特許 7401804 圧縮機および空気調和装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-12

(45)【発行日】2023-12-20

(54)【発明の名称】圧縮機および空気調和装置

(51)【国際特許分類】

   F04C 29/12 20060101AFI20231213BHJP

   F04B 39/06 20060101ALI20231213BHJP

   F04C 18/356 20060101ALI20231213BHJP

   F04C 29/04 20060101ALI20231213BHJP

【ＦＩ】

F04C29/12 E

F04B39/06 R

F04C18/356 L

F04C29/04 B

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2022075940

(22)【出願日】2022-05-02

(65)【公開番号】P2023165192

(43)【公開日】2023-11-15

【審査請求日】2023-03-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】和田 遼介

(72)【発明者】

【氏名】砂原 裕也

(72)【発明者】

【氏名】入川 洪一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 絵夢

(72)【発明者】

【氏名】細越 悠月

【審査官】丹治 和幸

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２１／０３９０８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１３／１４５７１３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０４Ｂ ３９／００－３９／１６

Ｆ０４Ｃ １８／３５６

Ｆ０４Ｃ ２３／００－２９／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷媒が圧縮される圧縮室（４０）を有する圧縮機構（１５）と、
前記圧縮室と連通するインジェクション通路（８４ｇ）に配置されるインジェクション弁（９３）と、
前記インジェクション通路に前記冷媒を供給するインジェクション配管（９２）と、
を備え、
前記インジェクション弁は、
第１方向（Ｄ１）に沿って移動可能に配置された弁本体（９４）と、
前記弁本体よりも前記インジェクション配管側に配置され、前記弁本体の前記インジェクション配管側への移動を規制する弁押さえ（９５）と、
前記弁本体よりも前記圧縮室側に配置され、前記弁本体の前記圧縮室側への移動を規制する弁座（９６）と、
を有し、
前記弁押さえは、
前記冷媒が通過する第１孔（９５ａ）が形成され、
前記弁本体は、
前記冷媒が通過する第２孔（９４ａ）が形成され、
前記弁押さえと前記弁座との間において前記弁本体が収容された第１空間（９７）に連通し、前記圧縮室から前記第１空間に流入した前記冷媒が流れ込むバッファ空間（９５ｃ）が形成され、
前記バッファ空間の前記弁本体に対向する開口（９５ｃｏ）は、
前記第１方向に沿って見た場合に、前記弁本体の前記第２孔の周囲に位置する環状の周縁部（９４ｂ）と重ならない、
圧縮機（２１）。

【請求項2】

冷媒が圧縮される圧縮室（４０）を有する圧縮機構（１５）と、
前記圧縮室と連通するインジェクション通路（８４ｇ）に配置されるインジェクション弁（９３）と、
前記インジェクション通路に前記冷媒を供給するインジェクション配管（９２）と、
を備え、
前記インジェクション弁は、
第１方向（Ｄ１）に沿って移動可能に配置された弁本体（９４）と、
前記弁本体よりも前記インジェクション配管側に配置され、前記弁本体の前記インジェクション配管側への移動を規制する弁押さえ（９５）と、
前記弁本体よりも前記圧縮室側に配置され、前記弁本体の前記圧縮室側への移動を規制する弁座（９６）と、
を有し、
前記弁押さえは、
前記冷媒が通過し、前記圧縮室から前記冷媒が流出する際に前記弁本体により閉塞される第１孔（９５ａ）が形成され、
前記弁本体は、
前記冷媒が通過する第２孔（９４ａ）が形成され、
前記弁押さえと前記弁座との間において前記弁本体が収容された第１空間（９７）に連通し、前記圧縮室から前記第１空間に流入した前記冷媒が前記第１孔に達する前に流れ込むバッファ空間（９５ｃ）が形成され、
前記バッファ空間の前記弁本体に対向する開口（９５ｃｏ）は、
前記第１方向に沿って見た場合に、前記弁本体の前記第２孔の周囲に位置する環状の周縁部（９４ｂ）と重ならない、
圧縮機（２１）。

【請求項3】

前記バッファ空間は、
前記第２孔よりも前記インジェクション配管側に形成されている、
請求項１または２に記載の圧縮機。

【請求項4】

前記バッファ空間は、
前記弁押さえの前記弁本体に対向する面に形成された凹部である、
請求項１または２に記載の圧縮機。

【請求項5】

前記第１空間は、
円筒状であり、
前記弁本体は、
中央に前記第２孔が形成された円形の平板であり、
前記バッファ空間は、
前記第２孔とともに前記第１空間の中心軸（ＣＬ）上に位置する、
請求項１または２に記載の圧縮機。

【請求項6】

前記バッファ空間の前記弁本体に対向する開口（９５ｃｏ）の面積と、前記第２孔の流路面積との比は、
０．５以上１．０以下である、
請求項１または２に記載の圧縮機。

【請求項7】

前記バッファ空間の前記第１空間の前記第１方向における深さ（ｄ）と、前記第１孔の前記第１方向における長さ（Ｌ）との比は、
０．３以上０．６以下である、
請求項１または２に記載の圧縮機。

【請求項8】

前記弁座は、
前記第１空間と前記圧縮室とを連通する第３孔（９６ａ）が形成され、
前記第１空間及び前記第３孔の容積と、前記バッファ空間の容積との比は、
０．２以上０．８以下である、
請求項１または２に記載の圧縮機。

【請求項9】

冷媒が圧縮される圧縮室（４０）と、
前記圧縮室に連通するインジェクション通路に配置される弁（９３）と、
を備え、
前記弁（９３）は、
第１空間（９７）に収容され、第２孔（９４ａ）が形成された弁本体（９４）と、
前記第１空間と連通する第１孔（９５ａ）が形成され、前記第１空間を区画する弁押さえ（９５）と、
前記第１空間と連通する第３孔（９６ａ）が形成され、前記第１空間を区画する弁座（９６）と
を有し
前記弁押さえは、
前記第１空間に対向する面に開口が設けられたバッファ空間（９５ｃ）である凹部が形成され、
前記バッファ空間の前記弁本体に対向する開口（９５ｃｏ）は、
前記インジェクション通路が延びる第１方向（Ｄ１）に沿って見た場合に、前記弁本体の前記第２孔の周囲に位置する環状の周縁部（９４ｂ）と重ならない、
圧縮機（４０）。

【請求項10】

前記弁本体は、
第２孔が形成された円形の平板であり、
前記第１空間は、
円筒状であり、
前記凹部は、
前記第２孔とともに前記第１空間の中心軸（ＣＬ）上に位置する、
請求項９に記載の圧縮機。

【請求項11】

前記バッファ空間は、
前記第１空間に流入した冷媒が流れ込む空間である、
請求項９に記載の圧縮機。

【請求項12】

請求項１、請求項２、及び請求項９から１１のいずれか１項に記載の圧縮機を備える空気調和装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

