JP4758767B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本発明は圧縮機構と、圧縮機構を収容すると共に内部に吐出室を形成するハウジングと、ハウジングに形成された吐出ポートとを備える圧縮機に関するものである。

圧縮機構と、圧縮機構を収容すると共に内部に吐出室を形成するハウジングと、ハウジングに形成された吐出ポートとを備える圧縮機であって、吐出室内に遠心分離方式のオイル分離装置が配設された圧縮機が、特許文献１等に開示されている。
特開２００１−２９５７６７号公報

遠心分離方式のオイル分離装置を備える圧縮機には、オイル分離装置の収容室を吐出室内に別途形成し、吐出室からオイル分離装置に至るガス流路を別途形成する必要があり、圧縮機の構造が複雑化して、圧縮機製造コストが増加するという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、圧縮機構造の複雑化を招かないオイル分離装置が配設された圧縮機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、圧縮機構と、圧縮機構を収容すると共に内部に吐出室を形成するハウジングと、ハウジングに形成された吐出ポートとを備える圧縮機であって、断面積が一定の直線状の助走流路とディフューザ流路と有し、ディフューザ流路の大径端が吐出ポートに連通するオイル分離装置が吐出室内に配設され、周方向に延在するスリットがディフューザ流路周壁に形成されていることを特徴とする圧縮機を提供する。
本発明に係る圧縮機においては、吐出室内の高圧ガスはオイル分離装置を通って圧縮機から吐出する。ガスが助走流路からディフューザ流路へ流入すると減速され、ガスに分散混入したオイルミストがガスから分離されてディフューザ流路の周壁内面に付着する。助走流路内でガス流が整流されることにより、ディフューザ流路入口でのガス流の剥離が防止される。この結果、効果的にガスからオイルが分離される。ディフューザ流路の周壁内面に付着したオイルは、ディフューザ流路の周壁に形成されたスリットを通ってディフューザ流路から排出される。この結果、分離されたオイルがディフューザ流路を通過するガスに再び連行される事態の発生が防止される。上記説明から分かるように、本発明に係る圧縮機が備えるオイル分離装置は高いオイル分離性能を有している。本発明に係る圧縮機においては、オイル分離装置は助走流路とディフューザ流路とを有する単純な管部材なので、単に吐出室内に配設すれば良く、吐出室内にオイル分離装置の収容室を別途形成する必要が無く、オイル分離装置に至るガス通路を別途形成する必要も無い。従って、本発明に係る圧縮機が備えるオイル分離装置は、圧縮機構造の複雑化を招かず、圧縮機の製造コストの増加を招かない。

本発明の望ましい態様においては、ディフューザ流路の周壁に、且つディフューザ流路内のガス流に関してスリットの直近下流に、径方向内方へ差し向けられた張出部が形成されている。
ディフューザ流路の周壁内面に付着し、ディフューザ流路を通過するガスに押されてスリットへ向けて流れるオイルが、張出部が形成する堰によりせき止められて、確実にスリットへ流入し、確実にディフューザ流路から排出される。

本発明の望ましい態様においては、径方向の隙間を隔ててディフューザ流路周壁を取り囲む管部材が配設され、ディフューザ流路内のガス流に関して前記スリットよりも下流側で前記隙間は閉鎖され、ディフューザ流路内のガス流に関して前記スリットよりも上流側に配設され周方向に延在するスリットがディフューザ流路周壁に形成され、前記管部材はディフューザ流路内のガス流に関して前記上流側のスリットよりも更に上流側まで延在している。
張出部に案内されてスリットへ流入するオイルと共にディフューザ流路を流れるガスもスリットへ流入し、ディフューザ流路から排出される。ディフューザ流路から排出されたガスは、ディフューザ流路周壁と当該周壁を取り囲む管部材との間に形成された径方向の隙間を通って上流側へ流れ、上流側のスリットを通ってディフューザ流路へ還流する。この結果、ディフューザ流路にオイル排出用のスリットを設けたことによる圧縮機のガス排出性能の低下が防止される。

