JP5120387B2

JP5120387B2 - 圧縮機

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Publication number: JP5120387B2
Application number: JP2010010402A
Authority: JP
Inventors: 伸郎高橋; 壮宏山田; 泰弘村上
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2030-01-20
Also published as: JP2011149315A

Description

本発明は、圧縮機に関する。特に、本発明は、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させる機構を有する圧縮機に関する。

従来、圧縮機内部で圧縮された冷媒から潤滑油を分離することで、油上がりの発生を抑制することができる圧縮機が提案されている。油上がりとは、圧縮機内部の潤滑油が、圧縮冷媒の流れに巻き込まれる等によって、圧縮機外部の冷媒回路へ吐出される現象である。油上がりによって圧縮機内部の潤滑油が不足すると、圧縮機内部の摺動部に摩擦熱が発生して、摺動部の焼き付き等の問題が生じる。また、油上がりによって圧縮機外部へ潤滑油が吐出され、熱交換器及び凝縮機等に潤滑油が溜まると、これらの装置の性能低下及び故障等の問題が生じる。そこで、油上がりの発生を抑制する手法として、従来、圧縮機内部で圧縮された冷媒から潤滑油を分離する機構を有するガスガイドが用いられている。

例えば、特許文献１（特開２００３−２８６９４９号公報）に記載されている圧縮機は、圧縮機構によって圧縮された冷媒をケーシングの周方向に流れさせるための分流手段が設けられているガスガイドを備える。圧縮冷媒がケーシングの周方向に流れることで、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の油滴が遠心分離されて、ケーシング底部の潤滑油溜まりに落下する。この結果、潤滑油の分離効率が向上するので、油上がりの発生を抑制することができる。

また、特許文献２（特許第３７５００４８号）に記載されている圧縮機は、整流板を有するガスガイドを備える。整流板は、圧縮冷媒がケーシングの周方向に流れる流路において、圧縮冷媒の流れを阻止する位置に設けられる。圧縮冷媒がケーシングの周方向に流れることで遠心分離された潤滑油の油滴は、圧縮冷媒が整流板に衝突すると共に、整流板に付着する。この結果、潤滑油の分離効率が向上するので、油上がりの発生を抑制することができる。

しかし、上述のガスガイドを用いて潤滑油を分離する手法は、いくつかの問題点を有する。

例えば、潤滑油をより効率的に遠心分離させるために、ケーシングの周方向を流れる圧縮冷媒の流量を単に増加させると、圧縮冷媒の流れが乱されやすくなる。その結果、遠心分離された潤滑油の油滴が冷媒の流れに再び巻き込まれ、油上がりが増加する。また、鉛直下方向へ流れる冷媒の流量を単に増加させると、冷媒流路にある駆動モータのコアカット部から上方向へ吹き返される冷媒の流量が増加する。その結果、遠心分離されて落下中の潤滑油が、吹き返された冷媒の流れに巻き込まれやすくなり、油上がりの増加につながる。

また、ケーシングの周方向の流路に整流板を設ける手法は、ガスガイドの構造が複雑になるという問題が生じる。すなわち、ガスガイドを一枚の金属薄板から一体成形できないので、複数の部品からガスガイドを組み立てる必要がある。その結果、ガスガイドの製造コストが上昇し、ガスガイドの洗浄等の保守作業も複雑になる。

さらに、近年、圧縮機の小型化及び大容量化の需要が高まってきている。なぜなら、圧縮機の小型化は、製造コストの削減及び設置場所の節約を実現でき、圧縮機の大容量化は、設置台数の削減を実現できるからである。しかし、圧縮機の小型化及び大容量化は、圧縮機内部の冷媒流量の増加を招くので、圧縮機外部の冷媒回路へ吐出される圧縮冷媒に含まれる潤滑油の量が増加する。これにより、油上がりの問題が発生する可能性が高くなる。

本発明の目的は、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させることで、圧縮機の信頼性を向上させることにある。また、別の本発明の目的は、一体成形可能な部材を使用することで、圧縮機のコスト削減や保守作業の簡便化を図ることにある。

第１発明に係る圧縮機は、密閉容器と、圧縮機構と、冷媒案内板とを備える。密閉容器は、潤滑油を底部に貯留する。圧縮機構は、密閉容器の内部に配設され、冷媒を圧縮する。冷媒案内板は、密閉容器の内部に配設され、第１流路を形成する第１流路形成部材を有する。第１流路は、圧縮機構から吐出される圧縮冷媒を密閉容器の内周面に沿うように密閉容器の周方向に流すための空間である。第１流路は、圧縮機構から吐出される圧縮冷媒に含まれる潤滑油を遠心分離する。第１流路は、密閉容器の径方向における下部の平均流路幅が上部の平均流路幅より小さくなるように形成されている。

