(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
該ケース内に装着されたシリンダと、
該シリンダ内を回転するロータと、
該ロータを貫通する回転軸と、
前記ロータと前記シリンダにより形成され、冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、
該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが通過する少なくとも一つの吐出通路と、
該吐出通路に連通され、前記冷媒ガス中から潤滑油を分離する油分離部とを備え、
該油分離部は、
前記吐出通路に連通される外筒と、
該外筒の内側に配設された冷媒ガス案内筒と、
該冷媒ガス案内筒と前記外筒間に形成され、前記冷媒ガス中から前記潤滑油を遠心分離させる遠心分離室とを備え、
前記冷媒ガス案内筒には、該遠心分離室で遠心分離された冷媒ガスが内部に導かれた後、該冷媒ガスを周囲に吐出するための複数の吐出孔が端部に配設され、かつ該端部は前記遠心分離室の外方に配設されたことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項２】
前記冷媒ガス案内筒の端部の周囲にフィルタを備え、
該フィルタは、前記吐出孔から吐出された冷媒ガスが通過されることで、該冷媒ガス中から潤滑油を分離す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】
ケースと、
該ケース内に装着されたシリンダと、
該シリンダ内を回転するロータと、
該ロータを貫通する回転軸と、
前記ロータと前記シリンダにより形成され、冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、
該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが通過する少なくとも一つの吐出通路と、
該吐出通路に連通され、前記冷媒ガス中から潤滑油を分離する油分離部とを備え、
該油分離部は、
前記吐出通路に連通される外筒と、
該外筒の内側に配設された冷媒ガス案内筒と、
該冷媒ガス案内筒と前記外筒間に形成され、前記冷媒ガス中から前記潤滑油を遠心分離させる遠心分離室と、
該遠心分離室に配設されたフィルタとを備えたことを特徴とする気体圧縮機。
【請求項４】
前記フィルタが金網又は焼結体により形成されたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の気体圧縮機。
【請求項５】
前記吐出通路は複数であり、かつ該吐出通路の出口は、冷媒ガスが前記遠心分離室回りに一方向に揃って回転するように向きが揃えられたことを特徴とする請求項１、２、３又は４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】
本発明は気体圧縮機に係わり、特に十分な油分離性能が得られる油分離器を有する気体圧縮機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
気体圧縮機は、室内空調用や冷凍用に用いられている。気体圧縮機５０は図８に示す如く圧縮機本体１を有し、圧縮機本体１は一対のサイドブロック２、３間に介挿されたシリンダ４を備えてなり、シリンダ４内にはロータ５が回転可能に配設されている。
【０００３】
ロータ５には端面間を貫通する回転軸６が一体に設けられており、回転軸６は両サイドブロック２、３のそれぞれに設けられた軸受孔７、８に回転可能に嵌合し、また、その回転軸先端側６ａは軸受孔７より突出し、更にフロントヘッド９を貫通するように延長形成されている。
回転軸先端側６ａの外局面側にはシール室１０が設けられており、このシール室１０には軸受孔７と回転軸６との軸受隙間Ｇを介し潤滑油が供給される。
【０００４】
図９に、図８中のＡ−Ａ矢視線断面図を示す。ロータ５の外周面には径方向にベーン溝１２が形成され、ベーン溝１２にはベーン１３が摺動可能に装着されている。そして、ベーン１３は、ロータ５の回転時には遠心力とベーン溝底部の油圧とによりシリンダ４の内壁に付勢される。
