(57)【要約】【課題】圧力損失が少なく高いオイル分離効率が得られる高性能なセパレート付圧縮機の提供。【解決手段】円筒容器７ｂと、前記円筒容器の内周面に対して接線方向に開口する導入口７ｃと、前記円筒容器の内側に配置され当該円筒容器よりも小径の分離管７ｄとを有し、前記導入口から流入したオイルと冷媒の混合ガスからオイルを遠心分離により分離するように構成したオイルセパレータ付圧縮機であって、前記分離管７ｄには前記導入口から流入する混合ガスの流入方向と位置ずれした位置にオイル分離後の冷媒を流入させるスリット７ｅを設けた構成としてある。これによって、円筒容器の外周を旋回して遠心力によりオイル分離された冷媒が旋回流のまま向きを変えることなくスリットを介して分離管内部に流入するため、圧力損失の増大を抑制することが出来、高いオイル分離効果が得られる。【選択図】図２
2013241902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部から吐出口に至る経路の途中に分離部を設け、この分離部は、円筒容器と、前記円筒容器の内周面に対して接線方向に開口する導入口と、前記円筒容器の内側に配置され当該円筒容器よりも小径の分離管とを有し、前記分離管には前記導入口から流入する混合ガスの流入方向と位置ずれした位置にオイル分離後の冷媒を流入させるスリットを設けたことを特徴としたオイルセパレータ付圧縮機。
【請求項２】
分離管に設けたスリットは、導入口の軸と並行、かつ、導入口と位置ずれした状態で向かい合う位置近傍に開口していることを特徴とした請求項１に記載のオイルセパレータ付圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明はオイルセパレータ付電動圧縮機に関するものであり、中でも車輌用空調装置の冷凍回路に設けられるオイルセパレータ付電動圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の圧縮機においては、圧縮機からのオイル吐出量が多いと、エアコンシステムの性能が低下するため、オイル吐出を低減させる検討がなされている。例えば、従来の圧縮機は、オイル吐出量を低減させる手段として、円筒容器の内周面接線方向に設けた導入口から冷媒とオイルを流入させ、オイルを遠心力分離させるオイルセパレータを具備している。これにより、オイルのエアコンシステムへの吐出量を低減させていた。また、このオイルセパレータへ流入した冷媒とオイルの流れを安定させ、高いオイル分離効率を得るために、上記円筒容器よりも小径の分離管をセパレータ内部に挿入させていた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２７４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来技術に代表される構成では、円筒容器と分離管外側で仕切られた空間を冷媒が旋回しながら通過するが、冷媒が吐出されるには、冷媒は導入口から流入して旋回した後に分離管下端の開口まで向きをかえて流れなければ分離管内部へ流入しエアコンシステムへと吐出されないため、分離管を挿入しない場合と比較して通路抵抗が高く、圧力損失が大きくなるという課題を有していた。
【０００５】
一方、前記分離管を挿入しなければ導入口より流入した冷媒の一部は上向きの旋回流れとなってそのまま直接吐出されてしまい、分離管を挿入している場合と比較してオイル分離効率が低下するという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧力損失の増大を抑制すると共に冷媒の流れを安定化し、高いオイル分離効率が得られるオイルセパレータを備えた電動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】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために本発明は、円筒容器と、前記円筒容器の内周面に対して接線方向に開口する導入口と、前記円筒容器の内側に配置され当該円筒容器よりも小径の分離管とを有し、前記分離管には前記導入口から流入する混合ガスの流入方向と位置ずれした位置にオイル分離後の冷媒を流入させるスリットを設けた構成としてある。
