JP4009112B2

JP4009112B2 - Gas compressor

Info

Publication number: JP4009112B2
Application number: JP2002015068A
Authority: JP
Inventors: 利成松浦
Original assignee: カルソニックコンプレッサー株式会社
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: JP2003214344A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の空調などに使用され、冷媒ガス等の気体を圧縮して吐出する気体圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記気体圧縮機の一例を図１２〜１４に示す。この圧縮機を図に基づいて説明すると、気体圧縮部として、内周が筒状のシリンダ５と、該シリンダ５の軸方向両端部にあるフロントサイドブロック６およびリアサイドブロック７と、前記シリンダ５内に回転可能に配置されたロータ１１と、該ロータ１１に設けられたベーン溝に進退可能に収容されたベーン１５とを有している。上記ロータ１１とベーン１５とシリンダ５とで仕切られてシリンダ圧縮室が形成されている。上記各部材はフロントハウジング１ａおよびリアハウジング１ｂに内蔵されており、フロントハウジング１ａは冷媒の吸入口２を有し、リアハウジング１ｂは吐出口３を有している。前記フロントハウジング１ａ内には、前記吸入口２に連通する吸入室４が設けられており、該吸入室４と前記シリンダ圧縮室とが連通している。また、リアハウジング１ｂの前方側に内蔵されたリアサイドブロック７と、リアハウジング１ｂの後方側とで形成される空間内には吐出室８が設けられている。
【０００３】
なお、リアハウジング７の後端面側には、上記シリンダ圧縮室に連通するようにして、油分離器８０が設置されている。
前記油分離器８０は、サイクロン式の油分離器であって、図１３、１４に示されるように、外側筒体８１と内側筒体８２を同心に配し、上下端部が一部を除いて封止されて縦に配置されているものであり、外側筒体８１および内側筒体８２の間と内側筒体内に圧縮気体通路８３、８４が形成されている。外側筒体８１の上部側壁は、シリンダ圧縮室に連通し、内側筒体８２の下方部が開口して底部と間隙を有して外側の圧縮気体通路８３と内側の圧縮気体通路８４とが連通している。また、内側筒体８２の上方は上記吐出室８に開口しており、外側筒体８１の底部に油抜き孔８５が形成されている。油分離器８０を設置した吐出室８の下部には油溜まり部２１が形成されており、油溜まり部２１の潤滑油は、圧縮気体内部での圧力差により送り出され、圧縮機内での摩耗防止や油膜によるシールに供される。この際に一部の潤滑油が圧縮気体に取り込まれて圧縮気体とともに移動する。
【０００４】
上記気体圧縮機の動作について説明する。ロータ１１を回転させると、ベーンの動作により圧縮室への吸引力が発生し、冷媒ガスを吸引する。吸引された冷媒ガスは、上記圧縮室で順次圧縮され、リアサイドブロック７の圧縮気体通路７ａを通して油分離器８０に吐出される。油分離器８０に吐出された圧縮気体は、図１４のように筒状の気体通路８３を周回し、ここで遠心分離作用により、潤滑油と高圧冷媒に分離され、潤滑油は外側筒体８１の油抜き孔８５を通して前記油溜まり部２１へと流れ、高圧冷媒は内側筒体８２の内側の気体通路８４を通って上端の開口から吐出室８へと吐出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記に説明した従来の気体圧縮機に設置された油分離器８０では、圧縮気体が外側筒体８１の内壁に沿って周回する際に、圧縮気体に含まれた潤滑油を十分に分離できず、空調を構成するエバポレータやコンデンサ側に、潤滑油を多く含んだ圧縮気体を供給してしまい、空調効率を低下させるという問題点があった。また、多くの潤滑油が圧縮気体とともに吐出されると圧縮気体内部の潤滑油が不足するという問題もある。
【０００６】
本発明は上記事情を背景としてなされたものであり、圧縮気体と潤滑油の分離性能を向上させた気体圧縮機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明の気体圧縮機のうち請求項１記載の発明は、回転体の回転により気体を圧縮する気体圧縮部と、該気体圧縮部から吐出される圧縮気体の油分を分離する油分離器と、該油分離器から圧縮気体が吐出される吐出室とを備えており、前記油分離器は、多重筒状体で仕切られた多重の気体通路を有しており、該多重の気体通路のうち最外側の気体通路に前記気体圧縮部から吐出される圧縮気体が流入して順次内側の気体通路へと渦を巻いて流れ、最内側の気体通路から前記吐出室に吐出されるように構成され、前記最外側の筒状体よりも内側にある筒状体の筒壁に、複数の油通過小孔が形成され、前記最外側の筒状体に油抜き孔が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の気体圧縮機の発明は、請求項１記載の発明において、前記多重筒状体は、径の異なる複数の筒状体を略同心に配してなること特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の気体圧縮機の発明は、請求項１または２のいずれかの発明において、前記多重筒状体のうち最外側の筒状体に前記気体圧縮部と連通して圧縮気体が流入する連通部が形成され、内側の筒状体に該筒状体の内外周側にある気体通路に連通する連通部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の気体圧縮機の発明は、請求項３記載の発明において、筒状体に形成された連通部は、内外の筒状体間において、筒状体の異なる軸方向位置に設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の気体圧縮機の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記多重筒状体はその軸方向両端部に封止部が設けられており、該封止部の一方、または両方に、前記最内側の気体通路に対応して吐出孔が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
