(57)【要約】【課題】インジェクションパイプの出口と固定スクロールのインジェクションポートの配置関係に着目し、逆止弁近傍で生じる圧力損失をより低減することを目的とする。【解決手段】スクロール圧縮機１は、ハウジング１１に収容され、スクロール圧縮機構１２に対して冷媒が吐出される側に設置されたディスチャージカバー１５と、一端がディスチャージカバー１５と接続されたインジェクション管２５とを備え、固定スクロール１８には、インジェクション管２５を通過した冷媒をスクロール圧縮機構１２の圧縮室２０へ導入するインジェクションポート２６が形成され、先端側においてインジェクション管２５の出口を開閉可能であり、インジェクション管２５から供給される冷媒の逆流を防止するリード弁３７が設置されており、固定スクロール１８のインジェクションポート２６は、リード弁３７の先端に対してリード弁３７の固定側に形成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジングに収容され、固定スクロールを有するスクロール型の圧縮機構と、
前記ハウジングに収容され、前記圧縮機構に対して冷媒が吐出される側に設置されたディスチャージカバーと、
一端が前記ディスチャージカバーと接続され、前記圧縮機構の圧縮室へ導入される冷媒が流通するインジェクション管と、
を備え、
前記固定スクロールには、前記インジェクション管を通過した前記冷媒を前記圧縮機構の圧縮室へ導入するインジェクションポートが形成され、
先端側において前記インジェクション管の出口を開閉可能であり、前記インジェクション管から供給される前記冷媒の逆流を防止する逆止弁が設置されており、
前記固定スクロールの前記インジェクションポートは、前記逆止弁の先端に対して前記逆止弁の固定側に形成されている圧縮機。
【請求項２】
前記ディスチャージカバーと前記固定スクロールの間に設置されたカバー部材を更に備え、
前記カバー部材は、前記ディスチャージカバー側の第１面から前記固定スクロール側の第２面に貫通して形成され、前記インジェクション管から供給された前記冷媒が流通する冷媒流路を有し、
前記逆止弁は、前記カバー部材において、前記冷媒流路を開閉可能に設置され、前記冷媒流路を通過する前記冷媒の逆流を防止する請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記逆止弁は、前記逆止弁の先端の最大リフト量を１００％とするとき、前記逆止弁の最大リフト時、９５％以下のリフト量となる前記逆止弁の領域の投影範囲に形成される請求項１又は２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記逆止弁の開き動作を規制する長尺状のリテーナを更に備え、
前記インジェクションポートは、前記リテーナの長手方向に対して垂直方向の最大幅の範囲内に形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記インジェクションポートは、前記リテーナを前記固定スクロールへ投影したときの投影範囲内に形成されている請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記リテーナの長手方向の中間部の幅は、前記リテーナの前記最大幅よりも狭く、
前記リテーナの前記中間部に対応する位置において、前記インジェクションポートが形成されている請求項５に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記インジェクションポートの縁部においてテーパが形成されている請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記逆止弁はボルトによって固定され、前記固定スクロールは、前記ボルトの頭部を収容する凹部が形成されている請求項１から７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、圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷凍サイクルとして、ヒートポンプの能力向上やＣＯＰ（coefficient  of  performance）向上のため、冷媒を２段に分けて圧縮する２段圧縮冷凍サイクルが用いられる場合がある。２段圧縮冷凍サイクルは、エコノマイザ（気液分離器）が二つの膨張弁の間に設けられ、中間圧を有する冷媒をエコノマイザから圧縮行程の途中へ導入する。この冷凍サイクルは、ガスインジェクションサイクル、又は、エコノマイザーサイクルとも呼ばれる。
【０００３】
