JP2020186710A - Scroll compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は,二酸化炭素,冷媒,空気,及びその他の圧縮性ガスを扱うスクロール圧縮機に係り,特に,旋回スクロールと固定スクロールの鏡板摺動部において発生する摺動損失を低減して,高いエネルギー効率と高い信頼性とを備えたスクロール圧縮機に関する。 The present invention relates to a scroll compressor that handles carbon dioxide, a refrigerant, air, and other compressible gases, and particularly reduces the sliding loss generated in the end plate sliding portion of a swivel scroll and a fixed scroll to achieve high energy. For scroll compressors with efficiency and high reliability.
特許文献1は,「製造コストを増大することなく,可動スクロールに対する転覆モーメントを低減することのできるスクロール形流体機械を提供すること」(段落0014)を目的とし,「吐出開始時にあるときの固定スクロール中心から可動スクロール中心を通る半直線をXとし,可動スクロール中心を起点とし半直線Xに対して回転方向に90°回転させた半直線をYとし,半直線Xと半直線Yとによって囲まれた領域を第1領域,さらに90°ずつ回転方向へ回転させた領域を順に第2領域,第3領域,第4領域としたとき,吐出開始時に可動スクロール中心から最も遠ざかるようになるスラスト反力の作用点を受止める反力受止め部を可動スクロール鏡板の第2領域に設ける」(段落0016)こと,「スラスト反力の作用点が可動スクロール中心から最も遠ざかる領域は第2領域になる・・・第2領域に設けられた反力受止め部が確実にスラスト反力の作用点を受止めるので,吐出開始時における可動スクロールの傾きを効果的に防止することができる」(段落0017)こと,などが開示されている。 Patent Document 1 aims at "providing a scroll-type fluid machine capable of reducing the overturning moment with respect to a movable scroll without increasing the manufacturing cost" (paragraph 0014), and "fixing at the start of discharge". Let X be a half straight line passing from the center of the scroll to the center of the movable scroll, let Y be a half straight line rotated 90 ° in the rotation direction with respect to the half straight line X starting from the center of the movable scroll, and be surrounded by the half straight line X and the half straight line Y. When the specified area is the first area and the area rotated by 90 ° in the rotation direction is the second area, the third area, and the fourth area in order, the thrust antiverse that becomes the farthest from the center of the movable scroll at the start of ejection. A reaction force receiving portion for receiving the force acting point is provided in the second region of the movable scroll end plate "(paragraph 0016), and" the region where the thrust reaction force acting point is farthest from the center of the movable scroll is the second region. ... Since the reaction force receiving portion provided in the second region reliably receives the point of action of the thrust reaction force, it is possible to effectively prevent the tilt of the movable scroll at the start of ejection. "(Paragraph 0017). ), Etc. are disclosed.
スクロール圧縮機では,固定スクロールと旋回スクロールを押付けて作動室を構成する。押付ける側は,固定スクロール,あるいは,旋回スクロールの何れでもよく,あるいは,両方を押付け合っても良いが,ここでは旋回スクロールを固定スクロールに押付けることで作動室を構成する場合を用いて説明する。旋回スクロールの反固定スクロール側には,旋回スクロールを固定スクロールへ押付けるために,旋回スクロール中央にほぼ吐出圧雰囲気である高圧部と,その外周部に吸込圧と吐出圧の中間的な圧力(以後,背圧と呼称)雰囲気である背圧室を設ける場合が多い。背圧の代わりに吸込圧を用いる場合もある。圧縮動作においては,作動室の密閉性が重要であることから,旋回スクロールを適正に固定スクロールへ押付ける必要がある。しかし,押付過剰であれば圧縮動作における旋回スクロールの旋回運動に伴う摺動損失が過大となり,押付不足であれば作動室の密閉性を確保できず,何れの場合においてもエネルギー損失を発生させる。また,押付過剰であれば,最悪,固定スクロールと旋回スクロールの摺動面(以後,鏡板面と呼称)が焼き付いて運転不能になる。 In a scroll compressor, a fixed scroll and a swivel scroll are pressed to form an operating chamber. The pressing side may be either a fixed scroll or a swivel scroll, or both may be pressed against each other, but here, the case where the working chamber is constructed by pressing the swivel scroll against the fixed scroll will be described. To do. On the non-fixed scroll side of the swivel scroll, in order to press the swivel scroll against the fixed scroll, there is a high-pressure part that has an almost discharge pressure atmosphere in the center of the swivel scroll, and an intermediate pressure between suction pressure and discharge pressure on the outer peripheral part. In many cases, a back pressure chamber is provided, which has an atmosphere (hereinafter referred to as back pressure). In some cases, suction pressure is used instead of back pressure. Since the airtightness of the working chamber is important in the compression operation, it is necessary to properly press the swivel scroll against the fixed scroll. However, if the pressing is excessive, the sliding loss due to the turning motion of the turning scroll in the compression operation becomes excessive, and if the pressing is insufficient, the airtightness of the operating chamber cannot be ensured, and energy loss occurs in any case. In the worst case, if the pressing is excessive, the sliding surfaces of the fixed scroll and the swivel scroll (hereinafter referred to as the end plate surface) are seized and the operation becomes inoperable.
