JPWO2019044350A1

JPWO2019044350A1 - 圧縮機

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Publication number: JPWO2019044350A1
Application number: JP2019539106A
Authority: JP
Inventors: 大輔船越; 昭徳福田; 秀人岡; 渡邊　健司; 健司渡邊
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-09-04
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2020-10-01
Anticipated expiration: 2038-08-02
Also published as: US20200248687A1; CN111065821B; US11231034B2; JP7117608B2; CN111065821A; WO2019044350A1

Abstract

圧縮機であって、圧縮機構部（２）を構成する、固定スクロール（６）及び旋回スクロール（７）と、固定スクロール（６）及び旋回スクロール（７）の間に形成された圧縮室（９）と、固定スクロール（６）の外周側に設けられた吸入室（１１）と、固定スクロール（６）の中央部に設けられた吐出口（１２）と、固定スクロール（６）上部の吐出口（１２）を覆うように設けられたマフラー（１６）と、固定スクロール（６）及びマフラー（１６）により形成されるマフラー空間（１４）との間に設けられた断熱用部材（２４）とを備える。吸入室（１１）に吸入された冷媒ガスは、旋回スクロール（７）が旋回し、圧縮室（９）が容積を変えながら移動することにより、圧縮された後、吐出口（１２）から吐出される。吐出口（１２）から吐出された冷媒ガスは、マフラー空間（１４）に吐出される。

Description

本開示は、冷暖房空調装置及び冷蔵庫等の冷却装置、並びに、ヒートポンプ式の給湯装置等に用いられる圧縮機に関する。

従来、冷却装置及び給湯装置等に用いられる密閉型圧縮機は、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスを圧縮機構部で圧縮し、冷凍サイクルへと送り込む役割を果たしている。冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスは、吸入経路を経て、圧縮機構部に形成された圧縮室へと供給される。その後、圧縮されて高温高圧状態となった冷媒ガスは、圧縮機構部から密閉容器内へと吐出され、密閉容器に設けられた吐出管から冷凍サイクルへと送り込まれる（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された、従来のスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す断面図である。

低温低圧の冷媒ガスは、吸入管１０１を通って、固定スクロール１０２の吸入室に導かれて、圧縮室１０３の容積変化により圧縮され、高温高圧となる。その後、高温高圧の冷媒ガスは、固定スクロール１０２上部の吐出口１０４を通って、固定スクロール１０２とその上部を覆うマフラー１０５とにより構成されたマフラー空間１０６へと吐出され、マフラー空間１０６から密閉容器１０７内を経由して、吐出管１０８より冷凍サイクルへと送出される。

特開２００７−２４７６０１号公報

しかしながら、図７の構成の圧縮機においては、固定スクロール１０２の吸入室に導かれた低温の冷媒は、固定スクロール１０２上部の吐出口１０４からマフラー空間１０６に吐出された、最も高温高圧の冷媒ガスの熱の影響（例えば、加熱されること）を受ける。

その結果、冷媒ガスは、圧縮室１０３にとじ込められる時点で膨張する。したがって、冷媒ガスの循環量が低下する。

また、圧縮室１０３の圧縮途中の冷媒ガスも、マフラー空間１０６から固定スクロール１０２を経由するため、高温高圧の冷媒ガスの熱の影響を受ける。したがって、冷媒ガスは膨張し、冷媒の圧縮損失が増加する。

本開示は上記従来の課題を解決したもので、その目的は、冷媒循環量の低下の抑制及び冷媒の圧縮損失の低減を図ることにより、高効率な圧縮機を提供することである。

本開示の圧縮機は、圧縮機構部を構成する、固定スクロール及び旋回スクロールと、固定スクロール及び旋回スクロールの間に形成された圧縮室と、固定スクロールの外周側に設けられた吸入室と、固定スクロールの中央部に設けられた吐出口と、固定スクロール上部の吐出口を覆うように設けられたマフラーと、固定スクロール及びマフラーにより形成されるマフラー空間との間に設けられた断熱用部材と、を備える。吸入室に吸入された冷媒ガスは、旋回スクロールが旋回し、圧縮室が容積を変えながら移動することにより、圧縮された後、吐出口から吐出される。吐出口から吐出された冷媒ガスは、マフラー空間に吐出される。

