JP2009174500A - Hermetically sealed scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば二酸化炭素を冷媒とした冷凍サイクル等に用いるのに好適な密閉形スクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a hermetic scroll compressor suitable for use in, for example, a refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant.
従来、密閉形スクロール圧縮機の一例として、端板及びこの端板に立設された渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、端板及びこの端板に立設され固定スクロールのラップと噛み合って作動室(吸込室、圧縮室)を形成する渦巻き状のラップを有する旋回スクロールと、この旋回スクロールを自転させることなく旋回可能(公転可能)に支持するオルダムリングと、固定スクロールに締結されて旋回スクロール及びオルダムリングを収納するフレームと、このフレームを貫通するように配置され一方側端部(偏心部)が旋回スクロールの背面側ボス部に係合されたクランク軸と、フレームの外側に配置され、クランク軸の主軸部を回転駆動して旋回スクロールを旋回させる電動機と、これら固定スクロール、旋回スクロール、オルダムリング、フレーム、クランク軸、及び電動機等を収納する密閉容器とを備えた構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。そして、旋回スクロールの旋回に伴い、作動室は径方向中心側に移動して容積が縮小し、圧縮ガスを生成するようになっている。 Conventionally, as an example of a hermetic scroll compressor, a fixed scroll having an end plate and a spiral wrap erected on the end plate, and an end plate and the fixed scroll erected on the end plate are engaged with each other. Orbiting scroll having a spiral lap that forms a chamber (suction chamber, compression chamber), an Oldham ring that supports the orbiting scroll without rotation (revolution is possible), and an orbiting scroll fastened to a fixed scroll And a frame that houses the Oldham ring, a crankshaft that is disposed so as to penetrate the frame and whose one end (eccentric portion) is engaged with the rear side boss of the orbiting scroll, and is disposed outside the frame. Electric motor that rotates the main shaft of the crankshaft to rotate the orbiting scroll, and these fixed scroll, orbiting scroll, Oldham Ring, frame, configured with a closed container for containing the crank shaft, and an electric motor or the like is disclosed (for example, see Patent Document 1). And with the turning of the orbiting scroll, the working chamber moves to the center side in the radial direction, the volume is reduced, and compressed gas is generated.
この特許文献1に記載の密閉形スクロール圧縮機では、電動機等が配置されたフレーム及び固定スクロールの外側領域(言い換えれば、密閉容器内)は吸込ガスが導入される低圧室としている。これにより、密閉容器の耐圧強度を低減して軽量化を図るようになっている。また、フレーム内の旋回スクロールの背面側に吐出圧と吸込圧との間の圧力となる背圧室を形成し、この背圧室の圧力によって、旋回スクロールを固定スクロールに向かって付勢している。これにより、圧縮反力によるスラスト力を低減して機械摩擦損失を低減するとともに、ラップ先端の軸方向隙間を低減して作動室のシール性を向上させる。したがって、圧縮効率を向上させるようになっている。 In the hermetic scroll compressor described in Patent Document 1, a frame in which an electric motor and the like are arranged and an outer region of the fixed scroll (in other words, in a hermetic container) are low-pressure chambers into which suction gas is introduced. As a result, the pressure resistance of the sealed container is reduced to reduce the weight. In addition, a back pressure chamber is formed between the discharge pressure and the suction pressure on the back side of the orbiting scroll in the frame, and the orbiting scroll is urged toward the fixed scroll by the pressure of the back pressure chamber. Yes. Thus, the thrust force due to the compression reaction force is reduced to reduce the mechanical friction loss, and the axial clearance at the tip of the lap is reduced to improve the sealing performance of the working chamber. Therefore, the compression efficiency is improved.
また、低圧室の下部には潤滑油が貯留されており、この潤滑油が軸受やスクロールの端板摺動面等に供給されるようになっている。潤滑油系統の詳細を以下説明する。 Lubricating oil is stored in the lower part of the low-pressure chamber, and this lubricating oil is supplied to the bearing and the end plate sliding surface of the scroll. Details of the lubricating oil system will be described below.