この発明では、圧縮機構から吐出された圧縮冷媒は、第１流路を密閉容器の周方向に流れる。第１流路において、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の油滴には、遠心力が作用するので密閉容器の外周側（密閉容器の内周面方向）に押し出される。潤滑油の油滴は、密閉容器の内周面に付着して、油滴同士が結合して自重によって第１流路を下方へ落下する。第１流路は、鉛直方向の断面である流路断面の水平方向の幅が、上方より下方の方が小さくなるように形成されている。以下、この幅が小さくなっている第１流路内の下方空間を、狭窄部という。また、狭窄部に比べて幅が大きくなっている第１流路内の上方空間を、冷媒流路部という。遠心分離された潤滑油は、下方へ落下して狭窄部に貯留される。

この発明では、狭窄部に貯留される潤滑油が、冷媒流路部を流れる圧縮冷媒と接する面積を小さくすることができる。そのため、圧縮冷媒の流れが衝突することによって冷媒流路部に吹き上げられる潤滑油の量を抑制することができる。すなわち、遠心分離された潤滑油が、油滴となって冷媒流路部を流れる圧縮冷媒の流れに再び乗り、圧縮冷媒と共に圧縮機外部の冷媒回路へ送られる量を抑制することができる。従って、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率が向上する。

この発明に係る圧縮機は、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させることで、圧縮機の信頼性を向上させることができる。

第２発明に係る圧縮機は、第１発明に係る圧縮機であって、冷媒案内板は、第２流路を形成する第２流路形成部材をさらに有する。第２流路は、圧縮機構から吐出される圧縮冷媒を密閉容器の内周面に沿うように略鉛直方向に流すための空間である。第１流路は、第２流路から分岐する。第１流路は、第１流出口を有する。第１流出口は、第２流路から分流した圧縮冷媒を密閉容器の内部空間へ流出する。第２流路は、流入口と、第２流出口とを有する。流入口は、圧縮機構から吐出される圧縮冷媒が流入する。第２流出口は、流入口から流入した圧縮冷媒を密閉容器の内部空間へ流出する。

この発明では、圧縮機構から吐出された圧縮冷媒は、第１流路を密閉容器の周方向に流れると共に、第２流路を略鉛直方向に流れる。流入口から第２流路へ流入した圧縮冷媒は、一部が第１流路へ分流して第１流出口から密閉容器の内部空間へ流出され、残りが第２流路を下方へ流れて第２流出口から密閉容器の内部空間へ流出される。すなわち、第２流路を設けることで、第１流路を流れる圧縮冷媒の量を低減することができる。これにより、狭窄部に貯留される潤滑油が、冷媒流路部を流れる圧縮冷媒から受ける影響を低減することができるので、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させることができる。

第３発明に係る圧縮機は、第１発明又は第２発明のいずれかに係る圧縮機であって、第１流路は、密閉容器の径方向における上部の流路幅の最大値が下部の平均流路幅より、少なくとも５倍以上大きくなるように形成されている。

この発明では、冷媒流路部の水平方向の幅の最大値が、狭窄部の水平方向の幅の平均値より５倍以上大きい。狭窄部の幅は、冷媒流路部の幅に比べて充分小さいので、狭窄部に貯留される潤滑油が、冷媒流路部を流れる圧縮冷媒から受ける影響を低減することができる。これにより、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させることができる。

第４発明に係る圧縮機は、第２発明又は第３発明のいずれかに係る圧縮機であって、第１流出口の断面積は、第２流出口の断面積より大きい。

この発明では、第１流路の終端である第１流出口の断面積が、第２流路の終端である第２流出口の断面積より大きい。これにより、圧縮機構から吐出された圧縮冷媒は、主に第１流路を流れるので、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させることができる。

第５発明に係る圧縮機は、第４発明に係る圧縮機であって、第１流出口の断面積は、第２流出口の断面積より、少なくとも３倍以上大きい。

この発明では、第１流路の終端である第１流出口の断面積が、第２流路の終端である第２流出口の断面積より３倍以上大きい。これにより、圧縮機構から吐出された圧縮冷媒は、大部分が第１流路を流れるので、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させることができる。

第６発明に係る圧縮機は、第２発明乃至第５発明のいずれかに係る圧縮機であって、第１流路形成部材は、密閉容器の内周面と第１流路を形成する部分であって、密閉容器の内周面との距離が上方から下方に行くに従って小さくなるように形成されている部分を有する。

この発明では、冷媒流路部の流路幅が、上方から下方へ行くに従って小さくなる部分を有するように、第１流路形成部材が形成されている。すなわち、第１流路形成部材の部分であって冷媒流路部を形成する部分は、上方から下方へ行くに従って密閉容器に近づくように傾斜している部分（以下、「傾斜部」という。）を有する。

流入口から流入して第２流路を下方へ流れる圧縮冷媒は、一部が第１流路へ分流される。第２流路から第１流路へ分流する圧縮冷媒、及び、第１流路へ分流せずに第２流路をさらに下方へ流れる圧縮冷媒は、第１流路形成部材の傾斜部に衝突する。このとき、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の油滴が傾斜部に付着する。すなわち、この発明では、遠心力によって潤滑油を分離させる他に、圧縮冷媒を第１流路形成部材の傾斜部に衝突させることによっても潤滑油を分離させることができる。

