(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に吐出室を有する外殻、
上記外殻内に配置されている第１のスクロール部材であって、端板から突出する第１の螺旋翼を有する第１のスクロール部材、
上記外殻内に配置されている第２のスクロール部材であって、端板から突出し上記第１の螺旋翼と噛合わされている第２の螺旋翼を有する第２のスクロール部材、
上記した両スクロール部材間に相対旋回を生じさせ上記両螺旋翼によって、吸入圧力領域と上記吐出室に連通する吐出圧力領域との間で容積を変更しながら移動する流体ポケットを形成させる駆動部材、
第1のスクロール部材に対して第１位置と第２位置との間で軸方向に変位可能なシール組立体であって、前記第１位置において前記吐出圧力領域を前記吸入圧力領域から隔離し、且つ前記第２位置において前記吐出圧力領域と前記吸入圧力領域との間に連通をもたらすシール組立体、及び
上記シール組立体と結合し且つ上記吐出圧力領域と上記吐出室との間に配置されており、吐出圧力領域と吐出室間の流体流れを許容する開放位置と、吐出室と吐出圧力領域間の流体流れを阻止する閉鎖位置との間で変位可能な吐出弁であって、前記吐出弁が閉鎖位置になると、前記吐出室内の流体圧力が前記吐出弁に作用して前記シール組立体を前記第２位置に転位させる吐出弁、
を備えたスクロール式機械。
【請求項２】
吐出圧力の流体を前記吸入圧力領域に逃がすための流体漏れ径路であって加圧流体の作用によって閉鎖される流体漏れ径路を、設けてある請求項１のスクロール式機械。
【請求項３】
上記吐出室と上記吐出圧力領域との間に配置された流体通路であって、上記吐出弁が閉鎖位置にあるとき開放状態にある流体通路をさらに備える請求項１のスクロール式機械。
【請求項４】
前記吐出弁が、
弁座、
この弁座に取付けられた弁リテーナ、及び
上記した弁座と弁リテーナ間に配置された弁体、
を備えている請求項３のスクロール式機械。
【請求項５】
前記流体通路を、前記弁リテーナを貫通させて設けてある請求項４のスクロール式機械。
【請求項６】
前記流体通路中に配置された制御バルブであって該流体通路を通しての流体流れを許容する開放位置と該流体通路を通しての流体流れを阻止する閉鎖位置との間で移動可能な制御バルブを、設けてある請求項５のスクロール式機械。
【請求項７】
前記制御バルブを、前記閉鎖位置へと移動付勢してある請求項６のスクロール式機械。
【請求項８】
前記弁体を環状のものに形成してあり、前記弁リテーナが該弁体と係合する環状接触領域を有していて、該環状接触領域の外径を、弁体の外径の５０−１００％に設定してある請求項４のスクロール式機械。
【請求項９】
前記環状接触領域の外径を、前記弁体の外径の約９５％に設定してある請求項８のスクロール式機械。
【請求項１０】
前記流体通路中に配置された制御バルブであって該流体通路を通しての流体流れを許容する開放位置と該流体通路を通しての流体流れを阻止する閉鎖位置との間で移動可能な制御バルブを、設けてある請求項１のスクロール式機械。
【請求項１１】
前記制御バルブを、前記閉鎖位置へと移動付勢してある請求項１０のスクロール式機械。
【請求項１２】
内部に吐出室を有する外殻、
上記外殻内に配置されている第１のスクロール部材であって、端板から突出する第１の螺旋翼を有する第１のスクロール部材、
上記外殻内に配置されている第２のスクロール部材であって、端板から突出し上記第１の螺旋翼と噛合わされている第２の螺旋翼を有する第２のスクロール部材、
上記した両スクロール部材間に相対旋回を生じさせ上記両螺旋翼によって、吸入圧力領域と上記吐出室に連通する吐出圧力領域との間で容積を変更しながら移動する流体ポケットを形成させる駆動部材、
上記吐出圧力領域と上記吐出室との間に配置された吐出弁であって、吐出圧力領域と吐出室間の流体流れを許容する開放位置と吐出室と吐出圧力領域間の流体流れを阻止する閉鎖位置との間で変位可能である吐出弁、及び
