JPH11166489A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液インジェクション機能を有するもので、歯
先や軸受の信頼性が良く、高効率であり、かつ組立性が
良好であるスクロール圧縮機を提供すること。 【解決手段】 このスクロール圧縮機は、密閉容器９を
貫通して設けられ圧縮機内部と外部とを導通する配管１
８で構成される第１の液インジェクション経路と、第１
の液インジェクション経路と連通して接続され内部に二
股の分岐経路を有する分岐部材３０で構成される第２の
液インジェクション経路と、第２の液インジェクション
経路の分岐経路とそれぞれ連通して接続され固定スクロ
ール１に追従して微小振動可能な配管３１で構成される
２つの第３の液インジェクション経路と、固定スクロー
ル１内で第３の液インジェクション経路と連通して接続
され圧縮室６内と導通する２つの第４の液インジェクシ
ョン経路とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気調和機や冷
凍機などに用いられるスクロール圧縮機に係り、特に固
定スクロールが軸方向に移動可能であり、更に冷凍サイ
クル内の液冷媒の一部を圧縮室内に導入する、いわゆる
液インジェクション機能を有したスクロール圧縮機に関
する。

【０００２】

【従来の技術】固定スクロールが軸方向に移動可能であ
り液インジェクション機能を備える従来のスクロール圧
縮機を図１１に示す。図１２は液インジェクションポー
トを区画するシールを説明するための要部拡大図であ
る。図１１において、１は固定スクロールであり、その
台板１ａの一面側には板状渦巻歯１ｂが形成されてい
る。２は揺動スクロールであり、その台板２ａの一面側
に板状渦巻歯２ｂが形成されており、その他面側には主
軸７を介して電動機８からの駆動力を受けるボス部２ｃ
が突設されている。これらの固定スクロール１の板状渦
巻歯１ｂと揺動スクロール２の板状渦巻歯２ｂとが組み
合わされて圧縮室６を形成する。３はフレームであり、
その外周部は密閉容器９に固着されている。フレーム３
は揺動スクロール２のスラスト負荷を支持するととも
に、主軸７を回動自在に半径方向に支持している。１９
はオルダム継手であり、揺動スクロール２の自転を拘束
するとともに揺動スクロール２とフレーム３を位置決め
している。主軸７内には冷凍機油２３を各軸受部に供給
するための通油路２１が軸心方向に貫通して設けられ、
主軸７の下方には油ポンプ２２が配備されている。４は
静止部材であって、上面に円筒状凹部４ａを有してい
る。この静止部材４は円筒状凹部４ａ外側の部分がフレ
ーム３の上端面に後述の板バネ１０とともにシール材を
介してボルト固定されている。５はマフラであり、静止
部材４の円筒状凹部４ａ外側の上端面にシール材を介し
てボルト固定されている。このマフラ５内には最内側の
圧縮室６、固定スクロール１の吐出ポート１ｃ、静止部
材４の吐出ポート４ｂを経由して高圧ガスが導入され、
マフラ５内が高圧空間、その外部が低圧空間となってい
る。１０は固定スクロール１の軸方向移動手段を構成す
る板バネであり、板状の弾性部材からなっている。板バ
ネ１０は固定スクロール１の台板１ａの外周部底面とフ
レーム３の外周部上面とで挟まれた位置関係にある。こ
の板バネ１０は４個所のリーマ穴（図示省略）が設けら
れており、その両端の２個所のリーマ穴にリーマボルト
が挿入され、固定スクロール１の台板１ａの外周部に固
定される。また、板ばね１０はその中央側の２箇所のリ
ーマ穴にリーマボルトが挿入され、フレーム３の外周部
の上端面に固定されている。

【０００３】固定スクロール１において、板状渦巻歯１
ｂが形成される側とは他面側の台板１ａの面に、高圧と
中間圧とを仕切る内側シール材１１を収納するリング状
溝、および中間圧と低圧とを仕切る外側シール材１２を
収納するリング状溝がそれぞれ設けられている。固定ス
クロール１、静止部材４、および内側シール１１とで囲
まれた隙間が形成され、この隙間は、最内側の圧縮室６
に連通する固定スクロール１の吐出ポート１ｃと連通し
ており、高圧が導入される高圧室１３を構成する。ま
た、固定スクロール１、静止部材４、内側シール材１
１、および外側シール材１２の間には、これらにより囲
まれた隙間が形成される。この隙間は圧縮途中で中間圧
の圧縮室６に開口する抽気孔１ｄから中間圧力が導入さ
れて、中間圧室１４が形成される。静止部材４には半径
方向に吐出穴４ｃが設けられている。この吐出穴４ｃは
その一端が円筒状凹部４ａに開口し他端が静止部材４の
側端面に開口するように、円筒状凹部４ａの壁を貫通し
て形成されており、Ｕリングなどからなるシール材を介
して吐出管１６と接続されている。吐出管１６は密閉容
器９の上部に固定され、高圧の圧縮ガスを圧縮機外へ導
くようになっている。

