JP4651567B2

JP4651567B2 - スクロール圧縮機

Info

Publication number: JP4651567B2
Application number: JP2006092692A
Authority: JP
Inventors: 誠間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: JP2006177373A

Description

この発明は固定スクロールと揺動スクロールとを噛み合わせて圧縮を行うスクロール圧縮機に関するものである。

従来のスクロール圧縮機は例えば特開平４−１２１４８１号公報（Ｆ０４Ｃ１８／０２）に示される如く、固定スクロールの鏡板に圧縮空間の冷媒を低圧側に逃がすパワーセーブ孔が設けられており、このパワーセーブ孔は圧縮空間に連通する第１の孔と低圧側に連通する第２の孔とで形成されていた。そして、固定スクロールの鏡板の反ラップ側の面にはカバーを設け、このカバーには第１の孔と第２の孔を開閉する板状のバルブを収納していた。

そして、全負荷運転時には、高圧冷媒をバルブに背圧として加え、固定スクロール側に押圧して第１の孔と第２の孔との連通を遮断し、圧縮空間内に流入した冷媒が低圧側に戻らないようにする。一方、軽負荷運転時には高圧冷媒がバルブに加わらないようにして、スプリングによりバルブを押し上げ、圧縮空間内に流入した冷媒が第１の孔から第２の孔を通って低圧側にリークするようにし、冷凍能力が負荷に見合った能力になるようにパワーセーブすることで、容量制御を行う構成とされていた。

更に、この種スクロール圧縮機では、冷媒回路の受液器内の液冷媒をリキッドインジェクション用の配管に導き、キャピラリチューブにより減圧してスクロール圧縮要素の中間圧部に戻し、蒸発させることによって圧縮機の冷却を行っていた。

この場合、固定スクロールには更にインジェクション孔が形成され、固定スクロールに取り付けられるカバーにこのインジェクション孔に連通するリキッドインジェクション通路が形成される。そして、密閉容器には接続管が取り付けられ、一端をカバーのリキッドインジェクション通路に連通すると共に、他端を外部に突出させて受液器からのリキッドインジェクション用の配管に接続する構成とされていた。（例えば、特許文献１参照）
特開平４−１２１４８１号公報

そして更に、この種スクロール圧縮機では固定スクロールの吐出孔に吐出マフラーを取り付けるものもあるが、従来では上記のような容量制御（パワーセーブ）用のカバーやリキッドインジェクション用のカバー、及び、吐出マフラーが別個に固定スクロールに取り付けられていたため、部品点数と組立工数の増加による生産コストの高騰を引き起こしていた。

また、この種スクロール圧縮機は、駆動手段の運転により、或いは、各スクロールの摺動によって発熱を生じるが、負荷の状況によってはこの発熱によってスクロール圧縮機の温度が異常に上昇し、駆動手段の絶縁不良やスクロールの焼き付き生じる場合がある。

そのため、従来よりこの種スクロール圧縮機には最も温度の高い吐出温度を検出するための温度検出装置が取り付けられ、この温度検出装置により、リキットインジェクションの流量を制御しているが、リキットインジェクション用の接続配管内で液冷媒がガス化することにより十分な冷却効果が得られない場合がある。

本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、容量制御やリキッドインジェクションなどを行うための構造を簡素化し、且つ、リキッドインジェクションの効果が十分に得られるようにしたスクロール圧縮機を提供することを目的とする。

本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器内にスクロール圧縮要素と駆動手段を収納すると共に、スクロール圧縮要素を、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、この固定スクロールと噛み合う鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成し、駆動手段により揺動スクロールを固定スクロールに対して公転させ、揺動スクロールと固定スクロールとで形成された複数の圧縮空間を外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮を行うものであって、圧縮空間及び密閉容器の低圧側にそれぞれ連通して固定スクロールに形成されたセーブ孔及び戻し孔と、圧縮空間に連通して固定スクロールに形成されたインジェクション孔と、固定スクロールに形成された吐出孔と、固定スクロールの鏡板のラップとは反対側に取り付けられたカバーとを備え、このカバーには、吐出孔に連通する吐出マフラー室と、この吐出マフラー室と密閉容器の高圧側とを連通する吐出通路と、セーブ孔と戻し孔を連通する連通路と、この連通路内に位置し、背圧により動作してセーブ孔及び戻し孔を開閉する容量制御弁と、この容量制御弁に背圧を加えるための背圧通路と、インジェク
ション孔に連通するリキッドインジェクション通路とを形成すると共に、前記リキッドインジェクション通路に接続される接続管の内部に容積縮小部材が挿設されていることを特徴とするスクロール圧縮機。

