JP2008088945A - スクロール型圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】機内に封入した潤滑油を有効に利用することで、予め封入する潤滑油量の低減を図る。
【解決手段】スクロール型圧縮機1のハウジング2は、リヤハウジング3とフロントハウジング4とを有する。そして、ハウジング2内には、固定側基板51に固定側渦巻壁53を形成した固定スクロール部材50と、固定側渦巻壁53に噛み合わされる可動側渦巻壁62を可動側基板61に形成した可動スクロール部材60とが配置されている。また、ハウジング2内には、冷媒ガスが吐出される吐出室110と、油分離室112と、貯油室111とが区画されている。吐出室110と貯油室111を仕切るリヤ側突出壁101には、吐出室110側から貯油室111側へ凹んだ凹部が形成され、凹部に対応するリヤ側突出壁101に吐出室110と貯油室111とを連通させる貫通孔132を設けた。
【選択図】図1
【解決手段】スクロール型圧縮機1のハウジング2は、リヤハウジング3とフロントハウジング4とを有する。そして、ハウジング2内には、固定側基板51に固定側渦巻壁53を形成した固定スクロール部材50と、固定側渦巻壁53に噛み合わされる可動側渦巻壁62を可動側基板61に形成した可動スクロール部材60とが配置されている。また、ハウジング2内には、冷媒ガスが吐出される吐出室110と、油分離室112と、貯油室111とが区画されている。吐出室110と貯油室111を仕切るリヤ側突出壁101には、吐出室110側から貯油室111側へ凹んだ凹部が形成され、凹部に対応するリヤ側突出壁101に吐出室110と貯油室111とを連通させる貫通孔132を設けた。
【選択図】図1
Description
本発明は、スクロール型圧縮機に関する。
例えば車両空調用の冷凍サイクルは、圧縮機と外部冷媒回路(凝縮器、膨張弁、エバポレータ)からなり、前記冷凍サイクルを構成する圧縮機としてスクロール型圧縮機が用いられている。この種の冷凍サイクルでは、圧縮機内の各摺動部位の潤滑性を高めるために冷媒ガス中に潤滑油を含有させ、圧縮機内を循環させている。しかしながら、潤滑油を含む冷媒ガスを、外部冷媒回路へ流入させて循環させることは、冷凍サイクルの効率を損なわせる原因となる。そこで、従来、冷媒ガスが潤滑油を含んだまま外部冷媒回路に流入することを防ぐため、圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する機構を搭載した圧縮機が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載のスクロール型圧縮機には、圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離器(オイルセパレータ)を配置した中空部を吐出室に連設している。そして、前記圧縮機では、潤滑油を含む冷媒ガスが吐出室から中空部に流入すると、油分離器によって冷媒ガスから潤滑油が分離され、その分離された潤滑油が排油孔を介して貯油室に排出されるようになっている。
特開平11−82353号公報
ところで、特許文献1に記載のスクロール型圧縮機のように油分離器を設ける場合、該油分離器は、その分離効率を重視するために本体を垂直に立て、かつ上下に長く延びる構造となっている。このため、吐出室内の冷媒ガスは該吐出室の上側から油分離室へ吐出する必要が生じ、その結果、吐出室内で分離した潤滑油が吐出室の下部(底の部分)に溜まりやすくなってしまう。特に、圧縮機の低速運転時には、吐出室内に溜まった潤滑油を吐出室と油分離室との連通部位まで巻き上げる作用が高速運転時に比して期待できないことから、顕著に溜まる傾向にある。したがって、従来においては、吐出室の下部に溜まることを見込み、その量を想定して予め余分に潤滑油を封入しておく必要があった。
本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、機内に封入した潤滑油を有効に利用することで、予め封入する潤滑油量の低減を図ることができるスクロール型圧縮機を提供することにある。
請求項1に係る発明は、ハウジング内には、固定側基板に固定側渦巻壁を形成した固定スクロールと、前記固定側渦巻壁に噛み合わされる可動側渦巻壁を可動側基板に形成した可動スクロールとが配置されており、前記可動スクロールの公転運動により、前記固定側渦巻壁と前記可動側渦巻壁との間に区画された圧縮室が容積を減少しながら移動されてガスの圧縮が行われるスクロール型圧縮機であって、前記ハウジング内には、前記圧縮室で圧縮された圧縮後の冷媒ガスが吐出される吐出室と、前記吐出室にガス流通路を介して接続されると共に前記ガス流通路を介して導入した前記圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離器を配置した油分離室と、前記油分離室に油供給路を介して接続されるとともに前記吐出室の下方に配置される貯油室とが、隔壁により互いの室が隔てられるように区画されており、前記吐出室と前記貯油室とを隔てる隔壁には、前記吐出室側から前記貯油室側へ凹んだ凹部を形成し、該凹部に対応する隔壁に前記吐出室と前記貯油室を連通させる、又は前記凹部に対応する隔壁に前記吐出室と前記油分離室を連通させる前記潤滑油の戻し通路を形成したことを要旨とする。
