JP4631551B2 - Scroll compressor - Google Patents
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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、スクロール圧縮機において、旋回・固定鏡板間の摺動面の接触を良好な状態に保ち、耐久性を向上すると共に、漏れ損失を低減するために、旋回スクロールまたは固定スクロールのラップ部について、ラップ部先端の温度分布を測定した結果をもとに、鏡板の歯底からラップ先端までの高さ寸法を調整し、組み立て状態において各ラップ部先端と相手方の鏡板の歯底との間に最内周側で最も大きくなるようなスラスト方向隙間を形成するようにしたり、スラスト方向隙間を複数段階で変化するような構成をとっていた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in the scroll compressor, in order to keep the contact of the sliding surface between the orbiting and fixed end plates in a good state, improve the durability and reduce the leakage loss, about the wrap portion of the orbiting scroll or the fixed scroll, Based on the result of measuring the temperature distribution at the tip of the lap, the height dimension from the root of the end plate to the tip of the lap is adjusted, and in the assembled state, the height between each tip of the lap and the bottom of the other end plate is adjusted to the maximum. The thrust direction gap that is the largest on the inner peripheral side is formed, or the thrust direction gap is changed in a plurality of stages (for example, see Patent Document 1).
図9は特許文献1に記載された従来のスクロール圧縮機の旋回スクロールの断面図である。図9に示すように、旋回スクロール13のラップ部先端13dに、運転中の温度分布を測定した結果をもとに、内周側フラット面13eと外周側フラット面13fを有し、その内周側フラット面13eと外周側フラット面13fとの間を傾斜面として、温度上昇によるラップ先端部13dの接触によるにかじりを防止し、漏れ損失を低減するものである。
しかしながら、特許文献1に記載されているような従来の構成では、固定スクロールと旋回スクロールとの間に形成される各圧縮室が、圧縮作用を行うことによる圧縮熱で各ラップ部が熱膨張することは考慮しているが、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差による固定スクロールと旋回スクロールの変形は考慮していない。
However, in the conventional configuration described in
吐出圧力と吸入圧力の差圧により、旋回スクロールは、固定スクロール側へ変形し、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端が片当たりにより接触面圧が高まり、お互いにカジリが発生して、圧縮機としての圧縮効率、耐久性が低下してしまう。また、吐出圧力と吸入圧力の差圧により、旋回スクロールの鏡板の歯底が固定スクロールのラップ部先端へ変形すると、旋回スクロールのラップ部先端も固定スクロールの鏡板の歯底と接触するようになり、片当たりにより、入力の急増およびカジリ発生により耐久性が低下するという課題があった。 Due to the pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure, the orbiting scroll is deformed to the fixed scroll side, and the contact surface pressure increases due to the contact between the bottom of the end plate of the orbiting scroll and the tip of the wrap section of the fixed scroll, causing galling. As a result, the compression efficiency and durability of the compressor are reduced. In addition, when the bottom of the end plate of the orbiting scroll is deformed to the front end of the fixed scroll lap due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, the front end of the end of the orbiting scroll comes into contact with the bottom of the end plate of the fixed scroll. However, there is a problem that durability is lowered due to a sudden increase in input and generation of galling due to a single contact.
特に、二酸化炭素を冷媒とした場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、従来のHFC冷媒の冷凍サイクルの圧力差の約7〜10倍以上高くなるため、旋回スクロールは、固定スクロール側へより変形しやすくなり、旋回スクロールの鏡板の歯底およびラップ部先端でカジリが発生し、圧縮機としての圧縮機効率および耐久性が低下してしまうという課題があった。 In particular, when carbon dioxide is used as the refrigerant, the pressure difference between the discharge pressure of the compressor and the suction pressure is about 7 to 10 times higher than the pressure difference of the refrigeration cycle of the conventional HFC refrigerant. There is a problem that deformation becomes easier to the side, galling occurs at the tooth bottom of the end plate of the orbiting scroll and the tip of the lap portion, and the compressor efficiency and durability as a compressor are reduced.
