JP2004027868A - スクロール圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】吐出口に配設される逆止弁の材質の硬度を、弁ハウジングの材質より硬くし、逆止弁の摩耗量を低減することができるスクロール圧縮機を提供する。
【解決手段】固定スクロールと、旋回スクロールと、固定スクロールの中央部に形成され、圧縮室で圧縮されたガスを吐出室へ吐出する吐出口に配設され、吐出口を開閉する逆止弁と、逆止弁を収納する弁室を有し、上部中央に吐出室と弁室を連通するガス通路孔を設け、ガス通路孔の外周に弁受け面を備えた弁ハウジングとからなるスクロール圧縮機において、 逆止弁11の厚さが弁ハウジング14の内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、逆止弁11と弁ハウジング14との材質の硬度差が、ビッカース硬度で200以上となるよう逆止弁11の硬度を硬くした。
【選択図】 図4
【解決手段】固定スクロールと、旋回スクロールと、固定スクロールの中央部に形成され、圧縮室で圧縮されたガスを吐出室へ吐出する吐出口に配設され、吐出口を開閉する逆止弁と、逆止弁を収納する弁室を有し、上部中央に吐出室と弁室を連通するガス通路孔を設け、ガス通路孔の外周に弁受け面を備えた弁ハウジングとからなるスクロール圧縮機において、 逆止弁11の厚さが弁ハウジング14の内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、逆止弁11と弁ハウジング14との材質の硬度差が、ビッカース硬度で200以上となるよう逆止弁11の硬度を硬くした。
【選択図】 図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機に係り、詳しくは固定スクロールの吐出口に配設され、吐出ガスの逆流を防止する逆止弁の材質に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のスクロール圧縮機について、その断面図である図1、及びその要部拡大断面図である図2(A)、(B)を用いて説明する。
スクロール圧縮機は、密閉容器1内に上下に圧縮部2と電動機3を配置し、同圧縮部2は、渦捲き状の固定スクロール4と、同固定スクロール4と互いに噛み合わせて複数の圧縮室5を形成する旋回スクロール6と、同旋回スクロール6の自転を防止するオルダムリング7と、前記旋回スクロール6のボス部6aに、先端に形成した旋回軸8aを挿入して旋回駆動するシャフト8と、前記旋回軸8aの下部に形成された主軸8bを支承するメインフレーム9とから構成されている。
【0003】
前記電動機3が回転すると、シャフト8の先端に形成した旋回軸8aによって旋回スクロール6を、オルダムリング7で自転を防止しながら旋回運動をさせる。旋回スクロール6の旋回運動によって吸入管51から圧縮部2に吸入された低圧冷媒は、圧縮室5の外周部から中心部へ順次移動しながら圧縮され高圧冷媒ガスとなり、同冷媒ガスは吐出孔4aを経由して吐出口4bから吐出室10に吐出され、その後吐出管52から密閉容器1の外部に放出される。
【0004】
上記において、圧縮機が停止直後、吐出された吐出室10の高圧冷媒ガスが高圧より低い前記圧縮室5へ逆流して、前記旋回スクロール6を逆転させ、大きな衝撃音や部品の破損を発生させてしまう。これを防止するため、固定スクロール4の吐出口4bに逆止弁11を設けている。逆止弁11は平板状に形成され、筒状の弁ハウジング14の弁室15内に収納されおり、ガスの流れ方向により、前記弁室15内を上下に移動するように構成されている。
【0005】
前記弁ハウジング14は上部中央に前記吐出室10と前記弁室10を連通するガス通路孔14a を設け、同ガス通路孔14a の外周に、前記逆止弁11の上下の移動量を規制する弁受け面14b を備えた一体的な筒状に構成されている。
また、前記逆止弁11は、前記吐出口4bの径の外周部に対応する位置に、複数のガス孔11a が設けられている。
【0006】