本発明の望ましい態様においては、助走流路とディフューザ流路の断面は円形である。
助走流路の断面は円形が望ましい。助走流路からディフューザ流路への接続は連続的であるのが望ましい。従って、ディフューザ流路の断面も円形とするのが望ましい。
本発明の望ましい態様においては、ディューザ流路の広がり角度が０度より大きく２０以下である。
ディューザ流路の広がり角度が２０度を超えると、ディフューザ流路内に逆流方向のガス流が形成されディフューザ流路の流路抵抗が増加し、圧縮機のガス排出性能が低下する。

本発明の望ましい態様においては、助走流路のアスペクト比が２．４乃至１５に設定されている。
整流機能を発揮させるためには、助走流路のアスペクト比（助走長／助走流路径）は２．４以上であることが望ましい。圧縮機への組み込みを勘案すると助走流路のアスペクト比は１５以下であることが望ましい。

本発明の望ましい態様においては、助走流路周壁内面とディフューザ流路周壁内面とが目荒らしされている。
助走流路周壁内面とディフューザ流路周壁内面とが目荒らしされていると、ガス流の境界層が薄くなる。この結果圧縮機のガス排出性能の低下が抑制される。

本発明に係る圧縮機においては、オイル分離装置は助走流路とディフューザ流路とを有する単純な管部材なので、単に吐出室内に配設すれば良く、吐出室内にオイル分離装置の収容室を別途形成する必要が無く、オイル分離装置に至るガス通路を別途形成する必要も無い。従って、本発明に係る圧縮機が備えるオイル分離装置は、圧縮機構造の複雑化を招かず、圧縮機の製造コストの増加を招かない。

本発明の実施例に係るオイル分離装置を備えるスクロール型圧縮機を説明する。
図１に示すように、スクロール型圧縮機Ａは、中心に吐出孔１ａが形成された端板と渦巻体とを有する固定スクロール１と、端板と渦巻体とを有する可動スクロール２とを備えている。固定スクロール１の渦巻体と可動スクロール２の渦巻体とは互いに噛み合い、複数対の作動空間３を形成している。
主軸４と、主軸４の回転運動を旋回運動に変換して可動スクロールに伝達する運動変換機構５と、可動スクロールの自転を防止する自転防止機構６とが配設されている。
ステータ７ａとロータ７ｂとにより構成される主軸駆動用の電動モータ７が配設されている。
固定スクロール１、可動スクロール２、主軸４、運動変換機構５、自転防止機構６、電動モータ７により、圧縮機構が形成されている。
圧縮機構はハウジング８内に収容されている。モータ７に電力を供給する給電端子９が、ハウジング８に取り付けられている。
ハウジング８の内部空間は、固定スクロール１の端板を境にして、吸入室１０と吐出室１１とに区画されている。圧縮機構は吸入室１０内に配設されている。
ハウジング８の吸入室１０の囲壁を形成する部位に吸入ポート１２が形成され、吐出室１１の囲壁を形成する部位に吐出ポート１３が形成されている。吸入ポート１２は空調装置の低圧側回路に接続され、吐出ポート１３は空調装置の高圧側回路に接続されている。

吐出室１１内に、真直に延在する断面積が一定の円形断面の助走流路路１４ａと、助走流路１４ａの一端に小径端が接続し吐出ポート１３に大径端が接続する円形断面のディフューザ流路１４ｂとを有するオイル分離装置１４が配設されている。
図２に示すように、ディフューザ流路１４ｂの周壁の大径端近傍部に、周方向に延在する複数のスリット１４ｃが形成されている。ディフューザ流路１４ｂの周壁に、スリット１４ｃに隣接して、且つスリット１４ｃよりもディフューザ流路１４ｂの大径端寄りに、径方向内方へ差し向けられた張出部１４ｄが形成されている。

