JP2019085912A - 多段スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】仕切り部BDと可動歯底面120aとの間の隙間を通して冷媒が漏れることを抑制した多段スクロール圧縮機2を提供する【解決手段】仕切り部BDの歯先と可動歯底面120aとのクリアランスをδmidとし、固定歯部131のうち低段側圧縮機構4を構成する固定歯部131と可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ1stとし、固定歯部131のうち高段側圧縮機構6を形成する固定歯部131と可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ2ndとする。δmidが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている。【選択図】図1C
Description
本発明は、多段スクロール圧縮機に関するものである。
従来、スクロール圧縮機では、固定歯底面から突出して、かつ渦巻き状に形成されている固定歯部を備える固定スクロールと、可動歯底面から突出して渦巻き状に形成されている外周側可動歯部と、可動歯底面から突出して渦巻き状に形成されている中央側可動歯部とを備える可動スクロールとを備えるものがある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
固定スクロールには、固定歯部の相互間にて固定歯部を軸心を中心とる径方向に連結されている仕切り部が設けられている。仕切り部は、固定スクロールの外周側凹部と中央側凹部とを仕切る。
固定スクロールには、固定歯底面を底面とする凹状に形成されて固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている外周側凹部および中央側凹部が設けられている。中央側凹部は、外周側凹部に対して固定歯部の渦巻き方向の中央側に配置されている。
外周側可動歯部は、可動歯底面から外周側凹部内に突出している。外周側可動歯部が外周側凹部内で旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第1圧縮機構を構成する。中央側可動歯部は、可動歯底面から中央側凹部内に突出している。中央側可動歯部が中央側凹部内で旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第2圧縮機構を構成する。
なお、以下、説明の便宜上、外周側可動歯部および中央側可動歯部を纏めて可動歯部という。
このような内周側圧縮部、外周側圧縮部は、2つの高段圧縮室、低段圧縮室を構成し、2段圧縮サイクルへの適応を可能としている。そして、固定スクロールの固定歯部と可動スクロールの可動歯部とが互いに噛み合った状態で、可動スクロールが固定スクロールに対して旋回運転することにより、高段圧縮室、低段圧縮室でそれぞれ圧縮運転することになる。
上記スクロール圧縮機では、低段側圧縮室と高段側圧縮室とが仕切り部を挟んで隣接している。このことから、高段側圧縮室から低段側圧縮室への冷媒の漏れを如何にして低減するかが性能を向上するためのポイントとなると考えられる。
一方、高段圧縮室、低段圧縮室がそれぞれ圧縮運転する際に、固定スクロールや可動スクロールには、温度分布や圧力分布のムラが生じる。このため、熱膨張や圧力変化により可動歯部(或いは、固定歯部)の歯先が固定歯底面(或いは、可動歯底面)に接触して凝着することを防止する必要がある。
このため、固定スクロールや可動スクロールのうち熱膨張や圧力変化による変形が最大となる部分に適応したクリアランスを、固定スクロールおよび可動スクロールの間の全体に亘って設けると、仕切り部と可動歯底面との間には、必要以上に大きいクリアランスが設定されてしまう。この場合、仕切り部と可動歯底面とのクリアランスを通して高段側圧縮室から低段側圧縮室へ漏れる冷媒量が多くなり、冷媒の圧縮性能を悪化させる恐れがある。
本発明は上記点に鑑みて、仕切り部と可動歯底面との間のクリアランスを通して冷媒が漏れることを抑制した多段スクロール圧縮機を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、固定歯底面(130b)と、渦巻き状に形成されている固定歯部(131)と、固定歯底面を底面とする凹状に形成されて固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている外周側凹部(130d)と、固定歯底面を底面とする凹状に形成されて、かつ外周側凹部に対して固定歯部の渦巻き方向の中央側に配置され、固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている中央側凹部(130e)と、を備える固定スクロール(130)と、
可動歯底面(120a)と、可動歯底面から外周側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている外周側可動歯部(122)と、可動歯底面から中央側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている中央側可動歯部(123)とを備える可動スクロール(120)とを備え、
固定歯部相互間にて固定歯部を軸心(S)を中心とる径方向に連結することにより、外周側凹部と中央側凹部とを仕切る仕切り部(BD)と、
外周側可動歯部が外周側凹部内で軸心を中心とする旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第1圧縮機構(4)を構成し、中央側可動歯部が中央側凹部内で軸心を中心とする旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第2圧縮機構(6)を構成する多段スクロール圧縮機であって、
仕切り部と可動歯底面との間のクリアランスをδmidとし、固定歯部のうち第1圧縮機構を構成する第1固定歯部(131a)と可動歯底面との間のクリアランスをδ1stとし、固定歯部のうち第2圧縮機構を形成する第2固定歯部(131b)と可動歯底面との間のクリアランスをδ2ndとしたとき、
δmid、δ1st、δ2ndが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの少なくとも1つが成立する関係となっている。
可動歯底面(120a)と、可動歯底面から外周側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている外周側可動歯部(122)と、可動歯底面から中央側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている中央側可動歯部(123)とを備える可動スクロール(120)とを備え、
固定歯部相互間にて固定歯部を軸心(S)を中心とる径方向に連結することにより、外周側凹部と中央側凹部とを仕切る仕切り部(BD)と、
外周側可動歯部が外周側凹部内で軸心を中心とする旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第1圧縮機構(4)を構成し、中央側可動歯部が中央側凹部内で軸心を中心とする旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第2圧縮機構(6)を構成する多段スクロール圧縮機であって、
仕切り部と可動歯底面との間のクリアランスをδmidとし、固定歯部のうち第1圧縮機構を構成する第1固定歯部(131a)と可動歯底面との間のクリアランスをδ1stとし、固定歯部のうち第2圧縮機構を形成する第2固定歯部(131b)と可動歯底面との間のクリアランスをδ2ndとしたとき、
δmid、δ1st、δ2ndが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの少なくとも1つが成立する関係となっている。
これにより、仕切り部と可動歯底面との間のクリアランスを通して第1圧縮機構および第2圧縮機構の間で冷媒が漏れることを抑制することができる。
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1〜図4を参照して、本実施形態について説明する。まず、図1、図2を参照して、本実施形態に係る多段スクロール圧縮機2が設けられる冷凍サイクル1の構成を説明する。
図1〜図4を参照して、本実施形態について説明する。まず、図1、図2を参照して、本実施形態に係る多段スクロール圧縮機2が設けられる冷凍サイクル1の構成を説明する。
