(57)【要約】【課題】本発明の目的は、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させて、運転効率および信頼性の高い圧縮機を提供することである。【解決手段】圧縮機１０１は、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、クランク軸１７と、インジェクション管９２とを備える。インジェクション管９２は、圧縮機構１５の第１圧縮室４０に注入される冷媒が内部を流れる管である。圧縮機構１５は、少なくとも１つのシリンダ２４と、第１ヘッド２３と、第２ヘッド２７と、ローラ２１ａとを有する。ローラ２１ａは、クランク軸１７の回転により偏心回転する。第１ヘッド２３および第２ヘッド２７は、それぞれ、インジェクション通路３３，３７を有する。インジェクション通路３３，３７は、ローラ２１ａの偏心回転によって第１圧縮室４０に開口する。インジェクション管９２は、第１ヘッド２３のインジェクション通路３３、および、第２ヘッド２７のインジェクション通路３７と連通する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１０）と、
前記ケーシング内に収容され、かつ、冷媒が圧縮される圧縮室（４０，４１）を有する圧縮機構（１５）と、
前記ケーシング内に収容され、かつ、前記圧縮機構を駆動するクランク軸（１７）と、
前記圧縮室に注入される冷媒が内部を流れるインジェクション管（９２）と、
を備え、
前記圧縮機構は、
少なくとも１つのシリンダ（２４，２６）と、
前記シリンダの両端面をそれぞれ閉塞する第１ヘッド（２３，２７）および第２ヘッド（２７，２５）と、
前記クランク軸の回転により偏心回転し、かつ、前記シリンダ、前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドと共に前記圧縮室を形成するローラ（２１ａ）と、
を有し、
前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドは、それぞれ、前記ローラの偏心回転によって前記圧縮室に開口するインジェクション通路（３３，３５，３７）を有し、
前記インジェクション管は、前記第１ヘッドの前記インジェクション通路、および、前記第２ヘッドの前記インジェクション通路と連通する、
圧縮機（１０１）。
【請求項２】
前記インジェクション管は、前記ケーシングの外部で分岐して、前記第１ヘッドの前記インジェクション通路、および、前記第２ヘッドの前記インジェクション通路と連通する、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第１ヘッドの前記インジェクション通路、および、前記第２ヘッドの前記インジェクション通路は、前記ケーシングの内部において互いに連通する、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第１ヘッドおよび前記第２ヘッドは、それぞれ、前記インジェクション通路の前記圧縮室への開口であるインジェクション孔（３３ａ，３５ａ，３７ａ，３７ｂ）を有し、
前記ローラの偏心回転によって前記圧縮室の容積が減少し始めるときの前記クランク軸の回転角度である第１回転角度、および、前記クランク軸の回転角度が前記第１回転角度から増加して、前記インジェクション孔が前記ローラによって完全に閉じられる瞬間における前記クランク軸の回転角度である第２回転角度に関して、前記第２回転角度が前記第１回転角度より１５０°〜１８０°大きくなるように、前記第１ヘッドの前記インジェクション孔、および、前記第２ヘッドの前記インジェクション孔の位置および大きさが設定される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記第１ヘッドにおける前記第２回転角度である第３回転角度、および、前記第２ヘッドにおける前記第２回転角度である第４回転角度に関して、前記第３回転角度と前記第４回転角度との差の絶対値が５°以内となるように、前記第１ヘッドの前記インジェクション孔、および、前記第２ヘッドの前記インジェクション孔の位置および大きさが設定される、
請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記圧縮機構は、
第１シリンダ（２４）および第２シリンダ（２６）からなる２つの前記シリンダと、
前記第１シリンダの前記第２ヘッドであり、かつ、前記第２シリンダの前記第１ヘッドであるミドルプレート（２７）と、
を有し、
前記ミドルプレートは、前記ローラの偏心回転によって前記第１シリンダの前記圧縮室に開口する前記インジェクション通路と、前記ローラの偏心回転によって前記第２シリンダの前記圧縮室に開口する前記インジェクション通路とを有する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記圧縮機構は、Ｒ３２を圧縮する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置等の冷凍装置の冷媒回路に接続される圧縮機として、ロータリ圧縮機および揺動式圧縮機等、種種のタイプの圧縮機が用いられている。圧縮機は、冷媒回路を循環する冷媒を低圧の状態から高圧の状態まで圧縮する圧縮機構を備える。ロータリ圧縮機の圧縮機構では、ローラおよびブレードからなるピストンがシリンダ内で偏心回転して、ローラの外周面と、シリンダの内周面と、シリンダ両端面を閉塞する一対の端板と、ローラとシリンダとの間の空間を仕切るブレードとから形成される圧縮室の容積が増減することで、冷媒が圧縮される。揺動式圧縮機の圧縮機構では、ローラおよびブレードが一体となっているピストンがシリンダ内で偏心回転して、冷媒が圧縮される。
【０００３】
特許文献１（特開２００９−１２７９０２号公報）は、ロータリ圧縮機の一例を開示する。このロータリ圧縮機は、低圧と高圧との中間の圧力の冷媒であって、圧縮機構によって圧縮される途中の冷媒の温度より低い温度の冷媒を、圧縮室に注入するインジェクション機構を有する。インジェクション機構は、冷媒回路に接続される気液分離器で分離されたガス冷媒の一部を、圧縮機構外部のインジェクション管と、圧縮機構の端板の内部に形成されるインジェクション通路とを介して、圧縮室に注入する。圧縮室を形成する端板表面には、インジェクション通路が開口している。インジェクション通路の圧縮室への開口は、冷媒の圧縮過程において、偏心回転するピストンによって開閉される。インジェクション機構は、圧縮室に注入される冷媒によって圧縮機構の内部温度を低下させて、圧縮機の冷凍能力を向上させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
揺動式圧縮機において、インジェクション通路は、ピストンの軸受部と連通せず、かつ、冷媒の圧縮過程の後半で圧縮室にできるだけ連通しないことが求められる。インジェクション通路がピストンの軸受部と連通すると、ピストンの軸受部を潤滑する潤滑油がインジェクション通路に流入して、ピストンの軸受部において潤滑油が不足するおそれがある。また、インジェクション通路が冷媒の圧縮過程の後半で圧縮室に連通すると、インジェクション管を流れる冷媒の圧力より、圧縮室内の冷媒の圧力が高くなる場合がある。これにより、圧縮室からインジェクション管に冷媒が逆流して、冷媒回路を循環する冷媒の量が低減して冷凍能力が低下し、また、不必要な圧縮動力が増加して冷凍効率が低下するおそれがある。さらに、圧縮機構を構成するシリンダおよびピストン等の寸法によって、インジェクション通路の圧縮室への開口を設けることが可能な範囲は変化する。そのため、インジェクション通路の圧縮室への開口は、上記の制約により設置の自由度が低く、圧縮室に注入される冷媒の流量を確保するために充分な大きさの開口面積を有するインジェクション通路を設けることが困難である。
【０００５】
