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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scrollverdichter, der ein Arbeitsfluid in einer zwischen Windungen einer feststehenden Schnecke und einer beweglichen Schnecke gebildeten Verdichtungskammer durch Drehen und Rotieren (Orbitieren) der beweglichen Schnecke in Bezug auf die feststehende Schnecke verdichtet.
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Stand der Technik
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Diese Art von Scrollverdichter umfasst üblicherweise einen Verdichtungsmechanismus, der aus einer feststehenden Schnecke mit einer schneckenförmigen Windung auf der Oberfläche einer Spiegelplatte und einer beweglichen Schnecke mit einer schneckenförmigen Windung auf der Oberfläche einer Spiegelplatte aufgebaut ist und so eingerichtet ist, dass eine Verdichtungskammer zwischen den Windungen der jeweiligen Schnecken gebildet wird, wobei die Windungen einander zugewandt sind, und wobei die bewegliche Schnecke in Bezug auf die feststehende Schnecke gedreht und rotiert wird, um dadurch ein Arbeitsfluid (Kühlmittel) in der Verdichtungskammer zu verdichten (siehe z.B. Patentdokument 1) .
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Ferner ist in Patentdokument 1 ein Entlastungskanal, der einen Auslassraum (Auslasskammer in Patentdokument 1) und einen Auslasskanal miteinander verbindet, ausgebildet, und ein Entlastungsventil, das durch eine Druckdifferenz öffnet, ist in diesem Entlastungskanal bereitgestellt. Zusätzlich ist der Entlastungskanal im Auslassraum (Auslasskammer) unterhalb einer Auslassbohrung (Auslassanschluss in dem Dokument) offen gestaltet, um in dem Auslassraum (Auslasskammer) angesammelte Flüssigkeit in den Auslasskanal abzuführen.
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Dokumentenliste
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Patentdokumente
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Patentdokument 1: japanische Patentanmeldung der Offenlegungsnummer
2010-151060 -
Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgaben, die durch die Erfindung gelöst werden sollen
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Dabei sind bei dieser Art von Scrollverdichter normalerweise eine Schalldämpferkammer zur Verringerung der Pulsation und ein Ölabscheider, wie auch im oben beschriebenen Patentdokument 1 beschrieben, zwischen dem Auslassraum und dem Auslassanschluss angeordnet. Folglich erreicht das aus der Auslassbohrung der feststehenden Schnecke in den Auslassraum ausgetretene Arbeitsfluid den Auslassanschluss, nachdem es durch den Ölabscheider und die Schalldämpferkammer dieser geleitet wurde.
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Daher besteht eine Aufgabe, dass insbesondere bei hohen Volumenstrombedingungen des aus der Auslassbohrung ausgetretenen Arbeitsfluides (Auslassgas), ein Druckverlust durch den Durchgang des Arbeitsfluides durch den Ölabscheider und die Schalldämpferkammer erzeugt wird und der Wirkungsgrad gesenkt wird. Diesbezüglich kann, da in dem oben beschriebenen Patentdokument 1 eine Anordnung gezeigt wird, bei der der Entlastungskanal unterhalb der Auslassbohrung geöffnet ist und die im Auslassraum angesammelte Flüssigkeit in den Auslasskanal abgeführt wird, der oben erwähnte Effekt der Verringerung des Druckverlustes nicht erwartet werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde geschaffen, um solche herkömmlichen technischen Probleme zu lösen, und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Scrollverdichter bereitzustellen, der in der Lage ist, einen Druckverlust in einem Durchgang von einem Auslassraum zu einem Auslassanschluss effektiv zu reduzieren.
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Mittel zur Lösung der Aufgaben
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Ein Scrollverdichter der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt, der einen in einem Gehäuse angeordneten Verdichtungsmechanismus mit einer feststehenden Schnecke und einer beweglichen Schnecke, die jeweils an Oberflächen von Spiegelplatten mit einander zugewandten spiralförmigen Windungen angeordnet sind, umfasst und in dem die bewegliche Schnecke in Bezug auf die feststehende Schnecke gedreht und rotiert (orbitiert) wird, um dadurch ein Arbeitsfluid in einer zwischen den Windungen der beiden Schnecken gebildeten Verdichtungskammer zu verdichten. Der Scrollverdichter ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen in dem Gehäuse ausgebildeten Auslassraum, eine Auslassbohrung, die in der feststehenden Schnecke ausgebildet ist und das verdichtete Arbeitsfluid in den Auslassraum abführt, einen Auslassanschluss, der das Arbeitsfluid zur Außenseite des Gehäuses abführt, einen Entlastungskanal, der den Auslassraum und den Auslassanschluss miteinander verbindet, und ein Differenzdruckventil aufweist, das in dem Entlastungskanal angeordnet ist und sich im Einklang mit einer Druckdifferenz zwischen dem Auslassraum und dem Auslassanschluss öffnet, und dadurch, dass der Entlastungskanal im Auslassraum oberhalb der Auslassbohrung mündet.
