JP2020118092A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和機、給湯器、冷蔵庫等の冷凍機器に用いられる、スクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor used for refrigeration equipment such as an air conditioner, a water heater, and a refrigerator.
空気調和機等の冷凍機器には、蒸発器で蒸発したガス冷媒を吸入し、凝縮器にて凝縮させるために必要な圧力までガス冷媒を圧縮して冷媒回路中に高温高圧のガス冷媒を送り出すスクロール圧縮機が使用されている。 Refrigerating equipment such as an air conditioner draws in the gas refrigerant evaporated in the evaporator, compresses the gas refrigerant to the pressure necessary to condense it in the condenser, and sends the high temperature and high pressure gas refrigerant into the refrigerant circuit. A scroll compressor is used.
このようなスクロール圧縮機では、固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの終端近くまで形成することで、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される一方の圧縮室の閉じ込み容積と、固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される他方の圧縮室の閉じ込み容積とを異ならせ、閉じ込み容積を最大化したものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In such a scroll compressor, the inner wall of the fixed spiral wrap of the fixed scroll is formed up to near the end of the orbiting scroll wrap of the orbiting scroll, so that the inner wall of the fixed spiral wrap and the outer wall of the orbiting spiral wrap are formed. It has been proposed that the confinement volume of the compression chamber and the confinement volume of the other compression chamber formed by the outer wall of the fixed spiral wrap and the inner wall of the swirl spiral wrap are made different to maximize the confinement volume. (For example, see Patent Document 1).
しかし、上記特許文献1記載のものは、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第1圧縮室の容積比が固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第2圧縮室の容積比より大きくなるため、離間時の第1圧縮室の圧力が第2圧縮室の圧力よりも高くなり、第1圧縮室から第2圧縮室へ冷媒が流入するため、圧力脈動が発生し性能を低減させるという課題があった。
However, in the device described in
本発明はこのような課題を解決したもので、離間時の圧力脈動を低減して高効率な運転を可能としたスクロール圧縮機の提供を目的としたものである。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a scroll compressor that reduces pressure pulsation during separation and enables highly efficient operation.
本発明は上記目的を達成するため、固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの終端近くまで形成することで、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第1圧縮室の閉じ込み容積を、固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第2圧縮室の閉じ込み容積より大きくしたスクロール圧縮機において、前記第1圧縮室の閉じ込み容積と第1圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第1圧縮室の容積比は、前記第2圧縮室の閉じ込み容積と第2圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第2圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくした構成としてある。 In order to achieve the above object, the present invention forms the inner wall of the fixed spiral wrap of the fixed scroll up to near the end of the orbiting scroll wrap of the orbiting scroll, thereby forming the inner wall of the fixed spiral wrap and the outer wall of the orbiting spiral wrap. In the scroll compressor, the closed volume of the first compression chamber is larger than the closed volume of the second compression chamber formed by the outer wall of the fixed spiral wrap and the inner wall of the swirling spiral wrap. The volume ratio of the first compression chamber, which is the ratio of the volume of the compression chamber to the volume of the compression chamber that can be discharged from the first compression chamber, is the compression volume of the second compression chamber and the volume of the compression chamber that can discharge from the second compression chamber. The volume ratio of the second compression chamber is equal to or smaller than the volume ratio of the second compression chamber.
これにより、第1圧縮室の容積比と第2圧縮室の容積比の差がなくなる若しくは少なくなるため、離間時の圧力脈動を低減することができる。 This eliminates or reduces the difference between the volume ratio of the first compression chamber and the volume ratio of the second compression chamber, so that pressure pulsation at the time of separation can be reduced.
本発明によれば、第1圧縮室の容積比と第2圧縮室の容積比の差がなくなる若しくは少なくなるため、離間時の圧力脈動を低減することができ、高効率化することができる。 According to the present invention, since the difference between the volume ratio of the first compression chamber and the volume ratio of the second compression chamber is eliminated or reduced, the pressure pulsation at the time of separation can be reduced and the efficiency can be improved.
