JP2017096145A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷凍装置や空気調和装置などに使用されるスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor used for a refrigeration apparatus, an air conditioner, and the like.
一般に、ハウジング内に収容されるスクロール圧縮機構と、このスクロール圧縮機構を駆動する駆動モータとを備えたスクロール圧縮機が広く知られている。スクロール圧縮機構は、円板状の端板の一面側に渦巻状のラップが設けられた固定スクロール部材と旋回スクロール部材とを備えて構成され、これら固定スクロールと旋回スクロールとを、ラップを噛み合わせた状態で対向させ、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させる。そして、双方のラップの間に形成される圧縮空間の容積を旋回スクロールの旋回に伴って減少させることで、その空間内の流体(ガス冷媒)の圧縮を行っている。 In general, a scroll compressor including a scroll compression mechanism housed in a housing and a drive motor that drives the scroll compression mechanism is widely known. The scroll compression mechanism includes a fixed scroll member having a spiral wrap provided on one surface side of a disk-shaped end plate and a orbiting scroll member. The fixed scroll and the orbiting scroll are engaged with each other. The orbiting scroll revolves with respect to the fixed scroll. And the volume of the compression space formed between both laps is decreased with the turning of the orbiting scroll, so that the fluid (gas refrigerant) in the space is compressed.
スクロール圧縮機では、スクロール圧縮機構や軸受の焼き付きの防止や冷却等を目的として各摺動部の潤滑が必要となる。また、固定スクロール及び旋回スクロールのラップ間の微小な隙間から流体が漏れると、圧縮機の能力低下に繋がる。このため、ハウジングの底部に潤滑油を貯留すると共に、駆動モータの回転軸の下端部付近に潤滑油ポンプを設け、潤滑油ポンプが回転軸の回転により潤滑油を汲み上げて各摺動部に供給する構成が採用され、従来、駆動モータの回転数に応じて潤滑油の供給量を変動可能なものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In a scroll compressor, lubrication of each sliding part is required for the purpose of preventing or cooling the scroll compression mechanism and the bearing. Moreover, if fluid leaks from a minute gap between the wraps of the fixed scroll and the orbiting scroll, the capacity of the compressor is reduced. Therefore, lubricating oil is stored at the bottom of the housing, and a lubricating oil pump is provided near the lower end of the rotating shaft of the drive motor, and the lubricating oil pump pumps up the lubricating oil by the rotation of the rotating shaft and supplies it to each sliding portion. Conventionally, there has been proposed a configuration in which the supply amount of lubricating oil can be varied in accordance with the rotational speed of the drive motor (see, for example, Patent Document 1).
潤滑油ポンプで汲み上げられた潤滑油は、各摺動部に供給された後、滴下してハウジングの底部へ戻されることでハウジング内を循環する。この際、ハウジング内に導入された流体は、潤滑油を巻き上げつつ、固定スクロールと旋回スクロールとの間に吸い込まれることで流体に潤滑油が混入する。このため、流体に混入した潤滑油が固定スクロール及び旋回スクロールのラップ間の微小な隙間をシールすることで圧縮機の運転効率の低下を抑制している。 The lubricating oil pumped up by the lubricating oil pump is supplied to each sliding portion and then dropped and returned to the bottom of the housing to circulate in the housing. At this time, the fluid introduced into the housing is sucked in between the fixed scroll and the orbiting scroll while winding up the lubricant, so that the lubricant is mixed into the fluid. For this reason, the lubricating oil mixed in the fluid seals a minute gap between the laps of the fixed scroll and the orbiting scroll, thereby suppressing a reduction in operating efficiency of the compressor.
ところで、近年、スクロール圧縮機を用いた冷凍装置や空気調和装置の能力の向上が要望されている。このため、スクロール圧縮機の回転数(運転周波数)の上限値を従来の100〜140rpsから上げて(例えば150rps以上)、より広い回転数領域で運転することが検討されている。この場合、潤滑油を供給する観点から以下の条件(A)、(B)を満たす必要がある。 Incidentally, in recent years, there has been a demand for an improvement in the capacity of a refrigeration apparatus and an air conditioner using a scroll compressor. For this reason, it is considered that the upper limit value of the rotation speed (operation frequency) of the scroll compressor is increased from the conventional 100 to 140 rps (for example, 150 rps or more) and the operation is performed in a wider rotation speed range. In this case, it is necessary to satisfy the following conditions (A) and (B) from the viewpoint of supplying the lubricating oil.
