WO2006049081A1

WO2006049081A1 - スクロール型流体機械

Info

Publication number: WO2006049081A1
Application number: PCT/JP2005/019803
Authority: WO
Inventors: Kiyoshi Terauchi; Masataka Tsunoda; Kazuyuki Shimamura
Original assignee: Sanden Corporation
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2006-05-11
Also published as: US7699589B2; DE112005002722T5; US20080138228A1; DE112005002722B4

Abstract

　スクロール型流体機械(4)では、吐出室(80)内の冷媒が吐出弁(84)を介して所定の吐出圧力に調整されてスクロールユニット(52)から吐出して冷凍回路(2)に供給されており、この吐出室内の冷媒を、その圧力を維持しつつ冷凍回路から駆動ケーシング(22)内に向けて導入させる循環経路(7)と、圧縮ケーシング(24)内に形成され、循環経路内の冷媒を可動スクロール(54)の背面側に導き、可動スクロールの正面側に作用する冷媒の吐出圧力に対抗させる導入路(93)とを具備している。

Description

明細書

スクロール型流体機械

技術分野

[0001] 本発明は、車両の空調システムの冷凍回路に組み込まれて好適なスクロール型流体機械に関する。

背景技術

[0002] この種のスクロール型流体機械、例えばスクロール型圧縮機には冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを実施するスクロールユニットが備えられて、る。詳しくは、このユニットは互いに嚙み合う固定及び可動の各スクロールを備えており、可動スクロールが固定スクロールに対して旋回運動する。これにより、各スクロールで形成される空間の容積が減少し、上記一連のプロセスが行われる。

[0003] 上記圧縮のプロセスでは、冷媒の吐出圧力によってスクロールユニット内に高圧の空間が形成される。そして、この圧力が可動スクロールの正面側力も背面側に向けてスラスト荷重として作用し、この荷重が可動スクロールを固定スクロール力離れる方向に移動させる。これに対し、可動スクロールの背面側は上記一連のプロセスを確実に行うために固定スクロールに向けて支持されている。つまり、この可動スクロールの背面側にはスラスト荷重に対する支持反力が作用し、この反力が可動スクロールを固定スクロールに近付ける方向に移動させる。この結果、可動スクロールの正面側は固定スクロールとの摩擦によって摩耗し、スクロールユニットの性能を低下させる。

[0004] そこで、可動スクロールの正面側の冷媒をこの可動スクロールの内部を介してその背面側に導入し、上記スラスト荷重を軽減させる技術が開示されている（日本国特開 2000— 136782号公報、日本国特開 2000— 249086号公報、日本国特開 2000 352386号公報参照）。

[0005] ところで、スクロールユニット内では上記一連のプロセスが行われているため、可動スクロールの正面側に作用する冷媒の圧力は、吐出圧力に至るまでに常に変動しているのである。

[0006] すなわち、上記従来の技術の如ぐ圧縮途中の冷媒が可動スクロールの内部を介してその背面側に導入されると、この背面側に作用する圧力も同様に変動することになる。また、可動スクロールの正面側の冷媒がその背面側に直ちに伝達されるとは限らず、これではスラスト荷重を効果的に相殺できないとの懸念がある。換言すれば、上記各技術ではスラスト荷重の低減にっ、ては依然として課題が残されて、る。

[0007] ここで、近年、地球環境への配慮から、温暖化係数 (GWP)の小さな値を有する冷媒を用いた冷凍回路の開発が進められている。この種の冷媒の一例としては自然系の CO (炭酸)ガスがある力この冷媒はその作動圧力が高いので、上記スラスト荷重

2

の低減が特に必要なる。

[0008] また、作動圧力の高い CO冷媒を使用するためには、スクロールユニットは簡素、

2

且つ、剛性を備えることが望ましぐ例えば、可動スクロールの内部に連通孔を設ける、若しくは、その背面側力も正面側への逆流を防止する逆止弁を設ける、又は、この背面側に弾性部材を設ける等の構造は、スクロールユニットによる上記一連のプロセスにとって障害となり得る点にも留意しなければならない。特に、可動スクロールの内部に連通孔を設けた場合には、その正面側の冷媒が背面側に移動することによって圧縮効率が低下する点にも留意しなければならない。