そこで、本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたもので、吐出圧力と吸入圧力の差
圧による旋回スクロールの圧力変形を考慮し、高信頼性および運転初期から高効率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ものである。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and considering the pressure deformation of the orbiting scroll due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, scroll compression that realizes high reliability and high efficiency from the beginning of operation. The purpose is to provide a machine.
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、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端との間のスラスト方向隙間1が、外周側から内周側へと増加するように傾斜を設け、かつ、旋回スクロールのラップ部先端と固定スクロールの鏡板の歯底との間のスラスト方向隙間2が、外周側から内周側へと増加するように傾斜を設け、旋回スクロールにおける渦巻きラップの内壁曲線の同一伸開角で、スラスト方向隙間2をスラスト方向隙間1より大きくし、前記ラップ部先端と前記鏡板の歯底の外周側から内周側への傾斜における開始点と終了点を、前記旋回スクロールにおける渦巻きラップの内壁曲線の伸開角で同一としたものである。
In order to solve the above-described conventional problems, the scroll compressor according to the present invention has a thrust-
これによって、吐出圧力と吸入圧力との差圧による圧力変形が発生した場合においても、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端および旋回スクロールのラップ部先端と固定スクロールの鏡板の歯底が片当たりせず、均一に接触するため、高信頼性および初期運転時から高効率を実現するものである。 As a result, even when pressure deformation due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure occurs, the tooth bottom of the end plate of the orbiting scroll, the tip of the wrap portion of the fixed scroll, the tip of the wrap portion of the orbiting scroll, and the teeth of the end plate of the fixed scroll Since the bottom does not come into contact with each other and contacts uniformly, high reliability and high efficiency are achieved from the initial operation.
本発明のスクロール圧縮機は、旋回スクロールおよび固定スクロールの形状を最適化することにより、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端および、旋回スクロールのラップ部先端と固定スクロールの鏡板の歯底を均一に接触させ、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができる。 The scroll compressor according to the present invention optimizes the shapes of the orbiting scroll and the fixed scroll, so that the bottom of the orbiting scroll end plate and the fixed scroll wrap end, and the orbiting scroll end and fixed scroll end plate are fixed. The tooth bottom can be contacted uniformly, and high reliability and high efficiency can be realized from the initial operation.
第1の発明は、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端との間の
スラスト方向隙間1が、外周側から内周側へと増加するように傾斜を設け、かつ、旋回スクロールのラップ部先端と固定スクロールの鏡板の歯底との間のスラスト方向隙間2が、外周側から内周側へと増加するように傾斜を設け、旋回スクロールにおける渦巻きラップの内壁曲線の同一伸開角で、スラスト方向隙間2をスラスト方向隙間1より大きくしたものである。
The first invention provides an inclination so that the
これによって、吐出圧力と吸入圧力との差圧による圧力変形が発生した場合においても、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端および旋回スクロールのラップ部先端と固定スクロールの鏡板の歯底が片当たりせず、均一に接触するため、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができる。 As a result, even when pressure deformation due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure occurs, the tooth bottom of the end plate of the orbiting scroll, the tip of the wrap portion of the fixed scroll, the tip of the wrap portion of the orbiting scroll, and the teeth of the end plate of the fixed scroll Since the bottom does not come into contact with each other and contacts uniformly, high reliability and high efficiency can be realized from the initial operation.
第2の発明は、特に第1の発明で、旋回スクロールの鏡板の歯底に、固定スクロールに対して、外周側から内周側に凹となる傾斜面を形成し、かつ旋回スクロールのラップ部先端に、外周側から内周側へとラップ高さが減少するように傾斜面を設けたものである。 The second invention is particularly the first invention, wherein an inclined surface which is concave from the outer peripheral side to the inner peripheral side with respect to the fixed scroll is formed on the bottom of the end plate of the orbiting scroll, and the wrap portion of the orbiting scroll An inclined surface is provided at the tip so that the wrap height decreases from the outer peripheral side to the inner peripheral side.