図1には、冷凍サイクル1の各構成要素を通過する冷媒の圧力pとエンタルピーhとに基づき、冷凍サイクル1の各構成要素がph線図上に図示されている。図1の縦軸は冷媒の圧力pを表し、図1の横軸は冷媒のエンタルピーhを表す。
図1、図2に示すように、冷凍サイクル1は、1つの密閉ハウジング3内に低段側圧縮機構4と高段側圧縮機構6との2つの圧縮機構が収容設置された多段スクロール圧縮機2を有する。
多段スクロール圧縮機2は、低段側圧縮機構4と高段側圧縮機構6とを接続した密閉された中間圧室5を有する。中間圧室5は、密閉ハウジング3において、低段側圧縮機構4及び高段側圧縮機構6が収容される内部吸入圧空間と区分された空間を形成する。
中間圧室5では、低段側圧縮機構4により圧縮・吐出された中間圧の冷媒が通過し、高段側圧縮機構6に導入される。多段スクロール圧縮機2の詳細構成については、後述する。本実施形態の冷媒としては、例えば、二酸化炭素等が用いられている。
冷凍サイクル1の運転時の働き(動作)について、以下に記述する。
多段スクロール圧縮機2の高段側圧縮機構6には、吐出配管7が接続されており、図1に示すように、吐出配管7の他端は、放熱器8に接続されている。放熱器8において、高温高圧の冷媒は、給湯機の場合は水と、空調機の場合は空気と熱交換されて冷却される。
放熱器8の下流には、第1調整弁26と第1気液分離器9が設けられ、放熱器8で冷却され減圧した後に、第1調整弁26で減圧された冷媒を気液分離している。第1気液分離器9の下流には第2調整弁24と第2気液分離器10が設けられ、第1気液分離器9から出力されて減圧した後に、第2調整弁24で減圧された冷媒を気液分離している。
第2気液分離器10の下流には第3調整弁22と第3気液分離器11が設けられ、第2気液分離器10から出力されて減圧した後に、第3調整弁22で減圧された冷媒を気液分離している。
第3気液分離器11の下流には減圧弁12が設けられている。減圧弁12を経て減圧された低温低圧の気液二相冷媒は、蒸発器13で図示省略の蒸発器用ファンにより送風される空気と熱交換され、該空気から吸熱して気化されるようになっている。
また、蒸発器13で蒸発された冷媒は、蒸発器13と多段スクロール圧縮機2間に接続された吸入配管14を介して多段スクロール圧縮機2の低段側圧縮機構4に吸入されるよう構成されている。
図1、図2に示すように、多段スクロール圧縮機2の低段側圧縮機構4には、冷媒を低段側圧縮機構4内にインジェクションするための第3インジェクション配管21が、第3気液分離器11の下流側に設けられ、第3調整弁22にて所望の圧力まで減圧され、第3気液分離器11でガス冷媒と液冷媒に分離された冷媒のうち、ガスを低段側圧縮機構4に供給できるように構成されている。
図1、図2に示すように、多段スクロール圧縮機2の中間圧室5には、冷媒を中間圧室5内にインジェクションするための第2インジェクション配管23が、第2気液分離器10の下流側に設けられ、第2調整弁24にて所望の圧力まで減圧され、第2気液分離器10でガス冷媒と液冷媒に分離された冷媒のうち、ガスを中間圧室5に供給できるように構成されている。
図1、図2に示すように、多段スクロール圧縮機2の高段側圧縮機構6には、冷媒を高段側圧縮機構6内にインジェクションするための第1インジェクション配管25が、第1気液分離器9の下流側に設けられ、第1調整弁26にて所望の圧力まで減圧され、第1気液分離器9でガス冷媒と液冷媒に分離された冷媒のうち、ガスを高段側圧縮機構6に供給できるように構成されている。
第3インジェクション配管21から低段側圧縮機構4にインジェクションされる冷媒の圧力は、吸入配管14からの吸入圧以上、かつ、中間圧室5における冷媒の圧力(中間圧)以下に調整される。
第2インジェクション配管23から中間圧室5にインジェクションされる冷媒の圧力は、中間圧室5の中間圧以上、かつ、高段側圧縮機構6にインジェクションされる冷媒の圧力以下に調整される。
第1インジェクション配管25から高段側圧縮機構6にインジェクションされる冷媒の圧力は、中間圧室5の中間圧以上、かつ、吐出配管7からの吐出圧以下に調整される。なお、冷凍サイクル1におけるインジェクション冷媒は、インジェクション流量と発生ガス量のバランスの関係で湿り状態となる場合がある。
図1C及び図1Dを参照して、多段スクロール圧縮機2の具体的な構成について説明する。多段スクロール圧縮機2は、1台のスクロール式圧縮機構の圧縮部を2段に分けたスクロール式2段低段側圧縮機構40(以下では「スクロール式圧縮機構」とも表記する)を備えた構成となっている。
図1Cに示すように、本実施形態の多段スクロール圧縮機2は、密閉ハウジング3のうち軸線方向他方側に、スクロール式2段低段側圧縮機構40が設置されている。密閉ハウジング3のうち軸線方向一方側には、スクロール式2段低段側圧縮機構40の駆動源である電動モータ31(動力発生手段)が設置されている。
電動モータ31は、ロータ32とステータ33とを有し、ロータ32には、出力軸34が一体的に結合されている。出力軸34は、その軸線Sが密閉ハウジング3の軸線に一致するように配置されている。出力軸34の下端は、スクロール式2段低段側圧縮機構40の可動スクロール120に接続され、可動スクロール120の回転駆動源とされている。軸線方向は、軸線Sが延びる方向であって、固定スクロール130(或いは、110)と可動スクロール120とが並ぶ方向に一致している。
多段スクロール圧縮機2は、中間圧室5及び低段側圧縮機構4のそれぞれに冷媒がインジェクションされる構成となっている。電動モータ31の駆動力は、出力軸34によって後述の可動スクロール120に伝達され、低段側圧縮機構4および高段側圧縮機構6を動作させる。
低段側圧縮機構4および高段側圧縮機構6は、いずれもスクロール式の圧縮機構として構成されている。これら圧縮機構4、6は、固定スクロール110、130と可動スクロール120と吐出プレート140とによって構成されている。
本実施形態では、固定スクロール110、130、可動スクロール120、および吐出プレート140は、鉄、アルミニウム等の金属材料等の金属素材(以下、固定スクロール素材133という)によって形成されている。
固定スクロール110、130は、いずれも密閉ハウジング3に対して固定された部材であって、内部空間SPのうち電動モータ31よりも下方側となる位置において互いに対向して配置されている。
固定スクロール130は、図1Eに示すように、軸線方向一方側に固定歯底面130bを形成してなる固定基板130aと、固定基板130aの固定歯底面130bから軸線方向一方側に突出して渦巻き状に形成されている固定歯部131とを備える。
ここで、軸線方向一方は、出力軸34(すなわち、密閉ハウジング3)の軸線Sが延びる方向である。固定歯部131が突出する向きは、固定スクロール130と可動スクロール120とが並ぶ方向の一方側に一致している。
固定歯部131のうち軸線方向一方側の端部(すなわち、歯先)には、軸線方向他方側に凹む凹部131cが設けられている。凹部131cは、固定歯部131に沿って渦巻き状に形成されている。
凹部131cには、チップシールSLが入っている。チップシールSLは、固定歯部131の歯先から軸線方向一方側(すなわち、可動歯底面120a)に突起している。チップシールSLは、凹部131cの底部とチップシールSLとの間の冷媒の圧力によって、軸線方向に変位可能になっている。チップシールSLは、可動歯底面120aに対して摺動して高段側圧縮機構6から低段側圧縮機構4に冷媒が漏れることを抑制する。
固定スクロール130には、固定歯部131に沿って渦巻き状に形成されている凹部130d、130eが形成されている。凹部130d、130eは、それぞれ、固定歯底面130bを底部とする凹状に形成されている。
凹部130eは、凹部130dに対して固定歯部131の渦巻き方向の中央側に設けられている。凹部130d、130eは、仕切り部BDによって仕切られている。仕切り部BDは、固定スクロール130の固定歯部131の相互間を軸心(すなわち、軸線S)を中心とする径方向に連結している。
本実施形態の凹部130dの軸線方向寸法は、凹部130eの軸線方向寸法よりも小さくなっている。すなわち、凹部130dの深さ寸法が、凹部130eの深さ寸法よりも小さくなっている。
本実施形態の可動スクロール120は、可動歯底面120aを軸線方向他方側に形成してなる可動基板120bと、可動歯部122、123とを備える。
可動歯部122は、可動歯底面120aから凹部130d内にて軸線方向他方側に突出して渦巻き状に形成されている。可動歯部123は、可動歯底面120aから凹部130e内にて軸線方向他方側に突出して渦巻き状に形成されている。