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Der Scrollverdichter der Erfindung nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass er in der obigen Erfindung eine Schalldämpferkammer umfasst, die zwischen dem Auslassraum und dem Auslassanschluss angeordnet und in dem Gehäuse derart ausgebildet ist, sodass sie miteinander in Verbindung stehen, und dadurch, dass der Entlastungskanal den Auslassraum und den Auslassanschluss miteinander verbindet, ohne durch die Schalldämpferkammer zu führen.
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Der Scrollverdichter der Erfindung nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, dass er in der obigen Erfindung einen Ölabscheider umfasst, der in dem Auslassraum ausgebildet ist, und dadurch, dass das aus der Auslassbohrung abgeführte Arbeitsfluid nach dem Durchlaufen des Ölabscheiders in die Schalldämpferkammer strömt und dass der Entlastungskanal den Auslassraum und den Auslassanschluss miteinander verbindet, ohne durch den Ölabscheider und den Schalldämpfer zu führen.
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Der Scrollverdichter der Erfindung nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass er in der obigen Erfindung nach Anspruch 2 einen in dem Auslassraum ausgebildeten Ölabscheider umfasst, und dadurch, dass das aus der Auslassbohrung abgeführte Arbeitsfluid nach dem Durchlaufen des Ölabscheiders in die Schalldämpferkammer strömt, und dass der Entlastungskanal einen Arbeitsfluidauslass des Ölabscheiders und den Auslassanschluss miteinander verbindet, ohne durch die Schalldämpferkammer zu führen.
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Der Scrollverdichter der Erfindung nach Anspruch 5 ist dadurch gekennzeichnet, dass in den oben genannten Erfindungen das Differenzdruckventil öffnet, wenn der Druck im Auslassraum größer wird als der Druck in dem Auslassanschluss und die Differenz zwischen ihnen einen vorbestimmten Wert PD1 erreicht.
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Der Scrollverdichter der Erfindung nach Anspruch 6 ist dadurch gekennzeichnet, dass er in der obigen Erfindung ein Auslassventil, das an der Auslassbohrung angeordnet ist und öffnet, wenn eine Druckdifferenz zwischen der Verdichtungskammer und dem Auslassraum einen vorbestimmten Wert PD2 erreicht, umfasst, und dadurch, dass der vorbestimmte Wert PD1 größer ist als der vorbestimmte Wert PD2.
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Vorteilhafter Effekt der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Entlastungskanal gebildet, der einen Auslassraum, in den ein Arbeitsfluid aus einer Auslassbohrung einer feststehenden Schnecke abgeführt wird, und einen Auslassanschluss, der das Arbeitsfluid zur Außenseite eines Gehäuses abführt, miteinander verbindet. Ein Differenzdruckventil, das in Einklang mit einem Differenzdruck zwischen dem Auslassraum und dem Auslassanschluss öffnet, wird in dem Entlastungskanal bereitgestellt. Der Entlastungskanal ist im Auslassraum oberhalb der Auslassbohrung offen gestaltet. Somit wird es unter Bedingungen mit hohem Volumenstrom des Arbeitsfluides möglich, wie in den Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben, einen Druckverlust in einer Schalldämpferkammer, die zwischen dem Auslassraum und der Auslassanschluss angeordnet ist, und einem Ölabscheider, der in dem Auslassraum angeordnet ist, wirksam zu verringern und den Wirkungsgrad zu verbessern.
