JP2014206060A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吸込逆止弁が浮上するような低速運転時においても吸込部における圧力損失を低減する。【解決手段】スクロール圧縮機は、固定スクロール５と、旋回スクロールと、この旋回スクロールを旋回運動させるための電動機及びクランク軸と、これらの部品を収容する密閉容器と、この密閉容器外から前記固定スクロールの吸込ポート５ｃにガスを導入するための吸込パイプ２ｄと、前記吸込ポート内に設けられ、該吸込ポートの軸方向に移動可能に設けられた吸込逆止弁２２と、この吸込逆止弁を前記吸込パイプの方向に押圧する弾性体１９を備えている。また、吸込室５ｆに前記吸込ポートを介して連通する拡大ポート５ｄを前記固定スクロールの台板５ａに設け、吸込パイプから吸込ポートに導入されたガスの一部が、前記拡大ポートに流れ、更に吸込逆止弁の背面側を流れて前記吸込室に流入可能に構成されている。【選択図】図３

Description

本発明はスクロール圧縮機に関し、特に、冷凍機や空調機などの冷凍サイクル装置に使用される冷媒圧縮機、空気などのガスを圧縮するガス圧縮機として好適なものである。

スクロール圧縮機は、ロータリー圧縮機等の他の形式の圧縮機と比較して、高効率で低振動・低騒音であることから、様々な冷凍空調機器等に使用されている。冷凍空調機器では、近年の省電力化の需要から、実負荷に合わせた運転制御の要求が高まっている。このためスクロール圧縮機としては、従来の回転数制御範囲よりも、更に回転数制御範囲を拡大し、特に負荷が小さい場合に対応し、低速運転時においても高効率で運転できることが重要視されてきている。なお、スクロール圧縮機の効率を低下させる要因の一つとして、吸込部における圧力損失がある。スクロール圧縮機の吸込部の構造に関する従来技術としては、例えば以下の特許文献に記載のものがある。

特公平１−３４３１２号公報（特許文献１）に記載のスクロール圧縮機では、吸入通路孔の内壁面をガイド面として移動する弁（吸込逆止弁）を設け、運転時には吸入ガス圧力により前記弁を開いてガスを吸入し、停止時には前記弁がバネにより付勢されて閉じることにより、圧縮ガスが吸込側に逆流するのを防止している。これにより、停止時に旋回スクロールが逆転して異音が発生したり、油が逆流するのを抑制している。

しかし、この特許文献１のものでは、運転時に、吸込逆止弁上方の吸込パイプから吸い込まれたガス冷媒が、前記吸込逆止弁の上面において直角に曲げられるため、大きな圧力損失が発生する原因となる。この吸込逆止弁の部分で発生する圧力損失を低減するようにした従来技術としては、特許文献２や特許文献３に記載のものがある。

特開２００５−１４００７０号公報（特許文献２）のものでは、固定スクロールに、吸込口から吸込室側に延びる連通溝を形成し、この連通溝の底面を吸込口側から吸込室側へ浅くなるように傾斜させた形状としている。これにより、流路断面積を拡大しつつ、連通溝による損失を抑制するようにしている。

また、特許第３２７９２２３号公報（特許文献３）のものでは、吸入孔の周囲に固定スクロールを貫通して圧縮室と前記吸入孔とを連通する補助吸入孔を設けることにより、ガス冷媒の吸入時における圧力損失を低減している。

特公平１−３４３１２号公報 特開２００５−１４００７０号公報 特許第３２７９２２３号公報

スクロール圧縮機の運転範囲（回転数制御範囲）の拡大要求に対応し、負荷が小さい場合には低速運転になるが、低速運転になると、上記特許文献１〜３のものでは、吸込部において大きな圧力損失が生じる課題がある。

即ち、運転時には、吸込ガス圧力により弁を下方へ押す力がバネの弾性力を上回ることで、前記弁を開き、ガスを吸入するが、圧縮機の回転数が低くなる低速運転時においては、吸込ガスの流量が低下するので、弁を下方へ押す力が弱まる。従って、相対的にバネの弾性力が大きくなると、弁は完全には開かず、図４に示すように、吸込逆止弁２２が浮上する状態が生じる。この図４に示すように、吸込逆止弁２２が浮上すると、吸込パイプ２ｄの下端部と前記弁２２との距離が近づき、流路断面積が減少する。このため、吸込部における圧力損失が増大するという課題がある。また、吸込逆止弁２２から下流側へのガスの流れは、図４に矢印で示すようになり、弁下流側の下方の領域Ａでは主流が流れず、所謂死水域となって、吸込流れに対して逆流する渦が発生する。この死水域の発生も、圧力損失の大きな原因となる。