本発明によれば、密閉容器内にスクロール圧縮要素と駆動手段を収納すると共に、スクロール圧縮要素を、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、この固定スクロールと噛み合う鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成し、駆動手段により揺動スクロールを固定スクロールに対して公転させ、揺動スクロールと固定スクロールとで形成された複数の圧縮空間を外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮を行うスクロール圧縮機において、圧縮空間及び密閉容器の低圧側にそれぞれ連通して
固定スクロールに形成されたセーブ孔及び戻し孔と、圧縮空間に連通して固定スクロールに形成されたインジェクション孔と、固定スクロールに形成された吐出孔と、固定スクロールの鏡板のラップとは反対側に取り付けられたカバーとを備え、このカバーには、吐出孔に連通する吐出マフラー室と、この吐出マフラー室と密閉容器の高圧側とを連通する吐出通路と、セーブ孔と戻し孔を連通する連通路と、この連通路内に位置し、背圧により動作してセーブ孔及び戻し孔を開閉する容量制御弁と、この容量制御弁に背圧を加えるための背圧通路と、インジェク
ション孔に連通するリキッドインジェクション通路とを形成したので、単一のカバーによって吐出マフラー室と容量制御及びリキッドインジェクション用の通路構造を構成することができるようになる。

これにより、部品点数と組立工数の削減を図り、生産コストの低減を達成することができるようになる。また、カバーに接続されるリキッドインジェクション用の接続配管の内部に容積縮小部材を挿設することにより、接続配管内での液冷媒のガス化を防ぐことが可能となり、リキッドインジェクションの冷却効果が十分に得られ、運転中の異常高温によるスクロール圧縮機に損傷が生じる不都合を的確に回避することが可能となる。

以上詳述した如く本発明によれば、密閉容器内にスクロール圧縮要素と駆動手段を収納すると共に、スクロール圧縮要素を、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、この固定スクロールと噛み合う鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成し、駆動手段により揺動スクロールを固定スクロールに対して公転させ、揺動スクロールと固定スクロールとで形成された複数の圧縮空間を外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮を行うスクロール圧縮機において、圧縮空間及び密閉容器の低圧側に
それぞれ連通して固定スクロールに形成されたセーブ孔及び戻し孔と、圧縮空間に連通して固定スクロールに形成されたインジェクション孔と、固定スクロールに形成された吐出孔と、固定スクロールの鏡板のラップとは反対側に取り付けられたカバーとを備え、このカバーには、吐出孔に連通する吐出マフラー室と、この吐出マフラー室と密閉容器の高圧側とを連通する吐出通路と、セーブ孔と戻し孔を連通する連通路と、この連通路内に位置し、背圧により動作してセーブ孔及び戻し孔を開閉する容量制御弁と、この容量制御弁に背圧を加えるための背圧通路と、インジェクション孔に連通するリキッドインジェクション通路とを形成したので、単一のカバーによって吐出マフラー室と容量制御及びリキッドインジェクション用の通路構造を構成することができるようになる。

これにより、部品点数と組立工数の削減を図り、生産コストの低減を達成することができるようになる。また、カバーとのリキッドインジェクション通路を形成する、ための接続配管内に容積縮小部材を挿設することにより、接続配管内での液冷媒のガス化を防ぐことが可能となり、リキッドインジェクションの冷却効果が十分に得られ、運転中の異常高温によりスクロール圧縮機に損傷が生じる不都合を的確に回避することが可能となるものである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明を適用したスクロール圧縮機Ｓの縦断側面図、図２はエンドキャップ１Ｂを外した状態の図１のスクロール圧縮機Ｓの一部切欠上面図、図３は図１のスクロール圧縮機Ｓのスクロール圧縮要素２部分の拡大断面図、図４は図１のスクロール圧縮機Ｓの容量制御弁８１部分の拡大断面図、図５は図１のスクロール圧縮機Ｓのリキッドインジェクション用の接続管８７部分の拡大断面図、図６は図１のスクロール圧縮機Ｓのカバー６３の下面図、図７は図１のスクロール圧縮機Ｓを適用した冷凍サイクルの冷媒回路図である。

