JP2004340027A

JP2004340027A - Fluid machinery

Info

Publication number: JP2004340027A
Application number: JP2003137573A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Oki; 恭弘沖; Haruo Kamiya; 治雄神谷; Kunitaka Akiyama; 訓孝秋山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2003-05-15
Filing date: 2003-05-15
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent seizure of a connecting part by supplying a sufficient amount of lubricating oil to the connecting part of a swirl scroll and a shaft. <P>SOLUTION: A communicating passage 24 introducing intake refrigerant communicates with a tip side of a boss part 14c. Therefore, the intake refrigerant flowing through the communicating passage is divided into flows, that is, a flow flowing into the boss part 14c to lubricate and cool a bearing 15 or the like before flowing out of the boss part 14c from a discharge port 14d to lubricate and cool a thrust receiving mechanism 17, and then sucked into a scroll type compression mechanism 2, and a flow directly supplied around the thrust receiving mechanism 17 through clearance 25 to lubricate and cool the thrust receiving mechanism 17 before sucked into the scroll type compression mechanism 2. Since the sufficient amount of lubricating oil is surely supplied to the bearing 15 or the like, abnormal abrasion of the bearing 15 or the like can be prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体を吸入して加圧した状態で吐出する流体機械に関するもので、蒸気圧縮式冷凍機用のスクロール型圧縮機に適用して有効である。
【０００２】
【従来の技術】
密閉型スクロール圧縮機は、概略、電動機部、圧縮機構部及び電動機部による駆動力を圧縮機構部に伝達する主軸によって構成される。
【０００３】
そして、圧縮機構部は互いに噛合い圧縮仕事を行なう固定スクロール、旋回スクロール、及び主軸（メインシャフト）の駆動力を伝達するクランク軸等から構成されている。
【０００４】
また、旋回スクロールは、クランク軸と係合し駆動力を公転力として伝達するボス部を有し、その内部にはクランク軸と旋回スクロールとを回転自在に連結する軸受が配置されており、この軸受は、潤滑油が混合された冷媒が供給されることにより潤滑される。
【０００５】
具体的には、ボス部の先端側よりボス部内に供給された冷媒が、軸受、クランク軸等の周りを流れてこれらを潤滑し、その後、ボス部の側面に設けられた排出口等から排出されるものである（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
平成１３年度日本冷凍空調学会学術講演会講演論文集（平成１３／１
０−１６〜１８．東京）Ｐ２５〜Ｐ２８
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常の密閉型スクロール圧縮機では、ハウジング内に吸入された冷媒は、電動機部の隙間を通って圧縮機構部に吸入されるが、非特許文献１に記載の発明では、圧縮機構部の吸入口は、ボス部の先端より根元側に設けられているため、電動機部の隙間を通って圧縮機構部側に到達した冷媒の多くは、吸入圧力が最も低くなるボス部根元側の吸入口に集まるように圧縮機構部に吸い込まれる。
【０００８】
このため、非特許文献１に記載の発明では、ボス部に収納された軸受及びクランク軸等に十分な量の潤滑油を供給することができないおそれが高いので、軸受やクランク軸等が異常に摩耗して、圧縮機の性能低下及び作動音上昇等の耐久性の悪化を招くとともに、最悪の場合には軸受やクランク軸等が焼き付いて固着し、圧縮機がロックしてしまうおそれが高い。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、第１には、従来と異なる新規な流体機械を提供し、第２には、旋回スクロール等の可動部材とシャフトとの連結部に十分な量の潤滑油を供給して連結部の焼き付きを防止することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、潤滑油が混合された作動流体を吸入吐出する流体機械であって、ハウジング（４）と、ハウジング（４）に対して固定された固定部材（１３）、及び固定部材（１３）に対して変位可能にハウジング（４）内に収納された可動部材（１４）を有し、作動流体を吸入吐出するポンプ機構（２）と、可動部材（１４）を変位させるシャフト（１１）と、シャフト（１１）と可動部材（１４）とを互いに相対変位可能に連結する連結部材（１５、１６）と、ポンプ機構（２）側とシャフト（１１）が収納されたシャフト室（２３）側とを区画する区画部材（９）と、シャフト室（２３）と連結部材（１５、１６）が収納された部位とを連通させる連通路（２４）を備え、連通路（２４）の連結部材（１５、１６）側は、連結部材（１５、１６）の端部よりシャフト（１１）側に開口していることを特徴とする。
【００１１】
これにより、連結部材（１５、１６）に確実に十分な量の潤滑油を供給することができるので、連結部材（１５、１６）が異常に摩耗してしまうことを未然に防止できる。
【００１２】
延いては、流体機械の性能低下及び作動音上昇等の耐久性の悪化を招いてしまうことを未然に防止できるとともに、連結部材（１５、１６）が焼き付いて固着してしまうことを防止できる。
【００１３】
請求項２に記載の発明では、ポンプ機構（２）に吸入される作動流体は、シャフト室（２３）内を経由してポンプ機構（２）に吸引されることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、区画部材（９）には、シャフト（１１）を回転可能に支持する軸受（１０ａ）が固定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、軸受（１０ａ）は、連通路（２４）に隣接するように連結部材（１５、１６）の近傍に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５に記載の発明では、連結部材（１５、１６）は、シャフト（１１）の回転中心から偏心した部位に位置しており、さらに、可動部材（１４）は、シャフト（１１）の軸方向と直交する平面内で、シャフト（１１）の回転中心を公転中心として公転運転することを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、可動部材（１４）に作用する圧縮反力のうちシャフト（１１）の軸方向と平行な方向の力を区画部材（９）にて受けていることを特徴とするものである。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、可動部材（１４）は、略円盤状の端板部（１４ｂ）及び端板部（１４ｂ）から固定部材（１３）側に突出する渦巻き状の歯部（１４ａ）を有して構成され、固定部材（１３）は、歯部（１４ａ）と噛み合う渦巻き状の歯部（１３ａ）を有して構成されており、さらに、ポンプ機構（２）は、可動部材（１４）を公転させることにより、両歯部（１３ａ、１４ａ）により囲まれて構成される作動室（Ｖ）の体積を拡大縮小させて作動流体を吸入吐出することを特徴とするものである。
【００１９】
請求項８に記載の発明では、可動部材（１４）の端板部（１４ｂ）には、シャフト（１１）側に突出する筒状のボス部（１４ｃ）が設けられ、連結部材（１５、１６）はボス部（１４ｃ）内に収納されており、さらに、連通路（２４）は、ボス部（１４ｃ）の先端よりもシャフト（１１）側に開口していることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項９に記載の発明では、ボス部（１４ｃ）の根元側には、ボス部（１４ｃ）内に流入した作動流体を排出する排出口（１４ｄ）が設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項１０に記載の発明では、シャフト室（２３）内に、シャフト（１１）を回転させるモータ部（３）が構成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１１に記載の発明では、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の流体機械にて構成された圧縮機（１）と、圧縮機（１）にて圧縮された冷媒の熱を放冷する放熱器（３０）と、低圧の冷媒を蒸発させて雰囲気から吸熱する蒸発器（５０）とを備えることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１２に記載の発明では、圧縮機（１）の吐出圧を、冷媒の臨界圧力以上とする場合があることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１３に記載の発明では、冷媒として、二酸化炭素が用いられていることを特徴とするものである。
