本發(fā)明涉及進行中間注射的壓縮機。
背景技術(shù):
以往,有時以提高用于冷凍裝置的壓縮機的效率為目的而進行中間注射,為了將被注射的制冷劑引導到壓縮機的壓縮室中,有時在壓縮機的固定渦旋部件等外罩部件形成注射通路。在中間注射中,冷凍循環(huán)中的低壓與冷凍循環(huán)中的高壓之間的壓力(中間壓)的制冷劑被注射到壓縮室中。
在進行中間注射的情況下,將要注射制冷劑的壓縮室的壓力高于要注射的制冷劑的壓力,有時制冷劑從壓縮室向注射配管側(cè)回流。制冷劑回流的壓縮室外的空間是不有助于制冷劑的壓縮的空間,該空間的容積成為所謂死容積(不作為壓縮室而發(fā)揮作用的容積)。由于希望死容積盡可能小,因此,有時在與壓縮室靠近的、形成于外罩部件的注射通路設置有止回閥,用以防止制冷劑回流。
例如,在專利文獻1(日本特開平11-107950號公報)中公開了一種壓縮機:在形成于固定渦旋部件的注射通路設置有供圓柱狀的閥芯移動的止回閥室。在閥芯的與止回閥室的內(nèi)周面滑動接觸的外周面和與壓縮室連接的注射口側(cè)的端面形成有缺口。被注射的制冷劑通過流體通路并被提供到壓縮室,所述流體通路由閥芯的外周面與止回閥室的內(nèi)周面之間的通路(即,形成在閥芯的外周面的缺口部分)和閥芯的注射口側(cè)的端面與和該端面抵接的對置面之間的通路(即,形成于閥芯的端面的缺口部分)構(gòu)成。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
但是,在使用專利文獻1(日本特開平11-107950號公報)公開的結(jié)構(gòu)的止回閥的情況下,由于被注射的制冷劑通過形成于閥主體的外周面的缺口,進而通過形成于閥主體的端面的缺口而流入到壓縮室中,因此,被注射的制冷劑的壓力損失容易變大。
本發(fā)明的課題在于,提供一種壓縮機,在形成于外罩部件的注射通路設置有止回閥,能夠抑制被注射的制冷劑的壓力損失。
用于解決課題的手段
本發(fā)明的第一方面的壓縮機具備外罩部件、止回閥和注射配管。在外罩部件形成有注射通路,該注射通路與壓縮制冷劑的壓縮室連通。止回閥被設置在注射通路。注射配管向注射通路提供制冷劑。止回閥具有閥主體和閥按壓部件。閥主體以能夠滑動的方式被設置在注射通路。閥按壓部件被配置在比閥主體靠注射配管側(cè)的位置,在止回閥阻止制冷劑從壓縮室向注射配管回流時,該閥按壓部件限制閥主體向注射配管側(cè)的移動。在閥主體的中央部形成有中央孔。在閥按壓部件形成有與閥主體的比中央孔靠周緣側(cè)的周緣部對置的周圍孔。在從注射配管向壓縮室提供制冷劑時,制冷劑通過周圍孔和中央孔被提供給壓縮室,在止回閥阻止制冷劑從壓縮室向注射配管回流時,中央孔被閥按壓部件封閉,周圍孔被閥主體的周緣部封閉。
這里,止回閥具有在中央部形成有中央孔的閥主體,從注射配管經(jīng)注射通路被提供到壓縮室的制冷劑通過閥主體的中央孔而被提供到壓縮室。因此,與制冷劑通過形成于閥主體的外周面的缺口、進而通過形成于閥主體的端面的缺口而被提供到壓縮室的情況相比,能夠抑制被注射的制冷劑的壓力損失。
本發(fā)明的第二方面的壓縮機根據(jù)第一方面的壓縮機,其中,外罩部件具有閥落座面。閥落座面相對于閥主體配置在與閥按壓部件相反一側(cè),在制冷劑從注射配管被提供到壓縮室時,所述閥落座面限制閥主體向制冷劑的流動方向移動。注射通路包括與壓縮室直接連通的注射口,所述注射口在制冷劑從注射配管被提供到壓縮室時的制冷劑的流動方向上配置在比閥落座面靠下游側(cè)的位置。中央孔和周圍孔的流路面積分別大于注射口的流路面積。
這里,由于形成于閥主體的中央孔的流路面積和形成于閥按壓部件的周圍孔的流路面積均大于注射口的流路面積,因此不容易發(fā)生由于設置有止回閥而導致的制冷劑的壓力損失。因此,能夠抑制被注射的制冷劑的壓力損失,能夠容易通過注射來提高壓縮機的能力。
本發(fā)明的第三方面的壓縮機根據(jù)第二方面的壓縮機,其中,所述壓縮機還具備彈性體,該彈性體被配置在閥落座面與閥主體之間。彈性體朝向閥按壓部件按壓閥主體。
這里,由于通過彈性體朝向閥按壓部件來按壓閥主體,因此容易抑制閥主體的震顫。此外,由于通過彈性體朝向閥按壓部件來按壓閥主體,因此容易抑制制冷劑從壓縮室向比閥按壓部件靠注射配管側(cè)回流。因此,容易抑制死容積的增加,可實現(xiàn)高效率的壓縮機。
本發(fā)明的第四方面的壓縮機根據(jù)第一方面至第三方面中的任一方面的壓縮機,其中,從閥主體側(cè)觀察時,在閥按壓部件上以關(guān)于閥按壓部件的中心點對稱地配置的方式形成有多個周圍孔。
若閥主體的中央部被制冷劑按壓、閥主體在注射通路內(nèi)移動,則在由于制冷劑的流動狀態(tài)而使閥主體傾斜的情況下,該傾斜不容易被校正。因此,閥主體的傾斜阻礙閥主體順暢的移動,有可能對止回閥的迅速切換(將被注射的制冷劑向壓縮室中導入的狀態(tài)與阻止從壓縮室回流的制冷劑的流動的狀態(tài)之間的切換)帶來不良影響。
相對于此,這里,由于從閥主體側(cè)觀察時在閥按壓部件上以關(guān)于閥按壓部件的中心點對稱地配置的方式形成有多個周圍孔,因此,在制冷劑從注射配管被提供到壓縮室時,閥主體容易被制冷劑的流動均等地按壓,閥主體不容易傾斜。此外,即使由于制冷劑的流動狀態(tài)而使閥主體傾斜,由于從關(guān)于閥按壓部件的中心點對稱地配置的周圍孔提供制冷劑,因此,與按壓閥主體的中央部的情況相比,閥主體的傾斜容易被校正。
