WO2024127536A1 - 気液分離器、圧縮機、及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

気液分離器は、第１天部と第１底部と第１周部とを有する外部容器と、冷媒流入管と、冷媒流入管から流入した潤滑油を含む冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離する分離部と、第２天部と第２底部と第２周部とを有する内部容器と、ガス流出管と、を備える。内部容器は、外部容器の内部において分離部の下方に配置され、分離部で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が溜まる外部空間を外部容器との間に形成すると共に、分離部で分離されたガス冷媒のガス流入口が第２天部に形成されている。第２天部には、ガス流入口の下方において貫通孔で構成され、外部空間に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液を内部容器の内部空間に流入させる油流入口が形成されている。ガス流出管には、第１底部と第２底部との間の位置に第１油戻し穴が形成され、かつ第２底部と油流入口との間の位置に第２油戻し穴が形成されている。

Description

気液分離器、圧縮機、及び冷凍サイクル装置

　本開示は、気液分離器、圧縮機、及び冷凍サイクル装置に関する。

　従来、冷媒配管から流入した冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離してガス冷媒を圧縮機に供給する気液分離器が知られている(例えば、特許文献１参照)。気液分離器は、容器と、容器の上部に貫通して接続された冷媒流入管と、容器の下部に貫通して接続されたガス流出管と、を有する。気液分離器は更に、容器内において冷媒流入管の下方に配置され、冷媒流入管から流入した潤滑油を含む冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離する分離部を備えている。ガス流出管には、容器内の底部付近において高さの異なる位置に第１の油戻し穴と第２の油戻し穴とが形成されている。

　上記構成の特許文献１の気液分離器は、外部から流入した冷媒を、分離部によりガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離し、ガス冷媒をガス流出管から流出させ、液冷媒と潤滑油との混合液を容器の底部に貯留する。また、特許文献１の気液分離器は、容器の底部に貯留された液冷媒と潤滑油との混合液を第１の油戻し穴及び第２の油戻し穴を通してガス流出管内に吸入し、ガス冷媒と共にガス流出管から流出させる。ガス流出管から流出した流体は、圧縮機構を内部に有する圧縮機外郭に供給される。

　このように、特許文献１の気液分離器は、第１の油戻し穴及び第２の油戻し穴を通して潤滑油を圧縮機外郭へ供給することにより、圧縮機外郭内の圧縮機構における部品同士の摺動部の摺動性及びシール性を保っている。なお、第１の油戻し穴は第２の油戻し穴よりも低い位置に設けられており、特許文献１の気液分離器は、容器内における液冷媒と潤滑油との混合液の貯留量が少なくても第１の油戻し穴を通じて潤滑油を圧縮機外郭に供給できるようになっている。

特開２０２０－５１２５３号公報

　ところで、潤滑油と液冷媒との相溶性が低い場合、潤滑油と液冷媒とが分離する現象が生じる。この現象は、特に低外気温環境下で見られ、相対的に密度の低い潤滑油を多く含む潤滑油リッチの混合液の層が、相対的に密度の高い液冷媒を多く含む液冷媒リッチの混合液の層の上に位置するようにして容器の底部に溜まる。

　特許文献１の気液分離器では、ガス流出管において第１の油戻し穴及び第２の油戻し穴が容器内の底部付近に設けられている。よって、特許文献１の気液分離器では、上記のように容器内の混合液が２層に分かれた場合、第１の油戻し穴及び第２の油戻し穴の両方が液冷媒リッチの混合液の層に位置する。このため、特許文献１の気液分離器では、第１の油戻し穴及び第２の油戻し穴のどちらからも、第１の油戻し穴及び第２の油戻し穴を通してガス流出管内に吸入される混合液は液冷媒リッチの混合液であり、潤滑油の割合が少ない。よって、特許文献１の気液分離器では、圧縮機構における摺動性及びシール性の確保に必要な潤滑油の返油量の確保が難しく、返油性能が低下するという問題があった。

　本開示は、上述の課題を解決するためのものであり、返油性能を向上できる気液分離器、圧縮機及び冷凍サイクル装置を提供することを目的とするものである。

　本開示に係る気液分離器は、第１天部と第１底部と第１周部とを有する外部容器と、外部容器の第１天部を貫通して設けられ、外部容器の外部から内部に潤滑油を含む冷媒を流入させる冷媒流入管と、外部容器の内部に配置され、冷媒流入管から流入した潤滑油を含む冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離する分離部と、外部容器の内部において分離部の下方に配置され、第２天部と第２底部と第２周部とを有し、分離部で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が溜まる外部空間を外部容器との間に形成すると共に、分離部で分離されたガス冷媒のガス流入口が第２天部に形成された内部容器と、内部容器の第２底部と外部容器の第１底部とを上下方向に貫通して設けられ、一端が内部容器の内部に位置し、他端が外部容器の外部に位置しており、ガス流入口から内部容器の内部に流入したガス冷媒を外部容器の外部へ流出させるガス流出管と、を備え、内部容器の第２天部には、ガス流入口の下方において貫通孔で構成され、外部空間に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液を内部容器の内部空間に流入させる油流入口が形成され、ガス流出管には、第１底部と第２底部との間の位置に第１油戻し穴が形成され、かつ第２底部と油流入口との間の位置に第２油戻し穴が形成されているものである。

　本開示に係る圧縮機は、上記の気液分離器と、気液分離器の外部に接続され、気液分離器で分離されたガス冷媒が吸入される圧縮機外郭と、圧縮機外郭の内部に配置された回転電機と、回転電機に接続され、回転電機の動力によって回転する回転軸と、回転軸に接続され、回転軸によって伝達された回転電機の動力で、気液分離器から吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構と、を備えたものである。

　本開示に係る冷凍サイクル装置は、上記の圧縮機と、圧縮機で圧縮された冷媒が放熱する放熱器と、放熱器から流出した冷媒を減圧する減圧器と、減圧器から流出した冷媒が蒸発する蒸発器と、を備えたものである。

　本開示に係る気液分離器、圧縮機、及び冷凍サイクル装置は、第１油戻し穴が外部空間において第１底部と第２底部との間の位置している。このため、気液分離器、圧縮機、及び冷凍サイクル装置は、外部空間に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液の液面が第１油戻し穴に達して以降、液冷媒と潤滑油との混合液を外部空間からガス流出管内に吸入し、ガス冷媒と共に外部に流出させることができる。ここで、外部空間において、外部空間に溜まった混合液が潤滑油を多く含む潤滑油リッチの混合液の層と液冷媒を多く含む液冷媒リッチの混合液の層との２層となった場合、油流入口を介して外部空間から内部空間に流入する混合液は、潤滑油リッチの混合液である。このため、内部空間には潤滑油リッチの混合液が溜まる。内部空間には潤滑油リッチの混合液が溜まるため、第２油戻し穴を通してガス流出管から外部に流出する混合液は、潤滑油リッチの混合液となる。よって、気液分離器、圧縮機、及び冷凍サイクル装置は、返油性能を向上できる。

実施の形態１に係る圧縮機の全体構成を示す概略縦断面図である。 実施の形態１に係る気液分離器を示す概略断面図である。 図２のＡ－Ａ概略断面図である。 実施の形態１に係る気液分離器の内部容器の斜視図である。 実施の形態１に係る気液分離器の分離部の概略斜視図である。 実施の形態１に係る気液分離器の動作説明図である。 図２のＡ－Ａ概略断面に、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、の流れを示した図である。 実施の形態１に係る気液分離器の内部容器の斜壁部の作用説明図である。 実施の形態１に係る気液分離器の寸法説明図である。 実施の形態１に係る圧縮機の分離部の寸法説明図である。 実施の形態２に係る気液分離器を示す概略断面図である。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置を示す図である。

　以下、図面を参照して、本開示の実施の形態について説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略又は簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ及び配置等は、本開示の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る圧縮機の全体構成を示す概略縦断面図である。

［圧縮機１の構成］
　図１に示すように、実施の形態１に係る圧縮機１は、本開示に係る圧縮機の一例として、ローリングピストン型の圧縮機を示している。圧縮機１は、圧縮機外郭１０と、圧縮機構２０と、回転電機３０と、回転軸４０と、吸入配管２と、吐出配管３と、遠心ポンプ４５と、を備えている。圧縮機１は、更に、気液分離器５を備えている。圧縮機構２０、回転電機３０、回転軸４０及び遠心ポンプ４５は、圧縮機外郭１０の内部に収容されている。気液分離器５は、圧縮機外郭１０の外部に配置されている。なお、以下の説明において、回転軸４０が延びる方向を軸方向、軸方向に垂直な方向を径方向、回転軸周りの方向を周方向という。

