JP6130759B2 - 圧縮機 - Google Patents

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。

従来、特許文献１には、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、内部熱交換式冷凍サイクル）に用いられる圧縮機が記載されている。ガスインジェクションサイクルとは、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サイクル効率（ＣＯＰ）を向上させる冷凍サイクルのことである。

近年のエネルギー問題の観点からヒートポンプシステムなどの冷凍サイクルシステムのサイクル効率の向上が求められている。そのため、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、内部熱交換式冷凍サイクル）のような高効率な冷凍サイクルの採用が急務となっている。

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、内部熱交換式冷凍サイクル）により、サイクル効率が向上することは理論証明が出来ているが、コンプレッサ効率劣化の影響で実際のシステム効率の向上が少なく、費用対効果で採用できていないのが現状である。

この従来技術の圧縮機では、圧縮室に中間圧気相冷媒を逆止弁を介してインジェクションする。逆止弁は、圧縮機室内における圧縮流体の再膨張や潤滑油の流出を防止する役割を果たす。

この従来技術では、逆止弁を薄板状のリードバルブで構成しているので、逆止弁の構造を簡単にできるとともに、圧縮室から逆止弁までのデッドボリュームを小さくできる。すなわち、圧縮室での圧縮はインジェクション経路の逆止弁位置までのデッドボリューム内にも及ぶので、デッドボリュームを小さくすることによって圧縮効率の劣化を低減でき、ひいてはシステムのサイクル効率（ＣＯＰ）を向上させることができる。特に環境負荷の少なくガス密度の高い冷媒（二酸化炭素など）を採用する場合、デッドボリュームの影響は大きく作用する。

特開平１１−１０７９５０号公報

上記従来技術では、圧縮室へのガスインジェクションを行うインジェクションポート（換言すれば、リードバルブよりも下流側の通路）の開口部とリードバルブとの具体的な位置関係について言及されていない。そして、リードバルブの回転方向に位置決めが無い仕様においては、インジェクションポートとリードバルブとの位置関係によっては、ガスインジェクションを行う際にリードバルブが流路抵抗となってインジェクション流量が低下するおそれがある。そして、ガスインジェクションサイクルでは、インジェクション流量によりシステム効率が変化することが知られており、インジェクション流量の最適値がある。

本発明は上記点に鑑みて、圧縮対象流体の逆流をリードバルブによって防止する圧縮機において、リードバルブと下流側通路の開口部との位置関係に起因する流路抵抗の増加（換言すれば、インジェクション流量の変化）を抑制し、システム効率の安定化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
圧縮対象流体を圧縮する圧縮室（１５）と、
圧縮室（１５）にて昇圧過程の圧縮対象流体に合流させる中間圧の圧縮対象流体を流入させる中間圧流入ポート（１ｃ）と、
圧縮室（１５）側から中間圧流入ポート（１ｃ）側への圧縮対象流体の逆流を防止する板状のリードバルブ（５２）と、
圧縮対象流体が流れる流体通路のうちリードバルブ（５２）よりも圧縮対象流体流れ上流側に位置する上流側通路（５３１）を形成する上流側通路形成部材（５３）と、
流体通路のうちリードバルブ（５２）よりも圧縮対象流体流れ下流側に位置する下流側通路（１２５）を形成する下流側通路形成部材（１２）とを備え、
下流側通路形成部材（１２）には、リードバルブ（５２）が配置されるリードバルブ穴（１２６）が円柱状に形成されており、
リードバルブ（５２）は、環状に形成された環状部（５２１）と、環状部（５２１）の内側に配置されて上流側通路（５３１）の開口部（５３１ａ）を下流側通路（１２５）側から開閉する弁体部（５２２）と、弁体部（５２２）と環状部（５２１）とを繋ぐ接続部（５２３）とを有しており、
弁体部（５２２）は、上流側通路（５３１）側の流体圧力（Ｐ１）と下流側通路（１２５）側の流体圧力（Ｐ２）との差圧によって変位して上流側通路（５３１）の開口部（５３１ａ）を開閉するようになっており、
下流側通路形成部材（１２）のうちリードバルブ穴（１２６）の底面を構成する部位には、弁体部（５２２）が変位するために必要な空間である逆止弁室（５１）を形成する逆止弁室形成穴（１２７）が形成されており、
下流側通路形成部材（１２）のうち逆止弁室形成穴（１２７）を形成する部位には、下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）が形成されており、
下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）は、リードバルブ穴（１２６）の軸方向から見たときに、上流側通路（５３１）の開口部（５３１ａ）に対してずれた位置に配置されており、
接続部（５２３）には、その表裏を貫通する孔部（５２４）が少なくとも１つ形成されていることを特徴とする。