旋回スクロールにとって必要な押上力は,非固定スクロール側からの吐出圧や背圧,あるいは吸込圧による旋回スクロール押上力と,固定スクロール側である作動室圧力による旋回スクロール押下力とのバランスにより決まる。押上力と押下力の作用点は,一般に同一直線上にならずモーメントが発生し,加えて,押上げ押下げ方向とは直交する方向の作動室におけるガス荷重によるモーメントが発生する。これらモーメントは,固定スクロールから旋回スクロールを引き離す作用を有するモーメント(以後,転覆モーメントと呼称)であるため,押上力を押下力より大きくするだけでなく転覆モーメントに打ち勝てる大きさに押上力を設定する必要がある。 The pushing force required for the turning scroll is determined by the balance between the turning scroll pushing force due to the discharge pressure, back pressure, or suction pressure from the non-fixed scroll side and the turning scroll pushing force due to the operating chamber pressure on the fixed scroll side. Generally, the points of action of the pushing force and the pushing force are not on the same straight line, and a moment is generated. In addition, a moment is generated due to the gas load in the operating chamber in the direction orthogonal to the pushing and pushing direction. Since these moments are moments that have the effect of pulling the turning scroll away from the fixed scroll (hereinafter referred to as the overturning moment), not only the pushing force is made larger than the pushing force, but also the pushing force is set to a size that can overcome the overturning moment. There is a need.
ここで,上記特許文献1は,旋回ラップ外線と固定ラップ内線とで形成する作動室(以後,旋回外線側作動室と呼称)と,旋回ラップ内線と固定ラップ外線とで形成する作動室(以後,旋回内線側作動室と呼称)と,が吸込完了時に同一の容積となる,いわゆる,対称ラップ構造のスクロール圧縮機である。しかも,上記特許文献1のスクロール圧縮機は,吐出開始タイミングが旋回外線側作動室と旋回内線側作動室とが同時である場合を前提としたものである。しかし,近年のスクロール圧縮機では,旋回外線側作動室と旋回内線側作動室の吸込完了時容積が異なる,いわゆる,非対称ラップ構造が主流であり,旋回外線側作動室と旋回内線側作動室の吐出開始タイミングも同時でない場合が多い。押下力は,力の大きさや作用点が作動室内の圧力状態で大きく変わることから,特許文献1にて開示されている構成では,非対称ラップ構造にて必要押上力の低減が図れない。 Here, Patent Document 1 describes an operating chamber formed by a swirling lap outer line and a fixed lap extension (hereinafter referred to as a swirling outer line side operating chamber) and an operating chamber formed by a swirling lap extension and a fixed lap outer line (hereinafter referred to as a swirling lap extension). , Called the turning extension side operating chamber), is a so-called symmetric lap structure scroll compressor that has the same volume when suction is completed. Moreover, the scroll compressor of Patent Document 1 is premised on the case where the discharge start timing is the same for the turning outer line side operating chamber and the turning extension side operating chamber. However, in recent scroll compressors, the so-called asymmetric wrap structure, in which the volumes of the swivel external line side operating chamber and the swivel extension side operating chamber are different when suction is completed, is the mainstream. In many cases, the discharge start timing is not the same. Since the magnitude of the pushing force and the point of action change greatly depending on the pressure state in the operating chamber, the required pushing force cannot be reduced by the asymmetric wrap structure in the configuration disclosed in Patent Document 1.