【０００４】ここで、１ｅは固定スクロール１の台板１
ａに設けられた液インジェクションポートであり、圧縮
途中の圧縮室６に開口した開口部になっている一端から
延びて他端は固定スクロール１の台板１ａの上面に開口
している。４ｄは静止部材４に設けられた静止部材の液
インジェクションポートである。この液インジェクショ
ンポート４ｄは、静止部材４下端面に開口した開口部の
一端から上方に延びている。液インジェクションポート
４ｄの他端は、静止部材４の側端面に開口する開口部か
ら半径方向に延びる液インジェクション孔４ｅと静止部
材４内で連通している。液インジェクションポート１ｅ
の台板１ａ上面における開口部と、液インジェクション
ポート４ｄの静止部材４下面における開口部とは、固定
スクロール１と静止部材４との間の中間圧室１４領域内
で連通しているが、台板１ａ上面のリング状溝３３に配
備された液インジェクションシール材１７によって、中
間圧室１、４とは連通しないように仕切られている。１
８は液インジェクション管であり、静止部材４側端面の
液インジェクション孔４ｅの開口部にＵリングなどから
なるシール材（図示省略）を介して挿入されている。ま
た、液インジェクション管１８はその一端が密閉容器９
に固定されるとともに他端は冷凍サイクルの凝縮器出口
に分岐接続されている。図１２において、固定スクロー
ル１上端面のリング状溝３３に配備される液インジェク
ションシール材１７は、まず３角形断面を有し弾性部材
からなるバックアップリング材１７ｂがリング状溝３３
に斜面が外側となるように装着され、その上に断面５角
形状で圧力シール材からなる端面シール材１７ａがその
一面をバックアップ材１７ｂの斜面に合わせるように装
着されている。

【０００５】続いて、上述した従来機の動作を説明す
る。電動機８の駆動力により主軸７が回転し、主軸７に
より揺動スクロール２が駆動される。これにより、吸入
管１５から導入された低圧の冷媒ガスは、電動機８を冷
却しながら密閉容器９内を下部から上部へと移動し、固
定スクロール１と揺動スクロール２の板状渦巻歯１ｂ、
２ｂで形成される圧縮室６に入り、圧縮室６の外周側か
ら最内側へと次第に移動して高圧に圧縮される。このよ
うに圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール１の吐出ポ
ート１ｃ、静止部材４の吐出ポート４ｂを経て円筒状凹
部４ａとマフラ５で囲われた高圧空間に入り、マフラ効
果により吐出脈動が抑えられたのち吐出管１６から圧縮
機外へ吐出され、冷凍サイクルヘ供給される。ここで、
液インジェクションは次のように行われる。まず、冷凍
サイクルの凝縮器出口側から分岐した配管により高圧液
冷媒の一部が取り出される。この液冷媒は液インジェク
ション管１８を通って密閉容器９内へ導入され、静止部
材４の液インジェクション孔４ｅ、液インジェクション
ポート４ｄ、および固定スクロール１の液インジェクシ
ョンポート１ｅを経て、圧縮途中の圧縮室６に導かれる
のである。この液インジェクションにより圧縮途中の冷
媒温度を下げ、吐出ガス温度の過昇を防止するようにな
っている。

【０００６】固定スクロール１は板バネ１０によってフ
レーム３に軸方向に弾性連結されているとともに、半径
方向並びに軸回りの回転方向には物理的に固定連結され
ていることとなり、運転中はずれることがない。因み
に、スクロール圧縮機の通常運転時に、固定スクロール
１には圧縮室６内のガス圧に起因して軸方向上側へ押上
げる力が作用する。また、固定スクロール１の背面にお
いて、内側シール材１１の内側である高圧室１３には高
圧が作用し、内側シール材１１と外側シール材１２の間
の中間圧室１４にさらされている部分には中間圧が作用
している。これらの高圧や中間圧により、固定スクロー
ル１は下向きに押されるが、高圧室１３や中間圧室１４
の径を適宜選定することにより、全体として固定スクロ
ール１は適正な荷重で下向きに、つまり揺動スクロール
２に向けて押付けられる設定となっている。かくして通
常運転時に、両板状渦巻歯１ｂ、２ｂは、適正な所定の
圧力でそれぞれ相手側の台板２ａ、１ａの圧縮室６側の
内面に追従接触して隙間をなくし、圧縮時のガス漏れを
防止して効率のよいスクロール圧縮機としている。一
方、圧縮機の起動時などにおいては、潤滑油に溶け込ん
だ冷媒により液圧縮を生じ、圧縮室６内の圧力が異常に
上昇するような場合があるが、固定スクロール１が上向
きに押されて軸方向にリリーフする。それに伴って、両
板状渦巻歯１ｂ、２ｂはそれぞれ相手側の台板２ａ、１
ａから離れる。これにより、圧縮室６の内面に隙間をつ
くりこの隙間から高圧を逃がすことによって、板状渦巻
歯１ｂ、２ｂの破損などを防止するようになっている。

【０００７】また、中間圧室１４内における液インジェ
クションポート１ｅ、４ｄのシールは、次のように行わ
れる。図１２において、液インジェクションをしない
時、弾性部材であるバックアップリング材１７ｂは外周
側（矢印Ｆ方向）に広がろうとするため、端面シール材
１７ａが持ち上げられ、静止部材４に軽く圧接してい
る。そして、運転時に液インジェクションが行われる
と、端面シール材１７ａの背部に液インジェクションの
高圧冷媒が回りこむため、端面シール材１７ａはより確
実に静止部材４に向けて圧接されるのである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のスクロール圧縮
機は以上のように構成されており、液インジェクション
経路と中間圧室１４とは液インジェクションシール材１
７によって区画されている。この場合、液インジェクシ
ョンシール材１７は圧縮機の運転条件や液インジェクシ
ョンの有無などにより、大きな温度差を生じてクリープ
変形を起こし易く、液インジェクションシール材１７の
端面シール材１７ａとバックアップリング材１７ｂとの
熱膨張率の差よりシール不良を生じ易い。また、固定ス
クロール１は静止部材４に対して絶えず微小振動してい
るために、液インジェクションシール材１７が固定スク
ロール１の変位に適切に追従できなかったりして摩耗を
生じることがある。そして、圧縮線外形や圧縮室６の制
約上、液インジェクションシール材１７は比較的小さい
ので、組付け不良を生じ易い。これらの結果、シール性
が低下すると、液インジェクション経路（高圧）から中
間圧室１４（中間圧）ヘ液冷媒が漏れて中間圧力が増大
する。これによって、固定スクロール１が揺動スクロー
ル２を過大に押圧することとなり、各渦巻の歯先面やス
ラスト軸受での焼付を生じることがある。また、焼付を
生じないまでも、押付過多による機械損失増大のために
圧縮機の入力が増大する。また、対向する２つの圧縮室
６に導入される液冷媒量は必ずしも同等とならないた
め、対向する圧縮室６内の圧力が不均一になる。このよ
うな圧力の不均一により揺動スクロール２を自転させよ
うとする力が過大に増加して、自転を阻止するためのオ
ルダム継手１９とその摺動面の信頼性低下を招く。同じ
く、圧縮室６内の圧力の不均一により、全体の液インジ
ェクション流量が過多となって圧縮機の入力が増大する
ことがある。他方、液インジェクションシール材１７は
微小振動している固定スクロール１と静止部材４との間
に介在されるものであるので、シール性を良好にするた
めには高精度の加工を要する。そのうえ、固定スクロー
ル１と静止部材４とを適切に嵌合させなければならない
ので、液インジェクションシール材１７については慎重
に組立作業を行わなければならず、生産性が劣るという
問題がある。

