JP2009052463A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられ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 used in a cooling device such as a cooling / heating air conditioner or a refrigerator, or a heat pump type hot water supply device.
従来、冷凍空調機や冷凍機に用いられるスクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロールおよび旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行うものである。運転中、旋回スクロールにはその背面から圧力が印加されており、固定スクロールに張り付いた状態となっている。また作動流体は中心に向かうにつれ圧縮が進み、高温高圧状態となるため、旋回スクロールと固定スクロールも中心部で高温となり、その結果熱膨張による寸法変化が生じている。特に高負荷の運転条件ではこの現象が顕著に現れ、固定スクロールのラップ上面部と旋回スクロールの鏡板部が接触することで焼付きを起こしてしまう恐れがある。そこで、旋回スクロールまたは固定スクロールのラップ部について、ラップ部先端にチップシールを設けるとともに、そのチップシールの背部にオイルを導いて、チップシールのシール性を向上させ、また、チップシールから圧縮室に漏れ出るオイルで、摺動面の潤滑性を向上させている構成をとっていた(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, scroll compressors used in refrigeration air conditioners and refrigerators generally form a compression chamber between the fixed scroll and the orbiting scroll in which the spiral wrap rises from the end plate, and the orbiting scroll is rotated by a rotation restraint mechanism. When it is swung along a circular orbit under the constraint of the above, suction, compression, and discharge are performed by moving the compression chamber while changing the volume. During operation, pressure is applied to the orbiting scroll from the back, and the orbiting scroll is stuck to the fixed scroll. Further, since the working fluid is compressed toward the center and becomes a high-temperature and high-pressure state, the orbiting scroll and the fixed scroll are also heated at the center, resulting in a dimensional change due to thermal expansion. In particular, this phenomenon appears remarkably under high-load operating conditions, and there is a risk that seizure will occur due to the contact between the top surface of the fixed scroll and the end plate of the orbiting scroll. Therefore, for the wrap portion of the orbiting scroll or fixed scroll, a tip seal is provided at the tip of the wrap portion, and oil is guided to the back of the tip seal to improve the seal performance of the tip seal, and from the tip seal to the compression chamber. The oil which leaks has taken the structure which has improved the lubricity of the sliding surface (for example, refer patent document 1).
図8は特許文献1に記載された従来のスクロール圧縮機の断面図である。図8に示すように、旋回スクロール13のラップ部先端13bおよび固定スクロール12のラップ先端部12bには、チップシール溝93が設けられており、これにチップシール92が装着されている。また、旋回スクロール13には、チップシール溝93と旋回スクロール背部30を連通させる連通路80が形成されており、旋回スクロール13背部30のオイル6がチップシール溝93に供給される。その結果、チップシール92全面がオイル6で覆われてシール性が向上するとともに、旋回スクロール13に装着されたチップシール92は、オイルの圧力により、固定スクロール12の歯底12aに押し付けられて、ラップ先端13bからの漏れを低減できる。また、チップシール92から圧縮室へ漏れ出るオイルで、摺動面の潤滑性を向上させている。
しかしながら、特許文献1に記載されているような従来の構成では、吐出圧力空間から、吸入空間に連通するチップシール溝に開口しているため、吐出圧力と吸入圧力の差圧に応じた給油量が連続的に吸入室内に供給されることとなり、その結果、高差圧運転になると、吸入冷媒が多量の比較的高温のオイルによって加熱されることにより、体積効率が低下するという課題があった。また、吸入室へ供給されたオイルは、圧縮されて中心へと圧縮が進むとオイルは高温となって粘性が低くなり、比較的摺動が厳しい圧縮室の中心部に供給される時には、オイルの潤滑性が悪化して、冷却効果もなくなってしまい、特に、固定スクロールのラップ先端と旋回スクロールの鏡板部が接触することで焼付きを起こしてしまう恐れがある。
However, in the conventional configuration described in
特に、二酸化炭素を冷媒とした場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、従来のHFC冷媒の冷凍サイクルの圧力差の約7〜10倍以上高くなるため、旋回スクロールは、固定スクロール側へより変形しやすくなり、旋回スクロールの鏡板およびラップ部先端でカジリが発生し、圧縮機としての圧縮機効率および耐久性が低下してしまうという課題
があった。
In particular, when carbon dioxide is used as the refrigerant, the pressure difference between the discharge pressure of the compressor and the suction pressure is about 7 to 10 times higher than the pressure difference of the refrigeration cycle of the conventional HFC refrigerant. There is a problem that deformation becomes easier to the side, galling occurs at the end of the orbiting scroll and the tip of the lap portion, and the compressor efficiency and durability as a compressor are reduced.
