JPH06193570A - 密閉形スクロール圧縮機 - Google Patents

密閉形スクロール圧縮機

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JPH06193570A
JPH06193570A JP34599192A JP34599192A JPH06193570A JP H06193570 A JPH06193570 A JP H06193570A JP 34599192 A JP34599192 A JP 34599192A JP 34599192 A JP34599192 A JP 34599192A JP H06193570 A JPH06193570 A JP H06193570A
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JP
Japan
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end plate
scroll
orbiting scroll
chamber
gas
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Application number
JP34599192A
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English (en)
Inventor
Masao Shiibayashi
正夫 椎林
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】密閉形スクロール圧縮機において、旋回スクロ
ール6の鏡板外周部の側部空間に圧縮室のガスを導入す
る放射状孔を旋回スクロール6の鏡板内に設け、放射状
孔6mのガス出口部となる圧縮室側の開口部に対して、
より低圧圧力となる下流側の位置となるスクロールラッ
プ部近傍に、旋回スクロール6の鏡板部5aを軸方向に
貫通し、背圧室41に連通する細孔を設けたことを特徴
とする密閉形スクロール圧縮機。 【効果】圧縮機の駆動周波数が180Hzなどの高速回
転時にも、また、軸受油量が増加しても、旋回スクロー
ルの鏡板外周部まわりの側部空間にはガスの雰囲気状態
にあるため、従来機に見られた油撹拌損失をなくすこと
ができる。このため、広い回転速度の範囲において性能
を数段に高く保持できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍空調用・冷蔵庫用
等の冷媒用圧縮機として用いられる密閉形スクロール圧
縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】密閉形スクロール圧縮機は、特開昭59−
110886号公報で開示されているように、固定スクロール
を固定するフレームの台座面と固定スクロールの鏡板と
の間に旋回スクロールの鏡板外周部を微小隙間を保って
挾み込み、旋回スクロールの鏡板外周部の側部空間と鏡
板背部の背圧室を連通する給油溝を2個所程度、旋回ス
クロールの鏡板外周部の背面部などに形成している。こ
れにより、旋回スクロールの鏡板外周部の側部空間に生
じる油圧変動を抑制し、圧縮機の動力低減作用をもたせ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、圧縮機の駆動周波数の60Hz前後の低速,中速回
転領域での油圧変動に伴う圧縮機の動力損失を小さくす
る効果はあるものの、圧縮機の駆動周波数が180Hz
などと高速回転化されると、従来技術では、旋回スクロ
ールの鏡板外周部まわりの動力損失を小さく抑えられ
ず、高速回転時での性能低下が問題となる。従って、高
速回転時には、背圧室内の側部空間に生じる油圧変動に
起因した油撹拌損失が増大する。これらの損失は約回転
数の三乗ないし四乗に比例して大きくなり、圧縮機の性
能が顕著に低下する。また、軸受荷重の増加に伴い軸受
部の温度が上昇するなど信頼性も低下する。圧縮機容量
が2.2kWから3.75kW へと大きくなると主軸径の
増加に伴う軸受油量が増えると、上記した側部空間に生
じる油圧変動に起因した油撹拌損失の影響が更に大きく
なる。
【0004】
【課題を解決するための手段】図1と図2に示すよう
