JP3764261B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents
スクロール圧縮機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3764261B2 JP3764261B2 JP27249697A JP27249697A JP3764261B2 JP 3764261 B2 JP3764261 B2 JP 3764261B2 JP 27249697 A JP27249697 A JP 27249697A JP 27249697 A JP27249697 A JP 27249697A JP 3764261 B2 JP3764261 B2 JP 3764261B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compression
- compression chamber
- scroll
- injection
- port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
- F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は業務用および家庭用の主として冷凍空調に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮部がレシプロ式のもの、ロータリー式のもの、スクロール式のものがある。現在はコスト、性能面等でそれぞれ特徴を活かして成長してきている。中でもスクロール式の圧縮機が高効率、低騒音、低振動という特徴を活かして実用化されてきた。
【0003】
特開平05−240176号公報は、スクロール圧縮機で1つのインジェクションポートを通じて隣接する2つの圧縮室にガスインジェクションを行い、各圧縮室へのインジェクション量を均等化するようにした技術を開示している。これにより、局部的な熱の偏りによって生じるスクロール部材の熱変形、油の潤滑性の悪化を防ぐことができる。
【0004】
また、特開平08−144971号公報は、圧力が中間圧と同圧となる、旋回スクロールの旋回位置より180°手前を中心とする±125°の範囲内にインジェクション位置設定する。これにより、スクロール圧縮機の特徴である緩やかな圧縮を利用して、安定的に、効率のよいガスインジェクションを実現することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、運転モードの多様化は、スクロール圧縮機もインバータ制御などによって速度可変に運転してその時々に最適な運転状態が得られるようにすることや、ガスインジェクションも運転モードによっては遮断したり、遮断を解除したりすることが必要になってきている。さらに、ガスインジェクションによる冷媒ガスの過給に併せ、圧縮室での過圧縮の冷媒ガスを早期にバイパス吐出して過圧縮を防止することも望まれている。
【0006】
しかし、この過給と過圧縮の防止とを上記従来のもなどに適用しようとすると、過給のためのインジェクションポート部のデッドボリュームでは、ガスインジェクションが行なわれないときのインジェクションポート部のデッドボリュームと同じように、最終圧縮過程にある圧縮室に通じているときにデッドボリューム内の冷媒ガスが昇圧され、次の閉じ込み終えた初期圧縮過程にある圧縮室に通じたときに、デッドボリューム内の冷媒ガスが再膨張して、そのときの運転性能に影響する。
【0007】
本発明の目的は、主としてガスインジェクション、および過圧縮防止とを併せ行なって、あるいは必要に応じた要素とともに、運転モードの多様化に性能よく対応できるスクロール圧縮機を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールと円軌道運動される旋回スクロールとの間に形成する圧縮室にインジェクションポートを通じてガスインジェクションを行うようにしたものにおいて、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成する圧縮室に所定の開口角度範囲で開口して冷媒吐出域に通じさせるバイパスポートを設けるとともに、同一の圧縮室に通じるバイパスポートとインジェクションポートとは異なった開口角度範囲でその圧縮室に通じる位置としたことを基本構成としている。
【0009】
このような構成では、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成する同一の圧縮室に対しガスインジェクションおよび過圧縮防止を行なう、インジェクションポート、およびバイパスポートが、その同一圧縮室に対して互いに異なった開口角度範囲で通じるので、インジェクションポートを通じたガスインジェクションと、バイパスポートを通じたバイパス吐出による過圧縮防止とが同一の圧縮室に対して異時に達成されるので、互いの働きが違っても影響し合わず、それぞれ初期の目的を達成して、運転性能の向上に寄与することができ、運転の多様化に性能よく対応しやすくなる。しかも、ガスインジェクションは暖房などの高負荷運転状態に好適であり、ガスインジェクションの過給、昇圧によって、バイパスポート部のデッドボリューム内の冷媒ガスの再膨張の影響を無くすことができ、寒冷地等でのより高負荷な暖房運転の効率を高めるのに好適である。
【0010】
