JP2682199B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばコンテナ冷凍機などに使用する低温
用のスクロール圧縮機に関する。

（従来の技術） 従来、この種スクロール圧縮機は、例えば特公平１−
51745号公報に記載され、かつ、第７図に示したよう
に、鏡板（ａ）にラップ（ｂ）を立設して成る固定スク
ロール（Ａ）と、鏡板にラップ（ｃ）を立設して成る可
動スクロール（Ｂ）とを備え、これら各スクロール
（Ａ）（Ｂ）を互いに対設させて、前記各ラップ（ｂ）
（ｃ）の対向部間に２系統の圧縮室（Ｘ）（Ｙ）を形成
すると共に、前記固定スクロール（Ａ）の鏡板（ａ）
で、その吐出孔（ｄ）を中心とした対称位置に、２つの
インジェクションポート（ｅ）（ｆ）を形成して、これ
ら各ポート（ｅ）（ｆ）から冷媒配管を流れる液冷媒を
前記各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）内にインジェクションするこ
とにより、該各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）で圧縮されるガスを
冷却するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 所が、以上のスクロール圧縮機では、前記固定スクロ
ール（Ａ）の鏡板（ａ）で吐出孔（ｄ）を中心とした対
称位置に、２つのインジェクションポート（ｅ）（ｆ）
が形成されているため、これら各ポート（ｅ）（ｆ）か
ら液冷媒を前記各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）にインジェクショ
ンするにあたって、２系統の通路構成が必要となり、構
造複雑となって、部品点数も増加する問題があった。

つまり、前記各圧縮室（Ｘ）（Ｙ）に液冷媒をインジ
ェクションするのに、前記各ポート（ｅ）（ｆ）にそれ
ぞれ各別にインジェクション通路を設け、また、該各通
路にそれぞれインジェクション配管を接続する必要があ
って、複雑な２系統の通路構成が必要となり、部品点数
が増加する問題があったのである。

本発明は以上のような問題に鑑みてなしたもので、そ
の目的は、簡単な通路構成でもって、しかも性能低下を
招くことなく、吐出ガスの冷却ができるスクロール圧縮
機を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、第１の発明は、鏡板（2
1）（31）にインボリュート形状又はその近似形状のラ
ップ（22）（32）を立設した固定スクロール（２）と可
動スクロール（３）とを備えたスクロール圧縮機におい
て、前記固定スクロール（２）の鏡板（21）に、前記両
スクロール（２）（３）により形成するほぼ同圧となる
同一位相の二つの圧縮室（X1）（Y1）の一方に開口する
一つの液インジェクションポート（５）を設けると共
に、前記可動スクロール（３）の鏡板（31）に、前記固
定スクロール（２）のラップ（22）に重合可能で、前記
液インジェクションポート（５）の前記一方の圧縮室
（X1）への開口時に、該一方の圧縮室（X1）と他方の圧
縮室（Y1）とを連通するインボリュート形状又はその近
似形状の連通溝（６）を設けたのである。

また、第２の発明は、鏡板（21）（31）にインボリュ
ート形状又はその近似形状のラップ（22）（32）を立設
した固定スクロール（２）と可動スクロール（３）とを
備えたスクロール圧縮機において、前記固定スクロール
（２）の鏡板（21）に、前記両スクロール（２）（３）
により形成するほぼ同圧となる同一位相の二つの圧縮室
（X1）（Y1）の一方に開口する一つの液インジェクショ
ンポート（５）を設けると共に、前記固定スクロール
（２）の鏡板（21）に、前記液インジェクションポート
（５）の前記一方の圧縮室（X1）への開口時に、該一方
の圧縮室（X1）と他方の圧縮室（Y1）とを連通し、前記
可動スクロール（３）のラップ（32）に重合可能なイン
ボリュート形状又はその近似形状の連通溝（６）を設け
たのである。

