TWI286594B - Screw compressor and freezer - Google Patents

Description

1286594 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於例如壓縮冷媒之螺旋壓縮機，及使用該螺 旋壓縮機之冷凍裝置。 【先前技術】 先前’螺旋壓縮機係如圖7之展開圖所示，具備有螺旋轉 子40、由兩側夾住該螺旋轉子4〇般咬合之一對之閘門轉子 44(僅顯示出一側）、及自由地轉動收容該螺旋轉子40之汽缸 41 (特開平11-248264號公報：參照專利文獻1)。另外，上述 螺旋轉子40係往箭號A方向轉動。 於上述螺旋轉子40與上述汽缸41間形成有壓縮室43。更 具體而言，該壓縮室43由上述螺旋轉子40之螺旋溝40a與上 述閘門轉子44之齒部44a之咬合而被密閉。 上述汽缸41係具有為對上述壓縮室43喷出冷媒之節熱器 孔42。 該節熱器孔42係在於上述壓縮室43被密閉後之時即無法 連通至上述壓細至43，如圖2之點線所示，於開始冷媒壓縮 後始朝向上述壓縮室43開口。 但，於上述先前之螺旋壓縮機中，由於上述節熱器孔42 係在開始壓縮上述冷媒後，上述壓縮室43之内壓較高時會 連通至上述壓縮室43,而連通至上述壓縮室43之上述節熱 器孔42之壓力會變高（例如，如圖2之點線所示，上述節熱 器孔42之平均壓力變成約7 kg/cm2)且自上述節熱器孔辦 喷出之冷媒量會變少’故無法期待藉由該冷媒之冷卻效 95739.doc 1286594 果，亦無法將節熱器效果發揮到最極限。 【申請專利文獻1】特開平11-248264號公報（圖υ 發明所欲解決之問題 在此，本杳明之課通在於提供一種螺旋壓縮機，其可增 加自節熱器孔所喷出之冷媒的量，並藉由該冷媒提高冷卻 效果可將節熱器效果發揮到最極限，及使用此種螺旋麼縮 機之冷凍裝置。 【發明内容】 為解決上述課題，本發明之螺旋壓縮機， _轉子™螺旋轉子之汽^節熱器孔^置於備該 汽缸，並在上述螺旋轉子與上述汽紅之内面間所形成之壓 縮室被關閉前連通該I缩室，而對㈣縮室喷出冷媒。 根據本發明之螺旋I縮機，由於上述節熱器孔係在上述 螺灰轉子與上述汽缸之内面間所形成之壓縮室被密閉前連 通该壓縮室’故在開始壓縮上述冷媒前之上述壓縮室之内 [低時’可使上述節熱器孔連通至上述壓縮室，並可增加 由j述節熱器孔所噴出之冷媒的量。因此，可期待來自上 述即熱器孔之冷媒之冷卻效果’並將節熱器效果發揮到最 極限，謀求性能的提昇。 另外，於一實施型態之螺旋壓縮機中，其上述壓縮室在 由上述節熱器孔所噴出之冷媒漏茂至上述螺旋轉子之低壓 側之前被密閉。 根據該實施型態之螺旋屢縮機，由上述節熱器孔所噴出 之7媒因不會漏攻至上述螺旋轉子之低塵側，故由上述螺 95739.doc 1286594 旋轉子之低壓側之冷媒吸入量會變少，使效率不會變差。 另外，於一實施型態之螺旋壓縮機中，上述節熱器孔係 延著上述螺旋轉子槳葉之長度方向延伸之形狀。 根據該實施型態之螺旋壓縮機，由於上述節熱器孔之形 狀j延著上述螺旋轉子樂葉之長度方向，故可儘快地使上/ 述節熱器孔之開口打開及關閉，而更加使上述節熱器孔之 内I下降。又’由於可加大上述節熱器孔之開口面積，故 可增加由上述節熱器孔所喷出之冷媒量。 另外，於一實施型態之螺旋壓縮機中，其中上述螺旋轉 子槳葉之寬度從上述螺旋轉子之中央部起至少向另一方之 端部側逐漸地變寬；上述節熱器孔之上述螺旋轉子之軸方 向寬度係越接近上述槳葉寬度變寬之端部側越大。 根據該實施型態之螺旋壓縮機，由於上述節熱器孔之寬 度係越接近上述紫葉寬度變寬之端部侧越大，故於其全長 可以相同時間開關上述節熱器孔，故可更加快速地開關上 述節熱器孔，使性能更加提昇。 另外，於一實施型態之螺旋壓縮機中，上述節熱器孔係 由上述槳葉所密閉。 根據該實施型態之螺旋壓縮機，由於上述節熱器孔係以 上述槳葉密閉，故相鄰之上述壓縮室不會因上述節熱器孔 連通，故能提昇壓縮效率。 另外，本發明之冷凍裝置，其特徵係具備上述發明之螺 旋壓縮機、冷凝器、膨脹部、蒸發器，且依上述螺旋壓縮 機、上述冷凝器、上述膨脹部及上述蒸發器之順序連接； 95739.doc 1286594 並具備：自上述冷凝器與上述膨脹部間之主流路分歧而連 通至上述節熱器孔之副流路；設置於該副流路之過冷卻用 膨脹部；對該過冷卻用膨脹部出口側之冷媒與上述主流路 之冷媒進行熱交換之過冷卻用熱交換器。 