JP2019056322A - Compressor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧縮機に関し、例えば車両エアコンシステムに使用して好適な圧縮機に関する。 The present invention relates to a compressor, for example, a compressor suitable for use in a vehicle air conditioner system.
例えば車両エアコンシステム等に使用される圧縮機では、冷媒ガス中にオイルを混入させて圧縮機各部の潤滑を行っている。しかし、熱交換のための外部冷媒回路へオイルが流出すると車両エアコンシステム等の運転効率が低下するため、圧縮機から外部冷媒回路へ流出するオイル量を低減し、オイル循環率(Oil Circulation Ratio:OCR)を最適化することが求められている。 For example, in a compressor used in a vehicle air conditioner system or the like, oil is mixed in refrigerant gas to lubricate each part of the compressor. However, if oil flows out to the external refrigerant circuit for heat exchange, the operating efficiency of the vehicle air conditioner system and the like is lowered, so the amount of oil flowing out from the compressor to the external refrigerant circuit is reduced, and the oil circulation ratio (Oil Circulation Ratio: There is a need to optimize (OCR).
例えば特許文献1は、衝突分離方式のオイル分離を行うオイルセパレータと、遠心分離方式のオイル分離を行うオイルセパレータとを備えた圧縮機を開示している。衝突分離方式のオイルセパレータは、圧縮機構から吐出室に吐出された吐出冷媒ガスを吐出室の隔壁に衝突させて、吐出冷媒ガス中のオイルを分離する。遠心分離方式のオイルセパレータは、吐出冷媒ガスを分離室に配置された円筒状の分離器の周囲に旋回させて、吐出冷媒ガス中のオイルを遠心分離する。
For example,
吐出室及び分離室は、それぞれ連通路を介して貯油室に連通され、各オイルセパレータで分離されたオイルが貯油室に一括回収される。一括回収されたオイルは、軸受等を含む潤滑対象を潤滑しながら吸入室まで流れ、冷媒とともに圧縮室の吸入側に戻され、この際、吸入冷媒に含まれるオイルによって圧縮機構の潤滑が行われる。 The discharge chamber and the separation chamber are each communicated with the oil storage chamber via a communication path, and the oil separated by each oil separator is collectively collected in the oil storage chamber. Collected oil flows to the suction chamber while lubricating the object to be lubricated including the bearings and the like, and is returned to the suction side of the compression chamber together with the refrigerant. At this time, the oil contained in the suction refrigerant lubricates the compression mechanism. .
即ち、特許文献1では、異なる分離方式であって異なるオイル分離能力を有する各オイルセパレータが、異なる分離室に配置される。各オイルセパレータで分離したオイルは、各連通路を介して貯油室で一括回収された後、潤滑対象を潤滑して吸入室を経由し、圧縮室の吸入側に至る単一のオイル流路を流通する。
That is, in
圧縮機の運転条件によって、吐出冷媒の圧力や流量が変化すると、貯油室よりも、各分離室の方が低圧になったり、或いは各分離室の方が高圧になったりすることがある。このため、貯油室と各分離室との間の各連通路の絞りが不足すると、貯油室から各分離室へのオイルの逆流が生じ得る。一方、貯油室と各分離室との間の各連通路を絞り過ぎると、各分離室から貯油室にオイルが流れないおそれがある。 If the pressure or flow rate of the discharged refrigerant changes depending on the operating conditions of the compressor, each separation chamber may be at a lower pressure than the oil storage chamber, or each separation chamber may be at a higher pressure. For this reason, if the throttle of each communication path between the oil storage chamber and each separation chamber is insufficient, the backflow of oil from the oil storage chamber to each separation chamber may occur. On the other hand, if each communication path between the oil storage chamber and each separation chamber is excessively throttled, there is a possibility that oil does not flow from each separation chamber to the oil storage chamber.
オイルの逆流や滞留が生じると、圧縮機内のOCR低下、潤滑不良による圧縮機の耐久性低下、ひいては圧縮機構の摺動部等のシール性低下によって圧縮機の性能(体積効率)の低下を招くおそれがある。また、吐出冷媒に含有されるオイル量が増大することによって、圧縮機から外部冷媒回路へ排出されるオイル量も増大し、車両エアコンシステム等の運転効率が低下するおそれもある。 When backflow or stagnation of oil occurs, the compressor performance (volumetric efficiency) decreases due to a decrease in OCR in the compressor, a decrease in the durability of the compressor due to poor lubrication, and a decrease in the sealing performance of the sliding portion of the compression mechanism. There is a fear. In addition, when the amount of oil contained in the discharged refrigerant increases, the amount of oil discharged from the compressor to the external refrigerant circuit also increases, which may reduce the operating efficiency of the vehicle air conditioner system and the like.