上記構成において、圧縮機運転時は、圧縮された冷媒ガスは吐出孔4aを経由して吐出口4bから弁室15に噴出され、高圧により逆止弁11は上方に押し上げられ、弁受け面14b に受け止められると同時に、冷媒ガスは破線矢印で示すようにガス孔11a を通り吐出室10へ流出される。また、圧縮機が停止する際には、吐出室10から弁室15への圧力により、逆止弁11は下降し吐出口4bを閉塞し、冷媒の圧縮室5への逆流を防止する構造となっている。
【0007】
ここで、従来の逆止弁11の材料には鋼材、弁ハウジング14の材料にはアルミや鋼材等を用いており、その硬度は逆止弁11の方が弁ハウジング14よりも硬い材料としているが、図4に示すように、その硬度差はビッカース硬度(Hv)で100以下となっていた。前記逆止弁11は、起動・停止を繰り返すたびに、逆止弁11の外周面が弁ハウジング内壁面に一部接触しながら上下する。その際、逆止弁11の厚さh1は弁ハウジング14の高さh2よりも小さいため、逆止弁11の摩耗量は厚さh1が薄くなるほど、弁ハウジング14の内壁面の摩耗量に対し大きくなる。
【0008】
しかしながら、従来の逆止弁11のように、逆止弁11と弁ハウジング14のHv差が100以下の場合、図5(A)に示すように約10倍以上の摩耗量となる。このように逆止弁11の外周面の摩耗量が大きいと、長期に運転した場合、逆止弁11の外径が小さくなってしまうため、図5(B)に示すように、圧縮機停止時にガス孔11a が吐出口4bと重なり(a部分)、吐出室から高圧ガスが圧縮室内に逆流し旋回スクロールが逆転する。これによりスクロ─ルラップ等の摩耗や逆転による騒音が発生してしまうという問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、逆止弁の材質の硬度を、弁ハウジングの材質より硬くし、逆止弁の摩耗量を低減することができるスクロール圧縮機を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためなされたもので、鏡板に渦捲き状のラップを有する固定スクロールと、同固定スクロールと互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成する旋回スクロールと、前記固定スクロールの中央部に形成され、前記圧縮室で圧縮されたガスを吐出室へ吐出する吐出孔の吐出口に配設され、同吐出口を開閉する平板状の逆止弁と、同逆止弁を収納する弁室を有し、上部中央に前記吐出室と前記弁室を連通するガス通路孔を設け、同ガス通路孔の外周に、前記逆止弁の上下の移動量を規制する弁受け面を備えた弁ハウジングとからなるスクロール圧縮機において、
前記逆止弁の厚さが前記弁ハウジングの内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、前記逆止弁と前記弁ハウジングとの材質の硬度差が、ビッカース硬度で200以上となるよう前記逆止弁の硬度を硬くしてなる構成となっている。
【0011】
また、前記逆止弁に拡散・浸透処理を施し表面を硬化させてなる構成となっている。
【0012】
また、前記逆止弁に侵炭処理を施し表面を硬化させてなる構成となっている。
【0013】
また、前記逆止弁を窒化またはホウ化処理を施し表面を硬化させてなる構成となっている。
【0014】
また、前記逆止弁にクロム(Cr)または珪素(Si)を拡散させ表面を硬化させてなる構成となっている。
【0015】
また、前記逆止弁の表面に皮膜処理を施し炭化物、窒化物、炭窒化物または酸化物の皮膜を形成し、前記逆止弁の表面を硬化させてなる構成となっている。
【0016】
また、前記逆止弁の表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)層を皮膜形成し、前記逆止弁の表面を硬化させてなる構成となっている。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明(従来例も同じ)におけるスクロール圧縮機の縦断面図、図2は本発明(従来例も同じ)における要部拡大図で、(A)は断面図、(B)は逆止弁の上面図である。図において、密閉容器1内に上下に圧縮部2と電動機3を配置し、同圧縮部2は、渦捲き状の固定スクロール4と、同固定スクロール4と互いに噛み合わせて複数の圧縮室5を形成する旋回スクロール6と、同旋回スクロール6の自転を防止するオルダムリング7と、前記旋回スクロール6のボス部6aに、先端に形成した旋回軸8aを挿入して旋回駆動するシャフト8と、前記旋回軸8aの下部に形成された主軸8bを支承するメインフレーム9とから構成されている。
