JP6016890B2 - Scroll compressor and refrigeration cycle apparatus for air conditioning - Google Patents
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Description
本発明は、スクロール圧縮機に関し、たとえば冷凍用や空調用などの冷凍サイクルに使用される冷媒圧縮機、或いは空気やその他のガスを圧縮するガス圧縮機として好適なスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly, to a scroll compressor suitable as a refrigerant compressor used in a refrigeration cycle such as refrigeration or air conditioning, or a gas compressor that compresses air or other gas.
スクロール圧縮機では、軸受等の摺動部を潤滑する冷凍機油が何らかの理由で圧縮冷媒とともに圧縮機外へ流出する、いわゆる油上がり現象が生じることがある。油の流出により、潤滑油不足による圧縮機の信頼性低下や、圧縮機下流の熱交換器性能低下等の問題が生じることから、高効率で高信頼性を有する圧縮機を提供するためには、油上がりを抑制する必要がある。油上がりの原因の1つには、油が主軸受からフレームシールとシャフトの隙間を流れる油漏れにより、油が主軸受下方のバランスウェイトで冷媒とともに撹拌され、冷媒と油が分離されないまま圧縮機外へ流出することが挙げられる。このような油上がりを抑制する従来技術としては特許文献1があり、一部引用すると以下の通りである。
In a scroll compressor, a so-called oil rising phenomenon may occur in which refrigeration oil that lubricates sliding portions such as bearings flows out of the compressor together with the compressed refrigerant for some reason. In order to provide a highly efficient and highly reliable compressor, the oil spill causes problems such as a decrease in the reliability of the compressor due to lack of lubricating oil and a decrease in the performance of the heat exchanger downstream of the compressor. It is necessary to suppress oil rising. One of the causes of oil rising is that oil leaks from the main bearing through the gap between the frame seal and the shaft, so that the oil is agitated together with the refrigerant by the balance weight below the main bearing, and the compressor remains without separating the refrigerant and oil. Outflowing to the outside. As a prior art for suppressing such oil rising, there is
密閉したチャンバ内に冷媒を圧縮するための圧縮機構部と、この圧縮機構部を駆動する駆動軸と、該駆動軸を回転するための電動機部とを収納し、該電動機部は容器に固定した固定子と駆動軸に連結した回転子とを備え、前記駆動軸に前記圧縮機構部の回転質量の釣合いをとるバランスウェイトを配置した回転型圧縮機において、前記バランスウェイトは、回転質量の釣合いをとる概ね半円柱状のウェイト部と、該ウェイトの径方向の反対側に概ね半円筒状で上下付近に開口部を有するカバー部と、該ウェイト部と該カバー部で囲まれた中空空間を備え、該バランスウェイトと前記回転子は互いに接触しないように軸方向に隙間を設けて配置したことを特徴とする回転型圧縮機を用いることで、バランスウェイトによる油の撹拌を防ぎ、油上がりを抑制することができる。 A compression mechanism portion for compressing the refrigerant, a drive shaft for driving the compression mechanism portion, and an electric motor portion for rotating the drive shaft are housed in a sealed chamber, and the electric motor portion is fixed to the container. A rotary compressor comprising a stator and a rotor connected to a drive shaft, wherein a balance weight that balances the rotational mass of the compression mechanism portion is arranged on the drive shaft, wherein the balance weight balances the rotational mass. A generally semi-cylindrical weight portion, a cover portion having a substantially semi-cylindrical shape on the opposite side of the weight in the radial direction and having an opening near the top and bottom, and a hollow space surrounded by the weight portion and the cover portion. By using a rotary compressor characterized in that the balance weight and the rotor are arranged with a gap in the axial direction so that they do not contact each other, oil agitation by the balance weight is prevented, Ri can be suppressed.
一方、主軸受にすべり軸受を使用する構造において、軸受から下端へ油が漏洩するのを抑制する従来技術として、特許文献2がある。以下、一部抜粋する。ケーシング内に、モータと、モータに駆動軸を介して連結されたスクロール機構とが収納され、駆動軸は、駆動軸が貫通する軸受との間に潤滑油を供給して回転自在に支持されている。駆動軸の外周面と軸受の内周面とで構成される軸受部の軸方向端部には、周方向の油溝を有する油回収部が軸方向の一端部に形成されている。軸受には油通路が形成されている。油通路の一端は、油回収部に連通し、油通路の他端は、軸受における被覆端面に開口している。 On the other hand, in a structure using a plain bearing as the main bearing, there is Patent Document 2 as a conventional technique for suppressing oil leakage from the bearing to the lower end. Here are some excerpts: A casing and a scroll mechanism coupled to the motor via a drive shaft are housed in the casing, and the drive shaft is rotatably supported by supplying lubricating oil to a bearing through which the drive shaft passes. Yes. An oil recovery portion having a circumferential oil groove is formed at one end portion in the axial direction at the axial end portion of the bearing portion constituted by the outer peripheral surface of the drive shaft and the inner peripheral surface of the bearing. An oil passage is formed in the bearing. One end of the oil passage communicates with the oil recovery portion, and the other end of the oil passage opens to the covering end surface of the bearing.