この発明によれば、吐出室の下部に溜まった潤滑油は、戻し通路を通って貯油室に戻されることになり、その潤滑油の再利用が可能となる。しかも、凹部に吐出室内の潤滑油を集め、効率よく貯油室に戻すことができる。したがって、ハウジング内に潤滑油を封入する際に吐出室の下部に溜まる分を予め見越して潤滑油を封入する必要がなく、機内に封入した潤滑油を有効に利用することで、予め封入する潤滑油量の低減を図ることができる。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記戻し通路は、前記吐出室と前記貯油室とを直接連通する孔又は溝であることを要旨とする。
この発明によれば、潤滑油は、油分離室を経由することなく直接、貯油室に戻される。したがって、潤滑油が油分離室を経由して貯油室に戻される場合に比べて潤滑油の流路距離を短くすることができるため、潤滑油が貯油室に到達するまでの途中に溜まるような事態が生じることを回避できる。
この発明によれば、潤滑油は、油分離室を経由することなく直接、貯油室に戻される。したがって、潤滑油が油分離室を経由して貯油室に戻される場合に比べて潤滑油の流路距離を短くすることができるため、潤滑油が貯油室に到達するまでの途中に溜まるような事態が生じることを回避できる。
請求項3に係る発明は、請求項1又は請求項2に係る発明において、前記戻し通路の延設方向に直交する断面積は、前記ガス流通路の延設方向に直交する断面積より小さくなるように形成されていることを要旨とする。
この発明によれば、吐出室に吐出された冷媒ガスを貯油室でなく、油分離室に流入させることができる。したがって、スクロール型圧縮機から外部冷媒回路への冷媒ガスの吐出量を十分に確保できる。
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項3のいずれか一項に係る発明において、前記吐出室と前記貯油室を隔てる隔壁は、前記凹部と、前記凹部に向って下方に傾斜するように延びる傾斜部とから構成されていることを要旨とする。
この発明によれば、凹部以外の箇所に残っている潤滑油も傾斜部をつたって凹部に集まるようにして、戻り通路から貯油室に戻すことができる。したがって、潤滑油が凹部を形成する隔壁以外の隔壁に残ろうとしても、傾斜部によって潤滑油を凹部に導くことで、吐出室に溜まる潤滑油の凹部への集約性を向上させることができる。
請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4のいずれか一項に係る発明において、前記凹部には、前記戻し通路の開口を開閉可能な弁体が設けられ、前記弁体は、前記吐出室の圧力が前記貯油室の圧力より高い場合には前記戻り通路の開口を閉じ、前記吐出室の圧力と前記貯油室の圧力とが同様の場合には前記戻し通路の開口を開くことを要旨とする。
この発明によれば、スクロール型圧縮機が運転されている時、圧縮室にて圧縮された冷媒ガスが吐出室へ吐出されるため吐出室内の圧力は、貯油室内の圧力より高くなり、弁体は、戻り通路の開口を閉じるように作動する。したがって、スクロール型圧縮機の運転中に、冷却されていない冷媒ガスが吐出室から戻り通路を通って貯油室に流入することを抑制できる。
請求項6に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記戻し通路は、前記吐出室と前記油分離室とを直接連通する孔であることを要旨とする。
この発明によれば、吐出室の下部に溜まった潤滑油を戻し通路、油分離室、及び油供給路を介して貯油室に戻すことができる。また、たとえ、吐出室から戻し通路を通って油分離室へ冷媒ガスが流出したとしても、冷媒ガスは外部冷媒回路へ速やかに吐出されるので、圧縮機の効率低下を抑えることができる。
この発明によれば、吐出室の下部に溜まった潤滑油を戻し通路、油分離室、及び油供給路を介して貯油室に戻すことができる。また、たとえ、吐出室から戻し通路を通って油分離室へ冷媒ガスが流出したとしても、冷媒ガスは外部冷媒回路へ速やかに吐出されるので、圧縮機の効率低下を抑えることができる。
本発明によれば、機内に封入した潤滑油を有効に利用することで、予め封入する潤滑油量の低減を図ることができる。
以下、本発明を車両空調用の冷凍サイクルに用いられるスクロール型圧縮機に具体化した一実施形態を図1及び図2に基づいて詳述する。なお、冷凍サイクルには、冷媒ガスとして二酸化炭素が用いられている。
