JP4739422B2 - 差圧制限機構を備える空調コンプレッサ - Google Patents

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Description

本発明は、高圧出口に逆止弁及び圧力制限機構を備える、自動車内の空調装置用空調コンプレッサに関する。
このようなコンプレッサは既知である。逆止弁の組込みは、行程容積を調節可能なコンプレッサのスタート挙動を改善するため、及び空調装置が運転を停止している場合にコンプレッサの連結のはずれた駆動を保証するために必要である。この逆止弁は、装置の高圧領域内に取り付けられ、少なくとも圧力勾配が逆止弁の通り抜け方向とは逆の場合に、高圧側において、高圧側を２つの部分領域に分ける。
さらに、現況技術では空調コンプレッサ内の高圧側に圧力制限弁が組み込まれており、この圧力制限弁は、下流に向かって逆止弁の手前にある。このことは、逆止弁での圧力勾配が逆止弁の通過方向とは逆の場合に、つまり空調装置の残りの高圧領域内で圧力が上昇する際に、その高圧を、圧力制限弁を介して低減できないことを意味する。
したがって本発明の課題は、これらの問題を有さない空調コンプレッサ又は空調装置を示すことである。
この課題は、高圧出口に逆止弁と、圧力制限弁又はバーストディスクなどの圧力制限機構とを備える、自動車内の空調装置用空調コンプレッサであって、圧力制限機構が、下流に向かって逆止弁の後ろに配置され、差圧制限機構が、逆止弁と並列に配置されている、空調コンプレッサによって解決される。空調コンプレッサは、差圧制限機構が両方の流れの方向に、つまり空調コンプレッサから空調装置への流れの方向にも、その逆の流れの方向にも作用するものが好ましい。これは、逆止弁を使用する場合でも、逆止弁の前及び後ろの空調装置のすべての高圧領域に対して圧力制限が保証されるという利点を有する。
また差圧制限機構が弁機構であり、つまり可逆的で再利用可能である空調コンプレッサも好ましい。
さらに、差圧制限機構がバーストディスクである空調コンプレッサが好ましい。
本発明によるさらなる空調コンプレッサは、バーストディスクが逆止弁内に組み込まれていることを特色とする。またバーストディスクが作動するための圧力差が、逆止弁のための圧力差より大きい空調コンプレッサも好ましい。これは、コンプレッサ出口での最大圧力を超える圧力上昇が、まず逆止弁を介してその後ろに配置された圧力制限弁に作用することができるという利点を有する。逆止弁が引っかかって動かない、又はうまく作動しない場合にはじめて差圧制限が作動し、コンプレッサ出口における上昇した圧力を、空調装置の高圧管の別の部分で圧力制限弁と接続させる。
さらに、空調装置の高圧側にある差圧制限機構が、空調コンプレッサと空調装置の残りの高圧部分を、つまり両方の装置部分を本来の圧力制限弁と接続させるコンプレッサが好ましい。
次に本発明を図に基づき説明する。
図１には、空調コンプレッサ1を含めた空調装置の高圧領域が示されている。空調コンプレッサ1は冷媒を吸い込み、冷媒を圧縮し、逆止弁3を介して冷媒を排気管11に送り、この排気管から空調装置の外側の高圧部分が始まる。排気管11により、冷媒はまずガス冷却器5を経由して流れ、その後、内部熱交換器7を経由し、最終的に膨張弁9に達し、そこで冷媒が膨張されてより低い圧力になる。これに伴い空調装置の高圧領域が、ここでは考察しない低圧領域へと移行する。コンプレッサ1はハウジング13を有しており、このハウジング内に、逆止弁3も、圧力制限機構15も、差圧制限機構17も配置されている。逆止弁3は、行程容積を調節可能なコンプレッサ1のスタート挙動を改善するため、及び空調コンプレッサが運転を停止している場合にコンプレッサ1の連結のはずれた駆動を保証するために必要である。例えば２バールの開口圧力を有し得る逆止弁3により、スタート時にすぐにある程度の圧力がコンプレッサ1内で発生し、この圧力がコンプレッサモータの方向を変え、したがって空調コンプレッサ1の吐き出しをすぐに開始させる。下流に向かって逆止弁3の後ろに圧力制限機構15が、例えば圧力制限弁又はバーストディスクの形で配置されており、この圧力制限機構は、例えば約１６０バールの最大圧力を超えると開き、さらなる圧力上昇を防止する。これにより圧力制限機構15は、逆止弁3を介してコンプレッサ1の最大圧力に対しても、膨張弁9までの空調装置の残りの高圧部分に対しても安全を確保する。しかしながら逆止弁3が何らかの運転障害によって引っかかって動かない、又はうまく作動しない場合は、差圧制限機構17が機能できるようになり、この差圧制限機構は、例えば両方の方向において差圧が１０バールのときに、空調コンプレッサ1と空調装置の残りの高圧領域を互いに接続させる。
図２には、差圧弁としてのこのような差圧制限機構が概略的に示されている。逆止弁3と並列に、同じ流れの方向に機能する逆止弁19及び反対方向に機能する逆止弁21が配置されている。弁19及び21はそれぞれ、例えば１０バールの開口圧力を有しており、したがって空調コンプレッサと空調装置の残りの高圧領域23の間にある圧力差がある場合、圧力差が１０バールの場合に、両方の装置部分を互いに、したがって圧力制限弁15と接続させる。差圧制限機構の開口圧力は、例えば１０バールであり、逆止弁3の差圧より高いことが有意義である。なぜなら通常の場合、逆止弁はその後ろに配置された圧力制限弁15とともに、コンプレッサ1のためにも空調装置の高圧領域23のためにも同様に安全機能を満たすからである。
特に、図３に示したように逆止弁29内でバーストディスク25を使用する場合、差圧の安全防護のために、より高い圧力差が必要である。なぜなら正常運転中にバーストディスク25が破けてはならず、コンプレッサ1を始動させ、その方向を変えるために逆止弁29が約２バールの開口圧力を備える必要があり、その上でコンプレッサ1を空調装置の高圧領域23と接続しなければならないからである。この場合、逆止弁29のピストン31内でバーストディスク25を使用すると、それによりバーストディスクを既に存在する逆止弁内に組み込むことができるので、差圧制限のために必要な追加のスペースが要らないという特別な利点が提供される。正常運転において逆止弁29のピストン31は、弁ハウジング33内でコイルバネ35によって弁座37内に押し込まれており、その際、コイルバネ35は初期張力により、約２バールの開口圧力まで弁29を閉じた状態に保つ。逆止弁29が開くと、冷媒を、コンプレッサ1から、空調コンプレッサの排出管11への導管39を介し、空調装置の高圧領域23内に導くことができる。バーストディスク25で一方又は他方の方向に、例えば１０バールの圧力差超過があった場合、バーストディスク25が破れ、したがって空調コンプレッサ1と空調装置の高圧領域23の間の導管41が機能するようになる。つまり逆止弁29が引っかかって動かない、又はうまく作動しない場合、高圧側で、バーストディスク25の形の差圧機構により、両方の装置部分が圧力制限弁15と接続され、したがって安全が確保される。
差圧制限機構を有する空調コンプレッサを備える空調装置の高圧領域の概略図である。 差圧制限弁を備える空調装置の高圧領域を示す図である。 差圧制限として逆止弁内に組み込まれたバーストディスクを備える空調装置の高圧領域を示す図である。
符号の説明
1 空調コンプレッサ
3 逆止弁
5 ガス冷却器
7 内部熱交換器
9 膨張弁
11 排気管
13 コンプレッサハウジング
15 圧力制限機構
17 差圧制限機構
19 逆止弁
21 逆止弁
23 空調装置の高圧領域
25 バーストディスク
29 逆止弁
31 逆止弁29のピストン
33 弁ハウジング
35 コイルバネ
37 弁座
39 排出管11への導管
41 空調コンプレッサ1と高圧領域23の間の導管

