JP3602700B2 - Compressor injection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種圧縮機に圧縮対象流体をインジェクションして圧縮対象流体の過給を図るようにした圧縮機のインジェクション装置に関し、主として業務用および家庭用の冷凍空調に使用される圧縮機のインジェクション装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮部がレシプロ式のもの、ロータリー式のもの、スクロール式のものがある。現在はコスト、性能面等でそれぞれ特徴を活かして成長してきている。中でもスクロール式の圧縮機が高効率、低騒音、低振動という特徴を活かして実用化されてきた。
【0003】
特開平08−144971号公報は、スクロール圧縮機で固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される圧縮室に、気液分離器で分離された中間圧の冷媒ガスを逆止弁を介してインジェクションして、スクロール圧縮機の特徴である緩やかな圧縮を利用して、安定的に、効率のよいガスインジェクションを実現するようにしたものを開示している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のスクロール圧縮機は、ガスインジェクションの上記逆止弁を、固定スクロールの鏡板の外周面や、この鏡板からの冷媒吐出空間を覆うように設けたリアハウジングに接続されたインジェクション配管の途中に設ける構造であるため、逆止弁から圧縮室までの経路が複雑かつ長いものとなり、インジェクション装置が複雑かつ大型で、製作しにくくコストが高くなる。また、複雑かつ長いインジェクション経路がなすデッドボリュームは潤滑油の侵入量を増大するし、ガスインジェクションによっても抜けにくくなるので、潤滑が不安定になり、性能も不安定になる。
【0005】
また、圧縮室での圧縮はインジェクション経路の逆止弁位置までのデッドボリューム内にも及ぶので、このデッドボリュームが長く大きいと圧縮効率に影響するし、暖房等の高速運転となる高負荷運転から冷房運転等の低速運転となる低負荷運転に切り換える等運転の多様化のためにガスインジェクションを停止するような場合、このデッドボリューム内の冷媒や潤滑油が圧縮過程にある圧縮室に通じて昇圧された後、閉じ込みを開始する次の圧縮室に通じたとき再膨張するので、デッドボリュームが大きいほど圧縮機の性能、効率の低下を招きやすい。
【0006】
本発明の目的は、構造が簡単で装置およびデッドボリューム共に小さく、安価で、圧縮対象流体および潤滑油の再膨張や潤滑油の侵入量が多いことによる問題を防止できる圧縮機のインジェクション装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、圧縮室を形成している固定部材の外面に接続されるインジェクションパイプからの導入口と、この導入口からのインジェクション流体を圧縮室にほぼ壁厚方向に導くインジェクションポートとの間に、逆止弁室を形成し、この逆止弁室内にその導入口が開口する入口面とインジェクションポートが開口する出口面との間を摺動するフリーバルブを設け、このフリーバルブの外周と逆止弁室の内周との摺接面間と、フリーバルブと前記出口面とが当接し合った対向面間とに、逆止弁室の入口面側から出口面のインジェクションポートの開口へ部分的に通じ、フリーバルブと入口面が当接し合った対向面間ではその導入口の開口と通じない流体通路を形成したことを特徴としている。
【0010】
このような構成では、逆止弁室の入口面側と、出口面側とが、それらの間を仕切るフリーバルブと逆止弁室との摺接面間に設けられた流体通路によって部分的に通じているだけであり、インジェクション時にインジェクション流体が導入口を通じて逆止弁室に流れ込むときの動圧がフリーバルブに働いて、フリーバルブを出口面に押しつけるが、この出口面との対向面間に設けられた流体通路が、前記流体通路と、出口面に開口しているインジェクションポートとに通じるので、前記インジェクション流体をインジェクションポートを通じ圧縮室に所定の通路抵抗をもって導くことができインジェクションが設定通りに達成される。インジェクションが行なわれないとき、圧縮室に吸入され圧縮される流体はインジェクションポートを通じて逆止弁室内にも及び、その動圧がフリーバルブを今度は入口面に押しつけるので、双方の対向面どうしが当接し合って前記流体通路と入口面に開口するインジェクションパイプからの導入口とが通じ合わなくなり、圧縮される流体が逆止弁を越えてインジェクションパイプ側に逃げるのを阻止し前記圧縮が達成されるようにすることができる。
【0011】
この場合、逆止弁室およびフリーバルブは横断面が円形であり、その直径Dとフリーバルブの厚みLとの比L/Dが0.3以上であると、前記フリーバルブのインジェクションを行なうときと、行なわないときの開閉の応答性をよくしやすい。
【0012】
特に、このインジェクション装置は、部品点数の少ない簡単かつ小型で、製作しやすい安価なものとなる。
【0013】
