JP6704501B2 - スクロール圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は、インジェクション逆止弁機構を有するスクロール圧縮機に関するものである。

スクロール圧縮機には、例えば特許文献１に開示されているように、インジェクション冷媒を圧縮室内に注入するために、固定スクロールの固定台板に流入孔とインジェクションポートとが形成された構成がある。インジェクションポートには、インジェクションポートの流入孔側に配置された逆止弁体と、インジェクションポートの圧縮室側に配置され、逆止弁体を流入孔側に付勢するばねと、を有するインジェクション逆止弁機構が設けられている。このスクロール圧縮機は、インジェクション圧力が圧縮室内の圧力よりも高い場合、逆止弁体が開いてインジェクション冷媒が圧縮室内に注入される。また、このスクロール圧縮機は、インジェクション圧力が圧縮室内の圧力よりも低い場合、逆止弁体を閉じて圧縮室内の冷媒がインジェクション回路に逆流することを防ぐ。

特開２０１６−１１６２０号公報

特許文献１に開示されたスクロール圧縮機では、インジェクション運転を行っていない状態において、インジェクション逆止弁機構の下流側（圧縮室側）の圧力が変動するのに対し、インジェクション逆止弁機構の上流側（流入孔側）の圧力は一定である。そのため、このスクロール圧縮機は、インジェクション逆止弁機構の上流側の圧力に対し、インジェクション逆止弁機構の下流側の圧力が大きくなったり、小さくなったりすることで、インジェクション逆止弁機構が微振動を起こす問題がある。スクロール圧縮機は、インジェクション逆止弁機構が微振動を起こすと、インジェクション逆止弁機構の隙間からインジェクション回路へ冷媒が漏れる虞がある。そのため、このスクロール圧縮機は、漏れた冷媒を再び圧縮させる必要が生じて運転能力が低下する虞がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、インジェクション運転を行っていない状態において、インジェクション逆止弁機構の微振動を抑制して、インジェクション逆止弁機構の隙間からインジェクション回路へ冷媒が漏れる事態を防止できる、スクロール圧縮機を提供することを目的とする。

本発明に係るスクロール圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器内に設けられ、固定台板と、前記固定台板の一方の面に設けられた固定渦巻歯と、を有する固定スクロールと、前記密閉容器内に設けられ、揺動台板と、前記揺動台板の一方の面に設けられた揺動渦巻歯と、を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、前記固定スクロールに対して前記揺動スクロールを回転駆動させる電動機と、を備え、前記固定台板には、前記密閉容器の外部からインジェクションパイプを介してインジェクション冷媒が流入する流入孔と、前記流入孔から流入した前記インジェクション冷媒を前記圧縮室へ注入させるインジェクションポートと、前記流入孔と前記密閉容器内の冷媒吸入空間とを連通させる吸入連通穴と、が形成されており、前記固定台板には、前記流入孔側に配置された逆止弁体と、圧縮室側に配置され、前記逆止弁体を流入孔側に付勢するばねと、で構成されたインジェクション逆止弁機構が設けられており、前記流入孔と前記冷媒吸入空間とが前記吸入連通穴を介して連通していることにより、インジェクション運転を行っていない状態において、前記インジェクション逆止弁機構の上流側の圧力が、前記圧縮室の変動する圧力よりも小さくなる構成である。

本発明に係るスクロール圧縮機によれば、固定スクロールの固定台板に、流入孔と冷媒吸入空間とを連通させる吸入連通穴が形成されているので、インジェクション運転を行っていない状態において、連通した冷媒吸入空間によってインジェクション逆止弁機構の上流側の圧力を、圧縮室の変動する圧力よりも小さくすることができる。よって、このスクロール圧縮機は、インジェクション逆止弁機構の上流側と下流側との圧力差と、インジェクション逆止弁機構のばね力とによって、インジェクション逆止弁機構の微振動を抑制することができ、インジェクション逆止弁機構の隙間からインジェクション回路へ冷媒が漏れる事態を防止できる。

本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の全体構成を示した縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図である。 本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールとこれに取り付けられる部品との関係を示す平面図である。 図５に示すＡ−Ａ線断面であって、非インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示した説明図である。 図５に示すＡ−Ａ線断面であって、インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示した説明図である。 本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図である。 本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機であって、揺動スクロールの回転に伴い吸入連通穴に対して揺動台板の突起部が変位する様子を平面的に示した説明図である。

以下、図に基づき、この発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の説明において、インジェクションとは、凝縮器を出た後の（高圧側の）液冷媒または二相冷媒またはガス冷媒を圧縮機の圧縮室の途中に戻して、再圧縮することである。また、凝縮器を出た後の（高圧側の）液冷媒または二相冷媒またはガス冷媒をインジェクション冷媒と呼ぶ。なお、凝縮器を出た後とは、凝縮器を出た直後でなく、所定の膨張弁又は所定の熱交換器等を通った後の冷媒であってもよい。また、凝縮器とは、放熱器、負荷側に熱を与える熱交換器またはガスクーラーと読み替えてもよい。

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全体構成を示した縦断面図である。図２〜図４は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図であり、いずれも同じ部分を示している。図２は、特に固定スクロール１を説明するものである。図３は、特に揺動スクロール２を説明するものである。図４は、特にコンプライアントフレーム３とガイドフレーム４とを説明するものである。

