(57)【要約】【課題】吐出室から供給先への冷凍機油の供給量を、吐出室と吸入室との圧力差が高いときに過剰となるのを防ぎつつ吐出室と吸入室との圧力差が低いときに必要量確保する。【解決手段】圧縮機構３の動作中、吐出室７ａの圧縮冷媒１３の圧力が高いときには、流路断面積が小さい供給通路７ｑを流量調整弁１９が供給通路３ｈ〜３ｋに接続する。このため、吐出室７ａから軸受部３ｆ，３ｇに冷凍機油１１を供給する供給通路３ｈ〜３ｋにおける冷凍機油１１の流量が、流量調整弁１９によって、圧縮機構３から吐出室７ａに吐出される圧縮冷媒１３の圧力が低いほど高い流量に調整され、圧縮冷媒１３の圧力が高いほど低い流量に調整される。このため、圧縮冷媒１３の圧力が高いときに吐出室７ａの冷凍機油１１が軸受部３ｆ，３ｇに過剰に供給されるのを防ぎ、圧縮冷媒１３の圧力が低いときでも軸受部３ｆ，３ｇに必要量の冷凍機油１１を供給する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構（３）から圧縮冷媒（１３）が吐出される吐出室（７ａ）の油分（１１）を前記圧縮冷媒（１３）の圧力により供給通路（３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｍ，３ｎ，７ｏ，７ｐ，７ｑ）を経て供給先（３ｆ，３ｇ）に供給する気体圧縮機（１）において、
前記圧縮冷媒（１３）の圧力に応じた弁開度の変化により前記供給通路（３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，３ｍ，３ｎ，７ｏ，７ｐ，７ｑ）における前記油分（１１）の流量を調整する流量調整弁（１９）を備えており、
前記流量調整弁（１９）は、前記圧縮機構（３）からの前記圧縮冷媒（１３）の吐出が停止しているときに閉弁し、前記圧縮機構（３）からの前記圧縮冷媒（１３）の吐出中には、該圧縮冷媒（１３）の圧力が高いほど弁開度が小さくなるように構成されている、
ことを特徴とする気体圧縮機（１）。
【請求項２】
前記圧縮機構（３）から吐出された前記圧縮冷媒（１３）を前記吐出室（７ａ）の遠心分離式の油分離器（７ｅ）に導入する吐出通路（３ｌ，７ｇ）において、前記流量調整弁（１９）と連動して前記吐出通路（３ｌ，７ｇ）を絞る絞り弁（１７）を備えており、該絞り弁（１７）は、前記圧縮機構（３）からの前記圧縮冷媒（１３）の吐出が停止しているときに前記吐出通路（３ｌ，７ｇ）を閉塞し、前記圧縮機構（３）からの前記圧縮冷媒（１３）の吐出中には、該圧縮冷媒（１３）の圧力が高いほど前記吐出通路（３ｌ，７ｇ）の通路断面積を大きくするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の気体圧縮機（１）。
【請求項３】
前記絞り弁（１７）は、前記吐出通路（３ｌ，７ｇ）を開閉する弁体（１７ａ）と、該弁体（１７ａ）を閉弁方向に付勢する付勢手段（１７ｂ）と、前記吐出通路（３ｌ，７ｇ）の前記圧縮冷媒（１３）の圧力が前記弁体（１７ａ）の開弁方向に加わる受圧部（１７ｃ）とを有していることを特徴とする請求項２記載の気体圧縮機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出室に溜まった油分を吸入室との圧力差を利用して供給先に供給する気体圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば冷凍サイクルに用いられる気体圧縮機では、吸入室に吸入した冷媒を圧縮機構により圧縮して吐出室に吐出した際に、吐出室の油分離器において、例えば、圧縮冷媒を螺旋状に旋回させて遠心力により冷媒中の冷凍機油を分離している。分離した冷凍機油は、吐出室と吸入室との差圧を利用して、圧縮機構の回転体（例えばロータ）の回転軸受における潤滑油等として利用される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２７３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した気体圧縮機では、冷凍負荷が小さく圧縮冷媒の吐出量が少ない場合に、吐出室と吸入室との圧力差が低くなることから、回転軸受等への冷凍機油の供給量が不足してしまう。これを解消するために、低差圧でも必要量の冷凍機油が供給できるように冷凍機油の供給通路断面積を大きくすると、冷凍負荷が大きく吐出室と吸入室との圧力差が高いときに、冷凍機油が回転軸受等に過剰に供給されてしまう。
【０００５】
冷凍機油が回転軸受等に過剰に供給されると、回転軸受等に供給された冷凍機油を吸入室から圧縮機構を介して吐出室に余分に回収しなければならなくなり、冷凍機油の供給と回収にロスが生じて冷凍機油の循環効率を低下させてしまう。