【0018】
前記固定スクロール4の中央部に形成され、前記圧縮室5で圧縮されたガスを吐出室10へ吐出する吐出孔4aの吐出口4bに、同吐出口4bを開閉し、圧縮機停止時に前記吐出室10から、前記圧縮室5に圧縮ガスの逆流を防止する逆止弁11が配設されている。
前記逆止弁11は、円板状に形成され、筒状の弁ハウジング14の弁室15内に収納されおり、ガスの流れ方向により、前記弁室15内を上下に移動するように構成されている。また、前記逆止弁11は、前記吐出口4bの径の外周部に対応する位置に、複数のガス孔11a が設けられている。
【0019】
前記弁ハウジング14は、上部中央に前記吐出室10と前記弁室10を連通するガス通路孔14a を設け、同ガス通路孔14a の外周に、前記逆止弁11の上下の移動量を規制する弁受け面14b を備えた一体的な円筒状に構成されている。
図3は前記逆止弁11と前記弁ハウジング14の材質の硬度差(Hv)に対する相対的摩耗量を表わしたもので、前記弁ハウジング14の内壁の高さh2に対し、前記逆止弁11の厚さh1が薄くなるほど、前記逆止弁11の摩耗量は増加する。
ここで、前記硬度差(Hv)がビッカース硬度(Hv)で200以上となると、前記逆止弁11の厚さh1が薄くなっても摩耗量は増加しないことがわかる。
【0020】
前記逆止弁11の厚さh1と前記弁ハウジング14の高さh2の比h=h1/h2 は0.2(1/5)〜0.7(2/3)の範囲内で設計されるため、図4に示すように、前記逆止弁11の厚さが前記弁ハウジング14の内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、前記逆止弁11と前記弁ハウジング14との材質の硬度差が、ビッカース硬度で200以上となるよう前記逆止弁11の硬度を硬くしてなる構成となっている。
【0021】
上記構成において、圧縮機が運転されると、旋回スクロール6の旋回運動によって吸入管51から圧縮部2の吸入室5aに吸入された低圧冷媒は、圧縮室5の外周部から中心部へ順次移動しながら圧縮され高圧冷媒ガスとなり、同冷媒ガスは吐出孔4aを経由して吐出口4bから圧力により逆止弁11にぶつかり開弁して弁室15に流入し、逆止弁11を上方に押し上げ、更に弁受け面14b に逆止弁11を張り付かすと同時に、冷媒ガスは図2(A)の破線矢印で示すように、前記ガス孔11a から前記ガス通路孔14a を通り吐出室10に吐出される。そして、冷媒は吐出管52から密閉容器1の外部に放出される。
また、圧縮機が停止する際には、吐出室10の高圧より低い圧縮室5へ、圧力が働き、逆止弁11は下降し、逆止弁11はスムーズに吐出口4bに接して閉じ、冷媒の圧縮室5への逆流を無くすことができ、旋回スクロール6の逆転を防止することができる。
【0022】
この結果、前記逆止弁11は、起動・停止を繰り返すたびに、逆止弁11の外周面が弁ハウジング内壁面に一部接触しながら上下するが、逆止弁11の材質の硬度は、前記弁ハウジング14の材質より硬くし、その硬度差をビッカース硬度(Hv)で200以上とした構成となっているため、従来例に較べ逆止弁11の摩耗量を大幅に低減することができる。
【0023】
本発明による第一の実施例としてガス侵炭法により逆止弁11の表面を硬化させる例について示す。一酸化炭素(CO)、炭化水素(例えばメタンCH4 )などの、炭素を含む侵炭性ガスの雰囲気中で鋼材の逆止弁11を約800度まで加熱し、その表面層に侵炭させる。これにより、逆止弁11の表面は炭化鉄( Fe3 C)となり硬度は大幅に向上するため、逆止弁11の外周面の摩耗量は、図3に示すように、従来例の未処理品の鋼材に較べ約1/20にまで減少する。
【0024】
また、侵炭性ガスの代わりに窒素を含むガス(例えばアンモニアNH3)を用いれば、逆止弁11の表面に窒素が浸透し、表面が窒化鉄(Fe2 N・Fe4 N) となり硬化し、上記と同様に逆止弁11の摩耗量を低減することができる。
【0025】