このようなオイルの逆流や滞留を防止するためには、貯油室と各分離室との圧力差のバランスを取るべく各連通路の絞りを最適化する必要がある。しかし、各オイルセパレータで分離したオイルが各連通路を介して貯油室で一括回収されるため、貯油室が各分離室の圧力の影響を受け易く、圧縮機の低流量から高流量の運転全域に亘ってオイルの流れを適切に維持するべく各連通路の絞りを最適化するのは困難であった。 In order to prevent such backflow or stagnation of oil, it is necessary to optimize the throttle of each communication path in order to balance the pressure difference between the oil storage chamber and each separation chamber. However, since the oil separated in each oil separator is collected in the oil storage chamber through each communication passage, the oil storage chamber is easily affected by the pressure in each separation chamber, and the entire operation range from low to high flow rate of the compressor It has been difficult to optimize the throttle of each communication path in order to maintain the oil flow appropriately.
また、特許文献1の各オイルセパレータは、異なるオイル分離能力を有し、吐出冷媒から分離可能なオイル量が異なるにもかかわらず、各オイルセパレータで分離されたオイルは貯油室に一括回収され、単一のオイル流路を流れて潤滑対象の潤滑に供される。これでは、オイルセパレータのオイル分離能力と圧縮機の各部の潤滑要求とに応じたオイルの適切な配分ができないため、圧縮機の運転全域に亘って吐出冷媒からのオイル分離能力を高め、圧縮機の潤滑性能を向上することについては依然として課題が残されていた。
In addition, each oil separator of
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、圧縮機の運転全域に亘って吐出冷媒からのオイル分離能力を高めることができ、圧縮機内のOCR向上、圧縮機の耐久性向上、圧縮機の性能向上、及び、圧縮機を使用するシステムの運転効率向上を実現することができる圧縮機を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and can improve the oil separation ability from the discharged refrigerant over the entire operation range of the compressor, improve the OCR in the compressor, improve the durability of the compressor, It is an object of the present invention to provide a compressor capable of improving the performance of the compressor and improving the operation efficiency of a system using the compressor.
上記の目的を達成するべく、本発明の圧縮機は、オイルを含有する冷媒を吸入するための吸入室と、吸入室に吸入された冷媒を圧縮するための圧縮室と、圧縮室から吐出された吐出冷媒を外部に排出するまでに形成される冷媒流路と、冷媒流路に直列に配置され、吐出冷媒に含有されるオイルを異なるオイル分離能力で分離する第1及び第2オイルセパレータと、第1オイルセパレータで分離したオイルを圧縮室における冷媒の吸入側に流通させる第1オイル流路と、第2オイルセパレータで分離したオイルを吸入室側に流通させる第2オイル流路とを備える。 In order to achieve the above object, a compressor according to the present invention includes a suction chamber for sucking refrigerant containing oil, a compression chamber for compressing refrigerant sucked into the suction chamber, and a discharge from the compression chamber. A refrigerant flow path formed until the discharged refrigerant is discharged to the outside, and first and second oil separators arranged in series in the refrigerant flow path and separating oil contained in the discharged refrigerant with different oil separation capacities A first oil flow path for circulating the oil separated by the first oil separator to the refrigerant suction side in the compression chamber, and a second oil flow path for flowing the oil separated by the second oil separator to the suction chamber side. .
本発明の圧縮機によれば、圧縮機の運転全域に亘って吐出冷媒からのオイル分離能力を高めることができ、圧縮機内のOCR向上、圧縮機の耐久性向上、圧縮機の性能向上、及び、圧縮機を使用するシステムの運転効率向上を実現することができる。 According to the compressor of the present invention, it is possible to increase the oil separation ability from the discharged refrigerant over the entire operation of the compressor, improve the OCR in the compressor, improve the durability of the compressor, improve the performance of the compressor, and Thus, it is possible to improve the operation efficiency of the system using the compressor.