すなわち本発明の気体圧縮機では、油分離器に多重の気体通路を形成して、気体圧縮部から吐出される圧縮気体が多重の気体通路の最外側の気体通路から順次内側の気体通路へと渦を巻いて流れるようにしたので、圧縮気体が渦を巻いて流れる距離が長く確保され、圧縮気体への遠心分離作用が十分に発揮され、圧縮気体から潤滑油が効果的に分離される。筒状の気体通路を渦を巻いて流れる際の遠心分離作用で分離された潤滑油は、筒状体の内壁に付着して、重力に従って内壁を伝わって下方に流れる。分離された油は、例えば最外側の筒状体の下部に油抜き孔を形成することにより油溜まり部に滴下させることができる。
なお、前記最外側の筒状体よりも内側にある筒状体の筒壁に複数の油通過小孔を形成してあるので、遠心分離作用で分離された潤滑油は圧縮気体よりも重量が大きいため遠心力が大きく掛かっており、上記油通過小孔を外周側に優先的に通過する。このようにして油を分離した圧縮気体から早期に油を隔離すると、分離された油が再度圧縮気体に取り込まれて油分離効率を低下させるのを阻止し、結果として油分離効率を向上させる。なお、油通過小孔は、最外側の筒状体よりも内側にある、少なくとも一つの筒状体に形成すればよいが、最外側の筒状体に続く内側の筒状体の一つ以上に形成するのが望ましい。これにより、最外側に形成した油抜き孔から、油が円滑に排出される。
なお、油通過小孔の大きさ、数は適宜定めることができるが、油の通過量が多く、気体の漏出が少ないように選定するのが望ましい。
【００１４】
なお、多重の気体通路は、多重筒体により筒状に仕切ることにより形成されるが、請求項２のように、径の異なる複数の筒状体を略同心に配することにより得ることができ、また、螺旋状に形成した多重筒体により得ることもできる。
多重筒体は、気体圧縮機の設置状態において、水平方向に向けたり、垂直方向に向けたものとすることができるが、必ずしもこれらの方向に限定されるものではなく、斜めの方向に向けることもできる。
【００１６】
なお、圧縮気体を多重の気体通路において渦を巻くように流すためには、螺旋状の多重筒体の設置によって行うこともできるが、請求項３に記載するように最外側の筒状体に圧縮気体を流入させる連通部を設け、さらに内側の筒状体に内外周側の気体通路を連通させる連通部を設けることによって上記の流れを実現することができる。この構成によれば、連通部の位置や大きさの設定により圧縮気体の流れを容易に制御することができる。
【００１７】
上記連通部を請求項４に記載するように、内外の筒状体間において、筒状体の異なる軸方向位置に設けるものとすれば、周方向の距離に加えて軸方向の距離が圧縮気体の移動距離に加わり、油分離性能が一層向上する。例えば、異なる軸方向端部に交互に設ければ軸方向距離は最大になる。
【００１８】
なお、多重筒状体の多重の数は、本発明としては特に限定されない。この数は増加するに従って、圧縮気体が渦を巻いて流れる距離が長くなるので多い方がよいことになるが、あまりに多くすると、油分離器が大型になるため、適宜のその数を定めるのが望ましい。通常は、３重の筒状体により充分な油分離効果が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施形態の気体圧縮機について図１〜図５を参照して説明する。なお、従来例と同一の構造については同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
【００２０】
図１〜５は第１の実施形態の気体圧縮機を表している。フロントハウジング１ａには吸入口２が設けられ、該吸入口２に外部から圧縮すべき冷媒ガスを吸入するべく吸入配管（図示しない）が接続される。一方、リアハウジング１ｂの側壁には吐出口３が設けられ、圧縮された冷媒をコンデンサ等（図示しない）に供給するべく吐出配管（図示しない）が接続される。
【００２１】
上記フロントハウジング１ａ内部には吸入室４が形成され、この吸入室４に前記吸入口２が連通している。また、リアハウジング１ｂ内には、軸方向と直交する縦断面において略楕円形状の内周面を有する筒状のシリンダ５が配置されており、該シリンダ５の軸方向両端面に互いに平行に固着されたフロントサイドブロック６（吸入口２側）およびリアサイドブロック７（吐出口３側）が配置されている。該フロントサイドブロック６には、前記吸入室４とシリンダ５内とを連通させるように図示しない連通路が形成されている。
【００２２】
そしてシリンダ５の内部には、図２に示すように、ロータ軸１０で支持された回転可能なロータ１１が配設されている。なお、上記ロータ軸１０は、気体圧縮機の前方側において、電磁クラッチ２０に接続されており、電磁クラッチ２０の動作により図示しない内燃機関の駆動力が伝達されるように構成されている。
前記ロータ１１には、複数のベーン溝１２にそれぞれ摺動可能に嵌装されたベーン１５が複数枚（図は５枚）放射状に保持されている。ロータ１１が回転駆動されることで、ベーン１５がその遠心力および背圧室１３から供給される潤滑油の油圧によってベーン溝１２内を進退してシリンダ５の内周壁に密着しながら回転するように構成されている。これらシリンダ５、ロータ１１、ベーン１５、フロントサイドブロック６、リアサイドブロック７を主要な構成として気体圧縮部が構成されており、シリンダ５内周面、ベーン１５、ロータ１１外周面およびフロントサイドブロック６後端面、リアサイドブロック７前端面によってシリンダ圧縮室１６が形成されている。
【００２３】
前記リアサイドブロック７には、上記圧縮室１６に連通するようにして圧縮気体通路７ａが形成されており、そして、この圧縮気体通路７ａに連通するようにして油分離器３０がリアサイドブロック７の後端面に取り付けられている。油分離器３０は、上記通路７ａに連通して後方側に伸長する圧縮気体通路３０ａが形成されており、その後端側に径の異なる３種の筒状体３１、３２、３３が同心に配して水平方向に配置されている。即ち、油分離器３０の最外側筒状体３１の内側に中間筒状体３２が配され、中間筒状体３２の内側に２つの最内側筒状体３３、３３が互いに距離を隔てて水平方向に並べて配されている。しかして、最外側筒状体３１と中間筒状体３２の間に筒状の最外側気体通路４０が形成され、中間筒状体３２と最内側筒状体３３、３３の間に筒状の内側気体通路４１が形成され、最内側筒状体３３、３３の内部に最内側通気路４２、４２が形成されている。
【００２４】
図４に表れているように、前記最外側筒状体３１から最内側筒状体３３に至る軸方向両端部には、封止部３５が設けられており、最内側筒状体３３、３３の内側にある軸方向端部は、吐出孔４３０として開口している。したがって、多重筒状体の軸方向端部は、最内側筒状体３３の端部のみが開口している。
【００２５】
前記最外側筒状体３１のリアサイドブロック７側側壁には、圧縮気体通路３０ａに連通する、連通部である連通孔４００が形成されており、この連通孔４００は前記最外側気体通路４０の軸方向の中央部分に開口している。また、前記中間筒状体３２には、最外側気体通路４０と内側気体通路４１を連通させるための連通部である、連通孔４１０、４１０が軸方向両端部であって封止部３５の内側にそれぞれ形成されている。また、最内側筒状体３３、３３間の空隙および最内側筒状体３３、３３の軸方向内側端の開口によって内側気体通路４１と最内側通路４２とを連通させる連通部４２０が構成されている。
