JP2018127933A

JP2018127933A - 圧縮機

Info

Publication number: JP2018127933A
Application number: JP2017020676A
Authority: JP
Inventors: 芳夫小和田; Yoshio Kowada
Original assignee: Sanden Holdings Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2018-08-16
Also published as: CN110312868A; US20200003199A1; WO2018146991A1; DE112018000719T5

Abstract

【課題】コンタミネーションによる制御不良や潤滑不良などを抑制する。
【解決手段】圧縮機に備えられたオイルセパレータ２３０は、遠心力を利用して作動流体から潤滑油ＯＩＬを分離する分離部と、分離部の下方に位置し、分離部により分離された潤滑油ＯＩＬを貯留する貯留部と、を有する。そして、分離部と貯留部との間には、分離部により分離された潤滑油ＯＩＬを一時的に貯留し、その上澄みを貯留部に排出することで、潤滑油ＯＩＬに混入したコンタミネーションＣＯＮを沈殿させて捕捉する、ハット形状の捕捉部材２６０が配設されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、冷媒などの作動流体を圧縮する圧縮機に関する。

圧縮機においては、圧縮機構によって圧縮された気体の冷媒（気体冷媒）に潤滑油のミストが混入すると、冷媒回路の凝縮器などに導入され、その効率が低下してしまうおそれがある。このため、圧縮機には、圧縮機構から吐出された気体冷媒から潤滑油を分離するオイルセパレータが備えられている。オイルセパレータで分離された潤滑油は、例えば、スクロール圧縮機において旋回スクロールを固定スクロールに押し付ける背圧として利用されている。この背圧を調整するため、吸入圧力と吐出圧力との差圧に応じて作動する、背圧制御弁が利用されている。

ところで、圧縮機の潤滑油には、例えば、スラッジなどのコンタミネーション（異物）が混入している。背圧制御弁にコンタミネーションが導入されると、例えば、その弁体などが円滑に移動できなくなり、背圧を適切に調整できなくなってしまう。このため、特開２００３−３４３４３３号公報（特許文献１）に記載されるように、背圧制御弁にフィルタを取り付けることで、コンタミネーションを捕捉して作動不良の発生を抑制している。

特開２００３−３４３４３３号公報

しかしながら、背圧制御弁のフィルタはコンタミネーションの捕捉面積が小さいため、圧縮機を長年使用すると、フィルタの全面がコンタミネーションに覆われて潤滑油が流れなくなり、例えば、背圧の制御不良、摺動箇所の潤滑不良などが発生するおそれがある。なお、潤滑油に混入したコンタミネーションによる不具合は、背圧制御弁に限らず、潤滑油流路に配設されたオリフィスなどにも発生するおそれがある。

そこで、本発明は、コンタミネーションによる制御不良や潤滑不良などを抑制可能な圧縮機を提供することを目的とする。

このため、圧縮機は、遠心力を利用して作動流体から潤滑油を分離する分離部と、分離部の下方に位置し、分離部により分離された潤滑油を貯留する貯留部を有するオイルセパレータと、を備える。そして、分離部と貯留部との間に、分離部により分離された潤滑油を一時的に貯留し、その上澄みを貯留部に排出する捕捉部材が配設される。

本発明によれば、コンタミネーションによる制御不良や潤滑不良などを抑制することができる。

スクロール圧縮機の一例を示す断面図である。オイルセパレータによる潤滑油の分離方法の説明図である。冷媒及び潤滑油の流れを説明するブロック図である。捕捉部材の第１実施形態を示す縦断面図である。第１実施形態に係る捕捉部材の変形例の要部を示す縦断面図である。捕捉部材の第２実施形態を示す縦断面図である。捕捉部材の第３実施形態を示す縦断面図である。第３実施形態に係る捕捉部材の変形例の要部を示す縦断面図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、スクロール圧縮機の一例を示す。なお、スクロール圧縮機が、圧縮機の一例として挙げられる。

スクロール圧縮機１００は、スクロールユニット１２０と、気体冷媒の吸入室Ｈ１及び吐出室Ｈ２を有するハウジング１４０と、スクロールユニット１２０を駆動する電動モータ１６０と、電動モータ１６０を制御するインバータ１８０と、を備えている。なお、スクロールユニット１２０は、電動モータ１６０に代えて、例えば、エンジン出力によって駆動されてもよい。また、インバータ１８０は、スクロール圧縮機１００に組み込まれていなくてもよい。