なお、前記弁２２の浮上を抑えるために、バネ１９のバネ定数を小さくすることも考えられるが、バネ定数を小さくし過ぎると、前記吸込逆止弁２２が、圧縮機停止時に正常に閉じなくなる恐れがある。従って、吸込逆止弁２２の動作の確実性確保の観点から、バネ定数をあまり小さくすることはできない。

上記特許文献２や特許文献３のものでは、固定スクロールの一部を削除することで吸込逆止弁下流側の流路を拡大し、圧力損失を低減するようにしているが、吸込逆止弁が浮上することにより、流路断面積が小さくなることや、弁下流側に死水域が生じて渦が発生して圧力損失が大きくなることに対する配慮は為されていない。

本発明の目的は、吸込逆止弁が浮上するような低速運転時においても吸込部における圧力損失を低減することのできるスクロール圧縮機を得ることにある。

上記目的を達成するため、本発明は、台板、該台板に立設されたラップ、前記台板に形成された吸込ポート及び前記ラップの巻き終わり側に形成された吸込室を有する固定スクロールと、台板及び該台板に立設されたラップを有し、前記固定スクロールと噛み合いながら旋回運動する旋回スクロールと、この旋回スクロールを旋回運動させるための電動機及びクランク軸と、これらの部品を収容する密閉容器と、この密閉容器外から前記固定スクロールの吸込ポートにガスを導入するための吸込パイプと、前記吸込ポート内に設けられ、該吸込ポートの軸方向に移動可能に設けられた吸込逆止弁と、この吸込逆止弁を前記吸込パイプの方向に押圧する弾性体を備えたスクロール圧縮機において、前記吸込室に前記吸込ポートを介して連通する拡大ポートを前記台板に設け、前記吸込パイプから前記吸込ポートに導入されたガスの一部が、前記拡大ポートに流れ、更に前記吸込逆止弁の背面側を流れて前記吸込室に流入可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、吸込逆止弁が浮上するような低速運転時においても吸込部における圧力損失を低減することのできるスクロール圧縮機を得ることができる効果がある。

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図。 図１における固定スクロールの底面図。 図２におけるIII−III線拡大断面図。 従来のスクロール圧縮機を示す図で、図３に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例２を示す図で、図３に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例３を示す図で、図３に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例４を示す図で、図３に相当する図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例５を示す図で、図３に相当する図。 図８に示すガイド部材を拡大して示す斜視図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例６を示す図で、図３に相当する図。 本発明の実施例７を説明する線図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例８を示す図で、図２に相当する図。 図１２におけるXIII−XIII線拡大断面図。 本発明のスクロール圧縮機の実施例９を示す図で、図３に相当する図。 図１４に示す吸込逆止弁を拡大して示す斜視図。

以下、本発明のスクロール圧縮機の具体的実施例を図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。

本発明のスクロール圧縮機の実施例１を図１〜図３により説明する。図１は本発明のスクロール圧縮機の実施例１を示す縦断面図、図２は図１における固定スクロールの底面図、図３は図２におけるIII−III線拡大断面図である。
本実施例１のスクロール圧縮機の全体構成を図１により説明する。本実施例のスクロール圧縮機は空調機などの冷凍サイクル装置に使用されるものである。

スクロール圧縮機１は、固定スクロール５とこれに噛み合う旋回スクロール６を備える圧縮機構部３と、この圧縮機構部３を駆動する電動機４と、この圧縮機構部３と電動機４を収納する密閉容器２などから構成されている。前記密閉容器２は、円筒状のケース２ａと、このケース２ａの上部には蓋チャンバ２ｂが、下部には底チャンバ２ｃが溶接されている。前記蓋チャンバ２ｂには吸込パイプ２ｄが取り付けられ、前記ケース２ａの側面には吐出パイプ２ｅが取り付けられている。また、前記密閉容器２内の上部には前記圧縮機構部３が、下部には前記電動機４が配置され、密閉容器２の底部には潤滑油が貯留される油溜り１３が形成されている。前記圧縮機構部３の上部の密閉容器２内は吐出室２ｆとなっており、前記密閉容器２の内部は吐出圧力となっている。

前記固定スクロール５には台板５ａの鏡板面（下面）側に渦巻状のラップ５ｂが立設され、また前記旋回スクロール６にもその台板６ａの鏡板面（上面）側に渦巻状のラップ６ｂが立設されている。これらのラップ５ｂ，６ｂが噛み合うことで、圧縮室１１が形成されている。前記固定スクロール５の台板５ａ外周側には吸込ポート５ｃと、後述する拡大ポート５ｄが形成され、前記台板５ａの中央側には吐出口５ｅが形成されている。

