JP2020517858A - 圧縮機 - Google Patents

圧縮機 Download PDF

Info

Publication number
JP2020517858A
JP2020517858A JP2019557615A JP2019557615A JP2020517858A JP 2020517858 A JP2020517858 A JP 2020517858A JP 2019557615 A JP2019557615 A JP 2019557615A JP 2019557615 A JP2019557615 A JP 2019557615A JP 2020517858 A JP2020517858 A JP 2020517858A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compressor
passage
separation chamber
fluid
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019557615A
Other languages
English (en)
Inventor
リナルディ ブディ
リナルディ ブディ
ファーゲルリー ビョルン
ファーゲルリー ビョルン
Original Assignee
ブローゼ・ファールツォイクタイレ・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニ・コマンディットゲゼルシャフト・ヴュルツブルク
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ブローゼ・ファールツォイクタイレ・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニ・コマンディットゲゼルシャフト・ヴュルツブルク filed Critical ブローゼ・ファールツォイクタイレ・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニ・コマンディットゲゼルシャフト・ヴュルツブルク
Publication of JP2020517858A publication Critical patent/JP2020517858A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/026Lubricant separation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/121Casings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/12Casings; Cylinders; Cylinder heads; Fluid connections
    • F04B39/123Fluid connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0215Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F04C18/0207Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
    • F04C18/0246Details concerning the involute wraps or their base, e.g. geometry
    • F04C18/0253Details concerning the base
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/16Filtration; Moisture separation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2210/00Fluid
    • F04C2210/26Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/30Casings or housings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2240/00Components
    • F04C2240/40Electric motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02Lubrication; Lubricant separation
    • F04C29/028Means for improving or restricting lubricant flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00Working fluid
    • F05B2210/10Kind or type
    • F05B2210/14Refrigerants with particular properties, e.g. HFC-134a
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/98Lubrication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

本発明は、ハウジング底(6)を有する圧縮機ハウジング(4)と、低圧側の入口(46)から高圧側の出口(16)へ流体(F)を搬送するための、圧縮機ハウジング(4)に支承された圧縮機部分(8)とを備えた、流体(F)を圧縮するための圧縮機(2)、特に電動式冷媒圧縮機に関する。ハウジング底(6)内に分離装置(14)が組み込まれ、この分離装置が出口(16)に接続された円筒状分離室(18)と、その中に同軸に配置された、流体(F)に含まれる潤滑剤(24)を分離するための分離機(20)とを備え、圧縮機ハウジング(4)の高圧室(40)が貫通通路(27)によって流れ技術的に分離室(18)に接続され、貫通通路(27)が半径方向にずらして分離機(20)の外側で分離室(18)に注ぐように、貫通通路が高圧室(40)と分離室(18)の間の中間壁(44)に形成されている。