発明の開示

[0009] 本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素、且つ、剛性を有するスクロールユニットを備え、スラスト荷重の低減を確実に図ることができるスクロール型流体機械を提供することを目的とする。

[0010] 上記の目的は本発明のスクロール型流体機械により達成され、駆動ケーシング及び駆動ケーシングに気密に嵌合された圧縮ケーシングを有するハウジングと、駆動ケ一シング内に軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、圧縮ケーシング内に収容され、回転軸によって駆動されて旋回運動することにより、固定スクロールと協働して冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを行う可動スクロールを有するスクロールユニットと、圧縮ケーシング内に形成され、吐出弁を介して所定の吐出圧力に調整されてスクロールユニットから吐出した冷媒を冷凍回路に供給させる吐出室と、吐出室内の冷媒を、その圧力を維持しつつ冷凍回路力も駆動ケーシング内に向けて導入させる循環経路と、圧縮ケーシング内に形成され、循環経路内の冷媒を可動スクロールの背面側に導き、可動スクロールの正面側に作用する冷媒の吐出圧力に対抗させる導入路とを具備してヽる。

[0011] 上述したスクロール型流体機械によれば、駆動ケーシング内には、膨張や蒸発の各過程を経ることなぐ吐出室からの冷媒が循環経路を介して高圧のまま導入され、可動スクロールの背面側にはこの循環経路力の冷媒が導入路を介して導かれている。つまり、可動スクロールの正面側には冷媒の吐出圧力が作用する一方、可動スクロールの背面側には吐出室内の冷媒の圧力と略同等の圧力が負荷として作用している。そして、この吐出室からの冷媒は吐出弁によって所定の吐出圧力に調整されているので、可動スクロールの背面側に作用する冷媒の圧力変動は極めて小さくなる。この結果、可動スクロールに対するスラスト荷重が確実に相殺され、可動スクロールの摩耗が低減される。

[0012] し力も、可動スクロールに対して変更を加えることなぐこの正面側の圧力に背面側の圧力を対向させることから、簡素、且つ、剛性を備えたスクロールユニットとなる。

[0013] 好ましくは、駆動ケーシング内に形成され、回転軸を通電により駆動させるモータを備えた機械室と、可動スクロールの正面側に作用する冷媒の吐出圧力との均衡を図るべぐ循環経路から機械室に向けて導入され、可動スクロールの背面側に負荷される冷媒の圧力を制御する圧力制御手段とを具備する。このように、圧力制御手段が可動スクロールの背面側への圧力を制御することにより、これら正面側の圧力と背面側の圧力との均衡が図られる。よって、可動スクロールに対するスラスト荷重がより一層確実に相殺され、スクロールユニットでは安定した圧縮のプロセスが得られ、スクロールユニットの信頼性が向上する。

[0014] また、駆動ケーシングは、循環経路の冷媒が機械室に向けて導入される冷媒導入孔を備えており、圧力制御手段は、循環経路又は冷媒導入孔自体のいずれかに配設されている。このように、圧力制御手段が冷媒導入孔の上流側に位置する循環経路に配設されると、現有の流体機械でも適用可能となる。一方、圧力制御手段が冷媒導入孔自体に配設されると、現有の冷凍回路に対して流体機械を交換すれば適用可能となる。

更に、冷媒導入孔には、冷凍回路中のガスクーラ力もの冷媒が機械室に向けて導入されても良ぐこの場合には、機械室にはガスクーラにより冷却された冷媒が導入されるため、機械室内のモータ等の熱損傷が回避される。

[0015] 更にまた、機械室内の冷媒を機械室力冷凍回路に向けて導出させる他の循環経路を備えており、機械室内の冷媒は、他の循環経路を介して冷凍回路の低圧側回路に導かれ、次いで、圧縮ケーシングに形成された吸入ポートを介してスクロールュニットに導入されることが好ましい。つまり、冷凍回路の低圧側回路、例えば膨張弁や蒸発器を経た冷媒が、機械室内に導入されず、スクロールユニットに吸入冷媒として直接に導入されている。よって、膨張弁や蒸発器を経た冷媒が機械室内を経てスクロールユニットに導入された場合の如ぐ吸入冷媒の温度がモータの熱を吸収して高くなるとの欠点が回避可能となる。これにより、冷凍能力の向上に寄与する。