本発明のスクロール圧縮機は、バイパスポートは固定スクロールの内周側に設けられ、インジェクションポートは固定スクロールの外周側に設けられていることを特徴とし、バイパスボートとインジェクションポートとの同一圧縮室への開口角度を分離させやすい上、この分離によってバイパスポートは圧縮室の過圧縮が生じやすい高圧縮側で通じて過圧縮を防止しやすく、インジェクションポートは圧縮室の低圧縮側で通じて、大きな容積と低圧での高いインジェクション流量のガスインジェクションを達成して、暖房等の高負荷運転状態での性能を向上するのに好適である。
【0011】
また、旋回スクロールは速度可変に駆動されるものであると、旋回スクロールを低負荷運転や高負荷運転などの運転モードに応じた速度で駆動することにより、運転モードの低負荷から高負荷までの選択される負荷状態に応じた運転速度を設定して最適運転することができ、運転の多様化に性能よく対応しやすい。
【0012】
本発明のスクロール圧縮機は、また、固定スクロールおよび旋回スクロールの間に一対の圧縮室を形成する羽根の、前記一対の圧縮室の一方の圧縮室が規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置から巻きおわり端まで、圧縮室を所定の隙間をもって吸込口側に開放し密閉されず高速運転に対する低速運転度合いに応じて冷媒の閉じ込み機能を低下させるオフセット面を設け、前記一方の圧縮室の密閉されない領域と、前記オフセット面のない密閉される他方の圧縮室とに順次に通じる位置にインジェクションポートを設けるとともに、ガスインジェクションを適時に遮断し、また遮断を解除する制御手段を設けたことも特徴としている。
【0013】
このような構成では、ガスインジェクションの遮断、遮断解除によってガスインジェクションを適時に行え、高速運転に対し所定の低速運転となる低負荷運転時、ガスインジェクションを行わない最適運転にて、固定スクロールと旋回スクロールとが形成する一対の圧縮室のうちの一方の圧縮室の、オフセット面が作る隙間によって密閉されない領域は、前記隙間が小さくても吸入する冷媒をその隙間を通じて外部に逃がしやすく、隙間が設けられている範囲では閉じ込み機能を発揮しないので、圧縮室の全体の大きさに見合う容積での冷媒の過給はなく、前記圧縮室の前記隙間を形成しない範囲だけが有効に働いて設計通りの閉じ込み容積による運転が高効率に達成されるとともに、ガスインジェクションを行わないことで、旋回スクロールの旋回によってインジェクションポートが、密閉される他方の圧縮室への開口状態から一方の圧縮室の密閉されない領域に開口されるときに、インジェクションポートまわりの逆止弁などを含むデッドボリューム部分の冷媒は前記他方の圧縮室での圧縮過程で昇圧された状態から再膨張するが、密閉されない領域で冷媒ガスを逃がせるのと、前記密閉される他方の圧縮室が前記開口と通じ合わなくなった時点での容積よりも、前記一方の圧縮室の密閉されない領域が前記開口と通じ合うようになった時点での容積の方が大きくなるようにすることで、冷媒の再膨張による影響を低減し、ガスインジェクションを行わない最小ないしは中間の低負荷運転時の圧縮機の性能を向上することができる。
【0014】
暖房運転など、高速運転となる高負荷運転時、前記閉じられない領域を持つ一方の圧縮室は、前記隙間が小さいことと、旋回スクロールの高速旋回とにより吸入した冷媒の閉じ込み性が向上して冷媒の吸入量が増大し、圧縮行程は低速運転時に対する高速運転度合いに応じた過給がなされるとともに、前記隙間のある領域を含む大きな容積を持った圧縮室の全体を利用した低圧のガスインジェクションを行うことにより高いインジェクション流量を確保し、実際の冷媒吐出量を必要十分に増加させられるので、暖房等の高負荷運転時の性能も向上する。しかも、ガスインジェクションは、インジェクションポートの開口が前記一方の圧縮室の密閉されない領域と密閉される他方の圧縮室とに順次に通じて行なわれ、一対の圧縮室を利用した広い開き角度でのガスインジェクションによる過給が行え、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない場合に比し、圧縮機の能力制御幅が拡大するとともに、暖房等の高負荷運転時の性能をさらに向上する。また、一対の圧縮室での過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑えて運転の快適性が増す。
【0015】
従って、低負荷運転から高負荷運転まで圧縮機の効率を高めることができ、年間消費電力を低減することができる。初期運転時は高負荷運転を行なって設定温度まで早期に立ち上げた後、低負荷運転に切り換えるとか、就寝中、あるいは就寝中のある時間だけ低負荷運転するおやすみタイマモードにするといったことで、低負荷運転の割合が多い場合に特に有利である。
【0016】
この場合、インジェクションポートを、前記一方の圧縮室の密閉されない領域の閉じ込み開始点付近より通じ始める位置に設けると、インジェクションポートが通じ始めるときの密閉されない領域の容積が最大になるので、より低圧でより高いインジェクション流量が得られ、寒冷地等のより高負荷な暖房運転に有効である。
【0017】
本発明は上記の各場合において、圧縮機構の吐出口を有する外面を圧縮機構およびその駆動機構を内蔵した密閉容器内で覆うマフラーに、インジェクションポートに接続されるインジェクションパイプが遊びを持って通る穴を設けると、マフラーは圧縮機構から吐出してくる冷媒を圧縮機構との間に形成している大きな空間で一旦受止めて空間内に拡散充満させながら消音するのに加え、前記穴は単独で、あるいは他の既設の穴と協働して、この一旦拡散され消音されたマフラー内の冷媒が、マフラーと密閉容器が形成する次の閉空間に適度に絞られた状態で通じて再度拡散充満しながら消音されるようにする消音穴を共用するので、インジェクションパイプの設置構造を利用して消音効果を高めることができる。
