JP5260608B2 - Scroll compressor - Google Patents

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本発明は、冷凍,空調用の冷媒圧縮機,空気やその他のガス圧縮機として好適なスクロール圧縮機に係り、特に種々の用途において高性能かつ高信頼性を図るのに好適なスクロール圧縮機に関する。   The present invention relates to a scroll compressor suitable as a refrigerant compressor for refrigeration and air conditioning, air and other gas compressors, and more particularly to a scroll compressor suitable for achieving high performance and high reliability in various applications. .
特許文献1に記載のスクロール圧縮機は、旋回スクロールの背面側を構成する空間を中央部の吐出圧力空間と外周部に吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力(以下中間圧力)空間を備え、旋回スクロール背面部に吐出圧力及び中間圧力を作用させて旋回スクロールを固定スクロールに押し付けることにより、旋回・固定の両スクロールから構成される密閉空間内圧力によって両スクロールが引き離されることを防止している。   The scroll compressor described in Patent Document 1 includes a space that forms the back side of the orbiting scroll, a discharge pressure space in the center, and a space between the suction pressure and the discharge pressure (hereinafter referred to as intermediate pressure) in the outer peripheral portion. By applying the discharge pressure and the intermediate pressure to the scroll back surface and pressing the orbiting scroll against the fixed scroll, the two scrolls are prevented from being separated by the pressure in the sealed space composed of both the orbiting and fixing scrolls.
また、特許文献2に記載のスクロール圧縮機は、固定スクロール天板部をカバーで覆い、固定スクロール天板部とカバーの間の空間と圧縮室を連通させ、固定スクロールとカバーの間の空間に圧縮途中のガスを導く構成としている。   Further, the scroll compressor described in Patent Document 2 covers the fixed scroll top plate portion with a cover, and communicates the space between the fixed scroll top plate portion and the cover with the compression chamber so that the space between the fixed scroll and the cover is provided. It is the structure which guides the gas in the middle of compression.
特開2004−293531号公報JP 2004-293531 A 特開2003−028079号公報JP 2003-028079 A
運転時に密閉容器内が吐出圧力となる、いわゆる高圧チャンバ型のスクロール圧縮機において、固定スクロール天板部は、両スクロールにより構成される密閉空間(圧縮室)内圧力による力を渦巻き体側に受け、吐出圧力空間の圧力による力を反渦巻き体側に受け、それらの合力により下に凸の形状に変形する。一方、旋回スクロールは、旋回スクロール背面部に作用する圧力の分布により、上に凸の形状に変形する。この変形によって両スクロール渦巻き体中央部の歯先・歯底が接触し、摺動損失増大による性能低下や、摺動面で焼き付きやかじりを発生させ信頼性低下を招く可能性があった。   In the so-called high-pressure chamber type scroll compressor in which the inside of the sealed container becomes discharge pressure during operation, the fixed scroll top plate receives the force due to the pressure in the sealed space (compression chamber) constituted by both scrolls on the spiral body side, A force due to the pressure in the discharge pressure space is received on the side of the anti-vortex body, and the resultant force deforms into a downwardly convex shape. On the other hand, the orbiting scroll is deformed into an upwardly convex shape due to the distribution of pressure acting on the rear surface of the orbiting scroll. Due to this deformation, the tooth tips and bottoms of the scroll scrolls at the center contact each other, and there is a possibility that performance deteriorates due to an increase in sliding loss and seizure or galling occurs on the sliding surface, leading to a decrease in reliability.
また、先述した性能・信頼性低下を防止するため、スクロール圧縮機運転時に両スクロールに生じる変形を考慮し、両スクロール渦巻き体の歯先や歯底にあらかじめ隙間を設けることも考えられる。しかしこの構成では、両スクロールの変形量が比較的小さい運転状態において、あらかじめ設けた両スクロール渦巻き体の隙間から圧縮ガスが漏れるため、広い運転範囲で性能の低下を防止することが困難となる。   Moreover, in order to prevent the performance and reliability degradation described above, it is conceivable to provide a gap in advance at the tooth tip and the tooth bottom of both scroll spiral bodies in consideration of the deformation that occurs in both scrolls during operation of the scroll compressor. However, with this configuration, in an operating state where the amount of deformation of both scrolls is relatively small, compressed gas leaks from the gap between the scroll scrolls provided in advance, so it is difficult to prevent performance degradation over a wide operating range.
他に、固定スクロール天板部をカバーで覆い、固定スクロール天板部とカバーの間の空間(天板室)に圧縮室から圧縮途中のガスを導くことで、固定スクロール天板部の反渦巻き体側に作用する圧力を吐出圧力より小さくし、固定スクロール天板部の反渦巻き体側が受ける力を減少させることで、固定スクロール天板部に生じる変形を低減させることも考えられる。しかし、圧縮室のガス圧力は圧縮動作の過程で常に変動しているため、圧縮室と天板室を直接連通させると、圧縮室から天板室へ導かれたガスが再び連通路を通って圧縮室へ戻ってしまう。ガスが圧縮室と天板室を出入りすることで、圧縮ガスの再膨張・再圧縮が生じ、性能低下につながる。   In addition, by covering the fixed scroll top plate with a cover and introducing gas during compression from the compression chamber to the space between the fixed scroll top plate and the cover (top plate chamber), the anti-spiral body side of the fixed scroll top plate It is also conceivable to reduce the deformation generated in the fixed scroll top plate portion by reducing the pressure acting on the lower than the discharge pressure and reducing the force received by the anti-spiral body side of the fixed scroll top plate portion. However, since the gas pressure in the compression chamber constantly fluctuates during the compression operation, when the compression chamber and the top plate chamber are directly communicated, the gas guided from the compression chamber to the top plate chamber again passes through the communication passage. Go back to. As the gas enters and exits the compression chamber and the top plate chamber, the compressed gas re-expands and re-compresses, leading to performance degradation.