また、近年では環境負荷低減や低コスト化のために省資源化が強く求められており、その実現には圧縮機の小径化や高効率化が必要である。圧縮機を高効率化する方法の1つとして、主軸受に転がり軸受を用いることで、摺動部によるエネルギー損失を低減する方法がある。例えば、主軸受に転がり軸受を用いた構造例として、特許文献3がある。
In recent years, there has been a strong demand for resource saving in order to reduce environmental burdens and reduce costs. To achieve this, it is necessary to reduce the diameter and increase the efficiency of the compressor. As one of the methods for improving the efficiency of the compressor, there is a method of reducing energy loss due to the sliding portion by using a rolling bearing as the main bearing. For example, there is
転がり軸受では、内輪と外輪との間に多くの隙間が存在するため、シャフトと軸受の隙間が小さいすべり軸受のように、給油された油を軸受上方に汲みあげる構造は実現が難しく、潤滑のために給油された油の多くは軸受下方に落下する。軸受下方では、油がシャフトを伝ってバランスウェイト(あるいは電動機)まで落下するのを防止するため、フレームシールによりシールし、やや低い位置に設けられた排油穴に重力によって油が流れ込むことで、排油パイプを介して油を油溜りに戻していた。しかし、固定されたフレームシールと回転するシャフトの間には、ある程度の隙間が形成されるのが避けられず、排油パイプを通過せずに隙間から油が漏洩する問題があった。 In rolling bearings, there are many gaps between the inner ring and the outer ring, and it is difficult to realize a structure that pumps up the oil supplied to the upper part of the bearing like a slide bearing with a small gap between the shaft and the bearing. Therefore, much of the oil supplied falls down below the bearing. Below the bearing, in order to prevent the oil from falling down to the balance weight (or motor) along the shaft, it is sealed with a frame seal, and the oil flows into the oil drain hole provided at a slightly lower position by gravity. The oil was returned to the oil sump via the oil drain pipe. However, a certain amount of gap is unavoidably formed between the fixed frame seal and the rotating shaft, and there is a problem that oil leaks from the gap without passing through the oil drain pipe.
さらに、圧縮機が小径化すると、漏洩した油が撹拌された後、再び分離されるためのケース内の空間も狭くなるため、バランスウェイト(あるいは電動機)での撹拌による油上がりへの寄与がより顕在化する問題があった。 Furthermore, when the compressor is reduced in diameter, the space in the case for separating again after the leaked oil is agitated is also narrowed, which contributes more to oil rise by agitation with the balance weight (or electric motor). There was a problem that manifested itself.
本発明の目的は、スクロール圧縮機において、油上がりが少なく、高効率なスクロール圧縮機を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a highly efficient scroll compressor with less oil rising in the scroll compressor.
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「固定側平板部と、該固定側平板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される固定側ラップと、を有する固定スクロールと、旋回側平板部と、該旋回側平板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される旋回側ラップと、を有し、前記旋回側ラップと前記固定側ラップとが噛み合いながら、前記固定スクロールに対して旋回することにより圧縮室を形成する旋回スクロールと、底部に冷凍機油を貯留する油溜り部を有する密閉容器と、該密閉容器に固定されたフレームと、前記旋回スクロールをシャフトを介して駆動する電動機と、前記フレームに前記シャフトを回転自在に保持する軸受部と、を備えたスクロール圧縮機において、前記電動機と前記軸受部との間に位置し、前記シャフトと一体で回転することにより、前記軸受部から流れる冷凍機油を外周側に排出するつば部と、前記つば部と前記電動機との間に位置し、前記シャフトと一体で回転するように取り付けられるバランスウェイトと、を有し、該つば部は、前記軸受部における前記シャフトの径よりも大きな径であり、前記つば部と前記バランスウェイトとの間に位置し、前記密閉容器又は前記フレームに固定され、前記軸受部から流れる冷凍機油を保持する板部を備え、前記板部上面の冷凍機油に前記つば部下面が接触するように前記つば部および前記板部は配置され、前記つば部が回転することで前記板部上面の冷凍機油に遠心力が作用すること」を特徴とする。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
The present application includes a plurality of means for solving the above-mentioned problems. For example, a fixed-side flat plate portion and a fixed-side wrap that is erected while maintaining a spiral shape on one surface of the fixed-side flat plate portion. A fixed scroll having a swivel side flat plate portion, and a swivel side lap that is erected while maintaining a spiral shape on one surface of the revolving side flat plate portion. And a revolving scroll that forms a compression chamber by revolving with respect to the fixed scroll, a hermetic container having an oil reservoir for storing refrigerating machine oil at the bottom, and a frame fixed to the hermetic container, In a scroll compressor comprising: an electric motor that drives the orbiting scroll through a shaft; and a bearing portion that rotatably holds the shaft on the frame, between the electric motor and the bearing portion. Position and by rotating in the shaft and integrally a flange portion for discharging the refrigeration oil flowing from the bearing portion on the outer peripheral side, positioned between the motor and the flange portion, rotates the shaft integral anda balance weight mounted as,該Tsuba section, Ri diameter der big than the diameter of the shaft in the bearing portion, positioned between the balance weight and the flange portion, said sealing A plate part fixed to a container or the frame and holding refrigeration oil flowing from the bearing part is provided, and the collar part and the plate part are arranged so that the lower surface of the collar part is in contact with the refrigeration oil on the upper surface of the plate part. , centrifugal force to the refrigerator oil of the plate upper surface by said flange portion is rotated to said Rukoto "to act.