(A)例えば、50rps程度の低速運転時には、ラップ間の隙間をシールして運転効率の低下を抑えるために、十分な量の潤滑油を各摺動部に供給する必要がある。一方、(B)例えば、150rps以上の高速運転時には、流体と共にハウジングの外部に吐出される潤滑油の量が増加すると、ハウジング内に貯留される潤滑油が不足する恐れがあるため、吐出される潤滑油量を抑える必要がある。しかし、各摺動部への供給量を増加させると、一般に、吐出される潤滑油量も増加するため、上記した条件(A)、(B)を両立させることは困難であった。 (A) For example, during low speed operation of about 50 rps, it is necessary to supply a sufficient amount of lubricating oil to each sliding portion in order to seal the gap between the laps and suppress the decrease in operating efficiency. On the other hand, (B) For example, during high-speed operation of 150 rps or higher, if the amount of lubricating oil discharged to the outside of the housing together with the fluid increases, there is a risk that the lubricating oil stored in the housing may be insufficient, and thus discharged. It is necessary to reduce the amount of lubricating oil. However, if the supply amount to each sliding part is increased, generally the amount of lubricating oil to be discharged also increases, so it has been difficult to satisfy both the above conditions (A) and (B).
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、低速運転時における圧縮機の運転効率低下の抑制と、高速運転時における圧縮機から吐出される潤滑油量の低減を実現できるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a scroll compression capable of realizing a reduction in the operating efficiency of the compressor during low speed operation and a reduction in the amount of lubricating oil discharged from the compressor during high speed operation. The purpose is to provide a machine.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、低圧ガスが流入するハウジングと、ハウジング内に収容されて低圧ガスを圧縮するスクロール圧縮機構と、スクロール圧縮機構と駆動軸で連結されて該スクロール圧縮機構を駆動する駆動モータと、駆動軸を回転自在に支持する軸受部と、駆動軸の回転により、ハウジングの底部に貯留される潤滑油を汲み上げてスクロール圧縮機構及び軸受部の各摺動部に供給する潤滑油ポンプと、を備え、潤滑油ポンプは、駆動モータの回転数が少なくとも150rps以上の運転領域で運転可能であり、回転数に対する単位時間あたりの給油量の増加率を示す傾きが、該回転数が大きくなるにつれて小さくなる容積式ポンプであることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention includes a housing into which low-pressure gas flows, a scroll compression mechanism that is housed in the housing and compresses low-pressure gas, and is connected to the scroll compression mechanism by a drive shaft. A drive motor that drives the scroll compression mechanism; a bearing portion that rotatably supports the drive shaft; and a rotation of the drive shaft to pump up lubricant stored in the bottom of the housing, thereby A lubricating oil pump for supplying to each sliding portion, and the lubricating oil pump can be operated in an operating region where the rotational speed of the drive motor is at least 150 rps or more, and the rate of increase in the amount of oil supply per unit time with respect to the rotational speed This is a positive displacement pump that has a slope that decreases as the rotational speed increases.
この構成によれば、低速運転時における圧縮機の運転効率低下の抑制と、高速運転時における圧縮機から吐出される潤滑油量の低減を実現することができ、より広い回転数領域での運転が可能となる。また、ハウジング内には低圧ガスが流入しているため、潤滑油ポンプと各摺動部との間の圧力差を小さく保つことができ、差圧によって過剰に潤滑油が供給されることを防止できる。 According to this configuration, it is possible to achieve a reduction in the operating efficiency of the compressor during low-speed operation and a reduction in the amount of lubricating oil discharged from the compressor during high-speed operation, and operation in a wider rotational speed range. Is possible. In addition, since low-pressure gas flows into the housing, the pressure difference between the lubricating oil pump and each sliding part can be kept small, preventing excessive supply of lubricating oil due to the differential pressure. it can.
また、潤滑油ポンプは、該潤滑油ポンプの1回転あたりのポンプ給油量をQ(cc/rev)、スクロール圧縮機構の1回転あたりのスクロール押しのけ量をVs(cc/rev)とした場合、駆動モータの回転数が0rps以上60rps以下の運転領域で、Q/Vs>0.006を満たし、駆動モータの回転数が少なくとも150rps以上200rps以下の運転領域で、0.003≦Q/Vs≦0.006を満たすことが好ましい。この構成によれば、低速運転時には各摺動部への潤滑油の供給量を十分に確保しつつ、高速運転時の潤滑油の供給量を抑えることができる。 The lubricating oil pump is driven when the amount of pump oil supplied per rotation of the lubricating oil pump is Q (cc / rev) and the scroll displacement per rotation of the scroll compression mechanism is Vs (cc / rev). Q / Vs> 0.006 is satisfied in the operating range where the motor speed is 0 rps to 60 rps, and 0.003 ≦ Q / Vs ≦ 0. 0 in the operating range where the rotational speed of the drive motor is at least 150 rps to 200 rps. It is preferable to satisfy 006. According to this configuration, it is possible to suppress the supply amount of the lubricating oil during the high speed operation while sufficiently securing the supply amount of the lubricating oil to each sliding portion during the low speed operation.