まず、スクロール圧縮機１００の全体構成について説明する。図１に示すように、スクロール圧縮機１００は、固定スクロール１、揺動スクロール２、コンプライアントフレーム３、ガイドフレーム４、電動機５、サブフレーム６、軸７、オルダム機構８が密閉容器１０内に収納されて形成される。なお、固定スクロール１と揺動スクロール２とを総称して圧縮部と呼ぶ。スクロール圧縮機１００は、冷媒回路と接続されており、冷媒回路からの冷媒ガスを取り込むための吸入パイプ４２が密閉容器１０に接続されている。吸入パイプ４２から密閉容器１０の冷媒吸入空間９に取り込まれた冷媒ガスは、揺動スクロール２の駆動により圧縮部に吸入される。

（固定スクロール）
次に、図１及び図２に基づき、固定スクロール１について説明する。固定スクロール１の固定台板１ａの下側には、板状の渦巻歯である固定渦巻歯１ｂが形成されている。スクロール圧縮機１００には、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと、後述する揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂとが噛み合うことにより、圧縮室２０が形成されている。固定台板１ａの下側の外周部には、オルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に２個形成されている。オルダム案内溝１ｃには、オルダム機構８の爪８ｂが往復自在に係合されている。

固定台板１ａのほぼ中心部には、吐出ポート１ｄが固定台板１ａを貫通して形成されている。固定台板１ａの吐出ポート１ｄよりも外側には、リリーフポート１ｅが固定台板１ａを貫通して形成されている。固定台板１ａのリリーフポート１ｅよりも外側には、インジェクションポート１ｆが固定台板１ａの圧縮室２０側とその反対側を連通するように形成されている。インジェクションポート１ｆには、圧縮室２０内の冷媒がインジェクション回路へ逆流すること防止するインジェクション逆止弁機構３５が設けられている。

また、固定台板１ａには、板の厚みに相当する側部から上部までを貫通する流入孔１ｇが形成されている。流入孔１ｇの側部の開口には、インジェクションパイプ４１が挿入されている。また、固定台板１ａには、固定台板１ａを厚み方向に貫通し、流入孔１ｇと冷媒吸入空間９とを連通させる吸入連通穴１ｊが形成されている。つまり、インジェクション空間と冷媒吸入空間９とが連通している。

（揺動スクロール）
次に、図１及び図３に基づき、揺動スクロール２について説明する。揺動スクロール２の揺動台板２ａの上側には、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと実質的に同一形状の板状の渦巻歯である揺動渦巻歯２ｂが形成されている。上述したように、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと、揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂとが噛み合うことにより、圧縮室２０が形成される。

揺動台板２ａの下側における外周部には、固定スクロール１のオルダム案内溝１ｃとほぼ９０度の位相差を持つオルダム案内溝２ｅがほぼ一直線上に２個形成されている。オルダム案内溝２ｅには、オルダム機構８の爪８ａが往復自在に係合されている。

また、揺動台板２ａの下側における中心部には、中空円筒状のボス部２ｆが形成されており、そのボス部２ｆの内側が揺動軸受２ｃとなる。揺動軸受２ｃには、軸７の上端の揺動軸部７ｂが係合されている。なお、揺動軸受２ｃと揺動軸部７ｂとの間の空間をボス部内部空間１５ａと呼ぶ。

また、ボス部２ｆの外径側には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａと圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されている。なお、ボス部２ｆの外径側において、揺動スクロール２のスラスト面２ｄとコンプライアントフレーム３との間に形成された空間をボス部外部空間１５ｂと呼ぶ。また、スラスト軸受３ａの外径側において、揺動スクロール２の揺動台板２ａとコンプライアントフレーム３との間に形成された空間を台板外径部空間１５ｃと呼ぶ。台板外径部空間１５ｃは、吸入ガス雰囲気圧（吸入圧力）低圧空間となっている。

また、揺動台板２ａには、上側の面から下側の面までを貫通する抽気孔２ｊが設けられる。つまり、抽気孔２ｊは、圧縮室２０とスラスト面２ｄ側の空間とを連通する。なお、抽気孔２ｊは、抽気孔２ｊのコンプライアントフレーム３側の開口部（下開口部２ｋ）が通常運転時に描く円軌跡が、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの内部に常時収まるように配置されている。そのため、抽気孔２ｊからボス部外部空間１５ｂ及び台板外径部空間１５ｃへ冷媒が漏れることはない。

（コンプライアントフレームとガイドフレーム）
次に、図１及び図４に基づき、コンプライアントフレーム３およびガイドフレーム４について説明する。コンプライアントフレーム３は、外周部に設けられた上下２つの円筒面である上嵌合円筒面３ｄ及び下嵌合円筒面３ｅを、ガイドフレーム４の内周部に設けた円筒面である上嵌合円筒面４ａ及び下嵌合円筒面４ｂにより半径方向で支持されている。コンプライアントフレーム３の中心部には、電動機５により回転駆動される軸７を半径方向に支持する主軸受３ｃと補助主軸受３ｈとが形成されている。

ここで、ガイドフレーム４とコンプライアントフレーム３との間に形成され、上下をリング状の上シール材１６ａ及び下シール材１６ｂで仕切られた空間をフレーム空間１５ｄと呼ぶ。なお、ガイドフレーム４の内周面には、上シール材１６ａ及び下シール材１６ｂを収納するリング状のシール溝が２ヶ所に形成されている。このシール溝は、コンプライアントフレーム３の外周側に形成されていてもよい。

