(57)【要約】【課題】対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプに設けられる圧縮機における高温冷媒対策を行うこと。【解決手段】スクロール圧縮機（16）は、対象流体を１００℃以上に加熱する放熱器（5）と膨張機構（6）と蒸発器（7）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（2）に接続され、ケーシング（17）には、該ケーシング（17）の外部からケーシング（17）の内部空間へ被圧縮冷媒を導入するための吸入管（18）が接続され、圧縮機構（20）は、固定スクロール（30）および旋回スクロール（50）を有し、吸入管（18）からケーシング（17）の内部空間へ導入された被圧縮冷媒を吸入するよう構成されている。【選択図】図２
2014009647.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（17）と、該ケーシング（17）内に収容される圧縮機構（20）とを備え、対象流体を１００℃以上に加熱する放熱器（5）と膨張機構（6）と蒸発器（7）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（2）に接続される圧縮機であって、
上記ケーシング（17）には、該ケーシング（17）の外部から該ケーシング（17）の内部空間へ被圧縮冷媒を導入するための吸入管（18）が接続され、
上記圧縮機構（20）は、固定スクロール（30）および旋回スクロール（50）を有し、上記吸入管（18）から上記ケーシング（17）の内部空間へ導入された被圧縮冷媒を吸入するよう構成されている
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１において、
上記ケーシング（17）は、内部に上記圧縮機構（20）を潤滑するための潤滑油が貯留されて構成され、
上記潤滑油を流通させる軸内通路（105）を有し、上記旋回スクロール（50）に係合して該旋回スクロール（50）を駆動させる駆動軸（100）と、
上記ケーシング（17）に溜まった潤滑油を上記駆動軸（100）の回転数に応じて該駆動軸（100）の軸内通路（105）から圧縮機構（20）へ供給する油ポンプ（120）と、
上記駆動軸（100）の回転数が所定回転数以上となった場合に、上記圧縮機構（20）への潤滑油の供給量を抑える油供給制限部（140）を備えている
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項２において、
上記油供給制限部（140）は、上記駆動軸（100）の軸内通路（105）とケーシング（17）の内部空間とを連通させるバイパス通路（141）と、
上記バイパス通路（141）内の潤滑油の圧力と上記ケーシング（17）内の被圧縮冷媒の圧力との差によって開閉される差圧弁（142）とを備え、
上記差圧弁（142）は、上記駆動軸（100）の回転数が上昇し、上記バイパス通路（141）内の潤滑油の圧力が上記ケーシング（17）内の被圧縮冷媒の圧力よりも所定値高くなることで開かれるように構成されている
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項２において、
上記油供給制限部（140）は、上記駆動軸（100）において上記軸内通路（105）から径方向外方に延び、且つ一端が上記軸内通路（105）と連通する一方、他端が上記ケーシング（17）の内部空間とを連通するバイパス孔（143）と、
上記駆動軸（100）の径方向外方から上記バイパス孔（143）を開閉させる開閉弁（144）と、
上記開閉弁（144）を閉方向に付勢する付勢部材（145）とを備え、
上記開閉弁（144）は、上記駆動軸（100）の回転数が所定の回転数以上となった場合、上記バイパス孔（143）内の潤滑油に加わる遠心力が上記付勢部材（145）の付勢力よりも大きくなることで上記開閉弁（144）が開かれるように構成されている
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
請求項２において、
上記油ポンプ（120）は、ハウジング（121）内にアウターロータ（124）とインナーロータ（125）とが収容される一方、上記両ロータ（124,125）の間に区画形成される流体室（126）の容積変化に伴い上記ハウジング（121）に形成される吸入口（122）から上記ケーシング（17）に溜まった潤滑油を吸入して吐出口（123）から軸内通路（105）に吐出させるよう構成され、
上記ハウジング（121）に形成され、且つ上記流体室（126）と上記ケーシング（17）の内部空間と連通させて上記流体室（126）の潤滑油の一部を該ケーシング（17）の内部空間に排出させる油排出口（146）をさらに備えている
ことを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項１において、
上記ケーシング（17）は、内部に上記圧縮機構（20）を潤滑するための潤滑油が貯留されて構成され、
上記潤滑油を流通させる軸内通路（105）を有し、上記旋回スクロール（50）に係合して該旋回スクロール（50）を駆動させる駆動軸（100）と、
モータ（148）を有し、上記ケーシング（17）に溜まった潤滑油を上記モータ（148）の回転数に応じて上記駆動軸（100）の軸内通路（105）へ供給する油ポンプ（120）と、
上記油ポンプ（120）から軸内通路（105）を介して上記圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が所定量以下となるように上記モータ（148）の回転数を調節する油制御部（147）とを備えている
ことを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプに接続される圧縮機に関し、特に、高温対策に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、冷凍サイクルを利用して温水等を生成するヒートポンプが知られている（特許文献１参照）。この種のヒートポンプでは、圧縮機、放熱器、膨張弁、および蒸発器が順に接続された冷媒回路を備えており、冷凍サイクルが行われている。このヒートポンプでは、放熱器において水を加熱して給湯機の温水を生成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１４５０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した給湯機の温水の温度よりも高い１００℃以上に対象流体を加熱するためにヒートポンプが利用されることがある。
【０００５】
しかしながら、通常用いられている高圧ドーム型の圧縮機では、圧縮後の高温の冷媒が、圧縮機のケーシング内に吐出されるため、ケーシングの内部の温度が、該ケーシング内に配置される圧縮機モータなどの耐熱温度を超えてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプに設けられる圧縮機における高温対策を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、ケーシング（17）と、該ケーシング（17）内に収容される圧縮機構（20）とを備え、対象流体を１００℃以上に加熱する放熱器（5）と膨張機構（6）と蒸発器（7）とが順に接続されて冷凍サイクルを行う冷媒回路（2）に接続される圧縮機であって、上記ケーシング（17）には、該ケーシング（17）の外部から該ケーシング（17）の内部空間へ被圧縮冷媒を導入するための吸入管（18）が接続され、上記圧縮機構（20）は、固定スクロール（30）および旋回スクロール（50）を有し、上記吸入管（18）から上記ケーシング（17）の内部空間へ導入された被圧縮冷媒を吸入するよう構成されている。
【０００８】