本実施例に係るスクロール型圧縮機Ａにおいては、電動モータ７により主軸４が回転駆動される。主軸４の回転は、運動変換機構５を経て旋回運動に変換され、可動スクロール２に伝達される。可動スクロール２の自転は自転阻止機構６により阻止される。
可動スクロール２が旋回することにより、空調装置の低圧側回路から吸入ポート１２を経て吸入室１０へ流入した冷媒ガスが、渦巻体の径方向外方から一対の作動空間３へ取り込まれる。前記一対の作動空間３は、体積を減少させつつ渦巻体の中心部へ向けて移動し、最終的に相互に連通して吐出孔１ａに連通する。作動空間３内で圧縮された冷媒ガスは、吐出孔１ａを開閉する吐出弁を経て吐出室１１に吐出する。
吐出室１１内の冷媒ガスは、オイル分離装置１４の助走流路１４ａに流入し、助走流路１４ａからディフューザ流路１４ｂの小径端部へ流入し、大径端部と吐出ポート１３とを通って、空調装置の高圧側回路へ流出する。

冷媒ガスが助走流路１４ａからディフューザ流路１４ｂへ流入すると減速され、冷媒ガスに分散混入したオイルミストが冷媒ガスから分離されてディフューザ流路１４ｂの周壁内面に付着する。助走流路１４ａ内で冷媒ガス流が整流されることにより、ディフューザ流路１４ｂ入口での冷媒ガス流の剥離が防止される。この結果、効果的に冷媒ガスからオイルが分離される。ディフューザ流路１４ｂの周壁内面に付着したオイルは、ディフューザ流路１４ｂを通過する冷媒ガスに押されてスリット１４ｃへ向けて流れ、張出部１４ｄが形成する堰によりせき止められて、スリット１４ｃへ流入し、ディフューザ流路１４ｂから排出される。この結果、分離されたオイルがディフューザ流路１４ｂを通過する冷媒ガスに再び連行される事態の発生が防止される。上記説明から分かるように、オイル分離装置１４は高いオイル分離性能を有している。
スクロール型圧縮機Ａにおいては、オイル分離装置１４は助走流路１４ａとディフューザ流路１４ｂとを有する単純な管部材なので、単に吐出室１１内に配設すれば良く、吐出室１１内にオイル分離装置１４の収容室を別途形成する必要が無く、オイル分離装置１４に至るガス通路を別途形成する必要も無い。従って、オイル分離装置１４は、スクロール型圧縮機Ａの構造の複雑化を招かず、スクロール型圧縮機Ａの製造コストの増加を招かない。
張出部１４ｄを配設したので、ディフューザ流路１４ｂを通過する冷媒ガスに押されてディフューザ流路１４ｂの周壁内面をスリット１４ｃへ向けて流れるオイルをせき止めて、確実にスリット１４ｃへ流入させ、確実にディフューザ流路１４ｂから排出することができる。

ディューザ１４ｂの広がり角度θは０より大きく２０度以下とするのが望ましい。
ディューザ１４ｂの広がり角度θが２０度を超えると、ディフューザ流路１４ｂ内に逆流方向の冷媒ガス流が形成され、ディフューザ流路１４ｂの流路抵抗が増加し、圧縮機のガス排出性能が低下する。
助走流路１４ａのアスペクト比（助走流路１４ａの長さ／助走流路１４ａの径）は２．４乃至１５に設定するのが望ましい。
助走流路１４ａのアスペクト比を２．４以上にし、助走流路１４ａの長さを充分にとって冷媒ガスを整流することにより、ディフューザ１４ａの入口で冷媒ガス流に剥離が発生するのを防止することができる。この結果、良好なオイル分離性能が保証される。アスペクト比が１５を超えると、助走流路１４ａが長大になって、吐出室１１内に収容するのが困難になる。
助走流路１４ａの周壁内面とディフューザ流路１４ｂの周壁内面とを目荒らして、表面粗さをＲｈ＝１〜２×１０^４としても良い。
助走流路１４ａの周壁内面とディフューザ流路１４ｂの周壁内面とを目荒らしすることにより、冷媒ガス流の境界層が薄くなる。この結果オイル分離装置１４を配設したことによるスクロール型圧縮機Ａのガス排出性能の低下が抑制される。
助走流路１４ａの断面形状は、安定した冷媒ガス流を得る観点から、円形が望ましいが、円形に限定されない。従って助走流路１４ａに接続するディフューザ流路１４ｂの断面形状も円に限定されない。