また、摺動部へ供給される潤滑油が流通する給油路と、摺動部に供給された余剰の潤滑油をハウジング内に戻す戻し油路とを備え、給油路における最小径をd1、戻し油路の等価径をd2、潤滑油ポンプの吸込口の内径をDとした場合、吸込口の内径Dは、d1≦D≦d2を満たしても良い。この構成によれば、給油路における最小径d1は、吸込口の内径D以下であるため、潤滑油ポンプが汲み上げた潤滑油を確実に摺動部へ供給できる。また、戻し油路の等価径d2は、吸込口の内径D以上であるため、余剰の潤滑油が戻し流路内に滞留することが防止され、ハウジングの底部に貯留される潤滑油が不足することを防止できる。 In addition, an oil supply passage through which the lubricating oil supplied to the sliding portion flows and a return oil passage for returning the excess lubricating oil supplied to the sliding portion into the housing are d1 as the minimum diameter in the oil supply passage. When the equivalent diameter of the oil passage is d2 and the inner diameter of the suction port of the lubricating oil pump is D, the inner diameter D of the suction port may satisfy d1 ≦ D ≦ d2. According to this configuration, since the minimum diameter d1 in the oil supply passage is equal to or smaller than the inner diameter D of the suction port, the lubricating oil pumped up by the lubricating oil pump can be reliably supplied to the sliding portion. Further, since the equivalent diameter d2 of the return oil passage is equal to or larger than the inner diameter D of the suction port, excess lubricant oil is prevented from staying in the return passage, and the lubricant oil stored at the bottom of the housing is insufficient. Can be prevented.
また、潤滑油ポンプは、ローリングピストン式の潤滑油ポンプとしてもよい。この構成によれば、ローリングピストン式の潤滑油ポンプは、高速回転時に吸入損失が生じるため、圧縮機の高速運転時の給油量を効果的に抑制できる。 The lubricating oil pump may be a rolling piston type lubricating oil pump. According to this configuration, since the rolling piston type lubricating oil pump has a suction loss during high-speed rotation, the amount of oil supply during high-speed operation of the compressor can be effectively suppressed.
本発明によれば、潤滑油ポンプは、駆動モータの回転数が少なくとも150rps以上の運転領域で運転可能であり、回転数に対する単位時間あたりの給油量の増加率を示す傾きが、該回転数が大きくなるにつれて小さくなる容積式ポンプであるため、低速運転時における圧縮機の運転効率低下の抑制と、高速運転時における圧縮機から吐出される潤滑油量の低減を実現することができ、より広い回転数領域での運転が可能となる。 According to the present invention, the lubricating oil pump can be operated in an operation region where the rotational speed of the drive motor is at least 150 rps or more, and the slope indicating the rate of increase in the amount of oil supply per unit time with respect to the rotational speed is Since it is a positive displacement pump that becomes smaller as it grows larger, it can realize a reduction in the operating efficiency of the compressor during low speed operation and a reduction in the amount of lubricating oil discharged from the compressor during high speed operation. Operation in the rotation speed range is possible.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係るスクロール圧縮機の全体断面図である。スクロール圧縮機1は、吸入した流体(例えば冷媒)を圧縮して吐出するものであり、本実施形態では、空気調和機や冷凍機などにおいて冷媒を循環する冷媒流路に介在される。 FIG. 1 is an overall cross-sectional view of the scroll compressor according to the present embodiment. The scroll compressor 1 compresses and discharges a sucked fluid (for example, refrigerant), and in this embodiment, the scroll compressor 1 is interposed in a refrigerant flow path that circulates the refrigerant in an air conditioner, a refrigerator, or the like.