スクロールユニット１２０は、互いに噛み合わされる固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４を有している。固定スクロール１２２は、円板形状の底板１２２Ａと、底板１２２Ａの一面から立設するインボリュート形状（渦巻き形状）のラップ１２２Ｂと、を含んでいる。旋回スクロール１２４は、固定スクロール１２２と同様に、円板形状の底板１２４Ａと、底板１２４Ａの一面から立設するインボリュート形状のラップ１２４Ｂと、を含んでいる。

固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４は、そのラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂを噛み合わせるように配置されている。詳細には、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂの先端部が、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの一面に接触し、旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂの先端部が、固定スクロール１２２の底板１２２Ａの一面に接触するように配置されている。なお、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの先端部には、チップシール（図示せず）が取り付けられている。

また、固定スクロール１２２及び旋回スクロール１２４は、そのラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの周方向の角度が互いにずれた状態で、そのラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの側壁が互いに部分的に接触するように配置されている。従って、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂと旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂとの間には、圧縮室Ｈ３として機能する、三日月形状の密閉空間が形成されている。

旋回スクロール１２４は、その自転が阻止された状態で、後述するクランク機構２４０を介して、固定スクロール１２２の軸心周りに公転可能に配置されている。従って、スクロールユニット１２０は、固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂと旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂとにより区画される圧縮室Ｈ３を中央部に移動させ、その容積を徐々に減少させる。その結果、スクロールユニット１２０は、ラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの外端部から圧縮室Ｈ３に吸入される気体冷媒を圧縮する。

ハウジング１４０は、電動モータ１６０及びインバータ１８０を収容するフロントハウジング１４２と、スクロールユニット１２０を収容するセンターハウジング１４４と、リアハウジング１４６と、インバータカバー１４８と、を有している。そして、フロントハウジング１４２、センターハウジング１４４、リアハウジング１４６及びインバータカバー１４８が、例えば、ボルト及びワッシャを含む締結具（図示せず）によって、一体的に締結されることで、スクロール圧縮機１００のハウジング１４０が構成されている。

フロントハウジング１４２は、略円筒形状の周壁部１４２Ａと仕切壁部１４２Ｂとを有している。フロントハウジング１４２の内部空間は、仕切壁部１４２Ｂにより、電動モータ１６０を収容するための空間とインバータ１８０を収容するための空間とに仕切られている。周壁部１４２Ａの一端側の開口は、インバータカバー１４８によって閉塞されている。また、周壁部１４２Ａの他端側の開口は、センターハウジング１４４によって閉塞されている。仕切壁部１４２Ｂには、その径方向の中央部に後述する駆動軸１６６の一端部を回転自由に支持する、略円筒形状の支持部１４２Ｂ１が、周壁部１４２Ａの他端側に向かって突設されている。

また、フロントハウジング１４２の周壁部１４２Ａ及び仕切壁部１４２Ｂとセンターハウジング１４４とにより、気体冷媒の吸入室Ｈ１が区画されている。吸入室Ｈ１には、周壁部１４２Ａに形成された吸入ポートＰ１を介して、低圧・低温の気体冷媒が吸入される。なお、吸入室Ｈ１では、気体冷媒が電動モータ１６０の周囲を流通して電動モータ１６０を冷却可能になっており、電動モータ１６０一方側の空間とその他方側の空間とが連通する、１つの吸入室Ｈ１が形成されている。吸入室Ｈ１には、回転駆動される駆動軸１６６などの摺動箇所の潤滑のため、適量の潤滑油が貯留されている。このため、吸入室Ｈ１においては、気体冷媒は潤滑油との混合流体として流れている。