上記吐出室と上記吐出圧力領域との間に配置された流体通路であって、上記吐出弁が閉鎖位置にあるとき開放状態にある流体通路、及び
前記流体通路内に配置された制御バルブであって、前記流体通路を通過する流体流れを許容する開放位置と、前記流体通路を通過する流体流れを阻止する閉鎖位置との間で移動可能である制御バルブ、
を備えたスクロール式機械。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はスクロール式機械、特に冷凍、空調及びヒートポンプ系で冷媒を圧縮するために使用される圧縮機とか空気圧縮系で使用される圧縮機のようなスクロール式機械において機械逆転に付随する諸問題を減少或いは解消するバルブ機構を備えたスクロール式機械に、関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
スクロール式機械は冷凍用、空調及びヒートポンプ用の圧縮機として、高効率で稼働する能力を有する点を主な理由としてますます多く使用されるようになって来ている。これらの機械は一般に互いに噛合わされた１対の螺旋翼を有し、そのうちの一方の螺旋翼は他方の螺旋翼に対し相対的に、外側の吸入ポートから中心の吐出ポートにかけて移動する間に次第に容積を減少して行く１個又は複数個の流体ポケットを形成するように旋回せしめられる。普通、適当な駆動軸を介し旋回スクロール部材を駆動する電動モータが設けられている。
【０００３】
スクロール式圧縮機は圧縮用の順次的な流体ポケットを形成する１対の螺旋翼の相対向する翼側面間で流体密封を得るものであることからして、一般に吸入弁及び吐出弁を必要としない。しかし指令を満たすために意図的に、或いは電力の供給が断たれて不測に圧縮機の運転が中断されたとき吐出チャンバーからの圧縮ガスの逆流により、また程度がより低いが加圧された流体ポケットにより、旋回スクロール部材の逆旋回及びそれに伴う駆動軸の逆回転が生ぜしめられる可能性が大である。このような逆転によっては不愉快な騒音が発生することが多い。また単相の駆動モータを使用する機械では、動力の供給が一時的に中断すると圧縮機が逆方向に回転し始める可能性がある。この逆転によっては圧縮機の過熱及び／又は系の稼働率に関連する他の不都合が生じうる。さらに凝縮器のファンが停止したような場合には吐出圧力が、駆動モータを失速させるか逆回転させる程度にまで高まることがある。その場合、旋回スクロールが逆旋回するにつれて吐出圧力が減少して行き、モータが再び圧力頭に打克ってスクロール部材を正転方向に旋回駆動する状態が得られる。しかし吐出圧力は再び、駆動モータを失速させ正逆転サイクルを繰返させるような圧力点まで上昇する。そのようなサイクルは、自ら反復して永続することからして望ましくない。
【０００４】
この発明は普通の形式のスクロール式機械に、全体としての機械の設計を実質的に変更することなく簡単に組込むことができる極く単純で独特のバルブ機構によって、機械停止時の騒音発生を防止すると共に機械逆転時の機械の保護を得ようとするものである。
【０００５】
【発明の要約】
この発明に係るスクロール式機械は、スクロール機構の吐出圧力領域と外殻内に区画形成されている吐出室との間に流体流れを制御する吐出弁機構を設けたものに構成される。この吐出弁機構は機械の定常稼働状態では上記した吐出圧力領域から吐出室内への自由な流体流れを許すが、機械が停止されて吐出室から吐出圧力領域へと逆方向の流体流れが生じると該流体流れに応動して、自動的にその流体流れを制限する。流体逆流を制限することは例えば、機械の定常稼働状態で吐出室方向への自由な流体流れを得させる弁座の開口を流体逆流に応動する吐出弁の弁体によって絞らせるとか、或いは同弁座の開口を流体逆流に応動する吐出弁の弁体によって閉鎖させ制限された逆方向の流体流れを、上記吐出室と吐出圧力領域間に設けた別の流体通路によって得ることで、達成できる。機械停止時に吐出室からの流体逆流を制限することによって、逆流する流体によるスクロール逆転駆動の可能性が減らされて停止時騒音の発生が抑制され、また流体逆流を完全に阻止するのではなく吐出圧力領域への若干量の流体流れを行わせることによってスクロール逆転により該領域に生じる真空状態ないし真空度が制限され、スクロール部材に摩耗が起きる等の不都合が起きなくて機械が保護される。