【００２５】
因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、給湯水を加熱する給湯器に本発明に係る蒸気圧縮式冷凍機及び電動圧縮機を適用したものであって、図１はヒートポンプ式給湯器であり、図２は本実施形態に係る電動圧縮機１の断面図である。
【００２７】
そして、ヒートポンプ式給湯器とは、図１に示すように、冷媒を吸入圧縮する電動圧縮機１、水冷媒熱交換器３０、水冷媒熱交換器３０から流出した冷媒を減圧する減圧器４０、外気から吸熱して冷媒を蒸発させる蒸発器５０、及び蒸発器５０から流出した冷媒を液相冷媒と気相冷媒とに分離して余剰冷媒を液相冷媒として蓄えるとともに、気相冷媒を圧縮機１０に供給する気液分離器６０等から構成されたもので、外気から吸熱した熱及び電動圧縮機１の圧縮仕事量に相当する熱量を給湯水に与えることにより給湯水を加熱する。
【００２８】
また、本実施形態では、冷媒として二酸化炭素を用いており、電動圧縮機１から吐出される冷媒の圧力を冷媒の臨界圧力以上として、必要な吐出冷媒温度（例えば、８０℃〜９０℃）を得ている。
【００２９】
なお、本実施形態では、水冷媒熱交換器３０に流入する高圧冷媒の圧力を臨界圧力以上としているので、水冷媒熱交換器３０内で冷媒は凝縮することなく、その温度を低下させながらエンタルピを低下させる。
【００３０】
次に、本実施形態に係る電動圧縮機１の構造を図２に基づいて述べる。
【００３１】
本実施形態に係る電動圧縮機１は、冷媒を吸入圧縮するスクロール型圧縮機構２と、このスクロール型圧縮機構２を駆動する電動モータ（本実施形態では、ＤＣブラシレスモータ）３とが一体となった密閉型圧縮機である。
【００３２】
ここで、電動モータ３の概略について述べる。
【００３３】
ハウジング４はアルミニウム合金又は鉄系金属製のものであり、固定子鉄心５は、けい素鋼板等の磁性材料からなるヨークであり、この固定子鉄心５はハウジング４に対して固定されている。コイル６は固定子鉄心５に巻き付けられた巻線であり、この巻線６及び固定子鉄心５等からステータコイル７が構成されている。
【００３４】
また、ロータ８はステータコイル７内で回転する回転子であり、このロータ８は複数個の永久磁石８ａ、並びにハウジング４及びミドルハウジング９に軸受１０ａ、１０ｂを介して回転可能に支持されたシャフト１１等から構成されている。
【００３５】
なお、端子１２はステータコイル７（巻線６）に電力を供給する端子であり、これらの端子１２は、図示しないモータ駆動回路に接続されている。
【００３６】
次に、スクロール型圧縮機構２について述べる。
【００３７】
シェル１３はミドルハウジング９に固定されてミドルハウジング９と共に空間を構成する固定部材であり、このシェル１３のうちミドルハウジング９側には、ミドルハウジング９側に向けて突出する渦巻状の歯部１３ａが形成されている。
【００３８】
また、ミドルハウジング９とシェル１３との間には、シェル１３の歯部１３ａに接触して作動室Ｖを構成する渦巻状の歯部１４ａ、及びこの歯部１４ａが一体形成された略円盤状の端板部１４ｂ等からなる旋回スクロール１４が配設されており、この旋回スクロール１４が、シェル１３、つまり固定スクロール１３に対して旋回することにより、作動室Ｖの体積を拡大縮小させて流体、つまり圧縮性流体を吸入圧縮する。
【００３９】
また、旋回スクロール１４は、端板部１４ｂの略中央に形成された略円筒状のボス部１４ｃにてシャフト１１の一端側（紙面下側）に形成されたクランク部１１ａに、ブッシング１６及びシェル型（内輪を持たないタイプ）の針状コロ軸受（ニードルベアリング）１５を介して連結されている。
【００４０】
そして、クランク部１１ａは、シャフト１１の回転中心から径外方側に偏心した位置に形成されているため、シャフト１１が回転すると、旋回スクロール１４は、シャフト１１周りに旋回（回転）運動する。
【００４１】
因みに、ブッシング１６は、旋回スクロール１４をクランク部１１ａに対して摺動可能に連結し、両歯部１３ａ、１４ａ間の接触面圧を増大させる従動クランク機構を構成するものであり、このブッシング１６は、旋回スクロール１４に作用する圧縮反力のうち旋回方向の力によって旋回スクロール１４をクランク部１１ａに対して微小変位させて両歯部１３ａ、１４ａ間の接触面圧を増大させている。
【００４２】
また、スラスト受け機構１７は、旋回スクロール１４に作用する圧縮反力のうち旋回スクロール１４の旋回方向と直交する方向、つまりシャフト１１の長手方向と平行な方向のであるスラスト力を受けるとともに、旋回スクロール１４を旋回可能に支持するスラストベアリングであり、その詳細構造は、特許３３９９３８０号公報に記載のスラストベアリングと同じである。
【００４３】
また、自転防止用ピン１８は、旋回スクロール１４が旋回する際に、旋回スクロール１４がクランク部１１ａ周りに回転（自転）することを防止する自転防止用手段である。
【００４４】
このため、シャフト１１が回転すると、旋回スクロール１４は、クランク部１１ａ周りに回転（自転）することなく、シャフト１１の軸方向と直交する平面内において、シャフト１１の回転中心を公転中心として旋回（公転）する。
【００４５】
また、リアハウジング１９は、シェル１３と共に作動室Ｖから吐出する冷媒を平滑化する吐出室２０を構成するものであり、このリアハウジング１９は、ボルト２１にてシェル１３に固定されている。
【００４６】
また、吐出ポート２２はシュル（固定スクロール）１３の略中心部に位置する作動室Ｖと吐出室２０とを連通させる連通口であり、この吐出ポート２２のうち吐出室２０側には、吐出室２０に吐出した冷媒が作動室Ｖに逆流することを防止するリード弁状の吐出弁（図示せず）及び吐出弁の最大開度を規制するストッパが設けられている。
【００４７】
ところで、ミドルハウジング９は、スクロール型圧縮機構２側とシャフト１１等の電動モータ３を構成するステータ７やロータ８が収納されたシャフト室をなすモータ室２３側とを区画する区画部材を構成するとともに、シャフト１１のメインベアリング（軸受１０ａ）を支持するものである。
【００４８】
そして、このミドルハウジング９には、モータ室２３と軸受１５が収納された部位、つまりモータ室２３とボス部１４ｃ内とを連通させる連通路２４が設けられており、この連通路２４のボス部１４ｃ側は、ボス部１４ｃの先端側、つまり軸受１５の軸方向端部よりもシャフト１１の軸方向にボス部１４ｃから離れる側に開口している。
【００４９】
また、ボス部１４ｃの根元側、つまりボス部１４ｃの端板部１４ｂ側には、ボス部１４ｃ内に流入した潤滑油を含む冷媒を排出する排出口１４ｄが設けられている。
【００５０】
次に、本実施形態に係る電動圧縮機１の特徴的作動を冷媒流れに基づいて述べる。
【００５１】
ハウジング４に設けられた吸入口４ａからモータ室２３内に流入した吸入冷媒は、ロータ８とステータコイル７との隙間等を流れて電動モータ３を冷却した後、連通路２４からスクロール型圧縮機構２側に流れ込む。
【００５２】
このとき、連通路２４はボス部１４ｃの先端側に連通しているので、連通路２４を流れてきた吸入冷媒は、ボス部１４ｃ内に流れ込んで軸受１５等を潤滑冷却した後、排出口１４ｄからボス部１４ｃ外に流出してスラスト受け機構１７を潤滑冷却してスクロール型圧縮機構２に吸引される流れと、ボス部１４ｃの外周側とミドルハウジング９との隙間２５（図２参照）を経由して直接的にスラスト受け機構１７周りに供給されてスラスト受け機構１７を潤滑冷却した後、スクロール型圧縮機構２に吸引される流れとに分かれる。
【００５３】
したがって、本実施形態では、ボス部１４ｃ内の連結部材、つまり軸受１５やブッシング１６等に確実に十分な量の潤滑油を供給することができるので、クランク部１１ａ、軸受１５、ブッシング１６等が異常に摩耗してしまうことを未然に防止できる。
【００５４】
延いては、電動圧縮機１の性能低下及び作動音上昇等の耐久性の悪化を招いてしまうことを未然に防止できるとともに、クランク部１１ａ、軸受１５、ブッシング１６等が焼き付いて固着してしまうことを防止できる。
【００５５】
なお、本実施形態では、シャフト１１を支持するメインベアリング１０ａが、連通路２４に隣接するように軸受１５の近傍に配置されているので、メインベアリング１０ａにも確実に十分な量の潤滑油を供給することができる。
【００５６】
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、連通路２４をボス部１４ｃ周りに放射状に複数本設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば１本としてもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態では、連通路２４をブッシング１６又はクランク部１１ａの軸方向に対して略直交する方向に設定したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばブッシング１６又はクランク部１１ａの軸方向に対してに対して９０°未満の角度で傾ける、又は途中で曲がっていてもよい。
【００５８】