圧縮機および空気調和装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（国際公開第２０１７／２２１５７１号）は、中間圧の冷媒を圧縮室へ流入させるインジェクション機構を備える圧縮機を開示している。このインジェクション機構は、圧縮室からインジェクション通路への冷媒の流れを抑制する逆止弁を有する。この逆止弁は、弁体およびバネ部材を有し、圧縮室内の冷媒が高圧である場合は圧縮室からインジェクション通路へ冷媒が流出することを規制し、圧縮室内の冷媒が低圧である場合はインジェクション通路から圧縮室へ中間圧の冷媒が流入することを許容する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

これとは異なる形態の逆止弁として、収容空間に収容された板状の弁体を圧縮室の内外における冷媒の圧力差を用いて動かす逆止弁が知られている。板状の弁体を有する逆止弁は、バネ部材を有する逆止弁と比べて構造がシンプルである反面で、弁体の重量や形状によっては、圧縮室内の冷媒が高圧になっても速やかに弁体が動かず、圧縮室から高圧の冷媒を流出させてしまい高い圧縮効率を得られないという課題があった。

【0004】

本開示は、シンプルな構造でありながら高い圧縮効率を得られる圧縮機およびこの圧縮機を備えた空気調和装置を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１観点の圧縮機は、圧縮機構と、インジェクション弁と、インジェクション配管とを備える。圧縮機構は、冷媒が圧縮される圧縮室を有する。インジェクション弁は、圧縮室と連通するインジェクション通路に配置される。インジェクション配管は、インジェクション通路に冷媒を供給する。

【0006】

インジェクション弁は、弁本体と、弁押さえと、弁座とを有する。弁本体は、第１方向に沿って移動可能に配置される。弁押さえは、弁本体よりもインジェクション配管側に配置され、弁本体のインジェクション配管側への移動を規制する。弁座は、弁本体よりも圧縮室側に配置され、弁本体の圧縮室側への移動を規制する。弁押さえは、冷媒が通過し、圧縮室から冷媒が流出する際に弁本体により閉塞される第１孔が形成される。弁本体は、冷媒が通過する第２孔が形成される。

【0007】

圧縮機は、弁押さえと弁座との間において弁本体が収容された第１空間に連通し、圧縮室から第１空間に流入した冷媒が第１孔に達する前に流れ込むバッファ空間が形成される。

【0008】

圧縮機では、中間圧の冷媒が圧縮機に供給される中間インジェクションの終了する直前に第１空間に流入した冷媒の少なくとも一部は、第１孔に達する前にバッファ空間に流れ込む。これにより、冷媒が第１空間に流入してから第１孔に達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座に当たっていた弁本体は、このタイムラグの間に弁押さえに向かって移動し圧縮室からインジェクション通路へ冷媒の流出を抑制できる。

【0009】

このように、本圧縮機は、インジェクション弁がバネ部材を用いないシンプルな構造でありながら、中間インジェクションが終了する直前における圧縮室からインジェクション通路への冷媒の流出を抑制することで、高い圧縮効率を得られる。

【0010】

第２観点の圧縮機は、第１観点の圧縮機であって、バッファ空間が、第２孔よりもインジェクション配管側に形成されている。

【0011】

第３観点の圧縮機は、第２観点の圧縮機であって、バッファ空間が、弁押さえの弁本体に対向する面に形成された凹部である。

【0012】

第４観点の圧縮機は、第１乃至第３観点のいずれか１つの圧縮機であって、第１空間が、円筒状である。弁本体は、中央に第２孔が形成された円形の平板である。バッファ空間は、第２孔とともに第１空間の中心軸上に位置する。

【0013】

これにより、バッファ空間と第２孔とが中心軸上に位置するため、第２孔を通過した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができ、圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。

【0014】

第５観点の圧縮機は、第１乃至第４観点のいずれか１つの圧縮機であって、バッファ空間の弁本体に対向する開口の面積と、第２孔の流路面積との比は、０．５以上１．０以下である。

【0015】

これにより、第２孔を通過した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができるため、圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。

【0016】

第６観点の圧縮機は、第１乃至第５観点のいずれか１つの圧縮機であって、バッファ空間の第１空間の第１方向における深さと、第１孔の第１方向における長さとの比は、０．３以上０．６以下である。

【0017】

これにより、第２孔を通過した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができるため、冷媒が第１空間に流入してから第１孔に達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。

【0018】

第７観点の圧縮機は、第１乃至第６観点のいずれか１つの圧縮機であって、弁座が、第１空間と圧縮室とを連通する第３孔が形成されている。第１空間及び第３孔の容積と、バッファ空間の容積との比は、０．２以上０．８以下である。

【0019】

これにより、第１空間に流入した冷媒の大部分がバッファ空間に流れ込むことができるため、冷媒が第１空間に流入してから第１孔に達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室からの冷媒の流出が効果的に抑制される。従って、本圧縮機によれば、高い圧縮効率が得られる。

【0020】

第８観点の空気調和装置は、第１乃至第７観点のいずれか１つの圧縮機を備える。

【0021】

本空気調和装置は、圧縮効率の高い圧縮機を備えるため高効率での空調運転が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態の空気調和装置１の概略構成図である。

【図2】圧縮機２１の縦断面図である。

【図3】図２の線分Ａ―Ａにおける圧縮機構１５の断面図である。

【図4】シリンダ８４の外観図である。

【図5】第１状態におけるインジェクション弁９３の構成を示す断面図である。

【図6】第２状態におけるインジェクション弁９３の構成を示す断面図である。

【図7】第２状態における第１空間９７周辺を拡大した断面図である。

【図8】第１方向Ｄ１に沿って見た場合の弁本体９４の平面図である。

【図9】シリンダ内周面８６ｃ側から第１方向Ｄ１に沿って見た場合の弁押さえ９５の平面図である。

【図10】ピストン８１が上死点に位置する時の圧縮機構１５の断面図である。

【図11】ピストン８１が吸入孔８４ｂを塞いでいる時の圧縮機構１５の断面図である。

【図12】ピストン８１がインジェクション通路８４ｇを塞いでいる時の圧縮機構１５の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本開示の一実施形態の圧縮機２１を備える空気調和装置１について、図面を参照しながら説明する。

【0024】

（１）空気調和装置
（１－１）全体構成
図１に示されるように、空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことによって、建物等の室内の冷房および暖房を行うことが可能な装置である。空気調和装置１は、主として、室外ユニット２と、室内ユニット３と、液冷媒連絡管４と、ガス冷媒連絡管５とを備える。液冷媒連絡管４およびガス冷媒連絡管５は、室外ユニット２と室内ユニット３とを接続する。空気調和装置１の蒸気圧縮式の冷媒回路６は、室外ユニット２と室内ユニット３とが液冷媒連絡管４およびガス冷媒連絡管５を介して接続されることによって構成される。

