(57)【要約】【課題】例えば温度上昇を抑制するためにインジェクション量を増やした場合であっても、圧縮室が過圧縮状態となるのを抑制可能なスクロール圧縮機の提供を目的とする。【解決手段】本発明は、固定ラップ５ｃを有する固定スクロール５と、旋回ラップ６ａを有する旋回スクロール６とを備え、固定ラップ５ｃと旋回ラップ６ａとの間には圧縮室９が形成され、固定台板５ｄは、吐出圧力まで圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート５ｅと、冷媒を圧縮室９に吸入するインジェクションポート２２と、圧縮室９の圧力が吐出圧力よりも高くなったときに冷媒を圧縮室９から吐出するリリースポート２１とを有し、インジェクションポート２２が、リリースポート２１が開口している状態の圧縮室に接続するスクロール圧縮機１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定台板の一方の面上に形成された渦巻き状の固定ラップを有する固定スクロールと、旋回台板の一方の面上に形成された渦巻き状の旋回ラップを有する旋回スクロールとを備え、
前記固定ラップと前記旋回ラップとの間には圧縮室が形成され、
前記固定台板は、吐出圧力まで圧縮された冷媒を吐出する吐出ポートと、冷媒を前記圧縮室に吸入するインジェクションポートと、前記圧縮室の圧力が前記吐出圧力よりも高くなったときに冷媒を前記圧縮室から吐出するリリースポートとを有し、
前記インジェクションポートが、前記リリースポートが開口している状態の前記圧縮室に接続するスクロール圧縮機。
【請求項２】
リリースポートおよび吐出ポートのうちの少なくともいずれかが、同一の圧縮室に常時開口している請求項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と吐出ポートとが同一の圧縮室に同時に開口しない請求項１または請求項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が、下記式（１）を満たす容積比となる位置で開口する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
０．５×Ｖｒｄ≦Ｖｒ＜１．０×Ｖｒｄ      （１）
（式（１）中、ＶｒおよびＶｒｄは、それぞれ容積比および設計容積比を示す。）
【請求項５】
冷凍庫、冷蔵庫または冷凍冷蔵庫に用いられる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクロール圧縮機に関する。さらに詳しくは、本発明は、例えば、冷凍冷蔵庫などに好適に使用することができるスクロール圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクロール圧縮機の温度上昇を抑制する目的で、圧縮途中の圧縮室内に液冷媒を噴射（インジェクション）し、その気化熱により圧縮機を強制冷却する技術が知られている。
【０００３】
このようなスクロール圧縮機では、インジェクションにより生じた冷媒蒸気による圧縮室内の過圧縮を防止するため、上記インジェクションを行うポートよりも下流側（スクロールの吐出口に近い中央側）に、過度な圧力を解放するリリーフポートを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７２５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなスクロール圧縮機を冷凍冷蔵庫のように低温動作で用いた場合、使用する冷媒の低い蒸発温度に起因して高圧縮比で運転されるため、圧縮機の温度上昇が大きい傾向にある。特に凝縮器の周囲温度が高い環境などでは、冷却性能を維持するために圧縮比をより高める必要があり、それに伴う圧縮機の温度上昇がより大きく、この温度上昇を抑制するためのインジェクション量を増やさなければならない。
【０００６】
しかしながら、単にインジェクション量を増やすだけでは冷媒の蒸発量の増加に伴って過圧縮状態となり、却って冷却性能が低下したりスクロールラップが破損する等のおそれがある。スクロール圧縮機は、その歯形形状で圧縮できる容積比（設計容積比）が決まる。圧縮機は様々な運転条件で運転され、設計容積比よりも吐出圧力と吸込圧力の比が大きいと不足圧縮となり、逆に設計容積比の方が吐出圧力と吸込圧力の比よりも大きいと過圧縮となる。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、例えば温度上昇を抑制するためにインジェクション量を増やした場合であっても、圧縮室が過圧縮状態となるのを抑制可能なスクロール圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた発明は、
