JP2012241682A

JP2012241682A - 圧縮機

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Publication number: JP2012241682A
Application number: JP2011115494A
Authority: JP
Inventors: Yushi Hashimoto; 雄史橋本; Yasushi Aeba; 靖饗場; Hideto Oka; 秀人岡; Akinori Fukuda; 昭徳福田; Takeshi Hiratsuka; 武志平塚; Takashi Morimoto; 敬森本; Atsushi Sakuta; 作田　　淳; Yoshiyuki Nikami; 義幸二上; Hiroyuki Kono; 博之河野; Yusuke Imai; 悠介今井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2012-12-10
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: JP5609770B2

Abstract

【課題】電動機部の高効率化、体積効率の向上、および低オイル循環を実現する圧縮機を提供すること。
【解決手段】圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、オイル分離機構部が、冷媒ガスを旋回させる第１の円筒状空間４１１と、第１の流入部４２１と、第１の送出口４３１と、第１の排出口４４１と、第１の円筒状空間４１１と連通路４９で連通された第２の円筒状空間４１２と、第２の流入部４２２と、第２の送出口４３２と、第２の排出口４４２を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は圧縮機構部から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設けた圧縮機に関する。

従来、空調装置や冷却装置などに用いられる圧縮機は、一般に、ケーシング内に圧縮機構部とその圧縮機後部を駆動する電動機部を備えており、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスを圧縮機構部で圧縮し、冷凍サイクルへと送り込む役割を果たしている。一般的に、圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスは、一旦電動機の周囲を流れることによって、電動機部を冷却し、その後、ケーシングに設けられた吐出配管から冷凍サイクルへと送り込まれる（例えば、特許文献１参照）。すなわち、圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスは、吐出口から吐出空間へ吐出される。その後、冷媒ガスは、フレームの外周に設けられた通路を通り、圧縮機構部と電動機部との間の電動機空間の上部に吐出される。一部の冷媒ガスは、電動機部を冷却した後、吐出配管より吐出される。また、他の冷媒ガスは、電動機部とケーシングの内壁との間に形成されている通路によって、電動機部の上部と下部の電動機空間を連通し、電動機部を冷却した後、電動機部の回転子と固定子の隙間を通って、電動機部の上部の電動機空間に入り、吐出配管から吐出される。

特開平５−４４６６７号公報

しかしながら、従来の構成では、圧縮機構部で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが、電動機部を流れるため、電動機部が冷媒ガスによって加熱され、電動機部の効率低下を引き起こしてしまうという課題を有していた。また、フレームの外周に設けられた通路を通って、圧縮機構部の下部を高温の吐出ガスが流れるため圧縮機構部が加熱され、特に、冷凍サイクルから戻ってきた低温状態である冷媒ガスが、吸入経路を経て圧縮室へと送り込まれる過程で熱を受ける。そのため実際に圧縮室にとじ込む時点では、冷媒ガスは膨張し、循環量の低下を引き起こしてしまう課題を有していた。さらには、吐出管から吐出される冷媒にオイルが多く含まれると、サイクル性能の悪化を招くという課題を有していた。

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動機部の高効率化、体積効率の向上、および低オイル循環を実現する圧縮機を提供することにある。

本発明の圧縮機は、オイル分離機構部は、冷媒ガスを旋回させる第１の円筒状空間と、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスを第１の円筒状空間に流入させる第１の流入部と、第１の円筒状空間から一方の容器内空間に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する第１の送出口と、第１の送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと冷媒ガスの一部とを第１の円筒状空間から排出する第１の排出口と、第１の円筒状空間と連通路で連通された第２の円筒状空間と、第１の排出口から排出されたオイルと冷媒ガスを第２の円筒状空間にさせる第２の流入部と、第２の円筒状空間から一方の容器内空間に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する第２の送出口と、第２の送出口と対向して配置され、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを円筒状空間から排出する第２の排出口とを有する。

本発明によれば、圧縮機構部で圧縮されてオイル分離機構部から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間に導かれて吐出管から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部を通過しないため、電動機部が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部の高効率化が図れる。

また、本発明によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導くことで、他方の容器内空間に接する圧縮機構部の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。

また、本発明によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間に排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間内で吹き上げられ、送出口から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間内にオイルを滞留させないため、円筒状空間を小さく構成できる。

また、本発明によれは、一段目の円筒状空間部分で分離したオイルをさらに二段目の円筒形状部分で旋回することによりオイルと一緒に排出される冷媒ガスをさらに抑制することが可能となる。これにより、吸入冷媒ガスの加熱をより効果的に抑制することができ、圧縮室内での高い体積効率を得ることが出来る。