これにより、固定スクロール上部と、マフラーとの間に設けられた断熱用部材は、断熱層の役割を果たす。したがって、断熱用部材は、最も高温高圧の冷媒が通過するマフラー空間から、固定スクロールの最も低温である圧縮開始前の吸入室及び圧縮室への熱の影響を抑制する。

また、断熱用部材は、マフラー空間とともに、マフラー空間上方の容器内空間における高温の冷媒から、固定スクロールに対する熱の影響についても抑制する。よって、冷媒の温度の上昇が抑制され、冷媒循環量の低下が防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を実現することができる。

さらに、冷媒循環量の低下の防止と、冷媒の圧縮損失の増加の抑制とに際して、固定スクロールの形状を変更する等の必要がない。したがって、固定スクロールに設けられている吐出口の容積の増加が抑制され吐出デッドボリュームを最小に保持しつつ、冷媒循環量の低下の防止と、冷媒の圧縮損失の増加の抑制とを実現することができる。

本開示によれば、吐出デッドボリュームを最小に保持しつつ、冷媒の温度の上昇を抑制して、冷媒循環量の低下を防止し、かつ、冷媒の圧縮損失の増加を抑制することができ、高効率な圧縮機を提供することができる。

図１は、本開示の第１の実施の形態における圧縮機を側方から見た断面の一例を示す図である。図２は、本開示の第１の実施の形態における圧縮機の要部の断面の一例を示す図である。図３は、本開示の第１の実施の形態における圧縮機のマフラーと、断熱用部材と、固定スクロールとの一例を示す斜視図である。図４は、本開示の圧縮機の吐出口容積と、冷媒の循環量との関係を示す特性の一例を示す図である。図５は、本開示の第２の実施の形態における圧縮機の要部の一例を示す図である。図６は、本開示の第２の実施の形態における圧縮機のマフラーと、断熱用部材と、固定スクロールとの一例を示す斜視図である。図７は、比較例のスクロール圧縮機を側方から見た断面の一例を示す図である。

本開示の第１の態様の圧縮機は、圧縮機構部を構成する、固定スクロール及び旋回スクロールと、固定スクロール及び旋回スクロールの間に形成された圧縮室と、固定スクロールの外周側に設けられた吸入室と、固定スクロールの中央部に設けられた吐出口と、固定スクロール上部の吐出口を覆うように設けられたマフラーと、固定スクロール及びマフラーにより形成されるマフラー空間との間に設けられた断熱用部材とを備える。吸入室に吸入された冷媒ガスは、旋回スクロールが旋回し、圧縮室が容積を変えながら移動することにより、圧縮された後、吐出口から吐出される。吐出口から吐出された冷媒ガスは、マフラー空間に吐出される。

さらに、冷媒循環量の低下の防止と、冷媒の圧縮損失の増加の抑制とに際して、固定スクロールの形状を変更する等の必要がない。したがって、固定スクロールに設けられている吐出口の容積の増加が抑制され、吐出デッドボリュームを最小に保持しつつ、冷媒循環量の低下の防止と、冷媒の圧縮損失の増加の抑制とを実現することができる。

本開示の第２の態様は、断熱用部材が、マフラー空間と吸入室との間に設けられる凹部を有する構成であってもよい。

これにより、冷媒ガス、及び、冷媒ガス中のオイルが、断熱用部材に設けられた凹部に浸入し滞留することにより、凹部は、断熱層の役割を果たす。したがって、冷媒ガス、及び、冷媒ガス中のオイルが滞留した凹部による断熱作用と、断熱用部材自身による断熱作用とが合わさることにより、高い断熱効果を得ることができる。よって、マフラー空間の高温の冷媒による熱の影響は、強力に抑制（例えば、遮断）される。したがって、本開示では、さらに、冷媒温度の上昇が効果的に抑制され、冷媒循環量の低下が防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を実現することができる。

本開示の第３の態様は、凹部がマフラー空間と吸入室との間以外の領域にも設けられる構成であってもよい。

これにより、断熱用部材の凹部による断熱層によって、さらに、比較的高温の冷媒が存在するマフラー空間の上部の容器内空間から、固定スクロールの圧縮室に対する熱の影響も、強力に抑制することができる。よって、冷媒の温度の上昇による冷媒循環量の低下がさらに効果的に抑制され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を提供することができる。

