(57)【要約】【課題】本発明は、インジェクション部の圧力上昇を抑制して必要な冷媒量のインジェクションを可能にするとともに、圧力変動の小さな作動室にインジェクションすることにより振動や配管脈動を低減したスクリュー流体機械を提供することを課題とする。【解決手段】本発明のスクリュー流体機械は、互いに噛合いながら回転する雄ロータ及び雌ロータと、雄ロータ及び雌ロータを収納するケーシングと、雄ロータ、雌ロータ、及び、ケーシングにより構成された複数の作動室と、作動室に形成され、作動室に冷媒をインジェクションするためのインジェクションポートと、雄ロータ及び雌ロータを回転自在に軸支する軸支手段と、を備え、冷媒吸込完了後に容積が一定となる作動室を構成し、インジェクションポートは、冷媒吸込完了後の容積が一定となる作動室に開口し、作動室の圧縮行程前に閉口する。【選択図】図５
2015155652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛合いながら回転する雄ロータ及び雌ロータと、
吸込端面、吐出端面、及び、ボアを有し、前記雄ロータ及び前記雌ロータを収納するケーシングと、
前記雄ロータ、前記雌ロータ、及び、前記ケーシングにより構成された複数の作動室と、
前記作動室に形成され、前記作動室に冷媒をインジェクションするためのインジェクションポートと、
前記ケーシングに設けた吸込ポートと、
前記ケーシングに設けた吐出ポートと、
前記雄ロータ及び前記雌ロータを回転自在に軸支する軸支手段と、
を備え、
冷媒吸込完了後に容積が一定となる前記作動室を構成し、
前記インジェクションポートは、冷媒吸込完了後の容積が一定となる前記作動室に開口し、前記作動室の圧縮行程前に閉口するスクリュー流体機械。
【請求項２】
請求項１において、冷媒吸込完了後に容積が一定となる前記作動室は、前記雄ロータ、前記ボア、前記吸込端面、及び、前記吐出端面、又は、前記雌ロータ、前記ボア、前記吸込端面、及び、前記吐出端面により形成されるスクリュー流体機械。
【請求項３】
請求項２において、前記インジェクションポートは、前記雌ロータ、前記ボア、前記吸込端面、及び、前記吐出端面により形成された前記作動室にのみが配設されるスクリュー流体機械。
【請求項４】
請求項３において、前記雌ロータ、前記ボア、前記吸込端面、及び、前記吐出端面により形成された前記作動室は、冷媒吸込完了後、前記雄ロータの歯２枚に相当する前記雄ロータ回転角度以下の回転角度で圧縮行程を開始するスクリュー流体機械。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかにおいて、前記雄ロータの歯数Ｍと前記雌ロータの歯数Ｆとが、Ｆ−Ｍ≧２の関係にあるスクリュー流体機械。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載されたスクリュー流体機械と、
前記スクリュー流体機械から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器から流出した冷媒を膨張させる膨張手段と、
前記膨張手段にて膨張させて冷媒を蒸発させる蒸発器と、
を順次接続した主流路と、
前記凝縮器と前記膨張手段との間の主流路から分岐して、前記スクリュー流体機械の前記インジェクションポートに連結する副流路と、
前記副流路に配置され、前記副流路を流れる冷媒を膨張させる中間熱交換用膨張手段と、
前記凝縮機出口側の前記主流路を流れる冷媒と、前記中間熱交換用膨張手段出口側の前記副流路を流れる冷媒と、を熱交換する中間熱交換器と、
を備えた冷凍サイクル装置。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れかに記載されたスクリュー流体機械と、
前記スクリュー流体機械から吐出されたガス冷媒を凝縮する凝縮器と、
前記凝縮器から流出した冷媒を膨張させる膨張手段と、
前記膨張手段にて膨張させた冷媒を蒸発させる蒸発器と、
を順次接続した主流路と、
前記凝縮器と前記膨張手段との間に配設され、冷媒を膨張させる気液分離機前膨張手段、及び、気液分離器と、
