JP3913072B2 - Scroll compressor - Google Patents
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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、特に空気調和装置や冷凍装置等に具備されるスクロール型圧縮機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
スクロール型圧縮機は、固定スクロールと旋回スクロールとを渦巻き状の壁体同士を組み合わせて配慮し、固定スクロールに対して旋回スクロールを公転旋回運動させることで、各壁体間に形成される圧縮室の容積を漸次減少させ、この圧縮室内の流体の圧縮を行うものである。
【0003】
スクロール型圧縮機の設計上の圧縮比は、圧縮室の最小容積(壁面同士のかみ合いが外れて圧縮室が消滅する直前の容積)に対する圧縮室の最大容積(壁体同士がかみ合って圧縮室が形成された時点の容積)の比であり、次式(1)で表される。
【数1】
(1)式において、A(θ)は、旋回スクロールの旋回角θに応じて容積を変化させる圧縮室の旋回面に平行な断面積を表す関数、θsuc は圧縮室が最大容積となるときの旋回スクロールの旋回角、θtop は圧縮室が最小容積となるときの旋回スクロールの旋回角、Lは壁体同士のラップ(重なり)長である。
【0004】
従来、スクロール型圧縮機の圧縮比Viの向上を図るには、両スクロールの壁体の巻き数を増やして最大容積時の圧縮室の断面積A(θ)を大きくする手法が採られてきた。しかしながら、壁体の巻き数を増やす従来の手法では、スクロールの外形が拡大して圧縮機自体が大型化するため、大きさの制限が厳しい自動車用等の空気調和装置には採用し難いという問題があった。
【0005】
この問題点を解決すべく、以下に示す技術が特許第1296413号等に開示されている。
すなわち、図5(a)および図5(b)は、それぞれ同提案で採用されている固定スクロール1および旋回スクロール2の斜視図であり、固定スクロール1においては、端板1aと、当該端板1aの一側面に立設された渦巻き状の壁体1bとを備えた構成となっている。同様に、旋回スクロール2においては、端板2aと、当該端板2aの一側面に立設された渦巻き状の壁体2bとを備えた構成となっている。
【0006】
固定スクロール1および旋回スクロール2の各端板1a、2aの一側面に、壁体1b、2bの渦巻きの外周端から2π〔rad 〕に位置して、中心部側が高く外周端側が低い段差部3、3が形成されている。さらに、この端板1a、2aの段差部3、3に対応して、両スクロール1、2が備える壁体1b、2bの渦巻き状の上縁には、中心部側が低く外周端側が高い段差部4、4が形成されている。
【0007】
このようなスクロール型圧縮機において、固定スクロール1および旋回スクロール2それぞれの壁体1b、2bをかみ合わせ、最大容積の圧縮室Pが形成された状態が図6(a)であり、圧縮室Pについて、渦巻方向に沿って見た断面図が図6(b)である。図6(b)の紙面左方向が渦巻き中心側となっている。
図6(b)からわかるように、段差部3よりも外周端側におけるラップ長L1は、内側のラップ長Lsより長く形成されている。このため、ラップ長がLsのままの一様である場合と比較すると、段差部3より外側のラップ長が長い分だけ、圧縮室Pの最大容積が大きくなることがわかる。したがって、壁体の巻き数を増やさなくても、設計上の圧縮比を向上させることが可能となっている。
【0008】
しかしながら、かかる従来のスクロール型圧縮機においても、以下のような問題点があった。すなわち、図7の断面図に示すように、固定スクロール1の中心部分には、端板1aを貫通する吐出ポート5が形成されており、ここより圧縮室P内の高圧流体を吐出する構造となっているが、この吐出ポート5内の容積が比較的大きいので、流体がスムーズに吐出できず、運転効率の向上を困難ならしめているという問題である。
【0009】
つまり、上述したように、固定スクロール1の端板1aの側面に段差部3が形成されている関係上、端板1aの中心部分は、段差部3を境とする外周部分よりも比較的肉厚が厚くなっているので、このような肉厚なデッドスペースのために吐出ポート5の長さも長くなり、ひいては吐出ポート5内の容積が比較的大きなものとなる。
このような吐出ポート5内に圧縮室Pから流れ込んだ流体は、長方形平板形状の吐出弁6に弾性変形を生じさせて当該吐出ポート5を開口させ、この開口より吐出キャビティ(図示せず)に向かって流れようとするが、その容積が大きい関係上、この吐出キャビティ内の昇圧によって再び吐出弁6が閉じられるまでに十分に流体を導出することができず、残留することとなる。
【0010】
そして、残留した流体は、圧縮室P内へと戻るように逆流し、次に圧縮されるべき流体の圧力を昇圧させてしまう。当然、低圧の流体を圧縮する場合に比較して高圧の流体を圧縮する方が更なる動力の付加、すなわち固定スクロール1に対する旋回スクロール2の回転駆動力を増加させなければならない。したがい、吐出ポート5から逆流してくる流体により、余分な負荷が、旋回スクロール2の回転駆動源であるモータに加わるので、より大きな電力を消費してしまうこととなり、運転効率の向上を困難ならしめていた。
