WO2022244240A1 - 圧縮機 - Google Patents

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WO2022244240A1
WO2022244240A1 PCT/JP2021/019378 JP2021019378W WO2022244240A1 WO 2022244240 A1 WO2022244240 A1 WO 2022244240A1 JP 2021019378 W JP2021019378 W JP 2021019378W WO 2022244240 A1 WO2022244240 A1 WO 2022244240A1
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WO
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valve
guard
slit
valve guard
discharge
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Application number
PCT/JP2021/019378
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English (en)
French (fr)
Inventor
鉄郎 平見
友寿 松井
浩平 達脇
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2021/019378 priority Critical patent/WO2022244240A1/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/10Adaptations or arrangements of distribution members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet

Definitions

  • the present disclosure relates to a compressor that compresses refrigerant.
  • a scroll compressor has a compression mechanism that compresses a refrigerant in a compression chamber formed by a fixed scroll and an orbiting scroll, and a rotary shaft that drives the compression mechanism.
  • Each of the fixed scroll and the orbiting scroll has a structure in which a spiral body is formed on a base plate. Compression chambers are formed by combining spiral bodies of the fixed scroll and the orbiting scroll.
  • the oscillating movement of the oscillating scroll causes the compression chamber into which the refrigerant is sucked to move from the outside to the center of the rotating shaft while reducing its volume, and the compressed refrigerant moves from the compression chamber to the high-pressure space. is discharged to
  • a discharge valve and a valve guard are provided on a plate separating the compression chamber and the high-pressure space in order to form the compression chamber and prevent reverse flow of refrigerant from the high-pressure space to the compression chamber.
  • the discharge valve is, for example, a reed valve.
  • the discharge valve opens and closes a discharge port formed in a plate according to the pressure difference between the compression chamber and the high pressure space.
  • the valve guard serves to suppress the lift amount of the discharge valve when the refrigerant is discharged from the discharge port.
  • a valve device for a pneumatic machine has been proposed that has a valve presser plate with a protrusion on the surface that comes into contact with the discharge valve in order to suppress adsorption between the discharge valve and the valve presser and improve the responsiveness of the discharge valve.
  • the valve presser plate of the valve device disclosed in Patent Document 1 is provided with linear projections on the surface that contacts the discharge valve.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and provides a compressor with improved durability.
  • a compressor according to the present disclosure includes a compression mechanism having a plate formed with a port through which compressed refrigerant is discharged; and a plate-like valve retainer attached to the plate to regulate the operating range of the valve, and the valve retainer has a slit on the surface that contacts the valve. be.
  • the contact surface of the valve guard with the valve is provided with a slit, the contact state between the valve and the valve guard is surface contact, and the contact area is reduced.
  • the adsorption force between the valve and the valve guard is reduced, and the response of the valve closing operation is improved. improve sexuality.
  • the valve guard is not provided with a projection, damage to the valve due to stress concentration is suppressed, the durability of the valve is improved, and the durability of the compressor can also be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one configuration example of a compressor according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 2 is a plan view showing one configuration example of the compression mechanism shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is an enlarged view of a valve guard portion in the compression mechanism shown in FIG. 1;
  • FIG. 4 is a plan view showing one configuration example of the valve guard shown in FIG. 3 ; It is sectional drawing of AA in the valve guard shown in FIG.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a case where a valve guard comes into contact with a discharge valve in the compressor according to Embodiment 1; 4 is a schematic diagram showing another configuration example of the portion of the valve guard shown in FIG. 3.
  • FIG. 11 is a plan view showing a configuration example of a valve guard of Modification 1;
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of BB in the valve guard shown in FIG. 8;
  • FIG. 9 is a sectional view of CC in the valve guard shown in FIG. 8;
  • 4 is a graph showing the correlation between the depth of the valve seat groove and the pressure at which the valve separates from the valve seat.
  • FIG. 11 is a plan view showing a configuration example of a valve guard of modification 2; 13 is a cross-sectional view of DD in the valve guard shown in FIG. 12;
  • FIG. FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of a valve guard of a compressor according to Modification 2, in which the valve guard comes into contact with a discharge valve;
  • FIG. 11 is a plan view showing a configuration example of a valve guard according to modification 3; 16 is a cross-sectional view of EE in the valve guard shown in FIG. 15; FIG. FIG. 11 is a plan view showing one configuration example of a valve guard according to Embodiment 2; 18 is a cross-sectional view of FF in the valve guard shown in FIG. 17; FIG. FIG. 11 is a plan view showing one configuration example of a valve guard according to Embodiment 3; FIG. 20 is a cross-sectional view of GG in the valve guard shown in FIG. 19; FIG. 11 is a plan view showing a configuration example of a valve guard of Modification 4; FIG. 22 is a cross-sectional view of JJ in the valve guard shown in FIG. 21; FIG. 4 is a plan view showing another configuration example of the valve guard explained in the first to third embodiments; FIG. 11 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 4;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing one configuration example of a compressor according to Embodiment 1.
  • FIG. 1 the compressor 21 shown in FIG. 1 is a scroll compressor, but the compressor 21 may be a rotary compressor.
  • the compressor 21 has a compression mechanism 3, an electric mechanism 110, a rotating shaft 6, and other components.
  • Compression mechanism 3 , electric mechanism 110 , rotary shaft 6 and other components are housed inside container 100 that forms the outer shell of compressor 21 .
  • the interior of the container 100 is divided by the frame 7 into a suction space 70 into which low-pressure refrigerant is sucked from the outside and a discharge space 71 filled with high-pressure refrigerant to be discharged to the outside.
  • the subframes 8 divide the space between the two.
  • a suction pipe 101 for sucking refrigerant is provided on the side surface of the container 100 .
  • the suction pipe 101 is connected to the suction space 70 .
  • a discharge pipe 102 for discharging the refrigerant is provided on the upper surface of the container 100 .
  • the discharge pipe 102 is connected to the discharge space 71 .
  • a suction space 70 filled with refrigerant flowing from a suction pipe 101 is formed below the frame 7 in the container 100 .
  • a discharge space 71 filled with refrigerant discharged from the compression mechanism 3 is formed on the discharge pipe 102 side of the compression mechanism 3 in the container 100 .
  • the compression mechanism 3 is arranged above the container 100 and the electric mechanism 110 is arranged below the container 100 .
  • Compression mechanism 3 and electric mechanism 110 are connected via rotating shaft 6 .
  • a rotational force generated by the electric mechanism 110 is transmitted to the compression mechanism 3 via the rotating shaft 6 .
  • the refrigerant is compressed by the rotating force of the rotating shaft 6. As shown in FIG.
  • the compressor 21 of Embodiment 1 is a low-pressure shell type compressor in which the inside of the container 100 is filled with refrigerant before being compressed by the compression mechanism 3 .
  • a refrigerant used in the compressor 21 is, for example, carbon dioxide.
  • the refrigerant is not limited to carbon dioxide, and may be other refrigerants.
  • the compression mechanism 3 is supported by the frame 7.
  • the frame 7 is fixed to the inner peripheral surface of the container 100 by shrink fitting, welding, or the like.
  • the frame 7 is arranged between the compression mechanism 3 and the electric mechanism 110 inside the container 100 .
  • a shaft hole 7a is formed in the central portion of the frame 7, and the rotary shaft 6 is passed through the shaft hole 7a.
  • the sub-frame 8 is provided below the electric mechanism 110 (opposite direction of the Z-axis arrow) inside the container 100 .
  • the subframe 8 is fixed to the inner peripheral surface of the container 100 by shrink fitting, welding, or the like.
  • an oil reservoir 100a is formed at the bottom located below the sub-frame 8. As shown in FIG.
  • the oil reservoir 100a stores refrigerating machine oil for lubricating sliding portions including the compression mechanism 3 and bearings.
  • An oil pump 15 is fixed to the lower end of the rotating shaft 6 .
  • the oil pump 15 is, for example, a positive displacement pump such as a trochoid pump.
  • the oil pump 15 pumps up the oil stored in the oil reservoir portion 100 a through the oil supply passage 16 provided inside the rotary shaft 6 .
  • the oil pumped into the oil supply passage 16 is supplied to the bearings and the compression chamber intermediate chamber 31 for the purpose of lubricating the bearings and sealing the clearance of the compression chamber intermediate chamber 31 .
  • the injection pipe 103 of the injection mechanism 40 is connected to the upper surface of the container 100 .
  • the injection mechanism 40 serves to inject medium-pressure refrigerant in a refrigerant circuit (not shown) into the spiral side suction space 73 on the outer peripheral side of the spiral body of the compression mechanism 3 or into the compression chamber intermediate chamber 31 .
  • the injection pipe 103 is connected to the compressor 21 shown in FIG. 1, the injection mechanism 40 including the injection pipe 103 may not be provided.
  • FIG. 2 is a plan view showing one configuration example of the compression mechanism shown in FIG. 1.
  • FIG. The compression mechanism 3 has a fixed scroll 1 and an orbiting scroll 2 arranged below the fixed scroll 1 .
  • the fixed scroll 1 is fixedly arranged with respect to the frame 7 .
  • the orbiting scroll 2 is arranged in the space between the fixed scroll 1 and the frame 7 .
  • An Oldham ring 11 is provided between the orbiting scroll 2 and the frame 7 to prevent the orbiting scroll 2 from rotating.
  • the fixed scroll 1 has a fixed base plate 1a and a fixed spiral body 1b provided upright on one surface of the fixed base plate 1a.
  • the orbiting scroll 2 has an orbiting bed plate 2a and an orbiting spiral body 2b erected on one surface of the orbiting bed plate 2a.
  • the fixed base plate 1a and the rocking base plate 2a are provided with a predetermined space therebetween.
  • the fixed scroll 1 and the orbiting scroll 2 are arranged in the container 100 in a symmetrical spiral shape in which the fixed spiral body 1b and the orbiting scroll body 2b are engaged in opposite phases with respect to the rotation center of the rotating shaft 6. ing.
  • a compression chamber intermediate chamber 31 is formed whose volume decreases from the radially outer side to the inner side as the rotating shaft 6 rotates.
  • a discharge port 1d communicating with the innermost chamber 30 of the compression chamber is formed in the fixed base plate 1a of the fixed scroll 1 so as to pass through the fixed base plate 1a.
  • a discharge valve 9 for opening and closing the discharge port 1d and a valve guard 10 for controlling the operating range of the discharge valve 9 are attached to the outlet of the discharge port 1d.
  • the discharge valve 9 is a rectangular plate extending across the discharge port 1d.
  • a cylindrical boss portion 2c is formed at the center of the surface of the rocking bed plate 2a of the rocking scroll 2 opposite to the surface on which the rocking spiral body 2b is formed.
  • the surface of the rocking plate 2a on which the cylindrical boss 2c is formed is referred to as the back surface of the rocking plate 2a.
  • a rocking bearing 5 is fixed inside the boss portion 2c.
  • the oscillating bearing 5 is made of a bearing material such as a copper-lead alloy used for sliding bearings, and the bearing material is press-fitted inside the boss portion 2c and fixed.
  • a slider 4 with a balancer is rotatably arranged inside the swing bearing 5 .
  • the balancer-equipped slider 4 has a configuration in which a cylindrical slider portion 4a and a balancer portion 4b are joined by shrink fitting or the like.
