JP2008121481A - Scroll fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に膨張室を形成し、旋回スクロールを自転規制機構による自転の規制のもとに円軌道に沿って旋回させたとき膨張室が容積を変えながら移動することで、吸入、吐出を行うスクロール流体機械に関するものである。 In the present invention, the fixed scroll and the orbiting scroll in which the spiral wrap rises from the end plate are meshed to form an expansion chamber therebetween, and the orbiting scroll is revolved along a circular orbit under the restriction of rotation by the rotation restriction mechanism. The present invention relates to a scroll fluid machine that performs suction and discharge when an expansion chamber moves while changing its volume.
従来、この種のスクロール流体機械(圧縮機)としては、図5に示すように旋回スクロール(第2スクロール3)の反ラップ側の背圧室Mとクランク軸(駆動軸5)側上部周辺部の高圧油圧室Hとをシールするシール部材(シールリング7)を、旋回スクロール軸受部を有する旋回ボス部(ボス筒31)の先端面とこれに対向したフレーム(架構4)の直径方向中央部の端面との間に備えたものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this kind of scroll fluid machine (compressor), as shown in FIG. 5, the back pressure chamber M on the side opposite to the lap of the orbiting scroll (second scroll 3) and the upper peripheral portion on the crankshaft (drive shaft 5) side The sealing member (seal ring 7) for sealing the high pressure hydraulic chamber H of the rotating boss portion (boss cylinder 31) having the orbiting scroll bearing portion and the diametrically central portion of the frame (frame 4) facing the tip surface (See, for example, Patent Document 1).
この構成によれば、旋回スクロールの反ラップ側の鏡板面にシール部材を配置した場合には、旋回ボスの外径寸法よりも大きく構成しなければならないので、高圧領域を相対的に大きく取らざるを得ず、スラスト荷重が過大となって回転負荷が増大する問題が発生するが、旋回ボス部の先端面にシール部材を配置することによって、スラスト荷重が過大になることを避けることが出来る。
しかしながら、旋回スクロールのラップ面に存在する圧縮室の圧力から発生する力とシール部材の中央部に作用する高圧ガス或いは高圧に保たれた潤滑油から発生する力の差によってスラスト荷重が発生するが、旋回スクロールの中心部のみで強く固定スクロールに押付けると、旋回スクロールの鏡板が変形し、旋回スクロールのラップ先端と固定スクロールのラップ底面、或いは旋回スクロールのラップ底部と固定スクロールのラップ先端が強く摺動し、異常磨耗を引き起こすという問題を有していた。 However, a thrust load is generated due to the difference between the force generated from the pressure of the compression chamber existing on the lap surface of the orbiting scroll and the force generated from the high pressure gas acting on the central portion of the seal member or the lubricant kept at a high pressure. If it is strongly pressed against the fixed scroll only at the center of the orbiting scroll, the end plate of the orbiting scroll is deformed and the wrap tip of the orbiting scroll and the bottom surface of the fixed scroll, or the bottom of the orbiting scroll and the wrap tip of the fixed scroll are strong. It had the problem of sliding and causing abnormal wear.