【０００６】
また、供給通路断面積を大きくすると、気体圧縮機の運転停止中に吐出室と吸入室との差圧が解消するまでの間に吐出室から供給通路や回転軸受等を経て吸入室に移動する冷凍機油量が増え、気体圧縮機の運転再開時に吐出室の冷凍機油量が不足しがちになってしまう。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、吐出室から供給先への冷凍機油の供給量を、吐出室と吸入室との圧力差が高いときに過剰となるのを防ぎつつ吐出室と吸入室との圧力差が低いときに必要量確保することができる気体圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の気体圧縮機は、
圧縮機構から圧縮冷媒が吐出される吐出室の油分を前記圧縮冷媒の圧力により供給通路を経て供給先に供給する気体圧縮機において、
前記圧縮冷媒の圧力に応じた弁開度の変化により前記供給通路における前記油分の流量を調整する流量調整弁を備えており、
前記流量調整弁は、前記圧縮機構からの前記圧縮冷媒の吐出が停止しているときに閉弁し、前記圧縮機構からの前記圧縮冷媒の吐出中には、該圧縮冷媒の圧力が高いほど弁開度が小さくなるように構成されている、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、吐出室から供給先への冷凍機油の供給量を、吐出室と吸入室との圧力差が高いときに過剰となるのを防ぎつつ吐出室と吸入室との圧力差が低いときに必要量確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一般的な気体圧縮機を示す正断面図である。
【図２】図１に示す気体圧縮機に適用される本発明の一実施形態に係る吐出室の概略構成を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図３】図２の絞り弁及び流量調整弁の半開状態を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図４】図２の絞り弁及び流量調整弁の全開状態を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図５】図１に示す気体圧縮機に適用される本発明の他の実施形態に係る吐出室の概略構成を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図６】図５の絞り弁及び流量調整弁の半開状態を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図７】図５の絞り弁及び流量調整弁の全開状態を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図８】図１に示す気体圧縮機に適用される本発明のさらに他の実施形態に係る吐出室の概略構成を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図９】図８の絞り弁及び流量調整弁の半開状態を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【図１０】図８の絞り弁及び流量調整弁の全開状態を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は一般的な油分離器を有する気体圧縮機を示す正断面図である。図１に示す気体圧縮機１は、回転式の圧縮機構３を電動モータ５で駆動して冷媒を圧縮するものである。
【００１３】
そして、気体圧縮機１は、圧縮機構３及び電動モータ５の他、これらが収容されるハウジング７、及び、電動モータ５の駆動を制御するコントローラ１５を有している。
【００１４】
圧縮機構３は、一対のサイドブロック３ａ，３ｂと、これらによって挟持されたシリンダブロック３ｃと、シリンダブロック３ｃの内部に形成された楕円形のシリンダ室３ｄに収容した円柱状のロータ３ｅとを有している。
【００１５】
ロータ３ｅは、サイドブロック３ａ，３ｂの軸受部３ｆ，３ｇ（請求項中の供給先に相当）で軸受された電動モータ５の回転軸５ａに取り付けられており、ロータ３ｅの周面に開口する複数のベーン溝（図示せず）には、ロータ３ｅの周面から出没可能に不図示のベーンがそれぞれ支持されている。
【００１６】
ロータ３ｅが電動モータ５によりシリンダ室３ｄ内で回転されると、ロータ３ｅの各ベーンシリンダ室３ｄの内周面に倣ってベーン溝から出没し、ロータ３ｅと隣り合う２つのベーンとシリンダ室３ｄとで構成される空間の容積が変化する。
【００１７】