前記気液分離器において前記主回路から分岐して、前記スクリュー流体機械の前記インジェクションポートに連結する副流路と、
を備え、
前記気液分離器で分離された液冷媒は前記主流路を介して前記膨張手段へ流入し、
前記気液分離器で分離されたガス冷媒は前記副流路を介して副流路前記スクリュー流体機械の前記インジェクションポートに流入する
冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリュー流体機械及びこのスクリュー流体機械を備えた冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリュー流体機械は、冷凍空調用圧縮機や空気圧縮機として広く普及している。空調機やチラー、冷凍機を始めとするヒートポンプ機器の主要構成機器であることから、省エネであることへの社会的な要求は極めて強く、高効率、高能力であることがますます重要になっている。
【０００３】
非特許文献１は、ガスインジェクションを開示する。ガスインジェクションは、冷凍サイクルの減圧手段を二段階に構成し、その中間に気液分離器を設けてガス冷媒と液冷媒に分離し、ガス冷媒のみを中間圧力で圧縮行程途中のシリンダ内に直接導くインジェクション回路を設けた方式である。蒸発器側でエンタルピ差（冷凍効果）を増加させることができ、冷房能力を増加することができる。また、単段圧縮２段膨張サイクルに比べて２段圧縮２段膨張サイクルは理想的なインジェクションが可能である。また、エコノマイザシステムは、凝縮した高圧の液冷媒を中間冷却器に導き、その一部を膨張弁を介して減圧しガス化させることで、蒸発器へ送る液冷媒を冷却して冷凍能力を向上させ、中間冷却器で蒸発したガス冷媒は圧縮機に設けたエコノマイザポート（ガス冷媒をインジェクションするポート）から、作動室へインジェクションされる。
【０００４】
特許文献１は、冷凍サイクルの成績係数（圧縮機入力に対する冷凍能力の比）を高くする目的で、冷凍サイクルに気液分離器を設け、気液分離器で分離されたガス冷媒を圧縮機にガスインジェクションすることを開示する。設計圧縮比以上では、ガスインジェクションポートを成績係数向上を目的としたガスインジェクションに利用し、設計圧縮比以下では吐出バイパスポートとして切替利用することで、圧縮機の広い運転範囲において、圧縮動作における動力損失を低減させた冷凍サイクル装置を得ることができる。
【０００５】
特許文献２は、スクリューロータとエコノマイザポートを有するシリンダとを備え、このエコノマイザポートはスクリューロータとシリンダとの間の圧縮室が密閉される前に、この圧縮機に連通させるスクリュー流体機械を開示する。エコノマイザポートを圧縮室の内圧が低いときに圧縮室に連通させることができて、エコノマイザポートから噴出される冷媒の量を多くすることができるから、この冷媒による冷却効果を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１２７５６５号公報
【特許文献２】特許４１４０４８８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「冷媒圧縮機」日本冷凍空調学会  ２０１３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の単段圧縮におけるインジェクションでは、ガスインジェクションであれ、エコノマイザシステムであれ、インジェクション先の作動室が圧縮行程中にあるため、作動室に圧力上昇が発生して、必要な冷媒量をインジェクションすることができなくなる。これにより、ガスインジェクションであれば十分な冷房能力の増加や成績係数の向上を得ることができず、また、エコノマイザシステムであれば飽和温度を低くできずにエコノマイザ効果（冷凍能力向上）を十分に得ることができなくなる。さらに、このように圧力変動のある作動室へインジェクションを行うために、振動や配管脈動を引き起こすといった問題が発生する。
【０００９】
