JP2005264752A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、冷凍空調装置に用いる、密閉容器内に高圧空間と低圧空間を有するスクロール圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a scroll compressor having a high-pressure space and a low-pressure space in an airtight container used for a refrigeration air conditioner.
従来の高低圧バイパス機構を備えたスクロール圧縮機においては、バイパス用弁にバイメタル又は形状記憶合金等の温度感応型の弁や、剛性が一般的な弁材料であるスウェーデン鋼などからなる弁を用いている(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional scroll compressor equipped with a high / low pressure bypass mechanism, a temperature-sensitive valve such as a bimetal or a shape memory alloy or a valve made of Swedish steel, which is a general valve material, is used as a bypass valve. (For example, refer to Patent Document 1).
従来の高低圧バイパス機構を備えたスクロール圧縮機において、バイメタル又は形状記憶合金等の温度感応型の弁や、剛性が一般的な弁材料であるスウェーデン鋼などからなる弁を用いたバイパス弁機構では、固定スクロールに設けられた弁座への衝突速度が大きい場合に弁先端部の弁割れや弁根元部に破損が生じるという問題点があった。また、部品点数が多くなりバルブ組立時の組立精度に注意を払う必要があった。 In a conventional scroll compressor equipped with a high and low pressure bypass mechanism, a bypass valve mechanism using a temperature-sensitive valve such as a bimetal or a shape memory alloy or a valve made of Swedish steel, which is a general valve material having rigidity. When the collision speed to the valve seat provided in the fixed scroll is high, there is a problem that the valve tip portion is cracked or the valve root portion is damaged. In addition, the number of parts increases, and it is necessary to pay attention to the assembly accuracy during valve assembly.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、第1の目的は気密試験時や冷媒封入時等の密閉容器内の高低圧の逆転を抑制し、フレームのズレをなくすことができ、組立時の軸受の傾き精度を維持できる信頼性の高い高低圧バイパス機構を備えたスクロール圧縮機を得るものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object is to suppress the reversal of high and low pressures in a hermetic container during an airtight test or when a refrigerant is sealed, thereby eliminating frame misalignment. Thus, a scroll compressor having a highly reliable high and low pressure bypass mechanism capable of maintaining the inclination accuracy of the bearing at the time of assembly is obtained.
また、第2の目的は、高価な弁材料を必要とせず、搭載ユニット毎のバイメタルの設定も必要なく、また部品点数を少なくし、組立も容易な高低圧バイパス機構を備えたスクロール圧縮機を得るものである。 The second object is to provide a scroll compressor equipped with a high and low pressure bypass mechanism that does not require expensive valve material, does not require bimetal setting for each mounted unit, reduces the number of parts, and is easy to assemble. To get.
この発明に係るスクロール圧縮機は、密閉容器と、この密閉容器内に配設され固定スクロール及び揺動スクロールから成る圧縮要素と、密閉容器内に焼嵌め固定され圧縮要素を収納するフレームとを備え、フレームによって圧縮要素で圧縮された高圧冷媒ガスが吐出する高圧空間と吸入圧力雰囲気の低圧空間とに区画するとともに、固定スクロールに設けられた連通孔により高圧空間と低圧空間とを連通するようにしたものにおいて、連通孔の一部を覆うように固定スクロールの揺動スクロール側と反対側に配設され、圧縮空間と高圧空間との間を連通・遮断する吐出弁を有しかつ固定スクロールの吐出ポートから吐出弁に至る圧縮空間に連通するマフラー室とを有するチャンバーと、連通孔内の下部に設けられた弁座と、連通孔内に収納され、連通孔を閉じる際は弁座に密接載置されて連通孔を閉じるとともに、連通孔を開放する際は弁座から離れてチャンバーにより高圧空間への移動を抑制される球弁とを備えたものである。 A scroll compressor according to the present invention includes a sealed container, a compression element that is disposed in the sealed container and includes a fixed scroll and a swing scroll, and a frame that is shrink-fitted and fixed in the sealed container to store the compression element. The high-pressure refrigerant gas compressed by the compression element by the frame is partitioned into a high-pressure space and a low-pressure space in the suction pressure atmosphere, and the high-pressure space and the low-pressure space are communicated with each other through a communication hole provided in the fixed scroll. The fixed scroll has a discharge valve that is disposed on the side opposite to the swing scroll side of the fixed scroll so as to cover a part of the communication hole, and that communicates and blocks between the compression space and the high pressure space. A chamber having a muffler chamber communicating with a compression space from the discharge port to the discharge valve, a valve seat provided at a lower portion in the communication hole, and housed in the communication hole When the communication hole is closed, the valve is seated in close contact with the valve seat to close the communication hole, and when the communication hole is opened, a ball valve that is separated from the valve seat and restrained from moving to the high-pressure space by the chamber is provided. Is.