そして、空間の容積が増加する間に、サイドブロック３ａに形成した吸入口（図示せず）を通じて低圧の冷媒が吸入され、吸入された冷媒が、空間の容積の減少に伴い圧縮される。圧縮された高圧の冷媒は、シリンダブロック３ｃの不図示の吐出ポートに設けられた吐出弁を開弁させ、さらに、サイドブロック３ｂに形成した吐出口（図示せず）から吐出される。
【００１８】
電動モータ５は、回転軸５ａに取り付けられたロータ５ｂと、ロータ５ｂの外側に配置されたステータ５ｃとを有している。ステータ５ｃは複数の極に対応したティース（図示せず）を有しており、各ティースにはコイル５ｄがそれぞれ巻回されている。電動モータ５は、各コイル５ｄに所定のパターンで電圧を印加することでステータ５ｃに回転磁界を発生させることで、ロータ５ｂを回転させる。
【００１９】
ハウジング７は、一端が閉塞された円筒状を呈している。このハウジング７には圧縮機構３が収容されており、収容された圧縮機構３によりハウジング７の内部は、サイドブロック３ｂが露出する閉塞側の密閉された吐出室７ａと、サイドブロック３ａが露出する開口側の吸入室７ｂとに仕切られている。吸入室７ｂには電動モータ５が収容されており、吸入室７ｂは、ハウジング７の開口７ｃに取り付けた蓋部９によって密閉されている。
【００２０】
上述した吸入室７ｂは、圧縮機構３によって圧縮する低温低圧の冷媒が、気体圧縮機１の外部（例えば、冷凍サイクルの蒸発器）から不図示の吸入ポートを介して吸入される空間である。
【００２１】
また、圧縮機構３によって吸入室７ｂと気密に仕切られた吐出室７ａは、圧縮機構３によって圧縮された高温高圧の冷媒を、不図示の吐出ポートを介して気体圧縮機１の外部（例えば、冷凍サイクルの凝縮器）に吐出する空間である。この吐出室７ａの下部には、冷凍機油１１（請求項中の油分に相当）が貯留される液溜まり部７ｄが形成されている。
【００２２】
液溜まり部７ｄの冷凍機油１１は、吐出室７ａの冷媒の圧力によりサイドブロック３ａ，３ｂの軸受部３ｆ，３ｇに供給されて、軸受部３ｆ，３ｇが軸受する回転軸５ａの潤滑に用いられる。軸受部３ｆ，３ｇは、サイドブロック３ａ，３ｂの回転軸５ａが貫通する貫通孔の内周面に形成された環状溝からなる。
【００２３】
サイドブロック３ａの軸受部３ｆには、サイドブロック３ｂの供給通路３ｈと、シリンダブロック３ｃの供給通路３ｉと、サイドブロック３ａの供給通路３ｊとを介して、液溜まり部７ｄの冷凍機油１１が供給される。サイドブロック３ｂの軸受部３ｇには、サイドブロック３ｂの供給通路３ｋを介して液溜まり部７ｄの冷凍機油１１が供給される。
【００２４】
サイドブロック３ａ，３ｂの軸受部３ｆ，３ｇに供給された冷凍機油１１は、回転軸５ａとの隙間を経て吸入室７ｂに流入し、吸入室７ｂの底部に溜まる。吸入室７ｂの底部に溜まった冷凍機油１１は、ミスト状となって吸入室７ｂの冷媒と共に圧縮機構３のシリンダ室３ｄに吸入され、ここで圧縮された高圧の冷媒に混じって吐出室７ａに吐出される。
【００２５】
そこで、吐出室７ａには、高圧の冷媒から冷凍機油１１を分離する油分離器７ｅが設けられる。油分離器７ｅによって冷媒から分離された冷凍機油１１は、吐出室７ａの下部の液溜まり部７ｄに滞留される。
【００２６】
次に、図１に示す気体圧縮機１に適用される本発明の一実施形態に係る吐出室の概略構成について、図２の要部拡大正断面図を参照して説明する。図２に示す本実施形態の気体圧縮機１の吐出室７ａに設けられる油分離器７ｅは、円筒形で有底の油分離室７ｆを有しており、圧縮機構３において圧縮された冷媒１３が流入口７ｇを介して油分離室７ｆに流入する。この流入口７ｇは、油分離室７ｆの内周壁７ｈに形成されており、油分離室７ｆの中心よりもずれた方向に向けて開口している。また、油分離室７ｆの底部７ｉには連通孔７ｊが形成されている。
【００２７】
油分離室７ｆには、両端が開放された中空の円筒部材７ｋが収容されている。円筒部材７ｋは油分離室７ｆの内周壁７ｈと同心円上に配置されており、上端のフランジ部７ｌが油分離室７ｆの上部に取付固定されている。油分離器７ｅの流入口７ｇを通過して油分離室７ｆに流入した圧縮冷媒１３は、油分離室７ｆの内周壁７ｈと円筒部材７ｋとの隙間を上方から下方に向けて螺旋状に旋回する旋回流となる。
【００２８】
この旋回流により圧縮冷媒１３中の冷凍機油１１の成分が油分離室７ｆ内で遠心分離されて内周壁７ｈに付着する。付着した冷凍機油１１は、自重により内周壁７ｈの下端に流れ落ち、油分離室７ｆの底部７ｉに溜まって連通孔７ｊから圧縮室７ａの油溜まり部７ｄに滴下される。
【００２９】
油分離室７ｆの底部７ｉに達した圧縮冷媒１３の旋回流は、その後、筒状部材７ｋの下端の連通孔７ｍから筒状部材７ｋの内部に流入し、円筒部材７ｋの上端からハウジング７の吐出室７ａに流入する。
