JP2005155523A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した分離能力の向上を図るとともに圧縮機の大型化を招くことなく、圧縮機の圧力脈動の平準化を行う。
【解決手段】潤滑油の分離室底部にある排出孔を貯油室内にある油中に連通させ、また貯油室内上部に貯まったガスを再び分離室へ導く再導入孔を設け、吐出孔と導入孔との間に絞り孔を構成し、吐出孔、絞り孔、導入孔、それぞれの面積を適正化することで、圧力脈動の平準化を図る。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の圧縮を行う圧縮機に関するもので、特に自動車用空調装置などに供される開放型（半密閉型）圧縮機に関するものである。

例えば自動車用空調装置の冷凍サイクルにおいては、圧縮機より冷媒と共に潤滑油が圧縮機外に吐出されると、その潤滑油が熱交換機内面において熱伝導率に影響を与え、冷凍サイクルの効率が低下することが知られている。このため、圧縮機構の吐出側に冷媒と潤滑油とを分離するオイルセパレータ等の分離室を設けている（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−８２３５２号公報

ところで上記特許文献１によれば、分離室へのガス流入速度の減少を抑え、分離効率を高めるために、吐出室容積を理論吐出容積以下とすると、このことで吐出室容積が少なくなるため、吐出される流体の脈動が増加する。

本発明は上記問題点に鑑み、吐出される流体の脈動を抑え、安定した分離能力の向上を図るとともに、圧縮機の大型化を招くことなく、油分離室の各孔面積を適正化することで、油分離効率を確保し潤滑油を安定的に貯油室内に溜めることと、高速回転時のオイル潤滑を確保することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の圧縮機は、吐出口に連通し、圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出された流体を前記分離室側に導く高圧室と、この高圧室からの流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、この貯油室内の潤滑油中に連通し、かつ前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導く排出孔を前記分離室下部に設けた圧縮機において、前記高圧室の一部に、前記流体の流通面積を狭小とする絞り部を設けたものである。

これにより、圧縮機構部から吐出された流体の圧力脈動を、前記絞り部により構成された第一高圧室内で吸収することができ、さらに前記絞り部と導入孔との間で構成される第二高圧室でさらに圧力脈動の平準化がはかれる。

また、本発明は、絞り部の流通面積と、吐出口の流通面積と、導入孔の流通面積の最適比を求め、圧力脈動のより平準化を図ったものである。

本発明の圧縮機は、吐出口と導入孔との間に、吐出孔の流通面積以下である絞り部を構成することで、高圧室容積の如何にかかわらず、吐出ガス流体の脈動を低減することが容易となる。あわせて、安定した潤滑油分離能力の向上を図り、圧縮機の大型化を招くことなく、油分離効率を確保し、潤滑油を安定的に貯油室内に溜めることと、高速回転時のオイル潤滑を確保できるものである。

本発明は、吸入口と、吐出口と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備えた圧縮機であって
、前記吐出口に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出された流体を前記分離室側に導く高圧室と、この高圧室からの流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、この貯油室内の潤滑油中に連通し、かつ前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導く排出孔を、前記分離室下部に設けた圧縮機において、前記高圧室の一部に、前記流体の流通面積を狭小とする絞り部を設けた圧縮機である。

かかる構成により、高圧室容積の如何にかかわらず、絞り部の上流側の高圧室にて吐出ガス流体の脈動を低減することが容易となる。

また、本発明は、絞り部の流通面積を、吐出口の流通面積より小さく設定したものである。

かかる構成により、さらに脈動の低減がはかれ、振動の少ない静寂な圧縮機が提供できるものである。

また、本発明は、導入孔の流通面積を、絞り部の流通面積より小さく設定したものである。

かかる構成により、絞り部を通過した後においても脈動の緩和がはかれ、より低振動、静寂さがはかれる。

さらに、絞り部の流通面積を、吐出口の流通面積の４０％〜８０％の範囲とし、導入孔の流通面積を、絞り部の流通面積の４０％〜８０％の範囲としたものである。

かかる構成とすることにより、潤滑油分離効率も含めた最適な低振動、静寂機能が得られる。

さらに、本発明は、絞り部を、圧縮機構を構成する側板と第一高圧室の接合部に設けたものである。

かかる構成とすることにより、絞り部の構成が簡素化でき、組立の容易化が可能となる。

また、本発明は、絞り部の流通面積を、吐出口の流通面積より小さく設定し、また第二高圧室からの流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段に、前記第二高圧室と分離手段内部を連通する導入孔を設け、この導入孔の流通面積を、絞り部の流通面積より小さく設定したものである。

