JP2018123805A - Compressor - Google Patents

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JP2018123805A
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芳夫 小和田
Yoshio Kowada
芳夫 小和田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To appropriately control flow rate of lubricant passing an orifice even when cooling operation and heating operation are switched.SOLUTION: A compressor includes: a compression mechanism compressing working fluid; an oil separator separating lubricant from the working fluid compressed by the compression mechanism; an orifice OL which is disposed in a flow path L4 of the lubricant separated by the oil separator; and a flow rate variable mechanism 260 which performs phase change in accordance with the temperature of the lubricant and varies flow rate of the lubricant passing the orifice OL. The flow rate variable mechanism 260 is composed of a phase change material positioned on an upstream side of the orifice OL and, by changing a distance to an upstream side opening of the orifice OL in accordance with temperature, changes a flow path area of the lubricant on the upstream side of the orifice OL. Then, by changing the flow path area of the lubricant, flow rate of lubricant passing the orifice OL is suitably varied, and the flow rate is appropriately controlled.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、冷媒などの作動流体を圧縮する圧縮機に関する。   The present invention relates to a compressor that compresses a working fluid such as a refrigerant.

圧縮機においては、圧縮機構によって圧縮された気体の冷媒(気体冷媒)に潤滑油のミストが混入すると、冷媒回路の凝縮器などに導入され、その効率が低下してしまうおそれがある。このため、特開2005−240646号公報(特許文献1)に記載されるように、圧縮機には、圧縮機構によって圧縮された気体冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータが備えられている。オイルセパレータで分離された潤滑油は、例えば、スクロール圧縮機において旋回スクロールを固定スクロールに押し付けるために利用されたり、圧縮機構の摺動箇所を潤滑するために利用されたりしている。この場合、オイルセパレータからの潤滑油の供給量を制御するため、潤滑油の流路に、潤滑油の流量を制限するオリフィス(絞り)が設けられている。   In the compressor, when the mist of lubricating oil is mixed into the gaseous refrigerant (gas refrigerant) compressed by the compression mechanism, it may be introduced into a condenser or the like of the refrigerant circuit and the efficiency may be reduced. For this reason, as described in JP-A-2005-240646 (Patent Document 1), the compressor is provided with an oil separator that separates the lubricating oil from the gaseous refrigerant compressed by the compression mechanism. The lubricating oil separated by the oil separator is used, for example, to press the orbiting scroll against the fixed scroll in a scroll compressor or to lubricate the sliding portion of the compression mechanism. In this case, in order to control the supply amount of the lubricating oil from the oil separator, an orifice (throttle) that restricts the flow rate of the lubricating oil is provided in the flow path of the lubricating oil.

特開2005−240646号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-240646

ところで、空調機器において圧縮機を使用する場合、冷房運転時には、圧縮機に吸入される気体冷媒の温度が高いため、潤滑油の温度も高くなり、その粘度が低くなってしまう。また、暖房運転時には、圧縮機に吸入される気体冷媒の温度が低いため、潤滑油の温度も低くなり、その粘度が高くなってしまう。   By the way, when using a compressor in air-conditioning equipment, the temperature of the lubricating oil becomes high and the viscosity becomes low because the temperature of the gas refrigerant sucked into the compressor is high during the cooling operation. Moreover, since the temperature of the gaseous refrigerant sucked into the compressor is low during the heating operation, the temperature of the lubricating oil is also lowered and the viscosity thereof is increased.

このため、冷房運転に適合するようにオリフィス径を設定すると、暖房運転時にオリフィスを通過する潤滑油の流量が過小となって、例えば、圧縮機構の摺動箇所の潤滑が不足してしまうおそれがある。また、暖房運転に適合するようにオリフィス径を設定すると、冷房運転時にオリフィスを通過する潤滑油の流量が過大となって、オイルセパレータの潤滑油の分離能力を上回り、潤滑油の流路に気体冷媒が混入して内部漏れなどが発生してしまうおそれがある。   For this reason, if the orifice diameter is set so as to suit the cooling operation, the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice becomes too small during the heating operation, and for example, there is a risk that the lubrication of the sliding portion of the compression mechanism will be insufficient. is there. In addition, if the orifice diameter is set so as to suit the heating operation, the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice becomes excessive during the cooling operation, which exceeds the lubricating oil separation capability of the oil separator, and gas flows into the lubricating oil flow path. There is a possibility that internal leakage or the like may occur due to the mixture of refrigerant.

そこで、本発明は、冷房運転及び暖房運転を切り替えても、オリフィスを通過する潤滑油の流量を適切に制御可能な圧縮機を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the compressor which can control appropriately the flow volume of the lubricating oil which passes an orifice, even if it switches cooling operation and heating operation.

このため、圧縮機は、作動流体を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構により圧縮された作動流体から潤滑油を分離するオイルセパレータと、オイルセパレータにより分離された潤滑油の流路に配設されたオリフィスと、潤滑油の温度に応じて相変化し、オリフィスを通過する潤滑油の流量を可変とする流量可変機構と、を備える。   For this reason, the compressor is disposed in a compression mechanism for compressing the working fluid, an oil separator for separating the lubricating oil from the working fluid compressed by the compression mechanism, and a flow path for the lubricating oil separated by the oil separator. An orifice and a flow rate variable mechanism that changes phase according to the temperature of the lubricating oil and makes the flow rate of the lubricating oil that passes through the orifice variable.

本発明によれば、冷房運転及び暖房運転を切り替えても、オリフィスを通過する潤滑油の流量を適切に制御することができる。   According to the present invention, the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice can be appropriately controlled even when the cooling operation and the heating operation are switched.

スクロール圧縮機の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of a scroll compressor. オイルセパレータによる潤滑油の分離方法の説明図である。It is explanatory drawing of the separation method of the lubricating oil by an oil separator. 気体冷媒の流れを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the flow of a gaseous refrigerant. 流量可変機構の第1実施形態を説明する縦断面図である。It is a longitudinal section explaining a 1st embodiment of a flow variable mechanism. 流量可変機構の第2実施形態を説明する縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view explaining 2nd Embodiment of a flow variable mechanism. 流量可変機構の第3実施形態を説明する縦断面図である。It is a longitudinal section explaining a 3rd embodiment of a flow variable mechanism. 流量可変機構の第4実施形態を説明する縦断面図である。It is a longitudinal section explaining a 4th embodiment of a flow variable mechanism. 流量可変機構の第5実施形態を説明する縦断面図である。It is a longitudinal section explaining a 5th embodiment of a flow variable mechanism.

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1は、スクロール圧縮機の一例を示す。なお、スクロール圧縮機が、圧縮機の一例として挙げられる。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an example of a scroll compressor. A scroll compressor is an example of a compressor.

スクロール圧縮機100は、スクロールユニット120と、気体冷媒の吸入室H1及び吐出室H2を有するハウジング140と、スクロールユニット120を駆動する電動モータ160と、電動モータ160を制御するインバータ180と、を備えている。なお、スクロールユニット120は、電動モータ160に代えて、例えば、エンジン出力によって駆動されてもよい。また、インバータ180は、スクロール圧縮機100に組み込まれていなくてもよい。   The scroll compressor 100 includes a scroll unit 120, a housing 140 having a gas refrigerant suction chamber H1 and a discharge chamber H2, an electric motor 160 that drives the scroll unit 120, and an inverter 180 that controls the electric motor 160. ing. The scroll unit 120 may be driven by, for example, engine output instead of the electric motor 160. Further, the inverter 180 may not be incorporated in the scroll compressor 100.

スクロールユニット120は、互いに噛み合わされる固定スクロール122及び旋回スクロール124を有している。固定スクロール122は、円板形状の底板122Aと、底板122Aの一面から立設するインボリュート形状(渦巻き形状)のラップ122Bと、を含んでいる。旋回スクロール124は、固定スクロール122と同様に、円板形状の底板124Aと、底板124Aの一面から立設するインボリュート形状のラップ124Bと、を含んでいる。   The scroll unit 120 includes a fixed scroll 122 and a turning scroll 124 that are meshed with each other. The fixed scroll 122 includes a disc-shaped bottom plate 122A and an involute-shaped (spiral shape) wrap 122B standing from one surface of the bottom plate 122A. Similar to the fixed scroll 122, the orbiting scroll 124 includes a disc-shaped bottom plate 124A and an involute-shaped wrap 124B standing from one surface of the bottom plate 124A.

