JPWO2018131111A1 - Multistage scroll compressor - Google Patents
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Abstract
振動、騒音を抑制できかつ信頼性の高い多段スクロール圧縮機を提供する。本発明に係る多段スクロール圧縮機は、密閉容器と、密閉容器内に配置され、冷媒を圧縮する少なくとも2つの圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する駆動機構部と、を備える。密閉容器は、一方の圧縮機構部が冷媒を吸入する低圧空間と、低圧空間から吸入した冷媒が一方の圧縮機構部で圧縮され吐出される中間圧空間と、中間圧空間から吸入した冷媒が他方の圧縮機構部で圧縮されて吐出される高圧空間と、の3つの内部空間を有する。圧縮機構部は、渦巻体を台板から突出させた固定スクロール及び揺動スクロールを組み合わせて形成された圧縮室と、渦巻体の中央部に位置し、圧縮室と内部空間と連通する吐出ポートと、を有する。少なくとも1つの圧縮機構部は、圧縮室と内部空間とを連通させるサブポートと、を有する。サブポートは、圧縮室が吐出ポートと連通する前に圧縮室と内部空間とを連通させる。To provide a highly reliable multistage scroll compressor that can suppress vibration and noise. The multi-stage scroll compressor according to the present invention includes a hermetic container, at least two compression mechanism parts that are disposed in the hermetic container and compress the refrigerant, and a drive mechanism part that drives the compression mechanism part. The sealed container includes a low-pressure space in which one compression mechanism portion sucks refrigerant, an intermediate pressure space in which refrigerant sucked from the low-pressure space is compressed and discharged by one compression mechanism portion, and a refrigerant sucked from the intermediate pressure space in the other And a high-pressure space that is compressed and discharged by the compression mechanism section. The compression mechanism includes a compression chamber formed by combining a fixed scroll and a swinging scroll in which a spiral body protrudes from a base plate, a discharge port located at the center of the spiral body and communicating with the compression chamber and the internal space. Have. At least one compression mechanism part has a subport which makes a compression chamber and internal space communicate. The sub port communicates the compression chamber and the internal space before the compression chamber communicates with the discharge port.
Description
本発明は、主に冷凍機、空気調和機、給湯機に搭載される多段スクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a multistage scroll compressor mounted mainly in a refrigerator, an air conditioner, or a water heater.
従来から、二酸化炭素を冷媒とし、密閉ハウジング内の一方の端にローリングピストン型圧縮機構が配設され、他方の端にスクロール型圧縮機構が配設され、その間に2つの圧縮機構を駆動するモータ(電動機)が設けられた多段圧縮機構を有する多段圧縮機が知られている。 Conventionally, a motor using carbon dioxide as a refrigerant, a rolling piston type compression mechanism disposed at one end in a sealed housing, and a scroll type compression mechanism disposed at the other end, which drives two compression mechanisms therebetween. A multi-stage compressor having a multi-stage compression mechanism provided with an (electric motor) is known.
特許文献1に開示されているところによれば、多段圧縮機は、低圧側の圧縮機構がローリングピストン型圧縮機構で構成され、高圧側の圧縮機はスクロール型圧縮機構で構成されている。高圧側の圧縮機構であるスクロール型圧縮機構は、固定スクロールと旋回スクロールを組み合わせて圧縮室を形成するものであって、旋回スクロールの端板の厚さをWorb、旋回スクロールのラップ高さをLとしたとき、L≧Worbを満足するように構成されている。これにより、固定スクロール及び旋回スクロールの各端板の変形を抑制し圧縮機の大容量化を可能としている。
According to the place disclosed in
しかし、特許文献1に開示されている、多段圧縮機においては、密閉ハウジング内の一方の端にロ−リングピストン型圧縮機構が配設されており、冷媒回路からの液戻りによる低段側ローリングピストンの損傷を防止するため吸入マフラを設ける必要がある。吸入マフラを圧縮機の側面に取り付けると、圧縮機のバランスが悪くなり、振動や騒音が増加する。特に、冷媒が二酸化炭素など高圧で動作する場合は、吸入マフラの肉厚が増加し重量が増えるため、より振動や騒音が増加するという課題があった。
However, in the multistage compressor disclosed in
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、密閉ハウジング内に2つ以上のスクロール型圧縮機構を有し、振動及び騒音の増加を抑制し、かつ性能を維持した多段スクロール圧縮機を得るものである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has a multistage structure having two or more scroll-type compression mechanisms in a hermetically sealed housing, suppressing an increase in vibration and noise, and maintaining performance. A scroll compressor is obtained.
本発明に係る多段スクロール圧縮機は、密閉容器と、該密閉容器内に配置され、冷媒を圧縮する少なくとも2つの圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する駆動機構部と、を備え、前記密閉容器は、一方の前記圧縮機構部が前記冷媒を吸入する低圧空間と、前記低圧空間から吸入した前記冷媒が一方の前記圧縮機構部で圧縮され吐出される中間圧空間と、前記中間圧空間から吸入した前記冷媒が他方の前記圧縮機構部で圧縮されて吐出される高圧空間と、の3つの内部空間を有し、前記圧縮機構部は、渦巻体を台板から突出させた固定スクロール及び揺動スクロールを組み合わせて形成された圧縮室と、前記渦巻体の中央部に位置し、前記圧縮室と前記内部空間と連通する吐出ポートと、を有し、少なくとも1つの前記圧縮機構部は、前記圧縮室と前記内部空間とを連通させるサブポートと、を有し、前記サブポートは、前記冷媒の圧縮過程において前記圧縮室が前記吐出ポートと連通する前に前記圧縮室と前記内部空間とを連通させる。 A multi-stage scroll compressor according to the present invention includes a hermetic container, at least two compression mechanism parts that are disposed in the hermetic container and compress refrigerant, and a drive mechanism part that drives the compression mechanism part, The sealed container includes a low pressure space in which one of the compression mechanism portions sucks the refrigerant, an intermediate pressure space in which the refrigerant sucked from the low pressure space is compressed and discharged by the one compression mechanism portion, and the intermediate pressure space. And a high-pressure space in which the refrigerant sucked in from the other compression mechanism is compressed and discharged by the other compression mechanism, and the compression mechanism includes a fixed scroll in which a spiral body protrudes from the base plate, and A compression chamber formed by combining an orbiting scroll; and a discharge port located at a central portion of the spiral body and communicating with the compression chamber and the internal space. At least one of the compression mechanism portions includes: The pressure It includes a sub-port which communicates with the chamber and the interior space, wherein the sub-port, the communicating the compression chamber and said internal space prior to communicating with the compression chamber is the discharge port in the compression process of the refrigerant.