この発明におけるスクロール圧縮機は、吸入圧力雰囲気低圧空間と高圧空間を連通する固定スクロールに設けられた連通孔と、この連通孔の一部を覆うように固定スクロールの揺動スクロール側と反対側に配設され、圧縮空間と高圧空間との間を連通・遮断する吐出弁を有しかつ固定スクロールの吐出ポートから吐出弁に至る圧縮空間に連通するマフラー室とを有するチャンバーと、連通孔内の下部に設けられた弁座と、連通孔内に収納され、連通孔を閉じる際は弁座に密接載置されて連通孔を閉じるとともに、連通孔を開放する際は弁座から離れてチャンバーにより高圧空間への移動を抑制される球弁とを備えたので、圧縮機製造時及び圧縮機のユニットへの組込み時の気密試験をするための乾燥エアーや窒素ガスを封入する際、低圧空間と高圧空間を球弁によってバイパスすることができ、短時間で急激に封入してもフレームのズレを防ぐことができ、気密試験後の乾燥エアーや窒素ガスを抜き取る際にも短時間で急激に抜き取ってもフレームのズレを防ぐことができる信頼性の高いスクロール圧縮機を製造時間を短くして得ることができる。
また、ユニットへの組込み時の冷媒封入時においても短時間で急激に封入してもフレームのズレを防ぐことができる。
The scroll compressor according to the present invention includes a communication hole provided in the fixed scroll that communicates the suction pressure atmosphere low-pressure space and the high-pressure space, and a side opposite to the swing scroll side of the fixed scroll so as to cover a part of the communication hole. A chamber having a discharge valve for communicating and blocking between the compression space and the high-pressure space and having a muffler chamber communicating with the compression space from the discharge port of the fixed scroll to the discharge valve; The valve seat provided in the lower part is housed in the communication hole, and when the communication hole is closed, it is placed in close contact with the valve seat to close the communication hole, and when the communication hole is opened, it is separated from the valve seat by the chamber. Since it has a ball valve that is prevented from moving to the high-pressure space, the low-pressure space is used to seal dry air and nitrogen gas for airtight testing during compressor manufacture and assembly into the compressor unit. The high-pressure space can be bypassed by a ball valve, and even if it is sealed quickly in a short time, it can prevent the frame from shifting, and it can be quickly extracted in a short time when extracting dry air and nitrogen gas after the airtight test. However, a highly reliable scroll compressor that can prevent frame misalignment can be obtained by shortening the manufacturing time.
Further, the frame can be prevented from being misaligned even when the refrigerant is enclosed in the unit, even if the refrigerant is enclosed rapidly in a short time.
実施の形態1.