図1に示すように、スクロール圧縮機1は、ハウジング3の内部に、駆動手段であるモータ(駆動モータ)5と、モータ5により駆動されるスクロール圧縮機構7と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the scroll compressor 1 includes a motor (drive motor) 5 serving as a drive unit and a scroll compression mechanism 7 driven by the
ハウジング3は、上下に延在する筒状のハウジング本体3aと、ハウジング本体3aの下端を閉塞する底部3bと、ハウジング本体3aの上端を閉塞する蓋部3cと、を備え、全体が密閉された圧力容器となっている。ハウジング本体3aは、その側部に、ハウジング3内に冷媒(低圧ガス)を導入させる吸入管9が設けられている。蓋部3cは、その上部に、スクロール圧縮機構7によって圧縮された冷媒(高圧ガス)を排出させる吐出管11が設けられている。なお、ハウジング3は、ハウジング本体3aと蓋部3cとの間にディスチャージカバー13が設けられ、ハウジング3の内部は、ディスチャージカバー13より下側の低圧室3Aとディスチャージカバー13より上側の高圧室3Bとに仕切られている。ディスチャージカバー13は、低圧室3Aと高圧室3Bとを連通する開口孔13aが形成され、開口孔13aを開閉する吐出リード弁13bが設けられている。また、ハウジング3(低圧室3A)内の底は、潤滑油40が溜められる油溜41として構成されている。
The housing 3 includes a
モータ5は、ステータ15と、ロータ17と、回転シャフト(駆動軸)19と、を備えている。ステータ15は、ハウジング本体3aの上下方向のほぼ中央において、ハウジング本体3aの内壁面に固定されている。ロータ17は、ステータ15に対して回転可能に設けられている。回転シャフト19は、ロータ17に対して長手方向を上下に配置されている。モータ5は、ハウジング3の外部から電源が供給されることでロータ17を回転させ、ロータ17と共に回転シャフト19が回転する。本実施形態では、モータ5は、例えば、インバータ(不図示)によって運転周波数を制御可能に構成され、低回転数領域から高回転数領域までの広範囲で運転することができる。
The
回転シャフト19は、ロータ17の上方および下方に端部が突出して設けられ、ハウジング本体3aに対し、上端部が上部軸受(軸受部)21に、下端部が下部軸受(軸受部)23によって上下方向に延在する軸心CEを基に回転可能に支持されている。回転シャフト19は、その上端に、軸心CEに対して偏った偏心LEに沿って上方に突出した偏心ピン25が形成されている。この偏心ピン25を有する回転シャフト19の上端に、スクロール圧縮機構7が連結されている。また、回転シャフト19および偏心ピン25は、その内部に、上下に貫通する給油孔(給油路)27が形成されている。この給油孔27は、上部軸受21及び下部軸受23に相当する高さ位置に、該給油孔27に連通して回転シャフト19の径方向に貫通する上部給油孔(給油路)27a、下部給油孔(給油路)27bを備える。また、回転シャフト19の下端には、油溜41に配置される給油ポンプ(潤滑油ポンプ)29が設けられている。給油ポンプ29は、回転シャフト19の回転に伴って油溜41に溜められた潤滑油40を汲み上げる。汲み上げられた潤滑油は、回転シャフト19の給油孔27、上部給油孔27a及び下部給油孔27bを通じて、上部軸受21及び下部軸受23と回転シャフト19との摺動部、及び、スクロール圧縮機構7に供給される。
The rotating
上部軸受21は、回転シャフト19の上端部を貫通させて回転シャフト19を回転可能に支持する。上部軸受21は、その上面に、貫通させた回転シャフト19の上端部を囲むように凹部21aが形成されている。凹部21aは、後述するスライドブッシュ37を収容すると共に、給油ポンプ29により給油孔27を介して送り込まれた潤滑油40を貯留する。そして、貯留された潤滑油40は、スクロール圧縮機構7に供給される。
The
また、上部軸受21は、ハウジング3のハウジング本体3aの内壁面と隙間を有するように外周の一部に切欠21bが形成され、当該切欠21bと凹部21aとを連通する排油孔(戻し油路)21cが形成されている。また、上部軸受21の切欠21bの下方において、カバープレート31が設けられている。カバープレート31は、上下方向に延在して設けられている。カバープレート31は、切欠21bの周囲を覆うようにハウジング本体3aの内壁面に両側端を向けて湾曲して形成され、かつ下端がハウジング本体3aの内壁面に漸次近づくように折曲して形成されている。そして、排油孔21cは、凹部21aに余剰に貯留された潤滑油40を切欠21bから上部軸受21の外周に排出する。カバープレート31は、切欠21bから排出された潤滑油40を受けてハウジング本体3aの内壁面に向けて案内する。カバープレート31により内壁面に向けて案内された潤滑油40は、カバープレート31により内壁面を伝ってハウジング3内の底の油溜41に戻される。
Further, the
スクロール圧縮機構7は、ハウジング3の内部において、ディスチャージカバー13より下側の低圧室3Aであって上部軸受21の上方に配置されており、固定スクロール33と、旋回スクロール35と、スライドブッシュ37と、を備えている。
The scroll compression mechanism 7 is disposed inside the housing 3 in the
固定スクロール33は、ハウジング3の内部に固定された固定側端板33aの内面(図1における下面)に、渦巻状の固定側ラップ33bが形成されている。固定側端板33aは、その中央部に吐出孔33cが形成されている。
In the fixed
旋回スクロール35は、固定スクロール33における固定側端板33aの内面に対面する可動側端板35aの内面(図1における上面)に、渦巻状の可動側ラップ35bが形成されている。そして、旋回スクロール35の可動側ラップ35bと、固定スクロール33の固定側ラップ33bとが互いに位相をずらして噛み合わされることで、各端板33a,35aおよび各ラップ33b,35bで区画された圧縮室が形成されている。また、旋回スクロール35は、可動側端板35aの外面(図1における下面)に、回転シャフト19の偏心ピン25が接続されて当該偏心ピン25の偏心した回転が伝達される円筒形状のボス35cが形成されている。また、旋回スクロール35は、可動側端板35aの外面と上部軸受21との間に配置された周知のオルダムリンクなどの自転阻止機構39により、偏心ピン25の偏心した回転に基づき自転を阻止されつつ公転旋回される。
