(57)【要約】【課題】機器の高性能化、省動力化、低コスト化を図るのに好適な空気調和装置とこれに用いられる気体圧縮機を提供する。【解決手段】気体圧縮機１の吐出弁室１３側とオイルセパレータ２側とを高圧ガス管１６で接続し、気体圧縮機１の吐出弁室１３から直接高圧ガス管１６を介してオイルセパレータ２側にオイル含有高圧冷媒ガスが吐出され、このオイルセパレータ２のみでその高圧冷媒ガス中のオイル分が分離されるものとする。オイルセパレータ２内のオイル溜り３６と気体圧縮機１のオイル供給孔３７とをオイル戻し管３８で接続し、オイルセパレータ２内のオイル溜り３６からオイル戻し管３８を介して気体圧縮機１のオイル供給孔３７に直にオイルが戻されるものとする。【選択図】  図２
2004360543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータの回転により冷媒ガスを圧縮する気体圧縮機と、
冷媒ガス中からオイル分を分離し貯留するオイルセパレータと、
上記気体圧縮機で圧縮されたオイル含有高圧冷媒ガスを上記オイルセパレータに導く高圧ガス管と、
上記オイルセパレータに貯留されたオイルを上記気体圧縮機側に戻すオイル戻し管とを有し、
上記気体圧縮機は、
上記冷媒ガスを吸入する吸入口と、
上記吸入口に連通し、該吸入口から吸入された冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、
上記圧縮室に連通し、該圧縮室で圧縮された上記冷媒ガスを吐出する吐出口と、
上記吐出口の下流端に設けられ、上記圧縮室への冷媒ガスの逆流を防止する吐出弁と、
上記吐出弁を収容する吐出弁室と、
上記ロータの回転に伴う摺動部を潤滑するオイルを供給するオイル供給孔とを備え、
上記高圧ガス管は、
その一端が上記吐出弁室側に接続され、その他端が上記オイルセパレータ側に接続され、
上記オイル戻し管は、
その一端が上記オイル供給孔に接続され、その他端が上記オイルセパレータ内のオイルの貯留部に接続されていること
を特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
上記空気調和装置は、
上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサと、
上記オイル戻し管を流れるオイルの流量を調整する流量調整手段と、
上記センサでの検出結果に基づき上記流量調整手段を制御する流量制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
上記空気調和装置は、
上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサと、
上記センサでの検出結果に基づき上記気体圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項４】
ロータの回転により冷媒ガスを圧縮する気体圧縮機であって、該気体圧縮機は、
上記冷媒ガスを吸入する吸入口と、
上記吸入口に連通し、該吸入口から吸入された冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、
上記圧縮室に連通し、該圧縮室で圧縮された上記冷媒ガスを吐出する吐出口と、
上記吐出口の下流端に設けられ、上記圧縮室への冷媒ガスの逆流を防止する吐出弁と、
上記吐出弁を収容する吐出弁室と、
上記ロータの回転に伴う摺動部を潤滑するオイルを供給するオイル供給孔と、
上記吐出弁室側に一端が接続され、他端が空気調和装置を構成するオイルセパレータ側に接続された高圧ガス管と、
上記オイル供給孔に一端が接続され、他端が空気調和装置を構成するオイルセパレータ内のオイルの貯留部に接続されたオイル戻し管と、
を備えることを特徴とする気体圧縮機。
【請求項５】
上記気体圧縮機は、
上記オイル戻し管を流れるオイルの流量を調整する流量調整手段と、
上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサからの検出結果に基づき上記流量調整手段を制御する流量制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の気体圧縮機。
【請求項６】
上記気体圧縮機は、
上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサからの検出結果に基づき上記気体圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の気体圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気調和装置とこれに用いられる気体圧縮機に関し、特に、その機器の高性能化と低コスト化を図れる空気調和装置とこれに用いられる気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気調和装置としては、例えば、図８に示すシステム構成が知られている。（例えば、特許文献１の図３参照）。
【０００３】