本發(fā)明的第五方面的壓縮機根據(jù)第一方面至第四方面中的任一方面的壓縮機,其中,外罩部件是固定渦旋部件。
這里,能夠提供可抑制被注射的制冷劑的壓力損失的渦旋壓縮機。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的壓縮機,止回閥具有在中央部形成有中央孔的閥主體,從注射配管經(jīng)注射通路被提供到壓縮室的制冷劑通過閥主體的中央孔而被提供到壓縮室。因此,與制冷劑通過形成于閥主體的外周面的缺口、進而通過形成于閥主體的端面的缺口而被提供到壓縮室的情況相比,能夠抑制被注射的制冷劑的壓力損失。
附圖說明
圖1是利用本發(fā)明的一個實施方式的渦旋壓縮機的空調(diào)裝置的制冷劑回路圖。
圖2是本發(fā)明的一個實施方式的渦旋壓縮機的縱剖視圖。
圖3是形成于圖1中的渦旋壓縮機的固定渦旋件的注射通路附近的放大圖。
圖4是圖3中的IV-IV箭頭方向的閥按壓部件的平面圖。
圖5是圖3中的V-V箭頭方向的閥主體的平面圖。
圖6是形成于變形例A的渦旋壓縮機的固定渦旋件的注射通路附近的放大圖。
圖7是變形例C的渦旋壓縮機的閥按壓部件的平面圖。是從與圖4相同的視點觀察變形例C的渦旋壓縮機的閥按壓部件的平面圖。
具體實施方式
參照附圖對本發(fā)明的壓縮機的一個實施方式的渦旋壓縮機10進行說明。另外,下述的實施方式的渦旋壓縮機10只是本發(fā)明的壓縮機的一個示例,在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可適當變更。
(1)使用渦旋壓縮機的空調(diào)裝置的概要
本發(fā)明的一個實施方式的渦旋壓縮機10是用于各種冷凍裝置的壓縮機。這里,渦旋壓縮機10被用于空調(diào)裝置1。圖1是采用了渦旋壓縮機10的空調(diào)裝置1的概要圖。空調(diào)裝置1是制冷運轉(zhuǎn)專用的空調(diào)裝置。但是,不限于此。采用渦旋壓縮機10的空調(diào)裝置既可以是制熱運轉(zhuǎn)專用的空調(diào)裝置,也可以是可實施制冷運轉(zhuǎn)和制熱運轉(zhuǎn)雙方的空調(diào)裝置。
空調(diào)裝置1主要具有:室外單元2,其具有渦旋壓縮機10;室內(nèi)單元3;以及液體制冷劑聯(lián)絡配管4和氣體制冷劑聯(lián)絡配管5,它們將室外單元2和室內(nèi)單元3連接起來。另外,空調(diào)裝置1如圖1所示是配對式,空調(diào)裝置1具有室外單元2和室內(nèi)單元3各一個。但是,不限于此,空調(diào)裝置1也可以是具有多個室內(nèi)單元3的多元式。在空調(diào)裝置1中,通過配管將渦旋壓縮機10、后述的室內(nèi)熱交換器3a、室外熱交換器7、膨脹閥8等構(gòu)成設備連接起來,從而構(gòu)成制冷劑回路100(參照圖1)。
如圖1所示,室內(nèi)單元3主要具有室內(nèi)熱交換器3a。
室內(nèi)熱交換器3a是由傳熱管和多個傳熱翅片構(gòu)成的交叉翅片式的翅管型熱交換器。室內(nèi)熱交換器3a的液體側(cè)與液體制冷劑聯(lián)絡配管4連接、氣體側(cè)與氣體制冷劑聯(lián)絡配管5連接。室內(nèi)熱交換器3a作為制冷劑的蒸發(fā)器而發(fā)揮作用。換言之,室內(nèi)熱交換器3a從室外單元2經(jīng)由液體制冷劑聯(lián)絡配管4而接受低溫的液體制冷劑的供給,并將室內(nèi)空氣冷卻。通過室內(nèi)熱交換器3a后的制冷劑經(jīng)氣體制冷劑聯(lián)絡配管5而回到室外單元2。
如圖1所示,室外單元2主要具有氣液分離器6、渦旋壓縮機10、室外熱交換器7、膨脹閥8、節(jié)能熱交換器9和注射閥26。這些設備由制冷劑配管如圖1所示被連接。
氣液分離器6被設置于將氣體制冷劑聯(lián)絡配管5和渦旋壓縮機10的吸入管23連接起來的配管。由于氣液分離器6防止液體制冷劑被提供到渦旋壓縮機10,因此,將從室內(nèi)熱交換器3a經(jīng)氣體制冷劑聯(lián)絡配管5而流入到吸入管23中的制冷劑分離成氣相和液相。聚集于氣液分離器6的上部空間的氣相的制冷劑被提供到渦旋壓縮機10。
渦旋壓縮機10將經(jīng)吸入管23而吸入的制冷劑在后述的壓縮室Sc中壓縮,并將壓縮后的制冷劑從排出管24排出。在渦旋壓縮機10中,進行所謂的中間注射,即:將從室外熱交換器7朝向膨脹閥8流動的制冷劑的一部分提供到壓縮中途的壓縮室Sc中。后面對渦旋壓縮機10進行說明。
室外熱交換器7是由傳熱管和多個傳熱翅片構(gòu)成的交叉翅片式的翅管型熱交換器。室外熱交換器7的一方與供從渦旋壓縮機10排出的制冷劑流動的排出管24側(cè)連接,另一方與液體制冷劑聯(lián)絡配管4側(cè)連接。室外熱交換器7作為從渦旋壓縮機10經(jīng)由排出管24而被提供的氣體制冷劑的冷凝器而發(fā)揮作用。