これによると、リードバルブ穴（１２６）の軸方向から見たときにリードバルブ（５２）の接続部（５２３）が下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）と重なり合っていても、上流側通路（５３１）を介して逆止弁室（５１）へ流入した冷媒が、孔部（５２４）を通じて下流側通路（１２５）に流れることができる（図７、図８を参照）。そのため、リードバルブ（５２）と下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）との位置関係（具体的には、リードバルブ穴（１２６）の軸周りの回転方向における位置関係）に起因する流路抵抗の増加（換言すれば、インジェクション流量の変化）を抑制し、システム効率の安定化を図ることができる。

第１実施形態のヒートポンプサイクルの全体構成図である。 第１実施形態の圧縮機の模式的な断面図である。 第１実施形態の圧縮機の固定スクロール部の拡大断面図である。 第１実施形態の圧縮機の逆流防止部の拡大断面図である。 図４のＶ−Ｖ断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。 第１実施形態の圧縮機の逆流防止部の組付状態の例を示す拡大断面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 第１実施形態における溝部断面積と流量比との関係を示すグラフである。 第１実施形態における溝容積比と効率比との関係を示すグラフである。 第２実施形態の圧縮機の逆流防止部の拡大断面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。 第３実施形態の圧縮機の逆流防止部の拡大断面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図である。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１に示すヒートポンプサイクル１００は、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は、圧縮機１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、内部熱交換式冷凍サイクル）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、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等を有している。

水−冷媒熱交換器２は、圧縮機１の吐出ポート１ａ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。

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。

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１ｂ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）１ｃ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。

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１ａ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。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。

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。

図２に示すように、圧縮機１は、圧縮機構部１０、電動機部２０（電動モータ部）、ハウジング３０、および油分離器４０等を有している。図２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。

圧縮機構部１０は、圧縮対象流体である冷媒を吸入し、圧縮して吐出する。電動機部２０は、圧縮機構部１０を駆動する。ハウジング３０は、圧縮機構部１０および電動機部２０を収容する。油分離器４０は、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。

圧縮機１は、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。

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、いずれも鉄系金属で形成されており、これらは溶接にて接合されている。

ハウジング３０には、吸入ポート１ｂ（図２では図示せず）、中間圧流入ポート１ｃ、および冷媒流出口（図示せず）等が形成されている。冷媒流出口は、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。

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。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。

シャフト２５は略円筒状に形成されており、その両端部は第１軸受部２６および第２軸受部２７に回転可能に支持されている。第１軸受部２６および第２軸受部２７は、すべり軸受けにて構成されている。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。

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。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。

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、ミドルハウジング２８の下方側に配置されている。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。

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。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。

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。

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。

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。

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。図２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。

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１ｂは、最外周側に位置付けられる圧縮室１５に連通している。中間圧流入ポート１ｃ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。

吸入ポート１ｂ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１ｃ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。

中間圧流入ポート１ｃから中間位置の圧縮室１５へ至る冷媒通路には、逆流防止部５０が設けられている。逆流防止部５０は、圧縮室１５側から中間圧流入ポート１ｃ側へ冷媒が逆流することを防止する。

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。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バルブと、リードバルブの最大開度を規制するストッパ１６が配置されている。

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冷媒通路（図示せず）が形成されている。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。

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１ａ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、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。

逆流防止部５０の詳細構成を図３〜図６に基づいて説明する。図３に示すように、逆流防止部５０は、固定スクロール１２の内部に設けられている。逆流防止部５０には逆止弁室５１が形成されている。