【0011】
かかる問題点を解決する手法の一つとして、例えば図8に示すように、固定スクロール1の端板1aの壁体1bが形成された側を表面(前記圧縮室P側を向く面)、その反対側を裏面(前記吐出キャビティ側を向く面)とした場合、この裏面側から対向視して、表面側に形成された底の深い底面1c(低い部位)よりも中心側に位置するように、すなわちデッドスペース内に凹部7を設け、当該凹部7内に吐出弁6を配設するようにしたものが提案されている。
【0012】
この場合、凹部7を形成したことによって、固定スクロール1の端板1aにおける吐出ポート5が位置する部分の肉厚が薄くなり、吐出ポート5内の容積を狭小化させ、ここに残留する流体の容積を減らすことができるため、吐出ポート5内から圧縮室Pに向かって逆流する流体を極力減らすことができ、次に圧縮されるべき流体の圧力を昇圧させることがなくなるので、旋回スクロール2を回転駆動するための動力が少なくて済み、吐出ポート5内に残留する流体による妨げを受けずに運動効率の向上を得ることが可能となる利点があった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかるスクロール型圧縮機においては、この図8に示すように、前記凹部7を端板1aに垂直な視線において円形状で形成していたため、形成可能な凹部7の直径の長さに限界があった。これは、同図8から明らかなように、固定スクロール1の端板1aの段差部3が、例えば壁体1bの渦巻中心を基準として、壁体1bの外周端から2π±π/4〔rad〕に至る位置までの間に形成されており、この領域内(すなわちこの端板1aを前記裏面側から対向視した場合に、外周端から段差部3に至るまで1周する環状の底面1cによって周囲を囲まれた内側)に凹部7を円形状で形成していたためである。
【0014】
一方、吐出弁6(図7)において、弁長が長いものと短いものとを比較してみると、その材質が同じものである場合、弁長が長いものに比べて短いものの方が、弁のたわみ角が規制されるため、弁の開く隙間が小さくなり、性能(吸込/吐出効率・圧縮効率)を低下させる問題があった。
【0015】
また、このように弁長が短い吐出弁6の場合、短い弁に対して加わる負荷(吐出ポート5から逆流してくる流体の負荷)が大きくなると、規制されるべきたわみ角よりも、さらに大きく弁がたわむため弁が折れ易くなり、強度的な面においても、弁長が長いものに比べて弱くなる問題があった。
【0016】
これらのことから、吐出弁6の弁長は、なるべく長く採りたいものの、上述したような円盤形状で凹部7を形成するスクロール型圧縮機では、吐出弁6の弁長の寸法を、凹部7の直径以内に収めなければならないため、吸込/吐出効率・圧縮効率等の性能の更なる向上を図るのが困難となる未だ不十分な問題があった。
【0017】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたもので、吐出弁の弁長を長くし、性能の更なる向上を図り得るスクロール型圧縮機を実現することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、以下の手段を採用した。
請求項1に記載のスクロール型圧縮機は、端板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と、他の端板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とを備え、各上記壁体の上縁は、複数の部位に分割され、これら部位の高さが渦巻き方向の中心側で低くかつ外周端側で高くなる段付き形状とされ、各上記端板の一側面は各上記部位に対応して、その高さが渦巻き方向の中心側で高くなる高部位と、外周端側で低くなる低部位と、これら高部位及び低部位間の境となる段付き部分とを有する段付き形状とされたスクロール型圧縮機において、上記固定スクロールの端板には、この固定スクロールを当該端板の上記壁体が形成された表面とは反対側の裏面側から対向視した場合に、上記表面側に形成された上記段付き部分よりも渦巻きの中心側で、その上記壁体における上記段付き部分の外周側から、当該壁体に沿って上記段付き部の内周側までを結ぶ線に囲まれた領域に、上記表面側から上記裏面側に向かって貫通された吐出ポートより吐出される流体の逆流を阻止する吐出弁を具える凹部が、上記吐出ポートの中心と、上記領域を囲む上記線との間の距離が最大となる位置に、上記吐出弁の中心線を設けるように形成されることを特徴としている。
【0019】
請求項1に記載のスクロール型圧縮機によれば、固定スクロールの端板には、この固定スクロールを当該端板の壁体が形成された表面とは反対側の裏面側から対向視した場合に、表面側に形成された段付き部分よりも渦巻きの中心側で、その壁体における段付き部分の外周側から、当該壁体に沿ってこの段付き部分の内周側までを結ぶ線に囲まれた領域に、表面側から裏面側に向かって貫通された吐出ポートより吐出される流体の逆流を阻止する吐出弁を具える凹部が、吐出ポートの中心と、この領域を囲む線との間の距離が最大となる位置に、吐出弁の中心線を設けるように形成されることにより、吐出弁の弁長を可能な限り長くすることができるため、弁の強度が向上し、スクロール型圧縮機の性能の更なる向上を図ることができる。