【００２６】
さらに、前記最外側筒状体３１の下部には、軸方向両端部に、夫々、筒状体を貫通する油抜き孔３１０、３１０が形成されており、前記中間筒状体３２には、全筒壁に亘って所定の密度で、複数の油通過小孔３２０…３２０が形成されている。
【００２７】
次に、上記圧縮機の動作について説明する。
電磁クラッチ２０により車輌のエンジン動力がロータ軸１０へと伝えられ、ロータ軸１０が回転駆動されロータ１１が回転する。その回転に連れて遠心力及び背圧室１３への潤滑油の供給によりベーン１５に外周側への押出力が作用する。押出力が作用したベーン１５は、シリンダ５の内周壁およびフロントサイドブロック６、リアサイドブロック７の側壁に密着しながら回転する。この回転によりシリンダ５内への吸引力が発生し、吸入口２を通して外部から冷媒ガスがシリンダ５内へと吸引される。シリンダ５内では、さらに回転するロータ１０およびベーン１５によって形成される圧縮室１６によって冷媒ガスが順次圧縮される。
【００２８】
圧縮された冷媒ガスは、リアサイドブロック７に形成された圧縮気体通路７ａを通して油分離器３０へと順次吐出される。なお、冷媒ガスは上記吸入から圧縮、放出に至る間に、気体圧縮機内部の潤滑油を巻き込んで、潤滑油を含有した状態で油分離器３０へと吐出される。
油分離器３０へと吐出された冷媒ガスは、内部の圧縮気体通路３０ａを通り、連通孔４００を通して筒状の最外側気体通路４０へと流入する。図５には油分離器３０内での冷媒ガスの流れを説明する図を示す。
【００２９】
上記最外側気体通路４０の一方を仕切る中間筒状体３２は、連通孔４１０が両端部側に形成されているため、最外側気体通路４０へと流れ込んだ冷媒ガスは、中央部から両端部に向って渦を巻きながら分流し、中間筒状体３２の連通孔４１０、４１０を通して内側気体通路４１へとそれぞれ流れていく。これにより最外側気体通路４０の略全長が有効に利用されて渦巻き流が形成される。内側気体通路４１の一方を仕切る最内側筒状体３３は内端部が連通部４２０によって最内側気体通路４２、４２と連通しているため、内側気体通路４１へと流れ込んだ冷媒ガスは、両端部から中央に向って渦を巻きながら流れ、中央部で一旦合流した後、連通部４２０から各最内側筒状体３３、３３の内部にある最内側気体通路４２、４２に分流して両端部側に向かってそれぞれ流れ、最内側筒状体３３、３３の両端部にある吐出孔４３０、４３０を通して吐出室８へと放出され、さらに吐出口３から外部に吐出される。
【００３０】
上記した油分離器３０で、最外側気体通路４０と内側気体通路４１において圧縮気体が渦を巻きながら流れる過程で遠心分離作用を受けて、圧縮された高圧冷媒が潤滑油と高圧冷媒ガスとに分離される。最外側気体通路４０で遠心分離された潤滑油は、最外側筒状体３１の内壁に付着して重力に従って下方へ流れ、下部の油抜き孔３１０を通して油溜まり部２１へと循環する。また内側気体通路４１で遠心分離された潤滑油は、中間筒状体３２に形成した油通過小孔３２０…３２０を通過して中間筒状体３２の外壁面側へと移行していく。これにより油分が分離された冷媒ガスと分離された潤滑油とが早期に隔離されることになる。この外壁面に移行した潤滑油は、外壁面を伝って下方に流れて前記油抜き孔３１０へと流れていくが、一部は最外側気体通路４０を渦を巻いて流れる冷媒ガスに巻き込まれて再度遠心分離されて最外側筒状体３１の内壁に遠心分離されて油抜き孔３１０へと流れていく。
【００３１】
このように、圧縮された冷媒ガスが最外側気体通路４０と内側気体通路４１の略全長の範囲で渦を巻いて流れるので、遠心分離作用を受ける距離を十分長く確保することができる。また、内側筒状体に油通過小孔を設けたことにより、油分を分離した冷媒ガスと分離された潤滑油とが隔離され、再度油分が冷媒ガスに取り込まれるのを阻止できる。これらの結果、冷媒ガス中の潤滑油と冷媒ガスの分離が効率よくなされ、吐出口３側へは潤滑油を効果的に除いた冷媒ガスを供給することができる。
【００３２】
なお、最外側筒状体３１の壁面にも、中間筒状体３２のような油通過小孔を設けることも可能ではあるが、吐出室８において潤滑油が飛散しないようにするために、この実施形態のように設けないのが望ましい。
【００３３】
次に、この発明の第２の実施形態の気体圧縮機を図６〜１１に示した。なお、第１の実施形態と同一の構造については同一の符号を付して、その説明を省略または簡略化する。
【００３４】
この第２の実施形態では、リアハウジングの後方に油分離器５０が設けられており、多重筒体を垂直方向に向けて多重の圧縮気体通路が形成されている。すなわち、油分離器５０では、径の異なる３種の筒状体５１、５２、５３が同心に配され、かつ垂直方向に配置されている。これにより最外側筒状体５１と中間筒状体５２の間に筒状の最外側気体通路６０が形成され、中間筒状体５２と最内側筒状体５３との間に筒状の内側気体通路６１が形成され、最内側筒状体５３の内側に最内側気体通路６２が形成されている。多重筒体は一部を除いて上下端部が封止部５５で封止されており、最内側筒状体５３の上端部は、吐出孔６３０として開口しており、下端部の封止部に複数の油抜き孔５１０が形成されている。
【００３５】
前記最外側筒状体５１のリアサイドブロック７側側壁には、油分離器５０の圧縮気体通路５０ａに連通する連通孔６００が形成されており、この連通孔６００は前記最外側気体通路６０の下方側に開口している。また、前記中間筒状体５２には、最外側気体通路６０と内側気体通路６１を連通させるための連通孔６１０が上方側に形成されている。また、前記中間筒状体５２には、全壁に亘って所定の密度で、複数の油通過小孔５２０…５２０が形成されている。また、最内側筒状体５３は、下端部が開口し、かつ下端部の封止部５５と間隙を有しており、該間隙と下端部開口とによって内側気体通路６１と最内側気体通路６２とを連通させる連通部６２０が構成されている。
【００３６】
この第２の実施形態においても、圧縮された冷媒ガスは、連通孔６００を通して最外側気体通路６０の下方部から流入し、該通路６０を上方に向って渦を巻いて流れ、連通孔６１０を通して内側気体通路６１に流入する。さらに、該通路６１を下方に向って渦を巻いて流れ、次いで連通部６２０を通して最内側筒状体５３の内側の最内側気体通路６２に流入し、上端の吐出孔６３０へ向かって上方に流れていく。したがって、遠心分離作用を受ける距離を十分長くし、効率良く潤滑油と冷媒ガスを分離することができる。また、油通過小孔５２０によって潤滑油を分離した冷媒ガスと潤滑油とが隔離されて油分離効率が向上する。