また、逆止弁から圧縮室までのインジェクション経路がなすデッドボリュームも小さくなるので、ここにある冷媒や侵入している潤滑油の量が少なくなるので、冷凍圧縮機の運転の多様化で暖房時などの高負荷運転にて行なうガスインジェクションを、冷房時などの低負荷運転では行なわないようなときに、デッドボリューム内の冷媒や潤滑油が再膨張するようなことがあっても、その影響を少なくして、低負荷運転での圧縮機の効率、性能を向上することができる。さらに潤滑油がデッドボリュームに侵入しても量が少ないことにより、圧縮機構の摺動部の潤滑性が低下するのを軽減して性能の低下を防止することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の幾つかの実施の形態についてその参考例とともに図1〜6を参照しながら説明する。
【0015】
(参考例)
本参考例は冷凍空調用の横向き設置型のスクロール圧縮機とした場合の一例で、図1に要部の構成を示している。
【0016】
これにつき説明すると、密閉容器1内には、一端部にスクロール式の圧縮機構2が、中間部に圧縮機構2を駆動する電動機3が、他端部には密閉容器1の下部にあるオイル溜め5内のオイル4を潤滑対象部へ送り出すオイルポンプ6とが、それぞれ設けられている。
【0017】
圧縮機構2は固定スクロール11の鏡板11dから立ち上がった羽根11aと、旋回スクロール12の鏡板12dから立ち上がった12aどうしを従来同様に噛み合わせて構成し、旋回スクロール12を自転させず円軌道運動させるように旋回駆動することによって、双方間に形成する一対の圧縮室13を図1に示す固定スクロール11の鏡板11dに設けられた吸込口14に通じる外周側から、固定スクロール11の鏡板11dに設けられた吐出口15に通じる中心側に移動させながら、密閉容積を縮小して圧縮を行い吐出する。
【0018】
これらの支持および駆動と、吸込み圧縮して吐出する流体の密閉容器1内での案内構造とは、どのように構成されてもよい。また、オイルポンプ6もどのようなタイプのものでもよい。本参考例では圧縮機構2は一端側に固定した主軸受部材9に固定スクロール11をボルト止めして一体化し、これら主軸受部材9と固定スクロール11との間に、固定スクロール11とかみ合わせた旋回スクロール12を挟み込んでいる。電動機3は密閉容器1に溶接などして固設した環状の固定子3aと、これの内側に配した回転子3bとからなり、回転子3bに圧縮機構2の旋回スクロール12を旋回駆動するクランク軸16を固定してある。
【0019】
クランク軸16は密閉容器1の他端部側で密閉容器1に溶接などして固定した図示しない副軸受部材によって軸受され、反対側にある主軸18を主軸受部材9によって軸受されている。副軸受部材および主軸受部材9は前記軸受のためのすべり軸受21等を持っている。主軸18はこれの直径線上を往復移動できるように保持した偏心軸受23を介して旋回スクロール12の鏡板12d背面の偏心位置に突出した旋回軸12bと嵌合し、主軸18が回転されると主軸受部材9と旋回スクロール12との間に設けたオルダムリング28との協働により旋回スクロール12を固定スクロールに対し自転させずに円軌道運動するように旋回させる。しかし、上記のような軸受構造は種々に変更することができる。
【0020】
本参考例は冷凍空調用のスクロール圧縮機であることにより、圧縮機構2によって吸込み、圧縮して吐出する流体は冷媒であり、塩素を含まない例えばフッ化炭素水素系の冷媒を用いる場合は特に、これと相溶性のあるオイル4が用いられ、冷媒に塩素がなく潤滑性が望めなくてもこれとオイル4が相溶して密閉容器1内各部の機械的摺動部分に冷媒によって持ち運ばれることで、潤滑性を向上する。
【0021】
吸込口14にはガス吸込み管32が接続され、吐出口15にはガス吸込み管32とは逆の側にある図示しないガス吐出管が、密閉容器1内のオイル溜め5上の冷媒通路33を通じて接続されている。
【0022】
オイルポンプ6はクランク軸16によって圧縮機構2とともに駆動され、オイル溜め5内のオイル4をクランク軸16に縦通形成したオイル通路35に送り出し、前記偏心軸受23に先ず供給する。偏心軸受23に供給された後のオイル4の一部は各部隙間や所定の通路を通って、滑り軸受22や圧縮機構2内に供給されるとともに、残りは下部のオイル溜め5内に戻される。
【0023】
さらに、吐出口15には圧縮機構2の停止時に旋回スクロール12が逆転するのを防ぐための逆止弁42と、これの動きを規制する逆止弁ストッパ43とが設けられている。
【0024】
前記ガス吐出管34からガス吸込管までの間には、図示しない凝縮器、膨張弁、図1の気液分離器46、図示しないキャピラリーチューブ、および蒸発器などの冷凍機構用の機器が順次接続され、密閉容器1内の圧縮機構2を含めて全体が環状に繋がったヒートポンプタイプの冷凍サイクルを構成し、低負荷な冷房と高負荷な暖房とが行えるようにしてあり、そのために図示しない切り換え構造を有しているものとする。
【0025】
固定スクロール11の鏡板11dには、図1、図2の(a)に示すように前記一対の圧縮室13へのガスインジェクションを行うインジェクションポート51が設けられている。インジェクションポート51には逆止弁54を介してインジェクションパイプ52が接続され、このインジェクションパイプ52には前記気液分離器46からのガス冷媒供給管53が接続されている。これによって圧縮室13には気液分離器46で気液分離された気相部分のガス冷媒が冷媒供給管53、インジェクションパイプ52、インジェクションポート51を通じてインジェクションされ、一旦インジェクションされた冷媒の逆流が逆止弁54によって阻止される。このようなガスインジェクションは圧縮機構2での圧縮機の効率を増大させるので、その分だけ暖房能力が向上する。