また、第二の実施例として、イオンプレーディング法により逆止弁11の表面に皮膜を形成し硬化させた例について述べる。真空中で窒化物(例えば窒化チタンTiN)を加熱蒸発させ、イオン化して逆止弁11の表面に薄膜を形成し硬化させることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【0026】
また、薄膜を形成させる方法としては、他にスパッタリング法による照射、化学蒸着法などがある。窒化物としては、窒化チタン(TiN)の代わりに、窒化クロム(CrN)、窒化珪素(SiN)などを用いてもよい。また、炭窒化物としては、炭窒化チタン(TiCN)、酸化物としてアルミナ(Al2O3) などを用いてもよい。
尚、前記逆止弁11に表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)層を皮膜形成し、前記逆止弁11の表面を硬化させてもよい。
【0027】
また、第三の実施例として、ショットピーニング法により逆止弁11の表面を硬化させた例について述べる。逆止弁11の表面に鋼球などのピーニング材を高速で叩きつける(投射する)ことにより、わざと表面を加工硬化させる。これにより硬化させた逆止弁11の表面上記と同様の効果を得ることができる。
【0028】
以上に説明したように、前記逆止弁11を鋼材の表面に拡散・浸透処理、侵炭処理または皮膜処理などを施し、前記逆止弁11の厚さが前記弁ハウジングの内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、逆止弁11の材質の硬度を弁ハウジング14の材質より、ビッカース硬度(Hv)で200以上硬くした構成とすることにより、従来品に較べ逆止弁11の摩耗量を大幅に低減することができるスクロール圧縮機となる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、逆止弁を鋼材の表面に拡散・浸透処理、侵炭処理または皮膜処理などを施し、逆止弁の厚さが前記弁ハウジングの内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、逆止弁の硬度を弁ハウジングより、ビッカース硬度(Hv)で200以上硬くした構成とすることにより、逆止弁の摩耗量を大幅に低減することがで、かつ信頼性向上が図れるスクロール圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明及び従来例によるスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図2】本発明及び従来例による要部拡大図で、(A)は断面図、(B)は逆止弁の上面図である。
【図3】本発明による逆止弁の硬度対摩耗量を表わした説明表である。
【図4】本発明と従来例との逆止弁の厚さに対する摩耗量を比較した説明表である。
【図5】(A)は従来例による逆止弁と弁ハウジングの摩耗量を表わした説明表で、(B)は従来例による冷媒ガスの逆流を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 密閉容器
2 圧縮部
3 電動機
4 固定スクロール
4a 吐出孔
4b 吐出口
5 圧縮室
6 旋回スクロール
6a ボス部
7 オルダムリング
8 シャフト
8a 旋回駆
9 メインフレーム
10 吐出室
11 逆止弁
11a ガス孔
14 弁ハウジング
14a ガス通路孔14a
14b 弁受け面
15 弁室
51 吸入管
52 吐出管
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクロール圧縮機に係り、詳しくは固定スクロールの吐出口に配設され、吐出ガスの逆流を防止する逆止弁の材質に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種のスクロール圧縮機について、その断面図である図1、及びその要部拡大断面図である図2(A)、(B)を用いて説明する。
スクロール圧縮機は、密閉容器1内に上下に圧縮部2と電動機3を配置し、同圧縮部2は、渦捲き状の固定スクロール4と、同固定スクロール4と互いに噛み合わせて複数の圧縮室5を形成する旋回スクロール6と、同旋回スクロール6の自転を防止するオルダムリング7と、前記旋回スクロール6のボス部6aに、先端に形成した旋回軸8aを挿入して旋回駆動するシャフト8と、前記旋回軸8aの下部に形成された主軸8bを支承するメインフレーム9とから構成されている。
