(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯油部を有する容器と、
前記容器の内部に配置され、前記容器の外部から吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部で圧縮された冷媒から油を分離する遠心分離部と、
前記遠心分離部を通過した冷媒を前記容器の上部から外部に吐出する吐出配管と、
前記遠心分離部の外側に設けられ、前記遠心分離部から排出された油を回収する集油部と、を備え、
前記遠心分離部は、
側面に複数の孔を有する円筒部と、
前記円筒部の下部領域の内側に設けられ、前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を吹き出すことにより、前記円筒部の内側を旋回しながら前記容器の上部の前記吐出配管に向かって流れる旋回流を形成する旋回機構部と、を有し、
前記旋回流の遠心力により冷媒から油を分離し、分離された油を、前記孔を通じて前記集油部へ排出する部分であり、
前記円筒部の側面のうち、前記旋回機構部と同じ高さには前記複数の孔が形成されておらず、かつ、前記旋回機構部よりも上となる上部領域に前記複数の孔が形成されており、前記複数の孔のうち最も下にある孔から前記旋回機構部までの高さの距離が、前記旋回機構部の高さよりも小さい、
圧縮機。
【請求項２】
前記円筒部の下端は前記集油部の下面と隙間なく接続され、
前記円筒部の側面のうち、前記円筒部の下端に隣接する下部領域には前記孔が形成されていない、
請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記円筒部の側面のうち前記孔を有する領域の開口率は５０％未満である、
請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記吐出配管の端部が、前記容器の内壁面から前記円筒部側へ突き出ている、
請求項１から３のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記集油部に回収された油を前記貯油部へ流す返油流路を備えた、
請求項１から４のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記返油流路は、前記円筒部から離間して配置され、
前記集油部の下面は、前記返油流路に向かって下向きに傾斜するように形成された、
請求項５に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記集油部の下面は、前記円筒部の外周面側から前記容器の内壁面側に向かって下向きに傾斜するように形成された、
請求項６に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記集油部の下面に溝が設けられ、前記溝の底部に前記返油流路が設けられた、
請求項５から７のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記集油部の下面上に空隙構造体が設けられ、前記空隙構造体の下に前記返油流路が設けられた、
請求項５から８のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記返油流路の一部は、前記圧縮機構部を前記容器に固定するフレームと、前記容器の内壁面との間に設けられた間隙により形成された、
請求項５から９のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記集油部を前記円筒部の高さ方向で複数の空間に分割する横バッフル板が設けられた、
請求項１から１０のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項１２】
貯油部を有する容器と、
前記容器の内部に配置され、前記容器の外部から吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部で圧縮された冷媒から油を分離する遠心分離部と、
前記遠心分離部を通過した冷媒を前記容器の外部に吐出する吐出配管と、
前記遠心分離部の外側に設けられ、前記遠心分離部から排出された油を回収する集油部と、を備え、
前記遠心分離部は、
側面に複数の孔を有する円筒部と、
前記円筒部の内側に設けられ、前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を吹き出すことにより、前記円筒部の内側を旋回しながら前記吐出配管に向かって流れる旋回流を形成する旋回機構部と、を有し、
前記旋回流の遠心力により冷媒から油を分離し、分離された油を、前記孔を通じて前記集油部へ排出する部分であり、
前記円筒部の側面の前記孔は、前記孔の長辺が前記円筒部の内壁面上における旋回流の向きと交差するように配置された細長い形状を有する、
圧縮機。
【請求項１３】
貯油部を有する容器と、
前記容器の内部に配置され、前記容器の外部から吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部で圧縮された冷媒から油を分離する遠心分離部と、
前記遠心分離部を通過した冷媒を前記容器の外部に吐出する吐出配管と、
前記遠心分離部の外側に設けられ、前記遠心分離部から排出された油を回収する集油部と、を備え、
前記遠心分離部は、
側面に複数の孔を有する円筒部と、
前記円筒部の内側に設けられ、前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を吹き出すことにより、前記円筒部の内側を旋回しながら前記吐出配管に向かって流れる旋回流を形成する旋回機構部と、を有し、
前記旋回流の遠心力により冷媒から油を分離し、分離された油を、前記孔を通じて前記集油部へ排出する部分であり、
前記容器の内壁と前記円筒部の上端との間に、可撓性のあるシール材を設けた、
圧縮機。
【請求項１４】
貯油部を有する容器と、
前記容器の内部に配置され、前記容器の外部から吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部で圧縮された冷媒から油を分離する遠心分離部と、
前記遠心分離部を通過した冷媒を前記容器の外部に吐出する吐出配管と、
前記遠心分離部の外側に設けられ、前記遠心分離部から排出された油を回収する集油部と、を備え、
前記遠心分離部は、
側面に複数の孔を有する円筒部と、
前記円筒部の内側に設けられ、前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を吹き出すことにより、前記円筒部の内側を旋回しながら前記吐出配管に向かって流れる旋回流を形成する旋回機構部と、を有し、
前記旋回流の遠心力により冷媒から油を分離し、分離された油を、前記孔を通じて前記集油部へ排出する部分であり、
前記集油部を前記円筒部の円周方向で複数の空間に分割する縦バッフル板が設けられた、
圧縮機。
【請求項１５】
前記圧縮機構部を駆動する電動機構部と、
前記圧縮機構部と前記電動機構部とを接続する回転軸と、
前記回転軸に設けられ、前記電動機構部を冷却するファンと
を備えた
請求項１から１４のいずれか一項に記載の圧縮機。
【請求項１６】
前記ファンは、前記回転軸において前記電動機構部の軸方向の一方側または他方側に前記電動機構部と対向して配置され、
前記ファンの駆動による冷媒循環流が、前記電動機構部に前記軸方向に貫通して形成された冷却路を通過することで前記電動機構部が冷却される
請求項１５に記載の圧縮機。
【請求項１７】
前記電動機構部は、前記回転軸に取り付けられた回転子と、前記回転子の外周を覆うように配置された固定子とを有し、
前記冷却路は前記回転子に形成された回転子冷却路と前記固定子に形成された固定子冷却路とで構成され、
前記圧縮機構部と前記容器との間には、一端が前記集油部に連通し、他端が前記圧縮機構部と前記電動機構部との間の空間に連通する２つの流路が形成され、
前記圧縮機構部と前記電動機構部との間の空間は、前記２つの流路の一方および前記回転子冷却路に連通する内側空間と、前記２つの流路の他方および前記固定子冷却路に連通する外側空間とに仕切り板で仕切られており、
前記冷媒循環流は、前記内側空間、前記２つの流路の一方、前記集油部、前記２つの流路の他方、前記固定子冷却路、前記回転子冷却路、をこの順、または逆順に循環する
請求項１６に記載の圧縮機。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の圧縮機と、前記圧縮機に接続された第一の熱交換器と、前記第一の熱交換器に接続された絞り装置と、前記絞り装置に接続された第二の熱交換器と、前記第二の熱交換器に接続された圧縮機とこれらを接続する冷媒配管と、
を備えた冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機およびこの圧縮機を構成要素に含む冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の圧縮機では、圧縮機の摺動部を潤滑する油が、圧縮された冷媒とともに吐出配管から圧縮機外部へ吐出されることがある。このように油が圧縮機から吐出され続けると貯油部に溜められた油が減少し続け、摺動部に供給される油が枯渇して潤滑不足になることがある。そこで、特許文献１では、圧縮室で圧縮された冷媒から、油分離機構を用いて油を分離し、分離した油を貯油部に戻すことで貯油部の油の減少を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−８８９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、冷媒と油を分離する手段として、圧縮室から吐出された冷媒ガスを分離室内で旋回させ、遠心力により分離室の内周面に油を付着させて分離する方法を採用している。しかしながら、分離室内周面に付着して溜まった油が冷媒ガス流に巻き上げられて飛散し再び冷媒ガス中に分散することで、圧縮室外に吐出される油量が増加する問題がある。圧縮機外に吐出される油量を低減するには油分離機構の高さをさらに高くする必要があるが、圧縮機のサイズが大きくなる問題がある。【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、冷媒から分離された油の飛散を抑制し、圧縮機外に吐出する油量の少ない圧縮機および冷凍サイクル装置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】
本発明に係る圧縮機は、
貯油部を有する容器と、
前記容器の内部に配置され、前記容器の外部から吸入した冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部で圧縮された冷媒から油を分離する遠心分離部と、
前記遠心分離部を通過した冷媒を前記容器の上部から外部に吐出する吐出配管と、
前記遠心分離部の外側に設けられ、前記遠心分離部から排出された油を回収する集油部と、を備え、
前記遠心分離部は、
側面に複数の孔を有する円筒部と、
前記円筒部の下部領域の内側に設けられ、前記圧縮機構部で圧縮された冷媒を吹き出すことにより、前記円筒部の内側を旋回しながら前記容器の上部の前記吐出配管に向かって流れる旋回流を形成する旋回機構部と、を有し、
前記旋回流の遠心力により冷媒から油を分離し、分離された油を、前記孔を通じて前記集油部へ排出する部分であり、