【0025】

（１－２）詳細構成
（１－２－１）室内ユニット
室内ユニット３は、室内（居室および天井裏空間等）に設置され、冷媒回路６の一部を構成する。室内ユニット３は、主として、室内熱交換器３１を有する。室内熱交換器３１は、冷房運転時には冷媒の吸熱器（蒸発器）として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の放熱器（凝縮器）として機能して室内空気を加熱する。室内熱交換器３１の液側は、液冷媒連絡管４に接続される。室内熱交換器３１のガス側は、ガス冷媒連絡管５に接続される。

【0026】

（１－２－２）室外ユニット
室外ユニット２は、室外（建物の屋上、および、建物の壁面近傍等）に設置され、冷媒回路６の一部を構成する。室外ユニット２は、主として、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、室外熱交換器２３と、室外膨張弁２４と、アキュムレータ２５と、液閉鎖弁２６と、ガス閉鎖弁２７と、エコノマイザ熱交換器２８と、制御部２９とを有する。

【0027】

圧縮機２１は、低圧のガス冷媒を圧縮して高圧のガス冷媒にする。圧縮機２１は、圧縮機用モータによって駆動される。圧縮機２１は、回転式の圧縮機である。圧縮機２１では、室外熱交換器２３から室外膨張弁２４に向かって流れる中間圧の冷媒の一部が冷媒を圧縮している圧縮機２１に供給される、中間インジェクションが行われる。中間圧は、圧縮機２１に吸入されるガス冷媒の圧力（低圧）と、圧縮機２１から吐出されるガス冷媒の圧力（高圧）との間の所定の圧力である。

【0028】

四路切換弁２２は、室外ユニット２の内部配管の接続状態を切り替える。空気調和装置１が冷房運転を行う場合、四路切換弁２２は、図１の破線で示される接続状態を実現する。空気調和装置１が暖房運転を行う場合、四路切換弁２２は、図１の実線で示される接続状態を実現する。

【0029】

室外熱交換器２３は、冷媒回路６を循環する冷媒と、室外空気との熱交換を行う。室外熱交換器２３は、冷媒が流れる冷媒流路と、室外空気と接する伝熱フィンとを有する。室外熱交換器２３は、冷房運転時には冷媒の放熱器（凝縮器）として機能し、暖房運転時には冷媒の吸熱器（蒸発器）として機能する。

【0030】

室外膨張弁２４は、開度調整が可能な電動弁又は電磁弁である。室外膨張弁２４は、室外ユニット２の内部配管を流れる冷媒を減圧させる。室外膨張弁２４は、室外ユニット２の内部配管を流れる冷媒の流量を制御する。

【0031】

アキュムレータ２５は、圧縮機２１の吸入側の配管に配置される。アキュムレータ２５は、冷媒回路６を流れる気液混合冷媒を、ガス冷媒と液冷媒とに分離して、液冷媒を貯留する。アキュムレータ２５で分離されたガス冷媒は、圧縮機２１の吸入ポートに送られる。

【0032】

液閉鎖弁２６およびガス閉鎖弁２７は、冷媒流路を遮断することが可能な弁である。液閉鎖弁２６は、室内熱交換器３１と室外膨張弁２４との間に配置される。ガス閉鎖弁２７は、室内熱交換器３１と四路切換弁２２との間に配置される。液閉鎖弁２６およびガス閉鎖弁２７は、例えば、空気調和装置１の設置時等において、作業者によって開閉される。

【0033】

エコノマイザ熱交換器２８は、室外熱交換器２３と室外膨張弁２４との間に配置される。エコノマイザ熱交換器２８は、室外熱交換器２３から室外膨張弁２４に向かって流れる冷媒と、エコノマイザ配管９０を流れる冷媒との熱交換を行う。エコノマイザ配管９０は、冷媒回路６において、エコノマイザ熱交換器２８と室外膨張弁２４との間から分岐し、インジェクション配管９２（後述）に接続された管である。エコノマイザ配管９０には、エコノマイザ弁９１が取り付けられている。エコノマイザ配管９０を流れる冷媒は、エコノマイザ弁９１により減圧された後、室外熱交換器２３から室外膨張弁２４に向かって流れる冷媒とエコノマイザ熱交換器２８で熱交換する。室外熱交換器２３から室外膨張弁２４に向かって流れる冷媒とエコノマイザ熱交換器２８で熱交換した冷媒は、中間圧の冷媒としてインジェクション配管９２に供給される。

【0034】

制御部２９は、室外ユニット２の構成機器を制御するコンピュータである。制御部２９は、主として、演算装置と記憶装置とを備える。演算装置は、例えば、ＣＰＵ又はＧＰＵである。演算装置は、記憶装置に記憶されるプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の演算処理を行う。演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶される情報を読み出したりする。

【0035】

（１－２－３）冷媒連絡管
液冷媒連絡管４およびガス冷媒連絡管５は、冷媒回路６を備える空気調和装置１をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒配管である。液冷媒連絡管４およびガス冷媒連絡管５の長さおよび管径は、空気調和装置１の設置場所、および、室外ユニット２と室内ユニット３との組み合わせ等の設置条件に応じて決定される。液冷媒連絡管４を流れる冷媒は、液体であってもよく、気液二相であってもよい。

【0036】

（１－３）空気調和装置の動作
図１を参照しながら、空気調和装置１の冷房運転および暖房運転時の動作について説明する。

【0037】

（１－３－１）暖房運転
空気調和装置１が暖房運転を行う場合、四路切換弁２２は、図１の実線で示される状態に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２、ガス閉鎖弁２７およびガス冷媒連絡管５を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた高圧のガス冷媒は、室内熱交換器３１において、室内空気と熱交換を行って凝縮して、高圧の液冷媒になる。これにより、室内空気が加熱される。室内熱交換器３１で凝縮した液冷媒は、液冷媒連絡管４および液閉鎖弁２６を通じて、室外膨張弁２４に送られる。室外膨張弁２４に送られた冷媒は、室外膨張弁２４によって冷凍サイクルの低圧まで減圧される。室外膨張弁２４で減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた低圧の冷媒は、室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒となる。室外熱交換器２３で蒸発した低圧の冷媒は、四路切換弁２２およびアキュムレータ２５を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。

【0038】

（１－３－２）冷房運転
空気調和装置１が冷房運転を行う場合、四路切換弁２２は、図１の破線で示される状態に切り換えられる。冷媒回路６において、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入され、冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換弁２２を通じて、室外熱交換器２３に送られる。室外熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、室外熱交換器２３において、室外空気と熱交換を行って凝縮して、高圧の液冷媒となる。室外熱交換器２３で凝縮した液冷媒は、室外膨張弁２４によって冷凍サイクルの低圧まで減圧される。室外膨張弁２４で減圧された低圧の冷媒は、液閉鎖弁２６および液冷媒連絡管４を通じて、室内熱交換器３１に送られる。室内熱交換器３１に送られた冷媒は、室内熱交換器３１において、室内空気と熱交換を行って蒸発して、低圧のガス冷媒になる。これにより、室内空気は冷却される。室内熱交換器３１で蒸発したガス冷媒は、ガス冷媒連絡管５、ガス閉鎖弁２７、四路切換弁２２およびアキュムレータ２５を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。