各図において、１は密閉容器であり、この密閉容器１は円筒状の本体１Ａと、この本体１Ａの上下両端にそれぞれ溶接固定された椀状のエンドキャップ１Ｂ及びボトムキャップ１Ｃとから構成されている。そして、係る密閉容器１内には上側にスクロール圧縮要素２が、下側にこのスクロール圧縮要素２を駆動するための駆動手段としての電動要素３がそれぞれ収納されている。このスクロール圧縮要素２と電動要素３間の密閉容器１内には支持フレーム４が収納されており、この支持フレーム４には中央に回転軸５を軸支する軸受部６が下方に突出して形成されている。

前記スクロール圧縮要素２は、固定スクロール７と揺動スクロール８とで構成されている。固定スクロール７は、周囲を密閉容器１のエンドキャップ１Ｂの内面に焼嵌めされ、この密閉容器１内を高圧室９（高圧側）と低圧室１０（低圧側）とに区画する円板状の鏡板１１と、この鏡板１１の一方の面（下側の表面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線からなる渦巻き状のラップ１３とで構成されている。固定スクロール７の鏡板１１の中央部には密閉容器１内の高圧室９に連通する吐出孔１４が形成されている。そして、固定スクロール７はラップ１３の突出方向を下方とされる。

揺動スクロール８は円板状の鏡板１５と、この鏡板１５の一方の面（上側の表面）に立設されたインボリュート状、又は、これに近似した曲線からなる渦巻き状のラップ１６と、鏡板１５の他方の面（下側の面）の中央に突出形成されたボス孔部１７とで構成されている。そして、揺動スクロール８はラップ１６の突出方向を上方として、このラップ１６が固定スクロール７のラップ１３に１８０度回し、向かい合って噛み合うように配置され、内部のラップ１３、１６間に複数の圧縮空間１８を形成するようにしている。

１９は回転軸５の先端（上端）に設けられて揺動スクロール８のボス孔部１７内に挿入されるピン部で、このピン部１９の中心は回転軸５の軸心と偏心して設けられている。２０はオルダムリングであり、揺動スクロール８下側の支持フレーム４との間に位置している。このオルダムリング２０には相対向する位置に上側に突出して形成された一対のキー２１、２１と、これらキー２１、２１と９０度ずれた位置に相対向して形成された一対のキー溝２２、２２を有している（図１の断面の切断線はスクロール圧縮機Ｓの中心から９０度折曲しているものとする）。

一方、揺動スクロール８の他方の面（下側の面）周縁部には一対のキー溝２３、２３が形されており、このキー溝２３、２３内にオルダムリング２０のキー２１、２１が摺動自在に係合する。また、固定スクロール７の周縁部には断面略Ｌ字状の一対のキー部材２４、２４が下方に突出してネジ止めされており、このキー部材２４、２４がオルダムリング２０のキー溝２２、２２に摺動自在に係合する。このとき、キー部材２４、２４は支持フレーム４のスラスト軸受面２６より下方まで突出する。そして、このような係合関係によりオルダムリング２０は
揺動スクロール８を固定スクロール７に対して自転しないように円軌道上を公転させるものである。

前記支持フレーム４の中央部には前記揺動スクロール８を支持する前記スラスト軸受面２６が形成されており、このスラスト軸受面２６の外側は９０度ずれた位置で周縁部から内方に向かって４カ所切り欠かれ、これら４カ所の切欠部によってスラスト軸受面２６から外方及び下方に突出する取付腕部２８・・・が９０度位置がずれた状態でそれぞれ形成されている。そして、これら取付腕部２８・・・の周縁部の上面にはネジ孔２９がそれぞれ形成されている。