に、旋回スクロールの鏡板外周部の側部空間に圧縮室の
ガスを導入する放射状孔を旋回スクロールの鏡板内に設
け、放射状孔のガス出入り口部となる圧縮室側の開口部
の位置に対して、旋回スクロールの鏡板背面の背圧室に
連通する細孔の位置を、より低圧圧力側となるスクロー
ルラップ歯底面の位置にあって、前記旋回スクロールの
鏡板部を軸方向に貫通して設けた構造とすることであ
る。前記旋回スクロールの鏡板外周部の側部空間に圧縮
室のガスを導入する放射状孔のガス出入り口部となる圧
縮室側の開口部の位置が、前記旋回スクロールの鏡板部
を軸方向に貫通した細孔の位置に対して、スクロールラ
ップ巻き角度にしてλb>λfでかつ、λb−λf<π
(λb:細孔のスクロールラップ巻き角度,λf:放射
状孔のスクロールラップ巻き角度)前後の位置関係に設
定する。また、旋回スクロールの鏡板外周部の外縁部の
スラスト摺動面に、旋回スクロールの鏡板外周部の側部
空間と背圧室及び、旋回スクロールラップ終端部に位置
する吸入室とシールするラビリンスシール溝などのシー
ル手段を備えるものである。
【0005】
【作用】本発明の作用を図1から図3をもとにして説明
する。固定スクロールを固定するフレームの台座面と固
定スクロールの鏡板との間に旋回スクロールの鏡板外周
部を微小隙間を保って挾み込んだ構造の部分図を図3に
示す。旋回スクロールの鏡板6a外周部の側部空間11
fに圧縮室7aの冷媒ガスを導入する放射状孔6mのガ
ス出入り口部となる圧縮室側の開口部55の位置が、旋
回スクロール6の鏡板部6aを軸方向に貫通した細孔6
dの位置に対して、スクロールラップ巻き角度にしてλ
b>λf、あるいはλb−λf<π(λb:細孔のスク
ロールラップ巻き角度,λf:放射状孔のスクロールラ
ップ巻き角度)前後の位置関係に設定しているため、こ
れらの孔と連通する空間、すなわち側部空間11fの圧
力Pfと背圧室41の圧力Pbとが常時Pf>Pbの関
係となる。このため、従来機に見られたような背圧室4
1側から側部空間11fへの油の侵入を完全に防止でき
る。圧力関係がPf>Pbにあるも、この圧力差を1kg
/cm2 ないし数kg/cm2 以下前後と設定し、比較的僅少
な圧力差としているためガス漏れ量を小さくすることが
でき、ガス漏れによる性能低下を防ぐことができる。こ
のガス漏れによる性能低下をより一層防ぐため、旋回ス
クロールの鏡板外周部の外縁部の上下方向にあるスラス
ト摺動面に、旋回スクロールの鏡板外周部の側部空間と
背圧室及び、旋回スクロールラップ終端部に位置する吸
入室とシールするシール手段58a,58bを設けてい
る。
【0006】このような構成では、旋回スクロールの鏡
板6a内の放射状孔6mには、冷媒ガスの流れが主流と
なり、一方、鏡板部6aを軸方向に貫通した細孔6dに
は、旋回背面に中間圧力を得るためのガスの流れと軸受
油量を排出する油の流れが混合した二相流の流れとなる
ことが特徴的となる。本発明によれば、圧縮機の駆動周
波数が180Hzなど高速回転時においても、また、主
軸径の増加に伴う軸受油量が増加しても、旋回スクロー
ルの鏡板外周部まわりの側部空間には常時ガスの雰囲気
状態にあるため、従来機に見られた側部空間の油充満の
作用による油撹拌損失をなくすことができ、その効果が
大となる。これは、油撹拌は、その空間内にある作動流
体の密度の大きさに比例して大きくなるためである。本
発明とすることにより、密度を約1/6以下にしてい
る。このように、本発明によれば、広い回転速度の範囲
において性能を高く保持できる。
【0007】
【実施例】本発明の実施例を図1から図7にわたって示
す。図1と、図2は、本発明の構成を示す旋回スクロー
ル6の平面図と縦断面図である。図1と図3に示すよう
に、旋回スクロールの鏡板6a外周部の側部空間11f
に圧縮室7a側の冷媒ガスを導入する放射状孔6mを設
けている。放射状孔6mのガス出入り口部となる圧縮室
側の開口部55の位置に対して、より低圧圧力側となる
スクロールラップ歯底面の位置にあって、旋回スクロー
ル6の鏡板部6aを軸方向に貫通し、旋回スクロールの
鏡板背面の背圧室41に連通する細孔を設けている。放
射状孔6mの圧縮室側の開口部55の位置は、旋回スク
ロール6の鏡板部6aを軸方向に貫通した細孔6dの位
