JPH09133088A - インジェクションサイクル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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と、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Ｖ
ｃ内の冷媒を気液分離器６３に還流させるリリーフ弁５
０、５１とを固定スクロール２の端板部７７に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【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、７
２）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（Ｖ
ｃ）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。

【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、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。請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のイ
ンジェクションサイクルにおいて、逆止弁（７１、７
２）とリリーフ弁（５０、５１）とは、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４に記載の発明では、請求項３に記
載のインジェクションサイクルにおいて、逆止弁（７
１、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。

【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。

【００１１】請求項２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。

【００１２】請求項３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（５
０、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または２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。

【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１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。５５、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７
０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７
４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７
０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７
７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３
１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、７
２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Ｖ
ｄ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８
４ｄ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８６
ｂ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８４
ａ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７
０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６
６、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１
４）、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６
３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７
３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、８
４ｅ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Ｖ
ｃ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Ｖ
ｃ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５
０、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５
０、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、５
１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６
６、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６
６、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７
０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)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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（Ｖ
   ｃ）外に放出するリリーフ弁（５０、５１）とを有する
   ことを特徴とするインジェクションサイクル。
2. 【請求項２】 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に
   記載のインジェクションサイクル。
3. 【請求項３】 前記逆止弁（７１、７２）と前記リリー
   フ弁（５０、５１）とは、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または２に記載の
   インジェクションサイクル。
4. 【請求項４】 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（８０
   ｅ）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請求項３に記載のインジェクシ
   ョンサイクル。