JP3598615B2 - インジェクションサイクル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インジェクションサイクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インジェクションサイクルは、周知のように、凝縮器と蒸発器との間で２段膨張（減圧）させ、第１減圧器通過後の中間圧力を有する冷媒を、気液分離器で気相冷媒と液相冷媒とに分離し、気相または液相冷媒を圧縮工程中の圧縮機の作動室内に噴射することによって、冷凍サイクルの効率向上を図ったものである。
【０００３】
また、圧縮工程中の作動室内への冷媒噴射は、作動室内圧力と噴射圧力（気液分離器内圧力）との差圧を利用して作動室に連通するインジェクションポートから行われる。したがって、作動室内圧力が噴射圧力を上回ると、作動室内の冷媒が作動室外（気液分離器内）に逆流してしまう。そこで、従来から気液分離器とインジェクションポートとの間に逆止弁を設けて冷媒の逆流を防止していた。
【０００４】
逆止弁を有する圧縮機の具体的構造としては、特開昭６０−２９５５４号公報に記載のように、スクロール型圧縮機（以下、単に圧縮機と呼ぶ。）において固定スクロールの端板部とケーシングとの間に形成される突出室内に逆止弁を設け、その逆止弁から配管によって端板部に設けられたインジェクションポートに冷媒を導くように構成したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、作動室内の残留液相冷媒が多い圧縮機が冷えた状態で圧縮機を起動すると、いわゆる液圧縮状態になり易く、この液圧縮により作動室内の圧力が異常上昇する。
しかし、上記構成のインジェクションサイクルでは、この上昇した作動室内の圧力を開放する機構を有していないので、上昇した圧力により圧縮機の圧縮機構が破壊してしまうという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記点に鑑み、インジェクションサイクルにおいて、作動室内の圧力の異常上昇による圧縮機構の破壊を防止することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜４に記載の発明では、作動室（Ｖｃ）内の冷媒が気液分離器（６３）内に流れ込むことを防止する逆止弁（７１、７２）を気液分離器（６３）とインジェクションポート（６６、６７）との間に設け、さらに、作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力が所定圧力に達したときに、作動室（Ｖｃ）内の冷媒を作動室（Ｖｃ）外に放出するリリーフ弁（５０、５１）を設けることを特徴とする。請求項１に記載の発明では、さらにハウジング（４）には、弁ポート（８０）が形成され、この弁ポート（８０）は、インジェクションポート（６６）と同軸に設けられており、リリーフ弁（５０、５１）の弁体（８４ｂ）および逆止弁（７１、７２）の弁体（８４ａ）が、弁ポート（８０）内で、その軸方向に摺動可能に配置され、作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力が前記所定圧力に達したとき、逆止弁（７１、７２）の弁体（８４ａ）がリリーフ弁（５０、５１）の弁体（８４ｂ）に作用して、作動室（Ｖｃ）内の冷媒が作動室（Ｖｃ）外に放出されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のインジェクションサイクルにおいて、逆止弁（７１、７２）とリリーフ弁（５０、５１）は、ハウジング（４）に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、逆止弁（７１、７２）は、逆止弁体（８４ａ）により穴（８４ｆ）を閉塞することにより作動室（Ｖｃ）から前記気液分離器（６３）内へ冷媒が流れ込むことを防止する。また、リリーフ弁（５０、５１）は、作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力によりリリーフ弁体（８４ｂ）を移動させてリリーフ弁口（８０ｅ）を開くことにより作動室（Ｖｃ）内の冷媒を作動室（Ｖｃ）外に放出することを特徴とする。請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のインジェクションサイクルにおいて、リリーフ弁（５０、５１）は、所定圧力に達した作動室（Ｖｃ）内の冷媒を気液分離器（６３）に還流させることを特徴とする。
