JP6641479B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、流体を圧縮するスクロール圧縮機に関し、特に、圧縮室に圧縮対象の流体をインジェクション（注入）することができるスクロール圧縮機に関する。

従来、圧縮機から吐出される流体の温度上昇を抑制する等の目的のため、圧縮途中の圧縮室に、つまり吐出ポートに連通する前の圧縮室に、圧縮対象の流体をインジェクションするスクロール圧縮機が提案されている。このようなスクロール圧縮機には、インジェクションされる流体が通るインジェクション流路の途中に、圧縮室から流体が逆流することを防止する逆止弁が設けられる。このため、このように構成された従来のスクロール圧縮機は、流体を圧縮室にインジェクションしない状態で運転するとき、圧縮室から逆止弁までのインジェクション流路がデッドボリュームとなってしまう。つまり、流体の圧縮途中において圧縮室が該デッドボリュームに連通した際、該デッドボリュームで流体が再膨張してしまい、スクロール圧縮機の性能が低下してしまう。

このため、従来のスクロール圧縮機には、上記デッドボリュームの低減を図ったものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。詳しくは、特許文献１に記載のスクロール圧縮機は、固定スクロールの台板部に、外面から圧縮室までほぼ壁厚方向に貫通するインジェクションポートを設けている。また、固定スクロールの台板部のインジェクションポートに対応する外面にインジェクションパイプが接続されたブロックを当て、双方間に逆止弁室を形成している。そして、ブロックのインジェクションパイプからの導入口を内側から開閉するリードバルブをもったバルブシートが、固定スクロールの台板部とブロックとの間に挟み込まれている。また、逆止弁室の一部に、リードバルブのバルブストッパが設けられている。

特開平１１−１０７９５０号公報

特許文献１に記載のスクロール圧縮機は、リードバルブがブロックのインジェクションパイプからの導入口を開閉でき、かつ、リードバルブがバルブストッパに接触できる位置にバルブシートを配置し、該バルブシートを固定スクロールの台板部とブロックとで挟み込まなければならない。このため、特許文献１に記載のスクロール圧縮機は、位置決め治具を用いてバルブシートを配置する必要があり、組立が難しいという課題があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、圧縮室に流体をインジェクション可能なスクロール圧縮機において、デッドボリュームを低減でき、組立も容易に行うことができるスクロール圧縮機を得ることを目的とする。

本発明に係るスクロール圧縮機は、第１台板部、及び該第１台板部の一方の面に設けられた第１渦巻歯を有する固定スクロールと、第２台板部、及び該第２台板部における前記固定スクロールと対向する側の面に設けられた第２渦巻歯を有し、前記第１渦巻歯と前記第２渦巻歯とを組み合わせて圧縮室が形成され、前記固定スクロールに対して揺動運動する揺動スクロールと、前記圧縮室と連通するように前記第１台板部を貫通する第１貫通孔と、前記第１貫通孔を覆うように前記第１台板部における前記揺動スクロールとは反対側の面に設けられ、前記第１貫通孔と連通してインジェクション配管が接続されるインジェクションポートが形成された固定部材と、前記第１貫通孔に往復移動自在に挿入された弁体と、前記第１貫通孔に挿入され、前記弁体を前記インジェクションポートの方へ付勢するバネと、を備え、前記弁体には、前記インジェクションポートから前記第１貫通孔に流入した冷媒を前記圧縮室へ流出させる流路が形成され、前記流路は、前記弁体が前記バネに付勢されて前記インジェクションポート側に位置する状態において閉塞され、前記インジェクションポートへ流入した冷媒の圧力によって前記弁体が前記圧縮室側へ移動した際に開放されるものである。

本発明に係るスクロール圧縮機においては、弁体及びバネが、圧縮室からインジェクションポートに流体が逆流することを防止する逆止弁として機能する。これら弁体及びバネは、固定スクロールの第１台板部に形成された第１貫通孔内に設けられている。このため、本発明に係るスクロール圧縮機は、デッドボリュームを低減することができる。また、本発明に係るスクロール圧縮機を組み立てる際、これら弁体及びバネは、第１貫通孔に挿入するだけでよい。このため、本発明に係るスクロール圧縮機は、組立を容易に行うこともできる。