尚、この支持フレーム４の取付腕部２８・・・の外径、即ち、支持フレーム４の外径は密閉容器１の本体１Ａの内径よりも小さく設定されている。

一方、固定スクロール７の鏡板１１の周縁部にも前記支持フレーム４のネジ孔２９に対応する位置にネジ孔３３が貫通形成されている。そして、ネジ３６をネジ孔３３に挿入し、支持フレーム４のネジ孔２９に螺合させることにより、固定スクロール７は支持フレーム４に固定される。これにより、支持フレーム４は固定スクロール７を介して密閉容器１のエンドキャップ１Ｂに固定されることになる。

他方、前記電動要素３は固定子（ステータ）３８と、この固定子３８内で回転する回転子３９とから構成されており、この回転子３９の中心に前記回転軸５が嵌合され、回転子３９の一部を構成する。回転軸５先端のピン部１９下側には、支持フレーム４の軸受部６に軸支されるクランク部４１が形成されており、この回転軸５の下部（回転子３９の下方）は副軸受４２に軸支されている。この副軸受４２は密閉容器１の本体１Ａ内面に圧入されている。

この副軸受４２にはネジ孔４３が複数箇所貫通形成されており、電動要素３の固定子３８にもネジ孔４３に対応する位置に貫通孔４４が形成されている。更に、支持フレーム４の取付腕部２８・・・の下面にも貫通孔４４に対応する位置にネジ孔４６が形成されている。そして、ネジ４７を副軸受４２のネジ孔４３に挿入し、固定子３８の貫通孔４４を貫通させて支持フレーム４のネジ孔４６に螺合させることにより、副軸受４２と電動要素３及び支持フレーム４とは一体化され、電動要素３及び支持フレーム４は副軸受４２を介して密閉容器１の本体１Ａに固定されることになる。

密閉容器１の本体１Ａの側面には平坦な座押部４９が形成されている。この座押部４９は本体１Ａを外側から内方に向けて座押することによって構成されており、この座押部４９には電動要素３に結線されたターミナルＴが取り付けられる。

５１は密閉容器１の本体１Ａ下部に取り付けられた吸込管であり、この吸込管５１は電動要素３の下方で密閉容器１内の低圧室１０に連通している。５２は密閉容器１のエンドキャップ１Ｂに取り付けられた吐出管であり、この吐出管５２は密閉容器１内の高圧室９に連通している。そして、前記支持フレーム４の切欠部が低圧室１０からスクロール圧縮要素２の外側に冷媒を導く通路となる。

５４、５６は電動要素３の回転子３９の回転軸５に焼嵌め若しくは圧入によって取り付けられたバランサ（バランスウエイト）であり、上側のバランサ５４は回転軸５の軸心に対してピン部１９と対称の位置の回転子３９上端のコイルエンドより上側の回転軸５に取り付けられ、下側のバランサ５６はピン部１９と同じ側の回転子３９下端のコイルエンドと副軸受４２間の回転軸５に取り付けられている。

ここで、固定スクロール７の鏡板１１には、圧縮空間１８の冷媒を低圧室１０に逃がすパワーセーブ通路を構成するセーブ孔６６と戻し孔６７とが貫通形成されており、セーブ孔６６のラップ１３側の開口は圧縮空間１８に連通し、戻し孔６７のラップ１３側の開口は低圧室１０に連通している。尚、これらセーブ孔６６と戻し孔６７は１８０度ずれた位置にそれぞれ一対ずつ形成されている。また、これらセーブ孔６６及び戻し孔６７と９０度ずれた位置の鏡板１０には、インジェクション孔６８（図５）が貫通形成されており、このインジェクション孔６８のラップ１３側の開口は、中間圧となる圧縮空間１８に連通している。尚、このインジェクション孔６８も１８０度ずれた位置に二カ所形成されている。

