WO2021124973A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a scroll compressor particularly used in a refrigerator such as an air conditioner, a water heater or a refrigerator.
- Patent Document 1 discloses a scroll compressor used in an air conditioner or the like. This scroll compressor is configured to compress the refrigerant by rotating the swivel scroll with respect to the fixed scroll.
- An old dam ring is used as a mechanism to prevent the rotation of the swivel scroll. The old dam ring slides with the bearing member and the swivel scroll. Therefore, a method for improving efficiency by reducing sliding loss or suppressing noise due to sliding is being studied.
- the present disclosure provides a scroll compressor with further improved efficiency for a compressor using an old dam ring.
- the scroll compressor of the present disclosure includes an old dam ring that prevents the rotation of the swivel scroll, and the old dam ring is an annular portion that communicates the inner circumference and the outer circumference of the annular portion with at least one of the axial upper surface and the axial lower surface of the annular portion. It has a structure in which a section passage is provided.
- FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the scroll compressor according to the first embodiment.
- FIG. 2 is a top view showing a fixed scroll of the scroll compressor.
- FIG. 3 is a rear view showing a swivel scroll of the scroll compressor.
- FIG. 4 is a top view showing an old dam ring of the scroll compressor.
- FIG. 5 is a side view showing an old dam ring of the scroll compressor.
- the scroll compressor used an old dam ring to prevent the rotation of the swivel scroll as described in Patent Document 1.
- a sliding loss occurs between the bearing member and the swivel scroll.
- refrigerating machine oil exists in the vicinity of the old dam ring, and the resistance due to the viscosity of the refrigerating machine oil is an obstacle to improving the efficiency of the compressor.
- the inventors need to reduce the sliding loss between the old dam ring and the bearing member or the swivel scroll, and at the same time, reduce the viscous resistance of the refrigerating machine oil in order to improve the efficiency of the compressor.
- the present disclosure provides a scroll compressor in which the sliding loss between the old dam ring and the bearing member or the swivel scroll is reduced, and at the same time, the viscous resistance of the refrigerating machine oil is reduced to improve the efficiency.
- the scroll compressor 100 is configured by arranging a compression mechanism unit 10 for compressing a refrigerant and an electric mechanism unit 20 for driving the compression mechanism unit 10 in a closed container 1. ..
- the closed container 1 is composed of a cylindrical body portion 1a extending in the vertical direction, a lower lid 1b that closes the lower opening of the body portion 1a, and an upper lid 1c that closes the upper opening of the body portion 1a. ing.
- the closed container 1 is provided with a refrigerant suction pipe 2 for introducing a refrigerant into the compression mechanism unit 10 and a refrigerant discharge pipe 3 for discharging the refrigerant compressed by the compression mechanism unit 10 to the outside of the closed container 1. There is.
- the compression mechanism unit 10 has a fixed scroll 11, a swivel scroll 12, and a rotating shaft 13 that swivels and drives the swivel scroll 12.
- the electric mechanism unit 20 includes a stator 21 fixed to the closed container 1 and a rotor 22 arranged inside the stator 21.
- a rotating shaft 13 is fixed to the rotor 22.
- An eccentric shaft 13a eccentric with respect to the rotating shaft 13 is formed at the upper end of the rotating shaft 13.
- a main bearing 30 that supports the fixed scroll 11 and the swivel scroll 12 is provided below the fixed scroll 11 and the swivel scroll 12.
- the main bearing 30 includes a bearing portion 31 that pivotally supports the rotating shaft 13 and a boss accommodating portion 32.
- the main bearing 30 is fixed to the closed container 1 by welding, shrink fitting, or the like.
- the lower end portion 13b of the rotating shaft 13 is pivotally supported by an auxiliary bearing 18 arranged below the closed container 1.
- the fixed scroll 11 includes a disk-shaped fixed scroll end plate 11a, a spiral fixed spiral wrap 11b erected from the fixed scroll end plate 11a, and an outer peripheral wall portion erected so as to surround the fixed spiral wrap 11b. 11c and.
- a discharge port 14 is formed at a substantially central portion of the fixed scroll end plate 11a.
- the swivel scroll 12 includes a disk-shaped swirl scroll end face 12a, a swirl swirl wrap 12b erected from the lap side end surface of the swivel scroll end plate 12a, and an anti-wrap side end surface of the swivel scroll end plate 12a (wrap of the swivel scroll end plate 12a). It is provided with a cylindrical boss portion 12c formed on a surface opposite to the side end surface). On the back surface of the swivel scroll end plate 12a, an old dam ring 17 for preventing the swivel scroll 12 from rotating is arranged.
- the fixed swirl wrap 11b of the fixed scroll 11 and the swirl swirl wrap 12b of the swirl scroll 12 are meshed with each other, and a plurality of compression chambers 15 are formed between the fixed swirl wrap 11b and the swirl swirl wrap 12b.
- the boss portion 12c is formed substantially in the center of the swivel scroll end plate 12a.
- the eccentric shaft 13a is inserted into the boss portion 12c, and the boss portion 12c is accommodated in the boss accommodating portion 32.
- the fixed scroll 11 is fixed to the main bearing 30 at the outer peripheral wall portion 11c using a plurality of bolts (not shown).
- the swivel scroll 12 is supported by the fixed scroll 11 via an old dam ring 17 that prevents the swivel scroll 12 from rotating.
- An old dam ring 17 for preventing the rotation of the swivel scroll 12 is provided between the fixed scroll 11 and the main bearing 30. As a result, the swivel scroll 12 makes a swivel motion without rotating with respect to the fixed scroll 11.