特に、スクロール流体機械を膨張機として用いて、且つ、作動流体としての冷媒を、二酸化炭素とした場合には、図6に示すように、膨張過程初期において圧力が急激に低下する。この場合には、旋回スクロールのラップ面に存在する膨張室の圧力から発生する力は、シール部材の中央部に作用する高圧ガス或いは高圧に保たれた潤滑油の圧力から発生する力に比べて更に大きくなることによって、旋回スクロールの鏡板はより歪むことになる。結果として、旋回スクロールの中心部のみで強く固定スクロールに押付けることとなって、旋回スクロールのラップ先端と固定スクロールのラップ底面、或いは旋回スクロールのラップ底部と固定スクロールのラップ先端が強く摺動し、異常磨耗を引き起こすという問題を有していた。 In particular, when the scroll fluid machine is used as an expander and the refrigerant as the working fluid is carbon dioxide, the pressure rapidly decreases at the initial stage of the expansion process as shown in FIG. In this case, the force generated from the pressure of the expansion chamber existing on the wrap surface of the orbiting scroll is larger than the force generated from the pressure of the high pressure gas acting on the central portion of the seal member or the lubricating oil kept at a high pressure. By further increasing the size, the end plate of the orbiting scroll is further distorted. As a result, the center of the orbiting scroll is strongly pressed against the fixed scroll, and the wrap tip of the orbiting scroll and the bottom surface of the fixed scroll, or the lap bottom of the orbiting scroll and the wrap tip of the fixed scroll slide strongly. Had the problem of causing abnormal wear.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、スクロール流体機械を膨張機として用いた場合に、ラップ先端とラップ底面の強い摺動を防いで、高効率なスクロール流体機械を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and provides a highly efficient scroll fluid machine by preventing strong sliding between the lap tip and the lap bottom surface when the scroll fluid machine is used as an expander. Objective.
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール流体機械は、旋回スクロールの反ラップ側の軸受部を有する旋回ボス部の先端面と、これに対向した主軸受部材中央部との端面との間に、中心部と外周部とを仕切るシール部材を配置し、旋回ボス部中心部に高
圧ガス或いは高圧に保たれた潤滑油を供給し、且つ、旋回ボス部外径より内側に、旋回スクロールのラップを構成したものである。これによって、旋回スクロールの固定スクロールへの押付け力(スラスト荷重)を小さくしながら、旋回スクロールの鏡板の変形を小さくすることができるので、ラップ先端とラップ底面の強い摺動を防いで、高効率なスクロール流体機械を提供することができる。
In order to solve the above-described conventional problems, the scroll fluid machine of the present invention includes a tip end surface of a turning boss portion having a bearing portion on the side opposite to the orbiting of the orbiting scroll, and an end surface of a central portion of the main bearing member facing the tip end surface. A seal member that partitions the central portion and the outer peripheral portion is arranged between the boss portion, high pressure gas or lubricating oil kept at a high pressure is supplied to the central portion of the swivel boss portion, and the swivel portion is turned inward from the outer diameter of the swivel boss portion. This is a scroll wrap. As a result, it is possible to reduce the deformation of the end plate of the orbiting scroll while reducing the pressing force (thrust load) of the orbiting scroll to the fixed scroll. A simple scroll fluid machine can be provided.
本発明のスクロール流体機械は、特に高圧・低圧縮比冷媒である二酸化炭素冷媒を用いた場合に、高い信頼性と高効率を実現することができる。 The scroll fluid machine of the present invention can achieve high reliability and high efficiency, particularly when a carbon dioxide refrigerant, which is a high pressure / low compression ratio refrigerant, is used.
第1の発明は、旋回スクロールの反ラップ側の軸受部を有する旋回ボス部の先端面と、これに対向した主軸受部材中央部との端面との間に、中心部と外周部とを仕切るシール部材を配置し、旋回ボス部中心部に高圧ガス或いは高圧に保たれた潤滑油を供給し、且つ、旋回ボス部外径より内側に、前記旋回スクロールのラップを構成したものである。これによって、旋回スクロールのラップ側に形成される膨張室は、鏡板剛性の高い鏡板ボス部領域にのみ存在するために、旋回スクロールの歪みを最小限にすることができるので、ラップ先端とラップ底面の強い摺動を防いで、高効率なスクロール流体機械を提供することができる。 1st invention partitions a center part and an outer peripheral part between the front end surface of the turning boss | hub part which has the bearing part of the anti-wrap side of a turning scroll, and the end surface of the main bearing member center part which opposes this. A sealing member is arranged, high-pressure gas or lubricating oil kept at a high pressure is supplied to the central portion of the orbiting boss, and the wrap of the orbiting scroll is configured inside the outer diameter of the orbiting boss. As a result, since the expansion chamber formed on the wrap side of the orbiting scroll exists only in the end plate boss area with high end plate rigidity, distortion of the orbiting scroll can be minimized. Thus, a highly efficient scroll fluid machine can be provided.