  • the slider portion 4a is fitted so as to be relatively movable with respect to an eccentric shaft portion 6a, which will be described later, provided at the upper end portion of the rotary shaft 6, and automatically adjusts the swing radius of the swing scroll 2.
  • the slider portion 4a is provided so that the fixed spiral body 1b and the oscillating spiral body 2b are always in contact with each other when the oscillating scroll 2 oscillates.
  • the balancer portion 4b is positioned on the side of the slider portion 4a, and is provided for canceling the centrifugal force of the orbiting scroll 2 and suppressing the vibration of the compression element.
  • the orbiting scroll 2 is connected to the eccentric shaft portion 6a of the rotating shaft 6 via the balancer-equipped slider 4.
  • the rotation axis is rotated while the oscillation radius is automatically adjusted by the balancer-equipped slider 4. It rocks with the rotation of 6.
  • a cylindrical bearing operation space 72 is formed between the back surface of the oscillating base plate 2a of the oscillating scroll 2 and the frame 7.
  • the oscillating bearing 5 is provided with a balancer. It rotates in the bearing operation space 72 together with the slider 4 .
  • the compressor 21 has the balancer-equipped slider 4, but the slider incorporated in the compressor 21 may not have the balancer function.
  • the rotating shaft 6 and the structure for supporting the rotating shaft 6 will be described.
  • the main shaft portion 6b positioned below the eccentric shaft portion 6a (opposite direction of the Z-axis arrow) is fitted into the main bearing 13 with a sleeve 12 interposed therebetween.
  • the main shaft portion 6b slides on the main bearing 13 via an oil film of oil.
  • the main bearing 13 is fixed to the frame 7 by press-fitting a bearing material such as a copper-lead alloy used for slide bearings.
  • An eccentric shaft portion 6a that is eccentric with respect to the main shaft portion 6b is provided at the upper end portion of the rotating shaft 6. As shown in FIG.
  • a sub-bearing 14 made of a ball bearing is provided in the central portion of the sub-frame 8 .
  • the sub-frame 8 supports the rotation shaft 6 below the electric mechanism 110 via the sub-bearing 14 so as to rotate in the circumferential direction.
  • a secondary shaft portion 6 c of the rotary shaft 6 located below the electric mechanism 110 is fitted with the secondary bearing 14 .
  • the secondary shaft portion 6c slides on the secondary bearing 14 via an oil film of oil.
  • the axis of the main shaft portion 6 b and the sub shaft portion 6 c coincides with the axis of the rotating shaft 6 .
  • the sub-bearing 14 may have a bearing structure other than a ball bearing.
  • the electric mechanism 110 has an electric motor stator 110a and an electric motor rotor 110b.
  • the motor stator 110a is connected by lead wires (not shown) to glass terminals (not shown) between the frame 7 and the motor stator 110a in order to obtain power from the outside.
  • the motor rotor 110b is fixed to the rotating shaft 6 by a fixing means such as shrink fitting.
  • FIG. 3 is an enlarged view of a valve guard portion in the compression mechanism shown in FIG. 1.
  • FIG. 4 is a plan view showing one configuration example of the valve guard shown in FIG. 3.
  • FIG. 5 is a sectional view of AA in the valve guard shown in FIG. 4.
  • the discharge valve 9 and the valve guard 10 are attached to the fixed base plate 1a of the fixed scroll 1.
  • the valve guard 10 is attached to the fixed base plate 1a with bolts 18 to the fastening portion 17 shown in FIG.
  • the discharge valve 9 is also attached to the fixed base plate 1a with bolts 18.
  • the discharge valve 9 opens and closes a discharge port 1 d penetrating through the fixed base plate 1 a of the fixed scroll 1 .
  • FIG. 3 shows a configuration in which an oil groove 1c is provided around the discharge port 1d, the oil groove 1c may not be provided.
  • the surface that contacts the fixed base plate 1a is referred to as the front surface
  • the surface on the side of the valve guard 10 is referred to as the back surface.
  • the longitudinal direction of the valve guard 10 shown in FIG. 3 the side attached by the fastening portion 17 via the bolt 18 is called the root, and the end in the opposite direction (X-axis arrow direction) to the root is called the tip.
  • the valve guard 10 has a rectangular plate-like shape when viewed from above, and has a slit 10a provided parallel to the longitudinal direction on the surface that contacts the discharge valve 9 .
  • FIG. 4 shows a configuration in which five slits 10a are provided, at least one slit 10a may be provided.
  • the slit 10a has a rectangular shape.
  • the length of the slit 10a in the longitudinal direction is Lst
  • the length from the tip of the valve guard 10 to the center of the fastening portion 17 is Lc
  • the width of the slit 10a is Wst.
  • the width Wst of the slit 10a is the length of the slit 10a in the Y-axis arrow direction.
  • the slit 10a has a groove structure that does not penetrate the valve guard 10. As shown in FIG. In the configuration example shown in FIG. 5, the depth of the slit 10a is Hst.
  • FIG. 3 shows a case where one end side of the discharge valve 9 and the valve guard 10 is fixed to the fixed base plate 1a by bolt fastening means
  • the fixing method is not limited to the bolt fastening means.
  • the fixing method may be, for example, riveting or other fixing methods.
  • FIG. 1 the operation of the valve guard 10 with respect to the operation of the discharge valve 9 in the discharge process will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 the operation of the valve guard 10 with respect to the operation of the discharge valve 9 in the discharge process will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • the pressure difference between the discharge space 71 and the innermost chamber 30 of the compression chamber 30 causes the discharge valve 9 to close the discharge port 1d due to the retraction force and the spring force of the discharge valve 9 that causes the discharge valve 9 to return to its original position. .
  • the valve guard 10 plays a role of regulating the lift amount of the discharge valve 9 when the compressed refrigerant is discharged from the compression mechanism 3 through the discharge port 1d. If the plate thickness of the discharge valve 9 is increased or if a highly rigid material is used for the material of the discharge valve 9, a large force is required to lift the discharge valve 9 when discharging the refrigerant. As a result, pressure loss is also added to increase the force that prevents the closing operation of the discharge valve 9, leading to deterioration in the performance of the compressor.
  • valve retainer 10 plays a role of preventing the discharge valve 9 from being damaged when lifted, and is configured to restrict the range of the lift amount of the discharge valve 9 and come into contact with the discharge valve 9 to support the discharge valve 9. .
  • the refrigerating machine oil lifted by the oil pump 15 from the oil reservoir 100a at the bottom of the compressor 21 is conveyed to the suction space 70 through the sliding portion and discharged together with the refrigerant.
  • the refrigerating machine oil also adheres to the discharge valve 9 and the valve seat around the discharge port 1d provided on the fixed base plate 1a of the fixed scroll 1 where the discharge valve 9 contacts the fixed base plate 1a.
  • Refrigerating machine oil plays a role of reducing pressure loss due to refrigerant leakage by means of an oil seal.
  • This closing delay is mainly due to the squeeze action of the oil film formed in the narrow gap between the discharge valve 9 and the valve guard 10 .
  • Squeezing is the creation of pressure in a fluid film sandwiched between two surfaces that move toward or away from each other.
  • the adsorption force when the two surfaces of the discharge valve 9 and the valve guard 10 are separated hinders the valve closing operation of the discharge valve 9 due to the decrease in the oil film pressure. Reducing the contact area between the two surfaces is effective in suppressing the adsorption force due to this squeeze action.
  • the valve retainer 10 is provided with a slit 10a on the contact surface with the discharge valve 9 . Therefore, the contact area between the discharge valve 9 and the valve guard 10 can be reduced, and the adsorption force between the discharge valve 9 and the valve guard 10 can be suppressed. As a result, the responsiveness of the discharge valve 9 is improved, and the performance of the compressor 21 can be improved.
  • the slit 10a reaches the tip of the valve guard 10. Therefore, even when the discharge valve 9 adheres to the valve guard 10, refrigerant can easily enter between the discharge valve 9 and the valve guard 10 through the slit 10a from the tip side of the valve guard 10 of the slit 10a. As a result, the discharge valve 9 becomes easier to peel off, and the responsiveness of the discharge valve 9 improves.
  • the slit 10a provided in the valve guard 10 is provided parallel to the longitudinal direction. Therefore, the attracting force can be reduced while suppressing the decrease in strength against the pulling force generated from the back surface of the valve guard 10 to the side of the contact surface with the discharge valve 9 .
  • the one or more slits 10a provided in the valve guard 10 are desirably arranged line-symmetrically with respect to the centerline of the entire width of the valve guard 10.
  • FIG. 4 shows a configuration in which five slits 10a are provided
  • the number of slits 10a is preferably 3 or more and 7 or less. If the number of slits 10a is too small, the responsiveness under high-speed operation conditions cannot be improved. Also, if the number of slits 10a is too large with respect to the entire width of the valve guard 10, the width of the seating surface between the slits 10a and with which the discharge valve 9 contacts becomes narrow. In this case, the pressure receiving area at the time of collision with the discharge valve 9 becomes small, which may lead to damage to the discharge valve 9 .
  • the length Lst of the slit 10a and the length Lc from the tip of the valve guard 10 to the fastening portion 17 satisfy (1/4)Lc ⁇ Lst ⁇ (2/3)Lc. It is desirable to fulfill the relationship.
  • the moment a part of the discharge valve 9 separates from the valve retainer 10 the refrigerant enters the gap and facilitates the withdrawal of the discharge valve 9 from the valve retainer 10 . Therefore, it is not necessary to provide the slit 10 a over the entire surface of the valve guard 10 that contacts the discharge valve 9 .
  • the slit 10a may be provided in a range that overlaps the tip of the discharge valve 9 with which it contacts and overlaps the discharge valve 9 with a certain length.
  • the thickness of the base of the valve guard 10 is thick, and the slit 10a is preferably short.
  • the lengths Lst of the plurality of slits 10a may not all be uniform, but are preferably line-symmetrical.
  • the depth Hst of the slit 10a and the width Wst of the slit 10a satisfy the relationship 0.25Wst ⁇ Hst ⁇ 1.0Wst.
  • the thickness of the valve guard 10 must be increased in order to secure the strength of the valve guard 10 as the depth Hst increases. This is because it leads to an increase in component cost.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a case where the valve guard contacts the discharge valve in the compressor according to Embodiment 1.
  • FIG. 6 different patterns are given so that the valve guard 10 and the discharge valve 9 can be distinguished from each other.
  • the length in the longitudinal direction (X-axis) of the discharge valve 9 is shorter than the length in the longitudinal direction of the valve guard 10 when the valve guard 10 and the discharge valve 9 are in contact with each other. Therefore, as shown in FIG. 6, even when the valve guard 10 is in contact with the discharge valve 9, a portion of the five slits 10a is exposed on the tip side of the valve guard 10 in plan view.
  • FIG. 6 shows a case where the number of slits 10a partially exposed in plan view is five, but the number of slits 10a partially exposed may be one. In this way, when the valve guard 10 and the discharge valve 9 are in contact with each other, a part of the slit 10a of the valve guard 10 is exposed in a plan view. It becomes easy to peel off from the valve guard 10. - ⁇ As a result, the responsiveness of the closing operation of the discharge valve 9 is improved.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing another configuration example of the valve guard portion shown in FIG. In FIG. 7, part of the fixed base plate 1a shown in FIG. 3 is omitted.
  • the seating surface (not shown) between the slits 10a of the portion Lp presses the discharge valve 9 against the fixed base plate 1a regardless of whether the discharge valve 9 is open or closed. .
