JP2009002224A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷暖房空調装置や冷蔵庫等の冷却装置、あるいはヒートポンプ式の給湯装置等に用いられるスクロール圧縮機に関するものである。 The present invention relates to a scroll compressor used in a cooling device such as a cooling / heating air conditioner or a refrigerator, or a heat pump type hot water supply device.
従来のこの種のスクロール圧縮機は特許文献1の構成が知られている。図4は、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断面図である。図4において、鏡板2bの一側面に立設された渦巻き状の壁体を有し、定位置に固定された固定スクロール2と、他の鏡板3aの一側面に立設された渦巻き状の他の壁体を有し、各上記壁体同士をかみ合わせて自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持された旋回スクロール3から構成されている。固定スクロール2には、吐出ポート2dが構成されており、吐出管2eを通って圧縮機の外に作動流体が吐出される。
しかしながら、高速・高差圧運転時において吐出温度は非常に高くなり、吐出管内の作動流体温度も高温になるため、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導が発生し、固定スクロールの温度上昇に伴い、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップが熱膨張により変形し、旋回スクロールと固定スクロールが接触し、入力の増大や焼付きが発生する場合があった。 However, the discharge temperature becomes very high during high speed and high differential pressure operation, and the temperature of the working fluid in the discharge pipe also becomes high, so heat conduction from the high temperature working fluid to the fixed scroll end plate causes the fixed scroll temperature to rise. With the rise, the fixed scroll end plate and the fixed scroll wrap are deformed due to thermal expansion, and the orbiting scroll and the fixed scroll come into contact with each other, resulting in an increase in input and seizure.
また、固定スクロールラップの熱膨張を考慮し、固定スクロールと旋回スクロールの軸方向隙間広く設定した場合、低速・低差圧運転時にこの隙間からの漏れが多くなり、圧縮機の性能が低下する場合があった。 If the fixed scroll and the orbiting scroll are set to have a wide axial gap in consideration of the thermal expansion of the fixed scroll wrap, leakage from this gap will increase during low-speed and low differential pressure operation, resulting in reduced compressor performance. was there.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、固定スクロールの熱膨張による変形を抑制し、運転条件に関わらず高信頼性かつ高性能なスクロール圧縮機の提供を目的とすることである。 An object of the present invention is to solve the conventional problems described above, and to provide a scroll compressor that suppresses deformation due to thermal expansion of a fixed scroll and has high reliability and high performance regardless of operating conditions.
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、固定スクロールの鏡板の反ラップ側に断熱材を設置したものである。 In order to solve the conventional problem, the scroll compressor according to the present invention is provided with a heat insulating material on the opposite side of the end plate of the fixed scroll.
これによって、吐出温度が高温になる高速・高差圧運転時においても、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導を抑え、固定スクロールの温度上昇を抑制し、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形を抑制し、旋回スクロールと固定スクロールの接触を防止できるため、入力の増大や焼付きを防止できる。 As a result, even during high speed and high differential pressure operation where the discharge temperature is high, heat conduction from the high temperature working fluid to the fixed scroll end plate is suppressed, and the temperature rise of the fixed scroll is suppressed. Since the deformation due to the thermal expansion is suppressed and the contact between the orbiting scroll and the fixed scroll can be prevented, an increase in input and seizure can be prevented.
本発明のスクロール圧縮機は、固定スクロールの熱膨張による変形を抑制し、スクロール圧縮機の信頼性と性能を向上させることができる。 The scroll compressor of this invention can suppress the deformation | transformation by the thermal expansion of a fixed scroll, and can improve the reliability and performance of a scroll compressor.
第1の発明は、固定スクロールの鏡板の反ラップ側に断熱材を設けることで、吐出温度が高温になる高速・高差圧運転時においても、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導を抑え、固定スクロールの温度上昇を抑制し、固定スクロール鏡板や固定スクロ
ールラップの熱膨張による変形を抑制し、旋回スクロールと固定スクロールの接触を防止できるため、入力の増大や焼付きを防止できる。
The first invention provides heat conduction from the high temperature working fluid to the fixed scroll end plate even during high-speed and high differential pressure operation where the discharge temperature becomes high by providing a heat insulating material on the opposite side of the end plate of the fixed scroll end plate. This suppresses the temperature rise of the fixed scroll, suppresses deformation due to thermal expansion of the fixed scroll end plate and the fixed scroll wrap, and prevents contact between the orbiting scroll and the fixed scroll, thereby preventing an increase in input and seizure.