【００３７】
次に、上記第１、第２の実施形態の変形例について説明する。この変形例は、前記油分離器５０で潤滑油が分離された冷媒ガスが吐出口３に向かう方向に、該方向と交差するようにリブを設けるものである。
【００３８】
即ち、図１０は、第１の実施形態の変形例であって、水平方向に設置された油分離器３０の両端部上側に、リブ７０、７０がリアハウジング１ｂの内壁から臨ませてある。また、図１１は、第２の実施形態の変形例であって、垂直方向に設置された油分離器５０の上端部上側に、リブ７１がリアハウジング１ｂの後方壁から臨ませてある。
【００３９】
これらの変形例では、油分離器３０または５０から吐出された冷媒ガスがリブ７０、７１に衝突しながら流れ、この衝突の過程で冷媒ガス中に含まれた潤滑油が分離されるので、油分離器で分離しきれなかった油分をさらに分離することができ、油分離効率を一層向上することが可能になる。
【００４０】
以上いくつかの実施形態と変形例について説明した。何れの場合も、冷媒ガスの圧縮は、ベーン式の圧縮機構としたが、この発明はこの圧縮機構に限定されるものではなく、他の圧縮機構を用いて実施することが可能であることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の気体圧縮機によれば、油分離器に形成される筒状の気体通路を多重筒体で仕切って多重にして、渦を巻いて流れる経路を長くしたので、潤滑油と冷媒ガスの分離性能を向上した気体圧縮機を構成することができる。
この結果、気体圧縮機に封入する潤滑油量を減らすことができ、また、空調を構成する熱交換器（エバポレータ、コンデンサ）に付着する潤滑油量を減少させて熱交換効率の向上も図ることができる。
また、多重筒状体のうち、内側の筒状体に油通過小孔を形成すれば、上記遠心作用によって油分離が一層確実になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態の気体圧縮機の全体を示す正面断面図である。
【図２】同じくシリンダ内部を示す側面図である。
【図３】同じくリアサイドブロックおよび油分離器を示す側面図である。
【図４】同じく油分離器の拡大縦断面図である。
【図５】油分離器の筒状の気体通路を流れる冷媒ガスを説明する拡大した正面断面図である。
【図６】この発明の第２の実施形態の気体圧縮機の全体を示す正面断面図である。
【図７】同じくリアサイドブロックおよび油分離器を示す側面図である。
【図８】同じく油分離器の拡大横断面図である。
【図９】同じく油分離器の拡大縦断面図である。
【図１０】この発明の第１の実施形態の変形例のリアサイドブロックおよび油分離器を示す側面図である。
【図１１】この発明の第２の実施形態の変形例の一部正面断面図である。
【図１２】従来の気体圧縮機の全体を示す正面断面図である。
【図１３】同じくリアサイドブロックおよび油分離器を示す側面図である。
【図１４】同じく油分離器の一部を示す拡大した平面断面図である。
【符号の説明】
１ａフロントハウジング
１ｂリアハウジング
２吸入口
３吐出口
４吸入室
５シリンダ
６フロントサイドブロック
７リアサイドブロック
７ａ圧縮気体通路
８吐出室
１０ロータ軸
１１ロータ
１２ベーン溝
１３背圧室
１５ベーン
１６シリンダ圧縮室
２０電磁クラッチ
２１油溜まり部
３０油分離器
３１最外側筒状体
３２中間筒状体
３３最内側筒状体
３１０油抜き孔
３２０油通過小孔
４０最外側気体通路
４１内側気体通路
４２最内側気体通路
４００連通孔
４１０連通孔
４２０連通部
４３０吐出孔
５０油分離器
５１最外側筒状体
５２中間筒状体
５３最内側筒状体
５１０油抜き孔
５２０油通過小孔
６０最外側気体通路
６１内側気体通路
６２最内側気体通路
６００連通孔
６１０連通孔
６２０連通部
６３０吐出孔
７０リブ
７１リブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gas compressor that is used for air conditioning of automobiles and compresses and discharges a gas such as refrigerant gas.
[0002]
[Prior art]
An example of the gas compressor is shown in FIGS. The compressor will be described with reference to the drawings. As a gas compression portion, a cylinder 5 having an inner periphery, a front side block 6 and a rear side block 7 at both axial ends of the cylinder 5, and the inside of the cylinder 5 are described. And a vane 15 accommodated in a vane groove provided in the rotor 11 so as to be able to advance and retreat. A cylinder compression chamber is formed by the rotor 11, the vane 15, and the cylinder 5. Each of the above members is built in the front housing 1a and the rear housing 1b. The front housing 1a has a refrigerant suction port 2 and the rear housing 1b has a discharge port 3. A suction chamber 4 that communicates with the suction port 2 is provided in the front housing 1a, and the suction chamber 4 and the cylinder compression chamber communicate with each other. A discharge chamber 8 is provided in a space formed by the rear side block 7 built in the front side of the rear housing 1b and the rear side of the rear housing 1b.
