(57)【要約】【課題】  潤滑油を分離する分離室を有する圧縮機において、分離室の気流体排出口の位置や方向性が制約されても分離性能の低下を来さず、設計の自由度が大きい圧縮機を提供する。【解決手段】  潤滑油を含む気流体を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構により圧縮された気流体を旋回させる筒状部分を有する分離室１５とを備えた圧縮機において、分離室１５の筒状部分の中心軸１５ａを屈曲若しくは湾曲させるとともにその中心軸１５ａに沿って筒状部分の内壁を屈曲若しくは湾曲させ、分離室１５からの気流体の排出口２２の位置や方向性に制約を受けることなく、筒状部分の長さを十分に確保できて必要な分離性能を確保できるようにした。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潤滑油を含む気流体を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構により圧縮された気流体を旋回させる筒状部分を有する分離室とを備えた圧縮機であって、分離室の筒状部分の中心軸を屈曲若しくは湾曲させるとともにその中心軸に沿って筒状部分の内壁を屈曲若しくは湾曲させたことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
圧縮機構の後部側板部に、駆動軸の軸受部を避けて分離室を配設したことを特徴とする請求項１記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用空調装置の圧縮機などの気流体の圧縮を行う圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような圧縮機においては、圧縮された気流体に伴って圧縮機の潤滑油の一部が空調装置のシステムサイクル中に吐出され、この気流体とともにシステムサイクル中に吐出される圧縮機の潤滑油の量が多くなるとシステム効率が低下してしまう。そこで、空調装置のシステムサイクル中への潤滑油の吐出を抑制し、空調装置のシステム効率を向上させるため、圧縮機構の吐出側の高圧ケースの後部に、圧縮された気流体から潤滑油を分離する分離室を設け、分離室の下側（重力の向き）に分離された潤滑油を貯える貯油室を形成し、貯油室に溜まった潤滑油を圧縮機構の潤滑部に供給するようにしたものが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような分離室を有する圧縮機の一例を図６、図７を参照して説明すると、圧縮機構１０１の後部に後部側板１０２を介して高圧室１０４と分離室１０５と貯油室１０６とを有する高圧ケース１０３が配設されている。圧縮機構１０１にて圧縮された気流体は後部側板１０２に形成された高圧通路１０７、高圧室１０４を介して分離室１０５の筒状部分に、導入口１０８から旋回流を形成するように導入されて潤滑油が分離され、分離された潤滑油は分離室１０５の下端に開口された導油口１０９から貯油室１０６に導入され、潤滑油が分離除去された気流体は分離室１０５の上端の気流体排出口１１０から空調装置のシステムサイクル中に送給される。
【特許文献１】特開平１１−８２３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような圧縮機においては、分離室１０５の内壁は中心軸１０５ａが鉛直方向の直円筒状であり、その直円筒状部分の長さが短くなり過ぎると分離性能が低下してしまうので、分離効率を向上するためにはある程度直円筒状部分の長さを長くする必要がある。しかるに、気流体排出口１１０の位置や方向性が制約されると、分離性能に必要な直円筒状の長さを確保することができない場合が出てくることがある。また、直円筒状の分離室１０５を物理的に設置することができず、本方式の遠心分離方式を採用できない場合も生じてくる。
【０００５】
そして、潤滑油の分離性能が低下すると、圧縮機中の潤滑油がシステムサイクル中へ多く吐出されてしまうため、システム効率が下がり、空調装置の性能が低下してしまうという問題がある。また、圧縮機内の潤滑油が少なくなり、圧縮機の信頼性・耐久性の低下をも招くことにもなる。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、潤滑油を分離する分離室を有する圧縮機において、分離室の気流体排出口の位置や方向性が制約されても分離性能の低下を来さず、設計の自由度が大きい圧縮機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の圧縮機は、潤滑油を含む気流体を圧縮する圧縮機構と、圧縮機構により圧縮された気流体を旋回させる筒状部分を有する分離室とを備えた圧縮機であって、分離室の筒状部分の中心軸を屈曲若しくは湾曲させるとともにその中心軸に沿って筒状部分の内壁を屈曲若しくは湾曲させたものである。