センターハウジング１４４は、フロントハウジング１４２との締結側とは反対側が開口した略有底円筒形状をなし、その内部にスクロールユニット１２０を収容することができる。センターハウジング１４４は、円筒部１４４Ａとその一端側の底壁部１４４Ｂとを有している。円筒部１４４Ａと底壁部１４４Ｂとによって区画される空間に、スクロールユニット１２０が収容されている。円筒部１４４Ａの他端側には、固定スクロール１２２が嵌合する嵌合部１４４Ａ１が形成されている。従って、センターハウジング１４４の開口は、固定スクロール１２２によって閉塞されている。また、底壁部１４４Ｂは、その径方向の中央部が電動モータ１６０に向かって膨出するように形成されている。底壁部１４４Ｂの膨出部１４４Ｂ１の径方向の中央部には、駆動軸１６６の他端部を貫通させるための貫通孔が形成されている。そして、膨出部１４４Ｂ１のスクロールユニット１２０側には、駆動軸１６６の他端部を回転自由に支持するベアリング２００が嵌合する嵌合部が形成されている。

センターハウジング１４４の底壁部１４４Ｂと旋回スクロール１２４の底板１２４Ａとの間には、円環形状のスラストプレート２１０が配置されている。底壁部１４４Ｂの外周部は、スラストプレート２１０を介して旋回スクロール１２４からのスラスト力を受ける。底壁部１４４Ｂ及び底板１２４Ａのスラストプレート２１０と当接する部位には、シール部材（図示せず）が夫々埋設されている。

また、底板１２４Ａの電動モータ１６０側端面と底壁部１４４Ｂとの間、つまり、旋回スクロール１２４の固定スクロール１２２とは反対側の端面とセンターハウジング１４４との間には、背圧室Ｈ４が形成されている。センターハウジング１４４には、吸入室Ｈ１からスクロールユニット１２０のラップ１２２Ｂ及び１２４Ｂの外端部付近の空間Ｈ５へと気体冷媒（詳細には、気体冷媒と潤滑油との混合流体）を導入するための冷媒導入通路Ｌ１が形成されている。冷媒導入通路Ｌ１は、空間Ｈ５と吸入室Ｈ１とを連通しているため、空間Ｈ５の圧力は、吸入室Ｈ１の圧力（吸入圧力Ｐｓ）と等しい。

リアハウジング１４６は、センターハウジング１４４の円筒部１４４Ａの嵌合部１４４Ａ１側端部に、締結具によって締結されている。従って、固定スクロール１２２は、その底板１２２Ａが嵌合部１４４Ａ１とリアハウジング１４６との間に挟持されて固定されている。また、リアハウジング１４６は、センターハウジング１４４との締結側（一端側）が開口した略有底円筒形状をなし、円筒部１４６Ａとその他端側の底壁部１４６Ｂとを有している。

リアハウジング１４６の円筒部１４６Ａ及び底壁部１４６Ｂと固定スクロール１２２の底板１２２Ａとにより、気体冷媒の吐出室Ｈ２が区画されている。底板１２２Ａの中央部には、圧縮冷媒の吐出通路（吐出孔）Ｌ２が形成され、吐出通路Ｌ２には、吐出室Ｈ２からスクロールユニット１２０への流れを規制する、例えば、リードバルブからなる逆止弁２２０が付設されている。吐出室Ｈ２には、スクロールユニット１２０の圧縮室Ｈ３で圧縮された圧縮冷媒が吐出通路Ｌ２及び逆止弁２２０を介して吐出される。

リアハウジング１４６には、吐出室Ｈ２の気体冷媒から潤滑油を分離するためのオイルセパレータ２３０が配置されている。具体的には、リアハウジング１４６の後端部、即ち、センターハウジング１４４とは反対側に位置する端部には、その外周壁から内部へと向かって延びる、円形横断面を有する気液分離室２３０Ａが形成されている。気液分離室２３０Ａには、これと同心になるように、円形横断面を有する段付形状の内筒２３０Ｂが内挿されている。内筒２３０Ｂの基端部は、気液分離室２３０Ａの段部２３０Ａ１に係止し、その先端部は、気液分離室２３０Ａの最奥部から所定間隔を隔てた位置まで延びている。ここで、少なくとも内筒２３０Ｂが配置されている気液分離室２３０Ａの空間は、気体冷媒から潤滑油を分離する分離部として機能し、気液分離室２３０Ａの最奥部に位置する略円柱形状の空間は、分離部の下方に位置し、オイルセパレータ２３０によって分離された潤滑油を一時的に貯留する貯留部として機能する。