- An oil storage section 4 for storing lubricating oil is formed at the bottom of the closed container 1.
- a positive displacement refrigerating machine oil pump 5 is provided at the lower end of the rotating shaft 13.
- the refrigerating machine oil pump 5 is arranged so that the suction port of the refrigerating machine oil pump 5 exists in the oil storage unit 4.
- the refrigerating machine oil pump 5 is driven by the rotating shaft 13 and reliably sucks up the lubricating oil in the oil storage section 4 provided at the bottom of the closed container 1 regardless of the pressure conditions and the operating speed, so that there is a concern that the refrigerating machine oil will run out. It will be resolved.
- the rotating shaft 13 is formed with a rotating shaft refrigerating machine oil supply hole 13c extending from the lower end portion 13b of the rotating shaft 13 to the eccentric shaft 13a.
- the lubricating oil sucked up by the refrigerating machine oil pump 5 is supplied into the bearing, the bearing portion 31 and the boss portion 12c of the auxiliary bearing 18 through the rotating shaft refrigerating machine oil supply hole 13c formed in the rotating shaft 13.
- the refrigerant sucked from the refrigerant suction pipe 2 is guided from the suction port 15a to the compression chamber 15.
- the compression chamber 15 moves from the outer peripheral side toward the central portion while reducing the volume.
- the refrigerant that has reached a predetermined pressure in the compression chamber 15 is discharged to the discharge chamber 6 from the discharge port 14 provided at the center of the fixed scroll 11.
- the discharge port 14 is provided with a discharge reed valve (not shown).
- the refrigerant that has reached a predetermined pressure in the compression chamber 15 pushes open the discharge reed valve, the refrigerant is discharged into the discharge chamber 6.
- the refrigerant discharged into the discharge chamber 6 is led out to the upper part in the closed container 1 and discharged from the refrigerant discharge pipe 3.
- FIGS. 2 to 5 show a rotation prevention mechanism that prevents the rotation scroll 12 from rotating.
- the rotation prevention mechanism includes a fixed scroll key groove 11e (see FIG. 2) provided on the fixed scroll upper surface 11d of the fixed scroll 11 and a swivel scroll key groove 12e (see FIG. 3) provided on the swivel scroll back surface 12d of the swivel scroll 12. ), And the old dam ring 17 shown in FIGS. 4 and 5.
- the oldam ring 17 includes an annular portion 17a, a first key portion 17b, and a second key portion 17c.
- the first key portion 17b is a pair of key portions arranged on the axial upper surface of the annular portion 17a and protruding in the axial direction of the annular portion 17a.
- the second key portion 17c is another pair of key portions that are arranged on the upper surface of the annular portion 17a in the axial direction and project in the axial direction of the annular portion 17a.
- the first key portion 17b fits into the fixed scroll key groove 11e and slides with the fixed scroll key groove 11e.
- the second key portion 17c fits into the swivel scroll key groove 12e and slides with the swivel scroll key groove 12e.
- the axial upper surface of the annular portion 17a slides on the swivel scroll back surface 12d, and the axial lower surface of the annular portion 17a slides on the bearing portion 31.
- an upper annular portion connecting passage 17d for communicating the inner circumference and the outer circumference of the annular portion 17a is formed on the axial upper surface of the annular portion 17a of the oldam ring 17.
- a lower annular portion connecting passage 17e is formed so as to communicate the inner circumference and the outer circumference of the annular portion 17a.
- the inner circumference and the outer circumference of the key portion are attached to both the first key portion 17b or the second key portion 17c, or both the first key portion 17b and the second key portion 17c of the annular portion 17a of the old dam ring 17.
- a key portion communication passage 17f (see FIG. 5) to be communicated is formed.
- the upper annular passage 17d of the Oldam ring 17 is formed substantially parallel to the direction connecting the pair of second key portions 17c with a straight line.
- the lower annular portion connecting passage 17e is formed substantially parallel to the direction connecting the pair of first key portions 17b with a straight line. That is, the upper annular portion connecting passage 17d and the lower annular portion connecting passage 17e are formed so as to be substantially parallel to the traveling direction of the Oldam ring 17.
- the upper annular passage 17d and the lower annular passage 17e provided in the annular portion 17a of the Oldam ring 17 have the depth Du and the lower part of the deepest portion of the upper annular passage 17d.
- the relationship with the depth Dd of the deepest portion of the annular passage 17e is formed so that Du ⁇ Dd.
- the lower annular passage 17e is the most of the annular portion 17a excluding the portion where the passage (in the present embodiment, the upper annular passage 17d and the lower annular passage 17e) exists. It is formed so that the depth Dd of the deepest portion of the lower annular portion connecting passage 17e is Dt / 10 ⁇ Dd ⁇ Dt / 2 with respect to the thickness Dt in the thin portion.
- the scroll compressor 100 having the above configuration is provided with an upper annular portion connecting passage 17d on the upper surface of the annular portion 17a of the old dam ring 17. Further, a lower annular portion connecting passage 17e is provided on the lower surface of the annular portion 17a of the Oldam ring 17. Therefore, the contact surface (contact surface) between the upper annular passage 17d and the back surface 12d of the swivel scroll and the contact surface (contact surface) between the lower annular passage 17e and the bearing 31 can be reduced, so that the sliding can be performed. Loss can be reduced.
- the contact surface between the upper annular passage 17d and the back surface 12d of the swivel scroll and the contact surface between the lower annular passage 17e and the bearing portion 31 The flow of refrigerating machine oil present in the refrigerating machine oil is smoothed, and the viscous resistance of the refrigerating machine oil is reduced.
