(57)【要約】【課題】高回転数での運転時における油上がり現象を効果的に抑制できる圧縮機、ならびに、かかる圧縮機を含む空気調和機を提供すること。【解決手段】この圧縮機１は、筐体２と、駆動部３と、圧縮機孔部４と、仕切部７とを有する。圧縮機孔部４は、ロータ４１およびこのロータ４１を収容する圧縮室４２を有すると共にロータ４１を偏心運動させて圧縮室４２に吸入された流体を圧縮する。駆動部３は、圧縮機構部４を駆動する。筐体２は、駆動部３および圧縮機構部４を収容すると共に、圧縮機構部４に供給される潤滑油の油溜まりを有する。仕切部７は、筐体２内の空間を駆動部３側と油溜まり側とに仕切る。【選択図】        図１
2006052679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータおよび前記ロータを収容する圧縮室を有すると共に前記ロータを回転させて前記圧縮室に吸入された流体を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部を駆動する駆動部と、
前記圧縮機構部および前記駆動部を収容すると共に、前記圧縮機構部に供給される潤滑油の油溜まりを有する筐体と、
前記筐体内の空間を前記駆動部側と前記油溜まり側とに仕切る仕切部と、
を含むことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮機構部が一対の前記ロータおよび前記圧縮室を有するツインロータ構造を有しており、且つ、前記仕切部が前記一対の圧縮室の隔壁を兼用している請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記仕切部は、潤滑油が前記駆動部側から前記油溜まり側に戻るための通路となる孔を有する請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記孔には、前記油溜まり側からの潤滑油の逆流を抑制する逆止弁が設置されている請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の圧縮機を含む空気調和機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機および空気調和機に関し、さらに詳しくは、高回転数での運転時における油上がり現象を効果的に抑制できる圧縮機、ならびに、かかる圧縮機を含む空気調和機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮機には、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の圧縮機では、筐体の底部が略ドーム形状に形成されており、この部分（油溜まり）に圧縮機構部に供給される潤滑油が溜められている。
【０００３】
ここで、従来の圧縮機では、高回転数での運転時にて油溜まり内の潤滑油が撹拌され、潤滑油の潤滑油の油面が筐体底部の壁面に沿って上昇する。すると、潤滑油が筐体内上方の駆動部側に持ち去られる現象（いわゆる油上がり現象）が発生するという課題があった。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８０９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、高回転数での運転時における油上がり現象を効果的に抑制できる圧縮機、ならびに、かかる圧縮機を含む空気調和機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明にかかる圧縮機は、ロータおよび前記ロータを収容する圧縮室を有すると共に前記ロータを回転させて前記圧縮室に吸入された流体を圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する駆動部と、前記圧縮機構部および前記駆動部を収容すると共に、前記圧縮機構部に供給される潤滑油の油溜まりを有する筐体と、前記筐体内の空間を前記駆動部側と前記油溜まり側とに仕切る仕切部と、
を含むことを特徴とする。
【０００７】
この圧縮機では、仕切部が筐体内の空間を駆動部側と油溜まり側とに仕切っているので、潤滑油の油面が上昇しても、潤滑油が駆動部側に持ち去られることがない。これにより、潤滑油が油溜まり内に確実に保持されるので、高回転数での運転時における油上がり現象が効果的に抑制される利点がある。
【０００８】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記圧縮機構部が一対の前記ロータおよび前記圧縮室を有するツインロータ構造を有しており、且つ、前記仕切部が前記一対の圧縮室の隔壁を兼用している。
【０００９】