また、固定スクロール７の鏡板１１の他方の面（ラップ１３とは反対側の上面）には、バッカーバルブ７０と板バネから成る吐出弁７１が取り付けられている。このバッカーバルブ７０と吐出弁７１は固定スクロール７の吐出孔１４に対応してネジ止めされており、吐出弁７１は常にはその弾性力で吐出孔１４を閉塞する。そして、吐出孔１４の圧力上昇に伴って上側に弾性変形し、吐出孔１４を開放する。

一方、６３は固定スクロール７の鏡板１１の他方の面にネジ止めされたカバーである。このカバー６３の下面中央には、図６に示すように所定容積の吐出マフラー室７２が切削して凹陥形成されており、この吐出マフラー室７２が前記吐出孔１４及び吐出弁７１の上側に対応する。カバー６３には吐出マフラー室７２からカバー６３の上面まで貫通して吐出マフラー室７２と高圧室９とを連通する吐出通路７３が形成されている。この吐出通路７３には、図示しない温度検出装置の一部となるパイプ７４が間隔を存して差し込まれており、その下端は固定スクロール７にネジ止めされた取付板７６により保持され、上部はエンドキャップ１Ｂの貫通孔７７を通過して外部に引き出されている。このパイプ７４内には温度検出装置の感温部が内蔵される。

更に、カバー６３下面には前記セーブ孔６６と戻し孔６７の上端開口を連通する連通路７８（パワーセーブ通路を構成）が切削形成され、この連通路７８のセーブ孔６６上方に対応する位置のカバー６３内には、上下に延在するシリンダ７９が形成されている。そして、この連通路７８内に容量制御弁８１が内蔵されている。この容量制御弁８１は、図４に拡大して示されるように、シリンダ７９内で上下移動自在とされたピストン８２と、このピストン８２に取り付けられたバルブ板８３及びピストンバルブ８４（両者でバルブを構成する）から構成されている。前記バルブ板８３はステンレス製であり、ピストンバルブ８４は表面に窒化処理が施された鉄製である。この容量制御弁８１は、図４の如くピストン８２が降下した状態でピストンバルブ８４はセーブ孔６６を閉塞し、バルブ板８３は戻し孔６７を閉塞すると共に、図８の如くピストン８２が上昇した状態でピストンバルブ８４はセーブ孔６６を開放し、バルブ板８３は戻し孔６７を開放する構成とされている。

また、カバー６３内には、ピストン８２上側のシリンダ７９上端部と、密閉容器１のエンドキャップ１Ｂに取り付けられたパワーセーブ用の接続管８５とを連通する背圧通路８６が形成されている。この背圧通路８６はピストン８２に背圧を加えるものであり、スクロール圧縮機Ｓの全負荷運転時にピストン８２に高圧を背圧として加え、ピストン８２を押し下げると共に、軽負荷運転時にはピストン８２に低圧を背圧として加えることになる。

更にまた、カバー６３内には前記インジェクション孔６８と密閉容器１のエンドキャップ１Ｂに取り付けられたリキッドインジェクション用の接続管８７とを連通するリキッドインジェクション通路８８が形成されている。前記接続管８７は図５に示すような内部中空のチューブであり、その一端にはスリーブ８９が取り付けられ、他端にはコネクタ９１が取り付けられている。更に、接続管８７の内側のスリーブ８９とコネクタ９１間には、容積縮小部材としての詰物９０が挿設されており、内部の空洞容積をスリーブ８９とコネクタ９１内の通路と同等まで縮小している。

そして、この接続管８７はスリーブ８９をカバー６３のリキッドインジェクション通路８８の開口内に圧入し、コネクタ９１及び接続管８７をエンドキャップ１Ｂに溶接固定することによってエンドキャップ１Ｂとカバー６３間に渡り取り付けられる。この状態で接続管８７のスリーブ８９側はリキッドインジェクション通路８８に連通し、コネクタ９１は密閉容器１外に突出する（図５）。

次に、図７は例えば空気調和機や冷却貯蔵庫の冷凍サイクルを示しており、Ｓは上述したスクロール圧縮機、９２は凝縮器、９３は受液器、９４は減圧装置としての膨張弁、９５は蒸発器であり、これらは配管Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４により順次環状に接続されて、冷媒回路を構成している。即ち、配管Ｈ１がスクロール圧縮機Ｓの前記吐出管５２に接続され、配管Ｈ２が吸込管５１に接続されている。

