JP6379959B2 - Refrigeration cycle compressor - Google Patents
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Description
ここに開示される発明は、冷凍サイクルに用いられる圧縮機に関する。 The invention disclosed herein relates to a compressor used in a refrigeration cycle.
特許文献1は、インジェクション機構を有する冷凍サイクル用圧縮機を開示する。インジェクション機構は、冷凍サイクルにおける中間圧力の冷媒を圧縮機の圧縮過程にある容積室に導入する機構である。インジェクション機構は、中間圧力の冷媒を圧縮機に導入するための通路を区画する部材と、通路に設けられた逆止弁とを含む。逆止弁は、リード弁によって提供されている。 Patent Document 1 discloses a compressor for a refrigeration cycle having an injection mechanism. The injection mechanism is a mechanism that introduces an intermediate-pressure refrigerant in the refrigeration cycle into a volume chamber in the compression process of the compressor. The injection mechanism includes a member that defines a passage for introducing the intermediate pressure refrigerant into the compressor, and a check valve provided in the passage. The check valve is provided by a reed valve.
従来技術の構成では、リードバルブの開閉に起因してリードバルブを構成する部材が摩耗する。例えば、リードバルブの可動の弁板、または固定の弁座が摩耗する。この結果、リードバルブの耐久性に起因して、圧縮機が所定の機能を発揮できないことがある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、冷凍サイクル用圧縮機にはさらなる改良が求められている。 In the configuration of the prior art, the members constituting the reed valve are worn due to the opening and closing of the reed valve. For example, the movable valve plate of the reed valve or the fixed valve seat is worn. As a result, the compressor may not perform a predetermined function due to the durability of the reed valve. There is a need for further improvements in refrigeration cycle compressors in the above respects, or other aspects not mentioned.
発明の目的のひとつは、耐久性に優れた冷凍サイクル用圧縮機を提供することである。 One of the objects of the invention is to provide a compressor for a refrigeration cycle having excellent durability.
発明の目的の他のひとつは、リードバルブの耐久性が改善された冷凍サイクル用圧縮機を提供することである。 Another object of the invention is to provide a compressor for a refrigeration cycle in which the durability of the reed valve is improved.
ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。 The invention disclosed herein employs the following technical means to achieve the above object. Note that the reference numerals in parentheses described in the claims and in this section indicate a corresponding relationship with specific means described in the embodiments described later as one aspect, and limit the technical scope of the invention. Not what you want.
開示される発明のひとつにより、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクルに用いられる冷凍サイクル用圧縮機が提供される。発明は、冷凍サイクルにおける中間圧力の冷媒を圧縮過程にある圧縮室に導入するインジェクション通路(12、42、43、47、63、563、663、65、66)と、冷媒の流れに応じて移動する弁板(45)と、弁板と接離することによりインジェクション通路を開閉するシート面(67)を有し、弁板がシート面に接触するときに弾性的に変形可能に形成された弁座(46)とを備え、シート面を提供する部分は、弁座を形成する基材よりヤング率が低い成分が分散し析出した部分である。 According to one disclosed invention, a compressor for a refrigeration cycle used in a refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant is provided. The present invention is an injection passage (12, 42, 43, 47, 63, 563, 663, 65, 66) for introducing an intermediate pressure refrigerant in a refrigeration cycle into a compression chamber in the compression process, and moves according to the flow of the refrigerant A valve plate ( 45 ) that has a seat surface (67) that opens and closes an injection passage by contacting and separating from the valve plate, and is formed to be elastically deformable when the valve plate contacts the seat surface and a seat (46), the portion to provide a seat surface, Ru Oh the portion having a Young's modulus than the base material forming the valve seat is low component dispersed precipitated.
この発明によると、弁板が弁座に衝突する場合、または、弁板が弁座に強く押し付けられる場合に、弁座が弾性的に変形可能である。弁座が弾性変形することにより、二酸化炭素冷媒に起因して弁板が弁座に強く接触しても、弁座の摩耗が抑制される。また、弁板と弁座との間に潤滑用のオイルが保持されにくい場合であっても、弁座の摩耗が抑制される。この結果、インジェクション機構におけるリードバルブの特性が長期間にわたって維持されるから、耐久性に優れた冷凍サイクル用圧縮機が提供される。 According to this invention, when the valve plate collides with the valve seat or when the valve plate is strongly pressed against the valve seat, the valve seat can be elastically deformed. Due to the elastic deformation of the valve seat, even if the valve plate strongly contacts the valve seat due to the carbon dioxide refrigerant, wear of the valve seat is suppressed. Further, even when the lubricating oil is difficult to be held between the valve plate and the valve seat, wear of the valve seat is suppressed. As a result, since the characteristics of the reed valve in the injection mechanism are maintained for a long period of time, a compressor for a refrigeration cycle having excellent durability is provided.
図面を参照しながら、ここに開示される発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については他の形態の説明を参照し適用することができる。 A plurality of modes for carrying out the invention disclosed herein will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions corresponding to the matters described in the preceding embodiment may be denoted by the same reference numerals and redundant description may be omitted. Further, in the following embodiments, the correspondence corresponding to the matters corresponding to the matters described in the preceding embodiments is indicated by adding reference numerals that differ only by one hundred or more, and redundant description may be omitted. . In each embodiment, when only a part of the structure is described, the other parts of the structure can be applied with reference to the description of the other forms.
