(57)【要約】【課題】圧力脈動を低減して高効率な運転を行うスクロール圧縮機の提供。【解決手段】固定スクロール１１の固定渦巻きラップ１１ｂの内壁を、旋回スクロール１２の旋回渦巻きラップ１２ｂの終端近くまで形成することで、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第１圧縮室の閉じ込み容積を、固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第２圧縮室の閉じ込み容積より大きくし、第１圧縮室の閉じ込み容積と第１圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第１圧縮室の容積比は、第２圧縮室の閉じ込み容積と第２圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第２圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくした構成としてある。これにより、第１圧縮室の容積比と第２圧縮室の容積比の差がなくなる若しくは少なくなるため、離間時の圧力脈動を低減することができる。【選択図】図１
2020118092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記圧縮機構部と電動機構部を収容し、底部に潤滑油を貯留する貯油部を有した密閉容器とを備え、
前記圧縮機構部は、固定スクロールと、旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回駆動する回転軸とを有し、
前記固定スクロールは、円板状の固定スクロール鏡板と、前記固定スクロール鏡板に立設した固定渦巻きラップとを備え、
前記旋回スクロールは、円板状の旋回スクロール鏡板と、前記旋回スクロール鏡板のラップ側端面に立設した旋回渦巻きラップとを備え、
前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとを相互に噛み合わせて、前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとの間に複数の圧縮室を形成し、且つ、
前記固定渦巻きラップの内壁を、前記旋回渦巻きラップの終端近くまで形成して、前記固定渦巻きラップの内壁と前記旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第１圧縮室の閉じ込み容積を、前記固定渦巻きラップの外壁と前記旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第２圧縮室の閉じ込み容積よりも大きくしたスクロール圧縮機であって、
前記第１圧縮室の前記閉じ込み容積と前記第１圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第１圧縮室の容積比を、前記第２圧縮室の前記閉じ込み容積と前記第２圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第２圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくしたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を前記旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
中間圧力の冷媒をインジェクションするためのインジェクションポートを固定スクロールの鏡板に１つ以上設け、前記第１圧縮室及び前記第２圧縮室への前記インジェクションポートの開口開始時はいずれの圧縮室も閉じ込み後の圧縮工程中となる位置に設け、前記第１圧縮室へのインジェクション冷媒量を前記第２圧縮室へのインジェクション冷媒量よりも多くしたことを特徴する請求項１または２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
旋回スクロールの背面に高圧領域と中圧領域を形成し、前記中圧領域は第２圧縮室のみと連通する構成としたことを特徴とする請求項３に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気調和機、給湯器、冷蔵庫等の冷凍機器に用いられる、スクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和機等の冷凍機器には、蒸発器で蒸発したガス冷媒を吸入し、凝縮器にて凝縮させるために必要な圧力までガス冷媒を圧縮して冷媒回路中に高温高圧のガス冷媒を送り出すスクロール圧縮機が使用されている。
