JP2002235683A - Scroll compressor - Google Patents

Scroll compressor

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JP2002235683A
JP2002235683A JP2001034564A JP2001034564A JP2002235683A JP 2002235683 A JP2002235683 A JP 2002235683A JP 2001034564 A JP2001034564 A JP 2001034564A JP 2001034564 A JP2001034564 A JP 2001034564A JP 2002235683 A JP2002235683 A JP 2002235683A
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scroll
wrap
compressor
pressure
scroll compressor
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Application number
JP2001034564A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Hagita
貴幸 萩田
Masamitsu Takeuchi
真実 竹内
Takahiro Ichiyanagi
貴弘 一柳
Tetsuzo Ukai
徹三 鵜飼
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine an optimal lap thickness in a scroll compressor wherein a fixing scroll and a turning scroll made of aluminum compress CO2 coolant. SOLUTION: In this scroll compressor for CO2 coolant wherein spiral protrusions (laps) 11, 18 standingly mounted on the fixing scroll and the turning scroll made of aluminum form three compressing chambers P for compressing the CO2 coolant, the lap thickness (t) at a position inside by one roll with the outermost circumferential lap as an origin at a position shifted from a lap roll end on the outer circumferential side by 90 deg. is 5 mm or larger.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空調装置等
に用いられるスクロール圧縮機に関し、特に、二酸化炭
素(CO2 )等の超臨界域で冷媒を使用する蒸気圧縮冷
凍サイクルに適したスクロール圧縮機に関するものであ
る。
The present invention relates to relates to a scroll compressor used in an air conditioning system for vehicles, etc., in particular, carbon dioxide (CO 2) or the like of the scroll which is suitable for vapor compression refrigeration cycle using a refrigerant in a supercritical range It relates to a compressor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境保護の観点から、蒸気圧縮式
冷凍サイクルにおいて、冷媒の脱フロン対策の1つとし
て、作動ガス(冷媒ガス)として二酸化炭素(CO2
を使用した冷凍サイクル(以下、CO2 サイクル)が提
案されている(例えば、特公平7−18602号公
報)。このCO2 サイクルの作動は、フロンを使用した
従来の蒸気圧縮式冷凍サイクルと同様である。すなわ
ち、図4のCO2 モリエル線図中にA−B−C−D−A
で示されるように、圧縮機で気相状態のCO2 を圧縮し
(A−B)、この高温圧縮の気相状態のCO2 を放熱器
(ガスクーラ)にて冷却する(B−C)。そして、減圧
器により減圧して(C−D)、気液相状態となったCO
2 を蒸発させて(D−A)、蒸発潜熱を空気等の外部流
体から奪って外部流体を冷却する。
2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of environmental protection, carbon dioxide (CO 2 ) has been used as a working gas (refrigerant gas) in a vapor compression refrigeration cycle as one of measures against defluorocarbon refrigerant.
(Hereinafter referred to as CO 2 cycle) has been proposed (for example, Japanese Patent Publication No. Hei 7-18602). The operation of this CO 2 cycle is similar to that of a conventional vapor compression refrigeration cycle using Freon. That is, ABCDA in the CO 2 Mollier diagram of FIG.
As shown in (1), CO 2 in the gas phase is compressed by the compressor (A-B), and the CO 2 in the gas phase in the high-temperature compression is cooled by a radiator (gas cooler) (BC). Then, the pressure was reduced by a pressure reducer (C-D), and CO in a gas-liquid phase state was obtained.
2 is evaporated (DA), and latent heat of evaporation is taken from an external fluid such as air to cool the external fluid.

