JP4477182B2 - Scroll compressor - Google Patents

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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、非旋回スクロール部材を旋回スクロール部材と別体の支持部材で支持するスクロール圧縮機に好適なものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のスクロール圧縮機としては、特開平7−189934号公報に示されているように、鏡板とそれに立設する渦巻き状のスクロールラップを備えた旋回スクロール部材と、鏡板とそれに立設する渦巻き状のスクロールラップを備え軸方向における運動が許容される非旋回スクロール部材と、それら両スクロール部材を噛み合わせて形成する概略閉塞して容積が縮小する圧縮室と、その圧縮室側の流体の圧力による非旋回スクロール部材の鏡板を引離す向きの非旋回引離し力に対抗して非旋回スクロール部材の鏡板を引付ける向きの非旋回引付力を非旋回スクロール部材にかける非旋回引付力付加手段と、非旋回引付力と非旋回引離し力のベクトル和である非旋回付勢力の反力を非旋回スクロール部材に発生させる非旋回スクロール支持部材とを有するものであって、前記非旋回引付力付加手段は、非旋回スクロール部材の背面中央部に吐出圧を加え、通常運転時に、非旋回付勢力が旋回スクロール部材へ向かう向きとなる大きさの非旋回引付力を持たせ、前記非旋回支持部材は、旋回スクロール部材と別体で形成すると共に、非旋回スクロール部材の周縁部を支持するものがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、かかる従来のスクロール圧縮機は、非旋回引付力付加手段により、非旋回スクロール部材の背面中央部に吐出圧を加え、通常運転時に非旋回付勢力が旋回スクロール部材へ向かう向きとなる大きさの非旋回引付力を持たせるようにしているので、過渡状態を含む種々の運転条件でも確実に非旋回スクロール部材を旋回スクロール部材に付勢しようとすると、非旋回スクロール部材に大きな非旋回引付力を加えることが必要である。このため、定格運転のような通常運転時には、引離し力よりもかなり大きい非旋回引付力が加わるような非旋回引付力を持たせる必要があり、非旋回スクロール部材に大きな非旋回付勢力が発生し、非旋回スクロール部材の中央部を大きく旋回スクロール部材側に変形させることになる。
【0004】
例えば、頻度の極めて高い起動時には、吸込圧が高いが吐出圧は上がっていないため、引離し力は大きく引付力は小さめになる。特に、過圧縮を抑制するためのバイパス弁を設けていない圧縮機の場合には引離し力は非常に大きくなる。このような場合でも、引付力が確実に引離し力以上となるようにする必要がある。さもないと、非旋回スクロールを旋回スクロール側に引付けることができず、歯先歯底隙間の拡大により、正常な圧縮に移行できないおそれがある。このため、吐出圧のかかる領域を広く設定して非旋回スクロール部材の非旋回引付力を大きくする必要が生じる。この結果、起動時よりも、吸込圧が低く吐出圧が高い通常運転時では、非旋回付勢力が非常に過大となり、非旋回スクロール部材の中央部が大きく変形することになる。
【0005】
ここで、非旋回スクロール部材の背面中央部に広い領域で吐出圧を加えた変形状態を図9を用いて説明する。図9は従来のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に広い領域で吐出圧を加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【0006】
なお、図9における細い二点鎖線は変形前の非旋回スクロール部材の形状を示す。また、線上に分布する集中力は大きな矢印で示し、面状に分布する分布力すなわち圧力は小さな矢印で示す。さらに、この矢印の長さは、吸込圧を基準とした大きさを示しており、矢印の無い箇所は吸込圧が作用していることを表わしている。これらの点は、以下に説明する各図においても同様である。
【0007】
図9から明らかなように、非旋回スクロール部材の背面中央部の広い領域に、細い実線で示す非旋回引付力が加わり、これに対して、非旋回スクロール部材のおもて面の圧縮室の領域に、圧縮室側の流体の圧力による細い点線で示す非旋回引離し力が加わる。これにより、非旋回スクロール部材には、非旋回引付力と非旋回引離し力とのベクトル和である太い実線で示す非旋回付勢力が発生し、非旋回スクロール部材を旋回スクロール部材側に大きく変形することになる。すなわち、非旋回支持部材の内周縁に非旋回付勢反力が発生して非旋回付勢力を受けることになり、非旋回スクロール部材は、この非旋回支持部材の内周縁を支点として曲げモーメントが発生し、大きく変形することになる。
【0008】
また、非旋回スクロール部材の圧縮室の流体の圧力及び温度による変形状態を図10を用いて説明する。図10は従来のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材の圧縮室の流体の圧力及び温度による変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【0009】
図10から明らかなように、非旋回スクロール部材のスクロールラップの中央側の圧縮室よりも外周側の圧縮室のほうが高圧のため、ラップ側面に垂直に中央側から外周に向かってガス力がかかる。この結果、スクロールラップの根元に曲げモーメントが発生し、非旋回スクロール部材は図9に示す変形と同じ方向に旋変形が発生する。なお、この変形は、通常のスクロールラップにおいては小さいが、スクロールラップが高くなると大きくなり、無視できなくなる。また、中央側の圧縮室のガスは断熱に近い圧縮により高温となるため、非旋回スクロール部材のスクロールラップは中央部の方が熱膨張により伸びる。
【0010】
これら図9及び図10で示す変形量及び熱膨張の和が非旋回スクロール部材の変形量となるが、同じ方向に変形するため、その変形が非常に大きいものとなる。これにより、非旋回スクロール部材の歯先と歯底には大きな変位が生じるものであった。
【0011】
このように、従来のスクロール圧縮機においては、広い運転域で非旋回スクロール部材の変形を抑制することができず、通常運転時における非旋回スクロール部材の変形が大きくなり、非旋回スクロール部材及び旋回スクロール部材のスクロールラップの歯先と歯底間の隙間からの内部漏れ大きくなってエネルギー効率の低下を招いていた。
【0012】
本発明の目的は、非旋回スクロール部材の変形を広い運転域で抑制でき、非旋回スクロール部材と旋回スクロール部材のスクロールラップの歯先及び歯底間の隙間を広い範囲で小さく保つことにより、内部漏れを低減してエネルギー効率の高いスクロール圧縮機を得ることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、鏡板とそれに立設する渦巻き状のスクロールラップを備えた旋回スクロール部材と、鏡板とそれに立設する渦巻き状のスクロールラップを備え軸方向における運動が許容される非旋回スクロール部材と、それら両スクロール部材を噛み合わせて形成する概略閉塞して容積が縮小する圧縮室と、その圧縮室側の流体の圧力による前記非旋回スクロール部材の鏡板を引離す向きの非旋回引離し力に対抗して前記非旋回スクロール部材の鏡板を引付ける向きの非旋回引付力を前記非旋回スクロール部材にかける非旋回引付力付加手段と、前記非旋回引付力と前記非旋回引離し力のベクトル和である非旋回付勢力の反力を前記非旋回スクロール部材に発生させる非旋回スクロール支持部材とを有し、前記非旋回スクロール部材はその背面中央領域を吸込圧とし、前記非旋回引付力付加手段は、通常運転時に、前記非旋回スクロール部材の背面の外周部に非旋回引付圧領域を設けて吐出圧力をかけて前記非旋回引付力を与え、前記非旋回付勢力が前記旋回スクロール部材へ向かう向きとなる大きさの前記非旋回引付力を持たせ、前記非旋回付勢力が前記旋回スクロール部材へ向かう向きとなる大きさの前記非旋回引付力を持たせ、前記非旋回支持部材は、少なくとも前記旋回スクロール部材と別体で形成した部分を有すると共に、この別体で形成した部分における前記非旋回スクロール部材に対する支持面の少なくとも一部が前記非旋回引付力の作用領域と重なるように形成したことにある。
【0016】
本発明の好ましい構成例では、前記非旋回スクロール部材はその鏡板の前記圧縮室に対応する中央部に吐出圧の鏡板内空間を形成したことにある。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施例を図を用いて説明する。なお、各実施例の図における同一符号は同一物又は相当物を示す。
【0020】
本発明の第1実施例から第4実施例を図1から図4を用いて説明する。図1は本発明の第1実施例のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に線上に非旋回引付力を加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図、図2は本発明の第2実施例のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に中間圧の非旋回引付力を分布して加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図、図3は本発明の第3実施例のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に吐出圧の非旋回引付力を分布して加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図、図4は本発明の第4実施例のスクロール圧縮機の鏡板内空間を有する非旋回スクロール部材に吐出圧の非旋回引付力を分布して加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【0021】
第1実施例から第4実施例の基本的構成を第5実施例の共通する部品の符号を引用して説明する。
【0022】
この基本構成は、鏡板3aとそれに立設する渦巻き状のスクロールラップ3bを備えた旋回スクロール部材3と、鏡板2aとそれに立設する渦巻き状のスクロールラップ2bを備え軸方向における運動が許容される非旋回スクロール部材2と、それら両スクロール部材2,3を噛み合わせて形成する概略閉塞して容積が縮小する圧縮室33と、その圧縮室側の流体の圧力による非旋回スクロール部材2の鏡板2aを引離す向きの非旋回引離し力に対抗して非旋回スクロール部材2の鏡板2aを引付ける向きの非旋回引付力を非旋回スクロール部材2にかける非旋回引付力付加手段と、非旋回引付力と非旋回引離し力のベクトル和である非旋回付勢力の反力を非旋回スクロール部材2に発生させる非旋回スクロール支持部材6とを有しており、非旋回引付力付加手段は、通常運転時に、非旋回付勢力が旋回スクロール部材2へ向かう向きとなる大きさの非旋回引付力を持たせ、非旋回支持部材6は、旋回スクロール部材3と別体で形成すると共に、非旋回スクロール部材2の外周縁部の支持面の少なくとも一部が非旋回引付力の作用領域と重なるように形成したものである。
【0023】
そして、第1実施例のものは、図1に示すように、非旋回スクロール部材2の周縁部背面に加わる非旋回引付力が集中力であり、非旋回スクロール部材2の背面中央領域に吸込圧がかかるように構成したものである。また、非旋回スクロール部材2の支持面は、旋回スクロール部材と異なる支持部材6の支持面であり、その位置は旋回スクロールラップの旋回範囲外となる。スクロールラップは鏡板の中央付近から巻き始めているため、非旋回スクロール部材2の支持面はスクロール部材2の鏡板2aの外周に設けられることになる。この第1実施例のものにおいては、非旋回引付力が集中力であるため、非旋回スクロール部材2の支持面が非旋回引付力の作用箇所の下部にあることになる。
【0024】
