JPH11107949A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆止弁からインジェクションポートまでの経
路を短くかつ簡単にして、冷媒および潤滑油の再膨張や
潤滑油の間欠戻りの問題がなく、製造容易で低コストな
ものとすることを目的とする。 【解決手段】 固定スクロール１１の鏡板１１ｄに背面
から圧縮室１３Ａ、１３Ｂまで貫通するインジェクショ
ンポート５１を設け、鏡板１１ｄのインジェクションポ
ート５１とこれに接続するインジェクションパイプ５２
との接続部に逆止弁室５７を形成して、逆止弁室５７か
ら圧縮室１３Ａ、１３Ｂまでのインジェクション経路を
短く簡単なものとし、必要に応じて逆止弁室５７の最低
位部５７ａから圧縮室１３Ａ、１３Ｂまで水平ないしは
それより下を向く姿勢にてインジェクションポート５１
を設けることにより、上記の目的を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は業務用および家庭用
の主として冷凍空調に使用されるスクロール圧縮機に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮
部がレシプロ式のもの、ロータリー式のもの、スクロー
ル式のものがある。現在はコスト、性能面等でそれぞれ
特徴を活かして成長してきている。中でもスクロール式
の圧縮機が高効率、低騒音、低振動という特徴を活かし
て実用化されてきた。

【０００３】特開平０８−１４４９７１号公報は、スク
ロール圧縮機で固定スクロールと旋回スクロールとの間
に形成される圧縮室に、気液分離器で分離された中間圧
の冷媒ガスを逆止弁を介してインジェクションして、ス
クロール圧縮機の特徴である緩やかな圧縮を利用して、
安定的に、効率のよいガスインジェクションを実現する
ようにしたものを開示している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のス
クロール圧縮機は、ガスインジェクションの上記逆止弁
を、固定スクロールの鏡板の外周面や、この鏡板からの
冷媒吐出空間を覆うように設けたリアハウジングに接続
されたインジェクション配管の途中に設ける構造である
ため、逆止弁から圧縮室までの経路が複雑かつ長いもの
となり、これがなすデッドボリューム内に侵入した潤滑
油はガスインジェクションによっても容易に抜けきらず
に残るので、潤滑が不安定になり、性能も不安定にな
る。また、圧縮室での圧縮はインジェクション経路の逆
止弁位置までのデッドボリューム内にも及ぶので、この
デッドボリュームが長く大きいと圧縮効率に影響する
し、暖房等の高速運転となる高負荷運転から低速運転と
なる低負荷運転に切り換える等運転の多様化のためにガ
スインジェクションを停止するような場合、このデッド
ボリューム内の冷媒が圧縮過程にある圧縮室に通じて昇
圧された後、閉じ込みを開始する次の圧縮室に通じたと
き再膨張するので、デッドボリュームが大きいほど圧縮
機の性能、効率の低下を招きやすい。

【０００５】また、デッドボリューム内に侵入した潤滑
油はガスインジェクションが行なわれないときに残りや
すく、これも再膨張して圧縮機の性能、効率の低下を招
く。

【０００６】また、容易に抜けないデッドボリューム内
の潤滑油はある量が溜まったときだけしか圧縮室内に溢
れ出ないと言う間欠戻りが生じ、潤滑油が戻らない間、
圧縮機構の摺動部の潤滑がより不安定となるので、性能
もより不安定になる。

【０００７】本発明の目的は、インジェクション経路の
逆止弁からインジェクションポートまでの経路を短くか
つ簡単にして、冷媒および潤滑油の再膨張や潤滑油の間
欠戻りの問題がなく、製造容易で低コストなスクロール
圧縮機を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】鏡板の一面から立ち上が
った羽根を持つ固定スクロールと鏡板から立ち上がった
羽根を持つ円軌道運動される旋回スクロールとの間に形
成する圧縮室にインジェクションポートを通じて逆止弁
を介しガスインジェクションを行うようにしたスクロー
ル圧縮機において、上記の目的を達成するために、本発
明は、固定スクロールの鏡板に背面から圧縮室まで貫通
するインジェクションポートを設け、固定スクロールの
鏡板のインジェクションポートとこれに接続するインジ
ェクションパイプとの接続部に逆止弁室を形成し、この
逆止弁室内に前記逆止弁を設けたことを１つの特徴とし
ている。

【０００９】このような構成では、固定スクロールの鏡
板の背面から圧縮室まで貫通したインジェクションポー
トと、これに接続されるインジェクションパイプとの接
続部に、逆止弁を設けた逆止弁室が位置するので、逆止
弁から圧縮室までのインジェクション経路が短く簡単な
ものとなり、これがなすデッドボリュームが小さいこと
によってデッドボリューム内の冷媒や潤滑油の再膨張、
潤滑油の間欠戻りを抑制して、性能および効率を高める
とともに安定な潤滑により性能の安定化を図ることがで
きる。また、構造が簡単なため製作が容易で安価に提供
することができる。

【００１０】本発明は、また、固定スクロールの鏡板の
背面部にインジェクションパイプが接続される逆止弁室
を形成し、この逆止弁室に前記逆止弁を設けるととも
に、前記逆止弁室の最低位部から圧縮室まで水平ないし
はそれより下を向く姿勢にてインジェクションポートを
設けたことも特徴としている。

【００１１】このような構成では、逆止弁を設けた逆止
弁室が固定スクロールの鏡板の背面部に位置し、逆止弁
から圧縮室までのインジェクション経路が短く簡単なも
のとなるので、前記の場合同様これがなすデッドボリュ
ームが小さいことによってデッドボリューム内の冷媒や
潤滑油の再膨張、潤滑油の間欠戻りを抑制しやすい上、
逆止弁室内の潤滑油はその底部の最低位部から延びるイ
ンジェクションポートへと溜まり部なしに流れ込むとと
もに、インジェクションポートが水平ないしはそれより
は下を向く姿勢で圧縮室に達していることにより、その
全てが圧縮室へスムーズに自然流出できるので、潤滑油
の再膨張および間欠戻りを解消することができ、性能お
よび効率を高めるとともに、より安定した潤滑により性
能のより安定化を図ることができる。しかも、構造は複
雑化せず容易に製作でき安価に提供することができる。