また、上述の実施形態では、ボス部１４ｃの根元側に排出口１４ｄを設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば廃止してもよい。
【００５９】
また、上述の実施形態では、クランク部１１ａを軸受１５とブッシング１６とを介して連結したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばブッシング１６を廃止してクランク部１１ａを軸受１５に直接的に連結してもよい。
【００６０】
また、上述の実施形態では、ミドルハウジング９にメインベアリング１０ａを設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばメインベアリング１０ａを支持するための専用の部材を配置してもよい。
【００６１】
また、上述の実施形態では、本発明を給湯器に適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば空調装置に適用してもよい。
【００６２】
また、上述の実施形態では、冷媒を二酸化炭素として、高圧側冷媒圧力を臨界圧力以上としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば冷媒をフロンとして、高圧側冷媒圧力を臨界圧力未満としてもよい。
【００６３】
また、上述の実施形態では、吸入冷媒にて電動モータ３を冷却したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吐出冷媒にて電動モータ３を冷却してもよい。
【００６４】
また、上述の実施形態では、吸入冷媒にて軸受１５等を潤滑したが、本発明はこれに限定されるものではなく、吐出冷媒にて軸受１５等を潤滑してもよい。
【００６５】
また、上述の実施形態では、電動モータ３とスクロール型圧縮機構２とが一体となった圧縮機に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６６】
また、上述の実施形態では、スクロール型圧縮機構２をポンプ機構として採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他形式のポンプ機構として採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯器の模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電動圧縮機の断面図である。
【符号の説明】
１…電動圧縮機、２…スクロール型圧縮機構、３…電動モータ、
４…ハウジング、５…固定子鉄心、６…コイル、７…ステータ、
８…ロータ、９…ミドルハウジング、１１…シャフト、
１３…シェル、１４…旋回スクロール、１４ｃ…ボス部、
１４ｄ…排出口、１７…スラスト受け機構、
２３…モータ室、２４…連通路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluid machine that sucks a fluid and discharges the fluid in a pressurized state, and is effective when applied to a scroll compressor for a vapor compression refrigerator.
[0002]
[Prior art]
The hermetic scroll compressor is generally constituted by an electric motor section, a compression mechanism section, and a main shaft for transmitting a driving force from the electric motor section to the compression mechanism section.
[0003]
The compression mechanism section includes a fixed scroll, an orbiting scroll, which meshes with each other to perform a compression work, and a crankshaft which transmits a driving force of a main shaft (main shaft).
[0004]
Further, the orbiting scroll has a boss portion that engages with the crankshaft and transmits a driving force as a revolving force, and a bearing that rotatably connects the crankshaft and the orbiting scroll is disposed inside the boss portion. The bearing is lubricated by supplying a refrigerant mixed with lubricating oil.
[0005]
Specifically, the refrigerant supplied into the boss portion from the tip side of the boss portion flows around bearings, crankshafts and the like to lubricate them, and then is discharged from a discharge port provided on a side surface of the boss portion. (For example, see Non-Patent Document 1).
[0006]
[Non-patent document 1]
Proceedings of the 2001 Japanese Refrigeration and Air Conditioning Society Academic Lecture Meeting (2001/1
0-16 to 18. Tokyo) P25-P28
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a normal hermetic scroll compressor, the refrigerant sucked into the housing is sucked into the compression mechanism through a gap in the electric motor section. Since the suction port is provided closer to the base than the tip of the boss, most of the refrigerant that has reached the compression mechanism side through the gap in the electric motor section has a suction pressure at the base of the boss where the suction pressure is lowest. It is sucked into the compression mechanism so that it gathers in.
[0008]
Therefore, in the invention described in Non-Patent Document 1, there is a high possibility that a sufficient amount of lubricating oil cannot be supplied to the bearing and the crankshaft housed in the boss portion. Wear may cause deterioration of durability of the compressor, such as performance degradation and increase in operation noise. In the worst case, bearings and crankshafts may be seized and adhered, and the compressor may be locked.
[0009]