前記受液器９３４内下部には配管Ｈ３と配管Ｈ５が引き入れられており、配管Ｈ３は膨張弁９４に接続され、膨張弁９４は蒸発器９５の入口側に接続されている。また、配管Ｈ５はスクロール圧縮機Ｓのリキッドインジェクション用の接続管８７のコネクタ９１に接続されると共に、更にこの配管Ｈ５には電磁弁ＳＶ１と膨張弁から成る流量制御弁Ｖが介設され、全体としてリキッドインジェクション回路Ｋ１を構成している。

この流量制御弁Ｖの図示しない圧力室には、キャピラリチューブ９６を介して感温筒９７が接続され、感温筒９７はスクロール圧縮機Ｓの吐出側の配管Ｈ１に添設されている。そして、この感温筒９７内には所定量の冷媒が封入され、流量制御弁Ｖは感温筒９７が検出したスクロール圧縮機Ｓの吐出側の温度が上昇するに従ってその弁開度を拡大するよう構成されている。

９８は凝縮器９２の入口側、及び、蒸発器９５の出口側とスクロール圧縮機Ｓとに設けられた背圧案内管であり、凝縮器９２の入口側に連通する配管Ｈ６と、蒸発器９５の出口側に連通する配管Ｈ７とが合流してスクロール圧縮機Ｓに取り付けられたパワーセーブ用の前記接続管８５に接続されるかたちに構成され、各配管Ｈ６及びＨ７にはそれぞれ電磁弁ＳＶ２及びＳＶ３が介設されている。

次に、以上の構成において本発明のスクロール圧縮機Ｓの動作を説明する。ターミナルＴからの給電によってスクロール圧縮機Ｓが運転を開始し、電動要素３の回転子３９が回転すると、その回転力が回転軸５を介して揺動スクロール８に伝えられる。

即ち、揺動スクロール８は回転軸５のピン部１９にこの回転軸５の軸心に対して偏心して挿入されたボス孔部１７で駆動され、オルダムリング２０で固定スクロール７に対して自転しないように円軌道上を公転させられる。そして、固定スクロール７と揺動スクロール８とはこれらのラップ１３、１６間に形成された圧縮空間１８を外方から内方へ向かって次第に縮小させ、吸込管５１から密閉容器１内の低圧室１０に流入して電動要素３を通り、支持フレーム４の切欠部を流れる冷媒を外側から吸引して内側に向けて次第に圧縮していく。

この圧縮された冷媒は固定スクロール７の吐出孔１４からカバー６３の吐出マフラー室７２に吐出された後、吐出通路７３を通って高圧室９内に吐出されるものであるが、吐出弁７１は下側の吐出孔１４から吐出される高圧の冷媒によって持ち上げられ、吐出孔１４を開く。そして、高圧室９内に吐出された冷媒は、吐出管５２から密閉容器１外の配管Ｈ１に吐出される。

吐出された高温高圧のガス冷媒は配管Ｈ１を通って凝縮器９２に入り、そこで凝縮液化された後、配管Ｈ２から受液器９３に入って液冷媒は受液器９３下部に一旦貯溜される。そして、受液器９３の一方の液冷媒出口から配管Ｈ３に入り、膨張弁９４で減圧されてから蒸発器９５に流入して蒸発する。このときに生ずる吸熱作用により空気調和機などにおいて冷却能力を発揮する。この蒸発器９５で蒸発したガス冷媒は、配管Ｈ４を通ってスクロール圧縮機Ｓの吸込管５１から低圧室１０に帰還する。

一方、スクロール圧縮機Ｓの運転開始と同時にリキッドインジェクション回路Ｋ１の電磁弁ＳＶ１は開放する。そして、スクロール圧縮機Ｓから高温高圧のガス冷媒が吐出されると、吐出側の配管Ｈ１の温度が上昇し、感温筒９７内の冷媒圧力が上昇するので、流量制御弁Ｖにおける図示しない圧力室の圧力が上昇し、圧力室の圧力により流量制御弁Ｖは弁開する。これによって、受液器９３内の液冷媒は他方の液冷媒出口よりリキッドインジェクション回路Ｋ１の配管Ｈ５に流入し、流量制御弁Ｖにて減圧された後、接続管８７内に入り、その後カバー６３内のリキッドインジェクション通路８８を経てインジェクション孔６８からスクロール圧縮要素２における中間圧力の圧縮空間１８に供給され、そこで蒸発してスクロール圧縮機Ｓを冷却する。