膨脹閥8設置在將室外熱交換器7和液體制冷劑聯(lián)絡配管4連接起來的配管。膨脹閥8是可調(diào)整開度的電動閥,其用于進行在配管流動的制冷劑的壓力及流量的調(diào)節(jié)。
節(jié)能熱交換器9如圖1所示配置在室外熱交換器7與膨脹閥8之間。節(jié)能熱交換器9是進行從室外熱交換器7朝向膨脹閥8流動的制冷劑與在注射制冷劑供給管27流動的、經(jīng)注射閥26而被減壓的制冷劑的熱交換的熱交換器。
注射閥26是可調(diào)整開度的電動閥,其用于進行向渦旋壓縮機10注射的制冷劑的壓力及流量的調(diào)節(jié)。注射閥26被設置在注射制冷劑供給管27,所述注射制冷劑供給管27從將室外熱交換器7和膨脹閥8連接起來的配管分支。注射制冷劑供給管27是向渦旋壓縮機10的注射配管25提供制冷劑的配管。
(2)渦旋壓縮機的詳細說明
如圖2所示,渦旋壓縮機10具備外殼20、包括固定渦旋件30的渦旋壓縮機構(gòu)60、驅(qū)動馬達70、曲柄軸80和下部軸承90。此外,如圖2所示,渦旋壓縮機10具備:止回閥50,其被設置在形成于固定渦旋件30的注射通路31;和注射配管25,其向注射通路31提供制冷劑。
關(guān)于渦旋壓縮機10,下面詳細地進行說明。另外,在下面的說明中,為了說明構(gòu)成部件的位置關(guān)系等,有時使用“上”、“下”等表述,但這里將圖2中的箭頭U的方向稱為“上”、將與箭頭U相反的方向稱為“下”。此外,在下面的說明中,有時使用“垂直”、“水平”、“縱”、“橫”等表述,以上下方向作為垂直方向、并且作為縱向。
(2-1)外殼
渦旋壓縮機10具有縱長圓筒狀的外殼20。外殼20具有:大致圓筒狀的圓筒部件21,其上下開口;以及上蓋22a和下蓋22b,它們分別設置在圓筒部件21的上端和下端。圓筒部件21和上蓋22a及下蓋22b通過焊接被固定成保持氣密。
在外殼20中容納有包括渦旋壓縮機構(gòu)60、驅(qū)動馬達70、曲柄軸80和下部軸承90在內(nèi)的渦旋壓縮機10的構(gòu)成設備。此外,在外殼20的下部形成有存油空間So。在存油空間So中積存用于對渦旋壓縮機構(gòu)60等進行潤滑的冷凍機油O。
在外殼20的上部,以貫通上蓋22a的方式設置有吸入管23,該吸入管23吸入氣體制冷劑并向渦旋壓縮機構(gòu)60提供氣體制冷劑。吸入管23的下端與渦旋壓縮機構(gòu)60的固定渦旋件30連接(參照圖2)。吸入管23與后述的渦旋壓縮機構(gòu)60的壓縮室Sc連通。通過渦旋壓縮機10進行壓縮前的、冷凍循環(huán)中的低壓的制冷劑流向吸入管23。
在外殼20的圓筒部件21的中間部設置有供向外殼20外排出的制冷劑通過的排出管24。更具體而言,排出管24配置成:外殼20的內(nèi)部的排出管24的端部向高壓空間S1突出,所述高壓空間S1形成在渦旋壓縮機構(gòu)60的外罩61的下方。通過渦旋壓縮機構(gòu)60進行壓縮后的、冷凍循環(huán)中的高壓的制冷劑流向排出管24。
在外殼20的上蓋22a的側(cè)面,以貫通上蓋22a的側(cè)面的方式設置有注射配管25。如圖1所示,注射配管25的外殼20外的端部與注射制冷劑供給管27連接。如圖3所示,注射配管25的外殼20內(nèi)的端部與后述的止回閥50具有的閥按壓部件52連接。注射配管25向形成于固定渦旋件30的注射通路31提供制冷劑(參照圖3)。注射通路31與渦旋壓縮機構(gòu)60的壓縮室Sc連通,從注射配管25提供的制冷劑經(jīng)注射通路31而被提供到壓縮室Sc。冷凍循環(huán)中的低壓與高壓的中間壓力(中間壓)的制冷劑從注射配管25被提供到注射通路31。
(2-2)渦旋壓縮機構(gòu)
如圖2所示,渦旋壓縮機構(gòu)60主要具有:外罩61;固定渦旋件30,其配置在外罩61的上方;和可動渦旋件40,其與固定渦旋件30組合而形成壓縮室Sc。
(2-2-1)固定渦旋件
固定渦旋件30是外罩部件的一個示例。如圖2所示,固定渦旋件30具有:平板狀的固定側(cè)端板32;渦卷狀的固定側(cè)渦盤33,其從固定側(cè)端板32的前表面(圖2中的下表面)突出;和外緣部34,其圍繞固定側(cè)渦盤33。
在固定側(cè)端板32的中央部沿厚度方向貫通固定側(cè)端板32地形成有非圓形形狀的排出口32a,該排出口與渦旋壓縮機構(gòu)60的壓縮室Sc連通。在壓縮室Sc中被壓縮的制冷劑從排出口32a中被排出,并通過形成于固定渦旋件30和外罩61的未圖示的制冷劑通路而流入到高壓空間S1中。
此外,在固定側(cè)端板32形成有注射通路31,該注射通路31在固定側(cè)端板32的側(cè)面開口并與壓縮室Sc連通。
注射通路31包括水平通路部31b,該水平通路部從固定側(cè)端板32的側(cè)面的開口朝向固定側(cè)端板32的中央側(cè)沿水平方向延伸(參照圖3)。后述的止回閥50的閥按壓部件52從固定側(cè)端板32的側(cè)面的開口插入到水平通路部31b中(參照圖3)。閥按壓部件52通過被壓入到水平通路部31b中而與固定渦旋件30固定。
