JP2020051347A - スクロール圧縮機 - Google Patents

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Abstract

【課題】冷媒への他の流体の混入量を低減する。【解決手段】スクロール圧縮機100は、軸線O1回りに回転する回転軸4と、回転軸4を回転可能に支持する軸受装置9Aと、回転軸4を回転駆動させる駆動部3と、軸受装置9Aを挟んで軸線方向における駆動部3の反対側に配置され、回転軸4によって回転することで冷媒を圧縮する圧縮部2と、回転軸4、駆動部3及び圧縮部2を収容するハウジング1と、ハウジング1内において、軸受装置9A及び駆動部3が配置された機械空間V2と、圧縮部2が配置された吸入空間V1との間における流体の流通をシールするシール部Sと、吸入空間V1に圧縮前の冷媒を供給する吸入配管11と、機械空間V2と吸入空間V1とを連通する連通路Pと、連通路Pに設けられ、前記冷媒を流通させるとともに前記冷媒以外の流体の流通を遮るフィルタ部Fと、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、スクロール圧縮機に関する。
スクロール圧縮機は、電動機によって回転駆動される主軸と、主軸に対してオフセットされた位置に設けられた偏心軸と、この偏心軸に支持される旋回スクロールと、旋回スクロールと対向することで容積可変の圧縮室を形成する固定スクロールと、を有している。旋回スクロールは、上記主軸の軸線を中心として、自転を伴わずに公転すなわち旋回運動を行う。これにより、圧縮室内に導かれた流体が圧縮される。
ここで、上記のようなスクロール圧縮機では、主軸を回転可能に支持する軸受装置を潤滑するための潤滑油が必要となる。潤滑油は、冷媒の流れにのって微量ながらスクロール圧縮機の外部にも流れ出る。冷媒と共に外部に排出される潤滑油の量が増加してしまうと、冷凍システムとしての熱交換効率が低下する可能性がある。これに対し、熱交換効率を向上させるためには、冷媒と共に流れる潤滑油の油潤滑量を低減する必要がある。しかしながら、油循環量が低下すると、軸受装置での潤滑性能の確保が難しくなってしまう。
このように油潤滑量を低減するための技術として、例えば下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に係る装置では、旋回スクロールと固定スクロールとの間に、圧縮室を外周側から囲うように配置された第一シール部材が取り付けられている。これにより、旋回スクロール及び固定スクロールが形成する圧縮室の内外が区画されている。その結果、圧縮室内への潤滑油の侵入を抑え、冷媒と共に流れる潤滑油の油潤滑量を低減している。
特許第2686137号公報
ここで、スクロール圧縮機の運転中には、電動機の発熱等によって空気の温度が上昇することで、場合がある。このような場合には、電動機が収容される空間内の圧力が、旋回スクロールや固定スクロールが配置された空間内の圧力よりも高くなる可能性がある。その結果、上記特許文献1に係る装置のようにシール部を設けたとしても、差圧によってシール性を確保することが難しい。シール部を超えて潤滑油が圧縮室側に流入してしまうことで、冷媒中に潤滑油を含む他の流体が混じってしまい、冷媒の熱伝導率が低下する可能性がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、冷媒への他の流体の混入量を低減することが可能なスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
本発明の第一の態様によれば、スクロール圧縮機は、軸線に沿って延びるとともに前記軸線回りに回転する回転軸と、前記回転軸を回転可能に支持する軸受装置と、前記回転軸を回転駆動させる駆動部と、前記軸受装置を挟んで前記軸線の延びる軸線方向における前記駆動部の反対側に配置され、前記回転軸によって回転することで冷媒を圧縮する圧縮部と、前記回転軸、前記駆動部及び圧縮部を収容し、前記軸受装置を潤滑する潤滑油が内部に貯留されているハウジングと、前記ハウジング内において、前記軸受装置及び前記駆動部が配置された機械空間と、前記圧縮部が配置された吸入空間との間における流体の流通をシールするシール部と、前記ハウジング内における前記吸入空間に圧縮前の冷媒を供給する吸入配管と、前記機械空間と前記吸入空間とを連通する連通路と、前記連通路に設けられ、前記冷媒を流通させるとともに前記冷媒以外の流体の流通を遮るフィルタ部と、を備え、前記軸受装置の外周面は、全周にわたって前記ハウジングの内周面に接触した状態で固定され、前記圧縮部は、前記軸線に対して偏心した位置で前記軸線回りに公転可能に設けられた旋回スクロールと、前記軸線方向において前記軸受装置とは反対側から前記旋回スクロールと対向するとともに、前記旋回スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する固定スクロールと、を有する。
