(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、それぞれ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、前記一対の圧縮室の密閉されない領域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】
インジェクションポートは、一対の圧縮室の少なくとも一方の密閉されない領域の前記高速運転度合いに応じて発揮する閉じ込み機能の開始点付近より通じ始める位置に設けられる請求項１に記載のスクロール圧縮機。
【請求項３】
インジェクションポートは、一対の圧縮室の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１、２のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項４】
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、それぞれ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、前記一対の圧縮室の密閉されない領域に順次に通じ、かつ、前記一対の圧縮室の一方の密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、他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へ開いている最大旋回角度範囲が、他方の圧縮室の密閉されない領域へ開いている最大旋回角度範囲の６５％以下となる位置に設けられている請求項４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、それぞれ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、前記一対の圧縮室の密閉されない領域に順次に通じ、かつ、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、他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７】
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１〜６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と大きな能力制御幅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、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室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、それぞれ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、
前記一対の圧縮室の密閉されない領域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共、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、オフセット面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、一対の圧縮室双方のオフセット面を形成しない範囲だけが有効に働いて、所定の低速運転での設計通りの小さな閉じ込み容積により運転が高効率に達成されるとともに、この低速運転で有効に働く部分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、高速運転となる高負荷運転時、一対の圧縮室はこれを密閉されないようにしている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前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて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圧縮比を高めるので、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、前記オフセット面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。しかも、低速での小能力運転時と高速での大能力運転時との実効容積比を大きくとれるのと、一対の圧縮室双方に開いている間の旋回角度範囲が広いことを利用したガスインジェクションが行えるのとで、能力制御幅が拡大し、運転の多様化への対応性が向上する。また、一対の圧縮室の双方にガスインジェクションを行うので過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑制することができ、運転の快適性が向上する。
【０００９】
この場合、インジェクションポートが、一対の圧縮室の密閉されない領域に前記高速運転度合いに応じて発揮する閉じ込み機能の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、何方か一方を実施するだけでも有効である。
【００１０】
また、インジェクションポートが、一対の圧縮室の密閉されない領域の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って、一対の圧縮室での過給のアンバランスが解消され運転の快適性がさらに向上する。
【００１１】
本発明は、また、一対の圧縮室の密閉されない領域に順次に通じ、かつ、前記一対の圧縮室の一方の密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、他方の密閉されない領域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。
【００１２】
このような構成では、一対の圧縮室の双方を利用したインジェクションによる、高速運転時の能力向上と、能力制御幅の拡大と、過給のバランスとを図りながら、一方の圧縮室のオフセット面の形成範囲を大きくして、最小能力をより低速運転に向くように小さくすることにより、能力制御範囲の拡大を図った上で、この一方の圧縮室へのインジェクションポートの開口面積および開口時間を短くしてインジェクション流量が少なくなるようにし、オフセット面の拡張によってインジェクションガスが逆流しやすくなるのを抑えて、冷媒の逆流によりインジェクション性能が低下するのを防止することができる。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開いている間の最大旋回角度範囲が、他方の圧縮室の密閉されない領域へ開いている間の最大旋回角度範囲の６５％以下となる位置に設けられると、ガスインジェクション時の冷媒の逆流の影響を十分に抑えることができる。
【００１３】
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。
【００１４】
このような構成では、一対の圧縮室の一方に対する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、全体としてのインジェクション量を十分に確保することができ、暖房時などの高負荷運転での性能をさらに向上することができる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
【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。
【００１８】
（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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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と噛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。
【００２２】
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１２ｃ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円軌道運動するように旋回させる。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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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と、大きな能力制御幅が得られるようにようにするため、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、１２ａの、所定の低速運転にて前記一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂが規定の圧縮比を満足する渦巻き長さ位置Ｃ１、Ｃ２から巻きおわり端Ｄ１、Ｄ２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、１２ｂを設けてある。
【００３１】
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。
【００３２】
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のオフセット面１１ｂ、１２ｂが作る隙間Ｓによって密閉されない領域は、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、オフセット面１１ｂ、１２ｂが設けられている範囲では閉じ込み機能を発揮しない。このため、圧縮室１３Ａ、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１３Ａ、１３Ｂの前記オフセット面１１ｂ、１２ｂを有しない範囲だけが有効に働いて所定の低速運転での設計通りの閉じ込み容積により運転が高効率に達成される。また、圧縮室１３Ａ、１３Ｂのオフセット面１１ｂ、１２ｂが設けられない範囲の部分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５１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。
【００３３】
一方、暖房運転など、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対の圧縮室１３Ａ、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、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ので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、前記オフセット面１１ｂ、１２ｂのある領域を含む大きな容積を持った圧縮室１３Ａ、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。
