JP4979503B2

JP4979503B2 - Scroll compressor

Info

Publication number: JP4979503B2
Application number: JP2007202455A
Authority: JP
Inventors: 晃啓村上; 康弘岸; 敦島田; 和幸藤村; 豪土屋; 勇坪野
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2007-08-03
Filing date: 2007-08-03
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-08-03
Also published as: JP2009036136A

Description

本発明は冷凍空調機器等に用いられる密閉型スクロール圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a hermetic scroll compressor used in a refrigeration air conditioner or the like.

従来のスクロール圧縮機として、特許文献１が知られている。 Patent Document 1 is known as a conventional scroll compressor.

この特許文献１によれば、密閉容器内に圧縮機構、この圧縮機構の下方に設けた圧縮機構を駆動するための電動機と、この電動機の回転力を圧縮機構に伝達するためのシャフトとを備え、密閉容器内の下部に設けた油溜の油をシャフトを通じてシャフトの軸受部や圧縮機構の摺動部に供給する給油機構とを備えている。 According to Patent Document 1, a compression mechanism is provided in an airtight container, an electric motor for driving the compression mechanism provided below the compression mechanism, and a shaft for transmitting the rotational force of the electric motor to the compression mechanism. And an oil supply mechanism that supplies oil in an oil reservoir provided at a lower portion in the sealed container to the shaft bearing portion and the sliding portion of the compression mechanism through the shaft.

油は給油機構によって重力に逆らって軸受部や圧縮機構の摺動部に強制給油されて、円滑な動作を確保しながら、圧縮機構で圧縮した冷媒ガスを密閉容器内の電動機の部分を通して電動機を冷却した後、密閉容器外に吐出するようにしており、前記軸受部や圧縮機構の摺動部に供給した後のオイルが供給圧や重力によって下方に移動し油溜に自然回収されるようにすることができる。しかし、冷媒ガスは常時油と接触してこれを随伴させ、密閉容器から冷凍サイクルに供給される際に油を持ち込んでしまい、冷凍サイクル中での配管圧力損失や凝縮機や蒸発機などの熱交換機での熱交換効率の低下をもたらす問題があった。そのため、圧縮機構より吐出された冷媒ガスと軸受部から排出された油を一括してロータ上部に誘導し、ロータ内部に通路孔を設けて、通路孔通過時に働くロータの回転による遠心力により油と冷媒ガスの気液分離を行う構成となっている。 Oil is forcibly lubricated to the bearings and sliding parts of the compression mechanism against the gravity by the oil supply mechanism, and the refrigerant gas compressed by the compression mechanism is passed through the motor part in the sealed container while ensuring smooth operation. After cooling, the oil is discharged out of the sealed container so that the oil supplied to the bearing part and the sliding part of the compression mechanism moves downward by the supply pressure and gravity and is naturally recovered in the oil reservoir. can do. However, the refrigerant gas always comes into contact with oil and entrains it, bringing in oil when it is supplied from the sealed container to the refrigeration cycle, causing pipe pressure loss in the refrigeration cycle and heat from condensers and evaporators. There was a problem that caused a decrease in heat exchange efficiency in the exchanger. Therefore, the refrigerant gas discharged from the compression mechanism and the oil discharged from the bearing portion are collectively guided to the upper portion of the rotor, and a passage hole is provided inside the rotor. And gas-liquid separation of refrigerant gas.

特開２００１−２８０２５２号公報JP 2001-280252 A

しかしながら、上記従来の構成では次に示すような課題を有する。すなわち、軸受部より排出された際には油として独立しているにも関わらず、冷媒ガスと油を一括してロータ上部の空間に誘導して随伴させ、再びロータ内部の通路内を通過する過程で遠心力により気液分離させる構成をとる限り、満足に冷媒ガスから油を取り除くことは難しく、ロータ上部の空間に冷媒ガスと油が混在して混ざり合うため、流路や流れの乱れが起きやすく効率的にロータ内部の通路に誘導しにくいという課題があった。 However, the conventional configuration has the following problems. That is, when the oil is discharged from the bearing portion, it is independent as oil, but the refrigerant gas and oil are collectively guided to the space above the rotor and are again passed through the passage inside the rotor. As long as it is configured to separate the gas and liquid by centrifugal force during the process, it is difficult to satisfactorily remove the oil from the refrigerant gas, and the refrigerant gas and oil are mixed and mixed in the space above the rotor. There was a problem that it was easy to occur and it was difficult to efficiently guide to the passage inside the rotor.