(第1実施形態)
図1において、冷凍サイクル1は蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。冷凍サイクル1は、給湯用のヒートポンプとして、または車両用空調装置の冷房用サイクルまたはヒートポンプとして利用することができる。図示される冷凍サイクル1は、給湯用のヒートポンプとして構成されている。
(First embodiment)
In FIG. 1, a refrigeration cycle 1 is a vapor compression refrigeration cycle. The refrigeration cycle 1 can be used as a heat pump for hot water supply, or as a cooling cycle or a heat pump for a vehicle air conditioner. The illustrated refrigeration cycle 1 is configured as a heat pump for hot water supply.
冷凍サイクル1は、配管を含む複数の部品によって提供され、冷媒が循環する環状の主通路2を有する。冷媒は、二酸化炭素である。冷凍サイクル1は、冷凍サイクル用圧縮機としての圧縮機3を有する。圧縮機3は、密閉型の電動圧縮機である。圧縮機3は、電動機(M)によって圧縮機構(P)を駆動することにより冷媒を吸入し、圧縮し、吐出する。圧縮機3は、中間圧力の冷媒を受け入れ、中間圧力の冷媒を圧縮過程にある圧縮室に供給するインジェクション機構を備える。
The refrigeration cycle 1 is provided by a plurality of parts including piping, and has an annular
冷凍サイクル1は、加熱対象物である水と冷媒との間の熱交換を提供する水冷媒熱交換器4を有する。水冷媒熱交換器4は、圧縮機3によって加圧された高温高圧の冷媒と、水とを熱交換し、水を湯に加熱する。水冷媒熱交換器4は、放熱器または凝縮器とも呼ばれる。冷凍サイクル1は、直列に配置された第1減圧器5と第2減圧器6とを有する。第1減圧器5は、高圧冷媒を中間圧力に減圧する。第2減圧器6は、中間圧力の冷媒を低圧に減圧する。冷凍サイクル1は、熱源と冷媒との間の熱交換を提供する熱源熱交換器7を有する。熱源熱交換器7は、蒸発器とも呼ばれる。
The refrigeration cycle 1 includes a water-refrigerant heat exchanger 4 that provides heat exchange between water that is an object to be heated and a refrigerant. The water refrigerant heat exchanger 4 exchanges heat between the high-temperature and high-pressure refrigerant pressurized by the
冷凍サイクル1は、気液分離器8を有する。気液分離器8は、熱源熱交換器7と圧縮機3との間に設けられ、冷媒のガス成分と液成分とを分離し、ガス成分を圧縮機3に供給する。冷凍サイクル1は、オイル分離器9を有する。オイル分離器9は、圧縮機3と水冷媒熱交換器4との間に設けられている。オイル分離器9は、圧縮機3から流れ出る潤滑用のオイルを捕捉し、戻り通路11を通してオイルを圧縮機3に戻す。
The refrigeration cycle 1 has a gas-
冷凍サイクル1は、中間圧力の冷媒を圧縮機3に供給するためのインジェクション配管12を有する。インジェクション配管12は、第1減圧器5と第2減圧器6との間に存在する中間圧力の冷媒を圧縮機3のインジェクション機構に供給する。
The refrigeration cycle 1 has an
冷凍サイクル1は、圧縮機3を制御するためのインバータ回路(INV)21を有する。インバータ回路21は、電源から供給される電力を変換し、圧縮機3の電動機に供給する。冷凍サイクル1は、インバータ回路21を制御する制御装置(ECU)22を有する。制御装置22は、冷凍サイクル1がヒートポンプとして所定の機能を発揮するように圧縮機3、第1減圧器5、および第2減圧器6を制御する。
The refrigeration cycle 1 has an inverter circuit (INV) 21 for controlling the
図2において、圧縮機3の圧縮機構の断面図が示されている。なお、圧縮機3は、図示されない電動機を有する。圧縮機3は、密閉型のハウジング31を有する。ハウジング31は、電動機および圧縮機構を収容する。
In FIG. 2, a cross-sectional view of the compression mechanism of the
圧縮機構は、容積型の圧縮機である。圧縮機構は、スクロール型の圧縮機である。圧縮機構は、ピストン型、ロータリー型など多様な圧縮機によって提供することができる。圧縮機3は、固定スクロール32と、可動スクロール33とを有する。固定スクロール32と可動スクロール33との間には、圧縮室34が区画形成されている。圧縮室34は、可動スクロール33の回転運動によって移動しながら、その容積を徐々に減少させる。
The compression mechanism is a positive displacement compressor. The compression mechanism is a scroll type compressor. The compression mechanism can be provided by various compressors such as a piston type and a rotary type. The
圧縮機3は、低圧側の入口35を有する。圧縮機3は、入口35に連通する吸入ポート36を有する。吸入ポート36は、吸入過程にある圧縮室34に連通している。圧縮機3は、吐出弁37を有する。吐出弁37は、吐出ポート38に設けられている。吐出ポート38は、吐出弁37を介して吐出過程にある圧縮室34と連通可能である。圧縮機3は、高圧側の出口39を有する。吐出ポート38は、出口39に連通している。
The