【0003】ところで、CO2 の臨界温度は約31°と
従来の冷媒であるフロンの臨界点温度と比べて低いの
で、夏場等外気温の高いときには、放熱器側でのCO2
の温度がCO2 の臨界点温度よりも高くなってしまう。
つまり、放熱器出口側においてCO2 は凝縮しない(線
分BCが飽和液線SLと交差しない)。また、放熱器出
口側(C点)の状態は、圧縮機の吐出圧力と放熱器出口
側でのCO2 温度によって決定され、放熱器出口側での
CO2 温度は放熱器の放熱能力と外気温度(制御不可)
とによって決定するので、放熱器出口での温度は、実質
的には制御することができない。したがって、放熱器出
口側(C点)の状態は、圧縮機の吐出圧力(放熱器出口
側圧力)を制御することによって制御可能となる。つま
り、夏場等外気温の高いときには、十分な冷却能力(エ
ンタルピ差)を確保するためには、E−F−G−H−E
で示されるように、放熱器出口側の圧力を高く設定する
必要がある。そのために、圧縮機の運転圧力を従来のフ
ロンを用いた冷凍サイクルに比べて高くする必要があ
る。車両用空調装置を例にすると、前記圧縮機の運転圧
力は従来のR134(フロン)では3kg/cm2 程度
であるのに対してCO2では40kg/cm2 程度と高
く、また運転停止圧力はR134(フロン)では15k
g/cm2 程度であるのに対してCO2 では100kg
/cm2 程度と高くなる。
Since the critical temperature of CO 2 is about 31 °, which is lower than the critical point temperature of Freon, which is a conventional refrigerant, when the outside temperature is high such as in summer, the CO 2 on the radiator side is high.
Is higher than the critical point temperature of CO 2 .
That is, CO 2 does not condense on the radiator outlet side (the line segment BC does not cross the saturated liquid line SL). The state of the radiator outlet side (C point), the discharge pressure of the compressor is determined by the CO 2 temperature at the radiator outlet side, CO 2 temperature at the radiator outlet side is a heat radiation capacity of the radiator outside air Temperature (uncontrollable)
And the temperature at the radiator outlet cannot be substantially controlled. Therefore, the state of the radiator outlet side (point C) can be controlled by controlling the compressor discharge pressure (radiator outlet side pressure). In other words, when the outside air temperature is high, such as in summer, in order to secure a sufficient cooling capacity (enthalpy difference), EFGHHE is required.
It is necessary to set the pressure on the radiator outlet side high as shown by. Therefore, the operating pressure of the compressor needs to be higher than that of a conventional refrigeration cycle using chlorofluorocarbon. Taking a vehicle air conditioner as an example, the operating pressure of the compressor is about 3 kg / cm 2 for conventional R134 (Freon), about 40 kg / cm 2 for CO 2 , and the operation stop pressure is about 15k for R134 (Freon)
g / cm 2 , whereas CO 2 is 100 kg
/ Cm 2 .

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、CO
2 サイクルに用いられる圧縮機の運転圧力は、従来のフ
ロン冷媒を圧縮するものと比較してかなりの高圧となる
ため、固定スクロール及び旋回スクロールに立設された
渦巻状突起(ラップ)などが十分耐えられるような対策
が必要となる。特に、車両用空調装置に用いられるスク
ロール圧縮機は、設置スペースの制約や軽量化の要求が
厳しいため、合わせて小型軽量化も求められる。このよ
うな背景から、特に車両用空調装置において重要となる
小型軽量化に適したアルミ製の固定スクロール及び旋回
スクロールとした場合、CO2 サイクルに用いて運転し
ても破損しない十分な強度と耐久性を備えたラップ厚さ
の最適値を見いだすことが求められる。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, CO 2
Since the operating pressure of the compressor used in the two cycles is considerably higher than that of the conventional compressor that compresses CFCs, the spiral projections (wraps) provided on the fixed scroll and the orbiting scroll are sufficient. Countermeasures that can be tolerated are needed. In particular, scroll compressors used in vehicle air conditioners are also required to be smaller and lighter in weight, because the installation space is limited and the demand for weight reduction is severe. Against this background, in the case of aluminum fixed scrolls and orbiting scrolls, which are especially suitable for miniaturization and weight reduction, which are important in vehicle air conditioners, sufficient strength and durability to prevent damage even when operated using a CO 2 cycle It is necessary to find an optimum value of the wrap thickness with the property.