同図の空気調和装置においては、気体圧縮機１で冷媒ガスを圧縮し、この圧縮後の高圧冷媒ガスがオイルセパレータ２、コンデンサ３、リキッドタンク４、膨張弁５、エバポレータ６、アキュムレータ７の順に移行し、この移行の過程で低圧化した冷媒ガスが、アキュムレータ７から再び気体圧縮機１に導入され圧縮される。
【０００４】
気体圧縮機１からオイルセパレータ２側に吐出される高圧冷媒ガスは、ミスト化したオイル分を含んでいる。この高圧冷媒ガス中のオイル分は、オイルセパレータ２で分離捕獲され、オイルセパレータ２内底部のオイル溜り３６に一時貯留された後、オイル戻し管３８を通じて気体圧縮機１側に戻される。
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の空気調和装置によると、気体圧縮機１の冷媒ガス吸入側、具体的にはアキュムレータ７側から低圧の冷媒ガスが導入される気体圧縮機１の吸入室（図示省略）に、オイルセパレータ２内のオイルを戻すという構成を採用しているため、低圧の冷媒ガスと一緒に圧縮されるオイルの量が多いことから、冷房能力等の機器性能の低下や液圧縮による動力の増加等が生じている。
【０００６】
さらに、従来の空気調和装置の場合、気体圧縮機１で圧縮された高圧冷媒ガスは、気体圧縮機１に内蔵されている油分離器（図示省略）を通過した後、オイルセパレータ２側に吐出されることから、従来の空気調和装置にあっては、気体圧縮機１とオイルセパレータ２の２箇所で高圧冷媒ガス中からのオイルの分離が行なわれるという、重複したオイル分離機器構成となっており、オイル分離器が２個あるという無駄があり、これが機器全体のコスト高を招く一つの要因となっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１４７３５８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、機器の高性能化、省動力化、低コスト化を図るのに好適な空気調和装置とこれに用いられる気体圧縮機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の空気調和装置は、ロータの回転により冷媒ガスを圧縮する気体圧縮機と、冷媒ガス中からオイル分を分離し貯留するオイルセパレータと、上記気体圧縮機で圧縮されたオイル含有高圧冷媒ガスを上記オイルセパレータに導く高圧ガス管と、上記オイルセパレータに貯留されたオイルを上記気体圧縮機側に戻すオイル戻し管とを有し、上記気体圧縮機は、上記冷媒ガスを吸入する吸入口と、上記吸入口に連通し、該吸入口から吸入された冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、上記圧縮室に連通し、該圧縮室で圧縮された上記冷媒ガスを吐出する吐出口と、上記吐出口の下流端に設けられ、上記圧縮室への冷媒ガスの逆流を防止する吐出弁と、上記吐出弁を収容する吐出弁室と、上記ロータの回転に伴う摺動部を潤滑するオイルを供給するオイル供給孔とを備え、上記高圧ガス管は、その一端が上記吐出弁室側に接続され、その他端が上記オイルセパレータ側に接続され、上記オイル戻し管は、その一端が上記オイル供給孔に接続され、その他端が上記オイルセパレータ内のオイルの貯留部に接続されていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記本発明の空気調和装置では、気体圧縮機の吐出弁室から直接高圧ガス管を介してオイルセパレータ側に高圧冷媒ガスが吐出され、このオイルセパレータのみで高圧冷媒ガス中のオイル分が分離される。また、オイルセパレータ内に貯留されたオイルはオイル戻し管を介して気体圧縮機のオイル供給孔に直に戻される。
【００１１】
上記本発明の空気調和装置は、さらに、上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサと、上記オイル戻し管を流れるオイルの流量を調整する流量調整手段と、上記センサでの検出結果に基づき上記流量調整手段を制御する流量制御手段とを、備えてもよい。
【００１２】
上記本発明の空気調和装置は、さらに、上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサと、上記センサでの検出結果に基づき上記気体圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段とを、備えてもよい。
【００１３】
本発明の気体圧縮機は、ロータの回転により冷媒ガスを圧縮する気体圧縮機であって、該気体圧縮機は、上記冷媒ガスを吸入する吸入口と、上記吸入口に連通し、該吸入口から吸入された冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、上記圧縮室に連通し、該圧縮室で圧縮された上記冷媒ガスを吐出する吐出口と、上記吐出口の下流端に設けられ、上記圧縮室への冷媒ガスの逆流を防止する吐出弁と、上記吐出弁を収容する吐出弁室と、上記ロータの回転に伴う摺動部を潤滑するオイルを供給するオイル供給孔と、上記吐出弁室側に一端が接続され、他端が空気調和装置を構成するオイルセパレータ側に接続された高圧ガス管と、上記オイル供給孔に一端が接続され、他端が空気調和装置を構成するオイルセパレータ内のオイルの貯留部に接続されたオイル戻し管と、を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