【００１２】本発明は、また、逆止弁室の底部はインジ
ェクションポートが開口する最低位部に向けまわりから
下向きに傾斜する傾斜面としていることも特徴としてい
る。

【００１３】このような構成では、デッドボリューム内
の潤滑油は逆止弁室の底部の傾斜によってインジェクシ
ョンポートへさらに流れ込みやすく、潤滑油の再膨張お
よび間欠戻りをさらに確実に防止することができる。

【００１４】本発明は、また、逆止弁室の容積が、圧縮
室の密閉容積の１．５〜１０％の範囲に設定することも
特徴としている。

【００１５】このような構成では、リードバルブとその
逆止弁ストッパと言った従来通りの逆止弁を無理なく配
置できるスペースを確保しながら、逆止弁から圧縮室ま
でのデッドボリュームによる冷媒および潤滑油の再膨張
の影響をなくし、あるいは許容できる範囲に抑えられ
る。前記圧縮室の密閉容積は、固定スクロールと旋回ス
クロールとの間に形成する一対の圧縮室のうちの小容積
側のものであると、大きさの違う一対の圧縮室の双方に
ついて上記条件を満足しやすい。

【００１６】本発明は、また、逆止弁室を、固定スクロ
ールの鏡板の背面部とこれに当てがったブロックとの間
に形成し、ブロックにインジェクションパイプを接続し
ていることも特徴としている。

【００１７】このような構成では、既設の固定スクロー
ルの鏡板とこれに当てがうブロックだけで逆止弁室を形
成するとともに、インジェクションパイプを接続するこ
とができるので、部品点数の少ないより簡単な構造とな
って、製作がさらに容易で、さらに安価に提供すること
ができる。

【００１８】本発明は、また、ブロックは、固定スクロ
ールの鏡板内に嵌まり込むプラグ部を有し、プラグ部の
まわりのフランジ部が、固定スクロールの背面にシール
材を介し固定され、逆止弁は、プラグ部の端面に、この
端面に開口するインジェクションパイプからの導入ポー
トを先端部で閉じるように当てがって背部の逆止弁スト
ッパとともに基部を取付けられたリードバルブであるこ
とも特徴としている。

【００１９】このような構成では、ブロックは固定スク
ロールの鏡板内に嵌まり込むプラグ部の端面に背部の逆
止弁ストッパとともに基部を取付けられたリードバルブ
である逆止弁を有し、プラグ部の鏡板内への嵌まり込み
によってリードバルブおよびこれが開閉するインジェク
ションパイプからの導入ポートとを、逆止弁室へのイン
ジェクションポートの開口に対して精度よく位置決めす
ることができるし、この高精度な位置決め状態のままプ
ラグ部のまわりにあるフランジ部をシール材を介して鏡
板の背面に取り付けて密封状態に簡単に固定することが
でき、設計通りの性能、効率が安定して得られる。しか
も、特別な部材を用いないのでコスト上昇の原因にはな
らない。

【００２０】本発明は、また、インジェクションポート
の逆止弁室への開口中心を、導入ポートの逆止弁室への
開口中心に対し、逆止弁であるリードバルブの先端縁側
に偏位させたことも特徴としている。

【００２１】このような構成では、インジェクションパ
イプからのインジェクションガスは、逆止弁室へ開口す
る導入ポートを閉じるリードバルブの先端部を押し開い
て逆止弁室内に流入するが、この際インジェクションガ
スは、リードバルブの先端部に案内されてその先端縁側
へ逃げながら、これに対応して偏位したインジェクショ
ンポートの開口部へと向かい、インジェクションポート
にスムーズに流入するので、ここでの流路抵抗を低減す
ることにより、逆止弁室を小さくできてデッドボリュー
ム内の冷媒の再膨張の影響をさらに抑えるとともにイン
ジェクション機構を小型化することができる。

【００２２】本発明は、また、インジェクションパイプ
が、ブロックに圧入して接続されていることも特徴とし
ている。

【００２３】このような構成では、インジェクションパ
イプはブロックへの圧入によって、特別な部材なしに固
定することができ、圧縮機構の少なくとも吐出域を密閉
する容器壁など他の部分への固定構造と協働して十分な
固定状態が得られるし、他の部分への固定が前記容器壁
であると、インジェクションパイプの振動を抑え、容器
壁が発する振動音を低減することができる。

【００２４】本発明は、また、インジェクションパイプ
が樹脂ブッシュを介しブロックに圧入されていることも
特徴としている。

【００２５】このような構成では、ステンレス鋼など鉄
系材料よりなるインジェクションパイプのブロックへの
圧入部に樹脂ブッシュが介在することにより、インジェ
クションパイプのブロックへの圧入部の熱抵抗を向上す
ることができる。

【００２６】本発明は、また、インジェクションパイプ
が、圧縮機構の少なくとも吐出域を密閉する容器壁に設
けた外管に縦通され、かつ、この外管との間でろう接接
合されていることも特徴としている。

【００２７】このような構成では、インジェクションパ
イプは容器壁の外管との嵌合位置や嵌合度合いに制限を
受けず、隙間のある状態でろう接接合されれば、ろう材
の前記隙間への入り込みを図った十分なシール性と固定
強度とを満足するとともに、前記インジェクションパイ
プのブロックへの圧入部の固定強度も十分に保証するこ
とができる。しかも、容器壁への固定構造が簡単でコス
トの低減を図ることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の代表的な実施の形
態についてその実施例とともに図１〜６を参照しながら
説明する。