コンプライアントフレーム３には、抽気孔２ｊの下開口部２ｋと対峙する位置に、スラスト軸受３ａ側からフレーム空間１５ｄまでを貫通して、常時もしくは間欠的に抽気孔２ｊとフレーム空間１５ｄとを連通する連通孔３ｓが形成されている。

また、コンプライアントフレーム３には、ボス部外部空間１５ｂの圧力を調整する弁、弁押さえ、中間圧調整スプリング３ｍを備えた中間圧調整弁機構３ｐが設けられている。中間圧調整スプリング３ｍは、中間圧調整弁機構３ｐに自然長より縮められた状態で収納されている。

また、コンプライアントフレーム３には、スラスト軸受３ａの外周側に、オルダム機構環状部８ｃが往復摺動運度する往復摺動部３ｘが形成されている。往復摺動部３ｘには、台板外径部空間１５ｃ（図３参照）と冷媒吸入空間９とを連通する連通孔３ｎが形成されている。

ガイドフレーム４は、外周部が焼き嵌め又は溶接などによって、密閉容器１０に固定されている。しかし、ガイドフレーム４の外周部には切り欠きが設けられており、圧縮室２０から密閉容器１０内へ吐出された冷媒が、吐出パイプ４３へ流れる流路は確保されている。

（軸）
次に、図１、図３及び図４に基づき、軸７について説明する。軸７の上側には、揺動スクロール２の揺動軸受２ｃ（図３参照）と回転自在に係合する揺動軸部７ｂが形成されている。揺動軸部７ｂの下側には、コンプライアントフレーム３の主軸受３ｃ（図４参照）および補助主軸受３ｈ（図４参照）と回転自在に係合する主軸部７ｃが形成されている。

軸７の下側には、サブフレーム６の副軸受６ａと回転自在に係合する副軸部７ｄが形成されている。副軸部７ｄと主軸部７ｃとの間には、電動機５の回転子５ａが焼嵌され、その周囲に固定子５ｂが設けられている。

また、軸７の内部には、高圧油の給油穴７ｇが軸方向に貫通して設けられている。さらに、軸７の下端面には、給油穴７ｇと連通するオイルパイプ７ｆが圧入されている。

次に、固定スクロール１と固定スクロール１に取付けられる部品とについて、図５〜図７に基づき図１〜図４を参照しながら詳しく説明する。図５は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールとこれに取り付けられる部品との関係を示す平面図である。図６は、図５に示すＡ−Ａ線断面であって、非インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示した説明図である。図７は、図５に示すＡ−Ａ線断面であって、インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示した説明図である。なお、図５では、本来見えない構成要素を破線で示す。

固定台板１ａの上側には、固定台板１ａの概ね全体を覆うバックプレート３１が設けられている。バックプレート３１は、周囲数箇所が固定台板１ａにボルト（図示せず）によって固定される。これにより、固定台板１ａとバックプレート３１は、密着した状態となる。なお、固定台板１ａにバックプレート３１を直接固定するのではなく、固定台板１ａとバックプレート３１との接合面の間に、ゴム素材で形成されたパッキンを介在させてもよい。これにより、固定台板１ａとバックプレート３１との接合面のシール性を向上させることができる。

バックプレート３１には、図２に示すように、吐出ポート１ｄと重なる部分に吐出孔３１ｄが形成され、リリーフポート１ｅと重なる部分にリリーフ孔３１ｅが形成されている。したがって、圧縮室２０とバックプレート３１の上側の空間（密閉容器１０内の空間）とは、吐出ポート１ｄ及び吐出孔３１ｄを介して連通する。同様に、圧縮室２０とバックプレート３１の上側の空間とは、リリーフポート１ｅ及びリリーフ孔３１ｅを介して連通する。

また、バックプレート３１には、流入孔１ｇの上側の開口と重なる位置からインジェクションポート１ｆと重なる位置まで連続した溝が形成されている。この溝により、固定台板１ａとバックプレート３１との間に、流入孔１ｇの上側の開口からインジェクションポート１ｆまでを繋ぐインジェクション流路３１ａが形成される。

インジェクション逆止弁機構３５は、図６及び図７に示すように、流入孔１ｇ側に配置された逆止弁体３５ａと、圧縮室２０側に配置され、逆止弁体３５ａを流入孔１ｇ側に付勢するばね３５ｂと、で構成されている。インジェクション逆止弁機構３５は、逆止弁体３５ａの中心軸が、インジェクションポート１ｆの流出孔の中心軸に対してオフセットされて配置されている。これにより、逆止弁体３５ａの外径を変形することなく、インジェクション流量を増加させることができる。但し、詳細に図示することは省略したが、インジェクション逆止弁機構３５は、逆止弁体３５ａの中心軸を、インジェクションポート１ｆの流出孔の中心軸に対してオフセットすることなく、同じ位置に配置した構成でもよい。