The orbiting
スライドブッシュ37は、上述した上部軸受21の凹部21aに収容され、回転シャフト19の偏心ピン25と旋回スクロール35のボス35cとの間に介在されて、偏心ピン25の回転移動を旋回スクロール35の旋回移動として伝達するものである。また、スライドブッシュ37は、旋回スクロール35の可動側ラップ35bと、固定スクロール33の固定側ラップ33bとの噛み合わせを維持するために偏心ピン25の径方向にスライド移動可能に設けられている。
The
このスクロール圧縮機構7では、吸入管9を介してハウジング3内の低圧室3Aに導入された低圧の冷媒は、旋回スクロール35が公転旋回することで固定スクロール33と旋回スクロール35との間の圧縮室内に吸入されつつ圧縮される。ここで、排油孔21cを通じて、ハウジング3内に排出された潤滑油40の一部は、低圧室3A内の低圧の冷媒に巻き上げられることで、この低圧の冷媒に混入して固定スクロール33と旋回スクロール35との間に吸い込まれて、固定スクロール33と旋回スクロール35との摺動部に供給される。このため、冷媒に混入した潤滑油40は、各ラップ33b,35b間の微小な隙間をシールすることで、該隙間から冷媒が漏れることを防止し、スクロール圧縮機1の運転効率の低下を抑制している。
In the scroll compression mechanism 7, the low-pressure refrigerant introduced into the low-pressure chamber 3 </ b> A in the housing 3 through the
圧縮された高圧の冷媒は、固定スクロール33の吐出孔33cから固定側端板33aの外面側に吐出され、自身の圧力によりディスチャージカバー13の吐出リード弁13bを開放し、開口孔13aから高圧室3Bに至り、吐出管11を介してハウジング3の外部に排出される。
The compressed high-pressure refrigerant is discharged from the
ところで、近年、スクロール圧縮機1を用いた冷凍装置や空気調和装置では、冷凍能力または空調能力の向上が要望される傾向にある。一般に、スクロール圧縮機では、回転数(運転周波数)の上限値を100〜140rpsとしたものが知られているが、この上限値を従来よりも上げて(例えば150rps以上)、より広い回転数領域で運転することが検討されている。運転可能な回転数領域を広げる場合、潤滑油を供給する観点から、第1に、例えば、50rps程度の低速運転時(低回転領域)には、各ラップ33b,35b間の隙間をシールして運転効率の低下を抑えるために、十分な量の潤滑油40を各摺動部に供給する必要がある。また、第2に、例えば、150rps以上の高速運転時(高回転領域)には、冷媒と共にハウジング3の外部に吐出される潤滑油40の量が増加するため、ハウジング3内に貯留される潤滑油40量の不足を防止すべく、吐出される潤滑油量を抑える必要がある。しかし、一般に、モータ5の回転数を上昇させて潤滑油40の供給量を増加させると、ハウジング3の外部に吐出される潤滑油量も増加するため、上記した第1及び第2の条件を両立させることは困難であった。本実施形態にかかるスクロール圧縮機1は、低速運転時における運転効率低下の抑制と、高速運転時におけるハウジング3の外部に吐出される潤滑油量の低減の両立を図っている。
By the way, in recent years, in the refrigeration apparatus and the air conditioner using the scroll compressor 1, there is a tendency for improvement of the refrigeration capacity or the air conditioning capacity. In general, a scroll compressor is known in which the upper limit value of the rotational speed (operating frequency) is set to 100 to 140 rps. However, the upper limit value is increased from the conventional value (for example, 150 rps or more), and a wider rotational speed range is obtained. Driving at is being considered. When expanding the operable rotation speed range, from the viewpoint of supplying lubricating oil, first, for example, during low speed operation (low rotation speed range) of about 50 rps, the gap between the
図2は、給油ポンプの横断面図である。給油ポンプ29は、いわゆるローリングピストン式(容積式)の給油ポンプであり、図1に示すように、下部軸受23に設けられている。給油ポンプ29は、下部軸受23の底面部に取り付けられたカバー体44により、下方開放部が密閉されたシリンダ室45を備える。カバー体44は、下方に延びる吸込ノズル43を一体に備え、この吸込ノズル43にはシリンダ室45に連通する吸込口43Aが形成されている。シリンダ室45内には、図1及び図2に示すように、回転シャフト19の下端に形成された偏心軸部46に嵌合されるロータ47が収容され、このロータ47は、回転シャフト19の回転に伴い、シリンダ室45の内周面を摺接しながら公転旋回運動する。ロータ47には、図2に示すように、シリンダ室45内を給油室45Aと排油室45Bとに仕切るブレード47Aが一体に設けられる。ロータ47の公転旋回運動により、油溜41に溜まった潤滑油40は、吸込ノズル43の吸込口43Aと給油口48を通じて給油室45Aに吸い込まれ、排油室45Bから排油口49に吐出し、連通路50(図1参照)を経て回転シャフト19の給油孔27へと送り出される。ローリングピストン式の給油ポンプ29は、高速回転時に吸入損失が生じるため、モータ5(圧縮機1)の高速運転時の給油量を効果的に抑制することができる。なお、上記したローリングピストン式の給油ポンプ29は、一例にすぎず、容積式の給油ポンプであれば、他の構成の給油ポンプを採用してもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the oil supply pump. The
