段スクロール型圧縮機。
- 前記外周側固定ラップ部(52A)又は前記外周側旋回ラップ部(54A)の歯側面に沿って溝を設置したことより、前記2室の合流時の圧力を等しくさせたことを特徴とする請求項1に記載の2段スクロール型圧縮機。
- 前記外周側旋回ラップ部(54A)の巻き数を少なくする手段、前記外周側固定ラップ部(52A)の歯側面を削る手段、前記外周側固定ラップ部(52A)又は前記外周側旋回ラップ部(54A)の歯側面に沿って溝を設置する手段のいずれか2つ、又は、3つの手段を組み合わせて、前記2室の合流時の圧力を等しくさせたことを特徴とする請求項1に記載の2段スクロール型圧縮機。
- 前記外周側圧縮部(55A)は、第1圧縮室(21A−1)と第2圧縮室(21A−2)の2室が形成された直後に、前記2室は合流するように構成したことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の2段スクロール型圧縮機。
- 冷媒圧縮機として使用される請求項1から7のいずれか1項に記載の2段スクロール型圧縮機。
- 前記外周側圧縮部(55A)と前記内周側圧縮部(55B)とを連通する連通路(24)に、中間圧冷媒をインジェクションすることを特徴とする請求項8に記載の2段スクロール型圧縮機。
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