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Da außerdem der Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung der Schalldämpferkammer erhöht wird, kann auch die Auslasspulsation bei niedrigen Geschwindigkeitsbedingungen wirksam reduziert werden. Ferner kann durch die Einstellung der Voraussetzungen, unter denen das Differenzdruckventil geöffnet wird, wie in Anspruch 5 und 6, der Druckverlust sanft reduziert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht eines Scrollverdichters gemäß einer Ausführungsform, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird;
- 2 ist eine Vorderansicht einer Verdichtungsmechanismus-Abdeckung des Scrollverdichters gemäß 1; und
- 3 ist eine Ansicht, die den Fluss eines Kühlmittels (Arbeitsfluid) von einem Verdichtungsmechanismus des Scrollverdichters gemäß 1 zu einem Kühlmittelkreislauf erklärt.
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Modus zum Ausführen der Erfindung
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben.
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Ausführungsform 1
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1 ist eine Seitenansicht eines Scrollverdichters 1 gemäß einer Ausführungsform, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wird. Der Scrollverdichter 1 dieser Ausführungsform ist beispielsweise ein sogenannter inverterintegrierter Scrollverdichter, der in einem Kühlmittelkreislauf R (3) einer Fahrzeug-Klimaanlagenvorrichtung verwendet wird, ein Kohlendioxid-Kühlmittel als ein Arbeitsfluid der Fahrzeug-Klimaanlagenvorrichtung ansaugt und es verdichtet und auslässt, und der einen Elektromotor 2, einen Wechselrichter 3 zum Betreiben des Elektromotors 2 und einen durch den Elektromotor 2 angetriebenen Verdichtungsmechanismus 4 umfasst.
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Der Scrollverdichter 1 der Ausführungsform umfasst ein Hauptgehäuse 6, der den Elektromotor 2 und den Wechselrichter 3 darin aufnimmt, ein Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7, das den Verdichtungsmechanismus 4 darin aufnimmt, eine Wechselrichterabdeckung 8 und eine Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9. Außerdem sind das Hauptgehäuse 6, das Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7, die Wechselrichterabdeckung 8 und die Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 alle aus Metall (in der Ausführungsform aus Aluminium) gefertigt. Sie sind integral verbunden, um zusammen ein Gehäuse 11 des Scrollverdichters 1 zu bilden. Das heißt, die Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 bildet ein Teil des Gehäuses 11.
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Das Hauptgehäuse 6 wird gebildet durch ein rohrförmiges Umfangswandteil 6A und ein Trennwandteil 6B. Der Trennwandteil 6B ist eine Trennwand, die das Innere des Hauptgehäuses 6 in einen Motoraufnahmeabschnitt 12, der den Elektromotor 2 aufnimmt, und einen Wechselrichteraufnahmeabschnitt 13, der den Wechselrichter 3 aufnimmt, unterteilt. Eine Endfläche des Wechselrichteraufnahmeabschnitts 13 ist offen, und diese Öffnung wird durch die Wechselrichterabdeckung 8 verschlossen, nachdem der Wechselrichter 3 darin aufgenommen ist.
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Die andere Endfläche des Motoraufnahmeabschnitts 12 ist ebenfalls offen, und diese Öffnung wird durch das Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7 verschlossen, nachdem der Elektromotor 2 darin aufgenommen ist. Ein Stützabschnitt 16 zum Lagern eines Endabschnitts (Endabschnitt auf der dem Verdichtungsmechanismus 4 gegenüberliegenden Seite) einer rotierenden Welle 14 des Elektromotors 2 ist vorstehend am Trennwandteil 6B vorgesehen.
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Das Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7 hat eine Öffnung auf der dem Hauptgehäuse 6 gegenüberliegenden Seite, und diese Öffnung wird durch die Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 verschlossen, nachdem der Verdichtungsmechanismus 4 darin aufgenommen ist. Das Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7 wird gebildet durch ein rohrförmiges Umfangswandteil 7A und ein Rahmenteil 7B an einer Endseite (Hauptgehäuseseite 6) davon. Der Verdichtungsmechanismus 4 ist in einem Raum aufgenommen, der durch das Umfangswandteil 7A und das Rahmenteil 7B unterteilt ist. Das Rahmenteil 7B bildet eine Trennwand, die das Innere des Hauptgehäuses 6 vom Inneren des Verdichtungsmechanismus-Gehäuses 7 trennt.
