JP6727298B2 - 制御質量流れを分離するための装置を備えたガス状態の流体の圧縮装置、及び制御質量流れを分離する方法 - Google Patents
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Description
この時、流動安定化領域は、流動内で注目するべき乱流を持たない領域を意味し、この場合、例えば重力によって小さな浮遊粒子が固体粒子として既に沈殿されており、前記流動安定化領域の内には基本的に純粋ガス状態の流体だけ存在する。
主質量流れと制御質量流れの流動方向は、望ましくは、相互に反対方向に向かう。
高圧で圧縮された流体−潤滑剤混合物を高圧チャンバーに吐出するステップ。
前記圧縮装置の第1流動ダクトを通し、前記流体−潤滑剤混合物の主質量流れを誘導するステップ。
前記主質量流れから制御質量流れを分離し、前記制御質量流れを、第2流動ダクトを介して前記装置内部で吸入圧チャンバーに誘導するステップ、この場合、固体粒子の無いガス状態の流体が制御質量流れとして分離される。
全体寿命の間、制御質量流れを膨脹させるための小型で堅牢な膨脹要素を使用する。
粒子による制御質量流れの負荷が最小化されることによって遮断現象が発生しないので、膨脹要素を保護するために小さなメッシュサイズの、小さいフィルター領域を使用する。
制御質量流れ内の液状冷媒防止、及び、これと関連して例えば、中間圧力チャンバー内に配置されたベアリングから潤滑剤の浸出を防止する。
ノズル、またはバルブのような膨脹要素の最小横断面を通過する損失質量流れとして制御質量流れが最小であるので、圧縮機の作動時、特に低い回転速度と高い圧力差だけでなく、最大効率である。
また、少ないオイル量によって制御質量流れ内のエネルギー含有量(energy content)が最小であるので、最小限の熱だけが吸入ガス内に流入する。
吸入ガス加熱が最小限で、高温ガス温度に至るまで作動限界を最大拡大できる。
最小個数の部品からなると同時に、必要空間が最小限で簡単な構成である。
製造、組み立て、取り付け、及び作動するための費用が最小である。
流動安定化領域は、例えば圧縮機構の作業領域の流出開口から離れて対面して配置されている。
2 ハウジング
2a 後方ハウジング要素
2b 中間ハウジング要素
2c 前方ハウジング要素
3 ステーター
4 オービター
5 駆動軸
6、7 ラジアルベアリング
8 吸入チャンバー、吸入圧チャンバー
9 吐出チャンバー、高圧チャンバー
10、10’、10’’ 分離装置、分離器
11、11’、11’’ 第1流動ダクト
12、12’、12’’ 第2流動ダクト
13、13’、13’’ 高圧ダクト
14 第1膨脹要素
15 中間圧力ダクト
16 逆圧チャンバー、中間圧力チャンバー
17 第2膨脹要素
18 (主質量流れの)流動方向
19 (制御質量流れの)流動方向
20 分離スリーブ
α 角度
d 直径
p1、p2 圧力
ρ1、ρ2 密度
Claims (10)
- 吸入圧チャンバー(8)と高圧チャンバー(9)とを備えたハウジング(2)と、圧縮機構(compression mechanism)と、圧縮機構を制御するために流体−潤滑剤混合物から制御質量流れを分離するための前記高圧チャンバー(9)の近傍に形成された分離装置(10、10’、10’’)と、を具備するガス状態の流体の圧縮装置(1、1’、1’’)であって、
前記分離装置(10、10’、10’’)は、前記圧縮装置(1、1’、1’’)から圧縮された流体−潤滑剤混合物の主質量流れを誘導するための第1流動ダクト(11、11’、11’’)と、前記主質量流れからガス状態の流体の質量流れである制御質量流れを分離して前記制御質量流れを前記圧縮装置(1、1’、1’’)内部で前記吸入圧チャンバー(8)へ導くための第2流動ダクト(12、12’、12’’)と、を具備して形成されて配置され、
前記第2流動ダクト(12、12’、12’’)の入口は、重力方向に前記高圧チャンバー(9)の中間領域から上部領域の部分に形成され、
前記第2流動ダクト(12、12’、12’’)の下流には膨脹要素(14、17)が配置され、
