JP2021021370A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、空気調和機、給湯器、冷蔵庫等の冷凍サイクル装置に用いられるスクロール圧縮機に関する。 The present disclosure relates to a scroll compressor used in a refrigerating cycle device such as an air conditioner, a water heater, and a refrigerator.
特許文献1はインジェクション機能を持つスクロール圧縮機を開示する。このスクロール圧縮機は、図8に示すように、密閉容器101内に圧縮機構102とこれを駆動するモータ103とを備え、前記圧縮機構102の固定スクロール104にガスインジェクションポート105を形成して圧縮室106に中間圧のガス冷媒を導入するインジェクション管107を接続している。
本開示は、インジェクション管内を流れるガス冷媒が加熱されるのを抑制し、インジェクション率を高め、高効率な圧縮機を提供する。 The present disclosure provides a highly efficient compressor that suppresses heating of the gas refrigerant flowing in the injection pipe, increases the injection rate, and provides a highly efficient compressor.
本開示におけるスクロール圧縮機は、密閉容器内に設けた圧縮機構部と、前記圧縮機構の圧縮室に中間圧状態の冷媒をインジェクションするインジェクション管と、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスが密閉容器の中心近傍に設けられた吐出口から吐出される第1吐出空間と、前記密閉容器の外部へ冷媒ガスを導く吐出管を設けた第2吐出空間とを備え、前記密閉容器の中心に対して、偏心した位置に、第1吐出空間と第2吐出空間を連通する連通路を1つあるいは複数設け、当該連通路の流入部の中心と密閉容器の中心軸とを含む平面を第1基準平面、中心軸を含み、かつ第1基準平面に垂直な平面を第2基準平面とし、前記第1基準平面及び第2基準平面で圧縮機を分けることによって得られた4つのセグメントのうち、前記連通路の流入部を第1象限セグメント、および第2象限セグメントに設け、第1象限セグメントの向かい側かつ第2象限セグメントに隣接するセグメントを第3象限セグメント、第2象限セグメントの向かい側かつ第1象限セグメントに隣接するセグメントを第4象限セグメントと定義したとき、前記インジェクション管の中心を、第3象限セグメントあるいは第4象限セグメントに設けた構成としている。 In the scroll compressor of the present disclosure, a compression mechanism portion provided in a closed container, an injection pipe for injecting a refrigerant in an intermediate pressure state into the compression chamber of the compression mechanism, and a refrigerant gas compressed by the compression mechanism portion are contained in the closed container. A first discharge space for discharging from a discharge port provided near the center of the closed container and a second discharge space provided with a discharge pipe for guiding the refrigerant gas to the outside of the closed container are provided with respect to the center of the closed container. , One or a plurality of communication passages communicating the first discharge space and the second discharge space are provided at eccentric positions, and a plane including the center of the inflow portion of the communication passage and the central axis of the closed container is the first reference plane. Of the four segments obtained by dividing the compressor between the first reference plane and the second reference plane, the plane including the central axis and perpendicular to the first reference plane is defined as the second reference plane. The inflow part of the passage is provided in the first quadrant segment and the second quadrant segment, and the segment opposite to the first quadrant segment and adjacent to the second quadrant segment is the third quadrant segment, opposite the second quadrant segment and the first quadrant segment. When the segment adjacent to is defined as the fourth quadrant segment, the center of the injection tube is provided in the third quadrant segment or the fourth quadrant segment.
本開示におけるスクロール圧縮機は、吐出口から吐出される比較的温度の高い冷媒を、インジェクション管近傍を経由させない流れ方にし、インジェクション管を直接加熱させないようにして、インジェクション管内の冷媒加熱を抑制できる。そのため、インジェクション率を高めることができ、高効率なスクロール圧縮機を提供できる。 The scroll compressor in the present disclosure can suppress the heating of the refrigerant in the injection pipe by allowing the relatively high temperature refrigerant discharged from the discharge port to flow so as not to pass through the vicinity of the injection pipe and not directly heating the injection pipe. .. Therefore, the injection rate can be increased, and a highly efficient scroll compressor can be provided.
(本開示の基礎となった知見等)
発明者らが本開示に想到するに至った当時、特許文献1に示すスクロール圧縮機が知られていた。このスクロール圧縮機は、密閉容器内部の比較的温度の高い吐出冷媒が、インジェクション管近傍を流れる。そのため、インジェクション管内のガス冷媒が加熱され、最適な圧力でガス冷媒が圧縮室に導入されず、圧縮機を高効率化するために十分なインジェクション量を圧縮室に供給することができない、と言う課題がある。発明者らはこのような課題を発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
(Knowledge, etc. that was the basis of this disclosure)
At the time when the inventors came up with the present disclosure, the scroll compressor shown in
そこで本開示は、インジェクション管内のガス冷媒が加熱されるのを抑制して、インジェクション率を高め、高効率な圧縮機を提供する。 Therefore, the present disclosure provides a highly efficient compressor by suppressing heating of the gas refrigerant in the injection pipe to increase the injection rate.