[0003]
An oil separator 80 is installed on the rear end face side of the rear housing 7 so as to communicate with the cylinder compression chamber.
The oil separator 80 is a cyclone type oil separator, and as shown in FIGS. 13 and 14, the outer cylinder 81 and the inner cylinder 82 are arranged concentrically, and the upper and lower ends are partially excluded. The compressed gas passages 83 and 84 are formed between the outer cylinder 81 and the inner cylinder 82 and in the inner cylinder. The upper side wall of the outer cylinder 81 communicates with the cylinder compression chamber, the lower part of the inner cylinder 82 opens, has a gap with the bottom, and the outer compressed gas passage 83 and the inner compressed gas passage 84 communicate with each other. is doing. The upper side of the inner cylinder 82 opens into the discharge chamber 8, and an oil drain hole 85 is formed at the bottom of the outer cylinder 81. An oil reservoir 21 is formed in the lower part of the discharge chamber 8 in which the oil separator 80 is installed, and the lubricating oil in the oil reservoir 21 is sent out by a pressure difference inside the compressed gas to prevent wear in the compressor. Used for sealing with oil film. At this time, part of the lubricating oil is taken into the compressed gas and moves together with the compressed gas.
[0004]
The operation of the gas compressor will be described. When the rotor 11 is rotated, a suction force to the compression chamber is generated by the operation of the vane, and the refrigerant gas is sucked. The sucked refrigerant gas is sequentially compressed in the compression chamber and discharged to the oil separator 80 through the compressed gas passage 7 a of the rear side block 7. The compressed gas discharged to the oil separator 80 circulates in a cylindrical gas passage 83 as shown in FIG. 14, where it is separated into lubricating oil and high-pressure refrigerant by a centrifugal separation action. The high pressure refrigerant flows through the gas passage 84 on the inner side of the inner cylinder 82 and is discharged from the opening at the upper end to the discharge chamber 8.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the oil separator 80 installed in the conventional gas compressor described above, the lubricating oil contained in the compressed gas is sufficiently separated when the compressed gas circulates along the inner wall of the outer cylinder 81. However, there is a problem in that compressed air containing a large amount of lubricating oil is supplied to the evaporator or condenser side that constitutes the air conditioning, thereby reducing the air conditioning efficiency. Further, when a lot of lubricating oil is discharged together with the compressed gas, there is a problem that the lubricating oil inside the compressed gas is insufficient.
[0006]
The present invention has been made against the background of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas compressor with improved separation performance of compressed gas and lubricating oil.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 of the gas compressor of the present invention comprises a gas compression unit that compresses gas by rotation of a rotating body, and an oil content of the compressed gas discharged from the gas compression unit. An oil separator to be separated, and a discharge chamber into which compressed gas is discharged from the oil separator, the oil separator has multiple gas passages partitioned by multiple cylindrical bodies, Of the multiple gas passages, the compressed gas discharged from the gas compression section flows into the outermost gas passage and sequentially flows in a vortex to the inner gas passage, and from the innermost gas passage to the discharge chamber. A plurality of oil passage small holes are formed in a cylindrical wall of the cylindrical body that is configured to be discharged and is located inside the outermost cylindrical body, and an oil drain hole is formed in the outermost cylindrical body. It is formed .
[0008]
The invention of a gas compressor according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the multiple cylindrical body is formed by concentrically arranging a plurality of cylindrical bodies having different diameters.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the gas compressor according to the first or second aspect , wherein the compressed gas flows into the outermost tubular body of the multiple tubular bodies in communication with the gas compression section. The communicating part is formed, and the communicating part communicating with the gas passage on the inner and outer peripheral sides of the cylindrical body is formed in the inner cylindrical body.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the gas compressor according to the third aspect , wherein the communicating portions formed in the cylindrical body are provided at different axial positions of the cylindrical body between the inner and outer cylindrical bodies. It is characterized by.
[0012]
The invention of the gas compressor according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4 , wherein the multiple cylindrical body is provided with sealing portions at both axial ends thereof, and the sealing A discharge hole is formed in one or both of the portions corresponding to the innermost gas passage.
[0013]
That is, in the gas compressor of the present invention, multiple gas passages are formed in the oil separator, and the compressed gas discharged from the gas compression section is sequentially transferred from the outermost gas passage of the multiple gas passages to the inner gas passage. Since the vortex is made to flow, a long distance for the compressed gas to flow by vortex is ensured, the centrifugal action to the compressed gas is sufficiently exhibited, and the lubricating oil is effectively separated from the compressed gas. Lubricating oil separated by centrifugal separation when flowing in a cylindrical gas passage in a vortex adheres to the inner wall of the cylindrical body and flows downward along the inner wall according to gravity. The separated oil can be dripped into the oil reservoir by forming an oil drain hole in the lower part of the outermost cylindrical body, for example.
In addition, since the plurality of oil passage small holes are formed in the cylindrical wall of the cylindrical body inside the outermost cylindrical body, the lubricating oil separated by the centrifugal separation action is heavier than the compressed gas. Since it is large, centrifugal force is greatly applied, and the oil passage small hole is preferentially passed to the outer peripheral side. If the oil is isolated early from the compressed gas from which the oil has been separated in this manner, the separated oil is prevented from being taken into the compressed gas again and the oil separation efficiency is reduced, and as a result, the oil separation efficiency is improved. The oil passage small holes may be formed in at least one cylindrical body inside the outermost cylindrical body, but one or more of the inner cylindrical bodies following the outermost cylindrical body. It is desirable to form. Thereby, oil is smoothly discharged | emitted from the oil drain hole formed in the outermost side.
Although the size and number of the oil passage small holes can be determined as appropriate, it is desirable to select the oil passage so that the amount of oil passage is large and the gas leakage is small.
