JP2005226452A - 気体圧縮機用油ドレイン管及び気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 曲げ部で屈曲を生じることなく所望のレイアウトに沿って容易に敷設し得る気体圧縮機用油ドレイン管及びこの油ドレイン管を備える気体圧縮機を提供する。
【解決手段】 気体圧縮機１１のハウジングに形成されたドレインポート４２から排出される潤滑油３５を油収容タンク１２に案内すべく端部がドレインポート４２に接続される油ドレイン管１０。油ドレイン管１０は、曲げ変形が可能な管部材１０ａを有し、該管部材にはその曲げ変形時の屈曲を防止する屈曲防止部１０ｂが設けられ、該屈曲防止部で曲げられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空調システムの冷媒を圧縮するのに好適な気体圧縮機から漏れ出る潤滑油を油収容タンクに案内する気体圧縮機用油ドレイン管及びこの油ドレイン管を備える気体圧縮機に関し、特に、ガスエンジンを駆動源とするガスヒートポンプエアコン（ＧＨＰ）に組み込まれる据置型の回転式気体圧縮機に用いるのに好適な油ドレイン管及びこの油ドレイン管を備える気体圧縮機に関する。

従来のＧＨＰに組み込まれる据置型の回転式冷媒気体圧縮機では、ガスエンジンの駆動力が圧縮機のロータの回転軸に伝えられると、蒸発器からの冷媒気体がロータの回転に伴って圧縮を受ける。このロータの円滑な回転のために、その回転軸と該回転軸を受けるすべり軸受との間に潤滑油が供給されている。この回転軸とすべり軸受との間に供給された潤滑油が回転軸に沿って外方に漏れ出ることを防止すべく、潤滑油を気体圧縮機のハウジング内に封じ込めるためのシール部材が、回転軸を取り巻くように、ハウジングの軸受部に関連して配置されている。しかしながら、潤滑油の一部はシール部材を経て回転軸の外端へ向けて漏れ出すことがある。

このシール部材から漏れ出る潤滑油が、グリースのような潤滑剤が適用された他の転がり軸受、例えばガスエンジンからの駆動力を受けるプーリをハウジングに回転可能に支承する転がり軸受に流れ込むと、この転がり軸受に適用されている潤滑剤を洗い流すことがある。この潤滑油の軸受からの流出は、転がり軸受の潤滑不良を引き起こす。また、ガスエンジンの駆動力を断続するためのクラッチ機構がロータの回転軸に設けられた気体圧縮機では、前記したシール部材から漏れ出る潤滑油は、このクラッチ機構に滑りを生じさせる虞がある。

そこで、シール部材から漏れ出た潤滑油による弊害を防止するために、ハウジングには、シール部材から漏れ出る潤滑油を捕獲し、捕獲した潤滑油をハウジングの外部に導くためのドレインポートが形成されており、このドレインポートに接続された油ドレイン管を経て、シール部材から漏れ出た潤滑油は油収容タンクに収容される。この潤滑油の油収容タンクへの回収により、シール部材から漏れ出た潤滑油による転がり軸受からのグリースのような潤滑剤の流出を防止し、あるいはシール部材から漏れ出た潤滑油によるクラッチ機構の滑りを確実に防止することができ、また気体圧縮機の設置環境を油汚染から保護することができる（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２５４２３５号公報（第５−７頁、図５）

しかしながら、ドレインポートから排出された潤滑油を油収容タンクに回収するためには、気体圧縮機と油収容タンクとの間に、システムレイアウトに適合するように油ドレイン管を必要に応じて曲げながら敷設する必要がある。この油ドレイン管の敷設で油ドレイン管の曲げ部に屈曲が生じると、この屈曲すなわち折れ曲がりによって管路内を流れる潤滑油の流路抵抗が著しく増大する。この流路抵抗の増大は、折れ曲がり部分での潤滑油の円滑な案内作用を妨げることから、ドレインポートからの潤滑油のオーバフローを招く虞がある。オーバフローを生じた潤滑油は、前記した転がり軸受の潤滑剤の流出あるいはクラッチ機構の滑りのような種々の弊害の原因となる。

そのため、例え曲げ変形可能な可撓性を有する管部材からなる油ドレイン管を用いても、この管部材に所望の曲げ部を形成する場合には、この曲げ部で屈曲による折れ曲がり部分が生じないように、細心の注意が必要である。特に、油ドレイン管の敷設現場で格別な工具を用いることなく、直線状の油ドレイン管に折れ曲がりが生じないように所望のレイアウトに沿うように該油ドレイン管に適正な曲げ部を形成することは、容易な作業ではなかった。