【０００９】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、固定スクロールが軸方向に移動可能
で、固定スクロールの台板背面に導入された圧縮ガスに
より固定スクロールを揺動スクロールに押圧し、かつ液
冷媒を圧縮室に導入する液インジェクション経路を有す
るスクロール圧縮機に関して、歯先や軸受の信頼性が良
く、高効率であり、なおかつ組立性が良好であるスクロ
ール圧縮機を得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項第１項の発明に係るスクロール圧縮機は、
台板の一面側に板状渦巻歯を有する固定スクロールと、
固定スクロールの板状渦巻歯と組み合わされて圧縮室を
構成する板状渦巻歯をその台板の一面側に有し台板の他
面側には駆動力を受ける主軸と係合する係合部を有する
とともに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、密閉容器内に固設され、揺動スクロールを軸
方向に支持し主軸を半径方向に支持するフレームと、フ
レームに固設され、固定スクロールの台板の板状渦巻歯
とは他面側に対面して配置された静止部材と、固定スク
ロールを軸方向に弾性移動可能とする軸方向移動手段
と、冷凍サイクル内の液冷媒の一部を圧縮室内に導入す
る液インジェクション経路とを有し、固定スクロールの
台板と静止部材の間に形成された隙間のうち、内側シー
ル材で囲まれた高圧室には高圧の圧縮ガスを導入し、内
側シール材と外側シール材で囲まれた中間圧室には高圧
と低圧との中間の圧力の圧縮ガスを導入し、圧縮ガスの
圧力により固定スクロールを揺動スクロールに向けて抑
圧するようにしたスクロール圧縮機において、液インジ
ェクション経路は、密閉容器を貫通して設けられ、圧縮
機内部と外部とを導通する配管で構成される第１の液イ
ンジェクション経路と、第１の液インジェクション経路
と連通して接続され、内部に二股の分岐経路を有する分
岐部材で構成される第２の液インジェクション経路と、
第２の液インジェクション経路の分岐経路とそれぞれ連
通して接続され、固定スクロールに追従して微小振動可
能な配管で構成される２つの第３の液インジェクション
経路と、固定スクロール内に形成されるとともに第３の
液インジェクション経路と連通して接続され、圧縮室内
と導通する２つの第４の液インジェクション経路とから
なる構成にされている。

【００１１】また、請求項第２項の発明に係るスクロー
ル圧縮機は、前述の構成において、２つの第３の液イン
ジェクション経路と２つの第４の液インジェクション経
路が、第１の液インジェクション経路に対してほぼ対称
な形状にそれぞれ形成されているものである。

【００１２】そして、請求項第３項の発明に係るスクロ
ール圧縮機は、前述の各構成において、静止部材と分岐
部材とが、軸方向と直交する面で接合されており、か
つ、静止部材の上面に分岐部材が配置されたものであ
る。

【００１３】更に、請求項第４項の発明に係るスクロー
ル圧縮機は、前述の各構成において、第１の液インジェ
クション経路をなす構成要素のうちの圧縮機内部と外部
とを導通する配管と、圧縮室からの高圧ガスを吐出する
吐出管と、密閉容器内の電動機に配線接続されるガラス
端子とが、密閉容器の上部を構成する上部蓋状容器に貫
通して設けられたものである。

【００１４】また、請求項第５項の発明に係るスクロー
ル圧縮機は、前述の各構成において、第１の液インジェ
クション経路をなす構成要素のうち、密閉容器を貫通し
て設けられて圧縮機内部と外部とを導通する配管の端部
が、静止部材の外周側面に設けられた開口部に接続され
たものである。

【００１５】そして、請求項第６項の発明に係るスクロ
ール圧縮機は、前述の各構成において、第１、第２、第
３の液インジェクション経路のいずれもが圧縮室の上方
に配置されていたものである。

【００１６】更に、請求項第７項の発明に係るスクロー
ル圧縮機は、前述の各構成において、第３の液インジェ
クション経路をなす構成要素のうち、固定スクロールに
追従して微小振動可能な配管は、必要最低限の曲げ数よ
りも多数の曲げ部分が形成されていたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１８】発明の実施の形態１．まず、図１により本
発明の実施の形態１の説明を行う。図１は本発明のスク
ロール圧縮機の断面図である。図１において、１は固定
スクロールであり、その台板１ａの一面側には板状渦巻
歯１ｂが形成されている。２は揺動スクロールであり、
その台板２ａの一面側に板状渦巻歯２ｂが形成されてお
り、その他面側には主軸７から駆動力を受けるボス部２
ｃ（係合部の例）が突設されている。主軸７は電動機８
により回転駆動される。固定スクロール１の板状渦巻歯
１ｂと揺動スクロール２の板状渦巻歯２ｂとは１８０度
の位相をもって組合わされ圧縮室６を形成している。