インジェクション冷媒は、密閉容器１０の外部からインジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入する。流入孔１ｇに流入したインジェクション冷媒は、図７に示すように、インジェクション流路３１ａを経て、インジェクション逆止弁機構３５の逆止弁体３５ａを押し下げながらインジェクションポート１ｆを介し圧縮室２０へ注入される。非インジェクション運転時において、逆止弁体３５ａは、図６に示すように、ばね３５ｂによって押し上げられ、バックプレート３１を弁押さえとしてインジェクションポート１ｆとインジェクション流路３１ａとを遮断することができる。また、インジェクションポート１ｆの中心軸と、インジェクション逆止弁機構３５の中心軸とが異なるため、インジェクションポート幅１ｈを調節することができ、用途に合ったインジェクション流路を形成することができる。

なお、ここでは、バックプレート３１に溝が形成され、インジェクション流路３１ａが形成される構成としたが、バックプレート３１の代わりに固定台板１ａに溝が形成され、インジェクション流路３１ａが形成される構成でもよい。但し、バックプレート３１を用いてインジェクション流路３１ａを形成することにより、インジェクションポート１ｆを複数形成することができ、各インジェクションポート１ｆから揺動スクロール２の内向面と固定スクロール１の外向面によって形成される圧縮室と、揺動スクロール２の外向面と固定スクロール１の内向面によって形成される圧縮室とに、効率良くインジェクション冷媒を注入することができる。

バックプレート３１の上側には、図２及び図５に示すように、開閉弁３３と弁押さえ３４とがボルト（図示せず）により、バックプレート３１及び固定台板１ａに固定される。開閉弁３３は、吐出孔３１ｄとリリーフ孔３１ｅを個別に開閉するリード弁である。開閉弁３３は、圧縮室２０内の冷媒の圧力と、密閉容器１０内の冷媒の圧力（吐出圧力）との圧力差により開閉する。弁押さえ３４は、開閉弁３３のリフト量を制限する。なお、実施の形態１では、吐出孔３１ｄとリリーフ孔３１ｅとを開閉する１つの開閉弁３３が設けられる構成とした。しかし、開閉弁３３は、吐出孔３１ｄとリリーフ孔３１ｅとをそれぞれ個別に設けられた構成でもよい。

次に、図１から図４に基づき、スクロール圧縮機１００の動作について説明する。低圧の吸入冷媒は、吸入パイプ４２から固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂとにより形成される圧縮室２０に流入する。また、外部からインジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入したインジェクション冷媒が、インジェクション流路３１ａを経て、インジェクションポート１ｆから圧縮室２０へ注入される。なお、インジェクション運転を行わない場合には、図６に示すように、インジェクション逆止弁機構３５の逆止弁体３５ａが閉じられて、圧縮室２０へインジェクション冷媒が注入されない。

そして、スクロール圧縮機１００は、電動機５により軸７が駆動され、揺動スクロール２が固定スクロール１に対して回転駆動する。揺動スクロール２は、オルダム機構８によって自転運転せず、公転運動（偏心旋回運動）して、圧縮室２０の容積を徐々に減少させる圧縮動作をする。この圧縮動作により、圧縮室２０内の冷媒は、高圧となり、固定スクロール１の吐出ポート１ｄを介して密閉容器１０内に吐出される。吐出された冷媒は、吐出パイプ４３から密閉容器１０外に放出される。つまり、密閉容器１０内は、高圧となる。

上述したように、定常運転時には、密閉容器１０内が高圧となる。この圧力により、密閉容器１０の底部に溜まった冷凍機油１１は、オイルパイプ７ｆと給油穴７ｇとを上側に向かって流れる。そして、高圧の冷凍機油は、ボス部内部空間１５ａ（図３参照）に導かれ、吸入圧力より高く吐出圧力以下の中間圧Ｐｍ１まで減圧され、ボス部外部空間１５ｂ（図３参照）へ流れる。

また、給油穴７ｇを流れる高圧油は、軸７に設けられた横穴から主軸受３ｃと主軸部７ｃとの間（図１及び図４参照）に導かれる。主軸受３ｃと主軸部７ｃとの間に導かれた冷凍機油は、主軸受３ｃと主軸部７ｃとの間で吸入圧力より高く吐出圧力以下の中間圧Ｐｍ１まで減圧され、ボス部外部空間１５ｂ（図３参照）へ流れる。

なお、ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１となった冷凍機油は、冷凍機油に溶解していた冷媒の発泡で、一般にはガス冷媒と冷凍機油の２相になっている。

ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１となった冷凍機油は、中間圧調整弁機構３ｐを通って台板外径部空間１５ｃ（図３参照）に流れる。台板外径部空間１５ｃへ流れた冷凍機油は、連通孔３ｎ（図４参照）を通ってオルダム機構環状部８ｃ（図４参照）の内側へ排出される。ここで、冷凍機油は、中間圧調整弁機構３ｐを通る際、中間圧調整スプリング３ｍ（図４参照）によって付加される力に打ち勝って、中間圧調整弁機構３ｐの弁を押し上げて台板外径部空間１５ｃ（図３参照）に流れる。

また、ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１となった冷凍機油は、揺動スクロール２のスラスト面２ｄ（図３参照）とコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａ（図３参照）の摺動部へ給油され、オルダム機構環状部８ｃ（図４参照）の内側へ排出される。そして、オルダム機構８の爪８ａ、８ｂ（図２及び図３参照）の各摺動面に給油された後、台板外径部空間１５ｃ（図３参照）へ開放される。