【０００６】
上記した吐出弁機構は公知の浮動シール組立体と組合わせて、機械停止時の挙動を制御させるように利用するのが好ましい。浮動シール組立体は吐出圧力の流体を吸入圧力領域へと逃がし吐出圧力を吸入圧力と平衡化させることとする流体漏れ径路を、加圧流体（特に両スクロール翼間に形成されて流体ポケット内の中間圧力の流体）の作用によって常時は閉鎖するように可動に設けられたシール組立体である。このようなシール組立体を備えたスクロール式機械で上記吐出弁を設ける構造によると、吐出弁による機械停止時の流体逆流の制限によってシール組立体のシール作用が速やかに解除され、吐出圧力が吸入圧力と速やかに平衡化されて吐出圧力の流体による機械逆駆動が無くされ、停止時騒音の発生が無くされる。吐出弁はシール組立体を利用して、該シール組立体中に組込むことができる。
【０００７】
この発明の好ましい実施態様においてはさらに、機械停止時に吸入圧力に対する吐出圧力の平衡化を速やかに得させ機械逆転の可能性を大きく減らすように、機械保護のための制御された量の流体逆流を遅延させる制御バルブを設ける。
【０００８】
この発明の他の特徴と長所は、図面を参照して行う以下の説明から明瞭に理解できる。
【０００９】
【実施例】
この発明は数多くの異なった型式のスクロール式機械において実施できるが、例示上の目的からして図１に一般構造を示すようなスクロール式の冷媒圧縮機において実施した例について述べる。図１に示す圧縮機１０はほぼ円筒形の密閉外殻１２を備え、この外殻１２の上端にはキャップ１４を溶着固定してある。キャップ１４には、内部に通常の吐出弁（図示せず）を有していてもよい冷媒吐出管接手１８を設けてある。外殻１２に取付けられた他の主な構成要素としては入口管接手２０、キャップ１４と同一の点で外殻１２に外周端を溶着されている横向きの仕切り壁２２、２分割構造の主軸受ハウジング２４、及び放射方向の外向きに張出す複数の脚部のそれぞれを外殻１２に対し適宜の方法で固定してある下部軸受ハウジング２６がある。下部軸受ハウジング２６は外殻１２の内部で、２分割構造の主軸受ハウジング２４とモータ固定子３０を含むモータ２８とを位置決めし支持している。
【００１０】
上端に偏心するクランクピン３４を有する駆動軸ないしクランク軸３２を、主軸受ハウジング２４中のベアリング３６及び下部軸受ハウジング２６中の第２のベアリング３８に支承させて、回転可能に設けてある。クランク軸３２はその下端部中に比較的大径の同心の穴４０を有し、この穴４０は、放射方向に外向きに傾斜させクランク軸３２の上端にまでわたって穿設されている、より小径の穴４２に対し連通させてある。穴４０内には攪拌器４４を配設してある。外殻１２内の下部は、潤滑油を満たしてある油溜め４６に形成されている。穴４０はポンプとして働き、クランク軸３２内で穴４２中へ潤滑油を汲上げ最終的には潤滑を必要とする圧縮機の種々の部分の全てに潤滑油を供給する。
【００１１】
クランク軸３２はモータ固定子３０、該固定子３０を貫通している巻線４８、及びクランク軸３２上に圧嵌めされていると共に上下の釣合い重り５２，５４を有するモータ回転子５０を含む前記電動モータ２８によって回転駆動される。
【００１２】