下記の特許文献１では、固定スクロールの鏡板を貫通するインジェクションポートを設け、インジェクションポートとインジェクションパイプを接続する接続部に逆止弁室を設けることが開示されている。逆止弁室には、インジェクションパイプの出口を開閉する逆止弁が設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１０７９４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１には、逆止弁室において、固定スクロールに形成されたインジェクションポートが、インジェクションパイプの出口（導入ポート）よりも、逆止弁（リードバルブ）の先端縁側にΔＨだけ偏移して形成されることが記載されている。これにより、導入ポートからリードバルブの先端を押し開いて逆止弁室へ流入したインジェクションガスは、リードバルブの先端縁側へ逃げながら、インジェクションポートに向かう。
【０００６】
しかし、特許文献１で開示されているようなインジェクションパイプの出口と、固定スクロール側のインジェクションポートの配置関係では、逆止弁が開かれたとき、インジェクションポートと逆止弁の間が狭くなる。そのため、冷媒の流れは、逆止弁室内で圧力損失が依然として高い状態となっている。また、この配置関係で圧力損失を低減するためには、逆止弁室の内壁を逆止弁から離す必要があり、逆止弁室の空間をより大きくしなければならない。
【０００７】
さらに、特許文献１では、横向き設置型の圧縮機において、潤滑油の流れを考慮して、逆止弁室の最下部位にインジェクションポートが形成されることが記載されており、逆止弁の先端縁側に形成されること以外は開示されていない。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、インジェクションパイプの出口と固定スクロールのインジェクションポートの配置関係に着目し、逆止弁近傍で生じる圧力損失をより低減することが可能な圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の圧縮機は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る圧縮機は、ハウジングと、前記ハウジングに収容され、固定スクロールを有するスクロール型の圧縮機構と、前記ハウジングに収容され、前記圧縮機構に対して冷媒が吐出される側に設置されたディスチャージカバーと、一端が前記ディスチャージカバーと接続され、前記圧縮機構の圧縮室へ導入される冷媒が流通するインジェクション管とを備え、前記固定スクロールには、前記インジェクション管を通過した前記冷媒を前記圧縮機構の圧縮室へ導入するインジェクションポートが形成され、先端側において前記インジェクション管の出口を開閉可能であり、前記インジェクション管から供給される前記冷媒の逆流を防止する逆止弁が設置されており、前記固定スクロールの前記インジェクションポートは、前記逆止弁の先端に対して前記逆止弁の固定側に形成されている。
【００１０】
この構成によれば、インジェクション管の一端がディスチャージカバーと接続され、冷媒がインジェクション管を流通して、固定スクロールに形成されたインジェクションポートを介して圧縮機構の圧縮室へ導入される。逆止弁は、先端側においてインジェクション管の出口を開閉可能であり、インジェクション管から供給される冷媒の逆流を防止する。また、固定スクロールのインジェクションポートは、逆止弁の先端よりも逆止弁の固定側に形成されている。そのため、インジェクション管から吹き出された冷媒は、逆止弁とインジェクションポートの間の広い空間へ流れることから圧力損失が高まらずにインジェクションポートへ導かれる。
【００１１】
上記発明において、前記ディスチャージカバーと前記固定スクロールの間に設置されたカバー部材を更に備え、前記カバー部材は、前記ディスチャージカバー側の第１面から前記固定スクロール側の第２面に貫通して形成され、前記インジェクション管から供給された前記冷媒が流通する冷媒流路を有し、前記逆止弁は、前記カバー部材において、前記冷媒流路を開閉可能に設置され、前記冷媒流路を通過する前記冷媒の逆流を防止してもよい。
【００１２】
上記発明において、前記逆止弁は、前記逆止弁の先端の最大リフト量を１００％とするとき、前記逆止弁の最大リフト時、９５％以下のリフト量となる前記逆止弁の領域の投影範囲に形成されてもよい。
【００１３】
上記発明において、前記逆止弁の開き動作を規制する長尺状のリテーナを更に備え、前記インジェクションポートは、前記リテーナの長手方向に対して垂直方向の最大幅の範囲内に形成されてもよい。
【００１４】
上記発明において、前記インジェクションポートは、前記リテーナを前記固定スクロールへ投影したときの投影範囲内に形成されてもよい。
【００１５】