Description

本発明は、低圧側の入口から高圧側の出口へ流体を搬送するための、圧縮機ハウジングに支承された圧縮機部分を備えている、流体を圧縮するための圧縮機に関する。この場合、圧縮機とは特に、自動車の空調装置のための好ましくは電動式の冷媒圧縮機であると理解される。
車両には通常、圧縮冷凍機のように車両室内を冷却することができる空調装置が組み込まれている。このような空調装置は基本的に回路を有し、この回路内を、冷媒、例えばR−134a(1,1,1,2−テトラフルオレタン)またはR−774(二酸化炭素)が案内されている。運転中、冷媒は圧縮機またはコンプレッサによって圧縮される。これは冷媒の圧力と温度を上昇させることになる。圧縮機は特に電動機によって運転される。
(冷媒)圧縮機の後に、凝縮器が流れ技術的に接続配置されている。この凝縮器は車両の周囲に熱的に接触している。その結果、凝縮器内で、冷媒の温度低下が行われる。冷媒は続いて、凝縮器の後に流れ技術的に接続配置された蒸発器内に案内される。蒸発器では、冷媒が元の圧力まで膨張するので、冷媒の温度がさらに低下する。
蒸発器の後に、他の熱交換器が流れ技術的に接続配置されている。この熱交換器は空調装置のブロワーパイプに熱的に接触している。このブロワーパイプは車両の室内まで案内されている。その際、熱的に接触した部品から冷媒に熱エネルギが伝達される。これは部品を冷却し、冷媒を温めることになる。回路を閉じるために、冷媒は新たに圧縮機に供給される。
回路の圧縮機内およびハウジング底を備えた圧縮機のハウジング内には、圧縮機部分の低圧側の第1圧縮機要素と、固定支承された、流体を圧縮するための圧縮機部分の高圧側の第2圧縮機要素と、高圧室と、分離装置が流れ方向に相前後して配置されている。
圧縮機内には潤滑剤が設けられている。この潤滑剤は運転中ガス状の冷媒と混合する。潤滑剤(油)は、発生する摩擦を最小限に抑える働きをする。この摩擦は運転中、圧縮機内で第1圧縮機要素と、固定支承された高圧側の第2圧縮機要素との間で生じる。潤滑剤がさらに封止機能を発揮するので、圧縮機要素の間で発生し得る(冷媒)漏洩が十分に低減されるかまたは完全に回避される。これは冷媒圧縮機の効率を高める。
特に、潤滑剤と混合した冷媒が圧縮機内で圧縮機部分によって圧縮されて高圧室内に流れる。この高圧室は貫通通路によって分離装置に接続されている。分離装置内で油が冷媒から分離されるので、分離された油は弁と潤滑剤通路を経て圧縮機に戻されるかまたは戻すことができ、そして冷媒はできるだけ油を含まない状態で分離装置の出口を経て冷媒回路に案内される。
分離装置は出口に接続された分離室と、その中に同軸に配置された分離機とを備えている。それによって、分離機と分離室の内壁の間に、環状空間が形成されている。分離装置の貫通通路は円形穴として形成されている。この場合、流体は高圧室から貫通通路を経て分離室の環状空間に流れる。その際、流体は、運転に従って発生する搬送容量に適合しかつ貫通通路の内法幅によって決定される流れ断面を通って、高圧室から分離室に流入する。流れ断面の断面積が運転に従って発生する搬送容量に適合しなければならないので、流体流れは2つの部分流に分岐する。この部分流は分離機の両側でそれぞれ、反対向きの周囲流れ方向に沿って案内される。これは、分離機と分離室の内壁の間の環状空間内に不所望な渦形成を生じる。
本発明の根底をなす課題は、搬送される流体が分離室を通って流れる際に渦形成ができるだけ少ない、きわめて適切な圧縮機を提供することである。
この課題は本発明に従い、請求項1の特徴によって解決される。有利な発展形態は従属請求項の対象である。
本発明に係る装置は、流体を圧縮するための圧縮機、特に空調装置の圧縮機を備えている。圧縮機は空調装置の冷媒回路内で、熱交換器と凝縮器の間に流れ技術的に接続配置されている。その際、圧縮機は、搬送された流体の圧力を高める役目を有する。圧縮機は、ハウジング底を有する(圧縮機)ハウジングと、低圧側の入口から高圧側の出口へ流体を搬送するための、ハウジングに支承された圧縮機部分とを備えている。
圧縮機部分内と、圧縮機部分の好ましくは電動式の駆動装置内には、潤滑剤が存在する。運転中、潤滑剤はガス状の冷媒と混合する。潤滑剤は圧縮機部分とその駆動装置の摩擦低減の働きをし、かつ低圧側の第1圧縮機要素と固定支持された高圧側の第2圧縮機要素の間からの漏洩を十分に低減または完全に防止することにより、圧縮機部分の封止機能を発揮する。潤滑剤は冷媒回路内をさらに案内する前に、流体から分離すべきである。(潤滑剤)溜め内に集められ分離された油が、弁と潤滑剤通路を経て圧縮機部分に戻されると有利である。これは圧縮機要素の潤滑の改善につながり、圧縮機部分の摩擦を最小限に抑える。さらに、流体からの潤滑剤の分離によって、冷媒回路の熱交換器への熱伝達が改善されると有利である。これは空調装置(空調システムまたは空調装置システム)の効率を高める。
