JP2004225548A

JP2004225548A - Scroll compressor

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Publication number: JP2004225548A
Application number: JP2003010911A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kamikawa; 隆司上川
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-20
Also published as: CN2709680Y; JP4265223B2; CN1517555A; CN1297748C

Abstract

【課題】吐出温度がある程度高くなった状態でも潤滑不良を起こすことなくスクロール型圧縮機の運転を継続可能とする。
【解決手段】固定スクロール（２１）の端板（２１ａ）の主部材（２１ｄ）におけるラップ（２１ｂ）と反対側に位置する背面の中央部分に凹部（２１ｅ）を形成する。この凹部（２１ｅ）に副部材（２１ｆ）を嵌め込む。主部材（２１ｄ）は、例えば鋳鉄製である。副部材（２１ｆ）は、例えば銅、アルミニウムからなる。端板（２１ａ）の中央部分では、ラップ（２１ｂ）の配設された前面側よりも背面側の方が線膨張率が大きくなる。そして、吐出温度が高くなると、端板（２１ａ）の中央部分がその背面側へ膨出し、端板（２１ａ）とラップ（２２ｂ）のクリアランスが確保できる。
【選択図】図１An object of the present invention is to make it possible to continue the operation of a scroll compressor without causing poor lubrication even when a discharge temperature is increased to some extent.
A recess (21e) is formed in a central portion of a back surface of a main member (21d) of an end plate (21a) of a fixed scroll (21) opposite to a wrap (21b). The sub-member (21f) is fitted into the recess (21e). The main member (21d) is made of, for example, cast iron. The sub-member (21f) is made of, for example, copper or aluminum. At the center of the end plate (21a), the coefficient of linear expansion is higher on the back side than on the front side where the wrap (21b) is provided. When the discharge temperature increases, the central portion of the end plate (21a) swells toward the back side, and the clearance between the end plate (21a) and the wrap (22b) can be secured.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール型圧縮機に関し、特に、吐出温度の過上昇によるスクロールの干渉を防止する対策に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、冷凍サイクルで冷媒ガスを圧縮する圧縮機として、スクロール型圧縮機が使用されている。このスクロール型圧縮機は、ケーシング内に固定スクロールと旋回スクロールとを備えている。両スクロールは、それぞれ端板と、この端板に突設された渦巻き状のラップとを有している。固定スクロールは、ケーシングに固定される一方、旋回スクロールは、駆動軸の偏心部に連結されることで公転可能となっている。この旋回スクロールは、そのラップが固定スクロールのラップと噛み合った状態で自転することなく公転のみを行う。これにより、両スクロールの間に形成された圧縮室が連続的に収縮し、圧縮室内のガスを圧縮する。
【０００３】
ところで、上記スクロール型圧縮機においては、例えば特許文献１に開示されているように、圧縮室から吐出される流体の温度が過度に上昇し得ることが知られている。つまり、例えば、冷媒回路の膨張弁を閉鎖した状態で圧縮機を運転するポンプダウン運転時等の場合に、吐出冷媒の温度が異常昇温することがある。これは、圧縮機の吐出側の圧力が高いままで吸入側の圧力だけが低下してゆき、圧縮比が通常の運転時に比べて異常に大きくなるからである。
【０００４】
そして、吐出冷媒が異常昇温すると、スクロールのラップが熱膨張してその先端面と端板との面圧が過大となり、ラップや端板が摩耗したり、損傷するおそれがある。また、スクロール同士の摺動により生ずる摩擦熱も増大するため、吐出温度の上昇と相まって油温が上昇し、冷凍機油の劣化が促進されて潤滑不良の原因となるおそれもある。
【０００５】
このような異常昇温によって生ずる問題を解決すべく、上記特許文献１に開示されたスクロール型圧縮機では、高温の吐出冷媒を駆動モータが配設された低圧部に漏洩させることにより、この駆動モータを昇温させて圧縮機を停止させるようにしている。
【０００６】
具体的に、この圧縮機において、ケーシング内は、低圧の吸入冷媒で満たされた低圧部となっており、この低圧部内に駆動モータが配設されている。一方、圧縮室から吐出された冷媒が流れる吐出通路には、低圧部に連通する分岐通路が接続されている。この吐出通路における分岐通路の接続部には、バイメタル式弁が配設されている。このバイメタル式弁は、吐出冷媒の温度が過度に上昇すると開放するようになっている。これにより、吐出冷媒の温度が過度に上昇したときにはバイメタル式弁が作動し、高温の吐出冷媒が低圧部へと導かれて駆動モータの温度を上昇させる。そして、モータ保護用の温度センサが駆動モータの昇温を感知することで圧縮機を停止させ、吐出温度の高い状態で圧縮機が運転され続けるのを回避している。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３０８４１０５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報に開示された従来のものでは、吐出温度が過上昇したときに駆動モータを停止させる構成であるために、例えばポンプダウン運転時には駆動モータがすぐに停止してしまい、ポンプダウンの完了までに長時間を要するという問題がある。また、圧縮機の起動と停止が繰り返されることとなるために、圧縮機の信頼性を損なうおそれもある。
【０００９】
そこで、本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、スクロールに所定の改良を施すことにより、吐出温度がある程度高くなった状態でも潤滑不良を起こすことなくスクロール型圧縮機の運転を継続可能とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明では、少なくとも一方のスクロール（２１，２２）の端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分を２層とするとともに、この２層のうちのラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側の層をより熱膨張し易い構成としたものである。
【００１１】
具体的に、請求項１の発明は、それぞれにおいて端板（２１ａ，２２ａ）の前面側に渦巻き状のラップ（２１ｂ，２２ｂ）が立設されている一対のスクロール（２１，２２）を備え、各スクロール（２１，２２）のラップ（２１ｂ，２２ｂ）を互いに噛み合わせて圧縮室（３７）が形成されるスクロール型圧縮機を前提として、上記スクロール（２１，２２）の少なくとも一方における端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分には、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）の立設された前面側に位置する第１層と、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）の立設されない背面側に位置する第２層とが形成され、上記第２層の材質は、上記第１層の材質に比べて線膨張率が大きくなっている。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、第１層と第２層とが形成された端板（２１ａ，２２ａ）は、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）と一体に形成されて上記第１層を構成すると共に該ラップ（２１ｂ，２２ｂ）とは反対側の背面に凹部（２１ｅ）が開口している主部材（２１ｄ）と、平板状に形成されると共に外周面が上記主部材（２１ｄ）と密着するように上記凹部（２１ｅ）に嵌め込まれて上記第２層を構成する副部材（２１ｆ）とを備えている。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、第１層と第２層とが形成された端板（２１ａ，２２ａ）は、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）と一体に形成されて上記第１層を構成する主部材（２１ｄ）と、平板状に形成されると共に上記主部材（２１ｄ）におけるラップ（２１ｂ，２２ｂ）とは反対側の背面に接合されて上記第２層を構成する副部材（２１ｆ）とを備えている。