本開示の第４の態様は、断熱用部材のマフラー空間近傍は、固定スクロールにボルト固定される構成であってもよい。

これにより、断熱用部材のマフラー空間近傍と、凹部との間の気密性が向上する。したがって、マフラー空間内の高温高圧の冷媒と、凹部内の冷媒との循環による熱交換により、凹部による断熱効果が低減されることは、防止される。これにより、凹部による高い断熱効果は、維持される。よって、冷媒の温度上昇による冷媒循環量の低下が防止される効果と、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される効果とは、より高くなる。したがって、高効率な圧縮機を提供することができる。

本開示の第５の態様は、断熱用部材が、吐出口を開閉するリード弁と、リード弁の逃がし部となる開口とをさらに有し、断熱用部材は、開口の口縁部分及び凹部の開口縁部の少なくとも一方が、固定スクロール側に向かって最も突出する凸形状である構成であってもよい。

これにより、断熱用部材の凸形状が、固定スクロールの上面に圧接する。したがって、マフラー空間と、凹部との間は、強力に遮断される。これにより、マフラー空間内の高温高圧の冷媒と、凹部内の冷媒との循環による熱交換により、凹部による断熱効果が低減されることが防止される。したがって、凹部による高い断熱効果は、維持される。よって、冷媒の温度上昇による冷媒循環量の低下が防止される効果と、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される効果とは、より高くなる。これにより、高効率な圧縮機を提供することができる。

本開示の第６の態様は、断熱用部材が焼結金属等の多孔質材料で形成されてもよい。

これにより、断熱用部材は、熱伝導率が低いものとなる。したがって、断熱用部材自体の断熱効果が、高くなる。これにより、マフラー空間の高温高圧の冷媒からの熱の影響、及び、マフラー空間上方の容器内空間における冷媒からの熱の影響は、より強力に抑制される。よって、冷媒の温度上昇による循環量の低下が、より効果的に抑制され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が、抑制される。これにより、高効率な圧縮機を提供することができる。

本開示の第７の態様は、断熱用部材が複数のプレートを積層して形成される構成であってもよい。

これにより、断熱用部材は、各プレート同士の間において熱伝導が低下する。したがって、断熱用部材自体の断熱効果は、高くなる。これにより、マフラー空間の高温高圧の冷媒からの熱の影響、及び、マフラー空間上方の容器内空間における冷媒からの熱の影響は、より強力に抑制される。さらに、複数のプレートのうち固定スクロールに面するプレートの板厚が薄い場合、固定スクロールに面するプレートは、固定スクロール上面への密着性が高くなる。したがって、凹部内の冷媒と、マフラー空間内の高温高圧の冷媒との循環による熱交換は、より確実に防止される。よって、冷媒の温度上昇による循環量の低下が、より効果的に抑制され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を提供することができる。

本開示の第８の態様は、複数のプレートが、凹部を有するプレートを含む構成であってもよい。

これにより、複数のプレートは、凹部を有するプレートを含む。したがって、切削加工等をすることなく、凹部を持つ断熱用部材が形成される。さらに、複数のプレートのうち固定スクロールに面するプレートの板厚が薄い場合、固定スクロールに面するプレートは、固定スクロール上面への密着性が高くなる。したがって、凹部内の冷媒と、マフラー空間内の高温高圧の冷媒との循環による熱交換は、強力に防止される。よって、さらに効率よく、温度上昇による冷媒循環量の低下が防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を提供することができる。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、これらの実施の形態によって本開示が限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
図１は、本開示の第１の実施の形態における圧縮機５０を側方から見た断面の一例を示す図である。図２は、本開示の第１の実施の形態における圧縮機５０の要部の断面の一例を示す図である。図３は、本開示の第１の実施の形態における圧縮機５０のマフラー１６と、断熱用部材２４と、固定スクロール６との一例を示す斜視図である。図３の（ａ）の部分は、同圧縮機５０のマフラー１６を下方から見た斜視図である。図３の（ｂ）の部分は、同圧縮機５０の断熱用部材２４を下方から見た斜視図である。図３の（ｃ）の部分は、同圧縮機５０の固定スクロール６を下方から見た斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態の圧縮機５０は、密閉容器１と、密閉容器１の内部に設けられる圧縮機構部２と、密閉容器１の内部に設けられる電動機部３とを備える。