【００１０】
次に作用効果を述べる。
請求項１〜４に記載の発明によれば、作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力が所定圧力に達したときに、作動室（Ｖｃ）内の冷媒を作動室（Ｖｃ）外へ放出するので、作動室（Ｖｃ）内の圧力上昇を所定圧力以下に抑制することができる。したがって、圧縮機構（１）の破損等の不具合を防止できるとともに、インジェクションサイクルの安全性の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、逆止弁（７１、７２）およびリリーフ弁（５０、５１）が圧縮機構（１）のハウジング（４）に設けられているので、逆止弁（７１、７２）およびリリーフ弁（５０、５１）を圧縮機構（１）と別体に設けたものに比べて、インジェクションサイクル全体の機器構成が単純になる。したがって、逆止弁（７１、７２）およびリリーフ弁（５０、５１）を接続する配管およびジョイント類が不必要となるので、インジェクションサイクルの構成部品点数の増加抑制して、請求項１または２に記載の効果を得ることができる。
【００１３】
また、配管接続部の増加を抑制することができるので、組付け工数の増加による製造原価の上昇の抑制を図ることができるとともに、インジェクションサイクル全体として配管接続部からの冷媒漏れ発生率の増加を抑制することができ、請求項１に記載の効果と相まって、インジェクションサイクル信頼性の向上を図ることができる。請求項４に記載の発明によれば、また、リリーフ弁（５０、５１）は、作動室（Ｖｃ）内の冷媒を気液分離器（６３）に還流させることによって作動室（Ｖｃ）内圧力の上昇を抑制しているので、インジェクションサイクル機器外部（具体的には、大気中等）に放出するものに比べて、リリーフ弁（５０、５１）が作動した後であってもインジェクションサイクル内の冷媒量が減少しない。したがって、リリーフ弁（５０、５１）作動後に圧縮機構（１）を再起動させた場合の冷媒量不足によるインジェクションサイクルの動作不良等の不具を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。（第１実施形態）最初にスクロール型圧縮機を用いたインジェクションサイクルを図２を用いて説明する。
【００１５】
７０は、インジェクションサイクルの圧縮機機構をなすスクロール型圧縮機（一点鎖線に囲まれた部分）を簡略して描いたもので、このスクロール型圧縮機（以下、単に圧縮機と呼ぶ。）７０で圧縮された気相冷媒は、吐出口６９から吐出されて冷媒の凝縮（液化）手段をなす凝縮器６１に圧送される。６２は凝縮器６１で液化された冷媒を減圧する第１絞り弁（第１減圧器）で、６３は第１絞り弁で減圧され気液２相状態となった冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する気液分離器である。
【００１６】
６４は気液分離器６３で分離された液相冷媒を減圧する第２絞り弁（第２減圧器）であり、この第２絞り弁で減圧された霧化状態の冷媒は、空気冷却手段をなす蒸発器６５に流れ込み蒸発する。そして、蒸発（気化）した冷媒は、圧縮機７０の吸入口６８から吸入され再び圧縮される。因みに、両絞り弁６２、６４は固定絞り型の絞り弁である。
【００１７】
また、気液分離器６３で分離された気相冷媒は、後述する圧縮機７０に設けられた中間圧室７３、逆止弁７１、７２およびインジェクションポート６６、６７を経て圧縮機７０内に噴射（インジェクション）される。５０、５１は圧縮機７０内圧力が異常上昇した場合に、気液分離器６３に圧縮機７０内の高圧冷媒を還流させるリリーフ弁である。なお、この気相冷媒の噴射（ガスインジェクション）についての詳細は後述する。
【００１８】
図１は、上述のインジェクションサイクル（図２）を自動車用空調装置に適用した場合の圧縮機７０の詳細構造を示す断面図である。
５はフロントハウジングで、このフロントハウジング５内に圧入された軸受３０によりクランク軸１が回転可能に支持されている。このクランク軸１は一端側に連結される図示されていない電磁クラッチを介して走行用エンジンにより駆動力を得て回転するように構成されている。なお、クランク軸１を電磁クラッチを介さないで直接電動モータ等によって駆動してもよい。
【００１９】