第７発明に係る圧縮機は、第１発明乃至第６発明のいずれかに係る圧縮機であって、第１流路形成部材は、油排出部材を有する。油排出部材は、第１流路において分離された潤滑油を密閉容器の内部空間へ排出する。

この発明では、狭窄部に貯留される潤滑油は、油排出部材によって密閉容器の内部空間へ排出される。一般的に、潤滑油は、下方に排出されて、密閉容器の内部空間を落下して、密閉容器の底部にある油溜まりに供給される。これにより、狭窄部に貯留される潤滑油の量が減少するので、狭窄部に貯留可能な潤滑油の量が上昇する。結果的に、この発明では、潤滑油の分離効率を向上させることができる。

第８発明に係る圧縮機は、第７発明に係る圧縮機であって、油排出部材は、油排出溝を形成する。油排出溝は、第１流路の底部から下方に向かって形成され、密閉容器の内部空間と連通する。

この発明では、狭窄部に貯留される潤滑油は、油排出溝を経由して下方へ排出される。油排出溝は、冷媒案内板に設けられる溝であるので、冷媒案内板を一体成形することによって形成することができる。従って、この発明では、製造コストの削減や保守作業の簡便化を図ることができる。

第９発明に係る圧縮機は、第２発明乃至第８発明のいずれかに係る圧縮機であって、冷媒案内板は、第１流路形成部材と第２流路形成部材とを一体成形することで形成される。

この発明では、冷媒案内板は、一体成形可能であるので、製造コストの削減や保守作業の簡便化を図ることができる。

第１０発明に係る圧縮機は、第２発明乃至第９発明のいずれかに係る圧縮機であって、固定部材をさらに備える。固定部材は、冷媒案内板の上方に配設され、圧縮機構を載置する。固定部材は、密閉容器の内周面の全周に亘って気密状に接合される。固定部材は、冷媒供給流路を密閉容器の内周面の近傍に有する。冷媒供給流路は、圧縮機構から吐出された圧縮冷媒を下方へ供給する。第２流路は、冷媒供給流路と連通する。第２流路は、冷媒供給流路から供給された圧縮冷媒を流入口から流入する。

この発明では、圧縮機構から吐出された圧縮冷媒は、圧縮機構を載置する固定部材に設けられた冷媒供給流路を経由して、第２流路へ供給される。

本発明に係る圧縮機は、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させることで、圧縮機の信頼性を向上させることができる。

また、別の本発明に係る圧縮機は、一体成形可能な部材を使用することで、圧縮機のコスト削減や保守作業の簡便化を図ることができる。

本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の縦断面図である。本発明の実施形態に係るガスガイドの正面図である。図２の矢印ＩＩＩから視た、本発明の実施形態に係るガスガイドの上面図である。図２の矢印ＩＶから視た、本発明の実施形態に係るガスガイドの下面図である。図３のＶ−Ｖにおける、本発明の実施形態に係るガスガイドの断面図である。図３のＶＩ−ＶＩにおける、本発明の実施形態に係るガスガイドの断面図である。図１のＶＩＩ−ＶＩＩにおける、本発明の実施形態に係るスクロール圧縮機の横断面図である。本発明の第１の変形例に係るガスガイドの正面図である。本発明の第２の変形例に係るガスガイドの正面図である。

本発明の実施形態に係る圧縮機について、図１乃至図５を参照しながら説明する。本実施形態に係る圧縮機は、高低圧ドーム型のスクロール圧縮機である。本実施形態に係る圧縮機は、凝縮器、膨張機構、蒸発器等と共に冷媒回路を構成し、その冷媒回路を循環する冷媒ガスを圧縮する。

〔構成〕
本実施形態に係るスクロール圧縮機１の構成について説明する。スクロール圧縮機１の縦断面図を図１に示す。以下、スクロール圧縮機１を構成する各部品について、それぞれ説明する。

（１）ケーシング
ケーシング１０は、略円筒状の胴部ケーシング部１１と、胴部ケーシング部１１の上端部に気密状に溶接される椀状の上壁部１２と、胴部ケーシング部１１の下端部に気密状に溶接される椀状の底壁部１３とを有する。ケーシング１０は、ケーシング１０内外において圧力及び温度が変化した場合に変形及び破損が起こりにくい剛性部材で成型される。また、ケーシング１０は、胴部ケーシング部１１の略円筒状の軸方向が鉛直方向に沿うように設置される。ケーシング１０内には、冷媒を圧縮する圧縮機構１５と、圧縮機構１５の下方に配置される駆動モータ１６と、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置される駆動軸１７等が収容されている。また、ケーシング１０には、後述する吸入管１９及び吐出管（図示せず）が気密状に接合されている。