置に対して、スクロールラップ巻き角度にしてλb>λ
f(λb:細孔のスクロールラップ巻き角度,λf:放
射状孔のスクロールラップ巻き角度)前後の位置関係と
なるラップ6b側壁部の近傍に設定している。また、旋
回スクロール6の鏡板外周部の外縁部の上下方向のスラ
スト摺動面6pには、旋回スクロール6の鏡板外周部の
側部空間11fと背圧室41及び、旋回スクロールラッ
プ終端部に位置する吸入室5f(図3参照)とシールす
る環状の溝6fの手段を備えている。図3に示すよう
に、環状の溝6fには、シールリング58a,58bを
装着している。図4は、そのほかの例を示す旋回スクロ
ール6とフレーム11との位置関係を示す平面図であ
る。
【0008】旋回スクロールの鏡板6a外周部の側部空
間11fに圧縮室7aの冷媒ガスを導入する放射状孔6
mのガス出入り口部となる圧縮室側の開口部55の位置
は、ラップ溝部6sの中央部にあって、一方、旋回スク
ロール6の鏡板部6aを軸方向に貫通した細孔6eの位
置は、よりラップ巻きおわりの方向に位置したラップ溝
部6sの中央部に設けている。両者の位置は、スクロー
ルラップ巻き角度にしてΔλ=λb−λf=0.5*π
(λb:細孔のスクロールラップ巻き角度,λf:放射
状孔のスクロールラップ巻き角度)前後の位置関係に設
定している。これらの孔と連通する空間、すなわち側部
空間11fの圧力Pfと背圧室41の圧力Pbとが常時
Pf>Pbの関係となり、この圧力差を1kg/cm2ない
し数kg/cm2前後と設定することが出来る。なお、Δλ
の値をλb−λf=π/6ラヂアンとより小さく設定し
ても良い。
【0009】図5と図6は、旋回スクロールの鏡板外周
部回りの部分断面図である。
【0010】固定スクロールを固定するフレームの台座
面11eと固定スクロールの鏡板5aとの間に旋回スク
ロールの鏡板外周部を微小隙間を保って挾み込み、微小
隙間を二十数μ前後と軸受隙間に同等の隙間に設定した
実施例である。この構成により、上記した側部空間11
fから背圧室41側へのガス漏れをさらに低下させる。
図5は、シールリング58a,58bを固定スクロール
の鏡板面側に、フレーム台座面と摺動するシート面側
に、各々溝部5n,11nを装着している。一方、図6
は、旋回スクロール6の鏡板外周部の背面部に、鏡板外
周部の背面部と対向しフレーム台座面11eと摺動する
シート面にラビリンスシール用溝部11pを周状に形成し
たものである。なお、固定スクロールの鏡板面側には、
三角溝5yを付加している。
【0011】次に、本発明の1実施例に係るスクロール
圧縮機の全体的な説明を図7によって行う。図7におい
て、密閉容器1内の上方に圧縮機部100が、下方に電
動機部3が収納されている。そして、密閉容器1内は上
部室1a(吐出室)と電動機室1b,1cとに区画され
ている。
【0012】圧縮機部100は固定スクロール部材5と
旋回スクロール部材6を互いに噛合せて圧縮室(密閉空
間)7を形成している。固定スクロール部材5は、円板
状の鏡板5aと、これに直立しインボリュート曲線ある
いはこれに近似の曲線に形成されたラップ5bとからな
り、その中心部に吐出口10,外周部に吸入口16を備
えている。図1に示すように、旋回スクロール部材6は
円板状の鏡板6aと、これに直立し、固定スクロールの
ラップと同一形状に形成されたラップ6bと、鏡板の反
ラップ面に形成されたボス6cからなっている。固定ス
クロール5を固定するフレーム11の台座面11eと固
定スクロールの鏡板5aとの間に旋回スクロールの鏡板
外周部6a(6g)を微小隙間を保って挾み込んだ構成
としている。本例では、固定スクロール部材5には鋳鉄
系材料を用い、旋回スクロール6の材料にはアルミ合金
系材料を用いて、圧縮機の高速化を図っている。フレー
ム11は中央部に軸受部を形成し、この軸受部に回転軸
14が支承され、回転軸先端の偏心軸14aは、ボス6
cに旋回運動が可能なように挿入されている。またフレ
ーム11には固定スクロール部材5が複数本のボルトに
よって固定され、旋回スクロール部材6はオルダムリン
グおよびオルダムキーよりなるオルダム機構12によっ
てフレーム11に支承され、旋回スクロール部材6は固
定スクロール部材5に対して、自転しないで旋回運動を
するように形成されている。回転軸14には下部に、ロ
