WO2022038730A1 - スクロール圧縮機 - Google Patents

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WO2022038730A1
WO2022038730A1 PCT/JP2020/031388 JP2020031388W WO2022038730A1 WO 2022038730 A1 WO2022038730 A1 WO 2022038730A1 JP 2020031388 W JP2020031388 W JP 2020031388W WO 2022038730 A1 WO2022038730 A1 WO 2022038730A1
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WO
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injection hole
refrigerant
injection
compression chamber
base plate
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/031388
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English (en)
French (fr)
Inventor
政則 伊藤
修平 小山
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • 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
    • F04C18/0207—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 both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246—Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0253—Details concerning the base
    • F04C18/0261—Details of the ports, e.g. location, number, geometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
    • F04C29/042—Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2210/00—Working fluids
    • F05D2210/10—Kind or type
    • F05D2210/14—Refrigerants with particular properties, e.g. HFC

Definitions

  • the present disclosure relates to a scroll compressor in which a refrigerant is injected from an injection hole into a compression chamber.
  • a scroll compressor used for a multi air conditioner for a building or the like has been proposed in which a refrigerant is injected from an injection hole into a compression chamber.
  • a refrigerant is injected from an injection hole into a compression chamber.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2017/126106
  • Patent Document 1 includes a configuration in which a plurality of injection holes opened in the same compression chamber are formed in order to increase the flow rate of the refrigerant injected into the compression chamber, and a configuration in which the cross-sectional shape of the injection holes is flat. It has been disclosed.
  • the performance of the refrigeration cycle circuit can be improved by injecting the refrigerant from the injection hole into the compression chamber.
  • the coefficient of performance of the refrigeration cycle circuit can be improved.
  • the coefficient of performance is also referred to as COP.
  • COP is an abbreviation for Coefficient Of Performance.
  • the COP of the refrigeration cycle circuit during the cooling operation is a value obtained by dividing the cooling capacity by the power consumption.
  • the COP of the refrigeration cycle circuit during the heating operation is a value obtained by dividing the heating capacity by the power consumption.
  • Factors that influence the improvement of the performance of the refrigeration cycle circuit by injecting the refrigerant from the injection hole into the compression chamber are the injection hole, the flow rate of the refrigerant injected into the compressor, and the pressure of the refrigerant injected into the compressor. , And the pressure in the compression chamber where the refrigerant is injected. Although each of these factors is closely related, it is the injection hole that is limited by the geometry of the compressor.
  • the refrigerant leaks from the compression chamber on the high pressure side to the compression chamber on the low pressure side through the injection hole. Therefore, if the injection hole is made too large, the performance of the scroll compressor deteriorates, and the performance of the refrigeration cycle circuit cannot be improved.
  • Patent Document 1 a configuration in which the cross-sectional shape of the injection hole is flat and the amount of the refrigerant injected into the compression chamber in which the refrigerant is to be injected is increased is also disclosed.
  • the flat injection hole is formed from the spiral tooth side, it is difficult to form the flat injection hole by the spiral tooth, and it is also difficult to produce a scroll compressor. There was a challenge.
  • the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to increase the injection amount of the refrigerant into the compression chamber in which the refrigerant is to be injected to improve the performance of the refrigeration cycle circuit, and the production has been conventional. It is intended to provide a scroll compressor that also facilitates.
  • the scroll compressor according to the present disclosure includes a first base plate on which a discharge port for a refrigerant is formed, a fixed scroll having a first spiral tooth provided on the first surface of the first base plate, and a second base plate. , And a second spiral tooth provided on the surface of the second base plate facing the fixed scroll, and the first spiral tooth and the second spiral tooth are combined to form a compression chamber.
  • a swing scroll that swings with respect to the fixed scroll is provided, and the first base plate has an injection pipe connection port to which an injection pipe is connected and a discharge port that penetrates the first base plate.
  • At least one second injection hole communicating with the compression chamber and a second surface opposite to the first surface, the first injection hole and the second injection hole.
  • a groove communicating with the injection port is formed, and the refrigerant supplied to the injection pipe connection port is sent from the first injection hole and the second injection hole to the same compression chamber before communicating with the discharge port. It is injected.
  • the scroll compressor according to the present disclosure can inject a refrigerant from the first injection hole and at least one second injection hole into the same compression chamber before communicating with the discharge port. Therefore, the scroll compressor according to the present disclosure can improve the performance of the refrigeration cycle circuit by increasing the amount of the refrigerant injected into the compression chamber in which the refrigerant is desired to be injected.
  • the first base plate of the fixed scroll is provided with a first injection hole, a second injection hole, and a groove for communicating these, and a first spiral tooth is provided. It can be processed from the second surface, which is the surface opposite to the first surface. Therefore, the scroll compressor according to the present disclosure is easier to produce than the conventional scroll compressor which can improve the performance of the refrigeration cycle circuit by increasing the injection amount of the refrigerant into the compression chamber where the refrigerant is to be injected. Become.
  • FIG. It is a vertical sectional view schematically showing the periphery of the compression mechanism part of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is sectional drawing of the main part which shows the periphery of the 1st injection hole formed in the 1st base plate of the fixed scroll of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which observed the inside of the fixed scroll and the swing scroll of the combined state in the scroll compressor which concerns on Embodiment 1, and is the figure which observed the fixed scroll and the swing scroll of the combined state from the 1st board side of the fixed scroll. It is a figure which observed the inside of. It is a figure which observed the fixed scroll of the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 from the upper part of FIG.
  • FIG. 1 It is sectional drawing of the main part which shows the periphery of the 1st base plate of the fixed scroll in the scroll compressor which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating that the scroll compressor which concerns on Embodiment 1 can increase the injection amount of a refrigerant. It is a figure which observed the inside of the fixed scroll and the swing scroll of the combined state in the scroll compressor which concerns on a comparative example, and is the inside of the fixed scroll and the swing scroll of the combined state from the 1st board side of the fixed scroll. It is a figure which observed. It is a figure which observed the fixed scroll of the scroll compressor which concerns on a comparative example in the same direction as FIG.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view schematically showing the periphery of the compression mechanism portion of the scroll compressor according to the first embodiment.
  • the scroll compressor 100 includes a frame 2, a fixed scroll 20, a swing scroll 40, and the like. Further, the scroll compressor 100 includes a closed container 1 for accommodating a frame 2, a fixed scroll 20, a swing scroll 40, and the like.
  • the fixed scroll 20 includes a first base plate 21 and a first spiral tooth 22 provided on the first surface 21a of the first base plate 21.
  • the fixed scroll 20 is fixed to the frame 2. Further, the frame 2 is fixed to the closed container 1.
  • the swing scroll 40 includes a second base plate 41 and a second spiral tooth 42 provided on a surface of the second base plate 41 facing the fixed scroll 20.
  • the swing scroll 40 is slidably held between the fixed scroll 20 and the frame 2. Further, the swing scroll 40 swings with respect to the fixed scroll 20 by transmitting a driving force from a motor (not shown).
  • a compression chamber 50 is formed between the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42. .. Specifically, a plurality of compression chambers 50 are formed between the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42. These compression chambers 50 move from the outer peripheral side to the center side of the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42 while reducing the volume due to the rocking motion of the rocking scroll 40. Further, in the vicinity of the outer peripheral end of the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42, the space between the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42 serves as a refrigerant suction port 51. Further, in the first base plate 21 of the fixed scroll 20, among the plurality of compression chambers 50, the discharge is performed at a position communicating with the compression chamber 50 located on the center side of the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42. The outlet 23 is formed.
  • the compression chamber 50 moves from the outer peripheral side to the center side of the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42, the compression chamber 50 is taken into the closed container 1 while communicating with the suction port 51. Inhale low-pressure refrigerant inside. Further, when the compression chamber 50 loses communication with the suction port 51, the compression chamber 50 moves toward the center side of the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42 while compressing the sucked refrigerant. Then, when the compression chamber 50 communicates with the discharge port 23, the high-pressure compressed refrigerant is discharged from the discharge port 23 to the discharge space 7. The high-pressure refrigerant discharged to the discharge space 7 flows out of the scroll compressor 100 from the discharge pipe 3 provided in the closed container 1.
