(57)【要約】【課題】高圧室の容積を広く取ることによりマフラー効果を高めた圧縮機において、潤滑油の分離の効果を高めるため、導入孔を高い位置に配すると潤滑油が吐出されずに高圧室下部に滞留し、必要潤滑油の封入量を多くする必要があり、また滞留した潤滑油によって高圧室の実質容積が減りマフラー効果も低減するという課題を有していた。【解決手段】高圧室１４の上部に導入孔５３、高圧室１４の下部に扉を有する連通孔６１を配設し、高圧室１４に潤滑油を有する時には連通孔６１を開口することにより、潤滑油の分離効率の向上を図りつつ、高圧室１４下部の潤滑油を分離室５１に送る事が可能となり、高圧室１４下部に潤滑油が滞留することを防止出来る。【選択図】図１
2006112237.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を含む気流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構により圧縮された前記気流体が導かれる高圧室と、前記気流体に含まれる潤滑油の少なくとも一部が旋回流により遠心分離する分離室と、前記高圧室の上部より前記分離室に前記気流体を導く導入孔と、前記分離室にて前記気流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室とを備える圧縮機において、前記高圧室の下部と前記分離室とを連通する連通路を設け、前記連通路の前記高圧室側の開口部に、高圧室下部の潤滑油の有無によって開閉する扉を設けたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
扉は、潤滑油よりも比重が小さくなるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧縮を行う圧縮機に関するもので、特に自動車用空調装置など供される圧縮機等の油分離に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような圧縮機においては、圧縮された流体と共に圧縮機潤滑油の一部を空調装置のエアコンサイクル中へ吐出してしまう。流体と共に吐出される潤滑油が多く吐出されるほど熱交換器壁面に潤滑油が付着し、熱交換効率の低下や、配管壁面に潤滑油が付着し圧力損失が増加し、エアコンシステム効率が低下する。
【０００３】
このため、特許文献１に記載の圧縮機においては、空調装置のエアコンサイクル中への潤滑油の吐出を抑制するため、圧縮機構の吐出側に、圧縮された流体から潤滑油を分離する分離室を設けている（例えば、特許文献1参照）。
【０００４】
特許文献１に記載の圧縮機においては、分離室の下側（重力の向き）には分離された潤滑油を貯える貯油室が形成され、分離室で分離された潤滑油を貯油室に排出する導油路が分離室に形成されている。そして、分離された潤滑油が必要量貯留できるよう、吐出口側方に構成された拡張域を形成し、ガス抜き通路を連通させることにより貯油室の容積を拡大している。
【特許文献１】特開平１１−８２３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、該公報記載の圧縮機においては、高圧室と貯油室が隔壁で区画されているために、高圧室の容積を広く取ることによりマフラー効果となり吐出脈動低減が可能となる。しかしながら、高圧室と貯油室は互いに独立した空間を形成するとともに、分離室での旋回距離を大きくして効果を高めるため、高圧室と分離室とを連通する導入孔を高い位置に配することになり、高圧室下部に潤滑油が滞留して活用することができないと同時に、高圧室の実質容積が減りマフラー効果も低減する。
【０００６】
そのために、耐久性に必要な潤滑油量が不足する可能性があり、サイクル内に本来必要な量以上の潤滑油を封入する必要があり、システムの効率が低下する。また、潤滑油の不足により摺動部分の油膜形成が適正に行なわれずに信頼性の低下を招くといった課題が生じる。
【０００７】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、分離性能の低下を招くことなく高圧室内に潤滑油が滞留しない構成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】
【０００８】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、潤滑油を含む気流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構により圧縮された前記気流体が導かれる高圧室と、前記気流体に含まれる潤滑油の少なくとも一部が旋回流により遠心分離する分離室と、前記高圧室の上部より前記分離室に前記気流体を導く導入孔と、前記分離室にて前記気流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室とを備える圧縮機において、前記高圧室の下部と前記分離室とを連通する連通路を設け、前記連通路の前記高圧室側の開口部に、高圧室下部の潤滑油の有無によって開閉する扉を設けたことにより、高圧室下部に潤滑油が溜まっている場合には連通孔が開口し、そこから潤滑油が分離室に排出される。また、高圧室下部に潤滑