【００１９】３はフレームであり、その外周部は密閉容
器９に固着されており、揺動スクロール２のスラスト負
荷を支持するとともに、主軸７を軸受により半径方向に
支持している。４は静止部材であり、上方に円筒状凹部
４ａの外側の上端面にシール材を介してボルトにより固
定されており、フレーム３の上端面に口述の板バネ１０
とともにボルトにより固定されている。５はマフラであ
り、静止部材４の円筒状凹部４ａの外側の上端面にシー
ル材を介してボルトにより固定されている。マフラ５内
には最内側の圧縮室６、固定スクロールの吐出ポート１
ｃ、静止部材４の吐出ポート４ｂを経由して高圧ガスが
導入され、マフラ５内が高圧空間となり、その外部が低
圧空間となる。

【００２０】１０は固定スクロール１に対する軸方向移
動手段の一例をなす板バネてあり、板状の弾性部材から
なり、固定スクロール１の台板１ａの外周部とフレーム
３の外周部で挟まれた位置関係にある。板バネ１０には
４個所のリーマ穴が設けられ、その両端の２個所のリー
マ穴にリーマボルトが挿入され、固定スクロール１の台
板１ａの外周部に固定されている。また、板ばね１０は
その中央側の２箇所のリーマ穴にリーマボルトが挿入さ
れ、フレーム３の外周部の上端面に固定されている。つ
まり、固定スクロール１はフレーム３に、板バネ１０に
よって軸方向に弾性連結されているとともに半径方向並
びに軸回りの回転方向には物理的に固定連結されている
こととなり、運転中にずれることかない。

【００２１】固定スクロール１の台板１ａの板状渦巻歯
１ｂが形成される側とは他面側に、高圧と中間圧を仕切
る内側シール材１１を収納するリング状溝、および中間
圧と低圧とを仕切る外側シール材１２を収納するリング
状溝がそれぞれ設けられている。固定スクロール１、静
止部材４、および内側シール１１とで囲まれた隙間は、
固定スクロール１の最内側の圧縮室６に連通する吐出ポ
ート１ｃと連通しており、高圧が導入される高圧室１３
を構成している。また、固定スクロール１、静止部材
４、内側シール材１１、および外側シール材１２とで囲
まれた隙間は、圧縮途中の中間圧の圧縮室６に開口する
抽気孔１ｄにより中間圧力が導入され、中間圧室１４を
構成している。

【００２２】１９はオルダム継手であり、揺動スクロー
ル２の自転を拘束するとともに揺動スクロール２とフレ
ーム３との位相を決めている。２０はガラス端子であ
り、圧縮室６の上方で密閉容器９上部の低圧空間に固着
されており、電動機８のリード線と結線されている。１
５は電動機８上部近傍に開口した吸入管であり、密閉容
器９に固着され低圧の冷媒ガスを密閉容器９へ導入す
る。２３は冷凍機油であり、密閉容器９の底部に貯溜さ
れている。静止部材４には半径方向の吐出穴４ｃが設け
られている。この吐出穴４ｃは円筒状凹部４ａの壁を貫
通し、その一端が円筒状凹部４ａに開口している。吐出
穴４ｃの他端にはＵリングなどからなるシール材を介し
て吐出管１６が挿入されて接続されている。この吐出管
１６は密閉容器９の上部に固定され、高圧の圧縮ガスを
圧縮機外へ導く。尚、前記の固定スクロール１に設けた
リング状溝は、隙間を形成する静止部材４の固定スクロ
ール１側に設けてもよい。また、フレーム３は内部減衰
構造を介して密閉容器９に固着されても構わない。

【００２３】ここで、図２は液インジェクションまわり
の要部を上方から見た構成図である。１８は液インジェ
クション管であり、その一端が密閉容器９に固定される
とともに他端は冷凍サイクルの凝縮器（図示省略）出口
に分岐接続されており、これを「第１の液インジェクシ
ョン経路」とする。３０は分岐部材であり、その内部で
二股に分岐する液インジェクション経路を構成してお
り、これを「第２の液インジェクション経路」とする。
３１は分岐部材３０に接続される配管であって、固定ス
クロール１に追従して微小振動可能な配管である。この
配管３１を「第３の液インジェクション経路」とし２本
用いる。ここで、図３は分岐部材まわりの要部を示す横
断面図である。３０ａは液インジェクション孔であり、
分岐部材３０の端面に開口しており、Ｕリングなどから
なるシール材を介して液インジェクション配管１８が挿
入されて接続される。これにより、第１の液インジェク
ション経路と第２の液インジェクション経路とが連通す
る。液インジェクション孔３０ａの開口部と連通する分
岐した二股開口部３０ｂに、微小振動可能な配管３１を
挿入して固着する。これにより、第２の液インジェクシ
ョン経路と第３の液インジェクション経路とが連通す
る。

【００２４】ここで、図４は固定スクロールまわりの要
部を示す断面図である。３１ａは、微小振動可能な配管
３１のうち分岐部材３０と固着しない側の端部に接続さ
れるフランジ部である。１ｆ、１ｆは外側シール材１２
よりも外側の低圧雰囲気下にある固定スクロールの台板
１ａに開口する開口部であり、微小振動可能な配管３１
のフランジ部３１ａにシール材を介してボルトなどで固
着されて連通している。これらの開口部１ｆ、１ｆは、
圧縮途中の圧縮室６に開口する液インジェクションポー
ト１ｅ、１ｅと連通している。これらの開口部１ｆ、１
ｆと液インジェクションポート１ｅ、１ｅにより、固定
スクロール１の台板１ａに設けられた第４の液インジェ
クション経路が構成される。尚、分岐部材３０は別部材
である静止部材４にボルトなどで固着されているが、こ
れらは一体に構成してもよい。また、第１の液インジェ
クション経路と第２の液インジェクション経路は、直接
的に連通する必要はなく、間にその他の部材からなる液
インジェクション経路を中継してから連通してもよい。