上述したように、吸込口43Aを通じて、給油ポンプ29で汲み上げられた潤滑油40は、回転シャフト19の給油孔27を流れ、潤滑油40の一部が上部給油孔27a及び下部給油孔27bを通じて、上部軸受21及び下部軸受23と回転シャフト19との摺動部にそれぞれ供給される。また、潤滑油40の一部は、上部軸受21の凹部21aに貯留されて該凹部21aと旋回スクロール35との摺動部に供給されると共に、余剰の潤滑油40は排油孔21cを通じて、油溜41に戻される。
As described above, the lubricating
本実施形態では、給油ポンプ29の吸込口43Aの内径Dは、上部給油孔27a及び下部給油孔27bを含む給油孔27の最小径d1、排油孔21cの等価径d2と、d1≦D≦d2を満たす関係にある。
In the present embodiment, the inner diameter D of the
ここで、給油孔27の最小径d1とは、給油ポンプ29から各摺動部(上部軸受21、凹部21a、下部軸受23)に供給するための給油孔27のうち、最も内径の狭い部分をいい、本実施形態では上部給油孔27a及び下部給油孔27bの内径が最小径d1となっている。また、排油孔21cの等価径d2は、排油孔21cの断面積をA、排油孔21cの外郭長さをLとした場合にd2=4×A/Lで表されるパラメータである。
Here, the minimum diameter d1 of the
この構成によれば、給油孔27における最小径d1(上部給油孔27a及び下部給油孔27bの内径)は、吸込口43Aの内径D以下であるため、給油ポンプ29が汲み上げた潤滑油40を確実に上部軸受21及び下部軸受23と回転シャフト19との摺動部へ供給できる。また、排油孔21cの等価径d2は、吸込口43Aの内径D以上であるため、余剰の潤滑油40が凹部21a、及び、排油孔21c内に滞留することが防止され、ハウジング3の底部の油溜41に貯留される潤滑油が不足することを防止できる。
According to this configuration, since the minimum diameter d1 (the inner diameters of the upper
容積式の給油ポンプ29は、一般に、回転数が上昇すると、圧力損失が大きくなる傾向にあるが、給油ポンプ29の吸込口43Aの内径Dをd1≦D≦d2を満たすように構成したため、圧力損失をより大きくすることができる。
The positive
図3は、スクロール押しのけ量Vsに対するポンプ給油量Qとモータの回転数との関係を示すグラフである。また、図4は、ポンプの単位時間あたりの給油量と、モータの回転数との関係を示すグラフである。ポンプ給油量Q(cc/rev)は、給油ポンプ29が1回転あたりに給油(吐出)する量を示す値であり、スクロール押しのけ量Vs(cc/rev)は、スクロール圧縮機構7が1回転あたりに押しのける(吐出する)量を示す値である。本実施形態では、給油ポンプ29におけるポンプ給油量Q/スクロール押しのけ量Vsの理論値は0.008となっている。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the pump oil supply amount Q and the motor rotation speed with respect to the scroll displacement amount Vs. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of oil supplied per unit time of the pump and the rotational speed of the motor. The pump oil amount Q (cc / rev) is a value indicating the amount of oil supplied (discharged) per revolution by the
上記した性能を有する給油ポンプ29のポンプ給油量Q(cc/rev)を、回転数を変化させた状態で計測したものが図3である。図3に示すように、ポンプ給油量Q/スクロール押しのけ量Vsの実測値は、理論値と比べて、モータ5の回転数が大きくなるにつれて減少する傾向にある。具体的には、モータ5の回転数が0rps以上60rps以下の低速運転時(低回転領域)では、Q/Vs>0.006を満たしているのに対して、モータ5の回転数が少なくとも150rps以上200rps以下の高速運転時(高回転領域)では、0.003≦Q/Vs≦0.006を満たす範囲に低減している。一般に、OCR(冷媒循環量に占める吐出油量の割合)は、モータ5(圧縮機)の回転数に対して指数的に増加する傾向にある。このため、モータ5の回転数が0rps以上60rps以下の範囲では、OCRが小さくなり、給油ポンプ29の給油量の大小が効率に大きく影響する。
FIG. 3 shows the pump oil supply amount Q (cc / rev) of the
この構成では、低速運転時におけるポンプ給油量Q/スクロール押しのけ量Vsは、Q/Vs>0.006を満たしているため、図4に示すように、低速運転時における単位時間あたりの給油量V(cc/s)の実測値は、理論値との偏差を小さく保持することができる。このため、冷媒に混入される潤滑油の量を十分に確保することができ、この潤滑油が各ラップ33b,35b間の微小な隙間をシールすることで、該隙間から冷媒が漏れることを防止し、スクロール圧縮機1の運転効率の低下を抑制できる。なお、低速運転時におけるポンプ給油量Q/スクロール押しのけ量Vsが、Q/Vs≦0.006となる場合には、上記したラップ33b,35b間の微小な隙間をシールするに十分な量の潤滑油を供給することができず、スクロール圧縮機1の運転効率の低減につながる。
