(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともハウジング（８）と、閉鎖部材（９）と、流体連結部に割り当てられた前記閉鎖部材の有効面積（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ａｒｅａ）を有する逆圧（Ｐｂ）、高圧（Ｐｄ）、及び吸入圧（Ｐｓ）の制御流量のための流体連結部（２、３、４）と、からなり、特に車両エアコンまたは熱ポンプ内のスクロール圧縮機（ｓｃｒｏｌｌ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ、７）のための制御流量調整弁（１）であって、
追加に割り当てられた前記閉鎖部材（９）の有効面積を有する大気圧（ＡＴＭ）又は周囲圧力のための流体連結部（５）が形成されており、そして高圧（Ｐｄ）から吸入圧（Ｐｓ）に流れる制御流量によって逆圧（Ｐｂ）が形成され、前記閉鎖部材（９）に印加される圧力（Ｐｄ、Ｐｂ、Ｐｓ、ＡＴＭ）から得られる力が前記閉鎖部材（９）に作用し、この際、大気圧（ＡＴＭ）又は周囲圧力は、前記閉鎖部材（９）に作用する、高圧（Ｐｄ）、逆圧（Ｐｂ）、及び吸入圧（Ｐｓ）を有する他のチャンバーに対して流体シール方式により形成されていることを特徴とする制御流量調整弁。
【請求項２】
追加の力（ＦＯ）を発生させるためのばね部材（６）が前記閉鎖部材（９）上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の制御流量調整弁。
【請求項３】
高圧（Ｐｄ）と逆圧（Ｐｂ）との間の前記制御流量調整弁（１）の位置では、前記閉鎖部材（９）が常に高圧（Ｐｄ）と吸入圧（Ｐｓ）との間の固定圧力差まで開放され、制御流量として流体の流れを通過させるか、または逆圧（Ｐｂ）と吸入圧（Ｐｓ）との間の前記制御流量調整弁（１）の位置では、ばねが高圧（Ｐｄ）と吸入圧（Ｐｓ）との間の固定圧力差まで前記閉鎖部材（９）を閉鎖し、制御流量として流体の流れが流れないように、前記ばね部材（６）のばね力（ｓｐｒｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）が調整及び設計されていることを特徴とする請求項２に記載の制御流量調整弁。
【請求項４】
前記閉鎖部材（９）が、多数の閉鎖部材セグメント（９．１、９．２、９．３）で構成されて多数の部分に（ｉｎ  ｓｅｖｅｒａｌ  ｐａｒｔｓ）形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項５】
前記閉鎖部材（９）が、溶接されたシートメンブレン（ｗｅｌｄｅｄ  ｓｈｅｅｔ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）または加硫処理されたメンブレン（ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）によって大気圧（ＡＴＭ）又は周囲圧力に対して流体シール方式によりシールされていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項６】
前記閉鎖部材（９）が円筒状を有し階段型に形成されており、３つの閉鎖部材セグメント（９．１、９．２、９．３）から構成され、３つの部分に（ｉｎ  ｔｈｒｅｅ  ｐａｒｔｓ）形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項７】
多数の部分で構成された前記閉鎖部材（９）が締り嵌めアセンブリ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｉｔ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に設計されており、この際、前記閉鎖部材（９）の閉鎖部材セグメント（９．１、９．２、９．３）は、追加の連結手段なしに前記閉鎖部材セグメント（９．１、９．２、９．３）に作用する力のみによって互いに連結されていることを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項８】