　以下、圧縮機１の構成の詳細について説明していく。

（圧縮機外郭１０）
　圧縮機１の外郭を構成する圧縮機外郭１０は、頭部１１と、底部１３と、胴体部１２とを備えている。頭部１１は、圧縮機１の上部の外郭を構成するものである。底部１３は、圧縮機１の下部の外郭を構成するものである。胴体部１２は、圧縮機１の中間の外郭を構成するものであり、上部に頭部１１が取り付けられ、下部に底部１３が取り付けられている。

　圧縮機外郭１０の上部を構成する頭部１１は、図１に示すように、例えば略カップ形状をしているものである。頭部１１には、圧縮機外郭１０の内部と外部とを連通する吐出配管３が接続されている。

　圧縮機外郭１０の中間部分を構成する胴体部１２は、図１に示すように、例えば略円筒形状をしているものである。胴体部１２には、圧縮機外郭１０内に冷媒を供給するための吸入配管２が接続されている。また、胴体部１２の内周面には、回転電機３０の固定子３２が取り付けられている。また、胴体部１２の内周面には、圧縮機構２０が取り付けられている。本実施の形態１では、圧縮機構２０として、ローリングピストン型の圧縮機構を採用している。ローリングピストン型の圧縮機構は、胴体部１２の内周面であって固定子３２が取り付けられる位置の下側に取り付けられることが多い。

　圧縮機外郭１０の下部を構成する底部１３は、図１に示すように、例えば略カップ形状をしているものである。底部１３には、潤滑油である潤滑油６が貯留される。すなわち、圧縮機外郭１０の内部には、潤滑油６が貯留される。そして、この潤滑油６が圧縮機構２０等に供給され、圧縮機構２０等の摺動部における摩擦が軽減される。

（圧縮機構２０）
　圧縮機構２０は、回転軸４０に接続され、回転軸４０によって伝達された回転電機３０の動力で、外部から供給された冷媒を圧縮するものである。本実施の形態１では、圧縮機構２０には、気液分離器５の後述のガス流出管５４から流出した冷媒が供給される。すなわち、圧縮機構２０は、吸入配管２を介して外部の冷媒を吸入し、この冷媒を圧縮する。圧縮機構２０で圧縮された冷媒は、圧縮機外郭１０の内部に放出される。

　上述のように、本実施の形態１では、圧縮機構２０として、ローリングピストン型の圧縮機構を採用している。このため、圧縮機構２０は、外部から吸入した冷媒を圧縮するシリンダを備えている。具体的には、圧縮機構２０は、シリンダとして第１シリンダ２１Ａ及び第２シリンダ２１Ｂを備えている。第１シリンダ２１Ａ及び第２シリンダ２１Ｂは円筒状に構成され、吸入配管２から供給される冷媒を第１シリンダ２１Ａ内及び第２シリンダ２１Ｂ内の圧縮空間で圧縮する。

　第１シリンダ２１Ａ内には、第１シリンダ２１Ａ内を摺動自在に回転する第１ピストン２２Ａが配置されている。この第１ピストン２２Ａは、第１シリンダ２１Ａ内を、回転軸４０の回転中心に対して偏心して回転運動が可能なように、回転軸４０に接続されている。以下、回転軸４０の回転中心に対して偏心した回転運動を、偏心回転運動と称する。また、第２シリンダ２１Ｂ内には、第２シリンダ２１Ｂ内を摺動自在に回転する第２ピストン２２Ｂが配置されている。この第２ピストン２２Ｂは、第２シリンダ２１Ｂ内を偏心回転運動が可能なように、回転軸４０に接続されている。

　また、第１ピストン２２Ａは、第２ピストン２２Ｂが第２シリンダ２１Ｂ内を回転する際の回転位相に対して、１８０度位相がずれた状態で第１シリンダ２１Ａ内を回転することが可能なように、回転軸４０に接続されている。換言すると、第２ピストン２２Ｂは、第１ピストン２２Ａが第１シリンダ２１Ａ内を回転する際の回転位相に対して、－１８０度位相がずれた状態で第２シリンダ２１Ｂ内を回転することが可能なように、回転軸４０に接続されている。

　第１シリンダ２１Ａの上側には、回転軸４０を回転自在に支持する上軸受２４Ａが設けられている。上軸受２４Ａは、第１シリンダ２１Ａの上側の開口部を閉塞している。また、第１シリンダ２１Ａの下側には、仕切板２５が設けられている。仕切板２５は、第１シリンダ２１Ａの下側の開口部を閉塞すると共に、第２シリンダ２１Ｂの上側の開口部を閉塞している。すなわち、仕切板２５は、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって形成される空間と、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって形成される空間とを仕切るものである。一方、第２シリンダ２１Ｂの下側には、回転軸４０を回転自在に支持する下軸受２４Ｂが設けられている。下軸受２４Ｂは、第２シリンダ２１Ｂの下側の開口部を閉塞している。

　なお、上軸受２４Ａには、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって圧縮された冷媒を放出する、図示省略の弁が設けられている。この弁が開くことにより、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって形成される空間と、後述の第１マフラー２３Ａとを連通させることが可能となっている。また、下軸受２４Ｂには、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって圧縮された冷媒を放出する、図示省略の弁が設けられている。この弁が開くことにより、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって形成される空間と、後述の第２マフラー２３Ｂとを連通させることが可能となっている。

　上軸受２４Ａには、図示省略の弁を覆うように第１マフラー２３Ａが取り付けられている。なお、第１マフラー２３Ａには、図示省略の冷媒吐出部が設けられている。これにより、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって圧縮された冷媒は、弁を介してこの第１マフラー２３Ａ内の空間に吐出された後に、冷媒吐出部から圧縮機外郭１０の内部に放出されるようになっている。

　下軸受２４Ｂには、図示省略の弁を覆うように第２マフラー２３Ｂが取り付けられている。なお、この第２マフラー２３Ｂ内の空間は、図示省略の冷媒流路を介して第１マフラー２３Ａ内の空間と連通している。これにより、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって圧縮された冷媒は、第２マフラー２３Ｂ内の空間に吐出された後、図示省略の冷媒流路を介して第１マフラー２３Ａ内の空間に流入する。そして、第１マフラー２３Ａ内の空間に流入した冷媒は、第１マフラー２３Ａの冷媒吐出部から圧縮機外郭１０の内部に放出されるようになっている。

（回転電機３０及び回転軸４０）
　回転電機３０は、自身の回転を回転軸４０に伝達する回転子３１と、積層鉄心に複数相の巻線を装着して構成された固定子３２とを有している。

　回転軸４０は、回転電機３０に接続され、回転電機３０の動力によって回転するものである。また、回転軸４０は、回転電機３０の動力を圧縮機構２０へ伝達するものである。回転軸４０は、回転電機３０の回転子３１に接続されており、回転子３１の回転と共に回転する。回転軸４０は、図１の紙面上下方向に延びる軸を回転中心として回転する。本実施の形態１では、回転軸４０の上端部側が回転電機３０の回転子３１に接続され、回転軸４０の下端部側が圧縮機構２０に接続されている。回転軸４０の下端部側は、より詳細には、圧縮機構２０の上軸受２４Ａ及び下軸受２４Ｂに回転自在に支持されている。

　そして、回転軸４０には、上軸受２４Ａに回転自在に支持されている箇所と下軸受２４Ｂに回転自在に支持されている箇所との間に、第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂが偏心回転運動可能なように接続されている。

　また、回転軸４０には、回転軸４０の一方の端部である端部４１に開口する給油穴４２が形成されている。給油穴４２は、回転軸４０の回転中心に沿って延びている。端部４１は、回転軸４０の下端部である。また、回転軸４０には、第１の給油口４３及び第２の給油口４４が形成されている。第１の給油口４３及び第２の給油口４４は、給油穴４２に吸い込まれた潤滑油６を圧縮機構２０の摺動部へ供給する流路となるものである。第１の給油口４３及び第２の給油口４４の一方の端部は、給油穴４２に連通している。また、第１の給油口４３及び第２の給油口４４の他方の端部は、回転軸４０の外周面における圧縮機構２０と対向する箇所に開口している。具体的には、第１の給油口４３の他方の端部は、圧縮機構２０の上軸受２４Ａと径方向に対向する箇所に開口している。また、第２の給油口４４の他方の端部は、圧縮機構２０の下軸受２４Ｂと径方向に対向する箇所に開口している。

（吸入配管２）
　吸入配管２は、気液分離器５で分離されたガス冷媒を圧縮機外郭１０内へ吸入する配管である。すなわち、吸入配管２は、低温で低圧な冷媒を圧縮機外郭１０内へ吸入する配管である。吸入配管２は、圧縮機外郭１０の胴体部１２に接続されている。吸入配管２は圧縮機構２０のシリンダと同数設けられ、ここでは２本である。２本の吸入配管２の一方の端部は、圧縮機構２０の第１シリンダ２１Ａ及び第２シリンダ２１Ｂと連通している。２本の吸入配管２の他方の端部は、気液分離器５の後述のガス流出管５４に連通している。

