JP5551644B2 - Scroll compressor - Google Patents
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本発明は冷凍,空調用の冷媒圧縮機,空気やその他の電動スクロール圧縮機の信頼性およびエネルギー効率に関する。 The present invention relates to the reliability and energy efficiency of refrigerant compressors for refrigeration and air conditioning, air and other electric scroll compressors.
本技術分野の背景技術として、特許文献1がある。この公報には、「非旋回スクロール部材と、この非旋回スクロール部材と噛み合って旋回運動をすることにより吸込室または圧縮室を形成する旋回スクロール部材と、スクロール部材に非旋回スクロール部材への押付け力を与える背圧室と、背圧室の圧力である背圧を維持するべく背圧室に流体を流入させる背圧室流体流入手段と、その流入した流体を吸込室または圧縮室に流出させる背圧室流体流出手段とを備える。背圧室流体流出手段は、背圧室と吸込室または圧縮室とを繋ぐ背圧室流体流出路に、前後の差圧を制御する背圧制御弁と絞り流路部と旋回スクロール部材の旋回運動により間欠的に連通する間欠流路部とを直列に配してなる。」と記載されている。
As a background art of this technical field, there is
従来技術では、背圧室と吸込室または圧縮室とを繋ぐ背圧室流体流出路に、前後の差圧を制御する背圧制御弁と絞り流路部と旋回スクロールの旋回運動により間欠的に連通する間欠流路部を配することで、安定した背圧を確保していたが、間欠流路部を配することにより背圧室と吸込室(または圧縮室)との連通時間が短縮され、圧縮室への必要な給油量を得ることができない虞があった。また、間欠流路部を配さない場合は、前記背圧室流体流出路内の圧力脈動が大きく、背圧制御弁が異常開口し、背圧を生成できない。つまり、給油量と背圧との双方を確保することができれば、信頼性の高い圧縮機を実現することができる。 In the conventional technology, the back pressure chamber fluid outflow passage connecting the back pressure chamber and the suction chamber or the compression chamber is intermittently provided by a back pressure control valve that controls the differential pressure across the back and forth, the throttle passage, and the orbiting scroll. Stable back pressure was ensured by arranging the intermittent flow channel part to communicate, but the communication time between the back pressure chamber and the suction chamber (or compression chamber) is shortened by arranging the intermittent flow channel part. There is a possibility that the required amount of oil supply to the compression chamber cannot be obtained. Further, when the intermittent flow path portion is not disposed, the pressure pulsation in the back pressure chamber fluid outflow path is large, the back pressure control valve is abnormally opened, and the back pressure cannot be generated. That is, if both the oil supply amount and the back pressure can be ensured, a highly reliable compressor can be realized.
そこで本発明は、信頼性の高いスクロール圧縮機を実現することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to realize a highly reliable scroll compressor.
上記本発明の目的は、
台板に渦巻き状のラップを直立する固定スクロールおよび旋回スクロールを互いに噛み合わせ、該旋回スクロールを旋回駆動するクランク軸を備え、該クランク軸の回転に伴い前記固定スクロールおよび前記旋回スクロールの間に吸入室および圧縮室を形成し、前記旋回スクロールの背面には該吸入室より高い圧力の背圧室を有し、前記吸入室または前記圧縮室と該背圧室をつなぐ背圧室流体流出路と、該背圧室流体流出路の途中に差圧によって通路を開閉する背圧制御手段を備えたスクロール圧縮機において、
該背圧制御手段から背圧室までの背圧室流体流出路の途中に背圧室流体流出路の断面積より大きな断面積の拡大空間を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
The object of the present invention is as follows.