圧縮機3は、インジェクション機構41を備える。インジェクション機構41は、インジェクション配管12を含むことができる。インジェクション機構41は、インジェクション配管12に連通する通路42と、圧縮過程にある圧縮室34に連通するポート43とを有する。インジェクション配管12、通路42、およびポート43は、インジェクション通路を区画形成している。
The
インジェクション機構41は、リードバルブ44を有する。リードバルブ44は、圧縮機構を形成する部材に設けられている。リードバルブ44は、通路42とポート43との間に設けられている。リードバルブ44は、インジェクション通路における冷媒の流れを制御する。リードバルブ44は、逆止弁を提供する。リードバルブ44は、通路42からポート43へ向かう冷媒の順方向流れを許容する。リードバルブ44は、ポート43から通路42へ向かう冷媒の逆方向流れを阻止する。
The
リードバルブ44は、可動の弁板45と、固定の弁座46とを有する。リードバルブ44は、固定スクロール32に形成された有底凹部としての穴47内に収容され、配置されている。穴47は、通路42とポート43との間に設けられている。ポート43と穴47とは、吐出ポート38を避けて圧縮室に到達するように圧縮機3の回転軸に対して傾斜して形成されている。穴47は、弁板45の移動を許容する弁室を区画している。穴47は、弁座46がねじ込まれる雌ねじ穴でもある。穴47とポート43との間の段差は、弁板45を固定するための固定面を提供している。弁座46は、穴47内にねじ込まれることによって弁板45を穴47内に固定するためのリテーナでもある。弁座46は、弁板45と共働することによってリードバルブ44として機能するためのシート部分と、弁板45を固定するためのリテーナとしての筒状部分とを有する。ポート43の中心軸と穴47の中心軸とは、弁板45によって傾く流れがポート43に望ましい態様で到達するように、ややずれている。
The
図3は弁板45を示す。図4は、図3のIV−IV断面を示す。弁板45は、固定のための基部51と、弁体としての舌片52とを有する。基部51は、舌片52を囲む環状である。舌片52は、弁体として機能する円形部分と、円形部分と基部51とを連結する連結部分とを有する。舌片52は、弾性変形することによって、基部51を含む平面からやや変位可能である。連結部分は、径方向に広がっている。
FIG. 3 shows the
図5、図6、図7は、弁座46を示す。図6は、図5のVI−VI断面を示す。弁座46は、穴47に固定されるための固定部分61を有する。固定部分61は、中心軸AXをもつ筒状である。固定部分61は、筒状部分、または穴47にねじ込まれるスクリュー部分とも呼ばれる。固定部分61は、その外周面に穴47内の雌ねじと噛み合う雄ねじ62を有する。
5, 6 and 7 show the
弁座46は、その一端に設けられた空洞部63を有する。空洞部63は、固定部分61の内側に形成されている。空洞部63は、弁座46の一端(図中の下側端部)に向けて開口している。弁座46の一端は、インジェクションされる冷媒の流れ方向における上流側であるから、上流端とも呼ぶことができる。これにより弁座46は、有底筒状の形状を与えられている。空洞部63は、内周面63aと内底面63bとによって区画形成されている。内周面63aは、弁座46を穴47内にねじ込むための工具との噛み合い面を提供している。図中には、アレンレンチで操作することができる六角ソケットを提供する内周面63aが図示されている。内周面63aは、他の形状の工具嵌合部を提供してもよい。また、図示される内周面63aの中心軸は、弁座46の中心軸AXと一致している。これに代えて、内周面63aの中心軸を弁座46の中心軸からずらしても良い。内底面63bは、中心軸AXに垂直な平面を提供している。
The
弁座46は、固定部分61の軸方向の他端に、円板状の底板部分64を有する。底板部分64は、空洞部63とは反対側の端部に位置している。底板部分64は、有底筒状の弁座46の内フランジ部とも呼ぶことができる。底板部分64は、固定部分61内に設けられた隔壁部分とも呼ぶことができる。底板部分64は、弁座46の他端に面する外側面と、内底面63bとを提供する。外側面は、弁板45と接触する。外側面は、弁板45を固定するための固定面と、弁板45と接触して弁機能を発揮するシート面とを提供する。
The
底板部分64は、固定部分61の軸方向他端において、固定部分61から径方向内側に向けて延び出している。底板部分64は、固定部分61によって外周部分だけを支持されている。底板部分64は、それを形成する材料と、それの形状とに起因して弾性的に変形可能なダイヤフラム部分でもある。底板部分64は、中心軸AXが延びる方向に沿って弾性変形可能である。
The
底板部分64は、その中央部分に貫通穴65を有する。貫通穴は、空洞部63から弁座46を貫通するように延びている。貫通穴65は絞り通路でもある。貫通穴65の中心軸は、弁座46の中心軸AXと一致している。貫通穴65の中心軸は、弁座46の中心軸AX、または内周面63aの中心軸からずれていてもよい。貫通穴65は、インジェクション機構41によって供給されるガス冷媒のための通路を提供する。底板部分64は、貫通穴65の他端にファンネル状の円錐面66を有する。円錐面66は、貫通穴65から外側に向けて徐々に拡大するテーパ面でもある。
The
底板部分64は、シート面67を有する。シート面67は、弁座46の他端上に設けられている。シート面67は、冷媒の流れ方向における下流側に面している。シート面67は、貫通穴65および円錐面66を完全に囲むように環状に広がっている。シート面67は、舌片52と共働することにより弁機能を提供する。シート面67は、中心軸AXに対して垂直な面によって提供されている。シート面67は、底板部分64の軸方向の上に位置している。シート面67の径方向外側縁でさえ固定部分61の軸方向の上には到達していない。
The
底板部分64は、溝部分68を有する。溝部分68は、シート面67を完全に囲むように環状に広がっている。溝部分68は、底板部分64の上に広がっている。溝部分68の径方向外側の縁は、固定部分61の軸方向の上に位置している。
The
弁座46は、弁板45を固定するための固定面69を有する。固定面69は、固定部分61の軸方向の上に位置している。固定面69は、固定スクロール32と弁座46との間に弁板45を挟むことによって弁板45を固定する。固定面69が固定部分61の軸方向の上に位置づけられることにより、固定部分61が穴47内に締め込まれても、底板部分64へ作用する応力が抑制され、底板部分64の変形が抑制される。
