JP2006037894A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

【課題】吐出室の容積を広く取ることによりマフラー効果を高めた圧縮機において、潤滑油の分離の効果を高めるため、導入孔を高い位置に配すると潤滑油が吐出されずに吐出室下部に滞留し、必要潤滑油の封入量を多くする必要があり、また滞留した潤滑油によって吐出室の実質容積が減りマフラー効果も低減するという課題を有していた。
【解決手段】吐出室を仕切って吐出室Ａと吐出室Ｂに分けるとともに、間に吐出通路５８を配設し、吐出通路５８の出口５８ｂが、吐出室Ｂ１４内の最下部（重力の向き）に配することにより、気体流の流動による拡散で、吐出室Ｂ１４下部に潤滑油が滞留することを防止する。
【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圧縮機等の油分離に関するものである。

このような圧縮機においては、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。流体と共に吐出される圧縮機の潤滑油の量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。

このため、従来の圧縮機においては、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分離する分離室を設けている（例えば、特許文献１参照）。

図７は、従来の圧縮機の断面図である。圧縮機構１１０の吐出ポート１１３から吐出冷媒は、吐出室１２２ａと導入孔１２２を通じて、冷媒から潤滑油を分離する分離室１２１に導入される。分離室１２１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１３０が形成され、分離室１２１で分離された潤滑油を貯油室１３０に排出する排出孔１２３が分離室１２１に形成されている。そして、貯油室１３０には、排出孔１２３から吹き出す潤滑油を衝突させ、排出孔１２３から吹き出す潤滑油が、貯油室１３０内の油面に直接衝突することを防止する衝突壁１１１ａが形成されている。これにより、排出孔１２３から吹き出した潤滑油は、先ず、衝突壁１１１ａに衝突させることによって、貯油室１３０内の油面に直接衝突することを防止している。したがって、油面が変動することを抑制することができるので、潤滑油が貯油室１３０から分離室１２１に逆流してしまうことを防止している。
特開平１１−８２３５２号公報

ところで、該公報記載の圧縮機においては、吐出ポートから導入孔に至る吐出室の容積を広く取ることによりマフラー効果となり吐出脈動低減が可能となる。しかしながら分離の効果を高めるため、吐出室と分離室とを連通する導入孔を高い位置に配し前記導入孔と排出孔の距離を取る必要がある。前記導入孔を高い位置に配すると吐出室の内部で分離した潤滑油が吐出されずに吐出室下部に滞留する。吐出室下部に潤滑油が滞留すると必要潤滑油の封入量を多くする必要があり、また滞留した潤滑油によって吐出室の実質容積が減りマフラー効果も低減するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、吐出室内に潤滑油が滞留しない構成を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、吐出ポートから吐出された冷媒が吐出室の最下面（重力の向き）に向けて、排出される吐出通路を設けることにより、気体流の流動による拡散で、吐出室下部に潤滑油が滞留しなくなり、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となる吐出室下部に潤滑油が滞留しない構成が可能となる。

本発明により、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となる。また、吐出室の容積を
確保する事ができマフラー効果により吐出脈動低減が可能となる。

以下、本発明の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

第１の発明は、冷媒とオイルを吸入し圧縮し吐出する圧縮機構と、圧縮機構から吐出された冷媒とオイルが混合した気流体が流入する吐出室Ａと吐出室Ｂとを連通する吐出通路と、前記吐出室Ｂと前記気流体からオイルを分離する油分離室とを連通する導入孔と、前記油分離室から排出されるオイルを蓄える貯油室を備え、前記油分離室の排出孔は前記貯油室のオイル中に開口した圧縮機において、前記吐出通路の出口が、前記吐出室Ｂ内の最下部（重力の向き）に開口していることにより、気体流の流動による拡散で、吐出室Ｂ下部に潤滑油が滞留しなくなり、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となる吐出室Ｂ下部に潤滑油が滞留しない構成が可能となる。さらに吐出室Ｂの容積を確保する事が可能となりマフラー効果により吐出脈動低減が可能となる。

第２の発明は、特に第１の発明の吐出通路を、吐出室Ｂと油分離室と貯油室など形成する高圧ケースと圧縮機構との合わせ面に用いるシール部材であるシールパッキンと前記圧縮機構の部材とで構成することにより、安価で構成することが可能となる。

