WO2016079805A1 - スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2016079805A1
WO2016079805A1 PCT/JP2014/080498 JP2014080498W WO2016079805A1 WO 2016079805 A1 WO2016079805 A1 WO 2016079805A1 JP 2014080498 W JP2014080498 W JP 2014080498W WO 2016079805 A1 WO2016079805 A1 WO 2016079805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
scroll compressor
scroll
spiral tooth
base plate
refrigerant
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/080498
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山下 智弘
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2014/080498 priority Critical patent/WO2016079805A1/ja
Priority to US15/500,712 priority patent/US10436202B2/en
Priority to JP2016559723A priority patent/JPWO2016079805A1/ja
Publication of WO2016079805A1 publication Critical patent/WO2016079805A1/ja

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/04Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/042Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0253Details concerning the base
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C23/00Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C23/008Hermetic pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/28Safety arrangements; Monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/0085Prime movers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/10Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/02Compressor arrangements of motor-compressor units
    • F25B31/026Compressor arrangements of motor-compressor units with compressor of rotary type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/30Casings or housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/19Temperature

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor and a refrigeration cycle apparatus.
  • thermal expansion of the compression mechanism portion occurs, for example, a tooth tip that contacts the base plate (for example, the base plate of the fixed scroll) with which the tip of the scroll teeth (for example, the spiral teeth of the orbiting scroll) of the compression mechanism portion faces Invite contact.
  • the operable range of the scroll compressor for example, the frequency of the scroll compressor
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and avoids the thermal expansion of the compression mechanism by suppressing the increase in the discharge temperature of the scroll compressor, and the operable range of the scroll compressor.
  • the purpose is to expand.
  • the scroll compressor according to the present invention includes a pressure vessel, a frame in which a hollow cylindrical portion and a bottom portion as side portions are integrally formed, and an outer peripheral surface of the hollow cylindrical portion is fixed to an inner peripheral surface of the pressure vessel; , And a first spiral tooth formed on one surface of the first base plate, wherein the first base plate includes the first spiral tooth and the bottom surface portion.
  • a refrigeration cycle apparatus includes the scroll compressor, a radiator, a decompressor, and an evaporator.
  • the second suction pipe directly flows in the suction refrigerant from the refrigerant circuit constituting the refrigeration cycle into the frame housing the compression mechanism in the scroll compressor, that is, into the hollow cylindrical portion of the frame. Therefore, the refrigerant temperature at the start of compression can be lowered to suppress an increase in discharge temperature.
  • the increase in the discharge temperature of the scroll compressor it is possible to avoid the thermal expansion of the compression mechanism, so the operating range of the scroll compressor that was limited due to the thermal expansion due to the increase in the discharge temperature is expanded. can do.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a refrigeration cycle apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a refrigeration cycle apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the dimensional relationship and shape of each component may be different.
  • symbol is attached
  • symbol is abbreviate
  • the refrigeration cycle apparatus 1 includes a scroll compressor 10, a radiator 20, a decompressor 30, and an evaporator 40.
  • the scroll compressor 10, the radiator 20, the decompressor 30, and the evaporator 40 constitute a refrigeration cycle 2 that is communicated through the refrigerant flow path to circulate the refrigerant.
  • the scroll compressor 10 is a fluid machine that compresses sucked low-pressure refrigerant and discharges it as high-pressure refrigerant using a pair of scroll wraps (spiral teeth) having the same shape.
  • the structure and operation of the scroll compressor 10 according to Embodiment 1 of the present invention will be described later.
  • the heat radiator 20 is a heat exchanger, and heat is released from the refrigerant circulating in the heat radiator 20.
  • the decompression device 30 is a device that decompresses the high-pressure refrigerant into a low-pressure refrigerant.
  • an expansion valve such as an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted is used.
  • the evaporator 40 is a heat exchanger. In the evaporator 40, the refrigerant circulating inside absorbs heat from the outside.
  • the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the scroll compressor 10 flows into the radiator 20.
  • the radiator 20 heat exchange is performed between the refrigerant flowing inside the radiator 20 and the outside (for example, external air in the case of cooling operation of the air conditioner), and the heat of condensation of the refrigerant is radiated to the outside. Is done.
  • the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant that has flowed into the radiator 20 passes through the two-phase refrigerant and becomes a high-pressure liquid-phase refrigerant.
  • the high-pressure liquid-phase refrigerant flows into the decompression device 30, is decompressed, becomes a low-pressure two-phase refrigerant, and flows into the evaporator 40.
  • the evaporator 40 heat is exchanged between the refrigerant flowing inside the evaporator 40 and the outside (for example, indoor air in the case of the cooling operation of the air conditioner), and the evaporation heat of the refrigerant absorbs heat from the outside. Is done.
  • the low-pressure two-phase refrigerant flowing into the evaporator 40 becomes a low-pressure gas-phase refrigerant or a low-pressure two-phase refrigerant having a high dryness.
  • the low-pressure gas-phase refrigerant or the low-pressure two-phase refrigerant having a high dryness is sucked into the scroll compressor 10.
  • the low-pressure gas-phase refrigerant sucked into the scroll compressor 10 is compressed into a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant. In the refrigeration cycle 2, the above operation is performed.
  • a bypass flow path 3 for lowering the temperature of the refrigerant sucked into the scroll compressor 10 is provided.
  • the bypass flow path 3 connects the refrigerant flow path of the refrigeration cycle 2 between the radiator 20 and the decompression device 30 and the refrigerant flow path of the refrigeration cycle 2 between the evaporator 40 and the scroll compressor 10.
  • the bypass flow path 3 allows a part of the refrigerant flowing out of the radiator 20 to pass through the refrigerant flow path of the refrigeration cycle 2 on the outlet side of the evaporator 40 (that is, the refrigeration cycle 2 on the suction side of the scroll compressor 10). Bypass to refrigerant flow path).
  • the bypass flow path 3 includes the first flow rate regulator 50a, and adjusts the flow rate of the refrigerant flowing through the bypass flow path 3 by opening degree control.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 includes the control unit 60, and the opening degree control of the first flow rate regulator 50a can be performed by the control unit 60.
  • the control unit 60 includes a microcomputer having a CPU, a memory (for example, ROM, RAM, etc.), an I / O port, and the like.
  • the first refrigeration cycle apparatus 1 is disposed downstream of the junction of the refrigerant flow path and the bypass flow path 3 of the refrigeration cycle 2 between the evaporator 40 and the scroll compressor 10.
  • a branch channel 4 is provided.
  • FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the scroll compressor 10 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the configuration example of the vertical scroll compressor 10 will be described.
  • the scroll compressor 10 is a fluid machine that compresses sucked low-pressure refrigerant and discharges it as high-pressure refrigerant.
  • the scroll compressor 10 includes a pressure vessel 100 that is a cylindrical housing. Inside the pressure vessel 100 is housed a frame 110 having a hollow cylindrical portion 110a and a bottom surface portion 110b as side portions, and the hollow cylindrical portion 110a and the bottom surface portion 110b are integrally formed.