本発明によれば、スクロール圧縮機において、油上がりが少なく、高効率なスクロール圧縮機を提供することが可能である。 According to the present invention, in a scroll compressor, it is possible to provide a highly efficient scroll compressor with less oil rising.
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、実施例1のスクロール圧縮機の基本的な構造について図面を用いて説明する。 図1は本発明の実施例1を示すスクロール圧縮機の縦断面図である。図に示すように、固定スクロール(固定スクロール部材)7は、円板状の固定側平板部7a(台板)と、この固定側平板部7aの上に渦巻状に立設された固定側ラップ7bと、固定側平板部7aの外周側に位置し、固定側ラップ7bの先端面と連続する鏡板面を有して固定側ラップ7bを囲む筒状の支持部7dとを有する。
First, the basic structure of the scroll compressor of Example 1 will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll
渦巻き形状を保持した固定側ラップ7bが立設された固定側平板部7aの表面は、固定側ラップ7bの間にあるため歯底7cと呼ばれる。また、支持部7dが、旋回スクロール(旋回スクロール部材)8の旋回側平板部8a(鏡板)と接する面は、固定スクロール7の鏡板面7eとなっている。固定スクロール7は、その支持部7dがボルト等によりフレーム17に固定され、固定スクロール7と一体となったフレーム17は溶接等の固定手段によりケース(密閉容器)9に固定されている。
The surface of the fixed-side
前記旋回スクロール8は、固定スクロール7に対向して配置され、固定スクロールの固定側ラップ7bと旋回スクロールの旋回側ラップ8bとが噛み合わされて、フレーム17内に旋回可能に設けられている。旋回スクロール8は、円板状の旋回側平板部8a、この旋回側平板部8aの表面である歯底8cから渦巻き形状を保持した旋回側ラップ8bが立設される。また旋回側平板部8aの背面中央に設けられたボス部8dを有する。さらに、旋回側平板部8aの外周部の、固定スクロール7と接する表面が、旋回スクロール8の鏡板面8eとなっている。
The orbiting
ケース9は、固定スクロール7と旋回スクロール8からなるスクロール部、モータ部16(16a:回転子、16b:固定子)及び潤滑油などを内部に収納したケース構造となっている。モータ部16の回転子16aと一体に固定されたシャフト(回転軸)10は、フレーム17に主軸受5を介して回転自在に支持され、固定スクロール7の中心軸線と同軸となっている。
The case 9 has a case structure in which a scroll portion including the fixed scroll 7 and the
シャフト10の先端にはクランク部10aが設けられており、このクランク部10aは旋回スクロール8のボス部8dに設けられた旋回軸受11に挿入され、旋回スクロール8はシャフト10の回転に伴い旋回可能に構成されている。旋回スクロール8の中心軸線は固定スクロール7の中心軸線に対して所定距離だけ偏心した状態となる。また、旋回スクロール8の旋回側ラップ8bは、固定スクロール7の固定側ラップ7bに周方向に所定角度だけずらして重ね合わせられている。12は、旋回スクロール8を固定スクロール7に対して、自転しないように拘束しながら相対的に旋回運動させるためのオルダムリングである。
A
モータ部16(電動機)によりシャフト10を回転駆動すると、シャフト10のクランク部10aから旋回軸受11を介して旋回スクロール8に伝えられ、旋回スクロール8は固定スクロール7の中心軸線を中心に、所定距離の旋回半径をもって旋回運動する。この旋回運動時に旋回スクロール8が自転しないように、オルダムリング12によって拘束される。また、旋回運動によってシャフト10に働く不均衡力を打ち消すため、バランスウェイト40が、モータ部16上方にシャフト10と一体で回転するように取り付けられる。
When the
旋回スクロール8の旋回運動によって、固定側ラップ7b、旋回側ラップ8bの間にできる圧縮室13は中央に連続的に移動し、その移動に従って圧縮室13の容積が連続的に縮小する。これにより、吸込ポート14から吸込まれた流体(例えば、冷凍サイクルを循環する冷媒ガス)を各圧縮室13内で順次圧縮し、圧縮された流体は吐出ポート15からケース上部の吐出空間54に吐出される。吐出された流体は、吐出空間54からケース9内のモータ室52に入り、吐出パイプ6から圧縮機外、例えば冷凍サイクルに供給される。
By the orbiting motion of the
潤滑油はケース9の底に貯留されており、シャフト10の下端には容積型または遠心式の給油ポンプ21を設けている。シャフトの回転とともに給油ポンプ21も回転させ、潤滑油を給油ポンプケース22に設けた潤滑油吸込口25から吸入して、給油ポンプの吐出口28から吐出する。吐出された潤滑油はシャフトに設けた貫通穴3を通って上部へ供給される。潤滑油の一部は、シャフト10に設けた横穴24を通って副軸受23を潤滑し、ケース底部の油溜り部53に戻る。その他大部分の潤滑油は、貫通穴3を通ってシャフト10のクランク部10a上部に達し、クランク部10aに設けた油溝57を通って旋回軸受11を潤滑する。その後、旋回軸受11の下方に設けた主軸受5を潤滑する。以降の油の流動経路については後述する。
Lubricating oil is stored at the bottom of the case 9, and a positive displacement or
以下では、主軸受5として転がり軸受を用いた場合について説明する。この主軸受5(軸受部)は、フレーム17にシャフト10を回転自在に保持するように作用するものである。軸受部における機械損失を低減し、圧縮機の効率を向上させるためには、転がり軸受あるいは玉軸受を使うことが望ましい。
Below, the case where a rolling bearing is used as the