本発明の目的は、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させて、運転効率および信頼性の高い圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１観点に係る圧縮機は、ケーシングと、圧縮機構と、クランク軸と、インジェクション管とを備える。圧縮機構は、ケーシング内に収容される。圧縮機構は、冷媒が圧縮される圧縮室を有する。クランク軸は、ケーシング内に収容される。クランク軸は、圧縮機構を駆動する。インジェクション管は、圧縮室に注入される冷媒が内部を流れる管である。圧縮機構は、少なくとも１つのシリンダと、第１ヘッドと、第２ヘッドと、ローラとを有する。第１ヘッドおよび第２ヘッドは、シリンダの両端面をそれぞれ閉塞する。ローラは、クランク軸の回転により偏心回転する。ローラは、シリンダ、第１ヘッドおよび第２ヘッドと共に圧縮室を形成する。第１ヘッドおよび第２ヘッドは、それぞれ、インジェクション通路を有する。インジェクション通路は、ローラの偏心回転によって圧縮室に開口する。インジェクション管は、第１ヘッドのインジェクション通路、および、第２ヘッドのインジェクション通路と連通する。
【０００７】
第１観点に係る圧縮機では、インジェクション管、第１ヘッドのインジェクション通路、および、第２ヘッドのインジェクション通路を介して、中間圧の冷媒が圧縮機構の圧縮室に注入される。中間圧の冷媒は、圧縮機構に吸入される低圧の冷媒より高い圧力を有し、かつ、圧縮機構から吐出される高圧の冷媒より低い圧力を有する冷媒である。また、中間圧の冷媒は、圧縮室で圧縮される冷媒より低い温度を有する冷媒である。そのため、圧縮室に注入される中間圧の冷媒は、圧縮室で圧縮されている冷媒を冷却して、圧縮機構から吐出される冷媒の温度を低下させる。この圧縮機では、第１ヘッドおよび第２ヘッドに、それぞれ、中間圧の冷媒を圧縮室に注入するためのインジェクション通路が形成されている。すなわち、１つの圧縮室は、２つのインジェクション通路と連通している。そのため、１つの圧縮室が１つのインジェクション通路と連通している圧縮機構と比べて、圧縮室に注入される中間圧の冷媒の流量はより大きい。これにより、この圧縮機は、圧縮機構から吐出される冷媒の温度を効率的に低下させることができる。圧縮機構から吐出される冷媒の温度が高くなると、圧縮機全体の温度も上昇して、圧縮機内部の摺動部を潤滑する冷凍機油の温度が上昇する。その結果、冷凍機油の粘度が低下して、摺動部で潤滑不良が発生すると、部品の摩耗および焼き付きが生じて圧縮機の信頼性が低下し、圧縮機の運転効率も低下してしまう。従って、この圧縮機は、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させることで、運転効率および信頼性を向上させることができる。
【０００８】
また、インジェクション通路の圧縮室への開口は、種種の制約により設置の自由度が低い。そのため、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させるために、インジェクション通路の開口の面積を増加させることは困難である。しかし、この圧縮機では、第１ヘッドおよび第２ヘッドに、それぞれ、インジェクション通路の開口を設けることで、インジェクション通路の一箇所当たりの開口の面積を増加させることなく、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させることができる。
【０００９】
本発明の第２観点に係る圧縮機は、第１観点に係る圧縮機であって、インジェクション管は、ケーシングの外部で分岐して、第１ヘッドのインジェクション通路、および、第２ヘッドのインジェクション通路と連通する。
【００１０】
第２観点に係る圧縮機では、インジェクション管は、ケーシングの外部において、インジェクション通路の数と同じ数の管に分岐する。圧縮室に注入される中間圧の冷媒は、インジェクション管の内部で分流して、インジェクション管の内径より小さい内径を有するインジェクション通路に供給される。そのため、この圧縮機は、中間圧の冷媒の流路抵抗を抑えることができ、圧縮室に注入される冷媒の流量を効率的に増加させることができる。
【００１１】
本発明の第３観点に係る圧縮機は、第１観点に係る圧縮機であって、第１ヘッドのインジェクション通路、および、第２ヘッドのインジェクション通路は、ケーシングの内部において互いに連通する。
【００１２】
第３観点に係る圧縮機では、ケーシングの外部のインジェクション管の配管を簡素にすることができる。そのため、この圧縮機は、製造コストを抑えることができる。
【００１３】
本発明の第４観点に係る圧縮機は、第１乃至第３観点のいずれか１つに係る圧縮機であって、第１ヘッドおよび第２ヘッドは、それぞれ、インジェクション孔を有する。インジェクション孔は、インジェクション通路の圧縮室への開口である。第１ヘッドのインジェクション孔、および、第２ヘッドのインジェクション孔の位置および大きさは、第２回転角度が第１回転角度より１５０°〜１８０°大きくなるように、設定される。第１回転角度は、ローラの偏心回転によって圧縮室の容積が減少し始めるときのクランク軸の回転角度である。第２回転角度は、クランク軸の回転角度が第１回転角度から増加して、インジェクション孔がローラによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸の回転角度である。クランク軸の回転角度が第１回転角度から増加すると、圧縮室における冷媒の圧縮が始まり、同時に、ローラによって閉じられていたインジェクション孔の開口が開き始める。インジェクション孔の開口が完全に開いた後、クランク軸の回転角度が第２回転角度に到達すると、インジェクション孔の開口がローラによって完全に閉じられる。
【００１４】
第４観点に係る圧縮機では、圧縮室における冷媒圧縮過程の前半において、圧縮機の外部から供給される中間圧の冷媒が圧縮室に注入されるような位置に、インジェクション孔の圧縮室への開口が形成されている。これにより、中間圧の冷媒と圧縮室内の冷媒との間の大きな差圧によって、中間圧の冷媒は、圧力が低い圧縮室に供給されるので、圧縮室で圧縮される冷媒をより効率的に冷却することができる。従って、この圧縮機は、運転効率および信頼性をより効率的に向上させることができる。
【００１５】
本発明の第５観点に係る圧縮機は、第４観点に係る圧縮機であって、第１ヘッドのインジェクション孔、および、第２ヘッドのインジェクション孔の位置および大きさは、第３回転角度と第４回転角度との差の絶対値が５°以内となるように、設定される。第３回転角度は、第１ヘッドにおける第２回転角度である。第４回転角度は、第２ヘッドにおける第２回転角度である。第３回転角度は、クランク軸の回転角度の増加により、第１ヘッドのインジェクション孔がローラによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸の回転角度である。第４回転角度は、クランク軸の回転角度の増加により、第２ヘッドのインジェクション孔がローラによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸の回転角度である。
【００１６】
第５観点に係る圧縮機では、クランク軸の中心軸に沿って第１ヘッドおよび第２ヘッドを見た場合において、第１ヘッドに形成されるインジェクション孔の開口と、第２ヘッドに形成されるインジェクション孔の開口とが、同じ場所に位置しているか、互いに近傍に位置している。
【００１７】
本発明の第６観点に係る圧縮機は、第１乃至第５観点のいずれか１つに係る圧縮機であって、圧縮機構は、第１シリンダおよび第２シリンダからなる２つのシリンダと、ミドルプレートとを有する。ミドルプレートは、第１シリンダの第２ヘッドであり、かつ、第２シリンダの第１ヘッドである。ミドルプレートは、ローラの偏心回転によって第１シリンダの圧縮室に開口するインジェクション通路と、ローラの偏心回転によって第２シリンダの圧縮室に開口するインジェクション通路とを有する。
【００１８】
第６観点に係る圧縮機では、圧縮機構は、２つの圧縮室を有する。２つの圧縮室では、それぞれ、圧縮機構に吸入される低圧の冷媒が圧縮される。２つの圧縮室をそれぞれ形成する第１シリンダおよび第２シリンダは、クランク軸の中心軸に沿って配置される。ミドルプレートは、第１シリンダと第２シリンダとによって挟まれるヘッドである。ミドルプレートは、２つの圧縮室のそれぞれに連通している２つのインジェクション通路を有する。
【００１９】
本発明の第７観点に係る圧縮機は、第１乃至第６観点のいずれか１つに係る圧縮機であって、圧縮機構は、Ｒ３２を圧縮する。
【００２０】
