JP2004232545A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機、冷凍機器等に使用される圧縮機であって、漏れ損失を低減して高効率運転を可能とするスクロール圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のスクロール圧縮機としては、鏡板に渦巻き状のスクロールラップを直立形成した固定スクロールと旋回スクロールとを噛み合わせて円弧状の圧縮室を形成し、旋回スクロールを固定スクロールに対して自転を拘束した状態で旋回運動させることによって圧縮室を外周側から内周に向かって移動させながら容積を減じることで圧縮動作を行わせるものがある。このスクロール圧縮機は旋回スクロールと固定スクロールとの噛み合わせ部から圧縮ガスが漏洩して効率低下の原因となるという問題点を有しており、従来から様々な対策が提案されている(例えば特許文献1参照)。図7は前記特許文献1に記載された従来のスクロール圧縮機を示すものである。
【0003】
図7において10は固定スクロール、101は固定スクロールラップ、20は旋回スクロール、201は旋回スクロールラップであり、固定スクロールラップ101と旋回スクロールラップ201は噛み合わされて圧縮室40を形成している。30はスクロールラップ間の底面中央部に形成された窪みであり、この窪み30に滞留した潤滑油が噛み合わされた相手側のスクロールラップ頂面に粘性および遠心力で側面側に寄せられ底面と側面間のコーナー部空間をシールして圧縮ガスの漏洩を減少させている。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−297769号公報(第2頁〜3頁、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一方、スクロール圧縮機は吸入側である外周部では温度上昇が比較的小さく、圧縮工程が進んだ中心部では温度上昇が高くなる為、外周部と中心部で温度差が生じる。このため、前記従来の構成のようにスクロールラップ高さが外周部と中心部とで同じ高さに設定されたものでは、運転による温度上昇でそれぞれのスクロールが熱膨張した結果、中心部では大きく熱膨張し、外周部では比較的熱膨張による寸法変化が小さいので、中心部ではラップ先端面と相手側スクロール底面とは密着しているが、外周部ではラップ先端面と相手側スクロール底面との間に大きな隙間が出来てしまうことになる。この結果、スクロール外周部での漏れが大きくなり、特に現在のインバータ技術により様々な圧縮条件で運転される圧縮機ではある運転条件において極端に圧縮効率を低下させるという問題点を有していた。
【0006】
また、スクロールラップ先端面と相手側スクロール鏡板との間の隙間から冷媒ガスが漏れるのを防ぐには、スクロールラップの巻き始めから巻き終わりまでの全範囲にわたってスクロールラップ先端面にシール材を設ければ良いが、この種のスクロール圧縮機においては巻き終り部を除いて精度の高いインボリュート曲線で構成し、巻き終り部は直線形状に形成しているため、シール材をこの形状に合わせて形成するにはきわめて精度の高い製造工程を必要とし、生産性やコストの面で困難があり、シール材は巻き始め側から一定の範囲までしか設けることが出来ないという事情があった。
【0007】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、運転中の温度上昇による熱膨張の影響で漏れ損失が低下することのなく、運転使用範囲全般において高効率なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
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、旋回スクロールの外周側に存在し、吸入部を形成するラップ巻き終り部分において他の部分よりもラップ高さが高くなる部分を設けるように形成したものである。
【0009】
本構成によって、運転による温度上昇でスクロール外周部と中心部とで温度差が生じ、中心部でより大きく熱膨張した状態でも、外周部と中心部とのラップ高さが同じになるように構成でき、また比較的低温で熱膨張が少なく、吸入部の近くに形成される圧縮室の摺動部分の漏れ損失が大きくなる運転条件においても、吸入部での漏れ損失が低減され様々な運転条件において高効率な圧縮機を実現することが出来る。
【0010】
【発明の実施の形態】
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。
【0011】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態におけるスクロール型密閉圧縮機の断面図である。
【0012】
図1において、2は旋回スクロール、1は固定スクロールであり、噛み合わされて圧縮室40を形成する。3は冷媒を吸入する吸入孔、4は圧縮した冷媒を吐出する吐出孔、5は旋回スクロール2の自転を拘束するオルダム継ぎ手であり、回転軸6が電動機7により駆動されて回転することにより旋回スクロール2が旋回運動することによって圧縮を行う。また12は旋回スクロールラップ9の上面に勘合されるシール材であり、13にあるオイルを14のオイルポンプを用いて回転軸6の内径を通り、旋回スクロール2にあるオイル供給穴15を通じてシール材12と旋回スクロール2勘合面に給油を行う。
【0013】
図2は図1における旋回スクロール2を上面から見た形状を示す図である。図2において、旋回スクロールラップ9の中心側が巻き始め部であり、吐出側となる。旋回スクロールラップ9の外周側は巻き終り部であり吸入側となる。シール材12は図にあるように旋回スクロールラップ9巻き始め部よりある所定の角度まで設けられている。固定スクロール1と旋回スクロール2は熱膨張率の異なる材料で構成されており、旋回スクロール2の熱膨張率は固定スクロール1の熱膨張率よりも大きいものが用いられており、スクロールラップ9の高さは運転時の温度上昇を考慮し、運転時に巻き始めから巻き終りにかけてのラップ高さを固定スクロールラップ8の高さよりも低く設定している。またシール材12は構成される圧縮室間の漏れ損失を低減するために設けられており、運転中にはシール材12に供給されるオイルによって旋回スクロール2の勘合面から浮上する。このように構成することによって、運転中にはそれぞれの熱膨張とシール材12の浮上により、固定スクロール1との間の隙間を減少させることができ、漏れ損失の低減が可能となる。
【0014】
(実施の形態2)
図3は本発明の実施の形態2における旋回スクロール23を上面から見た形状を示す図である。図4は図3の旋回スクロール23について横軸に巻き始めからのスクロールラップ角度を、縦軸に当該角度におけるラップ高さを表した図である。
【0015】
図3において、旋回スクロールラップ93の中心側が巻始め部であり、吐出側となる。旋回スクロールラップ93の外周側は巻き終り部であり吸入側となる。運転による旋回スクロール23の温度上昇は中心部が最も高くなるため、中心部の熱膨張が最も大きくなる。このため、中心部のラップ高さを基準高さとし、巻き始め部からある角度αまでを基準高さに加工し、αより巻終り部にかけて図4に示すように高さhだけラップ高さを高く加工することにより特に低速や低温などのシール材12の浮上が十分でなく、かつラップ部の熱膨張が少なくなり漏れ損失が大きくなる条件においても漏れ損失の低減が可能となるので圧縮機の総合効率が向上する。
【0016】
(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3における旋回スクロール25を上面から見た形状を示す図である。図6は図5の旋回スクロール25について、横軸に巻き始めからのスクロールラップ角度を、縦軸に当該角度におけるラップ高さを表した図である。
【0017】