【０００５】
シリンダ４内は、一対のサイドブロック２、３、ロータ５、ベーン１３、１３・・により複数の小室に仕切られている。これらの小室は圧縮室１４、１４・・と称され、ロータ５の回転により容積の大小変化を繰り返す。
【０００６】
このような圧縮機本体１においては、ロータ５が回転して圧縮室１４、１４・・の容積が変化すると、その容積変化により吸入口３５に通じる吸入室１５の低圧冷媒ガスを吸気し圧縮する。圧縮機本体１は、右側端部に周状の開口端４１を有するケース５２内に開口端４１より挿入固定されている。
【０００７】
サイドブロック２、３の外周囲には、気密性を保持するため、Ｏリング４２Ａ、４２Ｂが取り付けられている。サイドブロック３とケース５２により吐出室１９が形成されている。
【０００８】
そして、圧縮後の高圧冷媒ガスは吐出ポート１６、吐出弁１７を介して吐出チャンバー１０１に導かれる。吐出チャンバー１０１Ａ、１０１Ｂは、図中対称形成されている。その後、高圧冷媒ガスはそれぞれの吐出チャンバー１０１Ａ、１０１Ｂに連通された吐出通路１０３Ａ、１０３Ｂを経て油分離器１００に送られる。
【０００９】
この油分離器１００について、従来公開公報（特開平０４−１５３５９６、特開昭５５−１１７０９２、実開昭５４−１０３６６０）が存在する。図８中のＢ矢視図を図１０に、また、油分離器１００についてのＣ−Ｃ矢視断面図を図１１に示す。図１０及び図１１において、油分離器１００には独立した油分離ユニット１１０Ａ、１１０Ｂが内蔵されている。
【００１０】
そして、この油分離ユニット１１０Ａ、１１０Ｂの外筒１１１Ａ、１１１Ｂの内側には、下部に隙間を残した状態で、冷媒ガス案内筒１１３Ａ、１１３Ｂが配設されている。外筒１１１Ａ、１１１Ｂと冷媒ガス案内筒１１３Ａ、１１３Ｂの間には中空部１１７Ａ、１１７Ｂが形成されている。外筒１１１Ａ、１１１Ｂの底部には、分離された油が吐出される小穴１１５Ａ、１１５Ｂが形成されている。
【００１１】
かかる構成において、吐出通路１０３Ａ、１０３Ｂを経た冷媒ガスは、中空部１１７Ａ、１１７Ｂに導かれ、渦を巻くように旋回する。この旋回による遠心分離効果により、比重の高いオイルミストは遠心方向に付勢され、外筒１１１Ａ、１１１Ｂの内壁に付着する。その後、付着された油分は重力により自然落下され、小穴１１５Ａ、１１５Ｂから吐出される。
【００１２】
一方、油分の分離された冷媒ガスは、冷媒ガス案内筒１１３Ａ、１１３Ｂの内側に案内されて、上側の開口部１１９Ａ、１１９Ｂより吐出室１９に吐出される。分離の油分は吐出室１９の底部に溜り、潤滑油の油溜り２０を形成する。油分の分離された高圧冷媒ガスは、吐出口３６より外部の図示しない熱交換器等に供給される。
【００１３】
一方、図示しないエンジンやモータ等の外部駆動源による動力は、図示しないベルト等によりプーリ３１に伝えられる。プーリ３１とフロントヘッド９間には、ベアリング３２が配設されている。回転軸先端側６ａの右端には、アマチュア３３が固着され、クラッチ用電磁コイル３４の励磁により、このアマチュア３３はプーリ３１の右端面に吸着若しくは離脱される。アマチュア３３がプーリ３１の右端面に吸着されたとき、ロータ５はプーリ３１の回転に連れて回転する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の油分離器１００では、運転状態によっては、遠心分離効果で分離しきれず潤滑油と高圧冷媒ガスが十分分離されない状態で、小穴１１５Ａ、１１５Ｂ及び開口部１１９Ａ、１１９Ｂから吐出される場合がある。
【００１５】
その結果、気体圧縮機５０の外部に必要以上に潤滑油が流出する。そして、蒸発器や凝縮器の熱交換効率が悪化してしまい、冷房能力が低下するという問題を生ずるおそれがあった。
【００１６】
また、多量に潤滑油がシステム内に流出してしまうと気体圧縮機５０内の潤滑油が不足し、十分な潤滑が得られず気体圧縮機５０の信頼性が低下してしまうことにもなる。