[0016] また、機械室内の冷媒の圧力を所定の圧力に保持すベぐ機械室から他の循環経路に向けて導出される冷媒の圧力を制御する他の圧力制御手段を更に具備しても良ぐこの場合には、他の圧力制御手段は、可動スクロールの背面側への冷媒が導入された機械室内の圧力を所定の圧力に保持することから、この背面側の負荷がより一層安定する。

[0017] 更に、駆動ケーシングは、機械室内の冷媒が他の循環経路に向けて導出される冷媒導出孔を備え、他の圧力制御手段は、冷媒導出孔自体又は他の循環経路のいずれかに配設されている。このように、他の圧力制御手段が冷媒導出孔自体に配設されると、現有の冷凍回路に対して流体機械を交換すれば適用可能となる。一方、他の圧力制御手段が冷媒導出孔の下流側に位置する他の循環経路に配設されると、現有の流体機械でも適用可能となる。

[0018] 更にまた、冷媒導出孔には、機械室内の冷媒が冷凍回路中の内部熱交換器に向けて導出されている場合には、機械室内の冷媒が内部熱交^^にて熱交換に利用可能となるので、冷凍能力の向上に寄与する。

[0019] また、冷媒導出孔には、機械室内の冷媒が冷凍回路中の蒸発器に向けて導出されている場合には、機械室内の冷媒が蒸発器に向けて導出されることから、他の圧力制御手段による制御可能な範囲が広くなり、制御上の利点が多くなる。

[0020] 更に、冷媒は潤滑油を含み、吐出室にて冷媒から分離された潤滑油は、圧縮ケーシング内に配設された連通路を介して軸受に導入されても良い。このように、駆動ケ一シング内には吐出室力冷凍回路を経た高圧の冷媒が導入されており、駆動ケーシング内と吐出室内との圧力差は小さくなり、吐出室に貯留された潤滑油は軸受に向けて容易に導入可能となる。換言すれば、膨張弁及び蒸発器を経た冷媒が駆動ケーシング内を経てスクロールユニットに導入された場合の如ぐ駆動ケーシング内と吐出室内との圧力差が非常に大きくなつて潤滑油の連通路の流通断面積を極めて小さくしなければならないとの措置が不要となる。そして、連通路内での潤滑油の詰まりも防止される。

[0021] 更にまた、冷媒は CO冷媒であることが好ましい。冷凍回路に作動圧力の高い CO

2

2冷媒が使用されても、スクロール型流体機械の十分な耐久性が確保される。しかも、自然系の CO冷媒が使用されると、環境負荷の軽減に大きく寄与するからである。

2

図面の簡単な説明

[0022] [図 1]本発明の第 1実施例に係るスクロール型圧縮機を示した縦断面図、

[図 2]図 1の要部を示す拡大断面図、

[図 3]第 2実施例に係るスクロール型圧縮機を示した縦断面図、

[図 4]図 3の圧縮機におけるモータ室内の圧力制御のフローチャート、

[図 5]第 3実施例に係るスクロール型圧縮機を示した縦断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、図面により本発明の実施形態について説明する。

図 1は、第 1実施例に係るスクロール型流体機械を示す。

当該流体機械はハウジング 20を備えたスクロール型圧縮機 4であり、この圧縮機 4 は車両の空調システムの冷凍回路 2に組み込まれている。具体的には、この回路 2には圧縮機 4、ガスクーラ 6、二重管式の内部熱交換器 10、膨張弁 12及び蒸発器 14 が順次配置され、圧縮機 4は内部熱交の出口側の循環経路 16から自然系冷媒である CO冷媒 (以下、単に冷媒と称す)を吸入し、この冷媒を圧縮してガスクー

2

ラ 6の入口側に向けて吐出する。

[0024] ハウジング 20は駆動ケーシング 22及び圧縮ケーシング 24を有し、各ケーシング 22 、 24はそれぞれ開口したカップ形状をなし、その開口端が気密に嵌合されている。 [0025] 駆動ケーシング 22の開口端部分には環状の支持ブロック 46が配設され、ケーシング 22内、具体的には、ブロック 46とケーシング 22の有底部分との空間がモータ室（機械室） 26として形成されている。このモータ室 26には段付きの回転軸 30が配置され、この回転軸 30は小径軸部 32と大径軸部 34とを有する。小径軸部 32は-一ドル軸受 38を介してケーシング 22の有底部分に回転自在に支持され、大径軸部 34はボ一ル軸受 36を介してブロック 46に回転自在に支持されて！、る。