上記第１の発明では、冷媒回路（2）に冷媒が循環すると、吸入管（18）から低圧冷媒が被圧縮冷媒としてケーシング（17）の内部空間に導入される。ケーシング（17）の内部空間に導入された被圧縮冷媒は、圧縮機構（20）に吸入される。圧縮機構（20）で圧縮された高圧冷媒は、直接、冷媒回路（2）に吐出され、放熱器（5）で対象流体と熱交換して該対象流体を１００℃以上に加熱する。その後、放熱器（5）を流出した冷媒は、膨張機構（6）で膨張して減圧され、蒸発器（7）で吸熱し、再び圧縮機に戻る。
【０００９】
ここで、本発明では、圧縮機構（20）で圧縮された高温高圧の冷媒よりも低温低圧の被圧縮冷媒を吸入管（18）からケーシング（17）の内部空間に導入したため、上記高温高圧の冷媒をケーシング（17）内に導入するよりもケーシング（17）の温度上昇を抑えることができる。
【００１０】
また、本発明では、圧縮機構（20）として旋回スクロール（50）と固定スクロール（30）を有する、いわゆるスクロール型の圧縮機構に構成されている。
【００１１】
ここで、臨界温度が１００℃を超える冷媒は、沸点が高く、常温（例えば２５℃）では低圧で密度が非常に小さいため、吸入圧力損失が大きくなる。ところが、本発明では、旋回スクロール（50）と固定スクロール（30）とを有するスクロール型の圧縮機構（20）を被圧縮冷媒が導入されたケーシング（17）内に収容したため、上記冷媒を用いても吸入圧力損失が大きくなりにくい。
【００１２】
また、臨界温度が１００℃を超える冷媒は、臨界温度が低い冷媒に比べ、同じ温度条件の運転を行う際に圧縮比が大きくなる。ところが、本発明に係る圧縮機構（20）は、旋回スクロール（50）と固定スクロール（30）とを有するスクロール型の圧縮機構であり、圧縮期間が長く、また、その圧縮比に合うように渦巻き形状を最適化することができるため、効率が高くなる。
【００１３】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記ケーシング（17）は、内部に上記圧縮機構（20）を潤滑するための潤滑油が貯留されて構成され、上記潤滑油を流通させる軸内通路（105）を有し、上記旋回スクロール（50）に係合して該旋回スクロール（50）を駆動させる駆動軸（100）と、上記ケーシング（17）に溜まった潤滑油を上記駆動軸（100）の回転数に応じて該駆動軸（100）の軸内通路（105）から圧縮機構（20）へ供給する油ポンプ（120）と、上記駆動軸（100）の回転数が所定回転数以上となった場合に、上記圧縮機構（20）への潤滑油の供給量を抑える油供給制限部（140）を備えている。
【００１４】
上記第２の発明では、駆動軸（100）が回転するのに伴って旋回スクロール（50）が回転する。そして、油ポンプ（120）は、駆動軸（100）の回転数に応じてケーシング（17）内に溜まった潤滑油が軸内通路（105）に吸入する。吸入された潤滑油は、軸内通路（105）を流れて圧縮機構（20）に供給される。駆動軸（100）の回転数を増大させると、これに応じて油ポンプ（120）によって軸内通路（105）に供給される潤滑油量も増加する。
【００１５】
ここで、油ポンプ（120）から軸内通路（105）を通じて圧縮機構（20）へ供給される潤滑油の量は、駆動軸（100）が最小回転数で回転した場合であっても必要な油量が供給されるように設定されている。このため、駆動軸（100）の回転数が増加したことによる軸内通路（105）を流れる潤滑油量の増加分は、圧縮機構（20）にとって必要以上の余分な潤滑油となる。この余分な潤滑油は、圧縮機構（20）を流れる際、該圧縮機構（20）から吸熱してケーシング（17）を流れて戻ってくる。このため、圧縮機構（20）から吸熱した潤滑油によってケーシング（17）内部が加熱されることになる。
【００１６】
ところが、本発明では、油供給制限部（140）は、駆動軸（100）の回転数が所定回転数以上となった場合に軸内通路（105）を流れる潤滑油を抑えるものである。このため、駆動軸（100）の回転数が増加しても、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【００１７】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記油供給制限部（140）は、上記駆動軸（100）の軸内通路（105）とケーシング（17）の内部空間とを連通させるバイパス通路（141）と、上記バイパス通路（141）内の潤滑油の圧力と上記ケーシング（17）内の被圧縮冷媒の圧力との差によって開閉される差圧弁（142）とを備え、上記差圧弁（142）は、上記駆動軸（100）の回転数が所定の回転数が上昇し、上記バイパス通路（141）内の潤滑油の圧力が上記ケーシング（17）内の被圧縮冷媒の圧力よりも所定値高くなることで開かれるように構成されている。
【００１８】
上記第３の発明では、駆動軸（100）の回転数が上昇すると、バイパス通路（141）への潤滑油の供給量が増えて、潤滑油による圧力が増加する。この圧力が上記ケーシング（17）内の被圧縮冷媒の圧力よりも所定値高くなると、差圧弁（142）が開かれる。差圧弁（142）が開くと、バイパス通路（141）に流れ込んだ潤滑油がケーシング（17）の内部空間に流れ出る。つまり、駆動軸（100）の回転数の増大に伴って軸内通路（105）を流れる潤滑油の一部がバイパス通路（141）からケーシング（17）の内部空間に流れるため、圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が低減される。
【００１９】
第４の発明は、上記第２の発明において、上記油供給制限部（140）は、上記駆動軸（100）において上記軸内通路（105）から径方向外方に延び、且つ一端が上記軸内通路（105）と連通する一方、他端が上記ケーシング（17）の内部空間とを連通するバイパス孔（143）と、上記駆動軸（100）の径方向外方から上記バイパス孔（143）を開閉させる開閉弁（144）と、上記開閉弁（144）を閉方向に付勢する付勢部材（145）とを備え、上記開閉弁（144）は、上記駆動軸（100）の回転数が所定の回転数以上となった場合、上記バイパス孔（143）内の潤滑油に加わる遠心力が上記付勢部材（145）の付勢力よりも大きくなることで上記開閉弁（144）が開かれるように構成されている。
【００２０】
上記第４の発明では、駆動軸（100）が回転すると、油ポンプ（120）によって駆動軸（100）の軸内通路（105）に潤滑油が流れ込む。この際、軸内通路（105）を流れる潤滑油の一部はバイパス孔（143）に流れ込む。バイパス孔（143）に流れ込んだ潤滑油には、他端側においてより大きな遠心力が加わる。ここで、駆動軸（100）の回転数が所定の回転数以上になると、駆動軸（100）の回転速度が高くなるため、バイパス孔（143）の他端における潤滑油に加わる遠心力が高くなる。この遠心力が開閉弁（144）を付勢する付勢部材（145）の付勢力よりも大きくなると、開閉弁（144）が開く。開閉弁（144）が開くと、バイパス孔（143）を流れる潤滑油が、その他端からケーシング（17）の内部空間に流れ出る。つまり、駆動軸（100）の回転数の増大に伴って軸内通路（105）を流れる潤滑油の一部がバイパス通路（141）からケーシング（17）の内部空間に流れるため、圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が低減される。
【００２１】
第５の発明は、上記第２の発明において、上記油ポンプ（120）は、ハウジング（121）内にアウターロータ（124）とインナーロータ（125）とが収容される一方、上記両ロータ（124,125）の間に区画形成される流体室（126）の容積変化に伴い上記ハウジング（121）に形成される吸入口（122）から上記ケーシング（17）に溜まった潤滑油を吸入して吐出口（123）から軸内通路（105）に吐出させるよう構成され、上記ハウジング（121）に形成され、且つ上記流体室（126）と上記ケーシング（17）の内部空間と連通させて上記流体室（126）の潤滑油の一部を該ケーシング（17）の内部空間に排出させる油排出口（146）をさらに備えている。
【００２２】