The
インジェクション機構41は、圧縮過程にある圧縮室34に、中間圧力の冷媒を注入(インジェクション)する。リードバルブ44は、圧縮室34の一行程において1回開閉される。二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクル1においては、冷媒の圧力が比較的高い。このため、リードバルブ44が開閉するときの舌片52とシート面67との衝突速度が高い。さらに、インジェクション機構41は、主としてガス成分の冷媒を注入するが、冷凍サイクル1の運転状態に依存してガス成分と液成分との混合冷媒を注入することがある。この場合、舌片52とシート面67との間のオイルが洗い流されることがある。これらの背景から、リードバルブ44の構成部品が摩耗しやすい。
The
図6において、シート面67の径方向内側縁は直径D1をもつ。多角形の内周面63aに外接する円は直径D2をもつ。この実施形態では、直径D1は、直径D2を下回る(D1<D2)。これにより、底板部分64はダイヤフラム状に形成される。シート面67の径方向外側縁の直径は、直径D2を下回る。
In FIG. 6, the radially inner edge of the
弁座46は、軸方向の最大厚さとして厚さL2をもつ。固定部分61は、軸方向の厚さL3をもつ。図示の例では、L2=L3である。シート面67は、軸方向の厚さL1をもつ。厚さL1は、シート面67の範囲における最小の厚さでもある。底板部分64における最小の厚さはhstである。最小厚さhstは、溝部分68において提供されている。
The
この実施形態では、D1<D2の形状が採用されている。この実施形態では、D1/2とD2/2との間の範囲の中に、厚さhsが厚さL3を下回る少なくともひとつの点(hst)がある。この実施形態では、D1とD2との間の環状範囲の中に、厚さL3より小さく、厚さL2より小さく、しかも厚さL1より小さい厚さhstをもつ環状部分が設けられている。言い換えると、底板部分64は、貫通孔65の中心軸AXからの距離rsが、シート面67の径方向内側縁の直径の1/2を上回る範囲(D1/2<rs)において、固定部分61の厚さL3を下回る厚さhsの部分を有する。これにより、底板部分64はダイヤフラムに似た弾性変形が可能である。底板部分64は、シート面67が軸方向に沿ってわずかに移動することを許容する。
In this embodiment, the shape of D1 <D2 is adopted. In this embodiment, there is at least one point (hst) in which the thickness hs falls below the thickness L3 in the range between D1 / 2 and D2 / 2. In this embodiment, an annular portion having a thickness hst smaller than the thickness L3, smaller than the thickness L2, and smaller than the thickness L1 is provided in the annular range between D1 and D2. In other words, the
底板部分64が弾性変形することにより、シート面67は、舌片52と衝突しても、その衝撃を柔らかく吸収することができる。また、冷媒の圧力差によって舌片52がシート面67に強く押し付けられても、底板部分64の弾性変形により部分的な摩耗の集中が抑制される。この結果、特に、シート面67の径方向内側の縁、および/またはシート面67の径方向外側の縁における弁座46の摩耗が抑制される。
When the
また、底板部分64の弾性変形は、シート面67と舌片52とが接触した場合における舌片52の形状に沿うように発生する。このため、特に、シート面67の径方向内側の縁における弁座46の摩耗が抑制される。また、舌片52がシート面67に着座しているとき、舌片52は圧力差によって変形しようとする。この実施形態では、同時に、底板部分64が弾性変形するから、舌片52とシート面67とを広い面積にわたって接触させることができる。特に、シート面67の径方向内側縁における摩耗が抑制される。
Further, the elastic deformation of the
弁座46は、金属製である。図示される形状をもつ弁座46は多様な金属によって提供することができる。弁座46は、例えば、炭素鋼、鋳鉄などの鉄系合金によって提供することができる。
The
望ましい形態においては、弁座46を形成する金属材料は、ヤング率E1をもつ。弁座46は、潤滑剤として機能しうる球状黒鉛が組織中に分散された金属製である。弁座46を形成する金属材料は、微細な多数の孔を有する多孔質材料、すなわちポーラス材である。弁座46は、鋳鉄製である。弁座46は、球状黒鉛鋳鉄のひとつであるFCD450で作られている。FCD450は、炭素鋼のひとつであるS45Cより多くの球状黒鉛を有する。典型的なFCD450のヤング率は、約171000MPaである。FCD450のヤング率は、多用される炭素鋼のひとつであるS45Cのヤング率より十分に低い。典型的なS45Cのヤング率は、約205000MPaである。
In the preferred form, the metallic material forming the
弁座46が多孔質の金属材料によって形成されるから、シート面67には微細な多数の孔が露出する。ポーラス材の表面は、シート面67にオイルを保持する。この結果、シート面67における弁座46の摩耗が抑制される。
Since the
シール面67を提供する部分は、球状黒鉛が分散し析出した部分である。この場合、球状黒鉛が潤滑剤として機能する。この結果、シート面67における弁座46の摩耗が抑制される。しかも、球状黒鉛は、弁座46を形成するFCD450の基材よりもヤング率が低い成分である。よって、この球状黒鉛が衝撃を緩和する。また、球状黒鉛が摩耗または脱落した跡がオイルを捕捉する孔としても機能する。
The portion providing the sealing
弁板45は、金属製である。弁板45は、多様な金属によって提供することができる。弁板45は、例えば、バネ鋼、ステンレスバネ鋼などの鉄系合金によって提供することができる。
The