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、高温高差圧状態となっている圧縮室の中心部に安定して適量のオイルを供給することで、固定スクロールのラップ先端部と旋回スクロールの鏡板部の焼付きを防止することができ、高信頼性を確保したスクロール圧縮機を提供することを目的とする。また、吸入加熱による体積効率低下による性能悪化を抑制し、高効率なスクロール圧縮機を実現することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and by supplying an appropriate amount of oil stably to the central portion of the compression chamber that is in a high temperature and high differential pressure state, the wrap tip of the fixed scroll It is an object of the present invention to provide a scroll compressor that can prevent seizure of the head portion and the end plate portion of the orbiting scroll and ensure high reliability. Another object of the present invention is to realize a highly efficient scroll compressor by suppressing performance deterioration due to a decrease in volumetric efficiency due to suction heating.
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールに圧縮室と高圧空間をバイパスする吐出バイパスポートと、中心部に吐出ポートを設置し、高圧部と圧縮室を連通する連通路を旋回スクロールの内部に設け、連通路の圧縮室側の開口部を、吐出バイパスポートと吐出ポートに臨まないように旋回スクロールのラップ先端に設けたものである。 In order to solve the above-described conventional problems, the scroll compressor according to the present invention includes a discharge bypass port that bypasses the compression chamber and the high-pressure space in the fixed scroll, and a discharge port in the center, and the high-pressure portion and the compression chamber communicate with each other. The communication passage is provided in the inside of the orbiting scroll, and the opening on the compression chamber side of the communication passage is provided at the end of the orbiting scroll so as not to face the discharge bypass port and the discharge port.
この構成により、高負荷時、旋回スクロールの背面に高圧が印加され、吐出圧力と吸入圧力の差圧により、旋回スクロールが固定スクロール側へ変形し、かつ固定スクロールのラップが圧縮熱により高温になることにより特に中心部で旋回スクロール側へ熱膨張するが、中心部の圧縮室に、オイルを供給しているので、冷却効果および潤滑性向上により、片当たりを防止でき、高信頼性を実現できる。また、比較的圧縮の終了に近い圧縮室に給油するため、不足圧縮となる高差圧運転時に、積極的にオイルが圧縮室へ供給される。そして、旋回スクロールのラップ先端の開口部が吐出ポートに臨まない位置に設けているため、適量のオイルを圧縮室に供給することができる。 With this configuration, a high pressure is applied to the back of the orbiting scroll under a high load, the orbiting scroll is deformed to the fixed scroll side due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, and the fixed scroll wrap becomes hot due to the compression heat. In particular, the center expands thermally toward the orbiting scroll. However, since oil is supplied to the compression chamber in the center, the cooling effect and lubricity can be improved to prevent contact and achieve high reliability. . Further, since oil is supplied to the compression chamber that is relatively close to the end of compression, oil is positively supplied to the compression chamber during high differential pressure operation that results in insufficient compression. And since the opening part of the wrap front-end | tip of a turning scroll is provided in the position which does not face a discharge port, an appropriate amount of oil can be supplied to a compression chamber.
一方、旋回スクロールのラップ先端の開口部が吐出バイパスポートに臨まない位置に設けているので、吐出バイパスポートに圧縮ガスが入り込むことによる再膨張がなく、また、吸入室へ給油されることによる吸入加熱もなく、高効率なスクロール圧縮機を実現できる。 On the other hand, the opening at the wrap tip of the orbiting scroll is provided at a position that does not face the discharge bypass port, so there is no re-expansion due to the compressed gas entering the discharge bypass port, and suction due to oil supply to the suction chamber A highly efficient scroll compressor can be realized without heating.