２分割構造の主軸受ハウジング２４の上面には環状で平坦なスラスト受け面５６を形成してあり、このスラスト受け面５６上に、上面側に通常の螺旋翼６０を有する旋回スクロール部材５８を配置してある。この旋回スクロール部材５８の下面から平軸受６２を内部に有する円筒状のハブを下方向きに突出させてあり、このハブ中に穴６６を有する駆動ブッシュ６４を回転可能に配設して、穴６６中にクランクピン３４を嵌合してある。クランクピン３４は穴６６の内周面の一部に形成してある平坦面と係合する平坦面（以上、図示せず）を外面上に有し、これによって本願出願人の米国特許Ｎｏ．４，８７７，３８２に記載されているような放射方向で融通性ないし可撓性を有する駆動機構が提供されており、ここに同米国特許を引用してその記載を加入する。オルダム継手６８も、旋回スクロール部材５８の回転運動を阻止するために該スクロール部材５８と非旋回スクロール部材７０とにキー係合させて、設けられている。オルダム継手６８は本願出願人の米国特許Ｎｏ．５，３２０，５０６に記載されているタイプのものであるのが好ましく、ここに同米国特許を引用してその記載を加入する。
【００１３】
螺旋翼７２を有する非旋回スクロール部材７０を、翼７２を旋回スクロール部材５８の翼６０と噛合せるように配置して設けてある。この非旋回スクロール部材７０は中心に配置の吐出通路７４を有し、この吐出通路７４は上端開放の凹溝７６と連通させてあって、凹溝７６が仕切り壁２２中の開口７８を介し、キャップ１４と仕切り壁２２とにより区画形成された吐出消音室８０と連通している。開口７８の入口は、それを取り巻く環状のシート部８２を有する。非旋回スクロール部材７０はその上面に、互いに平行する内外の周壁面を持つ環状凹溝８４を有し、この環状凹溝８４内には環状の浮動シール組立体８６を、軸線方向での移動可能に配置してある。この浮動シール組立体８６は凹溝８４内の底部を、シール内周面部８８で吐出圧力のガスから隔離しシール外周面部９０で吸入圧力のガスから隔離して、該底部を非旋回スクロール部材７０に設けた通路９２によって中間圧力の流体源、つまり両螺旋翼６０，７２間に形成され吸入圧力と吐出圧力間の中間の圧力にまで圧縮されたガスを含む流体ポケット（図示せず）に、連通させ得ることとする。これによって非旋回スクロール部材７０は旋回スクロール部材５８に向けて軸線方向で、非旋回スクロール部材７０の中心部に加わる吐出圧力に起因する力と凹溝８４の内底面に加わる中間流体圧力に起因する力とによって移動付勢を受け、両螺旋翼６０，７２間の翼先密封が向上する。非旋回スクロール部材７０中心部の凹溝７６及び開口７８内の吐出ガスは外殻１２内の吸入圧力のガスから、シート部８２に密封係合するシール組立体８６の作用によって隔離される。軸線方向での圧力付勢及び浮動シール組立体８６の機能は、本願出願人の米国特許Ｎｏ．５，１５６，５３９に詳細に記載されており、ここに同米国特許を引用してその記載を加入する。非旋回スクロール部材７０は軸受ハウジング２４に、該スクロール部材７０の制限された軸線方向変位が可能であるように（そして回転不能に）支持させてある。この非旋回スクロール部材７０は前述した米国特許Ｎｏ．４，８７７，３８２又は米国特許Ｎｏ．５，１０２，３１６に記載されている方式で支持でき、ここに同米国特許を引用してその記載を加入する。
【００１４】
図示の圧縮機は、入口管接手２０から入る吸入ガスの一部が外殻１２内に逃がされモータの冷却を援ける「側部低圧（ｌｏｗ  ｓｉｄｅ）」型のものである。外殻１２内へ戻される吸入ガスの流れ量が適当である限り、モータは所望の温度制限範囲内に維持される。しかし吸入ガスの流れが中断すると、冷却の不足によってモータ保護器９４が作動し機械が停止される。
【００１５】
以上に説明したスクロール式圧縮機の構造は既に公知であるか、本願出願人の係属中の特許出願の主題とされている。
【００１６】
この発明は機械的なバルブ機構１００に係り、同バルブ機構１００は浮動シール組立体８６中に一体的に組込まれている。このバルブ機構１００は圧縮機１０の定常状態の稼働中には完全に開放した状態にとどまり、圧縮機１０の停止時にのみ閉鎖する。バルブ機構１００が一旦完全に閉鎖すると浮動シール組立体８６は圧力差によって押下げられ、圧縮機１０の吐出側から吸入側へのガス流れを許す。
【００１７】
