(57)【要約】【課題】圧縮機の運転停止時や逆相運転時に発生する冷媒の逆流に対して、バネが弁通路からはみ出さないようにすること。【解決手段】密閉容器１０を貫通して設けられた吸入管１０ａと圧縮室１ｄに通じる圧縮室連通路１ｋとに連通する弁通路１ｆを圧縮機構部１，２，３，１５に設け、弁通路の両側面に圧縮室連通路と連通する第１弁通路開口部１ｊと第２弁通路開口部１ｍとを設け、圧縮室連通路側の第１弁通路開口部１ｊを圧縮室連通路と反対側の第２弁通路開口部１ｍより小さく形成し、弁通路の側面で、第１弁通路開口部と弁止まり面１ｇとの間の位置にバネはみ出し防止用壁１ｌを設けるとともに、弁通路を迂回する弁通路上部連通路１ｎを第２弁通路開口部と第１弁通路開口部とに連通させて設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に導入された冷媒を圧縮室で圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機要素とを備え、前記密閉容器を貫通して設けられた吸入管と前記圧縮室に通じる圧縮室連通路とに連通する弁通路を前記圧縮機構部に設け、
前記弁通路内に、摺動自在な弁と、該弁を前記吸入管の弁座面に付勢するバネと、該バネを保持し、且つ前記吸入管より冷媒が吸入された時に該冷媒の吸入圧力によりバネのバネ力に打ち勝って押し付けられる前記弁を止める弁止まり面とを設け、
前記弁通路の両側面に前記圧縮室連通路と連通する第１弁通路開口部と第２弁通路開口部とを設け、
前記圧縮室連通路側の第１弁通路開口部を反対側の第２弁通路開口部より小さく形成し、前記弁通路の側面で、前記第１弁通路開口部と前記弁止まり面との間の位置にバネはみ出し防止用壁を設けるとともに、前記弁通路を迂回する弁通路上部連通路を前記第２弁通路開口部と前記第１弁通路開口部とに連通させて設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
圧縮機の運転時には、前記第１弁通路開口部の終端部が、前記弁止まり面に前記弁が着座した時に当該弁の側面の間にくるように設定したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【請求項３】
前記弁通路の両側面に設けられた２つの弁通路開口部の面積は、前記吸入管の内径面積より大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍空調装置に用いる圧縮機に関し、更に詳しくは、スクロール圧縮機の圧縮対象の冷媒を外部から導入する弁通路開口部の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクロール圧縮機は、密閉容器内に板状渦巻歯を有する固定スクロール及び揺動スクロールを備え、固定スクロールの板状渦巻歯と揺動スクロールの板状渦巻歯とが噛み合わされて圧縮室が形成され、固定スクロールに対して揺動スクロールを自転しないように旋回運動させて圧縮室内の冷媒を圧縮するものである。そして、固定スクロールの板状渦巻歯には吸入管に連通するように、水平方向に延びる弁通路が設けられ、その内側に弁が摺動可能に設けられ、吸入管が密閉容器を貫通して圧入されている。さらに、弁はバネによって吸入管の閉鎖方向に付勢されており、吸入管の端面で突き当たり、この端面でシールされ、冷媒が機外に逆流するのを防止している。
【０００３】