本発明の目的は,旋回外線側作動室と旋回内線側作動室の吸込完了時容積が異なる非対称ラップ構造であって,かつ,吐出開始タイミングも各作動室で異なるスクロール圧縮機において,旋回スクロールの転覆を抑制しつつ,旋回スクロールの固定スクロールへの押上力を小さくすることにある。 An object of the present invention is an asymmetric lap structure in which the volume at the completion of suction of the turning outside line side operating chamber and the turning extension side operating chamber is different, and the discharge start timing is also different in each operating chamber. The purpose is to reduce the pushing force of the turning scroll to the fixed scroll while suppressing overturning.
上記課題を解決するため,本発明の特徴は,固定鏡板及びこれに立設する固定ラップを有する固定スクロールと,旋回鏡板及びこれに立設する旋回ラップを有し旋回運動する旋回スクロールと,前記固定スクロールと前記旋回スクロールを噛合わせて形成する作動室と,を備え,前記作動室は,前記旋回ラップの外線と前記固定ラップの内線とで形成する旋回外線側作動室と,前記旋回ラップの内線と前記固定ラップの外線とで形成する旋回内線側作動室と,を有し,前記旋回外線側作動室と前記旋回内線側作動室は,吸込完了時に容積が異なるとともに,吐出開始タイミングも異なる,スクロール圧縮機において,前記旋回スクロールと摺動する固定スクロール側の鏡板面が,周方向の所定箇所で外径側へ拡張する拡張部を有しており,前記所定箇所とは,吸込完了時における前記旋回外線側作動室の前記旋回ラップの巻終りに相当する前記固定スクロールの内線位置を基点とし,かつ,前記固定スクロールの中心から前記基点に向けて延びる半直線を基線とし,前記基線から前記旋回スクロールの旋回向きに45°以上,かつ,逆旋回向きに45°以上の範囲としたことにある。 In order to solve the above problems, the features of the present invention are a fixed scroll having a fixed end plate and a fixed lap erected on the fixed end plate, a swivel scroll having a swivel end plate and a swirl lap standing on the swivel end plate, and a swivel scroll that swings. The working chamber includes a fixed scroll and an operating chamber formed by meshing the swivel scroll, and the working chamber includes a swivel outer line side working chamber formed by the outer line of the swivel lap and the extension of the fixed lap, and the swivel lap. It has a turning extension side operating chamber formed by an extension and an outside line of the fixed lap, and the turning outside line side working chamber and the turning extension side working chamber have different volumes when suction is completed and also have different discharge start timings. In the scroll compressor, the end plate surface on the fixed scroll side that slides with the swivel scroll has an expansion portion that expands to the outer diameter side at a predetermined location in the circumferential direction, and the predetermined location is when suction is completed. The extension position of the fixed scroll corresponding to the winding end of the turning lap of the turning outside line side operating chamber in the above is used as the base point, and the half straight line extending from the center of the fixed scroll toward the base point is used as the base line. The range is 45 ° or more in the turning direction of the turning scroll and 45 ° or more in the reverse turning direction.
本発明によれば,非対称ラップ構造であって,しかも旋回外線側作動室と旋回内線側作動室の吐出開始タイミングも異なるスクロール圧縮機においても,旋回スクロールを固定スクロールへ押付ける際に必要となる押上力(必要押上力)を低減できる。これにより,エネルギー効率が高く信頼性も高いスクロール圧縮機を実現できる。 According to the present invention, even in a scroll compressor having an asymmetric lap structure and having different discharge start timings between the turning outside line side operating chamber and the turning extension side operating chamber, it is necessary to press the turning scroll against the fixed scroll. The pushing force (required pushing force) can be reduced. This makes it possible to realize a scroll compressor with high energy efficiency and high reliability.