【0018】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の説明と図面の記載から明らかであり、それぞれの特徴は単独で、あるいは必要に応じたものの組み合わせによってそれぞれ種々の効果を発揮する。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の代表的な実施の形態についてその実施例とともに図1〜5を参照しながら説明する。
【0020】
(実施の形態1)
本実施の形態1は冷凍空調用の横向き設置型のスクロール圧縮機とした場合の一例で、図1に全体の構成を示している。
【0021】
これにつき説明すると、密閉容器1内には、一端部にスクロール式の圧縮機構2が、中間部に圧縮機構2を駆動する電動機3が、他端部には密閉容器1の下部にあるオイル溜め5内のオイル4を潤滑対象部へ送り出すオイルポンプ6とが、それぞれ設けられている。
【0022】
圧縮機構2は固定スクロール11と旋回スクロール12の羽根11a、12aどうしを従来同様に噛み合わせて構成し、旋回スクロール12を自転させず円軌道運動させるように旋回駆動することによって、双方間に形成する一対の圧縮室13A、13Bを図1〜図3に示す吸込口14に通じる外周側から吐出口15に通じる内周側に移動させながら、容積を縮小して圧縮を行い吐出する。
【0023】
これらの支持および駆動と、吸込み圧縮して吐出する流体の密閉容器1内での案内構造とは、どのように構成されてもよい。また、オイルポンプ6もどのようなタイプのものでもよい。本実施の形態1では圧縮機構2は一端側に固定した主軸受部材9に固定スクロール11をボルト止めして一体化し、これら主軸受部材9と固定スクロール11との間に、固定スクロール11と噛み合わせた旋回スクロール12を挟み込んでいる。電動機3は密閉容器1に溶接などして固設した環状の固定子3aと、これの内側に配した回転子3bとからなり、回転子3bに圧縮機構2の旋回スクロール12を旋回駆動するクランク軸16を固定してある。
【0024】
クランク軸16は密閉容器1の他端部側で密閉容器1に溶接などして固定した副軸受部材17によって軸受され、反対側にある主軸18を主軸受部材9によって軸受されている。副軸受部材17および主軸受部材9は前記軸受のための転がり軸受21と滑り軸受22とを持っている。主軸18はこれの直径線上を往復移動できるように保持した偏心軸受23を介して旋回スクロール12の背面の偏心位置に突出した旋回軸12bと嵌合し、主軸18が回転されると主軸受部材9と旋回スクロール12との間に設けたオルダムリング28との協働により旋回スクロール12を固定スクロールに対し自転させずに円軌道運動するように旋回させる。しかし、上記のような軸受構造は種々に変更することができる。副軸受部材17には前記オイルポンプ6を取付けてある。
【0025】
本実施の形態1は冷凍空調用のスクロール圧縮機であることにより、圧縮機構2によって吸込み、圧縮して吐出する流体は冷媒であり、塩素を含まない例えばフッ化炭素水素系の冷媒を用いる場合は特に、これと相溶性のあるオイル4が用いられ、冷媒に塩素がなく潤滑性が望めなくてもこれとオイル4が相溶して密閉容器1内各部の機械的摺動部分に冷媒によって持ち運ばれることで、潤滑性を向上する。
【0026】
吸込口14にはガス吸込み管32が接続され、吐出口15には密閉容器1内のオイル溜め5上の冷媒通路33を通じてガス吐出管34が接続されている。
【0027】
オイルポンプ6はクランク軸16によって圧縮機構2とともに駆動され、オイル溜め5内のオイル4をクランク軸16に縦通形成したオイル通路35に送り出し、前記偏心軸受23に先ず供給する。偏心軸受23に供給された後のオイル4の一部は各部隙間や所定の通路を通って、滑り軸受22や圧縮機構2内に供給されるとともに、残りは下部のオイル溜め5内に戻される。
【0028】
さらに、吐出口15には圧縮機構2の停止時に旋回スクロール12が逆転するのを防ぐための逆止弁42と、これの動きを規制する逆止弁ガイド43とが設けられている。
【0029】
前記ガス吐出管34からガス吸込管32までの間には、凝縮器44、膨張弁45、気液分離器46、キャピラリーチューブ47、および蒸発器48が順次接続され、密閉容器1内の圧縮機構2を含めて全体が環状に繋がった冷凍サイクルを構成している。説明の簡単のために非ヒートポンプタイプのもので示してあるが、ヒートポンプタイプの冷凍サイクルを構成し、低負荷な冷房と高負荷な暖房とが行えるようにしてあり、図示しない切り換え構造を有しているものとする。
【0030】
固定スクロール11には、図1、図2に示すように圧縮室13へのガスインジェクションを行うインジェクションポート51が1つ設けられている。インジェクションポート51には逆止弁54とその逆止弁ガイド55とを介してインジェクションパイプ52が接続され、このインジェクションパイプ52には前記気液分離器46からのガス冷媒供給管53が接続されている。これによって圧縮室13には気液分離器46で気液分離された気相部分のガス冷媒が冷媒供給管53、インジェクションパイプ52、インジェクションポート51を通じてインジェクションされ、一旦インジェクションされた冷媒の逆流が逆止弁54によって阻止される。このようなガスインジェクションは圧縮機構2での圧縮機の効率を増大させるので、その分だけ暖房能力が向上する。
【0031】