ここで、ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１は、中間圧調整弁機構３ｐの中間圧調整スプリング３ｍのばね力と弁の露出面積とによってほぼ決定される所定の圧力αによって、「Ｐｍ１＝Ｐｓ＋α」と表される。なお、Ｐｓは、吸入雰囲気圧すなわち低圧である。

また、抽気孔２ｊの下開口部２ｋ（図４参照）は、コンプライアントフレーム３に設けられた連通孔３ｓのスラスト軸受３ａ側の開口部と、常時もしくは間欠的に連通する。このため、圧縮室２０からの圧縮途中の冷媒ガスが、揺動スクロール２の抽気孔２ｊ及びコンプライアントフレーム３の連通孔３ｓを介してフレーム空間１５ｄ（図４参照）に導かれる。この冷媒ガスは、圧縮途中であるため、吸入圧より高く吐出圧以下の中間圧Ｐｍ２である。

なお、冷媒ガスが導かれるといっても、フレーム空間１５ｄは上シール材１６ａと下シール材１６ｂとで密閉された閉空間であるため、通常運転時には圧縮室２０の圧力変動に呼応して圧縮室２０とフレーム空間１５ｄとは双方向に微少な流れを有する。つまり、圧縮室２０とフレーム空間１５ｄとは、いわば呼吸しているような状態となる。

ここで、フレーム空間１５ｄの中間圧Ｐｍ２は、連通する圧縮室２０の位置でほぼ決定される所定の倍率βによって、「Ｐｍ２＝Ｐｓ×β」と表される。なお、Ｐｓは、吸入雰囲気圧すなわち低圧である。

ここで、コンプライアントフレーム３には、（Ａ）ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１に起因する力と、（Ｂ）スラスト軸受３ａを介した揺動スクロール２からの押付け力との合計（Ａ＋Ｂ）が下向きの力として作用する。一方、コンプライアントフレーム３には、（Ｃ）フレーム空間１５ｄの中間圧Ｐｍ２に起因する力と、（Ｄ）下端面の高圧雰囲気に露出している部分に作用する高圧に起因する力との合計（Ｃ＋Ｄ）が上向きの力として作用する。そして、通常運転時には、上向きの力（Ｃ＋Ｄ）が下向きの力（Ａ＋Ｂ）よりも大きくなるように設定されている。

通常運転時には、上向きの力（Ｃ＋Ｄ）が下向きの力（Ａ＋Ｂ）よりも大きくなるように設定されている。そのため、コンプライアントフレーム３は、固定スクロール１側（図１の上側）に浮き上がった状態となる。つまり、コンプライアントフレーム３は、上嵌合円筒面３ｄがガイドフレーム４の上嵌合円筒面４ａにガイドされるとともに、下嵌合円筒面３ｅがガイドフレーム４の下嵌合円筒面４ｂにガイドされて、固定スクロール１側（図１の上側）に浮き上がった状態となる。すなわち、コンプライアントフレーム３は、固定スクロール１側（図１の上側）に浮き上がって、スラスト軸受３ａを介して揺動スクロール２に押付けられた状態となる。

コンプライアントフレーム３が揺動スクロール２に押付けられているため、揺動スクロール２もコンプライアントフレーム３と同様に固定スクロール１側（図１の上側）に浮き上がった状態となる。その結果、揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂの歯先と、固定スクロール１の歯底（固定台板１ａ）とが接触するとともに、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂの歯先と、揺動スクロール２の歯底（揺動台板２ａ）とが接触する。

一方、圧縮機の起動時等の過渡期、又は圧縮室２０の内圧が異常に上昇したときなどには、上述した（Ｂ）のスラスト軸受３ａを介しての揺動スクロール２からの押付け力が大きくなる。そのため、下向きの力（Ａ＋Ｂ）が上向きの力（Ｃ＋Ｄ）よりも大きくなる。その結果、コンプライアントフレーム３がガイドフレーム４側（図１の下側）へ押付けられる。そして、揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂの歯先と、固定スクロール１の歯底（固定台板１ａ）とが離れるとともに、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂの歯先と、揺動スクロール２の歯底（揺動台板２ａ）とが離れる。これにより、圧縮室２０内の圧力が下がり、圧縮室２０内の圧力が過度に上昇することを防げる。

インジェクション運転時には、外部からのインジェクション冷媒が、インジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入し、インジェクション流路３１ａを経て、インジェクションポート１ｆから圧縮室２０へ注入される。また、外部からのインジェクション冷媒は、吸入連通穴１ｊから冷媒吸入空間９へも注入される。このとき、吸入パイプ４２から吸入された低圧の冷媒と、吸入連通穴１ｊを通じて冷媒吸入空間９に注入されたインジェクション冷媒は、圧縮室２０に流入して圧縮されている。このとき、インジェクションポート１ｆと連通するときの圧縮室２０内の圧力が、インジェクション圧力よりも小さい場合、図７に示すように、インジェクション逆止弁機構３５のばね３５ｂのばね力に打ち勝って、インジェクション冷媒が圧縮室２０内へ流入する。インジェクション圧力が、圧縮室２０内の圧力よりも小さい場合は、図６に示すように、逆止弁体３５ａは開かず、インジェクション冷媒が圧縮室２０へ流入しない。インジェクション圧力が圧縮室２０内の圧力よりも小さい運転条件は、おおむねインジェクションを必要としない条件であり、大抵の場合、インジェクション冷媒をスクロール圧縮機１００へ流入させるためのユニット側の弁は閉じている。