- a key portion communication passage 17f is formed on the side surface of the key portion of the old dam ring 17 so as to be substantially parallel to the traveling direction of the old dam ring 17 and to communicate the inner circumference and the outer circumference of the old dam ring 17, so that the flow of refrigerating machine oil Can be further smoothed and the viscous resistance of the refrigerating machine oil can be reduced.
- the upper annular portion connecting passage 17d and the lower annular portion connecting passage 17e are formed along substantially the same direction as the turning motion of the old dam ring 17. Therefore, the flow of the refrigerating machine oil can be smoothed, and the effect of reducing the viscous resistance of the refrigerating machine oil can be enhanced.
- the refrigerating machine oil flowing through the upper annular passage 17d flows in the same direction as the swirling motion of the swirling scroll 12 when viewed relatively from the swirling scroll 12.
- the refrigerating machine oil flowing through the lower annular passage 17e flows in the same direction as the swirling motion of the swirling scroll 12 when viewed relatively from the bearing portion 31. In this way, since the refrigerating machine oil flows in the same direction as the swirling motion, the flow of the refrigerating machine oil becomes smooth, and the effect of reducing the viscous resistance of the refrigerating machine oil can be expected.
- annular passageway provided in the annular portion 17a may be only one of the upper annular passageway 17d and the lower annular passageway 17e. Even in this case, although the effect is halved, the effect of reducing the sliding resistance and the effect of reducing the viscous resistance of the refrigerating machine oil can be obtained, and the efficiency of the scroll compressor can be improved.
- the upper annular passage 17d and the lower annular passage 17e are configured so that the depth Dd of the deepest portion of the lower annular passage 17e is Du ⁇ Dd. Therefore, the fluidity of the refrigerating machine oil can be further improved. That is, since the refrigerating machine oil flows vertically downward due to its own weight during the operation of the compressor, there is a high possibility that the refrigerating machine oil exists in the lower part of the old dam ring 17.
- the depth Dd of the deepest portion of the lower annular passage 17e of the Oldam ring 17 is set to be at least twice the depth Du of the deepest portion of the upper annular passage 17d, the refrigerating machine oil The influence of its own weight can be absorbed to sufficiently increase the fluidity of the refrigerating machine oil, and a higher effect of reducing viscosity loss can be obtained.
- the inside of the airtight container of the compressor is filled with a high-pressure working fluid.
- the old dam ring 17 is arranged in a space sandwiched between the bearing portion 31 and the fixed scroll 11. Since the old dam ring 17 exists in the space sandwiched between the bearing portion 31 and the fixed scroll 11 in the high-pressure scroll compressor, the refrigerating machine oil is more likely to accumulate in the vicinity of the old dam ring 17 as compared with the low-pressure scroll compressor. Become. Therefore, the high-pressure scroll compressor is more effective in reducing the viscosity loss than the low-pressure scroll compressor.
- the back surface 12d of the swivel scroll is set as a pressure (intermediate pressure) region between the discharge pressure and the suction pressure, and the swivel scroll 12 is pressed against the fixed scroll 11 by the intermediate pressure.
- the intermediate pressure region By providing the intermediate pressure region, the area around the old dam ring 17 also becomes an intermediate pressure region, and the amount of refrigerating machine oil around the old dam ring 17 increases as compared with the case where the area around the old dam ring 17 is a low pressure space. Therefore, the effect of reducing the viscosity loss is higher than that of the low pressure type.
- the scroll compressor 100 may have a configuration in which at least an intermediate pressure acts on the back surface 12d of the swivel scroll.
- an annular passage for communicating the inner circumference and the outer circumference of the annular portion is formed on at least one of the axial upper surface and the axial lower surface of the annular portion of the old dam ring.
- the bearing member that comes into contact with the old dam ring and / or the ground contact surface (contact surface) between the swivel scroll and the old dam ring becomes small, and the sliding loss can be reduced.
- the fluidity of the refrigerating machine oil existing around the old dam ring can be increased and the viscous resistance can be reduced through the continuous passage, a highly efficient scroll compressor can be realized.
- the annular passages are provided on both the upper and lower sides of the Oldam ring, and the depth Du of the deepest portion of the upper annular passage and the depth Dd of the deepest portion of the lower annular passage are provided.
- the relationship may be configured such that Du ⁇ Dd.
- a key portion communication passage may be formed on the side surface of the key portion of the old dam ring, which is substantially parallel to the traveling direction of the old dam ring and communicates the inner circumference and the outer circumference of the old dam ring.
- both the upper annular passage and the lower annular passage may be formed substantially parallel to the traveling direction of the old dam ring.
- the depth Dd of the deepest part of the lower annular passage is Dt / 10 with respect to the thickness Dt of the thinnest part of the annular portion of the Oldam ring excluding the portion where the passage exists. It may be configured so that ⁇ Dd ⁇ Dt / 2. As a result, the fluidity of the refrigerating machine oil is increased, and a higher effect of reducing the viscosity loss can be expected.
- the depth Dd of the deepest portion of the lower annular passage may be twice or more the depth Du of the deepest portion of the upper annular passage.
- R32 carbon dioxide, or a refrigerant having a double bond between carbons can be used.
- the scroll compressor according to the present disclosure can be improved in efficiency by reducing the sliding loss and the viscous resistance of the refrigerator oil, refrigeration of a hot water heater, an air conditioner, a water heater, a refrigerator, or the like can be achieved. Useful for cycle devices.
