JP6738176B2 - スクロール型圧縮機 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るスクロール型圧縮機の概略断面図である。
本実施形態によるスクロール型圧縮機100は、例えば車両用空調装置の冷媒回路(冷凍回路ともいう)に組み込まれ、冷媒回路の低圧側(蒸発器側)から吸入した冷媒(流体)を圧縮して吐出するものである。このスクロール型圧縮機100は、スクロールユニット1と、冷媒の吸入室H1及び吐出室H2を内部に有するハウジング10と、スクロールユニット1を駆動させる電動モータ20と、電動モータ20の駆動軸21の一端部(図1では上端部)を回動可能に支持するための軸受保持部30と、電動モータ20の駆動制御用のインバータ40と、を備えている。なお、本実施形態においては、前記冷媒として二酸化炭素冷媒(CO2冷媒)が採用され、前記冷媒回路により車両内の冷房を行うものとする。また、スクロール型圧縮機100は、いわゆるインバータ一体型の場合を一例に挙げて説明する。
なお、図示を省略するが、例えば、吐出ポートP2内には、吐出ポートP2に流入した圧縮冷媒から潤滑油を分離するための適宜のオイルセパレータが設けられる。このオイルセパレータにより潤滑油が分離された冷媒(微量の潤滑油が残存する冷媒を含む)が吐出ポートP2を介して冷媒回路の高圧側に吐出される。一方、オイルセパレータにより分離された潤滑油は、例えば、圧縮された冷媒を適宜に含有させた状態で、後述する圧力供給通路L3へ導かれる。
冷媒回路の低圧側からの冷媒は、吸入ポートP1を介して吸入室H1に導入され、その後、流体導入通路L1を介してスクロールユニット1の外端部付近の空間H4に導かれる。そして、空間H4内の冷媒は、両渦巻きラップ2b,3b間の密閉空間S内に取り込まれ、この密閉空間S内で圧縮される。この圧縮された冷媒(圧縮冷媒)は、吐出通路L2及び一方向弁16を経由して吐出室H2に吐出され、その後、吐出室H2から吐出ポートP2を介して冷媒回路の高圧側に吐出される。このようにして、吸入ポートP1、吸入室H1、流体導入通路L1を介して空間H4に流入される冷媒を密閉空間S内で圧縮し、この圧縮冷媒を吐出通路L2、吐出室H2、吐出ポートP2を介して外部に吐出するスクロールユニット1が構成される。
本実施形態において、背圧調整弁50は、差圧作動式の逆止弁であり、背圧室内圧力Pmと吸入室内圧力Psとの差圧が所定差圧Pvを超えた場合に、開弁方向に作動し、前記差圧が所定差圧Pv以下の場合に、閉弁方向に作動し、背圧室内圧力Pmを吐出室H2内の圧力(吐出室内圧力Pd)と吸入室内圧力Psとの間の所定圧力(中圧)になるように調整するものである。この背圧調整弁50の配置位置、構造及び背圧調整動作については後に詳述する。
本実施形態では、放圧通路L4は、具体的には、円筒部30aのうちの小径部位30a2を貫通し、駆動軸21と直交する方向に延びている。そして、放圧通路L4の一端部は背圧室H3に開口し、放圧通路L4の他端部は流体導入通路L1に開口している。つまり、本実施形態では、流体導入通路L1が前記吸入室側領域として採用され、放圧通路L4は、背圧室H3と流体導入通路L1との間を連通する。流体導入通路L1の一端部は吸入室H1に開口しているため、流体導入通路L1内の圧力は吸入室内圧力Psと等しい。
つまり、本実施形態では、第2絞り部T2は、流体入口孔56の背圧室H3側端部の部位に弁座部52bと一体的に形成される。
第2絞り部T2は、第1絞り部T1の断面積Ainより大きく、且つ、流体入口孔56の弁体側開口部の断面積Av1より小さい断面積Aoutを有する。なお、流体出口孔55の断面積の総和Av2は流体入口孔56の断面積Av1より大きい(つまり、Av2>Av1>Aout>Ain)。したがって、放圧通路L4における最小の通路断面積は第2絞り部T2の断面積Aoutにより定まる。
また、ρmは以下の式(4)で示す近似式で表すことができる。
ここで、上記式(1)〜式(4)、及び、Pm=Pv+Psの関係式より、以下の式(5)の関係式が成り立つ。
つまり、本実施形態では、吸入室内圧力Psが所定の設定値に固定されると共に、吐出室内圧力Pdが前記変動範囲内で変動する場合に、Ain及びAoutが、吐出室内圧力Pdの前記変動範囲内において、式(5)の関係を満足するように設定されている。