【００１７】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、十分な油分離性能が得られる油分離器を有する気体圧縮機を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、ケースと、該ケース内に装着されたシリンダと、該シリンダ内を回転するロータと、該ロータを貫通する回転軸と、前記ロータと前記シリンダにより形成され、冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが通過する少なくとも一つの吐出通路と、該吐出通路に連通され、前記冷媒ガス中から潤滑油を分離する油分離部とを備え、該油分離部は、前記吐出通路に連通される外筒と、該外筒の内側に配設された冷媒ガス案内筒と、該冷媒ガス案内筒と前記外筒間に形成され、前記冷媒ガス中から前記潤滑油を遠心分離させる遠心分離室とを備え、前記冷媒ガス案内筒には、該遠心分離室で遠心分離された冷媒ガスが内部に導かれた後、該冷媒ガスを周囲に吐出するための複数の吐出孔が端部に配設され、かつ該端部は前記遠心分離室の外方に配設されたことを特徴とする。
【００１９】
吐出通路から油分離部に冷媒ガスが導入される。冷媒ガスは、遠心分離室内で渦を巻くように旋回する。この旋回による遠心分離効果により、冷媒ガス中から潤滑油が分離される。そして、油分が残存する冷媒ガスは、冷媒ガス案内筒内部に導かれる。
【００２０】
この冷媒ガス案内筒の端部周囲には、複数の吐出孔が配設され、かつこの端部は遠心分離室の外方に配設されている。冷媒ガスは、この吐出孔から吐出される。吐出の際に生ずる乱流により、冷媒ガスは自己衝突され、この衝突により冷媒ガス中から更に潤滑油が分離される。
【００２１】
以上により、２段階にわたり潤滑油を冷媒ガスから分離することで、効率の良い分離性能を有する。かかる油分離性能を有することにより、気体圧縮機に封入する潤滑油量を削減することができる。また、気体圧縮機より流出する潤滑油量が減少し、熱交換器に付着する潤滑油量が減少し、熱交換効率が向上する。
【００２２】
また、本発明は、前記冷媒ガス案内筒の端部の周囲にフィルタを備え、該フィルタは、前記吐出孔から吐出された冷媒ガスが通過されることで、該冷媒ガス中から潤滑油を分離することを特徴とする。
【００２３】
冷媒ガス案内筒の端部周囲の吐出孔から吐出された冷媒ガスは、その後、フィルタを通過する。このとき、冷媒ガスはフィルタに衝突することで、冷媒ガス中から更に潤滑油が分離される。
【００２４】
以上のように、遠心分離室での遠心分離効果で分離しきれなかった潤滑油を、吐出孔及びフィルタを通過させることで、一層効率の良い分離性能を有する。
【００２５】
更に、本発明は、ケースと、該ケース内に装着されたシリンダと、該シリンダ内を回転するロータと、該ロータを貫通する回転軸と、前記ロータと前記シリンダにより形成され、冷媒ガスを圧縮する圧縮室と、該圧縮室で圧縮された冷媒ガスが通過する少なくとも一つの吐出通路と、該吐出通路に連通され、前記冷媒ガス中から潤滑油を分離する油分離部とを備え、該油分離部は、前記吐出通路に連通される外筒と、該外筒の内側に配設された冷媒ガス案内筒と、該冷媒ガス案内筒と前記外筒間に形成され、前記冷媒ガス中から前記潤滑油を遠心分離させる遠心分離室と、該遠心分離室に配設されたフィルタとを備えて構成した。
【００２６】
遠心分離室にはフィルタを備える。このことにより、遠心分離室内での冷媒ガスの旋回による遠心分離効果に加え、冷媒ガスがフィルタに衝突することで、より一層、冷媒ガス中から潤滑油が分離される。
【００２７】
更に、本発明は、前記フィルタが金網又は焼結体により形成されたことを特徴とする。
【００３０】
更に、本発明は、前記吐出通路は複数であり、かつ該吐出通路の出口は、冷媒ガスが前記遠心分離室回りに一方向に揃って回転するように向きが揃えられたことを特徴とする。
【００３１】
冷媒ガスを遠心分離室回りに一方向に揃って回転させるように吐出通路の出口の向きを揃えたことで、遠心分離室内での冷媒ガスの旋回による遠心分離効果を増加させることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。図１に、本発明の第１実施形態の全体構成図を、また、油分離器２００の拡大図を図２に、図１中のＤ矢視図を図３に示す。尚、図８〜図１１と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００３３】
