JP2009127440A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクロール圧縮機に係り、特にヒートポンプ給湯装置及び冷凍空調装置などに用いられる低圧チャンバ方式のスクロール圧縮機に好適なものである。 The present invention relates to a scroll compressor, and is particularly suitable for a low-pressure chamber type scroll compressor used in a heat pump hot water supply device, a refrigeration air conditioner, and the like.
従来のスクロール圧縮機としては、密閉容器内を吐出圧力とする高圧チャンバ方式のスクロール圧縮機と、密閉容器内を吸込圧力の低圧室とする低圧チャンバ方式のスクロール圧縮機とがある。 As conventional scroll compressors, there are a high-pressure chamber type scroll compressor in which the inside of a sealed container has a discharge pressure, and a low-pressure chamber type scroll compressor in which the inside of the sealed container has a low-pressure chamber with suction pressure.
高圧チャンバ方式のスクロール圧縮機では、旋回スクロールの背面に背圧室を形成し、冷媒が溶け込んだ密閉容器内に貯留された潤滑油を差圧を利用して背圧室に供給し、この背圧室を吸込圧力と吐出圧力との間の圧力である中間圧力にして旋回スクロールを固定スクロールに押付けるようにすることにより、容易にラップ歯先の漏れ損失を低減することができる、という利点を有する。 In a high-pressure chamber type scroll compressor, a back pressure chamber is formed on the back of the orbiting scroll, and lubricating oil stored in a sealed container in which a refrigerant is melted is supplied to the back pressure chamber using a differential pressure. An advantage that leakage loss of the lap tooth tip can be easily reduced by setting the pressure chamber to an intermediate pressure that is a pressure between the suction pressure and the discharge pressure and pressing the orbiting scroll against the fixed scroll. Have
一方、低圧チャンバ方式のスクロール圧縮機では、密閉容器の薄肉化が図れ、圧縮機を軽量化できる、という利点を有する。 On the other hand, the low-pressure chamber type scroll compressor has an advantage that the hermetic container can be thinned and the compressor can be reduced in weight.
従来の低圧チャンバ方式のスクロール圧縮機としては、特開平6−17773号公報(特許文献1)に示されたものがある。 A conventional low-pressure chamber type scroll compressor is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-17773 (Patent Document 1).
この特許文献1のスクロール圧縮機は、ケーシングの一側に第1スクロール及び第2スクロールから成る圧縮要素を内装し、他側に第2スクロールを駆動する駆動軸をもったモータを内装すると共に、モータ側室に吸入管を開口する一方、駆動軸のモータに対する圧縮要素側を支持する軸受ハウジングを設けると共に、駆動軸に設けた給油通路を介して軸受ハウジングの軸受部を含む摺動部分に潤滑油を給油する潤滑ポンプを駆動軸の端部に設けて成っている。
The scroll compressor of
そして、特許文献1では、一端が駆動軸の摺動部に連通し且つ他端がケーシングの底部に向かって開口するハウジング貫通孔を軸受ハウジングに形成すると共に、一端がハウジング貫通孔の他端に連通する集合体連通孔を備えた集合体を軸受ハウジングに取付け、一端が集合体連通孔の他端に連通し且つ他端がモータ側室の反圧縮要素側に連通するパイプを集合体に取り付けることにより、ハウジング貫通孔、集合体連通孔及びパイプにより油回収通路を構成するようにしている。また、特許文献1では、圧縮要素の反モータ側に、吐出管が開口する吐出チャンバを設け、一端がこの吐出チャンバに開口し且つ他端が集合室連通孔に開口する油戻し管を設けることにより、吐出チャンバの潤滑油を油回収路に導くようにしている。
In
別の従来の低圧チャンバ方式のスクロール圧縮機としては、特開2005−180320号公報(特許文献2)に示されたものがある。 Another conventional low-pressure chamber type scroll compressor is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-180320 (Patent Document 2).