そこで、本発明の目的は、従来に比較して、曲げ部で屈曲を生じることなく所望のレイアウトに沿って容易に敷設し得る気体圧縮機用油ドレイン管及びこの油ドレイン管を備える気体圧縮機を提供することにある。

本発明は、気体圧縮機のハウジングに形成されたドレインポートから排出される潤滑油を油収容タンクに案内すべく端部が前記ドレインポートに接続される油ドレイン管であって、曲げ変形が可能な管部材を有し、該管部材には該管部材の曲げ変形時の屈曲を防止する屈曲防止部が設けられ、該屈曲防止部で曲げられていることを特徴とする。

本発明に係る前記ドレイン管では、屈曲防止部で、油ドレイン管を屈曲させることなく曲線に沿って滑らかに変形させることができる。そのため、気体圧縮機と油収容タンクのレイアウトの如何に拘わらず、敷設現場で油ドレイン管に形成された屈曲防止部で所望の滑らかな曲げ部を形成することができることから、予め所定の寸法形状に形成された油ドレイン管を準備することなく、ドレインポートと油収容タンクとの間に、流路抵抗の著しい増大を招く折れ曲がり部分を曲げ部に生じさせることなく極めて容易かつ適正に油ドレイン管を敷設することができる。

曲げ変形が可能な管部材には、例えばナイロン１１のような可撓性を有する合成樹脂材料あるいはその他の可撓性を有する金属材料等で形成された管部材を用いることができる。

この管部材に沿って該管部材よりも高剛性を有し曲げ変形可能な例えばユニクロ線のような針金からなる芯部材を配置することにより、屈曲防止部を構成することができる。管部材の剛性よりも高い剛性を示す芯部材は、管部材に曲げのための変形力が加えられたとき、その剛性により、管部材に円滑な潤滑油案内作用の妨げとなる屈曲部が形成されることを防止する。

管部材よりも高剛性を示す芯部材は、管部材に沿ってその内方に配置することができる。また、芯部材を管部材の外方で該管部材に沿って配置することができる。この場合、芯部材を例えばインシュロックタイのような結束バンドを用いて管部材に結合することができる。

前記した芯部材を用いることに代えて、管部材に蛇腹構造部分を形成することができる。この蛇腹構造部分は、曲げ変形を受けてもこの蛇腹構造部分で屈曲を生じることはないことから、前記したと同様な屈曲防止部を構成する。

蛇腹構造部分を管部材の長手方向に一様に連続して形成することができ、その一例として、例えば蛇腹構造を有する自在管を用いることができる。またこれに代えて、蛇腹構造部分を管部材の長手方向に分断された複数の領域に形成することができる。

本発明に係る油ドレイン管は、ガソリンエンジンあるいは電気モータを駆動源とする車両用空調システムに用いることができるが、建物の空調システムに組み込まれるガスエンジンにより作動される据置型の回転式気体圧縮機から漏れ出る潤滑油を油収容タンクに案内する油ドレイン管に用いることができる。これにより、油ドレイン管の敷設作業が容易となり、しかもシール部材から漏れ出た潤滑油による転がり軸受からのグリースのような潤滑剤の流出を防止し、あるいはシール部材から漏れ出た潤滑油によるクラッチ機構の滑りを確実に防止すると共に、回転式据置型気体圧縮機の設置環境を油汚染から確実に保護することができる。

本発明に係る前記ドレイン管及びこのドレイン管を備える気体圧縮機によれば、気体圧縮機と油収容タンクのレイアウトの如何に拘わらず、油ドレイン管の屈曲防止部に所望の曲げ部を形成することができることから、予め所定の寸法形状に形成された油ドレイン管を準備することなく、また敷設現場で格別な工具を用いることなく、ドレインポートと油収容タンクとの間に、曲げ部に屈曲部を形成することなく極めて容易かつ適正に油ドレイン管を敷設することができる。

