(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸入ポート（１１４）と吐出ポート（１２３）とが形成されており、前記吸入ポートから吸入した冷媒を前記吐出ポートから吐出する圧縮部（１０）と、
前記圧縮部を収容し、前記吸入ポートへ向かう前記冷媒が流入する吸入部（３７）と前記吐出ポートからの前記冷媒が流出する吐出部（３４）とを有しているケース（３０）と、
前記吐出ポートから流出した前記冷媒からオイル（９）を分離して該分離後の冷媒を前記吐出部へ流す油分離器（４０）と、
前記油分離器で分離された前記冷媒の一部と前記オイルとから成る二相流を前記ケース内へ流し、該二相流の流量を制限する絞り通路（５０１ａ）が形成された固定絞りである絞り部（５０）と、
オイル圧送装置（７０）とを備え、
前記ケース内の圧力は、前記吐出ポートにおける前記冷媒の圧力（Ｐｄ）と前記吸入ポートにおける前記冷媒の圧力（Ｐｓ）とのうち前記吸入ポートにおける前記冷媒の圧力に近い圧力になり、
前記ケースは、前記オイルが溜まる貯油部（３０１）を前記ケース内に有し、
前記オイル圧送装置は、前記貯油部に溜まる前記オイルを前記吸入ポートへ圧送し、
前記絞り部は、前記二相流の中の前記冷媒が気流となって前記絞り通路へ流入するように構成されている圧縮機。
【請求項２】
前記オイル圧送装置から流出する前記オイルの流量に対して、前記吸入ポートへ流入する前記オイルの流量を制限する流量制限部（７２）を備え、
前記流量制限部は、前記オイル圧送装置から前記吸入ポートへ至る前記オイルの流通経路に設けられ前記オイルを一時的に貯める油室（７２１）が形成された油室形成部（７２２）と、前記油室から流出する前記オイルの流れを絞って該オイルを前記吸入ポートへ流す流量調整絞り通路（７２３）が形成された流量調整絞り部（７２４）と、前記油室内の圧力（Ｐｓｐ）が上昇する過程で該油室内の圧力が予め定められた圧力閾値（Ｐｒ）に到達した場合に該油室内の圧力上昇を該到達前に対して抑える圧力抑制装置（７２５）とを有しており、
前記絞り部は、前記二相流の中の前記オイルと前記冷媒とのうち該オイルだけが前記絞り通路に流れると仮定した場合に、前記流量調整絞り通路を通る前記オイルの流量よりも多くの流量のオイルを流すことができるように構成されている請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記絞り部は、該絞り部を通過する前記冷媒および前記オイルの流量を前記絞り通路の通路断面積（Ａｘ、Ａ０）に応じた流量に制限し、
予め定められた一定負荷で前記圧縮部が駆動されている場合において、前記絞り通路の実際の通路断面積（Ａｘ）と、前記流量調整絞り通路を通る前記オイルの流量と同量に、前記オイルの通過可能な流量を該オイルだけが前記絞り部を通過するものと仮定して制限する前記絞り通路の仮想の通路断面積（Ａ０）とを比較すれば、前記実際の通路断面積は前記仮想の通路断面積よりも大きい請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記オイル圧送装置から流出する前記オイルの流量に対して、前記吸入ポートへ流入する前記オイルの流量を制限する流量制限部（７２）を備え、
前記流量制限部は、前記オイル圧送装置から前記吸入ポートへ至る前記オイルの流通経路に設けられ前記オイルを一時的に貯める油室（７２１）が形成された油室形成部（７２２）と、前記油室から流出する前記オイルの流れを絞って該オイルを前記吸入ポートへ流す流量調整絞り通路（７２３）が形成された流量調整絞り部（７２４）と、前記油室内の圧力（Ｐｓｐ）が上昇する過程で該油室内の圧力が予め定められた圧力閾値（Ｐｒ）に到達した場合に該油室内の圧力上昇を該到達前に対して抑える圧力抑制装置（７２５）とを有しており、
前記絞り部は、該絞り部を通過する前記冷媒および前記オイルの流量を前記絞り通路の通路断面積（Ａｘ、Ａ０）に応じた流量に制限し、
予め定められた一定負荷で前記圧縮部が駆動されている場合において、前記絞り通路の実際の通路断面積（Ａｘ）と、前記流量調整絞り通路を通る前記オイルの流量と同量に、前記オイルの通過可能な流量を該オイルだけが前記絞り部を通過するものと仮定して制限する前記絞り通路の仮想の通路断面積（Ａ０）とを比較すれば、前記実際の通路断面積は前記仮想の通路断面積よりも大きい請求項１に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記絞り通路の実際の通路断面積は、前記絞り通路の仮想の通路断面積に３を乗じて得た面積以下となっている請求項３または４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記圧力抑制装置は、前記オイル圧送装置から流出した前記オイルが前記流量調整絞り通路へ流入する前に該オイルの一部を前記貯油部へ排出することにより前記油室内の圧力上昇を抑える請求項２ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機。
【請求項７】
前記油分離器は前記ケース内に収容されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧縮機。
【請求項８】
前記オイル圧送装置は、前記貯油部に溜まる前記オイルを吸い込むと共に該吸い込んだオイルを前記吸入ポートへ向けて吐出するポンプである請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧縮機。
【請求項９】
前記ケース内に収容されたモータ（２０）と、
該モータの動力を前記圧縮部へ伝達する駆動軸（２５）とを備え、
前記ポンプは、前記ケース内に収容され、且つ前記駆動軸へ連結されている請求項８に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機の油分離構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機のケース内の圧力すなわちケース内圧が圧縮機の吸入圧力と略同じ圧力になる内部低圧式の圧縮機が、従来から知られている。その内部低圧式の圧縮機は、例えば冷凍用や給湯用の冷媒サイクルに用いられる。
【０００３】
従来、この種の圧縮機として、例えば特許文献１および特許文献２に記載されたものがある。この特許文献１および特許文献２の圧縮機は何れも、内部低圧式の圧縮機である。特許文献１の圧縮機では、冷媒からオイルを分離する油分離器が圧力容器としてのケース外に設けられていると共に、分離されたオイルを溜める高圧の貯油室もケースとは別に設けられている。その一方で、特許文献２の圧縮機では、油分離器および貯油室がケース内に収納されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−５３５６８号公報
【特許文献２】特開２００８−８２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、内部低圧式の圧縮機は、例えば特許文献１の圧縮機のようであった。すなわち、上述したように、油分離器をケース外に設け、高圧の貯油室を別に設ける必要があった。その一方で、ケース内圧が圧縮機の吐出圧力と略同じ圧力になる内部高圧式の圧縮機は、圧力容器としてのケースの内部空間を、冷媒からオイルを分離する油分離チャンバとして利用できる。そのため、内部低圧式の圧縮機は、体格、コスト面で不利になっていた。
【０００６】
これに対し、特許文献２の圧縮機では、上述したように、油分離器が圧力容器としてのケース内へ収納され、圧縮機の小型化が図られている。そして、油分離器下流に設けられた高圧貯油室の油面の安定化が図られ、それにより、外部へのオイル（すなわち、潤滑油）の流出が防止されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献２の圧縮機は、油分離器で分離したオイル量ＱＢに対し、ポンプへ戻すオイル量ＱＣを少なくする設計、すなわち「ＱＢ＞ＱＣ」にする設計とされている。そのため、特許文献２の圧縮機は高圧貯油室を有しているものの、その高圧貯油室の容積は限られているので、いずれは油分離器からオイルがオーバーフローするということが避けられない。
【０００８】
また、特許文献２の圧縮機において、圧縮機内部に保持できるオイル量、特に低圧貯油室内に保持できるオイル量は、高圧貯油室側から戻すオイル量で低圧貯油室の油面が定まりバランスする。そのため、特許文献２の圧縮機が用いられるシステム全体（すなわち、冷媒サイクル全体）へのオイル封入量が、そのシステムの各々の間で相互に異なる場合に、システム相互間における上記オイル封入量の差を吸収するバッファ機能は、特許文献２の圧縮機には無い。従って、特許文献２の圧縮機が用いられたシステムにおいて上記オイル封入量が多い場合には、余剰なオイルは圧縮機の外部へ流出する以外になく、結局、圧縮機から流出した冷媒に混ざるオイルの割合であるシステムのオイルレートは高いものとなる。発明者らの詳細な検討の結果、以上のような課題が見出された。
【０００９】
本発明は上記点に鑑みて、内部低圧式の圧縮機において、油分離器を含む圧縮機全体を特許文献１の圧縮機よりも小型化し易く、且つ、圧縮機外部へのオイル流出を抑えることが可能な圧縮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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、圧縮機は、
吸入ポート（１１４）と吐出ポート（１２３）とが形成されており、吸入ポートから吸入した冷媒を吐出ポートから吐出する圧縮部（１０）と、
圧縮部を収容し、吸入ポートへ向かう冷媒が流入する吸入部（３７）と吐出ポートからの冷媒が流出する吐出部（３４）とを有しているケース（３０）と、
吐出ポートから流出した冷媒からオイル（９）を分離してその分離後の冷媒を吐出部へ流す油分離器（４０）と、
油分離器で分離された冷媒の一部とオイルとから成る二相流をケース内へ流し、その二相流の流量を制限する絞り通路（５０１ａ）が形成された固定絞りである絞り部（５０）と、
オイル圧送装置（７０）とを備え、
ケース内の圧力は、吐出ポートにおける冷媒の圧力（Ｐｄ）と吸入ポートにおける冷媒の圧力（Ｐｓ）とのうち吸入ポートにおける冷媒の圧力に近い圧力になり、
ケースは、オイルが溜まる貯油部（３０１）をケース内に有し、
オイル圧送装置は、貯油部に溜まるオイルを吸入ポートへ圧送し、
絞り部は、二相流の中の冷媒が気流となって絞り通路へ流入するように構成されている。
【００１１】
仮に、絞り部が、油分離器で分離されたオイルの全量を通過させることができないほどオイル流れを絞っていたとすれば、絞り通路内はオイルで満たされるので、ガス冷媒が気流となって絞り通路へ流入する余地は生じない。これに対し、上述の発明によれば、絞り部は、油分離器で分離された冷媒の一部とオイルとから成る二相流をケース内へ流し、その二相流の中の冷媒が気流となって絞り通路へ流入するように構成されているので、油分離器で分離されたオイルの全量が絞り部を通過できる。従って、その分離されたオイルが油分離器でオーバーフローすることが防止され、圧縮機の外部へのオイル流出を抑えることが可能である。
【００１２】
また、油分離器で分離されたオイルの全量が絞り部を通過できるので、仮に油分離器を特許文献１のようにケース外に設けたとしても、その油分離器に、オイルを溜めるための油溜りを設ける必要がない。或いは、非常に小型の油溜りで足りる。従って、特許文献１の圧縮機よりも、油分離器を含む圧縮機全体を小型化し易いというメリットがある。また、油分離器を特許文献２のようにケース内に収容したとすれば、更に圧縮機の小型化を図ることが可能である。