本発明の実施の形態１による圧縮機の縦断面図図１における圧縮機構部の要部拡大断面図本発明の実施の形態２による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図本発明の実施の形態３による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図本発明の実施の形態４による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図本発明の実施の形態５による圧縮機の縦断面図本発明の実施の形態６による圧縮機構部の上面図本発明の実施の形態６におけるオイル分離機構の要部拡大断面図

第１の発明は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、前記圧縮機構部によって、前記密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、前記一方の容器内空間から前記密閉容器の外部に前記冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、前記他方の容器内空間に前記電動機部を配置した圧縮機であって、前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、前記オイル分離機構部は、前記冷媒ガスを旋回させる第１の円筒状空間と、前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスを前記第１の円筒状空間に流入させる第１の流入部と、前記第１の円筒状空間から前記一方の容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する第１の送出口と、前記第１の送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと前記冷媒ガスの一部とを前記第１の円筒状空間から排出する第１の排出口と、前記第１の円筒状空間と連通路で連通された第２の円筒状空間と、前記第１の排出口から排出された前記オイルと前記冷媒ガスを前記第２の円筒状空間にさせる第２の流入部と、前記第２の円筒状空間から前記一方の容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する第２の送出口と、前記第２の送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと前記冷媒ガスの一部とを前記円筒状空間から排出する第２の排出口とを有する圧縮機である。この構成によれば、一段目の円筒状空間部分で分離したオイルをさらに二段目の円筒形状部分で旋回することによりオイルと一緒に排出される冷媒ガスをさらに抑制する
ことが可能となる。これにより、吸入冷媒ガスの加熱をより効果的に抑制することができて、圧縮室内での高い体積効率を得ることが出来る。

第２の発明は、第１の発明において、第２の円筒状空間の断面積Ｇが前記第１の円筒状空間の断面積Ｃよりも小さいものである。この構成によれば、円筒状空間内でのオイル分離効果を高めることができる。

第３の発明は、第１の発明において、前記第２の送出口の断面積Ｅを、前記第２の排出口の断面積Ｆよりも大きくしたものである。この構成によれば、円筒状空間内でのオイル分離効果を高めることができる。

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による圧縮機の縦断面図である。図１に示すように、本実施の形態による圧縮機は、密閉容器１内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機部２０とを備えている。

密閉容器１内は、圧縮機構部１０によって、一方の容器内空間３１と他方の容器内空間３２に分割している。そして、他方の容器内空間３２には、電動機部２０を配置している。また、他方の容器内空間３２は、電動機部２０によって、圧縮機構側空間３３と貯オイル側空間３４に分割している。そして、貯オイル側空間３４には、貯オイル部２を配置している。

密閉容器１には、吸接管３と吐出管４とが溶接によって固定されている。吸接管３と吐出管４とは密閉容器１の外部に通じ、冷凍サイクルを構成する部材と接続されている。吸接管３は密閉容器１の外部から冷媒ガスを導入し、吐出管４は一方の容器内空間３１から密閉容器１の外部に冷媒ガスを導出する。

主軸受部材１１は、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどで固定され、シャフト５を軸支している。この主軸受部材１１には、固定スクロール１２がボルト止めされている。固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３は、主軸受部材１１と固定スクロール１２とで挟み込まれている。主軸受部材１１、固定スクロール１２、及び旋回スクロール１３は、スクロール式の圧縮機構部１０を構成している。

旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間には、オルダムリングなどによる自転拘束機構１４を設けている。自転拘束機構１４は、旋回スクロール１３の自転を防止し、旋回スクロール１３が円軌道運動するように案内する。旋回スクロール１３は、シャフト５の上端に設けている偏心軸部５ａにて偏心駆動される。この偏心駆動により、固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５は、外周から中央部に向かって移動し、容積を小さくして圧縮を行う。

吸接管３と圧縮室１５との間には、吸入経路１６が形成されている。吸入経路１６は、固定スクロール１２に設けられている。固定スクロール１２の中央部には、圧縮機構部１０の吐出口１７が形成されている。吐出口１７には、リード弁１８が設けられている。固定スクロール１２の一方の容器内空間３１側には、吐出口１７及びリード弁１８を覆うマフラー１９が設けられている。マフラー１９は、吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離している。