【００２５】次に本実施の形態のスクロール圧縮機の動
作について図１〜４を用いて説明する。まず、電動機８
により主軸７が回転され、主軸７により揺動スクロール
２が駆動されることにより、吸入管１５から導入された
低圧の冷媒ガスは電動機８を冷却しながら密閉容器９内
を下部から上部へと移動し、固定スクロール１と揺動ス
クロール２の板状渦巻歯１ｂ、２ｂで形成される圧縮室
６に入り、圧縮室６の外側から最内側へ移動して高圧に
圧縮され、固定スクロール１の吐出ポート１ｃ、静止部
材４の吐出ポート４ｂを経て円筒状凹部４ａとマフラ５
で囲われた高圧空間に入り、マフラ効果により吐出脈動
を抑えられたのち吐出管１６から圧縮機外へ吐出され
る。

【００２６】液インジェクションは、冷凍サイクルの凝
縮器出口側より分岐した配管からの高圧液冷媒が、第１
の液インジェクション経路である液インジェクション管
１８を通って密閉容器９内へ導入され、第２の液インジ
ェクション経路である分岐部材３０の液インジェクショ
ン孔３０ａや二股開口部３０ｂ、第３のインジェクショ
ン経路である微小振動可能な配管３１やそのフランジ部
３０ａ、第４の液インジェクション経路である固定スク
ロール１の低圧雰囲気の開口部１ｆや液インジェクショ
ンポート１ｅを順次経て、圧縮途中の圧縮室６に導かれ
ることにより行われる。この液インジェクションによ
り、圧縮途中の冷媒の温度が下げられ、吐出ガス温度の
過昇が防止される。つまり、液インジェクション経路と
中間圧室１４とは、シール材で区画することなく個別に
形成されており、従来例のような液インジェクション経
路（高圧）から中間圧室１４（中間圧）への液冷媒のシ
ール漏れ自体がない。

【００２７】そのため、中間圧室１４の圧力が異常に上
昇することもなく、歯先やスラスト軸受の信頼性が得ら
れ、押付過多による機械損失に起因するらなる圧縮機の
入力増加を防止できる。また、液インジェクション経路
に微小振動可能な配管３１を備えたことより、軸方向に
微小振動する固定スクロール１と揺動運動する揺動スク
ロール２とで形成される圧縮室６内に確実に液冷媒を供
給することができる。加えて、対向する圧縮室６内の圧
力が不均一になる要因を減らすことになり、揺動スクロ
ール２を適切な荷重で回転し得るとともに、オルダム継
手１９とその摺動面の信頼性を向上させることができ
る。また、従来は慎重に組み込まなければならなかった
液インジェクションシール材１７がない代わりに、ボル
トなどで簡単に組み立てることのできる分岐部材３０が
あるため、圧縮機の組立性が格段と向上する。尚、液イ
ンジェクションは運転中常時行ってもよいし、配管途中
に弁を配置しこの弁を調整または開閉するようにして吐
出ガス温度の過昇時に行ってもよい。また、液インジェ
クション管１８には、開閉弁または流量調整弁などを有
しこれらにより冷媒流量を開閉する配管をキャピラリ管
を介して並列に接続し、吐出ガス温度に応じて液インジ
ェクション量を可変とすることもできる。

【００２８】本実施の形態では、吐出管１６が静止部材
４の円筒状凹部４ａの壁に設けた吐出穴４ｃに挿入して
接続されているとともに、液インジェクション経路に微
小振動可能な配管３１を有しているので、固定スクロー
ル１の軸方向移動に支障をきたすことがなく、固定スク
ロール１の軸方向移動による両スクロール渦巻歯１ｂ、
２ｂの密封追従機構を実現でき、確実に液冷媒を圧縮室
６に供給することができる。しかも、吐出管１６を半径
方向に密閉容器９から突出するようにしているので、圧
縮機の高さ寸法を抑えることができる。

【００２９】尚、固定スクロール１を軸方向に弾性移動
可能とする「軸方向移動手段」として、固定スクロール
１の台板１ａの外周部とフレーム３の外周部との間に介
在する板バネ１０を例を挙げたが、これに限るものでは
ない。この軸方向移動手段としては、例えば、静止部材
４の下面に円筒状凹部（図示省略）を形成し、この円筒
状凹部に固定スクロール１の台板１ａを嵌合させ、固定
スクロール１およびフレーム３をリーマピンにより位置
決めし、リーマピンによる軸方向の移動用ガイド機能
と、半径方向および回転方向の位置規制機能とを持たせ
たものでもよい。また、内側シール材１１および外側シ
ール材１２用のリング状溝を固定スクロール１に設けた
例として説明したが、これらを静止部材４に設けてもよ
い。

【００３０】発明の実施の形態２．図５は本発明の実施
の形態２のスクロール圧縮機内の要部を上方から見た構
成図である。尚、実施の形態１と同様の部分には同一番
号を付し、その説明を省略する。図５において、１８は
液インジェクション管であり、その一端が密閉容器９に
固定されるとともに他端は冷凍サイクルの凝縮器出口に
分岐接続されており、これを第１の液インジェクション
経路とする。３０は分岐部材であり、その内部で二股に
分岐する分岐経路が形成されており、これを第２の液イ
ンジェクション経路とする。３１、３１は分岐部材３０
の２つの二股開口部３０ｂ、３０ｂに接続される配管で
あって、固定スクロール１に追従して微小振動可能な配
管であり、これを第３の液インジェクション経路とし２
本用いる。第３の液インジェクション経路である２本の
微小振動可能な配管３１、３１と、第４の液インジェク
ション経路をなす２系統の開口部１ｆ、１ｆおよび液イ
ンジェクションポート１ｅ、１ｅとは、第１の液インジ
ェクション経路である液インジェクション管１８に対
し、上方から見てほぼ対称な形状に形成されている。