本発明は、インジェクション部の圧力上昇を抑制して必要な冷媒量のインジェクションを可能にするとともに、圧力変動の小さな作動室にインジェクションすることにより振動や配管脈動を低減したスクリュー流体機械を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のスクリュー流体機械は、互いに噛合いながら回転する雄ロータ及び雌ロータと、吸込端面、吐出端面、及び、ボアを有し、雄ロータ及び雌ロータを収納するケーシングと、雄ロータ、雌ロータ、及び、ケーシングにより構成された複数の作動室と、作動室に形成され、作動室に冷媒をインジェクションするためのインジェクションポートと、ケーシングに設けた吸込ポートと、ケーシングに設けた吐出ポートと、雄ロータ及び雌ロータを回転自在に軸支する軸支手段と、を備え、冷媒吸込完了後に容積が一定となる作動室を構成し、インジェクションポートは、冷媒吸込完了後の容積が一定となる作動室に開口し、作動室の圧縮行程前に閉口する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インジェクション部の圧力上昇を抑制して必要な冷媒量のインジェクションを可能にするとともに、圧力変動の小さな作動室にインジェクションすることにより振動や配管脈動を低減したスクリュー流体機械を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施の形態におけるスクリュー流体機械の断面図
【図２】図１のＡ部断面拡大図
【図３】図２のＢ部斜視図
【図４】ケーシングボアの展開図
【図５】吸込完了後から圧縮開始までの作動室とインジェクションポート、吸込ポート、吐出ポートとの関係図
【図６】第３の実施の形態における冷凍サイクル装置の冷媒回路図
【図７】第４の実施の形態における冷凍サイクル装置の冷媒回路図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明のスクリュー流体機械は、本発明のスクリュー流体機械は、互いに噛合いながら回転する雄ロータ及び雌ロータと、雄ロータ及び雌ロータを収納するケーシングと、吸込端面、吐出端面、及び、ボアを有するケーシングと、雄ロータ、雌ロータ、及び、ケーシングにより構成された複数の作動室と、作動室に形成され、作動室に冷媒をインジェクションするためのインジェクションポートと、ケーシングに設けた吸込ポートと、ケーシングに設けた吐出ポートと、雄ロータ及び雌ロータを回転自在に軸支する軸支手段と、を備え、冷媒吸込完了後に容積が一定となる作動室を構成し、インジェクションポートは、冷媒吸込完了後の容積が一定となる作動室に開口し、作動室の圧縮行程前に閉口する。冷媒吸込完了後に容積が一定となる作動室を形成し、インジェクションポートは冷媒吸込完了後の容積が一定となる作動室に開口し作動室の圧縮行程前に閉口するので、インジェクション先の作動室における圧力上昇を抑制することができるので、必要な冷媒量をインジェクションすることが可能となり、ガスインジェクションであれば十分な冷房能力の増加や成績係数の向上が可能となり、エコノマイザシステムであれば飽和温度を低くできて十分なエコノマイザ効果（冷凍能力向上）を得ることが可能となる。また、圧力変動を抑制した（容積一定となる）作動室へインジェクションを行うので、振動や配管脈動を低減することが可能になる。さらに、吸込完了後から圧縮開始までの間に低温の冷媒インジェクションを行うので、圧縮開始前の冷媒温度を下げることができて圧縮行程における冷媒の状態変化を断熱圧縮へ近づけることが可能になるため、スクリュー流体機械のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１４】
以下に、本発明を実施するための第１の形態を示すスクリュー流体機械について、図１〜５を用いて説明する。
【００１５】