可動歯部122は、可動歯部123に対して可動歯部123の渦巻き方向の外側に設けられている。可動歯部122は、凹部130d内にて旋回運転して固定歯部131とともに冷媒を圧縮する低段側圧縮機構4を構成する。可動歯部123は、凹部130e内にて旋回運転して固定歯部131とともに冷媒を圧縮する高段側圧縮機構6を構成する。
可動スクロール120は、固定スクロール110と固定スクロール130との間において可動可能な状態で設けられている。可動スクロール120は、軸線Sを軸心としたとき、固定スクロール130に対して軸心を中心として旋回運動する。電動モータ31が動作しているときには、出力軸34から受ける力によって可動スクロール120が可動する。
これにより、次に述べる圧縮室4a及び圧縮室6aのそれぞれの容積及び位置が変化して行き、冷媒の圧縮が行われる。可動スクロール120は、オルダムリング150により自転することが防止されている。
図1Dに示されるように、固定スクロール130と可動スクロール120との間には、低段側圧縮機構4の圧縮室4aと、高段側圧縮機構6の圧縮室6aとがそれぞれ形成されている。
圧縮室4aは、固定スクロール130の固定歯部131と可動スクロール120の可動歯部122との間に形成された空間である。
圧縮室6aは、固定スクロール130の固定歯部131と可動スクロール120の可動歯部123との間に形成された空間である。圧縮室4aと圧縮室6aとの間は仕切り部BDによって仕切られている。
可動スクロール120の可動歯部122のうち軸線方向他方側の端部には、軸線方向一方側に凹む凹部122aが設けられている。凹部122a内は、チップシールSLが配置されている。チップシールSLは、可動歯部122の端部から軸線方向他方側(すなわち、固定歯底面130b)に突起している。チップシールSLは、凹部122aの底部とチップシールSLとの間の冷媒の圧力によって、軸線方向に変位可能になっている。
可動スクロール120の可動歯部123のうち軸線方向他方側の端部には、軸線方向一方側に凹む凹部123aが設けられている。凹部123a内は、チップシールSLが配置されている。
チップシールSLは、可動歯部123の端部から軸線方向他方側(すなわち、固定歯底面130b)に突起している。チップシールSLは、凹部123aの底部とチップシールSLとの間の冷媒の圧力によって、軸線方向に変位可能になっている。チップシールSLは、固定歯底面130bに対して摺動して高段側圧縮機構6から低段側圧縮機構4に冷媒が漏れることを抑制する。
圧縮室4aや圧縮室6aには、それぞれ1室以上の圧縮室が形成される。チップシールSLにより、圧縮室4aや圧縮室6aに形成される各圧縮室間での冷媒漏れ、低段側圧縮機から吸入側への冷媒漏れ、及び、高段側圧縮機から中間段への冷媒漏れからの冷媒の漏出が抑えられている。
図1Cの吐出プレート140は、固定スクロール130のうち軸線方向他方側(すなわち、可動スクロール120とは反対側)の面に対して、ガスケットG(図1Fを参照)を介して取り付けられた板状の部材である。図1Fは、吐出プレート140を取り外した状態の固定スクロール130を、図中下方側から視て模式的に描いた図となっている。
後に説明する中間圧室5、高段吐出室924、及び低段インジェクション室942は、いずれも、吐出プレート140と固定スクロール130との両方に跨るように形成されている。
固定スクロール130には、低段吸入流路901と、中間圧室5と、高段吐出室924と、高段吐出流路931と、低段インジェクション流路941と、低段インジェクション室942と、中間インジェクション流路951とが形成されている。
低段吸入流路901は、低段側圧縮機構4の圧縮室4aに冷媒を供給するための流路である。尚、低段吸入流路901には、吸入配管14の一部であるパイプが圧入されているのであるが、図1D等では当該パイプの図示が省略されている。低段吸入流路901に供給された冷媒は、低段吸入ポート911を通って圧縮室4aに流入した後、低段側圧縮機構4により圧縮される。
中間圧室5は、圧縮室4aと圧縮室6aとの間を繋ぐ流路として形成されている。圧縮室4aにおいて圧縮された冷媒は、低段吐出ポート913を通って中間圧室5に流入した後、高段吸入ポート921を通って圧縮室6aに流入する。
ここで、低段吐出ポート913は、圧縮室歯底、または、ラップ穴の一部が食い込むように形成されている。いずれの場合も圧縮した冷媒を吐き出すために、吐出ポートに可動スクロールのラップが重なった際に、可動スクロールのラップによって、固定スクロールの吐出ポートが閉じられる必要がある。
高段吐出室924は、圧縮室6aから排出された冷媒が流入する空間として、吐出プレート140と固定スクロール130との両方に跨るように形成された空間である。圧縮室6aにおいて圧縮された冷媒は、高段吐出ポート923を通って高段吐出室924に流入する。
高段吐出流路931は、高段吐出室924にある冷媒、すなわち圧縮室6aにおいて圧縮された後の冷媒を、吐出配管7に向けて排出するための流路である。尚、高段吐出流路931には、吐出配管7の一部であるパイプが圧入されているのであるが、図1D等では当該パイプの図示が省略されている。
低段インジェクション流路941は、低段側圧縮機構4にインジェクションされる冷媒が通る流路である。尚、低段インジェクション流路941には、第3インジェクション配管21の一部であるパイプが圧入されているのであるが、図1D等では当該パイプの図示が省略されている。低段インジェクション流路941を通った冷媒は低段インジェクション室942に流入する。
低段インジェクション室942は、低段インジェクション流路941を通った冷媒が流入する空間として、吐出プレート140と固定スクロール130との両方に跨るように形成された空間である。低段インジェクション室942に流入した冷媒は、貫通穴である低段インジェクションポート943を通って圧縮室4aにインジェクションされる。
中間インジェクション流路951は、中間圧室5にインジェクションされる冷媒が通る流路である。尚、中間インジェクション流路951には、第2インジェクション配管23の一部であるパイプが圧入されているのであるが、図1D等では当該パイプの図示が省略されている。中間インジェクション流路951を通った冷媒は中間圧室5にインジェクションされる。
その他の構成について説明する。図1Eに示されるように、固定スクロール130には、オイル戻し流路971と、オイル吸い上げパイプ972とが設けられている。
オイル戻し流路971は、外部から多段スクロール圧縮機2に戻されるオイル(潤滑材)を受け入れて、これを固定スクロール130と可動スクロール120との間に供給するための流路である。
オイル吸い上げパイプ972は、密閉ハウジング3の底部に溜まっているオイルを吸い上げるためのパイプである。オイル吸い上げパイプ972の上端は、低段吸入流路901に接続されている。このため、低段吸入流路901からの冷媒の吸引が行われると、密閉ハウジング3の底部に溜まっているオイルが、オイル吸い上げパイプ972に吸引されて低段吸入流路901に供給される。その後、当該オイルは各部の潤滑に供される。
図1Gは、図1FのIG−IG断面を示す図である。同図に示されるように、低段インジェクション室942と低段インジェクションポート943との間となる位置には、リードバルブ72が設けられている。
リードバルブ72は、弁座721と弁体722とを有している。低段インジェクション室942の圧力が、低段インジェクションポート943の圧力よりも高いときには、弁体722が弁座721から離れた状態となり、冷媒はリードバルブ72を通って圧縮室4aにインジェクションされる。
一方、低段インジェクションポート943の圧力が、低段インジェクション室942の圧力よりも高いときには、圧力によって弁体722が弁座721に押し付けられた状態となる。これにより、圧縮室4a側から低段インジェクション室942側へと冷媒が逆流してしまうことが防止される。
次に、本実施形態の多段スクロール圧縮機2の作動について説明する。
まず、電動モータ31は、その駆動力を出力軸34を通して可動スクロール120に伝達する。すると、可動スクロール120のが可動する。これに伴い、可動歯部122が凹部130e内で旋回運転する。可動歯部123が凹部130d内で旋回運転する。
この際に、蒸発器13で蒸発されたガス冷媒が吸入配管14、低段吸入ポート911を介して凹部130eに吸入される。第3気液分離器11からのガス冷媒が第3インジェクション配管21を介して凹部130eにインジェクションされる。
