JP4690516B2

JP4690516B2 - Scroll type fluid machinery

Info

Publication number: JP4690516B2
Application number: JP2000060912A
Authority: JP
Inventors: 浩山崎
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: JP2001248577A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置等に用いられるスクロール型流体機械に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のスクロール型圧縮機（スクロール型流体機械）の一例が、特開平８−１５１９９０号公報に開示されている。このスクロール型圧縮機の概略構成を図６、図７に示した。図において、符号１はハウジングであり、２は固定スクロール、３は旋回スクロールである。固定スクロール２と旋回スクロール３との噛み合わせにより圧縮室４が形成されている。
ハウジング１には冷媒が吸入される吸入管５ａと、圧縮された高圧の冷媒が吐出される吐出管５ｂとが設けられている。また、固定スクロール２の中央部には吐出孔６が設けられている。
ハウジング１の下部にはモータ７が設けられ、回転軸８により動力が旋回スクロール３に伝達されるようになっている。モータ７が回転すると、旋回スクロール３が公転旋回運動をして吸入管５ａから冷媒が吸入されて圧縮室４に導入される。
【０００３】
ここで、ハウジング１の底部は油溜り部１０となっており、回転軸８の回転に伴って回転軸８の下端部に設けられた不図示の油ポンプにより潤滑油が吸い上げられ、回転軸８内の油通路（不図示）を経由して各摺動部分に供給されるようになっている。その一部が冷媒に混入して圧縮室４内に吸入され、圧縮室４のシール効果を高める作用を有する。
圧縮室４に導入された冷媒は、旋回スクロール３の公転旋回に伴い次第に圧縮されて吐出孔６から排出される。排出された高圧の冷媒は噴射管９によりハウジング１の上部に吹き出される。
【０００４】
ここで、冷媒をこのままハウジング１から吐出すると、以下の問題が発生する。すなわち、冷媒には潤滑油が混入しているため、吐出後に冷媒が供給される熱交換器において、熱交換の効率が低下するという問題がある。また、潤滑油が流出することにより、油溜り部１０の潤滑油量が不足し、各摺動部の潤滑が不十分となるおそれが生ずる。
このため、以下のような構成とすることにより、冷媒に混入している潤滑油をハウジング１内で分離するようになっている。
すなわち、図７に示すように、噴射管９がハウジング１内壁の接線方向に冷媒を噴出するようになっており、噴出された冷媒はハウジング１の内壁に沿って円運動を行う。冷媒が円運動を行うことによって、遠心力により冷媒から潤滑油が分離される。分離された潤滑油は、重力で落下して油戻し油路１１を経て油溜り部１０に戻される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスクロール型圧縮機においては、噴射管９の開口部９ａが、吐出管５ｂの開口部５ｃより下方に位置している。このため、吐出室内の飛散している潤滑油は一方的に吐出管５ｂに吸引され、冷媒から潤滑油が十分に分離せずに吐出される場合がある。
このため、上記のような構造を採用したにもかかわらず、依然として熱交換器の効率が低下するという上述の問題を完全に解決することができていなかった。そして、潤滑油不足を防止するため、冷媒とともに吐出される潤滑油の量を補うために潤滑油を余分に用意する必要があり、重量の増加となっていた。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、潤滑油の分離を十分に行うことが可能なスクロール型流体機械を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のスクロール型流体機械は、ハウジングと、ハウジング内部に収容され、冷媒を吸入するとともに吸入した冷媒を高圧に圧縮して吐出する圧縮機構と、該圧縮機構から圧縮された冷媒を吐出させる吐出ポートと、この吐出ポートから吐出された冷媒が一時収容される高圧室と、該高圧室に開口してハウジング外に冷媒が吐出される吐出口とを備えたスクロール型流体機械において、前記吐出ポートおよび前記吐出口は前記ハウジングの中心部に設けられるとともに、前記吐出ポートの上部を覆う包囲カバーが前記圧縮機構に取り付けられ、該包囲カバーから延出して前記吐出ポートから吐出された冷媒を前記高圧室内へ略水平方向に吐出させる噴射管を備え、該噴射管の一端側開口部は、吐出ポートに対して水平方向に離れた位置に配置され、該噴射管の他端側開口部は、ハウジングの内壁の接線方向に対して鋭角な所定角度をなして、前記吐出管から離れたハウジングの内壁に近い位置に開口し、前記吐出口は、前記噴射管の開口部より下方に位置して前記高圧室内に開口し、前記噴射管から噴き出された冷媒は、前記高圧室内を旋回した後に前記吐出管に衝突し、衝突後に軸方向下方に流れる冷媒流は、さらに前記包囲カバーの平面に衝突し、Ｕ字状に回り込んで前記吐出管から吐出されることを特徴とする。