まず、図１、２を用いて、第１の形態を示すスクリュー流体機械の全体構造に関して説明する。図１は、スクリュー流体機械の断面図を示し、図２は、図１におけるＡ部の断面拡大図を示す。スクリュー流体機械１は、圧縮部２と駆動部３とをケーシング４内に収納して構成する。スクリュー流体機械１は、吸込口１５からスクリュー流体機械１内に吸込んだガス冷媒を、モータ１４を通過した後に作動室の吸込ポート１０から作動室へと吸込む。そしてガス冷媒を圧縮し作動室の吐出ポート１１を経由して吐出口１６からスクリュー流体機械１外部へと吐出する。圧縮部２は、駆動部３に配設したモータ１４により互いに噛合いながら回転する雄ロータ５及び雌ロータ６と、これら雄ロータ５及び雌ロータ６を収納するケーシング４と、雄ロータ５及び雌ロータ６を回転自在に軸支する軸支手段１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂを備える。雄ロータ５及び雌ロータ６の歯溝５ａ、６ａとケーシングのボア（各ロータの径方向に相対する壁面）７、ケーシングの吸込端面８と、ケーシングの吐出端面９とで複数の作動室を形成する。
【００１６】
圧縮行程について説明する。各ロータ５、６がモータ１４により回転させられると作動室はロータの吸込側端部で生成されて軸方向に移動しながら内容積を拡大した後、縮小に転じてロータの吐出側端部で消滅する。作動室は内容積拡大中にケーシングに形成された吸込ポート１０と連通してガス冷媒を吸込み、作動室容積がほぼ最大の時に吸込口の輪郭から外れて吸込口を閉口して吸込が完了する。その後の作動室容積の縮小により内部に閉じ込められたガス冷媒の圧縮が開始して作動室内圧が上昇し、さらに作動室が軸方向に移動して圧縮が進むと、作動室は吐出ポート１１に開口して圧縮を終了し吐出を開始する。
【００１７】
インジェクション部１７の構成について説明する。インジェクション部１７は、ケーシングボア７壁面に配設した作動室との連通孔であるインジェクションポート１７ａと、インジェクションポート１７ａとの連通路であるインジェクション流路１７ｂから構成される（図２には、インジェクションポート１７ａのみ表記）。インジェクション流路１７ｂには、冷凍サイクルから供給される冷媒が通過する。
【００１８】
続いて、図３、４を用いて、作動室での圧縮動作とインジェクション動作を説明する。図３は、図２のＢ部斜視図であり、ロータのみを表示する。図３に示した矢印は、雄ロータ５と雌ロータ６の回転方向を示す。図４（ａ）は、図３の上面図を示す。図４（ｂ）は、ケーシングボア７の展開図であり、代表回転位置において構成される複数の作動室２２ａ〜２２ｆ、２３ａ〜２３ｇを示す。これら図３、図４において、雄ロータ５は４枚の歯２０ａ〜２０ｄを有し、雌ロータ６は６枚の歯２１ａ〜２１ｆを有しており、ケーシングの吸込端面８側にて雄ロータ５の歯２０ａが雌ロータ６の歯２１ｆ、２１ａの間の歯溝に噛合った状態を示す。
【００１９】
作動室の構成について説明する。雄ロータ５側の作動室は、雄ロータ５の歯２０ａ、２０ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吸込側の作動室２２ａと、雄ロータ５の歯２０ｂ、２０ｃの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吸込側の作動室２２ｂと、雄ロータ５の歯２０ｃ、２０ｄの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吸込側の作動室２２ｃと、雄ロータ５の歯２０ｄ、２０ａの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吐出側の作動室２２ｄと、雄ロータ５の歯２０ａ、２０ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吐出側の作動室２２ｅと、雄ロータ５の歯２０ｂ、２０ｃの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吐出側の作動室２２ｆと、で構成される。雄ロータ５側の作動室２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、吸込ポート１０を介しガス冷媒を吸込み、雄ロータ５側の作動室２２ｅ、２２ｆは、吐出ポート１１を介してガス冷媒を吐出する。
【００２０】