前記円筒部の側面のうち、前記旋回機構部と同じ高さには前記複数の孔が形成されておらず、かつ、前記旋回機構部よりも上となる上部領域に前記複数の孔が形成されており、前記複数の孔のうち最も下にある孔から前記旋回機構部までの高さの距離が、前記旋回機構部の高さよりも小さい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の圧縮機によれば、遠心分離部において遠心力により冷媒から分離された油を、円筒部の側面に形成された複数の孔から円筒部の外側へ排出することにより、円筒部の内壁面に付着した油が冷媒ガス流に巻き上げられて飛散することを抑制し、圧縮機外に吐出される油量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００における遠心分離部にある旋回機構部２２の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００における遠心分離部にある円筒部２３の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある旋回機構部２２の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある旋回機構部２２の斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある旋回機構部２２の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある旋回機構部２２の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある円筒部２３の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある円筒部２３の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある円筒部２３の概略断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある円筒部２３の斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る圧縮機１０１における吐出空間２０の概略断面図である。
【図１４】比較例の圧縮機における吐出空間２０の吐出配管３まわりの概略断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る圧縮機１０１における吐出空間２０の吐出配管３まわりの概略断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態２に係る圧縮機１０１の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態２に係る圧縮機１０１の変形例における吐出空間２０の吐出配管３まわりの概略断面図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２における吐出空間２０の概略断面図である。
【図１９】本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２に変形例おける吐出空間２０の概略断面図である。
【図２１】本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２の変形例における吐出空間２０内部の斜視図である。
【図２２】本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３における吐出空間２０の概略断面図である。
【図２４】本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３における吐出空間２０内部の斜視図である。
【図２５】遠心分離部の円筒部２３における径方向断面上の冷媒の流れの模式図である。
【図２６】遠心分離部の円筒部２３における径方向断面上の冷媒の流れの模式図である。
【図２７】本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。
【図２８】本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３の変形例における吐出空間２０内部の斜視図である。
【図２９】本発明の実施の形態５に係る圧縮機１０４における返油流路の構造概略断面図である。
【図３０】本発明の実施の形態５に係る圧縮機１０４の変形例における返油流路の概略断面図である。
【図３１】本発明の実施の形態６に係る圧縮機１０５の構成を示す概略断面図である。
【図３２】本発明の実施の形態７に係る圧縮機１０６の構成を示す概略断面図である。
【図３３】本発明の実施の形態７に係る圧縮機１０６の変形例を示す概略断面図である。
【図３４】本実施の形態８に係る冷凍サイクル装置２００の模式図である。
【図３５】従来型圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の模式図である。
【図３６】本実施の形態８に係る冷凍サイクル装置２０１の模式図である。
【図３７】従来型の横置き圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の模式図である。
【図３８】本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の構成を示す概略断面図である。
【図３９】本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の変形例を示す概略断面図である。
【図４０】本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の変形例を示す概略断面図である。
【図４１】本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の変形例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態に係る圧縮機および冷凍サイクル装置について図面等を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。なお、図１を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係および形状等が実際のものとは異なる場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の構成を示す概略断面図である。図１の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。本実施の形態１に係る圧縮機１００は、例えば、空気調和装置、冷凍装置、冷蔵庫、冷凍庫、自動販売機、または給湯装置等の用途に用いられる冷凍サイクル装置の構成要素の１つとなるものである。また、本実施の形態１に係る圧縮機１００は、スクロール圧縮機である。
【００１１】
図１に示すように、本実施の形態１に係る圧縮機１００は、冷媒を圧縮する圧縮機構部３０と、圧縮機構部３０を駆動する電動機構部４０と、電動機構部４０の回転駆動力を受け取って圧縮機構部３０に伝達する回転軸５と、圧縮機構部３０および電動機構部４０を収容する容器１と、を備えている。容器１内にはさらに、圧縮機構部３０を容器１に固定するフレーム４が圧縮機構部３０と電動機構部４０との間に設けられている。
【００１２】
圧縮機構部３０は、動力変換機構部６と、動力変換機構部６に取り付けられて揺動運動する揺動スクロール７と、フレーム４に固定された固定スクロール８とを有している。動力変換機構部６は、電動機構部４０により回転駆動される回転軸５に取り付けられて回転駆動力を圧縮駆動力に変換する機構である。揺動スクロール７の一方の面には渦巻ラップ７ａが形成されており、固定スクロール８の一方の面には渦巻ラップ８ａが形成されている。揺動スクロール７および固定スクロール８は、渦巻ラップ７ａ、８ａ同士が噛み合うように組み合わされている。これにより、揺動スクロール７と固定スクロール８との間には、渦巻ラップ７ａまたは渦巻ラップ８ａによって互いに隔てられた複数の圧縮室９が形成される。
【００１３】
回転軸５は、一端がフレーム４および動力変換機構部６によって回転自在に支持され、他端がサブフレーム１０によって回転自在に支持されている。サブフレーム１０は、容器１に固定されている。図１では、回転軸５とフレーム４と動力変換機構部６との詳細な接続構造および位置の図示を省略している。また、図１では、回転軸５とサブフレーム１０との詳細な接続構造および位置の図示を省略している。
【００１４】
回転軸５の一端と他端との間の部分には、電動機構部４０の回転子１１が取り付けられている。そして、回転子１１の外周を覆うように電動機構部４０の固定子１２が配置され、固定子１２は容器１に取り付けられている。
【００１５】
容器１は、有底筒状の上部容器１ａと、円筒状の側部容器１ｂと、有底筒状の下部容器１ｃの３つの部分が結合されて構成されている。側部容器１ｂには、圧縮機外部から低圧冷媒を吸入する吸入配管２が取り付けられ、上部容器１ａには、圧縮した高圧冷媒を圧縮機外部に吐出する吐出配管３が取り付けられている。容器１の内部空間は、フレーム４によって、吸入配管２側の吸入空間１９と吐出配管３側の吐出空間２０とに分けられ、電動機構部４０は吸入空間１９に配置されている。
【００１６】
容器１の底部には、油が溜まる貯油部１６が設けられている。回転軸５のサブフレーム１０側の端部には、貯油部１６に溜まった油をくみ上げる油ポンプ１８が設けられている。油ポンプ１８には、貯油部１６に向けて延びる油供給パイプ１７が接続され、油供給パイプ１７の吸引口１７ａが貯油部１６の油に浸かるようになっている。そして、油ポンプ１８は、油供給パイプ１７を介して貯油部１６の油をくみ上げ、回転軸５の内部に形成された油供給管路１３を通じて例えば動力変換機構部６などの圧縮機１００内の各摺動部に油を供給する。
【００１７】
なお、貯油部１６の油面高さ位置は使用環境や運転条件に変わるため、油の供給が途絶えないよう、あらゆる条件で吸引口１７ａが油に浸かるように吸引口１７ａの高さ位置が調整されている。また、本例では油ポンプ１８が回転軸５のサブフレーム１０側の端部に設けられているが、回転軸５のフレーム４側の端部に設けられていてもよい。また、油ポンプ１８としては、種々の構造のものを用いることができる。
【００１８】
フレーム４には、吸入空間１９から圧縮室９へ冷媒が流れる流路となる吸入孔１４が設けられている。フレーム４と固定スクロール８には、圧縮室９から吐出空間２０へ冷媒が流れる流路となる吐出孔１５が設けられている。吐出孔１５の出口端部には、吐出空間２０から圧縮室９への冷媒の逆流を抑える逆止弁２１が設けられている。また、吐出空間２０には、冷媒を圧縮機外部へ排出する吐出配管３が設けられている。吐出孔１５と吐出配管３との間には遠心分離部が設けられており、圧縮室９で圧縮され吐出孔１５から吐出された冷媒の大部分は遠心分離部を通過して吐出配管３から圧縮機外部へ排出されるようになっている。また、遠心分離部の外側には集油部２０ａが設けられており、遠心分離部において分離された油は集油部２０ａに回収されるようになっている。
【００１９】
遠心分離部には、側壁に複数の孔を有数する円筒部２３と、吐出孔１５から吐出された冷媒流の向きを変更して円筒部２３の周方向に向かって流し、円筒部２３内に旋回流を発生させる旋回機構部２２が設けられている。また、吐出配管３が円筒部２３の中心軸上に位置するように配置されている。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００における遠心分離部にある旋回機構部２２の斜視図である。図２の点線の矢印は旋回機構部２２の内部における冷媒と油の流れを示している。旋回機構部２２は、吐出孔１５および逆止弁２１を覆うように配置されており、吐出孔１５および逆止弁２１から吐出された冷媒と油の向きを変えて旋回流を発生させるように、らせん状の流路２２ａが構成されている。らせん状の流路２２ａの端部には、冷媒と油を円筒部２３の周方向に向かって吹き出す吹出口が設けられている。
【００２１】
図３は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００における遠心分離部にある円筒部２３の斜視図である。図３の実線の矢印は冷媒の流れを示しており、図３の点線の矢印は油の流れを示している。円筒部２３の内部には旋回機構部２２が設けられ、円筒部２３の内部に旋回流が形成されるようになっている。円筒部２３の側壁には、旋回流の遠心力により冷媒から分離された油を円筒部２３外側の集油部２０ａへ排出するための複数の孔２３ａが設けられている。円筒部２３の上方には、油が分離された冷媒を圧縮機外部へ吐出する吐出配管３が配置されている。
【００２２】