尚、前記連通溝（６）の形状は、インボリュート形状
とその近似形状を含むものであるが、近似形状とは、曲
線に限らず直線に近い近似直線も含むものである。

（作用） 第１の発明においては、固定スクロール（２）に対す
る可動スクロール（３）の回転時に、前記固定スクロー
ル（２）の鏡板（21）に設けた液インジェクションポー
ト（５）から一方側の圧縮室（X1）に液冷媒がインジェ
クションされるとき、前記可動スクロール（３）側に形
成した連通溝（６）を介して同一位相でほぼ同圧の二つ
の圧縮室（X1）（Y1）が互いに連通されるため、一方の
前記圧縮室（X1）内にインジェクションされた液冷媒
は、前記連通溝（６）を介して他方側の圧縮室（Y1）へ
と速やかに、ほゞ同時に供給され、これら各圧縮室（X
1）（Y1）において、圧力のアンバランスを招くことな
く冷却される。

また、前記連通溝（６）を前記固定スクロール（２）
のラップ（22）に重合可能なインボリュート形状又はそ
の近似形状としているために、圧力の異なる高圧側の圧
縮室と低圧側の圧縮室との間、つまり、位相の異なる圧
縮室間で圧縮ガスが漏れることもなく、従って、性能低
下を招くことなく、吐出ガスの冷却が行われる。

更には、前記固定スクロール（２）側の鏡板（22）に
１つのインジェクションポート（５）を設けて、該ポー
ト（５）から一方側の圧縮室（X1）にインジェクション
される液冷媒を、前記連通溝（６）を介して他方側の圧
縮室（Y1）に供給するようにしているため、一つの前記
液インジェクションポート（５）にインジェクション配
管を接続させる１系統の通路構成でもって、前記各圧縮
室（X1）（Y1）への液冷媒のインジェクションが行える
こととなって、通路構成が簡単となって部品点数も少な
くできる。

また、第２の発明においては、前記固定スクロール
（２）側の液インジェクションポート（５）から、一方
側の圧縮室（X1）に液冷媒がインジェクションされ、こ
の液冷媒が前記固定スクロール（２）側に設けた前記可
動スクロール（３）のラップ（32）に重合可能なインボ
リュート形状又はその近似形状の連通溝（６）を介して
他方側の同一位相でほぼ同圧の圧縮室（Y1）へと速やか
に、ほゞ同時に供給され、前述した場合と同様に、前記
各圧縮室（X1）（Y1）内において圧力のアンバランスを
招くことなく冷却され、又、位相の異なる圧縮室間で圧
縮ガスが漏れて性能低下を招いたりすることもなく、吐
出ガスの冷却が行われ、更に、通路構成が簡単となって
部品点数も少なくできる。

（実施例） 第１図に示したスクロール圧縮機は、密閉ケーシング
（１）の内方上部に、鏡板（21）にラップ（22）を立設
して成る固定スクロール（２）と、同じく鏡板（31）に
ラップ（32）を立設して成る可動スクロール（３）とを
上下対向状に配設すると共に、該各スクロール（２）
（３）の下部側に、この可動スクロール（３）に連動連
結される駆動軸（41）をもったモータ（４）を配設し、
このモータ（４）の駆動に伴う駆動軸（41）の回転によ
り、前記可動スクロール（３）を固定スクロール（２）
に対し公転駆動させ、冷媒吸入管（11）から導入される
冷媒ガスを、前記各ラップ（22）（32）間に形成される
２系統の高低圧側圧縮室（X1,X2）（Y1,Y2）で圧縮し
て、この高圧側圧縮室（X1）（Y1）から前記固定スクロ
ール（２）の中心に設けた吐出ポート（23）を経て前記
ケーシング（１）の外部へと吐出させるようにしてい
る。

