JP2000291554A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遠心分離方式のオイル分離機構を備えた圧縮
機において、圧縮機の部品点数を低減して構成の簡素化
を図り、また、組付工数を低減する。 【解決手段】 圧縮されたガスを吐出する吐出室１４と
連通する分離室２３にオイル分離筒２４を配し、このオ
イル分離筒２４の周囲に導入されたガスにより旋回流を
形成して油を分離し、油を分離したガスをオイル分離筒
２４を通して吐出口２２から送出する圧縮機において、
オイル分離筒２４を吐出口２２に接続する配管２５の端
部に設け、この配管２５を吐出口２２に接続した際に分
離室２３にオイル分離筒２４が組み付けられるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、圧縮された吐出
ガスに混在する潤滑油を分離するオイル分離機構を備え
た冷凍サイクル等に用いられる圧縮機、特に、オイル分
離機構として遠心分離方式を用いたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクルなどに用いられる圧縮機
は、その摺動部分の潤滑を保つためにサイクル内の冷媒
と一緒にオイルを循環させている。しかし、このような
オイルは、凝縮器や蒸発器の熱伝達を低下させたり、蒸
発器内でオイルと冷媒との間で熱交換が行われてしまう
等の理由から冷房能力を低下させる原因となっている。
つまり、冷凍サイクル内を循環するオイル量が多いと、
圧縮機の摺動部の潤滑が保たれて圧縮機の耐久性は向上
するが、冷房能力は低下してしまう。このため、耐久
性、冷房能力の両方を向上させるために、圧縮機にオイ
ル分離機構を持たせて潤滑に必要なオイルをコンプレッ
サ内部に留め、サイクル内を循環するオイル量を低減し
て冷房能力の低下を防ぐことが考えられている。

【０００３】このようなオイル分離機能を備えた圧縮機
としては、遠心分離型のオイル分離機構などが考えられ
ており、特開平４−１５３５９６号公報で示されるもの
が公知となっている。これは、ベーン型圧縮機のハウジ
ング内に設けられた油溜め室の上部に油分離器を設け、
この油分離器を円柱状の密閉された中空部を有する主体
部と、この主体部の頂壁を介して中空部内に挿入された
ガス導出管とによって構成し、中空部の上部に吐出室と
連通するガス導入路が接線方向に開口し、主体部の底壁
に油溜め室に通じる複数の排油孔を穿設し、圧縮室から
ガス導入路を介して中空部に導入された冷媒ガスを旋回
させ、冷媒ガス中の慣性力の大きなオイルミストを中空
部の内周壁に衝突させて分離させ、中空部の底部に溜ま
ったオイルを排油孔を介して油溜め室に落下させると共
に、オイルが分離された冷媒をオイル密度の低い中空部
の中央からガス導出管を介して送出するようにしたもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような遠心分離方式のオイル分離機構では、ガス導出管
が必要な構成要素となるが、このガス導出管は中間部が
構成されたハウジングとは別体の部材をハウジングに取
り付けて構成される場合が多く、圧縮機の部品点数、組
付工数を多くする原因となっている。

【０００５】そこで、この発明においては、上述のよう
な遠心分離方式のオイル分離機構を備えた圧縮機におい
て、圧縮機の部品点数を低減して構成の簡素化を図り、
また、組付工数を低減することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明は、圧縮されたガスを吐出する吐出室と、
この吐出室に連通し、前記吐出室から導入された前記ガ
ス中に混在する油を分離するオイル分離機構を備えた分
離室と、この分離室に連通し、前記分離された油を溜め
る油溜室とを備え、前記オイル分離機構を前記分離室に
配されるオイル分離筒の周囲に前記吐出室から導入され
た前記ガスにより旋回流を形成して前記油を分離させ、
この油を分離したガスを前記オイル分離筒を通して吐出
口から送出する圧縮機において、前記オイル分離筒を前
記吐出口に接続する配管の端部に設け、前記配管を前記
吐出口に接続した場合に前記分離室に前記オイル分離筒
が配されることを特徴としている。

【０００７】ここで、分離室は円柱状の空間によって構
成し、オイル分離筒をその中心線が分離室の中心線と一
致するように取り付け、吐出室との連通箇所を分離室の
上部において接線方向に開口し、吐出室から分離室へ導
かれる高圧ガスを吐出管の外周面と分離室の内周面との
間を旋回させて旋回流を形成するとよい。さらに、分離
室と油溜室とを連通する通路を分離室の下部において旋
回流の接線方向に設け、分離されたオイルの回収能力を
高めるようにしてもよい。