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Ferner ist das Rahmenteil 7B mit einer Durchgangsbohrung 17 versehen, um das andere Ende der rotierenden Welle 14 des Elektromotors 2 (das Ende auf der Seite des Verdichtungsmechanismus 4) einzuführen. Ein vorderes Lager 18 als Lagerelement, das das andere Ende der rotierenden Welle 14 lagert, ist auf der Seite des Verdichtungsmechanismus 4 der Durchgangsbohrung 17 montiert. Ferner kennzeichnet Bezugsziffer 19 ein Dichtungsmaterial, das die äußere Umfangsfläche der rotierenden Welle 14 und die Innenseite des Verdichtungsmechanismus-Gehäuses 7 im Bereich der Durchgangsbohrung 17 abdichtet.
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Der Elektromotor 2 ist aufgebaut aus einem Stator 25, um den eine Spule 35 gewickelt ist, und einem Rotor 30. Dann wird zum Beispiel ein Gleichstrom aus einer Batterie (nicht dargestellt) von einem Fahrzeug in einen dreiphasigen Wechselstrom, der der Spule 35 des Elektromotors 2 zugeführt wird, so dass der Rotor 30 dazu eingerichtet ist, in Rotation versetzt zu werden, durch den Wechselrichter umgewandelt.
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Darüber hinaus ist ein nicht dargestellter Ansauganschluss im Hauptgehäuse 6 ausgebildet. Nachdem das von dem Ansauganschluss angesaugte Kühlmittel das Innere des Hauptgehäuses 6 durchläuft, wird das Kühlmittel in einen Ansaugbereich 37, der später beschrieben wird, außerhalb des Verdichtungsmechanismus 4 im Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7 gesaugt. Folglich wird der Elektromotor 2 durch das angesaugte Kühlmittel gekühlt. Zusätzlich, wie später noch beschrieben wird, ist das Kühlmittel, nachdem das Kühlmittel durch den Verdichtungsmechanismus 4 verdichtet und in einen Auslassraum 27 abgeführt wurde, dazu eingerichtet, aus einer in der Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 ausgebildeten Auslassanschluss 51 schließlich an die Außenseite des Gehäuses 11, d. h. in den Kühlmittelkreislauf R, abgeführt zu werden.
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Der Verdichtungsmechanismus 4 ist aufgebaut aus einer feststehenden Schnecke 21 und einer beweglichen Schnecke 22. Die feststehende Schnecke 21 hat eine scheibenförmige Spiegelplatte 23 und eine spiralförmige Windung 24, die eine Evolventenform oder eine dieser angenäherte gekrümmte Linie aufweist, die auf der Oberfläche (eine Oberfläche) der Spiegelplatte 23 aufliegt. Die Oberfläche der Spiegelplatte 23, auf der die Windung 24 vertikal angeordnet ist, ist am Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7 als die Seite des Rahmenteils 7B befestigt. Eine Auslassbohrung 26 ist in der Mitte der Spiegelplatte 23 der feststehenden Schnecke 21 ausgebildet. Die Auslassbohrung 26 steht in Verbindung mit dem Auslassraum 27 in der Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9. Bezugsziffer 28 kennzeichnet ein Auslassventil, das an der Öffnung auf der Oberflächenrückseite (andere Oberfläche) der Spiegelplatte 23 in der Auslassbohrung 26 vorgesehen ist. Das Auslassventil 28 öffnet, wenn der Druck in der Verdichtungskammer 34 größer wird als der Druck im Auslassraum 27 und ihr Differenzdruck einen vorbestimmten Wert PD2 erreicht, und verbindet die Auslassbohrung 26 mit dem Auslassraum 27.
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Die bewegliche Schnecke 22 ist eine Schnecke, die in Bezug auf die feststehende Schnecke 21 dreht und rotiert, und integral eine scheibenförmige Spiegelplatte 31, eine spiralförmige Windung 32, die eine Evolventenform oder eine dieser angenäherte gekrümmte Linie aufweist, die auf der Oberfläche (eine Oberfläche) der Spiegelplatte 23 aufliegt, und einen Nabenabschnitt 33, der so geformt ist, dass er in der Mitte der hinteren Oberfläche (andere Oberfläche) der Spiegelplatte 31 vorsteht, umfasst. Die bewegliche Schnecke 22 ist so angeordnet, dass die Windung 32 der Windung 24 der feststehenden Schnecke 21 zugewandt ist und die beiden sich zugewandt sind und mit der vorstehenden Richtung der Windung 32 als Seite der feststehenden Schnecke 21 ineinander eingreifen, und zwischen den Windungen 24 und 32 eine Verdichtungskammer 34 gebildet wird.
