(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定スクロールと円軌道運動される旋回スクロールとの間に形成する圧縮室にインジェクションポートを通じてガスインジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機において、
固定スクロールと速度可変な旋回スクロールとの間に一対の圧縮室を形成する羽根の、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室の一方が規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置から巻きおわり端まで、前記一方の圧縮室を所定の隙間をもって吸込口側に開放し前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて圧縮比を高めるオフセット面を設け、前記一方の圧縮室の密閉されない領域に通じる位置にインジェクションポートを設けるとともに、ガスインジェクションを適時に遮断し、また遮断を解除する制御手段を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項２】
固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室にインジェクションポートを通じてガスインジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機において、
固定スクロールと速度可変な旋回スクロールとの間に一対の圧縮室を形成する羽根の、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室の一方が規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置から巻きおわり端まで、前記一方の圧縮室を所定の隙間をもって吸込口側に開放し前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて圧縮比を高めるオフセット面を設け、前記一方の圧縮室の密閉されない領域と、前記オフセット面のない密閉される他方の圧縮室とに順次に通じる位置にインジェクションポートを設けるとともに、ガスインジェクションを遮断し、また遮断を解除する制御手段を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項３】
インジェクションポートは、前記一方の圧縮室の密閉されない領域にその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置に設けられる請求項２に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
インジェクションポートは、密閉される他方の圧縮室にその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置に設けられている請求項２、３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
インジェクションポートは、一方の圧縮室の密閉されない領域および密閉される圧縮室双方に通じている間の時間がほぼ等しくなる位置に設けられている請求項２〜４のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項６】
固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室にインジェクションポートを通じてガスインジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機において、
固定スクロールと速度可変な旋回スクロールとの間に一対の圧縮室を形成する羽根の、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室の一方が規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置から巻きおわり端まで、前記一方の圧縮室を所定の隙間をもって吸込口側に開放し前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて圧縮比を高めるオフセット面を設け、前記一方の圧縮室の密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、前記オフセット面がなく密閉される他方の圧縮室へ開いている間の旋回角度範囲よりも小さくなる位置にインジェクションポートを設けるとともに、ガスインジェクションを遮断し、また遮断を解除する制御手段を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項７】
インジェクションポートは、一方の圧縮室の密閉されない領域への最大開口度が、密閉される他方の圧縮室への最大開口度の６５％以下となる位置に設けられている請求項６に記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
固定スクロールと旋回スクロールとの間の圧縮室にインジェクションポートを通じてガスインジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機において、
