CN1643255A

CN1643255A - 压缩机

Info

Publication number: CN1643255A
Application number: CNA038059347A
Authority: CN
Inventors: 北村武男; 渡边健司; 川男武史; 奥园贤治; 土田信直
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2005-07-20
Anticipated expiration: 2023-03-11
Also published as: US20050106041A1; JP2008291849A; CN100494678C; WO2003081043A1; JP4788746B2; US7537436B2

Abstract

一种压缩机。其油分离室内免设分离管，使分离室小型化，且能够低成本制造。其具有压缩含有润滑油的流体的压缩机构(1、2、4)和导入回旋由所述压缩机构(1、2、4)压缩的流体且由该回旋产生的离心力分离在所述流体中所含的润滑油的至少一部分的分离室(51)。在所述分离室内仅存有导入其中的流体。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及一种压缩机，其压缩冷媒，用于汽车用空调装置等。

背景技术

在压缩流体的压缩机中润滑压缩机的滑动部件的润滑油的一部分与被压缩的流体一起从压缩机排出，在冷冻·空调循环系统中循环。与流体一起排到循环系统中的润滑油量越多，循环系统的效率(热效率)就越低，因此，为提高系统效率，要从压缩机构压缩的流体中尽量分离其中含有的润滑油。并且把分离后的该流体排向循环系统中。这样的例子发表在特开平11-82352号公报(图1、图3、图4)和特开2001-295767号公报(图1、图2)中。在设置这种离心分离式分离室的现有的压缩机中，由压缩机构压缩含有润滑油的高压冷媒气被导入离心分离式分离室内。并且冷媒气在大致圆柱形的分离室内回旋。通过该回旋产生的离心力使包含在冷媒气中的雾状的润滑油接触分离室的内壁。结果，雾状的润滑油从冷媒气中分离。在具有离心分离式分离室的现有的压缩机中在其分离室内皆设置分离管。被导入分离室的冷媒气在该分离管外周面和分离室内周面之间形成截面为圆环形的圆筒空间内回旋。一般认为在这种离心分离式润滑油分离方式中，分离管是必要构件。即，为提高润滑油的分离效率，必须可靠地使冷媒气在分离室内回旋。为此，必须在分离室内设置分离管，使冷媒气在其周围回旋。这种在分离室内设置分离管的方式必然导致分离室大型化。进而，造成增加部件数、增加制作分离管的成本、增加分离管组装工时等，降低压缩机制造成本就成为大问题。

发明内容

本发明的目的在于为解决上述问题，提供一种润滑油分离效率高并且可实现分离室小型化能够降低制造成本的压缩机。

本发明的压缩机具有：压缩含有润滑油的流体的压缩机构；导入并回旋由上述压缩机构压缩的流体并由该回旋产生的离心力分离在上述流体内所含的润滑油的至少一部分的分离室；在上述分离室内只存有被导入其内的流体。

附图说明

图1是表示本实施方式的压缩机的一例的纵剖面图；

图2是图1所示压缩机的A-A剖面图(工作室剖面图)；

图3是图1所示压缩机的B-B剖面图(从工作室侧观察高压箱的图)；

图4是图1所示压缩机的分离室附近的C-C剖面图；

图5是表示导入孔相对分离室的偏心度(L/R)与油循环率(OCR)的关系图；

图6是表示图1所示本实施方式的高压箱的另一例的纵剖面图；

图7是表示图1所示本实施方式的细长通路部的另一例的分离室附近的横剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的一例。另外，附图是模式图，表示各部位置关系的尺寸不正确。

(实施方式)

图1～图3所示的压缩机是称作叶片旋转型的压缩机，在具有圆筒形内壁的汽缸1内配置大致圆柱形的转子2。转子2其外周的一部分配置在与汽缸1的内壁形成微小间隙的位置。

在转子2上设置多个叶片槽3，在各个叶片槽3内可自由滑动地插入叶片4。

转子2与可自由转动地被支承的驱动轴5形成一体。汽缸1和转子2在转子2的转动轴方向夹入前部侧板6和后部侧板7之间。

汽缸1的两端这些封闭，并且在汽缸内形成用于压缩流体的工作室8。

吸入口9和排出口10连通在工作室8。冷媒气等流体由吸入口9吸入工作室8压缩后从排出口10排出。在排出口10的出口上配设有由例如针簧片阀构成的排出阀11。

在后部侧板7的后部侧安装高压箱12。

在高压箱12内设置分离室51，其用子分离、收集在工作室8内被压缩的冷媒气中所含的雾状的润滑油。在工作室8内被压缩并从排出口10排出的流体导入连接在汽缸1、后部侧板7和高压箱12而设置的导向通路13，其次，流体流经在分离室51的侧壁上形成的导入孔53，导入分离室51内。