上記本発明の気体圧縮機によると、この気体圧縮機の吐出弁室から直接高圧ガス管を介してオイルセパレータ側に高圧冷媒ガスが吐出され、このオイルセパレータのみで高圧冷媒ガス中のオイル分が分離されるという空気調和装置のシステム構成を構築できる。また、オイルセパレータ内に貯留されたオイルがオイル戻し管を介して気体圧縮機のオイル供給孔に直に戻されるという空気調和装置のシステム構成も構築できる。
【００１５】
上記本発明の気体圧縮機は、さらに、上記オイル戻し管を流れるオイルの流量を調整する流量調整手段と、上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサからの検出結果に基づき上記流量調整手段を制御する流量制御手段とを、備えてもよい。
【００１６】
上記本発明の気体圧縮機は、さらに、上記オイルセパレータに貯留されるオイルのレベルを検出するセンサからの検出結果に基づき上記気体圧縮機の回転数を制御する回転数制御手段を備えてもよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を基に詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態である空気調和装置のシステム構成の説明図、図２は図１の空気調和装置の要部（気体圧縮機、オイルセパレータ、制御手段）の説明図、図３は図２の気体圧縮機のＡ−Ａ線断面図、図４は図２の制御手段による制御動作の説明図である。
【００１９】
図１の空気調和装置は、気体圧縮機１で冷媒ガスを圧縮し、この圧縮後の冷媒ガスがオイルセパレータ２、コンデンサ３、リキッドタンク４、膨張弁５、エバポレータ６、アキュムレータ７の順に移行し、再び気体圧縮機１に戻って圧縮されるというシステム構成を採用している。
【００２０】
図２に示したように、気体圧縮機１は筒状のシリンダ１０を具備し、シリンダ１０のフロント側１０Ｆ開口端面とリア側１０Ｒ開口端面にはサイドブロック１１、１２がそれぞれ取り付けられ、これらのサイドブロック１１、１２によりシリンダ１０の両開口端は塞がれている。
【００２１】
以下、上記シリンダ１０のフロント側１０Ｆ開口端を塞いでいるサイドブロック１１のことを「フロントサイドブロック」といい、同シリンダ１０のリア側１０Ｒ開口端を塞いでいるサイドブロック１２のことを「リアサイドブロック」という。
【００２２】
図３に示したように、シリンダ１０はその内周が略楕円状に形成され、このシリンダ１０楕円短径部には、吐出弁室１３と吐出口１４が設けられている。
【００２３】
吐出口１４は、その一端が吐出弁室１３の底面に開口し、その他端がシリンダ１０内に開口するように、シリンダ１０楕円短径部の肉厚部に穿設されている。
【００２４】
吐出弁室１３は、シリンダ１０楕円短径部の肉厚部に長孔状に形成されている。また、この吐出弁室１３内には、その底面側、すなわち、吐出口１４の下流側に、吐出口１４を開閉するための吐出弁１５が設置されている。
【００２５】
また、本実施形態の気体圧縮機１においては、上記吐出弁室１３に高圧ガス管１６の一端が直接接続されている。この高圧ガス管１６の他端はオイルセパレータ２側に接続されている（図２参照）。
【００２６】
シリンダ１０の内側にはロータ１７が回転可能に収容され、ロータ１７の軸心には回転軸としてロータ軸１８が一体に設けられている。
【００２７】
図２に示したように、ロータ軸１８は両サイドブロック１１、１２にそれぞれ設けた軸受１９、２０で支持されている。この両サイドブロック１１、１２の軸受１９、２０はそれぞれのサイドブロック１１、１２の表裏面を貫通する孔形状となっている。
【００２８】
フロントサイドブロック１１の外表面側にはフロントヘッド２１が装着されている。このフロントヘッド２１とフロントサイドブロック１１との間には吸入室２２が設けられており、吸入室２２は、フロントヘッド２１の内面に設けた凹部とフロントサイドブロック１１の外表面とにより形成されている。また、この吸入室１２には、アキュムレータ７側からフロントヘッド２１の吸入ポート２３を介して、低圧の冷媒ガスが導入される。
【００２９】
フロントヘッド２１の外表面にはボス部２４が突出形成されている。このボス部２４の中央には、フロントサイドブロック１１の軸受１９に連通する貫通孔２５が開設されている。
【００３０】
ロータ軸１８のフロント側１８Ｆ端部は、フロントサイドブロック１１の軸受１９からフロントヘッド２１の貫通孔２５内に突出している。ロータ軸１８の外周面と貫通孔２５との間にはシール部材２６が設けられ、このシール部材２６によりロータ軸１８の外周面がシールされ、フロントヘッド２１の内外がシール部材２６で遮断されている。
【００３１】
ロータ軸１８のリア側１８Ｒ端面はカバー部材２７で覆われている。このカバー部材２７はシール部材を介してリアサイドブロック１２の外表面に取り付けられている。
【００３２】
フロントヘッド２１のボス部２４外周にはベアリング２８を介してプーリ２９が回転可能に取り付けられている。このプーリ２９の回転力が連結部材３０を介してロータ軸１８のフロント側１８Ｆ端部に伝達され、これによりロータ軸１８はその軸心回りに回転する。プーリ２９は図示しないエンジンやモータ等の動力で回転駆動される。
