JP2744909B2 - Scroll fluid machine and scroll fluid device - Google Patents

Scroll fluid machine and scroll fluid device

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JP2744909B2
JP2744909B2 JP32856895A JP32856895A JP2744909B2 JP 2744909 B2 JP2744909 B2 JP 2744909B2 JP 32856895 A JP32856895 A JP 32856895A JP 32856895 A JP32856895 A JP 32856895A JP 2744909 B2 JP2744909 B2 JP 2744909B2
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正夫 椎林
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍空調用等の冷
媒圧縮機として用いられるスクロール流体機械、及びス
クロール流体機械と凝縮器等を有するスクロ−ル流体装
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来技術のスクロール流体機械において
は、実開昭56−85087号の第11図に開示されて
いるように、作動ガスの冷却のために、両スクロール部
材で形成される圧縮空間に凝縮器の出口側からの液冷媒
を注入して行う構造が示されている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上記従来例のものにお
いては、特に圧縮機の起動時や停止直前時に、密閉空間
内に、注入された非圧縮性の液冷媒が充満し、これを圧
縮しようとするので液圧縮を起こし、スクロールラップ
の破損事故を招く恐れがある。あるいは、液圧縮までに
は至らない場合でも密閉空間内の圧力が異常上昇して旋
回スクロール部材が固定スクロール部材から離れて圧縮
作用をしなくなり、起動不良引き起こす等の問題があっ
た。 【0004】本発明の目的は、両スクロール部材で形成
される密閉空間に液冷媒を注入して作動ガスの冷却を行
なうと共に、液圧縮や密閉空間内部の異常圧力上昇を防
止することのできるスクロ−ル流体機械及びスクロ−ル
流体装置を得ることにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の特徴は、鏡板に渦巻状のラップを直
立する固定スクロール部材及び旋回スクロール部材を、
ラップを互いに内側にしてかみ合せ、固定スクロ−ル部
材を固定するフレ−ムと旋回スクロール部材の鏡板背面
とで構成された背圧室を備え、該背圧室に前記固定スク
ロール部材と旋回スクロール部材とにより形成される密
閉空間から圧縮途中のガスを導くガス圧導出用細孔を固
定スクロ−ル部材の鏡板部あるいは旋回スクロ−ル部材
の鏡板部に設け、旋回スクロ−ル部材を自転することな
く固定スクロ−ル部材に対して旋回運動させ、固定スク
ロール部材には中心部に開口する吐出口と外周部に開口
する吸入口を設け、該吸入口からガスを吸入し、両スク
ロール部材で形成される密閉空間を中心に移動させ容積
を減少してガスを圧縮し、吐出口から圧縮ガスを吐出す
るスクロ−ル流体機械において、前記密閉空間内に開口
するように、作動ガス冷却用の冷媒注入用細孔を前記固
定スクロール部材の鏡板部を貫通して設け、かつ該冷媒
注入用細孔の開口部を、前記ガス圧導出用細孔の位置か
らラップの巻始め部側に向かってラップ1巻き以内の位
置としたことにある。 【0006】また、本発明の第2の特徴は、鏡板に渦巻
状のラップを直立する固定スクロール部材及び旋回スク
ロール部材を、ラップを互いに内側にしてかみ合せ、旋
回スクロール部材を自転することなく固定スクロール部
材に対し旋回運動させ、固定スクロール部材には中心部
に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口を設けて吸
入口からガスを吸入し、両スクロール部材により形成さ
れる密閉空間を中心に移動させ容積を減少してガスを圧
縮し、前記吐出口から圧縮ガスを吐出するスクロ−ル流
体機械において、前記密閉空間内に開口する作動ガス冷
却用の冷媒注入用細孔を前記固定スクロール部材の鏡板
部を貫通して設け、かつ該冷媒注入用細孔の開口部を、
前記旋回スクロ−ル部材の旋回運動により前記両スクロ
−ル部材により形成される空間を介して前記固定スクロ
−ル部材の吐出口と間欠的に連通するように、スクロ−
ルラップ巻き始まり端部からラップの外周面に沿って1
巻き以内でかつ巻き終り端部から1巻き以上の位置とし
たことにある。なお、冷媒注入用細孔はスクロ−ルラッ
プ巻き始まり端部からラップの外周面に沿って1巻き以
でかつ巻き終り端部から1巻き以上の位置に設ける他
に、固定スクロ−ルラップの内周面に沿った位置にも、
前記旋回スクロ−ル部材の旋回運動により前記両スクロ
−ル部材により形成される空間を介して前記固定スクロ
−ル部材の吐出口とのみ間欠的に連通するように、固定
スクロ−ルラップ巻き始まり端部から固定スクロ−ルラ
ップの内周面に沿って1.5巻き以内でかつ巻き終り端
部から1巻き以上の位置にも冷媒注入用細孔を設けるよ
うにすれば、対称的に形成される密閉空間の双方に対し
てほぼ均等に冷媒を注入することができ、さらに効果的
である。 【0007】本発明の第3の特徴は、鏡板に渦巻状のラ
ップを直立する固定スクロール部材及び旋回スクロール
部材を、ラップを互いに内側にしてかみ合せ、固定スク
ロ−ル部材を固定するフレ−ムと旋回スクロール部材の
鏡板背面とで構成された背圧室を備え、該背圧室に前記
固定スクロール部材と旋回スクロール部材とにより形成
される密閉空間から圧縮途中のガスを導くガス圧導出用
細孔を固定スクロ−ル部材の鏡板部あるいは旋回スクロ
−ル部材の鏡板部に設け、旋回スクロ−ル部材を自転す
ることなく固定スクロ−ル部材に対して旋回運動させ、
固定スクロール部材には中心部に開口する吐出口と外周
部に開口する吸入口を設け、該吸入口からガスを吸入
し、両スクロール部材で形成される密閉空間を中心に移
動させ容積を減少してガスを圧縮し、吐出口から圧縮ガ
スを吐出するスクロ−ル流体機械と 、前記スクロ−ル流
体機械の吐出側に接続された凝縮器とを備えたスクロ−
ル流体装置において、前記密閉空間内に開口するように
前記固定スクロ−ル部材の鏡板部を貫通し、かつ前記ガ
ス圧導出用細孔の位置からラップの巻始め部側に向かっ
てラップ1巻き以内の位置に設けられた作動ガス冷却用
の冷媒注入用細孔と、前記凝縮器で凝縮された冷媒を前
記冷媒注入用細孔に導く冷媒注入用配管を備えることに
ある。 【0008】本発明の第4の特徴は、鏡板に渦巻状のラ
ップを直立する固定スクロール部材及び旋回スクロール
部材を、ラップを互いに内側にしてかみ合せ、旋回スク
ロール部材を自転することなく固定スクロール部材に対
し旋回運動させ、固定スクロール部材には中心部に開口
する吐出口と外周部に開口する吸入口を設けて吸入口か
らガスを吸入し、両スクロール部材により形成される密
閉空間を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮し、
前記吐出口から圧縮ガスを吐出するスクロ−ル流体機械
と、前記スクロ−ル流体機械の吐出側に接続された凝縮
器とを備えたスクロ−ル流体装置において、前記密閉空
間内に開口するように前記固定スクロ−ル部材の鏡板部
を貫通し、スクロ−ルラップ巻き始まり端部からラップ
の外周面に沿って1巻き以内の位置でかつ巻き終り端部
から1巻き以上の位置の固定スクロ−ルラップの外周面
近くに設けられた作動ガス冷却用の冷媒注入用細孔と、
前記凝縮器で凝縮された冷媒を前記冷媒注入用細孔に導
く冷媒注入用配管を備えることにある。なお、冷媒注入
用細孔はスクロ−ルラップ巻き始まり端部からラップの
外周面に沿って1巻き以内でかつ巻き終り端部から1巻
き以上の位置に設ける他に、固定スクロ−ルラップの内
周面近くにも、前記旋回スクロ−ル部材の旋回運動によ
り前記両スクロ−ル部材により形成される空間を介して
前記固定スクロ−ル部材の吐出口とのみ間欠的に連通す
るように、固定スクロ−ルラップ巻き始まり端部から固
定スクロ−ルラップの内周面に沿って1.5巻き以内で
かつ巻き終り端部から1巻き以上の位置にも冷媒注入用
細孔を設けるようにすれば、対称的に形成される密閉空
間の双方に対してほぼ均等に冷媒を注入することがで
き、さらに効果的である。 【0009】上述した本発明によれば以下の作用があ
る。 【0010】(1)作動ガス冷却用の冷媒注入用細孔
開口部、前記ガス圧導出用細孔の位置からラップの巻
始め部側に向かってラップ1巻き以内の位置に設けたも
のでは、冷媒注入用細孔とガス圧導出用細孔とを、旋回
スクロ−ルの1回転中に密閉空間を介し少なくとも1回
連通させることができる。このため圧縮機の起動時や停
止直前時などに、注入された非圧縮性の液冷媒が密閉空
間内に多量に存在している場合でも、この密閉空間内の
液冷媒は旋回スクロ−ルの1回転中にガス圧導出用細孔
と連通した際、このガス圧導出用細孔を介して背圧室に
排出され、この結果液圧縮や密閉空間内部の異常圧力
上昇を防止しつ両スクロール部材で形成される密閉空
間に液冷媒を注入して作動ガスの冷却を行なうことがで
きる。 【0011】(2)冷媒注入用細孔の開口部、スクロ
−ルラップ巻き始まり端部からラップの外周面に沿って
1巻き以内の位置でかつ巻き終り端部からラップの外周
面に沿って1巻き以上の位置の固定スクロ−ルラップの
外周面近くに設けたものでは、冷媒注入用細孔と吐出口
とを、両スクロ−ル部材により形成される空間を介して
旋回スクロ−ルの1回転中に1回連通させることができ
る。このため圧縮機の起動時や停止直前時などに、注入
された非圧縮性の液冷媒が密閉空間内に多量に存在して
いる場合でも、この密閉空間内の液冷媒は旋回スクロ−
ルの1回転中に吐出口と連通した際この吐出口に排出さ
れ、の結果液圧縮や密閉空間内部の異常圧力上昇を防
止しつ両スクロール部材で形成される密閉空間に液冷
媒を注入して作動ガスの冷却を行なうことができる。 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図1乃
至図3により説明する。 【0013】図1は固定スクロール側が大気に露出する
