(57)【要約】【課題】吐出側と導入側の圧力の差がロータの回転速度に依存せずに一定であるような場合において、回転速度に応じた量の潤滑油を供給すること。【解決手段】油戻し通路６ｈ、６ｉ、７ｈを介して油貯留室２０の潤滑油を吸入室１５に供給できるように構成する。そして、この吸入室１５へ供給される潤滑油の量は、油戻し通路６ｈと油戻し通路６ｉとの間に設けられている油戻し量調節部３０によって調節可能となっている。詳しくは、油戻し量調節部３０に設けられた弁部材３２に吐出された気体の噴流力を作用させ、この噴流力と弁部材３２に取り付けられたコイルスプリング３７の弾性力の関係によって潤滑油の供給を調整している。この吐出される気体の噴流力は、吐出される気体の流量に依存し、吐出側と吸気側の圧力差に左右されることがないため、ロータの回転速度に応じた潤滑油を適切に供給することができる。【選択図】  図１
2004360607.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に閉じこめた気体を圧縮する圧縮室と、
前記圧縮室に気体を導入する導入室と、
前記圧縮室で圧縮された圧縮気体が吐出される吐出室と、
前記吐出室に設けられ、潤滑油を貯留する油貯留部と、
前記油貯留部に貯留された潤滑油を前記吐出室の圧力で前記導入室へ供給する潤滑油通路と、
前記潤滑油通路に設けられ、前記圧縮室から吐出される前記圧縮気体の噴流力の大きさに応じて、前記導入室へ供給する潤滑油の量を調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記圧縮室と前記吐出室との間に設けられた、前記圧縮気体を前記吐出室へ導く連絡路を備え、
前記調整手段は、前記連絡路に設けられ、前記潤滑油通路の開閉を行う弁体と、前記弁体に対して前記潤滑油通路を閉じる方向に弾性力が作用する弾性体と、を有し、
前記弁体は、前記弾性力の作用する方向と反対方向に、前記噴流力が作用するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機。
【請求項３】
前記潤滑油通路は、該潤滑油通路の少なくとも一部が当該気体圧縮機の外部に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ビルや自動車の空調システムに使用される気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビルや自動車の空調システムに使用される気体圧縮機には、部材の摩擦や摩耗、焼き付けを防ぐために潤滑油が用いられている。
この潤滑油は、圧縮された気体が吐出される吐出室に設けられたオイル溜まりから、吐出室の圧力によって作用する潤滑油の油圧を用いて気体圧縮機の内部に設けられているオイル通路を介して、ロータの軸受や圧縮室などの各部分に供給されるようになっている。
【０００３】
また、上述したような方法だけでは、十分に潤滑油が供給されないような場合、下記特許文献１で提案されているような、圧縮室に供給される気体にミスト（霧）状の潤滑油を含ませる方法によって、潤滑油の不足分を補うようにすることができる。
特許文献１で提案されている方法では、高い圧力が作用している吐出室から、吐出室より低い圧力が作用している気体の導入側に潤滑油を供給することによって、気体圧縮機に吸気される気体中にミスト状の潤滑油（以下、オイルミストとする）を含ませるようにしている。
【特許文献１】
特開平９−６８１７９号公報
【０００４】
上述したように潤滑油の供給は、供給元である吐出室の圧力と供給先の圧縮室や導入室の圧力差によって行われている。そのため、この圧力差の変化に伴って、供給される潤滑油の量も変化するようになっている。具体的には、ロータの回転速度の上昇、冷房運転時における室外機内の凝縮器に触れる外気の温度や湿度の上昇、室内機内の蒸発器に触れる風量の低下などに伴って圧力差が大きくなる。これらの要因によって、気体圧縮機の吐出室の圧力と圧縮室や導入室の圧力差が大きくなるほど供給される潤滑油の量も増加するようになっている。
【０００５】
ところで、一般的に１つの部屋を所望の室内設定温度になるように調整するための空調システムでは、室温設定温度に準じて蒸発器出口の空気温度が、所定の値でほぼ一定になるように、膨張弁の開度や気体圧縮機のロータの回転速度をわずかな変動範囲で制御している。その結果、蒸発圧力もほぼ一定の値となるようになっている。
また、吐出室の圧力も、凝縮器の熱交換量の変動に伴い若干の変動があるものの、おおよそ一定となっている。
このため、気体圧縮機の吐出室の圧力と圧縮室や導入室との圧力差は、ほぼ一定になっている。
【０００６】
また、ビルやマンションなど複数の部屋や広い空間を空調する場合において、１台の気体圧縮機で複数の蒸発器に同時に冷媒ガスを圧送したり、１つの蒸発器にだけ圧送したりすることができる空調システムがある。その代表的なものに、ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）システムがある。
