JP2007192154A - Reciprocating fluid machine - Google Patents

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Masataka Tsunoda
正隆 角田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reciprocating fluid machine capable of securing the return route of lubricating oil. <P>SOLUTION: A reciprocating fluid machine includes a cylinder head (14) having a discharge chamber (66) fixed at one side of a cylinder block (46), and situated in the interior thereof; a lubricating oil separating device (72) for separating working fluid of discharge chamber from lubricating oil; a casing (12) having a crank chamber (16) in which a swash plate (40) that is extended toward the other side of the cylinder block, and performs rotating motion integral with a rotating shaft (18) is arranged in the interior thereof; a cylinder bore (48) drilled in plural in the cylinder block, and having a piston (50) that performs reciprocating motion in the interior thereof along with rotating motion of the swash plate; and a flow rate regulating valve (82) disposed in a return passage (80) for returning lubricating oil separated from the lubricating oil separating device to the crank chamber, and opened and closed in response to differential pressure between the discharge chamber and the crank chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、往復動型流体機械に係り、詳しくは、使用圧力の高い冷媒を用いた往復動型流体機械に関する。   The present invention relates to a reciprocating fluid machine, and more particularly, to a reciprocating fluid machine using a refrigerant having a high working pressure.

往復動流体機械は、例えば冷凍回路用の圧縮機として用いられており、冷媒を圧縮しているが、この冷媒には通常、潤滑油が含まれている。冷媒中の潤滑油は圧縮機内の摺動面や軸受等の潤滑のみならず、摺動面のシールとしての機能を有する(例えば、特許文献1参照)。しかし、この潤滑油が冷凍回路内を循環する場合には冷凍回路の冷房能力を低下させる要因となる。   The reciprocating fluid machine is used as, for example, a compressor for a refrigeration circuit, and compresses a refrigerant. Usually, the refrigerant contains lubricating oil. Lubricating oil in the refrigerant not only lubricates the sliding surfaces and bearings in the compressor, but also functions as a seal for the sliding surfaces (see, for example, Patent Document 1). However, when this lubricating oil circulates in the refrigeration circuit, it becomes a factor of reducing the cooling capacity of the refrigeration circuit.

このため、吐出室からの圧縮冷媒と潤滑油とを分離する潤滑油分離装置を有し、リターン経路を介して潤滑油をクランク室に戻す圧縮機がある(例えば、特許文献2参照)。
特開平11−223179号公報 特開2001−27177号公報
For this reason, there is a compressor that has a lubricating oil separation device that separates compressed refrigerant and lubricating oil from the discharge chamber and returns the lubricating oil to the crank chamber via a return path (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-223179 JP 2001-27177 A

ところで、上記特許文献1は吐出室とクランク室とを接続する制御弁を有し、この制御弁の開閉に応じて吐出室内の潤滑油をクランク室に戻す圧縮機である。具体的には、クランク室への潤滑油の戻り量は制御弁の開閉動作に依存しており、潤滑油は制御弁の開弁時に圧縮冷媒とともにクランク室に戻されるので、仮に低速高負荷時の如く制御弁の全閉状態が長く続く場合には、潤滑油がクランク室に戻らないとの問題がある。   By the way, the above-mentioned Patent Document 1 is a compressor having a control valve for connecting a discharge chamber and a crank chamber, and returning lubricating oil in the discharge chamber to the crank chamber in accordance with opening and closing of the control valve. Specifically, the amount of return of the lubricant to the crank chamber depends on the opening / closing operation of the control valve, and the lubricant is returned to the crank chamber together with the compressed refrigerant when the control valve is opened. When the control valve is fully closed as described above, there is a problem that the lubricating oil does not return to the crank chamber.

一方、上記特許文献2に記載の潤滑油分離装置を有する圧縮機の場合には、制御弁の開閉動作に依存しない。しかしながら、自然系のCO(炭酸)ガスを冷媒として用いた場合にはやはり問題が生ずることになる。すなわち、この場合のリターン経路にはフィルタや、クランク室への戻り量を規定するオリフィスを有しており、これらフィルタやオリフィスの目詰まりが生じ、潤滑油がクランク室に戻り難くなるとの問題がある。CO冷媒の作動領域は高圧側にて超臨界領域で使用されており、この使用圧力はフロン冷媒に比して高くなるので、フィルタやオリフィスの径を極端に小さくしなければならないからである。 On the other hand, in the case of the compressor having the lubricating oil separation device described in Patent Document 2, it does not depend on the opening / closing operation of the control valve. However, when natural CO 2 (carbonic acid) gas is used as a refrigerant, problems still arise. In other words, the return path in this case has a filter and an orifice that regulates the return amount to the crank chamber, and the filter and the orifice are clogged, and it is difficult for the lubricating oil to return to the crank chamber. is there. This is because the operating region of the CO 2 refrigerant is used in the supercritical region on the high pressure side, and this operating pressure is higher than that of the chlorofluorocarbon refrigerant, so the diameter of the filter and orifice must be extremely small. .