【００１４】
すなわち、請求項１の発明では、圧縮機（１０）が駆動すると、各スクロール（２１，２２）のラップ（２１ｂ，２２ｂ）が互いに噛み合って形成された圧縮室（３７）が中央に向かいながら収縮して流体を圧縮する。したがって、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分は圧縮されて高温となった流体に曝されている。このために、圧縮機（１０）の駆動中は端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分ほど高温となる。そして、例えば膨張弁を閉鎖して運転を行うポンプダウン運転時等には、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分は、通常の運転時よりも更に高温となる。
【００１５】
両スクロール（２１，２２）の少なくとも一方の端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分において、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）の立設されない背面側に位置する第２層の材質は、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）の立設された前面側に位置する第１層の材質に比べて線膨張率が大きくなっている。したがって、高温の流体に曝された端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分では、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側の第２層がラップ（２１ｂ，２２ｂ）側の第１層よりも熱膨張しやすい。このため、両層の熱膨張差により、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分は、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側に向かって膨出するように変形する。すなわち、端板（２１，２２ａ）の中央部分は、バイメタルと同様に機能する。これにより、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分において、両端板（２１ａ，２２ａ）間の間隔が拡大する。
【００１６】
また、請求項２の発明では、端板（２１ａ，２２ａ）の第１層を構成する主部材（２１ｄ）は、前面にラップ（２１ｂ，２２ｂ）が一体に形成されている一方で、該ラップ（２１ｂ，２２ｂ）とは反対側の背面に凹部（２１ｅ）が開口している。この主部材（２１ｄ）の凹部（２１ｅ）には端板（２１ａ，２２ａ）の第２層を構成する副部材（２１ｆ）が嵌め込まれている。この副部材（２１ｆ）の材質は、主部材（２１ｄ）の材質に比べて線膨張率が大きくなっている。したがって、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分では、副部材（２１ｆ）が配設される背面側が、主部材（２１ｄ）が配設される前面側よりも熱膨張しやすい。また、副部材（２１ｆ）は、その外周面が主部材（２１ｄ）と密着するように凹部（２１ｅ）に嵌入されている。このため、高温ガスに曝されて副部材（２１ｆ）が熱膨張すると、凹部（２１ｅ）の内縁が副部材（２１ｆ）によって押し広げられる。この結果、端板（２１ａ，２２ａ）では、その中央部分がラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側に膨出するように変形する。すなわち、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分では、主部材（２１ｄ）と副部材（２１ｆ）とがバイメタルと同様に機能する。この結果、両スクロール（２１，２２）の端板（２１ａ，２２ａ）間の間隔が確実に拡大する。
【００１７】
また、請求項３の発明では、端板（２１ａ，２２ａ）の第１層を構成する主部材（２１ｄ）には、その前面にラップ（２１ｂ，２２ｂ）が一体に形成されている。また、主部材（２１ｄ）におけるラップ（２１ｂ，２２ｂ）とは反対側の背面には、端板（２１ａ，２２ａ）の第２層を構成する副部材（２１ｆ）が接合されている。この副部材（２１ｆ）の材質は、主部材（２１ｄ）の材質に比べて線膨張率が大きくなっている。したがって、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分では、副部材（２１ｆ）が配設される背面側が、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）側に位置する主部材（２１ｄ）が配設された前面側よりも熱膨張しやすい。このため、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分が高温ガスに曝されたときには、副部材（２１ｆ）が主部材（２１ｄ）よりも膨張しようとするので、両者の熱膨張差により、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分がラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側に膨出するように変形する。すなわち、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分では、主部材（２１ｄ）と副部材（２１ｆ）とが一体となってバイメタルと同様に機能する。この結果、両スクロール（２１，２２）の端板（２１ａ，２２ａ）間の間隔が確実に拡大する。
【００１８】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態１に係るスクロール型圧縮機は、冷媒ガスが循環して冷凍サイクル動作を行う図外の冷媒回路に接続され、冷媒ガスを圧縮するものである。
【００２０】
図１に示すように、このスクロール型圧縮機（１０）は、密閉ドーム型の圧力容器により構成されたケーシング（１１）を有する。このケーシング（１１）の内部には、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構（１５）と、この圧縮機構（１５）を駆動する駆動モータ（１６）とが収容されている。この駆動モータ（１６）は、圧縮機構（１５）の下方に配置されるとともに、駆動軸（１７）を介してこの圧縮機構（１５）と駆動連結されている。
【００２１】
上記圧縮機構（１５）は、固定スクロール（２１）と、旋回スクロール（２２）とを備えている。両スクロール（２１，２２）は、それぞれ端板（２１ａ，２２ａ）と、この端板（２１ａ，２２ａ）の前面側に立設された渦巻き状のラップ（２１ｂ，２２ｂ）とを有する。この各スクロール（２１，２２）のラップ（２１ｂ，２２ｂ）は、互いに噛み合った状態に設けられている。
【００２２】
固定スクロール（２１）の端板（２１ａ）は、その外周端部が旋回スクロール（２２）側、即ち下側に張り出した有底筒状に形成されている。固定スクロール（２１）の外周端部は、ケーシング（１１）の内面に取付固定されている。固定スクロール（２１）のラップ（２１ｂ）は、端板（２１ａ）の下面から下側に向かって突出するように形成されている。また、ラップ（２１ｂ）の先端部には、チップシール（２１ｃ）が配設されている。
【００２３】
固定スクロール（２１）の端板（２１ａ）の外周端部における下端部には、平板状のフレーム（２４）が気密状に取り付けられている。このフレーム（２４）は、ケーシング（１１）に固定されるとともに、固定スクロール（２１）に締結されている。これにより、固定スクロール（２１）とフレーム（２４）との間に内部空間（２６）が形成されている。フレーム（２４）の中央部には、開口が設けられるとともに、この開口の周縁において下側に向かって筒状に張り出したボス部（２８）が形成されている。フレーム（２４）には、上記内部空間（２６）内に配置されるように上記旋回スクロール（２２）が載置されている。またフレーム（２４）の上面には、旋回スクロール（２２）の端板（２２ａ）との間に油を供給するための油溝（２９）が設けられている。
【００２４】
旋回スクロール（２２）の端板（２２ａ）の下面には、筒状に突設された軸受部（３０）が形成されている。この軸受部（３０）は、上記フレーム（２４）のボス部（２８）の内側に挿入されていて、この軸受部（３０）の先端部は、このボス部（２８）内の中間部に位置している。このボス部（２８）は、滑り軸受を介して駆動軸（１７）を回転自在に支持している。駆動軸（１７）の先端部（上端部）は、軸受部（３０）に差し込まれるとともに、滑り軸受（３１）を介して軸受部（３０）に回転自在に設けられている。
【００２５】
上記駆動モータ（１６）は、ケーシング（１１）に固定されたステータ（３３）と、このステータ（３３）の内側に回転自在に設けられたロータ（３４）とを備えている。このロータ（３４）には上記駆動軸（１７）が嵌挿されており、このことで、駆動軸（１７）は、電力の供給を受けて回転するようになっている。
【００２６】