本発明に係る多段スクロール圧縮機は、上記のように構成されているため、冷媒回路からの液戻り時に圧縮機構部が液冷媒を圧縮した場合でもサブポートから冷媒が抜けるため過大な昇圧を防止することができる。これにより、吸入マフラ無しでも信頼性を確保でき、多段スクロール圧縮機に生じる振動及び騒音の増加を抑制しつつ、2つ圧縮機構部ともに冷媒を過剰に圧縮することがなく効率的に運転でき、多段スクロール圧縮機の性能の低下を抑制できる。 Since the multi-stage scroll compressor according to the present invention is configured as described above, even if the compression mechanism compresses the liquid refrigerant when the liquid returns from the refrigerant circuit, the refrigerant is discharged from the subport, thereby preventing excessive pressure increase. be able to. Thereby, it is possible to ensure reliability without a suction muffler, and to efficiently operate without excessively compressing the refrigerant in both the two compression mechanisms while suppressing an increase in vibration and noise generated in the multistage scroll compressor, A decrease in the performance of the multistage scroll compressor can be suppressed.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。各図において、同一の符号を付した機器等については、同一の又はこれに相当する機器を表すものであって、これは明細書の全文において共通している。また、明細書全文に表れている構成要素の形態は、あくまで例示であって、本発明は明細書内の記載のみに限定されるものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。さらに、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。また、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the drawings, devices and the like having the same reference numerals represent the same or equivalent devices, which are common throughout the entire specification. Moreover, the form of the component which appears in the whole specification is an illustration to the last, and this invention is not limited only to description in a specification. In particular, the combination of the components is not limited to the combination in each embodiment, and the components described in the other embodiments can be applied to another embodiment. Furthermore, when there is no need to distinguish or identify a plurality of similar devices that are distinguished by subscripts, the subscripts may be omitted. In the drawings, the size relationship of each component may be different from the actual one.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100の断面を示す説明図である。密閉型2段スクロール圧縮機100は、冷媒等の流体を吸入し、圧縮して高温高圧の状態として吐出させる。密閉型2段スクロール圧縮機100は、外郭を構成する密閉容器である密閉容器11を有する。密閉容器11の内部は、第1圧縮機構部35、第2圧縮機構部36、駆動機構部37、及びその他の構成部品が収納されている。図1に示されるように、密閉容器11内において、駆動機構部37の下側に第1圧縮機構部35、上側に第2圧縮機構部36がそれぞれ配置されている。密閉容器11の下部は油溜り21となっている。
FIG. 1 is an explanatory view showing a cross section of a hermetic two-
第1圧縮機構部35は、密閉容器11の外部の配管と連通している吸入管8から吸入した冷媒を圧縮して密閉容器11内の中間圧空間23に排出する。また、第2圧縮機構部36は、中間圧空間23から吸入した流体を圧縮して密閉容器11内の上方に形成されている高圧空間24に排出する。高圧空間24に排出された高温高圧の冷媒は、吐出管9から第1圧縮機構部35の外部の配管に吐出されるようになっている。駆動機構部37は、流体を圧縮するために、それぞれ第1圧縮機構部35を構成している第1揺動スクロール2と、第2圧縮機構部36を構成している第2揺動スクロール5とを駆動する。つまり、駆動機構部37がクランクシャフト7を介して第1揺動スクロール2と第2揺動スクロール5とを駆動することによって、第1圧縮機構部35と第2圧縮機構部36とで冷媒を圧縮するようになっている。
The
第1圧縮機構部35は、第1固定スクロール1と、第1揺動スクロール2とを備える。図1に示されるように、第1揺動スクロール2は上側に、第1固定スクロール1は下側に配置されている。なお、第1揺動スクロール2を下側に、第1固定スクロール1を上側に配置する方法も可能ではあるが、密閉容器11内に固定された第1フレーム3に第1固定スクロールを固定した後、第1揺動スクロール2を第1固定スクロールに組合せ、さらに第1揺動スクロール2を下側から保持するハウジングを追加する必要がある。そのため、実施の形態1の密閉型2段スクロール圧縮機100のほうが、部品点数少なく、コストを抑制できるという利点がある。
The first
第1固定スクロール1は、第1固定台板1cと、第1固定台板1cの一方の面に立設された渦巻状突起である第1固定渦巻体1bと、を有する。第1揺動スクロール2は、第1揺動台板2cと、第1揺動台板2cの一方の面に立設された渦巻状突起である第1揺動渦巻体2bと、を有する。第1固定スクロール1及び第1揺動スクロール2は、第1固定渦巻体1bと第1揺動渦巻体2bとを互いに噛み合わせ、密閉容器11内に設けられている。そして、第1固定渦巻体1bと第1揺動渦巻体2bとの間には、容積が半径方向内側へ向かうに従って縮小する第1圧縮室12が形成されている。換言すると、第1固定渦巻体1b及び第1揺動渦巻体2bの渦巻状突起の間は、冷媒を圧縮する際の冷媒流路になっている。第1固定渦巻体1bと第1揺動渦巻体2bとを互いに噛み合わせることにより、冷媒流路が第1固定渦巻体1bと第1揺動渦巻体2bとにより所定の容積で区切られ、第1圧縮室12を形成する。第1揺動スクロール2が回転すると、第1圧縮室12は、第1固定スクロール1及び第1揺動スクロール2の外周から中央に向かって容積を減じながら移動し、第1圧縮室12内の冷媒を圧縮する。
The first