【００１３】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の圧縮機８の模式的な軸方向断面図である。
【図２】第１実施形態において、圧縮機回転数Ｎｃと、ポンプ吐出流量と、油室内圧Ｐｓｐと、流量調整絞り通路７２３を通過するオイル流量との関係を示した図である。
【図３】図１のIII部分を拡大した拡大図である。
【図４】図３におけるIV−IV断面を示した断面図である。
【図５】可動側連通孔５０２ａの軌跡、および、可動側連通孔５０２ａと絞り通路５０１ａとの孔径を示した図である
【図６】第１実施形態において、間欠給油機構５０の可動側連通孔５０２ａが固定側絞り５０１の絞り通路５０１ａを横断する領域に相当する横断角度θを説明するための図である。
【図７】第１実施形態において、圧縮部１０の吐出圧力Ｐｄが１０ＭＰａで一定であるという条件の下で、圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓとホットガスバイパス流量との関係を（ａ）図として示し、圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓとオイル流量比ＱＲｄｓとの関係を（ｂ）図として示した図である。
【図８Ａ】絞り通路５０１ｚ内の流れのイメージを示したイメージ図であって、「Ｑｓ＞Ｑｄ」となる関係が成立している特許文献２のような従来例における流れを示した図である。
【図８Ｂ】絞り通路５０１ａ内の流れのイメージを示したイメージ図であって、「Ｑｓ＜Ｑｄ」となる関係が成立している第１実施形態における流れを示した図である。
【図９】第１実施形態において、絞り通路５０１ａの通路断面積Ａｘと圧縮機８が属するヒートポンプサイクルの性能との関係を示した図である。
【図１０】第１実施形態において、圧縮部１０の吐出圧力Ｐｄを１０ＭＰａ一定とする条件の下で、圧縮部１０の吸入圧力Ｐｓとホットガスバイパス流量との関係を示した図である。
【図１１】ＣＯ２のモリエル線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。なお、後述する他の実施形態を含む以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１６】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の圧縮機８の模式的な軸方向断面図である。本実施形態の圧縮機８は、例えばヒートポンプ式給湯機に適用されている。このヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプサイクルによって給湯水を加熱するもので、圧縮機８は、ヒートポンプサイクルにおいて冷媒を圧縮して吐出する機能を果たす。
【００１７】
そのヒートポンプサイクルは、圧縮機８の吐出冷媒と給湯水とを熱交換させて給湯水を加熱する水−冷媒熱交換器と、水−冷媒熱交換器から流出した冷媒を減圧膨張させる減圧装置としての可変絞り機構と、可変絞り機構にて減圧膨張された冷媒を外気と熱交換させて蒸発させる室外蒸発器と、圧縮機８とを環状に接続した蒸気圧縮式の冷凍サイクルである。
【００１８】
さらに、本実施形態のヒートポンプサイクルでは、冷媒として二酸化炭素（ＣＯ２）を採用しており、圧縮機８から吐出された高圧冷媒が冷媒の臨界圧力以上となる超臨界冷凍サイクルを構成している。また、圧縮機８内において、圧縮機８の内部の各摺動部位を潤滑する潤滑油９すなわちオイル９が圧縮前の冷媒に混入される。そのオイル９は例えば冷凍機油である。そして、そのオイル９は冷媒圧縮後に冷媒から分離され圧縮機８内で循環する。
【００１９】
詳細には、圧縮機８内を循環するオイル９は、先ず、後述のケース３０内の貯油部３０１からポンプ７０によって吸い上げられると共に、そのポンプ７０から吐出される。その吐出されたオイル９のうちの一部は、摺動等を行う各部の潤滑を行った後に貯油部３０１へ戻り、残部は圧縮部１０へ流れる。その圧縮部１０へ入ったオイル９は圧縮部１０の潤滑およびシールを行った後、圧縮部１０の吐出ポート１２３から冷媒と共に排出される。そして、その排出されたオイル９は、油分離器４０で冷媒から分離された後、貯油部３０１へ戻る。
【００２０】
なお、吐出ポート１２３から冷媒と共に吐出されたオイル９の大部分は冷媒から分離されるが、冷媒から分離しきれなかったオイル９は冷媒と共に圧縮機８から吐出され、ヒートポンプサイクルを循環する。また、上記摺動等を行う各部とは、例えば、可動スクロール１１のボス部１１３とシャフト２５の偏心部２５３との摺動部位、および各軸受部２７、２９の摺動部位２７ａ、２９ａ等である。また、ケース３０の内部空間は、圧縮部１０よりも上側の箇所から貯油部３０１に至るまで相互につながった一空間として構成されている。
【００２１】
また、ヒートポンプサイクルでは、室外蒸発器と圧縮機８との間に、冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄えるとともに圧縮機８側へ気相冷媒を流出させる気液分離器が配置されてもよい。さらに、ヒートポンプ式給湯機は、ヒートポンプサイクルの他に、水−冷媒熱交換器にて加熱された給湯水を貯湯する貯湯タンク、貯湯タンクと水−冷媒熱交換器との間で給湯水を循環させる給湯水循環回路等を有して構成されている。
【００２２】
次に、図１により、本実施形態の圧縮機８の詳細構成について説明する。なお、図１中の上下の矢印ＤＲ１は、圧縮機８をヒートポンプ給湯機へ搭載した状態における上下の方向を示している。すなわち、図１の両端矢印ＤＲ１は上下方向ＤＲ１を示している。
【００２３】
圧縮機８は電動圧縮機である。圧縮機８の全体としては、圧縮機８の冷媒入口である冷媒吸入管３７で冷媒流れを分岐する吸気分配孔３７ｂがケース３０の内部と連通し、その分岐された冷媒が駆動用の電動機部２０を冷却する所謂内部低圧式の圧縮機である。内部低圧式の圧縮機とは、圧縮機のケース内の圧力すなわちケース内圧が圧縮機の吸入圧力と略同じ圧力になる圧縮機である。
【００２４】
また、圧縮機８は、圧縮機８への吸入冷媒を導く冷媒吸入管３７が圧縮部１０の吸入ポート１１４へ直結した所謂ダイレクト吸入構造になっている。これにより、圧縮機８は、冷媒吸入の際の圧損による効率低下を抑える構造となっている。本実施形態のような内部低圧方式の圧縮機８に強制潤滑を行う方式においては、圧縮機８のケース３０内へ吐出ポート１２３側から戻される高温のオイル９によって吸入冷媒が加熱される為、上記ダイレクト吸入構造は、圧縮機８が属するシステムであるヒートポンプサイクルの効率低下抑制に有効である。
【００２５】
図１に示すように、圧縮機８は、流体である冷媒を吸入し圧縮して吐出する圧縮部１０、電動機部２０、シャフト２５、ケース３０、油分離器４０、間欠給油機構５０、ポンプ７０、および流量制限部７２等を備えている。そして、この圧縮機８では、それらの圧縮部１０、電動機部２０、シャフト２５、油分離器４０、間欠給油機構５０、ポンプ７０、および流量制限部７２等がケース３０内に収容されている。
【００２６】
さらに、この圧縮機８では、図１に示すように、シャフト２５の回転軸方向は、鉛直方向すなわち上下方向ＤＲ１に一致している。要するに、圧縮機８は、圧縮部１０と電動機部２０とを鉛直方向に配置した所謂縦置きタイプに構成されている。より具体的に言えば、圧縮部１０が電動機部２０の上方側に配置されている。
【００２７】
ケース３０は圧縮機８の筐体を成し、圧力容器として機能する。具体的には、ケース３０は、鉛直方向に延びる筒状部材３１、筒状部材３１の上端部を塞ぐアッパーハウジングとしての上蓋部材３２、および筒状部材３１の下端部を塞ぐロアハウジングとしての下蓋部材３３を有している。そして、ケース３０は、これらの部材３１、３２、３３を一体に接合して密閉容器構造としたものである。筒状部材３１、上蓋部材３２および下蓋部材３３は、いずれも鉄で構成されており、これらは溶接にて接合されている。
【００２８】
電動機部２０は、圧縮部１０を駆動する駆動力源として設けられている。電動機部２０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の巻線コイルを有する三相ブラシレスＤＣモータ、要するに三相モータである。具体的に、電動機部２０は、固定子をなすステータ２１と、回転子をなすロータ２２とを備えている。ステータ２１は、磁性材からなるステータコアと、そのステータコアに巻き付けられたステータコイルとによって構成されている。より具体的には、ステータ２１では、ステータコイルのＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相に対応するステータコイルが、ステータコアに設けられた各スロットに巻き付けられている。ステータ２１は、図示しないインバータ回路等を介して、ステータコイルに電力が供給されることによって、ロータ２２を回転させる回転磁界を発生させる。
【００２９】
一方、電動機部２０のロータ２２は、永久磁石を有して構成されており、ステータ２１の内周側に配置されている。このロータ２２は回転軸方向すなわち上下方向ＤＲ１に延びる円筒状に形成され、さらに、ロータ２２の軸中心穴には、回転軸方向に延びる略円筒状のシャフト２５が圧入により固定されている。従って、ステータ２１が電力供給により回転磁界を発生させると、ロータ２２およびシャフト２５が一体に回転する。
【００３０】
シャフト２５は、電動機部２０から圧縮部１０へ回転駆動力を伝達する駆動軸である。要するに、シャフト２５は電動機部２０の動力を圧縮部１０へ伝達する。
【００３１】
シャフト２５は略円筒状に形成されている。そして、シャフト２５の内部には、前述のオイル９を流通させる主給油通路２５ａと、第１副給油通路２５ｂと、第２副給油通路２５ｃとが形成されている。
【００３２】
換言すると、シャフト２５は中空構造となっている。すなわち、シャフト２５の内部に形成された軸内通路としての主給油通路２５ａは、そのシャフト２５の軸方向（すなわち、上記回転軸方向）に延びるように形成されている。そして、その主給油通路２５ａの下方側の開口端は、オイル９が吐出されるポンプ７０の吐出口へ接続されている。従って、主給油通路２５ａには、ポンプ７０から吐出されたオイル９が下方側から流入する。その一方で、主給油通路２５ａの上方側の開口端は、ロータ給油通路１１５を介して流量制限部７２の油室７２１へ接続されている。
【００３３】
第１副給油通路２５ｂは、主給油通路２５ａから、シャフト２５と後述する第１軸受部２９との摺動部位２９ａすなわち潤滑対象部位２９ａへオイル９を導く。また、第２副給油通路２５ｃは、主給油通路２５ａから、シャフト２５と後述する第２軸受部２７との摺動部位２７ａすなわち潤滑対象部位２７ａへオイル９を導く。
【００３４】
その第１副給油通路２５ｂおよび第２副給油通路２５ｃは、シャフト２５の径方向に延びて主給油通路２５ａとシャフト２５の外表面とを連通させる連通孔として形成されている。さらに、第２副給油通路２５ｃは、第１副給油通路２５ｂよりも鉛直方向下方側に配置されている。
【００３５】
また、シャフト２５は、電動機部２０のロータ２２よりも軸方向長さが長く形成されている。具体的には、シャフト２５の軸方向一端側である上端側すなわち圧縮部１０側は、ロータ２２の最上端部よりも上方側に延びている。そして、シャフト２５の軸方向他端側（すなわち、圧縮部１０側とは反対側）は、ロータ２２の最下端部よりも下方側に延びている。そして、シャフト２５においてロータ２２よりも上方側の部位には、軸方向と垂直な水平方向に突出する鍔部２５１が形成されている。
