KR20070062906A

KR20070062906A - 냉매 압축기

Info

Publication number: KR20070062906A
Application number: KR1020060106132A
Authority: KR
Inventors: 데츠히코 후카누마; 나오야 요코마치; 노리히코 나카무라; 다카유키 이마이; 마사카즈 무라세
Original assignee: 가부시키가이샤 도요다 지도숏키
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-10-31
Publication date: 2007-06-18
Also published as: US20070140870A1; CN1982708A; EP1798499A2; CN100465438C; JP2007162561A; KR100748915B1

Abstract

(과제) 윤활유의 분리 능력을 확보하면서 오일 세퍼레이터를 컴팩트하게 할 수 있는 냉매 압축기를 제공하는 것.

(해결수단) 오일 세퍼레이터 (50) 는, 냉매 가스의 분리 공간 (S) 내로의 도입구 (54a) 와, 냉매 가스의 분리 공간 (S) 밖으로의 도출구 (52c) 를 구비하고 있고, 상기 도입구 (54a) 와 도출구 (52c) 사이에 선회 부재 (52) 가 배치되어 있다. 도출구 (52c) 로부터의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 은 도입구 (54a) 로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 과 동일 방향이 되도록 그 도입구 (54a) 및 도출구 (52c) 가 배치되어 있다.

냉매 압축기, 압축기

Description

냉매 압축기{REFRIGERANT COMPRESSOR}

도 1 은 제 1 실시형태의 냉매 압축기를 나타내는 종단면도이다.

도 2 는 제 1 실시형태의 오일 세퍼레이터를 나타내는 확대 단면도이다.

도 3 은 제 2 실시형태의 오일 세퍼레이터를 나타내는 확대 단면도이다.

도 4 의 (a) 는 제 2 실시형태의 오일 세퍼레이터에 있어서의 나선 통로를 나타내는 사시도, (b) 는 도 4(a) 의 4b-4b 선 단면도이다.

도 5 는 제 3 실시형태의 오일 세퍼레이터를 나타내는 확대 단면도이다.

도 6 은 배경 기술의 오일 세퍼레이터를 나타내는 단면도이다.

도 7 은 배경 기술의 오일 세퍼레이터를 나타내는 단면도이다.

(부호의 설명)

M : 축방향

S : 분리 공간

Z1 : 도출 방향

Z2 : 도입 방향

10 : 냉매 압축기

15 : 압축 기구를 구성하는 크랭크실

16 : 압축 기구를 구성하는 구동축

18 : 압축 기구를 구성하는 사판

23 : 압축 기구를 구성하는 피스톤

27 : 토출 통로를 구성하는 토출실

49 : 토출 통로를 구성하는 접속 통로

50 : 오일 세퍼레이터

50b : 오일 출구

51a : 둘레벽

52 : 선회부를 구성하는 선회 부재

52a : 강제 선회 수단으로서의 나선 홈

52c, 68, 72c : 도출구

54a : 도입구

66 : 선회부를 구성하는 돌기부

67 : 강제 선회 수단으로서의 나선 통로

72 : 선회부를 구성하는 통부

74 : 강제 선회 수단으로서의 가이드 구멍

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2002-5021 호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2001-165049 호

본 발명은, 분리 공간에서 냉매 가스를 선회부를 따라 선회시킴으로써 냉매 가스에 함유되는 윤활유를 분리하는 오일 세퍼레이터를 배치 형성한 냉매 압축기에 관한 것이다.

냉동 회로를 구성하여 냉매 가스를 압축하는 냉매 압축기에 있어서는, 냉매 가스중에 윤활유를 혼입시켜 그 윤활유를 압축 기구에 제공함으로써 그 압축 기구를 원활하게 작동시키도록 되어 있다. 냉매 압축기에 있어서, 윤활유가 냉매 가스와 함께 외부 냉매 회로로 반출되지 않도록 하기 위해, 냉매 가스의 토출 통로상에 오일 세퍼레이터가 형성되어 있다 (예를 들어 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조.). 이것은, 윤활유가 외부 냉매 회로로 반출되면, 그 윤활유가 예를 들어 가스 쿨러나 증발기의 내벽면에 부착되어 열교환 효율이 저하되기 때문이다.

도 6 에 나타내는 바와 같이, 특허 문헌 1 에 기재된 오일 세퍼레이터는, 원통형의 내통 (90) 와, 그 내통 (90) 를 둘러싸는 원통형의 외통 (91) 로 이루어진 오일 분리실 (92) 을 가지고 있고, 상기 내통 (90) 와 외통 (91) 사이에는 분리 공간 (93) 이 형성되어 있다. 또, 내통 (90) 의 하단 (90b) 은 가스 배출구가 되어, 외부 냉매 회로 (도시 생략) 에 연통되어 있다. 토출실 (94) 과 상기 오일 분리실 (92) 은 유입 파이프 (95) 에 의해 연통되어 있다. 또한, 외통 (91) 의 상측에는 오일 출구 (97) 가 형성되고, 오일 분리실 (92) 의 주위에는 상기 오일 출구 (97) 를 통하여 오일 분리실 (92) 과 연통하는 오일 저장실 (96) 이 형성되어 있다.

그리고, 상기 구성의 오일 세퍼레이터를 구비한 냉매 압축기에 있어서는, 토출실 (94) 에 토출된 냉매 가스는, 유입 파이프 (95) 를 통하여 오일 분리실 (92) 에 도입된다. 그리고, 오일 분리실 (92) 의 분리 공간 (93) 에 도입된 냉매 가스는, 내통 (90) 의 주위를 나선형으로 상승한다. 이 나선형의 선회에 의한 원심력에 의해 윤활유가 냉매 가스로부터 분리되고, 분리된 윤활유는 외통 (91) 의 내주면에 부착된다. 그 후, 외통 (91) 의 내주면에 부착된 윤활유는 냉매 가스와 함께 상승되어, 외통 (91) 의 오일 출구 (97) 로부터 오일 저장실 (96) 로 유출된다. 한편, 윤활유가 분리된 냉매 가스는, 내통 (90) 내를 하강하여 내통 (90) 의 하단 (90b) 인 가스 배출구로부터 외부 냉매 회로에 공급된다.

또, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 특허 문헌 2 에 기재된 오일 세퍼레이터는 하우징 내의 챔버 (108) 내에 형성되어 있다. 오일 세퍼레이터는, 분리실 (100) 을 가지며 바닥이 있는 원통형의 기체(基體 : 101) 와, 상기 분리실 (100) 의 상방 개구 가장자리로부터 기체 (101) 와 동심원상으로 아래로 늘어지도록 기체 (101) 에 장착된 플랜지가 부착된 도기관 (102) 으로 이루어진다. 상기 기체 (101) 의 측벽에는 통과 구멍 (101a) 이 형성되고, 그 통과 구멍 (101a) 은 상기 분리실 (100) 과 토출실 (103) 을 연통하는 토출 통로 (104) 에 연통하고 있다. 상기 토출 통로 (104) 는, 토출 밸브를 하우징에 고정시키는 고정구 (106) 를 관통하여 형성되어 있다. 또한, 기체 (101) 의 바닥벽에는 관통 구멍 (105) 이 형성되어 있다.

그리고, 상기 구성의 오일 세퍼레이터를 구비한 냉매 압축기에 있어서는, 토 출실 (103) 에 토출된 냉매 가스는, 토출 통로 (104) 로부터 통과 구멍 (101a) 을 통하여 분리실 (100) 내에 도입된다. 분리실 (100) 에 도입된 냉매 가스는, 플랜지가 부착된 도기관 (102) 의 주위를 선회한다. 그러면, 상기 선회에 의한 원심력에 의해 윤활유가 냉매 가스로부터 분리되고, 분리된 윤활유는 기체 (101) 의 측벽 내주면에 부착된다. 그 후, 윤활유는 분리실 (100) 의 바닥벽에 형성된 관통 구멍 (105) 을 통과하여 챔버 (108) 의 바닥부에 체류하도록 되어 있다. 한편, 윤활유가 분리된 냉매 가스는, 플랜지가 부착된 도기관 (102) 내를 통과하여 다른 토출 통로를 통하여 외부 냉매 회로에 공급된다.