水平通路部31b是根據(jù)位置而內(nèi)徑不同的圓形的孔。水平通路部31b在固定側(cè)端板32的側(cè)面的開口附近具有最大的內(nèi)徑(參照圖3)。水平通路部31b中包括被壓入到水平通路部31b中的閥按壓部件52和固定渦旋件30具有的閥落座面30a夾著的、供后述的止回閥50的閥主體51滑動的區(qū)域Z(參照圖3)。水平通路部31b的供閥主體51滑動的區(qū)域Z的內(nèi)徑小于水平通路部31b的固定側(cè)端板32的側(cè)面的開口附近的內(nèi)徑(參照圖3)。具體而言,水平通路部31b形成為,區(qū)域Z的內(nèi)徑和圓板狀的閥主體51的外徑為大致相同的直徑。更具體而言,水平通路部31b的區(qū)域Z的內(nèi)徑形成得稍大于閥主體51的外徑,以使得閥主體51能夠在區(qū)域Z中滑動。此外,水平通路部31b的比區(qū)域Z靠固定側(cè)端板32的中央側(cè)的部分的內(nèi)徑(比閥落座面30a靠固定側(cè)端板32的中央側(cè)的部分的內(nèi)徑)形成得小于區(qū)域Z的內(nèi)徑。
注射通路31中包括注射口31a,該注射口從水平通路部31b的比閥落座面30a靠固定側(cè)端板32的中央側(cè)的部分(水平通路部31b的、固定側(cè)端板32的中央側(cè)的端部附近)朝向壓縮室Sc延伸、并與壓縮室Sc直接連通(參照圖3)。注射口31a在從注射配管25向壓縮室Sc提供制冷劑時的制冷劑的流動方向上配置在比閥落座面30a靠下游側(cè)的位置。注射口31a是圓形的孔。
如后面所述,當驅(qū)動馬達70啟動、曲柄軸80旋轉(zhuǎn)、可動渦旋件40相對于固定渦旋件30公轉(zhuǎn)時,壓縮室Sc的容積變化,與注射口31a連通的壓縮室Sc的壓力變化。在從注射制冷劑供給管27向注射配管25提供的制冷劑的壓力高于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的情況下,制冷劑順次地通過注射配管25、水平通路部31b和注射口31a被提供到壓縮室Sc。另一方面,在從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25的制冷劑的壓力低于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的情況下,從壓縮室Sc朝向注射配管25的制冷劑流被設置于注射通路31的止回閥50阻止回流(被切斷)。關(guān)于止回閥50,下面詳細地進行說明。
(2-2-1-1)止回閥
止回閥50被設置在注射通路31。在從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25的制冷劑的壓力高于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的情況下,換言之,在制冷劑從注射配管25向壓縮室Sc流動時,止回閥50不切斷制冷劑流。另一方面,在從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25的制冷劑的壓力低于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的情況下,換言之,在制冷劑從壓縮室Sc向注射配管25流動時,止回閥50阻止(切斷)該制冷劑回流。
如圖3所示,止回閥50主要具有閥主體51和閥按壓部件52。
(2-2-1-1-1)閥主體
如圖3和圖5所示,閥主體51是厚度薄的圓形平板。在閥主體51的中央部形成有圓形的中央孔51a(參照圖5)。閥主體51主要具有形成為環(huán)狀的周緣部51b,該周緣部配置在比中央孔51a靠周緣側(cè)的位置。
形成于閥主體51的中央孔51a是在從注射通路31向壓縮室Sc提供制冷劑時供制冷劑通過的孔。中央孔51a的流路面積大于注射口31a(參照圖3)的流路面積。這里,由于中央孔51a和注射口31a均是圓形的孔,因此,換言之,中央孔51a的內(nèi)徑大于注射口31a的內(nèi)徑。
閥主體51以能夠滑動的方式被配置在注射通路31的水平通路部31b。具體而言,閥主體51被配置在水平通路部31b的區(qū)域Z,該區(qū)域Z被夾在被壓入到水平通路部31b中的閥按壓部件52與固定渦旋件30具有的閥落座面30a之間(參照圖3)。水平通路部31b的區(qū)域Z的內(nèi)徑形成得稍大于閥主體51的外徑,閥主體51能夠在水平通路部31b的區(qū)域Z滑動。
若閥落座面30a與閥按壓部件52之間的距離在閥主體51的直徑以上,則在配置有閥主體51的水平通路部31b的區(qū)域Z中,閥主體51傾倒,有可能閥主體51無法作為閥芯而發(fā)揮作用。因此,閥落座面30a與閥按壓部件52之間的距離被設計成在不使從注射配管25朝向壓縮室Sc流動的制冷劑產(chǎn)生大的壓力損失的范圍內(nèi)盡可能小的尺寸,以使得在水平通路部31b的區(qū)域Z中閥主體51不發(fā)生傾倒。
下面,對響應于從注射制冷劑供給管27向注射配管25提供的制冷劑的壓力與供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的關(guān)系的閥主體51的動作、以及通過形成于閥主體51的中央孔51a的制冷劑的流動(還包括對通過中央孔51a的制冷劑流的切斷)進行說明。