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための各実施形態について説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る圧縮機の縦断面図を示す。圧縮機1は、例えば車両用エアコンシステム等において、凝縮器、膨張弁、蒸発器等を連通接続して冷媒を循環させる冷媒回路(図示省略)に組み込まれて使用される。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a compressor according to a first embodiment of the present invention. The
冷媒回路において、圧縮機1は、凝縮器で放熱・凝縮した液相冷媒が下流の膨張弁で、減圧・膨張して一部蒸発した冷媒ガスと、残りの液相冷媒が膨張弁の下流の蒸発器において周囲空気から熱を奪って気化した冷媒ガスと、を圧縮して昇温した後、凝縮器に向けて圧送し、これにより冷媒が冷媒回路を循環する。圧縮機1において、冷媒ガスには、圧縮機1の各部の潤滑を行うためにオイルが混入される。
In the refrigerant circuit, the
圧縮機1は、冷媒ガスを外部から吸入する吸入口である吸入ポート2、吸入ポート2を介して冷媒ガスを吸入するための吸入室3と、吸入室3に吸入された冷媒ガスを圧縮するための圧縮室4と、圧縮室4から吐出された冷媒ガスを外部へ排出する排出口である排出ポート5と、を備え、圧縮室4において一対の同一形状の渦巻き体を噛合わせて、一方を固定し他方を電動モータ20の回転力を用いて旋回せしめることで冷媒ガスを圧縮する密閉型のスクロール電動圧縮機である。固定される一方の渦巻き体を固定スクロール10といい、旋回せしめる他方の渦巻き体を旋回スクロール11といい、固定スクロール10と旋回スクロール11とは圧縮機1の圧縮機構を形成する。また、圧縮機1は、電動モータ20を駆動するためのインバータ30を内蔵している。
The
固定スクロール10は、端板10aから略垂直方向に渦巻き状のスクロールラップ10bを突設させてなり、また、旋回スクロール11は、端板11aから略垂直方向にスクロールラップ11bを突設させてなる。固定スクロール10のスクロールラップ10bと旋回スクロール11のスクロールラップ11bとを噛合わせると端板10aと端板11aとが平行になり、固定スクロール10におけるスクロールラップ10bの突設端が端板11aに対向し、旋回スクロール11におけるスクロールラップ11bの突設端が端板10aに対向する。
The
スクロールラップ10bの突設端には、これと端板11aとの隙間における冷媒ガスの流通を阻害する気密性のチップシール(図示省略)が埋設され、スクロールラップ10bの突設端はチップシールを介して端板11aと接触する。また、スクロールラップ11bの突設端にも、同様のチップシール(図示省略)が埋設され、スクロールラップ11bの突設端はチップシールを介して端板10aと接触する。
At the projecting end of the
また、固定スクロール10と旋回スクロール11とは、両スクロールラップ10b,14bの周方向の角度が互いにずれた状態で、両スクロールラップ10b,11bの突設端を除く側面は周方向で異なる複数箇所で接触するように噛合わされ、これにより、両端板10a,11a及び両スクロールラップ10b,11bは、端板10a(あるいは端板11a)に対して垂直方向からみて三日月状の密閉空間である流体ポケット12を部分的に形成する。
The
固定スクロール10と前述のように噛合わされた旋回スクロール11は、その自転が阻止された状態で、後述するクランク機構40を介して、固定スクロール10の中心軸周りに公転旋回運動可能に構成される。旋回スクロール11が前述のように公転旋回運動することで、両端板10a,11a及び両スクロールラップ10b,11bで部分的に形成される流体ポケット12が、両スクロールラップ10b,11bの外端部から中心の内端部へ向かつて移動するとともに流体ポケット12の容積が徐々に縮小する。従って、両スクロールラップ10b,11bの外端部側から流体ポケット12内に取込まれた冷媒ガスが圧縮される。
The orbiting
電動モータ20は、電機子鉄心のスロットにコイルを配設した円筒状のステータ(固定子)21の中央空間に、永久磁石を配設した円筒又は円柱状のロータ(回転子)22を、ステータ21の内周面とエアギャップを維持しつつ回転可能に備えて構成される。ロータ22には、その軸線上に、旋回スクロール11を駆動するための駆動軸23が設けられる。
The
駆動軸23は旋回スクロール11の端板11aにクランク機構40を介して連結され、ロータ22とステータ21との間における電磁力の相互作用によってロータ22が軸線周りに回転したときに、電動モータ20の回転力が駆動軸23から旋回スクロール11へ伝達される。インバータ30は、電動モータ20におけるステータ21のコイルと電気的に接続され、外部制御装置(図示省略)からの指示信号に応じてコイルに対する通電量を制御し、ロータ22の回転速度を任意に変更可能である。
The
クランク機構40は、端板11aからスクロールラップ11bとは反対側に向けて突出形成された円筒状のボス部41と、駆動軸23のうち一方の軸端部23aに設けられたクランク23bに偏心状態で取り付けられた偏心ブッシュ42と、を含む。偏心ブッシュ42はボス部41内に回転可能に支持される。また、図示省略したが、圧縮機1には、旋回スクロール11の自転を阻止する自転阻止機構が設けられ、これにより、旋回スクロール11はその自転が阻止された状態で、クランク機構40を介して固定スクロール10の中心軸周りに公転旋回運動可能に構成される。なお、駆動軸23の一方の軸端部23aには、旋回スクロール11の旋回時に生じる遠心力を相殺するパランサウエイト43が取り付けられる。
The
