JP2005299391A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】分離室の内径や導入孔の大きさは、一義的に固定されるため、圧縮機の吐出量が異なる毎に、各々の導入孔、分離室の諸元を決定し、リアケースを個別に保有する必要がある。
【解決手段】一つのリアケース１２の分離室５１内にスペーサ５７を構成し、リアケース１２で構成される圧縮機の吐出量及び要求されるオイル分離性能に合わせて、スペーサ５７の内径、導入孔５３の大きさを設定する。この構成により、同一のリアケースを用いた圧縮機で吐出量及びオイル分離要求性能を変化しても、スペーサのみ変更することで、求められるオイル分離性能を満足するオイルセパレータを有する圧縮機が提供可能となる。
【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用いられる圧縮機に関するものである。

圧縮機においては、一般に、圧縮された流体と共に圧縮機潤滑油の一部を空調装置のシステムサイクル中へ吐出してしまうが、この潤滑油がサイクル中に多く吐出されるほどシステム効率が低下する。そこで、空調装置のシステムサイクル中への潤滑油の吐出を抑制するため、圧縮機構の吐出側に、圧縮された流体から潤滑油を遠心分離する分離室を設けている（例えば、特許文献１参照）。

これはいわゆる遠心分離式オイルセパレータであり、圧縮機構から吐出される冷媒から潤滑油を分離する分離室を圧縮機リアハウジングの後端に設け、分離室の上部に吐出孔を、分離室の側面に、高圧室から吐出冷媒を導入する導入孔を形成している。

分離室の下側（重力の向き）には分離された潤滑油を貯える貯油室が形成され、分離室で分離された潤滑油を貯油室に排出する排出孔が分離室に形成されている。そして、分離された潤滑油が排出孔より吹き出されて直接貯油室の油面に衝突しないよう、排出孔を水平方向に向けて開口し、排出孔開口部に対向して排出孔から吹き出される潤滑油が衝突する衝突壁を形成している。
特開平１１−８２３５２号公報

従来の圧縮機の本機構において、分離室の内径や導入孔の大きさは、一義的に固定されている。すなわち、圧縮機の吐出量が異なる毎に、各々の導入孔、分離室の諸元を決定し、リアケースを個別に製作して保有する必要がある。リアケースは従来アルミダイカストで製造されるため、そのための金型費用や加工設備費用が多く必要となる。

そこで本発明は、上述の従来の課題を鑑み、導入孔、分離室の仕様をスペーサを設定するだけで、個別のオイル分離性能を発揮できる圧縮機を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、分離室内にスペーサを構成し、本スペーサにより旋回室内径、導入孔の大きさを圧縮機吐出毎及び要求されるオイル分離性能に合わせて任意に設定する構造としたものである。

このような構成により、吐出量及びオイル分離要求性能を変化しても同上リアケースを用い、スペーサのみ変更することで、求められるオイル分離性能を満足するオイルセパレータを有する圧縮機が提供可能となる。

以上説明したように、本発明の圧縮機においては、吐出冷媒ガスから潤滑油を分離する分離室を、圧縮機吐出量の大きさに合わせ所定の旋回効率を発揮できる内径を設定したスペーサで構成することにより、吐出量の異なる圧縮機においても、スペーサのみ設定することで分離室を有するリアケースの共用化が可能となり、金型費用、加工設備費用が低減できる。

更に、リアケース側導入孔をスペーサ側導入孔より大きく開口し、スペーサ側導入孔の大きさを自由に設定できるように構成することで、潤滑油の分離性能確保と、吐出ガスの脈動圧低減の調整が可能となる。

以下、本発明をいわゆるベーンロータリータイプの圧縮機に適応した例に基づき、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による圧縮機の横断面図、図２は、図１に示す圧縮機のＡ−Ａ断面図である。図１及び図２において、この圧縮機は、円筒内壁を有するシリンダ１に略円柱状のロータ２がその外周の一部がシリンダ１の内壁と微少隙間を形成するように回転自在に収容されている。ロータ２には複数のベーンスロット３が等間隔に設けられており、ベーンスロット３内には、摺動自在にベーン４がそれぞれ挿入されている。ロータ２はこれと一体的に形成された駆動軸５が回転駆動されることにより回転する。

シリンダ１の両端開口部はそれぞれ前部側板６及び後部側板７により閉塞され、シリンダ１内部に作動室８が形成される。作動室８には吸入口９及び吐出口１０が連通し、吐出口１０は高圧通路１３に接続され、吐出口１０と高圧通路１３との間には吐出弁１１が配設されている。

後部側板７には、高圧ケース１２が取り付けられており、高圧ケース１２内に、圧縮された高圧流体に含まれる潤滑油を分離するための分離室５１が形成され、分離室５１に冷媒を導くための導入孔５３を有する。さらに分離室５１の内周面には所定の内径を有するスペーサ５７が密接して嵌めこまれている。

さらに、高圧ケース１２内には、高圧室１４、貯油室５２が形成されている。分離室５１は、分離室５１と貯油室５２を隔てる隔壁に設けられた導油路５０を介して、貯油室５２と連通する。貯油室５２に貯められた潤滑油は給油路１８を介して圧縮機構を構成するロータ２、ベーン４、シリンダ１内壁等に供給され、各部を潤滑すると共に、ベーン背圧室１７に供給され、その圧力によりベーン４をロータ２の外側へ押し出す働きをする。

