WO2018043328A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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WO2018043328A1
WO2018043328A1 PCT/JP2017/030523 JP2017030523W WO2018043328A1 WO 2018043328 A1 WO2018043328 A1 WO 2018043328A1 JP 2017030523 W JP2017030523 W JP 2017030523W WO 2018043328 A1 WO2018043328 A1 WO 2018043328A1
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WO
WIPO (PCT)
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scroll
space
housing
refrigerant
back pressure
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/030523
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
義信 除補
永生 趙
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ダイキン工業株式会社 filed Critical ダイキン工業株式会社
Priority to CN201780052762.8A priority Critical patent/CN109690083B/zh
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents

Definitions

  • the present invention relates to a scroll compressor.
  • a low-pressure dome type scroll compressor in which the inside of a casing is mainly filled with a low-pressure gas refrigerant has been used.
  • a compressor having a relief valve for allowing the refrigerant in the compression chamber to escape to the discharge chamber when the refrigerant in the compression chamber becomes higher than the pressure in the discharge chamber is known (for example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-167215).
  • An object of the present invention is to provide a scroll compressor having high compression efficiency.
  • a scroll compressor includes a casing, a scroll compression mechanism, a housing, a floating member, and a pressing structure.
  • the casing is partitioned into a first space and a second space.
  • the scroll compression mechanism has a movable scroll that forms a compression chamber in combination with a fixed scroll and a fixed scroll.
  • the scroll compressor compresses the refrigerant sucked from the first space in the compression chamber and discharges the refrigerant into the second space.
  • the housing is attached inside the first space and is used to support the movable scroll.
  • the floating member is provided between the housing and the movable scroll in the first space, and contacts and supports the movable scroll.
  • the pressing structure presses the movable scroll against the fixed scroll by pressing the floating member against the movable scroll using one or both of the intermediate refrigerant being compressed in the compression chamber and the compressed refrigerant discharged from the compression chamber. Is.
  • the pressing structure presses the floating member provided in the first space against the movable scroll using the intermediate refrigerant and / or the compressed refrigerant.
  • the movable scroll is pressed against the fixed scroll in the first space.
  • separation of the movable scroll and the fixed scroll is prevented, and a highly efficient scroll compressor can be provided.
  • the scroll compressor according to the second aspect of the present invention is the scroll compressor according to the first aspect, wherein the pressing structure has a back pressure chamber formed between the housing and the floating member. Further, a lead-out passage that leads out one or both of the intermediate refrigerant and the compressed refrigerant to the back pressure chamber is further provided.
  • the scroll compressor according to the second aspect since the intermediate refrigerant and / or the compressed refrigerant is led out to the back pressure chamber formed between the housing and the floating member, the floating member is pressed against the movable scroll in the first space. It is done. Thereby, the movable scroll is pressed against the fixed scroll in the first space.
  • the scroll compressor according to the third aspect of the present invention is the scroll compressor according to the second aspect, wherein the back pressure chamber has a first back pressure chamber and a second back pressure chamber.
  • the outlet passage has a first outlet passage for leading the intermediate refrigerant to the first back pressure chamber, and a second outlet passage for leading the compressed refrigerant to the second back pressure chamber.
  • the floating member becomes the movable scroll in the first space. Pressed. As a result, the movable scroll is pressed against the fixed scroll in the first space.
  • a scroll compressor according to a fourth aspect of the present invention is the scroll compressor according to the second aspect or the third aspect, wherein the housing has a support surface that is in contact with and supports a part of the fixed scroll.
  • the lead-out passage is provided so as to be continuous with the fixed scroll and the housing on the support surface.
  • the outlet passage is provided so as to be continuous with the fixed scroll and the housing, the intermediate refrigerant or the compressed refrigerant can be reliably led to the back pressure chamber.
  • a scroll compressor according to a fifth aspect of the present invention is the scroll compressor according to the first to fourth aspects, for introducing a refrigerant having an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure into the compression chamber.
  • An injection mechanism is further provided in the first space.
  • the scroll compressor according to the fifth aspect is provided with an injection mechanism for introducing an intermediate pressure refrigerant into the compression chamber, so that a more efficient scroll compressor can be provided. Further, since the injection mechanism is provided in the first space, overheating of the injection mechanism is suppressed.
  • the scroll compressor which concerns on the 6th viewpoint of this invention is a scroll compressor which concerns on a 5th viewpoint from the 1st viewpoint, Comprising: The partition which can partition the inside of a casing into the 1st space and 2nd space from which pressure differs A member is further provided.
  • the inside of the casing can be partitioned into the first space and the second space having different pressures by the above configuration.
  • FIG. 1 It is a mimetic diagram showing an outline of air harmony device 1 in which scroll compressor 10 concerning a 1st embodiment of the present invention is used. It is a schematic diagram which shows the structure of the longitudinal cross-section of the scroll compressor 10 which concerns on the same embodiment. It is a partial enlarged view which shows typically a part of structure of the longitudinal cross-section of the scroll compression mechanism 60 concerning the embodiment. It is a partial enlarged view which shows typically a part of structure of the housing 61 which concerns on the embodiment. 4 is a partially enlarged view schematically showing a part of the configuration of a longitudinal section of a floating member 65 according to the embodiment. FIG. It is a partially expanded view schematically showing a longitudinal section of another form of the first housing communication hole 62a according to the embodiment.
  • FIG. 10 is a partially enlarged view schematically showing a part of the configuration of a vertical cross section of a scroll compression mechanism 60 according to Modification C.
  • FIG. 10 is a partially enlarged view schematically showing a part of the configuration of a vertical cross section of a scroll compression mechanism 60 according to Modification C.
  • FIG. 10 is a partially enlarged view schematically showing a part of the configuration of a vertical cross section of a scroll compression mechanism 60 according to Modification C.
  • a scroll compressor 10 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the scroll compressor 10 which concerns on the following embodiment is only an example of the compressor of this invention, and can be suitably changed in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of an air conditioner 1 using a scroll compressor 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • the air conditioner dedicated to the cooling operation is shown, but the air conditioner using the scroll compressor 10 may be dedicated to the heating operation, or both the cooling operation and the heating operation can be performed. It may be a thing.
  • the air conditioner 1 includes an outdoor unit 2 having a scroll compressor 10, an indoor unit 3, a liquid refrigerant communication pipe 4, and a gas refrigerant communication pipe 5.
  • the outdoor unit 2 mainly includes an accumulator 6, a scroll compressor 10, an outdoor heat exchanger 7, an expansion valve 8, an economizer heat exchanger 9, and an injection valve 26.
  • the indoor unit 3 has an indoor heat exchanger 3a.
  • the liquid refrigerant communication pipe 4 and the gas refrigerant communication pipe 5 connect the outdoor unit 2 and the indoor unit 3, respectively. These devices are connected by a refrigerant pipe as shown in FIG. 1 to form a refrigerant circuit.
  • the scroll compressor 10 compresses the refrigerant sucked through the suction pipe 23 in a compression chamber Sc described later, and discharges the compressed refrigerant from the discharge pipe 24.
  • the suction pipe 23 is connected to the indoor heat exchanger 3a, and the discharge pipe 24 is connected to the outdoor heat exchanger 7.
  • so-called intermediate injection is performed in which a part of the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 7 toward the expansion valve 8 is supplied to the compression chamber Sc that is being compressed.
  • the refrigerant is supplied to the injection pipe 25 of the scroll compressor 10 through the injection refrigerant supply pipe 27 branched from the pipe connecting the outdoor heat exchanger 7 and the expansion valve 8.
  • the pressure and flow rate of the refrigerant to be injected are adjusted by an injection valve 26 provided in the injection refrigerant supply pipe 27.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a configuration of a vertical cross section of the scroll compressor 10 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a partially enlarged view schematically showing a part of the configuration of the vertical cross section of the scroll compression mechanism 60.
  • 4 and 5 are views showing the housing 61 and the floating member 65 shown in FIG. In each drawing, hatching or the like is omitted as appropriate in order to clarify the characteristic part.
  • the scroll compressor 10 includes a casing 20, a partition member 28, a scroll compression mechanism 60 including a fixed scroll 30 and a movable scroll 40, a housing 61, a floating member 65, and a drive.
  • a motor 70, a crankshaft 80, and a lower housing 90 are provided.
  • FIG. 2 shows cross-sectional views in different directions on the right side and the left side from the center. That is, in FIG. 2, the injection pipe 25 is shown on the left side, and the first fixed scroll communication hole 37a and the first housing communication hole 62a that are the discharge passages for the compressed refrigerant, and the second fixed passage that is the discharge passage for the intermediate refrigerant.
  • scroll communication hole 37b and the second housing communication hole 62b are shown on the right side, these members and the like are actually provided at optimal positions. 2 and 3, the first fixed scroll communication hole 37a and the first housing communication hole 62a, which are compressed refrigerant outlet passages, and the second fixed scroll communication hole 37b and the second housing, which are intermediate refrigerant outlet passages.
  • the communication hole 62b is shown in parallel in the cross-sectional direction, any arrangement may be adopted as long as these lead-out passages are formed at different positions.
