(57)【要約】【課題】吐出室とオイル分離室の間に設けられる連通孔における圧損を低減しつつオイルセパレータの分離能力の低下を防止し、ケーシングの加工のしやすさにも配慮したオイルセパレータ内蔵圧縮機を提供する。【解決手段】吐出室に隣接させて配置され、内部全体が空間に形成され導入されてくるオイル含有ガスを遠心分離によりガスとオイルに分離し、分離されたオイルを下方に落下させ、分離されたガスを上方に抜き出す分離室と、吐出室からオイル含有ガスを分離室に導入する、吐出室と分離室との連通孔とを有するオイルセパレータ内蔵圧縮機において、オイルセパレータを圧縮機構成用の２つの部材の合わせ構造により形成するとともに、連通孔の内壁面の一部を、分離室の内壁面よりも合わせ構造の合わせ面から遠い位置に形成したことを特徴とするオイルセパレータ内蔵圧縮機。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出室に隣接させて配置され、内部全体が空間に形成され導入されてくるオイル含有ガスを遠心分離によりガスとオイルに分離し、分離されたオイルを下方に落下させ、分離されたガスを上方に抜き出す分離室と、吐出室から前記オイル含有ガスを分離室に導入する、吐出室と分離室との連通孔とを有するオイルセパレータ内蔵圧縮機において、前記オイルセパレータを圧縮機構成用の２つの部材の合わせ構造により形成するとともに、前記連通孔の内壁面の一部を、前記分離室の内壁面よりも前記合わせ構造の合わせ面から遠い位置に形成したことを特徴とするオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項２】
前記連通孔が、前記分離室の内壁面の、前記合わせ構造の合わせ面から最も遠い部位において開口されている、請求項１に記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項３】
前記連通孔が上下方向に複数配列されている、請求項１または２に記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項４】
前記複数の連通孔の分離室への開口方向が同方向に向けられている、請求項３に記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項５】
前記連通孔毎に、分離室への開口方向が変えられている、請求項３に記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項６】
前記複数の連通孔の配列ピッチをＰ［ｍｍ］、各連通孔の上下方向幅をＷ［ｍｍ］としたときに、ピッチＰが下記式を満足する、請求項３〜５のいずれかに記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
Ｗ＋２≦Ｐ≦Ｗ＋７
【請求項７】
前記オイルセパレータが、分離室の下方に位置する貯油室へ分離室で分離されたオイルを導出する下部孔を有する、請求項１〜６のいずれかに記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項８】
前記分離室が、母線部が直線状に延びる円筒形状に形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項９】
前記分離室が、母線部が湾曲した円筒形状に形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項１０】
スクロール型圧縮機からなり、前記２つの部材の一方が固定渦巻体構成部材からなり、他方が圧縮機のケーシングからなる、請求項１〜９のいずれかに記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【請求項１１】
車両空調装置用圧縮機からなる、請求項１〜１０のいずれかに記載のオイルセパレータ内蔵圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オイルセパレータ内蔵圧縮機に関し、とくに、オイルセパレータ機構の簡素化および小型化、部品点数の低減、組み立ての容易化、圧損低減等を図ったオイルセパレータ内蔵圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば車両空調装置の冷凍システムに組み込まれる圧縮機として、遠心分離方式のオイルセパレータを圧縮機に内蔵したオイルセパレータ内蔵圧縮機が知られている（例えば、特許文献１）。従来のオイルセパレータ内蔵圧縮機においては、例えば図６に従来のオイル分離室７の横断面構造の例を示すように、吐出室２内のオイルを含むガスが、連通孔１８を通してオイル分離室７内に導入され、オイル分離室７の内壁面に沿って旋回する際に生じる遠心力を利用して、ガスとオイルが分離される。特許文献１では、このオイル分離室７を固定渦巻体構成部材５とケーシング６とを合わせ面１１で合わせる構造によって形成している。図６（ｂ）において、１８ａは上下方向に配列された連通孔のうち上部側連通孔を示しており、１８ｂは下部側連通孔を示している。