密閉容器１内には、主軸受部材４が、溶接又は焼き嵌め等により固定されている。シャフト５は、主軸受部材４により軸支されている。

固定スクロール６は、主軸受部材４上にボルト留めされている。固定スクロール６と主軸受部材４との間に、固定スクロール６と噛み合う旋回スクロール７が挟み込まれて、スクロール式の圧縮機構部２が構成される。

旋回スクロール７と主軸受部材４との間には、旋回スクロール７の自転を防止して円軌道運動するように案内する、オルダムリング等を含む自転拘束機構８が設けられている。

自転拘束機構８は、シャフト５の上端にある偏心軸部５ａによって、旋回スクロール７を偏心駆動させすることにより、旋回スクロール７を円軌道運動させる。これにより、固定スクロール６と旋回スクロール７との間に形成されている圧縮室９は、外周側から中央部に向かって、圧縮室９の容積を縮めながら移動する。この動きを利用して、密閉容器１外の冷凍サイクルに通じた吸入管１０から、吸入管１０と圧縮室９との間にある固定スクロールに設けられ、常に吸入圧力である吸入室１１を経て、冷媒ガスが吸入される。吸入された冷媒ガスは、圧縮室９に閉じ込められた後に、圧縮される。所定の圧力に到達した冷媒ガスは、固定スクロール６の中央部の吐出口１２から、リード弁１３を押し開けて、吐出される。

リード弁１３を押し開けて吐出された冷媒ガスは、マフラー空間１４に吐出され、密閉容器１の容器内空間１５を経由して、吐出管１７から冷凍サイクルへと送出される。なお、マフラー空間１４は、固定スクロール６に周囲が固定されたマフラー１６によって形成されており、吐出口１２及びリード弁１３を覆っている。

一方、旋回スクロール７を旋回駆動させるシャフト５の下端には、ポンプ１８が設けられる。ポンプ１８の吸い込み口は、オイル貯留部１９内に存在するように配置されている。ポンプ１８は、スクロール圧縮機と同時に動作する。したがって、ポンプ１８は、密閉容器１の底部に設けられたオイル貯留部１９にあるオイルを、圧力条件及び運転速度に関係なく、確実に吸い上げる。

ポンプ１８で吸い上げられたオイルは、シャフト５内を貫通しているオイル供給穴２０を通じて、圧縮機構部２に供給される。なお、オイルをポンプ１８で吸い上げる前、又は、吸い上げた後に、オイルフィルタ等により、オイルから異物を除去することにより、圧縮機構部２への異物混入が防止できる。したがって、圧縮機構部２の信頼性の向上を図ることができる。

圧縮機構部２に導かれたオイルの圧力は、スクロール圧縮機の吐出圧力とほぼ同等である。また、圧縮機構部２に導かれたオイルの圧力は、旋回スクロール７に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール７は、固定スクロール６から離れる、又は片当たりすることなく、所定の圧縮機能を、安定して発揮する。さらに、オイルの一部は、供給圧及び自重によって、逃げ場を求めるようにして、偏心軸部５ａと旋回スクロール７との嵌合部、及び、シャフト５と主軸受部材４との間の軸受部２１に浸入し、それぞれの部分を潤滑した後、落下し、オイル貯留部１９へ戻る。

オイル供給穴２０から高圧領域２２に供給されたオイルの別の一部は、旋回スクロール７に形成され、かつ、高圧領域２２に一開口端を有する経路７ａを通って、自転拘束機構８が位置している背圧室２３に浸入する。浸入したオイルは、スラスト摺動部及び自転拘束機構８の摺動部を潤滑するのに併せて、背圧室２３において、旋回スクロール７に背圧を印加する役割を果たしている。

圧縮機構部２によって圧縮される冷媒ガスは、既述のとおり、固定スクロール６に設けられた吸入室１１を介して、固定スクロール６と旋回スクロール７との間の圧縮室９に吸入され、圧縮される。しかし、圧縮機構部２によって圧縮される冷媒ガスは、固定スクロール６の吐出口１２からマフラー空間１４へ吐出される、最も高温で高圧の冷媒ガスの熱の影響を受ける。