雌ロータ６側の作動室は、雌ロータ６の歯２１ａ、２１ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吸込側の作動室２３ａと、雌ロータ５の歯２１ｂ、２１ｃの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吸込側の作動室２３ｂと、雌ロータ５の歯２１ｃ、２１ｄの間の歯溝に形成された吸込側の作動室２３ｃと、雌ロータ６の歯２１ｄ、２１ｅの間の歯溝に形成された作動室２３ｄと、雌ロータ６の歯２１ｅ、２１ｆの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吐出側の作動室２３ｅと、雌ロータ６の歯２１ｆ、２１ａの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吐出側の作動室２３ｆと、雌ロータ２の歯２１ａ、２１ｂの間の歯溝に形成され雄ロータ５及び雌ロータ６の噛合いで区切られた吐出側の作動室２３ｇとで構成される。雌ロータ６側の作動室２３ａ、２３ｂ、２３ｃは、吸込ポート１０を介しガス冷媒を吸込み、雌ロータ６側の作動室２３ｆ、２３ｇは、吐出ポート１１を介してガス冷媒を吐出する。
【００２１】
続いて、図５を用いて、吸込完了後から圧縮開始までの作動室とインジェクションポート１７ａの関係及び吸込ポート１０、吐出ポート１１との関係を説明する。なお、図５に示すｍ１〜ｍ５及びｆ１〜ｆ５は、図４のものと同一である。吸込ポート１０は、雄ロータ５側の吸込ポート１０ａ、雌ロータ６側の吸込ポート１０ｂ、吐出端面側の吸込ポート１０ｃから構成される。吐出ポート１１は、雄ロータ５側の吐出ポート１１ａ、雌ロータ６側の吐出ポート１１ｂから構成される。雄ロータ５側の作動室であって吸込を完了した作動室３０は、ケーシングの吸込側端面８と吐出側端面９と雄ロータ５の歯溝のみで作動室を構成しており、作動室の端部３２が吐出開始となるｍ５、ｆ５に到達するまでは、容積一定で、他の作動室や吸込ポートと連通することはない。また、雌ロータ６側の作動室であって吸込を完了した作動室３１ａは、ケーシングの吸込側端面８と吐出側端面９と雌ロータ６の歯溝のみで作動室を構成しており、作動室の端部３３ａが吐出開始となるｍ５、ｆ５に到達するまでは、容積一定で、他の作動室や吸込ポートと連通することはない。作動室の端部３３ａが吐出開始となるｍ５、ｆ５に到達し、作動室の端部が３３ｂになった際の雌ロータ側作動室を３１ｂに示す。この構成によれば、雌側の吸込完了後作動室３１ａ、３１ｂは、モータの回転に伴って作動室が移動しても同一の容積を保ったままであり、かつ、雌側の吸込完了後作動室３１ａ、３１ｂは重なり合うことなく、非重合区間３４を構成することができる。この非重合区間３４にインジェクションポート１７ａを配設することで、吸込完了後から圧縮開始までの間であって容積が一定の雌ロータ６側作動室にインジェクションを行うことが可能になる。
【００２２】
なお、図５に示した構成では、インジェクションは雌ロータ６側だけに行えば良い場合であるため、吸込完了後の雄ロータ５側作動室には、雌ロータ５側の作動室のような非重合区間３４を構成していないが、必要に応じて構成しても良い。なお、図５からも分かるように、雄ロータ５の歯数が少ない場合は、雌ロータ６側作動室の非重合区間３４に相当する非重合区間を吸込完了後から圧縮開始前の間で雄ロータ５側作動室に設けることは難しく、本実施の形態のように雌ロータ６側の作動室だけに非重合区間を設ける方が構成しやすくなるという利点がある。雌ロータ６側の作動室だけに非重合区間を設け、雄ロータ５側の作動室には非重合区間を設けない場合は、雄ロータ５側の作動室が吸込を完了した後、雄ロータ５の歯２枚に相当する雄ロータ回転角度以下の回転角度で、雄ロータ５側の作動室が圧縮行程を開始するように構成すれば良い。
【００２３】