次に、インジェクション逆止弁機構３５の効果について説明する。逆止弁体３５ａは主にインジェクション運転を必要としない条件における性能を向上させる効果がある。図５に示す通り、インジェクション冷媒は、インジェクション流路３１ａを通った後、分岐して２箇所、ないしは３箇所のインジェクションポート１ｆを通って圧縮室２０内へ注入される。分岐したインジェクションポート１ｆは、圧縮室２０のうち、揺動スクロール２の内向面と固定スクロール１の外向面によって形成される圧縮室（以下、圧縮室Ａという。）と揺動スクロール２の外向面と固定スクロール１の内向面によって形成される圧縮室（以下、圧縮室Ｂという。）とに、それぞれ連通している。軸７がある回転角のとき、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとにそれぞれインジェクションポート１ｆが連通するタイミングが異なっている場合、圧縮室Ａの圧力と圧縮室Ｂの圧力が異なる状態でインジェクション流路３１ａと連通することになる。仮にインジェクション運転を行っていないときには、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとで圧力の高い方から低い方へインジェクション流路３１ａを介して連通し、いわゆる呼吸をしている状態となる。スクロール圧縮機１００は、呼吸状態となると圧縮室２０で冷媒の再圧縮が起こり、結果として入力の増加、性能低下の原因となる。

実施の形態１のスクロール圧縮機１００では、流入孔側に配置された逆止弁体３５ａと、圧縮室２０側に配置され、逆止弁体３５ａを流入孔１ｇ側に付勢するばね３５ｂと、で構成されたインジェクション逆止弁機構３５を、インジェクションポート１ｆに設けている。よって、このスクロール圧縮機１００は、インジェクション逆止弁機構３５によって、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとがインジェクション流路３１ａを介して連通することがなくなり、呼吸運動がなくなる。

ここで、スクロール圧縮機１００は、インジェクション運転を行っていない状態において、インジェクション逆止弁機構３５の下流側（圧縮室２０側）の圧力が変動するのに対し、インジェクション逆止弁機構３５の上流側（流入孔１ｇ側）の圧力は一定である。そのため、このスクロール圧縮機１００は、インジェクション逆止弁機構３５の上流側の圧力に対し、インジェクション逆止弁機構３５の下流側の圧力が大きくなったり、小さくなったりすることで、インジェクション逆止弁機構３５が微振動を起こす問題がある。スクロール圧縮機１００は、インジェクション逆止弁機構３５が微振動を起こすと、逆止弁体３５ａの隙間からインジェクション回路へ冷媒が漏れる虞がある。スクロール圧縮機１００は、インジェクション回路へ冷媒が漏れると、漏れた冷媒を再び圧縮させる必要が生じて運転能力が低下する虞がある。

実施の形態１のスクロール圧縮機１００では、流入孔１ｇと冷媒吸入空間９とを連通させる吸入連通穴１ｊが形成されているので、インジェクション運転を行っていない状態において、連通した冷媒吸入空間９によってインジェクション逆止弁機構３５の上流側の圧力を、圧縮室２０の変動する圧力よりも小さくすることができる。したがって、このスクロール圧縮機１００は、インジェクション逆止弁機構３５の上流側と下流側との圧力差と、インジェクション逆止弁機構３５のばね力によって、インジェクション逆止弁機構３５の微振動を抑制することができ、インジェクション逆止弁機構３５の隙間からインジェクション回路へ冷媒が漏れる事態を防止できる。よって、このスクロール圧縮機１００は、漏れた冷媒を再び圧縮させる必要がないから、運転能力の向上を図ることができる。

また、実施の形態１のスクロール圧縮機１００では、インジェクション逆止弁機構３５がインジェクションポート１ｆに設けられているので、上記した圧縮室Ａと圧縮室Ｂとがインジェクション流路３１ａを介して連通することがなくなり、呼吸運動がなくなる。よって、このスクロール圧縮機１００は、圧縮室２０で冷媒の再圧縮を抑制することができるので、運転能力の向上を図ることができる。

また、実施の形態１のスクロール圧縮機１００は、インジェクション逆止弁機構３５のばね３５ｂの中心軸が、インジェクションポート１ｆの流出孔の中心軸に対してオフセットされて配置されている。これにより、逆止弁体３５ａの外径を変形することなく、インジェクション流量を増加させることができる。

また、実施の形態１にスクロール圧縮機１００は、固定台板１ａの上側の面に、インジェクションポート１ｆと流入孔１ｇとを繋ぐインジェクション流路３１ａを形成するバックプレート３８が設けられている。よって、実施の形態１にスクロール圧縮機１００は、インジェクションポート１ｆを複数形成することができ、各インジェクションポート１ｆから揺動スクロール２の内向面と固定スクロール１の外向面によって形成される圧縮室と、揺動スクロール２の外向面と固定スクロール１の内向面によって形成される圧縮室とに、効率良くインジェクション冷媒を注入することができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機１０１を図８に基づいて説明する。図８は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図である。なお、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機１００と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。