そこで、本開示では、固定スクロール６と、マフラー空間１４を形成するマフラー１６との間に、プレート状の断熱用部材２４が設けられ、マフラー空間１４と吸入室１１との間に、断熱用部材２４の一部が位置するように構成される。

断熱用部材２４は、固定スクロール６の吐出口を開閉するためのリード弁１３を有する。また、断熱用部材２４の一部には、リード弁１３を位置させる、すなわち、リード弁１３の逃がし部である、開口２５が設けられている。断熱用部材２４の他の部分は、リード弁１３以外のマフラー空間１４の領域と、固定スクロール６との間に位置する構成となっている。そして、断熱用部材２４は、外周部分に設けられた孔２６にボルト（図示せず）を通して、マフラー１６とともに、固定スクロール６に共締め固定されている。

これにより、断熱用部材２４の開口２５以外の部分は、固定スクロール６の吸入室１１及び圧縮室９と、マフラー空間１４との間に位置する。したがって、断熱用部材２４の開口２５以外の部分は、断熱層としての役割を果たし、マフラー空間１４内における高温高圧の冷媒から、吸入室１１及び圧縮室９に対する熱の影響を抑制する。つまり、吸入室１１及び圧縮室９内の冷媒の温度上昇に伴う循環量の低下と、冷媒の圧縮損失の増加とが、抑制される。これにより、高効率な圧縮機を実現することができる。

また、断熱用部材２４の開口２５以外の部分は、密閉容器１の容器内空間１５と、固定スクロール６との間にも位置する。これにより、断熱用部材２４の開口２５以外の部分は、マフラー空間１４とともに、マフラー空間上方の容器内空間１５における高温の冷媒から、固定スクロール６に対する熱の影響を抑制する。よって、固定スクロール６自体の温度も、断熱用部材２４を設けないときと比較して、低めに維持される。この点からも、冷媒循環量の低下が防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を実現することができる。

さらに、本実施の形態の構成によれば、冷媒循環量の低下の防止と、冷媒の圧縮損失の増加の抑制とに際して、固定スクロール６の形状を変更する等の必要がない。したがって、固定スクロール６に設けられている吐出口１２の容積の増加が抑制される。つまり、本実施の形態の構成によれば、吐出デッドボリュームを、断熱用部材２４を設けないときと比較して、現状通りの最小に保持しつつ、冷媒循環量の低下の防止と、冷媒の圧縮損失の増加の抑制とを実現することができる。

また、本実施の形態では、一例として、断熱用部材２４は、焼結金属で形成されている。したがって、冷媒温度の上昇が、効率よく抑制される。焼結金属は、熱伝導率が低く、かつ、多数の微小空間を有している。焼結金属は断熱性が高いため、焼結金属からなる断熱用部材２４は、マフラー空間１４及び容器内空間１５における高温の冷媒からの熱の影響を、効率よく抑制することができる。断熱用部材２４を焼結金属で形成することにより、断熱用部材２４による断熱効果が高くなる。よって、より効率よく冷媒温度の上昇が抑制され、冷媒循環量の低下が防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を実現することができる。

なお、断熱用部材２４の材料は、焼結金属等の多孔質材料に限定されるものではない。例えば、熱伝導率が低い材料であれば、樹脂材料等どのような材料であってもよい。

また、断熱用部材２４は、一枚でもよく、複数のプレートを積層して構成されてもよい。複数のプレートを積層して構成された、積層型の断熱用部材２４は、各プレート間で熱伝導が強力に抑制（場合によっては遮断）される。したがって、断熱効果が向上し、効果的である。

また、本実施の形態では、断熱用部材２４としては、あらかじめ所定形状の部材が用いられている。しかし、断熱用部材２４は、例えば、固定スクロール６とマフラー空間１４との間に、インジェクション成型によって形成されてもよい。