在從注射制冷劑供給管27向注射配管25提供的制冷劑的壓力高于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的情況下,閥主體51成為被按壓到相對于閥主體51配置在與閥按壓部件52相反一側(cè)的閥落座面30a的狀態(tài)。換言之,在從注射配管25向壓縮室Sc提供制冷劑時,閥落座面30a限制閥主體51向制冷劑的流動方向移動。
在閥主體51上形成有在該閥主體51被按壓到閥落座面30a時與閥主體51的中央孔51a對置的圓形的通路孔30b。通路孔30b的直徑大于中央孔51a的直徑、小于閥主體51的外徑。從注射配管25提供的制冷劑通過閥主體51的中央孔51a、形成于閥落座面30a的通路孔30b和注射口31a而被提供到壓縮室Sc。
當從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25的制冷劑的壓力從高于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的狀態(tài)變化成低于該壓力的狀態(tài)時,被按壓到閥落座面30a的閥主體51朝向閥按壓部件52移動并成為被按壓于閥按壓部件52的狀態(tài)。換言之,在止回閥50阻止制冷劑從壓縮室Sc向注射配管25回流時,閥按壓部件52限制閥主體51向注射配管25側(cè)移動。
如后面所述,閥按壓部件52具有在閥主體51被按壓于該閥按壓部件52時將中央孔51a封閉的、與中央孔51a對置的封閉部52b。即,在止回閥50阻止制冷劑回流時,通過利用閥按壓部件52的封閉部52b來封閉中央孔51a,從而限制從壓縮室Sc流入的制冷劑通過中央孔51a而流向注射配管25側(cè)。
當從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25的制冷劑的壓力從低于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的狀態(tài)變化成高于該壓力的狀態(tài)時,被按壓于閥按壓部件52的閥主體51朝向閥落座面30a移動并再次成為被按壓于閥落座面30a的狀態(tài)。
(2-2-1-1-2)閥按壓部件
閥按壓部件52是中空的圓筒狀的部件,在其一端配置有封閉部52b,如上所述,該封閉部在止回閥50阻止制冷劑回流時將形成于閥主體51的中央孔51a封閉(參照圖3)。在閥按壓部件52的封閉部52b的周圍,如后面所述地形成有周圍孔52a(參照圖3)。
從閥主體51側(cè)觀察,閥按壓部件52如圖4所示地形成為圓形。從閥主體51側(cè)觀察閥按壓部件52,在封閉部52b的周圍形成有多個周圍孔52a(參照圖4)。各周圍孔52a形成為大致矩形。從閥主體51側(cè)觀察閥按壓部件52時,以關(guān)于閥按壓部件52的中心C點對稱地配置的方式形成有四處周圍孔52a。周圍孔52a與閥主體51的周緣部51b對置。四個周圍孔52a的流路面積的總和大于注射口31a的流路面積。
閥按壓部件52以封閉部52b側(cè)的端部朝向固定渦旋件30側(cè)的狀態(tài)被壓入于水平通路部31b(參照圖3)。在被插入于水平通路部31b的閥按壓部件52與固定渦旋件30的閥落座面30a之間配置有閥主體51(參照圖3)。在止回閥50阻止制冷劑從壓縮室Sc向注射配管25回流時,閥按壓部件52限制閥主體51向注射配管25側(cè)的移動。在閥按壓部件52的中空部,從與封閉部52b相反側(cè)的端部的開口插入有注射配管25。注射配管25和閥按壓部件52借助于被安裝于注射配管25的O形圈25a而與外殼20的上部空間隔開。如圖3所示,閥按壓部件52被配置在比閥主體51靠注射配管25側(cè)的位置。
當從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25的制冷劑的壓力高于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力時,制冷劑從注射配管25經(jīng)注射通路31被提供給壓縮室Sc。在從注射配管25向壓縮室Sc提供制冷劑時,制冷劑通過四個周圍孔52a并被提供到水平通路部31b的供閥主體51滑動的區(qū)域Z的周緣側(cè)。進而,通過周圍孔52a后的制冷劑按壓與周圍孔52a對置的閥主體51的周緣部51b,從而閥主體51朝向閥落座面30a動作。當閥主體51接觸閥落座面30a時,閥主體51的移動受到閥落座面30a限制,因此,借助于通過周圍孔52a后的制冷劑,閥主體51被按壓到閥落座面30a。進而,通過周圍孔52a后的制冷劑通過閥主體51的中央孔51a、閥落座面30a的通路孔30b和注射口31a而流入到壓縮室Sc中。
另一方面,在從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25的制冷劑的壓力低于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的狀態(tài)下,閥主體51借助于從壓縮室Sc朝向注射配管25流動的制冷劑流而如上所述地朝向閥按壓部件52移動并成為被按壓于閥按壓部件52的狀態(tài)。在該狀態(tài)下,周圍孔52a被與周圍孔52a對置的閥主體51的周緣部51b封閉。即,在止回閥50阻止制冷劑回流時,通過利用周緣部51b來封閉周圍孔52a,從而從壓縮室Sc流入的制冷劑被限制通過周圍孔52a流向注射配管25側(cè)。
