(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口が形成された固定台板と固定渦巻体とからなる固定スクロールと、揺動台板と揺動渦巻体とからなる揺動スクロールとを有し、前記固定渦巻体と前記揺動渦巻体とが軸方向に組み合わされて吸入室および圧縮室が形成され、油を含有するガス状の流体を前記吸入室から前記圧縮室に吸入して圧縮し、前記吐出口から吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を収容し、前記固定台板の前記圧縮室とは反対側の吐出空間と、流体が外部から取り込まれる吸入空間とが内部に形成され、前記吸入空間の底部が油を貯留する油溜め部となる密閉容器と、
前記揺動スクロールの前記圧縮室と反対側で前記揺動スクロールを支持するフレームと、
前記吐出空間内で前記吐出口を覆って配置され、吹出口が形成されたガイド容器を有し、前記吐出空間内のうち前記ガイド容器の外周側の空間である油分離空間に、前記吐出口および前記吹出口を介して吹き出された流体を、前記油分離空間内で旋回させて前記流体から油を分離する油分離機構とを備え、
前記固定台板および前記フレームには、前記油分離機構で分離された油を前記油溜め部に供給する第１流路が形成され、
前記固定台板には、前記油分離機構で分離された油を前記圧縮機構部の内部へ供給する第２流路が形成されており、
前記ガイド容器の前記吹出口から前記流体が吹き出されて前記密閉容器内に衝突するまでの流路において前記流体の旋回方向と反対側に、前記吹出口から吹き出された前記流体が前記旋回方向に向かうように補助する旋回流補助ガイドを備えたスクロール圧縮機。
【請求項２】
吐出口が形成された固定台板と固定渦巻体とからなる固定スクロールと、揺動台板と揺動渦巻体とからなる揺動スクロールとを有し、前記固定渦巻体と前記揺動渦巻体とが軸方向に組み合わされて吸入室および圧縮室が形成され、油を含有するガス状の流体を前記吸入室から前記圧縮室に吸入して圧縮し、前記吐出口から吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を収容し、前記固定台板の前記圧縮室とは反対側の吐出空間と、流体が外部から取り込まれる吸入空間とが内部に形成され、前記吸入空間の底部が油を貯留する油溜め部となる密閉容器と、
前記揺動スクロールの前記圧縮室と反対側で前記揺動スクロールを支持するフレームと、
前記吐出空間内で前記吐出口を覆って配置され、吹出口が形成されたガイド容器を有し、前記吐出空間内のうち前記ガイド容器の外周側の空間である油分離空間に、前記吐出口および前記吹出口を介して吹き出された流体を、前記油分離空間内で旋回させて前記流体から油を分離する油分離機構とを備え、
前記固定台板および前記フレームには、前記油分離機構で分離された油を前記油溜め部に供給する第１流路が形成され、
前記固定台板には、前記油分離機構で分離された油を前記圧縮機構部の内部へ供給する第２流路が形成されており、
前記固定台板の前記圧縮室とは反対側の面の外周部に、周方向に間隔を空けて凸状の旋回流補助ガイドが複数形成され、前記旋回流補助ガイドは、前記固定台板からの前記軸方向の高さが一定で、且つ前記軸方向に見たときに、前記流体の旋回方向に向かうにしたがって内側に向けて傾斜した傾斜面を有するスクロール圧縮機。
【請求項３】
吐出口が形成された固定台板と固定渦巻体とからなる固定スクロールと、揺動台板と揺動渦巻体とからなる揺動スクロールとを有し、前記固定渦巻体と前記揺動渦巻体とが軸方向に組み合わされて吸入室および圧縮室が形成され、油を含有するガス状の流体を前記吸入室から前記圧縮室に吸入して圧縮し、前記吐出口から吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を収容し、前記固定台板の前記圧縮室とは反対側の吐出空間と、流体が外部から取り込まれる吸入空間とが内部に形成され、前記吸入空間の底部が油を貯留する油溜め部となる密閉容器と、
前記揺動スクロールの前記圧縮室と反対側で前記揺動スクロールを支持するフレームと、
前記吐出空間内で前記吐出口を覆って配置され、吹出口が形成されたガイド容器を有し、前記吐出空間内のうち前記ガイド容器の外周側の空間である油分離空間に、前記吐出口および前記吹出口を介して吹き出された流体を、前記油分離空間内で旋回させて前記流体から油を分離する油分離機構とを備え、
前記固定台板および前記フレームには、前記油分離機構で分離された油を前記油溜め部に供給する第１流路が形成され、
前記固定台板には、前記油分離機構で分離された油を前記圧縮機構部の内部へ供給する第２流路が形成されており、
前記固定台板の前記圧縮室とは反対側の面の外周部に、周方向に間隔を空けて凸状の旋回流補助ガイドが複数形成され、前記旋回流補助ガイドは、前記固定台板からの前記軸方向の高さが前記流体の旋回方向に向かうにしたがって高くなり、かつ、径方向の厚みが一定に構成されているスクロール圧縮機。
【請求項４】
前記密閉容器を外部から貫通して前記固定台板に接続されたインジェクション管を備え、
前記インジェクション管と前記固定台板との接続箇所と、前記第２流路と、を連通する連通流路が前記固定台板に形成されている請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項５】
吐出口が形成された固定台板と固定渦巻体とからなる固定スクロールと、揺動台板と揺動渦巻体とからなる揺動スクロールとを有し、前記固定渦巻体と前記揺動渦巻体とが軸方向に組み合わされて吸入室および圧縮室が形成され、油を含有するガス状の流体を前記吸入室から前記圧縮室に吸入して圧縮し、前記吐出口から吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を収容し、前記固定台板の前記圧縮室とは反対側の吐出空間と、流体が外部から取り込まれる吸入空間とが内部に形成され、前記吸入空間の底部が油を貯留する油溜め部となる密閉容器と、
前記揺動スクロールの前記圧縮室と反対側で前記揺動スクロールを支持するフレームと、
前記吐出空間内で前記吐出口を覆って配置され、吹出口が形成されたガイド容器を有し、前記吐出空間内のうち前記ガイド容器の外周側の空間である油分離空間に、前記吐出口および前記吹出口を介して吹き出された流体を、前記油分離空間内で旋回させて前記流体から油を分離する油分離機構とを備え、
前記固定台板および前記フレームには、前記油分離機構で分離された油を前記油溜め部に供給する第１流路が形成され、
前記固定台板には、前記油分離機構で分離された油を前記圧縮機構部の内部へ供給する第２流路が形成されており、
前記密閉容器を外部から貫通して前記固定台板に接続されたインジェクション管を備え、
前記インジェクション管と前記固定台板との接続箇所と、前記第２流路と、を連通する連通流路が前記固定台板に形成されているスクロール圧縮機。
【請求項６】
前記吹出口からの前記流体の吹き出し方向の延長線と前記密閉容器とが交わる吹き出し衝突点と、前記軸方向に前記固定台板を見たときの前記固定台板の中心とを通る直線に対して、前記固定台板の前記中心で垂直に交わる直線を用いて、前記固定台板を２つの範囲に分けたとき、前記吹き出し衝突点を有する側とは反対側の範囲に、前記第１流路および前記第２流路のそれぞれの前記油分離空間側の開口が位置している請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項７】