従って、軸受部から排出される際の油の飛散を防止して吐出ガスの油含有率を低減することにより高性能で信頼性の高い圧縮機が望まれる。 Therefore, a compressor with high performance and high reliability is desired by preventing the oil from being scattered when discharged from the bearing portion and reducing the oil content of the discharge gas.

本発明の目的は、吐出ガスの油含有率を低減することにある。 An object of the present invention is to reduce the oil content of the discharge gas.

上記本発明の目的は、
密閉容器内に、ロータを有する電動機と、
前記電動機の上部に圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールと、
前記電動機の回転力を伝達して前記旋回スクロールを公転させるシャフトと、
前記シャフトを回転させる軸受部を有するフレームと、
前記密閉容器の底部に設けられた油溜と、
前記油溜の油を前記シャフトを通じて前記軸受部、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールに供給する給油機構と、
前記ロータの上部に取付けられたバランスウェイトと、
前記バランスウェイトで外周を囲まれ、前記軸受部に供給された油が誘導されるロータ上部空間と、
前記ロータ上部空間の外周面に油開口部を有し、前記ロータ上部空間と前記油溜とを連通する油連通路と、
前記ロータ上部空間よりも上方に位置し、冷媒ガスを前記密閉容器から吐出する吐出口と、
前記ロータ上部空間の上端に冷媒ガス開口部を有し、前記ロータ上部空間と前記吐出口とを連通する冷媒ガス連通路と、を備え、
前記油開口部は前記冷媒ガス開口部よりも、前記シャフトの半径方向において前記シャフトから遠い位置にあることを特徴とするスクロール圧縮機によって達成される。

The object of the present invention is as follows.
An electric motor having a rotor in a sealed container ;
A fixed scroll and the orbiting scroll to form a compression chamber at the top of the motor,
A shaft to revolve the orbiting scroll by transmitting the rotational force of the motor,
A frame having a bearing portion for rotating the shaft,
An oil reservoir provided at the bottom of the sealed container;
The bearing portion of the oil of the oil reservoir through the shaft, and the oil supply mechanism for supplying said orbiting scroll and said fixed scroll,
A balance weight attached to the top of the rotor;
A rotor upper space surrounded by the balance weight and guided by oil supplied to the bearing portion;
An oil communication path having an oil opening on an outer peripheral surface of the rotor upper space, and communicating the rotor upper space and the oil reservoir;
A discharge port that is located above the upper space of the rotor and discharges the refrigerant gas from the sealed container;
A refrigerant gas opening that has a refrigerant gas opening at an upper end of the rotor upper space, and communicates the rotor upper space and the discharge port;
The oil opening is achieved by a scroll compressor that is located farther from the shaft in the radial direction of the shaft than the refrigerant gas opening .

本発明によれば、吐出ガスの油含有率を低減することができる。 According to the present invention, the oil content of the discharge gas can be reduced.

以下、本発明におけるいくつかの好適な実施の形態について図を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の実施の形態に限定されず、また、特に限定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらの実施の形態のみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。 Hereinafter, some preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and is not intended to limit the scope of the present invention only to those embodiments unless otherwise specifically described. It is just an example.