(2-2-2)可動渦旋件
如圖2所示,可動渦旋件40具有:平板狀的可動側(cè)端板41;渦卷狀的可動側(cè)渦盤42,其從可動側(cè)端板41的前表面(圖2中的上表面)突出;和形成為圓筒狀的凸臺部43,其從可動側(cè)端板41的背面(圖2中的下表面)突出。
固定渦旋件30的固定側(cè)渦盤33和可動渦旋件40的可動側(cè)渦盤42被組合成固定側(cè)端板32的下表面與可動側(cè)端板41的上表面對置的狀態(tài)。在相鄰的固定側(cè)渦盤33與可動側(cè)渦盤42之間形成有壓縮室Sc。通過可動渦旋件40如后述那樣相對于固定渦旋件30公轉(zhuǎn),從而壓縮室Sc的體積周期地變化,在渦旋壓縮機構(gòu)60中進行制冷劑的吸入、壓縮、排出。
凸臺部43是上端被堵塞的圓筒狀部分。后述的曲柄軸80的偏心部81被插入到凸臺部43的中空部中,從而可動渦旋件40與曲柄軸80被連結(jié)。凸臺部43被配置在偏心部空間62中,該偏心部空間形成在可動渦旋件40與外罩61之間。偏心部空間62經(jīng)后述的曲柄軸80的供油路徑83等而與高壓空間S1連通,高壓力作用于偏心部空間62。由于該壓力,偏心部空間62內(nèi)的可動側(cè)端板41的下表面朝向固定渦旋件30而向上方被按壓??蓜訙u旋件40由于該力而與固定渦旋件30緊貼。
可動渦旋件40經(jīng)未圖示的十字環(huán)而被支承于外罩61。十字環(huán)是防止可動渦旋件40自轉(zhuǎn)并使其公轉(zhuǎn)的部件。通過使用十字環(huán),當曲柄軸80旋轉(zhuǎn)時,在凸臺部43處與曲柄軸80連結(jié)的可動渦旋件40相對于固定渦旋件30不自轉(zhuǎn)而進行公轉(zhuǎn),壓縮室Sc內(nèi)的制冷劑被壓縮。
(2-2-3)外罩
外罩61被壓入到圓筒部件21,并在其外周面在整個周向上與圓筒部件21固定。此外,外罩61和固定渦旋件30通過未圖示的螺栓等被固定,使得外罩61的上端面與固定渦旋件30的外緣部34的下表面緊貼。
在外罩61形成有:凹部61a,其以在外罩61的上表面中央部凹陷的方式配置;和軸承部61b,其被配置在凹部61a的下方。
凹部61a包圍偏心部空間62的側(cè)面,可動渦旋件40的凸臺部43配置于該偏心部空間62。
在軸承部61b配置有軸承63,該軸承63對曲柄軸80的主軸82進行軸支承。軸承63將被插入到軸承63中的主軸82支承成旋轉(zhuǎn)自如。
(2-3)驅(qū)動馬達
驅(qū)動馬達70具有:環(huán)狀的定子71,其被固定于圓筒部件21的內(nèi)壁面;和轉(zhuǎn)子72,其空開微小間隙(氣隙通路)地以旋轉(zhuǎn)自如的方式被收納在定子71的內(nèi)側(cè)。
轉(zhuǎn)子72經(jīng)曲柄軸80而與可動渦旋件40連結(jié),所述曲柄軸80被配置成沿圓筒部件21的軸心在上下方向上延伸。通過轉(zhuǎn)子72旋轉(zhuǎn),從而可動渦旋件40相對于固定渦旋件30公轉(zhuǎn)。
(2-4)曲柄軸
曲柄軸80將驅(qū)動馬達70的驅(qū)動力傳遞至可動渦旋件40。曲柄軸80被配置成沿圓筒部件21的軸心在上下方向上延伸,并將驅(qū)動馬達70的轉(zhuǎn)子72和渦旋壓縮機構(gòu)60的可動渦旋件40連結(jié)起來。
曲柄軸80具有:主軸82,其中心軸與圓筒部件21的軸心一致;和偏心部81,其相對于圓筒部件21的軸心偏心。
如上所述,偏心部81被插入到可動渦旋件40的凸臺部43中。
主軸82被外罩61的軸承部61b的軸承63和后述的下部軸承90支承成旋轉(zhuǎn)自如。主軸82在軸承部61b與下部軸承90之間與驅(qū)動馬達70的轉(zhuǎn)子72連結(jié)。
在曲柄軸80的內(nèi)部形成有供油路徑83,該供油路徑83用于向渦旋壓縮機構(gòu)60等提供冷凍機油O。主軸82的下端位于存油空間So內(nèi),該存油空間形成于外殼20的下部,存油空間So的冷凍機油O通過供油路徑83而被提供到渦旋壓縮機構(gòu)60等。
(2-5)下部軸承
下部軸承90被配置在驅(qū)動馬達70的下方。下部軸承90與圓筒部件21固定。下部軸承90構(gòu)成曲柄軸80的下端側(cè)的軸承,將曲柄軸80的主軸82支承成旋轉(zhuǎn)自如。
(3)渦旋壓縮機的動作
對渦旋壓縮機10的動作進行說明。
當驅(qū)動馬達70啟動時,轉(zhuǎn)子72相對于定子71旋轉(zhuǎn),與轉(zhuǎn)子72固定的曲柄軸80進行旋轉(zhuǎn)。當曲柄軸80旋轉(zhuǎn)時,與曲柄軸80連結(jié)的可動渦旋件40相對于固定渦旋件30公轉(zhuǎn)。進而,冷凍循環(huán)中的低壓的氣體制冷劑通過吸入管23而從壓縮室Sc的周緣側(cè)被抽吸到壓縮室Sc中。隨著可動渦旋件40進行公轉(zhuǎn),吸入管23與壓縮室Sc不再連通。隨著壓縮室Sc的容積減少,壓縮室Sc的壓力開始上升。