【０００８】
このスクロール型流体機械においては、前記吐出口は、前記噴射管の開口部より下方に位置しているので、従来のスクロール型圧縮機とは異なり、潤滑油の分離が十分に行われた後に冷媒が吐出口から吐出される。以下、この作用について説明する。
図５（ｂ）に示すように、従来のスクロール型流体機械においては、噴射管９から高圧室に吹き出された冷媒は、旋回しつつ比較的スムーズに上昇して吐出管５ｂを経て排出される。
一方、同図（ａ）に示した一例のように、本発明においては噴射管４５から吹き出された冷媒は、高圧室４４内を旋回した後、吐出口１８ａを備えた吐出管１８に衝突する。衝突後の冷媒流は円周方向成分及び軸方向成分を有する。軸方向下方に流れる冷媒流ｆ１は、さらに包囲カバー４１または固定スクロール３６の背面に衝突し、図のようにＵ字状に回り込んで吐出管１８から吐出される。このとき、冷媒が吐出管１８、包囲カバー４１または固定スクロール３６へ衝突することによる分離作用によって、冷媒に含まれる潤滑油が冷媒から分離される。
このように、本発明においては旋回による分離作用だけではなく、衝突による分離作用も働くので、従来のスクロール型流体機械よりも潤滑油の分離効果が大きい。
【０００９】
請求項２に記載のスクロール型流体機械は、請求項１に記載のスクロール型流体機械において、前記ハウジング底部には潤滑油が溜められる油溜り部が設けられ、一端が前記高圧室の底部に開口し、他端が前記油溜り部に臨んで開口する油戻し油路が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
このスクロール型流体機械においては、分離された潤滑油が油戻し油路を経て油溜り部に戻される。
【００１１】
請求項３に記載のスクロール型流体機械は、請求項１または２に記載のスクロール型流体機械において、一端が前記高圧室の底部に開口し、他端が前記冷媒の流動経路に開口する油戻し油路が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
このスクロール型流体機械においては、分離された潤滑油が再び冷媒に混合することにより、冷媒の流動に伴って装置系の各部に潤滑油を供給することができる。
冷媒の流動経路としては、圧縮機構の冷媒吸入口や、冷媒が圧縮される圧縮室が挙げられる。
【００１３】
また、圧縮機構から冷媒を吐出する吐出ポートに、これを包囲する包囲カバーを設け、この包囲カバーに前記噴射管を設ける構成としてもよい。さらに、吐出ポートに吐出弁を設けることも有効である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本実施形態のスクロール圧縮機（スクロール型流体機械）の全体構成を示す図である。図１において、１５は密閉ハウジングであり、吸入管１７から冷媒が吸入され、吐出管１８から冷媒が吐出されるようになっている。密閉ハウジング１５の内部には、その上部に圧縮機構Ｃが、下部に電動機Ｍが収納設置され、これらは回転シャフト１９を介して互いに連動連結されている。スクロール圧縮機構Ｃは固定スクロール２１、旋回スクロール２２、旋回スクロール２２の公転旋回運動を許容するがその自転を阻止するオルダムリンク２３等からなる。
【００１５】
固定スクロール２１と旋回スクロール２２とを相互に所定距離だけ偏心させ、かつ１８０度だけ角度をずらせて噛み合わせることによって複数個の圧縮室Ｐが形成されている。
固定スクロール２１は、端板２４とその内面に立設された渦巻き状ラップ２５とを備えるとともに、渦巻き状ラップ２５の最外端に設けられた吸入孔２７、端板２４の中央に設けられた吐出孔２８を備えている。
旋回スクロール２２は端板３１とその内面に立設された渦巻き状ラップ３２とを備えている。
旋回スクロール２２はフレーム３３上に支持されている。フレーム３３は密閉ハウジング１５に固定されており、このフレーム３３の上面に形成されたスラスト面３３ａと旋回スクロール２２の背面とが摺接して旋回スクロール２２を支持している。
スラスト面３３ａには油溝３４が穿設されている。また、フレーム３３の上面中心部に穿設された円筒状の穴３３Ａが旋回スクロール２２の背面で限界され、油溜り室３５が形成されている。
旋回スクロール２２の端板３１下部外面にはボス４９が立設され、このボス４９内には、偏心ブッシュ５０が旋回軸受５１を介して回転自在に嵌挿され、この偏心ブッシュ５０に穿設された穴には、回転シャフト１９の上端から突出する偏心ピン５３が回転自在に嵌合されている。
【００１６】
３６はスクロール圧縮機構Ｃの上部を覆うディスチャージカバーであり、その中央には吐出孔２８と繋がる吐出ポート３７と、これを開閉する吐出弁３８が設けられている。
ディスチャージカバー３６の上面には、吐出ポート３７と吐出弁３８とを包囲する包囲カバー４１が設けられており、包囲カバー４１とディスチャージカバー３６との間に弁包囲室４２が形成され、包囲カバー４１の外側であって包囲カバー４１と密閉ハウジング１５との間は高圧室４４とされている。包囲カバー４１は密閉ハウジング１５より小径とされていることにより、包囲カバー４１周囲には、図のように包囲カバー４１を取り囲む環状溝４６が形成されている。