固定スクロールと速度可変な旋回スクロールとの間に一対の圧縮室を形成する羽根の、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室の一方が規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置から巻きおわり端まで、前記一方の圧縮室を所定の隙間をもって吸込口側に開放し前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて圧縮比を高めるオフセット面を設け、前記一方の圧縮室の密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、密閉される他方の圧縮室へ開いている間の旋回角度範囲よりも大きくなる位置にインジェクションポートを設けるとともに、ガスインジェクションを遮断し、また遮断を解除する制御手段を設けたことを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項９】
圧縮機構の吐出口を有する外面を圧縮機構およびその駆動機構を内蔵した密閉容器内で覆うマフラーに、インジェクションポートに接続されるインジェクションパイプが遊びを持って通る穴を設けた請求項１〜８のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は業務用および家庭用の主として冷凍空調に使用されるスクロール圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍空調用の電動圧縮機としては、圧縮部がレシプロ式のもの、ロータリー式のもの、スクロール式のものがある。現在はコスト、性能面等でそれぞれ特徴を活かして成長してきている。中でもスクロール式の圧縮機が高効率、低騒音、低振動という特徴を活かして実用化されてきた。
【０００３】
特開平０５−２４０１７６号公報は、スクロール圧縮機で１つのインジェクションポートを通じて隣接する２つの圧縮室にガスインジェクションを行い、各圧縮室へのインジェクション量を均等化するようにした技術を開示している。これにより、局部的な熱の偏りによって生じるスクロール部材の熱変形、油の潤滑性の悪化を防ぐことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、運転モードの多様化は、スクロール圧縮機もインバータ制御などによって速度可変に運転してその時々に最適な運転状態が得られるようにすることや、ガスインジェクションも運転モードによっては遮断したり、遮断を解除したりすることが必要になってきている。
【０００５】
しかし、このような可変速運転と、ガスインジェクションの遮断、遮断解除とを行う場合、上記従来のものでは運転速度やガスインジェクションの遮断、遮断解除の違いにかかわらず、圧縮比は一定のままであるため、低速運転での効率向上に限界があるし、ガスインジェクション遮断状態では、ガスインジェクションポートまわりにできる逆止弁等を含むデッドボリューム内の冷媒ガスが圧縮行程にある圧縮室で圧縮された後、次の冷媒の閉じ込みを開始する圧縮室に通じたときに再膨張して、これも低速運転となる低負荷時に大きく影響して性能を低下させる。
【０００６】
本発明の目的は、ガスインジェクション遮断状態での低負荷運転時の性能を確保しながら、低いインジェクション圧にて高負荷運転となる暖房運転時等に高いガスインジェクション性能が得られるスクロール圧縮機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
固定スクロールと円軌道運動される旋回スクロールとの間に形成する圧縮室にインジェクションポートを通じてガスインジェクションを行うようにしたスクロール圧縮機において、
上記のような目的を達成するために、本発明は、固定スクロールと速度可変な旋回スクロールとの間に一対の圧縮室を形成する羽根の、低速運転にて前記一対の圧縮室の一方が規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置から巻きおわり端まで、前記一方の圧縮室を所定の隙間をもって吸込口側に開放し前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて圧縮比を高めるオフセット面と、ガスインジェクションを適時に遮断し、また遮断を解除する制御手段とを設けたことを共通の特徴としながら、
前記一方の圧縮室の密閉されない領域に通じる位置にインジェクションポートを設けることを１つの特徴としている。
【０００８】
このような構成では、ガスインジェクションの遮断、遮断解除によってガスインジェクションを適時に行え、所定の低速運転となる低負荷運転時、固定スクロールと旋回スクロールとが形成する一対の圧縮室のうちの一方の圧縮室の、オフセット面が作る隙間によって密閉されない領域は、前記隙間が小さくても吸入する冷媒をその隙間を通じて外部に逃がしやすく、隙間が設けられている範囲では閉じ込み機能を発揮しないので、圧縮室の全体の大きさに見合う容積での冷媒の過給はなく、前記圧縮室の前記隙間を形成しない範囲だけが有効に働いて設計通りの閉じ込み容積による運転が高効率に達成されるとともに、この有効に働く部分と他方の密閉される圧縮室にはガスインジェクションは行われずガスインジェクションポートが開口しないことにより、ここでのインジェクションポートまわりの逆止弁等を含むデッドボリューム部分の冷媒の圧縮による再膨張はないので、低負荷運転での圧縮機の性能が向上する。一方、前記低速運転よりも高速運転となる高負荷運転時、前記閉じられない領域を持つ一方の圧縮室は、前記隙間が小さいことと、旋回スクロールの高速旋回とにより吸入した冷媒の閉じ込み性が向上して冷媒の吸入量が増大し、つまり圧縮比が高まり、圧縮行程は低速運転時に対する高速運転度合いに応じた過給がなされるとともに、前記隙間のある領域を含む大きな容積を持った圧縮室の全体を利用した低圧のガスインジェクションを行うことにより高いインジェクション流量を確保して、実際の冷媒吐出量を必要十分に増加させられるので、暖房等の高負荷運転時の性能も向上する。従って、低負荷運転から高負荷運転状態まで圧縮機の効率が向上し、年間消費電力の低減を図ることもできる。
