(57)【要約】【課題】吸着剤の充填量の増加を抑制しつつ、冷媒中の水分量を効率よく低下させることが可能な圧縮機および冷凍サイクルを提供する。【解決手段】蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される圧縮機であって、ハウジング２０と、ハウジング２０の内部に配置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構２１と、ハウジング２０に形成され、冷媒中の冷凍機油が溜める貯油室２０２ｃと、貯油室２０２ｃに配置され、冷媒に含まれる水分を吸着する吸着剤２７１を有するドライヤ２７と、を備える。そして、ドライヤ２７の吸着剤２７１を、自重程度の水分量を吸着可能であって、相対湿度と吸着率との関係が、相対湿度の増加に伴って吸着率の上昇度合いが増大する吸着特性を有する材料（高吸水性樹脂等）で構成する。【選択図】図２
2013011226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される圧縮機であって、
ハウジング（２０）と、
前記ハウジング（２０）の内部に配置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構（２１）と、
前記冷媒中の冷凍機油が溜まる油溜部と、
前記油溜部に配置され、前記冷媒に含まれる水分を吸着する吸着剤（２７１）を有するドライヤ（２７）と、を備え、
前記吸着剤（２７１）は、相対湿度と吸着率との関係が、相対湿度の増加に伴って吸着率の上昇度合いが増大する吸着特性を有する材料で構成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記吸着剤（２７１）は、高吸水性樹脂で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記吸着剤（２７１）は、二酸化ケイ素を主成分とし、平均細孔径が３．５ｎｍ以上の多孔質体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記冷凍機油は、ポリオールエステル系油であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧縮機。
【請求項５】
前記冷凍機油を前記冷媒から分離し、分離した前記冷凍機油を前記ハウジング（２０）の内部に形成された貯油室（２０２ｃ）に導くオイルセパレータ（２４）を備え、
前記貯油室（２０２ｃ）は、前記油溜部の少なくとも一部を構成し、
前記ドライヤ（２７）は、前記貯油室（２０２ｃ）に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記吸着剤（２７１）は、前記冷媒中に拡散することを抑制するためのメッシュ状の収容部（２７２）に収容されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機（２）を含んで構成される蒸気圧縮式の冷凍サイクルであって、
前記冷媒が流通する冷媒配管の一部が、水分透過性を有する材料で構成されていることを特徴とする冷凍サイクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒中に混合された冷凍機油が溜まる油溜部を有する圧縮機、および当該圧縮機を含んで構成される蒸気圧縮式の冷凍サイクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気圧縮式の冷凍サイクルでは、冷媒中に多量の水分が含まれていると、各構成部品の腐食や、氷結による構成部品内部の詰まりの原因となることがある。このため、冷凍サイクルには、冷媒中の水分を吸着する吸着剤を有するドライヤ（冷凍サイクル用ドライヤ）が設けられている。
【０００３】
ここで、ドライヤにて冷媒中に含まれる水分を効率よく吸着するために、ドライヤを冷凍サイクルにおける冷媒中に混合された冷凍機油が溜まる部位に配置する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１では、圧縮機における冷凍機油を溜める貯油室に、ドライヤの吸着剤（ゼオライト）を配置するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１４５６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、吸着剤として自重に対する吸着容量が少ない（水分の吸着量が自重の０．２倍程度）ゼオライトを用いており、冷媒中の水分の吸着量を増加させる場合には、吸着剤の充填量を増加させる必要がある。この場合、吸着剤を配置するスペースを確保するために、圧縮機における貯油室の容積等の拡大が必要となり、圧縮機の体格の増大を招くといった問題がある。
【０００６】