（第２の実施の形態）
図５は、本開示の第２の実施の形態における圧縮機５０の要部の一例を示す図である。図５の（ａ）の部分は、断面図であり、図５の（ｂ）の部分は、断熱用部材２４及び固定スクロール６の構成の一例を示す詳細図である。図６は、本開示の第２の実施の形態における圧縮機５０のマフラー１６と、断熱用部材２４、固定スクロール６との一例を示す斜視図である。図６の（ａ）の部分は、同圧縮機５０のマフラー１６を下方から見た斜視図である。図６の（ｂ）の部分は、同圧縮機５０の断熱用部材２４を下方から見た斜視図である。図６の（ｃ）の部分は、同圧縮機５０の固定スクロール６を下方から見た斜視図である。図６の（ｄ）の部分は、同圧縮機５０のマフラー１６を断熱用部材２４側から見た斜視図である。図６の（ｅ）の部分は、同圧縮機５０の断熱用部材２４を上方から見た斜視図である。図６の（ｆ）の部分は、同圧縮機５０の固定スクロール６を上方から見た斜視図である。

第２の実施の形態において、圧縮機５０の断熱用部材２４には、固定スクロール６と対向する側の面に、凹部２７が設けられている。凹部２７は、マフラー空間１４と重なる領域に加えて、マフラー空間１４と重なる領域以外にも位置するように、できるだけ広く形成されている。したがって、凹部２７は、開口２５の口縁に沿った形となっている。

断熱用部材２４には、マフラー１６の切欠き部１６ａを介して、容器内空間１５と対向する部分に、透孔２４ａが形成されている（図６参照）。また、断熱用部材２４は、固定スクロール６と対向する側の面の平面を側面視したときに、開口２５の口縁部分が、最も高くなる凸形状２８である（図５参照）。したがって、断熱用部材２４の外周部分を、マフラー１６とともに、固定スクロール６に共締め固定したとき、断熱用部材２４の凸形状２８の部分は、固定スクロール６の上面部分に強く圧接する。これにより、マフラー空間１４と、凹部２７との間は、強力に遮断される。

その他の基本的な構成は、第１の実施の形態と同じである。したがって、第１の実施の形態と同一の構成部分には、同一の符号を付与して、説明は省略する。

上記のように構成した圧縮機において、断熱用部材２４の凹部２７に、容器内空間１５に放出された高温高圧の冷媒と、冷媒中のオイルとが、透孔２４ａを介して入り込んで滞留する。これにより、凹部２７は、マフラー空間１４内の最も高温高圧の冷媒よりも低い温度の状態となっている。したがって、凹部２７内の冷媒とオイルとの溜まりは、断熱層の役割を果たす。これにより、断熱用部材２４による断熱作用と、凹部２７による断熱作用とが合わさることにより、高い断熱効果を得ることができる。つまり、凹部２７内の冷媒とオイルとの溜まりによって、マフラー空間１４から、吸入室１１及び圧縮室９への熱の影響は、大きく低減される。したがって、断熱用部材２４による抑制効果と、凹部２７による抑制効果とが合わさることにより、強力な断熱効果を得ることができる。

よって、マフラー空間１４における高温の冷媒による熱の影響は、強力に抑制され、より効率よく、冷媒の温度上昇による循環量の低下が防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を提供することができる。

ここで、マフラー空間１４から、吸入室１１等ヘの熱の影響を抑制する構成として、例えば、固定スクロール６と対向する側の面に本実施の形態の凹部２７と同様の凹部を設けて、固定スクロールに設けた凹部を、閉塞プレート等で閉塞する構成が考えられる。固定スクロールに設けた凹部に、オイルが溜まるように構成することにより、固定スクロールに設けられた凹部は、断熱効果を発揮し、吸入室１１等への熱の影響を防止する。

しかし、このような構成の場合、固定スクロール６の板厚は、凹部を設ける領域分だけ厚くなる。その結果、固定スクロール６に形成されている吐出口１２の容積（デッドボリューム）が、大きくなる。したがって、圧縮室９により圧縮された冷媒は、吐出口１２に吐出された段階で膨張する。これにより、固定スクロールに設けた凹部の断熱による、冷媒の循環量低下の抑制効果が相殺される。

しかし、本実施の形態の構成によれば、凹部２７は、固定スクロール６ではなく、断熱用部材２４に設けられる。したがって、固定スクロール６の形状を変更する必要がない。これにより、吐出口１２の容積の増加等の問題は発生しない。つまり、吐出デッドボリュームを最小に保持しつつ、冷媒の循環量が確実に増加する。したがって、高効率な圧縮機を実現することができる。