しかして、第１の発明では、以上のスクロール圧縮機
において、第２図，第３図で詳しく示したように、前記
固定スクロール（２）における鏡板（21）のラップ巻初
め先端部近くで、１系統の高圧側圧縮室（X1）と低圧側
圧縮室（X2）とのうち高圧側圧縮室（X1）との対向部位
に、前記鏡板（21）の上下端面間を貫通する液インジェ
クションポート（５）を形成すると共に、前記可動スク
ロール側鏡板（31）の前記固定スクロール側ラップ（2
2）との対向面で、前記可動スクロール側ラップ（32）
の巻初め先端部分と、これに連続して巻回された次位ラ
ップ（32）との中間位置に、前記液インジェクションポ
ート（５）から前記高圧側圧縮室（X1）にインジェクシ
ョンされた液冷媒を他方高圧側圧縮室（Y1）へと供給さ
せ、前記固定スクロール（２）のラップ（22）に重合可
能なインボリュート形状又は近似直線を含む近似形状を
なす複数の連通溝（６）を所定角度範囲にわたって形成
する一方、前記液インジェクションポート（５）におけ
る固定スクロール側鏡板（21）の上部側に、凝縮器出口
側の冷媒配管などに連結されるインジェクション配管
（７）を接続したのである。

以上のように、前記固定スクロール（２）に対する可
動スクロール（３）の回転で、前記インジェクション配
管（７）からの液冷媒が、前記液インジェクションポー
ト（５）を介して一方の前記高圧側圧縮室（X1）へとイ
ンジェクションされるとき、前記連通溝（６）の少なく
とも１つを介してほぼ同圧となっている同一位相の前記
高圧側圧縮室（X1）（Y1）が互いに連通されることにな
り、前記ポート（５）から一方の前記高圧側圧縮室（X
1）にインジェクションされた液冷媒は、前記連通溝
（６）を介して他方高圧側圧縮室（Y1）へと速やかに、
ほゞ同時に供給され、これら各圧縮室（X1）（Y1）にお
いて、圧力のアンバランスを招くことなく圧縮ガスの冷
却を行うことができるのである。

さらに、前記固定スクロール（２）側に、前記１つの
インジェクションポート（５）を形成して、該ポート
（５）に前記１つのインジェクション配管（７）を接続
することにより、１系統の簡単な通路構成で、しかも、
少ない部品点数でもって、前記各圧縮室（X1）（Y1）へ
の液冷媒のインジェクションが行えるのである。

また、前記可動スクロール（３）側に設ける各連通溝
（６）は前記固定スクロール（２）のラップ（22）に重
合可能なインボリュート形状又はその近似形状としてい
るから、この連通溝（６）が前記固定スクロール（２）
に対する可動スクロール（３）の公転時で、圧縮差の異
なる各圧縮室に移行するとき、これら位相の異なる各圧
縮室間が互いに連通されることはない。

即ち、第４図の（ニ）乃至（チ）図で示したように、
前記可動スクロール（３）が135度から360度の範囲にわ
たって回転されるとき、連通溝（６）は、高圧側圧縮室
（Y1）から低圧側圧縮室（X2）に順次移行することにな
るが、前記連通溝（６）は、これら圧縮室（Y1）（X2）
間を区画する前記固定スクロール（２）側のラップ（2
2）と同じインボリュート形としているから、前記各連
通溝（６）は、前記固定スクロール（２）のラップ（2
2）と重なった状態で移行することになり、この結果、
移行時に前記各連通溝（６）が位相の異なる前記高圧側
圧縮室（Y1）と低圧側圧縮室（X2）とに跨がって開口さ
れることはなく、前記各圧縮室（Y1）（X2）は前記ラッ
ブ（22）で閉塞された状態で、前記各連通溝（６）の移
行が行われることとなって、前記高圧側圧縮室（Y1）か
ら低圧側圧縮室（X2）への圧縮ガスの漏れが防止できる
のである。

次に、以上の構成としたスクロール圧縮機の作用を、
第４図に基づいて説明する。この図は、前記固定スクロ
ール（２）に対し前記可動スクロール（３）が、回転角
度０度〜360度の範囲にわたって回転されるときの前記
液インジェクションポート（５）と各連通溝（６）との
位置関係を示している。

先ず、前記固定スクロール（２）に対し可動スクロー
ル（３）が、同図（イ）で示した回転角度０度の状態か
ら（ロ）に移るとき、前記可動スクロール側ラップ（3
2）で閉塞されていた前記液インジェクションポート
（５）が開口され始めて、該ポート（５）から前記高圧
側圧縮室（X1）へと液冷媒のインジェクションが開始さ
れ、このとき、前記連通溝（６）のうち一つが、前記各
高圧側圧縮室（X1）（Y1）間に跨がった状態で位置さ
れ、前記連通溝（６）を介して前記高圧側圧縮室（X1）
にインジェクションされた液冷媒が他方の高圧側圧縮室
（Y1）にもほゞ同時に供給され、これら各圧縮室（X1）
（Y1）で液冷媒による圧縮ガスの冷却が行われる。