また、クランク軸１の他端側には、クランク機構を形成するクランク部１ａがクランク軸１の回転中心より所定量偏心した位置に設けられており、このクランク部１ａには、軸受３１を介して渦巻き状の歯部７４と端板部７５とから構成された可動スクロール２が回転可能に支持されている。したがって、可動スクロール２は、クランク軸１の回転に伴ってその偏心量を公転半径としてクランク軸１周りを公転運動する。ここで、クランク部１ａは、駆動キーと、この駆動キーが挿入されるキー溝が形成されたブッシュとからなる周知の可変偏心機構を有する従動クランク機構としても良い。
【００２０】
なお、クランク部１ａには、可動スクロール２およびクランク部１ａの公転に伴う振動を相殺するバランサ３が設けられている。
また、１０はクランク軸１とフロントハウジング５との隙間を密閉して圧縮機７０内の冷媒（および冷媒に混合された潤滑油）が圧縮機７０外に漏れ出すことを閉止する軸封装置で、サークリップ（止め輪）４３によってフロントハウジング５内に固定されている。４は、渦巻き状の歯部７６と端板部７７とから構成された固定スクロールで、この固定スクロール４は、その歯部７６が可動スクロール２の歯部７４と噛み合うようにしてフロントハウジング５に図示されていないボルトにて固定されている。
【００２１】
そして、両スクロール２、４の歯部７４、７６および端板部７５、７７によって冷媒が吸入圧縮される複数個の作動室Ｖｃが形成される。１１、１２は作動室Ｖｃの密閉性を確保するチップシールで、このチップシール１１、１２により歯部７４、７６およびこれらに接する端板部７７、７５間をシールする。
６は軸受３１周りの可動スクロール２の自転を防止する自転防止機構で、この自転防止機構６は、フロントハウジング５および可動スクロール２の端板部７５に固定された一対のリング部材６ａと、両リング部材６ａ間に挟まれたボール６ｂとから構成されている。
【００２２】
また、固定スクロール４の端板部７７の略中央部には、圧縮された冷媒を作動室Ｖｃから吐出する吐出口６９が形成されており、この吐出口６９の端板部７７側には、作動室Ｖｃ内への冷媒の逆流を防止する吐出弁８および吐出弁８の最大開度を規制する弁ストッパ９が、ボルト４２によって端板部７７に固定されている。
【００２３】
そして、固定スクロール４の端板部７７の所定の位置には、所定の圧縮工程中の作動室Ｖｃ内に気液分離器６３で分離された気相冷媒を噴射するインジェクションポート６６、６７が形成されており、両インジェクションポート６６、６７には、作動室Ｖｃ外への冷媒の逆流を防止する逆止弁７１、７２が設けられている。なお、図２から明らかなように、逆止弁７１、７２は端板部７７内に組付けられており、両逆止弁７１、７２は同一構造である。
【００２４】
また、両逆止弁７１、７２と隣接してリリーフ弁５０、５１が、固定スクロール４の端板部７７に設けられており、これら両リリーフ弁５０、５１は同一構造である。なお、両逆止弁７１、７２および両リリーフ弁５０、５１の詳細構造は後述する。
さらに、固定スクロール４の端板部７７には、リアプレート７が図示されていないボルトによって組付けられており、このリアプレート７と端板部７７とによって密閉空間が形成されている。この密閉空間は、図２、３に示すように、吐出口６９から吐出した冷媒の脈動の平滑化を行う吐出室Ｖｄと、両インジェクションポート６６、６７に中間圧冷媒を分配するとともに中間圧冷媒の圧力脈動を平滑化する中間圧室７３とに分割されている。なお、吐出室Ｖｄはリアプレート７に設けられた図示されていない吐出ポートを通過して凝縮器６１と連通している。
【００２５】
また、中間圧室７３の平面形状は、図３の斜線部に示すように円弧状に形成されており、気液分離器６３で分離された気相冷媒をこの中間圧室７３に導入する中間ポート９０がリアプレート７に設けられている。この中間ポート９０は、中間ポート９０から中間圧室７３を経て両インジェクションポート６６、６７まで至る冷媒流路の流路抵抗が等しくなるように、平面円弧状の中間圧室７３の円弧中央部に設けられている。
【００２６】
ところで、図４は両インジェクションポート６６、６７から作動室Ｖｃ内に冷媒を噴射している状態の逆止弁７１、７２および両リリーフ弁５０、５１の拡大図である。図４に示すように、固定スクロール４の端板部７７には、３つ段付き部８０ｂ、８０ｃ、８０ｄを有する円柱状の弁ポート８０が形成されており、この弁ポート８０はインジェクションポート６６と同軸に設けられている。
【００２７】
また、各段付き部８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ内径は、大きいものから順に８０ｂ、８０ｃ、８０ｄであり、インジェクションポート６６は、その内径が最も内径の小さい段付き部８０ｄより小さくなるように形成されている。
