JP2017015049A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機において、逆止弁の構造の簡略化を図る。【解決手段】吐出ポート（25）がケーシング（11）の上面を向いてケーシング（11）内において開口した圧縮機構（20）を設ける。板状に形成されて上下方向に移動し、下限に移動した場合には吐出ポート（25）の弁座（25d）に着座して吐出ポート（25）を閉じる逆止弁体（51）を設ける。ケーシング（11）内には、ケーシング（11）の上部において吐出ポート（25）に向って突出して逆止弁体（51）の上方への移動量を規制する凸部（52）を、ケーシング（11）の外側から凹部（52a）を形成することによって形成する。【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機に関するものである。

空気調和装置などの冷凍装置に用いられるロータリ式圧縮機では、圧縮機構内に冷媒が逆流しないように、吐出ポートに逆止弁が設けられる（例えば特許文献１を参照）。特許文献１の例では、高圧室の開口面上にはリング形状の弁座が設けられ、この弁座に円板形状の弁体が載置されている。この逆止弁では、隙間を有して弁体を覆うようにリテーナが取り付けられている。このリテーナには高圧側に通ずる開口が設けられ、リテーナは止め輪によって定位置に固定されている。

特開平５−１４９２６９号公報

しかしながら、特許文献1の逆止弁の構造は、複雑であり、また、部品点数も多いためコストが高くなりがちである。

本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、圧縮機において、逆止弁の構造の簡略化を図ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、第１の発明は、
密閉容器として形成されたケーシング（11）と、
上記ケーシング（11）に収容され、吐出ポート（25）が該ケーシング（11）の上面を向いて該ケーシング（11）内において開口した圧縮機構（20）と、
板状に形成されて上下方向に移動し、下限に移動した場合には上記吐出ポート（25）の弁座（25d）に着座して上記吐出ポート（25）を閉じる逆止弁体（51）と、
を備え、
上記ケーシング（11）内には、該ケーシング（11）の上部において上記吐出ポート（25）に向って突出して上記逆止弁体（51）の上方への移動量を規制する凸部（52）が、該ケーシング（11）の外側から凹部（52a）を形成することによって形成されていることを特徴とする。

この構成では、凸部（52）が、いわゆる弁押さえとして機能する。この凸部（52）は、ケーシング（11）の外側から凹部（52a）を形成することによって形成されているので、容易に形成することができるし、部品点数の増加も無い。

また、第２の発明は、第１の発明において、
上記吐出ポート（25）には、上記逆止弁体（51）を収容する円筒孔部（25a）が形成され、
上記凸部は、上記円筒孔部（25a）内に伸びていることを特徴とする。

この構成では、逆止弁体（51）の移動範囲が円筒孔部（25a）内に規制される。

また、第３の発明は、第２の発明において、
上記円筒孔部（25a）の壁面（25e）には、吐出された流体を導出する流体通路（25f）が形成されていることを特徴とする。

この構成では、吐出された流体が流体通路（25f）を流れる。

また、第４の発明は、第１から第３の発明の何れかにおいて、
上記凹部（52a）内には温度センサ（60）が設けられていることを特徴とする。

この構成では、弁押さえ（凹部（52a））を利用して温度センサ（60）が配置される。すなわち、温度センサ（60）の取り付け用の部品を省略できる。

また、第５の発明は、第１から第４の発明の何れかにおいて、
上記凹部には、樹脂材料（70）が充填されていることを特徴とする。

この構成では、樹脂材料（70）によって、凹部（52a）への水分の侵入が防止される。

第１の発明によれば、圧縮機において、逆止弁の構造の簡略化を図ることが可能になる。

また、第２の発明によれば、逆止弁体（51）の移動範囲を確実に規定できる。

また、第３の発明によれば、圧縮された流体を確実に吐出させることが可能になる。

また、第４の発明によれば、弁押さえ（凹部（52a））を温度センサ（60）の固定に利用できるので、この点においても部品点数の削減が可能になる。また、この構造では、温度センサ（60）を吐出ポート（25）に近接して配置できるので、より正確に吐出された流体（ガス）の温度を検知できる。