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Das heißt, die Windung 32 der beweglichen Schnecke 22 ist der Windung 24 der feststehenden Schnecke 21 zugewandt und greift in die Windung 24 ein, so dass die Stirnseite der Windung 32 mit der Oberfläche der Spiegelplatte 23 in Berührung kommt und die Stirnseite der Windung 24 mit der Oberfläche der Spiegelplatte 31 in Berührung kommt. Das andere Ende der rotierenden Welle 14, d. h. das Ende auf der Seite der beweglichen Schnecke 22, ist mit einem Antriebsvorsprung 48 versehen, der an einer Position exzentrisch zur axialen Mitte der rotierenden Welle 14 vorsteht. Ferner ist eine Exzenterbuchse 36 an dem Antriebsvorsprung 48 befestigt und exzentrisch zur axialen Mitte der rotierenden Welle 14 am anderen Ende der rotierenden Welle 14 angeordnet.
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In diesem Fall ist die Exzenterbuchse 36 an dem Antriebsvorsprung 48 an einer Position befestigt, die exzentrisch zur axialen Mitte der Exzenterbuchse 36 liegt. Die Exzenterbuchse 36 ist an dem Nabenabschnitt 33 der beweglichen Schnecke 22 montiert. Wenn dann die rotierende Welle 14 zusammen mit dem Rotor 30 des Elektromotors 2 rotiert wird, ist die bewegliche Schnecke 22 dazu eingerichtet, sich in Bezug auf die feststehende Schnecke 21 zu drehen und zu rotieren, ohne sich um ihre Achse zu drehen. Im Übrigen kennzeichnet die Bezugsziffer 49 ein Ausgleichsgewicht, das an der äußeren Umfangsfläche der rotierenden Welle 14 auf der Seite der beweglichen Schnecke 22 vom vorderen Lager 18 aus angebracht ist.
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Da sich die bewegliche Schnecke in Bezug auf die feststehende Schnecke exzentrisch dreht und rotiert, werden die exzentrische Richtung und die Kontaktposition jeder der Windungen 24 und 32 während der Drehung bewegt, und die Verdichtungskammer 34, die das Kühlmittel aus dem oben erwähnten Ansaugbereich 37 an der Außenseite angesaugt hat, wird allmählich, während sie sich zum Innern bewegt, reduziert. Folglich wird das Kühlmittel verdichtet und schließlich durch das Auslassventil 28 aus der zentralen Auslassbohrung 26 in den Auslassraum 27 ausgestoßen.
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In 1 ist die Bezugsziffer 38 eine ringförmige Druckplatte. Die Druckplatte 38 dient zur Unterteilung einer auf der Oberflächenrückseite der Spiegelplatte 31 der beweglichen Schnecke 22 gebildeten Gegendruckkammer 39 und des Ansaugbereichs 37 als ein Saugdruckbereich außerhalb des Verdichtungsmechanismus 4 im Verdichtungsmechanismus-Gehäuse 7. Die Druckplatte 38 ist außerhalb des Nabenabschnitts 33 angeordnet und zwischen dem Rahmenteil 7B und der beweglichen Schnecke 22 eingesetzt. Bezugsziffer 41 ist ein Dichtungsmaterial, das an der hinteren Oberfläche der Spiegelplatte 31 der beweglichen Schnecke 22 angebracht ist und an der Druckplatte 38 anliegt. Die Gegendruckkammer 39 und der Ansaugbereich 37 sind durch das Dichtungsmaterial 41 und die Druckplatte 38 getrennt.
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Im Übrigen ist die Bezugsziffer 42 ein Dichtungsmaterial, das an der Oberfläche des Rahmenteils 7B auf der Seite der Druckplatte 38 angebracht ist, an dem äußeren Umfangsteil der Druckplatte 38 anliegt und zwischen dem Rahmenteil 7B und der Druckplatte 38 abdichtet.
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Des Weiteren kennzeichnet die Bezugsziffer 43 in 1 einen Gegendruckkanal, der von der Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 zum Gehäuse des Verdichtungsmechanismus 7 gebildet ist. In den Gegendruckkanal 43 ist eine Öffnung 44 eingebaut. Der Gegendruckkanal 43 verbindet einen Ölauslass 53A eines Ölabscheiders 52, der im Auslassraum 27 der Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 angeordnet ist, mit der Gegendruckkammer 39, wobei, wie durch einen Pfeil in 1 gezeigt, die Gegendruckkammer 39 dazu eingerichtet ist, mit Öl, das einen Auslassdruck aufweist, der durch Verringerung des Drucks an der Öffnung 44 reguliert wird, versorgt zu werden.