- Airtight container 1a Body 1b Lower lid 1c Upper lid 2 Refrigerant suction pipe 3 Refrigerant discharge pipe 4 Oil storage part 5 Refrigerant oil pump 6 Discharge chamber 10 Compression mechanism part 11 Fixed scroll 11a Fixed scroll end plate 11b Fixed swirl wrap 11c Outer wall part 11d Fixed Scroll top surface 11e Fixed scroll keyway 12 Swivel scroll 12a Swivel scroll end plate 12b Swivel swirl wrap 12c Boss part 12d Swivel scroll back surface 12e Swivel scroll keyway 13 Rotating shaft 13a Eccentric shaft 13b Lower end 13c Rotating shaft Refrigerating machine oil supply hole 14 Discharge port 15 Compression chamber 15a Suction port 17 Oldam ring 17a Annular part 17b First key part (key part) 17c 2nd key part (key part) 17d Upper annular passage 17e Lower annular passage 17f Key joint passage 18 Sub-bearing 20 Electric mechanism 21 Stator 22 Rotor 30 Main bearing 31 Bearing 32 Boss accommodating 100 Scroll compressor
Abstract
スクロール圧縮機は、旋回スクロールの自転を防止するオルダムリング（１７）を備え、オルダムリング（１７）は環状部（１７ａ）の軸方向上面に環状部（１７ａ）の内周と外周とを連通させる上部環状部連通路（１７ｄ）を有する。これにより、オルダムリング（１７）と、オルダムリング（１７）と接触する軸受け部材或いは旋回スクロールとの接触面を小さくして摺動損失の低減を図ることができるとともに、オルダムリング（１７）周辺に存在する冷凍機油の流動性を上げて粘性抵抗を低減できるため、高効率なスクロール圧縮機を実現できる。
Description
本開示は、特に空気調和機、給湯器又は冷蔵庫等の冷凍機に用いられる、スクロール圧縮機に関する。
特許文献１は、空気調和機等に用いられているスクロール圧縮機を開示する。このスクロール圧縮機は、固定スクロールに対して旋回スクロールが旋回運動することで冷媒の圧縮を行うように構成されている。旋回スクロールの自転を防止する機構として、オルダムリングが用いられている。オルダムリングは、軸受け部材及び旋回スクロールと摺動する。このため、摺動損失の低減による高効率化、又は摺動による騒音の抑制等を実現する手法が検討されている。
本開示は、オルダムリングを用いた圧縮機について、高効率化をより一層進めたスクロール圧縮機を提供する。
本開示のスクロール圧縮機は、旋回スクロールの自転を防止するオルダムリングを備え、オルダムリングは環状部の軸方向上面あるいは軸方向下面の少なくとも一方に、環状部の内周と外周とを連通させる環状部連通路が設けられた構成としてある。
（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、スクロール圧縮機は、特許文献１に記載されているように、オルダムリングを用いて旋回スクロールの自転を防止しているが、このオルダムリングと軸受け部材又は旋回スクロールとの間には摺動損失が生じる。また、オルダムリングの近傍には冷凍機油が存在しており、冷凍機油の粘性による抵抗が圧縮機の高効率化に対する障害となっている。このことから、発明者等は、圧縮機の高効率化にはオルダムリングと軸受け部材又は旋回スクロールとの間の摺動損失を低減すると同時に、冷凍機油の粘性抵抗を低減することも必要になることを見出し、これを解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
発明者らが本開示に想到するに至った当時、スクロール圧縮機は、特許文献１に記載されているように、オルダムリングを用いて旋回スクロールの自転を防止しているが、このオルダムリングと軸受け部材又は旋回スクロールとの間には摺動損失が生じる。また、オルダムリングの近傍には冷凍機油が存在しており、冷凍機油の粘性による抵抗が圧縮機の高効率化に対する障害となっている。このことから、発明者等は、圧縮機の高効率化にはオルダムリングと軸受け部材又は旋回スクロールとの間の摺動損失を低減すると同時に、冷凍機油の粘性抵抗を低減することも必要になることを見出し、これを解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
本開示は、オルダムリングと軸受け部材又は旋回スクロールとの間の摺動損失を低減すると同時に、冷凍機油の粘性抵抗を低減して効率を高めたスクロール圧縮機を提供する。
以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
（実施の形態１）
以下、図１～図５を用いて、実施の形態１を説明する。
以下、図１～図５を用いて、実施の形態１を説明する。
［１－１．構成］
図１に示すように、スクロール圧縮機１００は、密閉容器１内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機構部２０と、が配置されて構成されている。
図１に示すように、スクロール圧縮機１００は、密閉容器１内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機構部２０と、が配置されて構成されている。