  • the seating surface (not shown) between the slits 10a of the portion Lp allows the discharge valve 9 to move between the valve guard 10 and the fixed base plate 1a. Supported. Therefore, while securing the fixed state of the discharge valve 9, the refrigerant can easily enter through the slit 10a to near the base of the valve guard 10. As shown in FIG. As a result, the responsiveness of the closing operation of the discharge valve 9 is improved.
  • the surface of the valve guard 10 that contacts the discharge valve 9 is preferably rougher than the surface of the discharge valve 9 that contacts the valve guard 10 .
  • the surface of the seating surface between the slits 10 a of the valve guard 10 is preferably rougher than the surface of the discharge valve 9 that contacts the valve guard 10 .
  • FIG. 8 to 10 are diagrams showing configuration examples of Modification 1 of the compressor valve guard according to Embodiment 1.
  • FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of a valve guard according to Modification 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of BB in the valve guard shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a sectional view of CC in the valve guard shown in FIG. 8.
  • FIG. 8 is a plan view showing a configuration example of a valve guard according to Modification 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of BB in the valve guard shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a sectional view of CC in the valve guard shown in FIG. 8.
  • Modification 1 is a configuration in which the lengths Lst of the plurality of slits 10a provided in the valve guard 10 are not uniform.
  • the lengths Lst of the plurality of slits 10a may not all be uniform, but are desirably symmetrical with respect to the center line of the width of the valve guard 10.
  • the length Lst of the slit 10a has three types of Lst1, Lst2 and Lst3. The relationship is Lst1 ⁇ Lst2 ⁇ Lst3.
  • five slits 10a of three types are arranged line-symmetrically with respect to the center line.
  • the width of the slit 10a is Wst.
  • the width Wst of the slit 10a is the length of the slit 10a in the Y-axis arrow direction.
  • the width of the discharge valve 9 is Wvd.
  • the width of the discharge valve 9 and the entire width of the valve guard 10 are the same length, so the entire width of the valve guard 10 is indicated by the width Wvd of the discharge valve 9 in FIG. It is desirable that the width Wst of the slit 10a and the width Wvd of the discharge valve 9 satisfy the relationship of (1/15)Wvd ⁇ Wst ⁇ (1/5)Wvd.
  • the width Wst of the slits 10a is the same as the width Wvb of the seating surface between the slits 10a and with which the discharge valve 9 contacts.
  • the width Wst of the slit 10a and the width Wvb of the seating surface may not be the same, the width Wst of the slit 10a should be narrower than the width Wvb of the seating surface so that stress is not concentrated on the width Wvb of the seating surface. desirable.
  • FIG. 11 is a graph showing the correlation between the depth of the valve seat groove and the pressure at which the valve separates from the valve seat.
  • the valve seat groove depth shown on the horizontal axis of FIG. 11 indicates the depth of the oil groove 1c provided around the discharge port 1d.
  • the pressure shown on the vertical axis in FIG. 11 indicates the pressure at which the discharge valve 9 is separated from the valve seat around the discharge port 1d.
  • the depth Hst of the slit 10a may be set within a range in which the response of the discharge valve 9 to the depth Hst of the slit 10a is improved.
  • the depth Hst of the slit 10a may not be constant over the entire longitudinal direction of the valve guard 10.
  • Hst1 is the depth of the slit 10a at the tip of the valve guard 10
  • Hst2 is the depth of the slit 10a at the farthest position from the fastening portion 17, then Hst1>Hst2. be.
  • the depth Hst1 is set deep, the refrigerant is likely to enter between the discharge valve 9 and the valve guard 10, and the ease of peeling of the discharge valve 9 is improved.
  • the thickness of the valve guard 10 on the fastening portion 17 side increases, and the reliability against the stress generated in the fastening portion 17 improves.
  • the relationship between the depth Hst of the slit 10a and the thickness T of the valve guard 10 is preferably Hst ⁇ (1/2)T. This is for ensuring the strength of the valve guard 10 .
  • the range Rst in which the slit 10a is provided in the width direction of the valve guard 10 is a state in which the center line of the width of the valve guard 10 and the center line of the width Wvd of the discharge valve 9 are aligned. , and falls within the range of Rst ⁇ 0.85 Wvd.
  • the portion of the slit 10a is called a concave portion, and the portion of the seating surface between the slits 10a is called a convex portion.
  • Scp be the cross-sectional area of the convex portion shown in FIG. 10
  • Sre be the cross-sectional area of the concave portion.
  • the relationship between the cross-sectional area Scp and the cross-sectional area Sre is preferably Scp>Sre. This is because, in the cross-sectional structure shown in FIG. 10, the strength of the valve guard 10 decreases as the ratio of the slit 10a occupied increases.
  • FIG. 12 and 13 are diagrams showing a configuration example of Modification 2 of the compressor valve guard according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 12 is a plan view showing a configuration example of a valve guard according to Modification 2.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of DD in the valve guard shown in FIG. 12.
  • Modification 2 has a configuration in which the slit 10 a does not reach the tip of the valve guard 10 . As shown in FIGS. 12 and 13, the slit 10a does not have to reach the tip of the valve guard 10. As shown in FIGS. Also in Modification 2, the contact area between the discharge valve 9 and the valve guard 10 is reduced, so that the adsorption force between the discharge valve 9 and the valve guard 10 is reduced, and the responsiveness of the valve closing operation of the discharge valve 9 is improved. do.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of a valve guard for a compressor according to Modification 2, in which the valve guard comes into contact with a discharge valve.
  • FIG. 14 shows a case where the number of slits 10a partially exposed in plan view is five, the number of slits 10a partially exposed may be one.
  • Modification 2 when the valve guard 10 and the discharge valve 9 are in contact with each other, a part of the slit 10a of the valve guard 10 is exposed in a plan view. do.
  • FIG. 15 and 16 are diagrams showing a configuration example of Modification 3 of the compressor valve guard according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 15 is a plan view showing a configuration example of a valve guard according to modification 3.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view of EE in the valve guard shown in FIG. 15.
  • FIG. 15 is a plan view showing a configuration example of a valve guard according to modification 3.
  • the slit 10a does not have to be rectangular as long as it is a groove extending in the longitudinal direction.
  • FIG. 15 shows a case where the five slits 10a provided in the valve guard 10 are wave-shaped.
  • the number of slits 10a is not limited to five.
  • the shape of the slit 10a provided in the valve guard 10 is not limited to a rectangular shape and a wavy shape, and may be other shapes.
  • the one or more slits 10a provided in the valve guard 10 may not be symmetrical with respect to the center line of the width, which is the length of the valve guard 10 in the Y-axis direction. .
  • Compressor 21 of Embodiment 1 includes compression mechanism 3 having fixed base plate 1a formed with discharge port 1d through which compressed refrigerant is discharged, and pressure difference between inside and outside of fixed base plate 1a.
  • a discharge valve 9 that opens and closes the discharge port 1 d by pressing the discharge valve 9 , and a plate-shaped valve guard 10 that regulates the operating range of the discharge valve 9 .
  • the valve guard 10 has a slit 10a on the surface that contacts the discharge valve 9 .
  • the contact state between the discharge valve 9 and the valve guard 10 is surface contact, and the contact area is decreases.
  • the adsorption force between the discharge valve 9 and the valve guard 10 is reduced.
  • the responsiveness of the closing operation of the discharge valve 9 is improved. If the valve guard is provided with a protrusion, stress concentrates on the protrusion, which damages the discharge valve. Damage to the discharge valve 9 is suppressed, the durability of the discharge valve 9 is improved, and the durability of the compressor 21 can also be improved. As a result, the reliability of the compressor 21 can be ensured.
  • the slit 10 a is provided in the valve guard 10 parallel to the longitudinal direction of the valve guard 10 . Therefore, the refrigerant is likely to flow between the discharge valve 9 and the valve guard 10 through the slit 10a, and the initial separation between the discharge valve 9 and the valve guard 10 is likely to occur. As a result, the responsiveness of the discharge valve 9 is improved. Furthermore, since the slit 10a is provided in parallel with the longitudinal direction of the valve guard 10, it is possible to reduce the adsorption force while sufficiently ensuring the strength of the base of the valve guard 10.
  • Embodiment 1 by improving the responsiveness of the closing operation of the discharge valve 9, it is possible to prevent refrigerant backflow that occurs when the responsiveness is poor, and to suppress pressure increases in the compression chamber. As a result, an increase in compression loss can be prevented, and the performance of the compressor 21 can be improved.
  • Embodiment 2 has a configuration in which a through hole is provided in the valve guard 10 in the compressor 21 described in the first embodiment.
  • the configuration of the valve guard according to the second embodiment will be described.
  • FIG. 17 is a plan view showing one configuration example of the valve guard according to the second embodiment.
  • 18 is a sectional view of FF in the valve guard shown in FIG. 17.
  • FIG. 17 is a plan view showing one configuration example of the valve guard according to the second embodiment. 18 is a sectional view of FF in the valve guard shown in FIG. 17.
  • a through hole 51 is formed on the tip side of the valve guard 10. As shown in FIGS.
  • the through hole 51 can be opened from the back surface of the valve guard 10, which is the side opposite to the surface with which the discharge valve 9 contacts. Refrigerant can easily flow into the gap between the valve guard 10 and the discharge valve 9 through the opening. The refrigerant flowing into the gap between the valve guard 10 and the discharge valve 9 through the through hole 51 helps the discharge valve 9 to move away from the valve guard 10 .
  • the pressure receiving area of the pull-in force generated from the back surface of the valve guard 10 to the contact surface side with the discharge valve 9 is reduced, and the stress generated at the base of the valve guard 10 is reduced. Reduce. Therefore, the durability of the valve guard 10 is increased, and the reliability of the compressor 21 is improved.
  • FIGS. 17 and 18 show the case where one through hole 51 is formed in the valve guard 10, a plurality of through holes 51 may be formed in the valve guard 10.
  • FIG. 17 and 18 show the case where the shape of the through hole 51 is circular, but the shape of the through hole 51 is not limited to a circle, and may be an ellipse or a polygon.
  • the ratio of the diameter of the through hole 51 to the width of the valve guard 10 is not too large.
  • the diameter of the through hole 51 is (1/2) or less of the width of the valve guard 10 . If the ratio of the diameter of the through hole 51 to the width of the valve guard 10 is too large, the length supporting the discharge valve 9 in the width direction of the valve guard 10 around the through hole 51 becomes short. In this case, stress concentrates on the circumference of the through hole 51, and there is a possibility that the valve guard 10 may be damaged starting from the circumference.
  • a whistle sound may occur when the refrigerant passes through the through hole 51.
  • the steam whistle becomes louder and the noise of the compressor becomes louder.
  • the second embodiment it is desirable to apply the second embodiment to a compressor that operates only at low speeds.
  • a discharge muffler (not shown) having a noise reduction effect may be provided in the discharge pipe 102 of the compressor 21 .
  • the noise is suppressed by the muffler effect of the discharge muffler (not shown).
  • Embodiment 3 in the third embodiment, in the compressor 21 described in the first embodiment, a part or all of the slits 10a of the valve guard 10 pass through the valve guard 10.
  • FIG. 19 is a plan view showing one configuration example of a valve guard according to Embodiment 3.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of GG in the valve guard shown in FIG. 19.