【００３４】
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。しかも、低速での小能力運転時と高速での大能力運転時との実効容積比を大きくとれるので能力制御幅が拡大し、多様化への対応性が向上する。また、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの双方にガスインジェクションを行うので過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑制することができ、運転の快適性が向上する。
【００３５】
さらに、本実施の形態１では、インジェクションポート５１を、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの密閉されない領域に、その図３の（ａ）から（ｂ）の変化、および図３の（ｅ）から（ｆ）の変化で示すように低速運転時に対する高速運転度合いに応じて発揮する閉じ込み機能の開始時点付近から通じ始める位置に設けてある。このようにすると、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。これはどちらか一方を実施するだけでも有効である。
【００３６】
また、インジェクションポート５１は、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの密閉されない領域の双方に通じている間の時間が、図３の（ａ）〜（ｅ）の変化と、図３の（ｅ）〜（ｈ）（ａ）の変化とで示すようにほぼ等しくなる位置に設けてある。このようにすると、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って、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂでの過給のアンバランスが解消され運転の快適性がさらに向上する。
【００３７】
１つの実施例を示すと、各オフセット面１１ｂ、１２ｂは、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、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。
【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形成してあって、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がさらに向上し、能力制御幅もさらに拡大する。
【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。他方のオフセット面１２ｂも同様でありこれを省略して対向する羽根１１ａの側の面に設けることもできる。また、オフセット面１１ｂ、１２ｂのいずれも、羽根１１ａ、１２ａ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、同じ部材には同じ符号を付し、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に示すように、図５の（ｆ）〜（ｈ）の変化で示す一方の圧縮室１３Ｂへ開いている間の旋回角度範囲が、図５の（ｈ）（ａ）〜（ｆ）の変化で示す他方の圧縮室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。
【００４３】
これにより、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂの双方を利用したインジェクションによる、高速運転時の能力向上と、能力制御幅の拡大と、過給のバランスとを図りながら、一方の圧縮室１３Ｂのオフセット面１１ｂの形成範囲を図５に示すように、実施の形態１の場合よりも大きくして、最小能力をより低速運転に向くように小さくすることにより、能力制御範囲の拡大を図った上で、この一方の圧縮室１３Ｂへのインジェクションポート５１の開口面積および開口時間を短くしてインジェクション流量が少なくなるようにし、オフセット面１１ｂの拡張によってインジェクションガスが逆流しやすくなるのを抑えて、冷媒の逆流によりインジェクション性能が低下するのを防止することができる。
【００４４】
暖房時におけるインジェクションポート５１の、圧縮室のオフセット面により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圧縮室の場合に対する蒸発器側の冷媒流量の変化量とは、図６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の大きな範囲のオフセット面１１ｂによって密閉されない領域へ開いている最大旋回角度範囲が、他方の圧縮室１３Ａの小さなオフセット面１２ｂにより密閉されない領域へ開いている最大旋回角度範囲の６５％以下となる位置に設けられると、インジェクションガスの逆流による影響を十分に抑えられ好適である。
【００４５】
１つの実施例を示すと、インジェクションポート５１の、図５の（ｈ）（ａ）〜（ｈ）の変化で示す圧縮室１３Ａへ開いている間の旋回角度範囲は−３２°〜１９１°の２２３°、図５の（ｆ）〜（ｈ）の変化で示す一方の圧縮室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開いている最大旋回角度範囲が、密閉される他方の圧縮室１３Ａへ開いている最大旋回角度範囲の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の長さは旋回角度範囲で見て２５５°である。他のデータは実施の形態１の場合と同様である。
【００４６】
（実施の形態３）
本実施の形態３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一対の圧縮室に対し開いている間の旋回角度範囲の大きさの関係が、実施の形態２の場合と逆になっている。そこで、実施の形態１の図面と符号を参照しながら説明する。
【００４７】
一方の圧縮室１３Ａの密閉されない領域へ開いている間の旋回角度範囲が、他方の圧縮室１３Ｂ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。このようにすると、一対の圧縮室１３Ａ、１３Ｂのうちの一方の圧縮室１３Ｂに対する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、全体としてのインジェクション量を十分に確保することができ、暖房時などの高負荷運転での性能をさらに向上することができる。
【００４８】
【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共、オフセット面が設けられている範囲では閉じ込み機能を発揮せず、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、オフセット面を形成しない範囲だけが有効に働いて、所定の低速運転での設計通りの小さな閉じ込み容積によに運転が高効率に達成されるとともに、この低速運転で有効に働く部分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。高速運転となる高負荷運転時、一対の圧縮室はこれを密閉されないようにしている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前記所定の低速運転に対する高速運転度合いに応じて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圧縮比を高めるので、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、前記オフセット面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。
【００４９】
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。しかも、低速での小能力運転時と高速での大能力運転時との実効容積比を大きくとれるのと、一対の圧縮室双方に通じ開いている間の旋回角度範囲が広いのを利用したガスインジェクションが行えるのとで、能力制御幅が拡大し、運転の多様化への対応性が向上する。また、一対の圧縮室の双方にガスインジェクションを行うので過給のアンバランスによる振動や騒音の発生を抑制することができ、運転の快適性が向上する。
【００５０】
この場合、インジェクションポートが、一対の圧縮室の密閉されない領域に前記高速運転度合いに応じて発揮する閉じ込み機能の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、何方か一方の実施するだけでも有効である。
【００５１】
また、インジェクションポートが、一対の圧縮室の密閉されない領域の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って、一対の圧縮室での過給のアンバランスが解消され運転の快適性がさらに向上する。
【００５２】
本発明の別の特徴によれば、一対の圧縮室の双方を利用したインジェクションによる、高速運転時の能力向上と、能力制御幅の拡大と、過給のバランスとを図りながら、一方の圧縮室のオフセット面の形成範囲を大きくして、最小能力をより低速運転に向くように小さくすることにより、能力制御範囲の拡大を図った上で、この一方の圧縮室へのインジェクションポートの開口面積および開口時間を短くしてインジェクション流量が少なくなるようにし、オフセット面の拡張によってインジェクションガスが逆流しやすくなるのを抑えて、冷媒の逆流によりインジェクション性能が低下するのを防止することができる。
【００５３】
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開いている最大旋回角度範囲が、他方の圧縮室の密閉されない領域へ開いている最大旋回角度範囲の６５％以下となる位置に設けられると、ガスインジェクション時の冷媒の逆流の影響を十分に抑えることができる。
【００５４】
本発明のさらに別の特徴によれば、一対の圧縮室の一方に対する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、全体としてのインジェクション量を十分に確保することができ、暖房時などの高負荷運転での性能をさらに向上することができる。
【００５５】
本発明に今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】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、１２ｂ  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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