第７観点に係る圧縮機では、圧縮機構によって圧縮される冷媒として、分子式ＣＨ2Ｆ2で表されるフッ素系冷媒であるＲ３２が用いられる。Ｒ３２は、地球温暖化係数が小さい冷媒であるが、圧縮によって高温になり易い冷媒である。しかし、この圧縮機では、中間圧の冷媒を圧縮室に注入することで、圧縮機構から吐出される冷媒の温度を抑えることができる。従って、この圧縮機は、Ｒ３２を圧縮する圧縮機構を有しているが、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させることで、運転効率および信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２１】
第１観点および第５乃至第７観点に係る圧縮機は、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させることで、運転効率および信頼性を向上させることができる。
【００２２】
第２観点に係る圧縮機は、インジェクション孔の開口の面積を増やすことができ、圧縮室に注入される冷媒の流量を効率的に増加させることができる。
【００２３】
第３観点に係る圧縮機は、製造コストを抑えることができる。
【００２４】
第４観点に係る圧縮機は、運転効率および信頼性をより効率的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態に係る揺動式圧縮機の縦断面図である。
【図２】圧縮機構の縦断面図である。
【図３】第１シリンダの高さ位置における圧縮機構の横断面図である。
【図４】第２シリンダの高さ位置における圧縮機構の横断面図である。
【図５】冷媒回路の模式図の一例である。
【図６】図３と同様の圧縮機構の横断面図である。
【図７】図３と同様の圧縮機構の横断面図である。
【図８】図３と同様の圧縮機構の横断面図である。
【図９】図３と同様の圧縮機構の横断面図である。
【図１０】クランク軸の回転角度と、インジェクション孔の開口面積と、第１圧縮室に流入する冷媒の流量の積算値との関係を表すグラフである。
【図１１】変形例Ａに係る揺動式圧縮機の圧縮機構の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施形態に係る圧縮機について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る圧縮機は、揺動式圧縮機である。揺動式圧縮機は、シリンダの内部で偏心回転するピストンを用いて、シリンダの内部の空間の容積を変化させることによって、冷媒回路を循環する冷媒を圧縮する圧縮機である。
【００２７】
（１）圧縮機の構成
図１は、本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１の縦断面図である。揺動式圧縮機１０１は、主として、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、駆動モータ１６と、クランク軸１７と、吸入管１９と、吐出管２０とを備える。揺動式圧縮機１０１は、ケーシング１０の外部に設置される気液分離器１０３と、インジェクション管９２を介して連結されている。揺動式圧縮機１０１は、２シリンダタイプの圧縮機である。次に、揺動式圧縮機１０１の各構成要素について説明する。
【００２８】
（１−１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング部１１と、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とを有する。ケーシング１０は、ケーシング１０の内部および外部において圧力や温度が変化した場合に、変形および破損が起こりにくい剛性部材で成型されている。ケーシング１０は、胴部ケーシング部１１の略円筒状の軸方向が鉛直方向に沿うように設置されている。ケーシング１０の底部には、潤滑油が貯留される油貯留部１０ａが設けられている。潤滑油は、揺動式圧縮機１０１内部の摺動部を潤滑するために用いられる冷凍機油である。
【００２９】
ケーシング１０は、主として、圧縮機構１５と、圧縮機構１５の上方に配置される駆動モータ１６と、鉛直方向に延びるように配置されるクランク軸１７とを収容している。圧縮機構１５と駆動モータ１６とは、クランク軸１７によって連結されている。ケーシング１０の壁部には、吸入管１９および吐出管２０が気密状に溶接されている。
【００３０】
（１−２）圧縮機構
図２は、圧縮機構１５の縦断面図である。圧縮機構１５は、主として、フロントヘッド２３と、第１シリンダ２４と、ミドルプレート２７と、第２シリンダ２６と、リアヘッド２５と、ピストン２１と、ブッシュ２２とから構成されている。フロントヘッド２３、第１シリンダ２４、ミドルプレート２７、第２シリンダ２６およびリアヘッド２５は、ボルトによって一体的に締結されている。圧縮機構１５の上方の空間は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒が吐出される高圧空間Ｓ１である。
【００３１】
圧縮機構１５は、油貯留部１０ａに貯留されている潤滑油に浸漬されている。油貯留部１０ａの潤滑油は、差圧によって、圧縮機構１５の摺動部に供給される。次に、圧縮機構１５の各構成要素について説明する。
【００３２】
（１−２−１）第１シリンダ
図３は、第１シリンダ２４の高さ位置における圧縮機構１５の横断面図である。図３は、鉛直方向に沿って圧縮機構１５を上方から下方に向かって見た場合の断面図である。第１シリンダ２４は、主として、第１シリンダ孔２４ａと、第１吸入孔２４ｂと、第１吐出路２４ｃと、第１ブッシュ収容孔２４ｄと、第１ブレード収容孔２４ｅと、第１断熱孔２４ｆとを有している。図１に示されるように、第１シリンダ２４は、フロントヘッド２３およびミドルプレート２７と連結されている。フロントヘッド２３は、第１シリンダ２４の上方の端面に接し、ミドルプレート２７は、第１シリンダ２４の下方の端面に接している。
【００３３】
第１シリンダ孔２４ａは、第１シリンダ２４の鉛直方向の両端面の中央部に形成され、かつ、鉛直方向に沿って貫通する円柱状の孔である。第１吸入孔２４ｂは、第１シリンダ２４の外周面から第１シリンダ孔２４ａに向かって、第１シリンダ２４の径方向に沿って貫通する孔である。第１吐出路２４ｃは、第１シリンダ２４の内周面の一部が切り欠かれることによって、鉛直方向に沿って貫通することなく形成される空間である。第１ブッシュ収容孔２４ｄは、鉛直方向に沿って貫通し、かつ、鉛直方向に沿って見た場合において第１吸入孔２４ｂと第１吐出路２４ｃとの間に配置される孔である。第１ブレード収容孔２４ｅは、鉛直方向に沿って貫通し、かつ、第１ブッシュ収容孔２４ｄと連通する孔である。第１断熱孔２４ｆは、第１シリンダ２４の外周面と内周面との間において鉛直方向に沿って貫通する孔である。第１シリンダ２４は、複数の第１断熱孔２４ｆを有する。
【００３４】
第１シリンダ孔２４ａは、クランク軸１７の偏心軸部１７ａ、および、ピストン２１のローラ２１ａを収容する。第１ブッシュ収容孔２４ｄは、ピストン２１のブレード２１ｂ、および、ブッシュ２２を収容する。第１ブレード収容孔２４ｅにピストン２１のブレード部２１ｂが収容された状態において、第１吐出路２４ｃは、フロントヘッド２３側に形成されている。
【００３５】
（１−２−２）第２シリンダ
図４は、第２シリンダ２６の高さ位置における圧縮機構１５の横断面図である。図４は、鉛直方向に沿って圧縮機構１５を上方から下方に向かって見た場合の断面図である。第２シリンダ２６は、第１シリンダ２４と同様の構成を有する。第２シリンダ２６は、主として、第２シリンダ孔２６ａと、第２吸入孔２６ｂと、第２吐出路２６ｃと、第２ブッシュ収容孔２６ｄと、第２ブレード収容孔２６ｅと、第２断熱孔２６ｆとを有している。図１に示されるように、第２シリンダ２６は、ミドルプレート２７およびリアヘッド２５と連結されている。ミドルプレート２７は、第２シリンダ２６の上方の端面に接し、リアヘッド２５は、第２シリンダ２６の下方の端面に接している。
【００３６】
第２シリンダ孔２６ａは、第２シリンダ２６の鉛直方向の両端面の中央部に形成され、かつ、鉛直方向に沿って貫通する円柱状の孔である。第２吸入孔２６ｂは、第２シリンダ２６の外周面から第２シリンダ孔２６ａに向かって、第２シリンダ２６の径方向に沿って貫通する孔である。第２吐出路２６ｃは、第２シリンダ２６の内周面の一部が切り欠かれることによって、鉛直方向に沿って貫通することなく形成される空間である。第２ブッシュ収容孔２６ｄは、鉛直方向に沿って貫通し、かつ、鉛直方向に沿って見た場合において第２吸入孔２６ｂと第２吐出路２６ｃとの間に配置される孔である。第２ブレード収容孔２６ｅは、鉛直方向に沿って貫通し、かつ、第２ブッシュ収容孔２６ｄと連通する孔である。第２断熱孔２６ｆは、第２シリンダ２６の外周面と内周面との間において鉛直方向に沿って貫通する孔である。第２シリンダ２６は、複数の第２断熱孔２６ｆを有する。