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters or duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessarily redundant explanations below and to facilitate the understanding of those skilled in the art.
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。 It should be noted that the accompanying drawings and the following description are provided for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and are not intended to limit the subject matter described in the claims.
(実施の形態1)
以下、図1〜図4を用いて、実施の形態1を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
[1−1.構成]
図1は、本開示の実施の形態1による圧縮機の縦断面図である。また、図2は図1の圧縮機を上部から見た平面図である。図のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
[1-1. Constitution]
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the compressor according to the first embodiment of the present disclosure. Further, FIG. 2 is a plan view of the compressor of FIG. 1 as viewed from above. The operation and operation of the scroll compressor configured as shown in the figure will be described below.
図1に示すように、本開示の圧縮機は、密閉容器1の内部に圧縮機構部10、電動機部20を設けて構成されている。
As shown in FIG. 1, the compressor of the present disclosure is configured by providing a
圧縮機構部10は、密閉容器1内に溶接や焼き嵌めなどして固定したシャフト5の主軸受部材11と、この主軸受部材11上にボルト止めした固定スクロール12と、前記主軸受部材11と固定スクロール12との間に挟み込まれ、固定スクロール12との間に圧縮室15を形成する旋回スクロール13とからなる。
The
旋回スクロール13と主軸受部材11との間には、旋回スクロール13の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転拘束機構14を設け、シャフト5の上端にある偏心軸部5aにて旋回スクロール13を偏心駆動することにより、旋回スクロール13を円軌道運動させる。
A
これにより固定スクロール12と旋回スクロール13との間に形成している圧縮室15が、外周側から中央部に向かって容積を縮めながら移動する。この移動を利用して、密閉容器1外の冷凍サイクルに通じた吸入管3から、固定スクロール12に設けられた常に吸入圧力である吸入室16を経て冷媒ガスを吸入し、圧縮室15に閉じ込んだのち圧縮を行う。所定の圧力に到達した冷媒ガスは、固定スクロール12の中央部の吐出口17からリード弁18を押し開けて、第1吐出空間37に吐出される。
As a result, the
旋回スクロール13を駆動するシャフト5の下端にはポンプ6が設けられている。このポンプ6はその吸い込み口が貯オイル部2内に位置するように配置されている。ポンプ6はスクロール圧縮機と同時に駆動されるため、ポンプ6は密閉容器1の底部に設けられた貯オイル部2にあるオイルを、圧力条件や運転速度に関係なく、確実に吸い上げることができ、オイル切れの心配を解消する。ポンプ6で吸い上げたオイルは、シャフト5内を貫通しているオイル供給穴7を通じて圧縮機構部10に供給される。なお、オイルをポンプ6で吸い上げる前もしくは吸い上げた後に、オイルフィルタ等でオイルから異物を除去する構成にすると、圧縮機構部10への異物混入が防止でき、更なる信頼性向上を図ることができる。
A
圧縮機構部10に導かれたオイルの圧力は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール13に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール13は固定スクロール12から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。さらにオイルの一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部5aと旋回スクロール13との嵌合部、シャフト5と主軸受部材11との間の軸受部8に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、貯オイル部2へ戻る。
The pressure of the oil guided to the
高圧領域35に供給されたオイルの別の一部は、旋回スクロール13に形成され、かつ高圧領域35に一開口端を有する経路7aを通って、自転拘束機構14が位置している背圧室36に進入する。進入したオイルは、スラスト摺動部及び自転拘束機構14の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧室36にて旋回スクロール13の背圧印加の役割を果たしている。
Another portion of the oil supplied to the
ここで冷媒ガスの圧縮に関して、詳細に説明する。図3は固定スクロール12に旋回スクロール13を噛み合わせた状態の圧縮機構部10の横断面図であり、(a)〜(d)の順番に位相を90度刻みでずらした状態を示す図である。ここで旋回スクロール13のラップ外壁と固定スクロール12のラップ内壁に囲まれて形成される圧縮室を第1の圧縮室15a、旋回スクロール13のラップ内壁と固定スクロール12のラップ外壁に囲まれて形成される圧縮室を第2の圧縮室15bとする。
Here, the compression of the refrigerant gas will be described in detail. FIG. 3 is a cross-sectional view of the
図3の(a)は、第1の圧縮室15aが冷媒ガスを閉じ込めた瞬間の状態であり、その圧縮室を15a−1とする。その後、第1の圧縮室15aは、(b)の15a−2、(c)の15a−3、(d)の15a−4、(a)の15a−5、(b)の15a−6、(c)の15a−7と移動し、(d)の15a−8では固定スクロール12の中心部に形成された吐出口17を経て、第1吐出空間37に吐出される。
FIG. 3A shows a state at the moment when the
同様に、第2の圧縮室15bにおいて、図3の(c)は、第2の圧縮室15bが冷媒ガスを閉じ込めた瞬間の状態であり、順次中心方向に圧縮室15bが移動し、固定スクロール12の中心部に形成された吐出口17を経て、第1吐出空間37に吐出される。
Similarly, in the
ここで、圧縮室15aと圧縮室15bが、常に、吸入圧力となる領域となる吸入室16は、それぞれの圧縮室について、冷媒ガスが閉じこんだ瞬間の、固定スクロール12と旋回スクロール13のラップ接点を結んだ範囲より下流の領域となる。
Here, the
第1吐出空間37に吐出された冷媒ガスは、図1に示されるように、密閉容器1の中心に対して、偏心した位置に複数設けられた連通路39の流入部42から連通路39を通って、吐出管4を設けた第2吐出空間38に吐出され、吐出管4より密閉容器1外部に吐出される。
As shown in FIG. 1, the refrigerant gas discharged into the
図4は、本開示の圧縮機を搭載した一実施形態に係る冷凍サイクル装置の冷凍サイクル図である。 FIG. 4 is a refrigeration cycle diagram of the refrigeration cycle apparatus according to the embodiment equipped with the compressor of the present disclosure.
