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

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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