潤滑油の給油は貯油室５２から圧縮機構に潤滑油を供給する給油路１８を介して行われ、給油路１８の途中には、ベーン背圧調整装置１６が設けられている。ベーン背圧調整装置１６は圧縮機構へ供給する潤滑油の給油圧力や給油量を圧縮機構周辺の流体（冷媒）圧力に応じて制御する。

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において時計方向に回転すると、これに伴い低圧流体（冷媒）が吸入口９より作動室８内に流入する。ロータ２の回転に伴い圧縮された高圧流体は吐出口１０より吐出弁１１を押し上げて高圧通路１３に吐出され、高圧流体は導入孔５３から分離室５１内のスペーサ５７内部に流入し、分離室５１内部で高圧流体に含まれる潤滑油が分離される。

分離室５１に高圧流体を導く導入孔５３は、分離室５１の円筒空間の接線方向に高圧流体を導くように、分離室５１の内周面に沿って、圧縮流体が吐出されるように形成されている。分離室５１の円筒空間内で高圧流体をより円滑に旋回させるためである。高圧流体は円筒空間を旋回して潤滑油が分離された後、ガス排出口５８より圧縮機外に吐出される。

高圧流体に含まれる潤滑油は円筒空間を旋回中に遠心力により円筒空間の外周面（分離室５１の内周面）に接触し冷媒ガスから分離される。分離された潤滑油は内周面に沿って下方に移動する。本実施の形態１では、円筒空間下部にこれに結合して略逆円錐状の空間が形成されており、分離室５１は主にこの略逆円錐状の空間と上述の円筒空間内のスペーサ５７とから構成される。

分離室５１の下部先端には貯油室側開口部５４が形成され、貯油室側開口部５４は貯油室５２に貯まった潤滑油の油面より鉛直方向において下方の潤滑油中で開口している。

また、貯油室５２上部と分離室５１との間に、この相互間の流体移動を許容する連絡通路５５を設け、貯油室５２上部に溜まった冷媒ガス等の流体のガス抜き孔として作用させ、貯油室５２の潤滑油を押し上げるよう構成されている。

スペーサ５７について詳細に説明する。図３および図４は、図１に示す圧縮機のＢ−Ｂ断面図で、それぞれの内径をφＤ１およびφＤ２として異なった径に設定した例を示すものである。

スペーサ５７は、所定の旋回効率を発揮できるようその内径を設定し、さらに導入孔５３を設けて、分離室５１上方に嵌めこんで設置している。例えば、吐出量の大きい圧縮機の場合、図３の如くスペーサ５７の内径φＤ１を大きく設定し、また、吐出量の小さい圧縮機の場合は、図４の如くスペーサ５７の内径φＤ２を小さく設定することにより、分離室５１内での高圧流体に含まれる潤滑油の分離性能を確保することができる。

以上のように構成した圧縮機によれば、同一形態、構造の圧縮機で、吐出量のみ異なる場合において、旋回室を構成するスペーサのみ、その内径の設定を変更することで、分離室を有するリアケースの共用化が可能となり金型費用、加工設備費用が低減可能となる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２による圧縮機の横断面図で、図６は、図５に示す圧縮機のＣ−Ｃ断面図である。実施の形態１に対して、リアケース側導入孔５３ａをスペーサ側導入孔５３ｂより大きく開口しておき、スペーサ側導入孔５３ｂの大きさを自由に設定できるようにしたものであり、それ以外の点は、実施形態１と同様であるので、その説明は省略する。

一般に、導入孔５３が大きい場合、潤滑油の分離性能は確保できるが、吐出ガスの脈動圧が大きくなるため、エアコンシステム側を振るわせて脈動による音が大きくなる場合がある。また、導入孔５３が小さい場合、脈動を低減することは可能だが、中高速域でのオイル分離性能が低減する課題がある。すなわち、エアコンシステム側の要求の大きさより、導入孔５３を決定する必要がある。

本実施の形態２の場合、分離室に導入される流体の流速、量はスペーサ側導入孔５３ｂにより決定される。

よってリアケース側導入孔５３ａを変更することなく、エアコンシステム側の要求に合わせて導入孔５３ｂを決定したスペーサ５７を配設することで、各要求に合致した圧縮機を提供することが可能となる。

なお、上述の実施の形態１及び２では、圧縮機構としてスライディングベーン型ロータリ圧縮機構を例に採り説明したが、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構の採用も可能である。

本発明の実施の形態１による圧縮機の横断面図 図１に示す圧縮機のＡ−Ａ断面図 図１に示す圧縮機のＢ−Ｂ断面図 図１に示す圧縮機のＢ−Ｂ断面図 本発明の実施の形態２による圧縮機の横断面図 図５に示す圧縮機のＣ−Ｃ断面図

符号の説明

５１ 分離室
５３ 導入孔
５３ａ リアケース側導入孔
５３ｂ スペーサ側導入孔
５７ スペーサ

Claims (2)

1. 潤滑油を含む流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構により圧縮された前記流体が導入されて旋回し、この旋回による遠心力により、前記流体に含まれる潤滑油の少なくとも一部が分離される分離室を備えた圧縮機であって、前記分離室は、少なくとも導入された流体が旋回する柱状空間部と、前記圧縮機構により圧縮された流体を導入する導入孔とを有すると共に、前記柱状空間部の内径が所定の大きさになるように設定したスペーサを設けたことを特徴とする圧縮機。
2. 流体を導入する導入孔を所定の大きさに設定したスペーサを設けたことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。

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