【００２９】本実施の形態は冷凍空調用の横向き設置型
のスクロール圧縮機とした場合の一例で、図１に全体の
構成を示している。

【００３０】これにつき説明すると、密閉容器１内に
は、一端部にスクロール式の圧縮機構２が、中間部に圧
縮機構２を駆動する電動機３が、他端部には密閉容器１
の下部にあるオイル溜め５内のオイル４を潤滑対象部へ
送り出すオイルポンプ６とが、それぞれ設けられてい
る。

【００３１】圧縮機構２は固定スクロール１１の鏡板１
１ｄから立ち上がった羽根１１ａと、旋回スクロール１
２の鏡板１２ｄから立ち上がった１２ａどうしを従来同
様に噛み合わせて構成し、旋回スクロール１２を自転さ
せず円軌道運動させるように旋回駆動することによっ
て、双方間に形成する一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂを図
１、図２の（ａ）、図４に示す固定スクロール１１の鏡
板１１ｄに設けられた吸込口１４に通じる外周側から、
固定スクロール１１の鏡板１１ｄに設けられた吐出口１
５に通じる中心側に移動させながら、密閉容積を縮小し
て圧縮を行い吐出する。

【００３２】これらの支持および駆動と、吸込み圧縮し
て吐出する流体の密閉容器１内での案内構造とは、どの
ように構成されてもよい。また、オイルポンプ６もどの
ようなタイプのものでもよい。本実施の形態では圧縮機
構２は一端側に固定した主軸受部材９に固定スクロール
１１をボルト止めして一体化し、これら主軸受部材９と
固定スクロール１１との間に、固定スクロール１１とか
み合わせた旋回スクロール１２を挟み込んでいる。電動
機３は密閉容器１に溶接などして固設した環状の固定子
３ａと、これの内側に配した回転子３ｂとからなり、回
転子３ｂに圧縮機構２の旋回スクロール１２を旋回駆動
するクランク軸１６を固定してある。クランク軸１６は
密閉容器１の他端部側で密閉容器１に溶接などして固定
した副軸受部材１７によって軸受され、反対側にある主
軸１８を主軸受部材９によって軸受されている。副軸受
部材１７および主軸受部材９は前記軸受のための転がり
軸受２１と滑り軸受２２とを持っている。主軸１８はこ
れの直径線上を往復移動できるように保持した偏心軸受
２３を介して旋回スクロール１２の鏡板１２ｄ背面の偏
心位置に突出した旋回軸１２ｂと嵌合し、主軸１８が回
転されると主軸受部材９と旋回スクロール１２との間に
設けたオルダムリング２８との協働により旋回スクロー
ル１２を固定スクロールに対し自転させずに旋回させ
る。しかし、上記のような軸受構造は種々に変更するこ
とができる。副軸受部材１７には前記オイルポンプ６を
取付けてある。

【００３３】本実施の形態は冷凍空調用のスクロール圧
縮機であることにより、圧縮機構２によって吸込み、圧
縮して吐出する流体は冷媒であり、塩素を含まない例え
ばフッ化炭素水素系の冷媒を用いる場合は特に、これと
相溶性のあるオイル４が用いられ、冷媒に塩素がなく潤
滑性が望めなくてもこれとオイル４が相溶して密閉容器
１内各部の機械的摺動部分に冷媒によって持ち運ばれる
ことで、潤滑性を向上する。

【００３４】吸込口１４にはガス吸込み管３２が接続さ
れ、吐出口１５には密閉容器１内のオイル溜め５上の冷
媒通路３３を通じてガス吐出管３４が接続されている。

【００３５】オイルポンプ６はクランク軸１６によって
圧縮機構２とともに駆動され、オイル溜め５内のオイル
４をクランク軸１６に縦通形成したオイル通路３５に送
り出し、前記偏心軸受２３に先ず供給する。偏心軸受２
３に供給された後のオイル４の一部は各部隙間や所定の
通路を通って、滑り軸受２２や圧縮機構２内に供給され
るとともに、残りは下部のオイル溜め５内に戻される。

【００３６】さらに、吐出口１５には圧縮機構２の停止
時に旋回スクロール１２が逆転するのを防ぐための逆止
弁４２と、これの動きを規制する逆止弁ガイド４３とが
設けられている。

【００３７】前記ガス吐出管３４からガス吸込管３２ま
での間には、凝縮器４４、膨張弁４５、気液分離器４
６、キャピラリーチューブ４７、および蒸発器４８が順
次接続され、密閉容器１内の圧縮機構２を含めて全体が
環状に繋がった冷凍サイクルを構成している。説明の簡
単のために非ヒートポンプタイプのもので示してある
が、ヒートポンプタイプの冷凍サイクルを構成し、低負
荷な冷房と高負荷な暖房とが行えるようにしてあり、図
示しない切り換え構造を有しているものとする。

【００３８】固定スクロール１１の鏡板１１ｄには、図
１、図２の（ａ）、図４に示すように前記一対の圧縮室
１３Ａ、１３Ｂへのガスインジェクションを行う順次に
行なうインジェクションポート５１が１つ設けられてい
る。インジェクションポート５１には逆止弁５４とその
逆止弁ストッパ５５とを介してインジェクションパイプ
５２が接続され、このインジェクションパイプ５２には
前記気液分離器４６からのガス冷媒供給管５３が接続さ
れている。これによって圧縮室１３には気液分離器４６
で気液分離された気相部分のガス冷媒が冷媒供給管５
３、インジェクションパイプ５２、インジェクションポ
ート５１を通じてインジェクションされ、一旦インジェ
クションされた冷媒の逆流が逆止弁５４によって阻止さ
れる。このようなガスインジェクションは圧縮機構２で
の圧縮機の効率を増大させるので、その分だけ暖房能力
が向上する。