このように凹部130eに吸入されるガス冷媒は、圧縮室4aにて圧縮される。この圧縮されたガス冷媒は、低段吐出ポート913、中間圧室5、高段吸入ポート921を通って凹部130dに吸入される。
第2気液分離器10からのガス冷媒が第2インジェクション配管23を介して中間圧室5にインジェクションされる。この中間圧室5にインジェクションされるガス冷媒は、高段吸入ポート921を通って凹部130dに吸入される。このように凹部130dに吸入されるガス冷媒は、圧縮室6aにて圧縮される。この圧縮されたガス冷媒は、高段吐出ポート923、高段吐出室924、および吐出配管7を通して放熱器8に吐出される。
次に、本実施形態の多段スクロール圧縮機2の特徴事項について図2〜図1Dを参照して説明する。
仕切り部BDと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδmidとし、固定歯部131のうち低段側圧縮機構4を構成する固定歯部(第1固定歯部)131aと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ1stとする。固定歯部131のうち高段側圧縮機構6を形成する固定歯部(第2固定歯部)131bと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ2ndとする。
δmid<δ1st・・・・・・(数式1)
δmid<δ2nd・・・・・・(数式2)
δmid、δ1st、δ2ndは、下記の数式1および数式2の双方が成立する関係となっている。
δmid<δ2nd・・・・・・(数式2)
δmid、δ1st、δ2ndは、下記の数式1および数式2の双方が成立する関係となっている。
本実施形態では、固定スクロール130において、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133(図3参照)の各部位の軸線方向一方側の端部170a、170b、170cの軸線方向の位置(すなわち、高さ)の違いによってδmid、δ1st、δ2ndが設定されている。すなわち、固定スクロール素材133の端部170a、170b、170cの軸線方向の位置の違いによって、上記数式1および数式2の双方が成立する関係となっている。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133(図3参照)の各部位の軸線方向一方側の端部170a、170b、170cの軸線方向の位置は、固定スクロール素材に対する切削等の機械加工によって設定されている。
以上によれば、高段側の高段側圧縮機構6と低段側の低段側圧縮機構4を分割する仕切り部BDと可動歯底面120aのクリアランスを、固定歯部131a、131bと可動歯底面120aのクリアランスに比べて、小さくすることになる。
したがって、固定スクロール130や可動スクロール120のうち大きなクリアランスを必要とする変形が最大となる部分のクリアランスを確保しつつ、熱膨張による変形と圧力変化による変形とが比較的の小さい部分のクリアランスを他の部分より小さくする事が可能となり、高段側の高段側圧縮機構6から低段側の低段側圧縮機構4への冷媒漏れを効率良く低減することができる。
図4のグラフから明らかなように、δmid(クリアランス)が小さくなるほど、多段スクロール圧縮機2の容積効率が大きくなることが分かる。容積効率とは、(実際の冷媒流量)/(冷媒流量の理論値)を示す比率である。なお、図4中の破線は、冷媒の漏れをクリアランスの3乗に比例すると仮定した推定線を示している。
上記第1実施形態では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材の各部位の軸線方向一方側の端部170a、170b、170cの軸線方向の位置の違いによってδmid、δ1st、δ2ndを設定した例について説明した。しかし、これに代えて、(a)(b)のようにしてもよい。
(a)図5に示すように、固定スクロール130において、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材133のうち軸線方向一方側(すなわち、並び方向一方側)に膜状に形成されるメッキやコーティングからなる膜部134とによって構成されている。
ここで、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置は、同一になっている。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法(すなわち、膜の厚み寸法)が相違している。すなわち、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の各部の軸線方向一方側の端部172a、172b、172cの軸線方向位置が相違している。
このように膜部134の端部172a、172b、172cの軸線方向位置の違いによってδmid、δ1st、δ2ndの関係が設定されている。つまり、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、上記数式1および数式2の双方の関係が成立するようにδmid、δ1st、δ2ndが設定されている。
以上により、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材133の表面に形成される膜部134とによって構成されている。このため、仕切り部BD、固定歯部131a、131bの歯先の信頼性を高めることができる。
(b)図6に示すように、固定スクロール130において、仕切り部BD、固定歯部131a、131bは、金属材料等からなる固定スクロール素材133と、固定スクロール素材133のうち軸線方向一方側(すなわち、並び方向一方側)に膜状に形成されるメッキやコーティングからなる膜部134とによって構成されている。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置が相違している。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の各部の軸線方向一方側の端部172a、172b、172cの軸線方向位置が相違している。つまり、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法(すなわち、膜の厚み寸法)が相違している。
このように、固定スクロール素材133の端部171a、171b、171cの軸線方向位置の違いと膜部134の端部172a、172b、172cの軸線方向位置の違いとによってδmid、δ1st、δ2ndが設定されている。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、仕切り部BDのうち軸線方向一方側の先端側の端部170aの軸線方向の位置によってδmidを設定した例について説明したが、これに代えて、本第2実施形態では、図7A、図7Bに示すようにしてもよい。
上記第1実施形態では、仕切り部BDのうち軸線方向一方側の先端側の端部170aの軸線方向の位置によってδmidを設定した例について説明したが、これに代えて、本第2実施形態では、図7A、図7Bに示すようにしてもよい。
本実施形態の仕切り部BDの端部170aには、軸線方向他方側に凹む凹部が設けられている。凹部内には、樹脂部材160が嵌め込まれている。樹脂部材160は、端部170aから軸線方向一方側に突出している。樹脂部材160のうち軸線方向一方側の端部160aの軸線方向位置によってδmidが設定されている。
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、本第3実施形態では、図8に示すように、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにδmid、δ1st、δ2ndを設定してもよい。
上記第1実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、本第3実施形態では、図8に示すように、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにδmid、δ1st、δ2ndを設定してもよい。
本実施形態では、上記第1実施形態と同様に、固定スクロール130において仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133によって構成されている。
ここで、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置の違いによってδmid、δ1st、δ2ndが設定されている。