前記吹出口からの前記流体の吹き出し方向の延長線と前記密閉容器とが交わる吹き出し衝突点と、前記軸方向に前記固定台板を見たときの前記固定台板の中心とを通る直線に対して、前記固定台板の前記中心で垂直に交わる直線を用いて、前記密閉容器の上面を２つの範囲に分けたとき、前記吹き出し衝突点を有する側とは反対側の範囲に、吐出管が接続されている請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項８】
前記固定台板において、前記第２流路の前記油分離空間側の開口は、前記第１流路の前記油分離空間側の開口よりも前記固定台板の径方向の内側に位置している請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項９】
前記油分離機構の前記ガイド容器は、円弧の曲面状の第１壁部と、前記第１壁部の周方向の一端に連結された平面状または円弧の曲面状の第２壁部とが連結されて構成され、前記第１壁部の周方向の他端と前記第２壁部との間に、前記吹出口となる隙間が形成されている請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備えた冷凍サイクル装置。
【請求項１１】
前記凝縮器と前記減圧装置との間から分岐し、前記スクロール圧縮機に接続されるインジェクション回路と、
前記インジェクション回路の流量を調整する流量調整弁と備えた請求項１０記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧シェル型のスクロール圧縮機および冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スクロール圧縮機において、底部に油溜め部が形成された密閉容器内に、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、油分離機構とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、圧縮機構部で圧縮されて容器内の吐出空間に吐出された冷媒から油分離機構で冷凍機油を分離し、分離した冷凍機油を圧縮機下部の油溜め部に貯留するようにしている。そして、油溜め部の冷凍機油を、圧縮機構部を駆動する回転軸の回転によるポンプ作用によりくみ上げて圧縮機構部の摺動部に給油し、冷凍機油によって圧縮機構部の摺動部の潤滑と、摺動部における隙間のシールとを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１５２６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された技術では、冷媒から分離された冷凍機油の全てを圧縮機下部の油溜め部に戻すようにしている。このため、油溜め部の冷凍機油を圧縮機構部の摺動部に給油するにあたり、回転軸の回転数が低い低速運転に以下の課題がある。すなわち、低速運転時では、ポンプ作用の低下により給油不足となり、圧縮機構部のシール性が低下する。圧縮機構部では、冷媒が低圧状態で圧縮機構部に吸入され、圧縮機構部内で圧縮されて吐出空間に吐出される。よって、圧縮機構部におけるシール性が低下すると、圧縮機構部内において冷媒が高圧側から低圧側へ漏れて圧縮機の性能が低下する課題がある。【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、圧縮機構部内において冷媒が高圧側から低圧側へ漏れることによる性能低下を抑えることが可能なスクロール圧縮機および冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るスクロール圧縮機は、吐出口が形成された固定台板と固定渦巻体とからなる固定スクロールと、揺動台板と揺動渦巻体とからなる揺動スクロールとを有し、固定渦巻体と揺動渦巻体とが軸方向に組み合わされて吸入室および圧縮室が形成され、油を含有するガス状の流体を吸入室から圧縮室に吸入して圧縮し、吐出口から吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部を収容し、固定台板の圧縮室とは反対側の吐出空間と、流体が外部から取り込まれる吸入空間とが内部に形成され、吸入空間の底部が油を貯留する油溜め部となる密閉容器と、揺動スクロールの圧縮室と反対側で揺動スクロールを支持するフレームと、吐出空間内で吐出口を覆って配置され、吹出口が形成されたガイド容器を有し、吐出空間内のうちガイド容器の外周側の空間である油分離空間に、吐出口および吹出口を介して吹き出された流体を、油分離空間内で旋回させて流体から油を分離する油分離機構とを備え、固定台板およびフレームには、油分離機構で分離された油を油溜め部に供給する第１流路が形成され、固定台板には、油分離機構で分離された油を圧縮機構部の内部へ供給する第２流路が形成されており、ガイド容器の吹出口から流体が吹き出されて密閉容器内に衝突するまでの流路において流体の旋回方向と反対側に、吹出口から吹き出された流体が旋回方向に向かうように補助する旋回流補助ガイドを備えたものである。
【０００７】
また、本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記のスクロール圧縮機と、凝縮器と、減圧装置と、蒸発器とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、密閉容器内で分離された冷凍機油の一部を圧縮機構部内に供給するため、圧縮機構部のシール性の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の全体構成を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部近傍の概略横断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における図１中のＡ−Ａ断面での揺動スクロールの１回転中の動作を示す圧縮工程図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における油分離機構近傍の概略横断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における油分離機構の斜視図である。
【図６】図４のＢ−Ｏ−Ｂ断面の概略縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における他の構成例の圧縮機構部近傍の概略縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における吐出空間近傍の概略横断面図である。
【図９】図８のＣ−Ｏ−Ｃ１−Ｃ断面の概略縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における圧縮機構部近傍の概略横断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例１を示す上面図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例１を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例２を示す上面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例２を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例３を示す上面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例３を示す斜視図である。