この構成によれば、スクロール圧縮機の運転中に、駆動部の発熱等によって機械空間内の圧力が吸入空間内の圧力よりも高くなった場合であっても、連通路によって機械空間内の圧力を外部に逃がすことができる。これにより、機械空間側と吸入空間側との差圧が減少する。その結果、シール部を通じて機械空間側から吸入空間側に潤滑油等の流体が流入する可能性を低減することができる。さらに、連通路にフィルタ部が設けられていることにより、連通路への潤滑油等の流体の侵入が阻害される。具体的には、冷媒はフィルタ部を通過する一方で、潤滑油はフィルタ部によって捕捉される。これにより、吸入空間側に潤滑油が流入する可能性をより一層低減することができる。
本発明の第二の態様によれば、前記連通路は、前記吸入空間との接続位置に対して鉛直方向成分を含む方向の下方に向かうように、前記吸入空間との接続位置と前記機械空間との接続位置との間で延びる鉛直部を有し、前記フィルタ部は、前記鉛直部に対して、前記機械空間との接続位置に寄った位置に少なくとも設けられていてもよい。
この構成によれば、連通路が鉛直方向に延びる鉛直部を有している。そのため、たとえ連通路内に潤滑油等の流体が流入した場合であっても、流体は自重によって鉛直部内を下方に向かって流れる。その結果、鉛直部に対して、機械空間との接続位置に寄った位置に配置されたフィルタ部に流体が溜まることとなる。これにより、吸入空間内を流れる冷媒が流体に曝されにくくなる。その結果、冷媒への流体の混入量をより低減できる。
本発明の第三の態様によれば、前記フィルタ部は、前記機械空間との接続位置側に設けられている第一フィルタ部と、前記第一フィルタ部に対して間隔を空けて配置され、前記吸入空間との接続位置側に設けられている第二フィルタ部とを有していてもよい。
この構成によれば、仮に第一フィルタ部を流体の一部が通過してしまっても、第一フィルタ部と第二フィルタ部との間に空間に流体が溜まり、第二フィルタ部側に到達しにくくなる。さらに、仮に第二フィルタ部まで流体が到達しても、流体は、第二フィルタ部によって捕捉できる。したがって、連通路を通じて吸入空間に流体が流入する可能性をより一層低減することができる。
本発明の第四の態様によれば、前記スクロール圧縮機は、前記吸入配管の途中に設けられ、前記冷媒中に含まれる油を除去するオイルセパレータをさらに備え、前記連通路は、前記機械空間と前記オイルセパレータとを連通する配管を有していてもよい。
この構成によれば、配管を通じて、機械空間側の圧力をオイルセパレータ側に逃がすことができる。これにより、機械空間側と吸入空間側との差圧が減少する。その結果、シール部を通じて機械空間側から吸入空間側に潤滑油等の流体が流入する可能性を低減することができる。
本発明の第五の態様によれば、前記連通路は、前記機械空間との接続位置に面する領域のみに前記流体が溜まる空間を形成していてもよい。
この構成によれば、フィルタ部を超えて連通路内に侵入した流体は機械空間との接続位置に溜まる。したがって、流体が連通路の途中(機械空間との接続位置から離れた領域)に溜まってしまうことを抑えることができる。
本発明の第六の態様によれば、前記フィルタ部は、フィルタ部本体と、前記フィルタ部本体の表面に設けられたコーティング層と、を有し、前記コーティング層は、ヘキサデカンに対する接触角が45°以上の材料で形成されていてもよい。
この構成によれば、フィルタ部がヘキサデカンに対して撥油性を有するコーティング層を有していることから、フィルタ部にヘキサデカンを含む潤滑油が接触した場合であっても、当該潤滑油はコーティング層によってはじかれ、フィルタ部を通過しにくくなる。これにより、フィルタ部を超えて潤滑油が吸入空間側に流入する可能性をより一層低減することができる。
本発明によれば、冷媒への他の流体の混入量を低減することが可能なスクロール圧縮機を提供することができる。
本発明の第一実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 本発明の第一実施形態に係るスクロール圧縮機の変形例を示す拡大図である。 本発明の第二実施形態に係るスクロール圧縮機の拡大図である。 本発明の第三実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。 本発明の第三実施形態に係るスクロール圧縮機の変形例を示す拡大図である。
[第一実施形態]