本発明のスクロール圧縮機は、高温高圧状態となっている圧縮室に安定して適量のオイルを供給することで、固定スクロールのラップ先端と旋回スクロールの鏡板の焼付きを防止することができるため、高信頼性を確保するとともに、吸入加熱および再膨張を抑制することにより高効率なスクロール圧縮機を実現することができる。 The scroll compressor according to the present invention can prevent seizure of the wrap tip of the fixed scroll and the end plate of the orbiting scroll by stably supplying an appropriate amount of oil to the compression chamber that is in a high temperature and high pressure state. A highly efficient scroll compressor can be realized by ensuring high reliability and suppressing suction heating and re-expansion.
第1の発明は、固定スクロールに圧縮室と高圧空間をバイパスする吐出バイパスポートと、中心部に吐出ポートを設置し、高圧部と圧縮室を連通する連通路を旋回スクロールの内部に設け、連通路の圧縮室側の開口部を、吐出バイパスポートと吐出ポートに臨まないように旋回スクロールのラップ先端に設けたものである。この構成により、高負荷時、旋回スクロールの背面に高圧が印加され、吐出圧力と吸入圧力の差圧により、旋回スクロールが固定スクロール側へ変形し、かつ固定スクロールのラップが圧縮熱により高温になることにより特に中心部で旋回スクロール側へ熱膨張するが、中心部の圧縮室に、オイルを供給しているので、片当たりを防止でき、高信頼性を実現できる。また、旋回スクロールのラップ先端の開口部が吐出ポートに臨まない位置に設けているため、適量のオイルを圧縮室に供給することができる。 According to a first aspect of the present invention, a discharge bypass port that bypasses the compression chamber and the high-pressure space in the fixed scroll, a discharge port in the center, and a communication passage that connects the high-pressure portion and the compression chamber are provided inside the orbiting scroll. The opening on the compression chamber side of the passage is provided at the wrap tip of the orbiting scroll so as not to face the discharge bypass port and the discharge port. With this configuration, a high pressure is applied to the back of the orbiting scroll under a high load, the orbiting scroll is deformed to the fixed scroll side due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, and the fixed scroll wrap becomes hot due to the compression heat. As a result, the center portion is thermally expanded toward the orbiting scroll. However, since oil is supplied to the compression chamber in the center portion, it is possible to prevent a single contact and realize high reliability. In addition, since the opening at the tip of the orbiting scroll wrap is provided at a position not facing the discharge port, an appropriate amount of oil can be supplied to the compression chamber.
一方、旋回スクロールのラップ先端の開口部が吐出バイパスポートに臨まない位置に設けているので、吐出バイパスポートに圧縮ガスが入り込むことによる再膨張がなく、また、吸入室へ給油されることによる吸入加熱もなく、高効率なスクロール圧縮機を実現でき
る。
On the other hand, the opening at the wrap tip of the orbiting scroll is provided at a position that does not face the discharge bypass port, so there is no re-expansion due to the compressed gas entering the discharge bypass port, and suction due to oil supply to the suction chamber A highly efficient scroll compressor can be realized without heating.
第2の発明は、特に第1の発明で、開口部が吐出ポートと吐出バイパスポートの間に位置するものである。この構成により、開口部が吐出ポートと吐出バイパスポートの間であるため、比較的圧縮の終了に近い圧縮室に給油することとなり、不足圧縮となる高差圧運転時には、多量のオイルが積極的に圧縮室へ供給され、固定スクロールのラップ先端と旋回スクロールの鏡板が片当たりすることなく、高信頼性を実現できる。 The second invention is particularly the first invention, and the opening is located between the discharge port and the discharge bypass port. With this configuration, since the opening is between the discharge port and the discharge bypass port, oil is supplied to the compression chamber that is relatively close to the end of compression, and a large amount of oil is actively used during high differential pressure operation that results in insufficient compression. Therefore, high reliability can be realized without the wrap tip of the fixed scroll and the end plate of the orbiting scroll coming into contact with each other.