上記第５の発明では、駆動軸（100）が回転すると、流体室（126）の容積変化に伴い吸入口（122）からケーシング（17）に溜まった潤滑油を吸入し、この潤滑油を吐出口（123）から軸内通路（105）に吐出する。駆動軸（100）の回転数が増加すると、軸内通路（105）に吐出される潤滑油の流量が増加する。この際、アウターロータ（124）とインナーロータ（125）との間に区画された流体室（126）は、油排出口（146）を介してケーシング（17）の内部空間と連通している。このため、流体室（126）内の潤滑油は、油排出口（146）からケーシング（17）の内部に流れ出る。そして、駆動軸（100）の回転数の増大に伴って吸入口（122）から吸入する潤滑油量が増えると、流体室（126）内から油排出口（146）を介してケーシング（17）の内部空間に流れ出る潤滑油量も増える。つまり、駆動軸（100）の回転数の増大に伴って流体室（126）の潤滑油の一部が油排出口（146）からケーシング（17）の内部空間に流れるため、圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が低減される。
【００２３】
第６の発明は、上記第１の発明において、上記ケーシング（17）は、内部に上記圧縮機構（20）を潤滑するための潤滑油が貯留されて構成され、上記潤滑油を流通させる軸内通路（105）を有し、上記旋回スクロール（50）に係合して該旋回スクロール（50）を駆動させる駆動軸（100）と、モータ（148）を有し、上記ケーシング（17）内に溜まった潤滑油を上記モータ（148）の回転数に応じて上記駆動軸（100）の軸内通路（105）へ供給する油ポンプ（120）と、上記油ポンプ（120）から軸内通路（105）を介して上記圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が所定量以下となるように上記モータ（148）の回転数を調節する油制御部（147）とを備えている。
【００２４】
上記第６の発明では、駆動軸（100）が回転するのに伴って旋回スクロール（50）が回転する。そして、油制御部（147）は、モータ（148）を回転させることで、モータ回転に応じた量の潤滑油を駆動軸（100）の軸内通路（105）へ供給する。油制御部（147）は、圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が所定量以下となるようにモータ（148）の回転数を調節する。
【００２５】
ここで、油ポンプ（120）から軸内通路（105）を通じて圧縮機構（20）へ供給される潤滑油の量は、駆動軸（100）が最小回転数で回転した場合であっても必要な油量が供給されるように設定されている。このため、駆動軸（100）の回転数が増加したことによる軸内通路（105）を流れる潤滑油量の増加分は、圧縮機構（20）にとって必要以上の余分な潤滑油となる。この余分な潤滑油は、圧縮機構（20）を流れる際、該圧縮機構（20）から吸熱してケーシング（17）内を流れて戻ってくる。このため、圧縮機構（20）から吸熱した潤滑油によってケーシング（17）内部が加熱されることになる。
【００２６】
ところが、油制御部（147）は、油ポンプ（120）から圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が所定量以下となるようにモータ（148）の回転数を調節している。このため、駆動軸（100）の回転数が増大しても、油ポンプ（120）から圧縮機構（20）に供給される余分な潤滑油量の増大を抑えることができる。こうすることで、これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【発明の効果】
【００２７】
上記第１の発明によれば、ケーシング（17）の内部空間に被圧縮冷媒を導入するようにしたため、ケーシング（17）内に圧縮冷媒を導入した場合よりも、ケーシング（17）内の温度を下げることができる。つまり、対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプ（1）に接続される圧縮機のケーシング（17）内の温度を下げることができる。これにより、ケーシング（17）内の温度が圧縮機構（20）を駆動させるモータなどの耐熱温度よりも高くなるのを防止することができる。この結果、対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプ（1）に接続される圧縮機において高温の対策を行うことができる。
【００２８】
また、旋回スクロール（50）と固定スクロール（30）を有する圧縮機構（20）を備えたため、吸入圧力損失を抑えることができる。ここで、対象流体を１００℃以上に加熱する冷媒は、沸点が高く、常温（例えば２５℃）では、低圧で密度も非常に小さいため、吸入圧力損失が大きくなる。ところが、本発明では、旋回スクロール（50）と固定スクロール（30）とを有するスクロール型の圧縮機構（20）を被圧縮冷媒が導入されたケーシング（17）内に収容したため、上記冷媒を用いても吸入圧力損失を抑えることができる。
【００２９】
さらに、対象流体を１００℃以上に加熱する冷媒は、臨界温度が低い冷媒に比べ、同じ温度条件の運転を行う際に圧縮比が大きくなる。ところが、本発明に係る圧縮機構（20）では、圧縮期間が長く、また、その圧縮比に合うように渦巻き形状を最適化することができるため、効率をよくすることができる。
【００３０】
上記第２の発明によれば、駆動軸（100）の回転数が所定回転数以上となった場合に圧縮機構（20）への潤滑油の供給量を抑えるようにしたため、圧縮機構（20）への余分な潤滑油を低減することができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【００３１】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【００３２】
上記第３の発明によれば、バイパス通路（141）内の潤滑油の圧力がケーシング（17）内の被圧縮冷媒の圧力よりも所定値高くなったら差圧弁（142）を開くようにしたため、軸内通路（105）を流れる潤滑油をバイパス通路（141）からケーシング（17）の内部空間に導くことができる。このため、圧縮機構（20）への余分な潤滑油の供給を抑えることができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【００３３】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【００３４】
上記第４の発明によれば、駆動軸（100）の回転数が所定回転数以上となった場合に開閉弁（144）を開くようにしたため、軸内通路（105）を流れる潤滑油をバイパス孔（143）からケーシング（17）の内部空間に導くことができる。このため、圧縮機構（20）への余分な潤滑油の供給を抑えることができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【００３５】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【００３６】
上記第５の発明によれば、流体室（126）と連通する油排出口（146）を設けたため、流体室（126）を流れる潤滑油の一部を油排出口（146）からケーシング（17）の内部空間に導くことができる。このため、圧縮機構（20）への余分な潤滑油の供給を抑えることができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【００３７】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【００３８】
上記第６の発明によれば、油ポンプ（120）のモータ（148）を制御する油制御部（147）を設けたため、駆動軸（100）の回転数によらず、油ポンプ（120）のモータ（148）の回転数を制御することができる。このため、駆動軸（100）の回転数が増加しても、油ポンプ（120）から軸内通路（105）に供給される潤滑油量を所定量以下に調節することができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【００３９】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態１に係るヒートポンプを示す配管系統図である。