そのために、ハウジング底内に、流体に含まれる潤滑剤を分離するための分離装置が組み込まれ、この分離装置が出口に接続された円筒状分離室と、その中に同軸に支承された分離機を備えている。
流体は圧縮機部分から、この圧縮機部分の後に流れ技術的に接続配置された圧縮機ハウジングの高圧室内に流入する。高圧室は、分離室と高圧室の共通の中間壁内の貫通通路によって、分離装置に流れ技術的に接続されている。その際、貫通通路は、分離室内に同軸に配置された特に円筒状の分離機の中央の中心軸線に対して半径方向にずらして注ぐように組み込まれている。これは分離機の一方の側だけに沿った流れの適切な案内を保証する。
圧縮機は特に、自動車の空調装置のための電動式冷媒圧縮機である。空調装置は運転に従って、例えば車両の室内を冷却する働きまたは電動運転される車両の駆動のためのエネルギ貯蔵器を冷却する働きをする。
熱交換器は高電圧エネルギ貯蔵器のエネルギセルまたは自動車の室内に通じるブロワーパイプに熱的に接触している。その際、冷媒への熱エネルギの伝達が起こる。これは熱交換器に接触する部品を冷却し、冷媒を温めることになる。凝縮器は冷媒の温度を周囲温度に近づける働きまたは冷媒の温度を低下させる働きをし、好ましくは周囲に熱的に接触している。
圧縮機部分は好ましくはスクロール型圧縮機として形成されている。このスクロール型圧縮機は容積型ポンプのように冷媒圧縮機として作動する。この場合、電動機は固定されたスクロール部分に対して可動のスクロール部分を偏心して駆動し、流体を圧縮する。スクロール部分は圧縮機部分の圧縮機要素を形成し、この場合一般的に互いに組み合わさった対のらせん体または対のスクロールとして形成されている。その際、両らせん体の一方は圧縮機ハウジングに対して固定され、少なくとも一部が電動機によって周回駆動される第2らせん体に係合している。この場合、周回運動とは特に、偏心的な円状運動軌道であると理解される。この運動軌道の場合には、第2らせん体自体は固有の軸の回りに回転しない。それによって、周回運動の度に、ほぼ三日月形の2つの冷媒室がらせん体の間に形成される。この冷媒室の容積は運動しているうちに減少する(圧縮される)。冷媒は固定されたスクロール部分内の出口を経て高圧室に排出される。
潤滑剤が(潤滑)油であると合目的である。用語「油」とは鉱物油に限定解釈されない。むしろ完全合成油または部分合成油、例えばシリコン油または油圧作動油または冷却潤滑剤のような他の油状液体を使用することができる。
分離装置は遠心力分離機(サイクロン分離機)のように流体から潤滑剤を分離する。接線方向から分離室内に流入する流体は、特に円筒状の分離室内で、分離機に沿ってらせん状に(サイクロン状に)案内される。その際、遠心力が分離メカニズムとして、冷媒と潤滑剤の混合物に作用する。考えられる実施形では、既に分離された潤滑剤の粒子の、流体流れによる吸収を回避するために、潤滑剤溜めが円錐体によって環状スリットを形成しつつ部分的に閉鎖されている。
合目的な実施形では、ハウジング底を有する圧縮機ハウジングと分離装置の分離室がダイカスト法によって形成されている。それによって、きわめて材料節約的で低コストの製作が達成される。
合目的な実施形では、搬送された流体が分離機に対して接線方向から分離室に流入するように、貫通通路が分離室と高圧室の間の中間壁に形成されている。それによって、貫通通路のきわめて適切な位置決めが達成される。その際、流体はハウジング底に対して例えば90°よりも小さな角度をなして流入する。流体の流入方向がハウジング底に対して垂直になるように、貫通通路を中間壁に形成することもできる。それによって、貫通通路を通る流体の流れ方向は圧縮機部分による流体の搬送方向とほぼ同じであり、貫通通路で発生する渦が少ない。この場合、流入方向とは、流体が分離室に流入する、分離機に対して接線の方向であると理解される。
本発明は、流体の流れが分離機の一方の側にのみ沿って適切に案内されると、分離機と分離室の内壁の間の環状空間内における不所望な渦形成が大幅に低減されるという考えから出発している。そのために、環状空間に注ぐ貫通通路は分離機の直径に対してできるだけ完全な方位角でずらして位置決めすべきである。
有利な実施形では、貫通通路の内法幅が、分離機と分離室の内壁の間に形成された環状隙間の隙間幅を超過していない。換言すると、貫通通路の内法幅は環状隙間の隙間幅よりも小さいかまたは等しい。その結果、流体が接線方向から環状隙間にきわめて有利に流入し、分離機の片側にのみ沿って適切に案内され、それによって渦形成が大幅に低減される。