油が溜まっていない場合には、連通孔が閉口されることにより、高圧室上部に設けた導入孔から流入する気流体の分離室内での旋回長さが確保でき、分離性能の低下を招くことなく導入孔に導かれる気体流の乱れも防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の圧縮機は、高圧室下部に設けられた連通孔により、高圧室内に潤滑油が滞留しない構成となるため、潤滑油の分離効率の向上を図りつつ、高圧室下部の潤滑油を有効に活用することができる。また、高圧室の容積を有効に活用することができマフラー効果により吐出脈動低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、潤滑油を含む気流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構により圧縮された前記気流体が導かれる高圧室と、前記気流体に含まれる潤滑油の少なくとも一部が旋回流により遠心分離する分離室と、前記高圧室の上部より前記分離室に前記気流体を導く導入孔と、前記分離室にて前記気流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室とを備える圧縮機において、前記高圧室の下部と前記分離室とを連通する連通路を設け、前記連通路の前記高圧室側の開口部に、高圧室下部の潤滑油の有無によって開閉する扉を設けたことにより、高圧室下部に潤滑油が溜まっている場合には連通孔が開口し、そこから潤滑油が排出されるので、高圧室下部に潤滑油が滞留しない構成が可能となり、かつ高圧室下部に潤滑油が溜まっていない場合には、連通孔が閉口されることにより、旋回長さが確保でき、導入孔に導かれる気体流の乱れも防止することができるので、潤滑油の分離効率の向上を図ることができ、必要以上の潤滑油を封入する必要が無くなる。さらに高圧室の容積を有効に活用することができマフラー効果により吐出脈動低減が可能となる。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図で、図２は図１のＡ−Ａ断面図で作動室の断面を示す。図３は図１のＢ矢視図で、圧縮機作動室側から見た高圧ケースの内部を示し、図４は図３の要部拡大図で、図５は図１のＣ部拡大図で、（ａ）は高圧室１４内に潤滑油が滞留を始めた状態を示し、（ｂ）は潤滑油が無い状態である。
【００１２】
図示したように、この圧縮機においては、円筒内壁を有するシリンダ１に略円柱状のロータ２がその外周の一部がシリンダ１の内壁と微少隙間を形成するように回転自在に収容されている。ロータ２には複数のベーンスロット３が等間隔に設けられており、ベーンスロット３内には、摺動自在にベーン４がそれぞれ挿入されている。ロータ２はこれと一体的に形成された駆動軸５が回転駆動されることにより回転する。シリンダ１の両端開口部はそれぞれ前部側板６及び後部側板７により閉塞され、シリンダ１内部に作動室８が形成される。作動室８には吸入口９及び吐出口１０が連通し、吐出口１０は高圧通路１３に接続され、吐出口１０と高圧通路１３との間には吐出弁１１が配設されている。
【００１３】
後部側板７には高圧ケース１２が取り付けられており、高圧ケース１２内には高圧室１４、分離室５１及び貯油室５２が形成されている。高圧室１４の上部には分離室５１に連通させるように導入孔５３が配されており、その下部には分離室５１に連通させるように連通孔６１が配されている。
【００１４】
連通孔６１の入り口には、潤滑油（比重：１．０）より比重の小さいポリプロピレン（比重：０．９）を材質としたフロート５９と、フロート５９と一体で移動する可動壁６０が配されており、フロート５９及び可動壁６０は、押え板６２によって上下方向のみに移動することが可能となり、押え板６２はボルト６３により高圧ケース１２に締結された構成となっている。
【００１５】
分離室５１は、圧縮された高圧流体に含まれる潤滑油を遠心分離するために設けられている。分離室５１は導油路５０を介して貯油室５２と連通している。貯油室５２に貯められた潤滑油は給油路１８を介して圧縮機構を構成するロータ２、ベーン４、シリンダ１内壁等に供給され、各部を潤滑すると共に、ベーン背圧室１７に供給され、その圧力によりベーン４をロータ２の外側へ押し出す働きをする。潤滑油の給油は貯油室５２から圧縮機構に潤滑油を供給する給油路１８を介して行われ、給油路１８の途中には、ベーン背圧調整装置１６が設けられている。ベーン背圧調整装置１６は圧縮機構へ供給する潤滑油の給油圧力や給油量を圧縮機構周辺の流体（冷媒）圧力に応じて制御する。
【００１６】
以上のように構成された圧縮機について、以下その動作及び作用を説明する。
【００１７】
エンジンなどの駆動源より動力伝達を受けて駆動軸５及びロータ２が、図２において時計方向に回転すると、これに伴い低圧流体（冷媒）が吸入口９より作動室８内に流入する。ロータ２の回転に伴い圧縮された高圧流体は吐出口１０より吐出弁１１を押し上げて高圧通路１３に吐出され、高圧室１４内に流入する。高圧室１４の上部には分離室５１に連通させるように導入孔５３が配されており、導入孔５３の下方に分離室５１に連通させるように導入孔とほぼ同一線上に連通孔６１が配されている。高圧脈動低減のためにマフラー効果を行なうため高圧室１４は容積を確保されており、高圧室１４に流入した高圧流体は、高圧室内面に衝突し、一部潤滑油が分離し高圧室１４下部に滞留する。高圧室１４の高圧流体および潤滑油は導入孔５３から分離室５１に流入する。
【００１８】
ところで、分離室５１は円筒状の空間が設けられており、この円筒空間に高圧流体を導く導入孔５３は、この円筒空間の接線方向に高圧流体を導くように、形成されている。高圧流体に含まれる潤滑油は円筒空間を旋回中に遠心力により、分離室５１の円筒状部の内周面４９に接触し冷媒ガスから分離される。高圧流体はガス排出口５８より圧縮機外に吐出され、分離された潤滑油は内周面４９に沿って下方に移動する。本実施の形態では、円筒空間下部にこれに結合して略逆円錐状の空間が形成されており、分離室５１は主にこの略逆円錐状の空間と上述の円筒空間とから構成される。