以下,本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を図面に基づいて説明する。なお,各図において,同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。 Hereinafter, specific examples of the scroll compressor of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the parts with the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
<実施例1>
図1〜6を用いて,実施例1を説明する。最初に,図1を用いて実施例1におけるスクロール圧縮機の全体構成を説明する。本実施例では,圧縮機構部2と駆動部3をケーシング4に収めて構成し,ケーシング4内を吐出圧とする高圧チャンバ方式のスクロール圧縮機を一例として示している。
<Example 1>
The first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 6. First, the overall configuration of the scroll compressor according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a high-pressure chamber type scroll compressor in which the
圧縮機構部2の基本構成は,固定スクロール5と旋回スクロール6とフレーム7からなり,フレーム7がケーシング4に固定してある。固定スクロール5は,固定鏡板5bと,これに立設する固定ラップ5aと,固定ラップ歯底5cと,固定ラップ歯先5dと,吐出口5eと,を有している。一方で,旋回スクロール6は,旋回鏡板6bと,これに立設する旋回ラップ6aと,旋回ラップ歯底6cと,旋回ラップ歯先6dと,吐出圧部6eと,を有している。旋回スクロールの吐出圧部6eは,反固定スクロール側に配設してあり,後述するように吐出圧である給油経路の一部を構成する。
The basic configuration of the
旋回スクロール6を旋回駆動する駆動部3の基本構成は,回転駆動手段の一例としてラジアルモータ8を用いた場合のステータ8a及びロータ8bと,クランク軸9と,旋回スクロール6の自転防止機構の主要部品であるオルダムリング10と,フレーム7とクランク軸9を回転自在に係合する軸支持部11と,旋回スクロール6とクランク軸9の偏芯ピン部9aとを回転軸方向であるスラスト方向に移動可能にかつ回転自在に係合する旋回スクロールの軸支持部12と,クランク軸9下部に設けた軸支持部13と,からなる。オルダムリング10は,旋回スクロール6と共にフレーム7と固定スクロール5により構成した空間14に配設される。オルダムリング10に形成される直交する2組のキー部分のうち,1組がフレーム7に構成したキー溝(図示せず)を,残りの1組が旋回ラップ6aの背面側に構成したオルダムキー6fを滑動する。なお,空間14は,吸込圧と吐出圧の間の圧力に調整された空間(以後,背圧室と呼称)である。この空間14の圧力は,吸込圧であっても良い。また,給油系として,ケーシング4下部に溜めた潤滑油15を,クランク軸9に固定した給油パイプ16とクランク軸9内に設けた給油穴9bを経由させて,圧縮機構部2や各軸支持部11,12,13へと供給する。給油の際には,ほぼ吐出圧で旋回スクロール背面の吐出圧部6eを通過する給油経路を構成する。
The basic configuration of the drive unit 3 that swivels and drives the
続いて,圧縮動作について説明する。ロータ8bに固定されたクランク軸9は,ロータ8bの回転に伴い回転動作を行う。旋回スクロール6はスラスト方向に移動可能にかつ回転自在にクランク軸の偏芯ピン部9aと係合しており,クランク軸9の回転運動は自転防止機構であるオルダムリング10により旋回スクロール6の旋回運動へと変換される。固定スクロール5と旋回スクロール6を噛合せて構成した作動室17では,旋回スクロール6が旋回運動することにより容積を減少させて,圧縮動作を行う。圧縮動作では,旋回スクロール6の旋回運動に伴って,作動流体が吸込口18,吸込空間19を経由して作動室17へ吸込まれる。吸込まれた作動流体は,圧縮行程を経て吐出口5eと連通し,吐出空間20,吐出口21を経由し吐出される。少ないエネルギー損失で圧縮動作を行うためには,固定スクロール5と旋回スクロール6を噛合わせて旋回運動させる際に,以下の条件が必要である。その条件とは,吸込空間19と作動室間,圧力状態の異なる各作動室間及び作動室と吐出口5e間に作動流体の漏れが極力生じない必要十分な気密性の確保と,固定スクロール5への旋回スクロール6の適正な押付けである。
Next, the compression operation will be described. The