  • the outer peripheral surface of the hollow cylindrical portion 110a of the frame 110 is fixed to the inner peripheral surface of the pressure vessel 100 by welding or the like.
  • the frame 110 accommodates a compression mechanism 120 having a turning scroll 121 and a fixed scroll 122.
  • the orbiting scroll 121 has a first base plate 121a and a first spiral tooth 121b that is a spiral protrusion having an involute curve shape formed on one surface of the first base plate 121a.
  • the orbiting scroll 121 is rotatably accommodated in the hollow portion of the hollow cylindrical portion 110a of the frame 110 so that the first base plate 121a is positioned between the first spiral tooth 121b and the bottom surface portion 110b of the frame 110. Yes.
  • the orbiting scroll 121 is housed in the hollow portion of the hollow cylindrical portion 110a of the frame 110 so that the first spiral tooth 121b has the tooth tip portion facing upward.
  • a boss portion 121d having a turning bearing 121c for eccentrically turning the orbiting scroll 121 is formed at the center of the other surface of the first base plate 121a of the orbiting scroll 121.
  • a concave orbiting support portion 110c that accommodates the boss portion 121d of the orbiting scroll 121 so as to be eccentrically rotatable, and a main shaft that rotatably supports a main shaft 132 of the electric mechanism portion 130 described later.
  • a support portion 110d is formed.
  • the fixed scroll 122 has a second base plate 122a and a second spiral tooth 122b which is a spiral protrusion having an involute curve shape formed on one surface of the second base plate 122a.
  • the second spiral teeth 122 b of the fixed scroll 122 are arranged so as to mesh with the first spiral teeth 121 b of the orbiting scroll 121.
  • the second spiral tooth 122b of the fixed scroll 122 is meshed with the first spiral tooth 121b of the orbiting scroll 121 so that the tip of the tooth faces downward.
  • the second base plate 122a of the fixed scroll 122 is fixed to the annular surface 110e of the hollow cylindrical portion 110a of the frame 110 by a fixing member (for example, a bolt). Further, the fixed scroll 122 (for example, the central portion of the fixed scroll 122) is formed with a discharge port 122c that discharges the compressed refrigerant gas that has become high temperature and high pressure.
  • the orbiting scroll 121 and the fixed scroll 122 are attached to the frame 110 in a state where the first spiral teeth 121b and the second spiral teeth 122b are engaged with each other.
  • a compression chamber 123 whose volume changes relatively is formed between the first spiral tooth 121b and the second spiral tooth 122b.
  • the electric mechanism unit 130 is configured to rotate the orbiting scroll 121 eccentrically and compress the refrigerant by the compression mechanism unit 120.
  • the electric mechanism unit 130 is disposed below the frame 110.
  • the electric mechanism unit 130 includes a rotor 131, a main shaft 132 fixed to the center of the rotor 131, a turning shaft 133 formed at the tip of the main shaft 132, and a stator disposed around the rotor 131. 134.
  • the orbiting shaft 133 is supported by the orbiting bearing 121 c of the orbiting scroll 121.
  • the stator 134 is fixed inside the pressure vessel 100.
  • the rotor 131 is rotated by energizing the stator 134. Due to the rotation of the main shaft 132 fixed to the rotor 131, the turning shaft 133 turns eccentrically, and the turning scroll 121 turns eccentrically.
  • the motion that the orbiting scroll 121 rotates eccentrically is a revolving motion that revolves around the center of the second spiral tooth 122b of the fixed scroll 122.
  • the frame 110 accommodates an Oldham ring 124 for allowing the orbiting scroll 121 to revolve and preventing the orbiting scroll 121 from rotating during eccentric rotation.
  • Refrigerator oil 140 for operating the compression mechanism 120 to lubricate is accommodated in the bottom (oil reservoir) of the pressure vessel 100. As the main shaft 132 rotates, the refrigerating machine oil 140 is sucked up through an oil supply passage (not shown) inside the main shaft 132 and supplied to the compression mechanism unit 120.
  • the scroll compressor 10 includes a discharge pipe 150 communicating with the discharge port 122c of the fixed scroll 122.
  • the discharge pipe 150 guides the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the scroll compressor 10 into the refrigerant flow path of the refrigeration cycle 2 between the scroll compressor 10 and the radiator 20 in FIG.
  • the discharge pipe 150 is disposed above the fixed scroll 122.
  • the scroll compressor 10 includes a first suction pipe 160 that communicates with the low-pressure space inside the pressure vessel 100 outside the frame 110.
  • the first suction pipe 160 communicates with the refrigerant flow path of the refrigeration cycle 2 between the evaporator 40 and the scroll compressor 10 of FIG. 1, and allows the refrigerant flowing in from the evaporator 40 and the bypass flow path 3 to pass through the pressure vessel 100.
  • the first suction pipe 160 is disposed on the side surface of the body portion of the pressure vessel 100 and communicates with the low-pressure space inside the pressure vessel 100 below the frame 110.
  • the scroll compressor 10 includes a second suction pipe 170 that passes through the pressure vessel 100 and the hollow cylindrical portion 110a of the frame 110 and communicates with the hollow portion of the hollow cylindrical portion 110a.
  • the second suction pipe 170 communicates with the first branch flow path 4 of FIG. 1 and compresses a part of the refrigerant that flows from the evaporator 40 and the bypass flow path 3 and is divided into the first branch flow path 4. It is guided directly to the mechanism unit 120.
  • the rotor 131 rotates by receiving a rotational force from a rotating magnetic field generated by the stator 134. Accordingly, the main shaft 132 fixed to the rotor 131 rotates. The rotation of the main shaft 132 is transmitted to the orbiting scroll 121 via the orbiting shaft 133 formed at the tip of the main shaft 132. The rotation of the orbiting scroll 121 is restricted by the Oldham ring 124 and revolves.
  • the refrigerant flowing in through the first suction pipe 160 and the refrigerant flowing in through the second suction pipe 170 are on the outer peripheral side formed by the orbiting scroll 121 and the fixed scroll 122. It is taken into the compression chamber 123.
  • the refrigerant flowing in through the first suction pipe 160 flows into the low-pressure space inside the pressure vessel 100 outside the frame 110 from the refrigerant flow path of the refrigeration cycle 2 between the evaporator 40 and the scroll compressor 10. .
  • the refrigerant flowing in via the second suction pipe 170 flows directly from the first branch flow path 4 into the hollow cylindrical portion 110a of the frame 110.
  • the refrigerant taken into the compression chamber 123 moves toward the center while being gradually compressed by the eccentric turning of the orbiting scroll 121. Then, the refrigerant compressed in the compression chamber 123 becomes a high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant and is discharged from the discharge port 122 c formed in the second base plate 122 a of the fixed scroll 122.
  • the high-temperature and high-pressure gas-phase refrigerant discharged from the discharge port 122 c is guided to the refrigerant flow path of the refrigeration cycle 2 between the scroll compressor 10 and the radiator 20 through the discharge pipe 150.
  • the refrigerant that has flowed in through the suction pipe (corresponding to the first suction pipe 160 according to the first embodiment) is heat generated in the low-pressure space inside the scroll compressor (for example, The temperature rises by absorbing heat generated in the electric mechanism section or refrigerating machine oil. For this reason, the effect of suppressing the increase in discharge temperature is reduced, and the operable range of the scroll compressor is limited.
  • the scroll compressor 10 has a second suction that communicates with the refrigerant flow path between the evaporator 40 and the scroll compressor 10 (that is, the suction side circuit of the scroll compressor 10).
  • a tube 170 is provided.
  • the second suction pipe 170 is configured to directly flow a part of the refrigerant circulating in the refrigerant flow path into the hollow portion of the hollow cylindrical portion 110 a of the frame 110. Therefore, the temperature rise of the refrigerant flowing in via the first suction pipe 160 is alleviated by joining the refrigerant flowing in via the second suction pipe 170 and the hollow portion of the hollow cylindrical portion 110a.
  • the scroll compressor 10 of the first embodiment a part of the refrigerant flowing out from the radiator 20 is bypassed to the outlet side of the evaporator 40 via the bypass flow path 3. Therefore, in the scroll compressor 10 according to the first embodiment, the refrigerant temperature at the start of compression in the compression mechanism unit 120 can be kept low, and thus an increase in the discharge temperature of the scroll compressor 10 can be suppressed.