【００３９】冷凍装置の運転の多様化に合わせて、前記
ガスインジェクションは冷凍装置の運転状態に応じて適
時になされればよく、これの遮断、遮断解除を制御する
ため、冷媒供給管５３の途中には二方電磁弁５６が設け
られ、冷凍装置の運転とともに適宜開閉制御されるよう
になっている。この制御は例えば冷凍装置の動作制御と
共にマイクロコンピュータによって行えるが、特にこれ
に限られることはない。また、運転の多様化のために、
本実施の形態では冷暖房の兼用できるヒートポンプタイ
プのものであるのに加え、電動機３を例えばインバータ
制御して旋回スクロール１２を可変速に旋回駆動させら
れるようにしてある。

【００４０】さらに、ガスインジェクション遮断状態で
の低負荷運転時の性能を確保しながら、低いインジェク
ション圧にて高負荷運転となる暖房運転時等に高いイン
ジェクション性能が得られるようにするため、固定スク
ロール１１と速度可変な旋回スクロール１２との間に一
対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂを形成する羽根１１ａ、１１
ｂの、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室１３Ａ、１
３Ｂのうちの一方、一例として圧縮室１３Ｂが規定の圧
縮比を満足する渦巻き長さ位置Ｃから巻きおわり端Ｄま
で、前記一方の圧縮室１３Ｂを所定の隙間Ｓをもって吸
込口１４側に開放し密閉されないようにするオフセット
面１１ｂを設けてある。

【００４１】冷房運転など低速運転となる低負荷運転
時、固定スクロール１１と旋回スクロール１２とが形成
する一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂのうちのオフセット面
１１ｂが作る隙間Ｓによって密閉されない一方の圧縮室
１３Ｂは、前記隙間Ｓが小さくても吸入する冷媒をその
隙間Ｓを通じて外部に逃がしやすく、隙間Ｓが設けられ
ている範囲Ｌ１では閉じ込み機能を発揮しない。このた
め、圧縮室１３Ｂの全体の大きさに見合う容積での冷媒
の過給はなく、前記圧縮室１３Ｂの前記隙間Ｓを形成し
ない側の範囲Ｌ２だけが有効に働いて設計通りの閉じ込
み容積による運転が高効率に達成される。

【００４２】一方、暖房運転など、高速運転となる高負
荷運転時、前記閉じられない領域を持つ一方の圧縮室１
３Ｂは、前記隙間Ｓが小さいことと、旋回スクロール１
２の高速旋回とにより吸入した冷媒の閉じ込み性が向上
して冷媒の吸入量が増大し、圧縮工程は低速運転時に対
する高速運転度合いに応じた過給がなされるとともに、
前記隙間Ｓのある領域を含む大きな容積を持った圧縮室
１３Ｂの全体を利用した低圧のガスインジェクションを
行うことにより、図５に示すようにサイクル側ガス発生
量と圧縮機側ガス吸い込み量との基準バランス点Ｏ０
を、基準圧Ｐよりも低圧Ｐ１側であるＯ１にシフトさせ
て、インジェクション流量が基準流量Ｑ０よりも大流量
側であるＱ１にシフトさせ高いインジェクション流量を
確保し、実際の冷媒吐出量を必要十分に増加させられる
ので、暖房等の高負荷運転時の性能も向上する。

【００４３】従って、本実施の形態では、低負荷運転か
ら高負荷運転状態まで圧縮機の効率が向上し、年間消費
電力の低減を図ることもできる。

【００４４】本実施の形態では、また、図４の（ａ）か
ら（ｈ）に示すように、旋回スクロール１２の旋回の進
行に伴って、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領
域と、前記オフセット面のない密閉される他方の圧縮室
１３Ａとに順次に通じる位置にインジェクションポート
５１を設けてある。

【００４５】これにより、ガスインジェクションを行う
と、旋回スクロール１２の旋回によって、インジェクシ
ョンポート５１の開口は前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉
されない領域と密閉される圧縮室１３Ａとに順次に通じ
て、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂを利用した広い開き角
度を利用したガスインジェクションによる過給が行え、
一方の圧縮室１３Ｂでしかガスインジェクションを行わ
ない場合に比し、圧縮機の能力制御幅が拡大するととも
に、暖房等の高負荷運転時の性能をさらに向上し、一対
の圧縮室１３Ａ、１３Ｂでの過給のアンバランスによる
振動や騒音の発生を抑えて運転の快適性を増した上で、
ガスインジェクションを行わないとき、旋回スクロール
１２の旋回によってインジェクションポート５１が、密
閉される他方の圧縮室１３Ａへの開口状態から一方の圧
縮室１３Ｂの密閉されない領域に開口されるときに、イ
ンジェクションポート５１まわりの逆止弁室５７などを
含むデッドボリューム部分の冷媒は圧縮室１３Ａでの圧
縮状態から再膨張するが、図３に示すように前記密閉さ
れる他方の圧縮室１３Ａが前記インジェクションポート
５１の開口と通じ合わなくなった時点での図４の（ｅ）
に示す容積Ｖ１よりも、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉
されない領域が前記インジェクションポート５１の開口
と通じ合うようになった時点での図４の（ｆ）に示す容
積Ｖ２の方が大きくなるようにして冷媒の再膨張による
影響を低減し、最小ないしは中間の低負荷運転時にガス
インジェクションを行わないで冷媒過給のない運転を問
題なく達成して圧縮機の性能を向上することができ、低
負荷運転から高負荷運転まで圧縮機の効率をさらに高め
ることができる。