リアハウジング１４６における気液分離室２３０Ａの開口は、内筒２３０Ｂを押圧可能なボルト（図示せず）によって閉塞されている。ボルトには、その頭部の端面から軸部の先端部へと貫通する貫通孔が形成されている。そして、ボルトの頭部には、オイルセパレータ２３０によって潤滑油が分離された気体冷媒を図示しない凝縮器へと導くために、配管を接続する吐出ポートＰ２が形成されている。また、気液分離室２３０Ａは、その内周面の接線方向に延びる導入ポート１４６Ｃを介して、吐出室Ｈ２に連通している。

従って、スクロールユニット１２０によって圧縮された気体冷媒は、吐出室Ｈ２を経て、導入ポート１４６Ｃからオイルセパレータ２３０へと導入される。オイルセパレータ２３０へと導入された気体冷媒は、図２に示すように、気液分離室２３０Ａの内周面と内筒２３０Ｂの外周面により形成される円環形状の空間を旋回しつつ下方へと流れる。このとき、気体冷媒に含まれる潤滑油のミストは、気体冷媒が旋回するときに発生する遠心力を受け、その外方へと移動する。潤滑油のミストが外方へと移動すると、気液分離室２３０Ａの内周面に付着し、重力を利用してその底部へと滴下される。そして、オイルセパレータ２３０により分離された潤滑油は、後述する圧力供給通路Ｌ３へと導かれる。一方、潤滑油が分離された気体冷媒は、内筒２３０Ｂの先端部からその内部空間へと入り込み、その圧力を利用してボルトの頭部に形成された吐出ポートＰ２から吐出される。

なお、図１では、潤滑油の混合前又は分離後の気体冷媒の流れは斜線付き矢印で示され、潤滑油と混合された気体冷媒（混合流体）の流れは黒塗り矢印で示され、気体冷媒から分離された潤滑油の流れは白抜き矢印で示されている。

電動モータ１６０は、例えば、三相交流モータからなり、ロータ１６２と、ロータ１６２の径方向外側に配置されるステータコアユニット１６４と、を有している。そして、例えば、車載のバッテリ（図示せず）からの直流電流が、インバータ１８０により交流電流に変換され、電動モータ１６０に供給される。

ロータ１６２は、その径方向中心に形成された軸孔に圧入される駆動軸１６６を介して、ステータコアユニット１６４の径方向内側で回転可能に支持されている。駆動軸１６６の一端部は、フロントハウジング１４２の支持部１４２Ｂ１に回転可能に支持されている。駆動軸１６６の他端部は、センターハウジング１４４に形成された貫通孔を貫通して、ベアリング２００によって回転可能に支持されている。インバータ１８０からの給電により、ステータコアユニット１６４に磁界が発生すると、ロータ１６２に回転力が作用して駆動軸１６６が回転駆動される。駆動軸１６６の他端部は、クランク機構２４０を介して、旋回スクロール１２４に連結されている。

クランク機構２４０は、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの背圧室Ｈ４側端面に突出形成された略円筒形状のボス部２４０Ａと、駆動軸１６６の他端部に設けられたクランク２４０Ｂに偏心状態で取り付けられた偏心ブッシュ２４０Ｃと、を有している。偏心ブッシュ２４０Ｃは、ボス部２４０Ａに回転可能に支持されている。なお、駆動軸１６６の他端部には、旋回スクロール１２４の動作時の遠心力に対抗するバランサウェイト２４０Ｄが取り付けられている。従って、旋回スクロール１２４は、その自転が抑制された状態で、クランク機構２４０を介して、固定スクロール１２２の軸心周りに公転可能になっている。ここで、スクロールユニット１２０、駆動軸１６６及びクランク機構２４０が、圧縮機構の一例として挙げられる。

図３は、スクロール圧縮機１００における、冷媒及び潤滑油の流れを説明するためのブロック図である。

図１及び図３に示すように、蒸発器からの低圧・低温の気体冷媒は、吸入ポートＰ１を介して吸入室Ｈ１に導入され、その後、冷媒導入通路Ｌ１を介してスクロールユニット１２０の外端部付近の空間Ｈ５に導かれる。そして、空間Ｈ５の気体冷媒は、スクロールユニット１２０の圧縮室Ｈ３に取り込まれて圧縮される。圧縮室Ｈ３で圧縮された圧縮冷媒は、吐出通路Ｌ２及び逆止弁２２０を介して吐出室Ｈ２に吐出され、その後、吐出室Ｈ２から導入ポート１４６Ｃを介してオイルセパレータ２３０に導かれる。オイルセパレータ２３０によって潤滑油が分離された気体冷媒は、吐出ポートＰ２を通って凝縮器へと吐出される。このようにして、吸入室Ｈ１を介して流入される気体冷媒を圧縮室Ｈ３で圧縮し、この圧縮冷媒を吐出室Ｈ２を介して吐出するスクロールユニット１２０が構成される。