なお。段付き部８０ｂは、後述するスプール弁体８４ｂの作動室Ｖｃ方向の移動を規制するストッパをなし、段付き部８０ｂの段付き部８０ｃの内径部はスプール弁体８４ｂの弁口（リリーフ弁口）８０ｅをなしている。また、段付き部８０ｃは後述するスプール弁体８４ａの作動室Ｖｃ方向の移動を規制するストッパをなしている。
【００２８】
そして、８４ａ、８４ｂは、テフロン等の樹脂または金属製の外径の異なる円柱状のスプール弁体で、両スプール弁体８４ａ、８４ｂは弁ポート８０内で、その軸方向に摺動可能に配置されている。また、両スプール弁体８４ａ、８４ｂのうち外径の小さいスプール弁体８４ａ（逆止弁体）は逆止弁７１、７２の弁体をなし、外径の大きいスプール弁体８４ｂ（リリーフ弁体）はリリーフ５０、５１の弁体をなしている。
【００２９】
また、８６ａはスプール弁体８４ａに初期荷重を与えるコイルスプリングで、このコイルスプリング８６ａは、後述するスプール弁体８４ａの止まり穴８４ｄに挿入されている。８５は両スプール弁体８４ａ、８４ｂが弁ポート８０から脱落することを防止するストッパで、スプール弁体８４ｂは、スプール弁体８４ｂとストッパ８５との間に配置されたコイルスプリング８６ｂにより所定の設定力で弁口８０ｅに押しつけられている。
【００３０】
ストッパ８５の中央部には、その軸方向に貫通した冷媒通路をなす穴８５ａが形成されており、中間圧室７３側の穴８５ａには六角穴８５ｂが形成されている。また、ストッパ８５の円周側面にはおねじ部が形成されており、固定スクロール４の端板部７７に、そのおねじ部によってねじ固定されている。
なお、スプール弁体８４ａの円柱側面には、図５に示すように、作動室Ｖｃ内に噴射される冷媒通路をなす２本の溝８４ｃが形成され、スプール弁体８４ａの中央部には、コイルスプリング８６ａが挿入される止まり穴８４ｄが形成されている。また、スプール弁体８４ｂの円柱側面には、図６に示すように、両リリーフ５０、５１の作動時に冷媒通路をなす２本の溝８４ｅが形成され、スプール弁体８４ａの中央部には、スプール弁体８４ａを軸方向に貫通して作動室Ｖｃ内に噴射される冷媒の通路をなす穴８４ｆが形成されている。
【００３１】
次に、本実施形態の作動について述べる。
先ず、上述のインジェクションサイクル（図２）を図７に示されるモリエル線図に則してインジェクションサイクルの作動を説明する。
図７の横軸は比エンタルピを示しており、縦軸は圧力を示している。圧縮機７０で圧縮され高温高圧になった気相冷媒が凝縮器６１を通過する際に冷却されて液化し、第１絞り弁６２によって中間圧力まで減圧されて霧状冷媒となる。この状態で気液分離器６３に導かれた冷媒は蒸発と凝縮とによる熱の授受を行って気液２相に分かれた状態となる。
【００３２】
そして、気相冷媒は中間圧室７３にて、その圧力脈動を平滑された後、逆止弁７１、７２を通過して圧縮機７０のインジェクションポート６６、６７より作動室Ｖｃ内に噴射される。一方、液相冷媒は第２絞り弁６４によってさらに減圧され、蒸発器６５を通過する際に、その蒸発潜熱により空気を冷却する。その後、蒸発（気化）した気相冷媒は圧縮機７０よに吸入され、インジェクションポート６６、６７より作動室Ｖｃ内に噴射された中間圧冷媒とともに再び圧縮される。
【００３３】
次に、圧縮機７０の作動について述べる。
図８〜図１１は固定スクロール４に対する可動スクロール２の相対位置を、吸入完了状態から公転角度約９０度毎に示している。
図８に示されているように、圧縮機７０は、同圧（同体積）の作動室Ｖｃ（図８の状態ａ１）が同時に２つ形成される。そして、可動スクロール２の公転にとともに作動室Ｖｃは、状態ｂ１（図９）、状態ｃ１（図１０）、状態ｄ１（図１１）の順に、その体積を縮小させて作動室Ｖｃ内圧力を高めながら中央部に移動していく。そして、作動室Ｖｃ内の圧力が凝縮器６１内の圧力を上回ったとき、吐出弁８を押し開き、作動室Ｖｃ内の冷媒は吐出口６９より吐出室Ｖｄ内に吐出される。
【００３４】
また、図１２〜図１５は、インジェクションポート６６、６７が閉じた状態から公転角度約９０度毎に再びインジェクションポート６６、６７が閉じるまでを示しており、図１２はインジェクションポート６６、６７が閉じた状態を示している。そして、可動スクロール２の公転が進むとインジェクションポート６６、６７は図１３、１４、１５に示されるように開く。
【００３５】
このとき、インジェクションポート６６、６７が連通している作動室Ｖｃに着目すれば、状態ａ２（図１２）、状態ｂ２（図１３）、状態ｃ２（図１４）、状態ｄ２（図１５）にの順に示されるように、次第にその体積を縮小させて作動室Ｖｃ内圧力を高めている。