前記吸込ポート５ｃには吸込逆止弁２２が設けられており、停止時にはバネ１９により前記吸込パイプ２ｄの下端部（下端面）に押し付けられることにより、前記圧縮室１１側から前記吸込パイプ２ｄ側に圧縮ガスが逆流するのを防止するようにしている。運転時には、冷凍サイクルからのガス冷媒が前記吸込パイプ２ｄから前記吸入ポート５ｄに吸い込まれる。このときの吸込ガス圧力により、前記吸込逆止弁２２は下方に押し下げられ、吸込流路が確保される。吸い込まれたガス冷媒は、前記圧縮室で圧縮された後、前記吐出口５ｅから前記吐出室２ｆ内に吐出される。

前記固定スクロール５の下面にはフレーム９がボルト８により固定され、このフレーム９内に前記旋回スクロール６が収容されて支持されている。前記フレーム９には、クランク軸７の主軸部７ａを回転自在に支持する主軸受９ａを備えている。前記クランク軸７の上端部は偏心軸部７ｂとなっており、この偏心軸部７ｂは前記旋回スクロール６の背面（下面）中央側に形成されたボス部６ｃに旋回軸受６ｄを介して連結されている。

前記旋回スクロール６の背面側と前記フレーム９との間の背圧室９ｂには、オルダムリング１２が配置されており、このオルダムリング１２は、前記旋回スクロール６の背面側に形成されたキー溝と前記フレーム９に形成されたキー溝に係合されている。このオルダムリング１２により、前記旋回スクロール６は、前記クランク軸７の偏心部７ｂの偏心回転を受けて、自転することなく旋回（公転）運動をする。

前記電動機４は、固定子４ａと回転子４ｂを備えており、固定子４ａは密閉容器２に圧入や溶接などにより締結されている。前記回転子４ｂは前記クランク軸７に固定され、前記固定子４ａ内に回転自在に配置されている。前記クランク軸７の下端側は、副フレーム１７に設けた副軸受（下軸受）１７により支持され、該クランク軸７は前記電動機４によって回転される。前記クランク軸７内には、軸方向に貫通する給油通路７ｃが設けられており、前記油溜り１３の潤滑油１３を、主軸受９ａ、副軸受１７ａ及び旋回軸受６ｄなどへ、油溜り１３内の圧力（吐出圧力）と前記背圧室９ｂ内の圧力（吐出圧力と吸込圧力の間の圧力）との差圧により給油するように構成されている。

電動機４が駆動され、クランク軸７が回転することにより旋回スクロール６が旋回運動すると、ガス冷媒は、前記吸込パイプ２ｄから吸入され、この吸込パイプ２ｄと同軸上に設けられた前記吸込ポート５ｃから吸込室５ｆを経て、前記固定スクロール５と旋回スクロール６により形成される圧縮室１１に導かれ、この圧縮室１１がスクロールの中心方向に移動するに従い容積を縮小することにより、冷媒ガスは圧縮される。圧縮された冷媒ガスは固定スクロール５の台板５ａの略中央に設けられた吐出口５ｅから密閉容器２内の前記吐出室２ｆへ吐出され、その後前記固定スクロール５及びフレーム９と前記密閉容器２との間に形成された隙間（図示せず）を介して電動機室２ｇ側に流れ、吐出パイプ２ｅから外部へと吐出され、冷凍サイクルに送られる。

次に、図２及び図３を用いて、前記吸込部（吸込ポート５ｃ付近）の構造を詳細に説明する。図３に示すように、吸込ポート５ｃ内には吸込逆止弁（以下、単に弁ともいう）２２がバネ１９と共に設置されている。前記吸込ポート５ｃは円筒状に形成されており、前記吸込逆止弁２２は、円筒状の吸込ポート５ａの内壁面に沿って平行移動可能に設けられている。停止時にはガス冷媒が吸い込まれず、流体力が前記弁２２に作用しないので、バネ１９の弾性力により前記弁２２は吸込パイプ２ｄの下方端面（下端部）に接している。運転時には、吸い込まれるガス冷媒の圧力により、前記弁２２は下方に押し下げられる。図３は、低速運転時の吸込逆止弁２２の位置を示しており、吸込流量が少なく、弁２２は少しだけ下方に押し下げられた状態を示している。

図２及び図３に示すように、固定スクロール５には、渦巻状の前記ラップ５ｂにより螺旋状溝５ｇが形成され、この螺旋状溝５ｇの終端側は吸込室５ｆとなっている。５ｄは、前記吸込室５ｆに前記吸込ポート５ｃを介してのみ連通する位置の固定スクロール台板５ａに形成されている拡大ポートである。本実施例では、この拡大ポート５ｄは、固定スクロール台板５ａの鏡板面（旋回スクロール６と摺動する面）を貫通するように形成され、またこの拡大ポート５ｄの一部が前記吸込ポート５ｃの一部と重なる位置に設けられている。更に、この拡大ポート５ｄは、台板５ａの鏡板面側から前記吸込パイプ２ｄの下方端面のやや上方まで設けられている。