本発明の第1の実施の形態によるスクロール圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記圧縮機構部と電動機構部を収容し、底部に潤滑油を貯留する貯油部を有した密閉容器とを備え、前記圧縮機構部は、固定スクロールと、旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回駆動する回転軸とを有し、前記固定スクロールは、円板状の固定スクロール鏡板と、前記固定スクロール鏡板に立設した固定渦巻きラップとを備え、前記旋回スクロールは、円板状の旋回スクロール鏡板と、前記旋回スクロール鏡板のラップ側端面に立設した旋回渦巻きラップとを備え、前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとを相互に噛み合わせて、前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとの間に複数の圧縮室を形成し、且つ、前記固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの終端近くまで形成して、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第1圧縮室の閉じ込み容積を、固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第2圧縮室の閉じ込み容積よりも大きくしたスクロール圧縮機であって、
前記第1圧縮室の閉じ込み容積と第1圧縮室が吐出可能となる第1圧縮室容積の比である容積比は前記第2圧縮室の閉じ込み容積と第2圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第2圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくした構成としてある。
A scroll compressor according to a first embodiment of the present invention accommodates a compression mechanism section that compresses a refrigerant, an electric mechanism section that drives the compression mechanism section, the compression mechanism section and the electric mechanism section, and a bottom section. A hermetic container having an oil storage section for storing lubricating oil is provided, the compression mechanism section has a fixed scroll, an orbiting scroll, and a rotary shaft for orbitally driving the orbiting scroll, and the fixed scroll is a circle. A plate-shaped fixed scroll end plate and a fixed spiral wrap standing on the fixed scroll end plate are provided, and the orbiting scroll is a disc-shaped orbiting scroll end plate, and a swivel standing on the wrap side end surface of the orbiting scroll end plate. A spiral wrap, wherein the fixed spiral wrap and the orbiting spiral wrap are intermeshed with each other to form a plurality of compression chambers between the fixed spiral wrap and the swirling spiral wrap, and The inner wall of the fixed scroll wrap is formed up to near the end of the swirl scroll wrap of the orbiting scroll, and the confined volume of the first compression chamber formed by the inner wall of the fixed scroll wrap and the outer wall of the swirl scroll wrap is fixed. A scroll compressor having a closed volume larger than that of a second compression chamber formed by the outer wall of the second compression chamber and the inner wall of the swirling spiral wrap,
The volume ratio, which is the ratio of the closed volume of the first compression chamber and the volume of the first compression chamber that allows the first compression chamber to discharge, allows the closed volume of the second compression chamber and the second compression chamber to discharge. It is configured to be equal to or smaller than the volume ratio of the second compression chamber, which is the volume ratio of the compression chamber.
本実施の形態の構成によれば、第1圧縮室の容積比と第2圧縮室の容積比の差がなくなる若しくは少なくなるため、離間時の圧力脈動を低減することができる。 According to the configuration of the present embodiment, the difference between the volume ratio of the first compression chamber and the volume ratio of the second compression chamber is eliminated or reduced, so that the pressure pulsation at the time of separation can be reduced.
本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態によるスクロール圧縮機において、固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁曲線の開始点の伸開角を旋回スクロールの旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始点の伸開角と等しく若しくは大きくしたものである。 The second embodiment of the present invention is the scroll compressor according to the first embodiment, wherein the expansion angle of the starting point of the inner wall curve of the fixed spiral wrap of the fixed scroll is set to the inner wall curve of the orbiting scroll wrap of the orbiting scroll. It is equal to or larger than the extension angle of the starting point.
本実施の形態によれば、固定スクロールの渦巻きラップの巻き始め部のラップ厚さを大きくすることができるため、強度を上げ信頼性を向上させることができる。 According to the present embodiment, the wrap thickness of the winding start portion of the spiral wrap of the fixed scroll can be increased, so that the strength can be increased and the reliability can be improved.
本発明の第3の実施の形態は、第1の実施形態か第2の実施の形態のいずれかの実施の形態によるスクロール圧縮機において、圧縮工程中の圧縮室に、中間圧力の冷媒を流入させるインジェクションポートを設け、冷媒インジェクション量は、第1圧縮室の方が第2圧縮室より大きく若しくは等しくなるようにしたものである。 The third embodiment of the present invention is a scroll compressor according to any one of the first embodiment and the second embodiment, in which a medium pressure refrigerant flows into a compression chamber during a compression process. The injection port is provided so that the refrigerant injection amount in the first compression chamber is larger or equal to that in the second compression chamber.