図４に示すように、固定スクロール１２には下流側通路１２５が形成されている。したがって、固定スクロール１２は、下流側通路形成部材を構成している。下流側通路１２５は、中間圧流入ポート１ｃから中間位置の圧縮室１５へ至る冷媒通路（流体通路）のうち逆止弁室５１よりも冷媒流れ下流側に位置する通路である。

固定スクロール１２には、リードバルブ配置穴１２６および逆止弁室形成穴１２７が形成されている。リードバルブ配置穴１２６は、リードバルブ５２が配置される空間であり、円柱状に形成されている。すなわち、リードバルブ配置穴１２６は、断面形状が円形状（真円形状）になっている。

逆止弁室形成穴１２７は、逆止弁室５１を形成する穴であり、円盤状に形成されている。逆止弁室形成穴１２７は、リードバルブ配置穴１２６の底部において、リードバルブ配置穴１２６よりも小径に形成されている。リードバルブ配置穴１２６および逆止弁室形成穴１２７は、互いに同軸状に形成されている。

リードバルブ配置穴１２６および逆止弁室形成穴１２７は、その中心軸がシャフト２５に対して斜めに延びるように形成されている。図４における矢印は、リードバルブ配置穴１２６および逆止弁室形成穴１２７の中心軸の方向（軸方向）を示している。

固定スクロール１２のうち逆止弁室形成穴１２７の底面を構成する部位には、下流側通路１２５の開口部１２５ａが形成されている。

リードバルブ配置穴１２６には弁座５３が配置されている。弁座５３は、円柱状のリードバルブ配置穴１２６に対応する円筒状に形成されている。弁座５３の内部空間は上流側通路５３１を構成している。したがって、弁座５３は、上流側通路形成部材を構成している。

上流側通路５３１は、中間圧流入ポート１ｃから中間位置の圧縮室１５へ至る冷媒通路のうち逆止弁室５１よりも冷媒流れ上流側に位置する通路である。上流側通路５３１は、弁座５３の中心軸上に配置されている。

リードバルブ配置穴１２６の内周面には雌ネジが形成されている。弁座５３の外周面には、リードバルブ配置穴１２６の雌ネジに対応する雄ネジが形成されている。リードバルブ配置穴１２６の雌ネジに弁座５３の雄ネジが螺合することによって、弁座５３が固定スクロール１２に固定される。

リードバルブ５２は、固定スクロール１２のうちリードバルブ配置穴１２６の底面を構成する部位と、弁座５３の端面との間に配置されている。リードバルブ５２は、例えば焼入ステンレス鋼にて薄板状に形成されている。

図５に示すように、リードバルブ５２は、環状部５２１、弁体部５２２および接続部５２３を有している。環状部５２１は、平面形状が円環状であり、その外径はリードバルブ配置穴１２６の内径よりも僅かに小さくなっている。

環状部５２１は、固定スクロール１２のうちリードバルブ配置穴１２６の底面を構成する部位と弁座５３の端面との間に挟まれて固定されている。したがって、ボルト等の固定部材が用いられることなくリードバルブ５２が固定されている。

弁体部５２２は、平面形状が半長円状であり、環状部５２１の内側に配置されている。弁体部５２２は、弁座５３に形成された上流側通路５３１の開口部５３１ａを開閉する。接続部５２３は、弁体部５２２を環状部５２１の内周縁部に繋いでいる。接続部５２３の全体の幅は、半長円状の弁体部５２２の幅とほぼ同じになっている。

接続部５２３には、その表裏を貫通する孔部５２４が形成されている。図５の例では、孔部５２４は１個形成されているが、孔部５２４が多数個形成されていてもよい。図５の例では、孔部５２４は矩形状に形成されているが、孔部５２４は円形状や多角形状等、種々の形状に形成されていてもよい。孔部５２４の面積は、接続部５２３の必要強度を確保できる範囲内において極力大きいのが好ましい。