[0026] 回転軸 30は電動モータ（モータ) 40への通電により駆動される。詳しくは、モータ室 26にはブラシレスの電動モータ 40が配設され、ロータ 42が回転軸 30の外周側に固着され、このロータ 42の外周側には所定間隔をおいてステータ 44が配置されている。そして、ステータ 44が通電されると、ロータ 42が回転軸 30と一体的に回転する。

[0027] 一方、圧縮ケーシング 24の開口端部分にも環状の支持ブロック 48が配設され、このブロック 48の背面側が上記ブロック 46の正面側に当接されている。ここで、ケーシング 24内、具体的には、ブロック 48とケーシング 24の有底部分との空間にはスクロールユニット 52が収容され、このユニット 52は可動スクロール 54及び固定スクロール 56を備えている。

[0028] これら各スクロール 54、 56は互いに嚙み合う渦巻きラップ 61, 79をそれぞれ有し、これら各ラップ 61, 79は互いに協働し、図示しないシール等を介して圧縮室 58を形成する。この圧縮室 58は可動スクロール 54の旋回運動により、各ラップ 61, 79の径方向外周側から中央に向けて移動し、この際にその容積が減少する。

[0029] 上述した可動スクロール 54の旋回運動を達成するため、可動スクロール 54の基板 60はケーシング 22側に向けて突出するボス 62を有しており、このボス 62は-一ドル軸受 64を介して偏心ブッシュ 66に回転自在に支持されている。このブッシュ 66は図示しないクランクピンに支持され、大径軸部 34から偏心して突出している。従って、回転軸 30の回転に伴い、ブッシュ 66を介してスクロール 54が旋回運動する。なお、ブッシュ 66にはカウンタウェイト 70が取り付けられており、このウェイト 70がスクロール 5 4の旋回運動に対するバランスウェイトとなる。

[0030] 一方、固定スクロール 56は圧縮ケーシング 24の有底部分に固定され、その基板 7 8がケーシング 24内を圧縮室 58側と吐出室 80側とを仕切っている。基板 78にはその略中央部分に圧縮室 58に連なる吐出孔 82が形成され、この孔 82は吐出弁としてのリード弁及び弁押さえ 84により開閉される。この吐出弁 84は基板 78の吐出室 80 側に取り付けられており、スクロールユニット 52から吐出された冷媒を所定の吐出圧力に調整している。

[0031] また、圧縮ケーシング 24の周壁には圧縮室 58に連通する吸入ポート 25が形成されており、吸入ポート 25は前述した循環経路 16に接続されている。更に、ケーシング 24の有底部分には吐出室 80に連通する吐出ポート 86が形成されており、吐出室 80は吐出ポート 86を介してガスクーラ 6に接続されている。

[0032] ここで、可動スクロール 54の背面側 72にはモータ室 26内の冷媒の他、循環経路 1 6から吸入された冷媒も流入される。より具体的には、図 2に示されるように、ブロック 4 8はブロック 46との当接部分が肉厚に形成され、この肉厚部分から内側に向けて延出する突出部 74を有している。この突出部 74の正面側 76はスクロール 54の背面側 72に対向し、この正面側 76には 3本のシールリング 49が等間隔に配設されている。

[0033] また、可動スクロール 54の背面側 72とブロック 48の正面側 76との間には緩衝用の間隙 92が形成されている。そして、この間隙 92は吸入ポート 25に連通し、間隙 92には循環経路 16からの吸入冷媒が流入可能に構成されている。一方、ボス 62の外周側とブロック 48の突出部 74の内周側との間にも冷媒導入用の間隙 (導入路） 93が形成され、この間隙 93を介して間隙 92とモータ室 26とが連通されている。つまり、上記緩衝用の間隙 92には、間隙 93を介してモータ室 26内の冷媒も流入可能に構成されている。