【0005】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、アルミ製の固定スクロール及び旋回スクロールが
CO2 冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、ラッ
プ厚さの最適値を規定することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to specify an optimum value of a wrap thickness in a scroll compressor in which a fixed scroll and an orbiting scroll made of aluminum compress a CO 2 refrigerant. And

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。請求項1に記載の
スクロール圧縮機は、アルミ製の固定スクロール及び旋
回スクロールに立設されたラップが3つの圧縮室を形成
してCO2 冷媒を圧縮するように構成されたCO2 冷媒
用のスクロール圧縮機において、外周側のラップ巻き終
わりから90度ずらした位置の最外周ラップを起点とし
て1巻き内側となる位置のラップを5mm以上の厚さに
したことを特徴とするものである。
The present invention employs the following means in order to solve the above-mentioned problems. Scroll compressor according to claim 1, for the CO 2 refrigerant that is configured to wrap erected on aluminum fixed scroll and the orbiting scroll to form three compression chambers compresses the CO 2 refrigerant The scroll compressor is characterized in that the wrap at a position which is one turn inside from the outermost wrap at a position shifted by 90 degrees from the end of the wrap winding on the outer circumferential side has a thickness of 5 mm or more.

【0007】このような本発明のスクロール圧縮機によ
れば、CO2 冷媒を圧縮する高圧運転においても、ラッ
プで最も圧力条件が厳しい位置で5mm以上の厚さとし
たので、十分な耐圧強度と耐久性を備えて破損しないス
クロール圧縮機を提供することができる。
According to such a scroll compressor of the present invention, even in the high pressure operation for compressing the CO 2 refrigerant, the thickness is 5 mm or more at the position where the pressure condition is the strictest in the wrap, so that sufficient pressure resistance and durability can be obtained. It is possible to provide a scroll compressor which has a property and is not damaged.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るスクロール圧
縮機の一実施形態を、図面に基づいて説明する。先ず、
本発明のスクロール圧縮機を備えたCO2 サイクルにつ
いて、図3を参照して説明する。このCO2 サイクルS
は例えば車両用空調装置に適用したものであり、1は気
相状態のCO2 を圧縮するスクロール圧縮機である。ス
クロール圧縮機1は図示しない駆動源(例えばエンジン
等)から駆動力を得て駆動する。1aは、スクロール圧
縮機1で圧縮されたCO2 を外気等との間で熱交換して
冷却する放熱器(ガスクーラ)であり、1cは放熱器1
a出口側でのCO2 温度に応じて放熱器1a出口側圧力
を制御する圧力制御弁である。冷媒のCO2 は、この圧
力制御弁1bおよび絞り1cにより減圧されて低温低圧
の気液2相状態のCO2 となる。1dは、車室内の空気
冷却手段をなす蒸発器(吸熱器)で、気液2相状態のC
2 は蒸発器1d内で気化(蒸発)する際に、車室内空
気から蒸発潜熱を奪って車室内空気を冷却する。1e
は、気相状態のCO2 を一時的に蓄えるアキュムレータ
である。そして、スクロール圧縮機1、放熱器1a、圧
力制御弁1b、絞り1c、蒸発器1dおよびアキュムレ
ータ1eは、それぞれ配管1fによって接続されて閉回
路を形成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the scroll compressor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First,
A CO 2 cycle equipped with the scroll compressor of the present invention will be described with reference to FIG. This CO 2 cycle S
Is applied to, for example, a vehicle air conditioner, and 1 is a scroll compressor that compresses CO 2 in a gaseous state. The scroll compressor 1 is driven by obtaining a driving force from a drive source (not shown) such as an engine. 1a is a radiator (gas cooler) for exchanging heat between the CO 2 compressed by the scroll compressor 1 and the outside air or the like to cool the CO 2 , and 1c is a radiator 1c
This is a pressure control valve that controls the pressure on the outlet side of the radiator 1a in accordance with the CO 2 temperature on the outlet side. CO 2 refrigerant is a CO 2 for low-temperature low-pressure gas-liquid two-phase state is depressurized by the pressure control valve 1b and the diaphragm 1c. Reference numeral 1d denotes an evaporator (heat absorber) serving as an air cooling means in the vehicle compartment, which is a gas-liquid two-phase C
When O 2 is vaporized (evaporated) in the evaporator 1d, the O 2 removes latent heat of evaporation from the vehicle interior air to cool the vehicle interior air. 1e
Is an accumulator for temporarily storing CO 2 in a gaseous state. The scroll compressor 1, the radiator 1a, the pressure control valve 1b, the throttle 1c, the evaporator 1d, and the accumulator 1e are respectively connected by a pipe 1f to form a closed circuit.