開放形で且つクランク軸が横方向に配置された横形のス
クロール圧縮機を用いた冷凍装置を示す。 【0014】固定スクロール部材101と旋回スクロー
ル部材105は、互いにラップ部を内側に向けてかみ合
わせ、旋回スクロール部材105は、固定スクロール部
材101と、該固定スクロール部材101を固定するフ
レーム106との間に収納され、また旋回スクロール部
材105の鏡板105aの背部にはフレーム106の凹
所に背圧室123が形成されている。 【0015】フレーム106に支承された回転軸107
は先端に偏心軸107aが形成され、該偏心軸107a
が旋回スクロール部材のボス105cに係合している。
108はオルダム機構で、旋回スクロール部材105
は、上記偏心軸107aの偏心回転により、オルダム機
構108を介し、固定スクロール部材101に対し旋回
運動を行う。 【0016】上記旋回運動により、両スクロール部材で
形成される密閉空間121は次第に中心に移動して容積
が減少する。ガスは外周部の吸入口103から吸入室1
22に入り、中心部の吐出口102から吐出される。 【0017】背圧室123と圧縮過程の密閉空間121
とは鏡板101aに穿設した細孔124a,124b,
配管125を介し接続され、該背圧室123には圧縮過
程にある中間的圧力が導入され、軸方向押圧力を得てい
る。 【0018】吐出口102には吐出配管131が接続さ
れ、他端は凝縮器182に接続され、凝縮器182出口
側に接続された配管183は膨張弁184を介在し蒸発
器185に接続され、蒸発器の出口側は吸入配管164
により前記吸入口103に接続されている。 【0019】また、膨張弁184の流入側配管から凝縮
器182で凝縮された液冷媒の一部を導く冷媒注入用配
(以下注入用配管と略す)135を分岐し、該配管1
35には減圧器137を介在し、他端は固定スクロール
の鏡板101aに穿設された冷媒注入用細孔(以下注入
用細孔と略す)139a,139bに接続され、密閉空
間に連通している。図中実線矢印は冷媒ガスの流通方
向、破線矢印は液冷媒の流れ方向を示す。 【0020】冷凍,空調用圧縮機の場合、吐出圧力Pd
と吸入圧力Psの比、即ち、運転圧力比Pd/Psが7〜
10と異常に大きくなる場合がある。この場合には、冷
媒の吐出ガス温度が、約120℃〜150℃と高くな
り、図示の注入用配管135を介し液冷媒を減圧したの
ち、密閉空間に注入し作動ガスを冷却する。 【0021】しかるに圧縮機が停止した場合は、従来技
術においては、注入用配管135を介し液冷媒が多量に
密閉空間121に流入し、この液冷媒は該密閉空間12
1に溜まっている。この状態で圧縮機を再起動すると、
前記の如く密閉空間内の液冷媒を圧縮することになる。 【0022】このため、本実施例は、前述の注入用細孔
139a,139bとガス圧導出用細孔124a,12
4bを以下に説明する位置関係に設けることにより、密
閉空間に注入された液冷媒を背圧室123を介して他の
圧力室(密閉空間)に逃し、液圧縮を除去あるいは低減
する。 【0023】図2は、両スクロール部材が噛合っている
状態を示す横断面図である。前記ガス圧導出用細孔12
4a,124bと注入用細孔139a,139bとが両
スクロール部材で形成される密閉空間121a,121
bを介して間欠的に連絡するような位置関係に穿設され
ている。上記各細孔はスクロールラップの側壁に沿った
鏡板部に設けられている。 【0024】即ち、注入用細孔139a,139bをガ
ス圧導出用細孔124a,124bよりラップ巻始め部
(ラップ中央部)に向けて1巻き以内の位置に設けれ
ば、図示のように、上記細孔139a,139bと12
4a,124bは間欠的に、即ち旋回スクロール部材の
1旋回中に必ず一度は密閉空間を介し連通するように形
成される。上記位置関係は次のように表わされる。 【0025】 λb>λin>λb−2π …(1) ここで、 λin冷媒注入用細孔位置におけるスクロールラップ巻
き角度(rad) λb :ガス圧導出用細孔位置におけるスクロールラップ
巻き角度(rad) π :円周率。 【0026】なお、冷媒注入用細孔139a,139b
及びガス圧導出用細孔124a,124bの孔径は、実
用上ラップ厚さよりも小さい値に設定することが望まし
い。 【0027】この図に示す実施例においては、冷媒注入
用細孔139a,139bの位置は、スクロールラップ
巻き角度としてλin≒8.0rad である。また、ガス圧
導出用細孔124a,124bの位置は、スクロールラ
ップ巻き角度として λb≒12.0rad の位置であり、
上記(1)式を満足する。 【0028】冷媒注入用細孔及びガス圧導出用細孔を上
記の様な位置関係に設定することにより、停止時または
起動時等に液冷媒が密閉空間121に多量に存在してい
る場合でも、ガス圧導出用細孔124a,124bと連
通した際、液冷媒の一部を背圧室123に逃がすことが
できる。 【0029】次に、上述した実施例の動作を説明する。
上述した構成とすることにより、旋回スクロ−ルが回転
して固定スクロ−ルとの位置関係が図2に示す状態にな
ると、冷媒注入用細孔139aとガス圧導出用細孔12
4aとが密閉空間121aを介して連通し、また冷媒注
入用細孔139bとガス圧導出用細孔124bとが密閉
空間121bを介して連通する。この結果、ガス圧導出
用細孔は、配管125を介して旋回スクロール部材10
5の背面の背圧室123と連通しているから、作動ガス
の冷却のために密閉空間121a,121b内に注入さ
れた液冷媒は、前記ガス圧導出用細孔124a,124
bから配管125を介して背圧室123側へ逃がすこと
ができる。 【0030】なお、上記ガス圧導出用細孔を旋回スクロ
ール部材105の鏡板部105aに設けた場合には、密
閉空間121a,121b内部の液冷媒は、直接、該ガ
ス圧導出用細孔124を介して背圧室123側へ逃がす
ことができる。 【0031】上記した式(1)の意味するところは、旋
回スクロール部材105の1回の旋回運動中には、必ず
一度は密閉空間121a,121bを介して前記冷媒注
入用細孔139a,139bとガス圧導出用細孔124
a,124bとが連通している位置関係にあることを意
味する。すなわち、スクロ−ル圧縮機においては、上記
密閉空間を形成する旋回及び固定スクロ−ルのラップの
接点は、その吐出口側接点と吸入口側接点とがラップの
巻き角度でちょうど1巻き(2π)で形成されるため、
ガス圧導出用細孔に対して液注入用細孔の位置を1巻き
(2π)以内とすることにより、それらの細孔は旋回ス
クロ−ル1回転中(2π)に必ず1回密閉空間を介して
連通することになる。 【0032】また、上記(1)式の代わりに次式に示す
ように構成しても良い。 λin=λb …(2) ここで、 λin冷媒注入用細孔の位置におけるスクロールラップ
巻き角度(rad) λb :ガス圧導出用細孔の位置におけるスクロールラッ
プ巻き角度(rad)。 【0033】上式(2)は、冷媒注入用細孔とガス圧導
出用細孔とが密閉空間を介して常時連通している状態と
なることを意味する。上記構成は、液圧縮を防止する、
あるいは緩和する機能については最も効果がある。 【0034】図3は、スクロール圧縮機の起動初期の指
圧線図(P−λ線図)を、本実施例の場合(実線)と液
冷媒の逃げ通路の無いもの(従来機)の場合(一点鎖
線)とを比較して示す図である。 【0035】なお、横軸は容積Vの代りにスクロールラ
ップ巻き角度λとして表示する。(λsはスクロールラッ
プ巻始まり角度を、λe はスクロールラップ巻終り角度
を示す。)従来機の場合は、非圧縮性の液冷媒を圧縮し
ようとするので、スクロール内部の圧力が、吐出圧力P
d を大きく上回るような異常な液圧力Pmax が作用する
が、本実施例の場合は、ガス圧導出用細孔124a,1
24bが密閉空間を介し冷媒注入用細孔139a,13
9bと間欠的に連通しているため、該密閉空間121
a,121bは完全な密閉空間ではなくなり、出口の開
かれた圧縮作動室を形成する。このため、前記液圧力P
max よりも圧力レベルの低い背圧室123の方へ液冷媒
が移動し、密閉空間121a,121bの圧力は低下す
る。当然のことながら、背圧室123の圧力Pb は液圧
力Pmax に対して Pb≪Pmax の関係となる。指圧線図
で囲まれた面積は、圧縮機の所要動力に比例するので、
本実施例によれば、液圧縮にともなう密閉空間内の異常
な圧力上昇が防止されるので、起動瞬時の動力低減(起
動トルクの低減)を図ることができる。 【0036】上記実施例においては、ガス圧導出用細孔
124a,124bを固定スクロール部材の鏡板101
aに設けたが、旋回スクロール部材の鏡板の対応位置に
設けてもよい。 【0037】また、冷媒注入用細孔139a,139b
とガス圧導出用細孔124a,124bを、互いに、圧
力的に対称な位置に一対(2個)ずつ設けているが、実
用的には、上記細孔を夫々1個ずつ設けても同様な作用
効果を奏することができる。 【0038】本発明の他の実施例を図4乃至図7により
説明する。図4に示す実施例は、冷媒注入用細孔141
a,141bをスクロールラップの巻き始まり端部P,
P’から1巻き以内の、固定スクロールラップの鏡板1
01aの側壁に沿った位置に穿設したもので、冷媒注入
用細孔141a,141b の開口部が、旋回スクロ−ル
の旋回運動により両スクロ−ル部材により形成される空
間を介して固定スクロ−ル部材の吐出口102とのみ間
欠的に連通するように構成されているものである。 【0039】冷媒注入用細孔の位置は次式で示される。 λin<λs+2π …(3) ここで、 λin冷媒注入用細孔の位置におけるスクロールラップ
巻き角度(rad) λs :スクロールラップ巻き始まり角度(rad) π :円周率。 【0040】上記構造により、密閉空間に注入される液
冷媒は旋回スクロ−ルの旋回運動により間欠的に吐出口
102に排出することができ、密閉空間に液冷媒が多量
に注入された場合でも液圧縮を防止することができる。 【0041】上記(3)式において、実用的には冷媒注
入用細孔141a,141bは、 λin≒λs+2π−(π/6 〜 π/4) (4) の位置関係が好ましい。 【0042】なお、冷媒注入用細孔141aの開口部
固定スクロ−ルラップ巻き始まり端部Pからその
ップの外周面に沿って1巻き以内でかつ巻き終り端部か
ら1巻き以上の位置の固定スクロ−ルラップの外周面近
くの位置に設けられており、冷媒注入用細孔141b
開口部は、図4の状態における旋回スクロ−ルラップ巻
き始まり端部P’から旋回スクロ−ルラップの外周面に
