CN101290010B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有分离润滑油的分离室的压缩机，在高速运转时适度增加油循环率，来提高压缩机的耐久性。该压缩机包括：压缩机构(1、2、4)，其对含有润滑油的流体进行压缩；筒状的分离室(18)，引导被该压缩机构(1、2、4)压缩的流体，分离流体中所含的润滑油的至少一部分；和储油室(15)，储存在该分离室(18)中从流体分离的润滑油。在该压缩机中，设置有连通分离室(18)与储油室(15)的导油路(20)，通过截面积小于分离室(18)的截面积的孔(19)使分离室(18)与导油路(20)连通。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及一种进行流体压缩的压缩机，特别是涉及用于汽车用空调装置等的压缩机。

背景技术

在现有的旋转式压缩机中，部分压缩机的润滑油与被压缩的气体流体(以下称气体制冷剂)一同被喷出至空调装置的冷冻循环中，利用气体制冷剂中所含的润滑油来润滑压缩机的滑动部，但是，如果喷出至冷冻循环中的润滑油的量增多，制冷性能有时就会下降。

因此，提出了一种技术方案，如图7所示，将从气体制冷剂中分离润滑油的分离室101设置在压缩机本体的垂直方向，在分离室101的下侧形成有储存被分离的润滑油的储油室，尽量减少被喷出至冷冻循环中的润滑油(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2003-336588号公报(图1、图5)

但是，在图7所示的现有构造中，由于垂直配置的分离室101上部的气体排出口102与停留在导油路103附近的润滑油的油面之间的垂直距离Y设置得足够大，因此，通过在分离室101内旋转的气体制冷剂难以卷起润滑油，与气体制冷剂一起从气体排出口102喷出至冷冻循环中的润滑油少。因此，分离效率高，即使在高速运转时，油循环率也在1％以下(例如参照图6的J1)。

近年来，要求汽车空调用压缩机的高速运转，由于这种旋转式压缩机利用吸入气体制冷剂中所含的润滑油对压缩机的滑动部进行润滑，所以，在过于严酷的高速旋转运转的条件下，如果冷冻循环中的油循环率为1％，则润滑油量较少，存在压缩机的滑动部磨损、耐久性降低的问题。

其中，所谓的上述油循环率，如日本工业规格(JIS B8606)的定义，用相对于在冷冻循环内循环的液体制冷剂与润滑油的混合液质量的混合液中的润滑油的质量比率来表示。

发明内容

本发明是鉴于现有技术具有的这些问题而完成的，其目的在于，在低速运转时减少油循环率来提高冷冻循环的制冷性能和效率，在高速运转时通过增加油循环率并使适度的润滑油量返回压缩机而使压缩机的滑动部润滑，提高压缩机的可靠性及耐久性，并进一步提高压缩机的最高旋转数。

为了达到上述目的，本发明的第一方面为一种压缩机，其特征在于，包括：压缩机构，其对含有润滑油的流体进行压缩；筒状的分离室，引导被该压缩机构压缩后的流体，分离流体中所含的润滑油的至少一部分；和储油室，储存在该分离室中从流体分离的润滑油。设置有连通上述分离室与上述储油室的导油路，通过截面积小于上述分离室的截面积的孔使上述分离室与上述导油路连通。

另外，本发明的第二方面所述的压缩机，其特征在于：通过排油孔使上述导油路与上述储油室连通，该排油孔位于储存在上述储油室中的润滑油面的下方，通过连通路使上述储油室内上部与上述导油路连通，将上述孔的位置设定在上述连通路的上方。

发明效果

根据本发明，通过导油路连通分离室与储油室，在分离室与导油路之间设置孔，所以润滑油暂时停留在孔上部的分离室内。在压缩机低速运转时，分离室内的气体制冷剂的旋转速度较慢，所以停留的润滑油的绝大部分不会从气体排出口喷出至冷冻循环中，而是缓慢地通过孔和导油路储存在储油室中。另一方面，如果压缩机的旋转数增大，分离室内的气体制冷剂的旋转速度加快，在分离室中被分离的润滑油在通过孔进入导油路之前被卷起，从气体排出口被喷出至冷冻循环中。

即，在压缩机低速运转时，冷冻循环中的油循环率减小，性能效率得以改善；反之，在压缩机高速运转时，冷冻循环中的油循环率增大，因此向压缩机的滑动部供给的润滑油的量增多，能够进一步提高压缩机在高速旋转区域中的可靠性和耐久性。因此，能够使压缩机的最高旋转数进一步高速化。

并且，由于设置有连通储油室与导油路的连通路，并使连通路在储油室的上方并位于孔的下方，因此分离室—导油路—储油室各自之间的流体的流通得到改善，能够提高冷冻循环的制冷性能和效率，还能够将压缩机高速运转时的冷冻循环中的油循环率设为更为适当的值。