図4に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機91、凝縮器92、蒸発器93、減圧器94、インジェクション管95、気液分離器96を備えている。
As shown in FIG. 4, the refrigeration cycle apparatus of the present embodiment includes a
気液分離器96は、凝縮器92の中で凝縮した冷媒が減圧器94で減圧し、一部の蒸発したガス冷媒と液冷媒を分離する。液冷媒は、更に減圧器94を通り、低圧冷媒となって蒸発器93へと導かれる。一方、気液分離器96で分離されたガス冷媒は、インジェクション管95を通り、圧縮機91内の中間圧室へと導かれる。インジェクション管95に閉塞弁や減圧器を設け、インジェクション圧力を調整、停止する手段を設けても良い。
In the gas-
減圧器94にて更に低圧まで減圧され蒸発器93へと送り込まれた冷媒は、熱交換によって液冷媒が蒸発し、ガス冷媒もしくは一部液冷媒が混じったガス冷媒として排出される。蒸発器93から排出された冷媒は圧縮機91の吸入管3へと導かれて、圧縮機内部の圧縮機構部に取り込まれる。
The refrigerant that has been further depressurized to a lower pressure by the
気液分離器96で分離される冷媒のガスおよび液冷媒の比率は、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差が大きいほどガス成分が多くなる。
As for the ratio of the refrigerant gas and the liquid refrigerant separated by the gas-
本実施の形態のスクロール圧縮機では、図1に示すように、中間圧力の冷媒をインジェクション管95からインジェクションするためのインジェクションポート54を固定スクロール12の鏡板に1つ以上設け、そのインジェクションポート54は、図3に示すように、第1および第2圧縮室へ順次開口してインジェクション冷媒を送り込む位置に設けられており、且つ、インジェクションポート54の開口開始時はいずれの圧縮室も閉じ込み後の圧縮工程中となる位置に設けている。これにより、インジェクション冷媒が吸入管まで逆流することなく、圧縮できるため、効率低下することなく、冷媒循環量を増加することができ、高効率なインジェクション運転が可能となる。
In the scroll compressor of the present embodiment, as shown in FIG. 1, one or
ここで、図2に示すように、密閉容器1内の第1吐出空間37と第2吐出空間38を連通する連通路39の流入部42の中心線51と密閉容器1の中心軸とを含む平面を第1基準平面H1、密閉容器1の中心軸を含み、かつ第1基準平面H1に垂直な平面を第2基準平面H2とし、圧縮機を第1基準平面H1及び第2基準平面H2で分けることによって得られた4つのセグメントQ1,Q2,Q3,Q4のうち、連通路39の流入部42を第1象限セグメントQ1、および第2象限セグメントQ2に設け、第1象限セグメントQ1の向かい側かつ第2象限セグメントQ2に隣接するセグメントを第3象限セグメントQ3、第2象限セグメントQ2の向かい側かつ第1象限セグメントQ1に隣接するセグメントを第4象限セグメントQ4と定義したとき、中間圧状態の冷媒を圧縮室へインジェクションするインジェクション管95の中心を、第3象限セグメントQ3あるいは第4象限セグメントQ4に設けている。この例では第3象限セグメントQ3と第4象限セグメントQ4を区画する線上に設けている。
Here, as shown in FIG. 2, the
[1−2.動作]
以下に本実施の形態による動作を説明する。
[1-2. motion]
The operation according to this embodiment will be described below.