第2の発明は、特に第1の発明の、渦巻きラップをインボリュート曲線で形成し、インボリュート曲線の基礎円中心が、旋回ボス部中心に対してずれて配置したものである。これによって、旋回ボス部が同じ大きさでも、インボリュート曲線の基礎円中心を旋回ボス部中心と一致させた場合に比べて、旋回スクロールの渦巻きラップの巻き数を大きくとれるので、高効率なスクロール流体機械を提供することができる。また、同じ巻き数に固定した場合では、ラップ厚さを厚くすることも可能となり、より高い信頼性を有したスクロール流体機械を提供することができる。 In the second invention, in particular, the spiral wrap of the first invention is formed by an involute curve, and the center of the base circle of the involute curve is shifted from the center of the turning boss. As a result, even if the orbiting boss part is the same size, the number of turns of the swirl wrap of the orbiting scroll can be increased compared with the case where the center of the foundation circle of the involute curve coincides with the center of the orbiting boss part. A machine can be provided. In addition, when the number of turns is fixed, the wrap thickness can be increased, and a scroll fluid machine having higher reliability can be provided.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明の、クランク軸の偏心軸部の先端が、少なくとも旋回スクロールの反ラップ側の鏡板面よりもラップ側にくるように、旋回ボス部内径を深く形成したものである。これによって、旋回スクロールのラップが形成されている鏡板の領域では剛性が十分に高いので、旋回ボス部内径の深さが深くなっても鏡板の歪みに影響は少なく、同時に、旋回スクロールを転覆させようとする偶力の腕の長さを小さくすることができるので、より安定的に運転できるスクロール流体機械を提供することが出来る。 In the third invention, in particular, the inner diameter of the orbiting boss portion of the first or second invention is such that the tip of the eccentric shaft portion of the crankshaft is at least on the lap side than the end plate surface on the opposite side of the orbiting scroll. Is deeply formed. As a result, the rigidity of the end plate area where the orbiting scroll wrap is formed is sufficiently high in rigidity, so even if the inner diameter of the orbiting boss increases, the distortion of the end plate is less affected. Since the length of the arm of the couple to be used can be reduced, a scroll fluid machine that can be operated more stably can be provided.
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明の、旋回スクロールをアルミニウム系金属材料で、固定スクロールを鉄系金属材料で形成したものである。鉄系金属材料とアルミニウム系金属材料を押付ける場合の焼き付き荷重は、鉄系材料同士を押付ける場合の焼き付き荷重に比べて高くなるので、カジリや異常磨耗を抑えることができる。また、アルミニウム系金属材料は鉄系金属材料に比べて密度が小さいので、運転時の遠心力を小さく抑えることができるので、シャフトにかかる負荷を小さくすることができる。結果として、軸受部の損失を低減してより高効率を実現するスクロール流体機械を提供することができる。また、アルミニウム系金属材用は、鉄系金属材料に比べて縦弾性係数が小さいので、固定スクロールに比べて旋回スクロールの歪み量の方が大きい問題があるが、本構成によれば、旋回スクロールのラップ側に形成される膨張室は、鏡板剛性の高い鏡板ボス部領域にのみ存在するために、旋回スクロールの歪みを最小限にすることができるので、アルミニウム系金属の旋回スクロールと鉄系金属材料の固定スクロールの利点を最大限生かしながら、高効率なスクロール流体機械を提供することが出来る。 In the fourth invention, in particular, the orbiting scroll is formed of an aluminum-based metal material and the fixed scroll is formed of an iron-based metal material according to any one of the first to third inventions. The seizure load when pressing the iron-based metal material and the aluminum-based metal material is higher than the seizure load when pressing the iron-based materials, so that galling and abnormal wear can be suppressed. In addition, since the aluminum-based metal material has a lower density than the iron-based metal material, the centrifugal force during operation can be kept small, so that the load on the shaft can be reduced. As a result, it is possible to provide a scroll fluid machine that achieves higher efficiency by reducing the loss of the bearing portion. Also, for aluminum-based metal materials, there is a problem that the amount of distortion of the orbiting scroll is larger than that of the fixed scroll because the longitudinal elastic modulus is smaller than that of the iron-based metal material. Since the expansion chamber formed on the wrap side of the metal plate exists only in the end plate boss part region having high end plate rigidity, distortion of the orbiting scroll can be minimized. A highly efficient scroll fluid machine can be provided while maximizing the advantages of the fixed scroll of the material.