駆動軸（１７）の先端部は軸心に対して偏心されている。これにより、駆動軸（１７）が回転すると、旋回スクロール（２２）がフレーム（２４）上を旋回するようになっている。また、旋回スクロール（２２）は、図示省略したオルダムリングを介してフレーム（２４）に支持されていて、自転しないようになっている。
【００２７】
旋回スクロール（２２）は、ラップ（２２ｂ）が上側に向かって突出するように配置されている。このラップ（２２ｂ）の先端部には、チップシール（２２ｃ）が配設されている。そして、両スクロール（２１，２２）のラップ（２１ｂ，２２ｂ）における先端面と、それぞれ他方のスクロール（２２，２１）の端板（２２ａ，２１ａ）における端面とは、油膜を介した摺動面とされている。また、両スクロール（２１，２２）のラップ（２１ｂ，２２ｂ）間に圧縮室（３７）が区画形成されている。この圧縮室（３７）は、旋回スクロール（２２）が公転すると、上記内部空間（２６）の外周部から中央部に向かって移動しながら収縮するようになっている。この内部空間（２６）の外周部は、ケーシング（１１）内の低圧部を構成している。
【００２８】
上記ケーシング（１１）には、冷媒回路の冷媒を上記内部空間（２６）の外周部に導入する吸入管（４１）と、ケーシング（１１）内の冷媒をケーシング（１１）外に吐出させる吐出管（４２）とがそれぞれ気密状に接合されている。固定スクロール（２１）の端板（２１ａ）の中央部分には、内部空間（２６）の中央部と固定スクロール（２１）の上部空間とを連通する吐出孔（４３）が形成されている。吐出孔（４３）は、圧縮室（３７）で圧縮された冷媒ガスを吐出させるためのものである。
【００２９】
固定スクロール（２１）及びフレーム（２４）には、上部空間の冷媒をフレーム（２４）の下側の下部空間に導く冷媒通路（４４）が形成されている。この下部空間には、上記吐出管（４２）の内端が開口している。つまり、本実施形態１に係るスクロール型圧縮機（１０）は、ケーシング（１１）内が吐出冷媒ガスで満たされて高圧部となる、いわゆる高圧ドーム型の圧縮機（１０）に構成されている。
【００３０】
ケーシング（１１）の底部には油溜まり（４６）が形成されており、上記駆動軸（１７）の下端部には、該駆動軸（１７）の回転により油溜まり（４６）の油を汲み上げる給油ポンプ（４７）が配設されている。駆動軸（１７）には、給油ポンプ（４７）により汲み上げられた油が流通する給油路（図示省略）が形成されている。この給油路を流れた油は、その一部が軸受部（３０）に供給される一方、残りが上記油溝（２９）を介して内部空間（２６）内に供給されるようになっている。
【００３１】
上記固定スクロール（２１）の端板（２１ａ）は、図２にも示すように、この端板（２１ａ）の主体をなす主部材（２１ｄ）と、この主部材（２１ｄ）の中央部分に位置する副部材（２１ｆ）とを備えている。上記主部材（２１ｄ）は、前面すなわち下面にラップ（２１ｂ）が一体に形成される一方で、背面すなわちラップ（２１ｂ）と反対側の面となる上面に開口する凹部（２１ｅ）が形成されている。この凹部（２１ｅ）は、主部材（２１ｄ）の背面を一段掘り下げて形成された円形の窪みである。この凹部（２１ｅ）の深さは主部材（２１ｄ）の中央部分における厚さの略半分程度とされている。凹部（２１ｅ）は、運転時における主部材（２１ｄ）の温度及び変形量を考慮して深さ、内径が決められている。
【００３２】
上記副部材（２１ｆ）は、平板状に形成されるとともに上記凹部（２１ｅ）に嵌め込まれている。つまり、この副部材（２１ｆ）は、端板（２１ａ）の中央部分における主部材（２１ｄ）の背面側に位置している。副部材（２１ｆ）は、薄板により形成されているために、高熱を受けると厚さ方向よりも径方向の伸びが大きくなる。副部材（２１ｆ）は、その外周面が凹部（２１ｅ）の内周面及び底面に密着するように凹部（２１ｅ）に嵌挿されている。これにより、副部材（２１ｆ）は、熱膨張による力をそのまま主部材（２１ｄ）に及ぼし得る状態となっている。そして、副部材（２１ｆ）の上面と主部材（２１ｄ）の上面とが面一の状態となっている。
【００３３】
副部材（２１ｆ）は、例えば銅またはアルミニウムにより構成される一方、端板（２１ａ）は、例えば鋳鉄からなる。線膨張率は、例えば銅で２３．６×１０^−６Ｋ^−１、アルミニウムで１６．５×１０^−６Ｋ^−１、ねずみ鋳鉄で９．２〜１１．８×１０^−６Ｋ^−１である。つまり、副部材（２１ｆ）の材質は、主部材（２１ｄ）の材質に比べて線膨張率が大きくなっている。言い換えると、端板（２１ａ）の中央部分において、熱膨張に伴う伸び量は、ラップ（２１ｂ）の配設された前面側よりもラップ（２１ｂ）の配設されない背面側の方が大きくなっている。そして、この主部材（２１ｄ）の中央部分が本発明でいう第１層を、また副部材（２１ｆ）が本発明でいう第２層をそれぞれ構成している。上記吐出孔（４３）は、主部材（２１ｄ）の中央部分と副部材（２１ｆ）の中央部分とに跨って形成されている。
【００３４】
本実施形態１に係るスクロール型圧縮機（１０）では、両スクロール（２１，２２）のラップ（２１ｂ，２２ｂ）が互いに噛み合った状態で、旋回スクロール（２２）が固定スクロール（２１）に対して旋回する。これにより、冷媒回路の冷媒ガスが内部空間（２６）の外周部から圧縮室（３７）へ吸入される。そして、圧縮室（３７）は、内部空間（２６）の外周部から中央部に向かって移動しながら収縮するので、これに伴って圧縮室（３７）中の冷媒ガスは、圧縮されるとともに昇温する。このために、固定スクロール（２１）の端板（２１ａ）は、中央部分ほど高温の冷媒ガスに曝されている。このとき、例えばポンプダウン運転時であれば、吐出側の冷媒圧力が高いままで圧縮室（３７）に吸入される吸入側の冷媒圧力が次第に低下してゆき、圧縮比は、通常の運転時に比べて異常に大きくなり、吐出温度が非常に高温となる。
【００３５】
この高温の冷媒ガスに曝される端板（２１ａ）の中央部分では、背面側の副部材（２１ｆ）が前面側の主部材（２１ｄ）よりも熱膨張し易い。そして、副部材（２１ｆ）が熱膨張すると、主部材（２１ｄ）における凹部（２１ｅ）の内縁が副部材（２１ｆ）によって押し広げられる。このため、端板（２１ａ）の中央部分は、ラップ（２１ｂ）と反対側に向かって膨出するように変形する。すなわち、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分では、主部材（２１ｄ）と副部材（２１ｆ）とがバイメタルと同様に機能する。この結果、中央部分において両端板（２１ａ，２２ａ）間の間隔が拡がり、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２１ｂ）の先端部との隙間が拡大する。
【００３６】
したがって、昇温した冷媒ガスに曝されることでラップ（２１ｂ，２２ｂ）が熱膨張したとしても、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）の先端部との隙間が確保され、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）の先端面との面圧増大が抑制される。このため、圧縮機（１０）の吐出温度が高い状態でも、端板（２１ａ，２２ａ）及びラップ（２１ｂ，２２ｂ）の摩耗低減や損傷防止が可能となる。したがって、本実施形態１によれば、圧縮機（１０）の吐出温度が高くなる運転状態においても、圧縮機（１０）の運転を継続させることが可能となる。
【００３７】
また、摺動面間への油の供給を安定して行うことができるので、潤滑不良を防止できる。これにより摩擦熱が低減されるので、端板（２１ａ，２２ａ）の昇温を抑制することができる。この結果、焼き付き等の原因となる油の劣化を抑制できる。
【００３８】
また、ポンプダウン運転時等におけるラップ（２１ｂ，２２ｂ）の熱膨張を考慮して端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）とのクリアランスを広めに調整しておくという必要がなくなる。言い換えると、通常運転時における端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）のクリアランスを狭めることができる。さらに、端板（２１ａ）は、背面側のみが線膨張率の大きな金属により構成されているので、固定スクロール（２１）の全体をアルミニウム等の線膨張率の大きな金属で構成した場合に比べ、ラップ（２１ｂ）の熱膨張を小さくできる。この結果、通常運転時には、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）の隙間からの冷媒ガスの漏洩量を削減でき、圧縮機（１０）の効率向上を図ることができる。
【００３９】
また、本実施形態１では、副部材（２１ｆ）を主部材（２１ｄ）の凹部（２１ｅ）に嵌め込む構成であり、端板（２１ａ）の中央部分をバイメタルと同様に機能させることができる。したがって、端板（２１ａ）の中央部分を、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側に膨出するように確実に変形させることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態２】
図３は本発明の実施形態２を示す。尚、ここでは、実施形態１と同じ構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
実施形態２では、実施形態１と異なり、固定スクロール（２１）において、端板（２１ａ）の主部材（２１ｄ）に副部材（２１ｆ）を接合するようにしたものである。つまり、本実施形態２では主部材（２１ｄ）に副部材（２１ｆ）を嵌め込むための凹部（２１ｅ）が設けられていない。
【００４２】