第2の発明は、吐出ポート内に断熱材を設置することで、吐出ポートから固定スクロールラップへの熱伝導を抑制できるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。 According to the second aspect of the present invention, since the heat conduction from the discharge port to the fixed scroll wrap can be suppressed by installing a heat insulating material in the discharge port, deformation due to thermal expansion of the fixed scroll end plate and the fixed scroll wrap can be further suppressed.
第3の発明は、断熱材を中空セラミックを含む塗料とすることで、断熱効果を高め、複雑な形状の部品に対しても容易に塗布でき、吐出ポートから固定スクロールラップへの熱伝導を抑制できるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。 In the third aspect of the invention, the heat insulating material is a paint containing a hollow ceramic, so that the heat insulating effect is enhanced, and it can be easily applied to parts having a complicated shape, and the heat conduction from the discharge port to the fixed scroll wrap is suppressed. Therefore, deformation due to thermal expansion of the fixed scroll end plate and the fixed scroll wrap can be further suppressed.
第4の発明は、マフラーに放熱フィンを設置することで、マフラー内の熱を効果的にマフラーの外へ放熱することができるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。 According to the fourth aspect of the present invention, since the heat in the muffler can be effectively radiated to the outside of the muffler by installing the radiation fins on the muffler, the deformation due to the thermal expansion of the fixed scroll end plate and the fixed scroll wrap is further suppressed. it can.
第5の発明は、マフラーの材質をアルミ合金とすることで、マフラー内の熱をさらに効果的にマフラーの外へ放熱することができるため、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形をさらに抑制できる。 In the fifth invention, since the muffler is made of an aluminum alloy, the heat in the muffler can be dissipated more effectively outside the muffler. Therefore, deformation due to thermal expansion of the fixed scroll end plate and the fixed scroll wrap is prevented. Further suppression is possible.
第6の発明は、圧縮機の作動流体を作動時の差圧が大きい二酸化炭素とした場合でも、吐出温度が高温になる高速・高差圧運転時において、高温の作動流体から固定スクロール鏡板への熱伝導を抑え、固定スクロールの温度上昇を抑制し、固定スクロール鏡板や固定スクロールラップの熱膨張による変形を抑制し、旋回スクロールと固定スクロールの接触を防止できるため、入力の増大や焼付きを防止できる。 According to a sixth aspect of the present invention, even when the working fluid of the compressor is carbon dioxide having a large differential pressure during operation, the high-temperature working fluid is moved from the high-temperature working fluid to the fixed scroll end plate during high-speed and high differential pressure operation where the discharge temperature is high. The heat transfer of the fixed scroll is suppressed, the temperature rise of the fixed scroll is suppressed, the deformation due to the thermal expansion of the fixed scroll end plate and the fixed scroll wrap is suppressed, and the contact between the orbiting scroll and the fixed scroll can be prevented. Can be prevented.
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。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係わるスクロール圧縮機の縦断面図である。図1のように構成されたスクロール圧縮機について、以下その動作、作用を説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to the first embodiment of the present invention. The operation and action of the scroll compressor configured as shown in FIG. 1 will be described below.