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Der Druck (Gegendruck) in der Gegendruckkammer 39 bewirkt eine Gegendruckbelastung, die die bewegliche Schnecke 22 gegen die feststehende Schnecke 21 drückt. Durch diese Gegendruckbelastung wird die bewegliche Schnecke 22 gegen die feststehende Schnecke 21 gegen eine Druckreaktionskraft von der Verdichtungskammer 34 des Verdichtungsmechanismus 4 gepresst, so dass die Berührung zwischen den Windungen 24 und 32 und den Spiegelplatten 31 und 23 aufrechterhalten werden, wodurch die Verdichtung des Kühlmittels in der Verdichtungskammer 34 ermöglicht wird.
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Auf der anderen Seite ist in der rotierenden Welle 14 ein sich in axialer Richtung erstreckender Ölkanal 46 ausgebildet. Ein Druckregulierventil 47 ist im Ölkanal 46 angeordnet und befindet sich auf der Seite des Stützabschnitts 16. Der Ölkanal 46 verbindet die Gegendruckkammer 39 mit dem Inneren des Hauptgehäuses 6 (Saugdruckbereich). Das aus dem Gegendruckkanal 43 in die Gegendruckkammer 39 strömende Öl strömt in den Ölkanal 46 und strömt in das Hauptgehäuse 6 aus. Das Druckregulierventil 47 wird jedoch geöffnet, wenn der Druck (Gegendruck) in der Gegendruckkammer 39 den Maximalwert erreicht, und sorgt dafür, dass der Gegendruck nicht weiter ansteigt.
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Nachfolgend wird der detaillierte Aufbau der oben erwähnten Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9, die einen Teil des Gehäuses 11 bildet, unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Wie oben beschrieben, ist der Ölabscheider 52 im Auslassraum 27 angeordnet. Der Ölabscheider 52 ist integral mit der Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 ausgebildet und umfasst einen Ölabscheideabschnitt 54, der einen darin ausgebildeten Ölabscheideraum 53 hat, einen Ölabscheidezylinder 56, der von oben in den Ölabscheideabschnitt 54 eingesetzt ist, um einen oberen Abschnitt des Ölabscheideraums 53 abzudichten, und dessen Kühlmittelauslass (Arbeitsfluidauslass) 56A am unteren Ende des Ölabscheidezylinders 56 in den Ölabscheideraum 53 geöffnet ist, und zwei Verbindungsbohrungen 57 und 57, die so ausgebildet sind, dass sie der Seitenfläche des Ölabscheidezylinders 56 zugewandt sind und abgesehen von dem Ölabscheider 52 den Auslassraum 27 und den Ölabscheideraum 53 verbinden. Das untere Ende des Ölabscheideraums 53 ist als der Ölauslass 53A definiert, der oben beschrieben ist.
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Ferner sind in der Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 mehrere Schalldämpferkammern 61, 62 und 63 sowie eine Auslassanschlusskammer 64 dazu eingerichtet, um den Auslassraum 27 herum angeordnet zu sein. Die Schalldämpferkammer 61 und die Schalldämpferkammer 62 sind durch einen Drosselabschnitt 66 miteinander verbunden. Die Schalldämpferkammer 62 und die Schalldämpferkammer 63 sind durch einen Drosselabschnitt 67 miteinander verbunden. Die Schalldämpferkammer 63 und die Auslassanschlusskammer 64 sind durch einen Drosselabschnitt 68 miteinander verbunden. Die erste Schalldämpferkammer 61 und der obere Abschnitt des Ölabscheidezylinders 56 des Ölabscheiders 52 sind durch einen Verbindungskanal 69 miteinander verbunden. Ferner ist die Auslassanschlusskammer 64 mit dem Auslassanschluss 51 verbunden, um einen Teil des Auslassanschlusses 51 zu bilden.
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Des Weiteren ist in der vorliegenden Erfindung ein Entlastungskanal 71 in der Verdichtungsmechanismus-Abdeckung 9 ausgebildet, und ein Differenzdruckventil 74, das aus einem Kugelventil 72 und einer Druckfeder 73 gebildet wird, ist in dem Entlastungskanal 71 angeordnet. Ein Ende des Entlastungskanals 71 ist zum Auslassraum 27 oberhalb der Auslassbohrung 26 der feststehenden Schnecke 21 offen, und das andere Ende ist zur Auslassanschlusskammer 64 offen, wobei der Auslassraum 27 und die Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51) miteinander in Verbindung stehen. Im Übrigen ist, was durch P1 in 2 gezeigt ist, die Position der Auslassbohrung 26 in 1.