また、この圧縮機では、圧縮機構部がツインロータ構造を有しており、仕切部が各圧縮室の隔壁を兼用している。したがって、各圧縮室の隔壁と仕切部とが別個に形成されている構成と比較して、部品点数が低減されると共に構成が簡素化される利点がある。
【００１０】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記仕切部は、潤滑油が前記駆動部側から前記油溜まり側に戻るための通路となる孔を有する。
【００１１】
また、この圧縮機では、仕切部に孔が形成されており、この孔は、潤滑油が駆動部側から油溜まり側に戻るための通路となる。これにより、駆動部側にある潤滑油が油溜まり内に効率的に回収される利点がある。
【００１２】
また、この発明にかかる圧縮機では、前記孔には、前記油溜まり側からの潤滑油の逆流を抑制する逆止弁が設置されている。
【００１３】
この圧縮機では、仕切部の孔に逆止弁が設置されているので、油溜まり側からの潤滑油の逆流が抑制される。これにより、駆動部側にある潤滑油が油溜まり内により効率的に回収される利点がある。
【００１４】
また、この発明にかかる空気調和機は、前記圧縮機を含む。
【００１５】
この空気調和機では、上記の圧縮機が採用されているので、高回転数での運転時における圧縮機の油上がり現象が抑制される。これにより、圧縮機から吐出される潤滑油が低減されて、圧縮機の信頼性が向上し，かつこれに接続される熱交換器の熱交換効率も阻害せず、システムのメンテナンス負担が低減される利点がある。
【発明の効果】
【００１６】
この発明にかかる圧縮機によれば、仕切部が筐体内の空間を駆動部側と油溜まり側とに仕切っているので、潤滑油の油面が上昇しても、潤滑油が駆動部側に持ち去られることがない。これにより、潤滑油が油溜まり内に確実に保持されるので、高回転数での運転時における油上がり現象が効果的に抑制される利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。
【実施例】
【００１８】
図１および図２は、この発明の実施例にかかる圧縮機を示す縦断面図（図１）および横断面図（図２）である。図３および図４は、図１および図２に記載した圧縮機の変形例を示す図である。
【００１９】
この圧縮機１は、例えば、空気調和機に適用される。かかる空気調和機としては、例えば、室外に配置される室外ユニットと室内に配置される複数の室内ユニットとを含み構成され、室外ユニットおよび各室内ユニット間に冷媒を循環させて室内および室外にて熱交換を行うことにより、室内の冷房、暖房および冷暖房を行うことができるものが知られている。かかる空気調和機において、圧縮機１は、室外ユニットに配置されると共に、冷媒を吸入・圧縮して室外ユニットおよび室内ユニットの各要素に供給する機能を有する。
【００２０】
この圧縮機１は、密閉構造を有すると共に、吸入管２４および吐出管２５を介して他の構成要素（アキュムレータ、熱交換器などの空気調和機の構成要素）に接続されている（図１参照）。圧縮機１は、冷媒を吸入管２４から内部に吸い込み、圧縮して、吐出管２５から外部に吐き出す。これにより、加圧された冷媒が空気調和機内を循環する。圧縮機１は、筐体２と、駆動部３と、圧縮機構部４と、油分離部５と、仕切部７とを含み構成される。
【００２１】
筐体２は、略円筒形状の胴部２１に上蓋２２および底蓋２３を嵌め込んで成る密閉構造を有し、その内部に駆動部３、圧縮機構部４などを収容する。筐体２は、その長手方向を垂直に立てて配置されており、その下方の側面に吸入管２４が設置され、その上蓋２２に吐出管２５が設置されている。これにより、圧縮機１内では、冷媒が筐体２内を鉛直下方から上方に流れるように構成されている。また、筐体２は、その底部が油溜まりとなっており、この油溜まりには圧縮機構部４に供給される潤滑油が溜められている。なお、この圧縮機１では、方向の定義として、筐体２の上蓋２２側を上方と呼び、底蓋２３側を下方と呼ぶ。
【００２２】
駆動部３は、スロットモータであり、固定子３１、回転子３２およびシャフト３３を含み構成される。駆動部３は、固定子３１にて筐体２の内壁面に固定されると共に、シャフト３３を鉛直下方に向けて設置されている（図１参照）。また、固定子３１と筐体２の内壁面との間には、冷媒の流路となる隙間が設けられている。また、シャフト３３は、その下端を圧縮機構部４内に配置された軸受３４によって支持されている。この駆動部３は、配線を介して筐体２の外部から電源が供給される。
【００２３】
圧縮機構部４は、筐体２内にて駆動部３の下方に配置されており、ロータ４１と、このロータ４１を収容する圧縮室（シリンダ）４２と要素を含み構成されている（図１参照）。また、この圧縮機構部４は、ツインロータ構造を有し、一組のロータ４１ａ，４１ｂおよび対応する圧縮室４２ａ、４２ｂがシャフト３３の軸方向（垂直方向に上下）に隣接して配置されている。また、圧縮機構部４は、駆動部３のシャフト３３に連結されておりシャフト３３を介して駆動部３から動力を伝達される。この圧縮機構部４では、シャフト３３の回転によって各ロータ４１ａ，４１ｂが偏心運動し、圧縮室４２ａ、４２ｂ内の冷媒が圧縮される。そして、圧縮された冷媒が、圧縮室４２aまたは４２ｂと連通するよう設置された軸受３４にある吐出孔から筐体２内へ送り出される。