第3の発明は、特に第2の発明で、開口部の孔径を旋回スクロールのラップ厚みの5〜50%としたものである。この構成によれば、開口部の孔径を旋回スクロールのラップ厚みの5%以上にすることにより、潤滑に十分なオイル量を供給でき、固定スクロールのラップ先端と旋回スクロールの鏡板が片当たりすることなく、高信頼性を実現できる。また、開口部の孔径を旋回スクロールのラップ厚みの50%以下とすることにより、開口部を設けたことによる旋回スクロールのラップ先端での漏れを抑制することができ、高効率なスクロール圧縮機を実現できる。 The third invention is the second invention, in which the hole diameter of the opening is 5 to 50% of the wrap thickness of the orbiting scroll. According to this configuration, by setting the hole diameter of the opening to 5% or more of the wrap thickness of the orbiting scroll, it is possible to supply a sufficient amount of oil for lubrication and the wrap tip of the fixed scroll and the end plate of the orbiting scroll come into contact with each other. High reliability can be realized. Moreover, by setting the hole diameter of the opening to 50% or less of the wrap thickness of the orbiting scroll, leakage at the wrap tip of the orbiting scroll due to the provision of the opening can be suppressed, and a highly efficient scroll compressor can be provided. realizable.
第4の発明は、特に第3の発明で、連通路の一部を絞り効果を持つ細孔としたものである。大型圧縮機の場合、鏡板の厚みもおおきくなるため、加工上細孔で貫通させることが困難となる。よって、連通路の一部を絞り効果を持つ細孔とすることにより、加工可能で、かつ、適量のオイル供給量に調整することが可能となる。 The fourth aspect of the invention is particularly the third aspect of the invention, wherein a part of the communication path is made into a fine hole having a throttle effect. In the case of a large compressor, since the thickness of the end plate is increased, it is difficult to penetrate through the pores for processing. Therefore, by forming a part of the communication path as a fine hole having a throttling effect, it is possible to process and to adjust the oil supply amount to an appropriate amount.
第5の発明は、特に第3または第4の発明で、旋回スクロールのラップ上面に溝を形成し、連通路の開口部に開口するものである。これによって、圧縮室の広域にオイルを供給することができるため、固定スクロールのラップ先端と旋回スクロールの鏡板が片当たりすることなく、より高信頼性を実現できる。 The fifth aspect of the invention is the third or fourth aspect of the invention, in which a groove is formed on the upper surface of the wrap of the orbiting scroll and opens to the opening of the communication path. As a result, oil can be supplied to a wide area of the compression chamber, so that higher reliability can be realized without the wrap tip of the fixed scroll and the end plate of the orbiting scroll coming into contact with each other.
第6の発明は、特に第5の発明で、溝の溝幅を開口部の孔径以上とし、旋回スクロールのラップ厚みの80%以下としたものである。この構成によれば、溝の溝幅を開口部の孔径以上とすることにより、開口部の孔を加工する際に発生するバリを確実に除去することができる。また、溝の溝幅を旋回スクロールのラップ厚みの80%以下とすることにより、溝を設けたことによる旋回スクロールのラップ先端での漏れを抑制することができ、高効率なスクロール圧縮機を実現できる。 The sixth invention is particularly the fifth invention, wherein the groove width is not less than the hole diameter of the opening and not more than 80% of the wrap thickness of the orbiting scroll. According to this structure, the burr | flash which generate | occur | produces when processing the hole of an opening part can be reliably removed by making the groove width of a groove | channel more than the hole diameter of an opening part. In addition, by setting the groove width to 80% or less of the wrap thickness of the orbiting scroll, leakage at the wrap tip of the orbiting scroll due to the provision of the groove can be suppressed, and a highly efficient scroll compressor is realized. it can.
第7の発明は、特に第6の発明で、溝の深さを旋回スクロールのラップ高さの0.1〜2%としたものである。この構成によれば、溝の深さを旋回スクロールのラップ高さの0.1%以上とすることにより、溝の全領域にオイルが満たされるようになるため、圧縮室の広域に確実にオイルを供給することができるため、固定スクロールのラップ先端と旋回スクロールの鏡板が片当たりすることなく、より高信頼性を実現できる。また、溝の深さを旋回スクロールのラップ高さの2%以下とすることにより、溝部で絞り効果で適量のオイルを圧縮室の広域に、確実にオイルを供給することができる。 The seventh invention is the sixth invention, in which the groove depth is 0.1 to 2% of the wrap height of the orbiting scroll. According to this configuration, by setting the depth of the groove to 0.1% or more of the wrap height of the orbiting scroll, the oil is filled in the entire area of the groove, so that the oil can be reliably supplied over a wide area of the compression chamber. Therefore, higher reliability can be realized without causing the wrap tip of the fixed scroll and the end plate of the orbiting scroll to come into contact with each other. Further, by setting the depth of the groove to 2% or less of the wrap height of the orbiting scroll, it is possible to reliably supply an appropriate amount of oil to the wide area of the compression chamber by the squeezing effect in the groove portion.
