JP2009008008A - Scroll compressor - Google Patents
Scroll compressor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009008008A JP2009008008A JP2007169935A JP2007169935A JP2009008008A JP 2009008008 A JP2009008008 A JP 2009008008A JP 2007169935 A JP2007169935 A JP 2007169935A JP 2007169935 A JP2007169935 A JP 2007169935A JP 2009008008 A JP2009008008 A JP 2009008008A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scroll
- orbiting scroll
- orbiting
- pressure
- end plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
【課題】旋回スクロールの圧力変形により、固定スクロールと局所的な接触が発生し、能力低下や入力急増、さらには焼付きに至る恐れがある。
【解決手段】旋回スクロール13のラップ先端13cと固定スクロール12のラップ溝底面12d間に隙間を設け、旋回スクロール13の鏡板13aの厚みを外周部13oと中間部13mとボス内周部13iで異なるように形成し、中間部13iにあたる旋回スクロール背面13eにシール部材78を配置し、外周部13oにあたる旋回スクロール背面13eに自転拘束機構14を配置することで、圧力変形を抑制する。
【選択図】図3The pressure deformation of the orbiting scroll causes local contact with the fixed scroll, which may lead to a decrease in capacity, a rapid increase in input, and even seizure.
A clearance is provided between a wrap tip 13c of the orbiting scroll 13 and a lap groove bottom surface 12d of the fixed scroll 12, and the thickness of the end plate 13a of the orbiting scroll 13 is different between the outer peripheral portion 13o, the intermediate portion 13m, and the boss inner peripheral portion 13i. The seal member 78 is disposed on the orbiting scroll back surface 13e corresponding to the intermediate portion 13i, and the rotation restraining mechanism 14 is disposed on the orbiting scroll back surface 13e corresponding to the outer peripheral portion 13o to suppress pressure deformation.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられる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 used in a cooling device such as a cooling / heating air conditioner or a refrigerator, or a heat pump type hot water supply device.
従来、冷凍空調機や冷凍機に用いられるスクロール圧縮機は、一般に、鏡板から渦巻きラップが立ち上がる固定スクロールおよび旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロールを自転拘束機構による自転の拘束のもとに円軌道に沿って旋回させたとき、圧縮室が容積を変えながら移動することで吸入、圧縮、吐出を行うものである。運転中、旋回スクロールにはその背面から圧力が印加されており、環状のシール部材を境にその内側は高圧、外側は中間圧を印加することで、固定スクロール側に反った状態で押さえつけられている。この圧力変形により、旋回スクロールと固定スクロールの局所的な接触が起こり、入力増大、さらには焼付きに至る恐れがある。そこで旋回スクロールの鏡板を外周部と中間部で厚みを変え、圧力変形を抑制する方法がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, scroll compressors used in refrigeration air conditioners and refrigerators generally have a compression chamber formed by meshing a fixed scroll and a rotating scroll where a spiral wrap rises from an end plate, and the rotating scroll is rotated by a rotation restraint mechanism. When it is swung along a circular orbit under the constraint of the above, suction, compression, and discharge are performed by moving the compression chamber while changing the volume. During operation, pressure is applied to the orbiting scroll from the back, and it is pressed against the fixed scroll side by applying high pressure on the inside and intermediate pressure on the outside with the annular seal member as a boundary. Yes. Due to this pressure deformation, local contact between the orbiting scroll and the fixed scroll occurs, and there is a possibility that the input increases and further seizure occurs. Therefore, there is a method of suppressing pressure deformation by changing the thickness of the end plate of the orbiting scroll between the outer peripheral portion and the intermediate portion (see, for example, Patent Document 1).
図5は特許文献1に記載された従来の旋回スクロールの断面図である。本来、特許文献1は生産性向上を図るための構成であるが、ここに引用する。図5に示すように、旋回スクロール113の鏡板を中間部113mと外周部113oで厚みを変え、高圧の印加される中間部113mを厚くすることで、旋回スクロール113の鏡板113aの変形を抑制している。
前記従来の構成では、旋回スクロールの圧力変形量を低減し、固定スクロール側への反りを抑制しているので、圧力変形による局所的な接触は緩和される。しかしながら、この構成が有効に活用できるのは、旋回スクロールの背面から圧力が印加されていて、この圧力によって旋回スクロールが固定スクロールに押さえつけられている場合のみである。仮に旋回スクロール背面の全領域が吸入圧で、いわゆる低圧型圧縮機の場合には、旋回スクロールの圧力変形が小さいため、旋回スクロールの鏡板の厚みを変える必要性がない。 In the conventional configuration, the amount of pressure deformation of the orbiting scroll is reduced and the warpage to the fixed scroll side is suppressed, so that local contact due to pressure deformation is alleviated. However, this configuration can be used effectively only when pressure is applied from the back of the orbiting scroll and the orbiting scroll is pressed against the fixed scroll by this pressure. In the case of a so-called low-pressure compressor, the entire area on the back of the orbiting scroll is a suction pressure, and the pressure deformation of the orbiting scroll is small, so there is no need to change the thickness of the end plate of the orbiting scroll.
