JP6507557B2

JP6507557B2 - 圧縮機

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Publication number: JP6507557B2
Application number: JP2014211769A
Authority: JP
Inventors: 雅至井ノ上; 小村　正人; 正人小村; 江原　俊行; 俊行江原; 井上　孝; 孝井上; 豊広加納
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2019-05-08
Anticipated expiration: 2034-10-16
Also published as: JP2016079885A; DE112015004702T5; WO2016059772A1

Description

本発明は、流体を圧縮する圧縮機に関するものである。

従来、この種の圧縮機として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された圧縮機は、中間インジェクションを行うスクロール圧縮機である。特許文献１の圧縮機は、外部から吸入された流体（具体的には、冷媒）を圧縮室内の圧縮過程の流体へ合流させる合流用通路としてのインジェクションポートを有している。そのインジェクションポートは、吸入閉じ切り直後の圧縮室に連通する位置に形成されている。また、可動スクロールの一部を構成する可動側ラップはその一部に厚肉部を含んでおり、その厚肉部は、可動側ラップの巻き始め側から巻き終わり側に向かって歯厚が拡大する歯厚拡大部と、その歯厚拡大部から可動側ラップの巻き終わり側に向かって歯厚が縮小する歯厚縮小部とを有している。そして、インジェクションポートの直径は、その厚肉部に合わせて大きくされている。これにより、インジェクションポートから圧縮室へ流入するインジェクション流量の増加が図られている。

特開２０１３−７９６４３号公報

特許文献１の圧縮機は、確かに、インジェクション流量の増加を図ることができる。しかし、インジェクションポートの直径が拡大されたことにより、そのインジェクションポートの容積すなわち合流用通路の容積が大きくなっている。そして、この合流用通路と圧縮室との連通は圧縮過程において可動側ラップにより遮られるが、その場合、合流用通路は可動側ラップによって完全に閉塞されるわけではないので、圧縮途中の流体であるガスがインジェクションポートに流入する。すなわち、合流用通路は、圧縮機の圧縮過程におけるデッドボリュームとなっているので、合流用通路の容積拡大は、圧縮機が１回転当たりに吐出する流体の吐出量を実質的に引き下げる方向に作用し、圧縮機の効率低下の原因となる。

本発明は上記点に鑑みて、合流用通路から圧縮室へ流入する流体流量の増加を図りつつ、デッドボリュームとしての合流用通路の容積拡大を抑えることができる圧縮機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の圧縮機の発明では、非回転部材としての固定側部材（１２）と、
固定側部材との間に圧縮室（１５）を形成し、その固定側部材に対し所定の公転方向（ＤＲｒｔ）へ公転運動することにより圧縮室の容積と位置とを変化させる旋回側部材（１１）とを備えると共に、
外部から吸入された中間圧流体を圧縮室にて圧縮過程の流体へ合流させる合流用吸入口（３９）が設けられたスクロール式圧縮機であって、
圧縮室側から合流用吸入口側へ流体が逆流することを防止する逆流防止装置（５０）を、固定側部材と旋回側部材とを有する圧縮機構部（１０）に備え、
固定側部材には、外部から吸入された流体を、逆流防止装置から圧縮室内の圧縮過程の流体へ合流させる合流用通路（５１）が形成され、
合流用通路は、逆流防止装置に接続された通路入口（５１ａ）と圧縮室に接続された通路出口（５１ｂ）とを有し、
公転運動の中心軸方向（ＤＲ１）から見たときに、固定側部材のスクロール溝（１２ａ）の側壁面（１２ｂ）を規定する仮想のスクロール基礎円の中心と通路出口の中心とを通る径方向基準直線（Ｌｓｔ）に対する合流用通路の傾き角度αは、「０°＜α＜１８０°」の範囲内に設定され、且つ、通路出口は、通路入口に対し、公転運動にて圧縮室が移動する側へずれて位置していることを特徴とする。

