JP7308986B2 - スクロール圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents
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Description
<スクロール圧縮機1の構成>
図1~図3を参照しながら、実施の形態1に係るスクロール圧縮機1について説明する。図1は、実施の形態1に係るスクロール圧縮機1の縦断面を概略的に示す説明図である。図2は、図1のスクロール圧縮機1における圧縮室31の横断面を概略的に示す説明図である。図3は、図1のスクロール圧縮機1における圧縮室31の一部を拡大して概略的に示す縦断面図である。
次に、前述した図1~図3に加え、図4~図8を用いて、本実施の形態1に係るスクロール圧縮機1の圧縮機構部10について説明する。図4は、図3の圧縮室31における要部Aを示す拡大断面図である。図5は、図1のスクロール圧縮機1における固定スクロール11を概略的に示す縦断面図である。図6は、図5の固定スクロール11の要部Bを示す拡大断面図である。図7は、図1のスクロール圧縮機1における揺動スクロール12を概略的に示す縦断面図である。図8は、図7の揺動スクロール12の要部を示す拡大断面図である。なお、以下の説明では、固定側渦巻歯111および揺動側渦巻歯121を便宜上、各渦巻歯111および121として説明する場合がある。
次に、スクロール圧縮機1の動作について説明する。ステータ22に電力が供給されると、ロータ21がトルクを発生し、フレーム6の主軸受15とサブフレーム7の副軸受16とで支持された主軸8が回転する。主軸8の偏心軸部83によりボス部を駆動される揺動スクロール12は、オルダムリング13により自転が規制され、公転運動する。つまり、フレーム6のオルダム溝方向に往復動するオルダムリング13により自転を規制される状態で、揺動スクロール12のボス部が主軸8の偏心軸部83により駆動されることにより、揺動スクロール12が固定スクロール11に対して偏心旋回運動する。これにより、固定スクロール11の固定側渦巻歯111と揺動スクロール12の揺動側渦巻歯121との組み合せで形成される複数の圧縮室31の容積が順次縮小される。
以上、説明したように、本実施の形態1のスクロール圧縮機1では、シール材落下防止壁114および126を固定側渦巻歯111および揺動側渦巻歯121のシール溝113および125における外向面側のみに設けるようにした。このとき、シール溝113は、歯底112から底面部115における内向面側の端部までの高さh1が、歯底112から底面部115における外向面側の端部までの高さh2よりも高く設定されている。また、揺動側渦巻歯121のシール溝125は、歯底124から底面部127における内向面側の端部までの高さh3が、歯底124から底面部127における外向面側の端部までの高さh4よりも高く設定されている。つまり、シール溝113および125は、それぞれシール材3を配置する底面部115および127が、内向面側の端部から外向面側の端部に進むにつれ、歯底112および124へ向かって傾斜していることで、低圧側より高圧側を高くするように設定されている。
ここで、実施の形態1の変形例について、図14を用いて説明する。図14は、実施の形態1の変形例に係るスクロール圧縮機1の揺動側渦巻歯121の歯先121aにおけるシール溝125の形状を示す概略断面図である。なお、ここでは、固定側渦巻歯111および揺動側渦巻歯121におけるシール溝113および125の形状が実質的に同じであることから、便宜上、変形例としては、揺動側渦巻歯121のみを図14に示し、説明するが、固定側渦巻歯111についても同様に構成されている。
次に、図15および図16を参照しながら、本開示の実施の形態2に係るスクロール圧縮機1について説明する。図15は、実施の形態2に係るスクロール圧縮機1の固定スクロール11を概略的に示す縦断面図である。図16は、実施の形態2に係るスクロール圧縮機1の揺動スクロール12を概略的に示す縦断面図である。なお、図15および図16は、それぞれ前述した図5および図7との対応部分に同一符号を付して示すものであり、以下、前述した実施の形態1と同様の構成部分に関する詳細な説明を割愛する。
以上、説明したように、本実施の形態2のスクロール圧縮機1では、各渦巻歯111および121の内向面および外向面の両側をテーパ形状とすることで、実施の形態1の場合と比較して各渦巻歯111および121の強度を増強できる。よって、スクロール圧縮機1の信頼性も向上する。
次に、図17を参照しながら、本開示の実施の形態3に係るスクロール圧縮機1について説明する。図17は、実施の形態3に係るスクロール圧縮機1の揺動側渦巻歯121の歯先121aにおけるシール溝125の形状を示す概略断面図である。なお、図17は、前述した図8との対応部分に同一符号を付して示すものであり、以下、前述した実施の形態1と同様の構成部分に関する詳細な説明を割愛する。また、ここでは、揺動側渦巻歯121についてのみ図示して説明するが、固定側渦巻歯111についても図17と同様の構成であってもよい。
以上、説明したように、本実施の形態3のスクロール圧縮機1では、シール材3が歯先121aの全域に亘って存在するように配置し、揺動側渦巻歯121の先端に位置する端部は、金属ではなくシール材3の樹脂となる。このため、相対する固定側渦巻歯111(図4参照)の根本部と接触した状態での運転が可能となり、周方向漏れによる損失を低減させることができる。
<冷凍サイクル装置200の構成>