制冷劑從注射口31a被注射到壓縮中途的壓縮室Sc中。另外,如上所述,在從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25中的制冷劑的壓力高于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力的情況下,制冷劑從注射配管25經(jīng)注射通路31而被提供到壓縮室Sc中。另一方面,當從注射制冷劑供給管27被提供到注射配管25中的制冷劑的壓力低于供注射口31a開口的壓縮室Sc的壓力時,止回閥50發(fā)揮作用,制冷劑從壓縮室Sc向注射配管25的回流被阻止(被切斷)。
隨著制冷劑壓縮的進行,壓縮室Sc與注射口31a不再連通。壓縮室Sc內(nèi)的制冷劑隨著壓縮室Sc的容積減少而被壓縮,最終成為高壓的氣體制冷劑。高壓的氣體制冷劑從位于固定側(cè)端板32的中心附近的排出口32a被排出。然后,高壓的氣體制冷劑通過形成于固定渦旋件30和外罩61的未圖示的制冷劑通路而流入到高壓空間S1中。流入到高壓空間S1的通過渦旋壓縮機構(gòu)60壓縮后的冷凍循環(huán)中的高壓的氣體制冷劑從排出管24中被排出。
(4)特征
(4-1)
本實施方式的渦旋壓縮機10具備作為外罩部件的固定渦旋件30、止回閥50和注射配管25。在固定渦旋件30形成有注射通路31,該注射通路31與壓縮制冷劑的壓縮室Sc連通。止回閥50被設置在注射通路31。注射配管25向注射通路31提供制冷劑。止回閥50具有閥主體51和閥按壓部件52。閥主體51以能夠滑動的方式被配置在注射通路31。閥按壓部件52被配置在比閥主體51靠注射配管25側(cè)的位置,在止回閥50阻止制冷劑從壓縮室Sc向注射配管25回流時,該閥按壓部件限制閥主體51向注射配管25側(cè)的移動。在閥主體51的中央部形成有中央孔51a。在閥按壓部件52形成有與閥主體51的比中央孔51a靠周緣側(cè)的周緣部51b對置的周圍孔52a。在從注射配管25向壓縮室Sc提供制冷劑時,制冷劑通過周圍孔52a和中央孔51a被提供給壓縮室Sc,在止回閥50阻止制冷劑從壓縮室Sc向注射配管25回流時,中央孔51a被閥按壓部件52封閉,周圍孔52a被閥主體51的周緣部51b封閉。
這里,止回閥50具有在中央部形成有中央孔51a的閥主體51,從注射配管25經(jīng)注射通路31被提供到壓縮室Sc的制冷劑通過閥主體51的中央孔51a而被提供到壓縮室Sc。因此,與制冷劑通過形成于閥主體51的外周面的缺口、進而通過形成于閥主體的端面的缺口而被提供到壓縮室的情況相比,能夠抑制被注射的制冷劑的壓力損失。即,這里,能夠提供可抑制被注射的制冷劑的壓力損失的渦旋壓縮機10。
此外,這里,通過將上述那樣的止回閥50設置于注射通路31,從而能夠抑制被注射的制冷劑的壓力損失,并且能夠抑制注射配管25內(nèi)的脈動,能夠抑制注射配管25的振動。
(4-2)
根據(jù)本實施方式的渦旋壓縮機10,固定渦旋件30具有閥落座面30a。閥落座面30a相對于閥主體51配置在與閥按壓部件52相反一側(cè),在制冷劑從注射配管25被提供到壓縮室Sc時,所述閥落座面限制閥主體51向制冷劑的流動方向移動。注射通路31包括與壓縮室Sc直接連通的注射口31a,所述注射口在制冷劑從注射配管25被提供到壓縮室Sc時的制冷劑的流動方向上配置在比閥落座面30a靠下游側(cè)的位置。中央孔51a和周圍孔52a的流路面積分別大于注射口31a的流路面積。
這里,由于形成于閥主體51的中央孔51a的流路面積和形成于閥按壓部件52的周圍孔52a的流路面積(周圍孔52a的流路面積的總和)均大于注射口31a的流路面積,因此不容易發(fā)生由于設置有止回閥50而導致的制冷劑的壓力損失。因此,能夠抑制被注射的制冷劑的壓力損失,能夠容易通過注射來提高渦旋壓縮機10的能力。
(4-3)
根據(jù)本實施方式的渦旋壓縮機10,從閥主體51側(cè)觀察時,在閥按壓部件52上以關(guān)于閥按壓部件52的中心C點對稱地配置的方式形成有多個周圍孔52a。
若閥主體51的中央部被制冷劑按壓、閥主體51在注射通路31內(nèi)移動,則在由于制冷劑的流動狀態(tài)而使閥主體51傾斜的情況下,該傾斜不容易被校正。因此,閥主體51的傾斜阻礙閥主體51順暢的移動,有可能對止回閥50的迅速切換(將被注射的制冷劑向壓縮室Sc中導入的狀態(tài)與阻止從壓縮室Sc回流的制冷劑的流動的狀態(tài)之間的切換)帶來不良影響。
相對于此,這里,由于從閥主體51側(cè)觀察時在閥按壓部件52上以關(guān)于閥按壓部件52的中心C點對稱的方式形成有多個周圍孔52a,因此,在制冷劑從注射配管25被提供到壓縮室Sc時,閥主體51容易被制冷劑的流動均等地按壓,閥主體51不容易傾斜。此外,即使由于制冷劑的流動狀態(tài)而使閥主體51傾斜,由于從關(guān)于閥按壓部件52的中心C點對稱地配置的周圍孔52a提供制冷劑,因此,與按壓閥主體51的中央部的情況相比,閥主體51的傾斜容易被校正。
(5)變形例
下面示出上述實施方式的變形例。也可以在彼此無矛盾的范圍內(nèi)組合多個變形例。
(5-1)變形例A