  • the thermal expansion of the orbiting scroll 121 and the fixed scroll 122 during the operation of the scroll compressor 10 can be suppressed by suppressing the increase in the discharge temperature.
  • the operable range of the scroll compressor 10 that is limited due to the thermal expansion of the orbiting scroll 121 and the fixed scroll 122 can be expanded.
  • the gap between the orbiting scroll 121 and the fixed scroll 122 can be designed to be small.
  • the gap (tooth gap) between the first spiral tooth 121b of the orbiting scroll 121 and the second base plate 122a of the fixed scroll 122 can be designed to be small, in the compression stroke Refrigerant leakage from the tooth gap can be reduced. Therefore, in the first embodiment, by reducing the gap between the orbiting scroll 121 and the fixed scroll 122, the performance of the scroll compressor 10 can be improved and the energy consumption can be reduced.
  • the suction refrigerant can be caused to flow into the hollow portion of the hollow cylindrical portion 110a of the frame 110, the temperature rise of the orbiting scroll 121 can be suppressed.
  • the temperature rises due to friction between the first base plate 121a of the orbiting scroll 121 and the frame 110 for example, the temperature rise due to eccentric orbiting in the vicinity of the orbiting bearing 121c and the spindle support portion 110d). Can be suppressed.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the compression mechanism 120 of the scroll compressor 10 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the second suction pipe 170 has a center 122d of the second spiral tooth 122b (for example, the center of the spiral basic circle), It arrange
  • the other configurations of the scroll compressor 10 and the refrigeration cycle apparatus 1 are the same as the configurations of the scroll compressor 10 and the refrigeration cycle apparatus 1 in Embodiment 1 described above, and thus the description thereof is omitted.
  • the second suction pipe 170 is disposed so as to be orthogonal to a straight line connecting the center 122d of the second spiral tooth 122b and the winding end portion 122e, thereby providing the second suction pipe.
  • the refrigerant flowing in from the pipe can be distributed substantially evenly to the two compression chambers that form a pair.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus 1 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the scroll compressor 10 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the bypass flow path 3 has the first flow rate regulator 50a, and the first branch flow path 4 has the third flow rate regulator 50c. .
  • the rest of the configuration of the refrigeration cycle apparatus 1 is the same as the configuration of the refrigeration cycle apparatus 1 in Embodiment 1 described above, and a description thereof will be omitted.
  • the oil temperature sensor 141 provided at a position where the oil temperature can be estimated, and the discharge pipe 150 side A discharge temperature sensor 151 for detecting the temperature (discharge temperature) of the refrigerant.
  • the rest of the configuration of the scroll compressor 10 is the same as the configuration of the scroll compressor 10 in the above-described first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the control unit 60 receives the electrical signals transmitted from the oil temperature sensor 141 and the discharge temperature sensor 151, and controls the opening of the third flow rate regulator 50c according to the received signals. Configured to do.
  • the oil temperature sensor 141 is provided outside the pressure vessel 100. Further, the discharge temperature sensor 151 is provided inside the discharge pipe 150.
  • the oil temperature sensor 141 and the discharge temperature sensor 151 are configured using a thermocouple or a resistance temperature detector (for example, a thermistor).
  • control unit 60 detects the oil temperature and the discharge temperature from the oil temperature sensor 141 and the discharge temperature sensor 151, thereby performing the opening degree control of the third flow rate regulator 50c.
  • the amount of refrigerant flowing into the suction pipe 170 can be adjusted.
  • the control unit 60 determines whether or not the operable range of the scroll compressor 10 (for example, the frequency of the scroll compressor 10) is limited by the increase in the oil temperature. When it is determined that the operable range is limited, the control unit 60 controls the opening of the third flow rate regulator 50c to reduce the amount of refrigerant flowing into the second suction pipe 170. Accordingly, the flow rate of the refrigerant flowing into the first suction pipe 160 can be increased, and the cooling of the low-pressure space (for example, the electric mechanism unit 130, the refrigerating machine oil 140, etc.) inside the scroll compressor 10 can be promoted.
  • the low-pressure space for example, the electric mechanism unit 130, the refrigerating machine oil 140, etc.
  • control unit 60 determines whether or not the operable range of the scroll compressor 10 is limited by the increase in the discharge temperature. When it is determined that the operable range is limited, the control unit 60 controls the opening degree of the third flow rate regulator 50c and increases the amount of refrigerant flowing into the second suction pipe 170. Thereby, since the refrigerant temperature at the time of the compression start in the compression mechanism part 120 can be suppressed low, an increase in the discharge temperature of the scroll compressor 10 can be suppressed.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the refrigeration cycle apparatus 1 according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view showing the configuration of the scroll compressor 10 according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the refrigeration cycle apparatus 1 branches from the bypass flow path 3 between the first flow rate regulator 50a and the second flow rate regulator 50b and communicates with the intermediate pressure portion of the scroll compressor 10.
  • the second branch flow path 5 is provided. Further, in the refrigeration cycle apparatus 1 according to Embodiment 4, the first branch flow path 4 has the third flow rate regulator 50c, and the second branch flow path 5 has the fourth flow rate regulator 50d. have.
  • the rest of the configuration of the refrigeration cycle apparatus 1 is the same as the configuration of the refrigeration cycle apparatus 1 in Embodiment 1 described above, and a description thereof will be omitted.
  • the scroll compressor 10 includes an intermediate injection mechanism 180 that communicates with the second branch flow path 5 and injects into the compression chamber 123 in the middle of the compression stroke.
  • the rest of the configuration of the scroll compressor 10 is the same as the configuration of the scroll compressor 10 in the above-described first embodiment, and thus description thereof is omitted.
  • the control unit 60 according to the fourth embodiment is configured to control the opening degree of the fourth flow rate regulator 50d.
  • the scroll compressor 10 according to the fourth embodiment can further suppress the increase in the discharge temperature by injecting the refrigerant into the scroll compressor 10 by the intermediate injection mechanism 180.
  • the scroll compressor 10 is the vertical scroll compressor 10, but is not limited thereto, and may be a horizontal type.
  • the scroll compressor 10 of the above-described embodiment includes a refrigerator, a freezer, a vending machine, an air conditioner (air conditioner), a refrigeration apparatus (refrigerator), and a refrigeration cycle apparatus (heat pump device) such as a water heater. Can be used.
  • air conditioner air conditioner
  • refrigeration apparatus refrigerator
  • refrigeration cycle apparatus heat pump device
  • the refrigeration cycle apparatus 1 of the above-described embodiment may include components other than those shown in the above-described embodiment.
  • a refrigerant flow switching device for example, a four-way valve
  • control unit 60 detects the temperature detected by the scroll compressor 10 (for example, the discharge temperature), and the first flow rate regulator 50a, the second flow rate regulator 50b, Or it is good also as a structure which performs the opening degree control of the 4th flow regulator 50d.
  • another flow regulator (not shown) is provided so that the flow rate of the first suction pipe 160 of the scroll compressor 10 can be adjusted, and the control unit 60 adjusts the flow rate.
  • the opening degree of the container may be controlled.
  • the opening degree of the third flow rate regulator 50c may be controlled by the control unit 60 detecting the temperature of the electric mechanism unit 130.