この特許文献2のスクロール圧縮機では、吐出室内に貯留された潤滑油を、固定スクロールに形成された給油通路から、旋回スクロールに形成されたくぼみを介して、クランク軸一回転中の一回づつ固定スクロールに形成されたくぼみに流入させる。この固定スクロールのくぼみに流入された潤滑油を、このくぼみから背圧室に供給し、この背圧室から中間孔を通して圧縮室の途中に供給する。これにより、オルダムリングを潤滑するとともに、潤滑油に溶け込んだ冷媒によって背圧室を吐出圧力と吸込圧力との中間の圧力に昇圧する。この特許文献2のスクロール圧縮機は、低圧チャンバ方式でも、旋回スクロールを固定スクロールに押付け、スクロールラップ先端の漏れを低減できる。また、特許文献2では、吐出室の潤滑油を、固定スクロールに形成された別の給油通路からクランク軸一回転中に一回づつ旋回スクロールの別のくぼみに流入させ、旋回スクロールの旋回運動に応じて、固定スクロールに形成された更に別の給油通路を通して密閉容器内に潤滑油を排出するようにしている。
In the scroll compressor of
上述した特許文献1のスクロール圧縮機では、吐出圧力となる吐出チャンバから吸込圧力となる集合体連通孔へ油戻し管を通して潤滑油を戻しているので、圧力条件が変動する冷凍サイクル装置に使用した場合、油戻し管の通路抵抗の設定が困難であり、条件によっては、潤滑油が戻りすぎて冷媒が吹き抜けることとなり、体積効率の大幅な低下を招くといった可能性がある。特に、吐出圧力と吸込圧力の圧力差が大きくなる二酸化炭素を冷媒とした場合は、上記問題が顕著にあらわれる。また、第2スクロールを第1スクロールに押付ける構成を備えていないので、スクロールラップ歯先の漏れを低減するために、ラップ歯先の隙間を数μmオーダーの高精度で管理しなければならないことや、ラップ歯先の隙間を大きくした場合にはチップシールを利用すること、が必要となるなどのコストアップを招く可能性がある。
In the scroll compressor of
また、上述した特許文献2のスクロール圧縮機では、圧縮室と背圧室とを連通する中間孔により背圧室の圧力を制御しているので、運転条件によって背圧室の中間圧力が変わり、機械損失が増大する可能性がある。
Further, in the scroll compressor of
本発明の目的は、高効率で高信頼性の低圧チャンバ方式のスクロール圧縮機を提供することにある。なお、本発明のその他の目的と有利点は以下の記述から明らかにされる。 An object of the present invention is to provide a low-pressure chamber type scroll compressor having high efficiency and high reliability. Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
前述の目的を達成するために、本発明は、固定スクロールラップを設けた固定スクロールと、前記固定スクロールラップと噛み合う旋回スクロールラップを設け、前記固定スクロールと共に圧縮室を形成する旋回スクロールと、前記旋回スクロールの背面に背圧室を形成するフレームと、前記固定スクロール、前記旋回スクロール及び前記フレームからなる圧縮要素を収納し、サイクルから冷媒が流入する低圧室を形成した密閉容器と、前記圧縮室から圧縮されて吐出される作動流体の潤滑油を分離する油分離部と、前記油分離部の潤滑油を前記背圧室に供給する背圧室給油経路とを備えたスクロール圧縮機において、前記背圧室の潤滑油を前記低圧室へ排出して前記背圧室の圧力を所定中間圧力に制御する背圧制御弁を備えたことにある。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides a fixed scroll provided with a fixed scroll wrap, a revolving scroll wrap that meshes with the fixed scroll wrap, and a revolving scroll that forms a compression chamber together with the fixed scroll; A frame that forms a back pressure chamber on the back surface of the scroll; a compression container comprising the fixed scroll, the orbiting scroll, and the frame; a sealed container that forms a low pressure chamber into which a refrigerant flows from a cycle; and the compression chamber In the scroll compressor, comprising: an oil separation part that separates the lubricating oil of the working fluid that is compressed and discharged; and a back pressure chamber oil supply path that supplies the lubricating oil of the oil separation part to the back pressure chamber. There is provided a back pressure control valve for discharging the lubricating oil in the pressure chamber to the low pressure chamber and controlling the pressure in the back pressure chamber to a predetermined intermediate pressure.
係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
(1)前記密閉容器に固定して設けられた固定子及びこの固定子内に回転可能に設けられた回転子からなり、前記圧縮要素に対向して前記密閉容器内に配置された電動要素と、前記フレーム及び前記回転子を貫通して設けられ、前記フレームに主軸受を介して支持され、前記旋回スクロールを旋回軸受を介して駆動するクランク軸と、前記クランク軸の反圧縮要素側端部に設けられ、前記電動要素より反圧縮要素側に位置する低圧室内の潤滑油を前記クランク軸に設けられた給油穴を通して当該クランク軸の摺動部に供給する給油ポンプとを備えたこと。
(2)前記(1)において、前記背圧制御弁を前記フレームに設け、前記クランク軸の摺動部から流出される潤滑油と前記背圧制御弁から流出される潤滑油とを合流して共通に排出する共用排出路を設けたこと。
(3)前記(2)において、前記フレームから前記電動要素を貫通して前記電動要素より反圧縮要素側の低圧室に潤滑油を導く排出パイプで前記共用排出路を形成したこと。
(4)前記(1)において、前記背圧制御弁から流出される潤滑油を前記電動要素を貫通して前記電動要素より反圧縮要素側の低圧室に導く排出パイプを設けたこと。
(5)前記(1)において、前記圧縮室に作動流体を吸込む前記固定スクロールの吸込口と前記背圧制御弁とを前記密閉容器の中心軸を中心として周方向に90゜以上ずらした位置に設けたこと。
(6)前記(1)において、前記クランク軸の摺動部を潤滑した潤滑油を排出する排出空間を前記フレームに形成し、前記背圧制御弁を前記フレームに設け、前記排出空間に排出される潤滑油と前記背圧制御弁から排出される潤滑油とを合流して共通に排出する共用排出路を設けたこと。
(7)前記(6)において、前記フレームから前記電動要素を貫通して前記電動要素より反圧縮要素側の低圧室に潤滑油を導く排出パイプで前記共用排出路を形成したこと。
(8)前記(7)において、前記背圧室から冷媒を含む潤滑油を排出する背圧ポートとこの背圧ポートを塞ぐ弁板とこの弁板を押圧するバネとを備えて前記背圧制御弁を構成し、前記背圧制御弁のバネを収納するバネ収納部を前記排出空間の一部を共用して設けたこと。
(9)前記圧縮室で圧縮された作動流体を前記固定スクロールの吐出ポートを通して吐出される吐出室とこの吐出室の作動流体が吐出通路を通して吐出される油分離室とを形成する油分離ケースを備えて前記油分離部を構成し、前記吐出通路から前記油分離室内に吐出される作動流体の流れを旋回流にしてから圧縮機外部に流出させる円筒部材を設けたこと。
(10)前記(1)において、前記フレームとフレームカバーとにより前記背圧制御弁を通して潤滑油を排出する背圧排出空間を形成し、前記背圧排出空間内の潤滑油から発泡される冷媒を排出するガス抜き穴を前記フレームカバーに設けたこと。
(11)前記(1)において、前記背圧制御弁から潤滑油を排出する背圧排出通路を前記フレームの外周に形成された外周溝と連通するように形成したこと。
(12)前記作動流体として二酸化炭素を用いること。
A more preferable specific configuration example of the present invention is as follows.