固定スクロール122及び旋回スクロール124は、そのラップ122B及び124Bを噛み合わせるように配置されている。詳細には、固定スクロール122のラップ122Bの先端部が、旋回スクロール124の底板124Aの一面に接触し、旋回スクロール124のラップ124Bの先端部が、固定スクロール122の底板122Aの一面に接触するように配置されている。なお、ラップ122B及び124Bの先端部には、チップシール(図示せず)が取り付けられている。   The fixed scroll 122 and the orbiting scroll 124 are arranged so as to mesh the wraps 122B and 124B. Specifically, the front end portion of the wrap 122B of the fixed scroll 122 is in contact with one surface of the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124, and the front end portion of the wrap 124B of the orbiting scroll 124 is in contact with one surface of the bottom plate 122A of the fixed scroll 122. Is arranged. A tip seal (not shown) is attached to the tip of the wraps 122B and 124B.

また、固定スクロール122及び旋回スクロール124は、そのラップ122B及び124Bの周方向の角度が互いにずれた状態で、そのラップ122B及び124Bの側壁が互いに部分的に接触するように配置されている。従って、固定スクロール122のラップ122Bと旋回スクロール124のラップ124Bとの間には、圧縮室H3として機能する、三日月形状の密閉空間が形成されている。   Further, the fixed scroll 122 and the orbiting scroll 124 are arranged such that the side walls of the wraps 122B and 124B are in partial contact with each other in a state where the circumferential angles of the wraps 122B and 124B are shifted from each other. Therefore, a crescent-shaped sealed space that functions as the compression chamber H3 is formed between the wrap 122B of the fixed scroll 122 and the wrap 124B of the orbiting scroll 124.

旋回スクロール124は、その自転が阻止された状態で、後述するクランク機構240を介して、固定スクロール122の軸心周りに公転可能に配置されている。従って、スクロールユニット120は、固定スクロール122のラップ122Bと旋回スクロール124のラップ124Bとにより区画される圧縮室H3を中央部に移動させ、その容積を徐々に減少させる。その結果、スクロールユニット120は、ラップ122B及び124Bの外端部から圧縮室H3に吸入される気体冷媒を圧縮する。   The orbiting scroll 124 is disposed so as to be able to revolve around the axis of the fixed scroll 122 via a crank mechanism 240 described later in a state in which the rotation is prevented. Therefore, the scroll unit 120 moves the compression chamber H3 defined by the wrap 122B of the fixed scroll 122 and the wrap 124B of the orbiting scroll 124 to the center, and gradually reduces the volume thereof. As a result, the scroll unit 120 compresses the gaseous refrigerant sucked into the compression chamber H3 from the outer ends of the wraps 122B and 124B.

ハウジング140は、電動モータ160及びインバータ180を収容するフロントハウジング142と、スクロールユニット120を収容するセンターハウジング144と、リアハウジング146と、インバータカバー148と、を有している。そして、フロントハウジング142、センターハウジング144、リアハウジング146及びインバータカバー148が、例えば、ボルト及びワッシャを含む締結具(図示せず)によって、一体的に締結されることで、スクロール圧縮機100のハウジング140が構成されている。   The housing 140 includes a front housing 142 that houses the electric motor 160 and the inverter 180, a center housing 144 that houses the scroll unit 120, a rear housing 146, and an inverter cover 148. The front housing 142, the center housing 144, the rear housing 146, and the inverter cover 148 are integrally fastened by, for example, a fastener (not shown) including a bolt and a washer, so that the housing of the scroll compressor 100 is obtained. 140 is configured.

フロントハウジング142は、略円筒形状の周壁部142Aと仕切壁部142Bとを有している。フロントハウジング142の内部空間は、仕切壁部142Bにより、電動モータ160を収容するための空間とインバータ180を収容するための空間とに仕切られている。周壁部142Aの一端側の開口は、インバータカバー148によって閉塞されている。また、周壁部142Aの他端側の開口は、センターハウジング144によって閉塞されている。仕切壁部142Bには、その径方向の中央部に後述する駆動軸166の一端部を回転自由に支持する、略円筒形状の支持部142B1が、周壁部142Aの他端側に向かって突設されている。   The front housing 142 includes a substantially cylindrical peripheral wall portion 142A and a partition wall portion 142B. The internal space of the front housing 142 is partitioned into a space for housing the electric motor 160 and a space for housing the inverter 180 by the partition wall 142B. The opening on one end side of the peripheral wall portion 142 </ b> A is closed by the inverter cover 148. Further, the opening on the other end side of the peripheral wall portion 142 </ b> A is closed by the center housing 144. The partition wall 142B has a substantially cylindrical support 142B1 that rotatably supports one end of a drive shaft 166, which will be described later, at the center in the radial direction, and protrudes toward the other end of the peripheral wall 142A. Has been.

また、フロントハウジング142の周壁部142A及び仕切壁部142Bとセンターハウジング144とにより、気体冷媒の吸入室H1が区画されている。吸入室H1には、周壁部142Aに形成された吸入ポートP1を介して、低圧・低温の気体冷媒が吸入される。なお、吸入室H1では、気体冷媒が電動モータ160の周囲を流通して電動モータ160を冷却可能になっており、電動モータ160一方側の空間とその他方側の空間とが連通する、1つの吸入室H1が形成されている。吸入室H1には、回転駆動される駆動軸166などの摺動箇所の潤滑のため、適量の潤滑油が貯留されている。このため、吸入室H1においては、気体冷媒は潤滑油との混合流体として流れている。   Further, a gas refrigerant suction chamber H <b> 1 is defined by the peripheral wall 142 </ b> A and the partition wall 142 </ b> B of the front housing 142 and the center housing 144. Low-pressure and low-temperature gaseous refrigerant is sucked into the suction chamber H1 through a suction port P1 formed in the peripheral wall 142A. In the suction chamber H1, gas refrigerant flows around the electric motor 160 so that the electric motor 160 can be cooled, and the space on one side of the electric motor 160 communicates with the space on the other side. A suction chamber H1 is formed. An appropriate amount of lubricating oil is stored in the suction chamber H1 in order to lubricate sliding portions such as the drive shaft 166 that is rotationally driven. For this reason, in the suction chamber H1, the gaseous refrigerant flows as a mixed fluid with the lubricating oil.

センターハウジング144は、フロントハウジング142との締結側とは反対側が開口した略有底円筒形状をなし、その内部にスクロールユニット120を収容することができる。センターハウジング144は、円筒部144Aとその一端側の底壁部144Bとを有している。円筒部144Aと底壁部144Bとによって区画される空間に、スクロールユニット120が収容されている。円筒部144Aの他端側には、固定スクロール122が嵌合する嵌合部144A1が形成されている。従って、センターハウジング144の開口は、固定スクロール122によって閉塞されている。また、底壁部144Bは、その径方向の中央部が電動モータ160に向かって膨出するように形成されている。底壁部144Bの膨出部144B1の径方向の中央部には、駆動軸166の他端部を貫通させるための貫通孔が形成されている。そして、膨出部144B1のスクロールユニット120側には、駆動軸166の他端部を回転自由に支持するベアリング200が嵌合する嵌合部が形成されている。   The center housing 144 has a substantially bottomed cylindrical shape that is open on the side opposite to the fastening side with the front housing 142, and can accommodate the scroll unit 120 therein. The center housing 144 has a cylindrical portion 144A and a bottom wall portion 144B on one end side thereof. The scroll unit 120 is accommodated in a space defined by the cylindrical portion 144A and the bottom wall portion 144B. A fitting portion 144A1 into which the fixed scroll 122 is fitted is formed on the other end side of the cylindrical portion 144A. Therefore, the opening of the center housing 144 is closed by the fixed scroll 122. Further, the bottom wall portion 144 </ b> B is formed so that a central portion in the radial direction bulges toward the electric motor 160. A through hole for allowing the other end portion of the drive shaft 166 to penetrate is formed in the radial center portion of the bulging portion 144B1 of the bottom wall portion 144B. And the fitting part which the bearing 200 which supports the other end part of the drive shaft 166 freely rotatably is formed in the scroll unit 120 side of the bulging part 144B1.