図5において、旋回スクロールラップ95の中心側が巻始め部であり、吐出側となる。旋回スクロールラップ95の外周側は巻き終り部であり吸入側となる。運転による旋回スクロール25の温度上昇は中心部が最も高くなるため、中心部の熱膨張が最も大きくなる。このため、中心部のラップ高さを基準高さとし、巻き始め部からある角度αまでを基準高さに加工し、αより巻終り部にかけて図4に示すように高さhだけラップ高さを高く加工することにより特に低速や低温などのシール材12の浮上が十分でなく、かつラップ部の熱膨張が少なくなり漏れ損失が大きくなる条件においても漏れ損失の低減が可能となるので圧縮機の総合効率が向上する。更にある角度βより巻き終り部にかけてIだけラップ高さを低くする。これは前記のようにラップ高さを高くしたために、逆に高速や高温条件で旋回スクロールラップ95の熱膨張が大きい条件において固定スクロール1の底面に旋回スクロールラップ95が接触する場合に巻き終り部先端に応力が集中し、摺動損失が増大したり、旋回スクロールラップ95が破損しないようにするためのものである。これによりあらゆる運転条件において信頼性と性能向上を実現し圧縮機の総合効率が向上する。
【0018】
【発明の効果】
以上のように、本発明のスクロール圧縮機によれば、スクロール中心部と外周部の温度上昇の違いによる熱膨張の差による圧縮ガス漏洩を防止し効率の良いスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施の形態1における圧縮機の断面図
【図2】図1における旋回スクロール2を上面から見た形状を示す図
【図3】本発明実施の形態2における旋回スクロールを示す図
【図4】本発明実施の形態2における旋回スクロールラップ高さを表す図
【図5】本発明実施の形態3における旋回スクロールを示す図
【図6】本発明実施の形態3における旋回スクロールラップ高さを表す図
【図7】従来のスクロール圧縮機を示す図
【符号の説明】
1 固定スクロール
2 旋回スクロール
3 吸入孔
4 吐出孔
5 オルダム継ぎ手
6 回転軸
7 電動機
10 固定スクロール
20 旋回スクロール
30 窪み
40 圧縮室
101 固定スクロールラップ
102 旋回スクロールラップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE
[0002]
[Prior art]
As a conventional scroll compressor, a fixed scroll in which a spiral scroll wrap is formed upright on a head plate and an orbiting scroll are meshed to form an arc-shaped compression chamber, and the orbiting scroll is restrained from rotating with respect to the fixed scroll. In some cases, the compression operation is performed by reducing the volume while moving the compression chamber from the outer peripheral side toward the inner peripheral side by rotating the compression chamber in a state. This scroll compressor has a problem that the compressed gas leaks from the meshing portion between the orbiting scroll and the fixed scroll and causes a reduction in efficiency, and various countermeasures have been conventionally proposed (for example, Patent Reference 1). FIG. 7 shows a conventional scroll compressor described in
[0003]
7,
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-29769 (
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, in the scroll compressor, the temperature rise is relatively small in the outer peripheral portion on the suction side, and the temperature rise is higher in the central portion where the compression process has progressed. For this reason, in the case where the scroll wrap height is set to the same height at the outer peripheral portion and the central portion as in the conventional configuration, as a result of the thermal expansion of each scroll due to a temperature rise due to operation, the scroll wrap height is large at the central portion. Since thermal expansion occurs and the dimensional change due to thermal expansion is relatively small at the outer peripheral portion, the wrap leading end surface and the mating scroll bottom surface are in close contact with each other at the central portion, but the wrap leading end surface and the mating scroll bottom surface at the outer peripheral portion. There will be a large gap between them. As a result, leakage at the outer peripheral portion of the scroll becomes large, and in particular, a compressor operated under various compression conditions by the current inverter technology has a problem that the compression efficiency is extremely reduced under certain operation conditions.
[0006]
Further, in order to prevent the refrigerant gas from leaking from the gap between the scroll wrap distal end surface and the counterpart scroll end plate, a seal material is provided on the scroll wrap distal end surface over the entire range from the winding start to the winding end of the scroll wrap. In this type of scroll compressor, this type of scroll compressor is configured with a highly accurate involute curve except for the end of winding, and the end of winding is formed in a linear shape, so the sealing material is formed in accordance with this shape. Requires a highly accurate manufacturing process, has difficulties in terms of productivity and cost, and has a situation in which the sealing material can be provided only within a certain range from the winding start side.