(1) An electric element comprising a stator fixed to the hermetic container and a rotor rotatably provided in the stator, and disposed in the hermetic container so as to face the compression element; A crankshaft penetrating the frame and the rotor, supported by the frame via a main bearing, and driving the orbiting scroll via the orbiting bearing, and an end portion on the side opposite to the compression element of the crankshaft And an oil supply pump for supplying lubricating oil in the low pressure chamber located on the side opposite to the compression element from the electric element to the sliding portion of the crankshaft through an oil supply hole provided in the crankshaft.
(2) In (1), the back pressure control valve is provided in the frame, and the lubricating oil flowing out from the sliding portion of the crankshaft and the lubricating oil flowing out from the back pressure control valve are merged. Established a common discharge route for common discharge.
(3) In the above (2), the common discharge path is formed by a discharge pipe that penetrates the electric element from the frame and guides lubricating oil to the low pressure chamber on the side opposite to the compression element from the electric element.
(4) In (1), a discharge pipe is provided for guiding the lubricating oil flowing out from the back pressure control valve through the electric element to the low pressure chamber on the side opposite to the compression element from the electric element.
(5) In (1), the suction port of the fixed scroll for sucking the working fluid into the compression chamber and the back pressure control valve are shifted by 90 ° or more in the circumferential direction around the central axis of the sealed container. It was provided.
(6) In (1), a discharge space for discharging lubricating oil that lubricates the sliding portion of the crankshaft is formed in the frame, the back pressure control valve is provided in the frame, and the discharge space is discharged into the discharge space. And a common discharge path for discharging the lubricant and the lubricant discharged from the back pressure control valve in common.
(7) In the above (6), the common discharge path is formed by a discharge pipe that penetrates the electric element from the frame and guides lubricating oil to the low pressure chamber on the side opposite to the compression element from the electric element.
(8) In the above (7), the back pressure control includes a back pressure port that discharges lubricating oil including refrigerant from the back pressure chamber, a valve plate that closes the back pressure port, and a spring that presses the valve plate. A spring accommodating portion that constitutes a valve and accommodates the spring of the back pressure control valve is provided by sharing a part of the discharge space.
(9) An oil separation case that forms a discharge chamber in which the working fluid compressed in the compression chamber is discharged through a discharge port of the fixed scroll and an oil separation chamber in which the working fluid in the discharge chamber is discharged through a discharge passage. The oil separation unit is provided, and a cylindrical member is provided that causes the flow of the working fluid discharged from the discharge passage into the oil separation chamber to be swirled and then flows out of the compressor.
(10) In (1), a back pressure discharge space for discharging the lubricating oil through the back pressure control valve is formed by the frame and the frame cover, and the refrigerant foamed from the lubricating oil in the back pressure discharging space is formed. A vent hole for discharging is provided in the frame cover.
(11) In (1), a back pressure discharge passage for discharging lubricating oil from the back pressure control valve is formed so as to communicate with an outer peripheral groove formed on the outer periphery of the frame.
(12) Carbon dioxide is used as the working fluid.
本発明によれば、高効率で高信頼性の低圧チャンバ方式のスクロール圧縮機を得ることができる。 According to the present invention, a highly efficient and highly reliable low-pressure chamber type scroll compressor can be obtained.