上記発明において、前記リテーナの長手方向の中間部の幅は、前記リテーナの前記最大幅よりも狭く、前記リテーナの前記中間部に対応する位置において、前記インジェクションポートが形成されてもよい。
【００１６】
上記発明において、前記インジェクションポートの縁部においてテーパが形成されてもよい。
【００１７】
上記発明において、前記逆止弁はボルトによって固定され、前記固定スクロールは、前記ボルトの頭部を収容する凹部が形成されてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、インジェクションパイプの出口と固定スクロールのインジェクションポートの配置関係に着目し、逆止弁近傍で生じる圧力損失をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る冷凍サイクルを示す構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の要部を示す部分縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機を示す横断面図であり、図２のIII−III線矢視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の逆止弁及びリテーナを示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の逆止弁室、逆止弁及びリテーナを示す縦断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の逆止弁室、逆止弁及びリテーナの第１変形例を示す縦断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るスクロール圧縮機の逆止弁室、逆止弁及びリテーナの第１変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
冷凍サイクル１０は、図１に示すように、冷媒（流体）を圧縮するスクロール圧縮機１と、圧縮された冷媒の熱を外部に放熱する凝縮器２と、凝縮器２から流出した冷媒を減圧する高圧側に設けられる第１膨張弁３と、減圧された冷媒を液冷媒とガス冷媒とに分離するエコノマイザ（気液分離器）４と、液冷媒を更に減圧する低圧側に設けられる第２膨張弁５と、減圧された冷媒に熱を吸収させる蒸発器６と、エコノマイザ４からガス冷媒をスクロール圧縮機１に導くインジェクション流路７などを備える。
【００２１】
スクロール圧縮機１は、密閉型圧縮機であり、図２に示すように、内部に密閉空間を有するハウジング１１と、ハウジング１１内に配置され、密閉空間内に取り込まれた冷媒を圧縮するスクロール圧縮機構１２と、スクロール圧縮機構１２に回転力を伝達する回転軸１３と、回転軸１３を介してスクロール圧縮機構１２の旋回スクロール１９を公転旋回運動させる電動モータを主たる要素として構成されている。
【００２２】
ハウジング１１は、底部が下部カバーによって密閉され、下部カバーの上部には、上下方向に長い円筒状の中間カバー１４を備えている。中間カバー１４の上部には、ディスチャージカバー１５及び上部カバー１６が設けられて、ハウジング１１が密閉されており、このディスチャージカバー１５と上部カバー１６間に、圧縮された高圧のガスが吐出される吐出チャンバー１７が形成されている。
【００２３】
ハウジング１１内には、スクロール圧縮機構１２が組み込まれるとともに、その下方にステータとロータとからなる電動モータが設置されている。電動モータは、ステータがハウジング１１に固定設置されることによって組み込まれ、ロータには、回転軸１３が固定されている。
【００２４】
スクロール圧縮機構１２は、ハウジング１１に対して固定設置されている固定スクロール１８と、摺動自在に支持され、固定スクロール１８と噛み合わされることにより圧縮室２０を形成する旋回スクロール１９などを備える。
【００２５】
ハウジング１１の側面には、冷媒を吸入する吸入口２８が、密閉空間に連通するように形成されており、上部カバー１６の頭頂側には、吐出チャンバー１７と連通し、圧縮された冷媒ガスを吐出する吐出口１６ａが形成されている。
【００２６】
スクロール圧縮機構１２は、吸入配管及び吸入口２８を介してハウジング１１内に吸い込まれた冷媒ガスを、ハウジング１１内部に対して開口されている外周側の吸入口２１から圧縮室２０内に吸い込み、圧縮する。圧縮された冷媒ガスは、固定スクロール１８の中心部に設けられている吐出ポート２２、ブロック部材２９に設けられている冷媒流路３０、及びディスチャージカバー１５に設けられている吐出口２３を介して吐出チャンバー１７内に吐出され、更に、上部カバー１６に設けられ、吐出チャンバー１７と連通している吐出管２４を介して圧縮機の外部へと送出されるようになっている。
【００２７】