第３の発明は、特に第１の発明の吐出通路を、前記貯油室内に蓄えられた潤滑油を、前記圧縮機構へと供給するオイル供給装置と前記圧縮機構の部材とで構成することにより、安価で構成することが可能となる。

第４の発明は、特に第１〜３のいずれか１つの発明の吐出通路の出口の断面積を、入口の断面積以下で形成することにより、吐出室Ｂの容積を拡大することなく、マフラー効果の性能を向上することができ、吐出脈動低減が可能となる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における圧縮機の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図で、同圧縮機の作動室の断面を示す図である。

図において、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は吐出室Ａ１３に接続され、吐出口１０と吐出室Ａ１３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内には吐出室Ｂ１４、分離室５１及び貯油室５２が形成されている。吐出室Ｂ１４の上部には分離室５１に連通させるように配された導入孔５３が開いており、吐出室Ｂ１４の最下面（重力の方向）に直接圧縮された高圧流体が吐出される吐出通路５８の出口が配されている。

分離室５１は、圧縮された高圧流体にふくまれる潤滑油を分離するために設けられている。分離室５１は排出孔５０を介して貯油室５２と連通している。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を押し上げて吐出室Ａ１３、吐出通路５８を介して出口５８ｂから吐出室Ｂ１４内の最下部に吐出される。吐出室Ｂ１４内に流入した高圧流体は、導入孔５３から分離室５１に流入し、分離室５１で高圧流体に含まれる潤滑油が分離される。

ところで、分離室５１は円筒状の空間が設けられており、この円筒空間に高圧流体を導く導入孔５３は、この円筒空間の接線方向に高圧流体を導くように、形成されている。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、分離室５１の円筒状部の内周面に接触し冷媒ガスから分離される。高圧流体はガス排出口５５より圧縮機外に吐出され、分離された潤滑油は内周面に沿って下方に移動する。本実施形態では、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とから構成される。

分離室５１の下端部には分離された潤滑油を貯油室５２に導く導油路５０が形成されている。導油路５０は鉛直下方に向かって形成されており、導油路５０の貯油室側開口部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。そして、分離された潤滑油の自重を利用するといった技術的思想の基に、貯油室５２内上部と分離室５１との間に、これら相互間の流体移動を許容する再導入孔５７を設けることにより、貯油室５２上部に貯まった冷媒ガス等の気体流を分離室に移動させ、分離室内の油面を、貯油室の油面に対して、鉛直方向に同等か、少し下方向になるように作用させている。

以上のように構成された圧縮機の吐出室近傍について、以下その動作、作用を説明する。

高圧脈動低減のためにマフラー効果を行なうため吐出室Ｂ１４は容積を確保されている。また前記導入孔５３の位置は、潤滑油の分離効率を向上させるため、出来るだけ貯油室側開口部５４との距離を取ることが望ましいため容積を確保された吐出室Ｂ１４の上部に配される。吐出通路５８の出口が吐出室Ｂ１４の上部にある状態で運転すると吐出室Ｂ１４の内面に潤滑油を含む高圧流体が衝突し一部潤滑油が分離し吐出室Ｂ１４の下部に滞留（概ね１０〜２０ｃｃ）する現象が発生する。吐出室Ｂ１４の下部に潤滑油が滞留するとサイクル上必要な潤滑油の循環率が低下するため耐久性に影響を及ぼす可能性があり潤滑油の封入量を多くする必要がある。また滞留した潤滑油によって吐出室Ｂ１４の容積が確保できなくなり高圧脈動に有効な吐出室Ｂ１４の容積を確保する事が困難となる。

吐出通路５８の入口５８ａを吐出室Ａに設けて出口５８ｂを吐出室Ｂ１４の最下部に配することにより、吐出通路５８より吐出される高圧流体の動圧効果により、吐出室Ｂ１４下部に余分な潤滑油の滞留を防ぐ事が可能となる。

なお、上述の実施形態では、圧縮機として、スライディングベーン型ロータリ圧縮機構を用いたが、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であってもよい。

以上のように、本実施の形態においては、吐出室Ｂ１４の最下部に出口のある吐出通路５８を配することにより、吐出室Ｂ１４下部に潤滑油が滞留しなくなり、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となる、さらに吐出室Ｂ１４の容積を確保する事が可能となりマフラー効果により吐出脈動低減が可能となる。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における圧縮機の縦断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。