スクロール圧縮機Ｓの温度が上昇してその吐出ガス温度が上昇すると、配管Ｈ１の温度も上昇するので、感温筒９７がそれを感知して流量制御弁Ｖは弁開度を拡大する。それによって、中間圧力の圧縮空間１８に供給される冷媒量が増大するので、スクロール圧縮機Ｓはより強力に冷却されるようになる。係る流量制御弁Ｖの動作によりスクロール圧縮機Ｓは的確に冷却されるようになる。

ここで、リキッドインジェクション用の接続管８７には流量制御弁Ｖにて減圧された後の液冷媒が流入するので、内部の空洞容積が大きい場合には、流入した液冷媒が接続管８７内で膨張してガス化し易くなる。そのため、リキッドインジェクション通路８８への液冷媒の流れが阻害される問題が発生するが、前述の如く接続管８７の内側のスリーブ８９とコネクタ９１間には、容積縮小部材としての詰物９０が挿設されており、内部の空洞容積をスリーブ８９とコネクタ９１内の通路と同等まで縮小しているので、係る液冷媒のガス化が抑制され、円滑なリキッドインジェクションを行えるようになる。

次に、スクロール圧縮機Ｓの容量制御について説明する。スクロール圧縮機Ｓを全負荷運転する際には、電磁弁ＳＶ２を開放し、電磁弁ＳＶ３を閉じて、凝縮器９２に流入する前の高圧冷媒を背圧案内管９８から接続管８５を経て背圧通路８６に導き、容量制御弁８１のピストン８２に高圧を背圧として加える。この高圧によってピストン８２はシリンダ７９内を降下し、バルブ板８３及びピストンバルブ８４を固定スクロール７側に押圧するので、セーブ孔６６及び戻し孔６７は閉塞される。これによって、圧縮空間１８内に流入した冷媒が低圧室１０に戻らないようにする（図４）。

一方、軽負荷運転時には電磁弁ＳＶ２を閉じ、電磁弁ＳＶ３を開放して、蒸発器９５の出口側の低圧が容量制御弁８１のピストン８２に背圧として加えられるようにする。これによって、吐出孔１４からの高圧により容量制御弁８１は押し上げられ、ピストン８２はシリンダ７９内を上昇する。そして、バルブ板８３及びピストンバルブ８４はセーブ孔６６及び戻し孔６７から離間するので、圧縮空間１８内に流入した冷媒は図８に矢印で示す如くセーブ孔６６から出て連通路７８を通り、戻し孔６７から低圧室１０にリークするので、冷凍能力が負荷に見合った能力になる（図８）。

このような構成により容量制御弁８１は、シリンダ７９内を移動するピストン８２によってバルブ板８３及びピストンバルブ８４の動作が安定化するので、従来の如くスプリングなどを用いることなく、スクロール圧縮機Ｓの容量制御を円滑に行えるようになり、信頼性の向上が図れる。

また、パイプ７４内には温度検出装置の感温部が内蔵されており、この感温部が検出する吐出温度（吐出冷媒温度）が所定の異常高温となった場合に、図示しない制御装置は電動要素３を停止する保護動作を実行する。このとき温度検出装置は、吐出冷媒温度を吐出孔１４の直後の吐出マフラー室７２にて感知することができるので、スクロール圧縮機Ｓの吐出温度を正確に感知して、異常高温によりスクロール圧縮機Ｓに損傷が生じる不都合を的確に回避することができるようになる。