  • the scroll compressor 100 is provided with a discharge valve 4 that movably closes the discharge port 23.
  • the discharge valve 4 is fixed to the first base plate 21 by bolts 6.
  • the discharge valve 4 elastically deforms with the fixed portion of the bolt 6 becoming a fixed end.
  • the discharge port 23 opens, and the high-pressure compressed refrigerant is discharged from the discharge port 23 to the discharge space 7.
  • the scroll compressor 100 includes a discharge valve retainer 5.
  • the discharge valve retainer 5 comes into contact with the discharge valve 4 when the discharge valve 4 is elastically deformed, and prevents the discharge valve 4 from bending too much.
  • the discharge valve retainer 5 is fixed to the first base plate 21 by bolts 6 together with the discharge valve 4.
  • a scroll compressor has been proposed in which a refrigerant is injected from an injection hole into a compression chamber before communicating with a discharge port. This is because the temperature of the refrigerant discharged from the scroll compressor can be lowered by injecting a low-temperature refrigerant into the compressed refrigerant whose temperature has risen. Further, since the refrigerant discharged from the scroll compressor is in the superheated gas region, if the refrigerant discharged from the scroll compressor has the same pressure, the lower the temperature of the refrigerant discharged from the scroll compressor, the more the scroll compressor This is because the enthalpy difference between the suction port and the discharge port becomes small, and the compression work is reduced. This is because the performance of the refrigeration cycle circuit using the scroll compressor can be improved.
  • the scroll compressor 100 also uses the injection pipe connection port 31, the communication hole 32, and the first injection hole 34 formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20 to be a discharge port.
  • the refrigerant is injected into the compression chamber 50 before communicating with the 23.
  • the injection pipe connection port 31 is a hole that opens in the second surface 21b of the first base plate 21 and extends in the thickness direction of the first base plate 21.
  • the second surface 21b is the surface of the first base plate 21 opposite to the first surface 21a.
  • the thickness direction of the first base plate 21 is the direction in which the first surface 21a and the second surface 21b face each other.
  • An injection pipe 10 through which the refrigerant injected into the compression chamber 50 passes is connected to the injection pipe connection port 31.
  • the injection pipe 10 and the injection pipe connection port 31 are connected via a joint 11 provided at the tip of the injection pipe 10. Further, in the first embodiment, the airtightness between the joint 11 and the injection pipe connecting port 31 is improved by the O-ring 12 provided on the outer peripheral portion of the joint 11.
  • the first injection hole 34 is, for example, a hole having a circular cross section that opens in the first surface 21a of the first base plate 21. Specifically, the first injection hole 34 is formed so as to penetrate the first base plate 21. In a state where the opening on the first surface 21a side of the first injection hole 34 is not blocked by the tip of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40, the first injection hole 34 is before communicating with the discharge port 23. It is in a state of communicating with the compression chamber 50 of. In a state where the opening on the first surface 21a side of the first injection hole 34 is closed by the tip of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40, the first injection hole 34 is before communicating with the discharge port 23. It will not communicate with the compression chamber 50 of.
  • the communication hole 32 communicates the injection pipe connection port 31 and the first injection hole 34.
  • the communication hole 32 is a hole formed from the side end portion of the first base plate 21 in a direction perpendicular to the thickness direction of the first base plate 21.
  • the opening of the communication hole 32 formed at the side end of the first base plate 21 is sealed by a sealing bolt 33.
  • the refrigerant supplied from the injection pipe 10 to the injection pipe connection port 31 is supplied to the first injection hole 34 through the communication hole 32. Then, when the opening on the first surface 21a side of the first injection hole 34 is not blocked by the tip of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40, the refrigerant supplied to the first injection hole 34 is discharged. , Is injected into the compression chamber 50 before communicating with the discharge port 23.
  • two first injection holes 34 are formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20.
  • two communication holes 32 are formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20 as shown in FIG. 3 to be described later. There is.
  • the injection of the refrigerant into the compression chamber 50 is performed by the pressure difference between the refrigerant injected into the compression chamber 50 and the inside of the compression chamber 50. Therefore, the injection of the refrigerant into the compression chamber 50 is not performed instantaneously, but the injection takes a certain amount of time. Then, the compression work of the scroll compressor 100 increases by that amount. Therefore, in order to suppress the increase in the compression work of the scroll compressor 100 due to the delay in the injection of the refrigerant into the compression chamber 50, the flow rate of the refrigerant injected into the compression chamber 50 is increased, and the refrigerant is introduced into the compression chamber 50. It is important to shorten the injection time. As a result, the compression work of the scroll compressor 100 can be suppressed, and the performance of the refrigeration cycle circuit using the scroll compressor 100 can be improved.
  • the diameter of the first injection hole 34 is set as follows.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing the periphery of the first injection hole formed in the first base plate of the fixed scroll of the scroll compressor according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows a state in which the opening on the first surface 21a side of the first injection hole 34 is closed by the tip of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40. That is, when the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40 shown in FIG. 2 is separated from the first spiral tooth 22 of the fixed scroll 20 shown in FIG. 2 due to the swing motion of the swing scroll 40, these second spiral teeth 42 are separated.
  • the refrigerant is injected from the first injection hole 34 into the compression chamber 50 formed between the first spiral tooth 22 and the first spiral tooth 22.
  • the compression chamber 50 shown on the right side of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40 in FIG. 2 is a compression chamber 50 in which the refrigerant supplied from the first injection hole 34 does not want to flow in.
  • the compression chamber 50 in which the refrigerant supplied from the first injection hole 34 does not want to flow in will be referred to as a compression chamber 50a.
  • the tip of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40 is composed of a tip seal 43.
  • the first injection hole 34 is a tip in a state where the opening on the first surface 21a side of the first injection hole 34 is closed by the tip of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40. It is prevented from exceeding the seal 43 and straddling the compression chamber 50a. As a result, it is possible to prevent the refrigerant from leaking from the first injection hole 34 into the compression chamber 50a.
  • the diameter of the first injection hole 34 may be increased toward the first spiral tooth 22 of the fixed scroll 20.
  • the diameter of the first injection hole 34 is D
  • the width of the tip seal 43 is T
  • the tooth width of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40 is W.
  • the refrigerant is injected from the second injection hole 35 into the compression chamber 50 in which the refrigerant is injected from the first injection hole 34 as follows. It is supposed to be. Hereinafter, the configuration around the second injection hole 35 will be described.
  • FIG. 3 is a diagram observing the inside of the fixed scroll and the swing scroll in the combined state in the scroll compressor according to the first embodiment, and is a diagram in which the fixed scroll in the combined state from the first base plate side of the fixed scroll is observed. It is a figure which observed the inside of a rocking scroll.
  • FIG. 4 is a view of a fixed scroll of the scroll compressor according to the first embodiment observed from above of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing the periphery of the first base plate of the fixed scroll in the scroll compressor according to the first embodiment.
  • the space between the injection pipe connection port 31 and the first injection hole 34 is a vertical cross-sectional view along the communication hole 32. Further, in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
  • the injection pipe connection port 31, the communication hole 32, the first injection hole 34, and the second injection hole 35 formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20 are connected to the two-dot chain line which is an imaginary line. It is shown by.
  • the first base plate 21 of the fixed scroll 20 is formed with a second injection hole 35 and a groove 36 in addition to the injection pipe connection port 31, the communication hole 32 and the first injection hole 34.
  • the second injection hole 35 is, for example, a hole having a circular cross section, which is formed through the first base plate 21.
  • the second injection hole 35 is formed at a position communicating with the compression chamber 50 through which the first injection hole 34 communicates.
  • the opening on the first surface 21a side of the second injection hole 35 is the tip of the second spiral tooth 42 of the swing scroll 40, similarly to the first injection hole 34 described with reference to FIG.