【０００９】
本発明は、また、前記一方の圧縮室の密閉されない領域と、前記オフセット面のない密閉される他方の圧縮室とに順次に通じる位置にインジェクションポートを設けたことも特徴としている。
【００１０】
このような構成では、ガスインジェクションを行うと、旋回スクロールの旋回によって、インジェクションポートの開口は前記一方の圧縮室の密閉されない領域と密閉される圧縮室とに順次に通じて、一対の圧縮室に開いている間の広い旋回角度範囲を利用してガスインジェクションによる過給が行え、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない前記発明に比し、圧縮機の能力制御幅が拡大するとともに、暖房等の高負荷運転時の性能をさらに向上し、一対の圧縮室での過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑えて運転の快適性を増した上で、ガスインジェクションを行わないとき、旋回スクロールの旋回によってインジェクションポートが、密閉される他方の圧縮室への開口状態から一方の圧縮室の密閉されない領域に開口されるときに、インジェクションポートまわりの逆止弁などを含むデッドボリューム部分の冷媒は再膨張するが、前記密閉される他方の圧縮室が前記開口と通じ合わなくなった時点での容積よりも、前記一方の圧縮室の密閉されない領域が前記開口と通じ合うようになった時点での容積の方が大きくなるようにして冷媒の再膨張による影響を低減し、最小ないしは中間の低負荷運転時にガスインジェクションを行わないで冷媒過給のない運転を問題なく達成し圧縮機の性能を向上することができ、低負荷運転から高負荷運転まで圧縮機の効率を高めることができる。
【００１１】
この場合、インジェクションポートが、前記一方の圧縮室の密閉されない領域にその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置に設けられると、インジェクションポートが通じ始めるときの密閉されない領域の容積が最大になるので、前記デッドボリュームでの冷媒の再膨張による影響を最も最小に抑えることができる。
【００１２】
また、インジェクションポートが、密閉される他方の圧縮室にその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置に設けられていると、インジェクションポートが通じ始めるときの密閉される圧縮室の容積が最大で、圧縮度が最小になるので、最大の容積と低圧状態とを利用してインジェクション流量を得やすくすることができ、高負荷運転での圧縮機の性能がさらに向上する。
【００１３】
また、インジェクションポートが、一方の圧縮室の密閉されない領域および密閉される圧縮室双方に通じている間の時間がほぼ等しくなる位置に設けられていると、一対の圧縮室へのインジェクション流量がほぼ等しくなるようにして、一対の圧縮室での過給のアンバランスを解消することができる。
【００１４】
本発明は、また、前記一方の圧縮室の密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、前記密閉される他方の圧縮室へ開いている間の旋回角度範囲よりも小さくなる位置にインジェクションポートを設けたことも特徴としている。
【００１５】
このような構成では、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない前記発明に比し、一対の圧縮室の双方でガスインジェクションを行う前記発明と同様な作用効果を発揮するとともに、一方の圧縮室の密閉されない領域と他方の圧縮室との双方に開いている間の広い旋回角度範囲でのインジェクションによる、能力制御幅の拡大で、種々な運転モードに対応しやすくしながら、一方の圧縮室の密閉されない領域へのインジェクション流量を他方の圧縮室よりも少なくして、一方の圧縮室の密閉されない領域での過給による隙間を通じた冷媒の吸込口側への逆流による問題がないようにすることができる。この場合、インジェクションポートが、一方の圧縮室の密閉されない領域への最大開口度が、密閉される他方の圧縮室への最大開口度の６５％以下となる位置に設けられると、一方の圧縮室の密閉されない領域へのインジェクションによる影響を十分に抑えることができる。
【００１６】
本発明は、また、前記一方の圧縮室の密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、密閉される他方の圧縮室へ開いている間の旋回角度範囲よりも大きくなる位置にインジェクションポートを設けたことも特徴とする。
【００１７】
このような構成では、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない前記発明に比し、一対の圧縮室の双方でガスインジェクションを行う前記発明と同様な作用効果を発揮しながら、一方の圧縮室の密閉されない領域へのインジェクション流量を、長い時間をかけた低圧でのガスインジェクションによって、密閉されないことによる冷媒の逆流の問題を抑えながら、十分に確保することと、他方の密閉される圧縮室へのインジェクション流量とのバランスが採れることとで、暖房時などの高負荷運転での性能を向上することができる。
【００１８】
本発明は上記の各場合において、圧縮機構の吐出口を有する外面を圧縮機構およびその駆動機構を内蔵した密閉容器内で覆うマフラーに、インジェクションポートに接続されるインジェクションパイプが遊びを持って通る穴を設けると、マフラーは圧縮機構から吐出してくる冷媒を圧縮機構との間に形成している大きな空間で一旦受止めて空間内に拡散充満させてながら消音するのに加え、前記穴は単独で、あるいは他の既設の穴と協働して、この一旦拡散され消音されたマフラー内の冷媒が、マフラーと密閉容器が形成する次の閉空間に適度に絞られた状態で通じて再度拡散充満しながら消音されるようにする消音穴を共用するので、インジェクションパイプの設置構造を利用して消音効果を高めることができる。
