JP2012149615A

JP2012149615A - 容積形圧縮機

Info

Publication number: JP2012149615A
Application number: JP2011010359A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Matsunaga; 和行松永; Tetsuya Tadokoro; 哲也田所; Hitomi Sakai; 仁美酒井; Shuhei Niimura; 修平新村
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Appliances Inc
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-01-21
Publication date: 2012-08-09

Abstract

【課題】弁体の開き遅れを防止し、効率の高い容積形圧縮機を提供することを目的とする。
【解決手段】吸込逆止弁を閉じる際に付勢として利用するバネを使用せず、逆流してくる吐出ガス冷媒の流体力によって生じる圧力差で応答性良く浮上するように、吸込逆止弁側壁を切り欠き、逆流してくるガス冷媒を弁体内部に導く窓部を複数箇所形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は容積形圧縮機に係り、冷凍機や給湯機，空調機器等の冷凍サイクル装置用の圧縮機に関するものである。

本技術分野の背景技術として、特開２０１０−３１６７７号公報（特許文献１）がある。この公報には、「吸込逆止弁は、吸込通路の長手方向に移動自在に設けられて吸込管の一端側の開口を閉塞するための皿状の弁体と、弁体を背面側から吸込管の開口に向かって付勢するバネを有し、ガイド部材を更に設けることにより弁体の傾倒を抑制できる」と記載されている。

特開２０１０−３１６７７号公報

従来技術では吸込逆止弁が閉じる際に付勢する目的でバネを設置していたが、流量が多い運転条件で回されることが主流であったため、バネの抗力に対して十分大きな流体力を発生し易く、運転中は吸込逆止弁を完全に開いた状態に設計し易かった。バネの荷重設定値を大きくし過ぎると、吸込逆止弁が開き難くなり、吸込圧力損失が増大してしまう。逆に、小さくし過ぎると吸込逆止弁が閉じ難くなると共に、弁の作動が不安定となるので信頼性に悪い影響を及ぼしてしまう可能性がある。近年の環境問題の観点から二酸化炭素排出量削減を背景とし、電化製品の省エネ化のニーズがあり、高性能・高ＡＰＦ（Annual Performance Factor）が強く求められている。エアコンの運転も冷房中間条件，暖房中間条件と呼ばれるような低速・低負荷域での性能が重視されるようになり、吸込逆止弁開閉をバランス良く作動させるバネ荷重値の設定が大変難しくなっている。特に、運転中に吸込逆止弁が完全に開ききらず中途半端な位置にあることで、吸込口を塞いでしまい、圧力損失の要因となり、バネ自体が圧力損失や弁の開き遅れを招く抵抗力として捉えられるようになった。

本発明は、弁体の開き遅れを防止し、効率の高い容積形圧縮機を提供することを目的とする。

上記本発明の目的は、
停止時にガス冷媒の逆流を防止するための吸込逆止弁を備えた容積形圧縮機において、
前記吸込逆止弁は、複数の足部と、面部と、を備え、
前記ガス冷媒が前記吸込逆止弁の下側に導入されるように、前記各足部に隙間を設けたことを特徴とする容積形圧縮機
によって達成される。

また、上記本発明の目的は、
圧縮機外部より吸込口を介して導いた圧縮性流体を一時的に蓄える吸込室と、該吸込室より圧縮性流体を概略閉じた領域に導きその領域の容積を縮小させることによって該圧縮性流体を圧縮させる圧縮室と、該圧縮部より導いた圧縮性流体を外部に吐出させる吐出口と、該概略閉じた領域の容積を縮小させるための駆動源を有し、停止時等、該圧縮性流体の逆流を防止するために吸込口部に吸込管の開閉用の吸込逆止弁を備えた容積形圧縮機において、
吸込逆止弁が閉じる際に付勢となるバネを使用せず、逆流してくる該圧縮性流体の流体力によって生じる圧力差で浮上するように、逆止弁側壁を切り欠き、該圧縮性流体を弁体内部に導く窓部が複数箇所形成されていることを特徴とする容積形圧縮機
によって達成される。