【００３０】
このような構成の油分離器７ｅでは、気体圧縮機１から圧縮冷媒１３が供給される冷凍サイクル（図示せず）における冷凍負荷が小さく、圧縮機構３から吐出室７ａへの圧縮冷媒１３の吐出量が少ないと、吐出室７ａと吸入室７ｂとの圧力差が低くなることから、軸受部３ｆ，３ｇへの冷凍機油１１の供給量が不足してしまう。
【００３１】
そこで、本実施形態の気体圧縮機１では、吐出室７ａと吸入室７ｂとの圧力差が低くても必要量の冷凍機油１１を軸受部３ｆ，３ｇに供給できるように、冷凍機油１１のサイドブロック３ａ，３ｂの供給通路３ｊ，３ｈ，３ｉやシリンダブロック３ｃの供給通路３ｋの断面積を大きく設定している。
【００３２】
但し、吐出室７ａと吸入室７ｂとの圧力差が低いときに合わせて供給通路３ｈ〜３ｋの断面積を大きく設定することから、冷凍負荷が大きく吐出室７ａと吸入室７ｂとの圧力差が高いときにも供給通路３ｈ〜３ｋの断面積がそのままの大きであると、冷凍機油１１が軸受部３ｆ，３ｇに過剰に供給されてしまう。
【００３３】
そこで、本発明では、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が大きく吐出室７ａと吸入室７ｂとの圧力差が高いときにも、軸受部３ｆ，３ｇに供給される冷凍機油１１を潤滑に必要な適量に抑えるために、油分離器７ｅの構成を一部変更した。
【００３４】
具体的には、絞り弁１７と流量調整弁１９とを内蔵した油分離器７ｅの取付部７ｍを、サイドブロック３ｂに取り付けるようにした。
【００３５】
そして、絞り弁１７は、サイドブロック３ｂの吐出口３ｌとこれに連通する油分離器７ｅの流入口７ｇとで構成される吐出通路を絞るものである。
【００３６】
この絞り弁１７は、油分離器７ｅの流入口７ｇで構成される弁ポートを開閉するスプール弁体１７ａ（請求項中の弁体に相当）とスプール弁体１７ａを閉弁方向に付勢する閉弁ばね１７ｂ（請求項中の付勢手段に相当）とを有している。スプール弁体１７ａの開閉方向の一端には受圧部１７ｃが形成されており、他端にはばね受け部１７ｄが形成されている。
【００３７】
スプール弁体１７ａの受圧部１７ｃは、油分離器７ｅの取付部７ｍに形成した導入路７ｎに露出している。この受圧部１７ｃには、圧縮機構３から吐出された圧縮冷媒１３の圧力が、取付部７ｍの導入路７ｎに連通するサイドブロック３ｂの吐出口３ｌを介して、スプール弁体１７ａの開弁方向に加わるように構成されている。また、スプール弁体１７ａのばね受け部１７ｄには、閉弁ばね１７ｂの一部が収容されている。閉弁ばね１７ｂは弾発力によりスプール弁体１７ａを閉弁方向に付勢する。
【００３８】
絞り弁１７の弁ポートである油分離器７ｅの流入口７ｇに露出するスプール弁体１７ａの周面の径は一定である。したがって、絞り弁１７は、圧縮機構３から油分離器７ｅに導入される圧縮冷媒１３の圧力が低いほど、油分離器７ｅの流入口７ｇを絞ってここを通過する圧縮冷媒１３の流速を上昇させる。
【００３９】
また、流量調整弁１９は、圧縮室７ａの油溜まり部７ｄからサイドブロック３ａ，３ｂの軸受部３ｆ，３ｇに供給される冷凍機油１１の供給通路３ｈ〜３ｋにおける流量を、弁体１７ａの弁開度の変化により調整するものである。
【００４０】
そのために、本実施形態の気体圧縮機１では、油分離器７ｅの取付部７ｍに、液溜まり部７ｄの冷凍機油１１を吸い上げる供給通路７ｏを形成すると共に、流路断面積が大きい供給通路７ｐと流路断面積が小さい供給通路７ｑとを並行に形成している。各供給通路７ｐ，７ｑには、サイドブロック３ｂに形成された連絡通路３ｎ，３ｏが接続されており、各連絡通路３ｎ，３ｏは供給通路３ｋにそれぞれ接続されている。なお、連絡通路３ｎは供給通路７ｐと、連絡通路３ｏは供給通路７ｑと、それぞれ同一の流路断面積を有している。
【００４１】
そして、流量調整弁１９は、供給通路７ｏと供給通路７ｐ，７ｑとの間に介設されている。流量調整弁１９はスプール弁体１９ａを有しており、このスプール弁体１９ａは、絞り弁１７のスプール弁体１７ａと一体に形成されている。したがって、流量調整弁１９のスプール弁体１９ａも絞り弁１７のスプール弁体１７ａと同じく、受圧部１７ｃに加わる圧縮冷媒１３の圧力によって開弁方向に付勢され、また、閉弁ばね１７ｂの弾発力により閉弁方向に付勢される。
【００４２】
スプール弁体１９ａの周面には、環状の連絡溝１９ｂが形成されている。この連絡溝１９ｂは、スプール弁体１９ａのリフト位置によって、供給通路７ｏを閉塞するか、あるいは、供給通路７ｏの接続先を供給通路７ｐ，７ｑのどちらか一方に切り替える。即ち、流量調整弁１９は、いわゆる流路切換弁を構成している。