ところで、例えば、車両用の冷凍サイクルでは、車両走行中等において振動するため、全ての配管を金属製にすることが困難であり、配管等にゴムホースやＯリングが使用されているが、このような冷凍サイクルでは、冷凍サイクルの内部に冷媒を充填するときの水の混入以外に、ゴムホースやＯリングを介して水分が透過することがある。
【０００７】
ここで、冷凍サイクルへ透過する水分の透過速度（以下、水分透過速度と称する。）は、冷凍サイクル内（冷媒中）の水蒸気分圧Ｐｗｉｎと、冷凍サイクル外部（大気）の水蒸気分圧Ｐｗｏｕｔとの分圧差（＝Ｐｗｏｕｔ−Ｐｗｉｎ）に比例する傾向がある。
【０００８】
このため、ドライヤの吸着剤として冷媒中の水分濃度が低い状態において高い吸着性能を有するゼオライトを用いる場合、冷媒中の水分濃度が低くなることで冷凍サイクル内の水蒸気分圧Ｐｗｉｎが低下し、水分透過速度が増加することが懸念される。なお、例えば、ドライヤの吸着剤としてゼオライトを用いる場合、ゼオライトが飽和状態となる際に、冷媒中の水蒸気分圧Ｐｗｉｎと、大気の水蒸気分圧Ｐｗｏｕｔとの分圧差が小さくなり、水分透過速度が低下する。
【０００９】
このように、ドライヤの吸着剤としてゼオライトを用いる場合、吸着容量が少ないことに加えて、水分透過速度が速いために冷媒中の水分量を効率よく低下させることができないといった課題がある。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みて、冷媒中の水分量を効率よく低下させることが可能な圧縮機および冷凍サイクルを提供することを第１の目的とする。
【００１１】
また、当該圧縮機および冷凍サイクルにおいて吸着剤の充填量の増加を抑制することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルに適用される圧縮機であって、ハウジング（２０）と、ハウジング（２０）の内部に配置され、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構（２１）と、冷媒中の冷凍機油が溜まる油溜部と、油溜部に配置され、冷媒に含まれる水分を吸着する吸着剤（２７１）を有するドライヤ（２７）と、を備え、吸着剤（２７１）は、相対湿度と吸着率との関係が、相対湿度の増加に伴って吸着率の上昇度合いが増大する吸着特性を有する材料で構成されていることを特徴とする。
【００１３】
このように、ドライヤ（２７）を冷凍機油が溜まる油溜部に配置し、冷凍機油に含まれる水分を吸着剤（２７１）にて吸着することで、冷媒中の水分量を低下させることができる。特に、吸着剤（２７１）を、冷媒中の水分濃度が高い状態において吸着性能が高い特性を有する材料で構成しているので、ゼオライトに比べて、水分透過速度の増加を抑制することができる。従って、吸着剤（２７１）の充填量の増加を抑制しつつ、冷媒中の水分量を効率よく低下させることができる。
【００１４】
なお、「冷媒中の冷凍機油が溜まる油溜部」とは、圧縮機において冷凍機油を積極的に溜める部位だけを意味するわけではなく、例えば重力等によって、冷凍機油が溜ってしまう部位も含む意味である。
【００１５】
具体的には、請求項２に記載の発明のように、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧縮機において、吸着剤（２７１）を高吸水性樹脂で構成することができる。これによれば、ゼオライトに比べて自重に対する吸着容量が多い高吸水性樹脂で吸着剤（２７１）を構成するので、吸着剤（２７１）の充填量の増加を抑制しつつ、水分透過速度の増加を抑制することができる。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明のように、請求項１に記載の圧縮機において、吸着剤（２７１）を、二酸化ケイ素を主成分とし、平均細孔径が３．５ｎｍ以上の多孔質体で構成することができる。これによれば、ゼオライトに比べて自重に対する吸着容量が多い材料で吸着剤（２７１）を構成するので、吸着剤（２７１）の充填量の増加を抑制しつつ、水分透過速度の増加を抑制することができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明のように、請求項１に記載の圧縮機において、冷凍機油をポリオールエステル系油で構成することが好ましい。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧縮機において、冷凍機油を冷媒から分離し、分離した冷凍機油をハウジング（２０）の内部に形成された貯油室（２０２ｃ）に導くオイルセパレータ（２４）を備え、貯油室（２０２ｃ）は、油溜部の少なくとも一部を構成し、ドライヤ（２７）は、貯油室（２０２ｃ）に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