Abstract

 スクロール圧縮機(10)は、圧力容器(100)と、側面部としての中空円筒部(110a)と底面部(110b)とを一体形成し、中空円筒部の外周面が圧力容器の内周面に固定されたフレーム(110)と、第1の台板(121a)と第1の台板の一方の面上に形成された第1の渦巻歯(121b)とを有し、第1の台板が第1の渦巻歯と底面部との間に位置するように中空円筒部の中空部分に旋回可能に収容される旋回スクロール(121)と、第2の台板(122a)と第2の台板の一方の面上に形成された第2の渦巻歯(122b)とを有し、第2の渦巻歯が第1の渦巻歯と噛み合うように配置される固定スクロール(122)と、フレームの外側で圧力容器の内部の低圧空間と連通する第1の吸入管(160)と、圧力容器と中空円筒部とを貫通して、中空円筒部の中空部分と連通する第2の吸入管(170)とを備える。

Description

スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置
 本発明は、スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置に関するものである。
 従来のスクロール圧縮機において吐出温度の上昇を抑制する手段としては、放熱器を出た冷媒の一部を圧縮機の吸入側の回路にバイパスさせて圧縮機が吸入するガスの温度を下げることによって、圧縮機の吐出温度の上昇を抑制する吸入インジェクション機構が採用されている(例えば、特許文献1参照)。
特開昭59-217458(第2頁左上欄)
 従来のスクロール圧縮機の吸入インジェクション機構では、スクロール圧縮機の吸入管から流入した冷媒の大部分は、スクロール圧縮機内の電動機、冷凍機油を冷却した後にスクロール圧縮機内に搭載された、固定スクロール及び旋回スクロールを有する圧縮機構部に導入される。すなわち、スクロール圧縮機に吸入された冷媒の一部は電動機又は冷凍機油から吸熱し、圧縮行程に至るまでに冷媒温度は昇温しており、吐出温度の上昇抑制効果が小さくなる。結果、圧縮機構部の熱膨張が生じ、例えば、圧縮機構部のスクロール歯(例えば、旋回スクロールの渦巻歯)の先端部が対向する台板(例えば、固定スクロールの台板)と接触する歯先接触を招く。したがって、スクロール圧縮機の運転可能範囲(例えば、スクロール圧縮機の周波数)が制限されるという課題があった。
 本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、スクロール圧縮機の吐出温度の上昇を抑制することによって圧縮機構部の熱膨張を回避し、スクロール圧縮機の運転可能範囲を拡大することを目的とする。
 本発明に係るスクロール圧縮機は、圧力容器と、側面部としての中空円筒部と底面部とが一体形成され、前記中空円筒部の外周面が前記圧力容器の内周面に固定されたフレームと、第1の台板と前記第1の台板の一方の面上に形成された第1の渦巻歯とを有し、前記第1の台板が前記第1の渦巻歯と前記底面部との間に位置するように前記中空円筒部の中空部分に旋回可能に収容される旋回スクロールと、第2の台板と前記第2の台板の一方の面上に形成された第2の渦巻歯とを有し、前記第2の渦巻歯が前記第1の渦巻歯と噛み合うように配置され、前記フレームに対して固定される固定スクロールと、前記第1の台板に形成された吐出口と連通する吐出管と、前記フレームの外側で前記圧力容器の内部の低圧空間と連通する第1の吸入管と、前記圧力容器と前記中空円筒部とを貫通して、前記中空円筒部の中空部分と連通する第2の吸入管とを備える。
 また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上述のスクロール圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、蒸発器とを備える。
 本発明によれば、第2の吸入管は、冷凍サイクルを構成する冷媒回路から、スクロール圧縮機内の圧縮機構部を収納するフレーム内、すなわちフレームの中空円筒部の中空部分に吸入冷媒を直接流入させることができるため、圧縮開始時の冷媒温度を低くし吐出温度の上昇を抑制することができる。スクロール圧縮機の吐出温度の上昇を抑制することによって圧縮機構部の熱膨張を回避することができるため、吐出温度の上昇による熱膨張のために制限されていたスクロール圧縮機の運転可能範囲を拡大することができる。
本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機10の構成を示す概略的な縦断面図である。 本発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機10の圧縮機構部の構成を示す概略的な断面図である。 本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置1の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態3に係るスクロール圧縮機10の構成を示す概略的な縦断面図である。 本発明の実施の形態4に係る冷凍サイクル装置1の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態4に係るスクロール圧縮機10の構成を示す概略的な縦断面図である。
実施の形態1.
 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1の構成を示す概略図である。なお、図1を含む以下の図面では各構成部材の寸法の関係や形状が異なることがある。また、以下の図面では、同一の又は類似する部材又は部分には、同一の符号を付すか、又は、符号を付すことを省略している。
 本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1は、スクロール圧縮機10、放熱器20、減圧装置30、及び蒸発器40を備える。スクロール圧縮機10、放熱器20、減圧装置30、及び蒸発器40は、冷媒流路を介して連通され冷媒を循環させるための冷凍サイクル2を構成する。
 スクロール圧縮機10は、一対の同一形状のスクロールラップ(渦巻歯)を用いて、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機10の構造及び動作については後述する。
 放熱器20は熱交換器であり、放熱器20では内部を流通する冷媒から熱が放出される。
 減圧装置30は、高圧冷媒を減圧して低圧冷媒とする装置である。減圧装置30としては、開度を調節可能な電子膨張弁等の膨張弁が用いられる。
 蒸発器40は熱交換器であり、蒸発器40では内部を流通する冷媒が外部から熱を吸収する。
 次に、本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1における、冷凍サイクル2の動作について説明する。スクロール圧縮機10から吐出された高温高圧の気相冷媒は放熱器20に流入する。放熱器20では、放熱器20の内部を流通する冷媒と、外部(例えば、空気調和装置の冷房運転の場合は外部空気)との間で熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が外部に放熱される。これによって、放熱器20に流入した高温高圧の気相冷媒は、二相冷媒を経て、高圧の液相冷媒となる。高圧の液相冷媒は減圧装置30に流入し、減圧されて低圧の二相冷媒となり、蒸発器40に流入する。蒸発器40では、蒸発器40の内部を流通する冷媒と、外部(例えば、空気調和装置の冷房運転の場合は室内空気)との間で熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が外部から吸熱される。これによって、蒸発器40に流入した低圧の二相冷媒は、低圧の気相冷媒又は乾き度の高い低圧の二相冷媒となる。低圧の気相冷媒又は乾き度の高い低圧の二相冷媒はスクロール圧縮機10に吸入される。スクロール圧縮機10に吸入された低圧の気相冷媒は、圧縮されて高温高圧の気相冷媒となる。冷凍サイクル2においては、以上の動作が行われる。
 本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1においては、スクロール圧縮機10に吸入される冷媒の温度を下げるためのバイパス流路3が設けられている。バイパス流路3は、放熱器20と減圧装置30との間の冷凍サイクル2の冷媒流路と、蒸発器40とスクロール圧縮機10との間の冷凍サイクル2の冷媒流路とを接続する。これによって、バイパス流路3は、放熱器20から流出した冷媒の一部を蒸発器40の流出口側の冷凍サイクル2の冷媒流路(すなわち、スクロール圧縮機10の吸入側の冷凍サイクル2の冷媒流路)にバイパスしている。
 本実施の形態1においては、バイパス流路3は、第1の流量調整器50aを備え、開度制御によってバイパス流路3を流れる冷媒の流量を調整している。
 本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1は制御部60を備え、第1の流量調整器50aの開度制御は、制御部60で行うことができる。制御部60は、CPU、メモリ(例えば、ROM、RAM等)、I/Oポート等を備えたマイクロコンピュータを有している。
 本実施の形態1に係る冷凍サイクル装置1においては、蒸発器40とスクロール圧縮機10との間の冷凍サイクル2の冷媒流路とバイパス流路3との合流点の下流側に、第1の分岐流路4が設けられている。