この結果、図1に示すように、最終的にかかる力は、鏡板2aの中央部にかかる分布力の非旋回引離し力と、非旋回スクロール部材2の外周にかかる非旋回引付力と、非旋回スクロール部材2の外周で受ける非旋回付勢反力との3力からなっているとみなせる。従って、通常の運転時においても、非旋回スクロール部材2を変形させる力は、鏡板2aの中央部にかかる非旋回引離し力となり、非旋回スクロール部材2の鏡板2aの変形量は小さくなる。また、非常に大きな力である非旋回引付力は、非旋回スクロール部材2の鏡板2aの外周を非旋回支持部材6に密着させる作用を生じるため、非旋回支持部材6から離れる箇所で鏡板2aは水平になる。これにより、さらに非旋回スクロール部材2の変形量が抑制される。
【0025】
ところで、この非旋回スクロール部材2の鏡板2aの変形の向きは、前述した従来の図9の向きと逆向きの反旋回スクロール部材側への向きであり、スクロールラップ2bの中央側で歯先歯底隙間が拡大する向きとなる。しかし、スクロールラップ2bの側面にかかるガス力による変形は、従来の図10の場合と同様であり、これらの変形は互いに打ち消し合うため、非旋回スクロール部材2の鏡板2aの変形は一層小さくなる。
【0026】
以上の結果、非旋回スクロール部材の歯先と歯底の変位量が小さくなり、内部漏れ損失が低減して、エネルギー効率が向上するという効果がある。なお、この第1実施例において、非旋回スクロール部材の背面中央領域に吸込圧がかかる場合を示したが、吸込圧と吐出圧の間の中間圧でもよい。この場合には、軸方向力による鏡板の変形がさらに小さくなる。
【0027】
また、第2実施例のものは、図2に示すように、軸方向から見て非旋回引付圧領域が支持面に全て重なり、非旋回スクロール部材2の背面中央領域に吸込圧がかかるように構成したものである。
【0028】
この第2実施例のものにおいては、非旋回引付力が分布力となるため、非旋回引付力が集中力の場合である第1実施例のものと比較して、非旋回スクロール部材の軸方向の基準位置を与える支持面と接触する非旋回基準面にかかる付勢反力の集中度が低減する。この結果、第1実施例による効果とともに、支持部材の支持面及び非旋回スクロール部材の非旋回基準面が損傷する危険性が低下し、非旋回スクロール部材の軸方向位置決めを高精度で保持できるため、歯先歯底隙間が適正に保持でき、エネルギー効率を向上できるという効果がある。なお、第2実施例においては、非旋回スクロール部材2の背面中央領域に吸込圧がかかる場合を示したが、中間圧の場合でもよい。この場合には、軸方向力による鏡板の変形量がさらに小さくなる。
【0029】
また、第2実施例は、軸方向から見て前記非旋回引付圧領域が前記支持面に全て重なる場合であるが、もしも、非旋回引付圧領域の一部が支持面の内周側にある場合には、軸方向力による鏡板中央部で発生する歯先及び歯底の最大変位量が小さくなる。この場合は、図10で示す変形が小さかったりスクロールラップ中央部の熱膨張量が小さい圧縮機の場合(例えば、スクロールラップが低い場合)に、非旋回スクロール部材2の鏡板2aの変形を小さくでき、エネルギー効率向上に有効となる。
【0030】
また、反対に、非旋回引付圧領域の内側が支持面の内側より外周側にある場合には、軸方向力による鏡板中央部の変形量がさらに若干増大する。この場合は、図10で示す変形が極端に大きかったりスクロールラップ中央部の熱膨張量が極端に大きい圧縮機の場合(例えば、スクロールラップが極端に高い場合)に、非旋回鏡板の変形を小さくでき、エネルギー効率向上に有効となる。
【0031】
また、第3実施例のものは、図3に示すように、第2実施例のものにおいて非旋回引付圧領域の圧力を吐出圧に限定したものでる。吐出圧は、圧縮機内でほぼ最大の圧力であるから、非旋回引付力を発生させるための必要面積は最小となる。これにより、図7で示すように、第2実施例による効果とともに、非旋回引付圧領域の面積を小さくできるため、非旋回スクロール部材2の鏡板2aを小径化でき、ひいては圧縮機を小径化できるという効果がある。
【0032】
また、第4実施例のものは、図4に示すように、第3実施例のものにおいて非旋回スクロール部材2の鏡板2a中央付近に鏡板内部空間2fを設けたものである。この鏡板内空間2fの吐出圧により、図4内の拡大図に示すように、この鏡板内空間2fが拡大しようとするため、非旋回スクロール部材2の鏡板2aのうちの圧縮室側部分が下方にたわむ変形を起こす。この結果、軸方向の力による非旋回スクロール部材2の鏡板2aの変形は、図4で示すように、非常に小さくなる。また、非旋回スクロール部材2の背面中央領域に吐出圧がかかる場合と比較しても、非旋回鏡板のうちの反圧縮室側部分が梁の役割を果たすために、鏡板2aの下方への大きなたわみを抑制できる。従って、非旋回スクロール部材2の鏡板2aの最終的な変形(すなわち、図10で示すスクロールラップ側面にかかる力による変形と熱膨張による変形を図4に加えた変形)は、極めて小さくなるため、広範囲の運転時で歯先歯底隙間が極めて小さくなり、漏れが抑制されてエネルギー効率が非常に向上するという効果がある。
【0033】
次に、本発明の第5実施例を図5及び図6を用いて説明する。図5は本発明の第5実施例のスクロール圧縮機の縦断面図、図6は図5のスクロール圧縮機の異なる部分の縦断面図である。なお、図6には、図5で現れなかった部分についてのみ記号を付けてある。
【0034】
この第5実施例の圧縮機は、その直径が10mmから1000mm程度のものであり、圧縮機ケース内部が吸込圧となる低圧チャンバ方式のものである。この低圧チャンバ方式の圧縮機は、冷凍サイクルの全容積のうちで大きな割合を占める圧縮機内容積が低圧であるため、冷凍サイクルに封入する冷媒の総量が少ないという特徴がある。これにより、可燃性の炭化水素系冷媒やR32等を含む冷媒を用いる圧縮機において、冷媒が漏洩した際に漏洩量を少ないものとすることができる。また、CO2等の非常に高圧の冷媒を用いる場合、圧縮機ケースの耐圧設計が容易である。
【0035】
まず、この圧縮機の構造を説明する。
【0036】
旋回スクロール部材3は、鏡板3a上面にインボリュートまたは代数螺線等を基本線とするスクロールラップ3bとオルダム溝3g、3h(図6参照)とが設けられ、その鏡板3a下面にスラスト面3dと旋回軸3eが設けられ、そのスラスト面3dに旋回油溝3cが設けられている。
【0037】
非旋回スクロール部材2は、鏡板2a下面にスクロールラップ2bと回転止め2g、2hとが立設され、そのスクロールラップ2b歯底面と同一面である非旋回基準面2uが設けられている。そして、非旋回スクロール部材2は、圧縮室中間部に連通するように過圧縮抑制及び液圧縮回避のためのバイパス穴2eが設けられ、このバイパス孔2eの密閉容器内への開口を開閉するバイパス弁23が設けられている。また、非旋回スクロール部材2は、中央部に吐出穴2dが開口して設けられ、この開口を開閉する扉形状の逆止弁24が設けられている。
【0038】
前記鏡板2a上面の周縁部に全周にわたって背面外周溝2jが設けられ、この背面外周溝2jと鏡板内空間2fとを連通する一本の均圧孔2iが設けられている。この背面外周溝2jには、プラスチックやばね材またはゴムのような弾性体から成る断面がコの字状をしたリングシール22が挿入されている。このリングシール22は、その高さを背面外周溝2jの深さよりも小さくし、さらに、その内周壁を外周壁よりも短くしている。これにより、背面外周溝2jの底までリングシール22が下がってもリングシール22の内周壁が均圧孔2iを塞がないようにできる。そして、吐出カバー2cは、吐出孔2eの開口の上方に鏡板内空間2fを形成するように組立て時に鏡板2aの上面に固定されている。
【0039】
オルダムリング5は、一面に非旋回突起部5a、5bが設けられ、もう一方の面に旋回突起部5c、5dが設けられている。
【0040】
円筒形状の非旋回ホルダ6は中央の穴に張り出して非旋回スクロール部材2を支持するテラス部6aを有し、そのテラス部6a上面は非旋回支持面6bとなる。そのテラス部6a上部の内周面は非旋回スクロール部材2の上下移動時のガイドとなるガイド面6cとなる。さらに、テラス部6aには、180度で対向して2個の放射溝6d,6eが設けられている。この溝6d、6eは、その上部には非旋回スクロール部材2の回転止め2g、2hが挿入され、下部はオルダムリング5の非旋回突起5a、5bがスライドするオルダム溝の役目を担っている。
【0041】
フレーム4は、上面の外周部に非旋回ホルダ6を取り付けるホルダ取付け面4bが設けられ、その同一面の内側に旋回スクロール部材3の支持面となるスラスト軸受4aが設けられている。そのスラスト軸受4aにはスラスト軸受部給油のための複数のフレーム油溝4cが同心円状に設けられている。また、このフレーム4の周縁部を軸方向に貫通して吸込ガスを流す1個または複数の吸込口4eがフレーム4に設けられている。フレーム4の中央部にはシャフト8を回転支持する主軸受4dが設けられている。
【0042】
この主軸受4dとスラスト軸受4aの間からフレーム4の外周面に通じる油排出路4fが設けられ、この油排出路4fの途中に背圧弁10が設けられている。この背圧弁10は、弁板10aと、弁ばね10bと、弁キャップ10cとから成っている。弁キャップ10cと挿入穴間は完全にシールされていなければならない。弁ばね10bは圧縮され、弁板10aは弁シール面に押し付けられるように取付けられている。この押付力は旋回スクロール部材3の背面の圧力値を決定するため、これを決める弁ばね10bの押し縮め量に関係する形状寸法は精度良く管理することが必要である。特に弁ばね10bの端部をばねの中心軸に概略垂直な面に仕上げておくことが必要である。さもないと、弁ばね10bを圧縮したときに座屈が起こり、旋回背圧値が異常に小さくなって、旋回スクロール部材3がフレーム4に押し付けられて摺動損失が増大しエネルギー効率が低下する。
【0043】
シャフト8には内部にシャフト給油孔8aと主軸受給油孔8bと副軸受給油孔8cとが設けられている。また、そのシャフト8の上部には径の拡大した主軸部8hがあり、そこに旋回軸受8fが設けられている。主軸部8hの外周面には主軸受給油孔8bの出口から給油螺旋溝8iが設けられ、また、旋回軸受8fには給油溝8jが設けられている。
【0044】
ロータ15は、未着磁の永久磁石(図示せず)を内蔵し、両端にロータバランス15a、15bが設けられている。
【0045】
ステータ16は、外周部に油をケースの底に流し落とすためのステータ溝16aが設けられ、内部にコイルが通り、その上下にコイルエンド部16bがある。なお、このコイルが通る穴よりも外周側にコイル貫通穴を開け、ガス流や油を通し、ステータ16の冷却を行ってもよい。
【0046】
副軸受給油部9は、内周が円筒状で外周が球状のフローティング軸受ブッシュ9aと副軸受給油シリンダ9bと給油パイプ9dの付いたポンプカバー9cとから成る。この副軸給油シリンダ9bは上部内周に球面軸受部9gを有し、そこにフローティング軸受ブッシュ9aが組み込まれている。さらに、その上部中央にシャフト8の軸方向支持部であるシャフトスラスト面9eを配している。また、その下部には、トロコイド給油ポンプ26のインナロータ26a及びアウタロータ26bが入る偏心した円形掘込み9fが設けられている。
【0047】
ケースは、ハーメチック端子13及び吐出パイプ取出し口19aが溶接またはロウ付けされた上ケース19と、下ケース20と、円筒ケース21との3個からなり、円筒ケース21の下部には副軸受給油部9を支持する副軸受給油支持板18が固定されている。
【0048】
その他の主な構成要素として、非旋回スクロール部材2を下方に押し付けるようにリングシール22を押さえるための非旋回押え7と、フレーム4を円筒ケースに固定するマウンティング部材11と、油中の鉄粉を取除くマグネット12と、電力をモータ17に供給するハーメチック端子13と、そして、吸込パイプ14とがある。
【0049】
次に、これらの構成要素の組み立て方法を説明する。
【0050】