また、第５の発明によれば、圧縮機（10）の水分による腐食の防止が可能になる。

図１は、スクロール圧縮機の構成を示す断面図である。 図２は、圧縮機構の要部を示す断面図である。 図３は、吐出ポート付近の縦断面図である。 図４は、吐出ポート付近の横断面図である。 図５は、逆止弁体が上限位置に移動した状態を示す。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態》
本実施形態では、本発明の圧縮機の一例として、スクロール圧縮機を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機（10）の構成を示す断面図である。スクロール圧縮機（10）は、例えば、空気調和装置の蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路（図示は省略）に設けられ、冷媒を圧縮するために使用される。

〈スクロール圧縮機（10）の構成〉
スクロール圧縮機（10）は、ケーシング（11）を備えている。このケーシング（11）は、縦長の円筒形の密閉容器である。詳しくは、ケーシング（11）は、図１に示すように、円筒状の胴部（11a）、該胴部（11a）の上側開口部を閉塞する上部鏡板部（11b）と、該胴部（11a）の下側開口部を閉塞する椀状の下部鏡板部（11c）とを有している。このケーシング（11）は、胴部（11a）の上側に上部鏡板部（11b）を溶接で固定し、胴部（11a）の下側に下部鏡板部（11c）を溶接で固定することによって密閉容器として構成されている。

このケーシング（11）内には、冷媒を圧縮する圧縮機構（20）と、圧縮機構（20）を駆動する電動機（45）とが収納されている。この電動機（45）は、圧縮機構（20）の下方に配置され、駆動軸（40）を介して圧縮機構（20）に連結されている。

また、ケーシング（11）の頂部（上部鏡板部（11b））には、吸入管（12）が貫通して取り付けられている。吸入管（12）は、その終端が圧縮機構（20）に接続されている。また、上部鏡板部（11b）の側壁には、吐出管（13）が貫通して取り付けられている。吐出管（13）は、その一端が、ケーシング（11）内（より詳しくは圧縮機構（20）の横）に開口している。

駆動軸（40）は、主軸部（41）と偏心部（42）とを備え、クランクを構成している。偏心部（42）は、主軸部（41）よりも小径に形成され、主軸部（41）の上端に設けられている。この偏心部（42）は、主軸部（41）の軸心に対して所定距離だけ偏心している。

ケーシング（11）の胴部の下端付近には、下部軸受部材（48）が固定されている。下部軸受部材（48）は、駆動軸（40）の主軸部（41）の下端部を回転自在に支持している。

電動機（45）は、駆動軸（40）を介して圧縮機構（20）を駆動するものであり、例えばＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータを採用できる。

圧縮機構（20）は、固定スクロール（21）、可動スクロール（22）、及び軸受ハウジング（30）を備えている。この軸受ハウジング（30）は、軸受メタル（35）を有し、該軸受メタル（35）によって、駆動軸（40）を回転自在に支持している。

図２は、圧縮機構（20）の要部を示す断面図である。図２に示すように、圧縮機構（20）では、固定スクロール（21）に設けられた渦巻き壁状の固定側ラップ（21a）と、可動スクロール（22）に設けられた渦巻き壁状の可動側ラップ（22a）とが組み合わせられることにより、圧縮室（24）が区画形成されている。

この可動スクロール（22）には、駆動軸（40）の偏心部（42）が挿入されるボス部（22c）が形成されている。可動スクロール（22）が、駆動軸（40）を介して電動機（45）によって駆動されることによって、可動スクロール（22）は、偏心回転運動を行う。

固定スクロール（21）には、冷媒を導入するための吸入ポート（29）が形成されている。吸入ポート（29）は、固定スクロール（21）の上面に開口し、圧縮機構（20）内の圧縮室（24）につながっている。また、固定スクロール（21）の固定側鏡板部（21b）の中央には、吐出ポート（25）が形成されている。この吐出ポート（25）には、逆止弁（50）が設けられている。