冷媒ガスは、吸接管３から、吸入経路１６を経て圧縮室１５に吸入される。圧縮室１５で圧縮された冷媒ガスは、吐出口１７からマフラー１９内に吐出される。リード弁１８は、冷媒ガスが吐出口１７から吐出するときに押し開けられる。シャフト５の下端にはポンプ６が設けられている。ポンプ６の吸い込み口は、密閉容器１の底部に設けられた貯オイル部２内に配置している。ポンプ６は、シャフト５によって駆動される。従って、貯オイル部２にあるオイルを、圧力条件や運転速度に関係なく、確実に吸い上げることができ、摺動部でのオイル切れは発生しない。ポンプ６で吸い上げたオイルは、シャフト５内に形成しているオイル供給穴７を通じて圧縮機構部１０に供給される。なお、オイルをポンプ６で吸い上げる前、又は吸い上げた後に、オイルフィルタを用いてオイルから異物を除去すると、圧縮機構部１０への異物混入が防止でき、更なる信頼性向上を図ることができる。

圧縮機構部１０に導かれたオイルの圧力は、吐出口１７から吐出される冷媒ガスの吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は、固定スクロール１２から離れたり、片当たりすることなく、安定して動作する。さらにオイルの一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部５ａと旋回スクロール１３との嵌合部、及びシャフト５と主軸受部材１１との間の軸受部８に進入して潤滑し、その後に落下し、貯オイル部２に戻る。

旋回スクロール１３には経路７ａが形成され、経路７ａの一端は高圧領域３５に開口し、経路７ａの他端は背圧室３６に開口している。自転拘束機構１４は、背圧室３６に配置されている。従って、高圧領域３５に供給されたオイルの一部は、経路７ａを通って、背圧室３６に進入する。背圧室３６に進入したオイルは、スラスト摺動部及び自転拘束機構１４の摺動部を潤滑し、背圧室３６にて旋回スクロール１３に背圧を与えている。

次に、図１及び図２を用いて、実施の形態１による圧縮機のオイル分離機構部について説明する。図２は図１における圧縮機構部の要部拡大断面図である。

本実施の形態による圧縮機は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部４０を設けている。オイル分離機構部４０は、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間４１と、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通する流入部４２と、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通する送出口４３と、円筒状空間４１と他方の容器内空間３２とを連通する排出口４４とを有する。

円筒状空間４１は、固定スクロール１２に形成した第１の円筒状空間４１ａと主軸受部材に形成した第２の円筒状空間４１ｂとで構成される。流入部４２は、第１の円筒状空間４１ａに連通し、好ましくは流入部４２の開口を第１の円筒状空間４１ａの上端内周面に形成する。そして、流入部４２は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から円筒状空間４１に流入させる。流入部４２は、円筒状空間４１に対し、接線方向に開口している。

送出口４３は、円筒状空間４１の上端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成する。送出口４３は、第１の円筒状空間４１ａの上端面に形成することが好ましい。そして、送出口４３は、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。

排出口４４は、円筒状空間４１の下端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも他方の容器内空間３２側に形成する。排出口４４は、第２の円筒状空間４１ｂの下端面に形成することが好ましい。そして、排出口４４は、円筒状空間４１から圧縮機構側空間３３に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。

ここで、送出口４３の開口部の断面積Ａは、円筒状空間４１の断面積Ｃよりも小さく、排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きい方が好ましい。送出口４３の開口部の断面積Ａが、円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４の方向に導かれることなく、送出口４３から吹き出してしまう。また、排出口４４の開口部の断面積Ｂが円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４から吹き出してしまう。

また、送出口４３の開口部の断面積Ａを、排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きくすることで、送出口４３における流路抵抗が減る。これにより、冷媒ガスは排出口４４よりも送出口４３に流れやすくなる。一例として、Ａ／Ｂは９程度に設定することができる。

本実施の形態では、固定スクロール１２の外周部に孔加工を施すことで第１の円筒状空間４１ａを形成し、主軸受部材１１の外周部に孔加工を施すことで第２の円筒状空間４１ｂを形成する。また、固定スクロール１２の反ラップ側端面には、第１の円筒状空間４１ａに対し、接線方向に開口する溝を形成し、第１の円筒状空間４１ａ側の溝の一部をマフラー１９で覆うことで流入部４２を構成している。また、送出口４３は、マフラー１９に形成した孔で構成し、この孔を第１の円筒状空間４１ａの開口に配置している。また、排出口４４は、軸受けカバー４５に形成した孔で構成し、この孔を第２の円筒状空間４１ｂの開口に配置している。

以下に本実施の形態によるオイル分離機構部４０の作用を説明する。

マフラー１９内に吐出された冷媒ガスは、固定スクロール１２に形成された流入部４２を経て、円筒状空間４１に導かれる。流入部４２は円筒状空間４１に対し、接線方向に開口しているため、流入部４２から送出される冷媒ガスは、円筒状空間４１の内壁面に沿って流れ、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口４４に向かった流れとなる。

冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間４１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。

円筒状空間４１の内周面で発生した旋回流は、排出口４４に到達後、又は排出口４４近傍で折り返し、円筒状空間４１の中心を通る上昇流に変わる。遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、上昇流により送出口４３に到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。

また円筒状空間４１で分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口４４から圧縮機側空間３３に送り出される。圧縮機側空間３３に送り出されたオイルは、自重により密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。圧縮機構側空間３３に送り出された冷媒ガスは、圧縮機構部１０の隙間を通過して一方の容器内空間３１に至り、吐出管４から密閉容器１の外部に送り出される。

本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、送出口４３を流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成し、排出口４４を流入部４２よりも他方の容器内空間３２側に形成することで、流入部４２から排出口４４までの間では、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生し、排出口４４から送出口４３までの間では、円筒状空間４１の中心部で旋回流と
逆方向の流れが発生する。従って、排出口４４が流入部４２から離れるに従い、冷媒ガスの旋回回数が増え、オイルの分離効果が高まる。また旋回後の冷媒ガスは、旋回流の中心部を通過するため、送出口４３は、流入部４２よりも反排出口側にあればよい。すなわち、流入部４２と排出口４４との距離を可能な限り大きくすることで、オイル旋回分離の効果を高めることができる。

また、本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、容器内空間３２に分離したオイルを貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出するため、円筒状空間４１の内周面で発生する旋回流を、排出口４４の方向に導く作用を備えている。

仮に、円筒状空間４１に排出口４４を形成せず、円筒状空間４１内にオイルを貯留すると、排出口４４から外部に引っ張る流れが発生しないため、オイル面に到達する前に旋回流が消滅してしまうか、オイル面に到達するとオイルを巻き上げてしまう。また円筒状空間４１に排出口４４を形成せずに、オイル分離機能を発揮させるためには、オイルを貯留するに十分な空間を形成する必要がある。しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部４０のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出することで、旋回流を排出口４４に導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。

本実施の形態によれば、圧縮機構部１０で圧縮されてオイル分離機構部４０から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に導かれて吐出管４から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部２０を通過しないため、電動機部２０が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部２０の高効率化が図れる。

また、本実施の形態によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、他方の容器内空間３２に接する圧縮機構部１０の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、オイル分離機構部４０で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間３２に排出するため、円筒状空間４１内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間４１内で吹き上げられ、送出口４３から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間４１内にオイルを滞留させないため、円筒状空間４１を小さく構成できる。

また、本実施の形態によれば、貯オイル部２を貯オイル側空間３４に配置し、圧縮機構側空間３３ではオイルを貯留しないため、密閉容器１を小型化できる。

また、本実施の形態によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、流入部４２によって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出されたほとんどの高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、円筒状空間４１を、固定スクロール１２と主軸受部材１１に形成したことで、吐出口１７から吐出管４までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成で
き、密閉容器１を小型化できる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。

本実施の形態では、固定スクロール１２の外周部に段付き孔加工を施すことで第１の円筒状空間４１ｃと送出口４３ａを形成する。第１の円筒状空間４１ｃは、主軸受部材１１との締結面側端面（ラップ側端面）から貫通させない穴を加工して形成する。送出口４３ａは、主軸受部材１１との締結面側端面（ラップ側端面）から、又は主軸受部材１１との反締結面側端面（反ラップ側端面）から、第１の円筒状空間４１ｃの断面よりも小さな孔を貫通させて形成する。

また、主軸受部材１１の外周部に段付き孔加工を施すことで第２の円筒状空間４１ｄと排出口４４ａを形成する。第２の円筒状空間４１ｄは、固定スクロール１２との締結面（スラスト受面）から貫通させない穴を加工して形成する。排出口４４ａは、固定スクロール１２との締結面（スラスト面）から、又は固定スクロール１２との反締結面（反スラスト面）から、第２の円筒状空間４１ｄの断面よりも小さな孔を貫通させて形成する。

また、流入部４２ａは、固定スクロール１２の主軸受部材１１との反締結面側端面（反ラップ側端面）から、第１の円筒状空間４１ｃに対し、接線方向に開口する貫通孔を形成することで構成している。

本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の作用は実施の形態１と同じであり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。

（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。

本実施の形態では、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けている。送出パイプ４６の一端４６ａは、送出口を形成し、送出パイプ４６の他端４６ｂは円筒状空間４１内に配置されている。なお、本実施の形態では、送出パイプ４６の他端４６ｂは第２の円筒状空間４１ｂ内に延出させている。