[0014]
The multiple gas passages are formed by partitioning into multiple cylinders, but can be obtained by arranging a plurality of cylindrical bodies having different diameters substantially concentrically as in claim 2. It can also be obtained by a multiple cylinder formed in a spiral shape.
The multi-cylinder body can be oriented horizontally or vertically in the installed state of the gas compressor, but is not necessarily limited to these directions and is directed obliquely. You can also.
[0016]
In addition, in order to flow the compressed gas in a vortex in the multiple gas passages, it can be performed by installing a spiral multiple cylindrical body, but as described in claim 3 , the outermost cylindrical body The above-described flow can be realized by providing a communication part for allowing the compressed gas to flow in, and further providing a communication part for communicating the inner and outer gas passages in the inner cylindrical body. According to this configuration, the flow of the compressed gas can be easily controlled by setting the position and size of the communication portion.
[0017]
As described in claim 4 , if the communication portion is provided between the inner and outer cylindrical bodies at different axial positions of the cylindrical bodies, the axial distance in addition to the circumferential distance is compressed gas. The oil separation performance is further improved. For example, the axial distance can be maximized if they are provided alternately at different axial ends.
[0018]
In addition, the number of multiplexing of the multiple cylindrical bodies is not particularly limited as the present invention. As this number increases, it is better to increase the distance that the compressed gas flows in a vortex, but if it is too large, the oil separator becomes larger, so it is necessary to determine the appropriate number. desirable. Usually, a sufficient oil separation effect is obtained by the triple cylindrical body.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A gas compressor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as a prior art example, and the description is abbreviate | omitted or simplified.
[0020]
1-5 represents the gas compressor of 1st Embodiment. The front housing 1 a is provided with a suction port 2, and a suction pipe (not shown) is connected to the suction port 2 for sucking refrigerant gas to be compressed from the outside. On the other hand, a discharge port 3 is provided on the side wall of the rear housing 1b, and a discharge pipe (not shown) is connected to supply the compressed refrigerant to a condenser or the like (not shown).
[0021]
A suction chamber 4 is formed inside the front housing 1a, and the suction port 2 communicates with the suction chamber 4. Further, in the rear housing 1b, a cylindrical cylinder 5 having a substantially elliptical inner peripheral surface in a vertical cross section orthogonal to the axial direction is disposed, and are fixed in parallel to both axial end surfaces of the cylinder 5. The front side block 6 (suction port 2 side) and the rear side block 7 (discharge port 3 side) are arranged. A communication passage (not shown) is formed in the front side block 6 so as to allow the suction chamber 4 and the cylinder 5 to communicate with each other.
[0022]
As shown in FIG. 2, a rotatable rotor 11 supported by a rotor shaft 10 is disposed inside the cylinder 5. The rotor shaft 10 is connected to the electromagnetic clutch 20 on the front side of the gas compressor, and is configured so that the driving force of an internal combustion engine (not shown) is transmitted by the operation of the electromagnetic clutch 20.
A plurality of vanes 15 (five in the figure) are radially held in the rotor 11 slidably fitted in the plurality of vane grooves 12. When the rotor 11 is driven to rotate, the vane 15 rotates in the vane groove 12 due to its centrifugal force and the hydraulic pressure of the lubricating oil supplied from the back pressure chamber 13 while closely contacting the inner peripheral wall of the cylinder 5. It is configured. The cylinder 5, the rotor 11, the vane 15, the front side block 6, and the rear side block 7 are mainly configured to constitute a gas compression unit. The cylinder 5 inner peripheral surface, the vane 15, the rotor 11 outer peripheral surface, and the front side block 6. A cylinder compression chamber 16 is formed by the rear end face and the front end face of the rear side block 7.
[0023]
A compressed gas passage 7 a is formed in the rear side block 7 so as to communicate with the compression chamber 16, and an oil separator 30 is disposed behind the rear side block 7 so as to communicate with the compressed gas passage 7 a. It is attached to the end face. The oil separator 30 is formed with a compressed gas passage 30a that communicates with the passage 7a and extends rearward, and three types of cylindrical bodies 31, 32, and 33 having different diameters are arranged concentrically on the rear end side. And are arranged horizontally. That is, the intermediate cylindrical body 32 is disposed inside the outermost cylindrical body 31 of the oil separator 30, and the two innermost cylindrical bodies 33, 33 are horizontally spaced from each other inside the intermediate cylindrical body 32. Arranged side by side. Thus, a cylindrical outermost gas passage 40 is formed between the outermost cylindrical body 31 and the intermediate cylindrical body 32, and a cylindrical shape is formed between the intermediate cylindrical body 32 and the innermost cylindrical bodies 33, 33. An inner gas passage 41 is formed, and innermost ventilation passages 42 and 42 are formed inside the innermost cylindrical bodies 33 and 33.
[0024]
As shown in FIG. 4, sealing portions 35 are provided at both axial ends from the outermost cylindrical body 31 to the innermost cylindrical body 33, and the innermost cylindrical bodies 33, 33 are provided. The end in the axial direction on the inside is open as a discharge hole 430. Therefore, only the end of the innermost cylindrical body 33 is open at the axial end of the multiple cylindrical body.
[0025]
A communication hole 400 which is a communication portion communicating with the compressed gas passage 30a is formed in the side wall on the rear side block 7 side of the outermost cylindrical body 31, and the communication hole 400 is an axis of the outermost gas passage 40. Open in the center of the direction. The intermediate cylindrical body 32 has communication holes 410 and 410 that are communication portions for communicating the outermost gas passage 40 and the inner gas passage 41 at both axial ends, and inside the sealing portion 35. Are formed respectively. In addition, a communication portion 420 that connects the inner gas passage 41 and the innermost passage 42 is constituted by the gap between the innermost tubular members 33 and 33 and the opening at the axially inner end of the innermost tubular members 33 and 33. Yes.
[0026]
Furthermore, oil drain holes 310 and 310 are formed at both ends in the axial direction at the lower part of the outermost cylindrical body 31 so as to penetrate the cylindrical body, respectively. A plurality of oil passage small holes 320... 320 are formed at a predetermined density across the cylinder wall.