上述の発明によれば、合流用通路内の流体は、旋回側部材で合流用通路が閉じ切られる直前において、圧縮室の中央部分に向かって流入し易くなる。

ここで、合流用通路内の流体が圧縮室へ流入を開始する際には、その流体流れが圧縮室を形成する壁面により絞られるので流入圧損が生じるが、合流用通路が圧縮室へ連通した直後においては圧縮室内の圧力が合流用通路内の圧力に対して大幅に低いので、圧縮室への流入流量に対する上記流入圧損の影響は小さい。その一方で、合流用通路の閉切り直前では、上記圧縮室内と合流用通路内との間の圧力差が小さくなっているので、上記流入流量に対する流入圧損の影響は大きくなっている。

従って、例えば合流用通路内の流体が上記公転方向の速度成分を有さずに圧縮室へ流入する構成と比較して、合流用通路の閉切り直前において圧縮室へ流入するときの流体の圧損を低減することができ、その結果として、流体の圧縮過程全体にわたって見たときに、合流用通路から圧縮室へ流入する流入流量の増加を図ることができる。

また、上述の発明の圧縮機では、合流用通路の向きによって上記流入流量の増加が図られており、特許文献１の圧縮機のように合流用通路を太くすることによって上記流入流量の増加が図られるわけではない。従って、デッドボリュームとしての合流用通路の容積拡大を抑えることができる。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。

本発明が適用された実施形態のヒートポンプサイクル１００を示した説明図である。図１のヒートポンプサイクル１００に含まれる圧縮機１の断面図である。図２のIII−III断面図である。図３のIV−IV断面図においてインジェクション通路５１および逆止弁５０の近傍を抜粋した図である。図３のV−V断面図においてインジェクション通路５１および逆止弁５０の近傍を抜粋した図である。図３のインジェクション通路５１が圧縮室１５と連通した直後の状態を表した図であって、図２のIII−III断面図のうちインジェクション通路５１の通路出口５１ｂ近傍を表示した図である。図３のインジェクション通路５１が圧縮室１５に対して閉じ切られる直前の状態を表した図であって、図２のIII−III断面図のうちインジェクション通路５１の通路出口５１ｂ近傍を表示した図である。一対のインジェクション通路５１のうち図３で下側に図示されたインジェクション通路５１を公転運動の中心軸方向ＤＲ１から見たときに、そのインジェクション通路５１の向きが有する方向成分ＬＶ１、ＬＶ２を模式的に図示した図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、他の実施形態を含む以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本実施形態は、給湯システムのヒートポンプサイクル１００が有する圧縮機１に本発明を適用したものである。図１は、本実施形態のヒートポンプサイクル１００を示す説明図である。このヒートポンプサイクル１００は、冷媒を吸入して圧縮する圧縮機１と、給湯水と圧縮機１から吐出された冷媒との熱交換を行うことでその給湯水を加熱する熱交換器すなわち水冷媒熱交換器２と、その水冷媒熱交換器２から流出した冷媒を減圧する第１膨張弁３と、気液分離器４と、第２膨張弁５と、外気から吸熱して冷媒を蒸発させる熱交換器すなわち蒸発器６とを備えている。圧縮機１が圧縮する流体、すなわちヒートポンプサイクル１００で循環する冷媒は、具体的には二酸化炭素（ＣＯ_２）である。

気液分離器４は、第１膨張弁３の冷媒流れ下流側かつ第２膨張弁５の上流側に配設され、気液分離器４には、第１膨張弁３によって減圧された中間圧の冷媒が流入する。気液分離器４は、その流入した中間圧の冷媒を気相冷媒と液相冷媒とに分離する。そして、気液分離器４は、一部の気相冷媒を、中間圧冷媒配管３７を通じて圧縮機１の中間圧吸入口３９へ流す。その一方で、残余の気液二相冷媒または気相冷媒を第２膨張弁５へ流す。

第１膨張弁３および第２膨張弁５は何れもモータを有する電動の膨張弁である。第１膨張弁３の弁開度および第２膨張弁５の弁開度はそれぞれ、不図示の制御装置から制御信号に応じて調節される。