以上により、本実施形態によれば、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている。したがって、仕切り部BDと可動歯底面120aのクリアランスを通して高段側の高段側圧縮機構6から低段側の低段側圧縮機構4に生じる冷媒の漏れをより一層低減することができる。よって、体積効率の低下を抑えることができる。
(第3実施形態の第1変形例)
上記第3実施形態では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133によって構成されている例について説明した。しかし、これに代えて、本第1変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材の表面に膜状に形成される膜部とによって構成されている。
上記第3実施形態では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133によって構成されている例について説明した。しかし、これに代えて、本第1変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材の表面に膜状に形成される膜部とによって構成されている。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置は、同一になっている。仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部の厚み寸法が相違している。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにδmid、δ1st、δ2ndが設定されている。
(第3実施形態の第2変形例)
上記第3実施形態の第1変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する例について説明した。
上記第3実施形態の第1変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する例について説明した。
しかし、これに代えて、本第2変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置の違いと、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立するようにしてもよい。
本第2変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材の表面に膜状に形成される膜部とによって構成されている。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置が、相違している。仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部の厚み寸法が相違している。
(第3実施形態の第3変形例)
上記第3実施形態では、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにδmid、δ1st、δ2ndを設定した例について説明したが、これに代えて、δmid=δ2nd、δ1st<δ1stの双方の関係を満たすようにδmid、δ1st、δ2ndを設定してもよい。
上記第3実施形態では、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにδmid、δ1st、δ2ndを設定した例について説明したが、これに代えて、δmid=δ2nd、δ1st<δ1stの双方の関係を満たすようにδmid、δ1st、δ2ndを設定してもよい。
本第3変形例では、上記第1実施形態と同様に、固定スクロール130において仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133によって構成されている。
ここで、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材の各部位の軸線方向一方側の端部170a、170b、170cの軸線方向の位置の違いによってδmid、δ1st、δ2ndが設定されている。
以上により、本第3変形例によれば、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となっている。したがって、仕切り部BDと可動歯底面120aのクリアランスを通して高段側の高段側圧縮機構6から低段側の低段側圧縮機構4に生じる冷媒の漏れをより一層低減することができる。よって、再圧縮損失を低減するできるため、全断熱効率の低下を抑えることができる。
(第3実施形態の第4変形例)
上記第3実施形態の第3変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133によって構成されている例について説明した。しかし、これに代えて、本第4変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材の表面に膜状に形成される膜部とによって構成されている。
上記第3実施形態の第3変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133によって構成されている例について説明した。しかし、これに代えて、本第4変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材の表面に膜状に形成される膜部とによって構成されている。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置は、同一になっている。仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部の厚み寸法が相違している。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となるようにδmid、δ1st、δ2ndが設定されている。
(第3実施形態の第5変形例)
上記第3実施形態の第4変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する例について説明した。
上記第3実施形態の第4変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する例について説明した。
しかし、これに代えて、本第5変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置の違いと、仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部134の軸線方向の寸法の違いによって、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立するようにしてもよい。
本第5変形例では、仕切り部BD、固定歯部131a、131bが、固定スクロール素材133と、固定スクロール素材の表面に膜状に形成される膜部とによって構成されている。
仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する固定スクロール素材133の各部位の軸線方向一方側の端部171a、171b、171cの軸線方向位置が、相違している。仕切り部BD、固定歯部131a、131bを構成する膜部の厚み寸法が相違している。
(第4実施形態)
本第4実施形態では、上記第1実施形態の固定スクロール130の仕切り部BDにチップシールSLを設けた例について図9A、図9Bを参照して説明する。
本第4実施形態では、上記第1実施形態の固定スクロール130の仕切り部BDにチップシールSLを設けた例について図9A、図9Bを参照して説明する。
本第4実施形態では、上記第1実施形態の固定スクロール130の仕切り部BDにチップシールSLを設けただけで、その他の構成は、上記第1実施形態と同様である。このため、主に仕切り部BDおよびチップシールSLについて説明するが、その他の構成の説明を省略する。
本実施形態の仕切り部BDのうち軸線方向一方側の端部170aには、軸線方向他方側に凹む凹部174を設けられている。凹部174は、固定歯部131の凹部の相互間に連結されている。固定歯部131の凹部は、チップシールSLを収納する凹部である。
仕切り部BDの凹部174内のチップシールSLは、凹部174の底部とチップシールSLとの間の冷媒の圧力によって、軸線方向に変位可能になっている。凹部174内のチップシールSLは、可動歯底面120aに密着して高段側の高段側圧縮機構6から低段側の低段側圧縮機構4への冷媒漏れを防ぐ役割を果たす。