図1に示すように、本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器1内に溶接や焼き嵌めなどして固定したクランク軸4の主軸受部材11と、この主軸受部材11上にボルト止めした固定スクロール2との間に、固定スクロール2と噛み合う旋回スクロール3を挟み込んでスクロール式の圧縮機構2fを構成し、旋回スクロール3と主軸受部材11との間に旋回スクロール3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などによる自転規制機構14を設けて、クランク軸4の上端にある偏心軸部4aにて旋回スクロール3を偏心駆動することにより旋回スクロール3を円軌道運動させ、これにより固定スクロール2と旋回スクロール3との間に形成している圧縮室15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16および固定スクロール2の外周部の吸入口17から作動流体ガスを吸入して圧縮していき、所定圧以上になった作動流体ガスは固定スクロール2の中央部の吐出ポート2dから吐出バルブ19を押し開いてマフラー21内に吐出させることを繰り返す。
As shown in FIG. 1, the scroll compressor of the present invention includes a main bearing
旋回スクロール3の背面部分には、主軸受部材11に配置されている摺動仕切り環78があり、旋回運動を行いながら摺動仕切り環78により、摺動仕切り環78の内側領域である高圧部と、外側領域である高圧と低圧の中間圧に設定された背圧空間に仕切られている。この背面の圧力付加により旋回スクロール3は固定スクロール2に安定的に押しつけ
られ、漏れを低減するとともに安定して円軌道運動を行うことができる。
A
さらに、固定スクロール2には、旋回スクロール3の背面の背圧空間29の圧力を制御する背圧調整弁9を備えている。
Further, the
マフラー21内に吐出された作動流体は、吐出流路A22を通り、ロータ貫通孔23を通過した後反転し、ステータ貫通孔24から吐出流路B27を通過し、メカ上部空間25に入り、吐出管2eから圧縮機の外へ吐出される。
The working fluid discharged into the
高速・高差圧運転時において、作動流体温度はマフラー21内が最も高温であり、マフラー21内で固定スクロール2を加熱し、吐出流路A22内で固定スクロール2や主軸受部材11を加熱しており、マフラー21内の高温作動流体から固定スクロール2への熱伝導が発生し、固定スクロール2の温度上昇に伴い、固定スクロール2の鏡板や固定スクロール2のラップ部分が熱膨張により変形し、旋回スクロール3と固定スクロール2が接触し、入力の増大や焼付きが発生する場合があった。
During high-speed and high differential pressure operation, the working fluid temperature is highest in the
また、固定スクロール2のラップの熱膨張を考慮し、固定スクロール2と旋回スクロール3の軸方向隙間広く設定した場合、低速・低差圧運転時にこの隙間からの漏れが多くなり、圧縮機の性能が低下する場合があった。
In addition, if the wide gap in the axial direction between the
断熱材26を固定スクロール2のマフラー21と接する面に設置することで、マフラー21内の高温作動流体から固定スクロール2への熱伝導を抑制し、固定スクロール2の温度上昇に伴う、固定スクロール2の鏡板や固定スクロール2のラップ部分の熱膨張による変形を抑えることができる。
By installing the
なお、断熱効果の高い中空セラミックを含む塗料を用いれば、固定スクロール2に塗布できるため、容易に断熱材を設置できる。
In addition, if the coating material containing the hollow ceramic with a high heat insulation effect is used, since it can apply to the
さらに、吐出流路A内に断熱を施しても良い。 Further, the discharge flow path A may be insulated.
(実施の形態2)
図2は、本発明の第2の実施の形態におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の縦断面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a compression mechanism portion of the scroll compressor according to the second embodiment of the present invention.
本実施の形態2においては、特に特徴的な構成は吐出ポート2d内に断熱材を設けている点である。
In the second embodiment, a particularly characteristic configuration is that a heat insulating material is provided in the
実施の形態2におけるスクロール圧縮機の動作は、前述の実施の形態1と同様であり、基本的な動作の説明は省略する。 The operation of the scroll compressor in the second embodiment is the same as that in the first embodiment, and the description of the basic operation is omitted.
作動流体が二酸化炭素の場合、運転中の圧力が大きいため、差圧による固定スクロール2の変形を抑制するため、固定スクロール2の剛性を確保しなければならない。そのため、固定スクロール2が軸方向に厚くなり、吐出ポート2dも軸方向に長くなり、熱を受ける面積が大きくなる。
When the working fluid is carbon dioxide, since the pressure during operation is large, the rigidity of the
吐出直後の高温の作動流体が最初に通過する吐出ポート2dの内面に断熱材を設置することで、吐出ポート2d内の高温作動流体から固定スクロール2への熱伝導を抑制し、固定スクロール2の温度上昇に伴う、固定スクロール2の鏡板や固定スクロール2のラップ部分の熱膨張による変形を抑えることができる。
By installing a heat insulating material on the inner surface of the
なお、断熱効果の高い中空セラミックを含む塗料を用いれば、固定スクロール2に塗布できるため、容易に断熱材を設置できる。
In addition, if the coating material containing the hollow ceramic with a high heat insulation effect is used, since it can apply to the
(実施の形態3)
図3は、本発明の第3の実施の形態におけるスクロール圧縮機の圧縮機構部の縦断面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a compression mechanism portion of a scroll compressor according to the third embodiment of the present invention.