望ましい形態においては、弁板45を形成する金属材料は、ヤング率E2をもつ。弁板45は、ステンレス製である。弁板45は、ステンレスバネ鋼のひとつであるSUS410で作られている。典型的なSUS410のヤング率は、約200000MPaである。
In a desirable form, the metal material forming the
弁座46のヤング率E1は、弁板45のヤング率E2より小さい(E1<E2)。弁座46を形成する金属は、弁板45を形成する金属より変形しやすい。よって、弁座46は、弁板45と衝突したときの衝撃力を吸収しやすい。この結果、弁座46の摩耗が抑制される。
The Young's modulus E1 of the
図8は、比較例(CMP)とこの実施形態(EMB)との比摩耗量を示すグラフである。比較例では、弁板45はSUS410製であり、弁座46はS45C製である。発明者らの検討によると、この実施形態によると弁座46の比摩耗量は、比較例に対して約30%減少する。比較例では、弁座46が比較的速く摩耗する。特に、シート面67の外側縁部および内側縁部における摩耗が著しい。この結果、比較的短期間でリードバルブ44の特性が変化する。これに対して、実施形態によると、弁座46の摩耗が抑制されるから、長期間にわたってリードバルブ44の特性が望ましい範囲に維持される。
FIG. 8 is a graph showing the specific wear amount between the comparative example (CMP) and this embodiment (EMB). In the comparative example, the
以上に述べた実施形態の形状を採用することにより弁座46の摩耗が抑制される。また、実施形態の材料を採用することにより、弁座46の摩耗が抑制される。さらに、実施形態の形状と材料とを採用することにより、弁座46の摩耗が抑制される。この結果、リードバルブ44の耐久性を向上することができ、耐久性に優れた冷凍サイクル用圧縮機を提供することができる。
By adopting the shape of the embodiment described above, wear of the
(第2実施形態)
後続の実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、シート面67は平面である。これに代えて、この実施形態では、シート面67に微細な凹部271が設けられる。この実施形態では、第1実施形態と同じ材料が用いられる。
(Second Embodiment)
Subsequent embodiments are modifications based on the preceding embodiments. In the above embodiment, the
図9および図10は、この実施形態の弁座46を示す。図10は、図9のX−X断面を示す。弁座46は、シート面67の範囲内に、オイルを保持する凹部271を有する。凹部271は、オイルを保持するオイル保持部を提供する。凹部271は、弁座46と舌片52とが接触する部位に配置されている。凹部271は、細長い溝状に形成されている。凹部271は、複数の溝を含む。複数の溝は、シート面67上に均等に分散するように配置されている。複数の溝は、環状に配置されている。複数の溝は、シート面67の径方向におけるほぼ中央部に位置している。複数の溝は、シート面67の径方向外側縁と径方向内側縁との両方に開口しないように配置されている。凹部271は、シート面67上にオイルを保持する。この結果、弁座46の摩耗が抑制される。
9 and 10 show the
(第3実施形態)
上記実施形態では、弁座46の全体をFCD450製とした。これに代えて、この実施形態では、固定部分61と、シート面67を提供する部分とに、異なる材料的な特徴を与えている。
(Third embodiment)
In the above embodiment, the
図11は、この実施形態の弁座46を示す。固定部分61と底板部分64とを含む弁座46の本体372は、同じ材料によって形成されている。本体372は、例えば、鋼鉄(S45C)製である。本体372は、雄ねじ62を機械加工によって形成するために適した材料によって作られている。本体372は、穴47へのねじ込み、および基部51の固定に適した材料によって作られている。これにより固定部分61の加工が容易となる。また、基部51が確実に固定される。
FIG. 11 shows the
シート面67を提供する部分は、金属材料を多孔質に変化させる表面処理によって加工された表面処理部分373を有する。表面処理部分373は、本体372を形成する材料に表面処理を施すことによって形成されている。例えば、エッチング処理、またはエッジング処理と呼ばれる表面処理を用いることができる。よって、少なくともシート面67を提供する部分が多孔質であり、オイルを保持しやすい材料的な特性(表面)を有している。これにより、シート面67には微細な多数の孔が露出し、オイルが保持されるから、シート面67における弁座46の摩耗が抑制される。
The portion that provides the
(第4実施形態)
この実施形態では、弁座46を提供する本体474の全体がS45C製である。弁板45は、SUS410製である。図12は、この実施形態の弁座46を示す。この実施形態では、弁座46のヤング率E1(約205000MPa)は、弁板45のヤング率E2(約200000MPa)より大きい(E1>E2)。しかし、この実施形態でも、シート面67を提供する底板部分64はダイヤフラム状に形成されているから、底板部分64は中心軸AXに沿って弾性変形しやすい。よって、弁座46の摩耗が抑制される。
(Fourth embodiment)
In this embodiment, the
(第5実施形態)
上記実施形態では、空洞部63によって、薄い板状の底板部分64が提供される。これに代えて、この実施形態では、空洞部563によって、やや厚い底板部分64が提供される。以下の実施形態では、第1実施形態と同じ材料が用いられる。
(Fifth embodiment)
In the above embodiment, the
図13および図14は、この実施形態の弁座46を示す。図13は、底板部分64の部分断面を示す。図14は、底板部分64における中心軸AX方向の厚さhsを示す。弁座46は、空洞部63に代えて、空洞部563を有する。空洞部563は、凹テーパ面563aによって区画形成されている。凹テーパ面563aは、固定部分61から貫通穴65に向けて低くなるように傾斜している。凹テーパ面563aは、固定部分61から貫通穴65に向けて厚さが徐々に薄くなる傾向を底板部分64に与える。底板部分64の厚さは、この傾向の中で増減することがある。
