JPH1193880A

JPH1193880A - 圧縮機

Info

Publication number: JPH1193880A
Application number: JP25111297A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takemoto; 剛竹本; Kunitaka Akiyama; 訓孝秋山; Shigeru Hisanaga; 滋久永; Hiroyuki Hayashi; 寛之林; Yasushi Watanabe; 靖渡辺; Tatsushi Mori; 達志森
Original assignee: Denso Corp; Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Current assignee: Toyota Industries Corp; Denso Corp
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】潤滑油と冷媒とを分離する分離能力を向上さ
せる。【解決手段】吐出室１２０の容積を理論吐出容積以下
とする。これにより、吐出室１２０で冷媒が減速される
ことを抑制できるので、遠心式オイルセパレータ１４０
（分離室１４１）に冷媒が流入する際の流入速度が小さ
くなることを防止できる。したがって、潤滑油と冷媒と
を分離する分離能力を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体と共に潤滑油
を吸入するこよにより潤滑を図るタイプの圧縮機に関す
るもので、冷凍サイクル用の圧縮機に適用して有効であ
る。

【０００２】

【従来の技術】冷凍サイクルにおいて、コンデンサやエ
バポレータ等の熱交換器に冷媒と共に潤滑油が流入する
と、熱交換効率が低下してしまい、冷凍サイクルの能力
が低下してしまうので、潤滑油が冷媒と共に圧縮機外に
吐出しないようにする必要がある。そこで、特開平３−
１２９２７３号公報に記載のごとく、圧縮機の吐出側に
潤滑油と冷媒とを分離するオイルセパレータを設けてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、上記公報に記載と同様な構造を有する圧縮機につい
て試作検討したところ、オイルセパレータにて十分に潤
滑油を分離することができなかった。そこで、発明者等
は、その原因を引き続き研究調査したところ、以下の事
が明らかになった。

【０００４】すなわち、オイルセパレータは、周知のご
とく、冷媒と潤滑油との比重差を利用して両者を分離す
るものであるので、オイルセパレータへの流入速度が小
さくなるほど、潤滑油と冷媒とを分離する分離能力が低
下する。これに対して、上記公報に記載の圧縮機では、
圧縮機構から吐出した冷媒は、比較的容積の大きい吐出
室を経由してオイルセパレータに流入するため、吐出室
にて冷媒が減速されてしまい、オイルセパレータに流入
する際の冷媒の流入速度が小さくなってしまう。したが
って、上記公報に記載の圧縮機では、十分な分離能力を
得ることが困難である。

【０００５】本発明は、上記点に鑑み、流体と共に潤滑
油を吸入するこよにより潤滑を図るタイプの圧縮機にお
いて、潤滑油と流体とを分離する分離能力を向上させる
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項１〜
４に記載の発明では、吐出室（１２０）の容積（Ｖ_M）
は、理論吐出容積（Ｖ_R）以下であることを特徴とす
る。これにより、上記公報に記載の圧縮機に比べて、吐
出室（１２０）で流体が急拡大および急縮小することを
抑制することができるので、吐出室（１２０）で流体が
減速されることを抑制できる。

【０００７】したがって、オイルセパレータ（１４０）
に流体が流入する際の流入速度が小さくなることを防止
できるので、潤滑油と流体とを分離する分離能力を向上
させることができる。延いては、分離能力を向上させつ
つ、圧縮機の小型化を図ることができる。なお、吐出室
（１２０）の容積（Ｖ_M）は、請求項２に記載のごと
く、理論吐出容積（Ｖ_R）の９０％〜７０％とすること
が望ましい。

【０００８】ところで、吐出室（１２０）は、圧縮機構
（１１０）から吐出される流体の脈動を平滑化するもの
であるので、吐出室（１２０）の容積（Ｖ_M）を過度に
小さくすると、脈動を十分に平滑化することができなく
なるおそれがある。そこで、請求項３に記載の発明で
は、オイルセパレータ（１４０）は、吐出室（１２０）
と連通する分離室（１４１）を有して構成され、さら
に、吐出室（１２０）と離隔すると共に分離室（１４
１）に連通する貯油室（１３０）を備えることを特徴と
する。