図２，３について説明して行くと、浮動シール組立体８６は構成部品を同心状に配置したサンドイッチ構造のもので、周方向で等間隔宛をおいて直立する複数個の一体的な突起１０４を有する環状の基板１０２を備えている。各突起１０４は、拡大された基端部１０６を有する。基板１０２上には環状のガスケット１０８を配置してあり、このガスケット組立体１０８は突起基端部１０６を支承するところの、周方向で等間隔おきに配置されている複数個の穴を備えている。ガスケット１０８上には環状のスペーサ板１１０を配置してあり、このスペーサ板１１０は突起基端部１０６を支承するところの、周方向で等間隔おきに配置されている複数個の穴を備えている。スペーサ板１１０上には環状の他のガスケット１１２を配置してあり、このガスケット１１２は突起１０４を支承するところの、周方向で等間隔おきに配置されている複数個の穴を備えている。シール組立体８６の組立て状態は突起１０４を支承するところの、周方向で等間隔おきに配置されている複数個の穴を備えた環状の上部シール板１１４によって、保持されている。シール板１１４は複数個の環状突起１１６を備えていて、これらの突起１１６はスペーサ板１１０中の複数個の穴に突入して該穴に係合し、シール組立体８６に対し安定性を付与する。シール板１１４は、上方向きに突出する平らな環状シールリップ部１１８も備えている。シール組立体８６は、符号１２０で示すように突起１０４端を据込むことによって諸部品を一緒に固定してあるものに構成されている。
【００１８】
したがってシール組立体８６は図３に明瞭に示すように３種の密封、つまり上下２つの接触面部１２２での内径密封、上下２つの接触面部１２４での外径密封、及び上端密封面部１２６での上端密封を付与する。内径密封部１２２は、環状凹溝８４底部内の中間圧力の流体を凹溝７６内の流体から隔離して密封する。外径密封部１２４は、環状凹溝８４底部内の中間圧力の流体を外殻１２内の吸入圧力の流体から隔離して密封する。上端密封面部１２６はシールリップ部１１８と環状シート部８２間で作用し、シール組立体８６上端部の上下にまたがって存在する吐出圧力を吸入圧力の流体から隔離して密封する。
【００１９】
上端密封面部１２６の直径は、圧縮機１０の定常稼働状態でシール組立体８６に加わる実際の密封力、つまり定常状態での圧力差に基づく力、が存在することとなるように選択されている。したがって望ましくない圧力状態が生じたときにシール組立体８６は強制的に押下げられ、圧縮機１０の吐出圧力領域から吸入圧力領域への流体流れを許す。この流れが十分に大きいと（高温の吐出ガスの漏れにより増大された）モータ冷却用ガス流れの不足によってモータ保護器９４が作動し、モータ２８への電力供給が断たれる。上端密封面部１２６の幅は、シールリップ部１１８とシート部８２間の単位圧力が定常状態での吐出圧力よりも大であって緊密な密封が保証されるように、選択されている。
【００２０】
シールリップ部１１８の内径部分は、吐出弁の弁座１３０に形成されている。この弁座１３０は、凹溝７６から吐出消音室８０内への圧縮ガスの流動を可能とする複数個の開口１３２を含む。マッシュルーム状の弁リテーナ１３４を、ねじ嵌め等の公知の取付け手段によって弁座１３０中心部の穴１３６に取付けてある。弁座１３０と弁リテーナ１３４間には環状の弁体１３８を配置してある。この弁体１３８の直径は、該弁体１３８が弁座１３０に着座したとき複数個の上記開口１３２が覆われることとなるように設定されている。弁体１３８と接触しているリテーナ１３４上部の直径は圧縮機１０の稼働中及び停止時に弁に対し作用する力を制御するため、弁体１３８の直径よりも小さく該直径に対し好ましい比率をなすように選択されている。このリテーナ１３４上部の直径は、弁体１３８の直径の５０％から１００％の範囲に選択される。図示の好ましい実施例ではリテーナ１３４上部の直径を弁体１３８の直径の約９５％に選択してある。圧縮機１０の稼働中に弁体１３８が、例えば高圧力比時におけるような極端な条件の下で生じるガス流れの脈動によって動的に振動するのは好ましくない。弁体１３８と弁リテーナ１３４間の適正な接触面積、及び「膠着（ｓｔｉｃｋｔｉｏｎ）」と称されている現象によって、弁体１３８が動的に振動するのを阻止できる。膠着はこの場合、弁体１３８と弁リテーナ１３４間に存在する潤滑油の表面張力によって弁体１３８が一時的に弁リテーナ１３４へと粘着することである。