ータ3bに固定された電動機軸14bを一体に連設し、
電動機部3を直結している。固定スクロール部材5の吸
入口16には密閉容器1を貫通して垂直方向の吸入管1
7が接続され、吐出口10が開口している上部室1aは
通路18a,18bを介して上部電動機室1bと連通し
ている。この上部電動室1bは電動機ステータ3aと密
閉容器1側壁との間の通路19を介して下部電動機室1
cに連通している。また上部電動機室1bは密閉容器1
を貫通する吐出管20に連通している。
【0013】なお、22は密閉容器底部の油溜りを示
す。尚、図中実線矢印は冷媒ガスの流れ方向,破線矢印
は油の流れ方向を示す。なお、8と21は、旋回スクロ
ール6の旋回運動に伴う遠心力を相殺するための第一と
第二のバランスウエイトである。
【0014】次に潤滑油の流れについて説明する。
【0015】潤滑油22aは、密閉容器1の下部に油溜
り22として溜められる。回転軸14の下端は偏心軸部
(クランクピン)14aを備え、該偏心軸部14aが旋
回スクロール6の鏡板6aのボス部6c内の旋回軸受3
9を介して、スクロール圧縮要素部である旋回スクロー
ル6と係合している。回転軸14には、各軸受部への給
油を行なうための中心縦孔13が回転軸14の下端から
上端面まで形成される。13aは、回転軸14の下端と
底部油溜り22を連ねる揚油管である。偏心軸部14a
の下部には、旋回スクロール6のボス部6cの先端面と
対向する主軸受40の上部にバランスウエイト8が回転
軸14と結合し一体化して形成されている。潤滑油22
aの油溜り22内に浸漬された揚油管13aの下端は高
圧の吐出圧力Pdを受けており、一方、下流となる旋回
軸受39及び主軸受40のまわりは、旋回鏡板6aに設
けた細孔6d,6e(図1,図4参照)により圧縮途中
の圧力である中間圧力Pbを受けているため、(Pd−
Pb)の圧力差によって、容器底部の油溜り22中の潤
滑油22aは、中心縦孔13内を上昇する。
【0016】このように、各軸受部への給油を、中心縦
孔給油による差圧給油法によって行なう。
【0017】中心縦孔13内を上昇した潤滑油22a
は、主軸受40及び旋回軸受39へ給油される。各軸受
39,40へ給油された油は、背圧室41に流入し、背
圧室41に流入した油は冷媒ガスと混合する。旋回スク
ロールの鏡板外周部まわりの側部空間であるフレーム室
11fには、旋回スクロールの鏡板6a内部に設けた放
射状孔6mにより圧縮室7aの冷媒ガスが導入される。
次に背圧室41に流入した油と冷媒ガスは、混合した状
態で背圧孔6d,6eを介して圧縮室7側に流出する。
このように、旋回スクロールの鏡板6a内の放射状孔6
mには、冷媒ガスの流れが主流となり、一方鏡板部6a
を軸方向に貫通した細孔6dには、旋回背面に中間圧力
を得るためのガスの流れと軸受油量を排出する油の流れ
が混合した二相流の流れが主流となる。圧縮室7に至っ
た油は、吸入室側から吸い込まれた冷媒ガスとともに加
圧され、固定スクロール5上方の吐出室1aさらに電動
機室1bへと移動する。この電動機室1bと下方の空間
1cで冷媒ガスと油は分離され、油は密閉容器1の下部
の油溜り22に落下し、再び各摺動部に供給される。
【0018】なお、上記したように、旋回スクロール6
に軽量材質であるアルミニウム合金を使用すれば、圧縮
機の高速化のためには有利となる。すなわち、旋回軸受
部に作用する遠心力の軽減化に伴い軸受損失の低下など
性能向上や信頼性向上にさらに一層有効となるためであ
る。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば次の効果がある。
【0020】(1)圧縮機の駆動周波数が150〜18
0Hzなどの高速回転時においても、また、軸受油量が
増加しても、旋回スクロールの鏡板外周部まわりの側部
空間には常に冷媒ガスの雰囲気状態にあるため、従来機
に見られた側部空間の油充満の作用による油撹拌損失を
完全になくすことができる。このため、広い回転速度の
範囲において性能を数段に高く保持できる。
【0021】(2)(1)に関連して、軸受荷重の大幅
低減により、とくに高速域での圧縮機の信頼性が向上す
る。
【0022】(3)(1)と(2)とに関連して、圧縮
機の運転範囲の拡大がはかれ、圧縮機の容量制御幅の拡