本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の縦断面模式図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機において、固定スクロールの台板に形成されたインジェクション用の貫通孔周辺を示す要部拡大図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の弁体の一例を示す平面図である。 本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の弁体及びバネと、該弁体及びバネを収納するケースを示す図である。 本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機において、固定スクロールの台板に形成されたインジェクション用の貫通孔周辺を示す要部拡大図である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の縦断面模式図である。
なお、図１では、通常の圧縮工程での冷媒の流れを実線太矢印で示し、インジェクション制御での冷媒の流れを破線太矢印で示している。また、図１及び以下の図では、引き出し線を見やすくする為、一部の部品の断面へのハッチングを省略している。

スクロール圧縮機１は、流体（例えば冷媒）を圧縮して吐出する流体機械である。このスクロール圧縮機１は、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、冷凍装置及び給湯器等の各種産業機械に用いられる冷凍サイクル装置の構成要素の１つとなるものである。本実施の形態１では、スクロール圧縮機１として、主軸２が鉛直方向に沿って配置される縦置き型のスクロール圧縮機を例示している。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係及び形状等が実際のものとは異なる場合がある。

図１に示すように、スクロール圧縮機１は、圧縮機構部３と、圧縮機構部３を駆動する駆動機構部４と有している。圧縮機構部３及び駆動機構部４は、圧力容器（密閉容器）であるシェル５内に収容されている。シェル５の底部は、冷凍機油を貯蓄する油溜めとなっている。シェル５には、冷媒をシェル５内に吸入する吸入管６と、圧縮された冷媒をシェル５外に吐出する吐出管７とが接続されている。

圧縮機構部３は、駆動機構部４により駆動されることで、吸入管６から吸入した冷媒ガスを圧縮室８内で圧縮し、吐出ポート９を介してシェル５内の吐出空間１０に排出する機能を有している。吐出空間１０は、スクロール圧縮機１内部の上方空間に形成されており、高圧空間となっている。吐出空間１０に排出された冷媒ガスは、吐出空間１０より吐出管７を通りスクロール圧縮機１の外部に吐出される。

この圧縮機構部３は、シェル５に取り付けられたフレーム１１に固定された固定スクロール２０と、固定スクロール２０に対して揺動（すなわち、公転運動）する揺動スクロール２６と、を有している。固定スクロール２０は、台板部２１と、台板部２１の一方の面（図１では下面）に設けられたインボリュート曲線形状の突起である渦巻歯２２と、を有している。揺動スクロール２６は、台板部２７と、台板部２７の一方の面（図１では上面）に設けられたインボリュート曲線形状の突起である渦巻歯２８と、を有している。固定スクロール２０及び揺動スクロール２６は、それぞれの渦巻歯２２，２８同士が噛み合うように組み合わされている。これにより、渦巻歯２２と渦巻歯２８との間には、相対的に容積が変化し、冷媒を圧縮する圧縮室８が形成される。
ここで、台板部２１が、本発明の第１台板部に相当する。渦巻歯２２が、本発明の第１渦巻歯に相当する。台板部２７が、本発明の第２台板部に相当する。また、渦巻歯２８が、本発明の第２渦巻歯に相当する。

固定スクロール２０の台板部２１の中央部には、圧縮室８内で圧縮されて高圧となった冷媒ガスを吐出する吐出ポート９が形成されている。また、台板部２１には、冷媒を圧縮室内にインジェクションするための貫通孔１２が形成されている。この貫通孔１２は、吐出ポート９に連通する前の圧縮室８と連通する位置において、台板部２１を貫通している。この貫通孔１２には、後述するインジェクションポート１３０を開閉するために、ブロック状の弁体２３と、該弁体２３をインジェクションポート１３０側へ付勢するバネ２４とが挿入されている。そして、これら弁体２３及びバネ２４は、インジェクションポート１３０から貫通孔１２を通って圧縮室８へ流入する冷媒の流れを許容し、逆方向の流れを規正する逆止弁として機能する。貫通孔１２、弁体２３及びバネ２４の詳細については、図２及び図３において後述する。
ここで、貫通孔１２が、本発明の第１貫通孔に相当する。