図1に示すように、スクロール型圧縮機1のハウジング2は、フロントハウジング3とリヤハウジング4とを接合し固定することで構成されている。フロントハウジング3は、図1における左方側が底となる有底円筒状をなすとともに、リヤハウジング4は、図1における右方側が蓋となる有蓋円筒状をなしている。
フロントハウジング3において底部3aの内壁面の中央部には、円筒状の軸支部10が一体に突設されるとともに、フロントハウジング3内において開口端部3b側には、軸支部材20が収容固定されている。軸支部材20は、中央部に位置し挿通孔11aを有する円筒部11と、該円筒部11において図1の右方側の端部に形成されたフランジ状の円盤部12とからなっている。
フロントハウジング3内には回転軸30が収容されている。回転軸30は、その左端部30aが軸支部10内に収容配置されたベアリング13によって回転可能に支持されるとともに、その右端部30bが軸支部材20の円筒部11の挿通孔11a内に収容されている。回転軸30の右端部30bは、軸支部材20の挿通孔11a内において、ベアリング21によって回転可能に支持されている。
ハウジング2内には、軸支部材20よりも図1において左側の領域にモータ室40が区画されている。モータ室40内においてフロントハウジング3の円筒内面には、ステータ31が取り付けられている。モータ室40内において回転軸30には、ステータ31の径方向内側に位置するようにしてロータ32が固定されている。これらステータ31及びロータ32によって電動モータが構成されている。そして、外部からステータ31へ電力が供給されると、ロータ32と回転軸30とは一体的に回転する。
フロントハウジング3内には、軸支部材20よりも図1において右側に固定スクロールとしての固定側スクロール部材50が収容配置されている。固定側スクロール部材50は、円盤状をなす固定側基板51を備えている。固定側基板51は、フロントハウジング3の開口端部3bよりも図1において左側に位置している。そして、固定側基板51における前面51aの最外周部には、円筒状の外周壁52が立設されている。固定側基板51の前面51aにおいて外周壁52よりも径方向内側には、固定側渦巻壁53が立設されている。固定側渦巻壁53の先端面にはチップシール53aが取り付けられている。固定側スクロール部材50は、外周壁52の先端面を以って、軸支部材20の円盤部12の最外周部に接合されている。
固定側基板51の後面51bであって、その中央よりも下方には、隔壁となるフロント側突出壁54が立設されている。フロント側突出壁54は、その先端部54aの位置が、フロントハウジング3の開口端部3bの位置と一致する長さで延設されている。
回転軸30において軸支部材20側の端面には、回転軸30の軸線P1に対して偏芯した位置に偏芯軸34が設けられている。偏芯軸34にはブッシュ35が外嵌固定されている。ブッシュ35の外側にはベアリング36を介して可動スクロールとしての可動側スクロール部材60が支持されている。ブッシュ35には、バランサ37が設けられている。バランサ37は、可動側スクロール部材60が軸線P1周りに位置しつつ軸線P1に対して偏在されることによる回転軸30の回転アンバランスを緩和するためのものである。
可動側スクロール部材60は、円盤状をなす可動側基板61を備えている。可動側基板61において固定側基板51の前面51aと対向する前面61aには、可動側渦巻壁62が立設されている。可動側渦巻壁62の先端面には、チップシール62aが取付けられている。可動側基板61において後面61bの中央部には、偏芯軸34の軸心に沿いつつ後方へ延びるように円筒部61cが設けられている。円筒部61cは、ブッシュ35のベアリング36に外嵌されている。可動側基板61において後面61bの外周部は、軸支部材20の円盤部12の後面12aに対して摺動可能に当接されている。
固定側スクロール部材50と可動側スクロール部材60とは、固定側渦巻壁53及び可動側渦巻壁62を以って互いに噛み合わされている。固定側スクロール部材50と可動側スクロール部材60とは、各渦巻壁53、62の先端面が相手のスクロール部材50、60の基板51、61に対して摺動可能に当接されている。従って、固定側スクロール部材50と可動側スクロール部材60との間には、各基板51、61及び各渦巻壁53、62によって圧縮室70が区画されている。
可動側スクロール部材60における可動側基板61の前面61aと、固定側スクロール部材50における固定側基板51の前面51aとの間には、自転阻止機構80が複数配設されている(図1では、一つのみ示す)。各自転阻止機構80は、一対のピン81,82とリング83とからなっている。一方のピン81は、可動側基板61において前面61aの最外周部に配設されている。他方のピン82は、固定側基板51において前面51aの外周部(外周壁よりも内側)に配設されている。リング83は、両ピン81,82の径方向への相対離間を拘束すべく、両ピン81,82を取り囲むように配置されている。