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、潤滑油のリターン経路を確保することができる往復動型流体機械を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a reciprocating fluid machine capable of ensuring a return path for lubricating oil.

上記の目的を達成すべく、請求項1記載の往復動型流体機械は、バルブプレートを介してシリンダブロックの一方側に固定され、その内部に潤滑油を含む作動流体の吐出室を有するとともに、吐出室の作動流体と潤滑油とを分離する潤滑油分離装置を有するシリンダヘッドと、シリンダブロックの他方側に向けて延出され、その内部に回転軸と一体的に回転運動する斜板を配置したクランク室を有するケーシングと、シリンダブロックに対して同心円上に中心を有して複数穿設され、斜板の回転運動に伴ってその内部で往復運動するピストンを有するシリンダボアと、潤滑油分離装置から分離された潤滑油をクランク室に戻すリターン経路と、リターン経路に配設され、吐出室とクランク室との差圧に応じて開閉される流量制御弁とを具備することを特徴としている。   In order to achieve the above object, a reciprocating fluid machine according to claim 1 is fixed to one side of a cylinder block via a valve plate, and has a discharge chamber for a working fluid containing lubricating oil inside thereof, A cylinder head having a lubricating oil separation device that separates the working fluid and lubricating oil in the discharge chamber, and a swash plate that extends toward the other side of the cylinder block and rotates integrally with the rotating shaft are disposed therein. A casing having a crank chamber, a cylinder bore having a plurality of holes concentrically with respect to the cylinder block, and having a piston that reciprocates inside the cylinder block as the swash plate rotates, and a lubricating oil separating device A return path for returning the lubricating oil separated from the crank chamber to the crank chamber, and a flow rate control valve disposed in the return path and opened and closed in accordance with a differential pressure between the discharge chamber and the crank chamber. It is characterized in that.

また、請求項2記載の発明では、流量制御弁は、クランク室から離間する方向に向けて拡径された弁孔を有する弁本体と、弁孔に対して摺動自在に配置され、クランク室に向けて縮径された弁体を有する弁部材とを含むことを特徴としている。
更に、請求項3記載の発明では、流量制御弁は、吐出室内の圧力がクランク室内の圧力よりも非常に大きい場合には、弁体が弁孔を閉じる一方、吐出室内の圧力がクランク室内の圧力に略等しい場合には、弁体が弁孔を最大口径で開くことを特徴としている。
In the invention according to claim 2, the flow rate control valve is disposed so as to be slidable with respect to the valve hole, the valve main body having a valve hole whose diameter is expanded toward the direction away from the crank chamber, and the crank chamber. And a valve member having a valve body that is reduced in diameter.
Furthermore, in the invention according to claim 3, when the pressure in the discharge chamber is much higher than the pressure in the crank chamber, the valve body closes the valve hole, while the pressure in the discharge chamber is When the pressure is approximately equal to the pressure, the valve element is characterized by opening the valve hole at the maximum diameter.

更にまた、請求項4記載の発明では、往復動型流体機械は、CO冷媒を用いた冷凍回路の循環経路に介挿されていることを特徴としている。 Furthermore, the invention according to claim 4 is characterized in that the reciprocating fluid machine is inserted in a circulation path of a refrigeration circuit using CO 2 refrigerant.

従って、請求項1記載の本発明の往復動型流体機械によれば、分離された潤滑油をクランク室に戻すリターン経路には、潤滑油専用の制御弁が配設されている。よって、従来の如く圧縮冷媒とともに戻す制御弁を設ける或いはオリフィス等の径を極端に小さくすることなく、リターン経路が確保可能となり、クランク室への潤滑油の戻り量が確保される。
また、請求項2や請求項3記載の発明によれば、弁本体がクランク室から離間する方向に向けて拡径された弁孔を有し、弁部材がクランク室に向けて縮径された弁体を有しており、吐出室内の圧力とクランク室内の圧力との差圧に応じて、これら弁孔と弁体との当接長さ、つまり、弁孔の開口径が変えられる。この結果、吐出圧力とクランク圧力との差圧の大きさの影響を従来に比して受け難くなり、クランク室への戻り量の一定化が図られる。
Therefore, according to the reciprocating fluid machine of the first aspect of the present invention, the control valve dedicated to the lubricating oil is disposed in the return path for returning the separated lubricating oil to the crank chamber. Therefore, a return path can be secured without providing a control valve for returning together with the compressed refrigerant as in the prior art, or without making the diameter of the orifice or the like extremely small, and the return amount of the lubricating oil to the crank chamber is secured.
According to the invention of claim 2 or claim 3, the valve body has a valve hole whose diameter is increased toward the direction away from the crank chamber, and the valve member is reduced in diameter toward the crank chamber. A valve body is provided, and the contact length between the valve hole and the valve body, that is, the opening diameter of the valve hole is changed according to the pressure difference between the pressure in the discharge chamber and the pressure in the crank chamber. As a result, the influence of the difference in pressure between the discharge pressure and the crank pressure is less affected than in the prior art, and the amount of return to the crank chamber is made constant.