第8の発明は、特に第1〜7のいずれか1つの発明で、作動冷媒に二酸化炭素を用いたものである。 The eighth invention is any one of the first to seventh inventions, and uses carbon dioxide as the working refrigerant.
二酸化炭素冷媒は、高差圧冷媒であるため、旋回スクロールの鏡板と固定スクロールの鏡板とが摺動する面には、過大な押し付け力が発生するため、摺動損失の増大、あるいは、かじりや異常摩耗を引き起こしてしまう。特に、旋回スクロールは、固定スクロール側へより変形しやすくなり、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端でカジリが発生し、圧縮機としての圧縮機効率および耐久性が低下してしまう。また、二酸化炭素冷媒を使用する場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、フロンを冷媒と
する従来の冷凍サイクルの圧力差の約7〜10倍以上高く、圧縮室内での漏れにより更に性能の低下を引き起こしていた。第1〜7の発明により、高負荷時、吐出圧力と吸入圧力の差圧による旋回スクロールの圧力変形があった場合でも、片当たりすることなく、高信頼性を実現できる。また、全運転領域において高効率を実現することができる。
Since the carbon dioxide refrigerant is a high differential pressure refrigerant, an excessive pressing force is generated on the surface on which the end plate of the orbiting scroll and the end plate of the fixed scroll slide. It will cause abnormal wear. In particular, the orbiting scroll is more easily deformed to the fixed scroll side, causing galling at the bottom of the end plate of the orbiting scroll and the tip of the wrap portion of the fixed scroll, reducing the compressor efficiency and durability as a compressor. End up. When carbon dioxide refrigerant is used, the pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure of the compressor is about 7 to 10 times higher than the pressure difference of the conventional refrigeration cycle using chlorofluorocarbon as a refrigerant. Furthermore, the performance was reduced. According to the first to seventh aspects of the invention, even when there is a pressure deformation of the orbiting scroll due to a differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure at high load, high reliability can be realized without hitting. Further, high efficiency can be realized in the entire operation region.
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、本発明の第1の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図、図2は図1の圧縮機構部の要部拡大断面図、図3は、図1の圧縮機構部の平面図である。図のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
(Embodiment 1)
1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the compression mechanism section of FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the compression mechanism section of FIG. It is a top view. The operation and action of the scroll compressor configured as shown in the figure will be described below.
図1に示すように、本発明のスクロール圧縮機は、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圧縮機構2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、クランク軸4の上端にある偏心軸部4a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圧縮室15が外周側から中央部に移動しながら小さ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の外周部の吸入口17から冷媒ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール12の中央部の吐出ポート18からリード弁19を押し開いて密閉容器1内に吐出させることを繰り返す。
As shown in FIG. 1, the scroll compressor of the present invention includes a
旋回スクロール13の背面部分には、主軸受部材11に配置されている摺動仕切り環78があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環78により、摺動仕切り環78の内側領域である高圧部30と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧空間29とに仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール13は固定スクロール12に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