本実施の形態のスクロール圧縮機において、吐出口17から吐出される比較的温度の高い冷媒ガスは、インジェクション管95を設けた側とは反対側に設けた連通路39の流入部42へと向かって流れ、インジェクション管95の近傍を経由せず、連通路39を通って、第2吐出空間38に流入することになる。
In the scroll compressor of the present embodiment, the relatively high temperature refrigerant gas discharged from the
これにより、吐出口17から吐出される比較的温度の高い冷媒ガスによるインジェクション内の冷媒ガスの加熱は抑制され、インジェクション率を高めることができ、高効率なスクロール圧縮機とすることができる。
As a result, heating of the refrigerant gas in the injection by the relatively high temperature refrigerant gas discharged from the
[1−3.効果等]
以上のように、本開示のスクロール圧縮機は、内部が吐出雰囲気となる密閉容器内に、圧縮機構部と、圧縮機構の圧縮室に中間圧状態の冷媒をインジェクションするインジェクション管と、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスが吐出される第1吐出空間と、第2吐出空間と、前記第1吐出空間と第2吐出空間を連通する連通路を1つあるいは複数設け、前記連通路の流入部の中心と密閉容器の中心軸とを含む平面を第1基準平面、中心軸を含み、かつ第1基準平面に垂直な平面を第2基準平面とし、圧縮機を第1基準平面及び第2基準平面で分けることによって得られた4つのセグメントのうち、連通路を第1象限セグメント、および第2象限セグメントに設け、第1象限セグメントの向かい側かつ第2象限セグメントに隣接するセグメントを第3象限セグメント、第2象限セグメントの向かい側かつ第1象限セグメントに隣接するセグメントを第4象限セグメントと定義したとき、前記中間圧状態の冷媒を圧縮室へインジェクションするインジェクション管の中心を、第3象限セグメントあるいは第4象限セグメントに設けている。
[1-3. Effect, etc.]
As described above, the scroll compressor of the present disclosure includes a compression mechanism unit, an injection pipe for injecting a refrigerant in an intermediate pressure state into the compression chamber of the compression mechanism, and the compression mechanism in a closed container having a discharge atmosphere inside. One or a plurality of communication passages communicating the first discharge space, the second discharge space, and the first discharge space and the second discharge space are provided, and the inflow portion of the communication passage is provided. The plane including the center of the container and the central axis of the closed container is the first reference plane, the plane including the central axis and perpendicular to the first reference plane is the second reference plane, and the compressor is the first reference plane and the second reference plane. Of the four segments obtained by dividing by a plane, the passages are provided in the first quadrant segment and the second quadrant segment, and the segment opposite the first quadrant segment and adjacent to the second quadrant segment is the third quadrant segment. When the segment opposite to the second quadrant segment and adjacent to the first quadrant segment is defined as the fourth quadrant segment, the center of the injection pipe that injects the refrigerant in the intermediate pressure state into the compression chamber is the third quadrant segment or the third quadrant segment. It is provided in 4 quadrant segments.
これによって、吐出口から吐出される比較的温度の高い冷媒を、インジェクション管近傍を経由させない流れ方にし、インジェクション管を直接加熱させないようにすることができる。そのため、インジェクション管内の冷媒加熱を抑制でき、インジェクション率を高め、高効率なスクロール圧縮機とし、これを用いた冷凍サイクル装置における冷暖房能力の増大を実現することができる。 As a result, the relatively high temperature refrigerant discharged from the discharge port can flow in a manner that does not pass through the vicinity of the injection pipe, and the injection pipe can be prevented from being directly heated. Therefore, it is possible to suppress the heating of the refrigerant in the injection pipe, increase the injection rate, obtain a highly efficient scroll compressor, and increase the cooling / heating capacity of the refrigeration cycle device using the scroll compressor.
(実施の形態2)
[2−1.構成]
図5は、本開示の実施の形態2による圧縮機の縦断面図である。
(Embodiment 2)
[2-1. Constitution]
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the compressor according to the second embodiment of the present disclosure.
本実施の形態2の圧縮機は、吐出管4を圧縮機構部10上方の吐出空間(以下、この吐出空間を第2吐出空間38と称す)から直接引き出す構成としてある。そのため、固定スクロール12の第2吐出空間38側の面に、吐出口17及びリード弁18を覆うマフラー19が設けられている。マフラー19は、吐出口17から冷媒ガスが吐出される吐出空間(以下、この吐出空間を第1吐出空間37と称す)を第2吐出空間38から隔離し、この第1吐出空間37を固定スクロール12に設けた流入部42、連通路39、送出口43を介して第2吐出空間38と連通させている。
The compressor of the second embodiment has a configuration in which the
従って、吐出口17からリード弁18を押し開けて第1吐出空間37に吐出した冷媒ガスは、連通路39の流入部42から連通路39を経由して、連通路39の送出口43から第2吐出空間38に吐出され、吐出管4により密閉容器1の外部に流出される。
Therefore, the refrigerant gas discharged from the
ここで、本実施の形態による圧縮機は、図6に示すように、インジェクション管95の中心と連通路39の送出口43との距離Fを、吐出管4と連通路39の送出口43の距離Gよりも大きくしている。
Here, in the compressor according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the distance F between the center of the
なお、本実施の形態において上記連通路39は、オイルを旋回分離させる機能を持たせている。以下その構成を併せて説明する。
In the present embodiment, the
図7は図5における圧縮機構部の要部拡大断面図で、40がオイル分離機構部である。 FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the compression mechanism portion in FIG. 5, and 40 is an oil separation mechanism portion.