図１は本発明の実施例におけるスクロール圧縮機の断面図である。図１に示すように、密閉容器１内に溶接で固定したフレーム５と、このフレーム５上にボルト止めした固定スクロール３との間に、固定スクロール３と噛み合う旋回スクロール４を挟み込んでスクロール式の圧縮機構２を構成している。旋回スクロール４とフレーム５との間に旋回スクロール４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１０が配設されている。シャフト６の上端にあるピン部６ａにて旋回スクロール４を偏心駆動することにより、旋回スクロール４との間に形成している圧縮室２３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１１および固定スクロール３の外周部の吸込口１２から冷媒ガスを吸入して圧縮してゆき、圧縮された冷媒ガスは固定スクロール３の中央部の吐出口１４から密閉容器１内に吐出されることを繰り返す。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a scroll compressor according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a scroll-type scroll 4 is sandwiched between a frame 5 fixed by welding in an airtight container 1 and a fixed scroll 3 bolted on the frame 5 so as to sandwich the orbiting scroll 4 meshing with the fixed scroll 3. A compression mechanism 2 is configured. An Oldham ring 10 is disposed between the orbiting scroll 4 and the frame 5 for guiding the orbiting scroll 4 to rotate in a circular orbit while preventing rotation. Utilizing the fact that the orbiting scroll 4 is eccentrically driven by the pin portion 6a at the upper end of the shaft 6 makes the compression chamber 23 formed between the shaft 6 and the orbiting scroll 4 smaller while moving from the outer peripheral side to the center portion. Then, the refrigerant gas is sucked and compressed from the suction pipe 11 communicating with the outside of the sealed container 1 and the suction port 12 on the outer peripheral portion of the fixed scroll 3, and the compressed refrigerant gas is discharged from the central portion of the fixed scroll 3. It is repeatedly discharged from the outlet 14 into the sealed container 1.

シャフト６の下端は密閉容器１の下端部の油溜９に達して、密閉容器１内に溶接して固定された副軸受部材１５により軸受され、安定に回転することができる。電動機７はフレーム５と副軸受部材１５との間に位置して、密閉容器１に焼き嵌めして固定されたステータ７ｂとシャフト６の途中の外まわりに一体に結合されたロータ７ａとで構成され、ロータ７ａの上下端面にはピンにより止め付けられたバランスウェイト１６が設けられ、これによりロータ７ａおよびシャフト６が安定して回転し、旋回スクロール４を安定して円軌道運動させることができる。 The lower end of the shaft 6 reaches the oil reservoir 9 at the lower end of the sealed container 1 and is supported by the auxiliary bearing member 15 fixed by welding in the sealed container 1 so that it can rotate stably. The electric motor 7 is located between the frame 5 and the auxiliary bearing member 15 and is composed of a stator 7b fixed by shrink fitting in the hermetic container 1 and a rotor 7a integrally coupled to the outer periphery in the middle of the shaft 6. The balance weights 16 fixed by pins are provided on the upper and lower end surfaces of the rotor 7a, whereby the rotor 7a and the shaft 6 are stably rotated, and the orbiting scroll 4 can be stably moved in a circular orbit.

給油機構１７はシャフト６の下端で駆動される給油ポンプ１８によって油溜９内の油８を、シャフト６を貫通している油供給穴６ｂを通じて軸受部５ａや圧縮機構２の各摺動部に供給する。 The oil supply mechanism 17 causes the oil 8 in the oil reservoir 9 to pass through the oil supply hole 6 b penetrating the shaft 6 to the sliding portions of the bearing portion 5 a and the compression mechanism 2 by an oil supply pump 18 driven at the lower end of the shaft 6. Supply.

図２に示すように、供給後の油８は供給圧や重力によって逃げ場を求めるようにして軸受部５ａを通じフレーム５の下に流出して滴下した後、バランスウエイト１６で外周を囲まれたロータ上部空間１９に誘導され、ロータ７ａの回転による強制旋回に供してかかる遠心力によりバランスウエィト１６の内周側面の空洞穴２０に導かれ、ロータ７ａ内部の連通路２１を通って効率的にロータ７ａ下部から排出され、密閉容器１内の油溜９へ回収される。 As shown in FIG. 2, the oil 8 after supply flows out and drops below the frame 5 through the bearing portion 5 a so as to obtain a refuge by supply pressure or gravity, and then the rotor is surrounded by a balance weight 16. The centrifugal force guided to the upper space 19 and subjected to forced swirling by the rotation of the rotor 7a is guided to the hollow hole 20 on the inner peripheral side surface of the balance weight 16 and efficiently passes through the communication path 21 inside the rotor 7a. 7a is discharged from the lower portion and collected in the oil reservoir 9 in the sealed container 1.

尚、バランスウェイト１６内周側面の空洞穴２０の開口面積は、軸受部５ａから排出される油量に応じて油８通過時に抵抗とならない面積に設計することが望ましく、空洞穴２０は複数個になっても構わない。 The opening area of the cavity hole 20 on the inner peripheral side surface of the balance weight 16 is preferably designed to be an area that does not become a resistance when oil 8 passes according to the amount of oil discharged from the bearing portion 5a. It does n’t matter.