前記制御質量流れがガス状態の流体の質量流れであるため、前記膨脹要素(14、17)の詰まりが防止されることを特徴とする圧縮装置。 - 前記高圧チャンバー(9)の流動安定化領域の内部で前記制御質量流れを分岐するための前記分離装置(10)の第2流動ダクト(12)が前記高圧チャンバー(9)につながるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の圧縮装置。
- 前記分離装置(10)内の流動ダクト(11、12)が互いに分離し形成され、前記分離装置(10)の長手方向に延長されて配置されることを特徴とする請求項2に記載の圧縮装置。
- 前記分離装置(10)が円筒状の形状(cylindrical shape)を有することを特徴とする請求項2または3に記載の圧縮装置。
- 前記分離装置(10’、10’’)が前記高圧チャンバー(9)の流出口近傍に配置され、
前記第2流動ダクト(12’、12’’)は制御質量流れが前記第2流動ダクト(12’、12’’)内部に流入する際、少なくとも90゜の角度(α)だけ偏向されるように前記第1流動ダクト(11’、11’’)から所定の角度(α)で分岐して形成されることを特徴とする請求項1に記載の圧縮装置。 - 前記第2流動ダクト(12、12’、12’’)が制御質量流れの流動方向に、高圧ダクト(13、13’、13’’)につながるように形成され、
前記高圧ダクト(13、13’、13’’)の流出口に制御質量流れを高圧レベルから中間圧力レベルに膨脹するための第1膨脹要素(14)が配置され、
前記制御質量流れは中間圧力レベルのガス状態の流体が供給される前記ハウジング(2)の領域に導かれることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の圧縮装置。 - 中間圧力レベルのガス状態の流体が供給される前記ハウジング(2)の領域が吸入圧チャンバー(8)でつながる貫通開口を有し、
前記貫通開口の内部に制御質量流れを中間圧力レベルから低圧レベルに膨脹させるための第2膨脹要素(17)が配置されることを特徴とする請求項6に記載の圧縮装置。 - 前記圧縮機構がスクロール圧縮機として固定のステーター(fixed stator)(3)と、可動性のオービター(movable orbiter)(4)と、中間圧力チャンバー(16)とを備え、
前記ステーター(3)とオービター(4)とは各々ベースプレートとベースプレートから延長されるスパイラル型の壁を備えて形成され、該壁は相互に噛み合うように配置され、
前記中間圧力チャンバー(16)は前記可動性のオービター(4)のベースプレート後面に形成され、前記中間圧力チャンバーには中間圧力レベルのガス状態の流体が供給されることを特徴とする請求項6または7に記載の圧縮装置。 - 請求項1乃至8の内のいずれか1項によるガス状態の流体を圧縮するための圧縮装置(1、1’、1’’)内で制御質量流れを分離するための分離装置(10、10’、10’’)を用いた制御質量流れの分離方法であって、
高圧で圧縮された流体−潤滑剤混合物を高圧チャンバー(9)に吐出するステップと、
前記圧縮装置(1、1’、1’’)から第1流動ダクト(11、11’、11’’)を介して流体−潤滑剤混合の主質量流れを誘導するステップと、
第2流動ダクト(12、12’、12’’)を介して前記主質量流れからガス状態の流体の質量流れである制御質量流れを分離し、前記制御質量流れを前記圧縮装置(1、1’、1’’)の内部から吸入圧チャンバー(8)に誘導するステップと、を含み、
前記第2流動ダクト(12、12’、12’’)の入口は、重力方向に前記高圧チャンバー(9)の中間領域から上部領域の部分に形成され、
前記第2流動ダクト(12、12’、12’’)の下流には膨脹要素(14、17)が配置され,
前記制御質量流れがガス状態の流体の質量流れであるため、前記膨脹要素(14、17)の詰まりが防止されることを特徴とする制御質量流れの分離方法。
- 前記制御質量流れが、
第1膨脹要素(14)を貫流する際、高圧レベルから中間圧力レベルに膨脹されて、前記中間圧力レベルのガス状態の流体が供給されるハウジング(2)の領域に導かれ、
第2膨脹要素(17)を貫流する際、前記中間圧力レベルから低圧レベルに膨脹されて吸入圧チャンバー(8)に導かれることを特徴とする請求項9に記載の制御質量流れの分離方法。
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