かかる構成とすることにより、絞り部を挟む前後空間で高圧流体の脈動の緩和がはかれ、より低振動、静寂さがはかれる。

以下、本発明の実施の形態１をロータリタイプの圧縮機を例に図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１および図２において、１は円筒内壁を有するシリンダ、２はその外周の一部が前記シリンダ１内壁と微少隙間を形成するようにシリンダ１内に配置されたロータ、３は前記ロータ２において接線と平行方向に設けられた複数のべ一ンスロット、４は前記ベーンスロット３内に摺動自在に挿入された複数のベーン、５は前記ロータ２と一体的に形成され
回転自在に軸支される駆動軸、６及び７はそれぞれシリンダ１の両端を閉塞して内部に作動室８を形成する前部側板及び後部側板で、前記駆動軸５を軸支している。

９は低圧側の作動室８に連通する吸入口、１０は高圧側の作動室８に連通する吐出口、１１は前記吐出口１０に配設された吐出弁、１０１は絞り孔で、前記吐出口１０の流通面積よりも小さい流通面積に設定され、前記後部側板７の一面（内面）に位置している。

１１１は高圧室カバーで、前記絞り孔１０１と吐出口１０との空間で構成される第一高圧室１０２を形成している。１０３は前記絞り孔１０１と導入孔５３との空間で構成される第二高圧室である。ここで、前記絞り孔１０１は、前記第一高圧室１０２の後部側板７に対向する側壁１１０に設けられている。

１２は高圧ケースで、前記第二高圧室１０３およびこの第二高圧室１０３を経由した圧縮高圧流体中の潤滑油を分離捕捉する分離室５１と、この分離室５１にて分離された潤滑油を貯える貯油室５２を具備し、前記貯油室５２は前記第二高圧室１０３の下部に配設されている。１６は後部側板７に配設されたベーン背圧付与装置本体で、貯油室５２内に貯まった潤滑油を供給口５５より吸入し、給油通路１８を介してベーン背圧室１７に供給している。

前記高圧室カバー１１１、高圧ケース１２、前部側板６および後部側板７は、適宜ボルト（図示せず）にてシリンダ１に締結されている。

ここで、前記分離室５１は、上部に位置する円筒状部５１ａと、この円筒状部５１ａの下部に位置する円錐筒状５１ｂより構成されている。

そして、円錐筒状５１ｂの先端にある排出孔５４は、貯油室５２内に貯留されている潤滑油内に位置する如く開口し、分離室５１上部の円筒状部５１ａには、第二高圧室１０３からの流体を分離室５１内へ、その円周内壁面の接線方向に導く導入孔５３が形成されている。また、前記排出孔５４は、貯油室５２内に貯まる油中に開口しているが、ベーン背圧室１７に潤滑油の供給を行うベーン背圧付与装置１６のオイル供給口５５より下に位置している。

また、前記分離室５１の軸線Ｌｌと平行な軸線Ｌ２上で、分離室５１における円筒状部５１ａの円周内中心部にある分離管５６の下端付近には、前記貯油室５２内の上部に貯まったガスを、再び分離室５１に導入する再導入孔５７が、前記導入孔５３と同様に円周内壁面の接線方向に開口している。

上記構成において、エンジンなどの駆動源より動力伝達を受けて駆動軸５及びロータ２が、図２の矢印で示す時計方向に回転すると、これに伴い低圧流体が吸入口９より作動室８内に流入する。そして、ロータ２の回転に伴いシリンダ１の作動室８で圧縮された高圧流体は、吐出孔１０より吐出弁１１を押し上げて第一高圧室１０２に流入し、絞り孔１０１より第二高圧室１０３内に流入する。

第二高圧室１０３に流入した高圧流体は、分離室５１の円筒状部５１ａに設けた導入孔５３より、分離室５１内に流入する。分離室５１に流入した高圧流体は、導入孔５３が円筒状部５１ａの円周内壁面の接線方向に開口し、また中央に分離管５６が位置していることから分離室５１円周内壁面に沿って旋回する。

この旋回により、質量が大きい潤滑油は壁面に沿い、質量が小さいガス成分（冷媒）は、中央部で旋回し、分離管５６から吐出接続口５８へ流出する。

一方、再導入孔５７では、分離室５１内壁の接線方向に開口していることから、分離室５１内の旋回流によって、貯油室５２内の上部に貯まったガスを再度分離室５１内に激しく吸引する。これにより貯油室５２内の油面の上昇が促進され、分離室５１から貯油室５２への潤滑油の排出効率、つまり分離能力の向上を図ることができる。