A sliding
さらに、固定スクロール12には、旋回スクロール13の背面の背圧空間29における圧力を制御する背圧調整弁9を備えている。
Further, the fixed
圧縮機運転中は、クランク軸4の下向きの他端にはポンプ25が設けられ、スクロール圧縮機と同時に駆動される。これによりポンプ25は密閉容器1の底部に設けられたオイル溜め20にあるオイル6を吸い上げてクランク軸4内を通縦しているオイル供給穴26を通じて圧縮機構2に供給する。このときの供給圧は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール13に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール13は固定スクロール12から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。
During operation of the compressor, a
このように供給されたオイル6の一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部4aと旋回スクロール13との嵌合部、クランク軸4と主軸受部材11との間の軸受部66に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、オイル溜め20へ戻る。
A part of the
また、高圧部30に供給されたオイル6は、旋回スクロール内部に設けられた連通路5
4によって旋回スクロール13の外周部まわりにあって自転規制機構14が位置している背圧空間29に進入し、固定スクロール12と旋回スクロール13との噛み合せによる摺動部および自転規制機構14の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧空間29にて旋回スクロール13の背圧を印加する。
Further, the
4 enters the
背圧空間29に進入するオイル6は、絞り57での絞り作用によって高圧部30と圧縮室15の低圧側との圧力の中間となる中間圧に設定される。背圧空間29は高圧部30の高圧側との間が環状仕切り環78によってシールされていて、進入してくるオイルが充満するにつれて圧力を増し、所定の圧力を超えると、背圧調整弁9が作用して、圧縮室15の吸入部分に戻され進入する。
The
このオイル6の進入は所定の周期で繰り返され、この繰り返しのタイミングは吸入、圧縮、吐出の繰り返しサイクルと、絞り孔57による減圧設定と背圧調整機構9での圧力設定との関係の組み合わせによって決まり、固定スクロール12と旋回スクロール13のラップ13bとの摺動部への意図的な潤滑となる。この意図的な潤滑は前記したように背圧調整弁9による連絡路10の凹部105への開口によって常時保証される。吸入口17へと供給されたオイル6は旋回スクロール13の旋回運動とともに圧縮室15へと移動し、圧縮室15間の漏れ防止に役立っている。
The approach of the
さらに、図1〜3に示すように、固定スクロール12に圧縮室15と吐出マフラー77と固定スクロール13に挟まれた高圧空間31をバイパスする吐出バイパスポート40を設けている。これにより、圧縮室15がある所定圧力以上になった時に吐出バイパスポートから高圧空間31に圧縮ガスを開放することができ、よって、圧縮室15内で過圧縮が発生するのを防止できる。
Further, as shown in FIGS. 1 to 3, the fixed
また、摺動仕切り環78の内側領域である高圧部30と圧縮室15を連通する連通路80を旋回スクロール13の内部に設け、連通路80の圧縮室15側の開口部81を、吐出バイパスポート40と固定スクロール12の中央部の吐出ポート18に臨まないように旋回スクロール13のラップ先端13bに設けたものである。
Further, a
この構成により、高負荷時、旋回スクロール13の鏡板13aの背面に高圧が印加され、吐出圧力と吸入圧力の差圧により、旋回スクロール13が固定スクロール12側へ変形し、かつ固定スクロール12のラップ12bが圧縮熱により高温になることにより特に中心部で旋回スクロール13側へ熱膨張するが、摺動仕切り環78の内側領域である高圧部30のオイル6を、旋回スクロール13の内部に設けた連通路80を経由して、中心部の圧縮室15に供給しているので、オイル6の冷却効果および潤滑性により、片当たりを防止でき、高信頼性を実現できる。また、旋回スクロール13のラップ先端13bの開口部81が吐出ポート18に臨まない位置に設けているため、適量のオイル6を圧縮室15に供給することができる。
With this configuration, a high pressure is applied to the back surface of the
一方、旋回スクロール13のラップ先端13bの開口部81が吐出バイパスポート40に臨まない位置に設けているので、吐出バイパスポート40に圧縮ガスが入り込むことによる再膨張がなく、また、圧縮室15の吸入室へ給油されることによる吸入加熱もなく、高効率なスクロール圧縮機を実現できる。
On the other hand, since the
また、開口部81は、吐出ポート18と吐出バイパスポート40の間に位置している。
The
この構成により、開口部81が吐出ポート18と吐出バイパスポート40の間であるため、比較的圧縮の終了に近い圧縮室15に給油することとなり、不足圧縮となる高差圧運転時には、多量のオイル6が積極的に圧縮室15へ供給され、固定スクロール12のラッ
プ先端12bと旋回スクロール13の鏡板13aが片当たりすることなく、高信頼性を実現できる。
With this configuration, since the
(実施の形態2)
本発明の第2の実施の形態のスクロール圧縮機は、開口部81の孔径81dを旋回スクロール13のラップ厚み12tの5〜50%としたものである。図4は、本発明の実施の形態2に係わる旋回スクロールの断面図である。
(Embodiment 2)
In the scroll compressor according to the second embodiment of the present invention, the
高圧部30から圧縮室15へ供給するオイル量が少なすぎると、異常摺動や焼付きを引き起こす恐れがある。これに対しオイル量が多ければ多いほど潤滑は良好となり、固定スクロール12のラップ先端12bと旋回スクロール13の鏡板13aの摺動状態は良化する。しかし圧縮室15の内部がオイルリッチとなるため、必然的に両スクロールのラップ間に多量のオイルが介在することになり、粘性損失の増大を引き起こしてしまう。
If the amount of oil supplied from the
そこで、この構成によれば、開口部81の孔径を旋回スクロール13のラップ厚み13tの5%以上にすることにより、潤滑に十分なオイル量6を圧縮室15へ供給でき、固定スクロール12のラップ先端12bと旋回スクロール13の鏡板13aが片当たりすることなく、高信頼性を実現できる。また、開口部81の孔径を旋回スクロール13のラップ厚み13tの50%以下とすることにより、開口部81を設けたことによる旋回スクロール13のラップ先端13bでの漏れを抑制することができ、高効率なスクロール圧縮機を実現できる。