本発明が特徴とするところは、図示の実施例に沿っての以下の説明により、さらに明らかとなろう。

本発明に係る油ドレイン管１０は、図１に示す例では、例えばガスヒートポンプ（ＧＨＰ）のような空調システムで、その冷媒を圧縮する気体圧縮機１１から漏れ出る潤滑油を油収容タンクであるオイルキャッチタンク１２に案内するために、気体圧縮機１１に設けられている。気体圧縮機１１は、図示しないが従来よく知られた凝縮器、膨張弁、蒸発器等と共に、冷媒のための循環経路を構成する。

気体圧縮機１１は、図示の例では、ベーン・ロータリ式圧縮機である。気体圧縮機１１は、一端開放の筒状体から成るハウジング本体１３ａと該ハウジング本体の前記開放端を閉じるフロントハウジング部材１３ｂとを有するハウジング１３を備える。ハウジング１３内には、両端開放の筒状シリンダ部材１４と、該筒状シリンダ部材の各端を閉鎖するフロントサイドブロック１５及びリアサイドブロック１６が収容され、これらによって楕円形の横断面を有するシリンダ室１７が形成されている。シリンダ室１７には、両サイドブロック１５、１６に形成された滑り軸受１８及び１９で回転可能に支持された回転軸２０を有するロータ２１が配置されている。ロータ２１は円形横断面形状を有し、このロータ２１には、シリンダ室１７を周方向へ複数のチャンバ１７ａに区画する複数のベーン２２が摺動可能に保持されている。

フロントハウジング部材１３ｂには、フロントサイドブロック１５の滑り軸受１８を貫通する回転軸２０の先端部を受け入れる円筒形の軸部２３が形成されている。軸部２３には、該軸部の外周を取り巻いて配置された環状ボールベアリングからなる転がり軸受２４を介して、プーリ２５が回転可能に設けられている。プーリ２５内には電磁石装置２９が組み込まれている。電磁石装置２９は、軸部２３の先端部に固定されたアーマチャ２６に弾性体２８を介して支持されかつプーリ２５の側部に間隔をおくクラッチ板２７を電磁吸着力で弾性体２８のばね力に打ち勝って吸着することにより、プーリ２５と一体的にアーマチャ２６を回転させる。このクラッチ板２７及び電磁石装置２９等は、いわゆる電磁クラッチ機構を構成する。

プーリ２５には、図示しないベルトが掛けられ、該ベルトを経て例えばガスエンジンのような駆動源からの回転力が伝えられることにより、プーリ２５が回転する。前記電磁クラッチ機構の電磁石装置２９への通電が遮断されているとき、クラッチ板２７は弾性体２８のばね力によってプーリ２５の側面から間隔をおいて保持されることから、回転軸２０は回転することなく、従って、気体圧縮機１１は非作動状態におかれる。

電磁石装置２９への通電によって該電磁石装置に電力が供給されると、その電磁吸着力によってクラッチ板２７がプーリ２５と一体的に回転することから、その回転力がアーマチャ２６を経て回転軸２０に伝えられ、ロータ２１が回転する。このロータ２１の回転によってベーン２２がシリンダ室１７の周面を摺動すると、この摺動に伴い、従来よく知られているように、各チャンバ１７ａでの吸入、圧縮及び吐出の各行程が進行する。

吸入行程では、フロントハウジング部材１３ｂに設けられた吸入口３０から該吸入口に設けられた逆止弁３１を経て、図示しない前記蒸発器から排出される低温低圧の冷媒ガスがチャンバ１７ａに吸入される。チャンバ１７ａ内に吸入された冷媒ガスは、圧縮行程で圧縮されることにより、高温高圧の冷媒ガスとなる。この高温高圧の冷媒ガスは、吐出行程で、ハウジング本体１３ａ内に設けられた高圧室３２から吐出口３３を経て図示しない前記凝縮器へ送出される。

高圧室３２内には、従来よく知られているように、冷媒に含まれる潤滑油を冷媒から分離するための油分離器３４が設けられており、圧縮された冷媒から油分離器３４により分離された潤滑油３５が高圧室３２の底部に貯められている。この高圧室３２内の潤滑油３５は、高圧室３２内の圧力により、リアサイドブロック１６、筒状シリンダ部材１４及びフロントサイドブロック１５のそれぞれに設けられた油通路３６、３７、３８を経て、各滑り軸受１８及び１９に供給される。この滑り軸受１８及び１９に供給された潤滑油３５の一部は、各フロントサイドブロック１５、リアサイドブロック１６に設けられた油だめ用凹所３９（サライ）を経て、従来よく知られているようにベーン２２を受け入れるロータ２１のベーン溝（図示せず）に供給され、各ベーン２２をシリンダ室１７の周面に押圧する背圧として作用する。