 次に、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機10の構成について説明する。図2は、本発明の実施の形態1に係るスクロール圧縮機10の構成を示す概略的な縦断面図である。本発明の実施の形態1においては縦置型のスクロール圧縮機10の構成例で説明を行う。
 上述したように、スクロール圧縮機10は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。スクロール圧縮機10はシリンダ形状の筐体である圧力容器100を備える。圧力容器100の内部には、側面部としての中空円筒部110aと底面部110bとを有し、中空円筒部110aと底面部110bとが一体に形成されたフレーム110が収容されている。フレーム110の中空円筒部110aの外周面は、圧力容器100の内周面に溶接等によって固定されている。フレーム110には、旋回スクロール121と固定スクロール122とを有する圧縮機構部120が収容されている。
 旋回スクロール121は、第1の台板121aと、第1の台板121aの一方の面上に形成されたインボリュート曲線形状の渦巻状突起である第1の渦巻歯121bとを有している。旋回スクロール121は、第1の台板121aが第1の渦巻歯121bとフレーム110の底面部110bとの間に位置するようにフレーム110の中空円筒部110aの中空部分に旋回可能に収容されている。本実施の形態1においては、旋回スクロール121は第1の渦巻歯121bがその歯の先端部が上向きとなるようにフレーム110の中空円筒部110aの中空部分に収容されている。
 旋回スクロール121の第1の台板121aの他方の面上の中心部には、旋回スクロール121を偏心旋回させるための旋回軸受121cを有するボス部121dが形成されている。フレーム110の底面部110bの中心部には、旋回スクロール121のボス部121dを偏心旋回可能に収容する凹状の旋回支持部110cと、後述する電動機構部130の主軸132を回転可能に支持する主軸支持部110dとが形成されている。
 固定スクロール122は、第2の台板122aと、第2の台板122aの一方の面上に形成されたインボリュート曲線形状の渦巻状突起である第2の渦巻歯122bとを有している。固定スクロール122の第2の渦巻歯122bは、旋回スクロール121の第1の渦巻歯121bと噛み合うように配置されている。本実施の形態1においては、固定スクロール122の第2の渦巻歯122bは歯の先端部が下向きとなるように旋回スクロール121の第1の渦巻歯121bと噛み合わされている。
 固定スクロール122の第2の台板122aは、フレーム110の中空円筒部110aの環状面110eに固定部材(例えば、ボルト等)によって固定されている。また、固定スクロール122(例えば、固定スクロール122の中央部)には、圧縮され、高温高圧となった冷媒ガスを吐出する吐出口122cが形成されている。
 上述したように、旋回スクロール121と固定スクロール122とは、第1の渦巻歯121bと第2の渦巻歯122bとを互いに噛み合わせた状態で、フレーム110に装着される。第1の渦巻歯121bと第2の渦巻歯122bとの間には、相対的に容積が変化する圧縮室123が形成される。
 電動機構部130は、旋回スクロール121を偏心旋回させ、圧縮機構部120で冷媒を圧縮できるように構成されている。本実施の形態1においては、電動機構部130はフレーム110の下方に配置されている。電動機構部130は、回転子131と、回転子131の中心部に固定された主軸132と、主軸132の先端部に形成された旋回軸133と、回転子131の周囲に配置された固定子134とを備える。旋回軸133は、旋回スクロール121の旋回軸受121cに支持されている。固定子134は、圧力容器100の内部に固定されている。電動機構部130では、固定子134へ通電することにより回転子131を回転させる。回転子131に固定された主軸132の回転によって、旋回軸133が偏心旋回し、旋回スクロール121が偏心旋回する。
 旋回スクロール121が偏心旋回する運動は、固定スクロール122の第2の渦巻歯122bの中心を軸として旋回する公転運動となる。フレーム110には、旋回スクロール121が公転運動できるようにするとともに、旋回スクロール121の偏心旋回中における自転運動を阻止するためのオルダムリング124が収容されている。
 圧力容器100の底部(油溜まり部)には、圧縮機構部120を潤滑に動作させるための冷凍機油140が収容されている。冷凍機油140は主軸132の回転に伴い、主軸132の内部にある給油流路(図示せず)を介して吸い上げられ、圧縮機構部120に給油される。
 本実施の形態1に係るスクロール圧縮機10は、固定スクロール122の吐出口122cに連通する吐出管150を備える。吐出管150は、図1のスクロール圧縮機10と放熱器20との間の冷凍サイクル2の冷媒流路に、スクロール圧縮機10から吐出された高温高圧の気相冷媒を誘導する。本実施の形態1においては、吐出管150は固定スクロール122の上方に配置されている。
 本実施の形態1に係るスクロール圧縮機10は、フレーム110の外側で圧力容器100の内部の低圧空間と連通する第1の吸入管160を備える。第1の吸入管160は、図1の蒸発器40とスクロール圧縮機10との間の冷凍サイクル2の冷媒流路と連通し、蒸発器40及びバイパス流路3から流入する冷媒を圧力容器100の内部に誘導する。本実施の形態1においては、第1の吸入管160は圧力容器100の胴部の側面に配置され、フレーム110の下方で圧力容器100の内部の低圧空間と連通している。
 本実施の形態1に係るスクロール圧縮機10は、圧力容器100とフレーム110の中空円筒部110aとを貫通して、中空円筒部110aの中空部分と連通する第2の吸入管170を備える。第2の吸入管170は、図1の第1の分岐流路4と連通し、蒸発器40及びバイパス流路3から流入して第1の分岐流路4に分流した冷媒の一部を圧縮機構部120に直接的に誘導する。
 次に、本実施の形態1に係るスクロール圧縮機10の動作について説明する。
 電動機構部130に駆動電圧が供給されると、回転子131は、固定子134が発生する回転磁界からの回転力を受けて回転する。それに伴って、回転子131に固定された主軸132が回転する。主軸132の回転は、主軸132の先端部に形成された旋回軸133を介し旋回スクロール121に伝動する。旋回スクロール121は、オルダムリング124により自転が規制され、公転運動する。
 主軸132の回転によって、第1の吸入管160を介して流入する冷媒と、第2の吸入管170を介して流入する冷媒とが、旋回スクロール121と固定スクロール122とにより形成される外周側の圧縮室123の内部へ取り込まれる。第1の吸入管160を介して流入する冷媒は、蒸発器40とスクロール圧縮機10との間の冷凍サイクル2の冷媒流路からフレーム110の外側で圧力容器100の内部の低圧空間に流入する。第2の吸入管170を介して流入する冷媒は、第1の分岐流路4からフレーム110の中空円筒部110aに直接的に流入する。
 圧縮室123の内部に取り込まれた冷媒は、旋回スクロール121の偏心旋回により徐々に圧縮されながら中心部に向かう。そして、圧縮室123で圧縮された冷媒は、高温高圧の気相冷媒となって固定スクロール122の第2の台板122aに形成された吐出口122cから吐出される。吐出口122cから吐出された高温高圧の気相冷媒は、吐出管150を介して、スクロール圧縮機10と放熱器20との間の冷凍サイクル2の冷媒流路に誘導される。
 次に、本実施の形態1に係るスクロール圧縮機10の効果について説明する。
 従来技術のスクロール圧縮機では、吸入管(本実施の形態1に係る第1の吸入管160に相当)を介して流入した冷媒は、スクロール圧縮機の内部の低圧空間で発生する熱(例えば、電動機構部又は冷凍機油で発生する熱)を吸熱して温度上昇する。そのため、吐出温度の上昇抑制効果が小さくなり、スクロール圧縮機の運転可能範囲が制限される。
 これに対し、本実施の形態1のスクロール圧縮機10は、蒸発器40とスクロール圧縮機10との間の冷媒流路(すなわち、スクロール圧縮機10の吸入側回路)と連通する第2の吸入管170を備えている。第2の吸入管170は、冷媒流路を循環する冷媒の一部を、フレーム110の中空円筒部110aの中空部分に直接的に流入する構成となっている。そのため、第1の吸入管160を介して流入した冷媒の温度上昇が、第2の吸入管170を介して流入する冷媒と中空円筒部110aの中空部分で合流することによって緩和される。また、本実施の形態1のスクロール圧縮機10では、放熱器20から流出した冷媒の一部が、バイパス流路3を介して蒸発器40の流出口側にバイパスされている。したがって、本実施の形態1のスクロール圧縮機10では、圧縮機構部120での圧縮開始時の冷媒温度を低く抑えることができるため、スクロール圧縮機10の吐出温度の上昇を抑制することができる。
 本実施の形態1においては、吐出温度の上昇を抑制することによって、スクロール圧縮機10の運転中における旋回スクロール121及び固定スクロール122の熱膨張を抑制することができる。例えば、本実施の形態1においては、旋回スクロール121の第1の渦巻歯121bの先端部が熱膨張により、固定スクロール122の第2の台板122aと接触する歯先接触が生じるのを回避することができる。したがって、本実施の形態1においては、熱膨張による歯先接触が回避できるため、長期使用可能で耐久性の向上したスクロール圧縮機10を得ることができる。また、旋回スクロール121及び固定スクロール122の熱膨張のために制限されていたスクロール圧縮機10の運転可能範囲を拡大することができる。