【0020】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のスクロール型圧縮機において、上記凹部が、上記領域と同形状であることを特徴としている。
【0021】
請求項2に記載のスクロール型圧縮機によれば、凹部が、その領域と同形状であることから、例えば固定スクロールを鋳造法等によって形成する場合、この凹部を大きく形成する分、固定スクロールの材料を削減することができるため、材料費を低減することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における一実施の形態について、図面に基づいて説明するが、本発明がこれらに限定解釈されるものでないことはもちろんである。
図1〜図3を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。なお、図1は、本実施の形態のスクロール型圧縮機の全体構成を示す断面図である。また、図2は、同スクロール型圧縮機に用いられる部品を示す図であって、(a)は固定スクロールの斜視図、(b)は旋回スクロールの斜視図である。さらに、図3は、同スクロール型圧縮機に用いられる同固定スクロールを、壁体が設けられた側から見た視図である。
【0023】
本発明のスクロール型圧縮機は、特に固定スクロール裏面に形成された凹部に特徴を有するものであるが、まず、スクロール型圧縮機の全体構成についての説明を行った後、前記凹部についての詳細な説明を続けて行うものとする。
【0024】
図1において、符号11はハウジングを示しており、このハウジング11は、カップ状に形成されたハウジング本体11aと、このハウジング本体11aの開口端側に固定された蓋板11bとにより構成されている。
【0025】
ハウジング11の内部には、固定スクロール12および旋回スクロール13からなるスクロール圧縮機構が配設されている。固定スクロール12は、端板12aの一側面に渦巻き状の壁体12bが立設された構成となっている。旋回スクロール13は、固定スクロール12と同様に端板13aの一側面に渦巻き状の壁体13bが立設された構成となっており、壁体13bは固定スクロール12側の壁体12bと実質的に同一形状をなしている。また、壁体12b、13bの各上縁には、圧縮室Cの気密性を高めるチップシール27、28が配設されている。
【0026】
固定スクロール12は、ボルト14によってハウジング本体11aに締結されている。また、旋回スクロール13は、固定スクロール12に対して相互に公転旋回半径だけ偏心し、かつ180 〔°〕だけ位相をずらした状態で、壁体12b、13b同士をかみ合わせて組み付けられており、蓋板11bと端板13aとの間に設けられた自転阻止機構15によって自転を阻止されつつ公転旋回運動可能に支持されている。
【0027】
蓋板11bには、クランク16aを備える回転軸16が貫通されており、ベアリング17a、17bを介して蓋板11bに回転自在に支持されている。
旋回スクロール13側の端板13aの他端面の中央にはボス18が突設されている。ボス18にはクランク16aの偏心部16bが軸受19およびドライブブッシュ20を介して回転自在に収容されており、旋回スクロール13は回転軸16を回転されることによって公転旋回運動するようになっている。また、回転軸16には、旋回スクロール13に与えられたアンバランス量を打ち消すためのバランスウェイト21が取り付けられている。
【0028】
さらに、ハウジング11の内部には、固定スクロール12の周囲に吸入室22が形成され、さらにハウジング本体11a内の底面と端面12aの他側面とによって区画された吐出キャビティ23が形成されている。
【0029】
ハウジング本体11aには、吸入室22に向けて低圧の流体を導く吸入ポート24が設けられ、固定スクロール12側の端板12aの中央には、容積を漸次減少させながら中心部に移動してきた圧縮室Cから吐出キャビティ23に向けて高圧の流体を導く吐出ポート25が設けられている。また、端板12aの他側面中央(裏面中央)に形成された後述する凹部50内には、所定の大きさ以上の圧力が作用した場合にのみ、吐出ポート25を開く吐出弁6が設けられている。
【0030】
図2(a)に示すように、固定スクロール12の端板12aには、壁体12bが立設された一側面に、壁体12bの渦方向に沿って中心部側で高く(高部位)、外周端側で低く(低部位)なるよう形成された段差部42(段付き部分)が備えられている。
【0031】
また、図2(b)に示すように、旋回スクロール13側の端板13aにも固定スクロール12の端板12aと同様に、壁体13bが立設された一側面に、壁体13bの渦方向に沿って中心部側で高く、外周側で低くなるよう形成された段差部43(段付き部)が備えられている。
【0032】