【0003】
前記電動機3が回転すると、シャフト8の先端に形成した旋回軸8aによって旋回スクロール6を、オルダムリング7で自転を防止しながら旋回運動をさせる。旋回スクロール6の旋回運動によって吸入管51から圧縮部2に吸入された低圧冷媒は、圧縮室5の外周部から中心部へ順次移動しながら圧縮され高圧冷媒ガスとなり、同冷媒ガスは吐出孔4aを経由して吐出口4bから吐出室10に吐出され、その後吐出管52から密閉容器1の外部に放出される。
【0004】
上記において、圧縮機が停止直後、吐出された吐出室10の高圧冷媒ガスが高圧より低い前記圧縮室5へ逆流して、前記旋回スクロール6を逆転させ、大きな衝撃音や部品の破損を発生させてしまう。これを防止するため、固定スクロール4の吐出口4bに逆止弁11を設けている。逆止弁11は平板状に形成され、筒状の弁ハウジング14の弁室15内に収納されおり、ガスの流れ方向により、前記弁室15内を上下に移動するように構成されている。
【0005】
前記弁ハウジング14は上部中央に前記吐出室10と前記弁室10を連通するガス通路孔14a を設け、同ガス通路孔14a の外周に、前記逆止弁11の上下の移動量を規制する弁受け面14b を備えた一体的な筒状に構成されている。
また、前記逆止弁11は、前記吐出口4bの径の外周部に対応する位置に、複数のガス孔11a が設けられている。
【0006】
上記構成において、圧縮機運転時は、圧縮された冷媒ガスは吐出孔4aを経由して吐出口4bから弁室15に噴出され、高圧により逆止弁11は上方に押し上げられ、弁受け面14b に受け止められると同時に、冷媒ガスは破線矢印で示すようにガス孔11a を通り吐出室10へ流出される。また、圧縮機が停止する際には、吐出室10から弁室15への圧力により、逆止弁11は下降し吐出口4bを閉塞し、冷媒の圧縮室5への逆流を防止する構造となっている。
【0007】
ここで、従来の逆止弁11の材料には鋼材、弁ハウジング14の材料にはアルミや鋼材等を用いており、その硬度は逆止弁11の方が弁ハウジング14よりも硬い材料としているが、図4に示すように、その硬度差はビッカース硬度(Hv)で100以下となっていた。前記逆止弁11は、起動・停止を繰り返すたびに、逆止弁11の外周面が弁ハウジング内壁面に一部接触しながら上下する。その際、逆止弁11の厚さh1は弁ハウジング14の高さh2よりも小さいため、逆止弁11の摩耗量は厚さh1が薄くなるほど、弁ハウジング14の内壁面の摩耗量に対し大きくなる。
【0008】
しかしながら、従来の逆止弁11のように、逆止弁11と弁ハウジング14のHv差が100以下の場合、図5(A)に示すように約10倍以上の摩耗量となる。このように逆止弁11の外周面の摩耗量が大きいと、長期に運転した場合、逆止弁11の外径が小さくなってしまうため、図5(B)に示すように、圧縮機停止時にガス孔11a が吐出口4bと重なり(a部分)、吐出室から高圧ガスが圧縮室内に逆流し旋回スクロールが逆転する。これによりスクロ─ルラップ等の摩耗や逆転による騒音が発生してしまうという問題がある。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、逆止弁の材質の硬度を、弁ハウジングの材質より硬くし、逆止弁の摩耗量を低減することができるスクロール圧縮機を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題を解決するためなされたもので、鏡板に渦捲き状のラップを有する固定スクロールと、同固定スクロールと互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成する旋回スクロールと、前記固定スクロールの中央部に形成され、前記圧縮室で圧縮されたガスを吐出室へ吐出する吐出孔の吐出口に配設され、同吐出口を開閉する平板状の逆止弁と、同逆止弁を収納する弁室を有し、上部中央に前記吐出室と前記弁室を連通するガス通路孔を設け、同ガス通路孔の外周に、前記逆止弁の上下の移動量を規制する弁受け面を備えた弁ハウジングとからなるスクロール圧縮機において、