更に、請求項4記載の発明によれば、使用圧力が高いCO冷媒を用いても、クランク室への潤滑油の戻り量が確保される。また、CO冷媒を用いれば、環境負荷の軽減に大きく貢献する。 Furthermore, according to the fourth aspect of the invention, the amount of return of the lubricating oil to the crank chamber is ensured even when a CO 2 refrigerant having a high operating pressure is used. In addition, if a CO 2 refrigerant is used, it greatly contributes to the reduction of the environmental load.

以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図1に示されるように、本実施形態はCO冷媒を用いた斜板式の可変容量型圧縮機(往復動型流体機械)4に適用されており、当該圧縮機4は車両用空調装置の冷凍回路の一機器として構成される。詳しくは、この冷凍回路には圧縮機4、ガスクーラ、膨張弁及び蒸発器が順次介挿されている。上記冷媒は潤滑油を含み、この潤滑油は圧縮機4内の軸受や種々の摺動面を潤滑する他、摺動面のシールする機能をも発揮する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the present embodiment is applied to a swash plate type variable displacement compressor (reciprocating fluid machine) 4 using a CO 2 refrigerant, and the compressor 4 is a vehicle air conditioner. It is configured as one device of the refrigeration circuit. Specifically, a compressor 4, a gas cooler, an expansion valve, and an evaporator are sequentially inserted in the refrigeration circuit. The refrigerant contains lubricating oil, and this lubricating oil not only lubricates the bearings and various sliding surfaces in the compressor 4 but also functions to seal the sliding surfaces.

この圧縮機4はフロントハウジング(ケーシング)12を備え、このフロントハウジング12の後方側にはシリンダヘッド14が接合されており、これらフロントハウジング12とシリンダヘッド14とは、ボルト孔67に挿入された複数のボルト68により結合されている。
より具体的には、フロントハウジング12はシリンダヘッド14に向けて大径となる筒形状をなし、それぞれ開口した両端を有しており、フロントハウジング12内にはクランク室16が形成されている。クランク室16内にはシャフト(回転軸)18が配置されている。このシャフト18は段付き形状なし、その一端側がフロントハウジング12から突出し、その突出端には駆動ディスク20がナット22を介して取り付けられている。詳しくは、この駆動ディスク20は電磁クラッチ24を介して駆動プーリ26に連結可能に配置されており、駆動プーリ26は軸受28を介してフロントハウジング12に回転自在に支持されている。
The compressor 4 includes a front housing (casing) 12, and a cylinder head 14 is joined to the rear side of the front housing 12. The front housing 12 and the cylinder head 14 are inserted into bolt holes 67. It is connected by a plurality of bolts 68.
More specifically, the front housing 12 has a cylindrical shape with a large diameter toward the cylinder head 14, and has both open ends. A crank chamber 16 is formed in the front housing 12. A shaft (rotary shaft) 18 is disposed in the crank chamber 16. The shaft 18 does not have a stepped shape, one end thereof protrudes from the front housing 12, and a driving disk 20 is attached to the protruding end via a nut 22. Specifically, the drive disk 20 is disposed so as to be connectable to a drive pulley 26 via an electromagnetic clutch 24, and the drive pulley 26 is rotatably supported on the front housing 12 via a bearing 28.

そして、電磁クラッチ24がON作動されたときには、電磁クラッチ24は駆動プーリ26と駆動ディスク20とを一体的に連結し、シャフト18を駆動プーリ26とともに一方向に回転させる。これに対し、電磁クラッチ24がOFF作動されたときには、電磁クラッチ24は駆動プーリ26と駆動ディスク20との間の連結を解除し、駆動プーリ26からシャフト18への動力の伝達を断つ。   When the electromagnetic clutch 24 is turned ON, the electromagnetic clutch 24 integrally connects the drive pulley 26 and the drive disk 20 and rotates the shaft 18 together with the drive pulley 26 in one direction. On the other hand, when the electromagnetic clutch 24 is turned off, the electromagnetic clutch 24 releases the connection between the drive pulley 26 and the drive disk 20 and cuts off the transmission of power from the drive pulley 26 to the shaft 18.

シャフト18は軸受30,32を介してフロントハウジング12内に回転自在に支持されている。また、フロントハウジング12内において、シャフト18の一端側と軸受30との間にはリップシール34が配置され、リップシール34はクランク室16を気密に区画している。更に、シャフト18には円盤状のロータ36が固定され、ロータ36の背面側には軸受38が配置されている。シャフト18には、このシャフト18の回転を斜板40に伝達するアーム42が固定されており、これらロータ36とアーム42とはヒンジ44を介して連結されている。そして、上述した斜板40はシャフト18の回転軸線に直交する仮想面に対して傾斜可能に構成され、斜板40はシャフト18の外側で揺動する。   The shaft 18 is rotatably supported in the front housing 12 via bearings 30 and 32. Further, in the front housing 12, a lip seal 34 is disposed between one end side of the shaft 18 and the bearing 30, and the lip seal 34 partitions the crank chamber 16 in an airtight manner. Further, a disk-shaped rotor 36 is fixed to the shaft 18, and a bearing 38 is disposed on the back side of the rotor 36. An arm 42 that transmits the rotation of the shaft 18 to the swash plate 40 is fixed to the shaft 18, and the rotor 36 and the arm 42 are connected via a hinge 44. The swash plate 40 described above is configured to be tiltable with respect to a virtual plane orthogonal to the rotation axis of the shaft 18, and the swash plate 40 swings outside the shaft 18.

