JP2016011620A - スクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】インジェクション逆止弁の外径を変更することなく、インジェクション流量を増加させることができるようにする。
【解決手段】インジェクション冷媒がインジェクションポート１ｆから圧縮室２０へ注入されるスクロール圧縮機１００において、インジェクションポート１ｆにはインジェクション逆止弁機構３５が設けられており、インジェクション逆止弁機構３５は、インジェクションポート１ｆの流入孔側に配置されたインジェクション逆止弁３５ａとばね３５ｂとから構成されており、インジェクション逆止弁３５ａの軸直交方向の中心位置が、インジェクションポート１ｆの流出孔の軸直交方向の中心位置からずらせて設置されている。
【選択図】図６

Description

本発明はインジェクション逆止弁を有するスクロール圧縮機に関するものである。

従来より、インジェクション圧力が圧縮室内の圧力よりも高い場合にインジェクション逆止弁が開き、インジェクション冷媒が圧縮室内に注入されるようにしたものがある。
またこのようなものにおいて、インジェクション圧力が圧縮室内圧力よりも低くなると、インジェクション逆止弁を閉じ、圧縮室内の冷媒がインジェクション回路に逆流することを防ぐようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−４３６９１号公報（図１）

しかしながら、インジェクションポート１つにつき１つのインジェクション回路を構成しており、それぞれに対し弁押さえを備えるなど、生産性、作業性に難がある。

また、従来のインジェクション逆止弁の構造では、インジェクションポート径は、インジェクション逆止弁の外径に比べてかなり小さい径とならざるを得ず、冷凍サイクルが必要とするインジェクション流量を確保するためには、逆止弁の径も同時に大きくする必要があった。

本発明は、前記のような課題の少なくとも一つを解決するためになされたもので、インジェクション逆止弁の外径を変更することなく、インジェクション流量を増加させることができるようにすることを目的とする。

本発明に係るスクロール圧縮機は、インジェクション冷媒がインジェクションポートから圧縮室へ注入されるスクロール圧縮機において、インジェクションポートにはインジェクション逆止弁機構が設けられており、インジェクション逆止弁機構は、インジェクションポートの流入孔側に配置されたインジェクション逆止弁とばねとから構成されており、インジェクション逆止弁の軸直交方向の中心位置が、インジェクションポートの流出孔の軸直交方向の中心位置からずらせて設置されているものである。

本発明に係るスクロール圧縮機においては、インジェクション逆止弁の軸直交方向の中心位置がインジェクションポートの流出孔の軸直交方向の中心位置からずらせて設置されているので、インジェクション逆止弁の外径を変更することなく、インジェクション流量を増加させることができる。

本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の固定スクロールとこれに取り付けられる部品との関係を示す上面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図であり、非インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示す図である。 図５のＡ−Ａ線断面図であり、インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示す図である。

以下、図示実施の形態により本発明を説明する。
以下の説明において、インジェクションとは、凝縮器を出た後の（高圧側の）液冷媒または二相冷媒またはガス冷媒を圧縮機の圧縮室の途中に戻して、再圧縮することを意味する。また、凝縮器を出た後の（高圧側の）液冷媒または二相冷媒またはガス冷媒をインジェクション冷媒と呼ぶ。なお、凝縮器を出た後とは、凝縮器を出た直後の冷媒に限らず、例えば所定の膨張弁や所定の熱交換器等を通った後の冷媒であってもよい。また、凝縮器とは、放熱器、負荷側に熱を与える熱交換器またはガスクーラーと読み替えてもよい。

まず、スクロール圧縮機の全体構成について図１に基づき説明する。図１は本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の全体構成を示す縦断面図である。
本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機１００は、図１に示すように、固定スクロール１、揺動スクロール２、コンプライアントフレーム３、ガイドフレーム４、電動機５、サブフレーム６、軸７、およびオルダム機構８が、密閉容器１０内に収納されて構成される。なお、固定スクロール１と揺動スクロール２とを総称して圧縮部と呼ぶ。