以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings of the respective embodiments indicate the same or equivalent.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態のスクロール圧縮機を図1から図6を用いて説明する。
(First embodiment)
A scroll compressor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
まず、本実施形態のスクロール圧縮機1の全体の構成、動作、機能について図1を参照しながら説明する。図1は本発明の第1実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。
First, the overall configuration, operation, and function of the
スクロール圧縮機1は、圧縮要素3と、回転子4a及び固定子4bからなる電動要素4とを密閉容器2内に収納して構成されている。密閉容器2は横長の円筒状であり、圧縮要素3と電動要素4とはスクロール圧縮機1内に左右に並置されている。
The
圧縮要素3は固定スクロール5、旋回スクロール6及び旋回スクロール6の自転を阻止するオルダムリング7からなる。固定スクロール5は、螺線形状の固定スクロールラップ5aと、該ラップ5aが直立する固定スクロール端板5bとを有している。旋回スクロール6は、螺線形状の旋回スクロールラップ6aと、該ラップ6aが直立する旋回スクロール端板6bとを有している。固定スクロール5と旋回スクロール6は、両ラップ5a、6aを噛み合わせて圧縮室を形成する。旋回スクロール6の背面部に突出するボス部6f内には旋回軸受6cが設けられている。
The
固定スクロール5の略中心部には、圧縮室で圧縮された冷媒ガスを吐出するための吐出ポート5cが形成されている。この吐出ポート5cは反電動要素側に開口されている。固定スクロール5の外周部には圧縮室に冷媒を流入するため吸込ポート5dが形成されている。この吸込ポート5dは密閉容器2内の低圧室と圧縮要素4の吸込室5fとを連通するように構成されている。
A
密閉容器2を貫通して低圧室に連通される吸込パイプ16が設けられ、サイクル側から冷媒ガスがこの吸込パイプ16を通して低圧室に流入される。吸込パイプ16から密閉容器2内に流入された冷媒ガスは、圧縮要素3に吸込まれて圧縮され、吐出ポート5cから吐出室13aに吐出される。
A
係る構成のスクロール圧縮機1は、吸い込んだ冷媒を密閉容器2内に流入させる低圧チャンバ方式であり、密閉容器2の薄肉化が図れ圧縮機を軽量化できる利点がある。特に、動作圧力が10MPa以上と高い二酸化炭素を冷媒として用いた場合に有効である。
The
クランク軸8は、圧縮要素3と電動要素4とを連携するものであり、電動要素4の回転子4aが圧入されている。クランク軸8は、回転子4aの両側に配置された2つの軸受、主軸受9aと副軸受22により、回転自在に軸支されている。クランク軸8の一側端部は、旋回軸受6c内に嵌合され、電動要素4の回転に伴って回転されて旋回スクロール6を駆動する。主軸受9aはフレーム9の中央穴に装着されている。
The
このフレーム9は旋回スクロール6の端板6bの背面側に背圧室9bを形成している。また、フレーム9にはシールリング10が取り付けられており、このシールリング10によって旋回軸受6cや主軸受9aに背圧室9b内の冷媒ガスが漏れこまないように密封している。背圧室9bの圧力(背圧)は背圧制御弁11により吐出圧力と吸込圧力との中間の圧力に制御される。背圧制御弁11はフレーム9に内蔵して設けられている。
The
密閉容器2の底面部には潤滑油12が貯留される。換言すれば、潤滑油12は冷凍サイクルから冷媒ガスが流入する密閉容器2の低圧室の底部に貯留される。
Lubricating
油分離ケース13は、油分離部を構成するための部材であり、複数(図示例では2つ)のケースで構成されている。この油分離ケース13は、固定スクロール5の反電動要素側に、吐出ポート5cを開閉する吐出弁14が収納される吐出室13aと、冷媒と潤滑油とを分離する油分離室13bと形成している。吐出室13aと油分離室13bとは、油分離ケース13に設けられた吐出通路13cにより連通されている。
The
圧縮室で圧縮された冷媒ガスは、吐出ポート5cを通して吐出室13aに吐出され、さらに吐出通路13cを通して油分離室13bに流出される。この油分離室13bで、冷媒ガスに含まれる潤滑油12が分離されて油分離ケース13の底部に貯留される。密閉容器2を貫通して油分離室13b内に開口される吐出パイプ15が設けられている。潤滑油が分離された冷媒ガスは、油分離室13bから吐出パイプ15を通して、冷凍サイクルに流出される。
The refrigerant gas compressed in the compression chamber is discharged to the
クランク軸8の内部には潤滑油通路8aが形成され、クランク軸8の表面にはスパイラル溝8bが形成されている。潤滑油通路8aは、クランク軸8の中心部を左右に貫通して形成されており、その圧縮要素側の端部がボス部6fの底部に対向して開口され、その反圧縮要素側の端部が先端面に開口されている。スパイラル溝8bはクランク軸8に形成された横孔8cを介して潤滑油通路8aに連通されている。
A lubricating
次に、潤滑油12の供給及び回収に関して、図1から図5を参照しながら説明する。図2は図1のA−A断面図、図3は圧縮室への給油を説明するための図2のB−B断面図、図4は図1の油分離室内の油分離機能の説明図、図5は図1の吐出室から背圧室への給油機構拡大図である。
Next, the supply and recovery of the lubricating
クランク軸8の反圧縮要素側の端部にはトロコイドポンプ等の給油ポンプ17が設置されている。給油ポンプ17の吸込み側は低圧室に貯留された潤滑油2に連通され、給油ポンプ17の吐出側は潤滑油通路8aに連通されている。
An
密閉容器2の下部に貯留された潤滑油12は給油ポンプ17により潤滑油通路8aに供給される。潤滑油通路8aに供給された潤滑油12の一部は横孔8cを通してスパイラル溝8bに供給され主軸受部9aの潤滑を行う。横孔8cから排出されなかった潤滑油12は、潤滑油通路8aを通って旋回スクロール6の反ラップ面に供給され、そこからスパイラル溝8dに供給され、旋回軸受6cの潤滑を行う。旋回軸受6cと主軸受9aを潤滑する潤滑油12は、クランク軸8のスラスト受8dに向かって流れ、潤滑油排出空間9cで合流される。潤滑油排出空間9cはボス部6f、クランク軸8及びフレーム9で囲まれた空間である。
The lubricating