本実施の形態によれば、離間時の圧力脈動を抑えつつ冷媒インジェクションによる冷媒循環量増加の効果を得ることができる。 According to the present embodiment, it is possible to obtain the effect of increasing the refrigerant circulation amount by the refrigerant injection while suppressing the pressure pulsation at the time of separation.
本発明の第4の実施の形態は、第3の実施形態によるスクロール圧縮機であって、旋回スクロールの背面に高圧領域と中圧領域を形成して、旋回スクロールをその背面から高圧領域と任意の圧縮室から導いた中圧領域の荷重で印加する構成とし、前記中圧領域は第2圧縮室のみと連通する構成としたものである。 The fourth embodiment of the present invention is a scroll compressor according to the third embodiment, wherein a high pressure region and a medium pressure region are formed on the back surface of the orbiting scroll, and the orbiting scroll is arbitrarily arranged from the back surface to the high pressure region. In the configuration, the load is applied by the intermediate pressure region introduced from the compression chamber, and the intermediate pressure region communicates only with the second compression chamber.
本実施の形態によれば、冷媒インジェクション有無による固定スクロールへの旋回スクロールの押し付け荷重の変動を低減することができるため、安定した運転状態を保つことができる。 According to the present embodiment, it is possible to reduce the fluctuation in the pressing load of the orbiting scroll against the fixed scroll due to the presence or absence of refrigerant injection, and thus it is possible to maintain a stable operating state.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
(実施の形態1)
図1は実施の形態1におけるスクロール圧縮機の縦断面図、図2は圧縮機構部の要部拡大断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a vertical sectional view of a scroll compressor according to a first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of a compression mechanism portion.
密閉容器1内には、冷媒を圧縮する圧縮機構部10と、圧縮機構部10を駆動する電動機構部20とが配置されている。
A
密閉容器1は、上下方向に沿って延びる円筒状に形成された胴部1aと、胴部1aの上部開口を塞ぐ上蓋1cと、胴部1aの下部開口を塞ぐ下蓋1bとで構成されている。
The closed
密閉容器1には、圧縮機構部10に冷媒を導入する冷媒吸込管2と、圧縮機構部10にて圧縮された冷媒を密閉容器1の外に吐出する冷媒吐出管3とを設けている。
The closed
圧縮機構部10は、固定スクロール11と、旋回スクロール12と、旋回スクロール12を旋回駆動する回転軸13とを有している。
The
電動機構部20は、密閉容器1に固定されたステータ21と、ステータ21の内側に配置されたロータ22とを備える。ロータ22には上記回転軸13が固定されており、回転軸13の上端には、回転軸13に対して偏心した偏心軸13aが形成されている。偏心軸13aには、偏心軸13aの上面に開口する凹部によってオイル溜まりを形成している。
The
固定スクロール11及び旋回スクロール12の下方には、固定スクロール11及び旋回スクロール12を支持する主軸受30が設けられている。主軸受30には、回転軸13を軸支する軸受部31と、ボス収容部32とが形成されている。主軸受30は、密閉容器1に溶接や焼き嵌めによって固定される。