(固定スクロール)
次に、固定スクロールの構成について図１および図２に基づき説明する。図２は本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図である。
固定スクロール１は、図１および図２に示すように、固定台板１ａの下側に、板状の渦巻歯すなわち固定渦巻歯１ｂが形成されている。スクロール圧縮機１００は、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと、後述する揺動スクロール２の渦巻歯すなわち揺動渦巻歯２ｂとが噛み合うことにより、圧縮室２０が形成される。

固定台板１ａの下側の外周部には、オルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に２個形成されている。オルダム案内溝１ｃにはオルダム機構８の固定側爪８ｂが往復自在に係合されている。

固定台板１ａのほぼ中心部には、吐出ポート１ｄが固定台板１ａを貫通して形成されている。固定台板１ａの吐出ポート１ｄよりも外側には、リリーフポート１ｅが固定台板１ａを貫通して形成されている。固定台板１ａのリリーフポート１ｅよりも外側には、インジェクションポート１ｆが固定台板１ａの圧縮室側とその反対側を連通するよう形成されている。インジェクションポート１ｆには、後述するインジェクション逆止弁機構３５が設けられている。また、固定台板１ａには、板の厚みに相当する側部から上部までを貫通する流入孔１ｇが形成されている。流入孔１ｇの側部の開口には、インジェクションパイプ４１が挿入されている。

また、固定台板１ａの上側には、バックプレート３１が設けられている。バックプレート３１には、吐出ポート１ｄと重なる部分に吐出孔３１ｄが形成され、リリーフポート１ｅと重なる部分にはリリーフ孔３１ｅが形成されている。また、固定台板１ａとバックプレート３１との間には、流入孔１ｇの上側の開口からインジェクションポート１ｆまでをつなぐインジェクション流路３１ａが形成されている。

インジェクション冷媒は、密閉容器１０の外部から、インジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入する。流入孔１ｇに流入したインジェクション冷媒は、インジェクション流路３１ａを経て、インジェクション逆止弁３５ａを押し下げながら、インジェクションポート１ｆを通って圧縮室２０へ注入される。

また、バックプレート３１の上側には、吐出孔３１ｄとリリーフ孔３１ｅとを開閉する開閉弁３３と、開閉弁３３のリフト量を制限する弁押さえ３４とが設けられている。

（揺動スクロール）
次に、揺動スクロールの構成について図１および図３に基づき説明する。図３は本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図であり、前述の図２と同じ部分を示す図である。
揺動スクロール２は、図１および図３に示すように、揺動台板２ａの上側に、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと実質的に同一形状の板状の揺動渦巻歯２ｂが形成されている。前述したように、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと、揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂとが噛み合うことにより、圧縮室２０が形成される。

揺動台板２ａの下側における外周部には、固定スクロール１のオルダム案内溝１ｃとほぼ９０度の位相差を持つオルダム案内溝２ｅがほぼ一直線上に２個形成されている。オルダム案内溝２ｅにはオルダム機構８の揺動側爪８ａが往復自在に係合されている。

また、揺動台板２ａの下側における中心部には、中空円筒状のボス部２ｆが形成されており、そのボス部２ｆの内側が揺動軸受２ｃとなる。揺動軸受２ｃには、軸７の上端の揺動軸部７ｂが係合されている。なお、揺動軸受２ｃと揺動軸部７ｂとの間の空間をボス部内部空間１５ａと呼ぶ。

また、ボス部２ｆの外径側には、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの受け面と圧接摺動可能なスラスト面２ｄが形成されている。なお、ボス部２ｆの外径側において、揺動スクロール２のスラスト面２ｄとコンプライアントフレーム３との間に形成された空間をボス部外部空間１５ｂと呼ぶ。また、スラスト軸受３ａの外径側において、揺動スクロール２の揺動台板２ａとコンプライアントフレーム３との間に形成された空間を台板外径部空間１５ｃと呼ぶ。台板外径部空間１５ｃは、吸入ガス雰囲気圧（吸入圧力）低圧空間となっている。