以下では、冷媒ガスを吐出する逆止弁２１を基準に、回転軸５の軸方向に沿って圧縮機構部３０と反対方側に離れる方向を「上」、その反対方向を「下」と定義する。逆止弁２１の位置を基準にして軸方向の高さを見ると、円筒部２３は旋回機構部２２よりも上となる高い位置、吐出配管３の入口近くまで延在する。円筒部２３の下端はフレーム４の上面と密着して隙間なく接続されている。円筒部２３の下部領域には孔２３ａがなく、上部領域に複数の孔２３ａを有している。
【００２３】
また、孔２３ａは、旋回機構部２２が冷媒を吹き出す高さ、つまり、旋回流が発生し始める高さには形成されておらず、そのすぐ上側に形成されている。旋回機構部の吹出口の高さから、孔２３ａが形成された領域の下端、つまり最も下にある孔２３ａの高さまでの距離は、旋回機構部２２の高さよりも小さいことが好ましい。また、複数の孔２３ａが形成された領域の高さは、旋回機構部２２の高さよりも大きいことが望ましく、例えば２〜５倍などとすると良い。また、円筒部２３の側面のうち複数の孔２３ａを有する領域の開口率は、例えば５０％未満であることが好ましい。開口率が高すぎると、孔２３ａを通じて円筒部２３の外側に漏れる冷媒ガスが多くなり、円筒部２３の内側に安定した旋回流が形成されないおそれがある。
【００２４】
図１に示すように、集油部２０ａは、円筒部２３の外周面と、上部容器１ａの内壁面と、フレーム４の上面とに囲まれた空間であり、吐出空間２０内で遠心分離部の外側に設けられている。遠心分離部の円筒部２３の複数の孔２３ａから排出された油が、集油部２０ａに回収されるようになっている。集油部２０ａの下面は、遠心分離部から集油部２０ａに排出され重力により下方に集まってきた油を受けて一時的に保持する油受け面として機能する。図１ではフレーム４の上面が油受け面となっているが、フレーム４とは別に油受け面を設けてもよいし、フレーム４でなく固定スクロール８の上面を油受け面としてもよい。
【００２５】
また、図１に示すように、遠心分離部から排出されて集油部２０ａに回収された油を貯油部１６へ戻すための返油流路として、油戻し管２４がフレーム４と吸入空間１９に設けられている。集油部２０ａに回収された油は、吐出空間２０と吸入空間１９との間の圧力差によって、一部の冷媒とともに吸入空間１９側にある貯油部１６へ流れる。油戻し管２４の集油部２０ａ側端部は、集油部２０ａに回収されて重力により流れて集油部２０ａの低い位置に集まった油が油戻し管２４に流入するように、集油部２０ａの低い位置に配置されているとよい。油戻し管２４の内部流路の径は、油が集油部２０ａ内に溜まりすぎないでスムーズに貯油部１６へ流れるように大きく調整されていると良い。かつ、油戻し管２４の内部流路の径は、油戻し管２４を通って吐出空間２０から吸入空間１９側へ流れる冷媒の量が多すぎて圧縮効率や体積効率が低下しないように小さく、調整されていると良い。また、油戻し管２４は、集油部２０ａから貯油部１６へ流れる途中において、油供給管路１３を通って動力変換機構部６を潤滑して流れ出る油の流路と合流し、吸入空間１９へ油を排出するようになっていてもよい。
【００２６】
なお、フレーム４または固定スクロール８には、揺動スクロール７の渦巻ラップ７ａと固定スクロール８の渦巻ラップ８ａを潤滑するために、油供給管路１３を通じて動力変換機構部６に供給される油の一部を吸入孔１４または圧縮室９へ流通させる流路が設けられていても良い。
【００２７】
以上のように構成された圧縮機１００において、電動機構部４０に通電されると、回転子１１にトルクが加わって回転軸５が回転し、揺動スクロール７が固定スクロール８に対して揺動運動を行う。これにより、圧縮室９で冷媒が圧縮される。その過程で、吸入空間１９において冷媒中に含まれていた油滴の一部または油供給管路１３を通って動力変換機構部６に流通していた油の一部が、冷媒とともに、吸入孔１４を通って圧縮室９に流れ込む。
【００２８】
圧縮室９に流れ込んだ油を含む冷媒は圧縮され、吐出孔１５と逆止弁２１を通って、遠心分離部の旋回機構部２２に流れ込む。また、圧縮室９に流れ込んだ油は、揺動スクロール７の渦巻ラップ７ａと固定スクロール８の渦巻ラップ８ａを潤滑し、冷媒とともに旋回機構部２２に流れ込む。旋回機構部２２において冷媒と油は旋回流となって円筒部２３の内側へ流れ込み、円筒部２３において旋回流の遠心力により冷媒と油は分離される。大部分の冷媒は円筒部２３内部で旋回しながら上昇し吐出配管３から圧縮機外部に排出される。油は、円筒部２３の壁面に形成された複数の孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａに排出され、油戻し管２４を通じて貯油部１６へと流れる。
【００２９】
より詳しく述べると、円筒部２３の下部において旋回機構部２２が旋回流を発生させる。旋回流は円筒部２３の内壁面に沿って流れながら上昇し、やがて円筒部２３の中心付近にある吐出配管３から容器の外に出る。円筒部２３の内部では、旋回流によって、冷媒ガスよりも密度の高い油（冷媒ガスに含まれる油滴・オイルミスト）に遠心力が強く働き、油が円筒部２３の内壁に向かって飛行するようになる。そして、一部の油は直接孔２３ａを通って直接円筒部２３の外に排出され、残りの油は円筒部２３の内壁面に付着して油膜状になる。この油膜のすぐ内側を冷媒ガスの旋回流が流れるため、油膜がその流れに押され、孔２３ａの位置まで流れる。そして、孔２３ａの縁の位置で再び遠心力によって、孔２３ａの縁から剥離し、または孔２３ａの内面を伝って円筒部２３の外側へと押し出される。このようにして、冷媒から分離された油が、円筒部２３に設けられた複数の孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａに排出される。
【００３０】
集油部２０ａに排出された油は、重力により落下して、または、円筒部２３の外壁面や上部容器１ａの内壁面に付着した後重力により流れて、集油部２０ａの下面にあたるフレーム４上面に集まる。フレーム４上面に集まった油は、重力および吐出空間２０と吸入空間１９との圧力差により、一部の冷媒とともに油戻し管２４を流れて、吸入空間１９に排出される。吸入空間１９に排出された油は、一部が油滴となって吸入孔１４を通って再び圧縮室９に流れ込むが、大部分は重力により下方の貯油部１６に流れる。
【００３１】
特許文献１に記載される従来の圧縮機では、円筒部の内側で冷媒の旋回流を発生させ、遠心力により円筒部の内壁面に油を付着させて、円筒内壁面に付着した油を重力により下方に集めて分離する構成の遠心分離機構が用いられていた。しかしながら、このような構成では、円筒内壁面に付着した油は、重力によって下方に流れて集まる間に、冷媒の旋回流による強いせん断力を受けて飛散し、再び細かい油滴となって冷媒中に分散し、冷媒とともにそのまま圧縮機外へ排出されやすくなる。圧縮機外へ排出される油量を減少させるには円筒部の高さを十分に高くすればよいが、圧縮機上部の吐出空間が広くなって圧縮機のサイズが大きくなってしまう。
【００３２】
これに対し、本実施の形態１の圧縮機１００においては、遠心分離部において旋回流の遠心力により円筒部２３の内壁面に付着した油を、円筒部２３壁面に形成された複数の孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａへ速やかに排出する。このように、油を集油部２０ａへ排出して円筒部２３内部の旋回流から分離することで、円筒部２３内壁面に付着した油が旋回流に巻き上げられて飛散することが抑制される。これにより、吐出配管３から圧縮機外部へ排出される油の量を大幅に低減することができる。また、遠心分離部を圧縮機内部に有するような、遠心分離部の高さが低い圧縮機であっても、圧縮機外部へ排出される油量を十分に低減することが可能となる。
【００３３】
また、円筒部２３の下端が集油部２０ａの下面と隙間なく接続されており、かつ、円筒部２３の側面のうち、円筒部２３の下端に隣接する下部領域には孔２３ａが形成されていないことが好ましい。つまり、円筒部２３の下端からある一定の高さまでは孔２３ａが形成されていないことが好ましい。例えば、旋回機構部２２の吹出口の高さよりも下側には孔２３ａが形成されていないことが好ましい。これにより、円筒部２３の側壁の下部領域が仕切りとなることで、集油部２０ａの下面に集まった油が円筒部２３の内側に侵入することが抑制される。
【００３４】
また、当該下部領域においては、円筒部２３内側の旋回流が円筒部２３の外側に吹き出さないため、集油部２０ａの下面に集まった油を巻き上げることが防がれる。これにより、圧縮機外へ吐出される油量をさらに低減することができる。なお、円筒部２３内部において、孔２３ａの形成されていない下部の円筒内壁面または円筒底面に付着した油は、旋回しながら上昇する冷媒ガス流により、円筒部２３の内壁面を伝って孔２３ａまで押し上げられ、孔２３ａから円筒部の外に押し出される。このため、円筒部２３の内部に大量の油が溜まることはない。
【００３５】
また、円筒部２３の側面に設けられる孔２３ａが、旋回機構部２２の吹出口と同じ高さには形成されていないことが好ましい。これにより、旋回機構部２２の吹出口から噴出された冷媒ガスを確実に円筒部２３の内壁面に沿って流し、強く安定した旋回流を形成することができる。なお、「同じ」高さとは、厳密に同一である必要はなく、旋回機構部２２の吹出口から噴出された冷媒ガスが直接当たる程度に、実質的に同じ高さであることを意味している。
【００３６】
また、旋回流の強さは、旋回機構部２２の吹出口から出た直後が最も強く、旋回機構部２２の吹出口から吐出配管３に向かって上昇するにつれて弱まる傾向がある。このため、旋回機構部２２の吹出口のすぐ上の高さに、孔２３ａを形成した領域が存在するようにすると、より効率よく油を円筒外部へ排出することができる。例えば、旋回機構部の吹出口の高さから、孔２３ａが形成された領域の下端、つまり最も下にある孔２３ａの高さまでの距離を、旋回機構部２２の高さよりも小さくするとよい。
【００３７】
また、円筒部２３の側面のうち複数の孔２３ａが形成された領域において、当該領域における孔２３ａの開口面積の合計の割合は、例えば５０％未満であることが好ましい。孔２３ａの開口面積の割合が大きすぎると、孔２３ａを通って円筒部２３外に漏れる冷媒の量が増加して、円筒部２３内部の冷媒の量が減少して旋回流が弱まり、油分離効率が低下するおそれがある。開口面積の割合を小さくすることで、孔２３ａを通じて円筒部２３外に漏れる冷媒の量を減少させ、円筒部２３内部に強い旋回流を形成することができる。
【００３８】
また、本実施の形態１は、圧縮機１００内部に液化した冷媒が多量に溜まった状態から起動する場合においても、圧縮機１００から排出される油量を低減することができる。圧縮機の停止時には、圧縮機内部の冷媒ガスが液化し、液化した冷媒が圧縮機内部の吸入空間１９に多量に溜まった状態になる場合がある。この状態から圧縮機を起動する場合、急激に冷媒が気化することによる貯油部１６の発泡や回転子１１による攪拌で、多量の油が吸入孔１４を通って圧縮室９に流入し、吐出孔１５を通って吐出空間２０に流れ込む。このとき、油戻し管２４による貯油部１６への油の戻しが追いつかないと、一時的に吐出空間２０に油が溜まることになる。
【００３９】
本発明の実施の形態１では、吐出空間２０に流れ込んできた多量の油は、複数の孔２３ａを通じて円筒部２３の外側の広い集油部２０ａに排出されて溜まることになる。このため、大量の油が円筒部２３内側の激しい冷媒の旋回流に曝され続けて油面を巻き上げられることがない。特に、円筒部２３の下部は、集油部２０ａの下面にあたるフレーム４上面と隙間なく接続され、かつ、円筒部２３の側壁の下部領域には孔２３ａが形成されていない。このため、この部分が仕切りとなって、円筒部２３外側の集油部２０ａに保持された油が円筒部２３の内側に侵入することがない。かつ、円筒内側の旋回流が円筒下部からは円筒部外部に出ないので、集油部２０ａの低い位置に溜まった油を巻き上げることが防がれる。
【００４０】
その後、貯油部１６の発泡や回転子１１による攪拌が収まり、吐出空間２０に流れ込む油量が減少して通常の量に戻るにつれ、集油部２０ａに溜まった油は、徐々に油戻し管２４を流れて貯油部１６に戻る。以上により、起動時に多量の油が吐出空間２０に流れ込む場合であっても圧縮機１００外部に排出される油量を低減することができる。
【００４１】