なお、圧縮室８は、固定スクロール２０の渦巻歯２２の内向面と揺動スクロール２６の渦巻歯２８の外向面との間に形成されると共に、固定スクロール２０の渦巻歯２２の外向面と揺動スクロール２６の渦巻歯２８の内向面との間にも形成される。このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、固定スクロール２０の台板部２１に２つの貫通孔１２が形成されている。

また、固定スクロール２０の台板部２１において渦巻歯２２が形成された面とは反対側の面（図１では上面）には、貫通孔１２を覆うように、チャンバ１３がボルト等によって固定されている。このチャンバ１３には、貫通孔１２と連通するインジェクションポート１３０が形成されている。インジェクションポート１３０は、インジェクション配管１４が接続される流入口１３１、及び、該流入口１３１と固定スクロール２０の台板部２１の貫通孔１２とを連通する流出口１３２を備えている。本実施の形態１では、２つの貫通孔１２に対応して２つの流出口１３２を備えている。このため、これら２つの流出口１３２は、接続穴１３３によって流入口１３１と連通する構成となっている。なお、本実施の形態１では、継手１４ａを用いてインジェクション配管１４をインジェクションポート１３０に接続しているが、インジェクション配管１４を直接インジェクションポート１３０に接続してもよい。
ここで、チャンバ１３が、本発明の固定部材に相当する。

なお、インジェクション配管１４の他端側は、例えば、冷媒サイクルに設けられた受液器に接続される。そして、受液器内の液冷媒が、インジェクション配管１４、チャンバ１３のインジェクションポート１３０、及び固定スクロール２０の貫通孔１２を介して、圧縮室８にインジェクション（注入）される。インジェクション配管１４に冷媒を流すか否かは、例えば電磁弁等で切り替えられる。なお、キャピラリーチューブを用いてインジェクション配管１４を流れる冷媒の量を調節し、圧縮室８への冷媒のインジェクション量を調節してもよい。

また、チャンバ１３には、固定スクロール２０の台板部２１の吐出ポート９と対向する位置に、該チャンバ１３を貫通する吐出ポート１３４が形成されている。そして、チャンバ１３には、吐出ポート１３４を閉じるリード弁１５と、リード弁１５の最大開度を規制するリード弁押さえ１６とが取付けられている。つまり、圧縮室８内で圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール２０の吐出ポート９及びチャンバ１３の吐出ポート１３４と通り、リード弁１５を押し上げて吐出空間１０に吐出されることとなる。なお、チャンバ１３を、吐出ポート１３４が形成された固定部材と、上述のインジェクションポート１３０が形成された固定部材とに分けて製作してもよい。

揺動スクロール２６の台板部２７において渦巻歯２８が形成された面とは反対側の面（図１では下面）の中心部には、中空円筒形状のボス部２９が形成されている。ボス部２９の内周側には、後述する主軸２の一端に設けられた偏芯軸部２ａが回転摺動自在に挿入されている。

揺動スクロール２６とフレーム１１との間には、オルダム継手１７が設けられている。オルダム継手１７は、リング部と、リング部の上面に形成された一対のオルダムキーと、リング部の下面に形成された一対のオルダムキーと、を有している。上面のオルダムキーは、揺動スクロール２６に形成されたキー溝に挿入されており、一方向に摺動自在となっている。下面のオルダムキーは、フレーム１１に形成されたキー溝に挿入されており、上記一方向と交差する方向に摺動自在となっている。この構成により、揺動スクロール２６は、自転せずに公転旋回運動（揺動運動）するようになっている。