本実施の形態の効果について説明する。インジェクション先の作動室が、吸込完了後であって圧縮開始前の雄雌独立し、かつ容積が一定の作動室であることから、インジェクション先作動室の圧力変動や、圧力自体が高いことにより十分なインジェクション流量を流せないという課題を解消することが可能となる。さらに、雌ロータ側の作動室にのみインジェクションする場合には、雌側の作動室と雄側の作動室が圧縮行程になり再度噛合いを始めても、雄ロータ側の作動室は、圧縮開始行程に入る前に吸込を完了していることから、雌側作動室にインジェクションした冷媒が雄側作動室を経由して吸込空間へ抜け出すことがないから、スクリュー流体機械のエネルギ効率を低下させることがない。加えて、インジェクション先作動室の圧力変動が小さいことから、振動や配管脈動を低減することができ、信頼性を向上することもできる。さらに、吸込完了後から圧縮開始までの間に低温の冷媒インジェクションを行うことになるので、圧縮開始前の冷媒温度を下げることができて圧縮行程における冷媒の状態変化を断熱圧縮へ近づけることが可能になるため、スクリュー流体機械のエネルギ効率を向上させることができる。
【００２４】
本発明を実施するための第２の形態を示すスクリュー流体機械について説明する。なお、第１の形態と異なる点のみを説明する。
【００２５】
雄ロータの歯数Ｍが４、雌ロータの歯数Ｆが６の場合（Ｆ−Ｍ＝２）であれば、図５に示すように雌側作動室に、吸込完了後から圧縮開始までの間に容積一定の区間を設けるとともに、インジェクションポート１７ａを非重合区間３４内に設けることが可能になる。一方で、雄ロータの歯数Ｍは４のままで、雌ロータの歯数Ｆを５にした場合（Ｆ−Ｍ＝１）、雌側の吸込完了後作動室は、重なり合うか、又は、重ならなくとも非重合区間を十分に確保できないため、インジェクションポートを配設できないか、又は、十分なインジェクションポート面積を確保することができない。従って、吸込完了後に圧縮開始前までの区間で容積一定となる作動室であって、インジェクションポートの配設も可能となる作動室を構成するためには、雄ロータの歯数Ｍと雌ロータの歯数Ｆとが、「Ｆ−Ｍ≧２（数式１）」の関係にあることが望ましい。数式１の関係にあるスクリュー流体機械であれば、第１の実施の形態同様の効果を得ることができる。
【００２６】
本発明を実施するための第３の形態を示す冷凍サイクル装置について、図６を用いて説明する。本実施の形態は、第１、２の実施の形態に示したスクリュー流体機械を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【００２７】
冷凍サイクル装置は、第１、２の実施の形態で示したスクリュー流体機械を圧縮機４０として用いる。圧縮機４０の吐出口４０ｂから吐出されたガス冷媒を凝縮する凝縮器４１と、凝縮器４１から流出した液冷媒の膨張手段４２と、膨張手段４２にて膨張した冷媒を蒸発させてガス冷媒とし、そのガス冷媒を圧縮機４０の吸込口４０ａに供給する蒸発器４３と、を順次接続して主流路４８を構成する。さらに、凝縮器４１と膨張手段４２との間の主流路４８から分岐して圧縮機４０のインジェクションポート４０ｃに連結する副流路４７と、副流路４７には中間熱交換用膨張手段４４と、中間熱交換用膨張手段４４の出口側の冷媒と主流路４８の冷媒とを熱交換する中間熱交換器４５と、中間熱交換器４５と圧縮機４０のインジェクションポートの間に配置された流量調整手段４６と、を有する。なお、図６においては、圧縮機４０の吸込口４０ａとインジェクションポート４０ｃは、模式的に同じ位置にて記載しているが、第１、２の実施の形態で説明したように位置関係や構造は異なる。
【００２８】
本実施の形態の効果について説明する。副流路４７に中間熱交換用膨張手段４４と中間熱交換器４５を設けることで、副流路４７を流れる液冷媒を減圧してガス化させて、凝縮器４１を通過してきた主流路４８の高圧な液冷媒を冷却し、冷凍能力を向上させることができる。ここで、圧縮機４０に第１、２の実施の形態で示したスクリュー流体機械を用いる。従って、インジェクションポート４０ｃに連通する作動室は、吸込完了後であって圧縮開始前、かつ容積一定であることから、作動室内圧は、均圧、且つ、吸込圧力相当の低い圧力になる。従来の作動室内圧のように圧力変動があって、かつ、圧縮途中の高めの圧力である場合に比べて、副流路４７での減圧幅を大きく確保することができるため、冷凍能力を確実に向上させることが可能になる。また、圧力変動の無い作動室へインジェクションができるので、振動や配管脈動の問題を軽減することができる。なお、使用状況に応じては、中間熱交換器４５と圧縮機４０のインジェクションポート４０ｃの間に設けた流量調整手段４６にて、インジェクション量の調整を行うことで、様々な運転状況に対応したインジェクション効果を得ることが可能になる。
