JPH04321789A - 圧縮機のオイル分離器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機のオイル分離器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の圧縮機としては、オイル分離器を
圧縮機ケース内の上部に形成された高圧室に設けたスク
ロール圧縮機がある（特願平２−１２５４８９号）。こ
の圧縮機１は、図１３に示すように、密閉されたケース
２内に固定スクロール部材４が固設され、この固定スク
ロール部材４の下方に偏心運動する揺動スクロール部材
３が噛み合わされて設けられ、吸入圧室５、中間圧室６
、吐出圧室７が形成されている。固定スクロール部材４
の中央部には吐出圧室７に連通する吐出ポート１１が形
成され、この吐出ポート１１に接続パイプ１２の下端側
が連通されている。接続パイプ１２の上端側は固定スク
ロール部材４の上部の空間に形成された高圧室９内の上
方に、水平に配設されたオイル分離器１３に接続されて
いる。

【０００３】オイル分離器１３は、薄い円盤状に形成さ
れている２枚の案内板１４，１５が互いに平行に設けら
れており、上部案内板１４と下部案内板１５との間にフ
ィルタ１６が介装されていると共に、下部案内板１５の
中央部には接続パイプ１２の上端側が接続されている。 また、下部案内板１５の径は上部案内板１４の径より大
きく形成されている。

【０００４】ケース２の上部には吐出パイプ１７が接続
されており、吐出ポート１１、接続パイプ１２、オイル
分離器１３（フィルタ１６）、高圧室９、吐出パイプ１
７がそれぞれ連通している。また、オイル溜まり１０が
高圧室９の下部に設けられている。

【０００５】そして、ケース２内に吸入された冷媒ガス
は、オイルを混合して圧縮され、接続パイプ１２の上端
側に接続されたオイル分離器１３内に吐出される。オイ
ル分離器１３内に吐出された冷媒ガスは、上部案内板１
４にぶつかり接続パイプ１２の周方向へ通流方向を変え
減速しながら流され、フィルタ１６を通過する際に冷媒
ガスから分離したオイルが捕獲される。このオイルは、
下方へ落ちていき、オイル溜まり１０へ溜められる。オ
イルが分離された冷媒ガスはそのままフィルタ１６を通
過して高圧室９内を上昇していき、ケース２の上部に設
けられた吐出パイプ１７から外部へ吐出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記オ
イル分離器にあっては、図１４に示すように、上部案内
板の径より下部案内板の径が大きく形成されているので
、冷媒ガスの通流が上向きとなり、そのまま高圧室内を
上昇しケース外部へ吐出されてしまい、オイル分離に用
いられる空間を充分に確保することができず、オイル分
離の効果を高められないという問題点がある。また、フ
ィルタにおいては、分離されたオイルの捕獲を行うため
の唯一の手段であることから、オイル分離にはフィルタ
の使用が必須となるが、圧縮機の高速運転時などではフ
ィルタ通過中の冷媒ガスとオイルとが再混合する恐れが
あるなど、オイルの捕獲に確実性がなく、オイルが混合
されてる冷媒ガスがフィルタを通過してしまった場合に
はケースの側面への衝突によるオイル分離にたよらざる
を得ず、充分とはいえないという問題点もある。さらに
、下部案内板の径が上部案内板の径より大きく形成され
ているので、フィルタを通過した冷媒ガスの通流する方
向が上向きとなり、フィルタにて分離されオイル溜まり
へ落とされるはずのオイルが、冷媒ガスの通流によって
上方へ巻き上げられ、冷媒ガスとオイルとが再混合する
恐れもある。

【０００７】そこで、本発明は、通流する冷媒の減速及
びオイルの分離に用いられる空間を充分に確保すること
によりオイル分離を確実に行い、分離されたオイルと冷
媒との再混合を防止する圧縮機のオイル分離器を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の圧縮機のオイル分離器は、圧縮機ケー
ス内の高圧室に互いに平行に且つ水平に配設される上部
案内板と下部案内板とからなり、前記下部案内板の中央
部に連通する接続パイプから吐出冷媒が通流され、前記
高圧室の上部からオイル分離された冷媒がケース外に吐
出される圧縮機のオイル分離器において、前記双方の案
内板のうち、下部案内板の径を上部案内板に対し小径に
形成し、双方の案内板の間隔ｈを、前記接続パイプの内
径の半径をｒとしてｈ＞（ｒ÷２）とされている。

