JP2009257146A - Scroll fluid machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スクロール型流体機械に係り、詳しくは、冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機に組み込まれて好適なスクロール型流体機械に関する。 The present invention relates to a scroll type fluid machine, and more particularly, to a scroll type fluid machine suitable for being incorporated in a refrigeration air conditioner or a heat pump type water heater.
この種のスクロール型流体機械、例えば密閉型スクロール圧縮機は、ハウジング内で固定スクロールに対し可動スクロールが公転旋回運動することにより、潤滑油を含む作動流体の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するスクロールユニットを備えている。
詳しくは、可動及び固定スクロールの鏡板の鏡板面には、それぞれ渦巻き状のラップが立設され、これらラップが協働してラップ間に作動流体の圧縮室を形成し、この圧縮室がラップの最内周部に向けてその容積を減少させながら移動することにより上記一連のプロセスを実施している。
This type of scroll type fluid machine, for example, a hermetic type scroll compressor, performs a series of processes of sucking, compressing and discharging a working fluid including lubricating oil by revolving orbiting the movable scroll with respect to the fixed scroll in the housing. A scroll unit is provided.
Specifically, spiral wraps are provided on the end plate surfaces of the movable and fixed scroll end plates, and the wraps cooperate to form a compression chamber for the working fluid between the wraps. The above-described series of processes is performed by moving toward the innermost periphery while reducing the volume.
そして、特許文献1には、可動スクロールの鏡板に、この鏡板の外周から外方へ部分的に張り出して張り出し部を設けることにより、可動スクロールの落ち込みやそれに伴う可動スクロールの損傷、騒音を防止するものが開示されている。
しかしながら、上記従来技術は、張り出し部を稼動スクロールの旋回位置にて固定スクロールのスラスト面から外れないように、あくまでも可動スクロールの落ち込みを防止するものであり、可動スクロールの鏡板の鏡板面に対する固定スクロールの鏡板の摺動面積と可動スクロールの鏡板の磨耗量との関係については格別な配慮がなされておらず、可動スクロール、ひいてはスクロールユニットの耐久性、耐摩耗性、更には、作動流体に含まれる潤滑油の圧縮室からの漏洩を低減することにより圧縮機の体積効率を向上することにつき依然として課題が残されている。 However, the above-mentioned prior art is to prevent the movable scroll from falling down so that the overhanging portion does not come off the thrust surface of the fixed scroll at the turning position of the active scroll, and the fixed scroll with respect to the end plate surface of the end plate of the movable scroll. No special consideration has been given to the relationship between the sliding area of the end plate and the amount of wear of the end plate of the movable scroll, and the durability and wear resistance of the movable scroll and consequently the scroll unit are included in the working fluid. There remains a problem with improving the volumetric efficiency of the compressor by reducing the leakage of lubricating oil from the compression chamber.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、スクロールユニットの耐久性、耐摩耗性、更には、その体積効率を向上することができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a scroll type fluid machine capable of improving the durability and wear resistance of the scroll unit and further its volumetric efficiency. .
上記の目的を達成するべく、請求項1記載のスクロール型流体機械は、鏡板の鏡板面に所定のインボリュート曲線に基づく渦巻き状のラップが対をなしてそれぞれ立設された非対称の固定及び可動スクロールを備え、固定スクロールに対し可動スクロールが公転旋回運動することにより、ラップ間に潤滑油を含む作動流体の圧縮室を形成し、圧縮室がラップの最内周部に向けてその容積を減少させながら移動するスクロール型流体機械であって、可動スクロールの鏡板は、鏡板の外周から外方へ部分的に張り出して鏡板の鏡板面に対する固定スクロールの鏡板の摺動面積を拡大する張り出し部を有し、張り出し部は、可動スクロールのラップの最外周部における渦巻終端からインボリュート伸開角にて−180°〜90°までの間に設けられることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the scroll type fluid machine according to
また、請求項2記載の発明では、請求項1において、張り出し部は、複数設けられることを特徴としている。
更に、請求項3記載の発明では、請求項1において、固定スクロールの鏡板には、圧縮室の形成に際し作動流体が外部から吸入される吸入部が設けられ、張り出し部は、吸入部の径方向外周側に円弧状をなして設けられることを特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in
Further, according to the invention of claim 3, in the first aspect of the invention, the end plate of the fixed scroll is provided with a suction portion from which working fluid is sucked from the outside when the compression chamber is formed, and the overhanging portion is formed in the radial direction of the suction portion. It is characterized by being provided in an arc shape on the outer peripheral side.