【００１７】
包囲カバー４１には噴射管４５が取り付けられている。図１および図２に示すように、噴射管４５の一端側開口部４５ａ（図２参照）は弁包囲室４２に開口し、他端側開口部４５ｂは、密閉ハウジング１５の内壁の接線方向に対して所定角度θをなして開口している。
ここで、θは鋭角に設定されている。図２に示すように、開口部４５ｂから密閉ハウジング１５に冷媒が噴射されると、噴射角度θによって流量がＱ₁，Ｑ₂に分配される（運動量保存則、ベルヌーイの式より）。流量比Ｑ₂／Ｑ₁は、
Ｑ₂／Ｑ₁ ＝（１−COSθ）／（１＋COSθ）
となる。したがって、この比が十分に小さければ、噴射管４５の先端を必ずしも接線方向に折り曲げる必要はない。
また、上端が環状溝４６に開口し、下端が後述の油溜り部６０に臨んで開口する油戻し油路４７が設けられている。油戻し油路４７は管状であり、固定スクロール２１、フレーム３３を貫通して設けられている。
吐出管１８は、密閉ハウジング１５の中心軸線上に設けられ、その下端開口部である吐出口１８ａは高圧室４４において開口している。その開口位置は、噴射管４５の開口部４５ｂより下となっている。
【００１８】
密閉ハウジング１５の底部は油溜り部６０とされ、潤滑油が溜められている。
回転シャフト１９の下端部には容積型の油ポンプ６１が備えられており、この油ポンプ６１の吸込口（図示しない）は油溜り部６０内に開口している。
また、油ポンプ６１の吐出口（図示しない）は回転シャフト１５に穿設された給油孔６２に連通している。給油孔６２の上端は、旋回スクロール２２に対向して開口部６２ａを有している。
【００１９】
以上の構成からなる本例のスクロール型圧縮機は、以下のように動作する。
電動機Ｍを駆動することによって回転シャフト１９、偏心ピン５３、偏心ブッシュ５０、ボス４９等からなる公転旋回機構を介して旋回スクロール２２が駆動される。旋回スクロール２２はオルダムリンク２３によって自転を阻止されながら公転旋回半径の円軌道上を公転旋回運動する。
すると冷媒ガスは吸入管１７を経て密閉ハウジング１５内に入り、フレーム３３のガス通路（図示せず）を通り吸入孔２７を経て圧縮室Ｐ内に吸入される。
そして、旋回スクロール２２の公転旋回運動により圧縮室Ｐの容積が減少するに伴って圧縮されながら中央部に至り、吐出孔２８、吐出ポート３７を経て吐出弁３８を押し上げて弁包囲室４２に入る。
【００２０】
一方、潤滑油は、油溜り部６０から、回転シャフト１９が回転することにより油ポンプ６１によって吸い上げられ、給油孔６２を上昇して開口部６２ａから噴出し、旋回軸受５１を潤滑した後、ボス４９の旋回により周囲に吹き出される。そして、その一部が冷媒に混入して吸入孔２７から圧縮室Ｐ内に取り込まれ、固定スクロール２１と旋回スクロール２２との接触部分を潤滑するとともにシール性能を高める。潤滑後の潤滑油は、冷媒とともに吐出ポート３７を経て弁包囲室４２内に入る。
【００２１】
冷媒は、噴射管４５によって弁包囲室４２から高圧室４４に吹き出される。
図２に示すように、噴射管４５の開口部４５ｂから吹き出された冷媒は円運動を行い、このときの遠心力により、その密度差のために冷媒に混入していた潤滑油が分離し、密閉ハウジング１５の内壁に付着する。付着した潤滑油は重力によって環状溝４６に落下し、油戻し油路４７を通過し、油溜り部６０に戻る。
また、冷媒は高圧室４４内を旋回した後、図５に示すように吐出管１８に衝突する。衝突後の冷媒流は円周方向成分及び軸方向成分を有する。軸方向下方に流れる冷媒は、さらに包囲カバー４１または固定スクロール３６の背面に衝突し、符号ｆ１で示すようにＵ字状に回り込んで吐出管１８を経て吐出される。このとき、冷媒が吐出管１８、包囲カバー４１または固定スクロール３６へ衝突することによる分離作用によって、冷媒に含まれる潤滑油が冷媒から分離される。
分離された潤滑油は半径方向遠方に吹き飛ばされた後、ｆ２に示すように環状溝４６を旋回する冷媒流に合流して搬送され、油戻し油路４７から油溜り部６０に戻る。
潤滑油が分離した後の冷媒は、吐出管１８を経て密閉ハウジング１５外に吐出され、その後熱交換器等に送られる。
【００２２】
このように、本例のスクロール型圧縮機においては、吐出管１８の吐出口１８ａが噴射管４５の開口部４５ｂより下方に位置しているので、冷媒流の旋回による潤滑油分離効果だけではなく、衝突による分離効果をも得ることができる。したがって、潤滑油の分離が十分に行われて熱交換器に潤滑油が送られることがないので、熱交換の効率を低下させない。また、潤滑油が圧縮機から排出されないので、油溜り部６０の潤滑油量は必要最小限で済み、圧縮機を軽量化することができる。
また、このように圧縮機内において冷媒と潤滑油を分離することにより、別途そのための装置を設ける必要がなく、システムを小型化することができる。