また、揺動台板２ａには、上側の面から下側の面までを貫通する抽気孔２ｊが設けられる。つまり、抽気孔２ｊは、圧縮室２０とスラスト面２ｄ側の空間とを連通する。なお、抽気孔２ｊのコンプライアントフレーム３側の開口部である下開口部２ｋが通常運転時に描く円軌跡が、コンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａの内側に常時収まるように、抽気孔２ｊは配置されている。そのため、抽気孔２ｊからボス部外部空間１５ｂや台板外径部空間１５ｃへ冷媒が漏れることはない。

（コンプライアントフレームとガイドフレーム）
次に、コンプライアントフレームとガイドフレームの構成について図１および図４に基づき説明する。図４は本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部を示す縦断面図であり、前述の図２および図３と同じ部分を示す図である。
コンプライアントフレーム３は、図１および図４に示すように、外周部に設けられた上下２つの円筒面、すなわち上嵌合円筒面３ｄと下嵌合円筒面３ｅを、ガイドフレーム４の内周部に設けた円筒面、すなわち上嵌合円筒面４ａと下嵌合円筒面４ｂにより半径方向で支持されている。コンプライアントフレーム３の中心部には、電動機５により回転駆動される軸７を半径方向で支持する主軸受３ｃと補助主軸受３ｈが形成されている。

ここで、ガイドフレーム４とコンプライアントフレーム３との間に形成され、上下をリング状の上下シール材１６ａ，１６ｂで仕切られた空間をフレーム空間１５ｄと呼ぶ。なお、ガイドフレーム４の内周面に上下シール材１６ａ、１６ｂを収納するリング状のシール溝が２ヶ所に形成されている。しかし、このシール溝はコンプライアントフレーム３の外周側に形成されていてもよい。

コンプライアントフレーム３には、抽気孔２ｊの下開口部２ｋと対峙する位置に、スラスト軸受３ａの受け面側からフレーム空間１５ｄまでを貫通して、常時もしくは間欠的に抽気孔２ｊとフレーム空間１５ｄとを連通する連通孔３ｓが形成されている。

また、コンプライアントフレーム３には、ボス部外部空間１５ｂの圧力を調整する弁、弁押さえ、および中間圧調整ばね３ｍを備えた中間圧調整弁機構３ｐが設けられている。中間圧調整ばね３ｍは、中間圧調整弁機構３ｐに圧縮された状態で収納されている。

また、コンプライアントフレーム３には、スラスト軸受３ａの外周側に、オルダム機構環状部８ｃが往復摺動運動する往復摺動部３ｘが形成されている。往復摺動部３ｘには、台板外径部空間１５ｃ（図３）と吸入空間とを連通する連通孔３ｎが形成されている。

ガイドフレーム４は、外周部が焼き嵌めや溶接などによって、密閉容器１０に固定されている。しかし、ガイドフレーム４の外周部には切り欠きが設けられており、圧縮室２０から密閉容器１０内へ吐出された冷媒が、吐出パイプ４３へ流れる流路は確保されている。

（軸）
次に、軸の構成について図１、図３および図４に基づき説明する。
軸７は、その上側に、揺動スクロール２の揺動軸受２ｃと回転自在に係合する揺動軸部７ｂが形成されている。揺動軸部７ｂの下側には、コンプライアントフレーム３の主軸受３ｃおよび補助主軸受３ｈと回転自在に係合する主軸部７ｃが形成されている。

軸７の下側には、サブフレーム６の副軸受６ａと回転自在に係合する副軸部７ｄが形成されている。そして、副軸部７ｄと主軸部７ｃとの間には、電動機５の回転子５ａが焼嵌され、その周囲に固定子５ｂが設けられている。