副部材（２１ｆ）は、円板状に構成されている。そして、副部材（２１ｆ）の下面と、主部材（２１ｄ）の中央部分の上面、すなわちラップ（２１ｂ）とは反対側の面とが密着するとともに、主部材（２１ｄ）と副部材（２１ｆ）とは、熱膨張しても両者が相対変位しないように接着されている。つまり、主部材（２１ｄ）と副部材（２１ｆ）とは熱膨張による力を互いに作用させる状態となっている。また、副部材（２１ｆ）は、例えば銅またはアルミニウムにより構成される一方、主部材（２１ｄ）は鋳鉄からなる。つまり、副部材（２１ｆ）の材質は、主部材（２１ｄ）の材質に比べて線膨張率が大きくなっている。そして、この主部材（２１ｄ）が本発明でいう第１層を、また副部材（２１ｆ）が本発明でいう第２層をそれぞれ構成している。
【００４３】
本実施形態２において、高温の冷媒ガスに曝される端板（２１ａ）の中央部分では、背面側に位置する副部材（２１ｆ）が前面側に位置する主部材（２１ｄ）よりも熱膨張しやすい。このため、副部材（２１ｆ）が主部材（２１ｄ）よりも膨張しようとするので、この熱膨張差により、端板（２１ａ）の中央部分がラップ（２１ｂ）と反対側に向かって膨出するように変形する。すなわち、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分では、主部材（２１ｄ）と副部材（２１ｆ）とが一体となってバイメタルと同様に機能する。この結果、昇温した冷媒ガスに曝されることでラップ（２１ｂ，２２ｂ）が熱膨張したとしても、中央部分では、両端板（２１ａ，２２ａ）間の間隔が拡大することにより、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）の先端部との隙間が拡大する。
【００４４】
その他の構成、作用及び効果は上記実施形態１と同様である。
【００４５】
【発明のその他の実施の形態】
上記実施形態２では、端板（２１ａ）の主部材（２１ｄ）における中央部分のみに副部材（２１ｆ）を接着するようにしたが、これに代え、主部材（２１ｄ）の上面の全体に亘って副部材（２１ｆ）を接着する構成としてもよい。また、副部材（２１ｆ）を接着する構成に限られるものではなく、例えばロウ付けしてもよい。要は、副部材（２１ｆ）は、主部材（２１ｄ）の背面に接合された構成であればよい。
【００４６】
また、上記各実施形態では、固定スクロール（２１）の端板（２１ａ）に２つの層が形成される構成としたが、これに代え、旋回スクロール（２２）の端板（２２ａ）に第１層及び第２層を形成する構成としてもよい。また、両スクロール（２１，２２）の双方に２つの層を形成してもよい。
【００４７】
また、上記各実施形態について、端板（２１ａ）は、主部材（２１ｄ）と副部材（２１ｆ）とにより、両者の線膨張率に差を設ける構成に限られるものではない。要は、端板（２１ａ）は、線膨張率の異なる異種金属が層状に配されていて、ラップ（２１ｂ）と反対側の部位がラップ（２１ｂ）側の部位よりも熱膨張しやすいようになっていればよい。
【００４８】
また、上記実施形態１について、副部材（２１ｆ）は主部材（２１ｄ）の凹部（２１ｅ）に嵌め込むとともに副部材（２１ｆ）を主部材（２１ｄ）に接着する構成としてもよい。これにより、副部材（２１ｆ）と主部材（２１ｄ）とを一緒に変形させることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次のような効果が得られる。
【００５０】
請求項１の発明では、少なくとも一方の端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分において、第２層の材質は、第１層の材質よりも線膨張率が大きい。このため、高温ガスに曝される端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分は、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側へ膨出するように変形する。この結果、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）が熱膨張したとしても、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）との隙間を確保することができ、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）の先端面との面圧が増大するのを防止できる。このため、圧縮機（１０）の吐出温度が高い状態でも、端板（２１ａ，２２ａ）及びラップ（２１ｂ，２２ｂ）の摩耗低減や損傷防止が可能となる。したがって、本発明によれば、圧縮機（１０）の吐出温度が高くなる運転状態においても、圧縮機（１０）の運転を継続させることが可能となる。これにより、ポンプダウン運転を短時間で行うことができる。
【００５１】
また、摺動面間への油の供給を安定して行うことができるので、潤滑不良を防止できる。これにより摩擦熱が低減されるので、端板（２１ａ，２２ａ）の昇温を抑制することができる。この結果、焼き付き等の原因となる油の劣化を抑制できる。
【００５２】
また、ポンプダウン運転時等におけるラップ（２１ｂ，２２ｂ）の熱膨張を考慮して端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）とのクリアランスを広めに調整しておくという必要がなくなる。つまり、通常運転時における端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）のクリアランスを狭めることができる。したがって、本発明によれば、端板（２１ａ，２２ａ）とラップ（２１ｂ，２２ｂ）の隙間からの流体の漏洩量を削減でき、圧縮機（１０）の効率向上を図ることができる。
【００５３】
請求項２の発明では、少なくとも一方の端板（２１ａ，２２ａ）の主部材（２１ｄ）における背面に形成された凹部（２１ｅ）に副部材（２１ｆ）が密着するように嵌め込まれる。この副部材（２１ｆ）は、主部材（２１ｄ）よりも熱膨張しやすい。したがって、本発明によれば、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分をバイメタルと同様に機能させることができる。これにより、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分をラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側に膨出するように確実に変形させることができる。
【００５４】
請求項３の発明では、少なくとも一方の端板（２１ａ，２２ａ）の主部材（２１ｄ）における背面に副部材（２１ｆ）が接合される。この副部材（２１ｆ）は、主部材（２１ｄ）よりも熱膨張しやすい。したがって、本発明によれば、端板（２１ａ，２２ａ）の中央部分をバイメタルと同様に機能させることができる。これにより、端板（２１ａ，２２ａ）の少なくとも中央部分を、ラップ（２１ｂ，２２ｂ）と反対側に膨出するように確実に変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係るスクロール型圧縮機の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るスクロール型圧縮機の圧縮機構を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態２に係るスクロール型圧縮機を部分的に示す断面図である。
【符号の説明】
（２１）固定スクロール
（２１ａ）端板
（２１ｂ）ラップ
（２１ｄ）主部材
（２１ｅ）凹部
（２１ｆ）副部材
（２２）旋回スクロール
（２２ａ）端板
（２２ｂ）ラップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly to a countermeasure for preventing scroll interference due to an excessive rise in discharge temperature.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, scroll compressors have been used as compressors for compressing refrigerant gas in a refrigeration cycle. This scroll compressor has a fixed scroll and an orbiting scroll in a casing. Each of the scrolls has an end plate and a spiral wrap protruding from the end plate. The fixed scroll is fixed to the casing, while the orbiting scroll is revolvable by being connected to an eccentric portion of the drive shaft. This orbiting scroll only revolves without revolving in a state where the wrap is engaged with the wrap of the fixed scroll. As a result, the compression chamber formed between the two scrolls continuously contracts and compresses the gas in the compression chamber.