Below the
固定スクロール11は、円板状の固定スクロール鏡板11aと、固定スクロール鏡板11aに立設した渦巻状の固定渦巻きラップ11bと、固定渦巻きラップ11bの周囲を取り囲むように立設した外周壁部11cとを備え、固定スクロール鏡板11aの略中心部に吐出ポート14が形成されている。
The
旋回スクロール12は、円板状の旋回スクロール鏡板12aと、旋回スクロール鏡板12aのラップ側端面に立設した旋回渦巻きラップ12bと、旋回スクロール鏡板12aの反ラップ側端面に形成した円筒状のボス部12cとを備えている。
The orbiting
固定スクロール11の固定渦巻きラップ11bと旋回スクロール12の旋回渦巻きラップ12bとは相互に噛み合わされ、固定渦巻きラップ11bと旋回渦巻きラップ12bとの間に複数の圧縮室15が形成される。
The fixed
ボス部12cは、旋回スクロール鏡板12aの略中央に形成され、前記偏心軸13aに挿入した状態でボス収容部32に収容されている。
The
固定スクロール11は、外周壁部11cで複数本のボルトを用いて主軸受30に固定される。一方、旋回スクロール12は、オルダムリングなどの自転拘束部材17を介して固定スクロール11に支持されている。旋回スクロール12の自転を拘束する自転拘束部材17は、固定スクロール11と主軸受30との間に設けている。これにより、旋回スクロール12は、固定スクロール11に対して、自転しないで旋回運動をする。
The
密閉容器1の底部には、潤滑油を貯留する貯油部4が形成されており、回転軸13は、その下端部13bが密閉容器1の下部に配置された副軸受18に軸支されている。
An
回転軸13の下端には容積型のオイルポンプ5を設けている。オイルポンプ5は、その吸い込み口が貯油部4内に存在するように配置されている。オイルポンプ5は、回転軸13によって駆動され、密閉容器1の底部に設けられた貯油部4にある潤滑油を、圧力条件や運転速度に関係なく、確実に吸い上げることができ、オイル切れの心配が解消される。
A positive displacement oil pump 5 is provided at the lower end of the
回転軸13には、回転軸13の下端部13bから偏心軸13aに至る回転軸オイル供給孔13cが形成されている。
The
オイルポンプ5で吸い上げた潤滑油は、回転軸13内に形成している回転軸オイル供給孔13cを通じて、副軸受18の軸受、軸受部31、ボス部12c内に供給される。
The lubricating oil sucked up by the oil pump 5 is supplied to the bearing of the auxiliary bearing 18, the bearing portion 31, and the
冷媒吸込管2から吸入される冷媒は、吸入ポート15aから圧縮室15に導かれる。圧縮室15は、外周側から中央部に向かって容積を縮めながら移動し、圧縮室15で所定の圧力に到達した冷媒は、固定スクロール11の中央部に設けた吐出ポート14から吐出室6に吐出される。吐出ポート14には吐出リード弁を設けている。圧縮室15で所定の圧力に到達した冷媒は、吐出リード弁を押し開いて吐出室6に吐出される。吐出室6に吐出された冷媒は、密閉容器1内上部に導出され、冷媒吐出管3から吐出される。
The refrigerant sucked from the refrigerant suction pipe 2 is guided to the
本実施形態によるスクロール圧縮機は、ボス収容部32を高圧領域Aとし、自転拘束部材17を配置する旋回スクロール12の外周部を中間圧領域Bとして、旋回スクロール12の背面から高圧領域Aと中間圧領域Bの荷重を印加することで旋回スクロール12を固定スクロール11に押しつけている。
In the scroll compressor according to the present embodiment, the
偏心軸13aは、旋回軸受13dを介して、ボス部12cに旋回駆動可能に挿入されている。偏心軸13aの外周面にはオイル溝13eが形成されている。
The
旋回スクロール鏡板12aのスラスト力を受ける主軸受30のスラスト面には、リング状のシール部材33を設けている。シール部材33はボス収容部32の外周に配置している。
A ring-shaped
密閉容器1内は、吐出室6に吐出される冷媒と同じ高圧の冷媒で満たされ、回転軸オイル供給孔13cは、偏心軸13aの上端に開口しているため、ボス部12c内は吐出冷媒と同等の高圧領域Aとなる。
The
回転軸オイル供給孔13cを通ってボス部12c内に導入された潤滑油は、偏心軸13aの外周面に形成されたオイル溝13eによって旋回軸受13d及びボス収容部32に供給される。ボス収容部32の外周にはシール部材33を設けているので、ボス収容部32は高圧領域Aとなる。
