JP6059452B2 - Compressor backflow prevention structure - Google Patents

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Description

本発明は、圧縮機の逆流防止構造に関するもので、ガスインジェクションサイクルを構成する冷凍サイクルの圧縮機に適用して有効である。   The present invention relates to a backflow prevention structure for a compressor, and is effective when applied to a compressor of a refrigeration cycle that constitutes a gas injection cycle.

従来、蒸気圧縮式の冷凍サイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させるためのサイクル構成として、いわゆるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）が知られている。この種のガスインジェクションサイクルでは、圧縮機の圧縮室にて昇圧過程の冷媒にサイクルの中間圧気相冷媒をインジェクションして合流させて圧縮機の機械効率を向上させることによって、ＣＯＰを向上させている。   Conventionally, a so-called gas injection cycle (economizer refrigeration cycle) is known as a cycle configuration for improving the coefficient of performance (COP) of a vapor compression refrigeration cycle. In this type of gas injection cycle, COP is improved by injecting and joining the intermediate-pressure gas-phase refrigerant of the cycle to the refrigerant in the pressurization process in the compression chamber of the compressor to improve the mechanical efficiency of the compressor. .

さらに、ガスインジェクションサイクルに用いられる圧縮機としては、中間圧気相冷媒を圧縮室へ吸入させるための中間圧流入ポート、および圧縮室側から中間圧流入ポート側へ冷媒が逆流してしまうことを防止するための逆流防止構造を有するものが知られている。例えば、特許文献１には、フリーバルブ（スプール弁）を用いて構成された逆流防止構造を備える圧縮機が開示されている。   Furthermore, as a compressor used in a gas injection cycle, an intermediate pressure inflow port for sucking intermediate pressure gas-phase refrigerant into the compression chamber and a backflow of refrigerant from the compression chamber side to the intermediate pressure inflow port side are prevented. What has a backflow prevention structure for doing this is known. For example, Patent Document 1 discloses a compressor including a backflow prevention structure configured using a free valve (spool valve).

より詳細には、この特許文献１の逆流防止構造では、圧縮室側の冷媒圧力が中間圧流入ポート側の冷媒圧力よりも高くなった際に、中間圧流入ポートから圧縮室へ至るインジェクション用の冷媒通路に形成された逆止弁室内でフリーバルブを変位させてインジェクション用の冷媒通路を閉塞させている。これにより、圧縮室側から中間圧流入ポート側へ冷媒が逆流してしまうことを防止している。   More specifically, in the backflow prevention structure of this Patent Document 1, when the refrigerant pressure on the compression chamber side becomes higher than the refrigerant pressure on the intermediate pressure inflow port side, it is used for injection from the intermediate pressure inflow port to the compression chamber. The free valve is displaced in the check valve chamber formed in the refrigerant passage to close the injection refrigerant passage. This prevents the refrigerant from flowing backward from the compression chamber side to the intermediate pressure inflow port side.

特開平１１−１０７９５０号公報JP-A-11-107950

ところで、特許文献１では、小型で簡素な構成の逆流防止構造を実現することを目的として、フリーバルブを用いて逆流防止構造を構成している。しかしながら、このような逆流防止構造を採用する場合、圧縮室側の冷媒圧力が中間圧ポート側の冷媒圧力よりも高くなった際に速やかにフリーバルブを変位させなければ、冷媒が圧縮室から中間圧ポート側へ逆流してしまい、ＣＯＰ向上効果を充分に得られなくなってしまう。   By the way, in patent document 1, the backflow prevention structure is comprised using the free valve for the purpose of implement | achieving the backflow prevention structure of a small and simple structure. However, when such a backflow prevention structure is adopted, if the free valve is not displaced quickly when the refrigerant pressure on the compression chamber side becomes higher than the refrigerant pressure on the intermediate pressure port side, the refrigerant is intermediate from the compression chamber. It will flow backward to the pressure port side and the COP improvement effect cannot be obtained sufficiently.

その一方で、フリーバルブの応答性を向上させると、フリーバルブが変位して逆止弁室内の内壁に衝突する際の衝撃音が大きくなってしまい、逆流防止構造の作動音が増加してしまう。その結果、圧縮機全体としての騒音を増加させてしまう点で問題となる。   On the other hand, if the responsiveness of the free valve is improved, the impact sound when the free valve is displaced and collides with the inner wall of the check valve chamber increases, and the operating sound of the backflow prevention structure increases. . As a result, there is a problem in that noise of the entire compressor is increased.

上記点に鑑み、本発明は、フリーバルブを用いて構成された逆流防止構造の応答性の向上を目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to improve the responsiveness of a backflow prevention structure configured using a free valve.

また、本発明は、フリーバルブを用いて構成された逆流防止構造の作動音低減を別の目的とする。   Another object of the present invention is to reduce the operating noise of a backflow prevention structure configured using a free valve.

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明では、圧縮対象流体を圧縮室（１５）内へ流入させる流入ポート（３０ｂ）が設けられ、圧縮対象流体を圧縮して吐出する圧縮機構部（１０）に流入ポート（３０ｂ）から圧縮室（１５）へ至る流体通路が形成された圧縮機（１）に適用されて、圧縮室（１５）側から流入ポート（３０ｂ）側へ圧縮対象流体が逆流することを防止する逆流防止構造であって、
流入ポート（３０ｂ）から圧縮室（１５）へ至る流体通路に形成された逆止弁室（３０１）と、逆止弁室（３０１）内で変位して、流入ポート（３０ｂ）から圧縮室（１５）へ至る流体通路を開閉するフリーバルブ（３０２）とを備え、
フリーバルブ（３０２）は、圧縮室（１５）側の流体圧力（Ｐ１）と流入ポート（３０ｂ）側の流体圧力（Ｐ２）との差圧によって変位し、フリーバルブ（３０２）には、フリーバルブ（３０２）が流入ポート（３０ｂ）から圧縮室（１５）へ至る流体通路を開いた際に圧縮対象流体を流通させるバルブ側通路（３０２ｄ）が形成されており、さらに、バルブ側通路（３０２ｄ）の通路断面積（Ｓ１）は、逆止弁室（３０１）と圧縮室（１５）とを接続する圧縮室側通路（４００）の通路断面積（Ｓ２）よりも小さくなっている圧縮機の逆流防止構造を特徴としている。 The present invention has been devised to achieve the above object, and in the invention according to claim 1, an inflow port (30b) for allowing a fluid to be compressed to flow into the compression chamber (15) is provided, and the compression is performed. Applied to the compressor (1) in which a fluid passage extending from the inflow port (30b) to the compression chamber (15) is formed in the compression mechanism (10) for compressing and discharging the target fluid. A backflow prevention structure for preventing the fluid to be compressed from flowing back to the inflow port (30b) side,
A check valve chamber (301) formed in a fluid passage from the inflow port (30b) to the compression chamber (15), and a displacement in the check valve chamber (301) 15) a free valve (302) for opening and closing the fluid passage leading to
The free valve (302) is displaced by the differential pressure between the fluid pressure (P1) on the compression chamber (15) side and the fluid pressure (P2) on the inflow port (30b) side. A valve-side passage (302d) for allowing the fluid to be compressed to flow when the fluid passage from the inflow port (30b) to the compression chamber (15) is opened is formed, and the valve-side passage (302d) The cross-sectional area (S1) of the compressor is smaller than the cross-sectional area (S2) of the compression chamber side passage (400) connecting the check valve chamber (301) and the compression chamber (15). Features a prevention structure.

これによれば、バルブ側通路（３０２ｄ）の通路断面積（Ｓ１）が圧縮室側通路（４００）の通路断面積（Ｓ２）よりも小さくなっているので、バルブ側通路（３０２ｄ）の通路断面積（Ｓ１）が圧縮室側通路（４００）の通路断面積（Ｓ２）と同等以上に形成されている場合に対して、圧縮室（１５）側の流体がバルブ側通路（３０２ｄ）を介して流入ポート（３０ｂ）側へ流れる際の通路抵抗を大きくすることができる。   According to this, since the passage sectional area (S1) of the valve side passage (302d) is smaller than the passage sectional area (S2) of the compression chamber side passage (400), the passage of the valve side passage (302d) is cut off. In contrast to the case where the area (S1) is equal to or greater than the passage cross-sectional area (S2) of the compression chamber side passage (400), the fluid on the compression chamber (15) side passes through the valve side passage (302d). The passage resistance when flowing to the inflow port (30b) side can be increased.