このＧＨＰシステムでは、蒸発器の使用台数が変化しても室温設定温度に準じて個々の蒸発器出口空気温度をある値にほぼ一定に保つようにするために、蒸発器の使用台数に応じて気体圧縮機のロータの回転速度を大きく変化させ、蒸発圧力をほぼ一定としている。
具体的には、蒸発器の使用台数が増加した場合には、ロータの回転速度を増速させ、蒸発器の使用台数が減少した場合には、ロータの回転速度を減速させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような空調システムでは、蒸発圧力がほぼ一定に保たれているため、気体圧縮機の吐出室の圧力と導入室の圧力差が一定となっている。従って、ロータの回転速度が変化しても、供給される潤滑油の量は変化しない。
そのため、このような気体圧縮機において、ロータの高速回転時に生じる潤滑油不足の防止を基準に潤滑油の供給量を設定してしまうと、ロータの低速回転時、つまり、吸気される気体の流量が少ない場合には、圧縮される気体に含まれる潤滑油の含有比率が高くなる。このように、気体に含まれる潤滑油の比率が高くなると、モータの駆動トルクが増加して気体圧縮機の性能が低下してしまう。
【０００８】
また、ロータの低速回転時にモータの駆動トルクが増加しないように潤滑油の供給量を設定してしまうと、ロータの高速回転時、つまり、吸気される気体の流量が多い場合には、圧縮される気体に含まれる潤滑油の含有比率が小さくなる。このように、気体に含まれる潤滑油の比率が低くなると、ロータの軸受部などにおいて潤滑油不足が生じて、摩擦や摩耗、焼き付けを起こしてしまうおそれがある。
そこで、本発明は、吐出側と導入側の圧力差がロータの回転速度に依存せずに一定であるような場合であっても、適切に回転速度に応じた量の潤滑油を供給することができる気体圧縮機を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、シリンダ内に閉じこめた気体を圧縮する圧縮室と、前記圧縮室に気体を吸入する導入室と、前記圧縮室で圧縮された圧縮気体が吐出される吐出室と、前記吐出室に設けられ、潤滑油を貯留する油貯留部と、前記油貯留部に貯留された潤滑油を前記吐出室の圧力で前記導入室へ供給する潤滑油通路と、前記潤滑油通路に設けられ、前記圧縮室から吐出される前記圧縮気体の噴流力の大きさに応じて、前記導入室へ供給する潤滑油の量を調整する調整手段と、を備えることにより前記目的を達成する。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記圧縮室と前記吐出室との間に設けられた、前記圧縮気体を前記吐出室へ導く連絡路を備え、前記調整手段は、前記連絡路に設けられ、前記潤滑油通路の開閉を行う弁体と、前記弁体に対して前記潤滑油通路を閉じる方向に弾性力が作用する弾性体と、を有し、前記弁体を、前記弾性力の作用する方向と反対方向に、前記噴流力が作用するように配置することにより前記目的を達成する。
なお、弾性体には、例えば、コイルばね（スプリング）などを用いることが好ましい。
【００１１】
また、例えば、弁体の位置は、弁体に作用する弾性体の弾性力と圧縮気体の噴流力との合力、つまり、弁体に作用する力の合力に応じて移動するように構成されることが好ましい。
このように弁体が構成される場合、例えば、外周面の円周方向に凹状溝が設けられた一端側が閉塞された円筒形の部材で弁体を構成し、この凹状溝を吐出室と導入室とを連通することが可能な連通路とする。
この凹状溝の位置は、弁体の位置の移動に伴って移動し、例えば、この凹状溝と潤滑油通路とが係合する位置に弁体が移動した場合に、凹状溝によって連通路が構成され、吐出室と導入室とが連通状態となるようにしてもよい。
【００１２】
また、凹状溝によって構成される連通路は、例えば、凹状溝と潤滑油通路の係合する（重なり合う）部分の位置関係に応じて連通路の開口部の断面積を変化させ、供給する潤滑油の量を調整するようにしてもよい。
さらに、例えば、弁体の凹状溝に、凹状溝の底部の溝が形成されている方向に、テーパ加工を施して油絞り部を形成し、凹状溝の深さを溝の形成されている方向、つまり、弁体の移動方向に沿って変化させて、供給する潤滑油の調整の度合いを細かく設定することができるようにしてもよい。
【００１３】
請求項３記載の発明では、請求項１または請求項２記載の発明において、前記潤滑油通路を、該潤滑油通路の少なくとも一部が当該気体圧縮機の外部に設けることにより前記目的を達成する。
例えば、潤滑油通路の一部を気体圧縮機の本体の外部を這わすように設けるようにしてもよい。
また、例えば、空冷装置を用いて潤滑油通路を冷却し、吸気部へ供給する潤滑油を外部から強制的に冷却するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の気体圧縮機における好適な実施の形態について、図１から図８を参照して詳細に説明する。
なお、本実施形態は、ビルやマンションなどの空調を行うシステムに使用される気体圧縮機である。
図１は、本実施の形態に係る気体圧縮機の断面図を示した図である。
