WO2023214497A1 - 圧縮機および空気調和装置 - Google Patents

圧縮機および空気調和装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023214497A1
WO2023214497A1 PCT/JP2023/014991 JP2023014991W WO2023214497A1 WO 2023214497 A1 WO2023214497 A1 WO 2023214497A1 JP 2023014991 W JP2023014991 W JP 2023014991W WO 2023214497 A1 WO2023214497 A1 WO 2023214497A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
space
hole
refrigerant
compression chamber
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2023/014991
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
遼介 和田
裕也 砂原
洪一 入川
絵夢 加藤
悠月 細越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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 Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to EP23799429.8A priority Critical patent/EP4520975A4/en
Priority to CN202380036852.3A priority patent/CN119096056B/zh
Publication of WO2023214497A1 publication Critical patent/WO2023214497A1/ja
Priority to US18/918,936 priority patent/US12492699B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • 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
    • F04C18/30Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/356Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/06Cooling; Heating; Prevention of freezing
    • 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
    • F04C18/30Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/32Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/322Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having both the movement defined in group F04C18/02 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes hinged to the outer member and reciprocating with respect to the outer member
    • 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
    • F04C18/30Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C18/3448Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member with axially movable vanes
    • 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
    • F04C29/0007Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
    • 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
    • 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
    • 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
    • F04C29/124Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps
    • F04C29/126Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet with inlet and outlet valves specially adapted for rotary or oscillating piston pumps of the non-return type
    • 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
    • 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
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • 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
    • F04C2240/10Stators
    • 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
    • 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
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/07Details of compressors or related parts
    • 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
    • F25B2400/00General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/13Economisers