また、特許文献１に記載される従来の圧縮機では、圧縮機構部で圧縮された冷媒が吐出配管から圧縮機外部に排出されるまでに、流路の曲がりや急拡大、急収縮を繰り返す構成となっているため、圧力損失が大きくなり、圧縮効率が低下する。これに対し、本発明では、圧縮室９で圧縮された冷媒は、吐出孔１５を経てすぐに旋回機構部２２に流入し旋回流となったあと、円筒部２３内部を旋回しながら上昇し吐出配管３から圧縮機１００外部へ排出される。このため、流路の曲がりや急拡大、急収縮が最小限に抑えられる。そのため、圧力損失は小さくなり、圧縮効率の低下が抑えられる。
【００４２】
また、本発明の実施の形態１は、圧縮機１００の運転中に発生する騒音を低減することができる。圧縮機１００の吐出空間２０は、円筒部２３によって外側の空間と内側の空間とに隔てられ、両空間は複数の孔２３ａを通じて連通している。この構造は共鳴型消音構造となっており、特に特定の周波数帯の騒音を大幅に低減することができる。円筒部２３の厚みまたは断面積、円筒部２３に設けられた複数の孔２３ａの個数または断面積を調節して、低減したい周波数帯の騒音を調整しても良い。
【００４３】
図４〜図７は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある旋回機構部２２の斜視図である。図４〜図７の点線の矢印は旋回機構部２２の内部における冷媒と油の流れを示している。図２では、旋回機構部２２は吐出孔１５を通って逆止弁２１から流れてきた冷媒と油の向きを変えて旋回流を発生させるために、らせん状の流路を描く構造を示しているが、これに限定されず、例えば図４〜７に示すような構造の旋回機構部２２を用いてもよい。
【００４４】
図４〜図６に示すように、旋回機構部２２の吹出口を複数設けてもよい。また、当該複数の吹出口は円筒部２３の円周方向において均等に配置されることが好ましく、例えば円筒部２３の中心軸を中心として点対称の位置に配置されることが好ましい。図４に示す例では、旋回機構部２２は、吐出孔１５から流入した冷媒と油が放射状に広がるようにする。旋回機構部２２は、逆止弁２１の上方に配置された円盤２２ｂを備える。また、旋回機構部２２は、放射状に広がった冷媒と油の流れの向きを円筒部２３の円周方向に接する向きに変えるように、フレーム４と円盤２２ｂの間に複数のベーン２２ｃを設けた構造となっている。
【００４５】
このような旋回機構部２２では、図２に示す旋回機構部２２に比べて、発生させた旋回流の円周方向の分布が均質となる。円筒部２３の内側において旋回流が偏ると、円筒部２３の内壁面近傍の一部において旋回流が遅く、遠心力が弱い領域が発生し、円筒部２３の外側から冷媒と油滴が円筒部２３の内側の前記領域に侵入するおそれがある。旋回流が円周方向に均質であれば、前記領域の発生が少なくなり、より効率よく冷媒から油を分離することができる。
【００４６】
また、複数のベーン２２ｃの形状は、断面が円弧状または翼形状にしてもよい。複数のベーン２２ｃの断面が円弧状または翼形状の場合、冷媒と油の流れの向きを変える際に発生する圧力損失を低減して、圧縮機１００の圧縮効率低下を防ぐことができる。
【００４７】
図５に示す例では、旋回機構部２２は、吐出孔１５を通って流入した冷媒と油が放射状に広がるようにする。旋回機構部２２は、逆止弁２１の上方に配置された円盤２２ｂを備える。円盤２２ｂには放射状に複数の切起こし２２ｄが設けられている。切起こし２２ｄは、切起こし孔を通ってフレーム４側から円筒部２３側へ流れる冷媒と油が旋回するように、切起こし面が円周方向に対し、斜め上方または斜め下方に向けられるように構成されるとよい。このような旋回機構部２２は、加工が容易な切起こし２２ｄを設けた円盤２２ｂを設置するだけで旋回流を発生させることができるため、本発明の圧縮機１００をより容易に製造することが可能となる。
【００４８】
図６に示す例では、旋回機構部２２において、図２の例に示すようならせん状の流路２２ａが２箇所設けられている。この例に示すように、旋回流を発生させる流路２２ａが複数設けられていても良い。このように旋回流を発生させる流路２２ａが複数設けられることで、旋回流が旋回機構部２２の複数の流路２２ａから発生し、円筒部２３内側の円周方向に分散する。このため、円筒部２３内側の旋回流は円周方向に均質な分布となり、より効率よく冷媒から油を分離することができる。
【００４９】
図７に示す例のように、旋回機構部２２を、らせん板２２ｅと円筒部２３の内壁面とでらせん状の流路２２ａを構成してもよい。このような構成でも、旋回機構部２２おいて、らせん板２２ｅに沿って冷媒と油の旋回流が発生させることができる。
【００５０】
図８、図９、図１１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある円筒部２３の斜視図である。図１０は本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における遠心分離部にある円筒部２３の断面図である。図８〜図１１の実線の矢印は冷媒の主な流れを示しており、点線の矢印は油の主な流れを示している。
【００５１】
図８に示す例では、円筒部２３に設けられた複数の孔２３ａが縦方向に細長い形状となっている。また、図９に示す例では、細長い形状の孔２３ａの長辺が傾斜するように設けられている。孔２３ａの長辺の傾斜の向きは、円筒部２３の内壁面に沿って旋回しながら上昇する旋回流の、円筒部２３の内壁面近傍における流れの方向と、孔２３ａの長辺との交差角度が大きくなる向きである。
【００５２】
円筒部２３の内壁面に付着した油は、近傍を流れる冷媒の旋回流からせん断力を受けて、円筒部２３の内壁面上を旋回流の方向に沿って流れる。図８および図９に示す例では、円筒部２３に設けられた複数の孔２３ａが円筒面に沿って細長い形状になっており、すなわち、孔２３ａの長辺が円筒部の内壁面近傍を流れる旋回流の方向と交差するように設けられている。このため、円筒部２３の内壁面に付着した油が内壁面上を旋回流の方向に沿って流れたときに、複数の孔２３ａのいずれかへ到達しやくなり、複数の孔２３ａを通って円筒部２３の外側の集油部２０ａへ排出されやすくなる。また、図９に示す例では、円筒部２３の内壁面近傍における旋回流の流れの方向と孔２３ａの長辺との交差角度が大きくなり直角に近づくため、円筒部２３の内壁面上を流れる油が、より確実に孔２３ａに到達しやすくなる。
【００５３】
図１０は円筒部２３の断面図を示している。図１０に示す例では、円筒部２３に設けられた複数の孔２３ａは、冷媒の旋回流の旋回方向と同じ方向側に円筒部２３の半径方向から傾けて内壁面側から外壁面側に向かって形成される。本構成により、円筒部２３の内壁面に付着した油または円筒部２３の内壁面近傍を流れる油滴が、冷媒ガスの旋回流に沿った方向からあまり曲がらずに、円筒部２３に設けられた複数の孔２３ａを流れるようになる。このため、集油部２０ａへ排出される油量をより増やすことができる。
【００５４】
図１１に示す例では、円筒部２３に複数の孔２３ａを設ける代わりに、円筒部２３を空隙構造体２３ｂを用いて構成している。空隙構造体２３ｂは例えば多孔質状（連続多孔質状）、綿状、格子状、網状の構造となっている。このような構造では、冷媒の旋回流の遠心力により油滴が空隙構造体２３ｂに付着すると、表面張力により油が空隙構造体２３ｂの空隙に入り込み、冷媒の旋回流によるせん断力を受けても油が飛散しにくくなる。
【００５５】
空隙構造体２３ｂに付着した油は円筒部２３の内側と外側の圧力差で、空隙構造体２３ｂの空隙を通って円筒部２３の外側の集油部２０ａに排出される。また、冷媒や油とともに吐出孔１５を通って吐出空間２０の遠心分離部に流れ込んだ固形異物などがある場合、冷媒の旋回流の遠心力により、円筒部２３の空隙構造体２３ｂに固形異物が捕捉される。したがって、円筒部２３を空隙構造体２３ｂを用いて構成することで、固形異物が冷媒とともに吐出配管３から圧縮機１００外部に排出されることや、油戻し管２４に詰まったり、油とともに油戻し管２４を通って吸入空間１９に排出されたりすることが抑制される。これにより、圧縮機１００内部の潤滑部や油流路等または圧縮機１００外部の冷媒管路に接続された各機器等に固形異物が混入することで発生する不具合の頻度を低減することができる。
【００５６】
なお、図１１の例においても、円筒部２３の下部は孔のない構造（例えば単純な板材）などで構成されていると、円筒部２３外側の集油部２０ａに溜まった油が円筒部２３の内側に戻りにくいので望ましい。この場合、円筒部２３は下部と上部とで異なる材料を組み合わせて形成すると良い。
【００５７】
図１２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。図１２の点線の矢印は油の主な流れを示している。
【００５８】
図１２に示すように、円筒部２３の上端は、上部容器１ａと接触しないように、隙間を空けることが好ましい。フレーム４および円筒部２３は金属等で形成されている。よって、圧縮機１００の運転中に圧縮室９において冷媒が圧縮されて温度が上昇することで、吐出空間２０の冷媒や油、固定スクロール８などを介してフレーム４や円筒部２３に熱が伝わって温度が上昇し、フレーム４と円筒部２３が熱膨張する。このとき、円筒部２３の上端と上部容器１ａとの間に十分な隙間がなければ、膨張時に円筒部２３の上端が上部容器１ａの内壁面に接触して応力が掛かるため、圧縮機１００が破損してしまう場合がある。したがって、熱膨張しても円筒部２３の上端が上部容器１ａと接触しないように、十分隙間を空ければ、圧縮機１００の破損を回避できる。
【００５９】
なお、上記隙間を円筒部２３の下端とフレーム４上面との間に設けても、同様に圧縮機１００の破損を回避することは可能である。ただし、冷媒が円筒部２３の下端とフレーム４との間の隙間から集油部２０ａに噴出し、集油部２０ａの下部に集まった油が吹き飛ばされる可能性がある。そうすると、集油部２０ａ下面の油戻し管２４に油が集まりにくくなり、油戻し管２４を通って集油部２０ａから貯油部１６へ流れる油量が少なくなって、集油部２０ａに油が滞留する。
【００６０】
また、上記のように油が吹き飛ばされると、吐出空間２０内に径の小さい油滴が充満するようになる。油滴は、径が小さいほど慣性力を受けにくくなり、円筒部２３の複数の孔２３ａを介して円筒部２３の内側に戻っても遠心分離されないため、冷媒とともに吐出配管３から圧縮機１００外部へ排出されやすくなる。したがって、隙間は、円筒部２３の上端と上部容器１ａとの間に設けるほうが好ましい。
【００６１】
実施の形態２．
実施の形態２では、吐出配管３近傍の構造について示す。以下、実施の形態２が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６２】
図１３は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機１０１における吐出空間２０の概略断面図である。図１３の点線の矢印は主な油の流れを示している。
【００６３】
図１３に示すように、実施の形態２の圧縮機１０１は、吐出配管３の端部が、上部容器１ａの内壁面から円筒部２３側へ突き出ている。例えば、吐出配管３の端部が、円筒部２３の上端よりも下方に位置しているとよい。
【００６４】
図１４に、比較例として、吐出配管３の端部が円筒部２３側へ突き出ていない場合の概略断面図を示す。図１４の実線の矢印は、断面における冷媒の主な流れを示しており、点線の矢印は、断面における油の主な流れを示している。
【００６５】
図１４に示すように、円筒部２３内側の冷媒の旋回流は、吐出配管３に向かうにつれ円筒部２３の中心に寄って流れて、吐出配管３に排出される。旋回機構部２２から排出直後の冷媒の旋回流の遠心力により、旋回機構部２２側の円筒部２３内壁面近傍の圧力は、円筒部２３に隔てられた反対側の円筒部２３外側の外壁面近傍の圧力より高くなる。そして、複数の孔２３ａを介して円筒部２３の内側から外側へ、一部の冷媒が流れる。一方、冷媒の旋回流が吐出配管３に向かって流れることにより、吐出配管３側の円筒部２３内壁面近傍では、冷媒の旋回流速が遅くなり、遠心力が弱くなる。このため、吐出配管３側の円筒部２３内壁面近傍の圧力は、円筒部２３に隔てられた反対側の円筒部２３外側の外壁面近傍の圧力より低くなる。したがって、旋回機構部２２側にある円筒部２３の複数の孔２３ａを介して円筒部２３外側から円筒部２３内側へ、一部の冷媒が流れる。
