JP4018633B2 - スクロール圧縮機の逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関し、詳しくは、圧縮された流体が吐出されるとき発生する騒音を低減できるスクロール圧縮機の逆止弁に関するものである。

一般に、圧縮機は、圧縮方式によって多様なタイプが適用されることができ、小型及び軽量を必要とする空調装置にはスクロール圧縮機が主に使用される。

図１は、従来のスクロール圧縮機の断面図である。
従来のスクロール圧縮機は、流体が吸入される吸入管１０２及び圧縮された流体が吐出される吐出管１０４がそれぞれ連結され、密閉された所定空間を有するケーシング１０６と、前記ケーシング１０６の下側に配設されて駆動力を発生する駆動部１０８と、前記ケーシング１０６の上側に配設され前記駆動部１０８と回転軸１１２により連結されて流体を圧縮する圧縮部１１０と、を含んで構成される。

前記ケーシング１０６の内部には、前記回転軸１１２を回転自在に支持すると共に前記圧縮部１１０を支持する主フレーム１１４が設置され、前記ケーシング１０６の内部を低圧チャンバ（第１チャンバ）１１６と高圧チャンバ（第２チャンバ）１１８とに区画する分離板１２０が設置される。

前記駆動部１０８は、前記ケーシング１０６の内周面に固定されるステータ１２２と、前記ステータ１２２の内周面に配設され前記回転軸１１２に固定されるロータ１２４と、から構成され、前記ステータ１２２に電力が供給されると、前記ステータ１２２とロータ１２４との相互作用により前記ロータ１２４が回転して、前記回転軸１１２が回転する。

前記圧縮部１１０は、インボリュート(involute)形状の固定羽根(fixed vane)１２６を有し、前記分離板１２０に固定される固定スクロール１２８と、前記固定羽根１２６間に所定圧縮空間を有するように前記固定羽根１２６と対応するインボリュート形状の旋回羽根(orbiting vane)１３０を有し、前記支持フレーム１１４に旋回自在に支持されると共に、前記回転軸１１２の回転時に旋回運動する旋回スクロール１３２と、から構成される。

前記固定スクロール１２８の中央には、前記固定スクロール１２８と旋回スクロール１３２との相互作用により圧縮された流体を高圧チャンバ１１８に吐出する吐出口１３６が形成され、前記吐出口１３６の上側には、高圧チャンバ１１８に吐出された流体が低圧チャンバ１１６に逆流することを防止する逆止弁１３８が設置される。

前記逆止弁１３８は、図２に示すように、前記固定スクロール１２８の吐出口１３６が形成される中央上側面にボルト結合され、前記吐出口１３６に連通するガイドホール１５４を有した弁ガイド１５０と、前記弁ガイド１５０のガイドホール１５４に上下方向に移動自在に配設される弁部材１５２と、から構成される。

前記弁ガイド１５０のガイドホール１５４は、前記弁部材１５２が所定範囲内で上下方向に移動する所定空間で、前記吐出口１３６に流入した流体が高圧チャンバ１１８に吐出されるように、前記高圧チャンバ１１８に連結される。

前記弁部材１５２は、前記ガイドホール１５４に所定範囲内で上下移動自在に内蔵される板状の弁であって、前記高圧チャンバ１１８と低圧チャンバ１１６との圧力差により前記吐出口１３６を開閉する。

このような従来のスクロール圧縮機の逆止弁では、駆動部１０８により駆動されて回転軸１１２が回転すると、旋回スクロール１３２が旋回運動しる。すると、前記吸入管１０２を通して吸入された流体が圧縮されて吐出口１３６を通して吐出される。このとき、弁部材１５２は、流体の吐出圧によりガイドホール１５４に沿って上方に移動し、前記吐出口１３６を開放する。すると、圧縮部１１０で圧縮された流体は、ガイドホール１５４を通して第２チャンバ１１８に供給され、吐出管１０４を通して外部に吐出される。

