JP4379945B2

JP4379945B2 - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP4379945B2
Application number: JP11154999A
Authority: JP
Inventors: 誠荒木; 正樹藤野; 順也田中; 基信古川
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 1999-04-20
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2019-04-20
Also published as: JP2000303969A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機に係り、詳しくは旋回スクロール背面に設けたスラスト板の背面に中間圧を導入し、固定スクロール側へ均一なスラスト力を発生し、旋回スクロールの挙動を安定することができる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクロール圧縮機について、その縦断面図である図７、及びその要部拡大断面図である図８を用いて説明する。
スクロール圧縮機は、密閉容器21内に電動機22と圧縮部23が配置され、圧縮部23は固定スクロール24、旋回スクロール26、メインフレーム27、オルダムリング28、クランク軸29、偏心軸受30、シャフト31により主に構成されている。
この構成において、固定スクロール鏡板24a に渦捲き状の固定スクロールラップ24b を一体に形成し、メインフレーム27に固着した固定スクロール24と、旋回スクロール鏡板26a に渦捲き状の旋回スクロールラップ26b と背面に旋回駆動軸26c を一体に形成した旋回スクロール26とを旋回スクロールラップ26b を内側にして噛み合わせ複数の圧縮室25を形成している。
【０００３】
電動機22が回転すると、メインフレーム27に装着したシャフト31の上部に形成した偏心軸受30を介して、旋回駆動軸26c によって旋回スクロール26をオルダムリング28で自転を防止しながら旋回運動をさせる。
旋回スクロール26の旋回運動によって吸入管32から圧縮部23に吸入された低圧冷媒は圧縮室25の外周部から中心部へ順次移動しながら圧縮され高圧冷媒となり、吐出口33から吐出室34、連通路35通して吐出管36から機外に送出される。
【０００４】
また、圧縮室25の中心部で上昇した冷媒圧によって旋回スクロール26を押し上げる離脱力が作用し、固定スクロール鏡板24a と旋回スクロールラップ26b 及び旋回スクロール鏡板26a と固定スクロールラップ24b の間に隙間ができガス漏れを生じて圧縮効率が低下するのを防ぐために、旋回スクロール鏡板26a の背面中央部とクランク軸29の上面の間に高圧冷媒を導き高圧部37を設ける一方、背面外周部に低圧の背圧室38を設け、その途中に前記高圧冷媒の漏れ防止のチップシール39を前記メインフレーム27の圧接面に設けて、これを前記旋回スクロールの背面に押しつけることにより、高圧冷媒によるスラスト力によって離脱力に対抗して圧縮室25の気密性を保持している。
【０００５】
しかしながら、吸込側と吐出側の冷媒圧力がほぼ等しい状態の運転開始時には、先ず圧縮室25の圧力が上がり、次いで吐出室34から密閉容器内の圧力が上がっていくので機体内の圧力バランスがとれていない。
このとき、旋回駆動軸26c に作用するクランク軸29から伝達される旋回力は、旋回半径方向に旋回スクロールラップ26b を押しつける力と直交して回転する力に分力され、この押しつける力の反作用点が圧縮室25を構成する旋回スクロールラップ26b となり、作用点（右向き矢印）と反作用点（左向き矢印）が旋回駆動軸の軸方向に離れるため、旋回鏡板26a にねじれモーメントが作用し傾きを生じることになる。
【０００６】
このため、旋回スクロール鏡板26a に揺動現象を生じて圧縮室にガス漏れを生じて圧縮効率が低下すると同時に、それぞれの摺動部に異常な摺動がおこり、前記チップシール39の偏摩耗を発生する問題があった。