図２は、図１のヒートポンプサイクル１００に含まれる圧縮機１の断面図である。図２の矢印ＤＲ１は圧縮機１の向きを示す。すなわち、図２の両端矢印ＤＲ１は上下方向ＤＲ１を示している。図２に示す圧縮機１は、スクロール式の電動圧縮機であり、冷媒を圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機部２０とを上下方向（縦方向）に配置した縦置きタイプになっている。圧縮機１は、圧縮機構部１０、電動機部２０、ハウジング３０、および油分離器４０等を備えている。

ハウジング３０は、圧縮機１の外殻を成し気密に構成された密閉容器である。ハウジング３０は、大まかには両端が塞がれた円筒形状を成しており、上下方向ＤＲ１を軸方向とした筒状部材３１と、その筒状部材３１の上側に設けられた蓋部材３２と、筒状部材３１の下側に設けられた底部材３３とから構成されている。そして、ハウジング３０は、そのハウジング３０内に、圧縮機構部１０および電動機部２０を収容している。

電動機部２０は、固定子をなすステータ２１と、回転子をなすロータ２２とを有している。ステータ２１は、ステータコアとそのステータコアに巻き付けられたステータコイルとを有している。

ステータ２１のステータコイルに対する電力の供給は給電端子２３を介して行われる。給電端子２３は、ハウジング３０の蓋部材３２すなわちハウジング３０の上端部に配置されている。そのステータコイルに電力が供給されるとロータ２２に回転磁界が与えられてロータ２２に回転力が発生し、駆動軸２５がロータ２２と一体に回転する。駆動軸２５は円筒状に形成されており、その内部空間は、駆動軸２５の摺動部（潤滑対象部位）に潤滑油を供給する給油通路２５１を構成している。給油通路２５１は、駆動軸２５の下端面にて開口しており、駆動軸２５の上端面においては閉塞部材２６で閉塞されている。

駆動軸２５のうちロータ２２よりも下方側に突出している部位には、上下方向ＤＲ１と平行な軸方向と直交する方向である水平方向へ突出する鍔部２５２が設けられ、その鍔部２５２にはバランスウェイト２５４が設けられている。ロータ２２の上下方向両側にもバランスウェイト２２１、２２２が設けられている。駆動軸２５は、軸受部材２７とミドルハウジング２９の軸受部２９１とにより支承されている。

ミドルハウジング２９は、上方側から下方側に向かって階段状に外径および内径が拡大する円筒形状を有しており、その最外周面がハウジング３０の筒状部材３１に固定されている。ミドルハウジング２９のうち上方側部位が軸受部２９１を構成している。ミドルハウジング２９のうち下方側部位には、圧縮機構部１０の可動スクロール１１が収容されている。可動スクロール１１の下方側には、圧縮機構部１０の固定スクロール１２が配置されている。その固定スクロール１２は、ハウジング３０に対して固定された非回転部材としての固定側部材であり、可動スクロール１１は、固定スクロール１２に対して旋回する旋回側部材である。

可動スクロール１１および固定スクロール１２は、円板状の基板部１１１、１２１を有している。両基板部１１１、１２１は互いに上下方向ＤＲ１に対向するように配置されている。可動スクロール基板部１１１の中心部には、駆動軸２５の下端部２５３が挿入される円筒状のボス部１１３が形成されている。駆動軸２５の下端部２５３は、駆動軸２５の回転中心に対して偏心した偏心部２５３になっている。

可動スクロール１１および固定スクロール１２には、可動スクロール１１が偏心部２５３周りに自転することを防止する自転防止機構（図示せず）が設けられている。このため、駆動軸２５が回転すると、可動スクロール１１は偏心部２５３周りに自転することなく、駆動軸２５の回転中心を公転中心として所定の公転方向ＤＲｒｔ（図３参照）へ公転運動（旋回）する。その公転運動の中心軸方向ＤＲ１すなわち公転中心の軸方向は、図２に示すように、上下方向ＤＲ１となっている。