また、弁通路の両側面には圧縮室に通じる圧縮室連通路と連通する弁通路開口部がそれぞれ設けられている。そして、圧縮機の運転時には、冷媒が吸入管から吸入され、吸入圧力によって弁はバネ力に打ち勝って弁止まり面に突き当たり、吸入冷媒は弁通路開口部を通り、圧縮室連通路を経て圧縮室に入る。また、圧縮機の運転停止時は、吐出圧力と吸入圧力の差圧によって冷媒は圧縮室より圧縮室連通路、弁通路開口部及び弁通路を通って圧縮機外に逆流しようとする。しかし、バネを通過して弁背面に導入された冷媒が弁を吸入管の端面に押し戻し、シールするため、冷媒の逆流を防ぐことができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３９４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、最近では、圧縮機の大きさは同一のままで上限容量を大きくする傾向にあり、冷媒流量が以前の上限より大きくなっている。冷媒流量が大きくなることにより、運転停止直後に逆流する冷媒量も大きくなる。そのため、逆流する冷媒量が大きくなると、バネに当たる衝撃力や圧力が大きくなるため、バネが弁通路から外れ、弁通路開口部へはみ出したりするなどの問題があった。
この問題を解決するために、特許文献１に記載の圧縮機では、弁通路の両側面にそれぞれ設けられる弁通路開口部のうち、圧縮室連通路側と反対側の弁通路開口部を圧縮室連通路側の弁通路開口部より小さく形成し、且つ、この小さくした弁通路開口部側の弁通路側面で、該弁通路開口部と弁止まり面との間の位置にバネはみ出し防止用壁を設けることとしている。
【０００６】
しかし、冷媒の逆流は、運転停止時のみならず逆相運転時にも発生する。逆相運転というのは、圧縮機を駆動する電動機との接続端子、通常、ガラス端子と略称されるガラス封止の端子へのリード線接合を間違えた場合に起こるものである。かかる逆相運転が発生すると、圧縮機が逆回転し冷媒が強制的に逆流するため、バネのはみ出しが起こるが、特許文献１では特に逆相運転時の対策は講じられていない。
【０００７】
上記のように、運転停止時や逆相運転時に、逆流する冷媒の流量が増加すると、弁を押し戻す間にバネに流速の速い冷媒が当たることによりバネが暴れ、バネ端面部が弁通路開口部からはみ出し、最悪の場合はバネが弁通路開口部を通って飛び出す可能性があるという問題点があった。
さらに、バネが弁通路開口部へのはみ出し、弁の開閉動作が妨げられることによる逆転音の発生や冷凍機油が機外へ持ち出されて軸受が給油不足となり、軸受信頼性が低下する問題点や、バネが弁通路開口部へはみ出すことで圧縮室内でバネを噛み込み、圧縮機ロックを引き起こす問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、特許文献１に記載の弁構造に改良を加えることで、圧縮機の逆相運転時の逆流に対しても弁通路からバネがはみ出さないようにした圧縮機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る圧縮機は、密閉容器内に導入された冷媒を圧縮室で圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機要素とを備え、前記密閉容器を貫通して設けられた吸入管と前記圧縮室に通じる圧縮室連通路とに連通する弁通路を前記圧縮機構部に設け、
前記弁通路内に、摺動自在な弁と、該弁を前記吸入管の弁座面に付勢するバネと、該バネを保持し、且つ前記吸入管より冷媒が吸入された時に該冷媒の吸入圧力によりバネのバネ力に打ち勝って押し付けられる前記弁を止める弁止まり面とを設け、
前記弁通路の両側面に前記圧縮室連通路と連通する第１弁通路開口部と第２弁通路開口部とを設け、