【００３３】
図３に示したように、ロータ１７の外周面にはスリット状のベーン溝３１が５つ切り込み形成されている。これらのベーン溝３１にはそれぞれ１枚ずつベーン３２が摺動可能に装着されている。各ベーン３２はいずれもロータ１７の外周面からシリンダ１０の内周面に向かって出没可能に設けられている。
【００３４】
図２の気体圧縮機１では、シリンダ１０は図３のように内周が略楕円状に形成され、この内周略楕円状のシリンダ１０の中心部に真円のロータ１７を配置することで、シリンダ１０とロータ１７との間の隙間空間からなる三日月型のシリンダ室３３がロータ軸１８を中心として１８０°対向する位置に２つ形成される構造と、この２つのシリンダ室３３、３３をベーン３２が複数の小室に仕切り形成するという構造を採用している。
【００３５】
上記の如くベーン３２により仕切られた小室が圧縮室３４である。圧縮室３４は、ロータ軸１８と一体にロータ１７が図中矢印イの方向へ回転することにより容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出を行なう。
【００３６】
すなわち、気体圧縮機の運転開始によりロータ１７が回転し、これにより圧縮室３４の容積変化が生じると、その容積増加時に、吸入室２２内の低圧冷媒ガスが圧縮室３４へ吸入される。この吸入動作は、フロントサイドブロック１１の吸入口（図示省略）や、シリンダ１０の吸入通路３５と連通するようにリアサイドブロック１２の端面に掘られた吸入口（図示省略）を介して行なわれる。
【００３７】
そして、圧縮室３４の容積が減少し始めると、その容積減少効果により圧縮室３４内の冷媒ガスが圧縮され始める。その後、圧縮された冷媒ガスの圧力が吐出弁室１３側の圧力よりも高くなると、その圧力差で吐出口１４の吐出弁１５が開く。
【００３８】
上記のようにして吐出弁１５が開くと、圧縮室３４内の高圧冷媒ガスが吐出口１４から吐出弁室１３側へ吐出する。ベーン３２が吐出口１４を通過すると同時に、吐出弁１５を挟んだ次の圧縮室３４と吐出弁室１３との圧力差が逆転して、吐出弁１５が閉じ、冷媒ガスの逆流を防止する。
【００３９】
吐出弁室１３内に吐出した高圧冷媒ガスは、さらに高圧ガス管１６を通ってオイルセパレータ２側に導入される。このとき、吐出弁室１３内に吐出した高圧冷媒ガス中には、軸受１９、２０等の摺動部の潤滑や隙間部のシールのためのオイルがミストの状態で含まれている。
【００４０】
このようなオイル含有高圧冷媒ガス中のオイル分は、オイルセパレータ２で分離捕獲される。そして、このオイルセパレータ２内底部のオイル溜り３６（オイルの貯留部）に、その分離したオイル分が一時貯留される。
【００４１】
気体圧縮機１の内部にはオイル供給孔３７が設けられている。このオイル供給孔３７は気体圧縮機１内で、ロータ１７の回転に伴い摺動してオイル潤滑を必要とする部位、例えば、▲１▼軸受９、１０、▲２▼ベーン２２底部の隙間空間、▲３▼ロータサイド隙間、▲４▼ロータ周方向隙間等へオイルを供給するために設けられている。
【００４２】
ベーン２２底部の隙間空間へオイルを供給するのは、気体圧縮機１の運転時において、そのオイル圧と遠心力によりベーン２２をシリンダ１０の内壁に向かって押しつけるためである。また、ロータサイド隙間とは、フロントサイドブロック１１またはリアサイドブロック１２とロータ１７との間の隙間であり、ロータ周方向隙間とは、ロータ１７とシリンダ１０との間の隙間である。これら２箇所の隙間にオイルを供給するのは、ロータ１７と両サイドブロック１１、１２並びにシリンダ１０との潤滑を図るためと、その隙間を介して高圧側から低圧側へ高圧冷媒ガスがリークする、いわゆる内部リークの減少を図るためである。
【００４３】
本実施形態の場合、上記オイル供給孔３７は、その一端１２ａがオイル導入口としてリアサイドブロック１２の外表面に開口し、その他端がフロントサイドブロック１１とリアサイドブロック１２の軸受１９、２０のクリアランス側に開口している。尚、このオイル供給孔３７は、具体的には、リアサイドブロック１２に穿設された孔３７−１と、これに連通するようにシリンダ１０の肉厚部分に穿設された孔３７−２と、これに連通するようにフロントサイドブロック１１に穿設された孔３７−３により構成されている。
【００４４】
また、本実施形態の空気調和装置では、上記のような気体圧縮機１のオイル供給孔３７に、オイルセパレータ２内のオイルを直接導入するという構造を採用している。
【００４５】
すなわち、図２に示す気体圧縮機１において、そのリアサイドブロック１２の外表面に開口しているオイル供給孔３７の一端（オイル導入口）には、オイル戻し管３８の一端３８ａが接続されている。このオイル戻し管３８の他端３８ｂについては、オイルセパレータ２内底部のオイル溜り３６の底に開口する構造となっている。
【００４６】
従って、上記気体圧縮機１からオイルセパレータ２側に高圧冷媒ガスと一緒に流出したオイル分は、オイルセパレータ２内のオイル溜り３６に一時貯留された後、オイル戻し管３８を介して気体圧縮機１のオイル供給孔３７に直接戻されるようになっている。
【００４７】