本発明では、上記の如くカバー６３に、吐出孔１４に連通する吐出マフラー室７２と、この吐出マフラー室７２と密閉容器１の高圧室９とを連通する吐出通路７３と、固定スクロール７のセーブ孔６６と戻し孔６７を連通する連通路７８と、この連通路７８内に位置し、背圧により動作してセーブ孔６６及び戻し孔６７を開閉する容量制御弁８１と、この容量制御弁８１に背圧を加えるための背圧通路８６と、インジェクション孔６８に連通するリキッドインジェクション通路８８とを形成しているので、単一のカバー６３によって吐出マフラー室７２と容量制御及びリキッドインジェクション用の通路構造を構成することができるように
なる。

これにより、部品点数と組立工数の削減を図り、生産コストの低減を達成することができるようになる。また、カバー６３の吐出通路７３には、温度検出装置の感温部を内蔵したパイプ７４を挿入したので、温度検出装置により、吐出温度を吐出孔１４の直後にて感知することができるようになり、スクロール圧縮機Ｓの吐出温度を正確に感知して、異常高温によりスクロール圧縮機Ｓに損傷が生じる不都合を的確に回避することが可能となる。

本発明を適用したスクロール圧縮機の縦断側面図である。エンドキャップを外した状態の図１のスクロール圧縮機の一部切欠上面図である。図１のスクロール圧縮機のスクロール圧縮要素部分の拡大断面図である。図１のスクロール圧縮機の容量制御弁部分の拡大断面図である。図１のスクロール圧縮機のリキッドインジェクション用の接続管部分の拡大断面図である。図１のスクロール圧縮機のカバーの下面図である。図１のスクロール圧縮機を適用した冷凍サイクルの冷媒回路図である。図１のスクロール圧縮機の容量制御弁部分のもう一つの拡大断面図である。

符号の説明

１密閉容器
１Ａ本体
１Ｂエンドキャップ
１Ｃボトムキャップ
２スクロール圧縮要素
３電動要素
４支持フレーム
５回転軸
６軸受部
７固定スクロール
８揺動スクロール
９高圧室
１０低圧室
１１、１５鏡板
１４吐出孔
１３、１６ラップ
１７ボス孔部
１８圧縮空間
１９ピン部
２０オルダムリング
４２副軸受
６３カバー
６６セーブ孔
６７戻し孔
６８インジェクション孔
７２吐出マフラー室
７４パイプ
７８連通路
７９シリンダ
８１容量制御弁
８２ピストン
８３バルブ板
８４ピストンバルブ
８５、８７接続管
８６背圧通路
８８リキッドインジェクション通路
９０詰物
９２凝縮器
９３受液器
９５蒸発器
９８背圧案内管
Ｋ１リキッドインジェクション回路
Ｓスクロール圧縮機
Ｓ１〜Ｓ３電磁弁

Claims

密閉容器内にスクロール圧縮要素と駆動手段を収納すると共に、前記スクロール圧縮要素を、鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された固定スクロールと、該固定スクロールと噛み合う鏡板の表面に渦巻き状のラップが立設された揺動スクロールとから構成し、前記駆動手段により前記揺動スクロールを前記固定スクロールに対して公転させ、前記揺動スクロールと固定スクロールとで形成された複数の圧縮空間を外側から内側に向かって次第に縮小させることにより圧縮を行うスクロール圧縮機において、前記圧縮空間及び密閉容器の低圧側にそれぞれ連通して前記固定スクロールに形成されたセーブ孔及び戻し孔と、前記圧縮空間に連通して前記固定スクロールに形成されたインジェクション孔と、前記固定スクロールに形成された吐出孔と、前記固定スクロールの鏡板のラップとは反対側に取り付けられたカバーとを備え、該カバーには、前記吐出孔に連通する吐出マフラー室と、該吐出マフラー室と前記密閉容器の高圧側とを連通する吐出通路と、前記セーブ孔と戻し孔を連通する連通路と、該連通路内に位置し、背圧により動作して前記セーブ孔及び戻し孔を開閉する容量制御弁と、該容量制御弁に背圧を加えるための背圧通路と、前記インジェクション孔に連通するリキッドインジェクション通路とを形成すると共に、前記リキッドインジェクション通路に接続される接続管の内部に容積縮小部材が挿設されていることを特徴とするスクロール圧縮機。