したがって、インジェクションポート６６、６７が開いた後、作動室Ｖｃ内圧力が中間圧室７３内圧力（気液分離器６３内圧力）より低いときは、図４に示すように、中間圧室７３内圧力によりスプール弁体８４ａを作動室Ｖｃ側に移動させる。そして、気液分離器６３で分離された気相冷媒がストッパ８５の穴８５ａ、コイルスプリング８６ｂ、スプール弁体８４ｂの穴８４ｆおよびスプール弁体８４ａの溝８４ｃを経て、インジェクションポート６６、６７より作動室Ｖｃ内に噴射される。なお、噴射される気相冷媒は、中間圧室７３内にてその圧力脈動を平滑化された後、作動室Ｖｃ内に噴射される。
【００３６】
そして、作動室Ｖｃ内圧力が気液分離器６３内圧力を上回ると、図１６に示すように、圧力差によりスプール弁体８４ａが中間圧室７３側に移動し、スプール弁体８４ｂの穴８４ｆを閉塞する。したがって、作動室Ｖｃ内への気相冷媒の噴射が終了する。ここで、仮に逆止弁７１、７２が設けられていない場合には、作動室Ｖｃ内圧力が気液分離器６３内圧力より高いので、作動室Ｖｃ内の高圧冷媒が中間圧室７３を経て気液分離器６３内に逆流するという不具合が発生する。
【００３７】
なお、気液分離器６３内圧力は、インジェクションサイクルの負荷条件によって変動するので、作動室Ｖｃ内への噴射時間も負荷条件によって変動する。
ところで例えば、圧縮機１の起動時等の圧縮機１および冷媒が冷えた状態で圧縮機１が可動し始めたときに、作動室Ｖｃ内に液相冷媒が残留していると作動室Ｖｃ内圧力が異常に上昇する。このとき作動室Ｖｃ内圧力が所定圧力に達すると、スプール弁体８４ｂに作用する作用力がコイルスプリング８６ｂの設定荷重を上回るので、スプール弁体８４ｂが、図１７に示すように、中間圧室７３側に移動し、段付き部８０ｂに形成された弁口８０ｅ（図４参照）を開く。これにより、作動室Ｖｃ内の冷媒は、インジェクションポート６６、６７、溝８４ｃ、８４ｅおよび穴８５ａを経て気液分離器６３に還流する。
【００３８】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態に係るインジェクションサイクルによれば、作動室Ｖｃ内の冷媒圧力が所定圧力に達したときに、作動室Ｖｃ内の冷媒を作動室Ｖｃから気液分離器に還流させるので、作動室Ｖｃ内の圧力上昇を所定圧力以下に抑制することができる。したがって、圧縮機１の破損等の不具合を防止できるとともに、インジェクションサイクルの安全性の向上を図ることができる。
【００３９】
また、リリーフ弁５０、５１は、作動室Ｖｃ内の冷媒を作動室Ｖｃから気液分離器に還流させることによって作動室Ｖｃ内圧力の上昇を抑制しているので、インジェクションサイクル機器外部（具体的には、大気中等）に放出するものに比べて、リリーフ弁５０、５１が作動した後であってもインジェクションサイクル内の冷媒量が減少しない。したがって、リリーフ弁５０、５１作動後に圧縮機１を再起動させた場合の冷媒量不足によるインジェクションサイクルの動作不良、および冷媒中に混合した圧縮機１の潤滑油不足による圧縮機１の焼き付き等の不具を防止することができる。
【００４０】
また、逆止弁７１、７２およびリリーフ弁５０、５１が固定スクロール４の端板部７７内に設けられているので、逆止弁７１、７２およびリリーフ弁５０、５１を圧縮機１と別体に設けたものに比べて、インジェクションサイクル全体の機器構成が単純になる。したがって、逆止弁７１、７２およびリリーフ弁５０、５１を接続する配管およびジョイント類が不必要となるので、インジェクションサイクルの構成部品点数の増加抑制して、上記効果を得ることができる。
【００４１】
また、配管接続部の増加を抑制することができるので、組付け工数の増加による製造原価の上昇の抑制を図ることができるとともに、インジェクションサイクル全体として配管接続部からの冷媒漏れ発生率の増加を抑制することができ、上記効果と相まって、インジェクションサイクル信頼性の向上を図ることができる。
【００４２】
また、気相冷媒は中間圧室７３にて、その圧力脈動を平滑された後、インジェクションポート６６、６７より作動室Ｖｃ内に噴射されるので、噴射時間（インジェクションポート６６、６７が開口している時間）内は安定的に作動室内に冷媒が噴射される。したがって、噴射時間（インジェクションポート６６、６７が開いている時間）に対して実際に作動室内に噴射された冷媒量が所望量を下回って、その結果、所望のサイクル効率向上が達成できないという不具合を防止できるので、所望のサイクル効率向上を図ることができる。
