(57)【要約】【課題】気体圧縮機において、気体圧縮機が停止した状態で、逆止弁が開くのを防止乃至抑制する。【解決手段】コンプレッサ１００は、冷媒ガスＧを吸入する吸入ポート１１ａが形成されたハウジング１０と、ハウジング１０の内部に設けられ、圧縮室２１が形成された圧縮機本体２０と、吸入ポート１１ａ及び圧縮室２１に通じる吸入室４１と、冷媒ガスＧが吸入ポート１１ａから吸入室４１に流れるのを許容し、かつ冷媒ガスＧが吸入室４１から吸入ポート１１ａに逆流するのを防ぐ逆止弁６０と、を備え、逆止弁６０の弁座部６４が、圧縮機本体２０の回転軸２２の軸芯Ｃ（回転中心）よりも低い位置に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から冷媒ガスを吸入する吸入口が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、圧縮室が形成された圧縮機本体と、
前記吸入口及び前記圧縮室に通じる吸入室と、
前記冷媒ガスが前記吸入口から前記吸入室に流れるのを許容し、かつ前記冷媒ガスが前記吸入室から前記吸入口に逆流するのを防ぐ逆止弁と、を備え、
前記逆止弁の弁座部が、前記圧縮機本体が停止している状態における前記吸入室に溜まった液状の冷媒の液面の位置よりも低い位置に配置されている気体圧縮機。
【請求項２】
外部から冷媒ガスを吸入する吸入口が形成されたハウジングと、
前記ハウジングの内部に設けられ、圧縮室が形成された圧縮機本体と、
前記吸入口及び前記圧縮室に通じる吸入室と、
前記冷媒ガスが前記吸入口から前記吸入室に流れるのを許容し、かつ前記冷媒ガスが前記吸入室から前記吸入口に逆流するのを防ぐ逆止弁と、を備え、
前記逆止弁の弁座部が、前記圧縮機本体の回転中心よりも低い位置に配置されている気体圧縮機。
【請求項３】
前記逆止弁は、前記吸入口と前記吸入室とを通じさせる通路に配置されている請求項１又は２に記載の気体圧縮機。
【請求項４】
前記吸入口が、前記圧縮機本体の回転中心よりも低い位置に形成されている請求項１から３のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記逆止弁が、前記弁体と、前記弁体に接することによりシール部を形成する前記弁座部と、前記弁体を前記弁座部に押圧するばねとを有し、前記弁体が前記圧縮機本体の回転中心よりも低い位置に配置されている請求項１から４のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機。
【請求項６】
前記逆止弁が、リード弁である請求項１から４のうちいずれか１項に記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和システムには気体圧縮機が用いられている。気体圧縮機には、空気調和システムのエバポレータから冷媒ガスを吸入する開口である吸入ポート（吸入口）が形成されている。吸入ポートは、通路である連通路を通じて吸入室に繋がっている。吸入ポートから吸入された冷媒ガスは、連通路、吸入室を順次通って、気体圧縮機の内部に設けられた圧縮機本体の圧縮室に吸入される。
連通路には、逆止弁が設けられている。逆止弁は、一次側（吸入ポート側）の圧力が二次側（吸入室側）の圧力に対して予め定められた圧力（設定圧力）を超えると開き、設定圧力を超えないときは閉じる。これにより、逆止弁は、冷媒ガスが吸入ポートから吸入室に流れるのを許容する一方、冷媒ガスが吸入室から吸入ポートに逆流するのを防ぐ（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９３９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、気体圧縮機が停止すると、エバポレータと吸入ポートとを繋ぐ配管や連通路の内部の冷媒ガスが液化して、液状の冷媒となる。そして、液状の冷媒の重量が逆止弁の一次側に作用すると逆止弁が開き、一次側に作用していた液状の冷媒が二次側に流れる。冷媒が二次側に流れると、一次側の冷媒の重量が少なくなって逆止弁は閉じる。