フロントハウジング12内にはシリンダブロック46が配設されている。なお、このシリンダブロック46はフロントハウジング12に一体的に構成されても良い。また、シリンダブロック46には、シャフト18を中心とした周方向に所定間隔を存して複数のシリンダボア48が配設され、各シリンダボア48内にはピストン50が収容されている。ピストン50はシリンダボア48から突出したテールを有し、このテールに斜板40の外周縁を挟む一対のシュー52が保持されている。そして、斜板40はその回転時にシュー52の内面に摺接される。   A cylinder block 46 is disposed in the front housing 12. The cylinder block 46 may be integrally formed with the front housing 12. The cylinder block 46 is provided with a plurality of cylinder bores 48 at predetermined intervals in the circumferential direction around the shaft 18, and a piston 50 is accommodated in each cylinder bore 48. The piston 50 has a tail protruding from the cylinder bore 48, and a pair of shoes 52 sandwiching the outer peripheral edge of the swash plate 40 are held by the tail. The swash plate 40 is in sliding contact with the inner surface of the shoe 52 when rotating.

これにより、駆動プーリ26の回転がシャフト18に伝達されると、シャフト18はアーム42を介して斜板40を回転させる。斜板40の回転運動は、シュー52を介してピストン50の往復動に変換される。一方、斜板40の傾斜角が変更されると、ピストン50のストローク量が変更され、ひいては圧縮機4の吐出容量が調整される。
シリンダヘッド14はフロントハウジング12に向けて開口したカップ形状をなし、その開口端がバルブプレート58を介してシリンダブロック46やフロントハウジング12に気密に連結されている。シリンダヘッド14内には冷媒の吸入室64と吐出室66とが形成され、吸入室64は吐出室66の周囲に配置されている。吸入室64は、バルブプレート58の吸入孔を介して各シリンダボア48に連通することができ、この吸入孔はシリンダボア48側から開閉される吸入リード弁(図示しない)により開閉される。また、クランク室16と吸入室64とは、シリンダヘッド14、バルブプレート58やシリンダブロック46に穿設された通路70を介して常時連通されている。この通路70はその途中に固定絞りを有し、クランク室16内の圧力を吸入室64側に向けて徐々に逃がすことができる。
Thereby, when the rotation of the drive pulley 26 is transmitted to the shaft 18, the shaft 18 rotates the swash plate 40 via the arm 42. The rotational movement of the swash plate 40 is converted into the reciprocating motion of the piston 50 via the shoe 52. On the other hand, when the inclination angle of the swash plate 40 is changed, the stroke amount of the piston 50 is changed, and as a result, the discharge capacity of the compressor 4 is adjusted.
The cylinder head 14 has a cup shape opened toward the front housing 12, and the opening end thereof is airtightly connected to the cylinder block 46 and the front housing 12 via the valve plate 58. A refrigerant suction chamber 64 and a discharge chamber 66 are formed in the cylinder head 14, and the suction chamber 64 is disposed around the discharge chamber 66. The suction chamber 64 can communicate with each cylinder bore 48 through a suction hole of the valve plate 58, and the suction hole is opened and closed by a suction reed valve (not shown) that is opened and closed from the cylinder bore 48 side. The crank chamber 16 and the suction chamber 64 are always in communication with each other via a passage 70 formed in the cylinder head 14, the valve plate 58 and the cylinder block 46. The passage 70 has a fixed throttle in the middle thereof, and can gradually release the pressure in the crank chamber 16 toward the suction chamber 64 side.

一方、吐出室66はバルブプレート58の吐出孔を介して各シリンダボア48に連通し、この吐出孔は吐出リード弁(図示しない)により開閉される。この吐出リード弁は弁押さえ63とともに吐出室66側にボルトで取り付けられている。また、吐出室66とクランク室16とは通路(図示しない)を介して連通されており、この通路は電磁制御弁(図示しない)によって開閉可能に構成されている。これにより、上記吐出容量が調整され、蒸発器からの吹き出し温度が一定に制御される。   On the other hand, the discharge chamber 66 communicates with each cylinder bore 48 through a discharge hole of the valve plate 58, and this discharge hole is opened and closed by a discharge reed valve (not shown). This discharge reed valve is attached to the discharge chamber 66 side with a bolt 63 together with a bolt. The discharge chamber 66 and the crank chamber 16 communicate with each other via a passage (not shown), and this passage is configured to be opened and closed by an electromagnetic control valve (not shown). Thereby, the said discharge capacity is adjusted and the blowing temperature from an evaporator is controlled uniformly.