【0039】

（２）圧縮機
（２－１）全体構成
図２に示されるように、圧縮機２１は、主として、ケーシング１０と、圧縮機構１５と、駆動モータ１６と、クランクシャフト１７と、吸入管１９と、吐出管２０と、インジェクション配管９２と、インジェクション弁９３とを備える。

【0040】

（２－１－１）ケーシング
ケーシング１０は、円筒形の胴部１１と、ボウル形の頂部１２と、ボウル形の底部１３とから構成される。頂部１２は、胴部１１の上端部と気密状に連結される。底部１３は、胴部１１の下端部と気密状に連結される。

【0041】

ケーシング１０は、ケーシング１０の内部空間および外部空間の圧力および温度の変化によって変形および破損が起こりにくい剛性部材で成形される。ケーシング１０は、胴部１１の円筒形の軸方向が鉛直方向に沿うように配置される。ケーシング１０の内部空間の下部は、潤滑油が貯留される油貯留部１０ａである。潤滑油は、ケーシング１０の内部の摺動部の潤滑性を向上させるために用いられる冷凍機油である。

【0042】

ケーシング１０は、主として、圧縮機構１５と、駆動モータ１６と、クランクシャフト１７とを収容する。圧縮機構１５は、クランクシャフト１７を介して駆動モータ１６と連結される。吸入管１９、吐出管２０およびインジェクション配管９２は、ケーシング１０を貫通するように、ケーシング１０と気密状に連結される。

【0043】

（２－１－２）圧縮機構
図２および図３に示されるように、圧縮機構１５は、主として、フロントヘッド８３と、シリンダ８４と、リアヘッド８５と、ピストン８１と、ブッシュ８２とから構成される。フロントヘッド８３、シリンダ８４およびリアヘッド８５は、ボルト等によって一体的に締結される。圧縮機構１５の上方の空間は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒が吐出される高圧空間ＨＳである。

【0044】

圧縮機構１５は、油貯留部１０ａに貯留される潤滑油に浸漬される。油貯留部１０ａの潤滑油は、差圧等によって、圧縮機構１５の内部の摺動部に供給される。次に、圧縮機構１５の各構成要素について説明する。

【0045】

（２－１－２－１）シリンダ
図４に示されるように、シリンダ８４は、主として、シリンダ孔８４ａと、吸入孔８４ｂと、吐出切り欠き８４ｃと、ブッシュ収容孔８４ｄと、ベーン収容孔８４ｅと、インジェクション通路８４ｇとを有する。シリンダ８４は、フロントヘッド８３とリアヘッド８５との間に位置する。シリンダ８４の上側の端面である第１シリンダ端面８６ａは、フロントヘッド８３の下面と接する。シリンダ８４の下側の端面である第２シリンダ端面８６ｂは、リアヘッド８５の上面と接する。

【0046】

シリンダ孔８４ａは、第１シリンダ端面８６ａから第２シリンダ端面８６ｂに向かって、鉛直方向にシリンダ８４を貫通する円柱状の孔である。シリンダ孔８４ａは、シリンダ８４の内周面であるシリンダ内周面８６ｃによって囲まれる空間である。シリンダ孔８４ａは、クランクシャフト１７の偏心軸部１７ａ、および、ピストン８１を収容する。

【0047】

吸入孔８４ｂは、シリンダ８４の外周面であるシリンダ外周面８６ｄからシリンダ内周面８６ｃに向かって、シリンダ８４の径方向に沿って貫通する孔である。

【0048】

吐出切り欠き８４ｃは、シリンダ内周面８６ｃの一部が切り欠かれることによって、鉛直方向にシリンダ８４を貫通することなく形成される空間である。吐出切り欠き８４ｃは、第１シリンダ端面８６ａの側に形成される。

【0049】

ブッシュ収容孔８４ｄは、鉛直方向にシリンダ８４を貫通し、かつ、シリンダ８４を鉛直方向に沿って見た場合において吸入孔８４ｂと吐出切り欠き８４ｃとの間に配置される孔である。ブッシュ収容孔８４ｄは、ベーン８１ｂの一部、および、ブッシュ８２を収容する。

【0050】

ベーン収容孔８４ｅは、鉛直方向にシリンダ８４を貫通し、かつ、ブッシュ収容孔８４ｄと連通する孔である。ベーン収容孔８４ｅは、ベーン８１ｂの一部を収容する。

【0051】

インジェクション通路８４ｇは、シリンダ外周面８６ｄからシリンダ内周面８６ｃに向かって、シリンダ８４の径方向に沿って貫通する孔である。図３に示されるように、シリンダ８４を鉛直方向に沿って見た場合において、ブッシュ収容孔８４ｄは、吸入孔８４ｂとインジェクション通路８４ｇとの間に配置される。インジェクション通路８４ｇには、インジェクション弁９３が配置される。インジェクション通路８４ｇは、シリンダ外周面８６ｄの側においてインジェクション配管９２と連通し、シリンダ内周面８６ｃの側において圧縮室４０と連通している。

【0052】

（２－１－２－２）ピストン
ピストン８１は、シリンダ８４のシリンダ孔８４ａに挿入される略円筒状の部材である。ピストン８１の上側の端面は、フロントヘッド８３の下面と接する。ピストン８１の下側の端面は、リアヘッド８５の上面と接する。

【0053】

ピストン８１は、クランクシャフト１７の偏心軸部１７ａに嵌め込まれた状態で、シリンダ８４のシリンダ孔８４ａに挿入される。これにより、ピストン８１は、クランクシャフト１７の軸回転によって偏心回転して、クランクシャフト１７の回転軸１７ｇを中心とする公転運動を行う。ピストン８１は、圧縮機構１５を上面視した場合に、時計回りに公転する。

【0054】

ベーン８１ｂは、シリンダ８４のブッシュ収容孔８４ｄおよびベーン収容孔８４ｅに収容される。ベーン８１ｂは、ピストン８１と一体に形成される。ベーン８１ｂは、ピストン８１の径方向外側に突出するように、ピストン８１の径方向に沿って延びる。ピストン８１が公転することで、ベーン８１ｂは、揺動しながら、その長手方向に沿って進退する。このとき、ブッシュ８２は、ブッシュ収容孔８４ｄにおいて回転しながらベーン８１ｂを支持する。

【0055】

圧縮機構１５は、シリンダ８４と、ピストン８１と、ベーン８１ｂと、フロントヘッド８３と、リアヘッド８５とによって囲まれる空間である圧縮室４０を有する。圧縮室４０は、シリンダ孔８４ａの一部であって、ピストン８１の公転に伴い容積が変化することで冷媒が圧縮される空間である。圧縮室４０には、油貯留部１０ａの潤滑油が供給される。