本発明の第一実施形態について、図1を参照して説明する。図1に示すように、スクロール圧縮機100は、装置の外形をなすハウジング1と、ハウジング1内に設けられた駆動部3(電動機3)と、この駆動部3によって回転駆動される回転軸4と、この回転軸4の回転によって駆動する圧縮部2と、回転軸4を回転可能に支持するメイン軸受9A、及びサブ軸受9Bと、オイルセパレータ10と、シール部Sと、連通路Pと、フィルタ部Fと、を有している。
圧縮部2と駆動部3とは、軸線O1に沿って延びる回転軸4によって互いに接続されている。すなわち、駆動部3による回転エネルギーは、この回転軸4を通じて圧縮部2に即時に伝達される。圧縮部2は、この回転エネルギーによって作動流体としての冷媒ガス(冷媒)を圧縮して高圧状態で外部に吐出する。高圧の冷媒ガスは、例えば空調機器等における冷媒として利用される。以下、各部の構成について詳細に説明する。
ハウジング1内における下部には、後述するメイン軸受9A及びサブ軸受9Bを潤滑するための潤滑油が貯留される。潤滑油は、不図示の潤滑油供給配管を介して、ハウジング1の下部に供給される。ハウジング1には、外部から作動流体としての冷媒ガスを吸入する吸入配管11と、上記圧縮部2による圧縮を経て高圧状態となった冷媒ガスを排出する吐出配管12と、が設けられている。さらに、吸入配管11の途中には、冷媒ガス中に含まれる潤滑油を分離するオイルセパレータ10が設けられている。オイルセパレータ10に流入した冷媒ガスに潤滑油が含まれている場合、オイルセパレータ10によって潤滑油成分が除去される。オイルセパレータ10には、ハウジング1内部の空間と当該オイルセパレータ10とを連通する均圧管P1が接続されている。均圧管P1の詳細については後述する。
回転軸4は軸線O1を中心とした円柱状をなしている。回転軸4は、メイン軸受9A(軸受装置)と、メイン軸受9Aから見て軸線方向の反対側の端部に設けられたサブ軸受9Bとによってハウジング1内で回転可能に支持されている。なお、軸線方向は、軸線O1の延びる方向である。メイン軸受9Aは、回転軸4を回転可能に支持するメイン軸受本体9Hを有している。メイン軸受本体9Hは、回転軸4に加わる径方向からの荷重を支持するために設けられている。メイン軸受9Aは、軸線O1を中心とする円盤状をなしている。メイン軸受9Aの外周面は、全周にわたってハウジング1の内周面に接触した状態で、溶接や締まり嵌め等によって固定されている。即ち、メイン軸受9Aは、ハウジング1内の空間を2つに区画している。軸線方向においてメイン軸受9Aよりも一方側の空間には、圧縮部2が収容されている。軸線方向においてメイン軸受9Aを挟んで反対側の空間は、駆動部3が収容されている。上述の吸入配管11は、メイン軸受9Aよりも軸線方向における一方側の空間(圧縮部2が収容されている空間)内に連通している。
ハウジング1の内部の空間は、メイン軸受9Aによって2つの空間に区画されている。ハウジング1内におけるメイン軸受9Aよりも軸線方向の一方側の空間は、圧縮部2を収容する吸入空間V1とされている。ハウジング1内におけるメイン軸受9Aを含む軸線方向の他方側の空間は、上述の駆動部3、メイン軸受9A、及びサブ軸受9Bを収容する機械空間V2とされている。
回転軸4の一方側の端部には、偏心軸5が設けられている。偏心軸5は、軸線O1に対してオフセットされた(偏心した)位置に設けられている。偏心軸5は、軸線O1とは異なる偏心軸線O2を中心として柱状をなしている。偏心軸線O2は軸線O1と平行をなしている。この偏心軸5は、回転軸4の端部から軸線方向の一方側(メイン軸受9Aに対して圧縮部2が配置されている側)に向かって突出する円柱状をなしている。したがって、回転軸4が軸線O1回りに回転している状態では、偏心軸5は回転軸4の軸線O1回りを公転する。
軸線方向におけるメイン軸受9Aの他方側には、オルダムリング91が設けられている。オルダムリング91は、後述する旋回スクロール7の自転(偏心軸線O2回りの回転)を規制している。さらに、オルダムリング91の内周側には、回転軸4に加わる軸線方向の荷重を支持するためのスラストプレート92が設けられている。スラストプレート92は、軸線方向から見て、当該軸線O1を中心とする円環状をなしている。
軸線方向における圧縮部2の一方側には、ディスチャージカバー8が設けられている。ディスチャージカバー8は、吸入空間V1を軸線方向に区画する略円盤状の部材である。吸入空間V1内において、ディスチャージカバー8よりも軸線方向の一方側の空間は、吐出チャンバ67とされている。ディスチャージカバー8の中央部には、上記の吐出チャンバ67と圧縮部2とを連通させるディスチャージポート68が設けられている。さらに、ディスチャージカバー8と圧縮部2との間には、ディスチャージポート68を外周側から囲むフローガイド69が設けられている。フローガイド69は、軸線O1を中心とする円筒状をなしている。圧縮部2から流れ出た高圧の冷媒ガスは、このフローガイド69によって案内され、吐出チャンバ67内に流れ込む。