（吐出配管３）
　吐出配管３は、圧縮機構２０で圧縮された冷媒を圧縮機外郭１０外へ吐出する配管である。すなわち、吐出配管３は、圧縮機外郭１０内の高温で高圧な冷媒を圧縮機外郭１０外へ吐出する配管である。吐出配管３は、圧縮機外郭１０の頭部１１に接続されている。

（遠心ポンプ４５）
　遠心ポンプ４５は、回転軸４０の回転運動によって発生する遠心力により、圧縮機外郭１０の底部１３に貯留された潤滑油６を吸い上げる流体機械である。遠心ポンプ４５は、回転軸４０の給油穴４２の内部に設けられている。遠心ポンプ４５は、板状部材が捻られて形成されたものである。遠心ポンプ４５で給油穴４２に吸い上げられた潤滑油６は、圧縮機構２０の摺動部に供給される。具体的には、給油穴４２に吸い上げられた潤滑油６の一部は、第１の給油口４３を通って、圧縮機構２０の上軸受２４Ａと回転軸４０との摺動部分に供給される。また、給油穴４２に吸い上げられた潤滑油６の一部は、第２の給油口４４を通って、圧縮機構２０の下軸受２４Ｂと回転軸４０との摺動部分に供給される。潤滑油６としては、例えば、鉱油系、アルキルベンゼン系、ポリアルキレングリコール系、ポリビニルエーテル系、及びポリオールエステル系の潤滑油等が用いられる。

［気液分離器５］
（気液分離器の構造）
　以下、図１と、次の図２～図５を用いて気液分離器５について説明する。

　図２は、実施の形態１に係る気液分離器５を示す概略断面図である。図３は、図２のＡ－Ａ概略断面図である。図４は、実施の形態１に係る気液分離器５の内部容器５１を上方から見た部分斜視図である。図５は、実施の形態１に係る気液分離器５の分離部５５の概略斜視図である。

　気液分離器５は、外部から流入した潤滑油を含む冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離し、ガス冷媒を外部に流出させる一方、液冷媒と潤滑油との混合液を内部に貯留するものである。気液分離器５は、冷凍サイクル回路における余剰冷媒を貯留するアキュムレータとしての機能を有する。気液分離器５は、液冷媒が圧縮機外郭１０に流入して液圧縮となる現象を防止するために冷凍サイクル回路に設けられるものである。また、気液分離器５は、潤滑油を圧縮機外郭１０に返油する機能を有する。気液分離器５は、以下に説明するように、返油の際に潤滑油を液冷媒と共に圧縮機外郭１０に供給するが、このときの液冷媒の量は液圧縮による不都合が生じない程度の量である。また、気液分離器５は、圧縮機外郭１０に冷媒が流入する際に発生する冷媒音等を低減するマフラーとしての機能も有している。

　気液分離器５は、外部容器５０と、内部容器５１と、固定部材５２と、冷媒流入管５３と、ガス流出管５４と、分離部５５と、を備えている。外部容器５０は、縦長の容器であって、第１天部５０ａと第１底部５０ｂと第１周部５０ｃとを有し、気液分離器５の外郭を構成するものである。外部容器５０は、第１天部５０ａを有する上部外部容器５０Ａと、第１底部５０ｂを有する下部外部容器５０Ｂと、に第１周部５０ｃの部分で分割され、上部外部容器５０Ａと下部外部容器５０Ｂとが第１周部５０ｃの分割部分で接合された構成を有する。上部外部容器５０Ａは、下方が開放された有底筒状の容器、下部外部容器５０Ｂは、上方が開放された有底筒状の容器である。

　内部容器５１は、縦長で外部容器５０よりも小さい容器である。内部容器５１は、外部容器５０の内部において後述の分離部５５の下方に配置されている。内部容器５１は、外部容器５０の内部に配置されて、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が溜まる外部空間Ｓ１を外部容器５０との間に形成している。内部容器５１は、第２天部５１ａと第２底部５１ｂと第２周部５１ｃと、を備える。内部容器５１は、断面形状が筒状であり、筒状の第２周部５１ｃの上部に第２天部５１ａが位置し、第２周部５１ｃの下部に第２周部５１ｃの底部が位置しており、第２天部５１ａと、第２底部５１ｂと、第２周部５１ｃと、が一体に形成されている。

　第２天部５１ａは、下方から上方に向かうにつれて径が小さくなる斜壁部５１Ａを有している。斜壁部５１Ａは、軸方向の断面で見たとき、下方から上方に向かうにつれて内部容器５１の中心部側に向けて傾斜する傾斜壁となっている。斜壁部５１Ａは、以下に詳述するが、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入することを防止する機能を有する。なお、図３において、ドットで示した部分は斜壁部５１Ａを示している。

　図４に示すように第２天部５１ａにおいて斜壁部５１Ａの上端中央部には、分離部５５で分離されたガス冷媒が流入するガス流入口５１ａ１が形成されている。ガス流入口５１ａ１は、円形状の貫通孔で形成されている。第２天部５１ａには更に、内部容器５１と外部容器５０との間の外部空間Ｓ１の上部側に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液を、内部容器５１の内部空間Ｓ２に流入させる油流入口５１ａ２が形成されている。油流入口５１ａ２は、ガス流入口５１ａ１の円形状の縁部から下方に延びて形成された溝で構成されている。油流入口５１ａ２は、溝に限られたものではなく、ガス流入口５１ａ１から離間して独立した貫通孔で構成されてもよい。要するに、油流入口５１ａ２は、ガス流入口５１ａ１の下方に形成された貫通孔で構成されていればよい。油流入口５１ａ２は、ガス流入口５１ａ１の周囲に、周方向に３つ、間隔を空けて形成されている。油流入口５１ａ２の数は、３つに限られたものではなく、２つでもよいし、４つ以上であってもよい。

　内部容器５１は、固定部材５２によって下部外部容器５０Ｂの内部に固定されている。固定部材５２は、板状部材であり、図３に示すように、内部容器５１と下部外部容器５０Ｂとの間に周方向に間隔を空けて４枚、配置され、溶接等により内部容器５１と外部容器５０とを接続している。固定部材５２の枚数は４枚に限られたものではなく、２枚以上であればよい。

　冷媒流入管５３は、外部容器５０の外部から内部に潤滑油を含む冷媒を流入させる管である。冷媒流入管５３は、外部容器５０の第１天部５０ａを上下方向に貫通して設けられている。ガス流出管５４は、分離部５５で分離されたガス冷媒を外部容器５０の外部に流出させる管である。ガス流出管５４は、一端が内部容器５１の内部に位置し、他端が外部容器５０の外部に位置しており、内部容器５１の第２底部５１ｂと外部容器５０の第１底部５０ｂとを上下方向に貫通して設けられている。ガス流出管５４は、圧縮機外郭１０に接続された吸入配管２と同数設けられ、ここでは２本設けられている。

　ガス流出管５４は、２つに分割されており、外部容器５０の内部に位置するインナーパイプ５４Ａと、外部容器５０の外部に位置するアウターパイプ５４Ｂと、を有する。インナーパイプ５４Ａは、直線状に延びて形成されており、上端部が内部容器５１内に位置し、下端部が内部容器５１の第２底部５１ｂと外部容器５０の第１底部５０ｂとのそれぞれを貫通して外部容器５０の外部に突出している。インナーパイプ５４Ａは、上端部が自由端となっており、下端部が内部容器５１の第２底部５１ｂと外部容器５０の第１底部５０ｂとのそれぞれに固定されている。

　アウターパイプ５４Ｂは、インナーパイプ５４Ａに接続される一端と吸入配管２に接続される他端との間に湾曲部を有する管で構成されている。インナーパイプ５４Ａの下端は外部容器５０よりも下方に突出して拡径されており、アウターパイプ５４Ｂは、一端がその拡径部分の内部に挿入されてインナーパイプ５４Ａに接続されている。

　インナーパイプ５４Ａには、第１油戻し穴６０Ａと第２油戻し穴６０Ｂとが形成されている。第１油戻し穴６０Ａは、インナーパイプ５４Ａにおいて内部容器５１の外部に形成されている。第１油戻し穴６０Ａは、インナーパイプ５４Ａにおいて内部容器５１の第２底部５１ｂよりも下方に形成されている。第１油戻し穴６０Ａは、内部容器５１と外部容器５０との間の外部空間Ｓ１に連通している。第１油戻し穴６０Ａは、外部容器５０の第１底部５０ｂと内部容器５１の第２底部５１ｂとの間に位置している。第２油戻し穴６０Ｂは、インナーパイプ５４Ａにおいて内部容器５１内の底部に形成されている。第２油戻し穴６０Ｂは、内部容器５１内の内部空間Ｓ２に連通している。第２油戻し穴６０Ｂは、内部容器５１の第２底部５１ｂと油流入口５１ａ２との間に位置している。