圧縮機1のハウジングは、電動モータ20及びインバータ30を収容するフロントハウジング50と、インバータカバー60と、固定スクロール10及び旋回スクロール11を収容するセンターハウジング70と、リアハウジング80と、を有してなる。フロントハウジング50及びリアハウジング80は、センターハウジング70を挟んで配置されている。
The housing of the
また、インバータカバー60はフロントハウジング50のうちセンターハウジング70と反対側に配置される。そして、フロントハウジング50とセンターハウジング70との間、センターハウジング70とリアハウジング80との間、及びフロントハウジング50とインバータカバー60との間は、ボルト等の締結手段(図示省略)によって締結されることで一体的なハウジングを構成する。
Further, the
フロントハウジング50は、略筒状の周壁部51と、周壁部51の内部空間を一端開口側と他端開口側とに区画する仕切壁部52と、を有する。仕切壁部52から一端開口側の周壁部51内には、駆動軸23をフロントハウジング50からセンターハウジング70に向けて電動モータ20が収容・固定され、仕切壁部52から他端開口側の周壁部51内にはインバータ30が収容・固定される。
The
周壁部51の一端開口は、センターハウジング70によって閉止され、周壁部51の他端開口は、インバータカバー60によって閉止される。また、フロントハウジング50は、仕切壁部52のうち一端開口側において、センターハウジング70に向けて開口し、電動モータ20の駆動軸23のうち他方の軸端部23cが回転自在に嵌め込まれる筒状の支持部53を有し、この支持部53によって軸端部23cが支持される。
One end opening of the
センターハウジング70は、略筒状の周壁部71と、周壁部71の内面から内方へ突出しつつフロントハウジング50に向けて開口する環状の内フランジ部72と、内フランジ部72の開口周縁部からフロントハウジング50に向けて膨出する椀状の膨出部73と、を有する。周壁部71の一端開口は、リアハウジング80によって閉止され、周壁部71の他端開口は、フロントハウジング50によって閉止される。
The
センターハウジング70において、固定スクロール10及び旋回スクロール11は内フランジ部72に対して一端開口側の周壁部71内に収容される。内フランジ部72の一端開口側の表面は、環状のスラストプレート74を介して旋回スクロール11の端板11aと当接して、旋回スクロール11を駆動軸23のスラスト方向で支持する。
In the
膨出部73及び端板11aに囲まれて形成される背圧室6には、クランク機構40が収容されるとともに、駆動軸23を回動自在に軸支する軸受部75が配設される。軸受部75はフロントハウジング50の電動モータ20から延出して膨出部73を貫通する。旋回スクロール11と噛合わされた固定スクロール10の端板10aは、周壁部71の一端開口を閉塞する。
The
吸入ポート2は、フロントハウジング50の周壁部51のうち仕切壁部52から一端開口側に形成され、吸入ポート2を介して冷媒を吸入する吸入室3は、フロントハウジング50の周壁部51及び仕切壁部52、並びにセンターハウジング70の周壁部71、内フランジ部72及び膨出部73に固まれて形成される。また、圧縮室4は、端板10a、内フランジ部72から一端開口側の周壁部71、内フランジ部72、及び内フランジ部72の開口を閉塞する端板11aに固まれて形成される。
The suction port 2 is formed at one end opening side from the
センターハウジング70の周壁部71及び内フランジ部72の少なくとも一方には、吸入室3に吸入された冷媒ガスを圧縮室4へ導くための冷媒導入通路L1が形成される。固定スクロール10の端板10aには、スクロールラップ10bの内端部において、流体ポケット12内で圧縮された冷媒ガスを圧縮室4の外部へ吐出する吐出孔7が形成される。
At least one of the
吐出孔7の出口側には、吐出した冷媒ガス(吐出冷媒ガス)が圧縮室4へ逆流することを阻止するための一方弁Vが設けられ、一方弁Vは、吐出した冷媒ガスが圧縮室4へ逆流したときに吐出孔7を塞ぐ弾性変形可能な弁体が、ボルト等の締結手段によって固定スクロール10の端板10aに締結されて構成される。
On the outlet side of the discharge hole 7, a one-way valve V for preventing the discharged refrigerant gas (discharged refrigerant gas) from flowing back into the
リアハウジング80は、底部81と周壁部82とを有する略有底筒状に形成され、周壁部82の開口端面がセンターハウジング70の周壁部71における一端開口及び固定スクロール10の端板10aと当接して内部空間を形成し、その内部空間と外部とを連通する排出ポート5は、リアハウジング80の周壁部82のうち底部81に近い側に設けられる。圧縮機1は排出ポート5を上側にして設置される。
The
ここで、図2に示すように、圧縮機1は、リアハウジング80の内部空間において、吐出冷媒ガスからオイルを分離降下させる第1オイルセパレータ90及び第2オイルセパレータ91を備える。リアハウジング80の内部空間には、底部81及び端板10aに対向して隔壁86が設けられる。隔壁86は、リアハウジング80の内部空間を、吐出孔7を介して圧縮室4と連通する吐出孔7側の空間である第1分離室83と、排出ポート5を介して外部と連通する排出ポート5側の空間である第2分離室84とに区画する。第1オイルセパレータ90は第1分離室83に配置され、第2オイルセパレータ91は第2分離室84に配置される。
Here, as shown in FIG. 2, the