Therefore, according to this configuration, by setting the hole diameter of the
(実施の形態3)
本発明の第3の実施の形態のスクロール圧縮機は、連通路80の一部を絞り効果を持つ細孔としたものである。図5は、本発明の実施の形態3に係わる旋回スクロールの断面図である。
(Embodiment 3)
In the scroll compressor according to the third embodiment of the present invention, a part of the
大型圧縮機の場合、旋回スクロール13の鏡板13aの厚みもおおきくなるため、加工上連通路80を細孔で貫通させることが困難となる。よって、連通路80の一部を絞り効果を持つ細孔とすることにより、加工可能で、かつ、適量のオイル供給量に調整することが可能となる。
In the case of a large compressor, since the thickness of the
(実施の形態4)
本発明の第4の実施の形態のスクロール圧縮機は、旋回スクロール13のラップ13b上面に溝82を形成し、連通路80の開口部81に開口するものである。図6は、本発明の実施の形態4に係わる圧縮機構部の平面図、図7は、圧縮機構部の断面図である。
(Embodiment 4)
In the scroll compressor according to the fourth embodiment of the present invention, a
これによって、圧縮室15の広域にオイル6を供給することができるため、固定スクロール12のラップ先端12bと旋回スクロール13の鏡板13aが片当たりすることなく、より高信頼性を実現できる。
As a result, the
また、図6に示すように、溝82の溝幅82wを開口部81の孔径81d以上とし、旋回スクロール13のラップ厚み13tの80%以下としている。
Further, as shown in FIG. 6, the groove width 82 w of the
この構成によれば、溝82の溝幅82wを開口部81の孔径81d以上とすることにより、開口部81の孔を加工する際に発生するバリを確実に除去することができる。また、溝32の溝幅32wを旋回スクロール13のラップ厚み13tの80%以下とすることにより、溝82を設けたことによる旋回スクロール13のラップ先端13bでの漏れを抑制することができ、高効率なスクロール圧縮機を実現できる。
According to this configuration, by setting the groove width 82w of the
また、溝82の深さ82hを旋回スクロールのラップ高さの0.1〜2%としている。
Further, the depth 82h of the
この構成によれば、溝82の深さ82hを旋回スクロール13のラップ高さ13tの0.1%以上とすることにより、溝82の全領域にオイル6が満たされるようになるため、圧縮室15の広域に確実にオイル6を供給することができるため、固定スクロール12のラップ先端12bと旋回スクロール13の鏡板13aが片当たりすることなく、より高信頼性を実現できる。また、溝82の深さ82hを旋回スクロール13のラップ高さ13hの2%以下とすることにより、溝82部における絞り効果で適量のオイル6を圧縮室15の広域に、確実にオイル6を供給することができる。
According to this configuration, by setting the depth 82h of the
(実施の形態5)
本発明の第5の実施の形態のスクロール圧縮機は、作動冷媒に二酸化炭素を用いたものである。二酸化炭素冷媒は、高差圧冷媒であるため、旋回スクロールの鏡板と固定スクロールの鏡板とが摺動する面には、過大な押し付け力が発生するため、摺動損失の増大、あるいは、かじりや異常摩耗を引き起こしてしまう。特に、旋回スクロールは、固定スクロール側へより変形しやすくなり、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端でカジリが発生し、圧縮機としての圧縮機効率および耐久性が低下してしまう。また、二酸化炭素冷媒を使用する場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、フロンを冷媒とする従来の冷凍サイクルの圧力差の約7〜10倍以上高く、圧縮室内での漏れにより更に性能の低下を引き起こしていた。第1〜4の実施の形態により、高負荷時、吐出圧力と吸入圧力の差圧による旋回スクロールの圧力変形があった場合でも、片当たりすることなく、高信頼性を実現できる。また、全運転領域において高効率を実現することができる。
(Embodiment 5)
The scroll compressor according to the fifth embodiment of the present invention uses carbon dioxide as a working refrigerant. Since the carbon dioxide refrigerant is a high differential pressure refrigerant, an excessive pressing force is generated on the surface on which the end plate of the orbiting scroll and the end plate of the fixed scroll slide. It will cause abnormal wear. In particular, the orbiting scroll is more easily deformed to the fixed scroll side, causing galling at the bottom of the end plate of the orbiting scroll and the tip of the wrap portion of the fixed scroll, reducing the compressor efficiency and durability as a compressor. End up. When carbon dioxide refrigerant is used, the pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure of the compressor is about 7 to 10 times higher than the pressure difference of the conventional refrigeration cycle using chlorofluorocarbon as a refrigerant. Furthermore, the performance was reduced. According to the first to fourth embodiments, even when there is pressure deformation of the orbiting scroll due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure at high load, high reliability can be realized without hitting. Further, high efficiency can be realized in the entire operation region.