クランク軸の他方側端部には給油ポンプ(トロコイドポンプ等)が設けられている。また、クランク軸には、軸方向に貫通した潤滑油通路と、周面に螺旋状に形成されたスパイラル溝と、これら潤滑油通路とスパイラル溝とを連通する横孔とが形成されている。そして、低圧室の下部に貯留された潤滑油は、給油ポンプによってクランク軸の潤滑油通路に供給され、その後、横孔及びスパイラル溝を介し軸受に供給される。 An oil supply pump (such as a trochoid pump) is provided at the other end of the crankshaft. In addition, the crankshaft is formed with a lubricating oil passage penetrating in the axial direction, a spiral groove formed in a spiral shape on the peripheral surface, and a lateral hole communicating the lubricating oil passage and the spiral groove. The lubricating oil stored in the lower portion of the low pressure chamber is supplied to the lubricating oil passage of the crankshaft by the oil supply pump, and then supplied to the bearing through the lateral hole and the spiral groove.
クランク軸の潤滑油通路に供給され軸受の潤滑に使われなかった残りの潤滑油は、旋回スクロールのボス部の内側底面(言い換えれば、端板背面)に達し、第1の油供給機構によって、旋回スクロールの端板摺動面に供給されるととともに作動室に間欠的に供給されるようになっている。第1の油供給機構は、旋回スクロールのボス部の内側底面及び端板摺動面にそれぞれ開口するように形成された第1の給油通路と、固定スクロールの端板摺動面に形成された第1の窪みと、旋回スクロールの端板摺動面に形成され、第1の給油通路の摺動面側開口から径方向内側に離間した第2の窪みとで構成されている。そして、旋回スクロールの旋回に伴い、固定スクロールの第1の窪みを介し旋回スクロールの第1の給油通路が第2の窪みに間欠的に連通して、第2の窪みに潤滑油が供給されるようになっている。また、旋回スクロールの旋回に伴い、旋回スクロールの第2の窪みが作動室に間欠的に(但し、第1の給油通路に連通するタイミングとは異なるタイミングで)連通して、作動室に潤滑油が供給されるようになっている。これにより、作動室のシール性を高めるようになっている。 The remaining lubricating oil supplied to the lubricating oil passage of the crankshaft and not used for bearing lubrication reaches the inner bottom surface (in other words, the end plate rear surface) of the orbiting scroll, and the first oil supply mechanism In addition to being supplied to the end plate sliding surface of the orbiting scroll, it is intermittently supplied to the working chamber. The first oil supply mechanism is formed on the inner bottom surface of the boss portion of the orbiting scroll and on the end plate sliding surface of the fixed scroll and the first oil supply passage formed to open to the end plate sliding surface. The first recess and the second recess formed on the sliding surface of the end plate of the orbiting scroll and spaced radially inward from the sliding surface side opening of the first oil supply passage. As the orbiting scroll turns, the first oil supply passage of the orbiting scroll intermittently communicates with the second depression via the first depression of the fixed scroll, and the lubricating oil is supplied to the second depression. It is like that. Further, as the orbiting scroll is turned, the second depression of the orbiting scroll is intermittently communicated with the working chamber (however, at a timing different from the timing of communicating with the first oil supply passage), and lubricating oil is supplied to the working chamber. Is to be supplied. Thereby, the sealing performance of the working chamber is enhanced.
そして、作動室に供給された潤滑油は圧縮ガスとともに吐出され、吐出室で分離されて吐出室の下部に貯留される。その後、吐出室の下部に貯留された潤滑油の一部は、第2の油供給機構によって背圧室に供給されるようになっている。第2の油供給機構は、固定スクロールの端板背面(言い換えれば、吐出室)及び端板摺動面にそれぞれ開口するように固定スクロールに形成された第2の給油通路と、旋回スクロールの端板摺動面に形成された第3の窪みと、固定スクロールの端板摺動面に形成され、第2の給油通路の摺動面側開口から径方向外側に離間した第4の窪みとで構成されている。そして、旋回スクロールの旋回に伴い、旋回スクロールの第3の窪みを介し固定スクロールの第2の給油通路が第4の窪みに間欠的に連通して、第4の窪みに潤滑油が供給されるようになっている。また、旋回スクロールの旋回に伴い、固定スクロールの第4の窪みが背圧室に間欠的に(但し、第2の給油通路に連通するタイミングとは異なるタイミングで)連通して、背圧室に潤滑油が供給されるようになっている。これにより、背圧室内のオルダムリングを潤滑するようになっている。 The lubricating oil supplied to the working chamber is discharged together with the compressed gas, separated in the discharge chamber, and stored in the lower portion of the discharge chamber. Thereafter, a part of the lubricating oil stored in the lower portion of the discharge chamber is supplied to the back pressure chamber by the second oil supply mechanism. The second oil supply mechanism includes a second oil supply passage formed in the fixed scroll so as to open to the back surface (in other words, the discharge chamber) and the end plate sliding surface of the fixed scroll, and the end of the orbiting scroll. A third recess formed in the plate sliding surface and a fourth recess formed in the end plate sliding surface of the fixed scroll and spaced radially outward from the sliding surface side opening of the second oil supply passage. It is configured. As the orbiting scroll turns, the second oil supply passage of the fixed scroll intermittently communicates with the fourth depression via the third depression of the orbiting scroll, and the lubricating oil is supplied to the fourth depression. It is like that. As the orbiting scroll turns, the fourth depression of the fixed scroll intermittently communicates with the back pressure chamber (but at a timing different from the timing when communicating with the second oil supply passage) and enters the back pressure chamber. Lubricating oil is supplied. Thereby, the Oldham ring in the back pressure chamber is lubricated.