【０００８】
この構成によると、気流体を旋回させて潤滑油を分離する分離室の筒状部分を屈曲若しくは湾曲させて形成したことで、分離室からの気流体の排出口の位置や方向性に制約を受ける場合でも、筒状部分の長さを十分に確保できて必要な分離性能を確保することができ、潤滑油分離機能を有する圧縮機の設計自由度が向上する。
【０００９】
また、圧縮機構の後部側板部に、駆動軸の軸受部を避けて分離室を配設すると、気流体排出口の位置及び方向性が規制されない構成になり、分離室の筒状部分の長さを十分に確保することができ、また後部側板部は同一タイプの圧縮機シリーズの標準タイプとして利用できるため、標準化することで分離性能のばらつきを抑えることができるとともに、量産化することでコスト低下を図ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の圧縮機によれば、分離室の筒状部分の内壁がその中心軸の屈曲や湾曲に沿って屈曲若しくは湾曲させたことで、気流体排出口の位置や方向性に制約を受ける場合でも、筒状部分の長さを十分に確保できて必要な分離性能を確保することができ、設計自由度の大きい潤滑油分離機能付き圧縮機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の圧縮機の一実施形態について、図１〜３を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態の圧縮機においては、円筒内壁を有するシリンダ１内に、略円柱状のロータ２がその外周の一部がシリンダ１の内壁と微小隙間を形成して収容配置されるとともに、回転自在に支持されている。ロータ２には、複数のベーンスロット３が周方向に等間隔に設けられており、ベーンスロット３内には摺動自在にベーン４がそれぞれ挿入されている。ロータ２には駆動軸５が一体的に結合されており、駆動軸５を回転することでロータ２が回転する。シリンダ１の前後の両端面はそれぞれ前部側板６と後部側板７が接合されて閉鎖され、シリンダ１の内部に作動室８が形成されている。
【００１３】
作動室８には吸入口９及び吐出口１０が連通し、吐出口１０は後部側板７に形成された高圧通路１２に接続され、吐出口１０と高圧通路１２の間に吐出弁１１が配設されている。後部側板７の後面には、高圧室１４、分離室１５及び貯油室１６を形成された高圧ケース１３が取付られている。高圧室１４は、高圧通路１２に連通するとともに分離室１５の上部の周壁に形成された導入口１７を介して分離室１５内に連通している。分離室１５は、圧縮された気流体に含まれる潤滑油を分離するために設けられたものである。分離室１５は、その下端部で分離室１５と貯油室１６とを隔てる隔壁に開口された導油口１８を介して貯油室１６と連通されている。
【００１４】
貯油室１６に貯められた潤滑油は、給油路１９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の内壁等に供給され、各部を潤滑するとともに、ベーン背圧室２０に供給され、その圧力によりベーン４をロータ２の外側へ押し出す働きをする。給油路１９の途中には、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気流体（冷媒）の圧力に応じて制御するべーン背圧制御装置２１が設けられている。
【００１５】
エンジンなどの駆動源より動力伝達を受けて駆動軸５及びロータ２が、図２において反時計方向に回転すると、それに伴い低圧の気流体（冷媒）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気流体は吐出口１０より吐出弁１１を押し上げて高圧通路１２に吐出され、高圧室１４内に流入する。さらに、高圧の気流体は導入口１７から分離室１５内に流入する。
【００１６】
分離室１５は、いわゆる遠心分離式オイルセパレータと称される構造で、円筒状の空間にて構成されており、この分離室１５内に気流体を導く導入口１７は、円筒状空間内で気流体をより円滑に旋回させるように、円筒状空間の接線方向に気流体を導くように形成されていることが望ましい。導入された高圧の気流体は円筒状空間を旋回しつつ潤滑油を分離され、分離室１５の上端に開口された気流体排出口２２より空調装置のシステムサイクルに向けて圧縮機外に吐出される。気流体に含まれている潤滑油は、円筒状空間を旋回中に遠心力により、分離室１５の円筒状空間の内周面に接触して気流体から分離され、分離された潤滑油は分離室１５の内周面に沿って下方に移動する。
【００１７】
ところで、本実施形態では分離室１５は、図３に示すように、その気流体排出口２２の位置と開口方向がＡ位置に制約されている。そこで、分離室１５の中心軸１５ａをくの字状に屈曲させるとともに、その中心軸１５ａに沿って分離室１５の円筒状空間の内周面もくの字状に屈曲させ、気流体排出口２２をＡ位置で斜め上方向きに開口させている。このように、分離室１５の円筒状空間を屈曲若しくは湾曲させることにより、気流体排出口２２の位置や開口方向が制約されても分離室１５の長さＬを、分離性能に影響を与えない十分な長さに設定することができる。