密閉容器１は、上下方向に沿って延びる円筒状に形成された胴部１ａと、胴部１ａの下部開口を塞ぐ下蓋１ｂと、胴部１ａの上部開口を塞ぐ上蓋１ｃと、で構成されている。
密閉容器１には、圧縮機構部１０に冷媒を導入する冷媒吸込管２と、圧縮機構部１０にて圧縮された冷媒を密閉容器１の外に吐出する冷媒吐出管３と、が設けられている。
圧縮機構部１０は、固定スクロール１１と、旋回スクロール１２と、旋回スクロール１２を旋回駆動する回転軸１３と、を有している。
電動機構部２０は、密閉容器１に固定されたステータ２１と、ステータ２１の内側に配置されたロータ２２と、を備える。ロータ２２には回転軸１３が固定される。回転軸１３の上端には、回転軸１３に対して偏心した偏心軸１３ａが形成されている。
固定スクロール１１及び旋回スクロール１２の下方には、固定スクロール１１及び旋回スクロール１２を支持する主軸受３０が設けられている。
主軸受３０には、回転軸１３を軸支する軸受部３１と、ボス収容部３２と、が構成されている。主軸受３０は、溶接又は焼き嵌め等によって密閉容器１に固定される。回転軸１３の下端部１３ｂは、密閉容器１の下部に配置された副軸受１８に軸支されている。
固定スクロール１１は、円板状の固定スクロール鏡板１１ａと、固定スクロール鏡板１１ａから立設された渦巻状の固定渦巻きラップ１１ｂと、固定渦巻きラップ１１ｂの周囲を取り囲むように立設された外周壁部１１ｃと、を備える。固定スクロール鏡板１１ａの略中心部に吐出ポート１４が形成されている。
旋回スクロール１２は、円板状の旋回スクロール鏡板１２ａと、旋回スクロール鏡板１２ａのラップ側端面から立設された旋回渦巻きラップ１２ｂと、旋回スクロール鏡板１２ａの反ラップ側端面（旋回スクロール鏡板１２ａのラップ側端面と反対側の面）に形成された円筒状のボス部１２ｃと、を備えている。旋回スクロール鏡板１２ａの背面には、旋回スクロール１２の自転を防止するオルダムリング１７が配置されている。
固定スクロール１１の固定渦巻きラップ１１ｂと旋回スクロール１２の旋回渦巻きラップ１２ｂとは相互に噛み合わされ、固定渦巻きラップ１１ｂと旋回渦巻きラップ１２ｂとの間に複数の圧縮室１５が形成される。
ボス部１２ｃは、旋回スクロール鏡板１２ａの略中央に形成される。偏心軸１３ａはボス部１２ｃに挿入され、ボス部１２ｃはボス収容部３２に収容される。
固定スクロール１１は、外周壁部１１ｃで複数本のボルト（図示せず）を用いて主軸受３０に固定される。一方、旋回スクロール１２は、旋回スクロール１２の自転を防止するオルダムリング１７を介して固定スクロール１１に支持されている。旋回スクロール１２の自転を防止するオルダムリング１７は、固定スクロール１１と主軸受３０との間に設けられている。これにより、旋回スクロール１２は、固定スクロール１１に対して自転しないで旋回運動をする。
密閉容器１の底部には、潤滑油を貯留する貯油部４が形成されている。回転軸１３の下端には容積型の冷凍機油ポンプ５が設けられている。冷凍機油ポンプ５は、冷凍機油ポンプ５の吸い込み口が貯油部４内に存在するように配置される。冷凍機油ポンプ５は、回転軸１３によって駆動され、密閉容器１の底部に設けられた貯油部４にある潤滑油を、圧力条件や運転速度に関係なく確実に吸い上げるので、冷凍機油切れの心配が解消される。
回転軸１３には、回転軸１３の下端部１３ｂから偏心軸１３ａに至る回転軸冷凍機油供給孔１３ｃが形成されている。
冷凍機油ポンプ５で吸い上げられた潤滑油は、回転軸１３内に形成された回転軸冷凍機油供給孔１３ｃを通じて、副軸受１８の軸受、軸受部３１及びボス部１２ｃ内に供給される。
冷媒吸込管２から吸入される冷媒は、吸入ポート１５ａから圧縮室１５に導かれる。圧縮室１５は、外周側から中央部に向かって容積を縮めながら移動する。圧縮室１５で所定の圧力に到達した冷媒は、固定スクロール１１の中央部に設けられた吐出ポート１４から吐出室６に吐出される。吐出ポート１４には吐出リード弁（図示せず）が設けられている。圧縮室１５で所定の圧力に到達した冷媒が吐出リード弁を押し開くことで、冷媒が吐出室６に吐出される。吐出室６に吐出された冷媒は、密閉容器１内の上部に導出され、冷媒吐出管３から吐出される。
図２～図５は、旋回スクロール１２の自転を防止する自転防止機構を示している。自転防止機構は、固定スクロール１１の固定スクロール上面１１ｄに設けられた固定スクロールキー溝１１ｅ（図２参照）と、旋回スクロール１２の旋回スクロール背面１２ｄに設けられた旋回スクロールキー溝１２ｅ（図３参照）と、図４および図５に示すオルダムリング１７と、によって構成されている。
図４に示すように、オルダムリング１７は、環状部１７ａと、第１のキー部１７ｂと、第２のキー部１７ｃと、を備えている。本実施の形態の例では、第１のキー部１７ｂは、環状部１７ａの軸方向上面に配置されて環状部１７ａの軸方向に突出する一対のキー部である。第２のキー部１７ｃは、環状部１７ａの軸方向上面に配置されて環状部１７ａの軸方向に突出する他の一対のキー部である。第１のキー部１７ｂは、固定スクロールキー溝１１ｅと嵌合するとともに固定スクロールキー溝１１ｅと摺動する。第２のキー部１７ｃは、旋回スクロールキー溝１２ｅと嵌合するとともに旋回スクロールキー溝１２ｅと摺動する。環状部１７ａの軸方向上面は旋回スクロール背面１２ｄと摺動し、環状部１７ａの軸方向下面は軸受部３１と摺動する。
図４及び図５に示すように、オルダムリング１７の環状部１７ａの軸方向上面に、環状部１７ａの内周と外周とを連通させる上部環状部連通路１７ｄが形成されている。オルダムリング１７の環状部１７ａの軸方向下面に、環状部１７ａの内周と外周とを連通させる下部環状部連通路１７ｅ（図４では破線で示す）が形成されている。オルダムリング１７の環状部１７ａの第１のキー部１７ｂまたは第２のキー部１７ｃ、もしくは、第１のキー部１７ｂ及び第２のキー部１７ｃの両方に、キー部の内周と外周とを連通させるキー部連通路１７ｆ（図５参照）が形成されている。
オルダムリング１７の上部環状部連通路１７ｄは、一対の第２のキー部１７ｃを直線で結ぶ方向と略平行に形成されている。下部環状部連通路１７ｅは、一対の第１のキー部１７ｂを直線で結ぶ方向と略平行に形成されている。すなわち、上部環状部連通路１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅは、オルダムリング１７の進行方向と略平行になるように形成されている。