滑り軸受１８及び１９に供給された潤滑油３５の残部は、回転軸２０に沿ってその外端へ向かう。この外端へ向けての潤滑油３５の流れを遮断するために、フロントハウジング部材１３ｂの軸部２３の内方には、回転軸２０を取り巻く環状のシール部材４０ａ及び環状のカバープレート４０ｂを有するシール機構４０が設けられている。

また、フロントハウジング部材１３ｂには、その軸部２３の内周面の下部に配置され、シール機構４０を漏れ出る潤滑油３５を捕獲するための凹所４１と、該凹所内に捕獲された潤滑油３５をハウジング１３の外部に導くために凹所４１の底部からフロントハウジング部材１３ｂの下部に伸び、該フロントハウジング部材の下面に開放するドレインポート４２とが形成されている。

本発明に係る油ドレイン管１０は、シール機構４０を漏れ出て凹所４１に捕獲された潤滑油３５をドレインポート４２を経てオイルキャッチタンク１２に案内するために、一端がドレインポート４２の開放口に接続されており、他端がオイルキャッチタンク１２内に開放する。

油ドレイン管１０は、図１及び図２に示すように、例えばナイロン１１のような可撓性を有する合成樹脂材料から成る管部材１０ａと、該管部材の長手方向に沿って帯状に伸びる芯部材１０ｂとを備える。芯部材１０ｂは、管部材１０ａの剛性よりも高い剛性を有し曲げ変形可能の例えば金属材料から成る。芯部材１０ｂは、図２に示すように、管部材１０ａの周面に沿った弧状断面形状を有し、その内周面が接着剤を介して管部材１０ａの外周面に接着されている。

管部材１０ａの外周面に接着され該管部材の長手方向に伸びる芯部材１０ｂは、その高剛性により、管部材１０ａに曲げ変形力が加えられたとき管部材１０ａに折れ曲がりによって管部材１０ａに屈曲部が形成されることを防止する。この芯部材１０ｂは、管部材１０ａに、その長手方向に沿って配置されていることから、この場合、油ドレイン管１０の長手方向の全域に屈曲防止部（１０ｂ）が形成される。

従って、図１に示すように、気体圧縮機１１から該気体圧縮機下のオイルキャッチタンク１２に向けてドレインポート４２から排出される潤滑油３５が確実にオイルキャッチタンク１２内に案内されるように、油ドレイン管１０の敷設現場で格別な工具を用いることなく、油ドレイン管１０に折れ曲がりを生じることなく所望箇所に所望の曲部を形成することができる。

また、本発明に係る油ドレイン管１０は、その管部材１０ａの内部を流れる潤滑油３５の円滑な流れを妨げる折れ曲がりを生じないことから、凹所４１内の潤滑油３５をドレインポート４２から油ドレイン管１０を経て確実にオイルキャッチタンク１２内に導くことができるので、凹所４１内の潤滑油３５がオーバフローすることを確実に防止し、このオーバフローした潤滑油３５による転がり軸受２４のグリースの流出及び前記クラッチ機構の滑りを確実に防止することができる。

一対の芯部材１０ｂを管部材１０ａの直径方向に対向させて該管部材の外周に配置することができ、また芯部材１０ｂを管部材１０ａの外周面に配置することに代えて該管部材の内周面に配置することができる。しかしながら、容易な製造を可能とする上で、図２に示したように管部材１０ａの外周面に沿って芯部材１０ｂを配置することが望ましい。

また、弧状横断面形状を有する芯部材１０ｂに代えて、例えばユニクロ線のような針金を用い、該針金を管部材１０ａに沿ってこれに接着することができる。

図３に示す油ドレイン管１１０は、油ドレイン管１０におけると同様な管部材１０ａと、前記針金からなる芯部材１０ｂとが、インシュロックタイのような複数の結束バンド１０ｃを用いて、油ドレイン管１１０の長手方向へ所定の間隔をおく毎に結束されている。結束バンド１０ｃにより管部材１０ａに沿ってこれに結合された針金からなる芯部材１０ｂは、前記したと同様に、油ドレイン管１１０の全長にわたる屈曲防止部を構成する。