本発明の目的は、信頼性が高く且つ高効率なスクロール圧縮機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a scroll compressor having high reliability and high efficiency.
上記目的を達成するため本発明は、固定スクロール天板部の上部に天板室を設け、この天板室と背圧室とを連通する連通路を設けることとした。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a top plate chamber is provided in the upper part of the fixed scroll top plate portion, and a communication passage is provided for communicating the top plate chamber and the back pressure chamber.
本発明の目的は、信頼性が高く且つ高効率なスクロール圧縮機を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a scroll compressor having high reliability and high efficiency.
実施例1におけるスクロール圧縮機の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of the scroll compressor in Example 1 is shown. 実施例1における圧縮機構部の拡大図を示す。The enlarged view of the compression mechanism part in Example 1 is shown. 実施例2における圧縮機構部の拡大図を示す。The enlarged view of the compression mechanism part in Example 2 is shown. 従来のスクロール圧縮機の縦断面図を示す。The longitudinal cross-sectional view of the conventional scroll compressor is shown.
以下、本発明の複数の実施例について図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。   Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings of the respective embodiments indicate the same or equivalent.
本発明の第1実施例のスクロール圧縮機を、図1及び図2を用いて説明する。   A scroll compressor according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明第1実施例のスクロール圧縮機の縦断面図であり、図2は図1の圧縮機構部の拡大図である。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a compression mechanism portion of FIG.
スクロール圧縮機1は、圧縮機構部2と駆動部3と回転軸12とを密閉容器30内に収納して構成されている。本実施例では、上に圧縮機構部2を、下に駆動部3を配置した縦型スクロール圧縮機であり、いわゆる高圧チャンバ型の圧縮機である。   The scroll compressor 1 is configured by storing a compression mechanism unit 2, a drive unit 3, and a rotary shaft 12 in a sealed container 30. In this embodiment, it is a vertical scroll compressor in which the compression mechanism section 2 is disposed above and the drive section 3 is disposed below, and is a so-called high-pressure chamber compressor.
圧縮機構部2は、固定スクロール5と旋回スクロール6とフレーム9を基本要素として構成されている。フレーム9は密閉容器30に固定され、転がり軸受16を配設する部材を構成している。固定スクロール5は、渦巻き体5cと天板5bと吐出口5aとを基本構成部分として構成され、フレーム9にボルトにより固定されている。渦巻き体5c(固定渦巻き体5c)は天板5bの一側に垂直に立設されている。旋回スクロール6は、渦巻き体6aと台板6cと旋回スクロール軸受部6eと背圧穴6bとを基本構成部分として構成されている。渦巻き体6a(旋回渦巻き体6a)は、旋回スクロール台板6cの一側に立設されている。旋回スクロール軸受部6eは、旋回スクロール台板6cの他側(反渦巻き体側)に垂直に突出して形成されている。旋回スクロール6は、鋳鉄やアルミニウムなどを材料とする鋳物から各構成部分を加工することにより形成されている。   The compression mechanism unit 2 includes a fixed scroll 5, a turning scroll 6, and a frame 9 as basic elements. The frame 9 is fixed to the sealed container 30 and constitutes a member for disposing the rolling bearing 16. The fixed scroll 5 includes a spiral body 5c, a top plate 5b, and a discharge port 5a as basic components, and is fixed to the frame 9 with bolts. The spiral body 5c (fixed spiral body 5c) is erected vertically on one side of the top plate 5b. The orbiting scroll 6 includes a spiral body 6a, a base plate 6c, an orbiting scroll bearing portion 6e, and a back pressure hole 6b as basic components. The spiral body 6a (the orbiting spiral body 6a) is erected on one side of the orbiting scroll base plate 6c. The orbiting scroll bearing portion 6e is formed so as to protrude perpendicularly to the other side (anti-spiral body side) of the orbiting scroll base plate 6c. The orbiting scroll 6 is formed by processing each component from a casting made of cast iron or aluminum.