これによって、吐出圧力と吸入圧力との差圧による圧力変形が発生した場合においても、旋回スクロールの鏡板の歯底とラップ部先端が、圧力変形を考慮した形状を有しているため、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端が片当たりせず、均一に接触し、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができるとともに、旋回スクロールの鏡板の歯底とラップ部先端を一度に加工できるため、前述した形状を精度良く加工できる。 As a result, even when pressure deformation due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure occurs, the bottom of the end plate of the orbiting scroll and the tip of the lap portion have a shape that takes pressure deformation into account. The bottom of the end plate and the tip of the fixed scroll lap do not come into contact with each other, making contact evenly, achieving high reliability and high efficiency from the initial operation, and the bottom of the orbiting scroll end plate and wrap Since the tip of the part can be processed at once, the above-described shape can be processed with high accuracy.
第3の発明は、特に第1の発明で、固定スクロールの鏡板の歯底に、旋回スクロールに
対して、外周側から内周側に凹となる傾斜面を形成し、かつ固定スクロールのラップ部先
端に、外周側から内周側へとラップ高さが減少するように傾斜面を設けたものである。
The third invention is the first invention, in particular, wherein an inclined surface that is concave from the outer peripheral side to the inner peripheral side with respect to the orbiting scroll is formed on the tooth bottom of the end plate of the fixed scroll, and the fixed scroll wrap portion An inclined surface is provided at the tip so that the wrap height decreases from the outer peripheral side to the inner peripheral side.
これによって、固定スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端が片当たりせず、均一に接触し、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができるとともに、固定スクロールの鏡板の歯底とラップ部先端を一度に加工できるため、前述した形状を精度良く加工できる。 As a result, the bottom of the fixed scroll end plate and the top end of the fixed scroll lap do not come into contact with each other uniformly, and high reliability and high efficiency can be realized from the initial operation. Since the tooth bottom and the tip of the wrap portion can be processed at once, the above-described shape can be processed with high accuracy.
第4の発明は、特に第1〜第3の発明で、ラップ部先端と鏡板の歯底の外周側から内周側への傾斜における開始点と終了点を、旋回スクロールにおける渦巻きラップの内壁曲線の伸開角で同一としたものである。 The fourth invention is the first to third inventions in particular, wherein the starting point and the ending point in the inclination from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the tip of the lap portion and the end of the end plate are shown as the inner wall curve of the spiral wrap in the orbiting scroll Are the same in the extension angle.
これによって、容易に、旋回スクロールにおける渦巻きラップの内壁曲線の同一伸開角で、スラスト方向隙間2をスラスト方向隙1より大きくでき、吐出圧力と吸入圧力との差圧による圧力変形が発生した場合においても、旋回スクロールの鏡板の歯底と固定スクロールのラップ部先端および旋回スクロールのラップ部先端と固定スクロールの鏡板の歯底が片当たりせず、均一に接触し、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができる。
As a result, the
第5の発明は、特に第1〜第4の発明の旋回スクロールに表面処理として、アルマイト皮膜処理、PVD処理、ニッケルリンメッキ処理のいずれかを施すことにより、硬化層を持
った表面処理により異常磨耗を抑えて焼き付きさせることなく運転することができる。また、大容量で多冷媒となるシステムにおける液冷媒の戻りが激しい過渡運転時においても、液冷媒により、旋回スクロールのスラスト面において潤滑油切れや温度上昇が発生しても焼付きくことなく高信頼性を確保できる。また、硬化層特有の局所当たりによる入力急増を、第1〜4の発明で回避できる。
5th invention is abnormal by surface treatment with a hardened layer by performing any one of alumite film processing, PVD processing, and nickel phosphorus plating processing as surface treatment especially to the turning scroll of 1st-4th invention. It is possible to operate without suppressing seizure and burning. In addition, even in transient operation where the return of the liquid refrigerant is severe in a system with a large capacity and multiple refrigerants, the liquid refrigerant ensures high reliability without seizure even if the lubricating oil runs out or the temperature rises on the thrust surface of the orbiting scroll. Can be secured. Moreover, the rapid increase of the input due to the local hit specific to the hardened layer can be avoided in the first to fourth inventions.
第6の発明は、特に第1〜第5の発明の冷媒を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである。これによって、高差圧が発生した場合でも、第1〜5の発明により、旋回スクロールの鏡板の歯底が圧力変形しても、カジリや異常磨耗を効果的に防ぐことができる。 In the sixth invention, the refrigerant of the first to fifth inventions is a high-pressure refrigerant, for example, carbon dioxide. Thus, even when a high differential pressure is generated, the first to fifth inventions can effectively prevent galling and abnormal wear even if the bottom of the end plate of the orbiting scroll is deformed by pressure.