実施の形態２のスクロール圧縮機１０１は、圧縮室２０内の冷媒がインジェクション回路へ逆流することを防止するインジェクション逆止弁機構３６を設ける位置が、上述した実施の形態１の構成と異なる。具体的には、固定スクロール１の固定台板１ａには、板の厚みに相当する側部から上部に向かう流入孔１ｇの途中位置に、該流入孔１ｇとインジェクションポート１ｆとを繋ぐインジェクション流路３１ａが形成されている。そして、流入孔１ｇ内であって、流入孔１ｇとインジェクション流路３１ａとが交わる位置に、インジェクション逆止弁機構３６が設けられている。

実施の形態２のスクロール圧縮機１０１は、主に小型サイズの機種であり、インジェクションポート１ｆ内に、インジェクション逆止弁機構３６を設けるスペースを十分に確保できない場合に好適な構成である。実施の形態２のスクロール圧縮機１０１は、インジェクション流路３１ａの長さが構造上短くなるので、流路圧損が低下し、能力改善に繋がる。

実施の形態２のスクロール圧縮機１０１のインジェクション逆止弁機構３６も、流入孔１ｇ側に配置された逆止弁体３６ａと、圧縮室２０側に配置され、逆止弁体３６ａを流入孔１ｇ側に付勢するばね３６ｂとで構成されている。インジェクション逆止弁機構３６のばね３６ｂは、一端が逆止弁体３６ａに取り付けられ、他端が固定台板１ａの上面にボルト３７で固定されたバックプレート３８に取り付けられている。

インジェクション冷媒は、密閉容器１０の外部から、インジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入する。流入孔１ｇに流入したインジェクション冷媒は、逆止弁体３６ａを押し上げながら流入孔１ｇを通り、インジェクション流路３１ａからインジェクションポート１ｆを経て圧縮室２０へ注入される。実施の形態２のスクロール圧縮機１０１も、インジェクション逆止弁機構３６によって、上記した圧縮室Ａと圧縮室Ｂとがインジェクション流路３１ａを介して連通することがなくなり、呼吸運動がなくなる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機１０２を図９及び図１０に基づいて説明する。図９は、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の上部を拡大して示した縦断面図である。図１０は、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機であって、揺動スクロールの回転に伴い吸入連通穴に対して揺動台板の突起部が変位する様子を平面的に示した説明図である。なお、実施の形態１及び２で説明したスクロール圧縮機と同一の構成については、同一の符号を付して、その説明を適宜省略する。また、図９に示す実施の形態３のスクロール圧縮機１０２では、一例として上記実施の形態２で説明したインジェクション逆止弁機構３６を設けた構成を示しているが、上記実施の形態１で説明したインジェクション逆止弁機構３５を設けた構成でも同様に実施できる。

スクロール圧縮機は、インジェクション運転時において、インジェクション冷媒の一部が吸入連通穴１ｊを通じて冷媒吸入空間９へ流れることにより、圧縮室２０に注入されるインジェクション冷媒が減少し、暖房能力が低下する虞がある。そこで、実施の形態３に係るスクロール圧縮機１０２では、図９に示すように、上記実施の形態２のスクロール圧縮機１０１の構成に加えて、吸入連通穴１ｊの冷媒吸入空間９側の開口部を、揺動スクロール２の回転に伴って間欠に塞ぐ突起部２ｍが、揺動台板２ａの上側の面に設けられている。

ここで、図１０に基づいて、揺動スクロール２の回転に伴い吸入連通穴１ｊに対して揺動台板２ａの突起部２ｍが変位する構成の一例を説明する。吸入連通穴１ｊは、図１０（ａ）に示すように、揺動スクロール２の回転角度が０°である場合、冷媒吸入空間９側の開口部の全面が突起部２ｍによって塞がれた状態にある。吸入連通穴１ｊは、揺動スクロール２の回転に伴って、徐々に冷媒吸入空間９と連通していき、図１０（ｂ）に示すように、揺動スクロール２の回転角度が９０°である場合に、開口部の一部が冷媒吸入空間９と連通した状態となる。そして、吸入連通穴１ｊは、図１０（ｃ）に示すように、揺動スクロール２の回転角度が１８０°になると、突起部２ｍが開口部から完全に外れ、冷媒吸入空間９と完全に連通した状態となる。そして、吸入連通穴１ｊは、揺動スクロール２の回転に伴って、徐々に開口部が塞がれていき、図１０（ｄ）に示すように、揺動スクロール２の回転角度が２７０°になると、開口部の一部が突起部２ｍによって塞がれた状態となる。そして、吸入連通穴１ｊは、揺動スクロール２の回転角度が３６０°（０°）になると、開口部の全面が突起部２ｍによって再び塞がれた状態となる。実施の形態３のスクロール圧縮機１０２は、揺動スクロール２の公転運動によって、図１０（ａ）〜（ｄ）が繰り返される。

したがって、実施の形態３のスクロール圧縮機１０２は、揺動台板２ａの上側の面に、吸入連通穴１ｊの冷媒吸入空間９側の開口部を、揺動スクロール２の回転に伴って間欠に塞ぐ突起部２ｍが設けられているので、インジェクション運転時において、吸入連通穴１ｊから冷媒吸入空間９へ流れるインジェクション冷媒を抑制することができる。よって、スクロール圧縮機１０２は、圧縮室２０にインジェクション冷媒を十分注入することができるから、暖房能力の改善を図ることができる。

