JP5279324B2 - Helium hermetic scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ヘリウム用スクロール圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a scroll compressor for helium.
ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機は、作動ガスとしてヘリウムガスを用い、密閉容器内に、圧縮機部と、この圧縮機部を駆動する電動機部を上下に収納するとともに、密閉容器を貫通する油インジェクション管を圧縮機部に接続して構成される。圧縮機部は、円板状鏡板に渦巻状のラップを直立する固定スクロールと旋回スクロールとをラップを互いに内側にして噛み合わせて圧縮室を形成し、この圧縮室を中心に移動させて容積を減少させることにより、圧縮したヘリウムガスを密閉容器内に吐出するようになっている。油インジェクション管を介して圧縮機部に供給された油は、ヘリウムガスを冷却するとともに、圧縮機部を構成するスクロールの摺動部分を潤滑する。この油はヘリウムガスとともに圧縮機部から吐出されて密閉容器の底部に貯留され、油注入機構により底部から外部に抜き出された後に冷却されて再び油インジェクション管より密閉容器内に戻され、圧縮機部に注入される。 The helium-enclosed scroll compressor uses helium gas as the working gas, and stores the compressor unit and the electric motor unit that drives the compressor unit vertically in the hermetic container, and oil injection that penetrates the hermetic container Constructed by connecting a tube to the compressor section. The compressor unit forms a compression chamber by meshing a fixed scroll and an orbiting scroll that stand up a spiral wrap on a disc-shaped end plate with the wraps inside each other, and moves the compression chamber as a center to increase the volume. By reducing, the compressed helium gas is discharged into the sealed container. The oil supplied to the compressor part via the oil injection pipe cools the helium gas and lubricates the sliding part of the scroll constituting the compressor part. This oil is discharged together with helium gas from the compressor section and stored in the bottom of the sealed container. After being extracted from the bottom by the oil injection mechanism, the oil is cooled and returned to the sealed container through the oil injection pipe. It is injected into the machine part.
このようにして構成されるヘリウム用密閉形スクロール圧縮機(以下、適宜、圧縮機と略す。)を冷凍システムに用いる例として、例えば、特開2004―232481号公報(特許文献1)が開示されている。この冷凍システムには、圧縮機と冷凍機を2本の配管で接続して形成される冷凍回路と、圧縮機内の油を油注入機構により抜き出して冷却後、再び圧縮機に戻す油インジェクション回路が設けられている。ここで、冷凍回路の作動冷媒にはヘリウムガスが用いられる。 As an example in which a sealed scroll compressor for helium (hereinafter, abbreviated as a compressor as appropriate) configured as described above is used in a refrigeration system, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-232481 (Patent Document 1) is disclosed. ing. This refrigeration system has a refrigeration circuit formed by connecting a compressor and a refrigerator with two pipes, and an oil injection circuit that extracts oil from the compressor by an oil injection mechanism, cools it, and returns it to the compressor again. Is provided. Here, helium gas is used as a working refrigerant in the refrigeration circuit.
特許文献1を含む従来の圧縮機によれば、スクロール圧縮機において形成される対称な二つの圧縮室、つまり後述する旋回外側圧縮室と旋回内側圧縮室の吸い込み完了時において、容積が最大となる時期が同じに設定されていると共に、旋回外側圧縮室と旋回内側圧縮室の吐出時において、吐出開始タイミングが同じに設定されている。
According to the conventional compressor including
これら二つの圧縮室の吸入容積と旋回スクロールを旋回させるクランク軸の回転角との関係を図16に示す。ここで、Vthsは旋回スクロールのラップ外周面と固定スクロールのラップ内周面とに囲まれて形成される旋回外側圧縮室の吸入容積を示し、Vthkは、旋回スクロールのラップ内周面と固定スクロールのラップ外周面とに囲まれて形成される旋回内側圧縮室の吸入容積を示す。 FIG. 16 shows the relationship between the suction volume of these two compression chambers and the rotation angle of the crankshaft for turning the orbiting scroll. Here, Vths indicates the suction volume of the orbiting outer compression chamber formed by being surrounded by the outer peripheral surface of the orbiting scroll wrap and the inner peripheral surface of the fixed scroll, and Vthk is the inner peripheral surface of the orbiting scroll and the fixed scroll. The suction | inhalation volume of the rotation inner side compression chamber formed so that it may be enclosed with the outer peripheral surface of lap | wrap of this may be shown.
図16に示すように、吸入容積Vthsの旋回外側圧縮室と吸入容積Vthkの旋回内側圧縮室の吸い込み完了時は、いずれもC点であり、その回転角度が一致している。つまり、各圧縮室の容積Vths、Vthkは点線で表すように変化し、各圧縮室の容積の合計Vths+Vthkは実線で示すようにC点の容積Vths、Vthkの2倍のD点となる。そのため、吸入ラインにおいてヘリウムガスの吸入が一時停止し、ヘリウムガスと油の流動が瞬間的に停止されることに伴う衝撃現象により、大きな圧力変動が発生することになる。また、冷凍機側の膨張行程時におけるディスプレーサ部の往復運動によっても、吸入圧力の変動が助長されることがある。 As shown in FIG. 16, when the suction of the swirling outer compression chamber with the suction volume Vths and the swirling inner compression chamber with the suction volume Vthk are completed, both are point C, and the rotation angles thereof are the same. That is, the volumes Vths and Vthk of the compression chambers change as indicated by dotted lines, and the total volume Vths + Vthk of the compression chambers becomes a point D that is twice the volumes Vths and Vthk of the point C as indicated by the solid lines. Therefore, the suction of helium gas is temporarily stopped in the suction line, and a large pressure fluctuation occurs due to an impact phenomenon that accompanies the instantaneous stop of the flow of helium gas and oil. In addition, the reciprocating motion of the displacer unit during the expansion stroke on the refrigerator side may promote fluctuations in the suction pressure.
このように、吸入圧力に大きな変動が生じると、圧縮機部に吸入ガスが直接流れ込む構成においては、圧縮トルクに大きな変動が生じ、オルダム機構部等の異常振動の発生と圧縮機の寿命低下を招くため、信頼性に悪影響を与えるおそれがある。この間題を解決するため、従来、冷凍機の冷媒出側と圧縮機の入側を接続する吸入配管ラインには、吸入圧力の変動を低減・抑制する機能を備えたサージタンク等が設置されている。しかしながら、このような設備を備えることにより、冷凍システムとしてのユニット全体の容積、重量は大きくなるため、製造コストの面で不利になる。 In this way, when a large fluctuation occurs in the suction pressure, in the configuration in which the suction gas flows directly into the compressor section, a large fluctuation occurs in the compression torque, resulting in abnormal vibration of the Oldham mechanism and the like and a reduction in the life of the compressor. Therefore, reliability may be adversely affected. In order to solve this problem, conventionally, a surge tank or the like having a function of reducing or suppressing fluctuations in suction pressure is installed in the suction piping line connecting the refrigerant outlet side of the refrigerator and the inlet side of the compressor. Yes. However, providing such equipment increases the volume and weight of the entire unit as a refrigeration system, which is disadvantageous in terms of manufacturing costs.