In this configuration, the pump oil amount Q / scroll push amount Vs during low-speed operation satisfies Q / Vs> 0.006. Therefore, as shown in FIG. 4, the oil amount V per unit time during low-speed operation. The measured value of (cc / s) can keep a small deviation from the theoretical value. For this reason, the amount of lubricating oil mixed in the refrigerant can be sufficiently secured, and the lubricating oil seals a minute gap between the
一方、高速運転時におけるポンプ給油量Q/スクロール押しのけ量Vsは、0.003≦Q/Vs≦0.006を満たしているため、図4に示すように、高速運転時における単位時間あたりの給油量V(cc/s)の実測値は、低速運転時に比べて理論値との偏差をより大きくすることができる。このため、高速運転時における単位時間あたりの給油量V(cc/s)を少なくすることができるため、その分、スクロール圧縮機1から吐出される潤滑油量の低減を実現することができる。従って、低速運転時におけるスクロール圧縮機1の運転効率低下の抑制と、高速運転時におけるスクロール圧縮機1から吐出される潤滑油量の低減を実現することができ、より広い回転数領域での運転を実現することができる。 On the other hand, the pump oil amount Q / scroll displacement amount Vs during high-speed operation satisfies 0.003 ≦ Q / Vs ≦ 0.006. Therefore, as shown in FIG. 4, oil supply per unit time during high-speed operation. The actually measured value of the amount V (cc / s) can make a deviation from the theoretical value larger than that during low-speed operation. For this reason, the amount of oil supply V (cc / s) per unit time during high-speed operation can be reduced, and accordingly, the amount of lubricating oil discharged from the scroll compressor 1 can be reduced. Accordingly, it is possible to realize a reduction in the operating efficiency of the scroll compressor 1 during low speed operation and a reduction in the amount of lubricating oil discharged from the scroll compressor 1 during high speed operation. Can be realized.
本実施形態では、高速運転時におけるポンプ給油量Q/スクロール押しのけ量Vsは、0.003≦Q/Vs≦0.006を満たすように構成しているが、Q/Vs<0.003の範囲では、各摺動部に供給される潤滑油量が低減するため、スクロール圧縮機構7や上部軸受21、下部軸受23の冷却不良をまねき、スクロール圧縮機構7や上部軸受21、下部軸受23の焼き付きが生じるおそれがある。また、0.006<Q/Vsの範囲では、給油ポンプ29から供給される潤滑油量が増大することにより、スクロール圧縮機1から吐出される潤滑油量が増大するため、結果として、ハウジング3内に貯留される潤滑油量が低減することにより、スクロール圧縮機構7や上部軸受21、下部軸受23の冷却不良をまねき、スクロール圧縮機構7や上部軸受21、下部軸受23の焼き付きが生じるおそれがある。
In this embodiment, the pump oil amount Q / scroll push amount Vs during high-speed operation is configured to satisfy 0.003 ≦ Q / Vs ≦ 0.006, but the range is Q / Vs <0.003. Then, since the amount of lubricating oil supplied to each sliding part is reduced, the scroll compression mechanism 7, the
また、本実施形態では、単位時間あたりの給油量Vの実測値のグラフは、図4に示すように、給油量の増加率を示す傾きθが、該回転数が大きくなるにつれて小さくなっている。このため、高速運転時に潤滑油の供給量を抑制できるだけでなく、低速運転時においても各摺動部への潤滑油の供給量を十分に確保することができる。 In the present embodiment, as shown in FIG. 4, in the graph of the actual measurement value of the oil supply amount V per unit time, the slope θ indicating the increase rate of the oil supply amount decreases as the rotation speed increases. . For this reason, not only can the supply amount of the lubricating oil be suppressed during high-speed operation, but also the supply amount of the lubricating oil to each sliding portion can be sufficiently ensured during low-speed operation.