【０００９】

【作用】したがって、接続パイプが連通された下部案内
板の中央部からオイル分離器内に吐出冷媒が通流される
と、まず上部案内板へ衝突し、次に通流の向きを水平に
変えて上部案内板と下部案内板との間に形成されている
柱状空間を減速されながら通流していき、下部案内板の
径が上部案内板の径より小さく形成されているので、吐
出冷媒の通流が下向きとなり高圧室内を降下していく。 このとき吐出冷媒の通流にさらに減速がかかり、これに
より吐出冷媒からオイルが分離され、このオイルは高圧
室の下に溜まる。そしてオイルが分離された吐出冷媒は
高圧室内を上昇していき圧縮機ケースと上部案内板との
間を通過して高圧室の上部からケース外へ吐出される。 また、双方の案内板の間隔ｈは柱状空間の径ｒとの関係
から圧縮機の性能を低下させない範囲でオイルの分離効
果が高められるように設定されている。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。本実施例では、圧縮機にスクロールタイプの圧縮
機を用いている。図１は本実施例の圧縮機２０を示して
おり、同図中２１は密閉ケースであり、このケース２１
は筒状部２２と上下の閉塞部２３、２４により形成され
ている。このケース内の下側には、ブラシレスの直流電
動機２５が配設されている。この電動機２５は、上側が
支持ブロック２６に軸受２７を介して支承された駆動軸
２８、駆動軸２８に固着された回転子２９、ケース２１
に固着された固定子３０、固定子３０に設けられた励磁
コイル３１等により構成されている。

【００１１】上記駆動軸２８の上端側には駆動軸２８の
軸心から所定寸法だけ偏心したクランク軸３２が形成さ
れ、このクランク軸３２が揺動スクロール部材３３の連
結挿入部３４に軸受３５を介して挿入されている。揺動
スクロール部材３３のスクロール３３ａは、ケース２１
に固設された固定スクロール部材３６のスクロール３６
ａに噛み合っており、これら双方のスクロール３３ａ、
３６ａにより吸入圧室３７、中間圧室３８、吐出圧室３
９が形成され、冷媒ガスが順次圧縮される。尚、揺動ス
クロール部材３３の背面側には、スラストプレート４０
、オルダムリング４１等からなる自転防止機構４２が配
設されている。

【００１２】上記ケース２１の側部には吸入パイプ４５
が取付けられ、この吸入パイプ４５は、電動機２５が配
設された低圧室（吸入側）４４と、支持ブロック２６お
よびスラストプレート４０等に設けられた吸入ポート４
３（図示せず）を通じて吸入圧室３７に連通されている
。

【００１３】上記固定スクロール部材３６の上部空間に
は密閉された高圧室（吐出側）４６が形成されており、
この高圧室４６の中央部に接続パイプ４９が立設され、
高圧室４６内の固定スクロール部材３６の上側をオイル
溜り４７としている。接続パイプ４９の下端側は固定ス
クロール部材３６の中央部に吐出圧室３９に連通して形
成されている吐出ポート４８に接続され、上端側にはオ
イル分離器５０が設けられている。

【００１４】上記閉塞部２３の上部には吐出パイプ５５
が接続され、吐出ポート４８から吐出された高圧の冷媒
ガスが接続パイプ４９、オイル分離器５０、高圧室４６
、吐出パイプ５５を順次介して外部へ吐出される。

【００１５】上記オイル分離器５０は、薄い円盤状に形
成されている、上部案内板５１と下部案内板５２との間
にフィルタ５３を介装して平行になしたもので、上部案
内板５１は支持部材５４によって支持され、下部案内板
５２の中央部には接続パイプ４９の上端側が接続されて
いる。

【００１６】また、図２に示すように、下部案内板５２
の径Ｂは上部案内板５１の径Ａより小さく形成されてい
る。これによって冷媒ガスの通流は高圧室４６の下方（
オイル溜まり４７の方向）へ導かれるので冷媒ガスの流
れる流路が充分に長くなり、したがって冷媒ガスの通流
に対する減速効果が高められ、冷媒ガスからのオイルの
分離が充分に行える。また、冷媒ガスが、オイル分離器
５０から下方への通流時やオイル溜まり４７のオイル上
面への接触時に再びオイルと混合しても、オイルを混合
した冷媒ガスは高圧室４６内を上昇しないのでオイルの
分離効果への影響はなくなる。