  • FIG. 19 is a plan view showing one configuration example of a valve guard according to Embodiment 3.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of GG in the valve guard shown in FIG. 19.
  • the valve guard 10 of the third embodiment is provided with a through slit 10b penetrating the valve guard 10 at the slit 10a described in the first embodiment. Therefore, as shown in FIG. 19, the valve guard 10 of the third embodiment has a comb shape.
  • the through slit 10b in the valve guard 10 when the discharge valve 9 is adsorbed to the valve guard 10, the refrigerant can easily flow into the gap between the valve guard 10 and the discharge valve 9 from the back surface of the valve guard 10. . Therefore, in the third embodiment, the discharge valve 9 is more likely to be separated from the valve guard 10 compared to the slit 10a that does not penetrate, and the responsiveness of the valve closing operation of the discharge valve 9 is improved.
  • the pressure receiving area of the pull-in force generated from the back surface of the valve guard 10 to the contact surface side with the discharge valve 9 is reduced, and the stress generated at the base of the valve guard 10 is reduced. Reduce. Therefore, the durability of the valve guard 10 is increased, and the reliability of the compressor 21 is improved.
  • FIG. 21 is a plan view showing a configuration example of a valve guard according to Modification 4.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of JJ in the valve guard shown in FIG. 21.
  • FIG. Slit 10c shown in FIGS. 21 and 22 has a configuration in which slit 10a described in Embodiment 1 and through slit 10b described with reference to FIGS. 19 and 20 are combined.
  • the slit 10c of Modification 4 is composed of a penetrating slit on the tip end side of the valve guard 10 and a non-penetrating slit on the base side of the valve guard 10 .
  • the same effects as in Modification 3 can be obtained. can be set arbitrarily.
  • the compressor 21 has been described as having the scroll-type compression mechanism 3 using the discharge valve 9.
  • the valve guard 10 of forms 1 to 3 can be applied.
  • a reed valve is attached to a plate that separates a space on the high pressure side and a space on the low pressure side, and opens and closes a port according to the pressure difference between the inside and outside of the plate.
  • the discharge valve 9 is also a kind of reed valve.
  • valve may be a reed valve inside the compressor.
  • the valve retainer 10 of the first to third embodiments described above can be applied to a relief port or the like that prevents reversal of the high-pressure space and the low-pressure space.
  • the relief port opens and closes according to the pressure difference between the high pressure space and the low pressure space.
  • the material of the valve guard 10 described in Embodiments 1 to 3 is preferably stainless steel, gray cast iron, or ductile cast iron, for example. This is because stainless steel is excellent in corrosion resistance, heat resistance and strength. This is because cast iron is superior to, for example, hard steel in strength, hardness and wear resistance.
  • Modifications 1 to 3 were described in Embodiment 1, and Modification 4 was described in Embodiment 3, but each modification of Modifications 1 to 3 may be applied to Embodiment 2 or 3, Modification 4 may be applied to the first or second embodiment.
  • the slit 10a, the through slit 10b, and the slit 10c are formed parallel to the longitudinal direction of the valve guard 10, but the slit 10a intersects the longitudinal direction of the valve guard 10. It may be formed in the direction of FIG. 23 is a plan view showing another configuration example of the valve guard explained in the first to third embodiments.
  • a non-penetrating slit 10a is formed parallel to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the valve guard 10 (Y-axis arrow direction). 23 also reduces the contact area between the valve guard 10 and the discharge valve 9, so that the effect of reducing the adsorption force between the valve guard 10 and the discharge valve 9 can be obtained.
  • Embodiment 4 relates to a refrigeration cycle apparatus including compressor 21 on which valve guard 10 described in Embodiments 1 to 3 is mounted. The configuration of the refrigeration cycle apparatus of Embodiment 4 will be described.
  • FIG. 24 is a refrigerant circuit diagram showing a configuration example of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 4.
  • the refrigeration cycle device 20 has a compressor 21 , a condenser 22 , an expansion valve 23 functioning as a decompression device, and an evaporator 24 .
  • Compressor 21, condenser 22, expansion valve 23, and evaporator 24 are connected by refrigerant pipes to form a refrigerant circuit 27 in which refrigerant circulates.
  • the refrigeration cycle device 20 also has an injection circuit 25 branched from between the condenser 22 and the expansion valve 23 and connected to the compressor 21 .
  • the injection circuit 25 is provided with an expansion valve 25a functioning as a flow control valve.
  • the compressor 21 is the compressor 21 described in the first to third embodiments, and detailed description thereof will be omitted in the fourth embodiment.
  • a control device (not shown) is provided, and the control device controls the operating frequency of the compressor 21 and the opening degree of the expansion valve.
  • the refrigeration cycle device 20 of Embodiment 4 will be described.
  • the gas refrigerant discharged from the compressor 21 flows into the condenser 22, it exchanges heat with the air passing through the condenser 22 and becomes high-pressure liquid refrigerant.
  • High pressure liquid refrigerant flows out of the condenser 22 .
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the condenser 22 is decompressed in the expansion valve 23 to become a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant.
  • a low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flows into the evaporator 24 .
  • the low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the evaporator 24 exchanges heat with the air passing through the evaporator 24 to become low-pressure gas refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant is sucked into the compressor 21 again.
  • the injection refrigerant which is part of the refrigerant discharged from the compressor 21 and passed through the condenser 22 , flows into the injection circuit 25 .
  • the refrigerant that has flowed into the injection circuit 25 flows into the injection pipe 103 of the compressor 21 via the expansion valve 25a.
  • the liquid or gas-liquid two-phase injection refrigerant that has flowed into the injection pipe 103 is injected into the spiral side suction space 73 or the compression chamber intermediate chamber 31 .
  • the valve response is improved, and the refrigerating capacity can be improved.
  • refrigeration cycle device 20 of Embodiment 4 can be applied to, for example, refrigerators, freezers, vending machines, air conditioners, refrigeration devices, water heaters, and the like.
  • the forms of the components represented in the first to fourth embodiments above are examples, and are not limited to the contents described in each embodiment.
  • the pressure and compression ratio in each embodiment are not determined by the relationship with absolute values, but are relatively determined by the state or operation of these configurations in the device or system in which the compressor is provided. It is a thing.
  • the rotational speed of the rotating shaft of the electric motor in each embodiment is also relatively determined by the state or operation of these components in the device or system in which the electric motor is provided.

Abstract

圧縮機は、圧縮された冷媒が吐出されるポートが形成された板を有する圧縮機構と、ポートを跨ぐ方向に延び、板の内側および外側の圧力差に応じてポートを開閉する弁と、板に取り付けられ、弁の動作範囲を規制する板状の弁押さえと、を有し、弁押さえは、弁と接触する面にスリットが設けられた構成である。

Description

圧縮機
 本開示は、冷媒を圧縮する圧縮機に関する。
 従来、圧縮機の一例として、スクロール圧縮機が知られている。スクロール圧縮機は、固定スクロールおよび揺動スクロールによって形成される圧縮室において冷媒を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構を駆動する回転軸とを有する。固定スクロールおよび揺動スクロールのそれぞれが、台板上に渦巻体が形成された構成を有する。固定スクロールおよび揺動スクロールのそれぞれの渦巻体が組み合わされて圧縮室が形成される。スクロール圧縮機は、揺動スクロールを揺動運動させることで、冷媒が吸入される圧縮室が容積を縮小しながら回転軸の外側から中心側に移動し、圧縮された冷媒が圧縮室から高圧空間に吐出される。
 上記のスクロール圧縮機において、圧縮室を形成するとともに、高圧空間から圧縮室への冷媒の逆流を防止するために、圧縮室と高圧空間とを仕切る板に、吐出弁および弁押さえが設けられている。吐出弁は、例えば、リード弁である。吐出弁は、圧縮室と高圧空間との圧力差によって、板に形成された吐出ポートを開閉する。弁押さえは、吐出ポートから冷媒が吐出するとき、吐出弁のリフト量を抑制する役目を果たす。
 圧縮室から吐出ポートを介して冷媒が高圧空間に吐出すると、吐出弁が冷媒によって押し上げられ、弁押さえと接触する。その際、圧縮機内部の冷凍機油によって、吐出弁が弁押さえに吸着してしまう。吐出弁が弁押さえに吸着すると、その吸着力が、吐出弁が弁押さえから剥がれて元の位置に戻る閉弁動作に抵抗として働き、閉弁動作の応答性が悪化する。その結果、冷媒逆流に伴う圧縮室内部の圧力上昇により圧縮損失が増加し、圧縮機の性能は低下する。
 吐出弁と弁押さえとの吸着を抑制し、吐出弁の応答性を向上させるために、吐出弁と接触する面に突起が設けられた弁押さえ板を有する空気機械の弁装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に開示された弁装置の弁押さえ板には、吐出弁と接触する面に線状の突起が設けられている。
実開平3-27893号公報
 特許文献1に開示された弁装置においては、吐出弁と弁押さえ板との接触が従来の面接触から線接触になるため、接触箇所に生じる応力が増加する。そのため、吐出弁において、弁押さえの突起との接触箇所に局所的に応力が集中するだけでなく、突起との接触箇所を基点としたモーメント力が発生する。その結果、吐出弁は、弁押さえの突起との接触箇所を起点として破損が生じやすくなり、空気機械の耐久性が低下するおそれがある。
 本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、耐久性を向上させた圧縮機を提供するものである。
 本開示に係る圧縮機は、圧縮された冷媒が吐出されるポートが形成された板を有する圧縮機構と、前記ポートを跨ぐ方向に延び、前記板の内側および外側の圧力差に応じて前記ポートを開閉する弁と、前記板に取り付けられ、前記弁の動作範囲を規制する板状の弁押さえと、を有し、前記弁押さえは、前記弁と接触する面にスリットが設けられた構成である。
 本開示によれば、弁押さえの弁との接触面にスリットが設けられているため、弁と弁押さえとの接触状態が面接触で、かつ、接触面積が減少する。弁を弁押さえから乖離しやすくするための突起を設けることなく、弁と弁押さえとの接触面積が減少することで、弁と弁押さえとの吸着力が低減し、弁の閉弁動作の応答性が向上する。弁押さえに突起が設けられていないので、応力集中に起因する弁の損傷が抑制され、弁の耐久性が向上し、圧縮機の耐久性も向上させることができる。
実施の形態1に係る圧縮機の一構成例を示す断面図である。 図1に示した圧縮機構の一構成例を示す平面図である。 図1に示した圧縮機構において、弁押さえの部分を拡大した図である。 図3に示した弁押さえの一構成例を示す平面図である。 図4に示した弁押さえにおけるAAの断面図である。 実施の形態1に係る圧縮機において、弁押さえが吐出弁と接触する場合の一例を示す模式図である。 図3に示した弁押さえの部分の別の構成例を示す模式図である。 変形例1の弁押さえの構成例を示す平面図である。 図8に示す弁押さえにおけるBBの断面図である。 図8に示す弁押さえにおけるCCの断面図である。 弁座溝深さと弁が弁座から離れる圧力との相関を示すグラフである。 変形例2の弁押さえの構成例を示す平面図である。 図12に示す弁押さえにおけるDDの断面図である。 変形例2に係る圧縮機の弁押さえにおいて、弁押さえが吐出弁と接触する場合の一例を示す模式図である。 変形例3の弁押さえの構成例を示す平面図である。 図15に示す弁押さえにおけるEEの断面図である。 実施の形態2に係る弁押さえの一構成例を示す平面図である。 図17に示す弁押さえにおけるFFの断面図である。 実施の形態3に係る弁押さえの一構成例を示す平面図である。 図19に示す弁押さえにおけるGGの断面図である。 変形例4の弁押さえの構成例を示す平面図である。 図21に示す弁押さえにおけるJJの断面図である。 実施の形態1~3で説明した弁押さえの別の構成例を示す平面図である。 実施の形態4に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。
 本実施の形態に係る圧縮機について、図面を参照しながら説明する。説明に用いる図面において、同一の符号を付した構成は、同一の構成または同様な機能を有する構成に相当し、実施の形態の説明全体において共通とする。また、実施の形態の説明の便宜上、図面の一部に、方向を定義する3つの軸(X軸、Y軸およびZ軸)の矢印を表示している。各実施の形態において、Z軸矢印の反対方向を重力方向とする。
実施の形態1.