可動スクロール１１は、基板部１１１から固定スクロール１２側に向かって突出する歯部１１２を有している。その歯部１１２は、図２のIII−III断面図である図３に示すように、渦巻き状に形成されている。

また、図２および図３に示すように、固定スクロール１２は、可動スクロール１１の歯部１１２と噛み合う歯部１２２を、固定スクロール基板部１２１の上面（可動スクロール１１側の面）に有している。その歯部１２２は渦巻き状に形成されており、それにより、可動スクロール１１が挿入される渦巻き状のスクロール溝１２ａを形成している。

可動スクロール１１および固定スクロール１２は、その両スクロール１１、１２の間に圧縮室１５を形成している。すなわち、固定スクロール１２のスクロール溝１２ａの一部が圧縮室１５となっている。詳細に言えば、両スクロール１１、１２の歯部１１２、１２２同士は相互に噛み合って複数箇所で接触し、それによって圧縮室１５を複数個形成している。そして、この圧縮室１５は、図３に示すように、上記公転運動の中心軸方向ＤＲ１から見たときに、公転方向ＤＲｒｔへ延びて且つ圧縮室１５の両端が尖った三日月形状を有するように形成される。可動スクロール１１は、このように形成された圧縮室１５の容積を、可動スクロール１１に対し公転方向ＤＲｒｔへ公転運動することにより変化させる。具体的には減少させる。

図２および図３に示すように、圧縮室１５には、冷媒吸入口３６と冷媒供給室１２８とから成る冷媒供給通路を通じて冷媒が供給される。冷媒吸入口３６には、蒸発器６（図１参照）から流出した冷媒を圧縮機１へ導く冷媒配管３８（図１参照）が接続されており、蒸発器６からの冷媒が矢印ＦＬｉｎのように流入する。固定スクロール基板部１２１の冷媒供給室１２８は、スクロール溝１２ａに連通する連通口１２８ａを有し、その連通口１２８ａを介してスクロール溝１２ａのうちの最外周側の部位と連通している。

固定スクロール基板部１２１の中央部分には、圧縮室１５で圧縮された冷媒が吐出される主吐出孔１２３が形成されている。更に、その中央部分には、主吐出孔１２３よりも細く主吐出孔１２３を挟んで径方向外側に配置された一対の副吐出孔１２６も形成されている。固定スクロール基板部１２１内において主吐出孔１２３の下方側には、主吐出孔１２３および副吐出孔１２６と連通する吐出室１２４が、図２に示すように形成されている。吐出室１２４は、固定スクロール１２の下面に形成された凹部１２５と、固定スクロール１２の下面に固定された区画部材１８とによって区画形成されている。吐出室１２４には、圧縮室１５への冷媒の逆流を防止する逆止弁をなすリード弁と、リード弁の最大開度を規制するストッパ１９とが配置されている。吐出室１２４の冷媒は、固定スクロール基板部１２１内に形成された冷媒吐出通路５４と、ハウジング３０の筒状部材３１に形成されたハウジング吐出口（図示せず）とを通じてハウジング３０外部へ吐出されるようになっている。

その冷媒吐出通路５４に連通するハウジング３０のハウジング吐出口は、冷媒配管４８を介して油分離器４０の冷媒流入口４７へ接続されている。油分離器４０は、ハウジング３０から吐出された圧縮冷媒から潤滑油を分離し、分離された潤滑油を、配管接続部材３４を介してハウジング３０内に戻す役割を果たす。