各段差部42、43は、それぞれ壁体12b、13bの渦巻中心を基準として、各壁体12b、13bの外周端から2π±π/4〔rad〕に至る位置までの間に形成されている。
【0033】
端板12aの底面は、段差部42を境として、中心部よりに設けられた底の浅い底面12f(低部位)と、外周端よりに設けられた底の深い底面12g(高部位)との2つの部位に分けられている。
【0034】
隣り合う底面12f、12g間には、段差部42を構成し、前記各底面12f、12g間を繋いで垂直に切り立つ連結壁面12hが形成されている。端板13aの底面も端板12aと同様に、段差部43を境として、中心部よりに設けられた底の浅い底面13fと、外周端よりに設けられた底の深い底面13gとの2つの部位に分けられている。隣り合う底面13f、13g間には、段差部43を構成し、前記各底面13f、13g間を繋いで垂直に切り立つ連結壁面13hが形成されている。
【0035】
また、固定スクロール12側の壁体12bは、旋回スクロール13の段差部43に対応してその渦巻き状の上縁が2つの部位に分割され、かつ渦の中心部側で低く外周端側で高い段付き形状となっている。旋回スクロール13側の壁体13bも壁体12bと同様に、固定スクロール12の段差部42に対応して渦巻き状の上縁が2つの部位に分割され、かつ渦の中心部側で低く外周端側で高い段付き形状となっている。
【0036】
具体的には、壁体12bの上縁は、中心部寄りに設けられた低位の上縁12cと、外周寄りに設けられた高位の上縁12dとの2つの部位に分けられ、隣り合う各上縁12c、12d間には、両者を繋いで旋回面に対して垂直をなす連結縁12eが形成されている。壁体13bの上縁も壁体12bと同様に、中心部よりに設けられた低位の上縁13cと、外周端寄りに設けられた高位の上縁13dとの2つの部位に分けられ、隣り合う各上縁13c、13d間には、両者を繋いで旋回面に対して垂直をなす連結縁13eが形成されている。
【0037】
連結縁12eは、壁体12bの渦巻きを対向視する方向から見た場合に、壁体12bの内外両側面に滑らか連続するとともに、壁体12bの肉厚に等しい直径を有する半円形をなしている。連結縁13eも連結縁12eと同様に、壁体13bの渦巻きを対向視する方向から見た場合に、壁体13bの内外両側面に滑らかに連続するとともに、壁体13bの肉厚に等しい直径を有する半円形をなしている。
【0038】
また、連結壁面12hは、これを端板12aに垂直な視線から見た場合に、旋回スクロール13の旋回に伴って連結縁13eが描く包絡線に一致する円弧をなしており、連結壁面13hも連結壁面12hと同様に、連結縁12eが描く包絡線に一致する円弧をなしている。
【0039】
固定スクロール12に旋回スクロール13を組み付けると、低位の上縁13cが底の浅い底面12fに当接し、高位の上縁13dが底の深い底面12gに当接する。同時に、高位の上縁12dが底の深い底面13gに当接し、低位の上縁12cが底の浅い底面13fに当接する。これにより、両スクロール12、13間には向かい合う端板12a、13aと壁体12b、13bとに区画されて圧縮室Cが形成される。
【0040】
この圧縮室Cは、旋回スクロール13の公転旋回運動に伴って外周端側から中心部側に向けて移動する。このときの連結縁12eは、各壁体12b、13b間の当接点が連結縁12eよりも外周端寄りに存在する間において、壁体12bを挟んで隣接する各圧縮室C(一方は密閉状態にない)間で流体の漏れを生じないように連結壁面13hに摺接するようになっている。
【0041】
また、このときの連結縁12eは、各壁面12b、13b間の当接点がこの連結縁12eよりも外周端寄りに存在しない間においては、壁体12bを挟んで隣接する各圧縮室C(ともに密閉状態にある)間での均圧を図るべく連結壁面13hに摺接しないようになっている。
【0042】
連結縁13eも同様に、各壁体12b、13b間の当接点が連結縁13eよりも外周端寄りに存在する間においては、壁体13bを挟んで隣接する各圧縮室C(一方は密閉状態にない)間で流体の漏れを生じないように連結壁面12hに摺接し、各壁体12b、13b間の当接点が連結縁13eよりも外周端寄りに存在しない間においては、壁体13bを挟んで隣接する各圧縮室C(ともに密閉状態にある)間での均圧を図るべく連結壁面12hに摺接しないようになっている。なお、連結縁12eと連結壁面13hおよび連結縁13eと連結壁面12hの摺接は、旋回スクロール13が1/2回転する間で同期して起こる。
【0043】
以上に本実施の形態のスクロール型圧縮機の全体構成を説明したが、続いて、本発明の特徴である凹部50についての説明を以下に行う。
図3に示すように、凹部50は、固定スクロール12の端板12aの壁体12b形成された側を表面(前記圧縮室C側を向く面)、その反対側を裏面(前記吐出キャビティ23側を向く面)とした場合、この裏面側から対向視して、前記表面側に形成された底の深い底面12g(低い部位)よりも、渦巻きの中心側に位置するように形成されている。
【0044】
因みに、この凹部50は、鋳造法等の手法によって形成されており、具体的には、鋳抜きで形成された後、必要に応じて更に掘り下げる加工を施されることにより形成されているが、このことは言うまでもない。