前記圧縮室連通路側の第１弁通路開口部を前記圧縮室連通路と反対側の第２弁通路開口部より小さく形成し、前記弁通路の側面で、前記第１弁通路開口部と前記弁止まり面との間の位置にバネはみ出し防止用壁を設けるとともに、前記弁通路を迂回する弁通路上部連通路を前記第２弁通路開口部と前記第１弁通路開口部とに連通させて設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧縮機においては、密閉容器を貫通して設けられた吸入管と密閉容器内に導入された冷媒を圧縮する圧縮室に通じる圧縮室連通路とに連通する弁通路を圧縮機構部に設け、その弁通路の両側面に圧縮室連通路に連通する第１弁通路開口部と第２弁通路開口部とを設け、圧縮室連通路側の第１弁通路開口部を圧縮室連通路と反対側の第２弁通路開口部より小さく形成し、弁通路の側面で、第１弁通路開口部と弁止まり面との間の位置にバネはみ出し防止用壁を設けるとともに、弁通路を迂回する弁通路上部連通路を第２弁通路開口部と第１弁通路開口部とに連通させて設けたので、圧縮機の運転停止時に逆流する冷媒量が多くなったり、あるいは逆相運転時に冷媒が強制的に逆流したりすることで、バネが弁通路からはみ出そうとするのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】同スクロール圧縮機の弁通路開口部で、（ａ）は停止時の弁通路開口部の形状を示す説明図、（ｂ）は運転時の弁通路開口部の形状を示す説明図、（ｃ）は（ｂ）を横から見た説明図、（ｄ）は（ｃ）のＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機について説明する。図１において、１は固定スクロールであり、外周部はガイドフレーム１５にボルト（図示せず）によって締結されている。台板部１ａの一方の面（図１において下側）には板状渦巻歯１ｂが形成されると同時に、外周部にはオルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に２ヶ形成されている。このオルダム案内溝１ｃにはオルダムリング９の爪９ｂが往復摺動自在に係合されている。
【００１３】
さらに、固定スクロール１には、図２に示すように、圧縮室１ｄと連通する圧縮室連通路１ｋが設けられ、その圧縮室連通路１ｋと密閉容器１０を貫通して圧入された吸入管１０ａとに連通する水平方向に延びる弁通路1ｆが圧縮室連通路１ｋに対して直角方向に設けられている。その弁通路1ｆの両側面に圧縮室連通路１ｋに連通する第１弁通路開口部１ｊと第２弁通路開口部１ｍとが設けられている。吸入管１０ａを通って流入した冷媒は、圧縮室連通路１ｋ側の第１弁通路開口部１ｊを通って圧縮室連通路１ｋに流れる流路と、圧縮室連通路１ｋと反対側の第２弁通路開口部１ｍを通り、弁通路1ｆを迂回する弁通路上部連通路１ｎを通って圧縮室連通路１ｋに流れる流路とに分かれて流入する。また、その弁通路１ｆの内側に弁１７が摺動するように設けられている。
【００１４】
また、弁１７はバネ１８により吸入管１０ａの方向に閉じるように付勢されており、吸入管１０ａの弁座面となる端面で止まり、シールされ、冷媒の逆流を防ぐ構造となっている。バネ端面部１８ａが弁通路１ｆの終端座面である弁止まり面１ｇに収まりやすいように側面はテーパ形状になっている。
また、その弁止まり面１ｇに、運転停止時や逆相運転時の逆流した冷媒を、弁１ｆの背面側端面に導くための逃がし溝である高圧冷媒導入溝１ｈが設けられている。
【００１５】