In view of the above, the present invention firstly provides a novel fluid machine different from the conventional one, and secondly, supplies a sufficient amount of lubricating oil to a connecting portion between a movable member such as an orbiting scroll and a shaft. It is intended to prevent the seizure of the connection part by supplying.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a fluid machine that suctions and discharges a working fluid mixed with lubricating oil, wherein a housing (4) and a housing (4) are provided. A pump member (13) having a fixed member (13) fixed thereto and a movable member (14) housed in the housing (4) so as to be displaceable with respect to the fixed member (13); 2), a shaft (11) for displacing the movable member (14), connecting members (15, 16) for connecting the shaft (11) and the movable member (14) so as to be relatively displaceable with each other, and a pump mechanism (2). ) Side and the shaft chamber (23) side where the shaft (11) is housed, and the partition member (9) that communicates with the part where the shaft chamber (23) and the connecting members (15, 16) are housed. A communication passage (24) is provided. Connecting members (15, 16) of the 4) is characterized by being open to the shaft (11) side than the end portion of the connecting member (15, 16).
[0011]
Thereby, a sufficient amount of lubricating oil can be reliably supplied to the connecting members (15, 16), so that the connecting members (15, 16) can be prevented from being abnormally worn.
[0012]
As a result, it is possible to prevent the deterioration of the durability of the fluid machine such as the performance degradation and the increase of the operation noise, and to prevent the connecting members (15, 16) from sticking and sticking.
[0013]
According to a second aspect of the present invention, the working fluid sucked into the pump mechanism (2) is sucked into the pump mechanism (2) via the inside of the shaft chamber (23).
[0014]
According to the third aspect of the present invention, a bearing (10a) for rotatably supporting the shaft (11) is fixed to the partition member (9).
[0015]
According to the fourth aspect of the present invention, the bearing (10a) is arranged near the connecting members (15, 16) so as to be adjacent to the communication path (24).
[0016]
According to the fifth aspect of the present invention, the connecting member (15, 16) is located at a position eccentric from the rotation center of the shaft (11), and the movable member (14) is connected to the shaft of the shaft (11). In a plane orthogonal to the direction, revolving operation is performed with the rotation center of the shaft (11) as the center of revolution.
[0017]
The invention according to claim 6 is characterized in that, of the compression reaction force acting on the movable member (14), a force in a direction parallel to the axial direction of the shaft (11) is received by the partition member (9). To do.
[0018]
In the invention described in claim 7, the movable member (14) has a substantially disk-shaped end plate portion (14b) and a spiral tooth portion (14a) projecting from the end plate portion (14b) toward the fixed member (13). ), The fixed member (13) is configured to have a spiral tooth portion (13a) that meshes with the tooth portion (14a), and the pump mechanism (2) further includes a movable member. By revolving (14), the volume of the working chamber (V) surrounded by both teeth (13a, 14a) is enlarged or reduced to suck and discharge the working fluid. .
[0019]
In the invention according to claim 8, the end plate (14b) of the movable member (14) is provided with a cylindrical boss (14c) protruding toward the shaft (11), and the connecting members (15, 16) are provided. ) Is housed in the boss (14c), and the communication path (24) is further open to the shaft (11) side than the tip of the boss (14c). .
[0020]
According to the ninth aspect of the present invention, a discharge port (14d) for discharging the working fluid flowing into the boss (14c) is provided at a root side of the boss (14c). It is.
[0021]
According to a tenth aspect of the present invention, a motor section (3) for rotating the shaft (11) is formed in the shaft chamber (23).
[0022]
According to an eleventh aspect of the present invention, the compressor (1) constituted by the fluid machine according to any one of the first to tenth aspects and heat of the refrigerant compressed by the compressor (1) is generated. It is characterized by comprising a radiator (30) for cooling and an evaporator (50) for evaporating low-pressure refrigerant and absorbing heat from the atmosphere.
[0023]
According to a twelfth aspect of the present invention, the discharge pressure of the compressor (1) may be equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant.
[0024]
According to a thirteenth aspect of the present invention, carbon dioxide is used as the refrigerant.