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Darüber hinaus drückt die Druckfeder 73 des Differenzdruckventils 74 das Kugelventil 72 stets gegen einen Ventilsitz (der im Entlastungskanal 71 ausgebildet ist), um den Entlastungskanal 71 zu schließen (das Differenzdruckventil 74 wird geschlossen). Wenn jedoch der Druck des Auslassraums 27 größer wird als der Druck der Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51) und ihr Differenzdruck einen vorbestimmten Wert PD1 erreicht, ist die Druckfeder 73 dazu eingerichtet, dass sich das Kugelventil 72 gegen die Federkraft der Druckfeder 73 vom Ventilsitz trennt, um den Entlastungskanal 71 zu öffnen (das Differenzdruckventil 74 wird geöffnet).
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Dabei wird davon ausgegangen, dass die Federkraft der Druckfeder 73 so eingestellt ist, dass der vorbestimmte Wert PD1 des Differenzdrucks, der das Differenzdruckventil 74 öffnet, größer wird als der vorbestimmte Wert PD2 des Differenzdrucks zwischen der Verdichtungskammer 34 und dem Auslassraum 27, der das oben beschriebene Auslassventil 28 öffnet.
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Mit der obigen Ausführung wird der Fluss des Kühlmittels vom Verdichtungsmechanismus 4 zum Kühlmittelkreislauf R nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wenn das Kühlmittel, wie oben beschrieben, durch Rotation der beweglichen Schnecke 22 in Bezug auf die feste Schnecke 21 verdichtet wird und der Differenzdruck zwischen der Verdichtungskammer 34 und dem Auslassraum 27 den vorbestimmten Wert PD2 erreicht, wird das Auslassventil 28 geöffnet, um das Kühlmittel aus der Auslassbohrung 26 in den Auslassraum 27 abzuführen. Im Übrigen wird davon ausgegangen, dass das Differenzdruckventil 74 in einem normalen Betriebszustand geschlossen ist, in dem der Volumenstrom des Kühlmittels (Auslassgas) relativ gering ist.
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Das Kühlmittel (inklusive Öl), das auf diese Weise in den Auslassraum 27 geflossen ist, strömt aus den Verbindungsbohrungen 57 und 57 in den Ölabscheideraum 53 des Ölabscheiders 52 und wirbelt um den Ölabscheidezylinder 56. Das Öl in dem Kühlmittel wird zu diesem Zeitpunkt durch die Zentrifugalkraft abgeschieden, und das abgeschiedene Öl wird vom Ölauslass 53A über den Gegendruckkanal 43 und die Öffnung 44, wie oben beschrieben, der Gegendruckkammer 39 zugeführt.
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Auf der anderen Seite strömt das Kühlmittel, von dem das Öl abgeschieden wurde, vom Kühlmittelauslass 56A in den Ölabscheidezylinder 56 und strömt über den Verbindungskanal 69 in die Schalldämpferkammer 61. Danach strömt das Kühlmittel nacheinander durch den Drosselabschnitt 66, die Schalldämpferkammer 62, den Drosselabschnitt 67, die Schalldämpferkammer 63 und den Drosselabschnitt 68 in die Auslassanschlusskammer 64 und wird schließlich von dem Auslassanschluss 51 in den Kühlmittelkreislauf R außerhalb des Gehäuses 11 abgeführt. (Strömung auf der oberen Seite von 3).
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Die Menge an Öl, die in den Kühlmittelkreislauf R ausströmt, wird durch den oben beschriebenen Ölabscheider 52 gehemmt, und die Pulsation des durch die Schalldämpferkammern 61 bis 63 und die Drosselabschnitte 66 bis 68 in den Kühlmittelkreislauf R abgeführten Kühlmittels wird reduziert. Bei großen Volumenstrombedingungen des aus der Auslassbohrung 26 abgeführten Kühlmittels (Auslassgas) entsteht jedoch beim Durchgang des Kühlmittels durch den Ölabscheider 52 und die Schalldämpferkammern 61 bis 63 ein Druckverlust, und der Wirkungsgrad wird gesenkt.