第1固定スクロール1は、第1フレーム3に固定されている。第1フレーム3は、密閉容器11に固定されている。第1固定スクロール1の中央部には、圧縮され中間圧となった流体を吐出する第1吐出ポート1aが形成されている。第1吐出ポート1aの出口開口部には、この出口開口部を覆い、流体の逆流を防ぐ板バネ製の第1弁15が配設されている。第1圧縮室12内の中央部で中間圧力まで圧縮されると、第1弁15がその弾性力に逆らって、持ち上げられ、圧縮された冷媒が第1吐出ポート1aから中間圧空間23内に吐出される。また、第1弁15には、第1弁15のリフト量を制限する第1弁押え14が設けられている。第1弁押え14は、出口開口部を覆う第1弁15を下側から覆っており、冷媒が第1吐出ポートから吐出されて持ち上げられた第1弁15の動きを所定の量に制限している。
The first
第1固定スクロール1には、第1吐出ポート1aの他に中間圧空間23と連通するサブポート1dが形成されている。サブポート1dは、第1固定スクロール1の第1固定渦巻体1bにより形成された冷媒流路の外周から中央部に至る途中に設置されている。また、サブポート1dは、冷媒流路を区切って形成される第1圧縮室12と中間圧空間23とを連通させる穴である。いる。サブポート1dの出口開口部には、この出口開口部を覆い、冷媒の逆流を防ぐ板バネ製のサブポート弁29が配設されている。サブポート弁29の一端には、サブポート弁29のリフト量を制限するサブポート弁押え28が設けられている。つまり、第1圧縮室12の圧縮途中の冷媒が中間圧力以上まで圧縮されると、サブポート弁29がその弾性力に逆らって、持ち上げられ、圧縮された冷媒がサブポート1dから中間圧空間23内に吐出される。
The first
第1揺動スクロール2は、第1オルダムリング25によって第1固定スクロール1に対して自転することなく偏心旋回運動を行なうようになっている。また、第1揺動スクロール2の中心部には、駆動力を受ける第1揺動軸受部2dが形成されている。後述するクランクシャフト7の第1偏心部7aは、僅かな隙間を持って第1揺動スクロール2の第1揺動軸受部2dに嵌合されている。
The
第2圧縮機構部36は、第2固定スクロール4と、第2揺動スクロール5とを有する。図1に示されるように、第2揺動スクロール5は下側に、第2固定スクロール4は上側に配置されるようになっている。第2固定スクロール4は、第2固定台板4cと、第2固定台板4cの一方の面に立設された渦巻状突起である第2固定渦巻体4bと、を備える。第2揺動スクロール5は、第2揺動台板5cと、第2揺動台板5cの一方の面に立設された渦巻状突起である第2揺動渦巻体5bと、を備える。第2固定スクロール4及び第2揺動スクロール5は、第2固定渦巻体4bと第2揺動渦巻体5bとを互いに噛み合わせ、密閉容器11内に配置されている。そして、第2固定渦巻体4bと第2揺動渦巻体5bとの間には、容積が半径方向内側へ向かうに従って縮小する第2圧縮室13が形成されている。換言すると、第2固定渦巻体4b及び第2揺動渦巻体5bの渦巻状突起の間は、冷媒を圧縮する際の冷媒流路になっている。第2固定渦巻体4bと第2揺動渦巻体5bとを互いに噛み合わせることにより、冷媒流路が第2固定渦巻体4bと第2揺動渦巻体5bとにより所定の容積で区切られ、第2圧縮室13を形成する。第2揺動スクロール5が回転すると、第2圧縮室13は、第2固定スクロール4及び第2揺動スクロール5の外周から中央に向かって容積を減じながら移動し、第2圧縮室13内の冷媒を圧縮する。
The second
第2固定スクロール4は、第2フレーム6に固定されている。第2フレーム6は、密閉容器11に固定されている。第2固定スクロール4の中央部には、圧縮され高圧となった冷媒を吐出する第2吐出ポート4aが形成されている。第2吐出ポート4aの出口開口部には、この出口開口部を覆い、冷媒の逆流を防ぐ板バネ製の第2弁17が配設されている。第2弁17の一端には、第2弁17のリフト量を制限する第2弁押え16が設けられている。第2圧縮室13内で流体が所定圧力まで圧縮されると、第2弁17がその弾性力に逆らって、持ち上げられ、圧縮された冷媒が第2吐出ポート4aから高圧空間24内に吐出され、吐出管9を通って密閉型2段スクロール圧縮機100の外部に吐出される。
The second
第2揺動スクロール5は、第2オルダムリング26によって第2固定スクロール4に対して自転することなく偏心旋回運動を行なうようになっている。また、第2揺動スクロール5の中心部には、駆動力を受ける第2揺動軸受部5dが形成されている。後述するクランクシャフト7の第2偏心部7bは、僅かな隙間を持って第2揺動スクロール5の第2揺動軸受部5dに嵌合されている。第2揺動スクロール5の第2揺動渦巻体5bが形成されている面と反対側の面は、第2フレーム6に設けられたスラスト軸受部6bによって軸方向に支持される。
The
駆動機構部37は、密閉容器11内部に固着保持されたステータ20と、ステータ20の内周面側に回転可能に配設され、クランクシャフト7に固定されたロータ19と、密閉容器11内に長手方向を垂直にして収容され、ロータ19と一体になって回転する回転軸であるクランクシャフト7と、を備える。ステータ20は、通電されることによってロータ19を回転駆動させる機能を有している。また、ステータ20は、外周面が焼き嵌め等により密閉容器11に固定支持されている。ロータ19は、ステータ20に通電がされることにより回転駆動し、クランクシャフト7を回転させる。このロータ19は、内部に永久磁石を有し、クランクシャフト7の外周に固定され、ステータ20と僅かな隙間を隔てて保持されている。
The
クランクシャフト7は、ロータ19の回転に伴って回転し、第1揺動スクロール2と第2揺動スクロール5を回転駆動させるようになっている。クランクシャフト7は、密閉容器11内の上部において第2フレーム6の中心部に形成されている軸受部6aにより回転可能に支持されている。また、クランクシャフト7は、密閉容器11内の下部において、密閉容器11に固定配置された第1フレーム3の中心部に形成された軸受部3aで回転可能に支持されている。クランクシャフト7の下端部には、第1揺動スクロール2を偏心しつつ回転できるように第1揺動軸受部2dと嵌合する第1偏心部7aが設けられ、クランクシャフト7の上端部には、第2揺動スクロール5を偏心しつつ回転できるように第2揺動軸受部5dと嵌合する第2偏心部7bが設けられている。なお、第2フレーム6は、その外周面を焼き嵌めや溶接等によって密閉容器11の内周面に固定するとよい。
The
密閉容器11には、冷媒を密閉容器11内に吸入するための吸入管8、冷媒を密閉容器11外に吐出するための吐出管9、中間圧空間23を冷却する冷媒を導くインジェクション管10が連接されている。
The sealed
密閉容器11の内部には、駆動機構部37の下方に第1フレーム3、駆動機構部37の上方に第2フレーム6が固定されている。第1フレーム3は、密閉容器11の内周面に固定され、中心部にクランクシャフト7を軸支するため貫通孔が形成されている。この第1フレーム3は、クランクシャフト7を軸受部3aで回転自在に支持している。軸受部3aは、例えば転がり軸受によって構成される。また第2フレーム6は、密閉容器11の内周面に固着され、中心部にクランクシャフト7を軸支するため貫通孔が形成されている。この第2フレーム6は、第2揺動スクロール5を支持するとともに、クランクシャフト7を軸受部6aで回転自在に支持している。
Inside the sealed
クランクシャフト7下側にはオイルポンプ40が配置されている。クランクシャフト7の回転力をオイルポンプ40に伝達できるよう、第1固定スクロール1には貫通孔が設けられている。オイルポンプ40は容積型ポンプでありクランクシャフト7の回転に従い、油溜り21に保有している冷凍機油をクランクシャフト7内部に設けられた油回路27を通して第1揺動軸受部2d、軸受部3a、第2揺動軸受部5d、軸受部6a、スラスト軸受部6bに供給する。
An
なお、密閉容器11内には、第1揺動スクロール2の偏心旋回運動中における自転運動を阻止するための第1オルダムリング25及び第2揺動スクロール5の偏心旋回運動中における自転運動を阻止するための第2オルダムリング26がそれぞれ配設されている。第1オルダムリング25は、第1揺動スクロール2と第1フレーム3との間に配設され、第1揺動スクロール2の自転運動を阻止するとともに、公転運動を可能とする機能を果たすようになっている。また第2オルダムリング26は、第2揺動スクロール5と第2フレーム6との間に配設され、第2揺動スクロール5の自転運動を阻止するとともに、公転運動を可能とする機能を果たすようになっている。