（２）圧縮機構
圧縮機構１５は、固定スクロール部品２４と、旋回スクロール部品２６とから構成されている。

固定スクロール部品２４は、第１鏡板２４ａと、第１鏡板２４ａに直立して形成される渦巻形状（インボリュート状）の第１ラップ２４ｂとを有している。固定スクロール部品２４には、主吸入孔（図示せず）と、主吸入孔に隣接する補助吸入孔（図示せず）とが形成されている。主吸入孔により、後述する吸入管１９と後述する圧縮室４０とが連通され、補助吸入孔により、後述する低圧空間Ｓ２と後述する圧縮室４０とが連通される。また、第１鏡板２４ａの中央部には、吐出孔４１が形成され、第１鏡板２４ａの上面には、吐出孔４１に連通する拡大凹部４２が形成されている。拡大凹部４２は、第１鏡板２４ａの上面に凹設された水平方向に広がる凹部により構成されている。そして、固定スクロール部品２４の上面には、この拡大凹部４２を塞ぐように蓋体４４がボルト４４ａにより締結固定されている。そして、拡大凹部４２に蓋体４４が覆い被せられることにより圧縮機構１５の運転音を消音させる膨張室からなるマフラー空間４５が形成されている。固定スクロール部品２４と蓋体４４とは、パッキン（図示せず）を介して密着させることによりシールされている。また、固定スクロール部品２４には、マフラー空間４５と連通し、固定スクロール部品２４の下面に開口する第１連絡通路４６が形成されている。

旋回スクロール部品２６は、第２鏡板２６ａと、第２鏡板２６ａに直立して形成される渦巻形状（インボリュート状）の第２ラップ２６ｂとから構成されている。第２鏡板２６ａの下面中央部には、第２軸受部２６ｃが形成されている。また、第２鏡板２６ａには、給油細孔６３が形成されている。給油細孔６３は、第２鏡板２６ａの上面外周部と、第２軸受部２６ｃの内側の空間とを連通している。固定スクロール部品２４と旋回スクロール部品２６は、第１ラップ２４ｂと第２ラップ２６ｂとが噛合することにより、第１鏡板２４ａ、第１ラップ２４ｂ、第２鏡板２６ａ及び第２ラップ２６ｂによって囲まれる圧縮室４０を形成する。

（３）主フレーム
主フレーム２３は、圧縮機構１５の下方に配設され、その外周面においてケーシング１０の内壁に気密状に接合されている。このため、ケーシング１０の内部は、主フレーム２３下方の高圧空間Ｓ１と、主フレーム２３上方の低圧区間Ｓ２とに区画されている。主フレーム２３は、主フレーム２３の上面に凹設されている主フレーム凹部３１と、主フレーム２３の下面から下方に延設されている第１軸受部３２とを有している。この第１軸受部３２には、上下方向に貫通する第１軸受孔３３が形成されている。また、主フレーム２３は、ボルト等で固定することによって固定スクロール部品２４を載置し、後述するオルダム継手３９を介して固定スクロール部品２４と共に旋回スクロール部品２６を挟持している。

主フレーム２３は、主フレーム２３の中心部から外周部に向かって水平方向に形成されている油戻し通路８２と、主フレーム２３の外周部に鉛直方向に形成されている副油戻し通路３５とを有する。油戻し通路８２は、主フレーム凹部３１の底部及び副油戻し通路３５と連通し、副油戻し通路３５は、油戻し通路８２及び後述する油流路９２と連通する。

主フレーム２３は、主フレーム２３の外周部に鉛直方向に貫通して形成されている第２連絡通路４８を有する。第２連絡通路４８は、主フレーム２３の上面において第１連絡通路４６と連通し、主フレーム２３の下面において吐出口４９を介して後述する第２流路７２ｂと連通する。

（４）オルダム継手
オルダム継手３９は、旋回スクロール部品２６の自転運動を防止するためのリング状部材であって、主フレーム２３に形成される長円形状のオルダム溝２６ｄに嵌め込まれている。

（５）駆動モータ
駆動モータ１６は、主フレーム２３の下方に配設されるブラシレスＤＣモータである。駆動モータ１６は、ケーシング１０の内壁に固定されるステータ５１と、このステータ５１の内側に僅かな間隙を備えて回転自在に収容されるロータ５２とにより構成されている。

ステータ５１は、ティース部に銅線が巻回されており、上方および下方にコイルエンド５３が形成されている。また、ステータ５１の外周面には、ステータ５１の上端面から下端面に亘り、かつ、周方向に所定間隔をおいて複数個所に切欠形成されているコアカット部が設けられている。そして、このコアカット部により、胴部ケーシング部１１とステータ５１との間に上下方向に延びるモータ冷却通路５５が形成されている。