まず、ロータ15を圧入または焼きばめしたシャフト8をフレーム4の主軸受4dに挿入し、旋回スクロール部材3をその上に載せる。さらに、その上にオルダムリング5をオルダムリング5の旋回突起部5c、5dをオルダム溝3g、3hに挿入して載せ、非旋回ホルダ6に非旋回スクロール部材2を放射溝6d,6eの上部に回転止め2g、2hが挿入されるように装着したものを、上から覆い被せる。この時、非旋回ホルダ6の放射溝6d、6eの下部にオルダムリング5の非旋回突起5a、5bを挿入し、非旋回基準面2uを非旋回支持面6bと接触させる。そして、シャフト8を廻しながら回転トルクの最小となる位置でねじによりフレーム4に非旋回ホルダ6を固定する。
【0051】
そして、非旋回押え7の非旋回押え面7aを非旋回スクロール部材2の外周及びリングシール22を覆うようにして、非旋回ホルダ6の上面にねじで固定する。これはネジ止めでなく、溶接または接着してもよい。接着の場合、変形が小さく、スクロールの歯先歯底隙間の管理が容易となる特有の効果がある。この時、非旋回スクロール部材2の上面と非旋回押え面7aの間隔が20〜100μm程度になるようにし、旋回スクロール部材3と非旋回スクロール部材2との軸線方向における最大離間距離を規定する。
【0052】
そして、吐出口2d及びバイパス穴2eを臨む非旋回鏡板2aの中央寄りに吐出パイプ25の付いた吐出カバー2cをねじで密着固定し、鏡板内空間2fを設ける。なお、その吐出カバー2cを、シール材を介して固定しても良い。このように、鏡板内空間2fを、吐出カバー2cを固定することにより形成したため、鏡板2aの内部をくり貫いて空間を形成する必要がなく、加工が容易という特有の効果がある。また、固定カバー2cに付けた吐出パイプ25は非旋回スクロール部材2の上下に可動な範囲では弾性体としてふるまい、この結果、非旋回スクロール部材2は圧縮機のケースに弾性支持される。
【0053】
以上のようにして、両スクロール部材2,3間に圧縮室33を形成し、旋回スクロール部材2の背面でスラスト面3cと旋回軸3eの間に旋回背面空間34を形成する。
【0054】
さらに、フレーム4の背面外周部にマウンティング部材11をねじで固定する。なお、ねじで固定する代わりにかしめ固定してもよい。
【0055】
次いで、あらかじめステータ16を焼きばめまたは圧入するとともに副軸受給油支持板18を溶接または圧入した円筒ケース21に、上記の組立部品を挿入する。この時、ステータ16のモータ線16cをその組立部品の側面の溝を通して上部に出す。そして、マウンティング部材11の側面をタック溶接する。このように溶接することにより、フレーム4や非旋回ホルダ6をタック溶接する場合と比較して、それら部品の変形が回避できるため、部品の公差で決定されていた圧縮室33のシール隙間以上に組立時の隙間が拡大せず、内部漏れを抑制することができてエネルギー効率が向上する。また、ロータ15とステータ16によってモータ17を形成し、副軸受給油支持板18とフレーム4の間にモータ室30を形成する。
【0056】
次いで、副軸受給油支持板18の中央部の穴から出たシャフト8に、非旋回給油部9のフローティング軸受ブッシュ9aの内周を挿入して装着する。そして副軸受給油シリンダ9bにアウタロータ26bを挿入し、シャフト8の端部にインナロータ26aを圧入する。この状態で、シャフト8を回し、回転トルクを検出しながら、副軸受給油シリンダ9bの位置を調整し、その回転トルクが最小になる位置で副軸受給油シリンダ9bの外周を副軸受給油支持板18にスポット溶接する。そして、給油パイプ9dを付けた給油カバー9cを、シールを挟んで副軸受給油シリンダ9bにねじ固定する。ここで、シールを挟み込まずにシールが行われるよう、シール面の精度を上げ、このシール面の押付力を増大させてもよい。
【0057】
最後に、マグネット12を固定した下ケース20を円筒ケース21に溶接し、貯油室27を形成する。また、上ケース19の吐出ハーメチック端子13の内部側端子にモータ線16cを装着し、吐出パイプ取出し口19aに吐出パイプ25の垂直部25aを通した上で、円筒ケース21上部に上ケース19を装着して溶接し、非旋回背面室32を形成する。この状態で、ステータ16に電流を流し、ロータ15内部の永久磁石を着磁し、モータ17を形成する。その後、油を入れる。
【0058】
次に、かかる圧縮機の動作を説明する。
【0059】
まず、圧縮ガスの流れに関して説明する。
【0060】
圧縮機を運転するには、モータ17のステータ16に通電してロータ15を回転させ、このロータ15に固定されたシャフト8を回転させる。このシャフト8の回転により、旋回スクロール部材3を旋回運動させる。ここで、オルダムリング5があるために旋回スクロール部材3の自転が防止される。
【0061】
旋回スクロール部材3の回転により、吸込パイプ14を通してケース内部に満たされているガスは、フレーム4の吸込口4eを通って吸込室35に流入し、圧縮室33に閉じ込み圧縮されて、吐出穴2dから鏡板内空間2fに吐出され、最終的に、吐出パイプ25を通って圧縮機外部に出る。なお、過圧縮条件では、圧縮室に33に閉じ込み圧縮されたガスは、この吐出穴2dからの吐出と並行して、バイパス穴2eとバイパス弁23を通って鏡板内空間2fに吐出される。これにより、鏡板内空間2fは吐出圧となる。
【0062】
さらに、鏡板内空間2fを形成する吐出カバー2Cは、その上方が吸込圧の非旋回背面室32であり、吸込圧のかかる非旋回背面中央領域を形成する。非旋回背面中央領域に吸込圧をかけたため、非旋回鏡板2aのたわみが小さくなり、歯先歯底隙間を小さくできることとなり、エネルギー効率が向上するという効果がある。なお、吸込口4eは圧縮室33が閉じ込みを開始する付近に各々設けてもよい。これにより、吸込流路損失が低減しエネルギー効率が向上する効果がある。
【0063】
鏡板内空間2fと背面外周溝2j内のリングシール22内側とを連通する均圧孔2iによって、リングシール22内側の圧力が吐出圧となり、この圧力により、リングシール22が左右に開いて側面をシールする。これは、リングシール22の外部が全て吸込圧の空間となっているために、このシールが可能となっている。これにより、背面外周溝2j内が吐出圧となって非旋回引付圧領域29を形成する。
【0064】
この非旋回引付圧圧領域29の下方には、非旋回ホルダ6の非旋回支持面6bが配置されているため、前記実施例で説明した通り、非旋回鏡板2aの変形が抑制され、運転時における歯先歯底隙間が小さくできるため、エネルギー効率が非常に高くなるという効果がある。
【0065】
また、非旋回引付力をばね力等の集中力ではなく、分布力としたため、前記実施例で説明した通り、非旋回支持面6b及び非旋回基準面2uが損傷する危険性が低下し、非旋回スクロール部材の軸方向位置決めを高精度で保持できるため、歯先歯底隙間が適正に保持でき、エネルギー効率を向上できるという効果がある。
【0066】
また、吐出圧のガスを用いて分布力を与えたため、前記実施例で説明した通り、非旋回引付圧領域の面積を小さくできることとなり、非旋回鏡板を小径化でき、ひいては圧縮機を小径化できるという効果がある。
【0067】
また、鏡板内空間2fは吐出圧に保持されるため、前記実施例で説明した通り、非旋回鏡板の最終的な変形(すなわち、図10で示すスクロールラップ側面にかかる力による変形と熱膨張による変形を図5に加えた変形)は極めて小さくなり、広範囲の運転時で歯先歯底隙間が極めて小さくすることができ、漏れの抑制によりエネルギー効率が非常に向上するという効果がある。
【0068】
また、均圧孔2iは一個のみ設けるため、定常かまたは定常に近い運転時、背面外周溝2jの内部のガスの流れはほとんどない。このため、吐出ガスの流れの変動による引付力の変動が無く引付力が安定し、非旋回スクロール部材2が振動せず漏れが抑制される結果、エネルギー効率を一層向上できるという特有の効果がある。
【0069】
また、背面外周溝2jの下方にある吸込室35に流入する熱流束が小さくなり、吸込み加熱を抑制できるため、圧縮動力が減少してエネルギー効率が向上するという効果がある。
【0070】
なお、リングシール22は、引付力と同一の力で上方に持ち上げられるが、非旋回押え7で止められる。
【0071】
また、非旋回背面室32が吸込圧となるため、圧縮機のケース内部の圧力は全域で吸込圧となる。この結果、ハーメティック端子13はケースのいずれの箇所に設けてもよく、製作性が向上するという特有の効果がある。
【0072】
また、吐出穴2dの出口には、蝶番式の逆止弁24が設けられており、この弁板の先端は吐出パイプ25のガス入口にかかっている。圧縮機停止時ではガスが吐出パイプ25から鏡板内空間2fに逆流しようとするが、その流れにより、逆止弁24のその先端部が押されて、吐出穴2dを瞬時に塞ぎ、ガスの逆流を防ぐ。構造が単純な上に、開口時及び閉口時の姿勢が安定しているため、開閉動作が安定し、信頼性の高い逆止弁を実現できるという特有の効果がある。この逆止弁24を磁化しておいてもよい。この場合には、運転で逆止弁が開いているとき、弁が吐出カバー2cに付くため、逆止弁が不安定な動作をまったく起こさず、吐出流路抵抗が低減し、エネルギー効率が一層向上するという特有の効果がある。
【0073】
また、吐出パイプ25は吐出カバー2cと側面で接続しているため、吐出パイプ25の軸方向の剛性が小さくなる。この結果、非旋回スクロール部材2が軸方向に移動する時、その妨げにならず、非旋回リリース作用を確実に行うことが可能となり、液圧縮や事故等による圧縮室33内の非常に過大な圧力発生時に瞬時に圧力を低下することが可能となり、スクロール部材等の圧縮室形成部の破壊を回避し、信頼性が向上するという特有の効果がある。また、これにより、非旋回背面室32の高さは低くなり小型化できるという特有の効果がある。
【0074】
また、旋回スクロール部材3のスクロールラップ3b及び旋回鏡板3aのおもて面側になじみ性の皮膜3iを設けている。これにより、歯先歯底隙間を決定する部品寸法の誤差による隙間の増大をなじみにより回避することが可能となるため、エネルギー効率を一層向上できるという効果がある。
【0075】
次に、油の流れについて説明する。
【0076】
貯油室27の油は、シャフト8の下端に設けられたトロコイド式の給油ポンプ26により給油パイプ9dから吸い上げられ、シャフト給油孔8aに入る。ここで、わずかな油が、インナロータ26aの上面と円形掘り込み9fの隙間を通って、シャフトスラスト面9eを供給される。その油は、フローティング軸受ブッシュ9aの外周にある球面軸受部9gを給油してモータ室30下部に出る。その後、副軸受給油支持板18の外周部に有る油穴18aから貯油室27に戻る。
【0077】
シャフト給油孔8aに入った油は、まずその一部が副軸受給油孔8cに入り、シャフト8とフローティング軸受ブッシュ9aの間に有る円筒状の軸受を給油する。その油は、その後、球面軸受部9gを経由するか直接にモータ室30に入り、油穴18aを通って貯油室27に戻る。
【0078】
副軸受給油孔8cに入らなかった油は、シャフト給油孔8aをさらに上昇し、主軸受給油孔8bに入って主軸受4dと旋回軸受8fを給油する。主軸部8hには給油螺旋溝8iが設けられ、このねじポンプ作用により主軸受4dへの給油量が決まる。それ以外の量が旋回軸受8fに流れる。そこには、給油溝8jが設けられ、それは、旋回軸受8f全域へ油を供給する油溜めの役割を担っている。
【0079】
これら給油を行った油は、旋回背面空間34へ流入する。なお、背圧弁10があるため、旋回背面空間34の圧力は、弁ばね10bの押縮め量に対応する値だけ油排出路4fの出口側の圧力である吸込圧より高くなる。
【0080】
ここで、油の一部は、スラスト軸受4aのフレーム油溝4c、及び、スラスト面4dの旋回油溝3cの中に流れ込み、スラスト面の給油を行ないながら、最終的に吸込室35へ流れ込む。そして、圧縮室33内のシールを行なう。
【0081】
その他の油の大部分は、油排出路4fによって、円筒ケース21の内壁付近まで流れ、その後、マウンティング部材11のマウンティング外周溝11a、ステータ外周溝16aを通って、最終的に貯油室27に流れ込む。なお、この油が流下するステータ外周溝16aの代わりに円筒ケース21に溝を設けても良い。例えば、円筒ケースを板から作成した時の継ぎ目としてもよい。その理由は、その内周側には一般に小さい溝ができるためである。
【0082】