従って、図３に示すように、ドレインポート４２からオイルキャッチタンク１２に至る所望形状の油ドレイン管１１０を折れ曲がりを生じることなく形成することができる。

また、図１及び図２に示した油ドレイン管１０に沿って説明したと同様に、管部材１０ａの周方向に配列されそれぞれが管部材１０ａの長手方向に沿って配置された複数の芯部材１０ｂを結束バンド１０ｃにより結合することができる。

図４及び図５に示す油ドレイン管１２０は、油ドレイン管１０におけると同様な管部材１０ａと、該管部材の内方で管部材１０ａに沿って配置された前記針金からなる芯部材１０ｂとを備える。芯部材１０ｂは、管部材１０ａ内で拘束されておらず、単に、管部材１０ａ内に芯部材１０ｂを挿入した後、所望部分に曲げ部を形成することにより、図４に示すように、芯部材１０ｂの剛性によって管部材１０ａに折れ曲がりを生じることなく油ドレイン管１２０を所望形状に形成することができる。

図６に示す油ドレイン管１３０は、例えばナイロン１１のような可撓性を有する合成樹脂材料から成る管部材１０ａに、蛇腹構造部分１０ｄが形成された例を示す。図示の例では、３つの蛇腹構造部分１０ｄが管部材１０ａの長手方向へ互いに間隔をおいて形成されている。油ドレイン管１３０では、その蛇腹構造部分１０ｄで曲げることにより、折れ曲がりを生じることなく、この蛇腹構造部分１０ｄで所望の曲げ部を形成することができる。

蛇腹構造部分１０ｄが管部材１０ａの全長にわたって形成された自在管を用いることができ、これにより所望箇所で折れ曲を生じることなく油ドレイン管１３０を所望形状に形成することができる。

前記したところでは、管部材１０ａを合成樹脂材料で形成した例について説明したが、管部材１０ａを可撓性を有する金属材料、その他の材料で形成することができる。また、本発明に係る油ドレイン管は、前記したベーン回転式気体圧縮機あるいはクラッチ機構の有無に拘わらず、種々のタイプの気体圧縮機に用いることができる。

本発明に係る油ドレイン管が適用された気体圧縮機の断面図である。 図１に示すII−II線に沿って得られた断面図である。 本発明に係る油ドレイン管の他の例を気体圧縮機の一部と共に示す部分拡大図である。 本発明に係る油ドレイン管のさらに他の例を示す図３と同様な図面である。 図４に示すV−V線に沿って得られた断面図である。 本発明に係る油ドレイン管のさらに他の例を示す平面図である。

符号の説明

１０、１１０、１２０、１３０ 油ドレイン管
１０ａ 管部材
１０ｂ （屈曲防止部）芯部材
１０ｃ 結束バンド
１０ｄ （屈曲防止部）蛇腹構造部分
１１ 気体圧縮機
１２ （油収容タンク）オイルキャッチタンク
１３ ハウジング
３５ 潤滑油
４２ ドレインポート

Claims (7)

1. 気体圧縮機のハウジングに形成されたドレインポートから排出される潤滑油を油収容タンクに案内すべく端部が前記ドレインポートに接続される油ドレイン管であって、曲げ変形が可能な管部材を有し、該管部材には該管部材の曲げ変形時の屈曲を防止する屈曲防止部が設けられ、該屈曲防止部で曲げられていることを特徴とする気体圧縮機用油ドレイン管。
2. 前記管部材には、該管部材に沿って該管部材よりも高剛性を有し曲げ変形が可能の芯部材が配置され、該芯部材により前記管部材の屈曲が防止されている請求項１に記載の油ドレイン管。
3. 前記芯部材は前記管部材に沿ってその内方に配置されている請求項２記載の油ドレイン管。
4. 前記管部材には蛇腹構造部分が形成され、該蛇腹構造部分により前記屈曲防止部が構成されている請求項１に記載の油ドレイン管。
5. 前記管部材は蛇腹構造を有する自在管から成る請求項４に記載の油ドレイン管。
6. 前記気体圧縮機は、ロータを有する回転式であり、かつ前記ロータの回転軸に設けられたクラッチ機構を経てガスエンジンから伝えられる駆動力で作動する据置型の気体圧縮機であり、この回転式据置型の気体圧縮機に設けられる請求項１に記載の油ドレイン管。
7. 請求項１乃至６のいずれか一つに記載の油ドレイン管を備えることを特徴とする気体圧縮機。

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