The lubricating oil introduced into the
旋回スクロール鏡板12aには、ボス部12c内に形成した第1オイル導入孔51と中間圧領域Bに間欠的に開口する第1オイル導出孔52と、第1オイル導入孔51と第1オイル導出孔52とを連通する第1鏡板オイル連通路53とを設けている。
In the orbiting scroll
また、旋回スクロール鏡板12aには、中間圧領域Bに間欠的に開口する第2オイル導入孔61と、圧縮室15に開口する第2オイル導出孔62と、第2オイル導入孔61と第2オイル導出孔62とを連通する第2鏡板オイル連通路63とを設けている。第2オイル導入孔61は、旋回スクロール鏡板12aの上面に形成している。
Further, in the orbiting
このように、旋回スクロール12に、中間圧領域Bと圧縮室を間欠的に連通する第2オイル導出孔62を形成することで、圧縮室15の中間圧を中間圧領域Bに導き、様々な運転条件でも、必要最小限の荷重で旋回スクロール12を固定スクロール11に押し付けることができる。よって、圧縮機の摩擦損失を低減しつつ、旋回スクロール12が固定スクロール11から離反することを防止でき、圧縮室15の気密性を高めることができる。
As described above, by forming the second oil lead-
図3は、同スクロール圧縮機の旋回運動に伴う、圧縮室の容積変化を示す図で、固定スクロール11に旋回スクロール12を噛み合わせ、旋回スクロール12の背面から見た状態である。図3(b)は、図3(a)から90度回転が進んだ状態、図3(c)は、図3(b)から更に90度回転が進んだ状態、図3(d)は、図3(c)から更に90度回転が進んだ状態を示している。
FIG. 3 is a diagram showing a change in volume of the compression chamber due to the orbiting motion of the scroll compressor, and is a state viewed from the back surface of the orbiting
固定スクロール11と旋回スクロール12とにより形成される圧縮室15として、旋回渦巻きラップ12bの外壁側には第1圧縮室15Aが形成され、旋回渦巻きラップ12bの内壁側には第2圧縮室15Bが形成される。
As the
図3に示すように、固定スクロール11と旋回スクロール12を噛み合わせた状態で、固定渦巻きラップ11bの外周端部11beを旋回渦巻きラップ12bの外周端部12beと同等まで延長することで、第1圧縮室15Aの冷媒を閉じ込める位置と第2圧縮室15Bの冷媒を閉じ込める位置とは、略180度ずらしている。
As shown in FIG. 3, in the state where the fixed
図3(a)に示す状態が第1圧縮室15Aの冷媒を閉じ込める位置であり、図3(c)に示す状態が第2圧縮室15Bの冷媒を閉じ込める位置である。
The state shown in FIG. 3A is the position where the refrigerant in the
図3(a)に示す状態では、3つの第1圧縮室15Aが形成されており、最外周に位置する第1圧縮室15A1は冷媒を閉じ込めた直後の低圧状態であり、第1圧縮室15A1より内周側に形成された第1圧縮室15A2は中間圧状態であり、更に内周側に形成された第1圧縮室15A3は吐出前の高圧状態である。なお、図3(a)では第2圧縮室15Bの符号は省略している。
In the state shown in FIG. 3A, three
図3(c)に示す状態では、3つの第2圧縮室15Bが形成されており、最外周に位置する第2圧縮室15B1は冷媒を閉じ込めた直後の低圧状態であり、第2圧縮室15B1より内周側に形成された第2圧縮室15B2は中間圧状態であり、第更に内周側に形成された第2圧縮室15B3は吐出状態にある高圧状態である。
In the state shown in FIG. 3C, three
図3(a)に示す第1圧縮室15A1が第1圧縮室15Aの閉じ込み容積であり、図3(c)に示す第2圧縮室15B1が第2圧縮室15Bの閉じ込み容積であり、第1圧縮室15Aの冷媒を閉じ込める位置と第2圧縮室15Bの冷媒を閉じ込める位置とを180度ずらすことで、第1圧縮室15Aの吸入容積を第2圧縮室15Bの吸入容積よりも大きくしている。
The first compression chamber 15A1 shown in FIG. 3(a) is the closed volume of the
これにより、吸入容積を最大にできるためラップ高さを低く設定することができる。 As a result, the suction volume can be maximized and the wrap height can be set low.