【図２】本実施形態１に係るスクロール圧縮機を示す縦断面図である。
【図３】本実施形態１に係る油供給制限部の構造を示す模式図である。
【図４】本実施形態１に係る油ポンプを示す平面図である。
【図５】本実施形態２に係る油供給制限部の構造を示す模式図である。
【図６】本実施形態３に係る油供給制限部の構造を示す模式図である。
【図７】本実施形態４に係る油供給制限部の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
〈発明の実施形態１〉
本発明の実施形態１について説明する。図１に示すように、本実施形態１に係るヒートポンプ（1）は、産業用として用いられるものであり、被加熱流体（対象流体）を１００℃以上に加熱するものである。ヒートポンプ（1）は、冷媒回路（2）を備え、冷媒回路（2）には、スクロール圧縮機（16）によって構成される圧縮機（3,4）が接続されている。
【００４３】
（冷媒回路）
冷媒回路（2）は、冷媒が循環して二段圧縮式の冷凍サイクルを行うものである。冷媒回路（2）は、低段側圧縮機（4）および高段側圧縮機（3）と、放熱器（5）と、膨張弁（膨張機構）（6）と、蒸発器（7）とが順に冷媒配管によって接続されている。本実施形態１では、冷媒として、Ｒ２４５ｆａが用いられている。
【００４４】
低段側圧縮機（4）および高段側圧縮機（3）についての詳細は後述する。両圧縮機（3,4）は、互いに直列に接続されて冷媒を二段圧縮するものであり、冷媒の圧縮機構を構成している。各圧縮機（3,4）は、後述するスクロール圧縮機（16）によって構成されている。
【００４５】
放熱器（5）は、低温流路（5b）および高温流路（5a）を有している。高温流路（5a）は、流入端が高段側圧縮機（3）の吐出側と接続され、流出端が後述する過冷却熱交換器（8）と接続されている。一方、放熱器（5）の低温流路（5b）は熱媒体回路（11）に接続されている。放熱器（5）では、高温流路（5a）を流れる高圧冷媒と低温流路（5b）を流れる熱媒体回路（11）の熱媒体（例えば、水）とが熱交換し、熱媒体が加熱される。つまり、本実施形態１では熱媒体回路（11）の熱媒体が放熱器（5）の被加熱流体（対象流体）となる。熱媒体回路（11）は、温水の恒温槽（12）内に設けられる加熱熱交換器（13）を有し、ポンプ（14）によって熱媒体が循環する閉回路である。熱媒体回路（11）では、放熱器（5）で加熱された熱媒体が加熱熱交換器（13）で恒温槽（12）内の水と熱交換し、恒温槽（12）内の水が一定温度に加熱される。
【００４６】
膨張弁（6）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成されている。
【００４７】
蒸発器（7）は、低温流路（7b）および高温流路（7a）を有している。低温流路（7b）は、流入端が膨張弁（6）と接続され、流出端が低段側圧縮機（4）の吸入側と接続されている。一方、蒸発器（7）の高温流路（7a）は冷水回路（15）に接続されている。蒸発器（7）では、低温流路（7b）を流れる低圧冷媒と高温流路（7a）を流れる冷水回路（15）の水とが熱交換し、水が冷却される。
【００４８】
また、冷媒回路（2）には、過冷却熱交換器（8）とインジェクション通路（9）が設けられている。過冷却熱交換器（8）は、放熱器（5）と膨張弁（6）との間に接続されており、高温流路（8a）および低温流路（8b）を有している。インジェクション通路（9）は、流入端が放熱器（5）と過冷却熱交換器（8）との間に接続され、流出端が低段側圧縮機（4）と高段側圧縮機（3）との間に接続されている。インジェクション通路（9）には流量調整弁（10）が設けられている。流量調整弁（10）は、通過する冷媒を減圧する作用も有している。
【００４９】
過冷却熱交換器（8）の高温流路（8a）は、流入端が放熱器（5）と接続され、流出端が膨張弁（6）と接続されている。過冷却熱交換器（8）の低温流路（8b）は、インジェクション通路（9）における流量調整弁（10）の下流側に接続されている。過冷却熱交換器（8）では、高温流路（8a）を流れる放熱器（5）の出口冷媒と低温流路（8b）を流れる上記出口冷媒の分岐冷媒とが熱交換し、高温流路（8a）の出口冷媒が過冷却される一方、低温流路（8b）の分岐冷媒が蒸発する。インジェクション通路（9）は、過冷却熱交換器（8）で蒸発した分岐冷媒を、低段側圧縮機（4）と高段側圧縮機（3）の間の中間圧の冷媒、即ち圧縮機構における圧縮途中の冷媒と合流させるものである。
【００５０】
（スクロール圧縮機）
上記スクロール圧縮機（16）の全体構成について、図２を参照しながら説明する。スクロール圧縮機（16）は、圧縮機本体（16a）を備えている。
【００５１】
上記圧縮機本体（16a）は、いわゆる全密閉型圧縮機であって、ガス冷媒を被圧縮ガスとして吸入して圧縮する。圧縮機本体（16a）は、縦長円筒形の密閉容器状に形成されたケーシング（17）を備えている。ケーシング（17）の内部空間には、圧縮機構（20）と、駆動軸（100）と、電動機（110）と、下部軸受部材（115）と、油供給制限部（140）と、油ポンプ（120）とが収容されている。ケーシング（17）の内部空間では、その上部に圧縮機構（20）が配置され、圧縮機構（20）の下方に電動機（110）が配置され、電動機（110）の下方に下部軸受部材（115）が配置されている。また、ケーシング（17）の内部空間における底部は、冷凍機油（即ち、潤滑油）が貯留される油溜め部（130）となっている。この冷凍機油としては、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール油）又はＰＯＥ（ポリオールエステル油）が、粘度が高く、冷媒に溶けにくいため、油の安定供給の観点から好ましい。
【００５２】
上記ケーシング（17）には、吸入管（18）と吐出管（19）が設けられている。吸入管（18）は、ケーシング（17）を貫通しており、その一端がケーシング（17）の内部空間における圧縮機構（20）と電動機（110）の間に開口している。一方、吐出管（19）は、その一端が圧縮機構（20）に接続されている。つまり、本実施形態１に係るスクロール圧縮機（16）は、冷媒がケーシング（17）の外部から一旦該ケーシング（17）の内部空間へ導入されるもので、ケーシング（17）の内部空間が低圧の冷媒で満たされる、いわゆる低圧ドーム型に構成されている。尚、ケーシング（17）内に吸入される冷媒は、本発明に係る被圧縮冷媒を構成している。
【００５３】
したがって、上記油溜め部（130）は、圧縮機構（20）へ吸入される前の低圧冷媒が存在する空間に設けられている。
【００５４】
上記圧縮機構（20）には、固定スクロール（30）と、旋回スクロール（50）と、ハウジング部材（70）とが設けられている。圧縮機構（20）の詳細な構造については、後述する。
【００５５】
上記電動機（110）は、固定子（111）と、回転子（112）とを備えている。固定子（111）は、ケーシング（17）に固定されている。回転子（112）は、固定子（111）の内側に挿入されている。また、回転子（112）には、駆動軸（100）が挿通されている。
【００５６】
上記駆動軸（100）は、主軸部（101）と、偏心部（102）と、下端軸部（103）と、バランスウェイト（104）とを備えている。偏心部（102）は、主軸部（101）の上端面に突設されており、その中心軸が主軸部（101）の中心軸に対して偏心している。バランスウェイト（104）は、主軸部（101）の上端寄りの部分に配置されている。主軸部（101）は、バランスウェイト（104）よりも上側の部分が圧縮機構（20）のハウジング部材（70）を貫通しており、この部分がハウジング部材（70）によって回転自在に支持されている。下端軸部（103）は、主軸部（101）の下端面に突設されており、その中心軸が主軸部（101）の中心軸と一致している。
【００５７】