駆動機構部４は、圧縮機構部３で冷媒ガスを圧縮するために、揺動スクロール２６を駆動する機能を有している。つまり、駆動機構部４が主軸２を介して揺動スクロール２６を駆動することによって、圧縮機構部３で冷媒ガスを圧縮するようになっている。駆動機構部４は、シェル５の内周に固定された固定子１８と、固定子１８の内周側に配置された回転子１９とを有している。また、回転子１９には、例えば圧入等によって主軸２が固定されている。つまり、固定子１８に通電されると、回転子１９は、主軸２と一体となって回転するようになっている。

主軸２の一端には、揺動スクロール２６のボス部２９に回転摺動自在に挿入された偏芯軸部２ａが形成されている。また、主軸２の内部には、油溜めに貯蓄されている冷凍機油を圧縮機構部３及び各軸受に給油するための流路となる給油流路が形成されている。

図２は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機において、固定スクロールの台板に形成されたインジェクション用の貫通孔周辺を示す要部拡大図である。また、図３は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の弁体の一例を示す平面図である。
なお、図２は、固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２周辺を示す縦断面模式図となっている。また、図２（Ａ）は、弁体２３がインジェクションポート１３０とは反対側（図２では下方）へ移動し、インジェクションポート１３０と圧縮室８とが連通した状態を示している。図２（Ｂ）は、弁体２３がインジェクションポート１３０側（図２では上方）へ移動し、インジェクションポート１３０と圧縮室８との間の流路を閉塞した状態を示している。

図２に示すように、固定スクロール２０の台板部２１の貫通孔１２は、例えば、大径部１２ａ及び小径部１２ｂで構成されている。大径部１２ａは、インジェクションポート１３０側に開口した穴である。つまり、大径部１２ａは、インジェクションポート１３０と連通する穴である。小径部１２ｂは、大径部１２ａよりも内径が小さな穴であり、大径部１２ａと圧縮室８とを連通する貫通孔である。

弁体２３は、外周形状が大径部１２ａの内周形状と略同じ形状をしており、大径部１２ａに挿入されている。弁体２３の外周は大径部１２ａの内周よりも若干小さく形成されており、大径部１２ａ内を上下動自在となっている。つまり、弁体２３は、インジェクションポート１３０に近づく方向及び遠ざかる方向に、往復移動自在となっている。

また、弁体２３には、インジェクションポート１３０から貫通孔１２に流入した冷媒が圧縮室８へ流出する際の流路２３ａが形成されている。流路２３ａは、例えば図３（Ａ）に示すように、弁体２３における大径部１２ａと対向する面に形成された少なくとも１つの溝２３ｂである。また例えば、流路２３ａは、図３（Ｂ）に示すように、弁体２３における大径部１２ａと対向する面に形成された少なくとも１つの切り欠き２３ｃである。また例えば、流路２３ａは、図３（Ｃ）に示すように、例えば弁体２３の往復移動方向に該弁体２３を貫通した少なくとも１つの貫通孔２３ｄである。また例えば、弁体２３が下降した際に弁体２３と小径部１２ｂとの間に流路が形成されないような場合には、弁体２３の下面（インジェクションポート１３０とは反対側の面）にも、流路２３ａを形成してもよい。なお、流路２３ａは、弁体２３に設けられる必要は必ずしもない。例えば大径部１２ａの内周壁に溝等を形成し、該溝等を流路２３ａとしてもよい。すなわち、流路２３ａは、弁体２３と貫通孔１２との間に形成されていればよい。
ここで、貫通孔２３ｄが、本発明の第２貫通孔に相当する。

上述のように、固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２には、弁体２３の他に、バネ２４も挿入されている。バネ２４は、例えば線材をコイル状に巻いた圧縮バネであり、弁体２３と小径部１２ｂとの間に設けられている。つまり、バネ２４は、一端が大径部１２ａの底部に当接し、他端で弁体２３をインジェクションポート１３０の方へ付勢する構成となっている。なお、バネ２４は、当該構成に限定されない。例えば、板バネ等でバネ２４を構成してもよい。また、バネ２４を固定することができれば、貫通孔１２の形状も上記の形状に限定されない。