(第4実施形態の第1変形例)
上記第4実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、第4実施形態の第1変形例では、図9Cに示すように、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
上記第4実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、第4実施形態の第1変形例では、図9Cに示すように、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
(第4実施形態の第2変形例)
上記第4実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、第4実施形態の第2変形例では、図9Dに示すように、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
上記第4実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、第4実施形態の第2変形例では、図9Dに示すように、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
(第5実施形態)
上記第1実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、本第5実施形態では、図10に示すように、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
上記第1実施形態では、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、本第5実施形態では、図10に示すように、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
(第6実施形態)
上記第4実施形態の固定スクロール130の仕切り部BDを構成する固定スクロール素材133の端部170aと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδmidとした例について説明した。しかし、これに代えて、本実施形態では、図11A、図11Bに示すように、仕切り部BDに設けられたチップシールSLと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδmidとする。δmidが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている。
上記第4実施形態の固定スクロール130の仕切り部BDを構成する固定スクロール素材133の端部170aと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδmidとした例について説明した。しかし、これに代えて、本実施形態では、図11A、図11Bに示すように、仕切り部BDに設けられたチップシールSLと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδmidとする。δmidが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている。
(第6実施形態の第1変形例)
上記第6実施形態では、δmidが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
上記第6実施形態では、δmidが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、δmid=δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
(第6実施形態の第2変形例)
上記第5実施形態では、δmidが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
上記第5実施形態では、δmidが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの双方が成立する関係となっている例について説明したが、これに代えて、δmid=δ2nd、δmid<δ1stの双方が成立する関係となるようにしてもよい。
(他の実施形態)
(1)上記第1〜第5実施形態、および各変形例では、固定歯部131aを構成する固定スクロール素材の端部170bと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ1stとした例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
(1)上記第1〜第5実施形態、および各変形例では、固定歯部131aを構成する固定スクロール素材の端部170bと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ1stとした例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
すなわち、固定歯部131aに設けられたチップシールSLと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ1stとする。ここで、固定歯部131aとは、上述の如く、固定歯部131のうち低段側圧縮機構4を構成する固定歯部である。
(2)上記第1〜第5実施形態、および各変形例では、固定歯部131bを構成する固定スクロール素材の端部170cと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ2ndとした例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。
すなわち、固定歯部131bに設けられたチップシールSLと可動歯底面120aとの間のクリアランスをδ2ndとする。ここで、固定歯部131bとは、上述の如く、固定歯部131のうち高段側圧縮機構6を構成する固定歯部である。
(3)上記第4実施形態では、仕切り部BDの凹部174のチップシールSLが軸線方向に変位可能に構成した例について説明したが、これに代えて、次のようにしてもよい。すなわち、チップシールSLは、可動歯底面120aと仕切り部BDの凹部174の底面との間に挟まれて弾性変形した状態で凹部174に嵌め込まれている。
これにより、可動歯底面120aおよびチップシールSLの間のクリアランスをより一層小さくすることができるので、高段側圧縮機構6から低段側圧縮機構4に流れる冷媒の漏れをより一層少なくすることができる。
(4)上記第1〜第5実施形態、および各変形例では、蒸発器13の冷媒出口と放熱器8の冷媒入口との間において、冷媒の流れに対して低段側圧縮機構4と高段側圧縮機構6とを直列に接続した例について説明した。
すなわち、上記第1〜第5実施形態、および各変形例では、第1圧縮機構を低段側圧縮機構4とし、かつ低段側圧縮機構4から吐出される冷媒を圧縮する高段側圧縮機構6を第2圧縮機構としたが、これに代えて、次の(a)(b)のようにしてもよい。
(a)蒸発器13の冷媒出口と放熱器8の冷媒入口との間で低段側圧縮機構4と高段側圧縮機構6とを直列に接続して、第2圧縮機構を低段側圧縮機構4とし、かつ低段側圧縮機構4から吐出される冷媒を圧縮する高段側圧縮機構6を第1圧縮機構とする。すなわち、固定歯部131の渦巻き方向の外周側に高段側圧縮機構6を配置し、固定歯部131の渦巻き方向の中央側に低段側圧縮機構4を配置する。
(b)蒸発器13の冷媒出口と放熱器8の冷媒入口との間において、冷媒の流れに対して第1圧縮機構と第2圧縮機構とを並列に接続する。
(a)蒸発器13の冷媒出口と放熱器8の冷媒入口との間で低段側圧縮機構4と高段側圧縮機構6とを直列に接続して、第2圧縮機構を低段側圧縮機構4とし、かつ低段側圧縮機構4から吐出される冷媒を圧縮する高段側圧縮機構6を第1圧縮機構とする。すなわち、固定歯部131の渦巻き方向の外周側に高段側圧縮機構6を配置し、固定歯部131の渦巻き方向の中央側に低段側圧縮機構4を配置する。
(b)蒸発器13の冷媒出口と放熱器8の冷媒入口との間において、冷媒の流れに対して第1圧縮機構と第2圧縮機構とを並列に接続する。
(5)上記第1〜第5実施形態、および各変形例では、低段側圧縮機構4および高段側圧縮機構6といった2つの圧縮機構を設けた例について説明したが、これに代えて、3つ以上の圧縮機構を設けてもよい。