【0056】

圧縮室４０は、ピストン８１およびベーン８１ｂによって、吸入孔８４ｂと連通する低圧室４０ａと、吐出切り欠き８４ｃおよびインジェクション通路８４ｇと連通する高圧室４０ｂとに区画される。図３において、低圧室４０ａおよび高圧室４０ｂは、シリンダ内周面８６ｃと、ピストン８１の外周面であるピストン外周面８１ｃとによって囲まれる領域である。低圧室４０ａおよび高圧室４０ｂの容積は、ピストン８１の位置に応じて変化する。

【0057】

（２－１－２－３）ブッシュ
ブッシュ８２は、一対の略半円柱状の部材である。ブッシュ８２は、ベーン８１ｂを挟み込むようにして、シリンダ８４のブッシュ収容孔８４ｄに収容される。ブッシュ８２は、シリンダ８４と摺動可能である。

【0058】

（２－１－２－４）フロントヘッド
フロントヘッド８３は、シリンダ８４の第１シリンダ端面８６ａを覆う部材である。フロントヘッド８３は、ボルト等によって、ケーシング１０に締結される。フロントヘッド８３は、クランクシャフト１７を支持するための上部軸受部２３ａを有する。

【0059】

フロントヘッド８３は、吐出ポート２３ｂを有する。吐出ポート２３ｂは、フロントヘッド８３を鉛直方向に貫通する円筒形状の孔である。吐出ポート２３ｂは、鉛直方向下側において、吐出切り欠き８４ｃおよび圧縮室４０（高圧室４０ｂ）と連通する。吐出ポート２３ｂは、鉛直方向上側において、高圧空間ＨＳと連通する。吐出ポート２３ｂは、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒を、高圧室４０ｂから高圧空間ＨＳに送るための流路である。

【0060】

フロントヘッド８３の上面には、吐出ポート２３ｂを塞ぐ吐出弁２３ｃが取り付けられる。吐出弁２３ｃは、高圧空間ＨＳから高圧室４０ｂへの冷媒の逆流を防ぐための弁である。吐出弁２３ｃは、吐出ポート２３ｂ内部の冷媒の圧力によって上方に持ち上げられる。これにより、吐出ポート２３ｂが開き、吐出ポート２３ｂは、高圧空間ＨＳと連通する。

【0061】

（２－１－２－５）リアヘッド
リアヘッド８５は、シリンダ８４の第２シリンダ端面８６ｂを覆う部材である。リアヘッド８５は、クランクシャフト１７を支持するための下部軸受部２５ａを有する。シリンダ８４のシリンダ孔８４ａは、フロントヘッド８３およびリアヘッド８５によって閉塞される。

【0062】

（２－１－３）駆動モータ
駆動モータ１６は、ケーシング１０の内部に収容され、圧縮機構１５の上方に配置されるブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、主として、ケーシング１０の内壁面に固定されるステータ５１と、ステータ５１の内側に回転自在に収容されるロータ５２とから構成される。ステータ５１とロータ５２との間には、エアギャップが設けられる。

【0063】

ステータ５１は、ステータコア６１と、ステータコア６１の鉛直方向の両端面に取り付けられる一対のインシュレータ６２とを有する。ステータコア６１は、円筒部と、円筒部の内周面から径方向内側に向かって突出する複数のティース（図示せず）とを有する。ステータコア６１のティースは、一対のインシュレータ６２とともに、導線が巻き付けられる。これにより、ステータコア６１の各ティースには、コイル７２ａが形成される。

【0064】

ステータ５１の外側面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて、切欠形成される複数のコアカット部（図示せず）が設けられる。コアカット部は、胴部１１とステータ５１との間を鉛直方向に延びるモータ冷却通路を形成する。

【0065】

ロータ５２は、鉛直方向に積層される複数の金属板から構成されるロータコア５２ａと、ロータコア５２ａに埋め込まれる複数の磁石５２ｂとを有する。磁石５２ｂは、ロータコア５２ａの周方向に沿って、等間隔に配置される。ロータ５２は、その回転中心を鉛直方向に貫通するクランクシャフト１７に連結される。ロータ５２は、クランクシャフト１７を介して、圧縮機構１５と接続される。

【0066】

（２－１－４）クランクシャフト
クランクシャフト１７は、ケーシング１０の内部に収容され、その軸方向が鉛直方向に沿うように配置される。クランクシャフト１７は、駆動モータ１６のロータ５２、および、圧縮機構１５のピストン８１に連結される。クランクシャフト１７は、偏心軸部１７ａを有する。偏心軸部１７ａは、シリンダ８４のシリンダ孔８４ａに挿入されるピストン８１に連結される。クランクシャフト１７の上側の端部は、駆動モータ１６のロータ５２に連結される。クランクシャフト１７は、フロントヘッド８３の上部軸受部２３ａ、および、リアヘッド８５の下部軸受部２５ａによって支持される。クランクシャフト１７は、回転軸１７ｇを中心として回転する。

【0067】

（２－１－５）吸入管
吸入管１９は、ケーシング１０の胴部１１を貫通する管である。ケーシング１０の内部にある吸入管１９の端部は、シリンダ８４の吸入孔８４ｂに嵌め込まれる。ケーシング１０の外部にある吸入管１９の端部は、冷媒回路６に接続される。吸入管１９は、冷媒回路６から圧縮機構１５に冷媒を供給する。

【0068】

（２－１－６）吐出管
吐出管２０は、ケーシング１０の頂部１２を貫通する管である。ケーシング１０の内部にある吐出管２０の端部は、駆動モータ１６の上方の空間に位置する。ケーシング１０の外部にある吐出管２０の端部は、冷媒回路６に接続される。吐出管２０は、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒を冷媒回路６に供給する。

【0069】

（２－１－７）インジェクション配管
インジェクション配管９２は、ケーシング１０の胴部１１を貫通する管である。ケーシング１０の内部にあるインジェクション配管９２の端部は、シリンダ８４のインジェクション通路８４ｇ内に配置されるインジェクション弁９３に接続される。ケーシング１０の外部にあるインジェクション配管９２の端部は、エコノマイザ配管９０に接続される。インジェクション配管９２は、エコノマイザ配管９０内の冷媒を、インジェクション通路８４ｇに供給する。

【0070】

（２－１－８）インジェクション弁
インジェクション弁９３は、中間インジェクションを行うとともに、圧縮室４０からインジェクション通路８４ｇへの冷媒の逆流を抑制する。図５および図６に示されるように、インジェクション弁９３は、主として、弁本体９４と、弁押さえ９５と、弁座９６とを有する。弁押さえ９５および弁座９６は、インジェクション通路８４ｇに圧入されることにより、シリンダ８４に固定されている。インジェクション通路８４ｇが延びる第１方向Ｄ１に沿って、弁押さえ９５および弁座９６は、互いに離れるように配置されている。弁押さえ９５と弁座９６との間の空間は、弁本体９４が第１方向Ｄ１に沿って移動可能なように収容される第１空間９７である。第１空間９７は、円筒状の空間である。弁押さえ９５は、弁本体９４よりもインジェクション配管９２側に配置される。弁座９６は、弁本体９４よりも圧縮室４０側に配置される。