冷凍装置の運転の多様化に合わせて、前記ガスインジェクションは冷凍装置の運転状態に応じて適時になされればよく、これの遮断、遮断解除を制御するため、冷媒供給管53の途中には二方電磁弁56が設けられ、冷凍装置の運転とともに適宜開閉制御されるようになっている。この制御は例えば冷凍装置の動作制御と共にマイクロコンピュータによって行えるが、特にこれに限られることはない。また、運転の多様化のために、本実施の形態1では冷暖房に兼用できるヒートポンプタイプのものであるのに加え、電動機3を例えばインバータ制御して旋回スクロール12を可変速に旋回駆動させられるようにするとともに、ガスインジェクションに併せバイパスポート81、82による過圧縮冷媒ガスの圧縮室13A、13Bからのバイパス吐出も行なえるようにしてある。
【0032】
具体的には、固定スクロール11と旋回スクロール12との間に形成する一対の圧縮室13A、13Bのそれぞれに所定の開口角度範囲で開口して双方を冷媒吐出域である、例えば密閉容器1内の冷媒吐出部に設けられるマフラー71の内側の空間73に通じさせるバイパスポート81、82を有するとともに、これらバイパスポート81、82とは異なった開口角度範囲で圧縮室13A、13Bに順次に通じる位置に1つのインジェクションポート51を設けてある。バイパスポート81、82にも逆止弁83、84が設けられ圧縮室13A、13Bから空間73への過圧縮冷媒ガスのバイパス吐出を可能にするが、空間73側から圧縮室13A、13Bへの吐出冷媒の逆流が起こらないようにしている。各逆止弁83、84にも逆止弁ガイド85、86が設けられている。
【0033】
これにより、固定スクロール11と旋回スクロール12との間に形成する圧縮室13A、13Bの同一のものに対しガスインジェクションおよび過圧縮防止を行なう、インジェクションポート51と、バイパスポート81または82が、その圧縮室13A、13Bの同一のものに対して互いに異なった開口角度範囲で通じる。例えば、圧縮室13Aには、図3の(a)から(e)の間の変化で示す開口角度範囲でインジェクションポート51が通じ、図3の(a)〜(h)の変化を経て(a)に戻って1回転を終えた後の、図3の(e)〜(h)(a)〜(e)の変化で示す開口角度範囲でバイパスポート81が通じている。また、圧縮室13Bには、図3の(e)から(h)(a)の間の変化で示す開口角度範囲でインジェクションポート51が通じ、図3の(a)〜(h)の変化を経て(a)に戻って1回転を終えた後の、図3の(e)〜(h)(a)〜(e)の変化で示す開口角度範囲でバイパスポート82が通じている。
【0034】
従って、インジェクションポート51を通じたガスインジェクションと、バイパスポート81または82を通じたバイパス吐出による過圧縮防止とが同一の圧縮室13Aまたは13Bに対して異時に達成される。このため、互いの働きが違っても影響し合わず、それぞれ初期の目的を達成して、運転性能の向上に寄与することができ、運転の多様化に対応しやすくなる。しかも、ガスインジェクションは暖房などの高負荷運転状態に好適であり、ガスインジェクションの過給、昇圧によって、バイパスポート81、82部のデッドボリューム内の冷媒ガスの再膨張の影響を無くすことができ、寒冷地等でのより高負荷な暖房運転の効率を高めるのに好適である。
【0035】
また、バイパスポート81、82は固定スクロール11の内周側に設けられ、インジェクションポート51は固定スクロールの外周側に設けられている。従って、バイパスボート81、82とインジェクションポート51との同一圧縮室13A、13Bへの開口角度範囲を分離させやすい上、この分離によってバイパスポート81、82は圧縮室13A、13Bの過圧縮が生じやすい高圧縮側で通じて過圧縮を防止しやすく、インジェクションポート51は圧縮室13A、13Bの低圧縮側で通じて、大きな容積と低圧での高いインジェクション流量のガスインジェクションを達成して、暖房等の高負荷運転状態での性能を向上することができる。
【0036】
また、旋回スクロール11は上記のように速度可変に駆動されるものであると、旋回スクロール11を低負荷運転や高負荷運転などの運転モードに応じた速度で駆動することにより、運転モードの低負荷から高負荷までの選択される負荷状態に応じた運転速度を設定して最適運転することができ、運転の多様化に性能よく対応しやすい。
【0037】
しかも、本実施の形態では、また、固定スクロール11および旋回スクロール12の間に一対の圧縮室13A、13Bを形成する羽根11a、12aの、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室13A、13Bの一方の圧縮室13Bが規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置Cから巻きおわり端Dまで、一方の圧縮室13Bを所定の隙間Sをもって吸込口14側に開放し密閉されないようにするオフセット面11bを設け、この一方の圧縮室13Bの密閉されない領域と、前記オフセット面のない密閉される他方の圧縮室13Aとに、図3の(a)〜(e)の変化と、図3の(e)〜(h)(a)の変化とで示すように順次に通じる位置にインジェクションポート51を設けてある。
【0038】