[0034] 再び図 1に戻り、符号 95は吐出室 80内にて冷媒カも分離された潤滑油を示している。そして、本実施例では、この潤滑油 95が圧縮ケーシング 24内に配設された連通路 94を介して軸受 36に導入されている。詳しくは、この連通路 94は、ケーシング 24 、スクロール 56の基板 78、ブロック 48及びブロック 46に溝状に穿設されている。

[0035] ところで、本実施例の駆動ケーシング 22の周壁において、その開口端近傍にはガスクーラ 6の出口側に接続された循環経路 7とモータ室 26とを連通させる冷媒導入孔 27が形成されており、ガスクーラ 6からの冷媒が導入孔 27を介してモータ室 26に向けて導入される。一方、本実施例においては、このケーシング 22の周壁において、その有底部分近傍にはモータ室 26と内部熱交 lOに向力循環経路 (他の循環経路) 8とを連通させる冷媒導出孔 28が形成されてヽる。

[0036] このように、上記圧縮機 4では、電動モータ 40の通電による回転軸 30の回転に伴い、可動スクロール 54が固定スクロール 56の軸心周りを旋回運動する。この際、スクロール 54の自転は複数個の回転阻止機構 50の働きにより阻止された状態にある。この結果、スクロール 54はその旋回姿勢を一定に維持した状態でスクロール 56に対して旋回運動し、この旋回運動は吸入ポート 25を通じて圧縮室 58内に冷媒を吸い込み、この吸い込んだ冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒は、この冷媒の圧力が吐出弁の締め切り圧を超えたときに吐出弁 84を開弁させ、吐出室 80内に吐出する。

[0037] 吐出室 80に吐出した高温高圧ガス状態の冷媒は吐出ポート 86を経てガスクーラ 6 内で冷却され、循環経路 7及び導入孔 27を介してモータ室 26内に導入される。このモータ室 26内に導入された冷媒は、その一部が間隙 93、 92を介してスクロール 54 の背面側 72に到達する。一方、その残りは電動モータ 40のステータ 44を冷却して導出孔 28に向かう。そして、内部熱交換器 10に供給された高圧中温ガス状態の冷媒は、蒸発器 14からの冷媒との熱交換に用いられた後に膨張弁 12に供給され、絞り作用による膨張を受けて蒸発器 14内に噴出され、冷媒の気化熱により蒸発器 14の周囲の空気が冷却される。次いで、冷気が車室内に送り込まれて車室内の冷房が行われる。なお、蒸発器 14内の冷媒は、循環経路 16を介して圧縮機 4の吸入ポート 25に戻り、この後、圧縮機 4により再度圧縮され、上述の如く循環する。

[0038] 以上のように、第 1実施例の圧縮機 4によれば、モータ室 26内には、膨張弁 12や蒸発器 14による各過程を経ることなぐ吐出室 80からの冷媒が循環経路 7を介して高圧のまま導入されており、可動スクロール 54の背面側 72の間隙 92にはこの循環経路 7からの冷媒が間隙 93を介して導かれている。つまり、可動スクロール 54の正面側には冷媒の吐出圧力が作用する一方、可動スクロール 54の背面側 72には吐出室 80内の冷媒の圧力と略同等の圧力が負荷として作用して、る（図 2にて実線の矢印で示す)。そして、吐出室 80からの冷媒は吐出弁 84によって所定の吐出圧力に調整されているので、可動スクロール 54の背面側 72に作用する冷媒の圧力変動は極めて小さくなる。この結果、可動スクロール 54に対するスラスト荷重 F (図 2において白抜きの矢印で示す）が確実に相殺され、可動スクロール 54の摩耗が低減される。

[0039] し力も、可動スクロール 54に対して変更をカ卩えることなぐこの正面側の圧力に背面側 72の圧力を対向させることから、簡素、且つ、剛性を備えたスクロールユニット 52となる。

[0040] また、モータ室 26にはガスクーラ 6により冷却された冷媒が導入されるため、電動モータ 40等の熱損傷が回避される。

[0041] 更に、膨張弁 12及び蒸発器 14を経た冷媒が、モータ室 26内に導入されず、スクロールユニット 52に吸入冷媒として直接に導入されている。つまり、膨張弁及び蒸発器を経た低温の冷媒がモータ室内を経てスクロールユニットに導入された場合の如ぐ吸入冷媒の温度が電動モータの熱を吸収して高くなるとの欠点が回避可能となる。これにより、冷凍能力の向上に寄与する。