ここで、図１に示すように、リアハウジング１４６の後端部には、背圧室Ｈ４の圧力調整用の背圧制御弁２５０が更に組み込まれている。

背圧制御弁２５０は、吸入室Ｈ１の吸入圧力Ｐｓ及び吐出室Ｈ２の吐出圧力Ｐｄに応じて作動し、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍが吸入圧力Ｐｓ及び吐出圧力Ｐｄに応じた目標背圧Ｐｃに近づくように、その弁開度を自動的に調整する、公知の機械式（自律式）の流量制御弁である。

スクロール圧縮機１００は、図１及び図３に示すように、冷媒導入通路Ｌ１及び吐出通路Ｌ２に加えて、圧力供給通路Ｌ３及び放圧通路Ｌ４を備えている。

背圧制御弁２５０は、圧力供給通路Ｌ３の一部を構成するように、圧力供給通路Ｌ３の途上に配置されている。従って、オイルセパレータ２３０によって分離された潤滑油は、背圧制御弁２５０により適宜減圧されつつ、圧力供給通路Ｌ３を介して背圧室Ｈ４に供給される。つまり、背圧室Ｈ４の入口側（上流側）に接続される圧力供給通路Ｌ３の開度を背圧制御弁２５０によって調整することで、背圧室Ｈ４へと流入する潤滑油の流量を増減して背圧Ｐｍを調整する。

放圧通路Ｌ４は、背圧室Ｈ４と吸入室Ｈ１とを連通する。放圧通路Ｌ４の途上には、オリフィスＯＬが配置されている。また、オリフィスＯＬが配置される放圧通路Ｌ４は、駆動軸１６６を貫通して形成され、駆動軸１６６の中心軸に沿うように延びている。オリフィスＯＬは、例えば、駆動軸１６６の吸入室Ｈ１側端部に配置されている。背圧室Ｈ４の潤滑油は、オリフィスＯＬにより流量が制限されつつ、吸入室Ｈ１へと戻される。

そして、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍにより、旋回スクロール１２４が固定スクロール１２２に向けて押し付けられる。スクロールユニット１２０の圧縮動作中において、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａの背圧室Ｈ４側端面に作用する背圧Ｐｍの合力が底板１２４Ａの圧縮室Ｈ３側端面に作用する圧縮反力より小さい、つまり、背圧不足状態になると、旋回スクロール１２４のラップ１２４Ｂの先端部と固定スクロール１２２の底板１２２Ａとの間に隙間が生じると共に、旋回スクロール１２４の底板１２４Ａと固定スクロール１２２のラップ１２２Ｂの先端部との間に隙間が生じて、圧縮機の体積効率が低下するおそれがある。このため、合力が圧縮反力より大きくなるように、背圧制御弁２５０によって背圧Ｐｍが調整される。

一方、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍによる合力が圧縮反力よりも高すぎる、つまり、背圧過剰状態になると、固定スクロール１２２と旋回スクロール１２４との間の摩擦力が大きくなるため、圧縮機の機械効率が低下する。このため、背圧制御弁２５０は、背圧Ｐｍが目標背圧Ｐｃを超えた場合、背圧過剰状態にならないように、背圧Ｐｍを低下させて目標背圧Ｐｃに近づける。

ところで、オイルセパレータ２３０によって分離された潤滑油には、例えば、スラッジなどのコンタミネーションが混入している。オイルセパレータ２３０の下流に位置する背圧制御弁２５０にコンタミネーションが導入されると、例えば、背圧制御弁２５０の弁体が円滑に移動できなくなり、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍを目標背圧Ｐｃに調整できなくなってしまうおそれがある。また、オイルセパレータ２３０の下流に位置するオリフィスＯＬにコンタミネーションが導入されると、例えば、潤滑油の流路が閉塞したり狭くなったりして、背圧室Ｈ４から潤滑油を吸入室Ｈ１に戻すことが困難となり、背圧室Ｈ４の背圧Ｐｍを目標背圧Ｐｃに調整できなくなってしまうおそれがある。