固定スクロール5と旋回スクロール6を噛み合わせて構成した圧縮室106は、旋回スクロール6が固定スクロール5に対して相対的に旋回運動することによりその容積が減少する圧縮動作が行われる。この圧縮動作では、旋回スクロール6の旋回運動に伴って、作動流体が吸入パイプ7及び吸入口39を経由して圧縮室106へ吸い込まれ、吸い込まれた作動流体が圧縮行程を経て固定スクロール5の吐出口5aから密閉容器30内へ吐出され、さらに吐出パイプ31を経由して密閉容器30から吐出される。これによって、密閉容器30内の空間は吐出圧力に保たれる。圧縮機構部で圧縮する作動流体として、地球環境に優しいR410Aなどの高圧冷媒を用いている。   The compression chamber 106 configured by meshing the fixed scroll 5 and the orbiting scroll 6 is subjected to a compression operation in which the volume of the compression chamber 106 decreases as the orbiting scroll 6 orbits relative to the fixed scroll 5. In this compression operation, the working fluid is sucked into the compression chamber 106 via the suction pipe 7 and the suction port 39 in accordance with the turning motion of the orbiting scroll 6, and the sucked working fluid passes through the compression stroke and moves to the fixed scroll 5. The gas is discharged from the discharge port 5 a into the sealed container 30 and further discharged from the sealed container 30 via the discharge pipe 31. As a result, the space in the sealed container 30 is maintained at the discharge pressure. A high-pressure refrigerant such as R410A that is friendly to the global environment is used as the working fluid that is compressed by the compression mechanism.
旋回スクロール6を旋回駆動する駆動部3は、ステータ23及びロータ22からなる電動機4と、回転軸12と、給油ポンプ28と、旋回スクロール6の自転防止機構の主要部品であるオルダム継手10と、フレーム9と、転がり軸受16,26と、旋回スクロール軸受部6eと、旋回スクロール軸受部6eに配設されたすべり軸受11とを基本要素として構成されている。   The drive unit 3 that drives the orbiting scroll 6 to orbit includes an electric motor 4 including a stator 23 and a rotor 22, a rotating shaft 12, an oil supply pump 28, and an Oldham joint 10 that is a main component of the rotation preventing mechanism of the orbiting scroll 6, The frame 9, the rolling bearings 16 and 26, the orbiting scroll bearing portion 6 e, and the slide bearing 11 disposed on the orbiting scroll bearing portion 6 e are configured as basic elements.
回転軸12は、主軸部12bとクランクピン12aと副軸受支持部12cとを一体に備えて構成されている。主軸部12bと副軸受支持部12cとは、同一軸心に形成され、主軸部分を構成している。さらに、回転軸12の下端部には、給油ポンプ28が嵌合されている。転がり軸受16,26は回転軸12の主軸部12bおよび副軸受支持部12cを回転自在に係合する回転軸支持部を構成する。旋回スクロール軸受部6eは、その内径にすべり軸受11が圧入され、回転軸12のクランクピン12aを回転軸方向であるスラスト方向に移動可能かつ回転自在に係合するように、旋回スクロール6に備えられている。   The rotating shaft 12 includes a main shaft portion 12b, a crank pin 12a, and a sub bearing support portion 12c that are integrally provided. The main shaft portion 12b and the auxiliary bearing support portion 12c are formed on the same shaft center and constitute a main shaft portion. Furthermore, an oil supply pump 28 is fitted to the lower end portion of the rotating shaft 12. The rolling bearings 16 and 26 constitute a rotating shaft support portion that rotatably engages the main shaft portion 12b and the auxiliary bearing support portion 12c of the rotating shaft 12. The orbiting scroll bearing portion 6e is provided in the orbiting scroll 6 so that the sliding bearing 11 is press-fitted into the inner diameter thereof, and the crank pin 12a of the rotating shaft 12 is engaged with the rotating shaft in a thrust direction that is movable and rotatable. It has been.
転がり軸受16は電動機4の上側に配置され、副軸受部107の主要部を構成する転がり軸受26は電動機4の下側に配置されている。転がり軸受16,26は、電動機4の両側で主軸部分を支持する主軸用軸受を構成する。本実施例では、電動機4の両側で主軸部分を転がり軸受16,26により支持しているので、主軸用軸受の動力損失を抑制しつつ、回転軸の主軸部分が傾くことを防止することができる。   The rolling bearing 16 is disposed on the upper side of the electric motor 4, and the rolling bearing 26 constituting the main part of the auxiliary bearing portion 107 is disposed on the lower side of the electric motor 4. The rolling bearings 16 and 26 constitute a main shaft bearing that supports main shaft portions on both sides of the electric motor 4. In this embodiment, since the main shaft portion is supported by the rolling bearings 16 and 26 on both sides of the electric motor 4, it is possible to prevent the main shaft portion of the rotating shaft from being tilted while suppressing power loss of the main shaft bearing. .
転がり軸受26は副軸受部107の主要部を構成するものである。密閉容器30に固定された下フレーム24にハウジング25がボルトにより固定されている。ハウジング25に転がり軸受26が上方から挿入され、その上方からさらにハウジングカバー27が取付けられている。   The rolling bearing 26 constitutes a main part of the auxiliary bearing portion 107. A housing 25 is fixed to the lower frame 24 fixed to the hermetic container 30 with bolts. A rolling bearing 26 is inserted into the housing 25 from above, and a housing cover 27 is further attached from above.