  • the scroll compressor 10 has a vertically long cylindrical casing 20.
  • the casing 20 includes a substantially cylindrical cylindrical member (body portion) 21 that is open at the top and bottom, and an upper lid 22 a and a lower lid 22 b provided at the upper end and the lower end of the cylindrical member 21, respectively.
  • the cylindrical member 21, and the upper lid 22a and the lower lid 22b are fixed by welding so as to keep airtightness.
  • the casing 20 accommodates the components of the scroll compressor 10 including the scroll compression mechanism 60, the drive motor 70, the crankshaft 80, and the lower housing 90.
  • the scroll compression mechanism 60 is disposed at the upper part in the cylindrical member 21.
  • An oil sump space So is formed in the lower part of the casing 20.
  • Refrigerating machine oil O for lubricating the scroll compression mechanism 60 and the like is stored in the oil reservoir space So.
  • the inside of the casing 20 is partitioned into a first space S1 and a second space S2 by a partition member 28. Thereby, during the operation of the scroll compressor 10, the first space S1 and the second space S2 have different pressures.
  • the partition member 28 is attached to the upper part of the fixed scroll 30, and the upper part of the casing 20 and the other intermediate part and lower part are partitioned into different spaces.
  • a suction pipe 23 is attached to an intermediate portion of the casing 20 so as to penetrate the cylindrical member 21a and communicate with the first space S1.
  • the low-pressure refrigerant in the refrigeration cycle before being compressed by the scroll compression mechanism 60 flows into the first space S1 through the suction pipe 23.
  • a discharge pipe 24 is attached to the upper lid 22a of the upper portion of the casing 20 so as to communicate with the second space S2.
  • a high-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle after being compressed by the scroll compression mechanism 60 is discharged from the second space S2 through the discharge pipe 24.
  • the scroll compression mechanism 60 includes a fixed scroll 30 having a discharge port 32a and a movable scroll 40 that forms a compression chamber Sc in combination with the fixed scroll 30. Then, the scroll compression mechanism 60 compresses the refrigerant sucked from the first space S1 in the compression chamber Sc and discharges it to the second space S2.
  • the fixed scroll 30 protrudes from the flat fixed end plate 32 and the front surface of the fixed side end plate 32 (the lower surface in FIGS. 2 and 3).
  • a spiral fixed side wrap 33 and an outer edge portion 34 surrounding the fixed side wrap 33 are provided.
  • the fixed side wrap 33 is formed so as to spirally extend from a discharge port 32a, which will be described later, to the outer edge portion 34 (see FIGS. 2 and 3).
  • a suction port (not shown) is provided in the outer edge portion 34 of the fixed scroll 30. The refrigerant flowing from the suction pipe 23 is introduced into the compression chamber Sc of the scroll compression mechanism 60 through the suction port.
  • a discharge port 32 a communicating with the compression chamber Sc of the scroll compression mechanism 60 is formed in the center of the fixed side end plate 32 so as to penetrate the fixed side end plate 32 in the thickness direction.
  • the discharge port 32a is closed by a discharge valve 35 that functions as a check valve.
  • a discharge chamber 36 is defined between the discharge valve 35 and the compression chamber Sc. The discharge valve 35 is opened when the compressed refrigerant in the discharge chamber 36 has a predetermined pressure or higher, and discharges the compressed refrigerant into the second space S2.
  • the second space S2 has a pressure atmosphere equivalent to the pressure of the compressed refrigerant discharged from the scroll compression mechanism 60.
  • the discharge chamber 36 is formed with an inlet 36a of a first fixed scroll communication hole 37a described later.
  • the fixed scroll 30 is supported on the lower surface (that is, the thrust surface) of the outer edge portion 34 by the support surface 61s of the housing 61 described later.
  • a communication hole is formed in each of the fixed scroll 30 and the housing 61 so as to communicate with the support surface 61s.
  • the fixed scroll 30 is formed with a first fixed scroll communication hole 37a and a second fixed scroll communication hole 37b.
  • the inflow end of the first fixed scroll communication hole 37a is an inflow port 36a that opens to the discharge chamber 36, and the outflow end of the first fixed scroll communication hole 37a continues to the first housing communication hole 62a on the support surface 61s. It is an opening formed at a position.
  • the inflow end of the second fixed scroll communication hole 37b is an opening formed in the upper portion of the compression chamber Sc, and communicates with the compression chamber Sc when the turning angle of the movable scroll 40 falls within a predetermined range.
  • the outflow end of the second fixed scroll communication hole 37b is an opening formed at a position continuous with the second housing communication hole 62b on the support surface 61s.
  • the fixed side end plate 32 is formed with an injection passage 31 that opens on the side surface of the fixed side end plate 32 and communicates with the compression chamber Sc.
  • the pressure of the refrigerant supplied from the injection pipe 25 is higher than the pressure in the compression chamber Sc, the refrigerant is supplied to the compression chamber Sc.
  • the pressure of the refrigerant supplied from the injection pipe 25 is lower than the pressure of the compression chamber Sc, the reverse flow of the refrigerant is suppressed (blocked) by a check valve (not shown) provided in the injection passage 31.
  • the injection pipe 25 is attached to the fixed scroll 30 in the first space S1 below the partition member 28. Thus, the injection pipe 25 is prevented from being overheated by being attached to the first space S1 instead of the second space S2.
  • the movable scroll 40 protrudes from a flat plate-shaped movable side end plate 41 and the front surface of the movable side end plate 41 (the upper surface in FIGS. 2 and 3). It has a spiral movable wrap 42 and a cylindrical boss 43 that protrudes from the back surface (lower surface in FIGS. 2 and 3) of the movable side end plate 41.
  • the fixed side wrap 33 of the fixed scroll 30 and the movable side wrap 42 of the movable scroll 40 are combined so that the lower surface of the fixed side end plate 32 and the upper surface of the movable side end plate 41 face each other.
  • the compression chamber Sc is formed between the adjacent fixed side wrap 33 and the movable side wrap 42.
  • the volume of the compression chamber Sc changes periodically. Thereby, the refrigerant sucked from the first space S1 is compressed in the compression chamber Sc.
  • the boss portion 43 has a cylindrical shape with a closed upper end. An eccentric portion 81 of a crankshaft 80 described later is inserted into the hollow portion of the boss portion 43. Thereby, the movable scroll 40 and the crankshaft 80 are connected.
  • the boss portion 43 is disposed in the eccentric portion space Sh formed between the movable scroll 40 and the floating member 65.
  • the eccentric part space Sh communicates with the first space S1 and has the same pressure atmosphere as the suction pressure.
  • the Oldham joint 58 is a member that prevents the movable scroll 40 from rotating and enables revolution.
  • the housing 61 is a member that is press-fitted into the cylindrical member 21 and is fixed below the partition member 28. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 4, the housing 61 includes a first housing portion 61 a and a second housing portion 61 b from above.
  • the first housing portion 61a and the second housing portion 61b are members each having a cylindrical portion having a substantially circular or substantially arc-shaped cross section, and both are integrally formed continuously.
  • the inner periphery of the first housing part 61a is larger than the inner periphery of the second housing part 61b. Therefore, the housing 61 has a shape in which the second housing portion 61b extends from the first housing portion 61a.
  • the floating member 65 is supported by the upper surface of the extension part extended from the 1st housing part 61a of the 2nd housing part 61b contacting the lower surface of the floating member 65 mentioned later.
  • the first diameter space 101b of the first back pressure chamber 101 and the second diameter of the second back pressure chamber 102 are between the upper surface of the extended portion of the second housing portion 61b and the lower surface of the floating member 65.
  • a space 102b is formed. Details will be described later.
  • a part of the upper end surface of the first housing portion 61a is in close contact with the lower surface of the outer edge portion 34 of the fixed scroll 30, and is fixed by a bolt or the like (not shown). That is, a part of the upper end surface of the housing 61 functions as a support surface 61 s that supports the fixed scroll 30. Further, in the support surface 61s, the first housing communication hole 62a and the second housing communication hole 62b are formed so as to be continuous with the first fixed scroll communication hole 37a and the second fixed scroll communication hole 37b, respectively.
  • the housing communication holes 62a and 62b communicate with back pressure chambers 101 and 102, which will be described later.
  • the floating member 65 is a member that is provided between the housing 61 and the movable scroll 40 in the first space S1, and is in contact with and supports the movable scroll 40. Specifically, as shown in FIGS. 3 and 5, the floating member 65 includes a first floating portion 65 a formed so that the center portion of the upper surface is recessed, and a second floating portion 65 b formed below the first floating portion 65 a. And a third floating portion 65c that connects the first floating portion 65a and the second floating portion 65b.
  • the first floating portion 65a is formed so as to surround the side surface of the eccentric portion space Sh in which the boss portion 43 of the movable scroll 40 is disposed.
  • the first floating part 65a is formed so that the side surface is surrounded by the first housing part 61a.
  • the second floating portion 65b is formed in a cylindrical shape, and a bearing 66 that supports the main shaft 82 of the crankshaft 80 is provided. A main shaft 82 is inserted into the bearing 66, and the main shaft 82 is rotatably supported.