更にまた、請求項4記載の発明では、請求項3において、張り出し部は、吸入部の径方向外周側からインボリュート伸開角にて−90°の位置近傍にも円弧状をなして設けられることを特徴としている。
また、請求項5記載の発明では、請求項1乃至4の何れかにおいて、可動スクロールは、その加工に際し鏡板の径方向が鏡板面の反対側からチャック固定される円筒部を有し、張り出し部は、円筒部におけるチャック固定を可能とする固定しろを残した高さ位置から鏡板面の高さ位置にかけて張り出されることを特徴としている。
Furthermore, in the invention according to
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the movable scroll has a cylindrical portion in which the radial direction of the end plate is chuck-fixed from the opposite side of the end plate surface during the processing. Is characterized in that it is projected from the height position where the fixing margin enabling the chuck fixing in the cylindrical portion is left to the height position of the end plate surface.
請求項1記載の本発明のスクロール型流体機械によれば、可動スクロールの鏡板は、この鏡板の外周から外方へ部分的に張り出して鏡板面に対する固定スクロールの鏡板の摺動面積を拡大する張り出し部を有する。特に、張り出し部を可動スクロールのラップの最外周部における渦巻終端からインボリュート伸開角にて−180°〜90°までの間に設けることにより、可動スクロールの鏡板面に対する固定スクロールの鏡板の摺動面積が比較的小さくなる箇所の鏡板の面積を拡大してその摺動面積を確保することができるため、この箇所において集中的に発生する鏡板面の摩耗を低減することができる。従って、可動スクロール、ひいてはスクロールユニットの耐久性、耐摩耗性を向上することができ、更に、作動流体に含まれる潤滑油の圧縮室からの漏洩を低減することができるため、スクロール型流体機械の体積効率を向上することができる。
According to the scroll type fluid machine of the present invention as set forth in
また、請求項2記載の発明によれば、張り出し部が複数設けられることにより、摺動面積が比較的小さくなる箇所が局所的に複数に亘ったとしても、それに応じて鏡板の面積を局所的に拡大して摺動面積を確保することができる。
具体的には、請求項3記載の発明によれば、張り出し部は、作動流体の吸入部の径方向外周側に円弧状をなして設けられ、更に、請求項4記載の発明によれば、この位置からインボリュート伸開角にて−90°の位置近傍にも円弧状をなして設けられる。これらの箇所は可動スクロールの鏡板面に対する固定スクロールの鏡板の摺動面積が比較的小さくなる箇所であって、鏡板の磨耗量も比較的大きい箇所であるため、これらの箇所に張り出し部を設けることにより、可動スクロール、ひいてはスクロールユニットの耐久性、耐摩耗性を効果的に向上することができ、スクロール型流体機械の体積効率を更に向上することができて好ましい。
According to the invention of claim 2, even if there are a plurality of locations where the sliding area becomes relatively small by providing a plurality of overhang portions, the area of the end plate is locally increased accordingly. The sliding area can be ensured by enlarging.