 また、本実施の形態1においては、旋回スクロール121及び固定スクロール122の熱膨張を抑制することができるため、旋回スクロール121と固定スクロール122との間の隙間を小さく設計することができる。例えば、本実施の形態1においては、旋回スクロール121の第1の渦巻歯121bと固定スクロール122の第2の台板122aとの間の隙間(歯先隙間)を小さく設計できるため、圧縮行程における歯先隙間からの冷媒漏れを低減することができる。したがって、本実施の形態1においては、旋回スクロール121と固定スクロール122との間の隙間を小さくすることにより、スクロール圧縮機10の性能が向上し、エネルギー使用量の削減を図ることができる。
 また、本実施の形態1においては、フレーム110の中空円筒部110aの中空部分に吸入冷媒を流入させることができるため、旋回スクロール121の温度上昇を抑制できる。例えば、本実施の形態1においては、旋回スクロール121の第1の台板121aのフレーム110との摩擦による温度上昇(例えば、旋回軸受121c及び主軸支持部110dの近傍部分の偏心旋回による温度上昇)を抑制することができる。
実施の形態2.
 以下に、本発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機10の圧縮機構部120について説明する。図3は、本発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機10の圧縮機構部120の構成を示す概略的な断面図である。
 本発明の実施の形態2に係るスクロール圧縮機10の圧縮機構部120においては、第2の吸入管170は、第2の渦巻歯122bの中心122d(例えば、渦巻の基礎円の中心)と、第2の渦巻歯122bの巻き終り部分122eとを結ぶ直線に対し直交するように配置されている。それ以外のスクロール圧縮機10及び冷凍サイクル装置1の構成は、上述の実施の形態1におけるスクロール圧縮機10及び冷凍サイクル装置1の構成と同一であるため説明は省略する。
 本発明の実施の形態2においては、第2の吸入管170を第2の渦巻歯122bの中心122dと巻き終り部分122eとを結ぶ直線に対し直交するように配置することにより、第2の吸入管から流入した冷媒を対となる2の圧縮室に略均等に分配することができる。
実施の形態3.
 以下に、本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置1及びスクロール圧縮機10について説明する。図4は、本発明の実施の形態3に係る冷凍サイクル装置1の構成を示す概略図である。図5は、本発明の実施の形態3に係るスクロール圧縮機10の構成を示す概略的な縦断面図である。
 本実施の形態3に係る冷凍サイクル装置1においては、バイパス流路3が第1の流量調整器50aを有し、第1の分岐流路4が第3の流量調整器50cを有している。それ以外の冷凍サイクル装置1の構成は、上述の実施の形態1における冷凍サイクル装置1の構成と同一であるため説明は省略する。
 本実施の形態3に係るスクロール圧縮機10は、冷凍機油140の温度(油温)を検知するために、油温を推定可能な位置に設けられた油温センサ141と、吐出管150の側の冷媒の温度(吐出温度)を検知する吐出温度センサ151とを備える。それ以外のスクロール圧縮機10の構成は、上述の実施の形態1におけるスクロール圧縮機10の構成と同一であるため説明は省略する。
 本実施の形態3に係る制御部60は、油温センサ141及び吐出温度センサ151から送信された電気信号を受信し、それらの受信信号に応じて第3の流量調整器50cの開度制御を行うように構成されている。
 本実施の形態3においては、油温センサ141は圧力容器100の外側に設けられている。また、吐出温度センサ151は吐出管150の内部に設けられている。油温センサ141及び吐出温度センサ151は、熱電対又は測温抵抗体(例えば、サーミスタ等)等を用いて構成される。
 本実施の形態3では、制御部60は、油温センサ141及び吐出温度センサ151から油温及び吐出温度を検知することによって、第3の流量調整器50cの開度制御を行い、第2の吸入管170に流入する冷媒の量を調整することができる。
 制御部60は、油温の上昇によってスクロール圧縮機10の運転可能範囲(例えば、スクロール圧縮機10の周波数)が制限されているか否かを判定する。運転可能範囲が制限されていると判定された場合、制御部60は、第3の流量調整器50cの開度制御を行い、第2の吸入管170に流入する冷媒の量を低減させる。これによって、第1の吸入管160に流入する冷媒流量を多くし、スクロール圧縮機10の内部の低圧空間(例えば、電動機構部130、冷凍機油140等)の冷却を促進させることができる。
 また、制御部60は、吐出温度の上昇によってスクロール圧縮機10の運転可能範囲が制限されているか否かを判定する。運転可能範囲が制限されていると判定された場合、制御部60は、第3の流量調整器50cの開度制御を行い、第2の吸入管170に流入する冷媒の量を増加させる。これによって、圧縮機構部120での圧縮開始時の冷媒温度を低く抑えることができるため、スクロール圧縮機10の吐出温度の上昇を抑制することができる。
実施の形態4.
 以下に、本発明の実施の形態4に係る冷凍サイクル装置1及びスクロール圧縮機10について説明する。図6は、本発明の実施の形態4に係る冷凍サイクル装置1の構成を示す概略図である。図7は、本発明の実施の形態4に係るスクロール圧縮機10の構成を示す概略的な縦断面図である。
 本実施の形態4に係る冷凍サイクル装置1は、第1の流量調整器50aと第2の流量調整器50bとの間のバイパス流路3から分岐し、スクロール圧縮機10の中間圧部に連通する第2の分岐流路5を備えている。また、本実施の形態4に係る冷凍サイクル装置1においては、第1の分岐流路4が第3の流量調整器50cを有し、第2の分岐流路5が第4の流量調整器50dを有している。それ以外の冷凍サイクル装置1の構成は、上述の実施の形態1における冷凍サイクル装置1の構成と同一であるため説明は省略する。
 本実施の形態4に係るスクロール圧縮機10は、第2の分岐流路5と連通し、圧縮行程の途中で圧縮室123の内部にインジェクションを行う中間インジェクション機構180を備える。それ以外のスクロール圧縮機10の構成は、上述の実施の形態1におけるスクロール圧縮機10の構成と同一であるため説明は省略する。
 本実施の形態4に係る制御部60は、第4の流量調整器50dの開度制御を行うように構成されている。
 本実施の形態4に係るスクロール圧縮機10は、中間インジェクション機構180によりスクロール圧縮機10に冷媒をインジェクションすることにより、吐出温度の上昇を更に抑制することができる。
その他の実施の形態.
 上述の実施の形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態においては、スクロール圧縮機10は縦置型のスクロール圧縮機10としたがこれに限定されず、横置型のものであってもよい。
 また、上述の実施の形態のスクロール圧縮機10は、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、空気調和機(空気調和装置)、冷凍装置(冷凍機)、及び給湯器等の冷凍サイクル装置(ヒートポンプ装置)に用いることができる。
 また、上述の実施の形態の冷凍サイクル装置1は、上述の実施の形態に示した以外の構成要素を含んでいてもよい。例えば、上述の実施の形態の冷凍サイクル装置1が空気調和装置であり、冷暖房運転するものである場合には、冷媒流路切替装置(例えば、四方弁)を冷凍サイクル2上に設けることができる。
 また、上述の実施の形態においては、制御部60がスクロール圧縮機10で検知される温度(例えば、吐出温度)を検知して、第1の流量調整器50a、第2の流量調整器50b、又は第4の流量調整器50dの開度制御を行う構成としてもよい。
 また、上述の実施の形態3においては、スクロール圧縮機10の第1の吸入管160の流量を調整できるように別の流量調整器(図示せず)を設けて、制御部60がこの流量調整器の開度制御を行うようにしてもよい。
 また、上述の実施の形態3においては、制御部60が電動機構部130の温度を検知することにより、第3の流量調整器50cの開度制御を行う構成としてもよい。
 また、上述の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
1 冷凍サイクル装置、2 冷凍サイクル、3 バイパス流路、4 第1の分岐流路、5 第2の分岐流路、10 スクロール圧縮機、20 放熱器、30 減圧装置、40 蒸発器、50a 第1の流量調整器、50b 第2の流量調整器、50c 第3の流量調整器、50d 第4の流量調整器、60 制御部、100 圧力容器、110 フレーム、110a 中空円筒部、110b 底面部、110c 旋回支持部、110d 主軸支持部、110e 環状面、120 圧縮機構部、121 旋回スクロール、121a 第1の台板、121b 第1の渦巻歯、121c 旋回軸受、121d ボス部、122 固定スクロール、122a 第2の台板、122b 第2の渦巻歯、122c 吐出口、122d 第2の渦巻歯の中心、122e 第2の渦巻歯の巻き終り部分、123 圧縮室、130 電動機構部、131 回転子、132 主軸、133 旋回軸、134 固定子、140 冷凍機油、141 油温センサ、150 吐出管、151 吐出温度センサ、160 第1の吸入管、170 第2の吸入管、180 中間インジェクション機構。