送出パイプ４６の外周には筒状空間４６ｃが形成され、流入部４２が筒状空間４６ｃに開口している。送出パイプ４６の一端４６ａには、外方に延出させたフランジ４６ｄを形成している。

流入部４２から流入した冷媒ガスは、旋回流となって、筒状空間４６ｃを通り、円筒状空間４１の内周面に沿って排出口４４に至り、その後円筒状空間４１の中心を逆流する。そして、送出パイプ４６の他端４６ｂから送出パイプ４６内に流入し、送出パイプ４６の一端４６ａから流出する。

本実施の形態では、第１の円筒状空間４１ｅは、固定スクロール１２の外周部に段付き孔加工を施すことで形成している。すなわち、固定スクロール１２の反ラップ側端面には、第１の円筒状空間４１ｅの内周断面よりも大きな孔が形成され、この孔に送出パイプ４６のフランジ４６ｄが収められる。

本実施の形態に示すように、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けてもよい。
送出パイプ４６を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。なお、送出パイプ４６を設ける場合には、円筒状空間４１の軸心と送出パイプ４６の軸心とを一致させることが重要である。また、送出パイプ４６を設ける場合には、送出パイプ４６にフランジ４６ｄを設け、このフランジ４６ｄを円筒状空間４１に形成した孔内に配置し、マフラー１９で送出パイプ４６を円筒状空間４１に固定することが重要である。

また、送出パイプ４６の内径断面積Ｄは、排出口４４の断面積Ｂよりも大きくする。これにより、冷媒ガスは排出口４４よりも送出口４３に流れやすくなる。一例として、Ｄ／Ｂは９程度に設定することができる。

本実施の形態によれば、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けることで、円筒状空間４１内でのオイル分離効果を高めることができる。送出パイプ４６を設けた本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の基本的な作用は実施の形態１と同様であり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。

（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。本実施の形態では、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けている。本実施の形態における送出パイプ４７は、マフラー１９と一体に形成されている。送出パイプ４７の一端４７ａは、送出口を形成し、送出パイプ４７の他端４７ｂは円筒状空間４１内に配置されている。なお、本実施の形態では、送出パイプ４７の他端４７ｂは第２の円筒状空間４１ｂ内に延出させている。

送出パイプ４７の外周には筒状空間４７ｃが形成され、流入部４２が筒状空間４７ｃに開口している。流入部４２から流入した冷媒ガスは、旋回流となって、筒状空間４７ｃを通り、円筒状空間４１の内周面に沿って排出口４４に至り、その後円筒状空間４１の中心を逆流する。そして、送出パイプ４７の他端４７ｂから送出パイプ４７内に流入し、送出パイプ４７の一端４７ａから流出する。

本実施の形態に示すように、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けてもよい。

送出パイプ４７を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。なお、送出パイプ４７を設ける場合には、円筒状空間４１の軸心と送出パイプ４７の軸心とを一致させることが重要である。また、送出パイプ４７を設ける場合には、送出パイプ４７をマフラー１９と一体に形成することで、送出パイプ４７を円筒状空間４１に固定することができる。また、送出パイプ４７の内径断面積Ｄは、排出口４４の断面積Ｂよりも大きくする。

本実施の形態によれば、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けることで、円筒状空間４１内でのオイル分離効果を高めることができる。送出パイプ４７を設けた本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の基本的な作用は実施の形態１と同様であり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。

（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５による圧縮機の縦断面図である。本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。本実施の形態では、円筒状空間４１を構成する冷媒ガス旋回部材４８を一方の容器内空間３１に配置している。

冷媒ガス旋回部材４８は、マフラー１９の外周面に設置している。冷媒ガス旋回部材４８には、流入部４２ｂ、送出口４３ｂ、排出口４４ｂが形成されている。流入部４２ｂは、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通し、送出口４３ｂは、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通し排出口４４ｂは、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通している。

流入部４２ｂの開口は、円筒状空間４１の一端側内周面に形成する。そして、流入部４２ｂは、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から円筒状空間４１に流入させる。流入部４２ｂは、円筒状空間４１に対し、接線方向に開口している。送出口４３ｂは、円筒状空間４１の一端側に形成し、少なくとも流入部４２ｂよりも一端側に形成する。送出口４３ｂは、円筒状空間４１の一端側の端面に形成することが好ましい。そして、送出口４３ｂは、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。