また図示されていないが、シリンダヘッド14の周壁には吸入口及び吐出口が形成されており、吸入口は蒸発器に接続されているとともに、吸入室64に連通されている。一方、吐出口は潤滑油分離装置72を介して吐出室66に連通されているとともに、ガスクーラに接続されている。
具体的には、この潤滑油分離装置72は吐出室66と吐出口との間に配設されている。この潤滑油分離装置72は分離室78を有し、この分離室78には分離管76が上方から圧入固定されている。そして、分離室78の内周面と分離管76の外周面との間には環状の空間が形成され、シリンダヘッド14の適宜位置には吐出室66とこの環状の空間とを連通させる冷媒噴出孔74が形成されている。更に、分離室78の下方には貯油室79が形成されており、この貯油室79とクランク室16とはリターン経路80を介して連通されている。
Although not shown, a suction port and a discharge port are formed in the peripheral wall of the cylinder head 14, and the suction port is connected to the evaporator and communicated with the suction chamber 64. On the other hand, the discharge port communicates with the discharge chamber 66 via the lubricating oil separator 72 and is connected to a gas cooler.
Specifically, the lubricating oil separating device 72 is disposed between the discharge chamber 66 and the discharge port. The lubricating oil separation device 72 has a separation chamber 78, and a separation pipe 76 is press-fitted and fixed to the separation chamber 78 from above. An annular space is formed between the inner peripheral surface of the separation chamber 78 and the outer peripheral surface of the separation pipe 76, and a refrigerant jet that communicates the discharge chamber 66 and the annular space at an appropriate position of the cylinder head 14. A hole 74 is formed. Further, an oil storage chamber 79 is formed below the separation chamber 78, and the oil storage chamber 79 and the crank chamber 16 communicate with each other via a return path 80.

本実施形態のリターン経路80は、シリンダヘッド14に配設されたオイル流量制御弁(流量制御弁)82と、バルブプレート58及びシリンダブロック46に穿設されたブロック連通路96とから構成され、潤滑油分離装置72にて分離された潤滑油をクランク室16に戻している。
このオイル流量制御弁82は、吐出室66に連通する貯油室79とクランク室16との差圧に応じて開閉され、図2に示されているように、シリンダヘッド14に配設された弁ハウジング84と、弁ハウジング84内に配設された弁本体87及び弁部材90と、これら弁本体87と弁部材90との間に挟持されたスプリング94とから構成されている。
The return path 80 of this embodiment includes an oil flow rate control valve (flow rate control valve) 82 disposed in the cylinder head 14, and a block communication path 96 formed in the valve plate 58 and the cylinder block 46. The lubricating oil separated by the lubricating oil separation device 72 is returned to the crank chamber 16.
This oil flow rate control valve 82 is opened and closed in accordance with the differential pressure between the oil storage chamber 79 communicating with the discharge chamber 66 and the crank chamber 16, and as shown in FIG. The housing 84 includes a valve main body 87 and a valve member 90 disposed in the valve housing 84, and a spring 94 sandwiched between the valve main body 87 and the valve member 90.

より詳しくは、弁ハウジング84は、その両端に開口を有する筒状に形成され、貯油室79に対峙した端部にはストッパ85を有し、このストッパ85の内側が弁部材90の移動範囲を規制している。また、ストッパ85の内周側には導入口86が形成され、貯油室79内の潤滑油がクランク室16に向けて導入される。
弁本体87は、弁ハウジング84に一体的に固定されており、その中央部分に拡径弁孔(弁孔)88を有している。拡径弁孔88は、ブロック連通路96に連通し、シリンダブロック46側からシリンダヘッド14側に向けて、つまり、クランク室16から離間する方向に向けて緩やかに拡径されている。また、弁本体87は外周端位置にフランジ部89を有し、このフランジ部89はスプリング94のばね座として機能する。
More specifically, the valve housing 84 is formed in a cylindrical shape having openings at both ends thereof, and has a stopper 85 at the end facing the oil storage chamber 79, and the inside of the stopper 85 defines the movement range of the valve member 90. It is regulated. An introduction port 86 is formed on the inner peripheral side of the stopper 85, and the lubricating oil in the oil storage chamber 79 is introduced toward the crank chamber 16.
The valve main body 87 is integrally fixed to the valve housing 84 and has a diameter-enlarged valve hole (valve hole) 88 at the center thereof. The diameter-enlarged valve hole 88 communicates with the block communication passage 96 and is gradually increased in diameter from the cylinder block 46 side toward the cylinder head 14 side, that is, in a direction away from the crank chamber 16. Further, the valve body 87 has a flange portion 89 at the outer peripheral end position, and this flange portion 89 functions as a spring seat of the spring 94.