그런데, 특허 문헌 1 에 기재된 오일 세퍼레이터는, 유입 파이프 (95) 를 통하여 오일 분리실 (92) 에 도입된 냉매 가스를 내통 (90) 에 충돌시켜, 냉매 가스의 흐름을 오일 분리실 (92) 내로의 도입 방향에 대해 직교 방향으로 변경시킴으로써 그 냉매 가스를 내통 (90) 를 따라 흐르게 하고, 분리 공간 (93) 에서 나선형으로 선회시키고 있다. 이 때문에, 분리 공간 (93) 에 도입된 냉매 가스는 분리 공간 (93) 에 도입되기 전보다 유속이 저하되어 버린다. 그리고, 유속이 저하된 냉매 가스로부터 가능한 한 많은 윤활유를 분리하기 위해서는, 냉매 가스의 선회 거리를 길게 취할 필요가 있고, 그 결과 내통 (90) 및 외통 (91) 의 축방향으로의 길이가 길어져 오일 세퍼레이터가 대형화되어 버렸다.

또, 특허 문헌 2 에 기재된 오일 세퍼레이터에 있어서도, 토출 통로 (104) 를 통하여 분리실 (100) 에 도입된 냉매 가스를 플랜지가 부착된 도기관 (102) 에 충돌시켜, 냉매 가스의 흐름을 분리실 (100) 내로의 도입 방향에 대해 직교 방향으로 변경시킴으로써 그 냉매 가스를 플랜지가 부착된 도기관 (102) 을 따라 흐르게 하고, 그 플랜지가 부착된 도기관 (102) 주위를 나선형으로 선회시키고 있다. 이 때문에, 분리실 (100) 에 도입된 냉매 가스는 분리실 (100) 에 도입되기 전보다 유속이 저하되어 버린다. 그리고, 유속이 저하된 냉매 가스로부터 가능한 한 많은 윤활유를 분리하기 위해서는, 플랜지가 부착된 도기관 (102) 주위에서의 냉매 가스의 선회 속도를 빠르게 하는 것이 필요해진다. 그 결과, 플랜지가 부착된 도기관 (102) 에 충돌하기 전부터 냉매 가스의 유속을 빠르게 할 필요가 있고, 그러기 위해서는 토출 통로 (104) 의 통로 거리를 길게 취하는 것이 필요로 되어, 오일 세퍼레이터가 대형화되어 버렸다.

본 발명은, 윤활유의 분리 능력을 확보하면서 오일 세퍼레이터를 컴팩트하게 할 수 있는 피스톤식 압축기를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 문제점을 해결하기 위해, 청구항 1 에 기재된 발명은, 압축 기구의 동작에 의해 냉매 가스의 압축을 행하고, 그 압축된 냉매 가스의 토출 통로상에, 선회부와, 그 선회부의 축방향을 따라 선회부를 둘러싸는 둘레벽을 가짐과 함께, 상기 선회부와 상기 둘레벽 사이에 분리 공간을 가지며, 그 분리 공간에서 상기 냉매 가스를 선회부를 따라 선회시킴으로써 상기 냉매 가스에 함유되는 윤활유를 분리하는 오일 세퍼레이터를 배치 형성하고, 또한 상기 둘레벽에는 냉매 가스로부터 분리 된 윤활유를 오일 세퍼레이터 밖으로 유출시키기 위한 오일 출구를 형성한 냉매 압축기에 있어서, 상기 오일 세퍼레이터는, 상기 분리 공간 내로의 냉매 가스의 도입구와, 상기 분리 공간 밖으로의 냉매 가스의 도출구를 구비하고 있고, 상기 도입구와 도출구 사이에 상기 선회부가 배치 형성되어 있음과 함께, 상기 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이, 상기 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향과 같은 방향이 되도록 그 도입구 및 도출구를 배치하였다.

이 구성에 의하면, 도입구로부터 분리 공간 내에 도입된 냉매 가스는, 선회부의 주위를 선회하면서 도출구를 향해 흐르고, 그 도출구로부터 분리 공간 밖으로 도출된다. 이 때, 도출구로부터 도출되는 냉매 가스의 도출 방향은, 도입구로부터 도입된 냉매 가스의 도입 방향과 같은 방향으로 되어 있기 때문에, 분리 공간 내에 도입된 냉매 가스는, 선회부 주위를 선회할 때에 그 흐르는 방향을 도입 방향과 상이한 방향으로 변경하지 않고 도출구를 향해 흘러 그대로 도출구로부터 도출된다. 이 때문에, 냉매 가스는 분리 공간 내에서 유속을 저하시키지 않고, 분리 공간 내에 도입되었을 때와 가까운 유속으로 선회부의 주위를 선회하고, 냉매 가스로부터는 윤활유가 효율적으로 원심 분리된다. 따라서, 오일 세퍼레이터에 의하면, 냉매 가스로부터의 윤활유의 분리 능력을 높이기 위해 냉매 가스의 선회 거리를 길게 취하거나, 냉매 가스의 유속을 빠르게 하기 위해 오일 세퍼레이터에 도입되기 전의 냉매 가스의 통로 길이를 길게 취할 필요가 없어진다. 그 결과, 냉매 가스로부터의 윤활유의 분리 능력을 확보하면서 오일 세퍼레이터를 컴팩트하게 할 수 있다.

또, 상기 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향과, 상기 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이 평행해도 된다.

이 구성에 의하면, 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이, 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향과 일치하지 않고 서로 평행을 이루는 상태로 약간 어긋나 있어도, 분리 공간 내에서는 도입 방향에 대해 교차하는 방향 (직교하는 방향) 으로 냉매 가스가 흐르는 방향을 바꾸지 않고 냉매 가스가 도출구로부터 도출된다. 따라서, 냉매 가스는, 분리 공간 내에서 유속을 저하시키지 않고 도출구로부터 분리 공간 밖으로 도출된다. 그리고, 도출 방향이 도입 방향에 대해 평행하게 어긋나 있어도 윤활유의 분리 능력이 확보되기 때문에, 도출구의 배치 위치의 선택 자유도를 높일 수 있어, 오일 세퍼레이터의 냉매 압축기 내에서의 배치를 그 냉매 압축기의 구조에 유연하게 대응시키는 것이 가능해진다.

또, 상기 도입구와 상기 도출구가 동일 직선상에 위치하고, 상기 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향과, 상기 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이 일치하고 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 도입구로부터 분리 공간 내에 도입된 냉매 가스는 도출구를 향해 흐르기 때문에, 선회부 주위를 선회할 때 냉매 가스가 그 흐르는 방향을 변경하기 어려워진다. 분리 공간 내에서 냉매 가스가 흐르는 방향이 도입구로의 도입 방향에 대한 교차 각도가 커짐에 따라 유속이 저하되기 때문에, 냉매 가스의 유속 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

또, 상기 도입구와 도출구를 연결하는 직선이 연장되는 방향과, 상기 선회부 의 도입구측에서 도출구측으로 연장되는 그 선회부의 축방향이 일치하고 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 냉매 가스는, 선회부의 주위를 선회하면서 도출구를 향해 흐르지만, 도입구로부터 도출구를 향해 흐르는 냉매 가스의 흐름과, 선회부의 축방향이 일치하기 때문에, 냉매 가스를 선회부에 따르게 하면서 도출구로 흐르게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 냉매 가스의 유속 저하를 억제하면서도 냉매 가스를 선회부 주위에서 선회시킬 수 있어, 윤활유의 분리 능력을 높이는 것이 가능해진다.

또, 상기 오일 세퍼레이터는, 상기 선회부의 축방향을 따라 냉매 가스를 선회부 주위에서 나선형으로 선회시키는 강제 선회 수단을 구비하고 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 강제 선회 수단에 의해, 선회부의 축방향을 따라 냉매 가스를 나선형으로 선회시킬 수 있다. 이 때문에, 도입구로부터 분리 공간 내에 도입된 냉매 가스는, 그 유속을 저하시키지 않고, 또한 강제 선회 수단에 의해 나선형으로 선회됨으로써, 보다 효율적으로 냉매 가스로부터 윤활유가 원심 분리된다.