また、軸７の内部には、軸方向に貫通して給油穴７ｇが設けられている。さらに、軸７の下端面には、給油穴７ｇと連通するオイルパイプ７ｆが圧入されている。

次に、固定スクロールとこれに取付けられる部品について図５〜図７に基づき図１〜図４を参照しながら説明する。図５は本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機の固定スクロールとこれに取り付けられる部品との関係を示す上面図である。図６は図５のＡ−Ａ線断面図であり、非インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示す図である。図７は図５のＡ−Ａ線断面図であり、インジェクション運転時のインジェクション逆止弁機構を拡大して示す図である。なお、図５では、本来見えない構成要素を破線で示している。
固定台板１ａの中心部には、図１〜図５に示すように、吐出ポート１ｄが当該固定台板１ａを下側から上側まで貫通して形成されている。固定台板１ａの吐出ポート１ｄよりも外周部には、リリーフポート１ｅが当該固定台板１ａを下側から上側まで貫通して形成されている。固定台板１ａのリリーフポート１ｅよりも外周側には、インジェクションポート１ｆが固定台板１ａを下側から上側まで貫通して形成されている。また、固定台板１ａには側部から上部までを連通する流入孔１ｇが形成されている。

固定台板１ａの上側には、固定台板１ａの概ね全体を覆うバックプレート３１が設けられ、周囲数箇所が固定台板１ａにボルト（図示せず）によって固定される。これにより、固定台板１ａとバックプレート３１とは密着した状態となる。
なお、固定台板１ａに直接バックプレート３１を固定するのではなく、固定台板１ａとバックプレート３１との接合面の間に、ゴム素材で形成されたパッキンを介在させてもよい。これにより、固定台板１ａとバックプレート３１との接合面のシール性を向上させることができる。

バックプレート３１には、吐出ポート１ｄと重なる部分に吐出孔３１ｄが形成され、リリーフポート１ｅと重なる部分にリリーフ孔３１ｅが形成されている。したがって、圧縮室２０とバックプレート３１の上側の空間（密閉容器１０内の空間）とは、吐出ポート１ｄおよび吐出孔３１ｄを介して連通する。同様に、圧縮室２０とバックプレート３１の上側の空間とは、リリーフポート１ｅおよびリリーフ孔３１ｅを介して連通する。

また、バックプレート３１には、図５〜図７に示すように、流入孔１ｇの上側の開口と重なる位置からインジェクションポート１ｆと重なる位置まで連続した溝が形成されている。この溝により、固定台板１ａとバックプレート３１との間に、流入孔１ｇの上側の開口からインジェクションポート１ｆまでを繋ぐインジェクション流路３１ａが形成される。また、バックプレート３１は、インジェクション流路３１ａを形成する溝のエッジがインジェクションポート１ｆの開口面に僅かにかかるように形成され、この部分がインジェクション逆止弁３５ａの脱落を防止する弁押さえ３１ｂとして機能するようになっている。これにより、インジェクション逆止弁３５ａの脱落を防止手段を別に設ける必要が無くなり、製造工程の簡略化が図れ、生産性を改善することができて、製造コストを削減することができる。

また、インジェクション逆止弁機構３５は、図６および図７に示すように、インジェクションポート１ｆの流出孔の軸直交方向の中心位置と、インジェクション逆止弁３５ａつまりばね３５ｂの軸直交方向の中心位置とをずらせて構成されている。これによって、インジェクション逆止弁３５ａの外径を変更することなく、インジェクション流量を増加させることができる。

また、流入孔１ｇの側部の開口には、インジェクションパイプ４１が挿入される（図１，図２）。そして、インジェクション冷媒は、密閉容器１０の外部からインジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入する。流入孔１ｇに流入したインジェクション冷媒は、インジェクション流路３１ａを経て、インジェクション逆止弁機構３５のインジェクション逆止弁３５ａを押し下げながらインジェクションポート１ｆを介し圧縮室２０へ注入される。インジェクション逆止弁３５ａは、非インジェクション運転時にはばね３５ｂによって押し上げられ、バックプレート３１を弁押さえとしてインジェクションポート１ｆとインジェクション流路３１ａとを遮断する。また、既述したように、インジェクションポート１ｆとインジェクション逆止弁機構３５の軸直交方向の中心位置が異なるため、図７に示すインジェクションポート１ｆの流路幅１ｈを調節することができ、用途に合ったインジェクション流路を形成することができる。