固定側スクロール部材50の外周壁52と、可動側スクロール部材60の可動側渦巻壁62の最外周部との間には、吸入室90が区画されている。吸入室90は、軸支部材20の円盤部12の外周部に形成された吸入通路23を介してモータ室40と連通されている。フロントハウジング3には、図1において左上側にモータ室40と連通する吸入口3cが形成されている。吸入口3cには、図示しない外部冷媒回路の蒸発器の出口につながる外部配管が接続されている。従って、外部冷媒回路からの低圧冷媒ガスは、吸入口3c、モータ室40、及び吸入通路23を介して吸入室90へと導入される。
ハウジング2内において、リヤハウジング4と固定側スクロール部材50との間には、圧縮室70で圧縮された圧縮後の冷媒ガスが吐出される吐出室110と、潤滑油を貯留する貯油室111とが区画され、リヤハウジング4内には、圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離室112が区画されている。これらの各室110,111,112は、隔壁により、互いの室同士が隔てられるとともに、スクロール型圧縮機1の機外と隔てられるように区画されている。具体的に言えば、リヤハウジング4は、フロントハウジング3に対しガスケット100を介して接合された場合にフロントハウジング3の開口端部3bに対向する開口端部4aを有し、リヤハウジング4の内部と外部を隔てる隔壁となる外壁102により、その全体が形成されている。また、リヤハウジング4内は、吐出室110と油分離室112を隔てる隔壁となる区画壁113により長さ方向に内部が二分されているとともに、吐出室110と貯油室111を隔てる隔壁となるリヤ側突出壁101により径方向に内部が二分されている。リヤ側突出壁101は、フロントハウジング3とリヤハウジング4を接合した場合に、フロント側突出壁54の先端部54aとリヤ側突出壁101の先端部101bとが対向するように区画壁113に対し立設されている。
従って、吐出室110及び貯油室111は、同じく隔壁となるフロントハウジング3側における開口端部3b側の外壁103の一部及びフロント側突出壁54と、リヤハウジング4の開口端部4a側における外壁102の一部、区画壁113及びリヤ側突出壁101と、によりそれぞれ区画されている。この構成により、本実施形態のスクロール型圧縮機1では、フロントハウジング3とリヤハウジング4を接合すると、吐出室110と貯油室111がそれぞれに1つの室を形成するようにハウジング2内で区画されて配置される。そして、吐出室110と貯油室111は、フロント側突出壁54とリヤ側突出壁101とが接合されることにより、これらの突出壁54,101によってスクロール型圧縮機1の上下方向(図1に矢印Y1で矢示する方向)に仕切られるとともに、フロント側突出壁54とリヤ側突出壁101は吐出室110と貯油室111を仕切る仕切壁130となる。また、スクロール型圧縮機1では、図1に示すように、リヤハウジング4において吐出室110の下側に貯油室111が配置される。なお、貯油室111は、スクロール型圧縮機1の設置状態(例えば、車両への設置状態)においても、吐出室110の下側に配置されるようになっている。また、油分離室112は、リヤハウジング4における外壁102の一部と区画壁113により区画されているとともに、吐出室110及び貯油室111に対し図1において右方側に配置されている。
吐出室110は、固定側スクロール部材50の固定側基板51の中心部を貫通して形成された吐出孔51cを介して圧縮室70と連通するとともに、区画壁113を貫通して形成されたガス流通路となる第1通孔120を介して油分離室112と連通している。第1通孔120は、吐出室110及び油分離室112の上側で開口するように形成されている。また、吐出室110内には、吐出孔51cの開口を開閉する吐出弁55が配置されており、該吐出弁55は固定側スクロール部材50の固定側基板51の後面51bに締結具(例えば、ねじ)によって固定されている。
図2は、図1のA−A線断面図である。同図に示すように、リヤハウジング4のリヤ側突出壁101は、リヤハウジング4の中央で吐出室110と貯油室111を上下に仕切るよう外壁102及び区画壁113(図1参照)に連結されている。そして、本実施形態においてリヤ側突出壁101は、その中央部位の壁全体を貯油室111側に凹ませるとともに、その凹んだ凹部131の両側に直線状の壁が外壁102に向かって延びるように形成されている。このように構成したリヤ側突出壁101は、凹部131にてリヤハウジング4の中央に位置する吐出孔51cの一部の周囲を囲み、かつ吐出孔51cを塞ぐことがないよう避けた状態で外壁102に連結されている。
