JPWO2019077979A1 - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

圧縮機は、固定スクロールと少なくとも一つの吐出口とリード弁とバルブストップと通気孔とを備える。少なくとも一つの吐出口は、固定スクロールに設けられる。リード弁は、少なくとも一つの吐出口を塞ぐように固定スクロールに設けられる。バルブストップは、固定スクロールに設けられ、リード弁のリフト量を制限する。通気孔は、バルブストップに設けられる。本態様によれば、冷媒ガスの流れを円滑にして圧縮損失を抑制し、かつ、リード弁に加わる力を抑制することができる。その結果、効率および信頼性を向上させることができる。

Description

本開示は、冷暖房空調装置、冷蔵庫などの冷却装置、またはヒートポンプ式の給湯装置などに用いられる圧縮機に関する。

従来、冷却装置、給湯装置などに用いられる密閉型圧縮機では、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスは、吸入経路を経由して、圧縮機構部に形成された圧縮室に供給される。圧縮されて高温高圧になった冷媒ガスは、圧縮機構部から密閉容器内に吐出され、密閉容器に設けられた吐出管から冷凍サイクルに送り込まれる（例えば、特許文献１参照）。

図４Ａは、特許文献１に記載された従来のスクロール圧縮機の断面図である。図４Ｂは、従来のスクロール圧縮機における固定スクロール１０６の平面図である。図４Ａ、図４Ｂに示すように、低温低圧の冷媒ガスは、吸入管１１０および吸入室１１１を通って圧縮室１０９に導かれ、圧縮室１０９の容積の変化により圧縮される。

吐出口１１２が、固定スクロール１０６の中央部に設けられる。リード弁１１３が、吐出口１１２を塞ぐように固定スクロール１０６に設けられる。マフラー空間１１４が、固定スクロール１０６の上部を覆うマフラー１１６内に形成される。

圧縮された高温高圧の冷媒ガスは、吐出口１１２を通り、リード弁１１３を押し開けて、マフラー空間１１４に吐出される。その後、高温高圧の冷媒ガスは、マフラー空間１１４から吐出管１１７を通って冷凍サイクルに送出される。

固定スクロール１０６の上面の中央部付近には、過剰な変形によるリード弁１１３の損傷を防止するため、リード弁１１３のリフト量（弁の開度）を制限するバルブストップ１２４が設けられる。

特開２００３−３２８９６５号公報

しかしながら、従来の圧縮機では、冷媒ガスがリード弁１１３を通って出る際の冷媒ガスの通路の面積は、バルブストップ１２４により制限される。マフラー空間１１４も狭いため、吐出口１１２から出た冷媒ガスが抜け難い。その結果、圧縮損失が増加する。

本開示は従来の問題を解決したもので、圧縮損失の抑制により高効率な圧縮機を提供することを目的とする。

本開示の一態様の圧縮機は、固定スクロールと少なくとも一つの吐出口とリード弁とバルブストップと通気孔とを備える。少なくとも一つの吐出口は、固定スクロールに設けられる。リード弁は、少なくとも一つの吐出口を塞ぐように固定スクロールに設けられる。バルブストップは、固定スクロールに設けられ、リード弁のリフト量を制限する。通気孔は、バルブストップに設けられる。

本開示によれば、冷媒ガスの流れを円滑にして圧縮損失を抑制し、かつ、リード弁に加わる力を抑制することができる。その結果、効率および信頼性を向上させることができる。

図１は、本開示の実施の形態に係る圧縮機の断面図である。 図２は、実施の形態に係る圧縮機の要部を示す拡大断面図である。 図３Ａは、実施の形態に係る圧縮機における固定スクロールの平面図である。 図３Ｂは、リード弁と通気孔との位置関係を示す図である。 図３Ｃは、吐出口と通気孔との距離を示す図である。 図４Ａは、従来のスクロール圧縮機の断面図である。 図４Ｂは、従来のスクロール圧縮機における固定スクロールの平面図である。

本開示の第１の態様の圧縮機は、固定スクロールと少なくとも一つの吐出口とリード弁とバルブストップと通気孔とを備える。少なくとも一つの吐出口は、固定スクロールに設けられる。リード弁は、少なくとも一つの吐出口を塞ぐように固定スクロールに設けられる。バルブストップは、固定スクロールに設けられ、リード弁のリフト量を制限する。通気孔は、バルブストップに設けられる。