【００２１】
弁リテーナ１３４には中心の透孔１４０を設けてあり、この透孔１４０の寸法は、弁体１３８が弁座１３０の開口１３２を閉鎖したときに適正量の吐出ガスが弁リテーナ１３４を通して流れることとなるように、設定されている。弁リテーナ１３４を通しての該ガス流れは、圧縮機１０が強制逆転される間に生じえる真空度を制限する。圧縮機１０の強制逆転は３相モータに対する誤配線に起因して、或いは凝縮器のファンが停止して駆動モータの失速が生じる程度までの吐出圧力が形成されるような種々の条件下で、生じえる。透孔１４０の直径をあまりに小さく設定すると、逆転中に過度の真空状態が生じる。透孔１４０の直径をあまりに大きく設定すると、圧縮機１０の停止時の逆転が適正には阻止されなくなる。
【００２２】
弁体１３８は圧縮機１０の正常稼働中、図３に示す開放位置に保持され、加圧された冷媒が吐出通路７４から凹溝７６中へ、そして複数個の開口１３２を通って吐出消音室８０内に流れる。指令を満たすため意図的に或いは電力供給の遮断により不測に圧縮機１０が停止されると、吐出消音室８０内からの圧縮冷媒の逆流の結果として、またより程度が小さいが両スクロール翼６０，７２によって形成された流体ポケット中の加圧されたガスにより、旋回スクロール部材５８の逆旋回動が起こされる可能性が大である。弁体１３８は最初、上述した膠着現象によって開放位置に保持される。圧縮機１０が停止したとき圧縮冷媒の初期逆流に起因する力により、またより程度は小さいが図示の構造例の場合には重力に起因する力により、一時的な粘着状「膠着」が打ち破られ、弁体１３８が下降して複数個の開口１３２を閉鎖し、吐出消音室８０からの圧縮冷媒の流れが、透孔１４０を通して許容される量の流れを除いては停止する。透孔１４０を通しての制限された量の流れは浮動シール組立体８６の下降を阻止するのに十分ではなく、このため密封面部１２６での密封が解除され吐出圧力の冷媒が圧縮機１０の吸入圧力領域へと流れることができ、吐出圧力が吸入圧力と等しくされ旋回スクロール部材５８の逆転が停止する。
【００２３】
このように弁座１３０、弁リテーナ１３４及び弁体１３８を含むシール組立体８６は圧縮機停止後に、該圧縮機１０を通しての加圧流体の逆流量を制限する。このように冷媒逆流が制限されることによって停止時に発生する騒音を、圧縮機１０の性能に不利な影響を及ぼすことなく制御する能力が与えられる。停止時騒音の制御はしたがって、単純で低コストの構造で達成される。
【００２４】
強制逆転中に透孔１４０は真空状態が形成されるのを阻止するのに十分な冷媒逆流を許し、モータ保護器９４が作動し圧縮機１０を停止させるまでスクロール部材５８，７０を保護するのに十分な量の冷媒を供給する。
【００２５】
上述のように圧縮機停止後に吐出消音室８０からの流体逆流を制限することは、図２，３に示した構造による他、例えば弁体１３８の寸法（直径）を弁座１３０の各開口１３２を部分的にのみ閉鎖するように設定するか、或いは弁体１３８の形状を弁座１３０の複数開口１３２のうちの一部の開口１３２のみを閉鎖して残りの開口１３２は開放状態に留めるように設定して、吐出消音室８０から凹溝７６へと連なる流体通路を圧縮機停止後に絞る構造によっても、達成できる。
【００２６】
図４は、この発明の他の実施例に係る浮動シール組立体２８６を示している。逆転の阻止と強制逆転に対する保護とは、互いに相反する要求である。逆転を阻止するためには弁体１３８により開口１３２をできるだけ迅速に閉鎖させ、スクロール部材５８，７０に対し供給される加圧ガス量をできるだけ少なくして逆転駆動力を無くすようにすることを、必要とする。強制逆転に対する保護を得るためには吐出消音室８０からのガスがスクロール部材５８，７０を通して逆方向へ、スクロール翼６０，７２によって形成された流体ポケット内の真空度が制限されるように流すことを、必要とする。真空度の制限は、スクロール部材５８，７０間に生じる摩擦損傷を阻止するのに役立つ。