また、図２は、図１のＸ−Ｘ線断面から見た気体圧縮機本体およびその内部の断面図である。
図３は、図１に示す、油戻し量調節部３０および油戻し量調節部３０の周辺部の拡大図である。
【００１５】
まず、図１、図２および図３を参照しながら本実施の形態に係る気体圧縮機の構成について説明する。
図１に示すように、気体圧縮機は、ケーシング１と、ケーシング１の開口端を閉塞するフロントヘッド２と、ケーシング１内に収納される圧縮機本体３とを備えている。
圧縮機本体３は、シリンダブロック７とリアサイドブロック６とフロントサイドブロック５とで形成されるシリンダと、ロータ９とを含んでいる。
このシリンダブロック７は、断面が楕円形状の中空部を有する筒状の部材であり、シリンダブロック７の両端面のうちフロントヘッド２側の一方にフロントサイドブロック５が固着され、他方にリアサイドブロック６が固着されている。
そして、シリンダブロック７の中空部が、フロントサイドブロック５とリアサイドブロック６とによって閉塞されて、図２に示すように、内周略楕円筒状のシリンダ室８が形成されている。
シリンダ室８の内部には、略円柱状のロータ９が収容されている。このロータ９は、その径方向に外周面側から穿設された５つのベーン溝４を有しており、各ベーン溝４にはベーン１３が出没自在に保持されている。
【００１６】
また、図１に示すように、ロータ９からは、その軸線方向にロータ軸９ａ、９ｂが延設されている。ロータ軸９ａ、９ｂは、フロントサイドブロック５およびリアサイドブロック６に形成された軸受５ａ、６ａに、それぞれ回転自在に支持されている。
フロントサイドブロック５の軸受５ａに支持されるロータ軸９ａの端部は、図示しない原動機からの駆動力が伝達されるようになっており、この駆動力がロータ軸９ａを介してロータ９に伝達され、ロータ９が回転駆動されるようになっている。
【００１７】
フロントヘッド２には、圧縮する気体（例えば、冷媒ガス）を吸引する吸入口１６が形成されており、フロントヘッド２と圧縮機本体３との間には、吸入口１６からの気体が導入される吸入部１５が形成されている。導入室は、これら吸入口１６、吸入部１５から構成されている。
フロントサイドブロック５には、吸入部１５とシリンダ室８（図２参照）とを連通する吸気孔５ｂが形成されており、外部から導入された気体が、吸入口１６、吸入部１５、吸気孔５ｂの順に経由してシリンダ室８に吸入されるようになっている。
また、吸気孔５ｂは、シリンダブロック７に形成された吸入路７ｂによって、リアサイドブロック６に設けられた吸気室６ｂと連通している。吸気室６ｂは、シリンダ室８に連通可能となっており、外部から吸気孔５ｂに至った気体は、直接シリンダ室８に吸入される他、吸入路７ｂおよび吸気室６ｂを順に経由しても、シリンダ室８へ吸入されるようになっている。
【００１８】
シリンダブロック７は、図２に示すように、シリンダ室８の断面で見た短径の両端部それぞれの近傍に、外周側から切欠き状に形成された吐出弁取り付け部７ｃを有しており、各吐出弁取り付け部７ｃには、吐出孔７ａが穿設されている。吐出孔７ａは、シリンダブロック７を貫通して、シリンダ室８と吐出弁取り付け部７ｃとを連通している。
シリンダ室８の短径の両端部近傍は、シリンダ室８内部の気体の圧縮行程の終了位置であり、吐出孔７ａからシリンダ室８内の圧縮された気体が吐出されるようになっている。
また、それぞれの吐出弁取り付け部７ｃには、吐出孔７ａを開閉する薄板状の吐出弁２２が、吐出弁取り付け部７ｃ側にシリンダブロック７の周回り方向に沿って取り付けられている。
吐出弁２２の表面側（ロータ９の径方向における外方側）には弁サポート２３が重ねられており、吐出弁２２および弁サポート２３のそれぞれの後端部（ロータ９の回転方向と逆側の端部）がボルト２８により吐出弁取り付け部７ｃに一体に取り付けられ固定されている。
【００１９】
図１において、リアサイドブロック６には、吐出孔７ａから吐出された気体の吐出連絡路６ｃが形成されている。
なお、吐出孔７ａは、図２に示すように、２箇所に設けられているため、気体の吐出連絡路６ｃも２系統設けられている。
リアサイドブロック６とケーシング１との間には、油分離器１７が固定されており、吐出孔７ａからの気体は、吐出連絡路６ｃを通って油分離器１７に至り、この油分離器１７で油が分離されるようになっている。
圧縮機本体３とケーシング１との間には、吐出室１８が形成されており、油分離器１７で分離された気体はこの吐出室１８に吐出される。
ケーシング１には、排気口１９が形成されており、吐出室１８内の気体は、この排気口１９を経由して外部へと吐出されるようになっている。
一方、油分離器１７で分離された潤滑油は、リアサイドブロック６とケーシング１との間に形成される油貯留室２０内に収容される。この油貯留室２０には、吐出室１８に吐出される気体の圧力が作用する。
【００２０】
リアサイドブロック６には、軸受６ａの内周面にリング状の凹状の油溝６ｇが形成され、さらに、油貯留室２０と油溝６ｇとを連通するオイル通路６ｄが形成されている。そして、油貯留室２０の潤滑油がオイル通路６ｄから油溝６ｇを介して軸受６ａに供給されるようになっている。