【図１７】本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機における旋回流補助ガイドを含む吐出空間近傍の概略横断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機における旋回流補助ガイドを含む吐出空間近傍の概略横断面図である。
【図１９】図１８のＤ−Ｄで切断した断面方向から旋回流補助ガイドを見た概略図である。
【図２０】本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機における変形例の旋回流補助ガイドを含む吐出空間近傍の概略横断面図である。
【図２１】図２０のＤ−Ｄで切断した断面方向から旋回流補助ガイドを見た概略図である。
【図２２】本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機における油分離機構近傍の概略横断面図である。
【図２３】図２２のＥ−Ｅ１−Ｅ１−Ｏ−Ｅ断面の概略縦断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機における、高速運転時の吐出空間の冷凍機油の状態を示す概略縦断面図である。
【図２５】本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機における、低速運転時の吐出空間の冷凍機油の状態を示す概略縦断面図である。
【図２６】本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態７に係るスクロール圧縮機における油分離機構近傍の概略横断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態７に係るスクロール圧縮機におけるインジェクション冷媒の流れを示す概略縦断面図である。
【図２９】本発明の実施の形態８に係るスクロール圧縮機を備えたインジェクション回路を含む冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態に係るスクロール圧縮機について図面などを参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の全体構成を示す概略縦断面図である。図１の矢印は冷媒の流れ方向を示している。後述の概略縦断面図においても同様である。図２は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機の圧縮機構部近傍の概略横断面図である。
【００１２】
実施の形態１のスクロール圧縮機３０は、圧縮機構部８と、回転軸６を介して圧縮機構部８を駆動する電動機構部１１０と、その他の構成部品とを有している。スクロール圧縮機３０はこれらの構成部品が外郭を構成する密閉容器１００の内部に収容された構成を有している。回転軸６は、密閉容器１００の内部にて電動機構部１１０からの回転力を揺動スクロール１に伝達する。揺動スクロール１は回転軸６に偏心して連結され、電動機構部１１０の回転力により揺動運動する。スクロール圧縮機３０は、ガス状の低圧流体を密閉容器１００の内部空間に一旦取り込んでから圧縮する、いわゆる低圧シェル型である。ここで、スクロール圧縮機３０で圧縮されるガス状の流体には、相変化する冷媒または空気等を用いることができる。以下では、流体が冷媒であるものとして説明する。
【００１３】
密閉容器１００の内部には、さらに、回転軸６の軸方向に電動機構部１１０を挟んで対向するようにフレーム７とサブフレーム９とが配置されている。フレーム７は、電動機構部１１０の上側に配置されて電動機構部１１０と圧縮機構部８との間に位置している。サブフレーム９は、電動機構部１１０の下側に位置している。フレーム７は、焼嵌めまたは溶接などによって密閉容器１００の内周面に固着されている。また、サブフレーム９は、サブフレームホルダ９ａを介して焼嵌めまたは溶接などによって密閉容器１００の内周面に固着されている。
【００１４】
サブフレーム９の下方には、上端面で回転軸６を軸方向に支承するようにして容積型ポンプを含むポンプ要素１１１が取り付けられている。ポンプ要素１１１は、密閉容器１００の底部の油溜め部１００ａに溜められた冷凍機油を圧縮機構部８の後述の主軸受７ａなどの摺動部位に供給する。
【００１５】
密閉容器１００には、冷媒を吸入するための吸入管１０１と、冷媒を吐出するための吐出管１０２と、が設けられている。密閉容器１００内の空間への冷媒の取り込みは吸入管１０１を通じて行われる。
【００１６】
また、実施の形態１では、密閉容器１００内の空間を以下のように定義する。密閉容器１００内のハウジング空間であり、フレーム７より電動機構部１１０側の空間を吸入空間７３とする。吸入空間７３は、吸入管１０１から吸入された吸入圧の冷媒で満たされて低圧空間となっている。また、フレーム７と後述の固定台板２ａとで挟まれる空間を渦巻空間７４とする。また、圧縮機構部８の後述の固定台板２ａより吐出管１０２側の空間を吐出空間７５とする。吐出空間７５は、圧縮機構部８で圧縮された冷媒で満たされて高圧空間となっている。そして、密閉容器１００は、圧縮される前の冷媒が一旦、吸入空間７３に取り込まれる、いわゆる低圧シェル型である。
【００１７】
圧縮機構部８は、吸入管１０１から吸入した冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を密閉容器１００内の上方の吐出空間７５に排出する機能を有している。吐出空間７５は、圧縮した冷媒が流入することで高圧空間となっている。
【００１８】
圧縮機構部８は、揺動スクロール１と固定スクロール２とを備えている。
【００１９】
固定スクロール２は、フレーム７を介して密閉容器１００に固定されている。揺動スクロール１は、固定スクロール２の下側に配置されて回転軸６の後述の偏心軸部６ａに揺動自在に支持されている。
【００２０】
揺動スクロール１は、揺動台板１ａと、揺動台板１ａの一方の面に立てて設けられた渦巻状突起である揺動渦巻体１ｂと、を有している。固定スクロール２は、固定台板２ａと、固定台板２ａの一方の面に立てて設けられた渦巻状突起である固定渦巻体２ｂと、を有している。揺動渦巻体１ｂおよび固定渦巻体２ｂは、インボリュート曲線にならって構成されている。揺動スクロール１および固定スクロール２は、揺動渦巻体１ｂと固定渦巻体２ｂと、を回転軸６の回転中心に対して逆位相で組み合わせた対称渦巻形状の状態で密閉容器１００内に配置されている。以下、揺動スクロール１と固定スクロール２とで構成された圧縮機構部８のうち、特に揺動渦巻体１ｂと固定渦巻体２ｂとを組み合わせた対称渦巻形状の構造体部分を、渦巻構造体８ａという。
【００２１】
ここで、図２に示すように、揺動渦巻体１ｂが描くインボリュート曲線の基礎円の中心を基礎円中心２０４ａとする。また、固定渦巻体２ｂが描くインボリュート曲線の基礎円の中心を基礎円中心２０４ｂとする。基礎円中心２０４ａが基礎円中心２０４ｂまわりに回転することで、後述する図３に示すように、揺動渦巻体１ｂは固定渦巻体２ｂまわりに揺動運動を行う。スクロール圧縮機３０の運転中での揺動スクロール１の運動については後に詳細を述べる。
【００２２】
渦巻中心から渦巻の伸開方向に巻き終わりまで渦巻に沿って見た場合に、揺動渦巻体１ｂの内向面２０５ａと固定渦巻体２ｂの外向面２０６ｂとの間に複数の接触点ができる。つまり、揺動渦巻体１ｂの内向面２０５ａと固定渦巻体２ｂの外向面２０６ｂとの間隙は複数の接触点によって区切られ、圧縮室７１ａ１、圧縮室７１ａ２、・・・が形成される。以下、圧縮室７１ａ１、圧縮室７１ａ２、・・・をまとめて指すときは圧縮室７１ａという。
【００２３】