これにより、所定の低速運転となる低負荷運転時、ガスインジェクションを行なわない最適運転にて、固定スクロール11と旋回スクロール12とが形成する一対の圧縮室13A、13Bのうちの一方の圧縮室13Bの、オフセット面11bが作る隙間Sによって密閉されない領域は、前記隙間Sが小さくても吸入する冷媒をその隙間Sを通じて外部に逃がしやすく、隙間Sが設けられている範囲でL1は閉じ込み機能を発揮しないので、圧縮室13Bの全体の大きさに見合う容積での冷媒の過給はなく、前記圧縮室13Bの前記隙間Sを形成しない範囲L2だけが有効に働いて設計通りの閉じ込み容積による運転が高効率に達成されるとともに、ガスインジェクションを行わないことで、旋回スクロール12の旋回によってインジェクションポート51が、図3の(d)に示す密閉される他方の圧縮室13Aへの開口状態から、図3の(e)〜(f)に示すように一方の圧縮室13Bの密閉されない領域に開口されるときに、インジェクションポート51まわりの逆止弁などを含むデッドボリューム部分の冷媒は前記他方の圧縮室13Aでの圧縮過程で昇圧された状態から再膨張するが、密閉されない領域で冷媒ガスを逃がせるのと、前記密閉される他方の圧縮室13Aが前記インジェクションポート51の開口と通じ合わなくなった時点での容積よりも、前記一方の圧縮室13Bの密閉されない領域が前記インジェクションポート51開口と通じ合うようになった時点での容積の方が大きくなるようにすることで、冷媒の再膨張による影響を低減し、ガスインジェクションを行わない最小ないしは中間の低負荷運転時の圧縮機の性能を向上することができる。
【0039】
暖房運転など、高速運転となる高負荷運転時、前記閉じられない領域を持つ一方の圧縮室13Bは、前記隙間Sが小さいことと、旋回スクロール12の高速旋回とにより吸入した冷媒の閉じ込み性が向上して冷媒の吸入量が増大し、圧縮行程は低速運転時に対する高速運転度合いに応じた過給がなされるとともに、前記隙間Sのある領域を含む大きな容積を持った圧縮室13Bの全体を利用した低圧のガスインジェクションを行うことにより、図4に示すようにサイクル側ガス発生量と圧縮機側ガス吸い込み量との基準バランス点O0を、基準圧Pよりも低圧P1側であるO1にシフトさせて、インジェクション流量が基準流量Q0よりも大流量側であるQ1にシフトさせ、高いインジェクション流量を確保し、実際の冷媒吐出量を必要十分に増加させられるので、暖房等の高負荷運転時の性能も向上する。しかも、ガスインジェクションは、インジェクションポート51の開口が前記一方の圧縮室13Bの密閉されない領域と密閉される他方の圧縮室13Aとに順次に通じて行なわれ、一対の圧縮室13A、13Bを利用した広い開き角度範囲でのガスインジェクションによる過給が行え、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない場合に比し、圧縮機の能力制御幅が拡大するとともに、暖房等の高負荷運転時の性能をさらに向上する。また、一対の圧縮室13A、13Bでの過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑えて運転の快適性が増す。
【0040】
従って、本実施の形態1では、低負荷運転から高負荷運転状態まで圧縮機の効率が向上し、年間消費電力の低減を図ることもできる。初期運転時は高速運転にて設定温度にまで早期に立ち上げた後、低速運転に切り換えるとか、就寝中、あるいは就寝中の圧時間の間おやすみタイマモードで低速で運転すると言ったように、低速運転モードでの運転割合が高い場合に特に有利である。
【0041】
ここで、1つの実施例を示すと、オフセット量が0.5mmで、オフセットの長さを旋回スクロール12の旋回角度範囲で言うと180°範囲、インジェクションポート51の直径が2.2mm、インジェクションポート51の圧縮室13Aへの開口角度範囲が−2°〜163°、圧縮室13Bへの開口角度範囲が178°〜343°といずれも165°、バイパスポート81の圧縮室13Aへの開口角度範囲がほぼ180°〜1回転+180°、バイパスポート82の圧縮室13Bへの開口角度範囲がほぼ1回転+180°〜2回転+180°で好適であった。
【0042】
しかも、本実施の形態では、インジェクションポート51を、前記一方の圧縮室13Bの密閉されない領域の閉じ込み開始点付近より通じ始める位置に設けてあるので、インジェクションポート51が通じ始めるときの密閉されない領域の容積が最大になるので、より大きな容積および低圧でのより高いインジェクション流量が得られ、寒冷地等の高負荷な暖房運転に有効であるし、ガスインジェクションを行なわないときのインジェクションポートまわりのデッドボリューム部の冷媒ガスの再膨張の影響をさらに低減しその分性能を向上することができる。
【0043】
なお、本実施の形態では、一対の圧縮室13A、13Bの双方につきガスインジェクションと過給防止とを行なうようにしてあるが、その一方にだけ行なうようにしてもよい。
【0044】
さらに、本実施の形態では図1、図2に示すように、圧縮機構2の吐出口15を有する外面を圧縮機構2および電動機3などの駆動機構を内蔵した密閉容器1内で覆うマフラー71に、インジェクションポート51に接続されるインジェクションパイプ52が遊びを持って通る穴72を設けると、マフラー71は圧縮機構2から吐出してくる冷媒を圧縮機構2との間に形成している大きな空間73で一旦受止めて、この空間73内に拡散充満させてながら消音するのに加え、前記穴72は単独で、あるいは他の既設の穴と協働して、この一旦拡散され消音されたマフラー71内の冷媒が、マフラー71と密閉容器1が形成する次の閉空間74に適度に絞られた状態で通じて再度拡散充満しながら消音されるようにする消音穴を共用するので、インジェクションパイプ52の設置構造を利用して消音効果を高めることができる。
【0045】
【発明の効果】