また、以上のような前記液インジェクションポート
（５）の高圧側圧縮室（X1）への開口と、前記各連通溝
（６）による高圧側圧縮室（X1）（Y1）間の連通とは、
可動スクロール（３）が同図（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）
（ヘ）で示した回転角度45,90度,135度,180度,225度を
経て前記連通溝（６）による連通が断たれるまでの範囲
にわたって行われ、この範囲においては、前述した場合
と同様に、前記各圧縮室（X1）（Y1）で液冷媒による圧
縮ガスの冷却が行われる。

更に前記可動スクロール（３）が同図（ニ）乃至
（チ）で示した130度から360度付近へと回転されると
き、前記連通溝（６）は高圧側圧縮室（Y1）と低圧側圧
縮室（X2）に順次移行するが、前記固定スクロール
（２）側のラップ（22）と同じインボリュート形状又は
その近似形状としているから、前記したように、前記各
連通溝（６）が高圧側圧縮室（Y1）から低圧側圧縮室
（X2）へ移行する場合でも、前記連通溝（６）を介して
前記高圧側圧縮室（Y1）から低圧側圧縮室（X2）へと圧
縮ガスが漏れたりすることもないのである。

また、以上のように、前記可動スクロール（３）が同
図（ト）の状態にあるとき即ち、連通溝（６）による各
高圧側圧縮室（X1）（Y1）の連通がなく、一方の高圧側
圧縮室（X1）にのみインジェクションポート（５）が開
く場合でも前記各高圧側圧縮室（X1）（Y1）が前記吐出
ポート（23）に連通していて、前記各圧縮室（X1）（Y
1）が高圧状態となるために、前記ポート（５）からの
液インジェクションは行われないのである。

また、第２の発明は、第５図で明らかにしたように、
前記固定スクロール（２）の鏡板（21）に、前述した場
合と同様に、１系統の高低圧側圧縮室（X1,X2）のうち
高圧側圧縮室（X1）に開口する液インジェクションポー
ト（５）を設けると共に、前記固定スクロール（２）に
おける鏡板（21）の可動スクロール側ラップ（32）との
対向面で、前記固定スクロール側ラップ（22）の巻初め
先端部分と、これに連続して巻回された次位ラップ（2
2）との中間位置に、前記ポート（５）から前記高圧側
圧縮室（X1）にインジェクションされた液冷媒を他方の
高圧側圧縮室（Y1）に供給する前記可動スクロール
（３）のラップ（32）に重合可能なインボリュート形状
又はその近似形状をなす複数の連通溝（６）を所定角度
範囲にわたって形成したものである。

従って、前記固定スクロール（２）に対する可動スク
ロール（３）の回転で、前記液インジェクションポート
（５）から液冷媒が、前記高圧側圧縮室（X1）へとイン
ジェクションされるとき、前記連通溝（６）の少なくと
も１つを介してほぼ同圧となっている同一位相の前記高
圧側圧縮室（X1）（Y1）が互いに連通されることにな
り、この連通により前記ポート（５）から前記高圧側圧
縮室（X1）にインジェクションされた液冷媒は、前記連
通溝（６）を介して他方のほぼ同圧の高圧側圧縮室（Y
1）へと速やかに、ほゞ同時に供給され、同一位相の二
つの圧縮室（X1）（Y1）において圧力のアンバランスを
招くことなく圧縮ガスの冷却が行えるのである。

以上の構成とすることによっても、前述した場合と同
様に、同一位相の二つの圧縮室（X1）（Y1）において圧
力のアンバランスを招くことなく、１系統の簡単な通路
構成で、しかも、少ない部品点数でもって、前記各圧縮
室（X1）（Y1）への液冷媒のインジェクションによる圧
縮ガスの冷却が行えるのである。