ハウジング３０から吐出され油分離器４０の冷媒流入口４７に流入した圧縮冷媒である冷媒ガスは、油分離器４０内の円筒状空間４０ａに導入される。油分離器４０は、円筒状空間４０ａにおいて冷媒ガスに旋回流れを生じさせ、その旋回流れによって生じる遠心力の作用により、冷媒ガスから潤滑油を分離する。油分離器４０にて潤滑油が分離された冷媒ガスは、矢印ＦＬｏｕｔのように油分離器４０の冷媒流出口４９から流出し、熱交換器２（図１参照）に供給される。その一方で、分離された潤滑油は、円筒状空間４０ａの下方に設けられた油溜り４１に一時的に溜められ、その油溜り４１から配管接続部材３４を介して、ハウジング３０内へ戻される。油分離器４０の冷媒流出口４９は、油分離器４０を有する圧縮機１の冷媒吐出口４９でもある。

固定スクロール基板部１２１の内部には、固定側給油通路（図示せず）が形成されており、可動スクロール基板部１１１の内部には、固定側給油通路と間欠的に連通する可動側給油通路（図示せず）が形成されている。油分離器４０からの潤滑油は、配管接続部材３４を通り、固定スクロール基板部１２１と可動スクロール基板部１１１間に供給され、その後、偏心部２５３と可動スクロール１１のボス部１１３との間に供給され、給油通路２５１を介して軸受部材２７、２９１などに供給される。ハウジング３０の底部には、潤滑油が溜まる貯油室３５が形成されている。

次に、中間圧冷媒配管３７（図１参照）から圧縮機１へ供給される中間圧の冷媒を圧縮途中の圧縮室１５内へインジェクションするインジェクション装置について説明する。上記中間圧とは、圧縮機１の冷媒吐出口４９における冷媒圧力である吐出圧と、圧縮機１の冷媒吸入口３６における冷媒圧力である吸入圧との間の圧力という意味である。

図２に示すように、圧縮機１は、固定スクロール基板部１２１に下方から埋め込まれた逆止弁５０を有し、固定スクロール基板部１２１には逆止弁５０と圧縮室１５とをつなぐインジェクション通路５１が形成されている。本実施形態では、この固定スクロール基板部１２１のうちインジェクション通路５１が形成されている部位と逆止弁５０とが上記インジェクション装置を構成する。

インジェクション通路５１は、図３〜図５に示すように、逆止弁５０から圧縮室１５へ延びる細孔である。図４は図３のIV−IV断面図であり、図５は図３のV−V断面図である。このインジェクション通路５１および逆止弁５０はそれぞれ一対を成して２組設けられている。そして、インジェクション通路５１の通路出口５１ｂは、公転中心軸の径方向において主吐出孔１２３および副吐出孔１２６よりも外側に配置され、且つ、冷媒供給室１２８の連通口１２８ａよりも内側に配置されている。

圧縮室１５と逆止弁５０との間の空間であるインジェクション通路５１の容積は圧縮機１の圧縮動作におけるデッドボリュームとなり、この容積が大きくなるほど圧縮機１の効率悪化を招きやすくなるので、インジェクション通路５１の通路断面積および通路長さは、インジェクション通路５１から圧縮室１５へ流入する冷媒の流量が不足するほど流入圧損を生じさせないように且つ出来るだけ小容積となるように決定されている。

また、インジェクション通路５１は、冷媒が流入する通路入口５１ａと、冷媒が流出する通路出口５１ｂとを有している。その通路入口５１ａは逆止弁５０に接続され、通路出口５１ｂは圧縮室１５に接続されている。

インジェクションされる冷媒（中間圧ガス冷媒）は、中間圧冷媒配管３７（図１参照）を通って中間圧吸入口３９から圧縮機１の内部へ導入される。中間圧吸入口３９は、圧縮機１の内部で、図２の区画部材１８に設けられた中間圧導入通路９に連通しており、中間圧冷媒配管３７から中間圧吸入口３９へ流入した中間圧冷媒は、その中間圧導入通路９と逆止弁５０とを順に経てインジェクション通路５１に供給される。そして、その中間圧冷媒は、インジェクション通路５１が圧縮室１５へ開放されることにより圧縮室１５へ流入する。すなわち、インジェクション通路５１は、圧縮機１の外部に設けられた気液分離器４から圧縮機１内に吸入された中間圧ガス冷媒を圧縮室１５内の圧縮過程の冷媒（言い換えれば、圧縮途中の冷媒）へ合流させる合流用通路となっている。また、中間圧吸入口３９は、気液分離器４からの中間圧ガス冷媒を圧縮室１５内の圧縮過程の冷媒へ合流させる合流用吸入口となっている。