[0025]
Incidentally, reference numerals in parentheses of the above-mentioned units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present embodiment is one in which the steam compression refrigerator and the electric compressor according to the present invention are applied to a water heater for heating hot water, FIG. 1 shows a heat pump water heater, and FIG. 2 shows this embodiment. It is sectional drawing of the electric compressor 1 concerning.
[0027]
As shown in FIG. 1, the heat pump water heater is an electric compressor 1 that sucks and compresses a refrigerant, a water refrigerant heat exchanger 30, a decompressor 40 that depressurizes the refrigerant flowing out of the water refrigerant heat exchanger 30, An evaporator 50 that absorbs heat from the outside air to evaporate the refrigerant, and separates the refrigerant flowing out of the evaporator 50 into a liquid-phase refrigerant and a gas-phase refrigerant, stores excess refrigerant as a liquid-phase refrigerant, and compresses the gas-phase refrigerant into a compressor. The hot water is heated by giving the heat absorbed from the outside air and the heat corresponding to the compression work of the electric compressor 1 to the hot water.
[0028]
In the present embodiment, carbon dioxide is used as the refrigerant, and the pressure of the refrigerant discharged from the electric compressor 1 is set to be equal to or higher than the critical pressure of the refrigerant, and the required discharge refrigerant temperature (for example, 80 ° C. to 90 ° C.) It has gained.
[0029]
In the present embodiment, since the pressure of the high-pressure refrigerant flowing into the water-refrigerant heat exchanger 30 is equal to or higher than the critical pressure, the refrigerant is not condensed in the water-refrigerant heat exchanger 30 and the enthalpy is reduced while the temperature is reduced. Lower.
[0030]
Next, the structure of the electric compressor 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
[0031]
In the electric compressor 1 according to the present embodiment, a scroll-type compression mechanism 2 that sucks and compresses refrigerant and an electric motor (in this embodiment, a DC brushless motor) 3 that drives the scroll-type compression mechanism 2 are integrated. It is a hermetic compressor.
[0032]
Here, an outline of the electric motor 3 will be described.
[0033]
The housing 4 is made of an aluminum alloy or an iron-based metal, and the stator core 5 is a yoke made of a magnetic material such as a silicon steel plate. The stator core 5 is fixed to the housing 4. The coil 6 is a winding wound around the stator core 5, and the stator coil 7 is configured by the winding 6, the stator core 5, and the like.
[0034]
The rotor 8 is a rotor that rotates within the stator coil 7. The rotor 8 is a plurality of permanent magnets 8 a and a shaft rotatably supported by the housing 4 and the middle housing 9 via bearings 10 a and 10 b. 11 and the like.
[0035]
The terminals 12 are terminals for supplying electric power to the stator coil 7 (winding 6), and these terminals 12 are connected to a motor drive circuit (not shown).
[0036]
Next, the scroll type compression mechanism 2 will be described.
[0037]
The shell 13 is a fixing member that is fixed to the middle housing 9 and forms a space together with the middle housing 9. A spiral tooth portion 13 a protruding toward the middle housing 9 is provided on the middle housing 9 side of the shell 13. Is formed.
[0038]
Further, between the middle housing 9 and the shell 13, a spiral tooth portion 14 a which is in contact with the tooth portion 13 a of the shell 13 and constitutes the working chamber V, and a substantially disk-like shape integrally formed with the tooth portion 14 a The orbiting scroll 14, which is composed of an end plate portion 14 b and the like, is provided. That is, the compressible fluid is sucked and compressed.
[0039]
The orbiting scroll 14 is provided with a bushing 16 and a shell on a crank portion 11a formed at one end (lower side of the paper) of the shaft 11 by a substantially cylindrical boss portion 14c formed substantially at the center of the end plate portion 14b. It is connected via a needle roller bearing (needle bearing) 15 of a type (a type having no inner ring).