【００４６】また、インジェクションポート５１を図４
の（ｅ）から（ｆ）への変化で示すように、前記一方の
圧縮室１３Ｂの密閉されない領域にその閉じ込み開始時
点付近から通じ始める位置に設けてあると、インジェク
ションポート５１が通じ始めるときの密閉されない領域
の容積が、最大になるので、前記デッドボリュームでの
冷媒の再膨張による影響を最も最小に抑えることができ
る。

【００４７】また、インジェクションポート５１は図４
の（ａ）から（ｂ）への変化で示すように、密閉される
他方の圧縮室１３Ａにその閉じ込み開始時点付近から通
じ始める位置に設けてあると、インジェクションポート
５１が通じ始めるときの密閉される圧縮室１３Ａの容積
が最大で、圧縮度が最小になるので、最大の容積と低圧
状態とを利用してインジェクション流量を得やすくする
ことができ、高負荷運転での圧縮機の性能がさらに向上
する。

【００４８】また、インジェクションポート５１が、一
方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域には図４の（ａ）
から（ｅ）の変化で示し、密閉される圧縮室１３Ａには
図４の（ｅ）から（ｈ）（ａ）の変化で示すように、双
方に通じている間の時間がほぼ等しくなる位置に設けら
れている。これにより、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂへ
のインジェクション流量がほぼ等しくなるようにして、
一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂでの過給のアンバランスを
より解消することができる。１つの実施例を示すと、オ
フセット量が０．５ｍｍで、オフセットの長さを旋回ス
クロール１２の旋回角度範囲で言うと１８０°範囲、イ
ンジェクションポート５１の直径が２．２ｍｍ、インジ
ェクションポート５１の圧縮室１３Ａへの開き角度は−
２°〜１６３°、圧縮室１３Ｂへの開き角度は１７８°
〜３４３°と、いずれも１６５°であり、良好な結果が
得られた。

【００４９】しかも、本実施の形態では、オフセット面
１１ｂは羽根１１ａのインボリュート形状のまま、旋回
スクロール１２よりも長く延長してあって、その延長し
た部分のオフセット面１１ｂもそのインボリュート形状
に沿ったもので、旋回スクロール１２の高速運転時での
圧縮室１３Ｂの有効領域が前記延長分だけ大きくなり、
圧縮機の高負荷時の性能をさらに向上することができ
る。

【００５０】しかし、このような延長部分を設けること
は必須でなく、必要に応じて採用されればよい。また、
羽根１１ａに延長部分があるかどうかに関わりなく、羽
根１１ａのオフセット面１１ｂを省略して、この範囲が
対向する旋回スクロール１２の羽根１２ａの面に設けて
も、前記オフセット面１１ａを設けることと、インジェ
クションポート５１の位置の設定と、インジェクション
タイミングとによる作用効果が得られることに変わりは
ない。また、羽根１１ａ、１１ｂの対向し合う双方の面
に所定位置に、必要なオフセット量を振り分けたオフセ
ット面を設けても同様の作用効果が得られる。

【００５１】特に、本実施の形態では、図２の（ａ）、
図３に示すようにインジェクションポート５１を固定ス
クロール１１の鏡板１１ｄに背面から圧縮室１３Ａ、１
３Ｂまで貫通するように設け、固定スクロール１１の鏡
板１１ｄのインジェクションポート５１とこれに接続す
るインジェクションパイプ５２との接続部に逆止弁室５
７を形成し、この逆止弁室５７内に前記逆止弁５４を逆
止弁ストッパ５５とともに設けてある。

【００５２】このようにすると、固定スクロール１１の
鏡板１１ｄの背面から圧縮室１３Ａ、１３Ｂまで貫通し
たインジェクションポート５１と、これに接続されるイ
ンジェクションパイプ５２との接続部に、逆止弁５１を
設けた逆止弁室５７が位置することになり、逆止弁５１
から圧縮室１３Ａ、１３Ｂまでのインジェクション経路
が短く簡単なものとなり、これがなすデッドボリューム
が小さいことによって、デッドボリューム内の冷媒や潤
滑油の再膨張、潤滑油の間欠戻りを抑制して、性能およ
び効率を高めるとともに安定な潤滑により性能の安定化
を図ることができる。また、構造が簡単なため製作が容
易で安価に提供することができる。

【００５３】インジェクションポート５１は、また、図
２の（ａ）、図３に示すように前記のようなインジェク
ションパイプ５２が接続される鏡板１１ｄの背面部の逆
止弁室５７の最低位部５７ａから圧縮室１３Ａ、１３Ｂ
まで水平に向く姿勢で設けてあって、上記のようにデッ
ドボリューム内の冷媒や潤滑油の再膨張、潤滑油の間欠
戻りを抑制しやすい上、前記デッドボリュームをなす逆
止弁室５７内に侵入した潤滑油は、その底部の最低位部
５７ａから延びるインジェクションポート５１へと溜ま
り部なく流れ込むとともに、インジェクションポート５
１が水平に向く姿勢で圧縮室１３Ａ、１３Ｂに達してい
ることにより、その全てが圧縮室１３Ａ、１３Ｂへスム
ーズに自然流出できるので、潤滑油の再膨張および間欠
戻りを解消することができ、性能および効率を高めると
ともに、より安定した潤滑により性能のより安定化を図
ることができる。しかも、構造は複雑になることはな
く、コスト高にはならない。このような作用効果は、圧
縮機構２の旋回軸線が水平を向いた横向き設置型である
のに関係なく発揮され、斜め向きの設置でも変わりはな
い。インジェクションポートは水平に限らず、これより
下を向く姿勢にて設ければよいので、立て向き設置に適
用しても同様の作用効果を発揮できる。また、インジェ
クションポート５１は下向きになるほど潤滑油は圧縮室
１３Ａ、１３Ｂに戻りやすくなる。しかも、図２の
（ａ）、図３に示す実施例では逆止弁室５７の最低位部
５７ａは、図３に示すように逆止弁室５７の幅方向に下
向きに凸の湾曲形状にするなど、潤滑油が逆止弁室５７
の幅方向におけるインジェクションポート５１の開口位
置に集まるような形状にしてあるので、逆止弁室５７内
に侵入した潤滑油の最終のものまでインジェクションポ
ート５１部へ流れ込みやすくしている。