【0026】
冷凍装置の運転の多様化に合わせて、前記ガスインジェクションは冷凍装置の運転状態に応じて適時になされればよく、これの遮断、遮断解除を制御するため、冷媒供給管53の途中には二方電磁弁56が設けられ、冷凍装置の運転とともに適宜開閉制御されるようになっている。この制御は例えば冷凍装置の動作制御と共にマイクロコンピュータによって行えるが、特にこれに限られることはない。また、運転の多様化のために、本実施の形態では冷暖房の兼用できるヒートポンプタイプのものであるのに加え、電動機3を例えばインバータ制御して旋回スクロール12を可変速に旋回駆動させられるようにしてある。
【0027】
特に、本参考例では、圧縮室13を形成している固定部材である固定スクロール11の外面、好適な1つの例としては鏡板11dの背面側から圧縮室13までほぼ壁厚方向に貫通するインジェクションポート51を設け、固定部材である固定スクロール11のインジェクションポート51に対応する外面としての背面にインジェクションパイプ52が接続されたブロック82を当てがって、固定スクロール11との間に、図1、図2の(a)に示す1つの例としては鏡板11dの一部を穿って逆止弁室57を形成している。場合によってはブロック82の側を穿ってもよいし、双方を穿って形成してもよい。しかし、一方のみに穿つのが加工が簡単になるし、その一方を固定スクロール11である固定部材の側に設けると、その通常ボリュームを利用してかさ張らずに設けられる。
【0028】
また、前記ブロック82のインジェクションパイプ52からの逆止弁室57への導入口85を内側から開閉する図2の(b)に1つの例を示すようなリードバルブ54aを持ったバルブシート54bが、前記固定スクロール11の外面である背面とブロック82との間に、図1、図2の(a)に示すように挟み込まれて、図2の(a)に示すようにボルト81による締結などで固定されるとともに、逆止弁室57をシール状態に閉じている。このシールのために必要があれば、鏡板11dとバルブシート54bとの間、およびブロック82とバルブシート54aとの間にそれぞれシール材を挟み込んでもよい。インジェクションパイプ52はブロック82に対しインジェクションノズル87に接続して、ブロック82に間接的に接続してあるが、これに限られることはなく、ブロック82に直接あるいは熱抵抗を高めるための樹脂ブッシュを介して圧入して接続することもできる。
【0029】
さらに、前記逆止弁室57の一部、リードバルブ54aの導入口85を閉じる先端部54a1に対向する鏡板11dの側の部分に、リードバルブ54aの最大開き位置を規制する当たりとしてのバルブストッパ88を、例えば一体成形しててある。鏡板11dが耐摩耗性の低いアルミニウムなどで形成されているときは、耐摩耗性の高い鉄系材料でできた別部材で形成して、接着やろう接、ねじ止めなど適宜な方法で設けて、圧縮機構2が密閉容器1に収容される場合のようなメンテナンスフリーに対応できるようにしてもよい。
【0030】
このようなインジェクション装置で、インジェクションが行なわれると、リードバルブ54aはインジェクション圧によって押し開かれてインジェクションが達成されるようにし、インジェクションが行なわれないときは自身の復元力によって閉じ、あるいはこれに圧縮室13での圧縮による流体圧力が加わって閉じ力を増し、圧縮室13での圧縮流体が逆止弁を越えてインジェクションパイプ52の側に逃げるのを阻止して逆止弁機能を発揮し前記圧縮が達成されるようにすることができる。
【0031】
しかも、本参考例のインジェクション装置は、圧縮室13を形成する固定部材の一例である固定スクロール11とこれに当てがったブロック82との間にバルブシート54bを設けるだけでよいし、固定スクロール11にはこのバルブシート54bのリードバルブ54aが逆止弁室57に開口しているインジェクションパイプ52からの導入口85を開閉し、導入口85を開いたときに導入口85から流れ込む流体が圧縮室13に通じているインジェクションポート51にその開口から流れ込むスペースを与えるとともに、一部にリードバルブ54aの当たりとしてのバルブストッパ88を設けるだけでよいので、部品点数の少ない簡単かつ小型で、製作しやすい安価なものとなる。
【0032】
また、逆止弁54から圧縮室13までのインジェクション経路がなすデッドボリュームも小さくなるので、ここにある冷媒や侵入している潤滑油の量が少なくなるので、冷凍圧縮機の運転の多様化で暖房時などの高負荷運転にて行なうガスインジェクションを、冷房時などの低負荷運転では行なわないようなときに、デッドボリューム内の冷媒や潤滑油が再膨張するようなことがあっても、その影響を少なくして、低負荷運転での圧縮機の効率、性能を向上することができる。さらに潤滑油がデッドボリュウムに侵入しても量が少ないことにより、圧縮機構2の摺動部の潤滑性が低下するのを軽減して性能の低下を防止することができる。
【0033】
なお、バルブシート54bはばね鋼板よりなり、リードバルブ54aを打ち抜きにより形成したものが、構造および製作ともに簡単で、しかも耐久性の面でも満足できる。しかし、これに限られることななく、弾性復元力のある他の部材で代替することもできる。