また、このスクロール圧縮機１０２は、インジェクション運転を行っていない状態において、インジェクション逆止弁機構３６の上流側と下流側との圧力差と、インジェクション逆止弁機構３６のばね力によって、インジェクション逆止弁機構３６の微振動を抑制することができ、インジェクション逆止弁機構３６の隙間からインジェクション回路へ冷媒が漏れる事態を防止できる。よって、このスクロール圧縮機１０２は、漏れた冷媒を再び圧縮させる必要がないから、運転能力の向上を図ることができる。

以上に本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上述した実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、図示したスクロール圧縮機１００の内部構成は、一例であって、上述した内容に限定されるものではなく、他の構成要素を含んだスクロール圧縮機であっても同様に実施することができる。要するに、いわゆる当業者が必要に応じてなす種々なる変更、応用、利用の範囲をも本発明の要旨（技術的範囲）に含むことを念のため申し添える。

１ 固定スクロール、１ａ 固定台板、１ｂ 固定渦巻歯、１ｃ オルダム案内溝、１ｄ 吐出ポート、１ｅ リリーフポート、１ｆ インジェクションポート、１ｇ 流入孔、１ｈ インジェクションポート幅、１ｊ 吸入連通穴、２ 揺動スクロール、２ａ 揺動台板、２ｂ 揺動渦巻歯、２ｃ 揺動軸受、２ｄ スラスト面、２ｅ オルダム案内溝、２ｆ ボス部、２ｊ 抽気孔、２ｋ 下開口部、２ｍ 突起部、３ コンプライアントフレーム、３ａ スラスト軸受、３ｃ 主軸受、３ｄ 上嵌合円筒面、３ｅ 下嵌合円筒面、３ｈ 補助主軸受、３ｍ 中間圧調整スプリング、３ｎ 連通孔、３ｐ 中間圧調整弁機構、３ｓ 連通孔、３ｘ 往復摺動部、４ ガイドフレーム、４ａ 上嵌合円筒面、４ｂ 下嵌合円筒面、５ 電動機、５ａ 回転子、５ｂ 固定子、６ サブフレーム、６ａ 副軸受、７ 軸、７ｂ 揺動軸部、７ｃ 主軸部、７ｄ 副軸部、７ｆ オイルパイプ、７ｇ 給油穴、８ オルダム機構、８ａ、８ｂ 爪、８ｃ オルダム機構環状部、９ 冷媒吸入空間、１０ 密閉容器、１１ 冷凍機油、１５ａ ボス部内部空間、１５ｂ ボス部外部空間、１５ｃ 台板外径部空間、１５ｄ フレーム空間、１６ａ 上シール材、１６ｂ 下シール材、２０ 圧縮室、３１ バックプレート、３１ａ インジェクション流路、３１ｄ 吐出孔、３１ｅ リリーフ孔、３３ 開閉弁、３４ 弁押さえ、３５、３６ インジェクション逆止弁機構、３５ａ、３６ａ 逆止弁体、３５ｂ、３６ｂ ばね、３７ ボルト、３８ バックプレート、４１ インジェクションパイプ、４２ 吸入パイプ、４３ 吐出パイプ、１００、１０１、１０２ スクロール圧縮機。

Claims (6)

1. 密閉容器と、
   前記密閉容器内に設けられ、固定台板と、前記固定台板の一方の面に設けられた固定渦巻歯と、を有する固定スクロールと、
   前記密閉容器内に設けられ、揺動台板と、前記揺動台板の一方の面に設けられた揺動渦巻歯と、を有し、前記固定スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する揺動スクロールと、
   前記固定スクロールに対して前記揺動スクロールを回転駆動させる電動機と、を備え、
   前記固定台板には、
   前記密閉容器の外部からインジェクションパイプを介してインジェクション冷媒が流入する流入孔と、
   前記流入孔から流入した前記インジェクション冷媒を前記圧縮室へ注入させるインジェクションポートと、
   前記流入孔と前記密閉容器内の冷媒吸入空間とを連通させる吸入連通穴と、が形成されており、
   前記固定台板には、前記流入孔側に配置された逆止弁体と、圧縮室側に配置され、前記逆止弁体を流入孔側に付勢するばねと、で構成されたインジェクション逆止弁機構が設けられており、
   前記流入孔と前記冷媒吸入空間とが前記吸入連通穴を介して連通していることにより、インジェクション運転を行っていない状態において、前記インジェクション逆止弁機構の上流側の圧力が、前記圧縮室の変動する圧力よりも小さくなる構成である、スクロール圧縮機。
2. 前記インジェクション逆止弁機構は、前記インジェクションポートに設けられている、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
3. 前記インジェクション逆止弁機構は、前記逆止弁体の中心軸が、前記インジェクションポートの流出孔の中心軸に対してオフセットされて配置されている、請求項２に記載のスクロール圧縮機。
4. 前記固定台板の他方の面には、前記インジェクションポートと前記流入孔とを繋ぐインジェクション流路を形成するバックプレートが設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
5. 前記固定台板には、前記インジェクションポートと前記流入孔とを繋ぐインジェクション流路が形成されており、
   前記インジェクション逆止弁機構は、前記流入孔に設けられている、請求項１に記載のスクロール圧縮機。
6. 前記揺動台板の一方の面には、前記吸入連通穴の前記冷媒吸入空間側の開口部を、前記揺動スクロールの回転に伴って間欠に塞ぐ突起部が設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。

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