図１〜図３において、油分離器２００には独立した油分離ユニット２１０Ａ、２１０Ｂが内蔵されている。
そして、この油分離ユニット２１０Ａ、２１０Ｂの外筒２１１Ａ、２１１Ｂの内側には、下部に隙間を残した状態で、冷媒ガス案内筒２１３Ａ、２１３Ｂが配設されている。外筒１１１Ａ、１１１Ｂの底部は円錐状に突出され、分離された油が吐出される小穴１１５Ａ、１１５Ｂが形成されている。
【００３４】
外筒２１１Ａ、２１１Ｂと冷媒ガス案内筒２１３Ａ、２１３Ｂの間には遠心分離室に相当する中空部２１７Ａ、２１７Ｂが形成されている。中空部２１７Ａ、２１７Ｂの上部には仕切り板２２１Ａ、２２１Ｂが配設され、この仕切り板２２１Ａ、２２１Ｂの中央に冷媒ガス案内筒２１３Ａ、２１３Ｂが貫通されている。冷媒ガス案内筒２１３Ａ、２１３Ｂの上端部はこの仕切り板２２１Ａ、２２１Ｂより上方に突出され、先端部には上蓋２２３が配設されている。
【００３５】
また、冷媒ガス案内筒２１３Ａ、２１３Ｂの上端部周囲には、複数の吐出孔２２５Ａ、２２５Ｂが設けられている。そして、この冷媒ガス案内筒２１３Ａ、２１３Ｂの上端部、上蓋２２３及び仕切り板２２１Ａ、２２１Ｂで区画された空間にフィルタ２２７Ａ、２２７Ｂが配設されている。
【００３６】
かかる構成において、吐出通路１０３Ａ、１０３Ｂを経た冷媒ガスは、中空部２１７Ａ、２１７Ｂに導かれ、渦を巻くように旋回する。この旋回による遠心分離効果により、比重の高いオイルミストは遠心方向に付勢され、外筒２１１Ａ、２１１Ｂの内壁に付着する。その後、付着された油分は重力により自然落下され、小穴１１５Ａ、１１５Ｂから吐出される。
【００３７】
一方、油分の分離された冷媒ガスは、冷媒ガス案内筒１１３Ａ、１１３Ｂの内側に案内されて上昇し、吐出孔２２５Ａ、２２５Ｂから吐出される。吐出の際に生ずる乱流により、冷媒ガスは自己衝突され、この衝突により冷媒ガス中から更に潤滑油が分離される。
【００３８】
また、吐出孔２２５Ａ、２２５Ｂから吐出された冷媒ガスは、その後、フィルタ２２７Ａ、２２７Ｂを通過する。このとき、冷媒ガスはフィルタ２２７Ａ、２２７Ｂに衝突することで、冷媒ガス中から更に潤滑油が分離される。冷媒ガスは、フィルタ２２７Ａ、２２７Ｂの周囲から吐出室１９に放出される。潤滑油は、仕切り板２２１Ａ、２２１Ｂの上に溜まった後、外筒２１１Ａ、２１１Ｂの外壁を経て落下される。
【００３９】
フィルタ２２７Ａ、２２７Ｂは金網又は焼結体により形成可能である。焼結体は、例えばブロンズやステンレスを材料とし、ディスク型、カプセル型、円筒型、角板型等様々な形状のものが適用可能である。焼結体の粒度を適宜選択することにより、油分離性能と密接な関係のある焼結粒子の間隔を自由に変更できる。焼結体は耐久性にも優れる。
【００４０】
以上のように、中空部２１７Ａ、２１７Ｂでの遠心分離効果で分離しきれなかった潤滑油を、吐出孔２２５Ａ、２２５Ｂ及びフィルタ２２７Ａ、２２７Ｂを通過させることで、一層効率の良い分離性能を有する。
【００４１】
かかる油分離性能を有することにより、気体圧縮機５０に封入する潤滑油量を削減することができる。また、気体圧縮機５０より流出する潤滑油量が減少し、熱交換器に付着する潤滑油量が減少し、熱交換効率が向上する。このため、気体圧縮機５０の信頼性向上につながる。
【００４２】
次に、油分離器２３０を一つの油分離ユニットにて構成した例を図４に、図４中のＥ−Ｅ矢視断面図を図５に示す。吐出通路１０３Ａ、１０３Ｂの出口は、冷媒ガスが中空部２１７回りに一方向に揃って回転するように向きが揃えられている。
このことにより、中空部２１７内での冷媒ガスの旋回による遠心分離効果を増加させることができる。
【００４３】
次に、仕切り板の別構成例を図６に示す。仕切り板２４０には、周方向に複数個上下を貫通する穴２４１が配設されている。穴２４１を開けるに際しては、３辺に切り込みが入れられ、かつ残りの１辺を中心として、この切り込みにより残された切り込み片２４３が下方に向けて折曲されている。この折り返しの中心となる１辺は、冷媒ガスの旋回方向の上流側で、かつ径方向に沿っている。