  • the third floating portion 65c is a cylindrical member, and connects the inside of the first floating portion 65a and the outside of the second floating portion 65b.
  • the third floating portion 65c is formed so that the side surface is surrounded by the second housing portion 61b.
  • the above-mentioned floating member 65 is disposed so as to be fitted inside the housing 61.
  • the first back pressure chamber 101 and the second back pressure chamber 102 are formed between the floating member 65 and the housing 61.
  • the first back pressure chamber 101 communicates with the discharge chamber 36 via the first fixed scroll communication hole 37a and the first housing communication hole 62a.
  • the “compressed refrigerant” discharged from the compression chamber Sc is introduced into the first back pressure chamber 101.
  • the second back pressure chamber 102 communicates with the compression chamber Sc via the second fixed scroll communication hole 37b and the second housing communication hole 62b. Then, an “intermediate refrigerant” being compressed in the compression chamber Sc is introduced into the second back pressure chamber 102.
  • the first back pressure chamber 101 includes the first axial space 101a extending in the axial direction between the inner peripheral surface of the second housing portion 61b and the outer peripheral surface of the third floating portion 65c, and the second housing portion 61b.
  • a first radial space 101b extending in the radial direction is formed between the upper surface and the lower surface of the first floating portion 65a.
  • the first housing communication hole 62a is formed to communicate with the first shaft space 101a.
  • the inner peripheral surface of the second housing portion 61b and the outer peripheral surface of the third floating portion 65c are sealed by an O-ring 64a.
  • the upper surface of the second housing part 61b and the lower surface of the first floating part 65a are sealed by an annular seal member 64c having a C-shaped cross section.
  • the seal member 64c has an opening inside.
  • the second back pressure chamber 102 includes a second axial space 102a extending in the axial direction between the inner peripheral surface of the first housing portion 61a and the outer peripheral surface of the first floating portion 65a, and the upper surface of the second housing portion 61b. And a second radial space 102b extending in the radial direction between the lower surface of the first floating portion 65a.
  • the inner peripheral surface of the first housing portion 61a and the outer peripheral surface of the first floating portion 65a are sealed by the O-ring 64b.
  • the upper surface of the second housing part 61b and the lower surface of the first floating part 65a are sealed by an annular seal member 64c having a C-shaped cross section.
  • the first diameter space 101b and the second diameter space 102b are partitioned by the seal member 64, and the C-shaped seal member 64c is arranged to have an opening on the first diameter space 101b side.
  • the drive motor 70 is accommodated in an annular stator 71 fixed to the inner wall surface of the cylindrical member 21 and rotatably inside the stator 71 with a slight gap (air gap passage). And a rotor 72.
  • the rotor 72 is connected to the movable scroll 40 via a crankshaft 80 disposed so as to extend in the vertical direction along the axial center of the cylindrical member 21. As the rotor 72 rotates, the movable scroll 40 revolves with respect to the fixed scroll 30.
  • crankshaft 80 (drive shaft) is disposed in the cylindrical member 21 and drives the scroll compression mechanism 60. Specifically, the crankshaft 80 transmits the driving force of the driving motor 70 to the movable scroll 40.
  • the crankshaft 80 is disposed so as to extend in the vertical direction along the axial center of the cylindrical member 21, and connects the rotor 72 of the drive motor 70 and the movable scroll 40 of the scroll compression mechanism 60.
  • the crankshaft 80 has a main shaft 82 whose center axis coincides with the axis of the cylindrical member 21, and an eccentric portion 81 that is eccentric with respect to the axis of the cylindrical member 21.
  • the eccentric portion 81 is inserted into the boss portion 43 of the movable scroll 40 as described above.
  • the main shaft 82 is rotatably supported by the bearing 66 of the floating member 65 and the lower bearing 91.
  • the main shaft 82 is connected to the rotor 72 of the drive motor 70 between the floating member 65 and the lower housing 90.
  • an oil supply path 83 for supplying the refrigerator oil O to the scroll compression mechanism 60 and the like is formed in the crankshaft 80.
  • the lower end of the main shaft 82 is located in an oil sump space So formed in the lower part of the casing 20, and the refrigerating machine oil O in the oil sump space So is supplied to the scroll compression mechanism 60 and the like through the oil supply path 83.
  • the lower housing 90 is provided at the lower part in the cylindrical member 21 and supports the crankshaft 80. Specifically, the lower housing 90 has a lower bearing 91 on the lower end side of the crankshaft 80. Thereby, the main shaft 82 of the crankshaft 80 is rotatably supported. Note that an oil pickup communicating with the oil supply path 83 of the crankshaft 80 is fixed to the lower housing 90.
  • the drive motor 70 is activated. Thereby, the rotor 72 rotates with respect to the stator 71, and the crankshaft 80 to which the rotor 72 is fixed rotates.
  • the crankshaft 80 rotates, the movable scroll 40 connected to the crankshaft 80 revolves with respect to the fixed scroll 30.
  • the low-pressure gas refrigerant in the refrigeration cycle is introduced into the first space S ⁇ b> 1 inside the casing 20 through the suction pipe 23.
  • the gas refrigerant introduced into the first space S1 is sucked into the compression chamber Sc from the suction port of the fixed scroll 30.
  • the movable scroll 40 revolves, the first space S1 and the compression chamber Sc are not in communication.
  • the pressure inside the compression chamber Sc increases.
  • the gas refrigerant in the compression chamber Sc is compressed as the volume of the compression chamber Sc decreases, and finally becomes a high-pressure gas refrigerant.
  • the high-pressure gas refrigerant is discharged from the compression chamber Sc to the discharge chamber 36, and pushes up the discharge valve 35 to flow into the second space S2. Then, the high-pressure gas refrigerant is discharged to the outside of the casing 20 through the discharge pipe 24.
  • the second space S2 is maintained in a high pressure state by the check valve provided in the discharge valve 35.
  • the compression chamber Sc and the second fixed scroll communication hole 37b are intermittently communicated with each other as the movable scroll 40 turns. Therefore, part of the intermediate refrigerant that is being compressed in the compression chamber Sc is led out to the second back pressure chamber 102 via the second fixed scroll communication hole 37b and the second housing communication hole 62b. As a result, pressure is applied to the floating member 65 upward. The floating member 65 applies pressure upward to the movable scroll 40. As a result, the movable scroll 40 is pressed against the fixed scroll 30.
  • the scroll compressor 10 includes the casing 20, the scroll compression mechanism 60, the housing 61, the floating member 65, the first back pressure chamber 101, and the second back pressure chamber 102. Is provided.
  • the inside of the casing 20 is partitioned into a first space S1 and a second space S2.
  • the scroll compression mechanism 60 includes a movable scroll 40 that forms a compression chamber Sc in combination with the fixed scroll 30 and the fixed scroll 30. Then, the scroll compressor 10 compresses the refrigerant sucked from the first space S1 in the compression chamber Sc and discharges it to the second space S2.
  • the housing 61 is attached inside the first space S ⁇ b> 1 and is used for supporting the movable scroll 40.
  • the floating member 65 is provided between the housing 61 and the movable scroll 40 in the first space S1, and is in contact with and supports the movable scroll 40.
  • the first back pressure chamber 101 and the second back pressure chamber 102 use the intermediate member being compressed in the compression chamber Sc and the compressed refrigerant discharged from the compression chamber Sc using one or both of the floating members 65.
  • the movable scroll 40 is pressed against the fixed scroll 30 by being pressed against the movable scroll 40.
  • the first back pressure chamber 101 and the second back pressure chamber 102 use an intermediate refrigerant (intermediate pressure refrigerant) and / or a compressed refrigerant (high pressure refrigerant). Then, the floating member 65 provided in the first space S ⁇ b> 1 is pressed against the movable scroll 40. Thereby, the movable scroll 40 is pressed against the fixed scroll 30 in the first space S1. As a result, separation of the movable scroll 40 and the fixed scroll 30 is prevented, and the highly efficient scroll compressor 10 can be provided.
  • intermediate refrigerant intermediate pressure refrigerant
  • a compressed refrigerant high pressure refrigerant
  • the floating member 65 separate from the housing 61, a pressing force can be applied to the movable scroll 40 with a simple structure.
  • the back pressure chamber can be formed with a high degree of freedom by using the floating member 65.
  • the movable scroll 40 can be pressed against the fixed scroll 30 with an optimal pressing force.
  • the first back pressure chamber 101 and the second back pressure chamber 102 are formed between the housing 61 and the floating member 65. Further, the first fixed scroll communication hole 37 a and the first housing communication hole 62 a, and the second fixed scroll communication hole 37 b and the second housing communication hole 62 b are continuous with the support surface 61 s of the fixed scroll 30 and the housing 61. It is formed. These function as a lead-out passage to the first back pressure chamber 101 or the second back pressure chamber 102. With such a configuration, the compressed refrigerant and the intermediate refrigerant are led out to the first back pressure chamber 101 and the second back pressure chamber 102 formed between the housing 61 and the floating member 65, respectively. Pressed against the movable scroll 40. In this way, the movable scroll 40 is pressed against the fixed scroll 30 in the first space S1.