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である。図のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of a compression mechanism portion of FIG. The operation and action of the scroll compressor configured as shown in the figure will be described below.
図1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規制機構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 FIG. 1, the scroll compressor of the present invention includes a main bearing
旋回スクロール13の背面部分には、主軸受部材11に配置されている摺動仕切り環78があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環78により、摺動仕切り環78の内側領域である高圧部30と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧空間29とに仕切られている。この背面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。
A
さらに、固定スクロール12には、旋回スクロール13の背面の背圧空間29の圧力を制御する背圧調整弁9を備えている。
Further, the
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
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。
A part of the
また、高圧部30に供給されたオイル6は、旋回スクロール内部に設けられた連通路54によって旋回スクロール13の外周部まわりにあって自転規制機構14が位置している背圧空間29に進入し、固定スクロール12と旋回スクロール13との噛み合せによる摺動部および自転規制機構14の摺動部を潤滑するのに併せ、背圧空間29にて旋回スクロール13の背圧を印加する。
Further, the
また、背圧空間29に進入するオイル6は、連通路54の一部に設けられた絞り孔57での絞り作用によって高圧部30と圧縮室15の低圧側との圧力の中間となる中間圧に設定される。背圧空間29は高圧部30の高圧側との間が環状仕切り環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、背圧調整弁9が作用して、圧縮室15の吸入部分に戻され進入する。
Further, the
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、絞り孔57による減圧設定と背圧調整機構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のラップ13b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弁9による連絡路10の凹部105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
また、図2に示すように、常温状態で旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cと固定スクロール12のラップ部先端12dとの間のスラスト方向隙間1が外周側から内周側へと増加するように、旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cに、固定スクロール12に対して、外周側から内周側に凹となる傾斜面を形成し、かつ旋回スクロール13のラップ部先端13dと固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cとの間のスラスト方向隙間2が外周側から内周側へと増加するように、旋回スクロール13のラップ部先端
13dに、外周側から内周側へと渦巻きラップ13bの高さが減少するように傾斜面を設けている。
Further, as shown in FIG. 2, the
この傾斜の一例について、更に詳細に説明する。図3は旋回スクロール13の正面図、図4は、旋回スクロール13における渦巻きラップの内壁曲線の伸開角に対する旋回スクロール13と固定スクロールの形状を示したものである。
An example of this inclination will be described in more detail. FIG. 3 is a front view of the orbiting
固定スクロール12におけるラップ部先端12dの中心部は、熱膨張により高くなり、また、旋回スクロールの鏡板背面部に高圧部30および背圧空間29の圧力がかかることにより圧力変形し、特に中心部で固定スクロール12に押し付けられる。このことを考慮して、常温状態で旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cと固定スクロール12のラップ部先端12dとの間のスラスト方向隙間1が外周側から内周側へと増加するように、旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cに、固定スクロール12に対して、外周側から内周側に凹となる傾斜面を形成している。
The central portion of the
また、旋回スクロール13におけるラップ部先端13dの中心部は、熱膨張により高くなり、また、旋回スクロール13の鏡板13aの背面部に高圧部30および背圧空間29の圧力がかかることにより圧力変形し、特に中心部で固定スクロール12に押し付けられため、旋回スクロールの鏡板13aの歯底13cが固定スクロール12側に変形した量だけ、旋回スクロール13のラップ部先端13dは固定スクロール12側に変形することになる。このことを考慮して、旋回スクロール13のラップ部先端13dと固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cとの間のスラスト方向隙間2が外周側から内周側へと増加し、かつ旋回スクロール13における渦巻きラップ13bの内壁曲線の同一伸開角において、スラスト方向隙間2がスラスト方向隙間1より大きくなるように、旋回スクロール13のラップ部先端13dに、外周側から内周側へとラップ高さが減少するように傾斜面を設けている。
Further, the central portion of the