13 and 14 show the
厚さL1は、シート面67の範囲における最小の厚さである。厚さL2は、弁座46が持ちうる最大の厚さである。厚さL3は、固定部分61の厚さである。厚さL3は、固定部分61と底板部分64との境界における固定部分61の厚さである。
The thickness L1 is the minimum thickness in the range of the
直径D1は、シート面67の径方向内側縁の直径である。直径D1は、円錐面66の最大の直径でもある。直径D2は、凹テーパ面563aの径方向外側の縁に外接する円の直径である。凹テーパ面563aが内周面63aのように多角形である場合、その多角形に外接する円の直径が直径D2に相当する。直径D3は、貫通穴65の直径である。
The diameter D1 is the diameter of the radially inner edge of the
底板部分64の厚さhsは、固定部分61と貫通穴65との間において、厚さL3を上回ることはない。底板部分64は、固定部分61と貫通穴65との間において、厚さL3を下回る厚さの部分を有する。この実施形態では、固定部分61と貫通穴65との間の全範囲において、底板部分64の厚さは厚さL3より小さい。
The thickness hs of the
底板部分64は、固定部分61と貫通穴65との間に、厚さhstの部分を有する。厚さhstは、シート面67の範囲における最大の厚さL4を下回る。厚さhstの部分は、シート面67の径方向外側縁よりさらに径方向外側に位置している。厚さhstは、シート面67の径方向外側縁の厚さL4を下回る。この厚さhstは、シート面67より径方向外側における弾性変形を促進するために貢献する。
The
この実施形態では、D1<D2である。中心軸AXから半径rsだけ離れた任意の位置における底板部分64の厚さをhsとする。この実施形態では、D1/2とD2/2との間の範囲RLvの中に、厚さhsが厚さL3より小さい少なくともひとつの点(hs<L3)がある。言い換えると、範囲RLvの中に、厚さL3より薄い環状部分が設けられている。別の観点では、シート面67の径方向内側縁より径方向外側の範囲(D1/2<rs)において、底板部分64の厚さhsは、固定部分61の厚さL3を下回る(hs<L3)。
In this embodiment, D1 <D2. The thickness of the
この形状は、固定部分61に対して弾性変形可能な底板部分64を提供する。この形状は、少なくともシート面67に対応する環状範囲にわたって、固定部分61に対して弾性変形可能な底板部分64を提供する。この形状は、シート面67に対応する環状範囲を含み、さらにそれより径方向外側を含むように広がる環状範囲、すなわち範囲RLvにわたって、固定部分61に対して弾性変形可能な底板部分64を提供する。この範囲RLvにおけるhs<L3の形状は、ダイヤフラムのように、または片持ち梁のように弾性変形可能な底板部分64を提供する。
This shape provides a
この実施形態によると、底板部分64が弾性変形可能に形成される。しかも、シート面67より径方向外側に、弾性変形を促進する薄い環状部分が設けられる。この実施形態でも、弁座46の摩耗が抑制される。
According to this embodiment, the
(第6実施形態)
この実施形態では、空洞部663によって、やや厚い底板部分64が提供される。図15および図16は、この実施形態の弁座46を示す。図15は、底板部分64の部分断面を示す。図16は、底板部分64における中心軸AX方向の厚さhsを示す。弁座46は、空洞部563に代えて、空洞部663を有する。空洞部663は、円筒面663aと、凸テーパ面663bとによって区画形成されている。円筒面663aは、固定部分61と底板部分64との境界において急激な厚さの変化を与える。凸テーパ面663bは、固定部分61から貫通穴65に向けて高くなるように傾斜している。凸テーパ面663bは、固定部分61から貫通穴65に向けて厚さが徐々に厚くなる傾向を底板部分64に与える。
(Sixth embodiment)
In this embodiment, the
直径D2は、凹テーパ面563aに外接する円の直径である。凹テーパ面563aが内周面63aのように多角形である場合、その多角形に外接する円の直径が直径D2に相当する。
The diameter D2 is a diameter of a circle circumscribing the concave tapered
底板部分64は、固定部分61と貫通穴65との間において、厚さL3を下回る厚さの部分を有する。この実施形態では、固定部分61と貫通穴65との間に、底板部分64の厚さが厚さL3より小さい環状範囲が広がっている。
The
この実施形態でも、底板部分64は、固定部分61と貫通穴65との間に、厚さhstの部分を有する。厚さhstは、シート面67の範囲における最大の厚さL4を下回る。厚さhstは、シート面67の範囲における最小の厚さL1を下回る。厚さhstの部分は、シート面67の径方向外側縁よりさらに径方向外側に位置している。厚さhstは、シート面67の径方向外側縁の厚さL1を下回る。厚さhstの部分は、シート面67より径方向外側における弾性変形を促進する。
Also in this embodiment, the
この実施形態でも、D1<D2である。この実施形態でも、D1/2とD2/2との間の範囲RLvの中に、厚さhsが厚さL3より小さい少なくともひとつの点(hs<L3)がある。この実施形態でも、シート面67の径方向内側縁より径方向外側の範囲(D1/2<rs)において、底板部分64の厚さhsは、固定部分61の厚さL3を下回る(hs<L3)。この実施形態でも、弁座46の摩耗が抑制される。
In this embodiment, D1 <D2. Also in this embodiment, there is at least one point (hs <L3) in which the thickness hs is smaller than the thickness L3 in the range RLv between D1 / 2 and D2 / 2. Also in this embodiment, the thickness hs of the