【００２７】
図１−３の実施例は、逆転の阻止と強制逆転中の保護との間の機能上の妥協を図ったものである。透孔１４０の直径は、強制逆転中に適正量のガスが弁体１３８を迂回して流れることを許すが同ガス流量を、停止時のスクロール逆転量を十分に減少させるように制限することとなるように、選択されている。図４に示した浮動シール組立体２８６は上述の相反する要求に、強制逆転中の冷媒逆流に時間的な遅れを与えることによって対処している。吐出圧力領域と吸入圧力領域間の圧力平衡化は、比較的短時間で起きる。この圧力平衡化時間に実質的に等しい時間間隔だけ弁体１３８を迂回する逆流を遅延させることによって、逆転の阻止と強制逆転に対する保護との両方を得ることができる。
【００２８】
図４に示すように浮動シール組立体２８６は、シールリップ部１１８の内径部分に一体形成された弁座１３０を有する。この弁座１３０は、凹溝７６から吐出消音室８０内への圧縮ガスの流動を可能とする複数個の開口１３２を含む。マッシュルーム状の弁リテーナ２３４を、ねじ嵌め等の公知の取付け手段によって弁座１３０中心部の穴１３６に取付けてある。弁座１３０と弁リテーナ２３４間には環状の弁体１３８を配置してある。この弁体１３８の直径は、該弁体１３８が弁座１３０に着座したとき複数個の上記開口１３２が覆われることとなるように設定されている。弁体１３８と接触しているリテーナ２３４上部の直径は圧縮機１０の稼働中及び停止時に弁に対し作用する力を制御するため、弁体１３８の直径よりも小さく該直径に対し好ましい比率をなすように選択されている。このリテーナ２３４上部の直径は、弁体１３８の直径の５０％から１００％の範囲に選択される。図示の好ましい実施例ではリテーナ２３４上部の直径を弁体１３８の直径の約９５％に選択してある。弁リテーナ２３４には中心の透孔２４０を設けてあり、この透孔２４０中に杆状の制御バルブ２４２を摺動可能に配置してある。この制御バルブ２４２は、軸部２４４と下端のヘッド部２４６とを有する。軸部２４４と透孔２４０間の滑り摩擦によって制御バルブ２４２の運動に対する緩衝作用が与えられる。スプリング２４８を、透孔２４０中途の肩部２５０と軸部２４４端に装着したリテーナ２５２間に配置してある。このスプリング２４８は杆状の制御バルブ２４２を、ヘッド部２４６が弁リテーナ２３４の下端面に対し係合することとなるように移動付勢する。杆状の制御バルブ２４２には、軸線方向の穴２５４と該穴２５４に連なる直径方向の穴２５６とを設けてある。後者の穴２５６は透孔２４０内の低部に開口させてある。
【００２９】
弁体１３８は圧縮機１０の正常稼働中、図４に示す開放位置に保持され、加圧された冷媒が吐出通路７４から凹溝７６中へ、そして複数個の開口１３２を通って吐出消音室８０内に流れる。スプリング２４８の付勢力により制御バルブ２４２のヘッド部２４６が弁リテーナ２３４の下端面に対し係合せしめられていて、透孔２４０及び穴２５４，２５６が閉鎖されている。指令を満たすため意図的に或いは電力供給の遮断により不測に圧縮機１０が停止されると、吐出消音室８０内からの圧縮冷媒の逆流の結果として、またより程度が小さいが両スクロール翼６０，７２によって形成された流体ポケット中の加圧されたガスにより、旋回スクロール部材５８の逆旋回動が起こされる可能性が大である。圧縮冷媒の初期の逆流によって弁体１３８が、弁座１３０上へと下降して複数個の開口１３２を閉鎖する。複数個の開口１３２の同閉鎖、及びスプリング２４８の作用による透孔２４０及び穴２５４，２５６の閉鎖によって、吐出消音室８０からのスクロール部材５８，７０中への圧縮冷媒の流れが全て停止し、これによって旋回スクロール部材５８の逆転が阻止される。冷媒流れの停止により浮動シール組立体２８６が下降し、吐出圧力の冷媒が圧縮機１０の吸入圧力領域へと流れうる。この冷媒流れによって圧力が平衡化され、旋回スクロール部材５８の逆転が阻止される。圧力平衡化は約０．２秒間で生じ、この時間は弁リテーナ２３４からのヘッド部２４６の離間に要する時間よりも短い。ヘッド部２４６の離間に係る望ましい同時間遅延は、バルブ軸部２４４と透孔２４０間の摩擦、バルブ系の慣性及びスプリング２４８による付勢といった作用によって与えられる。