これによれば、冷媒中の水分量を効率よく低下させることが可能な圧縮機を具体的、かつ容易に実現することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機において、吸着剤（２７１）は、冷媒中に拡散することを抑制するためのメッシュ状の収容部（２７２）に収容されていることを特徴とする。これによれば、吸着剤（２７１）が冷媒中に拡散することを防止することができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明のように、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧縮機（２）を含んで構成される蒸気圧縮式の冷凍サイクルであって、冷媒が流通する冷媒配管の一部が、水分透過性を有する材料で構成されているものに適用することが極めて有効である。
【００２２】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る圧縮機の軸方向断面図である。
【図３】第１実施形態に係る圧縮機の要部拡大図である。
【図４】第１実施形態に係る吸着剤の吸着特性を示す特性図である。
【図５】空気、冷媒、冷凍機油中における吸着剤の吸着特性を示す特性図である。
【図６】冷凍機油を変更したときの吸着剤の吸着特性を示す特性図である。
【図７】第２実施形態に係る圧縮機の要部拡大図である。
【図８】第３実施形態に係る圧縮機の軸方向断面図である。
【図９】他の実施形態に係る吸着剤の吸着特性を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２５】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る冷凍サイクルの概略構成図である。
【００２６】
本実施形態の蒸気圧縮式の冷凍サイクル（ヒートポンプサイクル）１は、車両に搭載され、車室内の温度を調整する車両用空調装置に適用されている。冷凍サイクル１は、周知の如く、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機２、圧縮機２から吐出された冷媒を凝縮する凝縮器３、凝縮器３から流出した冷媒を減圧する膨張弁（減圧手段）４、膨張弁４にて減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器５等を冷媒配管により順次接続した閉回路により構成されている。
【００２７】
本実施形態の冷媒配管は、少なくとも一部が水分透過性を有する材料で構成されている。例えば、冷媒配管は、一部が車両における振動を吸収するために、水分透過性を有するゴムホースで構成され、配管同士の継ぎ目などに水分透過性を有するＯリング等が設けられている。
【００２８】
本実施形態の冷凍サイクルでは、分子式Ｃ３ＨｍＦｎ（ｍ＝１〜５およびｎ＝１〜５、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で示されると共に分子構造中に１つの二重結合を有する冷媒を採用している。Ｃ３ＨｍＦｎで示される冷媒は、一般に冷凍サイクルにて使用されるＨＦＣ−２２やＨＦＣ−１３４ａに比べて、水との反応により包摂化合物が生成され難い構造を有している。なお、包摂化合物は、冷媒の氷結を促進する物質であり、包摂化合物が生成されることで、膨張弁４等において冷媒の氷結が生じ易くなる傾向がある。
【００２９】
冷凍サイクルの冷媒をＨＦＣ−２２やＨＦＣ−１３４ａとする場合には、冷媒の氷結を避けるために、冷媒中の水分濃度をできるだけ低下させて包摂化合物が生成されないようにすることが重要なる。
【００３０】
これに対して、冷凍サイクルの冷媒をＣ３ＨｍＦｎで示される冷媒とする場合には、冷媒中の水分濃度が高くとも、包摂化合物が生成され難いため、ＨＦＣ−２２やＨＦＣ−１３４ａに比べて、冷媒の氷結が生じ難くなる。
【００３１】
具体的には、本実施形態では、Ｃ３ＨｍＦｎで示される冷媒として温暖化係数（ＧＷＰ）が低いＨＦＯ−１２３４ｙｆ（Ｃ３Ｈ２Ｆ４：ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２）を採用している。なお、冷媒としては、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ単体の冷媒に限らず、ＨＦＯ−１２３４ｙｆを含む混合冷媒を採用してもよい。
【００３２】
また、冷媒には、圧縮機２を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒と共にサイクルを循環している。本実施形態では、冷凍機油としてポリオールエステル系油（ＰＯＥ）を採用している。
【００３３】