  • the second injection hole 35 does not exceed the tip seal 43 and straddle the compression chamber 50a in the state of being closed with. As a result, it is possible to prevent the refrigerant from leaking from the second injection hole 35 into the compression chamber 50a.
  • the groove 36 is formed on the second surface 21b of the first base plate 21 of the fixed scroll 20, and is the end portion of the first injection hole 34 on the second surface 21b side and the second surface 21b side of the second injection hole 35. It communicates with the end of the. That is, the refrigerant supplied from the injection pipe 10 to the injection pipe connection port 31 is supplied to the first injection hole 34 through the communication hole 32. Further, a part of the refrigerant supplied to the first injection hole 34 is supplied to the second injection hole 35 through the groove 36.
  • the first injection hole 34 The refrigerant is injected from both the second injection hole 35 and the same compression chamber 50 before communicating with the discharge port 23. As a result, the flow rate of the refrigerant injected into the compression chamber 50 can be further increased.
  • the opening on the second surface 21b side of the groove 36 is closed, and the groove 36 is formed from the first injection hole 34. It is necessary to prevent the refrigerant supplied to the discharge space 7 from leaking into the discharge space 7.
  • the method of closing the opening on the second surface 21b side of the groove 36 is not particularly limited, but in the first embodiment, the cover 37 covering the opening on the second surface 21b side of the groove 36 is connected with a bolt 38 to the first base plate. By fixing to 21, the opening on the second surface 21b side of the groove 36 is closed.
  • two first injection holes 34 are formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20.
  • Two second injection holes 35 are also formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20 in order to inject the refrigerant into two different compression chambers 50 corresponding to the first injection holes 34.
  • a part of the first spiral tooth 22 of the fixed scroll 20 has an involute curve shape of the base circle 24.
  • the portion of the first spiral tooth 22 that constitutes the outer wall of the compression chamber 50 in which the refrigerant is injected from at least the first injection hole 34 and the second injection hole 35 has an involute curve shape of the base circle 24. is doing.
  • the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are arranged on the injection curve of the base circle 24 which is the same as the base circle of the involute curve-shaped portion of the first spiral tooth 22.
  • the cross-sectional shape of the first injection hole 34 and the second injection hole 35 is circular, the distance from the center of the first injection hole 34 to the first spiral tooth 22 and the distance from the center of the second injection hole 35 to the first. 1 The distance to the spiral tooth 22 is the same.
  • the diameters of both the first injection hole 34 and the second injection hole 35 can be set to the maximum diameter shown in FIG. That is, the flow rate of the refrigerant injected into the compression chamber 50 from the first injection hole 34 and the second injection hole 35 can be further increased.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining that the scroll compressor according to the first embodiment can increase the injection amount of the refrigerant.
  • the horizontal axis of FIG. 6 indicates the diameter of the injection hole.
  • the vertical axis of FIG. 6 shows the opening area of the injection hole into the compression chamber 50.
  • the alternate long and short dash line shown in FIG. 6 shows a case where only the first injection hole 34 is formed in the scroll compressor 100.
  • the solid line shown in FIG. 6 shows a case where both the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are formed in the scroll compressor 100.
  • FIG. 6 it is assumed that the diameter of the first injection hole 34 and the diameter of the second injection hole 35 are the same.
  • the opening area of the injection hole into the compression chamber 50 is only the opening area of the first injection hole 34.
  • the opening area of the injection hole into the compression chamber 50 is the opening area of the first injection hole 34 and the second injection hole 35. It is the sum of the opening area of the injection hole 35. Therefore, as shown in FIG. 6, when both the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are formed in the scroll compressor 100, only the first injection hole 34 is formed in the scroll compressor 100.
  • the opening area of the injection hole into the compression chamber 50 is larger than that in the case of the case.
  • the opening area of the injection hole into the compression chamber 50 is larger, the flow rate of the refrigerant injected into the compression chamber 50 can be increased. From this, it can be seen that when both the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are formed in the scroll compressor 100, the flow rate of the refrigerant injected into the compression chamber 50 can be increased.
  • the scroll compressor 100 configured in this way, it is possible to prevent the injection refrigerant supplied from the first injection hole 34 and the second injection hole 35 from leaking into the compression chamber 50a, which is not the compression chamber originally to be injected. At the same time, it is possible to increase the amount of the refrigerant injected into the compression chamber 50 in which the refrigerant is to be injected. Therefore, the performance of the refrigeration cycle circuit using the scroll compressor 100 can be improved.
  • the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are arranged on the injection curve of the base circle 24 which is the same as the base circle of the involute curve-shaped portion of the first spiral tooth 22. .. Therefore, the scroll compressor 100 according to the first embodiment can further increase the flow rate of the refrigerant injected into the compression chamber 50, as described above. Therefore, the performance of the refrigeration cycle circuit using the scroll compressor 100 according to the first embodiment can be further improved.
  • the type of refrigerant used in the scroll compressor 100 according to the first embodiment is not particularly limited.
  • the HCFC refrigerant such as R22
  • an HFC-based refrigerant, an HC-based refrigerant, or a natural refrigerant may be used for the scroll compressor 100.
  • an HFC-based refrigerant, an HC-based refrigerant, or a natural-based refrigerant in the scroll compressor 100 it is possible to contribute to the prevention of ozone layer depletion and the prevention of global warming.
  • the scroll compressor 100 configured as in the first embodiment can obtain the following effects as compared with the scroll compressor 200 according to the comparative example described later.
  • FIG. 7 is a diagram observing the inside of the fixed scroll and the swing scroll in the combined state in the scroll compressor according to the comparative example, and is a diagram of the fixed scroll and the swing in the combined state from the first board side of the fixed scroll. It is the figure which observed the inside of a moving scroll.
  • FIG. 8 is a diagram in which the fixed scroll of the scroll compressor according to the comparative example is observed in the same direction as that in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing the periphery of the first base plate of the fixed scroll in the scroll compressor according to the comparative example.
  • the space between the injection pipe connection port 31 and the first injection hole 34 is a vertical cross-sectional view along the communication hole 32. Further, in FIG.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 7.
  • the injection pipe connection port 31, the communication hole 32, the first injection hole 34, and the second injection hole 35 formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20 of the scroll compressor 200 according to the comparative example are shown.
  • the communication hole 201 is shown by a two-dot chain line which is an imaginary line.
  • the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are formed by a conventional method, and the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are communicated with each other by the conventional method. ing.
  • the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are formed by a conventional method
  • the first surface 21a which is the surface of the first base plate 21 on the side where the first spiral tooth 22 is provided. Therefore, the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are formed.
  • the communication hole 201 is formed from the side end portion of the first base plate 21 in a direction perpendicular to the thickness direction of the first base plate 21. Then, the first injection hole 34 and the second injection hole 35 are communicated with each other through the communication hole 201. Therefore, in the scroll compressor 200 according to the comparative example, there is a problem that the configuration of the first spiral tooth 22 is restricted by the formation positions of the first injection hole 34 and the second injection hole 35, which may make production difficult. there were.
  • the first injection hole 34, the second injection hole 35 and the groove 36 are provided in the first base plate 21 of the fixed scroll 20 with respect to the first spiral tooth 22.
  • the scroll compressor 100 according to the first embodiment is compared with a conventional scroll compressor capable of increasing the injection amount of the refrigerant into the compression chamber into which the refrigerant is to be injected to improve the performance of the refrigeration cycle circuit. , Easy to produce. Further, the scroll compressor 100 according to the first embodiment is compared with a conventional scroll compressor capable of increasing the injection amount of the refrigerant into the compression chamber into which the refrigerant is to be injected to improve the performance of the refrigeration cycle circuit. Since the production is facilitated and the communication hole 201 does not need to be machined, the production cost can be reduced.