本発明のスクロール圧縮機は、旋回スクロールを固定スクロールに接触させた状態で運転させ、これにより漏れを抑制すると同時に、旋回スクロールと固定スクロールのラップ高さ関係や旋回スクロールの鏡板の厚みを規制することで、局所的な接触を防止することができる、高効率化と同時に高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することを目的とする。 The scroll compressor of the present invention operates with the orbiting scroll in contact with the fixed scroll, thereby suppressing leakage, and at the same time, regulating the lap height relationship between the orbiting scroll and the fixed scroll and the thickness of the end plate of the orbiting scroll. Thus, an object of the present invention is to provide a scroll compressor that can prevent local contact and achieve high efficiency and high reliability.
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、鏡板から渦巻き状のラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール背面に環状のシール部材を配置し、シール部材によって内側の高圧領域と外側の背圧室とに仕切り、背圧室に吸入圧もしくは一定中間圧を印加することで旋回スクロールを固定スクロールに接触させ、かつ旋回スクロール背面に自転拘束機構を備えることで、旋回スクロールが円軌道に沿って旋回し、これにより圧縮室が容積を変えながら中心に向かって移動し、吸入、圧縮、吐出の一連の動作を行うスクロール圧縮機において、旋回スクロールのラップ先端と固定スクロールのラップ溝底面間に隙間を設け、
旋回スクロールの鏡板厚みを外周部と中間部とボス内周部で異なるように形成し、中間部にあたる旋回スクロール背面にシール部材を配置し、外周部にあたる旋回スクロール背面に自転拘束機構を配置したものである。
In order to solve the above-described conventional problems, the scroll compressor according to the present invention forms a compression chamber between the fixed scroll and the orbiting scroll in which the spiral wrap rises from the end plate, and forms an annular ring on the back of the orbiting scroll. A seal member is arranged, and the seal member is divided into an inner high pressure region and an outer back pressure chamber, and the orbiting scroll is brought into contact with the fixed scroll by applying suction pressure or a constant intermediate pressure to the back pressure chamber. By providing a rotation restraining mechanism on the back, the orbiting scroll revolves along a circular orbit, which causes the compression chamber to move toward the center while changing the volume, and scroll compression that performs a series of operations of suction, compression, and discharge In the machine, a clearance is provided between the wrap tip of the orbiting scroll and the bottom surface of the wrap groove of the fixed scroll,
The end plate thickness of the orbiting scroll is formed to be different between the outer peripheral part, the intermediate part, and the inner peripheral part of the boss, a seal member is arranged on the rear face of the orbiting scroll corresponding to the intermediate part, and a rotation restraining mechanism is arranged on the rear face of the orbiting scroll corresponding to the outer peripheral part. It is.
かかる構成によれば、シール部材を境に印加される圧力が異なるため、印加圧力に合わせて旋回スクロールの鏡板の厚みも変更し、圧力変形を抑制することができる。その結果、旋回スクロールを固定スクロールに接触させた状態で運転させることが可能となり、漏れを抑制することで高効率化を図ることができる。また前述したように、旋回スクロールの圧力変形を抑制することが可能となるため、局所的な接触を防止し、入力急増や焼付きに至る恐れを解消することができる。すなわち高効率化と同時に高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。 According to this configuration, since the pressure applied at the boundary of the seal member is different, the thickness of the end plate of the orbiting scroll can be changed according to the applied pressure, and pressure deformation can be suppressed. As a result, the orbiting scroll can be operated in contact with the fixed scroll, and high efficiency can be achieved by suppressing leakage. Further, as described above, since it is possible to suppress the pressure deformation of the orbiting scroll, it is possible to prevent local contact and eliminate the risk of sudden increase in input and seizure. That is, it is possible to provide a scroll compressor that achieves high efficiency and high reliability.
本発明のスクロール圧縮機は、旋回スクロールを固定スクロールに接触させた状態で運転させ、これにより漏れを抑制すると同時に、旋回スクロールと固定スクロールのラップ高さ関係や旋回スクロールの鏡板の厚みを規制することで、局所的な接触を防止することが可能となるため、高効率化と同時に高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。 The scroll compressor of the present invention operates with the orbiting scroll in contact with the fixed scroll, thereby suppressing leakage, and at the same time, regulating the lap height relationship between the orbiting scroll and the fixed scroll and the thickness of the end plate of the orbiting scroll. As a result, local contact can be prevented, and a scroll compressor that achieves high efficiency and high reliability can be provided.