センターハウジング144の底壁部144Bと旋回スクロール124の底板124Aとの間には、円環形状のスラストプレート210が配置されている。底壁部144Bの外周部は、スラストプレート210を介して旋回スクロール124からのスラスト力を受ける。底壁部144B及び底板124Aのスラストプレート210と当接する部位には、シール部材(図示せず)が夫々埋設されている。   An annular thrust plate 210 is disposed between the bottom wall portion 144 </ b> B of the center housing 144 and the bottom plate 124 </ b> A of the orbiting scroll 124. The outer peripheral portion of the bottom wall portion 144 </ b> B receives a thrust force from the orbiting scroll 124 via the thrust plate 210. Sealing members (not shown) are embedded in the bottom wall portion 144B and the portions of the bottom plate 124A that are in contact with the thrust plate 210, respectively.

また、底板124Aの電動モータ160側端面と底壁部144Bとの間、つまり、旋回スクロール124の固定スクロール122とは反対側の端面とセンターハウジング144との間には、背圧室H4が形成されている。センターハウジング144には、吸入室H1からスクロールユニット120のラップ122B及び124Bの外端部付近の空間H5へと気体冷媒(詳細には、気体冷媒と潤滑油との混合流体)を導入するための冷媒導入通路L1が形成されている。冷媒導入通路L1は、空間H5と吸入室H1とを連通しているため、空間H5の圧力は、吸入室H1の圧力(吸入圧力Ps)と等しい。   Further, a back pressure chamber H4 is formed between the end surface of the bottom plate 124A on the electric motor 160 side and the bottom wall portion 144B, that is, between the end surface of the orbiting scroll 124 opposite to the fixed scroll 122 and the center housing 144. Has been. A gas refrigerant (specifically, a mixed fluid of a gas refrigerant and lubricating oil) is introduced into the center housing 144 from the suction chamber H1 to the space H5 near the outer ends of the wraps 122B and 124B of the scroll unit 120. A refrigerant introduction passage L1 is formed. Since the refrigerant introduction passage L1 communicates the space H5 and the suction chamber H1, the pressure of the space H5 is equal to the pressure of the suction chamber H1 (suction pressure Ps).

リアハウジング146は、センターハウジング144の円筒部144Aの嵌合部144A1側端部に、締結具によって締結されている。従って、固定スクロール122は、その底板122Aが嵌合部144A1とリアハウジング146との間に挟持されて固定されている。また、リアハウジング146は、センターハウジング144との締結側(一端側)が開口した略有底円筒形状をなし、円筒部146Aとその他端側の底壁部146Bとを有している。   The rear housing 146 is fastened to a fitting portion 144A1 side end portion of the cylindrical portion 144A of the center housing 144 by a fastener. Accordingly, the bottom plate 122A of the fixed scroll 122 is fixed by being sandwiched between the fitting portion 144A1 and the rear housing 146. Further, the rear housing 146 has a substantially bottomed cylindrical shape with an opening on the fastening side (one end side) with the center housing 144, and has a cylindrical portion 146A and a bottom wall portion 146B on the other end side.

リアハウジング146の円筒部146A及び底壁部146Bと固定スクロール122の底板122Aとにより、気体冷媒の吐出室H2が区画されている。底板122Aの中央部には、圧縮冷媒の吐出通路(吐出孔)L2が形成され、吐出通路L2には、吐出室H2からスクロールユニット120への流れを規制する、例えば、リードバルブからなる逆止弁220が付設されている。吐出室H2には、スクロールユニット120の圧縮室H3で圧縮された圧縮冷媒が吐出通路L2及び逆止弁220を介して吐出される。   A gas refrigerant discharge chamber H <b> 2 is defined by the cylindrical portion 146 </ b> A and the bottom wall portion 146 </ b> B of the rear housing 146 and the bottom plate 122 </ b> A of the fixed scroll 122. A compressed refrigerant discharge passage (discharge hole) L2 is formed at the center of the bottom plate 122A, and the discharge passage L2 restricts the flow from the discharge chamber H2 to the scroll unit 120, for example, a check valve comprising a reed valve. A valve 220 is attached. Compressed refrigerant compressed in the compression chamber H3 of the scroll unit 120 is discharged into the discharge chamber H2 through the discharge passage L2 and the check valve 220.

リアハウジング146には、吐出室H2の気体冷媒から潤滑油を分離するためのオイルセパレータ230が配置されている。具体的には、リアハウジング146の後端部、即ち、センターハウジング144とは反対側に位置する端部には、その外周壁から内部へと向かって延びる、円形横断面を有する気液分離室230Aが形成されている。気液分離室230Aには、これと同心になるように、円形横断面を有する段付形状の内筒230Bが内挿されている。内筒230Bの基端部は、気液分離室230Aの段部230A1に係止し、その先端部は、気液分離室230Aの最奥部から所定間隔を隔てた位置まで延びている。ここで、少なくとも内筒230Bが配置されている気液分離室230Aの空間は、気体冷媒から潤滑油を分離する分離部として機能し、気液分離室230Aの最奥部に位置する略円柱形状の空間は、オイルセパレータ230によって分離された潤滑油を一時的に貯留する貯留部として機能する。   In the rear housing 146, an oil separator 230 for separating the lubricating oil from the gaseous refrigerant in the discharge chamber H2 is disposed. Specifically, the rear end portion of the rear housing 146, that is, the end portion on the side opposite to the center housing 144, has a gas-liquid separation chamber having a circular cross section extending from the outer peripheral wall to the inside. 230A is formed. A stepped inner cylinder 230B having a circular cross section is inserted into the gas-liquid separation chamber 230A so as to be concentric with the gas-liquid separation chamber 230A. The base end portion of the inner cylinder 230B is locked to the step portion 230A1 of the gas-liquid separation chamber 230A, and the distal end portion extends to a position spaced apart from the innermost portion of the gas-liquid separation chamber 230A by a predetermined interval. Here, at least the space of the gas-liquid separation chamber 230A in which the inner cylinder 230B is disposed functions as a separation portion that separates the lubricating oil from the gas refrigerant, and is substantially cylindrical in shape at the innermost portion of the gas-liquid separation chamber 230A. This space functions as a reservoir for temporarily storing the lubricating oil separated by the oil separator 230.

リアハウジング146における気液分離室230Aの開口は、内筒230Bを押圧可能なボルト(図示せず)によって閉塞されている。ボルトには、その頭部の端面から軸部の先端部へと貫通する貫通孔が形成されている。そして、ボルトの頭部には、オイルセパレータ230によって潤滑油が分離された気体冷媒を図示しない凝縮器へと導くために、配管を接続する吐出ポートP2が形成されている。また、気液分離室230Aは、その内周面の接線方向に延びる導入ポート146Cを介して、吐出室H2に連通している。   The opening of the gas-liquid separation chamber 230A in the rear housing 146 is closed by a bolt (not shown) that can press the inner cylinder 230B. The bolt is formed with a through-hole penetrating from the end surface of the head portion to the tip end portion of the shaft portion. A discharge port P2 for connecting piping is formed at the head of the bolt in order to guide the gaseous refrigerant from which the lubricating oil is separated by the oil separator 230 to a condenser (not shown). The gas-liquid separation chamber 230A communicates with the discharge chamber H2 via an introduction port 146C extending in the tangential direction of the inner peripheral surface thereof.