給油ポンプ28は、回転軸12下端に装着された容積形ポンプであり、油溜り37に貯留された潤滑用の油を強制的に給油穴40を通して転がり軸受26,旋回スクロール軸受部6eさらには転がり軸受16に供給して潤滑するために設けられている。なお、給油穴40に供給された油は、旋回スクロール6と固定スクロール5との摺動部にも供給される。給油穴40は、回転軸12の軸心に対して同心に縦に貫通するように設けられている。この下部給油穴に連通する横給油穴が設けられて転がり軸受26に給油されるようになっている。   The oil supply pump 28 is a positive displacement pump attached to the lower end of the rotary shaft 12. The lubricating oil stored in the oil sump 37 is forcibly forced through the oil supply hole 40, the rolling bearing 26, the orbiting scroll bearing portion 6 e and the rolling. It is provided to supply and lubricate the bearing 16. The oil supplied to the oil supply hole 40 is also supplied to the sliding portion between the orbiting scroll 6 and the fixed scroll 5. The oil supply hole 40 is provided so as to vertically penetrate the axis of the rotary shaft 12 concentrically. A horizontal oil supply hole communicating with the lower oil supply hole is provided to supply oil to the rolling bearing 26.
オルダム継手10は、旋回スクロール6の台板6cの背面に配設されている。オルダム継手10に形成した直交する2組のキー部分の1組がフレーム9に構成したオルダム継手10の受け部であるキー溝を滑動し、残りの1組が旋回スクロール渦巻き体6aの背面側に構成したキー溝を滑動する。これによって、旋回スクロール6は渦巻き体6aの立設する方向である軸線方向に垂直な面内を固定スクロール5に対して自転せずに旋回運動する。   The Oldham joint 10 is disposed on the back surface of the base plate 6 c of the orbiting scroll 6. One set of two orthogonal key portions formed on the Oldham joint 10 slides in the key groove which is a receiving portion of the Oldham joint 10 formed on the frame 9, and the other set is on the back side of the orbiting scroll spiral body 6a. Slide the configured keyway. As a result, the orbiting scroll 6 orbits within the plane perpendicular to the axial direction, which is the direction in which the spiral body 6 a is erected, without rotating with respect to the fixed scroll 5.
圧縮機構部2は、電動機4に連結した回転軸12の回転によりクランクピン12aが偏心回転すると、旋回スクロール6がオルダム継手10の自転防止機構により固定スクロール5に対し自転せずに旋回運動を行い、ガスを吸入パイプ7および吸入口39を介してスクロール渦巻き体5cおよび6aで形成される圧縮室106に吸入する。旋回スクロール6の旋回運動により、圧縮室106は中央部へ移動しながら容積を減少してガスを圧縮し、圧縮ガスを固定スクロール吐出口5aより吐出圧力空間101に吐出する。吐出圧力空間101に吐出されたガスは、圧縮機構部2および電動機4の周囲を循環したのち吐出パイプから圧縮機外へ放出される。   When the crank pin 12a rotates eccentrically due to the rotation of the rotary shaft 12 connected to the electric motor 4, the compression mechanism unit 2 performs the orbiting movement without the rotation of the orbiting scroll 6 relative to the fixed scroll 5 by the rotation prevention mechanism of the Oldham joint 10. Then, the gas is sucked into the compression chamber 106 formed by the scroll spiral bodies 5 c and 6 a through the suction pipe 7 and the suction port 39. Due to the orbiting motion of the orbiting scroll 6, the compression chamber 106 decreases in volume while moving to the center, compresses the gas, and discharges the compressed gas to the discharge pressure space 101 from the fixed scroll discharge port 5a. The gas discharged into the discharge pressure space 101 circulates around the compression mechanism unit 2 and the electric motor 4 and then is discharged from the discharge pipe to the outside of the compressor.
なお、旋回スクロール6の台板6cには、圧縮室106と旋回スクロール背面部の旋回スクロール背圧室102とを連通させる背圧穴6bが設けられており、旋回スクロール背圧室102の圧力を吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力(中間圧力)に保っている。旋回スクロール6の背面側に構成される旋回スクロール背圧室102は、旋回スクロール6とフレーム9と固定スクロール5とで囲まれて形成される空間である。   The base plate 6c of the orbiting scroll 6 is provided with a back pressure hole 6b that allows the compression chamber 106 to communicate with the orbiting scroll back pressure chamber 102 on the back of the orbiting scroll, and sucks the pressure in the orbiting scroll back pressure chamber 102. It is maintained at a pressure intermediate between the pressure and the discharge pressure (intermediate pressure). The orbiting scroll back pressure chamber 102 configured on the back side of the orbiting scroll 6 is a space formed by being surrounded by the orbiting scroll 6, the frame 9, and the fixed scroll 5.
本実施例の天板室103は、固定スクロール天板部5bの上、すなわち、天板部に対して固定渦巻き体の反対側にボルトにより天板カバー41を固定し、固定スクロール吐出口5a及び吐出圧力空間101と天板室103が連通しないようにシール材42を用いた吐出口嵌合部105を設けることで構成される。この天板室と旋回スクロール背圧室102とを連通穴104を介して連通させることで天板室103に背圧を導入している。   The top plate chamber 103 according to the present embodiment fixes the top plate cover 41 with bolts on the fixed scroll top plate portion 5b, that is, on the opposite side of the fixed spiral body with respect to the top plate portion. The discharge port fitting part 105 using the sealing material 42 is provided so that the pressure space 101 and the top plate chamber 103 do not communicate with each other. Back pressure is introduced into the top plate chamber 103 by connecting the top plate chamber and the orbiting scroll back pressure chamber 102 through the communication hole 104.