適切な実施形では、貫通通路が、流体の流入方向に対して接線方向に環状隙間内に向けられた内壁を備えている。換言すると、貫通通路の内壁は流体の流入方向に対して平行に分離室内に向けられている。従って、流入時の貫通通路における渦形成が少ないので有利である。
有利な発展形態では、円筒状の分離室が深鍋状に形成された圧縮機ハウジングのハウジング底に対して半径方向に延在している。その際、貫通通路はこの半径方向に沿って細長く形成されている。高圧室から分離室への流体の流入の際の、貫通通路の内法幅によって形成された流れ断面積は、運転中に発生する流体の搬送容量に適合されている。
貫通通路の内法面積によって形成された、高圧室から分離室への流れ断面積を、運転に従って発生する搬送容量に適合すべきであり、かつ貫通通路の内法幅が好ましくは、分離機と分離室の内壁の間に形成された隙間の隙間幅以下であるので、その結果貫通通路は分離装置の中央の中心軸線に沿って細長く形成されている。
不所望な渦形成を回避するために、貫通通路は分離装置の中心軸線に対してまたは分離機の中心軸線に対して半径方向にずれている。その際、ずれが貫通通路の内法幅を含めて、円筒状の分離室の半径以下であると有利である。それによって、流体は分離機と分離室の内壁の間に形成された隙間に接線方向から流れる。その結果、流体は分離機の一方の側でのみ渦のない経路に沿って適切に案内される。流体の部分流の分岐は回避される。この部分流は分離機に沿って渦のない経路とは反対側の周囲流れ方向に案内され、渦のない経路にぶつかり、そして渦を形成することになる。
貫通通路が中間壁の長穴状切欠きであるときわめて有利である。その際、貫通通路の形状は合目的な実施形では、ほぼ長方形の断面形状を有する。考えられる実施形では、貫通通路の断面形状は楕円形または長円形である。貫通通路の形状は、貫通通路が分離室の軸線に沿ってのみその内法幅を変更するように、運転による搬送量に適合させられている。換言すると、分離室と高圧室の間の貫通通路は、搬送された流体が分離室を流通する際に渦形成が少なくなるように、運転に従って必要な冷媒の搬送容量に適合される。
合目的な発展形態では、分離室が圧縮機部分寄りのハウジング底の内壁と高圧室との間に形成されている。分離室は少なくとも一部が軸方向で高圧室内に達している。それによって、きわめて省スペース的で材料節約的な実施形が形成される。
有利な実施形では、ハウジング底が内側の環状範囲と外側の環状範囲を形成しつつ、分離室に軸方向から突き出た環状壁を備えている。高圧室から分離室への貫通通路が内側の環状範囲において出口の方へ半径方向にずらして配置されているので、流体流れは分離室の分離機の周りをサイクロン状の経路に沿ってきわめて有利に案内される。それによって特に、冷媒からの潤滑剤の分離が改善される。
さらに、圧縮機部分は環状壁上に適切に載っている。その際、高圧室はハウジング底と環状壁によっておよび圧縮機部分によって形成されている。特に、高圧室の付加的な封止要素が不要である。これは省スペース的であって、流れ技術的にきわめて有利である。
本発明によって得られる利点は特に、必要な搬送容量を考慮して貫通通路をきわめて適切に配置および形成することにより、分離室における流体流れの渦形成が大幅に低減されることにある。その際特に、有利な流入状態のために、貫通通路の内法幅が分離室と分離機の間に形成された環状空間(環状隙間)の隙間幅を超過せず、分離室の軸線に沿って細長く有利に形成されるように、貫通通路の断面形状が適合されている。
渦形成低減の結果、冷媒からの潤滑剤の分離が改善され、潤滑剤が冷媒回路に案内されない。従って、熱交換器と冷媒回路内の冷媒との間の良好な熱伝達が達成される。さらに、分離が改善されるので、分離されて戻された潤滑剤による圧縮機部分の潤滑が改善される。その結果、圧縮機の摩耗が低減され、それによって圧縮機の寿命が長くなる。さらに、圧縮機の効率が改善される。
次に、図に基づいて本発明の実施の形態を詳しく説明する。
ハウジングと圧縮機部分とハウジング底側の分離装置とを備えた圧縮機の縦断面図である。 長穴状断面形状の貫通通路を有する底側の分離装置の方向に見た、圧縮機ハウジングの平面図である。 分離装置と、貫通通路と分離装置内を通る流体の流路との、図2のIII−III線に沿った断面図である。 貫通通路が分離装置の中心軸線に対してずれていて、流体の流路が分離装置内に設けられていないことを示す図3の断面図である。
すべての図において、互いに一致する部分には同じ参照符号が付けてある。