潤滑油排出空間9cに合流された潤滑油12は、排出パイプ18を通って給油ポンプ側の低圧室(電動要素4より反圧縮要素側の低圧室)の潤滑油12へ戻される。一側上端部が潤滑油排出空間9cに開口し且つ他側下端部が低圧室に開口する潤滑油排出孔9gがフレーム9に形成されている。排出パイプ18は、この潤滑油排出孔9gの下端開口部に接続され、潤滑油排出孔9gを介して潤滑油排出空間9cに連通されている。
The lubricating
このような構成により、クランク軸8の摺動部である軸受6c、9aを潤滑した潤滑油は、電動要素4の圧縮要素側の空間に晒すことがなく、給油ポンプ側の低圧室に戻されるので、電動要素4などで攪拌されることがない。
With such a configuration, the lubricating oil that has lubricated the
旋回軸受6c、主軸受9aの潤滑に用いられないその他の潤滑油12は、図2及び図3に示すように、ボス部6fの底部から旋回スクロール6内に形成された第1の給油通路6dに流入され、固定スクロール5の外周溝5eに導かれ、吸込室5fに供給され、圧縮室の内部シールに用いられる。ここで、第1の給油通路6dと外周溝5eとは旋回スクロール6の旋回運動により間欠的に連通される。この連通区間は第1の給油通路6dの位置により変えることができ、この連通区間の設定により圧縮室の内部シールに必要な量の潤滑油を供給することが可能となる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the other lubricating
圧縮室に供給された潤滑油12は、上述したように、冷媒ガスとともに吐出ポート5cから吐出されて吐出室13aに入り、そこから吐出通路13cを通って油分離室13bに流出される。油分離室13cに流入された冷媒ガスと潤滑油12は、図4に示すように、油分離室13b内で旋回流となり、遠心力で密度の高い潤滑油12と密度の低い冷媒が分離され、潤滑油12は油分離室13bの下部に貯留される。
As described above, the lubricating
この吐出室13a内で分離された潤滑油12は、図5に示すように、油分離ケース13及び固定スクロール5に形成された第2の給油通路(背圧室給油経路)5gを通って旋回スクロール6に形成された第1のくぼみ6eに入る。クランク軸8の一回転中に一回、旋回スクロール5の旋回運動により第1のくぼみ6eが固定スクロール5に形成された第2のくぼみ5hと連通する。この連通する際に、第1のくぼみ6eから第2のくぼみ5hに潤滑油12入る。第1のくぼみ6eに入った潤滑油12は、第1のくぼみ6eが背圧室9bに連通した際に、背圧室9bに供給される。この背圧室9bに供給された潤滑油12は、オルダムリング7の潤滑に使用されるとともに、潤滑油12に溶け込んだ冷媒が発泡することにより背圧室9b内の圧力を上昇させる。従って、簡単な構成で、オルダムリング7の潤滑及び背圧室9bの圧力上昇を行うことができる。
As shown in FIG. 5, the lubricating
ここで、第2のくぼみ5hの容積は、オルダムリング7の潤滑に必要な給油量と背圧室9bの圧力上昇に必要な給油量との何れか多い給油量の方に設定することにより、オルダムリング7の潤滑と背圧室9bの圧力上昇の両者を両立できる。
Here, the volume of the
次に、背圧室9bの背圧制御について図1及び図6を参照しながら説明する。図6は図1の背圧制御弁部の拡大図である。
Next, the back pressure control of the
背圧室9bの背圧は、背圧制御弁11により、吐出圧力と吸込圧力との中間圧力に制御される。背圧制御弁11は、背圧室9bから冷媒及び潤滑油12を排出する背圧ポート11aと、この背圧ポート11aを塞ぐ弁板11bと、この弁板11bを押圧するバネ11cと、このバネ11cが取り付けられフレーム9に圧入されている圧入ピース11dとからなる。
The back pressure in the
背圧ポート11aと同じ中心軸を有し且つ背圧ポート11aと連通する背圧制御弁室11eがフレーム9に形成されている。この背圧制御弁室11eは、フレーム9の電動要素側の面から潤滑油排出孔9gに交差するように穿設されている。背圧制御弁室11e内には、弁板11b、バネ11c、圧入ピース11dが背圧ポート11a側から順に設置されている。
A back pressure
バネ11cの背圧制御弁室11e側の雰囲気は吸込圧力であるので、油分離室13bから背圧室9bに供給された潤滑油12に溶け込んだ冷媒が発泡し背圧が上昇すると、背圧と吸込圧力の圧力差が背圧ポート11aを塞いでいる弁板11bに作用力として働く。この作用力がバネ11cの押付け力より大きくなると、バネ11cが縮み、排出ポート11aが開口し背圧室9bの潤滑油12と冷媒が背圧制御弁室11eに排出される。これによって、背圧は吸込圧力+バネ力/排出ポート断面積に制御される。
Since the atmosphere on the back pressure
しかし、背圧を高く設定しすぎると、旋回スクロール6と固定スクロール5との間の摺動ロスが増加し効率が低下するので、背圧を効率上の最適値にあわせる必要があるが、この点については、バネ11cのバネ力や排出ポート11aの断面積を調整することにより、背圧を効率上の最適値に合わせることができる。この背圧制御弁11による背圧の制御は、運転条件が変化しても背圧を所定圧力に維持することが可能である。
However, if the back pressure is set too high, the sliding loss between the orbiting
また、排出ポート11aから排出された潤滑油12は、軸受を潤滑して潤滑油排出空間9cに入ってきた潤滑油12と合流し排出パイプ18を通って給油ポンプ17側へ戻るので、電動要素4などによって攪拌されることがない。
Further, the lubricating
以上のように、本実施形態では、密閉容器2を吸込圧力とした低圧チャンバ方式において、背圧室9bの圧力を効率上の最適値に制御するとともにオルダムリング7の潤滑に必要な油量を背圧室9bに供給することができるので、高性能で高信頼性のスクロール圧縮機を提供することができる。また、軸受を潤滑した潤滑油12や背圧室9bから排出した潤滑油12を電動要素4に攪拌されずに確実に給油ポンプ側に戻せるので、密閉容器2内の油面高さ低下を抑制することができる。さらに、ミスト状の潤滑油12が吸込まれなくなるので、その結果として油吐出量も低減できる。
As described above, in the present embodiment, in the low pressure chamber system in which the sealed