圧縮部2は、固定スクロール6、及び旋回スクロール7と、を有している。固定スクロール6は、ハウジング1内部でメイン軸受9Aの軸線方向の一方側に固定された略円盤状の部材である。固定スクロール6は、旋回スクロール7に対して、軸線方向においてメイン軸受9Aとは反対側から対向することで、両者の間に圧縮室Cを形成している。
より詳細には、固定スクロール6は、円盤状の固定端板61と、この固定端板61の他方側の面から軸線方向に立設された固定ラップ62と、を有している。固定端板61は、軸線O1に直交する面に沿って延びている。固定ラップ62は、軸線方向から見て渦巻状に形成された壁体である。より具体的には、固定ラップ62は、固定端板61の中心回りに巻回された板状の部材で形成されている。一例として固定ラップ62は、軸線方向から見て該軸線O1を中心とするインボリュート曲線をなすように構成されることが望ましい。
固定ラップ62の径方向の外側には、固定端板61の外周に沿って筒状に延びる外周壁63が形成されている。つまり、外周壁63は、固定ラップ62を径方向の外側から囲むように固定端板61から軸線方向に延びている。さらに、外周壁63の軸線方向の他方側(メイン軸受9Aに対して駆動部3が配置されている側)の端縁には、径方向の内側から外側に向かって広がる円環状のフランジ部64が設けられている。固定スクロール6は、フランジ部64を介して不図示のボルト等によってメイン軸受9Aに固定されている。固定端板61の中央部には、固定端板61を軸線方向に貫通する固定スクロール吐出口65が形成されている。固定スクロール吐出口65には、圧縮室C内への冷媒ガスの逆流を防止するための吐出弁66が設けられている。固定スクロール吐出口65は、上述のフローガイド69を介してディスチャージポート68に連通している。さらに、外周壁63の一部には、外周壁63を径方向に貫通する連通孔63Hが形成されている。連通孔63Hは、圧縮室Cの内外を連通している。連通孔63Hは、軸線方向の位置が吸入配管11とハウジング1との接続部分と重なるように、吸入配管11の開口部の真横に形成されている。この連通孔63Hを通じて、上述の吸入配管11から吸入空間V1に供給された冷媒ガスが固定スクロール6内に流れ込む。
旋回スクロール7は、円盤状の旋回端板71と、この旋回端板71における軸線方向の他方側の面に設けられた渦巻状の旋回ラップ72と、を有している。この旋回ラップ72も、偏心軸線O2を中心とするインボリュート曲線をなすように構成されることが望ましい。
さらに、旋回ラップ72は、上記の固定ラップ62に対して軸線O1と交差する方向(径方向)に互いに重なり合うように配置される。言い換えれば、固定ラップ62と旋回ラップ72とは互いに噛み合っている。このように噛み合った状態で、固定ラップ62と旋回ラップ72との間には一定の空間(圧縮室C)が形成される。圧縮室Cの容積は、旋回ラップ72の旋回に伴って変化する。これにより、冷媒ガスを圧縮することが可能とされている。
シール部Sは、ハウジング1内において、機械空間V2と吸入空間V1との間における流体の流通をシールする。本実施形態のシール部Sは、固定スクロール6と旋回スクロール7との間における流体の流通(漏れ)をシールするために設けられている。ここで、流体とは、圧縮室Cで圧縮される冷媒ガスのような気体だけでなく、メイン軸受9A等で使用される潤滑油のような液体も含むものである。シール部Sは、固定スクロール6における軸線方向の他方側を向く圧縮部対向面61Aに設けられている。圧縮部対向面61Aは、外周壁63における軸線方向の他方側の端面であって、旋回端板71側を向く面である。シール部Sは、旋回スクロール7に当接することで、圧縮部対向面61Aと旋回スクロール7との間をシールする。
連通路Pは、機械空間V2と吸入空間V1とを連通している。本実施形態の連通路Pは、機械空間V2とオイルセパレータ10の内部と連通する均圧管(配管)P1を有している。つまり、機械空間V2は、上述の均圧管P1によってオイルセパレータ10の内部と連通している。均圧管P1は、軸線O1に直交する方向に延びる配管である。均圧管P1は、機械空間V2の圧力とオイルセパレータ10の内部の圧力とを一定にしている。また、途中にオイルセパレータ10が配置された吸入配管11の一方側の端部は、吸入空間V1内に接続されている。したがって、均圧管P1は、吸入配管11と繋がったオイルセパレータ10を介して、機械空間V2内の圧力を吸入空間V1に近づけるように減圧している。
均圧管P1には、フィルタ部Fが設けられている。本実施形態のフィルタ部Fは、第一フィルタ部F1と、第二フィルタ部F2とを有している。