【0071】

インジェクション通路８４ｇは、第１方向Ｄ１に沿って内径が異なる円形の孔である。インジェクション通路８４ｇは、シリンダ外周面８６ｄ側の端部において最も大きな内径を有し、シリンダ内周面８６ｃ側の端部において最も小さな内径を有する。具体的には、インジェクション通路８４ｇの内径は、シリンダ内周面８６ｃ側からシリンダ外周面８６ｄ側に向かって大きくなっている。

【0072】

弁本体９４は、円形の平板である。弁本体９４は、ＧＩＮ６（日立金属社製のステンレス焼き入れ鋼）等のばね鋼で成形される。図８に示されるように、弁本体９４の中央部には、円形の第２孔９４ａが形成されている。弁本体９４は、第２孔９４ａの周囲に位置する環状の周縁部９４ｂを有する。図８では、周縁部９４ｂは、ハッチングされた領域として示されている。弁本体９４は、第１空間９７に、第１方向Ｄ１に沿って移動可能に配置される。

【0073】

弁押さえ９５は、インジェクション通路８４ｇのシリンダ外周面８６ｄ側において圧入される。弁押さえ９５は、第１方向Ｄ１に沿って外径が異なる形状を有する。弁押さえ９５の一部は、シリンダ外周面８６ｄよりも外側に突出している。弁押さえ９５には、シリンダ外周面８６ｄ側からインジェクション配管９２が挿入されている。インジェクション配管９２は、弁押さえ９５に固定されている。図５および図６に示されるように、インジェクション配管９２に取り付けられるＯリング９２ａによって、インジェクション通路８４ｇと高圧空間ＨＳとが隔てられている。弁押さえ９５は、第１孔９５ａと閉鎖部９５ｂとバッファ空間９５ｃとが形成されている。

【0074】

第１孔９５ａは、冷媒が通過する孔であって、圧縮室４０から冷媒が流出する際に弁本体９４により閉塞される。第１孔９５ａは、第１方向Ｄ１に沿って弁押さえ９５を貫通する。閉鎖部９５ｂは、図９に示されるように、シリンダ内周面８６ｃ側から第１方向Ｄ１に沿って弁押さえ９５を見た場合、弁押さえ９５の中央に位置する円環の領域である。複数の第１孔９５ａは、閉鎖部９５ｂの周囲に形成されている。バッファ空間９５ｃは、第１方向Ｄ１に沿って中心が閉鎖部９５ｂの中心と重なるように形成されている。図９では、閉鎖部９５ｂは、ハッチングされた領域として示されている。図９に示される弁押さえ９５では、１２個の第１孔９５ａが円形に配置される。閉鎖部９５ｂの外径は、弁本体９４の第２孔９４ａの径よりも大きい。第１孔９５ａの径は、弁本体９４の周縁部９４ｂの幅（弁本体９４の径方向の寸法）よりも小さい。

【0075】

バッファ空間９５ｃは、圧縮室４０から第１空間９７に流入した冷媒が第１孔９５ａに達する前に流れ込むように、第１空間９７に連通して形成された空間である。バッファ空間９５ｃは、第２孔９４ａよりもインジェクション配管９２側に形成されている。本実施形態では、バッファ空間９５ｃは、閉鎖部９５ｂの弁本体９４に対向する面に形成された円柱状の凹部である。バッファ空間９５ｃは、第２孔９４ａとともに第１空間９７の中心軸ＣＬ上に位置するように形成されている（図７参照）。

【0076】

本実施形態では、バッファ空間９５ｃは、弁本体９４に対向する円形の開口９５ｃｏの面積が第２孔９４ａの流路面積よりも小さく形成される。バッファ空間９５ｃの弁本体９４に対向する開口９５ｃｏの面積と、第２孔９４ａの流路面積との比は、０．５以上１．０以下であることが好ましい。開口９５ｃｏは、全体が第２孔９４ａを通してシリンダ内周面８６ｃ側に露出するように形成されていることが好ましい。言い換えると、開口９５ｃｏは、シリンダ内周面８６ｃ側から第１方向Ｄ１に沿って見た場合に、周縁部９４ｂと重なる領域が生じないように形成されることが好ましい。

【0077】

また、バッファ空間９５ｃの第１空間９７の第１方向Ｄ１における深さｄ（図７参照）と、第１孔９５ａの第１方向Ｄ１における長さＬとの比は、０．３以上０．６以下であることが好ましい。また、第１空間９７及び弁座９６に形成される第３孔９６ａ（後述）の容積と、バッファ空間９５ｃの容積との比は、０．２以上０．８以下であることが好ましい。

【0078】

弁押さえ９５は、弁本体９４のインジェクション配管９２側への移動を規制する。言い換えると、弁本体９４は、インジェクション配管９２に向かって第１方向Ｄ１に移動する場合、弁押さえ９５に当たるまで移動可能である。弁本体９４が弁押さえ９５に当たっている状態では、弁押さえ９５の第１孔９５ａは、弁本体９４の周縁部９４ｂによって塞がれている。このとき、弁本体９４の第２孔９４ａは、弁押さえ９５の閉鎖部９５ｂによって塞がれている。弁本体９４が弁押さえ９５から離れている状態では、弁押さえ９５の第１孔９５ａは、弁本体９４の周縁部９４ｂによって塞がれていない。このとき、弁本体９４の第２孔９４ａは、弁押さえ９５の閉鎖部９５ｂによって塞がれていない。

【0079】

このように、弁押さえ９５の第１孔９５ａは、弁本体９４により開閉される。具体的には、弁本体９４が弁押さえ９５に当たっている状態では、弁本体９４の第２孔９４ａ、および、弁押さえ９５の第１孔９５ａは塞がれているので、インジェクション弁９３は閉じている状態にある（図５参照）。このため、インジェクション配管９２内の冷媒は、第１孔９５ａおよび第２孔９４ａを通過して、圧縮室４０に流入できない。一方、弁本体９４が弁押さえ９５から離れている状態では、弁本体９４の第２孔９４ａ、および、弁押さえ９５の第１孔９５ａは塞がれていないので、インジェクション弁９３は開いている状態にある（図６参照）。このため、インジェクション配管９２内の冷媒は、第１孔９５ａおよび第２孔９４ａを通過して、圧縮室４０に流入できる。

【0080】

弁座９６は、弁本体９４の圧縮室４０側への移動を規制する。弁座９６は、インジェクション通路８４ｇのシリンダ内周面８６ｃ側において圧入される。弁座９６は、第１方向Ｄ１に沿って外径がほぼ一定である円柱形状を有する。弁座９６は、第３孔９６ａを有する。第３孔９６ａは、第１方向Ｄ１に沿って弁座９６を貫通する。弁座９６は、第１空間９７と圧縮室４０とを連通する。第３孔９６ａは、圧縮室４０側からインジェクション配管９２側の開口まで内径が拡大する拡大部９６ａｅを含む。第３孔９６ａの最も小さい内径は、弁本体９４の第２孔９４ａの内径とほぼ同じである。第３孔９６ａの最も大きい内径である拡大部９６ａｅの開口の内径は、弁本体９４の第２孔９４ａの内径よりも大きい。第３孔９６ａは、インジェクション通路８４ｇを介して、圧縮室４０と常に連通している。