(6)上記第1〜第5実施形態、および各変形例では、凹部130dの軸線方向寸法を、凹部130eの軸線方向寸法よりも小さくした例について説明したが、これに代えて、凹部130dの軸線方向寸法を、凹部130eの軸線方向寸法よりも大きくしてもよい。或いは、凹部130dの軸線方向寸法と凹部130eの軸線方向寸法とを同一にしてもよい。
(7)なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
(まとめ)
上記第1〜第6実施形態、各変形例、および他の実施形態の一部または全部に記載された第1の観点によれば、固定歯底面と、渦巻き状に形成されている固定歯部と、固定歯底面を底面とする凹状に形成されて固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている外周側凹部と、固定歯底面を底面とする凹状に形成されて、かつ外周側凹部に対して固定歯部の渦巻き方向の中央側に配置され、固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている中央側凹部と、を備える固定スクロールを備える。
上記第1〜第6実施形態、各変形例、および他の実施形態の一部または全部に記載された第1の観点によれば、固定歯底面と、渦巻き状に形成されている固定歯部と、固定歯底面を底面とする凹状に形成されて固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている外周側凹部と、固定歯底面を底面とする凹状に形成されて、かつ外周側凹部に対して固定歯部の渦巻き方向の中央側に配置され、固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている中央側凹部と、を備える固定スクロールを備える。
可動歯底面と、可動歯底面から外周側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている外周側可動歯部と、可動歯底面から中央側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている中央側可動歯部とを備える可動スクロールを備える。
固定歯部の相互間にて固定歯部を、軸心を中心とする径方向に連結することにより、外周側凹部と中央側凹部とを仕切る仕切り部と、外周側可動歯部が外周側凹部内で軸心を中心とする旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第1圧縮機構を構成し、中央側可動歯部が中央側凹部内で軸心を中心とする旋回運転して固定歯部とともに冷媒を圧縮する第2圧縮機構を構成する多段スクロール圧縮機である。
仕切り部と可動歯底面との間のクリアランスをδmidとし、固定歯部のうち第1圧縮機構を構成する第1固定歯部と可動歯底面との間のクリアランスをδ1stとし、固定歯部のうち第2圧縮機構を形成する第2固定歯部と可動歯底面との間のクリアランスをδ2ndとする。δmid、δ1st、δ2ndが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの少なくとも1つが成立する関係となっている。
第2の観点によれば、δmid、δ1st、δ2ndが、δmid=δ1st<δ2ndの関係を満たすようになっている。
これにより、仕切り部と可動歯底面との間のクリアランスを通して第1圧縮機構および第2圧縮機構の間で冷媒が漏れることをより一層抑制することができる。
第3の観点によれば、δmid、δ1st、δ2ndが、δmid=δ2nd<δ1stの関係を満たすようになっている。
これにより、仕切り部と可動歯底面との間のクリアランスを通して第1圧縮機構および第2圧縮機構の間で冷媒が漏れることをより一層抑制することができる。
第4の観点によれば、固定スクロールおよび可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、固定歯部が突出する向きを並び方向の一方側とし、固定スクロールは、第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を形成する固定スクロール素材を備える。
第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を構成する固定スクロール素材の各部位の並び方向の一方側の先端位置の違いでδmid、δ1st、δ2ndの関係が満たされている。
第5の観点によれば、固定スクロールおよび可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、固定歯部が突出する向きを並び方向の一方側とし、固定スクロールは、第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を形成する固定スクロール素材と、この固定スクロール素材のうち並び方向の一方側に膜状に形成されて第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を構成する膜部とを備える。
第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を構成する固定スクロール素材の各部位の並び方向の一方側の先端位置が同一であり、第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を構成する膜部の各部位の並び方向の寸法の違いでδmid、δ1st、δ2ndの関係が満たされている。
これにより、固定スクロールは、固定歯部および仕切り部を形成する固定スクロール素材と、この固定スクロール素材の表面に膜状に形成されている膜部とを備えるので、固定歯部および仕切り部の歯先の信頼性を更に高めることができる。
第6の観点によれば、固定スクロールおよび可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、固定歯部が突出する向きを並び方向の一方側とし、固定スクロールは、第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を形成する固定スクロール素材と、この固定スクロール素材のうち並び方向の一方側に膜状に形成されて第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を構成する膜部とを備える。
第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を構成する膜部の各部位の並び方向の寸法の違いと、第1固定歯部、仕切り部、第2固定歯部を構成する固定スクロール素材の各部位の並び方向の一方側の先端位置の違いとによってδmid、δ1st、δ2ndの関係が満たされている。
これにより、固定スクロールは、固定歯部および仕切り部を形成する固定スクロール素材と、この固定スクロール素材の表面に膜状に形成されている膜部とを備えるので、固定歯部および仕切り部の歯先の信頼性を更に高めることができる。
第7の観点によれば、固定スクロールおよび可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、固定歯部が突出する向きを並び方向の一方側とし、仕切り部、第1固定歯部、および第2固定歯部のうちいずれかの歯部のうち並び方向の一方側の端部には、並び方向の他方側に凹む凹部が設けられており、凹部に嵌め込まれて端部から可動歯底面側に凸となる凸部が設けられており、δmid、δ1st、δ2ndのうちいずれかの歯部に対応するクリアランスは、凸部と可動歯底面と間のクリアランスである。
第8の観点によれば、固定スクロールおよび可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、固定歯部が突出する向きを並び方向の一方側とし、仕切り部のうち並び方向の一方側の端部には、並び方向の他方側に凹む凹部が設けられている。凹部に嵌め込まれて端部から可動歯底面側に凸となるシール部材が設けられている。
第9の観点によれば、シール部材は、凹部の底面と可動歯底面との間で挟まれた状態で弾性変形した状態になっている。
1 冷凍サイクル
2 多段スクロール圧縮機
4 低段側圧縮機構
6 高段側圧縮機構
110、130 固定スクロール
120 可動スクロール
120a 可動歯底面
131 固定歯部
130b 固定歯底面
SL チップシール
2 多段スクロール圧縮機
4 低段側圧縮機構
6 高段側圧縮機構
110、130 固定スクロール
120 可動スクロール
120a 可動歯底面
131 固定歯部
130b 固定歯底面