第一フィルタ部F1は、均圧管P1における機械空間V2との接続位置(機械空間V2側の端部)側に設けられている。第二フィルタ部F2は、均圧管P1内で第一フィルタ部F1に対して間隔を空けて配置されている。第二フィルタ部F2は、吸入空間V1と繋がっているオイルセパレータ10との接続位置(オイルセパレータ10側の端部)側に設けられている。つまり、均圧管P1の両端部に配置されるように、第一フィルタ部F1及び第二フィルタ部F2が互いに離れて配置されている。第一フィルタ部F1及び第二フィルタ部F2は、同じ構造を有している。第一フィルタ部F1を例に挙げて説明する。
第一フィルタ部F1は、フィルタ部本体F11と、フィルタ部本体F11の表面に設けられたコーティング層Lcと、を有している。フィルタ部本体F11は、例えば樹脂等で形成された多孔質の部材である。フィルタ部本体F11は、冷媒ガスを通過させる一方で、潤滑油の流通を遮る性質を有している。コーティング層Lcは、ヘキサデカンに対する接触角が45°以上を示す材料で形成された薄膜状をなしている。即ち、コーティング層Lcは、ヘキサデカンを含む潤滑油に対して撥油性を発揮する。コーティング層Lcは、フィルタ部本体F11における均圧管P1の両端部の外側を向く側のみにそれぞれ設けられている。しかしながら、コーティング層Lcは、フィルタ部本体F11の全面を覆うように形成されていてもよい。
続いて、本実施形態に係るスクロール圧縮機100の動作について説明する。スクロール圧縮機100の運転を開始するに当たっては、まず上記の駆動部3によって、回転軸4が軸線O1回りに回転駆動される。回転軸4の回転に伴って、上記の偏心軸5は軸線O1回りに公転し、これに取り付けられた旋回スクロール7は軸線O1を中心として旋回する。ここで、旋回スクロール7は、上述のオルダムリング91によって自転が規制されている。したがって、旋回スクロール7は回転軸4の軸線O1を中心として、偏心軸線O2の描く軌跡に沿って円運動(旋回)する。この旋回に伴って、旋回スクロール7の旋回ラップ72は、固定スクロール6の固定ラップ62に対して連続的な相対移動を繰り返す。この相対移動によって、固定ラップ62と旋回ラップ72との間に形成される圧縮室Cの容積が時間変化する。
旋回スクロール7の旋回中に、固定スクロール6の外周壁63に形成された連通孔63Hから、作動流体としての冷媒ガスが圧縮室C内に導入される。旋回スクロール7の旋回に伴って、上記の連通孔63Hは閉塞される。これにより、冷媒ガスは圧縮室C内に閉じ込められる。続いて、なおも旋回スクロール7が旋回することで、冷媒ガスは径方向の内側(すなわち、偏心軸線O2側)に向かって移動する。このとき、旋回ラップ72と固定ラップ62は上記の渦巻状をなしていることから、両者によって形成される圧縮室Cの容積は、径方向の内側に向かうに従って縮小する。これにより、冷媒ガスが圧縮される。最終的に旋回スクロール7(又は固定スクロール6)の中心部付近で、冷媒ガスは最高圧に達した後、上記の固定スクロール吐出口65、ディスチャージポート68、及び吐出配管12を通じて外部の冷媒回路に供給される。
上記のようなスクロール圧縮機100では、メイン軸受9A及びサブ軸受9Bを潤滑するための潤滑油が必要となる。しかしながら、冷媒ガス中に潤滑油が含まれていると、その分だけ冷媒ガスの熱容量が低下してしまう。言い換えると、スクロール圧縮機100の熱交換効率を高めるためには、冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を低減する必要がある。
そこで、本実施形態に係るスクロール圧縮機100では、吸入配管11から取り込まれた圧縮前の冷媒ガスが、機械空間V2(潤滑油が存在する空間)を通過することなく、固定スクロール6に形成された連通孔63Hを通じて、圧縮室C内に直接的に導かれる。言い換えると、冷媒ガスは、ハウジング1内において、電動機3やメイン軸受9A、サブ軸受9Bの周囲を通過することなく、圧縮部2のみに供給される。これにより、冷媒に潤滑油等の他の成分が含まれる可能性が低減され、冷媒ガスの熱伝導率の低下を回避することができる。その結果、メイン軸受9A、及びサブ軸受9Bを潤滑するために必要な量の潤滑油を十分確保しつつ、スクロール圧縮機100の効率を向上させることができる。
さらに、上記のスクロール圧縮機100では、固定スクロール6にシール部Sが設けられていることにより、固定スクロール6と旋回スクロール7との間における流体の流通(漏れ)がシールされる。これにより、圧縮室Cに冷媒ガス以外の他の流体(例えば、潤滑油)が流入する可能性が低減される。即ち、冷媒ガスに他の流体が混じることで生じる熱伝導率の低下をより積極的に回避することができる。
