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JP4540508B2 - Fluid machinery - Google Patents
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JP4540508B2 - Fluid machinery - Google Patents

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JP4540508B2 JP2005065833A JP2005065833A JP4540508B2 JP 4540508 B2 JP4540508 B2 JP 4540508B2 JP 2005065833 A JP2005065833 A JP 2005065833A JP 2005065833 A JP2005065833 A JP 2005065833A JP 4540508 B2 JP4540508 B2 JP 4540508B2
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Description

本発明は流体機械に関し、より詳しくは、スクロール式の圧縮ユニットとともに非スクロール式の膨張装置を備え、且つ、車両用空調システムに好適した流体機械に関する。   The present invention relates to a fluid machine, and more particularly to a fluid machine that includes a scroll-type compression unit and a non-scroll type expansion device and is suitable for a vehicle air conditioning system.

近年、車両の燃費向上のため、車両用空調システムや燃料電池システムには動力削減が求められ、この要求に応えるべく、圧縮ユニット及び膨張ユニットを互いに一体且つ連動可能に設けた流体機械が開発されている。この種の流体機械を車両用空調システムや燃料電池システムに適用した場合、その膨張ユニットにより回収された動力を補助動力として圧縮ユニットを作動させることで、システム全体で消費される動力が削減される(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。   In recent years, in order to improve vehicle fuel efficiency, vehicle air conditioning systems and fuel cell systems have been required to reduce power, and in order to meet this demand, fluid machines have been developed in which a compression unit and an expansion unit are integrated and interlocked with each other. ing. When this type of fluid machine is applied to a vehicle air conditioning system or a fuel cell system, the power consumed by the entire system is reduced by operating the compression unit using the power recovered by the expansion unit as auxiliary power. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

また、車両用空調システムに廃熱回収サイクル(ランキンサイクル)を採用し、廃熱回収サイクルに膨張ユニットを適用すれば、膨張ユニットにより得られた動力で冷凍サイクルの圧縮ユニットを作動させることができ、車両用空調システムの消費動力削減を図ることができる(例えば、特許文献3参照)。
一方、車両用空調システムに適用されるスクロール式の圧縮機には、容量可変手段を備えた圧縮機がある(例えば、特許文献4参照)。容量可変手段は、圧縮機の吐出室から吸入室に亘って延びる還流路及びこの還流路を開閉可能な制御弁を有し、この制御弁を開作動させることで、吐出室から吸入室に還流路を通して冷媒の一部を還流させ、もってエンジン回転数の上昇による冷媒循環量の増加を抑制する。
特開2004-301456号公報 特開2001-355588号公報 特開2004-293310号公報 特開平2-204694号公報
Also, if a waste heat recovery cycle (Rankine cycle) is adopted in the vehicle air conditioning system and an expansion unit is applied to the waste heat recovery cycle, the compression unit of the refrigeration cycle can be operated with the power obtained by the expansion unit. The power consumption of the vehicle air conditioning system can be reduced (see, for example, Patent Document 3).
On the other hand, a scroll type compressor applied to a vehicle air conditioning system includes a compressor provided with a capacity changing means (see, for example, Patent Document 4). The variable capacity means has a return path extending from the discharge chamber of the compressor to the suction chamber and a control valve capable of opening and closing the return path, and opens the control valve to return the discharge chamber to the suction chamber. A part of the refrigerant is recirculated through the passage, thereby suppressing an increase in the refrigerant circulation amount due to an increase in the engine speed.
JP 2004-301456 A JP 2001-355588 JP 2004-293310 A JP-A-2-204694

ところで、スクロール式の圧縮機は、往復動型の圧縮機に比べて静粛性や小型化の点において優れていることから、その需要が拡大している。しかしながら、上述した特許文献2の流体機械は、圧縮ユニットがスクロール式であっても、可動スクロールがその径方向両側に配置された2本の回転軸により支持された複雑な構成を有するため、小型化が困難である。   By the way, since the scroll compressor is superior in terms of quietness and miniaturization as compared with a reciprocating compressor, the demand for the scroll compressor is increasing. However, the above-described fluid machine of Patent Document 2 has a complicated configuration in which the movable scroll is supported by two rotating shafts arranged on both sides in the radial direction even if the compression unit is a scroll type. Is difficult.

一方、上述した特許文献4のスクロール式の圧縮機では、圧縮により高温になった冷媒がそのままの状態で還流されるため、冷媒還流量の増加に伴い圧縮室の温度が上昇してしまう。圧縮室の過熱は流体機械の耐久性低下をもたらすことから、この圧縮機では冷媒還流量を制限しなければならず、この結果として、容量可変手段による冷媒還流量の可変範囲が狭い。従って、この圧縮機では、エンジン回転数の上昇による冷媒循環量の増加を十分に抑制することができない。   On the other hand, in the scroll compressor of Patent Document 4 described above, since the refrigerant that has become hot due to compression is recirculated as it is, the temperature of the compression chamber rises as the refrigerant recirculation amount increases. Since overheating of the compression chamber causes a decrease in the durability of the fluid machine, this compressor has to limit the refrigerant recirculation amount, and as a result, the variable range of the refrigerant recirculation amount by the capacity varying means is narrow. Therefore, in this compressor, the increase in the refrigerant circulation amount due to the increase in the engine speed cannot be sufficiently suppressed.

本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的のうち一つは、スクロール式の圧縮ユニットに加えて簡単な構成の膨張装置を備え、消費動力の削減を図ることができるとともに小型化に適した流体機械を提供することにある。
また、本発明のもう一つの目的は、可変範囲の広い容量可変手段を備え且つ耐久性に優れた流体機械を提供することにある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and one of its purposes is to provide an expansion device with a simple configuration in addition to a scroll-type compression unit, which can reduce power consumption and is compact. The object is to provide a fluid machine suitable for production.
Another object of the present invention is to provide a fluid machine having a capacity variable means having a wide variable range and having excellent durability.

上記の目的を達成すべく、本発明によれば、ハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、互いに協働して圧縮室を形成する固定及び可動の渦巻き壁を有し、そのユニット端面に前記圧縮室に連通した吸入孔が設けられたスクロール式の圧縮ユニットと、前記ハウジングと前記圧縮ユニットとの間に設けられた膨張装置と前記膨張装置に対する作動流体の供給経路及び排出経路とを備え、前記膨張装置は、前記圧縮ユニットの外側を囲む内周壁と、前記内周壁を囲んで設けられ、前記内周壁に対し、前記圧縮ユニットの作動に連動して相対的に旋回運動する外周壁と、前記外周壁と前記内周壁との間の空間を周方向に仕切り、これら周壁間に前記相対旋回運動に伴って容積が増減する膨張室を形成可能な可動ベーンと、前記可動ベーンにより形成された前記膨張室の容積増減に同期して前記供給経路を開閉する同期開閉手段と、前記圧縮室の吐出孔から前記吸入孔に亘って延びる作動流体の還流路及び当該還流路を開閉可能な容量制御弁を有し、前記吐出孔から吐出された作動流体の一部を前記還流路を通して前記吸入孔に還流可能な容量可変手段とを備え、前記膨張室は、前記供給経路及び排出経路とともに前記還流路を形成していることを特徴とする流体機械が提供される(請求項1)。 In order to achieve the above object, according to the present invention, the housing has a fixed and movable spiral wall provided in the housing and cooperating with each other to form a compression chamber. includes a scroll type compression unit suction hole is provided in communication with the chamber, an expansion device disposed between the compressor unit and the housing, a supply path and discharge path of the working fluid to the expansion device, The expansion device includes an inner peripheral wall that surrounds the outer side of the compression unit, an outer peripheral wall that is provided surrounding the inner peripheral wall, and that rotates relative to the inner peripheral wall in conjunction with the operation of the compression unit; A movable vane capable of partitioning a space between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall in the circumferential direction and forming an expansion chamber whose volume increases or decreases with the relative swirl movement between the peripheral walls, and the movable vane. A synchronous switching means for opening and closing the supply path in synchronization with the formed the expansion chamber volume changes in, that open the return path and the return path of the working fluid extending across the suction hole from the discharge hole of the compression chamber And a variable capacity means that can return a part of the working fluid discharged from the discharge hole to the suction hole through the return path, and the expansion chamber has the supply path and the discharge path. In addition , a fluid machine is provided in which the reflux path is formed (claim 1).

好適な態様として、前記内周壁は、前記渦巻き壁のうち一方の渦巻き壁と一体に設けられている(請求項2)。 As a preferred aspect, the inner peripheral wall is provided integrally with one of the spiral walls ( Claim 2 ).

好適な態様として、前記容量制御弁は、前記供給経路に設けられている(請求項3)。
好適な態様として、前記膨張装置は、前記供給経路と前記膨張室との間での圧力差に基づいて前記可動ベーンを前記突出方向に付勢する付勢手段を更に含む(請求項4)。
好適な態様として、前記可動ベーンは、前記相対旋回運動に伴って前記膨張室の端壁に相対的に摺接する端面を有し、前記供給経路は、前記可動ベーンの前記端面に設けられた凹みと、前記膨張室の前記端壁に形成されたポケットとを含み、前記同期開閉手段を構成すべく、前記ポケットは、前記相対旋回運動に伴って前記可動ベーンの前記凹みを断続的に横切る前記端壁の領域に形成されている(請求項5)。
As a preferred aspect, the capacity control valve is provided in the supply path ( Claim 3 ).
As a preferred embodiment, the expansion device further comprises a biasing means for biasing the movable vanes in the protruding direction on the basis of the pressure difference between said expansion chamber and said supply path (Claim 4).
As a preferred aspect, the movable vane has an end surface that comes into sliding contact with an end wall of the expansion chamber in association with the relative swiveling motion, and the supply path is a recess provided in the end surface of the movable vane. And a pocket formed in the end wall of the expansion chamber, the pocket intermittently traversing the recess of the movable vane with the relative swiveling motion to constitute the synchronous opening and closing means. It is formed in the area | region of an end wall ( Claim 5 ).

好適な態様として、前記内周壁及び外周壁は、前記渦巻き壁の高さと異なる高さを有する(請求項6)。 As a preferred aspect, the inner peripheral wall and the outer peripheral wall have a height different from the height of the spiral wall ( claim 6 ).

本発明の請求項1〜の流体機械は、圧縮室を有するスクロール式の圧縮ユニットの外側に、内周壁、外周壁及び可動ベーンを用いた簡単な構成にて膨張室が形成される。従って、これらの流体機械は小型化に適する。
そして、これらの流体機械では、膨張室の容積が内周壁と外周壁の相対旋回運動に伴って、即ち圧縮ユニットの作動に連動して増減するが、膨張室に導入された高圧の冷媒は、周壁に対して、膨張室の容積を増大する方向に旋回力を付与する。この旋回力は、その方向が可動スクロールの旋回方向と同一であるため、可動スクロール即ち圧縮ユニットを作動させるための補助動力になる。従って、これらの流体機械によれば、圧縮ユニットは膨張装置からの補助動力を得ることができ、動力の削減を図ることができる。
In the fluid machine according to the first to sixth aspects of the present invention, the expansion chamber is formed with a simple configuration using the inner peripheral wall, the outer peripheral wall, and the movable vane outside the scroll type compression unit having the compression chamber. Therefore, these fluid machines are suitable for miniaturization.
And in these fluid machines, the volume of the expansion chamber increases or decreases with the relative swirling motion of the inner peripheral wall and the outer peripheral wall, that is, in conjunction with the operation of the compression unit, but the high-pressure refrigerant introduced into the expansion chamber is A turning force is applied to the peripheral wall in a direction that increases the volume of the expansion chamber. Since the direction of the turning force is the same as the turning direction of the movable scroll, it becomes auxiliary power for operating the movable scroll, that is, the compression unit. Therefore, according to these fluid machines, the compression unit can obtain auxiliary power from the expansion device and can reduce power.