 本実施の形態1の圧縮機の構成を説明する。図1は、実施の形態1に係る圧縮機の一構成例を示す断面図である。本実施の形態1では、図1に示す圧縮機21がスクロール圧縮機の場合で説明するが、圧縮機21は、ロータリ圧縮機であってもよい。
 圧縮機21は、圧縮機構3と、電動機構110と、回転軸6と、その他の構成部品とを有する。圧縮機構3、電動機構110、回転軸6およびその他の構成部品が、圧縮機21の外郭を構成する容器100の内部に収容されている。容器100の内部は、外部から低圧の冷媒が吸入される吸入空間70と外部に吐出される高圧の冷媒が満たされる吐出空間71とがフレーム7によって区分けされ、吸入空間70と冷凍機油が貯留される空間とがサブフレーム8によって区分けされている。
 容器100の側面には、冷媒を吸入するための吸入管101が設けられている。吸入管101は吸入空間70に接続されている。容器100の上面には、冷媒を吐出するための吐出管102が設けられている。吐出管102は吐出空間71に接続されている。容器100内においてフレーム7よりも下方に、吸入管101から流入される冷媒で満たされる吸入空間70が形成されている。容器100内において圧縮機構3より吐出管102側に、圧縮機構3から吐出された冷媒で満たされる吐出空間71が形成されている。
 容器100内において、圧縮機構3が容器100の上部に配置され、電動機構110が容器100の下部に配置されている。圧縮機構3と電動機構110とは回転軸6を介して連結されている。電動機構110で発生する回転力が回転軸6を介して圧縮機構3に伝達される。圧縮機構3において、回転軸6の回転力によって冷媒が圧縮される。
 本実施の形態1の圧縮機21は、容器100内が圧縮機構3で圧縮される前の冷媒で満たされる低圧シェル型の圧縮機である。圧縮機21で使用される冷媒は、例えば、二酸化炭素である。冷媒は二酸化炭素に限定されず、他の冷媒であってもよい。
 圧縮機構3はフレーム7によって支持されている。フレーム7は、焼嵌めまたは溶接などによって容器100の内周面に固着されている。フレーム7は、容器100内において圧縮機構3と電動機構110との間に配置されている。フレーム7の中央部には軸孔7aが形成されており、この軸孔7aに回転軸6が通されている。
 サブフレーム8は、容器100内において電動機構110の下方(Z軸矢印の反対方向)に設けられている。サブフレーム8は、焼嵌めまたは溶接などによって容器100の内周面に固着されている。容器100内において、サブフレーム8よりも下方側に位置する底部には、油溜め部100aが形成されている。油溜め部100aには、圧縮機構3および軸受等を含む摺動部を潤滑する冷凍機油が貯留される。
 回転軸6の下端部にオイルポンプ15が固着されている。オイルポンプ15は、例えば、トロコイドポンプなどの容積型ポンプである。オイルポンプ15は、回転軸6の回転に伴って、油溜め部100aに溜められている油を、回転軸6内部に設けられた給油流路16を通して汲み上げる。給油流路16に汲み上げられた油は、軸受の潤滑および圧縮室中間室31の隙間のシールを目的として、軸受および圧縮室中間室31に供給される。
 また、図1に示す圧縮機21において、容器100の上面に、インジェクション機構40のインジェクション管103が接続されている。インジェクション機構40は、図に示さない冷媒回路における中圧の冷媒を、圧縮機構3の渦巻体の外周側の渦巻側吸入空間73または圧縮室中間室31内にインジェクションする役目を果たす。図1に示す圧縮機21にはインジェクション管103が接続されているが、インジェクション管103を含むインジェクション機構40が設けられていなくてもよい。
 図1に示した圧縮機構3の構成を説明する。図2は、図1に示した圧縮機構の一構成例を示す平面図である。圧縮機構3は、固定スクロール1と、固定スクロール1の下側に配置された揺動スクロール2とを有する。固定スクロール1は、フレーム7に対して固定配置されている。揺動スクロール2は、固定スクロール1とフレーム7との間の空間に配置されている。揺動スクロール2とフレーム7の間には、揺動スクロール2の自転を防止するためのオルダムリング11が設けられている。
 固定スクロール1は、固定台板1aと、固定台板1aの一方の面に立てて設けられた固定渦巻体1bとを有する。揺動スクロール2は、揺動台板2aと、揺動台板2aの一方の面に立てて設けられた揺動渦巻体2bとを有する。固定台板1aと揺動台板2aとは予め決められた間隔をあけて設けられている。固定スクロール1および揺動スクロール2は、固定渦巻体1bと揺動渦巻体2bとが回転軸6の回転中心に対して逆位相で噛み合わされた対称渦巻形状の状態で、容器100内に配置されている。固定渦巻体1bと揺動渦巻体2bとの間には、回転軸6の回転に伴い、半径方向外側から内側へ向かうにしたがって容積が縮小する圧縮室中間室31が形成される。
 固定スクロール1の固定台板1aには、圧縮室最内室30に連通する吐出ポート1dが固定台板1aを貫通して形成されている。吐出ポート1dの出口部には、吐出ポート1dを開閉する吐出弁9と、吐出弁9の動作範囲を規制する弁押さえ10とが取り付けられている。吐出弁9は、吐出ポート1dを跨ぐ方向に延びる長方形状の板である。
 揺動スクロール2の揺動台板2aにおいて、揺動渦巻体2bが形成された面とは反対側の面の中心部に、円筒状のボス部2cが形成されている。以下では、揺動台板2aにおいて、円筒状のボス部2cが形成されている面を、揺動台板2aの背面と称する。ボス部2cの内側には揺動軸受5が固定されている。揺動軸受5は、銅鉛合金などの滑り軸受に使用される軸受材料で構成され、軸受材料がボス部2cの内側に圧入されて固定されている。
 揺動軸受5の内側には、バランサ付スライダ4が回転自在に配置されている。バランサ付スライダ4は、筒状のスライダ部4aとバランサ部4bとを焼嵌め等で接合した構成を有する。スライダ部4aは、回転軸6の上端部に設けられた後述の偏心軸部6aに対して相対移動できるように嵌め合わされ、揺動スクロール2の揺動半径を自動的に調整する。スライダ部4aは、揺動スクロール2の揺動時に常に固定渦巻体1bと揺動渦巻体2bとが互いに接した状態となるように設けられている。バランサ部4bは、スライダ部4aの側方に位置し、揺動スクロール2の遠心力を打ち消して圧縮要素の振動を抑えるために設けられている。
 揺動スクロール2は、回転軸6の偏心軸部6aにバランサ付スライダ4を介して連結されており、上述の構成により、バランサ付スライダ4によって揺動半径が自動的に調整されながら、回転軸6の回転に伴って揺動運動する。揺動スクロール2の揺動台板2aの背面とフレーム7との間には筒状の軸受動作空間72が形成されており、揺動スクロール2の揺動運動中、揺動軸受5はバランサ付スライダ4とともに軸受動作空間72内を回転する。なお、本実施の形態1においては、圧縮機21にバランサ付スライダ4を有しているが、圧縮機21に組み込まれるスライダはバランサ機能を有していなくてもよい。
 次に、回転軸6および回転軸6を支持する構成を説明する。回転軸6において、偏心軸部6aよりも下方(Z軸矢印の反対方向)に位置する主軸部6bは、スリーブ12を介して主軸受13に嵌入している。主軸部6bは、油による油膜を介して主軸受13に対して摺動する。主軸受13は、銅鉛合金などの滑り軸受に使用される軸受材料を圧入するなどしてフレーム7に固定されている。回転軸6の上端部には、主軸部6bに対して偏心した偏心軸部6aが設けられている。
 サブフレーム8の中央部には、玉軸受からなる副軸受14が設けられている。サブフレーム8は、副軸受14を介して、電動機構110の下方で回転軸6を円周方向に回転できるように支持する。回転軸6において、電動機構110よりも下方に位置する副軸部6cは、副軸受14と嵌め合わされている。副軸部6cは、油による油膜を介して副軸受14に対して摺動する。主軸部6bおよび副軸部6cの軸心は、回転軸6の軸心と一致している。なお、副軸受14は、玉軸受以外の軸受構成であってもよい。
 次に、電動機構110の構成を説明する。電動機構110は、電動機固定子110aと、電動機回転子110bとを有する。電動機固定子110aは、外部から電力を得るために、フレーム7と電動機固定子110aとの間に存在するガラス端子(図示せず)にリード線(図示せず)で接続されている。また、電動機回転子110bは、回転軸6に焼嵌めなどの固着手段によって固定されている。
 次に、図1に示す弁押さえ10の構成を、図3~図5を参照して説明する。図3は、図1に示した圧縮機構において、弁押さえの部分を拡大した図である。図4は、図3に示した弁押さえの一構成例を示す平面図である。図5は、図4に示した弁押さえにおけるAAの断面図である。
 図3に示すように、吐出弁9および弁押さえ10は固定スクロール1の固定台板1aに取り付けられている。弁押さえ10は、図4に示す締結部17にボルト18で固定台板1aに取り付けられている。吐出弁9もボルト18で固定台板1aに取り付けられている。吐出弁9は、固定スクロール1の固定台板1aを貫通する吐出ポート1dに対して開閉動作を行う。図3は、吐出ポート1dの周囲に油溝1cが設けられている場合の構成を示しているが、油溝1cが設けられていなくてもよい。
 図3に示す吐出弁9において、固定台板1aと接触する面を表面と称し、弁押さえ10側の面を背面と称する。図3に示す弁押さえ10の長手方向において、ボルト18を介して締結部17で取り付けられる側を根元と称し、根元側の反対方向(X軸矢印方向)の端部を先端と称する。
 図4および図5に示すように、弁押さえ10は、上面視で長方形の板状であり、吐出弁9と接触する面に長手方向に平行に設けられたスリット10aを有する。図4は、スリット10aが5本設けられた場合の構成を示しているが、少なくとも1本設けられていればよい。スリット10aの形状は長方形状である。
 図4に示す構成例において、スリット10aの長手方向の長さをLstとし、弁押さえ10の先端から締結部17の中心までの長さをLcとし、スリット10aの幅をWstとする。スリット10aの幅Wstはスリット10aのY軸矢印方向の長さである。図5に示す弁押さえ10においては、スリット10aは弁押さえ10を貫通してない溝構造である。図5に示す構成例において、スリット10aの深さをHstとする。
 なお、図3は吐出弁9および弁押さえ10の一端側が固定台板1aとボルト締結手段によって固定される場合を示しているが、固定方法はボルト締結手段に限らない。固定方法は、例えば、リベット止めであってもよく、その他の固定方法であってもよい。
 次に、吐出工程における吐出弁9の動作に対する弁押さえ10の動作を、図1~図5を参照して説明する。
 圧縮機構3の渦巻体に吸入された冷媒が圧縮され、圧縮室最内室30の圧力が固定スクロール1の背面側の吐出空間71の圧力より高くなると、吐出弁9が押し上げられ、圧縮室最内室30と吐出空間71とが吐出ポート1dを介して連通する。このとき、吐出弁9は、吐出弁9の背面側に位置する弁押さえ10に接触するまで持ち上げられる。さらに、圧縮工程が進み、圧縮室最内室30と圧縮室中間室31とが連通すると、圧縮室最内室30の圧力が吐出空間71の圧力より低くなる。そのため、吐出空間71と圧縮室最内室30との圧力差による引き込み力と、吐出弁9が元の位置に戻ろうとする吐出弁9のばね力とによって、吐出弁9が吐出ポート1dを閉じる。