次に、以上の第２発明による作用を、第６図に基づい
て説明する。この図は、前記固定スクロール（２）に対
し前記可動スクロール（３）が、回転角度０度〜360度
の範囲にわたって回転されるときの前記液インジェクシ
ョンポート（５）及び各連通溝（６）と、前記各圧縮室
との連通関係を示している。

先ず、前記固定スクロール（２）に対し可動スクロー
ル（３）が、同図（リ）で示した回転角度０度の状態か
ら（ヌ）に移るとき、前記可動スクロール側ラップ（3
2）で閉塞されていた前記液インジェクションポート
（５）が開口され始めて、該ポート（５）から前記高圧
側圧縮室（X1）へと液冷媒のインジェクションが開始さ
れ、このとき、前記連通溝（６）のうち一つが、ほぼ同
圧の前記各高圧側圧縮室（X1）（Y1）間に跨がった状態
で位置され、前記連通溝（６）を介して一方の前記高圧
側圧縮室（X1）にインジェクションされた液冷媒が他方
の高圧側圧縮室（Y1）にもほゞ同時に供給され、これら
各圧縮室（X1）（Y1）で、圧縮室（X1）（Y1）の圧力が
アンバランスすることなく、液冷媒による圧縮ガスの冷
却が行われる。

また、以上のような前記液インジェクションポート
（５）の高圧側圧縮室（X1）への開口と、前記各連通溝
（６）による高圧側圧縮室（X1）（Y1）間の連通とは、
可動スクロール（３）が同図（ヌ）（ル）で示した回転
角度90度,135度を経て前記連通溝（６）による連通が断
たれるまでの範囲にわたって行われ、この範囲において
は、前述した場合と同様に、前記各圧縮室（X1）（Y1）
で液冷媒による圧縮ガスの冷却が行われる。

更に、前記可動スクロール（３）が同図（オ）（ワ）
（カ）で示した180度,270度,360度へと回転された場合
は、前記各連通溝（６）が前記可動スクロール（３）側
のラップ（32）で閉鎖され、前記連通溝（６）による各
高圧側圧縮室（X1）（Y1）間の連通は行われないが、こ
のとき、前記各圧縮室（X1）（Y1）が共に前記吐出ポー
ト（23）に連通されるため、前記ポート（５）からの液
冷媒のインジェクションは行われないのである。

また、前記各連通溝（６）が圧力差の異なる各圧縮室
へと移行するとき、即ち、前記可動スクロール（３）が
同図（オ）〜（カ）で示した180度〜360度へと回転され
るとき、前記連通溝（６）は、前記高圧側圧縮室（Y1）
から低圧側圧縮室（X2）に順次移行するが、前記連通溝
（６）は高圧側圧縮室（Y1）と低圧側圧縮室（X2）とを
区画する前記可動スクロール（３）側のラップ（32）と
同じインボリュート形状又はその近似形状としているか
ら、このラップ（32）と重なって、前記各連通溝（６）
による各圧縮室間の連通が阻止された状態で、前記各連
通溝（６）が高低圧の各圧縮室間（Y1）（X2）を移行さ
れるのであり、従って、前記高圧側圧縮室（Y1）から低
圧側圧縮室（X2）へと圧縮ガスが漏れたりすることもな
いのである。

（発明の効果） 以上説明したように、第１の発明では、固定スクロー
ル（２）の鏡板（21）に、両スクロール（２）（３）間
に形成するほぼ同圧となる同一位相の二つの圧縮室（X
1）（Y1）の一方側に開口する一つの液インジェクショ
ンポート（５）を設けると共に、前記可動スクロール
（３）の鏡板（31）に、前記固定スクロール（２）のラ
ップ（22）に重合可能で、前記液インジェクションポー
ト（５）の前記一方の圧縮室（X1）への開口時に、該一
方の圧縮室（X1）と他方の圧縮室（Y1）とを連通するイ
ンボリュート形状又はその近似形状の連通溝（６）を設
けたから、一系統の簡単な通路構成でもって、同一位相
にある各圧縮室（X1）（Y1）に圧力のアンバランスを招
くことなく、液冷媒のインジェクションを行って、吐出
ガスの冷却が行えるのであり、また、前記連通溝（６）
の形状変更により、液冷媒のインジェクション量の調整
もでき、しかも、前記連通溝（６）が前記固定スクロー
ル（２）のラップ（22）に重合可能なインボリュート形
状とされているため、位相の異なる高圧側圧縮室から低
圧側圧縮室へのガス漏れもなくて、性能低下を招くこと
なく、簡単な構造で、少ない部品点数で吐出ガスの冷却
ができる。