固定台板の一方の面上に形成された渦巻き状の固定ラップを有する固定スクロールと、旋回台板の一方の面上に形成された渦巻き状の旋回ラップを有する旋回スクロールとを備え、
前記固定ラップと前記旋回ラップとの間には圧縮室が形成され、
前記固定台板は、吐出圧力まで圧縮された冷媒を吐出する吐出ポートと、冷媒を前記圧縮室に吸入するインジェクションポートと、前記圧縮室の圧力が前記吐出圧力よりも高くなったときに冷媒を前記圧縮室から吐出するリリースポートとを有し、
前記インジェクションポートが、前記リリースポートが開口している状態の前記圧縮室に接続するスクロール圧縮機である。
【０００９】
なお、本明細書において「容積比」とは、圧縮室の容積と上記圧縮室の最小密閉空間容積との比を意味する。また、本明細書において「設計容積比」とは、圧縮室の最大密閉空間容積と上記圧縮室の最小密閉空間容積との比を意味し、下記式（２）で算出される。
Ｖｒｄ＝Ｖｓ／Ｖｄ      （２）
上記式（２）中、Ｖｒｄは、設計容積比である。ＶｓおよびＶｄは、それぞれ圧縮室の最大密閉空間容積および最小密閉空間容積である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、例えば温度上昇を抑制するためにインジェクション量を増やした場合であっても、圧縮室が過圧縮状態となるのを抑制可能なスクロール圧縮機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のスクロール圧縮機の一実施形態を示す概略縦断面図である。
【図２】図１のスクロール圧縮機の作動状態の一例を説明するための概略Ａ−Ａ断面図であって、（ａ）は外側圧縮室形成直前の状態、（ｂ）は回転角が０°（１０８０°）の状態、（ｃ）は回転角９０°の状態、（ｄ）は回転角１８０°の状態、（ｅ）は回転角２７０°の状態、（ｆ）は回転角３６０°の状態、（ｇ）は回転角４５０°の状態、（ｈ）は回転角５４０°の状態、（ｉ）は回転角６３０°の状態、（ｊ）は回転角７２０°の状態、（ｋ）は回転角８１０°の状態、（ｌ）は回転角９００°の状態、（ｍ）は回転角９９０°の状態をそれぞれ示す。
【図３】図１のスクロール圧縮機において、回転角に対するインジェクションポートおよびリリースポートの開口面積の関係の一例を示す概略図であって、（ａ）は外側圧縮室、（ｂ）は内側圧縮室における各ポートの開口面積をそれぞれ示す。
【図４】図１のスクロール圧縮機において、回転角と圧縮室の圧力との関係の一例を示す概略図である。
【図５】図１のスクロール圧縮機において、回転角と、圧縮室の圧力および容積比との関係の一例を、二つのインジェクションポートの開口位置に分けて説明した概略図である。
【図６】図１のスクロール圧縮機を有する冷凍サイクルの一態様を示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のスクロール圧縮機は、固定台板の一方の面上に形成された渦巻き状の固定ラップを有する固定スクロールと、旋回台板の一方の面上に形成された渦巻き状の旋回ラップを有する旋回スクロールとを備え、前記固定ラップと前記旋回ラップとの間には圧縮室が形成され、前記固定台板は、吐出圧力まで圧縮された冷媒を吐出する吐出ポートと、冷媒を前記圧縮室に吸入するインジェクションポートと、前記圧縮室の圧力が前記吐出圧力よりも高くなったときに冷媒を前記圧縮室から吐出するリリースポートとを有し、前記インジェクションポートが、前記リリースポートが開口している状態の前記圧縮室に接続する圧縮機である。
【００１３】
以下に、本発明のスクロール圧縮機を図面に基づいて説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様にのみ限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明のスクロール圧縮機の一実施形態を示す概略縦断面図である。また、図２は、図１のスクロール圧縮機の作動状態の一例を説明するための概略Ａ−Ａ断面図である。
【００１５】
本発明のスクロール圧縮機１は、図１に示すように、圧縮機構部３と、この圧縮機構部３を駆動する電動機４と、圧縮機構部３および電動機４を収納する密閉容器２とを備えている。