そして、圧縮機が停止すると、高圧チャンバ１１８と低圧チャンバ１１６との圧力差により、前記弁部材１５２が前記ガイドホール１５４に沿って下方に移動し、前記吐出口１３６の上側面に密着して、前記高圧チャンバ１１８内の流体が低圧チャンバ１１６に逆流することを防止する。

しかしながら、このような従来のスクロール圧縮機の逆止弁では、吐出口を開放するとき、ガイドホールに沿って上方に移動しながらガイドホールに衝突し、逆流防止のために吐出口を閉鎖するとき、ガイドホールに沿って下方に移動しながら吐出口の上側面に衝突することによって騒音が発生するという問題点がある。
特に、圧縮される流体の流量及び圧縮機の運転条件によって、所定領域で弁が衝突する騒音が発生して使用上不便を生ずる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、逆止弁の開閉動作が左右方向の摺動により行われる構造にすることで、弁の衝突により発生する騒音を低減できるスクロール圧縮機の逆止弁を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明は、ケーシングに内蔵されて駆動力を発生する駆動部と、前記駆動部の駆動により流体を圧縮して外部に吐出する旋回スクロール及び固定スクロールを有する圧縮部とを有したスクロール圧縮機の逆止弁において、前記固定スクロールの上面に何れか一側面が固定され、前記固定スクロールの吐出口の上側に流体が吐出される所定空間を有するように形成される弁ガイドと、前記固定スクロールの上面に何れか一側面が固定され、前記弁ガイドの内面に左右方向に摺動自在に配設され、前記弁ガイドの左右方向に摺動して前記吐出口を開閉する動作を行う弁部材とを含み、前記弁ガイドは、前記吐出口の上方に半円状に突出し流体が吐出される空間を形成する排出部と、前記排出部の一側から延設されて前記固定スクロールの上面に固定される固定部と、前記排出部の他側から延設され、前記弁部材が左右方向に摺動するように案内するガイド部とを具備し、前記固定部は、前記排出部の一側から延設され、前記弁部材の一側が挿入されるように、両側面が下方に所定幅だけ折曲げられているスクロール圧縮機の逆止弁を要旨とする。

本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁ガイドの排出部は、水平方向に半円状をなし、前方及び後方側が流体が排出されるように開放される平板状に形成される。

また、前記固定部の両側面は、下方に所定幅だけ直角に折曲げられ、前記固定スクロールの上面に形成されるボルト溝にボルト結合されるように貫通穴が形成される。

本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁ガイドのガイド部は、前記排出部の他側から延設され、前記弁部材が左右方向に摺動するための所定空間を有するように、前記固定スクロールの上面に接触する両側面が下方に所定高さだけ直角に折曲げられた形状に形成される。

本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁部材は、前記弁ガイドの排出部の内側に位置し、前記吐出口の上面に密着されて流体の圧力により変形しながら前記吐出口を開閉する動作を行う開閉部と、前記開閉部の一側から延設され、前記弁ガイドの固定部に挿入されて前記固定スクロールの上面に固定される固定部と、前記開閉部の他側から延設され、前記弁ガイドのガイド部の内部に摺動自在に配設される摺動部とを具備する。

本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁部材の開閉部は、前記吐出口から吐出される流体の圧力により変形する所定の弾性力を有し、前記吐出口の上面に密着する円板状に形成される。

本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁部材の固定部は、前記弁ガイドの貫通穴に対応した貫通穴が形成され、前記固定スクロールの上面にボルト結合されることを特徴とする。
本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁部材の摺動部は、前記弁ガイドの内部に左右方向に摺動自在に挿入される平板状に形成される。

本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁部材の摺動部は、前記ガイド部の内部空間の高さに対して約１mm程度の間隔を維持し、前記ガイド部の左右側面に対して約０.１mm程度の間隔を維持するように形成される。

本発明によるスクロール圧縮機の逆止弁において、弁部材は、所定圧力の作用により変形する薄い平板状に形成され、変形後圧力が除去されると元の状態に復元する所定の弾性力を有する材質から形成される。