  • the scroll compressor 10 includes an injection pipe 25 (injection mechanism) in the first space S1 for introducing a refrigerant having an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure into the compression chamber Sc. .
  • injection pipe 25 injection mechanism
  • the scroll compressor 10 includes an injection pipe 25 (injection mechanism) in the first space S1 for introducing a refrigerant having an intermediate pressure between the suction pressure and the discharge pressure into the compression chamber Sc.
  • the fixed scroll In the conventional low-pressure dome type scroll compressor, if the fixed scroll is pressed against the movable scroll from above (the second space S2), the fixed scroll moves in the axial direction, making it difficult to install the injection mechanism.
  • the fixed scroll 30 In the configuration of the scroll compressor 10 according to the present embodiment, since the movable scroll 40 is pressed against the fixed scroll 30 from below (first space S1), the fixed scroll 30 may be moved in the axial direction. Absent. As a result, it is possible to provide the scroll compressor 19 in which the injection pipe 25 can be easily installed and the compression efficiency can be further increased.
  • the scroll compressor 10 according to the present embodiment includes the partition member 28, the inside of the casing 20 can be easily partitioned into the first space S1 and the second space S2 having different pressures.
  • the first back pressure chamber 101 is formed in the radial direction, continuous with the first axial space 101a formed in the axial direction, and the first axial space 101a.
  • a first diameter space 101b is provided. 2 and 3 described above, the first housing communication hole 62a is formed to communicate with the first shaft space 101a, so that the first housing communication hole 62a can be easily processed.
  • the form of the first housing communication hole 62a is not limited to this, and the hole may be bent in the middle as shown in FIG. 6 to communicate with the first diameter space 101b.
  • the first housing communication hole 62a does not interfere with the space for installing the O-ring 64a and the like formed between the second housing portion 61b and the third floating portion 65c.
  • the thickness of the second housing part 61b can be reduced.
  • the compressed refrigerant is introduced into the first back pressure chamber 101 and the intermediate refrigerant is led into the second back pressure chamber 102.
  • the first back pressure chamber 101 is formed inside the second back pressure chamber 102, the pressure distribution of the entire back pressure chamber is directed toward the center in the radial direction during the operation of the scroll compressor 10. Configured to be high.
  • the scroll compressor 10 according to the present embodiment is configured such that the pressure in the back pressure chamber increases according to the pressure distribution in the compression chamber Sc during operation. With such a configuration, the movable scroll 40 can be pressed against the fixed scroll 30 with an optimal pressing force.
  • first space S1 and the second space 62 are partitioned by the partition member 28, but the configuration of the scroll compressor 10 according to the present embodiment is not limited to this.
  • the first space S ⁇ b> 1 and the second space S ⁇ b> 2 may be formed by fitting a part of the constituent members of the fixed scroll 30 along the inner wall of the casing 20.
  • the first back pressure chamber 101 into which the compressed refrigerant is introduced and the second back pressure chamber 102 into which the intermediate refrigerant is introduced are configured.
  • the configuration of the scroll compressor 10 according to the present embodiment is as follows. However, it is not limited to this.
  • an intermediate refrigerant may be introduced into the first back pressure chamber 101 and a compressed refrigerant may be introduced into the second back pressure chamber 102.
  • the number of back pressure chambers may not be two. For example, it is possible to adopt a configuration in which a single back pressure chamber is provided and a compressed refrigerant and an intermediate refrigerant are introduced into the back pressure chamber.
  • the scroll compressor 10 may have a configuration in which a check valve 24a is simply provided in the discharge pipe 24 as shown in FIG. That is, regardless of whether or not the discharge valve 35 is provided at the discharge port 32 a of the fixed scroll 30, the check pipe 24 a is provided in the discharge pipe 24, and the first fixed scroll communication hole 37 a is provided at a predetermined position of the fixed scroll 30. If this is the case, when the operation is stopped, the compressed refrigerant compressed in the compression chamber Sc is led out to the first space S1 before flowing out downstream of the check valve 24a (backflow prevention mechanism) of the discharge pipe 24. Further, it is possible to suppress the occurrence of a differential pressure between the scroll compression mechanism 60 and the second space S2.