〈吐出ポート（25）及び逆止弁（50）の構成〉
図３は、吐出ポート（25）付近の縦断面図である。また、図４は、吐出ポート（25）付近の横断面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ断面を示している。吐出ポート（25）は、固定側鏡板部（21b）を貫通して圧縮室（24）に繋がる貫通孔であり、可動スクロール（22）の偏心回転運動に伴って圧縮室（24）に間欠的に連通するように構成されている。

本実施形態の吐出ポート（25）は、ケーシング（11）の上部鏡板部（11b）（すなわちケーシング（11）の上面）を向いて開口している。この例では、吐出ポート（25）は、固定側鏡板部（21b）の上面から圧縮室（24）に向って内径がＤ１からＤ２（ただしＤ１＞Ｄ２）に２段階に変化している。内径がＤ１の部分（固定側鏡板部（21b）の上面の開口から所定深さの部分）は、円筒孔である。以下では、説明の便宜のため、内径がＤ１の部分を円筒孔部（25a）と呼び、Ｄ２の部分を小径部（25b）と呼ぶことにする。

吐出ポート（25）では、このように内径が２段階に変化することによって、吐出ポート（25）内には、段差部（25c）が形成されている。段差部（25c）は、水平方向に平坦な面を有し、その平坦面は、逆止弁体（51）（後述）が着座する弁座（25d）として機能するようになっている。また、円筒孔部（25a）の壁面（25e）には、図４に示すように、圧縮室（24）から吐出された流体（ここでは冷媒）を導出する、複数本（この例では４本）の流体通路（25f）が形成されている。流体通路（25f）は、上下方向に伸びる溝である。

そして、吐出ポート（25）の円筒孔部（25a）には、圧縮室（24）に冷媒が逆流しないように、逆止弁（50）が設けられている。この逆止弁（50）は、逆止弁体（51）、及び弁押さえ（52）を備えている。逆止弁体（51）は、円形の板材である。逆止弁体（51）の外径（D3）は、円筒孔部（25a）の内径（D1）よりもやや小径、且つ弁座（25d）に乗る大きさである（図４参照）。そのため、逆止弁体（51）は、円筒孔部（25a）内において上下方向に移動が可能である。逆止弁体（51）の移動の下限は、弁座（25d）に着座する位置である。

弁押さえ（52）は、逆止弁体（51）の上方への移動量を規制するものである。本実施形態では、弁押さえ（52）は、ケーシング（11）の上部鏡板部（11b）を利用して構成されている。具体的には、ケーシング（11）の外側から、上部鏡板部（11b）に凹部（52a）を形成することによって、吐出ポート（25）に向って突出する凸部を形成し、その凸部を弁押さえ（52）として用いている。このような凸部（ケーシング（11）の外側から見ると凹部（52a））は、板状の部材をプレス加工することによって形成でき、上部鏡板部（11b）の製造時にこの弁押さえ（52）部分も形成することができる。

本実施形態の弁押さえ（52）は、ケーシング（11）の内側から見ると円柱状であり、弁押さえ（52）の外径（D4）は、円筒孔部（25a）の内径（D1）よりも、やや小径である。また、弁押さえ（52）の先端（下端）には、水平方向に平坦な面（以下、ストッパー部（52b））が形成されている。また、弁押さえ（52）は、その先端が円筒孔部（25a）内に伸びている。つまり、ストッパー部（52b）は、円筒孔部（25a）内にあり、ストッパー部（52b）と弁座（25d）とは、円筒孔部（25a）内において、所定の距離を隔てて平行に配置されることになる。したがって、逆止弁体（51）の移動の上限は、ストッパー部（52b）に逆止弁体（51）が当たる位置である。図５に、逆止弁体（51）が上限位置に移動した状態を示す。

なお、本実施形態では、弁押さえ（52）の凹部（52a）内に温度センサ（60）が設けられている。この例では、凹部（52a）の底部が平坦な面になっており、温度センサ（60）は、底部の平坦面に固定されている。この凹部（52a）内には、温度センサ（60）を取り付けた後に樹脂材料（70）が充填されている。樹脂材料（70）は、凹部（52a）への水分の浸入を防止するために設けてある。