次に、スクロール圧縮機1の作用について説明する。電動機4により回転軸12が回転すると、回転軸12のクランクピン12aの回転運動およびオルダム継手10の自転防止作用により、旋回スクロール6は自転することなく旋回運動する。この結果、旋回スクロール6と固定スクロール5の両スクロール渦巻き体5c,6aで形成される空間(圧縮室106)は中心に移動しつつその容積を減少し、吸入パイプ7から吸入したガスを圧縮し、固定スクロール吐出口5aから吐出される。吐出された冷媒と潤滑油のガスは上キャップ8の内壁に衝突し、分離された潤滑油は密閉容器30下方の油溜り37に流れ、ガスはフレーム9に形成した通路を通り、電動機4を冷却した後、密閉容器の吐出パイプ31を経て、圧縮機の外へ吐出される。   Next, the operation of the scroll compressor 1 will be described. When the rotating shaft 12 is rotated by the electric motor 4, the orbiting scroll 6 rotates without rotating due to the rotating motion of the crank pin 12a of the rotating shaft 12 and the rotation preventing action of the Oldham joint 10. As a result, the space (compression chamber 106) formed by the scroll scrolls 5c, 6a of the orbiting scroll 6 and the fixed scroll 5 is reduced in volume while moving to the center, and the gas sucked from the suction pipe 7 is compressed. The liquid is discharged from the fixed scroll discharge port 5a. The discharged refrigerant and lubricating oil gas collide with the inner wall of the upper cap 8, the separated lubricating oil flows into the oil reservoir 37 below the sealed container 30, and the gas passes through the passage formed in the frame 9 and passes through the electric motor 4. After cooling, it is discharged out of the compressor through the discharge pipe 31 of the sealed container.
ここで、圧縮室106で容積を減少し中間圧力となったガスの一部は、旋回スクロール台板6cに形成された背圧穴6bを通って旋回スクロール背圧室102へ導かれる。旋回スクロール6は、旋回スクロール背面部6dに作用する背圧室102の中間圧力と、シールリング13の内側に作用する吐出圧力との合力で固定スクロール5に押し付けられている。また、旋回スクロール6は、圧縮室106の圧力により、旋回スクロール6と固定スクロール5を引き離す力を受けており、押し付ける力が引き離す力より大きくなるように中間圧力を設定し、適切な力で旋回スクロール6を固定スクロール5に押し付けている。   Here, a part of the gas whose volume has been reduced to an intermediate pressure in the compression chamber 106 is guided to the orbiting scroll back pressure chamber 102 through the back pressure hole 6b formed in the orbiting scroll base plate 6c. The orbiting scroll 6 is pressed against the fixed scroll 5 by the resultant force of the intermediate pressure of the back pressure chamber 102 that acts on the orbiting scroll back surface portion 6 d and the discharge pressure that acts on the inside of the seal ring 13. In addition, the orbiting scroll 6 receives a force that separates the orbiting scroll 6 and the fixed scroll 5 due to the pressure in the compression chamber 106. The intermediate pressure is set so that the pressing force is larger than the separating force, and the orbiting scroll 6 is turned with an appropriate force. The scroll 6 is pressed against the fixed scroll 5.
固定スクロール5は固定スクロール天板部5bに、旋回スクロール背圧室102と連通された天板室103の圧力による下向きの力と、固定スクロール5と旋回スクロール6とで構成される圧縮室106の圧力による上向きの力を受けている。   The fixed scroll 5 has a downward force due to the pressure of the top plate chamber 103 communicated with the orbiting scroll back pressure chamber 102 and the pressure of the compression chamber 106 constituted by the fixed scroll 5 and the orbiting scroll 6. Is receiving upward force.
天板室103を設けない従来の構成では、固定スクロール天板部5bには吐出圧力空間101の圧力が作用する。吸入圧力が低く吐出圧力が高い、いわゆる高圧力比運転においては、圧縮室106の圧力による力に対して吐出圧力空間101の圧力による力が過大となるため、従来の構成では固定スクロール天板部5bが下向き凸の形状で大きく変形する。   In the conventional configuration in which the top plate chamber 103 is not provided, the pressure of the discharge pressure space 101 acts on the fixed scroll top plate portion 5b. In a so-called high pressure ratio operation where the suction pressure is low and the discharge pressure is high, the force due to the pressure in the discharge pressure space 101 is excessive with respect to the force due to the pressure in the compression chamber 106. 5b is greatly deformed in a downward convex shape.
本実施例においては、天板室103の圧力による力が圧縮室106の圧力による力に対して過大とならないため、高圧力比運転においても固定スクロール天板部5bの変形を低減することができる。   In the present embodiment, since the force due to the pressure in the top chamber 103 does not become excessive with respect to the force due to the pressure in the compression chamber 106, the deformation of the fixed scroll top portion 5b can be reduced even in the high pressure ratio operation.