なお、本実施形態では、横置スクロール圧縮機で詳細に説明したが、縦置スクロール圧縮機にも容易に適用できる。 In the present embodiment, the horizontal scroll compressor has been described in detail, but it can be easily applied to a vertical scroll compressor.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態のスクロール圧縮機1について図7から図9を用いて説明する。図7は本発明の第2実施形態に係るスクロール圧縮機の主要部を示す断面図、図8は図7のC−C断面図、図9は図8のD−D断面図である。この第2実施形態は、次に述べる点で第1実施形態と相違するものであり、その他の点については第1実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the
第2実施形態では、図8に示すように、背圧制御弁11は排出パイプ18と離れた位置に設けられている。即ち、背圧制御弁11は、クランク軸8の中心軸に対して周方向にずれた位置に設けられている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, the back
そして、背圧が吸込圧力+バネ力/排出ポート断面積以上になると、バネ11cが縮み排出ポート11aが開口し、背圧室9bの潤滑油12と冷媒が背圧制御弁室11eに排出される。この潤滑油12と冷媒は、背圧制御弁室11eから背圧排出通路9dを通って背圧排出空間19aに排出される。背圧排出空間19aは、フレーム9とフレームカバー19とで形成される空間である。この背圧排出空間19aで、密度の小さい冷媒は図7に示すフレームカバー19の上部のガス抜き穴19bを通して密閉容器2に排出され、密度の大きい潤滑油12は、潤滑油排出穴9eを通り、軸受を潤滑した潤滑油12と合流して排出パイプ18を通って給油ポンプ17側へ戻る。
When the back pressure becomes greater than the suction pressure + spring force / discharge port cross-sectional area, the
以上のように、第2実施形態によれば、背圧ポート11aから排出した冷媒を背圧排出空間19aに導き、ガス抜き穴19bから密閉容器2内へ排出するので、冷媒が軸受部に混入することなく、より信頼性の高いスクロール圧縮機が提供することができる。この第2実施形態は横置スクロール圧縮機に適した発明である。
As described above, according to the second embodiment, the refrigerant discharged from the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態のスクロール圧縮機1について図10から図12を用いて説明する。図10は本発明の第3実施形態に係るスクロール圧縮機の主要部を示す断面図、図11は図10のE−E断面図、図12は図11のF−F断面図である。この第3実施形態は、次に述べる点で第1実施形態と相違するものであり、その他の点については第1実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, the
この第3実施形態では、スパイラル溝8bに供給され主軸受部9aの潤滑を行った潤滑油12と、スパイラル溝8dに供給され旋回軸受6cの潤滑を行った潤滑油12とは、潤滑油排出空間9cで合流し、フレーム9とフレームカバー20で形成される背圧排出空間20aに流入する。背圧排出空間20aに流入した潤滑油12は排出パイプ18を通って給油ポンプ17側へ戻る。
In the third embodiment, the lubricating
一方、背圧室9bの潤滑油12と冷媒は、背圧が吸込圧力+バネ力/排出ポート断面積以上になると、バネ11cが縮み排出ポート11aが開口して背圧制御弁室11eに排出され、背圧排出通路9dを通してフレーム9の外周溝9fに流出される。ここで、密度の小さい冷媒は、フレーム9の外周溝9fと固定スクロール5の外周溝5iと通って密閉容器2に排出され、密度の大きい潤滑油12はフレーム9とフレームカバー20で形成される背圧排出空間20aに流入する。背圧排出空間20aに流入した潤滑油12は、軸受を潤滑した潤滑油12と合流し排出パイプ18を通って給油ポンプ17側へ戻る。
On the other hand, when the back pressure exceeds the suction pressure + spring force / discharge port cross-sectional area, the
以上のように、第3実施形態によれば、背圧ポート11aから排出した冷媒をフレーム9と固定スクロール5の外周溝5i、9fから密閉容器2へ排出するので、冷媒が軸受部に混入することなく、より信頼性の高いスクロール圧縮機が提供することができる。なお、本実施形態は縦置スクロール圧縮機に適した発明である。
As described above, according to the third embodiment, the refrigerant discharged from the
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態のスクロール圧縮機1について図13から図15を用いて説明する。図13は本発明の第4実施形態に係るスクロール圧縮機の主要部を示す断面図、図14は図13のG−G断面図、図15は図14のH−H断面図である。この第4実施形態は、次に述べる点で第1実施形態と相違するものであり、その他の点については第1実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, the
この第4実施形態では、スパイラル溝8bに供給され主軸受部9aの潤滑を行った潤滑油と、スパイラル溝8dに供給され旋回軸受6cの潤滑を行った潤滑油とは、潤滑油排出空間9cで合流し、排出パイプ18を通って給油ポンプ17側へ戻る。
In the fourth embodiment, the lubricating oil supplied to the
一方、背圧室9bの潤滑油12と冷媒は、背圧が吸込圧力+バネ力/排出ポート断面積以上になると、バネ11cが縮み排出ポート11aが開口して背圧制御弁室11eに排出され、背圧排出通路9dから背圧用排出パイプ21を通って給油ポンプ17側へ戻る。
On the other hand, when the back pressure exceeds the suction pressure + spring force / discharge port cross-sectional area, the
以上のように、この第4実施形態によれば、背圧ポート11aから排出した冷媒の通路と軸受を潤滑した潤滑油12の通路が完全に区画しているので、冷媒が軸受部に混入することなく、より信頼性の高いスクロール圧縮機が提供することができる。なお、この第4実施形態では、横置スクロール圧縮機で説明したが、縦置スクロール圧縮機にも容易に適用できる。