[0040]
And since the crank part 11a is formed in the position eccentric to the radially outer side from the rotation center of the shaft 11, when the shaft 11 rotates, the orbiting scroll 14 orbits (rotates) around the shaft 11.
[0041]
Incidentally, the bushing 16 connects the orbiting scroll 14 to the crank portion 11a so as to be slidable, and constitutes a driven crank mechanism for increasing the contact surface pressure between the two tooth portions 13a and 14a. The orbit scroll 14 is slightly displaced with respect to the crank portion 11a by the force in the turning direction of the compression reaction force acting on the orbiting scroll 14 to increase the contact surface pressure between the teeth 13a and 14a.
[0042]
Further, the thrust receiving mechanism 17 receives the thrust force in the direction orthogonal to the turning direction of the orbiting scroll 14, that is, the direction parallel to the longitudinal direction of the shaft 11, of the compression reaction force acting on the orbiting scroll 14, and The thrust bearing rotatably supports the thrust bearing 14, and its detailed structure is the same as that of the thrust bearing described in Japanese Patent No. 3399380.
[0043]
The anti-rotation pin 18 is anti-rotation means for preventing the orbiting scroll 14 from rotating (rotating) around the crank portion 11a when the orbiting scroll 14 orbits.
[0044]
Therefore, when the shaft 11 rotates, the orbiting scroll 14 does not rotate (rotate) around the crank portion 11a, and orbits around the rotation center of the shaft 11 in a plane orthogonal to the axial direction of the shaft 11 (revolution center). Orbit).
[0045]
Further, the rear housing 19 constitutes a discharge chamber 20 for smoothing the refrigerant discharged from the working chamber V together with the shell 13, and the rear housing 19 is fixed to the shell 13 by bolts 21.
[0046]
The discharge port 22 is a communication port that connects the working chamber V located substantially at the center of the surplus (fixed scroll) 13 to the discharge chamber 20. A reed valve-shaped discharge valve (not shown) for preventing the refrigerant discharged to 20 from flowing back into the working chamber V, and a stopper for regulating the maximum opening of the discharge valve are provided.
[0047]
The middle housing 9 forms a partition member that partitions the scroll-type compression mechanism 2 and the motor chamber 23 that forms the shaft chamber in which the stator 7 and the rotor 8 that form the electric motor 3 such as the shaft 11 are housed. In addition, it supports the main bearing (bearing 10a) of the shaft 11.
[0048]
The middle housing 9 is provided with a portion in which the motor chamber 23 and the bearing 15 are housed, that is, a communication passage 24 for communicating the motor chamber 23 with the inside of the boss portion 14c. The side 14c is open on the tip side of the boss 14c, that is, on the side away from the boss 14c in the axial direction of the shaft 11 than the axial end of the bearing 15.
[0049]
An outlet 14d for discharging the refrigerant containing the lubricating oil flowing into the boss 14c is provided on the base side of the boss 14c, that is, on the end plate 14b side of the boss 14c.
[0050]
Next, the characteristic operation of the electric compressor 1 according to the present embodiment will be described based on the refrigerant flow.
[0051]
The suction refrigerant flowing into the motor chamber 23 from the suction port 4 a provided in the housing 4 flows through a gap between the rotor 8 and the stator coil 7 to cool the electric motor 3, and then flows through the communication passage 24 to the scroll-type compression mechanism. Flow into the two sides.
[0052]
At this time, since the communication passage 24 communicates with the tip side of the boss portion 14c, the suction refrigerant flowing through the communication passage 24 flows into the boss portion 14c to lubricate and cool the bearing 15 and the like, and then discharges the refrigerant through the discharge port 14d. From the boss portion 14c to the outside, the lubrication and cooling of the thrust receiving mechanism 17 to be sucked into the scroll-type compression mechanism 2, and the gap 25 between the outer peripheral side of the boss portion 14c and the middle housing 9 (see FIG. 2). After being supplied directly to the periphery of the thrust receiving mechanism 17 via the thrust receiving mechanism 17 to lubricate and cool the thrust receiving mechanism 17, it is separated into a flow sucked by the scroll-type compression mechanism 2.