【0034】
(実施の形態)
本実施の形態は、図3に示すように、その基本構造は図1に示す参考例の場合と同様であり、同じ部材には同じ符合を付して重複する説明は省略する。
【0035】
図3に示すように、圧縮室13を形成している固定スクロールの背面に接続されるインジェクションパイプ52からの導入口85と、この導入口85からのインジェクションガスを圧縮室13へほぼ壁厚方向に導くインジェクションポート51との間に、逆止弁室57を形成し、この逆止弁室57内にその導入口85が開口する入口面57aとインジェクションポート51が開口する出口面57bとの間を摺動するフリーバルブ54cを設けてある。フリーバルブ54cと逆止弁室56との嵌合度合いは、フリーバルブ54cがインジェクションパイプ52からのインジェクションによるガス冷媒の動圧や、圧縮室13での圧縮による冷媒の動圧によって、ガタツキやこじれなくスムーズに移動される隙間嵌め程度がよい。
【0036】
また、図3、図4の(a)(b)に示すように、フリーバルブ54cの外周と逆止弁室57の内周との摺接面間と、フリーバルブ54cと前記出口面57bとが当接し合った対向面間とに、逆止弁室57の入口面57a側から出口面57bのインジェクションポート51の開口へ部分的に通じ、フリーバルブ54cと入口面57aが当接し合った対向面間ではその導入口85の開口と通じない流体通路92を形成している。
【0037】
図3、図4の(a)(b)に示す1つの実施の形態では、逆止弁室57およびフリーバルブ54cは横断面円形であって、フリーバルブ54cの外周と逆止弁室57の内周との摺接面間の流体通路92は、フリーバルブ54cの側周面の両側に設けた切り欠き面54c1によって形成し、フリーバルブ54cと入口面57aが当接し合った対向面間の流体通路92は、フリーバルブ54cの端面に形成した溝54c2によって形成している。しかし、これに限られることはなく、切り欠き面54c1、溝54c2は円周方向の一か所だけ、つまり、図示の場合の半部だけがあってもよいし、あるいは3か所以上あってもよい。また、流体通路92を形成するための切り欠き面54c1、溝54c2などの部分的な凹みは逆止弁室57の側に設けても、あるいはフリーバルブ54cと逆止弁室57との双方に分担して設けてもよい。逆止弁機能と所定のインジェクション流量とが保証されればよい。
【0038】
このようにすると、逆止弁室57の入口面57a側と、出口面57b側とが、それらの間を仕切るフリーバルブ54cと逆止弁室57との摺接面間に設けられた流体通路92によって部分的に通じているだけであり、インジェクション時にインジェクション冷媒が導入口85を通じて逆止弁室57に流れ込むときの動圧がフリーバルブ54cに働いて、フリーバルブ54cを出口面57bに押しつけるが、この出口面57bとの対向面間に設けられた流体通路92が、前記流体通路92と、出口面57bに開口しているインジェクションポート51とに通じるので、前記インジェクションパイプ52からのインジェクション冷媒をインジェクションポート51を通じて圧縮室13へ所定の通路抵抗をもって導くことができインジェクションが設定通りに達成される。
【0039】
また、インジェクションが行なわれないとき、圧縮室13に吸入され圧縮される冷媒はインジェクションポート51を通じて逆止弁室57内にも及び、その動圧がフリーバルブ54cを今度は入口面57aに押しつけるので、双方の対向面どうしが当接し合って前記流体通路92と入口面57aに開口するインジェクションパイプ52からの導入口85とが通じ合わなくなり、圧縮される冷媒が逆止弁54を越えてインジェクションパイプ52側に逃げるのを阻止し前記圧縮が達成されるようにすることができる。
【0040】
図5の(a)(b)に示す別の実施の形態は、前記実施の形態の切り欠き面54c1に代えて、前記溝54c2と通じ合う溝54c3としたものであり、前記実施の形態と同様な逆止弁機能を発揮する。
【0041】
これら実施の形態のインジェクション装置は、部品点数の少ない簡単かつ小型で、製作しやすく安価なものとなる。
【0042】
なお、本発明者らの実験では、図5の(c)に示すように、フリーバルブ54cの直径Dと厚みLとの比L/Dが0.3以上であると、前記フリーバルブ54cのインジェクションを行なうときと、行なわないときの開閉動作の応答性をよくしやすい。具体的には、流体通路92の横断面積や、フリーバルブ54cと逆止弁室57との間のクリアランスの設定自由度が大きくなり、設計および製作が容易となる。
【0043】
1つの実施例を示すと、逆止弁室57の直径が6mm、フリーバルブ54cの直径Dが5.8mm、フリーバルブの厚みLが3mm、溝54c2、溝54c3のフリーバルブ54c外径線からの最大深さおよび横断面半径が2mmとして好適であった。また、フリーバルブ54cは、ポリイミド、グラファイト入りポリイミド、PEEK等の材料により形成すると、必要な開閉性能およびメンテナンスフリーに対応する寿命を満足することができる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、インジェクションが行なわれるときと、行なわれないときの必要な逆止弁機能を確保しながら、インジェクション装置が部品点数の少ない簡単かつ小型で、製作しやすい安価なものとなる。