In the sealed
ここで、密閉型2段スクロール圧縮機100の動作について説明する。密閉容器11に設けられた図示されていない電源端子に通電されると、ステータ20とロータ19とにトルクが発生し、クランクシャフト7が回転する。クランクシャフト7の第1偏心部7aには回転自在に第1揺動スクロール2が、クランクシャフト7の第2偏心部7bには回転自在に第2揺動スクロール5がそれぞれ嵌合されている。インボリュート曲線にならって創設された渦巻体(第1固定渦巻体1b、第1揺動渦巻体2b、第2固定渦巻体4b、第2揺動渦巻体5b)を有する第1揺動スクロール2と第1固定スクロール1とがかみ合い複数の第1圧縮室12が、第2揺動スクロール5と第2固定スクロール4とがかみ合い複数の第2圧縮室13がそれぞれ形成される。
Here, the operation of the hermetic two-
そして、吸入管8からガスを取り込んだ第1圧縮室12は、第1揺動スクロール2の偏心旋回運動に伴い、外周部から中心方向に移動しながら容積を減じ、冷媒を圧縮する。第1圧縮室12で圧縮された冷媒ガスは、第1固定スクロール1に設けた第1吐出ポート1aから第1弁15に逆らって中間圧空間23に吐出される。第1圧縮室12で圧縮された冷媒は、中間圧空間23と密閉容器11の外部の配管とを連通するインジェクション管10から流入した冷媒と混合する。
Then, the
そして、中間圧空間23から冷媒を取り込んだ第2圧縮室13は、第2揺動スクロール5の偏心旋回運動に伴い、外周部から中心方向に移動しながら容積を減じ、冷媒を圧縮する。第2圧縮室13で圧縮された冷媒ガスは、第2固定スクロール4に設けた第2吐出ポート4aから第2弁17に逆らって吐出され吐出管9から密閉容器11外に排出される。第1弁15及び第2弁17の変形はそれぞれ、第1弁押え14及び第2弁押え16によって必要以上に変形しないよう規制されており、第1弁15と第2弁17の破損を防止している。
And the
図2は、本発明の実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100を適用した気液分離器付き冷媒回路である。圧縮機100から吐き出された高温・高圧の冷媒は、ガスクーラ51で冷却される。ガスクーラ51で冷却された冷媒は、第1膨張弁52で中間圧まで膨張させられる。その後、冷媒は、気液分離器54に入る。気液分離器54の底部に溜まった液冷媒は、第2膨張弁53で低圧まで膨張させられた後、蒸発器55でガス冷媒となり密閉型2段スクロール圧縮機100の吸入管8から吸い込まれる。このように冷媒回路は、膨張弁を2つ設け、二段膨張で構成することにより、一段膨張よりも冷凍能力を向上させることができる。一方、気液分離器54にて分離されて気液分離器54の上部にあるガス冷媒は、密閉型2段スクロール圧縮機100のインジェクション管10から中間圧空間23に流入し、第2圧縮室13に吸い込まれ圧縮される。
FIG. 2 is a refrigerant circuit with a gas-liquid separator to which the hermetic two-
図3は、本発明の実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100を適用した気液分離器付き冷凍サイクルにおけるCOP計算結果である。図3においては、冷媒を二酸化炭素(R744)とし、高圧を10MPa、低圧を1MPaとしたときのCOP計算結果を、中間圧を横軸のパラメータにして示している。計算結果によれば、中間圧が低く設定された方がCOPが良い結果となっている。
FIG. 3 shows COP calculation results in a refrigeration cycle with a gas-liquid separator to which the hermetic two-
図4は、本発明の実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100を適用した気液分離器付き冷凍サイクルにおけるモリエル線図である。図4は、冷媒を二酸化炭素(R744)とし高圧を10MPa、低圧を1MPaとした場合のモリエル線図であり、図4(a)は中間圧2MPaの場合、図4(b)は中間圧3MPaの場合の冷凍サイクルを示している。図4(a)に示されているように、中間圧が低い方がエンタルピ差は大きくなり、冷凍能力が高くなりCOPが良くなる。つまり、低段側である第1圧縮室12の圧縮比は、高段側である第2圧縮室13の圧縮比より小さくする方が望ましい。なお、二酸化炭素で冷凍サイクルを構成する場合、冷媒特性上、高圧が超臨界となるため冷凍能力がR410AなどのHFC冷媒に比べて小さくなり、COPも低下する。よって、気液分離器付き二段膨張サイクルを構成して冷凍能力を向上できることのメリットは大きくなる。
FIG. 4 is a Mollier diagram in a refrigeration cycle with a gas-liquid separator to which a sealed two-
低段側である第1圧縮室12の圧縮比が小さい方がCOPは良くなるが、スクロール型圧縮機構の場合、取り込んだ冷媒は、圧縮機構の組込体積比に従って圧縮室内で吐出側圧力を超えて昇圧してしまう場合(過圧縮)がある。吐出側圧力を超えて昇圧した分は、余分な仕事となり密閉型2段スクロール圧縮機100の性能が低下につながる。そのため、実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100においては、低段側の第1圧縮室12の組込体積比ρ1より高段側の第2圧縮室13の組込体積比ρ2を大きくすることで、低段側の圧縮機構での余分な仕事を減らし性能を向上させることができる。
Although the COP is better when the compression ratio of the
ここで、例えば第1圧縮室の組込体積比ρ1は、後述する図5中の閉じ込み完了直後の圧縮室体積Vs1(押しのけ量=2×Vs1)と、第1圧縮室の最内室と連通する直前の圧縮室体積Ve1との比であり、ρ1=Vs1/Ve1で表される。また、第2圧縮室の組込体積比ρ2も、同様に、閉じ込み完了直後の圧縮室体積をVs2、第2圧縮室の最内室と連通する直前の圧縮室体積Ve2とすると、ρ2=Vs2/Ve2で表される。なお、組込体積比が1以下では冷媒を圧縮できないため、1<ρ1<ρ2となる。Here, for example, the built-in volume ratio ρ1 of the first compression chamber is equal to the compression chamber volume V s1 (displacement amount = 2 × V s1 ) immediately after completion of closing in FIG. It is a ratio with the compression chamber volume V e1 immediately before communicating with the chamber, and is represented by ρ1 = V s1 / V e1 . Similarly, if the built-in volume ratio ρ2 of the second compression chamber is V s2 , and the compression chamber volume V e2 just before communicating with the innermost chamber of the second compression chamber is It is represented by ρ2 = V s2 / V e2 . In addition, since a refrigerant | coolant cannot be compressed when a built-in volume ratio is 1 or less, it will be set to 1 <ρ1 <ρ2.