とりわけ、容量可変手段により還流される作動流体が膨張室で膨張して低温になることから、圧縮室に供給される作動流体の温度上昇が防止されるとともに、圧縮室がその外側の膨張室により冷却される。従って、作動流体の還流量が多くても圧縮室が過熱されることはなく、容量可変手段は、より多量の作動流体を還流することができ、その可変範囲が広くなる。また、圧縮室の過熱が防止されたことで、流体機械の耐久性が低下することもない。 Especially, since the working fluid is recirculated by capacity changing means is a low temperature and expanded in the expansion chamber, together with an increase in the temperature of the working fluid supplied to the compression chamber is prevented, the compression chamber expansion chamber outside It is cooled by. Therefore, even if the amount of recirculation of the working fluid is large, the compression chamber is not overheated, and the capacity variable means can recirculate a larger amount of the working fluid, and the variable range is widened. Further, since the overheating of the compression chamber is prevented, the durability of the fluid machine is not lowered.

請求項2の流体機械によれば、膨張装置の内周壁が膨張した低温の作動流体により冷却されると、この内周壁と一体をなす圧縮ユニットの渦巻き壁が効率的に冷却されるので、圧縮室の過熱がより確実に防止される。
請求項3の流体機械によれば、容量制御弁の閉弁時、膨張室への作動流体の供給が遮断され、膨張室内の作動流体の圧力は、排出経路を介して圧縮室の吸入孔での作動流体の圧力に等しくなる。従って、容量制御弁の閉弁時、膨張室内に高圧の作動流体が滞留することはなく、膨張室内の作動流体が負荷となって圧縮ユニットの作動が妨げられるのが防止される。
According to the fluid machine of claim 2 , when the inner peripheral wall of the expansion device is cooled by the expanded low-temperature working fluid, the spiral wall of the compression unit integrated with the inner peripheral wall is efficiently cooled. Chamber overheating is more reliably prevented.
According to the fluid machine of the third aspect , when the displacement control valve is closed, the supply of the working fluid to the expansion chamber is shut off, and the pressure of the working fluid in the expansion chamber passes through the discharge path through the suction hole of the compression chamber. Is equal to the pressure of the working fluid. Therefore, when the capacity control valve is closed, the high-pressure working fluid does not stay in the expansion chamber, and the working fluid in the expansion chamber becomes a load to prevent the operation of the compression unit from being hindered.

請求項4の流体機械によれば、付勢手段が膨張室と供給経路との間での圧力差により可動ベーンを付勢するため、部品点数を減少させることができ、もって、流体機械4の生産性向上や価格低減を図ることができる。
請求項5の流体機械によれば、供給経路の同期開閉手段を膨張室の端壁のポケット及び可動ベーンの凹みにより構成したことで、開閉時期を膨張室の容積増減に同期させるのが容易であるとともに、別体の部材を必要としないことから部品点数を減少させることができ、もって、生産性向上や価格低減を図ることができる。
According to the fluid machine of claim 4 , since the urging means urges the movable vane due to the pressure difference between the expansion chamber and the supply path, the number of parts can be reduced. Productivity can be improved and prices can be reduced.
According to the fluid machine of the fifth aspect , since the synchronous opening / closing means of the supply path is configured by the pocket of the end wall of the expansion chamber and the recess of the movable vane, it is easy to synchronize the opening / closing timing with the increase / decrease of the volume of the expansion chamber. In addition, since a separate member is not required, the number of parts can be reduced, thereby improving productivity and reducing costs.

請求項6の流体機械によれば、渦巻き壁の高さに対する内周壁及び外周壁の高さの比を調整することで、圧縮室の容量に対する膨張室の容量の比を容易に変更可能であり、用途に応じて最適な容量比を得ることができる。 According to the fluid machine of claim 6 , the ratio of the expansion chamber capacity to the compression chamber capacity can be easily changed by adjusting the ratio of the height of the inner peripheral wall and the outer peripheral wall to the height of the spiral wall. The optimal volume ratio can be obtained according to the application.

図1は、車両用空調システムを構成する冷凍サイクルの概略を示し、冷凍サイクルは、冷媒が循環する循環流路2を有する。冷凍サイクルの循環流路2には、可変容量型の圧縮機としての一実施例の流体機械4、凝縮器6、レシーバ8、膨脹弁10及び蒸発器12が順次介挿されている。
図2に示したように、流体機械4のハウジング14は駆動ケーシング16及び圧縮ケーシング18を含み、これらケーシング16,18は連結ボルト(図示せず)を介して互いに結合されている。
FIG. 1 shows an outline of a refrigeration cycle constituting a vehicle air conditioning system, and the refrigeration cycle has a circulation passage 2 through which a refrigerant circulates. A fluid machine 4, a condenser 6, a receiver 8, an expansion valve 10, and an evaporator 12 of one embodiment as a variable capacity compressor are sequentially inserted in the circulation flow path 2 of the refrigeration cycle.
As shown in FIG. 2, the housing 14 of the fluid machine 4 includes a drive casing 16 and a compression casing 18, and the casings 16 and 18 are coupled to each other via a connecting bolt (not shown).

駆動ケーシング16内には駆動軸20が配置され、圧縮ケーシング18側に位置した駆動軸20の一端部は大径な大径端部22として形成され、駆動軸20の他端部は駆動ケーシング16から突出している。駆動軸20は、ニードル軸受26及びボール軸受28を介して駆動ケーシング16により回転自在に支持されているが、ニードル軸受26は大径端部22と駆動ケーシング16との間に配置されている。ニードル軸受26とボール軸受28との間を延びる駆動軸20の中間部分には、リップシール30が取付けられ、リップシール30は、駆動ケーシング16内を気密に区画する。   A drive shaft 20 is disposed in the drive casing 16, one end of the drive shaft 20 located on the compression casing 18 side is formed as a large-diameter end 22, and the other end of the drive shaft 20 is the drive casing 16. Protruding from. The drive shaft 20 is rotatably supported by the drive casing 16 via a needle bearing 26 and a ball bearing 28, but the needle bearing 26 is disposed between the large diameter end portion 22 and the drive casing 16. A lip seal 30 is attached to an intermediate portion of the drive shaft 20 extending between the needle bearing 26 and the ball bearing 28, and the lip seal 30 partitions the inside of the drive casing 16 in an airtight manner.

また、駆動ケーシング16の外側には、軸受32を介して駆動プーリ34が回転自在に支持されており、駆動プーリ34と車両のエンジン38との間に駆動ベルト40が架け回されている。駆動プーリ34は、電磁クラッチ36のドライブ側ユニットを構成する一方、電磁クラッチ36のドリブン側ユニットは、駆動軸20の他端部に取付けられている。従って、エンジン38の駆動中、電磁クラッチ36がオン作動されると、駆動軸20は駆動プーリ34と一体的に回転する。   A drive pulley 34 is rotatably supported on the outside of the drive casing 16 via a bearing 32, and a drive belt 40 is looped between the drive pulley 34 and a vehicle engine 38. The drive pulley 34 constitutes a drive side unit of the electromagnetic clutch 36, while the driven side unit of the electromagnetic clutch 36 is attached to the other end portion of the drive shaft 20. Therefore, when the electromagnetic clutch 36 is turned on while the engine 38 is being driven, the drive shaft 20 rotates integrally with the drive pulley 34.

この流体機械4では、圧縮ケーシング18内にスクロール式の圧縮ユニット40が収容され、圧縮ケーシング18の周壁18aと圧縮ユニット40との間には膨張装置41が設けられている。
より詳しくは、圧縮ユニット40は、可動スクロール42及び固定スクロール44を含み、これら可動及び固定スクロール42,44は、それぞれ基板42a,44aと、各基板42a,44aの正面に一体に形成された渦巻き壁42b,44bとを有する。可動スクロール42の基板42a(以下、可動基板ともいう)の背面からはボス46が一体に突出し、ボス46の内側には、ニードル軸受48を介して偏心ブッシュ50が取り付けられている。
In the fluid machine 4, a scroll type compression unit 40 is accommodated in the compression casing 18, and an expansion device 41 is provided between the peripheral wall 18 a of the compression casing 18 and the compression unit 40.
More specifically, the compression unit 40 includes a movable scroll 42 and a fixed scroll 44. The movable and fixed scrolls 42, 44 are substrates 42a, 44a and spirals integrally formed on the front surfaces of the substrates 42a, 44a, respectively. And walls 42b and 44b. A boss 46 projects integrally from the back surface of a substrate 42 a (hereinafter also referred to as a movable substrate) of the movable scroll 42, and an eccentric bush 50 is attached to the inside of the boss 46 via a needle bearing 48.

駆動軸20の大径端部22と偏心ブッシュ50との間はクランクピン52を介して連結され、これらニードル軸受48、偏心ブッシュ50及びクランクピン52を介して、駆動軸20の回転が可動スクロール42の旋回運動に変換される。なお、可動基板42aと駆動ケーシング16との間には、可動スクロール42の自転阻止機能を兼ね備えたボール型の旋回スラストベアリング54が配置され、偏心ブッシュ50にはカウンタウエイト56が取付けられている。   The large-diameter end 22 of the drive shaft 20 and the eccentric bush 50 are connected via a crank pin 52, and the rotation of the drive shaft 20 is movable scroll through the needle bearing 48, the eccentric bush 50 and the crank pin 52. 42 is converted into a turning motion. A ball-type orbiting thrust bearing 54 having a function of preventing the rotation of the movable scroll 42 is disposed between the movable substrate 42 a and the drive casing 16, and a counterweight 56 is attached to the eccentric bush 50.

ここで、図3に示したように、可動基板42aは円形状をなし、可動基板42aの正面には、膨張装置41を構成する周壁(以下、外周壁といい、符号42cを付す)が形成されている。外周壁42cは、可動基板42aの外周縁から軸線方向に突出して渦巻き壁42bを囲み、外周壁42c及び渦巻き壁42bの先端面は、可動基板42aに平行な基準面内に位置している。また、可動基板42aの正面には、長穴状に凹んだポケット58が所定の位置に形成されている。   Here, as shown in FIG. 3, the movable substrate 42a has a circular shape, and a peripheral wall constituting the expansion device 41 (hereinafter referred to as an outer peripheral wall, denoted by reference numeral 42c) is formed on the front surface of the movable substrate 42a. Has been. The outer peripheral wall 42c protrudes from the outer peripheral edge of the movable substrate 42a in the axial direction to surround the spiral wall 42b, and the distal end surfaces of the outer peripheral wall 42c and the spiral wall 42b are located within a reference plane parallel to the movable substrate 42a. A pocket 58 that is recessed in the shape of a long hole is formed at a predetermined position on the front surface of the movable substrate 42a.