次に、図18を用いて実施の形態4を説明する。図18は、実施の形態4に係る冷凍サイクル装置の一例を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置200は、例えば、冷媒を介して外気と室内の空気との間で熱を移動させることにより、冷房または暖房運転を行って室内の空気調和を行う空気調和装置として機能する。
このように構成された冷凍サイクル装置200において、スクロール圧縮機1から吐出されたガス冷媒は凝縮器201に流入し、凝縮器201を通過する空気と熱交換して高圧液冷媒となって流出する。凝縮器201を流出した高圧液冷媒は、膨張弁202で減圧されて低圧の気液二相冷媒となり、蒸発器203に流入する。蒸発器203に流入した低圧の気液二相冷媒は、蒸発器203を通過する空気と熱交換して低圧ガス冷媒となり、再びスクロール圧縮機1に吸入される。
Claims (11)
- 固定台板上に突出して形成されたインボリュート形状の固定側渦巻歯と、前記固定側渦巻歯の歯先に設けられたシール材と、を有する固定スクロールと、
揺動台板上に突出して形成されたインボリュート形状の揺動側渦巻歯と、前記揺動側渦巻歯の歯先に設けられたシール材と、を有する揺動スクロールと、を備え、
前記固定スクロールと前記揺動スクロールとが、互いの前記固定側渦巻歯と前記揺動側渦巻歯とを噛み合うように組み合わされ、前記固定スクロールと前記揺動スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室が形成されたスクロール圧縮機であって、
前記固定スクロールおよび前記揺動スクロールは、
それぞれ前記固定側渦巻歯および前記揺動側渦巻歯の歯先に、前記シール材を保持するためのシール溝が形成され、
前記シール溝は、
底部となる底面部と、前記底面部から連続して側壁部となるシール材落下防止壁と、を有し、
前記シール材落下防止壁は、
前記固定側渦巻歯および前記揺動側渦巻歯における外向面側のみに形成されており、
前記固定側渦巻歯における前記底面部は、
前記固定台板側に位置する歯底から前記固定側渦巻歯における内向面側の端部までの高さが、前記歯底から前記シール溝の前記底面部の外向面側の端部までの高さよりも高く、且つ前記歯底から前記固定側渦巻歯の外向面の端部までの高さよりも低く設定されており、
前記揺動側渦巻歯における前記底面部は、
前記揺動台板側に位置する歯底から前記揺動側渦巻歯における内向面側の端部までの高さが、前記歯底から前記シール溝の前記底面部の外向面側の端部までの高さよりも高く、且つ前記歯底から前記揺動側渦巻歯の外向面の端部までの高さよりも低く設定されている、スクロール圧縮機。 - 前記シール溝の前記底面部と、前記シール材との間には隙間が形成されており、
前記シール溝は、前記固定側渦巻歯および前記揺動側渦巻歯のそれぞれにおいて、
前記歯底から前記底面部の内向面側の端部までの高さと、
前記歯底から前記底面部の外向面側の端部までの高さと、の差が、
前記底面部の外向面側の端部における前記シール材との間の前記隙間の寸法よりも大きい、請求項1に記載のスクロール圧縮機。 - 前記固定スクロールは、
前記固定側渦巻歯の内向面が前記固定台板に対し前記歯先に進むにつれ先細りとなるように傾斜しており、
前記揺動スクロールは、
前記揺動側渦巻歯の外向面が前記揺動台板に対し前記歯先に進むにつれ先細りとなるように傾斜している、請求項1または2に記載のスクロール圧縮機。 - 前記固定スクロールは、
前記固定側渦巻歯の内向面および外向面が前記固定台板に対し前記歯先に進むにつれ先細りとなるように傾斜しており、
前記揺動スクロールは、
前記揺動側渦巻歯の内向面および外向面が前記揺動台板に対し前記歯先に進むにつれ先細りとなるように傾斜している、請求項1または2に記載のスクロール圧縮機。 - 前記固定側渦巻歯および前記揺動側渦巻歯の前記傾斜する内向面および外向面の傾斜角が、4°以下である、請求項3または4に記載のスクロール圧縮機。
- 前記シール溝は、
前記シール材落下防止壁の内周側に位置する前記シール材との接面が、前記固定台板および前記揺動台板に対して垂直である、請求項1~5のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 - 前記シール溝は、
前記シール材落下防止壁の内周側に位置する前記シール材との接面が、前記底面部に対して垂直である、請求項1~5のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 - 前記シール材は、
ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂およびポリイミド系樹脂を含む群から選択された一種を用いて形成される、請求項1~7のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 - 前記シール材は、
前記固定側渦巻歯および前記揺動側渦巻歯の前記歯先における全域に亘って配置されている、請求項1~8のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 - 前記固定スクロールおよび前記揺動スクロールを収容する密閉容器を更に備え、
前記密閉容器は、
前記揺動側渦巻歯の外周側における前記冷媒の吸入空間または圧縮中の前記圧縮室に、前記冷媒を噴射するインジェクション機構を有する、請求項1~9のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。 - 少なくとも圧縮機、凝縮器、膨張弁および蒸発器を有する冷媒回路を備え、前記圧縮機として請求項1~10のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機を用いた、冷凍サイクル装置。
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