【００２４】
油分離部５は、略円盤形状のプレート部を有する柱状部材であり、駆動部３の上方（吐出管２５側）に固定設置されている。油分離部５は、そのプレート部が筐体２の内径よりも若干小さい径を有しており、設置状態にて、プレート部の外周と筐体２の内壁面との間に隙間が形成されるように構成されている。なお、この隙間は、圧縮機構部４から吐出管２５に至る冷媒の流路となる。
【００２５】
仕切部７は、略円盤形状を有する板部材であり、駆動部３と油溜まり（筐体２の底蓋２３）との中間に配置されて筐体２内の空間を仕切る機能を有する。また、仕切部７は、圧縮機構部４の各圧縮室４２ａ，４２ｂの隔壁を兼用する。具体的には、仕切部７は、その平面部を各圧縮室４２ａ，４２ｂ間に挟み込まれ、その周縁部を筐体２の内壁面に当接させて設置される。これにより、仕切部７は、筐体２内の空間を圧縮機構部４にて上下に仕切っている。すなわち、仕切部７は、筐体２内における駆動部３側の空間と油溜まり側の空間とを仕切っている。また、仕切部７は、その周面にて筐体２の内壁面に溶接等により留められている。
【００２６】
この圧縮機１では、冷媒が吸入管２４から筐体２内に吸入され、圧縮機構部４の圧縮室４２ａ，４２ｂに供給される。そして、駆動部３によってシャフト３３が回転駆動されるとロータ４１ａ，４１ｂが偏心運動して、圧縮室４２ａ，４２ｂ内の冷媒が圧縮される。そして、圧縮された冷媒が圧縮室４２ａ，４２ｂ内からそして、圧縮された冷媒が圧縮室４２ａ，４２ｂ内から圧縮室４２ａまたは４２ｂと連通するよう設置された軸受３４にある吐出孔から筐体２内へ送り出される。ここで、圧縮機構部４には、その稼働時にて筐体２底部の油溜まりから潤滑油が供給される。潤滑油は、シャフト３３の回転による遠心力によって、シャフト３３の下端部からシャフト３３内の流路を通って上昇し、圧縮機構部４の圧縮室４２ａ，４２ｂ内に供給される。この供給された潤滑油は圧縮機構部４を潤滑したのち、軸受３４に設置された吐出孔およびシャフト３３内の流路を通って筐体２内へ排出される。かかる潤滑油を含んだ冷媒は、駆動部３（固定子３１）と筐体２の内壁面との隙間を通って筐体２内を流れ、駆動部３の上方にて油分離部５のプレート部に至る。すると、プレート部が回転子３２と共に回転しているので、このプレート部に冷媒が衝突すると、潤滑油が冷媒から遠心分離される。これにより、油分が低減された冷媒が吐出管２５を通って筐体２の外部に吐出される。なお、冷媒から分離された潤滑油は、筐体２の壁面を伝って自重により下方に落下し、筐体２の油溜まりに戻る。
【００２７】
また、この圧縮機１では、筐体２の底蓋２３が略ドーム形状を有するため、高回転数での運転時にて潤滑油が攪拌されると潤滑油の油面が筐体２底蓋２３の壁面に沿って上昇する。これに対して、この圧縮機１では、仕切部７が筐体２内の空間を駆動部３側と油溜まり側とに仕切っているので、潤滑油の油面が上昇しても、潤滑油が駆動部３側に持ち去られることがない。これにより、潤滑油が油溜まり内に確実に保持されるので、高回転数での運転時における油上がり現象が効果的に抑制される利点がある。
【００２８】
また、仕切部７の上記作用により潤滑油が油溜まり内に確実に保持されるので、潤滑油が駆動部３の固定子３１と筐体２の内壁面との隙間から上方に持ち去られる事態が抑制される。したがって、従来では、圧縮機構部４にて圧縮された冷媒が筐体２内に吐出されたのち通る固定子３１と筐体２側面の流路面積を大きくとることで冷媒流速を低減し、潤滑油の圧縮機１外への持ち出しを抑制していたが、この圧縮機１では仕切部７で油面の上限を制限しているため、かかる位置まで潤滑油は到達することがない。したがって上記流路面積を大きくとる必要がなく、固定子３１に流路面積を確保するために設ける切り欠き部や孔を最小限することができるので、磁束密度の飽和を抑制することができ、駆動部３の駆動効率を悪化させることがない。さらにまた、従来では筐体２内の駆動部３上方の空間を大きくとることで、吐出管２５直前の冷媒流速を低減させ、潤滑油の圧縮機１外への持ち出しを抑制していたが、同様の理由で上記空間を大きくとる必要がないので、コンパクトな圧縮機を提供することができる。
【００２９】
また、この圧縮機１では、圧縮機構部４がツインロータ構造を有しており、仕切部７が圧縮機構部４の各圧縮室４２ａ，４２ｂの隔壁を兼用している。したがって、各圧縮室４２ａ，４２ｂの隔壁と、仕切部７とが別個に形成されている構成と比較して、部品点数が低減されると共に構成が簡素化される利点がある。
【００３０】
［仕切部の孔］