さらに、弁通路１ｆの両側面に設けられた第１弁通路開口部１ｊおよび第２弁通路開口部１ｍについては、図２に示すように、圧縮室連通路１ｋ側の第１弁通路開口部１ｊが圧縮室連通路１ｋと反対側の第２弁通路開口部１ｍより小さく形成されており、さらに、弁通路１ｆの側面で、小さい開口の第１弁通路開口部１ｊと、バネ端面部１８ａが当接する弁止まり面１ｇとの間の位置に、バネはみ出し防止用壁１ｌが設けられている。そして、圧縮室連通路１ｋと反対側の開口の大きい第２弁通路開口部１ｍと上記第１弁通路開口部１ｊとは、上記のように弁通路1ｆを迂回する弁通路上部連通路１ｎによって連通している。
【００１６】
また、圧縮機の運転時には、圧縮室連通路１ｋ側の開口の小さい第１弁通路開口部１ｊの終端部が、弁止まり面１ｇに弁１７が着座した時に弁１７の側面の間にくるように設定している。
さらに、運転時に冷媒が吸入管１０ａから圧縮室連通路１ｋへとスムーズに流入するように、弁通路１ｆの両側面に設けられた２つの弁通路開口部１ｊ、１ｍの面積は、吸入管１０ａの内径面積より大きく形成されている。
【００１７】
２は揺動スクロールであり、台板部２ａの上面には固定スクロール１の板状渦巻歯１ｂと実質的に同一形状の板状渦巻歯２ｂが設けられており、前記固定スクロール１の板状渦巻歯１ａと揺動スクロール２の板状渦巻歯２ｂとは幾何学的に圧縮室１ｄを形成している。台板２ａの板状渦巻歯２ｂと反対側の面の中心部には中空円筒のボス部２ｆが形成されており、主軸４上端の揺動軸部４ｂと回転自在に係合されている。
また、台板２ａの板状渦巻歯２ｂと反対側の面にはコンプライアントフレーム３のスラスト軸受け３ａと圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されている。揺動スクロール２の台板２ａの外周部には、前記固定スクロール１のオルダム案内溝１ｃと９０度の位相差をもつオルダム案内溝２ｅがほぼ一直線上に２ヶ形成されており、このオルダム案内溝２ｅにはオルダムリング９の爪９ａが往復摺動自在に係合されている。また台板部２ａには前記圧縮室１ｄとスラスト面２ｄを貫通する揺動スクロール抽出孔２ｊが設けられ、圧縮途中の冷媒ガスを抽出してスラスト面２ｄに導く構造となっている。
【００１８】
コンプライアントフレーム３はその外周部に設けられた上下２つの円筒面３ｄ、３ｅを、ガイドフレーム１５の内周部に設けた円筒面１５ａ、１５ｂによって半径方向に支持されており、その中心部には電動機固定子７により回転駆動される主軸４を半径方向に支持する主軸受け３ｃおよび副主軸受け３ｈが形成されている。またスラスト軸受け３ａ面内から軸方向に貫通する連絡通路３ｓが設けてあり、そのスラスト軸受け側開口部２ｋは揺動スクロール抽出孔２ｊに対面して配置されている。
【００１９】
ガイドフレーム１５の外周面１５ｇは焼きばめ、もしくは溶接などによって密閉容器１０に固着されているものの、その外周部に設けた切り欠き部１５ｃにより、固定スクロール１の吐出ポート１ｅから吐出される高圧の冷媒ガスを圧縮機構部（１，２，３，１５）と電動機要素（７，８）の間に設けられた吐出管１０ｂに導く流路は確保されている。
また、切り欠き部１５ｃは吐出管１０ｂとは反対の位置に設けられている。また、ガイドフレーム１５の内周面には、コンプライアントフレーム３の外周面に形成された上下円筒面３ｄ、３ｅと係合する円筒面１５ａ、１５ｂ、およびシール材を収納するシール溝が２カ所設けられており、それぞれ上側及び下側シール材１６ａ、１６ｂが設置されている。これら２つのシール材１６ａ、１６ｂを用いて密封されたガイドフレーム１５の内周面とコンプライアントフレーム３の外周面からなるフレーム空間１５ｆは、コンプライアントフレーム３の連絡通路３ｓとのみ連通しており、揺動スクロール抽出孔２ｊより供給される圧縮途中の冷媒ガスを封入する構造となっている。
【００２０】