【００６６】
この吐出配管３へ向かう円筒部２３内側の冷媒の旋回流が円筒部２３内側の中心に引き込まれる流れのせん断力と、吐出配管３側の円筒部２３壁面において冷媒を外側から内側へ流す圧力との間には圧力差がある。よって、この圧力差により、円筒部２３の吐出配管３側の端部と上部容器１ａとの間の隙間を通って、円筒部２３の外側から内側の吐出配管３に向かう冷媒の流れが発生する。この冷媒の流れのせん断力を受けて、上部容器１ａ内壁面に付着した油の一部が、上部容器１ａの内壁面を伝って、円筒部２３の外側から内側の吐出配管３に向かって流れ、吐出配管３から圧縮機外部に排出される。
【００６７】
図１５は、図１３に示す本発明の実施の形態２の圧縮機１０１における吐出空間２０の吐出配管３まわりの概略断面図である。図１５の実線の矢印は、断面における冷媒の主な流れを示しており、点線の矢印は、断面における油の主な流れを示している。
【００６８】
図１５に示すように、実施の形態２の圧縮機１０１は、吐出配管３の端部が円筒部２３の上端よりも下方に突き出る。これにより、吐出配管３へ向かうように冷媒の旋回流が円筒部２３内側の中心に引き込まれる、その流れが、円筒部２３の吐出配管３側の端部から離れる。このため、上部容器１ａの内壁面を伝って、円筒部２３の外側から内側の吐出配管３に向かって流れる油の流量が減少する。さらに、油が上部容器１ａの内壁面を伝って吐出配管３に向かって流れても、吐出配管３の外壁面に衝突して引き剥がされることにより、吐出配管３に到達する油の量が低減する。
【００６９】
以上により、実施の形態２の圧縮機１０１は、圧縮機外へ吐出される油量をさらに少なくすることができる。
【００７０】
図１６は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機１０１の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。図１６の点線の矢印は油の主な流れを示している。
【００７１】
図１６に示すように、円筒部２３の吐出配管３側の端部と上部容器１ａとの間の隙間を可撓性のあるシール材２８で塞いでもよい。シール材２８は例えば伸縮性のあるゴムや樹脂などで構成される。シール材２８は可撓性を有するため、円筒部２３の熱膨張によって上部容器１ａが破損することはない。
【００７２】
図１７は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機１０１の変形例における吐出空間２０の吐出配管３まわりの概略断面図である。図１７の実線の矢印は、断面における冷媒の主な流れを示しており、点線の矢印は、断面における油の主な流れを示している。
【００７３】
図１７に示すように、円筒部２３の吐出配管３側の端部と上部容器１ａとの間の隙間をシール材２８で塞ぐことで、円筒部２３の外側の油が上部容器１ａ内壁面を伝って、円筒部２３に向かって流れても、油をシール材２８衝突させて引き剥がすことができる。よって、油が吐出配管３に到達することを抑制できる。
【００７４】
以上により、実施の形態２の変形例は、同様に圧縮機外へ吐出される油量をさらに少なくすることができる。
【００７５】
実施の形態３．
実施の形態３では、集油部２０ａの下面の構造について示す。以下、実施の形態３が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００７６】
図１８は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２における吐出空間２０の概略断面図である。図１８の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。
【００７７】
図１８に示すように、実施の形態３の圧縮機１０２は、油戻し管２４の集油部２０ａ側の端部は、円筒部２３から離間し、容器１内壁面の近傍に配置されている。また、集油部２０ａの下面にあたるフレーム４の上面が、円筒部２３側から容器１の内壁面側に向かって高さが低くなるように構成されている。
【００７８】
円筒部２３の外壁面近傍では、円筒部２３の内側から複数の孔２３ａを介して排出された油と一部の冷媒により、流れが速くなっている。その流れにより、円筒部２３の外壁面近傍のフレーム４上面にある油が飛散し、発生した径の小さい油滴が複数の孔２３ａを通って円筒部２３の内側へ戻ることがある。
【００７９】
実施の形態３の圧縮機１０２は、フレーム４の上面が、円筒部２３側から容器１の内壁面側に向かって高さが低くなるように構成されていることで、円筒部２３の外壁面近傍のフレーム４上面に付着した油は、そのまま留まらず、重力により容器１の内壁面側に流れる。これにより円筒部２３の外壁面近傍のフレーム４上面にある油が飛散して、発生した径の小さい油滴が複数の孔２３ａを通って円筒部２３の内側へ戻ることが抑制されるため、圧縮機外へ吐出される油量がより少なくなる。
【００８０】
図１９は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。図１９の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。
【００８１】
図１９に示す例では、油戻し管２４の集油部２０ａ側の端部は、円筒部２３から離間し、容器１の内壁面近傍のフレーム４上面に形成されている。また、集油部２０ａの下面にあたるフレーム４の上面は、油戻し管２４側に向かって低くなるように傾斜している。
【００８２】
集油部２０ａの下面にあたるフレーム４の上面が水平になっている場合、フレーム４上面に満遍なく油が溜まる。このため、集油部２０ａの冷媒ガス流により、フレーム４上面に溜まった油が飛散し、発生した径の小さい油滴が複数の孔２３ａを通って円筒部２３の内側へ戻ることがある。特に、円筒部２３の外壁面近傍では冷媒ガスと油の流れが速くなっているため油が飛散しやすい。これに対し、図１９に示す変形例では、油戻し管２４の集油部２０ａ側端部が、容器１の内壁面近傍に配置され、フレーム４の上面が油戻し管２４側に向かって低くなるように傾斜している。この構成により、フレーム４上面に付着した油は、そのまま留まらず、重力により油戻し管２４に向かって集まり、油戻し管２４を介して吸入空間１９へ排出される。これにより円筒部２３の外壁面近傍のフレーム４上面にある油が飛散して、発生した径の小さい油滴が複数の孔２３ａを通って円筒部２３の内側へ戻ることが抑制されるため、同様に圧縮機外へ吐出される油量がより少なくなる。
【００８３】
図２０は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。図２０の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。
【００８４】
図２０に示す例では、集油部２０ａの下面にあたるフレーム４上面に溝４ａが形成されていて、溝４ａの底部に油戻し管２４の集油部２０ａ側端部が形成されている。
【００８５】
図２０に示すように、フレーム４の上面に溝４ａが形成されていることで、フレーム４の上面に付着した油は重力や表面張力により溝４ａに集まる。溝４ａ内側の空間では冷媒ガスの流れが遅くなるため、溝４ａに集まった油は飛散しにくくなり、径の小さい油滴が発生して複数の孔２３ａを通って円筒部２３の内側へ戻ることが抑制される。溝４ａに集まった油は油戻し管２４を介して吸入空間１９へ排出される。これにより、圧縮機外へ吐出される油量がより少なくなる。
【００８６】
また、図２１に示すように、溝４ａが円筒部２３を囲むように形成されていてもよい。溝４ａが円筒部２３を囲むように形成されることで、フレーム４の上面に付着した油が、満遍なく溝４ａに集まりやすくなる。円筒部２３を囲む溝４ａは、図２１に示す例のように円を描くように形成されてもよいが、多角形を描くように形成されてもよい。溝４ａは、集まった油が油戻し管２４に集まるように、連続的な形状にするとよい。
【００８７】
図２２は、本発明の実施の形態３に係る圧縮機１０２の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。図２２の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。
【００８８】
図２２に示すように、集油部２０ａの下面にあたるフレーム４の上面に空隙構造体２５が配置され、空隙構造体２５の下に油戻し管２４の集油部２０ａ側端部が配置されていてもよい。空隙構造体２５は例えば多孔質状（連続多孔質状）、綿状、格子状、網状の構造となっている。なお、図２２の例では、空隙構造体２５はフレーム４上面に形成された溝４ａの内部に配置されているが、これに限られるものではない。
【００８９】
フレーム４の上面に空隙構造体２５が配置されることで、フレーム４の上面に付着して流れる油が、毛管力により空隙構造体２５に捕獲される。空隙構造体２５に捕獲された油は、毛管力が働くことにより、冷媒ガスのせん断力を受けても飛散しにくくなり、径の小さい油滴が発生して複数の孔２３ａを通って円筒部２３の内側へ戻ることが抑制される。空隙構造体２５に捕獲された油は、重力と毛管力により空隙構造体２５の下にある油戻し管２４に向かって集まり、油戻し管２４を介して吸入空間１９へ排出される。
【００９０】
また、冷媒や油に固形異物が混入している場合、固形異物を空隙構造体２５に捕捉することができる。これにより、油戻し管２４の閉塞等、圧縮機内外の油流路や冷媒流路に固形異物が混入することで発生する不具合を防止することができる。
【００９１】
空隙構造体２５は、円筒部２３を囲むようにフレーム４の上面に配置してもよい。このように配置されることで、フレーム４の上面に付着した油が、満遍なく空隙構造体２５に集まりやすくなる。円筒部２３を囲む空隙構造体２５は、円を描くように形成されてもよいが、多角形を描くように形成されてもよい。空隙構造体２５は、捕獲した油が油戻し管２４に集まるように、連続的な形状にするとよい。
【００９２】
また、図２２のように溝４ａの内部に空隙構造体２５が配置されることで、油が空隙構造体２５に捕捉されやすくなる。さらに、空隙構造体２５の底部が溝４ａに囲まれるため、空隙構造体２５から溢れた油がフレーム４上面に広がることがなく、径の小さい油滴が発生して複数の孔２３ａを通って円筒部２３の内側へ戻ることがさらに抑制される。
【００９３】
実施の形態４．
実施の形態４では、集油部２０ａの構造について示す。以下、実施の形態４が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００９４】
図２３は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３における吐出空間２０の概略断面図である。図２３の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。図２４は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３における吐出空間２０内部の斜視図である。
【００９５】
図２３と図２４に示すように、実施の形態４の圧縮機１０３は、円筒部２３外側の集油部２０ａを円筒部２３の高さ方向で複数の空間に分けるように横バッフル板２６を設ける。横バッフル板２６は円筒部２３の複数の孔２３ａより下方になるように設置される。横バッフル板２６は、円筒部２３の外壁面または容器１の内壁面に接続されるとよい。横バッフル板２６に隔てられた上方の空間は円筒部２３の複数の孔２３ａを介して円筒部２３内と連通し、下方の空間は油戻し管２４を介して吸入空間１９と繋がる空間にするとよい。横バッフル板２６には複数の孔２６ａが設けられた構造となっており、横バッフル板２６に隔てられた上下の空間は複数の孔２６ａを介して繋がった構造となっている。
【００９６】
円筒部２３外側の集油部２０ａを上下に分けるように横バッフル板２６を設けることで、円筒部２３の複数の孔２３ａから噴出する冷媒ガス流から横バッフル板２６下方の空間が隔離される。このため、横バッフル板２６下方の空間における冷媒ガス流が緩やかになり、フレーム４上面に付着した油が飛散することを抑制できる。また、フレーム４上面に付着した油が飛散しても、横バッフル板２６の下面に付着させることで、横バッフル板２６上方の空間および円筒部２３内側の空間に径の小さい油滴が戻ることを抑制できる。したがって、圧縮機外に吐出される油量をより少なくすることができる。