As described above, according to the fourth embodiment, since the refrigerant passage discharged from the
1…スクロール圧縮機、2…密閉容器、3…圧縮要素、4…電動要素、4a…回転子、4b…固定子、5…固定スクロール、5a…ラップ、5b…端板、5c…吐出ポート、5d…吸込ポート、5e…外周溝、5f…吸込室、5g…第2の給油通路(背圧室給油経路)、5h…第2のくぼみ、5i…外周溝、6…旋回スクロール、6a…ラップ、6b…端板、6c…旋回軸受、6d…第1の給油通路、6e…第1のくぼみ、6f…ボス部、7…オルダムリング、8…クランク軸、8a…潤滑油通路、8b…スパイラル溝、8c…横孔、8d…スラスト受、9…フレーム、9a…主軸受、9b…背圧室、9c…潤滑油排出空間、9d…背圧排出通路、9e…潤滑油排出穴、9f…外周溝、9g…潤滑油排出孔、10…シールリング、11…背圧制御弁、11a…背圧ポート、11b…弁板、11c…バネ、11d…圧入ピース、11e…背圧制御弁室、12…潤滑油、13…油分離ケース(油分離部)、13a…吐出室、13b…油分離室、13c…吐出通路、14…吐出弁、15…吐出パイプ、16…吸込パイプ、17…給油ポンプ、18…排出パイプ、19…フレームカバー、19a…背圧排出空間、19b…ガス抜き穴、20…フレームカバー、20a…背圧排出空間、21…背圧用排出パイプ、22…副軸受。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記固定スクロールラップと噛み合う旋回スクロールラップを設け、前記固定スクロールと共に圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記旋回スクロールの背面に背圧室を形成するフレームと、
前記固定スクロール、前記旋回スクロール及び前記フレームからなる圧縮要素を収納し、サイクルから冷媒が流入する低圧室を形成した密閉容器と、
前記圧縮室から圧縮されて吐出される作動流体の潤滑油を分離する油分離部と、
前記油分離部の潤滑油を前記背圧室に供給する背圧室給油経路とを備えたスクロール圧縮機において、
前記背圧室の潤滑油を前記低圧室へ排出して前記背圧室の圧力を所定中間圧力に制御する背圧制御弁を備えた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 A fixed scroll provided with a fixed scroll wrap;
A revolving scroll wrap that meshes with the fixed scroll wrap, and a revolving scroll that forms a compression chamber together with the fixed scroll;
A frame forming a back pressure chamber on the back of the orbiting scroll;
A sealed container that houses a compression element composed of the fixed scroll, the orbiting scroll, and the frame, and that forms a low-pressure chamber into which refrigerant flows from a cycle;
An oil separation part for separating the lubricating oil of the working fluid that is compressed and discharged from the compression chamber;
In a scroll compressor comprising a back pressure chamber oil supply path for supplying lubricating oil of the oil separation section to the back pressure chamber,
A scroll compressor comprising a back pressure control valve that discharges lubricating oil in the back pressure chamber to the low pressure chamber and controls the pressure in the back pressure chamber to a predetermined intermediate pressure.
前記密閉容器に固定して設けられた固定子及びこの固定子内に回転可能に設けられた回転子からなり、前記圧縮要素に対向して前記密閉容器内に配置された電動要素と、
前記フレーム及び前記回転子を貫通して設けられ、前記フレームに主軸受を介して支持され、前記旋回スクロールを旋回軸受を介して駆動するクランク軸と、
前記クランク軸の反圧縮要素側端部に設けられ、前記電動要素より反圧縮要素側に位置する低圧室内の潤滑油を前記クランク軸に設けられた給油穴を通して当該クランク軸の摺動部に供給する給油ポンプとを備えた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 1,
A stator provided fixed to the sealed container and a rotor rotatably provided in the stator, and an electric element disposed in the sealed container facing the compression element;
A crankshaft provided through the frame and the rotor, supported by the frame via a main bearing, and driving the orbiting scroll via an orbiting bearing;
Provided at the end of the crankshaft on the side of the anti-compression element and supplying lubricating oil in the low-pressure chamber located on the side of the anti-compression element from the electric element to the sliding portion of the crankshaft through an oil supply hole provided in the crankshaft A scroll compressor characterized by comprising an oil supply pump.