従って、圧縮室（１５）側の流体圧力（Ｐ１）が流入ポート（３０ｂ）側の流体圧力（Ｐ２）より上回った際に、圧縮室（１５）側の流体圧力（Ｐ１）と流入ポート（３０ｂ）側の流体圧力（Ｐ２）との差圧が縮小しにくくなり、差圧によって変位するフリーバルブ（３０２）の応答性を向上させることができる。その結果、差圧によって変位するフリーバルブ（３０２）を用いて構成された逆流防止構造の応答性の向上を図ることができる。なお、本請求項に記載された流体通路の通路断面積（Ｓ１、Ｓ２）としては、それぞれの流体通路における最小通路断面積等を採用することができる。   Therefore, when the fluid pressure (P1) on the compression chamber (15) side exceeds the fluid pressure (P2) on the inflow port (30b) side, the fluid pressure (P1) on the compression chamber (15) side and the inflow port (30b) ) Side fluid pressure (P2) is difficult to reduce, and the responsiveness of the free valve (302) that is displaced by the differential pressure can be improved. As a result, it is possible to improve the responsiveness of the backflow prevention structure configured using the free valve (302) that is displaced by the differential pressure. As the passage cross-sectional areas (S1, S2) of the fluid passages described in the claims, the minimum passage cross-sectional area in each fluid passage can be adopted.

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

第１実施形態の圧縮機の模式的な断面図である。It is a typical sectional view of the compressor of a 1st embodiment. 第１実施形態の逆流防止構造の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the backflow prevention structure of a 1st embodiment. 第１実施形態の逆流防止構造の応答性向上効果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the response improvement effect of the backflow prevention structure of 1st Embodiment. 第２実施形態の逆流防止構造の騒音低減効果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the noise reduction effect of the backflow prevention structure of 2nd Embodiment.

（第１実施形態）
図１〜３により、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、本発明の逆流防止構造３００を有する圧縮機１を、ヒートポンプ式給湯機にて給湯水を加熱するヒートポンプサイクル１００に適用している。なお、図１における上下の各矢印は、圧縮機１をヒートポンプ式給湯機に搭載した状態における上下の各方向を示している。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the compressor 1 having the backflow prevention structure 300 of the present invention is applied to a heat pump cycle 100 that heats hot water using a heat pump hot water supply device. In addition, the up and down arrows in FIG. 1 indicate the up and down directions in a state where the compressor 1 is mounted on the heat pump type hot water heater.

このヒートポンプサイクル１００は、圧縮機１の圧縮室１５にて昇圧過程の冷媒にサイクルの中間圧気相冷媒を合流させるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）として構成されている。より具体的には、ヒートポンプサイクル１００は、図１に示すように、圧縮機１、水−冷媒熱交換器２、第１膨張弁３、気液分離器４、第２膨張弁５、室外熱交換器６等を有して構成されている。   The heat pump cycle 100 is configured as a gas injection cycle (economizer-type refrigeration cycle) in which an intermediate-pressure gas-phase refrigerant of a cycle is merged with a refrigerant in a pressure increasing process in a compression chamber 15 of the compressor 1. More specifically, the heat pump cycle 100 includes a compressor 1, a water-refrigerant heat exchanger 2, a first expansion valve 3, a gas-liquid separator 4, a second expansion valve 5, and outdoor heat, as shown in FIG. It has an exchange 6 and the like.

水−冷媒熱交換器２は、圧縮機１の吐出ポート４０ａから吐出された冷媒と給湯水とを熱交換させて給湯水を加熱する加熱用熱交換器である。第１膨張弁３は、水−冷媒熱交換器２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段であって、図示しない制御装置から出力される制御信号によってその作動が制御される電気式膨張弁である。   The water-refrigerant heat exchanger 2 is a heating heat exchanger that heats hot water by exchanging heat between the refrigerant discharged from the discharge port 40a of the compressor 1 and the hot water. The first expansion valve 3 is a high-stage decompression unit that decompresses the high-pressure refrigerant flowing out of the water-refrigerant heat exchanger 2 until it becomes an intermediate-pressure refrigerant, and operates according to a control signal output from a control device (not shown). Is an electric expansion valve controlled.

気液分離器４は、第１膨張弁３にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離手段である。第２膨張弁５は、気液分離器４の液相冷媒流出口から流出した中間圧液相冷媒を低圧冷媒となるまで減圧させる低段側減圧手段であって、その基本的構成は第１膨張弁３と同様である。室外熱交換器６は、第２膨張弁５にて減圧された低圧冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる吸熱用熱交換器である。   The gas-liquid separator 4 is a gas-liquid separation unit that separates the gas-liquid of the intermediate-pressure refrigerant decompressed by the first expansion valve 3. The second expansion valve 5 is a low-stage decompression unit that decompresses the intermediate-pressure liquid-phase refrigerant flowing out from the liquid-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 4 until it becomes a low-pressure refrigerant. The same as the expansion valve 3. The outdoor heat exchanger 6 is a heat absorption heat exchanger that evaporates the low-pressure refrigerant decompressed by the second expansion valve 5 by exchanging heat with the outside air.

室外熱交換器６の冷媒出口側には、圧縮機１の吸入ポート３０ａが接続され、気液分離器４の気相冷媒流出口には、圧縮機１の中間圧流入ポート（流入ポート）３０ｂが接続されている。従って、本実施形態では、気液分離器４にて分離された中間圧気相冷媒が圧縮機１の圧縮室１５にて昇圧過程の冷媒にインジェクションされる。   A suction port 30a of the compressor 1 is connected to the refrigerant outlet side of the outdoor heat exchanger 6, and an intermediate pressure inflow port (inflow port) 30b of the compressor 1 is connected to a gas phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 4. Is connected. Therefore, in this embodiment, the intermediate-pressure gas-phase refrigerant separated by the gas-liquid separator 4 is injected into the refrigerant in the pressurizing process in the compression chamber 15 of the compressor 1.

また、本実施形態のヒートポンプサイクル１００では、冷媒として二酸化炭素を採用しており、圧縮機１の吐出ポートから第１膨張弁３入口側へ至るサイクルの高圧側冷媒の圧力が臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。さらに、冷媒には、圧縮機１内部の各摺動部位を潤滑するオイル（冷凍機油）が混入されており、このオイルの一部は冷媒とともにサイクルを循環している。   Further, in the heat pump cycle 100 of the present embodiment, carbon dioxide is adopted as the refrigerant, and the pressure of the high-pressure side refrigerant in the cycle from the discharge port of the compressor 1 to the inlet side of the first expansion valve 3 is equal to or higher than the critical pressure. It constitutes a supercritical refrigeration cycle. Furthermore, the refrigerant is mixed with oil (refrigeration oil) that lubricates each sliding portion inside the compressor 1, and a part of this oil circulates in the cycle together with the refrigerant.

なお、ヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプサイクル１００の他に、水−冷媒熱交換器２にて加熱された給湯水を貯湯する貯湯タンク、貯湯タンクと水−冷媒熱交換器２との間で給湯水を循環させる給湯水循環回路、および給湯水循環回路に配置されて給湯水を圧送する水ポンプ（いずれも図示せず）等を有している。   In addition to the heat pump cycle 100, the heat pump type hot water heater is a hot water storage tank for storing hot water heated by the water-refrigerant heat exchanger 2, a hot water supply between the hot water storage tank and the water-refrigerant heat exchanger 2. There are a hot water circulation circuit for circulating water, a water pump (none of which is shown) and the like that are arranged in the hot water circulation circuit and pump the hot water.

次に、圧縮機１の詳細構成を説明する。圧縮機１は、圧縮対象流体である冷媒を吸入し、圧縮して吐出する圧縮機構部１０、この圧縮機構部１０を駆動する電動機部（電動モータ部）２０、圧縮機構部１０および電動機部２０を収容するハウジング３０、並びに、ハウジング３０の外部に配置されて圧縮機構部１０にて圧縮された高圧冷媒からオイルを分離する油分離器４０等を有して構成されている。   Next, a detailed configuration of the compressor 1 will be described. The compressor 1 sucks, compresses and discharges a refrigerant that is a compression target fluid, an electric motor unit (electric motor unit) 20 that drives the compression mechanism unit 10, the compression mechanism unit 10, and the electric motor unit 20. And an oil separator 40 that separates oil from the high-pressure refrigerant that is disposed outside the housing 30 and is compressed by the compression mechanism unit 10.