請求項1に記載の本発明では、鏡板から渦巻き状のラップが立ち上がる固定スクロール及び旋回スクロールを噛み合わせて双方間に圧縮室を形成し、旋回スクロール背面に環状のシール部材を配置し、シール部材によって内側の高圧領域と外側の背圧室とに仕切り、背圧室に吸入圧もしくは一定中間圧を印加することで旋回スクロールを固定スクロールに接触させ、かつ旋回スクロール背面に自転拘束機構を備えることで、旋回スクロールが円軌道に沿って旋回し、これにより圧縮室が容積を変えながら中心に向かって移動し、吸入、圧縮、吐出の一連の動作を行うスクロール圧縮機において、旋回スクロールのラップ先端と固定スクロールのラップ溝底面間に隙間を設け、旋回スクロールの鏡板厚みを外周部と中間部とボス内周部で異なるように形成し、中間部にあたる旋回スクロール背面にシール部材を配置し、外周部にあたる旋回スクロール背面に自転拘束機構を配置したものである。そしてこの構成によれば、シール部材を境に印加される圧力が異なるため、印加圧力に合わせて旋回スクロールの鏡板の厚みも変更し、圧力変形を抑制することができる。その結果、旋回スクロールを固定スクロールに接触させた状態で運転させることが可能となり、漏れを抑制することで高効率化を図ることができる。また前述したように、旋回スクロールの圧力変形を抑制することが可能となるため、局所的な接触を防止し、入力急増や焼付きに至る恐れを解消することができる。すなわち高効率化と同時に高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。 In the first aspect of the present invention, the fixed scroll and the orbiting scroll where the spiral wrap rises from the end plate are meshed to form a compression chamber therebetween, and an annular seal member is disposed on the back of the orbiting scroll, and the seal member The inner high pressure region and the outer back pressure chamber are partitioned, and the orbiting scroll is brought into contact with the fixed scroll by applying a suction pressure or a constant intermediate pressure to the back pressure chamber, and a rotation restraining mechanism is provided on the back of the orbiting scroll. In a scroll compressor in which the orbiting scroll revolves along a circular path and the compression chamber moves toward the center while changing the volume, and performs a series of operations of suction, compression, and discharge, the wrap tip of the orbiting scroll A gap is provided between the bottom surface of the wrap groove of the fixed scroll and the end plate thickness of the orbiting scroll is different between the outer peripheral portion, the intermediate portion, and the boss inner peripheral portion. And sea urchin formed, a sealing member disposed in the orbiting scroll back falls intermediate section is obtained by arranging the rotation restraint mechanism to the orbiting scroll back corresponding to the outer peripheral portion. According to this configuration, since the pressure applied at the boundary of the seal member is different, the thickness of the end plate of the orbiting scroll can be changed according to the applied pressure, and pressure deformation can be suppressed. As a result, the orbiting scroll can be operated in contact with the fixed scroll, and high efficiency can be achieved by suppressing leakage. Further, as described above, since it is possible to suppress the pressure deformation of the orbiting scroll, it is possible to prevent local contact and eliminate the risk of sudden increase in input and seizure. That is, it is possible to provide a scroll compressor that achieves high efficiency and high reliability.
請求項2に記載の本発明では、特に請求項1に記載の自転拘束機構をオルダムリングで構成し、中間部と外周部の厚みの差を、オルダムリングのキー部を除く厚みより大きくしたものである。そしてこの構成によれば、圧縮機構部の軸方向のサイズを維持したまま、旋回スクロールの圧力変形を最大限抑制することが可能となるため、局所的な接触を防止し、入力急増や焼付きに至る恐れを解消することができる。 In the present invention described in claim 2, in particular, the rotation restraint mechanism according to claim 1 is configured by an Oldham ring, and the difference in thickness between the intermediate portion and the outer peripheral portion is made larger than the thickness excluding the key portion of the Oldham ring. It is. According to this configuration, it is possible to suppress the pressure deformation of the orbiting scroll to the maximum while maintaining the axial size of the compression mechanism portion, thereby preventing local contact, rapid increase in input and seizure. The fear of reaching can be resolved.
請求項3に記載の本発明では、特に請求項1または2に記載のボス内周部の鏡板厚みを最も薄くしたものである。そしてこの構成によれば、過負荷時など作動流体の吐出温度が高い条件において、固定スクロールの中心部の熱膨張を旋回スクロールのボス内周部の鏡板が柔軟に変形し、吸収することができる。 In the present invention described in claim 3, the end plate thickness of the inner peripheral portion of the boss described in claim 1 or 2 is particularly thinned. According to this configuration, the end plate of the inner peripheral portion of the orbiting scroll can flexibly deform and absorb the thermal expansion of the center portion of the fixed scroll under the condition that the discharge temperature of the working fluid is high, such as during overload. .