[0042] 更にまた、モータ室 26内には吐出室 80から循環経路 7を経た高圧の冷媒が導入されており、モータ室 26内と吐出室 80内との圧力差は小さくなつて、吐出室 80に貯留された潤滑油 95は連通路 94を介して軸受 36に向けて容易に導入可能となる。換言すれば、膨張弁及び蒸発器を経た低圧の冷媒がモータ室内を経てスクロールュ-ットに導入された場合の如ぐモータ室内と吐出室内との圧力差が非常に大きくなつて潤滑油の連通路の流通断面積を極めて小さくしなければならないとの措置が不要となるし、この連通路内での潤滑油の詰まりも防止される。

[0043] また、冷凍回路 2に作動圧力の高い CO冷媒が使用されても、圧縮機 4の十分な

2

耐久性が確保される。しかも、自然系の CO冷媒が使用されると、環境負荷の軽減に

2

大きく寄与する。

[0044] 本発明は上述した第 1実施例に制約されるものではなぐ種々の変形が可能であり、図 3を参照して第 2実施例の圧縮機について以下に説明する。なお、この第 2実施例を説明するあたり、第 1実施例と同様な部材及び部位には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。

[0045] 同図の循環経路 7の途中には内部熱交^^ 10に向力う循環経路 9が接続されており、循環経路 7には、当該循環経路 9の接続部分と冷媒導入孔 27との間に入口側制御弁 (圧力制御手段） 88が配設されている。この制御弁 88はモータ室 26内の圧力を制御し、可動スクロール 54の正面側に作用する冷媒の吐出圧力とその背面側に負荷される冷媒の圧力との均衡を図る。

[0046] また、本実施例の循環経路 8は、膨張弁 12と蒸発器 14との間の低圧側回路に接続されており、冷媒導出孔 28を介してモータ室 26の冷媒が蒸発器 14の上流側に向けて導出されている。そして、この循環経路 8には冷媒導出孔 28と蒸発器 14の上流側の接続部分との間に出口側制御弁 (他の圧力制御手段） 90が配設されている。この制御弁 90もモータ室 26内の圧力を制御し、モータ室 26内の冷媒の圧力を所定の圧力に保持している。

[0047] なお、制御弁 88、 90は、上述のように循環経路 7、 8に配設される他、導入孔 27や導出孔 28自体に配設されて!/ヽても良!ヽ。

[0048] そして、本実施例の圧縮機 4では、モータ室 26内にて検出された高圧中温ガス状態の冷媒の圧力 P に基づき、制御弁 88が開弁されていることを条件として、ガスク

M

ーラ 6内で冷却された冷媒がモータ室 26内に導入される。

[0049] 具体的には、図 4に示されるように、まず、モータ室 26内の冷媒の圧力 P が読み込

M

まれると、ステップ S201では、この圧力 P が早急の昇圧化を要する力否かについて

M

可動スクロール 54の正面側に作用する吐出冷媒の圧力 Pを参照して判別される。そ

d

して、圧力 P が吐出圧力 Pよりも大きい場合、すなわち、 YESと判定されたときには

M d

ステップ S202に進む。

[0050] ステップ S202では、この圧力 P がスクロール 54の背面側に作用する負荷として吐

M

出圧力 Pに対して十分に対抗して安定しているか否かが判別される。より詳しくは、 d

圧力 P がモータ室 26内の圧力の目標値である所定値を超えているか否かが判別さ

M

れる。そして、圧力 P が所定値を超えている場合、すなわち、 YESと判定されたとき

M

にはステップ S203に進み、制御弁 88を閉弁させ、ガスクーラ 6からの冷媒をモータ室 26内には導入させない。この場合には、ガスクーラ 6の下流側の冷媒は循環経路 9を介して内部熱交に導入される。同時に、制御弁 90を開弁させ、モータ室 26から冷媒を流出させて上記所定値となるようにモータ室 26内の降圧化を図り、一連のルーチンを抜ける。