４は主軸であり、その上端部は揺動スクロール２の揺動軸受け２ｃと回転自在に係合する揺動軸４ｂが形成されており、その下側には主軸バランサ４ｅが焼きばめられている。  さらに、その下にはコンプライアントフレーム３の主軸受け３ｃおよび副主軸受け３ｈと回転自在に係合する主軸部４ｃが形成されている。
また、主軸４の下側はサブフレーム６の副軸受け６ａと回転自在に係合する副軸部４ｄが形成され、この副軸部４ｄと前述した主軸部４ｃ間には電動機回転子８が焼きばめられている。電動機回転子８の上端面には上バランサ８ａが、下端面には下バランサ８ｂが固定されており、前述した主軸バランサ４ｅとあわせて合計３ヶのバランサにより、静バランスおよび動バランスがとられている。
さらに、主軸４の下端にはオイルパイプ４ｆが圧入されており、密閉容器１０底部の油だめ１０ｇにたまった冷凍機油１０ｅを吸い上げる構造となっている。また、密封容器１０の側面にはガラス端子１０ｆが設置されており、電動機固定子７からのリード線が接合されている。
【００２１】
次に、高圧シェルタイプのフレームコンプライアントスクロール圧縮機の基本動作について説明する。
圧縮機の運転時には、図２（ｂ）に示すように、吸入冷媒が吸入管１０ａより吸入され、吸入圧力により弁１７はバネ力に打ち勝って弁止まり面１ｇ付近まで押し下げられ、吸入冷媒は固定スクロール１の板状渦巻歯１ｂ及び揺動スクロール２の板状渦巻歯２ｂで形成される圧縮室１ｄに入る。
電動機固定子７により駆動される揺動スクロール２は偏心旋回運動に伴って圧縮室１ｄの容積を減少させる（この作用を圧縮行程という）。
この圧縮行程により吸入冷媒は高圧となり、固定スクロール１の吐出ポート１ｅより密閉容器１０内に吐き出される。なお、上記圧縮行程において圧縮途中の中間圧力の冷媒ガスは揺動スクロール２の揺動スクロール抽出孔２ｊよりコンプライアントフレーム３の連絡通路３ｓを経て、フレーム空間１５ｆに導かれ、このフレーム空間１５ｆの中間圧力雰囲気を維持する。高圧となった吐出ガスは密閉容器１０内を高圧雰囲気で満たし、吐出管１０ｂから圧縮機外に放出される。
【００２２】
密閉容器１０底部の油だめ１０ｇにためられた冷凍機油１０ｅは、差圧により主軸４を軸方向に貫通する給油穴４ｇを通り揺動軸受け空間４ｂに導かれる。
揺動軸受け２ｃの絞り作用によって中間圧力となった冷凍機油１０ｅは、揺動スクロール２とコンプライアントフレーム３によって囲まれたボス部空間２ｈを満たし、このボス部空間２ｈと低圧雰囲気空間を連絡する圧力調整弁（記載せず）を経由して低圧空間に導かれ、低圧の冷媒ガスとともに圧縮室１ｄに吸入される。
圧縮行程により冷凍機油１０ｅは高圧の冷媒ガスとともに吐出ポート１ｅから密閉容器１０内に吐出される。
【００２３】
圧縮機の運転停止時には、図２（ａ）に示すように、圧縮室連通路１ｋ側の第１弁通路開口部１ｊは圧縮室連通路１ｋと反対側の第２弁通路開口部１ｍより小さく形成しており、弁通路１ｆの側面で、開口の小さい第１弁通路開口部１ｊと弁止まり面１ｇとの間の位置にバネはみ出し防止用壁１ｌが設けられているとともに、弁通路１ｆを迂回する弁通路上部連通路１ｎが第２弁通路開口部１ｍと第１弁通路開口部１ｊとを連通させて設けられている。そのため、圧縮室連通路１ｋ側と反対側からは流速の速い冷媒が直接バネ１８に当たらず、また圧縮室連通路１ｋ側からはバネはみ出し防止用壁１ｌによって遮られて、流速の速い冷媒が直接バネ１８に当たらないため、前記の通り、圧縮機の大きさは同一のままで上限容量を大きくし、冷媒流量を以前の上限より大きくした場合等に圧縮機停止時に逆流する冷媒量が多くなったり、ガラス端子１０ｆへのリード線接合間違いにより発生する逆相運転により圧縮機が逆回転し冷媒が強制的に逆流したりして、弁１７を押し戻す間にバネ１８に流速の速い冷媒が当たることによりバネ１８が暴れ、バネ端面部１８ａが圧縮室連通路１ｋ側の第１弁通路開口部１ｊからはみ出そうとするが、そのバネ端面部１８ａのはみ出しはバネはみ出し防止用壁１ｌによって阻止されるため、バネ端面部１８ａの弁通路開口部１ｊからのはみ出しが確実に防止されることとなる。