Definitions

  • Patent Document 1 International Publication No. 2017/2215711 discloses a compressor that includes an injection mechanism that causes intermediate-pressure refrigerant to flow into a compression chamber.
  • This injection mechanism has a check valve that suppresses the flow of refrigerant from the compression chamber to the injection passage.
  • This check valve has a valve body and a spring member, and regulates the flow of refrigerant from the compression chamber to the injection passage when the refrigerant in the compression chamber is at high pressure, and restricts the flow of refrigerant from the compression chamber to the injection passage when the refrigerant in the compression chamber is at low pressure. Intermediate pressure refrigerant is allowed to flow into the compression chamber from the injection passage.
  • a check valve As a different type of check valve, a check valve is known in which a plate-shaped valve body housed in a housing space is moved using a pressure difference between refrigerant inside and outside a compression chamber.
  • a check valve with a plate-shaped valve body has a simpler structure compared to a check valve with a spring member, but depending on the weight and shape of the valve body, it may not work quickly even if the refrigerant in the compression chamber becomes high pressure.
  • the valve body did not move, causing high-pressure refrigerant to flow out of the compression chamber, making it impossible to obtain high compression efficiency.
  • the present disclosure proposes a compressor that has a simple structure yet achieves high compression efficiency, and an air conditioner equipped with this compressor.
  • the compressor of the first aspect includes a compression mechanism, an injection valve, and injection piping.
  • the compression mechanism has a compression chamber in which refrigerant is compressed.
  • the injection valve is arranged in an injection passage communicating with the compression chamber.
  • the injection pipe supplies refrigerant to the injection passage.
  • the injection valve has a valve body, a valve holder, and a valve seat.
  • the valve body is arranged to be movable along the first direction.
  • the valve holder is disposed closer to the injection pipe than the valve main body, and restricts movement of the valve main body toward the injection pipe.
  • the valve seat is arranged closer to the compression chamber than the valve body, and restricts movement of the valve body toward the compression chamber.
  • the valve holder is formed with a first hole through which the refrigerant flows out from the compression chamber.
  • the valve body is formed with a second hole through which the refrigerant passes.
  • the compressor communicates with the first space in which the valve body is housed between the valve holder and the valve seat, and a buffer space is formed into which the refrigerant that has flowed from the compression chamber into the first space flows.
  • the valve body which was in contact with the valve seat during the intermediate injection, moves toward the valve holder during this time lag, and can suppress the refrigerant from flowing out from the compression chamber to the injection passage.
  • the compressor of the second aspect includes a compression mechanism, an injection valve, and injection piping.
  • the compression mechanism has a compression chamber in which refrigerant is compressed.
  • the injection valve is arranged in an injection passage communicating with the compression chamber.
  • the injection pipe supplies refrigerant to the injection passage.
  • the injection valve has a valve body, a valve holder, and a valve seat.
  • the valve body is arranged to be movable along the first direction.
  • the valve holder is disposed closer to the injection pipe than the valve main body, and restricts movement of the valve main body toward the injection pipe.
  • the valve seat is arranged closer to the compression chamber than the valve body, and restricts movement of the valve body toward the compression chamber.
  • the valve holder is formed with a first hole through which the refrigerant passes and which is closed by the valve body when the refrigerant flows out from the compression chamber.
  • the valve body is formed with a second hole through which the refrigerant passes.
  • the compressor communicates with the first space in which the valve body is housed between the valve holder and the valve seat, and a buffer space is formed into which the refrigerant flowing from the compression chamber into the first space flows before reaching the first hole. Ru.
  • the valve body which was in contact with the valve seat during the intermediate injection, moves toward the valve holder during this time lag, and can suppress the refrigerant from flowing out from the compression chamber to the injection passage.
  • the injection valve of this compressor has a simple structure that does not use a spring member, it achieves high compression efficiency by suppressing the outflow of refrigerant from the compression chamber to the injection passage just before the end of intermediate injection. You can get
  • the compressor of the third aspect is the compressor of the first or second aspect, and the buffer space is formed closer to the injection pipe than the second hole.
  • the compressor according to the fourth aspect is the compressor according to any one of the first to third aspects, in which the buffer space is a recess formed in the surface of the valve holder facing the valve body.
  • the compressor of the fifth aspect is the compressor of any one of the first to fourth aspects, and the first space is cylindrical.
  • the valve body is a circular flat plate with a second hole formed in the center.
  • the buffer space is located on the central axis of the first space together with the second hole.
  • the compressor according to the sixth aspect is the compressor according to any one of the first to fifth aspects, and the ratio of the area of the opening facing the valve body of the buffer space and the flow path area of the second hole is It is 0.5 or more and 1.0 or less.
  • the compressor according to the seventh aspect is the compressor according to any one of the first to sixth aspects, in which the depth of the first space of the buffer space in the first direction and the length of the first hole in the first direction are The ratio is 0.3 or more and 0.6 or less.
  • the compressor of the eighth aspect is the compressor of any one of the first to seventh aspects, and the valve seat is formed with a third hole that communicates the first space and the compression chamber.
  • the ratio of the volumes of the first space and the third hole to the volume of the buffer space is 0.2 or more and 0.8 or less.
  • the compressor of the ninth aspect includes a compression chamber and a valve.
  • the compression chamber the refrigerant is compressed.
  • a valve is disposed in the injection passage communicating with the compression chamber.
  • the valve has a valve body, a valve holder, and a valve seat.
  • the valve body is housed in the first space.
  • the valve holder is formed with a first hole that communicates with the first space, and defines the first space.
  • a third hole communicating with the first space is formed in the valve seat to partition the first space.
  • the valve holder is formed with a concave portion that is a buffer space with an opening provided on the surface facing the first space.
  • the valve body which was in contact with the valve seat during the intermediate injection, moves toward the valve holder during this time lag, and can suppress the refrigerant from flowing out from the compression chamber to the injection passage.
  • the compressor according to the tenth aspect is the compressor according to the ninth aspect, in which the valve body is a circular flat plate in which a second hole is formed.
  • the first space is cylindrical.
  • the recess is located on the central axis of the first space together with the second hole.
  • the compressor of the eleventh aspect is the compressor of the ninth or tenth aspect
  • the buffer space is a space into which the refrigerant that has flowed into the first space flows.
  • the air conditioner according to the twelfth aspect includes the compressor according to any one of the first to eleventh aspects.
  • This air conditioner is equipped with a compressor with high compression efficiency, so it is possible to operate the air conditioning with high efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the compressor 21.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the compression mechanism 15 taken along line AA in FIG. 2.
  • FIG. 8 is an external view of a cylinder 84.
  • FIG. It is a sectional view showing the composition of injection valve 93 in a 1st state. It is a sectional view showing the composition of injection valve 93 in a 2nd state.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the first space 97 and its surroundings in the second state.
  • FIG. 7 is a plan view of the valve body 94 when viewed along the first direction D1.
  • Air conditioner (1-1) Overall configuration As shown in Figure 1, the air conditioner 1 is capable of cooling and heating indoor rooms such as buildings by performing a vapor compression refrigeration cycle. This is a possible device.
  • the air conditioner 1 mainly includes an outdoor unit 2, an indoor unit 3, a liquid refrigerant communication pipe 4, and a gas refrigerant communication pipe 5.
  • the liquid refrigerant communication pipe 4 and the gas refrigerant communication pipe 5 connect the outdoor unit 2 and the indoor unit 3.
  • a vapor compression type refrigerant circuit 6 of the air conditioner 1 is configured by connecting an outdoor unit 2 and an indoor unit 3 via a liquid refrigerant communication pipe 4 and a gas refrigerant communication pipe 5.
  • the indoor unit 3 is installed indoors (in a living room, attic space, etc.) and constitutes a part of the refrigerant circuit 6.
  • the indoor unit 3 mainly includes an indoor heat exchanger 31.
  • the indoor heat exchanger 31 functions as a refrigerant heat absorber (evaporator) to cool indoor air during cooling operation, and functions as a refrigerant radiator (condenser) to heat indoor air during heating operation.
  • the liquid side of the indoor heat exchanger 31 is connected to the liquid refrigerant communication pipe 4.
  • the gas side of the indoor heat exchanger 31 is connected to the gas refrigerant communication pipe 5.
  • the outdoor unit 2 is installed outdoors (on the roof of a building, near the wall of the building, etc.) and constitutes a part of the refrigerant circuit 6.
  • the outdoor unit 2 mainly includes a compressor 21, a four-way switching valve 22, an outdoor heat exchanger 23, an outdoor expansion valve 24, an accumulator 25, a liquid closing valve 26, a gas closing valve 27, and an economizer heat exchanger 23. It has an exchanger 28 and a control section 29.
  • the compressor 21 compresses low pressure gas refrigerant into high pressure gas refrigerant.
  • the compressor 21 is driven by a compressor motor.
  • Compressor 21 is a rotary compressor.
  • intermediate injection is performed in which a part of the intermediate pressure refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 toward the outdoor expansion valve 24 is supplied to the compressor 21 compressing the refrigerant.
  • the intermediate pressure is a predetermined pressure between the pressure of the gas refrigerant sucked into the compressor 21 (low pressure) and the pressure of the gas refrigerant discharged from the compressor 21 (high pressure).
  • the four-way switching valve 22 switches the connection state of the internal piping of the outdoor unit 2.
  • the four-way switching valve 22 realizes the connected state shown by the broken line in FIG. 1 .
  • the four-way switching valve 22 realizes the connected state shown by the solid line in FIG. 1 .
  • the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat between the refrigerant circulating in the refrigerant circuit 6 and outdoor air.
  • the outdoor heat exchanger 23 has a refrigerant flow path through which a refrigerant flows, and heat transfer fins that are in contact with outdoor air.
  • the outdoor heat exchanger 23 functions as a refrigerant radiator (condenser) during cooling operation, and functions as a refrigerant heat absorber (evaporator) during heating operation.
  • the outdoor expansion valve 24 is an electric valve or a solenoid valve whose opening degree can be adjusted.
  • the outdoor expansion valve 24 reduces the pressure of the refrigerant flowing through the internal piping of the outdoor unit 2.
  • the outdoor expansion valve 24 controls the flow rate of refrigerant flowing through the internal piping of the outdoor unit 2 .
  • the accumulator 25 is arranged in the suction side piping of the compressor 21.
  • the accumulator 25 separates the gas-liquid mixed refrigerant flowing through the refrigerant circuit 6 into a gas refrigerant and a liquid refrigerant, and stores the liquid refrigerant.
  • the gas refrigerant separated by the accumulator 25 is sent to the suction port of the compressor 21.
  • the liquid shutoff valve 26 and the gas shutoff valve 27 are valves that can shut off the refrigerant flow path.
  • the liquid shutoff valve 26 is arranged between the indoor heat exchanger 31 and the outdoor expansion valve 24.
  • the gas shutoff valve 27 is arranged between the indoor heat exchanger 31 and the four-way switching valve 22.
  • the liquid shutoff valve 26 and the gas shutoff valve 27 are opened and closed by an operator, for example, when installing the air conditioner 1.
  • the economizer heat exchanger 28 is arranged between the outdoor heat exchanger 23 and the outdoor expansion valve 24.
  • the economizer heat exchanger 28 exchanges heat between the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 toward the outdoor expansion valve 24 and the refrigerant flowing through the economizer piping 90 .
  • the economizer pipe 90 is a pipe that branches from between the economizer heat exchanger 28 and the outdoor expansion valve 24 in the refrigerant circuit 6 and is connected to an injection pipe 92 (described later).
  • An economizer valve 91 is attached to the economizer pipe 90.
  • the refrigerant flowing through the economizer pipe 90 is depressurized by the economizer valve 91 and then exchanges heat with the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 toward the outdoor expansion valve 24 in the economizer heat exchanger 28 .
  • the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 23 toward the outdoor expansion valve 24 and the refrigerant heat-exchanged in the economizer heat exchanger 28 are supplied to the injection pipe 92 as intermediate-pressure refrigerant.
  • the control unit 29 is a computer that controls the components of the outdoor unit 2.
  • the control unit 29 mainly includes a calculation device and a storage device.
  • the arithmetic device is, for example, a CPU or a GPU.
  • the arithmetic device reads a program stored in the storage device and performs predetermined arithmetic processing according to this program.
  • the arithmetic device writes arithmetic results to a storage device and reads information stored in the storage device according to a program.
  • the liquid refrigerant communication pipe 4 and the gas refrigerant communication pipe 5 are installed on-site when the air conditioner 1 equipped with the refrigerant circuit 6 is installed in a building or other installation location. This is refrigerant piping.
  • the length and diameter of the liquid refrigerant communication pipe 4 and the gas refrigerant communication pipe 5 are determined depending on installation conditions such as the installation location of the air conditioner 1 and the combination of the outdoor unit 2 and the indoor unit 3.
  • the refrigerant flowing through the liquid refrigerant communication pipe 4 may be a liquid or a gas-liquid two-phase refrigerant.
  • the liquid refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 31 is sent to the outdoor expansion valve 24 through the liquid refrigerant communication pipe 4 and the liquid shutoff valve 26.
  • the refrigerant sent to the outdoor expansion valve 24 is reduced in pressure by the outdoor expansion valve 24 to the low pressure of the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant whose pressure has been reduced by the outdoor expansion valve 24 is sent to the outdoor heat exchanger 23.