一方、弁部材90は、弁ハウジング84内に移動可能に配置されており、その中央部分に縮径弁体(弁体)91を有している。縮径弁体91は、シリンダヘッド14側からシリンダブロック46側に向けて、つまり、クランク室16に向けて緩やかに縮径され、拡径弁孔88に対して摺動自在に配置されている。また、弁部材90は外周端位置にフランジ部92を有し、このフランジ部92もスプリング94のばね座として機能する。更に、フランジ部92の適宜位置には環状の導入孔93が穿設され、導入口86に連通している。   On the other hand, the valve member 90 is movably disposed in the valve housing 84 and has a reduced-diameter valve body (valve body) 91 at the center thereof. The diameter-reduced valve body 91 is gradually reduced in diameter from the cylinder head 14 side toward the cylinder block 46 side, that is, toward the crank chamber 16, and is slidably disposed with respect to the diameter-enlarged valve hole 88. . Further, the valve member 90 has a flange portion 92 at the outer peripheral end position, and this flange portion 92 also functions as a spring seat of the spring 94. Further, an annular introduction hole 93 is formed at an appropriate position of the flange portion 92 and communicates with the introduction port 86.

また、各フランジ部89,92の間には狭持されたスプリング94は、弁ハウジング84内にて弁本体87と弁部材90とを離間させる方向に付勢している。
上述した圧縮機4では電磁クラッチ24がON作動されると、シャフト18は、外部からの動力が電磁クラッチ24を介して伝達されて回転する。このシャフト18の回転は斜板40を介してピストン50の往復運動に変換され、各ピストン50の往復運動は、吸入室64内の冷媒が吸入リード弁を介してシリンダボア48に吸入される吸入工程と、シリンダボア48内で冷媒が圧縮される圧縮工程と、圧縮された冷媒が吐出リード弁を介して吐出室66に吐出される吐出工程とからなる一連のプロセスを実施する。なお、この冷媒の吐出容量は、電磁制御弁の開閉作動によってクランク室16内の圧力を制御し、ピストン50のストローク長を増減させることにより調整される。
Further, the spring 94 held between the flange portions 89 and 92 urges the valve main body 87 and the valve member 90 in the valve housing 84 in the direction of separating them.
In the compressor 4 described above, when the electromagnetic clutch 24 is turned ON, the shaft 18 is rotated by the external power transmitted through the electromagnetic clutch 24. The rotation of the shaft 18 is converted into a reciprocating motion of the piston 50 via the swash plate 40, and the reciprocating motion of each piston 50 is a suction process in which the refrigerant in the suction chamber 64 is sucked into the cylinder bore 48 via the suction reed valve. And a series of processes including a compression process in which the refrigerant is compressed in the cylinder bore 48 and a discharge process in which the compressed refrigerant is discharged into the discharge chamber 66 through the discharge reed valve. The refrigerant discharge capacity is adjusted by controlling the pressure in the crank chamber 16 by opening / closing the electromagnetic control valve and increasing / decreasing the stroke length of the piston 50.

吐出室66内の圧縮された冷媒は、冷媒噴出孔74を通過して分離室78に流入し、分離管76の外周面を旋回しながら下降する。この過程にて、圧縮された冷媒は分離管76内を通じて上昇して吐出口に至り、この吐出口76からガスクーラに向けて送出される。これに対し、圧縮された冷媒中の潤滑油は遠心分離の原理に基づいて冷媒から分離され、分離室78の内周面を伝って流下し、潤滑油は貯油室79に導かれて蓄えられる。   The compressed refrigerant in the discharge chamber 66 passes through the refrigerant ejection hole 74 and flows into the separation chamber 78, and descends while turning around the outer peripheral surface of the separation pipe 76. In this process, the compressed refrigerant rises through the separation pipe 76 to reach the discharge port, and is sent out from the discharge port 76 toward the gas cooler. On the other hand, the lubricating oil in the compressed refrigerant is separated from the refrigerant based on the principle of centrifugal separation, flows down along the inner peripheral surface of the separation chamber 78, and the lubricating oil is guided to the oil storage chamber 79 and stored. .

ここで、貯油室79は分離室78を介して吐出室66に常時連通した状態にあり、貯油室79内の潤滑油は、貯油室側79とクランク室側16との間の圧力差に基づいてオイル流量制御弁82が作動することにより、リターン経路80を通じてクランク室16に向けて戻される。詳しくは、吐出圧力Pdがクランク圧力Pcよりも非常に大きい場合には、図2に示されるように、縮径弁体91がスプリング94の付勢力に抗してクランク室16側に向けて移動する。これにより、縮径弁体91と拡径弁孔88との隙間が最小となり、拡径弁孔88が閉じられてクランク室16への潤滑油の戻り量が増加しなくなる。   Here, the oil storage chamber 79 is always in communication with the discharge chamber 66 via the separation chamber 78, and the lubricating oil in the oil storage chamber 79 is based on the pressure difference between the oil storage chamber side 79 and the crank chamber side 16. When the oil flow control valve 82 is activated, the oil flow control valve 82 is returned toward the crank chamber 16 through the return path 80. Specifically, when the discharge pressure Pd is much higher than the crank pressure Pc, the reduced diameter valve body 91 moves toward the crank chamber 16 against the urging force of the spring 94 as shown in FIG. To do. As a result, the gap between the diameter-reduced valve element 91 and the diameter-enlarged valve hole 88 is minimized, the diameter-enlarged valve hole 88 is closed, and the return amount of the lubricating oil to the crank chamber 16 does not increase.