請求項4に記載の本発明では、特に請求項1から3のいずれか1つに記載の中間部の鏡
板厚みをボス部と同一にしたものである。そしてこの構成によれば、ボス部が肉厚構造となるため、根元部の応力集中の心配もなく、旋回スクロールに関しては信頼性を向上させることができる。
In the present invention described in claim 4, in particular, the end plate thickness of the intermediate portion described in any one of claims 1 to 3 is made the same as that of the boss portion. And according to this structure, since a boss | hub part becomes a thick structure, there is no worry of the stress concentration of a root part, and it can improve reliability regarding a turning scroll.
請求項5に記載の本発明では、特に請求項1から4のいずれか1つに記載のスクロール圧縮機において、作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである。そしてこの場合、特に高低圧の差が大きくなり、旋回スクロール背面に加わる荷重も増大するので、本発明の効果が顕著に現れ、高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, particularly in the scroll compressor according to any one of the first to fourth aspects, the working fluid is a high-pressure refrigerant, for example, carbon dioxide. In this case, the difference between the high pressure and the low pressure is particularly large, and the load applied to the rear surface of the orbiting scroll is also increased. Therefore, the effect of the present invention appears remarkably, and a scroll compressor that realizes high reliability can be provided.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図、図2は図1の圧縮機構部の要部拡大断面図、図3は圧縮機構部の詳細断面図である。以下、スクロール圧縮機について、その動作、作用を説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the compression mechanism portion of FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed sectional view of the compression mechanism portion. is there. Hereinafter, operation | movement and an effect | action are demonstrated about a scroll compressor.
図1、図2に示すように、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器1内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸4の主軸受部材11と、この主軸受部材11上にボルト止めした固定スクロール12との間に、固定スクロール12と噛み合う旋回スクロール13を挟み込んでスクロール式の圧縮機構2を構成し、旋回スクロール13と主軸受部材11との間に旋回スクロール13の自転を防止して円軌道運動するように案内するオルダムリングなどによる自転拘束機構14を設けて、クランク軸4の上端にある偏心軸部4aにて旋回スクロール13を偏心駆動することにより旋回スクロール13を円軌道運動させ、これにより固定スクロール12と旋回スクロール13との間に形成している圧縮室15が外周側から中央部に移動しながら小さくなるのを利用して、密閉容器1外に通じた吸入パイプ16および固定スクロール12の外周部の吸入口17から冷媒ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった冷媒ガスは固定スクロール12の中央部の吐出口18からリード弁19を押し開いて密閉容器1内に吐出させることを繰り返す。 As shown in FIGS. 1 and 2, the scroll compressor of the present invention includes a main bearing member 11 of a crankshaft 4 fixed by welding or shrink fitting in a sealed container 1, and a bolt on the main bearing member 11. The scroll-type compression mechanism 2 is configured by sandwiching the orbiting scroll 13 that meshes with the fixed scroll 12 between the fixed scroll 12 and the rotation of the orbiting scroll 13 between the orbiting scroll 13 and the main bearing member 11. Then, a rotation restraint mechanism 14 such as an Oldham ring that guides the circular scroll to move is provided, and the orbiting scroll 13 is eccentrically driven by the eccentric shaft portion 4 a at the upper end of the crankshaft 4, whereby the orbiting scroll 13 is circularly orbited. As a result, the compression chamber 15 formed between the fixed scroll 12 and the orbiting scroll 13 moves from the outer peripheral side to the center portion. Utilizing this, the refrigerant gas is sucked and compressed from the suction pipe 16 leading to the outside of the sealed container 1 and the suction port 17 on the outer peripheral portion of the fixed scroll 12, and the refrigerant gas having a predetermined pressure or higher is compressed. The reed valve 19 is pushed open from the discharge port 18 at the center of the fixed scroll 12 and discharged into the sealed container 1 repeatedly.
旋回スクロール13のラップ先端13cには、運転中の温度分布を測定した結果をもとに、中心部である巻き始め部から外周部である巻き終わり部にかけて、徐々にハネ高さが高くなるようにスロープ形状が設けられている。これにより熱膨張による寸法変化を吸収し、局所摺動を防止することができる。 The wrap tip 13c of the orbiting scroll 13 is gradually increased in height from the winding start portion which is the central portion to the winding end portion which is the outer peripheral portion based on the result of measuring the temperature distribution during operation. Is provided with a slope shape. Thereby, the dimensional change by thermal expansion can be absorbed and local sliding can be prevented.