ところで、スクロール圧縮機100の運転中には、駆動部3(電動機3)が発熱することによって機械空間V2内の空気が熱せられる。その結果、機械空間V2内の圧力が、吸入空間V1内の圧力よりも高くなる場合がある。この差圧により、機械空間V2側から吸入空間V1に向かってシール部Sを超えて潤滑油が流入する可能性がある。しかしながら、本実施形態に係るスクロール圧縮機100では、機械空間V2が均圧管P1によってオイルセパレータ10と連通している。したがって、上記のように機械空間V2内の圧力がオイルセパレータ10内の圧力に対して相対的に高まった場合であっても、圧力の上昇分は均圧管P1を通じてオイルセパレータ内に逃がされる。その結果、機械空間V2内の圧力上昇を抑えることができる。これにより、シール部Sを通じての機械空間V2側から吸入空間V1側への潤滑油等の流体が流入を抑え、冷媒ガスへの潤滑油の混入量を低減することができる。したがって、吸入空間V1内に潤滑油が流入することで生じる熱交換効率の低下を回避することができる。
さらに、均圧管P1における機械空間V2側の端部に第一フィルタ部F1が設けられている。そのため、均圧管P1への潤滑油の侵入が阻害される。具体的には、冷媒ガスは第一フィルタ部F1を通過する一方で、潤滑油のほとんどは第一フィルタ部F1によって捕捉される。これにより、オイルセパレータ10側に潤滑油が流入する可能性を低減することができる。その結果、冷媒ガスへの潤滑油の混入量を低減できる。
加えて、第一フィルタ部F1に対して間隔を空けるように、均圧管P1におけるオイルセパレータ10側の端部に第二フィルタ部F2が設けられている。そのため、仮に第一フィルタ部F1を潤滑油が通過しても、第一フィルタ部F1と第二フィルタ部F2との間に空間に潤滑油が溜まることとなる。したがって、第二フィルタ部F2まで潤滑油は到達しづらくなる。さらに、仮に第二フィルタ部F2まで潤滑油が到達しても、潤滑油は、第二フィルタ部F2によって捕捉できる。したがって、均圧管P1を通じてオイルセパレータ10側に潤滑油が流入する可能性をより一層低減することができる。
加えて、上記の構成によれば、フィルタ部Fがヘキサデカンに対して撥油性を有するコーティング層Lcを有している。フィルタ部Fにヘキサデカンを含む潤滑油が接触した場合であっても、当該潤滑油はコーティング層Lcによってはじかれ、フィルタ部本体F11を通過しづらくなる。これにより、フィルタ部本体F11を超えて潤滑油がオイルセパレータ10側に流入する可能性をより一層低減することができる。
以上、本発明の第一実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第一実施形態では、均圧管P1の両端部にそれぞれフィルタ部Fが設けられている構成について説明した。しかしながら、図2に示すように、均圧管P1の機械空間V2側の端部のみに第一フィルタ部F1を有する構成を採ることも可能である。即ち、連通路Pにおける少なくとも機械空間V2側の端部にフィルタ部Fが設けられていればよい。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について、図3を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図3に示すように本実施形態では、連通路Pの形状が、第一実施形態の均圧管P1とは異なっている。具体的には、第二実施形態の均圧管P1´は、鉛直部Pgと、第一接続部Pmと、第二接続部Poと、を有している。
鉛直部Pgは、軸線O1に沿うように、鉛直方向に延びている。第一接続部Pmは、鉛直部Pgの下側の端部と機械空間V2とを連通している。第一接続部Pmは、鉛直部Pgの下側の端部から軸線O1に直交する方向(水平方向)に延びている。第二接続部Poは、鉛直部Pgの上側の端部とオイルセパレータ10とを連通している。第二接続部Poは、鉛直部Pgの上側の端部から水平方向に延びている。つまり、鉛直部Pgは、第一接続部Pmと第二接続部Poとの間で、鉛直方向に延びている。
第一接続部Pmにおける機械空間V2側の端部には、上記第一実施形態で説明したものと同様の第一フィルタ部F1が設けられている。第二接続部Poにおけるオイルセパレータ10側の端部には、上記第一実施形態で説明したものと同様の第二フィルタ部F2が設けられている。
この構成によれば、均圧管P1´が、鉛直方向に延びる鉛直部Pgを有している。そのため、たとえ均圧管P1´内に潤滑油が流入した場合であっても、潤滑油は自重によって鉛直部Pg内を下方に向かって流れる。その結果、潤滑油は、第一接続部Pmに溜まることとなり、機械空間V2に戻る。これにより、オイルセパレータ10内を流れる冷媒ガスが潤滑油に曝されにくくなる。その結果、オイルセパレータ10側に潤滑油が流入する可能性をさらに低減することができる。即ち、オイルセパレータ10を通じて、吸入配管11を流通する冷媒中に潤滑油が混入する可能性をさらに低減することができる。