【0045】
また、逆止弁から圧縮室までのインジェクション経路がなすデッドボリュームも小さくなるので、ここにある冷媒や侵入している潤滑油の量が少なくなるので、冷凍圧縮機の運転の多様化で暖房時などの高負荷運転にて行なうガスインジェクションを、冷房時などの低負荷運転では行なわないようなときに、デッドボリューム内の冷媒や潤滑油が再膨張するようなことがあっても、その影響を少なくして、低負荷運転での圧縮機の効率、性能を向上することができる。さらに潤滑油がデッドボリュウムに侵入しても量が少ないことにより、圧縮機構の摺動部の潤滑性が低下するのを軽減して性能の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の参考例を示すスクロール圧縮機の要部の縦断面図である。
【図2】図1の圧縮機が持っているインジェクション装置部を示し、その(a)は断面図、その(b)はリードバルブを持ったバルブシートを示している。
【図3】本発明の実施の形態を示すスクロール圧縮機の要部の縦断面図である。
【図4】図3の圧縮機が持っているインジェクション装置部に設けた1つの実施の形態としての逆止弁が採用するフリーバルブを示し、その(a)は平面図、その(b)は斜視図である。
【図5】図3のインジェクション装置部に設ける別の実施の形態としての逆止弁が採用するフリーバルブを示し、その(a)は平面図、その(b)は斜視図、その(c)は使用状態の断面図である。
【符号の説明】
2 圧縮機構
3 電動機
11 固定スクロール
11d 鏡板
13 圧縮室
14 吸込口
15 吐出口
51 インジェクションポート
52 インジェクションパイプ
53 冷媒供給管
54 逆止弁
54c フリーバルブ
54c1 切り欠き面
54c2、3 溝
57 逆止弁室
57a 入口面
57b 出口面
82 ブロック
85 導入ポート
92 流体通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
Electric compressors for refrigeration and air conditioning include those having a reciprocating compressor, a rotary compressor, and a scroll compressor. Currently, it is growing by making use of its features in terms of cost and performance. Among them, scroll compressors have been put to practical use taking advantage of the features of high efficiency, low noise, and low vibration.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-144971 discloses that a refrigerant gas at an intermediate pressure separated by a gas-liquid separator is injected into a compression chamber formed between a fixed scroll and an orbiting scroll by a scroll compressor via a check valve. Further, the disclosure discloses that a stable and efficient gas injection is realized by utilizing a gentle compression characteristic of a scroll compressor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional scroll compressor, the check valve for gas injection is provided on an outer peripheral surface of a head plate of a fixed scroll or an injection pipe connected to a rear housing provided so as to cover a refrigerant discharge space from the head plate. Due to the structure provided in the middle, the path from the check valve to the compression chamber is complicated and long, and the injection device is complicated and large, and it is difficult to manufacture and the cost is high. In addition, a dead volume formed by a complicated and long injection path increases the amount of lubricating oil that penetrates and becomes difficult to remove even by gas injection, so that lubrication becomes unstable and performance becomes unstable.