SL チップシール
Claims (9)
- 固定歯底面(130b)と、渦巻き状に形成されている固定歯部(131)と、前記固定歯底面を底面とする凹状に形成されて前記固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている外周側凹部(130d)と、前記固定歯底面を底面とする凹状に形成されて、かつ前記外周側凹部に対して前記固定歯部の渦巻き方向の中央側に配置され、前記固定歯部に沿って渦巻き状に形成されている中央側凹部(130e)と、を備える固定スクロール(130)と、
可動歯底面(120a)と、前記可動歯底面から前記外周側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている外周側可動歯部(122)と、前記可動歯底面から前記中央側凹部内に突出して渦巻き状に形成されている中央側可動歯部(123)とを備える可動スクロール(120)とを備え、
前記固定歯部の相互間にて前記固定歯部を、軸心(S)を中心とする径方向に連結することにより、前記外周側凹部と前記中央側凹部とを仕切る仕切り部(BD)と、
前記外周側可動歯部が前記外周側凹部内で前記軸心を中心とする旋回運転して前記固定歯部とともに冷媒を圧縮する第1圧縮機構(4)を構成し、前記中央側可動歯部が前記中央側凹部内で前記軸心を中心とする旋回運転して前記固定歯部とともに冷媒を圧縮する第2圧縮機構(6)を構成する多段スクロール圧縮機であって、
前記仕切り部と前記可動歯底面との間のクリアランスをδmidとし、前記固定歯部のうち前記第1圧縮機構を構成する第1固定歯部(131a)と前記可動歯底面との間のクリアランスをδ1stとし、前記固定歯部のうち前記第2圧縮機構を形成する第2固定歯部(131b)と前記可動歯底面との間のクリアランスをδ2ndとしたとき、
δmid、δ1st、δ2ndが、δmid<δ1st、δmid<δ2ndの少なくとも1つが成立する関係となっている多段スクロール圧縮機。 - δmid、δ1st、δ2ndが、δmid=δ1st<δ2ndの関係を満たすようになっている請求項1に記載の多段スクロール圧縮機。
- δmid、δ1st、δ2ndが、δmid=δ2nd<δ1stの関係を満たすようになっている請求項1に記載の多段スクロール圧縮機。
- 前記固定スクロールおよび前記可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、前記固定歯部が突出する向きを前記並び方向の一方側とし、
前記固定スクロールは、前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を形成する固定スクロール素材(133)を備え、
前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を構成する前記固定スクロール素材の各部位の前記並び方向の一方側の先端位置の違いでδmid、δ1st、δ2ndの関係が満たされている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の多段スクロール圧縮機。 - 前記固定スクロールおよび前記可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、前記固定歯部が突出する向きを前記並び方向の一方側とし、
前記固定スクロールは、前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を形成する固定スクロール素材(133)と、この固定スクロール素材のうち前記並び方向の一方側に膜状に形成されて前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を構成する膜部(134)とを備え、
前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を構成する前記固定スクロール素材の各部位の前記並び方向の一方側の先端位置が同一であり、
前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を構成する前記膜部の各部位の前記並び方向の寸法の違いでδmid、δ1st、δ2ndの関係が満たされている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の多段スクロール圧縮機。 - 前記固定スクロールおよび前記可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、前記固定歯部が突出する向きを前記並び方向の一方側とし、
前記固定スクロールは、前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を形成する固定スクロール素材(133)と、この固定スクロール素材のうち前記並び方向の一方側に膜状に形成されて前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を構成する膜部(134)とを備え、
前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を構成する前記膜部の各部位の前記並び方向の寸法の違いと、前記第1固定歯部、前記仕切り部、前記第2固定歯部を構成する前記固定スクロール素材の各部位の前記並び方向の一方側の先端位置の違いとによってδmid、δ1st、δ2ndの関係が満たされている請求項1ないし3のいずれか1つに記載の多段スクロール圧縮機。 - 前記固定スクロールおよび前記可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、前記固定歯部が突出する向きを前記並び方向の一方側とし、
前記仕切り部、前記第1固定歯部、および前記第2固定歯部のうちいずれかの歯部のうち前記並び方向の一方側の端部(200)には、前記並び方向の他方側に凹む凹部(174)が設けられており、
前記凹部に嵌め込まれて前記端部から前記可動歯底面側に凸となる凸部(SL)が設けられており、
δmid、δ1st、δ2ndのうち前記いずれかの歯部に対応するクリアランスは、前記凸部と前記可動歯底面と間のクリアランスである請求項1ないし3のいずれか1つ記載の多段スクロール圧縮機。 - 前記固定スクロールおよび前記可動スクロールが並ぶ方向を並び方向としたとき、前記固定歯部が突出する向きを前記並び方向の一方側とし、
前記仕切り部のうち前記並び方向の一方側の端部(200)には、前記並び方向の他方側に凹む凹部(174)が設けられており、
前記凹部に嵌め込まれて前記端部から前記可動歯底面側に凸となるシール部材(SL)が設けられている請求項1ないし6のいずれか1つに記載の多段スクロール圧縮機。 - 前記シール部材は、前記凹部の底面と前記可動歯底面との間で挟まれた状態で弾性変形した状態になっている請求項8に記載の多段スクロール圧縮機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017214076A JP2019085912A (ja) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 多段スクロール圧縮機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017214076A JP2019085912A (ja) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 多段スクロール圧縮機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2019085912A true JP2019085912A (ja) | 2019-06-06 |
Family
ID=66762647
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2017214076A Pending JP2019085912A (ja) | 2017-11-06 | 2017-11-06 | 多段スクロール圧縮機 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2019085912A (ja) |
-
2017
- 2017-11-06 JP JP2017214076A patent/JP2019085912A/ja active Pending
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