このように、逆止弁が開閉すると、その開閉の動作によって音が発生するが、気体圧縮機が停止した状態においては、その音が人の耳に感知され易い。しかも、気体圧縮機が停止した状態で音が発生するため、その音は異音として認識され得る。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、気体圧縮機が停止した状態で、逆止弁が開くのを防止乃至抑制することができる気体圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１は、外部から冷媒ガスを吸入する吸入口が形成されたハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、圧縮室が形成された圧縮機本体と、前記吸入口及び前記圧縮室に通じる吸入室と、前記冷媒ガスが前記吸入口から前記吸入室に流れるのを許容し、かつ前記冷媒ガスが前記吸入室から前記吸入口に逆流するのを防ぐ逆止弁と、を備え、前記逆止弁の弁座部が、前記圧縮機本体が停止している状態における前記吸入室に溜まった液状の冷媒の液面の位置よりも低い位置に配置されている気体圧縮機である。
【０００７】
本発明の第２は、外部から冷媒ガスを吸入する吸入口が形成されたハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられ、圧縮室が形成された圧縮機本体と、前記吸入口及び前記圧縮室に通じる吸入室と、前記冷媒ガスが前記吸入口から前記吸入室に流れるのを許容し、かつ前記冷媒ガスが前記吸入室から前記吸入口に逆流するのを防ぐ逆止弁と、を備え、前記逆止弁の弁座部が、前記圧縮機本体の回転中心よりも低い位置に配置されている気体圧縮機である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る気体圧縮機によれば、気体圧縮機が停止した状態で、逆止弁が開くのを防止乃至抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る気体圧縮機の第１の実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサを示す断面図である。
【図２】図１に示したコンプレッサのフロントヘッドを吸入室の側から見た図である。
【図３】図１に示したコンプレッサの逆止弁の詳細を示す断面図である。
【図４】本発明に係る気体圧縮機の第２の実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサのフロントヘッドを吸入室の側から見た図である。
【図５】本発明に係る気体圧縮機の第３の実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の気体圧縮機に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明に係る気体圧縮機の第１の実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサ１００を示す断面図、図２は、図１に示したコンプレッサ１００のフロントヘッド１１を吸入室４１の側から見た図である。
【００１１】
＜コンプレッサの全体構成＞
図１に示したコンプレッサ１００は、冷媒の気化熱を利用して冷却を行う空気調和システム（以下、単に空調システムという。）の一部として構成されている。コンプレッサ１００は、この空調システムの他の構成要素であるコンデンサ、膨張弁、エバポレータ等とともに、冷媒の循環経路上に設けられている。
コンプレッサ１００は、ハウジング１０と、圧縮機本体２０と、油分離器３０とを備えている。コンプレッサ１００は、エバポレータから配管５００を通じて低圧のガス状の冷媒（以下、冷媒ガスＧという。）をハウジング１０の内部に吸入し、吸入した冷媒ガスＧを圧縮機本体２０で圧縮し、高圧の冷媒ガスＧを配管６００を通じてハウジング１０の外部のコンデンサに吐出する。
【００１２】
（ハウジング）
ハウジング１０は、一端（図１において右端）が閉じられ他端（図1において左端）が開放されたケース１２と、このケース１２の開放された他端を覆うフロントヘッド１１とからなる。フロントヘッド１１の上部には、配管５００が接続され、配管５００を通じて低圧の冷媒ガスＧを吸入する吸入ポート１１ａ（吸入口）が形成されている。一方、ケース１２の上部には、配管６００が接続され、配管６００を通じて高圧の冷媒ガスＧを吐出する吐出ポート１２ａ（吐出口）が形成されている。
フロントヘッド１１とケース１２とは、ボルト等の締結部材によって一体化されている。一体化されたハウジング１０の内部には空間が形成され、この空間に、圧縮機本体２０及び油分離器３０が収容されている。
【００１３】