なお、ここでは、バックプレート３１に溝が形成され、インジェクション流路３１ａが形成されるとしたが、バックプレート３１の変わりに固定台板１ａに溝が形成され、インジェクション流路３１ａが形成されるとしてもよい。

バックプレート３１の上側には、図２および図５に示すように、リリーフ弁となる開閉弁３３と弁押さえ３４とがボルト（図示せず）により、バックプレート３１および固定台板１ａに固定される。開閉弁３３は、吐出孔３１ｄとリリーフ孔３１ｅを開閉するリード弁である。開閉弁３３は、圧縮室２０内の冷媒の圧力と、密閉容器１０内の冷媒の圧力（吐出圧力）との圧力差により開閉するリード弁である。弁押さえ３４は、開閉弁３３のリフト量を制限する。
なお、ここでは、吐出孔３１ｄとリリーフ孔３１ｅとを開閉する１つの開閉弁３３が設けられるとした。しかし、開閉弁３３は、吐出孔３１ｄとリリーフ孔３１ｅとのそれぞれ個別に設けられていてもよい。

次に、図１〜図７に基づき、スクロール圧縮機１００の動作について説明する。
低圧の吸入冷媒は、吸入パイプ４２から固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂとにより形成される圧縮室２０に流入する。また、外部からインジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入したインジェクション冷媒が、インジェクション流路３１ａを経て、インジェクションポート１ｆから圧縮室２０へ注入される。なお、インジェクション運転を行わない場合には、図６のようにインジェクション逆止弁機構３５のインジェクション逆止弁３５ａが閉じられて、インジェクション冷媒は圧縮室２０へ注入されない。

電動機５により軸７が駆動され、揺動スクロール２が駆動する。揺動スクロール２は、オルダム機構８によって自転運転せず、公転運動（偏芯旋回運動）して、圧縮室２０の容積を徐々に減少させる圧縮動作をする。この圧縮動作により圧縮室２０内の冷媒は高圧となり、固定スクロール１の吐出ポート１ｄを介して密閉容器１０内に吐出される。吐出された冷媒は、吐出パイプ４３から密閉容器１０外に放出される。つまり、密閉容器１０内は高圧となる。

前述したように、定常運転時には密閉容器１０内が高圧となる。この圧力により、密閉容器１０の底部に溜まった冷凍機油１１は、オイルパイプ７ｆと給油穴７ｇとを上側に向かって流れる。そして、高圧の冷凍機油１１は、ボス部内部空間１５ａ（図３）に導かれ、吸入圧力より高く吐出圧力以下の中間圧Ｐｍ１まで減圧され、ボス部外部空間１５ｂ（図３）へ流れる。

また、給油穴７ｇを流れる高圧油は、軸７に設けられた横穴から主軸受３ｃと主軸部７ｃとの間（図１及び図４）に導かれる。主軸受３ｃと主軸部７ｃとの間に導かれた冷凍機油１１は、主軸受３ｃと主軸部７ｃとの間で吸入圧力より高く吐出圧力以下の中間圧Ｐｍ１まで減圧され、ボス部外部空間１５ｂ（図３参照）へ流れる。

なお、ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１となった冷凍機油１１は、冷凍機油１１に溶解していた冷媒の発泡で、一般にはガス冷媒と冷凍機油１１との２相になっている。

ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１となった冷凍機油１１は、中間圧調整弁機構３ｐを通って台板外径部空間１５ｃ（図３及び図４）に流れる。台板外径部空間１５ｃへ流れた冷凍機油１１は、連通孔３ｎ（図４）を通ってオルダム機構環状部８ｃ（図４）の内側へ排出される。ここで、冷凍機油１１は、中間圧調整弁機構３ｐを通る際、中間圧調整ばね３ｍ（図４参照）によって付加される力に打ち勝って、中間圧調整弁機構３ｐの弁を押し上げて台板外径部空間１５ｃ（図３）に流れる。