図2は転がり軸受の構造の一例を示す図である。図2の転がり軸受は、外輪5aと、内輪5bと、円柱状の転動体5cで構成され、外輪5aと内輪5bの間に、それぞれに接するように複数の転動体5cが配置され、外輪5aと内輪5bは転動体5cを介して互いに独立かつ同心状に回転可能である。これらの接触部分を潤滑するために給油が行われ、潤滑後の油は軸受下方に落下する。
FIG. 2 is a view showing an example of the structure of a rolling bearing. The rolling bearing shown in FIG. 2 includes an
しかしながら、油が主軸受5の下方にあるバランスウェイト40(あるいは回転子16a)まで落下すると、油は回転によって撹拌されて細かい油滴となり、最終的に冷媒とともに圧縮機外へ流出する恐れがある。圧縮機外への油の流出は油上がりと呼ばれ、圧縮機内の潤滑油の不足による軸受信頼性の低下や、圧縮機の下流における熱交換器の性能低下、油冷媒分離器の設置によるコスト増加などの問題を引き起こすことから、油上がりを抑制することは圧縮機や圧縮機を含む冷凍サイクルの性能向上にとって重要な課題である。
However, when the oil falls to the balance weight 40 (or the
図3は、本実施例の主軸受5周辺を拡大した縦断面図を示す図である。主軸受5潤滑後の油がバランスウェイト40(あるいは回転子16a)に落下するのを防止するため、主軸受5の下方には板部56(フレームシール)を設け、フレーム17やシャフト10とともに、主軸受5下方に油を一時的に貯留可能な空間を形成する。以下では、この空間を排油空間59と呼ぶこととする。排油空間59の外周側のフレーム17又は板部56には排油穴26bを設け、排油穴26bには排油パイプ26aを接続する。排油パイプ26aの逆側の端は、ケース9底部の油溜り部53に位置し、排油パイプ26aは排油空間59と油溜り部53を連通する。
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of the vicinity of the
図10、図11は、この排油空間59、排油穴26b、排油パイプ6aにより油を排出する構造を示す図であるが、この構造では、板部56とシャフト10の隙間からの油の漏洩を抑制しきれない問題がある。そこで、本実施例では、図3で示すように、排油空間59内のシャフト10の一部に、主軸受5部のシャフト10の径よりも大きい径を有する円盤状のつば部58を設ける。すなわち、このつば部58は電動機(モータ部16)と軸受部(主軸受5)との間に位置し、シャフト10と一体で回転することにより、軸受部(主軸受5)から流れる冷凍機油を外周側に排出するものであり、該つば部58の直径は軸受部(主軸受5)の直径よりも大きな直径となるように構成したものである。
FIGS. 10 and 11 are views showing a structure for discharging oil through the
上述した本実施例の構造における、主軸受5潤滑後の油の流動経路について説明する。主軸受5を潤滑した油は、主軸受5下方のシャフト10に設けた円盤状のつば部58に落下する。つば部58はシャフト10と一体で回転しており、つば部上面58aに落下した油は、遠心力によって排油空間59内の外周側へと飛散する。なお、板部56は、つば部58と電動機(モータ部16)との間に密閉容器(ケース9)又はフレーム17に固定され、軸受部(主軸受5)から流れる冷凍機油を保持するものであり、つば部58が回転することで冷凍機油は板部56上を流れ、外周側に排出される。排油空間59の外周側には、フレーム17又は板部56に排油穴26bが設けられ、さらに排油穴26bと油溜り部53とを連通する排油パイプ26aが設けられている。つば部58の遠心力によって外周側へ誘導された排油空間59内の油は、これらを通過して圧縮機底部の油溜り部53へと排出される。
The flow path of the oil after lubricating the
以上のように、本実施例の構造では、シャフト10のつば部上面58aに落下する主軸受5潤滑後の油排出を促進する効果があるとともに、次の効果も発揮する。図11に、図3に対応してつば部58の無いスクロール圧縮機を示しているが、図11において主軸受5給油後の油漏れは、シャフト10と板部56の隙間から生じるものであった。一方、この隙間は、排油空間59の中心側に位置しており、図3で示した本実施例における構造では、つば部58によって外周側に飛ばされた油が、つば部58の下面58bと板部56の上面58aの間を通過した後に、油漏れが生じる。しかしながら、つば部58の回転効果により、つば部58の下面58b付近の油に対しても遠心力が働くことから、上述の油漏れの流路に対して抵抗力が生じ、油漏れが抑制される。
As described above, the structure of this embodiment has the effect of promoting oil discharge after lubrication of the
本実施例の構造では、上述したように、遠心力による油の排出促進と、油漏れの流路に対する抵抗力の発生の2つの効果により、排油空間59からバランスウェイト40(あるいはモータ部16)へ漏れる油を低減し、主軸受5に高効率な転がり軸受を用いても油上がりの少ない圧縮機を提供することができる。
In the structure of the present embodiment, as described above, the balance weight 40 (or the motor unit 16) is removed from the
次に実施例2について図面を用いて説明する。
図4は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。図4に示すように、シャフト10とつば部58を別体(別部品)で製造し、つば部58をシャフト10に圧入する構造も考えられる。シャフト10は母材を削り出して製造することが多いため、シャフト10とつば部58が一体の構造よりも、別体の構造にした方がシャフト10の最大径を小さくでき、シャフト10を製造する際に削り出す母材の量を低減できる。その結果、より低コスト化、省資源化を図ることができる。Next, Example 2 will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the scroll compressor of this embodiment. As shown in FIG. 4, a structure in which the