【００３１】次に動作の説明をする。本実施の形態で
は、第１の液インジェクション経路を中心として、二股
に分岐した後の２系統の第３の液インジェクション経路
および第４の液インジェクション経路の形状を平面視ほ
ぼ対称としたので、固定スクロール１と揺動スクロール
２により形成される圧縮室６に、ふたつの液インジェク
ションポート１ｅ、１ｅのどちらからも同じ状態で同量
の液冷媒が均等に供給される。これにより、過剰な液イ
ンジェクション流量を低減できるとともに、圧縮機の入
力が低下することにより、効率が良好となる。加えて、
圧縮室６内の圧力が不均一になる要因を更に減らすこと
となり、揺動スクロール２を適切な荷重で回転させ、オ
ルダム継手１９とその摺動面の信頼性を更に向上させる
ことができる。

【００３２】発明の実施の形態３．図６は本発明の実施
の形態３のスクロール圧縮機の要部を示す断面図であ
る。図６において、４ｆは分岐部材３０に対する静止部
材４の接合面であり、軸方向と直交している。３０ｃは
静止部材４に対する分岐部材３０の接合面である。両者
は軸方向と直交する平面でボルトなどにより接合されて
おり、静止部材４の上側に分岐部材３０が配置される。

【００３３】次に動作を説明する。この実施の形態によ
れば、静止部材４を加工する際に、マフラ５との接合
面、円筒状凹部４ａ、および分岐部材３０との接合面３
０ｃを連続して加工することができるので、生産性の向
上につながる。また、圧縮機組立工程の際にも、同一方
向からのボルトなどの締結や組付けを行えるので、組立
性が良好となる。

【００３４】発明の実施の形態４．図７は本発明の実施
の形態４のスクロール圧縮機を示す側面図である。図７
において、１８は液インジェクション管であり、その一
端が密閉容器９に固定されるとともに他端は冷凍サイク
ルの凝縮器出口に分岐接続されており、これを第１の液
インジェクション経路とする。９ａは密閉容器９の上部
を構成する上部蓋状容器である。９ｂは密閉容器９の下
部を構成する下部容器である。ここでは、液インジェク
ション管１８と、吐出管１６と、ガラス端子２０とが、
上部蓋状容器９ａを貫通して固着されている。

【００３５】次に動作の説明をする。この実施の形態に
よる圧縮機組立工程は、「圧縮機内部ユニットの組立」
→「下部容器９ｂの取付」→「上部蓋状容器９ａに取り
付けられているガラス端子２０に電動機８のリード線を
結線」→「上部蓋状容器９ａの取付」→「吐出管１６と
液インジェクション管１８の取付」といった順に行われ
る。従って、吐出管１６と液インジェクション管１８と
を同じ工程作業で組付けることができるため、組立性が
向上する。また、内部ユニットおける組立やサービス点
検に際し、配管と電源などが同じ高さ位置にあるため、
作業性が良い。

【００３６】発明の実施の形態５．図８は本発明の実施
の形態５のスクロール圧縮機の要部を示す断面図であ
る。図８において、４ｇは静止部材４の外周側面に半径
方向に開口する液インジェクション孔（開口部の例）で
あり、静止部材４内の液インジェクション経路により分
岐部材３０との接合面４ｆに開口する液インジェクショ
ンポート４ｈと連通している。３０ｄは静止部材４との
接合面３０ｃで開口している液インジェクション孔であ
り、分岐部材３０内の液インジェクション経路により二
股開口部３０ｂ、３０ｂと連通している。静止部材４の
液インジェクション孔４ｇに装着された接続管４ｉに、
Ｕリングなどからなるシール材を介して液インジェクシ
ョン配管１８が挿入され接続される。更に、静止部材４
の液インジェクションポート４ｈのある接合面４ｆと、
分岐部材３０の液インジェクション孔３０ｄのある接合
面３０ｃとが、シール材を介してボルトなどにより固着
される。これらにより、第１の液インジェクション経路
と、第２の液インジェクション経路と、第３の液インジ
ェクション経路とが連通する。

【００３７】次に動作の説明をする。この実施の形態に
おいて、吐出管１６と液インジェクション管１８とが、
密閉容器９を貫通して設けられ、吐出穴４ｃと液インジ
ェクション孔４ｇとに挿入して接続されるため、密閉容
器９と静止部材４の位置関係に関して、軸方向は加工精
度により、位相方向は治具により適切な組み立てが可能
なため、吐出管１６と液インジェクション管１８と密閉
容器９とを簡単に組立てることができ、生産性が向上す
る。

【００３８】発明の実施の形態６．図９は本発明の実施
の形態６のスクロール圧縮機を示す断面図である。図９
に示すように、液インジェクション管１８、分岐部材３
０、微小振動可能な配管３１（第１、第２、第３の液イ
ンジェクション経路のそれぞれの例）が圧縮室６の上方
に配置されている。図中の矢印は吸入ガスの流れを示
す。