以下、本発明に係るスクロール圧縮機の一実施例を、添付の図面を参照して説明する。
本発明に係るスクロール圧縮機の実施例は複数存在することができ、以下、最も好ましい実施例について説明する。

図４は、本発明に係るスクロール圧縮機の断面図である。
本発明に係るスクロール圧縮機は、密閉された所定空間を有するケーシング２と、前記ケーシング２に内蔵されて駆動力を発生する駆動部４と、前記駆動部４と回転軸８により連結され、前記駆動部４の駆動により流体を圧縮して外部に吐出する圧縮部６と、前記圧縮部６の一側に設置されて流体の逆流を防止する逆止弁３６と、を含んで構成される。

前記ケーシング２の一側には、流体を吸入する吸入管１０及び圧縮された流体を吐出する吐出管１２がそれぞれ連結され、前記ケーシング２の内部には、前記回転軸８を回転自在に支持すると共に前記圧縮部６を支持する支持フレーム１４と、前記ケーシング２の内部を低圧チャンバ１６と高圧チャンバ１８とに区画する分離板２０と、がそれぞれ設置される。

前記駆動部４は、前記ケーシング２の内周面に固定されるステータ２２と、前記ステータ２２の内周面に配設され前記回転軸８に固定されるロータ２４と、から構成され、前記ステータ２２に電力が供給されると、前記ステータ２２とロータ２４との相互作用により前記ロータ２４が回転し、前記回転軸８が回転する。

前記圧縮部６は、インボリュート形状の固定羽根２６が形成され、前記分離板２０に固定される固定スクロール２８と、前記固定羽根２６間に所定圧縮空間を有するように前記固定羽根２６と対応するインボリュート形状の旋回羽根３０が形成され、前記支持フレーム１４に旋回自在に支持され、前記回転軸８の回転時に旋回運動される旋回スクロール３２と、から構成される。

前記固定スクロール２８の中央には、前記旋回スクロール３２の旋回運動により圧縮された流体が高圧チャンバ１８に吐出される吐出口３４が形成され、前記吐出口３４の上側面に、前記高圧チャンバ１８に吐出された流体が低圧チャンバに逆流することを防止する逆止弁３６が設置される。

図５は、本発明に係るスクロール圧縮機の逆止弁の分解斜視図、図６は、本発明に係る逆止弁の上側面図、図７は、本発明に係る逆止弁の左右方向に切開された断面図、図８は、本発明に係る逆止弁の断面図である。

前記逆止弁３６は、前記固定スクロール２８の吐出口３４が形成される上面に固定される側面を有し内側に所定空間を有するように形成される弁ガイド４０と、前記弁ガイド４０の内面に左右方向に摺動自在に配置され、一側面が前記吐出口３４が形成される固定スクロール２８の上面に固定され、かつ、前記弁ガイド４０の内面で左右方向に摺動しながら前記吐出口３４を開閉する動作を行う弁部材４２と、から構成される。

前記弁ガイド４０は、前記吐出口３４の上側に位置する中央部位が上方に半円状に屈曲形成されて流体が吐出される空間を形成する排出部４４と、前記排出部４４の一側から延設されて前記固定スクロール２８の上面に固定される固定部４６と、前記排出部４４の他側から延設されて前記弁部材４２が左右方向に摺動するように案内するガイド部４８と、から構成される。

前記排出部４４は、水平方向に半円状をなし、その前方及び後方側が、流体が排出されるように開放された平板状に形成され、前記吐出口３４が開放されるとき、前記弁部材４２が前記排出部４４の内面に密着することで弁部材４２の開放量が制限される。

前記固定部４６は、前記排出部４４の一側から延設され、前記弁部材４２の一側が挿入される空間が確保されるように両側面が下方に所定幅だけ折曲げられ、前記固定スクロール２８の上面に形成されるボルト溝５０にボルト５４結合されるように貫通穴５２が形成される。