前記背圧制御弁を前記フレームに設け、
前記クランク軸の摺動部から流出される潤滑油と前記背圧制御弁から流出される潤滑油とを合流して共通に排出する共用排出路を設けた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 2,
The back pressure control valve is provided in the frame,
A scroll compressor characterized in that a common discharge passage is provided for joining the lubricating oil flowing out from the sliding portion of the crankshaft and the lubricating oil flowing out from the back pressure control valve together and discharging them.
前記フレームから前記電動要素を貫通して前記電動要素より反圧縮要素側の低圧室に潤滑油を導く排出パイプで前記共用排出路を形成した
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 3,
The scroll compressor characterized in that the common discharge passage is formed by a discharge pipe that penetrates the electric element from the frame and guides lubricating oil to the low pressure chamber on the side opposite to the compression element from the electric element.
前記背圧制御弁から流出される潤滑油を前記電動要素を貫通して前記電動要素より反圧縮要素側の低圧室に導く排出パイプを設けた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 2,
A scroll compressor characterized in that a discharge pipe is provided for guiding the lubricating oil flowing out from the back pressure control valve through the electric element to a low pressure chamber on the side opposite to the compression element from the electric element.
前記圧縮室に作動流体を吸込む前記固定スクロールの吸込口と前記背圧制御弁とを前記密閉容器の中心軸を中心として周方向に90゜以上ずらした位置に設けた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 2,
Scroll compression, wherein the suction port of the fixed scroll for sucking the working fluid into the compression chamber and the back pressure control valve are provided at positions shifted by 90 ° or more in the circumferential direction around the central axis of the hermetic container. Machine.
前記クランク軸の摺動部を潤滑した潤滑油を排出する排出空間を前記フレームに形成し、
前記背圧制御弁を前記フレームに設け、
前記排出空間に排出される潤滑油と前記背圧制御弁から排出される潤滑油とを合流して共通に排出する共用排出路を設けた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 2,
Forming a discharge space in the frame for discharging lubricating oil that has lubricated the sliding portion of the crankshaft;
The back pressure control valve is provided in the frame,
The scroll compressor characterized by having provided the common discharge path which joins the lubricating oil discharged to the said discharge space, and the lubricating oil discharged | emitted from the said back pressure control valve, and discharges in common.
前記フレームから前記電動要素を貫通して前記電動要素より反圧縮要素側の低圧室に潤滑油を導く排出パイプで前記共用排出路を形成した
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 7,
The scroll compressor characterized in that the common discharge passage is formed by a discharge pipe that penetrates the electric element from the frame and guides lubricating oil to the low pressure chamber on the side opposite to the compression element from the electric element.
前記背圧室から冷媒を含む潤滑油を排出する背圧ポートとこの背圧ポートを塞ぐ弁板とこの弁板を押圧するバネとを備えて前記背圧制御弁を構成し、
前記背圧制御弁のバネを収納するバネ収納部を前記排出空間の一部を共用して設けた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 8,
The back pressure control valve is configured to include a back pressure port that discharges lubricating oil including refrigerant from the back pressure chamber, a valve plate that closes the back pressure port, and a spring that presses the valve plate,
A scroll compressor characterized in that a spring accommodating portion for accommodating a spring of the back pressure control valve is provided in common with the discharge space.
前記圧縮室で圧縮された作動流体を前記固定スクロールの吐出ポートを通して吐出される吐出室とこの吐出室の作動流体が吐出通路を通して吐出される油分離室とを形成する油分離ケースを備えて前記油分離部を構成し、
前記吐出通路から前記油分離室内に吐出される作動流体の流れを旋回流にしてから圧縮機外部に流出させる円筒部材を設けた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 1,
An oil separation case that forms a discharge chamber through which the working fluid compressed in the compression chamber is discharged through a discharge port of the fixed scroll and an oil separation chamber in which the working fluid in the discharge chamber is discharged through a discharge passage; Configure the oil separator,
A scroll compressor characterized in that a cylindrical member is provided for making the flow of the working fluid discharged from the discharge passage into the oil separation chamber into a swirl flow and then flowing out of the compressor.
前記フレームとフレームカバーとにより前記背圧制御弁を通して潤滑油を排出する背圧排出空間を形成し、
前記背圧排出空間内の潤滑油から発泡される冷媒を排出するガス抜き穴を前記フレームカバーに設けた
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 2,
A back pressure discharge space for discharging lubricating oil through the back pressure control valve is formed by the frame and the frame cover,
A scroll compressor, wherein the frame cover is provided with a vent hole for discharging the refrigerant foamed from the lubricating oil in the back pressure discharge space.
前記背圧制御弁から潤滑油を排出する背圧排出通路を前記フレームの外周に形成された外周溝と連通するように形成した
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 2,
A scroll compressor, wherein a back pressure discharge passage for discharging lubricating oil from the back pressure control valve is formed so as to communicate with an outer peripheral groove formed on an outer periphery of the frame.
前記作動流体として二酸化炭素を用いる
ことを特徴とするスクロール圧縮機。 In claim 1,
A scroll compressor using carbon dioxide as the working fluid.
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