  • the scroll compressor 200 according to the comparative example when the refrigerant is not injected into the compression chamber 50, the volume in the communication hole 201 becomes an ineffective volume that does not contribute to the compression of the refrigerant circulating in the refrigeration cycle. Therefore, when the scroll compressor 200 according to the comparative example does not inject the refrigerant into the compression chamber 50, the performance is deteriorated by the wasteful work when compressing the refrigerant staying in the communication hole 201. On the other hand, since the scroll compressor 100 according to the first embodiment does not require the communication hole 201, the performance is improved as compared with the scroll compressor 200 according to the comparative example when the refrigerant is not injected into the compression chamber 50.
  • the scroll compressor 100 includes a fixed scroll 20 and a swing scroll 40.
  • the fixed scroll 20 includes a first base plate 21 on which a refrigerant discharge port 23 is formed, and a first spiral tooth 22 provided on the first surface 21a of the first base plate 21.
  • the swing scroll 40 includes a second base plate 41 and a second spiral tooth 42 provided on a surface of the second base plate 41 facing the fixed scroll 20.
  • the compression chamber 50 is formed by combining the first spiral tooth 22 and the second spiral tooth 42, and the swing scroll 40 swings with respect to the fixed scroll 20.
  • the first base plate 21 is formed with an injection pipe connecting port 31, a first injection hole 34, a communication hole 32, a second injection hole 35, and a groove 36.
  • the injection pipe 10 is connected to the injection pipe connection port 31.
  • the first injection hole 34 penetrates the first base plate 21 and communicates with the compression chamber 50 before communicating with the discharge port 23.
  • the communication hole 32 communicates with the injection pipe connection port 31 and the first injection hole 34.
  • the second injection hole 35 penetrates the first base plate 21 and communicates with the compression chamber 50 through which the first injection hole 34 communicates.
  • the groove 36 is formed on the second surface 21b and communicates with the first injection hole 34 and the second injection hole 35.
  • the conventional scroll compressor capable of increasing the injection amount of the refrigerant into the compression chamber into which the refrigerant is to be injected to improve the performance of the refrigeration cycle circuit can be improved. Compared with, production becomes easier.
  • Embodiment 2 when focusing on one first injection hole 34, there is only one second injection hole 35 communicating with the compression chamber 50 communicating with the first injection hole 34. Not limited to this, there may be a plurality of second injection holes 35 communicating with the compression chamber 50 communicating with the first injection hole 34.
  • the items not specifically described are the same as those in the first embodiment, and the same functions and configurations as those in the first embodiment are described by using the same reference numerals.
  • FIG. 10 is a diagram in which the fixed scroll of the scroll compressor according to the second embodiment is observed in the same direction as that in FIG.
  • the scroll compressor 100 according to the second embodiment when focusing on one first injection hole 34, a plurality of second injection holes communicating with the compression chamber 50 communicating with the first injection hole 34. 35 is formed.
  • FIG. 10 illustrates a scroll compressor 100 in which two second injection holes 35 communicate with a compression chamber 50 in which the first injection hole 34 communicates. Since the scroll compressor 100 according to the second embodiment injects the refrigerant into two different compression chambers 50 as in the first embodiment, the first base plate 21 of the fixed scroll 20 has two. The first injection hole 34 is formed. In such a case, a plurality of second injection holes 35 communicate with the compression chamber 50 through which each first injection hole 34 communicates.
  • the communication hole 32 having a thickness capable of allowing the refrigerant to be injected can be formed from the plurality of second injection holes 35
  • the communication of the first injection hole 34 can be formed.
  • a plurality of second injection holes 35 communicating with one compression chamber 50 may be formed in the first base plate 21 of the fixed scroll 20.
  • a plurality of second injection holes 35 may communicate with one groove 36.

Abstract

冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させて、冷凍サイクル回路の性能を向上させることができ、生産が従来よりも容易となるスクロール圧縮機を提供する。スクロール圧縮機の固定スクロール（２０）の第１台板（２１）には、インジェクション管（１０）が接続されたインジェクション管接続口（３１）と、前記第１台板を貫通し、吐出口に連通する前の圧縮室に連通する第１インジェクション孔（３４）と、前記インジェクション管接続口と前記第１インジェクション孔とに連通する連通孔（３２）と、前記第１台板を貫通し、前記第１インジェクション孔が連通している前記圧縮室に連通する少なくとも１つの第２インジェクション孔（３５）と、第１渦巻歯が形成されている面（２１ａ）とは反対側の面（２１ｂ）に形成され、前記第１インジェクション孔及び前記第２インジェクション孔と連通する溝（３６）とが形成されている。