【００１６】
圧縮機構部３は、吸い込んだ低温低圧の冷媒を圧縮し、高温高圧の冷媒として吐出する。この圧縮機構部３は、固定スクロール５と旋回スクロール６とを有している。なお、スクロール圧縮機１に用いられる冷媒は特に限定されず、例えば、Ｒ４０４Ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ３２などのフルオロカーボン系冷媒等が挙げられるが、高い断熱指数を有する観点から、Ｒ４１０ＡおよびＲ３２が好ましい。
【００１７】
固定スクロール５は、基部を構成する固定台板５ｄと、固定台板５ｄの一方の面上に形成された渦巻き状の固定ラップ５ｃとを有している。
【００１８】
固定台板５ｄは、固定ラップ５ｃの略中央に設けられ吐出圧力まで圧縮された冷媒を後述する吐出圧室２ｅに吐出する吐出ポート５ｅと、冷媒を圧縮室９（図１参照）に吸入する１個のインジェクションポート２２と、上記圧縮室９の圧力が吐出圧室２ｅの圧力よりも高くなったときに冷媒を上記圧縮室９から吐出する第１〜第６のリリースポート２１ａ〜２１ｆ（２１）（図２参照）とを有している。ここで、上述したインジェクションポート２２は、リリースポート２１（第１〜第６のリリースポート２１ａ〜２１ｆの少なくともいずれかのリリースポート）が開口している状態の圧縮室に接続している。なお、吐出圧室２ｅの圧力は、吐出圧力（「吐出圧力Ｐｄ」ともいう）と同等の圧力である。
【００１９】
また、固定ラップ５ｃの外周側の端部には冷媒を受け入れる吸込ポート５ａが形成されている。この吸込ポート５ａには吸込パイプ２ｆ（図１参照）が接続され、この吸込パイプ２ｆを介して圧縮される冷媒が供給される。
【００２０】
インジェクションポート２２を介して液冷媒を注入する圧縮室９は、後述する外側圧縮室９ａおよび内側圧縮室９ｂの両者（図２（ｄ）参照）である。このインジェクションポート２２は、外側圧縮室９ａ、内側圧縮室９ｂごとに別異のポートであってもよいが、スクロール圧縮機１の構造単純化の観点から、図２（ｇ）および（ｉ）に示すように、外側圧縮室９ａおよび内側圧縮室９ｂのいずれにも開口可能な１個のポート（共用のポート）であることが好ましい。また、上述のようにインジェクションポート２２が１個のポートである場合、当該インジェクションポート２２は、外側圧縮室９ａおよび内側圧縮室９ｂのそれぞれに開口可能となるように、固定台板５ｄにおける隣り合う固定ラップ５ｃ、５ｃの間の略中間部に設けられていることが好ましい。
【００２１】
リリースポート２１は、リリースバルブ２３を介して吐出圧室２ｅと連通している。このリリースバルブ２３は、圧縮室９の圧力Ｐ（以下、単に「圧力Ｐ」ともいう）が吐出圧室２ｅの圧力よりも高い圧力になったときに冷媒を圧縮室９から吐出圧室２ｅに放出する逆止弁である。インジェクションポート２２には冷媒注入パイプ３０が接続され、この冷媒注入パイプ３０を介して冷媒が供給される。
【００２２】
旋回スクロール６は、基部を構成する旋回台板６ｂと、この旋回台板６ｂの一方の面上に形成された渦巻き状の旋回ラップ６ａとを有し、旋回ラップ６ａと固定ラップ５ｃとが噛み合うように対向配置されている。これら旋回ラップ６ａと固定ラップ５ｃとの間には、図２（ａ）に示すように、固定ラップ５ｃに沿ってガス通路５ｂが形成され、このガス通路５ｂにおいて旋回ラップ６ａと固定ラップ５ｃとが接することで気密された圧縮室９が形成される。
【００２３】
旋回台板６ｂの旋回ラップ６ａと反対側（背面側）にはボス部６ｃが形成されている。このボス部６ｃには、後述のクランク軸７の偏心部７ｂを受け入れるクランク軸受６ｄが設けられている。また、旋回台板６ｂの背面側には、旋回スクロール６の旋回運動を許容しかつ自転運動を阻止するためのオルダムリング１０が摺動自在に取り付けられている。
【００２４】
電動機４は、その回転子４ａに接続されたクランク軸７を回転させる。このクランク軸７は主軸部７ａとこの主軸部７ａに対して偏心回転する偏心部７ｂとにより構成され、主軸部７ａは回転子４ａに接続されていると共に、偏心部７ｂはクランク軸受６ｄに係合している。
【００２５】
密閉容器２は、圧縮機構部３および電動機４を密閉状態で収納するものであり、円筒状の側面ケース２ａと、この側面ケース２ａの固定スクロール５側の開口端部を覆う蓋体２ｂと、側面ケース２ａの蓋体２ｂと反対側の開口端部を覆う蓋体２ｃとを備えている。ここで、蓋体２ｂと固定スクロール５との間に空間が形成されており、この空間が吐出圧室２ｅを構成している。また、蓋体２ｃには吐出パイプ２ｄが貫設されており、吐出圧室２ｅに放出された冷媒は、側面ケース２ａ内を通って吐出パイプ２ｄから凝縮器（例えば、図６の凝縮器３１参照）に送出される。