弁体部５２２および接続部５２３は、上流側通路５３１側の冷媒圧力Ｐ１（流体圧力）と下流側通路１２５側の冷媒圧力Ｐ２（流体圧力）との差圧によって湾曲変位する。これにより、弁体部５２２が上流側通路５３１の開口部５３１ａを開閉する。図４中の二点鎖線は、弁体部５２２が上流側通路５３１の開口部５３１ａを開けている状態を示している。

逆止弁室５１は、固定スクロール１２と弁座５３とリードバルブ５２の環状部５２１との間に形成されている空間である。逆止弁室５１は、リードバルブ５２の弁体部５２２が変位するために必要な空間である。

下流側通路１２５の開口部１２５ａは、上流側通路５３１の開口部５３１ａに対してオフセットされている。つまり、下流側通路１２５の開口部１２５ａは、固定スクロール１２のリードバルブ配置穴１２６の軸方向から見たときに、上流側通路５３１の開口部５３１ａに対してずれた位置に配置されている。

図４、図６に示すように、弁座５３の端面のうち上流側通路５３１の開口部５３１ａの周囲部には、環状溝５３２ａが形成されている。環状溝５３２ａは、弁座５３の端面とリードバルブ５２との間に異物が噛み込むことを防止する役割を果たす。

逆流防止部５０の組付手順を説明する。まず、固定スクロール１２のリードバルブ配置穴１２６内にリードバルブ５２を配置する。次いで、固定スクロール１２のリードバルブ配置穴１２６に弁座５３を螺合させて、リードバルブ５２の環状部５２１を固定スクロール１２と弁座５３との間に挟み込ませる。

ここで、リードバルブ５２の環状部５２１は平面形状が円環状になっており、固定スクロール１２のリードバルブ配置穴１２６は平面形状が円形状になっている。したがって、固定スクロール１２のリードバルブ配置穴１２６に弁座５３を螺合させる際に、リードバルブ５２がリードバルブ配置穴１２６の軸周りに回転し得る。

その結果、組付状態におけるリードバルブ５２の回転位置にバラツキが生じ得る。例えば、図７、図８に示すように、リードバルブ配置穴１２６の軸方向から見たときに、リードバルブ５２の接続部５２３が下流側通路１２５の開口部１２５ａと重なり合うことが起こり得る。

図７、図８の例では、リードバルブ配置穴１２６の軸方向から見たときに、接続部５２３に形成された孔部５２４が、下流側通路１２５の開口部１２５ａと重なり合っている。

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。

最外周側に位置付けられて吸入ポート１ｂに連通する圧縮室１５には、吸入ポート１ｂ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１ｃに連通する位置へ移動する。

この際、中間圧流入ポート１ｃ側の中間圧気相冷媒の圧力Ｐ１が圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ２よりも高くなっている状態では、中間圧流入ポート１ｃ側の冷媒圧力Ｐ１と圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ２との圧力差によって、リードバルブ５２の弁体部５２２が圧縮室１５側（弁座５３から離れる側）へ変位する。

これにより、上流側通路５３１（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１ｃから上流側通路５３１を介して逆止弁室５１へ流入した中間圧気相冷媒が、下流側通路１２５を流れて圧縮室１５へインジェクションされる。

シャフト２５がさらに回転して圧縮室１５の容積が縮小し、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ２が中間圧流入ポート１ｃ側の中間圧気相冷媒の圧力Ｐ１を上回ると、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ２と中間圧流入ポート１ｃ側の冷媒圧力Ｐ１との圧力差によって、リードバルブ５２の弁体部５２２が弁座５３側へ変位する。

これにより、上流側通路５３１（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１ｃ側へ冷媒が逆流してしまうことが防止される。したがって、圧縮室１５側から中間圧流入ポート１ｃ側へ冷媒が逆流することに起因するヒートポンプサイクル１００の成績係数（ＣＯＰ）の悪化が防止される。

シャフト２５がさらに回転して圧縮室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１ａから水−冷媒熱交換器２側へ流出する。

図７、図８に示すリードバルブ５２の組付状態においては、リードバルブ配置穴１２６の軸方向から見たときにリードバルブ５２の接続部５２３が下流側通路１２５の開口部１２５ａと重なり合っているので、リードバルブ５２が上流側通路５３１を開いた場合、上流側通路５３１の開口部５３１ａから下流側通路１２５の開口部１２５ａへ向かう中間圧気相冷媒の流れがリードバルブ５２の弁体部５２２および接続部５２３によって阻害される。すなわち、リードバルブ５２によって流路抵抗が増大してしまう。