本実施の形態の例では、オルダムリング１７の環状部１７ａに設けられた上部環状部連通路１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅは、上部環状部連通路１７ｄの最も深い部分の深さＤｕと下部環状部連通路１７ｅの最も深い部分の深さＤｄとの関係が、Ｄｕ＜Ｄｄとなるように形成されている。更にこの実施の形態では、下部環状部連通路１７ｅは、連通路（本実施の形態では、上部環状部通路部１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅ）の存在する部分を除いた環状部１７ａの最も薄い部分における厚さＤｔに対して、下部環状部連通路１７ｅの最も深い部分の深さＤｄが、Ｄｔ／１０≦Ｄｄ≦Ｄｔ／２となるように形成されている。
［１－２．動作］
以上のように構成されたスクロール圧縮機１００について、以下その動作、作用について説明する。
以上のように構成されたスクロール圧縮機１００について、以下その動作、作用について説明する。
上記構成のスクロール圧縮機１００は、オルダムリング１７の環状部１７ａの上面に上部環状部連通路１７ｄが設けられている。また、オルダムリング１７の環状部１７ａの下面に下部環状部連通路１７ｅが設けられている。従って、上部環状部連通路１７ｄと旋回スクロール背面１２ｄとの接地面（接触面）および下部環状部連通路１７ｅと軸受部３１との接地面（接触面）を小さくすることができるため、摺動損失を低減できる。また、上部環状部連通路１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅを備えることで、上部環状部連通路１７ｄと旋回スクロール背面１２ｄとの接触面及び下部環状部連通路１７ｅと軸受部３１との接触面に存在する冷凍機油の流れが円滑化され、冷凍機油の粘性抵抗が低減される。オルダムリング１７のキー部側面に、オルダムリング１７の進行方向と略平行で、かつ、オルダムリング１７の内周と外周とを連通させるキー部連通路１７ｆが形成されているので、冷凍機油の流れを更に円滑化し、冷凍機油の粘性抵抗を低減させることができる。
また、本実施の形態では、上部環状部連通路１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅは、オルダムリング１７の旋回運動と略同じ方向に沿って形成されている。このため、冷凍機油の流れを円滑化させることができ、冷凍機油の粘性抵抗の低減効果を高めることができる。例えば、上部環状部連通路１７ｄを流れる冷凍機油は旋回スクロール１２から相対的に見ると、旋回スクロール１２の旋回運動と同方向に流れるようになる。また、下部環状部連通路１７ｅを流れる冷凍機油は軸受部３１から相対的に見ると、旋回スクロール１２の旋回運動と同方向に流れるようになる。このように、冷凍機油が旋回運動と同方向に流れるようになるので、冷凍機油の流れが円滑なものとなり、冷凍機油の粘性抵抗の低減効果が期待できる。
なお、環状部１７ａに設けられる環状部連通路は、上部環状部連通路１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅのいずれか一方のみであってもよい。この場合においても、効果は半減するものの、摺動抵抗低減の効果及び冷凍機油の粘性抵抗低減の効果を得ることができ、スクロール圧縮機の高効率化を実現することができる。
上部環状部連通路１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅの両方が設けられた本実施の形態において、オルダムリング１７の環状部１７ａに設けられた上部環状部連通路１７ｄの最も深い部分の深さＤｕと下部環状部連通路１７ｅの最も深い部分の深さＤｄとがＤｕ＜Ｄｄとなるように、上部環状部連通路１７ｄ及び下部環状部連通路１７ｅが構成されている。このため、冷凍機油の流動性をより向上させることができる。すなわち、圧縮機の運転中、冷凍機油は自重によって鉛直下向きの流れになるため、冷凍機油はオルダムリング１７の下部に存在する可能性が高い。そのため、Ｄｕ＜Ｄｄ、つまり下部環状部連通路１７ｅを深くしておくことでオルダムリング１７下部の冷凍機油の流動性を上げ、冷凍機油の粘性抵抗を低減させることができる。よって、粘性損失低減の効果を効率的に向上させることができる。
特にオルダムリング１７の下部環状部連通路１７ｅの最も深い部分の深さＤｄを上部環状部連通路１７ｄの最も深い部分の深さＤｕの２倍以上となるようにした場合には、冷凍機油の自重の影響を吸収して冷凍機油の流動性を十分に高めることができ、より高い粘性損失低減の効果を得ることができる。
本実施の形態のスクロール圧縮機１００では、圧縮機の密閉容器内が高圧の作動流体で満たされている。内部高圧型の圧縮機の場合、オルダムリング１７は軸受部３１と固定スクロール１１とに挟まれた空間に配置されている。高圧型のスクロール圧縮機では軸受部３１と固定スクロール１１とに挟まれた空間にオルダムリング１７が存在するため、低圧型のスクロール圧縮機と比較してオルダムリング１７の近傍に冷凍機油がたまりやすくなる。このため、高圧型のスクロール圧縮機においては、低圧型のスクロール圧縮機の場合に比べて粘性損失低減の効果が高いものとなる。
本実施の形態のスクロール圧縮機１００では、旋回スクロール背面１２ｄを吐出圧力と吸入圧力の間の圧力（中間圧力）領域としており、中間圧力によって旋回スクロール１２が固定スクロール１１に押し付けられる構成となっている。中間圧力領域を設けることで、オルダムリング１７周辺も中間圧力領域となり、オルダムリング１７周辺の周辺が低圧空間である場合に比べてオルダムリング１７周辺の冷凍機油量が増加する。そのため、低圧型の場合に比べて粘性損失低減の効果が高いものとなる。なお、スクロール圧縮機１００は、上述の中間圧力と、中間圧力よりも低い低圧及び中間圧力よりも高い高圧の少なくともいずれかの圧力と、が旋回スクロール背面１２ｄに作用するように構成されていてもよい。すなわち、スクロール圧縮機１００は、旋回スクロール背面１２ｄに少なくとも中間圧力が作用する構成であればよい。