【０００９】これにより、分離室（１４１）と貯油室
（１３０）とを共鳴させて流体の脈動を平滑化すること
が可能となるので、流体の脈動を十分に平滑化しつつ、
吐出室（１２０）の容積（Ｖ_M）を小さくすることがで
きる。したがって、流体の脈動を大きくすることなく、
分離能力を向上させることができる。また、吐出室（１
２０）と貯油室（１３０）とが離隔しているので、吐出
室（１２０）に吐出する流体の吐出圧によって貯油室
（１３０）内の潤滑油が攪拌されることを防止できる。
したがって、後述するように、分離された潤滑油が吐出
口１０７に向けて逆流することを防止できるので、分離
能力を向上させることができる。

【００１０】ところで、貯油室（１３０）内の油面は、
後述するように、分離室（１４１）から排出される流体
の動圧により大きく変動するので、潤滑油を圧縮機構
（１１０）に安定的に供給することができなくなる。な
お、これに対しては、貯油室（１３０）の容積を拡大し
て油面変動を小さくするといった手段が考えられるが、
この手段では、圧縮機の大型化を招いてしまう。

【００１１】そこで、請求項４に記載の発明では、貯油
室（１３０）内のうち互いに所定間隔を有して離隔した
部位（１３２ａ、１３２ｂ）間を連通させ、貯油室（１
３０）内の圧力分布を均一化させる均圧連通路（１３
２）を有していることを特徴とする。これにより、貯油
室１３０内の圧力分布が均一化されるので、油面の変動
を小さくすることができ、圧縮機の大型化を招くことな
く、安定的に潤滑油を圧縮機構（１１０）に供給するこ
とできる。

【００１２】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】本実施形態は、本発明に係る圧縮
機を車両用冷凍サイクル用に適用したものであって、図
１は本実施形態に係る圧縮機１００の断面図である。図
１中、１０１はフロントハウジングであり、このフロン
トハウジング１０１内には、車両走行用エンジン（図示
せず）から駆動力を得て回転するシャフト１０２が配設
されている。なお、１０３はシャフト１０２を回転可能
に支持する転がり軸受であり、１０４は圧縮機１００内
の冷媒が外部に流出すること防止するオイルシール等の
軸シールである。

【００１４】１１０は冷媒（流体）を吸入圧縮する圧縮
機構であり、この圧縮機構１１０は、フロントハウジン
グ１０１に対して固定された固定スクロール（固定部）
１１１、およびシャフト１０２により駆動されるととも
に、固定スクロール１１１に対して旋回可動する旋回ス
クロール（可動部）１１２を有して構成されたスクロー
ル型圧縮機構である。

【００１５】なお、圧縮機構（スクロール型圧縮機構）
１１０は、両スクロール１１１、１１２それぞれに形成
された渦巻き状の歯部１１１ａ、１１２ａを噛み合わせ
ることによって構成される作動室Ｖ_Cの体積を拡大縮小
することにより冷媒を吸入圧縮し、端板部１１２ａに形
成された吐出ポート１１２ｂから冷媒を吐出するもので
ある。

【００１６】因みに、１０６ａは吐出室１２０から作動
室Ｖ_Cに冷媒が逆流することを防止するリード弁型の吐
出弁であり、１０６ｂは吐出弁１０６の最大開度を規制
する弁止板（ストッパ）である。そして、吐出弁１０６
ａおよび弁止板１０６ｂは、六角穴付きボルト１０６ｃ
により端板部１１２ａに固定されている。また、１０５
は固定スクロール（シェル）１１２の端板部１１２ａに
固定されたリアハウジングであり、このリアハウジング
１０５と固定スクロール１１２とによって、吐出ポート
１１２ｂから吐出する冷媒の脈動を平滑化する吐出室１
２０、および潤滑油が貯えられる貯油室１３０を構成し
ている。

【００１７】そして、吐出室１２０の容積Ｖ_Mは、圧縮
機構１１０の理論吐出容積（理論吐出量）Ｖ_R以下とな
るように設定されており、本実施形態では、吐出室１２
０の容積Ｖ_Mは理論吐出容積Ｖ_Rの約９０％である。因
みに、理論吐出容積Ｖ_Rとは、周知のごとく、シャフト
１０２（圧縮機１００）が１回転するときに、吐出され
る冷媒（流体）の理論（計算または設計）上の量（体
積）である。

【００１８】なお、吐出室１２０と貯油室１３０とは、
端板部１１２ａに一体形成された隔壁突出部（隔壁リ
ブ）１１２ｃ、およびリアハウジング１０５に一体形成
された隔壁突出部（隔壁リブ）１０５ａにより離隔され
ている。また、１４０は吐出室１２０に吐出した冷媒中
から潤滑油を分離する遠心型オイルセパレータ（以下、
セパレータと略す。）であり、このセパレータ１４０
は、リアハウジング１０５に一体形成されるとともに、
吐出室１２０と連通する分離室１４１と、この分離室１
４１内に配設された円筒状のセパレータパイプ（ジョイ
ントセパレータ）１４２とから構成されている。