【０００３】
このようなスクロール圧縮機では、固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの終端近くまで形成することで、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される一方の圧縮室の閉じ込み容積と、固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される他方の圧縮室の閉じ込み容積とを異ならせ、閉じ込み容積を最大化したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開２０１５／１６２８６９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１記載のものは、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第１圧縮室の容積比が固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第２圧縮室の容積比より大きくなるため、離間時の第１圧縮室の圧力が第２圧縮室の圧力よりも高くなり、第１圧縮室から第２圧縮室へ冷媒が流入するため、圧力脈動が発生し性能を低減させるという課題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題を解決したもので、離間時の圧力脈動を低減して高効率な運転を可能としたスクロール圧縮機の提供を目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は上記目的を達成するため、固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの終端近くまで形成することで、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第１圧縮室の閉じ込み容積を、固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第２圧縮室の閉じ込み容積より大きくしたスクロール圧縮機において、前記第１圧縮室の閉じ込み容積と第１圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第１圧縮室の容積比は、前記第２圧縮室の閉じ込み容積と第２圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第２圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくした構成としてある。
【０００８】
これにより、第１圧縮室の容積比と第２圧縮室の容積比の差がなくなる若しくは少なくなるため、離間時の圧力脈動を低減することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１圧縮室の容積比と第２圧縮室の容積比の差がなくなる若しくは少なくなるため、離間時の圧力脈動を低減することができ、高効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図２】同スクロール圧縮機の圧縮機構部を示す要部拡大断面図
【図３】（ａ）〜（ｄ）同スクロール圧縮機の旋回運動に伴う、圧縮室の容積変化を示す図
【図４】（ａ）スクロール圧縮機における固定スクロールの中心部の拡大図、（ｂ）固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも小さくした固定渦巻きラップの中心部の拡大図