  • the discharge chamber 36 may not be provided with the inlet 36a of the first fixed scroll communication hole 37a.
  • a configuration in which the inlet 34a of the first fixed scroll communication hole 37a is provided on the upper surface of the fixed scroll may be employed.
  • the place where the first fixed scroll communication hole 37a is formed can be provided at any place without changing the gist of the invention.
  • Scroll compressor 20 Casing 24 Discharge pipe 24a Check valve (backflow prevention mechanism) 25 Injection piping (injection mechanism) 28 Partition member 30 Fixed scroll 32a Discharge port 34a Inlet port 35 Discharge valve (backflow prevention mechanism) 36a Inflow port 37a First fixed scroll communication hole (lead-out passage) 37b Second fixed scroll communication hole (lead-out passage) 40 movable scroll 60 scroll compression mechanism 61 housing 61a first housing part 61b second housing part 62a first housing communication hole (lead-out passage) 62b Second housing communication hole (lead-out passage) 65 Floating member 65a First floating part 65b Second floating part 65c Third floating part 101 First back pressure chamber (pressing structure) 101a First shaft space 101b First diameter space 102 Second back pressure chamber (pressing structure) 102a Second shaft space 102b Second diameter space S1 First space S2 Second space Sc Compression chamber

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Abstract

圧縮効率の高いスクロール圧縮機を提供する。 スクロール圧縮機（１０）は、ケーシング（２０）と、スクロール圧縮機構（６０）と、ハウジング（６１）と、フローティング部材（６５）と、第１背圧室（１０１）及び第２背圧室（１０２）とを備える。第１背圧室（１０１）及び第２背圧室（１０２）は、圧縮室（Ｓｃ）で圧縮されている途中の中間冷媒及び圧縮室から吐出される圧縮冷媒のいずれか一方又は両方を用いてフローティング部材（６５）を可動スクロール（４０）に押し付けることで、可動スクロール（４０）を固定スクロール（３０）に押し付ける。

Description

スクロール圧縮機
　本発明は、スクロール圧縮機に関する。
　近年、ケーシング内部が主に低圧のガス冷媒で満たされる低圧ドーム型のスクロール圧縮機が利用されている。この種のスクロール圧縮機としては、例えば、圧縮室内の冷媒が吐出チャンバ内の圧力より高くなったときに、圧縮室内の冷媒を吐出チャンバに逃すためのリリーフ弁を有するものが知られている（例えば、特許文献１（特開２０１３－１６７２１５号公報））。
　ところで、従来の低圧ドーム型のスクロール圧縮機では、ガス冷媒の圧縮に伴い、可動スクロールが固定スクロールから離反し、圧縮効率が上がらないことがある。
　本発明の課題は、圧縮効率の高いスクロール圧縮機を提供することである。
　本発明の第１観点に係るスクロール圧縮機は、ケーシングと、スクロール圧縮機構と、ハウジングと、フローティング部材と、押付構造とを備える。ケーシングは、第１空間及び第２空間に内部が仕切られる。
スクロール圧縮機構は、固定スクロール及び固定スクロールと組になって圧縮室を形成する可動スクロールを有する。そして、スクロール圧縮機は、第１空間から吸入した冷媒を圧縮室で圧縮して第２空間に吐出する。ハウジングは、第１空間内部に取り付けられ、可動スクロールを支持するために用いられる。フローティング部材は、第１空間内でハウジングと可動スクロールとの間に設けられ、可動スクロールに接触して支持するものである。押付構造は、圧縮室で圧縮されている途中の中間冷媒及び圧縮室から吐出される圧縮冷媒のいずれか一方又は両方を用いてフローティング部材を可動スクロールに押し付けることで、可動スクロールを固定スクロールに押し付けるものである。
　第１観点に係るスクロール圧縮機では、押付構造が、中間冷媒及び／又は圧縮冷媒を用いて、第１空間に設けられたフローティング部材を可動スクロールに押し付ける。これにより、第１空間で可動スクロールが固定スクロールに押し付けられる。この結果、可動スクロール及び固定スクロールの離反が防止され、高効率のスクロール圧縮機を提供できる。
　本発明の第２観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点に係るスクロール圧縮機において、押付構造が、ハウジングとフローティング部材との間に形成される背圧室を有する。そして、中間冷媒及び圧縮冷媒のいずれか一方又は両方を背圧室に導出する導出通路をさらに備える。
　第２観点に係るスクロール圧縮機では、ハウジングとフローティング部材との間に形成される背圧室に、中間冷媒及び／又は圧縮冷媒が導出されるので、第１空間でフローティング部材が可動スクロールに押し付けられる。これにより、第１空間で可動スクロールが固定スクロールに押し付けられる。
　本発明の第３観点に係るスクロール圧縮機は、第２観点に係るスクロール圧縮機において、背圧室が、第１背圧室と第２背圧室とを有する。また、導出通路が、中間冷媒を第１背圧室に導出する第１導出通路と、圧縮冷媒を第２背圧室に導出する第２導出通路とを有する。
　第３観点に係るスクロール圧縮機では、ハウジングとフローティング部材との間に形成される２つの背圧室に、それぞれ中間冷媒及び圧縮冷媒が導出されるので、第１空間でフローティング部材が可動スクロールに押し付けられる。これにより、第１空間で可動スクロールが固定スクロールに押し付けられることになる。
　本発明の第４観点に係るスクロール圧縮機は、第２観点又は第３観点に係るスクロール圧縮機において、ハウジングが、固定スクロールの一部に接触して支持する支持面を有する。そして、導出通路が、固定スクロール及びハウジングに支持面で連続するように設けられる。
　第４観点に係るスクロール圧縮機では、導出通路が、固定スクロール及びハウジングに連続するように設けられるので、中間冷媒又は圧縮冷媒を背圧室に確実に導出できる。
　本発明の第５観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点から第４観点に係るスクロール圧縮機であって、吸入圧力と吐出圧力との間の中間圧の冷媒を圧縮室に導入するためのインジェクション機構を第１空間にさらに備える。
　第５観点に係るスクロール圧縮機では、圧縮室に中間圧の冷媒を導入するためのインジェクション機構を備えるので、さらに高効率のスクロール圧縮機を提供できる。また、インジェクション機構が第１空間に設けられるので、インジェクション機構の過熱が抑制される。
　本発明の第６観点に係るスクロール圧縮機は、第１観点から第５観点に係るスクロール圧縮機であって、ケーシング内部を、圧力の異なる第１空間及び第２空間に仕切ることが可能な仕切部材をさらに備える。
　第６観点に係るスクロール圧縮機では、上記構成により、ケーシング内部を圧力の異なる第１空間及び第２空間に仕切ることができる。
　本発明に係るスクロール圧縮機では、可動スクロール及び固定スクロールの離反が防止され、高効率のスクロール圧縮機を提供できる。
本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機１０が使用される空気調和装置１の概要を示す模式図である。 同実施形態に係るスクロール圧縮機１０の縦断面の構成を示す模式図である。 同実施形態に係るスクロール圧縮機構６０の縦断面の構成の一部を模式的に示す一部拡大図である。 同実施形態に係るハウジング６１の構成の一部を模式的に示す一部拡大図である。 同実施形態に係るフローティング部材６５の縦断面の構成の一部を模式的に示す一部拡大図である。 同実施形態に係る第１ハウジング連通孔６２ａの他の形態の縦断面を模式的に示す一部拡大図である。 変形例Ｃに係るスクロール圧縮機構６０の縦断面の構成の一部を模式的に示す一部拡大図である。 変形例Ｃに係るスクロール圧縮機構６０の縦断面の構成の一部を模式的に示す一部拡大図である。
　＜第１実施形態＞
　本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機１０を、図面を参照しながら説明する。なお、下記の実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、本発明の圧縮機の一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　（１）スクロール圧縮機が使用される空気調和装置の概要