さらにまた、吐出弁３８が設けられていることにより、圧縮機停止時等において、高圧室４４の高圧冷媒が逆流することがなく、旋回スクロール２２の逆回転が防止される。したがって、逆回転により発生する渦巻き状ラップ２５、３２に対する過大な荷重、各摺動部への給油不足を防止することができる。
【００２３】
なお、本例の変形例として、以下の構成としてもよい。
図３に示すように、油戻し油路４７’の一端を上記と同様に環状溝４６に開口し、他端を吸入孔２７に開口する。
このように構成することにより、高圧室４４内で分離した潤滑油が油戻し油路４７’を経て、再び圧縮室Ｐに吸入されることとなる。これにより、圧縮室Ｐに潤滑油が供給され、シール性能が向上して圧縮室Ｐ内の冷媒漏れを防ぐことができる。
また、図４に示すように、固定スクロール２１を貫通させた油戻し油路４７”のように、直接圧縮室Ｐに開口するようにしてもよい。この場合も、上記油戻し油路４７’と同じ効果を得ることができる。
【００２４】
上記各例においては、噴射管４５の先端は折曲しないこととしたが、従来例（図７参照）の様に折曲させても良い。この場合、噴射管４５の先端を環状溝４６に向けて折曲させることで、噴射管４５から吹き出された冷媒が環状溝４６にスムーズに流入される。環状溝４６においては冷媒流の流路断面積が小さく維持されることから、冷媒流の速度が急激に低下することが防止されて、潤滑油の分離効果が大きくなることが期待される。但し、折曲角度が大きいと圧力損失の原因となってしまうことから、急激な角度変化をつけずに折曲することが望ましい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のスクロール型流体機械においては、吐出口が噴射管の開口部より下方に位置しているので、潤滑油の分離が十分に行われる。したがって、熱交換器に冷媒が送られることがないので、熱交換の効率を低下させない。また、潤滑油が圧縮機から排出されないので、油溜り部の潤滑油は必要最小限で済み、圧縮機を軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるスクロール型圧縮機の縦断面図である。
【図２】同スクロール型圧縮機の高圧室部分の横断面図である。
【図３】スクロール型圧縮機の変形例を示す縦断面図である。
【図４】スクロール型圧縮機の変形例を示す縦断面図である。
【図５】従来のスクロール型圧縮機と本発明の一実施形態のスクロール型圧縮機とで冷媒流の流れを比較した図である。
【図６】従来のスクロール型圧縮機の縦断面図である。
【図７】同スクロール型圧縮機の横断面図である。
【符号の説明】
１５密閉ハウジング（ハウジング）
１８ａ吐出口
２１固定スクロール
２２旋回スクロール
４４高圧室
４５噴射管
４５ｂ開口部
４７油戻し油路
６０油溜り部
Ｐ圧縮室
Ｃ圧縮機構[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a scroll type fluid machine used for an air conditioner or the like.
[0002]
[Prior art]
An example of a conventional scroll type compressor (scroll type fluid machine) is disclosed in JP-A-8-151990. The schematic configuration of this scroll compressor is shown in FIGS. In the figure, reference numeral 1 is a housing, 2 is a fixed scroll, and 3 is a turning scroll. A compression chamber 4 is formed by meshing the fixed scroll 2 and the orbiting scroll 3.
The housing 1 is provided with a suction pipe 5a through which refrigerant is sucked and a discharge pipe 5b through which compressed high-pressure refrigerant is discharged. A discharge hole 6 is provided at the center of the fixed scroll 2.
A motor 7 is provided in the lower part of the housing 1, and power is transmitted to the orbiting scroll 3 by a rotating shaft 8. When the motor 7 rotates, the orbiting scroll 3 revolves and the refrigerant is sucked from the suction pipe 5 a and introduced into the compression chamber 4.