또, 상기 강제 선회 수단은, 상기 선회부의 둘레면에서 그 선회부의 축방향을 따른 일단측으로부터 타단측으로 나선형으로 연장되는 나선 홈에 의해 구성되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 선회부에 나선 홈을 형성하는 것만으로, 냉매 가스를 선회부의 축방향을 따라 나선형으로 선회시킬 수 있다. 즉, 간단한 구성으로 냉 매 가스를 나선형으로 선회시킬 수 있어, 보다 효율적으로 냉매 가스로부터 윤활유를 원심 분리할 수 있다.

또, 상기 강제 선회 수단은, 상기 분리 공간에서 상기 선회부의 축방향을 따른 일단측으로부터 타단측으로 나선형으로 연장되는 나선 통로에 의해 구성되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 분리 공간 내에 도입된 냉매 가스는, 나선 통로만 흐를 수 있게 된다. 이 때문에, 나선 통로에 의해 냉매 가스를 선회부의 주위를 확실하게 선회시킬 수 있어, 나선 통로에 의해 효율적으로 냉매 가스로부터 윤활유를 원심 분리할 수 있다.

또, 상기 강제 선회 수단은, 상기 도입구에 연통하고, 그 도입구로부터 상기 분리 공간을 향하여 연장됨과 함께, 상기 선회부의 축방향에 대해 비스듬하게 교차하는 방향으로 연장되는 가이드 구멍에 의해 구성되어 있어도 된다.

이 구성에 의하면, 도입구로부터 분리 공간 내에 도입되는 냉매 가스는, 가이드 구멍에 의해 분리 공간을 향하도록 가이드된다. 이 때문에, 냉매 가스는, 선회부의 둘레면을 따라 흐름으로써 그 선회부를 따라 나선형으로 선회하게 된다. 따라서, 간단한 구성으로 냉매 가스를 나선형으로 선회시킬 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 차량용 공조 장치의 냉동 회로에 사용되는 냉매 압축기로 구체화한 1 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 서술한다. 이하의 설명에 있어서 냉매 압축기 (10) 의 「상」「하」「전」「후」는, 도 1 에 나타내는 화살표 Y1 의 방향을 상하 방향으로 하고, 화살표 Y2 의 방향을 전후 방향으로 한다.

도 1 은, 냉매 압축기 (10) 의 종단면도를 나타낸다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 냉매 압축기 (10) 의 하우징은, 실린더 블록 (11) 과, 그 실린더 블록 (11) 의 전단에 접합 고정된 전방 하우징 (12) 과, 실린더 블록 (11) 의 후단에 밸브·포트 형성체 (13) 를 통하여 접합 고정된 후방 하우징 (14) 으로 구성되어 있다.

상기 하우징 내에 있어서, 실린더 블록 (11) 과 전방 하우징 (12) 사이에는 크랭크실 (15) 이 구획 형성되어 있다. 또, 실린더 블록 (11) 과 전방 하우징 (12) 에는, 상기 크랭크실 (15) 을 삽입 통과하도록 하여 구동축 (16) 이 회전가능하게 지지되어 있다. 상기 구동축 (16) 에는, 차량의 주행 구동원인 엔진 (E) 이, 클러치리스 타입 (상시 전달형) 의 동력 전달 기구 (PT) 를 통하여 작동 연결되어 있다. 따라서, 엔진 (E) 의 가동시에 있어서는, 그 엔진 (E) 으로부터 동력을 공급받아 구동축 (16) 이 상시 회전된다.

상기 크랭크실 (15) 내에 있어서, 상기 구동축 (16) 에는 러그 플레이트 (17) 가 구동축 (16) 과 일체 회전가능하게 고정되어 있고, 또 상기 크랭크실 (15) 내에는 원반형상을 이루는 캠 플레이트로서의 사판 (18) 이 수용되어 있다. 상기 사판 (18) 의 중앙부에는 상기 구동축 (16) 이 삽입 통과되고, 그 사판 (18) 은 구동축 (16) 에 일체 회전가능하게 또한 경사운동 가능하게 지지되어 있다. 상기 러그 플레이트 (17) 와 사판 (18) 사이에는 힌지 기구 (19) 가 개재되어 있다. 그리고, 사판 (18) 은 상기 힌지 기구 (19) 를 통한 러그 플레이트 (17) 와의 사이 에서의 힌지 연결, 및 구동축 (16) 의 지지에 의해, 러그 플레이트 (17) 및 구동축 (16) 과 동기 회전가능함과 함께, 구동축 (16) 의 축방향 (중심축 (L) 방향) 으로의 슬라이드 이동을 수반하면서 구동축 (16) 에 대해 경사운동 가능하게 되어 있다.

상기 실린더 블록 (11) 에 있어서 구동축 (16) 의 중심축 (L) 주위에는, 복수의 실린더 보어 (22) 가 등각도 간격으로 전후 방향으로 관통 형성되어 있다. 편두형의 피스톤 (23) 은, 각 실린더 보어 (22) 내에 전후 방향으로 이동가능하게 수용되어 있다. 실린더 보어 (22) 의 전후 개구는, 밸브·포트 형성체 (13) 의 전면(前面) 및 피스톤 (23) 의 후단면에 의해 폐색되어 있고, 이 실린더 보어 (22) 내에는 피스톤 (23) 의 전후 방향으로의 이동에 따라 용적 변화하는 압축실 (24) 이 구획되어 있다.

상기 각 피스톤 (23) 은, 한 쌍의 슈 (25) 를 통하여 사판 (18) 의 외주부에 계류되어 있다. 따라서, 구동축 (16) 의 회전에 의해 사판 (18) 이 회전하면, 그 사판 (18) 은 구동축 (16) 의 중심축 (L) 방향 전후으로 요동된다. 사판 (18) 의 요동에 의해, 피스톤 (23) 이 전후 방향으로 왕복 직선 운동된다. 그리고, 본 실시형태에 있어서는, 크랭크실 (15), 구동축 (16), 사판 (18) 및 피스톤 (23) 등에 의해 압축 기구가 구성되어 있다.

상기 하우징 내에 있어서, 밸브·포트 형성체 (13) 와 후방 하우징 (14) 사이에는, 흡입실 (26) 및 토출실 (27) 이 각각 구획 형성되어 있다. 그리고, 상기 밸브·포트 형성체 (13) 에는, 압축실 (24) 과 흡입실 (26) 사이에 위치하도록, 흡입 포트 (28) 및 흡입 밸브 (29) 가 각각 형성되어 있는 동시에, 압축실 (24) 과 토출실 (27) 사이에 위치하도록, 토출 포트 (30) 및 토출 밸브 (31) 가 각각 형성되어 있다.

상기 냉동 회로의 냉매 가스로는 이산화탄소가 사용되고 있다. 냉동 회로의 외부 냉매 회로 (41; 상세하게는 증발기 (41a) 의 출구측) 로부터 흡입실 (26) 에 도입된 냉매 가스는, 각 피스톤 (23) 의 상사점 위치로부터 하사점 위치측으로의 이동에 의해, 흡입 포트 (28) 및 흡입 밸브 (29) 를 통하여 압축실 (24) 에 흡입된다. 압축실 (24) 에 흡입된 냉매 가스는, 피스톤 (23) 의 하사점 위치로부터 상사점 위치측으로의 이동에 의해 소정의 압력까지 압축되고, 토출 포트 (30) 및 토출 밸브 (31) 를 통하여 토출실 (27) 에 토출된다.