【００４３】
そして、流量調整弁１９が供給通路７ｏを遮断又は供給通路７ｐ，７ｑのどちらか一方に接続することで、サイドブロック３ｂの供給通路３ｈ〜３ｋにおける冷凍機油１１の流量を、供給通路７ｐ，７ｑの流路断面積に応じた流量に調整することができる。
【００４４】
以上のように構成された本実施形態の気体圧縮機１では、圧縮機構３の吐出口３ｌに圧縮冷媒１３が吐出されていないときに、図２に示すように、閉弁ばね１７ｂの弾発力によって、絞り弁１７が閉弁して油分離器７ｅの流入口７ｇを閉塞すると共に、流量調整弁１９が閉弁して油分離器７ｅの供給通路７ｏを閉塞する。この状態では、油分離器７ｅの部分において図２中に記載した矢印のような、圧縮冷媒１３の旋回流や冷凍機油１１の遠心分離等の流れは生じない。
【００４５】
また、圧縮機構３の吐出口３ｌに圧縮冷媒１３が吐出されると、吐出口３ｌに吐出された圧縮冷媒１３の圧力がスプール弁体１７ａの受圧部１７ｃにかかることで、絞り弁１７及び流量調整弁１９が開弁する。
【００４６】
図３は絞り弁１７及び流量調整弁１９の半開状態を示す要部拡大正断面図、図４は絞り弁１７及び流量調整弁１９の全開状態を示す要部拡大正断面図である。
【００４７】
そして、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が低く、圧縮冷媒１３の圧力により受圧部１７ｃが受ける負荷が閉弁ばね１７ｂのばね定数を下回る場合、絞り弁１７及び流量調整弁１９は、図３に示すように、閉弁ばね１７ｂの弾発力と圧縮冷媒１３の圧力とが釣り合うリフト位置までスプール弁体１７ａ，１９ａが開弁した半開状態となる。
【００４８】
絞り弁１７の半開状態では、弁ポートである油分離器７ｅの流入口７ｇがスプール弁体１７ａのリフト位置に応じた半開状態となって、圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出された圧縮冷媒１３が絞り弁１７により絞られて流入口７ｇを通過する。このため、冷凍負荷が低く圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の流速が低くても、流入口７ｇの通過により増速され、油分離器７ｅにおいて圧縮冷媒１３の十分な流速の旋回流が発生し、圧縮冷媒１３から冷凍機油１１が適切に遠心分離される。
【００４９】
また、流量調整弁１９の半開状態では、油分離器７ｅの取付部７ｍに形成した供給通路７ｏがスプール弁体１９ａの連絡溝１９ｂによって、流路断面積が大きい供給通路７ｐに接続される。このため、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が低いため圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の圧力が低く、吐出室７ａと吸入室７ｂ（図１参照）との圧力差が低くても、圧縮機構３の軸受部３ｆ，３ｇに必要量の冷凍機油１１が供給される。
【００５０】
一方、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が高く、圧縮冷媒１３の圧力により受圧部１７ｃが受ける負荷が閉弁ばね１７ｂのばね定数を上回る場合、絞り弁１７及び流量調整弁１９は、図４に示すように、最大リフト位置までスプール弁体１７ａ，１９ａが開弁した全開状態となる。
【００５１】
絞り弁１７の全開状態では、弁ポートである油分離器７ｅの流入口７ｇが全開状態となって、圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出された圧縮冷媒１３が絞り弁１７により絞られることなく流入口７ｇを通過する。
【００５２】
このため、圧縮冷媒１３は流入口７ｇの通過により増速されないが、圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出されたときの流速（油分離器７ｅに到達するまでの圧損による減速分を除く）でも、油分離器７ｅにおいて圧縮冷媒１３の十分な流速の旋回流が発生し、圧縮冷媒１３から冷凍機油１１が適切に遠心分離される。
【００５３】
また、流量調整弁１９の全開状態では、油分離器７ｅの取付部７ｍに形成した供給通路７ｏがスプール弁体１９ａの連絡溝１９ｂによって、流路断面積が小さい供給通路７ｑに接続される。
【００５４】
このため、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が高いため圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の圧力が高く、吐出室７ａと吸入室７ｂ（図１参照）との圧力差が高くても、供給通路７ｑを介して圧縮機構３の軸受部３ｆ，３ｇに供給される冷凍機油１１が供給通路７ｑの小さな流路断面積に応じた流量に制限される。したがって、軸受部３ｆ，３ｇに必要量以上の冷凍機油１１が過剰に供給されることが防止される。