次に、吸込部におけるガス冷媒の流れと吸込逆止弁２２の動作について説明する。
スクロール圧縮機の運転が開始されると、前記電動機４の回転子４ｂが回転し、前記旋回スクロール６が旋回運動することで、ガス冷媒は吸込室５ｆから圧縮室１１に吸い込まれる。この吸込みが開始されることにより、吸込ポート５ｃの圧力が低下し、吸込逆止弁２２の上下面に圧力差が生じる。この圧力差により前記吸込逆止弁２２には下方に力が働き、バネ１９の弾性力を上回ることで、該吸込逆止弁２２は下方へ移動する。これにより、吸込パイプ２ｄからガス冷媒は吸込ポート５ｃに流入し、前記吸込逆止弁２２の上方でほぼ直角に曲がる吸込流路が形成される。なお、圧縮機の回転速度が増加するほど、ガス冷媒の吸入量が増加するので、前記弁２２はより下方に押し下げられる。

一方、スクロール圧縮機が停止すると、圧縮途中或いは圧縮完了した圧縮室１１内のガス圧力により、旋回スクロール６は逆回転しようとするが、吸込パイプ２ｄからのガス冷媒流れが無くなることで、前記吸込逆止弁２２はバネ１９により吸込パイプ２ｄ側へ押し上げられ、吸込パイプ２ｄの下方端面と接することで吸込流路が遮断され、圧縮ガスが吸込パイプ２ｄ側に流れないので、旋回スクロール６の逆転を防止することができる。

以上が基本的な動作であり、図４に示した従来のものでもこの基本的な動作は本実施例とほぼ同様である。しかし、空調負荷などが小さくなり、圧縮機の回転速度が低下した場合、ガス冷媒の吸入量が減少するので、吸入ガスにより吸込逆止弁２２を押し下げる力が小さくなるから、前記弁２２は上方に移動し、図３や図４に示す状態となり、本実施例のものと従来のものとでは吸込流路に大きな差異が生じる。

即ち、圧縮機の回転速度が低下すると、旋回スクロール６の回転速度が低下するため、単位時間あたりに圧縮する冷媒量は減少し、吸込パイプ２ｄから吸い込まれる冷媒の量も減少する。従って、バネ１９の弾性力に逆らって吸込逆止弁２２を押し下げる流体力も減少するから、吸込逆止弁２２が浮上する。

吸込逆止弁２２が浮上すると、図４に示すような従来のものでは、吸込逆止弁２２、固定スクロール５の壁面及び吸込パイプ２ｄの下方端面により流路断面積が絞られるために、吸込ガス冷媒の流れが阻害され、圧力損失が大きくなる。また、ガス冷媒は、図４に矢印Ｂで示すように流れるため、吸込逆止弁２２の下流側下方の領域Ａにおいては主流が到達せずに逆流渦が発生する。このため、前記領域Ａは吸込流路として有効に用いられていない。

これに対し、本実施例のものでは、図３に示すように、圧縮機の回転速度が低下して吸込逆止弁２２が浮上してくると、ガス冷媒の流れは、矢印Ｂ１，Ｂ２で示すように、吸込逆止弁２２の上面で分岐し、一方の流れＢ１は吸込逆止弁２２の上方を通過して直接吸込室５ｆ側（圧縮室１１側）へ流れる。もう一方の流れＢ２は、前記吸込逆止弁２２の上方から拡大ポート５ｂに流れ、この拡大ポート５ｂから前記吸込逆止弁２２の下方側（背面側）の空間を通過して前記吸込室５ｆに流れ、上記の流れＢ１と合流し、圧縮室１１へと吸い込まれる。これにより、従来のものでは有効に用いられていなかった図４に示す領域Ａについても、本実施例では有効な吸込流路を形成することができ、全体として流路断面積を拡大することができる。また、吸込逆止弁２２の下方（背面側）に流れが発生することにより、弁２２の背面側の静圧が低下し、弁２２を下方に移動させる力が発生する。これにより吸込逆止弁２２をより大きく開くことが可能となる。

これらの理由により、吸込部における圧力損失を従来のものより大幅に低減することができ、効率の高いスクロール圧縮機を実現することができる。
更に、従来のものでは、流れが１方向となるため、吸込逆止弁２２の吸込室５ｆ側に大きな流体力が作用し、前記弁２２の反吸込室５ｆ側に作用する流体力は小さくなる。このため、吸込逆止弁２２に作用する力のバランスが悪くなり、弁２２が傾いた状態で吸込ポート５ａ内を上下動するので、弁の引っ掛かり等による動作不良が生じ易い。これに対し、本実施例のものでは、吸込逆止弁２２上で流れが２方向に分岐するので、吸込逆止弁２２に作用する力のバランスが改善され、吸込逆止弁２２は傾くことなくスムーズに吸込ポート５内を移動する。従って、弁２２の引っかかり等による動作不良を低減することができるから、信頼性を向上できる効果も得られる。

