(57)【要約】【課題】空調システム中の潤滑油量（ＯＣＲ）に関するもので、高速時ＯＣＲが低くなり圧縮機の信頼性・耐久性を損なうため、分離室における圧縮機の高速回転時に潤滑油分離効率が高くならないようにすること。【解決手段】分離室５１は導入された気流体が旋回する２つの柱状空間部を有し、各々の柱状空間部には導入孔５３があり、高圧室１４と分離室５１が連通することにより、圧縮機の高速回転時冷媒ガスの流速が速くなると、第２の再導入孔５６より貯油室５２に導かれた冷媒ガスは第一の再導入孔５５より再度分離室５１に導入し、ガス排出口５７より空調システム中に排出されるようになるため、圧縮機の高速回転時にＯＣＲが低くなりすぎないので、圧縮機の信頼性・耐久性を向上することになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を含む流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構により圧縮された前記流体が導かれる吐出室と、前記流体に含まれる潤滑油の一部を分離する略円筒状分離室と、前記流体から分離された潤滑油が貯えられる貯油室を備え、前記吐出室と前記略円筒状分離室を連通する導入孔と、前記分離室と前記貯油室を連通する排出孔と、前記貯油室と前記分離室を連通する再導入孔を備えた圧縮機において、前記導入孔は前記略円筒状分離室の円周内周面の接線方向に連通し、前記再導入孔は前記貯油室から前記略円筒状分離室の円周内周面に開口する第一の再導入孔と、前記略円筒状分離室の円周内周面より貯油室に前記流体が入り込む方向に開口する第二の再導入孔を備えることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記第二の再導入孔は前記第一の再導入孔より断面積を小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車空調装置などに用いられる圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機においては、圧縮機構摺動部を潤滑する潤滑油の一部が圧縮された流体と共に圧縮機から吐出され、冷凍・空調サイクル中を循環することとなる。流体と共に吐出される潤滑油の量がサイクル中に多く吐出されるほどシステム効率（熱効率）が低下する。また、冷媒ガス中に混ざった潤滑油を利用してベーンやロータ等の圧縮機の摺動部を潤滑していることは従来からよく知られている。
【０００３】
かかる事情から、システム効率の向上を図るため、圧縮機構により圧縮された流体から、そこに含まれる潤滑油を極力分離した後、該流体を冷凍サイクル中に吐出するようにしている。そのような例として、圧縮機構の吐出側に、圧縮された流体から潤滑油を分離する遠心分離式の分離室を設けた圧縮機が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
かかる圧縮機では、圧縮機構により圧縮され潤滑油を含む高圧の冷媒ガスが遠心分離式の分離室に導かれ、略円柱状の分離室内を旋回し、旋回による遠心力により冷媒ガスに含まれるミスト状の潤滑油が分離室内壁に接触することで冷媒ガスから分離されるようになっている。
【０００５】
図４は、特許文献１に記載された従来の圧縮機を示すものである。図４に示すように、シリンダ１０１と、前部側板１０６と、後部側板１０７と、高圧ケース１１２と、駆動軸１０５と、ベーン１０４と、高圧室１１４と、分離室１５１と、導入孔１５３と、排油孔１５４と、貯油室１５２と、連通路（再導入孔）１５７から構成されている。
【特許文献１】特開２００３−３３６５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の構成では、圧縮機の低速運転時及び高速運転時においても潤滑油の分離効率が良いため、高速運転時に冷凍サイクル中に吐出される冷媒ガス中の潤滑油量が若干不足気味となるという課題を有していた。
【０００７】
一般的に、圧縮機の高速運転時では空調システムの冷房能力は十分に確保されている場合が多く、このような場合には潤滑油の分離効率を向上させることよりも、意図的に分離室での高圧冷媒ガスに混ざった潤滑油を分離する効率（以後分離効率という）を低下させることにより、冷凍サイクル中を循環する潤滑油を増加させ、圧縮機の信頼性をさらに高めることが望まれる。また、最近は軽量化への要求が大きくあり、圧縮機では要素部品の軽量化はさながら、圧縮機の回転数を上げて空調システムの能力を確保する方向のため、最近では高速回転仕様の圧縮機が望まれている。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機の運転速度により冷凍サイクル中の冷媒中の潤滑油量を考慮し、信頼性・耐久性を向上とする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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の圧縮機は、貯油室と分離室を連通する再導入孔を略円筒状分離室の円周内周面に開口する第一の再導入孔と、円筒状分離室の円周内