【００５５】
このように構成された本実施形態の気体圧縮機１によれば、圧縮機構３の停止中には吐出室７ａから軸受部３ｆ，３ｇへの冷凍機油１１の供給が流量調整弁１９によって停止され、圧縮機構３の動作中、吐出室７ａの圧縮冷媒１３の圧力が高いときには、流路断面積が小さい供給通路７ｑを流量調整弁１９が供給通路３ｈ〜３ｋに接続する。
【００５６】
したがって、吐出室７ａから軸受部３ｆ，３ｇに冷凍機油１１を供給する供給通路３ｈ〜３ｋにおける冷凍機油１１の流量が、流量調整弁１９によって、圧縮機構３の停止中にはゼロに調整され、圧縮機構３から吐出室７ａへの圧縮冷媒１３の吐出中には、圧縮冷媒１３の圧力が高いほど低い流量に調整される。
【００５７】
このため、冷凍サイクルにおける冷凍負荷が大きく吐出室７ａと吸入室７ｂとの圧力差が高いときには、軸受部３ｆ，３ｇに冷凍機油１１を供給する供給通路３ｈ〜３ｋに流量調整弁１９が流路断面積の小さい供給通路７ｑを接続するようにして、吐出室７ａの冷凍機油１１が軸受部３ｆ，３ｇに過剰に供給されるのを防ぐことができる。
【００５８】
一方、冷凍サイクルにおける冷凍負荷が小さく吐出室７ａと吸入室７ｂとの圧力差が低いときには、供給通路３ｈ〜３ｋに流量調整弁１９が流路断面積の大きい供給通路７ｐを接続するようにして、吐出室７ａから軸受部３ｆ，３ｇに必要量の冷凍機油１１を供給させることができる。
【００５９】
また、本実施形態の気体圧縮機１では、冷凍サイクルにおける冷凍負荷が低く圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の流量や圧力が低い場合に、絞り弁１７により流入口７ｇを絞って流入口７ｇを通過する圧縮冷媒１３の流速を増速させるようにした。
【００６０】
このため、圧縮機構３から油分離室７ｆへの圧縮冷媒１３の流入量が少なく、圧縮冷媒１３の流速が遅くても、円筒部材７ｋの外側で圧縮冷媒１３を、遠心力により冷凍機油１１を圧縮冷媒１３から分離させるのに十分な流速で旋回させることができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、流路切換弁により流量調整弁１９を構成し、スプール弁体１９ａの弁リフト量により流路を切り替えることで、軸受部３ｆ，３ｇに冷凍機油１１を供給する供給通路３ｈ〜３ｋにおける冷凍機油１１の流量を切り替えるようにした。しかし、流量制御弁により流量調整弁１９を構成し、スプール弁体１９ａの弁リフト量に応じて供給通路３ｈ〜３ｋにおける冷凍機油１１の流量を変化させる構成としてもよい。
【００６２】
以下、そのように構成した本発明の他の実施形態に係る気体圧縮機について、図５乃至図７を参照して説明する。図５は図１に示す気体圧縮機１に適用される本発明の他の実施形態に係る吐出室の概略構成を示す気体圧縮機の要部拡大正断面図、図６及び図７は図５の絞り弁及び流量調整弁の半開状態及び全開状態をそれぞれ示す気体圧縮機の要部拡大正断面図である。
【００６３】
そして、図５に示す本実施形態の気体圧縮機１では、図２に示す実施形態の気体圧縮機１における流路断面積が小さい供給通路７ｑ及び連絡通路３ｏを省略し、流量調整弁１９のスプール弁体１９ａに、図２に示す実施形態の連絡溝１９ｂに代えて環状のテーパ溝１９ｃを、スプール弁体１９ａの周面に形成している。
【００６４】
このテーパ溝１９ｃは、受圧部１７ｃからばね受け部１７ｄに向かうにつれて径が小さくなるように形成されている。また、テーパ溝１９ｃは、スプール弁体１９ａが図２に示す閉弁位置から開弁側にリフト（移動）することで、弁ポートとしての供給通路７ｐに小径側から徐々に露出するように構成されている。即ち、テーパ溝１９ｃの供給通路７ｐに露出する部分の径は、スプール弁体１９ａの閉弁位置からの弁リフト量が増えるにつれて大きくなる。
【００６５】
したがって、流量調整弁１９は、圧縮機構３から吐出された圧縮冷媒１３の圧力が上昇してスプール弁体１９ａが閉弁位置からのリフト量が増えるほど、テーパ溝１９ｃの供給通路７ｐに露出する部分の径が小さくなって、弁開度、即ち、供給通路７ｐの流路断面積を小さくするように構成されている。
【００６６】
以上のように構成された本実施形態の気体圧縮機１では、圧縮機構３の吐出口３ｌに圧縮冷媒１３が吐出されていないときに、図５に示すように、閉弁ばね１７ｂの弾発力によって、絞り弁１７が閉弁して油分離器７ｅの流入口７ｇを閉塞すると共に、流量調整弁１９が閉弁して油分離器７ｅの供給通路７ｏを閉塞する。