また、旋回背面空間34の圧力は吸込み圧よりも高くなるため、これにより旋回スクロール部材3の引付け力が発生する。しかし、この力は、旋回引離し力よりも小さくなるように設定する。この結果、旋回スクロール部材3は、その鏡板3aの背面がスラスト面となり、そこにかかる付勢力すなわちスラスト軸受荷重を低減できる。このため、その箇所における摺動損失を低減でき、エネルギー効率が向上するという特有の効果がある。また、この旋回背面空間34の中間圧は外部から供給する必要がないため、使い勝手が向上するという特有の効果もある。
【0083】
次に、本発明の第6実施例を図7を用いて説明する。図7は本発明の第6実施例のスクロール圧縮機の吐出パイプ部を示す平面図である。
【0084】
この第6実施例のものは、第5実施例のものにおいて、吐出パイプ25のケースへの接続部を中央部に持ってきたものである。このようにすることにより、この吐出パイプが持つばね力は、非旋回スクロール部材2が上方に動いた時、ほぼ中心軸位置でそれに平行に作用するため、非旋回スクロール部材2を傾けるような力が発生せず、非旋回スクロール部材の上下の動作をスムーズに行わせ、信頼性を高める事ができるという特有の効果がある。また、吐出パイプ25をケースに固定する時、非旋回スクロール部材2に引付力が発生するように、垂直部25aを中立位置よりもケース内部に押し込んで固定してもよい。この場合、非旋回引付圧領域29による引付力が発生しない起動時にも引付力を発生させる事ができ、起動をスムーズに行う事が可能となるため、過渡状態で起る可能性が高くなる異常状態の時間を短くできることとなり、高い信頼性を実現できるという特有の効果がある。また、非旋回引付圧領域29を小さくできるため、圧縮機を小型化できるという特有の効果がある。
【0085】
次に、本発明の第7実施例を図8を用いて説明する。図8は本発明の第7実施例のスクロール圧縮機の非旋回引付圧領域部分の縦断面図である。
【0086】
この第7実施例のものは、第5実施例のものと比較して、吐出パイプ25を、ケースに対して可動な非旋回スクロール部材2ではなく、静止した非旋回押え7に接続し、均圧孔2iの代わりに吐出カバー2cに流路断面積が大きく流路抵抗が小さい一個または複数の吐出路2kを設け、リングシール22の代わりに二個のシール28を設けたものである。これにより、第5実施例において、吐出パイプに必要であった弾性が不要となり、吐出パイプ25を垂直部のみとすることが可能となる。このため、上ケース19を円筒ケース21に挿入する時に、吐出パイプを既に取りつけておく必要がなく、上ケース19を挿入した後で、吐出パイプ25を非旋回押え7に固定することが可能となる。この結果、組立性が飛躍的に向上し、製作時のコストを大幅に低減できるという特有の効果がある。
【0087】
なお、以上説明した各実施例においては、非旋回スクロール部材の支持は、旋回スクロール部材と別体の支持部材のみで行っているが、旋回スクロール部材を支持部材の一部として分担させても同様の効果を有する。
【0088】
【発明の効果】
本発明によれば、非旋回スクロール部材の変形を広い運転域で抑制でき、非旋回スクロール部材と旋回スクロール部材のスクロールラップの歯先及び歯底間の隙間を広い範囲で小さく保つことにより、内部漏れを低減してエネルギー効率の高いスクロール圧縮機を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の第1実施例のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に線上に非旋回引付力を加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【図2】本発明の第2実施例のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に中間圧の非旋回引付力を分布して加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【図3】本発明の第3実施例のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に吐出圧の非旋回引付力を分布して加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【図4】本発明の第4実施例のスクロール圧縮機の鏡板内空間を有する非旋回スクロール部材に吐出圧の非旋回引付力を分布して加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【図5】本発明の第5実施例のスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図6】図5のスクロール圧縮機の異なる部分の縦断面図である。
【図7】本発明の第6実施例のスクロール圧縮機の吐出パイプ部を示す平面図である。
【図8】本発明の第7実施例のスクロール圧縮機の非旋回引付圧領域部分の縦断面図である。
【図9】従来のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材に広い領域で吐出圧を加えた通常運転時の変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【図10】従来のスクロール圧縮機の非旋回スクロール部材の圧縮室の流体の圧力及び温度による変形状態を模式的に強調して示す説明図である。
【符号の説明】
2…非旋回スクロ−ル部材、2a…非旋回鏡板、2f…鏡板内空間、2u…非旋回基準面、3…旋回スクロ−ル部材、3a…旋回鏡板、4…フレーム、5…オルダムリング、6…非旋回ホルダ、8…シャフト、22…リングシール、26…給油ポンプ、29…非旋回引付圧領域、33…圧縮室、34…旋回背面空間。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll compressor, and is suitable for a scroll compressor that supports a non-orbiting scroll member with a support member separate from the orbiting scroll member.
[0002]
[Prior art]
As a conventional scroll compressor of this type, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-189934, an orbiting scroll member having an end plate, a spiral scroll wrap standing on the end plate, an end plate and an erecting scroll member are provided. A non-orbiting scroll member having a spiral scroll wrap that is allowed to move in the axial direction, a compression chamber that is formed by meshing both scroll members and that is substantially closed to reduce the volume, and fluid on the compression chamber side Non-orbiting attraction applied to the non-orbiting scroll member in a direction to attract the end plate of the non-orbiting scroll member against the non-orbiting pulling force in the direction of separating the end plate of the non-orbiting scroll member due to the pressure of A non-orbiting scroll that generates a reaction force of the non-orbiting biasing force, which is a vector sum of the non-orbiting attraction force and the non-orbiting attraction / separation force, on the non-orbiting scroll member. The non-orbiting attraction force adding means applies a discharge pressure to the central portion of the back surface of the non-orbiting scroll member, and the direction of the non-orbiting biasing force toward the orbiting scroll member during normal operation. There is a non-orbiting pulling force of a magnitude such that the non-orbiting support member is formed separately from the orbiting scroll member and supports the peripheral portion of the non-orbiting scroll member.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional scroll compressor applies a discharge pressure to the center of the back surface of the non-orbiting scroll member by the non-orbiting attractive force adding means, and the non-orbiting biasing force is directed toward the orbiting scroll member during normal operation. Therefore, if the non-orbiting scroll member is surely biased against the orbiting scroll member even under various operating conditions including a transient state, the non-orbiting scroll member has a large non-orbiting force. It is necessary to apply an attractive force. For this reason, during normal operation such as rated operation, it is necessary to have a non-orbiting attraction force that applies a non-orbiting attraction force much larger than the pulling force, and the non-orbiting scroll member has a large non-orbiting biasing force. Occurs, and the central portion of the non-orbiting scroll member is greatly deformed to the orbiting scroll member side.