第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明の、作動流体としての冷媒を、二酸化炭素としたものである。これによって、二酸化炭素は、膨張機による動力回収効果が他の作動流体と比べて大きいので、高い信頼性と高効率を実現するスクロール流体機械を用いれば、より高い信頼性と高効率な特徴を有する冷凍サイクル装置を提供することができる。 In the fifth aspect of the invention, in particular, the refrigerant as the working fluid of any one of the first to fourth aspects is carbon dioxide. As a result, carbon dioxide has a greater power recovery effect by the expander than other working fluids, so if a scroll fluid machine that realizes high reliability and high efficiency is used, higher reliability and high efficiency characteristics can be obtained. A refrigeration cycle apparatus having the above can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1におけるスクロール流体機械の断面図を示すものである。図1において、密閉容器1内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸4の主軸部4aを軸支する主軸受部材11と、この主軸受部材11上にボルト止めした固定スクロール12との間に、固定スクロール12と噛み合う旋回スクロール13を挟み込んでスクロール式の膨張機構部を構成し、旋回スクロール13と主軸受部材11との間に旋回スクロール13の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転規制機構14を設けている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a scroll fluid machine according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a main bearing member 11 that pivotally supports a main shaft portion 4 a of a crankshaft 4 fixed by welding or shrink fitting in the sealed container 1, and a fixed scroll 12 bolted on the main bearing member 11. A scroll-type expansion mechanism is formed by sandwiching the orbiting scroll 13 that meshes with the fixed scroll 12 between them, so that the orbiting scroll 13 is prevented from rotating between the orbiting scroll 13 and the main bearing member 11 and moves in a circular orbit. A rotation restricting mechanism 14 is provided by an Oldham ring or the like that guides the motor.
上記構成において、クランク軸4の上端にある偏心軸部4bにて旋回スクロール13を偏心駆動することにより旋回スクロール13を円軌道運動させ、これにより固定スクロール12と旋回スクロール13との間に形成している膨張室15が中央部から外周側に移動しながら大きくなるのを利用して、密閉容器1外に通じた吸入パイプ16および固定スクロール12の中央部の吸入口17から冷媒ガスを吸入して膨張していき、所定圧以下になった冷媒ガスは固定スクロール12の外周側の吐出口18から密閉容器1外に吐出させることを繰り返す。 In the above configuration, the orbiting scroll 13 is eccentrically driven by the eccentric shaft portion 4 b at the upper end of the crankshaft 4 to cause the orbiting scroll 13 to move in a circular orbit, thereby forming between the fixed scroll 12 and the orbiting scroll 13. A refrigerant gas is sucked from a suction pipe 16 communicating with the outside of the hermetic container 1 and a suction port 17 at the center of the fixed scroll 12 by using the expansion chamber 15 which is enlarged while moving from the center to the outer peripheral side. The refrigerant gas that has been expanded and reduced to a predetermined pressure or less is repeatedly discharged out of the sealed container 1 from the discharge port 18 on the outer peripheral side of the fixed scroll 12.