前記閉鎖部材（９）が第１弁ステム（ｐｒｉｍａｒｙ  ｖａｌｖｅ  ｓｔｅｍ、１１）及び第２弁ステム（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｖａｌｖｅ  ｓｔｅｍ、１２）を備えており、前記第１及び第２弁ステムはレバー機構（ｌｅｖｅｒ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ、１３）を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項９】
前記閉鎖部材（９）の行程（ｓｔｒｏｋｅ）が最大０．２ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項１０】
最大行程制限装置として、前記閉鎖部材（９）の行程に対するストッパが前記ハウジング（８）に形成されているか、前記制御流量調整弁（１）の取付位置（ｆｉｔｔｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってスクロール圧縮機（７）内に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項１１】
大気圧又は周囲圧力の流体連結部（５）が前記ハウジング（８）内に凹陥として形成されており、そして前記流体連結部が、水を通過させないメンブレンによって水から保護されるように設計されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の制御流量調整弁。
【請求項１２】
前記大気圧又は周囲圧力の流体連結部（５）が、メンブレンとして前記ハウジング（８）の外部輪郭に統合される方式で形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の制御流量調整弁。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の制御流量調整弁（１）を有するスクロール圧縮機であって、
前記制御流量調整弁（１）が前記スクロール圧縮機（７）に統合される方式で形成されていることを特徴とするスクロール圧縮機。
【請求項１４】
前記制御流量調整弁（１）が、逆圧（Ｐｂ）チャンバーのための供給または排出制御ライン（１７、１８）内に位置設定されており、この際、前記制御流量調整弁（１）は、高圧（Ｐｄ）と逆圧（Ｐｂ）との間では前記供給制御ライン（１７）内に配置されているか、逆圧（Ｐｂ）と吸入圧（Ｐｓ）との間では前記排出制御ライン（１８）内に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１５】
前記制御流量調整弁（１）が前記供給制御ライン（１７）内に配置される場合には、補完的にスロットル（１４）が前記排出制御ライン（１８）内に配置されており、逆に前記制御流量調整弁（１）が前記排出制御ライン（１８）内に配置される場合には、前記スロットル（１４）が前記供給制御ライン（１７）内に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載のスクロール圧縮機。
【請求項１６】
制御流量において、前記制御流量調整弁（１）の前にフィルターが配置されていることを特徴とする請求項１４または１５に記載のスクロール圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に流体の流れ調整弁に関し、この際、弁は、異なる圧力レベルの１つまたは多数の流体のための多数の流体連結部（ｆｌｕｉｄ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を備える。
【背景技術】
【０００２】
本発明の適用分野は、特にスクロール圧縮機（ｓｃｒｏｌｌ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒ）の圧縮原理を用いる電気式及び機械式冷媒圧縮機に関する。
スクロール圧縮機は、固定スクロール（Ｆｉｘ  Ｓｃｒｏｌｌ）と旋回スクロール（Ｏｒｂｉｔｉｎｇ  Ｓｃｒｏｌｌ）からなるが、この際、固定スクロールは圧縮機内に強固に固定されており、旋回スクロールは、固定スクロールの内部で機械的に予め与えられた半径に旋回、すなわち、回転する。旋回スクロールの運動により、２つのスクロール半分部の間に対を成すチャンバー（ｐａｉｒｅｄ  ｃｈａｍｂｅｒ）が形成され、チャンバーの容積は内部への運動によって減少される。これにより、チャンバー内に内部ガスが圧縮される。並列チャンバー内における圧力の上昇は旋回スクロールに作用する力を引き起こし、かかる力は、軸方向のシール地点（ｓｅａｌｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ）の開放を誘発し得る。さらに、旋回スクロールに作用する軸方向の力は中央には加えられないが、これにより、引き続きさらに転倒モーメント（ｔｉｌｔｉｎｇ  ｍｏｍｅｎｔ）によって固定スクロールの一側面から旋回スクロールが分離され、これは転倒トルク（ｏｖｅｒｔｕｒｎｉｎｇ  ｔｏｒｑｕｅ）とも表される。