【００４３】
また、中間圧室７３は圧縮機７０の内部（リアプレート７と固定スクロール４の端板部７７との間の空間）に形成されているので、気液分離器６３と圧縮機７０との間に新たに圧力脈動を平滑化するチャンバー（部屋）を設けなくても良い。したがって、配管ジョイント等の構成部品の増加、製造原価の上昇等を抑制してサイクル効率の向上を図ることができる。
【００４４】
また、中間ポート９０は、中間ポート９０から中間圧室７３を経て両インジェクションポート６６、６７まで至る冷媒流路の流路抵抗が等しくなるように中間圧室７３の円弧状平面の中央部に設けられているので、両インジェクションポート６６、６７から均等に２つの作動室Ｖｃ内に冷媒を噴射することができる。したがって、２つの作動室Ｖｃ内の圧力が均等に上昇するので、両スクロール２、４の歯部７４、７６および軸受３０、３１に不適正が荷重が作用することを抑制することができる。したがって、それらの構成部品の損傷およびこれに伴う作動不良を防止することができる。さらに、２つの作動室Ｖｃ内に均等に冷媒が噴射されるので、２つの作動室Ｖｃ内に不均等に冷媒が噴射された場合に比べて、サイクル効率の向上を図ることができる。
【００４５】
また、インジェクションポート６６、６７が形成されている固定スクロール４の端板部７７に逆止弁７１、７２が設けられているので、作動室Ｖｃから逆止弁７１、７２までのデットボリュームを極めて小さくすることができる。したがって、デットボリューム分の冷媒を吐出する仕事量（デットボリュームと吐出圧力との積）分を減らすことができるので、圧縮機７０の動力損失の低減を図ることができる。
【００４６】
また、冷媒は中間圧室７３を介してインジェクションポート６６、６７に導かれるので、圧縮機７０に中間圧冷媒を導く中間ポート９０を１つとすることができる。したがって、圧縮機７０の加工工数の低減を図ることができるので、圧縮機７０の製造原価の低減を図ることができる。
（第２実施形態）
本実施形態は、インジェクションポートを４つとしたものである。
【００４７】
図１８は圧縮機７０の概略図であり、弁ポート８０の内径内に２つのインジェクションポートを形成したものである。
本実施形態では、インジェクションポート数が上述の実施形態に比べて増加しているので、冷媒がインジェクションポートを通過する際の圧力損失を小さくすることができる。したがって、気液分離後の中間圧冷媒の有する圧力エネルギーを有効に圧縮機７０の圧縮仕事に利用することができるので、サイクル効率の向上をさらに図ることができる。
【００４８】
（第３実施形態）
本実施形態は、本発明に係るインジェクションサイクルを液相冷媒を作動室Ｖｃ内に噴射するリキッドインジェクションサイクルに適用したものである。
図１９は本実施形態に係るリキッドインジェクションサイクルの概略図を示しており、気液分離器６３で分離された液相冷媒を作動室Ｖｃ内に噴射することを特徴としており、その他の構成は図２に示すインジェクションサイクルと同じである。したがって、気液分離器６３の冷媒取り出し口位置の変更によってリキッドインジェクションサイクルを構成することができる。
【００４９】
すなわち、小規模変更によってリキッドインジェクションサイクルにおいても上述のインジェクションサイクルと同様な効果を得ることができる。
ところで、本発明に係るインジェクションサイクルの圧縮機は、スクロール型圧縮機に限定されるものではなく、ベーンロータ式、クランク式等の他の圧縮機においても実施することができる。
【００５０】
また、逆止弁７１、７２の配置位置は、圧縮機１の固定スクロール４に限られるものではなく、中間圧室７３または圧縮機１の外部に設けてもよい。
また、上述の実施形態では、逆止弁７１、７２をインジェクションポート６６、７７にそれぞれ独立に設けていたが、逆止弁を１つとして逆止弁通過後、各インジェクションポート６６、７７に冷媒を分配するようにしても本発明を実施することができる。
【００５１】
また、リリーフ弁５０、５１の配置位置は、圧縮機１の固定スクロール４に限られるものではなく、中間圧室７３または圧縮機１の外部に設けてもよい。
また、上述の実施形態では、リリーフ弁５０、５１をインジェクションポート６６、７７にそれぞれ独立に設けていたが、逆止弁を１つとしても本発明を実施することができる。
【００５２】
また、上述の実施形態では、所定圧力に達した作動室Ｖｃ内の冷媒は、リリーフ弁５０、５１によって気液分離器６３内に還流させていたが、気液分離器６３内に還流させずに大気中等に放出しても本発明を実施することができる。