また、クランク軸4の他端側は副軸受部材21によって支持され、クランク軸4の他端側の先端には容積型ポンプ25を備えている。潤滑油6は、潤滑油溜り20から容積型ポンプ25はクランク軸4の軸方向の中心に設けられた給油経路(図示せず)を経て、主軸受部11a、偏心軸受部11bを潤滑および冷却した後、潤滑油戻し孔26を経て、再循環を行う。なお、旋回スクロール13の反ラップ側のボス部の先端面に、中心部と外周部とを仕切るシール部材5を配置している。 The other end of the crankshaft 4 is supported by the auxiliary bearing member 21, and a positive displacement pump 25 is provided at the other end of the crankshaft 4. The lubricating oil 6 lubricates and cools the main bearing portion 11a and the eccentric bearing portion 11b through a lubricating oil reservoir 20 through a positive displacement pump 25 (not shown) provided in the center of the crankshaft 4 in the axial direction. After that, recirculation is performed through the lubricating oil return hole 26. A seal member 5 that partitions the central portion and the outer peripheral portion is disposed on the tip surface of the boss portion on the opposite side of the orbiting scroll 13.
また、密閉容器1内は均圧管40を通して圧縮機(図示せず)と連通しており、密閉容器1内の圧力は高圧に保たれている。同時に密閉容器1内の潤滑油溜まり20は圧縮機の潤滑油溜まり(図示せず)と連通しており、潤滑油6は過不足なく圧縮機と密閉容器1内に供給されるようになっている。このとき、シール部材5は偏心軸受部11bに到達した潤滑油6の圧力と背圧室29の圧力とを仕切る役割を持っているので、シール部材5の中心部は高圧に保たれている。また、背圧室29は、吐出される冷媒と圧力的に連通しており低圧に保たれている。シール部材5から漏れた潤滑油6は、自転規制機構14を潤滑した後、吐出される冷媒とともに密閉容器1外へと吐出される。 Further, the inside of the sealed container 1 communicates with a compressor (not shown) through the pressure equalizing tube 40, and the pressure in the sealed container 1 is kept at a high pressure. At the same time, the lubricating oil reservoir 20 in the sealed container 1 communicates with the lubricating oil reservoir (not shown) of the compressor, and the lubricating oil 6 is supplied into the compressor and the sealed container 1 without excess or deficiency. Yes. At this time, since the seal member 5 has a role of partitioning the pressure of the lubricating oil 6 reaching the eccentric bearing portion 11b and the pressure of the back pressure chamber 29, the central portion of the seal member 5 is kept at a high pressure. The back pressure chamber 29 is in pressure communication with the discharged refrigerant and is kept at a low pressure. The lubricating oil 6 leaking from the seal member 5 is discharged to the outside of the sealed container 1 together with the discharged refrigerant after lubricating the rotation restricting mechanism 14.
図2は、本発明の実施の形態1におけるスクロール流体機械を構成する旋回スクロールの斜視図である。図2を見ても分かるように、旋回スクロール13の渦巻きラップは、ボス外径範囲内に構成されている。結果、旋回スクロール13のラップ側に形成される膨張室15は、鏡板剛性の高い鏡板ボス部領域にのみ存在するために、旋回スクロール13の歪みを最小限にすることができるので、ラップ先端とラップ底面の強い摺動を防いで、高効率なスクロール流体機械を提供することができる。 FIG. 2 is a perspective view of the orbiting scroll constituting the scroll fluid machine according to Embodiment 1 of the present invention. As can be seen from FIG. 2, the spiral wrap of the orbiting scroll 13 is configured within the boss outer diameter range. As a result, since the expansion chamber 15 formed on the wrap side of the orbiting scroll 13 exists only in the end plate boss part region having a high end plate rigidity, distortion of the orbiting scroll 13 can be minimized. A highly efficient scroll fluid machine can be provided by preventing strong sliding of the bottom surface of the wrap.