　図１は本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機１０が使用される空気調和装置１の概要を示す模式図である。ここでは、冷房運転専用の空気調和装置を示しているが、スクロール圧縮機１０が使用される空気調和装置は、暖房運転専用であってもよいし、冷房運転および暖房運転の両方が実施可能なものであってもよい。
　空気調和装置１は、スクロール圧縮機１０を有する室外ユニット２と、室内ユニット３と、液冷媒連絡配管４と、ガス冷媒連絡配管５とを有する。室外ユニット２は、アキュムレータ６と、スクロール圧縮機１０と、室外熱交換器７と、膨張弁８と、エコノマイザ熱交換器９と、インジェクション弁２６とを主に有する。室内ユニット３は、室内熱交換器３ａを有する。液冷媒連絡配管４及びガス冷媒連絡配管５は、それぞれ室外ユニット２及び室内ユニット３を接続する。これらの機器が、冷媒配管により図１のように接続されて、冷媒回路が構成される。
　スクロール圧縮機１０は、吸入管２３を介して吸入した冷媒を、後述する圧縮室Ｓｃで圧縮し、圧縮後の冷媒を吐出管２４から吐出する。吸入管２３は室内熱交換器３ａと接続し、吐出管２４は室外熱交換器７と接続する。
　また、スクロール圧縮機１０では、室外熱交換器７から膨張弁８に向かって流れる冷媒の一部を圧縮途中の圧縮室Ｓｃに供給する、いわゆる中間インジェクションが行われる。具体的には、室外熱交換器７と膨張弁８とを接続する配管から分岐されたインジェクション冷媒供給管２７を介して、スクロール圧縮機１０のインジェクション配管２５に冷媒が供給される。この際、インジェクション冷媒供給管２７に設けられたインジェクション弁２６により、インジェクションされる冷媒の圧力及び流量が調節される。
　（２）スクロール圧縮機の構成
　図２は本発明の第１実施形態に係るスクロール圧縮機１０の縦断面の構成を示す模式図である。図３はスクロール圧縮機構６０の縦断面の構成の一部を模式的に示す一部拡大図である。図４，５は、それぞれ図３に示すハウジング６１及びフローティング部材６５を抜き出して示した図である。なお、各図面においては、特徴部分を明確にするために、ハッチング等を適宜省略している。
　スクロール圧縮機１０は、図２，３に示されるように、ケーシング２０と、仕切部材２８と、固定スクロール３０及び可動スクロール４０を含むスクロール圧縮機構６０と、ハウジング６１と、フローティング部材６５と、駆動モータ７０と、クランクシャフト８０と、下部ハウジング９０とを備える。なお、図２においては、中心から右側と左側とで異なる方向の断面図を示している。すなわち、図２において、インジェクション配管２５が左側に示されており、圧縮冷媒の導出通路である第１固定スクロール連通孔３７ａ及び第１ハウジング連通孔６２ａと、中間冷媒の導出通路である第２固定スクロール連通孔３７ｂ及び第２ハウジング連通孔６２ｂとが右側に示されているが、実際には、これらの部材等は最適な位置に設けられる。さらに、図２，３においては、圧縮冷媒の導出通路である第１固定スクロール連通孔３７ａ及び第１ハウジング連通孔６２ａと、中間冷媒の導出通路である第２固定スクロール連通孔３７ｂ及び第２ハウジング連通孔６２ｂとが断面方向に並列に示されているが、これらの導出通路は異なる位置に形成されていれば任意の配置を採り得るものである。
　以下、構成部材の位置関係等を説明するため、「上」、「下」等の表現を用いる場合がある。ここでは、図２の矢印Ｕの方向を上、矢印Ｕと逆方向を下と呼ぶ。また、以下の説明では、「垂直」、「水平」、「縦」、「横」等の表現を用いる場合があるが、上下方向を垂直方向かつ縦方向とする。
　（２－１）ケーシング
　スクロール圧縮機１０は、縦長円筒状のケーシング２０を有する。ケーシング２０は、上下が開口した略円筒状の円筒部材（胴体部）２１と、円筒部材２１の上端および下端にそれぞれ設けられた上蓋２２ａおよび下蓋２２ｂとを有する。円筒部材２１と、上蓋２２ａ及び下蓋２２ｂとは、気密を保つように溶接により固定される。
　ケーシング２０の内部には、スクロール圧縮機構６０、駆動モータ７０、クランクシャフト８０、および下部ハウジング９０を含むスクロール圧縮機１０の構成機器が収容される。スクロール圧縮機構６０は、円筒部材２１内の上部に配置される。また、ケーシング２０の下部には油溜まり空間Ｓｏが形成される。油溜まり空間Ｓｏには、スクロール圧縮機構６０等を潤滑するための冷凍機油Ｏが溜められる。また、ケーシング２０の内部は、仕切部材２８により第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に仕切られる。これにより、スクロール圧縮機１０の運転中は、第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とで圧力が異なる状態となる。ここでは、固定スクロール３０の上部に仕切部材２８が取り付けられ、ケーシング２０の上部と、それ以外の中間部及び下部とが別空間に仕切られる。
　ケーシング２０の中間部には、円筒部材２１ａを貫通して第１空間Ｓ１に連通するように吸入管２３が取り付けられる。吸入管２３を介して、スクロール圧縮機構６０による圧縮前の、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒が第１空間Ｓ１に流入する。
　ケーシング２０の上部の上蓋２２ａには、第２空間Ｓ２に連通するように吐出管２４が取り付けられる。吐出管２４を介して、スクロール圧縮機構６０による圧縮後の、冷凍サイクルにおける高圧のガス冷媒が第２空間Ｓ２から吐出される。
　（２－２）スクロール圧縮機構
　スクロール圧縮機構６０は、吐出口３２ａを有する固定スクロール３０と、固定スクロール３０と組になって圧縮室Ｓｃを形成する可動スクロール４０とを有する。そして、スクロール圧縮機構６０は、第１空間Ｓ１から吸入した冷媒を圧縮室Ｓｃで圧縮して第２空間Ｓ２に吐出する。
　（２－２－１）固定スクロール
　固定スクロール３０は、図２，３に示されるように、平板状の固定側鏡板３２と、固定側鏡板３２の前面（図２，３における下面）から突出する渦巻状の固定側ラップ３３と、固定側ラップ３３を囲む外縁部３４とを有する。固定側ラップ３３は、後述する吐出口３２ａから外縁部３４に亘って渦巻き状に延びて形成されるものである（図２，３を参照）。また、固定スクロール３０の外縁部３４には吸入口（図示せず）が設けられる。この吸入口を介して、吸入管２３から流入する冷媒がスクロール圧縮機構６０の圧縮室Ｓｃに導入される。
　固定側鏡板３２の中央部には、スクロール圧縮機構６０の圧縮室Ｓｃに連通する吐出口３２ａが、固定側鏡板３２を厚さ方向に貫通して形成される。吐出口３２ａは、逆止弁として機能する吐出弁３５で閉塞される。吐出弁３５と圧縮室Ｓｃとの間には吐出室３６が区画される。吐出弁３５は、吐出室３６内の圧縮冷媒が所定以上の圧力を有する場合に開かれて、圧縮冷媒を第２空間Ｓ２に吐出する。これにより、第２空間Ｓ２は、スクロール圧縮機構６０から吐出される圧縮冷媒の圧力と同等の圧力雰囲気になる。また、吐出室３６には、後述する第１固定スクロール連通孔３７ａの流入口３６ａが形成される。
　また、固定スクロール３０は、外縁部３４の下面（即ち、スラスト面）で、後述するハウジング６１の支持面６１ｓにより支持される。そして、この支持面６１ｓで連通するように、固定スクロール３０及びハウジング６１にそれぞれ連通孔が形成される。具体的には、固定スクロール３０には、図２，３に示すように、第１固定スクロール連通孔３７ａ及び第２固定スクロール連通孔３７ｂが形成される。第１固定スクロール連通孔３７ａの流入端は吐出室３６に開口している流入口３６ａであり、第１固定スクロール連通孔３７ａの流出端は、第１ハウジング連通孔６２ａに支持面６１ｓで連続する位置に形成される開口である。第２固定スクロール連通孔３７ｂの流入端は圧縮室Ｓｃの上部に形成される開口であり、可動スクロール４０の旋回角度が所定範囲になったときに圧縮室Ｓｃと連通する。また、第２固定スクロール連通孔３７ｂの流出端は、第２ハウジング連通孔６２ｂに支持面６１ｓで連続する位置に形成される開口である。
　また、固定側鏡板３２には、固定側鏡板３２の側面において開口し、圧縮室Ｓｃと連通するインジェクション通路３１が形成される。インジェクション配管２５から供給される冷媒の圧力が圧縮室Ｓｃの圧力より高い場合、その冷媒が圧縮室Ｓｃに供給される。一方、インジェクション配管２５から供給される冷媒の圧力が圧縮室Ｓｃの圧力より低い場合、インジェクション通路３１に設けられた逆止弁（図示せず）により冷媒の逆流が抑止される（遮断される）。なお、インジェクション配管２５は、仕切部材２８より下方の第１空間Ｓ１で固定スクロール３０に取り付けられる。このように、インジェクション配管２５が第２空間Ｓ２ではなく第１空間Ｓ１に取り付けられることにより、インジェクション配管２５の過熱が防止される。
　（２－２－２）可動スクロール
　可動スクロール４０は、図２，３に示されるように、平板状の可動側鏡板４１と、可動側鏡板４１の前面（図２，３における上面）から突出する渦巻状の可動側ラップ４２と、可動側鏡板４１の背面（図２，３における下面）から突出する円筒状のボス部４３とを有する。
　ここで、固定スクロール３０の固定側ラップ３３と、可動スクロール４０の可動側ラップ４２とは、固定側鏡板３２の下面と可動側鏡板４１の上面とが対向するように組み合わされる。これにより、隣接する固定側ラップ３３と可動側ラップ４２との間に、圧縮室Ｓｃが形成される。そして、可動スクロール４０が固定スクロール３０に対して公転することにより、圧縮室Ｓｃの体積が周期的に変化する。これにより、第１空間Ｓ１から吸入された冷媒が圧縮室Ｓｃで圧縮される。
　ボス部４３は、上端の塞がれた円筒状の形態を有する。ボス部４３の中空部には、後述するクランクシャフト８０の偏心部８１が挿入される。これにより、可動スクロール４０とクランクシャフト８０とが連結される。ボス部４３は、可動スクロール４０とフローティング部材６５との間に形成される偏心部空間Ｓｈに配置される。偏心部空間Ｓｈは、第１空間Ｓ１と連通しており、吸入圧力と同一の圧力雰囲気である。
　また、可動スクロール４０は、オルダム継手５８を介してフローティング部材６５に支持される。オルダム継手５８は、可動スクロール４０の自転を防止し、公転を可能にする部材である。
　（２－３）ハウジング
　ハウジング６１は、円筒部材２１に圧入され、仕切部材２８の下方に固定される部材である。具体的には、ハウジング６１は、図３，４に示すように、上方から、第１ハウジング部６１ａと、第２ハウジング部６１ｂとを有する。第１ハウジング部６１ａ及び第２ハウジング部６１ｂは、それぞれ略円又は略円弧の形状の断面を有する筒状部を有する部材であり、両者は連続して一体的に形成される。第１ハウジング部６１ａの内周は第２ハウジング部６１ｂの内周よりも大きい。したがって、ハウジング６１は、第１ハウジング部６１ａから第２ハウジング部６１ｂが延出した形状となる。そして、第２ハウジング部６１ｂの第１ハウジング部６１ａから延出した延出部分の上面が、後述するフローティング部材６５の下面に接することで、フローティング部材６５が支持される。なお、この際、第２ハウジング部６１ｂの延出部分の上面とフローティング部材６５の下面との間には第１背圧室１０１の第１径空間１０１ｂ及び第２背圧室１０２の第２径空間１０２ｂが形成される。詳細については後述する。