以上のような構成を持つスクロール圧縮において、更に本実施の形態のスクロール圧縮機は、第1圧縮室15Aの閉じ込み容積V1Sと、第1圧縮室15Aが吐出可能となる時の第1圧縮室15Aの容積V1Dの比である第1圧縮室の容積比をV1S/V1Dとし、第2圧縮室15Bの閉じ込み容積V2Sと、第2圧縮室15Bが吐出可能となる時の第2圧縮室15Bの容積V2Dの比である第2圧縮室の容積比をV2S/V2Dとしたとき、V1S/V1D≦V2S/V2Dの関係を満たす構成としてある。
In the scroll compressor having the above-described configuration, the scroll compressor according to the present embodiment further includes the
つまり、第1圧縮室15Aの閉じ込み容積と第1圧縮室15Aが吐出可能となる圧縮室の容積の比である第1圧縮室の容積比は、第2圧縮室15Bの閉じ込み容積と第2圧縮室15Bが吐出可能となる圧縮室の容積の比である第2圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくした構成としてある。
That is, the volume ratio of the first compression chamber, which is the ratio of the closed volume of the
なお、ここでの吐出可能とは、圧縮室15が吐出ポート14と連通することである。
The term “dischargeable” here means that the
このように構成したことによって、離間時の第1圧縮室15Aと第2圧縮室15Bの圧力差を低減することができる。よって離間時の圧力脈動を低減することができ、圧縮機の効率を高めることができる。 また、VRFなどの大型の業務用空調機では、年間運転時間の大半を低負荷率での運転で占めている。そのため、従来のスクロール圧縮機では、低負荷率での運転時に閉じ込み容積の大きい第1圧縮室15Aで、過圧縮が発生し損失が発生していた。
With this configuration, the pressure difference between the
しかしながら本実施のスクロール圧縮機によれば、上記した如く第1圧縮室15Aの容積比を第2圧縮室15Bの容積比と同じ若しくは小さくしているため、第1圧縮室15Aの過圧縮を低減することができ、年間を通して高い効率を維持することができる。
However, according to the scroll compressor of the present embodiment, the volume ratio of the
また本実施形態のスクロール圧縮機は、第1圧縮室15Aにおける吸入閉じ込み位置と、第2圧縮室15Bにおける吸入閉じ込み位置とを、吸入部近傍に設けている。これにより、吸入冷媒通路を最短化でき、受熱損失を低減することができる。
Further, the scroll compressor of the present embodiment is provided with a suction closed position in the
図4(a)は本実施形態の固定渦巻きラップの中心部の拡大図、図4(b)は、本実施形態とは異なり、固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも小さくした固定渦巻きラップの中心部の拡大図である。 4A is an enlarged view of the central portion of the fixed spiral wrap of the present embodiment, and FIG. 4B is different from the present embodiment, in which the starting expansion angle of the inner wall curve of the fixed spiral wrap of the swirl spiral wrap is changed. It is an enlarged view of the central part of the fixed spiral wrap made smaller than the starting expansion angle of an inner wall curve.
本実施形態のスクロール圧縮機は、更に、その固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロール12の旋回渦巻きラップの終端近くまで形成し、第1圧縮室15Aの容積を第2圧縮室15Bの容積より大きくしつつ、第1圧縮室15Aの容積比を第2圧縮室15Bの容積比よりも小さく若しくは等しくすべく固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも大きくしている。
In the scroll compressor of the present embodiment, the inner wall of the fixed spiral wrap is further formed up to near the end of the swirl spiral wrap of the orbiting
このように構成、すなわち図4(a)に示すように固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも大きくすることによって、固定スクロール11の渦巻きラップの巻き始め部のラップ厚さを厚くすることができる。渦巻きラップの巻き始め部は、最もラップ間の圧力差が大きく、ラップ折れが発生しやすい場所であるため、本実施形態のように巻き初め部のラップ厚さを厚くすることは、その強度を高め、信頼性向上に大きく貢献する。 As described above, that is, by making the starting expansion angle of the inner wall curve of the fixed spiral wrap larger than the starting expansion angle of the inner wall curve of the swirling spiral wrap as shown in FIG. The wrap thickness of the wrapping start portion can be increased. Since the pressure difference between the wraps is the largest at the winding start portion of the spiral wrap and the wrap breakage is likely to occur, increasing the wrap thickness at the winding start portion as in the present embodiment reduces the strength. It greatly enhances reliability and improves reliability.