在分离室51的上部排气孔58具有开口部，排气孔58排出在分离室与润滑油分离的冷媒气。

在分离室51的下部排油孔54具有开口部，排油孔54排出在分离室从冷媒气中分离、收集的润滑油。

从分离室51介由排气孔58排出的冷媒气在冷冻·空调循环系统中循环，然后，冷媒气返回吸气口9，再被压缩，之后再在冷冻·空调循环系统中循环。

在分离室51下部有开口部的排油孔54连通高压箱12和后部侧板7之间形成的储油室52，因而，在分离室从冷媒气中分离、收集的润滑油流经排油孔54储存在储油室52内。

储存在储油室52内的润滑油介由送油路18供给构成压缩机构的转子2、叶片4、汽缸1内壁等，润滑各部。润滑油还供给叶片背压室17，具有通过其压力向转子2的外侧靠压叶片4的作用。

介由从储油室52向压缩机构供给润滑油的送油路18供给润滑油；介由叶片背压调节装置16向送油路18供给储存在储油室内的润滑油。叶片背压调节装置16对应压缩机构周边的冷媒气压力控制供给压缩机构的润滑油的送油压力和送油量。

以下，说明上述本实施方式的压缩机的动作。

如图2所示，驱动轴5和转子2受到汽车发动机等驱动源传递的动力在顺时针方向转动。通过该转动，低压的冷媒气从吸入口9流入工作室8。

伴随转子2的转动被压缩高压冷媒气从排出口10向上推开排出阀11流入导向通路13内。进而，高压的冷媒气流经导入孔53导入分离室51，然后，在冷媒气内所含的润滑油在分离室内被分离、收集。图1所示的分离室51是所谓离心分离式油分离器，其由圆柱形空间部49和倒圆锥形的空间部互相接合而构成。

在分离室内不设置现有的离心分离式压缩机中使用的分离管等。分离室内形成空间，只存有导入的冷媒气体(其中混有压缩机中含有的润滑油的一部分)。另外，在分离室内不设置妨碍导入分离室内的冷媒气回旋的凸部和凹部。偏离分离室51的圆柱形空间部49的中心轴设置导入孔53。导入分离室51内的冷媒气向圆柱形空间部49的切线方向引导。即，冷媒气沿圆柱形空间部49的内周面导入分离室51内。因而，导入分离室51内的冷媒气在分离室内在圆周方向回旋，通过回旋产生的离心力使比重大的润滑油接触在分离室内壁从冷媒气中分离。

分离出的润滑油沿内周面49流下，通过倒圆锥形空间部凝集在中央部。

另外，在储油室52的上部和分离室51之间设置相互连通它们的连通路57。连通路57和导入孔53一样，从分离室51的中心轴偏心设置。

从而，介由连通路57导入分离室的流体向圆柱形空间部49的切线方向引导。即，流体沿圆柱形空间部49的内周面导入分离室51内。由此，从储油室52流经连通路57流入分离室51内的流体与分离室内的冷媒气的回旋流平稳地汇合。即，能够抑制妨碍冷媒气回旋。如果因某种原因储油室52内的润滑油达到连通路57，润滑油也能够介由连通路57导入分离室51内。但是，润滑油流入分离室51的方向如前所述是与分离室内的回旋流汇合的方向，因而不妨碍分离室内的冷媒气的回旋。

在本实施方式的压缩机中，排油孔54的储油室侧的开口部位于从储油室52的油面垂直向下的位置。

因此，由压缩机构排出的高压冷媒气压低在分离室51下部收集的润滑油的油面，而压高储油室52内的润滑油的油面的。

但是可以想象，压高储油室52内的润滑油时，滞留在储油室52上部的流体(主要是冷媒气)阻碍储油室52内的润滑油面上升。

因此，在本实施方式，在储油室52内上部和分离室51之间设置容许这些相互间流体流动的连通路57。连通路57起到排放滞留在储油室52上部的冷媒气等流体的通气孔的作用。结果，能够平稳地提升储油室52内的润滑油面。

另外，只要连通路57设置得从储油室52流入分离室51的流体不妨碍分离室内的冷媒气的回旋就可以。因此，如果从储油室流入分离室的流体的流入方向只要不具有和连通路的出口附近的回旋流正面冲突的方向的分量就可以。因而，连通路也可沿与分离室的中心轴垂直相交的方向设置。