本発明によれば、弁体の開き遅れを防止し、効率の高い容積形圧縮機を提供することができる。

実施例１を示す、代表的なスクロール圧縮機の縦断面図である。固定スクロール吸込口と吸込逆止弁の組み付け拡大図である。吸込逆止弁の詳細形状図である。

以下、本発明の第一の実施形態について図１，図２を用いて説明する。

図１は本実施形態を示すスクロール圧縮機の縦断面図、図２は固定スクロール吸込口と吸込逆止弁の断面拡大図を示している。

図１において、符号の１は密閉容器、２は圧縮機構部、３は旋回スクロール、３ａは旋回スクロールの渦巻状のラップ、４は固定スクロール、４ａは固定スクロールの渦巻状のラップ、５はクランク軸、６は固定スクロール４とクランク軸５を回転させる軸受を具備するフレーム、７は電動機部、８は可動スクロールの自転を阻止し旋回運動させるための自転阻止部材に係るオルダムリング、１１は密閉容器の蓋体、１２はターミナル、１３はターミナルカバー取付け用ピンである。

図１に示す本実施形態のスクロール圧縮機は、密閉容器１内に、圧縮機構部２と電動機部７とがクランク軸５を介して連結して収納されるものである。圧縮機構部２は、渦巻状ラップ４ａ，３ａをそれぞれ互いに噛み合せて圧縮室９を形成する。さらに、旋回スクロール３の自転阻止部材であるオルダムリング８と、固定スクロール４と結合されたフレーム６により構成されている。

次に、スクロール圧縮機の圧縮作用について説明する。

ロータ１５はステータ１６が発生する回転磁界により回転力を与えられ、ロータ１５に固定されたクランク軸５はロータ１６の回転に伴い回転動作を行い、旋回スクロール３はオルダムリング８の作用により自転することなく偏心回動（公転）する。旋回スクロール３の偏心回動により、吸込管１４を介して吸込まれたガス冷媒は吸込室１０から圧縮室９で徐々に圧縮され、吐出口４ｃから密閉容器１の中に放出される。放出されたガス冷媒は電動機部７を冷却して吐出管１７から外部の冷凍サイクルへ供給される。

図２を用いて固定スクロール吸込口４ｂと吸込逆止弁１８の構造について説明する。図２の（ａ）に従来技術を、図２の（ｂ）に本発明の実施例の構成を示している。

先ず従来技術である（ａ）の機構について説明を行う。スクロール圧縮機運転時から停止状態に入る際、圧縮機構部２から吸込口４ｂを介して冷媒がサイクル側に逆流する現象が起こる。ガス冷媒は圧縮機構部２で圧縮されていたため吸込圧力よりも圧力が高くなっているためである。圧縮機構部２内の圧縮室９は中心に行くほど圧力が高いため、ここから圧縮室９内のガス冷媒が、圧力の低い、つまりエネルギーの低い吸込側に戻ろうとして、圧縮室９の容積を減じるようにクランク軸５及びロータ１５を逆回転させる。この逆回転を防止するため、吸込逆止弁１８を吸込管１４部に設置し、吸込管１４を閉じるような機構を採用している。

従来技術では圧縮室９内にあったガス冷媒だけでなく、密閉容器１内の吐出圧ガス冷媒が一斉に逆流し始めると、大きな負荷が吸込逆止弁１８に掛かるため、スプリング１９の付勢を利用して吸込逆止弁１８の開閉の応答性を良くしていた。

次に本発明の実施例である（ｂ）の機構について説明を行う。上記（ａ）の機構に対して、吸込逆止弁１８ではスプリング１９を使用せずに流体力によって生じる圧力差で開閉の応答性を良くすることができる。この原理は次のようである。先ず逆流が起こると、吸込逆止弁１８の上をガス冷媒が通る。するとベルヌーイの定理により、吸込逆止弁１８の上の圧力が下がることになる。すると吸込逆止弁１８には、図中上向きの力が作用することになる。この状態で吸込逆止弁１８の下側に流入したガス冷媒が、吸込逆止弁１８に図中上向きの力を生じさせる。従って、吸込逆止弁１８は図中上向きに動作することとなる。

なお、通常運転時に吸込逆止弁１８を鎮座することとなる台座２０の形状を工夫している。台座２０は吸込逆止弁１８の全てを支える訳ではなく、その一部のみを支えるように、台座２０の端部は吸込逆止弁１８の足部１８ａよりも吸込逆止弁１８の中心側に位置させている。台座２０の高さは、吸込みの際、つまり順流の際のことを考慮するとなるべく低くすることが好ましく、逆流防止の観点からはなるべく高くすることが好ましい。従って、台座２０の高さは、足部１８ａの高さＨａから吸込逆止弁１８の高さＨ０の間で設定することとする。