続いて、上述のように構成されたスクロール圧縮機１の動作について説明する。
圧縮室８に冷媒をインジェクションする際、インジェクション配管１４からインジェクションポート１３０に冷媒が流入する。このため、弁体２３のインジェクションポート１３０側の面つまり上面には、インジェクションポート１３０に供給された冷媒の圧力が作用する。一方、弁体２３におけるインジェクションポート１３０とは反対側の面つまり下面には、貫通孔１２と連通している位置の圧縮室８内の冷媒の圧力と、バネ２４の付勢力が作用する。このため、図２（Ａ）に示すように、インジェクションポート１３０に供給された冷媒の圧力と、圧縮室８内の冷媒の圧力及びバネ２４の付勢力とが釣り合う位置まで、弁体２３が下方へ移動する。これにより、インジェクションポート１３０に供給された冷媒は、貫通孔１２の大径部１２ａへ流入し、流路２３ａ及び小径部１２ｂを通って、圧縮室８へインジェクションされる。

一方、圧縮室８への冷媒のインジェクションを中止する際は、インジェクション配管１４への冷媒の供給が停止される。これにより、弁体２３のインジェクションポート１３０側の面つまり上面に作用する冷媒の圧力が低下する。このため、図２（Ｂ）に示すように、弁体２３は、インジェクションポート１３０側つまり上方に移動し、チャンバ１３と接触してインジェクションポート１３０の流出口１３２を閉塞する。つまり、弁体２３が、インジェクションポート１３０と圧縮室８との間の流路を閉塞する。これにより、圧縮室８内の冷媒がインジェクションポート１３０に逆流することなく、インジェクションポート１３０と圧縮室８との間の流路が閉塞される。

なお、インジェクション配管１４への冷媒の供給を停止しても、インジェクション配管１４及びインジェクションポート１３０内の冷媒の圧力が即座に低下するものではない。このため、仮にバネ２４が設けられていないとすると、インジェクション配管１４及びインジェクションポート１３０内の冷媒の圧力が貫通孔１２と連通している位置の圧縮室８内の冷媒の圧力よりも下回り、弁体２３がインジェクションポート１３０側に移動するまで時間がかかる。そして、この間、圧縮室８内の冷媒がインジェクションポート１３０に逆流することとなり、スクロール圧縮機１の性能が低下してしまう。しかしながら、本実施の形態１では、弁体２３をインジェクションポート１３０側に付勢するバネ２４を設けているので、インジェクション配管１４への冷媒の供給を停止した際、弁体２３がインジェクションポート１３０を即座に閉塞することができ、スクロール圧縮機１の性能の低下を防止できる。

以上、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１においては、弁体２３及びバネ２４が、圧縮室８からインジェクションポート１３０に冷媒が逆流することを防止する逆止弁として機能する。これら弁体２３及びバネ２４は、固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２内に設けられている。このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、圧縮室８への冷媒のインジェクションを中止した際、圧縮室８内の冷媒がインジェクションポート１３０に逆流することを防止でき、デッドボリュームを低減することができる。このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、性能が低下することを防止できる。また、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１を組み立てる際、これら弁体２３及びバネ２４は、貫通孔１２に挿入するだけでよい。このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、組立を容易に行うこともできる。