第1分離室83及び第2分離室84は、上下方向を同じにしつつ、それぞれの上部83a,84aにおいて隔壁86を貫通する流通路L2によって連通する。従って、圧縮室4から吐出孔7を介して吐出された吐出冷媒ガスが排出ポート5から外部に排出されるまでに形成される冷媒流路は、第1分離室83、流通路L2、第2分離室84、排出ポート5の順で構成され、この冷媒流路に、第1オイルセパレータ90と第2オイルセパレータ91とが、冷媒の流れ方向で見てこれらの順で直列に配置される。
The
本実施形態の第1オイルセパレータ90は、衝突分離方式のオイルセパレータである。第1分離室83は、圧縮室4から吐出孔7を介して吐出した吐出冷媒ガスを衝突させるための被衝突体83bを有する。第1オイルセパレータ90は、第1分離室83において、被衝突体83bへの衝突によって吐出冷媒ガスからのオイルの分離を促進させ、分離したオイルを相対的な比重差によって選択的に降下させてオイルの分離処理を行う。
The
被衝突体83bは、吐出孔7から吐出された吐出冷媒ガスが第1分離室83の下部83cへ飛散しないように設けられる。被衝突体83bは、例えば、端板10aから立設して吐出孔7の周囲のうち下側を囲む略U字形状の衝突壁として構成される。なお、吐出孔7から隔壁86や周壁部82等に吐出冷媒ガスを直接衝突させるようにしてもよい。
The collision object 83 b is provided so that the discharged refrigerant gas discharged from the discharge hole 7 does not scatter to the
第1分離室83には、被衝突体83bより上方でない位置(例えば、被衝突体83bの最下位置またはその下方)に、吐出冷媒ガスから分離したオイルの降下を許容しつつ、吐出冷媒ガスの降下(特に被衝突体83bに衝突した吐出冷媒ガスの第1分離室83の下部83cへの進入)を抑制するための遮蔽体83dが備えられている。遮蔽体83dは、例えば、被衝突体83bの最下位置において隔壁86から端板10aに向けて延びつつ、端板10a(被衝突体83bを含む)との間に隙間を有する遮蔽壁として構成される。
In the
本実施形態の第2オイルセパレータ91は、遠心分離方式のオイルセパレータである。第2オイルセパレータ91は、第1分離室83から流通路L2を介して第2分離室84に導入された吐出冷媒ガスを旋回させて、相対的な比重差によって吐出冷媒ガス中に含まれるオイルの遠心分離を促進し、分離したオイルを降下させてオイルの分離処理を行う。遠心分離方式である第2オイルセパレータ91のオイル分離能力は、圧縮機1の低流量から高流量の運転全域に亘って、衝突分離方式である第1オイルセパレータ90のオイル分離能力よりも約4〜5倍に高いことが実験等により判明している。即ち、第2オイルセパレータ91で分離したオイル量は第1オイルセパレータ90で分離したオイル量の数倍となる。
The
第2分離室84は、例えば、断面略円形の円周面84bを有し、第2分離室84と略同軸の内挿管84cが、一端を第2分離室84内に開口させ、他端において、吐出冷媒ガスが第2分離室84の略接線方向から第2分離室84の内周面84bと内挿管84cの外周面との間に導入されるように配向される。
The
ここで、第1分離室83は、リアハウジング80の周壁部82及びセンターハウジング70の周壁部71に形成された第1オイル流路92によって圧縮室4における冷媒の吸入側と連通する。また、第2分離室84は、リアハウジング80の周壁部82、並びにセンターハウジング70の周壁部71及び内フランジ部72(膨出部73も含み得る)に形成された第2オイル流路93によって背圧室6と連通する。
Here, the
第2オイル流路93は、背圧室6から駆動軸23の内部に一方の軸端部23aから他方の軸端部23cへ貫通形成された軸貫通孔93aを含み、軸貫通孔93aを介して吸入室3に至るまで形成されている。また、第2オイル流路93は、背圧室6に開口するとともに軸貫通孔93aよりも通路断面積を減じた絞り孔(通路抵抗部)93bを含む。絞り孔93bは第2オイル流路93を流れるオイルを減圧・加速するオリフィスとして機能する。
The
以下、図2を参照して、圧縮機1において吐出冷媒ガスからオイルを分離するためのオイル分離処理について説明する。圧縮室4から吐出孔7を介して第1分離室83へ吐出された吐出冷媒ガス(図2中の破線矢印で示される)は、先ず、第1オイルセパレータ90においてオイルの分離が促進される。具体的には、第1分離室83へ吐出された吐出冷媒ガスは第1分離室83内の被衝突体83bと衝突し、そして、吐出冷媒ガスから分離したオイル(図2中の白抜き矢印で示される)は相対的な比重差によって第1分離室83の下部83cへ降下する。
Hereinafter, an oil separation process for separating oil from the discharged refrigerant gas in the
このとき、吐出冷媒ガスから分離したオイルは、遮蔽体83dと端板10a(被衝突体83bを含む)との間の隙間を通って第1分離室83の下部83cへ降下する。一方、吐出冷媒ガスは、被衝突体83bと衝突後、大部分が上部83aに向けて上昇し、一部は降下するが、遮蔽体83dによって、吐出冷媒ガスの一部が第1分離室83の下部83cへの進入することを抑制しているので、吐出冷媒ガスへの分離オイルの再混入を抑制できる。
At this time, the oil separated from the discharged refrigerant gas descends to the
第1オイルセパレータ90により分離されて第1分離室83の下部83cに降下したオイルは、第1オイル流路92を介して圧縮室4における冷媒の吸入側に流通し、固定スクロール10と旋回スクロール11とから形成された圧縮機構を主として潤滑する。即ち、第1オイル流路92は第1分離室83から圧縮室4に至るまで形成される。