【００５４】なお、逆止弁室５７の底部は別の実施例と
して、図２の（ｂ）に示すように、逆止弁室５７の最低
位部５７ａに開口するインジェクションポート５１に向
けまわりから下向きに傾斜する図２に仮想線で示すよう
な傾斜面５７ｂや湾曲面などとしてもよく、この場合、
デッドボリューム内の潤滑油は逆止弁室５７の底部の傾
斜によってインジェクションポート５１へ流れ込みやす
く、潤滑油の再膨張および間欠戻りをさらに確実に防止
することができ、前記図２の（ａ）に示す実施例の底部
形状と併用してさらに有効である。

【００５５】本発明者らの実験によれば、冷房定格運転
における逆止弁室５７の容積Ｖ（逆止弁室）の影響を、
圧縮室１３Ａ、１３Ｂの容積、特に圧縮開始時の容積が
小さい側、本実施の形態では圧縮室１３Ｂの容積Ｖ₀ と
の比の変化に対する蒸発器の冷媒循環量の変化量ΔＧ
_eva の変化を、逆止弁なしのガスインジェクションの場
合との関係で見たところ、図６に示すような結果が得ら
れ、前記比が１．５％以下で冷媒循環量の変化量ΔＧ
_eva が０となり、１．５％を下回ると本実施の形態のよ
うな従来通りの逆止弁５４が設置しにくくなる。前記比
が１０％を越えると、変化量ΔＧ_eva が−１となって冷
媒量が下限値になる。

【００５６】そこで、逆止弁室５７の容積が、圧縮室１
３Ａ、１３Ｂの密閉容積の１．５〜１０％の範囲に設定
することにより、リードバルブ５４とその逆止弁ストッ
パ５５と言った従来通りの逆止弁５４を無理なく配置で
きるスペースを確保しながら、逆止弁５４から圧縮室１
３Ａ、１３Ｂまでのデッドボリュームによる冷媒および
潤滑油の再膨張の影響をなくし、あるいは許容できる範
囲に抑えられる。前記圧縮室の密閉容積は、固定スクロ
ール１１と旋回スクロール１２との間に形成する一対の
圧縮室１３Ａ、１３Ｂのうちの小容積側の例えば圧縮室
１３Ｂなどであると、大きさの違う一対の圧縮室１３
Ａ、１３Ｂの双方について上記条件を満足しやすい。

【００５７】また、本実施の形態では、逆止弁室５７
を、図１、図２の（ａ）、図３に示すように固定スクロ
ール１１の鏡板１１ｄの背面部とこれに当てがったブロ
ック８２との間に形成し、ブロック８２にインジェクシ
ョンパイプ５２を接続している。この接続は特にインジ
ェクションパイプ５２をブロック８２に圧入して行い、
さらに１つの実施例として耐熱性のテフロンやポリイミ
ドなどの樹脂材料よりなる樹脂ブッシュ８６を介して圧
入している。ブロック８２は、固定スクロール１１の鏡
板１１ｄ内に嵌まり込むプラグ部８２ａを有し、プラグ
部８２ａのまわりのフランジ部８２ｂが、固定スクロー
ル１１の背面にシール材８３を介し固定されている。逆
止弁５７は、プラグ部８２ａの端面に、この端面に開口
するインジェクションパイプ５２からの導入ポート８５
を先端部で閉じるように当てがって背部の逆止弁ストッ
パ５５とともに基部をボルト８１にて取付けられたリー
ドバルブである。

【００５８】このように、既設の固定スクロール１１の
鏡板１１ｄとこれに当てがうブロック８２だけで逆止弁
室５７を形成するとともに、インジェクションパイプ５
２を接続することができるので、部品点数の少ないより
簡単な構造となって、さらに容易に、かつ安価に提供す
ることができる。また、ブロック８２は固定スクロール
１１の鏡板１１ｄ内に嵌まり込むプラグ部８２ａの端面
に背部の逆止弁ストッパ５５とともに基部を取付けられ
たリードバルブである逆止弁５４を有し、プラグ部８２
ａの鏡板１１ｄ内への嵌まり込みによってリードバルブ
５４およびこれが開閉するインジェクションパイプ５２
からの導入ポート８５とを、逆止弁室５７へのインジェ
クションポート５１の開口に対して精度よく位置決めす
ることができるし、この高精度な位置決め状態のままプ
ラグ部８２ａのまわりにあるフランジ部８２ｂをシール
材８３を介して鏡板１１ｄの背面に取り付けて密封状態
に簡単に固定することができ、設計通りの性能、効率が
安定して得られる。しかも、これらの構成のために特別
な部材を用いないのでコスト上昇の原因にはならない。

【００５９】また、インジェクションパイプ５２はブロ
ック８２への圧入によって、特別な部材なしに固定する
ことができ、圧縮機構２の少なくとも吐出域を密閉する
容器壁など他の部分への固定構造と協働して十分な固定
状態が得られるし、他の部分への固定が本実施の形態で
の密閉容器１などの容器壁であると、インジェクション
パイプ５２の振動を抑え、密閉容器１が発する振動音を
低減することができる。しかも、インジェクションパイ
プ５２が樹脂ブッシュ８６を介しブロック８２に圧入さ
れていることにより、ステンレス鋼など鉄系材料よりな
るインジェクションパイプ５２のブロック８２への圧入
部に樹脂ブッシュ８６が介在して、インジェクションパ
イプ５２のブロック８２への圧入部の熱抵抗を向上する
ことができる。