また、ハウジング１０の内部には、フロントヘッド１１と圧縮機本体２０とによって仕切られた吸入室４１と、ケース１２と圧縮機本体２０及び油分離器３０とによって仕切られた吐出室４２とが形成されている。
吸入室４１は、吸入ポート１１ａに通じている冷媒ガスＧの通路である連通路５１に繋がっているとともに、後述する圧縮室２１に繋がっている。これにより、配管５００を通じて吸入ポート１１ａから吸入された低圧の冷媒ガスＧは、連通路５１、吸入室４１を順次通って圧縮室２１に導入される。
吐出室４２は、吐出ポート１２ａに繋がっているとともに、油分離器３０を通じて圧縮室２１に繋がっている。これにより、圧縮室２１から吐出された高圧の冷媒ガスＧは、油分離器３０、吐出室４２を順次通って吐出ポート１２ａから配管６００に吐出される。
【００１４】
（逆止弁）
連通路５１には、図１，２に示すように、冷媒ガスＧが吸入ポート１１ａから吸入室４１に流れるのを許容し、かつ冷媒ガスＧが吸入室４１から吸入ポート１１ａに逆流するのを防ぐ逆止弁６０が配置されている。
図３は、図１に示したコンプレッサ１００の逆止弁６０の詳細を示す断面図である。逆止弁６０は、詳しくは図３に示すように、円筒状のケース６２と、ケース６２に内接する弁体６３と、弁体６３の上方に配置された弁座部材６５と、弁体６３に弾性力を付与するばね６６とを有する構成である。
【００１５】
ケース６２は、周壁に孔６１が形成されていて、この孔６１を通じてケース６２の内外を通じさせている。弁体６３は、ケース６２に内接した状態で図示上下方向に移動可能に配置されている。弁座部材６５は、弁体６３がケース６２の上端開口から飛び出すのを阻止するとともに、弁体６３に接してシール部を形成する弁座６４（弁座部）を有する。ばね６６は、弾性力により弁体６３を弁座６４に押圧する。
【００１６】
弁体６３が、ばね６６の弾性力により図示上方に押し上げられ、弁座６４に接している状態においては、連通路５１と吸入室４１とは通じていない。連通路５１と吸入室４１との差圧が、設定されているばね６６の弾性力Ｔを超えたとき（連通路５１の圧力−吸入室４１の圧力＞Ｔ）は、弁体６３に作用する差圧によって、ばね６６が縮み、弁体６３が図示下方に下がる。これにより、弁体６３が弁座６４から離れ、連通路５１と吸入室４１とがケース６２の孔６１を通じて繋がり、連通路５１の冷媒ガスＧが吸入室４１に流入する。
連通路５１と吸入室４１との差圧が、設定されているばね６６の弾性力Ｔを超えないとき（連通路５１の圧力−吸入室４１の圧力≦Ｔ）は、弁体６３は弁座６４に接したままとなり、連通路５１と吸入室４１とは繋がらない。
本実施形態のコンプレッサ１００は、逆止弁６０の弁座６４が、後述する回転軸２２の軸芯Ｃよりも低い位置に配置されている。
【００１７】
（圧縮機本体）
圧縮機本体２０は、例えば、ベーンロータリ形式の圧縮機であり、図１に示すように、回転軸２２の周囲に、ベーンで仕切られた複数個の圧縮室２１が形成されている。各圧縮室２１は、回転軸２２の軸芯Ｃ回りの回転に伴って容積が変化する。これにより、吸入室４１から吸入された低圧の冷媒ガスＧを高圧に圧縮し、高圧の冷媒ガスＧを、油分離器３０を通じて吐出室４２に吐出する。
油分離器３０は、吐出された冷媒ガスＧに混在した冷凍機油を、例えば遠心分離により、冷媒ガスＧから分離する。
【００１８】
ここで、圧縮機本体２０が吸入、圧縮、吐出という一連の気体圧縮動作しているときは、冷媒ガスＧはガス状であるが、圧縮機本体２０が停止しているときは、冷媒ガスＧは温度が降下して液状の冷媒Ｌとなる。
そして、コンプレッサ１００の内部の液状の冷媒Ｌは、圧縮機本体２０の回転軸２２の軸芯Ｃ（圧縮機本体２０の回転中心）とおおよそ同じ高さ位置に、その液面が達する。なお、冷媒Ｌの液面の高さ位置は、コンプレッサ１００の周囲温度や停止してからの継続時間によっても多少上下するが、少なくとも、軸芯Ｃよりも１０［ｍｍ］程度低い位置までは達する（例えば、周囲温度が摂氏２０［度］の場合）。
【００１９】
＜コンプレッサの作用＞
本実施形態のコンプレッサ１００は、圧縮機本体２０が動作しているときは、逆止弁６０が開き、配管５００を通じてエバポレータから低圧の冷媒ガスＧが吸入ポート１１ａに導入される。吸入ポート１１ａに導入された冷媒ガスＧは、連通路５１、逆止弁６０、吸入室４１を順次通って圧縮室２１に吸入される。圧縮室２１は、軸芯Ｃ回りの回転によって容積が小さくなり、吸入した冷媒ガスＧを圧縮する。圧縮された冷媒ガスＧは油分離器３０を通って冷凍機油が分離され、吐出室４２に吐出される。吐出室４２に吐出された冷媒ガスＧは、吐出ポート１２ａを介して配管６００を通じてコンデンサに吐出される。