本開示の第２の態様の圧縮機では、第１の態様に加えて、少なくとも一つの吐出口が複数の吐出口を備え、通気孔が、複数の吐出口のうちの隣り合う二つの吐出口の間に配置される。

本開示の第３の態様の圧縮機では、第１の態様に加えて、通気孔が、リード弁と接触しないバルブストップの部分に配置される。

本開示の第４の態様の圧縮機では、第１の態様に加えて、通気孔が、リード弁に平行に配置される。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施の形態に係る圧縮機の断面図である。図２は、本実施の形態に係る圧縮機の要部を示す拡大断面図である。

図１に示すように、本実施の形態の圧縮機は、密閉容器１内に設けられた圧縮機構部２および電動機部３を備える。

密閉容器１内に、主軸受部材４が溶接や焼き嵌めなどにより固定される。主軸受部材４により、シャフト５が軸支される。主軸受部材４上に、固定スクロール６がボルトで取り付けられる。固定スクロール６と主軸受部材４との間に、固定スクロール６と噛み合う旋回スクロール７を挟み込むことで、スクロール式の圧縮機構部２が構成される。固定スクロール６と旋回スクロール７との間に、圧縮室９が形成される。

図２に示すように、旋回スクロール７と主軸受部材４との間には、自転拘束機構８が設けられる。自転拘束機構８は、旋回スクロール７の自転を防止して旋回スクロール７を円軌道運動させるオルダムリングなどで構成される。シャフト５の上端に、偏心軸部５ａが設けられる。

偏心軸部５ａにより旋回スクロール７を偏心駆動することで、旋回スクロール７が円軌道運動する。これにより、圧縮室９の容積が縮小され、圧縮室９内の冷媒ガスが圧縮される。

この動作を利用して、冷媒ガスが、吸入管１０から吸入室１１を経由して圧縮室９に吸入される。吸入管１０は、密閉容器１外の冷凍サイクルに接続される。吸入室１１は、吸入管１０と圧縮室９との間にある固定スクロール６に設けられ、常に吸入圧力を有する。

圧縮されて所定の圧力になった冷媒ガスは、吐出口１２を通り、リード弁１３を押し開けて圧縮室９の外に吐出される。吐出口１２は、固定スクロール６の中央部に配置される。本実施の形態では、三つの吐出口１２が設けられる（図３Ａ参照）。リード弁１３は、吐出口１２を塞ぐように、固定スクロール６の上面に配置される。

リード弁１３を通過した冷媒ガスは、マフラー空間１４に吐出され、容器内空間１５と吐出管１７とを経由して冷凍サイクルに送出される（図１参照）。マフラー空間１４は、固定スクロール６の上面に取り付けられたマフラー１６によって覆われた空間である。

固定スクロール６の上面の中央部付近には、過剰な変形によるリード弁１３の損傷を防止するため、リード弁１３のリフト量（弁の開度）を制限するバルブストップ２４が設けられる。

図１に示すように、旋回スクロール７を旋回駆動するシャフト５の下端には、ポンプ１８が設けられる。ポンプ１８は、その吸い込み口が、密閉容器１の底部に設けられたオイル貯留部１９内に位置するように配置される。

ポンプ１８はスクロール圧縮機と同時に駆動される。このため、ポンプ１８は、オイル貯留部１９内のオイルを、圧力条件や運転速度に関係なく確実に吸い上げる。

ポンプ１８により吸い上げられたオイルは、シャフト５内を貫通するオイル供給穴２０を通して圧縮機構部２に供給される。オイルをポンプ１８で吸い上げる前または吸い上げた後に、オイルフィルタなどによりオイルから異物を除去すると、圧縮機構部２に異物が混入するのを防止することができる。

圧縮機構部２に導かれたオイルの圧力は、スクロール圧縮機の吐出圧力にほぼ等しく、旋回スクロール７に対する背圧源としても作用する。これにより、旋回スクロール７は、固定スクロール６から離れることがなく、所定の圧縮機能を安定して発揮する。

オイルの一部は、供給圧や自重によって、偏心軸部５ａと旋回スクロール７との嵌合部、シャフト５と主軸受部材４との間の軸受部２１に進入し、これらの要素を潤滑した後、オイル貯留部１９に戻る。

図２に示すように、オイル供給穴２０から高圧領域２２に供給されたオイルの一部は、経路７ａを通って背圧室２３に進入する。経路７ａは、旋回スクロール７に形成され、高圧領域２２に開口端を有する。背圧室２３には、自転拘束機構８が配置される。