【特許文献１】特開２００８−８２２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、圧縮機の吐出容積拡大等のニーズが増大していることを受け、連通孔の断面積を拡大することで圧損を低減する試みがなされている。しかしながら、上記のような従来の構造のままで単に連通孔の断面積を拡大しようとすると、以下のような問題の発生が懸念される。
【０００４】
すなわち、上記のような構造を有する従来のオイルセパレータ内蔵圧縮機において連通孔１８が複数設けられている場合、連通孔１８の断面積が拡大された結果、隣接する連通孔１８間の肉厚が小さくなり過ぎると、鋳造や鍛造によるケーシング６の加工が困難になる。そこで、隣接する連通孔間の肉厚を確保するために、例えば下部側連通孔１８ｂの設置位置をさらに下方に変更することが考えられる。しかし、下部側連通孔１８ｂの設置位置がオイル分離室７の下方に設けられるほど、オイルを分離するために必要なガス旋回領域が小さくなってしまい、オイルセパレータのオイル分離能力の低下を招く。
【０００５】
そこで本発明の課題は、上記のような問題点に着目し、吐出室とオイル分離室の間に設けられる連通孔における圧損を低減しつつオイルセパレータの分離能力の低下を防止し、ケーシングの加工のしやすさにも配慮したオイルセパレータ内蔵圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るオイルセパレータ内蔵圧縮機は、吐出室に隣接させて配置され、内部全体が空間に形成され導入されてくるオイル含有ガスを遠心分離によりガスとオイルに分離し、分離されたオイルを下方に落下させ、分離されたガスを上方に抜き出す分離室と、吐出室から前記オイル含有ガスを分離室に導入する、吐出室と分離室との連通孔とを有するオイルセパレータ内蔵圧縮機において、前記オイルセパレータを圧縮機構成用の２つの部材の合わせ構造により形成するとともに、前記連通孔の内壁面の一部を、前記分離室の内壁面よりも前記合わせ構造の合わせ面から遠い位置に形成したことを特徴とするものからなる。
【０００７】
本発明に係るオイルセパレータ内蔵圧縮機によれば、吐出室からオイル含有ガスを分離室に導入する、吐出室と分離室との連通孔を有するオイルセパレータ内蔵圧縮機において、オイルセパレータが２つの部材の合わせ構造により形成されることによって、簡素で小型の構造によりオイルセパレータの分離室が構成され、連通孔の内壁面の一部が、分離室の内壁面よりも合わせ構造の合わせ面から遠い位置に形成されていることにより、連通孔の設置位置を従来通りに保持して分離能力が所定能力に確保されつつ、連通孔の断面積が拡大されることにより圧損の低減が図られる。
【０００８】
本発明において、前記連通孔は、前記分離室の内壁面の、前記合わせ構造の合わせ面から最も遠い部位において開口されているように形成されることが好ましい。ここで、合わせ面から最も遠いとは、連通孔形成部が加工される側の部材において該合わせ面からの距離が最も長いことをいう。このように連通孔が形成されることにより、オイル含有ガスが連通孔から分離室内に導入される際にガス流れのデッドスペースが生じにくくすることが可能となり、分離室内に流入するガス流れに優れた遠心分離性能が付与される。
【０００９】
また、本発明は、前記連通孔が上下方向に複数配列されているような場合に、とくに大きな効果を発揮する。すなわち、上下方向に複数配列された連通孔の断面積を拡大しようとする際に、隣接する連通孔の配列ピッチを変更することなく、圧損を低減することが可能となるので、鋳造や鍛造によるケーシングの加工において、特段の困難が生じにくくなる。
【００１０】
また、上記複数の連通孔は、前記複数の連通孔の分離室への開口方向が同方向に向けられている構造を採用することができる。このようにすれば、オイル分離室に吹き出されるガスの量が比較的多い場合にも、各連通孔を通してのガスの吹き出し方向をそれぞれ最適化でき、分離室内で効率のよい遠心分離を行って、効率よく分離されたオイルを貯油室に導くことが可能となる。また、複数の前記連通孔毎に、分離室への開口方向が変えられている構造も採用することができる。このようにすれば、オイル分離室に吹き出されるガスの方向を、連通孔毎に角度を変えて設定できることになり、オイル分離室の形状等に即したガスの吹き出し方向の設定が可能になり、各連通孔から吹き出されたガスをそれぞれ効率よく遠心分離して、効率よく分離されたオイルを貯油室に導くことが可能となる。
【００１１】
さらに、上記前記複数の連通孔の配列ピッチをＰ［ｍｍ］、各連通孔の上下方向幅をＷ［ｍｍ］としたときに、ピッチＰが下記式を満足するように、連通孔を形成することが好ましい。
Ｗ＋２≦Ｐ≦Ｗ＋７
【００１２】