さらに図2〜4を用いて,固定スクロール5と旋回スクロール6の噛合状態について詳細に説明する。ここで,鏡板面とは,固定スクロール5と旋回スクロール6が噛み合って作動室17を構成する際に摺接する鏡板の一部であり,固定スクロール5の鏡板面5f,旋回スクロール6の鏡板面6gとして各々に存在する。図2は,旋回ラップ6aの外線と固定ラップ5aの内線とで構成する旋回外線側作動室22が,吸込完了の位置において,旋回スクロール6と固定スクロール5とが噛合っている状態を示すものであって,クランク角で180°の場合を示している。図3は,固定スクロール5の主要構成を示すものであり,図4は,旋回スクロール6の主要構成を示すものである。これらは,上述の旋回外線側作動室22と,旋回ラップ6aの内線と固定ラップ5aの外線とで構成する旋回内線側作動室29と,が吸込完了時の容積が異なる非対称ラップ構造のスクロール圧縮機を示している。本実施例では,旋回内線側作動室29は,旋回外線側作動室22の吸込完了から180°回転後(クランク角で0°)に吸込完了をする。なお,圧縮する際のクランク軸回転方向は,360°→0°の方向であり,旋回方向とは表記の正負が逆転している。
Further, the meshing state of the fixed
さて,本実施例の固定スクロール側の鏡板面5fは,周方向の「所定箇所」で外径側へ拡張する拡張部5g(クロスハッチ部)を有している。ここで,吸込完了時における旋回外線側作動室22の旋回ラップ6aの巻終りに相当する固定スクロール内線位置を基点23とし,固定スクロール5の中心から基点23に向けて延びる半直線を基線24とする。その場合,上記「所定箇所」は,基線24から旋回スクロール6の旋回向きに45°以上(クランク角で135°以下),逆旋回向きに45°以上(クランク角で225°以上)の範囲である。また,固定鏡板の鏡板面5fの拡張部5gを,旋回方向に向かって4分割して図3に示した。基線24に対して,旋回向きに45°までが拡張部5g1,続いて90°までが拡張部5g2であり,逆に反旋回向きに45°までが拡張部5g3,続いて90°までが拡張部5g4である。
By the way, the
本実施例における拡張部5gの内周5hは,旋回スクロール6が旋回運動を行う際の旋回鏡板の外周6hの最内周軌跡に位置している。また,本実施例における拡張部5gの外周5iは,旋回スクロール6が旋回運動を行う際の旋回鏡板の外周6hの最外周軌跡に位置している。なお,拡張部5gは,基点23から外径側に旋回ラップ6aの厚さ以上に径方向に延びて形成されていれば,最低限の密閉性を保つことができる。また,拡張部5gは,旋回鏡板6bの半径と旋回スクロール6の旋回半径(クランク軸の偏芯量)の和より内側に形成することで,摺動損失を極力小さくできる。ここで,従来技術の固定鏡板面25を破線で示す。
The inner circumference 5h of the expansion portion 5g in this embodiment is located on the innermost circumference locus of the
また,背圧空間14の圧力である背圧を調整するための背圧調整部27と,吸込圧と連通する吸込拡張溝28を配設している。吸込拡張溝28は,固定スクロール側の鏡板面に形成され,作動室内の吸込空間と連通するものであり,角度幅28aをもって構成されている。この吸込拡張溝28を設けることで,後述のように,旋回スクロールの離脱許容度を改善できる。
Further, a back
さらに本実施例では,基線24から旋回スクロールの旋回向きに90°以上かつ180°以下,逆旋回向きに90°以上かつ180°以下の範囲を,旋回鏡板の鏡板面6gと固定鏡板の鏡板面5fとが非摺動する領域26として構成している。すなわち,上記範囲における固定鏡板の鏡板面5fの半径方向長さ5jを,固定ラップ5aや旋回ラップ6aの歯幅より大きく,かつ,旋回鏡板の外周が旋回運動を行う際の最内周軌跡より小さく(従来技術の固定鏡板面25に比べ領域面積が小さく)構成している。この非摺動領域を設けることで,必要押上力をさらに小さくできる。
Further, in this embodiment, the range of 90 ° or more and 180 ° or less in the turning direction of the swivel scroll and 90 ° or more and 180 ° or less in the reverse turning direction from the
次に、本実施例のように固定スクロール側の鏡板面5fの形状を工夫することによって得られる,旋回スクロール6を固定スクロール5へ押付ける際の必要押上力の低減作用について説明する。
Next, the action of reducing the required pushing force when pressing the
まず,旋回鏡板6bの背面より作用する,旋回スクロール6を固定スクロール5へ押付ける押上力について説明する。旋回スクロール6の押上力が不足する場合,旋回スクロール6は固定スクロール5より離脱し,旋回スクロール6は固定スクロール5と密閉空間である作動室17を構成できなくなる。旋回スクロール6の離脱は,クランク軸の全回転角において生じる場合もあるが,部分的な角度で押上力不足により生じることもある。いずれにしても,密閉性を保てないことからエネルギー損失の増大や信頼性の低下を招く。逆に,旋回スクロールの押上力が過大の場合,固定スクロール5と旋回スクロール6の押付けが過大となって,最悪焼付きが生じるなど,信頼性も損なう。
First, the pushing force that presses the