さらに、この圧縮機１は、図１に示すように、電動機部２０から圧縮機構部１０へ回転駆動力を伝達する駆動軸（シャフト）２５が鉛直方向（上下方向）に延びて、圧縮機構部１０と電動機部２０が鉛直方向に配置された、いわゆる縦置きタイプに構成されている。より具体的には、本実施形態では、圧縮機構部１０が電動機部２０の下方側に配置されている。   Further, as shown in FIG. 1, the compressor 1 includes a compression mechanism unit in which a drive shaft (shaft) 25 that transmits a rotational driving force from the electric motor unit 20 to the compression mechanism unit 10 extends in a vertical direction (vertical direction). 10 and the electric motor unit 20 are configured in a so-called vertical placement type in which they are arranged in the vertical direction. More specifically, in this embodiment, the compression mechanism unit 10 is disposed below the electric motor unit 20.

まず、ハウジング３０は、中心軸が鉛直方向に延びる筒状部材３１、筒状部材３１の上端部を塞ぐ椀状の上蓋部材３２および筒状部材３１の下端部を塞ぐ椀状の下蓋部材３３を有し、これらを一体に接合して密閉容器構造としたものである。筒状部材３１、上蓋部材３２および下蓋部材３３は、いずれも鉄で形成されており、これらは溶接にて接合されている。   First, the housing 30 includes a cylindrical member 31 whose central axis extends in the vertical direction, a bowl-shaped upper lid member 32 that blocks the upper end portion of the cylindrical member 31, and a bowl-shaped lower lid member 33 that blocks the lower end portion of the cylindrical member 31. These are integrally joined to form a sealed container structure. The cylindrical member 31, the upper lid member 32, and the lower lid member 33 are all made of iron, and these are joined by welding.

また、ハウジング３０には、室外熱交換器６から流出した低圧冷媒を圧縮機構部１０へ吸入させる吸入ポート３０ａ、気液分離器４の気相冷媒流出口から流出した中間圧気相冷媒を流入させて、圧縮機構部１０の圧縮室１５にて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧流入ポート（流入ポート）３０ｂ、さらに、圧縮機構部１０から吐出された高圧冷媒をハウジング３０の外部に配置された油分離器４０側へ流出させる図示しない冷媒流出口等が形成されている。   In addition, the housing 30 is supplied with a suction port 30a through which the low-pressure refrigerant flowing out of the outdoor heat exchanger 6 is sucked into the compression mechanism 10, and an intermediate-pressure gas-phase refrigerant flowing out from the gas-phase refrigerant outlet of the gas-liquid separator 4. The intermediate pressure inflow port (inflow port) 30b that merges with the refrigerant in the compression process in the compression chamber 15 of the compression mechanism unit 10 and the high-pressure refrigerant discharged from the compression mechanism unit 10 are disposed outside the housing 30. A refrigerant outlet and the like (not shown) for flowing out toward the oil separator 40 are formed.

次に、電動機部２０は、固定子をなすコイルステータ２１と回転子をなすロータ２２とを有して構成されている。このロータ２２の軸中心穴にはシャフト２５が圧入により固定されている。従って、制御装置からコイルステータ２１のコイルへ電力が供給されて回転磁界が発生すると、ロータ２２およびシャフト２５が一体となって回転する。   Next, the electric motor unit 20 includes a coil stator 21 that forms a stator and a rotor 22 that forms a rotor. A shaft 25 is fixed to the shaft center hole of the rotor 22 by press-fitting. Therefore, when electric power is supplied from the control device to the coils of the coil stator 21 and a rotating magnetic field is generated, the rotor 22 and the shaft 25 rotate together.

シャフト２５は略円筒状に形成されており、その両端部は、それぞれすべり軸受けにて構成された第１軸受部２６、第２軸受部２７に回転可能に支持されている。また、シャフト２５の内部には、シャフト２５の外表面と第１、第２軸受部２６、２７との摺動部位にオイルを供給するための油供給通路２５ａが形成されている。   The shaft 25 is formed in a substantially cylindrical shape, and both end portions thereof are rotatably supported by a first bearing portion 26 and a second bearing portion 27 that are configured by sliding bearings, respectively. Further, an oil supply passage 25 a for supplying oil to the sliding portion between the outer surface of the shaft 25 and the first and second bearing portions 26 and 27 is formed inside the shaft 25.

なお、第１軸受部２６は、ハウジング３０内の空間を電動機部２０の配置空間と圧縮機構部１０の配置空間とに仕切るミドルハウジング２８に形成されて、シャフト２５の下端側（圧縮機構部１０側）を支持している。また、第２軸受部２７は、介在部材を介してハウジング３０の筒状部材３１に固定されて、シャフト２５の上端側（圧縮機構部１０の反対側）を支持している。   The first bearing portion 26 is formed in the middle housing 28 that divides the space in the housing 30 into an arrangement space for the electric motor portion 20 and an arrangement space for the compression mechanism portion 10, and the lower end side of the shaft 25 (the compression mechanism portion 10 Side). Further, the second bearing portion 27 is fixed to the cylindrical member 31 of the housing 30 via an interposed member, and supports the upper end side (the opposite side of the compression mechanism portion 10) of the shaft 25.

次に、圧縮機構部１０は、それぞれ渦巻き状に形成された歯部を有する可動スクロール１１および固定スクロール１２からなるスクロール型の圧縮機構で構成されている。可動スクロール１１は、前述のミドルハウジング２８の下方側に配置され、さらに、固定スクロール１２は、可動スクロール１１の下方側に配置されている。   Next, the compression mechanism part 10 is comprised by the scroll-type compression mechanism which consists of the movable scroll 11 and the fixed scroll 12 which each have the tooth | gear part formed in the spiral. The movable scroll 11 is disposed below the middle housing 28 described above, and the fixed scroll 12 is disposed below the movable scroll 11.

可動スクロール１１および固定スクロール１２は、それぞれ円板状の基板部１１１、１２１を有しており、双方の基板部１１１、１２１は、互いに鉛直方向に対向するように配置されている。さらに、固定スクロール１２の基板部１２１の外周側は、ハウジング３０の筒状部材３１に固定されている。   The movable scroll 11 and the fixed scroll 12 have disk-shaped substrate portions 111 and 121, respectively, and both the substrate portions 111 and 121 are arranged to face each other in the vertical direction. Further, the outer peripheral side of the substrate portion 121 of the fixed scroll 12 is fixed to the cylindrical member 31 of the housing 30.

可動スクロール１１の基板部１１１の上面側の中心部には、シャフト２５の下端部が挿入される円筒状のボス部１１３が形成されている。シャフト２５の下端部は、シャフト２５の回転中心に対して偏心した偏心部２５ｂになっている。従って、可動スクロール１１の基板部１１１の上面側には、シャフト２５の偏心部２５ｂが挿入されている。   A cylindrical boss portion 113 into which the lower end portion of the shaft 25 is inserted is formed at the center portion on the upper surface side of the substrate portion 111 of the movable scroll 11. The lower end portion of the shaft 25 is an eccentric portion 25 b that is eccentric with respect to the rotation center of the shaft 25. Accordingly, the eccentric portion 25 b of the shaft 25 is inserted on the upper surface side of the substrate portion 111 of the movable scroll 11.

さらに、可動スクロール１１およびミドルハウジング２８の間には、可動スクロール１１が偏心部２５ｂ周りに自転することを防止する図示しない自転防止機構が設けられている。このため、シャフト２５が回転すると、可動スクロール１１は偏心部２５ｂ周りに自転することなく、シャフト２５の回転中心を公転中心として公転運動（旋回）する。   Further, between the movable scroll 11 and the middle housing 28, a rotation prevention mechanism (not shown) for preventing the movable scroll 11 from rotating about the eccentric portion 25b is provided. For this reason, when the shaft 25 rotates, the movable scroll 11 revolves (turns) around the center of rotation of the shaft 25 without rotating around the eccentric portion 25b.