そして、凹部131を形成するリヤ側突出壁101には、該リヤ側突出壁101の吐出室側壁面130aから貯油室側壁面130bまでを貫通する貫通孔132が形成されている。貫通孔132は、吐出室110に溜まった潤滑油を吐出室110から貯油室111へ戻す戻し通路として機能している。なお、スクロール型圧縮機1の運転時に、吐出室110と貯油室111とは、貫通孔132によって常に連通されている。貫通孔132は、その直径Aが第1通孔120の直径Bの1/3以下になるように形成されるとともに、上下方向に直線状に延びている。そして、凹部131は、吐出室110に溜まる潤滑油を回収する機能を果たす。また、リヤ側突出壁101に凹部131を形成することは、凹部131を除くリヤ側突出壁101の壁を吐出孔51cと重ならない位置において上方、すなわちリヤハウジング4の中央寄りに配置させることに繋がり、本実施形態の凹部131は貯油室111の体積増に寄与し得る。なお、図2を用いてリヤ側突出壁101の構成を詳しく説明したが、該リヤ側突出壁101にガスケット100を介して接合されるフロント側突出壁54もリヤ側突出壁101と外観は同一形状をなし、本実施形態においてフロント側突出壁54は貫通孔132が形成されていない点でリヤ側突出壁101と構成が相違する。そして、吐出室110内の凹部131は、フロント側突出壁54とリヤ側突出壁101とにより構成される。
図1の説明に戻り、油分離室112の室内には、吐出ポート140aが形成された油分離器(オイルセパレータ)140が取付けられている。吐出ポート140aは、スクロール型圧縮機1の機外に配置される外部冷媒回路に接続される。油分離器140は、冷媒ガスが潤滑油を含んだまま吐出ポート140aを通って外部冷媒回路へ流入しないように、圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する機能を有している。油分離器140は、円筒状に形成されているとともに、スクロール型圧縮機1の上下方向に延設されている。
これらの吐出室110と油分離室112の構成により、ハウジング2内には、圧縮室70で圧縮された冷媒ガスが吐出孔51cから吐出室110へ至るとともに第1通孔120から油分離室112へ至り、油分離器140で潤滑油が分離された後に吐出ポート140aから機外へ吐出される吐出通路が形成される。
また、油分離室112は、該油分離室112と貯油室111とを隔てる区画壁113を貫通して形成されるとともに油分離室112で分離した潤滑油を貯油室111に供給する油供給路となる第2通孔121を介して貯油室111と連通している。第2通孔121は、油分離室112の下方で、かつ貯油室111の上方で開口するように形成されている。
貯油室111の下部には、固定側スクロール部材50の固定側基板51の後面51bに固定された網目状のフィルタ56が配置されている。フィルタ56は、貯油室111の底部近傍に配置されており、貯油室111から固定側通路57へ送り出す潤滑油に含まれる異物を除去するものである。貯油室111は、固定側スクロール部材50に形成された固定側通路57及び可動側スクロール部材60に形成された可動側通路64を介して背圧室63と連通されている。固定側通路57と可動側通路64とは、図示しないオイル通路によって可動側スクロール部材60の公転時も常に連通している。
軸支部材20には、背圧室63に対応して導出通路24が形成されている。導出通路24は、軸支部材20の円盤部12の後面12aで一端が開口されて背圧室63に連通されるとともに、軸支部材20の円筒部11の挿通孔11a内で他端が開口されている。円筒部11の挿通孔11a内は、モータ室40と連通されて該モータ室40と同じ圧力雰囲気つまり吸入圧雰囲気となっている。なお、潤滑油は、固定側通路57及び可動側通路64を通って、可動側スクロール部材60及び固定側スクロール部材50の摺動部位等に供給された後、モータ室40に流入し、冷媒ガスに含まれるようになる。そして、潤滑油を含んだ冷媒ガスは、モータ室40、吸入室90及び圧縮室70を経由して、吐出室110に吐出される。
次に、スクロール型圧縮機1が運転された時の動作について説明する。
スクロール型圧縮機1は、運転が開始されると、ステータ31に電力が供給されることでロータ32と回転軸30とが一体的に回転駆動される。回転軸30が駆動されると、回転軸30の回転に基づいて、可動側スクロール部材60が偏芯軸34を介して固定側スクロール部材50の軸(回転軸30の軸線P1)の周りで公転運動される。このとき、可動側スクロール部材60は、自転阻止機構80によって自転運動が阻止されて、公転運動のみが許容される。この可動側スクロール部材60の公転運動により、圧縮室70が両スクロール部材50,60の渦巻壁53,62の外周側から中心側へ容積を減少しつつ移動されることで、吸入室90から圧縮室70に冷媒ガスが取り込まれる。取り込まれた低圧冷媒ガスは、圧縮室70において圧縮が行われ、圧縮済みの高圧冷媒ガスは、中心側の圧縮室70から吐出孔51c及び吐出弁55を介して吐出室110へと吐出される。