一方、吐出圧力Pdがクランク圧力Pcよりも若干大きい場合には、縮径弁体91がスプリング94の付勢力によってクランク室16から離間する方向に向けて移動する。これにより、縮径弁体91と拡径弁孔88との隙間が生じ、拡径弁孔88が若干開かれることから、貯油室79内の潤滑油は、導入口86、導入孔93及びブロック連通路96を介してクランク室16に達し、軸受30、32等の潤滑に供される。   On the other hand, when the discharge pressure Pd is slightly larger than the crank pressure Pc, the diameter-reduced valve body 91 moves in a direction away from the crank chamber 16 by the urging force of the spring 94. As a result, a gap between the diameter-reduced valve body 91 and the diameter-enlarged valve hole 88 is generated, and the diameter-enlarged valve hole 88 is slightly opened. Therefore, the lubricating oil in the oil storage chamber 79 is introduced into the inlet 86, the inlet hole 93, and the block. It reaches the crank chamber 16 through the communication passage 96 and is used for lubricating the bearings 30 and 32.

更に、吐出圧力Pdがクランク圧力Pcに略等しい場合には、図3に示されるように、縮径弁体91がスプリング94の付勢力によってクランク室16から最も離間する方向に向けて移動する。これにより、縮径弁体91と拡径弁孔88との隙間が最も大きくなって拡径弁孔88が最大口径で開かれる。この結果、クランク室16への戻り量が最大量になり、貯油室79内の潤滑油は軸受30、32等の潤滑に最も供される。   Further, when the discharge pressure Pd is substantially equal to the crank pressure Pc, as shown in FIG. 3, the diameter-reduced valve body 91 moves in the direction farthest away from the crank chamber 16 by the biasing force of the spring 94. Thereby, the clearance gap between the diameter-reduced valve body 91 and the diameter expansion valve hole 88 becomes the largest, and the diameter expansion valve hole 88 is opened by the maximum aperture. As a result, the return amount to the crank chamber 16 becomes the maximum amount, and the lubricating oil in the oil storage chamber 79 is most used for lubrication of the bearings 30 and 32 and the like.

以上のように、本発明によれば、分離された潤滑油をクランク室16に戻すリターン経路80には、潤滑油専用のオイル流量制御弁82が配設されている。よって、従来の如く圧縮冷媒とともに戻す制御弁を設ける或いはオリフィス等の径を極端に小さくすることなく、リターン経路80が確保可能となり、クランク室16への潤滑油の戻り量が確保される。   As described above, according to the present invention, the oil flow control valve 82 dedicated to the lubricating oil is disposed in the return path 80 for returning the separated lubricating oil to the crank chamber 16. Therefore, the return path 80 can be ensured without providing a control valve that returns together with the compressed refrigerant as in the prior art or the diameter of the orifice or the like is made extremely small, and the return amount of the lubricating oil to the crank chamber 16 is ensured.

また、弁本体87がクランク室16から離間する方向に向けて拡径された拡径弁孔88を有し、弁部材90がクランク室16に向けて縮径された縮径弁体91を有しており、吐出圧力Pdとクランク圧力Pcとの差圧に応じて、これら拡径弁孔88と縮径弁体91との当接長さ、すなわち、拡径弁孔88の開口径が変更される。この結果、吐出圧力Pdとクランク圧力Pcとの差圧の大きさの影響を従来に比して受け難くなり、クランク室16への戻り量の一定化が図られる。   Further, the valve body 87 has a diameter-enlarged valve hole 88 whose diameter is increased in a direction away from the crank chamber 16, and the valve member 90 has a diameter-reduced valve body 91 whose diameter is reduced toward the crank chamber 16. The contact length between the diameter-enlarged valve hole 88 and the diameter-reduced valve body 91, that is, the opening diameter of the diameter-enlarged valve hole 88 is changed according to the differential pressure between the discharge pressure Pd and the crank pressure Pc. Is done. As a result, the influence of the differential pressure between the discharge pressure Pd and the crank pressure Pc is less affected than in the prior art, and the return amount to the crank chamber 16 is made constant.

更に、使用圧力が高いCO冷媒を用いても、クランク室16への潤滑油の戻り量が確保されるし、CO冷媒を用いれば、環境負荷の軽減に大きく貢献する。
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、オイル流量制御弁82は上述したシリンダヘッド14の他、シリンダブロック46に配設されていても良く、また、オイル流量制御弁82は吐出圧力Pd等を検出して開閉される電磁制御弁であっても良い。これらの場合にも上記と同様に、潤滑油のリターン経路を確保するとの効果を奏する。
Furthermore, even if a CO 2 refrigerant having a high operating pressure is used, the return amount of the lubricating oil to the crank chamber 16 is ensured, and the use of the CO 2 refrigerant greatly contributes to reducing the environmental load.
The description of one embodiment of the present invention is finished above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the oil flow control valve 82 may be disposed in the cylinder block 46 in addition to the cylinder head 14 described above, and the oil flow control valve 82 is an electromagnetic control valve that is opened and closed by detecting the discharge pressure Pd and the like. It may be. In these cases as well, as described above, there is an effect of securing a return path for the lubricating oil.