前記逆止弁の厚さが前記弁ハウジングの内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、前記逆止弁と前記弁ハウジングとの材質の硬度差が、ビッカース硬度で200以上となるよう前記逆止弁の硬度を硬くしてなる構成となっている。
【0011】
また、前記逆止弁に拡散・浸透処理を施し表面を硬化させてなる構成となっている。
【0012】
また、前記逆止弁に侵炭処理を施し表面を硬化させてなる構成となっている。
【0013】
また、前記逆止弁を窒化またはホウ化処理を施し表面を硬化させてなる構成となっている。
【0014】
また、前記逆止弁にクロム(Cr)または珪素(Si)を拡散させ表面を硬化させてなる構成となっている。
【0015】
また、前記逆止弁の表面に皮膜処理を施し炭化物、窒化物、炭窒化物または酸化物の皮膜を形成し、前記逆止弁の表面を硬化させてなる構成となっている。
【0016】
また、前記逆止弁の表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)層を皮膜形成し、前記逆止弁の表面を硬化させてなる構成となっている。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明(従来例も同じ)におけるスクロール圧縮機の縦断面図、図2は本発明(従来例も同じ)における要部拡大図で、(A)は断面図、(B)は逆止弁の上面図である。図において、密閉容器1内に上下に圧縮部2と電動機3を配置し、同圧縮部2は、渦捲き状の固定スクロール4と、同固定スクロール4と互いに噛み合わせて複数の圧縮室5を形成する旋回スクロール6と、同旋回スクロール6の自転を防止するオルダムリング7と、前記旋回スクロール6のボス部6aに、先端に形成した旋回軸8aを挿入して旋回駆動するシャフト8と、前記旋回軸8aの下部に形成された主軸8bを支承するメインフレーム9とから構成されている。
【0018】
前記固定スクロール4の中央部に形成され、前記圧縮室5で圧縮されたガスを吐出室10へ吐出する吐出孔4aの吐出口4bに、同吐出口4bを開閉し、圧縮機停止時に前記吐出室10から、前記圧縮室5に圧縮ガスの逆流を防止する逆止弁11が配設されている。
前記逆止弁11は、円板状に形成され、筒状の弁ハウジング14の弁室15内に収納されおり、ガスの流れ方向により、前記弁室15内を上下に移動するように構成されている。また、前記逆止弁11は、前記吐出口4bの径の外周部に対応する位置に、複数のガス孔11a が設けられている。
【0019】
前記弁ハウジング14は、上部中央に前記吐出室10と前記弁室10を連通するガス通路孔14a を設け、同ガス通路孔14a の外周に、前記逆止弁11の上下の移動量を規制する弁受け面14b を備えた一体的な円筒状に構成されている。
図3は前記逆止弁11と前記弁ハウジング14の材質の硬度差(Hv)に対する相対的摩耗量を表わしたもので、前記弁ハウジング14の内壁の高さh2に対し、前記逆止弁11の厚さh1が薄くなるほど、前記逆止弁11の摩耗量は増加する。
ここで、前記硬度差(Hv)がビッカース硬度(Hv)で200以上となると、前記逆止弁11の厚さh1が薄くなっても摩耗量は増加しないことがわかる。
【0020】
前記逆止弁11の厚さh1と前記弁ハウジング14の高さh2の比h=h1/h2 は0.2(1/5)〜0.7(2/3)の範囲内で設計されるため、図4に示すように、前記逆止弁11の厚さが前記弁ハウジング14の内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、前記逆止弁11と前記弁ハウジング14との材質の硬度差が、ビッカース硬度で200以上となるよう前記逆止弁11の硬度を硬くしてなる構成となっている。
【0021】
上記構成において、圧縮機が運転されると、旋回スクロール6の旋回運動によって吸入管51から圧縮部2の吸入室5aに吸入された低圧冷媒は、圧縮室5の外周部から中心部へ順次移動しながら圧縮され高圧冷媒ガスとなり、同冷媒ガスは吐出孔4aを経由して吐出口4bから圧力により逆止弁11にぶつかり開弁して弁室15に流入し、逆止弁11を上方に押し上げ、更に弁受け面14b に逆止弁11を張り付かすと同時に、冷媒ガスは図2(A)の破線矢印で示すように、前記ガス孔11a から前記ガス通路孔14a を通り吐出室10に吐出される。そして、冷媒は吐出管52から密閉容器1の外部に放出される。