〈逆止弁（50）の動作〉
電動機（45）の運転開始前は逆止弁体（51）は弁座（25d）に着座している。電動機（45）が回転すると可動スクロール（22）が偏心回転運動を行い、それにより、吸入ポート（29）を経由して圧縮室（24）に導入された冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、圧縮室（24）を出て吐出ポート（25）の小径部（25b）内に入る。小径部（25b）に入った冷媒は、弁座（25d）に着座していた逆止弁体（51）を押し上げつつ円筒孔部（25a）内に移動する。このとき、冷媒によって押し上げられた逆止弁体（51）は、ストッパー部（52b）に当たる（図５を参照）。すなわち、逆止弁体（51）は、弁座（25d）とストッパー部（52b）との間で上下移動するのである。

そして、円筒孔部（25a）内に入った冷媒は、円筒孔部（25a）の壁面（25e）と逆止弁体（51）との隙間や、流体通路（25f）を通って、円筒孔部（25a）からケーシング（11）内に吐出される。ケーシング（11）内に吐出された冷媒は、吐出管（13）から吐出される。

吐出ポート（25）は、可動スクロール（22）の偏心回転運動に伴って圧縮室（24）に間欠的に連通するので、逆止弁体（51）もそれに応じて上下移動（開閉動作）を繰り返すことになる。

〈本実施形態における効果〉
以上のように、本実施形態では、ケーシング（11）の一部（上部鏡板部（11b））を利用して弁押さえ（52）が形成されている。しかも、弁押さえ（52）は、ケーシング（11）の外側から凹部（52a）を形成することによって形成されているので、構造が簡単であり、且つ逆止弁の部品点数の削減も可能になる。具体的には、従来例で用いられていたリテーナや止め輪の省略が可能になる。すなわち、本実施形態によれば、圧縮機において、逆止弁の構造の簡略化を図ることが可能になる。

《その他の実施形態》
なお、ストッパー部（52b）は円筒孔部（25a）内に入り込まなくても、例えば円筒孔部（25a）の上端と同じ高さに、弁押さえ（52）の下端面（ストッパー部（52b））が位置するようにしてもよい。要は、逆止弁体（51）が押し上げられた際に円筒孔部（25a）から飛びださなければよいのである。

また、流体通路（25f）の数や断面形状は例示である。

本発明は、圧縮機として有用である。

１０ スクロール圧縮機（圧縮機）
１１ ケーシング
２０ 圧縮機構
２５ 吐出ポート
２５ａ 円筒孔部
２５ｄ 弁座
２５ｅ 壁面
２５ｆ 流体通路
５１ 逆止弁体
５２ 弁押さえ（凸部）
５２ａ 凹部
６０ 温度センサ
７０ 樹脂材料

Claims (5)

1. 密閉容器として形成されたケーシング（11）と、
   上記ケーシング（11）に収容され、吐出ポート（25）が該ケーシング（11）の上面を向いて該ケーシング（11）内において開口した圧縮機構（20）と、
   板状に形成されて上下方向に移動し、下限に移動した場合には上記吐出ポート（25）の弁座（25d）に着座して上記吐出ポート（25）を閉じる逆止弁体（51）と、
   を備え、
   上記ケーシング（11）内には、該ケーシング（11）の上部において上記吐出ポート（25）に向って突出して上記逆止弁体（51）の上方への移動量を規制する凸部（52）が、該ケーシング（11）の外側から凹部（52a）を形成することによって形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. 請求項１において、
   上記吐出ポート（25）には、上記逆止弁体（51）を収容する円筒孔部（25a）が形成され、
   上記凸部は、上記円筒孔部（25a）内に伸びていることを特徴とする圧縮機。
3. 請求項２において、
   上記円筒孔部（25a）の壁面（25e）には、吐出された流体を導出する流体通路（25f）が形成されていることを特徴とする圧縮機。
4. 請求項１から請求項３の何れかにおいて、
   上記凹部（52a）内には温度センサ（60）が設けられていることを特徴とする圧縮機。
5. 請求項１から請求項４の何れかにおいて、
   上記凹部には、樹脂材料（70）が充填されていることを特徴とする圧縮機。

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