【００３７】
第２シリンダ孔２６ａは、クランク軸１７の偏心軸部１７ａ、および、ピストン２１のローラ２１ａを収容する。第２ブッシュ収容孔２６ｄは、ピストン２１のブレード２１ｂ、および、ブッシュ２２を収容する。第２ブレード収容孔２６ｅにピストン２１のブレード部２１ｂが収容された状態において、第２吐出路２６ｃは、リアヘッド２２５側に形成されている。
【００３８】
（１−２−３）ピストン
圧縮機構１５は、第１シリンダ２４の第１シリンダ孔２４ａに挿入されるピストン２１と、第２シリンダ２６の第２シリンダ孔２６ａに挿入されるピストン２１とからなる２つのピストン２１を有する。ピストン２１は、略円筒状のローラ２１ａと、ローラ２１ａの径方向外側に突出するブレード２１ｂとを有する。ピストン２１は、ローラ２１ａおよびブレード２１ｂが一体となっている部材である。
【００３９】
ローラ２１ａは、クランク軸１７の偏心軸部１７ａに嵌合された状態で、第１シリンダ２４の第１シリンダ孔２４ａ、および、第２シリンダ２６の第２シリンダ孔２６ａに、それぞれ挿入される。これにより、ローラ２１ａは、クランク軸１７の軸回転によって、クランク軸１７の回転軸を中心とする公転運動を行う。ローラ２１ａは、圧縮機構１５を上面視した場合に、時計回りに公転する。
【００４０】
ブレード部２１ｂは、第１シリンダ２４の第１ブッシュ収容孔２４ｄおよび第１ブレード収容孔２４ｅ、および、第２シリンダ２６の第２ブッシュ収容孔２６ｄおよび第２ブレード収容孔２６ｅに、それぞれ収容される。これにより、ブレード部２１ｂは、揺動しながら、その長手方向に沿って進退運動を行う。
【００４１】
圧縮機構１５は、第１シリンダ２４に形成される第１圧縮室４０と、第２シリンダ２６に形成される第２圧縮室４１とを有する。第１圧縮室４０は、ピストン２１によって、第１吸入孔２４ｂと連通する吸入室と、第１吐出路２４ｃと連通する吐出室とに区画される。第２圧縮室４１は、ピストン２１によって、第２吸入孔２６ｂと連通する吸入室と、第２吐出路２６ｃと連通する吐出室とに区画される。第１圧縮室４０および第２圧縮室４１において、吸入室および吐出室の容積は、ピストン２１の位置に応じて変化する。
【００４２】
（１−２−４）ブッシュ
ブッシュ２２は、一対の略半円柱状の部材である。ブッシュ２２は、ピストン２１のブレード部２１ｂを挟み込むようにして、第１シリンダ２４のブッシュ収容孔２４ｄ、および、第２シリンダ２６のブッシュ収容孔２６ｄに、それぞれ収容される。
【００４３】
（１−２−５）フロントヘッド
フロントヘッド２３は、第１シリンダ２４の第１吐出路２４ｄ側の端面を覆う部材である。フロントヘッド２３は、ボルト等によって、ケーシング１０に締結されている。フロントヘッド２３は、クランク軸１７が挿入される上部軸受部２３ａを有する。フロントヘッド２３は、第１シリンダ２４の第１吐出路２４ｃを通過する冷媒を吐出管２０に導くための開口（図示せず）を有する。フロントヘッド２３のこの開口は、冷媒の逆流を防止するための吐出弁（図示せず）により開閉される。
【００４４】
フロントヘッド２３は、上部インジェクション通路３３を有している。上部インジェクション通路３３は、フロントヘッド２３の内部において、水平方向に延びるように形成される管状の空間である。上部インジェクション通路３３の一端は、フロントヘッド２３の外周面に開口し、上部インジェクション通路３３の他端は、フロントヘッド２３の下側の表面に開口する。上部インジェクション通路３３は、ピストン２１の位置に応じて、第１圧縮室４０と連通する。以下、第１圧縮室４０における上部インジェクション通路３３の開口を、第１上部インジェクション孔３３ａと呼ぶ。
【００４５】
（１−２−６）リアヘッド
リアヘッド２５は、第２シリンダ２６の第２吐出路２６ｃ側の端面を覆う部材である。リアヘッド２５は、クランク軸１７が挿入される下部軸受部２５ａを有する。リアヘッド２５は、第２シリンダ２６の第２吐出路２６ｃを通過する冷媒を吐出管２０に導くための開口（図示せず）を有する。リアヘッド２５のこの開口は、冷媒の逆流を防止するための吐出弁（図示せず）により開閉される。
【００４６】
リアヘッド２５は、下部インジェクション通路３５を有している。下部インジェクション通路３５は、リアヘッド２５の内部において、水平方向に延びるように形成される管状の空間である。下部インジェクション通路３５の一端は、リアヘッド２５の外周面に開口し、下部インジェクション通路３５の他端は、リアヘッド２５の上側の表面に開口する。下部インジェクション通路３５は、ピストン２１の位置に応じて、第２圧縮室４１と連通する。以下、第２圧縮室４１における下部インジェクション通路３５の開口を、第２下部インジェクション孔３５ａと呼ぶ。
【００４７】
（１−２−７）ミドルプレート
ミドルプレート２７は、第１シリンダ２４と第２シリンダ２６との間に配置される。ミドルプレート２７は、第１シリンダ２４の第１吐出路２４ｄ側の反対側の端面を覆う部材である。ミドルプレート２７は、第２シリンダ２６の第２吐出路２６ｄ側の反対側の端面を覆う部材である。第１シリンダ２４の第１シリンダ孔２４ａは、フロントヘッド２３およびミドルプレート２７によって閉塞される。第２シリンダ２６の第２シリンダ孔２６ａは、ミドルプレート２７およびリアヘッド２５によって閉塞される。
【００４８】
ミドルプレート２７は、中央インジェクション通路３７を有している。中央インジェクション通路３７は、ミドルプレート２７の内部において、水平方向に延びるように形成される管状の空間である。中央インジェクション通路３７の一端は、ミドルプレート２７の外周面に開口し、中央インジェクション通路３７の他端は、ミドルプレート２７の上側および下側の表面に開口する。中央インジェクション通路３７は、ピストン２１の位置に応じて、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１と連通する。以下、第１圧縮室４０における中央インジェクション通路３７の開口を、第１下部インジェクション孔３７ａと呼び、第２圧縮室４１における中央インジェクション通路３７の開口を、第２上部インジェクション孔３７ｂと呼ぶ。
【００４９】
（１−３）駆動モータ
駆動モータ１６は、ケーシング１０の内部に収容され、圧縮機構１５の上方に設置されるブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、主として、ケーシング１０の内壁面に固定されるステータ５１と、ステータ５１の内側にエアギャップを設けて回転自在に収容されるロータ５２とから構成される。
【００５０】
ステータ５１は、導線が巻き付けられているコイル部と、コイル部の上方および下方に形成されるコイルエンド５３とを有する。ステータ５１の外側面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成されている複数のコアカット部（図示せず）が設けられている。コアカット部は、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路（図示せず）を形成する。
【００５１】
ロータ５２は、鉛直方向に積層された複数の金属板から構成される。ロータ５２は、その回転中心を鉛直方向に貫通するクランク軸１７に連結されている。ロータ５２は、クランク軸１７を介して、圧縮機構１５と接続されている。ロータ５２の鉛直方向の端面には、バランスウェイト１８が取り付けられている。
【００５２】
（１−４）クランク軸
クランク軸１７は、ケーシング１０の内部に収容され、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置されている。クランク軸１７は、駆動モータ１６のロータ５２、および、圧縮機構１５の２つのピストン２１に連結されている。クランク軸１７は、圧縮機構１５側の端部に形成される２つの偏心軸部１７ａを有している。２つの偏心軸部１７ａは、それぞれ、第１シリンダ２４の第１シリンダ孔２４ａに挿入されるピストン２１のローラ２１ａ、および、第２シリンダ２６の第２シリンダ孔２６ａに挿入されるピストン２１のローラ２１ａと連結している。２つの偏心軸部１７ａは、互いの偏心軸がクランク軸１７の回転軸を挟んで対向する位置に形成されている。クランク軸１７は、偏心軸部１７ａが形成されていない端部において、駆動モータ１６のロータ５２と連結している。クランク軸１７は、フロントヘッド２３の上部軸受部２３ａ、および、リアヘッド２５の下部軸受部２５ａによって支持されている。