【００１９】なお、分離室１４１の内壁は円周状に形成
されており、吐出室１２０から分離室１４１に流入した
（潤滑油を含む）冷媒は、セパレータパイプ１４２と分
離室１４１の内壁との間を旋回しながら、その比重差に
より冷媒と潤滑油とに分離される。そして、分離された
冷媒は、セパレータパイプ１４２の下端側から上端側の
吐出口１０７からコンデンサ（図示せず）に向けて吐出
される。一方、潤滑油は、連通路１３１を経由して分離
室１４１から貯油室１３０に排出される。

【００２０】また、貯油室１３０内のうち互いに所定間
隔を有して離隔した部位１３２ａ、１３２ｂは、図２に
示すように、その間を連通させる均圧連通路１３２によ
り連通しており、この均圧連通路１３２により、貯油室
１３０内の圧力分布が均一化するようにしている。因み
に、本実施形態では、部位１３２ａ、１３２ｂは、略三
日月状の貯油室１３０のに対して略線対称となるように
構成されている。

【００２１】また、１１３は貯油室１３０に開口する供
給ポートであり、この供給ポート１１３は、給油通路１
１４を介して圧縮機構１１０の吸入室１１５（図１参
照）に連通している。これにより、潤滑油は冷媒と共に
圧縮機構１１０に吸入される。なお、供給ポート１１
３、給油通路１１４および均圧連通路１３２は、固定ス
クロール１１１とリアハウジング１０５との隙間を密閉
するパッキン（ガスケット）１０８に異形孔を形成する
ことによって構成されている。

【００２２】次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施
形態によれば、吐出室１２０の容積Ｖ_Mは、圧縮機構１
１０の理論吐出容積Ｖ_R以下となるように設定されてい
るので、上記公報に記載の圧縮機に比べて、吐出室１２
０で冷媒が急拡大および急縮小することを抑制すること
ができる。

【００２３】したがって、吐出室１２０で冷媒が減速さ
れることを抑制できるので、分離室１４１（セパレータ
１４０）に冷媒が流入する際の流入速度が小さくなるこ
とを防止できる。延いては、潤滑油と冷媒とを分離する
分離能力を向上させることができる。延いては、分離能
力を向上させつつ、圧縮機の小型化を図ることができ
る。

【００２４】ところで、吐出室１２０は、前述のごと
く、圧縮機構１１０から吐出される冷媒の脈動を平滑化
する、いわゆるマフラとしての機能（以下、この機能を
マフラ機能と呼ぶ。）を有するものであるので、吐出室
１２０の容積Ｖ_Mを過度に小さくすると、脈動を十分に
平滑化することができなくなるおそれがある。そこで、
本実施形態では、吐出室１２０による拡張型のマフラ機
能に加えて、分離室１４１と貯油室１３０とを共鳴させ
て、両室１４１、１３０により共鳴型のマフラ機能を構
成している。したがって、本実施形態では、冷媒の脈動
を大きくすることなく、吐出室１２０の容積Ｖ_Mを小さ
くすることができる。

【００２５】なお、吐出室１２０の容積Ｖ_Mは、上記説
明から明らかなように、分離室１４１（セパレータ１４
０）に冷媒が流入する際の流入速度とマフラ機能との両
者をして、圧縮機１００の仕様毎に適宜選定されるもの
であるが、発明者等の検討によれば、分離室１４１と貯
油室１３０とによるマフラ機能を考慮すれば、吐出室１
２０の容積Ｖ_Mを理論吐出容積Ｖ_Rの約９０〜７０％ま
で小さくすることが可能であるということを確認してい
る。

【００２６】また、本実施形態によれば、吐出室１２０
と貯油室１３０とが離隔（分離）しているので、吐出室
１２０に吐出する冷媒の吐出圧によって貯油室１３０内
の潤滑油が攪拌されることを防止できる。したがって、
真空ポンプで吸引される空気のごとく、貯油室１３０内
の潤滑油が吐出口１０７に向けて流通する冷媒により吸
引されることを防止できるので、分離された潤滑油が吐
出口１０７に向けて逆流することを防止できる。

