JP2005226453A - 気体圧縮機用油ドレイン管及び気体圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】 多数の長さ寸法の油ドレイン管を予め用意することなく、また敷設現場で油ドレイン管を切断することなく、適正な長さで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１３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は入れ子式に組み合わされた少なくとも２つの管部材１０ａ、１０ｂから成る。
【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、ロータの回転に伴って冷媒気体が圧縮を受ける。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。また、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、気体圧縮機と油収容タンクとの間隔は一様ではない。このため、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確実に回収するために必要とされる油ドレイン管の長さ寸法はシステムレイアウト毎に異なる。

そのため、システムレイアウト毎に気体圧縮機と油収容タンクとの間隔に応じた適正な長さ寸法を有する油ドレイン管を予め用意する必要があり、それぞれが長さ寸法を異にする多数の油ドレイン管の中から適正な長さの油ドレイン管を選択する必要があることから、コストアップの要因になっていた。

また、長さ寸法を異にする多数の油ドレイン管の中から適正な長さの油ドレイン管を選択することに代えて、油ドレイン管の敷設現場で該油ドレイン管を所望長さに切断することが考えられるが、この場合、敷設現場で油ドレイン管を正確に所望の長さに切る切断工程が必要となることから、敷設作業の複雑化を招く。

そこで、本発明の目的は、多数の長さ寸法の油ドレイン管を予め用意することなく、また敷設現場で油ドレイン管を切断することなく、適正な長さで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、その長手方向へ伸縮可能な管から成ることを特徴とする。

本発明に係る前記ドレイン管では、該ドレイン管を構成する管は該管の長手方向へ伸縮可能であることから、前記ドレイン管の長さ寸法を、その伸縮可能な範囲内で、気体圧縮機と油収容タンクとの間隔に応じた適正な長さに調整することができる。

前記管は、相互に入れ子式に組み合わせられた少なくとも２つの管部材で構成することができる。各管部材は、例えば、シリコーンゴムのようなゴム材料、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することができる。各管部材は、可撓性を有しない金属材料で形成することができるが、所望の曲げ変形を可能とする上で、曲げ変形可能な可撓性を有する材料で形成することが望ましい。

また、前記管は、入れ子式に代えて、蛇腹構造によって伸縮可能とすることができる。この場合、管をナイロン１１のような可撓性を有する合成樹脂材料で形成することができる。蛇腹構造部分は管の長手方向に一様に連続して形成することができ、連続する蛇腹構造部分に代えて、この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、該ドレイン管を構成する管は伸縮可能であることから、前記ドレイン管の長さ寸法を、その伸縮可能な範囲内で、気体圧縮機と油収容タンクとの間隔に応じた適正な長さに調整することができるので、敷設現場で油ドレイン管を切断することなく、また各種の長さから所望長の油ドレイン管を選択することなく、ドレインポートと油収容タンクとの間に、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第１の管部材１０ａと、該管部材を摺動可能に受け入れるべく第１の管部材１０ａの外径よりも僅かに大きな内径を有し、第１の管部材と同一材料から成る第２の管部材１０ｂとを備える。第１の管部材１０ａの一端はドレインポート４２の開放口に接続され、その他端は第２の管部材１０ｂの一端に挿入されている。第２の管部材１０ｂの他端は、気体圧縮機１１下に配置されたオイルキャッチタンク１２内に開放する。

両管部材１０ａ、１０ｂは相互に入れ子式に嵌合されていることから、第２の管部材１０ｂを第１の管部材１０ａに対して摺動することにより、油ドレイン管１０により案内される潤滑油３５が跳ねることなく適正にオイルキャッチタンク１２内に導かれるように、油ドレイン管１０の長さ寸法を調整することができる。

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、種々の長さ寸法のドレイン管を用意することなく、またドレイン管を所望長に切断することなく、油ドレイン管１０を所望長に設定することができ、これにより容易且つ安価に適正長の油ドレイン管１０を気体圧縮機１１及びオイルキャッチタンク１２間に敷設することができる。

図１及び図２に示した例では、第１の管部材１０ａを第２の管部材１０ｂの内方へ嵌合させたが、これとは逆に、第１の管部材１０ａの内径を第２の管部材１０ｂの外径よりも大きくすることにより、第１の管部材１０ａ内に第２の管部材１０ｂを嵌合させることができる。また、２つの管部材１０ａ、１０ｂを入れ子式に嵌合させた１段の入れ子式油ドレイン管１０に代えて、３つ以上の管部材を相互に入れ子式に嵌合させた多段の入れ子式油ドレイン管１０とすることができる。

図３に示す油ドレイン管１１０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１０ｃが形成された例を示す。図示の例では、管部材１０ａのほぼ中央部に１つの蛇腹構造部分１０ｃが形成されている。この蛇腹構造部分１０ｃは、管部材１０ａの両端に引張り力を作用させたとき、該管部材の長手方向へ伸長し、その形態を保持する。従って、油ドレイン管１１０は、その長手方向寸法を調整することができるので、実施例１の油ドレイン管１０におけると同様に、油ドレイン管１１０により案内される潤滑油３５が跳ねることなく適正にオイルキャッチタンク１２内に導かれるように、その長さ寸法を調整することができる。

また、油ドレイン管１１０では、その蛇腹構造部分１０ｃ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１０ｃで所望の曲げ部を形成することができるので、管部材１０ａの長手方向へ間隔をおいて複数の蛇腹構造部分１０ｃを形成し、各蛇腹構造部分１０ｃで所望の曲げ部を形成することにより、気体圧縮機１１と油収容タンク１２との間に、そのシステムレイアウトの如何に拘わらず、これに適合するように油ドレイン管１１０を必要に応じて曲げながら敷設することができる。

また、蛇腹構造部分１０ｃを管部材１０ａの全長にわたって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に示した油ドレイン管を拡大して部分的に示す断面図である。 本発明に係る油ドレイン管の他の例を示す正面図である。

符号の説明

１０、１１０ 油ドレイン管
１０ａ、１０ｂ 管部材
１０ｃ 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 (5)

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、その長手方向へ伸縮可能な管から成ることを特徴とする気体圧縮機用油ドレイン管。
2. 前記管は、相互に入れ子式に組み合わせられた少なくとも２つの管部材を備える請求項１に記載の油ドレイン管。
3. 前記管は伸縮可能の蛇腹構造を有する請求項１に記載の油ドレイン管。
4. 前記気体圧縮機はロータを有する回転式圧縮機であり、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。
5. 請求項１乃至４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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