固定スクロール44は、圧縮ケーシング18内に複数の固定ボルト(図示せず)を介して固定され、図4に示したように、固定スクロール44の基板44a(以下、固定基板ともいう)も円形状をなす。固定基板44aの正面には、渦巻き壁44bと一体に肉厚部44dが形成され、渦巻き壁44b及び肉厚部44dの先端面は固定基板44aに平行な基準面内に位置する。また、渦巻き壁44b及び肉厚部44dの外周面は、円筒状をなしており、渦巻き壁44bを囲む周壁(以下、内周壁といい、符号44cを付す)を形成している。   The fixed scroll 44 is fixed in the compression casing 18 via a plurality of fixing bolts (not shown). As shown in FIG. 4, the substrate 44a (hereinafter also referred to as a fixed substrate) of the fixed scroll 44 is also circular. Make. A thick portion 44d is formed integrally with the spiral wall 44b on the front surface of the fixed substrate 44a, and the tip surfaces of the spiral wall 44b and the thick portion 44d are located in a reference plane parallel to the fixed substrate 44a. The outer peripheral surfaces of the spiral wall 44b and the thick portion 44d are cylindrical, and form a peripheral wall (hereinafter referred to as an inner peripheral wall, denoted by reference numeral 44c) that surrounds the spiral wall 44b.

内周壁44cも膨張装置41を構成し、内周壁44cは、固定基板44aに対して同軸的に形成されている。内周壁44cの外径は、可動スクロール42の外周壁42cの内径よりも小さく、内周壁44cは外周壁42cにより囲まれる(図2参照)。
ここで、固定基板44aに対して可動基板42aは可動スクロール42の旋回半径Rに略等しい距離だけ偏心して配置され、且つ、内周壁44cの外径と外周壁42cの内径との差は、旋回半径Rの2倍に略等しい。従って、内周壁44cは、外周壁42cに内側から周方向でみて一箇所にて摺接し、内周壁44cと外周壁42cとの間には三日月状の空間が区画される。三日月状の空間は、可動スクロール42の旋回運動に伴い外周壁42cが内周壁44cに対して相対的に旋回運動することで、内周壁44cの周りを移動する。
The inner peripheral wall 44c also constitutes the expansion device 41, and the inner peripheral wall 44c is formed coaxially with respect to the fixed substrate 44a. The outer diameter of the inner peripheral wall 44c is smaller than the inner diameter of the outer peripheral wall 42c of the movable scroll 42, and the inner peripheral wall 44c is surrounded by the outer peripheral wall 42c (see FIG. 2).
Here, the movable substrate 42a is decentered by a distance substantially equal to the turning radius R of the movable scroll 42 with respect to the fixed substrate 44a, and the difference between the outer diameter of the inner peripheral wall 44c and the inner diameter of the outer peripheral wall 42c is It is approximately equal to twice the radius R. Therefore, the inner peripheral wall 44c is slidably contacted with the outer peripheral wall 42c at one place when viewed from the inner side in the circumferential direction, and a crescent-shaped space is defined between the inner peripheral wall 44c and the outer peripheral wall 42c. The crescent-shaped space moves around the inner peripheral wall 44c as the outer peripheral wall 42c rotates relative to the inner peripheral wall 44c as the movable scroll 42 rotates.

また、固定基板44aの外径は、可動スクロール42の外周壁42cの外径よりも、旋回半径Rの2倍に略等しい大きさだけ大きく、且つ、内周壁44c及び外周壁42cの高さは互いに等しい(図2参照)。このため、三日月状の空間が内周壁44cの周りを移動する際、内周壁44c及び外周壁42cの先端面は、可動基板42a又は固定基板44aの正面に常に摺接する。つまり、内周壁44c及び外周壁42cの軸線方向でみて、三日月状の空間の両端は、可動基板42a及び固定基板44aにより常に閉塞される。   Further, the outer diameter of the fixed substrate 44a is larger than the outer diameter of the outer peripheral wall 42c of the movable scroll 42 by a size approximately equal to twice the turning radius R, and the heights of the inner peripheral wall 44c and the outer peripheral wall 42c are Are equal to each other (see FIG. 2). For this reason, when the crescent-shaped space moves around the inner peripheral wall 44c, the tip surfaces of the inner peripheral wall 44c and the outer peripheral wall 42c are always in sliding contact with the front surface of the movable substrate 42a or the fixed substrate 44a. That is, when viewed in the axial direction of the inner peripheral wall 44c and the outer peripheral wall 42c, both ends of the crescent-shaped space are always closed by the movable substrate 42a and the fixed substrate 44a.

固定スクロール44の渦巻き壁44b間には、渦巻き状の空間が区画されているが、この渦巻き状の空間の外端は肉厚部44dにより閉塞されている。渦巻き方向でみて、可動スクロール42の渦巻き壁42bは、固定スクロール44の渦巻き壁44bよりも180°の中心角に相当する長さだけ短く、渦巻き状の空間内に可動スクロール42の渦巻き壁42bが配置される。   A spiral space is defined between the spiral walls 44b of the fixed scroll 44. The outer end of the spiral space is closed by a thick portion 44d. When viewed in the spiral direction, the spiral wall 42b of the movable scroll 42 is shorter than the spiral wall 44b of the fixed scroll 44 by a length corresponding to a central angle of 180 °, and the spiral wall 42b of the movable scroll 42 is located in the spiral space. Be placed.

この配置下、渦巻き壁42b,44bが相互に局所的に摺接するとともに、渦巻き壁42b,44bの先端面が相手側のスクロール42,44の基板42a,44aに摺接する。従って、この配置により、渦巻き壁42b,44b間には圧縮室60が形成され(図2参照)、圧縮室60は、可動スクロール42の旋回運動に伴ってその容積及び位置が変化し、この変化過程を通じて冷媒の吸入、圧縮及び吐出工程を実行する。   Under this arrangement, the spiral walls 42b and 44b are in sliding contact with each other locally, and the tip surfaces of the spiral walls 42b and 44b are in sliding contact with the substrates 42a and 44a of the other scrolls 42 and 44, respectively. Therefore, by this arrangement, a compression chamber 60 is formed between the spiral walls 42b and 44b (see FIG. 2), and the volume and position of the compression chamber 60 change with the orbiting movement of the movable scroll 42. Through the process, the refrigerant suction, compression and discharge steps are executed.

なお、渦巻き状の空間の外端は、可動スクロール42の渦巻き壁42bの外端が旋回するのを許容すべく、可動スクロール42の旋回半径Rよりも若干大きな曲率半径の半円筒状をなす。
固定スクロール44の肉厚部44dの外周面には軸方向溝62が形成され、軸方向溝62は固定基板44aから渦巻き壁44bの先端面に亘り固定基板44aの軸線方向に延びている。
Note that the outer end of the spiral space has a semi-cylindrical shape having a slightly larger curvature radius than the turning radius R of the movable scroll 42 so as to allow the outer end of the spiral wall 42b of the movable scroll 42 to turn.
An axial groove 62 is formed on the outer peripheral surface of the thick portion 44d of the fixed scroll 44, and the axial groove 62 extends in the axial direction of the fixed substrate 44a from the fixed substrate 44a to the tip surface of the spiral wall 44b.

また、肉厚部44dには直線状のベーン溝64が形成され、ベーン溝64の内端は渦巻き状の空間の外端近傍に位置している。ベーン溝64は、その外端が肉厚部44dの外周面即ち内周壁44cに開口するとともに、その側端が肉厚部44dの先端面に開口している。内周壁44cに開口したベーン溝64の開口端は、内周壁44cの周方向でみて軸方向溝62の近傍に位置し、可動スクロール42の旋回方向でみれば、軸方向溝62の直後方に位置している。   Further, a straight vane groove 64 is formed in the thick portion 44d, and the inner end of the vane groove 64 is located in the vicinity of the outer end of the spiral space. The outer end of the vane groove 64 opens to the outer peripheral surface of the thick portion 44d, that is, the inner peripheral wall 44c, and the side end thereof opens to the distal end surface of the thick portion 44d. The opening end of the vane groove 64 opened in the inner peripheral wall 44c is located in the vicinity of the axial groove 62 when viewed in the circumferential direction of the inner peripheral wall 44c, and immediately after the axial groove 62 when viewed in the turning direction of the movable scroll 42. positioned.

ベーン溝64内には、図5に示したように扁平状をなす可動ベーン66が外周壁42cに向けて突出可能に配置され、可動ベーン66は、ベーン溝64の長さ、幅及び高さにそれぞれ略等しい長さ、厚み及び高さを有する。従って、厚み方向両側に位置する可動ベーン66の両側面はベーン溝64の両側面に摺接するとともに、高さ方向両側に位置する可動ベーン66の両側端面は固定基板44a又は可動基板42aに摺接する。   A movable vane 66 having a flat shape as shown in FIG. 5 is disposed in the vane groove 64 so as to protrude toward the outer peripheral wall 42c. The movable vane 66 has a length, a width and a height of the vane groove 64. Each have substantially the same length, thickness and height. Therefore, both side surfaces of the movable vane 66 positioned on both sides in the thickness direction are in sliding contact with both side surfaces of the vane groove 64, and both end surfaces of the movable vane 66 positioned on both sides in the height direction are in sliding contact with the fixed substrate 44a or the movable substrate 42a. .

可動ベーン66の先端面はR付けされ、先端面の曲率は内周壁44cの曲率に合致している。内周壁44cと外周壁42cとの摺接位置が、ベーン溝64の外端位置に合致したとき、可動ベーン66は休止位置に位置付けられる。可動ベーン66が休止位置にあるとき、可動ベーン66の先端面は、内周壁44cに開口したベーン溝64の開口端に位置付けられ、当該開口端を閉塞する。   The distal end surface of the movable vane 66 is rounded, and the curvature of the distal end surface matches the curvature of the inner peripheral wall 44c. When the sliding contact position between the inner peripheral wall 44c and the outer peripheral wall 42c matches the outer end position of the vane groove 64, the movable vane 66 is positioned at the rest position. When the movable vane 66 is in the rest position, the distal end surface of the movable vane 66 is positioned at the opening end of the vane groove 64 opened in the inner peripheral wall 44c and closes the opening end.

また、可動ベーン66がベーン溝64の開口端から外周壁42cに向けて突出し、可動ベーン66の先端面の一部が外周壁42cに摺接しているとき、つまり可動ベーン66が作動位置にあるとき、内周壁44cと外周壁42cとの間の三日月状の空間は、可動ベーン66により周方向に区分される。つまり、三日月状の空間は、可動スクロール42の旋回方向でみて、可動ベーン66よりも前方に位置する前方領域と後方に位置する後方領域とに区分される。   Further, when the movable vane 66 protrudes from the opening end of the vane groove 64 toward the outer peripheral wall 42c and a part of the front end surface of the movable vane 66 is in sliding contact with the outer peripheral wall 42c, that is, the movable vane 66 is in the operating position. At this time, the crescent-shaped space between the inner peripheral wall 44 c and the outer peripheral wall 42 c is divided in the circumferential direction by the movable vane 66. In other words, the crescent-shaped space is divided into a front region located in front of the movable vane 66 and a rear region located in the rear as viewed in the turning direction of the movable scroll 42.