【０００８】
これにより、円筒容器の内周を旋回して遠心力によりオイル分離された冷媒は分離管の外周を旋回する旋回流のまま向きを変えることなく分離管のスリットを介して分離管内部に流入するため、冷媒の流通抵抗は大きく減少し、圧力損失の増大を抑制することが出来、圧縮機の性能を損なわず、且つ高いオイル分離効率を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のオイルセパレータ付圧縮機は、圧力損失が少なく高いオイル分離効率が得られ
るため、より性能の高い圧縮機とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１におけるオイルセパレータ付圧縮機の断面図
【図２】同オイルセパレータ付圧縮機の要部拡大断面図
【図３】同オイルセパレータ付圧縮機の要部平面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
第１の発明は、圧縮機構部から吐出口に至る経路の途中に分離部を設け、この分離部は、円筒容器と、前記円筒容器の内周面に対して接線方向に開口する導入口と、前記円筒容器の内側に配置され当該円筒容器よりも小径の分離管とを有し、前記分離管には前記導入口から流入する混合ガスの流入方向と位置ずれした位置にオイル分離後の冷媒を流入させるスリットを設けた構成としてある。
【００１２】
これにより、円筒容器の内周を旋回して遠心力によりオイル分離された冷媒は、分離管の外周を旋回する旋回流のまま向きを変えることなく分離管のスリットを介して分離管内部に流入するため、分離管にスリットが無く分離管下端の開口へと向きを変えて当該開口から分離管内部へ流入する場合と比較して冷媒の流通抵抗は大幅に減少し、圧力損失の増大を抑制することが出来、圧縮機の性能を損なわず、且つ高いオイル分離効率を得ることが可能となる。
【００１３】
第２の発明は、特に第１の発明において、分離管に設けたスリットは、導入口の軸と並行、且つ、導入口と位置ずれした状態で向かい合う位置近傍に開口させた構成としてあり、導入口からの冷媒流によって旋回流速が遅くなった部分で冷媒が分離管内部へと流入するようになるため、油を伴った冷媒が混入することなく冷媒のみが分離管内部へと流入するようになって、より高いオイル分離効率を得ることが出来る。
【００１４】
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。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は電動圧縮機１の胴部の周りにある取り付け脚２によって横向きに設置される横型の電動圧縮機を例として示している。
【００１６】
図１において、電動圧縮機１はその主容器３内に圧縮機構部４およびこれを駆動する電動モータ５を内蔵し、主容器３の圧縮機構部側開口部３ａおよび電動モータ側開口部３ｂには、それぞれ開口部と向かい合う形で吸入副容器６および吐出副容器７が装着され密閉容器を形成している。吸入副容器６には吸入副容器蓋６ａとの間に電動モータ５を駆動するインバータ８を内蔵し、電動モータ側開口部３ｂには、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を供給する給油装置９を備えている。
【００１７】
取り扱う冷媒はガス冷媒であり、各摺動部の潤滑や圧縮機構部４の摺動部のシールに供する液としては潤滑油１７などの液を採用している。また、潤滑油１７は冷媒に対して相溶性のあるものである。しかし、本発明はこれらに限られることはない。基本的には、冷媒の吸入、圧縮および吐出を行う圧縮機構部４と、この圧縮機構部４を駆動する電動モータ５と、圧縮機構部４を含む各摺動部の潤滑に供する液を供給する貯液部を有する電動圧縮機１であればよく、以下の説明は特許請求の範囲の記載を限定するものではない。
【００１８】
本実施の形態の電動圧縮機１の圧縮機構部４は、一つの例としてスクロール方式のものであって、図１に示すように固定スクロール１０と旋回スクロール１１を噛み合わせて形