ここで,固定鏡板の鏡板面5fに拡張部5gを設けたことによる,押上力追加作用を図5に示す計算例にて説明する。計算例は,鏡板面形状の異なる3例において,旋回スクロール離脱許容度により旋回スクロールの離脱具合を検討したものである。旋回鏡板における押上力と押下力及び転覆モーメントに関する構造諸元,圧力諸元は,3例とも基本同一である。ただし,吸込拡張溝28においては,角度幅28aは,図3に示す例の約1/3の大きさで3例同一,幅は,従来技術の固定鏡板面25に対して,他の2例は約1.8倍である。また,クランク角で旋回外線側作動室22の吸込完了が180°,旋回外線側作動室22の吐出開始が64°,旋回内線側作動室29の吐出開始が13°,旋回内線側作動室29の吸込完了が0°の関係にある。計算では,各クランク角に対して,旋回鏡板における押上力と押下力及び転覆モーメントのバランス計算を行って,押上方向合力の作用点が旋回スクロールの離脱限界を超えるか否かを判定する。旋回スクロール離脱限界は,旋回スクロール6の固定スクロール5への押付けにより生じる固定鏡板面上での反力が,旋回鏡板を押下げる方向に常に生じる際の限界位置を意味する。また,旋回スクロール離脱許容度は,押上方向合力の作用点と旋回スクロール離脱限界の離れ具合を最短距離で示す。正値であれば,旋回スクロール離脱限界に至らず,固定鏡板面上での反力が旋回鏡板を押下げる方向に常に生じていることから,旋回スクロールは離脱しない。負値となるクランク角度が存在すれば,旋回スクロールの離脱が発生するクランク角が存在する。
Here, the pushing force additional action due to the provision of the expansion portion 5g on the
本実施例における固定スクロール側の鏡板面5fの形状であれば,旋回スクロール6の押上力が最も不足するクランク軸回転角度付近(クランク角で90〜0°)において,押上力を追加する作用のあることが分かった。
In the case of the shape of the
図5では,3種類の固定鏡板面について,旋回スクロール離脱許容度を縦軸に,クランク軸回転を横軸にとった結果を示している。3種類の固定鏡板面とは,従来技術の固定鏡板面25と,旋回向きを+表示するとして±45°(5g1,5g3)まで拡張部5g(以後45°鏡板面形状と呼称)を有する鏡板面と,±90°(5g1〜5g4)まで拡張部5g(以後90°鏡板面形状と呼称)を有する鏡板面とである。縦軸の旋回離脱許容度が小さい程,押上方向合力の作用点が,旋回スクロール離脱限界に近いことを示す。
FIG. 5 shows the results of the three types of fixed end plate surfaces, with the swivel scroll release tolerance on the vertical axis and the crankshaft rotation on the horizontal axis. The three types of fixed end plate surfaces are a conventional fixed
図5より,従来技術の鏡板面形状より,45°鏡板面形状,90°鏡板面形状共に,旋回スクロール6の押上力が不足するクランク軸回転角度付近で,旋回スクロール離脱許容度が大きくなることが分かった。さらに,90°鏡板面形状は,45°鏡板面形状より旋回スクロール離脱許容度が大きいことも分かった。以上より,固定鏡板の鏡板面5fの拡張部5gは,旋回スクロール6の離脱を抑制する効果がある。すなわち,従来技術の鏡板面形状における旋回スクロール離脱許容度の最小値になるまで90°鏡板面形状や45°鏡板面形状での押上力を低減しても,旋回スクロールの離脱が生じないことになる。よって,90°鏡板面形状や45°鏡板面形状であれば背圧を下げて押上力を低減しても適正な押付けが可能であることから必要押上力自体を小さくすることが可能になる。なお,本実施例における固定鏡板の鏡板面5fの形状は,必要押上力自体を小さくできる一方で,鏡板面積が増大するため,固定スクロール5と旋回スクロール6の摺動損失の増大を招く。よって,固定鏡板の鏡板面5fの形状を旋回方向に拡張する際は,±45°以上であることが好適であるが,上限に関しては,鏡板面積大により生じる摺動損失とのトレードオフにて決定することになる。
From FIG. 5, the swivel scroll withdrawal tolerance is larger near the crankshaft rotation angle where the pushing force of the
次に,吸込拡張溝28の効果について説明する。上述のように,固定鏡板の鏡板面5fに拡張部5gを設けることで,吸込拡張溝28が形成しやすくなるが,拡張領域の大きい90°鏡板面形状であると,吸込拡張溝28がより大きく構成できる。図3に示す角度幅28aは,さらに10%程度広げることもできる。90°鏡板面形状において,図5に示した吸込拡張溝28の場合と,吸込拡張溝28の角度幅を図3よりさらに10%広げた場合とで,旋回スクロール6の離脱許容度を検討した結果を図6に示す。クランク角115〜0°,360〜180°の区間で旋回スクロールの離脱許容度がさらに大きくなった。90°鏡板面形状で吸込拡張溝28を拡張することで,広いクランク角範囲において旋回スクロールの離脱許容度が改善することが分かった。
Next, the effect of the