[0053]
Therefore, in the present embodiment, since a sufficient amount of lubricating oil can be reliably supplied to the connecting member in the boss portion 14c, that is, the bearing 15 and the bushing 16, etc., the crank portion 11a, the bearing 15, the bushing 16 and the like can be provided. Abnormal wear can be prevented from occurring.
[0054]
As a result, it is possible to prevent the durability of the electric compressor 1 from deteriorating, such as a decrease in performance and an increase in operation noise, and the crank portion 11a, the bearing 15, the bushing 16 and the like are seized and adhered. Can be prevented.
[0055]
In the present embodiment, since the main bearing 10a supporting the shaft 11 is disposed near the bearing 15 so as to be adjacent to the communication passage 24, a sufficient amount of lubricating oil is surely supplied to the main bearing 10a. Can be supplied.
[0056]
(Other embodiments)
In the above-described embodiment, a plurality of communication paths 24 are provided radially around the boss 14c, but the present invention is not limited to this, and may be one, for example.
[0057]
In the above-described embodiment, the communication path 24 is set in a direction substantially orthogonal to the axial direction of the bushing 16 or the crank portion 11a. However, the present invention is not limited to this. It may be inclined at an angle of less than 90 ° with respect to the axial direction of the portion 11a, or may be bent in the middle.
[0058]
In the above-described embodiment, the outlet 14d is provided at the base of the boss 14c. However, the present invention is not limited to this, and may be abolished, for example.
[0059]
Further, in the above-described embodiment, the crank part 11a is connected via the bearing 15 and the bushing 16, but the present invention is not limited to this. May be directly connected.
[0060]
Further, in the above-described embodiment, the main bearing 10a is installed in the middle housing 9, but the present invention is not limited to this. For example, a dedicated member for supporting the main bearing 10a may be arranged. .
[0061]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a water heater, but the present invention is not limited to this, and may be applied to, for example, an air conditioner.
[0062]
In the above-described embodiment, the refrigerant is carbon dioxide, and the high pressure side refrigerant pressure is equal to or higher than the critical pressure.However, the present invention is not limited to this. The pressure may be lower than the pressure.
[0063]
Further, in the above embodiment, the electric motor 3 is cooled by the suction refrigerant, but the present invention is not limited to this, and the electric motor 3 may be cooled by the discharge refrigerant.
[0064]
Further, in the above embodiment, the bearing 15 and the like are lubricated with the suction refrigerant, but the present invention is not limited to this, and the bearing 15 and the like may be lubricated with the discharge refrigerant.
[0065]
Further, in the above-described embodiment, the present invention is applied to the compressor in which the electric motor 3 and the scroll-type compression mechanism 2 are integrated, but the present invention is not limited to this.
[0066]
Further, in the above-described embodiment, the scroll-type compression mechanism 2 is employed as a pump mechanism. However, the present invention is not limited to this, and may be employed as another type of pump mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a water heater according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of the electric compressor according to the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric compressor, 2 ... Scroll type compression mechanism, 3 ... Electric motor,
4 ... housing, 5 ... stator core, 6 ... coil, 7 ... stator,
8 ... rotor, 9 ... middle housing, 11 ... shaft,
13: shell, 14: orbiting scroll, 14c: boss part,
14d: outlet, 17: thrust receiving mechanism,
23: motor chamber, 24: communication passage.