另外，在本实施方式中，排油孔54的储油室52侧开口部位于从储油室的油面垂直向下的位置。然而，也可以在从储油面向上的位置设置开口部。

这时，不能期待高压冷媒气引起油面上升的效果。但是，因为设有连通路57，抑制伴随冷媒气波动从排油孔54反吹。因而，也可抑制分离室51内下部收集的油由反吹在分离室内飞散。

本发明的压缩机的特征在于具有离心分离式分离室并且在分离室内未设置分离管。像这样不设置分离管的技术因素可举出以下四个：

首先，因素一：向分离室导入压缩的冷媒气的导入孔和分离室的相对的位置关系。这里所说的相对的位置关系是指导入孔对分离室中心轴的偏心度。下面详细说明该偏心度。

如图4所示，设从分离室51中心轴M到柱形空间部49的内周壁的距离为R。另外，设从中心轴M到把导入孔53的开口部投影在柱形空间部49的切线方向(与导入孔的中心轴线平行的方向)的投影线的最短距离为L。则，L/R的比值(L/R)表示偏心度。假设L值范围为0～R，则该偏心度(L/R)的范围为0～1。

该值越大导入孔越偏离分离室。关于该偏心度和油循环率(以下称为OCR)的关系，比较在分离室内有分离管和没有分离管的情况。两者关系在图5定性表示。

OCR在日本工业标准(JIS B8606)中定义。即，OCR表示在循环系统中润滑油的量与循环的冷媒液和润滑油的混合液总量的比，其单位为百分比。并且，OCR的值越小表示油分离效率越高。图5中，曲线A表示有分离管的情况，曲线B表示没有分离管的情况。如图5所示，在偏心度小的范围，有分离管的OCR小。偏心度越大两者OCR差越小直至曲线A和曲线B相交。偏心度再大，则曲线A的OCR值大于曲线B的OCR值。因而，不设分离管而提供高效率的冷冻·空调系统，选用的偏心度最好大于等于图5所示两曲线交点的偏心度。本发明人通过模拟实验选拔确定了理想的偏心度(L/R)值大于等于0.4。另外，L也可是从分离室的中心轴M到导入孔的剖面重心轴的距离。这时虽然也受到导入孔形状影响，但偏心度大于等于0.7即可。这样，就能够提供没有分离管比有分离管效率高(OCR低)的冷冻·空调系统。

因素二：排出从分离室油分离后的冷媒气的排气孔58和分离室51的开口部的位置关系。在图1所示本实施方式中，排气孔58的开口部设置在分离室的圆柱形空间部49的上端侧中心部。

并且，排气孔58的开口部截面积形成小于圆柱形空间部49的截面积。排气孔58的开口部不达到圆柱形空间部49的外周部。在圆柱形空间部49的上端面形成缩径部56，其把圆柱形空间部的内径缩小至排气孔开口部的内径。即，排气孔58的开口部介由该缩径部56接合在圆柱形空间部49的上端侧外周上。由此来抑制大量含有润滑油雾沫导入分离室的高密度高速度的冷媒气在分离室51内几乎不回旋就排出分离室。即，当假设导入分离室的冷媒气的流速在回旋中不降速，则大量含有比重大的润滑油雾沫的(高密度)的冷媒气在回旋流的外周部沿圆柱形空间部49的内壁回旋。并且，随着润滑油逐渐分离，分离后的冷媒气，被高密度的冷媒气压推，慢慢向回旋中心部移动，并且最终从排气孔排出。

实际上刚刚流入分离室内的冷媒气流速最快，在旋转中流速慢慢下降，随着流速下降。作用在冷媒气上的离心力也变小。由此，含有润滑油雾沫的高密度、高速度的冷媒气在旋转流的外周部沿分离室圆柱形空间部49的内壁回旋。逐渐分离出润滑油，密度、速度降低的冷媒气向回旋中心部移动，从排气孔排出。结果，能够抑制导入分离室的大量含有润滑油雾沫高密度、高速度的冷媒气在分离室内几乎不回旋就从分离室排出。另外，在图1和图4所示的实施方式中，缩径部56形成为与圆柱形空间部49的中心轴垂直的上端面。但是，并不限于此。缩径部也可以形成为相对圆柱形空间部的中心轴倾斜的斜面。另外，也可以形成为连接圆柱形空间部外周的平缓的曲线。另外，如果缩径部遍及排气孔58的开口部的整个周边存在，则排气孔的中心轴和分离室的中心也可以偏心。