また、渦巻中心から渦巻の伸開方向に巻き終わりまで渦巻に沿って見た場合に、固定渦巻体２ｂの内向面２０５ｂと揺動渦巻体１ｂの外向面２０６ａとの間に複数の接触点ができる。つまり、固定渦巻体２ｂの内向面２０５ｂと揺動渦巻体１ｂの外向面２０６ａとの間隙は複数の接触点によって区切られて圧縮室７１ｂ１、圧縮室７１ｂ２、・・・が形成される。以下、圧縮室７１ｂ１、圧縮室７１ｂ２、・・・をまとめて指すときは圧縮室７１ｂという。また、圧縮室７１ａおよび圧縮室７１ｂをまとめて指すときは圧縮室７１という。
【００２４】
このように、揺動スクロール１の揺動台板１ａに設けられた揺動渦巻体１ｂと、固定スクロール２の固定台板２ａ上に設けられた固定渦巻体２ｂとが組み合わされて圧縮室７１が形成されている。
【００２５】
揺動渦巻体１ｂと固定渦巻体２ｂとを組み合わせた渦巻構造体８ａは対称渦巻形状である。このため、図２に示すように渦巻構造体８ａ内には、回転軸６の回転中心を中心として対称の一対の圧縮室７１ａおよび圧縮室７１ｂが、渦巻の外側から内側に複数組、形成された状態となる。図２では２組形成された状態を示している。
【００２６】
また、渦巻構造体８ａにおいて中心部分は、揺動渦巻体１ｂの内向面２０５ａ、固定渦巻体２ｂの内向面２０５ｂ、揺動台板１ａおよび固定台板２ａで囲まれた空間で構成された最内室となる。そして、固定台板２ａにおいて最内室を形成する部分に、圧縮した冷媒を吐出する吐出口２００（図１参照）が設けられている。
【００２７】
そして、渦巻構造体８ａの外周には、吸入管１０１から吸入された吸入冷媒を圧縮機構部８に導く冷媒導入口７ｃおよび冷媒導入口７ｄがフレーム７に加工されている。
【００２８】
再び、図１を参照する。吸入管１０１から密閉容器１００内に吸入された冷媒は、冷媒導入口７ｃおよび冷媒導入口７ｄを介して圧縮機構部８の吸入室７０に取り込まれる。吸入室７０は、渦巻空間７４のうち、渦巻構造体８ａと密閉容器１００との間の筒状の空間であって、冷媒導入口７ｃおよび冷媒導入口７ｄを介して吸入空間７３に連通する空間である。そして、揺動渦巻体１ｂが旋回すると、固定渦巻体２ｂと揺動渦巻体１ｂとが接する位置が移動し、圧縮室７１の容積が変動することで、圧縮室７１内の冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は吐出口２００から吐出される。
【００２９】
圧縮室７１は、以下の構成によりシールされている。すなわち、揺動渦巻体１ｂの軸方向端部である歯先には、図示しないシール部材が挿入されており、運転中、シール部材が、相対する固定台板２ａと接触して摺動する。これにより、歯先と、歯先に相対する固定台板２ａとの隙間がシールされる。また、固定渦巻体２ｂも同様に、軸方向端部である歯先には、図示しないシール部材が挿入されており、運転中、シール部材が、相対する揺動台板１ａと接触して摺動する。これにより、歯先と、歯先に相対する揺動台板１ａとの隙間がシールされる。そして、揺動渦巻体１ｂおよび固定渦巻体２ｂの、軸方向と直交する方向の厚さは、強度の点からある程度の厚みを有するように形成され、歯先部分は平坦な面となっている。
【００３０】
揺動スクロール１の揺動台板１ａにおいて揺動渦巻体１ｂの形成面とは反対側の面の略中心部には、中空円筒形状のボス部１ｄが形成されている。ボス部１ｄの内側には、回転軸６の上端部に形成された後述の偏心軸部６ａが、後述のスライダー５を介して連結されている。
【００３１】
固定スクロール２の固定台板２ａには、圧縮された冷媒ガスを吐出するための吐出口２００が貫通形成され、吐出口２００の出口部には吐出バルブ１１が設けられている。固定台板２ａにはさらに、フレーム７を貫通した穴とともに第１流路１０４が形成され、また、第２流路１０５が形成されているが、これらについての詳細は後述する。
【００３２】
スクロール圧縮機３０に吸入される冷媒には、圧縮機構部８の摺動部を潤滑する冷凍機油が含有されており、密閉容器１００内の吐出空間７５には、摺動部を通過後の冷媒から冷凍機油を分離する油分離機構１０３が配置されている。油分離機構１０３は、固定台板２ａの圧縮室７１とは反対側の面である背面２ａａに、吐出口２００を覆うようにして配置されている。油分離機構１０３の詳細は後述する。
【００３３】
フレーム７は、固定スクロール２が固定され、揺動スクロール１に作用するスラスト荷重を軸方向に支持するスラスト面を有している。また、フレーム７には、吸入空間７３と渦巻空間７４とを連通して、吸入管１０１から吸入された冷媒を圧縮機構部８に導く冷媒導入口７ｃおよび冷媒導入口７ｄが貫通形成されている。
【００３４】
回転軸６に回転駆動力を供給する電動機構部１１０は、電動機固定子１１０ａと電動機回転子１１０ｂと、を有している。電動機固定子１１０ａは、外部から電力を得るために、フレーム７と電動機固定子１１０ａとの間に存在する図示しないガラス端子に図示しないリード線で接続されている。また、電動機回転子１１０ｂは、回転軸６に焼嵌めなどにより固定されている。また、スクロール圧縮機３０の回転系全体のバランシングを行うため、回転軸６には、第１バランスウェイト６０が固定されているとともに、電動機回転子１１０ｂには、第２バランスウェイト６１が固定されている。
【００３５】
回転軸６は、回転軸６の上部の偏心軸部６ａと、主軸部６ｂと、回転軸６の下部の副軸部６ｃと、で構成されている。偏心軸部６ａには、スライダー５と揺動軸受１ｃとを介して揺動スクロール１のボス部１ｄが嵌め合わされる。偏心軸部６ａは、冷凍機油による油膜を介して揺動軸受１ｃと摺動する。揺動軸受１ｃは、銅鉛合金などの滑り軸受に使用される軸受材料を圧入するなどしてボス部１ｄ内に固定されている。主軸部６ｂは、フレーム７に設けられたボス部７ｂの内周に配置された主軸受７ａにスリーブ１３を介して嵌め合わされ、冷凍機油による油膜を介して主軸受７ａに対して摺動する。主軸受７ａは、銅鉛合金などの滑り軸受に使用される軸受材料を圧入するなどしてボス部７ｂ内に固定されている。
【００３６】
サブフレーム９の中央部には、玉軸受からなる副軸受１０を備え、副軸受１０は、電動機構部１１０の下方で回転軸６を半径方向に軸支する。なお、副軸受１０は、玉軸受以外の別の軸受構成によって軸支してもよい。副軸部６ｃは、副軸受１０と嵌め合わされ、副軸受１０と摺動する。主軸部６ｂおよび副軸部６ｃの軸心は、回転軸６の軸心と一致している。
【００３７】
次に、図３は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における図１中のＡ−Ａ断面での揺動スクロールの１回転中の動作を示す圧縮工程図である。図３には、４つの回転位相での揺動スクロールの動作を示している。
【００３８】
回転位相θは、直線Ｌ１と直線Ｌ２とが成す角度と定義する。直線Ｌ１は、圧縮開始時の揺動渦巻体１ｂの基礎円中心２０４ａ−１と固定渦巻体２ｂの基礎円中心２０４ｂとを結ぶ直線である。Ｌ２は、あるタイミングでの揺動渦巻体１ｂの基礎円中心２０４ａと固定渦巻体２ｂの基礎円中心２０４ｂを結ぶ直線である。回転位相θは、圧縮開始時に０ｄｅｇであり、揺動スクロール１の１回転の間に０ｄｅｇから３６０ｄｅｇまで変動する。図３の（Ａ）〜（Ｄ）は、それぞれ揺動渦巻体１ｂが回転位相θ＝０ｄｅｇ→９０ｄｅｇ→１８０ｄｅｇ→２７０ｄｅｇと揺動運動する状況を表している。
【００３９】
密閉容器１００に設けられた図示しないガラス端子に通電されると、電動機回転子１１０ｂにより回転軸６が回転する。そして、その回転力が偏心軸部６ａを介して揺動軸受１ｃに伝わり、揺動軸受１ｃから揺動スクロール１に伝えられ、揺動スクロール１が揺動運動する。吸入管１０１から密閉容器１００内に吸入された冷媒ガスは、圧縮機構部８に取り込まれる。
【００４０】