また、ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１となった冷凍機油１１は、揺動スクロール２のスラスト面２ｄ（図３）とコンプライアントフレーム３のスラスト軸受３ａ（図３）の摺動部へ給油され、オルダム機構環状部８ｃ（図４）の内側へ排出される。そして、オルダム機構８の揺動側爪８ａ（図３）と固定側爪８ｂ（図２）の各摺動面に給油された後、台板外径部空間１５ｃ（図３）へ開放される。

ここで、ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１は、中間圧調整弁機構３ｐの中間圧調整ばね３ｍのばね力と弁の露出面積とによってほぼ決定される所定の圧力αによって、「Ｐｍ１＝Ｐｓ＋α」と表される。なお、Ｐｓは吸入雰囲気圧すなわち低圧である。

また、抽気孔２ｊの下開口部２ｋ（図４）は、コンプライアントフレーム３に設けられた連通孔３ｓのスラスト軸受３ａ側の開口部と、常時もしくは間欠的に連通する。このため、圧縮室２０からの圧縮途中の冷媒ガスが、揺動スクロール２の抽気孔２ｊおよびコンプライアントフレーム３の連通孔３ｓを介してフレーム空間１５ｄ（図４）に導かれる。この冷媒ガスは、圧縮途中であるため、吸入圧より高く吐出圧以下の中間圧Ｐｍ２である。
なお、冷媒ガスが導かれるといっても、フレーム空間１５ｄは上シール材１６ａと下シール材１６ｂとで密閉された閉空間であるため、通常運転時には圧縮室２０の圧力変動に呼応して圧縮室２０とフレーム空間１５ｄとは双方向に微少な流れを有する。つまり、圧縮室２０とフレーム空間１５ｄとは、いわば呼吸しているような状態となる。

ここで、フレーム空間１５ｄの中間圧Ｐｍ２は、連通する圧縮室２０の位置でほぼ決定される所定の倍率βによって、「Ｐｍ２＝Ｐｓ×β」と表される。なお、Ｐｓは吸入雰囲気圧すなわち低圧である。

ここで、コンプライアントフレーム３には、（Ａ）ボス部外部空間１５ｂの中間圧Ｐｍ１に起因する力と、（Ｂ）スラスト軸受３ａを介した揺動スクロール２からの押付け力との合計（Ａ＋Ｂ）が下向きの力として作用する。
一方、コンプライアントフレーム３には、（Ｃ）フレーム空間１５ｄの中間圧Ｐｍ２に起因する力と、（Ｄ）下端面の高圧雰囲気に露出している部分に作用する高圧に起因する力との合計（Ｃ＋Ｄ）が上向きの力として作用する。
そして通常運転時には、上向きの力（Ｃ＋Ｄ）が下向きの力（Ａ＋Ｂ）より大きくなるよう設定されている。

通常運転時には、上向きの力（Ｃ＋Ｄ）が下向きの力（Ａ＋Ｂ）より大きくなるように設定されているため、コンプライアントフレーム３は、固定スクロール１側（図１上側）に浮き上がった状態となる。つまりコンプライアントフレーム３は、上嵌合円筒面３ｄがガイドフレーム４の上嵌合円筒面４ａにガイドされるとともに、下嵌合円筒面３ｅがガイドフレーム４の下嵌合円筒面４ｂにガイドされて、固定スクロール１側（図１上側）に浮き上がった状態となる。すなわち、コンプライアントフレーム３は、固定スクロール１側（図１上側）に浮き上がって、スラスト軸受３ａを介して揺動スクロール２に押付けられた状態となる。
コンプライアントフレーム３が揺動スクロール２に押付けられているため、揺動スクロール２もコンプライアントフレーム３と同様に固定スクロール１側（図１上側）に浮き上がった状態となる。その結果、揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂの歯先と、固定スクロール１の歯底（固定台板１ａ）とが接触するとともに、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂの歯先と、揺動スクロール２の歯底（揺動台板２ａ）とが接触する。