図5は、上記実施の形態1に係るスクロール圧縮機を用いて構成した冷凍サイクル装置である。図5に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機91、凝縮器92、蒸発器93、減圧器94、インジェクション管95、気液分離器96を備えている。
FIG. 5 is a refrigeration cycle device configured using the scroll compressor according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, the refrigeration cycle device of this embodiment includes a
気液分離器96は、凝縮器92の中で凝縮した冷媒が減圧器94で減圧し、一部の蒸発したガス冷媒と液冷媒を分離する。液冷媒は、更に減圧器94を通り、低圧冷媒となって蒸発器93へと導かれる。一方、気液分離器96で分離されたガス冷媒は、インジェクション管95を通り、圧縮機91内の中間圧室へと導かれる。上記インジェクション管95には閉塞弁や減圧器を設け、インジェクション圧力を調整、停止する用にしても良い。
In the gas-
減圧器94にて更に低圧まで減圧され蒸発器93へと送り込まれた冷媒は、熱交換によって液冷媒が蒸発し、ガス冷媒もしくは一部液冷媒が混じったガス冷媒として排出される。蒸発器93から排出された冷媒は圧縮機91の冷媒吸込管2へと導かれて、圧縮機内部の圧縮機構部に取り込まれる。
The refrigerant that has been further reduced in pressure to a low pressure by the
気液分離器96で分離される冷媒のガスおよび液冷媒の比率は、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差が大きいほどガス成分が多くなる。
Regarding the ratio of the refrigerant gas and the liquid refrigerant separated in the gas-
以上のように作動する冷凍サイクル装置に用いた本実施形態のスクロール圧縮機は、中間圧力の冷媒をインジェクションするためのインジェクションポート54を、図3に示すように、固定スクロール11の鏡板に1つ以上設け、そのインジェクションポート54は、第1圧縮室15Aおよび第2圧縮室15Bへ順次開口してインジェクション冷媒を送り込む位置に設けており、且つ、インジェクションポート54の開口開始時はいずれの圧縮室も閉じ込み後の圧縮工程中となる位置に設けている。
The scroll compressor of the present embodiment used in the refrigeration cycle apparatus that operates as described above has one
これにより、冷媒循環量を増加することができるとともに、インジェクション冷媒が吸入管まで逆流することなく圧縮されるため、効率低下することなく、高効率なインジェクション運転が可能となる。 As a result, the refrigerant circulation amount can be increased, and the injection refrigerant is compressed without flowing backward to the suction pipe, so that highly efficient injection operation can be performed without lowering the efficiency.
また本実施形態のスクロール圧縮機では、第1圧縮室15Aへのインジェクション冷媒量を第2圧縮室15Bへのインジェクション冷媒量よりを多く若しくは等しくしている。
Further, in the scroll compressor of the present embodiment, the amount of injection refrigerant into the
具体的には、インジェクションポート54は第1圧縮室15Aへの開口区間が第2圧縮室15Bへの開口区間に対して長く開口する位置に設けている。
Specifically, the
ここで、圧縮室へ中間圧力の冷媒をインジェクションすることで、圧縮室内の圧力は上昇するが、本実施形態のスクロール圧縮機では、前述の通り、第1圧縮室15Aの容積比を第2圧縮室15Bの容積比よりも小さく若しくは等しくし、さらに圧縮室へ供給する冷媒インジェクション量を第1圧縮室15Aの方が第2圧縮室15Bより多く若しくは等しくしているので、冷媒インジェクション運転時においても、離間時の第1圧縮室15Aの圧力と第2圧縮室15Bの圧力差を小さくし、圧力脈動を低減することができる。
Here, by injecting the intermediate pressure refrigerant into the compression chamber, the pressure in the compression chamber rises. However, in the scroll compressor of the present embodiment, as described above, the volume ratio of the
なお、各圧縮室へのインジェクション量については、各圧縮室にそれぞれに開口するインジェクションポート54と第1圧縮室15Aにのみに開口するインジェクションポート54を設けることで調整しても良い。
The amount of injection into each compression chamber may be adjusted by providing an
また本実施形態のスクロール圧縮機では、中間圧領域Bと間欠的に連通する圧縮室は第2圧縮室15Bのみとしている。これにより、安定した運転状態を保つことができる。
Further, in the scroll compressor of the present embodiment, only the
すなわち、第2圧縮室15Bはインジェクション運転時の冷媒インジェクション量が第1圧縮室15Aより少ないため、インジェクション運転時とインジェクション無し運転時とでは旋回スクロール12を固定スクロール11に押し付ける荷重の変動が大きくなるが、前述の如く第2圧縮室15Bのみ完結的に中間圧領域Bを連通させれば旋回スクロール12を固定スクロール11に押し付ける荷重の変動が小さくなり、安定した運転を実現することができる。
That is, the
なお、本発明の冷媒には、R32、二酸化炭素、又は炭素間に二重結合を有する冷媒を用いることができる。 The refrigerant of the present invention may be R32, carbon dioxide, or a refrigerant having a double bond between carbons.
本発明のスクロール圧縮機は、圧力脈動を低減して高効率化することができるので、温水暖房装置、空気調和装置、給湯器、又は冷凍機などの冷凍サイクル装置に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY Since the scroll compressor of the present invention can reduce pressure pulsation and improve efficiency, it is useful for a refrigeration cycle device such as a hot water heating device, an air conditioner, a water heater, or a refrigerator.