　ガス流出管５４は、インナーパイプ５４Ａとアウターパイプ５４Ｂとの２つに分割されているが、これは以下の理由に因る。仮にガス流出管５４が分割されていない場合、組み立て時の手順は、一例として以下のようになる。なお、以下の手順は、外部容器５０が上部外部容器５０Ａと下部外部容器５０Ｂとに分割された構造であることを前提としている。

　まず、内部容器５１が固定部材５２によって下部外部容器５０Ｂの内部に固定される。この組立体に対し、分割されていないガス流出管を、下部外部容器５０Ｂの第１底部５０ｂ及び内部容器５１の第２底部５１ｂのそれぞれに設けられた貫通穴に下方から通す。そして、ガス流出管と、外部容器５０の第１底部５０ｂ及び内部容器５１の第２底部５１ｂのそれぞれと、を溶接等により固定する。

　ここで、ガス流出管と外部容器５０の第１底部５０ｂとの溶接は外部容器５０の外部から行える。しかし、ガス流出管と内部容器５１の第２底部５１ｂとを溶接しようとすると、内部容器５１の周囲に固定された固定部材５２同士の隙間から行う必要があり、実際上は溶接機のトーチが届かず溶接不可能である。つまり、ガス流出管５４が２つに分割されていない場合、ガス流出管５４の固定は不可能である。

　一方、ガス流出管５４がインナーパイプ５４Ａとアウターパイプ５４Ｂとの２つに分割されている場合、以下のようにしてガス流出管５４を内部容器５１及び外部容器５０に固定できる。まず、インナーパイプ５４Ａを内部容器５１の内部から内部容器５１の第２底部５１ｂの貫通穴に通し、インナーパイプ５４Ａの下端部を内部容器５１から突出させる。そして、インナーパイプ５４Ａと内部容器５１の第２底部５１ｂとを例えば溶接などにより固定する。

　内部容器５１とインナーパイプ５４Ａとを固定した組立体を下部外部容器５０Ｂ内に挿入し、インナーパイプ５４Ａの下端部を下部外部容器５０Ｂの第１底部５０ｂの貫通穴から下方に突出させる。そして、下部外部容器５０Ｂの第１底部５０ｂの貫通穴から下方に突出したインナーパイプ５４Ａの下端部を拡径し、その拡径部と下部外部容器５０Ｂとを溶接等で固定する。そして、インナーパイプ５４Ａの拡管部の内部にアウターパイプ５４Ｂの一端を挿入し、インナーパイプ５４Ａの拡管部とアウターパイプ５４Ｂの一端とを溶接等で固定する。

　このように、気液分離器５は、ガス流出管５４がインナーパイプ５４Ａとアウターパイプ５４Ｂとの２つに分割されていることで、ガス流出管５４と内部容器５１及び外部容器５０との固定が可能となっている。

　分離部５５は、外部容器５０の内部に配置され、冷媒流入管５３から流入した潤滑油６を含む冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離するものである。分離部５５は、冷媒流入管５３の外部容器５０内の端部と内部容器５１との間に配置されている。分離部５５は、上部外部容器５０Ａの内周面に固定されている。

　分離部５５は、金属製であり、図５に示すように、円板状の上面部５５ａと、上面部５５ａの外周縁から下方に延びる円筒部５５ｂと、を有する。上面部５５ａと円筒部５５ｂとは一体に形成されている。上面部５５ａには、上面部５５ａの中心軸Ｏ回りの周方向に３つの斜面部５６が設けられている。斜面部５６は、上面部５５ａの径方向内側から径方向外側に向かうにしたがって下方に傾斜した部分である。また、斜面部５６は、下方に向けて凸に湾曲している。

　斜面部５６の下端縁５６ａは、中心軸Ｏの軸方向に見て径方向外側に向かって凸の円弧状となっている。斜面部５６の上端縁５６ｂは、中心軸Ｏの軸方向に見て径方向内側に向かって凸の円弧状となっている。斜面部５６の下端縁５６ａは、上面部５５ａにおいて下端縁５６ａよりも径方向外側の平坦部分から切り離されて離間している。その離間した部分は、上面部５５ａの上方と下方とを連通させる連通孔５７を形成している。連通孔５７は、中心軸Ｏ回りの周方向に、斜面部５６と同数の３つ形成されている。

　斜面部５６は、上面部５５ａにおいて点Ａと点Ｂとの間に入れられた、中心軸Ｏを中心とした円上の円弧状の切り込みＣによって切り離された径方向内側部分と径方向外側部分とのうち、径方向内側部分を下方に湾曲状に押し込むことにより形成されている。切り込みＣは、連通孔５７の外周縁に相当する。よって、連通孔５７の外周縁は、上面部５５ａの中心軸Ｏを中心とした円の円弧状となっている。なお、斜面部５６の数は、３つに限られたものではなく、４つ以上でもよい。但し、斜面部５６の数と、内部容器５１の油流入口５１ａ２の数とは同数とし、図３に示すように、軸方向に見たとき、周方向に隣接する斜面部５６同士の間に油流入口５１ａ２が位置するように構成されている。当該構成の理由は後述する。

（気液分離器５の動作）
　図６は、実施の形態１に係る気液分離器５の動作説明図である。図７は、図２のＡ－Ａ概略断面に、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、の流れを示した図である。図６及び図７において、白抜き矢印はガス冷媒の流れを示し、ハッチング矢印は液冷媒と潤滑油との混合液の流れを示している。また、図６では、油濃度が異なる混合液が、ハッチングの種類を変えて示されている。図６において、「潤滑油リッチ」は潤滑油を多く含む混合液であって油濃度が相対的に高い混合液を示している。「液冷媒リッチ」は、液冷媒を多く含む混合液であって油濃度が相対的に低い混合液を示している。「中間混合液」は、「潤滑油リッチ」と「液冷媒リッチ」との間の油濃度の混合液を示している。

　図６（ａ）：冷媒流入管５３から外部容器５０内に流入した冷媒は、分離部５５に衝突することでガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離される。分離されたガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、それぞれは、分離部５５の斜面部５６によって導かれて連通孔５７から分離部５５の下方に流入する。ここで、分離部５５の下方に流入したガス冷媒は、白抜き矢印で示すようにガス流出管５４の上部開口５４ａからガス流出管５４内に流入し、下部開口５４ｂから流出して圧縮機外郭１０に供給される。

　一方、液冷媒と潤滑油との混合液は、ハッチング矢印で示すように斜面部５６によって導かれて連通孔５７から分離部５５の下方の内部容器５１と外部容器５０との間の外部空間Ｓ１に流入する。図６（ａ）には、液冷媒と潤滑油との混合液が外部空間Ｓ１に貯まった状態を示している。外部空間Ｓ１に溜まった混合液は、油濃度が中間の中間混合液である。

　図６（ａ）の状態では、油濃度が中間の中間混合液が第１油戻し穴６０Ａを介して外部空間Ｓ１からガス流出管５４内に吸入される。ガス流出管５４内に吸入された油濃度が中間の中間混合液は、ガス流出管５４の上部開口５４ａから下部開口５４ｂに向けて流れるガス冷媒と共に下部開口５４ｂから流出し、圧縮機外郭１０に供給される。つまり、図６（ａ）の状態では、気液分離器５は、第１油戻し穴６０Ａを通じて油濃度が中間の中間混合液をガス冷媒と共に圧縮機外郭１０に供給する。

　ここで、内部容器５１の上部に設けられた油流入口５１ａ２は、図３に示したように軸方向に見て分離部５５において周方向に隣接する斜面部５６同士の間に位置している。言い換えれば、斜面部５６は、油流入口５１ａ２を避けた位置に配置されている。このため、気液分離器５は、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が斜面部５６によって導かれて油流入口５１ａ２から内部容器５１内、引いてはガス流出管５４に直接流入することを防止できる。

　図６（ｂ）：液冷媒と潤滑油との混合液が外部空間Ｓ１に流入し続けることで、外部空間Ｓ１内の液面位置が上昇していく。ここで、潤滑油と液冷媒との相溶性が低く、特に低外気温環境下では、潤滑油と液冷媒とが分離する。図６（ｂ）は、外部空間Ｓ１に貯まった混合液が分離し、相対的に密度の小さい潤滑油を多く含む潤滑油リッチの層が、相対的に密度の大きい液冷媒を多く含む液冷媒リッチの層の上に位置して、２層となった状態を示している。

　図６（ｂ）の状態では、液冷媒リッチの混合液が第１油戻し穴６０Ａを介して外部空間Ｓ１からガス流出管５４内に吸入される。ガス流出管５４内に吸入された液冷媒リッチの混合液は、ガス流出管５４の上部開口５４ａから下部開口５４ｂに向けて流れるガス冷媒と共に下部開口５４ｂから流出し、圧縮機外郭１０に供給される。つまり、図６（ｂ）の状態では、気液分離器５は、第１油戻し穴６０Ａを通じて液冷媒リッチの混合液をガス冷媒と共に圧縮機外郭１０に供給する。