一方、圧縮機の起動時等の過渡期や、圧縮室２０の内圧が異常に上昇したときなどには、前述した（Ｂ）のスラスト軸受３ａを介しての揺動スクロール２からの押付け力が大きくなる。そのため、下向きの力（Ａ＋Ｂ）が上向きの力（Ｃ＋Ｄ）より大きくなる。その結果、コンプライアントフレーム３がガイドフレーム４側（図１下側）へ押付けられる。そして、揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂの歯先と、固定スクロール１の歯底（固定台板１ａ）とが離れるとともに、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂの歯先と、揺動スクロール２の歯底（揺動台板２ａ）とが離れる。これにより、圧縮室２０内の圧力が下がり、圧縮室２０内の圧力が過度に上昇することが防がれる。

インジェクション運転時には、外部からのインジェクション冷媒がインジェクションパイプ４１を介して流入孔１ｇに流入し、インジェクション流路３１ａを経て、インジェクションポート１ｆから圧縮室２０へ注入される。このとき、吸入パイプ４２から吸入された低圧の冷媒は、固定スクロール１の固定渦巻歯１ｂと揺動スクロール２の揺動渦巻歯２ｂとにより形成される圧縮室２０に流入し、圧縮されているが、インジェクションポート１ｆと連通するときの圧縮室２０内の圧力がインジェクション圧力よりも小さい場合、インジェクション逆止弁機構３５のばね３５ｂ力に打ち勝って、インジェクション冷媒が圧縮室２０内へ流入する。インジェクション圧力が圧縮室２０内の圧力よりも小さい場合は、インジェクション逆止弁３５ａは開かず、インジェクション冷媒は圧縮室２０へ流入しない。インジェクション圧力が圧縮室２０内の圧力よりも小さい運転条件はおおむねインジェクションを必要としない条件であり、大抵の場合インジェクション冷媒をスクロール圧縮機１００へ流入させるためのユニット側の弁は閉じている。

次にインジェクション逆止弁３５ａの効果について説明する。インジェクション逆止弁３５ａは主にインジェクション運転を必要としない条件における性能を向上させる効果がある。図５に示す通り、インジェクション冷媒はインジェクション流路３１ａを通った後、分岐して２箇所、ないしは３箇所のインジェクションポート１ｆを通って圧縮室２０内へ注入される。分岐したインジェクションポート１ｆは圧縮室２０のうち、揺動スクロール２の内向面と固定スクロール１の外向面によって形成される圧縮室（以下、圧縮室Ａという）と揺動スクロール２の外向面と固定スクロール１の内向面によって形成される圧縮室（以下、圧縮室Ｂという）とに、それぞれ連通している。軸７がある回転角のとき、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとにそれぞれインジェクションポート１ｆが連通するタイミングが異なっている場合、圧縮室Ａの圧力と圧縮室Ｂの圧力が異なる状態でインジェクション流路３１ａと連通することになる。仮にインジェクション運転を行っていないときには、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとで圧力の高い方から低い方へインジェクション流路３１ａを介して連通し、いわゆる呼吸をしている状態となる。呼吸状態となると圧縮室２０で冷媒の再圧縮が起こり、結果として入力の増加、性能低下の原因となる。しかし、インジェクション逆止弁機構３５を備え付けることで、圧縮室Ａと圧縮室Ｂとがインジェクション流路３１ａを介して連通することがなくなり、呼吸運動がなくなる。このため、冷媒の再圧縮を防止でき、性能を向上させることができる。

また、インジェクション逆止弁機構３５の組立時に、インジェクション逆止弁３５ａの弁押さえ３１ｂをバックプレート３１で代用することで組立の簡易化を図ることができる。もちろん、固定スクロール１の固定台板１ａに弁押さえを圧入する等、シール性を向上させる方法を用いても良い。さらに、インジェクションポート１ｆの流路幅１ｈを自在に変化させることができるので、ユニットの必要とするインジェクション流量を確保するために適切な形状をとることが可能である。