另外，因素三：如图6所示，调节连接在导入孔53的细长通路部21的朝向。即，要把导入分离室51内的冷媒气朝向远离排气孔58的开口部的方向导入分离室51。由此，至少能够使大量含有润滑油雾沫刚刚导入分离室51内不久的冷媒气远离排气孔58的开口部。并且，能够限制刚导入的大量含有润滑油雾沫的冷媒气从排气孔58供给冷冻·空调系统。

另外，当细长通路部21的中心轴N和分离室中心轴M之间的倾斜角α过小时，就不能把导入分离室51内的冷媒气的流速充分运用于在分离室内的回旋中。结果，造成OCR下降。为得到高OCR，理想的倾斜角的范围是60℃～90℃。

另外，形成柱形空间部的内周壁，以使圆柱形空间部的内周离排气孔越远越宽。由此，导入分离室的高密度、高速度的冷媒气受离心力作用被导至最宽的内周部。结果，即便细长通路部21不与分离室中心轴M倾斜，也能够使大量含有润滑油雾沫被导入分离室的冷媒气远离排气孔58的开口部，因此是理想的。

另外，因素四：在从压缩机构的排出口10到向分离室51导入的导入孔53的引导冷媒气的导向通路13中，设置连接导入孔53形成的细长通路部13A(参照图1)和21(参照图7)。

由此，这些细长通路部(13A和21)具有整流导入分离室51的冷媒气流的作用。即，抑制流入分离室51的流体的紊流和扩散。并且，把从压缩机构排出的高压冷媒气具有的静压和动压等都充分运用在分离室51内的冷媒气的回旋中。

以上举出四点说明了能够免设分离管的技术因素，也可以把多个这些技术要素相互组合，这时，可望得到各个技术因素的叠加效果。另外，也可将本实施方式所述的各个技术因素和其它的某个技术要素组合。

在本实施方式中，分离室的柱形空间部以圆柱形空间部为例说明。但是，只要不妨碍导入的冷媒气的回旋，任何一种截面形状的柱形空间部皆可。例如，截面是椭圆形、具有圆角的四边形都能得到同样的效果。本发明的具有离心分离式油分离室的压缩机能够不设置油分离室的分离管。并且，因为不需要分离管，也不必在分离室内留有用于设置分离管的空间，结果，能够实现分离室小型化。另外，可降低伴随分离管制作和组装等产生的压缩机制造成本。另外，本发明的压缩机内的流体是指含有雾状液体的气体。

本发有不限于滑动叶片型转动压缩机，也可适用于往复式活塞型、涡旋型等其它压缩机。

Claims

1.一种压缩机，其具有压缩含有润滑油的流体的压缩机构和导入并回旋由所述压缩机构压缩的流体且由该回旋产生的离心力分离在所述流体中所含的润滑油的至少一部分的分离室，其中，在所述分离室内仅存有被导入其中的流体。

2.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述分离室具有导入的流体旋转的柱形空间部，同时具有向所述分离室导入由所述压缩机构压缩的流体的导入孔，从所述柱形空间部的中心轴到把所述导入孔的开口部和所述导入孔的中心轴线平行投影的投影线的最短距离L与从所述柱形空间部的中心轴到所述柱形空间部内周壁的距离R之比(L/R)大于等于规定值。

3.如权利要求2所述的压缩机，其中，所述规定值是表示设有分离管时的所述比(L/R)与油循环率的函数关系曲线和表示不设分离管时的所述比(L/R)与油循环率的函数关系曲线的交点对应的值。

4.如权利要求1所述的压缩机，其中，所述分离室具有导入的流体回旋的柱形空间部，同时具有排出导入的流体的排气孔，所述排气孔的分离室侧开口部介由缩径部接合在所述柱形空间部的一端侧外周部上。

5.如权利要求1所述的压缩机，其中，具有向所述分离室导入所述压缩机构压缩的流体的导入孔，同时，在所述分离室中排出导入的流体的排气孔具有开口部，从所述导入孔导入所述分离室内的流体向远离所述排气孔的开口部的方向导入所述分离室内。

6.如权利要求1所述的压缩机，其中，具有：从所述压缩机构排出被压缩的流体的排出口、把从所述排出口排出的流体导入所述分离室的导入孔和从所述排出口到所述导入孔引导流体的导向通路，所述导向通路具有连通所述导入孔而形成的细长通路部。

7.如权利要求1所述的压缩机，其中，具有储存在所述分离室从流体分离出的润滑油的储油室和设置在所述储油室内上部和所述分离室之间的连通路，所述连通路的所述分离室侧开口部朝向使从所述储油室内上部流入所述分离室内的流体不妨碍所述分离室内的流体的回旋的方向设有开口部。