また、揺動現象を押さえるスラスト力は高圧部37の高圧加重のかかる面積に依存し、大きすぎては旋回スクロールの揺動に対して機械的損失を発生させる問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、旋回スクロール背面に設けたスラスト板の背面に中間圧を導入し、固定スクロール側へ均一なスラスト力を発生し、旋回スクロールの揺動を安定でき、ラップ先端の軸方向隙間を常に均等に狭めることができるスクロール圧縮機を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためなされたもので、密閉容器内に電動機と圧縮部を配置し、同圧縮部を、鏡板に渦捲き状のラップを有する固定スクロールと、同固定スクロールと互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成する旋回スクロールと、同旋回スクロールをスラスト受面を形成して摺動自在に支持するメインフレームと、前記旋回スクロールをその自転を阻止しながら公転旋回をさせるオルダムリングと、前記圧縮部にガスを吸入する吸入室を備え、スクロールの中心方向に移動するに従って容積を縮小するように前記両スクロールの相対運動により吸入ガスを圧縮してなるスクロール圧縮機において、
前記旋回スクロールの鏡板背面と前記メインフレーム間に、上下に移動可能な環状のスラスト板を設け、同スラスト板と前記メインフレーム間に背圧室を形成するとともに、前記旋回スクロールの鏡板背面に対向する前記スラスト板に、前記オルダムリングを収容する環状のオルダムリング室を設ける一方、前記スラスト板および前記旋回スクロール鏡板に、前記圧縮室と前記背圧室を連通する第一ガス導入孔および第二ガス導入孔をそれぞれ設け、前記スラスト板の前記オルダムリング室外周に、外側に向かう外溝を設けて、前記吸入室と前記オルダムリング室を連通し、前記背圧室に前記圧縮ガスを導入するとともに、前記オルダムリング室に前記吸入室の吸入ガスを導入した構成となっている。
【０００９】
また、背圧室の圧力を中間圧とした構成となっている。
【００１０】
また、前記スラスト板の内周面および外周面と前記メインフレーム間に、シール材をそれぞれ設けた構成となっている。
【００１１】
また、前記スラスト板の前記旋回スクロールの鏡板背面に対向する側に、環状溝を形成し、同環状溝にリングシール材を嵌入するとともに、前記背圧室と前記環状溝を連通する第三ガス導入孔を設けた構成となっている。
【００１２】
また、前記環状溝を前記第一ガス導入孔の内側に設けた構成となっている。
【００１３】
また、前記環状溝の断面形状を、略コ字形とした構成となっている。
【００１４】
また、前記スラスト板の上面中央部を凸状に突出形成した構成となっている。
【００１５】
また、前記第一ガス導入孔の径を、前記旋回スクロールの旋回半径×２＋前記第２ガス導入孔径とした構成となっている。
【００１６】
また、前記外溝を放射状に複数設けた構成となっている。
【００１７】
また、前記スラスト板の前記オルダムリング室外側面と前記旋回スクロール鏡板間の摺動面に、カーボン等の摩擦係数小さい環状のスペーサを介在させた構成となっている。
【００１８】
また、前記スラスト板の摺動面にカーボンを塗布した構成となっている。
【００１９】
また、前記スラスト板と前記旋回スクロールを異種材料で形成した構成となっている。
更に、前記スラスト板に相対向する前記メインフレームに、前記スラスト板の自転防止用のキー溝若しくは、キーを設けるとともに、前記スラスト板に前記キー溝若しくはキーに対応するキー若もしくはキー溝を設けた構成となっている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、実施例の図面に基づいて詳細に説明する。
図１と、図２と、図３および図４において、密閉容器１内に電動機２と圧縮部３を上下に配置し、同圧縮部３を、鏡板4aに渦捲き状のラップ4bを有する固定スクロール４と、同固定スクロール４と互いに噛み合わせて複数の圧縮室５を形成する旋回スクロール６と、同旋回スクロール６をスラスト受面7aを形成して摺動自在に支持するメインフレーム７と、前記旋回スクロール６をその自転を阻止しながら公転旋回をさせるオルダムリング８と、前記圧縮部３にガスを吸入する吸入室９を備え、スクロールの中心方向に移動するに従って容積を縮小するように前記固定スクロール４と旋回スクロール６の相対運動により吸入ガスを圧縮する構成となっている。
【００２１】