三日月状の空間の前方領域及び後方領域の各々は膨張室68を形成し、これら膨張室68の容積及び位置は、可動スクロール42の旋回運動に伴い、三日月状の空間が可動ベーン66に対して相対的に移動することで変化する。この変化過程を通じて、膨張室68は冷媒の導入、膨張及び排出工程を実行する。
そして、この流体機械4では、上述した圧縮ユニット40と圧縮ケーシング18の端壁18bとの間に、吸入室70及び吐出室72が形成されている。
Each of the front region and the rear region of the crescent-shaped space forms an expansion chamber 68, and the volume and position of these expansion chambers 68 are changed with respect to the movable vane 66 by the orbiting movement of the movable scroll 42. It changes by moving relatively. Through this changing process, the expansion chamber 68 performs a refrigerant introduction, expansion and discharge process.
In the fluid machine 4, a suction chamber 70 and a discharge chamber 72 are formed between the above-described compression unit 40 and the end wall 18 b of the compression casing 18.

より詳しくは、固定基板44aの背面には、その外周縁から軸線方向に突出した筒部74が一体に形成され、筒部74の先端は、圧縮ケーシング18の周壁18aの内周面に形成された環状の段差面に気密を存して当接している(図2参照)。
また、固定基板44aの背面及び圧縮ケーシング18の端壁18bには、それぞれ相手側に突出した突条76a,76bが形成され、これら突条76a,76bは、先端同士が気密を存して突き合わされることで仕切壁76を形成している。仕切壁76は、固定基板44aの中央部を避けてその背面を横断し、固定基板44aと端壁18bとの間の空間を吸入室70と吐出室72とに仕切っている。
More specifically, a cylindrical portion 74 protruding in the axial direction from the outer peripheral edge thereof is integrally formed on the back surface of the fixed substrate 44 a, and the tip of the cylindrical portion 74 is formed on the inner peripheral surface of the peripheral wall 18 a of the compression casing 18. The annular step surface is in airtight contact (see FIG. 2).
Further, on the back surface of the fixed substrate 44a and on the end wall 18b of the compression casing 18, protrusions 76a and 76b projecting to the other side are formed, respectively, and the protrusions 76a and 76b protrude with their ends being airtight. The partition wall 76 is formed by being put together. The partition wall 76 avoids the central portion of the fixed substrate 44 a and crosses the back surface thereof, and partitions the space between the fixed substrate 44 a and the end wall 18 b into the suction chamber 70 and the discharge chamber 72.

なお、吸入室70を囲む筒部74の部分には、径方向孔74aが形成され、この径方向孔74aを通じて、吸入室70は駆動ケーシング16の内部にまで繋がっている。
図6に示したように、固定スクロール44は、固定基板44aの略中央を貫通して圧縮室60と吐出室72を互いに連通させる吐出孔78を有し、吐出孔78は、吐出弁80により開閉される。吐出弁80はリード弁体(図示せず)と、リード弁体の開度を規制するストッパプレート82からなり、これらリード弁体及びストッパプレート82は共に取付けねじ84を介して固定基板44aに取付けられている。
A radial hole 74 a is formed in a portion of the cylindrical portion 74 surrounding the suction chamber 70, and the suction chamber 70 is connected to the inside of the drive casing 16 through the radial hole 74 a.
As shown in FIG. 6, the fixed scroll 44 has a discharge hole 78 that penetrates substantially the center of the fixed substrate 44 a and allows the compression chamber 60 and the discharge chamber 72 to communicate with each other. Opened and closed. The discharge valve 80 is composed of a reed valve body (not shown) and a stopper plate 82 that regulates the opening degree of the reed valve body. Both the reed valve body and the stopper plate 82 are attached to the fixed substrate 44a via a mounting screw 84. It has been.

また、固定スクロール44は、固定基板44aを貫通して吸入室70と圧縮室60を互いに連通させる吸入孔86を有する。なお、吸入孔86は、渦巻き壁44b間に区画された渦巻き状の空間の外端近傍にて固定基板44aの正面に開口している(図4参照)。
なお、図7に示したように、圧縮ケーシング18の周壁18aの外側には、端壁18b近傍にブロック88が一体に設けられ、圧縮ケーシング18には、ブロック88及び周壁18aを貫通して、吸入ポート90及び吐出ポート92が形成されている。吸入ポート90は、その内端が吸入室70に開口する一方、その外端が循環流路2の復路に接続されている。また、吐出ポート92は、その内端が吐出室72に開口する一方、その外端が循環流路2の往路に接続されている。
Further, the fixed scroll 44 has a suction hole 86 that penetrates the fixed substrate 44a and allows the suction chamber 70 and the compression chamber 60 to communicate with each other. The suction hole 86 opens in front of the fixed substrate 44a in the vicinity of the outer end of the spiral space defined between the spiral walls 44b (see FIG. 4).
As shown in FIG. 7, a block 88 is integrally provided in the vicinity of the end wall 18b outside the peripheral wall 18a of the compression casing 18, and the compression casing 18 penetrates the block 88 and the peripheral wall 18a. A suction port 90 and a discharge port 92 are formed. The suction port 90 has an inner end that opens into the suction chamber 70, and an outer end that is connected to the return path of the circulation channel 2. The discharge port 92 has an inner end that opens to the discharge chamber 72, and an outer end that is connected to the forward path of the circulation channel 2.

また、流体機械4は、膨張装置41に対する冷媒の給排経路を備えているが、この流体機械4では、膨張装置41及び膨張装置41に対する冷媒の給排経路が、吐出室72から吸入室70に亘って延びる冷媒の還流路94を兼ねている(図1参照)。そして、流体機械4は、還流路94を開閉可能な容量制御弁96を備えており、これら還流路94及び容量制御弁96は、吐出ポート92から循環流路2に送出される冷媒量の可変手段を構成している。   The fluid machine 4 includes a refrigerant supply / discharge path for the expansion device 41. In the fluid machine 4, the refrigerant supply / discharge path for the expansion device 41 and the expansion device 41 is connected from the discharge chamber 72 to the suction chamber 70. It also serves as a refrigerant recirculation path 94 extending over (see FIG. 1). The fluid machine 4 includes a capacity control valve 96 that can open and close the reflux path 94, and the reflux path 94 and the capacity control valve 96 can change the amount of refrigerant sent from the discharge port 92 to the circulation channel 2. Means.

より詳しくは、容量制御弁96のケーシングとして、圧縮ケーシング18の端壁18bには膨出部98が一体に形成され、膨出部98は端壁18bに平行な柱状をなす(図2及び図7参照)。膨出部98は突条76bの両側に亘って延び、膨出部98の一端は、圧縮ケーシング18の周壁18aを介してブロック88に連なっている。
これら一連のブロック88、周壁18a及び膨出部98には、ブロック88の外表面に開口した開口端を有する円筒状の穴100が形成され、穴100の内端面は、膨出部98の他端近傍に位置している。ブロック88側の穴100の開口端部は、圧入されたプラグ102により気密に閉塞され、プラグ102の内端壁は、穴100の内端面との間に弁室104を区画している。
More specifically, as the casing of the capacity control valve 96, a bulging portion 98 is integrally formed on the end wall 18b of the compression casing 18, and the bulging portion 98 has a columnar shape parallel to the end wall 18b (FIGS. 2 and 2). 7). The bulging portion 98 extends over both sides of the ridge 76 b, and one end of the bulging portion 98 is connected to the block 88 via the peripheral wall 18 a of the compression casing 18.
The series of blocks 88, the peripheral wall 18 a, and the bulging portion 98 are formed with a cylindrical hole 100 having an open end opened on the outer surface of the block 88, and the inner end surface of the hole 100 is in addition to the bulging portion 98. Located near the edge. The opening end of the hole 100 on the block 88 side is hermetically closed by the press-fitted plug 102, and the inner end wall of the plug 102 divides the valve chamber 104 between the inner end surface of the hole 100.

膨出部98には、容量制御弁96の入力ポートとして、弁室104と吐出室72との間を繋ぐ入口孔106が形成され、入口孔106は弁室104の内周面に開口した開口端を有する。弁室104内には、弁体としてのピストン108が閉位置と開位置との間を往復動自在に配置され、ピストン108は弁室104の内周面に摺接する外周面を有する。
ピストン108がプラグ102から離間した閉位置にあるとき、入口孔106の開口端はピストン108の外周面により閉塞される。一方、ピストン108がプラグ102に当接した開位置にあるとき、入口孔106の開口端は開かれ、入口孔106を介して吐出室72と弁室104との間が連通する。
An inlet hole 106 that connects the valve chamber 104 and the discharge chamber 72 is formed in the bulging portion 98 as an input port of the capacity control valve 96, and the inlet hole 106 is an opening that opens to the inner peripheral surface of the valve chamber 104. Has an edge. A piston 108 as a valve body is disposed in the valve chamber 104 so as to reciprocate between a closed position and an open position, and the piston 108 has an outer peripheral surface that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the valve chamber 104.
When the piston 108 is in a closed position separated from the plug 102, the open end of the inlet hole 106 is blocked by the outer peripheral surface of the piston 108. On the other hand, when the piston 108 is in the open position in contact with the plug 102, the opening end of the inlet hole 106 is opened, and the discharge chamber 72 and the valve chamber 104 communicate with each other through the inlet hole 106.

ピストン108に往復動のための駆動力を付与すべく、プラグ102側の弁室104の領域は、吐出室72と穴100との間を繋ぐ貫通孔110に固定されたオリフィスフィルタ112を介して吐出室72に常時連通する。
なお、オリフィスフィルタ112は、極細の内部流路を有するオリフィスチューブと、オリフィスチューブの一端を囲む樹脂製のフィルタ部材とからなる。フィルタ部材は吐出室72内に突出し、フィルタ部材により塵等が除去された状態で、オリフィスチューブの内部流路を通じて吐出室72の圧力がプラグ102側の弁室104の領域に伝達される。
In order to apply a driving force for reciprocating movement to the piston 108, the region of the valve chamber 104 on the plug 102 side is passed through an orifice filter 112 fixed to a through hole 110 connecting the discharge chamber 72 and the hole 100. It always communicates with the discharge chamber 72.
The orifice filter 112 includes an orifice tube having an extremely fine internal flow path and a resin filter member surrounding one end of the orifice tube. The filter member protrudes into the discharge chamber 72, and the pressure in the discharge chamber 72 is transmitted to the region of the valve chamber 104 on the plug 102 side through the internal flow path of the orifice tube in a state where dust and the like are removed by the filter member.

ピストン108と穴100の内端面との間には、弁ばねとしての圧縮コイルばね114が配置され、圧縮コイルばね114はプラグ102に向けてピストン108を付勢している。そして、図8及び図9に示したように、ピストン108はその両端面に開口した中空部を有し、プラグ102側の中空部の端部は、ピストン108に内蔵された常閉のボール弁116により開閉される。   A compression coil spring 114 serving as a valve spring is disposed between the piston 108 and the inner end surface of the hole 100, and the compression coil spring 114 urges the piston 108 toward the plug 102. As shown in FIGS. 8 and 9, the piston 108 has hollow portions opened at both end faces, and the end of the hollow portion on the plug 102 side is a normally closed ball valve incorporated in the piston 108. It is opened and closed by 116.