フロントサイドブロック５の軸受５ａの内周面にはリング状の油溝５ｇが形成されている。そして、油貯留室２０と連通するオイル通路６ｄは、リアサイドブロック６中で分岐している。
潤滑油は、分岐通路６ｅから、シリンダブロック７の油供給路７ｅ、フロントサイドブロック５に形成されている油供給路５ｅ、および油溝５ｇを経由して、フロントサイドブロック５の軸受（軸受５ａ）に供給されるようになっている。
【００２１】
フロントサイドブロック５およびリアサイドブロック６のそれぞれのロータ９側端面には、扇型をしたサライ溝２５が設けられている。これらのサライ溝２５は、ロータ９のベーン背圧室４ａ（図２参照）と連通可能な位置に形成されている。
そして、サライ溝２５には、オイル通路６ｄ、油溝６ｇ、および、分岐通路６ｅ、油供給路７ｅ、油供給路５ｅ、油溝５ｇから軸受５ａ，６ａを介して、潤滑油が供給される。
このサライ溝２５に供給される潤滑油は、軸受５ａ、６ａで減圧されている。この減圧供給された潤滑油が、ベーン背圧室４ａに供給され、潤滑油の油圧によりベーン１３がシリンダ室８の周壁へ押圧されるようになっている。
【００２２】
リアサイドブロック６は、オイル通路６ｄが連通している油溝６ｇに一端が連通する高圧供給路６ｆを備えている。この高圧供給路６ｆの他端は、リアサイドブロック６のシリンダ室８側の中央に開口されており、油貯留室２０からの潤滑油が軸受６ａを介すことなく（軸受６ａで減圧されることなく）供給されるようになっている。
リアサイドブロック６の高圧供給路６ｆは、ロータ９の回転方向から見てサライ溝２５の下流であって、シリンダブロック７の吐出孔７ａ近傍に開口されている（図２参照）。そして、高圧供給路６ｆは、吐出孔７ａ近傍の所定位置に到達したベーン背圧室４ａに、サライ溝２５よりも高い圧力で潤滑油を供給するようになっている。
【００２３】
また、本実施例における気体圧縮機は、油貯留室２０と吸入部１５は、油戻し通路６ｈ、６ｉ、７ｈで連通されている。そして、この油戻し通路６ｈ、６ｉ、７ｈを介して油貯留室２０の潤滑油を吸入部１５に供給している。吸入部１５へ供給される潤滑油の量は、油戻し通路６ｈと油戻し通路６ｉとの間に設けられている油戻し量調節部３０によって調節されている。この油戻し量調節部３０は、導入室へ供給する潤滑油の量を調整する調整手段である。
本実施例では、２系統設けられている気体の吐出連絡路６ｃのうち、下側つまり油貯留室２０側に設けられている吐出連絡路６ｃに面するように油戻し量調節部３０を設けているが、上側つまり排気口１９側に設けられている吐出連絡路６ｃに面するように油戻し量調節部３０を設けるようにしてよい。また、２系統設けられている気体の吐出連絡路６ｃの各々に面するように油戻し量調節部３０を２箇所に設けるようにしてもよい。
【００２４】
図３は、図１に示す油戻し量調節部３０および油戻し量調節部３０の周辺部の拡大図である。
本実施例では、ケーシング１と共に油貯留室２０を形成するリアサイドブロック６の下端部に、弁室３１が吐出室１８に向けて突出されている。
この弁室３１は、円筒状からなり、その一端が油孔３５を除いて閉塞され、その他端が開口されている。
弁室３１内の長さ方向には、弁部材３２が摺動自在に設けられている。この弁部材３２は、底面３４を有する円筒状のものであり、その胴部の一部の周方向には、油戻し通路６ｈ、６ｉと係合して連通路を形成する凹状溝３３が形成されている。
弁部材３２の底面３４の外側は、吐出孔７ａから吐出された気体の吐出連絡路６ｃの途中に面し、吐出孔７ａから吐出された気体の噴流力が直接作用するように構成されている。
また、弁部材３２の内側には、この弁部材３２を吐出連絡路６ｃ側に常時付勢するための弾性体であるコイルスプリング３７が設けられている。
【００２５】
次に、このように構成された気体圧縮機における動作について説明する。
本実施形態の気体圧縮機では、図示しない原動機によってロータ９が回転駆動されると、外部の気体が吸入口１６から吸入部１５等を経由して圧縮室１４へと吸い込まれる。
圧縮室１４は、ロータ９の回転に伴ってベーン１３がシリンダ室８の形状に沿って出没することにより、吸入口１６側から吐出孔側へ行くに従って縮小され、圧縮室１４内の気体は圧縮される。
【００２６】
そして、圧縮室１４が圧縮行程の終了側の領域に位置し、圧縮室１４内の圧力がシリンダブロック外周部の圧力より大きくなると、圧縮された気体がこのときの内部の圧力によって吐出弁２２を押し上げて、吐出孔７ａから噴出する。
噴出した気体は吐出連絡路６ｃへ排出され、油分離器１７により潤滑油が分離され、油分離後の高圧気体は排気口１９から外部に吐出される。分離された潤滑油は、油貯留室２０に貯留される。
【００２７】
油貯留室２０に貯留している潤滑油は、吐出室１８に吐出される気体の圧力によって、オイル通路６ｄおよび油溝６ｇに押し出され、油溝６ｇからリアサイドブロック６の軸受６ａを通ってサライ溝２５に供給される。また、オイル通路２１から分岐通路６ｅ、油供給路７ｅ、油供給路５ｅ、油溝５ｇ、フロントサイドブロック５の軸受５ａを通ってサライ溝２５に供給される。