背圧室２３に進入したオイルは、スラスト摺動部と自転拘束機構８の摺動部とを潤滑するとともに、背圧室２３において旋回スクロール７に背圧を加える。

圧縮機構部２によって圧縮される冷媒ガスは、上述の通り、吐出口１２とリード弁１３とを通ってマフラー空間１４に吐出される。リード弁１３を通って出る際の冷媒ガスの通路の面積は、バルブストップ２４により制限される。マフラー空間１４も狭いため、冷媒ガスが抜け難い。

図３Ａは、本実施の形態に係る圧縮機における固定スクロールの平面図である。図３Ｂは、リード弁１３と通気孔２５との位置関係を示す図である。図３Ｃは、吐出口１２と通気孔２５との距離を示す図である。

図３Ａ〜図３Ｃに示すように、本実施の形態では、バルブストップ２４に、冷媒ガスの通路である通気孔２５が設けられる。具体的には、通気孔２５は、矩形部と、この矩形部の二つの短辺に設けられた円弧部とを含む長孔形状を有する。通気孔２５は、冷媒ガスの通路の面積を増加させる。その結果、冷媒ガスが円滑に流れ、圧縮損失が抑制される。

通気孔２５は、隣り合う二つの吐出口１２の間に配置される。これにより、三つの吐出口１２のいずれが開いても、効果的に圧縮損失を抑制することができる。

通気孔２５を設けることで、リード弁１３に加わる力を抑制することもできる。このため、効率と信頼性とを向上させることができる。

通気孔２５は、リード弁１３と接触しないバルブストップ２４の部分に配置される。これにより、通気孔２５はリード弁１３と干渉することがない。このため、リード弁１３が通気孔２５の周囲に接触した場合に生じる可能性のあるリード弁１３の破損を防止することができる。その結果、効率と信頼性とを向上させることができる。

長孔形状を有する通気孔２５が、リード弁１３に平行に配置される。これにより、冷媒ガスの通路の面積をより増加させることができる。その結果、冷媒ガスがより円滑に流れ、圧縮損失を抑制することができる。

通気孔２５と吐出口１２との距離は最大で１０ｍｍである（図３Ｃに示すＡ寸法２６参照）。これにより、冷媒ガスがより抜けやすくなる。その結果、冷媒ガスがより円滑に流れ、圧縮損失を抑制することができる。

本実施の形態では、三つの吐出口１２が設けられる。しかし、二つまたは四つ以上の吐出口１２が設けられてもよい。

上述の通り、本開示の圧縮機によれば、冷媒ガスの流れを円滑にして圧縮損失を抑制し、かつ、リード弁に加わる力を抑制することができる。その結果、効率および信頼性を向上させることができる。本開示の圧縮機は、冷凍サイクルを用いる各種機器に適用可能である。

１ 密閉容器
２ 圧縮機構部
３ 電動機部
４ 主軸受部材
５ シャフト
６、１０６ 固定スクロール
７ 旋回スクロール
８ 自転拘束機構
９、１０９ 圧縮室
１０、１１０ 吸入管
１１、１１１ 吸入室
１２、１１２ 吐出口
１３、１１３ リード弁
１４、１１４ マフラー空間
１５ 容器内空間
１６、１１６ マフラー
１７、１１７ 吐出管
１８ ポンプ
１９ オイル貯留部
２０ オイル供給穴
２１ 軸受部
２２ 高圧領域
２３ 背圧室
２４、１２４ バルブストップ
２５ 通気孔
２６ Ａ寸法

Claims (4)

1. 固定スクロールと、
   前記固定スクロールに設けられた少なくとも一つの吐出口と、
   前記少なくとも一つの吐出口を塞ぐように前記固定スクロールに設けられたリード弁と、
   前記固定スクロールに設けられ、前記リード弁のリフト量を制限するように構成されたバルブストップと、
   前記バルブストップに設けられた通気孔と、を備えた圧縮機。
2. 前記少なくとも一つの吐出口が複数の吐出口を備え、
   前記通気孔が、前記複数の吐出口のうちの隣り合う二つの吐出口の間に配置された、請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記通気孔が、前記リード弁と接触しない前記バルブストップの部分に配置された、請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記通気孔が、前記リード弁に平行に配置された、請求項１に記載の圧縮機。