また、吐出室の下部に貯留された潤滑油の一部は、油戻し機構によって低圧室に戻されるようになっている。油戻し機構は、固定スクロールの端板背面(言い換えれば、吐出室)及び端板摺動面にそれぞれ開口するように形成された第3の給油通路と、旋回スクロールの端板摺動面に形成された第5の窪みと、一方側が固定スクロールの第3の給油通路の摺動面側開口より径方向外側に開口し、他方側が固定スクロールの外周部に開口するように形成された第4の給油通路とで構成されている。そして、旋回スクロールの旋回に伴い、旋回スクロールの第5の窪みを介し固定スクロールの第3の給油通路が第4の供給通路に間欠的に連通して、低圧室に潤滑油が戻されるようになっている。 A part of the lubricating oil stored in the lower part of the discharge chamber is returned to the low pressure chamber by the oil return mechanism. The oil return mechanism is formed on the rear surface of the end plate of the fixed scroll (in other words, the discharge chamber) and the third oil supply passage formed to open to the end plate sliding surface and the end plate sliding surface of the orbiting scroll. A fourth recess formed so that one side opens radially outward from the sliding surface side opening of the third oil supply passage of the fixed scroll and the other side opens to the outer peripheral portion of the fixed scroll. It consists of an oil supply passage. As the orbiting scroll turns, the third oil supply passage of the fixed scroll intermittently communicates with the fourth supply passage via the fifth depression of the orbiting scroll so that the lubricating oil is returned to the low pressure chamber. It has become.
しかしながら、上記従来技術には以下のような改善の余地があった。
すなわち、上記第1の油供給機構は、旋回スクロールのボス部の内側底面及び端板摺動面にそれぞれ開口するように形成された第1の給油通路と、固定スクロールの端板摺動面に形成された第1の窪みと、旋回スクロールの端板摺動面に形成され、第1の給油通路の摺動面側開口から径方向内側に離間した第2の窪みとで構成されている。そして、旋回スクロールの旋回に伴って、旋回スクロールの第1の給油通路→固定スクロールの第1の窪み→旋回スクロールの第2の窪み→作動室の順で多段階に連通するようになっている。このような構造においては、固定スクロールの第1の窪み及び旋回スクロールの第2の窪みを端板摺動面のほぼ全周に亘って形成することが困難であるため、端板摺動面における潤滑油供給の分布に偏りが生じてしまう。したがって、潤滑・シール性能の面で改善の余地があった。
However, the above prior art has room for improvement as follows.
That is, the first oil supply mechanism includes a first oil supply passage formed to open to the inner bottom surface of the boss portion of the orbiting scroll and the end plate sliding surface, and the end plate sliding surface of the fixed scroll. The first recess formed and the second recess formed on the sliding surface of the end plate of the orbiting scroll and spaced radially inward from the sliding surface side opening of the first oil supply passage. As the orbiting scroll turns, it communicates in multiple stages in the order of the first oil supply passage of the orbiting scroll → the first depression of the fixed scroll → the second depression of the orbiting scroll → the working chamber. . In such a structure, it is difficult to form the first depression of the fixed scroll and the second depression of the orbiting scroll over almost the entire circumference of the end plate sliding surface. The distribution of the lubricating oil supply will be biased. Therefore, there is room for improvement in terms of lubrication and sealing performance.
本発明の目的は、潤滑・シール性能を向上させることができるスクロール圧縮機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a scroll compressor capable of improving lubrication and sealing performance.