また旋回スクロール背面13eには、主軸受部材11に配置されている環状のシール部材78があり、旋回運動を行いながらシール部材78により、シール部材78の内側領域である高圧領域30と、外側領域である低圧もしくは中間圧に設定された背圧室29とに仕切られている。この背面13eの圧力付加により旋回スクロール13は固定スクロール12に安定的に押しつけられ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。 Further, the orbiting scroll back surface 13e has an annular seal member 78 disposed on the main bearing member 11, and the seal member 78 performs an orbiting motion so that the high pressure region 30 that is the inner region of the seal member 78 and the outer region. And a back pressure chamber 29 set at a low pressure or an intermediate pressure. By applying pressure on the back surface 13e, the orbiting scroll 13 is stably pressed against the fixed scroll 12, and leakage can be reduced and the circular orbit motion can be stably performed.
さらに、固定スクロール12には、旋回スクロール13の背面13eの背圧室29が、常に一定の圧力となるように制御する背圧調整機構9を備えている。 Further, the fixed scroll 12 is provided with a back pressure adjusting mechanism 9 for controlling the back pressure chamber 29 on the back surface 13e of the orbiting scroll 13 so as to always have a constant pressure.
圧縮機運転中は、クランク軸4の下向きの他端にはポンプ25が設けられ、スクロール圧縮機と同時に駆動される。これによりポンプ25は密閉容器1の底部に設けられたオイル溜め20にあるオイル6を吸い上げてクランク軸4内を通縦しているオイル供給穴26を通じて圧縮機構2に供給する。このときの供給圧は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほ
ぼ同等であり、旋回スクロール13に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール13は固定スクロール12から離れたり片当たりしたりするようなことはなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。
During operation of the compressor, a pump 25 is provided at the other downward end of the crankshaft 4 and is driven simultaneously with the scroll compressor. As a result, the pump 25 sucks up the oil 6 in the oil reservoir 20 provided at the bottom of the hermetic container 1 and supplies it to the compression mechanism 2 through the oil supply hole 26 extending vertically through the crankshaft 4. The supply pressure at this time is substantially equal to the discharge pressure of the scroll compressor, and also serves as a back pressure source for the orbiting scroll 13. As a result, the orbiting scroll 13 does not move away from the fixed scroll 12 and does not come into contact with each other, and the predetermined compression function is stably exhibited.
このように供給されたオイル6の一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部4aと旋回スクロール13との嵌合部、クランク軸4と主軸受部材11との間の軸受部66に進入してそれぞれの部分を潤滑した後落下し、オイル溜め20へ戻る。高圧領域30に供給されたオイル6の別の一部は、高圧領域30に開口を有する給油経路54を通って、旋回スクロール13の外周部まわりにあって自転拘束機構14が位置している背圧室29に進入し、スラスト摺動部および自転拘束機構14の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧室29にて旋回スクロール13の背圧を印加する。 A part of the oil 6 supplied in this way is obtained by a supply pressure or its own weight so as to obtain a clearance, between the fitting portion between the eccentric shaft portion 4a and the orbiting scroll 13, and between the crankshaft 4 and the main bearing member 11. Then, the oil enters the bearing portion 66, lubricates the respective portions, falls, and returns to the oil sump 20. Another part of the oil 6 supplied to the high-pressure region 30 passes through an oil supply passage 54 having an opening in the high-pressure region 30, is around the outer peripheral portion of the orbiting scroll 13, and the rotation restraint mechanism 14 is located. Along with entering the pressure chamber 29 and lubricating the thrust sliding portion and the sliding portion of the rotation restraining mechanism 14, the back pressure of the orbiting scroll 13 is applied in the back pressure chamber 29.
背圧室29は高圧領域30の高圧側との間が環状のシール部材78によってシールされていて、進入してくるオイルが充満するにつれて圧力を増し、所定の圧力を超えると、背圧調整機構9が作用して、圧縮室15の吸入部分に戻され進入する。 The back pressure chamber 29 is sealed between the high pressure region 30 and the high pressure side by an annular sealing member 78, and the pressure increases as the incoming oil fills up. 9 acts to return and enter the suction portion of the compression chamber 15.
このオイル6の進入は所定の周期で繰り返され、この繰り返しのタイミングは吸入、圧縮、吐出の繰り返しサイクルと、背圧調整機構9での圧力設定との関係の組み合わせによって決まり、固定スクロール12と旋回スクロール13との摺動部への意図的な潤滑となる。この意図的な潤滑は前記したように背圧調整機構9による連絡路10の凹部10aへの開口によって常時保証される。吸入口17へと供給されたオイル6は旋回スクロール13の旋回運動とともに圧縮室15へと移動し、圧縮室15間の漏れ防止に役立っている。 The approach of the oil 6 is repeated at a predetermined cycle, and the timing of this repetition is determined by a combination of the relationship between the repeated cycle of suction, compression, and discharge and the pressure setting in the back pressure adjusting mechanism 9, Intentional lubrication of the sliding portion with the scroll 13 is achieved. This intentional lubrication is always guaranteed by the back pressure adjusting mechanism 9 opening the recess 10a of the communication path 10 as described above. The oil 6 supplied to the suction port 17 moves to the compression chamber 15 along with the orbiting motion of the orbiting scroll 13 and serves to prevent leakage between the compression chambers 15.