【００６７】
また、圧縮機構３の吐出口３ｌに圧縮冷媒１３が吐出されると、吐出口３ｌに吐出された圧縮冷媒１３の圧力がスプール弁体１７ａの受圧部１７ｃにかかることで、絞り弁１７及び流量調整弁１９が開弁する。
【００６８】
そして、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が低く、圧縮冷媒１３の圧力により受圧部１７ｃが受ける負荷が閉弁ばね１７ｂのばね定数を下回る場合、絞り弁１７及び流量調整弁１９は、図６に示すように、閉弁ばね１７ｂの弾発力と圧縮冷媒１３の圧力とが釣り合うリフト位置までスプール弁体１７ａ，１９ａが開弁した半開状態となる。
【００６９】
一方、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が高く、圧縮冷媒１３の圧力により受圧部１７ｃが受ける負荷が閉弁ばね１７ｂのばね定数を上回る場合、絞り弁１７及び流量調整弁１９は、図７に示すように、最大リフト位置までスプール弁体１７ａ，１９ａが開弁した全開状態となる。
【００７０】
そして、絞り弁１７の半開状態及び全開状態では、図３及び図４を参照して説明した先の実施形態の気体圧縮機１における絞り弁１７と同様のことが起こる。
【００７１】
また、流量調整弁１９の半開状態では、図６に示すように、油分離器７ｅの取付部７ｍに形成した供給通路７ｏが、スプール弁体１９ａのテーパ溝１９ｃの径が小さい部分によって供給通路７ｐに接続される。このため、供給通路７ｏと供給通路７ｐとが、スプール弁体１９ａとテーパ溝１９ｃとの径の差に応じた大きな流路断面積の通路で接続される。
【００７２】
よって、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が低いため圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の圧力が低く、吐出室７ａと吸入室７ｂ（図１参照）との圧力差が低くても、圧縮機構３の軸受部３ｆ，３ｇに必要量の冷凍機油１１が供給される。
【００７３】
一方、流量調整弁１９の全開状態では、図７に示すように、油分離器７ｅの取付部７ｍに形成した供給通路７ｏが、スプール弁体１９ａのテーパ溝１９ｃの径が大きい部分によって供給通路７ｐに接続される。このため、供給通路７ｏと供給通路７ｐとが、スプール弁体１９ａとテーパ溝１９ｃとの径の差に応じた小さな流路断面積の通路で接続される。
【００７４】
よって、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が高いため圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の圧力が高く、吐出室７ａと吸入室７ｂ（図１参照）との圧力差が高くても、軸受部３ｆ，３ｇに供給される冷凍機油１１の流量が、テーパ溝１９ｃの供給通路７ｏと供給通路７ｐとを接続する部分の小さな流路断面積に応じた流量に制限される。したがって、軸受部３ｆ，３ｇに必要量以上の冷凍機油１１が過剰に供給されることが防止される。
【００７５】
このように構成された本実施形態の気体圧縮機１でも、図２乃至図４を参照して説明した先の実施形態の気体圧縮機１と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
なお、図５乃至図７の実施形態では、流量調整弁１９のスプール弁体１９ａの弁リフト量によって、供給通路７ｐに露出する部分の径が変わるように、スプール弁体１９ａの周面にテーパ溝１９ｃを形成するものとした。しかし、図８の要部拡大正断面図に示すように、スプール弁体１９ａの周面には図２乃至図４の実施形態と同じく環状の連絡溝１９ｂを形成してもよい。
【００７７】
その場合は、流量調整弁１９のスプール弁体１９ａの弁リフト量によって、連絡溝１９ｂの供給通路７ｐに露出する部分の弁リフト方向における寸法が変わるように構成してもよい。
【００７８】
例えば、流量調整弁１９の半開状態では、図９の要部拡大正断面図に示すように、スプール弁体１９ａの連絡溝１９ｂがスプール弁体１９ａの弁リフト方向において供給通路７ｐの全体に露出し、流量調整弁１９の全開状態では、図１０の要部拡大正断面図に示すように、連絡溝１９ｂが弁リフト方向において供給通路７ｐの一部のみに露出するように構成する。
【００７９】
これにより、流量調整弁１９の半開状態では、連絡溝１９ｂと供給通路７ｐとがスプール弁体１９ａの弁リフト方向における全体に亘る大きな流路断面積の通路で接続される。
【００８０】