上記構成により、吐出圧力と吸入圧力との差圧により圧力変形が発生した場合においても、旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cと固定スクロール12のラップ部先端12dが片当たりせず、均一に接触し、また、旋回スクロール13のラップ部先端13dと固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cが片当たりせず、均一な隙間を形成するため、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができる。
With the above configuration, even when pressure deformation occurs due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, the bottom 13c of the
(実施の形態2)
図5に本発明の第2の実施の形態のスクロール圧縮機の圧縮要素の断面図を示す。図に示すように、常温状態で旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cと固定スクロール12のラップ部先端12dとの間のスラスト方向隙間1が外周側から内周側へと増加するように、固定スクロール12のラップ部先端12dに、旋回スクロール13に対して、外周側から内周側へとラップ高さが減少するように傾斜面を形成し、かつ旋回スクロール13のラップ部先端13dと固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cとの間のスラスト方向隙間2が外周側から内周側へと増加するように、固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cに、外周側から内周側に凹となるように傾斜面を設けている。
(Embodiment 2)
FIG. 5 shows a cross-sectional view of the compression element of the scroll compressor according to the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
この傾斜の一例について、更に詳細に説明する。図6は固定スクロール12の正面図、図7は、旋回スクロール13における渦巻きラップ13bの内壁曲線の伸開角に対する旋回スクロール13と固定スクロール12の形状を示したものである。
An example of this inclination will be described in more detail. FIG. 6 is a front view of the fixed
固定スクロール12におけるラップ部先端12dの中心部は、熱膨張により高くなり、また、旋回スクロールの鏡板背面部に高圧部30および背圧空間29の圧力がかかることにより圧力変形し、特に中心部で固定スクロール12に押し付けられる。このことを考慮
して、常温状態で旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cと固定スクロール12のラップ部先端12dとの間のスラスト方向隙間1が外周側から内周側へと増加するように、固定スクロール12のラップ部先端12dに、外周側から内周側へとラップ高さが減少するように傾斜面を設けている。
The central portion of the
また、旋回スクロール13におけるラップ部先端13dの中心部は、熱膨張により高くなり、また、旋回スクロールの鏡板背面部に高圧部30および背圧空間29の圧力がかかることにより圧力変形し、特に中心部で固定スクロール12に押し付けられため、旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cが固定スクロール12側に変形した量だけ、旋回スクロール13のラップ部先端13dは固定スクロール12側に変形することになる。このことを考慮して、旋回スクロール13のラップ部先端13dと固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cとの間のスラスト方向隙間2が外周側から内周側へと増加し、かつ旋回スクロール13における渦巻きラップ13bの内壁曲線の同一伸開角において、スラスト方向隙間2がスラスト方向隙間1より大きくなるように、固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cに、旋回スクロール13に対して、外周側から内周側に凹となる傾斜面を形成している。
Further, the center portion of the
上記構成により、吐出圧力と吸入圧力との差圧により圧力変形が発生した場合においても、旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cと固定スクロール12のラップ部先端12dが片当たりせず、均一に接触し、また、旋回スクロール13のラップ部先端13dと固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cが片当たりせず、均一な隙間を形成するため、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができる。
With the above configuration, even when pressure deformation occurs due to the differential pressure between the discharge pressure and the suction pressure, the bottom 13c of the
(実施の形態3)
図8に本発明の第3の実施の形態のスクロール圧縮機の旋回スクロール13における渦巻きラップの内壁曲線の伸開角に対する旋回スクロール13と固定スクロールの形状を示したものである。
(Embodiment 3)
FIG. 8 shows the shapes of the orbiting
図に示すように、旋回スクロール13のラップ部先端13dと鏡板13aの歯底13cの外周側から内周側への傾斜における開始点Dと終了点Cを、旋回スクロール13における渦巻きラップ13bの内壁曲線の伸開角で同一としている。
As shown in the figure, the start point D and the end point C in the inclination from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the
これによって、容易に、旋回スクロール13における渦巻きラップ13bの内壁曲線の同一伸開角で、スラスト方向隙間2をスラスト方向隙間1より大きくでき、吐出圧力と吸入圧力との差圧による圧力変形が発生した場合においても、旋回スクロール13の鏡板13aの歯底13cと固定スクロール12のラップ部先端12dおよび旋回スクロール13のラップ部先端13dと固定スクロール12の鏡板12aの歯底12cが片当たりせず、均一に接触し、高信頼性および初期運転時から高効率を実現することができる。