[0003]
By the way, in the above-mentioned scroll type compressor, it is known that the temperature of the fluid discharged from the compression chamber can rise excessively as disclosed in Patent Document 1, for example. That is, for example, during a pump-down operation in which the compressor is operated with the expansion valve of the refrigerant circuit closed, the temperature of the discharged refrigerant may abnormally increase. This is because only the pressure on the suction side decreases while the pressure on the discharge side of the compressor remains high, and the compression ratio becomes abnormally large as compared with the normal operation.
[0004]
When the temperature of the discharged refrigerant rises abnormally, the wrap of the scroll thermally expands, and the surface pressure between the leading end surface and the end plate becomes excessive, and the wrap and the end plate may be worn or damaged. Further, since the frictional heat generated by the sliding of the scrolls also increases, the oil temperature rises in conjunction with the rise of the discharge temperature, and the deterioration of the refrigerating machine oil is promoted, which may cause poor lubrication.
[0005]
In order to solve the problem caused by such abnormal temperature rise, in the scroll compressor disclosed in Patent Document 1, the high-temperature discharge refrigerant is leaked to a low-pressure portion in which a drive motor is provided, so that the drive is performed. The motor is heated to stop the compressor.
[0006]
Specifically, in this compressor, the inside of the casing is a low-pressure section filled with low-pressure suction refrigerant, and a drive motor is disposed in the low-pressure section. On the other hand, a branch passage communicating with the low-pressure section is connected to the discharge passage through which the refrigerant discharged from the compression chamber flows. A bimetal valve is disposed at a connection of the branch passage in the discharge passage. This bimetal valve is opened when the temperature of the discharged refrigerant rises excessively. Thus, when the temperature of the discharged refrigerant excessively rises, the bimetal valve operates, and the high-temperature discharged refrigerant is guided to the low-pressure section to raise the temperature of the drive motor. Then, the compressor is stopped by detecting the temperature rise of the drive motor by the temperature sensor for motor protection, thereby avoiding continuous operation of the compressor in a state where the discharge temperature is high.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3084105
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the related art disclosed in the above publication, the drive motor is stopped when the discharge temperature rises excessively. For example, the drive motor stops immediately during the pump down operation, and the pump down occurs. There is a problem that it takes a long time to complete. In addition, since starting and stopping of the compressor are repeated, the reliability of the compressor may be impaired.
[0009]
Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to perform a predetermined improvement on a scroll so that poor lubrication does not occur even in a state where the discharge temperature is somewhat high. An object of the present invention is to make it possible to continue the operation of a scroll compressor.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, at least one of the end plates (21a, 22a) of the scroll (21, 22) has two central layers, and the wraps (21b, 22b) of the two layers are provided. ) And the layer on the opposite side is configured to be more easily thermally expanded.
[0011]
Specifically, the invention according to claim 1 includes a pair of scrolls (21, 22) each having a spiral wrap (21b, 22b) standing upright on the front side of the end plate (21a, 22a). On the premise of a scroll compressor in which a wrap (21b, 22b) of each scroll (21, 22) is engaged with each other to form a compression chamber (37), an end plate () of at least one of the scrolls (21, 22) is formed. In the central portion of the wraps (21a, 22a), a first layer located on the front side where the wraps (21b, 22b) are erected, and a second layer located on the back side where the wraps (21b, 22b) are not erected. Is formed, and the material of the second layer has a higher linear expansion coefficient than the material of the first layer.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the end plates (21a, 22a) on which the first layer and the second layer are formed are formed integrally with the wraps (21b, 22b). A main member (21d) which constitutes the first layer and has a recess (21e) opened on the back surface opposite to the wrap (21b, 22b); And a sub-member (21f) that is fitted into the recess (21e) so as to be in close contact with (21d) and constitutes the second layer.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the end plates (21a, 22a) on which the first layer and the second layer are formed are formed integrally with the wraps (21b, 22b). The main member (21d) constituting the first layer is formed in a flat plate shape and is joined to the back surface of the main member (21d) opposite to the wrap (21b, 22b) to constitute the second layer. And a sub-member (21f).
[0014]
That is, according to the first aspect of the present invention, when the compressor (10) is driven, the compression chamber (37) formed by the wraps (21b, 22b) of the scrolls (21, 22) meshing with each other contracts while moving toward the center. To compress the fluid. Therefore, the central portion of the end plates (21a, 22a) is exposed to the fluid that has been compressed and has become hot. For this reason, during driving of the compressor (10), the temperature becomes higher toward the center of the end plates (21a, 22a). Then, for example, during a pump-down operation in which the operation is performed with the expansion valve closed, the temperature of the central portion of the end plates (21a, 22a) becomes even higher than during normal operation.