  • the low-pressure refrigerant sent to the outdoor heat exchanger 23 exchanges heat with outdoor air in the outdoor heat exchanger 23, evaporates, and becomes a low-pressure gas refrigerant.
  • the low-pressure refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 23 is sucked into the compressor 21 again through the four-way switching valve 22 and the accumulator 25.
  • the liquid refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 23 is reduced in pressure by the outdoor expansion valve 24 to the low pressure of the refrigeration cycle.
  • the low-pressure refrigerant whose pressure has been reduced by the outdoor expansion valve 24 is sent to the indoor heat exchanger 31 through the liquid closing valve 26 and the liquid refrigerant communication pipe 4.
  • the refrigerant sent to the indoor heat exchanger 31 exchanges heat with indoor air in the indoor heat exchanger 31, evaporates, and becomes a low-pressure gas refrigerant. This cools the indoor air.
  • the gas refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 31 is sucked into the compressor 21 again through the gas refrigerant communication pipe 5, the gas shutoff valve 27, the four-way switching valve 22, and the accumulator 25.
  • the compressor 21 mainly includes a casing 10, a compression mechanism 15, a drive motor 16, a crankshaft 17, and a suction pipe 19. , a discharge pipe 20, an injection pipe 92, and an injection valve 93.
  • the casing 10 includes a cylindrical body 11, a bowl-shaped top 12, and a bowl-shaped bottom 13.
  • the top portion 12 is airtightly connected to the upper end portion of the body portion 11 .
  • the bottom portion 13 is airtightly connected to the lower end portion of the body portion 11 .
  • the casing 10 is formed of a rigid member that is less likely to be deformed or damaged by changes in pressure and temperature in the internal and external spaces of the casing 10.
  • the casing 10 is arranged such that the cylindrical axis of the body 11 is along the vertical direction.
  • the lower part of the internal space of the casing 10 is an oil storage section 10a in which lubricating oil is stored.
  • the lubricating oil is refrigerating machine oil used to improve the lubricity of the sliding parts inside the casing 10.
  • the casing 10 mainly accommodates a compression mechanism 15, a drive motor 16, and a crankshaft 17.
  • Compression mechanism 15 is connected to drive motor 16 via crankshaft 17 .
  • the suction pipe 19, the discharge pipe 20, and the injection pipe 92 are connected to the casing 10 in an airtight manner so as to pass through the casing 10.
  • the compression mechanism 15 mainly includes a front head 83, a cylinder 84, a rear head 85, a piston 81, and a bush 82. Ru.
  • the front head 83, cylinder 84, and rear head 85 are integrally fastened with bolts or the like.
  • the space above the compression mechanism 15 is a high-pressure space HS from which the refrigerant compressed by the compression mechanism 15 is discharged.
  • the compression mechanism 15 is immersed in lubricating oil stored in the oil storage portion 10a.
  • the lubricating oil in the oil storage portion 10a is supplied to the sliding portion inside the compression mechanism 15 by differential pressure or the like. Next, each component of the compression mechanism 15 will be explained.
  • the cylinder 84 mainly includes a cylinder hole 84a, a suction hole 84b, a discharge notch 84c, a bush accommodation hole 84d, and a vane accommodation hole 84e. and an injection passage 84g.
  • Cylinder 84 is located between front head 83 and rear head 85.
  • a first cylinder end surface 86a which is an upper end surface of the cylinder 84, contacts the lower surface of the front head 83.
  • a second cylinder end surface 86b which is a lower end surface of the cylinder 84, contacts the upper surface of the rear head 85.
  • the cylinder hole 84a is a cylindrical hole that vertically passes through the cylinder 84 from the first cylinder end surface 86a toward the second cylinder end surface 86b.
  • the cylinder hole 84a is a space surrounded by a cylinder inner circumferential surface 86c, which is the inner circumferential surface of the cylinder 84.
  • the cylinder hole 84a accommodates the eccentric shaft portion 17a of the crankshaft 17 and the piston 81.
  • the suction hole 84b is a hole that penetrates along the radial direction of the cylinder 84 from the cylinder outer circumferential surface 86d, which is the outer circumferential surface of the cylinder 84, toward the cylinder inner circumferential surface 86c.
  • the discharge notch 84c is a space formed by cutting out a part of the cylinder inner peripheral surface 86c without penetrating the cylinder 84 in the vertical direction.
  • the discharge notch 84c is formed on the first cylinder end surface 86a side.
  • the bush accommodation hole 84d is a hole that vertically penetrates the cylinder 84 and is located between the suction hole 84b and the discharge notch 84c when the cylinder 84 is viewed along the vertical direction.
  • the bush accommodation hole 84d accommodates a portion of the vane 81b and the bush 82.
  • the vane housing hole 84e is a hole that vertically penetrates the cylinder 84 and communicates with the bush housing hole 84d.
  • the vane accommodation hole 84e accommodates a portion of the vane 81b.
  • the injection passage 84g is a hole that penetrates along the radial direction of the cylinder 84 from the cylinder outer peripheral surface 86d toward the cylinder inner peripheral surface 86c. As shown in FIG. 3, when the cylinder 84 is viewed in the vertical direction, the bush accommodation hole 84d is arranged between the suction hole 84b and the injection passage 84g. An injection valve 93 is arranged in the injection passage 84g.
  • the injection passage 84g communicates with the injection pipe 92 on the side of the cylinder outer circumferential surface 86d, and communicates with the compression chamber 40 on the side of the cylinder inner circumferential surface 86c.
  • the piston 81 is a substantially cylindrical member inserted into the cylinder hole 84a of the cylinder 84.
  • the upper end surface of the piston 81 contacts the lower surface of the front head 83.
  • the lower end surface of the piston 81 contacts the upper surface of the rear head 85.
  • the piston 81 is inserted into the cylinder hole 84a of the cylinder 84 while being fitted into the eccentric shaft portion 17a of the crankshaft 17. Thereby, the piston 81 rotates eccentrically due to the rotation of the axis of the crankshaft 17, and performs a revolution movement around the rotation axis 17g of the crankshaft 17.
  • the piston 81 revolves clockwise when the compression mechanism 15 is viewed from above.
  • the vane 81b is accommodated in the bush accommodation hole 84d and the vane accommodation hole 84e of the cylinder 84.
  • the vane 81b is formed integrally with the piston 81.
  • the vane 81b extends along the radial direction of the piston 81 so as to protrude outward in the radial direction of the piston 81.
  • the bush 82 supports the vane 81b while rotating in the bush accommodation hole 84d.
  • the compression mechanism 15 has a compression chamber 40 that is a space surrounded by a cylinder 84, a piston 81, a vane 81b, a front head 83, and a rear head 85.
  • the compression chamber 40 is a part of the cylinder hole 84a, and is a space in which the refrigerant is compressed as the volume changes as the piston 81 revolves.
  • the compression chamber 40 is supplied with lubricating oil from the oil reservoir 10a.
  • the compression chamber 40 is divided by the piston 81 and the vane 81b into a low pressure chamber 40a that communicates with the suction hole 84b, and a high pressure chamber 40b that communicates with the discharge notch 84c and the injection passage 84g.
  • the low pressure chamber 40a and the high pressure chamber 40b are areas surrounded by the cylinder inner peripheral surface 86c and the piston outer peripheral surface 81c, which is the outer peripheral surface of the piston 81.
  • the volumes of the low pressure chamber 40a and the high pressure chamber 40b change depending on the position of the piston 81.
  • the bush 82 is a pair of substantially semi-cylindrical members.
  • the bush 82 is accommodated in the bush accommodation hole 84d of the cylinder 84 so as to sandwich the vane 81b.
  • Bush 82 is slidable on cylinder 84 .
  • the front head 83 is a member that covers the first cylinder end surface 86a of the cylinder 84.
  • the front head 83 is fastened to the casing 10 with bolts or the like.
  • the front head 83 has an upper bearing portion 23a for supporting the crankshaft 17.
  • the front head 83 has a discharge port 23b.
  • the discharge port 23b is a cylindrical hole that vertically passes through the front head 83.
  • the discharge port 23b communicates with the discharge notch 84c and the compression chamber 40 (high pressure chamber 40b) on the lower side in the vertical direction.
  • the discharge port 23b communicates with the high pressure space HS on the vertically upper side.
  • the discharge port 23b is a flow path for sending the refrigerant compressed by the compression mechanism 15 from the high pressure chamber 40b to the high pressure space HS.
  • a discharge valve 23c that closes the discharge port 23b is attached to the upper surface of the front head 83.
  • the discharge valve 23c is a valve for preventing backflow of refrigerant from the high pressure space HS to the high pressure chamber 40b.
  • the discharge valve 23c is lifted upward by the pressure of the refrigerant inside the discharge port 23b. This opens the discharge port 23b, and the discharge port 23b communicates with the high pressure space HS.
  • the rear head 85 is a member that covers the second cylinder end surface 86b of the cylinder 84.
  • the rear head 85 has a lower bearing portion 25a for supporting the crankshaft 17.
  • the cylinder hole 84a of the cylinder 84 is closed by the front head 83 and the rear head 85.
  • the drive motor 16 is a brushless DC motor housed inside the casing 10 and disposed above the compression mechanism 15.
  • the drive motor 16 mainly includes a stator 51 fixed to the inner wall surface of the casing 10 and a rotor 52 rotatably housed inside the stator 51. An air gap is provided between the stator 51 and the rotor 52.
  • the stator 51 includes a stator core 61 and a pair of insulators 62 attached to both end surfaces of the stator core 61 in the vertical direction.
  • Stator core 61 has a cylindrical portion and a plurality of teeth (not shown) that protrude radially inward from the inner peripheral surface of the cylindrical portion.
  • a conducting wire is wound around the teeth of the stator core 61 along with a pair of insulators 62 . Thereby, a coil 72a is formed in each tooth of the stator core 61.
  • a plurality of core cut portions are provided on the outer surface of the stator 51, extending from the upper end surface to the lower end surface of the stator 51 and at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the core cut portion forms a motor cooling passage extending vertically between the body portion 11 and the stator 51.
  • the rotor 52 has a rotor core 52a made up of a plurality of vertically stacked metal plates, and a plurality of magnets 52b embedded in the rotor core 52a.
  • the magnets 52b are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rotor core 52a.
  • the rotor 52 is connected to a crankshaft 17 that vertically passes through its center of rotation.
  • the rotor 52 is connected to the compression mechanism 15 via the crankshaft 17.
  • crankshaft 17 (2-1-4) Crankshaft
  • the crankshaft 17 is housed inside the casing 10 and arranged so that its axial direction runs along the vertical direction.
  • the crankshaft 17 is connected to the rotor 52 of the drive motor 16 and the piston 81 of the compression mechanism 15.
  • the crankshaft 17 has an eccentric shaft portion 17a.
  • the eccentric shaft portion 17a is connected to a piston 81 inserted into a cylinder hole 84a of a cylinder 84.
  • An upper end of the crankshaft 17 is connected to a rotor 52 of the drive motor 16.
  • the crankshaft 17 is supported by an upper bearing portion 23a of the front head 83 and a lower bearing portion 25a of the rear head 85.
  • the crankshaft 17 rotates around a rotating shaft 17g.
  • Suction pipe 19 is a pipe that passes through the body 11 of the casing 10. The end of the suction pipe 19 inside the casing 10 is fitted into the suction hole 84b of the cylinder 84. The end of the suction pipe 19 located outside the casing 10 is connected to the refrigerant circuit 6. Suction pipe 19 supplies refrigerant from refrigerant circuit 6 to compression mechanism 15 .
  • the discharge pipe 20 is a pipe that penetrates the top 12 of the casing 10.
  • the end of the discharge pipe 20 inside the casing 10 is located in the space above the drive motor 16.
  • the end of the discharge pipe 20 outside the casing 10 is connected to the refrigerant circuit 6.
  • the discharge pipe 20 supplies the refrigerant compressed by the compression mechanism 15 to the refrigerant circuit 6.
  • the injection piping 92 is a pipe that penetrates the body 11 of the casing 10. An end of the injection pipe 92 inside the casing 10 is connected to an injection valve 93 disposed within the injection passage 84g of the cylinder 84. The end of the injection pipe 92 outside the casing 10 is connected to the economizer pipe 90. The injection pipe 92 supplies the refrigerant in the economizer pipe 90 to the injection passage 84g.
  • the injection valve 93 performs intermediate injection and suppresses backflow of refrigerant from the compression chamber 40 to the injection passage 84g.
  • the injection valve 93 mainly includes a valve body 94, a valve retainer 95, and a valve seat 96.
  • the valve holder 95 and the valve seat 96 are fixed to the cylinder 84 by being press-fitted into the injection passage 84g.
  • the valve retainer 95 and the valve seat 96 are arranged apart from each other.
  • the space between the valve holder 95 and the valve seat 96 is a first space 97 in which the valve body 94 is accommodated so as to be movable along the first direction D1.
  • the first space 97 is a cylindrical space.
  • the valve holder 95 is arranged closer to the injection pipe 92 than the valve body 94 is.
  • the valve seat 96 is arranged closer to the compression chamber 40 than the valve body 94 is.
  • the injection passage 84g is a circular hole whose inner diameter differs along the first direction D1.
  • the injection passage 84g has the largest inner diameter at the end on the cylinder outer circumferential surface 86d side, and has the smallest inner diameter at the end on the cylinder inner circumferential surface 86c side. Specifically, the inner diameter of the injection passage 84g increases from the cylinder inner peripheral surface 86c side toward the cylinder outer peripheral surface 86d side.
  • the valve body 94 is a circular flat plate.
  • the valve body 94 is made of spring steel such as GIN6 (hardened stainless steel manufactured by Hitachi Metals).
  • GIN6 hardened stainless steel manufactured by Hitachi Metals
  • a circular second hole 94a is formed in the center of the valve body 94.
  • the valve body 94 has an annular peripheral portion 94b located around the second hole 94a. In FIG. 8, the peripheral portion 94b is shown as a hatched area.
  • the valve body 94 is arranged in the first space 97 so as to be movable along the first direction D1.
  • the valve holder 95 is press-fitted into the injection passage 84g on the cylinder outer peripheral surface 86d side.
  • the valve holder 95 has a shape in which the outer diameter differs along the first direction D1. A portion of the valve holder 95 protrudes outward from the cylinder outer peripheral surface 86d.
  • An injection pipe 92 is inserted into the valve holder 95 from the cylinder outer peripheral surface 86d side.
  • the injection pipe 92 is fixed to a valve holder 95.
  • an O-ring 92a attached to the injection pipe 92 separates the injection passage 84g from the high pressure space HS.
  • the valve holder 95 is formed with a first hole 95a, a closing portion 95b, and a buffer space 95c.
  • the first hole 95a is a hole through which the refrigerant passes, and is closed by the valve body 94 when the refrigerant flows out from the compression chamber 40.
  • the first hole 95a penetrates the valve retainer 95 along the first direction D1.