Claims (7)

  1. 高圧出口に逆止弁(3)と、圧力制限弁又はバーストディスクなどの圧力制限機構(15)とを備える、自動車内の空調装置用空調コンプレッサ(1)において、圧力制限機構(15)を、下流に向かって逆止弁(3)の後ろに配置し、かつ差圧制限機構(17)を、逆止弁(3)と並列に配置することを特徴とする空調コンプレッサ(1)。
  2. 前記差圧制限機構(17)が、両方の流れの方向に、つまり空調コンプレッサ(1)から空調装置への流れの方向にも、その逆の流れの方向にも作用することを特徴とする請求項１に記載の空調コンプレッサ(1)。
  3. 前記差圧制限機構(17)が弁機構であり、つまり可逆的で再利用可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調コンプレッサ(1)。
  4. 前記差圧制限機構(17)がバーストディスク(25)であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空調コンプレッサ。
  5. 前記バーストディスク(25)が逆止弁(3、29)内に組み込まれることを特徴とする請求項４に記載の空調コンプレッサ。
  6. 前記バーストディスク(25)が作動するための圧力差が、逆止弁(3、29)での圧力差より大きいことを特徴とする請求項４又は５に記載の空調コンプレッサ。
  7. 前記差圧制限機構(17)が、空調装置の高圧側で、空調コンプレッサ(1)と空調装置の残りの高圧側(23)を、つまり両方の装置部分を本来の圧力制限弁(15)と接続させることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載の空調コンプレッサ。
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