冷凍サイクル１における圧縮機２は、エンジンルーム（図示略）内に配置されて、冷凍サイクル１において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。本実施形態では、圧縮機２として、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構２１を電動モータ２２にて駆動する電動圧縮機を採用している。本実施形態の圧縮機２は、圧縮機構２１と電動モータ２２とが水平方向に並ぶように配置する横置型の圧縮機で構成されている。圧縮機２の詳細については後述する。
【００３４】
圧縮機２の吐出口側には、凝縮器３の冷媒入口側が接続されている。凝縮器３は、エンジンルーム（図示略）内に配置されて、圧縮機２から吐出された高圧冷媒と、図示しない送風ファンから送風された外気とを熱交換させる熱交換器であり、高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能する。
【００３５】
凝縮器３の冷媒出口側には、膨張弁４の冷媒入口側が接続されている。膨張弁４は、冷媒配管の通路面積を変更可能な弁体と、この弁体の絞り開度を変化させる電動アクチュエータとを有して構成される可変絞り機構である。
【００３６】
膨張弁４の冷媒出口側には、蒸発器５の冷媒入口側が接続されている。蒸発器５は、図示しない空調ユニットの内部に配置され、膨張弁４にて減圧された低圧冷媒と、車室内へ送風する空気とを熱交換させる熱交換器であり、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮することで車室内へ送風する空気を冷却するものである。なお、蒸発器５の冷媒出口側には、圧縮機２の吸入口側に接続されている。
【００３７】
次に、本実施形態の圧縮機２の詳細について図２、図３に基づいて説明する。図２は、本実施形態に係る圧縮機２の軸方向断面図であり、図３は、本実施形態に係る圧縮機２の要部拡大図である。
【００３８】
本実施形態の圧縮機２は、図２に示すように、伝熱性の高いアルミニウム等の金属からなる円筒状のハウジング２０によって外殻が構成されている。ハウジング２０は、冷媒を吸入する冷媒吸入口２０１ａが形成された吸入側ハウジング２０１、および冷媒を吐出する冷媒吐出口２０２ａが形成された吐出側ハウジング２０２を主要構成としている。なお、各ハウジング２０１、２０２は、ボルト等の締結手段にて締結されている。
【００３９】
吸入側ハウジング２０１には、その長手方向一端側（図２の紙面右側）の端面に、冷媒を吸入する冷媒吸入口２０１ａが形成されており、当該冷媒吸入口２０１ａを介して蒸発器５から流出した低温低圧冷媒がハウジング２０の内部に吸入される。
【００４０】
また、吐出側ハウジング２０２には、その長手方向他端側（図２の紙面左側）の端部の上部に、冷媒を吐出する冷媒吐出口２０２ａが形成されており、当該冷媒吐出口２０２ａを介して高温高圧冷媒が凝縮器３へ吐出される。
【００４１】
ハウジング２０の内部には、圧縮機構２１、電動モータ２２、ハウジング２０の長手方向（図２の紙面左右方向）に延びる回転軸２３、冷媒から冷凍機油を分離して、分離した冷凍機油を後述するハウジング２０に形成された貯油室２０２ｃへ導くオイルセパレータ２４等が配置されている。
【００４２】
回転軸２３は、後述するミドルハウジング２５に設けられた第１軸受２６ａ、および吸入側ハウジング２０１の長手方向一端側の端部に設けられた第２軸受２６ｂによって回転自在に保持されている。回転軸２３における第２軸受２６ｂと反対側の端部には、軸心に対して所定量だけ偏心したクランク部２３ａが形成されている。
【００４３】
電動モータ２２は、吸入側ハウジング２０１の内周面に対して固定された円環状のステータコイル２２１、およびステータコイル２２１の径方向内側に配置され、回転軸２３と一体に回転するロータ２２２等で構成される周知の電動機である。この電動モータ２２は、ステータコイル２２１が、クラスタブロック２２３およびターミナルピン２２４といった外部接続部を介して外部から電力供給されることで、ロータ２２２と共に回転軸２３を回転駆動するものである。
【００４４】
クラスタブロック２２３およびターミナルピン２２４は、通常、圧縮機２においてデッドスペースとなるミドルハウジング２５の外周側に配置されている。具体的には、クラスタブロック２２３およびターミナルピン２２４は、回転軸２３の径方向から見たときにミドルハウジング２５の一部と重合するように配置されている。
【００４５】
ミドルハウジング２５は、ハウジング２０の中央部付近に配置され、上述した第１軸受２６ａを保持すると共に、後述する圧縮機構２１の旋回スクロール２１１の背面との間に背圧室２５ａを形成するものである。また、ミドルハウジング２５によって、吸入側ハウジング２０１の内部に電動モータ２２を収容するモータ収容室２０３が区画形成される。なお、ミドルハウジング２５は、電動モータ２２側に向かって突出した部位を有し、突出した部位は、その外形状が先端側（電動モータ２２側）に向かって階段状に縮小する形状とされている。