本実施の形態においては、特に特徴的な構成はマフラー21に放熱フィン28を設けている点である。
In the present embodiment, a particularly characteristic configuration is that the
実施の形態3におけるスクロール圧縮機の動作は、前述の実施の形態1と同様であり、基本的な動作の説明は省略する。 The operation of the scroll compressor in the third embodiment is the same as that in the first embodiment, and the description of the basic operation is omitted.
高速・高差圧運転時において、作動流体温度はマフラー21内が最も高温であり、マフラー21内で固定スクロール2を加熱し、吐出流路A22内で固定スクロール2や主軸受部材11を加熱しており、マフラー21内の高温作動流体から固定スクロール2への熱伝導が発生し、固定スクロール2の温度上昇に伴い、固定スクロール2の鏡板や固定スクロール2のラップ部分が熱膨張により変形し、旋回スクロール3と固定スクロール2が接触し、入力の増大や焼付きが発生する場合があった。
During high-speed and high differential pressure operation, the working fluid temperature is highest in the
また、固定スクロール2のラップの熱膨張を考慮し、固定スクロール2と旋回スクロール3の軸方向隙間広く設定した場合、低速・低差圧運転時にこの隙間からの漏れが多くなり、圧縮機の性能が低下する場合があった。
In addition, if the wide gap in the axial direction between the
放熱フィンをマフラー21に設置することで、マフラー21内の熱をメカ上部空間25へ放熱することで、マフラー21内の作動流体温度の上昇を抑えることで、マフラー21内の高温作動流体から固定スクロール2への熱伝導を抑制し、固定スクロール2の温度上昇に伴う、固定スクロール2の鏡板や固定スクロール2のラップ部分の熱膨張による変形を抑えることができる。
By installing heat radiating fins on the
さらに、マフラー21の材質を熱伝導性の高いアルミ合金とすれば、マフラー21内の熱をメカ上部空間25へより効果的に放熱できる。
Furthermore, if the material of the
以上のように、本発明にかかるスクロール圧縮機は、固定スクロールの熱膨張による変形を抑制することができ、作動流体を作動流体と限ることなく、空気スクロール圧縮機、真空ポンプ、スクロール型膨張機等のスクロール流体機械の用途にも適用できる。 As described above, the scroll compressor according to the present invention can suppress deformation due to thermal expansion of the fixed scroll, and is not limited to the working fluid as the working fluid, and the air scroll compressor, the vacuum pump, and the scroll type expander. It can also be applied to the use of scroll fluid machines such as.
1 密閉容器
2 固定スクロール
2b 固定スクロール鏡板
2d 吐出ポート
2e 吐出管
2f スクロール圧縮機構部
3 旋回スクロール
3a 旋回スクロール鏡板
4 クランク軸
4a 偏心部
9 背圧調整弁
11 主軸受部材
14 自転規制機構
15 圧縮室
16 吸入パイプ
17 吸入口
19 吐出バルブ
21 マフラー
22 吸入流路A
23 ロータ貫通孔
24 ステータ貫通孔
25 メカ上部空間
26 断熱材
27 吐出流路B
28 放熱フィン
29 背圧空間
30 高圧部
78 摺動仕切り環
DESCRIPTION OF
23 Rotor through
28
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163508A JP2009002224A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Scroll compressor |
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JP2007163508A Pending JP2009002224A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Scroll compressor |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2009002224A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021076072A (en) * | 2019-11-11 | 2021-05-20 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Scroll compressor |
CN113746270A (en) * | 2021-09-06 | 2021-12-03 | 江苏电子信息职业学院 | Protection device for mechatronic motor |
-
2007
- 2007-06-21 JP JP2007163508A patent/JP2009002224A/en active Pending
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