JP2006152929A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冷蔵庫及び冷凍・空調用に用いられる冷媒圧縮機を始めとして空気圧縮機、ヘリウム圧縮機等のガス圧縮機に用いられるスクロール圧縮機に係る。 The present invention relates to a scroll compressor used for a gas compressor such as an air compressor and a helium compressor, as well as a refrigerator and a refrigerant compressor used for freezing and air conditioning.
相対するスクロール渦巻体の形状が対称な形状に対して、一方が他方よりも巻角が大きい、所謂非対称スクロール形状に関する背景技術として、特開昭56−20701号公報(特許文献1)がある。 Japanese Patent Laid-Open No. 56-20701 (Patent Document 1) discloses a background art relating to a so-called asymmetric scroll shape in which one has a winding angle larger than the other with respect to a shape in which the opposing scroll spirals are symmetrical.
スクロール圧縮機では、一方のスクロール例えば旋回スクロールを中心に考えると、その旋回スクロールの外側と内側とで2系統の圧縮室が形成される。特許文献1に示されるように、非対称スクロール形状では、旋回スクロール外側に形成される圧縮室の最外室(最大密閉容積)が、旋回スクロール内側に形成される圧縮室の最外室より大きくなり、旋回スクロール渦巻体の最外周のほぼ全域に渡って形成される。
In the scroll compressor, when one scroll, for example, a turning scroll, is considered as a center, two compression chambers are formed on the outside and inside of the turning scroll. As shown in
特許文献1に記載の非対称スクロール形状と同様のスクロール形状を備えた固定スクロール2の平面図を図4に、またそのC−C断面図を図5に示す。
FIG. 4 shows a plan view of a
図4に示した点線でなる円1dはは旋回スクロール1の端板1bの端部を表し、固定スクロール2の渦巻体2aの外側にあって旋回スクロール1の端板1bとが密着する部分を表現する。この密着部分は固定スクロール2の渦巻体2aの外周部にできるが、場所によりその面積が異なる。
A circle 1d formed by a dotted line shown in FIG. 4 represents an end portion of the end plate 1b of the
また、非対称スクロール形状では、固定スクロール2の渦巻体2aの最外周内側は、旋回スクロール1の外側とで圧縮室を形成する。
In the asymmetric scroll shape, the innermost outer periphery of the spiral body 2 a of the
圧縮機の運転中は、密着部(旋回スクロール1の端板1b)の外縁外側が、旋回スクロール1の反固定スクロール側に設けられた背圧室内の中間圧状態になる。
During the operation of the compressor, the outer edge of the contact portion (the end plate 1 b of the orbiting scroll 1) is in an intermediate pressure state in the back pressure chamber provided on the anti-fixed scroll side of the orbiting
また、密着部の内側は、非対称スクロールの場合、圧縮室内の圧縮途中の圧力となる。このため、旋回スクロール1の密着部は中間圧と圧縮室圧力の間の漏れを防ぐシール部となる。
In the case of an asymmetric scroll, the inside of the close contact portion is a pressure during compression in the compression chamber. For this reason, the contact portion of the orbiting
非対称スクロール形状の場合、旋回スクロール1外側に形成される圧縮室の最外室(最大密閉容積)が旋回側渦巻体の外周側に形成されるため、前述のシール部は、背圧室内の中間圧と圧縮室内の圧縮途中の圧力との間で行われることとなる。
In the case of the asymmetric scroll shape, the outermost chamber (maximum sealed volume) of the compression chamber formed outside the orbiting
この場合、圧縮室内の圧力の変動により、シール部の面内の圧力が場所により異なる。また、運転時の圧縮室内圧力の変動により、1回転中にシール部の面内の圧力が変動する。 In this case, the pressure in the surface of the seal portion varies depending on the location due to the fluctuation of the pressure in the compression chamber. Further, the pressure in the surface of the seal portion fluctuates during one rotation due to fluctuations in the pressure in the compression chamber during operation.