【００１７】上部案内板５１と下部案内板５２との間隔
ｈは、図５及び図６に示すように、狭くするほど冷媒ガ
スからのオイルの分離効果が大きくなるのに対して、圧
縮機の性能を高めるためには逆に間隔ｈを広くしなけれ
ばならない。よって間隔ｈを、吐出抵抗が圧縮機の性能
に影響を与えない範囲で大きくなるように狭めることが
望ましい。これを圧縮機の性能の点から考えた場合に、
図３に示すように冷媒ガスが通流する面積に置き換えて
みると、接続パイプ４９の内径の断面積Ｓ１と、間隔ｈ
及び接続パイプ４９の内径の半径ｒより求められる２枚
の案内板５１，５２の間に形成される柱状空間の側面積
Ｓ２とは、吐出抵抗や運動量変化による損失を無視した
ときに Ｓ２＝Ｓ１ となり ２πｒｈ＝πｒ２ で表わされ、間隔ｈは ｈ＝ｒ／２ で表わされる。しかし実際には、圧縮機が性能を維持す
るために、運動量変化による損失を考慮してＳ２＞Ｓ１ となり、よって ｈ＞ｒ／２ で表わされる間隔ｈを設定することが望ましい。このこ
とから、図４に示すように、Ｓ１より求められたｈ１か
ら圧縮機の性能の上限までの幅の中から圧縮機の性能を
考慮したｈ２附近を間隔ｈに設定することにより、吐出
抵抗を圧縮機の性能が低下しない範囲で高めることがで
き、オイル分離の効率と圧縮機の性能との双方を満足さ
せることができる。

【００１８】高圧室４６内の側壁と上部案内板５１の外
径Ａとの間に形成された隙間Ｄは、特に圧縮機の高速運
転時に上部案内板５１の周縁部に付着したオイルをオイ
ル溜まり４７附近から上昇してきた冷媒ガスが再混合す
るのを防ぐために、上昇してくる冷媒ガスの通流を所定
の流速（例えば０．４ｍ／ｓ）以下に抑えるもので、充
分に間隔をとる必要がある。この隙間Ｄは、高圧室４６
の内径の半径ｃ、上部案内板５１の半径ａ、所定の流速
ｖ、圧縮機固有の流量Ｑなどとの関係がπ（ｃ２−ａ２
）ｖ＝Ｑ で表わされるので、これらの関係の上から上記所定の流
速を満足する隙間Ｄを求めることができる。尚、所定の
流速はオイルの粘度、温度、張力に応じて変わる。

【００１９】以上のことにより、フィルタ５３の使用は
補助的となり、必ずしも必要としない。

【００２０】したがって、下部案内板５２の径Ｂより上
部案内板５１の径Ａを大きく形成して冷媒ガスを下方へ
通流させることにより、オイル分離に用いられる空間を
充分に確保でき、オイルの分離効果が高められると共に
、圧縮機の性能を考慮したｈ２を間隔ｈに設定すること
により、吐出抵抗によって圧縮機の性能が低下するとい
った問題がなくなる。さらに、高圧室４６の側壁と上部
案内板５１の外径Ａとの隙間Ｄが、上昇してくる冷媒ガ
スの通流を所定の流速以下に抑えるために、上述のオイ
ルの分離効果と相俟って冷媒ガスへのオイルの再混合を
確実に防止できる。

【００２１】このような圧縮機２０において、駆動時に
は吸入パイプ４５から吸入された冷媒ガスが、吸入ポー
ト４３を通じて吸入圧室３７に吸入され、固定スクロー
ル部材２６と偏心運動する揺動スクロール部材２１とに
よって回転摺動部の潤滑用のオイルが混合された状態で
吸入圧室３７、中間圧室３８、吐出圧室３９へと順次送
り込まれて圧縮される。吐出圧まで圧縮された冷媒ガス
は、吐出ポート４８から接続パイプ４９内を上方に通流
し、接続パイプ４９の上端部に設けられたオイル分離器
５０内に吐出される。オイル分離器５０内に吐出された
冷媒ガスは、接続パイプ４９の吐出部分の上方に配設さ
れている上部案内板５１にぶつかり最初の減速をしたの
ち接続パイプ４９の周方向へ通流方向を変え２枚の案内
板５１，５２によって形成されている空間を広がりなが
らさらに減速して流されていく。この時ある程度のオイ
ルが冷媒ガスより分離される。そしてフィルタ５３を通
過する際に、既に分離された一部のミスト状のオイルが
捕獲され、高圧室の下部に設けられたオイル溜まり４７
へ落とされる一方、多くのオイルを混合したままの冷媒
ガスはそのままフィルタ５３を通過して、上部案内板５
１や高圧室４６の側面に衝突しながらオイル溜まり４７
の方へと降下していく。降下中の冷媒ガスはますます減
速しオイルが分離されると通流方向を変え反対に上昇し
、隙間Ｄを通り抜け、ケース２１の上部に設けられた吐
出パイプ５５から外部へ吐出される。