前記ガイド部４８は、前記排出部４４の他側から延設され、前記弁部材４２が左右方向に摺動するための所定空間を有するように、前記固定スクロール２８の上面に接触する両側面が下方に直角に折曲げられた形状に形成される。

前記弁部材４２は、所定圧力の作用により変形する薄い平板状で、変形後圧力が除去されると元の状態に復元する所定の弾性力を有する材質から形成される。

このような弁部材４２は、前記弁ガイド４０の排出部４４の内側に配置され、前記吐出口３４の上面に密着して吐出口３４を開閉する動作を行う開閉部５６と、前記開閉部５６の一側から延設され、前記弁ガイドの固定部４６に挿入されて前記固定スクロール２８の上面に固定される固定部５８と、前記開閉部５６の他側から延設され、前記弁ガイド４０のガイド部４８の内部に摺動自在に配設される摺動部６０と、から構成される。

ここで、前記開閉部５６は、前記吐出口３４から吐出される流体の圧力により変形する所定の弾性力を有し、前記吐出口３４の上面に密着する円板状に形成される。また、前記固定部５８には、前記弁ガイドの貫通穴５２に対応した貫通穴６２が形成されてボルト５４結合される。

また、前記摺動部６０は、前記弁ガイド４０のガイド部４８の内部に左右方向に摺動自在に位置する平板状で、前記ガイド部４８の内部で円滑に摺動できるように、前記ガイド部４８の内部空間の高さに対して約１mm程度の間隔Ｗを維持し、前記ガイド部４８の左右側面に対して約０.１mm程度の間隔Ｑを維持するように形成することが好ましい。

以下、このように構成される本発明に係るスクロール圧縮機の作用を説明する。
まず、圧縮機が停止した状態のときは、図７に示すように、前記弁部材４２の自体弾性力及び高圧チャンバ１８と低圧チャンバ１６との圧力差により、前記弁部材４２が吐出口３４の上面に密着することにより、高圧チャンバ１８内部の流体が低圧チャンバ１６側に逆流することを防止する。

このような状態で、圧縮機が駆動すると、駆動部４の駆動力が回転軸８に伝達され、前記回転軸８の回転により圧縮部６が作動することによって、前記吸入管１０を通して吸入された流体は、圧縮されて吐出口３４を通して高圧チャンバ１８側に吐出され、高圧チャンバ１８から吐出管１２を通して外部に吐出される。

このとき、前記逆止弁３６は、図９に示すように、前記吐出口３４から吐出される流体の圧力により、弁部材４２の開閉部５６が上方に変形して弁ガイド４０の排出部４４の内面に密着すると、前記吐出口３４が開放された状態となって吐出口３４から吐出される流体が弁ガイド４０の排出部４４の前後方向に排出される。

ここで、前記弁部材４２の開閉部５６が上方に変形するとき、前記開閉部５６が上方に変形する量だけ弁部材４２の摺動部６０が弁ガイド４０のガイド部４８に沿って図９の左方に距離Ｌだけ移動する。

このとき、前記摺動部６０は、前記ガイド部４８の高さと所定間隔Ｗを維持し、前記ガイド部４８の側面と所定間隔Ｑを維持するため、前記摺動部６０の移動が円滑に行われる。

そして、前記圧縮機が停止すると、前記弁部材４２の自体弾性力及び高圧チャンバ１８と低圧チャンバ１６との圧力差により、開閉部５６が元の状態に復元しながら下方に移動されて前記吐出口３４の上面に密着することにより流体の逆流を防止する。このとき、前記摺動部６０は、前記ガイド部４８に沿って図９の右方に移動されて元の状態に復元する。

以上説明したような構成、作用を有する本発明に係るスクロール圧縮機の逆止弁では、吐出口から吐出される流体の圧力により前記弁部材が変形しながら吐出口を開放するとき、前記弁部材が弁ガイドの内部で左右方向に摺動されるので、弁部材の開閉動作時に弁部材と他の部品間に直接的に衝突する部分がなく、弁の開閉時に発生する騒音を低減できるという効果がある。