　図６（ｃ）：潤滑油と液冷媒と混合液が、引き続き外部空間Ｓ１に流入し続けると、クロスハッチングの矢印で示すように潤滑油リッチの混合液が、外部空間Ｓ１から油流入口５１ａ２を介して内部容器５１の内部空間Ｓ２に流入する。図６（ｃ）は、外部空間Ｓ１から内部容器５１内に流入した潤滑油リッチの混合液が、第２油戻し穴６０Ｂの高さ位置に達していない状態を示している。

　図６（ｃ）の状態では、潤滑油リッチの混合液が第２油戻し穴６０Ｂの高さ位置に達していない。このため、気液分離器５は、図６（ｂ）と同様に、第１油戻し穴６０Ａを通じて液冷媒リッチの混合液をガス冷媒と共に圧縮機外郭１０に供給する。

　図６（ｄ）：潤滑油と液冷媒と混合液が、引き続き外部空間Ｓ１に流入し続けると、クロスハッチングの矢印で示すように潤滑油リッチの混合液が、外部空間Ｓ１から油流入口５１ａ２を介して内部空間Ｓ２に引き続き流入する。図６（ｄ）は、外部空間Ｓ１から内部空間Ｓ２に流入した潤滑油リッチの混合液が、第２油戻し穴６０Ｂよりも高い位置まで貯まった状態を示している。

　図６（ｄ）の状態では、内部容器５１内において潤滑油リッチの混合液が第２油戻し穴６０Ｂの高さ位置に達している。このため、気液分離器５は、第１油戻し穴６０Ａを通じて液冷媒リッチの混合液を圧縮機外郭１０に供給すると共に、潤滑油リッチの混合液を第２油戻し穴６０Ｂを通じて圧縮機外郭１０に供給する。つまり、図６（ｄ）の状態では、気液分離器５は、液冷媒リッチの混合液と潤滑油リッチの混合液との両方をガス冷媒と共に圧縮機外郭１０に供給する。

　以上のように、気液分離器５は、内部容器５１内の液面が第２油戻し穴６０Ｂに達するまでは第１油戻し穴６０Ａのみから潤滑油を圧縮機外郭１０へ供給する。冷凍サイクルの安定時等は、冷媒がガス単相の状態で気液分離器５に流入するため、液面が第２油戻し穴６０Ｂまで達しない。第１油戻し穴６０Ａは、気液分離器５内の液量が少ない状態でも返油できるように返油の機能を担う。そして、気液分離器５は、内部容器５１内の液面が第２油戻し穴６０Ｂに達して以降は、第１油戻し穴６０Ａと第２油戻し穴６０Ｂの両方を通じて潤滑油を圧縮機外郭１０へ供給する。

　ところで、特許文献１の気液分離器は、容器が気液分離器５の外部容器５０に相当する１つの容器だけの構成である。このため、その容器内で、潤滑油を多く含む潤滑油リッチの混合液の層が、液冷媒を多く含む液冷媒リッチの混合液の層の上に位置する２層状態となった場合、第１油戻し穴及び第２油戻し穴の両方が、液冷媒リッチの混合液の層に位置する。言い換えれば、特許文献１の気液分離器では、第１油戻し穴及び第２油戻し穴の両方が、潤滑油の割合が少ない混合液の層に位置する。このため、特許文献１の気液分離器では、第１油戻し穴及び第２第２油戻し穴のどちらからも、これらの油戻し穴を通して圧縮機外郭へ供給される混合液における油濃度の割合が少なく、圧縮機１における摺動性及びシール性が低下する。

　これに対し、気液分離器５は、外部容器５０内に内部容器５１を備え、内部容器５１の内部空間Ｓ２に潤滑油リッチの混合液が溜まるようにし、内部空間Ｓ２に第２油戻し穴が位置している。このため、図６（ｄ）に示したように、気液分離器５は、第２油戻し穴６０Ｂの高さ位置に潤滑油リッチの混合液の液面が達して以降、第２油戻し穴６０Ｂを通して潤滑油リッチの混合液を圧縮機外郭１０に供給できる。よって、気液分離器５は、外部空間Ｓ１内の混合液が、潤滑油リッチの混合液の層と液冷媒リッチの混合液の層とに分離して以降、液冷媒リッチの混合液のみを２つの油戻し穴の両方から圧縮機外郭に供給する特許文献１の気液分離器に比べて返油性能を向上できる。なお、第１油戻し穴６０Ａは、液冷媒と潤滑油との混合液が溜まり始める外部空間Ｓ１に位置しているため、第１油戻し穴６０Ａの作用は、特許文献１の気液分離器の第１油戻し穴と同様である。

（内部容器５１の斜壁部５１Ａの作用）
　図８は、実施の形態１に係る気液分離器５の内部容器５１の斜壁部５１Ａの作用説明図である。図８において、点線は内部容器５１の第２天部５１ａが斜壁部５１Ａを有さず、下方から上方に同じ径である円柱状である場合を示している。気液分離器５は、内部容器５１の第２天部５１ａが斜壁部５１Ａを有することで、点線で示すように内部容器５１の第２天部５１ａが円柱状である場合に比べて、以下に説明するように、液冷媒と潤滑油との混合液が、ガス流出管５４に直接流入することを抑制できる。

　点線で示したように内部容器５１の第２天部５１ａの上面が平坦面であると、分離部５５で分離された、液冷媒と潤滑油との混合液が、その平坦面で跳ね返る。跳ね返った液冷媒と潤滑油との混合液は、冷媒流入管５３からガス流出管５４に向かうガス冷媒の流れに巻き込まれてガス流出管５４に流入しやすくなる。

　これに対し、気液分離器５は、内部容器５１の第２天部５１ａが斜壁部５１Ａを有し、上方から下方に傾斜する傾斜面となっている。このため、気液分離器５は、内部容器５１の第２天部５１ａの上面が平坦面の構成に比べて上記の跳ね返りを抑制でき、その結果、液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入することを抑制できる。

（気液分離器５の各構成部の寸法）
　図９は、実施の形態１に係る気液分離器５の寸法説明図である。図１０は、実施の形態１に係る圧縮機１の分離部５５の寸法説明図である。気液分離器５は、以下の（１）～（５）の寸法関係を有する。

（１）内部容器５１の外径φＡは、円弧状の各切り込みＣを含む仮想円の直径φＢよりも小さく形成されている。外径φＡが直径φＢ超であると、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入しやすくなるからである。なお、外径φＡは直径φＢよりも小さいとしたが、小さすぎると、内部容器５１の容積が小さくなり、第２油戻し穴６０Ｂから圧縮機外郭１０に供給する潤滑油の量が少なくなる。以上を踏まえ、外径φＡは、直径φＢに対して０．９倍～１．０倍の範囲で構成されている。

（２）内部容器５１のガス流入口５１ａ１の直径φＣは、２本のガス流出管５４を内側に含むように外接する仮想円の直径φＤよりも大きく形成されている。直径φＤは、言い換えれば、２本のガス流出管５４の中心間距離とガス流出管５４の直径とを足した長さである。直径φＣが直径φＤよりも大きいことで、液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入することを抑制できる。なお、直径φＣが直径Ｄよりも大きいとしたが、大きすぎると、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が直接、ガス流出管５４に流入しやすくなる。

　一方、直径φＣが直径φＤ以下であると、以下の理由から液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入しやすくなる。図６（ｄ）の段階では、内部容器５１外に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液の液面が、油流入口５１ａ２の高さに位置している。このため、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液がその液面に流入した際に、液面上方つまり油流入口５１ａ２近傍で混合液が飛散した状態になると想定される。直径φＣが直径φＤ以下であると、油流入口５１ａ２近傍で飛散した混合液が、ガス冷媒の流れと重力により、内部容器５１の上端面５１ａａを介してガス流出管５４へ直接流入しやすくなる。以上を踏まえ、直径φＣは、直径φＤに対して１．０倍～１．１倍の範囲で構成されている。

（３）インナーパイプ５４Ａの上端５４ａａと内部容器５１の上端面５１ａａとがなす距離Ｅは、インナーパイプ５４Ａの上端５４ａａと分離部５５の斜面部５６の下端５６ｃとがなす距離Ｆよりも短く形成されている。なお、距離Ｅは距離Ｆよりも短いとしたが、距離Ｅが距離Ｆよりも短かすぎると、以下の理由から液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入しやすくなる。図６（ｄ）の段階では、内部容器５１外に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液の液面が、油流入口５１ａ２の高さに位置している。このため、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が、その液面に流入することで、液面上方つまり油流入口５１ａ２近傍で混合液が飛散した状態になると想定される。

　距離Ｅが距離Ｆよりも小さすぎると、油流入口５１ａ２近傍で飛散した混合液の防止壁を担う斜壁部５１Ａにおいて、斜壁部５１Ａの上端からインナーパイプ５４Ａの上端５４ａａまでの距離が短くなる。このため、油流入口５１ａ２近傍で飛散した混合液が、ガス流出管５４へ直接流入しやすくなる。以上を踏まえ、距離Ｅは、距離Ｆに対して０．１倍～０．３倍の範囲で構成されている。