沿ってほぼ1巻き以内でかつ巻き終り端部から1巻き以
上の位置の旋回スクロ−ルラップの外周面近くに相当す
る位置の固定スクロ−ルラップの内周面に沿った位置
すなわち、固定スクロ−ルラップ巻き始まり端部Pか
らは固定スクロ−ルラップの内周面に沿ってほぼ1.5
巻き以内の位置)に設けられている。 【0043】図5は、本実施例のスクロール内部の圧力
とスクロールラップ巻き角度との関係を示す理想的な場
合の指圧線図(P−λ線図)を示す。図中λq とは、図
4に示したスクロールラップ巻き始まり部PおよびP′
からラップ外部に向って1巻き目の位置QおよびQ′点
のスクロールラップ巻き角度を示す。従って吐出行程時
における液冷媒注入期間、換言すれば吐出行程にある
密閉空間を介し吐出口と冷媒注入用細孔141a,14
1bが連通する期間は、図5によれば、スクロールラッ
プ巻き角度で表現すると、次式で示される接触区間とな
る。 【0044】 Δλd=λq−λin …(5) ここで、 Δλd :吐出行程時における液冷媒注入区間となるスク
ロールラップ巻き角度上の接触範囲(rad) λin冷媒注入用細孔の位置におけるスクロールラッ
プ巻き角度(rad) λq :吐出行程完了瞬時の両スクロールの接触点Q,
Q′の位置におけるスクロールラップ巻き角度(ra
d)。 【0045】上記の構成とすることにより、旋回スクロ
-ルの1回転中に冷媒注入用細孔は吐出空間とΔλd(ra
d)の回転角度の範囲で間欠的に連通させることができ
る。 【0046】図6は、前述した図2,図4の実施例を組
合せたものに相当し、冷媒注入用細孔と、ガス圧導出用
細孔及び吐出口との位置関係を、次のように構成したも
のである。 【0047】すなわち、冷媒注入用細孔142a,14
2bをスクロールラップの巻き始まり端部から1巻き以
内の固定スクロ−ルラップの近くの位置に設ける共に、
ガス圧導出用細孔143a,143bを前記冷媒注入用
細孔142a,142bの位置よりさらにラップの巻終
り端部(外側)の方向に向けて1巻き以内の位置に設け
たものである。 【0048】上記位置関係は次式で示される。 λs+2π>λin>λb−2π …(6) ここで、 λin冷媒注入用細孔の位置におけるスクロールラップ
巻き角度(rad) λs :スクロールラップ巻き始まり角度(rad) λb :ガス圧導出用細孔の位置におけるスクロールラッ
プ巻き角度(rad) π :円周率。 【0049】各細孔を上記位置関係に構成することによ
り、密閉空間に液冷媒を注入する冷媒注入用細孔142
a,142bは吐出空間に間欠的に連通すると共に、さ
らに密閉空間121a,121bを介してガス圧導出用
細孔143a,143bにも間欠的に連通させることが
できる。したがって、注入液冷媒は吐出空間及び背圧室
に間欠的に流入するから、起動時などにおける液圧縮を
完全に防止でき、密閉空間内の異常な圧力上昇も防止で
きる。 【0050】図6の実施例における上記細孔142a,
142b,143a,143bの位置関係の具体例を数
値で示すと、前記(6)式を満足するように、例えば、 λs≒1.1rad λq≒7.4rad λin≒6.8rad λb≒12.5rad …(7) となる。 【0051】また、前記(6)式に示すように、冷媒注
入用細孔142a,142bの位置は、ガス圧導出用細
孔143a,143bの位置より、ラップの巻始め部の
方向に設定される。これは高圧の吐出圧力と、冷媒注入
用細孔が開口する密閉空間の内部圧力との差圧を極力小
さくするためで、液冷媒注入量を少なくして過度の冷
却作用を防止するものである。 【0052】図7は密閉容器の内部が主に吸入圧力の雰
囲気にある低圧チャンバ方式の縦形の密閉形スクロール
圧縮機を示すもので、図4で説明した実施例の場合、図
7の形式のスクロール圧縮機にも適用できるものであ
る。 【0053】図7において、密閉容器200内には、固
定スクロール部材201と旋回スクロール部材205か
らなる圧縮機部を上部に、電動機部259を下部に配置
し、回転軸257を介し圧縮機部と電動機部を連設して
収納している。 【0054】回転軸257はフレーム256に設けられ
た主軸受262、底壁に設けられた下部軸受263に支
承され、更に主軸上部に偏心的に設けられた旋回軸受2
61に旋回スクロール部材の旋回軸257aを支承して
いる。262aはスラト軸受(ころがり軸受)であり、
圧縮機部の密閉空間(圧縮室)で発生するガス力を上記
軸受で支承する。258はオルダム機構、264は吸入
管、274は吐出管、278は冷媒注入管を示す。26
7は固定スクロールの背部に、隔壁267aにて形成さ
れた中間的圧力室で、圧縮過程にある密閉空間221と
細孔268にて連通し、予備的な圧力室となる。図中実
線矢印は冷媒ガスの流通方向、破線矢印は液冷媒の流れ
方向を示す。 【0055】冷媒ガスは、吸入管264から導入され、
密閉容器200の電動機空間に至り、電動機を冷却し乍
ら上昇流となり、フレーム256に設けた吸入孔256
aを経て、スクロール圧縮機の外周部の吸入室222に
吸入される。次いで旋回スクロール部材の旋回運動によ
り中央部に移動して圧縮され後述の注入液冷媒にて冷却
され、吐出口266より密閉容器内上部の吐出口271
に吐出される。次いで、吐出管274を介し機外(凝縮
器)に送出される。 【0056】一方冷媒注入管278より供給される液冷
媒は、細孔269を経て、密閉空間221に注入され、
作動ガスの冷却を行う。 【0057】上記冷媒注入用細孔269は本実施例で
は、鏡板に1個設けていると共に、上記細孔269はガ
ス圧導出用細孔268に対し、前記(1)式で示したよ
うな位置関係に穿設され、ガス圧導出用細孔268に密
閉空間を介し間欠的に連通するように形成されている。
ガス圧導出用細孔268が開口する中間的圧力室267
は、上記構成により、起動初期等の液圧縮時には液冷媒
が間欠的に注入され、液冷媒の逃がし空間となる。 【0058】また、上記冷媒注入用細孔及びガス圧導出
用細孔の位置関係は前記(2)式で示した位置関係に設
定してもよい。また、図7に示した、低圧の冷媒ガス域
に電動機を内蔵した低圧チャンバ方式密閉形スクロ−ル
圧縮機の場合には、低温の吸入冷媒ガスにより電動機の
冷却ができるので、該電動機の冷却のために注入する液
冷媒量をより少なくできる利点がある。この注入する液
冷媒量をより少なくできる分、密閉空間に注入されて残
存する液冷媒の量もより減少し、密閉空間内での起動時
等における液圧縮作用をさらに回避することができる。
そして、冷却のための注入液冷媒量をより少量化するこ
とで、圧縮機動力の軽減化が図れ、冷凍装置全体として
の省エネルギを実現出来る。また、上記した起動時等に
おける液冷媒圧縮作用を完全に回避し、起動トルクの軽
減化、起動時の動力低減が図れる。したがって、従来装
置にみられたようなスクロ−ルラップの破損事故と起動
不良の現象及び凝縮器側への異物混入などを未然に防止
でき、スクロ−ル圧縮機と冷凍装置全体の信頼性を大幅
に改善することができる。 【0059】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、両
スクロール部材で形成される密閉空間に冷媒を注入して
作動ガスの冷却を行なうと共に、圧縮機の起動時や停止
直前時などに、注入された非圧縮性の液冷媒が密閉空間
内に多量に存在している場合でも、この液冷媒の少なく
とも一部を旋回スクロ−ルの1回転中に圧力導出用細孔
や吐出口を介して排出することができるので、液圧縮や
密閉空間内部の異常圧力上昇を防止することできるス
クロ−ル流体機械及びスクロ−ル流体装置が得られる効
果がある。したがって、液圧縮によるスクロールラップ
の破損事故や密閉空間内の異常圧力上昇により旋回スク
ロール部材が固定スクロール部材から離れて圧縮作用を
しなくなるなどの起動不良を防止することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigeration
Scroll fluid machine used as medium compressorAnd
Scroll fluid device having crawl fluid machine and condenser
PlaceIt is about. [0002] BACKGROUND OF THE INVENTION In prior art scroll fluid machines
Is disclosed in FIG. 11 of Japanese Utility Model Publication No. 56-85087.
As shown in the figure, both scroll sections
Liquid refrigerant from the outlet side of the condenser into the compression space formed by the material
Is shown. [0003] SUMMARY OF THE INVENTION
In particular, when starting or just before stopping the compressor,
Is filled with the injected incompressible liquid refrigerant, which is compressed.
As it tries to shrink, it causes liquid compression and scroll wrap
There is a risk of causing a breakage accident. Or, by liquid compression
Pressure, the pressure inside the enclosed space rises abnormally and
Rotary scroll member is compressed away from fixed scroll member
Function does not work, causing problems such as poor startup.
Was. [0004] It is an object of the present invention to form both scroll members.
Liquid gas is injected into the enclosed space to cool the working gas.