除了上述實施方式的渦旋壓縮機10的結(jié)構(gòu)以外,也可以在閥落座面30a與閥主體51之間配置有朝向閥按壓部件52按壓閥主體51的彈性體。例如,也可以在閥落座面30a與閥主體51之間配置朝向閥按壓部件52按壓閥主體51的彈簧53。彈簧53構(gòu)成為,將閥主體51按壓于閥按壓部件52,直至注射配管25側(cè)的壓力比注射口31a所連通的壓縮室Sc的壓力大規(guī)定的值。另外,這里,支承彈簧53的彈簧座54配置在彈簧53與閥落座面30a之間。根據(jù)變形例A的渦旋壓縮機,閥主體51能夠在水平通路部31b的被夾在彈簧座54與閥按壓部件52之間的區(qū)間Z’中滑動。此外,根據(jù)變形例A的渦旋壓縮機,閥主體51不與閥落座面30a直接接觸。在制冷劑從注射配管25被提供到壓縮室Sc時,閥落座面30a通過被固定于閥落座面30a的彈簧座54來限制閥主體51向制冷劑的流動方向移動。另外,在彈簧座54上形成有在閥主體51被按壓到彈簧座54時與閥主體51的中央孔51a對置的圓形的通路孔54b。
這里,由于通過彈簧53將閥主體51朝向閥按壓部件52按壓,因此,閥主體51的震顫容易被抑制。此外,由于通過彈簧53將閥主體51朝向閥按壓部件52按壓,因此,即使在注射口31a所連通的壓縮室Sc的壓力比注射配管25側(cè)的壓力稍大的情況下,也能夠使止回閥50發(fā)揮作用。即,即使在注射配管25側(cè)與注射口31a所連通的壓縮室Sc的壓力差幾乎為零的情況下,也容易抑制制冷劑從壓縮室Sc向比閥按壓部件52靠注射配管25側(cè)回流。因此,容易抑制死容積的增加,可實現(xiàn)效率高的渦旋壓縮機10。
(5-2)變形例B
在上述實施方式中,壓縮機是渦旋壓縮機10,但不限于此,也可以應用于在形成于壓縮機構(gòu)具有的外罩部件的注射通路設置有止回閥的其它形式的壓縮機。
(5-3)變形例C
上述實施方式的閥主體51和閥按壓部件52的形狀是例示,不限于此。
例如,在上述實施方式中,閥主體51是配置于截面形成為圓形的注射通路31的圓形的平板,但閥主體也可以是橢圓形或多邊形的形狀的平板,注射通路的截面也可以形成為與閥主體的形狀對應的形狀。閥按壓部件52的形狀也同樣。
此外,閥主體51的中央孔51a的截面形狀和閥按壓部件52的周圍孔52a的形狀也不限于上述實施方式中所示的形狀。
(5-4)變形例D
在上述實施方式中,閥主體51是厚度薄的平板,但不限于此。閥主體51也可以是有厚度的圓筒狀的部件,以使得在水平通路部31b中不易傾斜。但是,優(yōu)選的是,閥主體51的厚度薄,以便迅速地切換止回閥50(在將被注射的制冷劑向壓縮室導入的狀態(tài)與阻止制冷劑從壓縮室回流的狀態(tài)之間進行切換)。
(5-5)變形例E
在上述實施方式中,在閥按壓部件52的四處形成有周圍孔52a,但不限于此,也可以以關(guān)于閥按壓部件52的中心C點對稱地配置的方式形成兩處或六處以上周圍孔52a。
此外,例如,如圖7所示,閥按壓部件152的周圍孔152a也可以是以圍繞閥按壓部件152的中心C的方式沿周向延伸的環(huán)狀的孔。另外,除了周圍孔152a以外,閥按壓部件152與閥按壓部件52相同。
此外,在閥按壓部件52上,以關(guān)于閥按壓部件52的中心C點對稱地配置的方式形成有周圍孔52a,但不限于此。例如,也可以在閥按壓部件52的中心C的周圍的奇數(shù)個部位形成周圍孔52a。但是,優(yōu)選的是,周圍孔52a配置成能夠不偏斜地按壓閥主體51的周緣部51b,優(yōu)選的是,周圍孔52a配置成關(guān)于閥按壓部件52的中心C點對稱。
(5-6)變形例F
根據(jù)上述實施方式的渦旋壓縮機10,閥按壓部件52通過被壓入到水平通路部31b中而與固定渦旋件30固定,但固定方法是例示,不限于此。例如,也可以這樣:通過將形成于閥按壓部件52的外螺紋擰入到形成于固定渦旋件30的內(nèi)螺紋中,從而固定渦旋件30與閥按壓部件52被固定。
(5-7)變形例G
根據(jù)上述實施方式的渦旋壓縮機10,注射口31a的孔的形狀是圓形,但不限于此,注射口31a的孔的形狀也可以是圓形以外的形狀。在該情況下也優(yōu)選的是,閥主體51的中央孔51a的流路面積大于注射口31a的流路面積。此外,優(yōu)選的是,閥按壓部件52的周圍孔52a的流路面積(周圍孔52a的流路面積的總和)大于注射口31a的流路面積。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
作為在形成于外罩部件的注射通路設置止回閥的情況下可抑制被注射的制冷劑的壓力損失的壓縮室,本發(fā)明的壓縮機是有用的。
標號說明
10 渦旋壓縮機(壓縮機)
25 注射配管
30 固定渦旋件(外罩部件)
30a 閥落座面
31 注射通路
31a 注射口
50 止回閥
51 閥主體
51a 中央孔
51b 周緣部
52、152 閥按壓部件
52a、152a 周圍孔
53 彈簧(彈性體)
C 從閥主體側(cè)觀察閥按壓部件時的閥按壓部件的中心
Sc 壓縮室
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開平11-107950號公報