その点に鑑みて、本実施形態では、接続部５２３に孔部５２４が形成されているので、上流側通路５３１を介して逆止弁室５１へ流入した中間圧気相冷媒が孔部５２４を通じて下流側通路１２５へ流れて圧縮室１５へインジェクションされる。

したがって、図７、図８に示すリードバルブ５２の組付状態においても、上流側通路５３１から下流側通路１２５へ中間圧気相冷媒を良好に流すことができるので、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増大を抑制できる。

図９に示すように、孔部５２４の総面積が下流側通路１２５の断面積（ポート断面積）以上（孔部総面積／ポート断面積≧１）であると、リードバルブ５２に起因する冷媒流量の低減（すなわちリードバルブ５２に起因する流路抵抗の増大）を確実に抑制できる。図９の縦軸に示す流量比とは、孔部５２４の総面積が下流側通路１２５の断面積と等しい場合（孔部総面積／ポート断面積＝１）の冷媒流量を１として表した冷媒流量の値のことである。

孔部５２４が複数個形成されている場合、複数個の孔部５２４の総面積が下流側通路１２５の断面積（ポート断面積）以上であっても、図１０に示すように、最も面積の小さい孔部５２４の面積（孔部最小面積）が下流側通路１２５の断面積（ポート断面積）の３５％を下回ると冷媒流量が著しく低下する。

したがって、最も面積の小さい孔部５２４の面積（孔部最小面積）が下流側通路１２５の断面積（ポート断面積）の３５％以上になっているのが好ましい。図１０の縦軸に示す流量比とは、最も面積の小さい孔部５２４の面積（孔部最小面積）が下流側通路１２５の断面積（ポート断面積）と等しい場合（孔部最小面積／ポート断面積＝１の冷媒流量を１として表した冷媒流量の値のことである。

本実施形態の圧縮機１は、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。本実施形態の圧縮機１の逆流防止部５０では、圧縮室１５側の冷媒圧力Ｐ２と中間圧流入ポート１ｃ側の冷媒圧力Ｐ１との差圧によってリードバルブ５２を変位させて、冷媒が圧縮室１５側から中間圧流入ポート１ｃ側へ逆流してしまうこと防止できる。

本実施形態の圧縮機１の逆流防止部５０では、板状のリードバルブ５２によって冷媒の逆流を防止するので、デッドボリュームを低減できる。本実施形態の圧縮機１の逆流防止部５０では、リードバルブ５２の平面形状が円形になっているので、逆流防止部５０を圧縮室１５に極力近づけてデッドボリュームを低減できる。したがって、圧縮効率を向上できる。

本実施形態では、リードバルブ５２の接続部５２３に、その表裏を貫通する孔部５２４が少なくとも１つ形成されている。

これによると、図７、図８に示すようにリードバルブ穴１２６の軸方向から見たときにリードバルブ５２の接続部５２３が下流側通路１２５の開口部１２５ａと重なり合っていても、上流側通路５３１を介して逆止弁室５１へ流入した冷媒が、孔部５２４を通じて下流側通路１２５に流れることができる。そのため、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増加を抑制できる。

図７、図８に示すように、リードバルブ穴１２６の軸方向から見たときに、孔部５２４が下流側通路１２５の開口部１２５ａと重なり合っていれば、上流側通路５３１を介して逆止弁室５１へ流入した冷媒が確実に孔部５２４を通じて下流側通路１２５に流れることができるので、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増加を確実に抑制できる。

具体的には、孔部５２４の総面積が、下流側通路１２５の断面積よりも大きくなっていれば、リードバルブ５２と下流側通路１２５の開口部１２５ａとの位置関係に起因する流路抵抗の増加を確実に抑制できる（図９を参照）。