本発明のスクロール圧縮機の基本構成によれば、インジェクションポートを通じたガスインジェクションと、バイパスポートを通じたバイパス吐出による過圧縮防止とを、同一の圧縮室に対して異時に達成して、互いの働きが違っても影響し合わずにそれぞれ初期の目的を達成して、運転性能の向上に寄与することができ、運転の多様化に性能よく対応しやすくなる。しかも、ガスインジェクションは暖房などの高負荷運転状態に好適であり、ガスインジェクションの過給、昇圧によって、バイパスポート部のデッドボリューム内の冷媒ガスの再膨張の影響を無くすことができ、寒冷地等でのより高負荷な暖房運転の効率を高めるのに好適である。
【0046】
特に、バイパスポートは固定スクロールの内周側に設けられ、インジェクションポートは固定スクロールの外周側に設けられていることを1つの特徴として、バイパスボートとインジェクションポートとの同一圧縮室への開口角度を分離させやすく、かつ、過圧縮を防止しやすいし、大きな容積と低圧での高いインジェクション流量のガスインジェクションを達成して、暖房等の高負荷運転状態での性能を向上するのに好適である。
【0047】
また、旋回スクロールは速度可変に駆動されるものであると、運転モードの低負荷から高負荷までの選択される負荷状態に応じた運転速度で最適運転することができ、運転の多様化に性能よく対応しやすい。
【0048】
本発明のスクロール圧縮機のさらなる別の特徴によれば、高速運転に対する所定の低速運転となる低負荷運転時、羽根の巻きおわり端側で密閉されない一方の圧縮室ではその全体の大きさに見合う容積での冷媒の過給はなく、設計通りの閉じ込み容積による運転が高効率に達成されるとともに、ガスインジェクションを行わずインジェクションポートまわりの逆止弁などを含むデッドボリューム部分の冷媒の再膨張があっても、圧縮室の密閉されない領域で冷媒ガスを逃がせるのと、密閉される他方の圧縮室のインジェクションポートと通じ合わなくなるときの容積よりも、前記一方の圧縮室の密閉されない領域がインジェクションポートと通じ合うようになるときの容積の方が大きくなるようにすることとで、冷媒の再膨張による影響を低減し、ガスインジェクションを行わない最小ないしは中間の低負荷運転時の圧縮機の性能を向上することができる。
【0049】
また、暖房運転など、高速運転となる高負荷運転時、前記閉じられない領域を持つ一方の圧縮室は、吸入した冷媒の閉じ込み性が向上して冷媒の吸入量が増大し、圧縮行程は低速運転時に対する高速運転度合いに応じた過給がなされるとともに、前記隙間のある領域を含む大きな容積を持った圧縮室の全体を利用した低圧のガスインジェクションを行うことにより高いインジェクション流量を確保し、実際の冷媒吐出量を必要十分に増加させられるので、暖房等の高負荷運転時の性能も向上する。しかも、一対の圧縮室を利用した広い開き角度でのガスインジェクションによる過給が行え、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない場合に比し、圧縮機の能力制御幅が拡大するとともに、暖房等の高負荷運転時の性能をさらに向上する。また、一対の圧縮室での過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑えて運転の快適性が増す。
【0050】
従って、低負荷運転から高負荷運転まで圧縮機の効率を高めることができ、年間消費電力を低減することができる。初期運転時は高負荷運転を行なって設定温度まで早期に立ち上げた後、低負荷運転に切り換えるとか、就寝中、あるいは就寝中のある時間だけ低負荷運転するおやすみタイマモードにするといったことで、低負荷運転の割合が多い場合に特に有利である。
【0051】
この場合、インジェクションポートを、前記一方の圧縮室の密閉されない領域の閉じ込み開始点付近より通じ始める位置に設けると、より低圧でより高いインジェクション流量が得られ、寒冷地等のより高負荷な暖房運転に有効である。
【0052】
本発明は上記の各場合において、さらに別の特徴により、インジェクションパイプの設置構造を利用して消音効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1を示すスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図2】図1の圧縮機の要部の断面図である。
【図3】図1の圧縮機の圧縮室での圧縮の進行状態とインジェクションポートおよびバイパスポートの開口位置の変化を示す説明図である。
【図4】サイクル側ガス発生量と圧縮機側ガス吸い込み量とのバランス点と、インジェクション圧力とインジェクション流量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
2 圧縮機構
3 電動機
11 固定スクロール
11a 羽根
11b オフセット面
12 旋回スクロール
12a 羽根
13A、13B 圧縮室
14 吸込口
15 吐出口
51 インジェクションポート
71 マフラー
72 穴
73 空間
81、82 バイパスポート
Claims (5)
- 固定スクロールと円軌道運動される旋回スクロールとの間に形成する圧縮室にインジェクションポートを通じてガスインジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機において、