ロータ５２は、その回転中心において、後述する駆動軸１７を介して旋回スクロール部品２６に連結されている。

（６）副フレーム
副フレーム６０は、駆動モータ１６の下方に配設されている。副フレーム６０は、胴部ケーシング部１１に固定されていると共に、第３軸受部６０ａを有している。

（７）油分離板
油分離板７３は、ケーシング１０内における駆動モータ１６の下方に配置され、副フレーム６０の上面側に固定されている板状の部材である。油分離板７３は、高圧空間Ｓ１内を下降する圧縮された冷媒中に含まれる潤滑油を分離する。分離された潤滑油は、ケーシング１０底部の油溜まりＰへ落下する。

（８）駆動軸
駆動軸１７は、圧縮機構１５と駆動モータ１６とを連結し、ケーシング１０内を上下方向に延びるように配置されている。駆動軸１７は、主フレーム２３の第１軸受孔３３を貫通する。駆動軸１７の上端部は、旋回スクロール部品２６の第２軸受部２６ｃに嵌入している。駆動軸１７の下端部は、油溜まりＰに浸かっている。駆動軸１７の内部には、軸方向に貫通する給油路６１が形成されている。この給油路６１は、駆動軸１７の上端面と第２鏡板２６ａの下面とによって形成される油室８３と連通している。この油室８３は、第２鏡板２６ａの給油細孔６３を介して、固定スクロール部品２４と旋回スクロール部品２６との摺動部（以下、単に「圧縮機構１５の摺動部」という。）に連通し、最終的に低圧空間Ｓ２に繋がる。

また、駆動軸１７は、第１軸受部３２、第３軸受部６０ａ及び第２軸受部２６ｃへ潤滑油をそれぞれ供給するための第１給油横孔６１ａ、第２給油横孔６１ｂ及び第３給油横孔６１ｃを有している。

（９）油戻し板
油戻し板９１は、主フレーム２３と駆動モータ１６との間の高圧空間Ｓ１に配設され、胴部ケーシング部１１の内周面に溶接等により固定される、金属薄板等で成形された部材である。油戻し板９１は、油戻し通路３５とモータ冷却通路５５とを連通する空間である油流路９２を形成する部材である。油流路９２は、油戻し板９１と胴部ケーシング部１１の内周面とに挟まれた空間である。

圧縮機構１５の摺動部を摺動した潤滑油は、主フレーム２３の油戻し通路８２を流れて、油戻し通路３５を落下する。その後、潤滑油は、油流路９２を流れて、油溜まりＰに供給される。

（１０）吸入管
吸入管１９は、冷媒を圧縮機構１５に導くための管状部材であって、上壁部１２に気密状に嵌入されている。

（１１）吐出管
吐出管は、高圧空間Ｓ１の冷媒をケーシング１０から吐出させるための管状部材であって、胴部ケーシング部１１に気密状に嵌入されている。

（１２）ガスガイド
ガスガイド７１は、主フレーム２３と駆動モータ１６との間の高圧空間Ｓ１に配設される金属薄板等で成形された部材である。ガスガイド７１は、胴部ケーシング部１１の内周面（以下、単に「ケーシング内周面」という）に溶接等により固定される。

ガスガイド７１の正面図を図２に示す。図２の矢印ＩＩＩから視た、ガスガイド７１の上面図を図３に示す。図２の矢印ＩＶから視た、ガスガイド７１の下面図を図４に示す。また、図３に示されるＶ−Ｖにおけるガスガイド７１の断面図、図３に示されるＶＩ−ＶＩにおけるガスガイド７１の断面図を、それぞれ図５及び図６に示す。図５及び図６において、それぞれ図の上側がガスガイド７１の上端部に相当する。なお、図３乃至図６には、胴部ケーシング部１１が描かれている。また、図１に示されるＶＩＩ−ＶＩＩにおけるスクロール圧縮機１の横断面図を図７に示す。ガスガイド７１は、図７に示されるように、ケーシング内周面に密着固定されている。また、ガスガイド７１は、図１に示されるように、その上端部が主フレーム２３の下面に接する高さに配設されている。

ガスガイド７１は、図２に示されるように、水平ガイド部７１ａと、鉛直ガイド部７１ｂとが一体的に形成されている。水平ガイド部７１ａは、ケーシング内周面と密着することで、水平ガイド部７１ａとケーシング内周面とに挟まれた空間である水平流路７２ａを形成する。水平ガイド部７１ａは、図５に示されるように、鉛直方向の中央部がケーシング１０の内側に向かって湾曲して形成されており、上方から下方に行くに従ってケーシング内周面側に近づくように傾斜している水平ガイド傾斜部７１ａ１を有している。また、水平ガイド部７１ａは、水平ガイド傾斜部７１ａ１の下方に、油ガイド部７１ａ２を有する。油ガイド部７１ａ２とケーシング内周面との距離は、水平ガイド傾斜部７１ａ１とケーシング内周面との距離に比べて小さい。以下、油ガイド部７１ａ２とケーシング内周面とによって挟まれる空間を、油貯留空間７２ａ２という。また、油貯留空間７２ａ２の上方に位置し、水平ガイド傾斜部７１ａ１とケーシング内周面とによって挟まれる空間を、上部冷媒流路７２ａ１という。すなわち、水平流路７２ａは、上部冷媒流路７２ａ１と油貯留空間７２ａ２から構成される。