【００１９】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の説明と図面の記載から明らかであり、それぞれの特徴は単独で、あるいは必要に応じたものの組み合わせによってそれぞれ種々の効果を発揮する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の幾つかの実施の形態についてそれらの実施例とともに図１〜７を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
本実施の形態１は冷凍空調用の横向き設置型のスクロール圧縮機とした場合の一例で、図１に全体の構成を示している。
【００２２】
これにつき説明すると、密閉容器１内には、一端部にスクロール式の圧縮機構２が、中間部に圧縮機構２を駆動する電動機３が、他端部には密閉容器１の下部にあるオイル溜め５内のオイル４を潤滑対象部へ送り出すオイルポンプ６とが、それぞれ設けられている。
【００２３】
圧縮機構２は固定スクロール１１と旋回スクロール１２の羽根１１ａ、１２ａどうしを従来同様に噛み合わせて構成し、旋回スクロール１２を自転させず円軌道運動させるように旋回駆動することによって、双方間に形成する一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂを図１〜図３に示す吸込口１４に通じる外周側から吐出口１５に通じる内周側に移動させながら、容積を縮小して圧縮を行い吐出する。
【００２４】
これらの支持および駆動と、吸込み圧縮して吐出する流体の密閉容器１内での案内構造とは、どのように構成されてもよい。また、オイルポンプ６もどのようなタイプのものでもよい。本実施の形態１では圧縮機構２は一端側に固定した主軸受部材９に固定スクロール１１をボルト止めして一体化し、これら主軸受部材９と固定スクロール１１との間に、固定スクロール１１とかみ合わせた旋回スクロール１２を挟み込んでいる。電動機３は密閉容器１に溶接などして固設した環状の固定子３ａと、これの内側に配した回転子３ｂとからなり、回転子３ｂに圧縮機構２の旋回スクロール１２を旋回駆動するクランク軸１６を固定してある。
【００２５】
クランク軸１６は密閉容器１の他端部側で密閉容器１に溶接などして固定した副軸受部材１７によって軸受され、反対側にある主軸１８を主軸受部材９によって軸受されている。副軸受部材１７および主軸受部材９は前記軸受のための転がり軸受２１と滑り軸受２２とを持っている。主軸１８はこれの直径線上を往復移動できるように保持した偏心軸受２３を介して旋回スクロール１２の背面の偏心位置に突出した旋回軸１２ｂと嵌合し、主軸１８が回転されると主軸受部材９と旋回スクロール１２との間に設けたオルダムリング２８との協働により旋回スクロール１２を固定スクロールに対し自転させずに旋回させる。しかし、上記のような軸受構造は種々に変更することができる。副軸受部材１７には前記オイルポンプ６を取付けてある。
【００２６】
本実施の形態１は冷凍空調用のスクロール圧縮機であることにより、圧縮機構２によって吸込み、圧縮して吐出する流体は冷媒であり、塩素を含まない例えばフッ化炭素水素系の冷媒を用いる場合は特に、これと相溶性のあるオイル４が用いられ、冷媒に塩素がなく潤滑性が望めなくてもこれとオイル４が相溶して密閉容器１内各部の機械的摺動部分に冷媒によって持ち運ばれることで、潤滑性を向上する。
【００２７】
吸込口１４にはガス吸込み管３２が接続され、吐出口１５には密閉容器１内のオイル溜め５上の冷媒通路３３を通じてガス吐出管３４が接続されている。
【００２８】
オイルポンプ６はクランク軸１６によって圧縮機構２とともに駆動され、オイル溜め５内のオイル４をクランク軸１６に縦通形成したオイル通路３５に送り出し、前記偏心軸受２３に先ず供給する。偏心軸受２３に供給された後のオイル４の一部は各部隙間や所定の通路を通って、滑り軸受２２や圧縮機構２内に供給されるとともに、残りは下部のオイル溜め５内に戻される。
【００２９】
さらに、吐出口１５には圧縮機構２の停止時に旋回スクロール１２が逆転するのを防ぐための逆止弁４２と、これの動きを規制する逆止弁ガイド４３とが設けられている。
【００３０】
前記ガス吐出管３４からガス吸込管３２までの間には、凝縮器４４、膨張弁４５、気液分離器４６、キャピラリーチューブ４７、および蒸発器４８が順次接続され、密閉容器１内の圧縮機構２を含めて全体が環状に繋がった冷凍サイクルを構成している。説明の簡単のために非ヒートポンプタイプのもので示してあるが、ヒートポンプタイプの冷凍サイクルを構成し、低負荷な冷房と高負荷な暖房とが行えるようにしてあり、図示しない切り換え構造を有しているものとする。
【００３１】
固定スクロール１１には、図１、図２に示すように圧縮室１３へのガスインジェクションを行うインジェクションポート５１が１つ設けられている。インジェクションポート５１には逆止弁５４とその逆止弁ガイド５５とを介してインジェクションパイプ５２が接続され、このインジェクションパイプ５２には前記気液分離器４６からのガス冷媒供給管５３が接続されている。これによって圧縮室１３には気液分離器４６で気液分離された気相部分のガス冷媒が冷媒供給管５３、インジェクションパイプ５２、インジェクションポート５１を通じてインジェクションされ、一旦インジェクションされた冷媒の逆流が逆止弁５４によって阻止される。このようなガスインジェクションは圧縮機構２での圧縮機の効率を増大させるので、その分だけ暖房能力が向上する。