また、可動スクロール１１には、基板部１１１から固定スクロール１２側に向かって突出する渦巻き状の歯部１１２が形成されている。一方、固定スクロール１２には、基板部１２１から可動スクロール１１側に向かって突出するとともに、可動スクロール１１の歯部１１２に噛み合う渦巻き状の歯部１２２が形成されている。   The movable scroll 11 is formed with a spiral tooth portion 112 protruding from the substrate portion 111 toward the fixed scroll 12 side. On the other hand, the fixed scroll 12 is formed with a spiral tooth portion 122 that protrudes from the substrate portion 121 toward the movable scroll 11 side and meshes with the tooth portion 112 of the movable scroll 11.

そして、両スクロール１１、１２の歯部１１２、１２２同士が噛み合って複数箇所で接触することによって、回転軸方向から見たときに三日月形状に形成される圧縮室１５が複数個形成される。なお、図１では図示の明確化のため、複数個の圧縮室１５のうち１つの圧縮室のみに符号を付しており、他の圧縮室については符号を省略している。   The teeth 112 and 122 of the scrolls 11 and 12 mesh with each other and come into contact with each other at a plurality of locations, thereby forming a plurality of compression chambers 15 formed in a crescent shape when viewed from the rotation axis direction. In FIG. 1, for clarity of illustration, only one compression chamber among the plurality of compression chambers 15 is denoted by reference numerals, and the other compression chambers are not denoted by reference numerals.

これらの圧縮室１５は、可動スクロール１１が公転運動することによって外周側から中心側へ容積を減少させながら移動する。従って、吸入ポート３０ａは、最外周側に位置付けられる圧縮室１５に連通している。さらに、中間圧流入ポート３０ｂは、最外周側から中心側へ移動する過程の中間位置に位置付けられる圧縮室１５に連通している。   These compression chambers 15 move while reducing the volume from the outer peripheral side to the center side by the revolving motion of the movable scroll 11. Accordingly, the suction port 30a communicates with the compression chamber 15 positioned on the outermost peripheral side. Further, the intermediate pressure inflow port 30b communicates with the compression chamber 15 positioned at an intermediate position in the process of moving from the outermost peripheral side to the center side.

なお、図１から明らかなように、吸入ポート３０ａから最外周側に位置づけられる圧縮室１５へ至る吸入用の冷媒通路、および中間圧流入ポート３０ｂから中間位置に位置づけられる圧縮室１５へ至るインジェクション用の冷媒通路は、いずれも固定スクロール１２の基板部１２１の内部に形成されている。   As is apparent from FIG. 1, the suction refrigerant passage extending from the suction port 30a to the compression chamber 15 positioned on the outermost peripheral side, and the injection passage extending from the intermediate pressure inflow port 30b to the compression chamber 15 positioned at the intermediate position. These refrigerant passages are all formed inside the substrate portion 121 of the fixed scroll 12.

さらに、中間圧流入ポート３０ｂから中間位置の圧縮室１５へ至る冷媒通路には、圧縮室１５側から中間圧流入ポート３０ｂ側へ冷媒が逆流することを防止するための逆流防止構造３００が設けられている。この逆流防止構造３００の詳細構成については後述する。   Further, a reverse flow prevention structure 300 for preventing the refrigerant from flowing back from the compression chamber 15 side to the intermediate pressure inflow port 30b side is provided in the refrigerant passage from the intermediate pressure inflow port 30b to the compression chamber 15 at the intermediate position. ing. The detailed configuration of the backflow prevention structure 300 will be described later.

固定スクロール１２側の基板部１２１の中心部には、圧縮室１５で圧縮された冷媒が吐出される吐出孔１２３が形成されている。さらに、吐出孔１２３の下方側には、吐出孔１２３と連通する吐出室１２４が形成されている。この吐出室１２４には、吐出室１２４側から圧縮室１５側への冷媒の逆流を防止する逆止弁をなすリード弁と、リード弁の最大開度を規制するストッパ１６が配置されている。   A discharge hole 123 through which the refrigerant compressed in the compression chamber 15 is discharged is formed at the center of the substrate portion 121 on the fixed scroll 12 side. Further, a discharge chamber 124 communicating with the discharge hole 123 is formed below the discharge hole 123. The discharge chamber 124 is provided with a reed valve that forms a check valve that prevents the refrigerant from flowing backward from the discharge chamber 124 side to the compression chamber 15 side, and a stopper 16 that restricts the maximum opening of the reed valve.

また、ハウジング３０の内部には、吐出室１２４からハウジング３０に形成された冷媒流出口へ導く図示しない冷媒通路が形成されている。さらに、この冷媒流出口には油分離器４０の冷媒流入口４０ｂが接続されている。油分離器４０は、鉛直方向に延びる筒状部材４１を有し、その内部に形成された空間で圧縮機構部１０にて昇圧された冷媒を旋回させ、遠心力の作用によって気相冷媒とオイルとを分離する。   In addition, a refrigerant passage (not shown) that leads from the discharge chamber 124 to the refrigerant outlet formed in the housing 30 is formed inside the housing 30. Further, a refrigerant inlet 40b of the oil separator 40 is connected to the refrigerant outlet. The oil separator 40 includes a cylindrical member 41 extending in the vertical direction, and the refrigerant pressurized by the compression mechanism unit 10 is swirled in a space formed therein, and the gas phase refrigerant and the oil are subjected to centrifugal force. And are separated.

油分離器４０にて分離された高圧気相冷媒は、油分離器４０の上方側に形成された吐出ポート４０ａから水−冷媒熱交換器２側へ流出する。一方、油分離器４０にて分離されたオイルは、油分離器４０の下方側の部位に蓄えられ、さらに、図示しない油通路を介してハウジング３０内の圧縮機構部１０やシャフト２５と第１、第２軸受部２６、２７との摺動部等へ供給される。   The high-pressure gas-phase refrigerant separated by the oil separator 40 flows out from the discharge port 40a formed on the upper side of the oil separator 40 to the water-refrigerant heat exchanger 2 side. On the other hand, the oil separated by the oil separator 40 is stored in a lower portion of the oil separator 40, and is further connected to the compression mechanism 10 and the shaft 25 in the housing 30 via the oil passage (not shown) and the first. The second bearing portions 26 and 27 are supplied to a sliding portion and the like.

次に、図２を用いて本実施形態の逆流防止構造３００の詳細構成を説明する。前述の如く、中間圧流入ポート３０ｂは、最外周側から中心側へ移動する過程の中間位置に位置付けられる圧縮室１５に連通している。   Next, the detailed structure of the backflow prevention structure 300 of this embodiment is demonstrated using FIG. As described above, the intermediate pressure inflow port 30b communicates with the compression chamber 15 positioned at an intermediate position in the process of moving from the outermost peripheral side to the center side.

このため、中間圧流入ポート３０ｂ側の中間圧気相冷媒の圧力Ｐ２が、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１よりも高い時には、中間圧気相冷媒を圧縮室１５内へインジェクションすることができる。ところが、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１が中間圧流入ポート３０ｂ側の中間圧気相冷媒の圧力Ｐ２よりも高くなってしまうと圧縮室１５側から中間圧流入ポート３０ｂ側へ冷媒が逆流してしまう。   For this reason, when the pressure P2 of the intermediate pressure gas phase refrigerant on the intermediate pressure inflow port 30b side is higher than the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side, the intermediate pressure gas phase refrigerant can be injected into the compression chamber 15. However, if the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side becomes higher than the pressure P2 of the intermediate-pressure gas-phase refrigerant on the intermediate pressure inflow port 30b side, the refrigerant flows backward from the compression chamber 15 side to the intermediate pressure inflow port 30b side. .

このような逆流は、ヒートポンプサイクル１００の成績係数（ＣＯＰ）を悪化させてしまう原因となる。そこで、本実施形態では、中間圧流入ポート３０ｂから圧縮室１５へ至るインジェクション用の冷媒通路に逆流防止構造３００を設けることによって、圧縮室１５側から中間圧流入ポート３０ｂ側へ冷媒が逆流してしまうことを防止している。   Such a backflow causes the coefficient of performance (COP) of the heat pump cycle 100 to deteriorate. Therefore, in this embodiment, by providing the backflow prevention structure 300 in the refrigerant passage for injection from the intermediate pressure inflow port 30b to the compression chamber 15, the refrigerant flows back from the compression chamber 15 side to the intermediate pressure inflow port 30b side. Is prevented.