【０００８】したがって、上述の構成によれば、圧縮機
の使用時において、吐出口にオイル分離筒を備えた配管
が取り付けられて遠心分離方式のオイル分離機構が完成
されるので、吐出室から分離室に導入されたガスは、オ
イル分離筒の周囲を旋回して、混在している比重の重い
オイルミストを遠心方向に寄せて分離室の内周壁と衝突
するなどして分離し、オイルを分離した後のガスをオイ
ル分離筒を介して送出する従来と同様の構成が実現され
る。よって、圧縮機自体にオイル分離筒を備えておく必
要がなくなるので、本来圧縮機の部品として必要であっ
たものを圧縮機の構成部品から無くすことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の態様を図
面に基づいて説明する。図１及び図２において、オイル
分離機構を有する圧縮機として、ベーン型圧縮機の例が
示され、この圧縮機Ａは、例えば、凝縮器Ｂ、膨張弁
Ｃ、蒸発器Ｄと共に閉サイクルを構成する冷凍サイクル
などに用いられるもので、略楕円形状の内周面が形成さ
れたシリンダブロック１と、このシリンダブロック１の
リア側を閉塞するリアヘッド２と、シリンダブロック１
のフロント側を閉塞するようにあてがわれたフロントサ
イドブロック３及びこのフロントサイドブロック３を覆
うようにシリンダブロック１に取付けられたフロントヘ
ッド４とを有して構成されている。

【００１０】シリンダブロック１には、断面が真円をな
す円柱状のロータ５が収納配置され、このロータ５は、
リアヘッド２及びフロントサイドブロック３に軸受６、
８を介して軸支された駆動軸９に固く外嵌され、ロータ
５の周囲に所定の間隔でベーン溝５ａを複数形成し、こ
のベーン溝５ａに径方向で摺動自在にベーン１０が挿入
されている。このベーン１０は、ベーン溝５ａとの間に
供給される背圧によって先端がシリンダブロック１の内
周面に常時当接されており、ロータ５の回転に伴ってシ
リンダブロック１の内周面にベーン１０の先端が案内さ
れながら回転するようになっている。したがって、シリ
ンダブロック１、ロータ５、リアヘッド２、フロントサ
イドブロック３、及び、隣合うベーン１０とで囲まれた
空間によって圧縮室１１が形成され、この圧縮室１１の
容積がロータ５の回転によって変化するようになってい
る。

【００１１】フロントヘッド４、シリンダブロック１、
及びリアヘッド２は、例えばリアヘッド側から挿入され
る螺子により一体に組付けられ、フロントサイドブロッ
ク１は、フロントヘッド４とシリンダブロック１との間
に挟持されて固定されている。このうち、リアヘッド２
にはチェック弁１２を介して吸入口１３に通じる吸入通
路１３ａが形成され、この吸入通路１３ａは、前記圧縮
室１１が徐々に拡大するシリンダブロック１との接合端
面に開口する図示しない吸入ポートに通じている。

【００１２】シリンダブロック１には、吐出室１４が形
成されると共にこの吐出室１４と圧縮室１１とを連通す
る吐出ポート１５が形成され、吐出ポート１５は、ロー
タ５の回転方向に対して圧縮室１１が充分に縮小する位
置においてシリンダブロック１の内面に開口している。
吐出室１４には、弾性部材をロール状に巻いて形成され
た吐出弁１６が前記吐出ポート１５を閉塞するようにバ
ルブストッパ１７と共にシリンダブロック１に螺子止め
されている。

【００１３】フロントヘッド４には、その中央に駆動軸
９を挿通すると共にフロントサイドブロック３を嵌合す
る中心孔１８が形成され、その周囲にフロントサイドブ
ロック３との間によって高圧チャンバ１９と油溜室２０
とが形成され、高圧チャンバ１９は、フロントサイドブ
ロック３に形成された通孔２１を介して前記吐出室１４
と連通し、図１で示されるように、吐出室１４と高圧チ
ャンバ１９とは、駆動軸９の軸方向に沿って前後するよ
うにレイアウトされている。この構成例では、高圧チャ
ンバ１９が、図２に示されるように、中心孔１８の上側
約半分にかけて弧状に形成され、油溜室２０が、中心孔
１８の下側約半分にかけて弧状に形成されている。ま
た、フロントヘッド４には、前記高圧チャンバ１９のフ
ロント側に位置する部分において吐出口２２に至る分離
室２３が形成されている。