【００３９】次に動作の説明をする。この実施の形態に
おいて、吸入ガスは吸入管１５から圧縮機内に入り込
み、密閉容器９内を周方向に流れながら電動機８を冷却
し、圧縮室６に向かって上方に流れる。圧縮室６の上方
にある液インジェクション経路の周りには吸入ガスがあ
まり流れないため、液インジェクション管内の液冷媒
（高温）と吸入ガス（低温）の熱交換をあまり生じな
い。このため、吸入管１５における吸入ガスの温度と圧
縮室６に入る直前の温度の差である吸入スーパーヒート
が抑えられ、安定した圧縮過程が保たれる。また、オー
バーチャージにより冷凍機油２３の油面が上昇しても、
液インジェクション経路内の液冷媒と冷凍機油２３との
熱交換が生じるまでには、かなりの油量を必要とし余裕
度が大きいので、安定した液インジェクション作用が保
たれる。

【００４０】発明の実施の形態７．図１０は本発明の実
施の形態７の微小振動可能な配管を示す説明図である。
図１０において、微小振動可能な配管３１は、その両端
が固着する分岐部材３０の二股開口部３０ｂ、固定スク
ロール１の低圧雰囲気下にある開口部１ｆの位置と他部
品との干渉を回避するように考慮して配管形状が設計さ
れている。その設計の際に求めた必要最低限の曲げ数よ
りも多くの曲げ部分３１ｂが形成されている。

【００４１】次に動作の説明をする。一般に曲げ部分３
１ｂが多くなるほど配管長が長くなり、配管の固有振動
数を低減させることができる。また、曲げ部分３１ｂの
曲げ角度によっても配管の固有振動数を変化させること
ができる。そこで、この微小振動可能な配管３１によれ
ば、配管形状を最適に設計して共振周波数を回避するこ
とにより、配管強度に対する信頼性を向上させている。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した通り、請求項第１項の発明
に係るスクロール圧縮機によれば、密閉容器を貫通して
設けられ圧縮機内部と外部とを導通する配管で構成され
る第１の液インジェクション経路と、第１の液インジェ
クション経路と連通して接続され内部に二股の分岐経路
を有する分岐部材で構成される第２の液インジェクショ
ン経路と、第２の液インジェクション経路の分岐経路と
それぞれ連通して接続され固定スクロールに追従して微
小振動可能な配管で構成される２つの第３の液インジェ
クション経路と、固定スクロール内に形成されるととも
に第３の液インジェクション経路と連通して接続され圧
縮室内と導通する第４の液インジェクション経路とを備
えているので、圧縮途中の冷媒温度を下げて吐出ガス温
度の過昇を防止でき、加えて従来技術のような中間圧室
へのシール洩れを防ぐことができる。これにより、板状
渦巻歯の歯先、軸受部、オルダム継手とその摺動面の信
頼性が良く、高効率であり、なおかつ組立性が良好なス
クロール圧縮機を提供することができる。

【００４３】また、請求項第２項の発明に係るスクロー
ル圧縮機によれば、請求項第１項に示した２つの第３の
液インジェクション経路と２つの第４の液インジェクシ
ョン経路が第１の液インジェクション経路に対してほぼ
対称な形状にそれぞれ形成されているので、圧縮室の対
称位置にほぼ同じ状態の液冷媒を均等に供給することが
でき、圧縮室内の圧力も均一化できる。従って、揺動ス
クロールを適切な荷重で回転させることができ、しかも
オルダム継手とその摺動面の信頼性が良く、高効率であ
るスクロール圧縮機を提供できる。

【００４４】そして、請求項第３項の発明に係るスクロ
ール圧縮機によれば、請求項第１項に示した静止部材と
分岐部材とが軸方向と直交する面で接合されており、か
つ静止部材の上面に分岐部材が配置されるので、静止部
材上面の他の加工部分のみならず、分岐部材を取り付け
る接合面も連続して加工できる。これにより、静止部材
の加工性と、圧縮機の組み立て性が良好なスクロール圧
縮機を提供できる。

【００４５】更に、請求項第４項の発明に係るスクロー
ル圧縮機によれば、請求項第１項に示した第１の液イン
ジェクション経路をなす構成要素のうち、圧縮機内部と
外部とを導通する配管と、圧縮室からの高圧ガスを吐出
する吐出管と、密閉容器内の電動機に配線接続されるガ
ラス端子とが、密閉容器の上部を構成する上部蓋状容器
に貫通して設けられるので、内外導通配管と吐出管とガ
ラス端子とを同じ工程で組み付けることができる。従っ
て、圧縮機の組立性が良好であり、内部ユニットの組立
性やサービス性が良好なスクロール圧縮機を提供でき
る。

【００４６】また、請求項第５項の発明に係るスクロー
ル圧縮機によれば、請求項第１項に示した第１の液イン
ジェクション経路をなす構成要素のうち、密閉容器を貫
通して設けられて圧縮機内部と外部とを導通する配管の
端部が、静止部材の外周側面に設けられた開口部に接続
されるので、密閉容器と静止部材の位置関係に関して適
切に組み立てることができる。これにより、吐出管と液
インジェクション経路と密閉容器の組立性が良好なスク
ロール圧縮機を提供できる。

【００４７】そして、請求項第６項の発明に係るスクロ
ール圧縮機によれば、請求項第１項に示した第１、第
２、第３の液インジェクション経路のいずれもが圧縮室
の上方に配置されているので、密閉容器内の下部から圧
縮機へ導かれる冷媒ガスは液インジェクション経路内の
液冷媒とほとんど熱交換しない。従って、圧縮機の圧縮
機能や液インジェクション機能を安定して実現すること
ができる。

【００４８】更に、請求項第７項の発明に係るスクロー
ル圧縮機によれば、請求項第１項に示した第３の液イン
ジェクション経路をなす構成要素のうち、固定スクロー
ルに追従して微小振動可能な配管には必要最低限の曲げ
数よりも多数の曲げ部分が形成されているので、配管長
を長くできることや、適切な曲げ角度に設定できること
などから、配管の固有振動数を低減したり或いは変更し
たりできる。これにより、配管強度について信頼性の高
いスクロール圧縮機を提供できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１のスクロール圧縮機
を示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１の液インジェクショ
ンまわりの要部を上方から見た構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態１の分岐部材まわりの
要部を示す横断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態１の固定スクロールま
わりの要部を示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態２のスクロール圧縮機
内の要部を上方から見た構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態３のスクロール圧縮機
の要部を示す断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態４のスクロール圧縮機
を示す側面図である。