【００４４】
かかる構成において、仕切り板２４０はフィルタ２２７を支持できる。そして、仕切り板２４０の上に配設された吐出孔２２５やフィルタ２２７から落下された潤滑油は、穴２４１から中空部２１７を経て小穴１１５Ａ、１１５Ｂから吐出される。また、切り込み片２４３の傾斜が、冷媒ガスの旋回方向の上流側から下流側へと下方に向けて傾斜されているので、冷媒ガスも下方へと導かれる。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図７に、本発明の第２実施形態の油分離器２５０の断面図を示す。尚、図８〜図１１と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。
【００４６】
中空部１１７Ａ、１１７Ｂにはフィルタ２５１Ａ、２５１Ｂを備える。フィルタ２５１Ａ、２５１Ｂは、前述と同様に金網又は焼結体により形成可能である。このことにより、中空部１１７Ａ、１１７Ｂ内での冷媒ガスの旋回による遠心分離効果に加え、冷媒ガスがフィルタ２５１Ａ、２５１Ｂに衝突することで、より一層、冷媒ガス中から潤滑油が分離される。
【００４７】
また、外筒２１１Ａ、２１１Ｂの内壁には複数の突起物を配設するようにしてもよい。この突起物は、固着、溶接、押出し等により形成する。但し、突起物は、冷媒ガス案内筒１１３Ａ、１１３Ｂの外側や内側に対しても同様に配設されてもよい。
【００４８】
冷媒ガスがこの突起物に衝突することで、より一層、冷媒ガス中から潤滑油が分離される。
以上により、本発明の第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、冷媒ガス案内筒の端部周囲に複数の吐出孔を備えて構成したので、冷媒ガスが、この吐出孔から吐出される際に生ずる乱流により、冷媒ガスは自己衝突され、この衝突により冷媒ガス中から更に潤滑油が分離される。
【００５０】
また、冷媒ガス案内筒の端部の周囲にフィルタを備えたので、冷媒ガスはフィルタに衝突することで、冷媒ガス中から更に潤滑油が分離される。
【００５１】
このように、遠心分離室での遠心分離効果で分離しきれなかった潤滑油を、吐出孔及びフィルタを通過させることで、一層効率の良い分離性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態の全体構成図
【図２】  油分離器の拡大図
【図３】  図１中のＤ矢視図
【図４】  油分離器を一つの油分離ユニットにて構成した例
【図５】  図４中のＥ−Ｅ矢視断面図
【図６】  仕切り板の別構成例
【図７】  本発明の第２実施形態の油分離器の断面図
【図８】  従来の気体圧縮機の断面図
【図９】  図８中のＡ−Ａ矢視線断面図
【図１０】  図８中のＢ矢視図
【図１１】  油分離器についてのＣ−Ｃ矢視断面図
【符号の説明】
１    圧縮機本体
２、３    サイドブロック
４    シリンダ
５    ロータ
６    回転軸
１３  ベーン
１４  圧縮室
１９  吐出室
５０  気体圧縮機
５２  ケース
２００、２３０、２５０  油分離器
２１０Ａ、２１０Ｂ  油分離ユニット
２１１Ａ、２１１Ｂ  外筒
２１３Ａ、２１３Ｂ  冷媒ガス案内筒
２１７Ａ、２１７Ｂ  中空部
２２１Ａ、２２１Ｂ、２４０  仕切り板
２２５Ａ、２２５Ｂ  吐出孔
２２７Ａ、２２７Ｂ、２５１  フィルタ
【図１】
0004007577.tif 000002
【図２】
0004007577.tif 000003
【図３】
0004007577.tif 000004
【図４】
0004007577.tif 000005
【図５】
0004007577.tif 000006
【図６】
0004007577.tif 000007
【図７】
0004007577.tif 000008
【図８】
0004007577.tif 000009
【図９】
0004007577.tif 000010
【図１０】
0004007577.tif 000011
【図１１】
0004007577.tif 000012