JP2006194210A

JP2006194210A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2006194210A
Application number: JP2005008802A
Authority: JP
Inventors: Takeo Kitamura; 武男北村; Minoru Kajitani; 稔梶谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-17
Filing date: 2005-01-17
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】システムサイクル中に、なんらかの要因（例：組み立て時、修理時など）で異物が進入し、連通路を塞いでしまった場合、連通路の通路断面積が減少し、システムサイクル中の冷媒に含有する潤滑油量が適量になりえず圧縮機の信頼性が不足する。
【解決手段】潤滑油を含む気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気流体が導かれる高圧室１４と、前記気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５１と、前記分離室５１にて前記気流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室５２と、後部側板７に屈曲した連通路５９と絞り部６２を備え、前記連通路５９に網状異物捕獲装置６０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、気流体の圧縮を行う圧縮機に関するもので、たとえば自動車用空調装置など圧縮機等に関するものである。

このような圧縮機においては、圧縮された気流体と共に圧縮機構を潤滑する潤滑油の一部を圧縮機から空調装置のシステムサイクル中へ吐出してしまう。圧縮機より気流体と共に吐出される潤滑油の量がシステムサイクル中に多くなればなるほど空調装置の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し空調装置のシステム効率を向上させるため、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、さらに貯油室と高圧室との間において、これら相互間の気流体移動を許容する断面がφ０．１５〜φ０．５の連通路を設けることで、空調装置のシステムサイクル中の冷媒に含有する潤滑油量が過度に少なくなることを抑制し圧縮機の信頼性が低下しないようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５１２１０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、貯油室と高圧室との間において、これら相互間の気流体移動を許容する断面がφ０．１５〜０．５の連通路を設け、高圧室と貯油室の静圧の差により圧縮機の吐出流れの一部を高圧室から上記連通路より貯油室内へ流入させる。

貯油室に流入する吐出流れは、圧縮機の回転が高速になればなるほど速くなり、その影響が大きいほど貯油室に溜まった潤滑油面は乱れ、波立つため、貯油室と分離室を結ぶ連絡口より潤滑油の一部が噴出され、その噴出された潤滑油は分離室からガス排出口へ向い、そしてシステムサイクル中へと潤滑油が吐出されることになるので、システムサイクル中の冷媒に含まれる潤滑油量は増えることになり、システムサイクル中に不足していた冷媒に含有する潤滑油量が適量になり圧縮機信頼性を確保することができる。

また、高圧室を形成する後部側版と高圧ケースの合わせ面付近に前記連通路を形成することが、システムサイクル中に不足していた冷媒に含有する潤滑油量が適量になり圧縮機信頼性を確保する効果が高いことを実験的に確認できている。

しかし、システムサイクル中に、エアコンシステム組み立て時、修理時などなんらかの要因で異物が進入した場合、異物は後部側版と高圧ケースの合わせ面付近に滞留しやすいため、前記連通路を塞いでしまう可能性があり、連通路の通路断面積が減少し、本来の機能が果たせず、特に圧縮機の高回転運転時にシステムサイクル中の冷媒に含まれる潤滑油量を増やし信頼性の向上を図る狙いが得られなくなってしまう課題を有していた。

また、特に小型の圧縮機においては、従来の高圧ケースに設けた連通路は、異物を除去する異物捕獲装置を収めようとしても、他の圧縮機構成部品（ベーン背圧調整装置等）との干渉等で組み付ける空間が狭く、製造上困難な場合がある。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、システムサイクル中に、なんらかの要因で異物が進入したとしても、連通路を塞ぎにくくしたもので、小型の圧縮機においても、
製造が容易な構成で、耐久・信頼性を確保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、潤滑油を含む気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気流体が導かれる高圧室と、前記気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と、前記分離室にて前記気流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室とを設け、後部側板には貯油室と高圧室との間を連通する屈曲した連通路とを設け、連通路に異物捕獲装置を設けた構成となっている。

このような構成によって、異物捕獲装置を後部側板に組み付け、他の圧縮部構成部品との干渉を避け高圧ケースを組み付けることができる。何らかの要因でシステムサイクル中に異物が侵入したとしても、連通路を異物で塞ぐことがないため、高圧室と貯油室の静圧の差により圧縮機の吐出流れの一部が高圧室から上記連通路より貯油室内へ流入する。

本発明の圧縮機は、システムサイクルに侵入した異物を捕獲し、圧縮機の信頼性を確保し空調装置のシステム効率を最適値にコントロールができる圧縮機を提供することができる。

第１の発明は、潤滑油を含む気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気流体が導かれる高圧室と、前記気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と、前記分離室にて前記気流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室とを設け、後部側板には貯油室と高圧室との間を連通する屈曲した連通路とを設け、連通路に異物捕獲装置を設けたことにより、組み付けが容易で、何らかの要因でシステムサイクル中に異物が侵入したとしても、連通路を異物で塞ぐことがないため、高圧室と貯油室の静圧の差により圧縮機の吐出流れの一部が高圧室から上記連通路より貯油室内へ流入することで、冷媒に含まれる潤滑油量は増えることになり、システムサイクル中に不足していた冷媒に含有する潤滑油量が適量となり、圧縮機の信頼性を確保し空調装置のシステム効率を最適値にコントロールができる圧縮機を提供することができる。