図3に示すように、本実施の形態のスクロール圧縮機では、旋回スクロール13に背圧を印加することで、固定スクロール12に押しつけた状態で運転を行っているが、これを安定的に継続するために、旋回スクロール13のラップ13bの高さが固定スクロール12のラップ12bの高さに対し、低く形成している。これにより摺動による摩擦力は、旋回スクロール13のラップ底面13dと固定スクロール12のラップ上面12cの間に作用することになる。さらに、旋回スクロール13のラップ底面13dに外周から中心に向かって溝底面が徐々に深くなるようにスロープを形成することで、旋回スクロール13の鏡板13aと固定スクロール12の外周面の部位12fを接触させている。すなわち、旋回スクロール13に働く力点間距離を軸方向で縮め、また半径方向ではより外周部へと力点を移動させることで、旋回スクロール13の旋回運動の安定化を図っている。 As shown in FIG. 3, in the scroll compressor of the present embodiment, the operation is performed in a state where it is pressed against the fixed scroll 12 by applying a back pressure to the orbiting scroll 13, but this is continued stably. Therefore, the height of the wrap 13b of the orbiting scroll 13 is formed lower than the height of the wrap 12b of the fixed scroll 12. Thereby, the frictional force due to sliding acts between the lap bottom surface 13 d of the orbiting scroll 13 and the lap top surface 12 c of the fixed scroll 12. Further, a slope is formed on the lap bottom surface 13d of the orbiting scroll 13 so that the groove bottom surface gradually becomes deeper from the outer periphery toward the center, so that the end plate 13a of the orbiting scroll 13 and the portion 12f on the outer peripheral surface of the fixed scroll 12 are brought into contact with each other. I am letting. That is, the distance between the power points acting on the orbiting scroll 13 is reduced in the axial direction, and the power point is moved to the outer peripheral portion in the radial direction, thereby stabilizing the orbiting motion of the orbiting scroll 13.
そして運転中、旋回スクロール背面13eには背圧が印加されており、環状のシール部材78を境にその内側には高圧、外側の背圧室29には吸入圧もしくは所定の中間圧を印加することで、旋回スクロール13は固定スクロール12に対して反った状態で押さえつけられている。仮に鏡板13aが一定の厚みであった場合には、旋回スクロール13が大きく反ってしまい、鏡板13aの外周部と固定スクロール12の外周面の部位12fに隙間が発生し、背圧室29と圧縮室15が連通することで、能力低下を引き起こす恐れがある。また旋回スクロール13と固定スクロール12の局所的な接触が起こり、入力増大、さらには焼付きに至る恐れもある。 During operation, a back pressure is applied to the orbiting scroll back surface 13e, and a high pressure is applied to the inner side of the annular seal member 78, and a suction pressure or a predetermined intermediate pressure is applied to the outer back pressure chamber 29. Thus, the orbiting scroll 13 is pressed against the fixed scroll 12 in a warped state. If the end plate 13a has a constant thickness, the orbiting scroll 13 is greatly warped, and a gap is generated between the outer peripheral portion of the end plate 13a and the outer peripheral surface portion 12f of the fixed scroll 12, and the back pressure chamber 29 is compressed. If the chamber 15 communicates, there is a risk of causing a decrease in capacity. Further, local contact between the orbiting scroll 13 and the fixed scroll 12 may occur, leading to an increase in input and further seizure.
そこで本発明のスクロール圧縮機では、旋回スクロール13のラップ先端13cと固定スクロール12のラップ溝底面12d間に隙間を設け、旋回スクロール13の鏡板13aの厚みを外周部13oと中間部13mとボス内周部13iで異なるように形成し、中間部13iにあたる旋回スクロール背面13eにシール部材78を配置し、外周部13oにあたる旋回スクロール背面13eに自転拘束機構14を配置する。シール部材78を境に印加される圧力が異なるため、印加圧力に合わせて旋回スクロール13の鏡板13aの厚みを変更することで、圧力変形を抑制することができる。その結果、旋回スクロール13の
鏡板13aの外周部と固定スクロール12の外周面の部位12fに隙間を発生させることなく運転させることが可能となり、背圧室29と圧縮室15の連通を防止することで高効率化を図ることができる。また旋回スクロール13と固定スクロール12の局所的な接触を防止し、入力急増や焼付きに至る恐れを解消することができる。すなわち高効率化と同時に高信頼性を実現するスクロール圧縮機を提供することができる。
Therefore, in the scroll compressor of the present invention, a gap is provided between the wrap tip 13c of the orbiting scroll 13 and the lap groove bottom surface 12d of the fixed scroll 12, and the thickness of the end plate 13a of the orbiting scroll 13 is set to the outer peripheral portion 13o, the intermediate portion 13m, and the boss. The seal member 78 is disposed on the orbiting scroll back surface 13e corresponding to the intermediate portion 13i, and the rotation restraining mechanism 14 is disposed on the orbiting scroll back surface 13e corresponding to the outer periphery portion 13o. Since the pressure applied across the seal member 78 is different, pressure deformation can be suppressed by changing the thickness of the end plate 13a of the orbiting scroll 13 in accordance with the applied pressure. As a result, it is possible to operate without generating a gap between the outer peripheral portion of the end plate 13a of the orbiting scroll 13 and the portion 12f of the outer peripheral surface of the fixed scroll 12, and the communication between the back pressure chamber 29 and the compression chamber 15 is prevented. With this, high efficiency can be achieved. Further, local contact between the orbiting scroll 13 and the fixed scroll 12 can be prevented, and the risk of sudden increase in input and seizure can be eliminated. That is, it is possible to provide a scroll compressor that achieves high efficiency and high reliability.