固定スクロール天板部5bの変形が低減されることによって、スクロール圧縮機1運転時に生じる両スクロール渦巻き体の摺動部の接触が軽減され、高負荷時において性能が低下することを防止し、焼き付きやかじりの発生を防いで信頼性も確保することができる。また、両スクロール渦巻き体の歯先や歯底にあらかじめ設ける隙間を小さく、もしくはゼロと設定できるため、低負荷時においても圧縮室内で圧縮したガスの漏れを低減し、性能を向上させることができる。   By reducing the deformation of the fixed scroll top plate portion 5b, the contact between the sliding portions of the scroll scrolls generated during the operation of the scroll compressor 1 is reduced, and the performance is prevented from being deteriorated at high load, and seizure occurs. It is possible to prevent galling and ensure reliability. Further, since the gaps provided in advance on the tooth tips and bottoms of both scroll spiral bodies can be set to be small or zero, leakage of gas compressed in the compression chamber can be reduced and performance can be improved even at low loads. .
天板室を背圧室に連通させ、天板室の圧力を保持させている。これは、背圧室の圧力が比較的安定しており、冷媒ガスの再膨張・再圧縮が少なくなるためである。天板室と圧縮室を連通させた場合は、圧縮室の圧力が変化しているため、天板室と圧縮室間の冷媒ガスの出入りが多く、再膨張・再圧縮により性能が低下する。   The top plate chamber communicates with the back pressure chamber to maintain the pressure in the top plate chamber. This is because the pressure in the back pressure chamber is relatively stable and re-expansion / recompression of the refrigerant gas is reduced. When the top plate chamber and the compression chamber are communicated with each other, the pressure in the compression chamber is changed, so that the refrigerant gas frequently enters and exits between the top plate chamber and the compression chamber, and the performance deteriorates due to re-expansion and re-compression.
本実施例によれば、低負荷から高負荷まで広い運転範囲で性能が向上し、かつ、高負荷時においても信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることが可能となる。   According to the present embodiment, it is possible to obtain a scroll compressor with improved performance in a wide operation range from low load to high load and having high reliability even at high load.
本実施例においては、回転軸12の主軸部12bおよび副軸受支持部12cに転がり軸受を使用したが、軸受支持部の一方、もしくは両方をすべり軸受としても構わない。   In the present embodiment, a rolling bearing is used for the main shaft portion 12b and the auxiliary bearing support portion 12c of the rotary shaft 12, but one or both of the bearing support portions may be a slide bearing.
このように、固定スクロール天板部に天板カバーを配して、天板カバーと固定スクロール天板部の間に天板室を設け、天板室と固定スクロール吐出口を連通させないようにシール材を用いた嵌合部を設け、旋回スクロール背圧室と天板室を連通させることで、信頼性が高く且つ高効率なスクロール圧縮機を提供することができる。   In this way, the top plate cover is arranged on the fixed scroll top plate portion, the top plate chamber is provided between the top plate cover and the fixed scroll top plate portion, and the sealing material is applied so that the top plate chamber and the fixed scroll discharge port do not communicate with each other. By providing the fitting portion used and allowing the orbiting scroll back pressure chamber and the top plate chamber to communicate with each other, a highly reliable and highly efficient scroll compressor can be provided.
本発明の第2実施例のスクロール圧縮機を、図3を用いて説明する。   A scroll compressor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
固定スクロール天板部5bと上キャップ8との空間を天板室103とし、吐出ガス誘導パイプ46の一端を吐出フランジ47を用いて固定スクロール吐出口5aに嵌合し、吐出ガス誘導パイプ46の他の一端を固定スクロール5及びフレーム9に設けた貫通穴111,112を経由して電動機上部空間108に導くことで、固定スクロール吐出口5aと電動機上部空間108を連通させた。ここで、天板室103と電動機上部空間108が連通しないよう、フレーム9の外径と密閉容器30の内壁、及び、吐出ガス誘導パイプ46とフレーム9の貫通穴112をシール材43,45を用いて嵌合させている。その上で、旋回スクロール背圧室102と天板室103を連通させる構成とした。   The space between the fixed scroll top plate portion 5 b and the upper cap 8 is the top plate chamber 103, and one end of the discharge gas guide pipe 46 is fitted into the fixed scroll discharge port 5 a by using the discharge flange 47. The fixed scroll discharge port 5a and the motor upper space 108 are communicated with each other by guiding one end of the motor to the motor upper space 108 through the through holes 111 and 112 provided in the fixed scroll 5 and the frame 9. Here, sealing materials 43 and 45 are used for the outer diameter of the frame 9 and the inner wall of the hermetic container 30 and the discharge gas guide pipe 46 and the through hole 112 of the frame 9 so that the top plate chamber 103 and the motor upper space 108 do not communicate with each other. Are fitted. In addition, the orbiting scroll back pressure chamber 102 and the top plate chamber 103 are configured to communicate with each other.
この構成により、固定スクロール天板部5bと上キャップ8の間の空間全体を天板室103とすることで、固定スクロール5の反渦巻き体側全体に天板室103の圧力が作用することとなり、実施例1同様、固定スクロール天板部5bの変形を低減することが可能となる。   With this configuration, the entire space between the fixed scroll top plate portion 5b and the upper cap 8 serves as the top plate chamber 103, whereby the pressure of the top plate chamber 103 acts on the entire anti-spiral body side of the fixed scroll 5. 1, deformation of the fixed scroll top plate portion 5 b can be reduced.