このとき、オイルセパレータ２のオイル溜り３６には高圧冷媒ガスの圧力Ｐｄが作用しているので、その気体圧縮機１のオイル供給孔３７に導入されるオイルは、高圧冷媒ガス圧Ｐｄ相当の高圧のオイルであり、このオイルがオイル供給孔３７を介して軸受１９、２０側に供給されて、軸受１９、２０の潤滑が行なわれる。
【００４８】
ロータ１７の端面と対向しているリアサイドブロック１２の内面にはサライ溝３９が設けられている。このサライ溝３９は、リアサイドブロック１２の軸受２０の周囲に形成され、かつ、軸受２０のクリアランスに開口し連通している。また、このサライ溝３９には、冷媒ガスの吸入過程から圧縮過程の時期に、ベーン溝３１底部側がその側面から対向し連通するように構成されている。このような構造からなるサライ溝３９はフロントサイドブロック１１の内面にも同様に設けられている。
【００４９】
ロータ軸１８のリア側１８Ｒ端部にはリア背圧空間４０が設けられている。このリア背圧空間４０は、ロータ軸１８のリア側１８Ｒ端面を覆っているカバー部材２７の内面と、ロータ軸１８のリア側１８Ｒ端面を含む壁面とで形成されている。また、このリア背圧空間４０は、リアサイドブロック１２に穿設された中圧オイル供給孔４１を介して同リアサイドブロック１２のサライ溝３９に連通する構造となっている。
【００５０】
従って、本実施形態の気体圧縮機１においては、リアサイドブロック１２の軸受２０側へ供給されたオイルは、さらに同軸受２０のクリアランスを通過してリアサイドブロック１２のサライ溝３９側へ流出し供給されるとともに、同軸受２０のクリアランス、リア背圧空間４０、中圧オイル供給孔４１をその順に通過してサライ溝３９側へ流出し供給される。一方、フロントサイドブロック１１の軸受１９側へ供給されたオイルは、同軸受１９のクリアランスを通過してフロントサイドブロック１１のサライ溝３９側へ流出し供給される。
【００５１】
この際、軸受１９または軸受２０のクリアランス通過時に、オイルは絞られ減圧される。これにより、フロントサイドブロック１１とリアサイドブロック１２の各サライ溝３９、３９に供給されるオイルの圧力は、いずれも、軸受１９、２０へ供給されるオイルの圧力より低く、高圧冷媒ガスの圧力Ｐｄと冷媒ガスの吸入圧力Ｐｓとの中間の圧力となる。以下、この中間の圧力のオイルを「中圧オイル」という。
【００５２】
そして、このサライ溝３９内の中圧オイルがベーン背圧としてベーン３２底部の隙間空間へ供給され、このベーン３２底部の隙間空間からベーン３２の底部に中圧オイルの圧力が作用する。ベーン３２にはロータ１７の回転による遠心力も作用する。従って、その中圧オイルの圧力と遠心力により、ベーン３２はロータ１７の外周面からシリンダ１０の内周面に向かって飛び出る。
【００５３】
尚、本実施形態の気体圧縮機１では、内周略楕円形状のシリンダ１０の中心に真円のロータ１７を配置することで、ロータ軸１８を中心として１８０°対向する位置に三日月型のシリンダ室３３が２つ形成される構造を採用している。このため、その双方のシリンダ室３３、３３において冷媒ガスの吸入・圧縮・吐出という一連の動作を行なうことが可能となっている。
【００５４】
また、本実施形態の気体圧縮機では、ロータ１７にベーン３２を５枚配設しているため、ロータ１７が１回転する間に一方の三日月型シリンダ室３３内では当該ベーン３２により仕切られた圧縮室が５回形成される。従って、ロータ１７が１回転する間には、一方の三日月型シリンダ室３３で冷媒ガスの吸入・圧縮・吐出という一連の動作が５回行われ、双方のシリンダ室３３、３３で都合１０回行なわれる。
【００５５】
このような構造との関係から、リアサイドブロック１２やフロントサイドブロック１１のサライ溝３９については、ロータ軸１８を中心として１８０°対向する位置にそれぞれ１つずつ計２つ設けている。これと同様に吸入通路３５、吐出弁室１３、吐出口１４、吐出弁１５等についても、それぞれ２つずつ設けている。
【００５６】
本実施形態の空気調和装置の場合、オイルセパレータ２に貯留されるオイルのレベルは、センサ４２、流量調整手段４３、および流量制御手段４４により管理される。
【００５７】
センサ４２は、オイルセパレータ２内に貯留されるオイルのレベル（以下、オイルセパレータ２内の貯留オイルレベルという。）を検出する。このセンサ４２の具体例として、本実施形態では図１に示すレベルセンサ４５を用いている。
【００５８】
本実施形態のレベルセンサ４５は、オイルに浮くフロート４６と、このフロート４６の上下動をガイドするガイドバー４７と、フロート４６の上方に設置されてフロート４６までの距離を電気的、光学的若しくは音波を利用して検出するセンサ本体４８とからなる。
【００５９】
このような構造からなるレベルセンサ４５は、センサ本体４８で検出したセンサ検知面からフロート４６までの距離に基づき、オイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベルを検出する。
【００６０】
流量調整手段４３は、オイル戻し管３８の途中に設置した電動バルブ４９から構成されており、この電動バルブ４９は流量制御手段４４からの指令により制御される。
【００６１】
流量制御手段４４は、レベルセンサ４５での検出結果、すなわち現在のオイルセパレータ２内の貯留オイルレベルに基づき電動バルブ４９に指令を与え、その指令により電動バルブ４９の開度を制御する。