このようにして、背圧調整弁50の開弁動作に伴う背圧室内圧力Pmの低下を抑制することが可能なスクロール型圧縮機100を提供することができる。
つまり、本実施形態では、低負荷時の背圧過剰と高負荷時の背圧不足をいずれも解消し得る。その結果、吐出室内圧力Pdの前記変動範囲(つまり、圧縮機の運転範囲)において、機械効率及び体積効率のいずれも犠牲にすることなく、良好な圧縮運転を行うことが可能なスクロール型圧縮機100を提供することができる。
2・・・・・固定スクロール
3・・・・・可動スクロール
50・・・・背圧調整弁
55・・・・流体出口孔
56・・・・流体入口孔
52b・・・弁座部
53・・・・弁体
100・・・スクロール型圧縮機
H1・・・・吸入室
H2・・・・吐出室
H3・・・・背圧室
H4・・・・空間
L1・・・・流体導入通路
L3・・・・圧力供給通路
L4・・・・放圧通路
T1・・・・第1絞り部
T2・・・・第2絞り部
Claims (7)
- 固定スクロール及び可動スクロールを有し、吸入室を介して流入される流体を圧縮し、この圧縮流体を吐出室を介して吐出するスクロールユニットと、
前記可動スクロールの背面側に面して形成されると共に前記吐出室に圧力供給通路を介して連通される背圧室と、
前記背圧室と前記スクロールユニットの吸入室側領域とを連通する放圧通路に設けられ、前記背圧室内の圧力を調整する差圧作動式の背圧調整弁と、
を備えるスクロール型圧縮機であって、
前記圧力供給通路に設けられる第1絞り部と、
前記放圧通路に設けられる第2絞り部と、
を含み、
前記背圧調整弁は、前記放圧通路のうちの前記第2絞り部より吸入室側の部位に設けられ、弁体と、該弁体が接離する弁座部と、該弁座部に形成されると共に前記弁体により開閉される流体入口孔と、を有し、背圧室内圧力と吸入室内圧力との差圧が所定差圧を超えた場合に、前記弁体を開弁方向に移動させ、前記差圧が前記所定差圧以下の場合に、前記弁体を閉弁方向に移動させ、
前記第2絞り部は、前記第1絞り部の断面積より大きく、且つ、前記流体入口孔の弁体側開口部の断面積より小さい断面積を有し、
前記第2絞り部の断面積は、吐出室内圧力が予め定められた変動範囲内において変動した場合に、この変動範囲において、前記第2絞り部を流通する流体の流量が前記第1絞り部を流通する流体の流量より少なくなるように設定されている、スクロール型圧縮機。 - 前記第1絞り部の断面積をAinとし、前記第2絞り部の断面積をAoutとし、前記吸入室内圧力をPsとし、前記所定差圧をPvとし、前記吐出室内圧力をPdとし、前記Psが所定の設定値に固定されると共に、前記Pdが前記変動範囲内で変動する場合に、
前記Ain及び前記Aoutは、前記Pdの前記変動範囲内において、下記の式(1)の関係を満足するように設定されている、請求項1に記載のスクロール型圧縮機。
Ain/Aout>{(Pv×(Pv+Ps))/((Pd−(Pv+Ps))×Pd)}1/2 …式(1) - 前記Pvに前記Psの前記設定値を加算して得られる開弁設定圧は、前記変動範囲における前記Pdの下限値と前記Psの前記設定値との間の値に予め設定されている、請求項2に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記第2絞り部は、前記流体入口孔の背圧室側端部の部位に前記弁座部と一体的に形成される、請求項1〜3のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。
- 前記吸入室と前記スクロールユニットの外周部付近の空間とを連通する流体導入通路を含み、
前記放圧通路は、前記背圧室と前記流体導入通路とを連通する、請求項1〜4のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。 - 前記放圧通路は、前記背圧室と前記吸入室とを連通する、請求項1〜4のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。
- 前記流体は、二酸化炭素冷媒である、請求項1〜6のいずれか一つに記載のスクロール型圧縮機。
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