As well as preventing liquid compression and abnormal pressure rise inside the enclosed space
Scroll fluid machine that can be stoppedAnd scroll
Fluid deviceIs to get [0005] Means for Solving the Problems To achieve the above object,
The first feature of the present invention is that a spiral wrap is directly attached to a head plate.
The standing fixed scroll member and the orbiting scroll member,
Engage the wraps inside each other and fix the scroll
The frame for fixing the material and the back of the end plate of the orbiting scroll member
A back pressure chamber constituted by:
The density formed by the roll member and the orbiting scroll member
The gas pressure derivation pores for guiding the gas during compression from the closed space are fixed.
End plate part of fixed scroll member or revolving scroll member
Do not rotate the rotating scroll member.
Swivel relative to the fixed scroll member
The roll member has a discharge opening at the center and an opening at the outer periphery
A gas inlet is provided, and gas is sucked from the gas inlet.
Move around the enclosed space formed by the roll member
To compress the gas and discharge the compressed gas from the discharge port
In the scroll fluid machine, an opening is provided in the closed space.
To cool the working gasRefrigerant injection poreThe solid
The end plate portion of the constant scroll member is providedRefrigerant
Injection poreOf the gas pressure derivation pores
Within one wrap of the wrap toward the beginning of the wrap
It has been placed. A second feature of the present invention is that the end plate has a spiral shape.
Scroll member and orbiting scroll for erecting a rectangular wrap
Engage the roll members with the wraps inside and
Fixed scroll part without rotating the scroll member
Orbital motion to the material, and the fixed scroll member
A suction port that opens to the outside and a suction port that opens to the outer
Gas is drawn in from the inlet and formed by both scroll members.
To reduce gas volume by moving
Scroll flow for compressing and discharging compressed gas from the discharge port
In the body machine, the working gas cooling opening in the closed space
For dismissalRefrigerant injection poreThe fixed scroll member end plate
Part, and providedRefrigerant injection poreThe opening of
The turning movement of the turning scroll member causes theBoth skulls
The space formed by the rule memberThrough the fixed scroll
-Scroll so that it intermittently communicates with the discharge port of the
1 along the outer circumference of the wrap from the end
Within the windingOne or more turns from the end of windingage
That is. In addition,Refrigerant injection poreIs scroll
One or more turns along the outer circumference of the wrap from the end
InsideAnd one or more turns from the end of windingOther
On the inner surface of the fixed scroll wrapAlongIn position,
The turning movement of the turning scroll member causes theBoth skulls
-Formed by a rule memberThe fixed scroll through space
-Intermittently communicate only with the discharge port of the, Fixed
Scroll wrap winding start fixed from the end
Within 1.5 turns along the inner circumference of the
A hole for injecting refrigerant at one or more turns from the partI will provide
In other words, for both symmetrically formed enclosed spaces
The refrigerant can be injected almost evenly, which is more effective
It is. [0007]The third feature of the present invention is that a spiral plate is provided on the head plate.
Fixed scroll member and upright scroll
Engage the components with the wraps inside each other and secure
The frame for fixing the roll member and the orbiting scroll member
A back pressure chamber configured with a back surface of the head plate, and the back pressure chamber
Formed by fixed scroll member and orbiting scroll member
For deriving gas pressure to guide gas during compression from enclosed space
Fix the pores on the end plate of the scroll member or swivel scroll
-Provided on the end plate part of the scroll member, and rotate the rotating scroll member
Swiveling motion with respect to the fixed scroll member without
The fixed scroll member has a discharge port opening at the center and an outer periphery
A suction port is provided in the opening, and gas is sucked from the suction port.
To the center of the enclosed space formed by both scroll members.
To reduce the volume and compress the gas.
Scroll fluid machine that discharges , The scroll flow
Scroll with a condenser connected to the discharge side of the body machine
In the fluid device, the opening is provided in the closed space.