また、この圧縮機１では、仕切部７に複数の孔７１が形成されている（図１および図２参照）。これらの孔７１は、仕切部７の周に沿って配列されており、仕切部７を厚み方向に貫通して形成されている。また、これら孔７１は、仕切部７が筐体２内に設置された状態にて、潤滑油が駆動部３側の空間から油溜まりに戻るための通路となる。かかる構成では、油分離部５にて冷媒から分離された潤滑油が、筐体２の壁面を伝って下方に流れ落ち、仕切部７の孔７１を通って下方の油溜まり内に戻る。これにより、筐体２内の潤滑油が油溜まり内に効率的に回収される利点がある。
【００３１】
また、上記構成において、仕切部７の孔７１の通路面積（開口寸法もしくは径）は、潤滑油が通過可能な範囲内で可能な限り狭いことが好ましい。これにより、油溜まり側からの潤滑油の逆流が効果的に抑制される利点がある。また、定常運転時の筐体２内では、通常、駆動部３側の空間の方が油溜まり側の空間よりも高圧となる。したがって、潤滑油が通過可能である必要十分な通路面積にて仕切部７の孔７１が形成されることにより、油溜まり側からの潤滑油の逆流がより効果的に抑制される利点がある。また、この点において、孔７１の通路面積は、定常運転時における筐体２内の駆動部３側の空間と油溜まり側の空間との差圧を考慮しつつ、潤滑油が通過可能な範囲内でより狭い寸法となるように、当業者自明の範囲内にて適宜設計変更されることが好ましい。
【００３２】
また、上記構成において、仕切部７の孔７１は、潤滑油の入口側（仕切部７の設置状態における駆動部３側。筐体２の上方側。）の開口面積が広く、出口側（仕切部７の設置状態における油溜まり側。筐体２の下方側。）の開口面積が狭くなるように形成されることが好ましい。これにより、油溜まり側からの潤滑油の逆流がより効果的に抑制される利点がある。かかる孔７１の形状には、潤滑油の入口側を広くしたテーパ形状等が含まれる。
【００３３】
また、上記構成において、仕切部７の孔７１は、仕切部７の厚み方向に対して螺旋状に形成されても良い（図示省略）。かかる構成としても、油溜まり側からの潤滑油の逆流がより効果的に抑制される利点がある。
【００３４】
また、上記構成において、仕切部７の孔７１が仕切部７の周に沿って形成されているが、これに限らず、シリンダ４に存在する任意の孔、例えば加工基準孔７１をこれらの孔７１に代用しても良い（図３参照）。かかる構成によっても、同様の機能を得られる利点がある。また、新たに仕切部７に孔７１を形成する工程を省略できる利点がある。なお、かかる加工基準孔７１は、シリンダ内径等を加工する際に基準とする孔であり、シリンダ４の任意の位置に形成されている。
【００３５】
［逆止弁］
また、上記構成において、仕切部７の孔７１には、逆止弁７２が設置されることが好ましい（図４参照）。逆止弁７２は、仕切部７が筐体２に設置された状態にて、油溜まり側から駆動部３側への潤滑油の逆流を抑制する機能を有する。これにより、油溜まり側からの潤滑油の逆流が抑制されるので、駆動部３側にある潤滑油が油溜まり内により効率的に回収される利点がある。なお、逆止弁７２には、当業者公知のものが採用される。
【００３６】
［空気調和機との関係］
また、この圧縮機１は、特に、空気調和機に適用されることが好ましい。すなわち、この圧縮機１によれば、上記のように（１）高回転数での運転時における油上がり現象が効果的に抑制されるので、圧縮機１から吐出される潤滑油が低減されて、圧縮機の信頼性が向上し、かつこれに接続される熱交換器の熱交換効率も阻害せず、システムのメンテナンス負担が低減される利点がある。また、（２）駆動部３の駆動効率が向上すると共に圧縮機のコンパクト化が可能となるので、空気調和機全体の駆動効率が向上すると共にそのコンパクト化が可能となる利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、高回転数での運転時における油上がり現象を効果的に抑制できる点で有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施例にかかる圧縮機を示す縦断面図である。
【図２】この発明の実施例にかかる圧縮機を示す横断面図である。
【図３】図１および図２に記載した圧縮機の変形例を示す図である。
【図４】図１および図２に記載した圧縮機の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  圧縮機
２  筐体
２１  胴部
２２  上蓋
２３  底蓋
２４  吸入管
２５  吐出管
３  駆動部
３１  固定子
３２  回転子
３３  シャフト
３４  軸受
４  圧縮機構部
４１  ロータ
４２  圧縮室
５  油分離部
７  仕切部
７１  孔、加工基準孔
７２  逆止弁
【図１】
2006052679.tif 000003
【図２】
2006052679.tif 000004
【図３】
2006052679.tif 000005
【図４】
2006052679.tif 000006