【００４６】
圧縮機構２１は、旋回スクロール２１１、および固定スクロール２１２を有し、各スクロール２１１、２１２に形成された渦状のラップ２１１ａ、２１２ａを互いに噛み合わせた状態で、旋回スクロール２１１を旋回運動させることで冷媒を圧縮する周知のスクロール型圧縮機構で構成されている。
【００４７】
旋回スクロール２１１は、円形板状の旋回端板部２１１ｂ、旋回端板部２１１ｂから軸方向一端側（電動モータ２２の反対側）に突出するように形成された旋回側ラップ２１１ａ、および旋回端板部２１１ｂの背面（電動モータ２２側）に形成されたボス部２１１ｃ等を有している。この旋回スクロール２１１は、ボス部２１１ｃの内側に設けられた軸受２１１ｄによって回転軸２３のクランク部２３ａと接続され、回転軸２３の回転に伴って公転運動する。
【００４８】
固定スクロール２１２は、吸入側ハウジング２０１の内周側に固定された固定端板部２１２ｂ、固定端板部２１２ｂから軸方向一端側（旋回端板部２１１ｂ側）に突出するように形成された固定側ラップ２１２ａ等を有している。
【００４９】
上述の旋回スクロール２１１の旋回側ラップ２１１ａと固定スクロール２１２の固定側ラップ２１２ａとを噛み合わせることで、回転軸２３の軸方向から見たときに三日月形状の作動室Ｖが複数形成される。そして、回転軸２３が回転し、旋回スクロール２１１が公転運動すると、旋回スクロール２１１の外周において作動室Ｖが固定スクロール２１２の外周に設けられた吸入室（図示略）に向かって開き、冷媒が作動室Ｖへ流入する。
【００５０】
次に、作動室Ｖは、旋回スクロール２１１が公転する間に旋回スクロール２１１および固定スクロール２１２の中心部に向かって容積を縮小しながら移動し、固定端板部２１２ｂの中心部に設けられた吐出孔２１２ｃを通過して、固定端板部２１２ｂと吐出側ハウジング２０２との間に形成される吐出室２１２ｄへ吐出される。この吐出室２１２ｄは、吐出側ハウジング２０２に形成された連通路２０２ｂを介して冷媒吐出口２０２ａに連通している。
【００５１】
オイルセパレータ２４は、円筒構造の旋回流型油分離器であり、吐出側ハウジング２０２の冷媒吐出口２０２ａに設けられている。吐出室２１２ｄから流入し、冷媒吐出口２０２ａから吐出する高温高圧冷媒は、オイルセパレータ２４にて冷媒と冷凍機油とに分離される。オイルセパレータ２４にて分離された冷媒は、冷媒吐出口２０２ａから吐出され、オイルセパレータ２４にて分離された冷凍機油は、吐出側ハウジング２０２に形成された貯油室２０２ｃに一時的に溜められる。
【００５２】
吐出側ハウジング２０２および固定スクロール２１２には、貯油室２０２ｃに溜められた冷凍機油を、旋回スクロール２１１とミドルハウジング２５との間の背圧室２５ａや、ミドルハウジング２５と吸入側ハウジング２０１とで区画形成されるモータ収容室２０３へ導入する給油通路２１３が形成されている。
【００５３】
この給油通路２１３には、貯油室２０２ｃから背圧室２５ａやモータ収容室２０３への冷凍機油の流入量を調整するための流入量調整手段２１３ａ（例えば、オリフィス、キャピラリチューブ）が設けられている。また、給油通路２１３の貯油室２０２ｃに開口する給油通路２１３の入口穴部は、給油通路２１３に異物が侵入しないようにメッシュ状の金属カバー２１３ｂが配置されている。
【００５４】
貯油室２０２ｃ内の冷凍機油は、給油通路２１３を介して背圧室２５ａおよびモータ収容室２０３へ導入され、背圧室２５ａおよびモータ収容室２０３から各軸受２６ａ、２６ｂ、２１１ｄ等の摺動部位に供給される。このため、冷凍機油は、貯油室２０２ｃ以外にもモータ収容室２０３の底部に溜まり易くなっている。なお、本実施形態では、少なくとも貯油室２０２ｃ、およびモータ収容室２０３の底部が、冷凍機油が溜まる部位（油溜部）を構成する。
【００５５】
本実施形態の貯油室２０２ｃには、貯油室２０２ｃ内の冷凍機油に浸るように、水分を吸着する吸着剤２７１を有するドライヤ２７が配置されている。このドライヤ２７は、前述の吸着剤２７１、および吸着剤２７１を収容するメッシュ状の収容部２７２にて構成されている。なお、収容部２７２は、吸着剤２７１がハウジング２０内で拡散してしまうことを抑制するためのものであり、吸着剤２７１の粒径よりも密となる網目を有するポリアミド合成繊維や金属で構成される。
【００５６】
ところで、上述のように、本実施形態の冷凍サイクル１は、冷媒配管の一部にゴムホースを使用しているため、当該ゴムホースを介して外部から水分が透過することがある。つまり、冷凍サイクル１の内部に冷媒を封入した後にも、冷媒中の水分濃度が徐々に上昇することがある。
【００５７】
冷凍サイクル１への透過する水分の透過速度ＷＨは、以下の数式Ｆ１、数式Ｆ２に示すように、冷媒中の水蒸気分圧Ｐｗｉｎと大気の水蒸気分圧Ｐｗｏｕｔとの分圧差（＝Ｐｗｏｕｔ−Ｐｗｉｎ）に比例する傾向がある。
