JP6130771B2 - 圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Description

本発明は、逆流防止構造を有する圧縮機、およびそれを備える冷凍サイクル装置に関する。

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。

この従来技術では、リードバルブ（逆止弁）はボルトによる締結で固定されている。

特開平１１−１０７９５０号公報

上記従来技術では、リードバルブがボルトによる締結で固定されているので、構成が複雑化するとともに、リードバルブの組付作業が容易でなく生産性の向上が困難であるという問題がある。

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、構成を簡素化するとともにリードバルブを容易に組み付け可能にす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、
湾曲変位することによって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）は、圧縮対象流体を圧縮する圧縮機構部（１０）を構成する部材であり、
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、
上流側通路形成部材（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、
環状部（５２１）は、リードバルブ穴（１２６）の底面と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。

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）の組み付けを容易化できる。
上記目的を達成するため、請求項２に記載の発明では、
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、
上流側通路形成部材（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、
環状部（５２１）は、リードバルブ穴（１２６）の底面と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、
リードバルブ（５２）と上流側通路形成部材（５３）との間の動摩擦係数は、リードバルブ（５２）と下流側通路形成部材（１２）との間の動摩擦係数よりも小さくなっていることを特徴とする。
これにより、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

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。

一実施形態のヒートポンプサイクルの全体構成図である。 一実施形態の圧縮機の模式的な断面図である。 一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。 一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。 一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。

以下、実施形態について図に基づいて説明する。図１に示すヒートポンプサイクル１００（冷凍サイクル）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等を有する冷凍サイクル装置である。

水−冷媒熱交換器２は、ヒートポンプサイクル１００の冷媒を放熱させる放熱用熱交換器（放熱器）である。第１膨張弁３および第２膨張弁５は、ヒートポンプサイクル１００の冷媒を減圧させる減圧手段である。第２膨張弁５は、ヒートポンプサイクル１００の冷媒を蒸発させる蒸発用熱交換器（蒸発器）である。

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１は、圧縮機構部１０の容積の変化によって冷媒を圧縮する容積式圧縮機である。圧縮機構部１０は、圧縮対象流体である冷媒を吸入し、圧縮して吐出する容積式圧縮機構である。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。

本実施形態では、固定スクロール１２は、加工面が黒鉛の影響によるポーラス（多孔質）な鋳鉄で形成されている。

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（揺動運動）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。逆止弁室形成穴１２７とリードバルブ配置穴１２６との径の差が設けられていることによって、リードバルブ５２を受けるリードバルブ受け部が形成されている。

逆止弁室形成穴１２７は、リードバルブ５２の開く挙動を抑制させるストッパーの役割も有している。デッドボリュームを小さくするために、逆止弁室形成穴１２７は極力、圧縮室１５の近くに形成されているのが好ましい。

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。リードバルブ配置穴１２６および逆止弁室形成穴１２７は、圧縮室１５との最小距離が２ｍｍ以上にな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。

リードバルブ配置穴１２６の雌ネジおよび弁座５３の雄ネジは、３山以上、弁座５３の直径以下の範囲で螺合されている。リードバルブ配置穴１２６の雌ネジおよび弁座５３の雄ネジが３山以上の範囲で螺合されているので、ネジ部の強度を確保してネジ底部の破断を防止できる。

リードバルブ配置穴１２６の雌ネジおよび弁座５３の雄ネジが弁座５３の直径以下の範囲で螺合されているので、リードバルブ配置穴１２６に弁座５３を締め付けることによって固定スクロール１２に歪みが生じることを防止できる。

そして、弁座５３の一部または、全てがリードバルブ配置穴１２６に埋没し、雄ネジは、３山以上、弁座５３の直径以下の範囲で螺合されているので、リードバルブ配置穴１２６に弁座５３を締め付けることでネジ部が変形し、螺合以外の部分との段差により、抜け防止ができる。

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、シールされていることで、ネジ部からの漏れを防止できる。

弁体部５２２は、平面形状が半円状であり、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、半円状の弁体部５２２の幅と同等以下になっている。

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。換言すれば、下流側通路１２５の開口部１２５ａは、上流側通路５３１の開口部５３１ａに対して非同軸状に配置されている。

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。

リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数は、リードバルブ５２と固定スクロール１２との間の動摩擦係数よりも小さくなっている。リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数をリードバルブ５２と固定スクロール１２との間の動摩擦係数よりも小さくするために、弁座５３のビッカース硬度は固定スクロール１２のビッカース硬度よりも大きくなっている。

リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数をリードバルブ５２と固定スクロール１２との間の動摩擦係数よりも小さくするために、弁座５３のうちリードバルブ５２と当接する部位の面粗度は、固定スクロール１２のうちリードバルブ５２と当接する部位の面粗度よりも小さくなっていてもよい。

リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数をリードバルブ５２と固定スクロール１２との間の動摩擦係数よりも小さくするために、リードバルブ５２のうち弁座５３と当接する部位の面粗度は、リードバルブ５２のうち固定スクロール１２と当接する部位の面粗度よりも小さくなっていてもよい。

固定スクロール１２は、加工面が黒鉛の影響によるポーラス（多孔質）な鋳鉄で形成されているので、固定スクロール１２の算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚは微少孔の影響を受ける。その結果、固定スクロール１２のうちリードバルブ５２と当接する部位の算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚは、４×Ｒａ＜Ｒｚの関係を満たしている。

上記構成において、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。

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（揺動運動）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。

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。

さらに、リードバルブ５２を固定する軸力が安定するので、逆止弁室形成穴１２７近傍の固定スクロール１２の変形（歪み）を抑制できるので、信頼性に好ましい。

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を螺合させて組み付ける際に、リードバルブ５２が弁座５３とともに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。

その結果、リードバルブ５２によって流路抵抗が増大してしまうので、圧縮機１の性能が低下してしまう。

その点に鑑みて、本実施形態では、リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数は、リードバルブ５２と固定スクロール１２との間の動摩擦係数よりも小さくなっている。

これによると、固定スクロール１２のリードバルブ配置穴１２６に弁座５３を螺合させて組み付ける際に、リードバルブ５２と弁座５３との間で滑りが起きるため、リードバルブ５２が弁座５３とともにリードバルブ配置穴１２６の軸周りに回転することを防止できる。

その結果、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と重なり合うことを防止できるので、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。

したがって、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ので。圧縮機１の性能低下を抑制できる。

本実施形態では、弁座５３のビッカース硬度は、固定スクロール１２のビッカース硬度よりも大きくなっている。これにより、リードバルブ５２と弁座５３との真実接触面積を小さくできるため、リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数を確実に小さくできる。

本実施形態では、弁座５３のうちリードバルブ５２と当接する部位の面粗度は、固定スクロール１２のうちリードバルブ５２と当接する部位の面粗度よりも小さくなっている。これにより、リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数を確実に小さくできる。

本実施形態では、リードバルブ５２のうち弁座５３と当接する部位の面粗度は、リードバルブ５２のうち固定スクロール１２と当接する部位の面粗度よりも小さくなっている。これにより、リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数を確実に小さくできる。

本実施形態では、固定スクロール１２のうちリードバルブ５２と当接する部位の算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚは、４×Ｒａ＜Ｒｚの関係を満たしている。これによると、固定スクロール１２とリードバルブ５２との間の動摩擦係数が大きくなるので、リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数を相対的に小さくできる。

（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容積式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、円環の内外周部に凹凸を有する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、長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。

また、ガスインジェクションサイクルは、吸熱・放熱量を増加させ、サイクル効率を向上させることができるので、ヒートポンプサイクルに限定するものではない。

（７）上記実施形態では、リードバルブ５２と弁座５３との間の動摩擦係数とリードバルブ５２と固定スクロール１２との間の動摩擦係数とに差を設けるために、弁座５３および固定スクロール１２の面粗度に差が設けられているが、これに限定されるものではない。

例えば、弁座５３のうちリードバルブ５２と当接する部位や、固定スクロール１２のうちリードバルブ５２と当接する部位に穴が形成されていてもよい。例えば、リードバルブ５２の環状部５２１（弁座５３および固定スクロール１２と当接する部位）に孔や切り欠きが形成されていてもよい。

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
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 (7)

1. 湾曲変位することによって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）は、前記圧縮対象流体を圧縮する圧縮機構部（１０）を構成する部材であり、
   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圧縮機。
2. 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、
   前記リードバルブ（５２）と前記上流側通路形成部材（５３）との間の動摩擦係数は、前記リードバルブ（５２）と前記下流側通路形成部材（１２）との間の動摩擦係数よりも小さくなっていることを特徴とする圧縮機。
3. 前記上流側通路形成部材（５３）のビッカース硬度は、前記下流側通路形成部材（１２）のビッカース硬度よりも大きくなっていることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
4. 前記上流側通路形成部材（５３）のうち前記リードバルブ（５２）と当接する部位の面粗度は、前記下流側通路形成部材（１２）のうち前記リードバルブ（５２）と当接する部位の面粗度よりも小さくなっ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. 前記リードバルブ（５２）のうち前記上流側通路形成部材（５３）と当接する部位の面粗度は、前記リードバルブ（５２）のうち前記下流側通路形成部材（１２）と当接する部位の面粗度よりも小さくなっていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１つに記載の圧縮機。
6. 前記下流側通路形成部材（１２）のうち前記リードバルブ（５２）と当接する部位の算術平均粗さＲａおよび最大高さ粗さＲｚは、４×Ｒａ＜Ｒｚの関係を満たしていることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧縮機（１）を備え、
   前記圧縮対象流体は冷媒であることを特徴とする冷凍サイクル装置。

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