上記目的を達成するために、本発明は、端板及びこの端板に立設された渦巻き状のラップを有する固定スクロールと、端板及びこの端板に立設され前記固定スクロールのラップと噛み合って作動室を形成する渦巻き状のラップを有する旋回スクロールと、前記旋回スクロールを収納するフレームと、軸方向一方側の偏心部が前記旋回スクロールのボス部に係合されたクランク軸と、前記フレームの外側に配置され、前記クランク軸を回転駆動して前記旋回スクロールを旋回させる電動機と、前記固定スクロール、前記旋回スクロール、前記フレーム、前記クランク軸、及び前記電動機を収納する密閉容器とを備え、前記密閉容器内に形成されて前記電動機が配置された前記フレームの外側領域を吸込ガスが導入される低圧室とし、前記フレーム内に形成された前記旋回スクロールの背面側領域を吐出圧と吸込圧との間の圧力とする背圧室とした密閉形スクロール圧縮機において、前記クランク軸に形成され、前記低圧室に貯留された潤滑油を前記旋回スクロールのボス部内側に供給するための給油通路と、前記旋回スクロールの端板摺動面にほぼ全周に亘るようにCの字状若しくは全周に亘るように円環状に形成されて、前記旋回スクロールの旋回に伴って作動室に間欠的に連通する油溝と、前記旋回スクロールのボス部内側と前記油溝とを直接連通するように前記旋回スクロールに形成された給油孔とを有する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a fixed scroll having an end plate and a spiral wrap erected on the end plate, and meshes with the end plate and the wrap of the fixed scroll erected on the end plate. An orbiting scroll having a spiral wrap that forms a working chamber, a frame that houses the orbiting scroll, a crankshaft in which an eccentric portion on one axial side is engaged with a boss portion of the orbiting scroll, and the frame An electric motor that is arranged outside and rotates the crankshaft to turn the orbiting scroll, and a sealed container that houses the fixed scroll, the orbiting scroll, the frame, the crankshaft, and the electric motor, An outer region of the frame formed in the sealed container and where the electric motor is disposed is a low-pressure chamber into which suction gas is introduced, and the frame In the hermetic scroll compressor in which the back side region of the orbiting scroll formed inside is a back pressure chamber in which the pressure is between discharge pressure and suction pressure, the crankshaft is formed and stored in the low pressure chamber. An oil supply passage for supplying lubricating oil to the inside of the boss portion of the orbiting scroll, and a C-shape or an annular shape extending over the entire circumference of the end plate sliding surface of the orbiting scroll Formed in the orbiting scroll so as to communicate directly with the oil groove intermittently communicating with the working chamber as the orbiting scroll turns, and the inside of the boss portion of the orbiting scroll and the oil groove. It has an oil supply hole.
本発明によれば、潤滑・シール性能を向上させることができる。 According to the present invention, the lubrication / seal performance can be improved.
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本発明の密閉形スクロール圧縮機の一実施形態の全体構造を表す断面図であり、図2は、本発明の密閉形スクロール圧縮機の一実施形態の要部構造を表す部分拡大断面図である。図3は、固定スクロールの構造を表す平面図(図1中下側から見た図)である。図4は、旋回スクロールの平面図(図1中上側から見た図)であり、図中の二点鎖線は旋回軸受の位置を示す。図5は、固定スクロールと旋回スクロールの噛み合い状態を表す図(図1中上側から見た図)であり、図中の二点鎖線は旋回スクロールの端板の輪郭を示す。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the overall structure of an embodiment of a hermetic scroll compressor of the present invention, and FIG. 2 is a partially enlarged view showing the structure of a main part of one embodiment of the hermetic scroll compressor of the present invention. It is sectional drawing. FIG. 3 is a plan view showing the structure of the fixed scroll (viewed from the lower side in FIG. 1). FIG. 4 is a plan view of the orbiting scroll (viewed from the upper side in FIG. 1), and a two-dot chain line in the figure indicates the position of the orbiting bearing. FIG. 5 is a diagram showing the meshing state of the fixed scroll and the orbiting scroll (viewed from the upper side in FIG. 1), and the two-dot chain line in the diagram indicates the outline of the end plate of the orbiting scroll.