上記駆動軸（100）には、軸内通路（105）と、分岐通路（107）とが形成されている。軸内通路（105）は、主軸部（101）の中心軸に沿って延びている。また、軸内通路（105）は、一端が下端軸部（103）の下端面に開口し、他端が偏心部（102）の上端面に開口している。分岐通路（107）は、下端軸部（103）に形成されている。この分岐通路（107）は、下端軸部（103）の半径方向へ延びる通路であって、一端が軸内通路（105）に連通し他端が下端軸部（103）の外周面に開口している。
【００５８】
上記下部軸受部材（115）は、概ね平板状に形成される軸受本体部（115a）と、上方に突出する円筒状のフランジ部（115b）とで形成され、ケーシング（17）に固定されている。下部軸受部材（115）では、その中央部に貫通孔が形成されており、この貫通孔に軸受メタル（116）が圧入されている。この軸受メタル（116）には、駆動軸（100）の下端軸部（103）が挿入されている。そして、下部軸受部材（115）は、駆動軸（100）の下端軸部（103）を回転自在に支持するジャーナル軸受を構成している。
【００５９】
上記フランジ部（115b）には、その内側面に下部軸受部材（115）の軸受メタル（116）に対して冷凍機油を供給する給油室（117）が駆動軸（100）の周囲を囲むように形成されている。給油室（117）は、上記駆動軸（100）の分岐通路（107）と連通している。また、フランジ部（115b）には、油供給制限部（140）が設けられている。
【００６０】
図３に示すように、油供給制限部（140）は、バイパス通路（141）と差圧弁（142）とを備えている。
【００６１】
バイパス通路（141）は、フランジ部（115b）に形成されて給油室（117）とケーシング（17）の内部空間とを連通させる通路であって、内部に冷凍機油が流通するものである。具体的にはバイパス通路（141）は、その入口端が給油室（117）に開口する一方、出口端がケーシング（17）の内部空間に開口している。そして、バイパス通路（141）の出口には、差圧弁（142）が設けられている。
【００６２】
上記差圧弁（142）は、バイパス通路（141）内の冷凍機油の流れを調節する弁である。差圧弁（142）は、弁体を有して上記バイパス通路（141）の出口に配置されている。差圧弁（142）は、バイパス通路（141）内の冷凍機油の増加による油圧と、ケーシング（17）内に吸入される冷媒の圧力との差によって開閉されるものである。
【００６３】
上記油ポンプ（120）は、下部軸受部材（115）の下面に取り付けられて油溜め部（130）の冷凍機油に浸漬されている。図４に示すように、この油ポンプ（120）は、容積型ポンプの一種であるトロコイドポンプである。具体的に、油ポンプ（120）では、円筒ハウジング（121）の内側にアウターロータ（124）が回転自在に収容されている。円筒ハウジング（121）の端面には、吸入口（122）と吐出口（123）が形成されている。この吸入口（122）は、ケーシング（17）内の底部に貯留された冷凍機油に浸っている。アウターロータ（124）の内側には、インナーロータ（125）が収容されている。インナーロータ（125）とアウターロータ（124）の間には、流体室（126）が区画形成される。インナーロータ（125）の回転軸は、アウターロータ（124）の回転軸に対して偏心している。また、インナーロータ（125）は、駆動軸（100）に直結され、あるいは歯車等を介して駆動軸（100）に連結されており、駆動軸（100）によって回転駆動される。この油ポンプ（120）では、インナーロータ（125）が回転すると、流体室（126）の容積変化によって油溜め部（130）の冷凍機油が吸入口（122）を通じて流体室（126）へ吸い込まれ、その後、流体室（126）内の冷凍機油が吐出口（123）から軸内通路（105）へ押し出される。
【００６４】
（圧縮機構）
次に、図２に示すように、圧縮機構（20）の詳細構造について説明する。上記圧縮機構（20）は、固定スクロール（30）と、旋回スクロール（50）と、ハウジング部材（70）とを備えている。また、圧縮機構（20）では、ハウジング部材（70）の上に固定スクロール（30）が載置され、固定スクロール（30）とハウジング部材（70）によって囲まれた空間に旋回スクロール（50）が収容されている。
【００６５】
上記ハウジング部材（70）は、ハウジング本体部（71）と、中央膨出部（74）とを備え、ケーシング（17）に固定されている。また、ハウジング本体部（71）は、円板部（72）と外側縁部（73）とを備えている。円板部（72）は、肉厚の円板状に形成されている。外側縁部（73）は、肉厚の短い円筒状に形成されており、円板部（72）の外側の縁部から図２における上方へ延びている。ハウジング本体部（71）の外周面（即ち、円板部（72）および外側縁部（73）の外周面）は、ケーシング（17）の内周面に密着している。一方、中央膨出部（74）は、全体として肉厚の円板状に形成され、円板部（72）の背面（図２における下面）から下方へ向かって膨出している。
【００６６】
上記ハウジング部材（70）では、中央膨出部（74）の中央部に貫通孔が形成されており、この貫通孔に軸受メタル（82）が圧入されている。この軸受メタル（82）には、駆動軸（100）の主軸部（101）が挿通されている。そして、ハウジング部材（70）は、駆動軸（100）の主軸部（101）を回転自在に支持するジャーナル軸受を構成している。
【００６７】
また、上記ハウジング部材（70）では、ハウジング本体部（71）の円板部（72）に、中央凹部（75）と環状凸部（76）が形成されている。中央凹部（75）は、円板部（72）の前面（図２における上面）に開口する有底の窪みであって、その軸方向と直交する断面が円形となっている。軸受メタル（82）が挿入された中央膨出部（74）の貫通孔は、この中央凹部（75）の底面に開口している。環状凸部（76）は、中央凹部（75）の外周縁に沿って形成され、円板部（72）の前面（図２における上面）から突出している。環状凸部（76）の突端面（図２における上面）は、平面に形成されていて旋回スクロール（50）と摺接する。
【００６８】
上記環状凸部（76）には、その突端面に開口する環状溝（77）が形成されている。この環状溝（77）は、環状凸部（76）の周方向に延びる円環状の溝であって、旋回スクロール（50）との摺接面に開口する窪み部を構成している。また、環状凸部（76）の突端面では、環状溝（77）の内側と外側のそれぞれに、環状溝（77）と同心の円環状の溝が形成されている。そして、環状溝（77）の内側の溝には内側シールリング（80）が嵌め込まれ、環状溝（77）の外側の溝には外側シールリング（81）が嵌め込まれている。内側シールリング（80）および外側シールリング（81）は、窪み部である環状溝（77）の周囲を囲むシール部材を構成している。
【００６９】
上記固定スクロール（30）は、固定側本体部材（31）と固定側背面部材（35）を備えている。また、固定側本体部材（31）は、固定側平板部（32）と、固定側ラップ（33）と、外周部（34）とを備えている。
【００７０】
上記固定側平板部（32）は、概ね円板状に形成されている。固定側ラップ（33）は、固定側平板部（32）の前面（図２における下面）に立設されている。固定側ラップ（33）は、固定側平板部（32）の中心付近から外周側へ向かって渦巻き状に延びる壁状に形成されている。外周部（34）は、肉厚の短い円筒状に形成されており、固定側平板部（32）の周縁部分から図２における下方へ延びている。この外周部（34）は、固定側ラップ（33）の外周側を囲っている。
【００７１】
上記固定側本体部材（31）は、固定側ラップ（33）の先端（図２における下端）がハウジング部材（70）側へ向く状態で、ハウジング部材（70）の上に載置されている。固定側本体部材（31）は、ボルト等によってハウジング部材（70）に固定されている。この状態において、固定スクロール（30）の外周部（34）の突端面（図２における下面）は、ハウジング部材（70）の外側縁部（73）の突端面（図２における上面）に密着する。
【００７２】