【図５】本発明の実施の形態１におけるスクロール圧縮機と気液分離器を用いたガスインジェクション冷凍サイクル図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の第１の実施の形態によるスクロール圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、前記圧縮機構部と電動機構部を収容し、底部に潤滑油を貯留する貯油部を有した密閉容器とを備え、前記圧縮機構部は、固定スクロールと、旋回スクロールと、前記旋回スクロールを旋回駆動する回転軸とを有し、前記固定スクロールは、円板状の固定スクロール鏡板と、前記固定スクロール鏡板に立設した固定渦巻きラップとを備え、前記旋回スクロールは、円板状の旋回スクロール鏡板と、前記旋回スクロール鏡板のラップ側端面に立設した旋回渦巻きラップとを備え、前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとを相互に噛み合わせて、前記固定渦巻きラップと前記旋回渦巻きラップとの間に複数の圧縮室を形成し、且つ、前記固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロールの旋回渦巻きラップの終端近くまで形成して、固定渦巻きラップの内壁と旋回渦巻きラップの外壁とで形成される第１圧縮室の閉じ込み容積を、固定渦巻きラップの外壁と旋回渦巻きラップの内壁とで形成される第２圧縮室の閉じ込み容積よりも大きくしたスクロール圧縮機であって、
前記第１圧縮室の閉じ込み容積と第１圧縮室が吐出可能となる第１圧縮室容積の比である容積比は前記第２圧縮室の閉じ込み容積と第２圧縮室が吐出可能となる圧縮室の容積の比である第２圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくした構成としてある。
【００１２】
本実施の形態の構成によれば、第１圧縮室の容積比と第２圧縮室の容積比の差がなくなる若しくは少なくなるため、離間時の圧力脈動を低減することができる。
【００１３】
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるスクロール圧縮機において、固定スクロールの固定渦巻きラップの内壁曲線の開始点の伸開角を旋回スクロールの旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始点の伸開角と等しく若しくは大きくしたものである。
【００１４】
本実施の形態によれば、固定スクロールの渦巻きラップの巻き始め部のラップ厚さを大きくすることができるため、強度を上げ信頼性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の第３の実施の形態は、第１の実施形態か第２の実施の形態のいずれかの実施の形態によるスクロール圧縮機において、圧縮工程中の圧縮室に、中間圧力の冷媒を流入させるインジェクションポートを設け、冷媒インジェクション量は、第１圧縮室の方が第２圧縮室より大きく若しくは等しくなるようにしたものである。
【００１６】
本実施の形態によれば、離間時の圧力脈動を抑えつつ冷媒インジェクションによる冷媒循環量増加の効果を得ることができる。
【００１７】
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施形態によるスクロール圧縮機であって、旋回スクロールの背面に高圧領域と中圧領域を形成して、旋回スクロールをその背面から高圧領域と任意の圧縮室から導いた中圧領域の荷重で印加する構成とし、前記中圧領域は第２圧縮室のみと連通する構成としたものである。
【００１８】
本実施の形態によれば、冷媒インジェクション有無による固定スクロールへの旋回スクロールの押し付け荷重の変動を低減することができるため、安定した運転状態を保つことができる。
【００１９】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１におけるスクロール圧縮機の縦断面図、図２は圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００２１】
密閉容器１内には、冷媒を圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機構部２０とが配置されている。
【００２２】
密閉容器１は、上下方向に沿って延びる円筒状に形成された胴部１ａと、胴部１ａの上部開口を塞ぐ上蓋１ｃと、胴部１ａの下部開口を塞ぐ下蓋１ｂとで構成されている。
【００２３】
密閉容器１には、圧縮機構部１０に冷媒を導入する冷媒吸込管２と、圧縮機構部１０にて圧縮された冷媒を密閉容器１の外に吐出する冷媒吐出管３とを設けている。
【００２４】
圧縮機構部１０は、固定スクロール１１と、旋回スクロール１２と、旋回スクロール１２を旋回駆動する回転軸１３とを有している。