さらにそのシール部の面積も場所により異なるため、旋回スクロール端板面内の圧力分布が不均一となり、該旋回スクロールを傾かせようとするモーメントが発生する。 Further, since the area of the seal portion varies depending on the location, the pressure distribution in the end surface of the orbiting scroll becomes non-uniform, and a moment is generated to tilt the orbiting scroll.
このため、旋回スクロール1にはこの圧力変動に起因する傾きや揺動が発生し、圧縮室間の洩れの発生や、圧縮動作の不安定化などによる圧縮効率の低下の問題があった。
For this reason, the
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものである。 The present invention has been made to solve the problems of the prior art.
上記課題は、固定スクロール渦巻体の外側にあって旋回スクロールの端板と対向する外周部であって、固定スクロールの渦巻体を囲んで固定スクロール端板の吸込部に連通する円周溝を設けることにより解決される。 The above-described problem is provided on the outer periphery of the fixed scroll spiral body and facing the end plate of the orbiting scroll so as to surround the fixed scroll spiral body and communicate with the suction portion of the fixed scroll end plate. Is solved.
これにより、旋回スクロール外周側圧縮室の外側に圧力が吸込圧となる溝が形成されるため、旋回スクロール端板のシール圧力は常に吸込圧となり1回転中の変動が発生しない。また、円周溝とすることでシール面積は場所により異なることなく、ほぼ一定となる。 As a result, a groove whose pressure becomes the suction pressure is formed outside the outer periphery side compression chamber of the orbiting scroll, so that the seal pressure of the orbiting scroll end plate always becomes the suction pressure and does not change during one rotation. Further, by using the circumferential groove, the seal area does not vary depending on the place and is substantially constant.
これにより、旋回スクロールに作用する傾きや揺動が低減でき、圧縮室間の洩れの低減や、旋回スクロールの運動の安定化による圧縮効率の向上が可能となる。 As a result, tilt and swing acting on the orbiting scroll can be reduced, and leakage between the compression chambers can be reduced, and compression efficiency can be improved by stabilizing the movement of the orbiting scroll.
本発明によれば、旋回スクロールの運動が安定し、圧縮室間の洩れが低減することにより、圧縮効率を著しく高めた高性能な非対称スクロール形状を有するスクロール圧縮機を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the scroll compressor which has the highly efficient asymmetric scroll shape which remarkably improved compression efficiency can be provided by the movement of a turning scroll being stabilized and the leakage between compression chambers reducing.
本発明を密閉形スクロール圧縮機に適用した第1の実施例を、図1乃至図3に基づいて説明する。図1は圧縮機の縦断面図、図2は図1のA-A縦断面図、図3は図2にある固定スクロール2のB-B断面図である。
A first embodiment in which the present invention is applied to a hermetic scroll compressor will be described with reference to FIGS. 1 is a longitudinal sectional view of the compressor, FIG. 2 is an AA longitudinal sectional view of FIG. 1, and FIG. 3 is a BB sectional view of the
図1乃至図3において、旋回スクロール1は旋回側渦巻体1aと端板1bとから構成され、固定スクロール2は固定側渦巻体2aと端板2bと渦巻体2aの外側にあって旋回スクロールの端板1aと対向する外周部とから構成されている。
1 to 3, the orbiting
各渦巻体は円のインボリュート曲線で形成されており、両スクロール1、2を互いに噛み合わせて旋回スクロール1渦巻体1aの巻き終り側ラップの外側で形成される圧縮室Aと、その内側で形成される圧縮室Bとの大きさが異なり、軸の回転に対して位相が約180°ずれている非対称スクロール形状である。