また、本発明の往復動型流体機械は、固定容量型の圧縮機や膨張機にも同様に適用できることは云うまでもない。   Needless to say, the reciprocating fluid machine of the present invention can be similarly applied to a fixed capacity compressor or expander.

本発明の一実施形態に係る往復動型流体機械の縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view of a reciprocating fluid machine according to an embodiment of the present invention. 図1のオイル流量制御弁の閉弁時を示す図である。It is a figure which shows the time of valve closing of the oil flow control valve of FIG. 図1のオイル流量制御弁の開弁時を示す図である。It is a figure which shows the time of valve opening of the oil flow control valve of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

4 圧縮機(往復動型流体機械)
12 フロントハウジング(ケーシング)
14 シリンダヘッド
16 クランク室
18 シャフト(回転軸)
40 斜板
46 シリンダブロック
48 シリンダボア
50 ピストン
58 バルブプレート
66 吐出室
72 潤滑油分離装置
80 リターン経路
82 オイル流量制御弁(流量制御弁)
87 弁本体
88 拡径弁孔(弁孔)
90 弁部材
91 縮径弁体(弁体)
4 compressor (reciprocating fluid machine)
12 Front housing (casing)
14 Cylinder head 16 Crank chamber 18 Shaft (Rotating shaft)
40 Swash Plate 46 Cylinder Block 48 Cylinder Bore 50 Piston 58 Valve Plate 66 Discharge Chamber 72 Lubricating Oil Separator 80 Return Path 82 Oil Flow Control Valve (Flow Control Valve)
87 Valve body 88 Expanded valve hole (valve hole)
90 Valve member 91 Reduced diameter valve element (valve element)

Claims (4)

バルブプレートを介してシリンダブロックの一方側に固定され、その内部に潤滑油を含む作動流体の吐出室を有するとともに、該吐出室の前記作動流体と前記潤滑油とを分離する潤滑油分離装置を有するシリンダヘッドと、
前記シリンダブロックの他方側に向けて延出され、その内部に回転軸と一体的に回転運動する斜板を配置したクランク室を有するケーシングと、
前記シリンダブロックに対して同心円上に中心を有して複数穿設され、前記斜板の回転運動に伴ってその内部で往復運動するピストンを有するシリンダボアと、
前記潤滑油分離装置から分離された潤滑油を前記クランク室に戻すリターン経路と、
該リターン経路に配設され、前記吐出室と前記クランク室との差圧に応じて開閉される流量制御弁と
を具備することを特徴とする往復動型流体機械。
A lubricating oil separation device fixed to one side of the cylinder block via a valve plate, having a working fluid discharge chamber containing lubricating oil therein, and separating the working fluid and the lubricating oil in the discharge chamber A cylinder head having,
A casing having a crank chamber that extends toward the other side of the cylinder block and in which a swash plate that rotates integrally with a rotating shaft is disposed;
A cylinder bore having a piston concentrically with respect to the cylinder block and having a piston that reciprocates inside the swash plate as the swash plate rotates;
A return path for returning the lubricating oil separated from the lubricating oil separator to the crank chamber;
A reciprocating fluid machine comprising a flow rate control valve disposed in the return path and opened and closed according to a pressure difference between the discharge chamber and the crank chamber.
前記流量制御弁は、前記クランク室から離間する方向に向けて拡径された弁孔を有する弁本体と、前記弁孔に対して摺動自在に配置され、前記クランク室に向けて縮径された弁体を有する弁部材とを含むことを特徴とする請求項1に記載の往復動型流体機械。   The flow rate control valve is disposed so as to be slidable with respect to the valve hole, and has a valve body having a diameter increased in a direction away from the crank chamber, and is reduced in diameter toward the crank chamber. The reciprocating fluid machine according to claim 1, further comprising: a valve member having a valve body. 前記流量制御弁は、前記吐出室内の圧力が前記クランク室内の圧力よりも非常に大きい場合には、前記弁体が前記弁孔を閉じる一方、前記吐出室内の圧力が前記クランク室内の圧力に略等しい場合には、前記弁体が前記弁孔を最大口径で開くことを特徴とする請求項2に記載の往復動型流体機械。   When the pressure in the discharge chamber is much larger than the pressure in the crank chamber, the flow control valve closes the valve hole while the pressure in the discharge chamber is substantially equal to the pressure in the crank chamber. The reciprocating fluid machine according to claim 2, wherein the valve body opens the valve hole with a maximum diameter when they are equal. 前記往復動型流体機械は、CO冷媒を用いた冷凍回路の循環経路に介挿されていることを特徴とする請求項1に記載の往復動型流体機械。 The reciprocating fluid machine according to claim 1, wherein the reciprocating fluid machine is inserted in a circulation path of a refrigeration circuit using CO 2 refrigerant.
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