【０００３】
先行技術では、先ず、上記のような２つの力において相応する逆圧を反対に設定する２つの方法が存在する。一方では、旋回する軸方向軸受を有するスクロール圧縮機が提供され、他方では、力が相応する逆圧、換言すれば、いわゆる背圧（ｂａｃｋ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ）によって旋回スクロールの後にある圧力チャンバー内で補正されるか、ひいては過剰補正される。全ての作動条件でスクロールの作動を確実に保障するためには、全ての状況において、背圧から出発する力が旋回スクロールに対する力平衡を支配することが保証されるべきである。他の場合には、スクロールがその軸方向のシール面を開放することができ、極端な場合、ガス圧縮を調節することができる。必須の背圧圧力は、印加された圧力、内部気密性、および追加的な媒介変数によって変わる。さらに一方で、旋回スクロールに対する力平衡の状況で、高すぎる逆圧は部品の過度な摩擦とともに摩耗を引き起こす。
先行技術において、背圧圧力は、高圧と吸入圧に従属的にノズルシステム（ｎｏｚｚｌｅ  ｓｙｓｔｅｍ）によって形成される。そのために、流動損失を有する２つのノズルが相互作用することで、全ての場合に適する中間圧力、すなわち、背圧圧力が設定される。
【０００４】
代案的に先行技術では、例えば、特許文献１によると、背圧は、ばね荷重を受ける機械式調整弁によって背圧チャンバーに供給されるか、背圧チャンバーから排出される側で形成される。
先行技術の追加変形例では、背圧チャンバーから排出される側に、ノズルと圧力制御式Ｏｎ／Ｏｆｆ弁の組み合わせが存在する。このような弁は、何よりも開始状況（ｓｔａｒｔ‐ｕｐ）で有益である。したがって、開始段階から背圧圧力の形成が保障される。
先行技術によると、全ての場合で背圧圧力は、いわゆる高圧（Ｐｄ）から背圧チャンバーを経て吸入圧（Ｐｓ）に流れる制御流量によって形成される。このような制御流量は圧縮機の作動損失を意味するが、その理由は、圧縮機が既に圧縮されたガスを再び吸入側に移送するとともに、機械の容積測定及び等温位効率に否定的な影響を与えるためである。引き続き、制御マスフローはエンタルピーフロー（ｅｎｔｈａｌｐｙ  ｆｌｏｗ）を意味することもある。制御マスフローは、吸入側スクロールユニットの前から流入される吸入ガスと混合され、位置で吸入ガスの密度減少及び温度上昇を引き起こす。このような状況は、再び圧縮機の容積測定の作動方式に否定的な影響を与える。
【０００５】
大体の先行技術では、オイルの再循環も、制御流量によって圧縮機の内部で実現される。したがって、制御流量の物質の流れは、オイルとガス状の冷媒からなる非常に可変的な成分を有する２相（２‐ｐｈａｓｅ）である。このような急激な変動は、圧縮機の作動圧力のための制御容積流れの大きさが、印加された２つの圧力によって左右されるという事実により証明される。それだけでなく、高圧側で分離されるオイルの量は、圧縮機の送出マスフローとともに、回転速度によって左右される。これから得られる結果は、制御流量のオイル／ガスの割合が、回転速度によって急激に変動されるという事実である。また、これに関連して、下部制御ノズルの向こう側にある上部制御ノズル内の制御流量の粘性及び密度変動とも関連する。２つのノズルを備えるか、または吸入側逆止弁を有するノズルを備える実施例の不可避な結論は、全ての変動で十分な背圧を有する作動を確実に保障するために、必須背圧を超えるということである。このような不可避な余分圧力は、効率に及ぶ相応する否定的な影響、および摩耗片による危険や摩擦システムの過負荷により、スクロール半分部の間で更なる摩擦をもたらす。
【０００６】