(第7実施形態)
この実施形態では、空洞部763によって、やや厚い底板部分64が提供される。図17および図18は、この実施形態の弁座46を示す。図17は、底板部分64の部分断面を示す。図18は、底板部分64における中心軸AX方向の厚さhsを示す。弁座46は、空洞部663に代えて、空洞部763を有する。空洞部763は、環状の溝によって区画形成されている。環状の溝は、内周面と外周面とそれらの間の環状底面とによって区画形成されている。内周面は、固定部分61と底板部分64との境界において急激な厚さの変化を与える。底板部分64は、固定部分61の底面の延長に相当する底面を有している。
(Seventh embodiment)
In this embodiment, the
直径D2は、貫通穴65の一端における直径である。この実施形態では、貫通穴65と連通する空洞部が形成されない。よって、直径D1は、直径D2を上回る(D1>D2)。貫通穴65の一端に円錐面66と同様の拡大部分が設けられる場合、直径D1と直径D2とはほぼ等しくすることができる(D1=D2)。
The diameter D2 is a diameter at one end of the through
底板部分64は、固定部分61と貫通穴65との間において、厚さL3を下回る厚さの部分を有する。この実施形態でも、固定部分61と貫通穴65との間に、底板部分64の厚さが厚さL3より小さい環状範囲が広がっている。この実施形態でも、底板部分64は、固定部分61と貫通穴65との間に、厚さhstの部分を有する。厚さhstは、下記の関係を満たしている:hst<L4、hst<L1。厚さhstは、シート面67の範囲における径方向外側縁の厚さL1または厚さL4を下回る。厚さhstの部分は、シート面67の径方向外側縁から径方向外側に位置している。厚さhstの部分は、シート面67の径方向外側縁よりさらに径方向外側に広がっている。
The
この実施形態では、D1≧D2である。この実施形態でも、底板部分64は、シート面67の径方向内側縁より径方向外側の範囲(D1/2<rs)において、固定部分61の厚さL3を下回る(hs<L3)厚さhsの部分を有する。この実施形態では、貫通穴65が弁座46の一端に直接に開口しているから、直径D2は、弁座46の一端における弁座46の直径と見ることができる。この場合、D1<D2であり、D1/2とD2/2との間の範囲RLvの中に、厚さhsが厚さL3より小さい少なくともひとつの点(hs<L3)がある。この実施形態でも、空洞部763によって弁座46は弾性変形可能であるから、弁座46の摩耗が抑制される。
In this embodiment, D1 ≧ D2. Also in this embodiment, the
(他の実施形態)
ここに開示される発明は、その発明を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示される発明の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
(Other embodiments)
The invention disclosed herein is not limited to the embodiments for carrying out the invention, and can be implemented with various modifications. The disclosed invention is not limited to the combinations shown in the embodiments, and can be implemented in various combinations. Embodiments can have additional parts. The portion of the embodiment may be omitted. The parts of the embodiments can be replaced or combined with the parts of the other embodiments. The structure, operation, and effect of the embodiment are merely examples. The technical scope of the disclosed invention is not limited to the description of the embodiments. Some technical scope of the disclosed invention is indicated by the description of the claims, and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the description of the claims. It is.
上記実施形態で採用した構成は、相互に組み合わせて採用することができる。例えば、第2実施形態の凹部271は、他の実施形態の構成に組み合わせることができる。
The configurations employed in the above embodiments can be employed in combination with each other. For example, the
上記実施形態では、弁座46を球状黒鉛鋳鉄のひとつであるFCD450製とした。これに代えて、シート面67にポーラスな面を提供できる他の金属材料を使用してもよい。例えば、多孔質の焼結金属材料によって弁座46を形成してもよい。また、球状黒鉛のような基材よりもヤング率が低い成分が分散し析出している他の金属材料を用いてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、圧縮機構としてスクロール型の圧縮機を採用した。これに代えて、ロータリー型の圧縮機を採用してもよい。 In the above embodiment, a scroll type compressor is employed as the compression mechanism. Instead of this, a rotary type compressor may be adopted.