【００２０】
コンプレッサ１００は、圧縮機本体２０が停止しているときは、逆止弁６０が閉じている。コンプレッサ１００内の冷媒ガスＧは、運転停止により冷やされて液状の冷媒Ｌとなる。このとき、吸入室４１における液状の冷媒Ｌの液面は、軸芯Ｃと同程度の高さ位置となる。
一方、吸入ポート１１ａに接続されている配管５００の内部及び連通路５１の内部に溜まっている冷媒ガスＧも冷やされて、コンプレッサ１００内の冷媒ガスＧと同様に液状の冷媒Ｌとなる。
【００２１】
配管５００内及び連通路５１内の液状の冷媒Ｌは、弁体６３を図示下方に押圧する重量として作用する。
ここで、本実施形態のコンプレッサ１００は、逆止弁６０の弁座６４（図３参照）が、軸芯Ｃよりも低い位置に配置されているため、運転停止中の吸入室４１における液状の冷媒Ｌの液面は、弁座６４と同じ位置か、又は弁座６４よりも高い位置にある。
【００２２】
したがって、逆止弁６０の一次側（吸入ポート１１ａの側）と二次側（吸入室４１の側）は、いずれも圧縮性の低い媒体である液状の冷媒Ｌが接し、冷媒Ｌによって一次側に作用する圧力と二次側に作用する圧力とは均衡する。この結果、弁体６３には、ばね６６による弾性力だけが作用しているのと同じ状態になる。
これにより、逆止弁６０の一次側にのみ、液状の冷媒Ｌの重量が作用する事態を防止することができる。したがって、コンプレッサ１００が停止した状態で、液状の冷媒Ｌによって逆止弁６０が開くのを防止乃至抑制することができる。
【００２３】
なお、仮に、運転停止中の吸入室４１における液状の冷媒Ｌの液面が、軸芯Ｃよりも低い位置となっていても、弁座６４と同じ位置又は弁座６４よりも高い位置にある限り、逆止弁６０の二次側にも液状の冷媒Ｌが作用する。したがって、逆止弁６０の一次側にのみ液状の冷媒Ｌの重量が作用する事態を防止し、コンプレッサ１００が停止した状態で、逆止弁６０が開くのを防止乃至抑制することができる。
【００２４】
また、本実施形態のコンプレッサ１００は、逆止弁６０が、吸入ポート１１ａと吸入室４１との間に形成された連通路５１に配置されているため、吸入ポート１１ａ及び吸入室４１として既存のものをそのまま使うことができる。したがって、既存のコンプレッサに本発明を適用する場合、逆止弁６０の配置を変更するとしても、吸入ポート１１ａを変更する必要がなく、既存の配管５００をそのまま利用することができる。
しかも、吸入ポート１１ａがフロントヘッド１１の上部に形成されているため、配管５００を吸入ポート１１ａから外した際に、連通路５１に溜まっている冷媒Ｌが外部に漏れるのを防止することができる。
【００２５】
また、本実施形態のコンプレッサ１００は、逆止弁６０の弁座６４だけでなく、弁体６３が、軸芯Ｃよりも低い位置に配置されているため、弁体６３の、弁座６４に接する部分だけではなく、弁体６３の全体に、二次側の液状の冷媒Ｌの圧力が作用する。これにより、逆止弁６０の二次側に確実に液状の冷媒Ｌを作用させることができる。
【００２６】
［第２の実施形態］
図４は、本発明に係る気体圧縮機の第２の実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサ２００のフロントヘッド２１１を吸入室４１の側から見た図である。図４に示したコンプレッサ２００は、フロントヘッド２１１の吸入ポート２１１ａの中心が、軸芯Ｃよりも低い位置に形成されている以外は、コンプレッサ１００と同じ構成である。
【００２７】
図示のコンプレッサ２００は、逆止弁６０が、吸入ポート２１１ａと吸入室４１とを通じさせる連通路２５１（通路の一例）に配置されている。逆止弁６０は、弁座６４を含めて全体が、軸芯Ｃよりも低い位置に配置されている。そして、吸入ポート２１１ａも軸芯Ｃよりも低い位置に形成されているため、連通路２５１を、コンプレッサ１００における連通路５１よりも短い長さに設定することができる。
この結果、連通路２５１を機械加工によって形成するに際して、加工に要する工数、コストを低減することができる。
なお、コンプレッサ２００の他の構成は、コンプレッサ１００と同じであるため、コンプレッサ２００は、コンプレッサ１００と同様の効果を発揮する。
【００２８】
［第３の実施形態］