周面より貯油室に前記流体が入り込む方向に開口する第二の再導入孔を設けたものである。
【００１０】
これによって、第二の再導入孔より高圧冷媒ガスが貯油室に入り込み貯油面が乱され第一の再導入孔より潤滑油が押し出されることになるため分離効率が低下し、冷凍サイクル中の潤滑油量が増えることになるため、圧縮機の信頼性・耐久性は向上することになる。
【００１１】
また、第二の再導入孔の断面積の大きさを変えることで、分離効率を変えられるため、圧縮機の種類・特性に合わせ、冷凍サイクル中に必要な潤滑油量にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の圧縮機は、空調システムの能力を十分確保しながら、圧縮機の高速運転時の課題である冷媒ガス中の潤滑油量不足を解決し信頼性・耐久性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
第１の発明は、前記導入孔は前記略円筒状分離室の円周内周面の接線方向に連通し、前記再導入孔は前記貯油室から前記略円筒状分離室の円周内周面に開口する第一の再導入孔と、前記略円筒状分離室の円周内周面より貯油室に前記流体が入り込む方向に開口する第二の再導入孔を設けることにより、圧縮機の高速運転時、分離室での分離効率が若干低下し、冷凍サイクル中に吐出する潤滑油量が増えることになり、高速運転時の課題である冷媒ガス中の潤滑油量不足を解決し、信頼性・耐久性を向上することができる。
【００１４】
第２の発明は、第二の再導入孔の断面積の大きさを変えることにより、貯油室へ入り込む高圧冷媒ガスの量が変わり分離室での分離効率が変わることになり、冷凍サイクル中に必要な潤滑油量を変えることが可能となる。これによって、開発するシステムごと、あるいはコンプレッサの排気量、種類によって調整することが可能となる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本出願にかかる発明の一部が適用された圧縮機の縦断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ断面図（作動室断面図）である。
【００１７】
同図に示した圧縮機は、いわゆるベーンロータリタイプの圧縮機であり、図示したように、円筒状の内壁を有するシリンダ１内に略円柱状のロータ２が配置されている。ロータ２はその外周の一部がシリンダ１の内壁と微少隙間を形成する位置に配置されている。ロータ２には複数のべ一ンスロット３が設けられ、それぞれのべ一ンスロット３内にはベーン４が摺動自在に挿入されている。ロータ２は回転自在に軸支された駆動軸５と一体的に形成されている。
【００１８】
前記シリンダ１及びロータ２はロータ２の回転軸方向において前部側板６及び後部側板７の間に挟み込まれており、シリンダ１の両端はこれらにより閉塞され、シリンダ内に流体圧縮のための作動室８が形成されている。
【００１９】
前記作動室８には吸入口９及び吐出口１０が連通し、冷媒ガス等の気流体は吸入口９から作動室８に吸入されて圧縮された後、吐出口１０から吐出される。吐出口１０の出口には、例えばリード弁からなる吐出弁１１が配設されている。
【００２０】
前記後部側板７の後部側には高圧ケース１２が取り付けられており、高圧ケース１２には作動室８にて圧縮された冷媒ガスに含まれるミスト状の潤滑油を分離、収集する分離室５１が設けられている。
【００２１】
前記作動室８にて圧縮され、吐出口１０から吐出された気流体はシリンダ１、後部側板７及び高圧ケース１２に連続して設けられた案内通路１３により案内され、分離室５１の側壁に形成された導入孔５３を介して高圧室１４より分離室５１内に導入される。前記分離室５１の上部には、分離室５１にて潤滑油が分離された冷媒ガスを冷凍サイクル中に排気するガス排出口５７が開口し、分離室５１の下部には分離室５１にて冷媒ガスから分離、収集された潤滑油が貯油室５２に排出される排油孔５５を開口している。
【００２２】
前記分離室５１からガス排出口５７を介して排出される冷媒ガスは、冷凍サイクルを循環し、やがて上述した吸入口９に帰還し、再び圧縮されて前述のサイクルを循環する。分離室５１下部に開口した排油孔５５は高圧ケース１２及び後部側板７の相互間に形成された貯油室５２に連通する。従って、分離室にて冷媒ガスから分離、収集された潤滑油は、排油孔５５を通じて貯油室５２に貯留される。
【００２３】
前記貯油室５２に貯留された潤滑油は、給油通路１７を介して圧縮機構を構成するロータ２、ベーン４、シリンダ１内壁等に供給され各部を潤滑すると共に、ベーン背圧室１６に供給され、その圧力によりベーン４をロータ２の外側へ付勢する働きをする。潤滑油の給油は、貯油室５２から圧縮機構に潤滑油を供給する給油通路１７を介して行われ、給油通路１７にはベーン背圧調整装置１５を介して貯油室５２に貯留されている潤滑油が供給される。ベーン背圧調整装置１５は圧縮機構へ供給する潤滑油の給油圧力や給油量を圧縮機構周辺の冷媒ガス圧力に応じて制御する。貯油室５２内上部に溜まったガスを第一の再導入孔５５を介して再度分離室５２内に導入する。