これら図1〜図5において、縦置き型(軸方向が上下方向となるように配置したタイプ)の密閉形スクロール圧縮機1は、端板(鏡板)2a及びこの端板2aに立設された渦巻き状のラップ2bを有する固定スクロール2と、端板(鏡板)3a及びこの端板3aに立設され固定スクロール2のラップ2bと噛み合って作動室を形成する渦巻き状のラップ3bを有する旋回スクロール3と、この旋回スクロール3を自転させることなく旋回可能(公転可能)に支持するオルダムリング4と、固定スクロール1に締結されて旋回スクロール3及びオルダムリング4を収納する上部フレーム5と、この上部フレーム5を貫通するように配置され上方側(図1及び図2中上側)の端部(偏心部6a)が旋回スクロール3の背面側ボス部3cに係合されたクランク軸6と、上部フレーム5の下方側(図1及び図2中下側)に配置され、クランク軸6を回転駆動して旋回スクロール3を旋回させる電動機7と、固定スクロール2、旋回スクロール3、オルダムリング4、上部フレーム5、クランク軸6、及び電動機7等を収納する密閉容器8とを備えている。そして、旋回スクロール3の旋回に伴い、作動室は径方向中心側に移動して容積が縮小し、圧縮ガスを生成するようになっている。
1 to 5, a vertical type (a type in which the axial direction is arranged in the vertical direction) hermetic scroll compressor 1 is erected on an end plate (end plate) 2 a and the
密閉容器8内の上部フレーム5の下方側領域は、吸込ガスが導入される低圧室9を形成し、密閉容器8内の固定スクロール1の背面側領域(上方側領域)は、圧縮ガスが吐出される吐出室10を形成している。上部フレーム5内の旋回スクロール3の背面側領域(下方側領域)は、吐出圧と吸込圧との間と圧力となる背圧室11を形成している。なお、背圧室11の圧力を維持するため、旋回スクロール3のボス部3cの端面と上部フレーム5との隙間からの漏れを抑制するシール機構12と、背圧室11側と低圧室9側との圧力差に応じて開閉する背圧調整弁13とが設けられている。
The lower region of the
低圧室9には気液分離カバー14が設けられており、この気液分離カバー14は、図2中矢印で示すように、吸込管15からの吸込ガスを内壁に衝突させて、吸込ガスに含まれる液分を分離するようになっている。また、気液分離カバー14は、上側及び下側に開口を有している。そして、図2中矢印で示すように、吸込ガスは、気液分離カバー14の上側開口から吸入通路16(詳細には、上部フレーム5の外周切欠部と密閉容器8との間に形成された通路)を経由して固定スクロール2の吸入ポート2cに導入され、さらに固定スクロール2の作動室入口部2dを介して作動室に導入される。そして、作動室で生成された圧縮ガスは、固定スクロール2の吐出ポート2eを介し吐出室10に吐出され、さらに吐出管17を介して外部へ供給されるようになっている。
A gas-
固定スクロール2の背面側には、吐出ポート2eを開閉する吐出弁(本実施形態ではリード弁、但し、例えばフラッパ弁、ポペット弁等でもよい)18と、この吐出弁18を覆うバルブカバー19とが取り付けられている。バルブカバー19は、図2中矢印で示すように、固定スクロール2の吐出ポート2eからの圧縮ガスを内壁に衝突させて、圧縮ガスに含まれる油分(詳細は後述するが、潤滑油)を一次分離し、さらに圧縮ガスを径方向外側(図1及び図2中左側)に流出させて密閉容器8に衝突させ、圧縮ガスに含まれる油分を二次分離するようになっている。このようにして分離された油分は、固定スクロール2の背面に形成された窪み2fに溜まるようになっている。
On the back side of the fixed
クランク軸6は、主軸受20及び副軸受21を介し回転可能に支持されており、その上方側端部の偏心部6aは、旋回軸受22を介し旋回スクロール3のボス部3cに係合されている。また、クランク軸6や電動機7の自重によるスラスト力を支持するスラストリング23が設けられている。なお、主軸受20及びスラストリング23は上部フレーム5に配設され、副軸受22は下部フレーム24に配設されている。また、クランク軸6の偏心部6aとの回転バランスをとるため、クランク軸6及び電動機7のロータにはバランスウェイト25,26がそれぞれ取り付けられている。
The
低圧室9の下部には油溜り27が形成されており、この油溜り27の潤滑油を軸受20〜23やスクロール2,3の端板摺動面等に供給する潤滑油系統が設けられている。この潤滑油系統の詳細について以下説明する。
An
クランク軸6の下方側端部には給油ポンプ28が設けられている。また、クランク軸6には、軸方向に貫通した給油通路6bと、この給油通路6b及び外周面(詳細には、副軸受21の内周面に臨む位置)にそれぞれ開口した横孔6cと、給油通路6c及び外周面(詳細には、主軸受20の内周面に臨む位置)にそれぞれ開口した横孔6dとが形成されている。そして、油溜り27の潤滑油は、給油ポンプ28によってクランク軸6の給油通路6bに供給され、その後、横孔6c,6dを介し副軸受21及び主軸受20に供給される。副軸受21を潤滑した潤滑油は、自由落下により油溜り27に戻されるようになっている。また、クランク軸6の給油通路6bに供給され副軸受21及び主軸受20の潤滑に使われなかった残りの潤滑油は、旋回スクロール3のボス部3cの内側底面に到達し、その一部が旋回軸受22に供給される。そして、旋回軸受22を潤滑した潤滑油は、さらにスラストリング23を潤滑し、その後、主軸受20を潤滑した潤滑油と合流し、上部フレーム5に形成された油戻し通路5a及びこれに接続された油戻しパイプ29を経由して油溜り27に戻されるようになっている。