また自転拘束機構14をオルダムリングで構成し、中間部13mと外周部13oの厚みの差を、オルダムリングのキー部を除く厚み14hより大きくする。この構成では、圧縮機構部の軸方向のサイズを維持したまま、旋回スクロール13の圧力変形を最大限抑制することが可能となるため、局所的な接触を防止し、入力急増や焼付きに至る恐れを解消することができる。 Further, the rotation restraint mechanism 14 is constituted by an Oldham ring, and the difference in thickness between the intermediate portion 13m and the outer peripheral portion 13o is made larger than the thickness 14h excluding the key portion of the Oldham ring. In this configuration, it is possible to suppress the pressure deformation of the orbiting scroll 13 to the maximum while maintaining the axial size of the compression mechanism portion, thereby preventing local contact and leading to rapid increase in input and seizure. The fear can be resolved.
また過負荷時など作動流体の吐出温度が高い条件においては、固定スクロール12のラップ12bは外周部よりも中心部の熱膨張量が大きいため、旋回スクロール13のラップ溝底面13dと局所摺動を引き起こす恐れがある。この対策として、旋回スクロール13のラップ溝底面13dに形成されたスロープをより拡大する方法もあるが、吐出温度の低い条件ではスロープが隙間となってしまい、性能低下の原因となってしまう。そこでボス内周部13iの厚みを鏡板13aの中で最も薄くする。これにより旋回スクロール13のボス内周部13iの鏡板13aが柔軟に変形し、固定スクロール12のラップ12bの熱膨張を吸収するため、ラップ溝底面13dのスロープを拡大することなく、局所的な接触を防止し、同時に高効率化を図ることができる。 In addition, under conditions where the discharge temperature of the working fluid is high, such as during an overload, the wrap 12b of the fixed scroll 12 has a larger amount of thermal expansion at the center than at the outer peripheral portion. May cause. As a countermeasure, there is a method of further expanding the slope formed on the bottom surface 13d of the lap groove of the orbiting scroll 13, but the slope becomes a gap under a low discharge temperature condition, which causes a decrease in performance. Therefore, the thickness of the boss inner peripheral portion 13i is made the thinnest in the end plate 13a. As a result, the end plate 13a of the boss inner peripheral portion 13i of the orbiting scroll 13 is flexibly deformed and absorbs the thermal expansion of the wrap 12b of the fixed scroll 12. Therefore, local contact can be achieved without increasing the slope of the wrap groove bottom surface 13d. Can be prevented and at the same time higher efficiency can be achieved.
(実施の形態2)
図4は、本発明の第2の実施の形態におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の旋回スクロール13を示す断面図である。図4において図3と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the orbiting scroll 13 of the compression mechanism portion of the scroll compressor according to the second embodiment of the present invention. 4, the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図4において、中間部13mの鏡板13aの厚みをボス部13gと同一にする。これにより、ボス部13gが肉厚構造となるため、根元部の応力集中の心配もなく、旋回スクロール13に関しては信頼性を向上させることができる。 In FIG. 4, the thickness of the end plate 13a of the intermediate portion 13m is made the same as that of the boss portion 13g. Thereby, since the boss portion 13g has a thick structure, there is no worry of stress concentration at the root portion, and the reliability of the orbiting scroll 13 can be improved.
最後に、作動流体を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素とした場合、特に特に高低圧の差が大きくなり、旋回スクロール背面13eに加わる荷重も増大するため、本発明の効果が顕著に現れ、高効率化及び高信頼性化を両立したスクロール圧縮機を実現することができる。 Finally, when the working fluid is a high-pressure refrigerant, such as carbon dioxide, the difference between the high and low pressures is particularly large, and the load applied to the orbiting scroll back surface 13e is also increased. It is possible to realize a scroll compressor that achieves both high performance and high reliability.