【0081】

弁本体９４は、圧縮室４０に向かって第１方向Ｄ１に移動する場合、弁座９６に当たるまで移動可能である。弁本体９４が弁座９６に当たっている状態では、弁本体９４の第２孔９４ａは、弁座９６の第３孔９６ａと連通している。弁本体９４が弁座９６に当たっている時、弁本体９４は弁押さえ９５から離れているので、インジェクション弁９３は開いている状態にある（図６参照）。

【0082】

（２－２）圧縮機の動作
駆動モータ１６が始動すると、クランクシャフト１７の偏心軸部１７ａは、クランクシャフト１７の回転軸１７ｇを中心に偏心回転する。これにより、偏心軸部１７ａに連結されるピストン８１は、シリンダ８４のシリンダ孔８４ａ内で公転する。ピストン８１が公転している間、ピストン外周面８１ｃは、シリンダ内周面８６ｃと接する。ピストン８１の公転によって、ベーン８１ｂは、その両側面をブッシュ８２に挟まれながら進退する。

【0083】

ピストン８１の公転に伴い、吸入孔８４ｂと連通する圧縮室４０（低圧室４０ａ）は、徐々に容積を増加させる。このとき、ケーシング１０の外部から吸入管１９を経由して、低圧室４０ａに低圧の冷媒が流入する。ピストン８１の公転に伴い、低圧室４０ａは、吐出切り欠き８４ｃと連通する高圧室４０ｂとなり、高圧室４０ｂは、徐々に容積を減少させて消滅し、その後、新たな低圧室４０ａが形成される。これにより、吸入管１９から吸入孔８４ｂを経由して低圧室４０ａに流入した低圧の冷媒は、圧縮室４０（高圧室４０ｂ）で圧縮される。圧縮室４０において冷媒が圧縮されている間、ベーン８１ｂは、一対のブッシュの間で進退可能に保持される。

【0084】

高圧室４０ｂで圧縮された高圧の冷媒は、吐出切り欠き８４ｃおよび吐出ポート２３ｂを経由して、高圧空間ＨＳに吐出される。高圧空間ＨＳに吐出された冷媒は、駆動モータ１６のモータ冷却通路を通過して上方に向かって流れた後、吐出管２０からケーシング１０の外部に吐出される。

【0085】

（２－３）中間インジェクション
中間インジェクションは、インジェクション弁９３が開いている状態において、インジェクション通路８４ｇから高圧室４０ｂに中間圧の冷媒が供給されることにより行われる。中間インジェクションは、圧縮室４０（高圧室４０ｂ）の圧力が中間圧よりも低い場合に行われ、圧縮室４０（高圧室４０ｂ）の圧力が中間圧以上の場合には行われない。

【0086】

ピストン８１が公転している間、次に説明するようにして、インジェクション弁９３は開閉を繰り返す。

【0087】

図１０に示されるように、ピストン８１が上死点に位置している時、ベーン８１ｂ全体が一対のブッシュ８２によって支持されている。この時、圧縮室４０は、ピストン８１によって低圧室４０ａと高圧室４０ｂとに区画されておらず、圧縮室４０は、吸入孔８４ｂおよびインジェクション通路８４ｇの両方と連通している。そのため、圧縮室４０は、吸入孔８４ｂから流入する低圧の冷媒で満たされている。圧縮室４０の圧力は中間圧よりも低いので、中間圧によって弁本体９４は弁座９６に向かって移動して弁座９６に当たる。その結果、インジェクション弁９３が開き、中間インジェクションが行われる（図６参照）。

【0088】

図１０に示される状態からピストン８１が公転すると、図１１に示されるように、ピストン８１は、シリンダ内周面８６ｃにおける吸入孔８４ｂの開口を塞ぐ。この時、圧縮室４０は、ピストン８１によって低圧室４０ａと高圧室４０ｂとに区画され、高圧室４０ｂは、インジェクション通路８４ｇと連通している。その後、ピストン８１がさらに公転して高圧室４０ｂの圧力が上昇すると、高圧室４０ｂの圧力は中間圧以上になる。これにより、高圧室４０ｂの圧力によって弁本体９４は弁押さえ９５に向かって移動して弁押さえ９５に当たる。その結果、インジェクション弁９３が閉じ、中間インジェクションが終了する（図５参照）。

【0089】

圧縮室４０（高圧室４０ｂ）の冷媒は、中間インジェクションが終了する直前に、第１空間９７に流入する。第１空間９７に流入した冷媒の少なくとも一部は、図７に矢印で示されるように、弁本体９４の第２孔９４ａを通過して第１孔９５ａに達する前にバッファ空間９５ｃに流れ込む。これにより、冷媒が第１空間９７に流入してから第１孔９５ａに達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座９６に当たっていた弁本体９４は、このタイムラグの間に弁押さえ９５に向かって移動し弁押さえ９５の第１孔９５ａを塞ぐことができる。

【0090】

また、上述したように、第３孔９６ａに形成された拡大部９６ａｅの開口の内径は、弁本体９４に形成された第２孔９４ａの内径よりも大きく形成されている。これにより、圧縮室４０から第３孔９６ａに流入した冷媒の一部が第２孔９４ａの周囲に当たるため、弁本体９４は、弁押さえ９５に向かって確実に移動し弁押さえ９５の第１孔９５ａを塞ぐことができる。

【0091】

次に、ピストン８１がさらに公転すると、図１２に示されるように、ピストン８１は、シリンダ内周面８６ｃにおけるインジェクション通路８４ｇの開口を塞ぐ。この時、圧縮室４０は、ピストン８１によって低圧室４０ａと高圧室４０ｂとに区画され、低圧室４０ａは、吸入孔８４ｂと連通している。そのため、低圧室４０ａは、吸入孔８４ｂから流入する低圧の冷媒で満たされている。その後、ピストン８１がさらに公転して、低圧室４０ａがインジェクション通路８４ｇと連通すると、低圧室４０ａの圧力は中間圧よりも低いので、中間圧によって弁本体９４は弁座９６に向かって移動して弁座９６に当たる。その結果、インジェクション弁９３が開き、中間インジェクションが行われる（図６参照）。その後、ピストン８１がさらに公転すると、図１０に示されるように、ピストン８１は上死点に位置する。

【0092】

以上で説明をしたように、ピストン８１が公転している間、インジェクション弁９３は、圧縮室４０内の冷媒と、インジェクション配管９２内の中間圧の冷媒との間の圧力差によって開閉する。この結果、圧縮室４０の圧力がインジェクション配管９２内の中間圧よりも低い場合にインジェクション弁９３が開き、中間インジェクションが行われる。また、圧縮室４０の圧力が中間圧以上の場合にインジェクション弁９３が閉じ、中間インジェクションが行われない。