【００２９】
本発明を実施するための第４の形態を示す冷凍サイクル装置について、図７を用いて説明する。本実施の形態は、第１、２の実施の形態に示したスクリュー流体機械を用いた冷凍サイクル装置に関する。
【００３０】
冷凍サイクル装置の主流路５８は、第３の実施の形態と同様であり、圧縮機５０には第１、２の実施の形態で示したスクリュー流体機械を用いる。圧縮機５０の吐出口５０ｂから吐出されたガス冷媒を凝縮する凝縮器５１と、凝縮器５１から流出した液冷媒の膨張手段５２と、膨張手段５２にて膨張した冷媒を蒸発させてガス冷媒とし、そのガス冷媒を圧縮機５０の吸込口５０ａに供給する蒸発器５３と、を順次接続して主流路５８を構成する。さらに、凝縮器５１と膨張手段５２との間に気液分離器前膨張手段５４と気液分離器５５を配設して冷媒を気液に分離し、気液分離器５５での液冷媒は主流路５８の膨張手段５２へ流出させ、気液分離器５５でのガス冷媒を圧縮機５０のインジェクションポート５０ｃに連結する副流路５７と、副流路５７には気液分離器５５と圧縮機５０のインジェクションポートの間に配置された流量調整手段５６と、を有する。なお、図７においては、圧縮機５０の吸込口５０ａとインジェクションポート５０ｃは、模式的に同じ位置にて記載しているが、第１、２の実施の形態で説明したように位置関係や構造は異なる。
【００３１】
本実施の形態の効果について説明する。気液分離器５５にてガス冷媒と液冷媒に分離し、ガス冷媒は副流路５７を経由して圧縮機５０の作動室にインジェクションし、液冷媒は主流路５８に戻すことで、冷凍能力の増加や成績係数の向上を図ることができる。ここでは、圧縮機５０に第１、２の実施の形態で示したスクリュー流体機械を用いることから、インジェクションポート５０ｃに連通する作動室は、吸込完了後であって圧縮開始前、かつ容積一定であることから、作動室内圧は、均圧、且つ、吸込圧力相当の低い圧力になる。従来の作動室内圧の様に圧力変動があって、かつ、圧縮途中の高めの圧力である場合に比べて、気液分離器５５での減圧幅を大きく確保することが可能になり、圧力変動の無い作動室へインジェクションができるので、振動や配管脈動の問題を軽減することができる。なお、使用状況に応じては、気液分離器５５と圧縮機５０のインジェクションポート５０ｃの間に設けた流量調整手段５６にて、インジェクション量の調整を行うことで、様々な運転状況に対応したインジェクション効果を得ることが可能になる。
【符号の説明】
【００３２】
1・・スクリュー流体機械
2・・圧縮部
3・・駆動部
4・・ケーシング
5・・雄ロータ
6・・雌ロータ
7・・ケーシングのボア
8・・ケーシングの吸込端面
9・・ケーシングの吐出端面
10、10a、10b、10c・・吸込ポート
11、11a、11b・・吐出ポート
12a、12b・・雄ロータの軸支手段 
13a、13b・・雌ロータの軸支手段
14・・モータ
15・・吸込口
16・・吐出口、
17・・インジェクション部
17a・・インジェクションポート
17b・・インジェクション流路
20a〜20d・・雄ロータの歯
21a〜21f・・雌ロータの歯
22a〜22f・・雄ロータの作動室
23a〜23g・・雌ロータの作動室
30・・雄ロータの吸込完了作動室
31a、31b・・雌ロータの吸込完了作動室
32・・雌ロータの作動室端部
33a、33b・・雌ロータの作動室端部
40、50・・圧縮機
41、51・・凝縮器
42、52・・膨張手段
43、53・・蒸発器
46、56・・流量調整手段
47、57・・副流路
48、58・・主流路
44・・中間熱交換用膨張手段
45・・中間熱交換器
54・・気液分離器前膨張手段
55・・気液分離器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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