【００５８】
ＷＨ＝ｋＨ×Ｌ×（Ｐｗｏｕｔ−Ｐｗｉｎ）・・・（Ｆ１）
但し、ｋＨは水分透過係数、Ｌは水分が透過する配管の長さである。
【００５９】
冷媒中の水蒸気分圧Ｐｗｉｎは、冷媒中の水分濃度Ｘと比例関係（Ｘ∝Ｐｗｉｎ）があり、冷媒中の水分濃度Ｘが低いと冷媒中の水蒸気分圧Ｐｗｉｎと大気の水蒸気分圧Ｐｗｏｕｔとの分圧差が増加する。これにより、水分透過速度ＷＨが増加して外部から透過する水分量が増大を招くこととなる。
【００６０】
本発明者らは、上述の水分透過速度の変化に着眼し、ドライヤ２７の吸着剤２７１として、相対湿度の低下に伴って水分の吸着率の低下度合いが増大する吸着特性（換言すれば、相対湿度と冷媒中の水分の吸収率との関係が相対湿度の上昇に伴って、水分の吸着率の上昇度合い傾きが増大する吸着特性）を有するものが好適であることを発見した。
【００６１】
そこで、本実施形態では、ドライヤ２７の吸着剤２７１として、図４、図５に示すように吸着特性を有する高吸水性樹脂（ＳＡＰ）を採用している。図４は、本実施形態に係る吸着剤（高吸水性樹脂）の吸着特性を示す特性図であり、図５は、空気、冷媒、冷凍機油中における吸着剤（高吸水性樹脂）の吸着特性を示す特性図である。なお、図４における実線が高吸水性樹脂、一点鎖線がゼオライト（モレキュラシーブ）を示している。
【００６２】
図４に示すように、ゼオライトは、冷媒中の水分濃度が低い状態において高い吸着性能を有するのに対して、高吸水性樹脂は、冷媒中の水分濃度が低い状態において吸着性能が低い。従って、高吸水性樹脂を吸着剤２７１として採用することで、ゼオライトを採用する場合に比べて、水分透過速度ＷＨの増加が抑制され、外部から透過する水分量の増大を抑制することが可能となる。
【００６３】
また、高吸水性樹脂は、自重以上に水分を吸着可能であり、さらに、高湿度での吸着容量がゼオライトに比べて大きくなることから、ドライヤ２７への充填量を増大させることなく、冷媒中の水分を吸着することが可能となる。なお、具体的には、高吸水性樹脂としては、例えば、紙おむつや生理用品といった衛生材料として使用される親水性のポリマーを採用することができる。
【００６４】
さらに、図５に示すように、高吸吸水性樹脂を吸着剤２７１とするドライヤ２７を冷凍機油中に配置する場合、冷媒や空気中に配置する場合に比べて吸着特性に優れているので、冷凍機油中にドライヤ２７を配置することで、効率よく冷媒中の水分を吸着することができる。
【００６５】
ここで、本発明者らは、冷凍機油をポリオールエステル系油（ＰＯＥ）およびポリアルキレングリコール系油（ＰＡＧ）の２種で変更したときの吸着剤２７１の吸着特性（冷凍機油の含有水分量の変化）を調査した。
【００６６】
この調査結果について図６に基づいて説明する。図６は、冷凍機油を変更したときの吸着剤２７１の吸着特性を示す特性図である。図６に示すように、冷凍機油としてＰＡＧを用いた場合よりも、ＰＯＥを用いた場合の方が、冷凍機油中の水分量の低下が早く、吸着剤２７１にてより効率的に水分を吸着することができる結果となった。従って、高吸水性樹脂とＰＯＥとの組み合わせることで、吸着剤２７１にて水分を効率的に吸着することができ、冷媒中の水分量を効率よく低下させることができる。
【００６７】
次に、本実施形態の作動について説明する。車両用空調装置の運転に伴い冷凍サイクル１が作動を開始すると、圧縮機２にて吐出された冷媒が冷凍サイクル１を循環する。すなわち、圧縮機２から吐出された高温高圧の冷媒は、凝縮器３に流入して外気との熱交換により冷却される。そして、凝縮器３にて冷却された冷媒は、膨張弁４にて減圧された後、蒸発器５に流入する。蒸発器５に流入した冷媒は、車室内に吹き出す空気から吸熱して蒸発し、蒸発した冷媒が再び圧縮機２に吸入されて圧縮される。
【００６８】
ここで、圧縮機２では、冷媒吸入口２０１ａから吸入された冷媒が、モータ収容室２０３を介して、圧縮機構２１の吸入室（図示略）へ流入する。そして、圧縮機構２１の吸入室へ流入した冷媒は、作動室Ｖに吸入されると共に、作動室Ｖにて所定の圧力となるまで圧縮された後、吐出孔２１２ｃから吐出室２１２ｄへ吐出される。吐出室２１２ｄへ吐出された冷媒は、オイルセパレータ２４にて冷媒中の冷凍機油の一部が分離された後、冷媒吐出口２０２ａから吐出される。
【００６９】
一方、オイルセパレータ２４にて分離された冷凍機油は、貯油室２０２ｃに溜められ、ドライヤ２７の吸着剤２７１にて冷凍機油に含まれる水分が吸着される。その後、冷凍機油は、給油通路２１３を介して背圧室２５ａおよびモータ収容室２０３へ導入され、背圧室２５ａおよびモータ収容室２０３から各軸受２６ａ、２６ｂ、２１１ｄ等の摺動部位に供給される。
【００７０】
以上説明した本実施形態によれば、冷凍機油を溜める貯油室２０２ｃにドライヤ２７を配置し、冷凍機油に含まれる水分を吸着する構成としているので、冷媒中の水分量を低下させることができる。