Description

スクロール圧縮機
　本開示は、インジェクション孔から圧縮室に冷媒がインジェクションされるスクロール圧縮機に関するものである。
　従来、ビル用マルチエアコン等に用いられるスクロール圧縮機には、インジェクション孔から圧縮室に冷媒がインジェクションされるものが提案されている。インジェクション孔から圧縮室に冷媒をインジェクションすることにより、スクロール圧縮機から吐出される冷媒の温度を低減させることができ、該スクロール圧縮機を用いた冷凍サイクル回路の冷房能力又は暖房能力の向上を図ることができる。
　圧縮室に冷媒がインジェクションされる従来のスクロール圧縮機は、例えば、特許文献１（国際公開第２０１７／１２６１０６号）に開示されている。また、特許文献１には、圧縮室へインジェクションされる冷媒の流量を増やすため、同一の圧縮室に開口するインジェクション孔を複数形成する構成、及び、インジェクション孔の断面形状を扁平形状とする構成が開示されている。
国際公開第２０１７／１２６１０６号
　上述のように、インジェクション孔から圧縮室に冷媒をインジェクションすることにより、冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる。例えば、インジェクション孔から圧縮室に冷媒をインジェクションすることにより、冷凍サイクル回路の成績係数を向上させることができる。成績係数は、ＣＯＰとも称される。
　ＣＯＰは、Coefficient Of Performanceの略である。冷房運転時の冷凍サイクル回路のＣＯＰは、冷房能力を消費電力で除した値となる。また、暖房運転時の冷凍サイクル回路のＣＯＰは、暖房能力を消費電力で除した値となる。
　インジェクション孔から圧縮室に冷媒をインジェクションすることによって冷凍サイクル回路の性能の向上を図る際に影響する因子として、インジェクション孔、圧縮機にインジェクションされる冷媒の流量、圧縮機にインジェクションされる冷媒の圧力、及び、冷媒がインジェクションされる圧縮室内の圧力等がある。これらの因子には各々密接な関係があるが、圧縮機の幾何学的形状によって制限を受けるのがインジェクション孔である。
　インジェクション孔から圧縮室に冷媒をインジェクションすることによって冷凍サイクル回路の性能を向上させるには、圧縮室にインジェクションされる冷媒の流量を増やすことが有効である。そして、圧縮室にインジェクションされる冷媒の流量を増やすには、インジェクション孔を大きくすることが有効である。ここで、スクロール圧縮機においては、固定スクロールの渦巻歯と揺動スクロールの渦巻歯とが組み合わされることにより、固定スクロールの渦巻歯と揺動スクロールの渦巻歯との間には複数の圧縮室が形成されることとなる。また、インジェクション孔は、固定スクロールの台板に形成されることとなる。このため、インジェクション孔を大きくしすぎると、該インジェクション孔が隣接する圧縮室を区切る揺動スクロールの渦巻歯を跨ぐ状態となる。この結果、インジェクション孔を通って、高圧側の圧縮室から低圧側の圧縮室へ冷媒が漏れ出してしまう。このため、インジェクション孔を大きくしすぎると、スクロール圧縮機の性能が低下し、冷凍サイクル回路の性能の向上を図れなくなってしまう。
　したがって、特許文献１に記載のスクロール圧縮機では、同一の圧縮室に開口するインジェクション孔を複数形成することにより、各インジェクション孔が大きくなることを抑制しつつ、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させている。ここで、従来のスクロール圧縮機においては、同一の圧縮室に開口するインジェクション孔を固定スクロールの台板に複数形成する場合、台板における渦巻歯が設けられている側の面からこれらのインジェクション孔を形成する。また、台板の側端部から、台板の厚み方向と垂直な孔を連通孔として形成していき、該連通孔で各インジェクション孔を連通させる。このため、従来のスクロール圧縮機においては、同一の圧縮室に開口するインジェクション孔を固定スクロールの台板に複数形成する場合、各インジェクション孔の形成位置によって渦巻歯の構成が制限され、生産が難しくなる場合があるという課題があった。
　また、特許文献１では、上述のように、インジェクション孔の断面形状を扁平形状とし、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させる構成も開示されている。しかしながら、このような構成の場合も、扁平形状のインジェクション孔は渦巻歯側から形成されるため、渦巻歯によって扁平形状のインジェクション孔の形成が困難となり、やはり、スクロール圧縮機の生産が難しくなるという課題があった。
　本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させて、冷凍サイクル回路の性能を向上させることができ、生産が従来よりも容易となるスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
　本開示に係るスクロール圧縮機は、冷媒の吐出口が形成された第１台板、及び前記第１台板の第１面に設けられた第１渦巻歯を有する固定スクロールと、第２台板、及び該第２台板における前記固定スクロールと対向する側の面に設けられた第２渦巻歯を有し、前記第１渦巻歯と前記第２渦巻歯とを組み合わせて圧縮室が形成され、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、を備え、前記第１台板には、インジェクション管が接続されたインジェクション管接続口と、前記第１台板を貫通し、前記吐出口に連通する前の前記圧縮室に連通する第１インジェクション孔と、前記インジェクション管接続口と前記第１インジェクション孔とに連通する連通孔と、前記第１台板を貫通し、前記第１インジェクション孔が連通している前記圧縮室に連通する少なくとも１つの第２インジェクション孔と、前記第１面とは反対側の面である第２面に形成され、前記第１インジェクション孔及び前記第２インジェクション孔と連通する溝とが形成されており、前記インジェクション管接続口に供給された冷媒は、前記第１インジェクション孔及び前記第２インジェクション孔から、前記吐出口に連通する前の同一の前記圧縮室にインジェクションされるものである。
　本開示に係るスクロール圧縮機は、第１インジェクション孔及び少なくとも１つの第２インジェクション孔から、吐出口に連通する前の同一の圧縮室に冷媒をインジェクションすることができる。このため、本開示に係るスクロール圧縮機は、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させて、冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる。また、本開示に係るスクロール圧縮機においては、固定スクロールの第１台板に対して、第１インジェクション孔、第２インジェクション孔及びこれらを連通する溝を、第１渦巻歯が設けられている第１面とは反対側の面である第２面から加工することができる。したがって、本開示に係るスクロール圧縮機は、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させて冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる従来のスクロール圧縮機と比べ、生産が容易となる。
実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部周辺を概略的に示す縦断面図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールの第１台板に形成された第１インジェクション孔周辺を示す要部断面図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図であり、固定スクロールの第１台板側から組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを図１の上方から観察した図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機における固定スクロールの第１台板周辺を示す要部断面図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機が冷媒のインジェクション量を増大できることを説明するための図である。 比較例に係るスクロール圧縮機における組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図であり、固定スクロールの第１台板側から組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図である。 比較例に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを図４と同方向に観察した図である。 比較例に係るスクロール圧縮機における固定スクロールの第１台板周辺を示す要部断面図である。 実施の形態２に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを図４と同方向に観察した図である。
　以下の各実施の形態において、図面を参照しながら、本開示に係るスクロール圧縮機の一例について説明する。ここで、各実施の形態中の図において、同一の符号を付した構成は、同一又は相当する構成である。また、以下の各実施の形態に記載の各構成は、あくまでも、本開示に係るスクロール圧縮機の構成の一例である。本開示に係るスクロール圧縮機の構成は、以下の各実施の形態に記載の各構成に限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部周辺を概略的に示す縦断面図である。
　スクロール圧縮機１００は、フレーム２、固定スクロール２０及び揺動スクロール４０等を備えている。また、スクロール圧縮機１００は、フレーム２、固定スクロール２０及び揺動スクロール４０等を収納する密閉容器１を備えている。
　固定スクロール２０は、揺動スクロール４０と共に、冷媒を圧縮する圧縮機構部を構成している。固定スクロール２０は、第１台板２１と、第１台板２１の第１面２１ａに設けられた第１渦巻歯２２とを備えている。固定スクロール２０は、フレーム２に固定されている。また、フレーム２は、密閉容器１に固定されている。
　揺動スクロール４０は、第２台板４１と、第２台板４１における固定スクロール２０と対向する側の面に設けられた第２渦巻歯４２とを備えている。揺動スクロール４０は、固定スクロール２０とフレーム２との間に、摺動自在に保持されている。また、揺動スクロール４０は、図示せぬモータから駆動力が伝達されることにより、固定スクロール２０に対して揺動運動する。