排出口４４ｂは、円筒状空間４１の他端側に形成し、少なくとも流入部４２ｂよりも他端側に形成する。排出口４４ｂは、円筒状空間４１の他端側の端面の下部に形成することが好ましい。そして、排出口４４ｂは、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。ここで、送出口４３ｂの開口部の断面積Ａは、円筒状空間４１の断面積Ｃよりも小さく、排出口４４ｂの開口部の断面積Ｂよりも大きくしている。

マフラー１９内に吐出された冷媒ガスは、マフラー１９の上面に形成された流入部４２ｂを経て、円筒状空間４１に導かれる。流入部４２ｂは円筒状空間４１に対し、接線方向に開口しているため、流入部４２ｂから送出される冷媒ガスは、円筒状空間４１の内壁面に沿って流れ、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口４４ｂに向かった流れとなる。冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間４１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。

円筒状空間４１の内周面で発生した旋回流は、排出口４４ｂに到達後、又は排出口４４ｂ近傍で折り返し、円筒状空間４１の中心を通る逆流に変わる。遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、円筒状空間４１の中心を通る流れにより送出口４３ｂに到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。

また円筒状空間４１で分離されたオイルは、自重により一方に偏って溜まり、排出口４４ｂが他端側の端面の下部又は円筒状空間４１の下部に形成しているので、オイルを容易に排出できる。分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口４４ｂからマフラー１９上面に送り出される。マフラー１９上面に送り出されたオイルは、自重により圧縮機構部１０の隙間を通って一方の容器内空間３１から圧縮機側空間３３に至り、更に密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。

排出口４４ｂから送り出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、送出口４３ｂを流入部４２ｂよりも円筒状空間４１の一端側に形成し、排出口４４ｂを流入部４２ｂよりも円筒状空間４１の他端側に形成することで、流入部４２ｂから排出口４４ｂまでの間では、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生し、排出口４４ｂから送出口４３ｂまでの間では、円筒状空間４１の中心部で旋回流と逆方向の流れが発生する。従って、排出口４４ｂが流入部４２ｂから離れるに従い、冷媒ガスの旋回回数が増え、オイルの分離効果が高まる。また旋回後の冷媒ガスは、旋回流の中心部を通過するため、送出口４３ｂは、流入部４２ｂよりも反排出口側にあればよい。すなわち、流入部４２ｂと排出口４４ｂとの距離を可能な限り大きくすることで、オイル旋回分離の効果を高めることができる。

また、本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、円筒状空間４１に分離したオイルを貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４ｂから排出するため、円筒状空間４１の内周面で発生する旋回流を、排出口４４ｂの方向に導く作用を備えている。仮に、円筒状空間４１に排出口４４ｂを形成せず、円筒状空間４１内にオイルを貯留すると、排出口４４ｂから外部に引っ張る流れが発生しないため、旋回流がオイルを巻き上げてしまう。また円筒状空間４１に排出口４４ｂを形成せずに、オイル分離機能を発揮させるためには、オイルを貯留するに十分な空間を形成する必要がある。

しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部４０のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４ｂから排出することで、旋回流を排出口４４ｂに導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。本実施の形態によれば、圧縮機の軸方向寸法を変えることなく、旋回分離を行うことが可能となる。また冷媒ガスの旋回回数を多くするため、円筒状空間４１、さらに詳しくは流入部４２ｂと排出口４４ｂとの距離を大きくすることも可能となる。これにより圧縮機自体の寸法を維持したまま、オイル分離機構部４０を密閉容器１の内部に備えることができ、さらにはオイル旋回分離の効果も高めることができる。

また、本実施の形態によれば、円筒状空間４１を構成する冷媒ガス旋回部材４８を一方の容器内空間３１に配置することで、吐出口１７から吐出管４までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器１を小型化できる。

本実施の形態によれば、圧縮機構部１０で圧縮され、オイル分離機構部４０から送出される高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に導かれて吐出管４から吐出される。従って、高温高圧の冷媒ガスは、電動機部２０を通過しないため、電動機部２０が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部２０の高効率化が図れる。

また、本実施の形態によれば、高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、他方の容器内空間３２に接する圧縮機構部１０の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。

また、本実施の形態によれば、オイル分離機構部４０で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに一方の容器内空間３１に排出するため、円筒状空間４１内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間４１内で吹き上げられ、送出口４３ｂから冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間４１内にオイルを滞留させないため、円筒状空間４１を小さく構成できる。

また、本実施の形態によれば、貯オイル部２を貯オイル空間３４に配置し、圧縮機構側空間３３ではオイルを貯留しないため、密閉容器１を小型化できる。また、本実施の形態
によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、流入部４２ｂによって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出された高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。