【００１４】分離室２３は、円柱状の空間を駆動軸９に
対して略直角方向に延びるように形成して構成され、下
記するオイル分離筒２４を収容している。このオイル分
離筒２４は、圧縮機の吐出口２２に冷凍サイクルの高圧
配管を取り付けるためのプラグ、又は、前記高圧配管の
先端に形成された圧縮機と接続するためのコネクタに一
体に形成されるもので、この構成例では、配管２５の先
端に一体に形成されている。このオイル分離筒２４の基
部には、吐出口２２を気密よくシールするＯ−リング２
６が装着された嵌合部２７と、この嵌合部２７に続いて
形成された取付ブロック２８とが形成され、嵌合部２７
を吐出口２２に挿嵌させ、取付ブロックを螺子などによ
りフロントヘッド４に固定することで、分離室２３がフ
ロントヘッド４と嵌合部２７とによって画成されると共
に、オイル分離筒２４がその中心線を分離室２３の中心
線と一致して配され、このオイル分離筒２４の先端開口
部を分離室２３の底面２３ａと所定の距離を離して対峙
させている。

【００１５】高圧チャンバ１９と分離室２３とは、分離
室２３の上部において導入孔３０を介して連通してお
り、この導入孔３０は、例えば分離室２３の中心線と平
行に延びる長孔として形成され、分離室２３の内周面２
３ｂの接線方向に設けられ、高圧チャンバ１９から導か
れる高圧ガスを分離室２３の中心線と直角方向から分離
室２３の内周面上へ導き、オイル分離筒２４の周囲を旋
回させて旋回流α（図３（ｂ）に示す）を形成するよう
になっている。また、分離室２３と油溜室２０とは、上
下方向にずらして分離室２３の下部と油溜室２０の上部
が部分的に同レベルとなるように形成され、分離室２３
の下部において排油孔３１を介して連通している。この
排油孔３１は、分離室２３の最下部において内周面２３
ｂから前記旋回流αの接線方向、即ち、底面２３ａの周
縁部に位置する内周面２３ｂから底面２３ａの中心を結
ぶ線に対して直角となる方向に形成され、油溜室２０の
上部に開口している。

【００１６】この例では、分離室２３と油溜室２０とを
連通する排油孔３１を油溜室２０の上部に形成し、ま
た、高圧チャンバ１９と分離室２３とを連通する導入孔
３０を高圧チャンバ１９の周方向中程に形成するため
に、分離室２３が、図２に示されるように、上下方向に
対して傾けて形成されている。また、高圧チャンバ１９
と分離室２３とを連通する導入孔３０は高圧チャンバ１
９に対して、また、分離室２３と油溜室２０とを連通す
る排油孔３１は油溜室２０に対して、それぞれ直角に接
続されて各々の孔の長さを短くすると共に、これら孔を
容易に加工できるようにしている。

【００１７】上記構成において、圧縮機の製造にあたっ
ては、オイル分離筒２４を除くその他の部品をもってオ
イル分離機構が組み立てられ、圧縮機を冷凍サイクルに
用いる場合であれば、吸入口１３に低圧ラインの配管を
接続し、吐出口２２に高圧ラインの配管２５を接続して
用いる。この際、吐出口２２に取り付けられる配管２５
の端部には、オイル分離筒２４が設けられているので、
嵌合部２７を吐出口２２に嵌入して取付ブロック２８を
フロントヘッド４に固定することによって分離室２３が
閉塞され、オイル分離筒２４がその中心線を分離室２３
の中心線と一致するように配されて、オイル分離機構で
必要になる全構成部品が組み付けられる。

【００１８】この状態において、駆動軸９が回転される
と、ロータ５とベーン１０とがシリンダ１の内面に沿っ
て回転し、圧縮室１１が容積変化する。圧縮室１１が拡
大する吸入工程時には、圧縮室１１に冷媒ガスが吸入さ
れ、その後、圧縮室１１の容積が縮小して冷媒ガスが圧
縮されていく。そして、ベーン１０が吐出ポート１５に
近づくと、圧縮室１１と吐出ポート１５とが連通するた
め、圧縮室１１のガス圧により吐出弁１６が押し開らか
れ、吐出室１４に圧縮された冷媒ガスが吐出される。こ
の吐出室１４に吐出された冷媒ガスは、通孔２１を介し
て高圧チャンバ１９に至り、さらに導入孔３０を介して
分離室２３へ導かれる。