以上述べたように、本実施例によれば、前記吸込室５ｆに前記吸込ポート５ｃを介して連通する拡大ポート５ｄを前記台板５ａに設け、前記吸込パイプ２ｄから前記吸込ポート５ｃに導入されたガスの一部が前記拡大ポート５ｄに流れ、更に前記吸込逆止弁２２の背面を流れて前記吸込室５ｆに流入するように構成しているので、吸込逆止弁２２が浮上するような低速運転時においても、吸込部における圧力損失を低減することのできるスクロール圧縮機を得ることができる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例２を、図５を用いて説明する。図５は本実施例２を示す図で、上述した図３に相当する図である。また、図５において、図１〜図３と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示しており、同一部分についてはその説明を省略する。

上記実施例１では、拡大ポート５ｄを円柱状に形成しているが、本実施例では、前記拡大ポート５ｄの形状を半円錐状に形成したものである。即ち、本実施例では、前記拡大ポート５ｂの水平断面形状が鉛直方向に沿って一様ではなく、吸込パイプ２ｄ側に近づくにつれて水平方向の断面積が減少するように傾斜付きの拡大ポートとしている。このように構成することにより、吸込逆止弁２２上で分岐して拡大ポート５ｄに流入する流れを、傾斜付きの拡大ポートの傾斜面でスムーズにガイドすることができる。拡大ポート５ｄでの流れがスムーズになることにより、前記吸込逆止弁２２上で吸込ガス冷媒をバランス良く分岐させることができ、これにより吸込逆止弁２２に作用する流体力のバランスも改善し、弁動作の安定性を向上できるから、弁動作の信頼性を向上できる。

また、上記実施例１のものでは、図３に示すように、拡大ポート５ｂの左上隅の領域では、分岐流が流れ難く、この部分に渦が発生して損失が発生し易い。これに対し、本実施例２のように拡大ポート５ｄを傾斜面構造にすることにより、分岐流が流れ難くなる部分を無くすか少なくでき、この点からも流れを更にスムーズにできるから、吸込部における圧力損失を低減することができる。

なお、図５では前記拡大ポート５ｄを半円錐状に形成した例を示したが、前記傾斜面は、図５のような鉛直断面（縦断面）で見たときに必ずしも直線状である必要はなく、曲線状にしたり、階段状にすることも可能であり、また拡大ポート５ｄの上部だけ円錐状とし、下部は円柱状にしても良い。即ち、前記拡大ポート５ｄは、その流入側の水平断面積が出口側の水平断面積よりも小さくなるように形成（入口側で狭く、出口側で広くなった形状に形成）されていれば良い。

本発明のスクロール圧縮機の実施例３を、図６を用いて説明する。図６は本実施例３を示す図で、上述した図３に相当する図である。また、図６において、図１〜図３と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示しており、同一部分についてはその説明を省略する。

本実施例では、吸込逆止弁２２の上面中央側を上に凸な円錐状の突起部２２ａとしたもので、吸込逆止弁２２上部における流れの分岐がよりスムーズに為されるようにしたものである。このように構成することにより、圧力損失を更に低減することができる。また、本実施例によれば、吸込パイプ２ｄから拡大ポート５ｄ側への流れだけでなく、吸込パイプ２ｄから吸込ポート５ｂを経由せずに直接吸込室５ｆへ流れる流れについても改善できる。なお、前記吸込逆止弁２２における前記突起部２２ａの外周部（上面外周部）はリング状の平面部２２ｂに形成されており、この平面部２２ｂが吸込パイプ２ｄの下端面と接触することで、逆止弁として機能するように構成されている。また、前記突起部２２ａの形状は必ずしも円錐状でなくても良く、鉛直断面で見て曲線的な構造にして、流れをよりスムーズにガイドし、流路抵抗を更に低減することもできる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例４を、図７を用いて説明する。図７は本実施例４を示す図で、上述した図３に相当する図である。また、図７において、図１〜図３と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示しており、同一部分についてはその説明を省略する。

本実施例では、吸込逆止弁２２の下側（背面側）外周部の形状を、拡大ポート５ｄから弁２２の背面側の空間に流入するガスの流れに沿うように曲面部２２ｃを形成したものである。このように構成することにより、拡大ポート５ｄに流入したガス冷媒の流れを、吸込逆止弁２２の背面側空間にスムーズにガイドでき、吸込逆止弁２２から流れが剥離するのを抑制することができる。この結果、吸込部における圧力損失を更に低減でき、スクロール圧縮機の効率を向上できる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例５を、図８及び図９を用いて説明する。図８は本実施例５を示す図で、上述した図３に相当する図、図９は図８に示すガイド部材を拡大して示す斜視図である。また、図８において、図１〜図３と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示しており、同一部分についてはその説明を省略する。