【００６２】
本実施形態の場合、電動バルブ４９は基本的には全開に設定されるものとしている。これは気体圧縮機１側のオイルを十分に確保するためである。そして、電動バルブ４９を閉める必要があるとき、具体的には、オイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベルが最低レベルとなったときに、この電動バルブ４９は流量制御手段４４からの電圧指令によって所定の量だけ閉められる。これは気体圧縮機１の正常な動作を確保するためである。
【００６３】
すなわち、オイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベルが最低レベルを下回った場合は、オイルセパレータ２側からオイル戻し管３８を介して気体圧縮機１のオイル供給孔３７側に冷媒ガスが供給される可能性が高くなる。もし、そのような冷媒ガスが気体圧縮機１のオイル供給孔３７側に供給されるといった事態が生じると、オイル供給孔３７を介する軸受１９、２０側へのオイルの供給が停止してしまい、軸受１９、２０の潤滑不良が生じる等の不具合が生じ、気体圧縮機１の正常な動作が損なわれる。
【００６４】
このため、本実施形態では、上記の如く、オイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベルが最低レベルとなったときに、流量制御手段４４からの指令で電動バルブ４９が所定の量だけ閉まり、これにより、オイルセパレータ２内に貯留されるオイルが最低レベルを下回って空にならないようにしている。
【００６５】
オイルセパレータ２は金網等からなるオイル分離フィルタ５０を有する。このオイル分離フィルタ５０は、オイルセパレータ２の内底面から所定の高さの位置に取り付けられている。また、このオイルセパレータ２側に接続されている上記高圧ガス管１６の他端１６ｂは、そのオイル分離フィルタ５０より下方の空間に開口している。
【００６６】
オイルセパレータ２内のオイル溜り３６は、オイル分離フィルタ５０の下部側に形成される。また、このオイルセパレータ２は、オイル分離フィルタ５０の上部側に、コンデンサ３側に連通する高圧ガス管５１の一端が開口する構造となっている。
【００６７】
次に、上記の如く構成された空気調和装置の動作について図１、図２、図３を用いて説明する。
【００６８】
図１の空気調和装置によると、その運転開始により気体圧縮機１が作動し、この気体圧縮機１で圧縮された高圧冷媒ガスが高圧ガス管１６を介してオイルセパレータ２側に吐出される。このとき、高圧冷媒ガス中にはオイルがミストとなって含まれている。このオイル含有高圧冷媒ガスは、図２のように、オイル分離フィルタ５０の下方の空間に向かって下向きに噴出し、その後、オイル分離フィルタ５０を通過してから、上方の高圧ガス管５１を介してコンデンサ３側に流出する。
【００６９】
そして、オイル含有高圧冷媒ガス中のオイル分は、オイル分離フィルタ５０を通過する際、そのオイル分離フィルタ５０で分離・捕獲され、かつ、オイルセパレータ２内底部のオイル溜り３６に滴下し一時貯留される。このオイル溜り３６に貯留されているオイルは、オイル戻し管３８を介して気体圧縮機１のオイル供給孔３７に直接戻される。
【００７０】
また、この図１の空気調和装置では、その運転開始により、オイルセパレータ２内の貯留オイルレベルを監視する動作、具体的にはオイルセパレータ２内底部に貯留されるオイル溜り３６の貯留オイルレベルを監視するという動作が行なわれる。
【００７１】
すなわち、この図１の空気調和装置においては、図４に示したように、レベルセンサ４５がオイルセパレータ２内の貯留オイルレベルを検知する（ステップ１００）。
【００７２】
レベルセンサ４５での検知結果（オイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベル）は流量制御手段４４に送出される。そうすると、流量制御手段４４では、レベルセンサ４５から検知結果の送出があったときに、そのレベルセンサ４５からの検知結果に基づきオイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベルが最低レベルであるか否かを判断する（ステップ１０１）。
【００７３】
上記ステップ１０１において最低レベルではないと判断した場合は、ステップ１００の処理に戻り、レベルセンサ４５による検知が再度行なわれる。
【００７４】
上記ステップ１０１において最低レベルであると判断した場合は、例えば、全開に設定されている電動バルブ４９を所定量だけ閉めるために必要なバルブ制御指令電圧を算出する。このバルブ制御指令電圧の算出は流量制御手段４４において行なわれる（ステップ１０２）。
【００７５】
そして、上記の如く算出したバルブ制御指令電圧が流量制御手段４４から電動バルブ４９に対して出力される（ステップ１０３）。
【００７６】
そうすると、電動バルブ４９がそのバルブ制御指令電圧に基づき所定量だけ閉まる。これにより、オイル戻し管３８のオイル流量が低下し、オイル戻し管３８を介するオイルセパレータ２側から気体圧縮機１側へのオイル戻り量が減る。このため、それまで最低レベルであったオイルセパレータ２側の貯留オイルレベルが上昇しはじめる。
【００７７】