図5は、本発明の実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機の第1圧縮室12の圧縮過程を説明する図である。図5の(a)〜(f)は第1圧縮室12の圧縮過程を60°毎に示している。第1圧縮室12は、第1揺動スクロール2の旋回運動とともに中心に向かってそれぞれ容積を減少させながら移動し冷媒を圧縮する。サブポート1dは、第1固定スクロール1の中心について対称な位置にある第1圧縮室12にそれぞれ1個ずつ設けており、対称な位置にある第1圧縮室12の圧力が等しくなるように構成されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a compression process in the
図5(a)は、第1固定スクロール1と第1揺動スクロール2によって形成される第1圧縮室12の冷媒吸入が完了したところを示している(閉じ込み完了角度0°)。サブポート1dは、低圧空間22と連通しない位置に形成されている。
図5(b)及び(c)は、図5(a)の状態から第1揺動スクロール2が回転した状態を示している。第1圧縮室12は、第1揺動スクロールの回転により、徐々に渦巻体の内側に移動し、徐々に容積が小さくなっている。
図5(d)では第1揺動スクロール2の旋回運動が進み、第1固定渦巻体1bと、第1揺動渦巻体2bがサブポート1d上に移動している。
図5(e)では第1揺動スクロール2の旋回運動がさらに進み、上記(a)において冷媒を取り込んだ第1圧縮室12が中央部へ向かって移動し、サブポート1dは第1圧縮室12と連通している。もし、第1圧縮室12の圧力が中間圧空間23の圧力を超えた場合はサブポート1dから冷媒が吐き出され始める。
図5(f)は、第1揺動スクロール2の旋回運動がさらに進み、引き続き第1圧縮室12とサブポート1dが連通している。よって、第1圧縮室12の圧力が中間圧空間23の圧力を超えている場合はサブポート1dから冷媒が吐き出され続ける。第1圧縮室12の圧力が中間圧空間23の圧力と同じになった場合はサブポート弁29が閉じ、吐き出しが終了する。
再び図5(a)の状態に戻ると、第1揺動スクロール2の旋回運動がさらに進んでおり、サブポート1dは第1揺動スクロールによって塞がれた状態となる。
また、図5(b)では、第1揺動スクロール2の旋回運動がさらに進み、第1吐出ポート1aのある最内室とその手前の第1圧縮室12とが連通直前の状態となっている。ここから第1揺動スクロール2の旋回運動がさらに進むと、最内室とその手前の第1圧縮室12が連通し、中間圧空間23の圧力を超えている場合は第1吐出ポート1aから冷媒が吐出される。FIG. 5A shows a state where the refrigerant suction of the
FIGS. 5B and 5C show a state in which the
In FIG. 5 (d), the orbiting motion of the
In FIG. 5 (e), the orbiting motion of the
In FIG. 5 (f), the orbiting motion of the
When returning to the state of FIG. 5 (a) again, the orbiting motion of the
In FIG. 5B, the orbiting motion of the
図6は、第1圧縮機構部35にサブポート1dが設置されている場合と設置されていない場合の第1圧縮室12内の昇圧カーブ計算結果である。サブポート1d有りはサブポート1d無しと比較して、昇圧カーブのオーバーシュートが小さくなり損失が小さくなっていることから、第1圧縮機構部35は、サブポート1dを設置したほうが2段スクロール圧縮機100の性能低下を抑制できる。
FIG. 6 shows the results of calculating the pressure increase curve in the
吸入管8からの冷媒が液体の状態で戻ってきた場合に第1圧縮室12は液体を圧縮してしまい、圧力が異常に上昇するが、サブポート1dを備えていることで液冷媒が抜けるため異常昇圧を抑制して第1圧縮室12の損傷を防止できる。これにより、吸入管8の上流側に吸入マフラを設けなくても密閉型2段スクロール圧縮機100は信頼性を確保できる。吸入マフラを設置する必要がないため、実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100は、コストを下げることが可能になる。また、吸入マフラを圧縮機の側面に取り付けると圧縮機のバランスが悪くなり振動や騒音の増加が発生するが、実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100においては振動及び騒音も抑制できる。
When the refrigerant from the suction pipe 8 returns in a liquid state, the
なお、実施の形態1においては、第1圧縮機構部の第1固定スクロール1にサブポート1dを設け、第1圧縮室12と中間圧空間23とをサブポート1dにより連通させる構成で説明したが、第2圧縮機構部36の第2固定スクロール4にサブポートを設けても良い。この場合サブポートは、第2圧縮室13と高圧空間24とを連通させる構成になる。
In the first embodiment, the
図7は、本発明の実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100の低段側組込体積比ρ1と高段押しのけ量と低段押しのけ量の関係を示す図である。図7中のグラフに示されている点は低段側の第1圧縮室12が過圧縮とならない下限であり、点をつないだ曲線より上であれば2段スクロール圧縮機100の性能低下が抑えられることを示している。なお、第1圧縮機構の押しのけ量(低段押しのけ量)V1と第2圧縮機構の押しのけ量(高段押しのけ量)V2との関係は、吸入管8から取り込む冷媒以上に第2圧縮室13が冷媒を吸い込まないように、V2/V1≦1に設定されている。第1圧縮室12が過圧縮とならない条件は、図7中の斜線部で示される領域であり、低段側の組込体積比ρ1が増加するごとにV2/V1が取れる値は広がっている。第1圧縮室12が過圧縮とならないρ1とV2/V1との条件は、V2/V1≧1/ρ1となっている。また、組込体積比ρ1の上限は、密閉容器11に収納できる第1固定スクロール1や第1揺動スクロール2の形状で決まる。図7においては、組込体積比ρ1は、4.0を上限としているが、これに限定されるものではない。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the low-stage built-in volume ratio ρ1, the high-stage push amount, and the low-stage push amount of the hermetic two-
また、実施の形態1においては、第1圧縮機構部35と第2圧縮機構部36とを有する密閉型2段スクロール圧縮機100を例として説明したが、更に多段の圧縮機構部を備える圧縮機であっても良い。なお、密閉型2段スクロール圧縮機100は、本発明の多段スクロール圧縮機に相当するものである。
In the first embodiment, the sealed two-
(実施の形態1の効果)