【0045】
さらに詳説すると、前記段差部42(段付き部分)は、その壁体12bの渦巻きに沿って、外周端から中心部に向かう進行角で2π±π/4〔rad〕に至る位置まで形成されている。したがって、凹部50は、この端板12aを前記裏面側から対向視した場合に、外周端から段差部42に至るまで1周する環状の底面12gによって周囲を囲まれた(段差部42の外周側から、当該壁体12bに沿ってこの段差部42の内周側までを結ぶ線に囲まれた)デッドスペースとしての領域H内で、吐出ポート25(図1参照)の中心と、当該領域Hを囲む線(図中破線)との間の距離が最大となる位置に、吐出弁6の中心線を設けるように配置されており、端板12aに垂直な視線において例えば長穴状に形成されている。
【0046】
これにより、このスクロール型圧縮機では、デッドスペース(領域H)内における最長の距離で長穴状に吐出弁6を設ける凹部50を埋設することができ、吐出弁の弁長を可能な限り長く設けることができるので、弁の強度を向上させることができ、スクロール型圧縮機の性能(吸込/吐出効率・圧縮効率)の更なる向上を図ることができる。
【0047】
なお、本発明は上述した実施の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において、種々の変更を加えることが可能である。例えば、上述した実施の形態では、本発明の凹部50の形状を、端板12aに垂直な視線において長穴状に形成されるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図3との対応部分に同一符号を付して示す図4のように、同端板12aに垂直な視線において、領域Hと同形状の略楕円形状に形成するようにしてもよく、この他種々の形状に用いることができることは勿論である。
但し、凹部50を図4に示すように略楕円形状に形成した場合、固体スクロール12が鋳造等の手法によって形成されることから、その材料を削減することができるため、材料費を低減することができる利点を得ることができる。
【0048】
また、上述した実施の形態においては、凹部50が、固定スクロール12における端板12aの外周端から中心部に向かう進行角で2π±π/4〔rad〕に至る位置までの間に形成されている環状の底面12gによって周囲を覆われた内側に配置されるようにした場合について述べたが、本発明は、この底面12gの範囲として2π±π/4〔rad〕に限ることはなく、適宜変更してもよい。
【0049】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、固定スクロールの端板には、この固定スクロールを当該端板の壁体が形成された表面とは反対側の裏面側から対向視した場合に、表面側に形成された段付き部分よりも渦巻きの中心側で、その壁体における段付き部分の外周側から、当該壁体に沿ってこの段付き部分の内周側までを結ぶ線に囲まれた領域に、表面側から裏面側に向かって貫通された吐出ポートより吐出される流体の逆流を阻止する吐出弁を具える凹部が、吐出ポートの中心と、この領域を囲む線との間の距離が最大となる位置に、吐出弁の中心線を設けるように形成されることにより、吐出弁の弁長を可能な限り長くすることができるため、弁の強度を向上させることができ、かくして性能(吸込/吐出効率・圧縮効率)の更なる向上を図り得るスクロール型圧縮機を実現することができる。
【0050】
また、本発明によれば、凹部が、固定スクロールにおけるその形成可能な領域と同形状であることから、例えば固定スクロールを鋳造法等によって形成する場合、この凹部を大きく形成する分、固定スクロール形成に必要な材料を削減することができるため、材料費を低減することができる。かくして、安価に形成し得るスクロール型圧縮機を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施の形態によ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】 同スクロール型圧縮機に用いられる部品を示す図であって、(a)は固定スクロールの斜視図、(b)は旋回スクロールの斜視図である。
【図3】 同スクロール型圧縮機に用いられる同固定スクロールを、壁体が設けられた側から見た視図である。
【図4】 他の実施の形態におけるスクロール型圧縮機に用いられる固定スクロールを、壁体が設けられた側から見た視図である。
【図5】 従来のスクロール型圧縮機に用いられる部品を示す図であって、(a)は固定スクロールの斜視図、(b)は旋回スクロールの斜視図である。
【図6】 従来のスクロール型圧縮機において、最大容積時の圧縮室を示す図であって、(a)はこのときの固定スクロールと旋回スクロールとにおける各壁体同士のかみ合い状態の説明に供する図であり、(b)はこのときに外周端側に形成された圧縮室を渦巻き方向に沿った断面より見た断面図である。
【図7】 同スクロール型圧縮機の同固定スクロールと同旋回スクロールとをかみ合わせた状態を示す図であって、吐出ポートの軸線を通る断面より見た断面図である。