　固定スクロール２０の第１渦巻歯２２と揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２とが組み合わされることにより、第１渦巻歯２２と第２渦巻歯４２との間に、圧縮室５０が形成される。具体的には、第１渦巻歯２２と第２渦巻歯４２との間には、複数の圧縮室５０が形成される。これらの圧縮室５０は、揺動スクロール４０の揺動運動により、第１渦巻歯２２及び第２渦巻歯４２の外周側から中心側へ向かって、体積を減少させながら移動していく。また、第１渦巻歯２２及び第２渦巻歯４２の外周側の端部近傍では、第１渦巻歯２２と第２渦巻歯４２との間が、冷媒の吸入口５１となる。また、固定スクロール２０の第１台板２１には、複数の圧縮室５０のうち、最も第１渦巻歯２２及び第２渦巻歯４２の中心側に位置する圧縮室５０と連通する箇所に、吐出口２３が形成されている。
　このため、圧縮室５０は、第１渦巻歯２２及び第２渦巻歯４２の外周側から中心側へ向かって移動する際、吸入口５１と連通している間、密閉容器１内に取り込まれた低圧の冷媒を内部に吸入する。また、圧縮室５０は、吸入口５１と連通しなくなると、吸入した冷媒を圧縮しながら、第１渦巻歯２２及び第２渦巻歯４２の中心側へ向かって移動する。そして、圧縮室５０は、吐出口２３に連通すると、高圧に圧縮した冷媒を吐出口２３から吐出空間７へ吐出する。吐出空間７へ吐出された高圧の冷媒は、密閉容器１に設けられた吐出管３から、スクロール圧縮機１００の外部へ流出する。
　なお、本実施の形態１では、スクロール圧縮機１００は、吐出口２３を開閉自在に塞ぐ吐出弁４を備えている。吐出弁４は、ボルト６によって第１台板２１に固定されている。吐出弁４は、吐出口２３から吐出される冷媒の圧力が一定の圧力以上になると、ボルト６の固定箇所が固定端となって弾性変形する。これにより、吐出口２３が開き、高圧に圧縮された冷媒が吐出口２３から吐出空間７へ吐出されることとなる。また、本実施の形態１では、スクロール圧縮機１００は、吐出弁押さえ５を備えている。吐出弁押さえ５は、吐出弁４が弾性変形した際に該吐出弁４と接触し、吐出弁４が曲がりすぎることを防止するものである。吐出弁押さえ５は、吐出弁４と共に、ボルト６によって第１台板２１に固定されている。
　ここで、従来、スクロール圧縮機には、吐出口と連通する前の圧縮室に、インジェクション孔から冷媒がインジェクションされるものが提案されている。圧縮されて温度が上昇した冷媒に、温度の低い冷媒をインジェクションすることにより、スクロール圧縮機から吐出される冷媒の温度を下げることができるからである。また、スクロール圧縮機から吐出される冷媒は過熱ガス域であるため、スクロール圧縮機から吐出される冷媒が同じ圧力ならば、スクロール圧縮機から吐出される冷媒の温度が低いほど、スクロール圧縮機の吸入口と吐出口との間のエンタルピ差は小さくなり、圧縮仕事が減るからである。そして、これにより、当該スクロール圧縮機を用いた冷凍サイクル回路の性能を向上させることができるからである。
　このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００も、固定スクロール２０の第１台板２１に形成されたインジェクション管接続口３１、連通孔３２及び第１インジェクション孔３４を用いて、吐出口２３に連通する前の圧縮室５０に、冷媒をインジェクションする構成となっている。
　インジェクション管接続口３１は、第１台板２１の第２面２１ｂに開口し、第１台板２１の厚み方向に延びる孔である。なお、第２面２１ｂは、第１台板２１における第１面２１ａとは反対側の面である。また、第１台板２１の厚み方向とは、第１面２１ａと第２面２１ｂとの対向方向である。このインジェクション管接続口３１には、圧縮室５０にインジェクションされる冷媒の通るインジェクション管１０が接続されている。本実施の形態１では、インジェクション管１０の先端部に設けられたジョイント１１を介して、インジェクション管１０とインジェクション管接続口３１とが接続されている。また、本実施の形態１では、ジョイント１１の外周部に設けられたＯリング１２によって、ジョイント１１とインジェクション管接続口３１との間の気密性の向上が図られている。
　第１インジェクション孔３４は、第１台板２１の第１面２１ａに開口する、例えば断面円形状の孔である。具体的には、第１インジェクション孔３４は、第１台板２１を貫通して形成されている。第１インジェクション孔３４の第１面２１ａ側の開口部が揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端で塞がれていない状態では、第１インジェクション孔３４は、吐出口２３に連通する前の圧縮室５０と連通する状態となる。第１インジェクション孔３４の第１面２１ａ側の開口部が揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端で塞がれている状態では、第１インジェクション孔３４は、吐出口２３に連通する前の圧縮室５０と連通しない状態となる。連通孔３２は、インジェクション管接続口３１と第１インジェクション孔３４とを連通するものである。この連通孔３２は、第１台板２１の側端部から、該第１台板２１の厚み方向と垂直な方向に形成された孔である。第１台板２１の側端部に形成された連通孔３２の開口部は、封止ボルト３３によって封止されている。
　すなわち、インジェクション管１０からインジェクション管接続口３１に供給された冷媒は、連通孔３２を通って第１インジェクション孔３４に供給される。そして、第１インジェクション孔３４の第１面２１ａ側の開口部が揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端で塞がれていない状態になると、第１インジェクション孔３４に供給された冷媒が、吐出口２３に連通する前の圧縮室５０にインジェクションされる。なお、本実施の形態１では、異なる２つの圧縮室５０に冷媒をインジェクションするため、固定スクロール２０の第１台板２１には、２つの第１インジェクション孔３４が形成されている。また、インジェクション管接続口３１と各第１インジェクション孔３４とを連通させるため、固定スクロール２０の第１台板２１には、後述の図３に示すように、２つの連通孔３２が形成されている。
　ここで、圧縮室５０への冷媒のインジェクションは、圧縮室５０へインジェクションされる冷媒と圧縮室５０内との圧力差によって行われる。このため、圧縮室５０への冷媒のインジェクションは、瞬間的に行われるのではなく、インジェクションにある程度の時間がかかる。そして、その分だけ、スクロール圧縮機１００の圧縮仕事が増える。このため、圧縮室５０への冷媒のインジェクションの遅れに起因するスクロール圧縮機１００の圧縮仕事の増大を抑制するためには、圧縮室５０へインジェクションする冷媒の流量を増やし、圧縮室５０へ冷媒をインジェクションする時間を短くすることが重要である。これにより、スクロール圧縮機１００の圧縮仕事を抑制でき、スクロール圧縮機１００を用いた冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる。
　圧縮室５０へインジェクションする冷媒の流量を増やす方法の１つとして、第１インジェクション孔３４の直径を大きくすることが考えられる。しかしながら、第１インジェクション孔３４の直径を大きくしすぎると、該第１インジェクション孔３４が隣接する圧縮室５０を区切る揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２を跨ぐ状態となる。この結果、第１インジェクション孔３４を通って、高圧側の圧縮室５０から低圧側の圧縮室５０へ冷媒が漏れ出してしまう。このため、第１インジェクション孔３４の直径を大きくしすぎると、スクロール圧縮機１００の性能が低下し、スクロール圧縮機１００を用いた冷凍サイクル回路の性能の向上を図れなくなってしまう。したがって、本実施の形態１では、第１インジェクション孔３４の直径を次のように設定している。
　図２は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールの第１台板に形成された第１インジェクション孔周辺を示す要部断面図である。この図２は、第１インジェクション孔３４の第１面２１ａ側の開口部が揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端で塞がれている状態を示している。すなわち、揺動スクロール４０の揺動運動によって、図２に示す揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２が図２に示す固定スクロール２０の第１渦巻歯２２から離れると、これら第２渦巻歯４２及び第１渦巻歯２２の間に形成される圧縮室５０に、第１インジェクション孔３４から冷媒がインジェクションされる。このため、図２において揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の右側に示されている圧縮室５０は、第１インジェクション孔３４から供給される冷媒を流入させたくない圧縮室５０である。以下、第１インジェクション孔３４から供給される冷媒を流入させたくない圧縮室５０を、圧縮室５０ａと称することとする。
　図２に示すように、揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端は、チップシール４３で構成されている。本実施の形態１では、第１インジェクション孔３４の第１面２１ａ側の開口部が揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端で塞がれている状態において、第１インジェクション孔３４がチップシール４３を超えて圧縮室５０ａに跨がらないようにしている。これにより、第１インジェクション孔３４から圧縮室５０ａに冷媒が漏れ出すことを抑制することができる。この条件を満たしつつ、第１インジェクション孔３４の直径をできるだけ大きくするには、第１インジェクション孔３４の直径を固定スクロール２０の第１渦巻歯２２に向かって大きくすればよい。
　換言すると、第１インジェクション孔３４の直径をＤ、チップシール４３の幅をＴ、揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の歯幅をＷとする。この場合、次式（１）を満たせば、第１インジェクション孔３４から圧縮室５０ａに冷媒が漏れ出すことを抑制しつつ、第１インジェクション孔３４の直径Ｄを最大とすることができる。
　Ｄ＝｛（Ｗ－Ｔ）／２｝＋Ｔ…（１）
　上述のように、第１インジェクション孔３４の直径を大きくして、圧縮室５０へインジェクションする冷媒の流量を増やそうとしても、第１インジェクション孔３４から圧縮室５０ａに冷媒が漏れ出すことの抑制を考慮すると、限界がある。このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００では、次のように、第１インジェクション孔３４から冷媒をインジェクションしている圧縮室５０に、第２インジェクション孔３５からも冷媒をインジェクションする構成としている。以下、第２インジェクション孔３５周辺の構成について説明する。