[0051] 一方、ステップ S202にて圧力 P が上記所定値を超えていない場合には、ステップ S204に進んで制御弁 88、 90を閉弁させる。この場合には、早急の昇圧化は不要であり、電動モータ 40の温度上昇を利用する。そして、圧力 P が上記所定値となるよう

M

にモータ室 26内の昇圧化を図り、一連のルーチンを抜ける。

[0052] ところで、上記ステップ S201にて圧力 P が吐出圧力 Pよりも小さい場合には、圧

M d

力 P が早急の昇圧化を要するものと推定され、ステップ S205に進む。

M

[0053] そして、このステップ S205でも、この圧力 P がスクロール 54の背面側に作用する

M

負荷として吐出圧力 Pに対して十分に対抗して安定して、るか否かが判別される。

d

具体的には、圧力 P がモータ室 26内の圧力の目標値である上記所定値を超えてい

M

る力否かが判別される。そして、圧力 P が上記所定値を超えている場合、すなわち、

M

YESと判定されたとき〖こは、早急の昇圧化は不要であると擬制されてステップ S206 に進み、圧力 P が制御弁 88を閉弁させ、同時に、制御弁 90を開弁させ、モータ室 2

M

6から冷媒を流出させて上記所定値となるようにモータ室 26内の降圧化を図り、一連のルーチンを抜ける。

[0054] これに対し、ステップ S205にて圧力 P が上記所定値を超えていない場合には、早

M

急の昇圧化が必要であると擬制されてステップ S207に進み、制御弁 88を開弁させ、ガスクーラ 6からの冷媒をモータ室 26内に導入させる。同時に、制御弁 90を閉弁させてモータ室 26からの冷媒の流出を防止して直ちに上記所定値となるようにモータ室 26内の昇圧化を図り、一連のルーチンを抜ける。

[0055] なお、制御弁 88、 90の開閉制御は手動によって、或いは、コントローラからの信号によって操作されても良ぐ更に、コントローラ力もの信号によって制御弁 88、 90を連動させても良い。

[0056] 以上のように、第 2実施例の圧縮機 4によれば、第 1実施例の他、入口側制御弁 88 が可動スクロール 54の背面側への圧力を制御することにより、これら正面側の圧力と背面側の圧力との均衡を図る。よって、可動スクロール 54に対するスラスト荷重がより一層確実に相殺され、スクロールユニット 52では安定した圧縮のプロセスが得られる。この結果、渦巻きラップ 61, 79の摩耗がより低減され、スクロールユニット 52の信頼性が向上する。

[0057] また、出口側制御弁 90は、可動スクロール 54の背面側への冷媒が導入されたモータ室 26内の圧力を所定の圧力に保持することから、この背面側の負荷がより一層安定する。

[0058] 更に、制御弁 88がガスクーラ 6と導入孔 27との間の循環経路 7に配設されると、現有の圧縮機 4でも適用可能となる。また、制御弁 90が導出孔 28と蒸発器 14との間の循環経路 8に配設されても同様の効果を奏する。一方、制御弁 88が導入孔 27自体に配設されると、現有の循環経路に対して圧縮機を交換すれば適用可能となる。これは、制御弁 90が導出孔 28自体に配設された場合も同様である。

[0059] また、モータ室 26内の冷媒が蒸発器 14に向けて導出されることから、出口側制御弁 90による圧力制御の範囲力例えばモータ室 26内の冷媒が内部熱交^^ 10に接続される場合に比してより広くなり、制御上の利点が多くなる。

[0060] 以上で本発明の各実施形態についての説明を終える力本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。

[0061] 例えば、上記第 2実施例では、モータ室 26内の冷媒が循環経路 8を介して膨張弁 12と蒸発器 14との間の低圧側回路に導入されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなぐ図 5に示されるように、循環経路 8が内部熱交に向力ぅ循環経路 9に接続されていても良い。この第 3実施例の場合には、モータ室 26内の冷媒が内部熱交にて熱交換に利用可能となるので、冷凍能力の向上に寄与する。なお、この場合にも、制御弁 88、 90は循環経路 7、 8に配設される他、導入孔 27 や導出孔 28自体に配設されて!/ヽても良!ヽ。

[0062] 更に、本発明のスクロール型流体機械は、上記圧縮機 4の他、膨張機としても使用することができ、この場合にもスクロールユニットが簡素、且つ、剛性を備え、スラスト荷重の低減を確実に図ることができるとの効果を奏する。