従って、スクロールユニット120によって圧縮された気体冷媒は、吐出室H2を経て、導入ポート146Cからオイルセパレータ230へと導入される。オイルセパレータ230へと導入された気体冷媒は、図2に示すように、気液分離室230Aの内周面と内筒230Bの外周面により形成される円環形状の空間を旋回しつつ下方へと流れる。このとき、気体冷媒に含まれる潤滑油のミストは、気体冷媒が旋回するときに発生する遠心力を受け、その外方へと移動する。潤滑油のミストが外方へと移動すると、気液分離室230Aの内周面に付着し、重力を利用してその底部へと滴下される。そして、オイルセパレータ230により分離された潤滑油は、後述する圧力供給通路L3へと導かれる。一方、潤滑油が分離された気体冷媒は、内筒230Bの先端部からその内部空間へと入り込み、その圧力を利用してボルトの頭部に形成された吐出ポートP2から吐出される。   Therefore, the gaseous refrigerant compressed by the scroll unit 120 is introduced from the introduction port 146C to the oil separator 230 via the discharge chamber H2. As shown in FIG. 2, the gas refrigerant introduced into the oil separator 230 moves downward while swirling in an annular space formed by the inner peripheral surface of the gas-liquid separation chamber 230A and the outer peripheral surface of the inner cylinder 230B. And flow. At this time, the mist of the lubricating oil contained in the gas refrigerant receives a centrifugal force generated when the gas refrigerant swirls and moves outward. When the lubricant mist moves outward, it adheres to the inner peripheral surface of the gas-liquid separation chamber 230A and is dropped onto the bottom using gravity. Then, the lubricating oil separated by the oil separator 230 is guided to a pressure supply passage L3 described later. On the other hand, the gaseous refrigerant from which the lubricating oil has been separated enters the internal space from the tip of the inner cylinder 230B, and is discharged from a discharge port P2 formed in the head of the bolt using the pressure.

なお、図1では、潤滑油の混合前又は分離後の気体冷媒の流れは斜線付き矢印で示され、潤滑油と混合された気体冷媒(混合流体)の流れは黒塗り矢印で示され、気体冷媒から分離された潤滑油の流れは白抜き矢印で示されている。   In FIG. 1, the flow of the gaseous refrigerant before or after mixing the lubricating oil is indicated by a hatched arrow, and the flow of the gaseous refrigerant (mixed fluid) mixed with the lubricating oil is indicated by a black arrow. The flow of lubricating oil separated from the refrigerant is indicated by white arrows.

電動モータ160は、例えば、三相交流モータからなり、ロータ162と、ロータ162の径方向外側に配置されるステータコアユニット164と、を有している。そして、例えば、車載のバッテリ(図示せず)からの直流電流が、インバータ180により交流電流に変換され、電動モータ160に供給される。   The electric motor 160 is composed of, for example, a three-phase AC motor, and includes a rotor 162 and a stator core unit 164 disposed on the radially outer side of the rotor 162. For example, a direct current from an on-vehicle battery (not shown) is converted into an alternating current by the inverter 180 and supplied to the electric motor 160.

ロータ162は、その径方向中心に形成された軸孔に圧入される駆動軸166を介して、ステータコアユニット164の径方向内側で回転可能に支持されている。駆動軸166の一端部は、フロントハウジング142の支持部142B1に回転可能に支持されている。駆動軸166の他端部は、センターハウジング144に形成された貫通孔を貫通して、ベアリング200によって回転可能に支持されている。インバータ180からの給電により、ステータコアユニット164に磁界が発生すると、ロータ162に回転力が作用して駆動軸166が回転駆動される。駆動軸166の他端部は、クランク機構240を介して、旋回スクロール124に連結されている。   The rotor 162 is rotatably supported on the radially inner side of the stator core unit 164 through a drive shaft 166 that is press-fitted into a shaft hole formed at the center in the radial direction. One end portion of the drive shaft 166 is rotatably supported by the support portion 142B1 of the front housing 142. The other end of the drive shaft 166 passes through a through hole formed in the center housing 144 and is rotatably supported by the bearing 200. When a magnetic field is generated in the stator core unit 164 by power feeding from the inverter 180, a rotational force acts on the rotor 162, and the drive shaft 166 is rotationally driven. The other end of the drive shaft 166 is connected to the orbiting scroll 124 via the crank mechanism 240.

クランク機構240は、旋回スクロール124の底板124Aの背圧室H4側端面に突出形成された略円筒形状のボス部240Aと、駆動軸166の他端部に設けられたクランク240Bに偏心状態で取り付けられた偏心ブッシュ240Cと、を有している。偏心ブッシュ240Cは、ボス部240Aに回転可能に支持されている。なお、駆動軸166の他端部には、旋回スクロール124の動作時の遠心力に対抗するバランサウェイト240Dが取り付けられている。従って、旋回スクロール124は、その自転が抑制された状態で、クランク機構240を介して、固定スクロール122の軸心周りに公転可能になっている。ここで、スクロールユニット120、駆動軸166及びクランク機構240が、圧縮機構の一例として挙げられる。   The crank mechanism 240 is attached in an eccentric state to a substantially cylindrical boss portion 240A that protrudes from the end surface on the back pressure chamber H4 side of the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124 and a crank 240B that is provided at the other end portion of the drive shaft 166. And an eccentric bush 240C. The eccentric bush 240C is rotatably supported by the boss portion 240A. Note that a balancer weight 240 </ b> D is attached to the other end portion of the drive shaft 166 to resist centrifugal force during the operation of the orbiting scroll 124. Therefore, the orbiting scroll 124 can revolve around the axis of the fixed scroll 122 via the crank mechanism 240 in a state where the rotation of the orbiting scroll 124 is suppressed. Here, the scroll unit 120, the drive shaft 166, and the crank mechanism 240 are cited as examples of the compression mechanism.

図3は、スクロール圧縮機100における、冷媒及び潤滑油の流れを説明するためのブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram for explaining the flow of refrigerant and lubricating oil in the scroll compressor 100.

図1及び図3に示すように、蒸発器からの低圧・低温の気体冷媒は、吸入ポートP1を介して吸入室H1に導入され、その後、冷媒導入通路L1を介してスクロールユニット120の外端部付近の空間H5に導かれる。そして、空間H5の気体冷媒は、スクロールユニット120の圧縮室H3に取り込まれて圧縮される。圧縮室H3で圧縮された圧縮冷媒は、吐出通路L2及び逆止弁220を介して吐出室H2に吐出され、その後、吐出室H2から導入ポート146Cを介してオイルセパレータ230に導かれる。オイルセパレータ230によって潤滑油が分離された気体冷媒は、吐出ポートP2を通って凝縮器へと吐出される。このようにして、吸入室H1を介して流入される気体冷媒を圧縮室H3で圧縮し、この圧縮冷媒を吐出室H2を介して吐出するスクロールユニット120が構成される。   As shown in FIGS. 1 and 3, the low-pressure / low-temperature gas refrigerant from the evaporator is introduced into the suction chamber H1 through the suction port P1, and then the outer end of the scroll unit 120 through the refrigerant introduction passage L1. To the space H5 near the section. The gaseous refrigerant in the space H5 is taken into the compression chamber H3 of the scroll unit 120 and compressed. The compressed refrigerant compressed in the compression chamber H3 is discharged to the discharge chamber H2 through the discharge passage L2 and the check valve 220, and is then guided from the discharge chamber H2 to the oil separator 230 through the introduction port 146C. The gaseous refrigerant from which the lubricating oil is separated by the oil separator 230 is discharged to the condenser through the discharge port P2. In this way, the scroll unit 120 that compresses the gaseous refrigerant flowing in through the suction chamber H1 in the compression chamber H3 and discharges the compressed refrigerant through the discharge chamber H2 is configured.

ここで、図1に示すように、リアハウジング146の後端部には、背圧室H4の圧力調整用の背圧制御弁250が更に組み込まれている。   Here, as shown in FIG. 1, a back pressure control valve 250 for adjusting the pressure of the back pressure chamber H4 is further incorporated in the rear end portion of the rear housing 146.