これらのサライ溝２５は、ロータ９の回転に伴い所定位置の範囲にあるベーン溝４と連通し、潤滑油は、サライ溝２５から、ベーン溝４のベーン背圧室４ａに供給される。
そして潤滑油の油圧と、ロータ９の回転に伴って生じる遠心力によって、ベーン１３がシリンダ室８の外壁に押圧される。このため、ベーン１３は、その収納されているベーン溝４のベーン背圧室４ａがサライ溝２５と連通している間は、ロータ９の回転による遠心力とベーン背圧室４ａに作用する圧力により、シリンダ室８の内周壁に密着しながら回転する。
【００２８】
また、潤滑油は、リアサイドブロック６においてオイル通路６ｄから油溝６ｇを介して高圧供給路６ｆへ供給される。
ベーン溝４のベーン背圧室４ａがサライ溝２５と連通している状態から、ロータ９がさらに回転すると、ベーン背圧室４ａがサライ溝２５から切断される。この状態では、ベーン背圧室４ａには外部からの圧力は加わらないが、ベーン１３がシリンダ室８の周壁に押されることによりベーン背圧室４ａの容積が縮小されるため、ベーン背圧室４ａの圧力は微少に上昇し、ベーン１３を押圧するための十分な背圧が保持される。
【００２９】
さらにロータ９が回転すると、ベーン背圧室４ａは、リアサイドブロック６の高圧供給路６ｆと連通する。この状態では、ベーン背圧室４ａに、高圧供給路６ｆから、サライ溝２５よりも大きな圧力で潤滑油が供給される。そのため潤滑油による圧力と遠心力によって、圧縮室１４の縮小に伴い増加する圧縮室１４の室圧に抗して、ベーン１３がシリンダ室８の周壁に押圧される。
これにより、ベーン１３は、ロータ９の回転による遠心力および高圧供給路６ｆからベーン背圧室４ａに作用する圧力（ベーン背圧）によって、シリンダ室８の内周壁に密着しながら回転する。
【００３０】
その後さらにロータ９が回転を続けると、ベーン背圧室４ａと高圧供給路６ｆとが切断され、吐出孔７ａから圧縮気体が噴出され圧縮室１４内の圧力が低下する。
以降、ロータ９の回転に伴って、気体の圧縮室１４への吸入、圧縮室１４内での圧縮、圧縮室１４からの吐出が繰り返され、またこのサイクルに伴って、ベーン背圧室４ａは、サライ溝２５との連通、サライ溝２５との切断、高圧供給路６ｆとの連通、高圧供給路６ｆとの切断が繰り返される。
【００３１】
弁室３１に内包されている弁部材３２は、弁室３１の油孔３５側に一端が固定された弾性材であるコイルスプリング３７の伸縮に伴って、弁室３１内を摺動（スライディング）できるようになっている。
このコイルスプリング３７は、吐出孔７ａから吐出される気体の噴流力を、弁部材３２の底面３４が受けて、弁部材３２が、弁室３１の油孔３５側に押し出されることによって縮むようになっている。
つまり、弁部材３２は、コイルスプリング３７の弾性力と反対方向に噴流力が作用するように配置されている。
また、吐出孔７ａから吐出される気体の噴流力が弱くなると、自然長に戻ろうとする弾性力が噴流力よりも大きくなるため、コイルスプリング３７は伸びるようになっている。
【００３２】
なお、弁部材３２に作用する気体の噴流力とは、吐出孔７ａから吐出される際に生じる流れの力であり、気体圧縮機の吐出側に作用する吐出圧とは異なる。
弁部材３２に作用する気体の噴流力（Ｆ）は、気体の密度（ρ）、気体の流量（Ｑ）、弁部材３２の底面３４の面積（Ｓ）、気体の速度（ｖ）を用いて示すと、下記の式１のように表される。
（式１）  Ｆ＝ρＱｖ＝ρＳｖ（ここでＱ＝Ｓｖ）
このように噴流力は、弁部材３２の底面３４の面積が一定の場合は、吐出孔７ａから吐出される気体の流量が増えると大きくなり、気体の流量が減ると小さくなるようになっている。
従って、弁部材３２の位置は、気体の流量が増加すると噴流力が増大して、コイルスプリング３７が縮む方向に移動し、また、気体の流量が減少するとコイルスプリング３７が伸びる方向に移動するようになっている。
【００３３】
つまり、コイルスプリング３７は、弁部材３２が受ける噴流力が大きくなるほど縮み、弁部材３２は、油戻し通路６ｈ、６ｉと、凹状溝３３の開口部との係合（重なる部分）面積が広がる方向に移動する。また、コイルスプリング３７は、弁部材３２が受ける噴流力が小さくなるほど伸び、弁部材３２は、油戻し通路６ｈ、６ｉと、凹状溝３３の開口部との係合（重なる部分）面積が狭くなる方向に移動する。
弁部材３２は、この弁部材３２に作用するコイルスプリング３７の弾性力と、この弾性力と反対方向に作用する気体の噴流力との合力、つまり、弁部材３２に作用する力の合力の変化に応じて移動する。
そして、油戻し通路６ｈ、６ｉと、凹状溝３３の開口部との係合（重なる部分）面積の増減に伴い、油貯留室２０から供給される潤滑油の流量も変化する。
【００３４】
通常、気体圧縮機は、ロータ９の回転速度が上がるとシリンダ室８に吸入される気体の量は増加し、一方、ロータ９の回転速度が下がるとシリンダ室８に吸入される気体の量は減少するようになっている。
つまり、ロータ９の高速回転時には弁部材３２に作用する気体の噴流力も増大し、ロータ９の低速回転時には弁部材３２に作用する気体の噴流力も減少するようになっている。