【0009】次に、スクロール圧縮機1の一実施形態に
ついて、図2を参照して説明する。スクロール圧縮機1
のハウジング1A(ケーシング)は、カップ状のケース
本体2と、これにボルト3により締結されたフロントケ
ース4(クランクケース)とから構成されている。クラ
ンクシャフト5はフロントケース4を貫通し、メイン軸
受6およびサブ軸受7を介してフロントケース4に回転
自在に支持されている。クランクシャフト5には、図示
しない車両エンジンの回転が公知の電磁クラッチ32を
介して伝動されるようになっている。なお、符号32
a,32bはそれぞれ電磁クラッチ32のコイルおよび
プーリを示している。
Next, an embodiment of the scroll compressor 1 will be described with reference to FIG. Scroll compressor 1
1A (casing) comprises a cup-shaped case main body 2 and a front case 4 (crankcase) fastened to the main body 2 by bolts 3. The crankshaft 5 penetrates the front case 4 and is rotatably supported by the front case 4 via a main bearing 6 and a sub-bearing 7. The rotation of the vehicle engine (not shown) is transmitted to the crankshaft 5 via a known electromagnetic clutch 32. Note that reference numeral 32
Reference numerals a and 32b denote a coil and a pulley of the electromagnetic clutch 32, respectively.

【0010】ハウジング1Aの内部には、アルミ製の固
定スクロール8および旋回スクロール9が配設されてい
る。ここでのアルミ製とは、アルミニウムを主成分とす
るアルミニウム合金製を含む。固定スクロール8は、端
板10とその内面に立設された渦巻状突起11(ラッ
プ)とを備え、この端板10の背面には背圧ブロック1
3がボルト12により分解可能に固定されている。背圧
ブロック13の内周面および外周面にはOリング14
a,14bがぞれぞれ埋設されており、これらOリング
14a,14bは、ケース本体2の内周面に密接し、ケ
ース本体2内の低圧室15(吸入室)より後述する高圧
室(吐出チャンバ)16が隔離されている。この高圧室
16は、背圧ブロック13の内空間13aと、固定スク
ロール8の端板10の背面に形成された凹部10aとか
ら構成されている。旋回スクロール9は、端板17とそ
の内面に立設された渦巻状突起18(ラップ)とを備
え、この渦巻状突起18は上記固定スクロール8の渦巻
状突起11と実質的に同一の形状を有している。
A fixed scroll 8 and an orbiting scroll 9 made of aluminum are disposed inside the housing 1A. Here, the term "made of aluminum" includes an aluminum alloy containing aluminum as a main component. The fixed scroll 8 includes an end plate 10 and a spiral projection 11 (wrap) provided upright on an inner surface thereof.
3 is detachably fixed by bolts 12. O-rings 14 are provided on the inner and outer peripheral surfaces of the back pressure block 13.
The O-rings 14a and 14b are closely buried in the inner peripheral surface of the case main body 2, and are connected to a low-pressure chamber 15 (suction chamber) in the case main body 2 from a high-pressure chamber (described later). The discharge chamber 16 is isolated. The high pressure chamber 16 includes an inner space 13 a of the back pressure block 13 and a concave portion 10 a formed on the back surface of the end plate 10 of the fixed scroll 8. The orbiting scroll 9 includes an end plate 17 and a spiral projection 18 (wrap) provided upright on the inner surface thereof. The spiral projection 18 has substantially the same shape as the spiral projection 11 of the fixed scroll 8. Have.