次に実施例3について図面を用いて説明する。
図5は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。実施例2では、つば部58の上面58a、下面58bは平面であり、つば部58の回転による平面上の各点における速度ベクトルは、その平面内に含まれ、油と平面との界面に対して平行となる。よって、つば部58の上面58a、下面58bに付着する油への力は、油の粘性によるせん断応力を通じてのみ伝達するため、力の伝達にはさらに向上の余地がある。Next, Example 3 will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the scroll compressor of this embodiment. In the second embodiment, the
そこで、本実施例では、図5に示すように、つば部58の上面若しくは下面の少なくとも一方に、シャフト10側面付近から外周方向に向かう複数の直線状の溝58cを形成したものである。これにより、溝58cの中に溜まった油に対しては、溝58c底面からのせん断応力に加え、溝58c側面からの垂直応力も働くことで、油に対する遠心力の働きがより強くなり、より効果的に排油空間59の油を排出することで、油漏れを低減することができる。なお、溝の形状は動径に必ずしも沿う必要はなく、シャフト10の側面付近からつば部58の外周まで至るような直線状または曲線状でもよい。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a plurality of
次に、実施例4について図面を用いて説明する。
図6は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。第1〜3の実施例では、つば部58の外周形状は円形を想定していたが、必ずしも円形である必要はない。本実施例では図6に示すように、つば部58の外周形状を六角形としたものである。さらに、六角形に限らず、このようにつば部58を多角形にしたときの効果を以下で説明する。つば部58が多角形であるとき、円形の場合と違ってシャフト10中心からつば部58側面までの距離は一定でなく、排油空間59に固定された系から見ると、つば部58側面と排油空間59内壁の径方向隙間の距離は、シャフト10の回転によって非定常に変動する。従って、つば部58を多角形にすることにより、つば部58側面の油を径方向外側に押し出す効果が得られ、特に隙間が小さくなる多角形の角部が通過する度に、排油空間59内の油は外周側へかき出される。これにより、排油空間59からの油の排出をさらに促進し、シャフト10と板部56の間からの油漏れをより低減することができる。Next, Example 4 will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the scroll compressor of this embodiment. In the first to third embodiments, the outer peripheral shape of the
次に、実施例5について図面を用いて説明する。
図7は本実施例のスクロール圧縮機の構成を示す図である。図7には、シャフト10と、板部56と、排油パイプ26aを抜粋したときの、つば部58の位置における水平断面図を、排油パイプ26aの向きが図の横方向となるように回転して示す。Next, Example 5 will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the scroll compressor of this embodiment. FIG. 7 is a horizontal sectional view at the position of the
以下では、本実施例のより一般的な特徴を示した後、さらに具体例を示す。排油パイプ26aの排油空間59側の開口部付近における中心軸上の直線を考える。ただし、図7のように排油パイプ26aの中心軸がシャフト10の中心軸を通過する場合以外(例えば後述する実施例6)は、排油パイプ26aの中心軸に平行であってシャフト10中心軸を通過する直線を考える。また、排油パイプの中心軸が水平面に対して傾いている場合は、水平面への射影をとり、水平な直線を得る。次に、得られた直線に沿って、シャフト10中心軸上で原点Oをとり、排油パイプ26aが負の方向に位置するようにx軸をとる。また、z軸を鉛直上向きが正になるようにとり、xyz座標が右手系デカルト座標となるようにy軸をとる。このとき、図7で示したように、シャフト10が上から見て時計回り、即ち回転ベクトルがz軸負方向を向く場合、つば部58によって飛散する油の接線速度と排油パイプの方向とを近付けることを考えると、つば部58上の各点の接線速度が排油パイプ26aに向かう成分をもつことから、油が排油パイプ26a方向へ飛散する、図7左下のxy座標の第三象限に排油穴を設けることが望ましい。一方、排油穴26bを多く設け過ぎることは、つば部58の回転による遠心力効果が及ぶ範囲が相対的に狭くなるため、避けるべきである。従って、本実施例では、第二、第三象限における排油穴26bの開口部の面積をそれぞれS2、S3とおくとき、シャフト10の回転ベクトルがz軸下向きの場合、S2<S3とする。同様に、回転ベクトルがz軸上向きの場合、S2>S3とする。これにより、つば部58で飛散した油を排油パイプ26aから排出する流路が飛散方向に沿って確保でき、より効率的に排出することが可能となって、シャフト10と板部56の間からの油漏れを低減することができる。
Below, after showing the more general characteristic of a present Example, a specific example is shown further. Consider a straight line on the central axis in the vicinity of the opening on the