附图说明

图1是本发明第一实施方式的压缩机的纵截面图。

图2是图1所示压缩机的A-A线的截面图。

图3是图1所示压缩机的B-B线的截面图。

图4是本发明第二实施方式的压缩机的纵截面图。

图5是图4所示压缩机的B-B线的截面图。

图6是表示本发明压缩机与现有压缩机中的油循环率的曲线图。

图7是现有压缩机的纵截面图。

符号说明

1：气缸；2：转子；3：叶片缝隙；4：叶片；5：驱动轴；6：前部侧板；7：后部侧板；8：工作室；9：吸入口；10：喷出口；11：喷出阀；12：高压通路；13：高压壳(case)；14：高压室；15：储油室；16：隔板；17：导入孔；18：分离室；19：孔；20：导油路；21：排油孔；22：安全阀；23：气体排出口；24：喷嘴；25：给油路；26：叶片背压调整装置；27：叶片背压室；28：连通路。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，本发明并非限定于这些实施方式。

(第一实施方式)

图1～图3表示本发明第一实施方式的旋转式压缩机，图1是其纵截面图。图2是图1的A-A线的截面图(工作室截面图)，图3是图1的B-B线的截面图。

在图1～图3中，在具有圆筒内壁的气缸1的内部，以能够自由旋转的方式收容有大致呈圆筒状的转子2，其外周的一部分与气缸1的内壁形成微小间隙，在设置于转子2中的多个叶片缝隙3内，分别以能够自由滑动的方式插入叶片4。转子2被以自由旋转的方式枢轴支承的驱动轴5旋转驱动。气缸1的两端开口部分别由前部侧板6和后部侧板7所封闭，在气缸1内部形成工作室8。

工作室8与吸入口9和喷出口10连通，喷出口10与高压通路12连通，在喷出口10与高压通路12之间配置有喷出阀11。

后部侧板7上安装有高压壳13，在高压壳13内上方形成有高压室14，而在高压壳13内下方形成有储油室15，高压室14与储油室15通过隔板16隔开。另外，在高压室14的侧方形成有筒状的分离室18，高压室14与分离室18通过导入孔17连通。

分离室18与储油室15通过导油路20连通，分离室18与导油路20通过孔19连通，且导油路20与储油室15通过排油孔21连通。并且，在导油路20的下端设置有安全阀22。

储存在储油室15中的润滑油从浸渍在润滑油内的喷嘴24通过给油路25供给至构成压缩机构的转子2、叶片4、气缸1内壁等，其作用在于润滑各部并且向叶片背压室27供给，利用其压力使叶片4向转子2的外侧靠近。

通过设置于高压室14内的叶片背压调整装置26，将储存在储油室15中的润滑油供给至叶片背压室27。叶片背压调整装置26根据压缩机构周边的气体制冷剂压力来控制向压缩机构供给的润滑油的给油压力和给油量。

以下说明如上构成的压缩机的动作和作用。

如果从发动机等驱动源接受动力传达，驱动轴5和转子2沿着图2中顺时针方向旋转，则低压的气体制冷剂从吸入口9流入工作室8内。

随着转子2的旋转，被压缩的高压气体制冷剂从喷出口10向上压起喷出阀11被喷出至高压通路12中，并在流入高压室14内之后，从导入孔17流入分离室18。分离室18是称作离心分离式油分离器的构造，并由圆筒状的空间构成。另外，为了使气体制冷剂在分离室18中更加顺利地旋转，形成导入孔17，以沿着筒状体空间的切线方向引导气体制冷剂。

混入气体制冷剂中的雾状的润滑油的一部分被分离，导入分离室18中的高压气体制冷剂与一部分未被分离的雾状的润滑油一起向空调装置的冷冻循环中喷出，在冷冻循环中循环之后，从吸入口9返回工作室8，再次被压缩，然后在冷冻循环中循环。在分离室18中分离的润滑油沿着分离室18的内周面向下方移动，大部分在分离室18下部的孔19中被节流而流向导油路20，从排油孔21导入并储存在储油室15中。

并且，在压缩机低速运转时(例如700rpm左右时)，在分离室18中分离的润滑油暂时部分储存在孔19上部，缓缓地通过孔19，通过导油路20储存在储油室15中。反之，在压缩机高速运转时(例如5000rpm以上时)，分离室18的气体制冷剂的旋转速度加快，暂时停留在孔19上部的润滑油的大部分在通过孔19之前被气体制冷剂卷起，从分离室18上部的气体排出口23喷出至冷冻循环中，所以冷冻循环中的油循环率增多。

并且，优选根据喷出的气体制冷剂的流量和所使用的润滑油的粘性将孔19的孔径等尺寸设成适当的大小，在该第一实施方式中，将分离室18的内径D1设为φ15mm，孔19的孔径d设为φ8mm，导油路20的内径D2设为φ9mm，孔19的孔的截面积大约为分离室截面积的28％。