【００５３】
（１−５）吸入管
吸入管１９は、ケーシング１０の胴部ケーシング部１１を貫通する管である。ケーシング１０の内部にある吸入管１９の端部は、第１シリンダ２４の第１吸入孔２４ｂ、および、第２シリンダ２６の第２吸入孔２６ｂに嵌め込まれている。ケーシング１０の外部にある吸入管１９の端部は、冷媒回路に接続されている。吸入管１９は、冷媒回路から圧縮機構１５に冷媒を供給するための管である。
【００５４】
（１−６）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０の上壁部１２を貫通する管である。ケーシング１０の内部にある吐出管２０の端部は、駆動モータ１６の上方の空間に位置している。ケーシング１０の外部にある吐出管２０の端部は、冷媒回路に接続されている。吐出管２０は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒を冷媒回路に供給するための管である。
【００５５】
（１−７）インジェクション管
図５は、揺動式圧縮機１０１を備える冷媒回路９０の模式図の一例である。図５に示される点線の矢印は、冷媒が流れる方向を表す。冷媒回路９０は、主として、揺動式圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、気液分離器１０３と、２個の膨張弁１０４ａ，１０４ｂと、蒸発器１０５とから構成される。揺動式圧縮機１０１で断熱圧縮された高圧の冷媒は、凝縮器１０２において冷却される。冷却された高圧の冷媒は、膨張弁１０４ａを通過して中間圧の冷媒になり、気液分離器１０３において、液体冷媒と気体冷媒とに分離される。分離された液体冷媒は、膨張弁１０４ｂにおいて断熱膨張して、気体状態と液体状態とが共存した低圧の冷媒となる。その後、低圧の冷媒は、蒸発器１０５において蒸発して、過熱蒸気として揺動式圧縮機１０１に吸入される。冷媒回路９０を循環する冷媒は、例えば、Ｒ１３４ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣおよびＲ３２等のフッ素系冷媒、および、二酸化炭素である。
【００５６】
気液分離器１０３は、インジェクション管９２を介して、揺動式圧縮機１０１と連結されている。インジェクション管９２は、気液分離器１０３において分離された気体冷媒が流れる管である。インジェクション管９２を流れる冷媒の圧力は、揺動式圧縮機１０１の圧縮機構１５に吸入される低圧の冷媒より高く、かつ、圧縮機構１５から吐出される高圧の冷媒より低い。以下、インジェクション管９２を流れる冷媒を、中間圧の冷媒と呼ぶ。
【００５７】
本実施形態において、インジェクション管９２は、揺動式圧縮機１０１の外部において、３つの分岐管に分岐している。インジェクション管９２の３つの分岐管は、それぞれ、フロントヘッド２３の上部インジェクション通路３３、リアヘッド２５の下部インジェクション通路３５、および、ミドルプレート２７の中央インジェクション通路３７に接続されている。これにより、インジェクション管９２を流れる中間圧の冷媒は、揺動式圧縮機１０１の外部で３つに分流して、上部インジェクション通路３３、下部インジェクション通路３５、および、中央インジェクション通路３７を経由して、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１にそれぞれ供給される。なお、インジェクション管９２の内径は、上部インジェクション通路３３、下部インジェクション通路３５および中央インジェクション通路３７の径より大きい。
【００５８】
（２）圧縮機構の詳細な構成
フロントヘッド２３の第１上部インジェクション孔３３ａ、ミドルプレート２７の第１下部インジェクション孔３７ａ、ミドルプレート２７の第２上部インジェクション孔３７ｂ、および、リアヘッド２５の第２下部インジェクション孔３５ａについて詳細に説明する。図６〜９は、図３と同様の、第１シリンダ２４の高さ位置における圧縮機構１５の横断面図である。
【００５９】
最初に、クランク軸１７の回転角度を定義する。第１シリンダ２４の第１シリンダ孔２４ａにおけるピストン２１のローラ２１ａの偏心回転によって、第１圧縮室４０の容積が減少し始めるときのクランク軸１７の回転角度を０°と規定する。図６は、クランク軸１７の回転角度が０°の場合の図である。図６において、ピストン２１のブレード２１ｂ全体は、第１ブッシュ収容孔２４ｄおよび第１ブレード収容孔２４ｅに収容されている。このとき、クランク軸１７の回転によって、ローラ２１ａが時計回りに偏心回転すると、クランク軸１７の回転角度が増加して、第１圧縮室４０の容積が減少する。ローラ２１ａの偏心回転によってクランク軸１７の回転角度が３６０°になると、ローラ２１ａは、図６に示される位置に戻る。
【００６０】
次に、クランク軸１７の回転角度が０°〜３６０°の場合における、４つのインジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａの位置について説明する。図６に示されるように、第１圧縮室４０の容積が最大となり、かつ、クランク軸１７の回転角度が０°であるときの回転角度を「第１回転角度」と呼ぶ。図７に示されるように、クランク軸１７の回転角度が第１回転角度から増加して、インジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａの開口がローラ２１ａによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸１７の回転角度を「第２回転角度」と呼ぶ。図６および図７には、便宜的に、第１上部インジェクション孔３３ａのみが示されている。インジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａの位置は、それぞれの第２回転角度が、第１回転角度より１５０°〜１８０°大きくなるように、設定される。すなわち、図７において、第１回転角度と第２回転角度との差の絶対値である角度θ１は、１５０°〜１８０°である。図６に示されるように、クランク軸１７の回転角度が第１回転角度である０°から増加すると、第１圧縮室４０における冷媒の圧縮が始まり、同時に、ローラ２１ａによって閉じられていた第１上部インジェクション孔３３ａの開口が開き始める。ローラ２１ａが偏心回転して、クランク軸１７の回転角度が第２回転角度であるθ１に到達すると、図７に示されるように、第１上部インジェクション孔３３ａの開口がローラ２１ａによって完全に閉じられる。
【００６１】
次に、クランク軸１７の回転角度が０°〜３６０°の場合における、４つのインジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａの位置関係について説明する。第１シリンダ２４の第１圧縮室４０に開口する第１上部インジェクション孔３３ａおよび第１下部インジェクション孔３７ａに関して、クランク軸１７の回転角度が増加して、第１上部インジェクション孔３３ａの開口がローラ２１ａによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸１７の回転角度を「第３回転角度」と呼び、クランク軸１７の回転角度が増加して、第１下部インジェクション孔３７ａの開口がローラ２１ａによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸１７の回転角度を「第４回転角度」と呼ぶ。すなわち、第３回転角度は、フロントヘッド２３の第１上部インジェクション孔３３ａに関する第２回転角度であり、第４回転角度は、ミドルプレート２７の第１下部インジェクション孔３７ａに関する第２回転角度である。第１上部インジェクション孔３３ａおよび第１下部インジェクション孔３７ａの位置は、第３回転角度と第４回転角度との差の絶対値が５°以内、好ましくは０°となるように、設定される。すなわち、圧縮機構１５を上面視した場合において、第１上部インジェクション孔３３ａおよび第１下部インジェクション孔３７ａは、同じ場所に位置しているか、互いに近傍に位置している。図８は、便宜的に、第１上部インジェクション孔３３ａおよび第１下部インジェクション孔３７ａのみが示されている図である。図８において、第３回転角度と第４回転角度との差の絶対値である角度θ２は、５°以内、好ましくは０°である。