固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成する圧縮室に所定の開口角度範囲で開口して冷媒吐出域に通じさせるバイパスポートを設けるとともに、同一の圧縮室に通じるバイパスポートとインジェクションポートとは異なった開口角度範囲でその圧縮室に通じる位置とし、バイパスポートは固定スクロールの内周側に設けられ、インジェクションポートは固定スクロールの外周側に設けられていることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 旋回スクロールは速度可変に駆動されるものである請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 固定スクロールおよび旋回スクロールの間に一対の圧縮室を形成する羽根の、前記一対の圧縮室の一方の圧縮室が規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置から巻きおわり端まで、圧縮室を所定の隙間をもって吸込口側に開放し密閉されず高速運転に対する低速運転度合いに応じて冷媒の閉じ込み機能を低下させるオフセット面を設け、前記一方の圧縮室の密閉されない領域と、前記オフセット面のない密閉される他方の圧縮室とに順次に通じる位置にインジェクションポートを設けるとともに、ガスインジェクションを適時に遮断し、また遮断を解除する制御手段を設けた請求項1、2のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
- インジェクションポートは、前記一方の圧縮室の密閉されない領域の閉じ込み開始点付近より通じ始める位置に設けられる請求項3に記載のスクロール圧縮機。
- 圧縮機構の吐出口を有する外面を圧縮機構およびその駆動機構を内蔵した密閉容器内で覆うマフラーに、インジェクションポートに接続されるインジェクションパイプが遊びを持って通る穴を設けた請求項1〜4のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27249697A JP3764261B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27249697A JP3764261B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | スクロール圧縮機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11107945A JPH11107945A (ja) | 1999-04-20 |
JP3764261B2 true JP3764261B2 (ja) | 2006-04-05 |
Family
ID=17514730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27249697A Expired - Fee Related JP3764261B2 (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | スクロール圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3764261B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009145297A1 (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | 三菱重工業株式会社 | 冷媒圧縮機および弁ユニット |
CN102472528A (zh) * | 2009-07-28 | 2012-05-23 | 三菱电机株式会社 | 热泵装置、喷射对应压缩机及喷射对应涡旋压缩机的制造方法 |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012172581A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | スクロール圧縮機及びヒートポンプ装置 |
JP5182446B1 (ja) * | 2011-09-21 | 2013-04-17 | ダイキン工業株式会社 | スクロール圧縮機 |
JP6387613B2 (ja) | 2014-01-08 | 2018-09-12 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
JP6187266B2 (ja) | 2014-01-08 | 2017-08-30 | 株式会社豊田自動織機 | 電動圧縮機 |
JP6395846B2 (ja) | 2014-09-19 | 2018-09-26 | 三菱電機株式会社 | スクロール圧縮機 |
US20190309750A1 (en) * | 2016-11-24 | 2019-10-10 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Scroll compressor |
CN109996962B (zh) * | 2016-11-24 | 2021-02-26 | 松下知识产权经营株式会社 | 不对称涡旋式压缩机 |
JP2019203475A (ja) * | 2018-05-25 | 2019-11-28 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 圧縮機 |
-
1997
- 1997-10-06 JP JP27249697A patent/JP3764261B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009145297A1 (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-03 | 三菱重工業株式会社 | 冷媒圧縮機および弁ユニット |