【００２６】
側面ケース２ａの内側にはフレーム８を介して固定スクロール５が固定されている。なお、フレーム８は、クランク軸７の主軸部７ａを受け入れる主軸受８ａが設けられている。また、フレーム８は、上記オルダムリング１０を摺動自在に支持する。
【００２７】
次に、スクロール圧縮機１の動作について説明する。電動機４を駆動させると回転子４ａの回転によりクランク軸７の偏心部７ｂが偏心回転し、オルダムリング１０の作用により偏心部７ｂに係合する旋回スクロール６が固定スクロール５に対して旋回運動する。その際、形成された圧縮室９は、旋回スクロール６の旋回運動とともにその容積を減少させ、かつ内部の冷媒を圧縮しながら固定ラップ５ｃの略中央部に向かって移動し、圧縮した冷媒を吐出ポート５ｅから吐出圧室２ｅに吐出する。以下、スクロール圧縮機１の動作を図面に基づき詳述する。
【００２８】
まず、圧縮室９の形成および回転角に対する各ポートの開口について説明する。図２は、図１のスクロール圧縮機の作動状態の一例を説明するための概略Ａ−Ａ断面図である。なお、本明細書において、「回転角」とは、後述する外側圧縮室９ａが形成された時点におけるクランク軸７の回転方向の角度を０°とし、その角度からのクランク軸７が回転した角度を意味する。
【００２９】
［圧縮室形成直前］
図２（ａ）は、圧縮室９が形成される直前の状態を示している。この図が示すように、吸込ポート５ａを介して吸い込まれた冷媒は、ガス通路５ｂに供給される。
【００３０】
［回転角０°］
図２（ｂ）は、回転角が０°の状態を示している。
この回転角では、旋回ラップ６ａの外側曲面６ａＯＵＴの巻き終わり部６ａＯＥが固定ラップ５ｃの内側曲面５ｃＩＮに接することで気密された圧縮室９（以下、この圧縮室９を「外側圧縮室９ａ」と称する）が形成され、外側圧縮室９ａ内に冷媒が充填される。また、この回転角では、第１のリリースポート２１ａが外側圧縮室９ａに開口を開始している。
【００３１】
［回転角９０°］
図２（ｃ）は、回転角が９０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：第１のリリースポート２１ａが開口している。
【００３２】
［回転角１８０°］
図２（ｄ）は、回転角が１８０°の状態を示している。
この回転角では、旋回ラップ６ａの内側曲面６ａＩＮの巻き終わり部６ａＩＥが固定ラップ５ｃの外側曲面５ｃＯＵＴに接することで気密された圧縮室９（以下、この圧縮室９を「内側圧縮室９ｂ」と称する）が形成され、内側圧縮室９ｂ内に冷媒が充填される。また、この回転角では、第２のリリースポート２１ｂが内側圧縮室９ｂに開口を開始している。
外側圧縮室９ａ：第１のリリースポート２１ａが開口している。
【００３３】
［回転角２７０°］
図２（ｅ）は、回転角が２７０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：第１のリリースポート２１ａが開口を縮小している。また、第１のリリースポート２１ａよりも固定ラップ５ｃの中央部側に形成された第３のリリースポート２１ｃが開口を開始している。
内側圧縮室９ｂ：第２のリリースポート２１ｂと開口している。
【００３４】
［回転角３６０°］
図２（ｆ）は、回転角が３６０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：第３のリリースポート２１ｃが開口している。なお、第１のリリースポート２１ａの開口は終了している。
内側圧縮室９ｂ：第２のリリースポート２１ｂが開口している。また、第４のリリースポート２１ｄが開口を開始している。
【００３５】
［回転角４５０°］
図２（ｇ）は、回転角が４５０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：インジェクションポート２２が開口し、冷媒が流入可能な状態となっている。また、第３のリリースポート２１ｃが開口している。また、第５のリリースポート２１ｅが開口を開始している。
内側圧縮室９ｂ：第４のリリースポート２１ｄが開口している。なお、第２のリリースポート２１ｂの開口は終了している。
【００３６】
［回転角５４０°］