本実施例においては、図８に示すように、拡大ポート５ｄの台板鏡板面側にガスの流れをガイドするガイド部材２３を設けたものである。このガイド部材２３は、前記拡大ポート５ｄの台板５ａ鏡板面側に形成された溝５ｉに嵌合されている。また、このガイド部材２３は、図９に示すように、前記溝５ｉに密着して嵌合される固定部２３ａと、滑らかな曲面形状を持ち、ガス流れを前記吸込逆止弁２２の背面側に案内する導流部２３ｂを有している。

前記溝５ｉは、ガイド部材２３の前記固定部２３ａよりも僅かに小さい形状に形成されており、前記固定部２３ａを前記溝５ｉに圧入することで、前記ガイド部材２３は固定スクロール６に対して図８に示すように固定されている。また、前記ガイド部材２３の鏡板面側は、台板５ａの鏡板面よりも僅かに上方（反鏡板面側）に位置するように構成しており、固定スクロール５側の鏡板面と前記旋回スクロール６側の鏡板面とが密着して摺動するのを阻害しないようにしている。

本実施例では、上述したようにガイド部材２３を設けているので、前記拡大ポート５ｄに流入したガス冷媒は、前記導流部２３ｂの曲面に沿って円滑に吸込逆止弁２２の下方（背面側）へと案内されるから、流れの剥離を抑制することができる。従って、吸込部における圧力損失を更に低減でき、スクロール圧縮機の効率を向上できる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例６を、図１０を用いて説明する。図１０は本実施例６を示す図で、上述した図３に相当する図である。また、図１０において、図１〜図３、図７〜図９と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示しており、同一部分についてはその説明を省略する。

本実施例６は、上述した実施例４と実施例５で説明した特徴を備えている。更に、これら実施例４及び実施例５で説明した特徴に加え、本実施例では、前記吸込ポート５ｃ底部の前記バネ１９を受けるバネ座５ｈの部分に、前記吸込逆止弁２２の背面側を流れるガスの流れをガイドする隆起部５ｈ´を設けているものである。なお、前記隆起部５ｈ´は、前記バネ座部分を形成している前記固定スクロール５の部分に直接形成して設けても良いし、或いは前記隆起部５ｈ´を有するバネ座５ｈを別に製作し、前記吸入ポート５ｃの底部の固定スクロール５に固設して設けるようにしても良い。

このように構成することにより、吸込ポート５ｃから拡大ポート５ｄに流入したガス冷媒の流れは、ガイド部材２３の導流部２３ｂに案内されて前記吸込逆止弁２２の背面側空間に入り、ここで前記隆起部５ｈ´によりやや斜め上方に案内される。これにより、弁２２背面側のガス流れがより剥離し難くなり、前記吸込ポート５ｃから直接前記吸込室５ｆに流入するガス流れと吸込室５ｆでスムーズに合流し、圧縮室１１（図１参照）側へ流れる。従って、吸込部における圧力損失を更に低減することができ、スクロール圧縮機の効率を更に向上することができる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例７を、図１１の線図を用いて説明する。
上述した各実施例は、スクロール圧縮機の低速運転時に前記吸込逆止弁２２が浮上することは回避困難であるため、前記弁２２が浮上した場合には、拡大ポート５ｄから弁２２背面側を流れる流路を形成し、吸込部における圧力損失を低減できるようにしたものである。

前記吸込逆止弁２２は、スクロール圧縮機の運転速度が上昇するにつれて、吸込ガス圧力により、下方への移動量が大きくなり、吸込ポート５ｃから直接吸込室５ｆへ流れる流路面積が拡大し、吸込逆止弁２２背面側の流れは次第に減少するか無くなる。

これに対し、本実施例７では、スクロール圧縮機の運転速度が上昇した場合でも前記吸込逆止弁２２の下方への移動を抑えることで、前記拡大ポート５ｄから前記吸込逆止弁２２の背面側空間を通過して前記吸込室５ｆに流入する流路も積極的に確保するようにしたものである。

図１１は、本実施例におけるバネ１９の変形量と弾性力との関係を示す線図である。通常、バネ１９は変形量と弾性力との関係が一定の比例関係（線形の関係）にあるが、本実施例では図１１に示すように、バネ１９の変形量と弾性力との関係が非線形に構成されているもので、バネ１９は、その変形量に対して、変形量が小さいときには弾性力が小さく、変形量が大きくなると変形量に対する弾性力増加の割合が大きくなるような非線形な弾性力特性を有している。本実施例では、図１１に示したように、変位がある大きさを超えると傾きが増加するような弾性力特性を有するバネ１９を使用している。