さらに、上述の実施形態では、逆止弁７１、７２およびリリーフ弁５０、５１を固定スクロール４の端板部７７内に一体的隣接して設けたが、両弁を所定距離隔てて別体的に配置しても本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るガスインジェクションサイクルに使用されるスクロール型圧縮機の断面図である。
【図２】本実施形態に係るガスインジェクションサイクルの概略構成図である。
【図３】中間ポート室の形状を示す説明図である。
【図４】逆止弁およびリリーフ弁の拡大図である。
【図５】逆止弁のスプール弁体の拡大図である。
【図６】リリーフ弁のスプール弁体の拡大図である。
【図７】インジェクションサイクルの説明用モリエル線図である。
【図８】冷媒吸入完了時の可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図９】図８の状態から公転角度９０度進んだ可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図１０】図９の状態から公転角度９０度進んだ可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図１１】図１０の状態から公転角度９０度進んだ可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図１２】インジェクションポートが閉じた時の可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図１３】図１２の状態から公転角度９０度進んだ可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図１４】図１３の状態から公転角度９０度進んだ可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図１５】図１４の状態から公転角度９０度進んだ可動スクロールおよび固定スクロールの状態を示す状態図である。
【図１６】逆止弁の閉状態を示す拡大図である。
【図１７】リリーフ弁の開状態を示す拡大図である。
【図１８】第２実施形態に係る圧縮機の概略構成図である。
【図１９】第３実施形態に係るリキッドインジェクションサイクルの概略構成図である。
【符号の説明】
２…可動スクロール、４…固定スクロール、５０、５１…リリーフ弁、
６１…凝縮器、６２…第１絞り弁（第１減圧器）、６３…気液分離器、
６４…第２絞り弁（第２減圧器）、６５…蒸発器、
６６、６７…インジェクションポート、６８…吸入口、６９…吐出口、
８０…弁ポート、８４ａ、８４ｂ…スプール弁体、
７０…スクロール型圧縮機、７７…端板部、
８６ａ、８６ｂ…コイルスプリング、７１、７２…逆止弁、
７３…中間圧室、９０…中間ポート。

Claims (4)

1. 空間を仕切るハウジングを有し、そのハウジング（４）で仕切られた作動室（Ｖｃ）の体積を縮小させることにより、その作動室（Ｖｃ）内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構（１）と、
   前記圧縮機構（１）で圧縮された気相冷媒を凝縮する凝縮器（６１）と、
   前記凝縮器（６１）で凝縮された冷媒を中間圧まで減圧する第１減圧器（６２）と、
   前記第１減圧器（６２）で減圧された気液２相状態の冷媒を気液分離する気液分離器（６３）と、
   前記気液分離器（６３）で分離された気相冷媒を減圧する第２減圧器（６４）と、
   前記第２減圧器（６４）で減圧された冷媒を蒸発させて被冷却媒体を冷却する蒸発器（６５）と、
   前記気液分離器（６３）で分離された気相または液相冷媒を前記圧縮機構（１）の圧縮行程途中の前記作動室（Ｖｃ）内に噴射するインジェクションポート（６６、６７）と、
   前記気液分離器（６３）と前記インジェクションポート（６６、６７）との間に配置され、前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒が前記気液分離器（６３）内に流れ込むことを防止する逆止弁（７１、７２）と、
   前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力が所定圧力に達したときに、前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒を前記作動室（Ｖｃ）外に放出するリリーフ弁（５０、５１）とを有し、