 弁押さえ10は、圧縮された冷媒が圧縮機構3から吐出ポート1dを介して吐出される際、吐出弁9のリフト量を規制する役割を担っている。吐出弁9の板厚を厚くしたり、吐出弁9の材料に剛性の高い材料を用いたりすると、冷媒吐出時における吐出弁9のリフトに大きな力が必要になる。そのため、圧力損失も加わって吐出弁9の閉弁動作を妨げる力が増加し、圧縮機の性能の低下に繋がるため、吐出弁9は、薄い板材で構成されることが望ましい。
 弁押さえ10が設けられていない場合、または、吐出弁9に対する弁押さえ10のリフト量が大きすぎる場合、吐出弁9が持ち上げられた際、吐出弁9の根本に過大な応力が発生する。この場合、吐出弁9が固定スクロール1の締結部から折損してしまうおそれがある。そのため、弁押さえ10は、吐出弁9のリフト時における破損を未然に防ぐ役割を果たし、吐出弁9のリフト量の範囲を規制して吐出弁9に接触し、吐出弁9を支える構成である。
 圧縮機21の下部の油溜め部100aからオイルポンプ15によって持ち上げられる冷凍機油は、摺動部を介して吸入空間70まで運ばれ、冷媒と一緒に吐出される。このとき、固定スクロール1の固定台板1aに設けられた吐出ポート1dの周囲であって吐出弁9が固定台板1aと接触する弁座と、吐出弁9とにも冷凍機油が付着する。冷凍機油は、油シールによって、冷媒漏れによる圧力損失を低減する役目を果たしている。
 一方、圧縮工程において、吐出弁9が弁押さえ10から離れて元の位置に戻る閉弁動作を行う際、吐出弁9と弁押さえ10との2面間に介在する冷凍機油によって、吐出弁9と弁押さえ10との剥がれを抑制する吸着力が発生する。この吸着力が、吐出弁9の応答性を悪化させ、吐出弁9の閉じ遅れを生じさせる。吐出弁9の閉じ遅れが生じると、冷媒逆流に伴う圧縮室内部の圧力上昇により、圧縮損失が増加し、圧縮機の性能が低下する。
 この閉じ遅れは、主として吐出弁9と弁押さえ10との狭い隙間に形成される油膜のスクイズ作用によるものである。スクイズ作用とは、互いに近づく、または離れる2面に挟まれた流体膜に圧力が生じることである。吐出弁9と弁押さえ10との2面が離れる際の吸着力は、油膜圧力が低下することによる吐出弁9の閉弁動作を阻害する。このスクイズ作用による吸着力抑制には、2面間の接触面積の低減が有効である。
 本実施の形態1においては、弁押さえ10は、吐出弁9との接触面にスリット10aが設けられている。そのため、吐出弁9と弁押さえ10との接触面積を低減し、吐出弁9と弁押さえ10との吸着力を抑制することができる。その結果、吐出弁9の応答性が改善し、圧縮機21の性能の改善を図ることができる。
 図4に示す弁押さえ10においては、スリット10aが弁押さえ10の先端にまで達している。そのため、吐出弁9が弁押さえ10に吸着した状態でも、スリット10aの弁押さえ10の先端側から冷媒がスリット10aを介して吐出弁9と弁押さえ10と間に入りやすくなる。その結果、吐出弁9の剥がれやすさが向上し、吐出弁9の応答性が向上する。
 また、吐出弁9の閉弁動作の際、上述した、吐出空間71と圧縮室最内室30との圧力差による引き込み力は、弁押さえ10にも生じる。弁押さえ10が長い場合、または薄い場合、引き込み力によって、弁押さえ10の根元に発生する応力が増加し、折損するおそれがある。そのため、弁押さえ10の強度を維持したまま、接触面積を抑制することが望ましい。本実施の形態1において、弁押さえ10に設けられるスリット10aは長手方向に平行に設けられている。そのため、弁押さえ10の背面から吐出弁9との接触面側に発生する引き込み力に対し、強度の低下を抑えたまま、吸着力を低減することができる。
 弁押さえ10に設けられる1本または複数のスリット10aは、弁押さえ10の幅全体の中心線に対して線対称に配置されることが望ましい。吐出弁9が閉弁動作を線対称に行うことで、吐出弁9の着座時に偏って固定台板1aに衝突する片当たり、および、吐出弁9がねじれながら固定台板1aに衝突することを軽減できる。そのため、吐出弁9の信頼性を向上させることができる。
 図4は、スリット10aが5本設けられた構成を示しているが、スリット10aの本数は3本以上7本以下であることが望ましい。スリット10aの本数が少なすぎる場合、高速運転条件での応答性の向上を図れない。また、弁押さえ10の幅全体に対してスリット10aの本数が多すぎる場合、スリット10a間であって吐出弁9が接触する面である着座面の幅が細くなる。この場合、吐出弁9衝突時の受圧面積が小さくなり、吐出弁9の損傷に繋がるおそれがある。
 図4に示した構成例において、スリット10aの長さLstと、弁押さえ10の先端から締結部17までの長さLcとは、(1/4)Lc≦Lst≦(2/3)Lcの関係を満たすことが望ましい。吐出弁9の閉弁動作において、吐出弁9の一部が弁押さえ10から離れた瞬間に、その隙間に冷媒が入り込み、弁押さえ10から吐出弁9の引き?がしを助長する。そのため、弁押さえ10において、吐出弁9と接触する面の全域にわたってスリット10aを設ける必要はない。例えば、スリット10aは、接触する吐出弁9の先端と重なり、かつ一定の長さで吐出弁9と重複する範囲に設けられていればよい。また、弁押さえ10の根本に生じる応力を低減するためには、弁押さえ10の根本の厚みは厚い方が望ましく、スリット10aは短い方がよい。また、複数のスリット10aの長さLstは全て均一でなくてもよいが、線対称であることが望ましい。
 図4および図5に示した構成例において、スリット10aの深さHstと、スリット10aの幅Wstとは、0.25Wst≦Hst≦1.0Wstの関係を満たすことが望ましい。弁押さえ10に設けられるスリット10aの深さHstを深くすると、深さHstが深くなることに伴って、弁押さえ10の強度を確保するために、弁押さえ10の厚みを厚くする必要があり、部品コストの上昇に繋がるからである。
 なお、図2に示した圧縮室最内室30の圧力が吐出空間71の圧力より高くなって吐出弁9が吐出ポート1dを開いて弁押さえ10に接触した状態において、弁押さえ10は、先端側の少なくとも1本のスリット10aの一部が露出する構成であってもよい。図6は、実施の形態1に係る圧縮機において、弁押さえが吐出弁と接触する場合の一例を示す模式図である。図6においては、弁押さえ10と吐出弁9とを区別できるように、互いに異なる模様を付している。
 図6に示す構成例では、弁押さえ10と吐出弁9とが接触する状態において、吐出弁9の長手方向(X軸)の長さが弁押さえ10の長手方向の長さよりも短い。そのため、図6に示すように、弁押さえ10が吐出弁9と接触した状態でも、平面視で弁押さえ10の先端側で5本のスリット10aの一部が露出する。図6は、平面視で一部が露出するスリット10aの本数が5本の場合を示しているが、一部が露出するスリット10aの本数は1本でもよい。このように、弁押さえ10と吐出弁9とが接触する状態において、平面視で弁押さえ10のスリット10aの一部が露出するため、スリット10aへの冷媒の入り込みが促進され、吐出弁9が弁押さえ10から剥がれやすくなる。その結果、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上する。
 また、吐出弁9が吐出ポート1dを開いた状態と閉じた状態のいずれの状態においても、弁押さえ10の根元側のスリット間の着座面の一部が吐出弁9と接触する状態が保たれてもよい。図7は、図3に示した弁押さえの部分の別の構成例を示す模式図である。図7においては、図3に示した固定台板1aの一部を省略している。図7に示す構成例において、弁押さえ10において、部分Lpのスリット10a間の着座面(図示せず)は、吐出弁9の開閉状態によらず、吐出弁9を固定台板1a側に押し付ける。つまり、弁押さえ10の根元近くまでスリット10aが設けられていても、部分Lpのスリット10a間の着座面(図示せず)によって、吐出弁9は弁押さえ10と固定台板1aとの間で支持される。そのため、吐出弁9の固定状態を確保しながら、弁押さえ10の根元近くまでスリット10aを介して冷媒が入り込みやすくなる。その結果、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上する。
 さらに、弁押さえ10において吐出弁9と接触する面は、吐出弁9において弁押さえ10と接触する面よりも表面が粗い方が望ましい。特に、弁押さえ10のスリット10a間の着座面の表面は、吐出弁9において弁押さえ10と接触する面よりも表面が粗い方が望ましい。吐出弁9が弁押さえ10に接触したとき、吐出弁9が弁押さえ10に吸着しにくくなり、吐出弁9が弁押さえ10からより剥がれやすくなる。その結果、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上する。
(変形例1)
 本実施の形態1の変形例を説明する。図8~図10は、実施の形態1に係る圧縮機の弁押さえの変形例1の構成例を示す図である。図8は、変形例1の弁押さえの構成例を示す平面図である。図9は、図8に示す弁押さえにおけるBBの断面図である。図10は、図8に示す弁押さえにおけるCCの断面図である。
 変形例1は、弁押さえ10に設けられた複数のスリット10aの長さLstが均一でない構成である。図8に示すように、複数のスリット10aの長さLstは全て均一でなくてもよいが、弁押さえ10の幅の中心線に対して線対称であることが望ましい。図8に示す構成例においては、スリット10aの長さLstが、Lst1、Lst2およびLst3の3種類がある。Lst1<Lst2<Lst3の関係になっている。図8に示す構成例においても、3種類5本のスリット10aが中心線に対して線対称に配置されている。
 図10に示すように、スリット10aの幅をWstとする。スリット10aの幅Wstはスリット10aのY軸矢印方向の長さである。吐出弁9の幅をWvdとする。本実施の形態1においては、吐出弁9の幅と弁押さえ10の幅全体とが同じ長さなので、図10において、弁押さえ10の幅全体を吐出弁9の幅Wvdで示している。スリット10aの幅Wstと吐出弁9の幅Wvdとは、(1/15)Wvd≦Wst≦(1/5)Wvdの関係を満たすことが望ましい。
 図10に示す構成例においては、スリット10aの幅Wstと、スリット10a間であって吐出弁9が接触する面である着座面の幅Wvbとが同じである。スリット10aの幅Wstと着座面の幅Wvbとを同じにすることで、吐出弁9と弁押さえ10との接触面に生じる応力を均等に分散するとともに、複数のスリット10aに均等に冷媒が入りやすくなる。スリット10aの幅Wstと着座面の幅Wvbとは同じでなくてもよいが、着座面の幅Wvbに応力が集中しないように、スリット10aの幅Wstが着座面の幅Wvbよりも狭いことが望ましい。