ボール弁116が閉じている状態では、オリフィスフィルタ112を介して吐出室72の圧力がプラグ102側のピストン108の端面に加えられ、ピストン108は圧縮コイルばね114の付勢力に打ち勝ってプラグ102から離間した閉位置に位置付けられる。
一方、ボール弁116は、吸入室70の圧力即ち中空部の圧力が所定値よりも低くなると開き、ボール弁116が開いている状態では、中空部を通して弁室104内の圧力がピストン108の両側で等しくなり、ピストン108は圧縮コイルばね114の付勢力により閉位置から開位置に移動する。ピストン108が開位置にあるとき、入口孔106の開口端が開かれ、これにより入口孔106を介して吐出室72と弁室104とが連通する。
When the ball valve 116 is closed, the pressure in the discharge chamber 72 is applied to the end face of the piston 108 on the plug 102 side through the orifice filter 112, and the piston 108 overcomes the urging force of the compression coil spring 114 from the plug 102. Positioned in a spaced apart closed position.
On the other hand, the ball valve 116 opens when the pressure in the suction chamber 70, that is, the pressure in the hollow portion becomes lower than a predetermined value. When the ball valve 116 is open, the pressure in the valve chamber 104 passes through the hollow portion on both sides of the piston 108. The piston 108 is moved from the closed position to the open position by the urging force of the compression coil spring 114. When the piston 108 is in the open position, the opening end of the inlet hole 106 is opened, whereby the discharge chamber 72 and the valve chamber 104 communicate with each other through the inlet hole 106.

ボール弁116は、一旦開いた後、ピストン108の中空部の圧力が上昇すると閉じる。ボール弁116が閉弁し、ピストン108両側での弁室104の圧力差が圧縮コイルばね114の付勢力に打ち勝つと、ピストン108は開位置から移動して閉位置に位置付けられる。
なお、より詳しくは、ボール弁116は、ピストン108の中空部に配置されたベローズ118を有し、ベローズ118の一端は中空部内に固定されている。ベローズ118内には圧縮コイルばねが収容されており、圧縮コイルばねの付勢力が中空部の圧力に打ち勝つと、ベローズ118はピストン108の軸線方向に伸長可能である。
The ball valve 116 opens once and then closes when the pressure in the hollow portion of the piston 108 increases. When the ball valve 116 is closed and the pressure difference between the valve chambers 104 on both sides of the piston 108 overcomes the biasing force of the compression coil spring 114, the piston 108 moves from the open position and is positioned at the closed position.
More specifically, the ball valve 116 has a bellows 118 disposed in the hollow portion of the piston 108, and one end of the bellows 118 is fixed in the hollow portion. A compression coil spring is accommodated in the bellows 118, and the bellows 118 can extend in the axial direction of the piston 108 when the biasing force of the compression coil spring overcomes the pressure of the hollow portion.

ベローズ118の他端には弁体としてのボールが取付けられ、ボールはプラグ102側の中空部の端部内に位置している。ピストン108の中空部の端部には、内周面から径方向内側に突出して球面座が形成され、ボールは球面座に外側から座ることにより中空部を閉塞する。ピストン108の中空部の圧力が所定の圧力よりも低下してベローズ118が伸長すると、ボールに対し伸長量に相当するリフト量が付与され、これによりボール弁116は開かれる。   A ball as a valve body is attached to the other end of the bellows 118, and the ball is located in the end of the hollow portion on the plug 102 side. A spherical seat is formed at the end of the hollow portion of the piston 108 so as to protrude radially inward from the inner peripheral surface, and the ball closes the hollow portion by sitting on the spherical seat from the outside. When the pressure in the hollow portion of the piston 108 falls below a predetermined pressure and the bellows 118 extends, a lift amount corresponding to the extension amount is applied to the ball, and the ball valve 116 is thereby opened.

膨出部98の他端近傍には、容量制御弁96の出力ポートとして、弁室104の端壁に一端が開口した出口孔120が形成されている。出口孔120は、固定基板44aに形成された連通孔122に接続され、連通孔122は、固定基板44aの正面において、ベーン溝64の内端近傍に開口している(図2参照)。
ここで、前述した可動ベーン66は、図4及び5に示したように、可動スクロール42の旋回方向でみて前方に位置する一方の側面に、その高さ方向に延びる段差面124を有し、段差面124よりも後端側の後端部分が薄肉に形成されている。従って、ベーン溝64の内端と可動ベーン66の段差面124との間には、可動ベーン66が休止位置に位置しているときでも、連通孔122に連なる空所が存在する。この空所に三日月状の空間内の冷媒よりも高圧の冷媒が流入すると、段差面124に加わる冷媒の圧力により、可動ベーン66は外周壁42cに向けて付勢される。つまり、段差面124は冷媒圧力の受圧面としての機能を有する。
In the vicinity of the other end of the bulging portion 98, an outlet hole 120 having one end opened in the end wall of the valve chamber 104 is formed as an output port of the capacity control valve 96. The outlet hole 120 is connected to a communication hole 122 formed in the fixed substrate 44a, and the communication hole 122 opens near the inner end of the vane groove 64 on the front surface of the fixed substrate 44a (see FIG. 2).
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the movable vane 66 described above has a stepped surface 124 extending in the height direction on one side surface located in front of the movable scroll 42 in the turning direction. A rear end portion on the rear end side with respect to the step surface 124 is formed thin. Accordingly, there is a space between the inner end of the vane groove 64 and the stepped surface 124 of the movable vane 66 even when the movable vane 66 is positioned at the rest position, even if the movable vane 66 is at the rest position. When a refrigerant having a pressure higher than that in the crescent-shaped space flows into this space, the movable vane 66 is biased toward the outer peripheral wall 42c by the pressure of the refrigerant applied to the step surface 124. That is, the step surface 124 functions as a pressure receiving surface for the refrigerant pressure.

更に、可動ベーン66には、段差面124よりも先端側の先端部分に切欠部126が形成され、切欠部126は、可動ベーン66の他方の側面に開口するとともに、可動基板42aに摺接する可動ベーン66の側端面にも開口している。可動基板42a側の切欠部126の開口は、可動スクロール42の旋回運動に伴い、周期的に可動スクロール42のポケット58に部分的に合致するけれども、ベーン溝64の内端近傍の空所も可動スクロール42のポケット58に周期的且つ部分的に合致可能である。つまり、可動スクロール42のポケット58は、可動スクロール42の旋回運動に伴い、ベーン溝64の内端近傍の空所及び切欠部126を同時且つ断続的に横切り、このポケット58を通じて、ベーン溝64の内端近傍の空所と切欠部126との間が周期的に連通する。   Further, the movable vane 66 is formed with a notch 126 at a tip portion on the tip side of the step surface 124. The notch 126 opens on the other side surface of the movable vane 66 and is slidably contacted with the movable substrate 42a. An opening is also formed on the side end surface of the vane 66. Although the opening of the cutout 126 on the movable substrate 42a partly coincides with the pocket 58 of the movable scroll 42 as the movable scroll 42 turns, the void near the inner end of the vane groove 64 is also movable. It can be periodically and partially matched to the pocket 58 of the scroll 42. That is, the pocket 58 of the movable scroll 42 crosses the void near the inner end of the vane groove 64 and the notch 126 simultaneously and intermittently with the turning motion of the movable scroll 42. The space near the inner end and the notch 126 communicate periodically.

この連通時、切欠部126がベーン溝64から突出して三日月状の空間の後方領域即ち膨張室68に開口していれば、連通孔122と膨張室68との間が、ベーン溝64の内端近傍の空所、可動ベーン66の切欠部126及び可動スクロール42のポケット58を介して連通する。つまり、これらの空所、切欠部126及びポケット58は、容量制御弁96の入口孔106、弁室104、出口孔120及び連通孔122とともに、吐出室72から膨張室68に亘る冷媒の供給経路を形成している。   At the time of this communication, if the notch 126 protrudes from the vane groove 64 and opens to the rear region of the crescent-shaped space, that is, the expansion chamber 68, the space between the communication hole 122 and the expansion chamber 68 is the inner end of the vane groove 64. It communicates through a nearby space, the notch 126 of the movable vane 66 and the pocket 58 of the movable scroll 42. That is, these voids, the notch 126 and the pocket 58 together with the inlet hole 106, the valve chamber 104, the outlet hole 120 and the communication hole 122 of the capacity control valve 96, the refrigerant supply path from the discharge chamber 72 to the expansion chamber 68. Is forming.

そして、固定基板44aには、軸方向溝62と吸入室70との間を連通する排出孔128が形成され、軸方向溝62及び排出孔128は、膨張室68から吸入室70に亘る冷媒の排出経路を形成している。
以下、上述した流体機械4の動作について説明する。
流体機械4がエンジン38からの動力供給を受け、可動スクロール42が固定スクロール44に対して旋回運動すると、図10に示したように、圧縮室60は、その容積が増減するとともに、吐出孔78に対して接離し、もって、循環流路2の復路から吸入室70に吸込まれた低温低圧のガス状冷媒に対し、吸入、圧縮及び吐出工程の一連のプロセスを実行する。このプロセスを経て圧縮室60から吐出室72に吐出された高温高圧のガス状冷媒は、循環流路2の往路に送出され、これにより、冷媒が循環流路2を循環する。
The fixed substrate 44 a is formed with a discharge hole 128 that communicates between the axial groove 62 and the suction chamber 70. The axial groove 62 and the discharge hole 128 serve to transfer the refrigerant from the expansion chamber 68 to the suction chamber 70. A discharge route is formed.
Hereinafter, the operation of the fluid machine 4 described above will be described.
When the fluid machine 4 is supplied with power from the engine 38 and the movable scroll 42 is swung with respect to the fixed scroll 44, the compression chamber 60 increases and decreases in volume and the discharge hole 78 as shown in FIG. Thus, a series of processes of suction, compression, and discharge are performed on the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant sucked into the suction chamber 70 from the return path of the circulation flow path 2. The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compression chamber 60 to the discharge chamber 72 through this process is sent to the forward path of the circulation flow path 2, whereby the refrigerant circulates in the circulation flow path 2.

図1に示したように、高温高圧のガス状冷媒は、凝縮器6にて空冷されて凝縮した後、レシーバ8にて気相成分及び水分が除去され、低温高圧の液状冷媒になる。この後、この液状冷媒は、膨張弁10を介して低温低圧の湿り状態の冷媒になり、この湿り状態の冷媒が蒸発器12内で気化して低温低圧のガス状冷媒になる。ここで、ファン(図示せず)が蒸発器12から車室内に向かう風を生起すれば、蒸発器12により気化熱を奪われた冷風が車室内に供給され、もって車室内の温度が調整される。   As shown in FIG. 1, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant is cooled by air in the condenser 6 and condensed, and then the gas phase components and moisture are removed by the receiver 8 to become a low-temperature and high-pressure liquid refrigerant. Thereafter, the liquid refrigerant becomes a low-temperature and low-pressure wet refrigerant through the expansion valve 10, and the wet refrigerant evaporates in the evaporator 12 to become a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant. Here, if a fan (not shown) generates a wind from the evaporator 12 toward the vehicle interior, the cool air deprived of vaporization heat by the evaporator 12 is supplied to the vehicle interior, thereby adjusting the temperature in the vehicle interior. The

なお、蒸発器12内の低温低圧のガス状冷媒は循環流路2の復路を通して流体機械4に吸込まれ、上述した冷凍サイクルが繰り返される。
そして、流体機械4は、冷媒の循環流量を調整するための容量可変手段を備えているが、容量可変手段は以下のように動作する。
エンジン38の回転数が増大し、流体機械4の吐出ポート92から循環流路2の往路に送出される冷媒流量が増大すると、蒸発器12における冷媒圧力(低圧)が下がる。低圧が下がったことで吸入室70及びピストン108の中空部の冷媒圧力が所定値よりも低下すると、ベローズ118の伸長により容量制御弁96に内蔵されたボール弁116が開かれ、ピストン108が閉位置から開位置に移動する。
The low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant in the evaporator 12 is sucked into the fluid machine 4 through the return path of the circulation flow path 2, and the above-described refrigeration cycle is repeated.
The fluid machine 4 includes a variable capacity means for adjusting the circulating flow rate of the refrigerant. The variable capacity means operates as follows.
When the rotational speed of the engine 38 increases and the flow rate of the refrigerant sent from the discharge port 92 of the fluid machine 4 to the forward path of the circulation flow path 2 increases, the refrigerant pressure (low pressure) in the evaporator 12 decreases. When the refrigerant pressure in the hollow portion of the suction chamber 70 and the piston 108 falls below a predetermined value due to the lowering of the low pressure, the ball valve 116 built in the capacity control valve 96 is opened by the extension of the bellows 118, and the piston 108 is closed. Move from position to open position.