Penetrate the end plate portion of the fixed scroll member, and
From the position of the pore for deriving pressure to the wrap winding start side
For cooling working gas provided within one wrap
And the refrigerant condensed in the condenser
To have a refrigerant injection pipe leading to the refrigerant injection pore
is there. [0008]A fourth feature of the present invention is that a spiral plate is provided on the head plate.
Fixed scroll member and upright scroll
Engage the components with the wraps inside each other and
The fixed scroll member can be used without rotating the roll member.
To open the center of the fixed scroll member.
And a suction port that opens at the outer periphery
Gas from the two scroll members
Moving around the closed space to reduce the volume and compress the gas,
Scroll fluid machine for discharging compressed gas from the discharge port
And a condenser connected to the discharge side of the scroll fluid machine
A scroll fluid device having a closed space.
End plate portion of the fixed scroll member so as to open in the space
Through, and start wrapping the scroll wrap and wrap from the end
Within one turn along the outer peripheral surface of
Peripheral surface of fixed scroll wrap at one or more turns from
A coolant injection pore for working gas cooling provided near,
The refrigerant condensed in the condenser is guided to the refrigerant injection holes.
Another object is to provide a refrigerant injection pipe. In addition, refrigerant injection
The pores for the scroll wrap start from the end of the wrap
Within one turn along the outer peripheral surface and one turn from the end of winding
Besides the fixed scroll wrap
Also near the peripheral surface, due to the turning motion of the turning scroll member.
Through the space formed by the scroll members.
Only intermittently communicates with the discharge port of the fixed scroll member
From the beginning of the fixed scroll wrap winding
Within 1.5 turns along the inner circumference of the constant scroll wrap
And for injecting refrigerant to one or more turns from the end of winding
By providing pores, it is possible to form a symmetrical closed space.
The refrigerant can be injected almost equally between both
Is more effective. According to the above-described present invention, the following operations are provided.
You. (1) For cooling working gasRefrigerant injection poreof
ApertureToWrapping the wrap from the position of the gas pressure deriving pores
It is provided at a position within one wrap of the wrap toward the beginning
In, the pores for refrigerant injection and the pores for deriving gas pressure are swirled.
During one rotation of the scroll through the enclosed spaceat leastOnce
Can communicateYou.For this reason, when starting or stopping the compressor
The injected incompressible liquid refrigerantSealed sky
Abundant in the spaceEven if you have, in this enclosed space
The liquid refrigerant is used for deriving gas pressure during one revolution of the swirling scroll.
When communicating with the back pressure chamber through this gas pressure derivation pore
This result,Abnormal pressure in liquid compression or enclosed space
Prevent riseOneSealed space formed by both scroll members
The working gas can be cooled by injecting a liquid refrigerant between them.
Wear. (2)Refrigerant injection poreOpeningTo, Skull
-From the beginning of the wrap, along the outer circumference of the wrap
Within one turn andOuter end of wrap from end of winding
One or more turns along the surfaceOf fixed scroll wrap
Outer surfacenearIn the one provided in the
AndThrough the space formed by both scroll members
Can communicate once during one rotation of the turning scroll
You.For this reason, when the compressor is started or just before the stop, etc.
Incompressible liquid refrigerantExtensive presence in enclosed spacedo it
Liquid refrigerant in this enclosed space, even if
Communication with the discharge port during one rotation of theWhenDischarged into this outlet
AndSoAs a result, liquid compression and abnormal pressure rise inside the enclosed space are prevented.
StopOneLiquid cooling in the closed space formed by both scroll members
The working gas can be cooled by injecting a medium. [0012] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows the fixed scroll side exposed to the atmosphere.
An open-type horizontal slide with the crankshaft arranged laterally
1 shows a refrigeration apparatus using a crawl compressor. Fixed scroll member 101 and orbiting scroll
The locking members 105 engage each other with the wrap portions facing inward.
In addition, the orbiting scroll member 105 includes a fixed scroll portion.
Material 101 and a flange for fixing the fixed scroll member 101.
Orbiting scroll section
A concave portion of the frame 106 is provided on the back of the mirror plate 105a of the material 105.
A back pressure chamber 123 is formed at the place. The rotating shaft 107 supported on the frame 106
Has an eccentric shaft 107a formed at the tip thereof.
Are engaged with the boss 105c of the orbiting scroll member.
Reference numeral 108 denotes an Oldham mechanism, and the orbiting scroll member 105
Is an eccentric rotation of the eccentric shaft 107a.
Turning to the fixed scroll member 101 via the structure 108
Do exercise. By the above-mentioned revolving motion, both scroll members can be used.
The enclosed space 121 formed gradually moves to the center and
Decrease. The gas flows from the suction port 103 on the outer periphery to the suction chamber 1
22 and is discharged from the discharge port 102 at the center. The back pressure chamber 123 and the closed space 121 in the compression process
Are the fine holes 124a, 124b formed in the end plate 101a,
It is connected via a pipe 125, and the compression
Intermediate pressure is introduced to obtain the axial pressing force.
You. A discharge pipe 131 is connected to the discharge port 102.
The other end is connected to the condenser 182 and the outlet of the condenser 182
The piping 183 connected to the side evaporates via the expansion valve 184
The evaporator outlet is connected to a suction pipe 164.
Is connected to the suction port 103. Also, from the inflow side pipe of the expansion valve 184,Condensation
For introducing a part of the liquid refrigerant condensed by the heater 182
tube(Less thanInjection piping(Abbreviated as 135).
35 has a pressure reducer 137 interposed, and the other end is a fixed scroll
Drilled in the end plate 101aRefrigerant injection pore(Less thanInjection
For pores139a, 139b, closed air
Communicated between them. Solid arrows in the figure indicate the flow of refrigerant gas
The dashed arrow indicates the flow direction of the liquid refrigerant. In the case of a compressor for refrigeration and air conditioning, the discharge pressure Pd
And suction pressure Ps, Ie, the operating pressure ratio Pd/ PsIs 7 ~
It may be abnormally large, such as 10. In this case,
The discharge gas temperature of the medium is as high as about 120 ° C to 150 ° C.
The pressure of the liquid refrigerant was reduced through the injection pipe 135 shown in FIG.
Then, the working gas is cooled by injecting into the closed space. However, if the compressor is stopped,
In operation, a large amount of liquid refrigerant is supplied through the injection pipe 135.
The liquid refrigerant flows into the closed space 121,
Collected in 1. Restart the compressor in this state,
As described above, the liquid refrigerant in the closed space is compressed. For this reason, this embodiment is different from the above-described embodiment.Injection pore
139a and 139b and gas pressure deriving fine holes 124a and 124
4b in the positional relationship described below,
The liquid refrigerant injected into the closed space is passed through the back pressure chamber 123 to another
Escape to pressure chamber (closed space) to remove or reduce liquid compression
I do. FIG. 2 shows that both scroll members are engaged with each other.
It is a cross-sectional view showing a state. The gas pressure deriving pores 12
4a, 124bInjection pore139a and 139b are both
Sealed spaces 121a, 121 formed by scroll members
b.
ing. Each of the above pores was along the side wall of the scroll wrap
It is provided on the end plate. That is,Injection pore139a and 139b
Wrap winding start part from the pressure pressure deriving fine holes 124a and 124b
(At the center of the wrap)
For example, as shown in the figure, the fine holes 139a, 139b and 12
4a and 124b are intermittent, that is, of the orbiting scroll member.
Be sure to communicate through the closed space at least once during one turn
Is done. The above positional relationship is expressed as follows. [0025] λb> Λin> Λb-2π (1) here, λin:Refrigerant injection poreScroll wrap winding in position
Angle (rad) λb : Scroll wrap at pore position for deriving gas pressure
Winding angle (rad) π: Pi. In addition,Refrigerant injection pore139a, 139b
The diameter of the gas pressure deriving fine holes 124a and 124b is
Should be set to a value smaller than the upper wrap thickness.
No. In the embodiment shown in FIG.Refrigerant injection
For pores139a and 139b are scroll wrap
Λ as the winding anglein$ 8.0 rad. Also, gas pressure
The positions of the outlet holes 124a and 124b are
Λb≒ 12.0 rad position,
The above expression (1) is satisfied. [0028]Refrigerant injection poreAnd gas pressure derivation pore
By setting the positional relationship as described above,
At startupLiquid refrigerantIn the enclosed space 121Abundantly present
Even if, Gas pressure deriving pores 124a, 124bAnd ream
When passing through, part of the liquid refrigerantEscape to back pressure chamber 123Can be
CanYou. Next, the operation of the above embodiment will be described.
With the above configuration, the turning scroll rotates.
As a result, the positional relationship with the fixed scroll is as shown in FIG.