A fixed scroll and an orbiting scroll that stand upright with a spiral wrap on a base plate are engaged with each other, and a crankshaft that drives the orbiting scroll to rotate is provided, and suction is provided between the fixed scroll and the orbiting scroll as the crankshaft rotates. A back pressure chamber having a pressure higher than that of the suction chamber, and a back pressure chamber fluid outflow passage connecting the suction chamber or the compression chamber and the back pressure chamber. In the scroll compressor comprising back pressure control means for opening and closing the passage by a differential pressure in the middle of the back pressure chamber fluid outflow path,
This is achieved by a scroll compressor characterized in that an enlarged space having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the back pressure chamber fluid outflow passage is provided in the middle of the back pressure chamber fluid outflow passage from the back pressure control means to the back pressure chamber. The
また、上記本発明の目的は、
固定スクロールと、
背面から背圧室の圧力である背圧を受けて前記固定スクロールに押し付けられ且つ噛み合って圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記背圧室から吸込空間または圧縮室へ至る経路の途中に設けられ、流れを絞ることによって前記背圧を制御する背圧制御弁と、
を有し、
吸込空間から冷媒を吸い込んで、前記圧縮室によって冷媒を圧縮するスクロール圧縮機において、
前記経路の途中で前記背圧制御弁よりも前記背圧室側に、当該経路の入口の断面積よりも断面積が1.5倍以上大きな拡大空間を有し、
前記入口は前記旋回スクロールで塞がれることなく常時開口している
ことを特徴とするスクロール圧縮機
によって達成される。
The object of the present invention is as follows.
With fixed scrolling,
A revolving scroll that receives a back pressure that is the pressure of the back pressure chamber from the back and is pressed against the fixed scroll and meshes to form a compression chamber;
A back pressure control valve that is provided in the middle of the path from the back pressure chamber to the suction space or the compression chamber and controls the back pressure by restricting the flow;
Have
In the scroll compressor that sucks the refrigerant from the suction space and compresses the refrigerant by the compression chamber,
In the middle of the path, on the back pressure chamber side of the back pressure control valve, there is an enlarged space whose cross-sectional area is 1.5 times larger than the cross-sectional area of the inlet of the path
The inlet is achieved by a scroll compressor that is always open without being blocked by the orbiting scroll.
本発明によれば、信頼性の高いスクロール圧縮機を実現することができる。 According to the present invention, a highly reliable scroll compressor can be realized.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1について、図1,図2を用いて説明する。 Example 1 will be described with reference to FIGS.
最初に図1を用いて、第1の形態を示すスクロール圧縮機の全体構造に関して説明する。スクロール圧縮機1は、圧縮部2と駆動部3とを密閉容器4内に収納して構成する。
First, the overall structure of the scroll compressor according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The
圧縮部2では、駆動部3の回転作用により、固定スクロール18と旋回スクロール19を噛み合わせることにより機械的に構成した圧縮室2aの容積を減少させて圧縮動作を行う。この圧縮動作に伴って、作動流体が吸込ポート5,吸込空間を経由して圧縮室へ吸込まれ、吸込まれた作動流体が圧縮行程を経て密閉容器4内の吐出空間に吐出され、さらに吐出ポート6を経由して密閉容器4から吐出される。
In the compression unit 2, the compression operation is performed by reducing the volume of the mechanically configured
圧縮動作では、旋回スクロール19を固定スクロール18へ押付けて圧縮室2aの密閉性を保つため、吐出圧と吸込圧の間の中間的な圧力(以下、背圧と呼称)を旋回スクロール19の背面空間(以下、背圧室21と呼称)に作用させる。背圧を背圧制御手段30により適正に保つことで、圧縮動作時における冷媒漏れによるエネルギー損失を低減し、かつ、旋回スクロールの押付け摺動に関して良好な信頼性を確保することができる。
In the compression operation, an intermediate pressure between the discharge pressure and the suction pressure (hereinafter referred to as back pressure) is applied to the rear surface of the orbiting
駆動部3は、固定子7と回転子8からなる電動機9と、クランク軸10と、フレーム11と、副フレーム12と、副軸受ハウジング15を基本要素として構成する。ここで、電動機9は、電気端子16を経由したインバータ(図示せず)からの電気入力により駆動され、回転作用をクランク軸10へ付与する。クランク軸10は、主軸部10aと副軸部10bと偏心ピン部10cとを備えて構成する。フレーム11に配設した軸支持部13,副軸受ハウジング15に配設した軸支持部14は、クランク軸10の主軸部10aと副軸部10bを回転自在に係合する軸支持部を構成する。また、軸支持部13,14の潤滑のための油17を密閉容器4内に蓄え、フレーム11と副軸受ハウジング15と係合される副フレーム12は密閉容器4に固定される。
The
続いて、図2を用いて背圧制御手段30の構成に関して説明する。図2は、図1に示した背圧制御手段30を詳細に表示したものである。図示した背圧制御手段30は、シール部材31,バネ32,弁体33,入口通路34,出口通路35、及び、弁体33と入口通路34の間に拡大空間36とを備える。
Next, the configuration of the back pressure control means 30 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the back pressure control means 30 shown in FIG. 1 in detail. The illustrated back pressure control means 30 includes a
入口通路34は、背圧室21と連通しており、入口通路34の入口部は、旋回スクロール19により塞がれることなく、常時開口している。出口通路35は、吸込ポート5と連通して吸込圧力となっている吸込空間(図示せず)、あるいは圧縮途中の圧縮室(図示せず)へと連通している。つまり、背圧室21から吸込空間または圧縮室へ至る経路が形成されており、その途中に背圧制御手段30が配設されていることになる。
The
背圧制御手段30の弁体33において、背圧室21の圧力により作用する荷重が、バネ32と出口通路側の圧力により作用する荷重より大きくなった場合に、弁体33が開弁して背圧室21の圧力を逃がすことで所定の背圧に保つことができる。
In the
図4に従来のスクロール圧縮機における背圧制御手段の詳細構造を示す。 FIG. 4 shows the detailed structure of the back pressure control means in the conventional scroll compressor.
従来の背圧制御手段では、シール部材51,バネ52,弁体53,入口通路54,出口通路55を備えるが、弁体53と入口通路54との間に本実施の形態における拡大空間36が存在せず、また、入口通路54の入口部は、旋回スクロール19の圧縮運動に伴って塞いだり開口したりと間欠開口を行っている(図示は、閉止の状態を示す)。従来の背圧制御手段では、入口通路54の間欠開口を行わないと、弁体53が意図しないタイミングで開弁することがあった(異常開弁の発生)。
The conventional back pressure control means includes a
弁体53の異常開弁は、入口通路54に連通する背圧室21における圧力脈動に起因するものであり、背圧を生成できないという現象を発生させた。背圧室21は、旋回スクロールの旋回運動による局所的な圧縮作用を受けることから圧力脈動が発生する。そして、この背圧室21は圧縮室への給油経路の一部でもあるため、その圧力脈動が弁体53のところまで伝播してしまう。そこで、入口通路54の間欠開口により圧力脈動の伝播を遮断して、弁体53の異常開弁を抑制することにしている。しかし、間欠開口であるが故に圧縮室への給油が十分でなくなり、空調機においては近年重要となっている中間条件でのエネルギー効率向上を妨げている。
The abnormal opening of the
本実施例は、以上の点に対応する。入口通路34を常時開口するよう、旋回スクロール19との関係を規定する。更に、前記経路の途中で背圧制御手段30よりも背圧室21側に拡大空間36を設ける。より詳細に言えば、弁体33と入口通路34との間に拡大空間36を設けている。この拡大空間36は固定スクロール18を加工することで形成し、入口通路34の断面積に比して1.5倍以上の断面積を有することにより、動圧を入口通路34に比して半分以下とすることが好ましい。拡大空間36により圧力脈動の伝播を減衰させて、弁体33の異常開弁を防ぐ。
The present embodiment corresponds to the above points. The relationship with the orbiting
このように、入口通路34の背圧室21への常時開口が可能となって、圧縮室への給油を十分に行うことが可能となるため圧縮時の漏れ損失を低減させて、中間条件でのエネルギー効率向上を図ることが可能となる。
In this way, the
これらより、旋回スクロール19の固定スクロール18への押付けを適正化しながら、かつ、圧縮室2aへの給油も確実に行うことができるから、圧縮動作時における冷媒漏れ損失を抑制し、特に、中間条件でのエネルギー効率向上をすることができる。あわせて、背圧の適正化が可能であることから、旋回スクロール19の摺動に関する信頼性を確保することができる。よって、高い信頼性と高いエネルギー効率を実現するに好適なスクロール圧縮機を実現できる。
As a result, it is possible to reliably press the orbiting
次に実施例2について、図3を用いて説明する。なお、実施例1と異なる点を重点的に説明する。 Next, Example 2 will be described with reference to FIG. Note that differences from the first embodiment will be mainly described.
背圧制御手段は、固定スクロール18とは別体のピース部材46を固定スクロール18へ挿入し、ここに、シール部材41,バネ42,弁体43を配設することで構成する。
The back pressure control means is configured by inserting a
ピース部材46は、内部で互いに連通する入口通路44と出口通路45を備えており、これら通路は各々、固定スクロール18に配設した入口通路47,出口通路48と連通する。従って、背圧室21から順に「21→47→44→(弁体43)→45→48→吸込空間または圧縮室2a」と連通され、背圧室から吸込空間または圧縮室へ至る経路が形成される。固定スクロール18に配設した入口通路47は、背圧室21と連通しており、入口通路47の入口部は、旋回スクロール19により塞がれることなく常時開口する点は実施例1と同様である。
The
本実施例の効果は、実施例1の効果に加えて、固定スクロール18とは別体のピース部材46を用いるので、弁体43の漏れ確認を容易に行うことができるという効果がある。
さらに、実施例1の拡大空間36をピース部材46の入口通路44で構成できることから、加工を容易に行うことが可能となり、低コスト化を図ることが可能となる。
In addition to the effect of the first embodiment, the effect of the present embodiment uses the
Furthermore, since the
以上、各実施例によれば、背圧制御手段から背圧室までの背圧室流体流出路の途中に背圧室流体流出路の断面積より大きな断面積の拡大空間を設けることとした。また、背圧室から吸込空間または圧縮室へ至る経路の途中に、当該経路の入口の断面積よりも断面積が3倍以上大きな拡大空間を有することとした。 As described above, according to each embodiment, an enlarged space having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the back pressure chamber fluid outflow path is provided in the middle of the back pressure chamber fluid outflow path from the back pressure control means to the back pressure chamber. Further, in the middle of the path from the back pressure chamber to the suction space or the compression chamber, an expanded space having a cross-sectional area three times or more larger than the cross-sectional area of the inlet of the path is provided.
これにより、間欠流路部を配さない場合においても安定した背圧を確保し、適正な旋回スクロール押上げ力と必要な給油量を得ることができる。従って、高信頼性のスクロール圧縮機を実現することができる。実際の運転では、異なる運転条件が幾つもあるが、殆ど何れの運転条件においても適正な旋回スクロール押上げ力の確保と、圧縮動作時における冷媒漏れを抑制することができ、信頼性を高くすることができる。 Thereby, even when the intermittent flow path portion is not provided, a stable back pressure can be secured, and an appropriate turning scroll push-up force and a necessary oil supply amount can be obtained. Therefore, a highly reliable scroll compressor can be realized. In actual operation, there are a number of different operating conditions, but under almost any operating condition, it is possible to secure an appropriate orbiting scroll push-up force and to suppress refrigerant leakage during the compression operation, thereby improving reliability. be able to.
1 スクロール圧縮機
2 圧縮部
2a 圧縮室
3 駆動部
4 密閉容器
5 吸込ポート
6 吐出ポート
7 固定子
8 回転子
9 電動機
10 クランク軸
11 フレーム
12 副フレーム
13,14 軸支持部
15 副軸受ハウジング
16 電気端子
17 油
18 固定スクロール
19 旋回スクロール
21 背圧室
30 背圧制御手段
31,41,51 シール部材
32,42,52 バネ
33,43,53 弁体
34,44,54,47 入口通路
35,45,55,48 出口通路
36 拡大空間
46 ピース部材。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
該背圧制御手段から背圧室までの背圧室流体流出路の途中に背圧室流体流出路の断面積より大きな断面積の拡大空間を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。 A fixed scroll and an orbiting scroll that stand upright with a spiral wrap on a base plate are engaged with each other, and a crankshaft that drives the orbiting scroll to rotate is provided, and suction is provided between the fixed scroll and the orbiting scroll as the crankshaft rotates. A back pressure chamber having a pressure higher than that of the suction chamber, and a back pressure chamber fluid outflow passage connecting the suction chamber or the compression chamber and the back pressure chamber. The passage is opened and closed by the differential pressure between the suction chamber or the compression chamber and the back pressure chamber in the middle of the back pressure chamber fluid outflow passage, and the fluid in the back pressure chamber flows out to the suction chamber or the compression chamber. In the scroll compressor provided with the back pressure control means,
A scroll compressor characterized in that an enlarged space having a cross-sectional area larger than the cross-sectional area of the back pressure chamber fluid outflow passage is provided in the middle of the back pressure chamber fluid outflow passage from the back pressure control means to the back pressure chamber.
前記背圧室流体流出路と前記背圧制御手段と前記拡大空間を固定スクロールに備えたことを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1.
A scroll compressor comprising the back pressure chamber fluid outflow passage, the back pressure control means, and the expansion space in a fixed scroll.
前記背圧制御手段は吸入室側または圧縮室側の背圧室流体流出路との接続開口部と拡大空間側の背圧室流体流出路との接続開口部を備えた円筒空間に弁体とばねを備え、該弁体が拡大空間側の背圧室流体流出路との接続開口部を差圧により開閉することを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1 or 2,
The back pressure control means includes a valve body in a cylindrical space having a connection opening between the suction chamber side or the compression chamber side and the back pressure chamber fluid outflow passage on the suction chamber side and a connection opening between the back pressure chamber fluid outflow passage on the expansion space side. A scroll compressor comprising a spring, wherein the valve body opens and closes a connection opening with a back pressure chamber fluid outflow passage on the enlarged space side by a differential pressure.
前記背圧制御手段の円筒空間を固定スクロールと別体の筒状部材で構成し、背圧室流体流出路を備えた固定スクロールに前記筒状部材の組付け穴を設け、円筒空間の前記接続開口部が吸入室側または圧縮室側の背圧室流体流出路とつながる様に筒状部材を前記組付け穴に組み合わせ、筒状部材と前記組付け穴の間に拡大空間を構成したことを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 3,
The cylindrical space of the back pressure control means is composed of a cylindrical member separate from the fixed scroll, the fixed scroll provided with a back pressure chamber fluid outflow passage is provided with an assembly hole for the cylindrical member, and the connection of the cylindrical space A cylindrical member is combined with the assembly hole so that the opening is connected to the back pressure chamber fluid outflow passage on the suction chamber side or the compression chamber side, and an enlarged space is configured between the cylindrical member and the assembly hole. A featured scroll compressor.
前記経路の途中で前記背圧制御弁よりも前記背圧室側に、当該経路の入口の断面積よりも断面積が1.5倍以上大きな拡大空間を有し、
前記入口は前記旋回スクロールで塞がれることなく常時開口していることを特徴とするスクロール圧縮機。 A fixed scroll, a revolving scroll that receives a back pressure that is the pressure of the back pressure chamber from the back and is pressed against and engaged with the fixed scroll to form a compression chamber, and a path from the back pressure chamber to the suction space or the compression chamber The back pressure is provided by passing the fluid in the back pressure chamber to the suction space or the compression chamber by opening and closing a passage by a differential pressure between the suction space or the compression chamber and the back pressure chamber. A scroll compressor that has a back pressure control valve to control, sucks the refrigerant from the suction space, and compresses the refrigerant by the compression chamber,
In the middle of the path, on the back pressure chamber side of the back pressure control valve, there is an enlarged space whose cross-sectional area is 1.5 times larger than the cross-sectional area of the inlet of the path
The scroll compressor characterized in that the inlet is always open without being blocked by the orbiting scroll.
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