　また、第１ハウジング部６１ａの上端面の一部は、固定スクロール３０の外縁部３４の下面と密着し、図示しないボルト等により固定される。すなわち、ハウジング６１の上端面の一部が、固定スクロール３０を支持する支持面６１ｓとして機能する。また、この支持面６１ｓにおいて、第１ハウジング連通孔６２ａ及び第２ハウジング連通孔６２ｂが、第１固定スクロール連通孔３７ａ及び第２固定スクロール連通孔３７ｂにそれぞれ連続するように形成される。そして、各ハウジング連通孔６２ａ，６２ｂは、後述する各背圧室１０１，１０２に連通する。
　（２－４）フローティング部材
　フローティング部材６５は、第１空間Ｓ１内でハウジング６１と可動スクロール４０との間に設けられ、可動スクロール４０に接触して支持する部材である。詳しくは、フローティング部材６５は、図３，５に示すように、上面中央部が凹むように形成される第１フローティング部６５ａと、第１フローティング部６５ａの下方に形成される第２フローティング部６５ｂと、第１フローティング部６５ａと第２フローティング部６５ｂとを連結する第３フローティング部６５ｃとを有する。第１フローティング部６５ａは、可動スクロール４０のボス部４３が配置される偏心部空間Ｓｈの側面を囲むように形成される。一方、第１フローティング部６５ａは、第１ハウジング部６１ａに側面が囲まれるように形成される。第２フローティング部６５ｂは、円筒状に形成され、クランクシャフト８０の主軸８２を軸支する軸受６６が設けられる。軸受６６に主軸８２が挿入されて、主軸８２が回転自在に支持される。第３フローティング部６５ｃは、筒状の部材であり、第１フローティング部６５ａの内側と第２フローティング部６５ｂの外側とを連結する。また、第３フローティング部６５ｃは、第２ハウジング部６１ｂに側面が囲まれるように形成される。
　上述のフローティング部材６５は、ハウジング６１の内部に嵌め込まれるようにして配置される。これにより、フローティング部材６５とハウジング６１との間に、第１背圧室１０１及び第２背圧室１０２が形成される。第１背圧室１０１は、第１固定スクロール連通孔３７ａ及び第１ハウジング連通孔６２ａを介して吐出室３６に連通する。これにより、第１背圧室１０１には、圧縮室Ｓｃから吐出される「圧縮冷媒」が導入される。また、第２背圧室１０２は、第２固定スクロール連通孔３７ｂ及び第２ハウジング連通孔６２ｂを介して圧縮室Ｓｃに連通する。そして、第２背圧室１０２には、圧縮室Ｓｃで圧縮されている途中の「中間冷媒」が導入される。
　詳しくは、第１背圧室１０１は、第２ハウジング部６１ｂの内周面及び第３フローティング部６５ｃの外周面との間で軸方向に延びる第１軸空間１０１ａと、第２ハウジング部６１ｂの上面及び第１フローティング部６５ａの下面との間で径方向に延びる第１径空間１０１ｂとにより形成される。ここでは、第１ハウジング連通孔６２ａが第１軸空間１０１ａに連通するように形成される。なお、第２ハウジング部６１ｂの内周面及び第３フローティング部６５ｃの外周面はＯリング６４ａによりシールされる。また、第２ハウジング部６１ｂの上面及び第１フローティング部６５ａの下面は、Ｃ字断面を有する環状のシール部材６４ｃによりシールされる。シール部材６４ｃは、内側に開口を有する。
　また、第２背圧室１０２は、第１ハウジング部６１ａの内周面及び第１フローティング部６５ａの外周面との間で軸方向に伸びる第２軸空間１０２ａと、第２ハウジング部６１ｂの上面及び第１フローティング部６５ａの下面との間で径方向に延びる第２径空間１０２ｂとにより形成される。ここで、第１ハウジング部６１ａの内周面及び第１フローティング部６５ａの外周面はＯリング６４ｂによりシールされる。また、第２ハウジング部６１ｂの上面及び第１フローティング部６５ａの下面は、Ｃ字断面を有する環状のシール部材６４ｃによりシールされる。この際、第１径空間１０１ｂと第２径空間１０２ｂとはシール部材６４により仕切られ、Ｃ字状のシール部材６４ｃは第１径空間１０１ｂ側に開口を有するように配置される。
　（２－５）駆動モータ
　駆動モータ７０は、円筒部材２１の内壁面に固定された環状のステータ７１と、ステータ７１の内側に、僅かな隙間（エアギャップ通路）を空けて回転自在に収容されたロータ７２とを有する。
　ロータ７２は、円筒部材２１の軸心に沿って上下方向に延びるように配置されたクランクシャフト８０を介して可動スクロール４０と連結する。ロータ７２が回転することで、可動スクロール４０が固定スクロール３０に対して公転する。
　（２－６）クランクシャフト
　クランクシャフト８０（駆動軸）は、円筒部材２１内に配置され、スクロール圧縮機構６０を駆動するものである。具体的には、クランクシャフト８０は、駆動モータ７０の駆動力を可動スクロール４０に伝達する。クランクシャフト８０は、円筒部材２１の軸心に沿って上下方向に延びるように配置され、駆動モータ７０のロータ７２と、スクロール圧縮機構６０の可動スクロール４０とを連結する。
　クランクシャフト８０は、円筒部材２１の軸心と中心軸が一致する主軸８２と、円筒部材２１の軸心に対して偏心した偏心部８１とを有する。偏心部８１は、前述したように可動スクロール４０のボス部４３に挿入される。主軸８２は、フローティング部材６５の軸受６６、および、下部軸受９１により回転自在に支持される。主軸８２は、フローティング部材６５と下部ハウジング９０との間で、駆動モータ７０のロータ７２に連結する。
　クランクシャフト８０の内部には、スクロール圧縮機構６０等に冷凍機油Ｏを供給するための給油経路８３が形成される。主軸８２の下端は、ケーシング２０の下部に形成された油溜まり空間Ｓｏ内に位置し、油溜まり空間Ｓｏの冷凍機油Ｏは、給油経路８３を通じてスクロール圧縮機構６０等に供給される。
　（２－７）下部ハウジング
　下部ハウジング９０は、円筒部材２１内の下部に設けられ、クランクシャフト８０を軸支するものである。具体的には、下部ハウジング９０は、クランクシャフト８０の下端側に下部軸受９１を有する。これにより、クランクシャフト８０の主軸８２が回転自在に支持される。なお、下部ハウジング９０には、クランクシャフト８０の給油経路８３に連通するオイルピックアップが固定される。
　（３）スクロール圧縮機の動作
　（３－１）冷媒の圧縮
　上述したスクロール圧縮機１０の動作について説明する。
　まず、駆動モータ７０が起動する。これにより、ロータ７２がステータ７１に対して回転し、ロータ７２が固定されたクランクシャフト８０が回転する。クランクシャフト８０が回転すると、クランクシャフト８０に連結された可動スクロール４０が固定スクロール３０に対して公転する。この際、冷凍サイクルにおける低圧のガス冷媒が、吸入管２３を通って、ケーシング２０内部の第１空間Ｓ１に導入される。第１空間Ｓ１に導入されたガス冷媒は、固定スクロール３０の吸入口から圧縮室Ｓｃに吸引される。それから、可動スクロール４０が公転するのに従い、第１空間Ｓ１と圧縮室Ｓｃとが連通しなくなる。そして、圧縮室Ｓｃの容積が減少するのに伴って、圧縮室Ｓｃ内部の圧力が上昇する。
　圧縮室Ｓｃ内のガス冷媒は、圧縮室Ｓｃの容積が減少するのに伴って圧縮され、最終的に高圧のガス冷媒となる。高圧のガス冷媒は、圧縮室Ｓｃから吐出室３６に吐出され、吐出弁３５を押し上げて第２空間Ｓ２へ流れ込む。そして、高圧のガス冷媒が、吐出管２４を通ってケーシング２０の外部へ吐出される。なお、吐出弁３５に設けられた逆止弁により、第２空間Ｓ２は高圧状態で維持されることになる。
　（３－２）背圧による押付
　上述したスクロール圧縮機１０においては、高圧のガス冷媒が、圧縮室Ｓｃから吐出室３６に吐出される。この際、吐出室３６には第１固定スクロール連通孔３７ａの流入口３６ａが設けられているので、圧縮室Ｓｃで圧縮された圧縮冷媒の一部は、第１固定スクロール連通孔３７ａ及び第１ハウジング連通孔６２ａを介して第１背圧室１０１に導出される。これにより、フローティング部材６５に対して上方に圧力が加えられる。そして、このフローティング部材６５が可動スクロール４０に対して上方に圧力を加える。これにより、可動スクロール４０が固定スクロール３０に押し付けられることになる。
　また、上述したスクロール圧縮機１０においては、可動スクロール４０の旋回に応じて、圧縮室Ｓｃと第２固定スクロール連通孔３７ｂとが断続的に連通する。そのため、圧縮室Ｓｃで圧縮途中の中間冷媒の一部が、第２固定スクロール連通孔３７ｂ及び第２ハウジング連通孔６２ｂを介して第２背圧室１０２に導出される。これにより、フローティング部材６５に対して上方に圧力が加えられる。そして、このフローティング部材６５が可動スクロール４０に対して上方に圧力を加える。これにより、可動スクロール４０が固定スクロール３０に押し付けられることになる。
　（４）特徴
　（４－１）
　以上説明したように、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、ケーシング２０と、スクロール圧縮機構６０と、ハウジング６１と、フローティング部材６５と、第１背圧室１０１及び第２背圧室１０２とを備える。ケーシング２０の内部は、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に仕切られる。スクロール圧縮機構６０は、固定スクロール３０及び固定スクロール３０と組になって圧縮室Ｓｃを形成する可動スクロール４０を有する。そして、スクロール圧縮機１０は、第１空間Ｓ１から吸入した冷媒を圧縮室Ｓｃで圧縮して第２空間Ｓ２に吐出する。ハウジング６１は、第１空間Ｓ１内部に取り付けられ、可動スクロール４０を支持するために用いられる。フローティング部材６５は、第１空間Ｓ１内でハウジング６１と可動スクロール４０との間に設けられ、可動スクロール４０に接触して支持するものである。第１背圧室１０１及び第２背圧室１０２は、圧縮室Ｓｃで圧縮されている途中の中間冷媒及び圧縮室Ｓｃから吐出される圧縮冷媒のいずれか一方又は両方を用いてフローティング部材６５を可動スクロール４０に押し付けることで、可動スクロール４０を固定スクロール３０に押し付けるものである。
　したがって、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０では、第１背圧室１０１及び第２背圧室１０２（押付構造）が、中間冷媒（中間圧冷媒）及び／又は圧縮冷媒（高圧冷媒）を用いて、第１空間Ｓ１に設けられたフローティング部材６５を可動スクロール４０に押し付ける。これにより、第１空間Ｓ１で、可動スクロール４０が固定スクロール３０に押し付けられる。この結果、可動スクロール４０及び固定スクロール３０の離反が防止され、高効率のスクロール圧縮機１０を提供できる。