An
また、旋回スクロール3のボス部3cの内側底面に到達した潤滑油の一部は、第1の油供給機構によって、旋回スクロール3の端板3aの摺動面に供給されるととともに作動室に間欠的に供給される。第1の油供給機構は、旋回スクロール3の端板3aの摺動面にほぼ全周に亘るようにCの字状に(言い換えれば、270度以上360度未満の範囲で円弧状に)形成された油溝3dと、旋回スクロール3のボス部3aの内側底面及び油溝3dにそれぞれ開口するように旋回スクロール3に放射線状に形成された例えば3つの給油孔3e(なお、給油孔3eの外周側開口に閉止栓3hが取り付けられている)とで構成されている。また、旋回スクロール3の油溝3dには、固定スクロール2の作動室入口部2dに間欠的に連通するための凹部3fが形成されている(なお、本実施形態では、凹部3fは1箇所しか形成していないが、複数箇所形成するようにしてもよい)。そして、図6(a)〜図6(d)に示すように、旋回スクロール3の旋回に伴い、旋回スクロール3の油溝3dは、固定スクロール2の作動室入口部2d(言い換えれば、作動室)に間欠的に連通するようになっている。また、固定スクロール2の端板2aの摺動面(詳細には、ラップ2bの先端面と同じ面)には、作動室入口部2dに直接連通する円弧状の油溝2gが形成されており、作動室入口部2dに供給された潤滑油の一部がこの油溝2gに導出されるようになっている。
Further, a part of the lubricating oil that has reached the inner bottom surface of the
そして、作動室に供給された潤滑油は圧縮ガスとともに吐出室10に吐出され、上述したバルブカバー19等によって圧縮ガスから分離されて、固定スクロール2の窪み2fに溜まる。そして、固定スクロール2の窪み2fに溜められた潤滑油は、第2の油供給機構によって、背圧室11に供給される。第2の油供給機構は、固定スクロール2の窪み2f及び摺動面にそれぞれ開口するように固定スクロール2に形成された油戻し孔2hと、旋回スクロール3の端板3aの摺動面に形成された油ポケット3gと、固定スクロール2の油戻し孔2hの摺動面側開口より径方向外側に位置して背圧室に連通する円環状の油溝2iとで構成されている。そして、図7(a)〜図7(f)に示すように、旋回スクロール3の旋回に伴い、固定スクロール2の油戻し孔2hは旋回スクロール3の油ポケット3gに間欠的に連通して、吐出室10から油ポケット3gに潤滑油が供給される。また、旋回スクロール3の旋回に伴い、旋回スクロール3の油ポケット3gは固定スクロール2の油溝2iに間欠的に(但し、油戻し孔2hに連通するタイミングとは異なるタイミングで)連通して、背圧室11に潤滑油が供給されるようになっている。そして、背圧室11に供給された潤滑油は、オルダムリング4を潤滑し、その後、背圧調整弁13を経由して上部フレーム5の油戻し流路5aに流出されて、油溜り27に戻されるようになっている。
The lubricating oil supplied to the working chamber is discharged into the
以上のように本実施形態においては、旋回スクロール3は、ボス部3aの内側底面及び油溝3dにそれぞれ開口するように放射線状に形成された給油孔3eを有している。言い換えれば、旋回スクロール3の油溝3dは、給油孔3eに直接連通している。また、旋回スクロール3の旋回に伴い、旋回スクロール3の油溝3dは、作動室に間欠的に1段階で連通する。このようにして第1の油供給機構を構成するので、旋回スクロール3の油溝3dは、ほぼ全周に亘るようにCの字状に形成することができる。したがって、潤滑・シール性能を向上させることができる。なお、本実施形態では、旋回スクロール3の油溝3dは、第2の油供給機構における油ポケット3g等との取り合いを考慮して、ほぼ全周に亘るようにCの字状に形成した場合を例にとって説明したが、これに限られず、例えば全周に亘るように円環状に形成してもよい。この場合も、上記同様の効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the
次に、本実施形態におけるシール機構12の詳細構造について説明する。図8は、シール機構12の詳細構造を表す断面図である。図9(a)は、線バネの平面図であり、図9(b)は、図9(a)中矢印A方向から見た側面図である。
Next, the detailed structure of the