以上の通り、上記各実施例に開示した構成により、固定スクロール天板部の反渦巻き体側には中間圧力が作用し、固定スクロール天板部が反渦巻き体側及び渦巻き体側から受ける力の合力を低減し、固定スクロール天板部の変形を低減できる。   As described above, with the configuration disclosed in each of the above embodiments, intermediate pressure acts on the anti-vortex body side of the fixed scroll top plate portion, and the resultant force of the force received by the fixed scroll top plate portion from the anti-vortex member side and the spiral member side is reduced. In addition, the deformation of the fixed scroll top plate can be reduced.
固定スクロールの変形が低減されることによって、両スクロールの渦巻き体摺動部の接触が軽減され、吸入圧力が低く吐出圧力が高い、いわゆる高圧力比運転において、性能が低下することを防止し、更に焼き付きやかじりの発生を防ぎ信頼性を確保することができる。   By reducing the deformation of the fixed scroll, the contact between the scrolls of the scrolls of both scrolls is reduced, and in the so-called high pressure ratio operation where the suction pressure is low and the discharge pressure is high, the performance is prevented from deteriorating, Furthermore, the occurrence of seizure and galling can be prevented and reliability can be ensured.
また、両スクロール渦巻き体の歯先や歯底にあらかじめ設ける隙間を小さく、もしくはゼロと設定できるため、低負荷時においても圧縮室内で圧縮したガスの漏れを低減し、性能を向上させることができる。そのため、広い運転範囲で性能を向上させることが可能となる上、高負荷時においても信頼性の高いスクロール圧縮機を提供することが可能となる。   Further, since the gaps provided in advance on the tooth tips and bottoms of both scroll spiral bodies can be set to be small or zero, leakage of gas compressed in the compression chamber can be reduced and performance can be improved even at low loads. . Therefore, it becomes possible to improve the performance in a wide operation range, and it is possible to provide a highly reliable scroll compressor even at a high load.
更に、旋回スクロール背面室の圧力は圧縮動作の過程においても変動せず、ほぼ一定の圧力である。天板室は旋回スクロール背面室と連通しているため、天板室の圧力も圧縮動作の過程においても一定に保たれ、天板室及び旋回スクロール背圧室のガスが圧縮室へ戻ることはない。ゆえに、圧縮室から旋回スクロール背面室及び天板室へ導かれたガスが圧縮室へ戻ることは無く、圧縮ガスの再膨張・再圧縮は発生しないため、本実施例による性能低下の虞はない。   Furthermore, the pressure in the orbiting scroll back chamber does not vary during the compression operation, and is a substantially constant pressure. Since the top plate chamber communicates with the orbiting scroll back chamber, the pressure in the top plate chamber is also kept constant during the compression operation, and the gas in the top plate chamber and the orbiting scroll back pressure chamber does not return to the compression chamber. Therefore, the gas guided from the compression chamber to the orbiting scroll back chamber and the top plate chamber does not return to the compression chamber, and the re-expansion / recompression of the compressed gas does not occur.
1 スクロール圧縮機
2 圧縮機構部
3 駆動部
4 電動機
5 固定スクロール
5a 固定スクロール吐出口
5b 固定スクロール天板部
5c 固定スクロール渦巻き体
6 旋回スクロール
6a 旋回スクロール渦巻き体
6b 背圧穴
6c 旋回スクロール台板
6d 旋回スクロール背面部
6e 旋回スクロール軸受部
7 吸入パイプ
8 上キャップ
9 フレーム
10 オルダム継手
11 すべり軸受
12 回転軸
12a クランクピン
12b 主軸部
12c 副軸受支持部
13 シールリング
16,26 転がり軸受
22 ロータ
23 ステータ
24 下フレーム
25 ハウジング
28 給油ポンプ
30 密閉容器
31 吐出パイプ
37 油溜り
39 吸入口
40 給油穴
41 天板カバー
42〜45 シール材
46 吐出ガス誘導パイプ
47 吐出フランジ
101 吐出圧力空間
102 旋回スクロール背圧室
103 天板室
104 連通穴
105 吐出口嵌合部
106 圧縮室
107 副軸受部
108 電動機上部空間
109 フレーム嵌合部
110 パイプ嵌合部
111 固定スクロール貫通穴
112 フレーム貫通穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Scroll compressor 2 Compression mechanism part 3 Drive part 4 Electric motor 5 Fixed scroll 5a Fixed scroll discharge port 5b Fixed scroll top plate part 5c Fixed scroll spiral body 6 Orbiting scroll 6a Orbiting scroll spiral body 6b Back pressure hole 6c Orbiting scroll base plate 6d Orbit Scroll back surface portion 6e Orbiting scroll bearing portion 7 Suction pipe 8 Upper cap 9 Frame 10 Oldham joint 11 Slide bearing 12 Rotating shaft 12a Crank pin 12b Main shaft portion 12c Sub bearing support portion 13 Seal ring 16, 26 Rolling bearing 22 Rotor 23 Stator 24 Below Frame 25 Housing 28 Oil pump 30 Sealed container 31 Discharge pipe 37 Oil reservoir 39 Suction port 40 Oil hole 41 Top plate covers 42-45 Sealing material 46 Discharge gas guide pipe 47 Discharge flange 101 Discharge pressure space 102 Swivel Lumpur back pressure chamber 103 top plate chamber 104 communicating hole 105 discharge port engagement portion 106 compression chamber 107 sub bearing portion 108 motor upper space 109 frame fitting portion 110 pipe fitting portion 111 fixed scroll through holes 112 frame through hole

Claims (3)

  1. 固定スクロールの天板に立設した固定渦巻き体と旋回スクロールの鏡板に立設した旋回渦巻き体とで圧縮室を構成し、これらスクロールを相対的に回転させることで冷媒を圧縮する高圧チャンバ型のスクロール圧縮機において、