具体的には、逆流防止構造３００は、インジェクション用の冷媒通路内に形成された逆止弁室３０１、逆止弁室３０１内で変位してインジェクション用の冷媒通路を開閉するフリーバルブ３０２、逆止弁室３０１内に配置されてフリーバルブ３０２を収容するケース３０３等によって構成されている。   Specifically, the backflow prevention structure 300 includes a check valve chamber 301 formed in the refrigerant passage for injection, a free valve 302 that is displaced in the check valve chamber 301 to open and close the refrigerant passage for injection, The case 303 is arranged in the stop valve chamber 301 and accommodates a free valve 302.

逆止弁室３０１は、略円柱状の空間として形成され、その中心軸が水平方向に延びるように配置されている。さらに、逆止弁室３０１を形成する円柱状空間の軸方向一端側（圧縮機１の中心軸側）の底面には、逆止弁室３０１と圧縮室１５とを連通させる圧縮室側通路４００が接続されている。   The check valve chamber 301 is formed as a substantially cylindrical space, and is arranged so that its central axis extends in the horizontal direction. Further, a compression chamber side passage 400 that allows the check valve chamber 301 and the compression chamber 15 to communicate with each other on the bottom surface on one end side in the axial direction of the cylindrical space forming the check valve chamber 301 (the central axis side of the compressor 1). Is connected.

ケース３０３は、鉄（具体的には、Ｓ４５Ｃ）にて略円筒状に形成されたケーシング部３０３ａおよびストッパ部３０３ｂによって構成されている。ケーシング部３０３ａは、その中心軸が逆止弁室３０１と同軸上に配置された状態で、逆止弁室３０１内に圧入固定されている。さらに、ストッパ部３０３ｂは、その中心軸がケーシング部３０３ａと同軸上に配置された状態で、ケーシング部３０３ａ内に圧入固定されている。   The case 303 is composed of a casing portion 303a and a stopper portion 303b that are formed in a substantially cylindrical shape with iron (specifically, S45C). The casing portion 303 a is press-fitted and fixed in the check valve chamber 301 with its central axis disposed coaxially with the check valve chamber 301. Further, the stopper portion 303b is press-fitted and fixed in the casing portion 303a in a state where the central axis thereof is disposed coaxially with the casing portion 303a.

ケーシング部３０３ａの軸方向一端側には、フリーバルブ３０２がインジェクション用の冷媒通路を開く側に変位した際に当接する底面３０３ｃが設けられている。この底面３０３ｃにはケース３０３の内部空間と圧縮室側通路４００とを連通させる連通穴３０３ｄが形成されている。   A bottom surface 303c that abuts when the free valve 302 is displaced to the side that opens the refrigerant passage for injection is provided on one axial end side of the casing portion 303a. A communication hole 303d for communicating the internal space of the case 303 and the compression chamber side passage 400 is formed in the bottom surface 303c.

一方、ストッパ部３０３ｂの軸方向一端側には、フリーバルブ３０２がインジェクション用の冷媒通路を閉じる側に変位した際に当接する当接部３０３ｅが設けられている。なお、図２では、フリーバルブ３０２が当接部３０３ｅに当接し、インジェクション用の冷媒通路を閉じた状態を図示している。さらに、ストッパ３０４の内部空間は、逆止弁室３０１と中間圧流入ポート３０ｂとを連通させる流入ポート側通路４０１の一部を形成している。   On the other hand, an abutting portion 303e that abuts when the free valve 302 is displaced toward the side of closing the refrigerant passage for injection is provided on one axial end side of the stopper portion 303b. FIG. 2 illustrates a state in which the free valve 302 is in contact with the contact portion 303e and the refrigerant passage for injection is closed. Furthermore, the internal space of the stopper 304 forms a part of the inflow port side passage 401 that allows the check valve chamber 301 and the intermediate pressure inflow port 30b to communicate with each other.

フリーバルブ３０２は、銅（具体的には、Ｃ３６０４ＢＤ）にて略円柱状に形成され、その中心軸がケース３０３と同軸上に配置された状態で、ケース３０３内を中心軸方向に摺動可能に配置されている。換言すると、フリーバルブ３０２の外径寸法とケース３０３のケーシング部３０３ａの内径寸法は隙間バメの寸法関係になっている。   The free valve 302 is formed in a substantially cylindrical shape with copper (specifically, C3604BD), and can slide in the central axis direction within the case 303 in a state where the central axis is arranged coaxially with the case 303. Is arranged. In other words, the outer diameter dimension of the free valve 302 and the inner diameter dimension of the casing portion 303a of the case 303 have a dimensional relationship of clearance gaps.

さらに、フリーバルブ３０２には、軸方向の延びる軸方向穴３０２ａ、径方向に延びる径方向穴３０２ｂ、および円柱状の周側面に形成された溝３０２ｃによって、フリーバルブ３０２がインジェクション用の冷媒通路を開いた際に冷媒を流通させるバルブ側通路３０２ｄが形成されている。   Further, the free valve 302 includes an axial hole 302a extending in the axial direction, a radial hole 302b extending in the radial direction, and a groove 302c formed in a cylindrical peripheral side surface. A valve-side passage 302d that allows the refrigerant to flow when it is opened is formed.

また、本実施形態では、フリーバルブ３０２に形成されたバルブ側通路３０２ｄの通路断面積をＳ１とし、圧縮室側通路４００の通路断面積をＳ２としたときに、Ｓ１がＳ２よりも小さくなるように形成している。より詳細には、以下数式Ｆ１を満足するように形成している。
０．１≦Ｓ１／Ｓ２≦０．９…（Ｆ１）
なお、上記のＳ１、Ｓ２としては、それぞれの冷媒通路における最小通路断面積を採用すればよい。また、ケース３０３のケーシング部３０３ａの底面３０３ｃに設けられた連通穴３０３ｄの通路断面積は圧縮室側通路４００の通路断面積Ｓ２よりも大きく形成されている。また、上記数式Ｆ１の下限値（０．１）は、以下の理由で決定されている。 In this embodiment, when the cross-sectional area of the valve-side passage 302d formed in the free valve 302 is S1, and the cross-sectional area of the compression chamber-side passage 400 is S2, S1 is smaller than S2. Is formed. In more detail, it forms so that numerical formula F1 may be satisfied below.
0.1 ≦ S1 / S2 ≦ 0.9 (F1)
In addition, what is necessary is just to employ | adopt the minimum channel | path cross-sectional area in each refrigerant path as said S1 and S2. In addition, the passage cross-sectional area of the communication hole 303 d provided in the bottom surface 303 c of the casing portion 303 a of the case 303 is formed larger than the passage cross-sectional area S <b> 2 of the compression chamber side passage 400. Moreover, the lower limit (0.1) of the formula F1 is determined for the following reason.

つまり、バルブ側通路３０２ｄの通路断面積Ｓ１がインジェクション用の冷媒通路のうち最小通路面積になっており、圧縮室側通路４００の通路断面積Ｓ２がインジェクション用の冷媒通路のうち最大通路面積になっているとしたときに、インジェクション用の冷媒通路を流れる冷媒の流量は、最小通路面積であるバルブ側通路３０２ｄの通路断面積Ｓ１によって決定される。   That is, the passage cross-sectional area S1 of the valve-side passage 302d is the minimum passage area of the refrigerant passage for injection, and the passage cross-sectional area S2 of the compression chamber-side passage 400 is the maximum passage area of the refrigerant passage for injection. The flow rate of the refrigerant flowing through the refrigerant passage for injection is determined by the passage sectional area S1 of the valve side passage 302d, which is the minimum passage area.