図1の断面図に示した、流体Fを圧縮するための圧縮機2は好ましくは電動式冷媒圧縮機として、自動車の空調装置の図示していない冷媒回路内に設置されている。圧縮機2はハウジング底6を有する圧縮機ハウジング4と、このハウジング4に支承された圧縮機部分8とを備えている。圧縮機部分8は圧縮機ハウジング4に対して固定されている第1圧縮機要素8aと、その中に係合している可動の第2圧縮機要素8bを備えている。この第2圧縮機要素は軸ジャーナル10と電動機軸12を用いて、図示していない電動機によって動かされる。圧縮機部分8はここではスクロール型圧縮機として形成されている。
圧縮機2内には潤滑剤Sが存在する。この潤滑剤は圧縮機部分8を潤滑する働きをし、そして封止機能を発揮するので、圧縮機要素8a、8bの間からの漏洩が回避される。その際、冷媒Kと潤滑剤Sは運転に起因して混合して流体Fとなる。
圧縮機ハウジング4は深鍋状に形成されている。圧縮機ハウジング4に関しての半径方向と、ハウジング底6に垂直で圧縮機部分8の方に向いた軸方向は、欄外の方向グラフにおいてRまたはAによって示してある。
ハウジング底6には、出口16に接続された分離装置14が組み込まれている。この分離装置14は円筒状の分離室18と、その中に同軸に配置された中空円筒状の分離機20を備えている。分離装置14は流体Fに含まれる潤滑剤Sを、遠心力分離機のように潤滑剤溜め26内に分離する働きをする。貫通通路27を経て流入方向E(図3)から分離室18に流れ込む流体Fは、分離室18内で分離機20の周りをらせん状に(サイクロン状に)潤滑剤溜め26の方へ流れる。この場合、流体Fに含まれる冷媒Kと、流体Fに含まれる潤滑剤Sに作用する遠心力が分離メカニズムとして作用する。続いて、潤滑剤Sから分離された冷媒Kが、中空円筒状の分離機20と出口16を通って冷媒回路内に流れる。この場合、流入方向Eとは、流体Fが分離室18に流れ込む、分離機20に対する接線方向であると理解される。
分離された潤滑剤Sは弁または絞り28を経ておよび固定された圧縮機要素8bの潤滑剤通路30を経て戻される。この場合、絞り26は圧縮機ハウジング4内に収容されている。戻された潤滑剤Sは続いて、案内プロファイルを経て、図示していない電動機のころがり軸受32へ流れ、このころがり軸受を潤滑および/または冷却する。
分離装置14の軸方向、すなわち円筒状分離室18の軸方向と、それと同軸に配置された分離機の軸方向は、Xで示してある。流入方向Eに対して垂直な分離装置14の半径方向と、流入方向Eに対して平行な分離装置14の半径方向は、YまたはZで示してある(図2)。
ハウジング底6はさらに、分離室18から突き出た環状壁34を有する。この環状壁は固定された圧縮機部分8bと圧縮機ハウジング4によって取り囲まれた空間を、内側の環状範囲36と外側の環状範囲38に分割する。高圧室40は内側の環状範囲36によって形成され、この内側の環状範囲はハウジング底6と、環状壁34と、環状壁34に載っている圧縮機要素8bによって画成されている。
分離室18はハウジング底6の内壁41と高圧室40の間に形成されている。この場合、分離室18は少なくとも一部が軸方向Aにおいて高圧室40内に達している。貫通通路27は高圧室40を流れ技術的に分離室18に接続する。貫通通路27は分離室18と高圧室40の間の中間壁44に次のように形成されている。すなわち、貫通通路27が分離装置14の半径方向Yに沿って、分離装置14の軸方向Xに対してずらして分離室18に注ぐように形成されている。その際、貫通通路27は、分離装置14の軸方向Xにおいてまたは圧縮機ハウジング4の半径方向Rにおいて出口の方へずれるように、環状壁34の内側環状範囲36内に配置されている。
流体Fは圧縮機部分8の低圧側で入口46を通って圧縮機部分8に流入する。ここではスクロール型圧縮機である圧縮機部分8は、容積型ポンプのように流体Fを圧縮する。流体Fは圧縮機部分室47内で圧縮され、続いて圧縮機部分8から高圧側の圧縮機部分出口48を通って高圧室40に流れる。
図2は、軸方向Aに沿って圧縮機ハウジング4のハウジング底6を見た、圧縮機部分8を省略して深鍋状圧縮機ハウジング4を示す図である。環状壁34は内側環状範囲36と外側環状範囲38を形成しつつ分離装置14から突き出ている。環状壁34は図2に示していない圧縮機部分8および圧縮機ハウジング4のハウジング底6と共に、高圧室40を形成している。
圧縮機ハウジング4はさらに、フランジ面49に沿って、圧縮機2を図示していない駆動モジュールに固定するためのボルト収容部50を備えている。この駆動モジュールには、圧縮機2の電動機が入れられている。図2では、見やすくするために、ボルト収容部50の2つのみに、参照符号がつけてある。