[0003]
Here, the bottom of the housing 1 is an oil reservoir 10, and the lubricating oil is sucked up by an oil pump (not shown) provided at the lower end of the rotating shaft 8 as the rotating shaft 8 rotates, and the rotating shaft 8. It is supplied to each sliding part via an internal oil passage (not shown). A part of the refrigerant mixes with the refrigerant and is sucked into the compression chamber 4 to enhance the sealing effect of the compression chamber 4.
The refrigerant introduced into the compression chamber 4 is gradually compressed as the orbiting scroll 3 rotates and is discharged from the discharge hole 6. The discharged high-pressure refrigerant is blown out to the upper portion of the housing 1 through the injection pipe 9.
[0004]
Here, if the refrigerant is discharged from the housing 1 as it is, the following problem occurs. That is, since lubricating oil is mixed in the refrigerant, there is a problem that the efficiency of heat exchange is reduced in the heat exchanger to which the refrigerant is supplied after discharge. Further, when the lubricating oil flows out, the amount of lubricating oil in the oil reservoir 10 becomes insufficient, and there is a possibility that the lubrication of each sliding portion becomes insufficient.
For this reason, with the following configuration, the lubricating oil mixed in the refrigerant is separated in the housing 1.
That is, as shown in FIG. 7, the injection pipe 9 ejects the refrigerant in a tangential direction of the inner wall of the housing 1, and the ejected refrigerant performs a circular motion along the inner wall of the housing 1. As the refrigerant performs a circular motion, the lubricating oil is separated from the refrigerant by centrifugal force. The separated lubricating oil falls by gravity and returns to the oil reservoir 10 through the oil return oil passage 11.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional scroll compressor, the opening 9a of the injection pipe 9 is positioned below the opening 5c of the discharge pipe 5b. For this reason, the lubricating oil scattered in the discharge chamber is unilaterally sucked into the discharge pipe 5b, and the lubricating oil may be discharged without being sufficiently separated from the refrigerant.
For this reason, although the above structure is adopted, the above-described problem that the efficiency of the heat exchanger still decreases cannot be completely solved. In order to prevent the shortage of lubricating oil, it is necessary to prepare extra lubricating oil to supplement the amount of lubricating oil discharged together with the refrigerant, which increases the weight.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a scroll fluid machine capable of sufficiently performing the separation of the lubricating oil.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The scroll type fluid machine according to claim 1 is a housing, a housing that is accommodated in the housing, sucks the refrigerant, compresses the sucked refrigerant to a high pressure, and discharges the refrigerant compressed from the compression mechanism. In a scroll type fluid machine including a discharge port to be discharged, a high-pressure chamber in which a refrigerant discharged from the discharge port is temporarily stored, and a discharge port that opens to the high-pressure chamber and discharges the refrigerant outside the housing. together with the discharge port and the discharge port is provided in the center portion of the housing, said enclosure cover for covering the upper portion of the discharge port is attached to the compression mechanism, refrigerant discharged from the discharge port extending from said surrounding cover the provided with injection pipe substantially Ru discharged horizontally into the high pressure chamber, one end side opening of the injection pipe is spaced in the horizontal direction with respect to the discharge port Disposed location, the other end opening of the injection pipe is at an acute angle of a predetermined angle to the tangential direction of the inner wall of the housing, opened at a position close to the inner wall of the housing remote from the discharge pipe, the The discharge port is positioned below the opening of the injection pipe and opens into the high-pressure chamber, and the refrigerant blown out of the injection pipe collides with the discharge pipe after turning in the high-pressure chamber, and after the collision The refrigerant flow flowing downward in the axial direction further collides with the plane of the surrounding cover, circulates in a U shape, and is discharged from the discharge pipe.
[0008]
In this scroll type fluid machine, since the discharge port is located below the opening of the injection pipe, unlike the conventional scroll type compressor, the refrigerant is sufficiently separated after the lubricating oil is sufficiently separated. Is discharged from the discharge port. Hereinafter, this operation will be described.
As shown in FIG. 5 ( b ), in the conventional scroll type fluid machine, the refrigerant blown from the injection pipe 9 to the high pressure chamber rises relatively smoothly while turning, and is discharged through the discharge pipe 5b. .
On the other hand, as an example shown in FIG. 6 (a), the refrigerant blown out from the injection pipe 45 in the present invention, after turning the high pressure chamber 44, impinges on the discharge pipe 18 provided with a discharge port 18a . The refrigerant flow after the collision has a circumferential component and an axial component. The refrigerant flow f1 flowing downward in the axial direction further collides with the back surface of the surrounding cover 41 or the fixed scroll 36, wraps around in a U shape as shown in the figure, and is discharged from the discharge pipe 18. At this time, the lubricating oil contained in the refrigerant is separated from the refrigerant by the separation action caused by the refrigerant colliding with the discharge pipe 18, the surrounding cover 41, or the fixed scroll 36.