   前記ハウジング（４）には、弁ポート（８０）が形成され、この弁ポート（８０）は、前記インジェクションポート（６６）と同軸に設けられており、
   前記リリーフ弁（５０、５１）の弁体（８４ｂ）および前記逆止弁（７１、７２）の弁体（８４ａ）が、前記弁ポート（８０）内で、その軸方向に摺動可能に配置され、前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力が前記所定圧力に達したとき、前記逆止弁（７１、７２）の弁体（８４ａ）が前記リリーフ弁（５０、５１）の弁体（８４ｂ）に作用して、前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒が前記作動室（Ｖｃ）外に放出されることを特徴とするインジェクションサイクル。
2. 前記逆止弁（７１、７２）と前記リリーフ弁（５０、５１）は、前記ハウジング（４）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインジェクションサイクル。
3. 空間を仕切るハウジングを有し、そのハウジング（４）で仕切られた作動室（Ｖｃ）の体積を縮小させることにより、その作動室（Ｖｃ）内に吸入された冷媒を圧縮する圧縮機構（１）と、
   前記圧縮機構（１）で圧縮された気相冷媒を凝縮する凝縮器（６１）と、
   前記凝縮器（６１）で凝縮された冷媒を中間圧まで減圧する第１減圧器（６２）と、
   前記第１減圧器（６２）で減圧された気液２相状態の冷媒を気液分離する気液分離器（６３）と、
   前記気液分離器（６３）で分離された気相冷媒を減圧する第２減圧器（６４）と、
   前記第２減圧器（６４）で減圧された冷媒を蒸発させて被冷却媒体を冷却する蒸発器（６５）と、
   前記気液分離器（６３）で分離された気相または液相冷媒を前記圧縮機構（１）の圧縮行程途中の前記作動室（Ｖｃ）内に噴射するインジェクションポート（６６、６７）と、
   前記気液分離器（６３）と前記インジェクションポート（６６、６７）との間に配置され、前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒が前記気液分離器（６３）内に流れ込むことを防止する逆止弁（７１、７２）と、
   前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力が所定圧力に達したときに、前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒を前記作動室（Ｖｃ）外に放出するリリーフ弁（５０、５１）とを有するインジェクションサイクルであって、
   前記逆止弁（７１、７２）と前記リリーフ弁（５０、５１）は、前記ハウジング（４）に設けられ、
   前記逆止弁（７１、７２）は前記リリーフ弁（５０、５１）より前記作動室（Ｖｃ）側に配置されており、
   前記ハウジング（４）に形成され、冷媒が流れる前記リリーフ弁（５０、５１）のリリーフ弁口（８０ｅ）と、
   前記リリーフ弁口（８０ｅ）を開閉するリリーフ弁体（８４ｂ）と、
   前記リリーフ弁体（８４ｂ）を前記リリーフ弁口（８０ｅ）に押し付ける弾性部材（８６ｂ）と、
   前記リリーフ弁体（８４ｂ）に形成され、前記リリーフ弁体（８４ｂ）を冷媒が貫流する穴（８４ｆ）と、
   前記穴（８４ｆ）を開閉する逆止弁体（８４ａ）とを有し、
   前記逆止弁（７１、７２）は、前記逆止弁体（８４ａ）により前記穴（８４ｆ）を閉塞することにより前記作動室（Ｖｃ）から前記気液分離器（６３）内に冷媒が流れ込むことを防止し、
   前記リリーフ弁（５０、５１）は、前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒圧力により前記リリーフ弁体（８４ｂ）を移動させて前記リリーフ弁口（８０ｅ）を開くことにより前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒を前記作動室（Ｖｃ）外に放出することを特徴とするインジェクションサイクル。
4. 前記リリーフ弁（５０、５１）は、所定圧力に達した前記作動室（Ｖｃ）内の冷媒を前記気液分離器（６３）に還流させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のインジェクションサイクル。

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