ピストン108が開位置にある間、吐出室72内の高温高圧のガス状冷媒の一部が入口孔106、弁室104、出口孔120及び連通孔122を介してベーン溝64の内端近傍の空所に供給される。空所内の冷媒圧力は、可動ベーン66の段差面124に加わり、段差面124に加わる圧力と可動ベーン66の先端面に加わる圧力との圧力差に基づき、可動ベーン66は休止位置から作動位置に向けて付勢される。   While the piston 108 is in the open position, a part of the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant in the discharge chamber 72 is near the inner end of the vane groove 64 through the inlet hole 106, the valve chamber 104, the outlet hole 120, and the communication hole 122. Supplied to the void. The refrigerant pressure in the void is applied to the step surface 124 of the movable vane 66, and the movable vane 66 is moved from the rest position to the operating position based on the pressure difference between the pressure applied to the step surface 124 and the pressure applied to the tip surface of the movable vane 66. It is energized towards.

可動ベーン66が付勢されている状態で、内周壁44cに開口したベーン溝64の開口端から外周壁42cが離間すると、可動ベーン66は外周壁42cに向けて突出し、可動ベーン66の先端面の一部が外周壁42cに摺接する(図10(1))。つまり、ベーン溝64から可動ベーン66が突出するのと同時に、可動スクロール42の旋回方向でみて、可動ベーン66の後方に膨張室68が形成される。   If the outer peripheral wall 42c is separated from the opening end of the vane groove 64 opened in the inner peripheral wall 44c in a state where the movable vane 66 is biased, the movable vane 66 protrudes toward the outer peripheral wall 42c, and the front end surface of the movable vane 66 A part of the slidably contacts the outer peripheral wall 42c (FIG. 10 (1)). That is, at the same time that the movable vane 66 protrudes from the vane groove 64, an expansion chamber 68 is formed behind the movable vane 66 when viewed in the turning direction of the movable scroll 42.

この膨張室68は、可動スクロール42、即ち外周壁42cの旋回運動に伴って、その容積が増減するとともに軸方向溝62に対して接近するけれども、膨張室68の容積増大過程の初期において、ベーン溝64の内端近傍の空所と膨張室68とが、ポケット58及び可動ベーン66の切欠部126を通して連通することにより、空所内の冷媒が膨張室68内に導入される(図10(1)〜(3))。   Although the volume of the expansion chamber 68 increases and decreases with the turning motion of the movable scroll 42, that is, the outer peripheral wall 42c and approaches the axial groove 62, the vane is in the initial stage of the volume increase process of the expansion chamber 68. The space in the vicinity of the inner end of the groove 64 and the expansion chamber 68 communicate with each other through the pocket 58 and the cutout portion 126 of the movable vane 66, whereby the refrigerant in the space is introduced into the expansion chamber 68 (FIG. 10 (1)). ) To (3)).

膨張室68に導入された冷媒は、膨張室68の容積増大過程の中期から後期に亘り膨張し(図10(4)〜(7))、この後、膨張した冷媒は、膨張室68の容積減少過程にて膨張室68に連通した軸方向溝62及び排出孔128を通して吸入室70に排出される(図10(8)〜(7))。
従って、この容量可変手段によれば、吐出室72の冷媒の一部が膨張室68を通して吸入室70に還流され、もって循環流路2の往路に送出される冷媒流量が低減されるけれども、この際、吸入室70には、膨張室68内で膨張して低温低圧になったガス状冷媒が還流される。
The refrigerant introduced into the expansion chamber 68 expands from the middle stage to the latter stage of the volume increasing process of the expansion chamber 68 (FIGS. 10 (4) to (7)). In the decreasing process, the gas is discharged to the suction chamber 70 through the axial groove 62 and the discharge hole 128 communicating with the expansion chamber 68 (FIGS. 10 (8) to (7)).
Therefore, according to this capacity varying means, a part of the refrigerant in the discharge chamber 72 is recirculated to the suction chamber 70 through the expansion chamber 68, and thus the flow rate of the refrigerant sent to the outgoing path of the circulation flow path 2 is reduced. At this time, the gaseous refrigerant which has expanded in the expansion chamber 68 to a low temperature and low pressure is recirculated to the suction chamber 70.

一方、エンジン38の回転数が低く、ピストン108の中空部の圧力が所定値よりも高い場合には、容量制御弁96は閉じているため、ベーン溝64の内端近傍の空所と三日月状の空間との間で圧力差がなく、可動ベーン66に付勢力が作用することはない。従って、この場合、図11(1)〜(8)に示したように、三日月状の空間は、可動ベーン66により周方向に仕切られることなく、可動スクロール42の旋回運動に伴って内周壁44cの周りを移動する。つまり、膨張室68に対する作動流体の供給経路が閉じている間、膨張室68は形成されない。   On the other hand, when the rotation speed of the engine 38 is low and the pressure in the hollow portion of the piston 108 is higher than a predetermined value, the capacity control valve 96 is closed, so that a void near the inner end of the vane groove 64 and a crescent shape are formed. There is no difference in pressure between the two spaces, and the urging force does not act on the movable vane 66. Accordingly, in this case, as shown in FIGS. 11 (1) to (8), the crescent-shaped space is not partitioned in the circumferential direction by the movable vane 66, and the inner peripheral wall 44c is accompanied by the turning motion of the movable scroll 42. Move around. That is, the expansion chamber 68 is not formed while the supply path of the working fluid to the expansion chamber 68 is closed.

なお、可動基板42aのポケット58とベーン溝64の内端近傍の空所及び可動ベーン66の切欠部126との相対的な位置関係を説明するため、図10及び図11中、可動基板42aのポケット58を実線にて示した。
上述した流体機械4によれば、圧縮室60を有するスクロール式の圧縮ユニット40の外側に、内周壁44c、外周壁42c及び可動ベーン66を用いた簡単な構成にて膨張室68が形成される。従って、この流体機械4は小型化に適する。
In order to explain the relative positional relationship between the pocket 58 of the movable substrate 42a, the space near the inner end of the vane groove 64, and the notch 126 of the movable vane 66, the movable substrate 42a in FIGS. The pocket 58 is indicated by a solid line.
According to the fluid machine 4 described above, the expansion chamber 68 is formed outside the scroll-type compression unit 40 having the compression chamber 60 with a simple configuration using the inner peripheral wall 44c, the outer peripheral wall 42c, and the movable vane 66. . Therefore, this fluid machine 4 is suitable for downsizing.

そして、この流体機械4では、膨張室68の容積が内周壁44cと外周壁42cの相対旋回運動に伴って、即ち圧縮ユニット40の作動に連動して増減するが、膨張室68に対して、その容積増大過程の初期に冷媒が導入される。膨張室68に導入された高圧の冷媒は、その容積増大過程の中期から終期に亘り、外周壁42cに対して、膨張室68の容積を増大する方向に旋回力を付与する。   In the fluid machine 4, the volume of the expansion chamber 68 increases or decreases with the relative turning motion of the inner peripheral wall 44 c and the outer peripheral wall 42 c, that is, in conjunction with the operation of the compression unit 40. The refrigerant is introduced at the beginning of the volume increasing process. The high-pressure refrigerant introduced into the expansion chamber 68 gives a turning force to the outer peripheral wall 42c in the direction of increasing the volume of the expansion chamber 68 from the middle to the end of the volume increasing process.

この旋回力は、その方向が可動スクロール42の旋回方向と同一であるため、可動スクロール42即ち圧縮ユニット40を作動させるための補助動力になる。従って、冷媒を膨張室68内で膨張させて膨張室68の容積を増大させれば、圧縮ユニット40は膨張装置41からの補助動力を得ることができ、エンジン38から供給される動力の削減、換言すれば、エンジン38の負荷低減を図ることができる。   Since the direction of this turning force is the same as the turning direction of the movable scroll 42, it becomes auxiliary power for operating the movable scroll 42, that is, the compression unit 40. Therefore, if the refrigerant is expanded in the expansion chamber 68 to increase the volume of the expansion chamber 68, the compression unit 40 can obtain auxiliary power from the expansion device 41, and the power supplied from the engine 38 can be reduced. In other words, the load on the engine 38 can be reduced.

また、この流体機械4では、容量可変手段により還流される冷媒が膨張室68で膨張して低温になることから、圧縮室60に供給される冷媒の温度上昇が防止されるとともに、圧縮室60がその外側の膨張室68により冷却される。従って、冷媒の還流量が多くても圧縮室60が過熱されることはなく、容量可変手段は、より多量の作動流体を還流することができ、その可変範囲が広くなる。また、圧縮室60の過熱が防止されたことで、流体機械4の耐久性が低下することもない。   Further, in this fluid machine 4, the refrigerant recirculated by the capacity varying means expands in the expansion chamber 68 and becomes a low temperature, so that the temperature of the refrigerant supplied to the compression chamber 60 is prevented from rising, and the compression chamber 60 Is cooled by the outer expansion chamber 68. Therefore, even if the refrigerant recirculation amount is large, the compression chamber 60 is not overheated, and the capacity variable means can recirculate a larger amount of working fluid, and the variable range is widened. Further, since the overheating of the compression chamber 60 is prevented, the durability of the fluid machine 4 is not lowered.

更に、この流体機械4によれば、膨張装置41の内周壁44cが膨張した低温の冷媒によって冷却されることにより、この内周壁44cと一体をなす圧縮ユニット40の固定スクロール44の渦巻き壁44bが効率的に冷却されるので、圧縮室60の過熱がより確実に防止される。
また、この流体機械4では、容量制御弁96が膨張室68に対する冷媒の供給経路に設けられているので、容量制御弁96の閉弁時、膨張室68への冷媒の供給が遮断され、膨張室68内の冷媒の圧力は、軸方向溝62及び排出孔128を介して吸入室70での冷媒の圧力に等しくなる。従って、この流体機械4によれば、容量制御弁96の閉弁時、膨張室68内に高圧の冷媒が滞留することはなく、膨張室68内の冷媒が負荷となって圧縮ユニット40の作動が妨げられるのが防止される。
Further, according to the fluid machine 4, the inner peripheral wall 44c of the expansion device 41 is cooled by the expanded low-temperature refrigerant, so that the spiral wall 44b of the fixed scroll 44 of the compression unit 40 integrated with the inner peripheral wall 44c is formed. Since it cools efficiently, overheating of the compression chamber 60 is prevented more reliably.
In the fluid machine 4, since the capacity control valve 96 is provided in the refrigerant supply path to the expansion chamber 68, the supply of the refrigerant to the expansion chamber 68 is shut off when the capacity control valve 96 is closed, and the expansion is performed. The pressure of the refrigerant in the chamber 68 becomes equal to the pressure of the refrigerant in the suction chamber 70 through the axial groove 62 and the discharge hole 128. Therefore, according to the fluid machine 4, when the capacity control valve 96 is closed, the high-pressure refrigerant does not stay in the expansion chamber 68, and the refrigerant in the expansion chamber 68 serves as a load to operate the compression unit 40. Is prevented from being disturbed.