また、オイル／ガスの割合のばらつきのため、先行技術に係る実施例では、確実な作動のために制御チャンネル内に最小の横断面が必要であり、この際、かかる制御チャンネル内の最小の横断面は、最大効率の点で最適化の妨げになる。２つのノズルを備えるか、吸入側逆止弁を有するノズルを備える実施例の更なる欠点は、冷媒としてＲ７４４を含む電気式冷媒圧縮機での実行可能性である。相対的により高い圧力、およびこのような圧力に係る相対的により高い密度によって、制御流量の適用例では非常に小さい流動横断面が実現されなければならないが、このような横断面は、連続生産の際に、高いコスト及びばらつきによる障害をもたらす。さらに、上記のようなばらつきは、汚染時にノズルの誤作動を防止するために、横断面が調整されていないフィルターを必要とし、汚染は、数年にわたって作動時にフィルターが完全に塞がれる恐れがあるという重大な危険を意味する。したがって、冷媒としてＲ７４４を使用する場合、２つのノズルを備えるか、または吸入側逆止弁を有するノズルを備える解決方法が全く適せず、または制限的に連続生産に適するだけであって、強固性の程度が低下する。２つのノズルを備えるか、または吸入側逆止弁を有するノズルを備える先行技術の原理に関連するさらに他の欠点は、寿命中における不十分な再調整機能である。これは、圧縮機の寿命中に、吸入圧に対する背圧チャンバーのシール部、例えば、ステムシール部または旋回シール部の強度が減少するという事実が現れる。本発明で上述した解決方法が再調整可能性を実現できていないため、同様に上記のような危険は、ノズルの設計時にさらにともに考慮されるべきであり、効率及び摩擦工学に関連して上述した欠点とともに、開始段階から必要な背圧の更なる超過を引き起こす。
【０００７】
上記のような欠点の部分的な解決方法が、活性ばね荷重を受ける圧力調節装置を含む特許文献１に提示されている。解決方法は、寿命中における漏れに関する上述の問題、および制御チャンネル内におけるガスとオイルの異なる物質組成による影響に焦点を置いている。作動方式において、上記のような調節装置は、背圧チャンバーの流入または排出時に高圧と吸入圧との圧力差に応じて背圧圧力を調節する。例えば、高圧、吸入圧、及び背圧、すなわち、逆圧のような圧力は、互いに相対的に測定されるという事実に留意すべきであり、これは様々な欠点を引き起こす。結果として、特に冷媒としてＲ７４４を用いて作動させる時、制御弁の機能は冷却装置モードまたは熱ポンプモードの作動に制限される。交互作動方式は、技術上不可能であるか、他の不利な欠点に繋がる。
【０００８】
空気調和のための作動ポイントだけでなく、加熱のための熱ポンプの作動のためにも用いられ、および／または冷媒Ｒ７４４用圧縮機に用いられる電気式冷媒圧縮機において、上記のような解決方法は、スクロール圧力機の必須背圧が、単に高圧（Ｐｄ）と吸入圧（Ｐｓ）との圧力差の機能だけでなく、絶対吸入圧の機能でもあるという事実から、欠点として現れる。Ｒ７４４のための電気式冷媒圧縮機が全作動範囲で使用できるようにすると、本質的に少なくとも８ｂａｒ程度の必須背圧の超過が欠点として現れる。この場合、吸入側において、１０ｂａｒから３５ｂａｒを経て５０ｂａｒまでの電気式Ｒ７４４冷媒圧縮機の吸入側作動領域が基本となった。その内容を図６に示した。特許文献１に記載の方法の場合、点で表示された直線が機能曲線に維持されるのに対し、本発明の構想の実行による目標圧力曲線及び圧力曲線は、厚い直線で互いに重なって示されている。本発明及び特許文献１による機能曲線と目標圧力曲線は、ただ５０ｂａｒのみで互いに重なっている。圧力が減少する場合、ばらつきはさらに大きくなり、そのため、１０ｂａｒでは逆圧に対して８ｂａｒの超過が生じる。これは、否定的な結果を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許公報ＵＳ２０１０／０１５８７１０Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の課題は、制御流量調整弁によって制御流量を最小化することにある。また、他の本発明の課題は、冷媒としてＲ７４４の使用も好適に可能にする制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題は、請求項１による特徴を有する技術によって解決される。改善例は、従属請求項に記載されている。
本発明の課題は、特に制御流量調整弁によって解決され、制御流量調整弁は、好ましくは、車両エアコンまたは熱ポンプ内のスクロール圧縮機用に用いられる。
【００１２】
制御流量調整弁は、少なくともハウジングと、ハウジング内に配置された閉鎖部材と、逆圧（Ｐｂ）、高圧（Ｐｄ）、及び吸入圧（Ｐｓ）の制御流量のための流体連結部と、からなる。連結部は、相応する圧力レベルを有するチャンバーを形成し、割り当てられた閉鎖部材の有効面積を引き起こす。本発明における有効面積は、制御流量調整弁の閉鎖部材の面積を意味し、この際、閉鎖部材の面積を介してそれぞれ印加された圧力が所定の力で閉鎖部材に作用する。閉鎖部材に作用する力は、有効面積の大きさ及び配置、並びに個別圧力チャンバーの圧力レベルによって決定される。