Specifically, according to the invention described in claim 3, the overhanging portion is provided in an arc shape on the radially outer peripheral side of the working fluid suction portion, and further, according to the invention described in
更にまた、請求項5記載の発明によれば、張り出し部は、円筒部におけるチャック固定を可能とする固定しろを残した鏡板の高さ位置から鏡板面の高さ位置にかけて張り出されることにより、鏡板の加工方法や加工工程を変更することなく張り出し部を形成することができるため、簡易にして、可動スクロール、ひいてはスクロールユニットの耐久性、耐摩耗性を向上することができ、スクロール型流体機械の体積効率を向上することができて好ましい。 Furthermore, according to the invention described in claim 5, the projecting portion is projected from the height position of the end plate leaving the fixing margin enabling the chuck fixing in the cylindrical portion to the height position of the end plate surface, Since the overhanging portion can be formed without changing the end plate processing method or processing step, the durability and wear resistance of the movable scroll, and hence the scroll unit, can be improved easily. It is preferable because the volumetric efficiency of can be improved.
以下、図面により本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係るスクロール型流体機械の一例として、密閉型スクロール圧縮機の縦断面図を示しており、この圧縮機1は冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれている。当該回路は作動流体の一例である二酸化炭素冷媒(以下、冷媒と称する)が潤滑油を含んで循環する経路を備え、圧縮機1は経路から冷媒を吸入し、圧縮して経路に向けて吐出する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a hermetic scroll compressor as an example of a scroll type fluid machine according to the present embodiment. The
圧縮機1はシェル2を備え、シェル2の円筒胴部をなすセンターシェル4は、その上側及び下側がトップシェル6及びボトムシェル8によってそれぞれ気密に嵌合され、センターシェル4の内部は密閉されて冷媒の吐出圧が作用している。センターシェル4には上記回路から取り込んだ冷媒を吸入する吸入管10が接続され、トップシェル6の適宜位置には、シェル2内の圧縮冷媒を上記回路へ送出する吐出管12が接続されている。
The
センターシェル4には、上から順にスクロールユニット14、電動モータ16、ポンプユニット18が収容され、電動モータ16内には回転軸20が配置されており、回転軸20は電動モータ16への通電によって回転駆動される。回転軸20は、その上端側がスクロールユニット14に、その下端側がポンプユニット18に連結されており、回転軸20が電動モータ16によって回転駆動されることにより、スクロールユニット14は、冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施する一方、ポンプユニット18は、ボトムシェル8の内側に貯油された潤滑油を吸引して回転軸20内の穿孔を上昇させ、回転軸20の上端からスクロールユニット14や軸受け等に供給している。
In the
詳しくは、スクロールユニット14は非対称となる可動スクロール22及び固定スクロール24から構成され、可動スクロール22は鏡板26を備え、この鏡板26の鏡板面26aには固定スクロール24の鏡板28に向けて延びる渦巻き状のラップ30が立設され、一方、固定スクロール24の鏡板28の鏡板面28aにも鏡板26に向けて延びる渦巻き状のラップ32が立設されている。
Specifically, the
そして、これらラップ30,32は所定のインボリュート曲線に基づいて形成され、これらを互いに対をなして配置し協働させることにより、鏡板12の外周側に形成された冷媒の吸入部34から冷媒を吸入してラップ30,32間に圧縮室36を形成する。圧縮室36は、固定スクロール24に対する可動スクロール22の公転旋回運動により、これらラップ30,32の径方向の外周側からラップ30,32の最内周部に向けてその容積を減少させながら移動する。
The
可動スクロール22に公転旋回運動を付与するため、鏡板26の背面側にはボス38が形成され、ボス38は軸受を介して回転軸20の上端側に一体形成される偏心軸40に回転自在に支持されている。なお、可動スクロール22の自転は図示しない自転阻止ピンにより阻止されている。
一方、固定スクロール24はセンターシェル4の内側に固定されるメインフレーム42に支持、固定されており、ラップ32の最内周部である固定スクロール24の中央部分には圧縮室36に連通可能な吐出孔44が穿設されている。
A boss 38 is formed on the back side of the
On the other hand, the