[0004]
For example, when the frequency is very high, the suction pressure is high but the discharge pressure is not increased, so that the pulling force is large and the pulling force is small. In particular, in the case of a compressor not provided with a bypass valve for suppressing overcompression, the separating force becomes very large. Even in such a case, it is necessary to ensure that the attractive force is equal to or greater than the pulling force. Otherwise, the non-orbiting scroll cannot be attracted to the orbiting scroll, and normal compression may not be achieved due to the enlargement of the tooth tip bottom gap. For this reason, it is necessary to increase the non-orbiting pulling force of the non-orbiting scroll member by setting a wide area where the discharge pressure is applied. As a result, in the normal operation where the suction pressure is lower and the discharge pressure is higher than at the time of startup, the non-orbiting urging force becomes very excessive, and the central portion of the non-orbiting scroll member is greatly deformed.
[0005]
Here, the deformation | transformation state which applied the discharge pressure in the wide area | region to the back center part of the non-orbiting scroll member is demonstrated using FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing a deformed state during normal operation in which discharge pressure is applied to a non-orbiting scroll member of a conventional scroll compressor in a wide area.
[0006]
A thin two-dot chain line in FIG. 9 indicates the shape of the non-orbiting scroll member before deformation. Further, the concentration force distributed on the line is indicated by a large arrow, and the distribution force distributed in a plane, that is, the pressure is indicated by a small arrow. Furthermore, the length of this arrow has shown the magnitude | size on the basis of suction pressure, and the location without an arrow represents that suction pressure is acting. These points are the same in each figure described below.
[0007]
As is apparent from FIG. 9, a non-orbiting attractive force indicated by a thin solid line is applied to a wide area at the center of the back surface of the non-orbiting scroll member. The non-swivel pulling force indicated by a thin dotted line due to the pressure of the fluid on the compression chamber side is applied to the region. As a result, the non-orbiting scroll member generates a non-orbiting biasing force indicated by a thick solid line that is the vector sum of the non-orbiting attraction force and the non-orbiting attraction / separation force. Will be transformed. That is, a non-orbiting urging reaction force is generated at the inner periphery of the non-orbiting support member and receives a non-orbiting urging force. The non-orbiting scroll member has a bending moment with the inner periphery of the non-orbiting support member as a fulcrum. Will occur and will be greatly deformed.
[0008]
Moreover, the deformation | transformation state by the pressure and temperature of the fluid of the compression chamber of a non-orbiting scroll member is demonstrated using FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the deformation state of the non-orbiting scroll member of the conventional scroll compressor due to the pressure and temperature of the fluid in the compression chamber.
[0009]
As apparent from FIG. 10, the compression chamber on the outer peripheral side has a higher pressure than the compression chamber on the central side of the scroll wrap of the non-orbiting scroll member, so that a gas force is applied from the central side to the outer periphery perpendicular to the wrap side surface. . As a result, a bending moment is generated at the base of the scroll wrap, and the non-orbiting scroll member is rotated in the same direction as the deformation shown in FIG. This deformation is small in a normal scroll wrap, but becomes large when the scroll wrap is high and cannot be ignored. Further, since the gas in the compression chamber on the center side becomes high temperature due to compression close to heat insulation, the scroll wrap of the non-orbiting scroll member extends in the center due to thermal expansion.
[0010]
The sum of the deformation amount and the thermal expansion shown in FIGS. 9 and 10 is the deformation amount of the non-orbiting scroll member. However, since the deformation is performed in the same direction, the deformation is very large. As a result, a large displacement occurs between the tooth tip and the tooth bottom of the non-orbiting scroll member.
[0011]
As described above, in the conventional scroll compressor, the deformation of the non-orbiting scroll member cannot be suppressed in a wide operation range, and the deformation of the non-orbiting scroll member during the normal operation becomes large. The internal leakage from the gap between the tooth tip and the tooth bottom of the scroll wrap of the scroll member becomes large, leading to a decrease in energy efficiency.
[0012]
The object of the present invention is to suppress the deformation of the non-orbiting scroll member in a wide operating range, and by keeping the clearance between the tooth tip and the tooth bottom of the scroll wrap of the non-orbiting scroll member and the orbiting scroll member small in a wide range, It is to obtain a scroll compressor with high energy efficiency by reducing leakage.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes an end plate and a orbiting scroll member provided with a spiral scroll wrap standing on the end plate, and an end plate and a spiral scroll wrap standing on the end plate, and is allowed to move in the axial direction. A non-orbiting scroll member, a compression chamber that is formed by meshing both scroll members and whose volume is reduced, and a direction in which the end plate of the non-orbiting scroll member is pulled apart by the pressure of the fluid on the compression chamber side. A non-orbiting attraction force adding means for applying a non-orbiting attraction force on the non-orbiting scroll member in a direction to attract the end plate of the non-orbiting scroll member against the non-orbiting pulling force of And a non-orbiting scroll support member that causes the non-orbiting scroll member to generate a reaction force of a non-orbiting urging force that is a vector sum of the non-orbiting separation force, The non-orbiting scroll member has a suction center in the back center region thereof, The non-slewing attractive force adding means is in normal operation, Providing a non-orbiting attraction pressure area on the outer periphery of the back surface of the non-orbiting scroll member to give the non-orbiting attraction force by applying a discharge pressure; The non-orbiting pulling force having such a magnitude that the non-orbiting biasing force is directed toward the orbiting scroll member is provided, and the non-orbiting pulling force having a magnitude such that the non-orbiting biasing force is directed toward the orbiting scroll member. The non-orbiting support member has at least a portion formed separately from the orbiting scroll member, and at least a part of the support surface for the non-orbiting scroll member in the portion formed separately is provided. It is formed so as to overlap with the action region of the non-swirl attractive force.
[0016]
The present invention Favor In a preferred configuration example, the non-orbiting scroll member is located at the center of the end plate corresponding to the compression chamber. Discharge pressure This is because the end plate space is formed.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol in the figure of each Example shows the same thing or an equivalent.
[0020]
First to fourth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a deformed state during normal operation in which a non-orbiting attractive force is applied to a non-orbiting scroll member of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a deformation state during normal operation in which a non-orbiting attractive force of intermediate pressure is distributed and applied to a non-orbiting scroll member of a scroll compressor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a deformed state during normal operation in which a non-orbiting attractive force of discharge pressure is distributed and applied to a non-orbiting scroll member of a scroll compressor according to a third embodiment of the present invention. 4 schematically emphasizes the deformation state during normal operation in which the non-orbiting scroll force of the scroll compressor according to the fourth embodiment of the present invention is applied to the non-orbiting scroll member in a distributed manner. It is explanatory drawing shown.
[0021]
The basic configuration of the first to fourth embodiments will be described with reference to the reference numerals of the parts common to the fifth embodiment.
[0022]
This basic configuration includes an end plate 3a and a orbiting scroll member 3 provided with a spiral scroll wrap 3b standing upright thereto, and an end plate 2a and a spiral scroll wrap 2b provided upright thereto, and is allowed to move in the axial direction. The non-orbiting scroll member 2, the compression chamber 33 formed by meshing these scroll members 2 and 3 and having a substantially closed capacity to reduce the volume, and the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 by the pressure of the fluid on the compression chamber side A non-orbiting attraction force applying means for applying a non-orbiting attraction force on the non-orbiting scroll member 2 in a direction for attracting the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 against the non-orbiting separation force in the direction of separating A non-orbiting scroll support member 6 that causes the non-orbiting scroll member 2 to generate a reaction force of a non-orbiting biasing force that is a vector sum of the orbiting attraction force and the non-orbiting separation force; The orbiting attraction force adding means gives a non-orbiting attraction force having such a magnitude that the non-orbiting urging force is directed toward the orbiting scroll member 2 during normal operation. In addition to being formed separately, at least a part of the support surface of the outer peripheral edge of the non-orbiting scroll member 2 is formed so as to overlap the action region of the non-orbiting attractive force.
[0023]
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the non-orbiting attracting force applied to the rear surface of the peripheral edge of the non-orbiting scroll member 2 is a concentrated force, and the non-orbiting scroll member 2 is sucked into the central region of the rear surface. It is configured to apply pressure. Further, the support surface of the non-orbiting scroll member 2 is a support surface of the support member 6 different from the orbiting scroll member, and the position thereof is outside the orbiting range of the orbiting scroll wrap. Since the scroll wrap starts to be wound around the center of the end plate, the support surface of the non-orbiting scroll member 2 is provided on the outer periphery of the end plate 2 a of the scroll member 2. In the first embodiment, since the non-orbiting attracting force is a concentrated force, the support surface of the non-orbiting scroll member 2 is located below the portion where the non-orbiting attracting force is applied.
[0024]
As a result, as shown in FIG. 1, the force finally applied is the non-orbiting pulling force of the distributed force applied to the central portion of the end plate 2a, the non-orbiting attractive force applied to the outer periphery of the non-orbiting scroll member 2, and It can be considered that it is composed of three forces including the non-orbiting urging reaction force received on the outer periphery of the non-orbiting scroll member 2. Therefore, even during normal operation, the force that deforms the non-orbiting scroll member 2 becomes the non-orbiting pulling force applied to the central portion of the end plate 2a, and the deformation amount of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 is reduced. Further, the non-orbiting attracting force, which is a very large force, causes the outer periphery of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 to be in close contact with the non-orbiting support member 6, so that the end plate 2a is away from the non-orbiting support member 6. Becomes horizontal. Thereby, the deformation amount of the non-orbiting scroll member 2 is further suppressed.
[0025]
By the way, the direction of deformation of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 is the direction toward the counter-orbiting scroll member opposite to the direction of the conventional FIG. 9, and the tooth tip teeth on the center side of the scroll wrap 2b. The bottom gap is in an expanding direction. However, the deformation due to the gas force applied to the side surface of the scroll wrap 2b is the same as in the conventional case of FIG. 10, and these deformations cancel each other, so that the deformation of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 is further reduced.
[0026]
As a result, there is an effect that the amount of displacement between the tooth tip and the tooth bottom of the non-orbiting scroll member is reduced, the internal leakage loss is reduced, and the energy efficiency is improved. In addition, in this 1st Example, although the case where suction pressure was applied to the back center area | region of a non-orbiting scroll member was shown, the intermediate pressure between suction pressure and discharge pressure may be sufficient. In this case, the deformation of the end plate due to the axial force is further reduced.
[0027]
Further, in the second embodiment, as shown in FIG. 2, the non-orbiting attracting pressure region is entirely overlapped with the support surface when viewed from the axial direction, and suction pressure is applied to the rear central region of the non-orbiting scroll member 2. It is configured.
[0028]
In the second embodiment, the non-orbiting attracting force is a distributed force, so that the non-orbiting scroll member is compared with the first embodiment in which the non-orbiting attracting force is a concentrated force. The concentration degree of the urging reaction force applied to the non-turning reference surface that is in contact with the support surface that provides the axial reference position is reduced. As a result, together with the effects of the first embodiment, the risk of damage to the support surface of the support member and the non-orbiting reference surface of the non-orbiting scroll member is reduced, and the axial positioning of the non-orbiting scroll member can be maintained with high accuracy. In addition, there is an effect that the tooth tip bottom gap can be properly maintained and energy efficiency can be improved. In the second embodiment, the case where the suction pressure is applied to the central region of the back surface of the non-orbiting scroll member 2 is shown, but an intermediate pressure may be used. In this case, the amount of deformation of the end plate due to the axial force is further reduced.