以上のような構成では、軸受部から排出された油はバランスウェイトに穿設された連通路で外周を囲まれたロータ上部の空間に誘導され、ロータの回転により発生した強制旋回に供して遠心力でバランスウェイト内周側面に押し付けられて凝集し、遠心分離による気液分離効率を高める効果があるので、わずかに随伴した冷媒ガスをさらに分離しやすくでき、選択的に油をロータ内部の連通路に誘導することができる。 In the configuration as described above, the oil discharged from the bearing portion is guided to the space above the rotor surrounded by the communication path formed in the balance weight, and is subjected to the forced swirl generated by the rotation of the rotor and centrifuged. Since it is pressed against the inner peripheral surface of the balance weight by the force and agglomerates to increase the gas-liquid separation efficiency by centrifugal separation, it is easier to separate slightly accompanying refrigerant gas, and the oil is selectively connected to the interior of the rotor. It can be guided to the passage.

また、冷媒ガスは電動機部の外周に向け吐出してステータと密閉容器との間の通路を下降して電動機下部に至った後、ステータとロータとの間のエアギャップを上昇して密閉容器外に吐出する整然とした流れを形成することができ、前記ロータ下部より滴下した油を随伴させにくくしている。 In addition, the refrigerant gas is discharged toward the outer periphery of the electric motor part, descends the passage between the stator and the sealed container and reaches the lower part of the motor, and then raises the air gap between the stator and the rotor to increase the outside of the sealed container. An orderly flow to be discharged can be formed, making it difficult for oil dropped from the lower part of the rotor to follow.

以上の通りであり、軸受部から排出された油は、圧縮機構から吐出された冷媒ガスの電動機部への流路とは独立して、ロータ上部に設けられたバランスウェイトとフレーム軸受部に囲まれた空間に誘導された後、ロータの回転による強制旋回に供して油にかかる遠心力によってバランスウェイト内周側面の空洞穴に導かれ、ロータ内部の通路を通って効率的にロータ下部の油溜へと循環する。そのため、冷媒ガスに乗じる機会がほとんどなく油溜へと滴下して回収されるので、吐出された冷媒ガスの油含有率を低減することができる。 As described above, the oil discharged from the bearing portion is surrounded by the balance weight and the frame bearing portion provided at the upper portion of the rotor independently of the flow path of the refrigerant gas discharged from the compression mechanism to the motor portion. After being guided into the space, it is guided to the hollow hole on the inner peripheral side of the balance weight by the centrifugal force applied to the oil by forced rotation by the rotation of the rotor, and the oil below the rotor is efficiently passed through the passage inside the rotor. Circulate to the reservoir. Therefore, there is almost no opportunity to ride on the refrigerant gas, and the oil is dropped into the oil reservoir and collected, so that the oil content of the discharged refrigerant gas can be reduced.

以上のような構成で軸受部からの排出経路（バランスウェイトの連通路とロータの連通路）を設定したことにより、電動機７のロータ７ａ及びバランスウェイト１６部の変更を行うことのみで、吐出ガス２２の油含有率を低減することができ、圧縮機構２や給油機構１７は従来通りに設計することができることから、変更に伴うコスト増加を抑えることができる。その結果、安価に冷媒ガス１３と油８の気液分離を行うことができ、吐出ガス２２の油含有率を抑えることができる。したがって、冷凍サイクル中での配管圧力損失や凝縮機，蒸発機などの熱交換器での熱交換効率の低下を防止するという効果を期待でき、サイクル性能を大幅に向上させることが可能である。また、圧縮機内の油持ち出しを抑えられることから油面安定化にもつながり、軸受部への安定的な油供給が可能になることから信頼性上の向上も期待できる。 By setting the discharge path from the bearing portion (the communication path of the balance weight and the communication path of the rotor) with the above configuration, the discharge gas can be obtained only by changing the rotor 7a and the balance weight 16 of the electric motor 7. The oil content of 22 can be reduced, and the compression mechanism 2 and the oil supply mechanism 17 can be designed in the conventional manner, so that an increase in cost associated with the change can be suppressed. As a result, the gas-liquid separation of the refrigerant gas 13 and the oil 8 can be performed at low cost, and the oil content of the discharge gas 22 can be suppressed. Therefore, it is possible to expect an effect of preventing a pipe pressure loss in the refrigeration cycle and a decrease in heat exchange efficiency in a heat exchanger such as a condenser and an evaporator, and the cycle performance can be greatly improved. Further, since oil take-out in the compressor can be suppressed, the oil level can be stabilized, and stable oil supply to the bearing portion can be achieved, so that an improvement in reliability can be expected.