상기 후방 하우징 (14) 에는, 토출실 (27) 과 외부 냉매 회로 (41; 상세하게는 가스 쿨러 (41b) 의 입구측) 를 접속하는 접속 통로 (49) 가 형성되어 있다. 토출실 (27) 의 냉매 가스는, 접속 통로 (49) 를 통하여 외부 냉매 회로 (41) 로 도출된다. 외부 냉매 회로 (41) 로 도출된 냉매는, 가스 쿨러 (41b) 에서 냉각되고 팽창 밸브 (41c) 에 의해 감압된 후, 증발기 (41a) 로 보내져 증발된다. 본 실시형태에 있어서는, 토출실 (27) 과 접속 통로 (49) 가 냉매 압축기 (10) 에 있어서의 냉매 가스의 토출 통로를 이루고 있다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 후방 하우징 (14) 에는, 상기 접속 통로 (49) 의 일부이며, 상기 토출 통로의 일부를 구성하는 수용 구멍 (37) 이 전후 방향에 형성되어 있다. 상기 수용 구멍 (37) 의 전후 방향에 있어서의 거의 중앙 의 둘레면에는, 제 1 대좌 (37a; 臺座) 가 내측을 향하여 형성되고, 그 제 1 대좌 (37a) 보다 후측에는, 제 1 대좌 (37a) 보다 직경이 작아지는 제 2 대좌 (37b) 가 형성되어 있다. 상기 수용 구멍 (37) 내에는, 냉매 가스에 함유되는 윤활유를 분리하는 오일 세퍼레이터 (50) 가 배치 형성되어 있다. 이 오일 세퍼레이터 (50) 는 상기 토출실 (27) 에 연통하고 있음과 함께, 상기 접속 통로 (49) 를 통하여 상기 외부 냉매 회로 (41) 에 있어서의 가스 쿨러 (41b) 의 입구측에 접속되어 있다. 따라서, 토출실 (27) 로부터 토출된 냉매 가스는, 오일 세퍼레이터 (50) 를 경유하여 외부 냉매 회로 (41) 에 공급되도록 되어 있다.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 상기 냉매 압축기 (10) 의 하우징 내에는, 추기 통로 (32) 및 급기 통로 (33) 및 제어 밸브 (34) 가 형성되어 있다. 상기 추기 통로 (32) 는 크랭크실 (15) 과 흡입실 (26) 을 접속한다. 또, 상기 급기 통로 (33) 는, 토출압 영역인 접속 통로 (49; 오일 세퍼레이터 (50)) 와, 그 접속 통로 (49) 보다 저압인 저압 영역으로서의 크랭크실 (15) 을 접속한다. 급기 통로 (33) 의 도중에는 제어 밸브 (34) 가 배치 형성되어 있다.

그리고, 상기 제어 밸브 (34) 의 개방도를 조절함으로써, 급기 통로 (33) 를 통한 크랭크실 (15) 로의 고압의 토출 가스의 도입량과, 추기 통로 (32) 를 통한 크랭크실 (15) 로부터의 가스 도출량의 밸런스가 제어되고, 크랭크실 (15) 의 내압이 결정된다. 크랭크실 (15) 의 내압의 변경에 따라 크랭크실 (15) 의 내압과 압축실 (24) 의 내압의 차이가 변경되고, 사판 (18) 의 경사 각도가 변경되는 결과, 피스톤 (23) 의 스트로크, 즉 냉매 압축기 (10) 의 토출 용량이 조절된다. 즉, 본 실시형태의 냉매 압축기 (10) 는 토출 용량을 가변으로 하는 가변 용량형의 압축기이다.

예를 들어, 상기 제어 밸브 (34) 의 밸브 개방도가 감소하면, 크랭크실 (15) 의 내압이 저하된다. 따라서, 사판 (18) 의 경사 각도가 증대되어 피스톤 (23) 의 스트로크가 증대되고, 냉매 압축기 (10) 의 토출 용량이 증대된다. 반대로, 제어 밸브 (34) 의 밸브 개방도가 증대되면 크랭크실 (15) 의 내압이 상승된다. 따라서, 사판 (18) 의 경사 각도가 감소하여 피스톤 (23) 의 스트로크가 감소하고, 냉매 압축기 (10) 의 토출 용량이 감소한다.

다음으로, 상기 오일 세퍼레이터 (50) 에 대해 설명한다.

도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 토출 통로에 있어서, 토출실 (27) 보다 하류측이고 외부 냉매 회로 (41) 보다 상류측에는, 냉매 가스로부터 윤활유를 분리하기 위한 오일 세퍼레이터 (50) 가 배치 형성되어 있다. 오일 세퍼레이터 (50) 는, 상기 수용 구멍 (37) 내에 압입되는 원통형을 이루는 케이스 (51) 를 구비하고 있다. 케이스 (51) 가 수용 구멍 (37) 내에 압입된 상태에서는, 케이스 (51) 의 후단이 상기 제 1 대좌 (37a) 에 맞닿아 케이스 (51) 의 후방으로의 이동이 규제되어 있다.

케이스 (51) 의 둘레벽 (51a) 의 외주면에는, 수용 구멍 (37) 과 케이스 (51) 사이를 통한 냉매 가스의 누설을 억제하기 위해 고무제의 O 링으로 이루어진 시일 부재 (48) 가 장착되어 있다. 또, 케이스 (51) 의 둘레벽 (51a) 에 있어서의 하부에는, 냉매 가스로부터 분리된 윤활유를 케이스 (51; 오일 세퍼레이터 (50)) 밖으로 유출시키기 위한 오일 출구 (50b) 가 형성되어 있다. 이 오일 출구 (50b) 는, 통로 (60) 를 통하여 상기 제어 밸브 (34) 에 접속되어 있다 (도 1 참조).

또, 상기 케이스 (51) 내에는, 선회부로서의 선회 부재 (52) 가 수용되고, 케이스 (51) 에 있어서의 둘레벽 (51a) 은, 선회 부재 (52) 를 축방향 (M) 을 따라 둘러싸도록 배치되어 있다. 그리고, 그 둘레벽 (51a) 내주면과, 선회 부재 (52) 의 둘레면 사이에는, 원고리형을 이루는 분리 공간 (S) 이 형성되어 있다. 상기 선회 부재 (52) 는, 토출 통로 (수용 구멍 (37)) 에서의 냉매 가스가 흐르는 방향을 따라 연장되어 있다. 상기 선회 부재 (52) 는, 그 축방향 (M) 이 케이스 (51) 내의 전후 방향으로 연장되도록 수용되어 있고, 선회 부재 (52) 의 전단 (일단) 측은, 케이스 (51) 의 전단측인 토출실 (27) 측에 배치 형성되고, 선회 부재 (52) 의 후단 (타단) 측은, 케이스 (51) 의 후단측인 외부 냉매 회로 (41) 측에 배치 형성되어 있다. 상기 선회 부재 (52) 의 둘레면에는, 그 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 을 따라 전단 (일단) 측에서 후단 (타단) 측을 향하여 나선형으로 연장되는 나선 홈 (52a) 이 형성되어 있다. 이 나선 홈 (52a) 은, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 을 따라 냉매 가스를 선회 부재 (52) 주위에서 나선형으로 선회시키는 강제 선회 수단을 구성하고 있다.

또, 상기 나선 홈 (52a) 은, 선회 부재 (52) 의 전단측에서 후단측으로 갈수록 직경 방향으로의 홈 깊이가 서서히 얕아져, 후단측에서 선회 부재 (52) 의 축심을 향해 수렴하도록 되어 있다. 또한, 선회 부재 (52) 의 후단에는 플랜지부 (52b) 가 형성되고, 그 플랜지부 (52b) 에는 복수 (본 실시형태에서는 4 개) 의 도출구 (52c; 도 2 에서는 3 개의 도출구 (52c) 만 나타냄) 가 등간격으로 형성되어 있다. 그리고, 상기 분리 공간 (S) 내에 도입된 냉매 가스는, 상기 도출구 (52c) 로부터 분리 공간 (S) 밖으로 도출된다. 또한, 도출구 (52c) 로부터의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 을, 도 2 의 화살표 Z1 으로 나타내는 방향으로 하고, 이 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 은 선회 부재 (52) 에 있어서의 전단 (일단) 측에서 후단 (타단) 측으로의 축방향 (M) 과 동일 방향으로 되어 있다.