（４）内部容器５１の斜壁部５１Ａの垂直方向距離Ｇは、（φＡ－φＣ）／２よりも長く形成されている。垂直方向距離Ｇが（φＡ－φＣ）／２よりも長いことで、上述したように、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が、第２天部５１ａで跳ね返り、ガス冷媒の流れに巻き込まれてガス流出管５４に直接流入することを抑制できる。一方で、垂直方向距離Ｇが（φＡ－φＣ）／２未満であると、第２天部５１ａの斜壁部５１Ａの傾斜が小さくなり図８の点線で示したように第２天部５１ａの上面が平坦面に近づく。このため、垂直方向距離Ｇが（φＡ－φＣ）／２未満であると、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入しやすくなる。

　なお、垂直方向距離Ｇは、（φＡ－φＣ）／２よりも長いとしたが、長すぎると、内部容器５１の容積が小さくなり、第２油戻し穴６０Ｂから圧縮機外郭１０に供給する潤滑油の量が少なくなる。以上を踏まえ、垂直方向距離Ｇは（φＡ－φＣ）／２に対して１．０～１．３倍の範囲で構成されている。

（５）内部容器５１の油流入口５１ａ２の周方向幅Ｈは、分離部５５において隣り合う斜面部５６同士の周方向距離Ｉよりも小さく形成されている。これは、周方向幅Ｈが周方向距離Ｉ以上であると、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入しやすくなるからである。なお、周方向幅Ｈは周方向距離Ｉよりも小さいとしたが、小さすぎると、以下の理由から液冷媒と潤滑油との混合液がガス流出管５４に直接流入しやすくなる。図６（ｄ）の段階において、内部容器５１外に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液の液面が油流入口５１ａ２の高さ位置で維持されるためには、内部容器５１内と内部容器５１外とで混合液量の釣り合いがとれている必要がある。具体的には、油流入口５１ａ２から内部容器５１内に流入する混合液量と、分離部５５で分離されて内部容器５１外に流入する混合液量とが釣り合っている必要がある。

　周方向幅Ｈが周方向距離Ｉよりも小さすぎると、油流入口５１ａ２の流路が狭くなり、油流入口５１ａ２から内部容器５１内に流入する混合液量が少なくなる。油流入口５１ａ２から内部容器５１内に流入する混合液量が少なくなると、混合液量の釣り合いが崩れる。混合液量の釣り合いが崩れて、分離部５５で分離されて内部容器５１外に流入する混合液量が、油流入口５１ａ２から内部容器５１内に流入する混合液量よりも多くなると、内部容器５１外の液面が油流入口５１ａ２の位置よりも上昇することが想定される。このように内部容器５１外の液面が油流入口５１ａ２の位置よりも上昇すると、その液面上方で飛散した混合液がガス流出管５４へ直接流入しやすくなる。以上を踏まえ、周方向幅Ｈは、周方向距離Ｉに対して０．８倍～０．９倍の範囲で構成されている。

　気液分離器５は、上記（１）～（５）の寸法設定を満たすことで、余剰冷媒を貯留しつつ、圧縮機外郭１０への返油性能を高めることができる。なお、気液分離器５は、上記（１）～（５）の寸法設定を全て満たす構成に限定されず、一部を満たす構成を含む。

　また、気液分離器５は、油流入口５１ａ２の垂直方向距離Ｊが、内部容器５１の斜壁部５１Ａの垂直方向距離Ｇよりも短く形成されている。

［圧縮機１の動作］
　固定子３２の積層鉄心に設けられた巻線に図示省略の電源から電流が供給されると、固定子３２が回転磁界を形成する。固定子３２の回転磁界が回転子３１に設けられた永久磁石に作用し、回転子３１が回転する。回転子３１の回転は、回転軸４０を介して第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂに伝達され、第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂが偏心回転運動する。第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂが偏心回転運動をすることにより、圧縮機１内に冷媒が引き込まれる。具体的には、第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂが偏心回転運動をすることにより、圧縮機１外の低圧の冷媒が潤滑油と共に気液分離器５に流入する。

　気液分離器５は、上述したように潤滑油と共に流入した冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液とに分離し、ガス冷媒をガス流出管５４から流出する。ガス流出管５４から流出したガス冷媒は、吸入配管２を介して圧縮機外郭１０内の圧縮機構２０に流入する。このとき、気液分離器５は、内部の状態に応じて第１油戻し穴６０Ａ及び第２油戻し穴６０Ｂを介して潤滑油を圧縮機外郭１０へ返油する。

　圧縮機構２０に流入したガス冷媒の一部は、第１シリンダ２１Ａと第１ピストン２２Ａとによって圧縮されて、高温で高圧なガス冷媒となる。この高温で高圧なガス冷媒は、上軸受２４Ａの弁を介して第１マフラー２３Ａに流入する。第１マフラー２３Ａに流入した高温で高圧なガス冷媒は、第１マフラー２３Ａに設けられた図示省略の冷媒吐出部から圧縮機外郭１０内の空間に放出される。そして、この圧縮機外郭１０内の空間に放出された高温で高圧なガス冷媒は、回転電機３０等の隙間等を介して圧縮機外郭１０内の空間上部に移動し、吐出配管３より吐出される。

　圧縮機構２０に流入したガス冷媒の残りは、第２シリンダ２１Ｂと第２ピストン２２Ｂとによって圧縮されて高温で高圧なガス冷媒となる。この高温で高圧なガス冷媒は、下軸受２４Ｂの弁を介して第２マフラー２３Ｂに流入する。第２マフラー２３Ｂに流入した高温で高圧なガス冷媒は、第２マフラー２３Ｂから図示省略の冷媒流路を通って第１マフラー２３Ａに送り込まれる。そして、この第１マフラー２３Ａに送り込まれた高温で高圧なガス冷媒は、第１マフラー２３Ａに設けられた図示省略の冷媒吐出部から圧縮機外郭１０内の空間に放出される。そして、この圧縮機外郭１０内の空間に放出された高温で高圧なガス冷媒は、回転電機３０等の隙間等を介して圧縮機外郭１０内の空間上部に移動し、吐出配管３より吐出される。

　また、圧縮機外郭１０内の底部１３に貯留された潤滑油は、回転軸４０と共に回転する遠心ポンプ４５により、給油穴４２の下端部から吸い上げられる。給油穴４２の下端部から吸い上げられた潤滑油は、第１の給油口４３から上軸受２４Ａと回転軸４０との間に流入する。また、給油穴４２の下端部から吸い上げられた潤滑油は、第２の給油口４４から下軸受２４Ｂと回転軸４０との間に流入する。潤滑油がこれらの間に流入することにより、回転軸４０は、第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂに回転駆動力を円滑に伝達することができる。

　第１の給油口４３から上軸受２４Ａと回転軸４０との間に流入した潤滑油の一部は、上軸受２４Ａと第１ピストン２２Ａの上面との間に流入する。上軸受２４Ａと第１ピストン２２Ａの上面との間に流入した潤滑油は、第１シリンダ２１Ａ内の圧縮空間に流入する。また、第２の給油口４４から下軸受２４Ｂと回転軸４０との間に流入した潤滑油の一部は、下軸受２４Ｂと第２ピストン２２Ｂの下面との間に流入する。下軸受２４Ｂと第２ピストン２２Ｂの下面との間に流入した潤滑油は、第２シリンダ２１Ｂ内の圧縮空間に流入する。潤滑油は第１ピストン２２Ａ及び第２ピストン２２Ｂを円滑に回転させるために用いられるが、潤滑油の一部は圧縮空間に流入し、低圧のガス冷媒と共に圧縮され、高温で高圧なガス冷媒に含まれた状態で吐出されることとなる。

［実施の形態１の効果］
　以上説明したように、実施の形態１の圧縮機１は、外部容器５０と、冷媒流入管５３と、分離部５５と、内部容器５１と、ガス流出管５４と、を備える。外部容器５０は、第１天部５０ａと第１底部５０ｂと第１周部５０ｃとを有する。冷媒流入管５３は、外部容器５０の第１天部５０ａを貫通して設けられ、外部容器５０の外部から内部に潤滑油を含む冷媒を流入させる管である。分離部５５は、外部容器５０の内部に配置され、冷媒流入管５３から流入した潤滑油を含む冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と潤滑油との混合液と、に分離するものである。内部容器５１は、外部容器５０の内部において分離部５５の下方に配置されている。内部容器５１は、第２天部５１ａと第２底部５１ｂと第２周部５１ｃとを有し、分離部５５で分離された液冷媒と潤滑油との混合液が溜まる外部空間Ｓ１を外部容器５０との間に形成する。内部容器５１の第２天部５１ａには、分離部５５で分離されたガス冷媒のガス流入口５１ａ１が形成されている。内部容器５１の第２天部５１ａには、ガス流入口５１ａ１の下方において貫通孔で構成され、外部空間Ｓ１に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液を内部容器５１の内部空間Ｓ２に流入させる油流入口５１ａ２が形成されている。ガス流出管５４は、内部容器５１の第２底部５１ｂと外部容器５０の第１底部５０ｂとを上下方向に貫通して設けられている。ガス流出管５４は、一端が内部容器５１の内部に位置し、他端が外部容器５０の外部に位置しており、ガス流入口５１ａ１から内部容器５１の内部に流入したガス冷媒を外部容器５０の外部へ流出させる管である。ガス流出管５４には、第１底部５０ｂと第２底部５１ｂとの間の位置に第１油戻し穴６０Ａが形成され、かつ第２底部５１ｂと油流入口５１ａ２との間の位置に第２油戻し穴６０Ｂが形成されている。