Each spiral body is formed by a circular involute curve, and is formed inside the compression chamber A formed outside the winding end wrap of the orbiting scroll 1 spiral body 1a by meshing the
次にスクロール圧縮機の構造を説明する。旋回スクロール1は端板1bの背面に旋回軸受1cを有する。フレーム5の主軸受5aにより支持されたクランクシャフト6の偏心部6aが旋回軸受1c挿入されている。
Next, the structure of the scroll compressor will be described. The orbiting
旋回スクロール1とフレーム5との間にはオルダムリング7が配置されており、旋回スクロール1はオルダムリング7により自転運動が拘束され、旋回運動を行なう。
An Oldham
固定スクロール2は、中央近くに吐出ポート8が開口している。固定側渦巻体2aの内側曲線の巻き終りは旋回側渦巻体1aの巻き終り付近まで約180°延長している。そのため、両スクロール1、2を組み合わせて圧縮室を形成するとき、旋回側渦巻体1aの外側曲線と固定側渦巻体2aの内側曲線によって閉じ込められて形成される圧縮室Aと、旋回側渦巻体1aの内側曲線と固定側渦巻体2aの外側曲線によって閉じ込められて形成される圧縮室Bは大きさが異なり、クランクシャフトの回転に対して位相が約180°ずれて形成される。
The
差圧制御機構9aは背圧値を制御する、例えば所定の圧力差で開閉する弁構造を備えていて、固定スクロール2、旋回スクロール1およびフレーム5からなる背圧室9内の圧力を制御する。調整された背圧室9内の圧力により、旋回スクロール1を固定スクロール2に押し付け、両スクロール間に形成された圧縮室の圧力とバランスを取っている。
The differential pressure control mechanism 9a has a valve structure that controls the back pressure value, for example, opens and closes at a predetermined pressure difference, and controls the pressure in the back pressure chamber 9 including the
この差圧制御機構9aの圧力入口側は背圧室9に、圧力出口側は固定側渦巻体2aの外周に設けた固定外周溝2cに連通している。
The pressure inlet side of the differential pressure control mechanism 9a communicates with the back pressure chamber 9, and the pressure outlet side communicates with a fixed outer
この固定外周溝2cは図2に示すように、固定側渦巻体2aの外周に設けられており、作動流体の吸込口2dに連通している。このため固定外周溝2c内は常に吸込圧となる。
As shown in FIG. 2, the fixed outer
モータ10はロータとステータからなり、フレーム5の下部でロータはクランクシャフト6に取り付けられている。モータ10の下部には軸受支持板11があり、軸受支持板11に取り付けられた副軸受12が主軸受とともにクランクシャフト6を支持している。
The
吸込みパイプ13は冷媒ガスなどの作動流体を取り入れるためのもので、固定スクロール2に連通している。また、吐出パイプ14は圧縮した作動流体を圧縮機外へ吐出するためのものである。15は密閉ケースで旋回スクロール1、固定スクロール2、モータ10を密閉して収納している。
The suction pipe 13 is for taking in a working fluid such as refrigerant gas, and communicates with the
次に動作を説明する。モータ10を回転開始させることにより、クランクシャフト6が回転し旋回スクロール1が旋回運動を始める。この動作により、両スクロール渦巻体1a、2aが噛み合い、圧縮室A、Bを形成する。
Next, the operation will be described. By starting the rotation of the
冷媒ガスなどの作動流体は吸込みパイプ13から流入し、圧縮室A、Bにて圧縮される。圧縮室A、Bはクランクシャフトの回転に従い、中央方向に容積を減少しながら圧縮動作を行い、吐出ポート8から密閉ケース15内に吐出され、最終的には吐出パイプ14を通って圧縮機外へ吐出される。
A working fluid such as refrigerant gas flows from the suction pipe 13 and is compressed in the compression chambers A and B. The compression chambers A and B perform a compression operation while reducing the volume in the central direction according to the rotation of the crankshaft, and are discharged from the discharge port 8 into the sealed
背圧室9の圧力は主軸受5a等を潤滑した油に含まれるガスによって上昇し、差圧制御機構9aによって吸込圧力に対して一定の圧力差となるように制御される。この圧力は吸込み圧と吐出圧の中間の圧力となり、旋回スクロール1を固定スクロール2に押し付ける。
The pressure in the back pressure chamber 9 is increased by the gas contained in the oil that lubricates the main bearing 5a and the like, and is controlled by the differential pressure control mechanism 9a so as to have a constant pressure difference with respect to the suction pressure. This pressure is intermediate between the suction pressure and the discharge pressure, and presses the