上記各実施の形態における圧縮機においては、円筒状空間４１を２つ以上設けてもよい。

また、上記各実施の形態における圧縮機においては、冷媒として二酸化炭素を用いることができる。二酸化炭素は高温冷媒であり、このような高温冷媒を用いる場合には、本発明は更に有効である。また、冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、オイルとしてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いる。二酸化炭素とポリアルキレングリコールとは相溶性が低いため、オイル分離効果が高い。

（実施の形態６）
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。図７は本発明の実施の形態６におけるマフラーの上面図である。図８は本発明の実施の形態６におけるオイル分離機構の要部拡大断面図である。

本実施の形態では、第１の円筒状空間４１１を構成する冷媒ガス旋回部材４８を一方の容器内空間３１に配置している。冷媒ガス旋回部材４８は、マフラー１９に設置している。冷媒ガス旋回４８には、第１の流入部４２１、第１の送出口４３１、第１の排出口４４１が形成されている。第１の流入部４２１は、マフラー１９内と第１の円筒状空間４１１とを連通し、第１の送出口４３１は、第１の円筒状空間４１１と一方の容器内空間３１とを連通し、第１の排出口４４１は、第１の円筒状空間４１１と連通路４９とを連通している。また、連通路４９は第２の円筒状空間４１２と連通しており、第２の円筒状空間４１２には第２の流入部４２２、第２の送出口４３２、第２の排出口４４２が形成されている。

第２の流入部４２２は、連通路４９と第２の円筒状空間４１２とを連通し、第２の送出口４３２は、第２の円筒状空間４１２と一方の容器内空間３１とを連通し、第２の排出口４４２は、第２の円筒状空間４１２と一方の容器内空間３１とを連通している。

第１の流入部４２１の開口は、第１の円筒状空間４１１の一端側内周面に形成する。そして、第１の流入部４２１は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から第１の円筒状空間４１１に流入させる。第１の流入部４２１は、第１の円筒状空間４１１に対し、接線方向に開口している。

第１の送出口４３１は、第１の円筒状空間４１１の一端側に形成し、少なくとも第１の流入部４２１よりも一端側に形成する。第１の送出口４３１は、第１の円筒状空間４１１の一端側の端面に形成することが好ましい。そして、第１の送出口４３１は、第１の円筒状空間４１１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。

第１の排出口４４１は、第１の円筒状空間４１１の他端側に形成し、少なくとも第１の流入部４２１よりも他端側に形成する。第１の排出口４４１は、第１の円筒状空間４１１の他端側の端面の下部に形成することが好ましい。そして、第１の排出口４４１は、第１
の円筒状空間４１１から連通路４９に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。

ここで、第１の送出口４３１の開口部の断面積Ａは、第１の円筒状空間４１１の断面積Ｃよりも小さく、第１の排出口４４１の開口部の断面積Ｂよりも大きくしている。

第２の流入部４２２の開口は、第２の円筒状空間４１２の一端側内周面に形成する。そして、第２の流入部４２２は、連通路４９から第２の円筒状空間４１２に流入させる。第２の流入部４２２は、第２の円筒状空間４１２に対し、接線方向に開口している。第２の送出口４３２は、第２の円筒状空間４１２の一端側に形成し、少なくとも第２の流入部４２２よりも一端側に形成する。第２の送出口４３２は、第２の円筒状空間４１２の一端側の端面に形成することが好ましい。そして、第２の送出口４３２は、第２の円筒状空間４１２から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。

第２の排出口４４２は、第２の円筒状空間４１２の他端側に形成し、少なくとも第２の流入部４２２よりも他端側に形成する。第２の排出口４４２は、円筒状空間４１ａの他端側の端面の下部に形成することが好ましい。そして、第２の排出口４４２は、第２の円筒状空間４１２から一方の密閉容器内空間に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。

ここで、第２の送出口４３２の開口部の断面積Ｅは、第２の円筒状空間４１２の断面積Ｇよりも小さく、第２の排出口４４２の開口部の断面積Ｆよりも大きくしている。また、第２の送出口４３２の開口断面積Ｅ及び第２の排出口４４２の開口断面積Ｆはそれぞれ第１の送出口４３１の開口断面積Ａ及び第１の排出口４４１の開口断面積Ｂよりも小さくしている。

以下に本実施の形態によるオイル分離機構部の作用を説明する。マフラー１９内に吐出された冷媒ガスは、マフラー１９の上面に形成された第１の流入部４２１を経て、第１の円筒状空間４１１に導かれる。第１の流入部４２１は第１の円筒状空間４１１に対し、接線方向に開口しているため、第１の流入部４２１から送出される冷媒ガスは、第１の円筒状空間４１１の内壁面に沿って流れ、第１の円筒状空間４１１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、第１の排出口４４１に向かった流れとなる。

冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により第１の円筒状空間４１１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。第１の円筒状空間４１１の内周面で発生した旋回流は、第１の排出口４４１に到達後、又は第１の排出口４４１近傍で折り返し、第１の円筒状空間４１１の中心を通る逆流に変わる。遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、第１の円筒状空間４１１の中心を通る流れにより第１の送出口４３１に到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。

また第１の円筒状空間４１１で分離されたオイルは、自重により一方に偏って溜まり、第１の排出口４４１が他端側の端面の下部又は第１の円筒状空間４１１の下部に形成しているので、オイルを容易に排出できる。分離されたオイルは、冷媒ガスとともに第１の排出口４４１から連通路４９を経て第２の流入部４２２に導かれる。第２の流入部４２２は第２の円筒状空間４１２に対し、接線方向に開口しているため、第２の流入部４２２から送出される冷媒ガスとオイルは、第２の円筒状空間４１２の内壁面に沿って流れ、第２の円筒状空間４１２の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、第２の排出口４４２に向かった流れとなる。

冷媒ガスにはオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により第２の円筒状空間４１２の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。第２の円筒状空間４１２の内周面で発生した旋回流は、第２の排出口４４２に到達後、又は第２の排出口４４２近傍で折り返し、円筒状空間４１２の中心を通る逆流に変わる。遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、第２の円筒状空間４１２の中心を通る流れにより第２の送出口４３２に到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。

また第２の円筒状空間４１２で分離されたオイルは、自重により一方に偏って溜まり、第２の排出口４４２が他端側の端面の下部又は第２の円筒状空間４１２の下部に形成しているので、オイルを容易に排出できる。少量の冷媒ガスとともに第２の排出口４４２から送り出されたオイルは、自重により圧縮機構部１０の隙間を通って一方の容器内空間３１から圧縮機構側空間３３に至り、更に密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。第２の排出口４４２から送り出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。

本実施の形態によれば、圧縮機の軸方向寸法を変えることなく、旋回分離を行うことが可能となる。また冷媒ガスの旋回回数を多くするため、円筒状空間４１１，４１２、さらに詳しくは流入部４２１，４２２と排出口４４１，４４２との距離を大きくすることも可能となる。これにより圧縮機自体の寸法を維持したまま、オイル分離機構部を密閉容器１の内部に備えることができ、さらにはオイル旋回分離の効果も高めることができる。

また、本実施の形態によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、第１の流入部４２１によって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出された高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。

本発明は、スクロール圧縮機やロータリー圧縮機など、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を有する圧縮機に適用でき、特に高温冷媒を用いる圧縮機に適している。

１密閉容器
２貯オイル部
４吐出管
１０圧縮機構部
１１主軸受部材
１２固定スクロール
１７吐出口
１９マフラー
２０電動機部
３１容器内空間
３２容器内空間
３３圧縮機構側空間
３４貯オイル側空間
４０オイル分離機構部
４１円筒状空間
４２流入部
４３送出口
４４排出口
４６送出パイプ
４７送出パイプ
４８冷媒ガス旋回部材
４９連通路
４１１第１の円筒状空間
４１２第２の円筒状空間
４２１第１の流入部
４２２第２の流入部
４３１第１の送出口
４３２第２の送出口
４４１第１の排出口
４４２第２の排出口

Claims

冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、
前記圧縮機構部によって、前記密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、
前記一方の容器内空間から前記密閉容器の外部に前記冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、前記他方の容器内空間に前記電動機部を配置した圧縮機であって、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、
前記オイル分離機構部は、
前記冷媒ガスを旋回させる第１の円筒状空間と、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスを前記第１の円筒状空間に流入させる第１の流入部と、
前記第１の円筒状空間から前記一方の容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する第１の送出口と、
前記第１の送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと前記冷媒ガスの一部とを前記第１の円筒状空間から排出する第１の排出口と、
前記第１の円筒状空間と連通路で連通された第２の円筒状空間と、
前記第１の排出口から排出された前記オイルと前記冷媒ガスを前記第２の円筒状空間にさせる第２の流入部と、
前記第２の円筒状空間から前記一方の容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する第２の送出口と、
前記第２の送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと前記冷媒ガスの一部とを前記円筒状空間から排出する第２の排出口と
を有することを特徴とする圧縮機。
前記第２の円筒状空間の断面積Ｇが前記第１の円筒状空間の断面積Ｃよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
前記第２の送出口の断面積Ｅを、前記第２の排出口の断面積Ｆよりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。