【００３２】
冷凍装置の運転の多様化に合わせて、前記ガスインジェクションは冷凍装置の運転状態に応じて適時になされればよく、これの遮断、遮断解除を制御するため、冷媒供給管５３の途中には二方電磁弁５６が設けられ、冷凍装置の運転とともに適宜開閉制御されるようになっている。この制御は例えば冷凍装置の動作制御と共にマイクロコンピュータによって行えるが、特にこれに限られることはない。また、運転の多様化のために、本実施の形態１では冷暖房の兼用できるヒートポンプタイプのものであるのに加え、電動機３を例えばインバータ制御して旋回スクロール１２を可変速に旋回駆動させられるようにしてある。
【００３３】
さらに、ガスインジェクション遮断状態での低負荷運転時の性能を確保しながら、低いインジェクション圧にて高負荷運転となる暖房運転時等に高いインジェクション性能が得られるようにするため、固定スクロール１１と速度可変な旋回スクロール１２との間に一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂを形成する羽根１１ａ、１１ｂの、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂのうちの一方、一例として圧縮室１３Ａが規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置Ｃから巻きおわり端Ｄまで、前記一方の圧縮室１３Ａを所定の隙間Ｓをもって吸込口１４側に開放し前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて圧縮比を高めるオフセット面１１ｂを設けてある。
【００３４】
旋回スクロール１２は、図３の（ａ）〜（ｈ）に示す順に旋回角度が０°〜３３０°と変化して、３６０°で（ａ）に戻り、これを繰り返し、冷媒の吸入と圧縮吐出を連続して行い、冷凍サイクルが設定された冷房モードあるいは暖房モードでの運転が行われる。
【００３５】
冷房運転など低速運転となる低負荷運転時、固定スクロール１１と旋回スクロール１２とが形成する一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂのうちのオフセット面１１ｂが作る隙間Ｓによって密閉されない一方の圧縮室１３Ｂは、前記隙間Ｓが小さくても吸入する冷媒をその隙間Ｓを通じて外部に逃がしやすく、隙間Ｓが設けられている範囲Ｌ１では閉じ込み機能を発揮しない。このため、圧縮室１３Ｂの全体の大きさに見合う容積での冷媒の過給はなく、前記圧縮室１３Ｂの前記隙間Ｓを形成しない側の範囲Ｌ２だけが有効に働いて設計通りの閉じ込み容積による運転が高効率に達成される。また、圧縮室１３Ｂの隙間Ｓが設けられない範囲Ｌ２の部分、および密閉される他方の圧縮室１３Ａにガスインジェクションを行わずインジェクションポートが開口しないでよく、ここでのインジェクションポート５１まわりの逆止弁５４を設ける逆止弁室５７等を含むデッドボリューム部分の冷媒の圧縮による再膨張をなくせるので、低負荷運転での圧縮機の性能が向上する。
【００３６】
一方、暖房運転など、前記低速運転に対して高速運転となる高負荷運転時、前記閉じられない領域を持つ一方の圧縮室１３Ｂは、前記隙間Ｓが小さいことと、旋回スクロール１２の高速旋回とにより吸入した冷媒の閉じ込み性が向上して冷媒の吸入量が増大し、つまり圧縮比が増大し、圧縮行程は低速運転時に対する高速運転度合いに応じた過給がなされるとともに、前記隙間Ｓのある領域を含む大きな容積を持った圧縮室１３Ｂの全体を利用した低圧のガスインジェクションを行うことにより、図４に示すようにサイクル側ガス発生量と圧縮機側ガス吸い込み量との基準バランス点Ｏ０を、基準圧Ｐよりも低圧Ｐ１側であるＯ１にシフトさせて、インジェクション流量が基準流量Ｑ０よりも大流量側であるＱ１にシフトさせ高いインジェクション流量を確保し、実際の冷媒吐出量を必要十分に増加させられるので、暖房等の高負荷運転時の性能も向上する。
【００３７】
従って、本実施の形態１では、低負荷運転から高負荷運転状態まで圧縮機の効率が向上し、年間消費電力の低減を図ることもできる。１つの実施例を示すと、オフセット量が０．５ｍｍで、オフセットの長さを旋回スクロール１２の旋回角度範囲で言うと１８０°範囲、インジェクションポート５１の直径が２．２ｍｍとして好適であった。
【００３８】
なお、本実施の形態１では、オフセット面１１ｂは羽根１１ａのインボリュート形状のまま、旋回スクロール１２よりも長く延長してあって、その延長した部分のオフセット面１１ｂもそのインボリュート形状に沿ったもので、旋回スクロール１２の高速運転時での圧縮室１３Ｂの有効領域が前記延長分だけ大きくなり、圧縮機の高負荷時の性能をさらに向上することができる。
【００３９】
しかし、このような延長部分を設けることは必須でなく、必要に応じて採用されればよい。また、羽根１１ａに延長部分があるかどうかに関わりなく、羽根１１ａのオフセット面１１ｂを省略して、この範囲が対向する旋回スクロール１２の羽根１２ａの面に設けても、前記オフセット面１１ｂを設けることと、インジェクションポート５１の位置の設定と、インジェクションタイミングとによる作用効果が得られることに変わりはない。また、羽根１１ａ、１１ｂの対向し合う双方の面に所定位置に、必要なオフセット量を振り分けたオフセット面を設けても同様の作用効果が得られる。
【００４０】