【００１８】
分離室１５で分離された潤滑油は、導油口１８を通って貯油室１６に導かれる。導油口１８は貯油室１６に貯まった潤滑油の油面よりも下方の潤滑油中で開口している。このため、多かれ少なかれ分離室１５の下部若しくは導油口１８にも分離された潤滑油が貯油されることになる。また、貯油室１６に貯められた潤滑油は、給油路１９、ベーン背圧調整装置２１を介して圧縮機構のベーン背圧室２０に供給される。そして、給油路１９の貯油室１６側開口と導油口１８の貯油室１６側開口の相対的な高さ位置は同一高さであるか、給油路１９の貯油室１６側開口の方が高い位置にあることが望ましい。こうすることにより、導油口１８を貯油室１６内の潤滑油中で開口させることができる。
【００１９】
また、圧縮機構により吐出された気流体の圧力が分離室１５から貯油室１６内の潤滑油の油面を押し上げるように作用するが、貯油室１６の上部に溜まった気流体が潤滑油の押し上げを妨げることが考えられる。そこで、貯油室１６内の上部と分離室１５との間に、相互間での流体の移動を許容する連通路２３が設けられている。この連通路２３が貯油室１６の上部に溜まった気流体の逃がし穴として働くので、貯油室１６の押し上げが円滑に行われるようになる。
【００２０】
なお、連通路２３も導入口１７と同様に、分離室１５の円筒状空間の接線方向に気流体を導くように形成されていることが望ましい。そうすると、連通路２３に負圧が生じ、貯油室１６から分離室１５への気流体の移動が円滑になるからである。生じる負圧が大きい場合は、貯油室１６の油面の上昇が促進される。また、何からの要因により貯油室１６内の潤滑油が連通路２３まで達した場合にも、潤滑油は連通路２３を介して分離室１５に達するが、分離室１５に達すると直ぐに円筒状空間の内周面に沿って移動することになり、やがて貯油室１６に回収されるからである。
【００２１】
次に、本発明の圧縮機の他の実施形態について、図４、図５を参照して説明する。なお、上記実施形態と実質的に同一の構成要素については同一参照符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２２】
本実施形態では、前後に分割可能な後部前側板７ａと後部後側板７ｂにて構成された後部側板７の中に分離室２５が配設されている。この分離室２５には高圧通路１２に代えて形成した導入口１７から高圧の気流体が導入される。そして、分離室２５の円筒状部分は、図５に示すように、駆動軸５の軸受２４部分を避けて湾曲させて形成されている。また、分離室２５が後部側板７の中に配設されているので、その気流体排出口２６の位置及び方向性は規制されず、潤滑油が分離された高圧の気流体はこの気流体排出口２６から高圧ケース１３の高圧室１４に吐出され、この高圧室１４の任意の適所に形成された気流体排出口２２から圧縮機外に吐出される。
【００２３】
この構成によれば、後部側板７の中に軸受２４を避けるように分離室２５を設けたので、その気流体排出口２６の位置及び方向性が規制されない構成になり、分離室２５の円筒状空間の長さを十分に確保することができ、また後部側板７は同一タイプの圧縮機シリーズの標準タイプとして利用できるため、標準化することで分離性能のばらつきを抑えることができるとともに、量産化することでコスト低下を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の圧縮機は、気流体を旋回させて潤滑油を分離する分離室の筒状部分を屈曲若しくは湾曲させることで、分離室の気流体排出口の設置位置や方向性に制約を受ける場合でも分離性能の低下を避けることができ、そのため設計の自由度が大きくなるので、自動車用空調装置などの圧縮機やその他コンパクト化が求められる各種圧縮機に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の圧縮機の一実施形態の縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本発明の圧縮機の他の実施形態の縦断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図６】従来例の圧縮機の縦断面図である。
【図７】図６のＤ−Ｄ矢視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  シリンダ
２  ロータ
４  ベーン
５  駆動軸
７  後部側板
１５  分離室
２２  気流体排出口
２５  分離室
２６  気流体排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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