一方、従来の冷凍システムでは、圧縮機から吐出された高圧ガスは、ガス冷却器に導かれて油分が分離され、この分離された油は、吸入配管ラインへ導かれ、ヘリウムガスとともに圧縮機に供給される。このような場合、圧縮機に戻された油は、圧縮部の吸入室に溜まり易く、この油が旋回スクロールラップの外周部の旋回運動において撹拌損失を招き、圧縮機の性能を低下させるという問題がある。 On the other hand, in the conventional refrigeration system, the high-pressure gas discharged from the compressor is led to a gas cooler to separate the oil, and the separated oil is led to a suction pipe line and is sent to the compressor together with helium gas. Supplied. In such a case, the oil returned to the compressor is likely to accumulate in the suction chamber of the compression unit, and this oil causes a stirring loss in the orbiting motion of the outer peripheral portion of the orbiting scroll wrap, thereby degrading the performance of the compressor. There is.
また、旋回外側圧縮室及び旋回内側圧縮室の内部圧力とクランク軸の回転角との関係を図17に示す。ここで、Pisは旋回外側圧縮室の内部圧力を示し、Pikは旋回内側圧縮室の内部圧力を示す。 FIG. 17 shows the relationship between the internal pressure of the turning outer compression chamber and the turning inner compression chamber and the rotation angle of the crankshaft. Here, Pis indicates the internal pressure of the orbiting outer compression chamber, and Pik indicates the internal pressure of the orbiting inner compression chamber.
図17に示すように、旋回外側圧縮室の内部圧力Pisは一点鎖線で表すように変化し、旋回内側圧縮室の内部圧力Pikは実線で示すように変化する。旋回外側圧縮室と旋回内側圧縮室の吐出開始タイミングは、何れもE点であり、その回転角度が一致している。これにより、吐出開始時における吐出通路の狭小化と多量の油流動とによる圧力損失の増加、吐出圧力脈動の増加、及び流動抵抗損失動力が大幅に増加するという問題がある。 As shown in FIG. 17, the internal pressure Pis of the orbiting outer compression chamber changes as indicated by a one-dot chain line, and the inner pressure Pik of the orbiting inner compression chamber changes as indicated by a solid line. The discharge start timings of the orbiting outer compression chamber and the orbiting inner compression chamber are both at point E, and the rotation angles thereof coincide. As a result, there is a problem that the pressure loss increases due to the narrowing of the discharge passage and the large amount of oil flow at the start of discharge, the increase in discharge pressure pulsation, and the flow resistance loss power greatly increase.
本発明の目的は、吸入配管ラインの圧力脈動の抑制及び吸入室における油撹拌損失の低減を図ると共に、吐出通路における圧力損失の低減、吐出圧力脈動の抑制及び流動抵抗損失動力の低減を図ることができるヘリウム用密閉形スクロール圧縮機を得ることにある。 An object of the present invention is to suppress pressure pulsation in the suction piping line and reduce oil agitation loss in the suction chamber, and to reduce pressure loss in the discharge passage, suppression of discharge pressure pulsation, and reduction of flow resistance loss power. The object is to obtain a sealed scroll compressor for helium that can be used.
前述の目的を達成するために、本発明では、作動ガスとしてヘリウムガスを用い、密閉容器内に、スクロール圧縮機部とこのスクロール圧縮機部を駆動する電動機部とを収納して配置し、前記スクロール圧縮機部は、円板状鏡板に渦巻状のラップを直立して設けた固定スクロールと円板状鏡板に渦巻状のラップを直立して設けた旋回スクロールとをこれらのラップを互いに内側にして噛み合わせ、前記旋回スクロールをクランク軸の偏心部に係合し、前記旋回スクロールを自転することなく前記固定スクロールに対し旋回運動させ、前記固定スクロールには中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口とを設け、前記旋回スクロールの旋回運動に伴って前記吸入口よりヘリウムガスを吸入し、前記両スクロールにて形成される圧縮室を中心に移動させ容積を減少してヘリウムガスを圧縮し、この圧縮されたヘリウムガスを前記吐出口より吐出するように構成し、前記ヘリウムガスを冷却するための油を導く油インジェクション管を前記密閉容器に貫通して前記固定スクロールの鏡板部に設けた油注入用ポートに接続してなる油注入機構部を備えたヘリウム用密閉形スクロール圧縮機において、前記旋回スクロールの巻き終わり側のラップ外周面と前記固定スクロールのラップ内周面とに囲まれて形成される旋回外側圧縮室が最大吸入容積となるとき、前記旋回スクロールのラップ巻き終わり端部のラップ外周面と前記固定スクロールのラップ内周面とが第1の接点位置で接触し、前記旋回スクロールのラップ内周面と前記固定スクロールのラップ外周面とに囲まれて形成される旋回内側圧縮室が最大吸入容積となるとき、前記旋回スクロールのラップ巻き終わり端部のラップ内周面と前記固定スクロールのラップ外周面とが第2の接点位置で接触し、前記固定スクロ一ルの前記第1の接点位置の巻き角度は、前記固定スクロールの前記第2の接点位置の巻き角度に対して所定角度延長され、前記固定スクロールの巻き始め部となる先端部の円弧半径よりも前記旋回スクロールの巻き始め部となる先端部の円弧半径を大きく設定すると共に、前記固定スクロールの巻き始め部となる先端部の前記円弧半径をRk1とし、前記旋回スクロールの巻き始め部となる先端部の前記円弧半径をRs1と表す場合、
Rs1/Rk1=1.4〜1.6
の範囲となるように前記固定スクロールの巻き始め部及び前記旋回スクロールの巻き始め部のそれぞれの円弧半径を設定して、旋回外側圧縮室の吐出開始のタイミングと、旋回内側圧縮室の吐出開始のタイミングとを1/3πradから1/2πradずらすように構成し、それによって旋回外側圧縮室及び旋回内側圧縮室における作動ガス及び油の吐出流動タイミング・位相をずらすようにしたことにある。
In order to achieve the above-mentioned object, in the present invention, helium gas is used as a working gas, and a scroll compressor part and an electric motor part for driving the scroll compressor part are housed and arranged in a sealed container, The scroll compressor unit has a fixed scroll in which a spiral wrap is provided upright on a disk-shaped end plate and a revolving scroll in which a spiral wrap is provided upright on a disk-shaped end plate with these wraps being inside each other. Engaging the orbiting scroll with the eccentric part of the crankshaft, causing the orbiting scroll to orbit with respect to the fixed scroll without rotating. A compression chamber formed by the two scrolls. The helium gas is compressed by moving to the heart and reducing the volume, and the compressed helium gas is