図５は、本発明に係る気体圧縮機の第３の実施形態であるベーンロータリ形式のコンプレッサ３００のフロントヘッド３１１を吸入室４１の側から見た図である。図５に示したコンプレッサ３００は、図１に示したコンプレッサ１００に対して、逆止弁６０に代えてリード弁で形成された逆止弁１６０を配置した構成が異なる。また、コンプレッサ３００は、コンプレッサ１００におけるフロントヘッド１１に代えてフロントヘッド３１１を備えた構成であり、その他の構成は、コンプレッサ１００と同じである。
【００２９】
フロントヘッド３１１には、フロントヘッド１１と同様に、上部に吸入ポート３１１ａが形成され、吸入ポート３１１ａと吸入室４１とを通じさせる連通路３５１が形成されている。連通路３５１と吸入室４１とは、連通路３５１の周壁によって隔てられているが、周壁の一部に形成された開口３１１ｂによって、連通路３５１と吸入室４１とは通じている。
コンプレッサ３００における逆止弁１６０は、吸入室４１に配置されている。この逆止弁１６０（リード弁）は、弾性材料によって平板状に形成されている。そして、逆止弁１６０の上部１６３は、フロントヘッド３１１と、圧縮機本体２０を構成するフロントサイドブロック２３とによって、逆止弁１６０が開口３１１ｂを塞ぐように固定されている。このとき、逆止弁１６０は、開口３１１ｂの周囲に形成された座面である弁座１６４に押圧された状態となっている。
【００３０】
逆止弁１６０が弁座１６４に接している状態においては、連通路３５１と吸入室４１とは通じていない。連通路３５１と吸入室４１との差圧が、設定されている逆止弁１６０の弾性力を超えたときは、逆止弁１６０に作用する差圧によって逆止弁１６０が弾性変形により吸入室４１の側に曲がる。これにより、逆止弁１６０が弁座１６４から離れ、開口３１１ｂを通じて連通路３５１と吸入室４１とが繋がり、連通路３５１の冷媒ガスＧが吸入室４１に流入する。
連通路３５１と吸入室４１との差圧が、設定されている逆止弁１６０の弾性力を超えないときは、逆止弁１６０は弁座１６４に接したままとなり、連通路３５１と吸入室４１とは繋がらない。
これにより、逆止弁１６０は、冷媒ガスＧが吸入ポート３１１ａから吸入室４１に流れるのを許容し、かつ冷媒ガスＧが吸入室４１から吸入ポート３１１ａに逆流するのを防いでいる。
【００３１】
また、逆止弁１６０が接する弁座１６４は、圧縮機本体２０の回転軸２２の軸芯Ｃよりも低い位置に形成されている。
このように構成されたコンプレッサ３００によれば、コンプレッサ１００，２００と同様に、逆止弁１６０の一次側（吸入ポート３１１ａの側）と二次側（吸入室４１の側）は、いずれも圧縮性の低い媒体である液状の冷媒Ｌが接する。これにより、冷媒Ｌによって一次側に作用する圧力と二次側に作用する圧力とは均衡する。この結果、逆止弁１６０の一次側にのみ、液状の冷媒Ｌの重量が作用する事態を防止することができる。したがって、コンプレッサ３００が停止した状態で、逆止弁１６０が開くのを防止乃至抑制することができる。
【００３２】
［第１〜３の実施形態以外の構成］
上述した各実施形態のコンプレッサ１００，２００，３００は、いずれも逆止弁６０，１６０の弁座６４，１６４が、圧縮機本体２０の軸芯Ｃよりも低い位置に形成されたものである。しかし、本発明に係る気体圧縮機は、弁座６４，１６４が、軸芯Ｃよりも低い位置に配置されているものに限定されるものではない。つまり、本発明に係る気体圧縮機は、逆止弁６０，１６０の弁座６４，１６４が、圧縮機本体２０が停止している状態における吸入室４１に溜まった液状の冷媒Ｌの液面の位置よりも低い位置に配置されていればよい。
【００３３】
また、本発明に係る気体圧縮機は、ベーンロータリ形式のコンプレッサ１００，２００，３００に限定されるものではなく、斜板形式やスクロール形式等のコンプレッサであってもよく、その形式に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３４】
１０      ハウジング
１１ａ    吸入ポート（吸入口の一例）
２０      圧縮機本体
２１      圧縮室
２２      回転軸
４１      吸入室
５１      連通路（通路の一例）
６０      逆止弁
６３      弁体
６４      弁座（弁座部の一例）
１００    コンプレッサ（気体圧縮機の一例）
Ｃ        軸芯
Ｇ        冷媒ガス
Ｌ        液状の冷媒
【図１】
2016102438.tif 000003
【図２】
2016102438.tif 000004
【図３】
2016102438.tif 000005
【図４】
2016102438.tif 000006
【図５】
2016102438.tif 000007