図３（Ａ）の状態は、複数の圧縮室７１のうち、最も外周側にある最外室である一対の圧縮室７１、すなわち圧縮室７１ａおよび圧縮室７１ｂが閉じられて冷媒の吸入が完了した状態を示している。そして、最外室である圧縮室７１ａおよび圧縮室７１ｂに着目すると、圧縮室７１ａおよび圧縮室７１ｂは、揺動スクロール１の揺動運動に伴い、図３（Ａ）→図３（Ｂ）→図３（Ｃ）に示されるように、外周部から中心方向に移動しながら容積を減じる。圧縮室７１ａおよび圧縮室７１ｂ内の冷媒ガスは、圧縮室７１ａおよび圧縮室７１ｂの容積の減少に伴い、圧縮される。このように渦巻構造体８ａの内部では、図２の揺動スクロール１の旋回方向の矢印に示すように、揺動スクロール１が揺動運動することで圧縮が行われる。なお、図３（Ｂ）→図３（Ｃ）では、圧縮室７１ａ２および圧縮室７１ｂ２は互いに連通し、最内室となる。最内室は、上述したように図１に示す吐出口２００と連通し、圧縮された冷媒が吐出バルブ１１を経て吐出空間７５に吐出される。
【００４１】
次に、油分離機構１０３と、本実施の形態１の特徴部分である、油分離機構１０３で分離された油の油流路である、第１流路１０４および第２流路１０５について次の図４〜図６を参照して説明する。
【００４２】
図４は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における油分離機構近傍の概略横断面図である。図５は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における油分離機構の斜視図である。図６は、図４のＢ−Ｏ−Ｂ断面の概略縦断面図である。
【００４３】
油分離機構１０３は、上面が閉塞された円筒状のガイド容器１０３ａを備えている。ガイド容器１０３ａには吹出口（図示せず）が形成されており、その吹出口に円管状の吹き出し部１０３ｂが接続されている。ガイド容器１０３ａは、図１に示すように吐出口２００を覆うようにして固定台板２ａの背面２ａａに配置されている。そして、吐出空間７５内のうちガイド容器１０３ａの外周側の円筒状の空間が油分離空間７５ａとなっている。なお、油分離機構１０３は、吹き出し部１０３ｂを省略してガイド容器１０３ａに設けた吹出口（図示せず）から冷媒を吹き出す構成としてもよい。
【００４４】
このように構成された油分離機構１０３において、吐出口２００からガイド容器１０３ａ内に吐出された冷媒は、吹き出し部１０３ｂから油分離空間７５ａへ吹き出される。油分離空間７５ａへ吹き出された冷媒は、油分離空間７５ａにおいて旋回流を形成する。図４の矢印４００は、旋回流の流れを示している。ここで、密閉容器１００の内壁の接線２０８と吹き出し部１０３ｂの吹き出し方向２０９とがなす角度を入射角φと定義すると、入射角φが小さいほど旋回流が発生しやすくなる。そして、この旋回流に遠心力が作用することで冷媒中の冷凍機油が分離され、分離された冷凍機油は油分離空間７５ａ内の固定台板２ａの背面２ａａ上に溜まる。
【００４５】
固定台板２ａの背面２ａａ上に溜まった冷凍機油は、第１流路１０４によって油溜め部１００ａに戻されるとともに、第２流路１０５によって圧縮機構部８内に供給される。以下、第１流路１０４および第２流路１０５について説明する。
【００４６】
第１流路１０４は、固定台板２ａおよびフレーム７のそれぞれを軸方向に貫通して形成され、油分離空間７５ａと吸入空間７３とを連通して油分離空間７５ａ内の冷凍機油を油溜め部１００ａに戻す流路である。
【００４７】
また、第２流路１０５は、固定台板２ａに貫通して形成され、油分離空間７５ａと圧縮機構部８内とを連通して、油分離空間７５ａ内の冷凍機油を圧縮機構部８内に供給する流路である。図６には、第２流路１０５が圧縮機構部８内のうち中間圧の圧縮室７１内に連通した構成を示している。中間圧とは、吸入圧と吐出圧との間の圧力である。
【００４８】
以上の構成により、固定台板２ａの背面２ａａ上に溜まった冷凍機油が、第１流路１０４によって油溜め部１００ａに戻される一方、第２流路１０５によって圧縮機構部８内の圧縮室７１に給油される。このため、固定台板２ａの背面２ａａ上に溜まった冷凍機油の全てを油溜め部１００ａに戻す構成に比べて、圧縮機構部８内における圧縮室７１のシール性を高めることができる。よって、特に、低速運転時における圧縮機構部８のシール性の低下を改善して、高圧側から低圧側への冷媒漏れを抑制することができ、圧縮機の性能を向上させることができる。以下では、高圧側から低圧側への冷媒漏れを、「高低圧漏れ」という場合がある。
【００４９】
なお、圧縮機構部８内における圧縮室７１のシール性をより高めるために、背面２ａａ上に溜まった冷凍機油の全てを圧縮機構部８内に戻す構成が考えられる。しかしこの構成とした場合、高速運転時に圧縮機構部８に対して過剰給油となり、圧縮機内部の潤滑油が圧縮機外部に吐出される現象である油上がりが大きくなる。そうすると、油溜め部１００ａの冷凍機油が枯渇しやすくなることで、摺動部の潤滑が十分に行えず、信頼性が低下する可能性がある。
【００５０】
これに対し、本実施の形態１では、背面２ａａ上に溜まった冷凍機油を、第１流路１０４によって油溜め部１００ａに戻すとともに、圧縮機構部８内に給油する構成とした。このため、高速運転時の過剰給油による油上がりの抑制と、低速運転時における高低圧漏れの抑制との両立を図ることができる。
【００５１】
なお、第２流路１０５の低圧側の開口１０５ｂの形成位置は圧縮室７１に連通する位置に限らず、次の図７に示す位置でもよい。
【００５２】
図７は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における他の構成例の圧縮機構部近傍の概略縦断面図である。
図７に示すように、第２流路１０５の低圧側の開口１０５ｂの形成位置は、圧縮機構部８の吸入室７０に連通する位置でもよい。この位置とすることで、固定台板２ａの背面２ａａ上に溜まった冷凍機油が、第２流路１０５を介して吸入室７０に流入する。なお、第２流路１０５は、油分離空間７５ａと吸入室７０とが連通するように形成されていればよいので、第２流路１０５の穴加工は、図７に示すように、フレーム７に軸方向に直線的に行えば良い。よって、図７の第２流路１０５の形成は、図６に示した曲がりのある第２流路１０５を形成する場合に比べて容易な穴加工で形成できる。
【００５３】
以上より、第２流路１０５は、吸入室７０または圧縮室７１に、固定台板２ａの背面２ａａ上に溜まった冷凍機油を給油するように設けられていればよい。言い換えれば、第２流路１０５は、圧縮機構部８内に冷凍機油を給油するように設けられていればよい。
【００５４】
次に、第１流路１０４および第２流路１０５のそれぞれの油分離空間７５ａ側（以下、高圧側という）の開口位置について検討する。
【００５５】
図８は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における吐出空間近傍の概略横断面図である。図９は、図８のＣ−Ｏ−Ｃ１−Ｃ断面の概略縦断面図である。
【００５６】
吹き出し部１０３ｂから吹き出された冷媒は、吹き出し部１０３ｂの吹き出し方向の延長線と密閉容器１００の内壁面とが交わる吹き出し衝突点２１０を中心とした周囲で、密閉容器１００に衝突する。
【００５７】
ここで、上述したように、スクロール圧縮機３０の運転中、固定台板２ａ上には、常に、冷媒中から分離された冷凍機油が溜まっている。図９には、固定台板２ａ上に溜まった冷凍機油１２０を示している。
【００５８】
吹き出し部１０３ｂから吐出された冷媒の流速が速い場合、その冷媒によって、固定台板２ａ上に溜まった冷凍機油が撒き上げられ、吹き出し衝突点２１０付近に冷凍機油が溜まらないおそれがある。このように、冷凍機油が溜まらない箇所に第１の流路および第２の流路のそれぞれの高圧側の開口１０４ａおよび開口１０５ａを配置した場合、第１流路１０４および第２流路１０５のそれぞれの内部が冷凍機油で満たされない。この場合、第１流路１０４が低圧空間と連通し、第２流路１０５が中間圧空間または低圧空間と連通する。そうすると、吐出空間７５内の高圧ガス冷媒が、第１流路１０４および第２流路１０５を介して低圧側に漏れるおそれがある。