また、第２の発明では、固定スクロール（２）の鏡板
（21）に、両スクロール（２）（３）により形成するほ
ぼ同圧となる同一位相の二つの圧縮室（X1）（Y1）の一
方側に開口する一つの液インジェクションポート（５）
を設けると共に、前記固定スクロール（２）の鏡板（2
1）に、前記可動スクロール（３）のラップ（32）に重
合可能で、前記液インジェクションポート（５）の前記
一方側の圧縮室（X1）への開口時に、該一方の圧縮室
（X1）と他方の圧縮室（Y1）とを連通するインボリュー
ト形状又はその近似形状の連通溝（６）を設けたから、
前述した第１発明の場合と同様に、一系統の簡単な通路
構成でもって、同一位相にある各圧縮室（X1）（Y1）に
圧力のアンバランスを招くことなく、液冷媒のインジェ
クションを行って吐出ガスの冷却が行え、しかも、液冷
媒のインジェクション量の調整もでき、また、位相の異
なる高圧側圧縮室から低圧側圧縮室へのガス漏れもな
く、性能低下を招くことなく、簡単な構造で、少ない部
品点数で吐出ガスの冷却ができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるスクロール圧縮機の一部切欠い
た正面図、第２図は同スクロール圧縮機に使用する固定
スクロールの底面図、第３図は可動スクロールの平面
図、第４図のイ乃至チは圧縮行程時の作用を説明する説
明図、第５図は第２発明の固定スクロールを示す底面
図、第６図リ乃至カは第２発明にかかる圧縮行程時の作
用を説明する説明図、第７図は従来例を示す図面であ
る。 （２）……固定スクロール （３）……可動スクロール （21,31）……鏡板 （22,32）……ラップ （５）……液インジェクションポート （６）……連通溝 （X1,Y1）……圧縮室

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鏡板（21）（31）にインボリュート形状又
   はその近似形状のラップ（22）（32）を立設した固定ス
   クロール（２）と可動スクロール（３）とを備えたスク
   ロール圧縮機において、 前記固定スクロール（２）の鏡板（21）に、前記両スク
   ロール（２）（３）により形成するほぼ同圧となる同一
   位相の二つの圧縮室（X1）（Y1）の一方に開口する一つ
   の液インジェクションポート（５）を設けると共に、 前記可動スクロール（３）の鏡板（31）に、前記固定ス
   クロール（２）のラップ（22）に重合可能で、前記液イ
   ンジェクションポート（５）の前記一方の圧縮室（X1）
   への開口時に、該一方の圧縮室（X1）と他方の圧縮室
   （Y1）とを連通するインボリュート形状又はその近似形
   状の連通溝（６）を設けたことを特徴とするスクロール
   圧縮機。
2. 【請求項２】鏡板（21）（31）にインボリュート形状又
   はその近似形状のラップ（22）（32）を立設した固定ス
   クロール（２）と可動スクロール（３）とを備えたスク
   ロール圧縮機において、 前記固定スクロール（２）の鏡板（21）に、前記可動ス
   クロール（３）のラップ（32）に重合可能で、前記両ス
   クロール（２）（３）により形成するほぼ同圧となる同
   一位相の二つの圧縮室（X1）（Y1）の一方に開口する一
   つの液インジェクションポート（５）を設けると共に、 前記固定スクロール（２）の鏡板（21）に、前記液イン
   ジェクションポート（５）の前記一方の圧縮室（X1）へ
   の開口時に、該一方の圧縮室（X1）と他方の圧縮室（Y
   1）とを連通するインボリュート形状又はその近似形状
   の連通溝（６）を設けたことを特徴とするスクロール圧
   縮機。