図3は、本発明の実施の形態1におけるスクロール流体機械を構成する旋回スクロール
の平面図である。図3において、渦巻きラップをインボリュート曲線で形成し、インボリュート曲線の基礎円中心が、旋回ボス部中心に対してずれて配置している。これによって、旋回ボス部が同じ大きさでも、インボリュート曲線の基礎円中心を旋回ボス部中心と一致させた場合に比べて、旋回スクロール13の渦巻きラップの巻き数を大きくとれるので、特に膨張比が大きい運転条件の場合に高効率なスクロール流体機械を提供することができる。また、同じ巻き数に固定した場合では、ラップ厚さを厚くすることも可能(図示せず)となり、より高い信頼性を有したスクロール流体機械を提供することができる。
FIG. 3 is a plan view of the orbiting scroll constituting the scroll fluid machine in the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, the spiral wrap is formed by an involute curve, and the center of the base circle of the involute curve is shifted from the center of the swivel boss part. As a result, even if the orbiting boss part is the same size, the number of turns of the spiral wrap of the orbiting scroll 13 can be increased compared with the case where the center of the base circle of the involute curve is coincident with the center of the orbiting boss part. A highly efficient scroll fluid machine can be provided for large operating conditions. In addition, when the number of turns is fixed, the wrap thickness can be increased (not shown), and a scroll fluid machine with higher reliability can be provided.
図4は、本発明の実施の形態1におけるスクロール流体機械を構成する旋回スクロールの側面図である。図4において、クランク軸4の偏心軸部4bの先端が、少なくとも旋回スクロール13の反ラップ側の鏡板面よりもラップ側にくるように、旋回ボス部内径を深く形成したものである。これによって、旋回スクロール13のラップが形成されている鏡板の領域では剛性が十分に高いので、旋回ボス部内径の深さが深くなっても鏡板の歪みに影響は少なく、同時に、旋回スクロール13を転覆させようとする偶力の腕の長さを小さくすることができるので、より安定的に運転できるスクロール流体機械を提供することが出来る。 FIG. 4 is a side view of the orbiting scroll constituting the scroll fluid machine in the first embodiment of the present invention. In FIG. 4, the inner diameter of the orbiting boss portion is deeply formed so that the tip of the eccentric shaft portion 4 b of the crankshaft 4 is at least on the lap side than the end plate surface on the side opposite to the wrapping scroll 13. As a result, the region of the end plate where the wrap of the orbiting scroll 13 is formed is sufficiently high in rigidity, so that even if the depth of the inner diameter of the orbiting boss portion increases, the distortion of the end plate is less affected. Since the length of the arm of the couple to be overturned can be reduced, a scroll fluid machine that can be operated more stably can be provided.
なお、旋回スクロール13をアルミニウム系金属材料で、固定スクロール12を鉄系金属材料で形成した場合には、鉄系金属材料とアルミニウム系金属材料を押付ける場合の焼き付き荷重は、鉄系材料同士を押付ける場合の焼き付き荷重に比べて高くなるので、カジリや異常磨耗を抑えることができる。また、アルミニウム系金属材料は鉄系金属材料に比べて密度が小さいので、運転時の遠心力を小さく抑えることができるので、クランク軸4にかかる負荷を小さくすることができる。結果として、軸受部の損失を低減してより高効率を実現するスクロール流体機械を提供することができる。一方で、アルミニウム系金属材用は、鉄系金属材料に比べて縦弾性係数が小さいので、固定スクロール12に比べて旋回スクロール13の歪み量の方が大きいといった問題があるが、本構成によれば、旋回スクロール13のラップ側に形成される膨張室15は、鏡板剛性の高い鏡板ボス部領域にのみ存在するために、旋回スクロール13の歪みを最小限にすることができるので、歪みによるカジリや異常磨耗を防止することが出来る。結果、アルミニウム系金属の旋回スクロールと鉄系金属材料の固定スクロールの利点を最大限生かしながら、高効率なスクロール流体機械を提供することが出来る。 When the orbiting scroll 13 is formed of an aluminum-based metal material and the fixed scroll 12 is formed of an iron-based metal material, the seizure load when pressing the iron-based metal material and the aluminum-based metal material is the same between the iron-based materials. Since it becomes higher than the seizing load in the case of pressing, galling and abnormal wear can be suppressed. In addition, since the aluminum-based metal material has a lower density than the iron-based metal material, the centrifugal force during operation can be suppressed to a small value, so that the load on the crankshaft 4 can be reduced. As a result, it is possible to provide a scroll fluid machine that achieves higher efficiency by reducing the loss of the bearing portion. On the other hand, the aluminum-based metal material has a problem that the amount of distortion of the orbiting scroll 13 is larger than that of the fixed scroll 12 because the longitudinal elastic modulus is smaller than that of the iron-based metal material. For example, since the expansion chamber 15 formed on the lap side of the orbiting scroll 13 exists only in the end plate boss portion region having a high end plate rigidity, the distortion of the orbiting scroll 13 can be minimized. And abnormal wear can be prevented. As a result, it is possible to provide a highly efficient scroll fluid machine while maximizing the advantages of an aluminum-based metal orbiting scroll and an iron-based metal material fixed scroll.