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Daher sind in der vorliegenden Erfindung der Entlastungskanal 71 und das Differenzdruckventil 74, die oben beschrieben wurden, vorgesehen. Das heißt, wenn der Druckverlust unter den großen Volumenstrombedingungen, wie oben beschrieben, groß wird, der Druck im Auslassraum 27 stärker ansteigt als der Druck in der Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51) und der Differenzdruck zwischen ihnen den oben beschriebenen vorbestimmten Wert PD1 erreicht hat, öffnet sich das Differenzdruckventil 74, um den Entlastungskanal 71 zu öffnen, wodurch der Auslassraum 27 und die Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51) miteinander verbunden werden, ohne den Ölabscheider 52 und die Schalldämpferkammern 61 bis 63 zu passieren, d. h. sie zu umgehen.
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Folglich umgeht das Kühlmittel im Auslassraum 27 den Ölabscheider 52 und die Schalldämpferkammern 61 bis 63, ohne sie zu durchlaufen, und strömt in die Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51). Dadurch wird der Druckverlust im Ölabscheider 52 und in den Schalldämpferkammern 61 bis 63 wirksam verringert und der Wirkungsgrad wird verbessert. Darüber hinaus kann, da der Freiheitsgrad bei der Ausgestaltung der Schalldämpferkammern 61 bis 63 zunimmt, auch die Auslasspulsation bei niedrigen Drehzahlen wirksam reduziert werden. Des Weiteren wird bei der Ausführungsform der oben erwähnte vorbestimmte Wert PD1, bei dem das Differenzdruckventil 74 öffnet, größer gemacht als der oben erwähnte vorbestimmte Wert PD2, bei dem das Auslassventil 28 öffnet, so dass der Druckverlust sanft reduziert werden kann.
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Ausführungsform 2
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Im Übrigen sind in der obigen Ausführungsform der Auslassraum 27 und die Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51) durch den mit dem Differenzdruckventil 74 versehenen Entlastungskanal 71 miteinander verbunden, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Wie durch eine gestrichelte Linie in 3 dargestellt ist, können der Kühlmittelauslass (Arbeitsfluidauslass) 56A des Ölabscheidezylinders 56, aus dem das Kühlmittel aus dem Ölabscheider 52 ausströmt, oder der Verbindungskanal 69 und die Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51) durch den Entlastungskanal 71 miteinander verbunden sein.
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Auch dadurch umgeht das Kühlmittel im Auslassraum 27 die Schalldämpferkammern 61 bis 63, ohne sie zu durchlaufen, und strömt in die Auslassanschlusskammer 64 (Auslassanschluss 51), so dass der Druckverlust in den Schalldämpferkammern 61 bis 63 wirksam verringert wird.
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Im Übrigen wird die vorliegende Erfindung in der Ausführungsform auf den Scrollverdichter angewendet, der im Kühlmittelkreislauf der Fahrzeug-Klimaanlagenvorrichtung verwendet wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist für einen Scrollverdichter geeignet, der in den jeweiligen Kühlmittelkreisläufen verschiedener Kühlvorrichtungen eingesetzt wird. Ferner wird in einer Ausführungsform die vorliegende Erfindung auf den sogenannten inverterintegrierten Scrollverdichter angewendet, ist aber nicht darauf beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann auch auf einen normalen Scrollverdichter angewendet werden, der nicht integral mit einem Wechselrichter versehen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scrollverdichter
- 4
- Verdichtungsmechanismus
- 6
- Hauptgehäuse (Teil des Gehäuses 11)
- 7
- Verdichtungsmechanismus-Gehäuse (Teil des Gehäuses 11)
- 9
- Verdichtungsmechanismus-Abdeckung (Teil des Gehäuses 11)
- 11
- Gehäuse
- 21
- feststehende Schnecke
- 22
- bewegliche Schnecke
- 23, 31
- Spiegelplatte
- 24, 32
- Windung
- 26
- Auslassbohrung
- 27
- Auslassraum
- 28
- Auslassventil
- 34
- Verdichtungskammer
- 51
- Auslassanschluss
- 52
- Ölabscheider
- 61 bis 63
- Schalldämpferkammer
- 64
- Auslassanschlusskammer (Teil des Auslassanschlusses)
- 69
- Verbindungskanal
- 71
- Entlastungskanal
- 74
- Differenzdruckventil.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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