成した圧縮空間１２が、旋回スクロール１１を電動モータ５により駆動軸１３を介して固定スクロール１０に対し旋回運動をさせたときに、移動を伴い容積を変化させることにより外部サイクルから帰還する冷媒の吸入、圧縮および外部サイクルへの吐出を、吸入副容器６に設けた吸入口１４および吐出副容器７に設けた吐出口１５を通じて行う。
【００１９】
これに併せ、吐出副容器７の貯液部１６に貯留されている潤滑油１７が歯車ポンプ１８などを駆動軸１３にて駆動するか、主容器３内の差圧を利用するなどして、駆動軸１３の給油路１９を通じ旋回スクロール１１の旋回駆動に伴い旋回スクロール１１の背面の液溜り２０に供給される。この液溜り２０に供給された潤滑油１７の一部は旋回スクロール１１の外周部のラップ反対面の背圧室２１に、旋回スクロール鏡板１１ａを通じ、絞り１１ｂなどによる所定の制限の基に供給し、さらに旋回スクロール１１に設けた連通穴１１ｃを通じ、固定スクロール１０に設けた凹部１０ａに供給することにより背圧を所定量に調整し、旋回スクロール１１を押圧しバックアップしながら、潤滑油１７を固定スクロール１０と旋回スクロール１１の間に供給して、固定スクロール１０と旋回スクロール１１間のシールおよび潤滑を図る。また、液溜り２０に供給した潤滑油１７の別の一部は、偏心ベアリング２４、主ベアリング２２を経ながら潤滑した後、電動モータ５側に流出し、貯液部１６へと回収される。
【００２０】
さらに、主容器３内の電動モータ側開口部３ｂの端部壁３ｃ側から給油装置９、副ベアリング２３、電動モータ５、主ベアリング２２を持った主軸受部材２５を配置してある。給油装置９は、端部壁３ｃの外面から歯車ポンプ１８を収容してその後に図示しないボルトなどによって取り付けたポンプ板２６との間に保持し、吐出副容器７の内側に貯液部１６に通じる油溜め室２７を形成して油吸入通路２８を介し貯液部１６に通じるようにしてある。副ベアリング２３は端部壁３ｃにて支持し、駆動軸１３の歯車ポンプ１８に連結している側を軸受するようにしてある。
【００２１】
電動モータ５は固定子５ａを主容器３の内周にボルトあるいは焼き嵌めなどして固定し、駆動軸１３の途中まわりに固定した回転子５ｂとによって駆動軸１３を回転駆動できるようにしている。
【００２２】
主軸受部材２５は主容器３に挿入あるいは圧入されており、駆動軸１３の圧縮機構部４側を主ベアリング２２により軸受している。主軸受部材２５の外面には前記固定スクロール１０を図示しないボルトなどによって取付け、これら主軸受部材２５と固定スクロール１０との間に前記旋回スクロール１１を挟み込んでスクロール圧縮機を構成している。主軸受部材２５と旋回スクロール１１との間には、旋回スクロール１１の自転を防止して旋回運動させるためのオルダムリング２９が設けられている。
【００２３】
駆動軸１３の端面には偏心軸１３ａが一体形成されており、偏心軸１３ａにはブッシュ３０が嵌合して支持されている。ブッシュ３０には旋回スクロール１１が固定スクロール１０と対向するように偏心ベアリング２４を介して旋回運動可能に支持されている。旋回スクロール１１の旋回スクロール鏡板１１ａの背面には筒部１１ｄが突設されており、偏心ベアリング２４は筒部１１ｄ内に収容されている。偏心ベアリング２４の内輪は、ブッシュ３０に嵌合されており、偏心ベアリング２４の外輪は、筒部１１ｄに嵌合されている。
【００２４】
圧縮機構部４は、主容器３と開口どうしを突き合わせて図示しないボルトにて固定した吸入副容器６により覆われている。圧縮機構部４は吸入副容器６の吸入口１４と吐出副容器７の吐出口１５との間に位置し、自身の図示しない吸入孔が吸入副容器６の吸入口１４と吸入通路を通じ接続され、自身の図示しない吐出孔がリード弁を介して吐出室に開口している。吐出室は固定スクロール１０および主軸受部材２５ないしはこれらと主容器３と
の間に形成した連絡通路を通じて圧縮機構部４と端部壁３ｃとの間の、電動モータ５側に通じている。
【００２５】
電動モータ５のリード線５ｃは、固定スクロール１０および主軸受部材２５ないしはこれらと主容器３との間に形成した連絡通路３１を通じて吸入副容器６側へ引出し、リード線５ｃ端に接続されたクラスタブロック５０は、吸入副容器６に貫装されたターミナル４０の金属端子４１に接続されている。さらにターミナル４０は吸入副容器６内のインバータ８と接続されている。
【００２６】