【００２５】
電動機構部２０は、密閉容器１に固定されたステータ２１と、ステータ２１の内側に配置されたロータ２２とを備える。ロータ２２には上記回転軸１３が固定されており、回転軸１３の上端には、回転軸１３に対して偏心した偏心軸１３ａが形成されている。偏心軸１３ａには、偏心軸１３ａの上面に開口する凹部によってオイル溜まりを形成している。
【００２６】
固定スクロール１１及び旋回スクロール１２の下方には、固定スクロール１１及び旋回スクロール１２を支持する主軸受３０が設けられている。主軸受３０には、回転軸１３を軸支する軸受部３１と、ボス収容部３２とが形成されている。主軸受３０は、密閉容器１に溶接や焼き嵌めによって固定される。
【００２７】
固定スクロール１１は、円板状の固定スクロール鏡板１１ａと、固定スクロール鏡板１１ａに立設した渦巻状の固定渦巻きラップ１１ｂと、固定渦巻きラップ１１ｂの周囲を取り囲むように立設した外周壁部１１ｃとを備え、固定スクロール鏡板１１ａの略中心部に吐出ポート１４が形成されている。
【００２８】
旋回スクロール１２は、円板状の旋回スクロール鏡板１２ａと、旋回スクロール鏡板１２ａのラップ側端面に立設した旋回渦巻きラップ１２ｂと、旋回スクロール鏡板１２ａの反ラップ側端面に形成した円筒状のボス部１２ｃとを備えている。
【００２９】
固定スクロール１１の固定渦巻きラップ１１ｂと旋回スクロール１２の旋回渦巻きラップ１２ｂとは相互に噛み合わされ、固定渦巻きラップ１１ｂと旋回渦巻きラップ１２ｂとの間に複数の圧縮室１５が形成される。
【００３０】
ボス部１２ｃは、旋回スクロール鏡板１２ａの略中央に形成され、前記偏心軸１３ａに挿入した状態でボス収容部３２に収容されている。
【００３１】
固定スクロール１１は、外周壁部１１ｃで複数本のボルトを用いて主軸受３０に固定される。一方、旋回スクロール１２は、オルダムリングなどの自転拘束部材１７を介して固定スクロール１１に支持されている。旋回スクロール１２の自転を拘束する自転拘束部材１７は、固定スクロール１１と主軸受３０との間に設けている。これにより、旋回スクロール１２は、固定スクロール１１に対して、自転しないで旋回運動をする。
【００３２】
密閉容器１の底部には、潤滑油を貯留する貯油部４が形成されており、回転軸１３は、その下端部１３ｂが密閉容器１の下部に配置された副軸受１８に軸支されている。
【００３３】
回転軸１３の下端には容積型のオイルポンプ５を設けている。オイルポンプ５は、その吸い込み口が貯油部４内に存在するように配置されている。オイルポンプ５は、回転軸１３によって駆動され、密閉容器１の底部に設けられた貯油部４にある潤滑油を、圧力条件や運転速度に関係なく、確実に吸い上げることができ、オイル切れの心配が解消される。
【００３４】
回転軸１３には、回転軸１３の下端部１３ｂから偏心軸１３ａに至る回転軸オイル供給孔１３ｃが形成されている。
【００３５】
オイルポンプ５で吸い上げた潤滑油は、回転軸１３内に形成している回転軸オイル供給孔１３ｃを通じて、副軸受１８の軸受、軸受部３１、ボス部１２ｃ内に供給される。
【００３６】
冷媒吸込管２から吸入される冷媒は、吸入ポート１５ａから圧縮室１５に導かれる。圧縮室１５は、外周側から中央部に向かって容積を縮めながら移動し、圧縮室１５で所定の圧力に到達した冷媒は、固定スクロール１１の中央部に設けた吐出ポート１４から吐出室６に吐出される。吐出ポート１４には吐出リード弁を設けている。圧縮室１５で所定の圧力に到達した冷媒は、吐出リード弁を押し開いて吐出室６に吐出される。吐出室６に吐出された冷媒は、密閉容器１内上部に導出され、冷媒吐出管３から吐出される。
【００３７】
本実施形態によるスクロール圧縮機は、ボス収容部３２を高圧領域Ａとし、自転拘束部材１７を配置する旋回スクロール１２の外周部を中間圧領域Ｂとして、旋回スクロール１２の背面から高圧領域Ａと中間圧領域Ｂの荷重を印加することで旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押しつけている。
【００３８】
偏心軸１３ａは、旋回軸受１３ｄを介して、ボス部１２ｃに旋回駆動可能に挿入されている。偏心軸１３ａの外周面にはオイル溝１３ｅが形成されている。
【００３９】
旋回スクロール鏡板１２ａのスラスト力を受ける主軸受３０のスラスト面には、リング状のシール部材３３を設けている。シール部材３３はボス収容部３２の外周に配置している。
【００４０】