【００３６】
また、シャフト２５のロータ２２よりも上方側の部位のうち、ロータ２２と鍔部２５１との間の部位は、ミドルハウジング３６に形成された第１軸受部２９によって回転可能に支持されている。つまり、第１軸受部２９は、シャフト２５の軸方向一端側である上端側を支持している。さらに、第１軸受部２９は、シャフト２５の軸方向から見たときに、円形状となる内周面でシャフト２５の外周面を受ける、すべり軸受として構成されている。
【００３７】
ミドルハウジング３６は、下方側から上方側に向かって階段状に外径および内径が拡大する円筒形状を有している。ミドルハウジング３６では、その外径および内径が最も小さい下方側部位に第１軸受部２９が形成されている。さらに、ミドルハウジング３６の外径および内径が最も大きい上方側部位の外周面は、ケース３０の筒状部材３１に当接した状態で固定されている。
【００３８】
一方、シャフト２５においてロータ２２よりも下方側の部位は、第２軸受部２７によって回転可能に支持されている。つまり、第２軸受部２７は、シャフト２５の軸方向他端側である下端側を支持している。さらに、第２軸受部２７は、シャフト２５の軸方向から見たときに、その内周形状がシャフト２５の外周形状と相似形の円形に形成されたすべり軸受として構成されている。
【００３９】
また、第２軸受部２７は、介在部材２８を介してケース３０の筒状部材３１に固定されている。介在部材２８は、水平方向に拡がる環状板の外周部を下方側に向かって屈曲させた形状に形成され、その外周部がケース３０の筒状部材３１に当接した状態で固定されている。また、第２軸受部２７の下端部には水平方向に突出する鍔部２７１が形成されており、鍔部２７１が介在部材２８に対しボルト止めで固定されている。また、介在部材２８には、介在部材２８を上下方向ＤＲ１へ貫通した貫通孔２８ａが設けられている。この貫通孔２８ａにより、ケース３０の内部空間のうち介在部材２８よりも上方側の空間と貯油部３０１とが互いに連通する。
【００４０】
圧縮部１０は周知のスクロール式の圧縮機構で構成されており、それぞれ渦巻き状に形成された歯部を有する可動スクロール１１および固定スクロール１２を備えている。可動スクロール１１は、前述のミドルハウジング３６のうち内径が最も大きい上方側部位の内周側に配置され、固定スクロール１２は、可動スクロール１１の上方側に配置されている。
【００４１】
可動スクロール１１および固定スクロール１２は、互いに鉛直方向に対向するように配置されている。固定スクロール１２の外周側は、ケース３０の筒状部材３１に固定されている。
【００４２】
可動スクロール１１の下面側の中心部には、シャフト２５の上端部が挿入される円筒状のボス部１１３が形成されている。その一方で、シャフト２５の上端部は、シャフト２５の回転中心に対して偏心した偏心部２５３になっている。可動スクロール１１には、そのシャフト２５の偏心部２５３が挿入されている。
【００４３】
さらに、可動スクロール１１およびミドルハウジング３６の間には、可動スクロール１１が偏心部２５３周りに自転することを防止する不図示の自転防止機構が設けられている。このため、シャフト２５が回転すると、可動スクロール１１は偏心部２５３周りに自転することなく、シャフト２５の回転中心を公転中心として旋回しながら公転運動する。つまり、可動スクロール１１は、シャフト２５を介して電動機部２０から回転駆動力が供給されると、シャフト２５の回転中心を公転中心として旋回しながら公転運動する。
【００４４】
また、可動スクロール１１には、固定スクロール１２側に向かって突出する渦巻き状の歯部すなわち可動側歯部が形成されている。一方、固定スクロール１２には、可動スクロール１１側に向かって突出すると共に上記可動側歯部に噛み合う渦巻き状の歯部すなわち固定側歯部が形成されている。
【００４５】
そして、両スクロール１１、１２の各歯部同士が噛み合って複数箇所で接触することによって、回転軸方向から見たときに三日月形状に形成される密閉された作動室１５が複数個形成される。なお、図１では図示を簡潔にするため、複数個の作動室１５のうち、１つの作動室だけに符号を付しており、他の作動室については符号を省略している。
【００４６】
作動室１５は、可動スクロール１１が公転運動することによって回転軸周方向に外周側から中心側へ作動室１５の容積を変化させながら移動する。詳しく言えば、作動室１５は、その容積を減少させながら移動する。そして、その作動室１５の容積が減少することによって作動室１５内の冷媒が圧縮される。
【００４７】
作動室１５には、ケース３０が有する冷媒吸入管３７と圧縮部１０に形成された吸入ポート１１４とを介して圧縮機８外部から冷媒が供給される。すなわち、冷媒吸入管３７および吸入ポート１１４は、作動室１５へ冷媒を供給する冷媒供給通路を構成している。
【００４８】
冷媒吸入管３７は、その内部に冷媒通路３７ａが形成された管状の部材である。冷媒吸入管３７は、ケース３０の筒状部材３１を径方向に貫通するように設けられ、圧縮部１０の吸入ポート１１４をケース３０外部へ連通させている。要するに、冷媒吸入管３７は、ケース３０の中で、圧縮部１０の吸入ポート１１４へ向かう冷媒がケース３０外から流入する吸入部として機能する。なお、圧縮部１０の吸入ポート１１４は、両スクロール１１、１２の各歯部の最外周側に形成される作動室１５に連通している。
【００４９】
また、冷媒吸入管３７には吸気分配孔３７ｂが形成されており、この吸気分配孔３７ｂは微細な貫通孔であり、冷媒吸入管３７の冷媒通路３７ａをケース３０内に連通させる。具体的には、吸気分配孔３７ｂは、電動機部２０の冷却に必要な最低限のガス冷媒（以下、冷媒ガスとも言う）をケース３０内へ流出させる大きさに形成されている。これにより、冷媒通路３７ａを流れる吸入冷媒の殆どは圧縮部１０の吸入ポート１１４へ導入されるが、その吸入冷媒の中の僅かな量は、吸気分配孔３７ｂから電動機部２０の冷却用としてケース３０内へ導入される。圧縮機８のケース３０内すなわちケース３０の内部空間は、吸気分配孔３７ｂが設けられているので、圧縮部１０の作動中には、圧縮部１０の吐出ポート１２３における冷媒の圧力Ｐｄよりも吸入ポート１１４における冷媒の圧力Ｐｓに近い圧力になる。言い換えれば、ケース３０内の圧力であるケース内圧と吸入ポート１１４における冷媒の圧力Ｐｓとの圧力差は僅かな差になり、そのケース内圧は、吐出ポート１２３における冷媒の圧力Ｐｄと吸入ポート１１４における冷媒の圧力Ｐｓとのうち吸入ポート１１４における冷媒の圧力Ｐｓに近い圧力になる。詳細には、そのケース内圧は、冷媒吸入管３７の冷媒通路３７ａの圧力よりも僅かに低く且つ吸入ポート１１４の圧力Ｐｓよりも僅かに高い圧力になる。なお、以下の説明では、吐出ポート１２３における冷媒の圧力Ｐｄを吐出圧力Ｐｄと呼び、吸入ポート１１４における冷媒の圧力Ｐｓを吸入圧力Ｐｓと呼ぶものとする。
【００５０】
また、固定スクロール１２の径方向における中心部分には、作動室１５で圧縮された冷媒が吐出される吐出ポート１２３としての吐出孔１２３が形成されている。すなわち、圧縮部１０は、吸入ポート１１４から吸入した冷媒を圧縮すると共にその圧縮した冷媒を吐出ポート１２３から吐出する。
【００５１】
さらに、固定スクロール１２の上方側にはセパレータブロック１３が配置され、吐出ポート１２３と連通する吐出室１２４が、そのセパレータブロック１３と固定スクロール１２とによって形成されている。詳細には、吐出室１２４は、固定スクロール１２の上面とセパレータブロック１３に形成された凹部とによって区画形成されている。
【００５２】
さらに、吐出室１２４には、作動室１５への冷媒の逆流を防止する逆止弁をなすリード弁１９が配置されている。また、吐出室１２４へ流入した冷媒は、固定スクロール１２と一体に構成された油分離器４０を経て、冷媒吐出管３４からケース３０外部へ吐出される。その冷媒吐出管３４は、その内部に冷媒通路３４ａが形成された管状の部材である。冷媒吐出管３４は、ケース３０の筒状部材３１を径方向に貫通するように設けられている。要するに、冷媒吐出管３４は、ケース３０の中で、圧縮部１０の吐出ポート１２３からの冷媒がケース３０外へ流出する吐出部として機能する。
【００５３】
ポンプ７０は、貯油部３０１に溜まるオイル９を、オイル吸入孔７０ａを介して吸い込む。そして、ポンプ７０は、その吸い込んだオイル９を圧縮部１０の吸入ポート１１４へ向けて吐出する。詳細には、ポンプ７０は、吸入ポート１１４へつながるシャフト２５の主給油通路２５ａへオイル９を吐出する。要するに、ポンプ７０は、貯油部３０１に溜まるオイル９を吸入ポート１１４へ圧送するオイル圧送装置として機能する。ポンプ７０は容積型であっても遠心型であっても構わない。
【００５４】
ポンプ７０は、シャフト２５の軸方向において、電動機部２０に対し圧縮部１０側とは反対側に配置されている。すなわち、その軸方向において、圧縮部１０は電動機部２０に対する一方側（具体的には上方側）に配置され、ポンプ７０は電動機部２０に対する他方側（具体的には下方側）に配置されている。
【００５５】
そして、ポンプ７０は、電動機部２０に対し第２軸受部２７よりも更に下方側にて、動力伝達可能にシャフト２５へ連結されている。これにより、電動機部２０は、圧縮部１０だけでなくポンプ７０も駆動する。
【００５６】
また、貯油部３０１はケース３０内においてオイル９が溜まる油溜りであり、ケース３０はその貯油部３０１をケース３０内の底部に備えている。詳細には、貯油部３０１は下蓋部材３３に形成されている。
【００５７】
流量制限部７２は、固定スクロール１２の一部分とミドルハウジング３６の一部分とによって構成されている。そして、流量制限部７２は、ポンプ７０から流出するオイル９の流量に対して、吸入ポート１１４へ流入するオイル９の流量を制限する。言い換えれば、流量制限部７２は、吸入ポート１１４へ流入するオイル９の流量を調整する流量調整部である。具体的に、流量制限部７２は、油室７２１が形成された油室形成部７２２と、流量調整絞り通路７２３が形成された流量調整絞り部７２４と、リリーフバルブ７２５とを有している。
【００５８】
その流量制限部７２の油室７２１は、ポンプ７０から圧縮部１０の吸入ポート１１４へ至るオイル９の流通経路の一部を構成している。詳細には、油室７２１は、ロータ給油通路１１５を介してシャフト２５の主給油通路２５ａへ常時連通している。そして、油室７２１は、ポンプ７０から主給油通路２５ａを介して流入するオイル９を一時的に貯める。
【００５９】
流量制限部７２の流量調整絞り通路７２３は、油室７２１と吸入ポート１１４とをつなぐオイル通路である。そして、流量調整絞り通路７２３は固定絞りとなっており、油室７２１から流出するオイル９の流れを絞りつつそのオイル９を吸入ポート１１４へ流す。このようにして、流量調整絞り通路７２３は、吸入ポート１１４へ流れるオイル９の流量を調整する。
【００６０】
この流量調整絞り通路７２３、油室７２１、ロータ給油通路１１５、および主給油通路２５ａは、ポンプ７０から圧縮部１０の吸入ポート１１４へ至るオイル９の流通経路を構成している。そして、それらの構成要素は、その流通経路において上流側から、主給油通路２５ａ、ロータ給油通路１１５、油室７２１、流量調整絞り通路７２３の順に直列に接続されている。言い換えれば、ポンプ７０は、そのポンプ７０が吐出するオイル９が主給油通路２５ａとロータ給油通路１１５と油室７２１と流量調整絞り通路７２３とを順に通ってから吸入ポート１１４へ流れるように、主給油通路２５ａへ接続されている。