また、絞り孔１０１の流通面積は、吐出孔１０の流通面積以下であるため、第一高圧室１０２から第二高圧室１０３へ流れる流体に、一定の抵抗を与え、その絞り孔１０１の絞り効果で、第一高圧室１０２内の圧力脈動が平準化される。また、前記導入孔５３の流通面積は、絞り孔１０１の面積の４０〜８０％の断面積に設定されているため、ここでも第二高圧室１０３から分離室５１へ流入する高圧流体に導入孔５３の絞り効果が作用し、第二高圧室１０３内の圧力脈動がさらに平準化される。

これらの作用により、吐出室（第一高圧室）容積の如何にかかわ吐出接続口５８より流出される流体の圧力脈動の平準化ができる。

ここで、前記吐出口１０の流通面積に対し、絞り孔１０１および導入孔５３の面積を小さくしすぎると吐出抵抗・圧損の増加となるため、絞り孔１０１の面積は、吐出口１０の面積の４０〜８０％、および導入孔５３の面積は、吐出口１０の面積の４０〜８０％の断面積程度とするのが好ましい。

（実施の形態２）
なお、本実施の形態においては、絞り部の構成に、高圧室カバー１１１の一面の壁１１０に絞り孔１０１を設けた一体構造としたが、この壁１１０に相当する別体の絞り部材を後部側板７と高圧室カバー１１１で挟持する構成とすることも可能であり、また第一高圧室１０２の接合面を開口したまま、後部側板７に絞り部を形成することも可能である。

さらに、上述の実施の形態では、圧縮機としてスライディングベーン型ロータリ圧縮機で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローリングピストン型、スクロール型等その他の圧縮機であってもよい。

本発明の実施の形態１における圧縮機の横断面図 同圧縮機における図１のＡ−Ａ線によるロータ部を除くシリンダ部の断面図 同圧縮機における高圧ケースを作動室側から見た図

符号の説明

１ シリンダ
２ ロ一夕
３ ベーンスロット
４ ベーン
５ 駆動軸
６ 前部側板
７ 後部側板
８ 作動室
９ 吸入口
１０ 吐出口
１１ 吐出弁
１２ 高圧ケース
１５ ベーン背圧付与装置本体
１７ ベーン背圧室
１８ 給油通路
５１ 分離室
５２ 貯油室
５３ 導入孔
５４ 排出孔
５５ 供給口
５６ 分離管
５７ 再導入孔
５８ 吐出ロ
１０１ 絞り孔
１０２ 第一高圧室
１０３ 第二高圧室

Claims (9)

1. 吸入口と、吐出口と、流体を吸入圧縮する圧縮機構を備えた圧縮機であって、前記吐出口に連通し、前記圧縮機構から吐出される流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段を具備した分離室と、前記圧縮機構から吐出された流体を前記分離室側に導く高圧室と、この高圧室からの流体を前記分離室内に導く導入孔と、前記圧縮機構の潤滑を行う潤滑油を貯える貯油室と、この貯油室内の潤滑油中に連通し、かつ前記分離室で分離された潤滑油を前記貯油室に導く排出孔を、前記分離室下部に設けた圧縮機において、前記高圧室の一部に、前記流体の流通面積を狭小とする絞り部を設けた圧縮機。
2. 絞り部の流通面積を、吐出口の流通面積より小さく設定した請求項１記載の圧縮機。
3. 導入孔の流通面積を、絞り部の流通面積より小さく設定した請求項１または２記載の圧縮機。
4. 絞り部の流通面積を、吐出口の流通面積の４０％〜８０％の範囲とする請求項２または３記載の圧縮機。
5. 導入孔の流通面積を、絞り部の流通面積の４０％〜８０％の範囲とする請求項２乃至４記載の圧縮機。
6. 吸入口と、吐出口を具備し、流体を吸入圧縮する圧縮機構と、この圧縮機構から吐出された流体が通過する第一高圧室を具備した圧縮ユニットと、前記第一高圧室に連通する第二高圧室を具備した高圧ケースユニットからなる圧縮機であって、前記高圧ケースユニットに、前記第二高圧室からの流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段と、前記分離手段により分離された潤滑油を貯える貯油室を設け、前記第一高圧室と第二高圧室の間に、前記第一高圧室流体の流通面積を狭小とする絞り部を設けた圧縮機。
7. 絞り部を、圧縮ユニットを構成する側板と第一高圧室の接合部に設けた請求項６記載の圧縮機。
8. 絞り部の流通面積を、吐出口の流通面積より小さく設定した請求項６または７記載の圧縮機。
9. 第二高圧室からの流体に含まれる潤滑油を分離する分離手段に、前記第二高圧室と分離手段内部を連通する導入孔を設け、この導入孔の流通面積を、絞り部の流通面積より小さく設定した請求項６乃至８記載の圧縮機。

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