また、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１は、貫通孔１２内を往復移動自在となる弁体２３で逆止弁構造を構成している。このため、弁体２３における前記往復移動方向の厚みを厚くすることもできる。近年、スクロール圧縮機が搭載される冷凍サイクル装置には、二酸化炭素冷媒等、従来よりも高圧になる高圧冷媒が用いられることがある。ここで、インジェクション流路での逆流を防止する逆止弁として、特許文献１に記載のようなリード弁を採用した場合、リード弁は自身が弾性変形することにより流路の開閉を行う構造であるため、構造上リード弁の厚みを厚くすることができない。このため、上記逆止弁としてリード弁を採用したスクロール圧縮機に二酸化炭素冷媒のような高圧冷媒を用いた場合、リード弁の破損が懸念される。しかしながら、本実施の形態１に係る弁体２３は、上述のように、弁体２３の厚みを厚くすることができる。このため、二酸化炭素冷媒のような高圧冷媒の高圧がかかった際にも破損しないような厚みに、弁体２３の厚みを設定することにより、スクロール圧縮機１の信頼性を向上させることもできる。

実施の形態２．
実施の形態１では、弁体２３及びバネ２４を直接、固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２に挿入している。弁体２３及びバネ２４を以下のようにケース内に収納し、該ケースを貫通孔１２に挿入することにより、スクロール圧縮機１の組立をさらに容易にすることができる。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、同一の機能や構成については同一の符号を用いて述べることとする。

図４は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の弁体及びバネと、該弁体及びバネを収納するケースを示す図である。また、図５は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機において、固定スクロールの台板に形成されたインジェクション用の貫通孔周辺を示す要部拡大図である。
なお、図４（Ａ）は、ケース２５を分解した状態を示している。また、図４（Ｂ）は、ケース２５を組み立てた状態を示している。また、図５（Ａ）は、弁体２３がインジェクションポート１３０とは反対側（図５では下方）へ移動し、インジェクションポート１３０と圧縮室８とが連通した状態を示している。図５（Ｂ）は、弁体２３がインジェクションポート１３０側（図５では上方）へ移動し、インジェクションポート１３０と圧縮室８との間の流路を閉塞した状態を示している。

本実施の形態２に係るケース２５は、図５に示すように固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２に挿入されるものである。このケース２５は、図４に示すように、ケース部品２５ａとケース部品２５ｂとを組み合わせることにより構成されている。ケース部品２５ａは、端板２５１及び複数の側壁部材２５２を備えている。端板２５１には、貫通孔２５３が形成されている。端板２５１は、図５に示すように、ケース２５が固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２に挿入された際、チャンバ１３に接触することとなる。この際、端板２５１の貫通孔２５３とチャンバ１３のインジェクションポート１３０とが連通する。つまり、図４（Ｂ）に矢印で示すように、端板２５１の貫通孔２５３は、インジェクションポート１３０からケース２５内へ冷媒が流れ込む際の流路となる。また、端板２５１の外周部には、複数の側壁部材２５２の一端（図５においては上端）が接続されている。

ケース部品２５ｂは、端板２５４及び複数の側壁部材２５５を備えている。端板２５４は、図５に示すように、ケース２５が固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２に挿入された際、ケース部品２５ａの端板２５１よりもチャンバ１３から離れた側に配置される。この端板２５４の外周部には、複数の側壁部材２５５が接続されている。この際、端板２５４は、側壁部材２５５の一端（図５においては下端）よりも上方となる位置において、側壁部材２５５と接続されている。つまり、図５に示すように、ケース２５が固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２に挿入された際、側壁部材２５５の一端（図５においては下端）が大径部１２ａの底部に当接する。この際、端板２５４と大径部１２ａの底部との間に空間が形成されることとなる。つまり、図４（Ｂ）に矢印で示すように、この空間は、インジェクションポート１３０からケース２５内へ流れ込んだ冷媒が小径部１２ｂへ流出する際の流路となる。

ケース部品２５ａの側壁部材２５２をケース部品２５ｂの側壁部材２５５で挟み込むことにより、ケース２５が組み立てられる。つまり、ケース２５の側壁は、側壁部材２５２及び側壁部材２５５で構成される。この際、側壁部材２５５同士の間が開いている。当該空間は、図４（Ｂ）に矢印で示すように、インジェクションポート１３０からケース２５内へ流れ込んだ冷媒が端板２５４の下方へ流出する際の流路となる。