分離室18は圧縮機ハウジング4のハウジング底6に対して半径方向Rに延在している。その際、貫通通路27は内側環状範囲36内において、分離室18の出口16の方へ半径方向Rにずらされ、分離装置14の軸方向Xに沿って細長く形成されている。貫通通路27は中間壁44の長穴状切欠きとして形成されている。この切欠きはほぼ長方形の断面形状を有する。貫通通路27の断面形状は長穴状または長円形に形成してもよい。
図3は図2のIII−III線に沿った断面図であり、半径方向にずらされた貫通通路27の方向に見て、圧縮機ハウジング4のハウジング底6に組み込まれた分離装置14を示している。搬送された流体Fがその流入方向Eを分離機20に対して接線方向に向けて分離室18に流入するように、貫通通路が高圧室40と分離室18の間の中間壁44内に配置されていることが見てとれる。
その際、貫通通路27は内壁55を有し、この内壁は貫通通路27内の流体Fの流入方向Eに対して接線方向に向いている。この実施の形態では、流入方向Eと貫通通路27の内壁55がハウジング底6に対して垂直に向くように、流体Fが分離室18に流入する。55aで示した、貫通通路27の内壁55の側(軸線に近い側)と、流入方向Eに対して平行なまたは本実施の形態ではハウジング底6に対して垂直な、分離装置14の破線で示した半径方向または半径方向線Zとの間の間隔c(図4)は小さい。貫通通路27の内壁55の反対側(軸線から離れた側)は55bで示されている。
高圧室40から分離室18への流体Fの流入時の、貫通通路27の内面によって形成された流れ断面積は、運転に従って必要とされる搬送量に適合されている。分離室18内での流体Fの流れの渦形成を回避するために、貫通通路27の内法幅aが好ましくは分離機20と分離室18の内壁56の間に形成された環状隙間58の隙間幅bよりも小さくなるようにして(a<b)、貫通通路27は運転に従って必要とされる搬送量に適合されている。しかし、内法幅aは隙間幅bと等しくてもよい(a=b)。貫通通路27はさらに、分離装置14の軸方向Xに沿って細長く形成されている。その結果、流体Fは接線方向から環状隙間58に流入し、続いて分離機20の片側で渦なし経路60に沿って流れる。それによって、図3において破線の矢印で示した、流体Fの第2部分流の分岐が回避される。この第2部分流は、分離機20に沿って渦なし経路60とは反対側の周囲流れ方向に案内され、渦なし経路60に衝突する。
図4は図3の断面図で、ハウジング底6に組み込まれた分離装置14を示す。この分離装置は、内法幅aを有する貫通通路27と、分離室18の内壁56と分離機20によって形成された、隙間幅bを有する隙間とを有する。
不所望な渦形成を避けるために、流体Fは接線方向から、分離機20と分離室18の内壁56の間に形成された環状隙間58内に流れる。その結果、流体Fは分離機20の一方の側でのみ渦なし経路60に沿って案内される(図3)。そのために、本実施の形態では、貫通通路27が分離装置14の中心軸線Xに対してまたは分離機20の中心軸線Xに対して、分離装置14の半径方向Yに沿ってずれている。このずれcと貫通通路27の内法幅aの合計は、分離室18またはその内壁56の半径dよりも小さいかまたは等しい(c+a≦d)。換言すると、ずれcは、流入方向Eと平行な分離装置14の半径方向Zと、中央の中心軸線X寄りの、貫通通路27の内壁55の側55aとの間の間隔である。
本発明は上述の実施の形態に限定されない。専門家はこれから、本発明の対象を逸脱せずに、発明の他の変形を導き出すことができる。さらに、本発明の対象を逸脱せずに、実施の形態に関連して説明したすべての個々の特徴を他の方法で互いに組み合わせることが
できる。
2 圧縮機
4 圧縮機ハウジング
6 ハウジング底
8 圧縮機部分
8a 第1圧縮機要素
8b 第2圧縮機要素
10 軸ジャーナル
12 電動機軸
14 分離装置
16 出口
18 分離室
20 分離機
26 潤滑剤溜め
27 貫通通路
28 絞り
30 潤滑剤通路
32 ころがり軸受
34 環状壁
36 内側環状範囲
38 外側環状範囲
40 高圧室
41 ハウジング底の内壁
44 中間壁
46 入口
47 圧縮機部分室
48 圧縮機部分出口
49 フランジ面
50 ボルト収容部
55 貫通通路の内壁
55a 軸線に近い内壁の側
55b 軸線から離れた内壁の側
56 分離室の内壁
58 環状隙間
60 流体の流路
A 圧縮機ハウジングの軸方向
E 流入方向
F 流体
K 冷媒
S 潤滑剤
M 分離機の中心軸線
R 圧縮機ハウジングの半径方向
X 分離装置の軸方向/中心軸線
Y 流入方向に対して垂直な分離装置の半径方向
Z 流入方向に対して平行な分離装置の半径方向
a 内法幅
b 隙間幅
c 間隔/ずれ
d 分離室の内壁の半径