以上をより具体的に実現した一例を、図7を用いて説明する。本実施例では、排油パイプ26aの排油穴26b接続部分における中心軸の延長線がシャフト10中心軸と交わるように、排油パイプ26aを設ける。このとき、排油パイプ10中心軸はx軸と一致する。x軸とつば部58の外周との交点をPとおき、Pにおけるつば部58の速度ベクトルvとする。このとき、排油パイプ26aの開口面上で中心軸からvの方向に最も離れた点をAとおき、Aから排油パイプ26a中心軸に平行に伸ばした直線と板部56内壁との交点をBとおく。一方、排油パイプ26aの開口面上で中心軸からvと反対の方向に最も離れた点をCとおき、Cから板部56の内壁に接するように直線を引いた時の接点をDとおく。このとき、ABCDで囲まれる部分に空間を設け、これを排油穴26bとする。これにより、つば部58によって接線速度成分をもちながら飛散する油を排出する流路が拡大し、より効率的に排油空間59から油を排出可能となる。図7ではシャフト10の回転ベクトルはz軸負の向きであり、S2<S3を満たしている。
An example in which the above is realized more specifically will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the
なお、より簡単に説明すると、本実施例の構成は、排油パイプ26aの内周側に開口する開口部とシャフト10の中心部とを繋げ、かつつば部58と平行な直線をx軸とし、該x軸と垂直であり、かつつば部58と平行な直線をy軸とし、排油穴26bのうち、x軸及び前記y軸で構成されるxy座標の第二象限における面積をS2、第三象限における面積をS3としたとき、シャフト10がxy座標上で時計周りに回転する場合には、排油穴26bはS2<S3となるように構成され、一方でシャフト10がxy座標上で反時計周りに回転する場合には、排油穴26bはS2>S3となるように構成されるものである。
More simply, the configuration of this embodiment connects the opening that opens to the inner peripheral side of the
実施例6は実施例5の変形例であり、実施例5で説明した座標系や記号、及び図8を用いて説明する。図8には、図7と同様に、シャフト10と、板部56と、排油パイプ26aを抜粋したときの、つば部58の位置における水平断面図を示す。
The sixth embodiment is a modification of the fifth embodiment, and will be described with reference to the coordinate system and symbols described in the fifth embodiment and FIG. FIG. 8 shows a horizontal cross-sectional view at the position of the
本実施例では、排油パイプ26aの中心軸の延長線がシャフト中心軸と一致しないようにずらし、排油パイプ26aと排油穴26bが直線状になるように排油穴26bを設けたことを特徴とする。図8にはシャフト10の回転が時計回り、即ち回転ベクトルがz軸負の向きである場合を示しており、このとき、排油パイプ26aを、xy座標の第三象限に位置するよう設けることで、S2(=0)<S3を満たし、より効率的な油の排出が可能となる。換言すると、シャフト10の中心部を通り、かつ排油パイプ26aの内周側に向かう直線と平行な直線をx軸とし、x軸と垂直であり、かつつば部58と平行な直線をy軸とし、排油穴26bのうち、y軸方向の中心部からy軸方向上側の面積をS2(≠0)、y軸方向下側の面積をS3(図8で図示しているものと異なる面積)としたとき、シャフト10がxy座標上で時計周りに回転する場合には、排油穴はS2<S3となるように構成され、一方でシャフト10がxy座標上で反時計周りに回転する場合には、排油穴排油穴26bはS2>S3となるように構成される。
In the present embodiment, the
次に、実施例7について図9の圧縮機縦断面の主軸受5付近の拡大図を用いて説明する。この構造は、シャフト10につば部58を設ける代わりに、転がり軸受である主軸受5の外輪5aの下端に、該主軸受5と一体で構成され、転動体5cに接する外輪5aの外径よりも大きい外径を有するつば部58を設けることを特徴とする。これにより、主軸受5潤滑後に落下する油を、外輪5aのつば部58の遠心力により外周側へ飛散させ、排油空間59からの油排出を促進することで、シャフト10と板部56の間からの油漏れを低減し、圧縮機の油上がりを低減することができる。
Next, Example 7 will be described with reference to an enlarged view of the vicinity of the
以上の何れかの実施例のスクロール圧縮機を、該スクロール圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、凝縮器により凝縮された冷媒を減圧する減圧手段(膨脹弁)と、減圧手段(膨脹弁)により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、該蒸発器に対して送風を行う送風手段と、を備えた冷凍サイクル装置に採用することで、油上がりを低減し、効率の良い空調用の冷凍サイクル装置を提供することが可能である。 The scroll compressor according to any one of the above embodiments includes a condenser that condenses the refrigerant compressed by the scroll compressor, a decompression unit (expansion valve) that decompresses the refrigerant condensed by the condenser, and a decompression unit ( By adopting a refrigeration cycle apparatus that includes an evaporator that evaporates refrigerant depressurized by an expansion valve) and a blowing means that blows air to the evaporator, oil rising is reduced and air conditioning is efficient. It is possible to provide a refrigeration cycle apparatus for use.