具体的には、孔部５２４が複数個形成されている場合、最も面積が小さい孔部５２４の面積が下流側通路１２５の断面積の３５％以上になっていれば、リードバルブ５２と下流側通路１２５の開口部１２５ａとの位置関係に起因する流路抵抗の増加を確実に抑制できる（図１０を参照）。

これにより、各々のインジェクション量をほぼ均一にでき、インジェクション後の圧縮室の圧力上昇を均一化でき、圧縮による負荷バランスを均一化できるので、無理な力が作用せず効率向上と信頼性向上とを図ることができる。

本実施形態では、弁座５３は、リードバルブ穴１２６の内周面に螺合するようになっており、リードバルブ５２の環状部５２１は、リードバルブ穴１２６の底面と弁座５３との間に挟まれることによって固定されている。

これによると、リードバルブ５２を固定するためのボルト等の部材が不要であるので、構成を簡素化できるとともにリードバルブ５２の組み付けが容易であり、高生産性が期待できる。また、リードバルブ５２を固定する軸力が安定し、逆止弁室形成穴１２７近傍の固定スクロール１２の変形が抑制でき、信頼性に好ましい。そして、弁座５３をねじ込む際、リードバルブ５２も不安定に同期して回転することが予想されるが、これまで述べた効果により、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増加を抑制できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、図１１、図１２に示すように、固定スクロール１２のうち逆止弁室形成穴１２７の底面を構成する部位に溝部１２８が形成されている。図１２に示すように、溝部１２８は、逆止弁室５１の周方向に延びていて、下流側通路１２５の開口部１２５ａに繋がっている。

図１２の例では、溝部１２８は、平面形状が円環状になっている。したがって、溝部１２８は、リードバルブ配置穴１２６の周方向において、リードバルブ５２の接続部５２３の幅よりも長く形成されている。図１２の例では、溝部１２８の幅は一定になっている。

円環状の溝部１２８は、円柱状のリードバルブ配置穴１２６と同軸状に形成されている。溝部１２８は、リードバルブ配置穴１２６の軸方向から見たときに、リードバルブ５２の環状部５２１と弁体部５２２と接続部５２３との間に形成される空隙と重なり合うように形成されている。

本実施形態では、固定スクロール１２に形成された溝部１２８が、下流側通路１２５の開口部１２５ａに繋がっており且つリードバルブ配置穴１２６の軸方向から見たときに溝部１２８がリードバルブ５２の環状部５２１と弁体部５２２との間の空隙と重なり合っているので、上流側通路５３１を介して逆止弁室５１へ流入した中間圧気相冷媒が溝部１２８を通じて下流側通路１２５へ流れて圧縮室１５へインジェクションされる。

したがって、リードバルブ配置穴１２６の軸方向から見たときにリードバルブ５２の接続部５２３が下流側通路１２５の開口部１２５ａと重なり合っていても、上流側通路５３１から下流側通路１２５へ中間圧気相冷媒を良好に流すことができるので、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増大を抑制できる。

溝部１２８の断面積が下流側通路１２５の断面積以上であると、リードバルブ５２に起因する冷媒流量の低減（すなわちリードバルブ５２に起因する流路抵抗の増大）を確実に抑制できる。

一方、溝部１２８の容積が大きいほどデッドボリュームが増加して圧縮効率が低下する。そこで、溝部１２８の容積を逆止弁室５１の容積の７０％以下にすることによって、圧縮効率の低下を抑制するのが好ましい。

本実施形態では、固定スクロール１２のうち逆止弁室形成穴１２７を形成する部位には、下流側通路１２５の開口部１２５ａに繋がる溝部１２８が形成されている。溝部１２８は、リードバルブ穴１２６の軸方向から見たときに、リードバルブ５２の環状部５２１と弁体部５２２と接続部５２３との間に形成される空隙と重なり合っている。

これによると、リードバルブ穴１２６の軸方向から見たときにリードバルブ５２の接続部５２３が下流側通路１２５の開口部１２５ａと重なり合っていても、上流側通路５３１を介して逆止弁室５１へ流入した冷媒が、環状部５２１と弁体部５２２と接続部５２３との間に形成される空隙→溝部１２８→下流側通路１２５の順に流れることができる。そのため、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増加を抑制できる。