本発明の実施の形態における密閉型スクロール圧縮機の断面図。Sectional drawing of the hermetic scroll compressor in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における要部拡大図。The principal part enlarged view in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１密閉容器
２圧縮機構
３固定スクロール
４旋回スクロール
５フレーム
５ａ軸受部
６シャフト
６ａピン部
６ｂ油供給穴
７電動機
７ａロータ
７ｂステータ
８油
９油溜
１０オルダムリング
１１吸込パイプ
１２吸込口
１３冷媒ガス
１４吐出口
１５副軸受部材
１６バランスウェイト
１７給油機構
１８給油ポンプ
１９ロータ上部空間
２０空洞穴
２１連通路
２２吐出ガス
２３圧縮室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container 2 Compression mechanism 3 Fixed scroll 4 Orbiting scroll 5 Frame 5a Bearing part 6 Shaft 6a Pin part 6b Oil supply hole 7 Electric motor 7a Rotor 7b Stator 8 Oil 9 Oil reservoir 10 Oldham ring 11 Suction pipe 12 Suction port 13 Refrigerant gas 14 Discharge port 15 Sub bearing member 16 Balance weight 17 Oil supply mechanism 18 Oil pump 19 Rotor upper space 20 Hollow hole 21 Communication passage 22 Discharge gas 23 Compression chamber

Claims

密閉容器内に、ロータを有する電動機と、
前記電動機の上方に位置し、圧縮室を形成する固定スクロールおよび旋回スクロールと、
前記電動機の回転力を伝達して前記旋回スクロールを公転させるシャフトと、
前記シャフトを回転させる軸受部を有するフレームと、
前記密閉容器の底部に設けられた油溜と、
前記油溜の油を前記シャフトを通じて前記軸受部、前記旋回スクロール及び前記固定スクロールに供給する給油機構と、
前記ロータの上部に取付けられたバランスウェイトと、
前記バランスウェイトで外周を囲まれ、前記軸受部に供給された油が誘導されるロータ上部空間と、
前記ロータ上部空間の外周面に油開口部を有し、前記ロータ上部空間と前記油溜とを連通する油連通路と、
前記ロータ上部空間よりも上方に位置し、冷媒ガスを前記密閉容器から吐出する吐出口と、
前記ロータ上部空間の上端に冷媒ガス開口部を有し、前記ロータ上部空間と前記吐出口とを連通する冷媒ガス連通路と、を備え、
前記油開口部は前記冷媒ガス開口部よりも、前記シャフトの半径方向において前記シャフトから遠い位置にあることを特徴とするスクロール圧縮機。 An electric motor having a rotor in a sealed container ;
Located on side of the electric motor, a fixed scroll and the orbiting scroll to form a compression chamber,
A shaft to revolve the orbiting scroll by transmitting the rotational force of the motor,
A frame having a bearing portion for rotating the shaft,
An oil reservoir provided at the bottom of the sealed container;
The bearing portion of the oil of the oil reservoir through the shaft, and the oil supply mechanism for supplying said orbiting scroll and said fixed scroll,
A balance weight attached to the top of the rotor;
A rotor upper space surrounded by the balance weight and guided by oil supplied to the bearing portion;
An oil communication path having an oil opening on an outer peripheral surface of the rotor upper space, and communicating the rotor upper space and the oil reservoir;
A discharge port that is located above the upper space of the rotor and discharges the refrigerant gas from the sealed container;
A refrigerant gas opening that has a refrigerant gas opening at an upper end of the rotor upper space, and communicates the rotor upper space and the discharge port;
The scroll compressor according to claim 1, wherein the oil opening is located farther from the shaft in the radial direction of the shaft than the refrigerant gas opening .

前記油連通路の開口部は前記冷媒ガス連通路の開口部よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1 , wherein the opening of the oil communication passage is larger than the opening of the refrigerant gas communication passage .