【００７１】
特に、吸着剤２７１として、自重以上の水分量を吸着可能であって、冷媒中の水分濃度が低い状態において吸着性能が低い特性を有する高吸水性樹脂で構成しているので、ゼオライトに比べて、吸着剤２７１の充填量の増加を抑制しつつ、水分透過速度の増加を抑制することができる。
【００７２】
従って、吸着剤２７１の充填量の増加を抑制しつつ、冷媒中の水分量を効率よく低下させることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、冷媒に混入する冷凍機油をポリオールエステル系油で構成しているので、冷媒中の水分量をより効率よく低下させることが可能となる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、吸着剤２７１である高吸水性樹脂をメッシュ状の収容部２７２に収容する構成としているので、高吸水性樹脂が冷媒中に拡散してしまうことを防止することができる。
【００７５】
さらにまた、本実施形態のように、高吸水性樹脂を吸着剤２７１として用いるドライヤ２７は、冷媒が流通する冷媒配管の一部が水分透過性を有する材料（例えば、ゴムホース）で構成される車両用空調装置に適用することが極めて有効である。すなわち、冷媒配管の一部が水分透過性を有する材料で構成される場合、冷凍サイクル１の内部に透過する水分量（水分透過量）が多く、水分透過量を考慮して吸着剤２７１の選定を行う必要があるからである。
【００７６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図７に基づいて説明する。図７は、本実施形態に係る圧縮機の要部拡大図である。
【００７７】
本実施形態では、ドライヤ２７の配置形態が第１実施形態と相違している。本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００７８】
具体的には、本実施形態のドライヤ２７は、図７に示すように、給油通路２１３の入口穴部に配置された金属カバー２１３ｂを覆うように収容部２７２を配置し、収容部２７２の内部に吸着剤２７１を収容する構成としている。例えば、金属カバー２１３ｂの外側にメッシュ状の金属カバーを取り付け、二重の入れ子構造にして、当該金属カバーと金属カバー２１３ｂとの間に吸着剤２７１を収容することができる。
【００７９】
これによれば、給油通路２１３を介して背圧室２５ａおよびモータ収容室２０３へ導入される冷凍機油中の水分をドライヤ２７にて吸着することができるので、圧縮機２における圧縮機構２１等の各構成部品の内部腐食をより効果的に抑制することができる。
【００８０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図８に基づいて説明する。図８は、本実施形態に係る圧縮機の軸方向断面図である。
【００８１】
本実施形態では、ドライヤ２７の配置形態が第１、第２実施形態と相違している。本実施形態では、第１、第２実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【００８２】
図８に示すように、本実施形態のドライヤ２７は、貯油室２０２ｃではなく、冷凍機油が溜まってしまうモータ収容室２０３の底部に配置する構成としている。より詳しくは、ドライヤ２７は、通常、圧縮機２においてデッドスペースとなるミドルハウジング２５の外周側（回転軸２３を挟んでクラスタブロック２２３やターミナルピン２２４といった外部接続部の反対側）に配置されている。換言すれば、ドライヤ２７は、回転軸２３の径方向から見たときにミドルハウジング２５の一部、およびクラスタブロック２２３およびターミナルピン２２４の一部と重合するように配置されている。
【００８３】
これによれば、ドライヤ２７を圧縮機２の内部においてデッドスペースとなる位置に配置するので、ドライヤ２７を配置することによる圧縮機２の体格の増大を抑制することができる。
【００８４】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範囲にも及び、かつ、当業者が通常有する知識に基づく改良を適宜付加することができる。例えば、以下のように種々変形可能である。
【００８５】
（１）上述の各実施形態では、吸着剤２７１として高吸水性樹脂を採用する例を説明したが、これに限定されず、相対湿度の上昇に伴って、水分の吸着率の上昇度合い傾きが増大する吸着特性を有する材料であれば適宜採用することができる。
【００８６】
例えば、二酸化ケイ素を主成分とし、平均細孔径が３．５ｎｍ以上の多孔質体（Ｂ型シリカゲル、ＩＤ型シリカゲル、メソポーラスシリカ）を吸着剤２７１として採用することができる。
【００８７】