【００１９】
分離室５１の下端部には分離された潤滑油を貯油室５２に導く導油路５０が形成されている。導油路５０は、図１に示したように、分離室５１の中心軸線と略平行線上で下方に向かって形成されており、導油路５０の貯油室側開口部５４は貯油室５２に貯まった潤滑油の油面より下方の潤滑油中で開口している。そして、分離された潤滑油の自重を利用するといった技術的思想の基に、貯油室５２内上部と分離室５１との間に、これら相互間の流体移動を許容する再導入孔５７を設けることにより、貯油室５２上部に貯まった冷媒ガス等の気体流を分離室に移動させ、分離室内の油面を、貯油室の油面に対して、鉛直方向に同等か、少し下方向になるように作用させている。
【００２０】
高圧脈動低減のためにマフラー効果を行なうため高圧室１４は容積を確保されている。また、導入孔５３の位置は、潤滑油の分離効率を向上させるため、出来るだけ貯油室側開口部５４との距離を取ることが望ましいため容積を確保された高圧室１４の上部に配される。この構成で運転すると、高圧室１４の内面に潤滑油を含む高圧流体が衝突し一部潤滑油が分離し、高圧室１４の下部に滞留（概ね１０〜２０ｃｃ）する現象が発生する。高圧室１４の下部に潤滑油が滞留するとサイクル上必要な潤滑油の循環率が低下するため耐久性に影響を及ぼす可能性があり、潤滑油の封入量を多くする必要がある。また、滞留した潤滑油によって、高圧室１４の容積が確保できなくなり高圧脈動に有効な高圧室１４の容積を確保することが困難となる。
【００２１】
導入孔５３のほぼ同一線上で鉛直下方に連通孔６１を設けることにより、高圧室１４の下部に溜まった潤滑油を利用することが可能となる。しかし、連通孔６１が常に開口して
いる状態では、導入孔５３に導かれる潤滑油を含む気体流に乱れが生じるといった現象が発生する。気体流が乱れると分離効率の低下を招くので、熱交換効率の低下や、配管壁面に潤滑油が付着し圧力損失が増加し、エアコンシステム効率が低下し、所定の機能を発揮することが困難となる。
【００２２】
そこで、高圧室１４の下部に溜まった潤滑油の有無により連通孔６１が開閉自在となるように、フロート５９と可動壁６０を設けているので、潤滑油の分離効率の向上を図りつつ、高圧室１４の下部の潤滑油も分離室５１に導く事が可能となる。
【００２３】
なお、上述の実施の形態では、圧縮機として、スライディングベーン型ロータリ圧縮機構を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローリングピストン型、スクロール型等その他の圧縮機構であってもよい。
【００２４】
また、導入孔５３および連通孔６１は、分離室５１の旋回流が同一方向となるよう、円周内壁面の接線方向に向けて開口することで、連通孔６１には、導入孔５３より流入した流体の旋回流の負圧が作用し、高圧室１４の下部の潤滑油が分離室５１に吸引されるため、潤滑油の流入を円滑に行なうことができる。
【００２５】
以上のように、構成した圧縮機によれば、連通孔６１を開閉自在とすることにより、潤滑油の分離効率を損なうことなく高圧室１４の下部の潤滑油を分離室５１に排出することが可能になり、高圧室１４に潤滑油が滞留しなくなり、潤滑油の封入量を必要以上に封入させることがなくなる。さらに高圧室１４の容積を確保する事が可能となりマフラー効果により吐出脈動低減が可能となる。
【００２６】
なお、上述の実施形態では、フロートの材質についてはポリプロピレンとしたが、潤滑油よりも比重が小さく、圧縮機が動作したときの内部の条件に耐えられる物質であれば特に限定はない。また、中空として浮力を得てもよいし、さらに、フロート自体が扉を兼ねていてもよい。また、圧縮機として、スライディングベーン型ロータリ圧縮機構を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ローリングピストン型、スクロール型等その他の圧縮機構であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる圧縮機は、必要以上の潤滑油を封入する必要がなくなる。さらに、高圧室の容積を有効に活用する事ができマフラー効果により吐出脈動低減が可能となるので、その他の形式の圧縮機構を持った圧縮機にも適用出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における圧縮機の断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のＢ矢視図
【図４】図３の要部拡大図
【図５】（ａ）高圧室内に潤滑油がある状態の図１のＣ部拡大図、（ｂ）高圧室内に潤滑油がある状態の図１のＣ部拡大図
【符号の説明】
【００２９】
１  シリンダ
２  ロータ
３  ベーンスロット
４  ベーン
５  駆動軸
６  前部側板
７  後部側板
８  作動室
９  吸入口
１０  吐出口
１１  吐出弁
１２  高圧ケース
１３  高圧通路
１４  高圧室
１６  ベーン背圧付与装置
１７  ベーン背圧室
１８  給油路
５０  導油路
５１  分離室
５２  貯油室
５３  導入孔
５４  貯油室側開口路
５７  再導入孔
５８  ガス排出口
５９  フロート
６０  可動壁
６１  連通孔
６２  押え板
６３  ボルト
【図１】
2006112237.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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