なお、本実施の形態１では図１、図２に示すように、圧縮機構２の吐出口１５を有する外面を圧縮機構２および電動機３などの駆動機構を内蔵した密閉容器１内で覆うマフラー７１に、インジェクションポート５１に接続されるインジェクションパイプ５２が遊びを持って通る穴７２を設けると、マフラー７１は圧縮機構２から吐出してくる冷媒を圧縮機構２との間に形成している大きな空間７３で一旦受止めて、この空間７３内に拡散充満させてながら消音するのに加え、前記穴７２は単独で、あるいは他の既設の穴と協働して、この一旦拡散され消音されたマフラー７１内の冷媒が、マフラー７１と密閉容器１が形成する次の閉空間７４に適度に絞られた状態で通じて再度拡散充満しながら消音されるようにする消音穴を共用するので、インジェクションパイプ５２の設置構造を利用して消音効果を高めることができる。
【００４１】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、実施の形態１の場合と基本的な構成は共通しており、インジェクションポートの開口位置が異なっている。従って、同じ部材には同じ番号を付し、重複する図示および説明は省略する。
【００４２】
本実施の形態２は図５の（ａ）から（ｈ）に、図３における場合同様に旋回角度３６０°中、０°、３０°、９０°、１５０°、１８０°、２１０°、２７０°、３３０°で代表して示すように、旋回スクロール１２の旋回の進行に伴って、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域と、前記オフセット面のない密閉される他方の圧縮室１３Ａとに順次に通じる位置にインジェクションポート５１を設けてある。
【００４３】
これにより、ガスインジェクションを行うと、旋回スクロール１２の前記３６０°での旋回によって、インジェクションポート５１の開口は、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域と密閉される他方の圧縮室１３Ａとに順次に通じ、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂに開いている間の広い旋回角度範囲を利用したガスインジェクションによる過給が行え、一方の圧縮室１３Ｂでしかガスインジェクションを行わない実施の形態１に比し、圧縮機の能力制御幅が拡大するとともに、暖房等の高負荷運転時の性能をさらに向上し、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂでの過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑えて運転の快適性を増した上で、ガスインジェクションを行わないとき、旋回スクロール１２の旋回によってインジェクションポート５１が、密閉される他方の圧縮室１３Ａへの開口状態から一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域に開口されるときに、インジェクションポート５１まわりの逆止弁室５７などを含むデッドボリューム部分の冷媒は再膨張するが、図５に示すように前記密閉される他方の圧縮室１３Ａが前記インジェクションポート５１の開口と通じ合わなくなった時点での図５の（ｅ）に示す容積Ｖ１よりも、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域が前記インジェクションポート５１の開口と通じ合うようになった時点での図５の（ｆ）に示す容積Ｖ２の方が大きくなるようにして冷媒の再膨張による影響を低減し、最小ないしは中間の低負荷運転時にガスインジェクションを行わないで冷媒過給のない運転を問題なく達成して圧縮機の性能を向上することができ、低負荷運転から高負荷運転まで圧縮機の効率を高めることができる。
【００４４】
特に、本実施の形態２のように、インジェクションポート５１が図５の（ｅ）から（ｆ）への変化で示すように、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域にその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置に設けられると、インジェクションポート５１が通じ始めるときの密閉されない領域の容積が、最大になるので、前記デッドボリュームでの冷媒の再膨張による影響を最も最小に抑えることができる。
【００４５】
また、インジェクションポート５１が図５の（ａ）から（ｂ）への変化で示すように、密閉される他方の圧縮室１３Ａにその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置に設けられていると、インジェクションポート５１が通じ始めるときの密閉される圧縮室１３Ａの容積が最大で、圧縮度が最小になるので、最大の容積と低圧状態とを利用してインジェクション流量を得やすくすることができ、高負荷運転での圧縮機の性能がさらに向上する。
【００４６】
また、インジェクションポート５１が、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域には図５の（ａ）から（ｅ）の変化で示し、密閉される圧縮室１３Ａには図５の（ｅ）から（ｈ）（ａ）の変化で示すように、双方に通じている間の時間がほぼ等しくなる位置に設けられている。これにより、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂへのインジェクション流量がほぼ等しくなるようにして、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂでの過給のアンバランスを解消することができる。１つの実施例を示すと、インジェクションポート５１の圧縮室１３Ａへ開いている間の旋回角度範囲は−２°〜１６３°、圧縮室１３Ｂへ開いている間の旋回角度範囲は１７８°〜３４３°と、いずれも１６５°であり、良好な結果が得られた。その他のデータは実施の形態１と変わらない。
【００４７】
（実施の形態３）
本実施の形態３は、実施の形態１、２の場合と基本的な構成は共通しており、インジェクションポートの開口位置が異なっている。従って、同じ部材には同じ番号を付し、重複する図示および説明は省略する。