【0011】固定スクロール8とケース本体2との間に
はリング状の板ばね20aが配置されており、この板ば
ね20aは複数のボルト21bを介して、周方向に交互
に固定スクロール8およびケース本体に締結されてい
る。これにより、固定スクロール8はその軸方向におい
てのみ板ばね20aの最大撓み量だけ、移動を許容され
ている(フロート構造)。なお、リング状の板ばね20
aおよびボルト20bにより固定スクロール支持装置2
0が構成されている。前記背圧ブロック13の背面突出
部とハウジング1Aとの間には隙間cが設けられている
ことにより、この背圧ブロック13は前記軸方向に可動
となっている。固定スクロール8と旋回スクロール9と
は、相互に公転旋回半径だけ偏心し、かつ、180°だ
け位相をずらせて図示のように噛み合わされ、渦巻状突
起11の先端に埋設されたチップシール(不図示)は端
板17の内面に密接し、渦巻状突起18の先端に埋設さ
れたチップシール(不図示)は端板10の内面に密接
し、また、各渦巻状突起11,18の側面に互いに複数
箇所で密接する。これにより、渦巻状の中心に対してほ
ぼ点対称をなす複数の密閉空間21a,21bが限界さ
れる。固定スクロール8と旋回スクロール9との間に
は、旋回スクロール9の自転を阻止して公転を許容する
オルダム接手27が設けられている。このオルダム接手
27は、旋回スクロール9の自転を防止する機構(旋回
スクロール9および固定スクロール8の相対回転を阻止
するための機構)である。
A ring-shaped leaf spring 20a is arranged between the fixed scroll 8 and the case body 2, and the leaf spring 20a is alternately arranged in the circumferential direction by a plurality of bolts 21b in the circumferential direction. Fastened to the body. Thereby, the fixed scroll 8 is allowed to move only in the axial direction by the maximum amount of deflection of the leaf spring 20a (float structure). The ring-shaped leaf spring 20
a and the bolt 20b for the fixed scroll support device 2
0 is configured. Since a gap c is provided between the back projection of the back pressure block 13 and the housing 1A, the back pressure block 13 is movable in the axial direction. The fixed scroll 8 and the orbiting scroll 9 are eccentric to each other by the orbital radius of rotation, and are engaged with each other with a phase shift of 180 ° as shown in the drawing, and a tip seal (not shown) embedded at the tip of the spiral projection 11. ) Is in close contact with the inner surface of the end plate 17, the tip seal (not shown) embedded at the tip of the spiral projection 18 is in close contact with the inner surface of the end plate 10, and Close contact at multiple locations. This limits the plurality of closed spaces 21a and 21b that are substantially point-symmetric with respect to the spiral center. An Oldham coupling 27 is provided between the fixed scroll 8 and the orbiting scroll 9 to prevent rotation of the orbiting scroll 9 and allow revolving. The Oldham coupling 27 is a mechanism for preventing the orbiting scroll 9 from rotating (a mechanism for preventing the relative rotation of the orbiting scroll 9 and the fixed scroll 8).

【0012】端板17の外面中央部に形成された円筒状
のボス22の内部にはドライブブッシュ23が、ラジア
ル軸受を兼ねる旋回軸受24(ドライブ軸受)を介して
回動自在に収容され、このドライブブッシュ23に穿設
された貫通孔25内にはクランクシャフト5の内端に突
設された偏心軸26が回動自在に嵌合されている。ま
た、端板17の外面の外周縁とフロントケース4との間
には、旋回スクロール9を支持するためのスラスト玉軸
受19が配置されている。
A drive bush 23 is rotatably housed inside a cylindrical boss 22 formed at the center of the outer surface of the end plate 17 via a swivel bearing 24 (drive bearing) also serving as a radial bearing. An eccentric shaft 26 projecting from the inner end of the crankshaft 5 is rotatably fitted into a through hole 25 formed in the drive bush 23. A thrust ball bearing 19 for supporting the orbiting scroll 9 is arranged between the outer peripheral edge of the outer surface of the end plate 17 and the front case 4.

【0013】クランクシャフト5の外周には公知のメカ
ニカルシール28(シャフトシール)が配置されてお
り、このメカニカルシール28は、フロントケース4に
固定されたシートリング28aと、クランクシャフト5
とともに回転する従動リング28bとを備え、この従動
リング28bは、付勢部材28cによりシートリング2
8aに圧接されていることにより、クランクシャフト5
の回転に伴いシートリング28aに対して摺動する。
A known mechanical seal 28 (shaft seal) is disposed on the outer periphery of the crankshaft 5. The mechanical seal 28 includes a seat ring 28 a fixed to the front case 4 and a crankshaft 5.
And a driven ring 28b that rotates together with the seat ring 2b by an urging member 28c.
8a, the crankshaft 5
Slides with respect to the seat ring 28a with the rotation of.