【0093】

このようにして、インジェクション弁９３は、中間インジェクションを行うとともに、中間インジェクションを行わない際に圧縮室４０からインジェクション通路８４ｇへ冷媒が流出することを抑制できる。従って、圧縮機２１が動作している間に圧縮室４０に十分な量の中間圧の冷媒が供給されるため、圧縮機２１は、インジェクション弁９３が無い場合と比較して高い圧縮率が得られる。

【0094】

（３）特徴
（３－１）
圧縮機２１は、圧縮機構１５と、インジェクション弁９３と、インジェクション配管９２とを備える。圧縮機構１５は、冷媒が圧縮される圧縮室４０を有する。インジェクション弁９３は、圧縮室４０と連通するインジェクション通路８４ｇに配置される。インジェクション配管９２は、インジェクション通路８４ｇに冷媒を供給する。

【0095】

インジェクション弁９３は、弁本体９４と、弁押さえ９５と、弁座９６とを有する。弁本体９４は、第１方向Ｄ１に沿って移動可能に配置される。弁押さえ９５は、弁本体９４よりもインジェクション配管９２側に配置され、弁本体９４のインジェクション配管９２側への移動を規制する。弁座９６は、弁本体９４よりも圧縮室４０側に配置され、弁本体９４の圧縮室４０側への移動を規制する。弁押さえ９５は、冷媒が通過し、圧縮室４０から冷媒が流出する際に弁本体９４により閉塞される第１孔９５ａが形成される。弁本体９４は、冷媒が通過する第２孔９４ａが形成される。

【0096】

圧縮機２１は、弁押さえ９５と弁座９６との間において弁本体９４が収容された第１空間９７に連通し、圧縮室４０から第１空間９７に流入した冷媒が第１孔９５ａに達する前に流れ込むバッファ空間９５ｃが形成される。

【0097】

圧縮機２１のように、圧縮室４０とインジェクション通路８４ｇとの圧力差を用いて板状の弁本体９４を動かすインジェクション弁９３は、バネ部材で弁本体９４を動かす逆止弁と比べて構造がシンプルである。その反面、重量や形状によっては、第１空間９７の内部で弁本体９４が速やかに動かずに、中間インジェクションが終了する直前に高圧の冷媒が圧縮室４０からインジェクション通路８４ｇへ流出してしまい、高い圧縮率を実現できないおそれがあった。

【0098】

圧縮機２１では、中間インジェクションが終了する直前に第１空間９７に流入した冷媒の少なくとも一部は、第１孔９５ａに達する前にバッファ空間９５ｃに流れ込む。これにより、冷媒が第１空間９７に流入してから第１孔９５ａに達するまでの間にタイムラグが生じる。中間インジェクションにおいて弁座９６に当たっていた弁本体９４は、このタイムラグの間に弁押さえ９５に向かって移動し弁押さえ９５の第１孔９５ａを塞ぎ、圧縮室４０からインジェクション通路８４ｇへの冷媒の流出を抑制できる。

【0099】

このように、圧縮機２１は、インジェクション弁９３がバネ部材を用いないシンプルな構造でありながら、中間インジェクションが終了する直前における圧縮室４０からインジェクション通路８４ｇへの冷媒の流出を抑制することで、高い圧縮効率を得られる。

【0100】

（３－２）
バッファ空間９５ｃは、第２孔９４ａよりもインジェクション配管９２側に形成されている。

【0101】

（３－３）
バッファ空間９５ｃは、弁押さえ９５の弁本体９４に対向する面に形成された凹部である。

【0102】

（３－４）
第１空間９７は、円筒状である。弁本体９４は、中央に第２孔９４ａが形成された円形の平板である。バッファ空間９５ｃは、第２孔９４ａとともに第１空間９７の中心軸ＣＬ上に位置する。

【0103】

これにより、バッファ空間９５ｃと第２孔９４ａとが中心軸ＣＬ上に位置するため、第２孔９４ａを通過した冷媒の大部分がバッファ空間９５ｃに流れ込むことができ、圧縮室４０からの冷媒の流出が効果的に抑制される。

【0104】

（３－５）
バッファ空間９５ｃの弁本体９４に対向する開口９５ｃｏの面積と、第２孔９４ａの流路面積との比は、０．５以上１．０以下である。

【0105】

これにより、第２孔９４ａを通過した冷媒の大部分がバッファ空間９５ｃに流れ込むことができるため、圧縮室４０からの冷媒の流出が効果的に抑制される。

【0106】

（３－６）
バッファ空間９５ｃの第１空間９７の第１方向Ｄ１における深さｄと、第１孔９５ａの第１方向Ｄ１における長さＬとの比は、０．３以上０．６以下である。

【0107】

これにより、第２孔９４ａを通過した冷媒の大部分がバッファ空間９５ｃに流れ込むことができるため、冷媒が第１空間９７に流入してから第１孔９５ａに達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室４０からの冷媒の流出が効果的に抑制される。

【0108】

（３－７）
弁座９６は、第１空間９７と圧縮室４０とを連通する第３孔９６ａが形成されている。第１空間９７及び第３孔９６ａの容積と、バッファ空間９５ｃの容積との比は、０．２以上０．８以下である。

【0109】

これにより、第１空間９７に流入した冷媒の大部分がバッファ空間９５ｃに流れ込むことができるため、冷媒が第１空間９７に流入してから第１孔９５ａに達するまでのタイムラグを確実に発生させて圧縮室４０からの冷媒の流出が効果的に抑制される。

【0110】

（３－８）
空気調和装置１は、圧縮機２１を備える。

【0111】

空気調和装置１は、圧縮効率の高い圧縮機２１を備えるため高効率での空調運転が可能である。

【0112】

（４）変形例
インジェクション弁９３は、回転式の圧縮機以外の圧縮機にも適用できる。例えば、インジェクション弁９３は、スクロール式の圧縮機にも適用できる。

【0113】

―むすび―
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

【符号の説明】

【0114】

１ ：空気調和装置
１５ ：圧縮機構
２１ ：圧縮機
４０ ：圧縮室
８４ｇ ：インジェクション通路
９２ ：インジェクション配管
９３ ：インジェクション弁
９４ ：弁本体
９４ａ ：第２孔
９５ ：弁押さえ
９５ａ ：第１孔
９５ｃ ：バッファ空間
９５ｃｏ：バッファ空間の開口
９６ ：弁座
９６ａ ：第３孔
ＣＬ ：第１空間の中心軸
ｄ ：バッファ空間の第１方向における深さ
Ｌ ：第１孔の第１方向Ｄ１における長さ
Ｄ１ ：第１方向

【先行技術文献】

【特許文献】

【0115】

【文献】国際公開第２０１７／２２１５７１号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】