密閉容器１内は、吐出室６に吐出される冷媒と同じ高圧の冷媒で満たされ、回転軸オイル供給孔１３ｃは、偏心軸１３ａの上端に開口しているため、ボス部１２ｃ内は吐出冷媒と同等の高圧領域Ａとなる。
【００４１】
回転軸オイル供給孔１３ｃを通ってボス部１２ｃ内に導入された潤滑油は、偏心軸１３ａの外周面に形成されたオイル溝１３ｅによって旋回軸受１３ｄ及びボス収容部３２に供給される。ボス収容部３２の外周にはシール部材３３を設けているので、ボス収容部３２は高圧領域Ａとなる。
【００４２】
旋回スクロール鏡板１２ａには、ボス部１２ｃ内に形成した第１オイル導入孔５１と中間圧領域Ｂに間欠的に開口する第１オイル導出孔５２と、第１オイル導入孔５１と第１オイル導出孔５２とを連通する第１鏡板オイル連通路５３とを設けている。
【００４３】
また、旋回スクロール鏡板１２ａには、中間圧領域Ｂに間欠的に開口する第２オイル導入孔６１と、圧縮室１５に開口する第２オイル導出孔６２と、第２オイル導入孔６１と第２オイル導出孔６２とを連通する第２鏡板オイル連通路６３とを設けている。第２オイル導入孔６１は、旋回スクロール鏡板１２ａの上面に形成している。
【００４４】
このように、旋回スクロール１２に、中間圧領域Ｂと圧縮室を間欠的に連通する第２オイル導出孔６２を形成することで、圧縮室１５の中間圧を中間圧領域Ｂに導き、様々な運転条件でも、必要最小限の荷重で旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押し付けることができる。よって、圧縮機の摩擦損失を低減しつつ、旋回スクロール１２が固定スクロール１１から離反することを防止でき、圧縮室１５の気密性を高めることができる。
【００４５】
図３は、同スクロール圧縮機の旋回運動に伴う、圧縮室の容積変化を示す図で、固定スクロール１１に旋回スクロール１２を噛み合わせ、旋回スクロール１２の背面から見た状態である。図３（ｂ）は、図３（ａ）から９０度回転が進んだ状態、図３（ｃ）は、図３（ｂ）から更に９０度回転が進んだ状態、図３（ｄ）は、図３（ｃ）から更に９０度回転が進んだ状態を示している。
【００４６】
固定スクロール１１と旋回スクロール１２とにより形成される圧縮室１５として、旋回渦巻きラップ１２ｂの外壁側には第１圧縮室１５Ａが形成され、旋回渦巻きラップ１２ｂの内壁側には第２圧縮室１５Ｂが形成される。
【００４７】
図３に示すように、固定スクロール１１と旋回スクロール１２を噛み合わせた状態で、固定渦巻きラップ１１ｂの外周端部１１ｂｅを旋回渦巻きラップ１２ｂの外周端部１２ｂｅと同等まで延長することで、第１圧縮室１５Ａの冷媒を閉じ込める位置と第２圧縮室１５Ｂの冷媒を閉じ込める位置とは、略１８０度ずらしている。
【００４８】
図３（ａ）に示す状態が第１圧縮室１５Ａの冷媒を閉じ込める位置であり、図３（ｃ）に示す状態が第２圧縮室１５Ｂの冷媒を閉じ込める位置である。
【００４９】
図３（ａ）に示す状態では、３つの第１圧縮室１５Ａが形成されており、最外周に位置する第１圧縮室１５Ａ１は冷媒を閉じ込めた直後の低圧状態であり、第１圧縮室１５Ａ１より内周側に形成された第１圧縮室１５Ａ２は中間圧状態であり、更に内周側に形成された第１圧縮室１５Ａ３は吐出前の高圧状態である。なお、図３（ａ）では第２圧縮室１５Ｂの符号は省略している。
【００５０】
図３（ｃ）に示す状態では、３つの第２圧縮室１５Ｂが形成されており、最外周に位置する第２圧縮室１５Ｂ１は冷媒を閉じ込めた直後の低圧状態であり、第２圧縮室１５Ｂ１より内周側に形成された第２圧縮室１５Ｂ２は中間圧状態であり、第更に内周側に形成された第２圧縮室１５Ｂ３は吐出状態にある高圧状態である。
【００５１】
図３（ａ）に示す第１圧縮室１５Ａ１が第１圧縮室１５Ａの閉じ込み容積であり、図３（ｃ）に示す第２圧縮室１５Ｂ１が第２圧縮室１５Ｂの閉じ込み容積であり、第１圧縮室１５Ａの冷媒を閉じ込める位置と第２圧縮室１５Ｂの冷媒を閉じ込める位置とを１８０度ずらすことで、第１圧縮室１５Ａの吸入容積を第２圧縮室１５Ｂの吸入容積よりも大きくしている。
【００５２】
これにより、吸入容積を最大にできるためラップ高さを低く設定することができる。
【００５３】
以上のような構成を持つスクロール圧縮において、更に本実施の形態のスクロール圧縮機は、第１圧縮室１５Ａの閉じ込み容積Ｖ１Ｓと、第１圧縮室１５Ａが吐出可能となる時の第１圧縮室１５Ａの容積Ｖ１Ｄの比である第１圧縮室の容積比をＶ１Ｓ／Ｖ１Ｄとし、第２圧縮室１５Ｂの閉じ込み容積Ｖ２Ｓと、第２圧縮室１５Ｂが吐出可能となる時の第２圧縮室１５Ｂの容積Ｖ２Ｄの比である第２圧縮室の容積比をＶ２Ｓ／Ｖ２Ｄとしたとき、Ｖ１Ｓ／Ｖ１Ｄ≦Ｖ２Ｓ／Ｖ２Ｄの関係を満たす構成としてある。