[第三実施形態]
次に、本発明の第三実施形態について、図4を参照して説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。図4に示すように本実施形態の連通路では、上記第一実施形態で説明した均圧管P1に代えて、機械空間V2と吸入空間V1とを連通する連通配管Pcが設けられている。
連通配管Pcは、ハウジング1の外側を通って、機械空間V2と吸入空間V1とを互いに連通する配管である。より具体的には、連通配管Pcの途中には、鉛直部Pgが設けられている。連通配管Pcにおける鉛直部Pgに対して機械空間V2側の端部は、メイン軸受9Aよりも駆動部3側に偏った位置に接続されている。連通配管Pcにおける鉛直部Pgに対して吸入空間V1側の端部は、軸線方向において圧縮室Cと重なる位置に接続されている。連通配管Pcは、機械空間V2との接続位置に面する領域のみに潤滑油が溜まる空間が形成されている。具体的には、連通配管Pcにおける鉛直方向の最も下方の位置が機械空間との接続位置となっている。そのため、連通配管Pcは、機械空間V2との接続位置に対して、鉛直方向下方に位置する部分が存在しないように延びている。つまり、連通配管Pcには、トラップ部分が設けられていない。
さらに、連通配管Pcの両端部には、上記第一実施形態で説明したものと同様のフィルタ部Fがそれぞれ設けられている。第一フィルタ部F1は、連通配管Pcにおける機械空間V2側の端部に設けられ、第二フィルタ部F2は、連通配管Pcにおける吸入空間V1側の端部に設けられている。
この構成によれば、機械空間V2が連通配管Pcによって吸入空間V1と連通している。したがって、スクロール圧縮機100の運転中に、上記のように機械空間V2内の圧力が相対的に高まった場合であっても、圧力の上昇分は連通配管Pcを通じて吸入空間V1側に逃がされる。その結果、機械空間V2内の圧力上昇を抑えることができる。これにより、吸入空間V1内に潤滑油が流入することで生じる熱交換効率の低下を回避することができる。
さらに、この構成によれば、スクロール圧縮機100の運転中に、駆動部3の発熱等によって機械空間V2内の圧力が吸入空間V1内の圧力よりも高くなった場合であっても、連通配管Pcを通じて、機械空間V2側の圧力を吸入空間V1側に逃がすことができる。これにより、機械空間V2側と吸入空間V1側との差圧が減少する。その結果、シール部Sを通じて機械空間V2側から吸入空間V1側に潤滑油等の流体が流入する可能性を低減することができる。加えて、連通配管Pcの両端部にフィルタ部Fがそれぞれ設けられている。そのため、たとえ連通配管Pcに潤滑油等を含む冷媒が流入したとしても、冷媒は第一フィルタ部F1及び第二フィルタ部F2を通過する一方で、潤滑油は第一フィルタ部F1及び第二フィルタ部F2によって捕捉される。これにより、吸入空間V1側に潤滑油が流入する可能性をより一層低減することができる。
また、連通配管Pcにおける鉛直方向の最も下方の位置が機械空間V2との接続位置となっている。そのため、第一フィルタ部F1を超えて連通配管Pc内に侵入した流体は自重によって機械空間V2との接続位置まで戻ってきて、機械空間V2との接続位置に面する空間に溜まる。その結果、流体が連通配管Pcの途中(機械空間V2との接続位置から離れた領域)に溜まってしまうことを抑えることができる。
以上、本発明の第三実施形態について説明した。なお、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。例えば、上記第三実施形態では、連通配管Pcがハウジング1の外側を通っている構成について説明した。しかしながら、連通配管Pcの態様は上記に限定されず、図5に示す構成を採ることも可能である。軸受連通孔Pc´は、ハウジング1内で機械空間V2と吸入空間V1とを連通している。同図の例では、軸受連通孔Pc´がメイン軸受9Aを軸線方向に貫通している。軸受連通孔Pc´は、鉛直方向に延びている。軸受連通孔Pc´により、メイン軸受9Aを挟んで機械空間V2と吸入空間V1とが互いに連通されている。このような構成によっても上記第二実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば、連通路Pは、各実施形態を組み合わせたものであってもよい。したがって、均圧管P1、連通配管Pc、及び軸受連通孔Pc´を全て有していてもよく、いずれかを組み合わせて有していてもよい。