　上記構成により、実施の形態１の気液分離器５は、第１油戻し穴６０Ａが外部空間Ｓ１において第１底部５０ｂと第２底部５１ｂとの間の位置している。このため、実施の形態１の気液分離器５は、外部空間Ｓ１に溜まった液冷媒と潤滑油との混合液の液面が第１油戻し穴に達して以降、液冷媒と潤滑油との混合液を外部空間Ｓ１からガス流出管５４内に吸入し、ガス冷媒と共に外部に流出させることができる。また、実施の形態１の気液分離器５は、第２油戻し穴６０Ｂが第２底部５１ｂと油流入口５１ａ２との間に位置しており、つまり第２油戻し穴６０Ｂが内部容器５１の内部に位置している。内部容器５１の内部には油流入口５１ａ２を介して外部空間Ｓ１から内部空間Ｓ２に潤滑油リッチの混合液が流入する。このため、実施の形態１の気液分離器５は、第２油戻し穴６０Ｂの高さ位置に液冷媒と潤滑油の混合液の液面が達して以降、第２油戻し穴６０Ｂを通して潤滑油リッチの混合液を圧縮機外郭１０に供給できる。つまり、実施の形態１の気液分離器５は、余剰冷媒を貯留するアキュムレータの機能を維持しつつ、ガス流出管５４から流出する液冷媒と潤滑油との混合液における潤滑油の割合を多くすることができ、返油性能を向上できる。

　また、実施の形態１の気液分離器５は、上記（１）～（５）の一部又は全部の寸法設定を満たすことで、余剰冷媒を貯留しつつ、圧縮機外郭１０への返油性能を高めることができる。

実施の形態２．
　図１１は、実施の形態２に係る気液分離器５を示す概略断面図である。実施の形態２の気液分離器５は、外部容器５０の下部外部容器５０Ｂと上部外部容器５０Ａとの軸方向の長さの長短を特定するものである。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる構成を中心に説明するものとし、本実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。

　図１１に示すように、実施の形態２の外部容器５０は、下部外部容器５０Ｂの軸方向の長さが、上部外部容器５０Ａよりも長く形成されている。そして、内部容器５１が、下部外部容器５０Ｂの内部の上部に設けられた固定部材５２によって下部外部容器５０Ｂに固定されている。

［実施の形態２の効果］
　内部容器５１は縦長であるため、内部容器５１を安定的に外部容器５０に固定するにあたり、固定部材５２の位置はできるだけ上方が好ましい。実施の形態２の外部容器５０は、下部外部容器５０Ｂの軸方向の長さが上部外部容器５０Ａよりも長いことで、下部外部容器５０Ｂの軸方向の長さが上部外部容器５０Ａよりも短い構成に比べて、固定部材５２を上方に配置できる。よって、実施の形態２の気液分離器５は、内部容器５１を上方位置で外部容器５０に固定できるため、内部容器５１を外部容器５０に安定的に固定でき、固定強度を増すことができる。

実施の形態３．
　実施の形態３は、実施の形態１又は実施の形態２の圧縮機１を備えた冷凍サイクル装置に関する。

　図１２は、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置を示す図である。冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１又は実施の形態２に係る圧縮機１と、圧縮機１で圧縮された冷媒が放熱する放熱器と、放熱器から流出した冷媒を減圧する電動膨張弁等の減圧器２０３と、減圧器２０３から流出した冷媒が蒸発する蒸発器とを備えている。

　冷凍サイクル装置２００は、給湯装置及び冷凍装置等、種々の用途に用いられる。図１２では、冷凍サイクル装置２００が空気調和装置として用いられている例を示している。このため、図１２に示す冷凍サイクル装置２００は、暖房運転時に放熱器として機能する室内側熱交換器２０４と、暖房運転時に蒸発器として機能する室外側熱交換器２０２とを備えている。また、図１２に示す冷凍サイクル装置２００は、冷房運転も可能となっている。このため、冷凍サイクル装置２００は、四方切換弁２０１を備えている。四方切換弁２０１は、圧縮機１の冷媒の吐出口である吐出配管３に接続される熱交換器を切り換え、圧縮機１の冷媒の吸入口である気液分離器５に接続される熱交換器を切り換えるものである。冷房運転時、室内側熱交換器２０４は蒸発器として機能し、室外側熱交換器２０２は放熱器として機能する。

　冷凍サイクル装置２００を空気調和装置として用いる場合、例えば、室内側熱交換器２０４は屋内の装置に搭載される。また、例えば、四方切換弁２０１、室外側熱交換器２０２及び減圧器２０３は、屋外の装置に搭載される。また、例えば、冷凍サイクル装置２００には、Ｒ４０７Ｃ冷媒、Ｒ４１０Ａ冷媒、Ｒ３２冷媒又は二酸化炭素冷媒等が用いられる。

　以下、冷凍サイクル装置２００の暖房運転時及び冷房運転時の動作について説明する。冷凍サイクル装置２００が暖房運転を行う際、四方切換弁２０１は、図１２に実線で示す流路に切り換わる。これにより、圧縮機１の吐出配管３が室内側熱交換器２０４と接続され、圧縮機１の気液分離器５が室外側熱交換器２０２と接続される。すなわち、室内側熱交換器２０４が放熱器として機能する状態となり、室外側熱交換器２０２が蒸発器として機能する状態となる。

　この状態において、圧縮機１で圧縮された高温で高圧なガス冷媒が圧縮機１から吐出されると、高温で高圧なガス冷媒は、室内側熱交換器２０４に流入する。室内側熱交換器２０４に流入した高温で高圧なガス冷媒は、室内の空気に放熱しながら凝縮し、高圧な液冷媒となって室内側熱交換器２０４から流出する。この際、室内の空気が暖められる。なお、二酸化炭素冷媒等、冷媒の種類によっては、放熱する際に凝縮しない冷媒も存在する。放熱する際に凝縮する冷媒が用いられる場合、放熱器は凝縮器と称される場合もある。

　室内側熱交換器２０４から流出した高圧な液冷媒は、減圧器２０３に流入する。そして、減圧器２０３に流入した高圧な液冷媒は、減圧器２０３で減圧されて低温で低圧な気液二相冷媒となり、減圧器２０３から流出する。減圧器２０３から流出した低温で低圧な気液二相冷媒は、室外側熱交換器２０２へ流入する。室外側熱交換器２０２へ流入した低温で低圧な気液二相冷媒は、室外の空気から吸熱して蒸発し、低圧なガス冷媒又は気液二相冷媒として室外側熱交換器２０２から流出する。室外側熱交換器２０２から流出した低圧なガス冷媒又は気液二相冷媒は、気液分離器５に吸入される。そして、気液分離器５に吸入された冷媒のうちの低圧なガス冷媒は、ガス流出管５４を介して圧縮機１に吸入される。圧縮機１に吸入された低圧なガス冷媒は、圧縮機構２０で圧縮され、高温で高圧なガス冷媒となる。この高温で高圧なガス冷媒は、圧縮機１から再び吐出される。すなわち、冷凍サイクル装置２００が暖房運転を行う際、図１２の実線矢印に示すように冷媒は循環する。

　冷凍サイクル装置２００が冷房運転を行う際、四方切換弁２０１は、図１２に破線で示す流路に切り換わる。これにより、圧縮機１の吐出配管３が室外側熱交換器２０２と接続され、圧縮機１の気液分離器５が室内側熱交換器２０４と接続される。すなわち、室外側熱交換器２０２が放熱器として機能する状態となり、室内側熱交換器２０４が蒸発器として機能する状態となる。この状態において、圧縮機１で圧縮された高温で高圧なガス冷媒が圧縮機１から吐出されると、高温で高圧なガス冷媒は、室外側熱交換器２０２に流入する。室外側熱交換器２０２に流入した高温で高圧なガス冷媒は、室外の空気に放熱しながら凝縮し、高圧な液冷媒となって室外側熱交換器２０２から流出する。