1 冷凍サイクル、 2 主通路、 3 圧縮機、 4 水冷媒熱交換器、
5 第1減圧器、 6 第2減圧器、 7 熱源熱交換器、 8 気液分離器、
9 オイル分離器、 11 戻り通路、 12 インジェクション配管、
21 インバータ回路、 22 制御装置、
31 ハウジング、 32 固定スクロール、 33 可動スクロール、
34 圧縮室、 35 入口、 36 吸入ポート、
37 吐出弁、 38 吐出ポート、 39出口、
41 インジェクション機構、 42 通路、 43 ポート、
44 リードバルブ、 45 弁板、 46 弁座、 47 穴、
51 基部、 52 舌片、 61 固定部分、 62 雄ねじ、
63 空洞部、 63a 内周面、 63b 内底面、
64 底板部分、 65 貫通穴、 66 円錐面、
67 シート面、 68 溝部分、 69 固定面、
271 凹部、 372 本体、 373 表面処理部分、 474 本体、
563、663、763 空洞部、 AX 中心軸。
1 refrigeration cycle, 2 main passage, 3 compressor, 4 water refrigerant heat exchanger,
5 first decompressor, 6 second decompressor, 7 heat source heat exchanger, 8 gas-liquid separator,
9 Oil separator, 11 Return passage, 12 Injection piping,
21 inverter circuit, 22 control device,
31 housing, 32 fixed scroll, 33 movable scroll,
34 compression chamber, 35 inlet, 36 suction port,
37 discharge valve, 38 discharge port, 39 outlet,
41 injection mechanism, 42 passages, 43 ports,
44 Reed valve, 45 Valve plate, 46 Valve seat, 47 holes,
51 base, 52 tongue, 61 fixing part, 62 male thread,
63 hollow part, 63a inner peripheral surface, 63b inner bottom surface,
64 bottom plate portion, 65 through hole, 66 conical surface,
67 sheet surface, 68 groove portion, 69 fixing surface,
271 recess, 372 body, 373 surface treatment portion, 474 body,
563, 663, 763 Cavity, AX Central axis.
Claims (10)
前記冷凍サイクルにおける中間圧力の冷媒を圧縮過程にある圧縮室に導入するインジェクション通路(12、42、43、47、63、563、663、65、66)と、
前記冷媒の流れに応じて移動する弁板(45)と、
前記弁板と接離することにより前記インジェクション通路を開閉するシート面(67)を有し、前記弁板が前記シート面に接触するときに弾性的に変形可能に形成された弁座(46)とを備え、
前記シート面を提供する部分は、前記弁座を形成する基材よりヤング率が低い成分が分散し析出した部分であることを特徴とする冷凍サイクル用圧縮機。 In a refrigeration cycle compressor used in a refrigeration cycle using carbon dioxide as a refrigerant,
An injection passage (12, 42, 43, 47, 63, 563, 663, 65, 66) for introducing the intermediate pressure refrigerant in the refrigeration cycle into the compression chamber in the compression process;
A valve plate ( 45 ) that moves according to the flow of the refrigerant;
A valve seat (46) that has a seat surface (67) that opens and closes the injection passage by contacting and separating from the valve plate, and is elastically deformable when the valve plate contacts the seat surface. It equipped with a door,
Said portion providing a seat surface, the valve seat refrigeration cycle compressor having a Young's modulus lower component characterized Rukoto Oh in part dispersed precipitated from the base material to form the.
前記空洞部から前記弁座を貫通する貫通穴(65)とを有し、
前記シート面は、前記貫通穴(65)を囲むように設けられ、前記シート面の径方向内側縁の直径(D1)は、前記空洞部の直径(D2)を下回る(D1<D2)ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷凍サイクル用圧縮機。 A cavity (63, 563, 663) provided at one end of the valve seat;
A through hole (65) penetrating the valve seat from the cavity,
The sheet surface is provided so as to surround the through hole (65), and a diameter (D1) of a radially inner edge of the sheet surface is smaller than a diameter (D2) of the cavity portion (D1 <D2). The compressor for a refrigeration cycle according to claim 1 or 2, characterized in that
前記圧縮室を形成する部材に形成された穴(47)に装着するための筒状の固定部分(61)と、
前記固定部分の径方向内側に延び出すように設けられ、前記シート面と前記貫通穴とが設けられた底板部分(64)とを有し、
前記底板部分は、前記貫通穴の中心軸(AX)からの距離(rs)が、前記シート面の径方向内側縁の直径の1/2を上回る範囲(D1/2<rs)において、前記固定部分の厚さ(L3)を下回る厚さ(hs)の部分を有することを特徴とする請求項3に記載の冷凍サイクル用圧縮機。 The valve seat is
A cylindrical fixing portion (61) for mounting in a hole (47) formed in the member forming the compression chamber;
A bottom plate portion (64) provided to extend radially inward of the fixed portion and provided with the sheet surface and the through hole;
The bottom plate portion is fixed in a range (D1 / 2 <rs) in which the distance (rs) from the central axis (AX) of the through hole exceeds 1/2 of the diameter of the radially inner edge of the sheet surface. The compressor for a refrigeration cycle according to claim 3, comprising a portion having a thickness (hs) lower than a thickness (L3) of the portion.
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