背圧制御弁250は、吸入室H1の吸入圧力Ps及び吐出室H2の吐出圧力Pdに応じて作動し、背圧室H4の背圧Pmが吸入圧力Ps及び吐出圧力Pdに応じた目標背圧Pcに近づくように、その弁開度を自動的に調整する、公知の機械式(自律式)の流量制御弁である。   The back pressure control valve 250 operates according to the suction pressure Ps of the suction chamber H1 and the discharge pressure Pd of the discharge chamber H2, and the back pressure Pm of the back pressure chamber H4 is a target back pressure according to the suction pressure Ps and the discharge pressure Pd. This is a known mechanical (autonomous) flow control valve that automatically adjusts the valve opening so as to approach Pc.

スクロール圧縮機100は、図1及び図3に示すように、冷媒導入通路L1及び吐出通路L2に加えて、圧力供給通路L3及び放圧通路L4を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the scroll compressor 100 includes a pressure supply passage L3 and a pressure release passage L4 in addition to the refrigerant introduction passage L1 and the discharge passage L2.

背圧制御弁250は、圧力供給通路L3の一部を構成するように、圧力供給通路L3の途上に配置されている。従って、オイルセパレータ230によって分離された潤滑油は、背圧制御弁250により適宜減圧されつつ、圧力供給通路L3を介して背圧室H4に供給される。つまり、背圧室H4の入口側(上流側)に接続される圧力供給通路L3の開度を背圧制御弁250によって調整することで、背圧室H4へと流入する潤滑油の流量を増減して背圧Pmを調整する。   The back pressure control valve 250 is disposed in the middle of the pressure supply passage L3 so as to constitute a part of the pressure supply passage L3. Accordingly, the lubricating oil separated by the oil separator 230 is supplied to the back pressure chamber H4 via the pressure supply passage L3 while being appropriately decompressed by the back pressure control valve 250. That is, by adjusting the opening of the pressure supply passage L3 connected to the inlet side (upstream side) of the back pressure chamber H4 with the back pressure control valve 250, the flow rate of the lubricating oil flowing into the back pressure chamber H4 is increased or decreased. Then, the back pressure Pm is adjusted.

放圧通路L4は、背圧室H4と吸入室H1とを連通する。放圧通路L4の途上には、オリフィスOLが配置されている。また、オリフィスOLが配置される放圧通路L4は、駆動軸166を貫通して形成され、駆動軸166の中心軸に沿うように延びている。オリフィスOLは、例えば、駆動軸166の吸入室H1側端部に配置されている。背圧室H4の潤滑油は、オリフィスOLにより流量が制限されつつ、吸入室H1へと戻される。このとき、潤滑油は、駆動軸166とフロントハウジング142の支持部142B1との摺動箇所に供給され、これらの潤滑に供される。   The pressure release passage L4 communicates the back pressure chamber H4 and the suction chamber H1. An orifice OL is arranged in the middle of the pressure release passage L4. The pressure release passage L4 in which the orifice OL is disposed is formed so as to penetrate the drive shaft 166 and extend along the central axis of the drive shaft 166. For example, the orifice OL is disposed at the end of the drive shaft 166 on the suction chamber H1 side. The lubricating oil in the back pressure chamber H4 is returned to the suction chamber H1 while the flow rate is limited by the orifice OL. At this time, the lubricating oil is supplied to the sliding portion between the drive shaft 166 and the support portion 142B1 of the front housing 142, and is used for the lubrication.

そして、背圧室H4の背圧Pmにより、旋回スクロール124が固定スクロール122に向けて押し付けられる。スクロールユニット120の圧縮動作中において、旋回スクロール124の底板124Aの背圧室H4側端面に作用する背圧Pmの合力が底板124Aの圧縮室H3側端面に作用する圧縮反力より小さい、つまり、背圧不足状態になると、旋回スクロール124のラップ124Bの先端部と固定スクロール122の底板122Aとの間に隙間が生じると共に、旋回スクロール124の底板124Aと固定スクロール122のラップ122Bの先端部との間に隙間が生じて、圧縮機の体積効率が低下するおそれがある。このため、合力が圧縮反力より大きくなるように、背圧制御弁250によって背圧Pmが調整される。   Then, the orbiting scroll 124 is pressed toward the fixed scroll 122 by the back pressure Pm in the back pressure chamber H4. During the compression operation of the scroll unit 120, the resultant force of the back pressure Pm acting on the back pressure chamber H4 side end surface of the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124 is smaller than the compression reaction force acting on the compression chamber H3 side end surface of the bottom plate 124A. When the back pressure is insufficient, a gap is generated between the tip of the wrap 124B of the orbiting scroll 124 and the bottom plate 122A of the fixed scroll 122, and the bottom plate 124A of the orbiting scroll 124 and the tip of the wrap 122B of the fixed scroll 122 There may be a gap between them, which may reduce the volumetric efficiency of the compressor. For this reason, the back pressure Pm is adjusted by the back pressure control valve 250 so that the resultant force is greater than the compression reaction force.

一方、背圧室H4の背圧Pmによる合力が圧縮反力よりも高すぎる、つまり、背圧過剰状態になると、固定スクロール122と旋回スクロール124との間の摩擦力が大きくなるため、圧縮機の機械効率が低下する。このため、背圧制御弁250は、背圧Pmが目標背圧Pcを超えた場合、背圧過剰状態にならないように、背圧Pmを低下させて目標背圧Pcに近づける。   On the other hand, when the resultant force due to the back pressure Pm in the back pressure chamber H4 is too higher than the compression reaction force, that is, when the back pressure is excessive, the frictional force between the fixed scroll 122 and the orbiting scroll 124 becomes large. The machine efficiency is reduced. For this reason, when the back pressure Pm exceeds the target back pressure Pc, the back pressure control valve 250 reduces the back pressure Pm so as to approach the target back pressure Pc so that the back pressure does not become excessive.

ところで、空調機器においてスクロール圧縮機100を使用する場合、冷房運転時には、スクロール圧縮機100に吸入される気体冷媒の温度が高く、暖房運転時には、スクロール圧縮機100に吸入される気体冷媒の温度が低い。このため、冷房運転及び暖房運転を切り替えると、潤滑油の温度が異なることから、「発明が解決しようとする課題」で説明したような不具合が発生してしまう。   When the scroll compressor 100 is used in an air conditioner, the temperature of the gas refrigerant sucked into the scroll compressor 100 is high during the cooling operation, and the temperature of the gas refrigerant sucked into the scroll compressor 100 is high during the heating operation. Low. For this reason, when the cooling operation and the heating operation are switched, since the temperature of the lubricating oil is different, the problem described in “Problems to be solved by the invention” occurs.

そこで、スクロール圧縮機100において、潤滑油の温度に応じて体積が変化する体積変化材料によって、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を可変とする流量可変機構を備えるようにする。流量可変機構は、潤滑油の温度が高くなると、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を減少させ、潤滑油の温度が低くなると、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を増加させる動作特性を有する。ここで、体積変化材料としては、暖房運転時における潤滑油の温度が約30〜40℃、冷房運転時における潤滑油の温度が約50〜60℃であることを考慮し、例えば、融点50〜60℃で体積が大きく変化する特性を有する材料を使用する。   Therefore, the scroll compressor 100 is provided with a flow rate variable mechanism that makes the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL variable by a volume change material whose volume changes according to the temperature of the lubricating oil. The variable flow rate mechanism has an operating characteristic that decreases the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL when the temperature of the lubricating oil increases, and increases the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL when the temperature of the lubricating oil decreases. . Here, as the volume change material, the temperature of the lubricating oil during heating operation is about 30 to 40 ° C., and the temperature of the lubricating oil during cooling operation is about 50 to 60 ° C. A material having a characteristic that the volume greatly changes at 60 ° C. is used.