また、圧縮機が停止する際には、吐出室10の高圧より低い圧縮室5へ、圧力が働き、逆止弁11は下降し、逆止弁11はスムーズに吐出口4bに接して閉じ、冷媒の圧縮室5への逆流を無くすことができ、旋回スクロール6の逆転を防止することができる。
【0022】
この結果、前記逆止弁11は、起動・停止を繰り返すたびに、逆止弁11の外周面が弁ハウジング内壁面に一部接触しながら上下するが、逆止弁11の材質の硬度は、前記弁ハウジング14の材質より硬くし、その硬度差をビッカース硬度(Hv)で200以上とした構成となっているため、従来例に較べ逆止弁11の摩耗量を大幅に低減することができる。
【0023】
本発明による第一の実施例としてガス侵炭法により逆止弁11の表面を硬化させる例について示す。一酸化炭素(CO)、炭化水素(例えばメタンCH4 )などの、炭素を含む侵炭性ガスの雰囲気中で鋼材の逆止弁11を約800度まで加熱し、その表面層に侵炭させる。これにより、逆止弁11の表面は炭化鉄( Fe3 C)となり硬度は大幅に向上するため、逆止弁11の外周面の摩耗量は、図3に示すように、従来例の未処理品の鋼材に較べ約1/20にまで減少する。
【0024】
また、侵炭性ガスの代わりに窒素を含むガス(例えばアンモニアNH3)を用いれば、逆止弁11の表面に窒素が浸透し、表面が窒化鉄(Fe2 N・Fe4 N) となり硬化し、上記と同様に逆止弁11の摩耗量を低減することができる。
【0025】
また、第二の実施例として、イオンプレーディング法により逆止弁11の表面に皮膜を形成し硬化させた例について述べる。真空中で窒化物(例えば窒化チタンTiN)を加熱蒸発させ、イオン化して逆止弁11の表面に薄膜を形成し硬化させることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【0026】
また、薄膜を形成させる方法としては、他にスパッタリング法による照射、化学蒸着法などがある。窒化物としては、窒化チタン(TiN)の代わりに、窒化クロム(CrN)、窒化珪素(SiN)などを用いてもよい。また、炭窒化物としては、炭窒化チタン(TiCN)、酸化物としてアルミナ(Al2O3) などを用いてもよい。
尚、前記逆止弁11に表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)層を皮膜形成し、前記逆止弁11の表面を硬化させてもよい。
【0027】
また、第三の実施例として、ショットピーニング法により逆止弁11の表面を硬化させた例について述べる。逆止弁11の表面に鋼球などのピーニング材を高速で叩きつける(投射する)ことにより、わざと表面を加工硬化させる。これにより硬化させた逆止弁11の表面上記と同様の効果を得ることができる。
【0028】
以上に説明したように、前記逆止弁11を鋼材の表面に拡散・浸透処理、侵炭処理または皮膜処理などを施し、前記逆止弁11の厚さが前記弁ハウジングの内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、逆止弁11の材質の硬度を弁ハウジング14の材質より、ビッカース硬度(Hv)で200以上硬くした構成とすることにより、従来品に較べ逆止弁11の摩耗量を大幅に低減することができるスクロール圧縮機となる。
【0029】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、逆止弁を鋼材の表面に拡散・浸透処理、侵炭処理または皮膜処理などを施し、逆止弁の厚さが前記弁ハウジングの内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、逆止弁の硬度を弁ハウジングより、ビッカース硬度(Hv)で200以上硬くした構成とすることにより、逆止弁の摩耗量を大幅に低減することがで、かつ信頼性向上が図れるスクロール圧縮機となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明及び従来例によるスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図2】本発明及び従来例による要部拡大図で、(A)は断面図、(B)は逆止弁の上面図である。