上記式の意味するところは以下の通りである。すなわち、ケーシングの鋳造加工の観点から配列ピッチは各連通孔の上下方向幅Ｗに加えて２ｍｍ以上を確保することが好ましく、つまり、隣接する連通孔間に２ｍｍ以上の肉厚を確保することが好ましく、また、分離室内のエアカーテン効果が十分に発揮されるためには、配列ピッチは各連通孔の上下方向幅Ｗに加えて７ｍｍ以内に抑えることが好ましい。ここで、エアカーテン効果とは、分離室内壁に沿ったガス流れが安定した旋回流を形成することにより、その旋回流がカーテンのようになって、分離されたオイルが上昇ガス流に乗って上方へ運ばれるのを抑制する効果である。
【００１３】
また、本発明のオイルセパレータ内蔵圧縮機は、より具体的には、上記オイルセパレータが、分離室の下方に位置する貯油室へ分離室で分離されたオイルを導出する下部孔を有するように形成可能である。このような下部孔も、圧縮機を構成する２つの部材の合わせ構造によって形成可能であるため、生産性の大幅な向上とコストダウンが期待できる。
【００１４】
この本発明に係る２つの部材の合わせ構造でオイルセパレータを形成するオイルセパレータ内蔵圧縮機においては、部品点数が少なく機械加工部分がないため、前記分離室の形状の自由度は極めて高く保たれる。従って、この分離室は、母線部が直線状に延びる円筒形状や、母線部が湾曲した円筒形状（全体としてドーナツ形状（ドーナツ形状の一部を形成する形状）の分離室）に形成することができる。
【００１５】
また、上記湾曲円筒形状における横断面形状に関しては、実質的に完全な円形が好ましいが、２つの部材の合わせ構造の構成上、円筒形状の内面に多少の段差が生じたり、円筒形状の内面を形成する部材の円筒形状横断面における円弧間に、曲率の差が生じてもよい。また、円筒形状の内面を形成する上で、両部材間に、内面の周長差が生じてもよい。さらに、円筒形状の内面を形成する両部材の円筒形状横断面における円弧状の溝の深さ間に差が生じてもよい。
【００１６】
このような本発明におけるオイルセパレータ内蔵構造は、実質的にあらゆるタイプの圧縮機に適用可能であるが、とくに、スクロール型圧縮機に好適なものである。スクロール型圧縮機の場合には、例えば、上記両部材の一方が固定渦巻体構成部材からなり、他方が圧縮機のケーシングからなる構造とすることができる。
【００１７】
また、本発明のオイルセパレータ内蔵圧縮機は、オイルセパレータが圧縮機構成用の２つの部材の合わせ構造により形成されているので、小型化や軽量化にも適しており、車両空調装置用の圧縮機として好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明に係るオイルセパレータ内蔵圧縮機によれば、従来構造における連通孔の配置を変えることなく連通孔の断面積を拡大することができ、それによって圧損を低減することができ、かつ、所望の遠心分離性能や加工特性を確保しつつ連通孔が設けられるケーシング等を鋳造や鍛造によって比較的容易に形成可能となる。さらに、複数の連通孔の配列ピッチを所定の範囲内に設定することにより、所望の分離性能や加工特性を確保した鋳造や鍛造がより確実に実施可能となる。また、本発明のオイルセパレータにおいては、小型化や軽量化にも適した合わせ構造が採用されていることにより、本発明のオイルセパレータ内蔵圧縮機は、車両空調装置用の圧縮機として好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係るオイルセパレータ内蔵圧縮機の合わせ構造を示す縦断面図である。この圧縮機１はスクロール型圧縮機からなり、吐出室２、第２吐出室３および貯油室４が、固定渦巻体構成部材５およびケーシング６の合わせ構造により形成されている。
【００２０】
図２は、図１の圧縮機１の断面を示す図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ方向から見た断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ方向から見た断面図である。図２（ｂ）に示されるように、ケーシング６側に連通孔８形成用の加工が施されており、図２（ａ）に示される固定渦巻体構成部材５との合わせ構造により、吐出室２と分離室７とを結ぶ上部側連通孔８ａと下部側連通孔８ｂが形成されている。また、ケーシング６側と固定渦巻体構成部材５側の双方には下部孔９形成用の加工が施されており、これらの合わせ構造によって、分離室７と貯油室４とを結ぶ下部孔９が形成されている。圧縮機構により圧縮され、吐出室７に導入されたオイル含有圧縮ガスは、連通孔８を通して分離室７に導入され、分離室７の内壁に沿って旋回流を形成する。好ましくは、該旋回流は分離室７の内壁に沿って下降する旋回流を形成し、ガスに含有されていたオイルが旋回流による遠心分離によりガスから分離され、分離されたオイルは分離室７の内壁を伝わって下降し、下部孔９を通して貯油室４内に貯留される。一方、オイルと分離されたガスは、分離室７の断面中央側に上昇流を形成しながらガス通路１０を経て第２吐出室３に導入され、吐出ポートから系外に排出される。このように、圧縮機１には分離室７、連通孔８、下部孔９、貯油室４からなるオイルセパレータ１２が形成され、内蔵されている。
【００２１】