また、ディスチャージカバー１５には、外部からスクロール圧縮機構１２の圧縮室２０の内部へ中間圧の冷媒を導入するインジェクション管２５が接続される。インジェクション管２５は、上部カバー１６を貫通して設けられる。インジェクション管２５と、ディスチャージカバー１５に設けられている冷媒流路３１と、ブロック部材２９に設けられている冷媒流路３２と、固定スクロール１８に設けられているインジェクションポート２６を介して冷媒が圧縮室２０へ供給される。インジェクション管２５を介して冷媒を圧縮室２０へ供給することによって、吐出される冷媒量を増やし、能力を増大させる事ができる。
【００２８】
リード弁２７は、薄板状部材であって、吐出ポート２２の出口部に設けられ、吐出ポート２２を開閉する。リード弁２７は、冷媒の流れを一方向のみに規定する。リード弁２７が設けられることによって、冷媒は、圧縮室２０から吐出チャンバー１７側に流れる。
【００２９】
リード弁２７の可動方向には、リード弁２７の可動範囲（開度上限）を限定するリテーナ３３が設けられる。リード弁２７が開いたとき、リード弁２７がリテーナ３３に当たることによって、リテーナ３３は、リード弁２７が開きすぎないように規制できる。リテーナ３３は、変形が生じにくい剛性が高い部材である。
【００３０】
リード弁２７は、一方向に長い部材であって、端部が例えば円弧形状を有する。リード弁２７の一端側が、ボルト３４（図３参照）によって固定スクロール１８に固定され、リード弁２７の他端側が、吐出ポート２２に対して開閉可能である。リテーナ３３も、リード弁２７と同様に、一方向に長い部材であり、一端側がリード弁２７と共にボルト３４によって固定されている。
【００３１】
固定スクロール１８は、図２に示されているように、略円板形状の端板１８ａと、端板１８ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体１８ｂとを備えている。旋回スクロール１９は、図２に示されているように、略円板形状の端板１９ａと、端板１９ａの一側面上に立設された渦巻状の壁体１９ｂとを備えている。各壁体１８ｂ，１９ｂの渦巻形状は、例えば、インボリュート曲線やアルキメデス曲線を用いて定義されている。固定スクロール１８には、端板１８ａにおいて、吐出ポート２２と、インジェクションポート２６がそれぞれ板厚方向に貫通して形成されている。
【００３２】
固定スクロール１８と旋回スクロール１９は、その中心Ｏ１，Ｏ２を旋回半径ρだけ離し、壁体１８ｂ，１９ｂの位相を１８０°ずらして噛み合わされ、両スクロール１８，１９の壁体１８ｂ、１９ｂの歯先と歯底間に常温で僅かな高さ方向のクリアランス（チップクリアランス）を有するように組み付けられている。これにより、両スクロール１８，１９間に、その端板１８ａ，１９ａと壁体１８ｂ、１９ｂとにより囲まれて形成される複数対の圧縮室２０がスクロール中心に対して対称に形成される。旋回スクロール１９は、オルダムリング等の自転防止機構によって固定スクロール１８の周りを公転旋回運動する。
【００３３】
ブロック部材２９は、カバー部材の一例であり、固定スクロール１８とディスチャージカバー１５の間において、固定スクロール１８のディスチャージカバー１５側の面にボルト３５によって設置される。
【００３４】
ブロック部材２９には、冷媒流路３０と、インジェクション管２５からの冷媒が流通する冷媒流路３２が形成される。冷媒流路３２は、ブロック部材２９において、ディスチャージカバー１５側の面から固定スクロール１８側へ貫通して形成されている。
【００３５】
図２〜図５に示すように、固定スクロール１８には、ディスチャージカバー１５側の面において、凹状のリード弁室３６が形成される。インジェクション管２５を流れた冷媒は、冷媒流路３１，３２へ供給された後、リード弁室３６へ供給される。図４に示すように、リード弁室３６は、リテーナ３９を囲む側面を有し、リード弁室３６内の底面にはインジェクションポート２６が形成されている。また、リード弁室３６内のブロック部材２９側には、冷媒流路３２が形成され、リード弁３７及びリテーナ３９を固定するボルト３８が締結される。
【００３６】
固定スクロール１８は、リード弁室３６において、インジェクションポート２６が開口しており、インジェクションポート２６は、リード弁３７の先端に対してリード弁３７を固定するボルト３８側に形成されている。
【００３７】
リード弁３７は、薄板状部材であって、冷媒流路３２の出口部に設けられ、冷媒流路３２を開閉する。リード弁３７は、冷媒の流れを一方向のみに規定する。リード弁３７が設けられることによって、冷媒は、インジェクション管２５から固定スクロール１８の圧縮室２０側に流れる。
【００３８】