図4は、相変化によって体積変化する、流量可変機構の第1実施形態を示す。
第1実施形態に係る流量可変機構260は、オリフィスOLの上流側、具体的には、オリフィスOLの上流側に位置する放圧通路L4であって、オリフィスOLの上流側の開口に対向する位置に配設される。流量可変機構260は、例えば、円柱形状の相変化材料からなり、オリフィスOLの上流側の開口に対向する端面(対向端面)が軸方向に伸縮可能に固定される。一方、これと反対側の端面は、例えば、金属円板に潤滑油の流路が複数形成された部材などによって、放圧通路L4に一体的に固定される。ここで、相変化材料の一例としては、融点未満で固相となり、融点以上で液相となる、例えば、パラフィン、飽和脂肪酸、硬化油(トリグリセリド)、高級アルコール、エステルを利用することができる(以下同様)。なお、流量可変機構260は、オリフィスOLの下流側、具体的には、オリフィスOLの下流側に位置する放圧通路L4であって、オリフィスOLの下流側の開口に対向する位置に配設することもできる。
FIG. 4 shows a first embodiment of a flow rate variable mechanism that changes volume by phase change.
The flow rate variable mechanism 260 according to the first embodiment is a pressure release passage L4 located on the upstream side of the orifice OL, specifically, on the upstream side of the orifice OL, and is positioned opposite to the opening on the upstream side of the orifice OL. It is arranged. The flow variable mechanism 260 is made of, for example, a cylindrical phase change material, and an end face (opposing end face) facing the opening on the upstream side of the orifice OL is fixed to be extendable and contractable in the axial direction. On the other hand, the end surface on the opposite side is fixed integrally to the pressure relief passage L4 by, for example, a member in which a plurality of lubricating oil flow paths are formed on a metal disk. Here, as an example of the phase change material, for example, a paraffin, a saturated fatty acid, a hardened oil (triglyceride), a higher alcohol, or an ester can be used which becomes a solid phase below the melting point and becomes a liquid phase above the melting point ( The same applies below). The flow rate variable mechanism 260 is disposed at a position facing the opening on the downstream side of the orifice OL, specifically, the pressure release passage L4 located on the downstream side of the orifice OL. You can also.

かかる流量可変機構260によれば、潤滑油の温度が融点未満である状態(潤滑油温度:低)では、相変化材料の温度も融点未満となるため、相変化材料が固相となってその体積が小さくなる。このため、オリフィスOLの上流側の開口と相変化材料の対向端面との間の距離が大きくなり、オリフィスOLの上流側の流路面積が大きくなる。また、潤滑油の温度が融点以上である状態(潤滑油温度:高)では、相変化材料の温度も融点以上となるため、相変化材料が液相となってその体積が大きくなる。このため、オリフィスOLの上流側の開口と相変化材料の対向端面との間の距離が小さくなり、オリフィスOLの上流側の流路面積が小さくなる。即ち、流量可変機構260は、潤滑油の温度に応じて、オリフィスOLの上流側の流路面積を変化させることで、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を可変とする。   According to the flow rate variable mechanism 260, when the temperature of the lubricating oil is lower than the melting point (lubricating oil temperature: low), the temperature of the phase change material is also lower than the melting point. The volume becomes smaller. For this reason, the distance between the opening on the upstream side of the orifice OL and the facing end surface of the phase change material is increased, and the flow path area on the upstream side of the orifice OL is increased. Further, in a state where the temperature of the lubricating oil is equal to or higher than the melting point (lubricating oil temperature: high), the temperature of the phase change material is equal to or higher than the melting point, so that the phase change material becomes a liquid phase and its volume increases. For this reason, the distance between the opening on the upstream side of the orifice OL and the facing end surface of the phase change material is reduced, and the flow path area on the upstream side of the orifice OL is reduced. That is, the flow rate variable mechanism 260 changes the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL by changing the flow passage area upstream of the orifice OL in accordance with the temperature of the lubricating oil.

従って、冷房運転時には、潤滑油の温度が高いことから、オリフィスOLの上流側の流路面積が小さくなり、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量が減少される。また、暖房運転時には、潤滑油の温度が低いことから、オリフィスOLの上流側の流路面積が大きくなり、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量が増加される。このため、冷房運転及び暖房運転を切り替えても、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量変化が小さくなり、例えば、潤滑不足、内部漏れなどの発生を抑制することができる。   Accordingly, during the cooling operation, since the temperature of the lubricating oil is high, the flow area on the upstream side of the orifice OL is reduced, and the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL is reduced. Further, during the heating operation, since the temperature of the lubricating oil is low, the flow area on the upstream side of the orifice OL is increased, and the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL is increased. For this reason, even if switching between the cooling operation and the heating operation, a change in the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL is reduced, and for example, occurrence of insufficient lubrication, internal leakage, and the like can be suppressed.

図5は、相変化によって体積変化する、流量可変機構の第2実施形態を示す。
第2実施形態に係る流量可変機構270は、円筒形状の相変化材料からなり、オリフィスOLの内部に組み込まれる。具体的には、円筒形状の相変化材料は、放圧通路L4の内径より若干大きな外径を有し、放圧通路L4に圧入されることで、オリフィスOLを形成する。また、円筒形状の内周面によって区画される領域、即ち、オリフィスOLの横断面の中央部が潤滑油の流路となる。ここで、相変化材料は、固相と液相との間で相変化して体積変化するため、潤滑油の流路側、即ち、円筒形状の内周面に、体積変化に追従して相変化材料の漏出を防ぐ、伸縮性を有するフィルム272が取り付けられる。
FIG. 5 shows a second embodiment of the variable flow rate mechanism that changes volume by phase change.
The variable flow mechanism 270 according to the second embodiment is made of a cylindrical phase change material and is incorporated in the orifice OL. Specifically, the cylindrical phase change material has an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the pressure release passage L4, and press-fits into the pressure release passage L4 to form the orifice OL. In addition, a region defined by the cylindrical inner peripheral surface, that is, a central portion of the transverse section of the orifice OL serves as a lubricating oil flow path. Here, since the phase change material undergoes a phase change between the solid phase and the liquid phase and changes in volume, the phase change follows the change in volume on the lubricating oil flow path side, that is, on the cylindrical inner peripheral surface. A stretchable film 272 is attached to prevent material leakage.

かかる流量可変機構270によれば、潤滑油の温度が融点未満である状態(潤滑油温度:低)では、相変化材料の温度も融点未満となるため、相変化材料が固相となってその体積が小さくなる。このとき、円筒形状の相変化材料は放圧通路L4に圧入されているため、円筒形状の内周面が半径外方へと広がり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が大きくなる。また、潤滑油の温度が融点以上である状態(潤滑油温度:高)では、相変化材料の温度も融点以上となるため、相変化材料が液相となってその体積が大きくなる。このとき、円筒形状の相変化材料は放圧通路L4に圧入されているため、円筒形状の内周面が半径内方へと縮まり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が小さくなる。即ち、流量可変機構270は、潤滑油の温度に応じて、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積を変化させることで、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を可変とする。   According to such a variable flow rate mechanism 270, in a state where the temperature of the lubricating oil is lower than the melting point (lubricating oil temperature: low), the temperature of the phase change material is also lower than the melting point. The volume becomes smaller. At this time, since the cylindrical phase change material is press-fitted into the pressure release passage L4, the cylindrical inner peripheral surface extends radially outward, and the flow area of the lubricating oil in the orifice OL increases. Further, in a state where the temperature of the lubricating oil is equal to or higher than the melting point (lubricating oil temperature: high), the temperature of the phase change material is equal to or higher than the melting point, so that the phase change material becomes a liquid phase and its volume increases. At this time, since the cylindrical phase change material is press-fitted into the pressure release passage L4, the cylindrical inner peripheral surface is contracted radially inward, and the flow path area of the lubricating oil in the orifice OL is reduced. In other words, the flow rate variable mechanism 270 changes the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL by changing the flow passage area of the lubricating oil in the orifice OL according to the temperature of the lubricating oil.

従って、冷房運転時には、潤滑油の温度が高いことから、オリフィスOL内の流路面積が小さくなり、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量が減少される。また、暖房運転時には、潤滑油の温度が低いことから、オリフィスOL内の流路面積が大きくなり、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量が増加される。このため、冷房運転及び暖房運転を切り替えても、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量変化が小さくなり、例えば、潤滑不足、内部漏れなどの発生を抑制することができる。   Accordingly, during cooling operation, since the temperature of the lubricating oil is high, the flow path area in the orifice OL is reduced, and the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL is reduced. Further, during the heating operation, since the temperature of the lubricating oil is low, the flow passage area in the orifice OL is increased, and the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL is increased. For this reason, even if switching between the cooling operation and the heating operation, a change in the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL is reduced, and for example, occurrence of insufficient lubrication, internal leakage, and the like can be suppressed.