【図８】 この発明の実施の形態５のスクロール圧縮機
の要部を示す断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態６のスクロール圧縮機
を示す断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態７のスクロール圧縮
機の微小振動可能な配管を示す説明図である。

【図１１】 従来のスクロール圧縮機を示す断面図であ
る。

【図１２】 図１１における要部拡大図である。

【符号の説明】

１ 固定スクロール、１ａ 台板、１ｂ 板状渦巻歯、
１ｅ 液インジェクションポート（第４の液インジェク
ション経路の例）、１ｆ 低圧雰囲気下にある開口部
（第４の液インジェクション経路の例）、２ 揺動スク
ロール、２ａ 台板、２ｂ 板状渦巻歯、２ｃ ボス部
（係合部の例）、３ フレーム、４ 静止部材、４ｆ
分岐部材との接合面、４ｇ 外周側面にある液インジェ
クション孔（開口部の例）、６ 圧縮室、７ 主軸、９
密閉容器、９ａ 上部蓋状容器、１０ 板バネ（軸方
向移動手段の例）、１８ 液インジェクション管（第１
の液インジェクション経路の例）、２０ ガラス端子、
３０ 分岐部材（第２の液インジェクション経路の
例）、３０ｂ 二股開口部、３０ｃ 静止部材との接合
面、３１ 微小振動可能な配管（第３の液インジェクシ
ョン経路の例）、３１ｂ曲げ部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 増本 浩二 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 石垣 隆士 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 中島 浩史 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台板の一面側に板状渦巻歯を有する固定
   スクロールと、前記固定スクロールの板状渦巻歯と組み
   合わされて圧縮室を構成する板状渦巻歯をその台板の一
   面側に有し前記台板の他面側には駆動力を受ける主軸と
   係合する係合部を有するとともに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、密閉容器内に固
   設され、前記揺動スクロールを軸方向に支持し前記主軸
   を半径方向に支持するフレームと、前記フレームに固設
   され、前記固定スクロールの台板の板状渦巻歯とは他面
   側に対面して配置された静止部材と、前記固定スクロー
   ルを軸方向に弾性移動可能とする軸方向移動手段と、冷
   凍サイクル内の液冷媒の一部を前記圧縮室内に導入する
   液インジェクション経路とを有し、前記固定スクロール
   の台板と前記静止部材の間に形成された隙間のうち、内
   側シール材で囲まれた高圧室には高圧の圧縮ガスを導入
   し、内側シール材と外側シール材で囲まれた中間圧室に
   は高圧と低圧との中間の圧力の圧縮ガスを導入し、前記
   圧縮ガスの圧力により前記固定スクロールを前記揺動ス
   クロールに向けて押圧するようにしたスクロール圧縮機
   において、前記液インジェクション経路は、前記密閉容
   器を貫通して設けられ、圧縮機内部と外部とを導通する
   配管で構成される第１の液インジェクション経路と、前
   記第１の液インジェクション経路と連通して接続され、
   内部に二股の分岐経路を有する分岐部材で構成される第
   ２の液インジェクション経路と、前記第２の液インジェ
   クション経路の分岐経路とそれぞれ連通して接続され、
   前記固定スクロールに追従して微小振動可能な配管で構
   成される２つの第３の液インジェクション経路と、前記
   固定スクロール内に形成されるとともに前記第３の液イ
   ンジェクション経路と連通して接続され、前記圧縮室内
   と導通する２つの第４の液インジェクション経路とから
   なっていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 【請求項２】 ２つの第３の液インジェクション経路と
   ２つの第４の液インジェクション経路は、第１の液イン
   ジェクション経路に対してほぼ対称な形状にそれぞれ形
   成されていることを特徴とする請求項第１項に記載のス
   クロール圧縮機。
3. 【請求項３】 静止部材と分岐部材とは、軸方向と直交
   する面で接合されており、かつ、前記静止部材の上面に
   前記分岐部材が配置されることを特徴とする請求項第１
   項または第２項に記載のスクロール圧縮機。
4. 【請求項４】 第１の液インジェクション経路をなす構
   成要素のうちの圧縮機内部と外部とを導通する配管と、
   圧縮室からの高圧ガスを吐出する吐出管と、密閉容器内
   の電動機に配線接続されるガラス端子とが、密閉容器の
   上部を構成する上部蓋状容器に貫通して設けられること
   を特徴とする請求項第１項乃至第３項のいずれかに記載
   のスクロール圧縮機。
5. 【請求項５】 第１の液インジェクション経路をなす構
   成要素のうち、密閉容器を貫通して設けられて圧縮機内
   部と外部とを導通する配管の端部が、静止部材の外周側
   面に設けられた開口部に接続されることを特徴とする請
   求項第１項乃至第４項のいずれかに記載のスクロール圧
   縮機。
6. 【請求項６】 第１、第２、第３の液インジェクション
   経路のいずれもが圧縮室の上方に配置されていることを
   特徴とする請求項第１項乃至第５項のいずれかに記載の
   スクロール圧縮機。
7. 【請求項７】 第３の液インジェクション経路をなす構
   成要素のうち、固定スクロールに追従して微小振動可能
   な配管は、必要最低限の曲げ数よりも多数の曲げ部分が
   形成されていることを特徴とする請求項第１項乃至第６
   項のいずれかに記載のスクロール圧縮機。