(57)【要約】従来技術に比べてポートを通るより大きな冷媒の流れを可能にする蒸気注入ポートまたはバイパスポートがスクロール圧縮機に設けられる。従来技術では、スクロールラップの厚さと等しいかこれより僅かに大きい直径を有する単一の注入ポートが典型的に使用されてきた。この場合には、スクロールラップはポートを介したクロスフローの漏れが２つの圧縮チャンバの間を通過するのを防止または制限することができるが、この単一のポートによって戻すことができる冷媒の量が制限されていた。本発明の一実施例では、実質的にラップの長さに沿って離間された複数のポートを使用し、これにより、クロスフローを依然として防止するとともに圧縮チャンバの内外へのより大きな流路断面積を提供することができる。他の実施例では、複数のポートを単一の細長いポートに置き換えることができる。さらに、クロスフローの漏れが特に問題でなければ、２つのチャンバと連続的に連通し始めるとともに連通し終わるようにポートを配置してもよい。
2007518021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、この基部から延在するほぼ渦巻状のラップと、を有する第１のスクロール部材と、
基部と、この基部から延在するほぼ渦巻状のラップと、を有する第２のスクロール部材と、を有し、第１および第２のスクロール部材のラップは、圧縮チャンバを画成するように嵌め合わされて、第１の圧縮チャンバが第２のスクロールのラップの一方側に画成され、かつ第２の圧縮チャンバがその反対側に画成されており、第２のスクロール部材が、第１のスクロール部材に対して相対的に旋回して前記の圧縮チャンバの大きさを変更するように設けられており、
エコノマイザサイクルから前記圧縮チャンバに戻るように冷媒を注入するか、前記圧縮チャンバから出るように冷媒をバイパスするための注入ポートを有し、この注入ポートは、第１および第２のスクロール部材の一方の基部を貫通しているとともに、一定の直径を有する円を含む単一の開口部以外の形態により定められる断面積を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
前記注入ポートは、複数の開口部によって画成されており、これらの複数の開口部は、前記位置において、第１および第２のスクロール部材の他方のラップの長さに沿って離間して設けられていることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
前記複数の開口部の大きさおよび位置は、第１および第２のスクロール部材の他方のラップによって、前記開口部を介した前記内側および外側の圧縮チャンバの間のクロスフローが防止されるように設けられていることを特徴とする請求項２記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記注入ポートは細長く、かつ前記ポートの厚さよりも該ポート上を移動する前記ラップの長さに沿ってより大きい寸法を有しており、第１および第２のスクロール部材の他方のラップは、前記細長いポート上を移動するときに、前記ポートを介した第１の圧縮チャンバから第２の圧縮チャンバへの流れを依然として遮断していることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
前記注入ポートは、複数の独立した注入ポート開口部を含み、これらの開口部の位置および大きさは、該開口部のうちの第１の開口部が、閉鎖されて前記圧縮チャンバの一方への冷媒の供給を停止する一方で、前記注入ポートのうちの第２のポートが、該圧縮チャンバの一方に冷媒を供給し続けるとともに、第１の注入ポートが、第２の注入ポートが前記圧縮チャンバの他方に冷媒を供給し始める前に、該圧縮チャンバの他方に冷媒を供給し始めるように設けられていることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
第１および第２のスクロール部材の前記一方は、第１のスクロール部材であることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
基部と、この基部から延在するほぼ渦巻状のラップと、を有する第１のスクロール部材と、
基部と、この基部から延在するほぼ渦巻状のラップと、を有する第２のスクロール部材と、を有し、第１および第２のスクロール部材のラップは、圧縮チャンバを画成するように嵌め合わされて、第１の圧縮チャンバが第２のスクロールのラップの一方側に画成され、かつ第２の圧縮チャンバがその反対側に画成されており、第２のスクロール部材が、第１のスクロール部材に対して相対的に旋回して前記の圧縮チャンバの大きさを変更するように設けられており、
エコノマイザサイクルから前記圧縮チャンバに戻るように冷媒を注入するか、または前記圧縮チャンバから出るように冷媒をバイパスする複数の注入ポート開口部を有し、これらの注入ポート開口部は、第１および第２のスクロール部材の一方の基部を貫通しており、
前記各々の注入ポートは、第１および第２のスクロール部材の他方のラップが前記各々のポートを通過することにより、これらのポートが第１の圧縮チャンバおよび第２の圧縮チャンバと交互に連通するようにそれぞれ配置されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項８】