3 貫通穴
5 主軸受(5a:外輪、5b:内輪、5c:転動体、5d:つば部)
6 吐出パイプ
7 固定スクロール(7a:固定側平板部、7b:固定側ラップ、7c:歯底、7d:支持部、7e:鏡板面)
8 旋回スクロール(8a:旋回側平板部、8b:旋回側ラップ、8c:歯底、8d:ボス部、8e:鏡板面)
9 ケース(密閉容器)
10 シャフト(回転軸)(10a:クランク部)
11 旋回軸受
12 オルダムリング
13 圧縮室
14 吸込ポート
15 吐出ポート
16 モータ部(16a:回転子、16b:固定子)
17 フレーム
18 背圧室
21 給油ポンプ
22 給油ポンプケース
23 副軸受
24 横穴
26 油排出経路(26a:排油パイプ、26b:排油穴、26c:掘込部)
28 給油ポンプ吐出口
40 バランスウェイト
52 モータ室
53 油溜り部
54 吐出空間
56 板部
57 油溝
58 つば部(58a:上面、58b:下面)
59 排油空間3 Through-
6 Discharge pipe 7 Fixed scroll (7a: fixed flat plate portion, 7b: fixed wrap, 7c: tooth bottom, 7d: support portion, 7e: end plate surface)
8 orbiting scroll (8a: orbiting side flat plate portion, 8b: orbiting side wrap, 8c: tooth bottom, 8d: boss portion, 8e: end plate surface)
9 Case (sealed container)
10 Shaft (Rotating shaft) (10a: Crank part)
DESCRIPTION OF
17
28 Oil supply
59 Oil drain space
Claims (11)
旋回側平板部と、該旋回側平板部の一面に渦巻き形状を保持して立設される旋回側ラップと、を有し、前記旋回側ラップと前記固定側ラップとが噛み合いながら、前記固定スクロールに対して旋回することにより圧縮室を形成する旋回スクロールと、
底部に冷凍機油を貯留する油溜り部を有する密閉容器と、
該密閉容器に固定されたフレームと、
前記旋回スクロールをシャフトを介して駆動する電動機と、
前記フレームに前記シャフトを回転自在に保持する軸受部と、を備えたスクロール圧縮機において、
前記電動機と前記軸受部との間に位置し、前記シャフトと一体で回転することにより、前記軸受部から流れる冷凍機油を外周側に排出するつば部と、
前記つば部と前記電動機との間に位置し、前記シャフトと一体で回転するように取り付けられるバランスウェイトと、を有し、
該つば部は、前記軸受部における前記シャフトの径よりも大きな径であり、
前記つば部と前記バランスウェイトとの間に位置し、前記密閉容器又は前記フレームに固定され、前記軸受部から流れる冷凍機油を保持する板部を備え、
前記板部上面の冷凍機油に前記つば部下面が接触するように前記つば部および前記板部は配置され、前記つば部が回転することで前記板部上面の冷凍機油に遠心力が作用することを特徴とするスクロール圧縮機。 A fixed scroll having a fixed-side flat plate portion and a fixed-side wrap that is erected while maintaining a spiral shape on one surface of the fixed-side flat plate portion;
A rotating side flat plate portion, and a rotating side lap that is erected while maintaining a spiral shape on one surface of the rotating side flat plate portion, and the fixed scroll while the rotating side wrap and the fixed side wrap mesh with each other. A revolving scroll that forms a compression chamber by revolving with respect to
A sealed container having an oil sump for storing refrigerating machine oil at the bottom;
A frame fixed to the sealed container;
An electric motor for driving the orbiting scroll through a shaft;
In a scroll compressor comprising a bearing portion that rotatably holds the shaft on the frame,
A collar portion that is positioned between the electric motor and the bearing portion, and rotates integrally with the shaft to discharge refrigeration oil flowing from the bearing portion to the outer peripheral side;
A balance weight positioned between the collar portion and the electric motor and attached to rotate integrally with the shaft;
The collar portion has a diameter larger than the diameter of the shaft in the bearing portion,
A plate portion that is positioned between the collar portion and the balance weight, is fixed to the sealed container or the frame, and holds refrigerating machine oil flowing from the bearing portion;
The collar portion and the plate portion are arranged so that the lower surface of the flange portion contacts the refrigerator oil on the upper surface of the plate portion, and centrifugal force acts on the refrigerator oil on the upper surface of the plate portion by rotating the collar portion. Scroll compressor characterized by.