[0027]
Next, the operation of the compressor will be described.
The engine power of the vehicle is transmitted to the rotor shaft 10 by the electromagnetic clutch 20, and the rotor shaft 10 is rotationally driven to rotate the rotor 11. Along with this rotation, a pushing force toward the outer peripheral side acts on the vane 15 due to the centrifugal force and the supply of lubricating oil to the back pressure chamber 13. The vane 15 to which the pushing force is applied rotates while closely contacting the inner peripheral wall of the cylinder 5 and the side walls of the front side block 6 and the rear side block 7. This rotation generates a suction force into the cylinder 5, and the refrigerant gas is sucked into the cylinder 5 from the outside through the suction port 2. In the cylinder 5, the refrigerant gas is sequentially compressed by the compression chamber 16 formed by the rotating rotor 10 and the vane 15.
[0028]
The compressed refrigerant gas is sequentially discharged to the oil separator 30 through the compressed gas passage 7 a formed in the rear side block 7. The refrigerant gas entrains the lubricating oil inside the gas compressor during the period from suction to compression and release, and is discharged to the oil separator 30 while containing the lubricating oil.
The refrigerant gas discharged to the oil separator 30 passes through the internal compressed gas passage 30a and flows into the cylindrical outermost gas passage 40 through the communication hole 400. FIG. 5 shows a diagram for explaining the flow of the refrigerant gas in the oil separator 30.
[0029]
In the intermediate cylindrical body 32 that partitions one side of the outermost gas passage 40, the communication holes 410 are formed on both ends, so that the refrigerant gas that has flowed into the outermost gas passage 40 flows from the center to both ends. The air is diverted while spiraling toward the inner gas passage 41 through the communication holes 410 and 410 of the intermediate cylindrical body 32. Thereby, the substantially entire length of the outermost gas passage 40 is effectively used to form a spiral flow. Since the innermost cylindrical body 33 that partitions one side of the inner gas passage 41 communicates with the innermost gas passages 42 and 42 through the communication portion 420, the refrigerant gas that has flowed into the inner gas passage 41 has both ends. After flowing in a vortex from the center toward the center and once joining at the center, the flow is divided from the communication part 420 to the innermost gas passages 42, 42 inside the innermost cylindrical bodies 33, 33, and both ends. Respectively, flows to the discharge chamber 8 through discharge holes 430 and 430 at both ends of the innermost cylindrical bodies 33 and 33, and is discharged to the outside from the discharge port 3.
[0030]
In the oil separator 30 described above, the compressed high-pressure refrigerant is converted into lubricating oil and high-pressure refrigerant gas by being subjected to centrifugal separation in the process in which the compressed gas flows while swirling in the outermost gas passage 40 and the inner gas passage 41. To be separated. The lubricating oil centrifuged in the outermost gas passage 40 adheres to the inner wall of the outermost cylindrical body 31 and flows downward according to gravity, and circulates to the oil reservoir 21 through the lower oil drain hole 310. The lubricating oil centrifuged in the inner gas passage 41 passes through the oil passage small holes 320... 320 formed in the intermediate cylindrical body 32 and moves to the outer wall surface side of the intermediate cylindrical body 32. As a result, the refrigerant gas from which the oil component has been separated and the separated lubricating oil are quickly separated. The lubricating oil transferred to the outer wall surface flows downward along the outer wall surface and flows to the oil drain hole 310, but a part of the lubricating oil is caught in the refrigerant gas flowing in a vortex in the outermost gas passage 40. Then, it is centrifuged again and centrifuged on the inner wall of the outermost cylindrical body 31 and flows to the oil drain hole 310.
[0031]
Thus, since the compressed refrigerant gas flows in a vortex in the range of substantially the entire length of the outermost gas passage 40 and the inner gas passage 41, it is possible to ensure a sufficiently long distance for the centrifugal separation effect. Moreover, by providing the oil passage small hole in the inner cylindrical body, the refrigerant gas from which the oil component has been separated and the separated lubricating oil are isolated, and the oil component can be prevented from being taken into the refrigerant gas again. As a result, the lubricating oil and the refrigerant gas in the refrigerant gas are efficiently separated, and the refrigerant gas from which the lubricating oil has been effectively removed can be supplied to the discharge port 3 side.
[0032]
In addition, although it is possible to provide an oil passage small hole like the intermediate cylindrical body 32 on the wall surface of the outermost cylindrical body 31, in order to prevent the lubricating oil from scattering in the discharge chamber 8, It is desirable not to provide as in the embodiment.
[0033]
Next, the gas compressor of 2nd Embodiment of this invention was shown to FIGS. Note that the same structure as that of the first embodiment is denoted by the same reference numeral, and the description thereof is omitted or simplified.
[0034]
In the second embodiment, an oil separator 50 is provided behind the rear housing, and multiple compressed gas passages are formed with the multiple cylinders directed in the vertical direction. That is, in the oil separator 50, three types of cylindrical bodies 51, 52, and 53 having different diameters are arranged concentrically and arranged in the vertical direction. Thereby, a cylindrical outermost gas passage 60 is formed between the outermost cylindrical body 51 and the intermediate cylindrical body 52, and a cylindrical inner gas is interposed between the intermediate cylindrical body 52 and the innermost cylindrical body 53. A passage 61 is formed, and an innermost gas passage 62 is formed inside the innermost cylindrical body 53. The upper and lower ends of the multiple cylindrical body are sealed with a sealing portion 55 except for a part, and the upper end portion of the innermost cylindrical body 53 is opened as a discharge hole 630, and the sealing portion at the lower end portion A plurality of oil drain holes 510 are formed.
[0035]
A communication hole 600 communicating with the compressed gas passage 50 a of the oil separator 50 is formed in the side wall on the rear side block 7 side of the outermost cylindrical body 51, and the communication hole 600 is located below the outermost gas passage 60. Open to the side. The intermediate cylindrical body 52 is formed with a communication hole 610 on the upper side for allowing the outermost gas passage 60 and the inner gas passage 61 to communicate with each other. The intermediate cylindrical body 52 is formed with a plurality of small oil passage holes 520... 520 with a predetermined density over the entire wall. The innermost cylindrical body 53 has an opening at the lower end and a gap with the sealing portion 55 at the lower end, and the inner gas passage 61 and the innermost gas passage 62 are formed by the gap and the lower end opening. The communication part 620 which connects is communicated.