前記複数の開口部の寸法および位置は、第１および第２のスクロール部材の他方のラップによって、前記開口部を介した前記内側および外側の圧縮チャンバの間のクロスフローが防止されるように設けられていることを特徴とする請求項７記載のスクロール圧縮機。
【請求項９】
前記複数の注入ポート開口部の位置および大きさは、該開口部のうちの第１の開口部が、閉鎖されて前記圧縮チャンバの一方への冷媒の供給を停止する一方で、前記注入ポートのうちの第２のポートが、該圧縮チャンバの一方に冷媒を供給し続けるとともに、第１の注入ポートが、第２の注入ポートが前記圧縮チャンバの他方に冷媒を供給し始める前に、該圧縮チャンバの他方に冷媒を供給し始めるように設けられていることを特徴とする請求項７記載のスクロール圧縮機。
【請求項１０】
第１および第２のスクロール部材の前記一方は、第１のスクロール部材であることを特徴とする請求項７記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関し、圧縮チャンバに戻るエコノマイザ流体の流れが従来技術よりも大きい断面積のポートを通して供給されるスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機は、冷凍機の圧縮用途で広く使用されるようになっている。周知のように、スクロール圧縮機では、２つのスクロール部材が基部とこの基部から延在するほぼ渦巻状のラップとをそれぞれ含む。これらのラップは、嵌め合わされて一対の圧縮チャンバを画成する。２つのスクロール部材の一方は、他方に対して旋回し、スクロール部材が旋回するに従って圧縮チャンバの大きさが減少して捕捉された冷媒が圧縮される。
【０００３】
冷凍サイクルで一般的になってきている特徴の１つとして、エコノマイザサイクルの使用が挙げられる。エコノマイザサイクルでは、冷媒が熱交換器の下流で取り出され、独立したエコノマイザ膨張装置を通ってからエコノマイザ熱交換器を通るように導かれる。エコノマイザ熱交換器では、この取り出された冷媒が主冷媒流れを過冷し、主冷媒流れの冷却能力を向上させる。
【０００４】
取り出された冷媒は、中間圧縮点で圧縮機に戻される。スクロール圧縮機では、この戻されたエコノマイザ流れが固定または旋回スクロールの基部を通って圧縮チャンバに流入することが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
周知のスクロール圧縮機は、対となったチャンバに冷媒を戻すために２つの注入ポートを典型的に使用しており、それぞれのポートのうちの１つがそれぞれのチャンバのうちの１つのみと連通している。しかし、周知の圧縮機の中には、嵌め合わされたスクロールラップの先端がその上を移動するときに、それぞれのチャンバと交互に連通する単一のポートを使用するものもある。単一のポートの大きさは、冷媒の流れがポートを介して一方のチャンバから他方のチャンバへと流れるのを防止するために断面積が一般に制限されていた。すなわち、スクロール圧縮機の設計者は、スクロールラップがポート上を移動するに従ってこのラップによって１つのチャンバから他方のチャンバへの流れが防止されるように、ポートが最大でもスクロールラップの幅よりも僅かに大きい直径を有することが望ましいと考えていた。周知のスクロール圧縮機は、直径がスクロールラップの約１．５倍までの直径を有する単一のポートを使用している。これにより、孔の断面積が制限され、エコノマイザ注入ポートを通して戻される冷媒の量が制限されてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の開示された実施例では、スクロール圧縮機にエコノマイザ注入ポートが設けられており、このエコノマイザ注入ポートは、ポートを収容する基部に沿って移動するラップにほぼ覆われるが、ポートの断面積が、ラップの幅と等しいかこれよりも僅かに大きい直径によって確定される面積を有する円よりも大きい。別の言い方をすれば、ラップによって注入ポートを実質的に覆うことができるが、ラップが依然としてポートを覆うようにラップに沿って延びる追加のポート断面積が設けられている。一実施例では、追加の断面積は複数のポートによって提供され、他の実施例ではポートがラップの長さに沿って細長く設けられている。いずれの実施例も、チャンバを横切る流れを防止するという利点を提供するとともに、圧縮機内により大きな断面積の流れを提供する。
【０００７】
チャンバを横切る流れが問題でない他の実施例では、ラップによって一度に両方とも覆われない一対のポートを設けてもよい。
【０００８】
本発明の上述および他の特徴は、以下の実施形態および図面によって最もよく理解することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１に示すように、スクロール圧縮機２０は、一般に、基部２３とラップ２２とを有する固定スクロール２１を含む。旋回スクロール２４が、それ自体のラップ２６を有している。図示のように、注入ポート２８が、スクロール圧縮機に冷媒を戻すようにエコノマイザ熱交換器２９からの戻り管路２７と連通している。