JP2009287512A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷媒圧縮機および弁ユニット |
CN102472528A (zh) * | 2009-07-28 | 2012-05-23 | 三菱电机株式会社 | 热泵装置、喷射对应压缩机及喷射对应涡旋压缩机的制造方法 |
CN102472528B (zh) * | 2009-07-28 | 2014-07-02 | 三菱电机株式会社 | 热泵装置、喷射对应压缩机及喷射对应涡旋压缩机的制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11107945A (ja) | 1999-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2005240929B2 (en) | Rotary compressor | |
JP5489142B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
JPH1037869A (ja) | スクロール気体圧縮機 | |
TW200401080A (en) | Dual volume-ratio scroll machine | |
US20110020161A1 (en) | Displacement Type Compressor Having a Self-Start Synchronous Motor and Start Load Reducing Means | |
WO2007066463A1 (ja) | スクロール圧縮機 | |
KR101208141B1 (ko) | 스크롤 압축기 | |
JP3764261B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
JP4638762B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
JP2959457B2 (ja) | スクロール気体圧縮機 | |
KR20050012633A (ko) | 용량 조절식 스크롤 압축기 | |
JPH10141270A (ja) | 2段気体圧縮機 | |
CN100501166C (zh) | 涡旋式压缩机 | |
JP2001323881A (ja) | 圧縮機 | |
JP3942784B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
JP2699723B2 (ja) | 逆止弁装置を備えた2段圧縮冷凍装置 | |
JP2011149376A (ja) | スクロール圧縮機 | |
JP2010156245A (ja) | 冷凍装置 | |
JP3549376B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
JP3560786B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
JP3566837B2 (ja) | スクロール圧縮機 | |
JPH02227583A (ja) | スクロール圧縮機 | |
JP2000009065A (ja) | スクロール型圧縮機 | |
JP2000291573A (ja) | スクロール圧縮機 | |
US20230204035A1 (en) | Compressor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031218 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040106 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040308 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050712 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050729 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050805 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060119 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090127 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100127 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110127 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120127 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130127 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130127 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |