JPWO2018186203A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
密閉容器(10)内を高圧空間と低圧空間に区画する仕切板(20)と、密閉容器(10)に設けられた冷媒吸入管(13)とを備え、冷媒吸入管(13)から導入した冷媒を衝突させる整流板(160)を設け、さらに固定スクロール(30)の吸入部(38)と仕切板(20)の間の高さ位置に遮蔽板(180)を設けることにより、冷媒吸入管(13)から吸入された冷媒は、整流板(160)により仕切板(20)に向かって流れ、仕切板(20)に向かって流れた冷媒は、圧縮機構部(170)に吸入される前に、遮蔽板(180)に衝突することで、高温の仕切板(20)に接触することを防止でき、それにより仕切板(20)により冷媒が加熱されることがなく、体積効率向上により圧縮機の高効率化を実現することができる。
Description
本発明は、スクロール圧縮機に関するものである。
従来、この種のスクロール圧縮機は、密閉容器内に仕切板を設けることで、仕切られた低圧空間に固定スクロール及び旋回スクロールを有した圧縮要素と、この旋回スクロールを旋回駆動する電動機とを配置した密閉型スクロール圧縮機が知られている。
そして、この種の密閉型スクロール圧縮機では、冷媒は、冷媒吸入管を介して密閉容器の内部の低圧空間に導入され、その際、そこに設けられている吸入バッフルに衝突し、衝突後の冷媒は、圧縮要素へと流入する。そして、圧縮要素で圧縮された冷媒を、固定スクロールの吐出ポートを介して、仕切板で仕切られた高圧空間に吐出させる構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来の構成では、冷媒が吸入バッフルに衝突することで、吸入バッフルから流出する冷媒の流れ方向は、電動機の回転軸と平行、すなわち鉛直上方向になる。そのため、吸入バッフルから反電動機側へ流出した冷媒は、圧縮要素の上方側に配置されている仕切板に衝突する。
なお、仕切板は高圧空間と接触しているため、高温状態にある。そのため、冷媒が、仕切板と接触することで加熱されるため、圧縮要素に吸入される冷媒密度が低下し、体積効率が低下してしまうという課題を有していた。
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、体積効率を向上させたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
前記従来の課題を解決するために、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器内を高圧空間と低圧空間に区画する仕切板と、仕切板に隣接する固定スクロールと、固定スクロールに噛み合わされ、圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、旋回スクロールを支持する主軸受とを有し、固定スクロール、前記旋回スクロール、前記自転抑制部材、及び前記主軸受を、低圧空間に配置し、固定スクロール及び前記旋回スクロールを、前記仕切板と前記主軸受との間に配置したスクロール圧縮機であって、低圧空間に冷媒を吸入させる冷媒吸入管を前記密閉容器に設けるとともに、前記冷媒吸入管から導入された冷媒を衝突させる整流板と、前記固定スクロールの吸入部と前記仕切板の間の高さ位置に遮蔽板を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機である。
これによって、吸入された冷媒は、直接、仕切板に接触することがないため、仕切板により加熱されることもなく、吸入密度の低下を抑制でき、体積効率向上効果を得ることができる。
本発明によれば、体積効率を向上させたスクロール圧縮機を提供することができる。
第1態様は、密閉容器内を高圧空間と低圧空間に区画する仕切板と、仕切板に隣接する固定スクロールと、固定スクロールに噛み合わされ、圧縮室を形成する旋回スクロールと、旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、旋回スクロールを支持する主軸受とを有し、固定スクロール、前記旋回スクロール、前記自転抑制部材、及び前記主軸受を、低圧空間に配置し、固定スクロール及び前記旋回スクロールを、前記仕切板と前記主軸受との間に配置したスクロール圧縮機であって、低圧空間に冷媒を吸入させる冷媒吸入管を前記密閉容器に設けるとともに、前記冷媒吸入管から導入された冷媒を衝突させる整流板と、前記固定スクロールの吸入部と前記仕切板の間の高さ位置に遮蔽板を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機である。
これにより、吸入された冷媒が仕切板により加熱されることもなく、吸入密度の低下を抑制でき、体積効率向上効果を得ることができる。
第2態様は、特に、第1態様に加え、遮蔽板を密閉容器の内壁に設けるものである。
これにより、遮蔽板の振動を低減でき、また、固定スクロールからの熱伝導も低減できるため、冷媒を加熱することなく、効率的に圧縮室に導入することができる。
第3態様は、特に、第1態様に加え、遮蔽板を固定スクロールに設けるものである。
これにより、遮蔽板を固定スクロールにボルト留め等で容易に固定することができる。
第4態様は、特に、第1から第3態様に加え、遮蔽板は、前記整流板の上側開口部を覆うとともに、少なくとも前記固定スクロールの前記吸入部の開口範囲を覆うように設けたことを特徴とするものである。
これにより、吸入冷媒を、遮蔽板に一旦衝突させ、固定スクロールの吸入部にスムーズに流入させることができるため、仕切板によって加熱されることなく、吸入冷媒の密度低下を抑制でき、さらに、固定スクロールの吸入部への流路抵抗が少ないため、効率向上効果を得ることができる。
第5態様は、特に、第1から第4態様に加え、前記整流板と前記遮蔽板とは、一体的に形成されていることを特徴とするものである。
これにより、整流板から流出した冷媒を、確実に衝突させる位置に、遮蔽板を配置させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
(実施の形態1)
図1は、本実施の形態1にかかるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。なお、本発明の実施の形態における上下方向とは、各図におけるZ軸方向である。
図1は、本実施の形態1にかかるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。なお、本発明の実施の形態における上下方向とは、各図におけるZ軸方向である。
圧縮機1は、図1に示すように、上下方向に長手方向を有する円筒状の密閉容器10を、外殻として備えている。
圧縮機1は、密閉容器10の内部に、冷媒を圧縮するための圧縮機構部170と、圧縮機構部170を駆動するための電動機80を備えた密閉型スクロール圧縮機である。圧縮機構部170は、少なくとも、固定スクロール30、旋回スクロール40、主軸受60及びオルダムリング90で構成される。
密閉容器10の内部上方には、密閉容器10の内部を上下に仕切る仕切板20が設けられている。仕切板20は、密閉容器10の内部を、高圧空間11と低圧空間12とに区画している。高圧空間11は、圧縮機構部170で圧縮された後の高圧の冷媒で満たされる空間であり、低圧空間12は、圧縮機構部170で圧縮される前の低圧の冷媒で満たされる空間である。
密閉容器10は、密閉容器10の外部と低圧空間12とを連通させる冷媒吸入管13と、密閉容器10の外部と高圧空間11とを連通させる冷媒吐出管14とを備えている。圧縮機1は、冷媒吸入管13を介して、密閉容器10の外部に設けられた冷凍サイクル回路(図示せず)から、低圧空間12に低圧の冷媒を導入する。また、圧縮機構部170で圧縮された高圧の冷媒は、まず、高圧空間11に導入される。その後、高圧空間11から冷媒吐出管14を介して、冷凍サイクル回路に吐出される。
低圧空間12の底部には、潤滑油が貯留される油溜まり15が形成されている。
圧縮機1は、低圧空間12に、固定スクロール30と、旋回スクロール40とを備えている。固定スクロール30は、非旋回スクロールである。固定スクロール30は、仕切板20の下方に隣接して配置されている。旋回スクロール40は、固定スクロール30の下方に、固定スクロール30と噛み合わされて、配置されている。
固定スクロール30は、円板状の固定スクロール端板31と、固定スクロール端板31の下面に立設された渦巻状の固定渦巻きラップ32とを備えている。旋回スクロール40は、円板状の旋回スクロール端板41と、旋回スクロール端板41の上面に立設された渦巻状の旋回渦巻きラップ42と、下方ボス部43とを備えている。下方ボス部43は、旋回スクロール端板41の下面の略中央に形成された円筒状の突起である。
旋回スクロール40の旋回渦巻きラップ42と固定スクロール30の固定渦巻きラップ32とを噛み合わせることで、旋回スクロール40と固定スクロール30との間に、圧縮室50が形成される。圧縮室50は、旋回渦巻きラップ42の内壁側と、外壁側とに形成される。固定スクロール30及び旋回スクロール40の下方には、旋回スクロール40を支持する主軸受60が設けられている。旋回スクロール40は、固定スクロール30と主軸受60との間に配置される。主軸受60は、中心部に軸受部61を形成し、密閉容器10の内壁に固定される。
旋回スクロール40の旋回渦巻きラップ42と固定スクロール30の固定渦巻きラップ32とを噛み合わせることで、旋回スクロール40と固定スクロール30との間に、圧縮室50が形成される。圧縮室50は、旋回渦巻きラップ42の内壁側と、外壁側とに形成される。固定スクロール30及び旋回スクロール40の下方には、旋回スクロール40を支持する主軸受60が設けられている。旋回スクロール40は、固定スクロール30と主軸受60との間に配置される。主軸受60は、中心部に軸受部61を形成し、密閉容器10の内壁に固定される。
回転軸70は、図1において上下方向に長手方向を有する軸である。回転軸70の一端側は、軸受部61により軸支され、他端側は、副軸受16で軸支される。副軸受16は、低圧空間12の下方、望ましくは、油溜まり15内に設けられた軸受である。回転軸70の上端には、回転軸70の軸心に対して偏心した偏心軸71が設けられている。偏心軸71は、スイングブッシュ78及び旋回軸受79を介して、下方ボス部43に摺動自在に挿入されている。下方ボス部43は、偏心軸71によって、旋回駆動される。
回転軸70の内部には、潤滑油が通過する油路72が形成されている。油路72は、回転軸70の軸方向に形成された貫通孔である。油路72の一端は、回転軸70の下端に設けられた吸込口73として、油溜まり15内に開口している。吸込口73の上部には、吸込口73から油路72に潤滑油を汲み上げるパドル74が設けられている。
回転軸70は、電動機80に連結されている。電動機80は、主軸受60と副軸受16の間に配置されている。電動機80は、密閉容器10に固定されたステータ81と、このステータ81の内側に配置されたロータ82とを備えている。
旋回スクロール40と主軸受60との間には、自転抑制部材(オルダムリング)90が設けられている。オルダムリング90は、旋回スクロール40の自転を防止する。これにより、旋回スクロール40は、固定スクロール30に対して自転することなく、旋回運動をする。なお、自転抑制部材90としては、オルダムリング以外に、JP1984-58188A、JP1985-104787A、JP1990-140483A、JP1994-330870A、JP1996-74754A、JP2003-201977A、JP1999-148473Aで開示されている機構を用いることができる。
固定スクロール30、旋回スクロール40、電動機80、オルダムリング90及び主軸受60は、低圧空間12に配置されている。また、固定スクロール30及び旋回スクロール40は、仕切板20と主軸受60との間に配置されている。
仕切板20及び主軸受60は、密閉容器10に固定されている。固定スクロール30及び旋回スクロール40のうち少なくとも弾性体(図示せず)が設けられた一方は、仕切板20と主軸受60との間の少なくとも一部、より詳細には、仕切板20と旋回スクロール40との間、または、固定スクロール30と主軸受60との間を、軸方向に移動自在に設けられている。
冷媒吸入管13と圧縮機構部170の吸入部38との間には整流板160を設けている。整流板160は、冷媒吸入管13の吸入口に対向する位置に配置する。整流板160を冷媒吸入管13の吸入口に対向する位置に配置することで、整流板160の冷媒吸入管13側の上方には上側開口部160aが形成され、整流板160の冷媒吸入管13側の下方には下側開口部160bが形成される。
圧縮機1の動作、作用について説明する。電動機80の駆動により、ロータ82とともに回転軸70が回転する。偏心軸71とオルダムリング90とによって、旋回スクロール40は自転することなく、回転軸70の中心軸を中心に旋回運動する。これによって、圧縮室50の容積が縮小し、圧縮室50の冷媒は圧縮される。
冷媒は、冷媒吸入管13から低圧空間12に導入される。そして、低圧空間12に導入された冷媒は、整流板160に衝突し、仕切板20の方向と電動機80の方向とに分流される。整流板160に衝突した冷媒は、流れ方向を変え、上側開口部160aから仕切板20の方向に流れ、下側開口部160bから電動機80の方向に流れる。
そして、仕切板20の方向に分流された冷媒は、圧縮室50に吸入され、圧縮室50で圧縮された冷媒は、高圧空間11を経由して、冷媒吐出管14から吐出される。
本実施に形態において、固定スクロール30の吸入部38と仕切板20の間の高さ位置に遮蔽板180を設けている。
これによって、冷媒吸入管13から導入された冷媒は、整流板160によって分流され、仕切板20に向かって流れるが、固定スクロール30の吸入部38と仕切板20の間の高さ位置に遮蔽板180を設けているため、高温になった高圧空間11と接触することで比較的高温になった仕切板20に衝突することなく、圧縮室50に導かれる。
そのため、吸入冷媒が、仕切板20によって加熱されることがなく、冷媒密度の低下を抑制でき、圧縮機の効率向上効果を得ることができる。
さらに、遮蔽板180は、密閉容器10の内側に設けることができる。遮蔽板180を密閉容器10に取り付けることで、遮蔽板の振動を低減でき、また、固定スクロール30からの熱伝導も低減できるため、冷媒を加熱することなく、効率的に圧縮室50に導入することができる。
また、本実施の形態では、図2に示すように、遮蔽板180を整流板160と一体形成してもよい。整流板160は、一対の側板160cで保持され、一対の側板160cにはそれぞれ取付材160dが連接されている。整流板160は、一対の側板160cによって、冷媒吸入管13の吸入口から所定距離離れた位置に配置し、取付材160dによって密閉容器10の内壁に取り付けられる。遮蔽板180は、一対の側板160cの上端に形成される。一対の側板160cの間には空間が形成され、一対の側板160cの下端の間は開放され、一対の側板160cの後端(密閉容器側端)の間は開放されている。なお、一対の側板160cの後端(密閉容器側端)の間は、少なくとも冷媒吸入管13の吸入口の位置で開口していればよい。密閉容器10に取り付けた状態では、整流板160が冷媒吸入管13の吸入口に対向する。整流板160の上端と遮蔽板180の前端(反密閉容器側端)との間は、開放されて圧縮機構部170の吸入部38に対向する位置に配置される。
整流板160、側板160c、取付材160d、及び遮蔽板180は、一枚の板材から形成してもよいが、整流板160、側板160c、取付材160d、及び遮蔽板180の少なくともいずれかの部材を接合することで一体形成してもよい。
これによって、遮蔽板180と整流板160とが、一体的に形成されているため、整流板160から流出した冷媒を、確実に衝突させる位置に遮蔽板180を配置し、かつ、遮蔽板180を容易に密閉容器10の内壁に設置できる。
図3は、本発明における他の実施の形態にかかるスクロール圧縮機の縦断面図を示すものである。なお、図1と同一部品については、同一符号を付し、その説明は省略する。
図3に示すように、遮蔽板180を固定スクロール30に設けることもできる。
図3に示すように、遮蔽板180を固定スクロール30に設けることもできる。
これによって、遮蔽板180を固定スクロール30にボルト留め等で溶接せずに、容易に固定することができる。
また、本実施の形態においては、図1(b)、図3(b)に示すように、遮蔽板180は、整流板160の上側開口部160aの上方側の対向位置に配置されていることで、整流板160の上側開口部160aを覆う構成となっている。
また、遮蔽板180は、少なくとも固定スクロールの30の吸入部38における径方向の開口範囲rを上方側より覆う位置に配置され、また周方向の開口範囲θを上方側より覆う位置に配置されている。
また、遮蔽板180は、少なくとも固定スクロールの30の吸入部38における径方向の開口範囲rを上方側より覆う位置に配置され、また周方向の開口範囲θを上方側より覆う位置に配置されている。
これによって、整流板160で分流され、整流板160の上側開口部160aから低圧空間12に流入された吸入冷媒は、整流板160の上側開口部160aを覆うように設けた遮蔽板180に衝突した後、固定スクロール30の吸入部38にスムーズに流入するため、比較的高温になった仕切板20によって加熱されない。従って、吸入冷媒の密度低下を抑制でき、さらに、固定スクロール30の吸入部38へ流路抵抗を少なく流入できるため、さらに効率向上効果を得ることができる。
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、冷凍サイクル装置の圧縮機に有用であり、給湯機、温水暖房装置、空気調和装置などの電気製品にも適用できる。
1 圧縮機
10 密閉容器
11 高圧空間
12 低圧空間
13 冷媒吸入管
14 冷媒吐出管
15 油溜まり
16 副軸受
20 仕切板
30 固定スクロール
31 固定スクロール端板
32 固定渦巻きラップ
38 吸入部
40 旋回スクロール
41 旋回スクロール端板
42 旋回渦巻きラップ
43 下方ボス部
50 圧縮室
60 主軸受
61 軸受部
70 回転軸
71 偏心軸
72 油路
73 吸込口
74 パドル
78 スイングブッシュ
79 旋回軸受
80 電動機
81 ステータ
82 ロータ
90 自転抑制部材(オルダムリング)
160 整流板
160a 上側開口部
160b 下側開口部
160c 側板
160d 取付材
180 遮蔽板
10 密閉容器
11 高圧空間
12 低圧空間
13 冷媒吸入管
14 冷媒吐出管
15 油溜まり
16 副軸受
20 仕切板
30 固定スクロール
31 固定スクロール端板
32 固定渦巻きラップ
38 吸入部
40 旋回スクロール
41 旋回スクロール端板
42 旋回渦巻きラップ
43 下方ボス部
50 圧縮室
60 主軸受
61 軸受部
70 回転軸
71 偏心軸
72 油路
73 吸込口
74 パドル
78 スイングブッシュ
79 旋回軸受
80 電動機
81 ステータ
82 ロータ
90 自転抑制部材(オルダムリング)
160 整流板
160a 上側開口部
160b 下側開口部
160c 側板
160d 取付材
180 遮蔽板
Claims (5)
- 密閉容器内を高圧空間と低圧空間に区画する仕切板と、
前記仕切板に隣接する固定スクロールと、
前記固定スクロールに噛み合わされ、圧縮室を形成する旋回スクロールと、
前記旋回スクロールの自転を防止する自転抑制部材と、
前記旋回スクロールを支持する主軸受と、を有し、
前記固定スクロール、前記旋回スクロール、前記自転抑制部材、及び前記主軸受を、前記低圧空間に配置し、
前記固定スクロール及び前記旋回スクロールを、前記仕切板と前記主軸受との間に配置したル圧縮機であって、
前記低圧空間に冷媒を吸入させる冷媒吸入管を前記密閉容器に設けるとともに、
前記冷媒吸入管から導入された冷媒を衝突させる整流板と、
前記固定スクロールの吸入部と前記仕切板の間の高さ位置に遮蔽板を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。 - 前記遮蔽板を、前記密閉容器の内壁に設けたことを特徴とする請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記遮蔽板を、前記固定スクロールに設けたことを特徴と請求項1に記載のスクロール圧縮機。
- 前記遮蔽板は、前記整流板の上側開口部を覆うとともに、少なくとも前記固定スクロールの前記吸入部の開口範囲を覆うように設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
- 前記整流板と前記遮蔽板とは、一体的に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスクロール圧縮機。
Applications Claiming Priority (3)
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---|---|---|---|
JP2017074136 | 2017-04-04 | ||
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