【図3】本発明による逆止弁の硬度対摩耗量を表わした説明表である。
【図4】本発明と従来例との逆止弁の厚さに対する摩耗量を比較した説明表である。
【図5】(A)は従来例による逆止弁と弁ハウジングの摩耗量を表わした説明表で、(B)は従来例による冷媒ガスの逆流を説明する説明図である。
【符号の説明】
1 密閉容器
2 圧縮部
3 電動機
4 固定スクロール
4a 吐出孔
4b 吐出口
5 圧縮室
6 旋回スクロール
6a ボス部
7 オルダムリング
8 シャフト
8a 旋回駆
9 メインフレーム
10 吐出室
11 逆止弁
11a ガス孔
14 弁ハウジング
14a ガス通路孔14a
14b 弁受け面
15 弁室
51 吸入管
52 吐出管
Claims (8)
- 鏡板に渦捲き状のラップを有する固定スクロールと、同固定スクロールと互いに噛み合わせて複数の圧縮室を形成する旋回スクロールと、前記固定スクロールの中央部に形成され、前記圧縮室で圧縮されたガスを吐出室へ吐出する吐出孔の吐出口に配設され、同吐出口を開閉する平板状の逆止弁と、同逆止弁を収納する弁室を有し、上部中央に前記吐出室と前記弁室を連通するガス通路孔を設け、同ガス通路孔の外周に、前記逆止弁の上下の移動量を規制する弁受け面を備えた弁ハウジングとからなるスクロール圧縮機において、
前記逆止弁の厚さが前記弁ハウジングの内壁の高さの0.2〜0.7の範囲内であって、前記逆止弁と前記弁ハウジングとの材質の硬度差が、ビッカース硬度で200以上となるよう前記逆止弁の硬度を硬くしてなることを特徴とするスクロール圧縮機。 - 前記逆止弁に拡散・浸透処理を施し表面を硬化させてなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
- 前記逆止弁に侵炭処理を施し表面を硬化させてなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
- 前記逆止弁を窒化またはホウ化処理を施し表面を硬化させてなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
- 前記逆止弁にクロム(Cr)または珪素(Si)を拡散させ表面を硬化させてなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
- 前記逆止弁の表面に皮膜処理を施し炭化物、窒化物、炭窒化物または酸化物の皮膜を形成し、前記逆止弁の表面を硬化させてなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
- 前記逆止弁の表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)層を皮膜形成し、前記逆止弁の表面を硬化させてなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
- 前記逆止弁の表面にショットピーニング処理を施し、表面を硬化させてなることを特徴とする請求項1記載のスクロール圧縮機。
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JP2019167839A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 東芝キヤリア株式会社 | 密閉型圧縮機及び冷凍サイクル装置 |
WO2020151364A1 (zh) * | 2019-01-24 | 2020-07-30 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | 阀组件及压缩机 |
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-
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- 2002-06-21 JP JP2002181363A patent/JP2004027868A/ja active Pending
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