図２（ｈ）は、回転角が５４０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：インジェクションポート２２の開口は終了している。また、第５のリリースポート２１ｅが開口している。なお、第３のリリースポート２１ｃの開口は終了している。
内側圧縮室９ｂ：第４のリリースポート２１ｄが開口している。また、第６のリリースポート２１ｆが開口を開始している。
【００３７】
［回転角６３０°］
図２（ｉ）は、回転角が６３０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：第５のリリースポート２１ｅが開口している。
内側圧縮室９ｂ：インジェクションポート２２が開口し、冷媒が流入可能な状態になっている。また、第６のリリースポート２１ｆが開口している。なお、第４のリリースポート２１ｄの開口は終了している。
【００３８】
［回転角７２０°］
図２（ｊ）は、回転角が７２０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：第５のリリースポート２１ｅが開口を縮小している。
内側圧縮室９ｂ：第６のリリースポート２１ｆが開口している。なお、インジェクションポート２２の開口は終了している。
【００３９】
［回転角８１０°］
図２（ｋ）は、回転角が８１０°の状態を示している。
外側圧縮室９ａ：吐出ポート５ｅが開口し、圧縮された冷媒を吐出圧室２ｅ（図１参照）に吐出している。なお、第５のリリースポート２１ｅの開口は終了している。
内側圧縮室９ｂ：吐出ポート５ｅが開口し、圧縮された冷媒を吐出圧室２ｅ（図１参照）に吐出している。なお、第６のリリースポート２１ｆの開口は終了している。
【００４０】
［回転角９００°および９９０°］
図２（ｌ）および図２（ｍ）は、それぞれ回転角が９００°および９９０°の状態を示している。
これらの回転角では、外側圧縮室９ａと内側圧縮室９ｂとが合体し、一の圧縮室９ａｂを形成している。この圧縮室９ａｂには吐出ポート５ｅが開口し、吐出ポート５ｅを介して圧縮された冷媒が吐出圧室２ｅ（図１参照）に吐出されている。
【００４１】
［回転角１０８０°］
図２（ｂ）は、回転角が１０８０°の状態を示している。
この回転角における作動状態は、上述した回転角が０°の状態と同じである。
【００４２】
このように、形成された圧縮室９が漸次その容積を縮小させながら固定ラップ５ｃの略中央部に向かって移動し、上記容積の縮小に伴い内部の冷媒が圧縮されて吐出ポート５ｅから吐出される。上述した本実施形態のスクロール圧縮機１の作動状態の一例では、外側圧縮室９ａが形成された後、クランク軸７が３回転（１０８０°）することにより当該外側圧縮室９ａおよび内側圧縮室９ｂ内部の冷媒が吐出ポート５ｅから吐出される。なお、外側圧縮室９ａと内側圧縮室９ｂとが合体して形成された圧縮室９ａｂは、冷媒を吐出後に消滅すると共に、クランク軸７が３６０°回転するたびに新たな外側圧縮室９ａおよび内側圧縮室９ｂが形成される。
【００４３】
次に、回転角に対する各ポートの開口度合い（開口面積）について説明する。図３は、図１のスクロール圧縮機において、回転角に対するインジェクションポートおよびリリースポートの開口面積の関係の一例を示す概略図である。
【００４４】
図３（ａ）は、外側圧縮室９ａにおける上記各ポートの開口面積を示している。リリースポート２１については、第１のリリースポート２１ａは、概ね回転角０°で開口を開始した後、その開口は回転角の増加とともに徐々に増加し、全開になった後は一定の開口面積がキープされ、縮小に転じた後、閉口する。また、第３のリリースポート２１ｃは、第１のリリースポート２１ａが閉口する前に開口を開始し、上記同様に、増加、全開および縮小を経て閉口する。また、第５のリリースポート２１ｅは、第３のリリースポート２１ｃが閉口する前に開口を開始し、上記同様に、増加、全開および縮小を経て閉口する。したがって、外側圧縮室９ａにおけるリリースポート２１の回転角に対する開口面積（第１、第３および第５のリリースポート２１ａ、２１ｃ、２１ｅの合計の開口面積）は、図３（ａ）の実線で示したものとなる。
【００４５】
一方、インジェクションポート２２については、第３のリリースポート２１ｃが開口中に開口を開始し、増加、全開および縮小を経て第５のリリースポート２１ｅが開口中に閉口する。
【００４６】