(1)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100は、密閉容器11と、密閉容器11内に配置され、冷媒を圧縮する少なくとも2つの第1圧縮機構部35、第2圧縮機構部36と、第1圧縮機構部35、第2圧縮機構部36を駆動する駆動機構部37と、を備える。密閉容器11は、一方の第1圧縮機構部35が冷媒を吸入する低圧空間22と、低圧空間22から吸入した冷媒が一方の第1圧縮機構部35で圧縮され吐出される中間圧空間23と、中間圧空間23から吸入した冷媒が他方の第2圧縮機構部36で圧縮されて吐出される高圧空間24と、の3つの内部空間を有する。第1圧縮機構部35、第2圧縮機構部36は、第1固定渦巻体1b、第1揺動渦巻体2b、第2固定渦巻体4b、第2揺動渦巻体5bを第1固定台板1c、第1揺動台板2c、第2固定台板4c、第2揺動台板5cから突出させた、第1固定スクロール1、第2固定スクロール4及び第1揺動スクロール2、第2揺動スクロール5を組み合わせて形成された第1圧縮室12、第2圧縮室13と、第1固定渦巻体1b、第1揺動渦巻体2b、第2固定渦巻体4b、第2揺動渦巻体5bの中央部に位置し、第1圧縮室12、第2圧縮室13と内部空間と連通する第1吐出ポート1a、第2吐出ポート4aと、を有する。少なくとも1つの第1圧縮機構部35は、第1圧縮室12と内部空間とを連通させるサブポート1dと、を有する。サブポート1dは、冷媒の圧縮過程において、第1圧縮室12が第1吐出ポート1aと連通する前に第1圧縮室12と内部空間とを連通させる。なお、第1圧縮機構部35は、本発明の一方の圧縮機構部に相当し、第2圧縮機構部36は、本発明の他方の圧縮機構部に相当する。また、第1固定渦巻体1b、第1揺動渦巻体2b、第2固定渦巻体4b、及び第2揺動渦巻体5bは、本発明の渦巻体に相当し、第1固定台板1c、第1揺動台板2c、第2固定台板4c、及び第2揺動台板5cは、本発明の台板に相当する。さらに、第1圧縮室12、第2圧縮室13は、本発明の圧縮室に相当するものである。
(2)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、サブポートは、第1固定スクロール1の第1固定渦巻体1bの外周から第1吐出ポート1aに至る冷媒流路の途中に設けられている。
このように構成されることにより、実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100は、例えば、液冷媒が吸入管8から吸入された場合に第1圧縮室12の圧力が高くなってもサブポート1dから冷媒が抜けるため、信頼性が高まる。また、第1圧縮機構部35に冷媒が吸入される前にマフラを備える必要がないため、密閉型2段スクロール圧縮機100に発生する振動及び騒音を防止することができ、コストも抑制することができる。また、第2圧縮機構部36においてもサブポートを設けることにより第2圧縮室13の圧力が吐出側圧力を超えて昇圧することがなくなり、密閉型2段スクロール圧縮機100は余分な仕事をすることがなく、効率が上がる。(Effect of Embodiment 1)
(1) A hermetic two-
(2) According to the hermetic two-
With this configuration, in the hermetic two-
(3)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、サブポート1dの出口開口部は、内部空間から圧縮室に冷媒が逆流するのを防止するサブポート弁29を備える。
このように構成されることにより、例えば、第1圧縮室12から中間圧空間23に吐出された冷媒が第1圧縮室12に逆流することがないため、密閉型2段スクロール圧縮機100の信頼性が高まる。(3) According to the sealed two-
With this configuration, for example, the refrigerant discharged from the
(4)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、2つの圧縮機構部は、低圧空間22から吸入した冷媒を圧縮し、中間圧空間23に吐出する第1圧縮機構部35と、中間圧空間23から吸入した冷媒を圧縮し、高圧空間24に吐出する第2圧縮機構部36と、の少なくとも2つから構成される。第1圧縮機構部35の組込体積比ρ1は、第2圧縮機構部36の組込体積比ρ2よりも小さい。
このように構成されることにより、実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100においては、低段側の第1圧縮室12の組込体積比ρ1より高段側の第2圧縮室13の組込体積比ρ2を大きくすることで、低段側の第1圧縮機構部35での余分な仕事を減らし性能を向上させることができる。(4) According to the sealed two-
With this configuration, in the hermetic two-
(5)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、第1圧縮機構部35に設けられたサブポート1dは、第1圧縮機構部35に設けられた第1圧縮室12と中間圧空間23とを連通する。
(6)また、実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、第2圧縮機構部36に設けられたサブポートは、第2圧縮機構部36に設けられた第2圧縮室13と高圧空間24とを連通する。
このように構成されることにより、実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100は、上記(1)及び(2)に記載した効果が得られる。(5) According to the hermetic two-
(6) Further, according to the hermetic two-
With this configuration, the hermetic two-
(7)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、第1圧縮機構部35は、駆動機構部37の下方に配置され、第2圧縮機構部36は、駆動機構部37の上方に配置されている。
このように構成されることにより、密閉型2段スクロール圧縮機100は、低段側である第1圧縮機構部35及び高段側である第2圧縮機構部36を効率良く駆動させることができる。(7) According to the hermetic two-
With this configuration, the hermetic two-
(8)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、第1圧縮機構部35に設けられた第1揺動スクロール2は、第1圧縮機構部35に設けられた第1固定スクロール1の上方に配置され、第1固定スクロール1は、密閉容器の内部に固定されている。
このように構成されることにより、密閉型2段スクロール圧縮機100は、部品点数をおさえることができ、コストを抑制させることができる。(8) According to the hermetic two-
By being configured in this way, the hermetic two-
(9)実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100によれば、第1圧縮機構部35の押しのけ量をV1とし、第2圧縮機構部36の押しのけ量をV2としたときに、 V2/V1≦1/ρ1の関係を満たすように設定されることを特徴とする。
このように構成されることにより、密閉型2段スクロール圧縮機100は、吸入管8から取り込む冷媒以上に第2圧縮室13が中間圧空間23から冷媒を吸い込まないようになり、低段側の第1圧縮室12が過圧縮とならない。(9) According to the hermetic two-
With this configuration, the hermetic two-
実施の形態2.