【0014】次に、スクロール圧縮機1の動作について
説明する。電磁クラッチ32のコイル32aに通電し
て、車両エンジンの回転をクランクシャフト5に伝動さ
せると、クランクシャフト5の回転は、偏心軸26、貫
通孔25、ドライブブッシュ23、旋回軸受24、ボス
22からなる旋回駆動機構を介して旋回スクロール9が
駆動され、旋回スクロール9は自転防止リング17によ
ってその自転を阻止されながら、偏心軸26の偏心量を
半径とする円軌道上を公転旋回運動する。
Next, the operation of the scroll compressor 1 will be described. When the coil 32a of the electromagnetic clutch 32 is energized and the rotation of the vehicle engine is transmitted to the crankshaft 5, the rotation of the crankshaft 5 is transmitted from the eccentric shaft 26, the through hole 25, the drive bush 23, the slewing bearing 24, and the boss 22. The orbiting scroll 9 is driven via the orbiting drive mechanism, and the orbiting scroll 9 orbits in a circular orbit having a radius equal to the eccentric amount of the eccentric shaft 26 while its rotation is prevented by the anti-rotation ring 17.

【0015】旋回スクロール9が公転旋回運動すると、
双方の渦巻状突起11,18の線接触部が次第にうず巻
の中心方向に移動し、この結果、密閉空間21a,21
b(圧縮室)が容積を減少しながら、うず巻の中心方向
へ移動する。これに伴って吸入口(不図示)を通って吸
入室15へ流入した作動ガス(矢印A参照)が、双方の
渦巻状突起11,18との外終端開口部から密閉空間2
1a、21b内に取り込まれ、圧縮されながら中心部2
1cに至り、ここから固定スクロール8の端板10に穿
設された吐出ポート34を通り、吐出弁35を押開いて
高圧室16へ吐出され、さらに吐出口38から流出され
る。このように、旋回スクロール9の旋回により、吸入
室15より導入した流体を前記密閉空間21a,21b
内で圧縮し、この圧縮ガスを吐出する。電磁クラッチ3
2のコイル32aへの通電を解除して、クランクシャフ
ト5への回転力の伝動を絶つと、開放型圧縮機1の運転
は停止される。
When the orbiting scroll 9 revolves orbits,
The line contact portions of the two spiral projections 11, 18 gradually move toward the center of the spiral, and as a result, the closed spaces 21a, 21
b (compression chamber) moves toward the center of the spiral while reducing the volume. As a result, the working gas (see arrow A) flowing into the suction chamber 15 through the suction port (not shown) flows from the outer terminal openings of the spiral projections 11 and 18 into the closed space 2.
1a, 21b while being compressed
1c, from here, passes through a discharge port 34 formed in the end plate 10 of the fixed scroll 8, pushes and opens the discharge valve 35, discharges into the high-pressure chamber 16, and further flows out from the discharge port 38. In this manner, the fluid introduced from the suction chamber 15 due to the rotation of the orbiting scroll 9 allows the closed spaces 21a, 21b
Compressed gas is discharged inside. Electromagnetic clutch 3
When the power supply to the second coil 32a is released and the transmission of the rotational force to the crankshaft 5 is stopped, the operation of the open-type compressor 1 is stopped.