【００１０】
図２Ａに示すように、旋回スクロールラップ２６は、基部２３に沿って移動する。ラップ２６の外側に圧縮チャンバ４０が画成され、他のチャンバ４２がラップ２６の反対側に画成される。図２Ａに示す時点でエコノマイザ運転が継続していれば、冷媒はポート２８からチャンバ４０内に流入する。ラップが移動し続けると、図２Ｂのようにラップは最終的にポート２８を覆う。従来技術では、スクロール圧縮機の設計者は、ラップがポート２８を覆った時点で、チャンバ４０からチャンバ４２へのクロスフロー（ｃｒｏｓｓ  ｆｌｏｗ）が僅かまたは全くないことを望んでいたという点で制限があった。よって、図２Ｂに示す時点において、ラップ２６の厚さによってポート２８の寸法が制限されていた。
【００１１】
図２Ｂの位置の次の位置を示す図２Ｃでは、ポート２８を露出するようにラップが移動し、ポート２８はチャンバ４２に冷媒を供給可能となっている。
【００１２】
図３Ａは、第１の実施例２９を示している。この実施例２９では、固定スクロールラップ４３および旋回スクロールラップ４１は、図２Ａ〜図２Ｃの実施例と同様とすることができる。しかし、チャンバ３９，５０は、複数の注入ポート４４，４６，４８と関連している。図示のように、ラップ４１がその長さに沿って幅が変わる場合には、ポート４４，４６，４８の寸法も変えることができる。所謂“ハイブリッド”のラップを有するスクロール圧縮機は、その長さに沿って厚さが変わるスクロールラップを有する。複数のポート４４，４６，４８が使用されるので、より大きな量の冷媒が圧縮チャンバ３９，５０内に注入可能となる。
【００１３】
図３Ｂに示すように、ラップ４１は、依然として通過時にポート４４，４６，４８からの流れを遮断することができる。しかし、単一のポートを含む設計に比べてより大きな量の冷媒を注入することができる。
【００１４】
図４は、さらに他の実施例５１を示しており、チャンバ５２，５４が、固定スクロールラップ５８の間で移動する旋回スクロールラップ６０のそれぞれ反対側に配置されている。ポート５６は、ラップ６０の長さに沿ってより大きな寸法を有するように細長く設けられており、ポート５６を介してチャンバ５２，５４の間で冷媒が流れることなく、図２Ａ〜図２Ｃの従来技術に比べてポート５６を通してより大きな量の冷媒を注入することができる。
【００１５】
図５は、さらに他の実施例７０を示しており、ここでは、上述のクロスフローの問題がより重要でない。実施例７０では、旋回スクロールラップ７８が非旋回スクロールラップ７２の間で移動する。一対のポート７４，７６が戻った冷媒蒸気を注入するように配置される。しかし、ラップ７８がポート７４，７６を通過するときに、仮想線８０で示すようにポート７６がまだチャンバ８２に冷媒を供給しているときに、ポート７４は既にチャンバ８４に冷媒を供給している期間がある。
【００１６】
上述した複数の注入ポートまたは細長いポートの形態は、部分的に圧縮された冷媒がポートを通して吸込部に戻るバイパス負荷軽減運転でも使用可能である。この場合には、バイパス負荷軽減運転は、エコノマイザ運転の能力と共に実行可能であり、またはエコノマイザ回路がない状態でこれとは別に実行可能である。バイパス運転の場合には、複数のポートまたは細長いポートによって、単一の小さいポートに比べてより大きな量の冷媒を中間圧縮チャンバから圧縮機の吸込部にバイパスすることが可能になる。これにより、負荷軽減の量が増加して圧縮機の運転範囲が増加し、装置の運転効率が向上するとともに圧縮機のサイクリングが減少する。
【００１７】
本発明は、非旋回スクロールの基部に設けられたポートを示しているが、旋回スクロールの基部にポートを設けて非旋回スクロールラップがポートを通る流れを制御または遮断するようにすることができることは理解されたい。
【００１８】
本発明の好適実施例を示したが、当業者であれば特定の変更も本発明の範囲内であることが分かるであろう。このため、本発明の真の範囲および内容を定めるためには請求項の検討が必要である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】スクロール圧縮機の断面図である。
【図２Ａ】第１の位置における従来技術のスクロールラップを示す部分断面図である。
【図２Ｂ】次の位置における従来技術のスクロールラップを示す部分断面図である。
【図２Ｃ】また他の位置における従来技術のスクロールラップを示す部分断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施例を示す部分断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの次の位置における図３Ａの実施例の部分断面図である。
【図４】他の実施例を示す部分断面図である。
【図５】さらに他の実施例を示す部分断面図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
2007518021.tif 000007
【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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