前記メインフレーム７の下部に環状の凹部7bを形成し、同凹部7bと前記旋回スクロール６の鏡板6aの背面との間に、上下方向に移動可能な環状のスラスト板10を設け、同スラスト板10と前記メインフレーム７間に背圧室11を形成するとともに、前記旋回スクロール６の鏡板6aの背面に対向する前記スラスト板10に、前記オルダムリング８を収容する環状のオルダムリング室8aを設ける一方、前記スラスト板10および前記旋回スクロール６の鏡板6aに、前記圧縮室５と前記背圧室11を連通する第一ガス導入孔12および第二ガス導入孔13をそれぞれ設け、前記スラスト板10の前記オルダムリング室8aの外周に、外側に向かう放射状の複数の外溝10a を設けて、前記吸入室９と前記オルダムリング室8aを連通し、前記背圧室11に前記圧縮ガスを導入し中間圧とするとともに、前記オルダムリング室8aに前記吸入室９の吸入ガスを導入し低圧とした構成となっている。
【００２２】
また、前記スラスト板10の内周面および外周面と前記メインフレーム７間に、シール材14をそれぞれ設けた構成としたことにより、密閉容器１内の圧力が低圧の場合、油漏れを防ぐ堰き止めとなり、密閉容器１内の圧力が高圧の場合、内側外側の圧力区画を行いオルダムリング室8aを低圧雰囲気とし、安定したスラスト力を形成することができる。
【００２３】
また、前記スラスト板10の前記旋回スクロール６の鏡板6a背面に対向する側に、環状溝15を形成し、同環状溝15にリングシール材15a を嵌入するとともに、前記背圧室11と前記環状溝15を連通する第三ガス導入孔16を設けた構成としたことにより、密閉容器１内の圧力が低圧の場合、油漏れを防ぐ堰き止めとなり、密閉容器１内の圧力が高圧の場合、内側外側の圧力区画を行いオルダムリング室8aを低圧雰囲気とし、安定したスラスト力を形成することができる。
【００２４】
また、前記スラスト板10の上面中央部を凸状に突出形成した構成としたことにより、バランスのよい安定したスラスト力を形成することができる。
【００２５】
また、前記第一ガス導入孔12の径を、前記旋回スクロールの旋回半径×２＋前記第２ガス導入孔13の径とした構成とすることにより、常に圧縮室５のガスを背圧室11に導入することができる。
【００２６】
また、前記スラスト板10の前記オルダムリング室8aの外側面と前記旋回スクロール鏡板6a間の摺動面に、カーボン等の摩擦係数小さい環状のスペーサ17を介在させるか、または前記スラスト板10の摺動面にカーボンを塗布した構成とすることにより、スラスト板10と旋回スクロール鏡板6a間の摺動損失を減らすことができる。
また、前記スラスト板10の材料に樹脂等を用い、旋回スクロールにアルミ材を用い、異種材料で形成した構成とすることにより、スラスト板10と旋回スクロール鏡板6a間の摺動損失を減らすことができる。
【００２７】
また、スラスト板10の自転を防止するため、メインフレーム７側にキー溝7a若しくは、キーを備え、スラスト板10側には前記キー溝7aに対応するキー10b 若もしくはキー溝を設けた構成となっている。
【００２８】
上記構成において、旋回スクロール６の背面に設けたスラスト板10の背面に、圧縮途中の中間圧のガスを導入し、オルダムリング室8aに吸入室９の低圧の吸入ガスを導入することにより、旋回スクロール６を固定スクロール４側へ押し付けるスラスト力を均一とし、旋回スクロールの揺動を安定させ、バランスの良い旋回運動ができ性能と効率の向上が図れるとともに、ラップ先端の軸方向隙間を常に均等に狭めることができるスクロール圧縮機となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、旋回スクロールの背面に設けたスラスト板の背面に、圧縮途中の中間圧のガスを導入し、オルダムリング室に吸入室の低圧の吸入ガスを導入することにより、旋回スクロールを固定スクロール側へ押し付けるスラスト力を均一とし、旋回スクロールの揺動を安定させ、バランスの良い旋回運動ができ性能と効率の向上が図れるとともに、ラップ先端の軸方向隙間を常に均等に狭めることができるスクロール圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明によるスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。
【図３】本発明によるスラスト板の要部拡大縦断面図である。
【図４】本発明によるスクロール圧縮機の要部の分解斜視図である。
【図５】本発明によるスクロール圧縮機の他の実施例を示すもので、（Ａ）は要部縦断面図で、（Ｂ）は横断面図である。
【図６】本発明による他の実施例を示すスラスト板の分解斜視図である。
【図７】従来例によるスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図８】従来例によるスクロール圧縮機の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