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a scroll compressor that is highly efficient in the entire operation range without the leakage loss being reduced due to thermal expansion due to a temperature rise during operation. Aim.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, a scroll compressor according to the present invention is provided with a portion which is present on an outer peripheral side of an orbiting scroll and has a wrap height higher than other portions at a wrap winding end portion forming a suction portion. It was formed as follows.
[0009]
With this configuration, a temperature difference is generated between the outer peripheral portion of the scroll and the central portion due to the temperature rise due to operation, and the wrap height between the outer peripheral portion and the central portion is the same even when the thermal expansion is larger at the central portion. In addition, even under operating conditions in which the thermal expansion is small at a relatively low temperature and the leakage loss of the sliding portion of the compression chamber formed near the suction part is large, the leakage loss at the suction part is reduced and various operating conditions are obtained. , A highly efficient compressor can be realized.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a sectional view of a scroll-type hermetic compressor according to an embodiment of the present invention.
[0012]
In FIG. 1,
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing a shape of the
[0014]
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram showing a shape of the orbiting
[0015]
In FIG. 3, the center side of the orbiting scroll wrap 93 is the winding start portion, and is the discharge side. The outer peripheral side of the orbiting scroll wrap 93 is the end of winding and is on the suction side. Since the temperature rise of the orbiting
[0016]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a diagram showing a shape of the orbiting
[0017]
In FIG. 5, the center side of the
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the scroll compressor of the present invention, it is possible to provide an efficient scroll compressor that prevents compressed gas leakage due to a difference in thermal expansion due to a difference in temperature between the center and the outer periphery of the scroll. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a compressor according to
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003021822A JP2004232545A (en) | 2003-01-30 | 2003-01-30 | Scroll compressor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003021822A JP2004232545A (en) | 2003-01-30 | 2003-01-30 | Scroll compressor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004232545A true JP2004232545A (en) | 2004-08-19 |
Family
ID=32951054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003021822A Pending JP2004232545A (en) | 2003-01-30 | 2003-01-30 | Scroll compressor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004232545A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007138922A (en) * | 2005-10-21 | 2007-06-07 | Daikin Ind Ltd | Rotary fluid machine |
-
2003
- 2003-01-30 JP JP2003021822A patent/JP2004232545A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007138922A (en) * | 2005-10-21 | 2007-06-07 | Daikin Ind Ltd | Rotary fluid machine |
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Legal Events
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