大にもつなげられ、さらに高速回転化を容易に図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す旋回スクロールの平面図。
【図2】本発明の構成を示す旋回スクロールの縦断面
図。
【図3】旋回スクロールの鏡板外周部回りの部分断面
図。
【図4】そのほかの例を示す旋回スクロールとフレーム
との位置関係を示す平面図である。
【図5】旋回スクロールの鏡板外周部回りの部分断面
図。
【図6】旋回スクロールの鏡板外周部回りの部分断面
図。
【図7】本発明の全体構成を示す密閉形スクロール圧縮
機の断面図。
【符号の説明】
5…固定スクロール、5a…固定スクロール鏡板部、6
…旋回スクロール、6m…放射状孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F04C 29/02 351 B 6907−3H 361 A 6907−3H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】密閉容器内に、スクロール圧縮機と電動機
    をフレームに支承した回転軸を介して連設して収納する
    と共に、前記密閉容器室を上下室に区画し、前記スクロ
    ール圧縮機は、円板状鏡板に渦巻状のラップを直立する
    固定スクロール及び旋回スクロールを、前記ラップを内
    側にして噛合せ、前記固定スクロールを固定するフレー
    ムの台座面と前記固定スクロールの鏡板との間に前記旋
    回スクロールの鏡板外周部を微小隙間を保って挾み込
    み、前記旋回スクロールの前記鏡板の背部の背圧室には
    前記フレームと前記旋回スクロールの前記鏡板との間に
    オルダムキーとリングとからなるオルダム機構を備え、
    前記旋回スクロールを前記回転軸に連設する偏心軸部に
    係合し、前記旋回スクロールを自転することなく前記固
    定スクロールに対し旋回運動させ、前記固定スクロール
    には中心部に開口する吐出口と外周部に開口する吸入口
    を設け、吸入口よりガスを吸入し、前記両スクロールに
    て形成される圧縮空間を中心に移動させ容積を減少して
    ガスを圧縮し、吐出口より圧縮ガスを上部容器室に吐出
    し、通路を介し下部容器室に導き、吐出管を介し器外に
    吐出する密閉形スクロール圧縮機において、 前記旋回スクロールの前記鏡板の外周部の側部空間に圧
    縮室のガスを導入する放射状孔を前記旋回スクロールの
    鏡板内に設け、放射状孔のガス出入り口部となる前記圧
    縮室側の開口部の位置に対して、前記旋回スクロールの
    鏡板背面の背圧室に連通する細孔の位置を、より低圧圧
    力側となる前記旋回スクロールのラップ歯底面の位置に
    あって、前記旋回スクロールの鏡板部を軸方向に貫通し
    て設けたことを特徴とする密閉形スクロール圧縮機。
JP34599192A 1992-12-25 1992-12-25 密閉形スクロール圧縮機 Pending JPH06193570A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102705242A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 陈冬长 一种实现双通道背压腔回油量控制的压缩机及控制方法
KR101442547B1 (ko) * 2008-08-05 2014-09-23 엘지전자 주식회사 스크롤 압축기
WO2021098941A1 (de) * 2019-11-18 2021-05-27 Pierburg Gmbh Spiralverdichter
US11603840B2 (en) * 2020-08-20 2023-03-14 Lg Electronics Inc. Scroll compressor having compression chamber oil supplies having stages in which oil supply overlaps and stages in which oil supply does not overlap

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