ThenRefrigerant injection pore139a and gas pressure deriving pores 12
4a communicates through the closed space 121a,Refrigerant injection
Required pore139b and gas pressure deriving pores 124b are closed
It communicates via the space 121b. As a result, the gas pressure
For the orbiting scroll member 10 via the pipe 125.
5 communicates with the back pressure chamber 123 on the backBecause, Working gas
Injected into the closed spaces 121a and 121b for cooling
The separated liquid refrigerant is supplied to the gas pressure deriving fine holes 124a and 124.
b to the back pressure chamber 123 via the pipe 125
Can be. Note that the gas pressure deriving pore is swirled by a rotating scroll.
When provided on the end plate portion 105a of the
The liquid refrigerant inside the closed spaces 121a and 121b is directly
Escape to the back pressure chamber 123 side through the pressure pressure outlet hole 124
be able to. The meaning of the above equation (1) is that
During one orbiting movement of the orbiting scroll member 105, be sure to
Once through the closed space 121a, 121bRefrigerant injection
Required pore139a, 139b and gas pressure deriving pores 124
a and 124b communicate with each other.
To taste. That is, in a scroll compressor,
Of a swivel and fixed scroll wrap forming an enclosed space
The contact point of the discharge port side and the suction port side
Because it is formed with exactly one turn (2π) at the winding angle,
The position of the liquid injection pore is one turn relative to the gas pressure derivation pore.
By setting it within (2π), those pores are swirled.
Be sure to go through the closed space once during one rotation of the crawl (2π).
Will be in communication. In addition, instead of the above equation (1), the following equation is used.
It may be configured as follows. λin= Λb                          … (2) here, λin:Refrigerant injection poreScroll wrap at position
Winding angle (rad) λb : Scroll rack at the position of the gas pressure deriving pore
Winding angle (rad). The above equation (2) isRefrigerant injection poreAnd gas pressure conduction
A state where the outlet pore is always in communication with the outlet through a closed space.
It means becoming. The above configuration prevents liquid compression,
Or it is most effective for the function of mitigating. FIG. 3 shows a finger at the initial stage of starting the scroll compressor.
The pressure diagram (P-λ diagram) is shown in the case of this embodiment (solid line)
When there is no refrigerant passage (conventional model) (single-dot chain
FIG. The horizontal axis is a scroller instead of the volume V.
It is displayed as the top winding angle λ. (λsIs scroll
The winding angle is λe Is the scroll wrap end angle
Is shown. ) In the case of the conventional machine, compress the incompressible liquid refrigerant
So that the pressure inside the scroll becomes the discharge pressure P
d Fluid pressure P that greatly exceedsmax Acts
However, in the case of the present embodiment, the gas pressure deriving fine holes 124a, 1
24b is through an enclosed spaceRefrigerant injection pore139a, 13
9b, the closed space 121
a and 121b are no longer completely enclosed spaces,
To form a compressed working chamber. Therefore, the liquid pressure P
max Liquid refrigerant toward the back pressure chamber 123 with a lower pressure level
Moves, and the pressure in the sealed spaces 121a and 121b decreases.
You. Naturally, the pressure P in the back pressure chamber 123b Is hydraulic
Force Pmax Against Pb≪Pmax It becomes the relationship. Shiatsu chart
The area enclosed by is proportional to the required power of the compressor,
According to the present embodiment, the abnormality in the closed space due to the liquid compression
Pressure rise is prevented, so power reduction (startup)
Dynamic torque). In the above embodiment, the gas pressure deriving pores
124a and 124b are fixed scroll end plates 101
a, but at a position corresponding to the end plate of the orbiting scroll member.
It may be provided. Also,Refrigerant injection pore139a, 139b
And the gas pressure deriving pores 124a and 124b are
Although a pair (two) are provided at symmetrical positions,
For the same reason, even if one of the above pores is provided,
The effect can be achieved. Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
explain. The embodiment shown in FIG.Refrigerant injection pore141
a, 141b is the winding start end P of the scroll wrap,
End plate 1 of fixed scroll wrap within 1 turn from P '
01a on the side wallAlongAt the right position,Refrigerant injection
Pores 141a, 141b Opening is a turning scroll
Is formed by both scroll members due to the swiveling motion of
Only between the fixed scroll member and the discharge port 102 through the space
It is configured to communicate intermittently. [0039]Refrigerant injection poreIs given by the following equation. λins+ 2π (3) here, λin:Refrigerant injection poreScroll wrap at position
Winding angle (rad) λs : Scroll wrap winding start angle (rad) π: Pi. With the above structure, the liquid injected into the closed space
The refrigerant is discharged intermittently by the swirling motion of the swirling scroll.
102, a large amount of liquid refrigerant in the enclosed space
The liquid compression can be prevented even when the liquid is injected. In the above equation (3), practically,
The input pores 141a and 141b are       λin≒ λs+ 2π- (π / 6 to π / 4) (4) Is preferable. Note thatRefrigerant injection pore141a opening
Is,FixedScroll wrap winding start from end PThatLa
Within one roll along the outer circumference of theAnd the end of the winding
Near the outer peripheral surface of the fixed scroll wrap at one or more turns
KunoPosition,Refrigerant injection pore141bof
The opening pivots in the state of FIG.Scroll wrap winding
From the end P 'to the outer circumferential surface of the scroll scroll wrap
Within about one turn alongAnd at least one turn from the end of the turn
Near the outer peripheral surface of the scroll scroll wrap in the upper position
PositionInner peripheral surface of fixed scroll wrapAlongposition
(That is, fixedScroll wrap winding start end P
Are approximately 1.5 along the inner circumference of the fixed scroll wrap.
(Within a winding position). FIG. 5 shows the pressure inside the scroll of this embodiment.
Ideal field showing the relationship between the angle and the scroll wrap winding angle
The acupressure diagram (P-λ diagram) is shown. Λ in the figureq Is a figure
The scroll wrap winding start portions P and P 'shown in FIG.
Of the first turn from outside to the wrap point Q and Q '
Shows the winding angle of the scroll wrap. Therefore, during the discharge stroke
Liquid refrigerant inofIn the injection period, in other words in the discharge stroke
With the outlet through a closed spaceRefrigerant injection pore141a, 14
According to FIG. 5, the period during which the communication between the scroll lbs.
In terms of the winding angle, the contact area is
You. [0044] Δλd= Λq−λin                        … (5) here, Δλd : A screen that is a liquid refrigerant injection section during the discharge stroke
Contact range on roll wrap winding angle (rad) λin  :Refrigerant injection poreScroll
Winding angle (rad) λq   : Contact point Q of both scrolls at the moment of completion of discharge stroke,
The scroll wrap winding angle at the position Q '(ra
d). By adopting the above configuration, the turning scroll
-During one revolution ofRefrigerant injection poreIs the discharge space and Δλd(ra
d) Can communicate intermittently within the range of rotation angle
You. FIG. 6 shows a combination of the embodiment of FIGS. 2 and 4 described above.
Equivalent to the combinedRefrigerant injection poreAnd for deriving gas pressure
The positional relationship between the pores and the discharge port is configured as follows.
It is. That is,Refrigerant injection pore142a, 14
2b is one or more turns from the end of the scroll wrap
Fixed scroll wrap insideNearTogether with the location
The gas pressure deriving pores 143a and 143b areFor refrigerant injection
poreEnd of wrap further than the position of 142a, 142b
Provided at a position within one turn toward the edge (outside)
It is a thing. The above positional relationship is expressed by the following equation.       λs+ 2π> λin> Λb-2π ... (6) here, λin:Refrigerant injection poreScroll wrap at position
Winding angle (rad) λs : Scroll wrap winding start angle (rad) λb : Scroll rack at the position of the gas pressure deriving pore
Winding angle (rad) π: Pi. By configuring each of the pores in the above positional relationship,
And a refrigerant injection hole 142 for injecting a liquid refrigerant into the closed space.
a and 142b intermittently communicate with the discharge space.
For deriving gas pressure through the sealed spaces 121a and 121b
It is possible to intermittently communicate with the fine holes 143a and 143b.
it can. Therefore, the injected liquid refrigerant flows into the discharge space and the back pressure chamber.
Liquid intermittently flows into the
It can be completely prevented and abnormal pressure rise in the enclosed space can be prevented.
Wear. In the embodiment shown in FIG.