従って、オイルセパレータ２側の貯留オイルレベルは常時、最低レベル以上に保持される。また、オイル戻し管３８はその他端がオイルセパレータ２内底部のオイル溜り３６の底に開口しているから、このオイル戻し管３８を介してオイルセパレータ２側から気体圧縮機１のオイル供給孔３７側に冷媒ガスが供給されるという事態も生じない。
【００７８】
尚、電動バルブ４９を完全に閉めてしまうと、オイル戻し管３８を介するオイルセパレータ２側から気体圧縮機１側へのオイルの供給が完全にストップしてしまうから、電動バルブ４９は上記の如く所定量だけ閉めるものとし、完全に電動バルブ４９を閉める操作はしない。
【００７９】
コンデンサ３側に流出した高圧冷媒ガスは、リキッドタンク４、膨張弁５、エバポレータ６、アキュムレータ７の順に移行し、その移行過程で低圧の冷媒ガスとなって最終的に気体圧縮機１の吸入ポート２３側に導入され、この気体圧縮機１で再び圧縮される。
【００８０】
ところで、図１の空気調和装置においては、オイルセパレータ２側の貯留オイルレベルを最低レベル以上に保持する手段として、電動バルブ４９でオイル戻し管３８のオイル流量を調節する手段を採用したが、これに代えて、気体圧縮機１の運転回転数を変化させることにより、オイルセパレータ２側の貯留オイルレベルを最低レベル以上に保持してもよい。
【００８１】
例えば、気体圧縮機１の運転回転数が高い場合、具体的にはロータ１７が高速で回転している間は、気体圧縮機１からオイルセパレータ２側に吐出される単位時間当たりのオイル含有高圧冷媒ガスの吐出容量が多いため、オイルセパレータ２のオイル分離フィルタ５０によるオイルの分離が間に合わず、効率よくオイルセパレータ２側にオイルを貯留することができない。
【００８２】
これに対し、気体圧縮機１の運転回転数が低い場合、具体的にはロータ１７が低速で回転している間は、気体圧縮機１からオイルセパレータ２側が吐出される単位時間当たりのオイル含有高圧冷媒ガスの吐出容量が少ないため、オイル分離フィルタ５０でオイルの分離を十分に行なう余裕ができ、効率よくオイルセパレータ２側にオイルを貯留することができる。
【００８３】
以上のような気体圧縮機１の運転回転数とオイル分離フィルタ５０によるオイルの分離性能との関係を考慮して、図５の空気調和装置においては、レベルセンサ４５と回転数制御手段５２を用いて気体圧縮機１の運転回転数を変化させることにより、オイルセパレータ２側の貯留オイルレベルを最低レベル以上に保持するものとした。
【００８４】
図５の空気調和装置で用いたレベルセンサ４５の具体的な構造とその作動原理等については、図１の空気調和装置で説明したレベルセンサ４５と同様であるため、その詳細説明は省略する。
【００８５】
図５の空気調和装置で用いた回転数制御手段５２は、レベルセンサ４５からの検出結果（オイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベル）に基づき気体圧縮機１の運転回転数を制御する。以下この具体的な制御の内容を図６に基づき説明する。
【００８６】
図５の空気調和装置では、その運転開始により、図１の空気調和装置と同時にオイルセパレータ２内の貯留オイルレベルを監視する動作、具体的にはオイルセパレータ２内底部に貯留されるオイル溜り３６の貯留オイルレベルを監視する動作が行なわれる。すなわち、レベルセンサ４５がオイルセパレータ２内の貯留オイルレベルを検知する（ステップ２００）。
【００８７】
上記レベルセンサ４５での検知結果（オイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベル）は回転数制御手段５２に送出される。そうすると、回転数制御手段５２では、レベルセンサ４５から検知結果の送出があったときに、そのレベルセンサ４５からの検知結果に基づきオイルセパレータ２内の現在の貯留オイルレベルが最低レベルであるか否かを判断する（ステップ２０１）。
【００８８】
上記ステップ２０１において最低レベルではないと判断した場合は、ステップ２００の処理に戻り、レベルセンサ４５による検知が再度行なわれる。
【００８９】
上記ステップ２０１において最低レベルであると判断した場合は、現在の気体圧縮機１の運転回転数を維持するとオイルセパレータ２内の貯留オイルレベルが最低レベルを下回ってしまうおそれがあるから、現在の運転回転数より低い運転回転数で気体圧縮機１を運転させるため、その低い運転回転数を得るのに必要な回転数制御指令電圧を算出する。この回転数制御指令電圧の算出は回転数制御手段５２において行なわれる（ステップ２０２）。
【００９０】
そして、上記の如く算出した回転数制御指令電圧が回転数制御手段５２から駆動源５３に対して出力される。ここで、駆動源５３は気体圧縮機１を駆動するエンジンまたはモータ等である。駆動源５３がエンジンである場合は、回転数制御手段５２からの回転数制御指令電圧によりエンジンの回転数が低くなる。また駆動源５３がモータである場合は、回転数制御手段５２からの回転数制御指令電圧によりモータの回転数が低くなる（ステップ２０３）。
【００９１】