上述した圧縮機1によれば、回転軸20の回転に伴って可動スクロール22が自転することなく公転旋回運動することにより、吸入管10を介してスクロールユニット14に吸入された冷媒は圧縮室36を形成し、圧縮室36内の冷媒はスクロールユニット14の中心に向けて移動されながら圧縮された後に吐出孔44よりシェル2内に吐出され、シェル2内を循環した後に吐出管12を介して圧縮機1外へ送出される。
According to the
ところで、可動スクロール22の鏡板26には、鏡板26の外周から外方へ部分的に張り出して鏡板26の鏡板面26aに対する固定スクロール24の鏡板28の摺動面積を拡大する張り出し部46が設けられている。
可動スクロール22は、その加工に際し鏡板26の径方向が鏡板面26aの反対側からチャック固定される円筒部48を有し、張り出し部46は、円筒部48におけるチャック固定を可能とする固定しろGを残した高さ位置から鏡板面26aの高さ位置にかけて張り出されている。
By the way, the
The
図2には、図1のスクロールユニット14を可動スクロール22のA−A方向の断面(斜線で示す)からみた平面図が示されている。本実施形態の場合、張り出し部46は、可動スクロール22のラップ30の最外周部における渦巻終端30aに位置づけられるインボリュート開始点Oからインボリュート伸開角にて−180°〜90°までの間に張り出し部46A,46Bとして2つ設けられている。
FIG. 2 is a plan view of the
一方の張り出し部46Aは、吸入部34の径方向外周側に円弧状をなして設けられ、他方の張り出し部46Bは、吸入部34の外周側近傍からインボリュート伸開角にて−90°の位置近傍に円弧状をなして設けられている。これら張り出し部46A,46Bの面積は、張り出し部46A,46B以外の箇所の鏡板面26aに対する鏡板28の摺動面積と略同面積を確保するべく設定され、それに伴い張り出し部46A,46Bの円弧状形状も決定される。
One overhanging
以上のように、本実施形態では、可動スクロール22の鏡板26は、この鏡板26の外周から外方へ部分的に張り出して鏡板面26aに対する固定スクロール24の鏡板28の摺動面積を拡大する張り出し部46A,46Bを有する。特に、張り出し部46A,46Bを可動スクロール22のラップ30の最外周部における渦巻終端30aからインボリュート伸開角にて−180°〜90°までの間に設けることにより、可動スクロール22の鏡板面26aに対する固定スクロール24の鏡板28の摺動面積が比較的小さくなる箇所の鏡板26aの面積を拡大してその摺動面積を確保することができるため、この箇所において集中的に発生する鏡板面26aの摩耗を低減することができる。従って、可動スクロール22、ひいてはスクロールユニット14の耐久性、耐摩耗性を向上することができ、更に、冷媒に含まれる潤滑油の圧縮室36からの漏洩を低減することができるため、圧縮機1の体積効率を向上することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、張り出し部46Aは、冷媒の吸入部34の径方向外周側に円弧状をなして設けられ、一方、張り出し部46Bは、張り出し部46Aの位置からインボリュート伸開角にて−90°の位置近傍も円弧状をなして設けられる。これらの箇所は可動スクロール22の鏡板面26aに対する固定スクロール24の鏡板28の摺動面積が比較的小さくなる箇所であって、鏡板26の磨耗量も比較的大きい箇所であるため、これらの箇所に張り出し部46A,46Bを設けることにより、可動スクロール22、スクロールユニット14の耐久性、耐摩耗性、ひいては圧縮機1の体積効率を更に向上することができて好ましい。
The overhanging
更に、張り出し部46A,46Bは、円筒部48におけるチャック固定を可能とする固定しろGを残した鏡板26の高さ位置から鏡板面26aの高さ位置にかけて張り出されるため、鏡板26の加工方法や加工工程を変更することなく張り出し部46A,46Bを形成することができる。従って、簡易にして、可動スクロール22、スクロールユニット14の耐久性、耐摩耗性、ひいては圧縮機1の体積効率を向上することができて好ましい。
Further, since the projecting
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、張り出し部46を張り出し部46A,46Bとして2つ設けているが、2つ以上でも良く、いずれにせよ複数設けることにより、摺動面積が比較的小さくなる箇所が局所的に複数に亘ったとしても、それに応じて鏡板の面積を局所的に拡大して摺動面積を確保することができる。なお、張り出し部46を例えば張り出し部46Aの位置に一箇所のみ設けるようにしても良い。
The description of one embodiment of the present invention is finished above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, two
また、上記実施形態では、冷凍空調機やヒートポンプ式給湯機などの冷凍回路に組み込まれる二酸化炭素冷媒を使用した密閉型スクロールの圧縮機1について説明しているが、本発明はこれに限らず種々の作動流体を使用した、種々の分野における圧縮機又は膨脹機等の流体機械に適用可能である。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the
1 圧縮機(スクロール型流体機械)
22 可動スクロール
24 固定スクロール
26 鏡板
26a 鏡板面
28 鏡板
28a 鏡板面
30 ラップ
30a 渦巻終端
32 ラップ
34 吸入部
36 圧縮室
46 張り出し部
46A 張り出し部
46B 張り出し部
48 円筒部
1 Compressor (scroll type fluid machine)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記可動スクロールの前記鏡板は、該鏡板の外周から外方へ部分的に張り出して該鏡板の前記鏡板面に対する前記固定スクロールの前記鏡板の摺動面積を拡大する張り出し部を有し、