    前記旋回スクロールの背面側に形成され、吸入圧力と吐出圧力との中間の圧力に保たれる背圧室と、
    前記固定スクロールの前記天板に対して前記固定渦巻き体の反対側に設けられた天板室と、
    前記天板室と前記背圧室とを連通する連通路と、
    を備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。
    A compression chamber is composed of a fixed spiral body standing on the top plate of the fixed scroll and a rotary spiral body standing on the end plate of the orbiting scroll, and a high-pressure chamber type that compresses the refrigerant by relatively rotating these scrolls. In scroll compressor,
    A back pressure chamber formed on the back side of the orbiting scroll and maintained at a pressure intermediate between the suction pressure and the discharge pressure;
    A top plate chamber provided on the opposite side of the fixed spiral element against the top plate of said stationary scroll,
    A communication path communicating the top plate chamber and the back pressure chamber;
    A scroll compressor characterized by comprising:
  2. 固定スクロールと旋回スクロールとフレームからなる圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する駆動部とを備え、前記圧縮機構部と前記駆動部とを密閉容器に収納し、前記旋回スクロールの背面側に背圧室を設け、背圧室の冷媒ガス圧力により前記旋回スクロールを前記固定スクロールに押し付ける構成としたスクロール圧縮機において、
    固定スクロール天板部に天板カバーを配して、天板カバーと前記固定スクロール天板部の間に天板室を設け、
    天板室と固定スクロール吐出口を連通させないようにシール材を用いた嵌合部を設け、
    前記背圧室は吸入圧力と吐出圧力との中間の圧力に保たれるとともに、前記背圧室と天板室を連通させたことを特徴とするスクロール圧縮機。
    A fixed scroll and the orbiting scroll and the frame or Ranaru compression mechanism, and a driving unit for driving the compression mechanism section, housing the said drive unit and the compression mechanism in a closed container, the back surface of the orbiting scroll the back pressure chamber provided on the side, at the orbiting scroll by the refrigerant gas pressure of the back pressure chamber scroll compressor where the structure is pressed against the fixed scroll,
    By disposing the top plate cover to the fixed scroll top plate, the top plate chamber provided between said top plate covers said fixed scroll top plate portion,
    A fitting portion provided with a sealing material so as not to communicate with the top plate chamber and the fixed scroll discharge port,
    A scroll compressor characterized in that the back pressure chamber is maintained at an intermediate pressure between suction pressure and discharge pressure, and the back pressure chamber and the top plate chamber are communicated with each other.
  3. 固定スクロールと旋回スクロールとフレームからなる圧縮機構部と、該圧縮機構部を駆動する駆動部とを備え、前記圧縮機構部と前記駆動部とを密閉容器に収納し、前記旋回スクロールの背面側に背圧室を設け、背圧室の冷媒ガス圧力により前記旋回スクロールを前記固定スクロールに押し付ける構成としたスクロール圧縮機において、
    吐出ガス誘導パイプの一端と固定スクロール吐出口を連通させ、吐出ガス誘導パイプの他の一端を固定スクロール及びフレームに設けた貫通穴を経由して電動機上部空間と連通させることにより、前記固定スクロール吐出口と前記電動機上部空間を連通させ、
    固定スクロール天板部と上キャップとの空間を天板室とし、天板室と前記電動機上部空間が連通しないようフレームの外径と密閉容器の内壁、及び、吐出ガス誘導パイプとフレームの貫通穴をシール材を用いて嵌合し、
    前記背圧室は吸入圧力と吐出圧力との中間の圧力に保たれるとともに、前記背圧室と前記天板室を連通させたことを特徴とするスクロール圧縮機。
    A fixed scroll and the orbiting scroll and the frame or Ranaru compression mechanism, and a driving unit for driving the compression mechanism section, housing the said drive unit and the compression mechanism in a closed container, the back surface of the orbiting scroll the back pressure chamber provided on the side, at the orbiting scroll by the refrigerant gas pressure of the back pressure chamber scroll compressor where the structure is pressed against the fixed scroll,
    It communicates one end fixed scroll discharge port of the discharge gas conducting pipe, by communicating with the motor upper space via a through hole provided to another end of the discharge gas guiding pipe fixed scroll and the frame, the fixed scroll ejection outlet and communicated to the motor upper space,
    The space between the fixed scroll top plate portion and the upper cap and the top plate chamber, the inner wall of the outer diameter of the sealed container frame as the motor upper space with the ceiling plate chamber is not communicated, and through holes of the discharge gas guiding pipe and the frame Are fitted using a sealing material,
    Wherein with the back pressure chamber is maintained at an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure, the scroll compressor being characterized in that communicated the top plate chamber and the back pressure chamber.
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