【００５４】
つまり、第１圧縮室１５Ａの閉じ込み容積と第１圧縮室１５Ａが吐出可能となる圧縮室の容積の比である第１圧縮室の容積比は、第２圧縮室１５Ｂの閉じ込み容積と第２圧縮室１５Ｂが吐出可能となる圧縮室の容積の比である第２圧縮室の容積比と等しく若しくは小さくした構成としてある。
【００５５】
なお、ここでの吐出可能とは、圧縮室１５が吐出ポート１４と連通することである。
【００５６】
このように構成したことによって、離間時の第１圧縮室１５Ａと第２圧縮室１５Ｂの圧力差を低減することができる。よって離間時の圧力脈動を低減することができ、圧縮機の効率を高めることができる。  また、ＶＲＦなどの大型の業務用空調機では、年間運転時間の大半を低負荷率での運転で占めている。そのため、従来のスクロール圧縮機では、低負荷率での運転時に閉じ込み容積の大きい第１圧縮室１５Ａで、過圧縮が発生し損失が発生していた。
【００５７】
しかしながら本実施のスクロール圧縮機によれば、上記した如く第１圧縮室１５Ａの容積比を第２圧縮室１５Ｂの容積比と同じ若しくは小さくしているため、第１圧縮室１５Ａの過圧縮を低減することができ、年間を通して高い効率を維持することができる。
【００５８】
また本実施形態のスクロール圧縮機は、第１圧縮室１５Ａにおける吸入閉じ込み位置と、第２圧縮室１５Ｂにおける吸入閉じ込み位置とを、吸入部近傍に設けている。これにより、吸入冷媒通路を最短化でき、受熱損失を低減することができる。
【００５９】
図４（ａ）は本実施形態の固定渦巻きラップの中心部の拡大図、図４（ｂ）は、本実施形態とは異なり、固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも小さくした固定渦巻きラップの中心部の拡大図である。
【００６０】
本実施形態のスクロール圧縮機は、更に、その固定渦巻きラップの内壁を、旋回スクロール１２の旋回渦巻きラップの終端近くまで形成し、第１圧縮室１５Ａの容積を第２圧縮室１５Ｂの容積より大きくしつつ、第１圧縮室１５Ａの容積比を第２圧縮室１５Ｂの容積比よりも小さく若しくは等しくすべく固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも大きくしている。
【００６１】
このように構成、すなわち図４（ａ）に示すように固定渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角を旋回渦巻きラップの内壁曲線の開始伸開角よりも大きくすることによって、固定スクロール１１の渦巻きラップの巻き始め部のラップ厚さを厚くすることができる。渦巻きラップの巻き始め部は、最もラップ間の圧力差が大きく、ラップ折れが発生しやすい場所であるため、本実施形態のように巻き初め部のラップ厚さを厚くすることは、その強度を高め、信頼性向上に大きく貢献する。
【００６２】
図５は、上記実施の形態１に係るスクロール圧縮機を用いて構成した冷凍サイクル装置である。図５に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機９１、凝縮器９２、蒸発器９３、減圧器９４、インジェクション管９５、気液分離器９６を備えている。
【００６３】
気液分離器９６は、凝縮器９２の中で凝縮した冷媒が減圧器９４で減圧し、一部の蒸発したガス冷媒と液冷媒を分離する。液冷媒は、更に減圧器９４を通り、低圧冷媒となって蒸発器９３へと導かれる。一方、気液分離器９６で分離されたガス冷媒は、インジェクション管９５を通り、圧縮機９１内の中間圧室へと導かれる。上記インジェクション管９５には閉塞弁や減圧器を設け、インジェクション圧力を調整、停止する用にしても良い。
【００６４】
減圧器９４にて更に低圧まで減圧され蒸発器９３へと送り込まれた冷媒は、熱交換によって液冷媒が蒸発し、ガス冷媒もしくは一部液冷媒が混じったガス冷媒として排出される。蒸発器９３から排出された冷媒は圧縮機９１の冷媒吸込管２へと導かれて、圧縮機内部の圧縮機構部に取り込まれる。
【００６５】
気液分離器９６で分離される冷媒のガスおよび液冷媒の比率は、冷凍サイクルの高圧と低圧の圧力差が大きいほどガス成分が多くなる。
【００６６】