[0005]
In addition, since the compression in the compression chamber extends to the dead volume up to the check valve position in the injection path, if the dead volume is long and large, the compression efficiency is affected, and from high-load operation, which is a high-speed operation such as heating. When gas injection is stopped to diversify the operation, such as switching to low-load operation, which is a low-speed operation such as cooling operation, the refrigerant or lubricating oil in this dead volume passes through the compression chamber in the compression process to increase the pressure. After being closed, the compressor expands again when it is connected to the next compression chamber where the closing is started. Therefore, as the dead volume increases, the performance and efficiency of the compressor are likely to decrease.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a compressor injection device which has a simple structure, a small device and a small dead volume, is inexpensive, and can prevent problems due to re-expansion of a fluid to be compressed and lubricating oil and a large amount of lubricating oil entering. Is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an inlet from an injection pipe connected to an outer surface of a fixing member forming a compression chamber, and an injection port for guiding an injection fluid from the inlet to the compression chamber in a substantially wall thickness direction. A check valve chamber is formed, and a free valve is provided in the check valve chamber to slide between an inlet surface where the introduction port opens and an outlet surface where the injection port opens. A portion from the inlet surface side of the check valve chamber to the opening of the injection port of the outlet surface between the sliding contact surface with the inner periphery of the stop valve chamber and the opposing surface where the free valve abuts on the outlet surface. A fluid passage is formed between the opposed surface where the free valve and the inlet surface are in contact with each other, and is not communicated with the opening of the inlet.