【００６２】
同様に、第２シリンダ２６の第２圧縮室４１に開口する第２上部インジェクション孔３７ｂおよび第２下部インジェクション孔３５ａに関して、クランク軸１７の回転角度が増加して、第２上部インジェクション孔３７ｂの開口がローラ２１ａによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸１７の回転角度を「第５回転角度」と呼び、クランク軸１７の回転角度が増加して、第２下部インジェクション孔３５ａの開口がローラ２１ａによって完全に閉じられる瞬間におけるクランク軸１７の回転角度を「第６回転角度」と呼ぶ。すなわち、第５回転角度は、ミドルプレート２７の第２上部インジェクション孔３７ｂに関する第２回転角度であり、第６回転角度は、リアヘッド２５の第２下部インジェクション孔３５ａに関する第２回転角度である。第２上部インジェクション孔３７ｂおよび第２下部インジェクション孔３５ａの位置は、第５回転角度と第６回転角度との差の絶対値が５°以内、好ましくは０°となるように、設定される。すなわち、圧縮機構１５を上面視した場合において、第２上部インジェクション孔３７ｂおよび第２下部インジェクション孔３５ａは、同じ場所に位置しているか、互いに近傍に位置している。
【００６３】
なお、４つのインジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａは、圧縮機構１５を上面視した場合において、同じ場所に位置しているか、互いに近傍に位置していることが好ましい。具体的には、第３回転角度、第４回転角度、第５回転角度および第６回転角度の最大値と最小値との差の絶対値が５°以内、好ましくは０°となるように、インジェクション孔３３ａ，３７ｂ，３７ａ，３５ａの位置が設定されることが好ましい。以下、本実施形態では、第３回転角度、第４回転角度、第５回転角度および第６回転角度は、全て等しいとする。
【００６４】
次に、クランク軸１７の回転角度が０°〜３６０°の場合における、４つのインジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａの大きさについて説明する。図９は、互いに異なる回転角度を有する３つのクランク軸１７のそれぞれに連結される３つのピストン１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃが示された、図３と同様の圧縮機構１５の横断面図である。図９において、点線で示されるピストン１２１ａは、ピストン１２１ａが第１上部インジェクション孔３３ａを開き始める瞬間における回転角度を有している。図９において、鎖線で示されるピストン１２１ｂは、第１上部インジェクション孔３３ａが完全に開いた後、ピストン１２１ｂが第１上部インジェクション孔３３ａを塞ぎ終わった瞬間における回転角度を有している。図９において、実線で示されるピストン１２１ｃは、クランク軸１７の回転軸から第１上部インジェクション孔３３ａに向かって、ピストン１２１ｃが最大限に変位している瞬間の回転角度を有している。クランク軸１７の回転に伴い、ピストン２１の位置は、ピストン１２１ａ、ピストン１２１ｂ、ピストン１２１ｃの順で変化する。
【００６５】
第１上部インジェクション孔３３ａは、図９に示される設置可能領域Ｒの内部に設置される。設置可能領域Ｒは、点線で示されるピストン１２１ａの外周と、鎖線で示されるピストン１２１ｂの外周と、実線で示されるピストン１２１ｃの内周とによって囲まれた領域である。ピストン１２１ａの外周は、ピストン１２１ａが第１シリンダ孔２４ａにおいて偏心回転する際に、第１シリンダ２４の内周面と接する部分であり、ピストン１２１ａの内周は、クランク軸１７の偏心軸部１７ａの外周面と接する部分である。ピストン１２１ｂ，１２１ｃに関しても同様である。
【００６６】
第１上部インジェクション孔３３ａは、第１圧縮室４０に注入される中間圧の冷媒の流量をできるだけ大きくするために、設置可能領域Ｒにおいて最大の断面積を有することが好ましい。ここで、ピストン１２１ｃの内周の内側にある偏心軸部１７ａには、潤滑油が供給されている。そして、第１上部インジェクション孔３３ａは、実線で示されるピストン１２１ｃの内周の外側に位置している。そのため、偏心軸部１７ａを潤滑する潤滑油が第１上部インジェクション孔３３ａに流入して、偏心軸部１７ａを潤滑する潤滑油が不足することが抑制される。第１下部インジェクション孔３７ａ、第２上部インジェクション孔３７ｂおよび第２下部インジェクション孔３５ａも、同様に、それぞれの設置可能領域Ｒの内部に設置される。
【００６７】
（３）圧縮機の動作
揺動式圧縮機１０１の動作について説明する。駆動モータ１６が始動すると、クランク軸１７の２つの偏心軸部１７ａは、クランク軸１７の回転軸を中心に偏心回転する。これにより、第１シリンダ２４の第１シリンダ孔２４ａにおいて、偏心軸部１７ａに連結されているピストン２１のローラ２１ａは、その外周面が第１シリンダ２４の内周面と接している状態で、第１シリンダ孔２４ａ内で公転する。ローラ２１ａが第１シリンダ孔２４ａ内で公転することで、ピストン２１のブレード２１ｂは、その両側面をブッシュ２２に挟まれながら進退する。第１圧縮室４０では、ローラ２１ａの公転に伴い、第１吸入孔２４ｂと連通する吸入室は、徐々に容積を増加させる。このとき、ケーシング１０の外部から吸入管１９を経由して、吸入室に低圧の冷媒が流入する。ローラ２１ａの公転に伴い、吸入室は、第１吐出路２４ｃと連通する吐出室となり、吐出室は、徐々に容積を減少させて、再び吸入室となる。これにより、吸入管１９から第１吸入孔２４ｂを経由して第１圧縮室４０の吸入室に吸入された低圧の冷媒は、吐出室で圧縮されて、吐出室から第１吐出路２４ｃを経由して高圧空間Ｓ１に吐出される。高圧空間Ｓ１に吐出された冷媒は、駆動モータ１６のモータ冷却通路を通過して上方に向かって流れた後、吐出管２０からケーシング１０の外部に吐出される。
【００６８】
また、第２シリンダ２６の第２シリンダ孔２６ａにおいても、偏心軸部１７ａに連結されているピストン２１のローラ２１ａは、その外周面が第２シリンダ２６の内周面と接している状態で、第２シリンダ孔２６ａ内で公転する。これにより、吸入管１９から第２吸入孔２６ｂを経由して第２圧縮室４１の吸入室に吸入された低圧の冷媒は、吐出室で圧縮されて、吐出室から第２吐出路２６ｃを経由して高圧空間Ｓ１に吐出される。
【００６９】
フロントヘッド２３の上部インジェクション通路３３を流れる中間圧の冷媒は、第１上部インジェクション孔３３ａから、第１シリンダ２４の第１圧縮室４０に流入する。ミドルプレート２７の中央インジェクション通路３７を流れる中間圧の冷媒は、第１下部インジェクション孔３７ａから、第１シリンダ２４の第１圧縮室４０に流入する。第１圧縮室４０に流入した中間圧の冷媒は、吐出室において圧縮されている冷媒と混合する。これにより、第１圧縮室４０の吐出室の冷媒の温度が低下する。
【００７０】
ミドルプレート２７の中央インジェクション通路３７を流れる中間圧の冷媒は、第２上部インジェクション孔３７ｂから、第２シリンダ２６の第２圧縮室４１に流入する。リアヘッド２５の下部インジェクション通路３５を流れる中間圧の冷媒は、第２下部インジェクション孔３５ａから、第２シリンダ２６の第２圧縮室４１に流入する。第２圧縮室４１に流入した中間圧の冷媒は、吐出室において圧縮されている冷媒と混合する。これにより、第２圧縮室４１の吐出室の冷媒の温度が低下する。
【００７１】
図１０は、クランク軸１７の回転角度と、第１上部インジェクション孔３３ａの開口面積と、第１上部インジェクション孔３３ａから第１圧縮室４０に流入する冷媒の流量の積算値との関係を表すグラフである。グラフの横軸は、クランク軸１７の回転角度を表す。クランク軸１７の回転角度の範囲は、０°〜３６０°である。グラフの縦軸は、第１上部インジェクション孔３３ａの開口面積、および、第１上部インジェクション孔３３ａから第１圧縮室４０に流入する冷媒の流量の積算値を表す。図１０において、実線Ｌ１は、第１上部インジェクション孔３３ａの開口面積の変化を表し、点線Ｌ２は、第１上部インジェクション孔３３ａから第１圧縮室４０に流入する冷媒の流量の積算値の変化を表す。
【００７２】