上記固定側背面部材（35）は、概ね円板状に形成され、固定側本体部材（31）の上に載置されている。具体的に、固定側背面部材（35）は、固定側本体部材（31）の固定側平板部（32）の上に重ねられており、固定側平板部（32）の背面（図２における上面）を全体に亘って覆っている。また、固定側背面部材（35）は、ボルトや接着剤等によって固定側本体部材（31）に固定されている。そして、固定スクロール（30）では、固定側本体部材（31）の固定側平板部（32）と固定側背面部材（35）とが、固定側鏡板部（36）を構成している。
【００７３】
上記固定スクロール（30）には、吐出ポート（22）が形成されている。吐出ポート（22）は、固定側鏡板部（36）の中央部に形成されている。そして、この吐出ポート（22）は、固定側背面部材（35）と固定側本体部材（31）の固定側平板部（32）とをそれぞれの厚み方向へ貫通している。
【００７４】
また、上記固定スクロール（30）には、逆止弁（25）が取り付けられている。この逆止弁（25）は、弁体と弁押えを備えており、固定側背面部材（35）の背面（図２における上面）に設置されている。この逆止弁（25）は、スクロール圧縮機（16）の停止中に吐出ポート（22）を塞ぐためのものである。スクロール圧縮機（16）の運転中において、吐出ポート（22）は常に開口状態に保たれる。
【００７５】
上記旋回スクロール（50）は、旋回側本体部材（51）と旋回側背面部材（54）を備えている。また、旋回側本体部材（51）は、旋回側平板部（52）と旋回側ラップ（53）を備えている。
【００７６】
上記旋回側平板部（52）は、概ね円板状に形成されている。旋回側ラップ（53）は、旋回側平板部（52）の前面（図２における上面）に立設されている。旋回側ラップ（53）は、旋回側平板部（52）の中心付近から外周側へ向かって渦巻き状に延びる壁状に形成されている。
【００７７】
上記旋回側背面部材（54）は、概ね円板状に形成されており、旋回側平板部（52）の背面（図２における下面）を全体に亘って覆っている。つまり、旋回スクロール（50）では、旋回側背面部材（54）の上に旋回側本体部材（51）が載置されている。また、旋回側背面部材（54）は、ボルトや接着剤等によって旋回側本体部材（51）に固定されている。そして、旋回スクロール（50）では、旋回側本体部材（51）の旋回側平板部（52）と旋回側背面部材（54）とが、旋回側鏡板部（56）を構成している。
【００７８】
上記旋回側背面部材（54）には、円筒凸部（55）が一体に形成されている。円筒凸部（55）は、円筒状に形成され、旋回側背面部材（54）の背面（図２における下面）に突設されている。この円筒凸部（55）には、軸受メタル（57）が圧入されている。この軸受メタル（57）には、駆動軸（100）の偏心部（102）が円筒凸部（55）の突端側（図２における下端側）から挿入されている。また、円筒凸部（55）の内側では、駆動軸（100）の偏心部（102）の上端面の上側に上端空間（66）が形成されている。この上端空間（66）は、偏心部（102）の上端面に開口する軸内通路（105）と連通している。
【００７９】
上記旋回スクロール（50）は、旋回側ラップ（53）が固定スクロール（30）の固定側ラップ（33）と噛み合わされている。そして、固定スクロール（30）と旋回スクロール（50）の間には、固定側鏡板部（36）、固定側ラップ（33）、旋回側鏡板部（56）および旋回側ラップ（53）によって囲まれた圧縮室（23）が形成される。
【００８０】
また、上記旋回スクロール（50）は、ハウジング部材（70）の環状凸部（76）の上に載置されており、旋回側背面部材（54）の背面（図２における下面）が環状凸部（76）の突端面（図２における上面）と摺接する。ただし、ハウジング部材（70）の環状凸部（76）と旋回側背面部材（54）とは、物理的に接触してはおらず、両者の間には微小な隙間が形成される。そして、ハウジング部材（70）の環状凸部（76）と旋回側背面部材（54）との隙間は、内側シールリング（80）および外側シールリング（81）によってシールされる。
【００８１】
上記旋回スクロール（50）とハウジング部材（70）との間には、オルダム継手（89）が設けられる。このオルダム継手（89）は、自転防止機構を構成している。つまり、オルダム継手（89）は、旋回スクロール（50）とハウジング部材（70）の両方に対してスライド自在に係合し、旋回スクロール（50）の自転を規制する。
【００８２】
本実施形態１の圧縮機構（20）には、カバー部材（28）が設けられている。このカバー部材（28）は、固定スクロール（30）の固定側背面部材（35）の背面（図２における上面）に、逆止弁（25）を覆うように設けられている。この圧縮機構（20）では、カバー部材（28）と固定側背面部材（35）とによって、吐出ポート（22）に連通する閉空間が形成されている。本実施形態１の吐出管（19）は、一端がカバー部材（28）に取り付けられており、カバー部材（28）の内側に形成されて吐出ポート（22）と連通する空間に接続している。この吐出管（19）は、ケーシング（17）を貫通してケーシング（17）の外部へ延びている。
【００８３】
また、本実施形態１の圧縮機構（20）では、吸入ポート（21）がハウジング部材（70）に形成されている。この吸入ポート（21）は、ハウジング本体部（71）をその背面（図２における下面）からその前面（同図における上面）へ向かって貫通している。そして、吸入ポート（21）は、ケーシング（17）の内部空間における圧縮機構（20）と電動機（110）の間の部分を、ハウジング部材（70）と固定スクロール（30）によって囲まれた空間に連通させている。本実施形態１の吸入管（18）は、ケーシング（17）を貫通しており、その一端がケーシング（17）の内部空間における圧縮機構（20）と電動機（110）の間の部分に開口している。
【００８４】
本実施形態１のスクロール圧縮機（16）において、吸入管（18）を通ってケーシング（17）の内部空間へ流入した低圧のガス冷媒は、吸入ポート（21）を通って圧縮室（23）へ吸入されて圧縮される。圧縮室（23）内で圧縮されたガス冷媒は、吐出ポート（22）を通ってカバー部材（28）の内側の空間へ流入し、その後に吐出管（19）を通ってケーシング（17）の外部へ流出してゆく。
【００８５】
−運転動作−
上記ヒートポンプ（1）の運転動作と、そこに設けられたスクロール圧縮機（16）の運転動作について説明する。
【００８６】
（ヒートポンプの運転動作）
両圧縮機（3,4）が駆動されると、低段側圧縮機（4）で圧縮された冷媒は高段側圧縮機（3）で更に圧縮されて高圧冷媒となる。高段側圧縮機（3）から吐出された高圧冷媒は、放熱器（5）で熱媒体回路（11）の熱媒体と熱交換して凝縮し、熱媒体が１００℃以上に加熱される。放熱器（5）で凝縮した高圧冷媒は、一部がインジェクション通路（9）に流れ、残りが過冷却熱交換器（8）の高温流路（8a）に流れる。インジェクション通路（9）に流れた高圧冷媒は、流量調整弁（10）で減圧された後、過冷却熱交換器（8）の低温流路（8b）に流れて高温流路（8a）の高圧冷媒と熱交換する。これによって、高温流路（8a）の高圧冷媒は過冷却される一方、低温流路（8b）の冷媒は蒸発して中間圧の過熱ガス冷媒となる。
【００８７】
過冷却熱交換器（8）で過冷却された高圧冷媒は、膨張弁（6）で減圧されて低圧冷媒となる。低圧冷媒は、蒸発器（7）に流れて、冷水回路（15）の熱源水と熱交換して蒸発し、熱源水が冷却されて冷水となる。蒸発器（7）から流出した冷媒は、低段側圧縮機（4）に吸入されて再び圧縮される。低段側圧縮機（4）から吐出された冷媒は、インジェクション通路（9）からの中間圧の過熱ガス冷媒と合流して高段側圧縮機（3）に吸入される。
【００８８】
熱媒体回路（11）では、放熱器（5）で加熱された熱媒体が加熱熱交換器（13）に流れて恒温槽（12）の水と熱交換し、水が加熱されて温水となる。
【００８９】
（スクロール圧縮機の運転動作）
スクロール圧縮機（16）の動作について説明する。
【００９０】