この押し付けにより、旋回スクロール端版1bは固定スクロール2に密着し、この端板1bの外周部によって背圧室9内の中間圧と固定外周溝2c内の吸込圧との間のシールを行なう。
By this pressing, the orbiting scroll end plate 1b is in close contact with the
非対称スクロール形状の場合、圧縮室Aの最大密閉空間は旋回側渦巻体1aの外周側に形成される。しかしながら、固定側渦巻体2aの外周に固定外周溝2cを設けることにより、端板1bによる圧力のシール部は、図2に示す端板1bの外縁1dの内側に生じる。図4のシール部分とは異なり、ほぼ円周形状となる。このため場所による変化がほとんど無くなる。
In the case of the asymmetric scroll shape, the maximum sealed space of the compression chamber A is formed on the outer peripheral side of the swirling spiral body 1a. However, by providing the fixed outer
また、圧力のシールは背圧室9内の中間圧と固定外周溝2c内の吸込圧との間で行われることとなる。この場合、圧縮室A内の圧力の変動を受けずに、端板1b内のシール圧力が変動せず、端板1b面内の圧力分布が均一となるため、旋回スクロール1を傾かせようとするモーメントが発生しない。
Further, the pressure is sealed between the intermediate pressure in the back pressure chamber 9 and the suction pressure in the fixed outer
従って、旋回スクロール2の運動がより安定し、旋回スクロール1の固定スクロール2への押し付けが、より確固としたものとなるため、圧縮室間の洩れが低減し、圧縮効率が向上する。
Accordingly, the motion of the
本発明の一実施例によれば、固定側渦巻体2aの外周に固定外周溝2cを設けることにより、旋回スクロール端板1bによる圧力のシールは、背圧室9内の中間圧と固定外周溝2c内の吸込圧との間で行われることとなり、端板1b内のシール圧力が殆ど変動せず、端板1b面内のシール部形状およびシール圧力分布が均一となる。
According to one embodiment of the present invention, by providing the fixed outer
そのため、旋回スクロール1を傾かせようとするモーメントが発生しない。従って、旋回スクロール2の運動が安定し、旋回スクロール1と固定スクロール2の密着が確実なものとなり、圧縮室間の洩れが低減することにより、圧縮効率を著しく高めた高性能なスクロール圧縮機を提供できる。
Therefore, a moment for tilting the
1…旋回スクロ−ル、2…固定スクロ−ル、5…フレーム、6…クランクシャフト、8…吐出ポート、10…モータ、13…吸込みパイプ、14…吐出パイプ、15…密閉ケース。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記固定スクロールの外周部に、前記固定スクロールの渦巻体を囲んで前記固定スクロール端板の吸込部に連通する円周溝を設けたスクロール圧縮機。
An end plate and a spiral body standing on the end plate, revolving without rotating, an end plate, a spiral body standing on the end plate, and outside the spiral body Scroll compression having an asymmetric scroll shape having a fixed scroll having an outer peripheral portion facing an end plate of the orbiting scroll, wherein the winding angle of the spiral body of the fixed scroll is different from the winding angle of the spiral body of the orbiting scroll In the machine
A scroll compressor in which a circumferential groove is provided in an outer peripheral portion of the fixed scroll so as to surround a spiral body of the fixed scroll and communicate with a suction portion of the fixed scroll end plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004345123A JP2006152929A (en) | 2004-11-30 | 2004-11-30 | Scroll compressor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010121578A (en) * | 2008-11-21 | 2010-06-03 | Panasonic Corp | Scroll compressor |
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2004
- 2004-11-30 JP JP2004345123A patent/JP2006152929A/en not_active Withdrawn
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