図４は、圧縮機５０の吐出口の容積と、冷媒の循環量との関係を示す特性の一例を示す図である。図４において、Ｘは、断熱構成が採用されていない場合の特性曲線を示し、Ｙは、断熱構成が採用されている場合の特性曲線を示す。

図４から明らかなように、断熱構成が採用されている場合には、Ｙの特性曲線となり、各吐出口容積Ｓ１、Ｓ２、及びＳ３の時の冷媒の循環量は、断熱構成が採用されていない場合のＸの特性曲線に比べて、それぞれＹの特性曲線の位置まで増加する。

固定スクロール６の板厚を増加させることによる断熱構成を採用した場合、断熱構成を採用する前の吐出口容積をＳ１としたとき、吐出口容積が、Ｓ１からＳ３へと増加する。さらに、吐出口容積がＳ３の場合において、冷媒の循環量は、断熱構成が採用されていない場合の、Ｘの特性曲線におけるＴ１から、断熱構成が採用されている場合の、Ｙの特性曲線におけるＴ２へと増加する。しかし、Ｙの特性曲線における冷媒の循環量であるＴ２と、断熱構成が採用されていない場合の、吐出口容積がＳ１のときの冷媒の循環量であるＴ３とを比べると、冷媒の循環量は、多少増加するものの、吐出口容積の増加（吐出デッドボリュームの増加）により相殺され、ほとんど増加しない。

しかし、本実施の形態で示す断熱用部材を設置することによる断熱構成を採用した場合、吐出口容積Ｓ１は、増加しない。すなわち、吐出デッドボリュームを、断熱用部材２４を設けないときと比較して、現状通りで、最小に保持できる。したがって、断熱構成が採用されている場合の、吐出口容積Ｓ１における冷媒の循環量は、Ｙの特性曲線におけるＴ４となる。したがって、冷媒の循環量は、Ｘの特性曲線におけるＴ３よりも、大きく増加する。

このように、本実施の形態で示す断熱用部材を設置することによる断熱構成を採用した場合、冷媒の循環量が確実に増加し、高効率な圧縮機を実現することができる。

また、本実施の形態では、凹部２７において、断熱用部材２４の開口２５の口縁部分が最も高い凸形状２８である。凸形状２８部分は、固定スクロール６の上面部分に強く圧接される。よって、マフラー空間１４と、凹部２７との間は、強力に遮断される。したがって、マフラー空間１４内の高温高圧の冷媒と、凹部２７内の冷媒との循環による、凹部２７内の冷媒とオイルとによる断熱作用の低減が防止される。これにより、凹部２７による断熱効果は、良好となる。その結果、マフラー空間１４内の高温の冷媒による熱の影響は、強力に抑制される。したがって、冷媒の温度上昇による循環量の低下が、より効果的に防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制される。これにより、高効率な圧縮機を実現することができる。

なお、凸形状２８は、例えば、凹部２７における断熱用部材２４の開口２５の口縁部分ではなく、凹部２７の開口縁部としてもよい。すなわち、凹部２７における断熱用部材２４の開口２５の口縁部分、及び、凹部２７の開口縁部のうち少なくとも一方が、凸形状２８となっていればよい。そして、凹部２７内の冷媒と、マフラー空間１４内の高温高圧の冷媒との循環による熱交換の防止は、断熱用部材２４の固定スクロール６と対向する側の面が平面であっても、断熱用部材２４に設けられている開口２５の口縁部分が、固定スクロール６にボルトで固定される構成によっても、達成される。そして、凸形状２８を設けること、及び、ボルト固定位置を開口２５の口縁部分とすることを組み合せることにより、凹部２７内の冷媒と、マフラー空間１４内の高温高圧の冷媒との循環による熱交換を防止する効果を、さらに高めることができる。

また、実施の形態で説明したように、断熱用部材２４を、複数のプレートを積層して構成することにより、既述した通り、断熱効果が高くなり、マフラー空間１４から、固定スクロール６に対する熱の影響が、より効果的に抑制される。