[0029]
Further, the second embodiment is a case where the non-swirl attracting pressure region is entirely overlapped with the support surface when viewed from the axial direction. If a part of the non-swivel attracting pressure region is on the inner peripheral side of the support surface, In this case, the maximum displacement amount of the tooth tip and the tooth bottom generated in the central part of the end plate due to the axial force is reduced. In this case, the deformation of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 can be reduced when the compressor shown in FIG. 10 is small or the compressor has a small amount of thermal expansion at the center of the scroll wrap (for example, when the scroll wrap is low). This is effective for improving energy efficiency.
[0030]
On the contrary, when the inner side of the non-swirl attracting pressure region is located on the outer peripheral side from the inner side of the support surface, the deformation amount of the central part of the end plate due to the axial force further increases slightly. In this case, in the case of a compressor in which the deformation shown in FIG. 10 is extremely large or the thermal expansion amount of the scroll wrap central portion is extremely large (for example, when the scroll wrap is extremely high), the deformation of the non-rotating end plate is reduced. This is effective for improving energy efficiency.
[0031]
In the third embodiment, as shown in FIG. 3, in the second embodiment, the pressure in the non-rotating attraction pressure region is limited to the discharge pressure. Since the discharge pressure is almost the maximum pressure in the compressor, the necessary area for generating the non-swirl attractive force is minimized. As a result, as shown in FIG. 7, the area of the non-orbiting attracting pressure region can be reduced together with the effect of the second embodiment, so that the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 can be reduced in diameter, and the compressor can be reduced in diameter. There is an effect that can be done.
[0032]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, an end plate internal space 2f is provided near the center of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 in the third embodiment. As shown in the enlarged view in FIG. 4, the end plate space 2 f tends to expand due to the discharge pressure of the end plate space 2 f, so that the compression chamber side portion of the end plate 2 a of the non-orbiting scroll member 2 moves downward. Causes deformation to bend. As a result, the deformation of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 due to the axial force becomes very small as shown in FIG. In addition, compared with the case where the discharge pressure is applied to the central region of the back surface of the non-orbiting scroll member 2, the anti-compression chamber side portion of the non-orbiting end plate serves as a beam, so Deflection can be suppressed. Therefore, the final deformation of the end plate 2a of the non-orbiting scroll member 2 (that is, the deformation caused by the force applied to the side surface of the scroll wrap and the deformation caused by thermal expansion shown in FIG. 10) is extremely small. The tooth tip bottom gap becomes extremely small during a wide range of operation, and leakage is suppressed, and the energy efficiency is greatly improved.
[0033]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a longitudinal sectional view of different parts of the scroll compressor of FIG. In FIG. 6, symbols are attached only to portions that did not appear in FIG.
[0034]
The compressor of the fifth embodiment has a diameter of about 10 mm to 1000 mm and is of a low pressure chamber type in which the inside of the compressor case serves as a suction pressure. This low-pressure chamber type compressor is characterized in that the total amount of refrigerant sealed in the refrigeration cycle is small because the compressor internal volume that occupies a large proportion of the total volume of the refrigeration cycle is low pressure. Thereby, in the compressor using the combustible hydrocarbon refrigerant or the refrigerant containing R32 or the like, the amount of leakage can be reduced when the refrigerant leaks. In addition, when a very high-pressure refrigerant such as CO 2 is used, the pressure resistance design of the compressor case is easy.
[0035]
First, the structure of this compressor will be described.
[0036]
The orbiting scroll member 3 is provided with a scroll wrap 3b and Oldham grooves 3g and 3h (see FIG. 6) having an involute or an algebraic spiral as a basic line on the upper surface of the end plate 3a, and the thrust surface 3d and the orbit on the lower surface of the end plate 3a. A shaft 3e is provided, and a swirl oil groove 3c is provided on the thrust surface 3d thereof.
[0037]
The non-orbiting scroll member 2 is provided with a scroll wrap 2b and rotation stoppers 2g and 2h on the lower surface of the end plate 2a, and a non-orbiting reference surface 2u that is flush with the bottom surface of the scroll wrap 2b. The non-orbiting scroll member 2 is provided with a bypass hole 2e for suppressing overcompression and avoiding liquid compression so as to communicate with the middle portion of the compression chamber, and bypassing the opening of the bypass hole 2e into the sealed container. A valve 23 is provided. Further, the non-orbiting scroll member 2 is provided with a discharge hole 2d opened at the center, and a door-shaped check valve 24 for opening and closing the opening is provided.
[0038]
A rear outer peripheral groove 2j is provided on the entire peripheral edge of the upper surface of the end plate 2a, and a single pressure equalizing hole 2i that communicates the rear outer peripheral groove 2j and the end plate inner space 2f is provided. A ring seal 22 having a U-shaped cross section made of an elastic body such as plastic, spring material, or rubber is inserted into the back outer peripheral groove 2j. The height of the ring seal 22 is made smaller than the depth of the back outer peripheral groove 2j, and the inner peripheral wall thereof is shorter than the outer peripheral wall. Thereby, even if the ring seal 22 is lowered to the bottom of the rear outer peripheral groove 2j, the inner peripheral wall of the ring seal 22 can be prevented from blocking the pressure equalizing hole 2i. The discharge cover 2c is fixed to the upper surface of the end plate 2a during assembly so as to form an end plate space 2f above the opening of the discharge hole 2e.
[0039]
The Oldham ring 5 is provided with non-rotating protrusions 5a and 5b on one surface and rotating protrusions 5c and 5d on the other surface.
[0040]
The cylindrical non-orbiting holder 6 has a terrace portion 6a that protrudes into a central hole and supports the non-orbiting scroll member 2, and the upper surface of the terrace portion 6a is a non-orbiting support surface 6b. The inner peripheral surface of the upper portion of the terrace portion 6a serves as a guide surface 6c that serves as a guide when the non-orbiting scroll member 2 moves up and down. Furthermore, two radiation grooves 6d and 6e are provided on the terrace portion 6a so as to face each other at 180 degrees. The grooves 6d and 6e have rotation stoppers 2g and 2h of the non-orbiting scroll member 2 inserted in the upper part thereof, and the lower part serves as an Oldham groove in which the non-orbiting protrusions 5a and 5b of the Oldham ring 5 slide.
[0041]
The frame 4 is provided with a holder mounting surface 4b for mounting the non-orbiting holder 6 on the outer peripheral portion of the upper surface, and a thrust bearing 4a serving as a support surface for the orbiting scroll member 3 is provided on the inner side of the same surface. The thrust bearing 4a is provided with a plurality of frame oil grooves 4c for supplying the thrust bearing portion concentrically. The frame 4 is provided with one or a plurality of suction ports 4 e through which the suction gas flows through the peripheral edge of the frame 4 in the axial direction. A main bearing 4 d that rotatably supports the shaft 8 is provided at the center of the frame 4.
[0042]
An oil discharge passage 4f is provided between the main bearing 4d and the thrust bearing 4a to the outer peripheral surface of the frame 4, and a back pressure valve 10 is provided in the middle of the oil discharge passage 4f. The back pressure valve 10 includes a valve plate 10a, a valve spring 10b, and a valve cap 10c. The valve cap 10c and the insertion hole must be completely sealed. The valve spring 10b is compressed, and the valve plate 10a is attached so as to be pressed against the valve seal surface. Since this pressing force determines the pressure value of the back surface of the orbiting scroll member 3, it is necessary to accurately manage the shape and size related to the amount of compression of the valve spring 10b that determines this pressure value. In particular, it is necessary to finish the end portion of the valve spring 10b to a surface substantially perpendicular to the central axis of the spring. Otherwise, buckling occurs when the valve spring 10b is compressed, the orbiting back pressure value becomes abnormally small, the orbiting scroll member 3 is pressed against the frame 4, the sliding loss increases, and the energy efficiency decreases. .
[0043]
The shaft 8 is provided with a shaft oil supply hole 8a, a main bearing oil supply hole 8b, and a sub-bearing oil supply hole 8c. Further, a main shaft portion 8h having an enlarged diameter is provided at the upper portion of the shaft 8, and a swing bearing 8f is provided there. An oil supply spiral groove 8i is provided on the outer peripheral surface of the main shaft portion 8h from the outlet of the main bearing oil supply hole 8b, and an oil supply groove 8j is provided on the swing bearing 8f.
[0044]
The rotor 15 incorporates an unmagnetized permanent magnet (not shown), and is provided with rotor balances 15a and 15b at both ends.
[0045]
The stator 16 is provided with a stator groove 16a for allowing oil to flow down to the bottom of the case on the outer peripheral portion, a coil passes through the inside, and a coil end portion 16b is provided above and below the stator groove 16a. Note that the stator 16 may be cooled by making a coil through hole on the outer peripheral side of the hole through which the coil passes and passing a gas flow or oil.
[0046]
The sub-bearing oil supply section 9 is composed of a floating bearing bush 9a having a cylindrical inner periphery and a spherical outer periphery, a sub-bearing oil supply cylinder 9b, and a pump cover 9c with an oil supply pipe 9d. The countershaft oil supply cylinder 9b has a spherical bearing portion 9g on the upper inner periphery, and a floating bearing bush 9a is incorporated therein. Furthermore, the shaft thrust surface 9e which is an axial direction support part of the shaft 8 is arranged in the upper center. In addition, an eccentric circular excavation 9f into which the inner rotor 26a and the outer rotor 26b of the trochoid oil supply pump 26 enter is provided at the lower part.
[0047]
The case is composed of three parts: an upper case 19 to which a hermetic terminal 13 and a discharge pipe outlet 19a are welded or brazed, a lower case 20, and a cylindrical case 21. A sub-bearing oil supply support plate 18 that supports 9 is fixed.
[0048]
Other main components include a non-orbiting presser 7 for holding the ring seal 22 so as to press the non-orbiting scroll member 2 downward, a mounting member 11 for fixing the frame 4 to the cylindrical case, and iron powder in oil. There are a magnet 12 that removes power, a hermetic terminal 13 that supplies power to the motor 17, and a suction pipe 14.
[0049]
Next, a method for assembling these components will be described.