鉛直ガイド部７１ｂは、ケーシング内周面と密着することで、鉛直ガイド部７１ｂとケーシング内周面とに挟まれた空間である鉛直流路７２ｂを形成する。鉛直ガイド部７１ｂは、図３及び図４に示されるように、水平方向の中央部がケーシング１０の内側に向かって湾曲して形成されている。また、鉛直ガイド部７１ｂは、図６に示されるように、上方から下方に行くに従ってケーシング内周面側に近づくように傾斜している鉛直ガイド傾斜部７１ｂ１を有している。鉛直流路７２ｂは、図２に示されるように、鉛直方向の中央部において水平流路７２ａと連通することで、時計回りに９０度回転したＴ字型の空間であるＴ字冷媒流路７２を形成する。水平ガイド傾斜部７１ａ１は、鉛直ガイド傾斜部７１ｂ１と水平方向に接合している。

以下、鉛直流路７２ｂの上端部を流入口７４とし、鉛直流路７２ｂの下端部を第２流出口７５ｂとし、鉛直流路７２ｂと連通していない水平流路７２ａの端部を第１流出口７５ａとする。図３及び図４に示されるように、第２流出口７５ｂの断面積は、流入口７４の断面積より小さい。すなわち、鉛直流路７２ｂの水平方向の断面積は、上方から下方へ行くに従って徐々に小さくなっている。

最後に、本実施形態におけるガスガイド７１によって形成されるＴ字冷媒流路７２の断面積に関する具体的な比率を例示する。例えば、鉛直流路７２ｂの上端部である流入口７４の断面積に対する、鉛直流路７２ｂの下端部である第２流出口７５ｂの断面積の比率は、０．１２である。また、図５に示される水平流路７２ａの断面に関しては、上部冷媒流路７２ａ１の断面積に対する、下部の油貯留空間７２ａ２の断面積の比率は、０．０９である。なお、これらの数値は一例であって、本発明の権利範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。

〔動作〕
本実施形態に係るスクロール圧縮機１の動作について説明する。特に、圧縮機構１５によって圧縮された冷媒が、Ｔ字冷媒流路７２を通過する際に、潤滑油が分離される過程について説明する。

スクロール圧縮機１が起動すると、駆動モータ１６によって駆動軸１７が軸回転する。駆動軸１７の軸回転力が第２軸受部２６ｃを介して旋回スクロール部品２６に伝わることによって、旋回スクロール部品２６は自転することなく公転する。旋回スクロール部品２６が公転することで、圧縮機構１５の圧縮室４０は体積を減少させながら、旋回スクロール部品２６の外周部から中心部へ移動する。このとき、主吸入孔から圧縮室４０に流入した冷媒が、圧縮室４０の体積減少によって圧縮される。一方、給油路６１の上端部と下端部の間に発生する圧力差によって、油溜まりＰに貯留される潤滑油は、給油路６１内を上昇する。その後、潤滑油は、油室８３及び給油細孔６３を経由して、固定スクロール部品２４と旋回スクロール部品２６との摺動部を摺動した後に、圧縮室４０に供給される。従って、圧縮室４０で圧縮された冷媒には、潤滑油が含有される。なお、潤滑油は、粒径の小さい油滴の状態で圧縮冷媒に含有される。潤滑油を含有する圧縮冷媒は、固定スクロール部品２４の吐出孔４１から吐出され、マフラー空間４５、第１連絡通路４６及び第２連絡通路４８を経由して、主フレーム２３下面の吐出口４９から、流入口７４を介して鉛直流路７２ｂに流入する。

鉛直流路７２ｂに流入した潤滑油を含有する圧縮冷媒は、鉛直流路７２ｂを下方に流れて、水平流路７２ａが分岐する部分に到達する。その後、圧縮冷媒の一部は、水平流路７２ａへ流れ、第１流出口７５ａから高圧空間Ｓ１へ吐出される、また、残りの圧縮冷媒は、鉛直流路７２ｂを下方へ流れて、第２流出口７５ｂから高圧空間Ｓ１へ吐出される。鉛直流路７２ｂから水平流路７２ａへ流入した圧縮冷媒は、潤滑油が遠心分離される。次に、潤滑油が遠心分離される過程について説明する。

水平流路７２ａを流れる圧縮冷媒は、ケーシング内周面に沿って流れる。そのため、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の油滴には、ケーシング１０の外周側（ケーシング内周面）へ向かう遠心力が作用する。遠心力によって、潤滑油の油滴はケーシング内周面に付着する。ケーシング内周面に付着した潤滑油の油滴同士が結合すると、油滴は自重によってケーシング内周面を伝って下方へ落下する。その後、潤滑油の油滴は、水平流路７２ａの下部の油貯留空間７２ａ２へ到達する。