上記式１から、弁部材３２に作用する力、つまり、弁部材３２を押してコイルスプリング３７の弾性力に反発するように作用する力は、吐出される気体の速度が一定である場合には、吐出室１８の圧力に依存することなく、ロータ９の回転速度に応じて変化することがわかる。
【００３５】
図４は、油戻し量調節部３０の状態を弁部材３２の受ける噴流力の大きさごとに示した図である。
気体の噴流力が、コイルスプリング３７が自然長に戻ろうとする付勢力より小さい場合、つまり、予め設定されている噴流力に満たない場合には、弁部材３２は、図４（ａ）に示すように、凹状溝３３が油戻し通路６ｉ、６ｈと係合する位置まで移動しない。従って、油戻し通路６ｉ、６ｈは、非連通状態であるため、油貯留室２０の潤滑油は吸入部１５へ供給されない。この状態を油戻し量調節部３０の閉じた状態とする。
一方、気体の噴流力が、コイルスプリング３７が自然長に戻ろうとする付勢力（弾性力）より大きい場合、つまり、予め設定されている噴流力以上である場合には、弁部材３２は、図４（ｂ）に示すように、凹状溝３３が油戻し通路６ｉ、６ｈと係合する位置まで移動する。従って、油戻し通路６ｈと油戻し通路６ｉが連通状態となり、油貯留室２０の潤滑油は吸入部１５へ供給される。この状態を油戻し量調節部３０の開いた状態とする。
【００３６】
この予め設定されている噴流力とは、圧縮室１４から吐出される圧縮気体の速度が一定（予め設定された設計値）である場合における、吸入部１５への潤滑油の供給が必要となる回転速度でロータ９が回転するときの気体の噴流力であり、コイルスプリング３７のばね定数やばね長などにより設定されている値である。
なお、潤滑油の供給が必要となる回転速度とは、圧縮される気体中に含まれている通常の潤滑油、および、オイル通路６ｄなどから供給される潤滑油のみでは十分に気体圧縮機内部の潤滑機能を果たすことができない回転速度のことであり、この回転速度を超えてロータ９を回転させる場合には、潤滑油の補足が必要となる。
【００３７】
油戻し量調節部３０が開いた状態となると、吐出側と導入側との圧力差によって、油貯留室２０の潤滑油が、この連通路（油戻し通路６ｈ、凹状溝３３、油戻し通路６ｉ、７ｈ）を介して吸入部１５に供給される。供給された潤滑油は、吸入部１５において減圧されて霧状の潤滑油（オイルミスト）となり、このオイルミストを含んだ気体がシリンダ室８に吸入されるようになっている。
油貯留室２０の潤滑油が吸入部１５に供給され、吸気される気体中のオイルミストの濃度が高くなり、シリンダ室８内部の潤滑性が高められる。
吸気される気体中のオイルミストの濃度は、吸気される気体に対して３パーセント程度となるように設定することが望ましい。
【００３８】
本実施の形態では、ケーシング１と共に油貯留室２０を形成するリアサイドブロック６の下端部に油戻し量調節部３０を設けるようにしているが、この油戻し量調節部３０は、吐出孔７ａから吐出される気体の噴流力を弁部材３２に作用させることが可能な範囲に配置することができる。
つまり、弁部材３２の底面３４部が、吐出孔７ａから吐出された気体の吐出連絡路６ｃに面し、気体の噴流力を受けることができる箇所であれば、油戻し量調節部３０を形成することができる。
例えば、油貯留室２０より上側の油分離器１７の近傍に設けるようにしてもよい。
【００３９】
なお、油戻し量調節部３０を何れの部分に配置する場合においても、油戻し通路６ｉの潤滑油の吸入箇所は、必ず油貯留室２０の潤滑油に浸されるように配置する。
また、図１に示す実施例では、油貯留室２０の潤滑油を吸入部１５に供給しているが、この潤滑油は、吸入部１５とシリンダ室８とを連通する吸気孔５ｂよりも上流の導入側であれば、何れの部分に供給するようにしてもよい。
例えば、吸入口１６や吸入部１５に供給することも可能であり、また、吸気孔５ｂや吸気室６ｂに直接を供給するようにしてもよい。
【００４０】
さらに、油戻し量調節部３０には、ストッパ３６ａが設けられており、このストッパ３６ａによって弁部材３２の摺動範囲を設定し、弁部材３２が吐出連絡路６ｃなどを塞いでしまうことを防止している。
このストッパ３６ａは、例えば、止め輪やピン等の留め具を用いて構成することができる。
また、ストッパ３６ａを設ける代わりに、弁室３１の開口部に凸部または段差を形成して弁部材３２が吐出連絡通路６ｃなどを塞いでしまうことを防止するようにしてもよい。
【００４１】
図５（ａ）は、弁部材３２に作用する圧縮気体の噴流力Ｆと弁部材３２の移動距離ｄの関係を示したグラフである。
また、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す、ＡポイントおよびＢポイントにおける弁部材３２の位置を示した図である。
Ａポイントは、気体の圧縮動作が行われていない状態であり、弁部材３２に噴流力が作用していない状態を示す。図５（ａ）は、この状態における弁部材３２の位置を基準点（０点）として示している。
なお、Ａポイントでは、コイルスプリング３７は自然長の状態であり、弾性力は作用していない。
【００４２】
Ｂポイントは、気体の圧縮動作が行われ、弁部材３２が噴流力Ｆ’を受けている状態を示す。
弁部材３２は、噴流力Ｆ’を受けると、図に示すように、移動距離ｄ’の位置に移動する。この位置は、凹状溝３３と油戻し通路６ｈ、６ｉとが係合する境界である。
そのため、噴流力Ｆ’より大きな噴流力を受けると、弁部材３２は、移動距離ｄ’よりさらに油孔３５側に移動し、凹状溝３３と油戻し通路６ｈ、６ｉとが係合する。そして、前述したように、油貯留室２０と吸入部１５とが連通し、潤滑油が吸入部１５に供給される。
【００４３】
図５（ｃ）は、弁部材３２の長手方向の短縮化を図る例を示した図である。
本実施例では、弁部材３２の移動距離ｄ’の位置、つまり、凹状溝３３と油戻し通路６ｈ、６ｉとが係合する境界位置までの距離分の長さを弁部材３２胴部の長手方向に十分確保されている。
そこで、この必要とされる弁部材３２の長手方向の長さを短縮化するために、図５（ｃ）に示すように、予め、コイルスプリング３７の弾性力が、噴流力Ｆ’と等しくなる位置まで、コイルスプリング３７を縮め、この状態でストッパ３６ｂを用いて、弁部材３２をコイルスプリング３７の弾性力働く方向（吐出連絡路６ｃ側）に摺動できないように固定する。なお、弁部材３２は、油孔３５方向への摺動のみ可能である。
【００４４】
弁部材３２の受ける噴流力Ｆが、０＜Ｆ＜Ｆ’の範囲になる場合、つまり、弁部材３２に作用するコイルスプリング３７の弾性力が噴流力Ｆよりも大きい場合には、弁部材３２はストッパ３６ｂに押止された状態で停止している。
噴流力ＦがＦ’＜Ｆの範囲になる場合には、噴流力Ｆがコイルスプリング３７の弾性力よりも大きくなるため、弁部材３２は、噴流力の作用する方向、つまり、油孔３５方向に摺動する。
そして、凹状溝３３と油戻し通路６ｈ、６ｉとが係合して、油貯留室２０と吸入部１５とが連通し、潤滑油が吸入部１５に供給される。
【００４５】
このように、予め噴流力Ｆ’と同じ大きさのコイルスプリング３７の弾性力を弁部材３２に作用させることにより、弁部材３２の摺動範囲を制限することができるため、弁部材３２の長手方向の長さを短縮化することができる。
そして弁部材３２の短縮化が図れることにより、弁室３１の長手方向の短縮化が可能となり、油戻し量調節部３０の小型化を図ることができる。
【００４６】
図６は、凹状溝３３の変形例を示した図である。
なお、図６では、上述した実施例と同一の部分には同一の番号を付し、変形箇所のみ説明する。
図６に示すように、円筒状の弁部材３２の胴部の一部の周方向に形成された凹状溝３３の形状を変形することができる。
詳しくは、凹状溝３３の底部の溝が形成されている方向に、テーパ加工を施して油絞り部３３ａを形成し、凹状溝３３の深さを溝の形成されている方向に沿って変化させるようにする。
このように、凹状溝３３に油絞り部３３ａを形成することにより、凹状溝３３を通す潤滑油の量の調整の度合いをより細かく設定することができる。
【００４７】
図７は、本実施の形態に係る油戻し量調節部３０の変形例を示した図である。
なお、図７では、上述した実施例と同一の部分には同一の番号を付し、変形箇所のみ説明する。
図１に示す実施例では、弁部材３２の胴部の一部の周方向に凹状溝３３を形成し、この凹状溝３３を油戻し通路６ｈ、６ｉと係合させることによって油貯留室２０と吸入部１５を連通させるようにしているが、図７に示す変形例を用いて、油貯留室２０と吸入部１５を連通させることも可能である。
【００４８】
詳しくは、弁部材３２の周壁に連通孔３８を形成する。この連通孔３８は、油戻し通路６ｉと係合して油貯留室２０と油戻し通路６ｉとの連通路を形成することができる位置に配置されている。
なお、図７に示す変形例では、弁部材３２の回転などによって連通孔３８の位置ずれを生じさせないための位置ずれ防止処理が施されている。
例えば、弁室３１および弁部材３２の底面を円形ではなく、楕円形や四角形に形成して、弁部材３２の回転を防止するようにしている。
【００４９】
そして、吐出孔７ａから吐出される気体の噴流力を弁部材３２の底面が受けて、連通孔３８と油戻し通路６ｉとが係合する位置に弁部材３２が移動した場合、油貯留室２０の潤滑油が連通孔３８を介して弁部材３２の内側から油戻し通路６ｉに供給される。
このように、弁部材３２の内側から潤滑油を供給することにより、図１に示す実施例で設けられている、潤滑油の採入口の働きをする油戻し通路６ｈを設ける必要がなくなる。
そのため、弁室３１をケーシング１の底部（油貯留室２０の底部）と接触する位置に設けることができ、油貯留室２０の形状を単純化することができる。
【００５０】
図８は、本実施の形態に係る気体圧縮機の変形例を示した図である。
なお、図８では、上述した実施例と同一の部分には同一の番号を付し、変形箇所のみ説明する。
潤滑油は、低温になるほど粘度が高くなり、ベーン１３や軸受５ａ、６ａの摩耗や焼き付けの防止効果が高くなるようになっている。
そこで、この変形例では、油貯留室２０から吸入部１５へ供給される潤滑油を効率よく冷却させるために、図１に示す油戻し通路６ｉ、７ｈの代わりに、図８に示すように油戻し通路３７を気体圧縮機の外部に設け、この油戻し通路３７を介して潤滑油を導入側（図５に示す変形例では吸入部１５）に供給している。