【００２４】
これによって、貯油室５２内の油面上昇が促進され、分離能力の向上を図ることができる。
【００２５】
また第二の再導入孔５６からは、高圧冷媒の旋回流が分離室５１から貯油室５２に入ってくる。これによって、貯油室５２の上部に溜まったガスと第二の再導入孔５６から貯油室に導入された高圧冷媒ガスが再度分離室５２内に導入されガス排出孔５７からサイクル中に吐出されるため分離室での分離効率が低下する。
【００２６】
以下、上述した実施例にかかる圧縮機の動作について説明する。
【００２７】
車載エンジンなどの駆動源から動力伝達を受けて駆動軸５及びロータ２が、図２において時計方向に回転すると、これに伴い低圧の冷媒ガスが吸入口９より作動室８内に流入する。ロータ２の回転に伴い圧縮された高圧の冷媒ガスは吐出口１０より吐出弁１１を押し上げて案内通路１３内に流入する。更に、高圧の冷媒ガスは導入孔５３を通り分離室５１内に導入され、分離室５１にて冷媒ガスに含まれる潤滑油が分離、収集される。
【００２８】
ところで、前記分離室５１はいわゆる遠心分離式のオイルセパレータであり、図１に示したように、互いに結合された円柱状空間部Ｘと逆円錐状空間部Ｙとから構成される。導入孔５３は、分離室５１の円柱状空間部Ｘの中心軸から偏心して設けられ、分離室５１内に導入される冷媒ガスを円柱状空間部Ｘの接線方向に導くように、すなわち、冷媒ガスを円柱状空間部Ｘの内周面５０に沿って分離室５１内に導入し得るように設けられている。
【００２９】
従って、分離室５１内に導入された冷媒ガスは分離室５１内で周方向に旋回し、旋回による遠心力の働きにより比重の大きい潤滑油が分離室５１内壁に接触して冷媒ガスから分
離される。分離された潤滑油は内周面５０に沿って下方に移動し、逆円錐状空間部Ｙにより中央部に凝集される。
【００３０】
ここで、一般的に冷凍サイクル中の潤滑油循環率（ＯＣＲ）は、圧縮機回転数に対して前述したように次のような特性が望まれる。まず車両の車速が低速から中速域においては、すなわち圧縮機回転数が低速域から中速域においてはＯＣＲが低く、次に車両の車速が高速域の場合は、すなわち圧縮機回転数が高速域においてはＯＣＲが比較的高いことが望まれる。
【００３１】
本実施の形態では、図１に示すように柱状の分離室５１を２つにし、ガス排出口５７に近い分離室５１の柱状部を径で１ミリ程度大きくしている。導入孔の大きさは、圧縮機圧縮機の排気量により違うが、圧縮機の排気量が８０ｃｃ程度では、導入孔５３の大きさをφ６．５ぐらいにし、排油孔をφ４．０、第一再導入孔５５をφ３．５で第二の再導入孔５６はφ１．０ほどがいい。
【００３２】
但し、導入孔の大きさは、空調システム、圧縮機の排気量等で最適な大きさが変わるので、たとえ排気量が同じでも空調システムにより最適な大きさが同じとは言えないので実験等で確認し設定する必要がある。
【００３３】
これによって、第二の再導入孔５６貯油室５２の上部に溜まったガスが再度分離室５２内に導入されガス排出孔５７からサイクル中に吐出されるため分離室での分離効率が低下することになりＯＣＲが高くなる。従って圧縮機の低速回転時、すなわち高圧冷媒ガスの旋回流の流速が小さいほど分離効率の低下への影響は少なく、高速になればなるほど影響があるので、圧縮機が高速になるほどＯＣＲが高くなることになる。
【００３４】
従って、圧縮機の高速運転時では空調システムの冷房能力は十分に確保されているためＯＣＲを必要以上に低くすることは無く、むしろ圧縮機の高速回転時にはＯＣＲを少し高くすることにより信頼性が向上することになる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
なお、上述の実施の形態では、圧縮機としてベーン型ロータリ圧縮機を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなくローリングピストン型、スクロール型等その他の圧縮機にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一部が適用された実施の形態を示す圧縮機の縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図
【図４】従来例の圧縮機の断面図
【符号の説明】
【００３７】
１  シリンダ
２  ロ一夕
３  ベーンスロット
４  ベーン
５  駆動軸
６  前部側板
７  後部側板
８  作動室
９  吸入口
１０  吐出口
１１  吐出弁
１２  高圧ケース
１３  案内通路
１４  高圧室
１５  ベーン背圧調整装置
１６  ベーン背圧室
１７  給油通路
５０  内周面
５１  分離室
５２  貯油室
５３  導入孔
５４  排油孔
５５  第一の再導入孔
５６  第二の再導入孔
５７  ガス排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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