また、本発明には、高圧、逆圧、及び吸入圧のための流体連結部に割り当てられた閉鎖部材の有効面積を有する周囲圧力（ａｍｂｉｅｎｔ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ、ＡＴＭ）のための流体連結部がさらに形成されている。閉鎖部材に作用して結果として得られる力は、閉鎖部材に印加された圧力（Ｐｄ、Ｐｂ、Ｐｓ、ＡＴＭ）から生じ、その結果、制御流量に対して弁の閉鎖部材が開放され、制御流量は、逆圧（Ｐｂ）を形成する方式で高圧（Ｐｄ）から吸入圧（Ｐｓ）に流れ、この際、弁内の周囲圧力（ＡＴＭ）は、高圧（Ｐｄ）、逆圧（Ｐｂ）、及び吸入圧（Ｐｓ）を有し、閉鎖部材に作用する他のチャンバーに対して流体シール方式により形成されていることを特徴とする。
【００１３】
周囲圧力連結部の流体シール方式による形成は、いうまでもなく、制御流量を形成する流体システムが周囲圧力から有効に且つ確実に分離されていることを意味する。これは、例えば、冷媒システムの制御流量調整弁の適用例において必ず必要であり、冷媒循環系は、周囲圧力から確実に物質的に、すなわち、流体シール方式により分離されていて、制御流量調節及び特に周囲圧力に対する圧力規定のために用いられる。
【００１４】
本発明の好ましい一実施例によると、閉鎖部材に対して追加の力（ＦＯ）を発生させるためのばね部材が、制御流量調整弁内に、または制御流量調整弁に配置されている。この際、ばね部材は、従来の意味では、渦巻ばね（ｓｐｉｒａｌ  ｓｐｒｉｎｇ）または板ばね（ｌｅａｆ  ｓｐｒｉｎｇ）であり、または広い意味では、ばね特性を有する弾性材料で形成されたものである。
ばね部材のばね力（ｓｐｒｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ）は、好ましくは、高圧と逆圧との間の制御流量調整弁の位置では、閉鎖部材が常に高圧と吸入圧との間の固定圧力差まで開放され、制御流量として流体の流れを通過させるように調整され、その大きさが設計されている。逆圧と吸入圧との間の制御流量調整弁の位置では、ばねが、高圧と吸入圧との間の固定圧力差まで閉鎖部材が確実に閉鎖されるようにする。
本発明の特に好ましい構造的な実施例において、閉鎖部材は、多数の閉鎖部材セグメントで構成されて多数の部分に（ｉｎ  ｓｅｖｅｒａｌ  ｐａｒｔｓ）形成されている。
【００１５】
制御流量の流体システムを物質的に周辺と確実に分離し、漏水を許容しないために、閉鎖部材は、溶接されたシートメンブレン（ｗｅｌｄｅｄ  ｓｈｅｅｔ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）または加硫処理されたメンブレン（ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）によって、周囲圧力（ＡＴＭ）に対して流体シール方式によりシールされている。
好ましくは、閉鎖部材は、円筒状を有し階段型に形成されており、３つの閉鎖部材セグメントで構成されて３つの部分に（ｉｎ  ｔｈｒｅｅ  ｐａｒｔｓ）形成されている。これは、弁の製造及び組立の点で特段の利点に繋がる。
特に、多数の部分に構成された閉鎖部材が締り嵌めアセンブリ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｆｉｔ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に設計された場合、閉鎖部材の閉鎖部材セグメントは、追加の連結手段なしに閉鎖部材セグメントに作用する力のみによって互いに連結される。上記のような設計は、個別部品の連結手段の設計時における問題、及びこのような問題と結び付けられる締り嵌めアセンブリの耐久性及び寸法精度の問題を最小化する。締り嵌めアセンブリは、個別のセグメントがそれらに作用する力のみによって、セグメント間の追加の連結手段なしに結合されることを特徴とする。これとともに、組み立ての際には、閉鎖部材が並べて配置される方式により、追加の補助手段を必要とすることなく閉鎖部材セグメントで構成されることができる。
【００１６】