［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態におけるスクロール圧縮機は、オルダムリングの環状部の軸方向上面及び軸方向下面の少なくとも一方に、環状部の内周と外周とを連通させる環状部連通路が形成されている。このため、オルダムリングと接地（接触）する軸受け部材及び／又は旋回スクロールとオルダムリングとの接地面（接触面）が小さくなり、摺動損失の低減を図ることができる。また、連通路を介してオルダムリング周辺に存在する冷凍機油の流動性を上げて粘性抵抗を低減することもできるため、高効率なスクロール圧縮機を実現することができる。
以上のように、本実施の形態におけるスクロール圧縮機は、オルダムリングの環状部の軸方向上面及び軸方向下面の少なくとも一方に、環状部の内周と外周とを連通させる環状部連通路が形成されている。このため、オルダムリングと接地（接触）する軸受け部材及び／又は旋回スクロールとオルダムリングとの接地面（接触面）が小さくなり、摺動損失の低減を図ることができる。また、連通路を介してオルダムリング周辺に存在する冷凍機油の流動性を上げて粘性抵抗を低減することもできるため、高効率なスクロール圧縮機を実現することができる。
スクロール圧縮機においては、環状部連通路がオルダムリングの上下の両面に設けられるとともに、上部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｕと下部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｄとの関係がＤｕ＜Ｄｄとなるように構成されていてもよい。これにより、オルダムリング下部の冷凍機油の流動性を上げて、冷凍機油の粘粘性損失低減の効果を高めることができる。
スクロール圧縮機においては、オルダムリングのキー部側面に、オルダムリングの進行方向と略平行で、かつ、オルダムリングの内周と外周とを連通させるキー部連通路が形成されていてもよい。これにより、キー部連通路を介して冷凍機油の流れを円滑化して、冷凍機油の粘性抵抗を低減させることができる。
スクロール圧縮機においては、上部環状部連通路及び下部環状部連通路の両方がオルダムリングの進行方向と略平行に形成されていてもよい。これにより、冷凍機油が旋回運動と同方向に流れることにより冷凍機油の流れが円滑なものとなり、冷凍機油の粘性抵抗低減の効果を高めることができる。
スクロール圧縮機においては、下部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｄが、連通路の存在する部分を除いたオルダムリングの環状部の最も薄い部分の厚さＤｔに対して、Ｄｔ／１０≦Ｄｄ≦Ｄｔ／２となるように構成されていてもよい。これにより、冷凍機油の流動性が高まり、より高い粘性損失低減効果が期待できる。
スクロール圧縮機においては、下部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｄを、上部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｕの２倍以上としてもよい。これにより、冷凍機油の流動性を十分に高めることができ、より高い粘性損失低減の効果を得ることができる。
以上、本開示について上記実施の形態を用いて説明したが、上記実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、又は省略などを行うことができる。
なお、本開示のスクロール圧縮機の冷媒としては、Ｒ３２、二酸化炭素、又は炭素間に二重結合を有する冷媒を用いることができる。
本開示にかかるスクロール圧縮機は、摺動損失の低減及び冷凍機油の粘性抵抗の低減により高効率化を図ることができるため、温水暖房装置、空気調和装置、給湯器、又は冷凍機などの冷凍サイクル装置に有用である。
１ 密閉容器
１ａ 胴部
１ｂ 下蓋
１ｃ 上蓋
２ 冷媒吸込管
３ 冷媒吐出管
４ 貯油部
５ 冷凍機油ポンプ
６ 吐出室
１０ 圧縮機構部
１１ 固定スクロール
１１ａ 固定スクロール鏡板
１１ｂ 固定渦巻きラップ
１１ｃ 外周壁部
１１ｄ 固定スクロール上面
１１ｅ 固定スクロールキー溝
１２ 旋回スクロール
１２ａ 旋回スクロール鏡板
１２ｂ 旋回渦巻きラップ
１２ｃ ボス部
１２ｄ 旋回スクロール背面
１２ｅ 旋回スクロールキー溝
１３ 回転軸
１３ａ 偏心軸
１３ｂ 下端部
１３ｃ 回転軸冷凍機油供給孔
１４ 吐出ポート
１５ 圧縮室
１５ａ 吸入ポート
１７ オルダムリング
１７ａ 環状部
１７ｂ 第１のキー部（キー部）
１７ｃ 第２のキー部（キー部）
１７ｄ 上部環状部連通路
１７ｅ 下部環状部連通路
１７ｆ キー部連通路
１８ 副軸受
２０ 電動機構部
２１ ステータ
２２ ロータ
３０ 主軸受
３１ 軸受部
３２ ボス収容部
１００ スクロール圧縮機
１ａ 胴部
１ｂ 下蓋
１ｃ 上蓋
２ 冷媒吸込管
３ 冷媒吐出管
４ 貯油部
５ 冷凍機油ポンプ
６ 吐出室
１０ 圧縮機構部
１１ 固定スクロール
１１ａ 固定スクロール鏡板
１１ｂ 固定渦巻きラップ
１１ｃ 外周壁部
１１ｄ 固定スクロール上面
１１ｅ 固定スクロールキー溝
１２ 旋回スクロール
１２ａ 旋回スクロール鏡板
１２ｂ 旋回渦巻きラップ
１２ｃ ボス部
１２ｄ 旋回スクロール背面
１２ｅ 旋回スクロールキー溝
１３ 回転軸
１３ａ 偏心軸
１３ｂ 下端部
１３ｃ 回転軸冷凍機油供給孔
１４ 吐出ポート
１５ 圧縮室
１５ａ 吸入ポート
１７ オルダムリング
１７ａ 環状部
１７ｂ 第１のキー部（キー部）
１７ｃ 第２のキー部（キー部）
１７ｄ 上部環状部連通路
１７ｅ 下部環状部連通路
１７ｆ キー部連通路
１８ 副軸受
２０ 電動機構部
２１ ステータ
２２ ロータ
３０ 主軸受
３１ 軸受部
３２ ボス収容部
１００ スクロール圧縮機
Claims (8)
- 密閉容器と、
前記密閉容器内に配置され、冷媒を圧縮する圧縮機構部であって、固定スクロールと、旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回駆動する回転軸と、を有する圧縮機後部と、
前記密閉容器内に配置され、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、