Specific examples of the positional relationship between 142b, 143a, and 143b
In terms of a value, for example, to satisfy the expression (6), for example, λs≒ 1.1rad λq≒ 7.4 rad λin≒ 6.8rad λb$ 12.5rad ... (7) Becomes As shown in the above equation (6),Refrigerant injection
Required poreThe positions of 142a and 142b are the gas pressure
From the positions of the holes 143a and 143b,
Set to direction. This is a high discharge pressure,Refrigerant injection
For poresPressure difference with the internal pressure of the closed space where
Liquid refrigerantofExcessive cooling with lower injection volume
This is to prevent rejection. FIG. 7 shows an atmosphere in which the interior of the closed container is mainly at the suction pressure.
Vertical closed scroll of low pressure chamber type in the atmosphere
FIG. 4 shows a compressor, and in the case of the embodiment described with reference to FIG.
7 can be applied to scroll compressors.
You. In FIG. 7, a solid container 200
Between the constant scroll member 201 and the orbiting scroll member 205
Compressor section at the top and motor section 259 at the bottom
And a compressor unit and an electric motor unit are connected to each other via a rotating shaft 257.
It is stored. The rotation shaft 257 is provided on the frame 256.
Main bearing 262 and a lower bearing 263 provided on the bottom wall.
Slewing bearing 2 eccentrically provided above the main shaft
61 supports the orbiting shaft 257a of the orbiting scroll member
I have. 262a is a thrust bearing (rolling bearing),
The gas force generated in the closed space (compression chamber) of the compressor
Support with bearings. 258 is Oldham mechanism, 264 is inhalation
Pipe, 274 is a discharge pipe, 278 isRefrigerant injection pipeIs shown. 26
7 is formed on the back of the fixed scroll by a partition wall 267a.
Closed space 221 in the compression process
It communicates with the pores 268 and becomes a preliminary pressure chamber. Solid
The dashed arrows indicate the direction of refrigerant gas flow, and the dashed arrows indicate the flow of liquid refrigerant.
Indicates the direction. The refrigerant gas is introduced from the suction pipe 264,
It reaches the motor space of the sealed container 200 and cools the motor.
The flow then rises, and the suction holes 256 provided in the frame 256
a, into the suction chamber 222 on the outer periphery of the scroll compressor.
Inhaled. Next, the orbiting motion of the orbiting scroll member
And moved to the center to be compressed and cooled by the injection liquid refrigerant described below.
And the discharge port 271 in the upper part of the closed container is connected to the discharge port 266.
Is discharged. Then, outside the machine (condensation) via the discharge pipe 274
Device). On the other handRefrigerant injection pipeLiquid cooling supplied from 278
The medium is injected into the closed space 221 through the fine holes 269,
Cool the working gas. The aboveRefrigerant injection pore269 is the present embodiment
Is provided on the head plate, and the above-mentioned pore 269 is
With respect to the pressure deriving pores 268,
And the gas pressure derivation holes 268
It is formed so as to communicate intermittently via a closed space.
Intermediate pressure chamber 267 in which gas pressure deriving pore 268 opens
With the above structure, the liquid refrigerant
Is intermittently injected to provide a space for the liquid refrigerant to escape. In addition, the aboveRefrigerant injection poreAnd gas pressure derivation
The positional relationship of the pores for use is set to the positional relationship shown in the above equation (2).
May be specified. Also, a low-pressure refrigerant gas area shown in FIG.
Low pressure chamber type closed scroll with built-in motor
In the case of a compressor, low-temperature suction refrigerant gas
Cooling can be performed, so the liquid injected for cooling the motor
There is an advantage that the amount of refrigerant can be reduced. This liquid to inject
As much as the amount of refrigerant can be reduced,
The amount of liquid refrigerant present also decreases, and when starting in an enclosed space
And so on can further avoid the liquid compression action.
Then, reduce the amount of injected liquid refrigerant for cooling.
As a result, the power of the compressor can be reduced,
Energy saving can be realized. Also, when starting up
Completely avoids the liquid refrigerant compression effect in
Reduction in power and start-up power can be achieved. Therefore,
Accident and start of scroll wrap as seen in the installation
Prevents failure phenomena and foreign matter from entering the condenser
And greatly enhances the reliability of the scroll compressor and refrigeration system.
Can be improved. [0059] As described above, according to the present invention, both
Inject refrigerant into the closed space formed by the scroll member
Cools the working gas and starts and stops the compressor.
Just before, for example, the injected incompressible liquid refrigerantClosed space
If there is a large amount in theAlso this liquid refrigerantLess of
With someThe hole for deriving pressure during one rotation of the rotating scroll
And can be discharged through the discharge port.
Prevent abnormal pressure rise inside enclosed spaceofCan do
Crawler fluid machineAnd scroll fluid deviceIs effective
There is fruit. Therefore, scroll wrap by liquid compression
Due to a breakage accident or abnormal pressure increase in the enclosed space.
The roll member separates from the fixed scroll member and compresses.
It is possible to prevent start-up failure such as no longer running.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例のスクロール流体機械を用い
た冷凍装置を示す冷凍サイクル用冷媒回路を示す図で、
スクロール流体機械の要部のみ縦断面図で示した図であ
る。 【図2】図1の実施例のスクロールラップの噛合い状態
における横断面図である。 【図3】図2の実施例の密閉空間の圧力変化を示す指圧
線図(P−λ線図)である。 【図4】本発明の他の実施例を示すスクロールラップの
噛合い状態における横断面図である。 【図5】図4の実施例の密閉空間の圧力変化を示す指圧
線図である。 【図6】本発明の更に他の実施例を示すスクロールラッ
プ噛合い状態における横断面図である。 【図7】低圧チャンバ方式の密閉形スクロール流体機械
に本発明を適用した場合の例を示す縦断面図である。 【符号の説明】 101…固定スクロール部材、101a…鏡板、102
…吐出口、103…吸入口、105…旋回スクロール部
材、121a,121b…密閉空間、122…吸入室、
123…背圧室、131…吐出配管、124a,124
b,143a,143b…ガス圧導出用細孔、135…
冷媒注入用配管、137…減圧器、139a,139
b,141a,141b,142a,142b…冷媒注
入用細孔、164…吸入配管、182…凝縮器、184
…膨張弁、185…蒸発器。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a refrigeration cycle refrigerant circuit showing a refrigeration apparatus using a scroll fluid machine according to one embodiment of the present invention;
It is the figure which showed only the principal part of the scroll fluid machine in the longitudinal cross-sectional view. FIG. 2 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 1 in a meshing state of the scroll wrap. FIG. 3 is a Shiatsu diagram (P-λ diagram) showing a pressure change in a closed space in the embodiment of FIG. 2; FIG. 4 is a cross-sectional view showing a scroll wrap in an engaged state according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is an acupressure diagram showing a pressure change in a closed space in the embodiment of FIG. 4; FIG. 6 is a cross-sectional view showing a still further embodiment of the present invention in a scroll wrap meshing state. FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an example in which the present invention is applied to a closed scroll fluid machine of a low-pressure chamber type. [Description of Signs] 101: fixed scroll member, 101a: mirror plate, 102
... discharge port, 103 ... suction port, 105 ... revolving scroll member, 121a, 121b ... closed space, 122 ... suction chamber,
123: back pressure chamber, 131: discharge pipe, 124a, 124
b, 143a, 143b ... pores for deriving gas pressure, 135 ...
Refrigerant injection pipe , 137 ... pressure reducer, 139a, 139
b, 141a, 141b, 142a, 142b ... refrigerant injection
Input pores , 164: suction pipe, 182: condenser, 184
... expansion valve, 185 ... evaporator.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール部
材及び旋回スクロール部材を、ラップを互いに内側にし
てかみ合せ、固定スクロ−ル部材を固定するフレ−ムと
旋回スクロール部材の鏡板背面とで構成された背圧室を
備え、該背圧室に前記固定スクロール部材と旋回スクロ
ール部材とにより形成される密閉空間から圧縮途中のガ
スを導くガス圧導出用細孔を固定スクロ−ル部材の鏡板
部あるいは旋回スクロ−ル部材の鏡板部に設け、旋回ス
クロ−ル部材を自転することなく固定スクロ−ル部材に
対して旋回運動させ、固定スクロール部材には中心部に
開口する吐出口と外周部に開口する吸入口を設け、該吸
入口からガスを吸入し、両スクロール部材で形成される
密閉空間を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮
し、吐出口から圧縮ガスを吐出するスクロ−ル流体機械
において、 前記密閉空間内に開口するように、作動ガス冷却用の
媒注入用細孔を前記固定スクロール部材の鏡板部を貫通
して設け、 かつ該冷媒注入用細孔の開口部を、前記ガス圧導出用細
孔の位置からラップの巻始め部側に向かってラップ1巻
き以内の位置としたことを特徴とするスクロ−ル流体機
械。 2.鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール部
材及び旋回スクロール部材を、ラップを互いに内側にし
てかみ合せ、旋回スクロール部材を自転することなく固
定スクロール部材に対し旋回運動させ、固定スクロール
部材には中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸
入口を設けて吸入口からガスを吸入し、両スクロール部
材により形成される密閉空間を中心に移動させ容積を減
少してガスを圧縮し、前記吐出口から圧縮ガスを吐出す
るスクロ−ル流体機械において、 前記密閉空間内に開口する作動ガス冷却用の冷媒注入用
細孔を前記固定スクロール部材の鏡板部を貫通して設
け、 かつ該冷媒注入用細孔の開口部を、スクロ−ルラップ巻
き始まり端部からラップの外周面に沿って1巻き以内で
かつ巻き終り端部から1巻き以上の位置としたことを特
徴とするスクロ−ル流体機械。 3.請求項2において、固定スクロ−ルラップ巻き始ま
り端部から固定スクロ−ルラップの内周面に沿って1.