なお、作動流体としての冷媒を、二酸化炭素とした場合には、二酸化炭素は、膨張機による動力回収効果が他の作動流体と比べて大きいので、高い信頼性と高効率を実現するスクロール流体機械を用いれば、より高い信頼性と高効率な特徴を有する冷凍サイクル装置を提供することができる。 In addition, when the refrigerant as the working fluid is carbon dioxide, the scroll fluid machine that realizes high reliability and high efficiency because carbon dioxide has a larger power recovery effect by the expander than other working fluids. Can be used to provide a refrigeration cycle apparatus having higher reliability and higher efficiency.
以上のように、本発明にかかるスクロール流体機械は、旋回スクロールの反ラップ側の軸受部を有する旋回ボス部の先端面と、これに対向した主軸受部材中央部との端面との間に、中心部と外周部とを仕切るシール部材を配置し、旋回ボス部中心部に高圧ガス或いは高圧に保たれた潤滑油を供給し、且つ、旋回ボス部外径より内側に、旋回スクロールのラップを構成したものである。これによって、旋回スクロールの固定スクロールへの押付け力(スラスト荷重)を小さくしながら、旋回スクロールの鏡板の変形を小さくすることができるので、ラップ先端とラップ底面の強い摺動を防いで、高効率なスクロール流体機械を提供することができるので、作動流体を冷媒と限ることなく、空気、ヘリウムを作動流体とするスクロール膨張機や、圧縮機も含むスクロール流体機械の用途にも適用できる。 As described above, the scroll fluid machine according to the present invention is provided between the distal end surface of the orbiting boss portion having the bearing portion on the anti-wrap side of the orbiting scroll and the end surface of the central portion of the main bearing member opposed to the end surface. A seal member that partitions the central portion and the outer peripheral portion is disposed, high pressure gas or lubricating oil maintained at high pressure is supplied to the central portion of the orbiting boss portion, and the orbiting scroll wrap is provided inside the outer diameter of the orbiting boss portion. It is composed. As a result, it is possible to reduce the deformation of the end plate of the orbiting scroll while reducing the pressing force (thrust load) of the orbiting scroll to the fixed scroll. Therefore, the present invention can be applied not only to a working fluid as a refrigerant but also to a scroll fluid machine including a scroll expander using air and helium as a working fluid and a compressor.
2 圧縮機構
5 シール部材
6 潤滑油
12 固定スクロール
13 旋回スクロール
14 自転規制機構
15 膨張室
17 吸入口
29 背圧室
2 Compression Mechanism 5 Seal Member 6 Lubricating Oil 12 Fixed Scroll 13 Orbiting Scroll 14 Rotation Restriction Mechanism 15 Expansion Chamber 17 Suction Port 29 Back Pressure Chamber
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