１密閉容器
２電動機
３圧縮部
４固定スクロール
4a 固定スクロール鏡板
4b 固定スクロールラップ
５圧縮室
６旋回スクロール
6a 旋回スクロール鏡板
6b 旋回スクロールラップ
７メインフレーム
7a スラスト受面
7b 凹部
８オルダムリング
8a オルダムリング室
９吸入室
10 スラスト板
11 背圧室
12 第一ガス導入孔
13 第二ガス導入孔
14 シール材
15 環状溝
15a リングシール材
16 第三ガス導入孔

Claims

密閉容器内に電動機と圧縮部を配置し、同圧縮部を、鏡板に渦捲き状のラップを有する固定スクロールと、同固定スクロールと互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成する旋回スクロールと、同旋回スクロールをスラスト受面を形成して摺動自在に支持するメインフレームと、前記旋回スクロールをその自転を阻止しながら公転旋回をさせるオルダムリングと、前記圧縮部にガスを吸入する吸入室を備え、スクロールの中心方向に移動するに従って容積を縮小するように前記両スクロールの相対運動により吸入ガスを圧縮してなるスクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの鏡板背面と前記メインフレーム間に、上下に移動可能な環状のスラスト板を設け、同スラスト板と前記メインフレーム間に背圧室を形成するとともに、前記旋回スクロールの鏡板背面に対向する前記スラスト板に、前記オルダムリングを収容する環状のオルダムリング室を設ける一方、前記スラスト板および前記旋回スクロール鏡板に、前記圧縮室と前記背圧室を連通する第一ガス導入孔および第二ガス導入孔をそれぞれ設け、前記スラスト板の前記オルダムリング室外周に、外側に向かう外溝を設けて、前記吸入室と前記オルダムリング室を連通し、前記背圧室に前記圧縮ガスを導入するとともに、前記オルダムリング室に前記吸入室の吸入ガスを導入してなることを特徴とするスクロール圧縮機。
前記背圧室の圧力を中間圧としてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記スラスト板の内周面および外周面と前記メインフレーム間に、シール材をそれぞれ設けてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記スラスト板の前記旋回スクロールの鏡板背面に対向する側に、環状溝を形成し、同環状溝にリングシール材を嵌入するとともに、前記背圧室と前記環状溝を連通する第三ガス導入孔を設けてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記環状溝を前記第一ガス導入孔の内側に設けてなることを特徴とする請求項１または４記載のスクロール圧縮機。
前記環状溝の断面形状を、略コ字形としてなることを特徴とする請求項４記載のスクロール圧縮機。
前記スラスト板の上面中央部を凸状に突出形成してなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記第一ガス導入孔の径を、前記旋回スクロールの旋回半径×２＋前記第２ガス導入孔径としてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記外溝を放射状に複数設けてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記スラスト板の前記オルダムリング室外側面と前記旋回スクロール鏡板間の摺動面に、カーボン等の摩擦係数小さい環状のスペーサを介在させてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記スラスト板の摺動面にカーボンを塗布してなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記スラスト板と前記旋回スクロールを異種材料で形成してなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
前記スラスト板に相対向する前記メインフレームに、前記スラスト板の自転防止用のキー溝若しくは、キーを設けるとともに、前記スラスト板側に前記キー溝若しくはキーに対応するキー若もしくはキー溝を設けてなることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。