The oil separated by the
更に、第1オイルセパレータ90でオイル分離処理が行われた吐出冷媒ガスは、上部83aの流通路L2を介して第2分離室84へ導入され、第2オイルセパレータ91においてオイルの分離が促進される。具体的には、第2分離室84に導入された吐出冷媒ガスは、内周面84bと内挿管84cの外周面との間を旋回して螺旋状に降下する際に、吐出冷媒ガス中に含まれるオイルは相対的な比重差によって遠心分離し、分離したオイルは内周面84bに沿って第2分離室84の下部84dへ降下する。
Further, the discharged refrigerant gas that has been subjected to the oil separation process in the
第2オイルセパレータ91により分離されて第2分離室84の下部84dへ降下したオイルは、第2オイル流路93を介して背圧室6に流通し、クランク機構40、スラストプレート74、軸受部75、駆動軸23等の摺動部を備える潤滑対象を潤滑し、絞り孔93bで減圧・加速された後、軸貫通孔93aを介して吸入室3に流通される。即ち、第2オイル流路93は、第2分離室84から吸入室3に至るまで形成され、第1オイル流路92の数倍以上の流路長を有し、第1オイル流路92よりも潤滑対象が多い。
The oil that has been separated by the
吸入室3に流入したオイルは、吸入ポート2から吸入室3に吸入された冷媒ガスに混入する。オイルが含有された吸入冷媒ガスは、電動モータ20を流通した後、冷媒導入通路L1を介して圧縮室4へ導かれる。一方、吐出冷媒ガスは、旋回運動が小さくなるに従って流出管の一端開口に向けて上昇し始め、流出管を通って排出ポート5から車両エアコンシステム等のシステムに向けて排出される。
The oil flowing into the
以上のように、本実施形態の圧縮機1は、図3に示すように、圧縮室4から圧縮機構により圧縮された後に吐出孔7を介して吐出された吐出冷媒ガスを、排出ポート5を介して外部の車両エアコンシステム等のシステムに排出するまでの冷媒流路94(図3中に実線で示される)に流通させる。冷媒流路94には、オイル分離能力の異なる第1オイルセパレータ90(図3中に衝突分離OSと示される)と、第2オイルセパレータ91(図3中に遠心分離OSと示される)とをこの順で直列に配置している。
As described above, the
そして、第1オイルセパレータ90で分離したオイルを第1オイル流路92(図3中に破線で示される)を介して圧縮室4における吸入冷媒ガスの吸入側に流通させる。更に、第1オイルセパレータ90よりもオイル分離能力が高い第2オイルセパレータ91で分離したオイルを第2オイル流路93(図3中に一点鎖線で示される)を介して背圧室6に流通させ、絞り孔93bで減圧・加速し、潤滑対象を潤滑した後、吸入室3側に流通させる。
Then, the oil separated by the
これにより、第1及び第2オイルセパレータ90,91で分離したオイルが第1及び第2分離室83,84の圧力の影響を相互に受け難くなるため、圧縮機の低流量から高流量の運転全域に亘ってオイルの流れを適切に維持することができる。従って、圧縮機1の運転全域に亘ってオイルの逆流や滞留を防止し、オイルの流れを適切に維持することが可能となる。
This makes it difficult for the oil separated by the first and
また、前述したように、第2オイルセパレータ91は、第1オイルセパレータ90よりも高いオイル分離能力を有し、第2オイルセパレータ91で分離したオイル量は第1オイルセパレータ90で分離したオイル量よりも多い傾向となる。これにより、第2オイルセパレータ91で分離した比較的大量のオイルを第1オイル流路92よりも流路長が長く潤滑対象も多い、つまり潤滑要求の高い第2オイル流路93に優先的に流通させることができる。従って、比較的長い流路長を有する第2オイル流路93において、潤滑対象の油膜切れ等を防止することができる。
Further, as described above, the
一方、第1オイルセパレータ90で分離したオイルは、比較的少量であっても、第2オイル流路93よりも短い第1オイル流路92を介して、圧縮機1の運転中において潤滑要求の特に高い圧縮機構に直接的に且つ迅速に供給可能となる。このように、第1及び第2オイルセパレータ90,91のオイル分離能力と圧縮機1の各部の潤滑要求とその要求種別に応じたオイルの適切な配分を行うことにより、圧縮機1の運転全域に亘ってオイル分離能力を高め、圧縮機1の潤滑性能を向上することができるため、圧縮機1内のOCR向上、圧縮機1の耐久性向上、圧縮機1の性能向上、及び、圧縮機1を使用するシステムの運転効率向上を実現することができる。
On the other hand, even if the amount of oil separated by the
<第2実施形態>
図4は、本発明の第2実施形態に係るリアハウジング80の内部を拡大した断面図である。なお、第1実施形態と同様の構成については図中に同符号を付して説明を省略することがある。本実施形態の圧縮機1は、リアハウジング80の内部空間において、第1分離室83で分離降下したオイルを貯留する貯油室95と、第2分離室84で分離降下したオイルを貯留する貯油室96とを備える。
Second Embodiment
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the interior of the
貯油室95は、リアハウジング80の周壁部82に形成された第1オイル流路92の途中に設けられ、第1オイルセパレータ90で分離して第1オイル流路92を流れるオイルを一旦貯留する。貯油室96は、リアハウジング80の周壁部82に形成された第2オイル流路93の途中に設けられ、第2オイルセパレータ91で分離して第2オイル流路93流れるオイルを一旦貯留する。