Claims (10)

  1. ハウジング底(6)を有する圧縮機ハウジング(4)と、低圧側の入口(46)から高圧側の出口(16)へ流体(F)を搬送するための、前記圧縮機ハウジング(4)に支承された圧縮機部分(8)とを備えた、流体(F)を圧縮するための圧縮機(2)、特に電動式冷媒圧縮機であって、
    前記ハウジング底(6)内に分離装置(14)が組み込まれ、この分離装置が前記出口(16)に接続された円筒状分離室(18)と、その中に同軸に配置された、流体(F)に含まれる潤滑剤(24)を分離するための分離機(20)とを備え、
    前記圧縮機ハウジング(4)の高圧室(40)が貫通通路(27)によって流れ技術的に前記分離室(18)に接続され、
    前記貫通通路(27)が前記分離機(20)の中央の中心軸線(M)に対してずらして半径方向から前記分離室(18)に注ぐように、前記貫通通路が前記高圧室(40)と前記分離室(18)の間の中間壁(44)に形成されている、
    前記圧縮機(2)において、
    前記貫通通路(27)の内法幅(a)が、前記分離機(20)と前記分離室(18)の内壁(56)の間に形成された環状隙間(58)の隙間幅(b)よりも小さいかまたはこの隙間幅に等しいことを特徴とする圧縮機(2)。
  2. 搬送される流体(F)が前記分離機(20)に対して接線方向から前記分離室(18)に流入するように、前記貫通通路(27)が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮機(2)。
  3. 前記貫通通路(27)が前記分離機(20)の中央の中心軸線(M)に対して半径方向にずれており、前記貫通通路(27)のずれ(c)と前記内法幅(a)の合計が前記分離室(18)の半径(d)よりも小さいかまたはこの半径に等しいことを特徴とする請求項1または2に記載の圧縮機(2)。
  4. 前記貫通通路(27)が、流体(F)の流入方向(E)に対して平行におよび/または前記ハウジング底(6)に対して垂直に向けられた内壁(55)を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧縮機(2)。
  5. 前記分離室(18)が前記ハウジング底(6)に対して半径方向に向けられ、前記貫通通路(27)がこの半径方向(R)に沿って細長く形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧縮機(2)。
  6. 前記貫通通路(27)が前記中間壁(44)の長穴状の切欠きであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧縮機(2)。
  7. 前記切欠きがほぼ長方形の断面形状を有することを特徴とする請求項6に記載の圧縮機(2)。
  8. 前記分離室(18)が前記ハウジング底(6)の内壁(41)と前記高圧室(40)の間に形成され、少なくとも一部が前記高圧室内に達していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の圧縮機(2)。
  9. 前記ハウジング底(6)が前記分離室(18)から軸方向に突き出た、前記高圧室を形成するための環状壁(34)を備え、
    前記貫通通路(27)が前記環状壁(34)内に、特に前記出口(16)の方向に半径方向にずらして配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の圧縮機(2)。
  10. 前記圧縮機部分(8)が前記環状壁(34)に載っていることを特徴とする請求項9に記載の圧縮機(2)。
JP2019557615A 2017-04-27 2018-04-24 圧縮機 Pending JP2020517858A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017207145.1 2017-04-27
DE102017207145.1A DE102017207145A1 (de) 2017-04-27 2017-04-27 Verdichter
PCT/EP2018/060426 WO2018197458A1 (de) 2017-04-27 2018-04-24 Verdichter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020517858A true JP2020517858A (ja) 2020-06-18