  • the closing portion 95b is an annular region located at the center of the valve holder 95 when the valve holder 95 is viewed from the cylinder inner circumferential surface 86c side along the first direction D1.
  • the plurality of first holes 95a are formed around the closing portion 95b.
  • the buffer space 95c is formed so that its center overlaps the center of the closing portion 95b along the first direction D1.
  • the closure 95b is shown as a hatched area. In the valve holder 95 shown in FIG.
  • first holes 95a are arranged in a circle.
  • the outer diameter of the closing portion 95b is larger than the diameter of the second hole 94a of the valve body 94.
  • the diameter of the first hole 95a is smaller than the width of the peripheral edge 94b of the valve body 94 (the radial dimension of the valve body 94).
  • the buffer space 95c is a space that is formed in communication with the first space 97 so that the refrigerant that has flowed into the first space 97 from the compression chamber 40 flows therein before reaching the first hole 95a.
  • the buffer space 95c is formed closer to the injection pipe 92 than the second hole 94a.
  • the buffer space 95c is a cylindrical recess formed in the surface of the closing portion 95b that faces the valve body 94.
  • the buffer space 95c is formed to be located on the central axis CL of the first space 97 together with the second hole 94a (see FIG. 7).
  • the buffer space 95c is formed so that the area of the circular opening 95co facing the valve body 94 is smaller than the flow path area of the second hole 94a.
  • the ratio of the area of the opening 95co of the buffer space 95c facing the valve body 94 to the flow path area of the second hole 94a is preferably 0.5 or more and 1.0 or less. It is preferable that the opening 95co is formed so that the entire opening 95co is exposed to the cylinder inner peripheral surface 86c side through the second hole 94a. In other words, it is preferable that the opening 95co be formed so that no region overlaps with the peripheral edge 94b when viewed along the first direction D1 from the cylinder inner circumferential surface 86c side.
  • the ratio between the depth d (see FIG. 7) of the first space 97 of the buffer space 95c in the first direction D1 and the length L of the first hole 95a in the first direction D1 is 0.3 or more. It is preferably 6 or less. Further, the ratio of the volume of a third hole 96a (described later) formed in the first space 97 and the valve seat 96 to the volume of the buffer space 95c is preferably 0.2 or more and 0.8 or less.
  • the valve holder 95 restricts movement of the valve body 94 toward the injection pipe 92 side. In other words, when the valve body 94 moves in the first direction D1 toward the injection pipe 92, it is movable until it hits the valve holder 95.
  • the valve body 94 is in contact with the valve holder 95, the first hole 95a of the valve holder 95 is closed by the peripheral edge 94b of the valve body 94.
  • the second hole 94a of the valve body 94 is closed by the closing portion 95b of the valve holder 95.
  • the first hole 95a of the valve holder 95 is not closed by the peripheral edge 94b of the valve body 94.
  • the second hole 94a of the valve body 94 is not closed by the closing portion 95b of the valve holder 95.
  • the first hole 95a of the valve holder 95 is opened and closed by the valve body 94.
  • the valve body 94 is in contact with the valve holder 95, the second hole 94a of the valve body 94 and the first hole 95a of the valve holder 95 are closed, so the injection valve 93 is closed. (See Figure 5). Therefore, the refrigerant in the injection pipe 92 cannot pass through the first hole 95a and the second hole 94a and flow into the compression chamber 40.
  • the valve body 94 is separated from the valve holder 95, the second hole 94a of the valve body 94 and the first hole 95a of the valve holder 95 are not blocked, so the injection valve 93 is open. state (see Figure 6). Therefore, the refrigerant in the injection pipe 92 can flow into the compression chamber 40 through the first hole 95a and the second hole 94a.
  • the valve seat 96 restricts movement of the valve body 94 toward the compression chamber 40 side.
  • the valve seat 96 is press-fitted into the injection passage 84g on the cylinder inner peripheral surface 86c side.
  • the valve seat 96 has a cylindrical shape with an approximately constant outer diameter along the first direction D1.
  • the valve seat 96 has a third hole 96a.
  • the third hole 96a penetrates the valve seat 96 along the first direction D1.
  • the valve seat 96 communicates the first space 97 and the compression chamber 40 .
  • the third hole 96a includes an enlarged portion 96ae whose inner diameter increases from the compression chamber 40 side to the opening on the injection pipe 92 side.
  • the smallest inner diameter of the third hole 96a is approximately the same as the inner diameter of the second hole 94a of the valve body 94.
  • the inner diameter of the opening of the enlarged portion 96ae, which is the largest inner diameter of the third hole 96a, is larger than the inner diameter of the second hole 94a of the valve body 94.
  • the third hole 96a is always in communication with the compression chamber 40 via the injection passage 84g.
  • valve body 94 When the valve body 94 moves in the first direction D1 toward the compression chamber 40, it is movable until it hits the valve seat 96. When the valve body 94 is in contact with the valve seat 96, the second hole 94a of the valve body 94 communicates with the third hole 96a of the valve seat 96. When the valve body 94 is in contact with the valve seat 96, the valve body 94 is separated from the valve holder 95, so the injection valve 93 is in an open state (see FIG. 6).
  • the compression chamber 40 (low pressure chamber 40a) communicating with the suction hole 84b gradually increases in volume.
  • low-pressure refrigerant flows into the low-pressure chamber 40a from the outside of the casing 10 via the suction pipe 19.
  • the low pressure chamber 40a becomes a high pressure chamber 40b communicating with the discharge notch 84c, and the high pressure chamber 40b gradually decreases in volume and disappears, and then a new low pressure chamber 40a is formed.
  • the low-pressure refrigerant that has flowed into the low-pressure chamber 40a from the suction pipe 19 via the suction hole 84b is compressed in the compression chamber 40 (high-pressure chamber 40b). While the refrigerant is being compressed in the compression chamber 40, the vane 81b is held movably between the pair of bushes.
  • the high-pressure refrigerant compressed in the high-pressure chamber 40b is discharged into the high-pressure space HS via the discharge notch 84c and the discharge port 23b.
  • the refrigerant discharged into the high pressure space HS passes through the motor cooling passage of the drive motor 16 and flows upward, and then is discharged from the discharge pipe 20 to the outside of the casing 10 .
  • Intermediate injection is performed by supplying intermediate pressure refrigerant from the injection passage 84g to the high pressure chamber 40b while the injection valve 93 is open. Intermediate injection is performed when the pressure in the compression chamber 40 (high pressure chamber 40b) is lower than the intermediate pressure, and is not performed when the pressure in the compression chamber 40 (high pressure chamber 40b) is equal to or higher than the intermediate pressure.
  • the injection valve 93 repeats opening and closing as described below.
  • the compression chamber 40 is not divided into a low pressure chamber 40a and a high pressure chamber 40b by the piston 81, and the compression chamber 40 communicates with both the suction hole 84b and the injection passage 84g. Therefore, the compression chamber 40 is filled with low-pressure refrigerant flowing from the suction hole 84b. Since the pressure in the compression chamber 40 is lower than the intermediate pressure, the intermediate pressure causes the valve body 94 to move toward and impinge on the valve seat 96 . As a result, the injection valve 93 opens and intermediate injection is performed (see FIG. 6).
  • the piston 81 When the piston 81 revolves from the state shown in FIG. 10, as shown in FIG. 11, the piston 81 closes the opening of the suction hole 84b in the cylinder inner peripheral surface 86c. At this time, the compression chamber 40 is divided into a low pressure chamber 40a and a high pressure chamber 40b by the piston 81, and the high pressure chamber 40b communicates with the injection passage 84g. After that, when the piston 81 further revolves and the pressure in the high pressure chamber 40b increases, the pressure in the high pressure chamber 40b becomes equal to or higher than the intermediate pressure. As a result, the valve body 94 moves toward the valve holder 95 due to the pressure in the high pressure chamber 40b and hits the valve holder 95. As a result, the injection valve 93 closes and the intermediate injection ends (see FIG. 5).
  • the refrigerant in the compression chamber 40 flows into the first space 97 immediately before the intermediate injection ends. At least a portion of the refrigerant that has flowed into the first space 97 passes through the second hole 94a of the valve body 94 and flows into the buffer space 95c before reaching the first hole 95a, as shown by the arrow in FIG. This causes a time lag between when the refrigerant flows into the first space 97 and when it reaches the first hole 95a.
  • the valve body 94 that was in contact with the valve seat 96 during the intermediate injection can move toward the valve holder 95 and close the first hole 95a of the valve holder 95 during this time lag.
  • the inner diameter of the enlarged portion 96ae formed in the third hole 96a is larger than the inner diameter of the second hole 94a formed in the valve body 94.
  • the piston 81 closes the opening of the injection passage 84g in the cylinder inner peripheral surface 86c.
  • the compression chamber 40 is divided into a low pressure chamber 40a and a high pressure chamber 40b by the piston 81, and the low pressure chamber 40a is in communication with the suction hole 84b. Therefore, the low pressure chamber 40a is filled with low pressure refrigerant flowing from the suction hole 84b.
  • the piston 81 further revolves and the low pressure chamber 40a communicates with the injection passage 84g
  • the pressure in the low pressure chamber 40a is lower than the intermediate pressure, so the intermediate pressure moves the valve body 94 toward the valve seat 96. It corresponds to the valve seat 96.
  • the injection valve 93 opens and intermediate injection is performed (see FIG. 6).
  • the piston 81 is located at the top dead center, as shown in FIG.
  • the injection valve 93 opens and closes due to the pressure difference between the refrigerant in the compression chamber 40 and the intermediate pressure refrigerant in the injection pipe 92.
  • the injection valve 93 opens and intermediate injection is performed.
  • the injection valve 93 is closed and intermediate injection is not performed.
  • the injection valve 93 can perform intermediate injection and suppress the refrigerant from flowing out from the compression chamber 40 to the injection passage 84g when the intermediate injection is not performed. Therefore, since a sufficient amount of intermediate pressure refrigerant is supplied to the compression chamber 40 while the compressor 21 is operating, the compressor 21 can achieve a higher compression ratio than when the injection valve 93 is not provided. It will be done.
  • the compressor 21 includes a compression mechanism 15, an injection valve 93, and an injection pipe 92.
  • the compression mechanism 15 has a compression chamber 40 in which refrigerant is compressed.
  • the injection valve 93 is arranged in the injection passage 84g communicating with the compression chamber 40.
  • the injection pipe 92 supplies refrigerant to the injection passage 84g.
  • the injection valve 93 has a valve body 94, a valve holder 95, and a valve seat 96.
  • the valve body 94 is arranged so as to be movable along the first direction D1.
  • the valve holder 95 is disposed closer to the injection pipe 92 than the valve body 94 and restricts movement of the valve body 94 toward the injection pipe 92.
  • the valve seat 96 is disposed closer to the compression chamber 40 than the valve body 94, and restricts movement of the valve body 94 toward the compression chamber 40.
  • the valve holder 95 is formed with a first hole 95a through which the refrigerant passes and which is closed by the valve body 94 when the refrigerant flows out from the compression chamber 40.
  • the valve body 94 is formed with a second hole 94a through which the refrigerant passes.
  • the compressor 21 communicates with a first space 97 in which the valve body 94 is accommodated between the valve holder 95 and the valve seat 96, and the refrigerant flowing into the first space 97 from the compression chamber 40 reaches the first hole 95a.
  • a buffer space 95c flowing forward is formed.
  • the injection valve 93 that uses the pressure difference between the compression chamber 40 and the injection passage 84g to move the plate-shaped valve body 94 has a smaller structure than the check valve that uses a spring member to move the valve body 94. It's simple. On the other hand, depending on the weight and shape, the valve body 94 may not move quickly inside the first space 97, and high-pressure refrigerant may flow out from the compression chamber 40 to the injection passage 84g just before the intermediate injection ends. There was a possibility that a high compression ratio could not be achieved.
  • the valve body 94 which was in contact with the valve seat 96 during the intermediate injection, moves toward the valve holder 95 during this time lag, blocks the first hole 95a of the valve holder 95, and prevents the refrigerant from flowing out from the compression chamber 40 to the injection passage 84g. It can be suppressed.
  • the compressor 21 has a simple structure in which the injection valve 93 does not use a spring member, by suppressing the outflow of refrigerant from the compression chamber 40 to the injection passage 84g immediately before the end of intermediate injection, High compression efficiency can be obtained.
  • the buffer space 95c is formed closer to the injection pipe 92 than the second hole 94a.
  • the buffer space 95c is a recess formed in the surface of the valve holder 95 facing the valve body 94.
  • the first space 97 has a cylindrical shape.
  • the valve body 94 is a circular flat plate with a second hole 94a formed in the center.
  • the buffer space 95c is located on the central axis CL of the first space 97 together with the second hole 94a.
  • the buffer space 95c and the second hole 94a are located on the central axis CL, most of the refrigerant that has passed through the second hole 94a can flow into the buffer space 95c, and the refrigerant from the compression chamber 40 can be Spillage is effectively suppressed.
  • the ratio of the area of the opening 95co of the buffer space 95c facing the valve body 94 to the flow path area of the second hole 94a is 0.5 or more and 1.0 or less.
  • the ratio of the depth d of the first space 97 of the buffer space 95c in the first direction D1 to the length L of the first hole 95a in the first direction D1 is 0.3 or more and 0.6 or less.
  • the valve seat 96 is formed with a third hole 96a that communicates the first space 97 and the compression chamber 40.
  • the ratio of the volumes of the first space 97 and the third hole 96a to the volume of the buffer space 95c is 0.2 or more and 0.8 or less.
  • the air conditioner 1 includes a compressor 21.
  • the air conditioner 1 includes a compressor 21 with high compression efficiency, it is possible to perform air conditioning operation with high efficiency.
  • the injection valve 93 can be applied to compressors other than rotary compressors.
  • the injection valve 93 can also be applied to a scroll type compressor.
  • Air conditioner 15 Compression mechanism 21: Compressor 40: Compression chamber 84g: Injection passage 92: Injection piping 93: Injection valve 94: Valve body 94a: Second hole 95: Valve holder 95a: First hole 95c: Buffer Space 95co: Opening of buffer space 96: Valve seat 96a: Third hole 97: First space CL: Central axis of first space d: Depth of buffer space in first direction L: First direction D1 of first hole Length in D1: first direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Compressor (AREA)