[0050]
First, the shaft 8 into which the rotor 15 is press-fitted or shrink-fitted is inserted into the main bearing 4d of the frame 4, and the orbiting scroll member 3 is placed thereon. Further, the Oldham ring 5 is placed on the Oldham ring 5 with the swiveling projections 5c and 5d inserted into the Oldham grooves 3g and 3h, and the non-turning scroll member 2 is placed on the non-turning holder 6 above the radiation grooves 6d and 6e. What is mounted so that the rotation stoppers 2g and 2h are inserted is covered from above. At this time, the non-turning protrusions 5a and 5b of the Oldham ring 5 are inserted below the radiation grooves 6d and 6e of the non-turning holder 6, and the non-turning reference surface 2u is brought into contact with the non-turning support surface 6b. Then, the non-turning holder 6 is fixed to the frame 4 with screws at a position where the rotational torque is minimum while rotating the shaft 8.
[0051]
Then, the non-orbiting press surface 7 a of the non-orbiting presser 7 is fixed to the upper surface of the non-orbiting holder 6 with screws so as to cover the outer periphery of the non-orbiting scroll member 2 and the ring seal 22. This may be welded or glued rather than screwed. In the case of bonding, there is a specific effect that deformation is small and management of the tooth tip bottom gap of the scroll becomes easy. At this time, the distance between the upper surface of the non-orbiting scroll member 2 and the non-orbiting pressing surface 7a is set to about 20 to 100 μm, and the maximum separation distance in the axial direction between the orbiting scroll member 3 and the non-orbiting scroll member 2 is defined.
[0052]
Then, a discharge cover 2c having a discharge pipe 25 is closely fixed with a screw near the center of the non-rotating end plate 2a facing the discharge port 2d and the bypass hole 2e, thereby providing an end plate space 2f. In addition, you may fix the discharge cover 2c via a sealing material. Thus, since the end plate space 2f is formed by fixing the discharge cover 2c, there is no need to form a space through the end of the end plate 2a, and there is a specific effect that processing is easy. Further, the discharge pipe 25 attached to the fixed cover 2c behaves as an elastic body within a range movable up and down of the non-orbiting scroll member 2, and as a result, the non-orbiting scroll member 2 is elastically supported by the compressor case.
[0053]
As described above, the compression chamber 33 is formed between the scroll members 2 and 3, and the orbiting back space 34 is formed between the thrust surface 3c and the orbiting shaft 3e on the back surface of the orbiting scroll member 2.
[0054]
Further, the mounting member 11 is fixed to the outer periphery of the back surface of the frame 4 with screws. Instead of fixing with screws, it may be fixed by caulking.
[0055]
Next, the above-described assembly component is inserted into the cylindrical case 21 in which the stator 16 is pre-fitted or press-fitted and the auxiliary bearing oil supply support plate 18 is welded or press-fitted. At this time, the motor wire 16c of the stator 16 is put out through the groove on the side surface of the assembly part. Then, the side surface of the mounting member 11 is tack welded. By welding in this way, the deformation of these parts can be avoided as compared with the case of tack welding the frame 4 and the non-revolving holder 6, so that it exceeds the seal gap of the compression chamber 33 determined by the tolerance of the parts. The gap at the time of assembling is not enlarged, and internal leakage can be suppressed and energy efficiency is improved. A motor 17 is formed by the rotor 15 and the stator 16, and a motor chamber 30 is formed between the auxiliary bearing oil supply support plate 18 and the frame 4.
[0056]
Next, the inner periphery of the floating bearing bush 9 a of the non-swivel oil supply portion 9 is inserted and attached to the shaft 8 that has come out from the hole in the center portion of the auxiliary bearing oil supply support plate 18. Then, the outer rotor 26b is inserted into the auxiliary bearing oil supply cylinder 9b, and the inner rotor 26a is press-fitted into the end portion of the shaft 8. In this state, the shaft 8 is turned to adjust the position of the sub-bearing oil supply cylinder 9b while detecting the rotational torque, and the sub-bearing oil supply support plate 18 is connected to the outer periphery of the sub-bearing oil supply cylinder 9b at the position where the rotational torque is minimized. Spot welded to. Then, the oil supply cover 9c with the oil supply pipe 9d is screwed to the auxiliary bearing oil supply cylinder 9b with a seal interposed therebetween. Here, it is possible to increase the accuracy of the seal surface and increase the pressing force of the seal surface so that the seal is performed without sandwiching the seal.
[0057]
Finally, the lower case 20 to which the magnet 12 is fixed is welded to the cylindrical case 21 to form the oil storage chamber 27. In addition, the motor wire 16c is attached to the inner terminal of the discharge hermetic terminal 13 of the upper case 19, the vertical portion 25a of the discharge pipe 25 is passed through the discharge pipe outlet 19a, and the upper case 19 is placed on the cylindrical case 21. The non-turning back chamber 32 is formed by mounting and welding. In this state, a current is passed through the stator 16 to magnetize the permanent magnet inside the rotor 15 to form the motor 17. Then add the oil.
[0058]
Next, the operation of the compressor will be described.
[0059]
First, the flow of compressed gas will be described.
[0060]
In order to operate the compressor, the rotor 16 is rotated by energizing the stator 16 of the motor 17 and the shaft 8 fixed to the rotor 15 is rotated. As the shaft 8 rotates, the orbiting scroll member 3 is orbited. Here, since the Oldham ring 5 is provided, rotation of the orbiting scroll member 3 is prevented.
[0061]
Due to the rotation of the orbiting scroll member 3, the gas filled in the case through the suction pipe 14 flows into the suction chamber 35 through the suction port 4 e of the frame 4, is closed and compressed in the compression chamber 33, and is discharged into the discharge hole. 2d is discharged into the end plate space 2f, and finally goes out of the compressor through the discharge pipe 25. Under the overcompression condition, the gas compressed in the compression chamber 33 and compressed is discharged into the end plate space 2f through the bypass hole 2e and the bypass valve 23 in parallel with the discharge from the discharge hole 2d. . Thereby, the space 2f in the end plate becomes a discharge pressure.
[0062]
Further, the discharge cover 2C forming the end plate space 2f has a suction pressure non-swirl back chamber 32 above it, and forms a non-swirl back center region to which the suction pressure is applied. Since the suction pressure is applied to the central region of the non-revolving back surface, the deflection of the non-revolving end plate 2a is reduced, the tooth bottom gap can be reduced, and the energy efficiency is improved. The suction port 4e may be provided in the vicinity of the compression chamber 33 starting to close. Thereby, there exists an effect which a suction flow path loss reduces and energy efficiency improves.
[0063]
The pressure inside the ring seal 22 becomes a discharge pressure by the pressure equalizing hole 2i that communicates the inner space 2f of the end plate and the inside of the ring seal 22 in the rear outer peripheral groove 2j. Seal. This is possible because all the outside of the ring seal 22 is a space for suction pressure. Thereby, the inside of the back outer peripheral groove 2j becomes a discharge pressure to form the non-swirl attracting pressure region 29.
[0064]
Since the non-swirl support surface 6b of the non-swirl holder 6 is disposed below the non-swirl attracting pressure region 29, as described in the above embodiment, the deformation of the non-swivel end plate 2a is suppressed, and during operation. Since the tooth tip bottom gap can be reduced, the energy efficiency is very high.
[0065]
Further, since the non-swirl attracting force is not a concentrated force such as a spring force but a distributed force, as described in the above embodiment, the risk of damaging the non-slewing support surface 6b and the non-swinging reference surface 2u is reduced. Since the axial positioning of the non-orbiting scroll member can be held with high accuracy, the tooth tip bottom gap can be properly held, and energy efficiency can be improved.
[0066]
Further, since the distribution force is given using the gas of the discharge pressure, as described in the above embodiment, the area of the non-swirl attracting pressure region can be reduced, the non-swivel end plate can be reduced in diameter, and the compressor can be reduced in diameter. There is an effect that can be done.
[0067]
Further, since the end plate space 2f is maintained at the discharge pressure, as described in the above embodiment, the non-revolving end plate is finally deformed (that is, due to the force applied to the side surface of the scroll wrap shown in FIG. 10 and thermal expansion). The deformation added to FIG. 5 is extremely small, and the tooth bottom gap can be extremely small during a wide range of operation, and the energy efficiency is greatly improved by suppressing leakage.
[0068]
Further, since only one pressure equalizing hole 2i is provided, there is almost no gas flow inside the rear outer peripheral groove 2j during steady or near-steady operation. For this reason, there is no fluctuation of the attraction force due to the fluctuation of the flow of the discharge gas, the attraction force is stable, and the non-orbiting scroll member 2 does not vibrate and leakage is suppressed, so that the energy efficiency can be further improved. There is.
[0069]
In addition, since the heat flux flowing into the suction chamber 35 below the rear outer peripheral groove 2j is reduced and the suction heating can be suppressed, the compression power is reduced and the energy efficiency is improved.
[0070]
The ring seal 22 is lifted upward by the same force as the pulling force, but is stopped by the non-rotating presser foot 7.
[0071]
Further, since the non-swirl back chamber 32 becomes the suction pressure, the pressure inside the case of the compressor becomes the suction pressure in the entire region. As a result, the hermetic terminal 13 may be provided in any part of the case, which has a specific effect that the manufacturability is improved.
[0072]
Further, a hinge type check valve 24 is provided at the outlet of the discharge hole 2d, and the tip of the valve plate is in contact with the gas inlet of the discharge pipe 25. When the compressor is stopped, the gas tries to flow backward from the discharge pipe 25 to the inner space 2f of the end plate. However, due to the flow, the tip of the check valve 24 is pushed to instantly close the discharge hole 2d, and the gas flows backward. prevent. Since the structure is simple and the posture at the time of opening and closing is stable, there is a specific effect that the opening / closing operation is stable and a highly reliable check valve can be realized. The check valve 24 may be magnetized. In this case, when the check valve is open during operation, the valve is attached to the discharge cover 2c, so that the check valve does not cause any unstable operation, the discharge flow path resistance is reduced, and energy efficiency is further improved. There is a unique effect of improving.
[0073]
Further, since the discharge pipe 25 is connected to the discharge cover 2c on the side surface, the rigidity of the discharge pipe 25 in the axial direction is reduced. As a result, when the non-orbiting scroll member 2 moves in the axial direction, the non-orbiting release action can be reliably performed without being obstructed, and the inside of the compression chamber 33 due to liquid compression or an accident is extremely excessive. When the pressure is generated, the pressure can be instantaneously reduced, and there is a specific effect that the compression chamber forming portion such as the scroll member is prevented from being broken and the reliability is improved. This also has a specific effect that the height of the non-turning back chamber 32 is reduced and can be reduced in size.
[0074]
Further, a conformable coating 3 i is provided on the front surface side of the scroll wrap 3 b and the orbiting end plate 3 a of the orbiting scroll member 3. As a result, it becomes possible to avoid an increase in the gap due to an error in the component dimensions that determines the tooth tip bottom gap, so that the energy efficiency can be further improved.
[0075]
Next, the flow of oil will be described.