【００５９】
このため、第１流路１０４および第２流路１０５のそれぞれの高圧側の開口１０４ａおよび開口１０５ａを、冷凍機油が溜まりにくい場所を避けて配置することが望ましい。具体的には、図８において、固定台板２ａのうちガイド容器１０３ａより外側の環状範囲を後述の直線２１２ｂで２つの範囲に分けたとき、吹き出し衝突点２１０を有する側が、冷凍機油が溜まりにくい場所に相当する。なお、直線２１２ｂとは、固定台板２ａを軸方向に見たときの中心Ｏと吹き出し衝突点２１０とを通る直線２１２ａに対して中心Ｏで垂直に交わる直線である。よって、吹き出し衝突点２１０を有する側とは反対側の範囲（以下、反吹き出し側範囲２１１）に開口１０４ａおよび開口１０５ａを配置することが望ましい。
【００６０】
反吹き出し側範囲２１１に第１流路１０４および第２流路１０５のそれぞれの高圧側の開口１０４ａおよび開口１０５ａを設けることで、運転中、第１流路１０４および第２流路１０５のそれぞれの内部を冷凍機油で満たすことができる。その結果、圧縮機構部８において高圧側から低圧側への冷媒漏れを抑制し、高性能な圧縮機を得ることができる。
【００６１】
次に、吐出管１０２の密閉容器１００への接続位置について検討する。
【００６２】
図１０は、本発明の実施の形態１に係るスクロール圧縮機における圧縮機構部近傍の概略横断面図である。図１０には、説明の都合上、スクロール圧縮機を軸方向に見たときの吐出管１０２の密閉容器１００への接続位置を示している。
吹き出し衝突点２１０付近では、上述したように固定台板２ａ上に溜まった冷凍機油が撒き上げられやすい。このため、吐出管１０２が吹き出し衝突点２１０付近に接続される場合、巻き上げられた冷凍機油が吐出管１０２から外部へ排出される、いわゆる油上がりが起こりやすい。
【００６３】
よって、吐出管１０２は、密閉容器１００の上面のうち、油上がりを抑えることが可能な位置に接続されることが望ましい。具体的には、密閉容器１００の上面を直線２１２ｂで２つの範囲に分けたとき、吹き出し衝突点２１０を有する側とは反対側の範囲（以下、反吹き出し側範囲２１３）に、吐出管１０２を接続すればよい。これにより、油上がりを抑制することができる。
【００６４】
以上説明したように本実施の形態１によれば、油分離空間７５ａで分離された冷凍機油を油溜め部１００ａに戻す第１流路１０４に加えて、圧縮機構部８内へ供給する第２流路１０５を設けた。このため、圧縮室７１のシール性を高めることができる。よって、特に、低速運転時には、高圧側から低圧側への冷媒漏れを抑制することができ、圧縮機の性能を向上させることができる。
【００６５】
また、油分離空間７５ａにおける冷凍機油１２０の全てを圧縮機構部８へ給油するのではなく、油溜め部１００ａにも戻す構成としたことで、特に、油上がりの大きい高速運転時には、油溜め部１００ａの冷凍機油の枯渇を抑制し、信頼性を向上させることができる。
【００６６】
なお、油分離機構１０３は、圧縮機構部８から吐出された冷媒を直接、密閉容器１００に衝突させることを防止しているので、消音機能も兼ねている。
【００６７】
実施の形態２．
実施の形態２は、油分離機構１０３が実施の形態１と異なるものであり、その他の構成は実施の形態１と同様である。実施の形態２では、実施の形態１と相違する特徴部分のみを説明する。
【００６８】
実施の形態２では、油分離機構１０３について、３つの構成例を順に説明する。
【００６９】
図１１は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例１を示す上面図である。図１２は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例１を示す斜視図である。
図１１および図１２に示す油分離機構１０３は、円弧の曲面状の第１壁部１１３ａと、平面状の第２壁部１１３ｂとで構成されている。具体的には、第１壁部１１３ａの周方向の一端に第２壁部１１３ｂが連結され、第２壁部１１３ｂと第１壁部１１３ａの周方向の他端との間には吹出口となる隙間１１３ｃが形成されている。そして、油分離機構１０３は、隙間１１３ｃから流出した冷媒を第２壁部１１３ｂによって案内して外部に吹き出す構成となっている。なお、第１壁部１１３ａおよび第２壁部１１３ｂで本発明のガイド容器が構成されている。
【００７０】
図１３は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例２を示す上面図である。図１４は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例２を示す斜視図である。
図１３および図１４に示す油分離機構１０３は、円弧状の第１壁部１１４ａと、第１壁部１１４ａとは異なる曲率の円弧状の第２壁部１１４ｂとで構成されている。具体的には、第１壁部１１４ａの周方向の一端に第２壁部１１４ｂが連結され、第２壁部１１４ｂと第１壁部１１４ａの周方向の他端との間には、吹出口となる隙間１１４ｃが形成されている。そして、油分離機構１０３は、隙間１１４ｃから流出した冷媒を第２壁部１１４ｂによって案内して外部へ吹き出す構成となっている。なお、第１壁部１１４ａおよび第２壁部１１４ｂで本発明のガイド容器が構成されている。
【００７１】
図１５は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例３を示す上面図である。図１６は、本発明の実施の形態２に係るスクロール圧縮機における油分離機構の構成例３を示す斜視図である。
図１５および図１６に示す油分離機構１０３は、円弧状の第１壁部１１５ａと、円弧状の第２壁部１１５ｂとで構成されている。具体的には、第１壁部１１５ａの周方向の一端に第２壁部１１５ｂが連結され、第２壁部１１５ｂと第１壁部１１５ａの周方向の他端との間には、吹出口となる隙間１１５ｃが形成されている。そして、第１壁部１１５ａと第２壁部１１５ｂとが連結されて構成された曲面は、連続的に曲率が変化する曲面となっている。油分離機構１０３は、隙間１１５ｃから流出した冷媒を第２壁部１１５ｂによって案内して外部へ吹き出す構成となっている。なお、第１壁部１１５ａおよび第２壁部１１５ｂで本発明のガイド容器が構成されている。
【００７２】
以上の図１１〜図１６に示した油分離機構１０３は、軸方向に延びる隙間が吹出口となるため、軸方向に一様な旋回流を発生させることができ、かつ、より簡便な構造で吐出空間７５に旋回流を発生させることができる。また、油分離機構１０３の形状は、入射角φが十分小さく、旋回流を発生させることができれば上記の形状に限定されることはない。
【００７３】
実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１に加えてさらに、旋回流補助ガイドを備えた構成に関する。その他の構成は実施の形態１と同様である。実施の形態３では、実施の形態１と相違する特徴部分のみを説明する。
【００７４】
図１７は、本発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機における旋回流補助ガイドを含む吐出空間近傍の概略横断面図である。