オイル分離機構部40は、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間41と、マフラー19内の第1吐出空間37と円筒状空間41とを連通する流入部42と、円筒状空間41ともう一つの第2吐出空間38とを連通する送出口43と、円筒状空間41と電動機部20側空間とを連通する排出口44とを有する。
The oil
円筒状空間41は、固定スクロール12に形成した第1の円筒状空間41aと主軸受部材に形成した第2の円筒状空間41bとで構成され、連通路39を構成している。
The
流入部42は、第1の円筒状空間41aに連通し、好ましくは流入部42の開口を第1の円筒状空間41aの上端内周面に形成する。そして、流入部42は、圧縮機構部10から吐出される冷媒ガスをマフラー19内の第1吐出空間37から円筒状空間41に流入させる。流入部42は、円筒状空間41に対し、接線方向に開口している。
The
送出口43は、円筒状空間41の上端側に形成し、少なくとも流入部42よりも第2吐出空間38側に形成する。送出口43は、第1の円筒状空間41aの上端面に形成することが好ましい。そして、送出口43は、円筒状空間41から第2吐出空間38に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。
The
排出口44は、円筒状空間41の下端側に形成し、少なくとも流入部42よりも電動機部20側に形成する。排出口44は、第2の円筒状空間41bの下端面に形成することが好ましい。そして、排出口44は、円筒状空間41から電動機部20側空間に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。
The
ここで、送出口43の開口部の断面積Aは、円筒状空間41の断面積Cよりも小さく、排出口44の開口部の断面積Bよりも大きい方が好ましい。送出口43の開口部の断面積Aが、円筒状空間41の断面積Cと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口44の方向に導かれることなく、送出口43から吹き出してしまう。また、排出口44の開口部の断面積Bが円筒状空間41の断面積Cと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口44から吹き出してしまう。
Here, it is preferable that the cross-sectional area A of the opening of the
また、送出口43の開口部の断面積Aを、排出口44の開口部の断面積Bよりも大きくすることで、送出口43における流路抵抗が減る。これにより、冷媒ガスは排出口44よりも送出口43に流れやすくなる。一例として、A/Bは9程度に設定する。
Further, by making the cross-sectional area A of the opening of the
本実施の形態では、固定スクロール12の外周部に孔加工を施すことで第1の円筒状空間41aを形成し、主軸受部材11の外周部に孔加工を施すことで第2の円筒状空間41bを形成する。また、固定スクロール12の反ラップ側端面には、第1の円筒状空間41aに対し、接線方向に開口する溝を形成し、第1の円筒状空間41a側の溝の一部をマフラー19で覆うことで流入部42を構成している。また、送出口43は、マフラー19に形成した孔で構成し、この孔を第1の円筒状空間41aの開口に配置している。また、排出口44は、軸受けカバー45に形成した孔で構成し、この孔を第2の円筒状空間41bの開口に配置している。
In the present embodiment, the outer peripheral portion of the fixed
[2−2.動作]
以下に本実施の形態による動作を説明する。
[2-2. motion]
The operation according to this embodiment will be described below.
本実施の形態のスクロール圧縮機は、比較的温度の高い冷媒が、吐出口17からマフラーで区画した第1吐出空間37に吐出する。そして、連通路39の流入部42から連通路39を経由して第2吐出空間38へ吐出され、吐出管4から図手部に流れる。ここで、吐出管4はインジェクション管95よりも前記連通路39の流入部42に近いので、比較的温度の高い冷媒は、インジェクション管95近傍を経由せずに吐出管4から密閉容器1外部へと流れるようになる。
In the scroll compressor of the present embodiment, the refrigerant having a relatively high temperature is discharged from the
これにより、インジェクション管95内の冷媒加熱を抑制し、インジェクション率を高めることができ、高効率なスクロール圧縮機とすることができる。
As a result, the heating of the refrigerant in the
次に本実施の形態によるオイル分離機構部40の作用を説明する。
Next, the operation of the oil
マフラー19内の第1吐出空間37に吐出された冷媒ガスは、固定スクロール12に形成された流入部42を経て、円筒状空間41に導かれる。流入部42は円筒状空間41に対し、接線方向に開口しているため、流入部42から送出される冷媒ガスは、円筒状空間41の内壁面に沿って流れ、円筒状空間41の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口44に向かった流れとなる。
The refrigerant gas discharged into the
冷媒ガスには圧縮機構部10に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間41の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。
The refrigerant gas contains oil supplied to the
円筒状空間41の内周面で発生した旋回流は、排出口44に到達後、又は排出口44近傍で折り返し、円筒状空間41の中心を通る上昇流に変わる。
The swirling flow generated on the inner peripheral surface of the
遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、上昇流により送出口43に到達し、第2吐出空間38に送出される。第2吐出空間38に送出された冷媒ガスは、第2吐出空間38に設けられた吐出管4から密閉容器1の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
The refrigerant gas from which the oil has been separated by centrifugal force reaches the
また円筒状空間41で分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口44から電動機部20側空間に送り出される。電動機部20側空間に送り出されたオイルは、自重により密閉容器1の壁面や電動機部20の連通路を経て、貯オイル部2に至る。
Further, the oil separated in the
電動機部20側空間に送り出された冷媒ガスは、圧縮機構部10の隙間を通過して第2吐出空間に至り、吐出管4から密閉容器1の外部に送り出される。
The refrigerant gas sent out to the space on the side of the
本実施の形態によれば、圧縮機構部10で圧縮されてオイル分離機構部40から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、第2吐出空間38に導かれて吐出管4から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部20を通過しないため、電動機部20が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部20の高効率化が図れる。
According to the present embodiment, most of the high-temperature and high-pressure refrigerant gas compressed by the