図３は、図２の圧縮機１の分離室７の断面を示しており、（ａ）は分離室７を図２の上方から見た横断面図、（ｂ）は（ａ）の右方から見た連通孔８の横断面図である。吐出室２と分離室７とを結ぶ連通孔８については、図６に示した従来の圧縮機の場合と異なり、連通孔内壁面の一部が分離室７の内壁面よりも合わせ面１１から遠い位置に形成されており、連通孔８は、分離室７の内壁面の、上記合わせ構造の合わせ面１１から最も遠い部位において開口されている。ここで、合わせ面１１から最も遠いとは、連通孔８形成部が加工される側の部材において該合わせ面１１からの距離が最も長いことをいい、図３においては、連通孔８形成部が加工されるケーシング６側において合わせ面１１から最も距離が長い点Ｑ１、Ｑ２の位置がそれに該当する。このように、点Ｑ１、Ｑ２の近傍で分離室７の内壁面に食い込むように連通孔８が設けられることにより、図２（ｂ）のように配列された連通孔８ａ、８ｂの形成位置を上下方向に変更することなく、各連通孔８ａ、８ｂの断面積を拡大することができるので、圧損の低減が図られる。
【００２２】
図４は、連通孔８の配列ピッチＰと、各連通孔８の上下方向幅Ｗを説明する図であり、（ａ）は図２（ｂ）の分離室７近傍を拡大した図、（ｂ）は図３（ｂ）に対応する図である。図からわかるように、例えば、ＰがＷ＋２に等しいときは、隣接する連通孔８間の肉厚が２ｍｍとなり、また、ＰがＷ＋７に等しいときは、隣接する連通孔８間の肉厚が７ｍｍとなる。連通孔８が形成されるケーシング６の加工の観点からは、Ｐ≧Ｗ＋２であることが好ましく、エアカーテン効果の促進の観点からは、Ｐ≦Ｗ＋７であることが好ましい。
【００２３】
図５は、本発明のオイルセパレータ内蔵圧縮機において、分離室７内に形成されるガスの旋回流を説明するための説明図であり、（ａ）は上下の連通孔８ａ、８ｂが十分に近接している場合、（ｂ）は上下の連通孔８ａ、８ｂが十分に離隔している場合を示している。図５（ａ）においては、下部側連通孔８ｂから導入されたオイル含有ガスが、上部側連通孔８ａから導入されたオイル含有ガスの旋回流により生起されたエアカーテン効果の影響を受けて、分離室７下方の下部孔９側に向けて旋回している。一方、図５（ｂ）においては、下部側連通孔８ｂの開口部よりも上方には、さほど強力な旋回流が形成されておらず、エアカーテン効果の影響が弱いので、下部側連通孔８ｂから分離室７内に導入されたオイル含有ガスの一部は分離室７上方のガス通路１０側に向けて旋回してしまい、その結果、オイルセパレータ１２のオイル分離性能は低下する。このように、連通孔８の配列ピッチＰの大きさはオイルセパレータ１２の分離性能に影響するが、図４において説明したように、Ｐ≦Ｗ＋７の関係を満足するように配列ピッチＰを設定することにより、図５（ｂ）よりも図５（ａ）のようなエアカーテン効果が発揮され、オイルセパレータ１２の分離性能が確保される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係るオイルセパレータ内蔵圧縮機の構造は、オイルセパレータが内蔵されるあらゆるタイプの圧縮機に適用可能であり、とくに、スクロール型圧縮機に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施態様に係るオイルセパレータ内蔵圧縮機の合わせ構造を示す縦断面図である。
【図２】図１の圧縮機の横断面を示す図であり、（ａ）はＡ−Ａ方向から見た断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ方向から見た断面図である。
【図３】図２の圧縮機の分離室の断面を示しており、（ａ）は分離室を図２の上方から見た横断面図、（ｂ）は（ａ）の右方から見た連通孔の横断面図である。
【図４】連通孔の配列ピッチＰと、各連通孔の上下方向幅Ｗを説明する図であり、（ａ）は図２（ｂ）の分離室近傍を拡大した図、（ｂ）は図３（ｂ）に対応する図である。
【図５】本発明のオイルセパレータ内蔵圧縮機において、分離室内に形成されるガスの旋回流を説明するための説明図であり、（ａ）は上下の連通孔が十分に近接している場合、（ｂ）は上下の連通孔が十分に離隔している場合を示している。
【図６】従来のオイルセパレータ内蔵圧縮機における分離室の横断面図を示しており、（ａ）は分離室の横断面図、（ｂ）は（ａ）の右方から見た連通孔の横断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  オイルセパレータ内蔵圧縮機
２  吐出室
３  第２吐出室
４  貯油室
５  固定渦巻体構成部材
６  ケーシング
７  分離室
８、１８  連通孔
８ａ、１８ａ  上部側連通孔
８ｂ、１８ｂ  下部側連通孔
９  下部孔
１０  ガス通路
１１  合わせ位置
１２  オイルセパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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