오일 세퍼레이터 (50) 에서, 상기 케이스 (51) 의 전단에는, 스토퍼 (53) 및 스로틀로서의 가변 스로틀 (55) 을 통하여 원통형을 이루는 덮개 부재 (54) 가 외부로부터 끼워져 있다. 상기 덮개 부재 (54) 에는 냉매 가스를 케이스 (51; 분리 공간 (S)) 내에 도입하기 위한 도입구 (54a) 가 형성되고, 그 도입구 (54a) 는 토출실 (27) 과 케이스 (51) 내에 연통하고 있다. 또한, 상기 4 개의 도출구 (52c) 는, 도입구 (54a) 에 대해 선회 부재 (52) 의 직경 방향의 바깥쪽에 위치가 어긋나도록 형성되어 있다. 또, 각 도입구 (54a) 는, 선회 부재 (52) 의 축심 주위에 배치 형성되어 있다. 그리고, 토출실 (27) 에 토출된 냉매 가스는, 상기 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내에 도입된다. 또한, 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 을, 도 2 의 화살표 Z2 에 나타내는 방향으로 하고, 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 은 선회 부재 (52) 에 있어서의 전단 (일단) 측에서 후단 (타단) 측으로의 축방향 (M) 과 동일 방향으로 되어 있다. 상기 스토퍼 (53) 는 원통형을 이루고, 그 중앙부에는 도입구 (54a) 와 케이스 (51) 내를 연통시키는 연통구 (53b) 가 형성되어 있다. 그리고, 상기 도입구 (54a) 를 통과한 냉매 가스는, 연통구 (53b) 를 통과하여 케이스 (51) 내의 분리 공간 (S) 에 도입되도록 되어 있다.

또, 스토퍼 (53) 의 외주부와 상기 덮개 부재 (54) 의 외주부 사이에는, 가변 스로틀 (55) 의 외주부가 사이에 끼워져 있다. 상기 가변 스로틀 (55) 은, 리드형상을 이루는 복수 (본 실시형태에서는 2 개) 의 스로틀 밸브 (55a) 를 구비하고 있다. 또한, 상기 스토퍼 (53) 의 전면(前面)측의 중앙에는, 상기 스로틀 밸브 (55a) 의 탄성 변형을 허용하는 릴리프부 (53a) 가 오목하게 형성되어 있다. 그리고, 도 2 의 2점 쇄선에 나타내는 바와 같이, 가변 스로틀 (55) 은 냉매 가스류를 받아 두 스로틀 밸브 (55a) 가 탄성 변형하되어 냉매 가스의 흐름을 허용하도록 되어 있다. 또한, 가변 스로틀 (55) 은, 냉매 가스 유량의 증대에 따라 각 스로틀 밸브 (55a) 의 탄성 변형량이 많아짐으로써 냉매 가스의 통과 단면적을 증대시킴과 함께, 냉매 가스의 유량의 감소에 의해 각 스로틀 밸브 (55a) 의 탄성 변형량이 적어짐으로써 냉매 가스의 통과 단면적을 감소시킨다. 이 때문에, 냉매 가스의 유량이 증대되면, 가변 스로틀 (55) 의 상류측과 하류측의 차압이 생기기 어려워지고, 냉매 가스의 유량이 감소하면, 가변 스로틀 (55) 의 상류측과 하류측의 차압이 생기기 쉬워진다.

상기 수용 구멍 (37) 에 있어서, 케이스 (51) 보다 후측 (외부 냉매 회로 (41) 측) 에는, 원통형을 이루는 밸브 시트 형성 부재 (56) 가 수용되고, 그 밸브 시트 형성 부재 (56) 의 외주에는 원통형을 이루는 끼움 부재 (57) 가 끼워져 있 다. 그리고, 밸브 시트 형성 부재 (56) 의 외주부와 끼움 부재 (57) 의 외주부 사이에는, 체크 밸브 (58) 의 외주부가 사이에 끼워져 있다. 상기 밸브 시트 형성 부재 (56) 의 중앙에는 밸브 구멍 (56a) 이 형성되고, 밸브 시트 형성 부재 (56) 에서 밸브 구멍 (56a) 의 주연부는, 상기 체크 밸브 (58) 가 부착된 밸브 시트 (56b) 로 되어 있다. 상기 끼움 부재 (57) 에서, 상기 밸브 시트 형성 부재 (56) 에 대향하는 전면(前面)에는, 상기 체크 밸브 (58) 의 탄성 변형을 허용하는 릴리프 (57a) 가 형성되어 있다. 그리고, 도 2 의 2점 쇄선에 나타내는 바와 같이, 체크 밸브 (58) 는 냉매 가스류를 받아 탄성 변형되어 분리 공간 (S) 밖으로의 냉매 가스의 흐름을 허용하는 한편, 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 흐름을 차단하도록 되어 있다. 또, 끼움 부재 (57) 의 중앙에는, 오일 세퍼레이터 (50) 밖으로의 냉매 가스의 가스 출구 (57b) 가 형성되고, 그 가스 출구 (57b) 는 케이스 (51) 내, 밸브 구멍 (56a) 및 접속 통로 (49) 에 연통하고 있다.

그리고, 오일 세퍼레이터 (50) 는, 상기 케이스 (51) 와, 선회 부재 (52) 와, 스토퍼 (53) 와, 덮개 부재 (54) 와, 가변 스로틀 (55) 과, 밸브 시트 형성 부재 (56) 와, 끼움 부재 (57) 와, 체크 밸브 (58) 를 조립하여 수용 구멍 (37) 내에 수용함으로써 구성되어 있다. 구체적으로는, 상기 끼움 부재 (57), 체크 밸브 (58), 밸브 시트 형성 부재 (56), 케이스 (51), 선회 부재 (52), 스토퍼 (53), 가변 스로틀 (55) 및 덮개 부재 (54) 를 동일한 순서로 수용 구멍 (37) 의 외부 냉매 회로 (41) 측에 수용함으로써, 오일 세퍼레이터 (50) 가 구성되도록 되어 있다.

상기 오일 세퍼레이터 (50) 는 원심 분리에 의해 냉매 가스로부터 윤활유를 분리하도록 되어 있다. 또한, 오일 세퍼레이터 (50) 에 있어서, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 을 따른 전단 (일단) 과 대응하는 위치에 상기 도입구 (54a) 가 배치 형성되고, 상기 축방향 (M) 을 따른 후단 (타단) 과 대응하는 위치에 상기 도출구 (52c) 가 배치 형성되어 있다. 그리고, 선회 부재 (52) 는, 그 축방향 (M) 이, 상기 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 및 도출구 (52c) 로부터 분리 공간 (S) 밖으로의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 과 동일 방향으로 연장되도록 배치 형성되고, 선회 부재 (52) 는 도입구 (54a) 와 도출구 (52c) 에 끼워져 있다. 또, 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 은, 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 에 대해 평행하고, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 에 대해서도 평행하게 되어 있다.

오일 세퍼레이터 (50) 의 오일 출구 (50b) 에 접속된 상기 통로 (60) 는, 상기 급기 통로 (33) 상에 위치하고, 오일 세퍼레이터 (50) 와 크랭크실 (15) 은, 급기 통로 (33; 통로 (60)) 를 통하여 연통되어 있다. 그리고, 오일 세퍼레이터 (50) 로 분리된 윤활유는, 용량 제어를 위해 크랭크실 (15) 로 공급되는 냉매 가스와 함께, 통로 (60), 즉 급기 통로 (33) 를 통하여 크랭크실 (15) 로 되돌려진다. 또, 제어 밸브 (34) 는, 상기 가변 스로틀 (55) 의 상류측의 압력 (토출실 (27) 의 압력) 과 하류측의 압력 (케이스 (51) 의 압력) 의 차이에 따라 변위 동작된다. 이 차압에는 냉동 회로에 있어서의 냉매 유량이 반영되어 있다.