Thus, in the present invention, not only the separation action by turning but also the separation action by collision work, so that the separation effect of the lubricating oil is larger than that of the conventional scroll type fluid machine.
[0009]
Scroll type fluid machine according to claim 2, in the scroll type fluid machine according to 請 Motomeko 1, wherein the housing bottom is provided with an oil reservoir which lubricating oil is accumulated in the bottom portion of one end of the high pressure chamber An oil return oil passage is provided that opens and has the other end facing the oil reservoir and opening.
[0010]
In this scroll type fluid machine, the separated lubricating oil is returned to the oil reservoir through the oil return oil passage.
[0011]
The scroll type fluid machine according to claim 3 is the scroll type fluid machine according to claim 1 or 2, wherein one end opens at a bottom of the high pressure chamber and the other end opens at a flow path of the refrigerant. An oil passage is provided.
[0012]
In this scroll type fluid machine, the separated lubricating oil is mixed with the refrigerant again, whereby the lubricating oil can be supplied to each part of the apparatus system as the refrigerant flows.
Examples of the flow path of the refrigerant include a refrigerant suction port of a compression mechanism and a compression chamber in which the refrigerant is compressed.
[0013]
Moreover, it is good also as a structure which provides the surrounding cover which surrounds this in the discharge port which discharges a refrigerant | coolant from a compression mechanism, and provides the said injection pipe in this surrounding cover. It is also effective to provide a discharge valve at the discharge port.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a scroll compressor (scroll type fluid machine) of the present embodiment. In FIG. 1, reference numeral 15 denotes an airtight housing, in which refrigerant is sucked from the suction pipe 17 and refrigerant is discharged from the discharge pipe 18. Inside the hermetic housing 15, a compression mechanism C is housed and installed in the upper part, and an electric motor M is housed and installed in the lower part. The scroll compression mechanism C includes a fixed scroll 21, an orbiting scroll 22, and an Oldham link 23 that allows the orbiting revolution of the orbiting scroll 22 but prevents its rotation.
[0015]
A plurality of compression chambers P are formed by causing the fixed scroll 21 and the orbiting scroll 22 to be eccentric from each other by a predetermined distance and engaged with each other with an angle shifted by 180 degrees.
The fixed scroll 21 includes an end plate 24 and a spiral wrap 25 erected on the inner surface thereof, and is provided in the center of the end plate 24 with a suction hole 27 provided at the outermost end of the spiral wrap 25. A discharge hole 28 is provided.
The orbiting scroll 22 includes an end plate 31 and a spiral wrap 32 standing on the inner surface thereof.
The orbiting scroll 22 is supported on the frame 33. The frame 33 is fixed to the hermetic housing 15, and the thrust surface 33 a formed on the upper surface of the frame 33 and the back surface of the orbiting scroll 22 are in sliding contact with each other to support the orbiting scroll 22.
An oil groove 34 is formed in the thrust surface 33a. In addition, a cylindrical hole 33A drilled in the center of the upper surface of the frame 33 is limited on the back surface of the orbiting scroll 22, and an oil sump chamber 35 is formed.
A boss 49 is erected on the outer surface of the lower portion of the end plate 31 of the orbiting scroll 22, and an eccentric bush 50 is rotatably inserted into the boss 49 via an orbiting bearing 51. An eccentric pin 53 protruding from the upper end of the rotating shaft 19 is rotatably fitted in the hole.
[0016]
A discharge cover 36 covers the upper portion of the scroll compression mechanism C, and a discharge port 37 connected to the discharge hole 28 and a discharge valve 38 for opening and closing the discharge port are provided at the center.
On the upper surface of the discharge cover 36, an enveloping cover 41 that surrounds the discharge port 37 and the discharge valve 38 is provided. A valve enclosing chamber 42 is formed between the enveloping cover 41 and the discharge cover 36, and the enclosing cover 41. A high pressure chamber 44 is formed between the enclosure cover 41 and the sealed housing 15. Since the surrounding cover 41 has a smaller diameter than the sealed housing 15, an annular groove 46 surrounding the surrounding cover 41 is formed around the surrounding cover 41 as shown in the figure.
[0017]
An injection pipe 45 is attached to the surrounding cover 41. As shown in FIGS. 1 and 2, one end side opening 45 a (see FIG. 2) of the injection pipe 45 opens into the valve surrounding chamber 42, and the other end side opening 45 b extends in the tangential direction of the inner wall of the sealed housing 15. The opening is made at a predetermined angle θ.