以上によって、電動モータ５はインバータ８によって駆動され、駆動軸１３を介して圧縮機構部４を旋回運動させるとともに、歯車ポンプ１８を駆動する。このとき圧縮機構部４は歯車ポンプ１８により貯液部１６の潤滑油１７を供給されて潤滑、シールおよび押圧作用を受けながら、吸入副容器６の吸入口１４さらに自身の固定スクロール１０に設けた図示しない吸入孔を通じ冷凍サイクルからの帰還冷媒を吸入して、圧縮し、自身の図示しない吐出孔から吐出室に吐出する。このときインバータ８は帰還冷媒により冷却される。
【００２７】
ここで、この圧縮機では、吐出副容器７に、オイルと冷媒を分離するための分離部７ａが一体形成してあり、オイルが混入した冷媒が気液分離を図り、分離後の冷媒が吐出口１５から吐出される。
【００２８】
上記分離部７ａには、円筒容器７ｂが配置されており、円筒容器上部には、容器内周面の接線方向へ開口した導入口７ｃが形成されている。また、この円筒容器７ｂの内側には、冷媒の流れを安定化させ、高い分離効率を得る目的で、円筒容器７ｂよりも小径の分離管７ｄが挿入してある。この分離管７ｄには、前記導入口７ｃから流入する混合ガスの流入方向と位置ずれする位置にオイル分離後の冷媒を流入させるためのスリット７ｅが設けてある。特にこのスリット７ｅは、導入口７ｃの軸と並行、かつ、導入口７ｃと位置ずれした状態で向かい合う位置近傍に開口させてある。
【００２９】
以上のように構成されたオイルセパレータ付圧縮機において、以下その動作、作用を説明する。
【００３０】
まず、圧縮機構部４から電動モータ５を介して吐出副容器７へと吐出されてきたオイル混合冷媒は、図３の矢印Ａに示すように上記導入口７ｃより円筒容器７ｂ内部へ流入し、円筒容器７ｂの内周壁に沿って高速で旋回し、この高速回転による遠心力により、比重の重いオイルを内周壁に付着させ、冷媒とオイルを分離する。
【００３１】
ここで、分離管７ｄにはスリット７ｅが設けられているため、分離された後の冷媒は円筒容器７ｂの内周壁に沿って旋回してその旋回流のまま上記スリット７ｅを介して円筒容器７ｂ内に流入することになり、分離管７ｄにスリット７ｅが設けられてなくて分離管下端の開口へと旋回の向きを変えて分離管内へと流入する従来のものに比べその流通抵抗は小さなものとなる。その結果、冷媒の圧力損失が低く、圧縮機の性能悪化を抑制することが出来る。
【００３２】
一方、導入口７ｃから流入直後の冷媒の旋回流は流速が早く旋回による遠心力が高いため、オイル分離効率が高いが、この旋回流は、図３の矢印Ｂで示す如く導入口７ｃ近傍部分では、当該導入口７ｃから勢いよく流入する冷媒流に邪魔されるような形となって流入直後に比較しその流速は遅くなる。本実施の形態では、この流速が遅くなる位置にスリット７ｅが設けてあり、かつ、そのスリット７ｅはその開口を導入口７ｃの軸と平行且つ、導入口７ｃと位置ずれして向かい合う位置近傍に設けたことにより、上記流速の遅くなった部分で冷媒が分離管７ｄ内部へ流入するため、油を伴った冷媒が混入することなく冷媒
のみが分離管７ｄ内部へと流入するようになって、より高いオイル分離効率を得ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
以上のように本発明にかかるオイルセパレータ付圧縮機は、圧力損失が少なく、且つ高いオイル分離効率が得られ、効率の良い圧縮機を提供することが可能となり、車輌用の圧縮機のほかに、ルームエアコン用の空調用圧縮機やヒートポンプ給湯機等の幅広い冷凍装置の用途に適用することが出来る。
【符号の説明】
【００３４】
１  電動圧縮機
２  取り付け脚
３  主容器
４  圧縮機構部
５  電動モータ
６  吸入副容器
７  吐出副容器
７ａ  分離部
７ｂ  円筒容器
７ｃ  導入口
７ｄ  分離管
７ｅ  スリット
８  インバータ
９  給油装置
１０  固定スクロール
１１  旋回スクロール
１３  駆動軸
１４  吸入口
１５  吐出口
１６  貯液部
１７  潤滑油
１８  歯車ポンプ
１９  給油路
２１  背圧室
２２  主ベアリング
２３  副ベアリング
２４  偏心ベアリング
２５  主軸受部材
２６  ポンプ板
２７  油溜め室
２８  油吸入通路
２９  オルダムリング
【図１】
2013241902.tif 000003
【図２】
2013241902.tif 000004
【図３】
2013241902.tif 000005