【００５１】
このように、圧縮機本体３の外部に油戻し通路３７を設けることにより、潤滑油は、外気によって、または、強制空冷等の冷却設備によって、効率よく冷却することができるため、粘度を高めることができる。
この高粘度を有する潤滑油が吸気される気体に含まれることにより、シリンダ室８内部の潤滑性を向上させることができる。
【００５２】
また、圧縮機本体３の外部に油戻し通路３７を設けることにより、圧縮機本体３に油戻し通路６ｉ、７ｈを設ける必要がないため、気体圧縮機の構造を複雑にすることなく油貯留室２０の潤滑油を導入側に供給することができる。
この変形例の場合にも、リアサイドブロック６の下端部に油戻し量調節部３０を設けるようにしているが、この油戻し量調節部３０は、吐出孔７ａから吐出される気体の噴流力を弁部材３２に作用させることが可能な範囲に配置することができる。
なお、油戻し量調節部３０を何れの部分に配置する場合においても、油戻し通路６ｉの潤滑油の吸入箇所は、必ず油貯留室２０の潤滑油に浸されるように配置する。
【００５３】
本実施の形態によれば、システム内の蒸発圧力をほぼ一定に保つように制御されているＧＨＰ（ガスヒートポンプ）用の気体圧縮機であっても、油戻し量調節部３０において、ロータ９の回転速度に対応して変化する圧縮室１４から吐出される気体の噴流力を利用して油戻し通路６ｈ、６ｉ、７ｈの開口面積を調節することにより、吐出室１８と吸入口１６の圧力差に依存することなく、油貯留室２０から吸入口１６や吸入部１５などの導入側に供給される潤滑油の流量を適切に調整することができる。
【００５４】
例えば、ロータ９の高速回転時には、吸気される気体の流量が多く、気体に含まれる潤滑油の比率が低下する傾向にある。このようなロータ９の高速回転時に、油戻し量調節部３０の弁部材３２が開状態、つまり、油貯留室２０と吸入部１５が連通状態となるように油戻し量調節部３０を設定することにより、油貯留室２０から不足する潤滑油を補うことができる。
一方、ロータ９の低速回転時には吸気される気体の流量が少なく、気体に含まれる潤滑油の比率が上昇する傾向にある。このようなロータ９の低速回転時に、油戻し量調節部３０の弁部材３２が閉状態、つまり、油貯留室２０と吸入部１５が非連通状態となるように油戻し量調節部３０を設定することにより、油貯留室２０からの潤滑油の供給を停止して、余分な潤滑油が導入側へ流入することを抑制することができる。
また、本実施の形態に係る気体圧縮機は、ビルやマンションなどの空調を行うシステムだけでなく、複数の部屋に隔てられた室内を部屋ごとに空調を行うカーエアコンシステムにも使用することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出側と導入側の圧力差がロータの回転速度に依存せずに一定であるような気体圧縮機において、圧縮室より吐出される気体の噴流力に応じて吸気部へ供給する潤滑油の量を調整することにより、適切に回転速度に応じた潤滑油を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る気体圧縮機の断面図を示した図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線断面から見た気体圧縮機本体およびその内部の断面図である。
【図３】油戻し量調節部および油戻し量調節部の周辺部の拡大図である。
【図４】油戻し量調節部の状態を弁部材の受ける噴流力の大きさごとに示した図である。
【図５】（ａ）は、弁部材に作用する圧縮気体の噴流力Ｆと弁部材の移動距離ｄの関係を示したグラフであり、（ｂ）は、（ａ）に示す、ＡポイントおよびＢポイントにおける弁部材の位置を示した図であり、（ｃ）は、ストッパを用いた例を示した図である。
【図６】凹状溝の変形例を示した図である。
【図７】本実施の形態に係る油戻し量調節部の変形例を示した図である。
【図８】本実施の形態に係る気体圧縮機の変形例を示した図である。
【符号の説明】
１  ケーシング
２  フロントヘッド
３  圧縮機本体
４  ベーン溝
５  フロントサイドブロック
６  リアサイドブロック
７  シリンダブロック
８  シリンダ室
９  ロータ
１３  ベーン
１４  圧縮室
１５  吸入部
１６  吸入口
１７  油分離器
１８  吐出室
１９  排気口
２０  油貯留室
２１  オイル通路
２２  吐出弁
２３  弁サポート
２５  サライ溝
【図１】
2004360607.tif 000003
【図２】
2004360607.tif 000004
【図３】
2004360607.tif 000005
【図４】
2004360607.tif 000006
【図５】
2004360607.tif 000007
【図６】
2004360607.tif 000008
【図７】
2004360607.tif 000009
【図８】
2004360607.tif 000010