本発明は上述の一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能であり、例えば、一実施例の場合、膨張装置41の内周壁44cを固定スクロール44の渦巻き壁44bと一体に設けたけれども、内周壁44cは渦巻き壁44bを囲んでいればよく、渦巻き壁44bと別体であってもよい。ただし、流体機械4のように内周壁44cを固定スクロール44の渦巻き壁44bと一体に設ければ、膨張装置41の内周壁44cが膨張した低温の冷媒によって冷却されることにより、この内周壁44cと一体をなす渦巻き壁44bが効率的に冷却されるので、圧縮室60の過熱がより確実に防止される。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, in the case of the embodiment, the inner peripheral wall 44c of the expansion device 41 is integrated with the spiral wall 44b of the fixed scroll 44. Although provided, the inner peripheral wall 44c only needs to surround the spiral wall 44b, and may be separate from the spiral wall 44b. However, if the inner peripheral wall 44c is provided integrally with the spiral wall 44b of the fixed scroll 44 as in the fluid machine 4, the inner peripheral wall 44c is cooled by the expanded low-temperature refrigerant. Since the spiral wall 44b that is integrated with the cooling chamber 44 is efficiently cooled, overheating of the compression chamber 60 is more reliably prevented.

一実施例の場合、膨張装置41の内周壁44cを固定スクロール44の渦巻き壁44bと一体に設け、外周壁42cを可動スクロール42の基板42aに一体に設けたけれども、内周壁を可動基板42aに一体に設け、外周壁を固定基板44aに一体に設けてもよい。また、内周壁を可動基板42aに一体に設け、外周壁を圧縮ケーシング18の周壁18aに一体に設けてもよい。   In one embodiment, the inner peripheral wall 44c of the expansion device 41 is provided integrally with the spiral wall 44b of the fixed scroll 44, and the outer peripheral wall 42c is provided integrally with the substrate 42a of the movable scroll 42. The outer peripheral wall may be provided integrally with the fixed substrate 44a. Further, the inner peripheral wall may be provided integrally with the movable substrate 42 a and the outer peripheral wall may be provided integrally with the peripheral wall 18 a of the compression casing 18.

一実施例の場合、可動ベーン66は、内周壁44cから外周壁42cに向けて突出可能に配置されているが、可動ベーンは、外周壁42cから内周壁44cに向けて突出可能に配置されていてもよい。ただし、そのためにはベーン溝を外周壁42cに形成する必要があり、流体機械の大型化を招くことから、流体機械4のように、ベーン溝64を内周壁44cに形成し、ベーン溝64に可動ベーン66を内周壁44cから外周壁42cに向けて突出可能に配置するのが好ましい。   In one embodiment, the movable vane 66 is disposed so as to be able to protrude from the inner peripheral wall 44c toward the outer peripheral wall 42c. However, the movable vane is disposed so as to be able to protrude from the outer peripheral wall 42c toward the inner peripheral wall 44c. May be. However, in order to do so, it is necessary to form the vane groove on the outer peripheral wall 42c, leading to an increase in the size of the fluid machine. Thus, like the fluid machine 4, the vane groove 64 is formed in the inner peripheral wall 44c, and The movable vane 66 is preferably disposed so as to protrude from the inner peripheral wall 44c toward the outer peripheral wall 42c.

一実施例の場合、可動ベーン66をベーン溝64から突出させるための付勢手段として、連通孔122がベーン溝64の内端近傍に開口し、ベーン溝64の内端近傍の空所に高圧の冷媒を導入したけれども、ベーン溝64の内端と可動ベーン66の後端との間に、可動ベーン66を突出方向に付勢する圧縮コイルばねを配置してもよい。ただし、膨張室68とベーン溝64の内端近傍の空所即ち供給経路との間での圧力差により可動ベーン66を付勢すれば、圧縮コイルばねを必要としないため部品点数を減少させることができ、もって、流体機械4の生産性向上や価格低減を図ることができる。   In one embodiment, as an urging means for projecting the movable vane 66 from the vane groove 64, the communication hole 122 opens near the inner end of the vane groove 64, and a high pressure is formed in a space near the inner end of the vane groove 64. However, a compression coil spring that urges the movable vane 66 in the protruding direction may be disposed between the inner end of the vane groove 64 and the rear end of the movable vane 66. However, if the movable vane 66 is energized by the pressure difference between the expansion chamber 68 and the space near the inner end of the vane groove 64, that is, the supply path, the number of parts is reduced because a compression coil spring is not required. Therefore, productivity improvement and price reduction of the fluid machine 4 can be achieved.

一実施例の場合、渦巻き壁42b,44bの高さに対する内周壁44c及び外周壁42cの高さの比を調整することで、圧縮室60の容量に対する膨張室68の容量の比を容易に変更可能である。
一実施例の場合、連通孔122の開口端をベーン溝64内に開口させ、ベーン溝64の内端近傍の空所、可動基板42aのポケット58及び可動ベーン66の切欠部126により膨張室68に対する冷媒の供給経路の一部を構成し、空所及び切欠部126に対するポケット58の旋回運動を利用することで、供給経路が膨張室68の容積増大過程の初期に同期して開かれるようにしたけれども、供給経路の同期開閉手段は限定されることはなく、エンコーダ及び電磁制御弁等を組み合わせて用いてもよく、その場合、連通孔を膨張室68に直接開口させてもよい。
In one embodiment, the ratio of the capacity of the expansion chamber 68 to the capacity of the compression chamber 60 can be easily changed by adjusting the ratio of the height of the inner peripheral wall 44c and the outer peripheral wall 42c to the height of the spiral walls 42b, 44b. Is possible.
In one embodiment, the opening end of the communication hole 122 is opened in the vane groove 64, and the expansion chamber 68 is formed by a space near the inner end of the vane groove 64, the pocket 58 of the movable substrate 42 a and the notch 126 of the movable vane 66. By forming a part of the supply path of the refrigerant with respect to the space and utilizing the swiveling movement of the pocket 58 with respect to the void and the notch 126, the supply path is opened in synchronization with the initial stage of the volume increasing process of the expansion chamber 68. However, the means for synchronously opening and closing the supply path is not limited, and an encoder and an electromagnetic control valve may be used in combination. In this case, the communication hole may be directly opened in the expansion chamber 68.

ただし、一実施例のように、供給経路の同期開閉手段を可動基板42aのポケット58及び可動ベーン66の切欠部126により構成すれば、開閉時期を容積増大過程の初期に同期させるのが容易であるとともに、別体の部材を必要としないことから部品点数を減少させることができ、もって、流体機械4の生産性向上や価格低減を図ることができる。また、ポケット58、可動ベーン66の後端部及び切欠部126の各々の形状、大きさ及び位置等を変更することにより、膨張室68への冷媒の導入開始時期、導入終了時期を容易に調整することが可能であり、もって、膨張室68での膨張率を変更することもできる。   However, if the supply path synchronous opening / closing means is constituted by the pocket 58 of the movable substrate 42a and the cutout portion 126 of the movable vane 66 as in one embodiment, it is easy to synchronize the opening / closing timing to the initial stage of the volume increasing process. In addition, since a separate member is not required, the number of parts can be reduced, thereby improving the productivity of the fluid machine 4 and reducing the price. Further, by changing the shape, size, position, and the like of the pocket 58, the rear end of the movable vane 66, and the notch 126, the introduction start timing and the introduction end timing of the refrigerant into the expansion chamber 68 can be easily adjusted. Therefore, the expansion rate in the expansion chamber 68 can be changed.

図12は、変形例の可動ベーン130を示しており、可動ベーン130は、切欠部126に代えて、可動ベーン130の高さ方向に延び、可動基板42aに摺接する側端面に開口した有底孔132と、有底孔132と段差面124との間を可動ベーン130の長さ方向に延びる横孔134とを有する。
図13は、この可動ベーン130とともに変形例の円形状のポケット136を適用した流体機械4の動作を説明するための図である。一実施例の場合、ベーン溝64の内端近傍の空所と可動ベーン66の切欠部126との間が、可動基板42aのポケット58により周期的に連通したけれども、この変形例の場合、可動ベーン130の有底孔132の開口端と膨張室68との間がポケット136を介して連通する。なお、図13においても、可動基板42aのポケット136と可動ベーン66の有底孔132の開口端との相対的な位置関係を説明するため、可動基板42aのポケット136を実線にて示した。
FIG. 12 shows a movable vane 130 according to a modified example. The movable vane 130 extends in the height direction of the movable vane 130 instead of the notch 126, and has a bottom with an opening at a side end surface that is in sliding contact with the movable substrate 42a. It has a hole 132 and a lateral hole 134 extending in the length direction of the movable vane 130 between the bottomed hole 132 and the stepped surface 124.
FIG. 13 is a view for explaining the operation of the fluid machine 4 to which the modified circular pocket 136 is applied together with the movable vane 130. In the case of the embodiment, the space near the inner end of the vane groove 64 and the notch 126 of the movable vane 66 are periodically communicated by the pocket 58 of the movable substrate 42a. The opening end of the bottomed hole 132 of the vane 130 and the expansion chamber 68 communicate with each other through the pocket 136. In FIG. 13, the pocket 136 of the movable substrate 42a is shown by a solid line in order to explain the relative positional relationship between the pocket 136 of the movable substrate 42a and the open end of the bottomed hole 132 of the movable vane 66.

一実施例の場合、膨張装置41及び膨張装置41に対する冷媒の給排経路が流体機械4の還流路94を構成していたけれども、図14に示す参考例のように膨張装置41及びその給排経路を還流路94から分離し、膨張弁10の代わりに膨張装置41を用いることも可能である。そのためには、圧縮ケーシング18に、膨張装置41の給排経路と循環流路2との間を直接接続するための導入ポート及び排出ポートを設ければよい。この場合、冷媒の圧力エネルギーが、膨張装置41を介して圧縮ユニット40の補助動力として利用される結果、流体機械4の消費動力削減を図ることができる。なお、この場合、流体機械4に膨張装置41とは別に容量可変手段を設けてもよい。 In the case of one embodiment, the expansion device 41 and the refrigerant supply / discharge path to the expansion device 41 constitute the reflux path 94 of the fluid machine 4, but the expansion device 41 and the supply / discharge thereof as in the reference example shown in FIG. separating the path from the return path 94, it is also possible to use an expansion device 41 in place of the bulging expansion valve 10. For this purpose, the compression casing 18 may be provided with an introduction port and a discharge port for directly connecting the supply / discharge path of the expansion device 41 and the circulation flow path 2. In this case, the pressure energy of the refrigerant is used as auxiliary power for the compression unit 40 via the expansion device 41, so that power consumption of the fluid machine 4 can be reduced. In this case, the fluid machine 4 may be provided with a capacity varying means separately from the expansion device 41.