中間圧導入通路９とインジェクション通路５１との間に配置された逆止弁５０は、インジェクション通路５１から中間圧導入通路９へと冷媒が逆流することを防止する逆流防止装置である。詳細に言えば、逆止弁５０は、インジェクション通路５１を介して圧縮室１５へ接続されており、インジェクション通路５１内の冷媒が圧縮室１５側から中間圧吸入口３９（図１参照）側へ逆流することを防止する。言い換えれば、逆止弁５０は、中間圧導入通路９からインジェクション通路５１への冷媒流れを許容する一方で、インジェクション通路５１から中間圧導入通路９への冷媒流れを阻止する。

逆止弁５０は、固定スクロール基板部１２１の中で、圧縮室１５の近くに埋設されており、具体的には図４および図５に示すように、固定スクロール基板部１２１に形成された円形穴１２１ａ内に嵌め入れられている。逆止弁５０は弁座５０１とシート状のリードバルブ５０２とを備え、逆止弁５０における冷媒流通は、リードバルブ５０２が弁座５０１から浮き上がることで許容され、リードバルブ５０２が弁座５０１に押し付けられることで阻止される。具体的な逆止弁５０の構造は、例えば特開２０１３−２０９９５４号公報に開示された逆止弁と同様であるので、その説明を省略する。

インジェクション通路５１は上記のデッドボリュームとなっているので、通常、圧縮機１の効率低下を少なくすることを目的に、最小限の容積となるように形成される必要がある。それを達成するために、インジェクション通路５１は、圧縮室１５と逆止弁５０との間を最短距離で結ぶために、インジェクション通路５１が公転運動の中心軸方向ＤＲ１と平行になるように配設されることが望ましいと考えられている。

ここで、インジェクション通路５１が圧縮室１５と連通した連通直後には、図６のように、三日月形状の圧縮室１５の一方の先端部分に中間圧冷媒がインジェクションされ、インジェクション通路５１が可動スクロール１１の歯部１１２により圧縮室１５に対して閉じ切られる閉切り直前には、図７のように、三日月形状の圧縮室１５の他方の先端部分に中間圧冷媒がインジェクションされる。図６は、インジェクション通路５１が圧縮室１５と連通した直後の状態を表した図であって、図２のIII−III断面図のうちインジェクション通路５１の通路出口５１ｂ近傍を表示した図である。また、図７は、インジェクション通路５１が圧縮室１５に対して閉じ切られる直前の状態を表した図であって、図２のIII−III断面図のうちインジェクション通路５１の通路出口５１ｂ近傍を表示した図である。

例えば、上記のようにインジェクション通路５１を公転運動の中心軸方向ＤＲ１と平行に配設した比較例を想定した場合、その比較例では、上記連通直後でも閉切り直前でも冷媒流れはインジェクション通路５１の通路出口５１ｂで同程度に絞られて流入圧損が生じる。

しかしながら、上記連通直後においては圧縮室１５内の圧力がインジェクション通路５１内の圧力に対して大幅に低いので、圧縮室１５への中間圧冷媒の流入流量に対する上記流入圧損の影響は小さくなる。その一方で、上記閉切り直前においては圧縮室１５内とインジェクション通路５１内との間の圧力差が小さくなっているので、上記流入流量に対する流入圧損の影響は大きくなっている。従って、上記連通直後の流入圧損が多少大きくなったとしても、上記閉切り直前の流入圧損を小さくすることに重点を置いた方が、上記の比較例に比して、圧縮室１５への中間圧冷媒の流入流量を増やすことができるものと考えられる。