[0015]
In the central portion of at least one end plate (21a, 22a) of both scrolls (21, 22), the material of the second layer located on the back side where the wrap (21b, 22b) is not erected is wrap (21b, 22b). The coefficient of linear expansion is higher than that of the material of the first layer located on the front surface side where the erect) is provided. Therefore, in the central portion of the end plates (21a, 22a) exposed to the high-temperature fluid, the second layer opposite to the wrap (21b, 22b) has a higher thermal expansion than the first layer on the wrap (21b, 22b) side. It's easy to do. Therefore, due to the difference in thermal expansion between the two layers, the central portion of the end plates (21a, 22a) is deformed so as to expand toward the opposite side to the wraps (21b, 22b). That is, the central portions of the end plates (21, 22a) function similarly to the bimetal. Thereby, in the center part of the end plates (21a, 22a), the interval between both end plates (21a, 22a) is increased.
[0016]
In the invention of claim 2, the main member (21d) constituting the first layer of the end plate (21a, 22a) has the wrap (21b, 22b) integrally formed on the front surface, while the wrap (21b, 22b) is formed integrally. A recess (21e) is opened on the back surface opposite to (21b, 22b). A sub-member (21f) constituting the second layer of the end plates (21a, 22a) is fitted into the concave portion (21e) of the main member (21d). The material of the sub member (21f) has a higher linear expansion coefficient than the material of the main member (21d). Therefore, at the center of the end plates (21a, 22a), the rear side where the sub-member (21f) is disposed is more likely to thermally expand than the front side where the main member (21d) is disposed. The sub member (21f) is fitted into the recess (21e) such that the outer peripheral surface of the sub member (21f) is in close contact with the main member (21d). Therefore, when the sub-member (21f) is thermally expanded by being exposed to the high-temperature gas, the inner edge of the concave portion (21e) is expanded by the sub-member (21f). As a result, the end plates (21a, 22a) are deformed so that their central portions swell toward the side opposite to the wraps (21b, 22b). That is, in the central portion of the end plates (21a, 22a), the main member (21d) and the sub member (21f) function similarly to the bimetal. As a result, the interval between the end plates (21a, 22a) of both scrolls (21, 22) is reliably increased.
[0017]
According to the third aspect of the present invention, the wraps (21b, 22b) are integrally formed on the front surface of the main member (21d) constituting the first layer of the end plates (21a, 22a). Further, a sub-member (21f) constituting the second layer of the end plates (21a, 22a) is joined to the back surface of the main member (21d) opposite to the wraps (21b, 22b). The material of the sub member (21f) has a higher linear expansion coefficient than the material of the main member (21d). Therefore, in the central portion of the end plates (21a, 22a), the back side on which the sub-member (21f) is disposed is closer to the front side on which the main member (21d) located on the wrap (21b, 22b) side is disposed. Also easily expands thermally. For this reason, when the central portion of the end plates (21a, 22a) is exposed to the high-temperature gas, the sub member (21f) tends to expand more than the main member (21d). The central portion of (21a, 22a) is deformed so as to bulge to the side opposite to the wrap (21b, 22b). That is, at the central portion of the end plates (21a, 22a), the main member (21d) and the sub-member (21f) function integrally as a bimetal. As a result, the interval between the end plates (21a, 22a) of both scrolls (21, 22) is reliably increased.
[0018]
Embodiment 1 of the present invention
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
The scroll compressor according to the first embodiment is connected to a refrigerant circuit (not shown) in which refrigerant gas circulates and performs a refrigeration cycle operation, and compresses the refrigerant gas.
[0020]
As shown in FIG. 1, the scroll compressor (10) has a casing (11) constituted by a closed dome-shaped pressure vessel. Inside the casing (11), a compression mechanism (15) for compressing the refrigerant gas and a drive motor (16) for driving the compression mechanism (15) are housed. The drive motor (16) is disposed below the compression mechanism (15) and is drivingly connected to the compression mechanism (15) via a drive shaft (17).
[0021]
The compression mechanism (15) includes a fixed scroll (21) and an orbiting scroll (22). Each of the scrolls (21, 22) has an end plate (21a, 22a) and a spiral wrap (21b, 22b) erected on the front side of the end plate (21a, 22a). The wraps (21b, 22b) of the scrolls (21, 22) are provided in a state where they are engaged with each other.
[0022]
The end plate (21a) of the fixed scroll (21) is formed in a bottomed cylindrical shape whose outer peripheral end projects toward the orbiting scroll (22), that is, downward. The outer peripheral end of the fixed scroll (21) is attached and fixed to the inner surface of the casing (11). The wrap (21b) of the fixed scroll (21) is formed so as to protrude downward from the lower surface of the end plate (21a). A tip seal (21c) is provided at the tip of the wrap (21b).
[0023]
A flat frame (24) is hermetically attached to the lower end of the outer peripheral end of the end plate (21a) of the fixed scroll (21). The frame (24) is fixed to the casing (11) and fastened to the fixed scroll (21). Thereby, an internal space (26) is formed between the fixed scroll (21) and the frame (24). An opening is provided in the center of the frame (24), and a boss (28) is formed at the periphery of the opening so as to protrude downward in a cylindrical shape. The orbiting scroll (22) is placed on the frame (24) so as to be disposed in the internal space (26). An oil groove (29) for supplying oil is provided between the upper surface of the frame (24) and the end plate (22a) of the orbiting scroll (22).
[0024]
On the lower surface of the end plate (22a) of the orbiting scroll (22), a bearing portion (30) projecting in a cylindrical shape is formed. The bearing (30) is inserted inside the boss (28) of the frame (24), and the tip of the bearing (30) is located at an intermediate portion in the boss (28). are doing. The boss (28) rotatably supports the drive shaft (17) via a slide bearing. The tip (upper end) of the drive shaft (17) is inserted into the bearing (30) and is rotatably provided on the bearing (30) via a slide bearing (31).
[0025]
The drive motor (16) includes a stator (33) fixed to the casing (11), and a rotor (34) rotatably provided inside the stator (33). The drive shaft (17) is fitted into the rotor (34), so that the drive shaft (17) rotates by receiving power supply.
[0026]
The tip of the drive shaft (17) is eccentric with respect to the axis. Thus, when the drive shaft (17) rotates, the orbiting scroll (22) orbits on the frame (24). The orbiting scroll (22) is supported by a frame (24) via an Oldham ring (not shown) so as not to rotate.
[0027]
The orbiting scroll (22) is arranged so that the wrap (22b) protrudes upward. A tip seal (22c) is provided at the tip of the wrap (22b). The leading end surfaces of the wraps (21b, 22b) of the two scrolls (21, 22) and the end surfaces of the end plates (22a, 21a) of the other scrolls (22, 21) are sliding surfaces via an oil film. It has been. A compression chamber (37) is defined between the wraps (21b, 22b) of the scrolls (21, 22). When the orbiting scroll (22) revolves, the compression chamber (37) contracts while moving from the outer peripheral part to the central part of the internal space (26). The outer peripheral portion of the internal space (26) forms a low-pressure portion in the casing (11).
[0028]
The casing (11) has a suction pipe (41) for introducing the refrigerant of the refrigerant circuit to the outer peripheral portion of the internal space (26), and a discharge pipe for discharging the refrigerant in the casing (11) to the outside of the casing (11). And (42) are joined in an airtight manner. At the center of the end plate (21a) of the fixed scroll (21), a discharge hole (43) communicating the center of the internal space (26) and the upper space of the fixed scroll (21) is formed. The discharge hole (43) is for discharging the refrigerant gas compressed in the compression chamber (37).