さらに、断熱用部材２４を構成する複数のプレートのうち、固定スクロール６に面するプレートの板厚が薄い場合、例えば、１ｍｍ程度まで薄い場合、固定スクロール６に対向するプレートは、固定スクロール６の上面への密着性が向上する。これにより、凹部２７内の冷媒と、マフラー空間１４内の高温高圧の冷媒との循環が、より確実に防止される。よって、より効果的に、凹部２７による断熱作用が発揮される。

さらに、断熱用部材２４を、凹部２７が設けられたプレートと、凹部のないプレートとを積層して構成することにより、凹部２７は、切削加工なしで形成される。したがって、断熱用部材２４が、安価に提供される。加えて、凹部２７が設けられたプレートと、凹部のないプレートとを交互に複数枚積層することにより、凹部２７は、積層方向に複数形成される。これにより、凹部２７による断熱効果が、さらに高くなる。

なお、上記マフラー空間１４及び容器内空間１５から、吸入室１１及び圧縮室９への熱の影響は、断熱用部材２４及びマフラー１６そのものに断熱層が形成されることにより、さらに抑制される。断熱層としては、例えば、樹脂コーティング、又は、内部が真空、若しくは、空気の中空ビーズを含んだコーティング処理等があるが、これに限定されない。

以上のように本開示は、上記各実施の形態を用いて説明してきたように、冷媒温度の上昇が抑制され、冷媒循環量の低下が防止され、かつ、冷媒の圧縮損失の増加が抑制されることにより、高効率な圧縮機を実現することができる。しかし、本開示は、この実施の形態の形状に限定されるものではない。つまり、今回開示した実施の形態は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本開示は、上記したように、冷媒の吐出デッドボリュームを最小化しつつ、冷媒の温度の上昇を抑制して、冷媒循環量の低下を防止し、かつ、冷媒の圧縮損失の増加を抑制して高効率な圧縮機を実現することができる。よって、冷凍サイクルを利用した各種機器に、幅広く使用することができる。

１，１０７密閉容器
２圧縮機構部
３電動機部
４主軸受部材
５シャフト
５ａ偏心軸部
６，１０２固定スクロール
７旋回スクロール
７ａ経路
８自転拘束機構
９，１０３圧縮室
１０，１０１吸入管
１１吸入室
１２，１０４吐出口
１３リード弁
１４，１０６マフラー空間
１５容器内空間
１６，１０５マフラー
１６ａ切欠き部
１７，１０８吐出管
１８ポンプ
１９オイル貯留部
２０オイル供給穴
２１軸受部
２２高圧領域
２３背圧室
２４断熱用部材
２４ａ透孔
２５開口
２６孔
２７凹部
２８凸形状
５０圧縮機

Claims

圧縮機構部を構成する、固定スクロール及び旋回スクロールと、
前記固定スクロール及び前記旋回スクロールの間に形成された圧縮室と、
前記固定スクロールの外周側に設けられた吸入室と、
前記固定スクロールの中央部に設けられた吐出口と、
前記固定スクロール上部の前記吐出口を覆うように設けられたマフラーと、
前記固定スクロール及び前記マフラーにより形成されるマフラー空間との間に設けられた断熱用部材と、を備え、
前記吸入室に吸入された冷媒ガスは、前記旋回スクロールが旋回し、前記圧縮室が容積を変えながら移動することにより、圧縮された後、前記吐出口から吐出され、
前記吐出口から吐出された前記冷媒ガスは、前記マフラー空間に吐出される圧縮機。
前記断熱用部材は、マフラー空間と前記吸入室との間に設けられる凹部を有する請求項１に記載の圧縮機。
前記凹部は、前記マフラー空間と前記吸入室との間以外の領域にも設けられる請求項２に記載の圧縮機。
前記断熱用部材の前記マフラー空間近傍は、前記固定スクロールにボルト固定される請求項２又は３に記載の圧縮機。
前記断熱用部材は、前記吐出口を開閉するリード弁と、前記リード弁の逃がし部となる開口とをさらに有し、
前記断熱用部材は、前記開口の口縁部分及び前記凹部の開口縁部の少なくとも一方が、前記固定スクロール側に向かって最も突出する凸形状である請求項２から４のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記断熱用部材は、焼結金属等の多孔質材で形成される請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記断熱用部材は、複数のプレートを積層して形成される請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記複数のプレートは、前記凹部を有するプレートを含む請求項７に記載の圧縮機。