実施の形態３では、吐出空間７５内の固定台板２ａの背面２ａａ側に、油分離機構１０３に加えて、板状の旋回流補助ガイド１０６を備えている。旋回流補助ガイド１０６は、油分離機構１０３の吹き出し部１０３ｂから吹き出された冷媒が旋回方向４００に向かうように補助するガイド部材であり、以下の位置に配置される。すなわち、旋回流補助ガイド１０６は、油分離機構１０３の吹き出し部１０３ｂから吹き出されて密閉容器１００内に衝突するまでの流路において旋回方向４００と反対側に、冷媒の吹き出し方向２０９に沿って配置されている。
【００７５】
このように配置した旋回流補助ガイド１０６により、吹き出し部１０３ｂから吹き出された冷媒が、吐出空間７５内を旋回方向４００と反対側に流れることを抑制している。
【００７６】
実施の形態３は、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、旋回流補助ガイド１０６を備えたことで、より一層、吐出空間７５に旋回流が発生しやすくなり、油分離効率を向上させることができる。
【００７７】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態１に加えてさらに、旋回流補助ガイドを備えた構成に関する。実施の形態４の旋回流補助ガイドは、実施の形態３の旋回流補助ガイドとは異なる形状を有する。実施の形態４では、実施の形態１と相違する特徴部分のみを説明する。
【００７８】
図１８は、本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機における旋回流補助ガイドを含む吐出空間近傍の概略横断面図である。図１９は、図１８のＤ−Ｄで切断した断面方向から旋回流補助ガイドを見た概略図である。
実施の形態４では、固定台板２ａの背面２ａａ側の外周部に、周方向に間隔を空けて凸状の旋回流補助ガイド１０６が複数、形成されている。旋回流補助ガイド１０６は、固定台板２ａからの軸方向の高さが一定で、且つ軸方向に見たときに旋回方向４００に向かうにしたがって内側に向けて傾斜した傾斜面を有している。
【００７９】
このように構成した旋回流補助ガイド１０６により、油分離機構１０３から吹き出された冷媒が旋回方向４００と逆方向に流れることを抑制することができる。
【００８０】
次の図２０は、旋回流補助ガイド１０６の形状を図１８に示した形状とは変えた変形例を示す図である。
【００８１】
図２０は、本発明の実施の形態４に係るスクロール圧縮機における変形例の旋回流補助ガイドを含む吐出空間近傍の概略横断面図である。図２１は、図２０のＤ−Ｄで切断した断面方向から旋回流補助ガイドを見た概略図である。
この変形例の旋回流補助ガイド１０６は、固定台板２ａの背面２ａａ側の外周部に、周方向に間隔を空けて複数、凸状に形成されている点は図１８および図１９に示した構成と同じである。そして、この変形例の旋回流補助ガイド１０６は、固定台板２ａからの高さが、旋回方向４００に向かうにしたがって高くなり、かつ、径方向の厚みが一定に構成されている。
【００８２】
このように構成した場合も、油分離機構１０３から吹き出された冷媒が旋回方向４００と逆方向に流れることを抑制することができる。
【００８３】
本実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果が得られるとともに、旋回流補助ガイド１０６を備えたことで、より一層、吐出空間７５に旋回流が発生しすくなり、油分離効率を向上させることができる。
【００８４】
また、上記実施の形態３の旋回流補助ガイド１０６では、冷媒の吐出直後に作用するのみであった。これに対し、実施の形態４では、旋回流補助ガイド１０６を周方向に複数設けることで、その設置箇所のそれぞれで冷媒の流れを制御でき、より油分離効率を向上させることができる。
【００８５】
実施の形態５．
実施の形態５は、第１流路１０４と第２流路１０５との位置関係が、実施の形態１〜４と異なるものである。実施の形態５では、その特徴部分のみを説明し、他の部分の説明を省略する。
【００８６】
図２２は、本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機における油分離機構近傍の概略横断面図である。図２３は、図２２のＥ−Ｅ１−Ｅ１−Ｏ−Ｅ断面の概略縦断面図である。図２４は、本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機における、高速運転時の吐出空間の冷凍機油の状態を示す概略縦断面図である。図２５は、本発明の実施の形態５に係るスクロール圧縮機における、低速運転時の吐出空間の冷凍機油の状態を示す概略縦断面図である。
【００８７】
実施の形態５では、第２流路１０５の高圧側の開口１０５ａが、第１流路１０４の吐出空間７５側の開口１０４ａよりも径方向の内側に位置するように、第２流路１０５が固定台板２ａに穴加工された構成を有する。
【００８８】
図２４に示すように、高速運転時には、吐出空間７５内の冷媒の旋回流の速度が速いため、吐出空間７５に存在する冷凍機油１２０は、径方向外側に偏在する。一方で図２５に示すように、低速運転時には、吐出空間７５の冷媒の旋回流の発生する旋回流が遅いため、冷凍機油１２０の径方向の偏在は抑制される。
【００８９】
油溜め部１００ａの冷凍機油の枯渇は、油上がりが大きくなる高速運転時ほど発生しやすい。このため、油溜め部１００ａに冷凍機油を戻す流路である第１流路１０４については、高速運転時において冷凍機油が偏って溜まっている、固定台板２ａの背面２ａａにおいて径方向外側に第１流路１０４の高圧側の開口が配置されていることが望ましい。
【００９０】
一方で、圧縮機構部８内に冷凍機油を給油する流路である第２流路１０５については、高圧側の開口１０５ａを以下の位置に配置することが望ましい。すなわち、圧縮機構部８の冷凍機油によるシールは、高低圧漏れによる性能低下の影響が大きい低速運転時ほど必要である。一方、高速運転時に圧縮室７１へ過剰に冷凍機油を供給すると、圧縮機構部８のシール性は向上するが、供給した冷凍機油の圧縮損失が大きくなり、圧縮機の性能が低下するおそれがある。
【００９１】
よって、高速運転時よりも低速運転時に、圧縮機構部８内への給油量を確保することができるように、本実施の形態５では、第２流路１０５の高圧側の開口１０５ａを、第１流路１０４の高圧側の開口１０４ａよりも径方向内側に配置した構成としている。
【００９２】
本実施の形態５によれば、実施の形態１の効果に加えて、より一層、油溜め部１００ａの冷凍機油の枯渇を抑制し、信頼性の高いスクロール圧縮機を得ることができる。また、冷凍機油の圧縮損失を抑制し、高性能なスクロール圧縮機を得ることができる。
【００９３】
実施の形態６．
実施の形態６は、上記のいずれかのスクロール圧縮機を備えた冷凍サイクル装置に関するものである。
【００９４】
図２６は、本発明の実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の一例を示す図である。図２６において矢印は冷媒の流れ方向を示している。
図２６に示す冷凍サイクル装置３００は、スクロール圧縮機３０と、凝縮器３１と、減圧装置としての膨張弁３２と、蒸発器３３と、を有し、これらが順次配管で接続されて冷媒が循環するように構成されている回路を備えている。スクロール圧縮機３０には、上記実施の形態１〜実施の形態５のいずれかのスクロール圧縮機３０が用いられている。膨張弁３２の開度、およびスクロール圧縮機３０の回転数は、図示しない制御装置によって制御される。
【００９５】
なお、冷凍サイクル装置３００にさらに図示しない四方弁を設け、冷媒の流れ方向を逆に切り替えるようにしてもよい。この場合、スクロール圧縮機３０の下流側に設置した凝縮器３１を室内機側、蒸発器３３を室外機側とすれば暖房運転となり、凝縮器３１を室外機側、蒸発器３３を室内機側とすれば冷房運転となる。
【００９６】