よって、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が低いため圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の圧力が低く、吐出室７ａと吸入室７ｂ（図１参照）との圧力差が低くても、圧縮機構３の軸受部３ｆ，３ｇに必要量の冷凍機油１１が供給される。
【００８１】
一方、流量調整弁１９の全開状態では、連絡溝１９ｂと供給通路７ｐとがスプール弁体１９ａの弁リフト方向における一部分の小さな流路断面積の通路で接続される。
【００８２】
よって、不図示の冷凍サイクルにおける冷凍負荷が高いため圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出される圧縮冷媒１３の圧力が高く、吐出室７ａと吸入室７ｂ（図１参照）との圧力差が高くても、軸受部３ｆ，３ｇに供給される冷凍機油１１の流量が、テーパ溝１９ｃの供給通路７ｏと供給通路７ｐとを接続する部分の小さな流路断面積に応じた流量に制限される。したがって、軸受部３ｆ，３ｇに必要量以上の冷凍機油１１が過剰に供給されることが防止される。
【００８３】
なお、流量調整弁１９の半開状態及び全開状態では、絞り弁１７がそれぞれ半開状態及び全開状態となる。絞り弁１７の半開状態及び全開状態では、図３及び図４を参照して説明した先の実施形態の気体圧縮機１における絞り弁１７と同様のことが起こる。
【００８４】
このように構成された本実施形態の気体圧縮機１でも、図２乃至図４を参照して説明した先の実施形態の気体圧縮機１と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
以上の実施形態では、流量調整弁１９のスプール弁体１９ａと一体のスプール弁体１７ａを有する絞り弁１７を設ける場合について説明したが、絞り弁１７は省略してもよい。
【００８６】
また、以上の実施形態では、圧縮機構３の吐出口３ｌに吐出された圧縮冷媒１３の圧力が開弁方向に加わる受圧部１７ｃを設けたスプール弁を流量制御弁１９（や絞り弁１７）として用いた。このため、電動モータ５の起動時や停止時に流量制御弁１９（や絞り弁１７）を遅れなくさせる動作させることができる。しかし、スプール弁以外の弁を流量制御弁１９（や絞り弁１７）に用いてもよい。
【００８７】
さらに、以上の実施形態では、シリンダ室３ｄ内でロータ３ｅを回転させるベーンロータリー式の圧縮機構３を有する気体圧縮機１に本発明を適用した場合を例に取って説明した。しかし、本発明は、例えば、可動スクロールを固定スクロールに対して回転させて気体を圧縮するスクロール方式のコンプレッサ等、回転体を回転させることで気体を吸入して圧縮する回転式の圧縮機構を有する気体圧縮機に広く適用可能である。
【００８８】
また、以上の実施形態では、圧縮機構３を電動モータ５によって回転駆動する電動式の気体圧縮機１を例に取って説明した。しかし、本発明は、例えば、車両に搭載されてエンジンの動力により圧縮機構を回転駆動する電動式以外の気体圧縮機にも広く適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、吐出室に溜まった油分を吸入室との圧力差を利用して供給先に供給する気体圧縮機において利用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１  気体圧縮機
３  圧縮機構
３ａ，３ｂ  サイドブロック
３ｃ  シリンダブロック
３ｄ  シリンダ室
３ｅ，５ｂ  ロータ
３ｆ，３ｇ  軸受部（供給先）
３ｈ，３ｉ，３ｊ，３ｋ，  供給通路
３ｌ  吐出口（吐出通路）
３ｍ  シール部材
３ｎ，３ｏ  連絡通路
５  電動モータ
５ａ  回転軸
５ｃ  ステータ
５ｄ  コイル
７  ハウジング
７ａ  吐出室
７ｂ  吸入室
７ｃ  ハウジング開口
７ｄ  液溜まり部
７ｅ  油分離器
７ｆ  油分離室
７ｇ  流入口（吐出通路）
７ｈ  油分離室内周壁
７ｉ  油分離室底部
７ｊ  油分離室連通孔
７ｋ  円筒部材
７ｌ  フランジ部
７ｍ  取付部
７ｎ  導入路
７ｏ，７ｐ，７ｑ  供給通路
９    蓋部
１１  冷凍機油（油分）
１３  圧縮冷媒
１５  コントローラ
１７  流量調整弁
１７ａ  スプール弁体
１７ｂ  閉弁ばね（付勢手段）
１７ｃ  受圧部
１７ｄ  ばね受け部
１９  絞り弁
１９ａ  スプール弁体
Ｘ  回転中心軸
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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