本実施例では,固定鏡板に拡張部5gを設けることで,適正な押付けを可能とする必要押上力を小さくしているが,旋回鏡板の鏡板面6gと固定鏡板の鏡板面5fとが非摺動する領域を形成することで,必要押上力をさらに小さくできる。また,吸込拡張溝28を設けると,広いクランク角範囲で旋回スクロールの離脱許容度を改善できることから,必要押上力をより一層小さくできる。以上より,必要押上力自体を小さくすることが可能になるので,小さな旋回スクロールの押上力で作動室の密閉性を確保できる。その結果,高いエネルギー効率を確保できると共に,鏡板面の過重押付を防止できて高い信頼性を確保したスクロール圧縮機を実現できる。
In this embodiment, the required pushing force that enables proper pressing is reduced by providing the fixed end plate with an expansion portion of 5 g, but the end plate surface 6 g of the swivel end plate and the
<実施例2>
図7を用いて,実施例2における固定スクロールの構成について説明する。なお,実施例1と共通する部分については,説明を割愛する。実施例1と異なる点は2点あり,1つは,固定鏡板の拡張部30gの外周30iが,固定スクロール30の固定座面31の内周と同一になっている点,もう1つは,旋回方向への拡張が+90°を超える点である。1点目の特徴として,拡張部30gの外周30iが,固定座面31の内周と同一であることにより,固定スクロール30の小径化を図ることが可能となる。2点目の特徴として,旋回方向への拡張が+90°を超えることにより,低速運転が主体となるスクロール圧縮機の場合において摺動損失が過剰にならないことから,固定鏡板の拡張部30gを広くでき,必要押上力自体を小さくすることが可能となる。
<Example 2>
The configuration of the fixed scroll in the second embodiment will be described with reference to FIG. 7. The description of the parts common to the first embodiment will be omitted. There are two differences from the first embodiment, one is that the outer circumference 30i of the
1:スクロール圧縮機,2:圧縮機構部,3:駆動部,4:ケーシング,5,30:固定スクロール,5a,30a:固定ラップ,5b,30b:固定鏡板,5c,30c:固定ラップ歯底,5d,30d:固定ラップ歯先,5e,30e:吐出口,5f,30f:鏡板面,5g,30g:鏡板拡張部,5h,30h:拡張部の内周,5i,30i:拡張部の外周,5j,30j:半径方向長さ,5k,30k:中心,6:旋回スクロール,6a:旋回ラップ,6b:旋回鏡板,6c:旋回ラップ歯底,6d:旋回ラップ歯先,6e:吐出圧部,6f:オルダムキー,6g:鏡板面,6h:鏡板外周,6i:中心,7:フレーム,8:ラジアルモータ,8a:ステータ,8b:ロータ,9:クランク軸,9a:偏芯ピン部,9b:給油穴,10:オルダムリング,11,12,13:軸支持部,14:背圧空間,15:潤滑油,16:給油パイプ,17:作動室,18:吸込口,19:吸込空間,20:吐出空間,21:吐出口,22:旋回外線側作動室,23:基点,24:基線,25:従来技術の固定鏡板面,26:非摺動領域,27:背圧調整部,28:吸込拡張溝,28a:吸込拡張溝の角度幅,29:旋回内線側作動室 1: Scroll compressor, 2: Compression mechanism, 3: Drive, 4: Casing, 5, 30: Fixed scroll, 5a, 30a: Fixed wrap, 5b, 30b: Fixed end plate, 5c, 30c: Fixed wrap tooth bottom , 5d, 30d: Fixed wrap tooth tip, 5e, 30e: Discharge port, 5f, 30f: End plate surface, 5g, 30g: End plate expansion part, 5h, 30h: Inner circumference of expansion part, 5i, 30i: Outer circumference of expansion part , 5j, 30j: Radial length, 5k, 30k: Center, 6: Swivel scroll, 6a: Swivel lap, 6b: Swivel end plate, 6c: Swivel lap tooth bottom, 6d: Swivel lap tooth tip, 6e: Discharge pressure part , 6f: Oldam key, 6g: End plate surface, 6h: End plate outer circumference, 6i: Center, 7: Frame, 8: Radial motor, 8a: Stator, 8b: Rotor, 9: Crank shaft, 9a: Eccentric pin part, 9b: Refueling hole, 10: Oldam ring, 11, 12, 13: Shaft support, 14: Back