本発明の好ましい一実施例によると、閉鎖部材は、２つのセグメント、すなわち、第１弁ステム（ｐｒｉｍａｒｙ  ｖａｌｖｅ  ｓｔｅｍ）と第２弁ステム（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｖａｌｖｅ  ｓｔｅｍ）からなり、弁ステムはレバー機構（ｌｅｖｅｒ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）によって互いに連結されている。
好ましくは、閉鎖部材の行程（ｓｔｏｒｋｅ）は、特に冷媒循環系に使用時に最大０．２ｍｍに形成されている。
弁の機能を保障するために、最大行程制限装置としての閉鎖部材の行程ストッパは、制御流量調整弁のハウジングに形成されているか、制御流量調整弁の取付位置（ｆｉｔｔｉｎｇ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）によってスクロール圧縮機内に形成されている。
好ましくは、周囲圧力流体連結部は、ハウジング内に凹陥として形成されている。閉鎖部材における水または湿気の蓄積及びそれに結び付けられる腐食の危険を防止するために、流体連結部は、水を通過させないメンブレンによって水から保護されるように設計されている。
【００１７】
好ましい一実施例によると、周囲圧力流体連結部は、メンブレンとして制御流量調整弁ハウジングの外部輪郭に統合される方式で形成されている。メンブレンは、内部側面で閉鎖部材と機能的に直接連結されており、内部側面では外部壁の部分を形成することで、ハウジングの外部輪郭の部分を形成する。これについての実施例を図２及び図３に示した。
制御流量調整弁がスクロール圧縮機に統合される方式で形成されているため、好ましい方式でスクロール圧縮機に制御流量調整弁が直接設けられている。したがって、制御流量調整弁は圧縮機内に設計され、それ以上の独立の別の部品を形成しない。これは、好ましくは部品の機能と安全性を向上させるだけでなく、設置面積を減少させる。
スクロール圧縮機の内部において、制御流量調整弁は、逆圧（Ｐｂ）チャンバーに対する供給または排出制御ライン内に位置設定されている。これとともに、制御流量調整弁は、高圧（Ｐｄ）と逆圧（Ｐｂ）との間では供給制御ライン内に配置されているか、または逆圧と吸入圧との間では排出制御ライン内に配置される。
【００１８】
好ましくは、制御流量調整弁が供給制御ライン内に配置される場合に、補完的にスロットルが排出制御ライン内に配置される。逆に制御流量調整弁が排出制御ライン内に配置される場合には、スロットルは供給制御ライン内に配置される。
制御流量調整弁とともにスクロール弁の機能安定化のために、制御流量において、制御流量調整弁の前にフィルターが配置される。このようにすることで、制御流量の流体システム内における固体粒子による制御流量の障害または機能損傷が最小化される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による制御流量調整弁の特段の利点は、予想可能な全ての場合に応じて、スクロール圧縮機に対する最適の背圧圧力を調節することができるため、冷媒Ｒ７４４にも好適に制御流量調整弁を備えた電気式冷媒圧縮機が使用できるということである。この場合、特に、電気で駆動されるスクロール圧縮機がＲ７４４冷媒循環系の熱ポンプ回路でも使用できるという点で有益である。この際、最適の背圧圧力は、一定の安全マージン（ｓａｆｅｔｙ  ｍａｒｇｉｎ）の分だけ必要な圧力を超え、これにより、圧縮機の信頼性のある作動と長い寿命が実現できる。さらに他の利点は、制御流量調整弁が部品の寿命中に冷媒圧縮機の変動に反応し、圧力の割合が変更された際に、自分の制御挙動を独自に調整するということである。この点で、追加的な調節関連処理を必要とすることなく、自動再調整機能を発揮することができる。
また、先行技術による解決方法に比べて、本発明による相対的により少ない逆圧の超過により、同様に制御流量としてさらに少ないマスフローが流れることが好ましく、結果として、工程効率において助けとなる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の実施例のさらに他の詳細事項、特徴及び利点は、関連図面を参照する実施例についての下記の説明から明らかになる。
【図１】放射方向の周囲圧力流入流量を有する制御流量調整弁の基本回路図である。
【図２】２つの部分で構成された閉鎖部材とレバー機構を有する制御流量調整弁の基本回路図である。
【図３】軸方向の周囲圧力流入流量を有する制御流量調整弁の基本回路図である。