Here, θ is set to an acute angle. As shown in FIG. 2, when the refrigerant is injected from the opening 45b into the sealed housing 15, the flow rate is distributed to Q ₁ and Q ₂ by the injection angle θ (from the momentum conservation law, Bernoulli's equation). The flow ratio Q ₂ / Q ₁ is
Q ₂ / Q ₁ = (1−COSθ) / (1 + COSθ)
It becomes. Therefore, if this ratio is sufficiently small, it is not always necessary to bend the tip of the injection tube 45 in the tangential direction.
Further, an oil return oil passage 47 having an upper end that opens to the annular groove 46 and a lower end that faces an oil reservoir 60 described later is provided. The oil return oil passage 47 is tubular and is provided through the fixed scroll 21 and the frame 33.
The discharge pipe 18 is provided on the central axis of the hermetic housing 15, and a discharge port 18 a that is a lower end opening of the discharge pipe 18 opens in the high-pressure chamber 44. The opening position is below the opening 45b of the injection pipe 45.
[0018]
The bottom of the hermetic housing 15 is an oil reservoir 60 in which lubricating oil is stored.
A positive displacement oil pump 61 is provided at the lower end of the rotary shaft 19, and a suction port (not shown) of the oil pump 61 opens into the oil reservoir 60.
A discharge port (not shown) of the oil pump 61 communicates with an oil supply hole 62 formed in the rotary shaft 15. The upper end of the oil supply hole 62 has an opening 62 a that faces the orbiting scroll 22.
[0019]
The scroll compressor of the present example having the above configuration operates as follows.
By driving the electric motor M, the orbiting scroll 22 is driven via a revolving orbiting mechanism including the rotating shaft 19, the eccentric pin 53, the eccentric bush 50, the boss 49, and the like. The orbiting scroll 22 revolves on a circular orbit having a revolution orbit radius while being prevented from rotating by the Oldham link 23.
Then, the refrigerant gas enters the sealed housing 15 through the suction pipe 17, passes through the gas passage (not shown) of the frame 33, and is sucked into the compression chamber P through the suction hole 27.
Then, as the volume of the compression chamber P decreases due to the revolving orbiting motion of the orbiting scroll 22, the compression chamber P reaches the center while being compressed, pushes up the discharge valve 38 through the discharge hole 28 and the discharge port 37, and enters the valve surrounding chamber 42. .
[0020]
On the other hand, the lubricating oil is sucked up by the oil pump 61 as the rotating shaft 19 rotates from the oil reservoir 60, rises through the oil supply hole 62, and is ejected from the opening 62a. 4 Blows around by turning 9 A part of the refrigerant is mixed with the refrigerant and taken into the compression chamber P from the suction hole 27 to lubricate the contact portion between the fixed scroll 21 and the orbiting scroll 22 and improve the sealing performance. The lubricating oil after lubrication enters the valve enclosure 42 through the discharge port 37 together with the refrigerant.
[0021]
The refrigerant is blown out from the valve surrounding chamber 42 to the high pressure chamber 44 by the injection pipe 45.
As shown in FIG. 2, the refrigerant blown out from the opening 45b of the injection pipe 45 performs a circular motion, and the centrifugal force at this time separates the lubricating oil mixed in the refrigerant due to the density difference, It adheres to the inner wall of the sealed housing 15. The adhering lubricating oil falls into the annular groove 46 due to gravity, passes through the oil return oil passage 47, and returns to the oil reservoir 60.
In addition, the refrigerant swirls in the high-pressure chamber 44 and then collides with the discharge pipe 18 as shown in FIG. The refrigerant flow after the collision has a circumferential component and an axial component. The refrigerant flowing downward in the axial direction further collides with the back surface of the surrounding cover 41 or the fixed scroll 36, wraps around in a U shape as indicated by reference numeral f <b> 1, and is discharged through the discharge pipe 18. At this time, the lubricating oil contained in the refrigerant is separated from the refrigerant by the separation action caused by the refrigerant colliding with the discharge pipe 18, the surrounding cover 41, or the fixed scroll 36.
The separated lubricating oil is blown away in the radial direction, and then merged with the refrigerant flow swirling through the annular groove 46 as shown by f2 and conveyed, and returns from the oil return oil passage 47 to the oil reservoir 60.
The refrigerant after the lubricating oil is separated is discharged to the outside of the sealed housing 15 through the discharge pipe 18 and then sent to a heat exchanger or the like.
[0022]
Thus, in the scroll compressor of this example, since the discharge port 18a of the discharge pipe 18 is located below the opening 45b of the injection pipe 45, not only the lubricating oil separation effect due to the swirling of the refrigerant flow. Also, a separation effect due to collision can be obtained. Therefore, since the lubricating oil is sufficiently separated and the lubricating oil is not sent to the heat exchanger, the efficiency of heat exchange is not reduced. Further, since the lubricating oil is not discharged from the compressor, the amount of lubricating oil in the oil reservoir 60 can be minimized and the compressor can be reduced in weight.