【００４８】
本実施の形態３は図６に（ｆ）〜（ｈ）の変化と、（ｈ）（ａ）〜（ｅ）の変化とで示すように、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、前記密閉される他方の圧縮室１３Ａへ開いている間の旋回角度範囲よりも小さくなる位置にインジェクションポート５１を設けてある。
【００４９】
これにより、一方の圧縮室１３Ｂでしかガスインジェクションを行わない実施の形態１に比し、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの双方でガスインジェクションを行う実施の形態２と同様な作用効果を発揮しながら、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域と他方の圧縮室１３Ａとの双方に開いている間の広い旋回角度範囲でのガスインジェクションによる、能力制御幅の拡大で、種々な運転モードに対応しやすくしながら、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域へのインジェクション流量を他方の圧縮室１３Ａよりも少なくして、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域での過給による隙間Ｓを通じた冷媒の吸込口１４側への逆流による問題がないようにすることができる。
【００５０】
暖房時におけるインジェクションポート５１の、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲と、オフセット面のない場合に対する蒸発器側の冷媒流量の変化量とは、図７に示すような一定の相関性があり、インジェクションポート５１が、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域への最大開口度が、密閉される他方の圧縮室１３Ａへの最大開口度の６５％以下となる位置に設けられると、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域へのインジェクションによる影響を十分に抑えられ好適である。１つの実施例を示すと、図６の（ｈ）（ａ）〜（ｅ）の変化と、（ｆ）〜（ｈ）の変化とで示す、インジェクションポート５１の他方の圧縮室１３Ａへ開いている間の旋回角度範囲は−３２°〜１９１°の２２３°、一方の圧縮室１３Ｂへ開いている間の旋回角度範囲は２１０°〜３０９°の９９°であり、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域への最大開口度が、密閉される他方の圧縮室１３Ａへの最大開口度の４４％程度であり、好適な結果が得られた。また、オフセット面１１ｂの長さは旋回角度で２２５°である。他のデータは実施の形態１の場合と同様である。
【００５１】
しかし、必要に応じて、前記一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、密閉される他方の圧縮室１３Ａへ開いている間の旋回角度範囲よりも大きくなる位置にインジェクションポート５１を設けることもできる。
【００５２】
このようにすると、一方の圧縮室１３Ｂでしかガスインジェクションを行わない実施の形態１に比し、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの双方でガスインジェクションを行う実施の形態２、３と同様な作用効果を発揮しながら、一方の圧縮室１３Ｂの密閉されない領域へのインジェクション流量を、長い時間をかけた低圧でのガスインジェクションによって、密閉されないことによる冷媒の逆流の問題を抑えながら、十分に確保することと、他方の密閉される圧縮室１３Ａへのガスインジェクション流量とのバランスが採れることとで、暖房時などの高負荷運転での性能を向上することができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の１つの特徴によれば、所定の低速運転となる低負荷運転時、固定スクロールと旋回スクロールとが形成する一対の圧縮室のうちの一方における、オフセット面が作る隙間によって密閉されない圧縮機の領域は閉じ込み機能を発揮せず、前記隙間を形成しない圧縮室の範囲だけが有効に働いて設計通りの閉じ込み容積による運転が高効率に達成されるとともに、この隙間を形成しない圧縮室の範囲、および密閉される他方の圧縮室にはガスインジェクションを行わない領域でインジェクションポートが開口せず、ここでの逆止弁を含むデッドボリューム部分の冷媒の圧縮による再膨張をなくせるので、低負荷運転での圧縮機の性能が向上する。一方、前記低速運転に対して高速運転となる高負荷運転時、前記閉じられない領域を持つ一方の圧縮室は、前記隙間が小さく、旋回スクロールの高速旋回により閉じ込み性が向上して冷媒の吸入量が増大し、つまり圧縮比が高まり、圧縮行程は低速運転時に対する高速運転度合いに応じた過給がなされる上、隙間のある領域を含む大きな容積を持った圧縮室の全体を利用した低圧のガスインジェクションにて高いインジェクション流量を確保し、実際の冷媒吐出量を必要十分に増加させられるので、暖房等の高負荷運転時の性能も向上することができる。
【００５４】
従って、低負荷運転から高負荷運転状態まで圧縮機の効率が向上し、年間消費電力の低減を図ることもできる。
【００５５】