根據本發明之冷;東裝置，因具備有上述發明之螺旋壓縮 機二故其自上述副流路（上述過冷卻肖熱交換器）所喷出之冷 媒I會變多’可提昇上述過冷卻用熱交換器之效率。因此， 可加大在上述膨脹部前之冷媒之液體過冷卻度（sq，提昇 ，凍月b力。又’因上述過冷卻用熱交換器之小型化，故可 謀求縮小製品尺寸與降低成本。 發明之效果 J艮，㈣之螺旋壓縮機，由於上述節熱器孔係連通被 Γ閉!"之上述壓縮室，故上述I縮室之内職時可使上述 即熱态孔連通至上述壓縮室，增加自上述節熱器孔所噴出 之冷媒量，並期待因該冷媒之冷卻效果。 抑另外’根據該實施型態之螺旋壓縮機，由於自上述節熱 裔孔所噴出之冷媒係不會㈣至上述螺旋轉子之低壓側， 故不會因自上述螺旋轉子之低壓側的冷媒吸入量變少而使 另外，根據該實施型態之螺旋I縮機，由於上述節熱器 孔其形狀係延著上述螺旋轉子槳葉之長度方向，故合使、： 述節熱器孔之開關變快，可於降低上述節熱器孔之内壓時 ::5夺力a上述即熱器孔之開口面積，增加來自上述節埶 裔孔之冷媒量。 … 95739.doc 1286594 另外，根據該實施型能夕嫂妒降u 貝螺制縮機，由於上述節熱器 孔之寬度係越接近上述荦葦嘗 葉寬度變寬之端部側越大，故於 全長度處皆可以相同時間開々 τ叫间關上述即熱器孔，故可更加 快速地開關上述節熱器孔使性能更加提昇。 另外，根據該實施型態之螺㈣縮機，由於上述節熱器 孔係在上述槳葉被密閉，故i 、 又/、子目鄰之上述壓縮室則無法透 過上述節熱器孔連通，而能提昇壓縮效率。 另外’根據本發明之冷凍裝置，由於具備有上述發明之 螺旋壓縮機’故自±述副流路（上述過冷卻用熱交換器）所喷 出之冷媒量變多可提昇上述過冷卻用熱交換器之效率。 【實施方式】 以下，根據圖式之實施形態詳細說明本發明。 《第1實施形態》 圖1係顯示本發明之螺旋壓縮機之實施型態之簡略俯視 展開圖。該螺旋壓縮機即所謂的單螺旋壓縮機，包含有： 螺旋轉子10、從兩端夾住該螺旋轉子i 〇地咬合之一對閘門 轉子14(僅顯示一側）、及可自由轉動地收容該螺旋轉子1〇 之汽缸11。另外，上述螺旋轉子1〇係朝箭號A方向轉動。 於上述螺旋轉子1〇與上述汽缸丨丨之内面間形成有壓縮室 13 °更具體而言，該壓縮室13係由上述螺旋轉子1〇之螺旋 溝10a，與上述閘門轉子14之齒部14a的咬合所密閉。 上述汽缸11係具有用於對上述壓縮室13喷出冷媒之節熱 器孔12。 該節熱器孔12會在上述壓縮室13被密閉前連通該壓縮室 95739.doc -10- 1286594 13。換言之，該節熱器孔12在上述螺旋溝1〇a内，於開始冷 媒壓縮前連通至上述螺旋溝l〇a。又，所謂上述壓縮室13之 密閉狀態係以上述齒部14a關閉上述螺旋溝1〇a，即冷媒不 外洩之狀態。 根據上述構成之螺旋壓縮機，由於上述節熱器孔丨2係在 上述壓細至13被後閉别連通该壓縮室13，故在開始壓缩卜 述冷媒前之上述壓縮室13之内壓較低時，使上述節熱器孔 12連通至上述壓縮室13而可以最大極限地降低上述節熱器 孔12之内壓。 即，如圖2之螺旋壓縮機指壓線圖中之實線所示，於上述 壓縮室13之開始壓縮前打開上述節熱器孔12並儘快關閉。 即，上述節熱器孔12之開口時間與在點線所示之先前例相 比’由於係設定於上述壓縮室丨3内壓較低之時，故可將上 述節熱器孔12之平均壓力降低成約6 kg/cm2。 因此，能增加自上述節熱器孔12所喷出之冷媒量，故可 期待來自上述節熱器孔丨2之冷媒的冷卻效果。 在此’上述壓縮室1 3係在自上述節熱器孔丨2所喷出之冷 媒漏洩至上述螺旋轉子丨〇之低壓侧前被密閉。換言之，上 述節熱器孔12之開口時間係設定為即使先行打開上述節熱 器孔12，來自上述節熱器孔12之冷媒在上述壓縮室13壓縮 開始為止别亦不會洩漏至上述螺旋轉子1 〇之低壓側之臨界 時間。並且，該時間係由冷媒流速等之條件而決定。 因此，由上述螺旋轉子1 〇之低壓側之冷媒吸入量變少， 其效率亦不會變差。 95739.doc 1286594 另外，上述節熱器孔12在上述壓縮室13壓縮開始為止， 以對著上述壓縮室13全面開口為較佳。 如圖1所示，上述節熱器孔12之形狀係沿著上述螺旋轉子 10之槳葉1Gb之長度方向延伸。具體而言則是上述節熱器孔 12包含有2個孔部20,20,而該2個孔部20,20係沿著上述槳葉 l〇b之長度方向而配置。 該紫葉10b之寬度係由上述螺旋轉子1〇之中央部至少往