そこで、オイルセパレータ２３０において、潤滑油に混入したコンタミネーションを沈殿させて捕捉するため、分離部と貯留部との間に、分離部により分離した潤滑油を一時的に貯留し、その上澄みを貯留部に排出する捕捉部材を配設する。

図４は、コンタミネーションを捕捉する捕捉部材の第１実施形態を示す。
内筒２３０Ｂの先端部と気液分離室２３０Ａの底壁との間には、ハット形状の隔壁をなす捕捉部材２６０が配設されている。捕捉部材２６０は、薄板円環形状の円環部２６２と、円環部２６２の内周縁から立ち上がる円筒形状の円筒部２６４と、円筒部２６４の先端開口を閉塞する円板形状の円板部２６６と、を含んでいる。ここで、円筒部２６４が、分離部に向けて立ち上がる部分の一例として挙げられる。

円環部２６２の外周縁は、気液分離室２３０Ａの横断面上において、その内周面に固定されている。また、円筒部２６４には、その横断面上において内周面と外周面とを連通する、複数の小孔２６４Ａが形成されている。小孔２６４Ａの開口面積は、ここを潤滑油が通過可能なように、例えば、潤滑油の粘性などを考慮して適宜決定されている。小孔２６４Ａの形成位置は、例えば、潤滑油の捕捉量を考慮して適宜決定されている。なお、円板部２６６は、平面に限らず、その中央部が上方に突出する、球面の一部、円錐などとすることもできる。

かかる捕捉部材２６０によれば、気液分離室２３０Ａの内周面に付着して滴下した潤滑油ＯＩＬは、気液分離室２３０Ａの内周面、円環部２６２の上面及び円筒部２６４の外周面によって区画される略円環形状の領域で受け止められる。この領域で受け止められた潤滑油ＯＩＬは、円筒部２６４の小孔２６４Ａを通って、貯留部として機能する気液分離室２３０Ａの下部へと排出される。このとき、潤滑油ＯＩＬは、略円環形状の領域で一旦受け止められた後、その上澄みが円筒部２６４の小孔２６４Ａを通って気液分離室２３０Ａの下部へと排出されるため、潤滑油ＯＩＬに混入するコンタミネーションＣＯＮを沈殿させて捕捉することができる。

従って、オイルセパレータ２３０の下流に位置する背圧制御弁２５０及びオリフィスＯＬなどに導入されるコンタミネーションが少なくなり、コンタミネーションによる制御不良や潤滑不良などが抑制され、スクロール圧縮機１００の耐久性を向上させることができる。なお、オイルセパレータ２３０で捕集できなかった軽微なコンタミネーションは、気体冷媒とともに外部へと排出され、例えば、冷媒回路に配設されたレシーバドライヤなどで捕捉される。

略円環形状の領域に滴下した潤滑油の一部は、内筒２３０Ｂの外周を旋回する気体冷媒の旋回流によって巻き上げられ、内筒２３０Ｂの先端部から吸い込まれてしまう可能性がある。このため、潤滑油の巻き上げを抑制するため、図５に示すように、捕捉部材２６０の上部、具体的には、その円板部２６６の外周縁に、薄板円板形状をなす鍔部２６８を一体化するようにしてもよい。このようにすれば、潤滑油の一部が旋回流によって巻き上げられようとしても、鍔部２６８の下面に当たってその下方へと戻るため、内筒２３０Ｂの先端部から吸い込まれる潤滑油の絶対量を低減することができる。なお、鍔部２６８は、以下に説明する捕捉部材にも適用可能である。

図６は、コンタミネーションを捕捉する捕捉部材の第２実施形態を示す。
内筒２３０Ｂの先端部と気液分離室２３０Ａの底壁との間には、ハット形状の隔壁をなす捕捉部材２７０が配設されている。捕捉部材２７０は、半径方向の中央部が下方に突出した薄板円環形状の円環部２７２と、円環部２７２の内周縁から立ち上がる裁頭円錐形状の円錐部２７４と、円錐部２７４の先端開口を閉塞しつつ中央部が上方に突出した円板形状の円板部２７６と、を含んでいる。ここで、円錐部２７４が、分離部に向けて立ち上がる部分の一例として挙げられる。