【００２２】次にその他の実施例について順次図面に基
づき説明する。まず図７及び図８に示した第２，３実施
例によるオイル分離器は、上部案内板５１の径を下部案
内板５２の径より大きく形成し、オイル分離器５０内よ
り吐出された冷媒ガスを高圧室４６の下方へ導くという
第１実施例の手段をより積極的にしたものであり、上部
案内板が平板のときよりも、オイル分離器５０内より吐
出された冷媒ガスがスムーズに下方へ導かれるという利
点がある。実施例による上部案内板は、下部案内板を覆
うように形成されたものを用いている。

【００２３】図９及び図１０に示した第４，５実施例に
よるオイル分離器は、高圧室４６内の側壁と上部案内板
５１の外径Ａとの間に形成された隙間Ｄにより、オイル
溜まり附近から上昇してくる冷媒ガスの流速を一定に抑
えて、高圧室４６の下方から上昇してきた冷媒ガスが上
部案内板５１の周縁部に付着しているオイルと再混合す
るのを防ぐという第１実施例の手段を、ケース２１の形
状を変え冷媒ガスの通流する別通路を設けたり、或いは
隙間Ｄのみを広げたりして実施しているものである。

【００２４】図１１及び図１２に示した第６，７実施例
によるオイル分離器は、高圧室４６の下部に設けられた
オイル溜まり４７のオイル上面に、円板状の部材に多数
のオイル通過孔を形成したものを固設したり、浮かべた
りしたもので、オイル溜まり４７附近を下方へ通流する
冷媒ガスとオイル溜まり４７のオイル上面との接触によ
ってオイルが再混合するのをさらに防止するためのもの
である。

【００２５】尚、上述した各実施例ではスクロール型の
圧縮機に適用した場合を例に採って説明したが、他のタ
イプの圧縮機に適用することも可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
部案内板の径より上部案内板の径を大きく形成したので
冷媒ガスを高圧室の下方へ通流させることができ、これ
により冷媒ガスの通流の減速及びオイル分離に用いられ
る空間が充分に確保され、オイルの分離効果が高められ
ると共に、オイル溜まり附近で再混合した冷媒ガスは高
圧室へ上昇しないため分離効果の確実性が高くなるとい
う効果がある。また、２枚の案内板の間隔ｈを圧縮機の
性能を考慮した上で設定することにより、圧縮機の性能
を低下させない範囲で吐出抵抗を大きくすることができ
るなど効率よく、効果的なオイル分離が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る圧縮機の縦断面図で
ある。

【図２】オイル分離器の概要図である。

【図３】冷媒ガスの吐出量を通流する面積に置き換えて
説明している図である。

【図４】間隔ｈに対する冷媒ガスの吐出量とオイルの分
離量との相関を表わす図である。

【図５】間隔ｈによる運動量の変化（小）を説明してい
る図である。

【図６】間隔ｈによる運動量の変化（大）を説明してい
る図である。

【図７】本発明の第２実施例に係る圧縮機のオイル分離
器の概要図である。

【図８】本発明の第３実施例に係る圧縮機のオイル分離
器の概要図である。

【図９】本発明の第４実施例に係る圧縮機のオイル分離
器の概要図である。

【図１０】本発明の第５実施例に係る圧縮機のオイル分
離器の概要図である。

【図１１】本発明の第６実施例に係る圧縮機のオイル分
離器の概要図である。

【図１２】本発明の第７実施例に係る圧縮機のオイル分
離器の概要図である。

【図１３】従来の圧縮機のオイル分離器の要部を示す断
面図である。

【図１４】従来の圧縮機のオイル分離器でのオイル分離
を示す図である。

【符号の説明】

２１　　　　ケース ４６　　　　高圧室 ４７　　　　オイル溜まり ４９　　　　接続パイプ ５０　　　　オイル分離器 ５１　　　　上部案内板 ５２　　　　下部案内板 ５３　　　　フィルタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮機ケース内の高圧室に互いに平行
   に且つ水平に配設される上部案内板と下部案内板とから
   なり、前記下部案内板の中央部に連通する接続パイプか
   ら吐出冷媒が通流され、前記高圧室の上部からオイル分
   離された冷媒がケース外に吐出される圧縮機のオイル分
   離器において、前記双方の案内板のうち、下部案内板の
   径を上部案内板に対し小径に形成し、双方の案内板の間
   隔ｈを、前記接続パイプの内径の半径をｒとしてｈ＞（
   ｒ÷２）としたことを特徴とする圧縮機のオイル分離器
   。