本発明の別の特徴によれば、インジェクションポートの開口が前記一方の圧縮室の密閉されない領域と密閉される圧縮室とに順次に通じてそれらへ開いている間の広い旋回角度範囲でのガスインジェクションによる過給が行え、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない前記発明に比し、圧縮機の能力制御幅が拡大するとともに、暖房等の高負荷運転時の性能がさらに向上し、一対の圧縮室での過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑えて運転の快適性が増す。しかも、ガスインジェクションを行わないとき、インジェクションポートが、密閉される他方の圧縮室への開口状態から一方の圧縮室の密閉されない領域に開口されるときに、インジェクションポートまわりの逆止弁などを含むデッドボリューム部分の冷媒は再膨張するが、密閉される他方の圧縮室が前記開口と通じ合わなくなった時点での容積よりも、一方の圧縮室の密閉されない領域が前記開口と通じ合うようになった時点での容積の方を大きくすることで冷媒の再膨張による影響を低減し、最小ないしは中間の低負荷運転時にガスインジェクションを行わないで冷媒過給のない運転を問題なく達成して圧縮機の性能を向上することができる。従って、この場合も、低負荷運転から高負荷運転まで圧縮機の効率を高め、年間消費電力の低減を図ることができる。
【００５６】
この場合、インジェクションポートを、前記一方の圧縮室の密閉されない領域にその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置とすると、インジェクションポートが通じ始めるときの密閉されない領域の容積が最大になるので、前記デッドボリュームでの冷媒の再膨張による影響を最も最小に抑えることができる。
【００５７】
また、インジェクションポートを、密閉される他方の圧縮室にその閉じ込み開始時点付近から通じ始める位置に設けると、インジェクションポートが通じ始めるときの密閉される圧縮室の容積が最大で、圧縮度が最小になるので、最大の容積と低圧状態とを利用してインジェクション流量を得やすくすることができ、高負荷運転での圧縮機の性能がさらに向上する。
【００５８】
また、インジェクションポートを、一方の圧縮室の密閉されない領域および密閉される圧縮室双方に通じている間の時間がほぼ等しくなる位置に設けると、一対の圧縮室へのインジェクション流量がほぼ等しくなるようにして、一対の圧縮室での過給のアンバランスを解消することができる。
【００５９】
本発明の他の特徴によれば、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない前記発明に比し、一対の圧縮室の双方でガスインジェクションを行う前記発明と同様な作用効果を発揮するとともに、一方の圧縮室の密閉されない領域と他方の圧縮室へ開いている間の旋回角度範囲でのインジェクションによる、能力制御幅の拡大で、種々な運転モードに対応しやすくしながら、一方の圧縮室の密閉されない領域へのインジェクション流量を他方の圧縮室よりも少なくして、一方の圧縮室の密閉されない領域での過給による隙間を通じた冷媒の吸込口側への逆流による問題がないようにすることができる。この場合、インジェクションポートが、一方の圧縮室の密閉されない領域への最大開口度が、密閉される他方の圧縮室への最大開口度の６５％以下となる位置に設けられると、一方の圧縮室の密閉されない領域へのインジェクションによる影響を十分に抑えることができる。
【００６０】
本発明のさらに別の特徴によれば、一方の圧縮室でしかガスインジェクションを行わない前記発明に比し、一対の圧縮室の双方でガスインジェクションを行う前記発明と同様な作用効果を発揮するとともに、一方の圧縮室の密閉されない領域へのインジェクション流量を、長い時間をかけた低圧でのガスインジェクションによって、密閉されないことによる冷媒の逆流の問題を抑えながら、十分に確保することと、他方の密閉される圧縮室へのインジェクション流量とのバランスが採れることとで、暖房時などの高負荷運転での性能を向上することができる。
【００６１】
本発明の今１つの特徴によれば、インジェクションパイプの設置構造を利用して消音効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１を示すスクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機の要部の断面図である。
【図３】図１の圧縮機の圧縮室での圧縮の進行状態とインジェクションポートの開口位置の変化を示す説明図である。
【図４】サイクル側ガス発生量と圧縮機側ガス吸い込み量とのバランス点と、インジェクション圧力とインジェクション流量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２を示す圧縮機の圧縮室での圧縮の進行状態とインジェクションポートの開口位置の変化を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態３を示す圧縮機の圧縮室での圧縮の進行状態とインジェクションポートの開口位置の変化を示す説明図である。
【図７】スクロールの羽根のオフセット量と蒸発器側の冷媒循環量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
２  圧縮機構
３  電動機
１１  固定スクロール
１１ａ  羽根
１１ｂ  オフセット面
１２  旋回スクロール
１２ａ  羽根
１３Ａ、１３Ｂ  圧縮室
１４  吸込口
１５  吐出口
５１  インジェクションポート
【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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【図６】
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【図７】
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