 図11は、弁座溝深さと弁が弁座から離れる圧力との相関を示すグラフである。具体的には、図11の横軸に示す弁座溝深さは、吐出ポート1dの周囲に設けられた油溝1cの深さを示す。図11の縦軸に示す圧力は、吐出弁9が吐出ポート1dの周囲の弁座から離れる圧力を示す。図11を参照すると、吐出弁9が弁座と接触する面である着座面に設けられた溝の深さが、ある一定値を超えると、縦軸の圧力の変化が小さくなり、弁の応答性がなくなる傾向にあることがわかる。図11の横軸をスリット10aの深さHstとし、図11の縦軸を吐出弁9と弁押さえ10との吸着力とすると、本実施の形態1の弁押さえ10とスリット10aの深さHstにも、図11に示す応答性の特性を有すると考えられる。そのため、スリット10aの深さHstに対する吐出弁9の応答性がよくなる範囲で、スリット10aの深さHstを設定すればよい。
 図9に示す構成例において、弁押さえ10の厚みをTとすると、スリット10aの深さHstは、弁押さえ10の長手方向の全体にわたって一定でなくてもよい。図9に示す構成例においては、弁押さえ10の先端の位置のスリット10aの深さをHst1とし、締結部17に最も違い位置のスリット10aの深さをHst2とすると、Hst1>Hst2の関係である。深さHst1を深く設定すると、吐出弁9と弁押さえ10の間に冷媒が入りやすくなり、吐出弁9の剥がれやすさが向上する。一方、深さHst2を浅く設定すると、締結部17側の弁押さえ10の厚みが増加し、締結部17に発生する応力に対する信頼性が向上する。ただし、スリット10aの深さHstと弁押さえ10の厚みTとの関係は、Hst≦(1/2)Tであることが望ましい。弁押さえ10の強度を確保するためである。
 図10に示す構成例においては、弁押さえ10の幅方向に対してスリット10aが設けられる範囲Rstは、弁押さえ10の幅の中心線と吐出弁9の幅Wvdの中心線とが一致した状態で、Rst≦0.85Wvdの範囲内に収まっている。吐出弁9が弁押さえ10に支えられる際、吐出弁9の幅方向の両端がスリット10aの位置に重なった場合、スリット10aのエッジを起点として吐出弁9が折損するおそれがある。そのため、吐出弁9の端部は、弁押さえ10において、接触する面のうち、スリット10aが設けられていない着座面に着座することが望ましい。
 また、図10に示す断面図において、スリット10aの部分を凹部と称し、スリット10a間の着座面の部分を凸部と称する。図10に示す凸部の断面積をScpとし、凹部の断面積をSreとする。断面積Scpは、Scp=Wvb×Hstで表される。断面積Sreは、Sre=Wst×Hstで表される。断面積Scpと断面積Sreとの関係は、Scp>Sreであることが望ましい。図10に示す断面構造において、スリット10aの占める割合が大きいほど、弁押さえ10の強度が低下してしまうからである。
(変形例2)
 本実施の形態1の別の変形例を説明する。図12および図13は、実施の形態1に係る圧縮機の弁押さえの変形例2の構成例を示す図である。図12は、変形例2の弁押さえの構成例を示す平面図である。図13は、図12に示す弁押さえにおけるDDの断面図である。
 変形例2は、スリット10aが弁押さえ10の先端にまで達していない構成である。図12および図13に示すように、スリット10aは弁押さえ10の先端にまで達していなくてもよい。変形例2においても、吐出弁9と弁押さえ10との接触面積が減少することで、吐出弁9と弁押さえ10との吸着力が低減し、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上する。
 また、変形例2においても、図6を参照して説明した構成と同様に、吐出弁9が弁押さえ10に接触した状態で、弁押さえ10は先端側の少なくとも1本のスリット10aの一部が露出する構成であってもよい。図14は、変形例2に係る圧縮機の弁押さえにおいて、弁押さえが吐出弁と接触する場合の一例を示す模式図である。図14は、平面視で一部が露出するスリット10aの本数が5本の場合を示しているが、一部が露出するスリット10aの本数は1本でもよい。変形例2においても、弁押さえ10と吐出弁9とが接触する状態において、平面視で弁押さえ10のスリット10aの一部が露出するため、吐出弁9の閉弁動作の応答性がより向上する。
(変形例3)
 本実施の形態1の別の変形例を説明する。図15および図16は、実施の形態1に係る圧縮機の弁押さえの変形例3の構成例を示す図である。図15は、変形例3の弁押さえの構成例を示す平面図である。図16は、図15に示す弁押さえにおけるEEの断面図である。
 図15に示すように、スリット10aは長手方向に進行する溝であれば長方形状ではなくてもよい。図15は、弁押さえ10に設けられる5本のスリット10aが波形形状の場合を示す。スリット10aの本数は5本に限らない。弁押さえ10に設けられるスリット10aの形状は、長方形状および波形形状に限らず、その他の形状であってもよい。ただし、本変形例3の場合、弁押さえ10に設けられる1本または複数のスリット10aは、弁押さえ10のY軸方向の長さである幅の中心線に対して線対称でなくてもよい。
 本実施の形態1の圧縮機21は、圧縮された冷媒が吐出される吐出ポート1dが形成された固定台板1aを有する圧縮機構3と、固定台板1aの内側および外側の圧力差に応じて吐出ポート1dを開閉する吐出弁9と、吐出弁9の動作範囲を規制する板状の弁押さえ10とを有する。弁押さえ10は、吐出弁9と接触する面にスリット10aが設けられた構成である。
 本実施の形態1によれば、弁押さえ10の吐出弁9との接触面にスリット10aが設けられているため、吐出弁9と弁押さえ10との接触状態が面接触で、かつ、接触面積が減少する。吐出弁9を弁押さえ10から乖離しやすくするための突起を設けることなく、吐出弁9と弁押さえ10との接触面積が減少することで、吐出弁9と弁押さえ10との吸着力が低減し、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上する。弁押さえに突起が設けられる場合、突起に応力が集中することで、吐出弁が破損してしまうが、本実施の形態1における弁押さえ10には突起が設けられていないので、応力集中に起因する吐出弁9の損傷が抑制され、吐出弁9の耐久性が向上し、圧縮機21の耐久性も向上させることができる。その結果、圧縮機21の信頼性を確保することができる。
 また、本実施の形態1において、スリット10aが弁押さえ10の長手方向に平行に弁押さえ10に設けられている。そのため、スリット10aを介して吐出弁9と弁押さえ10の間に冷媒が流入しやすくなり、吐出弁9と弁押さえ10との初期剥がれが起こりやすくなる。その結果、吐出弁9の応答性が向上する。さらに、弁押さえ10の長手方向に平行にスリット10aが設けられているので、弁押さえ10の根本の強度を十分に確保しながら、吸着力を低減できる。
 本実施の形態1においては、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上することで、応答性が悪い場合に起こる冷媒逆流を防ぎ、圧縮室内部の圧力上昇を抑制できる。その結果、圧縮損失が増加することを防ぎ、圧縮機21の性能を向上させることができる。
 近年、空気調和機、冷凍機または給湯機などに搭載される圧縮機の1台当たりの能力の上限拡大が要求されている。この要求に伴って、圧縮機の開発において、冷媒循環量の増加、吐出ポートの拡大、運転回転数の増速化が重要視されている。また、圧縮機の高能力化に対し、冷媒循環量が増加する。そのため、圧縮時および冷媒吐出時の圧損の低減、ならびに回転数の増速に対する弁の応答性を向上する技術も重要となる。また、吐出ポートの拡大に伴って、吐出弁が大型化すると、吐出弁と弁押さえとの接触面積が増加する。これにより、吐出弁と弁押さえと吸着力がさらに増加し、吐出弁の閉弁動作に発生する閉じ遅れがさらに顕著化する。
 これに対して、本実施の形態1の圧縮機21は、上述したように、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上するので、今後の圧縮機の性能に対する要望に応えることができる。
実施の形態2.
 本実施の形態2は、実施の形態1で説明した圧縮機21において、弁押さえ10に貫通穴が設けられた構成である。本実施の形態2の弁押さえの構成を説明する。図17は、実施の形態2に係る弁押さえの一構成例を示す平面図である。図18は、図17に示す弁押さえにおけるFFの断面図である。
 本実施の形態2は、図17および図18に示すように、弁押さえ10の先端側に貫通穴51が形成されている。弁押さえ10に貫通穴51を設けることで、弁押さえ10に吐出弁9が吸着している際、弁押さえ10において吐出弁9が接触する面とは反対側である背面から、貫通穴51を介して弁押さえ10と吐出弁9との隙間に冷媒が流入しやすくなる。貫通穴51を介して弁押さえ10と吐出弁9との隙間に流入する冷媒が、吐出弁9が弁押さえ10から離れることを助長する。また、弁押さえ10に貫通穴51を設けることで、弁押さえ10において背面から吐出弁9との接触面側に発生する引き込み力の受圧面積が減少し、弁押さえ10の根元に発生する応力が低減する。そのため、弁押さえ10の耐久性が増し、圧縮機21の信頼性が向上する。
 図17および図18は弁押さえ10に貫通穴51が1つ形成されている場合を示しているが、弁押さえ10に複数の貫通穴51が形成されていてもよい。また、図17および図18は貫通穴51の形状が円の場合を示しているが、貫通穴51の形状は、円に限らず、楕円であってもよく、多角形であってもよい。
 また、弁押さえ10の中央に貫通穴51を形成する場合、弁押さえ10の幅に対する貫通穴51の直径の割合が大きすぎないようにする必要がある。例えば、貫通穴51の直径は、弁押さえ10の幅の(1/2)以下である。弁押さえ10の幅に対する貫通穴51の直径の割合が大きすぎると、貫通穴51の周囲の弁押さえ10の幅方向に対して、吐出弁9を支持する長さが短くなってしまう。この場合、貫通穴51の円周に応力が集中し、円周を起点にして弁押さえ10が破損するおそれがある。
 なお、本実施の形態2においては、吐出弁9が弁押さえ10から離れているとき、貫通穴51を冷媒が通過する際、汽笛音が生じるおそれがある。貫通穴を通過する冷媒の速度が速くなると汽笛音は大きくなり、圧縮機の騒音が大きくなってしまう。圧縮機に対する市場要求として、高能力化を目的とした運転周波数の増速がある。運転周波数の増速化に伴って圧縮機から吐出される冷媒量が増加し、流速も増加する。一方、圧縮機の定格条件における静音化も市場要求として高まっている。そのため、本実施の形態2を、低速運転のみの圧縮機に適用することが望ましい。また、高速運転を行う圧縮機に本実施の形態2を適用する場合、消音効果を有する吐出マフラ(図示せず)を圧縮機21の吐出管102に設ければよい。この場合、貫通穴51を冷媒が通過することで汽笛音が発生しても、吐出マフラ(図示せず)の消音効果によって、騒音が抑制される。
実施の形態3.