【図４】制御流量調整弁の断面図である。
【図５】圧縮機の圧力レベルの間の制御流量調整弁組立体の基本回路図である。
【図６】特許文献１と本発明による圧力の割合を比較したものであって、高圧による逆圧を示したダイヤグラムである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１には、軸方向の周囲圧力流入流量を有する制御流量調整弁１の基本回路図を示した。制御流量調整弁１は基本的にハウジング８からなっており、ハウジング内には閉鎖部材９が併進式に（ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎａｌ）運動可能に配置されている。制御流量調整弁１は異なる連結部２、３、４、及び５を有する。制御流量調整弁１を介しては、閉鎖部材９によって調節可能な流動経路が連結される。示した実施例では、高圧流体連結部３から逆圧流体連結部２に流れる制御流量が、閉鎖部材９によって調節される。また、吸入圧流体連結部４及び周囲圧力流体連結部５が制御流量調整弁１に設計されており、この際、該吸入圧及び周囲圧力流体連結部は流動経路を形成しない。流体連結部を介しては、吸入圧（Ｐｓ）と大気圧（ＡＴＭ）の圧力レベルのみが閉鎖部材９の有効面積に伝達される。閉鎖部材９には、閉鎖位置の反対方向にばね部材６が閉鎖部材９に対するばね力ＦＯによって作用する。閉鎖部材９の第１弁ステム１１は、上端部にあるシールシート（ｓｅａｌ  ｓｅａｔ）とともに高圧流体連結部３と相互作用する。閉鎖部材９の構造的設計は、印加された圧力によって得られる力が閉鎖部材９に作用し、それによって高圧流体連結部３から逆圧流体連結部２に流れる制御流量を制御する方式により、第１弁ステム直径ｄ２１、シールシート直径ｄ２０、ＡＴＭに対するＰｓの有効直径（ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｄｉａｍｅｔｅｒ）ｄ２２、及びＡＴＭに対するＰｂの有効直径ｄ２３が選択されるように設計されている。示された実施例によると、制御流量調整弁１は、逆圧（Ｐｂ）を相応するように閉鎖部材９の力平衡に組み込ませるために、逆圧流体連結部２から、ＡＴＭに対するＰｂの有効直径ｄ２３に対する有効面積を有するチャンバーへの流体連結部（点線で表示）を有する。さらに、図１は、吸入圧流体連結部４に連結される排出制御ライン１８として連結ラインを表示しており、制御ライン内にスロットル１４が配置されている。
【００２２】
図２には、２つの部分で構成された閉鎖部材９．１及び９．２がレバー機構１３と連結され、逆圧流体連結部２から吸入圧流体連結部４に流れる制御流量を調節する実施例としての制御流量調整弁を示した。閉鎖部材９．１は、第１弁ステム直径ｄ２１を有する第１弁ステム１１を備えており、第１弁ステム直径は、シールシート直径に関連してなる。第１弁ステム１１は、レバー機構１３を介して第２弁ステム１２及び第２弁ステム直径ｄ２６と連結されている。この場合、示した制御流量調整弁１の取付位置において、ばね部材６は、逆圧流体連結部２の逆圧（Ｐｂ）に対してばね力ＦＯによって作用する。高圧流体連結部３は、ＡＴＭに対するＰｄの有効直径ｄ２５にわたって閉鎖部材セグメント９．２に作用し、閉鎖部材セグメント９．２は、外部から、詳細に示されていないメンブレンを経て制御流量調整弁１のハウジング８内に挿入されている。周囲圧力（ＡＴＭ）は、周囲圧力流体連結部５としてメンブレンに作用する圧力によって第２弁ステム１２に作用する。この際、第２弁ステム１２は第２弁ステム直径ｄ２６を有し、シールリング１０によって吸入圧流体連結部４の吸入圧レベルに対してシールされている。レバー機構１３は、短レバーＬ２７と長レバーＬ２８によって第１弁ステム１１と第２弁ステム１２の連結部として形成されている。
制御流量調整弁１の取付位置は、逆圧圧力レベル（Ｐｂ）と高圧圧力レベル（Ｐｄ）の供給制御ライン１７及び供給制御ライン内に配置されたスロットル１４の破線連結で表示されている。
【００２３】