スクロール型圧縮機1は、運転が開始されると、ステータ31に電力が供給されることでロータ32と回転軸30とが一体的に回転駆動される。回転軸30が駆動されると、回転軸30の回転に基づいて、可動側スクロール部材60が偏芯軸34を介して固定側スクロール部材50の軸(回転軸30の軸線P1)の周りで公転運動される。このとき、可動側スクロール部材60は、自転阻止機構80によって自転運動が阻止されて、公転運動のみが許容される。この可動側スクロール部材60の公転運動により、圧縮室70が両スクロール部材50,60の渦巻壁53,62の外周側から中心側へ容積を減少しつつ移動されることで、吸入室90から圧縮室70に冷媒ガスが取り込まれる。取り込まれた低圧冷媒ガスは、圧縮室70において圧縮が行われ、圧縮済みの高圧冷媒ガスは、中心側の圧縮室70から吐出孔51c及び吐出弁55を介して吐出室110へと吐出される。
そして、吐出室110へ吐出された圧縮後の潤滑油を含む冷媒ガスは、吐出孔51cを通って油分離室112に流入し、油分離器140により冷媒ガスから潤滑油が遠心分離された後、油分離器140の筒部141内を通って吐出ポート140aから外部冷媒回路へ吐出される。一方、冷媒ガスから分離された潤滑油は、油分離室112を構成する隔壁の壁面を伝って底に集まる。そして、潤滑油は、第2通孔121を通って貯油室111に排出されるとともに貯留され、潤滑のために再利用される。
次に、本実施形態のスクロール型圧縮機1の吐出室110と貯油室111との間に形成した潤滑油の戻し通路(貫通孔132)の作用を説明する。
圧縮後に吐出孔51cを通って吐出室110に流入した冷媒ガスは、前述のように第1通孔120から油分離室112に至るが、その際、吐出室110内において一部の潤滑油が冷媒ガスから分離する。この分離した潤滑油は、吐出室110内の凹部131に集まり、吐出室110内に溜まる。そして、潤滑油は、スクロール型圧縮機1の低速運転中、及び非運転中(動作停止中)に、貫通孔132を通じて吐出室110から貯油室111へ戻されるとともに貯留され、潤滑のために再利用される。本実施形態のスクロール型圧縮機1は、運転中の場合、その運転状態が低回転運転の状態であっても、吐出室110内に流入する冷媒ガスの巻き上げ効果に依存することなく、貫通孔132を通じて吐出室110から貯油室111へ戻される。
圧縮後に吐出孔51cを通って吐出室110に流入した冷媒ガスは、前述のように第1通孔120から油分離室112に至るが、その際、吐出室110内において一部の潤滑油が冷媒ガスから分離する。この分離した潤滑油は、吐出室110内の凹部131に集まり、吐出室110内に溜まる。そして、潤滑油は、スクロール型圧縮機1の低速運転中、及び非運転中(動作停止中)に、貫通孔132を通じて吐出室110から貯油室111へ戻されるとともに貯留され、潤滑のために再利用される。本実施形態のスクロール型圧縮機1は、運転中の場合、その運転状態が低回転運転の状態であっても、吐出室110内に流入する冷媒ガスの巻き上げ効果に依存することなく、貫通孔132を通じて吐出室110から貯油室111へ戻される。
上記構成の本実施形態においては、次のような効果が得られる。
(1)吐出室110及び貯油室111を仕切り、凹部131に対応する隔壁(リヤ側突出壁101)に、両室110,111を連通する貫通孔132を設けた。このため、吐出室110の下部に溜まった潤滑油は、貫通孔132を通って貯油室111に戻されることになり、その潤滑油の再利用が可能となる。したがって、ハウジング2内に潤滑油を封入する際に吐出室110の下部に溜まる分を予め見越して潤滑油を封入する必要がなく、機内に封入した潤滑油を有効に利用することで、予め封入する潤滑油量の低減を図ることができる。
(1)吐出室110及び貯油室111を仕切り、凹部131に対応する隔壁(リヤ側突出壁101)に、両室110,111を連通する貫通孔132を設けた。このため、吐出室110の下部に溜まった潤滑油は、貫通孔132を通って貯油室111に戻されることになり、その潤滑油の再利用が可能となる。したがって、ハウジング2内に潤滑油を封入する際に吐出室110の下部に溜まる分を予め見越して潤滑油を封入する必要がなく、機内に封入した潤滑油を有効に利用することで、予め封入する潤滑油量の低減を図ることができる。
(2)また、吐出室110及び貯油室111を仕切る隔壁(フロント側突出壁54、リヤ側突出壁101)に凹部131を設け、該凹部131に対応させて貫通孔132を形成した。このため、吐出室110内の潤滑油を凹部131に集め、効率よく貯油室111に戻すことができる。
(3)貫通孔132によって吐出室110と貯油室111を直接連通している。このため、吐出室110内の潤滑油は、直接貯油室111に戻されることになる。したがって、潤滑油が油分離室112を経由して貯油室111に戻される場合に比べて潤滑油の流路距離を短くすることができ、潤滑油が貯油室111へ到達するまでの途中に溜まるような事態が生じることを回避できる。