【００１９】分離室２３へ導かれた冷媒ガスは、分離室
２３の内周面２３ｂに案内されてオイル分離筒２４の外
周を旋回して旋回流αを形成し、底面２３ａに向かって
螺旋しながら流れる。この際、冷媒ガス中に混在してい
る比重の重いオイルミストは、遠心方向に寄せられて分
離室２３の内周面２３ｂと衝突するなどして分離され、
オイルが分離された冷媒βは、オイル分離筒２４を介し
て冷凍サイクルの高圧ラインを構成する配管２５へ送出
され、分離されたオイルγは、旋回流の勢いによって旋
回しながら底面２３ａに向かって送られる。油溜室２０
と連通する排油孔３１は、分離室２３の最下部において
内周面２３ｂから旋回流の接線方向に設けられているこ
とから、底面２３ａに向かって送られるオイルは、その
まま排油孔３１へ導かれ、或いは、底面２３ａに到達し
た後に旋回流の圧力によって排油孔３１へ導かれ、しか
る後に内周面２３ｂによって移動方向を束縛されること
なく接線方向にスムーズに進み、この排油孔３１を通っ
て油溜室２０へ導かれる。尚、油溜室２０に導かれたオ
イルは、この油溜室２０に接続されている油路３２を介
して各摺動部へ送られる。

【００２０】したがって、上述の構成によれば、従来に
おいてオイル分離機構を構成するために圧縮機内に取り
付けられていたオイル分離筒が配管に設けられることか
ら、圧縮機単体を生産するに際しては、部品点数を減ら
すことができる。また、上述の構成によれば、螺旋流の
接線方向に排油孔３１が形成されているので、分離され
たオイルは、分離室２３の底面２３ａに至っても溜まる
ことがなくなり、オイル分離筒２４から送出される冷媒
に巻き上げられて冷凍サイクルの高圧配管へ送られるこ
とが少なくなり、分離されたオイルの回収能力を高める
ことができる。その結果、圧縮機の潤滑に必要なオイル
量を常時圧縮機内に蓄積しておくことができ、また、冷
凍サイクルを循環するオイル量を少なくすることができ
るので、冷凍サイクルの凝縮器Ｂや蒸発器Ｄの熱伝達が
低下したり、蒸発器内でオイルと冷媒との間で熱交換が
行われて冷房能力が低下することを極力抑えることが可
能となる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
吐出室と連通する分離室にオイル分離筒を設け、このオ
イル分離筒の周囲に吐出室から導入されたガスにより旋
回流を形成してオイルを分離し、オイルを分離したガス
をオイル分離筒を介して吐出口から送出するようにした
圧縮機において、オイル分離筒を吐出口に接続する配管
の端部に設けることで、本来圧縮機の構成部品の一部で
あった部材を配管に持たせるようにしたので、圧縮機の
使用時においては、オイル分離機構として従来と同様の
機能が確保されると共に、圧縮機単体としては、オイル
分離筒を組み込む必要がなくなる分、部品点数を減らす
ことができ、また、圧縮機を製造する際の組付工数を減
らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明にかかるオイル分離機能を有す
る圧縮機の断面図である。

【図２】図２は、図１で示す圧縮機のフロントヘッドを
ロータ側から見た図である。

【図３】図３は、オイル分離機構を示す図であり、図３
（ａ）は、圧縮機の吐出口にパイプを装着する前の状態
を示す断面図、図３（ｂ）は、圧縮機の吐出口にパイプ
を装着した状態を示す断面図、図３（ｃ）は、図３
（ｂ）のＩ−Ｉ線で切断した断面図である。

【符号の説明】

１４ 吐出室 ２０ 油溜室 ２２ 吐出口 ２３ 分離室 ２４ オイル分離筒 ２５ 配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H003 AA05 AB05 AC03 BD12 BH07 CD06 3H029 AA05 AA15 AA21 AB03 BB05 BB35 CC25 CC45

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧縮されたガスを吐出する吐出室と、こ
   の吐出室に連通し、前記吐出室から導入された前記ガス
   中に混在する油を分離するオイル分離機構を備えた分離
   室と、この分離室に連通し、前記分離された油を溜める
   油溜室とを備え、前記オイル分離機構を前記分離室に配
   されるオイル分離筒の周囲に前記吐出室から導入された
   前記ガスにより旋回流を形成して前記油を分離させ、こ
   の油が分離したガスを前記オイル分離筒を通して吐出口
   から送出する圧縮機において、前記オイル分離筒を前記
   吐出口に接続する配管の端部に設け、前記配管を前記吐
   出口に接続した場合に前記分離室に前記オイル分離筒が
   配されることを特徴とするオイル分離機構を有する圧縮
   機。