第２の発明は、連通路に断面φ０．１〜１．０ｍｍの絞り部を設けたことにより、空調装置のシステムサイクル中の冷媒に含有する潤滑油量が過度に少なくなることを抑制し圧縮機の信頼性が低下しない圧縮機を提供することができる。

第３の発明は、特に、第２の発明の異物除去装置を絞り部の面積より大きな面積の網状とし、連通路の入り口側に設けることにより、連通路の絞り部への異物を捕獲できることができる。

第４の発明は、特に、第２の発明の網状異物捕獲装置は、網目の間隔を０．０２〜０．１ｍｍとしたこととすることにより、連通路を塞ぐような、大きな異物は捕獲し、磨耗粉のような０．０２ｍｍ以下の微細な異物は捕獲しないで通過させることとなり、網状異物除去装置を目詰まりにより連通路を塞ぐことがなくなる。

第５、第６の発明は、特に、第１の発明の異物捕獲装置を、開口率が２０〜８０％で、開口部面積の合計は、０．０１〜３．１４ｍｍ²の多孔質孔質状とし、前記連通路内に設けたことにより、連通路の開口面積の調整と、異物捕獲を兼ね備えることができるため、加工・組立てが容易となる。

以下、本発明の実施の形態について、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本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における圧縮機の横断面図、図２は同圧縮機の作動室断面図、図３、４は同圧縮機の図１のＣ部拡大図である。

図示したように、この圧縮機においては、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内には高圧室１４、分離室５１及び貯油室５２が形成されている。

高圧室１４は導入孔５３を介して分離室５１と連通している。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は導油路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１１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１１を介して行われ、給油路１１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、高圧室１４内に流入する。さらに、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４９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５８より圧縮機外に吐出され、分離された潤滑油は内周面４９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、図１に示したように、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。

さらに、図３に示すように、後部側板７に貯油室５２内上部と高圧室１４を連通する屈曲した連通路５９を設け、連通路５９内に、φ０．１〜１．０ｍｍ断面積である絞り部６２を形成し、連通路５９の入り口側に網目の間隔を０．０２〜０．１ｍｍとした網状異物捕獲装置６０を設けている。連通路５９は１個又は複数個になる場合もある。

（実施の形態２）
また、本発明の実施の形態２によれば、図４に示すように、貯油室５２内上部と高圧室１４との間には、連通路５９を形成し、その連通路内に開口率が２０〜８０％で、開口部面積の合計は、０．０１〜３．１４ｍｍ²にした多孔質状異物捕獲装置６１を設けている。

このような構成によって、何らかの要因でシステムサイクル中に異物が侵入したとしても、異物捕獲装置６０により、異物が捕獲でき、連通路５９内の絞り部６２を塞ぐことがなくなり、吐出流の一部を連通路５９から貯油室へ導入することができ、図５（特性データ）に示すように、連通路がない場合と比較すると連通路５９がある場合は、圧縮機回転数（Ｎｃ）が高くなるほどオイル循環率（ＯＣＲ）が大きくなりシステム中の冷媒に含まれる潤滑油の量を多くさせることができる。

また回転数が低い場合は、逆にＯＣＲを低く抑えシステム効率は良くすることができる。信頼性としては、圧縮機が高速回転の時懸念される潤滑部への潤滑油の補給がこのような構成により冷媒中の潤滑油量を適正量にするこが出来るため信頼性の確保ができる。

なお、図５の特性データでは連通路の断面がφ０．２５ｍｍの場合と、φ０．４ｍｍの場合を示したが、連通路の断面φ０．１〜１．０の間で同様の特性が得られたことは確認している。

また、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。

本発明の第１の実施形態を示す圧縮機の横断面図図１のＡ−Ａ断面図図１のＣ部拡大図本発明第２の実施形態におけるＣ部拡大図圧縮機の特性データを示すグラフ

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給油路
１２高圧ケース
１３高圧通路
１４高圧室
１６ベーン背圧付与装置
１７ベーン背圧室
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ガス排出口
５９連通路（高圧室と貯油室を連通する）
６０網状異物捕獲装置
６１多孔質状異物捕獲装置
６２絞り部

Claims

潤滑油を含む気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気流体が導かれる高圧室と、前記気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と、前記分離室にて前記気流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室とを設け、後部側板には貯油室と高圧室との間を連通する屈曲した連通路とを設け、連通路に異物捕獲装置を設けたことを特徴とする圧縮機。
前記連通路は、断面φ０．１〜１．０ｍｍの絞り部を設けたことを特徴とした請求項１に記載の圧縮機。
前記異物捕獲装置は、絞り部の面積より大きな面積の網状のもので、前記連通路の入り口側に設けたことを特徴とした請求項２に記載の圧縮機。
前記網状異物捕獲装置は、網目の間隔を０．０２〜０．１ｍｍとしたことを特徴とした請求項３に記載の圧縮機。
前記異物捕獲装置は多孔質状のもので、前記連通路内に設けたことを特徴とした請求項１に記載の圧縮機。
前記多孔質状異物捕獲装置は、開口率が２０〜８０％で、開口部面積の合計は、０．０１〜３．１４ｍｍ²にしたことを特徴とした請求項５に記載の圧縮機。