Further, by separating the refrigerant and the lubricating oil in the compressor in this way, it is not necessary to separately provide a device for that purpose, and the system can be miniaturized.
Furthermore, since the discharge valve 38 is provided, the high-pressure refrigerant in the high-pressure chamber 44 does not flow backward when the compressor is stopped, and the reverse rotation of the orbiting scroll 22 is prevented. Therefore, it is possible to prevent an excessive load on the spiral wraps 25 and 32 generated due to reverse rotation and insufficient oil supply to each sliding portion.
[0023]
As a modification of this example, the following configuration may be used.
As shown in FIG. 3, one end of the oil return oil passage 47 ′ is opened in the annular groove 46 in the same manner as described above, and the other end is opened in the suction hole 27.
With this configuration, the lubricating oil separated in the high pressure chamber 44 is again sucked into the compression chamber P through the oil return oil passage 47 ′. Thereby, lubricating oil is supplied to the compression chamber P, the sealing performance is improved, and refrigerant leakage in the compression chamber P can be prevented.
Further, as shown in Fig. 4, it may be directly opened into the compression chamber P like an oil return oil passage 47 "penetrating the fixed scroll 21. Also in this case, the oil return oil passage 47 ' The same effect can be obtained.
[0024]
In each of the above examples, the tip of the injection pipe 45 is not bent, but may be bent as in the conventional example (see FIG. 7). In this case, the coolant blown out from the injection pipe 45 flows smoothly into the annular groove 46 by bending the tip of the injection pipe 45 toward the annular groove 46. Since the cross-sectional area of the refrigerant flow is kept small in the annular groove 46, it is expected that the speed of the refrigerant flow is prevented from abruptly decreasing and the effect of separating the lubricating oil is increased. However, since a large bending angle causes a pressure loss, it is desirable to bend without a sudden angle change.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, in the scroll type fluid machine of the present invention, since the discharge port is located below the opening of the injection pipe, the lubricating oil is sufficiently separated. Therefore, since the refrigerant is not sent to the heat exchanger, the efficiency of heat exchange is not reduced. Further, since the lubricating oil is not discharged from the compressor, the lubricating oil in the oil reservoir is minimally required, and the compressor can be reduced in weight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a scroll compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a high pressure chamber portion of the scroll compressor.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a modification of the scroll compressor.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a modification of the scroll compressor.
FIG. 5 is a diagram comparing refrigerant flow between a conventional scroll compressor and a scroll compressor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional scroll compressor.
FIG. 7 is a cross-sectional view of the scroll compressor.
[Explanation of symbols]
15 Sealed housing (housing)
18a Discharge port 21 Fixed scroll 22 Orbiting scroll 44 High pressure chamber 45 Injection pipe 45b Opening 47 Oil return oil path 60 Oil reservoir P Compression chamber C Compression mechanism

Claims

A housing; a compression mechanism that is housed in the housing and sucks the refrigerant and compresses and discharges the sucked refrigerant to a high pressure; a discharge port that discharges the compressed refrigerant from the compression mechanism; In a scroll type fluid machine comprising a high pressure chamber in which the refrigerant is temporarily stored, and a discharge port that opens to the high pressure chamber and discharges the refrigerant out of the housing,
Together with the discharge port and the discharge port is provided in the center portion of the housing, said enclosure cover for covering the upper portion of the discharge port is attached to the compression mechanism, refrigerant discharged from the discharge port extending from said surrounding cover the provided with the injection pipe substantially Ru discharged horizontally into the high pressure chamber, one end side opening of the injection tube is located at a distance in the horizontal direction with respect to the discharge port, the other end of the injection pipe The opening portion forms an acute predetermined angle with respect to the tangential direction of the inner wall of the housing and opens at a position near the inner wall of the housing away from the discharge pipe,
The discharge port is located below the opening of the injection pipe and opens into the high-pressure chamber, and the refrigerant ejected from the injection pipe collides with the discharge pipe after swirling in the high-pressure chamber, A scroll type fluid machine in which the refrigerant flow that flows downward in the axial direction further collides with the plane of the surrounding cover, circulates in a U shape, and is discharged from the discharge pipe.

The scroll type fluid machine according to claim 1 ,
An oil sump for storing lubricating oil is provided at the bottom of the housing,
A scroll type fluid machine characterized in that an oil return oil passage having one end opened at the bottom of the high pressure chamber and the other end opened facing the oil reservoir is provided.

The scroll type fluid machine according to claim 1 or 2,
A scroll type fluid machine characterized in that an oil return oil passage having one end opened at the bottom of the high pressure chamber and the other end opened in the refrigerant flow path is provided.