また、鉛直流路７２ｂから水平流路７２ａへ圧縮冷媒が流入する際に、圧縮冷媒の流れが、水平ガイド傾斜部７１ａ１に衝突することによって、圧縮冷媒に含有される潤滑油の油滴が水平ガイド傾斜部７１ａ１に付着する。水平ガイド傾斜部７１ａ１に付着した潤滑油の油滴は、上述したように、互いに結合して自重で下方に落下する。これにより、潤滑油が油貯留空間７２ａ２へ到達する。油貯留空間７２ａ２に貯留された潤滑油は、第１流出口７５ａから高圧空間Ｓ１へ排出されるか、鉛直流路７２ｂを落下して第２流出口７５ｂから高圧空間Ｓ１へ排出される。

また、鉛直流路７２ｂを下方に流れる圧縮冷媒が、鉛直ガイド傾斜部７１ｂ１に衝突することによって、圧縮冷媒に含有される潤滑油の油滴が鉛直ガイド傾斜部７１ｂ１に付着する。鉛直ガイド傾斜部７１ｂ１に付着した潤滑油の油滴は、互いに結合して自重で下方に落下し、第２流出口７５ｂから高圧空間Ｓ１へ排出される。

第１流出口７５ａ及び第２流出口７５ｂから高圧空間Ｓ１へ排出された潤滑油は、下方に落下して油溜まりＰに供給される。

〔特徴〕
（１）
本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、水平流路７２ａを流れる圧縮冷媒は、主に流路断面積が大きい上部冷媒流路７２ａ１を流れるので、流路断面積が小さい油貯留空間７２ａ２を流れる圧縮冷媒の量は少ない。そのため、油貯留空間７２ａ２に貯留された潤滑油が圧縮冷媒の流れによって巻き上げられて、油滴となって圧縮冷媒に含有されることを抑制することができる。

従って、本実施形態に係るスクロール圧縮機１は、潤滑油の分離効率を向上させることができるので、圧縮機の信頼性を向上させることができる。

（２）
本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、油貯留空間７２ａ２の流路幅が小さいので、油貯留空間７２ａ２に貯留される潤滑油は、上部冷媒流路７２ａ１を流れる圧縮冷媒と接触しにくい。そのため、油貯留空間７２ａ２に貯留された潤滑油は、圧縮冷媒の流れの影響を受けにくいので、圧縮冷媒の流れによって巻き上げられて、油滴となって圧縮冷媒に含有されることを抑制することができる。

（３）
本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、ガスガイド７１は、Ｔ字冷媒流路７２を流れる圧縮冷媒が水平ガイド傾斜部７１ａ１及び鉛直ガイド傾斜部７１ｂ１に衝突しやすい形状を有している。そのため、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の油滴がこれらの傾斜部に付着して下方へ落下することで、潤滑油がより効率的に分離される。

（４）
本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、ガスガイド７１は、金属薄板等によって一体成形可能である単純な形状を有している。

従って、本実施形態に係るスクロール圧縮機１は、圧縮機の製造コスト削減や保守作業の簡便化を図ることができる。

〔変形例〕
以上、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明したが、本発明の具体的構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で変更可能である。以下、実施形態に係る圧縮機に対する適応可能な変形例について説明する。

（１）
本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、油貯留空間７２ａ２に貯留された潤滑油は、第１流出口７５ａ及び第２流出口７５ｂから高圧空間Ｓ１へ排出されるが、専用の油排出流路を経由して高圧空間Ｓ１へ排出されてもよい。

例えば、図８に示されるように、本実施形態に係るスクロール圧縮機１は、油排出ガイド部７６を有するガスガイド１７１を備えていてもよい。油排出ガイド部７６は、水平ガイド部７１ａに含まれ、ケーシング内周面と共に油排出溝７７を形成する。油排出溝７７は、油貯留空間７２ａ２と高圧空間Ｓ１とを連通する鉛直方向の空間である。油貯留空間７２ａ２に貯留された潤滑油は、油排出溝７７を経由して高圧空間Ｓ１へ排出されるので、潤滑油がより効率的に高圧空間Ｓ１へ排出される。

（２）
本実施形態に係るスクロール圧縮機１では、ガスガイド７１は、油貯留空間７２ａ２の底部が水平になるように形成されているが、油貯留空間７２ａ２の底部が傾斜していてもよい。

例えば、図９に示されるように、本実施形態に係るスクロール圧縮機１は、底部が傾斜した油貯留空間２７２ａ２を有するガスガイド２７１を備えていてもよい。油貯留空間２７２ａ２に貯留された潤滑油は、傾斜した底部を自重によって第１流出口７５ａへ向かって流れる。潤滑油は、第１流出口７５ａから高圧空間Ｓ１に排出されやすくなるので、潤滑油がより効率的に高圧空間Ｓ１へ排出される。なお、この場合、ガスガイド２７１は、上述した油排出ガイド部を有していてもよい。