Abstract

シンプルな構造でありながら高い圧縮効率を得られる圧縮機およびこの圧縮機を備えた空気調和装置を提案する。圧縮機(21)は、圧縮室(40)と連通するインジェクション通路(84g)に配置されるインジェクション弁(93)を有する。インジェクション弁(93)は、弁本体(94)と、弁押さえ(95)と、弁座(96)とを有する。弁本体(94)は、第1方向(D1)に沿って移動可能に配置される。弁押さえ(95)は、弁本体(94)のインジェクション配管(92)側への移動を規制する。弁座(96)は、弁本体(94)の圧縮室(40)側への移動を規制する。弁押さえ(95)は、圧縮室(40)から冷媒が流出する際に弁本体(94)により閉塞される第1孔(95a)が形成される。弁本体(94)は、第2孔(94a)が形成される。圧縮機(21)は、圧縮室(40)から弁本体(94)が収容された第1空間(97)に流入した冷媒が第1孔(95a)に達する前に流れ込むバッファ空間(95c)が形成される。

Description

圧縮機および空気調和装置
 圧縮機および空気調和装置に関する。
 特許文献1(国際公開第2017/221571号)は、中間圧の冷媒を圧縮室へ流入させるインジェクション機構を備える圧縮機を開示している。このインジェクション機構は、圧縮室からインジェクション通路への冷媒の流れを抑制する逆止弁を有する。この逆止弁は、弁体およびバネ部材を有し、圧縮室内の冷媒が高圧である場合は圧縮室からインジェクション通路へ冷媒が流出することを規制し、圧縮室内の冷媒が低圧である場合はインジェクション通路から圧縮室へ中間圧の冷媒が流入することを許容する。
 これとは異なる形態の逆止弁として、収容空間に収容された板状の弁体を圧縮室の内外における冷媒の圧力差を用いて動かす逆止弁が知られている。板状の弁体を有する逆止弁は、バネ部材を有する逆止弁と比べて構造がシンプルである反面で、弁体の重量や形状によっては、圧縮室内の冷媒が高圧になっても速やかに弁体が動かず、圧縮室から高圧の冷媒を流出させてしまい高い圧縮効率を得られないという課題があった。
 本開示は、シンプルな構造でありながら高い圧縮効率を得られる圧縮機およびこの圧縮機を備えた空気調和装置を提案する。
 第1観点の圧縮機は、圧縮機構と、インジェクション弁と、インジェクション配管とを備える。圧縮機構は、冷媒が圧縮される圧縮室を有する。インジェクション弁は、圧縮室と連通するインジェクション通路に配置される。インジェクション配管は、インジェクション通路に冷媒を供給する。
 インジェクション弁は、弁本体と、弁押さえと、弁座とを有する。弁本体は、第1方向に沿って移動可能に配置される。弁押さえは、弁本体よりもインジェクション配管側に配置され、弁本体のインジェクション配管側への移動を規制する。弁座は、弁本体よりも圧縮室側に配置され、弁本体の圧縮室側への移動を規制する。弁押さえは、圧縮室から冷媒が流出する冷媒が通過する第1孔が形成される。弁本体は、冷媒が通過する第2孔が形成される。
 圧縮機は、弁押さえと弁座との間において弁本体が収容された第1空間に連通し、圧縮室から第1空間に流入した冷媒が流れ込むバッファ空間が形成される。
 圧縮機では、中間圧の冷媒が圧縮機に供給される中間インジェクションの終了する直前に第1空間に流入した冷媒の少なくとも一部は、第1孔に達する前にバッファ空間に流れ込む。これにより、冷媒が第1空間に流入してから第1孔に達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座に当たっていた弁本体は、このタイムラグの間に弁押さえに向かって移動し圧縮室からインジェクション通路へ冷媒の流出を抑制できる。
 第2観点の圧縮機は、圧縮機構と、インジェクション弁と、インジェクション配管とを備える。圧縮機構は、冷媒が圧縮される圧縮室を有する。インジェクション弁は、圧縮室と連通するインジェクション通路に配置される。インジェクション配管は、インジェクション通路に冷媒を供給する。
 インジェクション弁は、弁本体と、弁押さえと、弁座とを有する。弁本体は、第1方向に沿って移動可能に配置される。弁押さえは、弁本体よりもインジェクション配管側に配置され、弁本体のインジェクション配管側への移動を規制する。弁座は、弁本体よりも圧縮室側に配置され、弁本体の圧縮室側への移動を規制する。弁押さえは、冷媒が通過し、圧縮室から冷媒が流出する際に弁本体により閉塞される第1孔が形成される。弁本体は、冷媒が通過する第2孔が形成される。
 圧縮機は、弁押さえと弁座との間において弁本体が収容された第1空間に連通し、圧縮室から第1空間に流入した冷媒が第1孔に達する前に流れ込むバッファ空間が形成される。
 圧縮機では、中間圧の冷媒が圧縮機に供給される中間インジェクションの終了する直前に第1空間に流入した冷媒の少なくとも一部は、第1孔に達する前にバッファ空間に流れ込む。これにより、冷媒が第1空間に流入してから第1孔に達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座に当たっていた弁本体は、このタイムラグの間に弁押さえに向かって移動し圧縮室からインジェクション通路へ冷媒の流出を抑制できる。
 このように、本圧縮機は、インジェクション弁がバネ部材を用いないシンプルな構造でありながら、中間インジェクションが終了する直前における圧縮室からインジェクション通路への冷媒の流出を抑制することで、高い圧縮効率を得られる。
 第3観点の圧縮機は、第1または第2観点の圧縮機であって、バッファ空間が、第2孔よりもインジェクション配管側に形成されている。
 第4観点の圧縮機は、第1乃至第3観点のいずれか1つの圧縮機であって、バッファ空間が、弁押さえの弁本体に対向する面に形成された凹部である。
 第5観点の圧縮機は、第1乃至第4観点のいずれか1つの圧縮機であって、第1空間が、円筒状である。弁本体は、中央に第2孔が形成された円形の平板である。バッファ空間は、第2孔とともに第1空間の中心軸上に位置する。
 これにより、バッファ空間と第2孔とが中心軸上に位置するため、第2孔を通過した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができ、圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。
 第6観点の圧縮機は、第1乃至第5観点のいずれか1つの圧縮機であって、バッファ空間の弁本体に対向する開口の面積と、第2孔の流路面積との比は、0.5以上1.0以下である。
 これにより、第2孔を通過した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができるため、圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。
 第7観点の圧縮機は、第1乃至第6観点のいずれか1つの圧縮機であって、バッファ空間の第1空間の第1方向における深さと、第1孔の第1方向における長さとの比は、0.3以上0.6以下である。
 これにより、第2孔を通過した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができるため、冷媒が第1空間に流入してから第1孔に達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。
 第8観点の圧縮機は、第1乃至第7観点のいずれか1つの圧縮機であって、弁座が、第1空間と圧縮室とを連通する第3孔が形成されている。第1空間及び第3孔の容積と、バッファ空間の容積との比は、0.2以上0.8以下である。
 これにより、第1空間に流入した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができるため、冷媒が第1空間に流入してから第1孔に達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。
 第9観点の圧縮機は、圧縮室と、弁とを備える。圧縮室では、冷媒が圧縮される。弁は、圧縮室に連通するインジェクション通路に配置される。弁は、弁本体と、弁押さえと、弁座とを有する。弁本体は、第1空間に収容される。弁押さえは、第1空間と連通する第1孔が形成され、第1空間を区画する。弁座は、第1空間と連通する第3孔が形成され、第1空間を区画する。
 弁押さえは、第1空間に対向する面に開口が設けられたバッファ空間である凹部が形成されている。
 圧縮機では、中間圧の冷媒が圧縮機に供給される中間インジェクションの終了する直前に第1空間に流入した冷媒の少なくとも一部は、第1孔に達する前にバッファ空間に流れ込む。これにより、冷媒が第1空間に流入してから第1孔に達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座に当たっていた弁本体は、このタイムラグの間に弁押さえに向かって移動し圧縮室からインジェクション通路へ冷媒の流出を抑制できる。
 第10観点の圧縮機は、第9観点の圧縮機であって、弁本体が、第2孔が形成された円形の平板である。第1空間は、円筒状である。凹部は、第2孔とともに第1空間の中心軸上に位置する。
 第11観点の圧縮機は、第9または第10観点の圧縮機であって、バッファ空間は、第1空間に流入した冷媒が流れ込む空間である。
 第12観点の空気調和装置は、第1乃至第11観点のいずれか1つの圧縮機を備える。
 本空気調和装置は、圧縮効率の高い圧縮機を備えるため高効率での空調運転が可能である。
実施形態の空気調和装置1の概略構成図である。 圧縮機21の縦断面図である。 図2の線分A―Aにおける圧縮機構15の断面図である。 シリンダ84の外観図である。 第1状態におけるインジェクション弁93の構成を示す断面図である。 第2状態におけるインジェクション弁93の構成を示す断面図である。 第2状態における第1空間97周辺を拡大した断面図である。 第1方向D1に沿って見た場合の弁本体94の平面図である。 シリンダ内周面86c側から第1方向D1に沿って見た場合の弁押さえ95の平面図である。 ピストン81が上死点に位置する時の圧縮機構15の断面図である。 ピストン81が吸入孔84bを塞いでいる時の圧縮機構15の断面図である。 ピストン81がインジェクション通路84gを塞いでいる時の圧縮機構15の断面図である。
 本開示の一実施形態の圧縮機21を備える空気調和装置1について、図面を参照しながら説明する。
 (1)空気調和装置
 (1-1)全体構成
 図1に示されるように、空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房および暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置1は、主として、室外ユニット2と、室内ユニット3と、液冷媒連絡管4と、ガス冷媒連絡管5とを備える。液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5は、室外ユニット2と室内ユニット3とを接続する。空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路6は、室外ユニット2と室内ユニット3とが液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5を介して接続されることによって構成される。
 (1-2)詳細構成
 (1-2-1)室内ユニット
 室内ユニット3は、室内(居室および天井裏空間等)に設置され、冷媒回路6の一部を構成する。室内ユニット3は、主として、室内熱交換器31を有する。室内熱交換器31は、冷房運転時には冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器(凝縮器)として機能して室内空気を加熱する。室内熱交換器31の液側は、液冷媒連絡管4に接続される。室内熱交換器31のガス側は、ガス冷媒連絡管5に接続される。
 (1-2-2)室外ユニット
 室外ユニット2は、室外(建物の屋上、および、建物の壁面近傍等)に設置され、冷媒回路6の一部を構成する。室外ユニット2は、主として、圧縮機21と、四路切換弁22と、室外熱交換器23と、室外膨張弁24と、アキュムレータ25と、液閉鎖弁26と、ガス閉鎖弁27と、エコノマイザ熱交換器28と、制御部29とを有する。
 圧縮機21は、低圧のガス冷媒を圧縮して高圧のガス冷媒にする。圧縮機21は、圧縮機用モータによって駆動される。圧縮機21は、回転式の圧縮機である。圧縮機21では、室外熱交換器23から室外膨張弁24に向かって流れる中間圧の冷媒の一部が冷媒を圧縮している圧縮機21に供給される、中間インジェクションが行われる。中間圧は、圧縮機21に吸入されるガス冷媒の圧力(低圧)と、圧縮機21から吐出されるガス冷媒の圧力(高圧)との間の所定の圧力である。
 四路切換弁22は、室外ユニット2の内部配管の接続状態を切り替える。空気調和装置1が冷房運転を行う場合、四路切換弁22は、図1の破線で示される接続状態を実現する。空気調和装置1が暖房運転を行う場合、四路切換弁22は、図1の実線で示される接続状態を実現する。
 室外熱交換器23は、冷媒回路6を循環する冷媒と、室外空気との熱交換を行う。室外熱交換器23は、冷媒が流れる冷媒流路と、室外空気と接する伝熱フィンとを有する。室外熱交換器23は、冷房運転時には冷媒の放熱器(凝縮器)として機能し、暖房運転時には冷媒の吸熱器(蒸発器)として機能する。
 室外膨張弁24は、開度調整が可能な電動弁又は電磁弁である。室外膨張弁24は、室外ユニット2の内部配管を流れる冷媒を減圧させる。室外膨張弁24は、室外ユニット2の内部配管を流れる冷媒の流量を制御する。
 アキュムレータ25は、圧縮機21の吸入側の配管に配置される。アキュムレータ25は、冷媒回路6を流れる気液混合冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離して、液冷媒を貯留する。アキュムレータ25で分離されたガス冷媒は、圧縮機21の吸入ポートに送られる。
 液閉鎖弁26およびガス閉鎖弁27は、冷媒流路を遮断することが可能な弁である。液閉鎖弁26は、室内熱交換器31と室外膨張弁24との間に配置される。ガス閉鎖弁27は、室内熱交換器31と四路切換弁22との間に配置される。液閉鎖弁26およびガス閉鎖弁27は、例えば、空気調和装置1の設置時等において、作業者によって開閉される。
 エコノマイザ熱交換器28は、室外熱交換器23と室外膨張弁24との間に配置される。エコノマイザ熱交換器28は、室外熱交換器23から室外膨張弁24に向かって流れる冷媒と、エコノマイザ配管90を流れる冷媒との熱交換を行う。エコノマイザ配管90は、冷媒回路6において、エコノマイザ熱交換器28と室外膨張弁24との間から分岐し、インジェクション配管92(後述)に接続された管である。エコノマイザ配管90には、エコノマイザ弁91が取り付けられている。エコノマイザ配管90を流れる冷媒は、エコノマイザ弁91により減圧された後、室外熱交換器23から室外膨張弁24に向かって流れる冷媒とエコノマイザ熱交換器28で熱交換する。室外熱交換器23から室外膨張弁24に向かって流れる冷媒とエコノマイザ熱交換器28で熱交換した冷媒は、中間圧の冷媒としてインジェクション配管92に供給される。
 制御部29は、室外ユニット2の構成機器を制御するコンピュータである。制御部29は、主として、演算装置と記憶装置とを備える。演算装置は、例えば、CPU又はGPUである。演算装置は、記憶装置に記憶されるプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の演算処理を行う。演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶される情報を読み出したりする。
 (1-2-3)冷媒連絡管
 液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5は、冷媒回路6を備える空気調和装置1をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。液冷媒連絡管4およびガス冷媒連絡管5の長さおよび管径は、空気調和装置1の設置場所、および、室外ユニット2と室内ユニット3との組み合わせ等の設置条件に応じて決定される。液冷媒連絡管4を流れる冷媒は、液体であってもよく、気液二相であってもよい。
 (1-3)空気調和装置の動作
 図1を参照しながら、空気調和装置1の冷房運転および暖房運転時の動作について説明する。
 (1-3-1)暖房運転
 空気調和装置1が暖房運転を行う場合、四路切換弁22は、図1の実線で示される状態に切り換えられる。冷媒回路6において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22、ガス閉鎖弁27およびガス冷媒連絡管5を通じて、室内熱交換器31に送られる。室内熱交換器31に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器31において、室内空気と熱交換を行って凝縮して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気が加熱される。室内熱交換器31で凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡管4および液閉鎖弁26を通じて、室外膨張弁24に送られる。室外膨張弁24に送られた冷媒は、室外膨張弁24によって冷凍サイクルの低圧まで減圧される。室外膨張弁24で減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた低圧の冷媒は、室外熱交換器23において、室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器23で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁22およびアキュムレータ25を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
 (1-3-2)冷房運転
 空気調和装置1が冷房運転を行う場合、四路切換弁22は、図1の破線で示される状態に切り換えられる。冷媒回路6において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機21に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機21から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁22を通じて、室外熱交換器23に送られる。室外熱交換器23に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器23において、室外空気と熱交換を行って凝縮して、高圧の液冷媒となる。室外熱交換器23で凝縮した液冷媒は、室外膨張弁24によって冷凍サイクルの低圧まで減圧される。室外膨張弁24で減圧された低圧の冷媒は、液閉鎖弁26および液冷媒連絡管4を通じて、室内熱交換器31に送られる。室内熱交換器31に送られた冷媒は、室内熱交換器31において、室内空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。これにより、室内空気は冷却される。室内熱交換器31で蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡管5、ガス閉鎖弁27、四路切換弁22およびアキュムレータ25を通じて、再び、圧縮機21に吸入される。
 (2)圧縮機
 (2-1)全体構成
 図2に示されるように、圧縮機21は、主として、ケーシング10と、圧縮機構15と、駆動モータ16と、クランクシャフト17と、吸入管19と、吐出管20と、インジェクション配管92と、インジェクション弁93とを備える。
 (2-1-1)ケーシング
 ケーシング10は、円筒形の胴部11と、ボウル形の頂部12と、ボウル形の底部13とから構成される。頂部12は、胴部11の上端部と気密状に連結される。底部13は、胴部11の下端部と気密状に連結される。
 ケーシング10は、ケーシング10の内部空間および外部空間の圧力および温度の変化によって変形および破損が起こりにくい剛性部材で成形される。ケーシング10は、胴部11の円筒形の軸方向が鉛直方向に沿うように配置される。ケーシング10の内部空間の下部は、潤滑油が貯留される油貯留部10aである。潤滑油は、ケーシング10の内部の摺動部の潤滑性を向上させるために用いられる冷凍機油である。
 ケーシング10は、主として、圧縮機構15と、駆動モータ16と、クランクシャフト17とを収容する。圧縮機構15は、クランクシャフト17を介して駆動モータ16と連結される。吸入管19、吐出管20およびインジェクション配管92は、ケーシング10を貫通するように、ケーシング10と気密状に連結される。
 (2-1-2)圧縮機構
 図2および図3に示されるように、圧縮機構15は、主として、フロントヘッド83と、シリンダ84と、リアヘッド85と、ピストン81と、ブッシュ82とから構成される。フロントヘッド83、シリンダ84およびリアヘッド85は、ボルト等によって一体的に締結される。圧縮機構15の上方の空間は、圧縮機構15によって圧縮された冷媒が吐出される高圧空間HSである。
 圧縮機構15は、油貯留部10aに貯留される潤滑油に浸漬される。油貯留部10aの潤滑油は、差圧等によって、圧縮機構15の内部の摺動部に供給される。次に、圧縮機構15の各構成要素について説明する。
 (2-1-2-1)シリンダ
 図4に示されるように、シリンダ84は、主として、シリンダ孔84aと、吸入孔84bと、吐出切り欠き84cと、ブッシュ収容孔84dと、ベーン収容孔84eと、インジェクション通路84gとを有する。シリンダ84は、フロントヘッド83とリアヘッド85との間に位置する。シリンダ84の上側の端面である第1シリンダ端面86aは、フロントヘッド83の下面と接する。シリンダ84の下側の端面である第2シリンダ端面86bは、リアヘッド85の上面と接する。
 シリンダ孔84aは、第1シリンダ端面86aから第2シリンダ端面86bに向かって、鉛直方向にシリンダ84を貫通する円柱状の孔である。シリンダ孔84aは、シリンダ84の内周面であるシリンダ内周面86cによって囲まれる空間である。シリンダ孔84aは、クランクシャフト17の偏心軸部17a、および、ピストン81を収容する。
 吸入孔84bは、シリンダ84の外周面であるシリンダ外周面86dからシリンダ内周面86cに向かって、シリンダ84の径方向に沿って貫通する孔である。
 吐出切り欠き84cは、シリンダ内周面86cの一部が切り欠かれることによって、鉛直方向にシリンダ84を貫通することなく形成される空間である。吐出切り欠き84cは、第1シリンダ端面86aの側に形成される。
 ブッシュ収容孔84dは、鉛直方向にシリンダ84を貫通し、かつ、シリンダ84を鉛直方向に沿って見た場合において吸入孔84bと吐出切り欠き84cとの間に配置される孔である。ブッシュ収容孔84dは、ベーン81bの一部、および、ブッシュ82を収容する。
 ベーン収容孔84eは、鉛直方向にシリンダ84を貫通し、かつ、ブッシュ収容孔84dと連通する孔である。ベーン収容孔84eは、ベーン81bの一部を収容する。
 インジェクション通路84gは、シリンダ外周面86dからシリンダ内周面86cに向かって、シリンダ84の径方向に沿って貫通する孔である。図3に示されるように、シリンダ84を鉛直方向に沿って見た場合において、ブッシュ収容孔84dは、吸入孔84bとインジェクション通路84gとの間に配置される。インジェクション通路84gには、インジェクション弁93が配置される。インジェクション通路84gは、シリンダ外周面86dの側においてインジェクション配管92と連通し、シリンダ内周面86cの側において圧縮室40と連通している。
 (2-1-2-2)ピストン
 ピストン81は、シリンダ84のシリンダ孔84aに挿入される略円筒状の部材である。ピストン81の上側の端面は、フロントヘッド83の下面と接する。ピストン81の下側の端面は、リアヘッド85の上面と接する。
 ピストン81は、クランクシャフト17の偏心軸部17aに嵌め込まれた状態で、シリンダ84のシリンダ孔84aに挿入される。これにより、ピストン81は、クランクシャフト17の軸回転によって偏心回転して、クランクシャフト17の回転軸17gを中心とする公転運動を行う。ピストン81は、圧縮機構15を上面視した場合に、時計回りに公転する。
 ベーン81bは、シリンダ84のブッシュ収容孔84dおよびベーン収容孔84eに収容される。ベーン81bは、ピストン81と一体に形成される。ベーン81bは、ピストン81の径方向外側に突出するように、ピストン81の径方向に沿って延びる。ピストン81が公転することで、ベーン81bは、揺動しながら、その長手方向に沿って進退する。このとき、ブッシュ82は、ブッシュ収容孔84dにおいて回転しながらベーン81bを支持する。
 圧縮機構15は、シリンダ84と、ピストン81と、ベーン81bと、フロントヘッド83と、リアヘッド85とによって囲まれる空間である圧縮室40を有する。圧縮室40は、シリンダ孔84aの一部であって、ピストン81の公転に伴い容積が変化することで冷媒が圧縮される空間である。圧縮室40には、油貯留部10aの潤滑油が供給される。
 圧縮室40は、ピストン81およびベーン81bによって、吸入孔84bと連通する低圧室40aと、吐出切り欠き84cおよびインジェクション通路84gと連通する高圧室40bとに区画される。図3において、低圧室40aおよび高圧室40bは、シリンダ内周面86cと、ピストン81の外周面であるピストン外周面81cとによって囲まれる領域である。低圧室40aおよび高圧室40bの容積は、ピストン81の位置に応じて変化する。
 (2-1-2-3)ブッシュ
 ブッシュ82は、一対の略半円柱状の部材である。ブッシュ82は、ベーン81bを挟み込むようにして、シリンダ84のブッシュ収容孔84dに収容される。ブッシュ82は、シリンダ84と摺動可能である。
 (2-1-2-4)フロントヘッド
 フロントヘッド83は、シリンダ84の第1シリンダ端面86aを覆う部材である。フロントヘッド83は、ボルト等によって、ケーシング10に締結される。フロントヘッド83は、クランクシャフト17を支持するための上部軸受部23aを有する。
 フロントヘッド83は、吐出ポート23bを有する。吐出ポート23bは、フロントヘッド83を鉛直方向に貫通する円筒形状の孔である。吐出ポート23bは、鉛直方向下側において、吐出切り欠き84cおよび圧縮室40(高圧室40b)と連通する。吐出ポート23bは、鉛直方向上側において、高圧空間HSと連通する。吐出ポート23bは、圧縮機構15によって圧縮された冷媒を、高圧室40bから高圧空間HSに送るための流路である。
 フロントヘッド83の上面には、吐出ポート23bを塞ぐ吐出弁23cが取り付けられる。吐出弁23cは、高圧空間HSから高圧室40bへの冷媒の逆流を防ぐための弁である。吐出弁23cは、吐出ポート23b内部の冷媒の圧力によって上方に持ち上げられる。これにより、吐出ポート23bが開き、吐出ポート23bは、高圧空間HSと連通する。
 (2-1-2-5)リアヘッド
 リアヘッド85は、シリンダ84の第2シリンダ端面86bを覆う部材である。リアヘッド85は、クランクシャフト17を支持するための下部軸受部25aを有する。シリンダ84のシリンダ孔84aは、フロントヘッド83およびリアヘッド85によって閉塞される。
 (2-1-3)駆動モータ
 駆動モータ16は、ケーシング10の内部に収容され、圧縮機構15の上方に配置されるブラシレスDCモータである。駆動モータ16は、主として、ケーシング10の内壁面に固定されるステータ51と、ステータ51の内側に回転自在に収容されるロータ52とから構成される。ステータ51とロータ52との間には、エアギャップが設けられる。
 ステータ51は、ステータコア61と、ステータコア61の鉛直方向の両端面に取り付けられる一対のインシュレータ62とを有する。ステータコア61は、円筒部と、円筒部の内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティース(図示せず)とを有する。ステータコア61のティースは、一対のインシュレータ62とともに、導線が巻き付けられる。これにより、ステータコア61の各ティースには、コイル72aが形成される。
 ステータ51の外側面には、ステータ51の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成される複数のコアカット部(図示せず)が設けられる。コアカット部は、胴部11とステータ51との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路を形成する。
 ロータ52は、鉛直方向に積層される複数の金属板から構成されるロータコア52aと、ロータコア52aに埋め込まれる複数の磁石52bとを有する。磁石52bは、ロータコア52aの周方向に沿って、等間隔に配置される。ロータ52は、その回転中心を鉛直方向に貫通するクランクシャフト17に連結される。ロータ52は、クランクシャフト17を介して、圧縮機構15と接続される。
 (2-1-4)クランクシャフト
 クランクシャフト17は、ケーシング10の内部に収容され、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置される。クランクシャフト17は、駆動モータ16のロータ52、および、圧縮機構15のピストン81に連結される。クランクシャフト17は、偏心軸部17aを有する。偏心軸部17aは、シリンダ84のシリンダ孔84aに挿入されるピストン81に連結される。クランクシャフト17の上側の端部は、駆動モータ16のロータ52に連結される。クランクシャフト17は、フロントヘッド83の上部軸受部23a、および、リアヘッド85の下部軸受部25aによって支持される。クランクシャフト17は、回転軸17gを中心として回転する。
 (2-1-5)吸入管
 吸入管19は、ケーシング10の胴部11を貫通する管である。ケーシング10の内部にある吸入管19の端部は、シリンダ84の吸入孔84bに嵌め込まれる。ケーシング10の外部にある吸入管19の端部は、冷媒回路6に接続される。吸入管19は、冷媒回路6から圧縮機構15に冷媒を供給する。
 (2-1-6)吐出管
 吐出管20は、ケーシング10の頂部12を貫通する管である。ケーシング10の内部にある吐出管20の端部は、駆動モータ16の上方の空間に位置する。ケーシング10の外部にある吐出管20の端部は、冷媒回路6に接続される。吐出管20は、圧縮機構15によって圧縮された冷媒を冷媒回路6に供給する。
 (2-1-7)インジェクション配管
 インジェクション配管92は、ケーシング10の胴部11を貫通する管である。ケーシング10の内部にあるインジェクション配管92の端部は、シリンダ84のインジェクション通路84g内に配置されるインジェクション弁93に接続される。ケーシング10の外部にあるインジェクション配管92の端部は、エコノマイザ配管90に接続される。インジェクション配管92は、エコノマイザ配管90内の冷媒を、インジェクション通路84gに供給する。
 (2-1-8)インジェクション弁
 インジェクション弁93は、中間インジェクションを行うとともに、圧縮室40からインジェクション通路84gへの冷媒の逆流を抑制する。図5および図6に示されるように、インジェクション弁93は、主として、弁本体94と、弁押さえ95と、弁座96とを有する。弁押さえ95および弁座96は、インジェクション通路84gに圧入されることにより、シリンダ84に固定されている。インジェクション通路84gが延びる第1方向D1に沿って、弁押さえ95および弁座96は、互いに離れるように配置されている。弁押さえ95と弁座96との間の空間は、弁本体94が第1方向D1に沿って移動可能なように収容される第1空間97である。第1空間97は、円筒状の空間である。弁押さえ95は、弁本体94よりもインジェクション配管92側に配置される。弁座96は、弁本体94よりも圧縮室40側に配置される。
 インジェクション通路84gは、第1方向D1に沿って内径が異なる円形の孔である。インジェクション通路84gは、シリンダ外周面86d側の端部において最も大きな内径を有し、シリンダ内周面86c側の端部において最も小さな内径を有する。具体的には、インジェクション通路84gの内径は、シリンダ内周面86c側からシリンダ外周面86d側に向かって大きくなっている。
 弁本体94は、円形の平板である。弁本体94は、GIN6(日立金属社製のステンレス焼き入れ鋼)等のばね鋼で成形される。図8に示されるように、弁本体94の中央部には、円形の第2孔94aが形成されている。弁本体94は、第2孔94aの周囲に位置する環状の周縁部94bを有する。図8では、周縁部94bは、ハッチングされた領域として示されている。弁本体94は、第1空間97に、第1方向D1に沿って移動可能に配置される。
 弁押さえ95は、インジェクション通路84gのシリンダ外周面86d側において圧入される。弁押さえ95は、第1方向D1に沿って外径が異なる形状を有する。弁押さえ95の一部は、シリンダ外周面86dよりも外側に突出している。弁押さえ95には、シリンダ外周面86d側からインジェクション配管92が挿入されている。インジェクション配管92は、弁押さえ95に固定されている。図5および図6に示されるように、インジェクション配管92に取り付けられるOリング92aによって、インジェクション通路84gと高圧空間HSとが隔てられている。弁押さえ95は、第1孔95aと閉鎖部95bとバッファ空間95cとが形成されている。
 第1孔95aは、冷媒が通過する孔であって、圧縮室40から冷媒が流出する際に弁本体94により閉塞される。第1孔95aは、第1方向D1に沿って弁押さえ95を貫通する。閉鎖部95bは、図9に示されるように、シリンダ内周面86c側から第1方向D1に沿って弁押さえ95を見た場合、弁押さえ95の中央に位置する円環の領域である。複数の第1孔95aは、閉鎖部95bの周囲に形成されている。バッファ空間95cは、第1方向D1に沿って中心が閉鎖部95bの中心と重なるように形成されている。図9では、閉鎖部95bは、ハッチングされた領域として示されている。図9に示される弁押さえ95では、12個の第1孔95aが円形に配置される。閉鎖部95bの外径は、弁本体94の第2孔94aの径よりも大きい。第1孔95aの径は、弁本体94の周縁部94bの幅(弁本体94の径方向の寸法)よりも小さい。
 バッファ空間95cは、圧縮室40から第1空間97に流入した冷媒が第1孔95aに達する前に流れ込むように、第1空間97に連通して形成された空間である。バッファ空間95cは、第2孔94aよりもインジェクション配管92側に形成されている。本実施形態では、バッファ空間95cは、閉鎖部95bの弁本体94に対向する面に形成された円柱状の凹部である。バッファ空間95cは、第2孔94aとともに第1空間97の中心軸CL上に位置するように形成されている(図7参照)。
 本実施形態では、バッファ空間95cは、弁本体94に対向する円形の開口95coの面積が第2孔94aの流路面積よりも小さく形成される。バッファ空間95cの弁本体94に対向する開口95coの面積と、第2孔94aの流路面積との比は、0.5以上1.0以下であることが好ましい。開口95coは、全体が第2孔94aを通してシリンダ内周面86c側に露出するように形成されていることが好ましい。言い換えると、開口95coは、シリンダ内周面86c側から第1方向D1に沿って見た場合に、周縁部94bと重なる領域が生じないように形成されることが好ましい。
 また、バッファ空間95cの第1空間97の第1方向D1における深さd(図7参照)と、第1孔95aの第1方向D1における長さLとの比は、0.3以上0.6以下であることが好ましい。また、第1空間97及び弁座96に形成される第3孔96a(後述)の容積と、バッファ空間95cの容積との比は、0.2以上0.8以下であることが好ましい。
 弁押さえ95は、弁本体94のインジェクション配管92側への移動を規制する。言い換えると、弁本体94は、インジェクション配管92に向かって第1方向D1に移動する場合、弁押さえ95に当たるまで移動可能である。弁本体94が弁押さえ95に当たっている状態では、弁押さえ95の第1孔95aは、弁本体94の周縁部94bによって塞がれている。このとき、弁本体94の第2孔94aは、弁押さえ95の閉鎖部95bによって塞がれている。弁本体94が弁押さえ95から離れている状態では、弁押さえ95の第1孔95aは、弁本体94の周縁部94bによって塞がれていない。このとき、弁本体94の第2孔94aは、弁押さえ95の閉鎖部95bによって塞がれていない。
 このように、弁押さえ95の第1孔95aは、弁本体94により開閉される。具体的には、弁本体94が弁押さえ95に当たっている状態では、弁本体94の第2孔94a、および、弁押さえ95の第1孔95aは塞がれているので、インジェクション弁93は閉じている状態にある(図5参照)。このため、インジェクション配管92内の冷媒は、第1孔95aおよび第2孔94aを通過して、圧縮室40に流入できない。一方、弁本体94が弁押さえ95から離れている状態では、弁本体94の第2孔94a、および、弁押さえ95の第1孔95aは塞がれていないので、インジェクション弁93は開いている状態にある(図6参照)。このため、インジェクション配管92内の冷媒は、第1孔95aおよび第2孔94aを通過して、圧縮室40に流入できる。
 弁座96は、弁本体94の圧縮室40側への移動を規制する。弁座96は、インジェクション通路84gのシリンダ内周面86c側において圧入される。弁座96は、第1方向D1に沿って外径がほぼ一定である円柱形状を有する。弁座96は、第3孔96aを有する。第3孔96aは、第1方向D1に沿って弁座96を貫通する。弁座96は、第1空間97と圧縮室40とを連通する。第3孔96aは、圧縮室40側からインジェクション配管92側の開口まで内径が拡大する拡大部96aeを含む。第3孔96aの最も小さい内径は、弁本体94の第2孔94aの内径とほぼ同じである。第3孔96aの最も大きい内径である拡大部96aeの開口の内径は、弁本体94の第2孔94aの内径よりも大きい。第3孔96aは、インジェクション通路84gを介して、圧縮室40と常に連通している。
 弁本体94は、圧縮室40に向かって第1方向D1に移動する場合、弁座96に当たるまで移動可能である。弁本体94が弁座96に当たっている状態では、弁本体94の第2孔94aは、弁座96の第3孔96aと連通している。弁本体94が弁座96に当たっている時、弁本体94は弁押さえ95から離れているので、インジェクション弁93は開いている状態にある(図6参照)。
 (2-2)圧縮機の動作
 駆動モータ16が始動すると、クランクシャフト17の偏心軸部17aは、クランクシャフト17の回転軸17gを中心に偏心回転する。これにより、偏心軸部17aに連結されるピストン81は、シリンダ84のシリンダ孔84a内で公転する。ピストン81が公転している間、ピストン外周面81cは、シリンダ内周面86cと接する。ピストン81の公転によって、ベーン81bは、その両側面をブッシュ82に挟まれながら進退する。
 ピストン81の公転に伴い、吸入孔84bと連通する圧縮室40(低圧室40a)は、徐々に容積を増加させる。このとき、ケーシング10の外部から吸入管19を経由して、低圧室40aに低圧の冷媒が流入する。ピストン81の公転に伴い、低圧室40aは、吐出切り欠き84cと連通する高圧室40bとなり、高圧室40bは、徐々に容積を減少させて消滅し、その後、新たな低圧室40aが形成される。これにより、吸入管19から吸入孔84bを経由して低圧室40aに流入した低圧の冷媒は、圧縮室40(高圧室40b)で圧縮される。圧縮室40において冷媒が圧縮されている間、ベーン81bは、一対のブッシュの間で進退可能に保持される。
 高圧室40bで圧縮された高圧の冷媒は、吐出切り欠き84cおよび吐出ポート23bを経由して、高圧空間HSに吐出される。高圧空間HSに吐出された冷媒は、駆動モータ16のモータ冷却通路を通過して上方に向かって流れた後、吐出管20からケーシング10の外部に吐出される。
 (2-3)中間インジェクション
 中間インジェクションは、インジェクション弁93が開いている状態において、インジェクション通路84gから高圧室40bに中間圧の冷媒が供給されることにより行われる。中間インジェクションは、圧縮室40(高圧室40b)の圧力が中間圧よりも低い場合に行われ、圧縮室40(高圧室40b)の圧力が中間圧以上の場合には行われない。
 ピストン81が公転している間、次に説明するようにして、インジェクション弁93は開閉を繰り返す。
 図10に示されるように、ピストン81が上死点に位置している時、ベーン81b全体が一対のブッシュ82によって支持されている。この時、圧縮室40は、ピストン81によって低圧室40aと高圧室40bとに区画されておらず、圧縮室40は、吸入孔84bおよびインジェクション通路84gの両方と連通している。そのため、圧縮室40は、吸入孔84bから流入する低圧の冷媒で満たされている。圧縮室40の圧力は中間圧よりも低いので、中間圧によって弁本体94は弁座96に向かって移動して弁座96に当たる。その結果、インジェクション弁93が開き、中間インジェクションが行われる(図6参照)。
 図10に示される状態からピストン81が公転すると、図11に示されるように、ピストン81は、シリンダ内周面86cにおける吸入孔84bの開口を塞ぐ。この時、圧縮室40は、ピストン81によって低圧室40aと高圧室40bとに区画され、高圧室40bは、インジェクション通路84gと連通している。その後、ピストン81がさらに公転して高圧室40bの圧力が上昇すると、高圧室40bの圧力は中間圧以上になる。これにより、高圧室40bの圧力によって弁本体94は弁押さえ95に向かって移動して弁押さえ95に当たる。その結果、インジェクション弁93が閉じ、中間インジェクションが終了する(図5参照)。
 圧縮室40(高圧室40b)の冷媒は、中間インジェクションが終了する直前に、第1空間97に流入する。第1空間97に流入した冷媒の少なくとも一部は、図7に矢印で示されるように、弁本体94の第2孔94aを通過して第1孔95aに達する前にバッファ空間95cに流れ込む。これにより、冷媒が第1空間97に流入してから第1孔95aに達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座96に当たっていた弁本体94は、このタイムラグの間に弁押さえ95に向かって移動し弁押さえ95の第1孔95aを塞ぐことができる。
 また、上述したように、第3孔96aに形成された拡大部96aeの開口の内径は、弁本体94に形成された第2孔94aの内径よりも大きく形成されている。これにより、圧縮室40から第3孔96aに流入した冷媒の一部が第2孔94aの周囲に当たるため、弁本体94は、弁押さえ95に向かって確実に移動し弁押さえ95の第1孔95aを塞ぐことができる。
 次に、ピストン81がさらに公転すると、図12に示されるように、ピストン81は、シリンダ内周面86cにおけるインジェクション通路84gの開口を塞ぐ。この時、圧縮室40は、ピストン81によって低圧室40aと高圧室40bとに区画され、低圧室40aは、吸入孔84bと連通している。そのため、低圧室40aは、吸入孔84bから流入する低圧の冷媒で満たされている。その後、ピストン81がさらに公転して、低圧室40aがインジェクション通路84gと連通すると、低圧室40aの圧力は中間圧よりも低いので、中間圧によって弁本体94は弁座96に向かって移動して弁座96に当たる。その結果、インジェクション弁93が開き、中間インジェクションが行われる(図6参照)。その後、ピストン81がさらに公転すると、図10に示されるように、ピストン81は上死点に位置する。
 以上で説明をしたように、ピストン81が公転している間、インジェクション弁93は、圧縮室40内の冷媒と、インジェクション配管92内の中間圧の冷媒との間の圧力差によって開閉する。この結果、圧縮室40の圧力がインジェクション配管92内の中間圧よりも低い場合にインジェクション弁93が開き、中間インジェクションが行われる。また、圧縮室40の圧力が中間圧以上の場合にインジェクション弁93が閉じ、中間インジェクションが行われない。
 このようにして、インジェクション弁93は、中間インジェクションを行うとともに、中間インジェクションを行わない際に圧縮室40からインジェクション通路84gへ冷媒が流出することを抑制できる。従って、圧縮機21が動作している間に圧縮室40に十分な量の中間圧の冷媒が供給されるため、圧縮機21は、インジェクション弁93が無い場合と比較して高い圧縮率が得られる。
 (3)特徴
 (3-1)
 圧縮機21は、圧縮機構15と、インジェクション弁93と、インジェクション配管92とを備える。圧縮機構15は、冷媒が圧縮される圧縮室40を有する。インジェクション弁93は、圧縮室40と連通するインジェクション通路84gに配置される。インジェクション配管92は、インジェクション通路84gに冷媒を供給する。
 インジェクション弁93は、弁本体94と、弁押さえ95と、弁座96とを有する。弁本体94は、第1方向D1に沿って移動可能に配置される。弁押さえ95は、弁本体94よりもインジェクション配管92側に配置され、弁本体94のインジェクション配管92側への移動を規制する。弁座96は、弁本体94よりも圧縮室40側に配置され、弁本体94の圧縮室40側への移動を規制する。弁押さえ95は、冷媒が通過し、圧縮室40から冷媒が流出する際に弁本体94により閉塞される第1孔95aが形成される。弁本体94は、冷媒が通過する第2孔94aが形成される。
 圧縮機21は、弁押さえ95と弁座96との間において弁本体94が収容された第1空間97に連通し、圧縮室40から第1空間97に流入した冷媒が第1孔95aに達する前に流れ込むバッファ空間95cが形成される。
 圧縮機21のように、圧縮室40とインジェクション通路84gとの圧力差を用いて板状の弁本体94を動かすインジェクション弁93は、バネ部材で弁本体94を動かす逆止弁と比べて構造がシンプルである。その反面、重量や形状によっては、第1空間97の内部で弁本体94が速やかに動かずに、中間インジェクションが終了する直前に高圧の冷媒が圧縮室40からインジェクション通路84gへ流出してしまい、高い圧縮率を実現できないおそれがあった。
 圧縮機21では、中間インジェクションが終了する直前に第1空間97に流入した冷媒の少なくとも一部は、第1孔95aに達する前にバッファ空間95cに流れ込む。これにより、冷媒が第1空間97に流入してから第1孔95aに達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座96に当たっていた弁本体94は、このタイムラグの間に弁押さえ95に向かって移動し弁押さえ95の第1孔95aを塞ぎ、圧縮室40からインジェクション通路84gへの冷媒の流出を抑制できる。
 このように、圧縮機21は、インジェクション弁93がバネ部材を用いないシンプルな構造でありながら、中間インジェクションが終了する直前における圧縮室40からインジェクション通路84gへの冷媒の流出を抑制することで、高い圧縮効率を得られる。
 (3-2)
 バッファ空間95cは、第2孔94aよりもインジェクション配管92側に形成されている。
 (3-3)
 バッファ空間95cは、弁押さえ95の弁本体94に対向する面に形成された凹部である。
 (3-4)
 第1空間97は、円筒状である。弁本体94は、中央に第2孔94aが形成された円形の平板である。バッファ空間95cは、第2孔94aとともに第1空間97の中心軸CL上に位置する。
 これにより、バッファ空間95cと第2孔94aとが中心軸CL上に位置するため、第2孔94aを通過した冷媒の大部分がバッファ空間95cに流れ込むことができ、圧縮室40からの冷媒の流出が効果的に抑制される。
 (3-5)
 バッファ空間95cの弁本体94に対向する開口95coの面積と、第2孔94aの流路面積との比は、0.5以上1.0以下である。
 これにより、第2孔94aを通過した冷媒の大部分がバッファ空間95cに流れ込むことができるため、圧縮室40からの冷媒の流出が効果的に抑制される。
 (3-6)
 バッファ空間95cの第1空間97の第1方向D1における深さdと、第1孔95aの第1方向D1における長さLとの比は、0.3以上0.6以下である。
 これにより、第2孔94aを通過した冷媒の大部分がバッファ空間95cに流れ込むことができるため、冷媒が第1空間97に流入してから第1孔95aに達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室40からの冷媒の流出が効果的に抑制される。
 (3-7)
 弁座96は、第1空間97と圧縮室40とを連通する第3孔96aが形成されている。第1空間97及び第3孔96aの容積と、バッファ空間95cの容積との比は、0.2以上0.8以下である。
 これにより、第1空間97に流入した冷媒の大部分がバッファ空間95cに流れ込むことができるため、冷媒が第1空間97に流入してから第1孔95aに達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室40からの冷媒の流出が効果的に抑制される。
 (3-8)
 空気調和装置1は、圧縮機21を備える。
 空気調和装置1は、圧縮効率の高い圧縮機21を備えるため高効率での空調運転が可能である。
 (4)変形例
 インジェクション弁93は、回転式の圧縮機以外の圧縮機にも適用できる。例えば、インジェクション弁93は、スクロール式の圧縮機にも適用できる。
 ―むすび―
 以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
  1  :空気調和装置
 15  :圧縮機構
 21  :圧縮機
 40  :圧縮室
 84g :インジェクション通路
 92  :インジェクション配管
 93  :インジェクション弁
 94  :弁本体
 94a :第2孔
 95  :弁押さえ
 95a :第1孔
 95c :バッファ空間
 95co:バッファ空間の開口
 96  :弁座
 96a :第3孔
 97  :第1空間
 CL  :第1空間の中心軸
 d   :バッファ空間の第1方向における深さ
 L   :第1孔の第1方向D1における長さ
 D1  :第1方向
国際公開第2017/221571号