【００３０】
このように弁座１３０、弁リテーナ２３４、弁体１３８及び杆状の制御バルブ２４２を含む浮動シール組立体２８６は圧縮機停止後に圧力の平衡化が生じるのに十分な時間だけ、該圧縮機１０を通しての加圧流体の逆流を阻止する。このように冷媒逆流が阻止されることによって停止時に発生する騒音を、圧縮機１０の性能に不利な影響を及ぼすことなく制御する能力が与えられる。停止時騒音の制御はしたがって、単純で低コストの構造で達成される。
【００３１】
単相モータへの一時的な電力供給の遮断後に起きえる強制逆転中に弁体１３８及びバルブ・ヘッド部２４６は、冷媒の初期逆流を阻止する。この冷媒逆流の阻止によって部分的な真空が生じ、それによってヘッド部２４６が弁リテーナ２３４から迅速に離れて穴２５４，２５６を通しての冷媒流れを許し、形成されつつある真空状態を制限する。真空状態の該制限によって、モータ保護器９４が作動し圧縮機１０が停止されるまでスクロール部材５８，７０を保護するのに十分な冷媒流れが与えられる。ヘッド部２４６の弁リテーナ２３４への接触状態を維持するスプリング２４８によって得られる冷媒逆流の一時的な遅延、バルブ軸部２４４と透孔２４０間の摩擦による緩衝、及びバルブ系の慣性は強制逆転に対する保護には直接関係しないが、強制逆転の阻止に対しては明確な利点となる。強制逆転に対する保護は誤配線、或いは凝縮器ファンの停止に起因する、駆動モータ２８を失速させる点までの吐出圧力の形成といったような種々の事態により、必要となることがある。
【００３２】
この発明の好ましい実施例について説明してきたが、特許請求の範囲を適正に解釈した範囲内で実施例の構造に変形或いは修正を加えて本発明を実施可能であることは、容易に理解される通りである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従ったバルブ機構を備えたスクロール式圧縮機を示す一部欠截縦断面図である。
【図２】図１に示した圧縮機を、キャップと仕切り壁の一部とを取除いて図示した横断平面図である。
【図３】図１に示してあるシール組立体部分の拡大縦断面図である。
【図４】図３に類似の縦断面図で、この発明の他の実施例を示している。
【符号の説明】
１２            外殻
２２            仕切り壁
３２            クランク軸
５８            旋回スクロール部材
６０            螺旋翼
７０            非旋回スクロール部材
７２            螺旋翼
７４            吐出通路
７６            凹溝
７８            開口
８０            吐出消音室
８２            シート部
８４            環状凹溝
８６，２８６    浮動シール組立体
１００          バルブ機構
１０８，１１２  ガスケット
１１８          シールリップ部
１２６          上端密封面部
１３０          弁座
１３２          開口
１３４，２３４  弁リテーナ
１３８          弁体
１４０，２４０  透孔
２４２          制御バルブ
２４４          軸部
２４６          ヘッド部
２４８          スプリング
２５４，２５６  穴
【図１】
0004124506.tif 000002
【図２】
0004124506.tif 000003
【図３】
0004124506.tif 000004
【図４】
0004124506.tif 000005