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、旋回スクロールを固定スクロールに接触させた状態で運転させ、これにより漏れを抑制すると同時に、旋回スクロールと固定スクロールのラップ高さ関係や旋回スクロールの鏡板の厚みを規制することで、局所的な接触を防止することが可能となるため、作動流体を冷媒と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。 As described above, the scroll compressor according to the present invention is operated with the orbiting scroll in contact with the fixed scroll, thereby suppressing leakage, and at the same time, the wrap height relationship between the orbiting scroll and the fixed scroll and the orbiting scroll. By restricting the thickness of the end plate, it is possible to prevent local contact. Therefore, the working fluid is not limited to the refrigerant, and the scroll fluid machine such as an air scroll compressor, a vacuum pump, or a scroll type expander is used. It can also be applied to applications.
12 固定スクロール
12b ラップ
12d ラップ溝底面
12f 外周面の部位
13 旋回スクロール
13a 鏡板
13b ラップ
13c ラップ先端
13d ラップ溝底面
13g ボス部
13i ボス内周部
13m 中間部
13o 外周部
14 自転拘束機構
15 圧縮室
29 背圧室
30 高圧領域
78 シール部材
12 fixed scroll 12b wrap 12d lap groove bottom surface 12f outer peripheral surface portion 13 orbiting scroll 13a end plate 13b wrap 13c lap tip 13d lap groove bottom surface 13g boss portion 13i boss inner peripheral portion 13m intermediate portion 13o outer peripheral portion 14 rotation restraint mechanism 15 compression chamber 29 Back pressure chamber 30 High pressure region 78 Seal member
Claims (5)
前記旋回スクロールのラップ先端と前記固定スクロールのラップ溝底面間に隙間を設け、前記旋回スクロールの鏡板厚みを外周部と中間部とボス内周部で異なるように形成し、前記中間部にあたる前記旋回スクロール背面に前記シール部材を配置し、前記外周部にあたる前記旋回スクロール背面に前記自転拘束機構を配置してなるスクロール圧縮機。 A compression scroll is formed between the fixed scroll and the orbiting scroll where the spiral wrap rises from the end plate, and an annular seal member is disposed on the back of the orbiting scroll. The orbiting scroll is divided into a back pressure chamber, the orbiting scroll is brought into contact with the fixed scroll by applying a suction pressure or a fixed intermediate pressure to the back pressure chamber, and a rotation restraining mechanism is provided on the back of the orbiting scroll, In the scroll compressor in which the scroll is swung along a circular trajectory, and the compression chamber moves toward the center while changing the volume, and performs a series of operations of suction, compression, and discharge.
A gap is provided between the wrap tip of the orbiting scroll and the bottom surface of the wrap groove of the fixed scroll, and the end plate thickness of the orbiting scroll is formed to be different between the outer peripheral part, the intermediate part, and the inner peripheral part of the boss, and the orbiting corresponding to the intermediate part The scroll compressor which arrange | positions the said sealing member on the scroll back surface, and arrange | positions the said rotation restraint mechanism in the said turning scroll back surface which corresponds to the said outer peripheral part.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007169935A JP2009008008A (en) | 2007-06-28 | 2007-06-28 | Scroll compressor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007169935A JP2009008008A (en) | 2007-06-28 | 2007-06-28 | Scroll compressor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009008008A true JP2009008008A (en) | 2009-01-15 |
Family
ID=40323336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007169935A Pending JP2009008008A (en) | 2007-06-28 | 2007-06-28 | Scroll compressor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009008008A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011032910A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Panasonic Corp | Scroll compressor |
-
2007
- 2007-06-28 JP JP2007169935A patent/JP2009008008A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011032910A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Panasonic Corp | Scroll compressor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4892238B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP2009174406A (en) | Scroll compressor | |
| JP2008309078A (en) | Scroll compressor | |
| JP5428522B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP5304178B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP4697734B2 (en) | Refrigeration cycle | |
| JP2009008008A (en) | Scroll compressor | |
| JP5786130B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP2009052464A (en) | Scroll compressor | |
| JP5061584B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP2008267140A (en) | Scroll compressor | |
| JP2008309124A (en) | Scroll compressor | |
| JP5077194B2 (en) | Scroll expander | |
| JP2005163745A (en) | Scroll compressor | |
| JP2009052462A (en) | Scroll compressor | |
| JP4940630B2 (en) | Scroll expander | |
| JP2008121481A (en) | Scroll fluid machinery | |
| JP2009052463A (en) | Scroll compressor | |
| JP5671691B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP4631551B2 (en) | Scroll compressor | |
| JP4807056B2 (en) | Scroll expander | |
| JP2007182870A (en) | Scroll compressor | |
| JP2009008007A (en) | Scroll compressor | |
| JP2009052431A (en) | Scroll compressor | |
| JP2008002419A (en) | Scroll compressor |