The
また、第1オイル流路92には、通路断面積を減じた絞り孔(通路抵抗部)92aが形成される。絞り孔92aは、例えばリアハウジング80の周壁部82とセンターハウジング70の周壁部71とに跨るようにして第1オイル流路92に形成され、第1オイル流路92を流れるオイルを減圧・加速するオリフィスとして機能する。
図5に示すように、本実施形態の圧縮機1は、第1実施形態の場合と同様に、実線で示す冷媒流路94に、第1オイルセパレータ90(図5中に衝突分離OSと示される)と、第2オイルセパレータ91(図5中に遠心分離OSと示される)とをこの順で直列に配置している。
Further, the
As shown in FIG. 5, the
そして、第1オイルセパレータ90で分離したオイルを第1オイル流路92(図5中に破線で示される)に配した貯油室95、絞り孔92aを順に介して圧縮室4における吸入冷媒ガスの吸入側に流通させる。更に、第1オイルセパレータ90よりもオイル分離能力が高い第2オイルセパレータ91で分離したオイルを第2オイル流路93(図5中に一点鎖線で示される)に配した貯油室96を介して背圧室6に流通させ、絞り孔93bで減圧・加速し、潤滑対象を潤滑した後、吸入室3側に流通させる。
The oil separated in the
以上のように、本実施形態の圧縮機1は、第1オイル流路92と第2オイル流路93との双方に、それぞれ独立した貯油室95,96と、絞り孔92a,93bとを備える。これにより、第1及び第2オイル流路92,93において、貯油室95,96でオイルを適度に保持しながら、絞り孔92a,93bより迅速に潤滑対象に供給することができる。従って、第1及び第2オイルセパレータ90,91のオイル分離能力と圧縮機1の各部の潤滑要求とに応じたオイルの適切な配分をより一層効率的に行うことができる。
As described above, the
以上で本発明の各実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記各実施形態において、圧縮機1は、冷媒流路94に、第1オイルセパレータ90及び第2オイルセパレータ91を、この順で直列に配置して備える。しかし、これに限らず、第2実施形態の変形例として図6に示すように、第1オイルセパレータ90と第2オイルセパレータ91とを入れ換えてもよい。
Although the description of each embodiment of the present invention has been completed above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the embodiments described above, the
冷媒流路94に第2オイルセパレータ91及び第1オイルセパレータ90をこの順で直列に配置した場合であっても、第1オイルセパレータ90で分離したオイルが第1オイル流路92を介して圧縮室4における冷媒の吸入側に流通し、第2オイルセパレータ91で分離したオイルが第2オイル流路93を介して吸入室3側に個別に流通するため、上記の各実施形態と同様の効果を奏することができる。
Even when the
また、図7に示すように、第1オイルセパレータ90及び第2オイルセパレータ91は、異なるオイル分離能力を有するのであれば、双方とも遠心分離方式のオイルセパレータであってもよい。具体的には、図7に示した第1遠心分離OSを第2遠心分離OSよりもオイル分離能力を高めた仕様とし、第2遠心分離OSで分離したオイルを第1オイル流路92を介して圧縮室4における冷媒の吸入側に流通させ、第2遠心分離OSで分離したオイルを第2オイル流路93を介して吸入室3側に流通させることにより、上記の各実施形態と同様の効果を奏することができる。
As shown in FIG. 7, the
また、図8に示すように、第1オイルセパレータ90及び第2オイルセパレータ91は、異なるオイル分離能力を有するのであれば、双方とも衝突分離方式のオイルセパレータであってもよい。具体的には、図8に示した第1衝突分離OSを第2衝突分離OSよりもオイル分離能力を高めた仕様とし、第2衝突分離OSで分離したオイルを第1オイル流路92を介して圧縮室4における冷媒の吸入側に流通させ、第2衝突分離OSで分離したオイルを第2オイル流路93を介して吸入室3側に流通させることにより、上記の各実施形態と同様の効果を奏することができる。
Further, as shown in FIG. 8, the
なお、図6〜図8に示した各変形例は、第1実施形態で説明したような貯油室95,96を備えない圧縮機1にも適用可能である。また、圧縮機1の仕様によっては、貯油室95,96の一方のみが形成される形態もあり得るし、絞り孔92a、93bの一方のみが形成される形態もあり得る。また、絞り孔92a、93bのような通路断面積を減じる手段の代わりに、他の通路抵抗の手段を第1及び第2オイル流路92,93に設けてもよい。
6 to 8 can also be applied to the
また、このような通路抵抗部は、流れるオイルの圧力差が比較的大きくなる第1オイル流路92においては第1分離室83と圧縮室4との間に設けるのが好ましく、一方、第2オイル流路93においては第2分離室84と背圧室6との間に設けるのが好ましい。
また、上記各実施形態では、圧縮機1の吐出孔7から吐出される吐出冷媒を吐出冷媒ガスとして説明したが、吐出冷媒には気相冷媒だけでなく液相冷媒も含み得る。
また、第1及び第2オイルセパレータ90,91は、オイル分離能力が異なるのであれば、衝突分離方式又は遠心分離方式以外の分離方式であってもよい。
In addition, such a passage resistance portion is preferably provided between the