【図8】 従来のスクロール型圧縮機に用いられる固定スクロールを、壁体が設けられた側から見た視図である。
【符号の説明】
6 吐出弁
12 固定スクロール
12a 端板
12b 壁体
12f 底面(高部位)
12g 底面(低部位)
13 旋回スクロール
13a 端板
13b 壁体
25 吐出ポート
42 段差部(段付き部分)
50 凹部
H 領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll compressor, and more particularly to a scroll compressor provided in an air conditioner, a refrigeration apparatus, or the like.
[0002]
[Prior art]
The scroll compressor considers the fixed scroll and the orbiting scroll by combining the spiral walls, and the revolving motion of the orbiting scroll with respect to the fixed scroll makes the compression chamber formed between the walls. Is gradually reduced to compress the fluid in the compression chamber.
[0003]
The compression ratio in the design of the scroll compressor is the maximum volume of the compression chamber (the volume immediately before the compression chamber disappears due to the disengagement of the wall surfaces and the compression chamber disappears). (Volume at the time of formation) and is expressed by the following equation (1).
[Expression 1]
In equation (1), A (θ) is a function representing a cross-sectional area parallel to the orbiting surface of the compression chamber that changes the volume according to the orbiting angle θ of the orbiting scroll, and θsuc is a value when the compression chamber has the maximum volume. The turning angle of the orbiting scroll, θtop is the turning angle of the orbiting scroll when the compression chamber becomes the minimum volume, and L is the wrap (overlap) length of the walls.
[0004]
Conventionally, in order to improve the compression ratio Vi of the scroll compressor, a method has been employed in which the number of turns of the wall of both scrolls is increased to increase the cross-sectional area A (θ) of the compression chamber at the maximum capacity. . However, in the conventional method of increasing the number of turns of the wall body, the outer shape of the scroll is enlarged and the compressor itself is enlarged, so that it is difficult to adopt it for an air conditioner for automobiles or the like that is severely limited in size. was there.
[0005]
In order to solve this problem, the following technique is disclosed in Japanese Patent No. 1296413.