実施の形態1に係る密閉型2段スクロール圧縮機100においては、クランクシャフト7に直接第2揺動スクロール5が回転自在に取り付けられている固定クランク機構を例に説明した。実施の形態2係る密閉型2段スクロール圧縮機200においては、第2揺動スクロール5を遠心力で第2固定スクロール4に押し付ける従動クランク機構と、第1揺動スクロール2の背面に背圧をかける構造とを採用し、第1圧縮機構部35及び第2圧縮機構部36の気密性を向上させた構成について説明する。
In the sealed two-
図8は、本発明の実施の形態2に係る密閉型2段スクロール圧縮機200の断面図である。図9は、図8のクランクシャフト7の上端部に設けられている第2偏心部7bの水平方向断面を示す説明図である。図9(a)は、圧縮機停止時の状態を示しており、クランクシャフト7は回転していないため、ブッシュ18は、第2偏心部7bと中心があっている。図9(b)は、圧縮機運転時の状態を示しており、クランクシャフト7が回転することにより、ブッシュ18の中心は、第2偏心部7bの中心からずれている。クランクシャフト7の上側端部に設けられているブッシュ18の内周面には、第2偏心部7bの外周面と接する平面部7baが設けられている。クランクシャフト7が回転するとブッシュ18が平面部に沿って径方向に移動し、第2揺動スクロール5の第2揺動渦巻体5bの側面が第2固定スクロール4の第2固定渦巻体4bの側面に押し付けられる。この構成により、第2圧縮機構部36は、第2圧縮室13の気密性を向上させる従動クランク機構となっている。第2固定スクロール4と第2揺動スクロール5との軸方向の隙間は、例えば樹脂製のチップシールを第2揺動渦巻体5bの先端、第2固定渦巻体4bの先端に取り付けられており、気密性を向上させる。このように気密性が向上することにより、冷媒ガスの効率のよい圧縮が行われ密閉型2段スクロール圧縮機200の性能が向上する。
FIG. 8 is a cross-sectional view of hermetic two-
さらに、第1揺動スクロール2の第1揺動渦巻体2bの背面側に背圧室30を設けることにより、運転中に第1揺動スクロール2を第1固定スクロール1に押し付け気密性を向上させることができる。背圧室30は、例えば、中間圧空間23と連通し、第1揺動スクロール2を第1固定スクロール1側に押し付ける力を発生させる。
Further, by providing a
なお、実施の形態2に係る密閉型2段スクロール圧縮機200については、第1圧縮機構部35に第1揺動スクロール2を軸方向に押し付ける構成を採用し、第2圧縮機構部36の第2揺動スクロール5に従動クランク機構を採用した構成で説明したが、どちらか一方の構成のみを採用してもよい。
The hermetic two-
(実施の形態2の効果)
(10)実施の形態2に係る密閉型2段スクロール圧縮機200によれば、運転中において、第1圧縮機構部35に設けられた第1揺動スクロール2は、中間圧空間23の冷媒の圧力により第1固定スクロール1に押し付けられる。
このように構成されることにより、密閉型2段スクロール圧縮機200は、低段側の第1圧縮機構部35において、中間圧空間23の圧力により第1揺動スクロール2を第1固定スクロール1に押し付けることができ、第1圧縮室12の気密性が向上するため、圧縮機としての効率が向上する。(Effect of Embodiment 2)
(10) According to the hermetic two-
With this configuration, the hermetic two-
(11)実施の形態2に係る密閉型2段スクロール圧縮機200によれば、駆動機構部37の回転を第1圧縮機構部35及び第2圧縮機構部36に伝達するクランクシャフト7と、を備える。第2圧縮機構部36に設けられた第2揺動スクロール5は、クランクシャフト7と第2圧縮機構部36との間に設けられた従動クランク機構により駆動される。
このように構成されることにより、密閉型2段スクロール圧縮機200は、高段側の第2圧縮機構部36において、第2揺動渦巻体5bの側面を第2固定渦巻体4bの側面に押し付けることができるため、第2圧縮室13の気密性が向上するため、圧縮機としての効率が向上する。(11) According to the hermetic two-
With this configuration, the hermetic two-
(12)また、実施の形態2に係る密閉型2段スクロール圧縮機200によれば、運転中において、第1揺動スクロール2の第1揺動渦巻体2bの先端と第1固定スクロール1の第1固定台板1cとが接触する。第1固定スクロール1の第1固定渦巻体1bの先端と第1揺動スクロール2の第1揺動台板2cとが接触する。第2圧縮機構部36に設けられた第2揺動スクロール5の第2揺動渦巻体5bと第2圧縮機構部36に設けられた第2固定スクロール4の第2固定渦巻体4bとは、側面同士が接触する。
このように構成されることにより、密閉型2段スクロール圧縮機200は、第1圧縮機構部35及び第2圧縮機構部36の気密性が向上し、圧縮機としての効率を向上させることができる。(12) Further, according to the hermetic two-
With this configuration, the hermetic two-
1 第1固定スクロール、1a 第1吐出ポート、1b 第1固定渦巻体、1c 第1固定台板、1d サブポート、2 第1揺動スクロール、2b 第1揺動渦巻体、2c 第1揺動台板、2d 第1揺動軸受部、3 第1フレーム、3a 軸受部、4 第2固定スクロール、4a 第2吐出ポート、4b 第2固定渦巻体、4c 第2固定台板、5 第2揺動スクロール、5b 第2揺動渦巻体、5c 第2揺動台板、5d 第2揺動軸受部、6 第2フレーム、6a 軸受部、6b スラスト軸受部、7 クランクシャフト、7a 第1偏心部、7b 第2偏心部、8 吸入管、9 吐出管、10 インジェクション管、11 密閉容器、12 第1圧縮室、13 第2圧縮室、14 第1弁押え、15 第1弁、16 第2弁押え、17 第2弁、18 ブッシュ、19 ロータ、20 ステータ、21 油溜り、22 低圧空間、23 中間圧空間、24 高圧空間、25 第1オルダムリング、26 第2オルダムリング、27 油回路、28 サブポート弁押え、29 サブポート弁、30 背圧室、35 第1圧縮機構部、36 第2圧縮機構部、37 駆動機構部、40 オイルポンプ、51 ガスクーラ、52 第1膨張弁、53 第2膨張弁、54 気液分離器、55 蒸発器、100 密閉型2段スクロール圧縮機、200 密閉型2段スクロール圧縮機、Ve1 圧縮室体積、Ve2 圧縮室体積、Vs1 圧縮室体積、Vs2 圧縮室体積、ρ1 組込体積比、ρ2 組込体積比。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st fixed scroll, 1a 1st discharge port, 1b 1st fixed spiral body, 1c 1st fixed base plate, 1d subport, 2 1st rocking scroll, 2b 1st rocking spiral body, 2c 1st rocking table Plate, 2d first rocking bearing, 3 first frame, 3a bearing, 4 second fixed scroll, 4a second discharge port, 4b second fixed spiral body, 4c second fixed base plate, 5 second rocking Scroll, 5b second rocking spiral body, 5c second rocking base plate, 5d second rocking bearing part, 6 second frame, 6a bearing part, 6b thrust bearing part, 7 crankshaft, 7a first eccentric part, 7b 2nd eccentric part, 8 suction pipe, 9 discharge pipe, 10 injection pipe, 11 airtight container, 12 1st compression chamber, 13 2nd compression chamber, 14 1st valve presser, 15 1st valve, 16 2nd valve presser 17 Second valve, 18 Bush, 19 Rotor, 20 Theta, 21 Oil reservoir, 22 Low pressure space, 23 Intermediate pressure space, 24 High pressure space, 25 First Oldham ring, 26 Second Oldham ring, 27 Oil circuit, 28 Subport valve presser, 29 Subport valve, 30 Back pressure chamber, 35 1st compression mechanism part, 36 2nd compression mechanism part, 37 Drive mechanism part, 40 Oil pump, 51 Gas cooler, 52 1st expansion valve, 53 2nd expansion valve, 54 Gas-liquid separator, 55 Evaporator, 100 Sealing type Two-stage scroll compressor, 200 sealed two-stage scroll compressor, V e1 compression chamber volume, V e2 compression chamber volume, V s1 compression chamber volume, V s2 compression chamber volume, ρ1 built-in volume ratio, ρ2 built-in volume ratio .