Family

ID=62044746

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019557615A Pending JP2020517858A (ja) 2017-04-27 2018-04-24 圧縮機

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200191146A1 (ja)
JP (1) JP2020517858A (ja)
KR (1) KR20190129132A (ja)
CN (1) CN110582644A (ja)
DE (1) DE102017207145A1 (ja)
WO (1) WO2018197458A1 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11578710B2 (en) 2019-05-02 2023-02-14 Kerr Machine Co. Fracturing pump with in-line fluid end
US11635068B2 (en) 2019-11-18 2023-04-25 Kerr Machine Co. Modular power end
US11578711B2 (en) 2019-11-18 2023-02-14 Kerr Machine Co. Fluid routing plug
US11644018B2 (en) 2019-11-18 2023-05-09 Kerr Machine Co. Fluid end
US11686296B2 (en) 2019-11-18 2023-06-27 Kerr Machine Co. Fluid routing plug
WO2021102036A1 (en) 2019-11-18 2021-05-27 Kerr Machine Co. High pressure pump
US20220397107A1 (en) 2019-11-18 2022-12-15 Kerr Machine Co. Fluid end assembly
US11747064B2 (en) 2020-03-30 2023-09-05 Carrier Corporation Integrated oil separator with flow management
CN112727754B (zh) * 2021-01-13 2023-05-09 上海海立新能源技术有限公司 具有强化冷却功能的涡旋压缩机
US11920583B2 (en) 2021-03-05 2024-03-05 Kerr Machine Co. Fluid end with clamped retention
DE102021202705A1 (de) 2021-03-19 2022-09-22 Brose Fahrzeugteile SE & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg Abscheidevorrichtung sowie Verdichter
US11946465B2 (en) 2021-08-14 2024-04-02 Kerr Machine Co. Packing seal assembly
US11808364B2 (en) 2021-11-11 2023-11-07 Kerr Machine Co. Valve body

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000249431A (ja) * 1999-02-25 2000-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 油分離器
JP2004332637A (ja) * 2003-05-08 2004-11-25 Toyota Industries Corp 冷媒圧縮機のオイル分離構造
JP2005023847A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Zexel Valeo Climate Control Corp 圧縮機
JP2005163793A (ja) * 2004-12-24 2005-06-23 Denso Corp 圧縮機
JP2009275640A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Toyota Industries Corp スクロール型圧縮機
US20170022984A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Halla Visteon Climate Control Corp. Porous oil flow controller

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899460B1 (en) * 1997-08-29 2004-04-14 Denso Corporation Scroll type compressor
JP3721933B2 (ja) * 2000-04-17 2005-11-30 株式会社デンソー 圧縮機
JP2006097495A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Sanden Corp 圧縮機
CN2871925Y (zh) * 2005-12-21 2007-02-21 上海三电贝洱汽车空调有限公司 车用涡旋压缩机
JP2007192047A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Sanden Corp 圧縮機
KR101042393B1 (ko) * 2008-07-02 2011-06-17 주식회사 두원전자 오일 분리기
JP6238726B2 (ja) * 2013-12-20 2017-11-29 株式会社ヴァレオジャパン 圧縮機

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000249431A (ja) * 1999-02-25 2000-09-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 油分離器
JP2004332637A (ja) * 2003-05-08 2004-11-25 Toyota Industries Corp 冷媒圧縮機のオイル分離構造
JP2005023847A (ja) * 2003-07-02 2005-01-27 Zexel Valeo Climate Control Corp 圧縮機
JP2005163793A (ja) * 2004-12-24 2005-06-23 Denso Corp 圧縮機
JP2009275640A (ja) * 2008-05-16 2009-11-26 Toyota Industries Corp スクロール型圧縮機
US20170022984A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Halla Visteon Climate Control Corp. Porous oil flow controller

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018197458A1 (de) 2018-11-01
DE102017207145A1 (de) 2018-10-31
KR20190129132A (ko) 2019-11-19
US20200191146A1 (en) 2020-06-18
CN110582644A (zh) 2019-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2020517858A (ja) 圧縮機
US10801495B2 (en) Oil flow through the bearings of a scroll compressor
JP6425417B2 (ja) スクロール型圧縮機およびスクロール型圧縮機を有するco2車両空調システム
CN1811188B (zh) 涡旋机
JP2011027076A (ja) スクロール圧縮機
JP6535153B2 (ja) スクロール型圧縮機
JP2008057389A (ja) 気体圧縮機
JP2007085297A (ja) スクロール圧縮機
US11300328B2 (en) Oil control for climate-control system
CN113167273B (zh) 根据螺旋原理的容积式机器,特别是用于车辆空调机组的涡旋式压缩机
KR20030068404A (ko) 스크롤 익스프레서
EP0849471B1 (en) High-pressure dome type compressor in which the discharge of oil by gas is prevented and in which oil is cooled by discharge gas
JP4306771B2 (ja) 圧縮機
US11566624B2 (en) Compressor having lubrication system
CN110886623B (zh) 涡旋式膨胀机
JP6160502B2 (ja) 冷凍サイクル装置
US20190203710A1 (en) Motor operated compressor
US20090035166A1 (en) Two-stage rotary compressor
CN113316701A (zh) 用于气候控制系统的油控制
JP4540508B2 (ja) 流体機械
US20230147568A1 (en) Co-Rotating Compressor
US11867164B2 (en) Compressor with cooling pump
JP7211810B2 (ja) スクロール圧縮機
EP3992461A1 (en) Scroll compressor
JP2004027983A (ja) スクロール型圧縮機

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191220

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191023

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20201013

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210511