１ 固定スクロール、１ａ 固定台板、１ｂ 固定渦巻歯、１ｃ オルダム案内溝、１ｄ 吐出ポート、１ｅ リリーフポート、１ｆ インジェクションポート、１ｇ 流入孔、１ｈ 流路幅、２ 揺動スクロール、２ａ 揺動台板、２ｂ 揺動渦巻歯、２ｃ 揺動軸受、２ｄ スラスト面、２ｅ オルダム案内溝、２ｆ ボス部、２ｊ 抽気孔、２ｋ 下開口部、３ コンプライアントフレーム、３ａ スラスト軸受、３ｃ 主軸受、３ｄ 上嵌合円筒面、３ｅ 下嵌合円筒面、３ｈ 補助主軸受、３ｍ 中間圧調整ばね、３ｐ 中間圧調整弁機構、３ｓ，３ｎ 連通孔、３ｘ 往復摺動部、４ ガイドフレーム、４ａ 上嵌合円筒面、４ｂ 下嵌合円筒面、５ 電動機、５ａ 回転子、５ｂ 固定子、６ サブフレーム、６ａ 副軸受、７ 軸、７ｂ 揺動軸部、７ｃ 主軸部、７ｄ 副軸部、７ｇ 給油穴、７ｆ オイルパイプ、８ オルダム機構、８ａ 揺動側爪、８ｂ 固定側爪、８ｃ オルダム機構環状部、１０ 密閉容器、１１ 冷凍機油、１５ａ ボス部内部空間、１５ｂ ボス部外部空間、１５ｃ 台板外径部空間、１５ｄ フレーム空間、１６ａ 上シール材、１６ｂ 下シール材、２０ 圧縮室、３１ バックプレート、３１ａ インジェクション流路、３１ｂ 弁押さえ、３１ｄ 吐出孔、３１ｅ リリーフ孔、３３ 開閉弁、３４ 弁押さえ、３５ インジェクション逆止弁機構、３５ａ インジェクション逆止弁、３５ｂ ばね、４１ インジェクションパイプ、４２ 吸入パイプ、４３ 吐出パイプ、１００ スクロール圧縮機。

Claims (5)

1. インジェクション冷媒がインジェクションポートから圧縮室へ注入されるスクロール圧縮機において、
   前記インジェクションポートにはインジェクション逆止弁機構が設けられており、
   前記インジェクション逆止弁機構は、前記インジェクションポートの流入孔側に配置されたインジェクション逆止弁とばねとから構成されており、前記インジェクション逆止弁の軸直交方向の中心位置が、前記インジェクションポートの流出孔の軸直交方向の中心位置からずらせて設置されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
2. 前記スクロール圧縮機は、固定スクロールと揺動スクロールとを有し、
   前記固定スクロールは、一方の面に固定渦巻歯が設けられた固定台板を有し、
   前記揺動スクロールは、一方の面に揺動渦巻歯が設けられた揺動台板を有し、
   前記固定台板の前記固定渦巻歯と前記揺動台板の前記揺動渦巻歯とがかみ合うことで、これら固定渦巻歯と揺動渦巻歯との間に前記圧縮室が形成されており、
   前記インジェクション冷媒は、インジェクションパイプを介して流入しており、該インジェクションパイプと前記インジェクションポートとの間にインジェクション流路が形成されており、
   前記固定台板には、他方の面に、当該固定台板との間で前記インジェクション流路を形成するバックプレートが設けられていることを特徴とする請求項１記載のスクロール圧縮機。
3. 前記バックプレートは、前記インジェクション逆止弁の移動量を規制する弁押さえを備えていることを特徴とする請求項２記載のスクロール圧縮機。
4. 前記インジェクション逆止弁は、前記固定台板を前記圧縮室が形成される前記固定渦巻歯側の前記一方の面から他方の面まで貫通した前記インジェクションポートに収容されており、
   前記固定台板には、さらに板の厚みに相当する側部から前記他方の面まで連通する流入孔が形成されており、
   前記バックプレートは、前記固定台板の前記他方の面を覆うように設けられ、前記固定台板との間に、前記流入孔の前記他方の面の開口と前記インジェクションポートとを接続する前記インジェクション流路を形成していることを特徴とする請求項２又は３記載のスクロール圧縮機。
5. 前記固定台板には、予め設定された吐出圧よりも高い圧力まで圧縮された冷媒を吐出する開閉弁が設けられていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のスクロール圧縮機。

Images