を備えたスクロール圧縮機であって、
前記固定スクロールは、円板状の固定スクロール鏡板と、前記固定スクロール鏡板の正面に配置された固定渦巻きラップと、を有し、
前記旋回スクロールは、円板状の旋回スクロール鏡板と、前記旋回スクロール鏡板の正面に配置された旋回渦巻きラップと、を有し、
前記スクロール圧縮機は、前記旋回スクロール鏡板の背面に配置されて前記旋回スクロールの自転を防止するオルダムリングを有し、
前記オルダムリングは、環状部と、前記環状部の軸方向上面及び軸方向下面のうち一方に配置されて前記環状部の軸方向に突出する、一対の第１のキー部及び一対の第２のキー部と、を有し、
前記オルダムリングの前記環状部の前記軸方向上面及び前記軸方向下面の少なくとも一方に、前記環状部の内周と外周とを連通させる環状部連通路が配置された、
スクロール圧縮機。 - 前記オルダムリングの前記第１のキー部又は前記第２のキー部の側面に、前記オルダムリングの進行方向と略平行で、かつ、前記オルダムリングの内周と外周とを連通させるキー部連通路が配置された、
請求項１に記載のスクロール圧縮機。 - 前記オルダムリングの環状部の軸方向上面に前記環状部の内周と外周を連通させる上部環状部連通路が配置され、
前記オルダムリングの前記環状部の軸方向下面に前記環状部の内周と外周とを連通させる下部環状部連通路が配置され、
前記上部環状部連通路及び前記下部環状部連通路は、前記上部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｕと前記下部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｄとがＤｕ＜Ｄｄとなるように構成された、
請求項１または請求項２に記載のスクロール圧縮機。 - 前記第１キー部は前記固定スクロールと嵌合し、前記第２キー部は前記旋回スクロールと嵌合し、
前記上部環状部連通路は、前記第２のキー部の各々を直線で結ぶ方向と略平行に形成され、
前記下部環状部連通路は、前記第１のキー部の各々を直線で結ぶ方向と略平行に形成されている、
請求項３に記載のスクロール圧縮機。 - 前記下部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｄと、前記オルダムリングの環状部の連通路の存在する部分を除いた最も薄い部分の厚さＤｔとが、Ｄｔ／１０≦Ｄｄ≦Ｄｔ／２となるように構成された、
請求項３または請求項４に記載のスクロール圧縮機。 - 前記下部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｄが、前記上部環状部連通路の最も深い部分の深さＤｕの２倍以上となるように構成された、
請求項３または請求項４に記載のスクロール圧縮機。 - 前記密閉容器は、内部が高圧の作動流体で満たされるように構成された、
請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。 - 前記スクロール圧縮機は、前記旋回スクロールの背面に中間圧領域を有し、前記旋回スクロールが前記中間圧領域の圧力により前記固定スクロールに押し付けられるように構成された、
請求項１～７のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
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|---|---|---|---|
| CN202080086898.2A CN114829776A (zh) | 2019-12-20 | 2020-12-08 | 涡旋式压缩机 |
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Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JP2019-229887 | 2019-12-20 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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| JP3639322B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2005-04-20 | 株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース | 高速回転体の制振支持装置とその製造方法 |
| JP3584533B2 (ja) * | 1995-04-12 | 2004-11-04 | 株式会社日立製作所 | スクロール圧縮機 |
| WO2013042552A1 (ja) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Ntn株式会社 | 転がり軸受装置 |
| JP2016035204A (ja) * | 2013-01-09 | 2016-03-17 | パナソニック株式会社 | スクロール圧縮機 |
| CN206000866U (zh) * | 2016-08-25 | 2017-03-08 | 苏州拓普发动机零部件有限公司 | 轴瓦 |
| JP6709971B2 (ja) * | 2017-01-27 | 2020-06-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スクロール圧縮機 |
-
2020
- 2020-12-08 JP JP2021565492A patent/JPWO2021124973A1/ja active Pending
- 2020-12-08 CN CN202080086898.2A patent/CN114829776A/zh active Pending
- 2020-12-08 WO PCT/JP2020/045587 patent/WO2021124973A1/ja active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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