図３に示すように、径方向の隙間を隔ててディフューザ１４ａの周壁を取り囲む管部材１４ｅを配設し、ディフューザ１４ａ内の冷媒ガス流に関してスリット１４ｃよりも下流側で前記隙間を閉鎖し、ディフューザ１４ａ内の冷媒ガス流に関してスリット１４ｃよりも上流側に配設され周方向に延在するスリット１４ｆをディフューザ１４ａの周壁に形成し、管部材１４ｅをディフューザ１４ａ内の冷媒ガス流に関してスリット１４ｆよりも更に上流側まで延在させても良い。
張出部１４ｄに案内されてスリット１４ｃへ流入するオイルと共にディフューザ１４ａを流れる冷媒ガスもスリット１４ｃへ流入し、ディフューザ流路１４ｂから排出される。ディフューザ流路１４ｂから排出された冷媒ガスは、ディフューザ流路１４ｂを取り囲む管部材１４ｅとの間に形成された隙間を通って上流側へ流れ、ディフューザ流路１４ｂを流れる冷媒ガスのエジェクタ効果により上流側のスリット１４ｆを通ってディフューザ流路１４ｂへ吸い込まれる。この結果、スリット１４ｃを配設したことによるスクロール型圧縮機Ａのガス排出性能の低下が防止される。

本発明は、スクロール型圧縮機、斜板式圧縮機等、各種圧縮機に広く利用可能である。

本発明の実施例に係るスクロール型圧縮機の断面図である。 図１の部分拡大図である。 本発明の他の実施例に係るスクロール型圧縮機の、図２に相当する部分拡大図である。

符号の説明

１ 固定スクロール
２ 可動スクロール
３ 作動空間
１１ 吐出室
１４ オイル分離装置
１４ａ 助走流路
１４ｂ ディフューザ
１４ｃ、１４ｆ スリット
１４ｄ 径方向突出部
１４ｅ 管部材

Claims (7)

1. 圧縮機構と、圧縮機構を収容すると共に内部に吐出室を形成するハウジングと、ハウジングに形成された吐出ポートとを備える圧縮機であって、断面積が一定の直線状の助走流路とディフューザ流路と有し、ディフューザ流路の大径端が吐出ポートに連通するオイル分離装置が吐出室内に配設され、周方向に延在するスリットがディフューザ流路周壁に形成されていることを特徴とする圧縮機。
2. ディフューザ流路の周壁に、且つディフューザ流路内のガス流に関してスリットの直近下流に、径方向内方へ差し向けられた張出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 径方向の隙間を隔ててディフューザ流路周壁を取り囲む管部材が配設され、ディフューザ流路内のガス流に関して前記スリットよりも下流側で前記隙間は閉鎖され、ディフューザ流路内のガス流に関して前記スリットよりも上流側に配設され周方向に延在するスリットがディフューザ流路周壁に形成され、前記管部材はディフューザ流路内のガス流に関して前記上流側のスリットよりも更に上流側まで延在していることを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
4. 助走流路とディフューザ流路の断面は円形であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の圧縮機。
5. ディューザ流路の広がり角度が０度より大きく２０度以下であることを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
6. 助走流路のアスペクト比が２．４乃至１５に設定されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の圧縮機。
7. 助走流路周壁内面とディフューザ流路周壁内面とが目荒らしされていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の圧縮機。

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