図6は、相変化によって体積変化する、流量可変機構の第3実施形態を示す。
第3実施形態に係る流量可変機構280は、円柱形状の相変化材料からなり、オリフィスOLの内部に組み込まれる。具体的には、円柱形状の相変化材料は、公知の方法によって、放圧通路L4の中心部に半径方向に伸縮可能に配設され、オリフィスOLを形成する。円柱形状の外周面の外方に位置する領域、即ち、その外周面と放圧通路L4の内周面との間に位置する円環形状の領域が潤滑油の流路となる。ここで、相変化材料は、固相と液相との間で相変化して体積変化するため、潤滑油の流路側、即ち、円柱形状の相変化部材の外周面に、体積変化に追従して相変化材料の漏出を防ぐ、伸縮性を有するフィルム282が取り付けられる。
FIG. 6 shows a third embodiment of a variable flow rate mechanism that changes volume by phase change.
The variable flow rate mechanism 280 according to the third embodiment is made of a cylindrical phase change material and is incorporated in the orifice OL. Specifically, the columnar phase change material is disposed in a central portion of the pressure release passage L4 so as to be expandable and contractable in the radial direction by a known method, thereby forming the orifice OL. A region located outside the outer peripheral surface of the columnar shape, that is, an annular region located between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the pressure release passage L4 is a lubricating oil flow path. Here, since the phase change material undergoes a phase change between the solid phase and the liquid phase and changes in volume, it follows the volume change on the lubricating oil flow path side, that is, on the outer peripheral surface of the cylindrical phase change member. A stretchable film 282 is attached to prevent leakage of the phase change material.

かかる流量可変機構280によれば、潤滑油の温度が融点未満である状態(潤滑油温度:低)では、相変化材料の温度も融点未満となるため、相変化材料が固相となってその体積が小さくなる。このとき、円柱形状の相変化材料は、その半径内方へと縮まり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が大きくなる。また、潤滑油の温度が融点以上である状態(潤滑油温度:高)では、相変化材料の温度も融点以上となるため、相変化材料が気相となってその体積が大きくなる。このとき、円柱形状の相変化材料は、その半径外方へと広がり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が小さくなる。即ち、流量可変機構280は、潤滑油の温度に応じて、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積を変化させることで、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を可変とする。   According to such a variable flow rate mechanism 280, in a state where the temperature of the lubricating oil is lower than the melting point (lubricating oil temperature: low), the temperature of the phase change material is also lower than the melting point. The volume becomes smaller. At this time, the cylindrical phase change material shrinks inward in the radius, and the flow area of the lubricating oil in the orifice OL increases. Further, in a state where the temperature of the lubricating oil is equal to or higher than the melting point (lubricating oil temperature: high), the temperature of the phase change material is equal to or higher than the melting point, so that the phase change material becomes a gas phase and its volume increases. At this time, the cylindrical phase change material spreads outward in the radius, and the flow area of the lubricating oil in the orifice OL is reduced. In other words, the flow rate variable mechanism 280 changes the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL by changing the flow passage area of the lubricating oil in the orifice OL according to the temperature of the lubricating oil.

なお、流量可変機構280による効果は、第2実施形態に係る流量可変機構270による効果と同様であるため、重複説明を排除するために、その説明を省略する。必要があれば、第2実施形態に係る流量可変機構270の説明を参照されたい。   In addition, since the effect by the flow volume variable mechanism 280 is the same as the effect by the flow volume variable mechanism 270 which concerns on 2nd Embodiment, in order to eliminate duplication description, the description is abbreviate | omitted. If necessary, refer to the description of the flow rate variable mechanism 270 according to the second embodiment.

図7は、熱膨張によって体積変化する、流量可変機構の第4実施形態を示す。
第4実施形態に係る流量可変機構290は、放圧通路L4を形成する駆動軸166より大きい熱膨張率を有する円筒形状の熱膨張材料、例えば、円筒形状の樹脂からなり、オリフィスOLの内部に組み込まれる。具体的には、円筒形状の熱膨張材料は、放圧通路L4の内径より若干大きな外径を有し、放圧通路L4に圧入されることで、オリフィスOLを形成する。また、円筒形状の内周面によって区画される領域、即ち、オリフィスOLの横断面の中央部が潤滑油の流路となる。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of a variable flow rate mechanism that changes in volume by thermal expansion.
The flow rate variable mechanism 290 according to the fourth embodiment is made of a cylindrical thermal expansion material having a thermal expansion coefficient larger than that of the drive shaft 166 that forms the pressure release passage L4, for example, a cylindrical resin, and is disposed inside the orifice OL. Incorporated. Specifically, the cylindrical thermal expansion material has an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the pressure release passage L4, and press-fits into the pressure release passage L4 to form the orifice OL. In addition, a region defined by the cylindrical inner peripheral surface, that is, a central portion of the transverse section of the orifice OL serves as a lubricating oil flow path.

かかる流量可変機構290によれば、潤滑油の温度が低い状態では、熱膨張材料の熱膨張率が駆動軸166の熱膨張率より大きく、かつ、円筒形状の熱膨張材料が放圧通路L4に圧入されているため、円筒形状の内周面が半径外方へと広がり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が大きくなる。また、潤滑油の温度が高い状態では、上記制限があるため、円筒形状の内周面が半径内方へと縮まり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が小さくなる。即ち、流量可変機構290は、潤滑油の温度に応じて、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積を変化させることで、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を可変とする。   According to the variable flow rate mechanism 290, when the temperature of the lubricating oil is low, the thermal expansion coefficient of the thermal expansion material is larger than the thermal expansion coefficient of the drive shaft 166, and the cylindrical thermal expansion material flows into the pressure release passage L4. Since it is press-fitted, the inner peripheral surface of the cylindrical shape extends radially outward, and the flow path area of the lubricating oil in the orifice OL increases. Further, in the state where the temperature of the lubricating oil is high, the above limitation is imposed, so that the cylindrical inner peripheral surface contracts radially inward, and the lubricating oil passage area in the orifice OL is reduced. In other words, the flow rate variable mechanism 290 changes the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL by changing the flow passage area of the lubricating oil in the orifice OL according to the temperature of the lubricating oil.

なお、流量可変機構290による効果は、第2実施形態に係る流量可変機構270による効果と同様であるため、重複説明を排除するために、その説明を省略する。必要があれば、第2実施形態に係る流量可変機構270の説明を参照されたい。   In addition, since the effect by the flow volume variable mechanism 290 is the same as the effect by the flow volume variable mechanism 270 which concerns on 2nd Embodiment, in order to eliminate duplication description, the description is abbreviate | omitted. If necessary, refer to the description of the flow rate variable mechanism 270 according to the second embodiment.

図8は、熱膨張によって体積変化する、流量可変機構の第5実施形態を示す。
第5実施形態に係る流量可変機構300は、放圧通路L4を形成する駆動軸166より大きい熱膨張率を有する円柱形状の熱膨張材料、例えば、円柱形状の樹脂からなり、オリフィスOLの内部に組み込まれる。具体的には、円柱形状の熱膨張材料は、公知の方法によって、放圧通路L4の中心部に半径方向に伸縮可能に配設され、オリフィスOLを形成する。円柱形状の外周面の外方に位置する領域、即ち、その外周面と放圧通路L4の内周面との間に位置する円環形状の領域が潤滑油の流路となる。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the variable flow rate mechanism that changes in volume by thermal expansion.
The flow rate variable mechanism 300 according to the fifth embodiment is made of a cylindrical thermal expansion material having a thermal expansion coefficient larger than that of the drive shaft 166 that forms the pressure release passage L4, for example, a cylindrical resin, and is disposed inside the orifice OL. Incorporated. Specifically, the cylindrical thermal expansion material is disposed in the center portion of the pressure release passage L4 so as to be expandable and contractable in the radial direction by a known method, thereby forming the orifice OL. A region located outside the outer peripheral surface of the columnar shape, that is, an annular region located between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the pressure release passage L4 is a lubricating oil flow path.