また、吸込逆止弁１８の下側にガス冷媒が導入されやすいように、吸込逆止弁１８の形状を工夫している。図３に本発明の実施例における吸込逆止弁１８の詳細な形状を示す。吸込逆止弁１８は、足部１８ａと、面部１８ｂとからなる。足部１８ａは複数設けられており、互いに隙間が空けられている。この隙間は別の見方をすれば、側壁の切欠き或いは窓部と見ることもできる。吸込逆止弁１８の側壁部切欠きを３箇所設け、スクロール圧縮機の停止状態に入る際、逆流してくる吐出ガス冷媒を切欠いた窓部から吸込逆止弁１８内に導入することにより、吸込逆止弁１８周りに圧力差が生じ、吸込逆止弁１８を吸込管１４の方へ浮上させるので、スプリング１９を使用せずとも閉じ遅れを防止することが可能となる。

以上、本実施例によれば、バネを使用していないため、吸込圧力の損失低減ができ、冬季の暖房運転始動時などのエアコンサイクル全体が冷却されている状態で起こり易い吸込圧力の低下による弁体の開き遅れの防止が図れ、高効率かつ信頼性の高い容積形圧縮機を提供することができる。

１密閉容器
２圧縮機構部
３旋回スクロール
３ａ旋回スクロールの渦巻状ラップ
３ｂ旋回スクロール鏡板
４固定スクロール
４ａ固定スクロールの渦巻状ラップ
４ｂ固定スクロール吸込口
４ｃ固定スクロール吐出口
５クランク軸
５ａクランク軸油孔
６固定スクロール４とクランク軸５を回転させる軸受を具備するフレーム
７電動機部
８旋回スクロールの自転を阻止し旋回運動させるための自転阻止部材に係るオルダムリング
９圧縮室
１０吸込室
１１密閉容器の蓋体
１２ターミナル
１３ターミナルカバー取付け用ピン
１４吸込管
１５ロータ
１６ステータ
１７吐出管
１８吸込逆止弁
１８ａ足部
１８ｂ面部
１９スプリング
２０台座

Claims

停止時にガス冷媒の逆流を防止するための吸込逆止弁を備えた容積形圧縮機において、
前記吸込逆止弁は、複数の足部と、面部と、を備え、
前記ガス冷媒が前記吸込逆止弁の下側に導入されるように、前記各足部に隙間を設けたことを特徴とする容積形圧縮機。
圧縮機外部より吸込口を介して導いた圧縮性流体を一時的に蓄える吸込室と、該吸込室より圧縮性流体を概略閉じた領域に導きその領域の容積を縮小させることによって該圧縮性流体を圧縮させる圧縮室と、該圧縮部より導いた圧縮性流体を外部に吐出させる吐出口と、該概略閉じた領域の容積を縮小させるための駆動源を有し、停止時等、該圧縮性流体の逆流を防止するために吸込口部に吸込管の開閉用の吸込逆止弁を備えた容積形圧縮機において、
吸込逆止弁が閉じる際に付勢となるバネを使用せず、逆流してくる該圧縮性流体の流体力によって生じる圧力差で浮上するように、逆止弁側壁を切り欠き、該圧縮性流体を弁体内部に導く窓部が複数箇所形成されていることを特徴とする容積形圧縮機。
請求項２において、
密閉容器内の圧縮機構部に、該固定スクロールおよび可動スクロールのそれぞれの台板上に直立する渦巻状のラップを設け、該渦巻状ラップを互いに噛合わせて圧縮室を形成する固定スクロールおよび可動スクロールを有し、該可動スクロールが該固定スクロールに対して見かけ上自転しないように旋回運動し、圧縮機外部より吸込口を介して導いたガス冷媒を一時的に蓄える吸込室と、該圧縮室より導いたガス冷媒を外部に吐出させる吐出口と、概略閉じた領域の容積を縮小させるための駆動源を有し、停止時等、該圧縮性流体の逆流を防止するために吸込口部に吸込管の開閉用の吸込逆止弁を備えたスクロール圧縮機。
請求項２において、
密閉容器内の圧縮機構部に、該固定スクロールおよび可動スクロールのそれぞれの台板上に直立する渦巻状のラップを設け、該渦巻状ラップを互いに噛合わせて圧縮室を形成する固定スクロールおよび可動スクロールを有し、該可動スクロールが該固定スクロールに対して見かけ上自転しないように旋回運動し、圧縮機外部より吸込口を介して導いたガス冷媒を一時的に蓄える吸込室と、該圧縮室より導いたガス冷媒を外部に吐出させる吐出口と、概略閉じた領域の容積を縮小させるための駆動源を有し、停止時等、該圧縮性流体の逆流を防止するために吸込口部に吸込管の開閉用の吸込逆止弁を備え、吸込口から吸込室への流路が真っ直ぐな形状となっていないスクロール圧縮機。