以上のように作動する冷凍サイクル装置に用いた本実施形態のスクロール圧縮機は、中間圧力の冷媒をインジェクションするためのインジェクションポート５４を、図３に示すように、固定スクロール１１の鏡板に１つ以上設け、そのインジェクションポート５４は、第１圧縮室１５Ａおよび第２圧縮室１５Ｂへ順次開口してインジェクション冷媒を送り込む位置に設けており、且つ、インジェクションポート５４の開口開始時はいずれの圧縮室も閉じ込み後の圧縮工程中となる位置に設けている。
【００６７】
これにより、冷媒循環量を増加することができるとともに、インジェクション冷媒が吸入管まで逆流することなく圧縮されるため、効率低下することなく、高効率なインジェクション運転が可能となる。
【００６８】
また本実施形態のスクロール圧縮機では、第１圧縮室１５Ａへのインジェクション冷媒量を第２圧縮室１５Ｂへのインジェクション冷媒量よりを多く若しくは等しくしている。
【００６９】
具体的には、インジェクションポート５４は第１圧縮室１５Ａへの開口区間が第２圧縮室１５Ｂへの開口区間に対して長く開口する位置に設けている。
【００７０】
ここで、圧縮室へ中間圧力の冷媒をインジェクションすることで、圧縮室内の圧力は上昇するが、本実施形態のスクロール圧縮機では、前述の通り、第１圧縮室１５Ａの容積比を第２圧縮室１５Ｂの容積比よりも小さく若しくは等しくし、さらに圧縮室へ供給する冷媒インジェクション量を第１圧縮室１５Ａの方が第２圧縮室１５Ｂより多く若しくは等しくしているので、冷媒インジェクション運転時においても、離間時の第１圧縮室１５Ａの圧力と第２圧縮室１５Ｂの圧力差を小さくし、圧力脈動を低減することができる。
【００７１】
なお、各圧縮室へのインジェクション量については、各圧縮室にそれぞれに開口するインジェクションポート５４と第１圧縮室１５Ａにのみに開口するインジェクションポート５４を設けることで調整しても良い。
【００７２】
また本実施形態のスクロール圧縮機では、中間圧領域Ｂと間欠的に連通する圧縮室は第２圧縮室１５Ｂのみとしている。これにより、安定した運転状態を保つことができる。
【００７３】
すなわち、第２圧縮室１５Ｂはインジェクション運転時の冷媒インジェクション量が第１圧縮室１５Ａより少ないため、インジェクション運転時とインジェクション無し運転時とでは旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押し付ける荷重の変動が大きくなるが、前述の如く第２圧縮室１５Ｂのみ完結的に中間圧領域Ｂを連通させれば旋回スクロール１２を固定スクロール１１に押し付ける荷重の変動が小さくなり、安定した運転を実現することができる。
【００７４】
なお、本発明の冷媒には、Ｒ３２、二酸化炭素、又は炭素間に二重結合を有する冷媒を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明のスクロール圧縮機は、圧力脈動を低減して高効率化することができるので、温水暖房装置、空気調和装置、給湯器、又は冷凍機などの冷凍サイクル装置に有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１  密閉容器
２  冷媒吸込管
３  冷媒吐出管
４  貯油部
５  オイルポンプ
６  吐出室
１０  圧縮機構部
１１  固定スクロール
１１ｂ  固定渦巻きラップ
１２  旋回スクロール
１２ｂ  旋回渦巻きラップ
１３  回転軸
１３ａ  偏心軸
１３ｂ  下端部
１３ｃ  回転軸オイル供給孔
１３ｄ  旋回軸受
１３ｅ  オイル溝
１４  吐出ポート
１５  圧縮室
１５Ａ  第１圧縮室
１５Ｂ  第２圧縮室
１７  自転拘束部材
１８  副軸受
２０  電動機構部
２１  ステータ
２２  ロータ
３０  主軸受
３１  軸受部
３２  ボス収容部
５１  第１オイル導入孔
５２  第１オイル導出孔
５３  第１鏡板オイル連通路
５４  インジェクションポート
６１  第２オイル導入孔
６２  第２オイル導出孔
６３  第２鏡板オイル連通路
７１  高圧連通路
７２  高圧開口部
７３  バランスバルブ
９１  圧縮機
９２  凝縮器
９３  蒸発器
９４  減圧器
９５  インジェクション管
９６  気液分離器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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