그런데, 토출실 (27) 으로부터 도입구 (54a) 를 통하여 케이스 (51) 내에 도입된 냉매 가스는, 가변 스로틀 (55) 에 의해 유량이 조절된 후, 분리 공간 (S) 내 에 도입된다. 케이스 (51) 내에서는, 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 을 따라 선회 부재 (52) 가 연장되어 있다. 즉, 도입구 (54a) 로부터의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 에 대해, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 이 평행하게 연장되어 있기 때문에, 냉매 가스는 그 도입 방향 (Z2) 에 대해 직교하는 방향으로 흐르는 방향을 바꾸지 않고, 분리 공간 (S) 내를 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 을 따라 흐른다. 그리고, 냉매 가스는 선회 부재 (52) 를 따라 흐름으로써, 선회 부재 (52) 의 둘레면에 형성된 나선 홈 (52a) 에 의해 강제적으로 나선형으로 선회된다. 나선 홈 (52a) 은, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 전체에 걸쳐 형성되어 있기 때문에, 냉매 가스는 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 전체에 걸쳐 나선형으로 선회해 나간다.

그리고, 선회 부재 (52) 의 나선 홈 (52a) 을 따라 분리 공간 (S) 을 나선형으로 선회하는 냉매 가스로부터는, 원심 분리 작용에 의해 윤활유가 분리되고, 분리된 윤활유는 케이스 (51) 의 둘레벽 (51a) 내주면에 부착된다. 그 후, 둘레벽 (51a) 에 부착된 윤활유는 자중(自重)에 의해 아래로 흐르고, 냉매 가스와 함께 오일 출구 (50b) 로부터 케이스 (51; 오일 세퍼레이터 (50)) 밖으로 유출되어 통로 (60) 를 통하여 제어 밸브 (34), 크랭크실 (15) 에 제공된다.

한편, 윤활유가 분리된 냉매 가스는, 도출구 (52c) 를 향해 흐르지만, 도출구 (52c) 로부터의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 은, 도입구 (54a) 로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 과 동일해지도록 도입구 (54a) 와 도출구 (52c) 가 배치되어 있다. 이 때문에, 냉매 가스는 도출구 (52c) 를 향해 흐를 때에, 도입구 (54a) 로의 도입 방향과 상이한 방향으로 흐름의 방향을 바꾸지 않고 흘러, 그대로 도출구 (52c) 로부터 분리 공간 (S) 밖으로 도출된다. 그 후, 도출구 (52c) 로부터 도출된 냉매 가스는, 접속 통로 (49) 를 통하여 외부 냉매 회로 (41) 에 공급된다.

상기 실시형태에 의하면, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(1) 오일 세퍼레이터 (50) 는, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 을 따른 전단 (일단) 과 대응하는 위치에 냉매 가스의 도입구 (54a) 를 가짐과 함께, 상기 축방향 (M) 을 따른 후단 (타단) 과 대응하는 위치에 냉매 가스의 도출구 (52c) 를 갖는다. 그리고, 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 과, 도출구 (52c) 로부터 분리 공간 (S) 밖으로의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 이 동일한 방향이 되도록 도입구 (54a) 와 도출구 (52c) 가 배치되어 있다. 이 때문에, 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내에 도입된 냉매 가스는, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 을 따라 선회하면서 도출구 (52c) 로 흘러, 그대로 흐르는 방향을 바꾸지 않고 도출구 (52c) 로부터 분리 공간 (S) 밖으로 도출된다. 따라서, 배경 기술과 같이 냉매 가스가 도입 방향에 대해 직교하는 방향으로 흐르는 것을 없애고, 냉매 가스의 유속 저하를 억제할 수 있다. 그 결과, 냉매 가스의 유속 저하에 의한 윤활유의 분리 능력의 저하를 보충하기 위해, 냉매 가스의 선회 거리를 길게 확보하기 위해 선회 부재 (52) 를 길게 하거나, 냉매 가스의 도입 거리를 길게 확보할 필요가 없어져, 오일 세퍼레이터 (50) 를 컴팩트하게 할 수 있다.

(2) 4 개의 도출구 (52c) 는, 도입구 (54a) 의 축심 주위에 배치 형성되어 있고, 도입구 (54a) 로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 과, 각 도출구 (52c) 로부터의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 이 평행하게 되어 있다. 그리고, 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내에 도입된 냉매 가스는, 선회 부재 (52) 의 축방향 (M) 을 따라 선회하면서 각 도출구 (52c) 로 흐르고, 그 도출구 (52c) 로부터 도출된다. 여기서, 도출구 (52c) 로부터의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 이, 도입구 (54a) 로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 에 일치하지 않지만, 분리 공간 (S) 내에서는 냉매 가스는 흐르는 방향을 바꾸지 않고 도출구 (52c) 로부터 도출된다. 따라서, 냉매 가스는, 분리 공간 (S) 내에서 유속을 저하시키지 않고, 윤활유가 효율적으로 분리된다. 즉, 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 과 도입 방향 (Z2) 이 동일한 방향이면 윤활유를 효율적으로 분리할 수 있기 때문에, 도출구 (52c) 의 배치 위치를 임의로 변경해도 되고, 도출구 (52c) 의 배치 위치의 선택 자유도를 높일 수 있어, 오일 세퍼레이터 (50) 의 냉매 압축기 (10) 내에서의 배치를 그 냉매 압축기 (10) 의 구조에 유연하게 대응시키는 것이 가능해진다.

(3) 오일 세퍼레이터 (50) 에 있어서, 오일 출구 (50b) 는, 냉매 가스로부터 원심 분리된 윤활유가 부착되게 되는 케이스 (51) 의 둘레벽 (51a) 에 형성되어 있다. 그리고, 둘레벽 (51a) 에 부착된 윤활유는, 그 자중에 의해 오일 출구 (50b) 를 향하여 아래로 흐르고, 오일 출구 (50b) 로부터 오일 세퍼레이터 (50) 밖으로 유출된다. 따라서, 예를 들어, 오일 출구 (50b) 가, 둘레벽 (51a) 이 아니라 도출구 (52c) 가 형성된 플랜지부 (52b) 에 형성되어 있는 경우와 같이, 둘레벽 (51a) 에 부착된 윤활유가 냉매 가스의 흐름을 타고 플랜지부 (52b) 를 매개로 이동할 필요가 없어진다. 그 결과, 윤활유를 신속하게 오일 세퍼레이터 (50) 밖으로 유출시키고, 나아가서는, 압축 기구 등에 신속하게 윤활을 부여하는 것이 가능해진다.

(4) 오일 세퍼레이터 (50) 로 원심 분리된 윤활유는, 오일 세퍼레이터 (50) 내에 저장되지 않고, 오일 출구 (50b) 로부터 오일 세퍼레이터 (50) 밖으로 유출된다. 따라서, 오일 세퍼레이터 (50) 로 원심 분리된 윤활유가 냉매 가스와 함께 외부 냉매 회로 (41) 로 반출되는 것을 억제할 수 있다.

(5) 또, 오일 세퍼레이터 (50) 내에 윤활유를 저장하기 위한 구성을 형성할 필요가 없기 때문에, 오일 세퍼레이터 (50) 를 한층 더 컴팩트하게 할 수 있다.

(6) 선회 부재 (52) 의 둘레면에는, 냉매 가스를 선회 부재 (52) 의 둘레면을 따라 나선형으로 선회시키기 위한 나선 홈 (52a) 이 형성되어 있다. 이 때문에, 분리 공간 (S) 내에 도입된 냉매 가스는, 그 흐르는 방향을 따라 강제적으로 나선형으로 선회된다. 따라서, 오일 세퍼레이터 (50) 에 있어서는, 냉매 가스의 유속 저하를 억제하는 것에 더하여, 냉매 가스를 강제적으로 나선형으로 선회시킴으로써 냉매 가스로부터의 윤활유의 분리 능력을 높일 수 있다.