本実施形態では、溝部１２８は、リードバルブ穴１２６の周方向において、接続部５２３の幅よりも長く形成されている。これによると、組付状態におけるリードバルブ５２の回転位置に関わらず、リードバルブ穴１２６の軸方向から見たときに、溝部１２８が、リードバルブ５２の環状部５２１と弁体部５２２と接続部５２３との間に形成される空隙と重なり合うので、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増加を確実に抑制できる。

本実施形態では、溝部１２８は、リードバルブ穴１２６と同軸状の円環状に形成されている。これによると、円環状の溝部１２８を円柱状のリードバルブ穴１２６と同時に加工可能であるので、生産性が良好である。

（第３実施形態）
本実施形態では、図１３、図１４に示すように、固定スクロール１２のうち逆止弁室形成穴１２７を形成する部位に、下流側通路１２５の開口部１２５ａの面積を拡大する開口拡大部１２５ｂが形成されている。

開口拡大部１２５ｂは、深座ぐり穴状に形成されており、リードバルブ穴１２６の軸方向から見たときに、リードバルブ５２の環状部５２１と弁体部５２２と接続部５２３との間に形成される空隙と重なり合っている。

開口拡大部１２５ｂは、リードバルブ配置穴１２６の周方向において、リードバルブ５２の接続部５２３の幅よりも長く形成されているのが好ましい。図１４の例では、開口拡大部１２５ｂは、リードバルブ配置穴１２６の周方向において、リードバルブ５２の接続部５２３のうち孔部５２４の両横に位置する２本の脚状の部分のそれぞれの幅よりも長く形成されているのが好ましい。

本実施形態によると、開口拡大部１２５ｂが、上記第２実施形態における溝部１２８と同様の役割を果たすので、リードバルブ５２に起因する流路抵抗の増加を抑制できる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば以下のように種々変形可能である。

（１）上記実施形態では、圧縮機構部１０をスクロール型の圧縮機構にて構成しているが、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変化させる、レシプロ型やロータリ型、スクリュー型、ヘリカル型といった圧縮機構で構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、リードバルブ５２の環状部５２１の平面形状が円環状であるが、環状部５２１の形状はこれに限定されない。例えば、円環の一部が切り欠かれた形状や多角環状等であってもよい。

（３）上記実施形態では、リードバルブ５２の弁体部５２２の平面形状が半長円形状であるが、弁体部５２２の形状はこれに限定されない。例えば、円形状や多角形状等であってもよい。

（４）上記実施形態では、逆流防止部５０を圧縮室１５から中間圧流入ポート１ｃ側への冷媒の逆流を防止するために適用しているが、逆流防止部５０を、圧縮室１５から吸入ポート１ｂ側への冷媒の逆流を防止するために適用してもよい。逆流防止部５０を、吐出室１２４側から圧縮室１５側への冷媒の逆流を防止するために適用してもよい。

（５）上記実施形態では、逆流防止部５０を縦置きタイプの圧縮機に適用した例を説明したが、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。

（６）上記実施形態では、逆流防止部５０を備える圧縮機をヒートポンプサイクル（冷凍サイクル）に適用した例を説明したが、逆流防止部５０を備える圧縮機を種々の用途に適用可能である。

１２ 固定スクロール（下流側通路形成部材）
１２５ 下流側通路
１２５ａ 下流側通路の開口部
１２６ リードバルブ穴
１２７ 逆止弁室形成穴
５２ リードバルブ
５２１ 環状部
５２２ 弁体部
５２３ 接続部
５２４ 孔部
５３ 弁座（上流側通路形成部材）
５３１ 上流側通路
５３１ａ 上流側通路の開口部

Claims (10)