【００６０】また、インジェクションパイプ５２が、図
１、図２の（ａ）に示すように圧縮機構２の少なくとも
吐出域を密閉する容器壁である密閉容器１に設けた外管
８７に縦通され、かつ、この外管８７との間でろう材８
８によりろう接接合されている。これにより、インジェ
クションパイプ５２は密閉容器１の外管８７との嵌合位
置や嵌合度合いに制限を受けず、隙間のある状態でろう
接接合されれば、ろう材８８の前記隙間への入り込みを
図った十分なシール性と固定強度とを満足するととも
に、前記インジェクションパイプ５２のブロック８２へ
の圧入部の固定強度も十分に保証することができる。し
かも、密閉容器１への固定構造が簡単でコストの低減を
図ることができる。

【００６１】また、図１、図２の（ａ）、図３に示すよ
うに、インジェクションポート５１の逆止弁室５７への
開口中心を、導入ポート８５の逆止弁室５７への開口中
心に対し、逆止弁５４であるリードバルブの先端縁側に
図３に示すΔＨだけ偏位させてある。これにより、イン
ジェクションパイプ５２からのインジェクションガス
は、逆止弁室５７へ開口する導入ポート８５を閉じるリ
ードバルブ５４の先端部５４ａを押し開いて逆止弁室５
７内に流入するが、この際インジェクションガスは、リ
ードバルブ５４の先端部５４ａに案内されてその先端縁
側へ逃げながら、これに対応して偏位したインジェクシ
ョンポート５１の開口部へと向かい、インジェクション
ポート５１にスムーズに流入するので、ここでの流路抵
抗を低減することにより、逆止弁室５７を小さくできて
デッドボリューム内の冷媒の再膨張の影響をさらに抑え
るとともにインジェクション機構を小型化することがで
きる。

【００６２】なお、本実施の形態では図１、図２の
（ａ）、図３に示すように、圧縮機構２の吐出口１５を
有する外面を圧縮機構２および電動機３などの駆動機構
を内蔵した密閉容器１内で覆うマフラー７１に、インジ
ェクションポート５１に接続されるインジェクションパ
イプ５２が遊びを持って通る穴７２を設けると、マフラ
ー７１は圧縮機構２から吐出してくる冷媒を圧縮機構２
との間に形成している大きな空間７３で一旦受止めて、
この空間７３内に拡散充満させてながら消音するのに加
え、前記穴７２は単独で、あるいは他の既設の穴と協働
して、この一旦拡散され消音されたマフラー７１内の冷
媒が、マフラー７１と密閉容器１が形成する次の閉空間
７４に適度に絞られた状態で通じて再度拡散充満しなが
ら消音されるようにする消音穴を共用するので、インジ
ェクションパイプ５２の設置構造を利用して消音効果を
高めることができる。

【００６３】図示しないが、本実施の形態の上記のよう
な逆止弁室５７およびインジェクションポート５１の構
造による利点は、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの双方に
オフセット面による密閉されない領域を形成する場合
や、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの双方ともに、そのよ
うなオフセット面を設けない場合にも共通しており、そ
れらのものも本発明の範疇に属する。

【００６４】

【発明の効果】本発明の１つの特徴では、逆止弁から圧
縮室までのインジェクション経路が短く簡単なものとな
り、これがなすデッドボリュームが小さいことによって
デッドボリューム内の冷媒や潤滑油の再膨張、潤滑油の
間欠戻りを抑制して、性能および効率を高めるとともに
安定な潤滑により性能の安定化を図ることができる。ま
た、構造が簡単なため製作が容易で安価に提供すること
ができる。

【００６５】本発明の別の特徴では、前記の場合同様デ
ッドボリュームが小さいことによってデッドボリューム
内の冷媒や潤滑油の再膨張、潤滑油の間欠戻りを抑制し
やすい上、逆止弁室内の潤滑油はインジェクションポー
トへと溜まり部なしに流れ込むとともに、インジェクシ
ョンポートの姿勢によりその全てが圧縮室へスムーズに
自然流出できるので、潤滑油の再膨張および間欠戻りを
解消することができ、性能および効率を高めるととも
に、より安定した潤滑により性能のより安定化を図るこ
とができる。しかも、構造は複雑化せず容易に製作でき
安価に提供することができる。

【００６６】本発明のさらに別の特徴では、デッドボリ
ューム内の潤滑油は逆止弁室の底部の傾斜によってイン
ジェクションポートへさらに流れ込みやすく、潤滑油の
再膨張および間欠戻りをさらに確実に防止することがで
きる。

【００６７】本発明の今１つの特徴では、従来通りの逆
止弁を無理なく配置できるスペースを確保しながら、密
閉を開始する状態の圧縮室に対する所定割合の容積の逆
止弁室によって、逆止弁から圧縮室までのデッドボリュ
ームによる冷媒および潤滑油の再膨張の影響をなくし、
あるいは許容できる範囲に抑えられる。前記圧縮室の密
閉容積は、一対の圧縮室のうちの小容積側のものである
と、大きさの違う一対の圧縮室の双方について上記条件
を満足しやすい。

【００６８】本発明の他の特徴では、既設の固定スクロ
ールの鏡板とこれに当てがうブロックだけで逆止弁室を
形成するとともに、インジェクションパイプを接続する
ことができるので、部品点数の少ないより簡単な構造と
なって、製作がさらに容易で、さらに安価に提供するこ
とができる。

【００６９】本発明のさらに他の特徴では、リードバル
ブおよびこれが開閉するインジェクションパイプからの
導入ポートとを、逆止弁室へのインジェクションポート
の開口に対して精度よく位置決めすることができるし、
この高精度な位置決め状態のまま鏡板の背面に取り付け
て密封状態に簡単に固定することができ、設計通りの性
能、効率が安定して得られる。しかも、特別な部材を用
いないのでコスト上昇の原因にはならない。