Claims (5)

  1.  圧力容器と、
     側面部としての中空円筒部と底面部とが一体形成され、前記中空円筒部の外周面が前記圧力容器の内周面に固定されたフレームと、
     第1の台板と前記第1の台板の一方の面上に形成された第1の渦巻歯とを有し、前記第1の台板が前記第1の渦巻歯と前記底面部との間に位置するように前記中空円筒部の中空部分に旋回可能に収容される旋回スクロールと、
     第2の台板と前記第2の台板の一方の面上に形成された第2の渦巻歯とを有し、前記第2の渦巻歯が前記第1の渦巻歯と噛み合うように配置され、前記フレームに対して固定される固定スクロールと、
     前記第1の台板に形成された吐出口と連通する吐出管と、
     前記フレームの外側で前記圧力容器の内部の低圧空間と連通する第1の吸入管と、
     前記圧力容器と前記中空円筒部とを貫通して、前記中空円筒部の中空部分と連通する第2の吸入管と
     を備えるスクロール圧縮機。
  2.  前記第2の吸入管は、前記第2の渦巻歯の中心と、前記第2の渦巻歯の巻き終り部分とを結ぶ直線に対し直交するように配置される請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  3.  前記旋回スクロールと前記固定スクロールとの間に形成される圧縮室内に圧縮行程の途中でインジェクションを行う中間インジェクション機構を更に備える請求項1又は請求項2に記載のスクロール圧縮機。
  4.  前記吐出管側の冷媒の温度を検知する吐出温度センサと、
     前記圧力容器の底部に貯留される冷凍機油の温度を検知する油温センサと
     を更に備える請求項1~請求項3のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  5.  請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機と、放熱器と、減圧装置と、蒸発器とを備える冷凍サイクル装置。
PCT/JP2014/080498 2014-11-18 2014-11-18 スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置 WO2016079805A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/080498 WO2016079805A1 (ja) 2014-11-18 2014-11-18 スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置
US15/500,712 US10436202B2 (en) 2014-11-18 2014-11-18 Scroll compressor and refrigeration cycle apparatus
JP2016559723A JPWO2016079805A1 (ja) 2014-11-18 2014-11-18 スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/080498 WO2016079805A1 (ja) 2014-11-18 2014-11-18 スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016079805A1 true WO2016079805A1 (ja) 2016-05-26