[0029]
The fixed scroll (21) and the frame (24) are formed with a refrigerant passage (44) for guiding the refrigerant in the upper space to the lower space below the frame (24). The inner end of the discharge pipe (42) is open in this lower space. That is, the scroll compressor (10) according to the first embodiment is configured as a so-called high-pressure dome-type compressor (10) in which the inside of the casing (11) is filled with the discharged refrigerant gas to form a high-pressure portion. .
[0030]
An oil sump (46) is formed at the bottom of the casing (11), and oil is pumped at the lower end of the drive shaft (17) to pump oil from the oil sump (46) by rotation of the drive shaft (17). A pump (47) is provided. An oil supply passage (not shown) through which oil pumped by the oil supply pump (47) flows is formed in the drive shaft (17). A part of the oil flowing through the oil supply passage is supplied to the bearing portion (30), and the rest is supplied to the internal space (26) through the oil groove (29). .
[0031]
As shown in FIG. 2, the end plate (21a) of the fixed scroll (21) has a main member (21d) which is a main body of the end plate (21a) and a central portion of the main member (21d). Sub-member (21f). The main member (21d) has a wrap (21b) integrally formed on the front surface, ie, the lower surface, and a concave portion (21e) formed on the upper surface, which is the surface opposite to the back surface, ie, the wrap (21b). I have. The concave portion (21e) is a circular depression formed by dug the back surface of the main member (21d) one step. The depth of the concave portion (21e) is about half the thickness at the central portion of the main member (21d). The depth and the inner diameter of the concave portion (21e) are determined in consideration of the temperature and the amount of deformation of the main member (21d) during operation.
[0032]
The sub-member (21f) is formed in a flat plate shape and is fitted in the recess (21e). That is, the sub-member (21f) is located on the back side of the main member (21d) at the center of the end plate (21a). Since the sub-member (21f) is formed of a thin plate, when it receives high heat, it expands more in the radial direction than in the thickness direction. The sub-member (21f) is fitted into the recess (21e) such that its outer peripheral surface is in close contact with the inner peripheral surface and the bottom surface of the concave portion (21e). Thus, the sub-member (21f) is in a state where the force due to thermal expansion can be directly applied to the main member (21d). And the upper surface of the sub member (21f) and the upper surface of the main member (21d) are flush.
[0033]
The sub-member (21f) is made of, for example, copper or aluminum, while the end plate (21a) is made of, for example, cast iron. The coefficient of linear expansion is, for example, 23.6 × 10 ^-6 K ^-1 16.5 × 10 in aluminum ^-6 K ^-1 9.2 to 11.8 × 10 in gray cast iron ^-6 K ^-1 It is. That is, the material of the sub member (21f) has a larger linear expansion coefficient than the material of the main member (21d). In other words, in the central portion of the end plate (21a), the amount of elongation due to thermal expansion is greater on the back side where the wrap (21b) is not disposed than on the front side where the wrap (21b) is disposed. I have. The central portion of the main member (21d) constitutes the first layer of the present invention, and the sub member (21f) constitutes the second layer of the present invention. The discharge hole (43) is formed across the center of the main member (21d) and the center of the sub-member (21f).
[0034]
In the scroll compressor (10) according to the first embodiment, the orbiting scroll (22) is fixed to the fixed scroll (21) in a state where the wraps (21b, 22b) of both scrolls (21, 22) are engaged with each other. Turn. Thereby, the refrigerant gas of the refrigerant circuit is sucked into the compression chamber (37) from the outer peripheral portion of the internal space (26). The compression chamber (37) contracts while moving from the outer peripheral part to the central part of the internal space (26). Accordingly, the refrigerant gas in the compression chamber (37) is compressed and rises. Warm up. For this reason, the end plate (21a) of the fixed scroll (21) is exposed to the high-temperature refrigerant gas near the center. At this time, for example, during a pump-down operation, the refrigerant pressure on the suction side sucked into the compression chamber (37) gradually decreases while the refrigerant pressure on the discharge side remains high, and the compression ratio becomes lower during normal operation. The discharge temperature becomes abnormally large and the discharge temperature becomes extremely high.
[0035]
In the central portion of the end plate (21a) exposed to the high-temperature refrigerant gas, the rear sub-member (21f) is more likely to thermally expand than the front main member (21d). When the sub-member (21f) thermally expands, the inner edge of the concave portion (21e) in the main member (21d) is expanded by the sub-member (21f). Therefore, the central portion of the end plate (21a) is deformed so as to bulge toward the side opposite to the wrap (21b). That is, in the central portion of the end plates (21a, 22a), the main member (21d) and the sub member (21f) function similarly to the bimetal. As a result, the gap between the end plates (21a, 22a) is increased in the central portion, and the gap between the end plates (21a, 22a) and the tip of the wrap (21b, 21b) is increased.
[0036]
Therefore, even if the wraps (21b, 22b) thermally expand by being exposed to the heated refrigerant gas, a gap between the end plates (21a, 22a) and the tips of the wraps (21b, 22b) is secured, An increase in surface pressure between the end plates (21a, 22a) and the end surfaces of the wraps (21b, 22b) is suppressed. For this reason, even if the discharge temperature of the compressor (10) is high, it is possible to reduce wear and prevent damage to the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b). Therefore, according to the first embodiment, the operation of the compressor (10) can be continued even in an operation state in which the discharge temperature of the compressor (10) becomes high.
[0037]
In addition, since oil can be stably supplied between the sliding surfaces, poor lubrication can be prevented. As a result, the frictional heat is reduced, so that the temperature rise of the end plates (21a, 22a) can be suppressed. As a result, it is possible to suppress deterioration of the oil which causes seizure and the like.
[0038]
Further, it is not necessary to adjust the clearance between the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b) to be wider in consideration of the thermal expansion of the wraps (21b, 22b) during a pump down operation or the like. In other words, the clearance between the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b) during normal operation can be reduced. Furthermore, since only the rear side of the end plate (21a) is made of a metal having a large linear expansion coefficient, compared with a case where the entire fixed scroll (21) is made of a metal having a large linear expansion coefficient such as aluminum. The thermal expansion of the wrap (21b) can be reduced. As a result, during normal operation, the amount of refrigerant gas leaking from the gap between the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b) can be reduced, and the efficiency of the compressor (10) can be improved.
[0039]
In the first embodiment, the sub member (21f) is fitted into the concave portion (21e) of the main member (21d), and the central portion of the end plate (21a) can function similarly to the bimetal. Therefore, the central portion of the end plate (21a) can be surely deformed so as to bulge out on the side opposite to the wrap (21b, 22b).
[0040]
Embodiment 2 of the present invention
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. Here, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0041]
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the auxiliary member (21f) is joined to the main member (21d) of the end plate (21a) in the fixed scroll (21). That is, in the second embodiment, the concave portion (21e) for fitting the sub member (21f) into the main member (21d) is not provided.