That is, FIG. 5A and FIG. 5B are perspective views of the
[0006]
On one side surface of each of the
[0007]
In such a scroll type compressor, the
As can be seen from FIG. 6B, the wrap length L1 on the outer peripheral end side with respect to the
[0008]
However, such a conventional scroll compressor also has the following problems. That is, as shown in the cross-sectional view of FIG. 7, a
[0009]
That is, as described above, because the
The fluid that has flowed into the
[0010]
Then, the remaining fluid flows back to return into the compression chamber P, and the pressure of the fluid to be compressed next is increased. Naturally, the compression of the high-pressure fluid must add more power, that is, increase the rotational driving force of the orbiting
[0011]
As one of the techniques for solving such a problem, for example, as shown in FIG. 8, the side on which the
[0012]
In this case, by forming the concave portion 7, the thickness of the portion of the
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a scroll compressor, as shown in FIG. 8, the concave portion 7 is formed in a circular shape in a line of sight perpendicular to the
[0014]
On the other hand, in the discharge valve 6 (FIG. 7), when comparing the long and short valve lengths, when the material is the same, the short valve length is longer than the long valve length. Since the deflection angle is restricted, there is a problem in that the opening gap of the valve is reduced and the performance (suction / discharge efficiency / compression efficiency) is lowered.
[0015]
Further, in the case of the
[0016]
For these reasons, although the valve length of the
[0017]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to realize a scroll compressor in which the valve length of a discharge valve is increased and the performance can be further improved.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention employs the following means.
The scroll compressor according to
[0019]
According to the scroll compressor according to
[0020]
According to a second aspect of the present invention, in the scroll compressor according to the first aspect, the concave portion has the same shape as the region.
[0021]
According to the scroll compressor according to
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, although one embodiment in the present invention is described based on a drawing, of course, the present invention is not limited to these.
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, FIG. 1 is sectional drawing which shows the whole structure of the scroll compressor of this Embodiment. 2A and 2B are diagrams showing components used in the scroll compressor, wherein FIG. 2A is a perspective view of a fixed scroll, and FIG. 2B is a perspective view of a turning scroll. FIG. 3 is a view of the fixed scroll used in the scroll compressor as viewed from the side where the wall is provided.
[0023]
The scroll compressor according to the present invention is particularly characterized by a recess formed on the back surface of the fixed scroll. First, the entire configuration of the scroll compressor is described, and then the details of the recess are described. The explanation will be continued.
[0024]
In FIG. 1,
[0025]
A scroll compression mechanism including a fixed
[0026]
The fixed
[0027]
A rotating
A
[0028]
Further, in the
[0029]
The
[0030]
As shown in FIG. 2A, the
[0031]
In addition, as shown in FIG. 2B, the
[0032]
The
[0033]
The bottom surface of the
[0034]
A stepped
[0035]
The
[0036]
Specifically, the upper edge of the
[0037]
The
[0038]
Further, the connecting
[0039]
When the orbiting
[0040]
The compression chamber C moves from the outer peripheral end side toward the center portion side with the revolution turning motion of the turning
[0041]
In addition, the
[0042]
Similarly, when the contact point between the
[0043]
The overall configuration of the scroll compressor according to the present embodiment has been described above. Subsequently, the description of the
As shown in FIG. 3, the
[0044]
Incidentally, the
[0045]
More specifically, the stepped portion 42 (stepped portion) is formed up to a position reaching 2π ± π / 4 [rad] in the advance angle from the outer peripheral end toward the central portion along the spiral of the
[0046]
Thereby, in this scroll type compressor, the recessed
[0047]
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, the case where the shape of the
However, when the
[0048]
Further, in the above-described embodiment, the
[0049]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the fixed scroll is viewed from the back side opposite to the surface on which the wall of the end plate is formed, the fixed scroll has an end plate on the front side. In a region surrounded by a line connecting the outer peripheral side of the stepped portion in the wall body to the inner peripheral side of the stepped portion along the wall body on the center side of the spiral from the formed stepped portion. The concave portion having a discharge valve that prevents the back flow of the fluid discharged from the discharge port penetrating from the front surface side to the back surface side has a maximum distance between the center of the discharge port and the line surrounding this region. By forming the center line of the discharge valve at the position where it becomes, the valve length of the discharge valve can be made as long as possible, so that the strength of the valve can be improved and thus the performance (suction) / Discharge efficiency / compression efficiency) It is possible to realize the scroll type compressor.