このような考えから、本実施形態では図３〜図５に示すように、インジェクション通路５１は、通路入口５１ａから通路出口５１ｂへ向かうインジェクション通路５１の向きが公転方向ＤＲｒｔへの方向成分ＬＶ１（図８参照）を有するように形成されている。

具体的には、インジェクション通路５１は、図４および図５に示すように、通路出口５１ｂが通路入口５１ａよりも公転中心側へずれるように内向きに傾いている。これに加えて、図３に示すように、公転運動の中心軸方向ＤＲ１から見ると、インジェクション通路５１は、スクロール溝１２ａの側壁面１２ｂを規定する仮想のスクロール基礎円の中心と通路出口５１ｂの中心とを通る径方向基準直線Ｌｓｔに対して角度αだけ傾いている。これにより、インジェクション通路５１の向きは、公転運動の中心軸方向ＤＲ１から見ると、図８に示すように、可動スクロール１１の公転中心へ向いた径方向内向き成分ＬＶ２だけでなく、公転方向ＤＲｒｔへの方向成分ＬＶ１を有することになる。

すなわち、インジェクション通路５１内の冷媒流れを想定すれば、インジェクション通路５１は、インジェクション通路５１内の冷媒が可動スクロール１１の公転方向ＤＲｒｔを向いた速度成分（図８の公転方向成分ＬＶ１と同じ向き）を有して圧縮室１５へ流入するように形成されていると言える。図８は、一対のインジェクション通路５１のうち図３で下側に図示されたインジェクション通路５１を公転運動の中心軸方向ＤＲ１から見たときに、そのインジェクション通路５１の向きが有する方向成分ＬＶ１、ＬＶ２を模式的に図示した図である。そのインジェクション通路５１の向きとは、厳密に言えば、インジェクション通路５１の通路出口５１ｂ側の向きである。

なお、図３に示す径方向基準直線Ｌｓｔに対する角度αは、インジェクション通路５１の向きが公転方向ＤＲｒｔへの方向成分ＬＶ１（図８参照）を有すればよいので、例えば「０°＜α＜１８０°」の範囲内で設定されればよい。

上述したように、本実施形態によれば、インジェクション通路５１は、そのインジェクション通路５１内の中間圧冷媒が可動スクロール１１の公転方向ＤＲｒｔを向いた速度成分を有して圧縮室１５へ流入するように形成されている。従って、インジェクション通路５１内の中間圧冷媒は、図７に示すインジェクション通路５１の閉切り直前において、矢印ＦＬｊのように圧縮室１５の中央部分に向かって流入し易くなる。言い換えれば、三日月形状の圧縮室１５の広い側へ向けてインジェクション通路５１から中間圧冷媒をインジェクションすることができる。

そして、上述したように、インジェクション通路５１から圧縮室１５への流入圧損は、圧縮室１５へのインジェクション通路５１の連通直後には冷媒流入流量に対してあまり影響しないが、インジェクション通路５１の閉切り直前には冷媒流入流量に対して大きく影響する。

従って、例えばインジェクション通路５１内の中間圧冷媒が公転方向ＤＲｒｔの速度成分を有さずに圧縮室１５へ流入する構成と比較して、インジェクション通路５１の閉切り直前においてインジェクション通路５１から圧縮室１５への流入圧損を低減することができ、その結果として、圧縮室１５における冷媒の圧縮過程全体にわたって見たときに、インジェクション通路５１から圧縮室１５へ流入する冷媒流量の増加を図ることができる。要するに、インジェクション通路５１から圧縮室１５へ流入する中間圧冷媒の総流量を増加させることができる。

また、インジェクション通路５１を可動スクロール１１の公転方向ＤＲｒｔへ向けることで、高圧・高温になっている圧縮室１５内の中央部分を冷却する効果もあり、圧縮途中の内部圧力上昇を抑制でき、冷媒圧縮で消費される動力を低減する効果も得ることが可能である。