従来のスクロール圧縮機の断面図である。 従来のスクロール圧縮機の逆止弁が開放された状態を示す断面図である。 従来のスクロール圧縮機の逆止弁が閉鎖された状態を示す断面図である。 本発明に係るスクロール圧縮機の断面図である。 本発明に係るスクロール圧縮機の逆止弁の分解斜視図である。 本発明に係るスクロール圧縮機の逆止弁の上側面図である。 図６の矢視線I-Iに沿う断面図である。 図６の矢視線III-IIIに沿う線断面図である。 本発明に係るスクロール圧縮機の作動状態図である。

Claims (10)

1. ケーシングに内蔵されて駆動力を発生する駆動部と、前記駆動部の駆動により流体を圧縮して外部に吐出する旋回スクロール及び固定スクロールを有した圧縮部とを有したスクロール圧縮機の逆止弁において、
   前記固定スクロールの上面に固定される側面を有し、かつ、前記固定スクロールの吐出口の上側に流体が吐出される所定空間を有した弁ガイドと、
   前記固定スクロールの上面に固定される側面を備え、前記弁ガイドの内面に左右方向に摺動自在に配設され、かつ、前記弁ガイドの左右方向に摺動して前記吐出口を開閉する動作を行う弁部材とを含み、
   前記弁ガイドは、前記吐出口の上方に半円状に突出し流体が吐出される空間を形成する排出部と、前記排出部の一側から延設されて前記固定スクロールの上面に固定される固定部と、前記排出部の他側から延設され、前記弁部材が左右方向に摺動するように案内するガイド部とを具備し、
   前記固定部は、前記排出部の一側から延設され、前記弁部材の一側が挿入されるように、両側面が下方に所定幅だけ折曲げられているスクロール圧縮機の逆止弁。
2. 前記弁ガイドの排出部は、水平方向に半円状をなし、前方及び後方側が、流体が排出されるように開放されている平板状に形成される請求項１に記載の逆止弁。
3. 前記固定部の両側面が下方に所定幅だけ直角に折曲げられ、前記固定スクロールの上面に形成されるボルト溝にボルト結合されるように貫通穴が形成される請求項１に記載の逆止弁。
4. 前記ガイド部は、前記排出部の他側から延設され、前記弁部材が左右方向に摺動するための所定空間を有するように、前記固定スクロールの上面に接触する両側面が下方に所定高さだけ直角に折曲げられた形状に形成される請求項１に記載の逆止弁。
5. 前記弁部材は、
   前記弁ガイドの排出部の内側に位置し、前記吐出口の上面に密着されて流体の圧力により変形しながら前記吐出口を開閉する動作を行う開閉部と、
   前記開閉部の一側から延設され、前記弁ガイドの固定部に挿入されて前記固定スクロールの上面に固定される固定部と、
   前記開閉部の他側から延設され、前記弁ガイドのガイド部の内部に摺動自在に配設される摺動部とを具備する請求項１に記載の逆止弁。
6. 前記開閉部は、前記吐出口から吐出される流体の圧力により変形する所定の弾性力を有し、かつ、前記吐出口の上面に密着する円板状に形成される請求項５に記載の逆止弁。
7. 前記固定部は、前記弁ガイドの貫通穴に対応した貫通穴が形成されており、前記固定スクロールの上面にボルト結合されることを特徴とする請求項５に記載の逆止弁。
8. 前記摺動部は、前記弁ガイドの内部に左右方向に摺動自在に挿入される平板状に形成される請求項５に記載の逆止弁。
9. 前記摺動部は、前記ガイド部の内部空間の高さに対して約１ mm 程度の間隔を維持し、前記ガイド部の左右側面に対して約０ . １ mm 程度の間隔を維持するように形成される請求項５に記載の逆止弁。
10. 前記弁部材は、所定圧力の作用により変形する薄い平板状に形成され、変形後に圧力が除去されると元の状態に復元する所定の弾性力を有する材質から形成される請求項５から９の何れか１項に記載の逆止弁。

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