円環部２７２の外周縁は、気液分離室２３０Ａの横断面上において、その内周面に固定されている。また、円錐部２７４には、その横断面上において内周面と外周面とを連通する、複数の小孔２７４Ａが形成されている。小孔２７４Ａの開口面積は、ここを潤滑油が通過可能なように、例えば、潤滑油の粘性などを考慮して適宜決定されている。小孔２７４Ａの形成位置は、例えば、潤滑油の捕捉量を考慮して適宜決定されている。

かかる捕捉部材２７０によれば、気液分離室２３０Ａの内周面に付着して滴下した潤滑油ＯＩＬは、少なくとも、半径方向の中央部が下方に突出した円環部２７２の上面で受け止められる。円環部２７２で受け止められた潤滑油は、円錐部２７４の小孔２７４Ａを通って、貯留部として機能する気液分離室２３０Ａの下方へと排出される。このとき、潤滑油ＯＩＬは、円環部２７２で一旦受け止められた後、その上澄みが円錐部２７４の小孔２７４Ａを通って気液分離室２３０Ａの下部へと排出されるため、潤滑油ＯＩＬに混入するコンタミネーションＣＯＮを沈殿させて捕捉することができる。

従って、第１実施形態と同様に、オイルセパレータ２３０の下流に位置する背圧制御弁２５０及びオリフィスＯＬなどに導入されるコンタミネーションが少なくなり、コンタミネーションによる制御不良や潤滑不良などが抑制され、スクロール圧縮機１００の耐久性を向上させることができる。なお、捕捉部材２７０においては、円錐部２７４を使用せずに、円環部２７２の内周縁に円板部２７６の外周縁を直接連結することもできる。この場合、円環部２７２及び円板部２７６の少なくとも一方に、潤滑油を流す複数の小孔を形成することができ、この部分が分離部に向けて立ち上がる部分の一例として挙げられる。

図７は、コンタミネーションを捕捉する捕捉部材の第３実施形態を示す。
内筒２３０Ｂの先端部と気液分離室２３０Ａの底壁との間には、以下で説明する形状を有する隔壁をなす捕捉部材２８０が配設されている。捕捉部材２８０は、薄板円環形状の円環部２８２と、円環部２８２の内周縁から立ち上がる円筒形状の円筒部２８４と、円筒部２８４の上端部から半径外方へと延びる薄板円環形状の鍔部２８６と、を含んでいる。ここで、円筒部２８４が、分離部に向けて立ち上がる部分の一例として挙げられる。

円環部２８２の外周縁は、気液分離室２３０Ａの横断面上において、その内周面に固定されている。また、円筒部２８４には、その横断面上において内周面と外周面とを連通する、複数の小孔２８４Ａが形成されている。小孔２８４Ａの開口面積は、ここを潤滑油が通過可能なように、例えば、潤滑油の粘性などを考慮して適宜決定されている。小孔２８４Ａの形成位置は、例えば、潤滑油の捕捉量を考慮して適宜決定されている。なお、鍔部２８６は、図５に示す鍔部２６８と同様に、捕捉部材２８０で受け止められた潤滑油の一部が巻き上げられることを抑制する。

かかる捕捉部材２８０によれば、気液分離室２３０Ａの内周面に付着して滴下した潤滑油ＯＩＬは、気液分離室２３０Ａの内周面、円環部２８２の上面及び円筒部２８４の外周面によって区画される略円環形状の領域で受け止められる。この領域で受け止められた潤滑油ＯＩＬは、円筒部２８４の小孔２８４Ａを通って、貯留部として機能する気液分離室２３０Ａの下部へと排出される。このとき、潤滑油ＯＩＬは、略円環形状の領域で一旦受け止められた後、その上澄みが円筒部２８４の小孔２８４Ａを通って気液分離室２３０Ａの下部へと排出されるため、潤滑油ＯＩＬに混入するコンタミネーションＣＯＮを沈殿させて捕捉することができる。