上記のように構成されたケース２５の中には、弁体２３及びバネ２４が収納されている。弁体２３は、ケース２５内において、インジェクションポート１３０に近づく方向及び遠ざかる方向に、往復移動自在となっている。そして、弁体２３は、インジェクションポート１３０に近づく方向に移動し、ケース２５の端板２５１と接触した際、貫通孔２５３を閉塞する。バネ２４は、一端が端板２５４に当接し、他端で弁体２３をインジェクションポート１３０の方へ付勢するように、ケース２５に収納される。

このように構成されたケース２５においては、図５に示すようにケース２５が固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２に挿入された状態において、弁体２３がインジェクションポート１３０から遠ざかる方向へ移動した際、図４（Ｂ）に矢印で示す流路が形成される。すなわち、インジェクションポート１３０と連通する端板２５１の貫通孔２５３からケース２５内に流入した冷媒が、側壁部材２５５間を通って端板２５４の下方へ流出し、小径部１２ｂへ流れ込む流路が形成される。当該流路が、弁体２３と貫通孔１２との間に形成された流路となる。なお、インジェクションポート１３０と圧縮室８とを連通する流路を形成できれば、ケース２５の構成及び形状は、上記の構成及び形状に限定されない。

続いて、上述のように構成されたスクロール圧縮機１の動作について説明する。
圧縮室８に冷媒をインジェクションする際、インジェクション配管１４からインジェクションポート１３０に冷媒が流入する。このため、弁体２３のインジェクションポート１３０側の面つまり上面には、インジェクションポート１３０に供給された冷媒の圧力が作用する。一方、弁体２３におけるインジェクションポート１３０とは反対側の面つまり下面には、貫通孔１２と連通している位置の圧縮室８内の冷媒の圧力と、バネ２４の付勢力が作用する。このため、図５（Ａ）に示すように、インジェクションポート１３０に供給された冷媒の圧力と、圧縮室８内の冷媒の圧力及びバネ２４の付勢力とが釣り合う位置まで、弁体２３が下方へ移動する。これにより、インジェクションポート１３０に供給された冷媒は、端板２５１の貫通孔２５３からケース２５内に流入し、側壁部材２５５間を通って端板２５４の下方へ流出し、小径部１２ｂを通って、圧縮室８へインジェクションされる。

一方、圧縮室８への冷媒のインジェクションを中止する際は、インジェクション配管１４への冷媒の供給が停止される。これにより、弁体２３のインジェクションポート１３０側の面つまり上面に作用する冷媒の圧力が低下する。このため、図５（Ｂ）に示すように、弁体２３は、インジェクションポート１３０側つまり上方に移動し、ケース２５の端板２５１と接触して貫通孔２５３を閉塞する。これにより、貫通孔２５３と連通したインジェクションポート１３０の流出口１３２も閉塞される。つまり、弁体２３が、インジェクションポート１３０と圧縮室８との間の流路を閉塞する。このため、圧縮室８内の冷媒がインジェクションポート１３０に逆流することなく、インジェクションポート１３０と圧縮室８との間の流路が閉塞される。

以上、本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１においても、実施の形態１と同様に、圧縮室８への冷媒のインジェクションを中止した際、圧縮室８内の冷媒がインジェクションポート１３０に逆流することを防止でき、デッドボリュームを低減することができる。このため、本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１においても、実施の形態１と同様に、性能が低下することを防止できる。

さらに、本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１においては、弁体２３及びバネ２４を収納した状態にケース２５を予め組み立てておけば、該ケース２５を固定スクロール２０の台板部２１に形成された貫通孔１２に挿入するだけで、弁体２３及びバネ２４を組み付けることができる。このため、本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１は、実施の形態１と比べ、スクロール圧縮機１の組立をさらに容易に行うことができる。