 本実施の形態3は、実施の形態1で説明した圧縮機21において、弁押さえ10のスリット10aの一部または全部が弁押さえ10を貫通している構成である。本実施の形態3の弁押さえの構成を、図19および図20を参照して説明する。図19は、実施の形態3に係る弁押さえの一構成例を示す平面図である。図20は、図19に示す弁押さえにおけるGGの断面図である。
 実施の形態3の弁押さえ10には、実施の形態1で説明したスリット10aの部分に弁押さえ10を貫通した貫通スリット10bが設けられている。そのため、図19に示すように、本実施の形態3の弁押さえ10は櫛形である。弁押さえ10に貫通スリット10bを設けることで、弁押さえ10に吐出弁9が吸着している際、弁押さえ10の背面から、弁押さえ10と吐出弁9との隙間に冷媒が流入しやすくなる。そのため、貫通していないスリット10aに比べて、本実施の形態3では、弁押さえ10から吐出弁9が離れやすくなり、吐出弁9の閉弁動作の応答性が向上する。
 また、弁押さえ10に貫通スリット10bを設けることで、弁押さえ10において背面から吐出弁9との接触面側に発生する引き込み力の受圧面積が減少し、弁押さえ10の根元に発生する応力が低減する。そのため、弁押さえ10の耐久性が増し、圧縮機21の信頼性が向上する。
(変形例4)
 本実施の形態3の変形例を説明する。図21は、変形例4の弁押さえの構成例を示す平面図である。図22は、図21に示す弁押さえにおけるJJの断面図である。図21および図22に示すスリット10cは、実施の形態1で説明したスリット10aと、図19および図20を参照して説明した貫通スリット10bとが組み合わされた構成である。本変形例4のスリット10cは、弁押さえ10の先端側が貫通スリットで構成され、弁押さえ10の根元側が非貫通スリットで構成される。本変形例4においては、変形例3と同様な効果が得られるだけでなく、スリット10cの長手方向の全体の長さLstのうち、貫通スリットの長さLsh1と非貫通スリットの長さLsh2との構成比率を任意に設定できる。
 上述した実施の形態1~3においては、圧縮機21が吐出弁9を用いたスクロール型の圧縮機構3を有する圧縮機の場合で説明したが、リード弁を用いた圧縮機に上述の実施の形態1~3の弁押さえ10を適用できる。リード弁は、高圧側の空間と低圧側の空間とを隔てる板に取り付けられ、板の内側および外側の圧力差に応じてポートを開閉するものである。吐出弁9もリード弁の一種である。
 また、実施の形態1~3において、弁押さえ10が動作範囲を規制する対象となる弁が吐出弁9の場合で説明したが、弁は圧縮機内部のリード弁であればよい。例えば、高圧空間と低圧空間との逆転を防ぐリリーフポートなどにも上述の実施の形態1~3の弁押さえ10を適用できる。リリーフポートは、高圧空間と低圧空間との圧力差に応じてポートを開閉する。
 実施の形態1~3で説明した弁押さえ10の材料は、例えば、ステンレス鋼、ねずみ鋳鉄またはダクタイル鋳鉄であることが望ましい。ステンレス鋼は、耐食性、耐熱性および強度に優れているからである。鋳鉄は、例えば、硬鋼に比べて、強さ、硬さおよび耐摩耗性に優れているからである。
 実施の形態1において変形例1~3を説明し、実施の形態3において変形例4を説明したが、変形例1~3の各変形例を実施の形態2または3に適用してもよく、変形例4を実施の形態1または2に適用してもよい。
 さらに、実施の形態1~3において、スリット10a、貫通スリット10bおよびスリット10cは、弁押さえ10の長手方向に平行に形成される場合で説明したが、スリット10aが弁押さえ10の長手方向と交差する方向に形成されていてもよい。図23は、実施の形態1~3で説明した弁押さえの別の構成例を示す平面図である。図23に示す弁押さえ10においては、非貫通のスリット10aが弁押さえ10の長手方向に直交する方向(Y軸矢印方向)に平行に形成されている。図23に示す構成においても、弁押さえ10と吐出弁9との接触面積が低減するので、弁押さえ10と吐出弁9との吸着力が低減する効果が得られる。
実施の形態4.
 実施の形態4は、実施の形態1~3で説明した弁押さえ10が搭載された圧縮機21を備える冷凍サイクル装置に関するものである。本実施の形態4の冷凍サイクル装置の構成を説明する。
 図24は、実施の形態4に係る冷凍サイクル装置の一構成例を示す冷媒回路図である。冷凍サイクル装置20は、圧縮機21と、凝縮器22と、減圧装置として機能する膨張弁23と、蒸発器24とを有する。圧縮機21、凝縮器22、膨張弁23および蒸発器24が冷媒配管で接続され、冷媒が循環する冷媒回路27が構成される。
 また、冷凍サイクル装置20は、凝縮器22と膨張弁23との間から分岐し、圧縮機21に接続されるインジェクション回路25を有する。インジェクション回路25には、流量調整弁として機能する膨張弁25aが設けられている。圧縮機21は、実施の形態1~実施の形態3で説明した圧縮機21であり、本実施の形態4では、その詳細な説明を省略する。なお、図に示さない制御装置が設けられ、制御装置が圧縮機21の運転周波数および膨張弁の開度を制御する。
 本実施の形態4の冷凍サイクル装置20の動作を説明する。冷凍サイクル装置20において、圧縮機21から吐出されたガス冷媒は凝縮器22に流入すると、凝縮器22を通過する空気と熱交換を行って、高圧液冷媒となる。高圧液冷媒が凝縮器22から流出する。凝縮器22を流出した高圧液冷媒は、膨張弁23において減圧され、低圧の気液二相冷媒となる。低圧の気液二相冷媒が蒸発器24に流入する。蒸発器24に流入した低圧の気液二相冷媒は、蒸発器24を通過する空気と熱交換を行って、低圧ガス冷媒となる。低圧ガス冷媒は、再び圧縮機21に吸入される。
 また、圧縮機21から吐出され、凝縮器22を通過した冷媒の一部であるインジェクション冷媒は、インジェクション回路25に流入する。インジェクション回路25に流入した冷媒は、膨張弁25aを経て圧縮機21のインジェクション管103に流入する。インジェクション管103に流入した液または気液二相のインジェクション冷媒は、渦巻側吸入空間73または圧縮室中間室31にインジェクションされる。
 本実施の形態4の冷凍サイクル装置20によれば、圧縮機21を備えることで、弁応答性が改善され、冷凍能力の向上を図ることができる。
 なお、本実施の形態4の冷凍サイクル装置20を、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、空気調和機、冷凍装置または給湯機等に適用することができる。
 また、上述の実施の形態1~4において表された構成要素の形態は、例示であって、各実施の形態で説明した内容に限定されない。また、各実施の形態における圧力および圧縮比の高低は、絶対的な値との関係で定まるものではなく、圧縮機が設けられる装置またはシステムにおいて、これらの構成の状態または動作によって相対的に定まるものである。また、各実施の形態における電動機の回転軸の回転速度についても、電動機が設けられる装置またはシステムにおいて、これらの構成の状態または動作によって相対的に定まるものである。
 1 固定スクロール、1a 固定台板、1b 固定渦巻体、1c 油溝、1d 吐出ポート、2 揺動スクロール、2a 揺動台板、2b 揺動渦巻体、2c ボス部、3 圧縮機構、4 バランサ付スライダ、4a スライダ部、4b バランサ部、5 揺動軸受、6 回転軸、6a 偏心軸部、6b 主軸部、6c 副軸部、7 フレーム、7a 軸孔、8 サブフレーム、9 吐出弁、10 弁押さえ、10a スリット、10b 貫通スリット、10c スリット、11 オルダムリング、12 スリーブ、13 主軸受、14 副軸受、15 オイルポンプ、16 給油流路、17 締結部、18 ボルト、20 冷凍サイクル装置、21 圧縮機、22 凝縮器、23 膨張弁、24 蒸発器、25 インジェクション回路、25a 膨張弁、27 冷媒回路、30 圧縮室最内室、31 圧縮室中間室、40 インジェクション機構、51 貫通穴、70 吸入空間、71 吐出空間、72 軸受動作空間、73 渦巻側吸入空間、100 容器、100a 油溜め部、101 吸入管、102 吐出管、103 インジェクション管、110 電動機構、110a 電動機固定子、110b 電動機回転子。

Claims (13)

  1.  圧縮された冷媒が吐出されるポートが形成された板を有する圧縮機構と、
     前記ポートを跨ぐ方向に延び、前記板の内側および外側の圧力差に応じて前記ポートを開閉する弁と、
     前記板に取り付けられ、前記弁の動作範囲を規制する板状の弁押さえと、を有し、
     前記弁押さえは、前記弁と接触する面にスリットが設けられた構成である、
     圧縮機。
  2.  前記スリットは、前記ポートを跨ぐ方向に平行に前記弁押さえに形成されている、
     請求項1に記載の圧縮機。
  3.  前記スリットの形状が、長方形状である、
     請求項2に記載の圧縮機。
  4.  前記スリットの一部または全部が前記弁押さえを貫通している、
     請求項2または3に記載の圧縮機。
  5.  前記スリットの前記ポートを跨ぐ方向の長さをLstとし、前記弁押さえの先端から前記弁押さえが前記板に固定される締結部までの長さをLcとすると、
     (1/4)Lc≦Lst≦(2/3)Lcの関係を満たすものである、
     請求項2~4のいずれか1項に記載の圧縮機。
  6.  前記弁押さえに設けられる前記スリットの本数が3本以上7本以下である、
     請求項2~4のいずれか1項に記載する圧縮機。
  7.  前記スリットの幅をWstとし、前記弁の幅をWvdとすると、
     (1/15)Wvd≦Wst≦(1/5)Wvdの関係を満たすものである、
     請求項2~4のいずれか1項に記載の圧縮機。
  8.  前記スリットの深さをHstとし、前記スリットの幅をWstとすると、
     0.25Wst≦Hst≦1.0Wstの関係を満たすものである、
     請求項2~4のいずれか1項に記載の圧縮機。
  9.  前記弁押さえに2本以上の前記スリットが設けられ、
     前記各スリットの幅と、前記スリット間であって前記弁が接触する着座面の幅とが同じである、
     請求項2~4のいずれか1項に記載の圧縮機。
  10.  前記弁押さえに設けられる前記スリットは、前記弁押さえの幅の中心線に対して、線対称に配置されている、
     請求項2~4のいずれか1項に記載の圧縮機。
  11.  前記弁押さえの前記板に取り付けられる側である根元において、前記弁押さえおよび前記弁が前記板に固定され、
     前記圧力差に応じて前記弁が前記ポートを開いて前記弁押さえに接触した状態において、前記弁押さえは、平面視で前記根元の反対方向の端部である先端側の少なくとも1本の前記スリットの一部が露出する構成である、
     請求項2~10のいずれか1項に記載の圧縮機。
  12.  前記弁押さえの材料は、ステンレス鋼、ねずみ鋳鉄またはダクタイル鋳鉄である、
     請求項1~11のいずれか1項に記載の圧縮機。
  13.  前記冷媒は、二酸化炭素である、
     請求項1~12のいずれか1項に記載の圧縮機。
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