そうすると、上記のような駆動源５３の回転数の低下に連動して気体圧縮機１の運転回転数が低くなる。これにより、気体圧縮機１における単位時間当たりの冷媒ガスの圧縮量と吐出量が減少する。その結果、気体圧縮機１からオイルセパレータ２側に吐出される単位時間当たりのオイル含有高圧冷媒ガスの吐出容量が減り、オイル分離フィルタ５０でオイルの分離を十分に行なう余裕ができることから、効率よくオイルセパレータ２側にオイルが貯留され、オイルセパレータ２内のオイルレベルが上昇する。
【００９２】
従って、オイルセパレータ２側の貯留オイルレベルは常時、最低レベル以上に保持される。また、この図４の空気調和装置においても、オイル戻し管３８はその他端がオイルセパレータ２内底部のオイル溜り３６の底に開口しているから、このオイル戻し管３８を介してオイルセパレータ２側から気体圧縮機１のオイル供給孔３７側に冷媒ガスが供給されるという事態は生じない。
【００９３】
上記実施形態では、空気調和装置における気体圧縮機１の具体例として、内周楕円状のシリンダ１０内の中央部に真円のロータ１７を配置した構造を有するものについて説明したが、本発明は、その構造の気体圧縮機に限定されることはなく、例えば、図７に示す構造の気体圧縮機１にも適用することができる。
【００９４】
図７の気体圧縮機１は、シリンダ１０の内周が真円状に形成され、この内周真円状のシリンダ１０の軸心から偏心した位置に真円のロータ１７を配置することで、ロータ１７の外周一方側にシリンダ１０とロータ１７との間の隙間空間からなるシリンダ室３３が１つだけ形成される構造と、この１つのシリンダ室３３を３つのベーン３２が複数の小室に仕切り形成するという構造を採用したものである。尚、上記の如くベーン３２により仕切られた小室が圧縮室３４であり、この圧縮室３４は、ロータ軸１８と一体にロータ１７が図中矢印イの方向へ回転することにより容積の大小変化を繰り返し、この容積変化により冷媒ガスの吸入、圧縮、吐出を行なうことは図１の気体圧縮機と同様であるため、その詳細説明は省略する。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によると、気体圧縮機の吐出弁室から直接高圧ガス管を介してオイルセパレータ側に高圧冷媒ガスを吐出し、このオイルセパレータのみで高圧冷媒ガス中のオイル分を分離するという構成を採用した。このため、従来、気体圧縮機とオイルセパレータという２箇所で行なわれていたオイルの分離がオイルセパレータのみに集約されるから、オイル分離器構成の重複がなく、余分なオイル分離器を無駄にもたない点で、機器全体のコスト低減を図れる。
【００９６】
また、本発明にあっては、オイルセパレータ内のオイルの貯留部からオイル戻し管を介して気体圧縮機のオイル供給孔にオイルを戻すという構造を採用した。このため、気体圧縮機において低圧の冷媒ガスと一緒に圧縮されるオイルの量が大幅に減ることから、冷房能力等の機器性能の向上を図れるとともに、液圧縮による動力の増加を効果的に防止でき、機器の省動力化も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である空気調和装置のシステム構成の説明図。
【図２】図１の空気調和装置の要部（気体圧縮機、オイルセパレータ、制御手段等）の説明図。
【図３】図２の気体圧縮機のＡ−Ａ線断面図。
【図４】図２の制御手段による制御動作の説明図。
【図５】本発明における制御手段の他の実施形態の説明図。
【図６】図５の制御手段による制御動作の説明図。
【図７】本発明における気体圧縮機の他の実施形態の説明図。
【図８】従来の空気調和装置のシステム構成の説明図。
【符号の説明】
１  気体圧縮機
２  オイルセパレータ
３  コンデンサ
４  リキッドタンク
５  膨張弁
６  エバポレータ
７  アキュムレータ
１０  シリンダ
１０Ｆ  シリンダのフロント側
１０Ｒ  シリンダのリア側
１１  サイドブロック（フロントサイドブロック）
１２  サイドブロック（リアサイドブロック）
１３  吐出弁室
１４  吐出口
１５  吐出弁
１６  高圧ガス管
１７  ロータ
１８  ロータ軸
１９、２０  軸受
２１  フロントヘッド
２２  吸入室
２３  吸入ポート
２４  ボス部
２５  貫通孔
２６  シール部材
２７  カバー部材
２７  シール部材
２８  ベアリング
２９  プーリ
３０  連結部材
３１  ベーン溝
３２  ベーン
３３  シリンダ室
３４  圧縮室
３５  吸入通路
３６  オイル溜り
３７  オイル供給孔
３８  オイル戻し管
３９  サライ溝
４０  リア背圧空間
４１  中圧オイル供給孔
４２  センサ
４３  流量調整手段
４４  流量制御手段
４５  レベルセンサ（センサ）
４６  フロート
４７  ガイドバー
４８  センサ本体
４９  電動バルブ（流量調整手段）
５０  オイル分離フィルタ
５１  高圧ガス管
５２  回転数制御手段
５３  駆動源
【図１】
2004360543.tif 000003
【図２】
2004360543.tif 000004
【図３】
2004360543.tif 000005
【図４】
2004360543.tif 000006
【図５】
2004360543.tif 000007
【図６】
2004360543.tif 000008
【図７】
2004360543.tif 000009
【図８】
2004360543.tif 000010