なお、実施の形態１及び実施の形態２で説明したスクロール圧縮機１の構成は、あくまでも一例である。スクロール圧縮機１の各構成を上述した機能を有する範囲において適宜変更しても、本発明を実施することができる。また、上述した弁体２３及びバネ２４の配置を逆にすることにより、インジェクション用の逆止弁以外の用途で用いることもできる。例えば、弁体２３及びバネ２４の配置を逆にし、インジェクション配管を設けない構成にすれば、圧縮室８内で冷媒が過圧縮された際、該冷媒を圧縮室８から吐出空間１０へ放出することができる。さらに、本発明に係るスクロール圧縮機の圧縮対象は冷媒に限定されるものではなく、空気及び窒素ガスなど他のガスの圧縮に本発明に係るスクロール圧縮機を用いても、上述した効果を得ることができる。

１ スクロール圧縮機、２ 主軸、２ａ 偏芯軸部、３ 圧縮機構部、４ 駆動機構部、５ シェル、６ 吸入管、７ 吐出管、８ 圧縮室、９ 吐出ポート、１０ 吐出空間、１１ フレーム、１２ 貫通孔、１２ａ 大径部、１２ｂ 小径部、１３ チャンバ、１４ インジェクション配管、１４ａ 継手、１５ リード弁、１６ リード弁押さえ、１７ オルダム継手、１８ 固定子、１９ 回転子、２０ 固定スクロール、２１ 台板部、２２ 渦巻歯、２３ 弁体、２３ａ 流路、２３ｂ 溝、２３ｃ 切り欠き、２３ｄ 貫通孔、２４ バネ、２５ ケース、２５ａ ケース部品、２５ｂ ケース部品、２６揺動スクロール、２７ 台板部、２８ 渦巻歯、２９ ボス部、１３０ インジェクションポート、１３１ 流入口、１３２ 流出口、１３３ 接続穴、１３４ 吐出ポート、２５１ 端板、２５２ 側壁部材、２５３ 貫通孔、２５４ 端板 ２５５ 側壁部材。

Claims (6)

1. 第１台板部、及び該第１台板部の一方の面に設けられた第１渦巻歯を有する固定スクロールと、
   第２台板部、及び該第２台板部における前記固定スクロールと対向する側の面に設けられた第２渦巻歯を有し、前記第１渦巻歯と前記第２渦巻歯とを組み合わせて圧縮室が形成され、前記固定スクロールに対して揺動運動する揺動スクロールと、
   前記圧縮室と連通するように前記第１台板部を貫通する第１貫通孔と、
   前記第１貫通孔を覆うように前記第１台板部における前記揺動スクロールとは反対側の面に設けられ、前記第１貫通孔と連通してインジェクション配管が接続されるインジェクションポートが形成された固定部材と、
   前記第１貫通孔に往復移動自在に挿入された弁体と、
   前記第１貫通孔に挿入され、前記弁体を前記インジェクションポートの方へ付勢するバネと、
   を備え、
   前記弁体には、前記インジェクションポートから前記第１貫通孔に流入した冷媒を前記圧縮室へ流出させる流路が形成され、
   前記流路は、前記弁体が前記バネに付勢されて前記インジェクションポート側に位置する状態において閉塞され、前記インジェクションポートへ流入した冷媒の圧力によって前記弁体が前記圧縮室側へ移動した際に開放されるスクロール圧縮機。
2. 前記弁体における前記第１貫通孔と対向する面に、前記インジェクションポートから前記第１貫通孔に流入した冷媒が前記圧縮室へ流出する流路となる溝が少なくとも１つ形成されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記弁体における前記第１貫通孔と対向する面に、前記インジェクションポートから前記第１貫通孔に流入した冷媒が前記圧縮室へ流出する流路となる切り欠きが少なくとも１つ形成されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記弁体に、前記インジェクションポートから前記第１貫通孔に流入した冷媒が前記圧縮室へ流出する流路となる第２貫通孔が少なくとも１つ形成されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記弁体は、二酸化炭素冷媒の圧力がかかった際にも破損しない厚みを有する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
6. 前記弁体及び前記バネが収納されたケースを備え、
   該ケースが前記第１貫通孔に挿入されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。

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