1. 圧縮対象流体を圧縮する圧縮室（１５）と、
   前記圧縮室（１５）にて昇圧過程の前記圧縮対象流体に合流させる中間圧の前記圧縮対象流体を流入させる中間圧流入ポート（１ｃ）と、
   前記圧縮室（１５）側から前記中間圧流入ポート（１ｃ）側への前記圧縮対象流体の逆流を防止する板状のリードバルブ（５２）と、
   前記圧縮対象流体が流れる流体通路のうち前記リードバルブ（５２）よりも圧縮対象流体流れ上流側に位置する上流側通路（５３１）を形成する上流側通路形成部材（５３）と、
   前記流体通路のうち前記リードバルブ（５２）よりも圧縮対象流体流れ下流側に位置する下流側通路（１２５）を形成する下流側通路形成部材（１２）とを備え、
   前記下流側通路形成部材（１２）には、前記リードバルブ（５２）が配置されるリードバルブ穴（１２６）が円柱状に形成されており、
   前記リードバルブ（５２）は、環状に形成された環状部（５２１）と、前記環状部（５２１）の内側に配置されて前記上流側通路（５３１）の開口部（５３１ａ）を前記下流側通路（１２５）側から開閉する弁体部（５２２）と、前記弁体部（５２２）と前記環状部（５２１）とを繋ぐ接続部（５２３）とを有しており、
   前記弁体部（５２２）は、前記上流側通路（５３１）側の流体圧力（Ｐ１）と前記下流側通路（１２５）側の流体圧力（Ｐ２）との差圧によって変位して前記上流側通路（５３１）の開口部（５３１ａ）を開閉するようになっており、
   前記下流側通路形成部材（１２）のうち前記リードバルブ穴（１２６）の底面を構成する部位には、前記弁体部（５２２）が変位するために必要な空間である逆止弁室（５１）を形成する逆止弁室形成穴（１２７）が形成されており、
   前記下流側通路形成部材（１２）のうち前記逆止弁室形成穴（１２７）を形成する部位には、前記下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）が形成されており、
   前記下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）は、前記リードバルブ穴（１２６）の軸方向から見たときに、前記上流側通路（５３１）の開口部（５３１ａ）に対してずれた位置に配置されており、
   前記接続部（５２３）には、その表裏を貫通する孔部（５２４）が少なくとも１つ形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. 前記下流側通路形成部材（１２）のうち前記逆止弁室形成穴（１２７）を形成する部位には、前記下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）に繋がる溝部（１２８）が形成されており、
   前記溝部（１２８）の少なくとも一部は、前記リードバルブ穴（１２６）の軸方向から見たときに、前記環状部（５２１）と前記弁体部（５２２）と前記接続部（５２３）の間に形成される空隙と重なり合っていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記溝部（１２８）は、前記リードバルブ穴（１２６）の周方向において、前記接続部（５２３）の幅よりも長く形成されていることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記溝部（１２８）は、前記リードバルブ穴（１２６）と同軸状の円環状に形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機。
5. 前記下流側通路形成部材（１２）のうち前記逆止弁室形成穴（１２７）を形成する部位には、前記下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）の面積を拡大する開口拡大部（１２５ｂ）が形成されており、
   前記開口拡大部（１２５ｂ）は、前記リードバルブ穴（１２６）の軸方向から見たときに、前記環状部（５２１）と前記弁体部（５２２）と前記接続部（５２３）との間に形成される空隙と重なり合っていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
6. 前記上流側通路形成部材（５３）は、前記リードバルブ穴（１２６）の内周面に螺合するようになっており、
   前記環状部（５２１）は、前記リードバルブ穴（１２６）の底面と前記上流側通路形成部材（５３）との間に挟まれることによって固定されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機。
7. 前記圧縮対象流体を圧縮する圧縮室（１５）を備え、
   前記上流側通路（５３１）および前記下流側通路（１２５）は、前記圧縮対象流体を前記圧縮室（１５）内へ流入させる通路であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧縮機。
8. 前記孔部（５２４）の総面積は、前記下流側通路（１２５）の断面積よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧縮機。
9. 前記孔部（５２４）は複数個形成されており、
   前記複数個の孔部（５２４）のうち最も面積が小さい孔部（５２４）の面積は、前記下流側通路（１２５）の断面積の３５％以上になっていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧縮機。
10. 前記孔部（５２４）は、前記リードバルブ穴（１２６）の軸方向から見たときに、前記下流側通路（１２５）の開口部（１２５ａ）と重なり合っていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧縮機。

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