(4)貫通孔132の直径Aを、第1通孔120の直径Bより小さくした。すなわち、貫通孔132からなる戻し通路の断面積を、第1通孔120からなるガス流通路の断面積より小さくした。このため、吐出孔51cから吐出された冷媒ガスを、貯油室111側ではなく、油分離室112側に流入させることができる。したがって、スクロール型圧縮機1から外部冷媒回路への冷媒ガスの吐出量を十分に確保できる。
(5)スクロール型圧縮機1の運転状態に拘わらず、吐出室110と貯油室111とを貫通孔132によって常に連通させている。したがって、貯油室111は吐出室110として使えることになり、吐出領域の拡大によってマフラー効果が高くなり、冷媒ガスの吐出脈動を低減することができる。また、液圧縮時の発生圧を低減させることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
○ 仕切壁130として機能するフロント側突出壁54とリヤ側突出壁101の形状を変更してもよい。例えば、図3に示すように、前記実施形態と同様に凹部131を中央に設け、該凹部131から外壁102に向かって延びる壁を凹部131へ向かって下り傾斜するように変更してもよい。この場合、フロント側突出壁54とリヤ側突出壁101には、凹部131に向かって下方に傾斜する傾斜部150が形成される。この構成によれば、吐出室110に溜まる潤滑油の凹部131への集約性を向上させることができる。
○ 仕切壁130として機能するフロント側突出壁54とリヤ側突出壁101の形状を変更してもよい。例えば、図3に示すように、前記実施形態と同様に凹部131を中央に設け、該凹部131から外壁102に向かって延びる壁を凹部131へ向かって下り傾斜するように変更してもよい。この場合、フロント側突出壁54とリヤ側突出壁101には、凹部131に向かって下方に傾斜する傾斜部150が形成される。この構成によれば、吐出室110に溜まる潤滑油の凹部131への集約性を向上させることができる。
○ また、図4に示すように、フロント側突出壁54とリヤ側突出壁101に対して貫通孔132を有する凹部131を、これらの突出壁54,101と外壁102の連結部位に形成しても良い。
○ 戻し通路を、仕切壁130(本実施形態ではリヤ側突出壁101)を孔状に貫通して形成する代わりに、仕切壁130の端部(具体的には、フロント側突出壁54とリヤ側突出壁101との接合面)に溝を形成し、構成しても良い。例えば、図5(a)及び(b)に示すように、リヤ側突出壁101の先端面101aに貫通溝170を設けてもよい。この貫通溝170は、フロントハウジング3とリヤハウジング4が接合されて、前記先端面101aとガスケット100のシール面とが当接することにより、吐出室110と貯油室111を連通する戻し通路を形成する。なお、貫通溝170は、フロント側突出壁54の先端面に形成しても、同様に戻し通路を形成し得る。また、戻し通路を溝で形成する場合は、図6に示すように、外壁102に形成しても良い。図6は、図4で説明した連結部位に凹部131を形成したフロント側突出壁54を迂回するように溝133をフロントハウジング3の開口端部3bに形成したものである。この溝133は、フロントハウジング3とリヤハウジング4が接合されて、フロントハウジング3の開口端部3bとガスケット100のシール面とが当接することにより、吐出室110と貯油室111を連通する戻し通路を形成する。なお、溝133は、リヤハウジング4の開口端部4aに形成しても、同様に戻し通路を形成し得る。
○ 戻し通路としての貫通孔132を開閉可能な弁体を設けてもよい。例えば、図7(a)に示すように、凹部131に弁体160を設け、仕切り壁を構成するリヤ側突出壁101によって作動圧室161を構成する。そして、吐出室110と連通する吐出圧入力通路162を介して作動圧室161の圧力が調整されるようにする。このように構成すれば、スクロール型圧縮機1が運転されていない時、吐出室110に冷媒ガスは吐出されていないため吐出室110及び作動圧室161の圧力は上昇しない。したがって、スクロール型圧縮機1の運転時、吐出室110内の圧力と貯油室111内の圧力とは同様の圧力となるため、弁体160は、貫通孔132を開くように動作する。また、スクロール型圧縮機1が運転されている時、圧縮された冷媒ガスが吐出室110に吐出されるため、吐出室110内の圧力は上昇し、吐出圧入力通路162を介して作動圧室161内の圧力も上昇する。したがって、作動圧室161内の圧力は、貯油室111内の圧力よりも高くなるため、弁体160は下方に押されて、図7(b)に示すように貫通孔132を閉じるように動作する。このため、スクロール型圧縮機1の運転中に、吐出室110から貯油室111への冷媒ガスの流入を抑制できる。
○ 実施形態は、モータを一体化した電動コンプレッサに具体化したが、回転軸30にクラッチを介して駆動手段(例えば、エンジン)を連結する構成としたスクロール型圧縮機に具体化しても良い。