また、圧縮ケーシング18に膨張装置41のための導入ポート及び排出ポートを設けた場合、図15に示す参考例のように、流体機械4の膨張装置41をエンジン38の冷却システムの廃熱回収サイクルに適用してもよい。この廃熱回収サイクル(ランキンサイクル)は、冷凍サイクルとともに車両に併設可能である。
廃熱回収サイクルは、循環冷却水が還流する冷却水循環流路138を有し、冷却水循環流路138には冷却水ポンプ140、エンジン38、膨張装置41及びラジエータ142が順次介挿されている。冷却水ポンプ140は、冷却水循環流路138の復路から低温低圧の液状態の冷却水を吸い込んで圧縮し、その往路に低温高圧の液状態となった冷却水を送出する。冷却水ポンプ140から送出された冷却水は、エンジン38で加熱されて高温高圧のガス状態となった後、膨張装置41で膨張することにより低温低圧のガス状態となり、そして、ラジエータ142にて空冷されて凝縮する。凝縮した冷却水は、冷却水ポンプ140に吸込まれ、上述したサイクルが繰り返される。この場合、エンジン38で発生した廃熱の熱エネルギーが、膨張装置41を介して圧縮ユニット40の補助動力として利用される結果、流体機械4の消費動力削減を図ることができる。
When the compression casing 18 is provided with an introduction port and a discharge port for the expansion device 41, the expansion device 41 of the fluid machine 4 is replaced with a waste heat recovery cycle of the cooling system of the engine 38 as in the reference example shown in FIG. You may apply to. This waste heat recovery cycle (Rankine cycle) can be installed in the vehicle together with the refrigeration cycle.
The waste heat recovery cycle has a cooling water circulation passage 138 through which the circulating cooling water recirculates, and the cooling water circulation passage 138 is inserted with a cooling water pump 140, an engine 38, an expansion device 41, and a radiator 142 sequentially. The cooling water pump 140 sucks and compresses cooling water in a low-temperature and low-pressure liquid state from the return path of the cooling water circulation channel 138, and sends the cooling water in a low-temperature and high-pressure liquid state to the forward path. The cooling water delivered from the cooling water pump 140 is heated by the engine 38 to be in a high-temperature and high-pressure gas state, and then expanded in the expansion device 41 to be in a low-temperature and low-pressure gas state. To condense. The condensed cooling water is sucked into the cooling water pump 140, and the above-described cycle is repeated. In this case, the heat energy of the waste heat generated in the engine 38 is used as auxiliary power for the compression unit 40 via the expansion device 41, so that power consumption of the fluid machine 4 can be reduced.

最後に、本発明の流体機械が水や冷媒その他の種々の作動流体に適用可能なのはいうまでもない。   Finally, it goes without saying that the fluid machine of the present invention can be applied to various working fluids such as water and refrigerant.

一実施例の流体機械を適用した車両用空調システムの冷凍サイクルの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the refrigerating cycle of the vehicle air conditioning system to which the fluid machine of one Example is applied. 一実施例の流体機械の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the fluid machine of one Example. 図2の流体機械の可動スクロールの正面図である。It is a front view of the movable scroll of the fluid machine of FIG. 図2の流体機械の固定スクロールを可動ベーンとともに示す正面図である。It is a front view which shows the fixed scroll of the fluid machine of FIG. 2 with a movable vane. 図2の流体機械の可動ベーンの斜視図である。It is a perspective view of the movable vane of the fluid machine of FIG. 図4の固定スクロールを吐出弁とともに示す背面図である。It is a rear view which shows the fixed scroll of FIG. 4 with a discharge valve. 図2中、VII−VII線に沿った流体機械の横断面図である。FIG. 3 is a transverse sectional view of the fluid machine taken along line VII-VII in FIG. 2. 閉状態の流体機械の容量制御弁の縦断面とともに図1の冷凍サイクルの一部を示した図である。It is the figure which showed a part of refrigeration cycle of FIG. 1 with the longitudinal cross-section of the capacity | capacitance control valve of the fluid machine of a closed state. 開状態の流体機械の容量制御弁の縦断面とともに図1の冷凍サイクルの一部を示した図である。It is the figure which showed a part of refrigeration cycle of FIG. 1 with the longitudinal cross-section of the capacity | capacitance control valve of the fluid machine of an open state. 容量制御弁が開状態にあるときの圧縮ユニット及び膨張装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a compression unit and an expansion apparatus when a capacity | capacitance control valve is in an open state. 容量制御弁が閉状態にあるときの圧縮ユニット及び膨張装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of a compression unit and an expansion apparatus when a capacity | capacitance control valve exists in a closed state. 変形例の可動ベーンの斜視図である。It is a perspective view of the movable vane of a modification. 変形例の可動ベーン及びポケットを適用した流体機械における圧縮ユニット及び膨張装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the compression unit and expansion apparatus in the fluid machine to which the movable vane and pocket of a modification are applied. 参考例たる流体機械を適用した車両用空調システムの冷凍サイクルの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the refrigerating cycle of the vehicle air conditioning system to which the fluid machine which is a reference example is applied. 参考例たる流体機械を適用した車両用空調システムの冷凍サイクル及びエンジン冷却システムの廃熱回収サイクルの概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the refrigerating cycle of the vehicle air conditioning system which applied the fluid machine which is a reference example, and the waste heat recovery cycle of an engine cooling system.

符号の説明Explanation of symbols

4 流体機械
14 ハウジング
40 圧縮ユニット
41 膨張装置
58 ポケット
42 可動スクロール
42a 可動スクロールの基板
42b 可動スクロールの渦巻き壁
42c 外周壁
44 固定スクロール
44a 固定スクロールの基板
44b 固定スクロールの渦巻き壁
44c 内周壁
58 ポケット(供給経路)
60 圧縮室
64 ベーン溝
66 ベーン
68 膨張室
104 弁室(供給経路)
106 入口孔(供給経路)
120 出口孔(供給経路)
122 連通孔(供給経路)
126 切欠部(供給経路)
4 Fluid Machine 14 Housing 40 Compression Unit 41 Expansion Device 58 Pocket 42 Movable Scroll 42a Movable Scroll Substrate 42b Movable Scroll Spiral Wall 42c Peripheral Wall 44 Fixed Scroll 44a Fixed Scroll Substrate 44b Fixed Scroll Spiral Wall 44c Inner Perimeter Wall 58 Pocket ( Supply route)
60 Compression chamber 64 Vane groove 66 Vane 68 Expansion chamber 104 Valve chamber (supply path)
106 Inlet hole (supply path)
120 outlet hole (supply path)
122 communication hole (supply route)
126 Notch (supply path)

Claims (6)

ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられ、互いに協働して圧縮室を形成する固定及び可動の渦巻き壁を有し、そのユニット端面に前記圧縮室に連通した吸入孔が設けられたスクロール式の圧縮ユニットと、
前記ハウジングと前記圧縮ユニットとの間に設けられた膨張装置と
前記膨張装置に対する作動流体の供給経路及び排出経路と
を備え、
前記膨張装置は、
前記圧縮ユニットの外側を囲む内周壁と、
前記内周壁を囲んで設けられ、前記内周壁に対し、前記圧縮ユニットの作動に連動して相対的に旋回運動する外周壁と、
前記外周壁と前記内周壁との間の空間を周方向に仕切り、これら周壁間に前記相対旋回運動に伴って容積が増減する膨張室を形成可能な可動ベーンと、
前記可動ベーンにより形成された前記膨張室の容積増減に同期して前記供給経路を開閉する同期開閉手段と
前記圧縮室の吐出孔から前記吸入孔に亘って延びる作動流体の還流路及び当該還流路を開閉可能な容量制御弁を有し、前記吐出孔から吐出された作動流体の一部を前記還流路を通して前記吸入孔に還流可能な容量可変手段とを備え、
前記膨張室は、前記供給経路及び排出経路とともに前記還流路を形成している
ことを特徴とする流体機械。
A housing;
A scroll-type compression unit provided in the housing, having a fixed and movable spiral wall which cooperates with each other to form a compression chamber, and provided with a suction hole communicating with the compression chamber on an end surface of the unit;
An expansion device provided between the housing and the compression unit ;
A working fluid supply path and a discharge path for the expansion device;
The inflator is
An inner peripheral wall surrounding the outside of the compression unit;
An outer peripheral wall provided around the inner peripheral wall and pivoting relative to the inner peripheral wall in conjunction with the operation of the compression unit;
A movable vane capable of partitioning a space between the outer peripheral wall and the inner peripheral wall in the circumferential direction and forming an expansion chamber whose volume increases or decreases with the relative swirl movement between the peripheral walls;
Synchronous opening and closing means for opening and closing the supply path in synchronization with the volume increase and decrease of the expansion chamber formed by the movable vane ;
A working fluid recirculation path extending from the discharge hole of the compression chamber to the suction hole, and a capacity control valve capable of opening and closing the recirculation path, and a part of the working fluid discharged from the discharge hole to the recirculation path Through the capacity variable means that can be recirculated to the suction hole through,
The fluid machine , wherein the expansion chamber forms the reflux path together with the supply path and the discharge path .
前記内周壁は、前記渦巻き壁のうち一方の渦巻き壁と一体に設けられていることを特徴とする請求項1の流体機械。 The fluid machine according to claim 1, wherein the inner peripheral wall is provided integrally with one of the spiral walls. 前記容量制御弁は、前記供給経路に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の流体機械。 The displacement control valve includes a fluid machine according to claim 1 or 2, characterized in that provided in the supply path. 前記膨張装置は、前記供給経路と前記膨張室との間での圧力差に基づいて前記可動ベーンを前記突出方向に付勢する付勢手段を更に含むことを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の流体機械。 The expansion device according to claim 1 to 3, characterized in that further comprising a biasing means for biasing the movable vanes in the protruding direction on the basis of the pressure difference between the supply path and the expansion chamber The fluid machine according to any one of the above. 前記可動ベーンは、前記相対旋回運動に伴って前記膨張室の端壁に相対的に摺接する端面を有し、
前記供給経路は、
前記可動ベーンの前記端面に設けられた凹みと、
前記膨張室の前記端壁に形成されたポケットと
を含み、
前記同期開閉手段を構成すべく、前記ポケットは、前記相対旋回運動に伴って前記可動ベーンの前記凹みを断続的に横切る前記端壁の領域に形成されている
ことを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の流体機械。
The movable vane has an end surface that is slidably contacted with an end wall of the expansion chamber in association with the relative swiveling motion,
The supply path is
A recess provided in the end face of the movable vane;
A pocket formed in the end wall of the expansion chamber,
The said pocket is formed in the area | region of the said end wall which crosses the said dent of the said movable vane intermittently with the said relative turning motion so that the said synchronous opening / closing means may be comprised. 5. The fluid machine according to any one of 4 .
前記内周壁及び外周壁は、前記渦巻き壁の高さと異なる高さを有することを特徴とする請求項1乃至の何れかに記載の流体機械。 The inner wall and the outer peripheral wall, the fluid machine according to any one of claims 1 to 5, characterized in that has a height different from the height of the spiral wall.
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