(7) 오일 세퍼레이터 (50) 는, 케이스 (51) 와, 선회 부재 (52) 와, 스토퍼 (53) 와, 덮개 부재 (54) 와, 가변 스로틀 (55) 과, 밸브 시트 형성 부재 (56) 와, 끼움 부재 (57) 와, 체크 밸브 (58) 를 일체로 조립하여 구성되어 있다. 그리고, 각 부재는, 오일 세퍼레이터 (50) 내로의 냉매 가스의 도입 방향을 따라 나란히 형성되어 있다. 따라서, 예를 들어, 냉매 가스가 흐르는 방향과 직교하는 방향으로 내통가 연장되는 배경 기술과는 달리, 오일 세퍼레이터 (50) 전체를 컴팩트하게 할 수 있다. 또, 각 부재를 소정의 순서로 수용 구멍 (37) 내에 조립해 가는 것만으로 오일 세퍼레이터 (50) 가 구성되므로, 냉매 압축기 (10) 에 오일 세퍼레이터 (50) 를 용이하게 형성할 수 있다.

(8) 오일 세퍼레이터 (50) 에 있어서, 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 을 따라 선회 부재 (52), 도출구 (52c) 가 나란히 형성되고, 또한 가변 스로틀 (55) 과 체크 밸브 (58) 도 나란히 형성되어 있다. 따라서, 예를 들어, 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 과 직교하는 방향으로 냉매 가스가 흐르는 구성과 같이, 오일 세퍼레이터 (50) 에 가변 스로틀 (55) 및 체크 밸브 (58) 를 일체로 조립하는 것이 불가능한 경우에 비해 오일 세퍼레이터 (50) 를 컴팩트하게 할 수 있다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명을 차량용 공조 장치의 냉동 회로에 사용되는 냉매 압축기로 구체화한 제 2 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 서술한다. 이하에 설명하는 제 2 실시형태에서는, 이미 설명한 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이거나 하여, 그 중복 설명을 생략 또는 간략한다.

도 3 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 오일 세퍼레이터 (50) 를 구성하는 케이스 (51) 의 후측에는 바닥부 (65) 가 일체 형성되어 있다. 상기 바닥부 (65) 에는 케이스 (51) 의 전측을 향해 원주형상으로 연장되는 돌기부 (66) 가 돌출되어 형성되고, 이 돌기부 (66) 는 그 주위를 냉매 가스가 선회하게 되는 선회부를 구성 하고 있다. 또한, 돌기부 (66) 와, 둘레벽 (51a) 사이에는 분리 공간 (S) 이 구획 형성되어 있다. 도 4(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 그 돌기부 (66) 의 전단에는 오목부 (66a) 가 오목하게 형성되어 있다. 또, 돌기부 (66) 의 전부(前部)에는, 상기 오목부 (66a) 에 연통하고, 돌기부 (66) 에 있어서의 전측에서 후측을 향해 비스듬하게 경사진 가이드부 (66b) 가 형성되어 있다. 케이스 (51) 내에 있어서, 상기 돌기부 (66) 와 둘레벽 (51a) 사이에는, 상기 오목부 (66a) 및 가이드부 (66b) 에 연통하고, 돌기부 (66) 의 둘레방향을 따라 나선형으로 연장되는 나선 통로 (67) 가 형성되어 있다. 이 나선 통로 (67) 는, 냉매 가스를 선회 부재 (52) 를 따라 강제적으로 나선형으로 선회시키는 강제 선회 수단을 구성하고 있다. 또, 돌기부 (66) 의 후단측이며, 상기 바닥부 (65) 에는 분리 공간 (S) 밖으로 냉매 가스를 도출하기 위한 도출구 (68) 가 형성되어 있다.

제 2 실시형태에 있어서, 돌기부 (66) 는, 그 축방향 (M) 이 상기 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2), 및 도출구 (68) 로부터 분리 공간 (S) 밖으로의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 과 동일 방향으로 연장되도록 배치 형성되고, 선회 부재 (52) 는 도입구 (54a) 와 도출구 (68) 에 끼워져 있다. 또, 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 과, 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 은 일치하고 있고, 도출 방향 (Z1) 과 도입 방향 (Z2) 은 돌기부 (66) 의 축방향 (M) 에 대해서도 일치하고 있다.

그리고, 제 2 실시형태에 있어서, 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 에 도입된 냉매 가스는, 오목부 (66a) 로부터 가이드부 (66b) 에 의해 분리 공간 (S) 의 후측을 향해 흐르도록 가이드되면서 나선 통로 (67) 에 도출된다. 그러면, 냉매 가스는 나선 통로 (67) 를 따라 흐름으로써, 돌기부 (66) 의 주위를 강제적으로 나선형으로 선회되고, 나선 통로 (67) 를 선회하는 냉매 가스로부터는, 원심 분리 작용에 의해 윤활유가 분리된다.

따라서, 제 2 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태의 (1)∼(8) 과 동일한 효과에 더하여 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(9) 제 2 실시형태에 있어서는, 케이스 (51) 내에 나선 통로 (67) 가 형성되고, 그 나선 통로 (67) 에 의해 냉매 가스를 한층 더 확실하게 나선형으로 선회시킬 수 있다. 따라서, 냉매 가스로부터의 윤활유의 분리 능력을 높일 수 있다.

(제 3 실시형태)

다음으로, 본 발명을 차량용 공조 장치의 냉동 회로에 사용되는 냉매 압축기로 구체화한 제 3 실시형태를 도면에 기초하여 상세히 서술한다. 이하에 설명하는 제 3 실시형태에서는, 이미 설명한 제 1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙이거나 하여, 그 중복 설명을 생략 또는 간략한다.

도 5 에 나타내는 바와 같이, 오일 세퍼레이터 (50) 를 구성하는 케이스 (51) 의 후측에는 바닥부 형성 부재 (70) 가 케이스 (51) 와 일체적으로 조립되어 있다. 상기 바닥부 형성 부재 (70) 는 원반형상을 이루는 바닥판 (71) 과, 그 바닥판 (71) 에 돌출되어 형성된 원통형의 통부 (72) 를 구비하고 있다. 바닥부 형성 부재 (70) 가 케이스 (51) 에 조립된 상태에 있어서, 상기 통부 (72) 는 케이스 (51) 의 전측을 향하여 돌출되고, 이 통부 (72) 는, 냉매 가스가 그 주위를 선회하게 되는 선회부를 구성하고 있다. 통부 (72) 의 내측에는 가스 통로 (72a) 가 형성되어 있다. 또, 통부 (72) 에는, 한 쌍의 투과 구멍 (72b) 이 서로 대향하도록 형성되고, 각 투과 구멍 (72b) 은 상기 가스 통로 (72a) 와 연통하고 있다. 또한, 통부 (72) 의 후단이며, 상기 가스 통로 (72a) 의 후단에는, 냉매 가스의 도출구 (72c) 가 형성되고, 도입구 (54a) 와 도출구 (72c) 는 동일 직선상에 위치하고 있다. 그리고, 통부 (72) 와 둘레벽 (51a) 사이에는 분리 공간 (S) 이 형성되어 있다.

또, 케이스 (51) 의 전측에는 덮개부 (73) 가 일체 형성되고, 그 덮개부 (73) 에는 그 덮개부 (73) 를 두께 방향 (전후 방향) 으로 관통하는 가이드 구멍 (74) 이 형성되어 있다. 그리고, 가이드 구멍 (74) 은, 덮개부 (73) 의 중앙으로부터 가장자리를 향하여 비스듬하게 연장되도록 형성되고, 그 연장되는 방향은 통부 (72) 의 축방향 (M) 에 대해 비스듬하게 되어 있다. 또, 가이드 구멍 (74) 은, 상기 통부 (72) 보다 외측인 분리 공간 (S) 을 향하여 개구되어 있다. 이 가이드 구멍 (74) 은, 냉매 가스를 통부 (72) 를 따라 강제적으로 나선형으로 선회시키는 강제 선회 수단을 구성하고 있다.