前記つば部が回転することで冷凍機油は前記板部上を流れ、外周側に排出された後に、前記フレーム又は前記板部に形成された排油穴に流入し、
該排油穴と前記油溜り部とを連通する排油パイプを通って前記油溜り部に流れることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein
The refrigerating machine oil flows on the plate part by rotating the collar part, and is discharged to the outer peripheral side, and then flows into an oil drain hole formed in the frame or the plate part,
A scroll compressor characterized by flowing into the oil reservoir through an oil drain pipe communicating the oil drain hole and the oil reservoir.
前記軸受部は、転がり軸受または玉軸受により構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein
The scroll compressor is characterized in that the bearing portion is constituted by a rolling bearing or a ball bearing.
前記つば部の軸方向の位置は、排油パイプの軸方向の位置と一致していることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 2,
The scroll compressor according to claim 1, wherein the axial position of the collar portion coincides with the axial position of the oil drain pipe.
前記つば部は、前記シャフトと別部品で構成されたことを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein
The scroll compressor according to claim 1, wherein the collar portion is formed of a separate part from the shaft.
前記つば部の上面若しくは下面の少なくとも一方に、前記シャフト側面付近から外周方向に向かう複数の直線状または曲線状の溝が形成されたことを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein
A scroll compressor characterized in that a plurality of linear or curved grooves from the vicinity of the side surface of the shaft toward the outer circumferential direction are formed on at least one of the upper surface or the lower surface of the collar portion.
前記つば部の外周形状は、多角形であることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein
The scroll compressor according to claim 1, wherein an outer peripheral shape of the collar portion is a polygon.
前記排油パイプの内周側に開口する開口部と前記シャフトの中心部とを繋げ、かつ前記つば部と平行な直線をx軸とし、
該x軸と垂直であり、かつ前記つば部と平行な直線をy軸とし、
前記排油穴のうち、前記x軸及び前記y軸で構成されるxy座標の第二象限における面積をS2、第三象限における面積をS3としたとき、
前記シャフトが前記xy座標上で時計周りに回転する場合には、前記排油穴はS2<S3となるように構成され、
一方で前記シャフトが前記xy座標上で反時計周りに回転する場合には、前記排油穴はS2>S3となるように構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 2 ,
Connecting the opening that opens to the inner peripheral side of the oil drainage pipe and the center of the shaft, and a straight line parallel to the collar is the x-axis,
A straight line that is perpendicular to the x-axis and parallel to the collar is the y-axis,
Of the oil drain holes, when the area in the second quadrant of the xy coordinates constituted by the x axis and the y axis is S2, and the area in the third quadrant is S3,
When the shaft rotates clockwise on the xy coordinates, the oil drain hole is configured to satisfy S2 <S3,
On the other hand, when the shaft rotates counterclockwise on the xy coordinates, the oil discharge hole is configured to satisfy S2> S3.
前記シャフトの中心部を通り、かつ前記排油パイプの内周側に向かう直線と平行な直線をx軸とし、
該x軸と垂直であり、かつ前記つば部と平行な直線をy軸とし、
前記排油穴のうち、前記y軸方向の中心部からy軸方向上側の面積をS2、y軸方向下側の面積をS3としたとき、
前記シャフトが前記xy座標上で時計周りに回転する場合には、前記排油穴はS2<S3となるように構成され、
一方で前記シャフトが前記xy座標上で反時計周りに回転する場合には、前記排油穴はS2>S3となるように構成されることを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 2,
A straight line passing through the center of the shaft and parallel to the straight line toward the inner peripheral side of the oil drain pipe is defined as the x-axis
A straight line that is perpendicular to the x-axis and parallel to the collar is the y-axis,
Among the oil drain holes, when the area on the upper side in the y-axis direction from the center in the y-axis direction is S2, and the area on the lower side in the y-axis direction is S3,
When the shaft rotates clockwise on the xy coordinates, the oil drain hole is configured to satisfy S2 <S3,
On the other hand, when the shaft rotates counterclockwise on the xy coordinates, the oil discharge hole is configured to satisfy S2> S3.
前記軸受部は、前記シャフトに固定された内輪と、前記フレームに固定された外輪と、前記外輪と前記内輪の両方に接するように配置された複数の転動体と、を備えて構成され、
前記つば部は前記軸受部と一体で構成され、さらに、
前記つば部の外径は、前記軸受部における前記外輪と前記転動体とが接触する部分における外径より大きくなるように構成されたことを特徴とするスクロール圧縮機。 The scroll compressor according to claim 1, wherein
The bearing portion includes an inner ring fixed to the shaft, an outer ring fixed to the frame, and a plurality of rolling elements disposed so as to contact both the outer ring and the inner ring.
The collar portion is configured integrally with the bearing portion, and
A scroll compressor characterized in that an outer diameter of the collar portion is configured to be larger than an outer diameter of a portion of the bearing portion where the outer ring and the rolling element are in contact with each other.
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