【0016】ところで、上述したスクロール圧縮機1の
渦巻状突起11,18については、圧縮が最終段階とな
るうず巻きの内周側中心部付近(吐出ポート34付近)
が最も厳しい圧力条件にあると考えられてきた。しかし
ながら、本発明者らがCO2サイクル用のスクロール圧
縮機を開発するため種々の試作や試験を実施したとこ
ろ、図1に示すように、固定スクロール8の渦巻状突起
11と旋回スクロール9の渦巻状突起18とが3つの圧
縮室Pを形成するものでは、外周側のラップ巻き終わり
から90度ずらした位置を起点として1巻き内側となる
位置のスクロールラップが最も厳しい圧力条件下にある
ことを見出した。これは、うず巻きの内周側中心付近に
は吐出ポート34が設けられており、所定圧力で吐出弁
35を押開くことから圧力の上限が制限されるのに対し
て、圧縮の進行した圧縮室Pが吐出ポート34に到達す
る前の状態の方が高い圧力を受けることがあるためと推
測される。
The spiral projections 11 and 18 of the above-described scroll compressor 1 are located near the center of the inner periphery of the spiral where compression is the final stage (near the discharge port 34).
Have been considered to be in the most severe pressure conditions. However, the present inventors conducted various trial productions and tests to develop a scroll compressor for CO 2 cycle. As shown in FIG. 1, the spiral projection 11 of the fixed scroll 8 and the spiral In the case where the three projections 18 form the three compression chambers P, the scroll wrap at the position one turn inside from the position shifted by 90 degrees from the end of the wrap winding on the outer peripheral side is under the most severe pressure condition. I found it. This is because the discharge port 34 is provided near the center of the inner peripheral side of the spiral and the upper limit of the pressure is limited because the discharge valve 35 is pushed and opened at a predetermined pressure. It is presumed that the pressure before P reaches the discharge port 34 may receive a higher pressure.

【0017】そこで、軽量化に適したアルミ製の固定ス
クロール8および旋回スクロール9をCO2 サイクル用
のスクロール圧縮機1として採用する場合の圧力条件
で、上述した最も圧力条件の厳しい位置におけるラップ
厚さtの最適値を検討したところ、上述した位置のラッ
プ厚さtを5mm以上にすれば実用上の問題がなく、良
好な耐圧性と耐久性とが得られて破損しないことを見出
した。すなわち、CO2冷媒を圧縮するアルミ製のスク
ロール圧縮機1においては、渦巻状突起11,18が3
つの圧縮室Pを形成する場合、外周側のラップ巻き終わ
りから90度ずらした位置を起点として1巻き内側とな
る位置のラップ厚さtは、その最適値が5mm以上とい
うことになる。なお、上述したラップ厚さtは、固定ス
クロール8および旋回スクロール9の両方に適用され
る。
In view of the above, when the fixed scroll 8 and the orbiting scroll 9 made of aluminum suitable for weight reduction are adopted as the scroll compressor 1 for the CO 2 cycle, the wrap thickness at the position where the above-mentioned pressure condition is strictest is considered. Examination of the optimum value of the thickness t revealed that if the wrap thickness t at the above-mentioned position is 5 mm or more, there is no practical problem, good pressure resistance and durability can be obtained, and no breakage occurs. That is, in the aluminum scroll compressor 1 that compresses the CO 2 refrigerant, the spiral projections 11 and 18 are 3
In the case of forming one compression chamber P, the optimum value of the wrap thickness t at a position that is one turn inside from the position shifted by 90 degrees from the end of the wrap winding on the outer peripheral side is 5 mm or more. The wrap thickness t described above is applied to both the fixed scroll 8 and the orbiting scroll 9.

【0018】上述した渦巻状突起11,18は、製造上
容易であることから全体を同じラップ厚さにすることが
多く、従って、このような場合は内周側のまき始めから
外周側のまき終わりまで、上述したラップ厚さtが5m
m以上という最適値を適用しても何ら問題はない。もち
ろん、上述した最も圧力条件の厳しい位置でのラップ厚
さtを最適値の5mm以上として、内周側および外周側
へ順次薄くしてより一層の軽量化を図ることも可能であ
る。
The spiral projections 11 and 18 described above are often made to have the same wrap thickness as a whole because they are easy to manufacture. Therefore, in such a case, the inner peripheral side starts from the outer peripheral side sowing. Until the end, the wrap thickness t mentioned above is 5m
There is no problem even if an optimum value of m or more is applied. Of course, the wrap thickness t at the position where the above-mentioned pressure condition is strict is set to an optimum value of 5 mm or more, and the weight can be further reduced by sequentially reducing the thickness on the inner circumferential side and the outer circumferential side.

【0019】なお、上記各実施形態において、スクロー
ル圧縮機1の構成については、ハウジング構造、フロー
ト構造及びオルダム接手など上述した実施形態のものに
限定されることはなく、これ以外にも、本発明の主旨を
逸脱しない範囲内であれば、いかなる構成を採用しても
よい。
In each of the above embodiments, the structure of the scroll compressor 1 is not limited to the above-described embodiment such as the housing structure, the float structure, and the Oldham joint. Any configuration may be employed as long as it does not deviate from the gist of the present invention.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明のスクロール圧縮機によれば、圧
縮時にラップに作用する圧力が最も厳しい条件となる位
置のラップ厚さt、すなわち、外周側のラップ巻き終わ
りから90度ずらした位置の最外周ラップを起点として
1巻き内側の位置になるスクロールラップを5mm以上
の厚さにしたので、CO2 サイクルに用いられて高圧が
作用するアルミ製の固定スクロール及び旋回スクロール
の破損を防止し、耐久性や信頼性を向上させることがで
きる。また、CO2 サイクルに用いるアルミ製ラップ厚
さの最適値を見いだして規定したので、むやみにラップ
厚さを厚くして小型化や軽量化が妨げられるようなこと
もなく、特に車両用空調装置用のスクロール圧縮機にお
いて有効である。
According to the scroll compressor of the present invention, the wrap thickness t at the position where the pressure acting on the wrap during compression is the strictest condition, that is, the wrap thickness t at the position shifted by 90 degrees from the end of the wrap winding on the outer peripheral side. The scroll wrap, which is positioned one turn inside from the outermost wrap, has a thickness of 5 mm or more, so that the aluminum fixed scroll and the orbiting scroll, which are used in the CO 2 cycle and act on high pressure, are prevented from being damaged, Durability and reliability can be improved. In addition, since the optimum value of the aluminum wrap thickness used for the CO 2 cycle was determined and specified, the wrap thickness was unnecessarily increased, so that miniaturization and weight reduction were not hindered. It is effective in a scroll compressor for use.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る渦巻状突起(ラップ)の一実施
形態を説明するために示した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an embodiment of a spiral projection (wrap) according to the present invention.

【図2】 図1に示した渦巻状突起が採用されるスクロ
ール圧縮機の構成例を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a scroll compressor employing the spiral projection shown in FIG.

【図3】 CO2 サイクルの構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a CO 2 cycle.

【図4】 CO2 のモリエル線図である。FIG. 4 is a Mollier diagram of CO 2 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スクロール圧縮機 8 固定スクロール 9 旋回スクロール 11,18 渦巻状突起(ラップ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scroll compressor 8 Fixed scroll 9 Orbiting scroll 11, 18 Spiral protrusion (wrap)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一柳 貴弘 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者 鵜飼 徹三 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町3丁目1 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 Fターム(参考) 3H039 AA02 AA12 BB05 CC07 CC35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takahiro Ichiyanagi 1 Nagoya Research Laboratories, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagoya Research Laboratories, Nagoya City, Aichi Prefecture 3-chome No.1 F-term in Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling and Refrigerating Business Division 3H039 AA02 AA12 BB05 CC07 CC35

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミ製の固定スクロール及び旋回ス
クロールに立設されたラップが3つの圧縮室を形成して
CO2 冷媒を圧縮するように構成されたCO 2 冷媒用の
スクロール圧縮機において、 外周側のラップ巻き終わりから90度ずらした位置の最
外周ラップを起点として1巻き内側となる位置のラップ
を5mm以上の厚さにしたことを特徴とするスクロール
圧縮機。
1. A fixed scroll and orbiting scroll made of aluminum.
The wrap erected on the crawl forms three compression chambers
COTwo CO configured to compress the refrigerant Two For refrigerant
In the scroll compressor, the outermost side of the wrap around the end of the wrap is shifted by 90 degrees.
Wrap at a position that is one turn inside from the outer wrap
Characterized by having a thickness of 5 mm or more
Compressor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7614860B2 (en) * 2004-12-22 2009-11-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Scroll compressor

Cited By (2)

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