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、高差圧運転下でも、高信頼性を実現することがき、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。 As described above, the scroll compressor according to the present invention can achieve high reliability even under high differential pressure operation, and the air scroll compressor, the vacuum pump, the scroll type expansion can be realized without limiting the working fluid to the refrigerant. It can also be applied to the use of scroll fluid machines such as machines.
6 オイル
11 主軸受部材
12 固定スクロール
12a 鏡板
12b ラップ
13 旋回スクロール
13a 鏡板
13b ラップ
13t ラップ厚み
13h 鏡板厚み
14 自転規制機構
15 圧縮室
17 吸入ポート
18 吐出ポート
29 背圧空間
30 高圧部
31 高圧空間
40 吐出バイパスポート
77 吐出マフラー
78 摺動仕切り環
80 連通路
81 開口部
82 溝
82w 溝幅
82h 溝深さ
Claims (8)
前記固定スクロールに前記圧縮室と高圧空間をバイパスする吐出バイパスポートと、中心部に吐出ポートを設置し、前記高圧部と前記圧縮室を連通する連通路を前記旋回スクロールの内部に設け、前記連通路の前記圧縮室側の開口部を、前記吐出バイパスポートと前記吐出ポートに臨まないように前記旋回スクロールのラップ先端に設けることを特徴とするスクロール圧縮機。 By meshing the fixed scroll and the orbiting scroll where the spiral wrap rises from the end plate, and moving the orbiting scroll along a circular orbit under the regulation of rotation, the volume is changed, so that suction, compression, A compression chamber for discharging is formed, and a ring-shaped groove is provided in a bearing member that substantially supports the orbiting scroll and the back side of the end plate, and a high pressure is applied to the bearing member and the central part on the back side of the end plate by lubricating oil. The high pressure portion to be applied and the high pressure portion are partitioned by a ring-shaped sliding partition ring having a joint portion attached to the groove portion, and a predetermined pressure lower than that of the high pressure portion is applied to the outer peripheral portion of the rear surface of the orbiting scroll end plate In a scroll compressor provided with a back pressure space to
A discharge bypass port that bypasses the compression chamber and the high-pressure space in the fixed scroll, a discharge port in the center, and a communication passage that communicates the high-pressure portion and the compression chamber are provided in the orbiting scroll, and the communication A scroll compressor characterized in that an opening of the passage on the side of the compression chamber is provided at a wrap end of the orbiting scroll so as not to face the discharge bypass port and the discharge port.
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JP2011027076A (en) * | 2009-07-29 | 2011-02-10 | Panasonic Corp | Scroll compressor |
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2007
- 2007-08-27 JP JP2007219518A patent/JP2009052463A/en active Pending
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