【００６１】
リリーフバルブ７２５は、油室７２１内の圧力上昇を抑制する圧力抑制装置である。このリリーフバルブ７２５は、公知のリリーフバルブで構成されている。従って、リリーフバルブ７２５は、油室７２１内の圧力Ｐｓｐである油室内圧Ｐｓｐが上昇する過程で、その油室内圧Ｐｓｐが予め定められた圧力閾値Ｐｒに到達した場合に油室内圧Ｐｓｐの上昇をその到達前に対して抑えるように作動する。
【００６２】
具体的には、リリーフバルブ７２５はリード弁式のリリーフバルブであり、油室７２１へ連通するオイル排出孔７２５ａを開閉する弁体７２５ｂを有している。そして、リリーフバルブ７２５の弁体７２５ｂは、その弁体７２５ｂ自体のバネ力によってオイル排出孔７２５ａを塞ぐ向きに付勢されている。そして、油室内圧Ｐｓｐが上記圧力閾値Ｐｒに到達すると、その油室内圧Ｐｓｐはオイル排出孔７２５ａが開放される側へ弁体７２５ｂを作動させ、そのオイル排出孔７２５ａはケース３０の内部空間へ開放される。このようにして、リリーフバルブ７２５は、ポンプ７０から流出したオイル９が流量調整絞り通路７２３へ流入する前にそのオイル９の一部をケース３０内の貯油部３０１へ排出することにより、油室内圧Ｐｓｐの上昇を抑える。
【００６３】
また、圧縮部１０の作動中には、上記のように、オイル９は流量制限部７２の流量調整絞り通路７２３から吸入ポート１１４へ流入する。それと共に、ケース３０内の冷媒は、ケース３０の内部空間と吸入ポート１１４とをつなぐ微細な冷媒吸入孔１１４ａを介して吸入ポート１１４へ流入する。
【００６４】
その冷媒吸入孔１１４ａから吸入ポート１１４へ流入するケース３０内の冷媒としては、例えば、間欠給油機構５０にて減圧された際にオイル９の中から析出する気化冷媒、および、冷媒吸入管３７の吸気分配孔３７ｂからケース３０内部へ流入する電動機冷却用の冷媒が挙げられる。更に、後述するように圧縮部１０の吐出ポート１２３から間欠給油機構５０を通過するガス冷媒も挙げられる。
【００６５】
以上説明したポンプ７０および流量制限部７２の構成から判るように、圧縮部１０の吸入ポート１１４へ流入するオイル９の流量は、ポンプ７０の吐出流量、流量調整絞り通路７２３の絞り径（すなわち、絞り度合）、およびリリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒとしての上記圧力閾値Ｐｒに応じて決定される。このことについて、図２を用いて説明する。
【００６６】
図２では、図２（ａ）（ｂ）（ｃ）の３つのグラフが関連付けられており、その何れのグラフでも横軸は圧縮機回転数Ｎｃを示している。その圧縮機回転数Ｎｃとはシャフト２５の回転数であるので、ポンプ７０の回転数でもある。
【００６７】
図２（ａ）に示すように、ポンプ７０が吐出するオイル流量であるポンプ吐出流量は、圧縮機回転数Ｎｃの上昇に伴って増加する。すなわち、流量制限部７２の油室７２１へ流入するオイル流量が、圧縮機回転数Ｎｃの上昇に伴って増加する。このとき、油室内圧Ｐｓｐがリリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒに到達するとリリーフバルブ７２５の弁体７２５ｂが開弁する。従って、図２（ｂ）に示すように、油室内圧Ｐｓｐは、仮にリリーフバルブ７２５が無いとすれば破線Ｌｘのように圧縮機回転数Ｎｃの上昇に伴って上昇するところ、本実施形態ではリリーフバルブ７２５によって実線Ｌｒのように略一定に保たれる。これにより、油室内圧Ｐｓｐの上昇に起因してオイル９が圧縮部１０の吸入ポート１１４へ過剰に流入することが防止されている。
【００６８】
また、図２（ｃ）では縦軸はオイル流量を示している。そして、図２（ｃ）の実線Ｌｑは、流量調整絞り通路７２３から吸入ポート１１４へ流入するオイル流量を示している。この図２（ｃ）に示すように、流量調整絞り通路７２３の絞り径は、吸入ポート１１４へ流入するオイル流量が、圧縮機回転数Ｎｃの予め定められた常用変化範囲内では常に後述の通過可能オイル流量Ｑｄよりも少なくなるように設定されている。従って、貯油部３０１におけるオイル９のオーバーフローが回避され、そのオイル９のオーバーフローに起因した圧縮機８外部へのオイル流出が防止される。よって、内部低圧式の圧縮機８において、ケース３０の下部をオイル溜りである貯油部３０１として利用可能な強制潤滑方式が成立する。なお、図２（ｃ）では、間欠給油機構５０の前後の差圧が或る一定値である場合の通過可能オイル流量Ｑｄが例示されている。
【００６９】
このようにして、ケース３０内の貯油部３０１に溜まったオイル９は、図１に示すようにポンプ７０によって油室７２１へ圧送され、その油室７２１から流量調整絞り通路７２３を介して圧縮部１０の吸入ポート１１４へ流入する。そして、吸入ポート１１４へ流入したオイル９は、冷媒吸入管３７を通って吸入ポート１１４へ流入する吸入冷媒と共に圧縮部１０の作動室１５へ流入する。次に、オイル９は圧縮部１０へ流入した後、圧縮された冷媒と共に吐出ポート１２３を通って吐出室１２４へ排出される。
【００７０】
吐出室１２４に排出された冷媒およびオイル９は、遠心分離式の油分離装置である油分離器４０に流入する。詳細には、そのオイル９は、図３および図４に示すように、吐出室１２４から油分離器４０の連絡通路１３１に流入する。この油分離器４０は、連絡通路１３１と、その連絡通路１３１を介して吐出室１２４へ連通する分離筒４０１と、その分離筒４０１と同心となるように分離筒４０１内に配置された分離パイプ４０２とで構成されている。
【００７１】
連絡通路１３１に流入した冷媒およびオイル９は、油分離器４０で互いに分離される。具体的に説明すると、分離筒４０１は分離筒４０１の内壁面としての旋回室側壁４０１ａを有し、その旋回室側壁４０１ａは、分離筒４０１内側の空間である旋回室４０１ｂを一軸心ＣＬｓまわりに囲んで形成している。そして、その旋回室４０１ｂには、冷媒およびオイル９から成る混合流体が連絡通路１３１から流入する。例えば、その旋回室４０１ｂは、旋回室側壁４０１ａの中心軸心である一軸心ＣＬｓに直交する断面においてその一軸心ＣＬｓを中心とした円形状を成している。
【００７２】
具体的に、油分離器４０は、旋回室側壁４０１ａの中心軸心である一軸心ＣＬｓがシャフト２５の軸方向に対して交差する向きになるように配置されている。詳細に言えば、油分離器４０は、その一軸心ＣＬｓがシャフト２５の軸方向に直交する向き、要するに水平向きになるように配置されている。
【００７３】
また、油分離器４０の分離パイプ４０２は旋回室側壁４０１ａと同心であるので水平向きになっている。また、分離パイプ４０２は冷媒吐出管３４と直列に連結され、且つ冷媒吐出管３４と一体に構成されている。詳細には、分離パイプ４０２は旋回室４０１ｂ内に配置され、一軸心ＣＬｓの軸方向における旋回室４０１ｂの一端側で冷媒吐出管３４へ接続されている。その一方で、分離パイプ４０２は、旋回室４０１ｂの上記一端側とは反対側の他端側を向いて旋回室４０１ｂ内で開口している。これにより、分離パイプ４０２は、オイル分離後の冷媒ガスを旋回室４０１ｂから分離パイプ４０２内を通して冷媒吐出管３４へ流す。そして、分離パイプ４０２および冷媒吐出管３４は一体となって１つの管状部材を構成している。このように本実施形態の圧縮機８は、分離パイプ４０２を冷媒吐出管３４と一体化できる。
【００７４】
旋回室４０１ｂのうち一軸心ＣＬｓの軸方向における一端側には、吐出ポート１２３からの混合流体を旋回室４０１ｂ内に流入させる旋回室入口４０１ｃが開口している。そして、旋回室４０１ｂのうち一軸心ＣＬｓの軸方向における他端側には、旋回室４０１ｂ内で分離されたガス冷媒の一部とオイル９とから成る二相流を旋回室４０１ｂ内から絞り通路５０１ａへ流出させる旋回室出口４０１ｄが開口している。更に、旋回室入口４０１ｃだけでなく旋回室出口４０１ｄも旋回室側壁４０１ａに形成され、給油通路１３２が旋回室出口４０１ｄから下向きに延びている。すなわち、旋回室出口４０１ｄは一軸心ＣＬｓよりも下方側に配置されている。
【００７５】
また、油分離器４０において、旋回室４０１ｂ内には、圧縮部１０から吐出された高圧の冷媒およびオイル９から成る混合流体が旋回室入口４０１ｃから旋回室側壁４０１ａに沿うように旋回室側壁４０１ａの周方向を向いて流入する。従って、旋回室側壁４０１ａは、旋回室４０１ｂに流入した混合流体の流れを一軸心ＣＬｓまわりに旋回する旋回流ＦＬｒにする。
【００７６】
このように、油分離器４０は、旋回室４０１ｂ内にて上記混合流体の流れを旋回流ＦＬｒにすることにより、その混合流体のうちの冷媒からオイル９を分離する。そして、その分離されたオイル９は、上記一端側とは反対側である他端側へ矢印ＡＲｓのように押される。従って、分離後のオイル９は、給油通路１３２の向きに拘わらず、旋回室出口４０１ｄから間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａへと圧送される。すなわち、旋回室４０１ｂの一端側にて旋回室入口４０１ｃが開口し他端側にて旋回室出口４０１ｄが開口しているので、旋回室４０１ｂに対する給油通路１３２の接続向きに拘わらず、分離後のオイル９を旋回室４０１ｂから流出させることが可能である。
【００７７】
その一方で、上記混合流体のうちの分離後の冷媒すなわち冷媒ガスは、分離パイプ４０２内を通って冷媒吐出管３４から外部のシステムたとえば熱交換器等へ圧送される。
【００７８】
次に、旋回室４０１ｂ内で分離されたオイル９は、旋回室出口４０１ｄからセパレータブロック１３内の給油通路１３２を通って間欠給油機構５０へ送られる。すなわち、油分離器４０は、圧縮部１０の吐出ポート１２３から流出した冷媒からオイル９を分離してその分離後の冷媒を冷媒吐出管３４へ流すと共に、分離したオイル９を間欠給油機構５０へ流す。なお、旋回室出口４０１ｄから給油通路１３２へはオイル９のみが流出するのではなく、詳細に言えば、オイル９と共に僅かなガス冷媒も流出する。
【００７９】
ここで間欠給油機構５０に関して説明すると、その間欠給油機構５０は、図１および図３に示すように、固定スクロール１２の一部分に設けられた固定側絞り５０１と、可動スクロール１１の一部分に設けられ可動側連通孔５０２ａすなわち旋回側孔５０２ａが形成された可動側連通部５０２とによって構成されている。そして、間欠給油機構５０は、固定側絞り５０１から可動側連通部５０２へと間欠的にオイル９を流す。
【００８０】
詳細に説明すると、固定側絞り５０１には、後述の図８Ｂに示すように、油分離器４０で分離されたガス冷媒の一部とオイル９とから成る二相流が流入する。そして、図１および図３に示すように固定側絞り５０１には、その二相流が流入する絞り通路５０１ａが形成されている。その絞り通路５０１ａは、その二相流の流量を制限しつつ、油分離器４０からの二相流を、可動側連通孔５０２ａを介してケース３０内へ流す。すなわち、間欠給油機構５０は、油分離器４０からの二相流を絞ってケース３０内へ流す絞り部として機能する。
【００８１】
具体的には、間欠給油機構５０は、その間欠給油機構５０を通過するガス冷媒およびオイル９の流量を絞り通路５０１ａの通路断面積Ａｘに応じた流量に制限する。なお、その絞り通路５０１ａの通路断面積Ａｘは、後述の図５ではハッチングを施された領域の面積として表される。また、可動側連通孔５０２ａのうち絞り通路５０１ａ側とは反対側の端部は、ミドルハウジング３６に形成された連通孔３６ａを介してケース３０の内部空間へ常時開放されている。
【００８２】
間欠給油機構５０において、一点鎖線Ｌｔｒで可動側連通孔５０２ａの軌跡が表示された図５に示すように、高圧側になる固定側絞り５０１の絞り通路５０１ａと低圧側になる可動側連通孔５０２ａとが可動スクロール１１の公転運動により１回転に１度互いに連通する。間欠給油機構５０では、この絞り通路５０１ａと可動側連通孔５０２ａとの連通の際に、固定側絞り５０１の絞り通路５０１ａ前後の高低差圧と絞り通路５０１ａの孔径（すなわち、絞り径）に対応した通路断面積Ａｘとにより定まる流量を噴出させる。その絞り通路５０１ａ前後の高低差圧は、圧縮部１０の吐出圧力Ｐｄと吸入圧力Ｐｓとの差である入出圧力差ΔＰｄｓとほぼ同じであるので、入出圧力差ΔＰｄｓとみなしても差し支えない。その入出圧力差ΔＰｄｓは、「ΔＰｄｓ＝Ｐｄ−Ｐｓ」の算出式から得られる。
【００８３】
なお、図５に示すように可動側連通孔５０２ａは固定側絞り５０１の絞り通路５０１ａよりも大きく設定されているので、間欠給油機構５０を通過する流量は絞り通路５０１ａにより調整されている。そして、固定側絞り５０１は、絞り通路５０１ａの通路断面積Ａｘが変化しない固定絞りであるので、間欠給油機構５０も固定絞りとして機能する。
【００８４】
また、図１および図３に示す固定側絞り５０１はその軸方向にスライド可能であり、可動スクロール１１の可動側連通部５０２が配設された部位の端面と摺接するので、これにより、その端面と固定側絞り５０１との間からのオイル洩れが防止されている。
【００８５】
また、間欠給油機構５０によって制御される流量は、固定側絞り５０１単体の流通可能流量ｑ１と可動側連通孔５０２ａの横断角度θとの積として求められる。その固定側絞り５０１単体の流通可能流量ｑ１とは、固定側絞り５０１単体が流すことができる流量であって、上記したように絞り通路５０１ａ前後の高低差圧と絞り通路５０１ａの絞り径とによって定まる流量である。また、可動側連通孔５０２ａの横断角度θとは、図６に示すように、可動側連通孔５０２ａが可動スクロール１１の動作に従って固定側絞り５０１の絞り通路５０１ａを横断する領域に相当する角度である。
【００８６】
従って、図１に示す間欠給油機構５０にて流すことの出来る通過可能オイル流量Ｑｄは、下記式Ｆ１にて表される。詳細に言えば、固定側絞り５０１の絞り通路５０１ａには後述の図８Ｂのようにオイル９だけでなく冷媒ガスも流入するところ、通過可能オイル流量Ｑｄとは、そのオイル９と冷媒ガスとのうちオイル９だけが絞り通路５０１ａを満たして流れると仮定したときの仮想のオイル流量である。
【００８７】
Ｑｄ≒ｑ１×θ°／３６０°  ・・・（Ｆ１）
図６は、上記横断角度θを説明するための図である。その横断角度θは、図６に示すように可動側連通孔５０２ａの回転中心を通り且つ可動側連通孔５０２ａの外形に接する一対の接線Ｌｔｇが成す角度である。
【００８８】
更に言うと、上記式Ｆ１に含まれる流通可能流量ｑ１は、液体流れ（例えばオイル流れ）を絞るオリフィスに適用される一般的な下記式Ｆ２で算出されるオリフィス流量Ｑｏｆに相当するので、上記流通可能流量ｑ１は、図１に示す絞り通路５０１ａ前後の高低差圧に支配される。従って、間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄもその高低差圧に支配されるので、その高低差圧が大きいほど、すなわち圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓが大きいほど、間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄは大きくなる。
【００８９】
Ｑｏｆ≒ｋ×Ａｏｆ×（２×ΔＰ／ρ）１／２  ・・・（Ｆ２）
（Ｑｏｆ：オリフィスを流れる液体流量、ｋ：流量係数、Ａｏｆ：オリフィスの絞り断面積、ΔＰ：オリフィス前後の圧力差、ρ：オリフィスを流れる液体（例えばオイル）の密度）
以上のようにしてオイル９は間欠給油機構５０を通過する。
【００９０】
そして、間欠給油機構５０を通ったオイル９は、図１に示すように、可動側連通孔５０２ａからミドルハウジング３６の連通孔３６ａを通ってケース３０内へ排出され、ケース３０内の貯油部３０１へと落下する。
【００９１】
なお、間欠給油機構５０をオイル９が流れる際には高圧から低圧への減圧作用を伴うため、オイル９と共にオイル９内に含有される冷媒成分が気体となって発生するが、そのオイル９から気化した冷媒は、冷媒吸入孔１１４ａを経て吸入ポート１１４内へ吸引されることとなる。
【００９２】
次に、流量調整絞り通路７２３から吸入ポート１１４内へ流入するオイル流量Ｑｓである流量調整絞り流量Ｑｓと、間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄとの関係について述べる。圧縮機８外部のシステム側へのオイル流出、要するに圧縮機８の冷媒吐出管３４からのオイル流出を防ぐためには、「Ｑｓ＜Ｑｄ」となる関係を満たす必要がある。
【００９３】
なぜなら、オイル９は流量調整絞り通路７２３から吸入ポート１１４へ流入し圧縮部１０を通過して油分離器４０へ流入しその油分離器４０で分離されるので、その油分離器４０で分離された分離後オイル流量Ｑｓｘは流量調整絞り流量Ｑｓより少なくとも小さい。すなわち、「Ｑｓｘ＜Ｑｓ」という関係が成立する。そして、圧縮機８が上記の「Ｑｓ＜Ｑｄ」の関係を保つ構成とされれば、「Ｑｓｘ＜Ｑｓ＜Ｑｄ」の関係が成立し、油分離器４０で分離されたオイル９の全量が間欠給油機構５０を通過可能となるからである。すなわち、「Ｑｓｘ＜Ｑｓ＜Ｑｄ」の関係が成立することにより、油分離器４０のオーバーフローに起因した圧縮機８外部へのオイル流出現象は発生しないからである。
【００９４】
そこで、本実施形態の圧縮機８では、「Ｑｓ＜Ｑｄ」となる関係を満たすように、流量調整絞り通路７２３の孔径と、間欠給油機構５０の間欠率（すなわち、上記式Ｆ１内の「θ°／３６０°」）および絞り通路５０１ａの孔径とが定められている。言い換えれば、圧縮機８におけるオイル流量の調整では、流量調整絞り通路７２３の孔径とポンプ７０の吐出流量とリリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒすなわち設定圧Ｐｒとを決定することにより、圧縮機８で必要とされる必要潤滑量を定めることとなる。
【００９５】
図７（ｂ）にオイル流量設定の考え方を示す。図７（ｂ）は、横軸を圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓとし、且つ、縦軸を流量調整絞り流量Ｑｓに対する間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄの比率であるオイル流量比ＱＲｄｓとした関係図である。すなわち、流量調整絞り流量Ｑｓを図７（ｂ）において表すと、入出圧力差ΔＰｄｓに関わらず、「ＱＲｄｓ＝１．０」として表される。そのオイル流量比ＱＲｄｓは、「ＱＲｄｓ＝Ｑｄ／Ｑｓ」の算出式から得られる。
【００９６】
また、図７（ａ）は、横軸を、圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓとし、且つ、縦軸を、圧縮部１０の吐出冷媒ガスが気流となって固定側絞り５０１の絞り通路５０１ａを通過するガスパス時における冷媒ガスの質量流量とした関係図である。図７（ａ）（ｂ）は、その前提条件として、圧縮部１０の吐出圧力Ｐｄは１０ＭＰａで一定であるとされている。そして、図７（ｂ）では、流量調整絞り流量Ｑｓは圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓに関わらず一定になっている。
【００９７】
図７（ｂ）において、流量調整絞り通路７２３の孔径（すなわち絞り径）、ポンプ７０の吐出流量、およびリリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒなどから決まる流量調整絞り流量Ｑｓを１として、間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄが例えば曲線ＱＬ１のような特性を示すように定められていると仮定する。そうすると、曲線ＱＬ１から、６ＭＰａ未満の入出圧力差ΔＰｄｓではオイル流量比ＱＲｄｓが１未満になり、「Ｑｓｘ＞Ｑｄ」となるので、油分離器４０内でオイル９がオーバーフローし圧縮機８外部へのオイル流出がいずれは発生するものと考えられる。これは、常用運転における上記入出圧力差ΔＰｄｓの下限が例えば３．５ＭＰａであれば、その入出圧力差ΔＰｄｓの常用域のうち３．５ＭＰａから６ＭＰａの間でオイル９が圧縮機８外部へ流出することを意味するものである。
【００９８】
このようなことを踏まえれば、圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓの下限運転範囲に応じて、上記オーバーフローに起因したオイル流出を圧縮機８の予め定められた運転範囲全域で防止することができる。
【００９９】
そこで、流量調整絞り通路７２３の孔径、ポンプ７０の吐出流量、およびリリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒなどから決まる流量調整絞り流量Ｑｓを１として、間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄが例えば曲線ＱＬ２のような特性を示すように定められていたとする。そして、仮に３．５ＭＰａ以上の入出圧力差ΔＰｄｓを圧縮機８の常用運転範囲（言い換えれば、常用域）にしたとする。その場合、曲線ＱＬ２では３．５ＭＰａ以上の入出圧力差ΔＰｄｓでオイル流量比ＱＲｄｓが１以上になっているので、圧縮機８を、その常用運転範囲の全域で油分離器４０のオーバーフローが発生しない構成にすることができる。
【０１００】
このような考え方に基づいて、本実施形態の間欠給油機構５０は、予め定められた圧縮機８の運転範囲である常用運転範囲において、絞り通路５０１ａを通る上記二相流の中のオイル９とガス冷媒とのうちオイル９だけが絞り通路５０１ａに流れると仮定した場合に、流量調整絞り流量Ｑｓよりも多くの流量のオイル９を流すことができるように構成されている。要するに、上記「Ｑｓ＜Ｑｄ」となる関係を満たすように構成されている。
【０１０１】
ここで、本実施形態の圧縮機８では上記のように「Ｑｓ＜Ｑｄ」となる関係が満たされているので、間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａには、オイル９だけでなく、油分離器４０で分離されたガス冷媒の一部を含む二相流（すなわち、オイル９＋ガス冷媒）が流入する。すなわち、油分離器４０で分離されたガス冷媒の殆どは冷媒吐出管３４から吐出されるが、そのガス冷媒のうちの僅かが間欠給油機構５０へ流れる。その間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａ、５０１ｚ内の流れのイメージが図８Ａおよび図８Ｂに示されている。
【０１０２】
図８Ａおよび図８Ｂは何れも、絞り通路５０１ａ内の流れのイメージを示したイメージ図である。図８Ａは、「Ｑｓ＞Ｑｄ」となる関係が成立している特許文献２のような従来例における流れを示し、図８Ｂは、「Ｑｓ＜Ｑｄ」となる関係が成立している本実施形態における流れを示している。なお、図８Ａおよび図８Ｂにおいて実線矢印はオイル９の流れを示し、破線矢印はガス冷媒の流れを示す。また、図８Ａの絞り通路５０１ｚは、上記従来例において本実施形態の絞り通路５０１ａに相当する通路である。
【０１０３】
図８Ａでは、「Ｑｓ＞Ｑｄ」という条件から、油分離器４０で分離されたオイル９の全量が絞り通路５０１ｚを通過することはできないので、絞り通路５０１ｚの入口にはオイル９が溜まる。そのため、油分離器４０で分離されたガス冷媒が絞り通路５０１ｚへ流入する余地は無く、オイル９だけが絞り通路５０１ｚへ流入する。
【０１０４】
その一方で、図８Ｂに示す本実施形態では、「Ｑｓ＜Ｑｄ」という条件から、油分離器４０で分離されたオイル９の全量が絞り通路５０１ａを通過できるので、オイル９は絞り通路５０１ａの入口に殆ど溜まらない。そのため、油分離器４０で分離されたガス冷媒が絞り通路５０１ａへ流入する余地が生じ、オイル９とガス冷媒とから成る二相流が絞り通路５０１ａへ流入する。
【０１０５】
詳細に言えば、その二相流の中のガス冷媒は気流となって油分離器４０から絞り通路５０１ａへ流入する。すなわち、間欠給油機構５０は、二相流の中のガス冷媒が気流となって油分離器４０から絞り通路５０１ａへ流入するように構成されている。例えば、絞り通路５０１ａへ流入する二相流では、その二相流のうちのオイル９から成る液流は、ガス冷媒から成る気流の外周を取り囲むように環状の断面を有して流れる。なお、確認的に述べるが、上記「ガス冷媒が気流となって」とは、ガス冷媒が図８Ｂのように流れることであるので、間欠給油機構５０にて減圧された際にオイル９の中から析出する気化冷媒が流れることを意味するものではない。
【０１０６】
なお、圧縮機８は、図７（ｂ）において、入出圧力差ΔＰｄｓが上記常用運転範囲の下限を下回って運転されることもあり得るが、それは圧縮機８の起動時などの短時間的なものである。従って、圧縮機８外部へ多少のオイル流出があったとしても、短時間の圧縮機８の潤滑は、図１に示す貯油部３０１の容量分でまかなうことができる。そして、圧縮機８の外部へ流出したオイル９は圧縮機８の運転の安定と共に圧縮機８へ帰還して安定化するので、起動時などの短時間的なオイル流出は大きな問題とはならない。
【０１０７】
ここで補足的な説明をする。上記のように図７（ｂ）から説明される入出圧力差ΔＰｄｓとオイル流出との関係が成立するのは、次のような２つの理由によるものと考えられる。先ず第１の理由とは、間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄが圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓに依存するということである。そして第２の理由とは、流量調整絞り流量Ｑｓが入出圧力差ΔＰｄｓに依らず、ポンプ７０の吐出流量とリリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒとの作用により油室内圧Ｐｓｐが略一定になり、流量調整絞り通路７２３が差圧略一定での固定絞りとして作用するということである。
【０１０８】
従って、圧縮機回転数Ｎｃが高くポンプ７０の吐出流量が十分に多いことにより油室内圧Ｐｓｐがリリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒに到達し易い状態において、次のように言える。すなわち、その状態において、上記常用運転範囲の下限における入出圧力差ΔＰｄｓで「Ｑｓ＜Ｑｄ」という関係が成立するようにしておけば、ほぼ全ての運転状態で、油分離器４０のオーバーフローに起因したオイル流出を防止することができる。
【０１０９】
次に、本実施形態の圧縮機８における考え方が、油分離器を備えた内部低圧式の従来の圧縮機たとえば特許文献２の圧縮機とは異なる点について述べる。具体的に言えば、オイル流出の防止を優先し、敢えて高圧側から低圧側へのホットガスバイパスを許容しても成立する点について述べる。ここで、上記高圧側とは間欠給油機構５０のオイル流入側であり、上記低圧側とは間欠給油機構５０のオイル流出側である。また、上記ホットガスバイパスとは、圧縮部１０で圧縮されて吐出された高温高圧の冷媒ガスであるホットガスを、圧縮機８の外部へ流出させずにケース３０内へ流入させることであり、単にガスパスとも呼ぶ。
【０１１０】
以下、給湯機用のＣＯ２サイクル用圧縮機を例にとって説明する。一般的な給湯機の定格に近い圧縮機８の運転条件では「Ｐｄ／Ｐｓ＝１０ＭＰａ／４ＭＰａ」程度であり、その運転条件下において、冷媒がヒートポンプサイクルで循環する冷媒循環流量は５０〜１００ｋｇ／ｈ程度であることが多く見うけられる。
【０１１１】
仮に上記冷媒循環流量を１００ｋｇ／ｈとした場合、圧縮機８の内部のシール等のために必要なオイル流量は５％程度であり、そのため、流量調整絞り流量Ｑｓが５ｋｇ／ｈ（すなわち、１００ｋｇ／ｈ×０．０５）となるように流量調整絞り通路７２３のオイル流れの絞りを設定することとなる。なお、上記オイル流量の５％は公知の文献などから引用したものであり、妥当な値であると判断される。
【０１１２】
ここで、上記５ｋｇ／ｈのオイル９を通す絞りと同程度の別の絞りで、圧縮機８から吐出された冷媒ガス（すなわち、ＣＯ２）をホットガスバイパスさせたと仮定する。このときの上記別の絞りを通る冷媒ガス流量をオリフィスの式（すなわち、ベルヌーイの定理の連続式）で計算すると、冷媒ガスの質量流量はオイルの１／４〜１／５程度であるので、圧縮機８が属するヒートポンプサイクルの性能への影響は１％程度となる。具体的にいえば、圧縮機８から吐出される冷媒の質量流量が、ホットガスバイパスされる前の圧縮部１０から吐出された冷媒の質量流量に対して１％程度低下するということである。この１％程度の低下は実際の圧縮機８の使用において問題となるものではなく、間欠給油機構５０の通過可能オイル流量Ｑｄが流量調整絞り流量Ｑｓの２倍程度であっても圧縮機８の性能上問題ないということが言える。また、本実施形態の圧縮機８は、オイル流出のある特許文献２の圧縮機構成に対してシステムのオイルレートを低くできるため、そのシステムの性能上有利となる。
【０１１３】
図９に、間欠給油機構５０が有する絞り通路５０１ａの絞り孔面積Ａｘすなわち通路断面積Ａｘを変化させ、圧縮機８が属するヒートポンプサイクルの性能（すなわち、圧縮機８が吐出する冷媒の吐出流量）を測定した結果を示す。図９の測定は、予め定められた一定負荷で圧縮部１０が駆動されている運転状態すなわち定常運転状態で行われたものである。
【０１１４】
図９の横軸には、絞り通路５０１ａの通路断面積Ａｘ（すなわち、絞り孔面積Ａｘ）が仮想の基準通路断面積Ａ０に対する面積比率（すなわち、Ａｘ／Ａ０）として示されている。その基準通路断面積Ａ０とは、冷媒およびオイル９のうちオイル９だけが間欠給油機構５０を通過するものと仮定して、圧縮部１０の上記定常運転状態において流量調整絞り流量Ｑｓと同量に、間欠給油機構５０でのオイル９が通過可能な流量を制限する絞り通路５０１ａの仮想の通路断面積である。すなわち、図９の横軸において「Ａｘ／Ａ０＝１．０」では、ホットガスバイパスが発生しない。また、図９の縦軸には、冷媒吐出管３４から吐出される冷媒の質量流量すなわち圧縮機８の吐出冷媒流量が、絞り通路５０１ａの通路断面積Ａｘが基準通路断面積Ａ０である場合（すなわち、「Ａｘ／Ａ０＝１．０」の場合）の流量に対する質量流量比率として示されている。
【０１１５】
図９の破線Ｌ１ｘに示すように、周知のオリフィス流れの式からは、上記ホットガスバイパスによる冷媒流量であるホットガスバイパス流量が絞り通路５０１ａの通路断面積Ａｘの面積比率に応じて増加する。これにより、図９の縦軸に示す質量流量比率が、図９の横軸に示すその面積比率に対してリニアに低下するものと推定された。要するに、図９の横軸に示す面積比率が大きいほど、図９の縦軸に示す性能比である質量流量比率が、破線Ｌ１ｘに示すように低下するものと推定された。しかしながら、実験からは図９の破線Ｌ２ｘに示すように、縦軸に示す質量流量比率は、横軸に示す面積比率２．５〜３以上にて極度の低下を示す。
【０１１６】
これは、ホットガスバイパスされた冷媒ガスが、図１に示す圧縮部１０の吸入ポート１１４で、冷媒吸入管３７から流入する吸入冷媒ガスと合流する際に、その吸入冷媒ガスを加熱することに起因するものと考えられる。要するに、ホットガスバイパスされた冷媒ガスによってその吸入冷媒ガスが加熱されるので、ホットガスバイパス流量の増加と共に吸入冷媒ガスの密度を低下させる影響が大きくなることに起因するものと考えられる。
【０１１７】
従って、図９に示す測定結果から、図９横軸の面積比率は２．５〜３以下にすることが、性能低下のばらつきを抑えるためには有効である。言い換えれば、間欠給油機構５０における絞り通路５０１ａの実際の通路断面積Ａｘは、上記仮想の基準通路断面積Ａ０に３を乗じて得た面積以下となっていることが好ましい。更に好ましくは、絞り通路５０１ａの実際の通路断面積Ａｘが、仮想の基準通路断面積Ａ０に２．５を乗じて得た面積以下となっていることである。
【０１１８】
なお、本実施形態の絞り通路５０１ａおよび流量調整絞り通路７２３は、「Ｑｓ＜Ｑｄ」という関係が成立するように形成されているので、絞り通路５０１ａの実際の通路断面積Ａｘは上記仮想の基準通路断面積Ａ０よりも大きくなっている。
【０１１９】
また、図９縦軸の性能比に対するホットガスバイパスの影響が比較的小さく済むことは、オイル９をケース３０内へ環流させる固定側絞り５０１の絞り径が小さいことと、オイル密度に比してガス冷媒密度が低いこととに起因するものと考えられる。
【０１２０】
更に、間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａを気流となって通過する冷媒のガス流れは、絞り通路５０１ａ前後の圧力比（すなわち、下流側圧力／上流側圧力）が臨界圧力比Ｐｃ／Ｐｏ以下である場合には音速に達する。そのため、その圧力比が臨界圧力比Ｐｃ／Ｐｏ以下になる入出圧力差ΔＰｄｓの範囲においては、上記ホットガスバイパス流量は増加しない。このことを図１０に示す。図１０は、圧縮部１０の吐出圧力Ｐｄを１０ＭＰａ一定とする条件下で、圧縮部１０の吸入圧力Ｐｓと上記ホットガスバイパス流量との関係を示した図である。なお、例えばＣＯ２の臨界圧力比Ｐｃ／Ｐｏを算出するのであれば、臨界圧力比Ｐｃ／Ｐｏは下記式Ｆ３で表され、ＣＯ２では「Ｋ≒１．３２」であるので、臨界圧力比Ｐｃ／Ｐｏ＝０．５４となる。
【０１２１】
Ｐｃ／Ｐｏ＝（２／（Ｋ＋１））Ｋ／（Ｋ−１）  ・・・（Ｆ３）
図１０に示すように、横軸パラメータとして吸入圧力Ｐｓを変化させると、入出圧力差ΔＰｄｓ（すなわち、Ｐｄ−Ｐｓ）の増加と共に、すなわち吸入圧力Ｐｓの減少と共に、ホットガスバイパス流量は増加する。但し、絞り通路５０１ａ前後の圧力比が臨界圧力比Ｐｃ／Ｐｏに到達する臨界点以降では、ホットガスバイパス流量は増えなくなる。従って、間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａではホットガスバイパス流量は頭打ちになるので、圧縮機８は、ヒートポンプサイクルに対しその極端な性能低下を生じさせるような影響を及ぼし難い。
【０１２２】
この現象を図７に戻り説明する。図７（ａ）では、吐出圧力Ｐｄが１０ＭＰａ一定であるという条件、および、縦軸がホットガスバイパス流量であることは図１０と同じであるが、横軸は図１０とは異なり、圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓになっている。図７（ａ）（ｂ）では、入出圧力差ΔＰｄｓが大きくなると共に、曲線ＱＬ２に示すようにオイル流量比ＱＲｄｓ（すなわち、Ｑｄ／Ｑｓ）は大きくなるので、「ＱＲｄｓ＞１」の領域すなわちガスパス領域では、間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａ内はオイル９と冷媒ガスとが共に通過する状態になる。要するに、絞り通路５０１ａ内はホットガスバイパスされている状態になる。
【０１２３】
しかし、そのホットガスバイパスによる冷媒流量すなわちホットガスバイパス流量は、絞り通路５０１ａ前後の圧力比が臨界圧力比Ｐｃ／Ｐｏになる入出圧力差ΔＰｄｓ以上すなわち臨界差圧ΔＰＣＬ以上では、図７（ａ）の曲線ＱＬ３に示すように一定流量となる。すなわち、入出圧力差ΔＰｄｓを大きくしていくと、図８Ｂに示す二相流の中のガス冷媒による気流は図７に示す臨界差圧ΔＰＣＬで音速になるので、間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａは、上記ガス冷媒による気流をその気流の最高速度において音速に到達させるように絞っている。
【０１２４】
従って、図７（ａ）（ｂ）から、圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓが増加しても、ホットガスバイパス流量の増加は限定的であるので、圧縮機８の吐出冷媒流量に対応したヒートポンプサイクルの性能への影響を抑えることが可能であるということが判る。
【０１２５】
更に、圧縮部１０から吐出された高温の冷媒ガスをホットガスバイパスさせることのメリットについて述べる。例えば内部低圧式の圧縮機であって、図１とは異なり、圧縮機外部からケース内へ吸入冷媒を取り入れそのケース内の吸入冷媒をスクロール式の圧縮部へ吸入させる圧縮機が、従来からよく知られている。このような従来の圧縮機では、ケース内の電動機部としてのモータを冷却するためにケース内に吸入冷媒を通すと、吸入冷媒が加熱されてから圧縮部に吸入されることになるので、圧縮機が吐出する冷媒流量に対応したヒートポンプサイクルの性能が極端に低下する。
【０１２６】
この対策として、特開２００８−８８９７５号公報に見られるような圧縮機の冷媒吸入方式が知られている。この冷媒吸入方式は、基本は外部からの吸入冷媒を圧縮部にダイレクトに吸引し、モータ冷却に最低限必要な冷媒ガスが分岐されてケース内へ導入される。これにより、ヒートポンプサイクルの性能とモータ冷却とが両立されている。本実施形態の圧縮機８でも、図１に示すように吸気分配孔３７ｂが冷媒吸入管３７に設けられ、これと同様の冷媒吸入方式が採用されている。
【０１２７】
本実施形態の圧縮機８で採用されている冷媒吸入方式では、上記性能の確保の観点から、電動機部２０の温度がそれの耐熱温度（すなわち、モータ耐熱温度）を下回り且つ耐熱温度近くになるように、図１に示す冷媒吸入管３７から分岐させる冷媒流量を調整しておくことが有効である。そして、内部低圧式でありながらモータ室としてのケース３０内の温度は比較的高く、そのケース３０内の温度を圧縮機８の吐出冷媒温度と吸入冷媒温度との中間よりも高くすることで上記性能が確保できる。
【０１２８】
このことを踏まえて、図１１に示すＣＯ２のモリエル線図に関して説明する。例えばＰｄ／Ｐｓ＝１０ＭＰａ／２ＭＰａの低温運転においては、圧縮部１０の吸入冷媒の状態は図１１のＳ点で表され、圧縮部１０の吐出冷媒の状態は図１１のＤ点で表される。
【０１２９】
このことから、圧縮部１０の吐出温度はＤ点が示す１２０℃程度となる。そして、ホットガスバイパスによる冷媒ガスの減圧は等エンタルピ変化となり、その冷媒ガスの状態は図１１のＤ点からＰ点へ移行する。すなわち、間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａでの減圧により冷媒温度は、Ｄ点が示す１２０℃程度から、Ｐ点が示す８０℃程度へと低下する。一般的なモータ耐熱温度は１００〜１２０℃であり電動機部２０の耐熱温度はこれと同等であるので、ホットガスバイパスによりケース３０内へ導入される冷媒の温度たとえば上記８０℃程度の冷媒温度は、電動機部２０の耐熱温度よりも低くなる。
【０１３０】
従って、ホットガスバイパスは単なるロスとならず、電動機部２０の冷却に寄与することが可能である。そして、ホットガスバイパスによる冷媒ガスを、電動機部２０の耐熱温度を下回る温度でケース３０内へ導入することが可能である。
【０１３１】
また、一般的な内部高圧式の圧縮機と比較すれば、本実施形態では絞り通路５０１ａでの減圧により冷媒温度が１２０℃程度から８０℃程度へと低下するので、「１２０℃−８０℃」の計算から得られる約４０℃分の冷却効果がある。また、ホットガスバイパスにより冷媒ガスがケース３０内へ導入されるので、その分、図１の冷媒吸入管３７から冷媒通路３７ａを経てケース３０内へ導入される電動機部２０冷却用の冷媒の流量を減らすことができ、それにより、ヒートポンプサイクルの効率低下を防ぐことも可能となる。
【０１３２】
上述したように本実施形態によれば、間欠給油機構５０は、油分離器４０で分離されたガス冷媒の一部とオイル９とから成る二相流をケース３０内へ流し、その二相流の中のガス冷媒が気流となって絞り通路５０１ａへ流入するように構成されている。ここで、仮に、間欠給油機構５０が、油分離器４０で分離されたオイル９の全量を通過させることができないほどオイル流れを絞っていたとすれば、絞り通路５０１ａ内はオイル９で満たされるので、ガス冷媒が気流となって絞り通路５０１ａへ流入する余地は生じない。従って、本実施形態の間欠給油機構５０では、油分離器４０で分離されたオイル９の全量が間欠給油機構５０を通過できるので、その分離されたオイル９が油分離器４０でオーバーフローすることが防止され、圧縮機８の外部へのオイル流出を抑えることが可能である。
【０１３３】
また、油分離器４０には基本的にオイル９が溜まらず、オイル９が溜まるのはケース３０内の貯油部３０１であるので、圧縮機８が属するヒートポンプサイクル全体のオイル封入量のバラツキにも対応してオイル流出を抑えることが可能である。そのため、圧縮機８から吐出された冷媒のオイルレートを低く維持することが可能である。これにより、圧縮機８の高信頼性を確保し、且つ、システムとしてのヒートポンプサイクルの性能低下を最小限とすることができる。
【０１３４】
そして、油分離器４０はケース３０内に収容されている。そして、オイル９が溜まる貯油部３０１がケース３０内に設けられ、ポンプ７０および流量調整絞り通路７２３は、オイル９を貯油部３０１から吸入ポート１１４へ流入させる。従って、圧縮機８本体の潤滑を確実に行いつつ、油分離器４０を内蔵することによる小型化を図ることが可能である。
【０１３５】
また、本実施形態によれば、ポンプ７０は、ケース３０内の貯油部３０１に溜まるオイル９を圧縮部１０の吸入ポート１１４へ圧送する。従って、図１の貯油部３０１におけるオイル９の貯留量に拘わらず、例えば貯油部３０１におけるオイル９の液面９ａの高低に拘わらず、吸入ポート１１４への流入するオイル流量を安定させることが可能である。なお、オイル流量を安定させることとは、例えばそのオイル流量の変動を抑制しオイル流量を略一定に保つことである。
【０１３６】
また、本実施形態によれば、間欠給油機構５０は、圧縮機８の常用運転範囲において、絞り通路５０１ａを通る上記二相流の中のオイル９とガス冷媒とのうちオイル９だけが絞り通路５０１ａに流れると仮定した場合に、流量調整絞り流量Ｑｓよりも多くの流量のオイル９を流すことができるように構成されている。従って、圧縮機８の常用運転範囲の全域において、油分離器４０からオイル９が溢れることに起因してオイル９が圧縮機８の外部へ流出するオーバーフローを回避することが可能である。また、圧縮機８外部へのオイル９の流出が抑えられると、貯油部３０１におけるオイル９の貯留量が急変動することも抑えられる。
【０１３７】
また、本実施形態によれば、予め定められた一定負荷で圧縮部１０が駆動されている場合において、絞り通路５０１ａの実際の通路断面積Ａｘと、流量調整絞り通路７２３を通るオイル９の流量と同量に、オイル９の通過可能な流量をオイル９だけが間欠給油機構５０を通過するものと仮定して制限する絞り通路５０１ａの仮想の基準通路断面積Ａ０とを比較すれば、上記実際の通路断面積Ａｘは上記仮想の通路断面積Ａ０よりも大きい。従って、絞り通路５０１ａの実際の通路断面積Ａｘの設定によって、油分離器４０で分離されたオイル９の全量が間欠給油機構５０を通過できるようにすることが可能である。
【０１３８】
また、本実施形態によれば、絞り通路５０１ａの実際の通路断面積Ａｘは、絞り通路５０１ａの仮想の基準通路断面積Ａ０に３を乗じて得た面積以下となっている。従って、圧縮機８の消費電力に対する吐出冷媒流量に対応した圧縮機８単体の性能の低下を最低限とし、圧縮機８の小型化と圧縮機８外部へのオイル流出を抑えることとの両立を図ることができる。
【０１３９】
また、本実施形態によれば、間欠給油機構５０の絞り通路５０１ａは、ガス冷媒による気流をその気流の最高速度において音速に到達させるように絞る。従って、そのガス冷媒の気流の速度は音速を超えることはないので、圧縮部１０の入出圧力差ΔＰｄｓが拡大しても、ホットガスバイパス流量の増加を抑えることが可能である。
【０１４０】
また、本実施形態によれば、流量制限部７２は、ポンプ７０から流出するオイル９の流量に対して、吸入ポート１１４へ流入するオイル９の流量を制限する。従って、ポンプ７０から流出するオイル流量が圧縮機回転数Ｎｃの変化に伴って変動しても、そのオイル流量の変動に関わらず、吸入ポート１１４へ流入するオイル流量を安定させることが可能である。
【０１４１】
また、本実施形態によれば、流量制限部７２は、油室７２１が形成された油室形成部７２２と、流量調整絞り通路７２３が形成された流量調整絞り部７２４と、リリーフバルブ７２５とを有している。そして、その油室７２１は、ポンプ７０から吸入ポート１１４へ至るオイル９の流通経路に設けられ、オイル９を一時的に貯める。また、流量調整絞り通路７２３は、油室７２１から流出するオイル９の流れを絞ってそのオイル９を吸入ポート１１４へ流す。また、リリーフバルブ７２５は、油室７２１内の圧力が上昇する過程でその油室７２１内の圧力が予め定められた圧力閾値Ｐｒに到達した場合に、油室７２１内の圧力上昇をその到達前に対して抑える。従って、その油室７２１と流量調整絞り通路７２３とリリーフバルブ７２５との相乗効果として、圧縮機８の作動中に油室７２１内の圧力を安定させ、それによって、流量調整絞り通路７２３から吸入ポート１１４へ流入するオイル流量を安定させることが可能である。
【０１４２】
また、本実施形態によれば、リリーフバルブ７２５は、ポンプ７０から流出したオイル９が流量調整絞り通路７２３へ流入する前にそのオイル９の一部を貯油部３０１へ排出することにより、油室７２１内の圧力上昇を抑える。従って、ポンプ７０に過剰な負荷を与えないように、流量調整絞り通路７２３から吸入ポート１１４へ流入するオイル流量を安定させることが可能である。
【０１４３】
また、本実施形態によれば、ポンプ７０は、貯油部３０１に溜まるオイル９を吸い込むと共にその吸い込んだオイル９を圧縮部１０の吸入ポート１１４へ向けて吐出する。従って、吸入ポート１１４への安定したオイル供給が可能である。
【０１４４】
また、本実施形態によれば、ポンプ７０はケース３０内に収容され、且つ、電動機部２０の動力を圧縮部１０へ伝達するシャフト２５へ連結されている。従って、圧縮機８の小型化を図ると共に、圧縮部１０を駆動する電動機部２０を利用してポンプ７０を駆動することが可能である。
【０１４５】
また、本実施形態によれば、シャフト２５の回転軸方向において、圧縮部１０は電動機部２０に対する一方側に配置され、且つ、ポンプ７０は電動機部２０に対する他方側に配置されている。そして、ポンプ７０は、そのポンプ７０が吐出するオイル９がシャフト２５の主給油通路２５ａを通ってから吸入ポート１１４へ流れるようにその主給油通路２５ａへ接続されている。従って、シャフト２５に掛かる負荷が回転軸方向の一方に偏らないように、電動機部２０の動力をシャフト２５から圧縮部１０とポンプ７０とのそれぞれへ伝達することが可能である。それと共に、ポンプ７０が吐出するオイル９を、ポンプ７０から電動機部２０を挟んだ反対側にある圧縮部１０へ、主給油通路２５ａを用いて円滑に送ることが可能である。
【０１４６】
また、本実施形態によれば、油分離器４０は、旋回室側壁４０１ａの中心軸心である一軸心ＣＬｓがシャフト２５の軸方向に対して交差する向きになるように配置されている。従って、一軸心ＣＬｓがシャフト２５の軸方向に沿う向きで油分離器４０が構成されている場合と比較して、圧縮機８の軸方向長さを短縮することが可能であり、言い換えれば圧縮機８の小型化を図ることが容易となる。例えば、圧縮機８の軸方向長さを最小限に留めることが可能となる。
【０１４７】
なお、本実施形態の油分離器４０は遠心分離式の油分離装置である。すなわち、連絡通路１３１が一軸心ＣＬｓに対しオフセットされていることにより旋回流が旋回室４０１ｂ内に発生し、油分離器４０の冷媒とオイル９との分離は、その旋回流による遠心分離作用を利用している。そのため、本実施形態のように一軸心ＣＬｓが水平向きになる横置きで油分離器４０が配置されても、冷媒とオイル９とを分離する分離効率は高く保たれるので、本実施形態の油分離器４０が遠心分離式とされることは特に有効である。
【０１４８】
また、本実施形態によれば、分離パイプ４０２および冷媒吐出管３４は一体となって１つの部材を構成しているので、分離パイプ４０２から冷媒吐出管３４へ冷媒ガスを導く配管部品またはシール部品等を省き、部品点数の削減を図り易い。
【０１４９】
（他の実施形態）
（１）上述の実施形態において、圧縮機８は例えばヒートポンプ式給湯機に適用されるが、空調装置または冷凍装置などの他の用途に適用されても差し支えない。
【０１５０】
（２）上述の実施形態において、圧縮機８が用いられるヒートポンプサイクルは超臨界冷凍サイクルであるが、圧縮機８から吐出された高圧冷媒が冷媒の臨界圧力を超えない亜臨界冷凍サイクルであっても差し支えない。また、圧縮機８で圧縮される冷媒は、二酸化炭素に限らずそれ以外の物質であっても差し支えない。
【０１５１】
（３）上述の実施形態において、リリーフバルブ７２５はリード弁式のリリーフバルブであるが、そのリリーフバルブ７２５の形式に限定はない。例えば、リリーフバルブ７２５は、コイルスプリングの設定荷重に応じて開弁圧Ｐｒが増減される形式であってもよい。
【０１５２】
（４）上述の実施形態において、間欠給油機構５０は、固定側絞り５０１から可動側連通孔５０２ａへと間欠的にオイル９を流す間欠機構を備えているが、そのような間欠機構は無くてもよい。例えば、間欠給油機構５０は、オリフィスのような単なる固定絞り等であっても差し支えない。
【０１５３】
（５）上述の実施形態において、油分離器４０は遠心分離式の油分離器であるが、オイル９と冷媒とを分離する方式はこれに限定されない。
【０１５４】
（６）上述の実施形態において、圧縮部１０はスクロール式の圧縮機構で構成されているが、ローリングピストン式、スライドベーン式、または往復動式などの他の形式の圧縮機構で構成されていても差し支えない。
【０１５５】
（７）上述の実施形態において、圧縮機８は、電動機部２０を有する電動コンプレッサであるが、電動である必要はなく、例えば、内燃機関などの外部駆動力源により駆動されても差し支えない。
【０１５６】
（８）上述の実施形態において、油分離器４０はケース３０内に収容されているが、油分離器４０がケース３０外に設けられている圧縮機８の構成も考え得る。そのように油分離器４０がケース３０外に設けられているとしても、圧縮機８では油分離器４０にオイル９が溜まらない或いは殆ど溜まらないので、ケース３０外の油分離器４０にオイル９を溜めるための油溜りを設ける必要がない。また、図１の圧縮機８ではそもそも、油溜りとしての貯油部３０１のオイル９が次第に増加して溢れるという心配がない。従って、油分離器４０がケース３０外に設けられた圧縮機８であっても、特許文献１の圧縮機と比較して、貯油部３０１を小型化し易く、油分離器４０を含む圧縮機８全体の体格を小さくして圧縮機８の低コスト化を図ることが容易である。
【０１５７】
（９）上述の実施形態において、圧縮部１０が電動機部２０の上方側に配置されているが、オイル９および冷媒の流通経路などが確保されるのであれば、圧縮部１０が電動機部２０の下方側に配置されていても差し支えない。
【０１５８】
（１０）上述の実施形態において、油分離器４０は、旋回室４０１ｂ内に分離パイプ４０２を有しているが、その分離パイプ４０２が無いものも考え得る。例えば、分離パイプ４０２を有さない油分離器としては、特開２０１２−１１２２６７号公報に記載されたオイルセパレータを挙げることができる。
【０１５９】
（１１）上述の実施形態において、図１に示すように、リリーフバルブ７２５は油室７２１に連結されているが、ポンプ７０から吐出されたオイル９が流量調整絞り通路７２３へ流入する前にその吐出されたオイル９を排出できる箇所であれば、リリーフバルブ７２５はどこに設けられていてもよい。例えば、リリーフバルブ７２５は、ポンプ７０の吐出口に連結されると共にそのポンプ７０と一体構成になっていても差し支えない。
【０１６０】
（１２）上述の実施形態において、ポンプ７０は、圧縮機８が有するオイル圧送装置として設けられているが、貯油部３０１におけるオイル９の液面９ａの影響を排してオイル９を吸入ポート１１４へ圧送できれば、ポンプ７０以外の他の装置に置き換えられても差し支えない。
【０１６１】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０１６２】
また、上述した設定は計算上の設定であり、ポンプ７０の吐出流量、リリーフバルブ７２５の開弁圧Ｐｒ、流量調整絞り通路７２３、および間欠給油機構５０の流量特性、間欠給油機構５０のガスパス特性などは実機の状態により多少の差異はあるものである。そして、それらについて厳密には実機での合わせこみを行うことでより損失を少なくすることが望ましい。
【０１６３】
（まとめ）
上記実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、絞り部は、油分離器で分離された冷媒の一部とオイルとから成る二相流をケース内へ流す。そして、その絞り部は、その二相流の中の冷媒が気流となって絞り通路へ流入するように構成されている。
【０１６４】
また、第２の観点によれば、流量制限部は、オイル圧送装置から流出するオイルの流量に対して、吸入ポートへ流入するオイルの流量を制限する。従って、オイル圧送装置から流出するオイル流量が変動しても、そのオイル流量の変動に関わらず、吸入ポートへ流入するオイル流量を安定させることが可能である。
【０１６５】
また、第３の観点によれば、流量制限部は、油室が形成された油室形成部と、流量調整絞り通路が形成された流量調整絞り部と、圧力抑制装置とを有している。そして、その油室は、オイル圧送装置から吸入ポートへ至るオイルの流通経路に設けられ、オイルを一時的に貯める。また、流量調整絞り通路は、油室から流出するオイルの流れを絞ってそのオイルを吸入ポートへ流す。また、圧力抑制装置は、油室内の圧力が上昇する過程でその油室内の圧力が予め定められた圧力閾値に到達した場合に油室内の圧力上昇をその到達前に対して抑える。従って、その油室と流量調整絞り通路と圧力抑制装置との相乗効果として、圧縮機の作動中に油室内の圧力を安定させ、それによって、流量調整絞り通路から吸入ポートへ流入するオイル流量を安定させることが可能である。
【０１６６】
また、第４の観点によれば、圧力抑制装置は、オイル圧送装置から流出したオイルが流量調整絞り通路へ流入する前にそのオイルの一部を貯油部へ排出することにより、油室内の圧力上昇を抑える。従って、オイル圧送装置に過剰な負荷を与えないように、流量調整絞り通路から吸入ポートへ流入するオイル流量を安定させることが可能である。
【０１６７】
また、第５の観点によれば、絞り部は、二相流の中のオイルと冷媒とのうちオイルだけが絞り通路に流れると仮定した場合に、流量調整絞り通路を通るオイルの流量よりも多くの流量のオイルを流すことができるように構成されている。従って、油分離器からオイルが溢れることに起因してオイルが圧縮機外部へ流出するオーバーフローを回避することが可能である。
【０１６８】
また、第６の観点によれば、予め定められた一定負荷で圧縮部が駆動されている場合において、絞り通路の実際の通路断面積と、流量調整絞り通路を通るオイルの流量と同量に、オイルの通過可能な流量をオイルだけが絞り部を通過するものと仮定して制限する絞り通路の仮想の通路断面積とを比較すれば、実際の通路断面積はその仮想の通路断面積よりも大きい。従って、絞り通路の実際の通路断面積の設定によって、油分離器で分離されたオイルの全量が絞り部を通過できるようにすることが可能である。
【０１６９】
また、第７の観点によれば、絞り通路の実際の通路断面積は、上記絞り通路の仮想の通路断面積に３を乗じて得た面積以下となっている。従って、圧縮機の消費電力に対する吐出冷媒流量に対応した圧縮機単体の性能の低下を最低限とし、圧縮機の小型化と圧縮機外部へのオイル流出を抑えることとの両立を図ることができる。
【０１７０】
また、第８の観点によれば、油分離器はケース内に収容されている。従って、油分離器を含む圧縮機の小型化を図ることが可能である。
【０１７１】
また、第９の観点によれば、オイル圧送装置は、貯油部に溜まるオイルを吸い込むと共にその吸い込んだオイルを吸入ポートへ向けて吐出するポンプである。従って、吸入ポートへの安定したオイル供給が可能である。
【０１７２】
また、第１０の観点によれば、ポンプはケース内に収容され、且つ、モータの動力を圧縮部へ伝達する駆動軸へ連結されている。従って、圧縮機の小型化を図ると共に、圧縮部を駆動するモータを利用してポンプを駆動することが可能である。
【０１７３】
また、第１１の観点によれば、駆動軸の軸方向において、圧縮部はモータに対する一方側に配置され、且つ、ポンプはモータに対する他方側に配置されている。そして、ポンプは、そのポンプが吐出するオイルが駆動軸の軸内通路を通ってから吸入ポートへ流れるようにその軸内通路へ接続されている。従って、駆動軸に掛かる負荷が軸方向の一方に偏らないように、モータの動力を駆動軸から圧縮部とポンプとのそれぞれへ伝達することが可能である。それと共に、ポンプが吐出するオイルを、ポンプからモータを挟んだ反対側にある圧縮部へ、軸内通路を用いて円滑に送ることが可能である。
【符号の説明】
【０１７４】
１０        圧縮部
２０        電動機部
３０        ケース
３４        冷媒吐出管（吐出部）
３７        冷媒吸入管（吸入部）
４０        油分離器
５０        間欠給油機構（絞り部）
７０        ポンプ（オイル圧送装置）
３０１      貯油部
５０１ａ    絞り通路
【図１】
0006582949.tif 000002
【図２】
0006582949.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006582949.tif 000007
【図７】
0006582949.tif 000008
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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