かかる流量可変機構300によれば、潤滑油の温度が低い状態では、熱膨張材料の熱膨張率が駆動軸166の熱膨張率より大きいため、円柱形状の熱膨張材料は、その半径内方へと縮まり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が大きくなる。また、潤滑油の温度が高い状態では、円柱形状の熱膨張材料は、その半径外方へと広がり、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積が小さくなる。即ち、流量可変機構300は、潤滑油の温度に応じて、オリフィスOL内の潤滑油の流路面積を変化させることで、オリフィスOLを通過する潤滑油の流量を可変とする。   According to the variable flow rate mechanism 300, when the temperature of the lubricating oil is low, the thermal expansion coefficient of the thermal expansion material is larger than the thermal expansion coefficient of the drive shaft 166. And the flow area of the lubricating oil in the orifice OL increases. Further, when the temperature of the lubricating oil is high, the cylindrical thermal expansion material spreads outward in the radius, and the flow area of the lubricating oil in the orifice OL becomes small. That is, the flow rate variable mechanism 300 changes the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice OL by changing the flow passage area of the lubricating oil in the orifice OL according to the temperature of the lubricating oil.

なお、流量可変機構300による効果は、第3実施形態に係る流量可変機構280による効果と同様であるため、重複説明を排除するために、その説明を省略する。必要があれば、第3実施形態に係る流量可変機構280の説明を参照されたい。   In addition, since the effect by the flow volume variable mechanism 300 is the same as the effect by the flow volume variable mechanism 280 which concerns on 3rd Embodiment, in order to eliminate duplication description, the description is abbreviate | omitted. If necessary, refer to the description of the flow rate variable mechanism 280 according to the third embodiment.

ここで、流量可変機構に相変化材料を使用した場合の特有の効果について説明する。
相変化材料は、固相から液相に相変化すると、材料によって多少の差はあるが、例えば、体積が5〜10%ほど増加する。また、相変化材料は、固相と液相とが共存している場合にも、温度変化に応じた体積変化を行っている。一方、熱膨張材料は、例えば、アルミニウムの場合、温度が1℃変化すると体積が0.002%ほど変化し、ナイロン、ポリエチレンなどの樹脂の場合、温度が1℃変化すると体積が0.01%ほど変化する。
Here, a specific effect when a phase change material is used in the flow rate variable mechanism will be described.
When the phase change material undergoes a phase change from a solid phase to a liquid phase, for example, the volume increases by about 5 to 10%, although there are some differences depending on the material. Further, the phase change material undergoes a volume change corresponding to a temperature change even when a solid phase and a liquid phase coexist. On the other hand, for example, in the case of aluminum, when the temperature is changed by 1 ° C., the volume of the thermal expansion material is changed by about 0.002%. It changes so much.

冷房運転と暖房運転とを切り替えた場合、例えば、潤滑油の温度変化が20〜30℃であると仮定すると、熱膨張材料の体積変化は、アルミニウムで約0.06%、樹脂で約0.3%程度となる。従って、相変化材料は、熱膨張材料と比較すると、10倍以上の体積変化特性を有することから、オリフィスを通過する潤滑油の流量の可変幅を大きくすることができる。   When the cooling operation and the heating operation are switched, for example, assuming that the temperature change of the lubricating oil is 20 to 30 ° C., the volume change of the thermal expansion material is about 0.06% for aluminum and about 0.06% for resin. About 3%. Therefore, since the phase change material has a volume change characteristic of 10 times or more compared with the thermal expansion material, the variable width of the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice can be increased.

以上説明した実施形態では、圧縮機としては、スクロール圧縮機を前提としたが、往復圧縮機、斜板式圧縮機、ロータリーピストン圧縮機、スライドベーン型圧縮機などであってもよい。また、オイルセパレータとしては、遠心分離式に限らず、例えば、ラビリンス通路により気体冷媒から潤滑油を分離する方式であってもよい。   In the embodiment described above, the compressor is assumed to be a scroll compressor, but it may be a reciprocating compressor, a swash plate compressor, a rotary piston compressor, a slide vane compressor, or the like. Further, the oil separator is not limited to the centrifugal separation type, and may be a method of separating the lubricating oil from the gaseous refrigerant through a labyrinth passage, for example.

100 スクロール圧縮機(圧縮機)
120 スクロールユニット(圧縮機構)
166 駆動軸(圧縮機構)
230 オイルセパレータ
240 クランク機構(圧縮機構)
260 流量可変機構
270 流量可変機構
272 フィルム
280 流量可変機構
282 フィルム
L4 放圧通路(潤滑油の流路)
OL オリフィス
100 scroll compressor (compressor)
120 Scroll unit (compression mechanism)
166 Drive shaft (compression mechanism)
230 Oil separator 240 Crank mechanism (compression mechanism)
260 Flow variable mechanism 270 Flow variable mechanism 272 Film 280 Flow variable mechanism 282 Film L4 Pressure release passage (lubricant flow passage)
OL orifice

Claims (7)

作動流体を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構により圧縮された作動流体から潤滑油を分離するオイルセパレータと、
前記オイルセパレータにより分離された潤滑油の流路に配設されたオリフィスと、
前記潤滑油の温度に応じて相変化し、前記オリフィスを通過する潤滑油の流量を可変とする流量可変機構と、
を備えた、圧縮機。
A compression mechanism for compressing the working fluid;
An oil separator that separates lubricating oil from the working fluid compressed by the compression mechanism;
An orifice disposed in a flow path of lubricating oil separated by the oil separator;
A flow rate variable mechanism that changes the phase according to the temperature of the lubricating oil and makes the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice variable,
Equipped with a compressor.
前記流量可変機構は、前記潤滑油の温度が高くなると、前記オリフィスを通過する潤滑油の流量を減少させ、前記潤滑油の温度が低くなると、前記オリフィスを通過する潤滑油の流量を増加させる、
請求項1に記載の圧縮機。
The flow rate variable mechanism decreases the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice when the temperature of the lubricating oil increases, and increases the flow rate of the lubricating oil passing through the orifice when the temperature of the lubricating oil decreases.
The compressor according to claim 1.
前記流量可変機構は、前記オリフィスの上流側又は下流側に配設され、当該オリフィスの上流側又は下流側の流路面積を可変とする、
請求項1又は請求項2に記載の圧縮機。
The flow rate variable mechanism is disposed on the upstream side or downstream side of the orifice, and the flow area on the upstream side or downstream side of the orifice is variable.
The compressor according to claim 1 or 2.
前記流量可変機構は、前記オリフィスの内部に組み込まれ、当該オリフィス内の潤滑油の流路面積を可変とする、
請求項1又は請求項2に記載の圧縮機。
The flow rate variable mechanism is incorporated in the orifice, and the flow area of the lubricating oil in the orifice is variable.
The compressor according to claim 1 or 2.
前記流量可変機構は、円筒形状の相変化材料からなり、その内周面によって区画される領域が潤滑油の流路となる、
請求項4に記載の圧縮機。
The flow rate variable mechanism is made of a cylindrical phase change material, and a region partitioned by an inner peripheral surface thereof is a lubricating oil flow path.
The compressor according to claim 4.
前記流量可変機構は、円柱形状の相変化材料からなり、その外周面の外方に位置する領域が潤滑油の流路となる、
請求項4に記載の圧縮機。
The flow rate variable mechanism is made of a cylindrical phase change material, and the region located outside the outer peripheral surface is a flow path for the lubricating oil.
The compressor according to claim 4.
前記流量可変機構の潤滑油の流路側に、伸縮性を有するフィルムが取り付けられた、
請求項5又は請求項6に記載の圧縮機。
A film having stretchability is attached to the flow path side of the lubricating oil of the flow rate variable mechanism,
The compressor according to claim 5 or 6.
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