従って、Ｓ１は、以下数式Ｆ２に示すように、インジェクションに必要な流量の冷媒を流すことができる通路断面積以上にしておく必要がある。
（必要流量を確保できる通路断面積）≦Ｓ１＜Ｓ２…（Ｆ２）
また、圧縮室側通路４００は、可動スクロール１１の歯部１１２によって開閉されるため、Ｓ２の通路径は、以下数式Ｆ３に示すように、可動スクロール１１の歯部１１２の径方向の厚み（歯厚）寸法よりも小さくしておく必要がある。
Ｓ１＜Ｓ２≦（歯部１１２の歯厚を直径とする円の面積）…（Ｆ３）
すると、上記数式Ｆ１のＳ１／Ｓ２の下限値は、（必要流量を確保できる通路断面積／歯部１１２の歯厚を直径とする円の面積）で決定され、本発明者らの検討によれば、具体的に０．１となる。 Therefore, S1 needs to be equal to or larger than the cross-sectional area of the passage through which the refrigerant having a flow rate necessary for injection can flow, as shown in Formula F2 below.
(Cross-sectional area capable of securing necessary flow rate) ≦ S1 <S2 (F2)
Further, since the compression chamber side passage 400 is opened and closed by the tooth portion 112 of the movable scroll 11, the passage diameter of S <b> 2 is the radial thickness (tooth of the tooth portion 112 of the movable scroll 11, as shown in Formula F3 below. The thickness must be smaller than the dimension.
S1 <S2 ≦ (Area of a circle whose diameter is the tooth thickness of the tooth portion 112) (F3)
Then, the lower limit value of S1 / S2 in the above formula F1 is determined by (passage cross-sectional area capable of securing a required flow rate / area of a circle having a tooth thickness of the tooth portion 112 as a diameter), and according to the study by the present inventors. Specifically, it becomes 0.1.

次に、上記構成における本実施形態の圧縮機１の作動を説明する。圧縮機１の電動機部２０に電力が供給されてロータ２２およびシャフト２５が回転すると、可動スクロール１１がシャフト２５に対して公転運動（旋回運動）する。これにより、可動スクロール１１側の歯部１１２と固定スクロール１２側の歯部１２２との間に形成された三日月状の圧縮室１５が外周側から中心側へ旋回しながら移動していく。   Next, the operation of the compressor 1 of the present embodiment having the above configuration will be described. When electric power is supplied to the motor unit 20 of the compressor 1 and the rotor 22 and the shaft 25 rotate, the movable scroll 11 revolves (rotates) with respect to the shaft 25. Thereby, the crescent-shaped compression chamber 15 formed between the tooth part 112 on the movable scroll 11 side and the tooth part 122 on the fixed scroll 12 side moves while turning from the outer peripheral side to the center side.

最外周側に位置付けられて吸入ポート３０ａに連通する圧縮室１５には、吸入ポート３０ａを介して室外熱交換器６から流出した低圧冷媒が流入する。低圧冷媒が流入した圧縮室１５は、シャフト２５の回転に伴って、その容積を縮小させながら中間圧流入ポート３０ｂに連通する位置へ移動する。   The low-pressure refrigerant that has flowed out of the outdoor heat exchanger 6 flows into the compression chamber 15 that is positioned on the outermost peripheral side and communicates with the suction port 30a through the suction port 30a. As the shaft 25 rotates, the compression chamber 15 into which the low-pressure refrigerant has flowed moves to a position communicating with the intermediate pressure inflow port 30b while reducing its volume.

この際、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１よりも中間圧流入ポート３０ｂ側の中間圧気相冷媒の圧力Ｐ２が高くなっている状態では、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１と中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２との圧力差によって、逆流防止構造３００のフリーバルブ３０２が逆止弁室３０１の一端側（ケーシング部３０３ａの底面３０３ｃ側）へ変位する。   At this time, in a state where the pressure P2 of the intermediate pressure gas phase refrigerant on the intermediate pressure inflow port 30b side is higher than the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side, the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side and the intermediate pressure inflow port 30b side The free valve 302 of the backflow prevention structure 300 is displaced toward one end side of the check valve chamber 301 (the bottom surface 303c side of the casing portion 303a) due to the pressure difference with the refrigerant pressure P2.

これにより、インジェクション用の冷媒通路が開き、中間圧流入ポート３０ｂから流入ポート側通路４０１を介して逆止弁室３０１へ流入した中間圧気相冷媒が、ストッパ３０３ｂの内部空間→フリーバルブ３０２に形成されたバルブ側通路３０２ｄ→ケーシング部３０３ａの連通穴３０３ｄ→圧縮室側通路４００の順に流れて、圧縮室１５へインジェクションされる。   Thereby, the refrigerant passage for injection is opened, and the intermediate-pressure gas-phase refrigerant flowing from the intermediate pressure inflow port 30b into the check valve chamber 301 through the inflow port side passage 401 is formed in the inner space of the stopper 303b → the free valve 302. The flow then flows in the order of the valve-side passage 302d → the communication hole 303d of the casing portion 303a → the compression chamber-side passage 400 and is injected into the compression chamber 15.

さらに、シャフト２５が回転して圧縮室１５の容積が縮小し、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１が中間圧流入ポート３０ｂ側の中間圧気相冷媒の圧力Ｐ２を上回ると、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１と中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２との圧力差によって、逆流防止構造３００のフリーバルブ３０２が逆止弁室３０１の他端側（ストッパ部３０３ｂの当接部３０３ｅ側）へ変位する。   Further, when the shaft 25 rotates to reduce the volume of the compression chamber 15 and the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side exceeds the pressure P2 of the intermediate-pressure gas-phase refrigerant on the intermediate pressure inflow port 30b side, the refrigerant on the compression chamber 15 side. Due to the pressure difference between the pressure P1 and the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure inflow port 30b side, the free valve 302 of the backflow prevention structure 300 is displaced to the other end side of the check valve chamber 301 (the contact portion 303e side of the stopper portion 303b). To do.

これにより、インジェクション用の冷媒通路が閉じられ、圧縮室１５側から中間圧流入ポート３０ｂ側へ冷媒が逆流してしまうことが防止される。さらに、シャフト２５が回転して圧縮室１５が中心側へ移動して固定スクロール１２の吐出孔１２３へ連通すると、圧縮室１５にて圧縮された高圧冷媒が油分離器４０を介して吐出ポート４０ａから水−冷媒熱交換器２側へ流出する。   As a result, the refrigerant passage for injection is closed, and the refrigerant is prevented from flowing back from the compression chamber 15 side to the intermediate pressure inflow port 30b side. Further, when the shaft 25 rotates and the compression chamber 15 moves toward the center and communicates with the discharge hole 123 of the fixed scroll 12, the high-pressure refrigerant compressed in the compression chamber 15 is discharged through the oil separator 40 to the discharge port 40 a. To the water-refrigerant heat exchanger 2 side.

本実施形態の圧縮機１は、上記の如く作動して、ヒートポンプサイクル１００において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出する機能を発揮する。また、本実施形態の圧縮機１の逆流防止構造３００では、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１と中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２との差圧によってフリーバルブ３０２を変位させて、冷媒が圧縮室１５側から中間圧流入ポート３０ｂ側へ逆流してしまうこと防止できる。   The compressor 1 of this embodiment operates as described above, and exhibits a function of sucking, compressing, and discharging refrigerant in the heat pump cycle 100. Further, in the backflow prevention structure 300 of the compressor 1 of the present embodiment, the free valve 302 is displaced by the differential pressure between the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side and the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure inflow port 30b side, so that the refrigerant is Backflow from the compression chamber 15 side to the intermediate pressure inflow port 30b side can be prevented.

さらに、本実施形態の逆流防止構造３００によれば、バルブ側通路３０２ｄの通路断面積Ｓ１が圧縮室側通路４００の通路断面積Ｓ２よりも小さくなっているので、バルブ側通路３０２ｄの通路断面積Ｓ１が圧縮室側通路４００の通路断面積Ｓ２と同等以上に形成されている場合に対して、圧縮室１５側の流体がバルブ側通路３０２ｄを介して中間圧流入ポート３０ｂ側へ流れる際の通路抵抗を大きくすることができる。   Furthermore, according to the backflow prevention structure 300 of the present embodiment, the passage sectional area S1 of the valve side passage 302d is smaller than the passage sectional area S2 of the compression chamber side passage 400. The passage when the fluid on the compression chamber 15 side flows to the intermediate pressure inflow port 30b side through the valve side passage 302d, when S1 is formed to be equal to or larger than the passage sectional area S2 of the compression chamber side passage 400. The resistance can be increased.

従って、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１が中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２より上回った際に、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１と中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２との差圧が縮小しにくくなり、差圧によって変位するフリーバルブ３０２の応答性を向上させることができる。   Accordingly, when the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side exceeds the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure inflow port 30b side, the differential pressure between the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side and the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure inflow port 30b side. Is less likely to be reduced, and the responsiveness of the free valve 302 that is displaced by the differential pressure can be improved.