これにより、低速運転で流量が少ないときには、吸込逆止弁２２が開き易くなるので、低速運転時でも前記弁２２が開く量が多くなり、流路面積をより大きくできる。また、ある程度前記弁２２が開いてバネ１９の変形量が大きくなると、バネの変形量に対し弾性力増加の割合が大きくなるので、前記弁２２は下方への移動がし難く（開き難く）なる。従って、本実施例では、低速運転からより高速運転まで、より広い運転速度（回転速度）域で前記吸込逆止弁２２を浮上させた状態にすることができから、拡大ポート５ｄから前記弁２２背面側空間を通過して吸込室５ｆに流入する流路も積極的に確保することができる。

吸込ポート５ｃに吸込逆止弁２２を用いた構造では、前記弁２２の上面においてガス冷媒が直角に曲げられたエルボ状流れとなるため、圧力損失が大きくなる。これに対し、本実施例では、より積極的に吸込逆止弁２２を浮上させることができるから、拡大ポート５ｄから前記弁２２背面側を通過する流れを、高速運転域でも確保することが可能となる。従って、低速運転域に限らず、高速運転域でも前記エルボ状流れを減少させることができるから、圧力損失をより低減することが可能となる。このように、本実施例によれば、広い運転速度域で、吸込部における圧力損失を低減することが可能となり、スクロール圧縮機の効率をより向上することが可能となる。

また、本実施例においては、上述した各実施例の構造を組み合わせることにより、拡大ポート５ｄから弁２２背面側を流れるガス流路の整流効果をより増大させることができ、吸込部における圧力損失を更に低減できる。

なお、本実施例において、前記バネ１９の変形量と弾性力との関係が非線形になるように構成するには、例えばコイルバネを使用する場合には、ピッチを不等間隔にするか、或いはコイルバネの線径を非一定にするなどの手段により実現することができる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例８を、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は本実施例８を示す図で、図２に相当する図、図１３は図１２におけるXIII−XIII線の拡大断面図である。また、図１２及び図１３において、図１〜図３と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示しており、同一部分についてはその説明を省略する。

本実施例８は、図１２及び図１３に示すように、吸込ポート５ｃの底部側に、吸込逆止弁２２の外径よりも小径に形成された径縮小部５ｃ´を設けたものである。そして、この径縮小部５ｃ´が前記吸込逆止弁２２のストッパとなることで、前記吸込逆止弁２２の背面側に、ガス冷媒が流通可能な流路が常に形成されるように構成しているものである。

即ち、図１３に破線Ｃ−Ｃで示した位置を境に、より下方側では吸込ポート５ｃの径を前記吸込逆止弁２２の外径よりも小さくしている。これにより、吸込逆止弁２２は破線Ｃ−Ｃの位置よりも下方側には移動できないので、スクロール圧縮機が高速運転になった場合でも、拡大ポート５ｄから前記弁２２の背面側を通過するガス流路を確保でき、上記実施例７の場合と同様の効果が得られ、吸込部における圧力損失をより低減することが可能となる。

本発明のスクロール圧縮機の実施例９を、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は本実施例９を示す図で、図３に相当する図、図１５は図１４に示す吸込逆止弁２２を拡大して示す斜視図である。また、図１４及び図１５において、図１〜図３と同一符号を付した部分は同一または相当する部分を示しており、同一部分についてはその説明を省略する。

本実施例９は、図１４及び図１５に示すように、吸込逆止弁２２の背面側（前記吸込パイプ２ｄと反対側の面）の中央部に、前記吸込逆止弁２２の軸方向の移動を規制するための移動規制部材２２ｄを突出するように設けているものである。本実施例では前記移動規制部材２２ｄを細い円柱状に形成している。

本実施例によれば、前記吸込逆止弁２２に設けた移動規制部材２２ｄにより、前記吸込逆止弁２２の下方（背面）側に常に空間を形成することができるから、上記実施例８と同様に、スクロール圧縮機が高速運転になった場合でも、拡大ポート５ｄから前記弁２２の背面側を通過するガス流路を常に確保することができる。従って、上記実施例７や実施例８と同様の効果が得られ、吸込部における圧力損失をより低減することが可能となり、より高効率なスクロール圧縮機を得ることができる。