【００２４】
従って、弁１７が閉じ遅れることなくスムーズに移動し、弁１７が閉じ遅れることによる逆転音の発生を防止でき、かつ冷凍機油が圧縮機外に持ち出されることを防止できるので給油不足による軸受信頼性の低下を防止できる。
また、本発明の圧縮機においては、前記バネはみ出し防止用壁１ｌを設けたので、前記バネ端面部１８ａのはみ出しはバネはみ出し防止用壁１ｌによって阻止されるため、バネ端面部１８ａの弁通路開口部１ｊからのはみ出しが防止され、バネ１８がはみ出すことによる前記圧縮室１ｄ内でのバネ噛み込みによる圧縮機ロックを防止できるという効果がある。
【００２５】
また、圧縮機の運転時には、圧縮室連通路１ｋ側の第１弁通路開口部１ｊの終端部が、弁止まり面１ｇに弁１７が着座した時に弁１７の側面の間にくるように設定しており、圧縮室連通路１ｋ側と反対側の第２弁通路開口部１ｍは、弁通路１ｆを迂回する弁通路上部連通路１ｎによって第１弁通路開口部１ｊと連通させているので、圧縮室連通路１ｋ側と反対側からは流速の速い冷媒が直接バネ１８に当たらないため、第１弁通路開口部１ｊの終端部を弁止まり面まで設定でき、且つ、運転時の２つの弁通路開口部１ｊ、１ｍの面積を吸入管１０ａの内径面積より大きく形成することができ、バネ端面部１８ａのはみ出しを防止しつつ、吸入流路面積を十分に確保できる圧縮機が成立する。
【００２６】
上述した実施の形態１の圧縮機は、高圧シェルタイプのフレームコンプライアントスクロール圧縮機であるが、吸入側に上述した実施の形態１と同様の逆転防止のために弁機構を設けたものであれば、スクロール圧縮機やロータリー圧縮機、その他の圧縮機でも同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  固定スクロール、１ａ  台板部、１ｂ  板状渦巻歯、１ｃ  オルダム案内溝、１ｄ  圧縮室、１ｅ  吐出ポート、１ｆ  弁通路、１ｇ  弁止まり面、１ｈ  高圧冷媒導入溝、１ｊ  第１弁通路開口部、１ｋ  圧縮室連通路、１ｌ  バネはみ出し防止用壁、１ｍ  第２弁通路開口部、１ｎ  弁通路上部連通路、２  揺動スクロール、２ａ  台板部、２ｂ  板状渦巻歯、２ｃ  揺動軸受け、２ｆ  ボス部、２ｊ  揺動スクロール抽出孔、２ｋ  スラスト軸受け側開口部、３  コンプライアントフレーム、３ａ  スラスト軸受け、３ｃ  主軸受け、３ｄ  ３ｅ  上下円筒面、３ｈ  副主軸受け、３ｓ  連絡通路、４  主軸、４ｂ  揺動軸受け空間、４ｃ  主軸部、４ｄ  副軸部、４ｅ  主軸バランサ、４ｆ  オイルパイプ、４ｇ  給油穴、６  サブフレーム、６ａ  副軸受け、７  電動機固定子、８  電動機回転子、８ｂ  下バランサ、９  オルダムリング、９ａ  ９ｂ  オルダムリング爪、１０  密閉容器、１０ａ  吸入管、１０ｂ  吐出管、１０ｅ  冷凍機油、１０ｆ  ガラス端子、１０ｇ  油だめ、１５  ガイドフレーム、１５ａ  １５ｂ  円筒面、１５ｃ  欠き部、１５ｆ  フレーム空間、１６ａ  １６ｂ  上側及び下側シール材、１７  弁、１８  バネ、１８ａ  バネ端面部。
【図１】
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【図２】
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