Claims

A fluid machine that sucks and discharges a working fluid mixed with lubricating oil,
A housing (4);
A fixed member (13) fixed to the housing (4), and a movable member (14) housed in the housing (4) so as to be displaceable with respect to the fixed member (13); A pump mechanism (2) for sucking and discharging a working fluid;
A shaft (11) for displacing the movable member (14);
Connecting members (15, 16) for connecting the shaft (11) and the movable member (14) so as to be relatively displaceable with each other;
A partition member (9) for partitioning the pump mechanism (2) side and the shaft chamber (23) side in which the shaft (11) is stored;
A communication path (24) for communicating the shaft chamber (23) with a portion in which the connection members (15, 16) are stored;
A fluid machine characterized in that a side of the connecting member (15, 16) of the communication path (24) is open to an end of the connecting member (15, 16) toward the shaft (11).

The fluid machine according to claim 1, wherein the working fluid sucked into the pump mechanism (2) is sucked into the pump mechanism (2) via the inside of the shaft chamber (23).

The fluid machine according to claim 1, wherein a bearing (10a) that rotatably supports the shaft (11) is fixed to the partition member (9).

The said bearing (10a) is arrange | positioned in the vicinity of the said connection member (15, 16) so that it may adjoin the said communication path (24), The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Fluid machinery.

The connecting members (15, 16) are located at positions eccentric from the rotation center of the shaft (11),
The movable member (14) revolves around a rotation center of the shaft (11) in a plane perpendicular to an axial direction of the shaft (11). Fluid machine according to any one of the above.

The fluid according to claim 5, wherein the partition member (9) receives a force in a direction parallel to an axial direction of the shaft (11) out of a compression reaction force acting on the movable member (14). machine.

The movable member (14) includes a substantially disk-shaped end plate (14b) and a spiral tooth (14a) projecting from the end plate (14b) toward the fixed member (13). And
The fixing member (13) includes a spiral tooth (13a) that meshes with the tooth (14a),
Further, the pump mechanism (2) revolves the movable member (14) to enlarge or reduce the volume of the working chamber (V) surrounded by the teeth (13a, 14a). The fluid machine according to claim 5, wherein the working fluid is sucked and discharged.

The end plate (14b) of the movable member (14) is provided with a cylindrical boss (14c) protruding toward the shaft (11).
The connecting members (15, 16) are housed in the boss (14c),
The fluid machine according to claim 7, wherein the communication path (24) is further open to the shaft (11) side than the tip of the boss (14c).

The fluid machine according to claim 8, wherein a discharge port (14d) for discharging the working fluid flowing into the boss (14c) is provided at a root side of the boss (14c). .

The fluid machine according to any one of claims 1 to 9, wherein a motor unit (3) configured to rotate the shaft (11) is configured in the shaft chamber (23).

A compressor (1) comprising the fluid machine according to any one of claims 1 to 10,
A radiator (30) for releasing heat of the refrigerant compressed by the compressor (1);
A vapor compression refrigerator comprising: an evaporator (50) for evaporating a low-pressure refrigerant and absorbing heat from an atmosphere.

The vapor compression refrigerator according to claim 11, wherein the discharge pressure of the compressor (1) may be equal to or higher than a critical pressure of the refrigerant.

13. The vapor compression refrigerator according to claim 11, wherein carbon dioxide is used as the refrigerant.