また、本実施の形態によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、第2吐出空間38に導くことで、電動機部20側空間に接する圧縮機構部10の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
Further, according to the present embodiment, by guiding most of the high-temperature and high-pressure refrigerant gas to the
また、本実施の形態によれば、円筒状空間41を、固定スクロール12と主軸受部材11に形成したことで、吐出口17から吐出管4までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器1を小型化できる。
Further, according to the present embodiment, by forming the
[2−3.効果等]
以上のように、本開示のスクロール圧縮機は、内部が吐出雰囲気となる密閉容器内に、圧縮機構部と、圧縮機構の圧縮室に中間圧状態の冷媒をインジェクションするインジェクション管と、前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスが吐出される吐出口を覆うマフラーで形成した第1吐出空間と、外部へ冷媒ガスを導く吐出管を設けた第2吐出空間と、第1吐出空間と第2吐出空間を連通する連通路を1つあるいは複数設け、前記マフラーと、連通路の送出部の中心と密閉容器の中心軸とを含む平面を第1基準平面、中心軸を含み、かつ第1基準平面に垂直な平面を第2基準平面とし、前記第1基準平面及び第2基準平面で圧縮機を分けることによって得られた4つのセグメントのうち、前記連通路の流入部を第1象限セグメント、および第2象限セグメントに設け、第1象限セグメントの向かい側かつ第2象限セグメントに隣接するセグメントを第3象限セグメント、第2象限セグメントの向かい側かつ第1象限セグメントに隣接するセグメントを第4象限セグメントと定義したとき、前記中間圧状態の冷媒を圧縮室へインジェクションするインジェクション管の中心を、第3象限セグメントあるいは第4象限セグメントに設け、かつ、インジェクション管の中心と連通路の送出口との距離を、吐出管と連通路の送出口との距離よりも大きくしたものである。
[2-3. Effect, etc.]
As described above, the scroll compressor of the present disclosure includes a compression mechanism unit, an injection pipe that injects a refrigerant in an intermediate pressure state into the compression chamber of the compression mechanism, and the compression mechanism in a closed container having a discharge atmosphere inside. A first discharge space formed by a muffler that covers a discharge port from which the compressed refrigerant gas is discharged, a second discharge space provided with a discharge pipe for guiding the refrigerant gas to the outside, a first discharge space, and a second discharge space. One or a plurality of communication passages are provided, and a plane including the muffler, the center of the delivery portion of the communication passage, and the central axis of the closed container is set as the first reference plane, the central axis, and the first reference plane. Of the four segments obtained by using the vertical plane as the second reference plane and dividing the compressor between the first reference plane and the second reference plane, the inflow portion of the communication passage is the first quadrant segment and the first A segment provided in a two-quadrant segment, opposite to the first quadrant segment and adjacent to the second quadrant segment, is defined as a third quadrant segment, and a segment opposite to the second quadrant segment and adjacent to the first quadrant segment is defined as a fourth quadrant segment. At this time, the center of the injection pipe that injects the gas in the intermediate pressure state into the compression chamber is provided in the third quadrant segment or the fourth quadrant segment, and the distance between the center of the injection pipe and the outlet of the communication passage is discharged. It is larger than the distance between the pipe and the outlet of the connecting passage.
この構成によって、比較的温度の高い冷媒が、第1吐出空間であるマフラー内から連通路を経由して連通路の送出口から第2吐出空間へ吐出され、その後、インジェクション管より近いところに位置する吐出管から密閉容器外部へ流れるので、温度の高い冷媒によるインジェクション管内の冷媒加熱を抑制でき、インジェクション率を高め、高効率なスクロール圧縮機とし、これを用いた冷凍サイクル装置における冷暖房能力の増大を実現することができる。 With this configuration, the refrigerant having a relatively high temperature is discharged from the inside of the muffler, which is the first discharge space, to the second discharge space from the inlet / outlet of the communication passage via the communication passage, and then is located closer to the injection pipe. Since it flows from the discharge pipe to the outside of the closed container, it is possible to suppress the heating of the refrigerant in the injection pipe by the high temperature refrigerant, increase the injection rate, and make it a highly efficient scroll compressor, and increase the cooling and heating capacity of the refrigeration cycle device using this. Can be realized.