[0010]
In such a configuration, the inlet surface side and the outlet surface side of the check valve chamber are partially formed by the fluid passage provided between the free valve and the sliding contact surface between the check valve chamber that partition between them. When the injection fluid flows into the check valve chamber through the inlet at the time of injection, the dynamic pressure acts on the free valve and presses the free valve against the outlet surface, but between the facing surface and the outlet surface. Since the provided fluid passage communicates with the fluid passage and the injection port opened to the outlet surface, the injection fluid can be guided to the compression chamber with a predetermined passage resistance through the injection port, and the injection can be performed as set. Achieved. When injection is not performed, the fluid sucked into and compressed by the compression chamber also reaches the check valve chamber through the injection port, and the dynamic pressure presses the free valve against the inlet face, so that the two opposing faces are not in contact with each other. The fluid passage and the inlet from the injection pipe that opens at the inlet face contact each other, preventing the fluid to be compressed from escaping to the injection pipe side beyond the check valve, thereby achieving the compression. You can do so.
[0011]
In this case, when the check valve chamber and the free valve have a circular cross section and the ratio L / D of the diameter D and the thickness L of the free valve is 0.3 or more, the injection of the free valve is performed. This makes it easier to improve the responsiveness of opening and closing when not performed.
[0012]
In particular, the injection device is a component count less simple and compact, and inexpensive and easy fabrication.
[0013]
In addition, since the dead volume formed by the injection path from the check valve to the compression chamber also becomes smaller, the amount of refrigerant and lubricating oil that enters there is reduced. When the gas injection performed during high-load operation such as during cooling is not performed during low-load operation such as during cooling, the influence of the refrigerant or lubricating oil in the dead volume, even if re-expanded, may be reduced. It is possible to improve the efficiency and performance of the compressor at low load operation with less. Further, since the amount of the lubricating oil entering the dead volume is small even if it enters the dead volume, it is possible to reduce a decrease in lubricity of the sliding portion of the compression mechanism and prevent a decrease in performance.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
It will be described below with reference to FIGS. 1-6 with its reference examples for some embodiments of the present invention.
[0015]
( Reference example )
This reference example is an example of a case where a horizontally mounted scroll compressor for refrigeration and air conditioning is used, and FIG. 1 shows a configuration of a main part.
[0016]
To explain this, a scroll-
[0017]
The
[0018]
The support and drive and the guide structure of the fluid to be sucked, compressed and discharged in the closed
[0019]
The
[0020]
Since the present reference example is a scroll compressor for refrigeration and air conditioning, the fluid sucked, compressed and discharged by the
[0021]
A
[0022]
The
[0023]
Further, the
[0024]
Between the gas discharge pipe 34 and the gas suction pipe, equipment for a refrigerating mechanism such as a condenser (not shown), an expansion valve, the gas-liquid separator 46 (not shown), a capillary tube (not shown), and an evaporator are sequentially connected. In addition, a heat pump type refrigeration cycle including the
[0025]
The
[0026]
In accordance with the diversification of the operation of the refrigeration system, the gas injection may be performed in a timely manner in accordance with the operation state of the refrigeration system. A one-
[0027]
In particular, in the present reference example , the outer surface of the fixed
[0028]
The valve seat 54b having a
[0029]
Further, a part of the
[0030]
In such an injection device, when the injection is performed, the
[0031]
In addition, the injection device of the present embodiment only needs to provide the valve seat 54b between the fixed
[0032]
In addition, since the dead volume formed by the injection path from the
[0033]
The valve seat 54b is made of a spring steel plate, and the
[0034]
( Embodiment )
In the present embodiment , as shown in FIG. 3, the basic structure is the same as that of the reference example shown in FIG. 1, and the same members are denoted by the same reference numerals and overlapping description will be omitted.