以下では、図２６中のスクロール圧縮機３０、凝縮器３１、膨張弁３２および蒸発器３３を有する回路を主回路、この主回路を循環する冷媒を主冷媒と記載する。
【００９７】
次に主冷媒の流れについて説明する。
【００９８】
主回路においては、スクロール圧縮機３０から吐出された主冷媒が、凝縮器３１、膨張弁３２および蒸発器３３を経由してスクロール圧縮機３０に戻る。スクロール圧縮機３０に戻る冷媒は、吸入管１０１から密閉容器１００内に流入する。
【００９９】
吸入管１０１から密閉容器１００内の吸入空間７３に流入した低圧冷媒は、フレーム７内に設置された２つの冷媒導入口７ｄおよび冷媒導入口７ｃを通って圧縮機構部８内の吸入室７０に流入する。吸入室７０に流入した低圧冷媒は、圧縮機構部８の揺動渦巻体１ｂおよび固定渦巻体２ｂの相対的な揺動動作に伴って圧縮室７１へと吸い込まれる。圧縮室７１に吸い込まれた主冷媒は、揺動渦巻体１ｂおよび固定渦巻体２ｂの相対的な動作に伴う圧縮室７１の幾何学的な容積変化によって低圧から高圧へと昇圧される。そして、高圧となった主冷媒は、吐出バルブ１１を押し開けて、その後、吐出空間７５に吐出され、吐出管１０２から高圧冷媒としてスクロール圧縮機３０の外部へと吐出される。
【０１００】
本実施の形態６によれば、上記のいずれかのスクロール圧縮機３０を備えたので、冷媒ガスの高低圧漏れによる効率低下を抑制でき、高効率な冷凍サイクル装置を得ることができる。
【０１０１】
実施の形態７．
実施の形態７は、上記実施の形態１〜実施の形態５のスクロール圧縮機３０にさらにインジェクション回路が接続された構成に関する。
【０１０２】
図２７は、本発明の実施の形態７に係るスクロール圧縮機における油分離機構近傍の概略横断面図である。図２８は、本発明の実施の形態７に係るスクロール圧縮機におけるインジェクション冷媒の流れを示す概略縦断面図である。
実施の形態７のスクロール圧縮機３０は、密閉容器１００を外部から貫通して内部に挿入されたインジェクション管２０１が固定台板２ａに接続され、その接続箇所と第２流路１０５とを連通する連通流路２０２が固定台板２ａに形成された構成を有する。
【０１０３】
この構成においては、インジェクション冷媒がインジェクション管２０１から連通流路２０２および第２流路１０５の一部を介して圧縮機構部８内にインジェクションされる。言い換えれば、吐出空間７５と圧縮機構部８内とを連通する流路がインジェクション冷媒で満たされ、吐出空間７５と圧縮機構部８内とが連通しない状態が形成される。
【０１０４】
よって、本実施の形態７によれば、以上の実施の形態１〜実施の形態５の効果に加え、て、さらに以下の効果を得ることができる。すなわち、上述したように、吹き出し部１０３ｂから吐出された冷媒の流速が速く、固定台板２ａ上に溜まった冷凍機油が撒き上げられて第２流路１０５が冷凍機油１２０で満たされない運転条件において、吐出空間７５から圧縮機構部８への冷媒漏れを抑制できる。
【０１０５】
実施の形態８．
実施の形態８は、上記実施の形態７のスクロール圧縮機３０を備えた冷凍サイクル装置に関する。以下、実施の形態８が、図２６に示した実施の形態６の冷凍サイクル装置と異なる点を中心に説明する。
【０１０６】
図２９は、本発明の実施の形態８に係るスクロール圧縮機を備えたインジェクション回路を含む冷凍サイクル装置の一例を示す図である。
図２９に示す冷凍サイクル装置５００は、図２６に示した実施の形態６の主回路に、さらに以下の構成を有する。すなわち、冷凍サイクル装置５００は、凝縮器３１と膨張弁３２との間から分岐し、スクロール圧縮機３０のインジェクション管２０１に接続されたインジェクション回路３４を備えている。また、インジェクション回路３４には、流量調整弁としての膨張弁３４ａが設けられており、スクロール圧縮機３０にインジェクションする流量を調整可能となっている。
【０１０７】
以上のように構成した冷凍サイクル装置５００において、主回路の動作は実施の形態６と同様である。そして、実施の形態８の冷凍サイクル装置５００では、スクロール圧縮機３０から吐出され、凝縮器３１を通過した主冷媒の一部であるインジェクション冷媒が、インジェクション回路３４に流入する。インジェクション回路３４に流入した冷媒は、膨張弁３４ａで減圧されて液状態または二相状態となり、スクロール圧縮機３０のインジェクション管２０１に流入する。インジェクション管２０１に流入した液状態または二相状態のインジェクション冷媒は、連通流路２０２および第２流路１０５の一部を通り、圧縮機構部８内に流入する。
【０１０８】
本実施の形態８によれば、上記実施の形態６と同様の効果が得られるとともに、連通流路２０２および第２流路１０５の一部がインジェクション冷媒によって塞がれる。このため、高速運転時に第２流路１０５を介した吐出空間７５から圧縮機構部８への冷媒漏れを抑制できる。
【０１０９】
また、上記各実施の形態においてそれぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態の特徴的な構成を適宜組み合わせてスクロール圧縮機を構成してもよい。たとえば、実施の形態２と実施の形態４とを組み合わせ、図１１に示した油分離機構１０３を備えたスクロール圧縮機に、図１８に示した旋回流補助ガイドを適用した構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１  揺動スクロール、１ａ  揺動台板、１ｂ  揺動渦巻体、１ｃ  揺動軸受、１ｄ  ボス部、２  固定スクロール、２ａ  固定台板、２ａａ  背面、２ｂ  固定渦巻体、５  スライダー、６  回転軸、６ａ  偏心軸部、６ｂ  主軸部、６ｃ  副軸部、７  フレーム、７ａ  主軸受、７ｂ  ボス部、７ｃ  冷媒導入口、７ｄ  冷媒導入口、８  圧縮機構部、８ａ  渦巻構造体、９  サブフレーム、９ａ  サブフレームホルダ、１０  副軸受、１１  吐出バルブ、１３  スリーブ、３０  スクロール圧縮機、３１  凝縮器、３２  膨張弁、３３  蒸発器、３４  インジェクション回路、３４ａ  膨張弁、６０  第１バランスウェイト、６１  第２バランスウェイト、７０  吸入室、７１  圧縮室、７１ａ  圧縮室、７１ａ１  圧縮室、７１ａ２  圧縮室、７１ｂ  圧縮室、７１ｂ１  圧縮室、７１ｂ２  圧縮室、７３  吸入空間、７４  渦巻空間、７５  吐出空間、７５ａ  油分離空間、１００  密閉容器、１００ａ  油溜め部、１０１  吸入管、１０２  吐出管、１０３  油分離機構、１０３ａ  ガイド容器、１０３ｂ  吹き出し部、１０４  第１流路、１０４ａ  開口、１０５  第２流路、１０５ａ  開口、１０５ｂ  開口、１０６  旋回流補助ガイド、１１０  電動機構部、１１０ａ  電動機固定子、１１０ｂ  電動機回転子、１１１  ポンプ要素、１１３ａ  第１壁部、１１３ｂ  第２壁部、１１３ｃ  隙間、１１４ａ  第１壁部、１１４ｂ  第２壁部、１１４ｃ  隙間、１１５ａ  第１壁部、１１５ｂ  第２壁部、１１５ｃ  隙間、１２０  冷凍機油、２００  吐出口、２０１  インジェクション管、２０２  連通流路、２０４ａ  基礎円中心、２０４ａ−１  基礎円中心、２０４ｂ  基礎円中心、２０５ａ  内向面、２０５ｂ  内向面、２０６ａ  外向面、２０６ｂ  外向面、２０８  接線、２０９  吹き出し方向、２１０  吹き出し衝突点、２１１  反吹き出し側範囲、２１３  反吹き出し側範囲、３００  冷凍サイクル装置、５００  冷凍サイクル装置。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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