In each of the above embodiments, the discharge refrigerant discharged from the discharge hole 7 of the
Further, the first and
また、第1及び第2オイルセパレータ90,91を少なくとも備える前提であれば、吐出冷媒の圧力損失が過大にならないことを条件として、更に1つ以上のオイルセパレータを追加して設けてもよい。この場合には、追加するオイルセパレータのオイル分離能力を考慮し、このオイルセパレータで分離したオイルを第1オイル流路92に流通させるか、或いは第2オイル流路93に流通させるかが決定される。
Further, if it is a premise including at least the first and
また、上記各実施形態では、第1オイル流路92はリアハウジング80の周壁部82及びセンターハウジング70の周壁部71に形成される。しかし、これに限らず、第1オイル流路92を固定スクロール10の端板11aに形成し、第1分離室83と圧縮室4における冷媒の吸入側と連通させてもよい。但し、この場合には、旋回スクロール11の旋回によって、第1オイル流路92に旋回スクロール11のスクロールラップ11bが干渉しない位置に形成する必要がある。
In each of the above embodiments, the
また、上記の各実施形態において、圧縮機1は、圧縮室4において一対の同一形状の固定スクロール10及び旋回スクロール11を噛合わせて、旋回スクロール11を内蔵の電動モータ20の回転力を用いて旋回せしめることで冷媒ガスを圧縮するものとして説明した。しかし、内蔵する電動モータ20に代えて、外部の駆動源によって旋回スクロール11を旋回させてもよい。
Further, in each of the above embodiments, the
例えば、圧縮機1が車両エアコンシステムに適用される場合、外部の駆動源としてはエンジンを用い、クランク23bシャフトの回転力を、プーリを介して駆動軸23に伝達してもよい。
また、上記の各実施形態において、圧縮機1は、ハウジング内をオイルが循環し、旋回スクロール11の背面側に背圧室6が形成される密閉型スクロール圧縮機であるものとして説明したが、本発明は背圧室6が形成されない開放型スクロール圧縮機にも適用可能である。
For example, when the
Further, in each of the above embodiments, the
また、固定スクロール10及び旋回スクロール11で冷媒ガスを圧縮するスクロール圧縮機に代えて、ピストンの往復運動によるシリンダーの容積変化で冷媒ガスを圧縮する往復圧縮機や、ハウジング内において複数のベーンを側面に有するロータがベーンをハウジング内壁に接触させつつ回転することで冷媒ガスを圧縮するロータリーベーン型圧縮機等、いかなる圧縮方式の圧縮機であって本発明の適用は可能である。
Further, instead of the scroll compressor that compresses the refrigerant gas by the fixed
1 圧縮機
3 吸入室
4 圧縮室
83b 被衝突体
90 第1オイルセパレータ
91 第2オイルセパレータ
92 第1オイル流路
92a 絞り孔(通路抵抗部)
93 第2オイル流路
93b 絞り孔(通路抵抗部)
94 冷媒流路
95 貯油室
96 貯油室
DESCRIPTION OF
93
94
Claims (6)
前記吸入室に吸入された冷媒を圧縮するための圧縮室と、
前記圧縮室から吐出された吐出冷媒を外部に排出するまでに形成される冷媒流路と、
前記冷媒流路に直列に配置され、前記吐出冷媒に含有されるオイルを異なるオイル分離能力で分離する第1及び第2オイルセパレータと、
前記第1オイルセパレータで分離したオイルを前記圧縮室における冷媒の吸入側に流通させる第1オイル流路と、
前記第2オイルセパレータで分離したオイルを前記吸入室側に流通させる第2オイル流路と
を備える、圧縮機。 An intake chamber for inhaling refrigerant containing oil;
A compression chamber for compressing the refrigerant sucked into the suction chamber;
A refrigerant flow path formed until the discharged refrigerant discharged from the compression chamber is discharged to the outside;
First and second oil separators arranged in series in the refrigerant flow path and separating oil contained in the discharged refrigerant with different oil separation capabilities;
A first oil flow path for flowing oil separated by the first oil separator to a refrigerant suction side in the compression chamber;
A compressor comprising: a second oil flow path through which oil separated by the second oil separator flows to the suction chamber side.
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