discharged from the discharge port, and the oil injection pipe that guides oil for cooling the helium gas is sealed. In the helium hermetic scroll compressor provided with an oil injection mechanism portion that penetrates the container and is connected to an oil injection port provided in the end plate portion of the fixed scroll, the outer peripheral surface of the wrap on the winding end side of the orbiting scroll And a wrap outer peripheral surface of the orbiting scroll and a wrap inner periphery of the fixed scroll when the orbiting outer compression chamber formed by being surrounded by the wrap inner peripheral surface of the fixed scroll has a maximum suction volume. The surface is in contact with the first contact position, and is surrounded by the inner peripheral surface of the orbiting scroll and the outer peripheral surface of the fixed scroll. When the orbiting inner compression chamber has the maximum suction volume, the inner peripheral surface of the wrap winding end of the orbiting scroll and the outer peripheral surface of the fixed scroll come into contact with each other at a second contact position, and the fixed scroll The winding angle of the first contact position of the fixed scroll is extended by a predetermined angle with respect to the winding angle of the second contact position of the fixed scroll, and the winding angle is larger than the arc radius of the tip portion that becomes the winding start portion of the fixed scroll. The arc radius of the tip portion that becomes the winding start portion of the orbiting scroll is set to be large, and the arc radius of the tip portion that becomes the winding start portion of the fixed scroll is set to Rk1, and the tip portion that becomes the winding start portion of the orbiting scroll is When the arc radius is represented as Rs1,
Rs1 / Rk1 = 1.4 to 1.6
The arc radius of each of the fixed scroll winding start portion and the orbiting scroll winding start portion is set so as to be within the range, and the discharge start timing of the orbiting outer compression chamber and the discharge start of the orbiting inner compression chamber are set. The timing is shifted from 1 / 3π rad to 1 / 2π rad so that the discharge flow timing and phase of the working gas and oil in the swirling outer compression chamber and the swirling inner compression chamber are shifted .
係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
(1)前記旋回スクロールの内側曲線と前記固定スクロールの外側曲線とで形成する旋回内側圧縮室の最大密閉容積を形成するタイミング時となる吸い込み完了時において、前記油注入用ポートの開口部に対して前記旋回スクロールのラップ歯先部がほぼ中央位置に位置するように、前記固定スクロールの歯溝のほぼ中央位置に前記油注入用ポートを設けたこと。
(2)前記旋回外側圧縮室と前記旋回内側圧縮室の一方が最大容積になったとき、前記油
注入用ポートの開口部が前記旋回外側圧縮室と前記旋回内側圧縮室の両方に連通するよう
に、前記油注入用ポートを配置してなること。
A more preferable specific configuration example of the present invention is as follows.
(1) With respect to the opening of the oil injection port at the completion of the suction, which is the timing of forming the maximum sealed volume of the orbiting inner compression chamber formed by the inner curve of the orbiting scroll and the outer curve of the fixed scroll wherein as lap addendum portion of the orbiting scroll is positioned substantially at the center position, to the provision of the oil injection port substantially in the center position of the tooth space of the fixed scroll Te.
(2) When one of the swirl outer compression chamber and the swirl inner compression chamber reaches a maximum volume, the opening of the oil injection port communicates with both the swirl outer compression chamber and the swirl inner compression chamber. The oil injection port.
係る本発明のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機によれば、吸入配管ラインの圧力脈動の抑制及び吸入室における油撹拌損失の低減を図ると共に、吐出通路における圧力損失の低減、吐出圧力脈動の抑制及び流動抵抗損失動力の低減を図ることができる。 According to the sealed scroll compressor for helium of the present invention, the pressure pulsation of the suction pipe line is suppressed and the oil stirring loss in the suction chamber is reduced, the pressure loss in the discharge passage is reduced, the discharge pressure pulsation is suppressed, It is possible to reduce the flow resistance loss power.
以下、本発明の一実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機を図1から図15を参照して説明する。 Hereinafter, a sealed scroll compressor for helium according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の一実施形態のヘリウム用密閉形スクロール圧縮機を備えた冷凍装置の全体構成図、図2は図1の圧縮機ユニットの外観を示す斜視図である。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a refrigeration apparatus including a sealed scroll compressor for helium according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing an external appearance of the compressor unit of FIG.
本実施形態の冷凍装置300は、縦型タイプのヘリウム用密閉形スクロール圧縮機100(以下、適宜、圧縮機100と略す。)と、冷凍機110とを備えて構成される。圧縮機100と冷凍機110とは、配管120、130を介して接続されることにより、作動冷媒を循環させる冷凍サイクル140を構成する。冷凍サイクル140には、ガス冷却器150、油分離器160、油吸着器170が配設されている。また、油分離器160から油吸着器170及び冷凍機110をバイパスして圧縮機100に油を戻す配管180が設けられている。このような冷凍サイクル140の作動冷媒としてはヘリウムガスが用いられる。
The
一方、圧縮機100には、圧縮機100内の潤滑油を外部に抜き出して冷却し、再び圧縮機100に戻して循環させる油インジェクション回路190が設けられている。油インジェクション回路190には、油冷却器200、油流量調整弁210を備え、これらを配管220、230で接続することにより構成される。この油インジェクション回路190は、圧縮機100内の底部に溜まる潤滑油23(図3参照)と連通する油取出管30と、圧縮機100の圧縮室8(図3参照)に連通する油インジェクション管31との間に接続されている。
On the other hand, the
冷凍装置300を構成する上述した機器は、図1の一点鎖線で示す圧縮機ユニット240内に収納されている。これらの機器は、圧縮機ユニット240内で図1に示すように配置して収納されている。なお、図中の実線はヘリウムガスの流れ方向、点線は油の流れ方向を表している。
The above-described devices constituting the
密閉容器1の底部に溜められた潤滑油23は、密閉容器1内の圧力差によって油取り出し管30から外部に取り出され、配管220を介して油冷却器200に導かれ、ここで外部空気により冷却された後、油流量調整弁210、配管230を経て油インジェクション管31に至るという油配管経路を構成する。油インジェクション管31内の油は、油注入用ポート22(図3参照)を経て圧縮機100内に戻される。
The lubricating
一方、圧縮機100から吐出管20を通して吐出されたヘリウムガスは、配管310を介してガス冷却器150に流入され、ここで冷却された後、配管320を介して油分離器160に導かれる。ここで油をある程度分離されたヘリウムガスは、配管330を介して油吸着器170に流入され、さらに油の残分を分離した後、配管130を介して冷凍機110に導入される。冷凍機110に導入されたヘリウムガスは、その内部で断熱膨張されることにより冷熱源を発生する。冷凍機110から吐出されたヘリウムガスは、配管120、吸入配管340を通り、常温の吸入ガスとして圧縮機100に直接戻される。ここで、吸入配管340には、配管180が接続されており、油分離器160で分離された油が戻されるようになっている。
On the other hand, the helium gas discharged from the
本実施形態の冷凍装置300は、吸入配管系を挟んで圧縮機側と冷凍機側で発生する大きな圧力脈動を吸収し、これを大幅に低減することを可能とするものである。また、従来、例えば、吸入配管340上に設置していたサージタンクを必要とせず、冷凍機110と圧縮機100との間を直接、配管で接続することを可能とするものである。
The
図2において、圧縮機ユニット240は、横幅L1、奥行きL2、高さL3の外形寸法を有する略直方形の筐体で形成され、その筐体の底部にはキャスター410が設けられ、移動可能になっている。また、内部に設けられる冷却用ファンの通風のために、前面や側面などに通風口(ルーバ部)400が設けられている。この圧縮機ユニット240の外形寸法は、サージタンクが設置不要のため3寸法が縮小可能になっている。なお、L4はキャスター部の高さ寸法を示す。
In FIG. 2, the
次に、図3から図15を参照して圧縮機ユニット240の主要部となる圧縮機100の構成について詳細に説明する。図3は図1の圧縮機の全体構成を示す縦断面図、図4は図3の固定スクロールの平面図、図5は図4の固定スクロールの縦断面図、図6は図3の旋回スクロールの平面図、図7は図6の旋回スクロールの縦断面図、図8は図3の固定スクロールと旋回スクロールを組み合わせた状態を示す平面断面図、図9は図8に対して旋回スクロールをさらに回転させたときの平面断面図、図10は本実施形態における旋回外側圧縮室及び旋回内側圧縮室の吸入容積とクランク軸回転角と関係を説明する図である。
Next, the configuration of the
まず、図3を用いて圧縮機100の全体構成について説明する。圧縮機100は、縦長の密閉容器1の中に、スクロール圧縮機部4と電動機となるモータ部3とを上下に配置して収納している。密閉容器1は、上蓋2aと筒状の胴部2bと底部2cとを組み合わせて構成される。スクロール圧縮機部4は、固定スクロール5と旋回スクロール6とを互いに噛み合わせることで、密閉空間となる圧縮室8を形成している。
First, the overall configuration of the
固定スクロール5は、円板状の鏡板5aと、これに直立したインボリュート曲線あるいはこれに近似の曲線に形成されたラップ5bとからなり、その中心部に吐出口10、外周部に吸入口15を備えている。この吸入口15は、吸入管17に連通される第1の吸入口15aと、この吸入口5aに連通される第2の吸入口15bとからなっている。
The fixed
旋回スクロール6は、円板状の鏡板6aと、これに直立し、固定スクロールのラップ5bと同一形状に形成されたラップ6bと、鏡板6aの反ラップ面に形成されたボス部6cとからなっている。フレーム7は中央部に主軸受40を形成し、その主軸受40にクランク軸14が支承され、クランク軸先端の偏心軸14aは、ボス部6cに旋回運動が可能なように挿入されている。
The
固定スクロール5はフレーム7に複数本のボルトによって固定されている。旋回スクロール6はオルダムリング及びオルダムキーよりなるオルダム機構38によってフレーム7に支承され、固定スクロール5に対して自転しないで旋回運動をするように形成されている。クランク軸14にはモータ軸14bが一体に連設され、このモータ軸14bがモータ部3に直結されている。
The fixed
ヘリウムガスを冷却する油を供給する油インジェクション管31は、密閉容器1の上蓋2aを貫通して固定スクロール5の鏡板部5aに設けた油注入用ポート22に接続されており、この油注入用ポート22の開口部は、旋回スクロール6のラップ6bの歯先面に対向して開口している。ヘリウムガスを密閉容器1内に吸入する吸入配管17は、密閉容器1の上蓋2aを貫通して固定スクロール5の吸入口15に接続されている。油インジェクション管31と吸入配管17はいずれもエルボ構造を有している。吸入配管17の先端部17cは、銅配管挿入可能な拡管部となり、ロー付け接続が可能になっている。
An
密閉容器1内は、固定スクロール5の吐出口10が開口する吐出室1aとモータ室1bとがフレーム7によって上下に区画して形成されている。吐出室1aは固定スクロール5及びフレーム7の外縁部の第一通路18a、18bを介してモータ室1bと連通され、モータ室1bは密閉容器1の胴部2bを貫通する吐出管20と連通されている。
Inside the
吐出管20は第1流路18a、18bの位置に対してほぼ反対側の位置に設置されている。モータ室1bは、ステータ3aの上部空聞1b1とステータ3aの下部空間1b2とに区分され、この空間1b1、1b2を連通するように、ステータ3aと胴部2bの内壁面2mとの間に油とガスの流路部となる通路25b、25cが形成されている。また、モータエアーギャップの隙間25gも通路となり、この隙間25gを介して上部空間1b1と下部空間1b2とが連通されている。なお、旋回スクロール6の旋回運動に伴い生じる遠心力を相殺するために、バランスウェイト9aと副バランスウェイト9bとがクランク軸14とロータ3bとに設けられている。
The
このような容器内部の空間1b1、1b2のガスと油の混合体の流れによって、例えば60C〜70℃の比較的低温なインジェクション油によるモータ部3への直接冷却が可能となる。ガス中の油は、上部空間1b1において、ガスから分離されて下方の第二通路25bを介して周囲部材3h、3g、2b、7、14を冷却しながら流下する。空調用途や冷凍用途のスクロール圧縮機では、このような油インジェクション構造を有しないため、油による冷却効果は得られない。なお、吸入管17と固定スクロール5との間には高圧部と低圧部とをシールするOリング53が設けられている。
By such a flow of the gas and oil mixture in the spaces 1b1 and 1b2 inside the container, it is possible to directly cool the motor unit 3 with, for example, a relatively low temperature injection oil of 60C to 70 ° C. The oil in the gas is separated from the gas in the upper space 1b1 and flows down while cooling the surrounding
旋回スクロール6の鏡板6aの背面には、スクロール圧縮機部4とフレーム7で囲まれた空間36(以下、中間圧室36という。)が形成されている。この中間圧室36には旋回スクロール6の鏡板6aを貫通する中間圧穴6dを介して吸入圧力と吐出圧力の中間の圧力が導入され、旋回スクロール6を固定スクロール5に押付ける軸方向の付与力が与えられる。
A space 36 (hereinafter referred to as an intermediate pressure chamber 36) surrounded by the
ガスと分離された油は、潤滑油23として密閉容器1の底部に溜められ、密閉容器1内の高圧圧力と中間圧室36の中間圧力との差庄により、油吸上管27へ吸い上げられた後、クランク軸14内の中央穴13を上昇し、旋回軸受32、横穴51を介して副軸受け39、主軸受40へ給油される。主軸受40、旋回軸受32へ給油された潤滑油23は、中間圧室36、中間圧穴6dを通じてスクロールラップで形成される圧縮室8へ注入され、ここで圧縮ガスと混合され、次いでヘリウムガスと共に吐出室1aへ吐出される。密閉容器1の底部には、潤滑油23を器外へ取り出す油取り出し管30が設けられている。なお、密閉容器1の底部に溜められた潤滑油23の油面上にはフォーミング防止用油板47が設けられ、圧縮機100の起動時に発生する潤滑油23のフォーミング現象を防止するようになっている。
The oil separated from the gas is stored as lubricating
密閉容器1の底部に溜められた潤滑油23は、密閉容器1内の圧力(吐出圧力と同じ圧力)と圧縮室8の圧力(吐出圧力よりも低い圧力)との差圧により油取り出し管30の流入部30aから油取り出し管30内に流入する。そして、潤滑油23は冷却器200にて適宜冷却された後、油インジエクション管31及び油注入用ポート22を経て圧縮室8へ注入される。
The lubricating
このようにして圧縮室8へ注入された油は、圧縮室8内においてヘリウムガスの冷却作用及びスクロールラップ先端部等の摺動部を潤滑する役目を果す。そして、この油は作動ガスと共に圧縮された後、吐出口10より吐出室1aへ吐出され、下方のモータ室1bへと移動する。
The oil injected into the
次に、図4及び図5を用いて固定スクロール5の構成について説明する。固定スクロール5は、上述したように、円板状の鏡板5aと、これに直立したラップ5bとからなり、その中心部に吐出口10、外周部に吸入口15(15a、15b)を備えている。ラップ5bは、ラップ終端部の点58、59までそれぞれインボリュート曲線のラップ外周面562、ラップ内周面561を形成し、吸入室5fにおいて吸入口15と接続されている。Okは座標中心点であり、Xk,Ykは座標軸を表している。
Next, the structure of the fixed
点53と54は、旋回スクロール6のラップ終端部がラップ外周面562及びラップ内周面561にそれぞれ接触して圧縮室8を形成する際の接点位置となる。ラップ始端部(最内周部)の点51と点52は、円弧半径Rk1により滑らかに接続されている。また内側曲線561のラップ始端部側の点55は、点52と凹部形状の円弧半径Rk2により滑らかに接続されている。5k、5p、5rは、鏡板5a面に設けた潤滑のためのリング状油溝である。
固定スクロール5は、圧縮機本体の冷却及びヘリウムガスの断熱圧縮時の発生熱の温度低下のために、冷却用の油インジェクション構造を備えている。本構造の油注入用ポート22は、単一のポートとしてラップ歯溝部の溝幅に対してほぼ中央の位置に設けられている。油注入用ポート22のポート穴径doは、ラップ5bのラップ厚さをtとしたとき、do>tに設定される。実用的な寸法関係としては、無次元値do/tを1.5<do/t≦2.5の範囲に設定するとともに、ポート穴径doがラップの溝幅Dtに対して0.45〜0.70の範囲となる、この構造は、油注入用ポート22より油を供給する油インジェクション時における油撃現象を防止するとともに、ヘリウムガスの供給配管系における配管振動の低減・応力低下を可能とし、騒音低減・圧縮機本体の振動低下を可能とする。なお、固定スクロール5のラップ5bの歯溝寸法(図4のDt寸法)は次の式(1)で与えられる。
The fixed
次に、図6及び図7を用いて旋回スクロール6の構成について説明する。旋回スクロール6は、上述したように、円板状の鏡板6aと、これに直立したラップ6bとからなり、ラップ終端部6kの点64、点65までそれぞれインボリュート曲線のラップ内周面662とラップ外周面661を形成している。点64と点65は円弧半径Rs3にて滑らかに接続されている。ラップ始端部6nの点61と点62及び点63とは、円弧半径Rs1の凸部形状と円弧半径Rs2の凹部形状とで滑らかに接続されている。なお、Osは座標中心点であり、Xs,Ysは座標軸である。
Next, the configuration of the
このようにして構成される旋回スクロール6が旋回を始めると、旋回スクロール6と固定スクロール5との接触点が中心部に向かって移動する。このとき、図8及び図9に示すように、旋回スクロール6のラップ終端部6kのラップ外周面661と固定スクロール5のラップ内周面561とで囲まれる空間には旋回外側圧縮室8aが形成され、旋回スクロール6のラップ内周面662と固定スクロール5のラップ外周面562とで囲まれる空間には旋回内側圧縮室8bが形成される。旋回外側圧縮室8a、旋回内側圧縮室8bは、中心部に向かって順次容積を縮小して移動し、その結果、吸入口15から吸い込まれた低圧のヘリウムガスが圧縮されて吐出口10から密閉容器1内の空間1aに吐出される。
When the
ここで、旋回外側圧縮室8aの吸入容積と旋回内側圧縮室8bの吸入容積は、交互に増減する関係、つまり、一方が増大すると他方が減少するように変化する。
Here, the suction volume of the orbiting
旋回外側圧縮室8aにて設定される設定容積比Vrsは、下記式(2)により定義される。ここで、設定容積比Vrsとは、旋回外側圧縮室8aの最大吸込容積となる行程容積Vthsを圧縮室8の吐出行程直前の旋回外側圧縮室8a側の最内室の容積Vd1で除した値を意味する。
The set volume ratio Vrs set in the orbiting
ここで、ラップの巻き角度について説明する。この巻き角度とは巻き終わり角度又は巻き始め角度をいう。 Here, the wrap winding angle will be described. The winding angle refers to a winding end angle or a winding start angle.
旋回スクロール6においては、点64、点65のラップ巻き終わり角度が、いずれも19.24radであり、点61、点63のラップ巻き始め角度は、それぞれ1.5rad、約4.6radとなる。これに対し、固定スクロール5においては、固定スクロール5のラップの内側曲線561を外側曲線562に対して、巻き角度として所定角度のπrad分、延長させた構成となっている。固定スクロール5の点51、53は、旋回スクロール6の点63、64とそれぞれ相対的に同一位置となる。また、旋回外側圧縮室8aの設定容積比Vrsと旋回内側圧縮室8bの設定容積比Vrkとをほぼ同等に設定している。具体的には、Vrk=Vrs=2.3〜2.6の比較的低圧力比運転条件に適した設定容積比としている。これは、ヘリウム用圧縮機の運転条件が低い圧力比領域(圧力比=2〜2.8前後)の運転条件が多いというヘリウム固有な運転条件によるものである。
In the
図6に示すように、ラップ終端部の位置6kが、ラップ巻き終わり角度λ1sとλ1kとなり、ラップ始端部6nの位置が上記のラップ巻き始め角度λSSとλSkとなる。歯溝寸法(図6のDt寸法)は固定スクロールラップと同様に次の式(4)で与えられる。
As shown in FIG. 6, the
ここで、旋回外側圧縮室8aの吸入容積が最大となるときの状態と、旋回内側圧縮室8bの吸入容積が最大となるときの状態について、図8、図9を用いて説明する。図8に示すように、旋回外側圧縮室8aの吸入容積が最大となるときには、旋回スクロール6の終端部のラップ外周面661が固定スクロール5のラップ内周面561と接触し、このとき点65と点54は接触する。これに対し、図9に示すように、旋回内側圧縮室8bの吸入容積が最大となるときには、旋回スクロール6の終端部のラップ内周面662が固定スクロール5のラップ外周面562と接触し、このとき点64と点53は接触する。
Here, a state when the suction volume of the turning
すなわち、本実施形態では、固定スクロール5において、旋回スクロール6の終端部との接点位置となる点53、54の巻き角度(巻き終わり角度)を、点53の巻き角度に対して点54の巻き角度をπrad延長させるスクロールラップの形状を形成している。
That is, in this embodiment, in the fixed
図10に、本実施形態における旋回外側圧縮室8aと旋回内側圧縮室8bの吸入容積とクランク軸の回転角との関係を示す。本実施形態のスクロールラップの形状によれば、旋回外側圧縮室8aの吸入容積が最大となる吸い込み完了のタイミングはB点であり、旋回内側圧縮室8bの吸入容積が最大となる吸い込み完了のタイミングはA点となる。このため、両圧縮室8が最大容積となるタイミングは180度の回転位相差を生じることになり、吸い込み完了のタイミングは、クランク軸14の1回転中で2回となる。
FIG. 10 shows the relationship between the suction volume of the turning
これに対し、従来のスクロールラップの形状によれば、図16に示すように、吸い込み完了のタイミングがクランク軸14の1回転中で1回となる。すなわち、旋回外側圧縮室8aと旋回内側圧縮室8bの吸入容積がC点で同時に最大となり、両圧縮室8の吸入容積を合計するとC点の約2倍となるD点まで増加する。
On the other hand, according to the shape of the conventional scroll wrap , as shown in FIG. 16, the suction completion timing is once in one rotation of the crankshaft 14. That is, the suction volume of the orbiting
したがって、本実施形態によれば、吸い込み完了のタイミングを従来の1回から2回に倍増できるため、吸い込み工程時のヘリウムガスと油の流動を連続流とすることができ、吸入配管120、340の間のガス圧力が圧縮機の吸入完了瞬時に閉止されることに伴う衝撃現象を緩和することができ、加えて、冷凍機110側で発生していた圧力脈動を吸収できるようになる。これらによって、オルダム機構部等の異常振動の発生や圧縮機の寿命低下を防止でき、信頼性の向上を図ることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the suction completion timing can be doubled from once to twice, so that the flow of helium gas and oil during the suction process can be made continuous, and the
加えて、本実施形態によれば.従来、圧縮機ユニットに配置されていたサージタンクを排除することができるため、冷凍機110と圧縮機100との間を直接配管接続することができ、圧縮機のユニット配管を簡素化できるというヘリウム圧縮機ユニット240の固有の効果を得ることができる。また、ヘリウム圧縮機ユニット240全体としての軽量化、低コスト化を実現できる。
In addition, according to this embodiment. Conventionally, since the surge tank that has been arranged in the compressor unit can be eliminated, helium can be directly connected between the
また、図6及び図7に示すように、旋回スクロール6において、鏡板部6aを軸方向に貫通する単一の中間圧穴6dと、鏡板部6a内に軸中心方向に設けた放射状の横穴6hとこれに連通してラップ方向に開口する軸方向の排油穴6fとからなる単一の排油機構とを備え、中間圧穴6dと排油穴6fの開口部を外側曲線661に沿った位置に配置している。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, in the
本実施形態では、圧縮室8a、8bが圧力的にπradずれた構成のために、中間圧穴6dと排油穴6fを旋回スクロール6の内側曲線662に沿った位置に配置していない。内側曲線662に沿った位置に配置すると、更にπrad内側の位置となるように、中間圧穴6d、排油穴6fを旋回軸受け方向に配置しなければならず、穴加工が難しくなるという加工上の弊害が生じるためである。中間圧穴6d、排油穴6fの位置は、実用的には、おおよそ次の式(5)〜(7)の位置となる。
In the present embodiment, the
すなわち、ヘリウムガスは油の中に溶け込まないため、ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機においては、例えば、油の粘度は約20cStであるのに対し、ヘリウムガスを用いない冷凍・空調用のスクロール圧縮機においては、作動ガスが油の中に溶け込み希釈されるため、例えば、油粘度が約10cStまで低下する。そして、旋回スクロール6の外周部において油撹拌動力の大きさは油粘度に比例して大きくなるため、圧縮機100の油撹拌動力は、本実施形態の排油機構がない場合、約2倍の撹拌損失動力を生じることになる。したがって、ヘリウム用密閉形スクロール圧縮機においては、このような大きな油撹拌動力を低減するために、本実施形態の排油機構が必要である。
That is, since helium gas does not dissolve in oil, in a closed scroll compressor for helium, for example, the viscosity of oil is about 20 cSt, whereas the scroll compressor for freezing and air conditioning that does not use helium gas. , The working gas dissolves in the oil and is diluted, so that, for example, the oil viscosity is reduced to about 10 cSt. And since the magnitude | size of oil stirring power becomes large in proportion to oil viscosity in the outer peripheral part of the
このように排油穴6fが吸入室5fと間欠的に連通するようになると、吸入室5fは最も低い吸入圧力であるため、旋回スクロール6の外周部の圧力(中間圧力)と吸入室5fの圧力との差圧により、旋回スクロール6の外周部に溜まった油を圧縮室8側に逃がしやすくなり、油撹拌動力の低減が容易になる。
When the
また、本実施形態では、図8に示すように、旋回スクロール6のラップ終端部の外周面が固定スクロールの内周面と接して点65と点54が重なったときに、旋回スクロール6のラップ歯先部が油注入用ポート22の開口部のほぼ中央に位置するように設定している。更に、クランク軸が180度回転し、図9に示すように、旋回スクロール6のラップ終端部の内周面が固定スクロールの外周面と接して点64と点53が重なったときに、図8と同様、旋回スクロール6のラップ歯先部が油注入用ポート22の開口部のほぼ中央に位置するように設定している。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 8, when the outer peripheral surface of the wrap end portion of the
このような位置関係とすることにより、旋回外側圧縮室8aと旋回内側圧縮室8bに対してガス冷却機能とシール機能の両方をほぼ均等に機能させるとともに、両圧縮室8の圧縮効率を同等に向上させることができる。
With such a positional relationship, both the gas cooling function and the sealing function are made to function substantially equally with respect to the orbiting
また、油注入用ポート22の開口部は、吸入完了寸前までに旋回スクロール6のラップ外周側の吸入室5fと間欠的に連通し、クランク軸14の1回転中に吸い込み工程が180度の位相を変えて2回行われる。すなわち、中間圧穴6dと排油穴6fは、図8の状態では下流側に位置する油注入用ポート22と圧縮室8を介して連通していないが、図9の状態になると、旋回外側圧縮室8aを介して連通する。そして、油注入用ポート22は中間圧穴6d及び排油穴6fと間欠的に連通する位置に配置されている。これにより、圧縮室8に溜まった油の起動初期時における油圧縮を未然に防止する機能を持たせることができる。また、吸入室5fにて油溜まりを効果的に排出できるため、吸入室5fでの油撹拌損失の低減作用が得られるというヘリウム用密閉形スクロール圧縮機の固有の効果がある。
Further, the opening portion of the
次に、ラップの巻き始め部となる先端部の円弧半径について、図11から図15を参照しながら説明する。図11は図8における吐出穴の周辺部の拡大図、図12は図11に対して圧縮工程が進んだ状態における吐出穴の周辺部の拡大図、図13は図12に対してさらに圧縮工程が進んだ状態における吐出穴の周辺部の拡大図、図14は図13に対してさらに圧縮工程及び吐出が進んだ状態における吐出穴の周辺部の拡大図、図15は本実施形態における旋回外側圧縮室及び旋回内側圧縮室の作動室内圧力とクランク軸回転角と関係を説明する図である。 Next, the arc radius of the tip that becomes the winding start portion of the wrap will be described with reference to FIGS. 11 is an enlarged view of the peripheral portion of the discharge hole in FIG. 8, FIG. 12 is an enlarged view of the peripheral portion of the discharge hole in a state in which the compression process has advanced with respect to FIG. 11, and FIG. FIG. 14 is an enlarged view of the periphery of the discharge hole in a state where the compression process and discharge have further progressed with respect to FIG. 13, and FIG. It is a figure explaining the relationship between the working chamber pressure of a compression chamber and a rotation inside compression chamber, and a crankshaft rotation angle.
固定スクロール5の巻き始め部となる先端部の円弧半径Rk1よりも旋回スクロール6の巻き始め部となる先端部の円弧半径Rs1を大きく設定している。具体的には、Rk1=1.2〜1.5mmの範囲に設定し、一方、Rs1=1.8〜2.2mmの範囲に設定することにより、Rs1>Rk1の関係としている。また、円弧半径Rs1と円弧半径Rk1とは、おおよそRs1/Rk1=1.4〜1.6の比率範囲となるようにしている。これにより、旋回外側圧縮室8a及び旋回内側圧縮室8bにおける作動ガス及び油の吐出流動タイミング・位相をずらすことができる。
The arc radius Rs1 of the tip portion that becomes the winding start portion of the
すなわち、旋回外側圧縮室8a及び旋回内側圧縮室8bは図11から図14に示すように圧縮工程及び吐出行程が行われる。図11は、吐出穴10に連通された吐出工程の旋回外側圧縮室88a及び旋回内側圧縮室88bと、接点78、79による圧縮工程の旋回外側圧縮室8a及び旋回内側圧縮室8bとが形成された状態である。図11に対して圧縮行程が進むと、図12に示すように、旋回スクロール6の点61が旋回外側圧縮室8aの接点110を形成すると共に、固定スクロール5の点51が旋回内側圧縮室8bの接点112を形成する。図12に対してさらに圧縮行程が進むと、図13に示すように、旋回外側圧縮室8aが最内室8d側と隙間Ld1を介してつながり、吐出行程の旋回外側圧縮室88aになるが、固定スクロール5の点51が旋回外側圧縮室8bが接点113を形成しており、最内室8d側とはつながっていない。これは、両スクロール5、6の先端部の円弧半径Rs1、Rk1の差によるものである。図13に対してさらに吐出行程及び圧縮行程が進むと、旋回外側圧縮室88a及び旋回内側圧縮室88bが最内室8d側と隙間Ld2、Ld3を介して完全につながるようになり、両圧縮室88a、88bが同時に吐出行程になる。
That is, in the swirling
本実施形態では、旋回外側圧縮室8aの内部圧力Pis及び旋回内側圧縮室8bの内部圧力Pikは、クランク軸14の回転角に対して図15に示すように変化する。この図15から明らかなように、旋回外側圧縮室8aの圧力Pisの変化において、吐出開始のタイミングはG点であり、旋回内側圧縮室8bの吐出開始のタイミングはH点となり、その位相差Δd1が生ずる。このΔd1の値は、実用的には、1/3πradから1/2πradが好ましい。一方、従来技術では図17に示すように、旋回外側圧縮室と旋回外側圧縮室の吐出開始のタイミングはE点で同時となる。このため、本実施形態では、吐出開始のタイミングが従来技術に対して1回から2回へと倍増する。これによって、従来技術で発生していた圧力損失ΔPik、ΔPisは、図15に示す圧力損失ΔPik、ΔPisのように大きく低減できる。
In the present embodiment, the internal pressure Pis of the orbiting
このように、吐出口10から流出するヘリウムガスと軸受け潤滑用油及びインジェクション油の大量の油とがクランク軸14の1回転において2度のタイミングで流出することとなり、吐出通路の確保と相まって吐出過程時での流れに伴う圧力損失の大幅な低減効果が得られる。特に、前記したように軸受け潤滑用油及びインジェクションされた全油量が吐出穴10を通るものであり、従来機に対して吐出圧力損失を約1/4に低減できるというヘリウム圧縮機固有の効果を得ることができる。さらに、吐出圧力脈動幅の低減効果とともに、吐出圧力損失の大幅な低減効果、圧縮機入力の低下及び性能向上の効果が得られるというヘリウム圧縮機固有の効果がある。
In this way, the helium gas flowing out from the
1…密閉容器、1a…吐出室、1b、1b1、1b2…モータ室、2b…ケーシング部、3…モータ部、5…固定スクロール、5a…鏡板、5b…ラップ、5f…吸入室、6…旋回スクロール、6a…鏡板、6b…ラップ、6n…ラップ始端部、7…フレーム、8…圧縮室、8a…旋回外側圧縮室、8b…旋回内側圧縮室、10…吐出口、14…クランク軸、14a…偏心軸、15、15a、15b…吸入口、17…吸入管、20…吐出管、22…油注入ポート、23…潤滑油、30…油取り出し管、31…油インジェクション管、32…旋回軸受、39…補助軸受け、40…主軸受、561…固定スクロールのラップ内周面、562…固定スクロールのラップ外周面、Rk1…固定スクロールラップ始端部の円弧半径、Rs1…旋回スクロールラップ始端部の円弧半径、Vrs…旋回外側圧縮室の設定容積比、Vths…旋回外側圧縮室の最大吸込容積となる行程容積、Vrk…旋回内側圧縮室の設定容積比、Vthk…旋回内側圧縮室の最大吸込容積となる行程容積。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記旋回スクロールの巻き終わり側のラップ外周面と前記固定スクロールのラップ内周面とに囲まれて形成される旋回外側圧縮室が最大吸入容積となるとき、前記旋回スクロールのラップ巻き終わり端部のラップ外周面と前記固定スクロールのラップ内周面とが第1の接点位置で接触し、前記旋回スクロールのラップ内周面と前記固定スクロールのラップ外周面とに囲まれて形成される旋回内側圧縮室が最大吸入容積となるとき、前記旋回スクロールのラップ巻き終わり端部のラップ内周面と前記固定スクロールのラップ外周面とが第2の接点位置で接触し、
前記固定スクロールの前記第1の接点位置の巻き角度は、前記固定スクロールの前記第2の接点位置の巻き角度に対して所定角度延長され、
前記固定スクロールの巻き始め部となる先端部の円弧半径よりも前記旋回スクロールの巻き始め部となる先端部の円弧半径を大きく設定すると共に、前記固定スクロールの巻き始め部となる先端部の前記円弧半径をRk1とし、前記旋回スクロールの巻き始め部となる先端部の前記円弧半径をRs1と表す場合、
Rs1/Rk1=1.4〜1.6
の範囲となるように前記固定スクロールの巻き始め部及び前記旋回スクロールの巻き始め部のそれぞれの円弧半径を設定して、旋回外側圧縮室の吐出開始のタイミングと、旋回内側圧縮室の吐出開始のタイミングとを1/3πradから1/2πradずらすように構成し、それによって旋回外側圧縮室及び旋回内側圧縮室における作動ガス及び油の吐出流動タイミング・位相をずらすようにした
ことを特徴とするヘリウム用密閉形スクロール圧縮機。 Helium gas is used as a working gas, and a scroll compressor part and an electric motor part for driving the scroll compressor part are housed in an airtight container, and the scroll compressor part is spirally formed on a disk-shaped end plate. The fixed scroll provided upright with the lap and the orbiting scroll provided upright with the spiral wrap on the disc-shaped end plate are meshed with the wraps inside each other, and the orbiting scroll is connected to the eccentric part of the crankshaft. And the revolving scroll is revolved with respect to the fixed scroll without rotating, and the fixed scroll is provided with a discharge port that opens at a central portion and a suction port that opens at an outer peripheral portion. Helium gas is sucked from the suction port with the swivel motion and moved around the compression chamber formed by the two scrolls to reduce the volume, thereby reducing the helium gas. The compressed helium gas is discharged from the discharge port, and an oil injection pipe that guides oil for cooling the helium gas passes through the hermetic container to the end plate portion of the fixed scroll. In a sealed scroll compressor for helium equipped with an oil injection mechanism connected to an oil injection port provided,
When the orbiting outer compression chamber formed by being surrounded by the outer peripheral surface of the wrap at the end of winding of the orbiting scroll and the inner peripheral surface of the wrap of the fixed scroll has the maximum suction volume, Orbital inner compression formed by the outer peripheral surface of the wrap and the inner peripheral surface of the fixed scroll contacting at the first contact position and being surrounded by the inner peripheral surface of the orbiting scroll and the outer peripheral surface of the fixed scroll. When the chamber has the maximum suction volume, the wrap inner peripheral surface of the wrap winding end of the orbiting scroll and the wrap outer peripheral surface of the fixed scroll are in contact at the second contact position,
The winding angle of the first contact position of the fixed scroll is extended by a predetermined angle with respect to the winding angle of the second contact position of the fixed scroll,
The arc radius of the front end portion that becomes the winding start portion of the orbiting scroll is set larger than the arc radius of the front end portion that becomes the winding start portion of the fixed scroll, and the arc of the front end portion that becomes the winding start portion of the fixed scroll When the radius is Rk1, and the arc radius of the tip portion that becomes the winding start portion of the orbiting scroll is represented as Rs1,
Rs1 / Rk1 = 1.4 to 1.6
The arc radius of each of the fixed scroll winding start portion and the orbiting scroll winding start portion is set so as to be within the range, and the discharge start timing of the orbiting outer compression chamber and the discharge start of the orbiting inner compression chamber are set. The timing is shifted from 1 / 3π rad to 1 / 2π rad so that the working gas and oil discharge flow timing and phase in the swirling outer compression chamber and swirling inner compression chamber are shifted . Hermetic scroll compressor.
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