また、本実施の形態のように、連通路にオイル分離機構を設ければ、オイル分離を省スペースで効率的に行うことができる。そして、冷媒ガスと相溶するオイルを用いても、オイルを相溶した冷媒ガス中からオイルを分離してサイクル中に吐出させることができるから、圧縮機を更に高効率化することができる。 Further, if the oil separation mechanism is provided in the connecting passage as in the present embodiment, the oil separation can be efficiently performed in a space-saving manner. Even if the oil compatible with the refrigerant gas is used, the oil can be separated from the refrigerant gas in which the oil is compatible and discharged during the cycle, so that the efficiency of the compressor can be further improved.
また、本実施の形態のように、上記オイル分離機構を旋回分離機構とすれば、冷媒の遠心力により、冷媒ガスと相溶するオイルを効率よく分離でき、オイル分離を更に省スペースで効率的に行うことができる。
(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1および2を説明したが、更に以下のような構成を付加することもできる。例えば、インジェクション管95を固定スクロール12に挿入固定し、固定スクロール12をアルミ材料で形成する。
Further, if the oil separation mechanism is a swirl separation mechanism as in the present embodiment, the oil compatible with the refrigerant gas can be efficiently separated by the centrifugal force of the refrigerant, and the oil separation can be further space-saving and efficient. Can be done.
(Other embodiments)
As described above, the first and second embodiments have been described as examples of the techniques disclosed in the present application, but the following configurations can also be added. For example, the
この構成によれば、固定スクロール12を熱伝導率の大きいアルミ材料で形成しても、実施の形態1、2で説明した構成によってインジェクション内の冷媒加熱を抑制できる。そして、インジェクション管95近傍の加熱を抑制しつつ、インジェクション管95から固定スクロール12への熱伝導を抑制し、インジェクション管95内の冷媒ガスおよび圧縮室15内の冷媒加熱も抑制できるので、インジェクション率を更に高めることができ、高効率、冷暖房能力の増大を実現することができる。また、固定スクロール12の軽量化もできる。また、圧縮機構部10に冷媒ガスを導く吸入管3は前記実施の形態1で説明した第3象限セグメントQ3および/または第4象限セグメントQ4に設ける。
According to this configuration, even if the fixed
これにより、吐出口17から吐出される比較的温度の高い冷媒ガスは、吸入管3近傍を経由させない流れ方にすることができ、吸入管3内の比較的温度の低い冷媒ガスの吸入加熱を抑制し、体積効率向上により、高効率を実現することができる。
As a result, the relatively high temperature refrigerant gas discharged from the
また、本開示の圧縮機の冷媒には、R32、二酸化炭素、又は炭素間に二重結合を有する冷媒を用いることができる。 Further, as the refrigerant of the compressor of the present disclosure, R32, carbon dioxide, or a refrigerant having a double bond between carbons can be used.
なお、上述の各実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 Since each of the above-described embodiments is for exemplifying the technology in the present disclosure, various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of claims or the equivalent scope thereof.
本開示のスクロール圧縮機は、インジェクション機能を持つスクロール圧縮機に適用でき、温水暖房装置、空気調和装置、給湯器、又は冷凍機などの冷凍サイクル装置に有用である。 The scroll compressor of the present disclosure can be applied to a scroll compressor having an injection function, and is useful for a refrigeration cycle device such as a hot water heater, an air conditioner, a water heater, or a refrigerator.
1 密閉容器
2 貯オイル部
3 吸入管
4 吐出管
10 圧縮機構部
11 主軸受部材
12 固定スクロール
12d ラップ先端
13 旋回スクロール
13d ラップ先端
14 自転拘束機構
15 圧縮室
16 吸入室
17 吐出口
19 マフラー
20 電動機部
37 第1吐出空間
38 第2吐出空間
39 連通路
40 オイル分離機構部
41 円筒状空間
42 流入部
43 送出口
44 排出口
51 連通路の中心線
54 インジェクションポート
95 インジェクション管
H1 第1基準平面
H2 第2基準平面
Q1 第1象限セグメント
Q2 第2象限セグメント
Q3 第3象限セグメント
Q4 第4象限セグメント
1 Sealed
Claims (6)
前記密閉容器内の設けた圧縮機構部及び前記圧縮機構部を駆動するための電動機と、
前記圧縮機構の圧縮室に中間圧状態の冷媒をインジェクションするインジェクション管と、
前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスが密閉容器の中心近傍に設けられた吐出口から吐出される第1吐出空間と、
前記密閉容器外部へ前記冷媒ガスを導く吐出管を設けた前記第2吐出空間と、
を備え、
前記密閉容器の中心に対して、偏心した位置に、前記第1吐出空間と前記第2吐出空間を連通する連通路を1つあるいは複数設け、
前記連通路の流入部の中心と前記密閉容器の中心軸とを含む平面を第1基準平面、前記中心軸を含み、かつ前記第1基準平面に垂直な平面を第2基準平面とし、前記第1基準平面及び前記第2基準平面で圧縮機を分けることによって得られた4つのセグメントのうち、前記連通路の流入部を第1象限セグメント、および第2象限セグメントに設け、
前記第1象限セグメントの向かい側かつ前記第2象限セグメントに隣接するセグメントを第3象限セグメント、前記第2象限セグメントの向かい側かつ前記第1象限セグメントに隣接するセグメントを第4象限セグメントと定義したとき、前記中間圧状態の冷媒を圧縮室へインジェクションするインジェクション管の中心を、前記第3象限セグメントあるいは前記第4象限セグメントに設けたことを特徴とする、スクロール圧縮機。 A closed container with a discharge atmosphere inside and
A compression mechanism provided in the closed container, an electric motor for driving the compression mechanism, and an electric motor.