これら図8、図9(a)、図9(b)、及び前述の図2において、シール機構12は、上部フレーム5に形成された円環状の溝5bに配置された円筒状のシール部材31と、このシール部材31の内周面と上部フレーム5の溝5bの側面との間に配置されたゴム製のOリング32と、このOリング32を介しシール部材31の端面を旋回スクロール3のボス部3cの端面に押圧する略円環状の線バネ33(付勢部材)とで構成されている。線バネ33は、厚さ方向(図9(b)中左右方向)で波打つように形成されており(振幅δ)、シール部材31を弾性力で浮上させるようになっている(浮上量Δh)。これにより、例えば背圧室11側と油戻し通路5a側との差圧が生じなくとも、線バネ33によって、シール部材31の端面が旋回スクロール3のボス部3cの端面に押し圧される。したがって、運転状態にかかわらず、シール性能を確保することができる。また、Oリング32を設けることにより、熱膨張差等の影響による上部フレーム5とシール部材31との径方向ずれに対応することができ、シール性能を確保することができる。
In FIG. 8, FIG. 9A, FIG. 9B, and FIG. 2 described above, the
次に、本実施形態における背圧調整弁13の詳細構造について説明する。図10は、背圧調整弁13の詳細構造を表す断面図である。
Next, the detailed structure of the back
この図10において、上部フレーム5には、背圧室11と油戻し通路5aとを連通する連通路5cが形成されている。背圧調整弁13は、この連通路5cに圧入固定された弁座34と、この弁座34の開口を開閉する弁板35と、この弁板35を背圧室11側(図中上側)に付勢するコイルバネ36とで構成されている。そして、例えば油戻し通路5a側の圧力(言い換えれば、低圧室9の圧力)とコイルバネ36の付勢力(圧力換算値)との和より背圧室11の圧力のほうが大きい場合は、弁板35が油戻し通路5a側(図中下側)に移動して弁座34を開放するので、背圧室11の圧力が減少するとともに、背圧室11内の潤滑油が油戻し通路5aに流出されて油溜り27に戻される。一方、例えば油戻し通路5a側の圧力とコイルバネ36の付勢力(圧力換算値)との和より背圧室11の圧力のほうが小さい場合は、弁板35が背圧室11側に移動して弁座34を閉塞する。このようにして、背圧室11の圧力は、コイルバネ36で設定された所定値に調整することができる。ここで、例えば背圧室11とそれより低圧側の作動室とを連通する連通路を形成し、この連通路に背圧調整弁を設けた場合を想定する。このような場合には、背圧調整弁を介し背圧室11内の潤滑油が作動室に流出するので、運転条件によっては、吐出室10側に潤滑油が溜まり、低圧室9側の潤滑油が不足する可能性がある。本実施形態においては、背圧室11側と低圧室9側とを連通する連通路5cに背圧調整弁13を設け、この背圧調整弁13を介し背圧室11内の潤滑油が低圧室9に流出するので、低圧室9側の潤滑油が不足するのを回避することができる。その結果、上述した軸受20〜23やスクロール2,3の端板摺動面等への潤滑油供給を安定させることができ、潤滑・シール性能を向上させることができる。
In FIG. 10, the
なお、以上においては、縦置き型の密閉形スクロール圧縮機1を例にとって説明したが、これに限られず、横置き型(軸方向を水平方向としたタイプ)の密閉形スクロール圧縮機としてもよい(なお、横置き型とした場合には、給油ポンプ28に吸込パイプを設けたり、油戻しパイプ29を取り外したりする)。また、上記一実施形態では、特に説明しなかったが、本発明の密閉形スクロール圧縮機は、例えば二酸化炭素を冷媒とした冷凍サイクルを有する冷凍空調装置などに用いることができる。このような冷凍空調装置の冷凍サイクルを図11により説明する。
In the above description, the vertical type hermetic scroll compressor 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and a horizontal type (type in which the axial direction is a horizontal direction) hermetic scroll compressor may be used. (In the case of the horizontal installation type, a suction pipe is provided in the
図11に示す冷凍サイクルは、横置き型の密閉形スクロール圧縮機1A、ガスクーラ(放熱器)37、膨張弁38、及び蒸発器39で構成されている。二酸化炭素冷媒は、フロン系冷媒に比べて臨界温度が約31℃と低いことから、高圧側の動作圧力が臨界圧力(約7MPa)を超える超臨界サイクルとなる。詳しく説明すると、密閉形スクロール圧縮機1Aで圧縮された二酸化炭素ガスは高温・高圧の超臨界状態となり、その後、ガスクーラ37で放熱して温度が低下し、その後、膨張弁37で断熱膨張して温度が低下し低温・低圧の気液二相冷媒となり、その後、蒸発器39で吸熱して温度が上昇しガス化する。そして、二酸化炭素を冷媒とした一般的な冷凍サイクルにおいては、高圧側と低圧側との圧力差が大きいことから圧縮機の作動室からの漏れ損失が増大するという課題が生じる。しかし、本発明の密閉形スクロール圧縮機を用いれば、上述したように作動室のシール性を向上させることができ、漏れ損失を低減することができる。その結果、冷凍空調装置の性能・信頼性を向上させることができる。