図３（ｂ）は、内側圧縮室９ｂにおける上記各ポートの開口面積を示している。リリースポート２１については、第２のリリースポート２１ｂは、概ね内側圧縮室９ｂが形成される回転角１８０°で開口を開始した後、その開口は回転角の増加とともに徐々に増加し、全開になった後は一定の開口面積がキープされ、縮小に転じた後、閉口する。また、第４のリリースポート２１ｄは、第２のリリースポート２１ｂが閉口する前に開口を開始し、上記同様に、増加、全開および縮小を経て閉口する。また、第６のリリースポート２１ｆは、第４のリリースポート２１ｄが閉口する前に開口を開始し、上記同様に、増加、全開および縮小を経て閉口する。したがって、内側圧縮室９ｂにおけるリリースポート２１の回転角に対する開口面積（第２、第４および第６のリリースポート２１ｂ、２１ｄ、２１ｆの合計の開口面積）は、図３（ｂ）の実線で示したものとなる。
【００４７】
一方、インジェクションポート２２については、第４および第６のリリースポート２１ｄ、２１ｆが開口中に開口を開始し、増加、全開および縮小を経て第６のリリースポート２１ｆが開口中に閉口する。
【００４８】
このように、スクロール圧縮機１は、インジェクションポート２２が、リリースポート２１が開口している状態の圧縮室９（外側圧縮室９ａ、内側圧縮室９ｂ）に接続しているので、圧縮室９の圧力が吐出圧室２ｅの圧力よりも高くなったときに冷媒を圧縮室９から吐出することができ、インジェクション量を増やした場合であっても、圧縮室９が過圧縮状態となるのを抑制することができる。
【００４９】
上述したリリースポート２１および吐出ポート５ｅのうちの少なくともいずれかは、図２および図３に示すように、同一の圧縮室に常時開口していることが好ましい。例えば、外側圧縮室９ａについては、図３（ａ）に示すように、外側圧縮室９ａが形成される回転角０°から吐出ポート５ｅの開口に至るまで、リリースポート２１（２１ａ、２１ｃおよび／または２１ｅ）が同一の外側圧縮室９ａに常時開口しており、内側圧縮室９ｂについては、図３（ｂ）に示すように、内側圧縮室９ｂが形成される回転角１８０°から吐出ポート５ｅの開口に至るまで、リリースポート２１（２１ｂ、２１ｄおよび／または２１ｆ）が同一の内側圧縮室９ｂに常時開口している。このように、リリースポート２１および吐出ポート５ｅのうちの少なくともいずれかが同一の圧縮室９に常時開口していることで、圧縮室９が圧力上昇により過圧縮状態となることをより確実に抑制することができる。
【００５０】
また、インジェクションポート２２と吐出ポート５ｅとが、同一の圧縮室９に同時に開口しないことが好ましい。例えば、外側圧縮室９ａおよび内側圧縮室９ｂのいずれについても、図３（ａ）および図３（ｂ）の符号２２が付された実線で示すように、インジェクションポート２２は、吐出ポート５ｅが開口する前に閉口（開口面積＝０）している。このように、インジェクションポート２２と吐出ポート５ｅとが同一の圧縮室９に同時に開口しないので、たとえ圧縮室９の圧力が吐出圧室２ｅの圧力より低い場合であっても、冷媒が逆流するのを防止することができ、かつ圧縮室９の圧力が吐出圧室２ｅの圧力よりも低い分、冷媒を円滑かつ確実に圧縮室９内に吸入することができる。
【００５１】
次に、回転角に対する圧縮室９の圧力Ｐについて説明する。図４は、図１のスクロール圧縮機において、回転角と圧縮室の圧力との関係の一例を示す概略図である。なお、図４において、圧縮室の圧力Ｐが吐出圧力Ｐｄを超えている部分が過圧縮状態となっている。
【００５２】
本発明のスクロール圧縮機１では、図４に実線Ａで示すように、回転角０°にて吸込が完了した圧縮室９の圧力Ｐが回転角の増加とともに徐々に上昇し、インジェクションポート２２の開口による冷媒の流入により蒸発が促進されて圧力Ｐが急激に上昇する（Ｐｉｎｊ）。次いで、回転角の増加とともに圧力Ｐは徐々に上昇する。その過程で圧力Ｐが吐出圧室２ｅの圧力を超えた場合、冷媒はリリースバルブ２３を介して圧縮室９から吐出圧室２ｅに吐出され、以降の圧力Ｐの上昇が抑制される。
【００５３】
なお、インジェクションポートが閉口した後にリリースポートが開口するスクロール圧縮機では、図４の回転角の区間ＩＩＩが、例えば、破線Ｂで示す関係（区間Ｉ、ＩＩ、ＩＶおよびＶは実線Ａと同様）となる。この場合、圧力Ｐは、吐出圧力Ｐｄを超えても上昇を続け、リリースポートが開口すると吐出圧室２ｅの圧力（吐出圧力Ｐｄ）まで降下する。
【００５４】
また、インジェクションポートを有し、かつリリースポートを有さないスクロール圧縮機では、図４の回転角の区間ＩＩＩおよびＩＶが、例えば、破線Ｃで示す関係（区間Ｉ、ＩＩおよびＶは実線Ａと同様）となる。この場合、圧力Ｐは、吐出圧力Ｐｄを超えても上昇を続け、吐出ポートが開口すると吐出圧室２ｅの圧力（吐出圧力Ｐｄ）まで降下する。