pressure space, 15: Lubricating oil, 16: Refueling pipe, 17: Operating chamber, 18: Suction port, 19: Suction space, 20 : Discharge space, 21: Discharge port, 22: Swirling outside line side operating chamber, 23: Base point, 24: Base line, 25: Fixed end plate surface of the prior art, 26: Non-sliding area, 27: Back pressure adjusting part, 28: Suction expansion groove, 28a: Angle width of suction expansion groove, 29: Swivel extension side operating chamber
Claims (8)
前記作動室は,前記旋回ラップの外線と前記固定ラップの内線とで形成する旋回外線側作動室と,前記旋回ラップの内線と前記固定ラップの外線とで形成する旋回内線側作動室と,を有し,
前記旋回外線側作動室と前記旋回内線側作動室は,吸込完了時に容積が異なるとともに,吐出開始タイミングも異なる,スクロール圧縮機において,
前記旋回スクロールと摺動する固定スクロール側の鏡板面が,周方向の所定箇所で外径側へ拡張する拡張部を有しており,
前記所定箇所とは,吸込完了時における前記旋回外線側作動室の前記旋回ラップの巻終りに相当する前記固定スクロールの内線位置を基点とし,かつ,前記固定スクロールの中心から前記基点に向けて延びる半直線を基線とし,前記基線から前記旋回スクロールの旋回向きに45°以上,かつ,逆旋回向きに45°以上の範囲であることを特徴とするスクロール圧縮機。 A fixed scroll having a fixed end plate and a fixed wrap standing on the fixed end plate, a swivel scroll having a swivel end plate and a swirl wrap standing on the swivel end plate, and a swivel scroll having a swivel movement, and an operation formed by engaging the fixed scroll and the swivel scroll. With a room,
The operating chamber includes a swivel outer line side working chamber formed by the outer line of the swivel lap and the extension of the fixed lap, and a swivel extension side working chamber formed by the inner line of the swivel lap and the outer line of the fixed lap. Have and
In a scroll compressor, the swivel extension side operating chamber and the swivel extension side operating chamber have different volumes and different discharge start timings when suction is completed.
The end plate surface on the fixed scroll side that slides with the swivel scroll has an extension portion that expands to the outer diameter side at a predetermined position in the circumferential direction.
The predetermined location is based on the extension position of the fixed scroll corresponding to the end of winding of the swivel lap in the swivel external line side operating chamber when suction is completed, and extends from the center of the fixed scroll toward the base point. A scroll compressor having a half straight line as a baseline and having a range of 45 ° or more in the turning direction of the turning scroll and 45 ° or more in the reverse turning direction from the baseline.
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