このことを図３を用いて説明すると、バルブ側通路３０２ｄの通路断面積Ｓ１が圧縮室側通路４００の通路断面積Ｓ２と同等以上に形成されている場合は、図３の太破線に示すように、中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２（具体的には、図２の圧力測定点における圧力）が上昇して、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１と中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２との差圧が縮小してしまう。   This will be described with reference to FIG. 3. When the passage cross-sectional area S1 of the valve-side passage 302d is formed to be equal to or larger than the passage cross-sectional area S2 of the compression chamber-side passage 400, as shown by the thick broken line in FIG. Further, the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure inflow port 30b side (specifically, the pressure at the pressure measurement point in FIG. 2) increases, and the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side and the refrigerant pressure on the intermediate pressure inflow port 30b side are increased. The differential pressure with P2 is reduced.

一方、本実施形態では、図３の太実線に示すように、中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力の上昇が抑制されるので、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１と中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２との差圧が縮小しにくくなる。   On the other hand, in the present embodiment, as shown by a thick solid line in FIG. 3, an increase in the refrigerant pressure on the intermediate pressure inflow port 30b side is suppressed, so the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side and the intermediate pressure inflow port 30b side The differential pressure from the refrigerant pressure P2 is difficult to reduce.

その結果、フリーバルブ３０２が、ケーシング部３０３ａの底面３０３ｃに当接した位置からストッパ部３０３ｂの当接部３０３ｅに当接する位置へ変位する際の応答性を向上させることができる。また、差圧によりフリーバルブ３０２がストッパ部３０３ｂの当接部３０３ｅへ押しつけられる力が大きくなることから、フリーバルブ３０２がインジェクション用の冷媒通路を閉じた際のシール性を向上させることもできる。   As a result, it is possible to improve the responsiveness when the free valve 302 is displaced from the position in contact with the bottom surface 303c of the casing part 303a to the position in contact with the contact part 303e of the stopper part 303b. Further, since the force with which the free valve 302 is pressed against the contact portion 303e of the stopper portion 303b due to the differential pressure is increased, the sealing performance when the free valve 302 closes the injection refrigerant passage can also be improved.

さらに、本実施形態では、逆止弁室３０１およびフリーバルブ３０２を、それぞれ円柱状に形成し、中心軸を互いに同軸上に配置する構成を採用しているので、応答性を向上させた逆流防止構造を極めて容易に形成することができる。   Furthermore, in this embodiment, the check valve chamber 301 and the free valve 302 are each formed in a cylindrical shape and the central axes are arranged coaxially with each other, so that the backflow prevention with improved responsiveness is adopted. The structure can be formed very easily.

さらに、本実施形態では、フリーバルブ３０２をケーシング部３０３ａへ嵌挿した状態で、ストッパ部３０３ｂを圧入固定することによって、フリーバルブ３０２とケース３０３を一体化（モジュール化）することができる。従って、逆流防止構造３００を圧縮機１（より具体的には、固定スクロール１２の基板部１２１）へ容易に組み付けることができる。   Furthermore, in this embodiment, the free valve 302 and the case 303 can be integrated (modularized) by press-fitting and fixing the stopper portion 303b with the free valve 302 fitted into the casing portion 303a. Therefore, the backflow prevention structure 300 can be easily assembled to the compressor 1 (more specifically, the substrate portion 121 of the fixed scroll 12).

（第２実施形態）
上述の実施形態では、ケース３０３を鉄銅（具体的には、Ｓ４５Ｃ）で形成し、フリーバルブ３０２を銅銅（具体的には、Ｃ３６０４ＢＤ）で形成した例を説明したが、本実施形態では、ケース３０３の材質として制振鋼板を採用している。その他の構成および作動は第１実施形態と同様である。 (Second Embodiment)
In the above-described embodiment, an example in which the case 303 is formed of iron copper (specifically, S45C) and the free valve 302 is formed of copper-copper (specifically, C3604BD) has been described. In addition, a damping steel plate is adopted as the material of the case 303. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

ここで、第１実施形態の如く、フリーバルブ３０２の応答性を向上させると、フリーバルブ３０２が変位してケーシング部３０３ａの底面３０３ｃあるいはストッパ部３０３ｂの当接部３０３ｅに衝突する際の衝撃音が大きくなってしまい、逆流防止構造の作動音が増加してしまう。   Here, if the responsiveness of the free valve 302 is improved as in the first embodiment, the impact sound generated when the free valve 302 is displaced and collides with the bottom surface 303c of the casing portion 303a or the contact portion 303e of the stopper portion 303b. Will increase, and the operating noise of the backflow prevention structure will increase.

これに対して、フリーバルブ３０２をテフロン（登録商標）等の樹脂で形成して作動音を低減させる手段が考えられるものの、樹脂製のフリーバルブ３０２では摺動による摩耗が懸念される。そこで本実施形態では、ケース３０３を制振鋼板で形成することによって、図４に示すように、樹脂製のフリーバルブを採用した場合と同等の騒音低減効果を得ている。   On the other hand, although a means for reducing the operating noise by forming the free valve 302 from a resin such as Teflon (registered trademark) can be considered, there is a concern that the resin free valve 302 may be worn due to sliding. Therefore, in this embodiment, by forming the case 303 with a damping steel plate, as shown in FIG. 4, a noise reduction effect equivalent to that obtained when a resin free valve is employed is obtained.

本発明者らの検討によれば、具体的に、フリーバルブ３０２を樹脂にて形成し、ケース３０３を鉄にて形成すると第１実施形態に対して１６％の騒音低減効果があり、フリーバルブを銅にて形成し、ケース３０３を制振鋼板にて形成すると第１実施形態に対して１４％の騒音低減効果がある。   According to the study by the present inventors, when the free valve 302 is made of resin and the case 303 is made of iron, there is a 16% noise reduction effect with respect to the first embodiment. Is formed of copper and the case 303 is formed of a damping steel plate, there is a 14% noise reduction effect with respect to the first embodiment.

さらに、圧縮機構を構成する固定スクロール１２は比較的強度や耐摩耗性の高い材料（例えば、炭素鋼）で形成する必要があるので、制振鋼板で形成することは好ましくない。従って、本実施形態のように逆流防止構造３００をモジュール化しておくことは、制振鋼板を用いた逆流防止構造３００を圧縮機１に適用しやすいという点でも有効である。   Furthermore, since the fixed scroll 12 constituting the compression mechanism needs to be formed of a material having relatively high strength and wear resistance (for example, carbon steel), it is not preferable that the fixed scroll 12 is formed of a damping steel plate. Therefore, modularizing the backflow prevention structure 300 as in this embodiment is also effective in that the backflow prevention structure 300 using the damping steel plate can be easily applied to the compressor 1.

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified as follows without departing from the spirit of the present invention.

（１）上述の実施形態の圧縮機１では、圧縮機構部１０をスクロール型の圧縮機構にて構成した例を説明したが、圧縮機構部１０はこれに限定されない。例えば、可動部材の変位によって圧縮対象流体を圧縮する圧縮室の容積を縮小させる、レシプロ型の圧縮機構やロータリ型の圧縮機構で構成されていてもよい。   (1) In the compressor 1 of the above-described embodiment, the example in which the compression mechanism unit 10 is configured by the scroll type compression mechanism has been described, but the compression mechanism unit 10 is not limited thereto. For example, a reciprocating type compression mechanism or a rotary type compression mechanism that reduces the volume of a compression chamber that compresses the fluid to be compressed by displacement of the movable member may be used.

（２）上述の実施形態では、フリーバルブ３０２を略円柱状の部材にて形成したが、フリーバルブ３０２の形状はこれに限定されない。例えば円錐台形状、球形状等に形成されていてもよい。また、フリーバルブ３０２は、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ１と中間圧流入ポート３０ｂ側の冷媒圧力Ｐ２との差圧によって作動するものであれば、位置決め用のスプリング等から荷重を受けるものであってもよい。   (2) In the above-described embodiment, the free valve 302 is formed of a substantially cylindrical member, but the shape of the free valve 302 is not limited to this. For example, it may be formed in a truncated cone shape, a spherical shape, or the like. Further, the free valve 302 receives a load from a positioning spring or the like as long as it operates by a differential pressure between the refrigerant pressure P1 on the compression chamber 15 side and the refrigerant pressure P2 on the intermediate pressure inflow port 30b side. May be.