　特に、ハウジング６１とは別体のフローティング部材６５を用いることにより、簡易な構造で、可動スクロール４０に押付力を加えることができる。すなわち、ハウジング６１に背圧室を形成して可動スクロール４０を押し上げる構造等では、オルダム継手等の設置スペースの制約から、最適な形態の背圧室を形成することが困難な場合がある。これに対し、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０では、フローティング部材６５を用いることにより、高い自由度で背圧室を形成できる。結果として、最適な押付力で可動スクロール４０を固定スクロール３０に押し付けることができる。
　なお、本実施形態では、第１背圧室１０１及び第２背圧室１０２が、ハウジング６１とフローティング部材６５との間に形成される。また、第１固定スクロール連通孔３７ａ及び第１ハウジング連通孔６２ａ、並びに、第２固定スクロール連通孔３７ｂ及び第２ハウジング連通孔６２ｂが、固定スクロール３０及びハウジング６１の支持面６１ｓで連続するように形成される。そして、これらが第１背圧室１０１又は第２背圧室１０２までの導出通路として機能する。このような構成により、ハウジング６１とフローティング部材６５との間に形成される第１背圧室１０１及び第２背圧室１０２に、それぞれ圧縮冷媒及び中間冷媒が導出されるので、フローティング部材６５が可動スクロール４０に押し付けられる。このようにして、第１空間Ｓ１において、可動スクロール４０が固定スクロール３０に押し付けられる。
　（４－２）
　また、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、吸入圧力と吐出圧力との間の中間圧力を有する冷媒を圧縮室Ｓｃに導入するためのインジェクション配管２５（インジェクション機構）を第１空間Ｓ１に備える。このような構成により、いわゆる中間インジェクションを実行することができ、さらに高効率のスクロール圧縮機１０を提供できる。また、インジェクション配管２５が第１空間Ｓ１に設けられるので、インジェクション配管２５の過熱が抑制される。
　なお、従来の低圧ドーム型のスクロール圧縮機において、上方（第２空間Ｓ２）から固定スクロールを可動スクロールに押し付ける構造では、固定スクロールが軸方向に動いてしまい、インジェクション機構の設置が困難となる。これに対し、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０の構成では、下方（第１空間Ｓ１）から可動スクロール４０を固定スクロール３０に押し付ける構造であるので、固定スクロール３０が軸方向に動かされることがない。結果として、インジェクション配管２５の設置が容易であり、圧縮効率をさらに高めることが可能なスクロール圧縮機１９を提供できる。
　（４－３）
　また、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、仕切部材２８を備えているので、ケーシング２０内部を、圧力の異なる第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２に容易に仕切ることができる。
　（４－４）
　また、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、第１背圧室１０１が、軸方向に形成される第１軸空間１０１ａ及び、この第１軸空間１０１ａに連続し、径方向に形成される第１径空間１０１ｂを有している。上述した図２，３に示す形態では、第１ハウジング連通孔６２ａが、第１軸空間１０１ａに連通するように形成されるので、第１ハウジング連通孔６２ａを容易に加工できる。一方、第１ハウジング連通孔６２ａの形態はこれに限らず、図６に示すように途中で孔を曲げて、第１径空間１０１ｂに連通するようにしてもよい。第１径空間１０１ｂに連通する形態では、第２ハウジング部６１ｂと第３フローティング部６５ｃとの間に形成されるＯリング６４ａ等を設置するための空間に第１ハウジング連通孔６２ａが干渉しないので、第２ハウジング部６１ｂの厚さを薄くすることが可能となる。
　（４－５）
　また、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、第１背圧室１０１に圧縮冷媒が導入され、第２背圧室１０２に中間冷媒が導出される。ここで、第１背圧室１０１は第２背圧室１０２より内側に形成されているので、スクロール圧縮機１０の運転中においては、背圧室全体の圧力分布は径方向の中心に向かって高くなるように構成される。一方、スクロール圧縮機１０の運転中は、圧縮室Ｓｃ内の圧力は、径方向の中心向かって高まっていく。したがって、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、運転中の圧縮室Ｓｃの圧力分布に応じて、背圧室の圧力が高くなるように構成されている。このような構成により、最適な押付力で可動スクロール４０を固定スクロール３０に押し付けることが可能となる。
　（５）変形例
　（５－１）変形例Ａ
　上記の説明では、第１空間Ｓ１と第２空間６２とは仕切部材２８により仕切られるとしたが、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０の構成は、これに限るものではない。例えば、固定スクロール３０の構成部材の一部をケーシング２０の内壁に沿って気密に嵌め込むことにより、第１空間Ｓ１及び第２空間Ｓ２を形成してもよい。
　（５－２）変形例Ｂ
　上記の説明では、圧縮冷媒が導入される第１背圧室１０１と中間冷媒が導入される第２背圧室１０２とを有する構成としたが、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０の構成は、これに限るものではない。例えば第１背圧室１０１には中間冷媒が導入され、第２背圧室１０２には圧縮冷媒が導入される構成であってもよい。また、背圧室の個数は２つでなくてもよい。例えば、単一の背圧室を有し、この背圧室に圧縮冷媒と中間冷媒が導入される構成を採用することも可能である。
　（５－３）変形例Ｃ
　上記の説明では、固定スクロール３０の吐出口３２ａに逆止弁として機能する吐出弁３５が設けられ、また固定スクロール３０に流入口３６ａが形成される構成としたが、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０の構成は、これに限るものではない。
　例えば、本実施形態に係るスクロール圧縮機１０は、図７に示すように、吐出管２４に逆止弁２４ａを設けるだけの構成でもよい。すなわち、固定スクロール３０の吐出口３２ａに吐出弁３５が設けられる否かにかかわらず、吐出管２４に逆止弁２４ａを設け、固定スクロール３０の所定の位置に第１固定スクロール連通孔３７ａが設けられていれば、運転停止時に、圧縮室Ｓｃで圧縮された圧縮冷媒が、吐出管２４の逆止弁２４ａ（逆流阻止機構）よりも下流に流出する前に第１空間Ｓ１に導出されるので、スクロール圧縮機構６０内部と第２空間Ｓ２とに差圧が生じるのを抑止できる。
　なお、この場合、吐出室３６に第１固定スクロール連通孔３７ａの流入口３６ａが設けられていなくてもよい。例えば、図８に示すように、固定スクロールの上面に第１固定スクロール連通孔３７ａの流入口３４ａが設けられた構成でもよい。要するに、本実施形態に係る発明では、第１固定スクロール連通孔３７ａの形成箇所は、発明の要旨を変更しない範囲で任意の箇所に設けることができる。
１０　　　スクロール圧縮機
２０　　　ケーシング
２４　　　吐出管
２４ａ　　逆止弁（逆流阻止機構）
２５　　　インジェクション配管（インジェクション機構）
２８　　　仕切部材
３０　　　固定スクロール
３２ａ　　吐出口
３４ａ　　流入口
３５　　　吐出弁（逆流阻止機構）
３６ａ　　流入口
３７ａ　　第１固定スクロール連通孔（導出通路）
３７ｂ　　第２固定スクロール連通孔（導出通路）
４０　　　可動スクロール
６０　　　スクロール圧縮機構
６１　　　ハウジング
６１ａ　　第１ハウジング部
６１ｂ　　第２ハウジング部
６２ａ　　第１ハウジング連通孔（導出通路）
６２ｂ　　第２ハウジング連通孔（導出通路）
６５　　　フローティング部材
６５ａ　　第１フローティング部
６５ｂ　　第２フローティング部
６５ｃ　　第３フローティング部
１０１　　第１背圧室（押付構造）
１０１ａ　第１軸空間
１０１ｂ　第１径空間
１０２　　第２背圧室（押付構造）
１０２ａ　第２軸空間
１０２ｂ　第２径空間
Ｓ１　　　第１空間
Ｓ２　　　第２空間
Ｓｃ　　　圧縮室
特開２０１３－１６７２１５号公報

Claims (6)

  1. 　第１空間（Ｓ１）及び第２空間（Ｓ２）に内部が仕切られるケーシング（２０）と、
    　固定スクロール（３０）及び前記固定スクロールと組になって圧縮室（Ｓｃ）を形成する可動スクロール（４０）を有し、前記第１空間から吸入した冷媒を前記圧縮室で圧縮して前記第２空間に吐出するスクロール圧縮機構（６０）と、
    　前記第１空間内部に取り付けられ、前記可動スクロールを支持するためのハウジング（６１）と、
    　前記第１空間内で前記ハウジングと前記可動スクロールとの間に設けられ、前記可動スクロールに接触して支持するフローティング部材（６５）と、
    　前記圧縮室で圧縮されている途中の中間冷媒及び前記圧縮室から吐出される圧縮冷媒のいずれか一方又は両方を用いて前記フローティング部材を前記可動スクロールに押し付けることで、前記可動スクロールを前記固定スクロールに押し付ける押付構造（１０１，１０２）と、
    を備えるスクロール圧縮機（１０）。
  2. 　前記押付構造は、前記ハウジングと前記フローティング部材との間に形成される背圧室（１０１，１０２）を有し、
    　前記中間冷媒及び前記圧縮冷媒のいずれか一方又は両方を前記背圧室に導出する導出通路（３７ａ，３７ｂ，６２ａ，６２ｂ）をさらに備える、
    請求項１に記載のスクロール圧縮機。
  3. 　前記背圧室は、第１背圧室（１０１）と第２背圧室（１０２）とを有し、
    　前記導出通路は、前記圧縮冷媒を前記第１背圧室に導出する第１導出通路（３７ａ，６２ａ）と、前記中間冷媒を前記第２背圧室に導出する第２導出通路（３７ｂ，６２ｂ）とを有する、
    請求項２に記載のスクロール圧縮機。
  4. 　前記ハウジングは、前記固定スクロールの一部に接触して支持する支持面（６１ｓ）を有し、
    　前記導出通路は、前記固定スクロール及び前記ハウジングに前記支持面で連続するように設けられる、
    請求項２または３に記載のスクロール圧縮機。
  5. 　前記第１空間に、吸入圧力と吐出圧力との間の中間圧力を有する冷媒を前記圧縮室に導入するためのインジェクション機構（２５）をさらに備える、
    請求項１から４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
  6. 　前記ケーシング内部を、圧力の異なる第１空間及び第２空間に仕切ることが可能な仕切部材（２８）をさらに備える、
    請求項１から５のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
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