5巻き以内でかつ巻き終り端部から1巻き以上の位置に
も冷媒注入用細孔を設けたことを特徴とするスクロ−ル
流体機械。4. 鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール部
材及び旋回スクロール部材を、ラップを互いに内側にし
てかみ合せ、固定スクロ−ル部材を固定するフレ−ムと
旋回スクロール部材の鏡板背面とで構成された背圧室を
備え、該背圧室に前記固定スクロール部材と旋回スクロ
ール部材とにより形成される密閉空間から圧縮途中のガ
スを導くガス圧導出用細孔を固定スクロ−ル部材の鏡板
部あるいは旋回スクロ−ル部材の鏡板部に設け、旋回ス
クロ−ル部材を自転することなく固定スクロ−ル部材に
対して旋回運動させ、固定スクロール部材には中心部に
開口する吐出口と外周部に開口する吸入口を設け、該吸
入口からガスを吸入し、両スクロール部材で形成される
密閉空間を中心に移動させ容積を減少してガスを圧縮
し、吐出口から圧縮ガスを吐出するスクロ−ル流体機械
と、 前記スクロ−ル流体機械の吐出側に接続された凝縮器と
を備えたスクロ−ル流体装置において、 前記密閉空間内に開口するように前記固定スクロ−ル部
材の鏡板部を貫通し、かつ前記ガス圧導出用細孔の位置
からラップの巻始め部側に向かってラップ1巻き以内の
位置に設けられた作動ガス冷却用の冷媒注入用細孔と、 前記凝縮器で凝縮された冷媒を前記冷媒注入用細孔に導
く冷媒注入用配管 を備えることを特徴とするスクロ−ル
流体装置。 5. 鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロール部
材及び旋回スクロール部材を、ラップを互いに内側にし
てかみ合せ、旋回スクロール部材を自転することなく固
定スクロール部材に対し旋回運動させ、固定スクロール
部材には中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸
入口を設けて吸入口からガスを吸入し、両ス クロール部
材により形成される密閉空間を中心に移動させ容積を減
少してガスを圧縮し、前記吐出口から圧縮ガスを吐出す
るスクロ−ル流体機械と、 前記スクロ−ル流体機械の吐出側に接続された凝縮器と
を備えたスクロ−ル流体装置において、 前記密閉空間内に開口するように前記固定スクロ−ル部
材の鏡板部を貫通し、スクロ−ルラップ巻き始まり端部
からラップの外周面に沿って1巻き以内の位置でかつ巻
き終り端部から1巻き以上の位置の固定スクロ−ルラッ
プの外周面近くに設けられた作動ガス冷却用の冷媒注入
用細孔と、 前記凝縮器で凝縮された冷媒を前記冷媒注入用細孔に導
く冷媒注入用配管 を備えることを特徴とするスクロ−ル
流体装置。 6. 請求項5において、固定スクロ−ルラップ巻き始ま
り端部から固定スクロ−ルラップの内周面に沿って1.
5巻き以内でかつ巻き終り端部から1巻き以上の位置に
も冷媒注入用細孔を設けたことを特徴とするスクロ−ル
流体装置。
(57) [Claims] The fixed scroll member and the orbiting scroll member, which have the spiral wrap standing upright on the end plate, are engaged with each other with the wraps inward, and the frame for fixing the fixed scroll member and the rear surface of the end plate of the orbiting scroll member are constituted. A back pressure chamber is provided, and a gas pressure deriving hole for guiding a gas being compressed from an enclosed space formed by the fixed scroll member and the orbiting scroll member is provided in the back pressure chamber. The scroll member is provided on the end plate portion of the scroll member, and the orbiting scroll member is rotated with respect to the fixed scroll member without rotating, and the fixed scroll member is opened at the discharge port opened at the center portion and at the outer peripheral portion. A suction port is provided, gas is suctioned from the suction port, the gas is moved around a closed space formed by both scroll members to reduce the volume and compress the gas, and the compressed gas is discharged from the discharge port. Discharge to scroll - in Le fluid machine, so as to open into said closed space, a cold for working gas cooling
A medium injection hole is provided through the end plate portion of the fixed scroll member, and the opening of the refrigerant injection hole is directed from the position of the gas pressure derivation hole toward the winding start side of the wrap. A scroll fluid machine, wherein the position is within one turn of a wrap. 2. The fixed scroll member and the orbiting scroll member that erect the spiral wrap on the end plate are engaged with each other with the wraps inside, and the orbiting scroll member is rotated with respect to the fixed scroll member without rotating. A gas outlet is provided by providing a discharge port that opens to the portion and a suction port that opens to the outer peripheral portion, sucks gas from the suction port, moves around the closed space formed by both scroll members, reduces the volume, and compresses the gas. In a scroll fluid machine that discharges a compressed gas from a discharge port, a refrigerant for cooling a working gas that opens into the closed space is used.
Micropores are provided through the end plate portion of the fixed scroll member, and the opening of the refrigerant injection micropores is formed within one turn from the start end of the scroll wrap along the outer peripheral surface of the wrap and ends at the end. A scroll fluid machine characterized by being positioned at least one turn from an end . 3. In claim 2, the fixed scroll wrap winding starts.
From the end, along the inner peripheral surface of the fixed scroll wrap.
Within 5 turns and at least 1 turn from the end of winding
A scroll fluid machine having a coolant injection hole . 4. Fixed scroll section that uprights the spiral wrap on the end plate
Material and orbiting scroll member with the wrap inside each other
A frame for fixing the fixed scroll member
Back pressure chamber composed of the orbiting scroll member
The fixed scroll member and the orbiting scroll are provided in the back pressure chamber.
From the enclosed space formed by the
End plate of scroll member fixing gas pressure outlet pore
On the end plate of the rotating scroll member.
A fixed scroll member without rotating the scroll member
Orbital motion, and the fixed scroll member
A discharge port that opens and a suction port that opens on the outer periphery are provided.
Inhales gas from the inlet and is formed by both scroll members
Move gas around enclosed space to reduce volume and compress gas
Fluid machine that discharges compressed gas from the discharge port
And a condenser connected to the discharge side of the scroll fluid machine.
In the scroll fluid device provided with the fixed scroll portion, the fixed scroll portion is opened in the closed space.
Position of the gas pressure deriving pores that penetrate the end plate part of the material
Within 1 wrap of wrap from
A refrigerant gas injection hole provided at a position and a refrigerant condensed in the condenser to the refrigerant injection hole.
Characterized by having a refrigerant injection pipe
Fluid device. 5. Fixed scroll section that uprights the spiral wrap on the end plate
Material and orbiting scroll member with the wrap inside each other
Engage and fix the orbiting scroll member without rotating.
Orbital movement with fixed scroll member, fixed scroll
The member has a discharge port opening at the center and a suction port opening at the outer periphery.
The inlet is provided to suck the gas from the inlet port, Ryosu crawling unit
Move around the enclosed space formed by the material to reduce the volume
Slightly compress the gas and discharge the compressed gas from the outlet
A scroll fluid machine, and a condenser connected to a discharge side of the scroll fluid machine.
In the scroll fluid device provided with the fixed scroll portion, the fixed scroll portion is opened in the closed space.
The end of the scroll wrap winding start
And within 1 turn along the outer circumference of the wrap
At least one turn from the end
Injecting refrigerant for cooling working gas provided near the outer peripheral surface of the pump
And the refrigerant condensed in the condenser is guided to the refrigerant injection hole.
Characterized by having a refrigerant injection pipe
Fluid device. 6. Claim 5: Starting the fixed scroll wrap winding.
From the end, along the inner peripheral surface of the fixed scroll wrap.
Within 5 turns and at least 1 turn from the end of winding
Characterized in that a hole for refrigerant injection is also provided.
Fluid device.
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