　図３は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図であり、固定スクロールの第１台板側から組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図である。図４は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを図１の上方から観察した図である。また、図５は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機における固定スクロールの第１台板周辺を示す要部断面図である。この図５では、インジェクション管接続口３１と第１インジェクション孔３４との間は、連通孔３２に沿った縦断面図となっている。また、この図５では、第１インジェクション孔３４と第２インジェクション孔３５との間は、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の並び方向に沿った縦断面図となっている。すなわち、図５は、概略、図３に示すＡ－Ａ断面図となっている。なお、図３では、固定スクロール２０の第１台板２１に形成されているインジェクション管接続口３１、連通孔３２、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５を、想像線である二点鎖線で示している。
　固定スクロール２０の第１台板２１には、インジェクション管接続口３１、連通孔３２及び第１インジェクション孔３４に加えて、第２インジェクション孔３５及び溝３６が形成されている。第２インジェクション孔３５は、第１台板２１を貫通して形成されている、例えば断面円形状の孔である。第２インジェクション孔３５は、第１インジェクション孔３４が連通している圧縮室５０に連通する位置に形成されている。
　また、第２インジェクション孔３５は、図２で説明した第１インジェクション孔３４と同様に、第２インジェクション孔３５の第１面２１ａ側の開口部が揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端で塞がれている状態において、第２インジェクション孔３５がチップシール４３を超えて圧縮室５０ａに跨がらないようにしている。これにより、第２インジェクション孔３５から圧縮室５０ａに冷媒が漏れ出すことを抑制することができる。
　溝３６は、固定スクロール２０の第１台板２１の第２面２１ｂに形成されており、第１インジェクション孔３４の第２面２１ｂ側の端部と第２インジェクション孔３５の第２面２１ｂ側の端部とに連通するものである。すなわち、インジェクション管１０からインジェクション管接続口３１に供給された冷媒は、連通孔３２を通って第１インジェクション孔３４に供給される。また、第１インジェクション孔３４に供給された冷媒の一部は、溝３６を通って第２インジェクション孔３５に供給される。そして、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の第１面２１ａ側の開口部が揺動スクロール４０の第２渦巻歯４２の先端で塞がれていない状態になると、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の双方から、吐出口２３に連通する前の同一の圧縮室５０に冷媒がインジェクションされる。これにより、圧縮室５０にインジェクションされる冷媒の流量をより増大させることができる。
　なお、第１インジェクション孔３４から溝３６に供給された冷媒を第２インジェクション孔３５に供給するためには、溝３６の第２面２１ｂ側の開口部を塞ぎ、第１インジェクション孔３４から溝３６に供給された冷媒が吐出空間７に漏れ出さないようにする必要がある。溝３６の第２面２１ｂ側の開口部の塞ぎ方は特に限定されないが、本実施の形態１では、溝３６の第２面２１ｂ側の開口部を覆うカバー３７をボルト３８で第１台板２１に固定することにより、溝３６の第２面２１ｂ側の開口部を塞いでいる。また、本実施の形態１では、上述のように、異なる２つの圧縮室５０に冷媒をインジェクションするため、固定スクロール２０の第１台板２１には、２つの第１インジェクション孔３４が形成されている。第２インジェクション孔３５もまた、第１インジェクション孔３４に対応して、異なる２つの圧縮室５０に冷媒をインジェクションするため、固定スクロール２０の第１台板２１に２つ形成されている。
　ここで、固定スクロール２０の第１渦巻歯２２の一部は、基礎円２４のインボリュート曲線形状をしている。具体的には、第１渦巻歯２２のうち、少なくとも第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５から冷媒がインジェクションされる圧縮室５０の外壁を構成する部分は、基礎円２４のインボリュート曲線形状をしている。そして、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５は、第１渦巻歯２２のインボリュート曲線形状部分の基礎円と同一の基礎円２４のインジェクション曲線上に配置されている。これにより、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の断面形状が円形状の場合、第１インジェクション孔３４の中心から第１渦巻歯２２までの距離と、第２インジェクション孔３５の中心から第１渦巻歯２２までの距離とが同じになる。これにより、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の双方の直径を、図２に示す最大直径とすることができる。すなわち、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５から圧縮室５０にインジェクションされる冷媒の流量を、より増大させることができる。
　図６は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機が冷媒のインジェクション量を増大できることを説明するための図である。この図６の横軸は、インジェクション孔の直径を示している。また、図６の縦軸は、圧縮室５０へのインジェクション孔の開口面積を示している。また、図６に示す一点鎖線は、スクロール圧縮機１００に第１インジェクション孔３４のみが形成されている場合を示している。また、図６に示す実線は、スクロール圧縮機１００に第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の双方が形成されている場合を示している。なお、図６では、第１インジェクション孔３４の直径と第２インジェクション孔３５の直径とが同じであると仮定している。
　スクロール圧縮機１００に第１インジェクション孔３４のみが形成されている場合、圧縮室５０へのインジェクション孔の開口面積は、第１インジェクション孔３４の開口面積のみとなる。一方、スクロール圧縮機１００に第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の双方が形成されている場合、圧縮室５０へのインジェクション孔の開口面積は、第１インジェクション孔３４の開口面積と第２インジェクション孔３５の開口面積との和となる。このため、図６に示すように、スクロール圧縮機１００に第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の双方が形成されている場合、スクロール圧縮機１００に第１インジェクション孔３４のみが形成されている場合と比べ、圧縮室５０へのインジェクション孔の開口面積が大きくなる。ここで、圧縮室５０へのインジェクション孔の開口面積が大きいほど、圧縮室５０へインジェクションする冷媒の流量を増大することができる。このことからも、スクロール圧縮機１００に第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の双方が形成されている場合、圧縮室５０にインジェクションされる冷媒の流量を増大させられることがわかる。
　このように構成されたスクロール圧縮機１００においては、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５から供給されるインジェクション用の冷媒が本来インジェクションさせる圧縮室ではない圧縮室５０ａに漏れ出すことを抑制しつつ、冷媒をインジェクションしたい圧縮室５０への冷媒のインジェクション量を増大させることができる。このため、スクロール圧縮機１００を用いた冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる。
　また、このような高効率のスクロール圧縮機１００を用いることにより、冷凍サイクル回路の蒸発器でのエンタルピ差を大きくとることができる。また、このような高効率のスクロール圧縮機１００を用いることにより、冷凍サイクル回路内を循環する冷媒量を少なくすることができるので、スクロール圧縮機１００の理論吐出容量を小さくすることができる。このため、スクロール圧縮機１００を小型化することができ、スクロール圧縮機１００での機械損失を低減することもできる。これらの点においても、スクロール圧縮機１００を用いた冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる。
　また、本実施の形態１では、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５は、第１渦巻歯２２のインボリュート曲線形状部分の基礎円と同一の基礎円２４のインジェクション曲線上に配置されている。このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、上述のように、圧縮室５０にインジェクションされる冷媒の流量をより増大させることができる。したがって、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００を用いた冷凍サイクル回路の性能をより向上させることができる。
　なお、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００に用いられる冷媒の種類は、特に限定されない。Ｒ２２等のＨＣＦＣ冷媒に限らず、ＨＦＣ系冷媒、ＨＣ系冷媒又は自然系冷媒をスクロール圧縮機１００に用いてもよい。ＨＦＣ系冷媒、ＨＣ系冷媒又は自然系冷媒をスクロール圧縮機１００に用いることにより、オゾン層破壊防止に貢献でき、地球温暖化防止にも貢献できる。
　また、本実施の形態１のように構成されたスクロール圧縮機１００は、後述する比較例に係るスクロール圧縮機２００と比べ、次のような効果を得ることもできる。
　図７は、比較例に係るスクロール圧縮機における組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図であり、固定スクロールの第１台板側から組み合わされた状態の固定スクロール及び揺動スクロールの内部を観察した図である。図８は、比較例に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを図４と同方向に観察した図である。また、図９は、比較例に係るスクロール圧縮機における固定スクロールの第１台板周辺を示す要部断面図である。この図９では、インジェクション管接続口３１と第１インジェクション孔３４との間は、連通孔３２に沿った縦断面図となっている。また、この図９では、第１インジェクション孔３４と第２インジェクション孔３５との間は、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の並び方向に沿った縦断面図となっている。すなわち、図９は、概略、図７に示すＢ－Ｂ断面図となっている。なお、図７では、比較例に係るスクロール圧縮機２００の固定スクロール２０の第１台板２１に形成されているインジェクション管接続口３１、連通孔３２、第１インジェクション孔３４、第２インジェクション孔３５及び連通孔２０１を、想像線である二点鎖線で示している。