（３）
本実施形態に係るスクロール圧縮機１において、第１流出口７５ａの下部近傍に油付着部材を設けてもよい。油付着部材は、例えば、駆動モータ１６のステータ５１のコイルエンド５３に巻かれた銅線である。油貯留空間７２ａ２に貯留された潤滑油は、銅線に付着して自重により下方へ落下するので、油溜まりＰに供給される潤滑油の量が増加する。なお、油付着部材は、コイルエンド５３に巻かれた銅線を絶縁するインシュレータでもよい。

本発明に係る圧縮機は、圧縮冷媒に含まれる潤滑油の分離効率を向上させる機構を有するので、圧縮機の信頼性を向上させることができる。従って、本発明に係る圧縮機を冷凍サイクルに用いることで、空気調和機等の冷凍装置の信頼性を向上させることができる。

１圧縮機（スクロール圧縮機）
１０密閉容器（ケーシング）
１５圧縮機構
２３固定部材（主フレーム）
３２軸受部（第１軸受部）
４８冷媒供給流路
７１冷媒案内板（ガスガイド）
７１ａ第１流路形成部材（水平ガイド部）
７１ｂ第２流路形成部材（鉛直ガイド部）
７２ａ第１流路（水平流路）
７２ｂ第２流路（鉛直流路）
７４流入口
７５ａ第１流出口
７５ｂ第２流出口
７６油排出部材（油排出ガイド部）
７７油排出溝

特開２００３−２８６９４９号公報特許第３７５００４８号

Claims

潤滑油を底部に貯留する密閉容器（１０）と、
前記密閉容器の内部に配設され、冷媒を圧縮する圧縮機構（１５）と、
前記密閉容器の内部に配設され、前記圧縮機構から吐出される圧縮冷媒を前記密閉容器の内周面に沿うように前記密閉容器の周方向に流す第１流路（７２ａ）を形成する第１流路形成部材（７１ａ）を有する冷媒案内板（７１）と、
を備え、
前記第１流路は、前記圧縮機構から吐出される圧縮冷媒に含まれる潤滑油を遠心分離すると共に、前記密閉容器の径方向における下部の平均流路幅が上部の平均流路幅より小さくなるように形成されている、
圧縮機（１）。
前記冷媒案内板は、前記圧縮機構から吐出される圧縮冷媒を前記密閉容器の内周面に沿うように略鉛直方向に流す第２流路（７２ｂ）を形成する第２流路形成部材（７１ｂ）をさらに有し、
前記第１流路は、前記第２流路から分岐すると共に、前記第２流路から分流した圧縮冷媒を前記密閉容器の内部空間へ流出する第１流出口（７５ａ）を有し、
前記第２流路は、前記圧縮機構から吐出される圧縮冷媒が流入する流入口（７４）と、前記流入口から流入した圧縮冷媒を前記密閉容器の内部空間へ流出する第２流出口（７５ｂ）とを有する、
請求項１に記載の圧縮機。
前記第１流路は、前記密閉容器の径方向における上部の流路幅の最大値が下部の平均流路幅より、少なくとも５倍以上大きくなるように形成されている、
請求項１又は２に記載の圧縮機。
前記第１流出口の断面積は、前記第２流出口の断面積より大きい、
請求項２又は３に記載の圧縮機。
前記第１流出口の断面積は、前記第２流出口の断面積より、少なくとも３倍以上大きい、
請求項４に記載の圧縮機。
前記第１流路形成部材は、前記密閉容器の内周面と前記第１流路を形成する部分であって、前記密閉容器の内周面との距離が上方から下方に行くに従って小さくなるように形成されている部分を有する、
請求項２〜５のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記第１流路形成部材は、前記第１流路において分離された潤滑油を前記密閉容器の内部空間へ排出する油排出部材（７６）を有する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記油排出部材は、前記第１流路の底部から下方に向かって形成され、前記密閉容器の内部空間と連通する油排出溝（７７）を形成する、
請求項７に記載の圧縮機。
前記冷媒案内板は、前記第１流路形成部材と前記第２流路形成部材とを一体成形することで形成される、
請求項２〜８のいずれか１項に記載の圧縮機。
前記冷媒案内板の上方に配設され、前記圧縮機構を載置し、前記密閉容器の内周面の全周に亘って気密状に接合される固定部材（２３）をさらに備え、
前記固定部材は、前記圧縮機構から吐出された圧縮冷媒を下方へ供給する冷媒供給流路（４８）を前記密閉容器の内周面の近傍に有し、
前記第２流路は、前記冷媒供給流路と連通し、前記冷媒供給流路から供給された圧縮冷媒を前記流入口から流入する、
請求項２〜９のいずれか１項に記載の圧縮機。