図1はこの発明を実施するための実施の形態1におけるスクロール圧縮機の主要部の縦断面図、図2、図3は球弁の動作を示す弁部分の縦断面図である。
図において、1は渦巻部分を有する固定スクロール、2はこの固定スクロール1のほぼ中心に形成された吐出孔、3は渦巻部分を有する揺動スクロール、4はこの揺動スクロール3の自転を防止し揺動運動を与えるオルダムリング、5は上記揺動スクロール3のスラスト荷重を受けるスラストベアリング、6は電動機要素の駆動力を伝達するクランク軸、7はこのクランク軸6の中央に形成された油穴、8は上記オルダムリング4及びスラストベアリング5を支持する主フレームで、上部に設けられる。9は上記クランク軸6の下端部を受けるベアリング29を支持する副フレームで、下部に設けられる。10は上記クランク軸6に設けられたバランスウェイトをそれぞれ示している。前述の参照符号1〜10で示される構成部分はスクロール圧縮機の圧縮要素である。11はステータ、12はロータをそれぞれ示し、これらの構成部分は電動機要素である。上記圧縮要素及び電動機要素は、密閉容器13内に収容されるものである。
圧縮要素における主フレーム8は高圧空間24方向より密閉容器13の上部内周に形成された段部30まで、また副フレーム9は低圧空間23の下方側より焼嵌めにより密閉容器13の内壁に気密に接合される。そして、高圧空間24内に吐出マフラー14が設けられ、吐出弁20とマフラー室21を持ったチャンバー22が固定スクロール1の上部に配置されている。主フレーム8と、この主フレーム8に締結された固定スクロール1によって吸入圧力室即ち低圧空間23と吐出圧力室即ち高圧空間24を上下方向で分割しており、固定スクロール1には低圧空間23と高圧空間24をバイパスするように連通孔25が設けられている。また、この連通孔25内には連通孔の一部を覆うように設置されたチャンバー22より高圧空間24への移動を抑制された球弁26が収納されており、連通孔25内の下部には球弁26が密接状態に載置される弁座31が設けられている。なお、15は油戻しパイプ、16は吐出ガス排出のための吐出管、17は吸入ガス導入のための吸入管、18は圧縮機軸受等摺動部潤滑のための潤滑油、19は上記揺動スクロール3と固定スクロール1の互いに組み合わされた一対の渦巻が形成する圧縮室、27は主フレーム8に設けられた冷媒ガスの吸入通路、28は上記クランク軸6駆動により駆動される容積形ポンプをそれぞれ示している。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a scroll compressor according to
In the figure,
The
次に、スクロール圧縮機の動作について説明する。圧縮要素における主フレーム8及び副フレーム9は焼嵌め等により密閉容器13の内壁に気密に接合される。ステータ11とロータ12により構成された電動機要素により生じた動力はクランク軸6により揺動スクロール3に駆動力を伝達され、揺動スクロール3の自転を防止し揺動運動を与えるオルダムリング4により揺動運動を行い、揺動スクロール3、固定スクロール1の互いに組み合わされた一対の渦巻が形成する圧縮室19の容積を変化させて、渦巻の外周部より内周に向かって吸入管17より密閉容器13の低圧空間23に吸入された冷媒ガスを吸入通路27を通して吸入、圧縮して、高温高圧の吐出ガスとして固定スクロール1のほぼ中心に形成された吐出孔2よりチャンバー22のマフラー室21を通り、チャンバー22の高圧空間部に設置された吐出弁20を通過し、吐出マフラー14中へ排出され、次いで密閉容器13の高圧空間24に吐出され吐出管16より圧縮機外へと排出される。その際、密閉容器13底部の潤滑油18はクランク軸6の駆動により駆動される容積形ポンプ28により給油ヘッドを与えられてクランク軸6の油穴7内を上昇し副フレーム9に配置しているベアリング29や主フレーム8の軸受部等の摺動部分を潤滑した後、油戻しパイプ15を経て密閉容器13の低圧空間23内へ排出されて密閉容器13底部へ戻る。
Next, the operation of the scroll compressor will be described. The
通常の停止時即ち低圧空間23と高圧空間24が均圧した状態や、通常の運転時即ち低圧空間23より高圧空間24の圧力の方が高い状態では、図2に示すように、球弁26は連通孔25内の下部の弁座31に密接し、連通孔25からの低圧空間23と高圧空間24とのバイパス通路を閉じている。この状態では、主フレーム8とこの主フレーム8に締結された固定スクロール1とによって吸入圧力室即ち低圧空間23と吐出圧力室即ち高圧空間24を上下方向で分割している主フレーム8を焼嵌め方向即ち上方より密閉容器段部30に向けて圧力差により押し付けることになるので、組立時の状態を常時保った状態である。
次に、気密試験のための乾燥エアーや窒素ガス等の封入時、気密試験後の乾燥エアーや窒素ガス等の抜き取り時及び冷媒封入時では、冷媒回路において吐出管16が吸入菅17よりも管径が細いことや、ユニット配管にて吐出管16の延長先に逆止弁等が配置されていることもあって、急激にそれらを行うと高圧空間24より低圧空間23の方の圧力が高くなる状態になる。この状態では、図3に示すように、低圧空間23と高圧空間24の逆圧力差から球弁26を下方から上方に持ち上げる力が働き、球弁26は連通孔25内の下部の弁座31から離れ、連通孔25内に浮遊し、低圧空間23と高圧空間24とのバイパス通路を開くことになる。なお、連通孔25の一部を覆うように配置されたチャンバー22は連通孔25内に浮遊した球弁26が高圧空間24に飛び出すのを防いでいる。
In a normal stop state, that is, in a state where the
Next, when the dry air or nitrogen gas or the like for the airtight test is sealed, when the dry air or nitrogen gas or the like after the airtight test is taken out or when the refrigerant is sealed, the
以上のように、高圧空間24より低圧空間23の方の圧力が高くなる状態になると、低圧空間23と高圧空間24の逆圧力差から球弁26を下方から上方に持ち上げる力が働き、球弁26は連通孔25内の下部の弁座31から離れ、連通孔25内に浮遊し、低圧空間23と高圧空間24とのバイパスを開くようにしているので、急激な逆圧力差が発生し主フレーム8を上方に押し上げようとする力が働いても、冷媒ガスが連通孔25を通り低圧空間23から高圧空間24へバイパスされるので、主フレーム8がずれることはなく、組立時の軸受の傾き精度を維持できる信頼性の高い高低圧バイパス機構を備えたスクロール圧縮機が得られるものである。また、気密試験時に急激に冷媒ガスを封入したり抜き取りをしたりして高圧空間24と低圧空間23の高低圧の圧力関係が、たとえ一瞬でも逆転する時があっても、球弁26が連通孔25内の下部の弁座31から離れ、連通孔25内に浮遊し、低圧空間23と高圧空間24とがバイパスされるので主フレーム8がずれることはなく、気密試験の時間を短縮することができスクロール圧縮機の生産性を向上することができる。また冷媒ガス封入時においても同様で、ユニットへの搭載時の冷媒封入時間を短縮でき、ユニットの生産性も向上できる。
As described above, when the pressure in the
実施の形態2.
上記の実施の形態1では、高圧空間24より低圧空間23の方の圧力が高くなる状態になると、低圧空間23と高圧空間24の逆圧力差から球弁26を下方から上方に持ち上げる力が働き、球弁26は連通孔25内の下方の弁座31から離れ、連通孔25内に浮遊し、低圧空間23と高圧空間24とのバイパス通路を開くようにしている。従って、急激な逆圧力差が発生し主フレーム8を上方に押し上げようとする力が働いてもガスが連通孔25を通り低圧空間23から高圧空間24へバイパスされるので、主フレーム8がずれることはなく、組立時の軸受の傾き制度を維持できる信頼性の高い高低圧バイパス機構を備えたスクロール圧縮機を得るものであるが、バイパス通路の流路面積を大きくして、より瞬時にバイパスしやすくするような場合、連通孔25の高圧空間24への開口部の座ぐりを大きくした実施の形態2について説明する。
図4はこの発明の実施の形態2におけるスクロール圧縮機の連通孔部分の断面拡大図である。この図4から明らかなように、連通孔25の高圧空間24への開口部の座ぐりの固定スクロール1の上端面即ちチャンバー22の下端面からの深さを球弁26の半径よりも少し浅く設けてある。
In the first embodiment, when the pressure in the
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the communication hole portion of the scroll compressor according to
以上のように、連通孔25の高圧空間24への開口部の座ぐりの深さを球弁26の半径よりも少し浅くするようにしているので、球弁26が連通孔25内を浮遊する時、最上方即ちチャンバー22の下端面に接するまで浮遊しても球弁26が開口部の座ぐりに引っかかることはなくスムーズに動作を行うことができる球弁26を得ることができ、またバイパス通路の流路面積も大きくすることができ、より主フレーム8がずれにくく、より気密試験の時間を短縮することができスクロール圧縮機の生産性を向上することができる。また冷媒ガス封入時においても同様で、ユニットへの搭載時の冷媒封入時間をより短縮でき、ユニットの生産性も向上できる。
As described above, since the depth of the counterbore of the opening to the high-
実施の形態3.
上記の実施の形態1、2では、固定スクロール1に低圧空間23と高圧空間24をバイパスするように連通孔25を設け、この連通孔25内に連通孔の一部を覆うように設置されたチャンバー22より高圧空間24への移動を抑制された球弁26を収納し、高圧空間24と低圧空間23の差圧により球弁26を連通孔25内に浮遊させてバイパスを閉じたり開いたりさせているが、これ以外の構成を採用した実施の形態3について説明する。
図5はこの発明の実施の形態3におけるスクロール圧縮機の連通孔部分の断面拡大図である。この図5から明らかなように、さらに密閉容器13の主フレーム8焼き嵌め部の段部を主フレーム8の下部段部30だけでなく上部にも段部30aとして設けている。密閉容器13の上部段部30aは下部段部30に比べて段部は小さくなっており、主フレーム8を焼き嵌めする際、上部段部30aは主フレーム8の外径よりも大きくなり、下部段部30は主フレーム8の外径よりも小さく、焼き嵌め時主フレーム8は、密閉容器13の下部段部30で止まるようになっている。焼き嵌め後、密閉容器13の上部段部30aは温度が下がり熱収縮し主フレーム8の外径よりも小さくなり主フレーム8の焼き嵌め部は密閉容器13の上下の段部30a、30に挟まれるので、上下方向への移動ができなくなりずれることはなくなる。
In the first and second embodiments, the fixed
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the communication hole portion of the scroll compressor according to
以上のように、低圧空間23と高圧空間24をバイパスするように連通孔25を設け、さらに密閉容器の下部段部30と上部段部30aとを設けるようにしているので、より主フレーム8がずれにくく、より気密試験の時間を短縮することができスクロール圧縮機の生産性を向上することができる。冷媒ガス封入時においても同様で、ユニットへの搭載時の冷媒封入時間をより短縮でき、ユニットの生産性も向上できる。
As described above, the
1 固定スクロール
2 吐出孔
3 揺動スクロール
4 オルダムリング
5 スラストベアリング
6 クランク軸
7 油穴
8 主フレーム
9 副フレーム
10 バランスウェイト
11 ステータ
12 ロータ
13 密閉容器
14 吐出マフラー
15 油戻しパイプ
16 吐出管
17 吸入管
18 潤滑油
19 圧縮室
20 吐出弁
21 マフラー室
22 チャンバー
23 低圧空間
24 高圧空間
25 連通孔
26 球弁
27 吸入通路
28 容積形ポンプ
29 ベアリング
30、30a 密閉容器段部
31 弁座
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記連通孔の一部を覆うように前記固定スクロールの前記揺動スクロール側と反対側に配設され、圧縮空間と高圧空間との間を連通・遮断する吐出弁を有しかつ前記固定スクロールの吐出ポートから前記吐出弁に至る圧縮空間に連通するマフラー室とを有するチャンバーと、
前記連通孔内の下部に設けられた弁座と、
前記連通孔内に収納され、前記連通孔を閉じる際は前記弁座に密接載置されて連通孔を閉じるとともに、前記連通孔を開放する際は前記弁座から離れて前記チャンバーにより高圧空間への移動を抑制される球弁と、
を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。 An airtight container, a compression element that is disposed in the airtight container and includes a fixed scroll and an orbiting scroll, and a frame that is shrink-fitted and accommodated in the airtight container and accommodates the compression element. Compressed by scrolling so that the high-pressure space that discharges the high-pressure refrigerant gas compressed in step 1 and the low-pressure space in the suction pressure atmosphere are communicated with each other by the communication hole provided in the fixed scroll. In the machine
The fixed scroll has a discharge valve disposed on the side opposite to the swing scroll side so as to cover a part of the communication hole, and communicates and blocks between the compression space and the high pressure space. A chamber having a muffler chamber communicating with a compression space from a discharge port to the discharge valve;
A valve seat provided at a lower portion in the communication hole;
When the communication hole is closed, the communication hole is placed in close contact with the valve seat to close the communication hole, and when the communication hole is opened, the chamber is moved away from the valve seat to the high pressure space. A ball valve that is restrained from moving,
A scroll compressor characterized by comprising:
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