（３）上述の実施形態では、フリーバルブ３０２に形成されるバルブ側通路３０２ｄをフリーバルブ３０２の軸方向あるいは径方向に延びる穴等を用いて形成した例を説明したが、バルブ側通路３０２ｄはこれに限定されない。例えば、フリーバルブ３０２の円柱状の周側面に形成された溝３０２ｃに代えて、円柱状の周側面の一部を削り落とすことによって形成される切り欠き面にてバルブ側通路３０２ｄを形成してもよい。   (3) In the above embodiment, an example in which the valve side passage 302d formed in the free valve 302 is formed using a hole or the like extending in the axial direction or the radial direction of the free valve 302 has been described. It is not limited to this. For example, instead of the groove 302c formed on the cylindrical peripheral side surface of the free valve 302, the valve side passage 302d is formed by a notch surface formed by scraping off a part of the cylindrical peripheral side surface. Also good.

（４）上述の実施形態では、フリーバルブ３０２とケース３０３を一体化（モジュール化）して逆流防止構造３００を構成する例を説明したが、逆流防止構造３００の構成はこれに限定されない。つまり、ケーシング部３０３ａを廃止して、固定スクロール１２に形成された逆止弁室３０１内に直接フリーバルブ３０２を嵌挿した状態で、ストッパ部３０３ｂを逆止弁室３０１に圧入固定する構成としてもよい。   (4) In the above-described embodiment, the example in which the free-flow valve 302 and the case 303 are integrated (modulated) to configure the backflow prevention structure 300 has been described. However, the configuration of the backflow prevention structure 300 is not limited thereto. That is, the configuration is such that the casing portion 303 a is abolished and the stopper portion 303 b is press-fitted and fixed in the check valve chamber 301 in a state where the free valve 302 is directly inserted into the check valve chamber 301 formed in the fixed scroll 12. Also good.

（５）上述の実施形態では、逆流防止構造３００を圧縮室１５から中間圧流入ポート３０ｂ側への冷媒の逆流を防止するために適用しているが、もちろん、逆流防止構造３００は、圧縮室１５から吸入ポート３０ａ側への冷媒の逆流を防止するために適用してもよい。   (5) In the above-described embodiment, the backflow prevention structure 300 is applied to prevent the backflow of the refrigerant from the compression chamber 15 to the intermediate pressure inflow port 30b side. The present invention may be applied to prevent the refrigerant from flowing backward from 15 to the suction port 30a side.

（６）上述の実施形態では、逆流防止構造３００を縦置きタイプの圧縮機に適用した例を説明したが、もちろん、圧縮機構部１０と電動機部２０とを水平方向（横方向）に配置した横置きタイプの圧縮機に適用してもよい。また、本発明の逆流防止構造３００を備える圧縮機の適用はヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）に限定されない。   (6) In the above-described embodiment, an example in which the backflow prevention structure 300 is applied to a vertical type compressor has been described. Of course, the compression mechanism unit 10 and the motor unit 20 are arranged in the horizontal direction (lateral direction). You may apply to a horizontal installation type compressor. Moreover, the application of the compressor provided with the backflow prevention structure 300 of the present invention is not limited to the heat pump cycle (refrigeration cycle).

１ 圧縮機
１５ 圧縮室
３０ｂ 流入ポート
３０１ 逆止弁室
３０２ フリーバルブ
３０２ｄ バルブ側通路
４００ 圧縮室側通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Compressor 15 Compression chamber 30b Inflow port 301 Check valve chamber 302 Free valve 302d Valve side passage 400 Compression chamber side passage

Claims (4)

圧縮対象流体を圧縮室（１５）内へ流入させる流入ポート（３０ｂ）が設けられ、前記圧縮対象流体を圧縮して吐出する圧縮機構部（１０）に前記流入ポート（３０ｂ）から前記圧縮室（１５）へ至る流体通路が形成された圧縮機（１）に適用されて、前記圧縮室（１５）側から前記流入ポート（３０ｂ）側へ前記圧縮対象流体が逆流することを防止する逆流防止構造であって、
前記流入ポート（３０ｂ）から前記圧縮室（１５）へ至る流体通路に形成された逆止弁室（３０１）と、
前記逆止弁室（３０１）内で変位して、前記流入ポート（３０ｂ）から前記圧縮室（１５）へ至る流体通路を開閉するフリーバルブ（３０２）とを備え、
前記フリーバルブ（３０２）は、前記圧縮室（１５）側の流体圧力（Ｐ１）と前記流入ポート（３０ｂ）側の流体圧力（Ｐ２）との差圧によって変位し、
前記フリーバルブ（３０２）には、前記フリーバルブ（３０２）が前記流入ポート（３０ｂ）から前記圧縮室（１５）へ至る流体通路を開いた際に前記圧縮対象流体を流通させるバルブ側通路（３０２ｄ）が形成されており、
さらに、前記バルブ側通路（３０２ｄ）の通路断面積（Ｓ１）は、前記逆止弁室（３０１）と前記圧縮室（１５）とを接続する圧縮室側通路（４００）の通路断面積（Ｓ２）よりも小さくなっていることを特徴とする圧縮機の逆流防止構造。 An inflow port (30b) through which the fluid to be compressed flows into the compression chamber (15) is provided , and the compression chamber (10b) is compressed from the inflow port (30b) to the compression chamber (10b). 15) A backflow prevention structure that is applied to the compressor (1) formed with a fluid passage leading to 15) and prevents the fluid to be compressed from flowing back from the compression chamber (15) side to the inflow port (30b) side. Because
A check valve chamber (301) formed in a fluid passage from the inflow port (30b) to the compression chamber (15);
A free valve (302) that is displaced in the check valve chamber (301) and opens and closes a fluid passage from the inflow port (30b) to the compression chamber (15),
The free valve (302) is displaced by the differential pressure between the fluid pressure (P1) on the compression chamber (15) side and the fluid pressure (P2) on the inflow port (30b) side,
The free valve (302) has a valve side passage (302d) through which the fluid to be compressed flows when the free valve (302) opens a fluid passage from the inflow port (30b) to the compression chamber (15). ) Is formed,
Furthermore, the passage sectional area (S1) of the valve side passage (302d) is the passage sectional area (S2) of the compression chamber side passage (400) connecting the check valve chamber (301) and the compression chamber (15). ) A backflow prevention structure for a compressor, characterized by being smaller than. 前記バルブ側通路（３０２ｄ）の通路断面積をＳ１とし、前記圧縮室側通路（４００）の通路断面積をＳ２としたときに、
Ｓ１／Ｓ２≦０．９
となっていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機の逆流防止構造。 When the passage sectional area of the valve side passage (302d) is S1, and the passage sectional area of the compression chamber side passage (400) is S2,
S1 / S2 ≦ 0.9
The structure for preventing backflow of a compressor according to claim 1, wherein: 前記逆止弁室（３０１）および前記フリーバルブ（３０２）は、それぞれ円柱状に形成され、
前記逆止弁室（３０１）および前記フリーバルブ（３０２）は、互いの中心軸が同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機の逆流防止構造。 The check valve chamber (301) and the free valve (302) are each formed in a cylindrical shape,
The backflow prevention structure for a compressor according to claim 1 or 2, wherein the check valve chamber (301) and the free valve (302) are arranged so that their center axes are coaxial. さらに、前記逆止弁室（３０１）内に配置されて、前記フリーバルブ（３０２）を収容するケース（３０３）を備え、
前記ケース（３０３）は、円筒状に形成され、
前記逆止弁室（３０１）、前記フリーバルブ（３０２）および前記ケース（３０３）は、互いの中心軸が同軸上に配置されており、
前記ケース（３０３）は制振鋼板にて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機の逆流防止構造。 And a case (303) disposed in the check valve chamber (301) for accommodating the free valve (302),
The case (303) is formed in a cylindrical shape,
The check valve chamber (301), the free valve (302) and the case (303) are arranged such that their central axes are coaxially arranged,
The backflow prevention structure for a compressor according to claim 3, wherein the case (303) is formed of a damping steel plate.
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