以上述べたように、本発明の各実施例によれば、吸込室５ｆに吸込ポート５ｃを介して連通する拡大ポート５ｄを前記台板５ａに設け、吸込パイプ２ｄから前記吸込ポート５ｃに導入されたガスの一部が、前記拡大ポート５ｄに流れ、更に前記吸込逆止弁２２の背面側を流れて前記吸込室５ｆに流入可能に構成されているので、前記吸込逆止弁２２が浮上するような低速運転時においても、吸込流路断面積を広く維持して吸込部における圧力損失を低減することのできるスクロール圧縮機を得ることができる効果がある。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例では冷凍機や空調機などの冷凍サイクル装置使用される冷媒圧縮機としてのスクロール圧縮機についての実施例を説明したが、空気などを圧縮する空気圧縮機としてのスクロール圧縮機などにも同様に適用することができるものである。

また、上述した実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１：スクロール圧縮機、２：密閉容器、
２ａ：ケース、２ｂ：蓋チャンバ、２ｃ：底チャンバ、
２ｄ：吸込パイプ、２ｅ：吐出パイプ、２ｆ：吐出室、２ｇ：電動機室、
３：圧縮機構部、
４：電動機、４ａ：固定子、４ｂ：回転子、
５：固定スクロール、５ａ：台板、５ｂ：ラップ、
５ｃ：吸込ポート、５ｃ´：径縮小部、５ｄ：拡大ポート、
５ｅ：吐出口、５ｆ：吸込室、５ｇ：螺旋状溝、
５ｈ：バネ座（バネ座部分）、５ｈ´：隆起部、５ｉ：溝、
６：旋回スクロール、６ａ：台板、６ｂ：ラップ、６ｃ：ボス部、６ｄ：旋回軸受、
７：クランク軸、７ａ：主軸部、７ｂ：偏心軸部、７ｃ：給油通路、
８：ボルト、９：フレーム、９ａ：主軸受、９ｂ：背圧室、
１１：圧縮室、１２：オルダムリング、１３：油溜り、
１７：副フレーム、１７ａ：副軸受、
１９：バネ（弾性体）、
２２：吸込逆止弁、２２ａ：突起部、２２ｂ：平面部、
２２ｃ：曲面部、２２ｄ：移動規制部材、
２３：ガイド部材、２３ａ：固定部、２３ｂ：導流部。

Claims (9)

1. 台板、該台板に立設されたラップ、前記台板に形成された吸込ポート及び前記ラップの巻き終わり側に形成された吸込室を有する固定スクロールと、台板及び該台板に立設されたラップを有し、前記固定スクロールと噛み合いながら旋回運動する旋回スクロールと、この旋回スクロールを旋回運動させるための電動機及びクランク軸と、これらの部品を収容する密閉容器と、この密閉容器外から前記固定スクロールの吸込ポートにガスを導入するための吸込パイプと、前記吸込ポート内に設けられ、該吸込ポートの軸方向に移動可能に設けられた吸込逆止弁と、この吸込逆止弁を前記吸込パイプの方向に押圧する弾性体を備えたスクロール圧縮機において、
   前記吸込室に前記吸込ポートを介して連通する拡大ポートを前記台板に設け、前記吸込パイプから前記吸込ポートに導入されたガスの一部が、前記拡大ポートに流れ、更に前記吸込逆止弁の背面側を流れて前記吸込室に流入可能に構成されている
   ことを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記拡大ポートにおける流入側の水平断面積が出口側の水平断面積よりも小さくなるように形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
3. 請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記吸込逆止弁の上面中央側を上に凸な突起部に形成し、且つ前記吸込逆止弁の上面外周部はリング状の平面部に形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
4. 請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記吸込逆止弁の下側外周部の形状を、前記拡大ポートから前記吸込逆止弁の背面側空間に流入するガスの流れに沿うように曲面部に形成していることを特徴とするスクロール圧縮機。
5. 請求項１に記載のスクロール圧縮機において、前記拡大ポートにおける台板鏡板面側に流れを前記吸込逆止弁の背面側に案内するガイド部材を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。
6. 請求項１〜５の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記弾性体はバネであり、前記吸込ポート底部の前記バネを受けるバネ座部分に、前記吸込逆止弁の背面側を流れるガスの流れをガイドする隆起部を設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。
7. 請求項１〜５の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記弾性体はバネであり、このバネは、その変形量が大きくなると変形量に対する弾性力増加の割合が増加する非線形な弾性力特性を有することを特徴とするスクロール圧縮機。
8. 請求項１〜５の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記吸込ポートの底部側には、前記吸込逆止弁の外径よりも小径に形成された径縮小部が設けられ、この径縮小部が前記吸込逆止弁のストッパとなることで、前記吸込逆止弁の背面側にガスが流通可能な流路が常に形成されるように構成していることを特徴とするスクロール圧縮機。
9. 請求項１〜５の何れかに記載のスクロール圧縮機において、前記吸込逆止弁の背面側に、前記吸込逆止弁の軸方向の移動を規制するための移動規制部材を突出するように設けていることを特徴とするスクロール圧縮機。

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