【００５５】
このように圧力Ｐが吐出圧力Ｐｄを超える場合、超えた部分で過圧縮状態となり、旋回ラップなどの部材が破損するおそれが増したり、性能の低下を引き起こしたりするが、当該スクロール圧縮機１では、インジェクションポート２２が、リリースポート２１が開口している状態の圧縮室９に接続しているので、圧縮室９の圧力が吐出圧室２ｅの圧力（吐出圧力Ｐｄ）よりも高くなったときに冷媒が圧縮室９から吐出され、圧縮室９が過圧縮状態となるのを抑制することができる。
【００５６】
なお、インジェクションポートおよびリリースポートのいずれも有さないスクロール圧縮機では、図４の回転角の区間ＩＩ、ＩＩＩおよびＩＶが、例えば、一点鎖線Ｄで示す関係（区間ＩおよびＶは実線Ａと同様）となる。
【００５７】
また、当該スクロール圧縮機１は、インジェクションポート２２が、下記式（１）を満たす容積比となる位置で開口することが好ましい。
０．５×Ｖｒｄ≦Ｖｒ＜１．０×Ｖｒｄ      （１）
上記式（１）中、ＶｒおよびＶｒｄは、それぞれ容積比および設計容積比を示す。
【００５８】
このように、インジェクションポート２２の開口位置を上記範囲とすることで、以下の優れた効果を奏する。図５は、図１のスクロール圧縮機において、回転角と、圧縮室の圧力および容積比との関係の一例を、二つのインジェクションポートの開口位置に分けて説明した概略図である。ここで、図５に示す理論断熱曲線（一点鎖線Ｄで図示）において、圧縮室９の圧力Ｐと容積Ｖとの関係は下記式（３）で表される。
Ｐ×Ｖκ＝ｃｏｎｓｔ      （３）
上記式（３）中、ＰおよびＶは、それぞれ圧縮室の圧力および圧縮室の容積である。κは、断熱指数である。
【００５９】
この圧縮過程において、図５に二点鎖線Ｅで示すように容積比Ｖｒが回転角の増加に伴って直線的に上昇し、設計容積比Ｖｒｄに達して冷媒が吐出される。ここで、図５に示すように、圧縮室の圧力Ｐは、κ乗に指数上昇し、特に上記式（１）を満たす容積比Ｖｒとなる範囲において急激に圧力が上昇するため、これに伴い冷媒が高圧化（断熱圧縮）して温度上昇する。以下、インジェクションポート２２の好適な開口位置について説明する。
【００６０】
例えばインジェクションポート２２を吸込完了に近い位置（例えば、図５のインジェクションポート開口（１）で示す回転角）で開口する場合、冷却効果は大きいものの理論指圧線（実線Ａ１）が膨らみ（実線Ａ１と一点鎖線Ｄで囲まれた斜線部の面積増加）、この膨らんだ部分の仕事量が全て損失となって圧縮機効率の低下を招いてしまう。
【００６１】
そこで、インジェクションポート２２が上記式（１）を満たす容積比となる位置（例えば、図５のインジェクションポート開口（２）で示す回転角）で開口することで、理論指圧線（実線Ａ２）の膨らみ（実線Ａ２と一点鎖線Ｄで囲まれた斜線部の面積増加）が上述したインジェクションポート開口（１）で開口する場合に比べてより小さく抑えられ、高い冷却効果と優れた圧縮機効率の両立を図ることができる。
【００６２】
なお、上記式（１）を満たす容積比Ｖｒとなる範囲、すなわち圧縮室９の圧力が比較的高圧となる位置にインジェクションポート２２を配置することにより圧縮室９に注入された液冷媒の温度変化が大きくなって蒸発し易くなるため、注入された液冷媒の膨張に伴う圧縮室内の圧力の急激な上昇により過圧縮状態になることも考えられるが、インジェクションポート２２およびリリースポート２１を用いることで、過圧縮となった冷媒がリリースポート２１から速やかに放出され、過圧縮状態を抑制することができる。
【００６３】
上述した高い冷却効果と優れた圧縮機効率とを効果的に両立することができる冷媒としては、断熱指数κが大きくかつ蒸発潜熱が大きい冷媒が好ましく、このような冷媒の中でもＲ３２冷媒がより好ましい。
【００６４】
なお、図５中、破線Ｂ１およびＢ２はインジェクションポート２２が閉口した後にリリースポート２１が開口する場合の理論指圧線を、破線Ｃ１およびＣ２はインジェクションポート２２を有しかつリリースポート２１を有さない場合の理論指圧線をそれぞれ示している。
【００６５】
上述のように、当該スクロール圧縮機１は、例えば温度上昇を抑制するためにインジェクション量を増やした場合であっても、圧縮室が過圧縮状態となるのを抑制することができる。したがって、本発明は、高圧縮比での駆動により温度上昇を引き起こし易く、この温度上昇によりインジェクション量を増やさなければならないような冷凍庫、冷蔵庫または冷凍冷蔵庫のスクロール圧縮機として、好適に用いることができる。
【００６６】