Claims (12)
該密閉容器内に配置され、冷媒を圧縮する少なくとも2つの圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を駆動する駆動機構部と、を備え、
前記密閉容器は、
一方の前記圧縮機構部が前記冷媒を吸入する低圧空間と、
前記低圧空間から吸入した前記冷媒が一方の前記圧縮機構部で圧縮され吐出される中間圧空間と、
前記中間圧空間から吸入した前記冷媒が他方の前記圧縮機構部で圧縮されて吐出される高圧空間と、の3つの内部空間を有し、
前記圧縮機構部は、
渦巻体を台板から突出させた固定スクロール及び揺動スクロールを組み合わせて形成された圧縮室と、
前記渦巻体の中央部に位置し、前記圧縮室と前記内部空間と連通する吐出ポートと、を有し、
少なくとも1つの前記圧縮機構部は、
前記圧縮室と前記内部空間とを連通させるサブポートと、を有し、
前記サブポートは、
前記冷媒の圧縮過程において前記圧縮室が前記吐出ポートと連通する前に前記圧縮室と前記内部空間とを連通させる、多段スクロール圧縮機。A sealed container;
At least two compression mechanisms disposed in the sealed container and compressing the refrigerant;
A drive mechanism unit for driving the compression mechanism unit,
The sealed container is
A low-pressure space in which one of the compression mechanisms sucks the refrigerant;
An intermediate pressure space in which the refrigerant sucked from the low pressure space is compressed and discharged by one of the compression mechanisms;
The refrigerant sucked from the intermediate pressure space has three internal spaces: a high pressure space that is compressed and discharged by the other compression mechanism portion;
The compression mechanism is
A compression chamber formed by combining a fixed scroll and an orbiting scroll in which a spiral body protrudes from the base plate;
A discharge port located at the center of the spiral body and communicating with the compression chamber and the internal space;
At least one of the compression mechanism portions is
A subport for communicating the compression chamber and the internal space;
The subport is
A multi-stage scroll compressor, wherein the compression chamber communicates with the internal space before the compression chamber communicates with the discharge port in the refrigerant compression process.
前記固定スクロールの前記渦巻体の外周側から前記吐出ポートに至る冷媒流路の途中に設けられている、請求項1に記載の多段スクロール圧縮機。The subport is
2. The multistage scroll compressor according to claim 1, wherein the multistage scroll compressor is provided in the middle of a refrigerant flow path from an outer peripheral side of the spiral body of the fixed scroll to the discharge port.
前記内部空間から前記圧縮室に前記冷媒が逆流するのを防止するサブポート弁を備える、請求項1又は2に記載の多段スクロール圧縮機。The outlet opening of the subport is
The multistage scroll compressor according to claim 1, further comprising a subport valve that prevents the refrigerant from flowing backward from the internal space to the compression chamber.
前記低圧空間から吸入した前記冷媒を圧縮し、前記中間圧空間に吐出する第1圧縮機構部と、
前記中間圧空間から吸入した前記冷媒を圧縮し、前記高圧空間に吐出する第2圧縮機構部と、の少なくとも2つから構成され、
前記第1圧縮機構部の組込体積比ρ1は、
前記第2圧縮機構部の組込体積比ρ2よりも小さい、請求項1〜3の何れか1項に記載の多段スクロール圧縮機。The two compression mechanisms are
A first compression mechanism that compresses the refrigerant sucked from the low pressure space and discharges the refrigerant into the intermediate pressure space;
A second compression mechanism portion that compresses the refrigerant sucked from the intermediate pressure space and discharges the refrigerant to the high pressure space; and
The built-in volume ratio ρ1 of the first compression mechanism portion is:
The multistage scroll compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the multistage scroll compressor is smaller than a built-in volume ratio ρ2 of the second compression mechanism section.
前記第1圧縮機構部に設けられた第1圧縮室と前記中間圧空間とを連通する、請求項4に記載の多段スクロール圧縮機。The subport provided in the first compression mechanism section is:
The multistage scroll compressor according to claim 4, wherein the first compression chamber provided in the first compression mechanism section and the intermediate pressure space communicate with each other.
前記第2圧縮機構部に設けられた第2圧縮室と前記高圧空間とを連通する、
請求項4又は5に記載の多段スクロール圧縮機。The subport provided in the second compression mechanism section is:
Communicating the second compression chamber provided in the second compression mechanism with the high-pressure space;
The multistage scroll compressor according to claim 4 or 5.
前記駆動機構部の下方に配置され、
前記第2圧縮機構部は、
前記駆動機構部の上方に配置されている、請求項4〜6の何れか1項に記載の多段スクロール圧縮機。The first compression mechanism section includes:
Arranged below the drive mechanism,
The second compression mechanism section is
The multistage scroll compressor according to any one of claims 4 to 6, wherein the multistage scroll compressor is disposed above the drive mechanism section.
前記第1圧縮機構部に設けられた第1固定スクロールの上方に配置され、
前記第1固定スクロールは、
前記密閉容器の内部に固定されている、請求項4〜7の何れか1項に記載の多段スクロール圧縮機。The first orbiting scroll provided in the first compression mechanism section is
Arranged above the first fixed scroll provided in the first compression mechanism,
The first fixed scroll is:
The multistage scroll compressor according to any one of claims 4 to 7, which is fixed inside the sealed container.
前記第1圧縮機構部に設けられた第1揺動スクロールは、
前記中間圧空間の前記冷媒の圧力により前記第1固定スクロールに押し付けられる、請求項8に記載の多段スクロール圧縮機。While driving,
The first orbiting scroll provided in the first compression mechanism section is
The multistage scroll compressor according to claim 8, wherein the multistage scroll compressor is pressed against the first fixed scroll by the pressure of the refrigerant in the intermediate pressure space.
前記第2圧縮機構部に設けられた第2揺動スクロールは、
前記クランクシャフトと前記第2圧縮機構部との間に設けられた従動クランク機構により駆動される、請求項8又は9に記載の多段スクロール圧縮機。A crankshaft that transmits the rotation of the drive mechanism to the first compression mechanism and the second compression mechanism;
The second orbiting scroll provided in the second compression mechanism section is
The multistage scroll compressor according to claim 8 or 9, wherein the multistage scroll compressor is driven by a driven crank mechanism provided between the crankshaft and the second compression mechanism.
前記第1揺動スクロールの前記渦巻体の先端と前記第1固定スクロールの台板とが接触し、
前記第1固定スクロールの前記渦巻体の先端と前記第1揺動スクロールの台板とが接触し、
前記第2圧縮機構部に設けられた第2揺動スクロールの前記渦巻体と前記第2圧縮機構部に設けられた第2固定スクロールの前記渦巻体とは、側面同士が接触する、請求項8〜10の何れか1項に記載の多段スクロール圧縮機。While driving,
A tip of the spiral body of the first orbiting scroll and a base plate of the first fixed scroll are in contact with each other;
A tip of the spiral body of the first fixed scroll is in contact with a base plate of the first swing scroll;
The side surfaces of the spiral body of the second orbiting scroll provided in the second compression mechanism section and the spiral body of the second fixed scroll provided in the second compression mechanism section are in contact with each other. The multistage scroll compressor of any one of 10-10.
V2/V1≦1/ρ1の関係を満たすように設定される、請求項4〜11の何れか1項に記載の多段スクロール圧縮機。When the displacement amount of the first compression mechanism portion is V1, and the displacement amount of the second compression mechanism portion is V2,
The multistage scroll compressor according to any one of claims 4 to 11, which is set to satisfy a relationship of V2 / V1≤1 / ρ1.
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