【００７０】本発明のさらに今１つの特徴では、インジ
ェクションガスは、リードバルブの先端部を押し開いて
逆止弁室内に流入する際、リードバルブの先端部に案内
されてその先端縁側へ逃げながら、これに対応して偏位
したインジェクションポートの開口部へと向かい、イン
ジェクションポートにスムーズに流入するので、ここで
の流路抵抗を低減することにより、逆止弁室を小さくで
きてデッドボリューム内の冷媒の再膨張の影響をさらに
抑えるとともにインジェクション機構を小型化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な１つの実施の形態を示すスク
ロール圧縮機の縦断面図である。

【図２】図１の圧縮機の要部の断面図であり、その
（ａ）は１つの実施例を示し、その（ｂ）は他の実施例
を示している。

【図３】図１の圧縮機の固定スクロールの逆止弁部を分
解して見た背面図である。

【図４】図１の圧縮機の圧縮室での圧縮の進行状態とイ
ンジェクションポートの開口位置の変化を示す説明図で
ある。

【図５】サイクル側ガス発生量と圧縮機側ガス吸い込み
量とのバランス点と、インジェクション圧力とインジェ
クション流量との関係を示すグラフである。

【図６】逆止弁室の圧縮室との容積比と蒸発器側の冷媒
循環量との関係を逆止弁なしの場合に対する変化の関係
を示すグラフである。

【符号の説明】

２ 圧縮機構 ３ 電動機 １１ 固定スクロール １１ａ 羽根 １１ｂ オフセット面 １１ｄ 鏡板 １２ 旋回スクロール １２ａ 羽根 １２ｄ 鏡板 １３Ａ、１３Ｂ 圧縮室 １４ 吸込口 １５ 吐出口 ５１ インジェクションポート ５２ インジェクションパイプ ５３ 冷媒供給管 ５４ 逆止弁 ５４ａ 先端部 ５５ 逆止弁ストッパ ５７ 逆止弁室 ５７ａ 底部 ５７ｂ 斜面 ８２ ブロック ８２ａ プラグ部 ８２ｂ フランジ部 ８３ シール部材 ８５ 導入ポート ８６ 樹脂ブッシュ ８７ 外管 ８８ ろう材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坪川 正浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡板の一面から立ち上がった羽根を持つ
   固定スクロールと鏡板から立ち上がった羽根を持つ円軌
   道運動される旋回スクロールとの間に形成する圧縮室に
   インジェクションポートを通じて逆止弁を介しガスイン
   ジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機におい
   て、 固定スクロールの鏡板に背面から圧縮室まで貫通するイ
   ンジェクションポートを設け、固定スクロールの鏡板の
   インジェクションポートとこれに接続するインジェクシ
   ョンパイプとの接続部に逆止弁室を形成し、この逆止弁
   室内に前記逆止弁を設けたことを特徴とするスクロール
   圧縮機。
2. 【請求項２】 鏡板の一面から立ち上がった羽根を持つ
   固定スクロールと鏡板から立ち上がった羽根を持つ円軌
   道運動される旋回スクロールとの間に形成する圧縮室に
   インジェクションポートを通じて逆止弁を介しガスイン
   ジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機におい
   て、 固定スクロールの鏡板の背面部にインジェクションパイ
   プが接続される逆止弁室を形成し、この逆止弁室に前記
   逆止弁を設けるとともに、前記逆止弁室の最低位部から
   圧縮室まで水平ないしはそれより下を向く姿勢にてイン
   ジェクションポートを設けたことを特徴とするスクロー
   ル圧縮機。
3. 【請求項３】 逆止弁室の底部はインジェクションポー
   トが開口する最低位部に向けまわりから下向きに傾斜す
   る傾斜面としている請求項２に記載のスクロール圧縮
   機。
4. 【請求項４】 逆止弁室の容積が、圧縮室の密閉容積の
   １．５〜１０％の範囲に設定する請求項１〜３のいずれ
   か一項に記載のスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 圧縮室の密閉容積は、固定スクロールと
   旋回スクロールとの間に形成する一対の圧縮室のうちの
   小容積側のものである請求項４に記載のスクロール圧縮
   機構。
6. 【請求項６】 逆止弁室は、固定スクロールの鏡板の背
   面部とこれに当てがったブロックとの間に形成し、ブロ
   ックにインジェクションパイプを接続している請求項１
   に記載のスクロール圧縮機。
7. 【請求項７】 ブロックは、固定スクロールの鏡板内に
   嵌まり込むプラグ部を有し、プラグ部のまわりのフラン
   ジ部が、固定スクロールの背面にシール材を介し固定さ
   れ、逆止弁は、プラグ部の端面に、この端面に開口する
   インジェクションパイプからの導入ポートを先端部で閉
   じるように当てがって背部の逆止弁ストッパとともに基
   部を取付けられたリードバルブである請求項６に記載の
   スクロール圧縮機。
8. 【請求項８】 インジェクションポートの逆止弁室への
   開口中心を、導入ポートの逆止弁室への開口中心に対
   し、逆止弁であるリードバルブの先端縁側に偏位させた
   請求項７に記載のスクロール圧縮機。
9. 【請求項９】 インジェクションパイプは、ブロックに
   圧入して接続されている請求項６〜８のいずれか一項に
   記載のスクロール圧縮機。
10. 【請求項１０】 インジェクションパイプは樹脂ブッシ
    ュを介しブロックに圧入されている請求項９に記載のス
    クロール圧縮機。
11. 【請求項１１】 インジェクションパイプは、圧縮機構
    の少なくとも吐出域まわりを密閉する容器壁に設けた外
    管に縦通され、かつ、この外管との間でろう接接合され
    ている請求項６〜１０のいずれか一項に記載のスクロー
    ル圧縮機。