[0036]
Also in the second embodiment, the compressed refrigerant gas flows from the lower part of the outermost gas passage 60 through the communication hole 600, flows in a vortex upward in the passage 60, and passes through the communication hole 610. It flows into the inner gas passage 61. Further, the gas flows through the passage 61 while vortexing downward, and then flows into the innermost gas passage 62 inside the innermost cylindrical body 53 through the communication portion 620 and flows upward toward the discharge hole 630 at the upper end. To go. Therefore, the distance subjected to the centrifugal separation action can be made sufficiently long, and the lubricating oil and the refrigerant gas can be separated efficiently. In addition, the refrigerant gas separated from the lubricating oil and the lubricating oil are isolated by the oil passage small holes 520, and the oil separation efficiency is improved.
[0037]
Next, modified examples of the first and second embodiments will be described. In this modification, a rib is provided in the direction in which the refrigerant gas from which the lubricating oil is separated by the oil separator 50 is directed to the discharge port 3 so as to intersect the direction.
[0038]
That is, FIG. 10 is a modification of the first embodiment, in which ribs 70 are exposed from the inner wall of the rear housing 1b on both upper sides of the oil separator 30 installed in the horizontal direction. FIG. 11 is a modification of the second embodiment, in which a rib 71 faces the rear wall of the rear housing 1b above the upper end of the oil separator 50 installed in the vertical direction.
[0039]
In these modified examples, the refrigerant gas discharged from the oil separator 30 or 50 flows while colliding with the ribs 70 and 71, and the lubricating oil contained in the refrigerant gas is separated in the course of the collision. The oil that could not be separated by the separator can be further separated, and the oil separation efficiency can be further improved.
[0040]
Several embodiments and modifications have been described above. In any case, the compression of the refrigerant gas is a vane type compression mechanism, but the present invention is not limited to this compression mechanism, and can be implemented using other compression mechanisms. Needless to say.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the gas compressor of the present invention, the cylindrical gas passage formed in the oil separator is divided and multiplexed by the multiple cylinders, and the path flowing through the vortex is lengthened. A gas compressor having improved separation performance between the lubricating oil and the refrigerant gas can be configured.
As a result, the amount of lubricating oil enclosed in the gas compressor can be reduced, and the amount of lubricating oil adhering to the heat exchanger (evaporator, condenser) constituting the air conditioning can be reduced to improve the heat exchange efficiency. Can do.
Moreover, if the oil passage small hole is formed in the inner cylindrical body among the multiple cylindrical bodies, the oil separation is further ensured by the centrifugal action.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing the entirety of a gas compressor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the inside of the cylinder.
FIG. 3 is a side view of the rear side block and the oil separator.
FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view of the oil separator.
FIG. 5 is an enlarged front sectional view for explaining refrigerant gas flowing through a cylindrical gas passage of the oil separator.
FIG. 6 is a front sectional view showing the entirety of a gas compressor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view of the rear side block and the oil separator.
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of the oil separator.
FIG. 9 is an enlarged longitudinal sectional view of the oil separator.
FIG. 10 is a side view showing a rear side block and an oil separator according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a partial front sectional view of a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a front sectional view showing the whole of a conventional gas compressor.
FIG. 13 is a side view of the rear side block and the oil separator.
FIG. 14 is an enlarged plan sectional view showing a part of the oil separator.
[Explanation of symbols]
1a front housing 1b rear housing 2 suction port 3 discharge port 4 suction chamber 5 cylinder 6 front side block 7 rear side block 7a compressed gas passage 8 discharge chamber 10 rotor shaft 11 rotor 12 vane groove 13 back pressure chamber 15 vane 16 cylinder compression chamber 20 Electromagnetic clutch 21 Oil reservoir 30 Oil separator 31 Outermost cylindrical body 32 Intermediate cylindrical body 33 Innermost cylindrical body 310 Oil drain hole 320 Oil passage small hole 40 Outermost gas passage 41 Inner gas passage 42 Innermost gas passage 400 communication hole 410 communication hole 420 communication part 430 discharge hole 50 oil separator 51 outermost cylindrical body 52 intermediate cylindrical body 53 innermost cylindrical body 510 oil drain hole 520 oil passage small hole 60 outermost gas passage 61 inner gas Passage 62 innermost gas passage 600 communication hole 610 communication hole 620 communication part 630 discharge hole 70 rib 71 rib

Claims

A gas compression unit that compresses gas by rotation of a rotating body, an oil separator that separates oil content of the compressed gas discharged from the gas compression unit, and a discharge chamber that discharges compressed gas from the oil separator The oil separator has multiple gas passages partitioned by multiple cylindrical bodies, and the compressed gas discharged from the gas compression section into the outermost gas passage of the multiple gas passages Into the gas passage on the inside and flows in a vortex, and is discharged from the innermost gas passage to the discharge chamber. The cylindrical body is located on the inner side of the outermost cylindrical body. A gas compressor characterized in that a plurality of oil passage small holes are formed in the cylindrical wall, and an oil drain hole is formed in the outermost cylindrical body .

2. The gas compressor according to claim 1, wherein the multiple cylindrical body is formed by concentrically arranging a plurality of cylindrical bodies having different diameters.

The outermost cylindrical body of the multiple cylindrical bodies is formed with a communication portion that communicates with the gas compression portion and into which compressed gas flows, and the inner cylindrical body has gas on the inner and outer peripheral sides of the cylindrical body. gas compressor according to claim 1 or 2, characterized in that communication unit which communicates with the passage.

The gas compressor according to claim 3 , wherein the communicating portion formed in the cylindrical body is provided at a different axial position of the cylindrical body between the inner and outer cylindrical bodies.

The multiple cylindrical body is provided with sealing portions at both ends in the axial direction , and one or both of the sealing portions have discharge holes corresponding to the innermost gas passage. The gas compressor according to any one of claims 1 to 4 , wherein: