(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から吸込流路を介して導入した低圧の作動流体を圧縮する圧縮室を備える圧縮部と、
該圧縮部の上部に圧縮部上部空間、下部に圧縮部下部空間を形成するべく前記圧縮部を取り囲む圧縮チャンバと、
前記圧縮部で昇圧した作動流体を前記圧縮部上部空間へ機内吐出させる機内吐出部と、
前記圧縮部上部空間の上部と圧縮機外部を連通して昇圧した作動流体を機外吐出する機外吐出部と、
前記圧縮部下部空間に設ける貯油部と、
前記貯油部の油を前記圧縮室へ供給する圧縮室給油路と、
からなる容積型圧縮機において、
前記機内吐出部を前記圧縮部の上面である圧縮部上面から上方へ向けて機内吐出させる上方機内吐出部とし、
前記上方機内吐出部の上方を覆う仕切り板と該仕切り板と前記圧縮部上面を繋ぐ筒状の固定上部壁から構成される、前記上方機内吐出部を取り囲む仕切り体と、
前記仕切り体の内部空間である仕切り体内空間と前記固定上部壁外周側空間である仕切り体外周空間を連通し前記圧縮チャンバの内壁の一部である衝突内壁に向いて開口する筒壁開口部と、
少なくとも一つの前記衝突内壁直下に開口して前記圧縮部下部空間と繋がる流下路と、
前記圧縮部上部空間と前記圧縮部下部空間の間に連通する機内吐出戻り連通孔と、を更に有し、
前記機内吐出戻り連通孔は、前記衝突内壁から離れた位置に設け、且つ、前記筒壁開口部から前記衝突内壁へ向けて投影した空間であって前記仕切り体外周空間内の空間である筒壁開口空間以外の前記仕切り体外周空間に連通していることを特徴とする密閉型圧縮機。
【請求項２】
前記上方機内吐出部を作動流体の過圧縮を抑制する複数の過圧縮抑制弁と吐出口としたことを特徴とする請求項１記載の密閉型圧縮機。
【請求項３】
前記仕切り体内空間に、作動流体の液圧縮を抑制する複数の液圧縮抑制弁を設けることを特徴とした請求項２記載の密閉型圧縮機。
【請求項４】
前記仕切り体における前記仕切り板を前記圧縮チャンバの上フタ下端部よりも下方に設けることを特徴とする請求項１乃至請求項３何れか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項５】
前記仕切り板は、前記筒壁開口部の上面を構成することを特徴とした請求項１乃至請求項４何れか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項６】
前記仕切り板を略円板形状とし、前記筒壁開口部の上面を構成することを特徴とした請求項１乃至請求項４何れか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項７】
前記仕切り板を前記筒壁開口部寄りにおいて、前記流下路側に傾斜させたことを特長とする請求項１乃至請求項６何れか一項に記載の密閉型圧縮機。
【請求項８】
前記仕切り板を前記筒壁開口部寄りにおいて、前記流下路側に少なくとも一箇所傾斜させたことを特長とする請求項１乃至請求項６何れか一項に記載の密閉型圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容積形圧縮機に係り、特に、冷凍機や給湯機、空調機器等に搭載される圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の容積型圧縮機は、圧縮部で形成される圧縮室のシール性向上のため、圧縮室へ油を供給する。この油は、作動流体とともに圧縮部から機内吐出される。この機内吐出した作動流体をそのまま機外吐出させると、圧縮機内の油が減少して圧縮室への油供給不足の
危険性が高まる。また、多くの場合、圧縮機内の油は軸受に代表される摺動部の潤滑剤の役割も担うため、油供給不足は潤滑不良の危険性も高める。さらに、機外吐出させた作動流体を使用する機器（例えば、熱交換器など）にとって、多くの場合、作動流体に含有する油は性能低下を起こす。このため、オイルレートを低減すること自体が必要となる。このため、従来から、機内吐出から機外吐出へ至る作動流体の経路に作動流体内の油ミストを分離してオイルレートを下げる油分離手段を設けている。
【０００３】
例えば、特許文献１のスクロール圧縮機では、圧縮した作動流体を、一旦、圧縮部の上部側のチャンバ内空間（以後、圧縮上部空間と呼称する）へ吐出させ、圧縮上部空間から機外へ吐出させ、チャンバ上フタ部（ハウジング上部）と対向する圧縮部上面（固定スクロール上面）の間の空間である圧縮上部空間（吐出室）に機内吐出部（吐出孔）を覆う仕切り板（屋根）を設けていた。その結果、仕切り板（屋根）には、機内吐出部（吐出孔）から吐出される作動流体（冷媒ガス）が衝突し、油が仕切り板（屋根）に付着することで、油分離を実現していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１９５９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、第一段階である仕切り板での油分離によって生じた仕切り板付着油の貯油部までの返油経路が以下のようになっており充分な考慮がなされていなかった。
【０００６】
特許文献１の屋根（仕切り板）は、傘形状の外周へ向かうにつれて上下方向の寸法が減少し、また、仕切り板下方の固定スクロールの水平な上面と細い２〜３本の支持脚で繋がれていた。これにより、仕切り板に付着した分離油のうちで垂直部付近の油は垂直部を伝って固定スクロール上面へ流れ落ちるが、それは最終的に圧縮下部空間へ流れて貯油部へ戻る。一方の作動流体は、チャンバ内からの最終的な流出部である機外吐出部が圧縮上部空間の上部にあるため、仕切り板に衝突した後は、仕切り板の下面近くを主として流れ、仕切り板の外縁に達した後の作動流体の主流も、仕切り板の傘形状の下面
を延長した面を流れ、最終的に機外吐出部へ流出する。
【０００７】
垂直部を伝って固定上部へ流れ落ちた油は、固定スクロールの上面が水平であるため、その場に滞留してしまう。一方、作動流体は、仕切り板外縁から外側へ吹き出た後も、上記したとおり、仕切り板の傘形状の影響により固定スクロール上面に常に作動流体が衝突する。以上より、固定上部で滞留する分離油が再び作動流体の流れに巻き込まれて再ミスト化し、オイルレート低減が阻害される危険性があった。
【０００８】
さらに、近年、消費電力の低減を実施するため冷凍サイクルでは、低圧力比運転や高圧力比運転を実施し、特に、ルームエアコンや給湯機では低圧力比運転での消費電力低減が機器全体の性能に大きく寄与している。このため、スクロール圧縮機では、低圧力比運転においては過圧縮運転となり、これを回避するためにスクロール部の吸込圧力空間と吐出圧力空間の間に複数の過圧縮抑制バイパス弁を設けおり、この過圧縮抑制バイパス弁からも作動流体に含まれた油が固定スクロール上面から噴出されることとなる。特許文献１では、傘形状の仕切り板は吐出口の全周方位に対して半分以下の狭い方位範囲のみ覆うため、例えば、過圧縮抑制バイパス弁が存在した場合、仕切り板に覆われないこととなり、過圧縮抑制バイパス弁から噴出された油が直接機外吐出部へ流出し、オイルレートが増加する危険性があった。
【０００９】
また、特許文献１では、傘形状の仕切り板で分離された油を積極的に貯油部まで返油する構造ではなく、且つ、固定スクロールの外周とチャンバの僅かの隙間か返油するため、作動流体に含まれる油が多量になった場合、その隙間で油が詰まることとなり、信頼性が悪化するという危険性もあった。特に冷媒を二酸化炭素とした給湯機用の冷凍サイクルの場合、油の粘度を高く設定した圧縮機を設計するため、上記の油詰まりがあると、信頼性が更に悪化する。
【００１０】
本発明は、圧縮上部空間で分離油を貯油部のある圧縮部下部まで導くことで、オイルレート低減を実現する容積型圧縮機の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明は、外部から吸込流路を介して導入した低圧の作動流体を圧縮する圧縮室を備える圧縮部と、該圧縮部の上部に圧縮部上部空間、下部に圧縮部下部空間を形成するべく前記圧縮部を取り囲む圧縮チャンバと、前記圧縮部で昇圧した作動流体を前記圧縮部上部空間へ機内吐出させる機内吐出部と、前記圧縮部上部空間の上部と圧縮機外部を連通して昇圧した作動流体を機外吐出する機外吐出部と、前記圧縮部下部空間に設ける貯油部と、前記貯油部の油を前記圧縮室へ供給する圧縮室給油路と、からなる容積型圧縮機において、前記機内吐出部を前記圧縮部の上面である圧縮部上面から上方へ向けて機内吐出させる上方機内吐出部とし、前記上方機内吐出部の上方を覆う仕切り板と該仕切り板と前記圧縮部上面を繋ぐ筒状の固定上部壁から構成される、前記上方機内吐出部を取り囲む仕切り体と、前記仕切り体の内部空間である仕切り体内空間と前記固定上部壁外周側空間である仕切り体外周空間を連通し前記圧縮チャンバの内壁の一部である衝突内壁に向いて開口する筒壁開口部と、少なくとも一つの前記衝突内壁直下に開口して前記圧縮部下部空間と繋がる流下路と、前記圧縮部上部空間と前記圧縮部下部空間の間に連通する機内吐出戻り連通孔と、を更に有し、前記機内吐出戻り連通孔は、前記衝突内壁から離れた位置に設け、且つ、前記筒壁開口部から前記衝突内壁へ向けて投影した空間であって前記仕切り体外周空間内の空間である筒壁開口空間以外の前記仕切り体外周空間に連通させるものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、単純な構成で、オイルレート低減が可能となる容積型圧縮機を実現できる。これによって、圧縮室のシール性を安定的に向上できるため、高効率の容積型圧縮機を実現できるという効果がある。さらに、軸受等の摺動部への安定給油を実現して潤滑不良の危険性を回避できるため、信頼性の高い容積型圧縮機を実現できるという効果がある。そしてさらに、機外吐出した作動流体を使用する機器（例えば、熱交換器など） の高性能化も実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係るスクロール圧縮機の縦断面図。
【図２】実施例１に係るスクロール圧縮機の図１のＳ部である圧縮部上部のチャンバ内空間付近の拡大縦断面図。
【図３】実施例１に係るスクロール圧縮機の図２のＡ−Ａ横断面図。
【図４】実施例１に係るスクロール圧縮機の図２のＢ−Ｂ横断面図。
【図５】実施例２に係るスクロール圧縮機の図２のＡ−Ａ横断面図。
【図６】実施例３に係る固定上部カバー。
【図７】実施例３に係る固定上部カバー。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を容積型圧縮機の一形式であるスクロール圧縮機１に適用した実施例について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。ここで、機内吐出部にあたる固定スクロール２の吐出穴２ｄは、圧縮部上面である固定スクロール２の鏡板（固定鏡板２ａ）の上面に開口し、上方へ向けて機内吐出するため上方機内吐出部となっている。つまり、圧縮部は上方機内吐出圧縮部となる実施例である。
【実施例１】
【００１５】
実施例１のスクロール圧縮機１を、図１乃至図４を用いて説明する。なお、実施例１のスクロール圧縮機１は、作動冷媒に二酸化炭素を、冷凍機油にＰＡＧを用い、冷凍機、ヒートポンプ給湯機、空調機器等に搭載されるものであるが、適用対象はこれらに限定されるものではない。図１はスクロール圧縮機１の縦断面図であり、図２は図１の圧縮部上部のチャンバ内空間付近（Ｓ部）の拡大縦断面図、図３は図２のＡ−Ａ横断面図、図４は図２のＢ−Ｂ横断面図、ここで、図３や図４においては説明の理解を優先し、説明に不要な部分（ねじの頭など）は省略してある。なお、スクロール圧縮機１の直径は、１０ｍｍから１０００ｍｍ程度である。
【００１６】
まず、スクロール圧縮機１の全体構成を主に図１を用いて説明する。スクロール圧縮機１は、主として、固定スクロール２と旋回スクロール３とフレーム４とオルダムリング５およびそれらへの付随物を構成要素とする圧縮部とその圧縮部下部から突き出たクランク軸６とモータ７を、チャンバ８で密閉した形態となっている。この結果、チャンバ８の内部には、前記した主な構成要素を取り囲むチャンバ内空間が形成される。ここで、チャンバ８は、側面を形成するチャンバ円筒部８ａとその上下を塞ぐチャンバ上フタ部８ｂおよびチャンバ下フタ部８ｃからなる円筒缶状であって、その中心軸であるチャンバ軸は垂直である。
【００１７】
このうち旋回スクロール３は、図１、図２で示すように旋回鏡板３ａの上面に旋回ラップ３ｂが立設され、背面の旋回軸受２３にクランク軸６の偏心部であるピン部６ａが挿入される。旋回スクロール３は、フレーム４に固定配置される主軸受２４で回転支持されるクランク軸６が回転することにより、旋回運動するようになっている。一方、固定スクロール２は、図２で示すように固定鏡板２ａの下面側に固定ラップ２ｂが立設され、さらに固定ラップ２ｂの周囲に固定台板２ｑが配置されている。これら固定ラップ２ｂと前述の旋回ラップ３ｂを噛合わせ、両者間に圧縮室１００が形成される。
【００１８】
また、固定スクロール２は、図２で示すように吸込口２ｓが設けられ、そこにはスクロール圧縮機１の外部から作動流体を固定スクロール２へ導入する吸込パイプ５０が挿入され、パイプ固定用のカラー１９により圧入固定し、逆止弁２１が吸込パイプ５０の下部に設けられている。それは、スクロール圧縮機１の停止直後の作動流体の逆流を防止するためである。そして、固定スクロール２の中央付近には、吐出穴２ｄが形成されている。
【００１９】
さらに、固定スクロール２には、吐出穴２ｄの周囲に、圧縮室１００と後で詳細に説明する噴出室１２０を繋ぐため固定鏡板２ａを貫通するバイパス穴２ｅが形成されている。そして、バイパス穴２ｅには、圧縮室１００から噴出室１２０への一方向流れだけを許すバイパス弁２２が設けられる。また、固定台板２ｑの下面に設ける周囲溝２ｐと圧縮室１００を繋ぎ、その途中に背圧弁２６を有したコの字型の背圧弁流路２ｇが形成されている。
【００２０】
以上のような構成を有する固定スクロール２は、オルダムリング５とクランク軸６をフレーム４に装着したうえで、固定台板２ｑの外辺部をフレーム４ にフレームねじ５３で固定し、さらに、固定スクロール２とフレーム４の外周面には複数の流下路２２０が設けられており、作動流体と油を流下する通路が形成されている。これによって、旋回スクロール３の背面（旋回スクロール３とフレーム４との間）に背圧室１１０が形成される。そして、オルダムリング５は、旋回スクロール３の自転運動を防止するため、フレーム４と旋回スクロール３の間に配置される。これにより、圧縮部が形成される。
【００２１】
クランク軸６には、縦に貫通する給油穴６ｂが形成され、下端には、給油パイプ６ｘが圧入されている。
【００２２】
副軸受２５は、ボール２５ａとチャンバ円筒部８ａに溶接などで固定された下フレーム３５へ固定配置されたボールホルダ２５ｂからなり、クランク軸６がたわんでも片当りが生じない構成となっている。ここで、下フレーム３５には圧縮部から流下してくる油を下部へ落とすための下フレーム油穴３５ａが開けられている。
【００２３】
モータ７は、クランク軸６に固定されたロータ７ａと、チャンバ円筒部８ａに焼き嵌めまたは圧入または溶接したステータ７ｂとモータ巻線７ｃさらにモータ巻線７ｃとステータ７ｂの絶縁を確保するための上インシュレータ７ｄ１と下インシュレータ７ｄ２とモータ線７ｅで構成される。そして、図示しないモータ線７ｅをチャンバ上フタ８ｂに固定配置されるハーメチック端子７０に接続し、外部からモータ７へ電力を供給する。また、ロータ７ａには、回転バランスを取るためのバランス８０およびカウンタバランス８２が
固定配置されている。さらに、ステータ７ａの外周面には複数のカット部７ｂ１が設けられており、油の流下する通路となる。
【００２４】
前記した圧縮部は、図２で示すように、作動流体と油が流下可能な流下路２２０を保持しつつチャンバ円筒部８ａへタック溶接５７で固定配置される。また、上チャンバ８ｂには、ハーメチック端子７０と固定スクロール２に圧入してある吸込パイプ５０、吐出パイプ５５が固定配置される。さらに、チャンバ８の内部には、組立ての適当な段階で油を封入する。これにより、チャンバ内空間の底部に貯油部１０５を形成する。
【００２５】
次に、スクロール圧縮機１の一般的な作動流体の流れを主に図１を用いて説明する。クランク軸６をモータ７で回転させて旋回スクロール３を旋回運動させ、旋回スクロール３と固定スクロール２との間に圧縮室１００を形成する。これにつれて、作動流体は、吸込パイプ５０から吸込口２ｓを経由して圧縮室１００へ流入する。後述するが、この圧縮室１００には、貯油部と圧縮室を繋ぐ圧縮室給油路が設置され、供給された油によって圧縮室１００のシール性が向上する。この後、作動流体は、圧縮室１００へ供給した油を伴いながら、圧縮室１００の容積縮小に伴って圧縮され昇圧する。その後、作動流体は圧縮部の上面である固定スクロール２の上面にある吐出穴２ｄやバイパス穴２ｅから上方へ向けてチャンバ内空間へ吐出する。つまり、吐出穴２ｄやバイパス穴２ｅは上方機内吐出部である。この結果、チャンバ内空間全域が吐出圧となる。最後に、作動流体は、機外吐出部である吐出パイプ５５から圧縮機外部へ機外吐出する。この機内吐出部から機外吐出部へ至る機内吐出経路には、圧縮室給油で作動流体に供給された油を貯油部１０５へ戻すため、油衝突分離作用を用いた後述する油分離手段を設ける。
【００２６】
次に、油の流れを説明する。貯油部１０５の油は、吐出圧（チャンバ８の内部の圧力） と背圧（背圧室１１０の内部の圧力）の差圧により、貯油部１０５から、給油パイプ６ｘ、クランク軸６内の給油穴６ｂを通って旋回軸受２３と主軸受２４を潤滑した後、背圧室１１０へ流入する。ここで、ピン部６ａの上部の旋回軸受室１１５の圧力は吐出圧となり、旋回スクロール３を固定スクロール２へ付勢する役目を担う。また、副軸受２５へは給油穴６ｂから遠心力によって給油するようになっている。ここで、背圧室１１０へ流入する前の油の圧力は吐出圧であるため、その油の流入によって背圧が昇圧する。また、油には作動流体が必ず溶け込んでいる（多くの場合、質量濃度は１０％以上）ため、背圧室１１０へ流入したことによる減圧によって、作動流体が油中から急激にガス化（発泡）する。作動流体はガス化によって体積が増大するため、背圧室１１０内の油は、細かい油滴がガス化した作動流体内に浮遊するミスト状態となる。このようにして背圧室１１０全域に分散した油ミストはオルダムリング５の潤滑を行なう。この後、油の大半は途中に背圧弁２６を設けた背圧弁流路２ｇを通り、圧縮室１００へ流入する。一方、背圧室１１０へ流入した油の一部は、固定台板２ｑと旋回鏡板３ａの微小な隙間を通って、圧縮室１００へ至る前段階（閉じ込み完了前）の吸込室へ流入する。また、積極的に吸込室へ給油する手段を設ける場合もある。この吸込室へ流入する油を適量に制御することで、吸込室のシール性向上効果による体積効率向上が生じ、圧縮機効率が向上するという効果を発揮する。
【００２７】
以上のように、油は、貯油部１０５から旋回軸受２３や主軸受２４を通って一旦背圧室１１０に流入し、さらに背圧弁流路２ｇや吸込室への給油路から吸込室を経由して圧縮室１００へ流入する。そして、その油は圧縮室１００のシール性向上の役割を担う。つまり、この貯油部１０５から圧縮室１００へ連なる油経路が圧縮室給油路となっている。また、背圧弁流路２ｇに設ける背圧弁２６は弁板を圧縮ばねで弁座に押し付けた構造を有する。これにより、背圧は背圧弁流路２ｇが連通する圧縮室１００（連通圧縮室１００）の圧力よりも概略一定値だけ高い圧力に制御される。そして、前記の概略一定値（背圧−連通圧縮室１００ 'の平均圧力）は、前記圧縮はねの圧縮量を調整して設定することができる。この背圧と旋回軸受室１１５の吐出圧によって、旋回スクロール３を固定スクロール２へ付勢させる。これにより、ラップ先端面と鏡板間隙間を狭めて圧縮室１００の内部漏れを抑制し、圧縮機効率を向上させる。この後の油は、作動流体と混ざって作動流体の流れに載って吐出穴２ｄやバイパス穴２ｅの機内吐出部からチャンバ内空間へ噴出する。ここで、圧縮室１００内の油は、圧縮室１００のシール性向上効果を発揮して、圧縮室１００における作動流体の漏れを抑制し、圧縮機効率を向上させるという効果を発揮する。機内吐出部から作動流体とともに噴出して油ミスト状となった油は、作動流体の流れの説明で述べたとおり、後で詳細に説明する油分離手段によって作動流体と分離して油滴となった後、圧縮部の流下路２２０を流下して、圧縮部下部側のチャンバ内下部空間へ入る。そこからモータ７を通って最下部にある貯油部１０５までのチャンバ内下部空間の油経路（油下部経路）についても後述する。以上のようにして油は貯油部１０５へ戻る。
【００２８】
次に、機内吐出経路に設けられる油分離手段について、図２乃至図４の断面図を用いて詳細に説明する。ここで、これらの断面図には、断面及びその断面の前後にある作動流体とそこに含まれる油の流線の断面への投影線を太線の矢印で示す。また、断面に対して垂
直な方向の流線の場合は、矢印の断面を太線の円で示す。円の中に点がある場合は断面の奥から手前に向かう流れ８０を示し、円の中に罰点がある場合は断面の手前から奥に向かう流れ９０を示す。まず、機内吐出経路の構成について説明する。
【００２９】
上方機内吐出部である吐出穴２ｄやバイパス穴２ｅの出口がある固定スクロール２の上部は、固定上部壁２ｗで周囲を囲まれている。その上面を固定上部カバー２００で覆い、カバーねじ２００ａで固定することにより、噴出室１２０が形成される。ここで、固定上部カバー２００が仕切り板、そして噴出室１２０が仕切り体内空間に対応する。また、図２に示すように、噴出室１２０を覆う固定上部カバー２００は上フタ下端部８ｂ１よりも低い位置に設置されるように構成する。
【００３０】
また、図３に示すように、固定上部壁２ｗには筒壁開口部とした固定上部壁路１２５が形成され、これは、次に説明する衝突室１３０への流入路となっている。
【００３１】
そして、固定上部壁路１２５の向きは、図３で示すように、チャンバ円筒部８ａの内周面である円筒内周面８ａ１に対して、略垂直の方向、すなわち、チャンバ軸を基準として径方向成分を有する方向に設定する。これにより、固定上部壁路１２５出て衝突室１３０へ流出する作動流体とそこに含まれる油は、円筒内周面８ａ１に衝突し、その後チャンバ軸の上下方向それぞれ強制的に方向を変えられることとなる。
【００３２】
次に、前記した衝突室１３０の構成について説明する。チャンバ円筒部８ａとチャンバ上フタ部８ｂの下端部である上フタ下端部８ｂ１によって外周と上部が概略的に仕切られた筒状の仕切り筒壁により空間を設ける。さらにその空間の内側を固定上部壁２ｗで囲むことで、円環空間を構成し、衝突室１３０となる。
【００３３】
次に、最上部室１４０の構成を説明する。最上部室１４０は、前記の衝突室１３０、前記噴出室１２０と衝突室１３０の上部であって機外吐出部である吐出パイプ５５が設けられる圧縮機最上部に設けられる。ここで、最上部室１４０と衝突室１３０は、衝突室１３０の上部でチャンバ軸寄りとなる中央寄りに開口する上部円環穴１３５（図２と図４参照）によって繋がっている。これにより、上部円環穴１３５は円環空間である衝突室１３０から作動流体及びそこに含まれる油が出る流出路となる。
【００３４】
以上のように、機内吐出経路には、まず上方機内吐出空間である噴出室１２０が設けられる。次に固定上部壁路１２５を介して、衝突室１３０が設けられる。そして一つは上部円環穴１３５を介して最上部室１４０が設けられ、機外吐出部である吐出パイプへ至る。もう一つは、流下路２２０から圧縮部下部側に連通し、連通孔３００から衝突室１３０、上部円環穴１３５を介して最上部室１４０が設けられ、機外吐出部である吐出パイプへ至る。
【００３５】
次に、上記の如く構成された機内吐出経路へ油を含む作動流体を流すことにより、作動流体から油を分離する作用が生じるメカニズムを説明する。
【００３６】
機内吐出部である吐出穴２ｄから上方機内吐出空間である噴出室１２０へ油を含む作動流体が噴出すると、その流れは固定上部カバー２００へ衝突する。作動流体は気体であるため流路が曲がり、固定上部壁路１２５から衝突室１３０へ流出するが、ミスト状の油は、
密度が大きいために慣性によって固定上部カバー２００に衝突する。
【００３７】
さらに、粘度が高いため、衝突した固定上部カバー２００へ油滴となって付着する。この油衝突分離作用が働くことで、作動流体内の油ミスト、特に粒子径が大きい油ミストが選択的に除去され、作動流体の油含有率を低減させる効果が生じる。一方、分離した油は固定上部カバー２００を伝って、固定上部壁２ｗへ至り、重力で固定鏡板２ａ上面まで流下する。そして、固定上部壁路１２５の下面を伝って固定台板２ｑ上面へ流れ、前記した流下路２２０を重力によって流下し、チャンバ内下部空間へ入る。その後の油は一貫して下方へ流れていき、最終的に貯油部１０５へ戻る。このように、分離した油は、壁面などの固体表面が連なる流路によって一貫して下方へ流れる。このため、油の滞留がなく、周囲に流れる作動流体による再ミスト化の危険性が低く、作動流体の油含有率の増大を防ぐという効果がある。チャンバ下部空間へ流入した油の貯油部１０５までの流れは後述する。
【００３８】
次に、油を含む作動流体は、固定上部壁路１２５で円環空間である衝突室１３０へ流入する。この衝突室１３０では、円筒内周面８ａ１に略垂直に作動流体は衝突するため、この部分においても油衝突分離作用が働くことで、作動流体内の油ミスト、特に粒子径が大きい油ミストが選択的に除去され、作動流体の油含有率を低減させる効果が生じる。このとき、上下方向に作動流体は分割されることとなる。上方向の油を含む作動流体は、上フタ下端部８ｂ１に衝突することとなり、上フタ下端部８ｂ１にてミスト状の油は油滴になって下方に流下する。下方向の油を含む作動流体は、円筒内周面８ａ１の下方に流下路２２０を設けているため、圧縮部下部へ流出し、円筒内周面８ａ１に付着しているミスト状の油は油滴になって、貯油部１０５へ油は返送される。さらに、固定上部カバー２００にて油滴になった油は、前記したように流下路２２０から流下することとなるが、下方向に流れが発生しているため、積極的に油を下方へ返送するといった効果もある。
【００３９】
圧縮部下部へ流出した油を含む作動流体は、前記したような作用により、作動流体に含まれる油は極めて少なくなる。そして、この作動流体は、円筒内周面８ａ１から離れた位置に設けた連通孔３００を通って、衝突室１３０、上部円環穴１３５を介して最上部室１４０から吐出パイプ５５へと流出することとなる。このとき、図３の破線に示すように固定上部壁路１２５を円筒内周面８ａ１に投影した領域１５０以外に連通孔３００を設けているため、前記した油衝突分離作用を阻害することなく、上部円環穴１３５まで作動流体は流出される。なお、本実施礼では、連通孔３００は１つとしているが、連通孔の形状は円形以外でも、且つ、複数存在しても同様の効果は得られる。
【００４０】
さらに、圧縮部下部へ流出された油は、ロータ７ａに固定されているバランス８０の周辺領域においては、ロータ７ａの回転により旋回流が発生することとなるが、円筒内周面８ａ１には油滴となって付着しているため、旋回流による油の再ミスト化の影響は少なくなる。これにより、主たる吐出経路は圧縮部上部であるため油滴になった油は、重力の効果も含めて上方へ流出されることもなく、再ミスト化を抑制する構造をロータ７ａに固定されているバランス８０の周囲に設ける必要がなくなるという部品点数が少なくなり、コスト低減および組立性が簡略した圧縮機となる。
【００４１】
以上で説明したように、本実施例により、単純な構成で、第一段階の分離した油である仕切り板に付着した油を速やかに集め、第二段階の油分離が行われる衝突内壁へ作動流体とともに衝突分離させ、圧縮部下部空間と繋がる流下路に分離された油を積極的に戻すことができるため、オイルレート低減が可能となる容積型圧縮機を実現できる。これによって、圧縮室のシール性を安定的に向上できるため、高効率の容積型圧縮機を実現できるという効果がある。さらに、軸受等の摺動部への安定給油を実現して潤滑不良の危険性を回避できるため、信頼性の高い容積型圧縮機を実現できるという効果がある。そしてさらに、機外吐出した作動流体を使用する機器（例えば、熱交換器など）の高性能化も実現できるという効果がある。
【実施例２】
【００４２】
次に、実施例２に係るスクロール圧縮機について、図５を用いて説明する。図５は、実施例１で示したバイパス穴２ｅに液圧縮用バイパス穴２ｋを追加したものである。詳細は、実施例１と同様なので同様部分に関する説明は省略する。
【００４３】
液圧縮用バイパス穴２ｋは、噴出室１２０内に設けている。圧縮機は断続運転時、冷凍サイクルに設置している蒸発器から液状の冷媒およびサイクルに吐出された油が過大に吸込口２ｓへ流出されることがある。吐出穴２ｄ、バイパス穴２ｅ、液圧縮用バイパス穴２ｋの全ての穴は、噴出室１２０内に流出する構造となり、断続運転時や運転モード変更により冷凍サイクルから油が過大に戻っても、実施例１にて説明した油衝突分離作用が働くこととなり、オイルレートの低減を実現できるという効果がある。
【００４４】
また、圧縮機停止時に、圧縮室内の作動流体の圧力が吸込側と吐出側でバランスすることとなる。これにより圧縮機停止直後は、実施例１に記載した圧縮室給油から油が圧縮室に溜まることが想定される。停止時間が長時間であれば圧縮室内の油は、重力落下することとなるが、停止時間が短時間の場合、圧縮起動直後は油による液圧縮状態となる。本実施例は、前記のように油衝突分離作用が働くため、起動直後の油を冷凍サイクルに流出することなく、確実にオイルレートの低減を実現できるという効果がある。
【００４５】
さらに、例えば、既存の冷凍サイクルでサイクルや圧縮機が損傷した場合、冷凍サイクルに残留した油を回収する必要がある。これは、既存圧縮機の摩耗による劣化した油を回収することで、冷凍サイクル修理後、劣化した残留油によって圧縮機の信頼性低下を抑制可能であることになる。
【００４６】
本実施例の圧縮機を油回収用圧縮機として適用することにより、冷凍サイクルに残留した油が、油回収運転開始時に、多量に戻ってきても、サイクル内に残留した油を確実に返油することができ、信頼性の高い冷凍サイクルを実現できる。
【実施例３】
【００４７】
次に、実施例３に係るスクロール圧縮機について、図６を用いて説明する。図は固定上部カバー２００を円板上ではなく、実施例１に記載した流下路側に向かって、傾斜した形状である。詳細は、実施例１と同様なので同様部分に関する説明は省略する。
【００４８】
傾斜部２１０を設けることで、衝突室から流出する油を含んだ作動流体は、円筒内周面８ａ１にはチャンバ軸に対して径方向成分に略垂直に衝突するとともに、流下路側へ作動流体の流れが積極的に圧縮機下部の下方に向かうこととなる。これによって、流下路近傍に溜まっている油を圧縮下部方向へと流出することができ、オイルレートの低減を実現できるという効果がある。なお、本実施例では、４方向を全て傾斜を設けているが図７に示すように１箇所のみでも問題ない。なお、図６および図７には、固定上部カバー２００を固定するカバー固定穴２１０ａ、吸込パイプ通し逃げ溝２１０ｂが設けられているが、固定上部カバーを固定できる形状であればどのような形状でも問題ない。
【符号の説明】
【００４９】
１  スクロール圧縮機
２  固定スクロール
２ｅ  バイパス穴
２ｋ  液圧縮用バイパス穴
２ｑ  固定台板部
２ｗ  固定上部壁
３  旋回スクロール
４  フレーム
５  オルダムリング
６  クランク軸
７  モータ
８  チャンバ
８ａ  チャンバ円筒部
８ａ１  円筒内周面
８ｂ  チャンバ上フタ部
８ｂ１  上フタ下端部
８ｃ  チャンバ下フタ部
１９  カラー
２２  バイパス弁
２３  旋回軸受
２４  主軸受
２５  副軸受
２６  背圧弁
５５  吐出パイプ
８０  作動流体流れ
９０  作動流体流れ
１００  圧縮室
１０５  貯油部
１１０  背圧室
１２０  噴出室
１２５  固定上部壁路
１３０  衝突室
１３５  上部円環穴
１４０  最上部室
２００  固定上部カバー
２１０  傾斜部
２２０  流下路
３００  連通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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