ここで、当該スクロール圧縮機１を用いた冷凍庫、冷蔵庫および冷凍冷蔵庫における冷凍サイクルについて説明する。図６は、図１のスクロール圧縮機を有する冷凍サイクルの一態様を示す概略図である。この冷凍サイクルは、図６に示すように、スクロール圧縮機１、凝縮器３１、減圧装置３２（膨張弁）および蒸発器３３を順次、接続することで冷媒のサイクル流路を構成している。また、上記冷凍サイクルは、四方弁３４、インジェクション配管３５、冷媒注入パイプ３０、インジェクション弁３６を備えている。
【００６７】
四方弁３４は、冷凍運転と除霜運転とを切り替える弁である。図６の四方弁３４における実線は冷凍運転時の流路であり、破線は除霜運転時の流路である。この例では、四方弁３４が実線の冷凍運転時の流路となっている。インジェクション配管３５は、凝縮器３１と減圧装置３２との間の配管と、スクロール圧縮機１の冷媒注入パイプ３０とを接続する配管である。このインジェクション配管３５の中途にはインジェクション弁３６が設置されている。インジェクション弁３６は、開閉弁または膨張弁である。
【００６８】
次に、冷凍サイクルの動作について冷凍運転を例にとって説明する。図６中、矢印は冷媒の流れ方向を示している。スクロール圧縮機１から吐出された高温高圧の冷媒は、四方弁３４を通過し、凝縮器３１側に流れる。凝縮器３１に流入した冷媒が、ファンにより供給される空気と熱交換して凝縮される。ここで、上記熱交換後の冷媒の一部は、インジェクション配管３５を介して冷媒注入パイプ３０により上述した圧縮室９内に吸入されてスクロール圧縮室１の温度上昇の抑制に用いられる。他方、上記熱交換後の冷媒の残部は、全開状態の減圧装置３２を通過し、蒸発器３３で蒸発してファンにより供給された空気を冷却し、冷凍庫４０内に冷風が流れる。蒸発した冷媒は再度スクロール圧縮機１に吸入されて圧縮されることで、一連の冷凍サイクルが形成される。
【００６９】
なお、本発明は、上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【００７０】
例えば、上述の実施形態では、インジェクションポート２２を１個有している固定台板５ｄについて説明したが、インジェクションポートを２個以上有する固定台板であってもよく、外側圧縮室、内側圧縮室ごとに別異のインジェクションポート（それぞれ１個または２個以上）を有する固定台板であってもよい。
【００７１】
また、上述の実施形態では、インジェクションポート２２が外側圧縮室９ａ、内側圧縮室９ｂの順で順次開口可能なスクロール圧縮機１について説明したが、内側圧縮室９ｂ、外側圧縮室９ａの順で順次開口可能なスクロール圧縮機であってもよく、１個または２個以上のインジェクションポートにより外側圧縮室９ａおよび内側圧縮室９ｂに同時に開口可能なスクロール圧縮機であってもよい。
【００７２】
また、上述の実施形態では、リリースポート２１および吐出ポート５ｅのうちの少なくともいずれかが同一の圧縮室９に常時開口しているスクロール圧縮室１について説明したが、インジェクションポートが圧縮室に開口しているときに、リリースポートが同一の圧縮室に常時開口していればよく、必ずしも全ての回転角に亘ってリリースポートが同一の圧縮室に開口していなくてもよい。
【００７３】
また、上述の実施形態では、外側圧縮室９ａが形成された後、回転角が１０８０°で吐出を完了するスクロール圧縮機１について説明したが、上記回転角よりも小さい回転角（例えば、７２０°など）で吐出を完了するスクロール圧縮機であってもよく、上記回転角よりも大きい回転角（例えば、１４４０°や１８００°など）で吐出を完了するスクロール圧縮機であってもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１  スクロール圧縮機
２  密閉容器
２ｅ  吐出圧室
３  圧縮機構部
４  電動機
５  固定スクロール
５ａ  吸込ポート
５ｃ  固定ラップ
５ｄ  固定台板
５ｅ  吐出ポート
６  旋回スクロール
６ａ  旋回ラップ
６ｂ  旋回台板
７  クランク軸
８  フレーム
９  圧縮室
９ａ  外側圧縮室
９ｂ  内側圧縮室
９ａｂ  圧縮室
２１、２１ａ〜２１ｆ  リリースポート
２２  インジェクションポート
２３  リリースバルブ
【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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