　室外側熱交換器２０２から流出した高圧な液冷媒は、減圧器２０３に流入する。そして、減圧器２０３に流入した高圧な液冷媒は、減圧器２０３で減圧されて低温で低圧な気液二相冷媒となり、減圧器２０３から流出する。減圧器２０３から流出した低温で低圧な気液二相冷媒は、室内側熱交換器２０４へ流入する。室内側熱交換器２０４へ流入した低温で低圧な気液二相冷媒は、室内の空気から吸熱して蒸発し、低圧なガス冷媒又は気液二相冷媒として室内側熱交換器２０４から流出する。この際、室内の空気が冷やされる。室内側熱交換器２０４から流出した低圧なガス冷媒又は気液二相冷媒は、圧縮機１の気液分離器５に吸入される。そして、圧縮機１の気液分離器５に吸入された冷媒のうちの低圧なガス冷媒は、ガス流出管５４を介して圧縮機１に吸入される。圧縮機１に吸入された低圧なガス冷媒は、圧縮機１の圧縮機構２０で圧縮され、高温で高圧なガス冷媒となる。この高温で高圧なガス冷媒は、圧縮機１から再び吐出される。すなわち、冷凍サイクル装置２００が冷房運転を行う際、図１２の破線矢印に示すように冷媒は循環する。

　上記構成の冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１又は実施の形態２の圧縮機１を備えているため、気液分離器５から流出する液冷媒と潤滑油との混合液における潤滑油の割合を多くすることができる。このため、冷凍サイクル装置２００は、圧縮機１における摺動部の摺動性及びシール性を向上できる。

　１　圧縮機、２　吸入配管、３　吐出配管、５　気液分離器、６　潤滑油、１０　圧縮機外郭、１１　頭部、１２　胴体部、１３　底部、２０　圧縮機構、２１Ａ　第１シリンダ、２１Ｂ　第２シリンダ、２２Ａ　第１ピストン、２２Ｂ　第２ピストン、２３Ａ　第１マフラー、２３Ｂ　第２マフラー、２４Ａ　上軸受、２４Ｂ　下軸受、２５　仕切板、３０　回転電機、３１　回転子、３２　固定子、４０　回転軸、４１　端部、４２　給油穴、４３　第１の給油口、４４　第２の給油口、４５　遠心ポンプ、５０　外部容器、５０Ａ　上部外部容器、５０Ｂ　下部外部容器、５０ａ　第１天部、５０ｂ　第１底部、５０ｃ　第１周部、５１　内部容器、５１Ａ　斜壁部、５１ａ　第２天部、５１ａ１　ガス流入口、５１ａ２　油流入口、５１ａａ　上端面、５１ｂ　第２底部、５１ｃ　第２周部、５２　固定部材、５３　冷媒流入管、５４　ガス流出管、５４Ａ　インナーパイプ、５４Ｂ　アウターパイプ、５４ａ　上部開口、５４ａａ　上端、５４ｂ　下部開口、５５　分離部、５５ａ　上面部、５５ｂ　円筒部、５６　斜面部、５６ａ　下端縁、５６ｂ　上端縁、５６ｃ　下端、５７　連通孔、６０Ａ　第１油戻し穴、６０Ｂ　第２油戻し穴、２００　冷凍サイクル装置、２０１　四方切換弁、２０２　室外側熱交換器、２０３　減圧器、２０４　室内側熱交換器、Ｃ　切り込み、Ｅ　距離、Ｆ　距離、Ｇ　垂直方向距離、Ｈ　周方向幅、Ｉ　周方向距離、Ｊ　垂直方向距離、Ｏ　中心軸、Ｓ　空間、Ｓ１　外部空間、Ｓ２　内部空間、φＡ　外径、φＣ　直径。

Claims (10)

1. 　第１天部と第１底部と第１周部とを有する外部容器と、
   　前記外部容器の前記第１天部を貫通して設けられ、前記外部容器の外部から内部に潤滑油を含む冷媒を流入させる冷媒流入管と、
   　前記外部容器の内部に配置され、前記冷媒流入管から流入した前記潤滑油を含む前記冷媒を、ガス冷媒と、液冷媒と前記潤滑油との混合液と、に分離する分離部と、
   　前記外部容器の内部において前記分離部の下方に配置され、第２天部と第２底部と第２周部とを有し、前記分離部で分離された前記液冷媒と前記潤滑油との前記混合液が溜まる外部空間を前記外部容器との間に形成すると共に、前記分離部で分離された前記ガス冷媒のガス流入口が前記第２天部に形成された内部容器と、
   　前記内部容器の前記第２底部と前記外部容器の前記第１底部とを上下方向に貫通して設けられ、一端が前記内部容器の内部に位置し、他端が前記外部容器の外部に位置しており、前記ガス流入口から前記内部容器の内部に流入した前記ガス冷媒を前記外部容器の外部へ流出させるガス流出管と、を備え、
   　前記内部容器の前記第２天部には、前記ガス流入口の下方において貫通孔で構成され、前記外部空間に溜まった前記液冷媒と前記潤滑油との前記混合液を前記内部容器の内部空間に流入させる油流入口が形成され、
   　前記ガス流出管には、前記第１底部と前記第２底部との間の位置に第１油戻し穴が形成され、かつ前記第２底部と前記油流入口との間の位置に第２油戻し穴が形成されている
   気液分離器。
2. 　前記外部容器は、
   　前記第１天部を有する上部外部容器と前記第１底部を有する下部外部容器とに前記第１周部で分割され、前記上部外部容器と前記下部外部容器とが前記第１周部の分割部分で接合された構成を有し、
   　前記ガス流出管は、
   　前記外部容器の内部に位置するインナーパイプと、
   　前記外部容器の外部に位置し、前記インナーパイプに接続される一端と、他端との間に湾曲部を有するアウターパイプと、を備え、
   　前記インナーパイプは、前記第１底部及び前記第２底部に接続され、
   　前記アウターパイプは、前記一端が前記インナーパイプの内部に挿入されて前記インナーパイプに接続されている
   請求項１に記載の気液分離器。
3. 　前記内部容器は、断面形状が円形状であり、前記第２天部は、下方から上方に向かうにつれて径が小さくなる斜壁部を有し、
   　前記分離部は、円板状の上面部を有し、
   　前記上面部は、前記上面部の中心軸回りの周方向に、前記上面部の径方向の内側から前記径方向の外側に向かうにしたがって下方に傾斜する斜面部を複数有し、複数の前記斜面部の下端縁は、前記上面部において前記下端縁よりも径方向外側の部分から離間し、その離間した部分が前記上面部の上方と下方とを連通させる連通孔を形成しており、
   　前記連通孔の外周縁は前記上面部の前記中心軸を中心とした円の円弧状であり、
   　前記内部容器の前記第２周部の外径φＡは、
   　前記円の直径φＢよりも小さい
   請求項１又は請求項２に記載の気液分離器。
4. 　前記ガス流出管を２本備え、
   　前記ガス流入口の直径φＣは、
   　２本の前記ガス流出管を内側に含むように外接する仮想円の直径φＤよりも大きい
   請求項１～請求項３の何れか一項に記載の気液分離器。
5. 　前記インナーパイプの上端と前記内部容器の上端面とがなす距離Ｅは、
   　前記インナーパイプの上端と前記分離部の前記斜面部の下端とがなす距離Ｆよりも短い請求項２に従属する請求項３に記載の気液分離器。
6. 　前記内部容器の前記斜壁部の垂直方向距離Ｇは、
   　（φＡ－φＣ）／２よりも長い
   請求項３に従属する請求項４又は請求項５に記載の気液分離器。
7. 　前記内部容器の前記油流入口の周方向幅Ｈは、
   　前記分離部において隣り合う前記斜面部同士の周方向距離Ｉよりも小さい
   請求項３に従属する請求項４～請求項６の何れか一項に記載の気液分離器。
8. 　前記下部外部容器の軸方向の長さが、前記上部外部容器よりも長く形成されており、
   　前記内部容器は、前記下部外部容器の内部の上部に設けられた固定部材によって前記下部外部容器に固定されている
   請求項２に従属する請求項３～請求項７の何れか一項に記載の気液分離器。
9. 　請求項１～請求項８の何れか一項に記載の気液分離器と、
   　前記気液分離器の外部に接続され、前記気液分離器で分離された前記ガス冷媒が吸入される圧縮機外郭と、
   　前記圧縮機外郭の内部に配置された回転電機と、
   　前記回転電機に接続され、前記回転電機の動力によって回転する回転軸と、
   　前記回転軸に接続され、前記回転軸によって伝達された前記回転電機の動力で、前記気液分離器から吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構と、
   　を備えた圧縮機。
10. 　請求項９に記載の圧縮機と、
    　前記圧縮機で圧縮された冷媒が放熱する放熱器と、
    　前記放熱器から流出した前記冷媒を減圧する減圧器と、
    　前記減圧器から流出した前記冷媒が蒸発する蒸発器と、
    　を備えた冷凍サイクル装置。

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