図３には、閉鎖部材９に関連して、軸方向の周囲圧力流入流量を有する制御流量調整弁の基本回路図を示した。閉鎖部材９は、高圧流体連結部３から逆圧流体連結部２に流れる流体の流動経路を調節する。図１に類似した、シールシート直径ｄ２０が形成されており、シールシート直径は、第１弁ステム直径ｄ２１を有する第１弁ステム１１によって閉鎖され、この際、ばね部材６は、Ｐｂに対するＰｓの有効直径ｄ２４を有する閉鎖部材９にばね力ＦＯによって作用する方式で配置されている。抵抗力（ｃｏｕｎｔｅｒｆｏｒｃｅ）としては、逆圧流体連結部２の逆圧（Ｐｂ）が点線で示したように他側の有効直径ｄ２４に作用し、そして制御流量調整弁１のハウジング８の外部輪郭に形成されて閉鎖部材９に作用する周囲圧力流体連結部５によって支援される。逆圧（Ｐｂ）と吸入圧（Ｐｓ）の連結は、図１と類似した、排出制御ライン１８とスロットル１４によって示した。特に好ましくは、図２及び図３に示した実施例によると、ただ１つのシール面が、周囲圧力（ＡＴＭ）に対するメンブレンの形態で設計されなければならず、かかる設計は、安全性を向上させ、且つ障害発生を減少させる。
【００２４】
図４に、制御流量調整弁１の断面図を示した。閉鎖部材の軸に沿って示している縦断面には、実施例の特徴を示す、シールシートを有する閉鎖部材セグメント９．１、閉鎖部材セグメント９．２、及び閉鎖部材セグメント９．３からなる３つの部分を示した。圧力レベル内における制御流量調整弁１の取付位置は、図１及び図３による取付位置と類似して示しており、結果として、高圧流体連結部３、及び高圧（Ｐｄ）から逆圧（Ｐｂ）への制御流量、すなわち、逆圧流体連結部への制御流量が、シールシートを有する閉鎖部材セグメント９．１によって調節される。閉鎖部材セグメント９．１、９．２、９．３は締り嵌めアセンブリに結合されているため、コストが経済的であり、組み立てが容易に設計される。この際、個別のセグメントは連結手段なしに互いに連続して配置される。閉鎖部材セグメント９．２と閉鎖部材セグメント９．３は、外部メンブレンハウジング１６．２、１６．３からなるメンブレンセグメントとして形成されている。メンブレンハウジング１６．２及び１６．３は、ゴム１５によって、詳細に示されていない中央弁タペットと流体シール方式で連結されている。ハウジング部分１６．１はシールシートを有する閉鎖部材セグメント９．１を囲む。吸入圧流体連結部４と周囲圧力流体連結部５は、それらに割り当てられた、閉鎖部材９．２と閉鎖部材９．３の有効面積によって、閉鎖部材９．１の弁シールシートに作用する閉鎖部材の力平衡を補う。図面には、ばね部材６及び相応するようにシールリング１０も示しており、通常の方式で設計されている。
【００２５】
図５には、制御流量調整弁１の取付位置と、高圧、逆圧、及び吸入圧（Ｐｄ、Ｐｂ、及びＰｓ）内の相応するスロットル１４を示した。高圧圧力レベル（Ｐｄ）と逆圧（Ｐｂ）圧力レベルとの間には供給制御ライン１７が形成されており、そして第１変形例では、マスフローとして制御流量が制御流量調整弁１によって制御流量調整弁の位置で調節され、相応するスロットル１４は排出制御ライン１８内に配置されている。上記のような構成は図１、図３、及び図４に詳細に提示した。代案的に、制御流量調整弁１は、排出制御ライン１８内にも配置されることができ、そして関連スロットル１４は、相応するように供給制御ライン１７内に配置されることができる。このような変形例の場合、すなわち、図２に例示的に示したように逆圧から吸入圧に流れる制御流量の流動経路は、制御流量調整弁１によって調節される。
【符号の説明】
【００２６】
１  制御流量調整弁
２  逆圧流体連結部
３  高圧流体連結部
４  吸入圧流体連結部
５  周囲圧力流体連結部
６  ばね部材
７  スクロール圧縮機
８  ハウジング
９  閉鎖部材
９．１  シールシートを有する閉鎖部材セグメント
９．２、９．３  閉鎖部材セグメント
１０  シールリング
１１  第１弁ステム
１２  第２弁ステム
１３  レバー機構
１４  スロットル
１５  ゴム
１６．１  ハウジング部分
１６．２、１６．３  メンブレンハウジング
１７  供給制御ライン
１８  排出制御ライン
ｄ２０  シールシート直径
ｄ２１  第１弁ステム直径
ｄ２２  ＡＴＭに対するＰｓの有効直径
ｄ２３  ＡＴＭに対するＰｂの有効直径
ｄ２４  Ｐｂに対するＰｓの有効直径
ｄ２５  ＡＴＭに対するＰｄの有効直径
ｄ２６  第２弁ステム直径
Ｌ２７  短レバー
Ｌ２８  長レバー
Ｐｄ  高圧
Ｐｂ  逆圧、背圧
Ｐｓ  吸入圧
ＡＴＭ  周囲圧力
ＦＯ  一定のオフセット（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｏｆｆｓｅｔ）のためのばね力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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