【００２７】また、端板部１１２ａに一体形成された隔
壁突出部１１２ｃおよびリアハウジング１０５に一体形
成された隔壁突出部１０５ａにより吐出室１２０と貯油
室１３０とが離隔されているので、圧縮機１００の製造
原価上昇を招くことなく、容易に両室１２０、１３０を
離隔（分離）することができる。ところで、貯油室１３
０内のうち排出孔１３１の近傍は、排出孔１３１から排
出される冷媒の動圧が作用するので、冷媒の圧力変動
（脈動）に呼応して貯油室１３０内の圧力分布に偏りが
発生し、貯油室１３０内の油面が変動する。

【００２８】そして、油面が変動すると、油面が供給ポ
ート１１３を下回る可能性があるので、圧縮機構１１０
に潤滑油を安定的に供給することができないという問題
が発生する。なお、この問題については、貯油室１３０
の容積を拡大して油面変動を小さくするといった手段が
考えられるが、この手段では、圧縮機１００（リアハウ
ジング１０５）の大型化を招いてしまう。

【００２９】これに対して、本実施形態のごとく、均圧
連通路１３２により貯油室１３０内の圧力分布を均一化
させれば、油面の変動を小さくすることができるので、
圧縮機１００（リアハウジング１０５）の大型化を招く
ことなく、安定的に潤滑油を圧縮機構１１０に供給する
ことできる。ところで、本発明は、吐出室１２０の容積
Ｖ_Mを圧縮機構１１０の理論吐出容積Ｖ_R以下とするも
のであるので、分離室１４１および貯油室１３０を吐出
室１２０と離隔して形成せず、これら室１２０、１４
１、１３０を１つの室（吐出室）としてもよい。換言す
れば、遠心型オイルセパレータ１４０を廃止して、吐出
ポート１１２ｂに対向するリアハウジング１０５の内壁
面に衝突させることによって潤滑油を分離するタイプの
オイルセパレータとしてもよい。

【００３０】また、上述の実施形態では、均圧連通路１
３２を設けたが、均圧連通路１３２を廃止しても本発明
を実施することができる（図３参照）。また、上述の実
施形態では、分離室１４１と貯油室１３０とで、共鳴型
のマフラ機能を構成したが、マフラ機能は、共鳴型に限
定されるものではなく、干渉型、拡張型等その他の形式
のものであってもよい。

【００３１】また、上述の実施形態では、スクロール型
の圧縮機構を採用した圧縮機であったが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、斜板型圧縮機構等のその他
の圧縮機構を採用してもよい。また、本発明に係る圧縮
機１００は、車両用冷凍サイクル用にその適用が限定さ
れるものではなく、冷蔵庫や据え置き型の冷凍サイクル
（家庭用エアコン等）その他の圧縮機に対しても適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る圧縮機の断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の変形例に係る圧縮機のＡ−Ａ断面に相
当する断面図である。

【符号の説明】

１１０…圧縮機構、１２０…吐出室、１３０…貯油室、
１４０…遠心式オイルセパレータ、１４１…分離室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者久永滋愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者林寛之愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者渡辺靖愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内 (72)発明者森達志愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地株式会社豊田自動織機製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体と共に潤滑油を吸入することによ
り、流体を吸入圧縮する圧縮機構（１１０）を潤滑する
圧縮機であって、前記圧縮機構（１１０）から吐出される流体の脈動を平
滑化する吐出室（１２０）を構成するハウジング（１０
５）と、前記吐出室（１２０）内の流体中から潤滑油を分離する
オイルセパレータ（１４０）とを備え、前記吐出室（１２０）の容積（Ｖ_M）は、前記圧縮機構
（１１０）の理論吐出容積（Ｖ_R）以下であることを特
徴とする圧縮機。
【請求項２】前記吐出室（１２０）の容積（Ｖ_M）
は、前記圧縮機構（１１０）の理論吐出容積（Ｖ_R）の
９０％〜７０％であることを特徴とする請求項１に記載
の圧縮機。
【請求項３】前記オイルセパレータ（１４０）は、前
記吐出室（１２０）と連通する分離室（１４１）を有し
て構成され、さらに、前記吐出室（１２０）と離隔すると共に前記分
離室（１４１）に連通し、前記オイルセパレータ（１４
０）で分離された潤滑油を貯える貯油室（１３０）を備
えることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮
機。
【請求項４】前記貯油室（１３０）内のうち互いに所
定間隔を有して離隔した部位（１３２ａ、１３２ｂ）間
を連通させ、前記貯油室（１３０）内の圧力分布を均一
化させる均圧連通路（１３２）を有していることを特徴
とする請求項３に記載の圧縮機。