图6是将分离室18的内径D1设定为φ15mm，将导油路20的内径D2设定为φ9mm，通过改变孔19的孔径d而改变截面积，研究油循环率变化的曲线图。

曲线J1表示，在采用上述专利文献1的结构的情况下，油循环率在低速运转时、高速运转时均为1％以下，在更为高速化的情况下，高速运转时的压缩机的耐久性存在若干问题。

曲线J2表示，将孔19的孔径设为φ10mm，与分离室18的截面积比约为44％，油循环率在低速运转时约为2％，在高速运转时约为4％，结果，在更为高速化的情况下，高速运转时的耐久性仍然存在一些问题。

曲线J3表示，将孔19的孔径设为φ8mm，与分离室18的截面积比约为28％，油循环率在低速运转时约为3％，在高速运转时约为9％，结果，能够确保作为高速运转时的耐久性标准的油循环率在5％以上。

如上所述，在本实施方式中，通过将孔19的截面积设为分离室18截面积的28％以下，使在分离室18中分离的润滑油暂时停留在孔19上部，如果压缩机的旋转数增加，则气体制冷剂流量增大，分离室18的制冷剂的旋转速度加快，暂时停留在孔19上部的润滑油的大部分被气体制冷剂卷起，从气体排出口23向冷冻循环中喷出。

即，压缩机高速运转时冷冻循环中的油润滑率增大，能够进一步提高吸入气体制冷剂中所含的润滑油对作为压缩机滑动部的气缸1、转子2、叶片4、前部侧板6和后部侧板7等的润滑，所以能够提高压缩机的可靠性和耐久性，能够使压缩机的最高旋转数进一步高速化。

如果油循环率增大，压缩机高速运转时的制冷性能就会降低，但是实际上高速运转时的压缩机空调性能具有足够的制冷性能，因此，即使油循环率增大，在实际使用时也不存在问题，反而随着制冷性能的下降，压缩机所需马力也下降，能够起到发动机的负荷进一步减小的效果。

(第二实施方式)

图4是本发明第二实施方式的压缩机的纵截面图，图5是图4的B-B线的截面图。其中，与第一实施方式实质相同的构成部件标注相同的参照符号并省略其说明，仅对不同点进行说明。

在图4和图5中，排油孔21位于停留在储油室15中的润滑油的油面的垂直方向的下方，在储油室15内上部与导油路20之间设置有容许相互间流体移动的连通路28，使孔19的位置位于该连通路28的上方。

并且，如果从导入孔17的中心到孔19的距离L过小，则制冷剂气体的主流就会过于接近暂时停留在孔19上游的润滑油的油面，容易卷起润滑油而使其与制冷剂气体一起从气体排出口23喷出。反之，如果距离L过大，因难以卷起润滑油，故难以与制冷剂气体一起从气体排出口23喷出。

因此，在本实施方式中，为了在低速运转时气体制冷剂难以卷起润滑油，在高速运转时容易卷起润滑油，将分离室18的内径D1设为φ15mm，孔19的孔径d设为φ8mm，从导入孔17的中心到孔19上部的距离L设为22mm。

下面，对如上构成的压缩机的动作、作用进行说明。

储油室15上部的气体制冷剂通过连通路28被排出，使暂时停留在孔19的上部的润滑油顺畅地通过导油路20流入储油室15中，导油路20的油面变为与孔19下方的连通路28附近大体相同的油面高度。

因此，根据第一实施方式，低速运转时～高速运转时的分离效率优异，能够多少减小冷冻循环中的油循环率。另外，该油循环率的特性如图6的曲线J4所示，能够确保作为进一步提高压缩机旋转数时的耐久性和可靠性标准的5％以上。

如上所述，在本实施方式中，通过将孔19的位置设在连通路28的上方，能够提高冷冻循环的制冷性能和效率，能够将压缩机高速运转时的冷冻循环中的油循环率设为更加适当的值。

并且，作为压缩机，上述实施方式以旋转式压缩机为例进行了说明，但是本发明并不局限于此，也可以适用旋转柱塞式、涡旋式等压缩机。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的压缩机，能够在低速运转时减小油循环率而提高冷冻循环的制冷性能和效率，能够在高速运转时增大油循环率而使润滑油在冷冻循环中适度循环，并供给叶片和转子等滑动部的润滑所需的润滑油，所以也能够适用于家庭用空调装置等用途。

Claims (2)

1.一种压缩机，其特征在于，包括：

压缩机构，其对含有润滑油的流体进行压缩；

筒状的分离室，引导被该压缩机构压缩后的流体，分离流体中所含的润滑油的至少一部分；和

储油室，储存在该分离室中从流体分离的润滑油，

并且，设置有连通所述分离室与所述储油室的导油路，并将截面积小于所述分离室和导油路的截面积、且连通所述分离室和所述导油路的孔设置在所述储油室的油面的上方，使在制冷剂的流量增大时在所述分离室分离的润滑油暂时停留在孔的上部。

2.如权利要求1所述的压缩机，其特征在于：

通过排油孔使所述导油路与所述储油室连通，该排油孔位于储存在所述储油室中的润滑油面的下方，通过连通路使所述储油室内上部与所述导油路连通，将使所述分离室与所述导油路连通的所述孔的位置设定在所述连通路的上方。

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