[0042]
The sub-member (21f) is formed in a disk shape. The lower surface of the sub member (21f) and the upper surface of the central portion of the main member (21d), that is, the surface opposite to the wrap (21b) are in close contact with each other, and the main member (21d) and the sub member (21f) Are bonded so that they are not relatively displaced even when thermally expanded. That is, the main member (21d) and the sub-member (21f) are in a state where forces due to thermal expansion act on each other. The sub member (21f) is made of, for example, copper or aluminum, while the main member (21d) is made of cast iron. That is, the material of the sub member (21f) has a larger linear expansion coefficient than the material of the main member (21d). The main member (21d) constitutes the first layer according to the present invention, and the sub member (21f) constitutes the second layer according to the present invention.
[0043]
In the second embodiment, at the central portion of the end plate (21a) exposed to the high-temperature refrigerant gas, the sub-member (21f) located on the back side expands more thermally than the main member (21d) located on the front side. Cheap. For this reason, since the sub member (21f) tends to expand more than the main member (21d), the difference in thermal expansion causes the central portion of the end plate (21a) to expand toward the side opposite to the wrap (21b). To be deformed. That is, at the central portion of the end plates (21a, 22a), the main member (21d) and the sub-member (21f) function integrally as a bimetal. As a result, even if the wrap (21b, 22b) thermally expands due to exposure to the heated refrigerant gas, the end plate (21a, 22a) expands at the center due to the increased distance between the end plates (21a, 22a). 21a, 22a) and the gap between the tips of the wraps (21b, 22b) are enlarged.
[0044]
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
[0045]
Other Embodiments of the Invention
In the second embodiment, the sub-member (21f) is bonded only to the central portion of the main member (21d) of the end plate (21a). Instead, the sub-member (21f) extends over the entire upper surface of the main member (21d). Alternatively, the sub-member (21f) may be bonded. Further, the present invention is not limited to the configuration in which the sub-member (21f) is bonded, and may be, for example, brazed. In short, the sub-member (21f) may be configured to be joined to the back surface of the main member (21d).
[0046]
In the above embodiments, two layers are formed on the end plate (21a) of the fixed scroll (21). Alternatively, the first plate may be formed on the end plate (22a) of the orbiting scroll (22). A configuration in which a layer and a second layer are formed may be employed. Further, two layers may be formed on both of the scrolls (21, 22).
[0047]
In each of the above embodiments, the end plate (21a) is not limited to the configuration in which the main member (21d) and the sub member (21f) provide a difference in linear expansion coefficient between the two. In short, the end plate (21a) is formed by dissimilar metals having different linear expansion coefficients arranged in layers, so that the portion on the side opposite to the wrap (21b) is more thermally expanded than the portion on the wrap (21b) side. It just needs to be.
[0048]
Further, in the first embodiment, the sub-member (21f) may be configured to be fitted into the concave portion (21e) of the main member (21d) and to bond the sub-member (21f) to the main member (21d). Thereby, the sub member (21f) and the main member (21d) can be deformed together.
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
[0050]
According to the first aspect of the present invention, the material of the second layer has a higher linear expansion coefficient than the material of the first layer in at least the central portion of one of the end plates (21a, 22a). For this reason, the central portion of the end plates (21a, 22a) exposed to the high-temperature gas is deformed so as to bulge to the side opposite to the wrap (21b, 22b). As a result, even if the wraps (21b, 22b) are thermally expanded, a gap between the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b) can be secured, and the end plates (21a, 22a) and the wrap ( 21b, 22b) can be prevented from increasing in surface pressure with the tip end surface. For this reason, even if the discharge temperature of the compressor (10) is high, it is possible to reduce wear and prevent damage to the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b). Therefore, according to the present invention, the operation of the compressor (10) can be continued even in an operation state in which the discharge temperature of the compressor (10) is high. Thus, the pump down operation can be performed in a short time.
[0051]
In addition, since oil can be stably supplied between the sliding surfaces, poor lubrication can be prevented. As a result, the frictional heat is reduced, so that the temperature rise of the end plates (21a, 22a) can be suppressed. As a result, it is possible to suppress deterioration of the oil which causes seizure and the like.
[0052]
Further, it is not necessary to adjust the clearance between the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b) to be wider in consideration of the thermal expansion of the wraps (21b, 22b) during a pump down operation or the like. That is, the clearance between the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b) during normal operation can be reduced. Therefore, according to the present invention, the amount of fluid leakage from the gap between the end plates (21a, 22a) and the wraps (21b, 22b) can be reduced, and the efficiency of the compressor (10) can be improved.
[0053]
According to the second aspect of the present invention, the sub member (21f) is fitted into the recess (21e) formed on the back surface of the main member (21d) of at least one of the end plates (21a, 22a) so as to be in close contact therewith. This sub member (21f) is more likely to thermally expand than the main member (21d). Therefore, according to the present invention, the central portion of the end plates (21a, 22a) can function similarly to the bimetal. Thereby, the central portion of the end plates (21a, 22a) can be surely deformed so as to bulge to the side opposite to the wraps (21b, 22b).
[0054]
In the invention of claim 3, the sub-member (21f) is joined to the back surface of the main member (21d) of at least one of the end plates (21a, 22a). This sub member (21f) is more likely to thermally expand than the main member (21d). Therefore, according to the present invention, the central portion of the end plates (21a, 22a) can function similarly to the bimetal. Thereby, at least the central portion of the end plates (21a, 22a) can be reliably deformed so as to bulge to the side opposite to the wraps (21b, 22b).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of a scroll compressor according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a compression mechanism of the scroll compressor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view partially showing a scroll compressor according to Embodiment 2 of the present invention.
[Explanation of symbols]
(21) Fixed scroll
(21a) End plate
(21b) Wrap
(21d) Main member
(21e) recess
(21f) Secondary member
(22) Orbiting scroll
(22a) End plate
(22b) Wrap

Claims

A pair of scrolls (21, 22) each having a spiral wrap (21b, 22b) standing upright on the front side of the end plate (21a, 22a) is provided. , 22b) are engaged with each other to form a compression chamber (37).
At least one of the scrolls (21, 22) has, at the center portion of the end plate (21a, 22a), a first layer located on the front side where the wrap (21b, 22b) is erected, and a wrap (21b, 22b). And a second layer located on the back side where no standing is formed,
The scroll compressor according to claim 1, wherein a material of the second layer has a larger coefficient of linear expansion than a material of the first layer.

In claim 1,
The end plates (21a, 22a) on which the first layer and the second layer are formed,
A main member (21d) integrally formed with the wraps (21b, 22b) to constitute the first layer and having a concave portion (21e) opened on the back surface opposite to the wraps (21b, 22b);
A sub-member (21f) that is formed in a flat plate shape and is fitted into the recess (21e) so that the outer peripheral surface thereof is in close contact with the main member (21d) to constitute the second layer is provided. Scroll type compressor.

In claim 1,
The end plates (21a, 22a) on which the first layer and the second layer are formed,
A main member (21d) integrally formed with the wraps (21b, 22b) and constituting the first layer;
A sub-member (21f) which is formed in a flat plate shape and is joined to the back surface of the main member (21d) opposite to the wrap (21b, 22b) to constitute the second layer is provided. Scroll type compressor.