另一方（高壓側）之端部側逐漸地變寬。另外，紙張之右側為 上述螺旋轉子1 〇之吐出側之端部。 因此’可儘早地開關上述節熱器孔12，而更能夠降低上 述節熱器孔12之内壓。又，由於可加大上述節熱器孔以 開口面積，故能增加自上述節熱器孔12所噴出之冷媒量。 另外，由於上述節熱器孔12是由上述槳葉1〇b所密閉，其 相鄰之上述壓、縮室13，13則無法透過上述節熱器孔匕連 通’故能提昇遂縮效率。

另外，如圖3所示，亦可將上述孔部2〇之數量變成為3個， 當然亦可設定成4個以上。又’雖未圖示出，但亦可將上述 節熱器孔12構成為丨個長孔。 《第2實施形態》 八人，於圖4A與圖4B顯示該發明之螺旋壓縮機之其他之 實施型態。於上述口實施型態中，上述節熱器孔以上述 螺旋轉子U)之轴方向寬度為相同大小，相對於此，於圖4A 與圖4B中上述節熱器孔12之寬度係越接近上述槳葉i〇b之 寬度變寬之端部側則越大。 95739.doc -12- 1286594 具體而言’如圖4A所示，構成上述節熱器孔12之4個孔部 20的大小，係在上述螺旋轉子丨〇之端部側依順序變大。 另外，如圖4B所示，構成上述節熱器孔12之長孔21的大 小’係在上述螺旋轉子1 〇之端部側逐漸地變大。即，該長 孔21為變形橢圓形狀。 因此，由於可於其全長度上以相同時間開關上述節熱器 孔12，故可更加快速地開關上述節熱器孔12使性能更加提 昇。 《第3實施形態》 其次’於圖5係顯示本發明之冷凍裝置之一實施型態。該 冷凍裝置係環狀地順序連接上述發明之螺旋壓縮機丨、冷凝 器2、膨脹部3及蒸發器4，而構成使用冷媒之冷凍循環。另 外，上述膨脹部3係例如使用膨脹閥或毛細管。 該冷凍循環係上述螺旋壓縮機1所吐出之氣態冷媒，係在 上述冷凝器2被吸熱成為液態狀態，而該液態冷媒由上述膨 脹部3所減壓而成為氣態與液態之二相狀態。之後，該二相 之冷媒（潮濕氣體）在上述蒸發器4被賦予熱並成為氣體狀 態，該氣體冷媒在上述螺旋壓縮機1被吸入且加壓後，再度 於上述螺旋壓縮機1被吐出。 此外，該冷凍裝置係具備從上述冷凝器2及上述膨脹部3 間之主流路30分歧，而連通上述螺旋壓縮機}之上述節熱器 孔12之副流路31。另外，上述主流路3〇及上述副流路31係 構成於配管。 於該上述副流路3 1設置有過冷卻用膨脹部32，及熱交換 95739.doc -13- 1286594 該過冷卻用膨脹部32之出口側之冷媒與上述主流路3〇之冷 媒之過冷卻用熱交換器33。另外，上述過冷卻用膨脹部“ 係例如使用膨脹閥或毛細管。 另外，於圖5中上述副流路31係在上述過冷卻用熱交換器 33之下流側從上述主流路3〇分歧，但亦可於上述過冷卻用 熱交換器33之上流側從上述主流路30分歧。 其次，說明上述過冷卻用熱交換器33之作用，於上述主 流路30從上述冷凝器2所流出之液態冷媒係於上述副流路 3 1被分流。於該副流路3丨之液態冷媒在上述過冷卻用膨脹 部32被減壓並成為氣態與液態之二相之冷媒，該二相冷媒 透過上述過冷卻用熱交換器33被上述主流路3〇之液態冷媒 吸熱而成為氣態冷媒’而該氣態冷媒於上述螺旋壓縮機^ 被吸入。此時，於上述主流路30之液態冷媒係透過上述過 冷卻用熱交換器33被冷卻。 