[0035]
As shown in FIG. 3, an
[0036]
Also, as shown in FIGS. 3 and 4A and 4B, between the sliding contact surface between the outer periphery of the
[0037]
3, in the form of one embodiment shown in (a) (b) of FIG. 4, the
[0038]
In this case, the
[0039]
In addition, when the injection is not performed, the refrigerant sucked into the
[0040]
Another embodiment shown in (a) (b) of FIG. 5, instead of the notch surface 54c1 of the embodiment, which has a groove 54c3 mutually communicates with the
[0041]
Injection device of embodiment, with less simple and small number of components, that Do and inexpensive easy to manufacture.
[0042]
In the experiment of the present inventors, as shown in FIG. 5C, when the ratio L / D of the diameter D to the thickness L of the
[0043]
According to one embodiment, the diameter of the
[0044]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while ensuring the required non-return valve function when injection is performed and when it is not performed, an injection device becomes simple, small in number of parts, inexpensive, easy to manufacture.
[0045]
In addition, since the dead volume formed by the injection path from the check valve to the compression chamber also becomes smaller, the amount of refrigerant and lubricating oil that enters there is reduced. When the gas injection performed during high-load operation such as during cooling is not performed during low-load operation such as during cooling, the influence of the refrigerant or lubricating oil in the dead volume, even if re-expanded, may be reduced. It is possible to improve the efficiency and performance of the compressor at low load operation with less. Further, since the amount of lubricating oil entering the dead volume is small even if it enters the dead volume, it is possible to reduce a decrease in lubricity of the sliding portion of the compression mechanism and prevent a decrease in performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a scroll compressor showing a reference example of the present invention.
FIGS. 2A and 2B show an injection device of the compressor shown in FIG. 1, wherein FIG. 2A is a sectional view and FIG. 2B shows a valve seat having a reed valve.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a main part of the scroll compressor according to the embodiment of the present invention.
4A and 4B show a free valve employed in a check valve as one embodiment provided in an injection device portion of the compressor of FIG. 3, wherein FIG. 4A is a plan view and FIG. It is a perspective view.
5A and 5B show a free valve employed in a check valve as another embodiment provided in the injection device of FIG. 3, wherein FIG. 5A is a plan view, FIG. 5B is a perspective view, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view in a use state.
[Explanation of symbols]
Claims (2)
圧縮室を形成している固定部材の外面に接続されるインジェクションパイプからの導入口と、この導入口からのインジェクション流体を圧縮室にほぼ壁厚方向に導くインジェクションポートとの間に、逆止弁室を形成し、この逆止弁室内にその導入口が開口する入口面とインジェクションポートが開口する出口面との間を摺動するフリーバルブを設け、このフリーバルブの外周と逆止弁室の内周との摺接面間と、フリーバルブと前記出口面とが当接し合った対向面間とに、逆止弁室の入口面側から出口面のインジェクションポートの開口へ部分的に通じ、フリーバルブと入口面が当接し合った対向面間ではその導入口の開口と通じない流体通路を形成したことを特徴とする圧縮機のインジェクション装置。The closed volume is reduced by the displacement of the compression chamber from the suction position to the discharge position, and the fluid sucked at the suction position is compressed and discharged to the outside at the discharge position. In the injection device of the compressor to be injected,
A check valve is provided between an inlet from the injection pipe connected to the outer surface of the fixed member forming the compression chamber and an injection port for guiding the injection fluid from the inlet to the compression chamber in a substantially wall thickness direction. A free valve that slides between an inlet surface where the introduction port opens and an outlet surface where the injection port opens is formed in the check valve chamber, and the outer periphery of the free valve and the check valve chamber are provided. Between the sliding contact surface with the inner periphery, and between the opposing surfaces where the free valve and the outlet surface are in contact with each other, partially communicate from the inlet surface side of the check valve chamber to the opening of the injection port on the outlet surface, An injection device for a compressor, wherein a fluid passage is formed between an opposing surface of a free valve and an inlet surface in contact with an opening of an inlet.
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