○ 吐出室110と貯油室111を連通させる戻し通路の断面形状や、本数を変更しても良い。
○ 図8に示すように、戻し通路となる貫通孔134を、凹部131(図2参照)に対応する隔壁(区画壁113)に形成し、吐出室110の下部と油分離室112とを連通させるようにしても良い。このように構成することで、吐出室110の下部に溜まった潤滑油を貫通孔134、油分離室112及び第2通孔121を介して貯油室111に戻すことができる。また、たとえ吐出室110から油分離室112へ冷媒ガスが流出したとしても、冷媒ガスは油分離器140の筒部141内を通って吐出ポート140aから外部冷媒回路へ速やかに吐出されるので、圧縮機の効率低下を抑えることができる。
○ 図8に示すように、戻し通路となる貫通孔134を、凹部131(図2参照)に対応する隔壁(区画壁113)に形成し、吐出室110の下部と油分離室112とを連通させるようにしても良い。このように構成することで、吐出室110の下部に溜まった潤滑油を貫通孔134、油分離室112及び第2通孔121を介して貯油室111に戻すことができる。また、たとえ吐出室110から油分離室112へ冷媒ガスが流出したとしても、冷媒ガスは油分離器140の筒部141内を通って吐出ポート140aから外部冷媒回路へ速やかに吐出されるので、圧縮機の効率低下を抑えることができる。
○ 吐出室110と貯油室111を、リヤハウジング4側のみによって区画されるように形成しても良い。
1…スクロール型圧縮機、2…ハウジング、3…フロントハウジング、4…リヤハウジング、30…回転軸、50…固定側スクロールとしての固定側スクロール部材、51…固定側基板、53…固定側渦巻壁、60…可動側スクロールとしての可動側スクロール部材、61…可動側基板、62…可動側渦巻壁、70…圧縮室、90…吸入室、110…吐出室、111…貯油室、112…油分離室、120…ガス流通路としての第1通孔、131…凹部、132,134…戻し通路としての貫通孔、133…戻し通路としての溝、140…油分離器、150…傾斜部、160…弁体、170…戻し通路としての貫通溝。
Claims (6)
- ハウジング内には、固定側基板に固定側渦巻壁を形成した固定スクロールと、前記固定側渦巻壁に噛み合わされる可動側渦巻壁を可動側基板に形成した可動スクロールとが配置されており、前記可動スクロールの公転運動により、前記固定側渦巻壁と前記可動側渦巻壁との間に区画された圧縮室が容積を減少しながら移動されてガスの圧縮が行われるスクロール型圧縮機であって、
前記ハウジング内には、前記圧縮室で圧縮された圧縮後の冷媒ガスが吐出される吐出室と、前記吐出室にガス流通路を介して接続されると共に前記ガス流通路を介して導入した前記圧縮後の冷媒ガスから潤滑油を分離する油分離器を配置した油分離室と、前記油分離室に油供給路を介して接続されるとともに前記吐出室の下方に配置される貯油室とが、隔壁により互いの室が隔てられるように区画されており、
前記吐出室と前記貯油室とを隔てる隔壁には、前記吐出室側から前記貯油室側へ凹んだ凹部を形成し、該凹部に対応する隔壁に前記吐出室と前記貯油室を連通させる、又は前記凹部に対応する隔壁に前記吐出室と前記油分離室を連通させる前記潤滑油の戻し通路を形成したスクロール型圧縮機。 - 前記戻し通路は、前記吐出室と前記貯油室とを直接連通する孔又は溝である請求項1に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記戻し通路の延設方向に直交する断面積は、前記ガス流通路の延設方向に直交する断面積より小さくなるように形成されている請求項1又は請求項2に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記吐出室と前記貯油室を隔てる隔壁は、前記凹部と、前記凹部に向って下方に傾斜するように延びる傾斜部とから構成されている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記凹部には、前記戻し通路の開口を開閉可能な弁体が設けられ、前記弁体は、前記吐出室の圧力が前記貯油室の圧力より高い場合に前記戻り通路の開口を閉じ、前記吐出室の圧力と前記貯油室の圧力とが同様の場合に前記戻し通路の開口を開く請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のスクロール型圧縮機。
- 前記戻し通路は、前記吐出室と前記油分離室とを直接連通する孔である請求項1に記載のスクロール型圧縮機。
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- 2006-10-04 JP JP2006273189A patent/JP2008088945A/ja active Pending
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