図３において、実施の形態１の吐出通路５８の構成を、吐出室Ｂ１４と分離室５１と貯油室５２など形成する高圧ケース１２と圧縮機構との合わせ面に用いるシール部材であるシールパッキン５９と、前記圧縮機構を構成する後部側板７とで構成したものである。シールパッキン５９で吐出室Ａ１３と吐出室Ｂ１４を仕切るとともに吐出通路５８を形成し、吐出室Ａ１３からの入口５８ａからシールパッキン５９に設けた出口５８ｂに気流体を導く。

以上のように構成した圧縮機によれば、吐出室Ｂ１４下部に潤滑油が滞留しなくなり、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となるとともに、吐出室Ｂ１４の容積を確保する事が可能となりマフラー効果により吐出脈動低減効果を確保しつつ、更に部品点数を増加させることなく吐出通路５８を安価で構成することが可能となる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３における圧縮機の縦断面図、図６は図５のＣ−Ｃ断面図である。

図５において、実施の形態１の吐出通路５８の構成を、貯油室５２内に蓄えられた潤滑油を圧縮機構へと供給するベーン背圧調整装置１６と、圧縮機構を構成する後部側板７とで構成したものである。

以上のように構成した圧縮機によれば、吐出室Ｂ１４下部に潤滑油が滞留しなくなり、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となる、さらに吐出室Ｂ１４の容積を確保する事が可能となりマフラー効果により吐出脈動低減効果を確保しつつ、部品点数を増加させることなく吐出通路５８を安価で構成することが可能となる。

（実施の形態４）
実施の形態１〜３の吐出通路５８の出口の断面積を、入り口の断面積以下で構成したものである。

以上のように構成した圧縮機によれば、吐出室Ｂ１４下部に潤滑油が滞留しなくなり、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となる、さらに吐出室Ｂ１４の容積を確保する事が可能となりマフラー効果により吐出脈動低減効果を更に増すことが可能となる。

以上のように、本発明にかかる圧縮機は、必要潤滑油の封入量を減らすことが可能となり、また高圧室の容積を確保する事が可能となりマフラー効果により吐出脈動低減が可能となるので、その他の形式の圧縮機構を持った圧縮機にも適用出来る。

本発明の第１の実施形態を示す圧縮機の縦断面図 図１に示した圧縮機のＡ−Ａ断面図 本発明の第２の実施形態を示す圧縮機の縦断面図 図３に示した圧縮機のＢ−Ｂ断面図 本発明の第３の実施形態を示す圧縮機の縦断面図 図５に示した圧縮機のＣ−Ｃ断面図 従来の圧縮機の縦断面図

符号の説明

１ シリンダ
２ ロータ
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
１３ 吐出室Ａ
１４ 吐出室Ｂ
１６ ベーン背圧調整装置
１７ ベーン背圧室
１８ 給油路
５０ 導油路
５１ 分離室
５２ 貯油室
５３ 導入孔
５４ 貯油室側開口路（導油路）
５７ 再導入孔
５８ 吐出通路
５８ｂ 出口
５９ シールパッキン

Claims (4)

1. 冷媒とオイルを吸入し圧縮し吐出する圧縮機構と、圧縮機構から吐出された冷媒とオイルが混合した気流体が流入する吐出室Ａと吐出室Ｂとを連通する吐出通路と、前記吐出室Ｂと前記気流体からオイルを分離する油分離室とを連通する導入孔と、前記油分離室から排出されるオイルを蓄える貯油室を備え、前記油分離室の排出孔は前記貯油室のオイル中に開口した圧縮機において、前記吐出通路の出口が、前記吐出室Ｂ内の最下部（重力の向き）近傍に開口していることを特徴とする圧縮機。
2. 前記吐出通路は、吐出室Ｂと油分離室と貯油室など形成する高圧ケースと圧縮機構との合わせ面に用いるシール部材であるシールパッキンと前記圧縮機構の部材とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記吐出通路は、前記貯油室内に蓄えられた潤滑油を、前記圧縮機構へと供給するオイル供給装置と前記圧縮機構の部材とで構成したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
4. 前記吐出通路の出口の断面積は、前記吐出通路の入口の断面積以下で形成されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の圧縮機。

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