[0076]
The oil in the oil storage chamber 27 is sucked up from the oil supply pipe 9d by the trochoid oil supply pump 26 provided at the lower end of the shaft 8, and enters the shaft oil supply hole 8a. Here, a small amount of oil is supplied to the shaft thrust surface 9e through the gap between the upper surface of the inner rotor 26a and the circular dig 9f. The oil is supplied to the spherical bearing portion 9g on the outer periphery of the floating bearing bush 9a and goes out to the lower portion of the motor chamber 30. Thereafter, the oil returns to the oil storage chamber 27 from the oil hole 18 a in the outer peripheral portion of the auxiliary bearing oil supply support plate 18.
[0077]
Part of the oil that has entered the shaft oil supply hole 8a first enters the sub-bearing oil supply hole 8c, and supplies the cylindrical bearing between the shaft 8 and the floating bearing bush 9a. Thereafter, the oil enters the motor chamber 30 via the spherical bearing portion 9g or directly returns to the oil storage chamber 27 through the oil hole 18a.
[0078]
The oil that has not entered the auxiliary bearing oil supply hole 8c further moves up the shaft oil supply hole 8a, enters the main bearing oil supply hole 8b, and supplies the main bearing 4d and the swing bearing 8f. The main shaft portion 8h is provided with an oil supply spiral groove 8i, and the amount of oil supplied to the main bearing 4d is determined by this screw pump action. The other amount flows to the slewing bearing 8f. There is provided an oil supply groove 8j, which serves as an oil sump for supplying oil to the entire swivel bearing 8f.
[0079]
The supplied oil flows into the swivel back space 34. Since the back pressure valve 10 is provided, the pressure in the orbiting back space 34 is higher than the suction pressure that is the pressure on the outlet side of the oil discharge passage 4f by a value corresponding to the amount of compression of the valve spring 10b.
[0080]
Here, part of the oil flows into the frame oil groove 4c of the thrust bearing 4a and the swirl oil groove 3c of the thrust surface 4d, and finally flows into the suction chamber 35 while supplying oil to the thrust surface. Then, the inside of the compression chamber 33 is sealed.
[0081]
Most of the other oil flows to the vicinity of the inner wall of the cylindrical case 21 through the oil discharge passage 4f, and then finally flows into the oil storage chamber 27 through the mounting outer peripheral groove 11a and the stator outer peripheral groove 16a of the mounting member 11. . In addition, you may provide a groove | channel in the cylindrical case 21 instead of the stator outer periphery groove | channel 16a from which this oil flows down. For example, it is good also as a seam when a cylindrical case is created from a board. The reason is that a small groove is generally formed on the inner peripheral side.
[0082]
Further, since the pressure in the orbiting back space 34 becomes higher than the suction pressure, an attractive force of the orbiting scroll member 3 is generated thereby. However, this force is set to be smaller than the turning pulling force. As a result, the orbiting scroll member 3 has a rear surface of the end plate 3a as a thrust surface, and can reduce the urging force applied thereto, that is, the thrust bearing load. For this reason, the sliding loss in the location can be reduced and there exists a characteristic effect that energy efficiency improves. Further, since the intermediate pressure in the revolving back space 34 does not need to be supplied from the outside, there is a specific effect that the usability is improved.
[0083]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view showing a discharge pipe portion of a scroll compressor according to a sixth embodiment of the present invention.
[0084]
In the sixth embodiment, the connection portion of the discharge pipe 25 to the case is brought to the central portion in the fifth embodiment. By doing so, the spring force of the discharge pipe acts parallel to the non-orbiting scroll member 2 at the center axis position when the non-orbiting scroll member 2 moves upward. There is a peculiar effect that the vertical movement of the non-orbiting scroll member can be smoothly performed and the reliability can be improved. Further, when the discharge pipe 25 is fixed to the case, the vertical portion 25a may be pushed and fixed to the inside of the case from the neutral position so that an attractive force is generated in the non-orbiting scroll member 2. In this case, it is possible to generate an attracting force even during the start-up in which no attracting force is generated by the non-swing attracting pressure region 29, and it is possible to perform the start-up smoothly. The time of the abnormal state that becomes high can be shortened, and there is a specific effect that high reliability can be realized. Further, since the non-swirl attracting pressure region 29 can be reduced, there is a specific effect that the compressor can be reduced in size.
[0085]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a non-orbiting attraction pressure region portion of the scroll compressor according to the seventh embodiment of the present invention.
[0086]
In the seventh embodiment, the discharge pipe 25 is connected not to the non-orbiting scroll member 2 movable with respect to the case but to the stationary non-orbiting presser 7 in comparison with that of the fifth embodiment. Instead of the pressure hole 2i, the discharge cover 2c is provided with one or a plurality of discharge passages 2k having a large flow passage cross-sectional area and a small flow passage resistance, and two seals 28 are provided in place of the ring seal 22. This eliminates the elasticity required for the discharge pipe in the fifth embodiment, and allows the discharge pipe 25 to have only a vertical portion. For this reason, when the upper case 19 is inserted into the cylindrical case 21, it is not necessary to already attach the discharge pipe. After the upper case 19 is inserted, the discharge pipe 25 can be fixed to the non-rotating presser 7. Become. As a result, there is a specific effect that the assembling property is dramatically improved, and the manufacturing cost can be greatly reduced.
[0087]
In each of the embodiments described above, the non-orbiting scroll member is supported only by the support member separate from the orbiting scroll member. However, the same applies even if the orbiting scroll member is shared as a part of the support member. It has the effect of.
[0088]
【The invention's effect】
According to the present invention, the deformation of the non-orbiting scroll member can be suppressed in a wide operating range, and the gap between the tip of the scroll wrap and the tooth bottom of the orbiting scroll member and the bottom of the orbiting scroll member can be kept small in a wide range. Leakage can be reduced to obtain an energy efficient scroll compressor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a deformed state during normal operation in which a non-orbiting pulling force is applied on a line to a non-orbiting scroll member of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention. It is.
FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a deformed state during normal operation in which a non-orbiting attractive force of an intermediate pressure is distributed and applied to a non-orbiting scroll member of a scroll compressor according to a second embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 schematically shows a deformation state during normal operation in which a non-orbiting attractive force of a discharge pressure is distributed and applied to a non-orbiting scroll member of a scroll compressor according to a third embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4 schematically shows a deformed state during normal operation in which a non-orbiting scroll force of a discharge pressure is distributed and applied to a non-orbiting scroll member having an end plate space of a scroll compressor according to a fourth embodiment of the present invention. It is explanatory drawing shown emphasized.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a fifth embodiment of the present invention.
6 is a longitudinal sectional view of a different part of the scroll compressor of FIG. 5;
FIG. 7 is a plan view showing a discharge pipe portion of a scroll compressor according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a non-swirl attracting pressure region portion of a scroll compressor according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing a deformed state during normal operation in which discharge pressure is applied to a non-orbiting scroll member of a conventional scroll compressor in a wide area.
FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing a deformed state of a compression chamber of a non-orbiting scroll member of a conventional scroll compressor due to fluid pressure and temperature.
[Explanation of symbols]
2 ... non-turning scroll member, 2a ... non-turning end plate, 2f ... end plate space, 2u ... non-turning reference plane, 3 ... turning scroll member, 3a ... turning end plate, 4 ... frame, 5 ... Oldham ring, 6 ... Non-swivel holder, 8 ... Shaft, 22 ... Ring seal, 26 ... Oil pump, 29 ... Non-swivel attracting pressure region, 33 ... Compression chamber, 34 ... Revolving back space.

Claims (2)

鏡板とそれに立設する渦巻き状のスクロールラップを備えた旋回スクロール部材と、
鏡板とそれに立設する渦巻き状のスクロールラップを備え軸方向における運動が許容される非旋回スクロール部材と、
それら両スクロール部材を噛み合わせて形成する概略閉塞して容積が縮小する圧縮室と、
その圧縮室側の流体の圧力による前記非旋回スクロール部材の鏡板を引離す向きの非旋回引離し力に対抗して前記非旋回スクロール部材の鏡板を引付ける向きの非旋回引付力を前記非旋回スクロール部材にかける非旋回引付力付加手段と、
前記非旋回引付力と前記非旋回引離し力のベクトル和である非旋回付勢力の反力を前記非旋回スクロール部材に発生させる非旋回スクロール支持部材とを有し、
前記非旋回スクロール部材はその背面中央領域を吸込圧とし、
前記非旋回引付力付加手段は、通常運転時に、前記非旋回スクロール部材の背面の外周部に非旋回引付圧領域を設けて吐出圧力をかけて前記非旋回引付力を与え、前記非旋回付勢力が前記旋回スクロール部材へ向かう向きとなる大きさの前記非旋回引付力を持たせ、
前記非旋回支持部材は、少なくとも前記旋回スクロール部材と別体で形成した部分を有すると共に、この別体で形成した部分における前記非旋回スクロール部材に対する支持面の少なくとも一部が前記非旋回引付力の作用領域と重なるように形成した
ことを特徴とするスクロール圧縮機。
An orbiting scroll member having an end plate and a spiral scroll wrap standing on the end plate,
A non-orbiting scroll member that includes an end plate and a spiral scroll wrap standing on the end plate and is allowed to move in the axial direction;
A compression chamber in which the volume is reduced by substantially closing the scroll member formed by meshing both scroll members;
The non-orbiting pulling force in the direction of attracting the end plate of the non-orbiting scroll member is opposed to the non-orbiting pulling force in the direction of separating the end plate of the non-orbiting scroll member due to the pressure of the fluid on the compression chamber side. A non-orbiting attractive force adding means applied to the orbiting scroll member;
A non-orbiting scroll support member that causes the non-orbiting scroll member to generate a reaction force of a non-orbiting biasing force that is a vector sum of the non-orbiting attraction force and the non-orbiting attraction / separation force;
The non-orbiting scroll member has a suction center in the back center region thereof,
The non-orbiting attraction force adding means provides a non-orbiting attraction force by applying a discharge pressure by providing a non-orbiting attraction pressure area on the outer peripheral portion of the back surface of the non-orbiting scroll member during normal operation. Having the non-orbiting attraction force of a magnitude such that the orbiting biasing force is directed toward the orbiting scroll member;
The non-orbiting support member has at least a part formed separately from the orbiting scroll member, and at least a part of a support surface for the non-orbiting scroll member in the part formed separately from the non-orbiting scroll member is the non-orbiting attractive force. A scroll compressor characterized in that it is formed so as to overlap with the working area.
請求項1において、前記非旋回スクロール部材はその鏡板の前記圧縮室に対応する中央部に吐出圧の鏡板内空間を形成したことを特徴とするスクロール圧縮機。2. The scroll compressor according to claim 1, wherein the non-orbiting scroll member has an end plate inner space for discharge pressure formed in a central portion of the end plate corresponding to the compression chamber .
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