　比較例に係るスクロール圧縮機２００では、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５が従来の方法で形成されており、第１インジェクション孔３４と第２インジェクション孔３５とを従来の方法で連通させている。
　具体的には、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５を従来の方法で形成する場合、第１台板２１における第１渦巻歯２２が設けられている側の面である第１面２１ａから、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５を形成する。また、第１インジェクション孔３４と第２インジェクション孔３５とを従来の方法で連通させる場合、第１台板２１の側端部から、第１台板２１の厚み方向と垂直に連通孔２０１を形成していき、該連通孔２０１で第１インジェクション孔３４と第２インジェクション孔３５とを連通させる。このため、比較例に係るスクロール圧縮機２００においては、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５の形成位置によって第１渦巻歯２２の構成が制限され、生産が難しくなる場合があるという課題があった。
　一方、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００においては、固定スクロール２０の第１台板２１に対して、第１インジェクション孔３４、第２インジェクション孔３５及び溝３６を、第１渦巻歯２２が設けられている第１面２１ａとは反対側の面である第２面２１ｂから加工することができる。このため、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００においては、比較例に係るスクロール圧縮機２００と比べ、第１渦巻歯２２の構成が制限されにくい。したがって、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、比較例に係るスクロール圧縮機２００と比べ、生産が容易となる。換言すると、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させて冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる従来のスクロール圧縮機と比べ、生産が容易となる。また、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させて冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる従来のスクロール圧縮機と比べ、生産が容易となり、連通孔２０１の加工も不要なので、生産コストを低減することもできる。
　また、比較例に係るスクロール圧縮機２００においては、圧縮室５０へ冷媒のインジェクションを行わない場合、連通孔２０１内の容積は、冷凍サイクルを循環する冷媒の圧縮に寄与しない無効容積となる。このため、比較例に係るスクロール圧縮機２００は、圧縮室５０へ冷媒のインジェクションを行わない場合、連通孔２０１内に滞留する冷媒を圧縮する際の無駄な仕事分だけ、性能が低下する。一方、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、連通孔２０１が不要なので、圧縮室５０へ冷媒のインジェクションを行わない場合において、比較例に係るスクロール圧縮機２００よりも性能が向上する。
　以上、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、固定スクロール２０と揺動スクロール４０とを備えている。固定スクロール２０は、冷媒の吐出口２３が形成された第１台板２１と、第１台板２１の第１面２１ａに設けられた第１渦巻歯２２とを備えている。揺動スクロール４０は、第２台板４１と、該第２台板４１における固定スクロール２０と対向する側の面に設けられた第２渦巻歯４２とを備えている。第１渦巻歯２２と第２渦巻歯４２とを組み合わせて圧縮室５０が形成され、揺動スクロール４０は固定スクロール２０に対して揺動運動する。第１台板２１には、インジェクション管接続口３１と、第１インジェクション孔３４と、連通孔３２と、第２インジェクション孔３５と、溝３６とが形成されている。インジェクション管接続口３１には、インジェクション管１０が接続されている。第１インジェクション孔３４は、第１台板２１を貫通し、吐出口２３に連通する前の圧縮室５０に連通する。連通孔３２は、インジェクション管接続口３１と第１インジェクション孔３４とに連通する。第２インジェクション孔３５は、第１台板２１を貫通し、第１インジェクション孔３４が連通している圧縮室５０に連通する。溝３６は、第２面２１ｂに形成され、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５と連通する。そして、本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００においては、インジェクション管接続口３１に供給された冷媒は、第１インジェクション孔３４及び第２インジェクション孔３５から、吐出口２３に連通する前の同一の圧縮室５０にインジェクションされる。
　このように構成されたスクロール圧縮機１００においては、上述のように、冷媒をインジェクションしたい圧縮室への冷媒のインジェクション量を増大させて冷凍サイクル回路の性能を向上させることができる従来のスクロール圧縮機と比べ、生産が容易となる。
実施の形態２．
　実施の形態１では、１つの第１インジェクション孔３４に着目した場合、当該第１インジェクション孔３４の連通している圧縮室５０に連通する第２インジェクション孔３５は１つであった。これに限らず、第１インジェクション孔３４の連通している圧縮室５０に連通する第２インジェクション孔３５は、複数であってもよい。なお、本実施の形態２において、特に記述しない項目については実施の形態１と同様とし、実施の形態１と同一の機能及び構成については同一の符号を用いて述べることとする。
　図１０は、実施の形態２に係るスクロール圧縮機の固定スクロールを図４と同方向に観察した図である。
　本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１００においては、１つの第１インジェクション孔３４に着目した場合、当該第１インジェクション孔３４の連通している圧縮室５０に連通する、複数の第２インジェクション孔３５が形成されている。図１０では、第１インジェクション孔３４の連通している圧縮室５０に２つの第２インジェクション孔３５が連通するスクロール圧縮機１００を例示している。なお、本実施の形態２に係るスクロール圧縮機１００は、実施の形態１と同様に、異なる２つの圧縮室５０に冷媒をインジェクションするため、固定スクロール２０の第１台板２１には、２つの第１インジェクション孔３４が形成されている。このような場合、各第１インジェクション孔３４の連通する圧縮室５０に対して、複数の第２インジェクション孔３５が連通することとなる。
　固定スクロール２０の第１台板２１の厚みに裕度があり、複数の第２インジェクション孔３５からインジェクションできるだけの冷媒を流せる太さの連通孔３２を形成できる場合、第１インジェクション孔３４の連通している１つの圧縮室５０に連通する第２インジェクション孔３５を、固定スクロール２０の第１台板２１に複数形成してもよい。換言すると、１つの溝３６に複数の第２インジェクション孔３５が連通していてもよい。これにより、圧縮室５０へインジェクションされる冷媒の流量をさらに増やすことができ、スクロール圧縮機１００を用いた冷凍サイクル回路の性能をさらに向上させることができる。
　１　密閉容器、２　フレーム、３　吐出管、４　吐出弁、５　吐出弁押さえ、６　ボルト、７　吐出空間、１０　インジェクション管、１１　ジョイント、１２　Ｏリング、２０　固定スクロール、２１　第１台板、２１ａ　第１面、２１ｂ　第２面、２２　第１渦巻歯、２３　吐出口、２４　基礎円、３１　インジェクション管接続口、３２　連通孔、３３　封止ボルト、３４　第１インジェクション孔、３５　第２インジェクション孔、３６　溝、３７　カバー、３８　ボルト、４０　揺動スクロール、４１　第２台板、４２　第２渦巻歯、４３　チップシール、５０　圧縮室、５１　吸入口、１００　スクロール圧縮機、２００　スクロール圧縮機（比較例）、２０１　連通孔。

Claims (4)

  1. 　冷媒の吐出口が形成された第１台板、及び前記第１台板の第１面に設けられた第１渦巻歯を有する固定スクロールと、
    　第２台板、及び該第２台板における前記固定スクロールと対向する側の面に設けられた第２渦巻歯を有し、前記第１渦巻歯と前記第２渦巻歯とを組み合わせて圧縮室が形成され、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、
    　を備え、
    　前記第１台板には、
    　インジェクション管が接続されたインジェクション管接続口と、
    　前記第１台板を貫通し、前記吐出口に連通する前の前記圧縮室に連通する第１インジェクション孔と、
    　前記インジェクション管接続口と前記第１インジェクション孔とに連通する連通孔と、
    　前記第１台板を貫通し、前記第１インジェクション孔が連通している前記圧縮室に連通する少なくとも１つの第２インジェクション孔と、
    　前記第１面とは反対側の面である第２面に形成され、前記第１インジェクション孔及び前記第２インジェクション孔と連通する溝とが形成されており、
    　前記インジェクション管接続口に供給された冷媒は、前記第１インジェクション孔及び前記第２インジェクション孔から、前記吐出口に連通する前の同一の前記圧縮室にインジェクションされるスクロール圧縮機。
  2. 　前記第１台板に複数の前記第２インジェクション孔が形成されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
  3. 　前記冷媒としてＨＦＣ系冷媒、ＨＣ系冷媒又は自然系冷媒が用いられる請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
  4. 　前記第１渦巻歯の一部はインボリュート曲線形状をしており、
    　前記第１インジェクション孔及び前記第２インジェクション孔は、前記第１渦巻歯のインボリュート曲線形状部分の基礎円と同一の基礎円のインジェクション曲線上に配置されている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
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