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although one embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The present embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. This embodiment and its modifications are included in the scope of the present invention and the gist thereof, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 スクロール圧縮機
3 ハウジング
3a ハウジング本体
5 モータ(駆動モータ)
7 スクロール圧縮機構
9 吸入管
11 吐出管
13 ディスチャージカバー
19 回転シャフト(駆動軸)
21 上部軸受(軸受部)
21c 排油孔(戻し油路)
23 下部軸受(軸受部)
27 給油孔(給油路)
27a 上部給油孔(給油路)
27b 下部給油孔(給油路)
29 給油ポンプ(潤滑油ポンプ)
31 カバープレート
33 固定スクロール
33a 固定側端板
33b 固定側ラップ
33c 吐出孔
35 旋回スクロール
35a 可動側端板
35b 可動側ラップ
35c ボス
37 スライドブッシュ
39 自転阻止機構
40 潤滑油
41 油溜
43 吸込ノズル
43A 吸込口
44 カバー体
45 シリンダ室
45A 給油室
45B 排油室
46 偏心軸部
47 ロータ
47A ブレード
48 給油口
49 排油口
50 連通路
D 内径
d1 最小径
d2 等価径
1 Scroll compressor 3
7
21 Upper bearing (bearing part)
21c Oil drain hole (return oil passage)
23 Lower bearing (bearing part)
27 Oil supply hole (oil supply path)
27a Upper oil supply hole (oil supply path)
27b Lower oil supply hole (oil supply path)
29 Oil supply pump (lubricating oil pump)
31
Claims (4)
前記ハウジング内に収容されて前記低圧ガスを圧縮するスクロール圧縮機構と、
前記スクロール圧縮機構と駆動軸で連結されて該スクロール圧縮機構を駆動する駆動モータと、
前記駆動軸を回転自在に支持する軸受部と、
前記駆動軸の回転により、前記ハウジングの底部に貯留される潤滑油を汲み上げて前記スクロール圧縮機構及び前記軸受部の各摺動部に供給する潤滑油ポンプと、を備え、
前記潤滑油ポンプは、前記駆動モータの回転数が少なくとも150rps以上の運転領域で運転可能であり、前記回転数に対する単位時間あたりの給油量の増加率を示す傾きが、該回転数が大きくなるにつれて小さくなる容積式ポンプであることを特徴とするスクロール圧縮機。 A housing into which low pressure gas flows,
A scroll compression mechanism that is housed in the housing and compresses the low-pressure gas;
A drive motor connected to the scroll compression mechanism by a drive shaft to drive the scroll compression mechanism;
A bearing that rotatably supports the drive shaft;
A lubricating oil pump that pumps up the lubricating oil stored in the bottom of the housing by rotation of the drive shaft and supplies it to each sliding portion of the scroll compression mechanism and the bearing portion;
The lubricating oil pump can be operated in an operation region where the rotational speed of the drive motor is at least 150 rps or more, and a slope indicating an increase rate of the amount of oil supply per unit time with respect to the rotational speed increases as the rotational speed increases. A scroll compressor characterized by being a positive displacement pump.
前記駆動モータの回転数が0rps以上60rps以下の運転領域で、
Q/Vs>0.006
を満たし、
前記駆動モータの回転数が少なくとも150rps以上200rps以下の運転領域で、
0.003≦Q/Vs≦0.006
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。 When the lubricating oil pump has Q (cc / rev) as the pump oil supply amount per rotation of the lubricating oil pump and Vs (cc / rev) as the scroll displacement per rotation of the scroll compression mechanism,
In the operating region where the rotational speed of the drive motor is 0 rps or more and 60 rps or less,
Q / Vs> 0.006
The filling,
In an operating region where the rotational speed of the drive motor is at least 150 rps and 200 rps,
0.003 ≦ Q / Vs ≦ 0.006
The scroll compressor according to claim 1, wherein:
前記給油路における最小径をd1、前記戻し油路の等価径をd2、前記潤滑油ポンプの吸込口の内径をDとした場合、
前記潤滑油ポンプの吸込口の内径Dは、
d1≦D≦d2
を満たすことを特徴とする請求項1または2に記載のスクロール圧縮機。 An oil supply passage through which the lubricating oil supplied to the sliding portion flows, and a return oil passage for returning excess lubricating oil supplied to the sliding portion into the housing,
When the minimum diameter in the oil supply path is d1, the equivalent diameter of the return oil path is d2, and the inner diameter of the suction port of the lubricating oil pump is D,
The inner diameter D of the suction port of the lubricating oil pump is:
d1 ≦ D ≦ d2
The scroll compressor according to claim 1, wherein the scroll compressor is satisfied.
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