また、本実施形態によれば、インジェクション通路５１は、通路入口５１ａから通路出口５１ｂへ向かうインジェクション通路５１の向きが公転方向ＤＲｒｔへの方向成分ＬＶ１（図８参照）を有するように形成されている。従って、インジェクション通路５１を通る中間圧冷媒が公転方向ＤＲｒｔを向いた速度成分を有して圧縮室１５内へインジェクションされるようにすることが可能である。

（他の実施形態）
（１）上述の実施形態において、本発明は給湯システムのヒートポンプサイクル１００に適用されているが、何に適用されてもよく、例えば、車両用空調装置のヒートポンプシステムに適用されてもよいし、その他産業用や家庭用エアコンのヒートポンプシステムに適用してもよい。また、本発明は、ヒートポンプ以外の用途に用いられる圧縮機に適用されても差し支えない。

（２）上述の実施形態において、圧縮機１はスクロール式圧縮機であるが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、特開平１１−２９４３５５号公報に示されるようなローリングピストン型ロータリ圧縮機であっても差し支えない。

（３）上述の実施形態の図１において、蒸発器６から圧縮機１へと冷媒が流れる経路には、気液分離器は設けられていないが、圧縮機１へは専ら気相冷媒を流す一方で液相冷媒を溜める気液分離器が設けられていても差し支えない。

（４）上述の実施形態において、圧縮機１は縦置きタイプであるが、横置きタイプであってもよい。

（５）上述の実施形態において、インジェクション通路５１は直線的に延びる孔であるが、インジェクション通路５１の通路出口５１ｂ側の向きが公転方向ＤＲｒｔへの方向成分ＬＶ１を有していれば、逆止弁５０から圧縮室１５へ至る途中で屈曲していても差し支えない。

（６）上述の実施形態において、逆止弁５０は上下方向ＤＲ１に対して傾いて設置されているが、何れの方向を向いていても差し支えない。

（７）上述の実施形態において、固定スクロール基板部１２１には副吐出孔１２６が設けられているが、その副吐出孔１２６は無くても差し支えない。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。

１圧縮機
１１可動スクロール（旋回側部材）
１２固定スクロール（固定側部材）
１５圧縮室
３９中間圧吸入口（合流用吸入口）
５０逆止弁（逆流防止装置）
５１インジェクション通路（合流用通路）
ＤＲｒｔ公転方向

Claims

非回転部材としての固定側部材（１２）と、
前記固定側部材との間に圧縮室（１５）を形成し、該固定側部材に対し所定の公転方向（ＤＲｒｔ）へ公転運動することにより前記圧縮室の容積と位置とを変化させる旋回側部材（１１）とを備えると共に、
外部から吸入された中間圧流体を前記圧縮室にて圧縮過程の流体へ合流させる合流用吸入口（３９）が設けられたスクロール式圧縮機であって、
前記圧縮室側から前記合流用吸入口側へ流体が逆流することを防止する逆流防止装置（５０）を、前記固定側部材と前記旋回側部材とを有する圧縮機構部（１０）に備え、
前記固定側部材には、前記外部から吸入された流体を、前記逆流防止装置から前記圧縮室内の圧縮過程の流体へ合流させる合流用通路（５１）が形成され、
前記合流用通路は、前記逆流防止装置に接続された通路入口（５１ａ）と前記圧縮室に接続された通路出口（５１ｂ）とを有し、
前記公転運動の中心軸方向（ＤＲ１）から見たときに、前記固定側部材のスクロール溝（１２ａ）の側壁面（１２ｂ）を規定する仮想のスクロール基礎円の中心と前記通路出口の中心とを通る径方向基準直線（Ｌｓｔ）に対する前記合流用通路の傾き角度αは、「０°＜α＜１８０°」の範囲内に設定され、且つ、前記通路出口は、前記通路入口に対し、前記公転運動にて前記圧縮室が移動する側へずれて位置していることを特徴とする圧縮機。
前記中心軸方向から見たときに、前記圧縮室は、前記公転方向へ延びて且つ該圧縮室の両端が尖った形状を有するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記圧縮室内で圧縮される流体は二酸化炭素であることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。