また、円筒部２８４の上端開口が閉塞されていないので、捕捉部材２８０の構成部品が少なくなり、その重量を低減することができる。なお、円筒部２８４の上端開口が閉塞されていなくとも、潤滑油ＯＩＬは気液分離室２３０Ａの内周面に沿って滴下するので、円筒部２８４の上端開口を通って、その下部へと潤滑油ＯＩＬが直接滴下する可能性は少ない。ここで、円筒部２８４の上端開口が、分離部と貯留部とを連通する連通孔の一例として挙げられる。

従って、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、オイルセパレータ２３０の下流に位置する背圧制御弁２５０及びオリフィスＯＬなどに導入されるコンタミネーションが少なくなり、コンタミネーションによる制御不良や潤滑不良などが抑制され、スクロール圧縮機１００の耐久性を向上させることができる。なお、潤滑油の一部が巻き上げられる可能性が少ない場合には、鍔部２８６を省略することもできる。

図８は、捕捉部材の変形例を示す。
変形例に係る捕捉部材２９０は、上方に向かうにつれて横断面積が徐々に小さくなる裁頭円錐形状の円錐部２９２と、円錐部２９２の上端部から半径外方へと延びる薄板円環形状の鍔部２９４と、を含んでいる。ここで、円錐部２９２の中間部が、分離部に向けて立ち上がる部分の一例として挙げられる。円錐部２９２の下端部の外周縁は、気液分離室２３０Ａの内周面に固定されている。また、円錐部２９２には、その横断面上において内周面と外周面とを連通する、複数の小孔２９２Ａが形成されている。

そして、気液分離室２３０Ａの内周面と円錐部２９２の外周面とによって区画される略円環形状の領域は、気液分離室２３０Ａの内周壁に沿って滴下した潤滑油ＯＩＬを受け止める。この領域で受け止められた潤滑油ＯＩＬは、円錐部２９２の小孔２９２Ａを通って、貯留部として機能する気液分離室２３０Ａの下部へと排出される。なお、この捕捉部材２９０による作用及び効果は、上述した第１実施形態〜第３実施形態と同様であるため、重複説明を避けるために、その説明を省略するものとする。必要があれば、先の説明を参照されたい。

このように、潤滑油に混入したコンタミネーションを捕捉する捕捉部材は、種々の形状をとることができる。即ち、捕捉部材は、少なくとも、分離部により分離した潤滑油を一時的に貯留し、その上澄みを貯留部に排出する機能を有する形状をなしていればよい。なお、従来技術と同様に、背圧制御弁２５０にフィルタを備えるようにしても、ここに導入されるコンタミネーションの絶対量が少なくなるので、これが短時間で詰まるようなことはない。

以上説明した実施形態では、圧縮機としては、スクロール圧縮機を前提としたが、往復圧縮機、斜板式圧縮機、ロータリーピストン圧縮機、スライドベーン型圧縮機などであってもよい。また、オイルセパレータとしては、遠心分離式に限らず、例えば、ラビリンス通路により気体冷媒から潤滑油を分離する方式であってもよい。

１００スクロール圧縮機（圧縮機）
２３０オイルセパレータ
２６０捕捉部材
２６４円筒部
２６４Ａ小孔
２６８鍔部
２７０捕捉部材
２７４円錐部
２７４Ａ小孔
２８０捕捉部材
２８４円筒部
２８４Ａ小孔
２８６鍔部
２９０捕捉部材
２９２円錐部
２９２Ａ小孔
２９４鍔部
ＯＩＬ潤滑油

Claims

遠心力を利用して作動流体から潤滑油を分離する分離部、及び、前記分離部の下方に位置し、当該分離部により分離された潤滑油を貯留する貯留部を有するオイルセパレータを備えた圧縮機であって、
前記分離部と前記貯留部との間に、当該分離部により分離された潤滑油を一時的に貯留し、その上澄みを前記貯留部に排出する捕捉部材が配設された、
圧縮機。
前記捕捉部材は、前記分離部に向けて立ち上がる部分を有し、当該部分に潤滑油の上澄みを通過させる少なくとも１つの小孔が形成された、
請求項１に記載の圧縮機。
前記捕捉部材はハット形状の隔壁からなる、
請求項２に記載の圧縮機。
前記捕捉部材の中央部には、前記分離部と前記貯留部とを連通する連通孔が形成された、
請求項３に記載の圧縮機。
前記捕捉部材の上部には、半径外方へと延びる円環形状の鍔部が一体化された、
請求項３又は請求項４に記載の圧縮機。