リード弁３７の可動方向には、リード弁３７の可動範囲（開度上限）を限定するリテーナ３９が設けられる。リード弁３７が開いたとき、リード弁３７がリテーナ３９に当たることによって、リテーナ３９は、リード弁３７が開きすぎないように規制できる。リテーナ３９は、変形が生じにくい剛性が高い部材である。
【００３９】
リード弁３７は、一方向に長い部材であって、端部が例えば円弧形状を有する。リード弁３７の一端側が、ボルト３８によってブロック部材２９に固定され、リード弁３７の他端側が、冷媒流路３２に対して開閉可能である。リテーナ３９も、リード弁３７と同様に、一方向に長い部材であり、一端側がリード弁３７と共にボルト３８によって固定されている。
【００４０】
本実施形態では、インジェクション管２５の一端がディスチャージカバー１５と接続されている。冷媒を圧縮行程の途中の圧縮室２０に導入する場合、冷媒がインジェクション管２５を流通して、冷媒流路３１，３２へ供給された後、リード弁室３６へ供給される。そして、冷媒ガスは、固定スクロール１８に形成されたインジェクションポート２６を介してスクロール圧縮機構１２の圧縮室２０へ導入される。
【００４１】
リード弁３７は、先端側においてインジェクション管２５の出口である冷媒流路３２を開閉可能であり、インジェクション管２５から供給される冷媒の逆流を防止する。また、固定スクロール１８のインジェクションポート２６は、リード弁３７の先端に対してリード弁３７の固定側に形成されている。そのため、インジェクション管２５から吹き出された冷媒は、リード弁３７とインジェクションポート２６の間の広い空間へ流れることから圧力損失が高まらずにインジェクションポート２６へ導かれる。
【００４２】
インジェクションポート２６は、リード弁３７の先端の最大リフト量を１００％とするとき、リード弁３７の最大リフト時、９５％を超えて１００％以下のリフト量となるリード弁３７の領域の投影範囲には形成されないようにする。すなわち、インジェクションポート２６は、リード弁３７の最大リフト時、９５％以下のリフト量となるリード弁３７の領域の投影範囲に形成されるとよい。これにより、インジェクションポート２６は、逆止弁からの距離が離れた位置に形成される。
【００４３】
インジェクションポート２６は、リテーナ３９の長手方向に対して垂直方向の最大幅の範囲内に形成されるとよい。また、インジェクションポート２６は、リテーナ３９を固定スクロール１８へ投影したときの投影範囲内に形成されると更によい。これにより、インジェクションポート２６が冷媒流路３２の出口から離れない範囲に形成され、リード弁室３６の容積を小さくすることができる。
【００４４】
リテーナ３９は、リテーナ３９の長手方向の中間部の幅が、リテーナ３９の最大幅よりも狭いものを適用してもよい。この場合、リード弁室３６内の流路面積が大きくなり、冷媒流路３２からの冷媒は、リテーナ３９の側端部を通過しやすく、圧力損失が低減される。また、リテーナ３９の中間部に対応する位置において、インジェクションポート２６が形成されるとよい。これにより、インジェクションポート２６が冷媒流路３２の出口から離れない範囲に形成される。
【００４５】
図６に示すように、インジェクションポート２６の入口部の縁部には、テーパが形成されてもよい。これにより、ボルト３８の直下にインジェクションポート２６が設けられる場合でも、インジェクションポート２６の入口面積が大きいことから圧力損失を低減できる。また、図７に示すように、ボルト３８の頭部が設置される部分に凹部が形成されてもよい。この場合も、リード弁室３６内の圧力損失を低減できる。
【符号の説明】
【００４６】
１      ：スクロール圧縮機
２      ：凝縮器
３      ：第１膨張弁
４      ：エコノマイザ
５      ：第２膨張弁
６      ：蒸発器
７      ：インジェクション流路
１０    ：冷凍サイクル
１１    ：ハウジング
１２    ：スクロール圧縮機構
１３    ：回転軸
１４    ：中間カバー
１５    ：ディスチャージカバー
１６    ：上部カバー
１７    ：吐出チャンバー
１８    ：固定スクロール
１９    ：旋回スクロール
２０    ：圧縮室
２１    ：吸入口
２２    ：吐出ポート
２３    ：吐出口
２４    ：吐出管
２５    ：インジェクション管
２６    ：インジェクションポート
２７    ：リード弁
２９    ：ブロック部材（カバー部材）
３０，３１，３２    ：冷媒流路
３３，３９    ：リテーナ
３４，３５，３８    ：ボルト
３６    ：リード弁室
３７    ：リード弁（逆止弁）
【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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