Family

ID=56013421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/080498 WO2016079805A1 (ja) 2014-11-18 2014-11-18 スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10436202B2 (ja)
JP (1) JPWO2016079805A1 (ja)
WO (1) WO2016079805A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023079667A1 (ja) * 2021-11-05 2023-05-11 三菱電機株式会社 スクロール圧縮機およびこのスクロール圧縮機を備えた冷凍サイクル装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7206506B2 (ja) * 2020-10-30 2023-01-18 ダイキン工業株式会社 回転式圧縮機

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5979085A (ja) * 1982-10-27 1984-05-08 Hitachi Ltd スクロ−ル流体機械
JPH029979A (ja) * 1988-06-27 1990-01-12 Mitsubishi Electric Corp スクロール圧縮機
JPH02245490A (ja) * 1989-03-20 1990-10-01 Hitachi Ltd 可変速スクロール圧縮機
JPH03202692A (ja) * 1989-12-29 1991-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気体圧縮機
JPH062680A (ja) * 1992-06-17 1994-01-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 密閉型電動圧縮機
JPH06307359A (ja) * 1993-04-26 1994-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール圧縮機およびその気液分離器
JPH09236092A (ja) * 1996-02-27 1997-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍装置用密閉型圧縮機
JP2004218536A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動圧縮機
JP2007046563A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp スクロール流体機械の位置決め方法およびその装置、並びにスクロール流体機械の組み立て方法およびその装置
JP2009136101A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Mitsubishi Electric Corp モータ及びそれを備えた冷媒圧縮機
JP2013238142A (ja) * 2012-05-14 2013-11-28 Mitsubishi Electric Corp スクロール圧縮機

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58172403A (ja) 1982-04-05 1983-10-11 Hitachi Ltd スクロ−ル流体機械
JPS59217458A (ja) 1983-05-25 1984-12-07 松下冷機株式会社 冷凍装置
JPH06317270A (ja) 1993-04-30 1994-11-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd スクロール型流体機械
US5366352A (en) 1993-12-13 1994-11-22 Deblois Raymond L Thermostatic compressor suction inlet duct valve
JPH07208363A (ja) * 1994-01-11 1995-08-08 Nippondenso Co Ltd 圧縮機
JPH10318167A (ja) * 1997-05-23 1998-12-02 Mitsubishi Electric Corp スクロール圧縮機
JP2005140072A (ja) 2003-11-10 2005-06-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール圧縮機
US7905715B2 (en) 2003-06-17 2011-03-15 Panasonic Corporation Scroll compressor having a fixed scroll part and an orbiting scroll part
JP4360622B2 (ja) 2004-02-20 2009-11-11 日立アプライアンス株式会社 スクロール圧縮機の製作方法
US7371059B2 (en) * 2006-09-15 2008-05-13 Emerson Climate Technologies, Inc. Scroll compressor with discharge valve
JP4625477B2 (ja) 2007-02-21 2011-02-02 三菱重工業株式会社 スクロール型圧縮機
JP2008255795A (ja) * 2007-03-30 2008-10-23 Anest Iwata Corp スクロール式流体機械
US8590324B2 (en) * 2009-05-15 2013-11-26 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor and oil-cooling system
EP2954211B1 (en) * 2013-02-05 2019-10-16 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor cooling system

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5979085A (ja) * 1982-10-27 1984-05-08 Hitachi Ltd スクロ−ル流体機械
JPH029979A (ja) * 1988-06-27 1990-01-12 Mitsubishi Electric Corp スクロール圧縮機
JPH02245490A (ja) * 1989-03-20 1990-10-01 Hitachi Ltd 可変速スクロール圧縮機
JPH03202692A (ja) * 1989-12-29 1991-09-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気体圧縮機
JPH062680A (ja) * 1992-06-17 1994-01-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 密閉型電動圧縮機
JPH06307359A (ja) * 1993-04-26 1994-11-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd スクロール圧縮機およびその気液分離器
JPH09236092A (ja) * 1996-02-27 1997-09-09 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 冷凍装置用密閉型圧縮機
JP2004218536A (ja) * 2003-01-15 2004-08-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動圧縮機
JP2007046563A (ja) * 2005-08-11 2007-02-22 Mitsubishi Electric Corp スクロール流体機械の位置決め方法およびその装置、並びにスクロール流体機械の組み立て方法およびその装置
JP2009136101A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Mitsubishi Electric Corp モータ及びそれを備えた冷媒圧縮機
JP2013238142A (ja) * 2012-05-14 2013-11-28 Mitsubishi Electric Corp スクロール圧縮機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023079667A1 (ja) * 2021-11-05 2023-05-11 三菱電機株式会社 スクロール圧縮機およびこのスクロール圧縮機を備えた冷凍サイクル装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20170218957A1 (en) 2017-08-03
JPWO2016079805A1 (ja) 2017-04-27
US10436202B2 (en) 2019-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6253278B2 (ja) 冷凍サイクル
WO2004053298A1 (ja) 容積型膨張機及び流体機械
JP2008038877A (ja) スクリュー圧縮機
US9574561B2 (en) Scroll compressor and air conditioner including a scroll compressor
WO2016079805A1 (ja) スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置
WO2016059772A1 (ja) 圧縮機
JP6130771B2 (ja) 圧縮機および冷凍サイクル装置
JP2017194064A (ja) 冷凍サイクル
JP5277283B2 (ja) スクロール圧縮機およびそれを搭載した冷凍サイクル
JP5698727B2 (ja) スクロール圧縮機
JP4830964B2 (ja) 給湯装置
JP3258463B2 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2008157109A (ja) スクロール圧縮機および冷凍サイクル
JP6143862B2 (ja) スクロール圧縮機及びこれを用いた空気調和機
JP2018127903A (ja) 圧縮機
JP2013245585A (ja) 圧縮機の逆流防止構造
JP6130759B2 (ja) 圧縮機
JP2012002473A (ja) 流体圧縮装置およびこれを用いたヒートポンプサイクル
JP5877331B2 (ja) スクロール圧縮機を備えた冷凍装置
JP6285816B2 (ja) 圧縮機
JP4973099B2 (ja) 圧縮機
JP4241127B2 (ja) 遷臨界冷媒サイクル装置
JP2008280847A (ja) スクロール圧縮機及びそれを用いたヒートポンプ装置
JP5950807B2 (ja) 圧縮機
JP6399637B2 (ja) 圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14906634

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016559723

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15500712

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14906634

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1