As a result, the
また、固定スクロール12のラップ部先端12dと歯底12cに同様な傾斜面を設けることによっても、同一の効果を有することは言うまでもない。
Further, it goes without saying that the same effect can be obtained by providing similar inclined surfaces on the
(実施の形態4)
本発明の第4の実施の形態のスクロール圧縮機において、固定スクロール12は、鉄系材料で形成され、旋回スクロール13は、アルミニウム系材料に表面処理を施し、その表面に硬化層が形成されている。この表面処理として、アルマイト皮膜処理、PVD処理、ニ
ッケルリンメッキ処理などが施されている(図示せず)。
(Embodiment 4)
In the scroll compressor according to the fourth embodiment of the present invention, the fixed
上記構成により、圧縮機の吐出圧力は、高く、旋回スクロール13が固定スクロール12から引き離されないだけの背圧を与えると、旋回スクロール13が固定スクロール12
に強く押し付けられが、旋回スクロール13に施された表面処理による硬化層により、焼付くことなくより信頼性の高いスクロール圧縮機が得られる。また、大容量で多冷媒となるシステムでは、始動や除霜などの過渡運転時にスクロール圧縮機への激しい液戻りが発生し、この液戻りによって潤滑油が液冷媒で洗われ、潤滑状態が厳しくなるが、この表面処理による硬化層により焼き付くことはなく、高速運転が可能となる。
With the above configuration, the discharge pressure of the compressor is high, and when the back scroll is applied so that the orbiting
However, the hardened layer formed by the surface treatment applied to the
(実施の形態5)
本発明の第5の実施の形態のスクロール圧縮機は、冷媒を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素としたものである(図示せず)。
(Embodiment 5)
In the scroll compressor according to the fifth embodiment of the present invention, the refrigerant is a high-pressure refrigerant, for example, carbon dioxide (not shown).
冷媒を、高圧冷媒、例えば二酸化炭素とした場合、圧縮機の吐出圧力と吸入圧力の圧力差は、従来のHFC冷媒の冷凍サイクルの圧力差の約7〜10倍以上高くなるため、旋回スクロールは、固定スクロール側へより変形しやすくなるが、本発明においては、旋回スクロール13および固定スクロール12の温度歪および圧力変形を考慮しており、局所的な当たりはなく、均等な面圧で受けるため、高信頼性および運転初期から高効率スクロール圧縮機を実現できる。
When the refrigerant is a high-pressure refrigerant such as carbon dioxide, the pressure difference between the discharge pressure and the suction pressure of the compressor is about 7 to 10 times higher than the pressure difference of the refrigeration cycle of the conventional HFC refrigerant. However, in the present invention, since the temperature distortion and pressure deformation of the orbiting
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、旋回スクロールおよび固定スクロールの形状を最適化することにより、高信頼性および高効率が実現でき、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、オイルフリー圧縮機、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 can achieve high reliability and high efficiency by optimizing the shapes of the orbiting scroll and the fixed scroll, and the air scroll compression is not limited to the working fluid as the refrigerant. The present invention can also be applied to the use of scroll fluid machines such as compressors, vacuum pumps, oil-free compressors, and scroll type expanders.
12 固定スクロール
12a 鏡板
12b 渦巻きラップ
12c 歯底
12d ラップ部先端
13 旋回スクロール
13a 鏡板
13b 渦巻きラップ
13c 歯底
13d ラップ部先端
15 圧縮室
60 スラスト方向隙間1
61 スラスト方向隙間2
DESCRIPTION OF
61
Claims (5)
クロール圧縮機。 The scroll compressor according to any one of claims 1 to 3, wherein the orbiting scroll is subjected to any one of alumite film treatment, PVD treatment, and nickel phosphorus plating treatment as a surface treatment.
項に記載のスクロール圧縮機。 The refrigerant according to any one of claims 1 to 4, wherein the refrigerant is a high-pressure refrigerant, for example, carbon dioxide.
The scroll compressor according to item.
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