Claims (12)

  1.  冷媒が圧縮される圧縮室(40)を有する圧縮機構(15)と、
     前記圧縮室と連通するインジェクション通路(84g)に配置されるインジェクション弁(93)と、
     前記インジェクション通路に前記冷媒を供給するインジェクション配管(92)と、
    を備え、
     前記インジェクション弁は、
      第1方向(D1)に沿って移動可能に配置された弁本体(94)と、
      前記弁本体よりも前記インジェクション配管側に配置され、前記弁本体の前記インジェクション配管側への移動を規制する弁押さえ(95)と、
      前記弁本体よりも前記圧縮室側に配置され、前記弁本体の前記圧縮室側への移動を規制する弁座(96)と、
    を有し、
     前記弁押さえは、
      前記圧縮室から流出する前記冷媒が通過する第1孔(95a)が形成され、
     前記弁本体は、
      前記冷媒が通過する第2孔(94a)が形成され、
     前記弁押さえと前記弁座との間において前記弁本体が収容された第1空間(97)に連通し、前記圧縮室から前記第1空間に流入した前記冷媒が流れ込むバッファ空間(95c)が形成された、
    圧縮機(21)。
  2.  冷媒が圧縮される圧縮室(40)を有する圧縮機構(15)と、
     前記圧縮室と連通するインジェクション通路(84g)に配置されるインジェクション弁(93)と、
     前記インジェクション通路に前記冷媒を供給するインジェクション配管(92)と、
    を備え、
     前記インジェクション弁は、
      第1方向(D1)に沿って移動可能に配置された弁本体(94)と、
      前記弁本体よりも前記インジェクション配管側に配置され、前記弁本体の前記インジェクション配管側への移動を規制する弁押さえ(95)と、
      前記弁本体よりも前記圧縮室側に配置され、前記弁本体の前記圧縮室側への移動を規制する弁座(96)と、
    を有し、
     前記弁押さえは、
      前記冷媒が通過し、前記圧縮室から前記冷媒が流出する際に前記弁本体により閉塞される第1孔(95a)が形成され、
     前記弁本体は、
      前記冷媒が通過する第2孔(94a)が形成され、
     前記弁押さえと前記弁座との間において前記弁本体が収容された第1空間(97)に連通し、前記圧縮室から前記第1空間に流入した前記冷媒が前記第1孔に達する前に流れ込むバッファ空間(95c)が形成された、
    圧縮機(21)。
  3.  前記バッファ空間は、
      前記第2孔よりも前記インジェクション配管側に形成されている、
    請求項1または2に記載の圧縮機。
  4.  前記バッファ空間は、
      前記弁押さえの前記弁本体に対向する面に形成された凹部である、
    請求項1から3のいずれか1項に記載の圧縮機。
  5.  前記第1空間は、
      円筒状であり、
     前記弁本体は、
      中央に前記第2孔が形成された円形の平板であり、
     前記バッファ空間は、
      前記第2孔とともに前記第1空間の中心軸(CL)上に位置する、
    請求項1から4のいずれか1項に記載の圧縮機。
  6.  前記バッファ空間の前記弁本体に対向する開口(95co)の面積と、前記第2孔の流路面積との比は、
      0.5以上1.0以下である、
    請求項1から5のいずれか1項に記載の圧縮機。
  7.  前記バッファ空間の前記第1空間の前記第1方向における深さ(d)と、前記第1孔の前記第1方向における長さ(L)との比は、
      0.3以上0.6以下である、
    請求項1から6のいずれか1項に記載の圧縮機。
  8.  前記弁座は、
      前記第1空間と前記圧縮室とを連通する第3孔(96a)が形成され、
     前記第1空間及び前記第3孔の容積と、前記バッファ空間の容積との比は、
      0.2以上0.8以下である、
    請求項1から7のいずれか1項に記載の圧縮機。
  9.  冷媒が圧縮される圧縮室(40)と、
     前記圧縮室に連通するインジェクション通路に配置される弁(93)と、
    を備え、
     前記弁(93)は、
      第1空間(97)に収容された弁本体(94)と、
      前記第1空間と連通する第1孔(95a)が形成され、前記第1空間を区画する弁押さえ(95)と、
      前記第1空間と連通する第3孔(96a)が形成され、前記第1空間を区画する弁座(96)と
    を有し
     前記弁押さえは、
      前記第1空間に対向する面に開口が設けられたバッファ空間(95c)である凹部が形成されている、
    圧縮機(40)。
  10.  前記弁本体は、
      第2孔が形成された円形の平板であり、
     前記第1空間は、
      円筒状であり、
     前記凹部は、
      前記第2孔とともに前記第1空間の中心軸(CL)上に位置する、
     請求項9に記載の圧縮機。
  11.  前記バッファ空間は、
      前記第1空間に流入した冷媒が流れ込む空間である、
     請求項9または10に記載の圧縮機。
  12.  請求項1から11のいずれか1項に記載の圧縮機を備える空気調和装置。
     
PCT/JP2023/014991 2022-05-02 2023-04-13 圧縮機および空気調和装置 Ceased WO2023214497A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP23799429.8A EP4520975A4 (en) 2022-05-02 2023-04-13 COMPRESSOR AND AIR CONDITIONING
CN202380036852.3A CN119096056B (zh) 2022-05-02 2023-04-13 压缩机以及空调装置
US18/918,936 US12492699B2 (en) 2022-05-02 2024-10-17 Compressor and air conditioner

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-075940 2022-05-02
JP2022075940A JP7401804B2 (ja) 2022-05-02 2022-05-02 圧縮機および空気調和装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/918,936 Continuation US12492699B2 (en) 2022-05-02 2024-10-17 Compressor and air conditioner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023214497A1 true WO2023214497A1 (ja) 2023-11-09

Family

ID=88646426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/014991 Ceased WO2023214497A1 (ja) 2022-05-02 2023-04-13 圧縮機および空気調和装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12492699B2 (ja)
EP (1) EP4520975A4 (ja)
JP (1) JP7401804B2 (ja)
CN (1) CN119096056B (ja)
WO (1) WO2023214497A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024117927A1 (de) * 2024-06-25 2026-01-08 Thyssenkrupp Ag Schwingkolbenverdichter

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013145713A1 (ja) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社デンソー 圧縮機
WO2017221571A1 (ja) 2016-06-22 2017-12-28 ダイキン工業株式会社 圧縮機及び弁組立体
WO2021039080A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 ダイキン工業株式会社 回転式圧縮機

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6171084B1 (en) * 1999-01-26 2001-01-09 Copeland Corporation Discharge valve
US9404499B2 (en) * 2006-12-01 2016-08-02 Emerson Climate Technologies, Inc. Dual chamber discharge muffler
CN103423163B (zh) * 2012-05-24 2017-12-12 广东美芝制冷设备有限公司 旋转压缩机及包括该旋转压缩机的喷射冷冻循环装置
JP6090248B2 (ja) * 2014-07-08 2017-03-08 ダイキン工業株式会社 圧縮機
JP6470697B2 (ja) * 2015-02-27 2019-02-13 ダイキン工業株式会社 圧縮機
JP6874331B2 (ja) * 2016-11-02 2021-05-19 ダイキン工業株式会社 圧縮機

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013145713A1 (ja) * 2012-03-30 2013-10-03 株式会社デンソー 圧縮機
WO2017221571A1 (ja) 2016-06-22 2017-12-28 ダイキン工業株式会社 圧縮機及び弁組立体
WO2021039080A1 (ja) * 2019-08-30 2021-03-04 ダイキン工業株式会社 回転式圧縮機

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4520975A4

Also Published As

Publication number Publication date
US12492699B2 (en) 2025-12-09
CN119096056A (zh) 2024-12-06
JP7401804B2 (ja) 2023-12-20
JP2023165192A (ja) 2023-11-15
CN119096056B (zh) 2025-06-17
EP4520975A4 (en) 2025-08-13
EP4520975A1 (en) 2025-03-12
US20250043783A1 (en) 2025-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6291533B2 (ja) 高圧圧縮機及びそれを備えた冷凍サイクル装置
JP5005579B2 (ja) 密閉型圧縮機および冷凍サイクル装置
EP1655492A1 (en) Rotary-type enclosed compressor and refrigeration cycle apparatus
JP4151120B2 (ja) 2段圧縮機
JP5760836B2 (ja) ロータリ圧縮機
JP2000087892A (ja) 2段圧縮機及び空気調和装置
JP2000073974A (ja) 2段圧縮機及び空気調和装置
JP5481568B2 (ja) 多気筒回転式圧縮機と冷凍サイクル装置
US12492699B2 (en) Compressor and air conditioner
CN100540904C (zh) 用于控制冷却系统的压缩机的系统及其控制方法
JP2023014507A (ja) ロータリ圧縮機
WO2023144953A1 (ja) 圧縮機及び冷凍サイクル装置
JP7399193B2 (ja) 圧縮機
WO2023037972A1 (ja) 圧縮機、および、空気調和装置
JP7749769B1 (ja) 圧縮機および冷凍サイクル装置
JP2010001887A (ja) 密閉型回転式圧縮機と空気調和機
JP2023013210A (ja) ロータリー圧縮機、および、空気調和装置
WO2022118384A1 (ja) 圧縮機及び冷凍サイクル装置
CN116146489B (zh) 一种旋转式压缩机及制冷系统
JP5836890B2 (ja) ロータリ圧縮機及び蒸気圧縮式冷凍サイクル装置
JP2005344683A (ja) 密閉型圧縮機
JP2025004592A (ja) 圧縮機、吐出弁の取付方法、及び冷凍サイクル装置
KR100677527B1 (ko) 로터리 압축기
JP4655051B2 (ja) 回転式圧縮機
JP5818767B2 (ja) ベーン型圧縮機

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: 23799429

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202380036852.3

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2023799429

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023799429

Country of ref document: EP

Effective date: 20241202

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 202380036852.3

Country of ref document: CN