前記張り出し部は、前記可動スクロールの前記ラップの最外周部における渦巻終端からインボリュート伸開角にて−180°〜90°までの間に設けられることを特徴とするスクロール型流体機械。 Asymmetric fixed and movable scrolls each having a pair of spiral wraps based on a predetermined involute curve are provided on the end plate surface of the end plate, and the movable scroll revolves with respect to the fixed scroll. A scroll type fluid machine that forms a compression chamber of a working fluid containing lubricating oil between the wraps, and the compression chamber moves toward the innermost peripheral portion of the wrap while reducing its volume,
The end plate of the movable scroll has a projecting portion that partially extends outward from the outer periphery of the end plate to expand the sliding area of the end plate of the fixed scroll with respect to the end plate surface of the end plate,
The scroll fluid machine according to claim 1, wherein the projecting portion is provided between the end of the spiral at the outermost peripheral portion of the wrap of the movable scroll and an involute extension angle of -180 ° to 90 °.
前記張り出し部は、前記吸入部の径方向外周側に円弧状をなして設けられることを特徴とする請求項1に記載のスクロール型流体機械。 The end plate of the fixed scroll is provided with a suction portion through which working fluid is sucked from the outside when the compression chamber is formed,
The scroll-type fluid machine according to claim 1, wherein the projecting portion is provided in an arc shape on a radially outer peripheral side of the suction portion.
前記張り出し部は、前記円筒部におけるチャック固定を可能とする固定しろを残した高さ位置から前記鏡板面の高さ位置にかけて張り出されることを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載のスクロール型流体機械。 The movable scroll has a cylindrical portion in which the radial direction of the end plate is chuck-fixed from the opposite side of the end plate surface during the processing,
5. The protruding portion according to claim 1, wherein the protruding portion extends from a height position that leaves a fixing margin that enables chucking in the cylindrical portion to a height position of the end plate surface. Scroll type fluid machine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008105576A JP2009257146A (en) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Scroll fluid machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008105576A JP2009257146A (en) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Scroll fluid machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009257146A true JP2009257146A (en) | 2009-11-05 |
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Family Applications (1)
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JP2008105576A Pending JP2009257146A (en) | 2008-04-15 | 2008-04-15 | Scroll fluid machine |
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Country | Link |
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2008
- 2008-04-15 JP JP2008105576A patent/JP2009257146A/en active Pending
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