[0050]
Further, according to the present invention, since the concave portion has the same shape as the region where the fixed scroll can be formed, for example, when the fixed scroll is formed by a casting method or the like, the fixed scroll is formed as much as the concave portion is formed. Therefore, the material cost can be reduced. Thus, a scroll compressor that can be formed at low cost can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an overall configuration of a scroll compressor according to the present embodiment.
2A and 2B are diagrams showing components used in the scroll compressor, wherein FIG. 2A is a perspective view of a fixed scroll, and FIG. 2B is a perspective view of a turning scroll.
FIG. 3 is a view of the fixed scroll used in the scroll compressor as viewed from the side on which the wall is provided.
FIG. 4 is a perspective view of a fixed scroll used in a scroll compressor according to another embodiment as viewed from the side where a wall is provided.
5A and 5B are diagrams showing components used in a conventional scroll compressor, in which FIG. 5A is a perspective view of a fixed scroll, and FIG. 5B is a perspective view of a turning scroll.
FIG. 6 is a view showing a compression chamber at the maximum capacity in a conventional scroll compressor, and FIG. 6 (a) is used for explaining the meshing state of the wall bodies in the fixed scroll and the orbiting scroll at this time. FIG. 5B is a cross-sectional view of the compression chamber formed on the outer peripheral end side as viewed from a cross section along the spiral direction.
FIG. 7 is a view showing a state where the fixed scroll and the turning scroll of the scroll compressor are engaged with each other, and is a cross-sectional view seen from a cross section passing through the axis of the discharge port.
FIG. 8 is a view of a fixed scroll used in a conventional scroll compressor as viewed from the side where a wall is provided.
[Explanation of symbols]
6 Discharge valve
12 Fixed scroll
12a end plate
12b wall
12f Bottom (high part)
12g Bottom (low part)
13 Orbiting scroll
13a end plate
13b wall
25 Discharge port
42 Stepped part (stepped part)
50 recess
H region
Claims (2)
各上記壁体の上縁は、複数の部位に分割され、これら部位の高さが渦巻き方向の中心側で低くかつ外周端側で高くなる段付き形状とされ、
各上記端板の一側面は各上記部位に対応して、その高さが渦巻き方向の中心側で高くなる高部位と、外周端側で低くなる低部位と、これら高部位及び低部位間の境となる段付き部分とを有する段付き形状とされたスクロール型圧縮機において、
上記固定スクロールの端板には、この固定スクロールを当該端板の上記壁体が形成された表面とは反対側の裏面側から対向視した場合に、上記表面側に形成された上記段付き部分よりも渦巻きの中心側で、その上記壁体における上記段付き部分の外周側から、当該壁体に沿って上記段付き部分の内周側までを結ぶ線に囲まれた領域に、
上記表面側から上記裏面側に向かって貫通された吐出ポートより吐出される流体の逆流を阻止する吐出弁を具える凹部が、
上記吐出ポートの中心と、上記領域を囲む上記線との間の距離が最大となる位置に、上記吐出弁の中心線を設けるように形成される
ことを特徴とするスクロール型圧縮機。Has a spiral wall standing upright on one side of the end plate, and has a fixed scroll fixed in place and another spiral wall standing up on one side of the other end plate And a revolving scroll supported so as to be capable of revolving orbiting while preventing the rotation by meshing each of the wall bodies,
The upper edge of each wall body is divided into a plurality of parts, and the height of these parts is a stepped shape that is low on the center side in the spiral direction and high on the outer peripheral end side,
One side surface of each of the end plates corresponds to each of the above-mentioned parts, and a high part whose height increases on the center side in the spiral direction, a low part that decreases on the outer peripheral end side, and between these high part and low part In a scroll compressor having a stepped shape having a stepped portion as a boundary,
The stepped portion formed on the surface side of the fixed scroll when the fixed scroll is viewed from the back side opposite to the surface on which the wall of the end plate is formed. In the region surrounded by a line connecting from the outer peripheral side of the stepped portion in the wall body to the inner peripheral side of the stepped portion along the wall body at the center side of the spiral,
A recess comprising a discharge valve for preventing a back flow of fluid discharged from a discharge port penetrating from the front surface side toward the back surface side;
A scroll compressor, wherein the center line of the discharge valve is formed at a position where the distance between the center of the discharge port and the line surrounding the region is maximized.
上記凹部が、上記領域と同形状であることを特徴とするスクロール型圧縮機。In the scroll compressor according to claim 1,
The scroll type compressor, wherein the recess has the same shape as the region.
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