また、連通路Pの両端部にそれぞれフィルタ部Fが設けられている構造に限定されるものではない。つまり、フィルタ部Fを一つのみを有する構成を採ることも可能である。即ち、連通路Pの何れかの箇所にフィルタ部Fが一つ設けられていればよい。
また、鉛直部Pgは、鉛直方向のみに延びている形状に限定されるものではない。鉛直部Pgは、鉛直方向成分を含む方向に延びていてもよい。したがって、鉛直部Pgは、鉛直方向に直交する水平方向に延びる形状でなければよい。例えば、鉛直部Pgは、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。
1…ハウジング
2…圧縮部
3…駆動部(電動機)
4…回転軸(主軸)
5…偏心軸
6…固定スクロール
7…旋回スクロール
8…ディスチャージカバー
9A…メイン軸受
9B…サブ軸受
9H…メイン軸受本体
10…オイルセパレータ
11…吸入配管
12…吐出配管
61…固定端板
61A…圧縮部対向面
62…固定ラップ
63…外周壁
63H…連通孔
64…フランジ部
65…固定スクロール吐出口
66…吐出弁
67…吐出チャンバ
68…ディスチャージポート
71…旋回端板
72…旋回ラップ
91…オルダムリング
92…スラストプレート
100…スクロール圧縮機
C…圧縮室
F…フィルタ部
F1…第一フィルタ部
F2…第二フィルタ部
F11…フィルタ部本体
Lc…コーティング層
O1…軸線
O2…偏心軸線
P…連通路
P1…均圧管(配管)
Pm…第一接続部
Po…第二接続部
Pc…連通配管
Pc´…軸受連通孔
Pg…鉛直部
S…シール部
V1…吸入空間
V2…機械空間

Claims (6)

  1. 軸線に沿って延びるとともに前記軸線回りに回転する回転軸と、
    前記回転軸を回転可能に支持する軸受装置と、
    前記回転軸を回転駆動させる駆動部と、
    前記軸受装置を挟んで前記軸線の延びる軸線方向における前記駆動部の反対側に配置され、前記回転軸によって回転することで冷媒を圧縮する圧縮部と、
    前記回転軸、前記駆動部及び圧縮部を収容し、前記軸受装置を潤滑する潤滑油が内部に貯留されているハウジングと、
    前記ハウジング内において、前記軸受装置及び前記駆動部が配置された機械空間と、前記圧縮部が配置された吸入空間との間における流体の流通をシールするシール部と、
    前記ハウジング内における前記吸入空間に圧縮前の冷媒を供給する吸入配管と、
    前記機械空間と前記吸入空間とを連通する連通路と、
    前記連通路に設けられ、前記冷媒を流通させるとともに前記冷媒以外の流体の流通を遮るフィルタ部と、を備え、
    前記軸受装置の外周面は、全周にわたって前記ハウジングの内周面に接触した状態で固定され、
    前記圧縮部は、
    前記軸線に対して偏心した位置で前記軸線回りに公転可能に設けられた旋回スクロールと、
    前記軸線方向において前記軸受装置とは反対側から前記旋回スクロールと対向するとともに、前記旋回スクロールとの間に冷媒を圧縮する圧縮室を形成する固定スクロールと、を有するスクロール圧縮機。
  2. 前記連通路は、前記吸入空間との接続位置に対して鉛直方向成分を含む方向の下方に向かうように、前記吸入空間との接続位置と前記機械空間との接続位置との間で延びる鉛直部を有し、
    前記フィルタ部は、前記鉛直部に対して、前記機械空間との接続位置に寄った位置に少なくとも設けられている請求項1に記載のスクロール圧縮機。
  3. 前記フィルタ部は、
    前記機械空間との接続位置側に設けられている第一フィルタ部と、
    前記第一フィルタ部に対して間隔を空けて配置され、前記吸入空間との接続位置側に設けられている第二フィルタ部とを有する請求項1または2に記載のスクロール圧縮機。
  4. 前記吸入配管の途中に設けられ、前記冷媒中に含まれる油を除去するオイルセパレータをさらに備え、
    前記連通路は、前記機械空間と前記オイルセパレータとを連通する配管を有する請求項1から3のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  5. 前記連通路は、前記機械空間との接続位置に面する領域のみに前記流体が溜まる空間を形成している請求項1から4のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
  6. 前記フィルタ部は、フィルタ部本体と、前記フィルタ部本体の表面に設けられたコーティング層と、を有し、
    前記コーティング層は、ヘキサデカンに対する接触角が45°以上の材料で形成されている請求項1から5のいずれか一項に記載のスクロール圧縮機。
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