なお、Ｂ型シリカゲル、ＩＤ型シリカゲル、メソポーラスシリカは、ゼオライトに比べて自重に対する吸着容量が多く、自重の８割以上の水分量を吸着可能であり、図９に示すように、相対湿度が６０％から９０％との範囲において、相対湿度の上昇に伴って、水分の吸着率の上昇度合い（傾き）が急激に増大する吸着特性を有する。なお、図９は、吸着剤２７１の吸着特性を示す特性図であり、図９における実線がＢ型シリカゲル（平均細孔径：６ｎｍ）の吸着特性を示し、一点鎖線がＩＤ型シリカゲル（平均細孔径：１２ｎｍ）の吸着特性を示し、二点鎖線がメソポーラスシリカ（平均細孔径：４ｎｍ）の吸着特性を示している。
【００８８】
（２）上述の各実施形態では、圧縮機２として電動圧縮機を採用する例について説明したが、これに限定されず、例えば、内燃機関（エンジン）等を動力源とする機械式の圧縮機を採用することができる。
【００８９】
また、圧縮機２としては、圧縮機構２１および電動モータ２２を水平方向に並ぶように配置する横置型圧縮機に限らず、圧縮機構２１および電動モータ２２を垂直方向に並ぶように配置する縦置型圧縮機を採用することができる。
【００９０】
また、圧縮機２としては、ハウジング２０の内部に貯油室２０２ｃが形成されているものに限らず、例えば、ハウジング２０の外部に配置されたタンクの内部に貯油室２０２ｃが形成されているものを採用することができる。
【００９１】
また、圧縮機構２１として、スクロール型圧縮機構を採用する例を説明したが、これに限定されず、例えば、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。
【００９２】
（３）上述の各実施形態で説明したように、冷凍機油としては、ポリオールエステル系油（ＰＯＥ）を用いることが好ましいが、ポリアルキレングリコール系油（ＰＡＧ）を冷凍機油として用いてもよい。
【００９３】
（４）上述の各実施形態で説明したように、ドライヤ２７は、吸着剤２７１をメッシュ状の収容部２７２に収容することが好ましいが、吸着剤２７１を収容部２７２に収容することなく、そのまま配置するようにしてもよい。
【００９４】
（５）上述の第３実施形態では、圧縮機２の内部においてデッドスペースとなるミドルハウジング２５の外周側にドライヤ２７を配置する例について説明したが、冷凍機油が溜まると共に、圧縮機２の内部においてデッドスペースとなる位置であれば、その他の部位にドライヤ２７を配置してもよい。
【００９５】
（６）上述の各実施形態では、冷凍サイクル１の冷媒としてＨＦＯ−１２３４ｙｆを採用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ＨＦＯ−１２３４ｙｆと同様に水との反応により包摂化合物が生成され難い構造を有するＨＦＯ−１２３４ｚｅ（Ｃ３Ｈ２Ｆ４：ＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＦ）を冷凍サイクルの冷媒として採用してもよい。また、ＨＦＯ−１２３４ｙｆとＨＦＯ−１２３４ｚｅとを混合させた混合冷媒を採用してもよい。
【００９６】
また、冷媒の氷結の抑制といった観点から、ＨＦＯ−１２３４ｙｆや、ＨＦＯ−１２３４ｚｅといった冷媒を採用することが好ましいが、ＨＦＣ−２２やＨＦＣ−１３４ａといった冷媒を採用してもよい。
【００９７】
（７）上述の各実施形態では、蒸発器５にて車室内に送風する空気を冷却する冷凍サイクル１に本発明を適用する例ついて説明したが、これに限定されない。例えば、流路切替弁等によって冷凍サイクル１内の冷媒の流路を切り替え可能とし、空調ユニットの内部に配置する熱交換器を蒸発器として機能させたり凝縮器として機能させたりすることで、車室内に送風する空気の加熱、冷却を行うことが可能な冷凍サイクルに本発明を適用してもよい。
【００９８】
（８）上述の各実施形態では、車両用空調装置の冷凍サイクル１における圧縮機２に本発明のドライヤ２７を適用した例を説明したが、これに限定されず、例えば、車両用の暖房装置、定置式の給湯機や室内暖房装置に用いられる冷凍サイクルの圧縮機２に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１        冷凍サイクル
２        圧縮機
２０      ハウジング
２０２ｃ  貯油室
２１      圧縮機構
２４      オイルセパレータ
２７      ドライヤ
２７１    吸着剤
２７２    収容部
【図１】
2013011226.tif 000003
【図２】
2013011226.tif 000004
【図３】
2013011226.tif 000005
【図４】
2013011226.tif 000006
【図５】
2013011226.tif 000007
【図６】
2013011226.tif 000008
【図７】
2013011226.tif 000009
【図８】
2013011226.tif 000010
【図９】
2013011226.tif 000011