[0063] また、上記各実施例では、電動モータ 40が可動スクロール 54の駆動源となっている力車両のエンジンを駆動源としても良い。更に、上記各実施例の如く作動圧力の高い CO冷媒を用いると、顕著な効果を有するが、冷媒としては代替フロンを用いて

2

も良ぐこの場合には、コンデンサ力もの冷媒が循環経路 7を介してモータ室 26内に導入される。

Claims

請求の範囲

[1] スクロール型流体機械は、

駆動ケーシング及び該駆動ケーシングに気密に嵌合された圧縮ケーシングを有するハウジングと、

前記駆動ケーシング内に軸受を介して回転自在に支持された回転軸と、前記圧縮ケーシング内に収容され、前記回転軸によって駆動されて旋回運動することにより、固定スクロールと協働して冷媒の吸入、圧縮及び吐出の一連のプロセスを行う可動スクロールを有するスクロールユニットと、

前記圧縮ケーシング内に形成され、吐出弁を介して所定の吐出圧力に調整されて前記スクロールユニットから吐出した冷媒を冷凍回路に供給させる吐出室と、該吐出室内の冷媒を、その圧力を維持しつつ前記冷凍回路力前記駆動ケーシング内に向けて導入させる循環経路と、

前記圧縮ケーシング内に形成され、前記循環経路内の冷媒を前記可動スクロールの背面側に導き、該可動スクロールの正面側に作用する冷媒の吐出圧力に対抗させる導入路と

を具備する。

[2] 請求項 1記載のスクロール型流体機械にぉ、て、

前記駆動ケーシング内に形成され、前記回転軸を通電により駆動させるモータを備えた機械室と、

前記可動スクロールの正面側に作用する前記冷媒の吐出圧力との均衡を図るべく、前記循環経路から前記機械室に向けて導入され、前記可動スクロールの背面側に負荷される冷媒の圧力を制御する圧力制御手段と

を具備する。

[3] 請求項 2記載のスクロール型流体機械にぉ、て、

前記駆動ケーシングは、前記循環経路の冷媒が前記機械室に向けて導入される冷媒導入孔を備え、

前記圧力制御手段は、前記循環経路、又は前記冷媒導入孔自体に配設される。

[4] 請求項 3記載のスクロール型流体機械にぉ、て、前記冷媒導入孔には、前記冷凍回路中のガスクーラ力の冷媒が前記機械室に向けて導入されている。

[5] 請求項 2記載のスクロール型流体機械にぉ、て、

前記機械室内の冷媒を該機械室から前記冷凍回路に向けて導出させる他の循環経路を備え、

前記機械室内の冷媒は、前記他の循環経路を介して前記冷凍回路の低圧側回路に導かれ、次いで、前記圧縮ケーシングに形成された吸入ポートを介して前記スクロールユニットに導入される。

[6] 請求項 5記載のスクロール型流体機械にぉ、て、

前記機械室内の冷媒の圧力を所定の圧力に保持すベぐ前記機械室から前記他の循環経路に向けて導出される冷媒の圧力を制御する他の圧力制御手段を更に具備する。

[7] 請求項 6記載のスクロール型流体機械にぉ、て、

前記駆動ケーシングは、前記機械室内の冷媒が前記他の循環経路に向けて導出される冷媒導出孔を備え、

前記他の圧力制御手段は、前記冷媒導出孔自体、又は前記他の循環経路に配設される。

[8] 請求項 7記載のスクロール型流体機械にぉ、て、

前記冷媒導出孔には、前記機械室内の冷媒が前記冷凍回路中の内部熱交換器に向けて導出されている。

[9] 請求項 7記載のスクロール型流体機械にぉ、て、

前記冷媒導出孔には、前記機械室内の冷媒が前記冷凍回路中の蒸発器に向けて導出されている。

[10] 請求項 1記載のスクロール型流体機械において、

前記冷媒は潤滑油を含み、

前記吐出室にて前記冷媒から分離された潤滑油は、前記圧縮ケーシング内に配設された連通路を介して前記軸受に導入される。

[11] 請求項 1記載のスクロール型流体機械において、前記冷媒は CO冷媒である。