1 密閉容器
2 冷媒吸込管
3 冷媒吐出管
4 貯油部
5 オイルポンプ
6 吐出室
10 圧縮機構部
11 固定スクロール
11b 固定渦巻きラップ
12 旋回スクロール
12b 旋回渦巻きラップ
13 回転軸
13a 偏心軸
13b 下端部
13c 回転軸オイル供給孔
13d 旋回軸受
13e オイル溝
14 吐出ポート
15 圧縮室
15A 第1圧縮室
15B 第2圧縮室
17 自転拘束部材
18 副軸受
20 電動機構部
21 ステータ
22 ロータ
30 主軸受
31 軸受部
32 ボス収容部
51 第1オイル導入孔
52 第1オイル導出孔
53 第1鏡板オイル連通路
54 インジェクションポート
61 第2オイル導入孔
62 第2オイル導出孔
63 第2鏡板オイル連通路
71 高圧連通路
72 高圧開口部
73 バランスバルブ
91 圧縮機
92 凝縮器
93 蒸発器
94 減圧器
95 インジェクション管
96 気液分離器
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記圧縮機構部は、固定スクロールと、旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回駆動する回転軸とを有し、
前記固定スクロールは、円板状の固定スクロール鏡板と、前記固定スクロール鏡板に立設した固定渦巻きラップとを備え、
前記旋回スクロールは、円板状の旋回スクロール鏡板と、前記旋回スクロール鏡板のラップ側端面に立設した旋回渦巻きラップとを備え、
前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとを相互に噛み合わせて、前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとの間に複数の圧縮室を形成し、且つ、
前記固定渦巻きラップの内壁を、前記旋回渦巻きラップの終端近くまで形成して、前記固定渦巻きラップの内壁と前記旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第1圧縮室の閉じ込み容積を、前記固定渦巻きラップの外壁と前記旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第2圧縮室の閉じ込み容積よりも大きくしたスクロール圧縮機であって、
前記第1圧縮室の前記閉じ込み容積と前記第1圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第1圧縮室の容積比を、前記第2圧縮室の前記閉じ込み容積と前記第2圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第2圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくしたことを特徴とするスクロール圧縮機。 A compression mechanism part for compressing a refrigerant, an electric mechanism part for driving the compression mechanism part, and a closed container having an oil storage part for accommodating the compression mechanism part and the electric mechanism part and storing a lubricating oil at a bottom part. ,
The compression mechanism unit has a fixed scroll, an orbiting scroll, and a rotating shaft that orbitally drives the orbiting scroll,
The fixed scroll comprises a disk-shaped fixed scroll end plate, and a fixed spiral wrap standing on the fixed scroll end plate,
The orbiting scroll comprises a disc-shaped orbiting scroll end plate, and an orbiting spiral wrap standing on the wrap side end surface of the orbiting scroll end plate,
The fixed spiral wrap and the swirl spiral wrap are meshed with each other to form a plurality of compression chambers between the fixed spiral wrap and the swirl spiral wrap, and
The inner wall of the fixed spiral wrap is formed up to near the end of the swirl spiral wrap, and the confined volume of the first compression chamber formed by the inner wall of the fixed spiral wrap and the outer wall of the swirl spiral wrap is fixed. A scroll compressor having a volume larger than a closed volume of a second compression chamber formed by an outer wall of a spiral wrap and an inner wall of the swirl wrap,
The volume ratio of the first compression chamber, which is the ratio of the closed volume of the first compression chamber to the volume of the compression chamber in which the first compression chamber can be discharged, is defined by the closed volume of the second compression chamber and the volume ratio of the second compression chamber. A scroll compressor characterized by being equal to or smaller than the volume ratio of the second compression chamber, which is the ratio of the volumes of the compression chambers in which the second compression chamber can discharge.
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JPH09151865A (en) * | 1995-12-04 | 1997-06-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Scroll fluid machine |
JP2000161257A (en) * | 1998-11-20 | 2000-06-13 | Fujitsu General Ltd | Scroll compressor |
WO2018096823A1 (en) * | 2016-11-24 | 2018-05-31 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Asymmetrical scroll compressor |
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- 2019-01-24 JP JP2019010001A patent/JP6994680B2/en active Active
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