電動機（110）に通電すると、駆動軸（100）に係合する旋回スクロール（50）が駆動される。旋回スクロール（50）は、自転運動は行わずに公転運動だけを行う。旋回スクロール（50）が公転すると、固定スクロール（30）との間に形成された圧縮室（23）の容積が変化し、吸入管（18）を通って圧縮機構（20）へ流入した低圧ガス冷媒が圧縮室（23）へ吸い込まれる。つまり、スクロール圧縮機（16）では、ケーシング（17）外から吸入管（18）を通ってケーシング（17）の内部空間へ流入した低圧のガス冷媒は圧縮室（23）へ吸入されて圧縮される。圧縮室（23）内で圧縮されたガス冷媒は、吐出ポート（22）を通ってカバー部材（28）の内側の空間へ流入し、その後に吐出管（19）を通ってケーシング（17）の外部へ流出してゆく。
【００９１】
駆動軸（100）が回転すると、この駆動軸（100）によって油ポンプ（120）が駆動される。油ポンプ（120）は、油溜め部（130）の冷凍機油を直接吸い込み、吸い込んだ冷凍機油を軸内通路（105）へ流入させる。軸内通路（105）を流れる冷凍機油は、一部が分岐通路（107）へ流入し、残りが上端空間（66）へ流入する。
【００９２】
分岐通路（107）へ流入した冷凍機油は、給油室（117）へ流れ、下部軸受部材（115）に設けられた軸受メタル（116）と駆動軸（100）との隙間へ供給されて潤滑に利用される。また、上端空間（66）へ流入した冷凍機油は、一部が旋回スクロール（50）に設けられた軸受メタル（57）と偏心部（102）との隙間へ供給されて潤滑に利用され、残りが旋回スクロール（50）および固定スクロール（30）へ流入する。
【００９３】
（差圧弁の動作）
駆動軸（100）が回転すると、油ポンプ（120）によって吸い込まれた冷凍機油が軸内通路（105）からバイパス通路（141）に流れ込む。
【００９４】
駆動軸（100）の回転数が上昇すると、油ポンプ（120）から軸内通路（105）に供給される冷凍機油の油量が増大する。つまり、軸内通路（105）からバイパス通路（141）に流れ込む冷凍機油の流量も増加する。このとき、駆動軸（100）の回転数が上昇し、バイパス通路（141）の冷凍機油の油圧がケーシング（17）内に吸入される冷媒の圧力よりも所定値高くなる。こうなると、差圧弁（142）が開かれる。
【００９５】
差圧弁（142）が開くと、軸内通路（105）を流れる冷凍機油がバイパス通路（141）に流れ込み、その後、バイパス通路（141）を流出してケーシング（17）の内部空間に流れ出る。つまり、駆動軸（100）の回転数の増大によって、軸内通路（105）を流れる冷凍機油の一部がバイパス通路（141）からケーシング（17）の内部空間に流れる。このため、圧縮機構（20）に供給される冷凍機油量が低減される。
【００９６】
−実施形態１の効果−
上記実施形態１によれば、ケーシング（17）の内部空間に被圧縮冷媒を導入するようにしたため、ケーシング（17）内に圧縮冷媒を導入した場合よりも、ケーシング（17）内の温度を下げることができる。つまり、対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプ（1）に接続される圧縮機（3,4）のケーシング（17）内の温度を下げることができる。これにより、ケーシング（17）内の温度が圧縮機構（20）を駆動させる電動機（110）の耐熱温度よりも高くなるのを防止することができる。この結果、対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプ（1）に接続される圧縮機（3,4）において高温冷媒の対策を行うことができる。
【００９７】
また、旋回スクロール（50）と固定スクロール（30）を有する圧縮機構（20）を備えたため、吸入圧力損失を抑えることができる。ここで、対象流体を１００℃以上に加熱する冷媒は、沸点が高く、常温（例えば２５℃）では、低圧で密度も非常に小さいため、吸入圧力損失が大きくなる。ところが、実施形態１では、旋回スクロール（50）と固定スクロール（30）とを有するスクロール型の圧縮機構（20）を被圧縮冷媒が導入されたケーシング（17）内に収容したため、上記冷媒を用いても吸入圧力損失を抑えることができる。
【００９８】
さらに、対象流体を１００℃以上に加熱する冷媒は、臨界温度が低い冷媒に比べ、同じ温度条件の運転を行う際に圧縮比が大きくなる。ところが、本実施形態１に係る圧縮機構（20）では、圧縮期間が長く、また、その圧縮比に合うように渦巻き形状を最適化することができるため、効率をよくすることができる。
【００９９】
また、駆動軸（100）の回転数が上昇した場合に圧縮機構（20）への冷凍機油の供給量を抑えるようにしたため、圧縮機構（20）への余分な潤滑油を低減することができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【０１００】
また、バイパス通路（141）内の潤滑油の圧力がケーシング（17）内の被圧縮冷媒の圧力よりも所定値高くなったら差圧弁（142）を開くようにしたため、軸内通路（105）を流れる冷凍機油をバイパス通路（141）からケーシング（17）の内部空間に導くことができる。このため、圧縮機構（20）への余分な潤滑油の供給を抑えることができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【０１０１】
また、圧縮機構（20）に余分に供給される冷凍機油量が低減されることで、圧縮機構（20）における冷凍機油の供給圧力を下げることができる。こうすることで、駆動軸（100）の回転トルクを抑えることができる。
【０１０２】
〈発明の実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２について説明する。図５に示すように、本実施形態２に係る両圧縮機（3,4）は、上記実施形態１に係る圧縮機（3,4）とは、油供給制限部（140）の構成が異なっている。尚、本実施形態２では、上記実施形態１と異なる部分のみ説明する。
【０１０３】
具体的には、本実施形態２に係る油供給制限部（140）は、バイパス孔（143）と、遠心力弁（144）と付勢バネ（145）とを備えている。
【０１０４】
上記バイパス孔（143）は、駆動軸（100）の主軸部（101）に形成され、軸内通路（105）とケーシング（17）の内部空間とを連通させる通路である。バイパス孔（143）は、内部を冷凍機油が流通可能となるように構成されている。バイパス孔（143）は、その一端が軸内通路（105）に開口する一方、その他端がケーシング（17）の内部空間に開口している。そして、バイパス孔（143）の他端には、遠心力弁（144）が取り付けられている。
【０１０５】
上記遠心力弁（144）は、バイパス孔（143）内の冷凍機油の流れを調節する弁であって、本発明に係る開閉弁を構成している。遠心力弁（144）は、弁体を有してバイパス孔（143）の他端に取り付けられている。
【０１０６】
上記付勢バネ（145）は、遠心力弁（144）を閉鎖方向に付勢するものであって、本発明に係る付勢部材を構成している。付勢バネ（145）は、駆動軸（100）における遠心力弁（144）の上部位置に設けられ、上記駆動軸（100）の径方向内方に向かって遠心力弁（144）を付勢している。こうすることで、通常、バイパス孔（143）は遠心力弁（144）によって閉鎖される。
【０１０７】
（遠心力弁の動作）
駆動軸（100）が回転すると、油ポンプ（120）によって吸い込まれた冷凍機油が軸内通路（105）からバイパス孔（143）に流れ込む。バイパス孔（143）に流れ込んだ潤滑油には、その他端側においてより大きな遠心力が加わる。ここで、駆動軸（100）の回転数が所定の回転数以上になると、駆動軸（100）の回転速度が高くなるため、バイパス孔（143）の他端における潤滑油に加わる遠心力が高くなる。この遠心力が遠心力弁（144）を付勢する付勢バネ（145）の付勢力よりも大きくなると、遠心力弁（144）が開く。遠心力弁（144）が開くと、バイパス孔（143）を流れる潤滑油が、その他端からケーシング（17）の内部空間に流れ出る。つまり、駆動軸（100）の回転数の増大に伴って軸内通路（105）を流れる潤滑油の一部がバイパス通路（141）からケーシング（17）の内部空間に流れるため、圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が低減される。