제 3 실시형태에 있어서, 통부 (72) 는 그 축방향 (M) 이 상기 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 내로의 냉매 가스의 도입 방향 (Z2), 및 도출구 (72c) 로부터 분리 공간 (S) 밖으로의 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 과는 동일한 방향으로 연장되도록 배치 형성되어 있다. 또, 냉매 가스의 도출 방향 (Z1) 과 냉매 가스의 도입 방향 (Z2) 은 동일한 방향이며, 도입구 (54a) 와 도출구 (72c) 를 연결하 는 직선이 연장되는 방향과 통부 (72) 의 축방향 (M) 이 일치하고 있다.

그리고, 도입구 (54a) 로부터 분리 공간 (S) 에 도입된 냉매 가스는, 가이드 구멍 (74) 에 의해 분리 공간 (S) 의 후측을 향해 흐르도록 가이드된다. 그러면, 냉매 가스는 통부 (72) 를 따라 흐름으로써, 통부 (72) 의 주위를 강제적으로 나선형으로 선회된다. 그리고, 분리 공간 (S) 을 선회하는 냉매 가스로부터는, 원심 분리 작용에 의해 윤활유가 분리되고, 윤활유가 분리된 냉매 가스는, 그 선회 도중에 위치하는 투과 구멍 (72b) 으로부터 가스 통로 (72a) 로 흐르고, 그 가스 통로 (72a) 로부터 도출구 (72c) 를 통과하여 분리 공간 (S) 밖으로 도출된다.

따라서, 제 3 실시형태에 의하면, 제 1 실시형태의 (1)∼(8) 과 동일한 효과에 더하여 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

(10) 제 3 실시형태에 있어서는, 가이드 구멍 (74) 을 비스듬하게 형성함으로써 냉매 가스를 나선형으로 선회시킬 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로 냉매 가스를 나선형으로 선회시킬 수 있다.

각 실시형태는 이하와 같이 변경해도 된다.

○ 상기 실시형태에서는, 냉매 압축기 (10) 를 사판식의 가변 용량형으로 구체화했지만, 캠 플레이트로서의 요동판을 구비한 워블 타입의 가변 용량형으로 해도 된다.

○ 상기 실시형태에서는, 냉매 압축기 (10) 를 가변 용량형으로 구체화했지만, 고정 용량형으로 해도 된다.

○ 상기 실시형태에서는, 냉매 압축기 (10) 을 피스톤식으로 했지만, 스크롤 식이나 베인식으로 해도 된다.

○ 상기 실시형태에서는, 냉매 가스로서 이산화탄소를 사용했지만, 냉매로서 프레온 (예를 들어 R134a) 을 사용해도 된다.

○ 상기 실시형태에서는, 냉매 압축기 (10) 를 편두 피스톤 타입으로 했지만, 양두 피스톤 타입으로 해도 된다.

○ 제 1 실시형태에 있어서, 오일 세퍼레이터 (50) 에 있어서의 가변 스로틀 (55) 및 체크 밸브 (58) 를 삭제하고, 오일 세퍼레이터 (50) 를 덮개 부재 (54) 와 선회 부재 (52) 와 케이스 (51) 로 구성해도 된다.

○ 상기 실시형태에서는, 스로틀로서 가변 스로틀 (55) 로 구체화했지만, 고정 스로틀로 해도 된다.

○ 상기 실시형태에 있어서, 오일 세퍼레이터 (50) 에서 분리된 윤활유는, 크랭크실 (15) 로 되돌려지는 구성으로 했지만, 오일 세퍼레이터 (50) 로 분리된 윤활유를 흡입실 (26) 로 되돌려도 된다.

○ 상기 실시형태에서는, 오일 세퍼레이터 (50) 에서 분리된 윤활유는 크랭크실 (15) 로 되돌려지는 구성으로 했지만, 오일 세퍼레이터 (50) 로 분리된 윤활유를 오일 저장부에서 저장해 두어도 된다. 이 경우, 예를 들어, 상기 실시형태에 있어서 급기 통로 (33) 의 상류측을 오일 세퍼레이터 (50) 밖에서 또한 가변 스로틀 (55) 보다 하류측 (예를 들어 체크 밸브 공간 (37a)) 에서 토출 통로에 접속한다.

다음으로, 상기 실시형태 및 다른 예에서 파악할 수 있는 기술적 사상에 대 해 이하에 추가로 기재한다.

(1) 상기 오일 세퍼레이터는, 상기 도입구로부터 분리 공간으로의 냉매 가스의 도입 방향을 따른 상기 도입구의 하류측에 나란히 형성되는 스로틀을 구비하고, 또한 선회부의 하류측에 나란히 형성되는 체크 밸브를 구비하고 있는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 냉매 압축기.

(2) 상기 오일 세퍼레이터는, 냉매 가스의 분리 공간 내로의 도입구와, 냉매 가스의 분리 공간 밖으로의 도출구를 구비하고 있고, 상기 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향을 따라 상기 선회 부재의 축방향이 연장됨과 함께, 상기 도입 방향을 따라 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이 연장되어 있는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 냉매 압축기.

본 발명에 의하면, 윤활유의 분리 능력을 확보하면서 오일 세퍼레이터를 컴팩트하게 할 수 있다.

Claims

압축 기구의 동작에 의해 냉매 가스의 압축을 행하고, 그 압축된 냉매 가스의 토출 통로상에, 선회부와, 상기 선회부의 축방향을 따라 선회부를 둘러싸는 둘레벽을 가짐과 함께, 상기 선회부와 상기 둘레벽 사이에 분리 공간을 가지며, 상기 분리 공간에서 상기 냉매 가스를 선회부를 따라 선회시킴으로써 상기 냉매 가스에 함유되는 윤활유를 분리하는 오일 세퍼레이터를 배치 형성하고, 또한 상기 둘레벽에는 냉매 가스로부터 분리된 윤활유를 오일 세퍼레이터 밖으로 유출시키기 위한 오일 출구를 형성한 냉매 압축기에 있어서,

상기 오일 세퍼레이터는, 상기 분리 공간 내로의 냉매 가스의 도입구와, 상기 분리 공간 밖으로의 냉매 가스의 도출구를 구비하고 있고, 상기 도입구와 도출구 사이에 상기 선회부가 배치 형성되어 있음과 함께, 상기 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이, 상기 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향과 같은 방향이 되도록 상기 도입구 및 도출구를 배치한 것을 특징으로 하는 냉매 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향과, 상기 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이 평행한 것을 특징으로 하는 냉매 압축기.
제 1 항에 있어서,

상기 도입구와 상기 도출구가 동일 직선상에 위치하고, 상기 도입구로의 냉매 가스의 도입 방향과, 상기 도출구로부터의 냉매 가스의 도출 방향이 일치하는 것을 특징으로 하는 냉매 압축기.
제 3 항에 있어서,

상기 도입구와 도출구를 연결하는 직선이 연장되는 방향과, 상기 선회부의 도입구측에서 도출구측으로 연장되는 상기 선회부의 축방향이 일치하는 것을 특징으로 하는 냉매 압축기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 오일 세퍼레이터는, 상기 선회부의 축방향을 따라 냉매 가스를 선회부 주위에서 나선형으로 선회시키는 강제 선회 수단을 구비하는 냉매 압축기.
제 5 항에 있어서,

상기 강제 선회 수단은, 상기 선회부의 둘레면에서 상기 선회부의 축방향을 따른 일단측으로부터 타단측으로 나선형으로 연장되는 나선 홈에 의해 구성되어 있는 냉매 압축기.
제 5 항에 있어서,

상기 강제 선회 수단은, 상기 분리 공간에서 상기 선회부의 축방향을 따른 일단측으로부터 타단측으로 나선형으로 연장되는 나선 통로에 의해 구성되어 있는 냉매 압축기.
제 5 항에 있어서,

상기 강제 선회 수단은, 상기 도입구에 연통하고, 상기 도입구로부터 상기 분리 공간을 향해 연장됨과 함께, 상기 선회부의 축방향에 대해 비스듬하게 교차하는 방향으로 연장되는 가이드 구멍에 의해 구성되어 있는 냉매 압축기.