根據上述構成之冷凍裝置，由於有具備上述發明之螺旋 壓縮機1，故自上述副流路31(上述過冷卻用熱交換器33)所 喷出之冷媒量會變多’並可提昇上述過冷卻用熱交換器33 之效率。 因此，可加大上述膨脹部32前之冷媒之液體過冷卻度 (sc)，以提昇冷凍冷力。又，因上述過冷卻用熱交換器33 之小型化，可謀求縮小製品尺寸及降低成本。 更具體地描述’則如圖6所示，於粗線所示本發明之冷束 裝置中，藉由上述節熱器孔12之形狀及配置之最適化，與 點線所不先前之冷柬裝置相較，液體過冷卻度（sc)會變大 95739.doc -14- 1286594 並提昇冷凍能力。 本發明卜要ΐ發!未限定於上述之實施型態，只要在未脫離 縮機 胃之靶圍即可變更設計。例如，本發明之螺旋壓 、’、〜除了單螺㈣縮機以外，亦可使用以—對公母轉子 的σ乂合而形成壓縮室之雙螺旋壓縮機。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明之螺旋壓縮機之實施型態之簡略俯視 展開圖。 圖係頒不本發明之螺旋壓縮機與先前之螺旋壓縮機的比較 之螺旋壓縮機指壓線圖。 圖3係顯示節熱器孔之其他實施型態之俯視圖。 圖4Α係顯示節熱器孔之其他實施型態之俯視圖。 圖4Β係顯示節熱器孔之其他實施型態之俯視圖。 圖5係顯示本發明之冷凍裝置之實施型態之簡略構成圖。 圖6係顯示本發明之冷凍裝置與先前之冷凍裝置的比較 之ΡΗ線圖。 圖7係顯示先前之螺旋壓縮機之簡略俯視展開圖。 【主要元件符號說明】 1 螺旋壓縮機 2 冷凝器 3 膨脹部 4 蒸發器 10 螺旋轉子 10a 螺旋溝 95739.doc 槳葉 汽缸 節熱器孔 壓縮室 閘門轉子 齒部 孔部 長孔 主流路 副流路 過冷卻用膨脹部 過冷卻用熱交換器 螺旋轉子 螺旋溝 汽缸 節熱器-口孔 壓縮室 閘門轉子 齒部 -16-

Claims (1)

1. 爾 ^ 127056號專利申請案 卽請專利範圍替換本(％年4月）申請專利範圍： )正本 種螺旋壓縮機，其特徵為具備·· 螺旋轉子； 收容該螺旋轉子之汽缸，· 〃即熱孔’ 5又置於該汽缸’並在上述螺旋轉子與上述 汽缸之内面間所形成之屢縮室被密閉前連通該塵縮室， 而對該壓縮室喷出冷媒； "上述即熱盗孔係設置於在上述麼縮室密閉前，由上述 節熱器孔所噴出之冷媒不會漏茂至上述螺旋轉子之低壓鲁 側之位置。 2·如請求们之螺旋i缩機’其中上述節熱器孔係延著上述 螺旋轉子槳葉之長度方向延伸之形狀。 3.如請求項2之螺旋壓縮機，其中上述螺旋轉子紫葉之寬度 從上述螺旋轉子之中央部起至少向一方之端部侧逐漸地 變寬；

   上述卽熱器孔之上述螺旋轉子之轴方向寬度係越接近 上述槳葉寬度變寬之端部側越大。 4·如請求項2之螺旋壓縮機中，其中上述節熱器孔係由上述 槳葉所密閉。 、種、凍羞置，其特徵為具備如請求項〗之螺旋壓縮機、 冷凝器、膨脹部、及蒸發器； /十述螺旋I縮機、上述冷凝器、上述膨脹部及上述 蒸發裔之順序連接； 並具傷： 95739-960412.doc 1286594 自上述冷凝器與上述膨脹部間之主流路分歧而連通至 上述節熱器孔之副流路； 没置於該副流路之過冷卻用膨脹部； 對該過冷卻用膨脹部出口側 扣口側之冷媒與上述主流路之冷 媒進行熱交換之過冷卻用熱交換器。 95739-960412.doc 2-