【０１０８】
−実施形態２の効果−
上記実施形態２によれば、駆動軸（100）の回転数が所定回転数以上となった場合に遠心力弁（144）を開くようにしたため、軸内通路（105）を流れる冷凍機油をバイパス孔（143）からケーシング（17）の内部空間に導くことができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【０１０９】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。その他の構成、作用・効果は実施形態１と同様である。
【０１１０】
〈発明の実施形態３〉
次に、本発明の実施形態３について説明する。図６に示すように、本実施形態３に係る圧縮機（3,4）は、上記実施形態１に係る圧縮機（3,4）とは、油ポンプ（120）と油供給制限部（140）の構成が異なっている。尚、本実施形態３では、上記実施形態１と異なる部分のみ説明する。
【０１１１】
具体的には、本実施形態３に係る油供給制限部（140）は、油排出口（146）を備えている。油排出口（146）は、油ポンプ（120）の円筒ハウジング（121）の端面において吸入口（122）と吐出口（123）との間に形成されている。
【０１１２】
油ポンプ（120）は、流体室（126）の容積変化に伴い吸入口（122）から冷凍機油を吸入して吐出口（123）から軸内通路（105）に吐出する。この際、アウターロータ（124）とインナーロータ（125）との間に区画された流体室（126）は、油排出口（146）を介してケーシング（17）の内部空間と連通する。このため、流体室（126）内の冷凍機油は、油排出口（146）からケーシング（17）の内部に流れ出る。
【０１１３】
ここで、駆動軸（100）の回転数が増大すると、吸入口（122）から吸入される冷凍機油の流量が増加する。こうなると、流体室（126）内から油排出口（146）を介してケーシング（17）の内部空間に流れ出る冷凍機油量も増える。つまり、駆動軸（100）の回転数の増大に伴って流体室（126）内の冷凍機油の一部が油排出口（146）からケーシング（17）の内部空間に流れるため、圧縮機構（20）に供給される冷凍機油量が低減される。
【０１１４】
−実施形態３の効果−
上記実施形態３によれば、流体室（126）と連通する油排出口（146）を設けたため、流体室（126）を流れる冷凍機油の一部を油排出口（146）からケーシング（17）の内部空間に導くことができる。このため、圧縮機構（20）への余分な潤滑油の供給を抑えることができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【０１１５】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。その他の構成、作用・効果は実施形態１と同様である。
【０１１６】
〈発明の実施形態４〉
次に、本発明の実施形態４について説明する。図７に示すように、本実施形態４に係る圧縮機（3,4）は、上記実施形態１に係る圧縮機（3,4）とは、油供給制限部（140）と油ポンプ（120）の構成が異なっている。尚、本実施形態４では、上記実施形態１と異なる部分のみ説明する。
【０１１７】
具体的には、本実施形態４に係る油供給制限部（140）は、油ポンプ（120）を駆動させる油モータ（148）と、該油モータ（148）の回転数を制御する油制御部（147）とを備えている。
【０１１８】
油モータ（148）は、駆動軸（100）に代えて油ポンプ（120）の駆動源となるものであって、本発明に係るモータを構成している。油モータ（148）は、油ポンプ（120）の内部に設けられ、インナーロータ（125）と連結されている。
【０１１９】
上記油制御部（147）は、油モータ（148）の回転数を制御するコントローラに構成されている。具体的には、油制御部（147）は、油ポンプ（120）から圧縮機構（20）に供給される冷凍機油量が所定量以下となるように油モータ（148）の回転数を調節している。
【０１２０】
駆動軸（100）が回転すると、これに伴って旋回スクロール（50）が回転する。そして、油制御部（147）が油モータ（148）を回転させることで、モータ回転数に応じた量の冷凍機油が駆動軸（100）の軸内通路（105）へ供給される。油制御部（147）は、圧縮機構（20）に供給される冷凍機油量が所定量以下となるようにモータ（148）の回転数を調節する。
【０１２１】
ここで、油ポンプ（120）から軸内通路（105）を通じて圧縮機構（20）へ供給される冷凍機油の量は、駆動軸（100）が最小回転数で回転した場合であっても必要な量が供給されるようになっている。このため、駆動軸（100）の回転数が増大したことによる軸内通路（105）を流れる潤滑油量の増加分は、圧縮機構（20）にとって必要以上の余分な潤滑油となる。この余分な潤滑油は、圧縮機構（20）を流れる際、該圧縮機構（20）から吸熱してケーシング（17）内部を流れて戻ってくる。このため、圧縮機構（20）から吸熱した潤滑油によってケーシング（17）内部が加熱されることになる。
【０１２２】
ところが、油制御部（147）は、油ポンプ（120）から圧縮機構（20）に供給される潤滑油量が所定量以下となるように油モータ（148）の回転数を調節している。このため、駆動軸（100）の回転数が増大しても、油ポンプ（120）から圧縮機構（20）に供給される余分な潤滑油量の増大を抑えることができる。こうすることで、これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）内に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。
【０１２３】
−実施形態４の効果−
上記実施形態４によれば、油ポンプ（120）の油モータ（148）を制御する油制御部（147）を設けたため、油ポンプ（120）の油モータ（148）の回転数を制御することができる。このため、油ポンプ（120）から軸内通路（105）に供給される冷凍機油量を所定量以下に調節することができる。これにより、圧縮機構（20）で吸熱してケーシング（17）に戻ってくる潤滑油を減らすことができるため、吸熱した余分な潤滑油の熱によってケーシング（17）内部が加熱されるのを防止することができる。
【０１２４】
また、圧縮機構（20）へ供給される余分な潤滑油量の増加を抑えることで、潤滑油量が過多にならず、潤滑油の供給圧を抑えることができる。これにより、油ポンプ（120）の動力を抑えることができる。その他の構成、作用・効果は実施形態１と同様である。
【０１２５】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上説明したように、本発明は、対象流体を１００℃以上に加熱するヒートポンプに接続される圧縮機について有用である。
【符号の説明】
【０１２７】
２            冷媒回路
５            放熱器
６            膨張弁
７            蒸発器
１７          ケーシング
１８          吸入管
２０          圧縮機構
３０          固定スクロール
５０          旋回スクロール
１００        駆動軸
１０５        軸内通路
１２０        油ポンプ
１４０        油供給制限部
１４１        バイパス通路
１４２        差圧弁
１４３        バイパス孔
１４４        遠心力弁
１４５        付勢バネ
１４６        油排出口
１４７        油制御部
１４８        油モータ
【図１】
2014009647.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014009647.tif 000007
【図６】
2014009647.tif 000008
【図７】
2014009647.tif 000009