The refrigeration cycle shown in FIG. 11 includes a horizontally placed
1 密閉形スクロール圧縮機
1A 密閉形スクロール圧縮機
2 固定スクロール
2a 端板
2b ラップ
3 旋回スクロール
3a 端板
3b ラップ
3c ボス部
3d 油溝
3e 給油孔
4 オルダムリング
5 上部フレーム
5c 連通路
6 クランク軸
6a 偏心部
6b 給油通路
7 電動機
8 密閉容器
9 低圧室
11 背圧室
12 シール機構
13 背圧調整弁
31 シール部材
32 Oリング
33 線バネ(付勢部材)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記クランク軸に形成され、前記低圧室に貯留された潤滑油を前記旋回スクロールのボス部内側に供給するための給油通路と、
前記旋回スクロールの端板摺動面にほぼ全周に亘るようにCの字状若しくは全周に亘るように円環状に形成されて、前記旋回スクロールの旋回に伴って作動室に間欠的に連通する油溝と、
前記旋回スクロールのボス部内側と前記油溝とを直接連通するように前記旋回スクロールに形成された給油孔とを有することを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。 A fixed scroll having an end plate and a spiral wrap standing on the end plate, and a spiral wrap standing on the end plate and meshing with the fixed scroll wrap to form a working chamber. An orbiting scroll, a frame that houses the orbiting scroll, a crankshaft having an eccentric portion on one side in the axial direction engaged with a boss portion of the orbiting scroll, and an outer side of the frame, and rotationally driving the crankshaft An electric motor for rotating the orbiting scroll; and a fixed container, the orbiting scroll, the frame, the crankshaft, and a hermetic container for housing the electric motor, wherein the electric motor is disposed in the hermetic container. The outer region of the frame is a low-pressure chamber into which suction gas is introduced, and the orbiting scroll formed in the frame In hermetically sealed scroll compressor in which a back pressure chamber to the side area and pressure between the discharge pressure and the suction pressure,
An oil supply passage formed in the crankshaft and configured to supply the lubricating oil stored in the low pressure chamber to the inside of the boss portion of the orbiting scroll;
It is formed in an annular shape so as to extend over the entire circumference of the end plate sliding surface of the orbiting scroll, and intermittently communicates with the working chamber as the orbiting scroll rotates. An oil groove to
A hermetic scroll compressor having an oil supply hole formed in the orbiting scroll so as to directly communicate the inside of the boss portion of the orbiting scroll and the oil groove.
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