【００９７】
図２５と図２６は、円筒部２３における径方向断面上の冷媒の流れの模式図である。
【００９８】
図２５に示すように、円筒部２３の厚みが薄く、複数の孔２３ａの幅が円周方向に広い場合は、円筒部２３内部における冷媒の旋回流が、そのまま複数の孔２３ａを通って円筒部２３の外側に伝わる。そして、円筒部２３の外側では円筒部２３内部の冷媒の旋回流より速度は遅くなるが、同じ向きの旋回流が生じる。
【００９９】
一方、図２６に示すように、円筒部２３の厚みが増して、複数の孔２３ａの幅が円周方向に狭くなると、円筒部２３内部の冷媒の旋回流が、複数の孔２３ａを通って円筒部２３の外側に向かう間に流れの向きが変わる。そして、円筒部２３の外側では円筒部２３内部と逆向きの旋回流が生じる場合もある。このように、円筒部２３の外側では、円筒部２３の内側に比べて冷媒の速度は遅くなるが、同じまたは逆向きの旋回流が生じる。横バッフル板２６があることで、横バッフル板２６上方の空間に冷媒の旋回流が生じても、横バッフル板２６の複数の孔２６ａを通って横バッフル板２６下方の空間に向かう間に、旋回流はさらに遅くなる。よって、フレーム４上面に付着した油が冷媒の旋回流から受けるせん断力が弱くなって、油は飛散しにくくなる。
【０１００】
円筒部２３の内側において冷媒の旋回流による遠心力で複数の孔２３ａを通って円筒部２３外側かつ横バッフル板２６上方の空間に流れ出た油は、重力により横バッフル板２６の上面に付着する。そして、横バッフル板２６の上面に付着したあと、油はすぐに横バッフル板２６の複数の孔２６ａを通って横バッフル板２６下方の空間へ流れ出るこのため、横バッフル板２６の上面での油の飛散は抑えられる。
【０１０１】
また、圧縮機の起動時では、貯油部１６に貯まった冷媒液の急激な発泡や吸入配管２から冷媒液が多量に流入することで、巻き上げられた多量の油が吸入孔１４に入り込んで、圧縮室９と吐出孔１５を通って吐出空間２０の遠心分離部に流入することがある。
【０１０２】
遠心分離部に流入した多量の油は孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａに吐き出されるが、油戻し管２４による貯油部１６への油の戻しが追いつかない場合、集油部２０ａに油が溜まる。その場合でも、集油部２０ａに溜まった油の油面が横バッフル板２６の下部にある場合は、油面上の冷媒ガスの旋回流が遅くなるため、油面から径の小さい油滴が飛散することが抑制される。そのため、本実施の形態２では圧縮機の起動時においても、圧縮機外に吐出される油量をより少なくすることができる。
【０１０３】
図２４に示す例では、横バッフル板２６は中空の円盤に正円状の複数の孔２６ａが設けられた構造となっているが、複数の孔２６ａは細長い形状でもよく、複数の孔２６ａの代わりに多孔質状（連続多孔質状）、綿状、格子状、網状等の空隙構造を設けてもよい。
【０１０４】
図２７は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３の変形例における吐出空間２０の概略断面図である。図２７の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。図２８は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１０３の変形例における吐出空間２０内部の斜視図である。
【０１０５】
図２７と図２８に示すように、円筒部２３外側の集油部２０ａを、円筒部２３の円周方向で複数の空間に分割するように複数の縦バッフル板２７を設けてもよい。複数の縦バッフル板２７は円筒部２３の外壁面、または上部容器１ａの内壁面、またはフレーム４の上面に接続されるとよい。
【０１０６】
円筒部２３を中心として円周方向に分割するように複数の縦バッフル板２７を設けることで、図２５や図２６に示すような円筒部２３外側の旋回流は、縦バッフル板２７に遮られて流速が低下する。これにより、フレーム４上面に付着した油が冷媒の旋回流から受けるせん断力が弱くなって、フレーム４上面に付着した油が飛散しにくくなるため、同様に圧縮機外に吐出される油量がより少なくなる。
【０１０７】
縦バッフル板２７の下方には、フレーム４上面との間または容器１の内壁面との間に、隙間またはスリットを設けると良い。複数の縦バッフル板２７により円周方向に分割された各空間では、円筒部２３の複数の孔２３ａから流れ出た油が重力により下方のフレーム４上面に集まる。複数の縦バッフル板２７により分割された各空間のフレーム４上面に集まった油は、複数の縦バッフル板２７の下方に設けられた隙間またはスリットを介して、円周方向に隣同士の空間に流れて、油戻し管２４の集油部２０ａ側端部に集まることが可能となる。
【０１０８】
また、横バッフル板２６と縦バッフル板２７を組み合わせて設けてもよい。これにより、横バッフル板２６および縦バッフル板２７の効果を同時に得ることができる。
【０１０９】
実施の形態５．
実施の形態５では、返油流路の構造について示す。以下、実施の形態５が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【０１１０】
図２９は、本発明の実施の形態５に係る圧縮機１０４における返油流路の概略断面図である。図２３の点線の矢印は油の主な流れを示している。
【０１１１】
図２９に示す例では、吐出空間２０から吸入空間１９へ油を戻す返油流路の一部を、フレーム４に設けた油戻し間隙４ｂにより形成している。すなわち、フレーム４に油戻し間隙４ｂを設け、油戻し間隙４ｂの一端は吐出空間２０と接続し、もう一端は油戻し管２４と接続した構造としている。吐出空間２０から吸入空間１９へ流れる冷媒と油の流量は、フレーム４の油戻し間隙４ｂの内部流路の幅で調整することができる。油戻し間隙４ｂは、例えばフレーム４の側面にノッチ状の切り欠きを形成することで設けることができる。
【０１１２】
本実施の形態５では、油戻し間隙４ｂを設けたことにより、吐出空間２０から吸入空間１９へ戻す冷媒と油の流量を油戻し管２４の内部流路の径で調整する必要がないため、油戻し管２４の径を自由に構成可能となる。例えば、吐出空間２０から吸入空間１９へ戻す冷媒と油の流量を油戻し管２４の内部流路の径で調整する場合、冷媒の流量を減らすために油戻し管２４の径を小さくすると、油戻し管２４が折れ曲がりやすくなり、製造時に不具合発生を引き起こしやすくなる。返油流路の一部を油戻し間隙４ｂにより形成し、吐出空間２０から吸入空間１９へ戻す冷媒と油の流量を油戻し間隙４ｂにより調整可能にすれば、径が大きく折れ曲がりにくい油戻し管２４を用いることが可能となり、生産性が向上する。
【０１１３】
図３０は、本発明の実施の形態５に係る圧縮機１０４の変形例における返油流路まわりの概略断面図である。図３０の点線の矢印は油の主な流れを示している。
【０１１４】
図３０に示すように、フレーム４の油戻し間隙４ｂは内部流路の幅が急収縮と急拡大を繰り返すように形成されても良い。図２９の例に示すように、フレーム４の油戻し間隙４ｂの内部流路の幅が一定の場合、吐出空間２０から吸入空間１９へ戻る冷媒と油の流量は、油戻し間隙４ｂの壁面からの摩擦抵抗の影響を受ける。一方、図３０に示すように、フレーム４の油戻し間隙４ｂの内部流路の幅が一定でなく急収縮と急拡大を繰り返すように形成されている場合、吐出空間２０から吸入空間１９へ戻る冷媒と油の流量は、流路の急収縮と急拡大による慣性抵抗の影響を受ける。比較的、摩擦抵抗は流体の粘性の影響が強く、慣性抵抗は流体の速度の影響が強い。
【０１１５】
油戻し間隙４ｂを流れるのは、冷媒ガスの流量が少なく油の量が多い二相流であるため、摩擦抵抗の影響が強い場合は粘性の高い油は流れにくくなり、慣性抵抗の影響が強い場合は流速の大きな冷媒ガスは流れにくくなる。すなわち、慣性抵抗の影響が強い場合のほうが冷媒ガスは流れにくくなり、油は流れやすくなる。このように、フレーム４の油戻し間隙４ｂが急収縮と急拡大を繰り返すように内部流路の幅が調整されることで、次の作用が得られる。すなわち、幅広い圧縮機の運転条件において、吐出空間２０から吸入空間１９へ戻る冷媒の流量を少なくしつつ、吐出空間２０に油が溜まらないように吸入空間１９へ油を戻すことが可能となる。そのため、本実施の形態５の変形例では、圧縮機外へ吐出される油量が少なく、かつ、圧縮効率や体積効率が高い圧縮機を提供できる。
【０１１６】
実施の形態６．
実施の形態６では、電動機構部４０および貯油部１６が吐出空間２０側に配置された圧縮機について示す。以下、実施の形態６が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【０１１７】
図３１は、本発明の実施の形態６に係る圧縮機１０５の構成を示す概略断面図である。図３１の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。
【０１１８】
図３１に示すように、実施の形態６の圧縮機１０５は、実施の形態１の吸入空間１９にあたる空間やその空間内にある電動機構部４０や貯油部１６が、吐出空間２０側にある構成となっている。すなわち、吸入配管２は圧縮室９に直接接続されており、吸入配管２から流れてきた冷媒が直接圧縮室９に流入する構成となっている。吸入配管２から流入した冷媒は、圧縮室９で圧縮されて、吐出孔１５と逆止弁２１を順に通って、吐出空間２０の遠心分離部に流れ出る。
【０１１９】
一方、吐出空間２０の貯油部１６にある油は、高圧な吐出空間２０と、低圧な圧縮室９の冷媒流入側または吸入配管２との接続部との圧力差により、油供給パイプ１７から吸い上げられる。油供給パイプ１７から吸い上げられた油は、油供給管路１３を通って、動力変換機構部６などの各摺動部に供給される。そして、動力変換機構部６に供給された油は、圧縮室９の冷媒流入側または吸入配管２との接続部から圧縮室９に流入し、冷媒とともに吐出孔１５と逆止弁２１を順に通って、遠心分離部に流れ出る。図３１に示す例では、吐出空間２０と圧縮室９の冷媒流入側の圧力差を利用して、貯油部１６から油を汲み上げるため、油ポンプ１８を用いていないが、油を汲み上げて、各摺動部に供給するための補助として、油ポンプ１８を用いてもよい。
【０１２０】
吐出孔１５と逆止弁２１を順に通って、遠心分離部に流れ出た冷媒と油は、旋回機構部２２において旋回流となり、円筒部２３において旋回流の遠心力により冷媒と油とに分離され、冷媒は吐出配管３を通って圧縮機の外へ排出される。分離された油は円筒部２３の複数の孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａに速やかに排出される。集油部２０ａに排出された油は、重力により、集油部２０ａの下面にあたるフレーム４上面に集まり、返油流路であるフレーム４の間隙４ｂを通って、下方の貯油部１６に流れる。返油流路であるフレーム４の間隙４ｂは、実施の形態５のように返油流路を通過する冷媒の流量を少なくするために幅を狭くする必要はなく、集油部２０ａに排出された油がスムーズに重力落下で貯油部１６に落ちるように幅の広い流路にするとよい。
【０１２１】
実施の形態６の圧縮機１０５によれば、実施の形態１と同様、遠心分離部において旋回流の遠心力により分離された油が、円筒部２３の複数の孔２３ａを通じて円筒部２３外側の集油部２０ａに速やかに排出される。このため、円筒部２３内壁に付着した油が旋回流に巻き上げられて飛散することが抑制され、圧縮機外に吐出される油量が少なくなる。このように、本発明は、電動機構部４０および貯油部１６が吐出空間２０側にある場合でも、圧縮機外に吐出される油量を少なくすることができる。
【０１２２】
また、実施の形態１に示す構成では、貯油部１６が吸入空間１９側にあり、吐出空間２０側にある集油部２０ａから吸入空間１９側にある貯油部１６へと、吐出空間２０と吸入空間１９との圧力差を利用して油を流している。このため、油とともに一部の冷媒が油戻し管２４を介して吐出空間２０から吸入空間１９へ流れる。そのため、吐出配管３を通じて圧縮機外部へ吐出される圧縮冷媒の量が減少し、また、圧縮されて高温になった冷媒が低温の吸入空間１９に流れる。したがって、圧縮機の圧縮効率や体積効率が低下する場合がある。これに対し、実施の形態６の圧縮機１０５では、集油部２０ａと貯油部１６がいずれも吐出空間２０側にあり、吐出空間２０から吸入空間側へ冷媒を戻す必要がないため、圧縮効率や体積効率は低下しない。したがって、本実施の形態６によれば、圧縮効率や体積効率のより高い圧縮機を提供することができる。
【０１２３】
実施の形態７．
実施の形態７では、回転軸５が重力方向に対して傾いている横置き型の圧縮機について示す。以下、実施の形態７が実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【０１２４】
図３２は、本発明の実施の形態７に係る圧縮機１０６の構成を示す概略断面図である。図１の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は主な油の流れを示している。
【０１２５】
図３２に示すように、実施の形態７の圧縮機１０６は、横置き型の圧縮機であり、回転軸５が重力方向に対して傾斜するかまたは水平となるように配置される。回転軸５の重力方向に対する傾斜が水平に近くなるほど、貯油部１６は重力によって、下方の容器１の側部容器１ｂ側に配置される。そのため、油供給パイプ１７は、吸引口１７ａが貯油部１６の油に浸かるように、下方の貯油部１６に向けて延びた構造となっている。さらに、円筒部２３の複数の孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａに排出された油は、重力により下方に集まるため、油戻し管２４の端部は、集油部２０ａの最下部に位置するフレーム４外周部に形成されるとよい。
【０１２６】
実施の形態１に示す例と同様に、吐出孔１５と逆止弁２１を順に通って遠心分離部に流れ出た冷媒と油は、旋回機構部２２において旋回流となり、円筒部２３において旋回流の遠心力により冷媒と油が分離される。冷媒は吐出配管３を通って圧縮機の外へ排出され、分離された油は円筒部２３の複数の孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａに排出される。集油部２０ａに排出された油は、重力落下により、集油部２０ａの中をそのまま下方に流れるか、もしくはフレーム４または上部容器１ａの内壁面に付着して、その面に沿って集油部２０ａの下方に流れる。集油部２０ａの下方に集まった油は、返油流路である油戻し管２４を通って、貯油部１６に流れる。
【０１２７】
実施の形態７の圧縮機１０６によれば、実施の形態１と同様、遠心分離部において旋回流の遠心力により分離された油が、円筒部２３の複数の孔２３ａを通じて円筒部２３外側の集油部２０ａに速やかに排出される。このため、円筒部２３内壁に付着した油が旋回流に巻き上げられて飛散することが抑制され、圧縮機外に吐出される油量が少なくなる。このように、本発明は、回転軸５が重力方向に対して傾いている横置き型の圧縮機であっても、圧縮機外に吐出される油量を少なくすることができる。
【０１２８】
また、本実施の形態７の構成であれば、油供給パイプ１７の吸引口１７ａと油戻し管２４の集油部２０ａ側端部が下方になる向きに、圧縮機１０６を重力方向に対し水平になるまでの自由な角度で傾斜させて使用することが可能になる。横置き型の圧縮機は、縦置き型の圧縮機を設置することが困難な低背な設置スペースにも設置可能であるため、本発明の圧縮機の適用範囲を拡大できる。また、実施の形態１に示した縦置き型の圧縮機とほぼ同一の構造で横置き型の圧縮機として用いることが可能であるため、縦置きの圧縮機と横置きの圧縮機をそれぞれ異なる仕様で製造する必要が無く、圧縮機の製造設備および製造工程を削減することが可能である。
【０１２９】
図３３は、本発明の実施の形態７に係る圧縮機１０６の変形例を示す概略断面図である。図１の二重線の矢印は重力方向を示し、点線の矢印は油の主な流れを示している。
【０１３０】
図３３に示すように、実施の形態７の変形例は、実施の形態６のように電動機構部４０および貯油部１６が吐出空間２０側にある場合の横置き型圧縮機である。回転軸５の重力方向に対する傾斜が水平に近くなるほど、貯油部１６は重力によって、下方の容器１の側部容器１ｂ側に配置される。そのため、油供給パイプ１７は、吸引口１７ａが貯油部１６の油に浸かるように、下方の貯油部１６に向けて延びた構造となっている。さらに、円筒部２３の複数の孔２３ａから円筒部２３外側の集油部２０ａに排出された油は、重力により下方に集まるため、返油流路であるフレーム４の間隙４ｂは、集油部２０ａの最下部に位置するフレーム４外周部に形成されるとよい。
【０１３１】
なお、上記各実施の形態１〜７においてそれぞれ別の実施の形態として説明したが、各実施の形態の特徴的な構成および変形例を適宜組み合わせて圧縮機を構成してもよい。また、各実施の形態１〜７のそれぞれにおいて、同様の構成部分について適用される変形例はその変形例を説明した実施の形態以外の他の実施の形態においても同様に適用される。
【０１３２】
また、上記各実施の形態では、スクロール圧縮機を例に挙げたが、本発明はスクロール型以外の圧縮機にも適用できる。
【０１３３】
また、上記各実施の形態では、全密閉型の圧縮機を例に挙げたが、本発明は半密閉型または開放型の圧縮機にも適用できる。
【０１３４】
実施の形態８．
実施の形態８では、上記実施の形態１〜７のいずれかの圧縮機を備えた冷凍サイクル装置について示す。ここでは、実施の形態１の圧縮機１００を備えた冷凍サイクル装置２００と、実施の形態７の圧縮機１０６を備えた冷凍サイクル装置２０１を例に実施の形態８を説明する。
【０１３５】
図３４は本実施の形態８に係る冷凍サイクル装置２００の模式図である。
【０１３６】
冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に示した圧縮機１００と、第一の熱交換器５１と、膨張弁またはキャピラリチューブ等で構成された絞り装置５２と、第二の熱交換器５３とを有し、これらが冷媒配管５４で接続された構成を有する。また、冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１の圧縮機１００を格納する圧縮機室５５と、第一の熱交換器５１を格納する第一の熱交換器室５６と、第二の熱交換器５３を格納する第二の熱交換器室５７と、を備えている。ここでは、図３４に示すように１つの筐体を２つに仕切って圧縮機室５５および第一の熱交換器室５６が構成され、別の筐体で第二の熱交換器室５７が構成されている。なお、各室の構成方法はこの方法に限られず、１つの筐体を３つの室に仕切った構成としても良いし、３つの筐体のそれぞれで各室を分けて構成してもよい。
【０１３７】
冷凍サイクル装置２００はさらに、第一の熱交換器５１の熱交換を促す第一のファンと、第二の熱交換器５３の熱交換を促す第二のファンと、冷暖切り替える場合に冷媒配管５４の接続を切り替える四方弁と、を構成要素に含む場合も想定しうる。しかし、これらの構成要素は図３４では省略して説明する。また、冷凍サイクル装置２００は、各構成要素を制御する制御装置５８を備えている。制御装置５８は、圧縮機室５５、第一の熱交換器室５６、第二の熱交換器室５７のいずれかに格納または隣接して配置してもよいが、外部機器との連動制御のため、独立して配置していてもよい。
【０１３８】
図３５に、比較例として、従来型圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の模式図を示す。冷凍サイクル装置２００と同一の構成要素については説明を省略する。
【０１３９】
図３５に示すように、従来型圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置は、圧縮機から吐出した油が第一の熱交換器５１や第二の熱交換器５３に流れて圧縮機内部の油が枯渇しないように、油分離器７０と、返油管７１と、返油弁７２と、を備えている。圧縮機から吐出した冷媒と油は、油分離器７０で分離され、油は返油管７１を介して圧縮機吸入側に流れる構成となっている。
【０１４０】
返油弁７２は、制御装置５８により開閉を制御し、通常運転時は閉止するが、起動時に一時的に油分離器から圧縮機吸入側へ油を戻す量を増やすために開放する。冷凍サイクル装置は、停止時に内部の冷媒が液化し、圧縮機や油分離器内部に冷媒液が溜まる。そのため、起動時において、圧縮機内部の冷媒の発泡などで、圧縮機から多量に油が吐出し、油分離器７０に多量の油が流入する。油分離器内部に一時的に冷媒や油が溜まると、油分離効率が低下し、第一の熱交換器５１や第二の熱交換器５３に油が流れて、圧縮機内部の油が枯渇することになる。これを防ぐために、起動時に一時的に油分離器から圧縮機吸入側へ油を戻す量を増やすように返油弁７２を開放する制御を行っている。
【０１４１】
このように、従来型圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置は、油分離器７０と、返油管７１と、返油弁７２と、これらを格納する圧縮機室５５のスペースと、制御装置５８による返油弁７２の制御と、といった構成要素を必要とする。従来型の油分離器７０は油分離効率が低く、冷媒から油を十分に分離するには油分離器の高さを高くする必要があるため、油分離器７０が圧縮機の外に設けられている。
【０１４２】
これに対し、本実施の形態８に係る圧縮機１００を備えた冷凍サイクル装置２００では、圧縮機１００内部に設置される小型の油分離器によって、圧縮機外に吐出される油量を十分に低減することができるため、上記のような構成要素は必要としない。したがって、本実施の形態８に係る圧縮機１００を備えた冷凍サイクル装置２００は、従来型圧縮機を備えた冷凍サイクル装置と比較して、構成要素が少なくなることで、生産性を向上できるとともに、小型化して狭い設置スペースにも搭載することが可能になる。また、冷凍サイクル装置２００は、返油弁７２または制御装置５８の返油弁７２を制御する機能において、誤作動や動作不良が生じることによる不具合発生可能性がなくなるため、より長い製品寿命を確保できる。
【０１４３】
図３６は本実施の形態８に係る冷凍サイクル装置２０１の模式図である。冷凍サイクル装置２００と同一の構成要素については説明を省略する。
【０１４４】
冷凍サイクル装置２０１は、実施の形態７に示した横置き型の圧縮機１０６を備えている。圧縮機１０６は、上述したように回転軸５が重力方向に対して傾斜して圧縮機室５５に設置されている。圧縮機１００は、図１に示すように圧縮機構部３０と電動機構部４０とが回転軸５上に並んで配置されるため、回転軸５方向に長い外形となる。このため、図３４に示すように、回転軸５が重力方向と平行になるように圧縮機１００を縦置きに設置する場合は、圧縮機１００を設置するために必要な設置スペースの高さが高くなる。しかし、図３６に示すように、本実施の形態８の冷凍サイクル装置２０１では圧縮機１０６は横置きで設置されるため、設置スペースの高さを低くできる。設置スペースの高さは、回転軸５が重力方向に対し垂直方向に傾くほど、低くできる。
【０１４５】
図３７に、比較例として、従来型の横置き圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の模式図を示す。冷凍サイクル装置２０１と同一の構成要素については説明を省略する。
【０１４６】
図３７に示した従来型の横置き圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置は、図３５に示した従来型の縦置き圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置の比較例と同様の構成要素を必要とする。すなわち、図３７に示した従来型の横置き圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置は、油分離器７０と、返油管７１と、返油弁７２と、これらを格納する圧縮機室５５のスペースとを必要とする。これは、圧縮機から吐出した油が第一の熱交換器５１および第二の熱交換器５３に流れて圧縮機内部の油が枯渇しないようにするためである。また、図３７に示した従来型の横置き圧縮機を搭載した冷凍サイクル装置は、制御装置５８による返油弁７２の制御もまた必要とする。さらに、図３７に示すように、設置スペースの関係から圧縮機室５５の高さが限られている場合には、それに伴い油分離器７０の高さも低くなるため、油分離効率が低下し、圧縮機外に吐出される冷媒から油を十分に分離できない可能性がある。
【０１４７】
これに対し、本実施の形態８に係る横置き型圧縮機１０６を備えた冷凍サイクル装置２０１では、圧縮機内部に設置される小型の油分離器によって、圧縮機外に吐出される油量を十分に低減することができるため、上記のような構成要素は必要としない。また、設置スペースの高さが限られている場合であっても、圧縮機外に吐出される油量を十分に低減することができる。
【０１４８】
したがって、本実施の形態８に係る圧縮機１０６を備えた冷凍サイクル装置２０１は、構成要素が少なくなることで、生産性を向上できるとともに、小型化して狭い設置スペースにも搭載することが可能になる。また、冷凍サイクル装置２０１は、返油弁７２または制御装置５８の返油弁７２を制御する機能において、誤作動や動作不良が生じることによる不具合発生可能性がなくなるため、より長い製品寿命を確保できる。また、設置スペースの高さが限られている場合であっても、圧縮機外に吐出される油量を十分に低減することができる。
【０１４９】
実施の形態９．
実施の形態９では、電動機構部４０および貯油部１６が吐出空間２０側に配置された実施の形態６において、さらに冷媒循環流を発生させて電動機構部４０を冷却する圧縮機ついて示す。以下、実施の形態９が実施の形態６と異なる点を中心に説明する。
【０１５０】
図３８は、本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の構成を示す概略断面図である。図３８の二重線の矢印は重力方向を示し、実線の矢印は冷媒の主な流れを示している。
【０１５１】
図３８に示すように、実施の形態９の圧縮機１０７は、実施の形態６の吐出空間２０の内部に、回転軸５に取り付けられ、電動機構部４０を冷却するファン８１と、仕切り８２と、フレーム４に形成された流路４ｃとをさらに設けた構成となっている。図３８において流路４ｃはフレーム４部分に点線で図示している。仕切り８２は、回転軸５が回転することでファン８１が発生させる冷媒循環流を、回転子１１に軸方向に貫通して設けられた回転子冷却路１１ａと、固定子１２に軸方向に貫通して設けられた固定子冷却路１２ａとに誘導するものである。
【０１５２】
なお、実施の形態６において間隙４ｂは返油流路として用いられていたが、本実施の形態９では後述の変形例も含めて返油流路として用いられない場合もある。しかし、実施の形態６の「間隙４ｂ」と実施の形態９の「間隙４ｂ」とは構造的には同一であるため、本実施の形態９においても同一符号を用いて「間隙４ｂ」という。間隙４ｂおよび流路４ｃは、圧縮機構部３０と容器１との間に設けられた流路であり、この２つの流路のどちらも、一端が集油部２０ａに連通し、他端が圧縮機構部３０と電動機構部４０との間の空間に連通している。
【０１５３】
図３８に示す例では、ファン８１が回転子１１とフレーム４との間の回転軸５部分に接続されている。仕切り８２は、回転軸５方向に見て環状に形成されている。仕切り８２は、電動機構部４０とフレーム４の間の空間を、ファン８１があり回転子冷却路１１ａおよび間隙４ｂに連通する内側空間８３ａと、固定子冷却路１２ａおよび流路４ｃに連通する外側空間８３ｂとに仕切るように設けられている。
【０１５４】
この構成では、図３８の実線矢印に示すように、ファン８１で発生した冷媒循環流は、間隙４ｂ、集油部２０ａ、流路４ｃ、固定子冷却路１２ａ、回転子冷却路１１ａおよびファン８１を順に流れる。冷媒循環流は、集油部２０ａを流れる際に、円筒部２３内側を流れる旋回冷媒流に円筒部２３を介して熱を受け渡す。また、冷媒循環流は、対流熱伝達によって上部容器１ａおよび側部容器１ｂを介して熱を容器１の外側に放出する。放熱により温度が低下した冷媒循環流の冷媒は、固定子冷却路１２ａを流れる際に固定子１２より熱を受け取るとともに回転子冷却路１１ａを流れる際に回転子１１より熱を受け取ることで、電動機構部４０が冷却される。
【０１５５】
円筒部２３の内側から孔２３ａを通って外側の集油部２０ａに排出された油は、集油部２０ａを流れる冷媒循環流と合流して、流路４ｃと固定子冷却路１２ａを流れた後、大部分が貯油部１６に流れ落ちる。
【０１５６】
フレーム４の間隙４ｂの出口は、上部容器１ａまたは側部容器１ｂに付着した油が壁面に沿って上昇して円筒部２３に戻らないように集油部２０ａ内の上側に配置するとよい。この例では、フレーム４の間隙４ｂから集油部２０ａに向かって伸びる仕切り板８４を設けることで、間隙４ｂの出口を集油部２０ａ内の上側に配置している。そして、間隙４ｂの出口から流出した冷媒が、集油部２０ａにおける上部容器１ａまたは側部容器１ｂの壁面近傍において下方に向かって流路４ｃへ流れるようにすると良い。図３８の構成では、回転子冷却路１１ａを通って旋回した冷媒がファン８１に流入するため、ファン８１は遠心式にすると良い。
【０１５７】
図３９は、本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の変形例を示す概略断面図である。図３９の二重線の矢印は重力方向を示し、実線の矢印は冷媒の主な流れを示している。
【０１５８】
図３９は、ファン８１で発生させる冷媒循環流の向きを図３８とは逆としている。また、図３８では、仕切り板８４を間隙４ｂ側に設けていたが、この変形例では流路４ｃ側に設けている。それ以外の構成を図３８と同じである。
【０１５９】
この構成では、図３９の実線矢印に示すように、ファン８１で発生した冷媒循環流は、回転子冷却路１１ａ、固定子冷却路１２ａ、流路４ｃ、集油部２０ａ、間隙４ｂ、ファン８１を順に流れる。
【０１６０】
図３９の構成では、ファン８１を通って回転子冷却路１１ａに冷媒が流れるため、ファン８１は軸流式にすると良い。
【０１６１】
図４０は、本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の変形例を示す概略断面図である。図４０の二重線の矢印は重力方向を示し、実線の矢印は冷媒の主な流れを示している。
【０１６２】
図４０は、ファン８１の位置が図３８と異なる。具体的には、ファン８１は、回転子１１とサブフレーム１０との間の回転軸５部分に接続されている。つまり、ファン８１の位置は、図３８に示したように電動機構部４０の上側としてもよいし、図４０に示したように電動機構部４０の下側でもよい。要するに、ファン８１は、回転軸５において電動機構部４０の軸方向の一方側または他方側に電動機構部４０と対向して配置されていればよい。図４０において、ファン８１の配置以外の構成は図３８と同様である。
【０１６３】
この構成では、図４０の実線矢印に示すように、ファン８１で発生した冷媒循環流は、回転子冷却路１１ａ、間隙４ｂ、集油部２０ａ、流路４ｃ、固定子冷却路１２ａ、ファン８１を順に流れる。
【０１６４】
図４０の構成では、ファン８１を通って回転子冷却路１１ａに冷媒が流れるため、ファン８１は軸流式にすると良い。
【０１６５】
図４１は、本発明の実施の形態９に係る圧縮機１０７の変形例を示す概略断面図である。図４１の二重線の矢印は重力方向を示し、実線の矢印は冷媒の主な流れを示している。
【０１６６】
図４１は、ファン８１で発生させる冷媒循環流の向きを図３８とは逆としている。また、ファン８１の位置が図３８と異なる。具体的には、ファン８１は、回転子１１とサブフレーム１０との間の回転軸５部分に接続されている。それ以外の構成は図３８と同様である。
【０１６７】
この構成では、図４１の実線矢印に示すように、ファン８１で発生した冷媒循環流は、固定子冷却路１２ａ、流路４ｃ、集油部２０ａ、間隙４ｂ、回転子冷却路１１ａ、ファン８１を順に流れる。
【０１６８】
図４１の構成では、回転子冷却路１１ａを通って旋回した冷媒がファン８１に流入するため、ファン８１は遠心式にすると良い。
【０１６９】
図３８〜図４１に示す構成により、実施の形態６と同様に電動機構部４０が吐出空間２０側にあって温度が高くなりやすい圧縮機でも、圧縮機外に吐出される油量を少なくしつつ、電動機構部４０の温度上昇を抑えることができる。電動機構部４０の温度上昇を抑えることで、電動機効率が向上し、圧縮機効率が高くなるとともに、使用可能な温度条件が広くなり、温度超過による不具合が発生する可能性を低減できる。また、図３８〜図４１に示す圧縮機は、図３４〜図３７に示した冷凍サイクル装置に適用可能である。
【符号の説明】
【０１７０】
１  容器、１ａ  上部容器、１ｂ  側部容器、１ｃ  下部容器、２  吸入配管、３  吐出配管、４  フレーム、４ａ  溝、４ｂ  間隙、４ｃ  流路、５  回転軸、６  動力変換機構部、７  揺動スクロール、７ａ  渦巻ラップ、８  固定スクロール、８ａ  渦巻ラップ、９  圧縮室、１０  サブフレーム、１１  回転子、１２  固定子、１３  油供給管路、１４  吸入孔、１５  吐出孔、１６  貯油部、１６ａ  油面、１７  油供給パイプ、１７ａ  吸引口、１８  油ポンプ、１９  吸入空間、２０  吐出空間、２０ａ  集油部、２１  逆止弁、２２  旋回機構部、２２ａ  流路、２２ｂ  円盤、２２ｃ  ベーン、２２ｄ  切起こし、２２ｅ  らせん板、２３  円筒部、２３ａ  孔、２３ｂ  空隙構造体、２４  油戻し管、２５  空隙構造体、２６  横バッフル板、２６ａ  孔、２７  縦バッフル板、２８  シール材、３０  圧縮機構部、４０  電動機構部、５１  第一の熱交換器、５２  絞り装置、５３  第二の熱交換器、５４  冷媒配管、５５  圧縮機室、５６  第一の熱交換器室、５７  第二の熱交換器室、５８  制御装置、７０  油分離器、７１  返油管、７２  返油弁、８１  ファン、８２  仕切り、８３ａ  内側空間、８３ｂ  外側空間、８４  仕切り板、１００，１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７  圧縮機、２００，２０１  冷凍サイクル装置。
【要約】
圧縮機は、貯油部を有する容器と、容器内部に配置され冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮された冷媒から油を分離する遠心分離部と、遠心分離部で分離された冷媒を容器の外部に吐出する吐出配管と、遠心分離部の外側に設けられ、分離された油を回収する集油部と、を備える。遠心分離部は、側面に複数の孔を有する円筒部と、円筒部の内側に設けられ、圧縮機構部で圧縮された冷媒を吹き出すことにより、円筒部の内側を旋回しながら吐出配管に向かって流れる旋回流を形成する旋回機構部と、を有し、旋回流の遠心力により冷媒から油を分離し、分離された油を、孔を通じて円筒部の外側へ排出する。これにより、冷媒から分離された油の飛散を抑制し、圧縮機外に吐出される油量を低減することができる。【図１】
0006573743.tif 000002
【図２】
0006573743.tif 000003
【図３】
0006573743.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0006573743.tif 000007
【図７】
0006573743.tif 000008
【図８】
0006573743.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0006573743.tif 000011
【図１１】
0006573743.tif 000012
【図１２】
0006573743.tif 000013
【図１３】
0006573743.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0006573743.tif 000019
【図１９】
0006573743.tif 000020
【図２０】
0006573743.tif 000021
【図２１】
0006573743.tif 000022
【図２２】
0006573743.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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