An injection pipe that injects a refrigerant in an intermediate pressure state into the compression chamber of the compression mechanism,
A first discharge space in which the refrigerant gas compressed by the compression mechanism is discharged from a discharge port provided near the center of the closed container, and
The second discharge space provided with a discharge pipe for guiding the refrigerant gas to the outside of the closed container, and
With
One or a plurality of communication passages communicating the first discharge space and the second discharge space are provided at eccentric positions with respect to the center of the closed container.
The plane including the center of the inflow portion of the communication passage and the central axis of the closed container is defined as the first reference plane, and the plane including the central axis and perpendicular to the first reference plane is defined as the second reference plane. Of the four segments obtained by dividing the compressor on one reference plane and the second reference plane, the inflow portion of the communication passage is provided in the first quadrant segment and the second quadrant segment.
When the segment opposite to the first quadrant segment and adjacent to the second quadrant segment is defined as the third quadrant segment, and the segment opposite to the second quadrant segment and adjacent to the first quadrant segment is defined as the fourth quadrant segment. A scroll compressor characterized in that the center of an injection pipe for injecting a refrigerant in an intermediate pressure state into a compression chamber is provided in the third quadrant segment or the fourth quadrant segment.
前記密閉容器内の設けた圧縮機構部及び前記圧縮機構部を駆動するための電動機と、
前記圧縮機構の圧縮室に中間圧状態の冷媒をインジェクションするインジェクション管と、
前記圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスが密閉容器の中心近傍に設けられた吐出口から吐出される第1吐出空間と、
前記吐出口を覆うマフラーと、
前記密閉容器外部へ前記冷媒ガスを導く吐出管を設けた前記第2吐出空間と、
を備え、
前記密閉容器の中心に対して、偏心した位置に、前記第1吐出空間と前記第2吐出空間を連通する連通路を1つあるいは複数設け、
前記マフラーと、
前記連通路の送出部の中心と前記密閉容器の中心軸とを含む平面を第1基準平面、前記中心軸を含み、かつ前記第1基準平面に垂直な平面を第2基準平面とし、前記第1基準平面及び前記第2基準平面で圧縮機を分けることによって得られた4つのセグメントのうち、前記連通路の流入部を第1象限セグメント、および第2象限セグメントに設け、
前記第1象限セグメントの向かい側かつ前記第2象限セグメントに隣接するセグメントを第3象限セグメント、前記第2象限セグメントの向かい側かつ前記第1象限セグメントに隣接するセグメントを第4象限セグメントと定義したとき、前記中間圧状態の冷媒を圧縮室へインジェクションするインジェクション管の中心を、前記第3象限セグメントあるいは前記第4象限セグメントに設け、
かつ、前記インジェクション管の中心と前記連通路の送出口との距離を、前記吐出管と前記連通路の送出口との距離よりも大きくしたことを特徴する、スクロール圧縮機。 A closed container with a discharge atmosphere inside and
A compression mechanism provided in the closed container, an electric motor for driving the compression mechanism, and an electric motor.
An injection pipe that injects a refrigerant in an intermediate pressure state into the compression chamber of the compression mechanism,
A first discharge space in which the refrigerant gas compressed by the compression mechanism is discharged from a discharge port provided near the center of the closed container, and
The muffler that covers the discharge port and
The second discharge space provided with a discharge pipe for guiding the refrigerant gas to the outside of the closed container, and
With
One or a plurality of communication passages communicating the first discharge space and the second discharge space are provided at eccentric positions with respect to the center of the closed container.
With the muffler
The plane including the center of the delivery portion of the communication passage and the central axis of the closed container is defined as the first reference plane, and the plane including the central axis and perpendicular to the first reference plane is defined as the second reference plane. Of the four segments obtained by dividing the compressor on one reference plane and the second reference plane, the inflow portion of the communication passage is provided in the first quadrant segment and the second quadrant segment.
When the segment opposite to the first quadrant segment and adjacent to the second quadrant segment is defined as the third quadrant segment, and the segment opposite to the second quadrant segment and adjacent to the first quadrant segment is defined as the fourth quadrant segment. The center of the injection pipe that injects the refrigerant in the intermediate pressure state into the compression chamber is provided in the third quadrant segment or the fourth quadrant segment.
Moreover, the scroll compressor is characterized in that the distance between the center of the injection pipe and the outlet of the communication passage is made larger than the distance between the discharge pipe and the outlet of the communication passage.
ル圧縮機。 The scroll compressor according to claim 3, wherein the oil separation mechanism is a swirl separation mechanism.
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