図１０において、ローラ２１ａの偏心回転によって第１上部インジェクション孔３３ａが開き始めてから閉じ終わるまでの間において、クランク軸１７の回転角度は約１８０度増加する。上述したように、クランク軸１７の２つの偏心軸部１７ａは、互いの偏心軸がクランク軸１７の回転軸を挟んで対向する位置に形成されている。そのため、第１シリンダ２４の第１シリンダ孔２４ａにおいて偏心回転するローラ２１ａと、第２シリンダ２６の第２シリンダ孔２６ａにおいて偏心回転するローラ２１ａとは、常に位相が１８０°異なっている。
【００７３】
本実施形態において、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に開口する４つのインジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａは、圧縮機構１５を上面視した場合において、同じ場所に位置している。そのため、第１圧縮室４０において第１上部インジェクション孔３３ａおよび第１下部インジェクション孔３７ａが閉じている間、第２圧縮室４１において第２上部インジェクション孔３７ｂおよび第２下部インジェクション孔３５ａは開いており、その逆もまた同様である。すなわち、クランク軸１７の回転角度の増加に伴い、中間圧の冷媒は、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に交互に流入する。そのため、インジェクション管９２から圧縮機構１５内部に注入される冷媒の単位時間当たりの流量は、ほぼ一定になる。
【００７４】
また、インジェクション管９２を流れる中間圧の冷媒の圧力は常に一定である。そのため、図１０に示されるように、第１上部インジェクション孔３３ａから第１圧縮室４０に流入する冷媒の流量の積算値は、クランク軸１７の回転角度の増加に伴い、第１上部インジェクション孔３３ａが開き始めた瞬間から徐々に増加する。なお、図１０では、クランク軸１７の回転角度が約１３５°に到達してから、第１上部インジェクション孔３３ａが閉じ終わるまで、冷媒の流量の積算値が僅かに減少している。このとき、第１圧縮室４０で圧縮されている冷媒の圧力が、インジェクション管９２を流れる中間圧の冷媒の圧力を上回っているために、第１圧縮室４０からインジェクション管９２に向かって冷媒が逆流している。
【００７５】
（４）圧縮機の特徴
本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、インジェクション管９２、フロントヘッド２３の上部インジェクション通路３３、ミドルプレート２７の中央インジェクション通路３７およびリアヘッド２５の下部インジェクション通路３５を経由して、気液分離器１０３において分離された中間圧の冷媒が、圧縮機構１５の第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される。中間圧の冷媒は、圧縮機構１５に吸入される低圧の冷媒より高い圧力を有し、かつ、圧縮機構１５から吐出される高圧の冷媒より低い圧力を有する冷媒である。また、中間圧の冷媒は、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１で圧縮される冷媒より低い温度を有する冷媒である。そのため、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入された中間圧の冷媒は、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１で圧縮されている冷媒を冷却して、圧縮機構１５から吐出される冷媒の温度を低下させる。
【００７６】
揺動式圧縮機１０１では、第１圧縮室４０は、上部インジェクション通路３３および中央インジェクション通路３７と連通し、第２圧縮室４１は、中央インジェクション通路３７および下部インジェクション通路３５と連通する。すなわち、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１は、それぞれ、２つのインジェクション通路と連通している。そのため、揺動式圧縮機１０１では、１つの圧縮室が１つのインジェクション通路のみと連通している圧縮機構を備える圧縮機と比べて、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される中間圧の冷媒の流量がより大きい。これにより、揺動式圧縮機１０１は、圧縮機構１５から吐出される冷媒の温度を効率的に低下させることができる。
【００７７】
圧縮機構から吐出される冷媒の温度が高くなると、圧縮機全体の温度も上昇して、圧縮機内部の摺動部を潤滑する冷凍機油の温度が上昇する。その結果、冷凍機油の粘度が低下して、摺動部で潤滑不良が発生すると、部品の摩耗および焼き付きが生じて圧縮機の信頼性が低下し、圧縮機の運転効率も低下してしまう。従って、本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１は、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される中間圧の冷媒の流量を増加させて、圧縮機構１５から吐出される冷媒の温度を効率的に低下させることで、運転効率および信頼性を向上させることができる。
【００７８】
また、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に開口する４つのインジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａは、種種の制約により設置の自由度が低い。しかし、揺動式圧縮機１０１では、第１圧縮室４０を形成するフロントヘッド２３およびミドルプレート２７のそれぞれにインジェクション孔３３ａ，３７ａが形成され、第２圧縮室４１を形成するミドルプレート２７およびリアヘッド２５のそれぞれにインジェクション孔３７ｂ，３５ａが形成されている。そのため、インジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａの面積を増加させることなく、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される中間圧の冷媒の流量を増加させることができる。
【００７９】
また、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１が、それぞれ、１つのインジェクション通路と連通している圧縮機、例えば、フロントヘッド２３およびリアヘッド２５にインジェクション通路が形成されていない仮想上の圧縮機を考える。この場合、ミドルプレート２７に形成されているインジェクション孔の位置および大きさや、第１シリンダ２４および第２シリンダ２６の大きさ等を変更することなく、仮想上の圧縮機のフロントヘッド２３およびリアヘッド２５にインジェクション通路を形成することで、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される中間圧の冷媒の流量を増加させることができる。
【００８０】
また、本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、インジェクション管９２は、ケーシング１０の外部において、インジェクション通路３３，３５，３７の数と同じ数の３つの管に分岐している。気液分離器１０３からインジェクション管９２に供給される中間圧の冷媒は、インジェクション管９２内で分流して、インジェクション管９２の内径より小さい内径を有するインジェクション通路３３，３５，３７に供給される。そのため、揺動式圧縮機１０１は、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される中間圧の冷媒の流路抵抗を抑えることができ、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される中間圧の冷媒の流量を効率的に増加させることができる。
【００８１】
また、本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１における冷媒圧縮過程の後半において、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に中間圧の冷媒が注入されるような位置に、インジェクション孔３３ａ，３７ａ，３７ｂ，３５ａが形成されている。これにより、中間圧の冷媒は、ある程度まで圧縮された高温の冷媒を有している第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に供給されるので、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１で圧縮されている冷媒をより効率的に冷却することができる。従って、揺動式圧縮機１０１は、運転効率および信頼性をより効率的に向上させることができる。
【００８２】
また、本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１は、圧縮機構１５によって圧縮される冷媒として、分子式ＣＨ2Ｆ2で表されるフッ素系冷媒であるＲ３２を使用することができる。Ｒ３２は、地球温暖化係数が小さい冷媒であるが、圧縮によって高温になり易い冷媒である。しかし、揺動式圧縮機１０１では、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に中間圧の冷媒を注入することで、圧縮機構１５から吐出される冷媒の温度を抑えることができる。従って、揺動式圧縮機１０１は、Ｒ３２を圧縮する場合において、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に注入される中間圧の冷媒の流量を増加させることで、運転効率および信頼性を向上させることができる。
【００８３】
（５）変形例
本発明の実施形態の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、本発明の実施形態に適用可能な変形例について説明する。
【００８４】
（５−１）変形例Ａ
本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、インジェクション管９２は、ケーシング１０の外部で３つに分岐して、フロントヘッド２３の上部インジェクション通路３３と、ミドルプレート２７の中央インジェクション通路３７と、リアヘッド２５の下部インジェクション通路３５とそれぞれ連通している。しかし、インジェクション管９２は、ケーシング１０の内部で３つに分岐して、インジェクション通路３３，３５，３７のそれぞれと連通してもよい。また、インジェクション管９２は、分岐することなくインジェクション通路３３，３５，３７の一つと連通し、かつ、インジェクション通路３３，３５，３７は、ケーシング１０の内部で互いに連通してもよい。
【００８５】
図１１は、本変形例に係る揺動式圧縮機２０１の圧縮機構１１５の縦断面図である。図１１では、図１に示される構成要素と同じ構成要素は、同じ参照符号で示され、図１に示される構成要素と異なる構成要素は、別の参照符号で示されている。揺動式圧縮機２０１では、インジェクション管１９２は、ケーシング１０の外部で分岐することなく、ケーシング１０を貫通して圧縮機構１１５と接続されている。インジェクション管１９２は、圧縮機構１１５のフロントヘッド１２３の上部インジェクション通路１３３と連通している。フロントヘッド１２３の上部インジェクション通路１３３と、ミドルプレート１２７の中央インジェクション通路１３７と、リアヘッド１２５の下部インジェクション通路１３５とは、圧縮機構１１５の内部の内部通路１２９を介して、互いに連通している。内部通路１２９は、第１シリンダ１２４および第２シリンダ１２６を鉛直方向に貫通する孔である。中央インジェクション通路１３７および下部インジェクション通路１３５は、圧縮機構１１５の外部の空間と連通しないように閉塞されている。揺動式圧縮機２０１では、インジェクション管１９２の配管を簡素にすることができる。従って、本変形例に係る揺動式圧縮機２０１は、製造コストを抑えることができる。
【００８６】
（５−２）変形例Ｂ
本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、圧縮機構１５は、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１からなる２つの圧縮室を有する。第１圧縮室４０および第２圧縮室４１のそれぞれにおいて、低圧の冷媒が吸引されて圧縮される。すなわち、揺動式圧縮機１０１は、冷媒を圧縮するための独立した２つのユニットを備える。しかし、揺動式圧縮機１０１の構成は、１つの圧縮室を有する圧縮機構を備える揺動式圧縮機にも適用することができる。
【００８７】
（５−３）変形例Ｃ
本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、気液分離器１０３において分離された気体冷媒が、中間圧の冷媒として、インジェクション管９２を経由して第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に供給される。しかし、気液分離器１０３において分離された液体冷媒が、中間圧の冷媒として、インジェクション管９２を経由して第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に供給されてもよい。
【００８８】
（５−４）変形例Ｄ
本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、圧縮機構１５は、ローラ２１ａおよびブレード２１ｂが一体となっているピストン２１を有している。しかし、揺動式圧縮機１０１の代わりに、ロータリ圧縮機が用いられても、本実施形態と同様の効果が得られる。ロータリ圧縮機では、圧縮機構は、ローラおよびブレードが互いに別の部材であるピストンを有している。
【００８９】
（５−５）変形例Ｅ
本実施形態に係る揺動式圧縮機１０１では、インジェクション管９２を経由して第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に供給される中間圧の冷媒は、ガス冷媒である。しかし、第１圧縮室４０および第２圧縮室４１に供給される中間圧の冷媒が、気液混合状態の冷媒であっても、本実施形態と同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係る圧縮機は、圧縮室に注入される冷媒の流量を増加させることで、運転効率および信頼性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１０      ケーシング
１５      圧縮機構
１７      クランク軸
２１ａ    ローラ
２４      シリンダ（第１シリンダ）
２６      シリンダ（第２シリンダ）
２３      フロントヘッド（第１ヘッド）
２７      ミドルプレート（第２ヘッド）
２７      ミドルプレート（第１ヘッド）
２５      リアヘッド（第２ヘッド）
３３      上部インジェクション通路（インジェクション通路）
３５      中央インジェクション通路（インジェクション通路）
３７      下部インジェクション通路（インジェクション通路）
３３ａ    第１上部インジェクション孔（インジェクション孔）
３７ａ    第１下部インジェクション孔（インジェクション孔）
３７ｂ    第２上部インジェクション孔（インジェクション孔）
３５ａ    第２下部インジェクション孔（インジェクション孔）
４０      第１圧縮室（圧縮室）
４１      第２圧縮室（圧縮室）
９２      インジェクション管
１０１      揺動式圧縮機（圧縮機）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９２】
【特許文献１】特開２００９−１２７９０２号公報
【図１】
2014190336.tif 000003
【図２】
2014190336.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014190336.tif 000006
【図５】
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【図６】
2014190336.tif 000008
【図７】
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【図８】
2014190336.tif 000010
【図９】
2014190336.tif 000011
【図１０】
2014190336.tif 000012
【図１１】
2014190336.tif 000013