(57)【要約】【課題】冷凍サイクルに使用される圧縮機や、膨張機などの流体機械では、信頼性及び冷凍サイクルの高効率化の観点から、作動流体への潤滑油の混入を抑制して、密閉容器外への潤滑油の吐出を極力抑える必要がある。【解決手段】作動流体を圧縮機構部２１より密閉容器１の内部に吐出する第１の吐出孔３２に対し、密閉容器１の内部より外部に吐出する第２の吐出孔３３を、ロータ１６の回転方向上流側に近接して配置し、第１の吐出孔３２と第２の吐出孔３３との間に仕切り板３９を設置したことにより、第１の吐出孔３２から吐出される作動流体と潤滑油が直ちに第２の吐出孔３３に流入することを防いで、密閉容器１の内部での滞留時間を長くすることができ、ロータ３４の回転に伴う旋回流による作動流体と潤滑油との遠心分離を促進させることが出来る。【選択図】図４
2009209807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器と、
前記密閉容器内に設けられた電動機と、
前記密閉容器内における前記電動機の下方に配置され、前記密閉容器外から吸入した作動流体を圧縮する圧縮機構と、
前記圧縮機構と前記電動機との間に、前記圧縮機構により圧縮された作動流体を吐出する第１の吐出孔と、
前記第１の吐出孔に対して前記電動機の回転方向上流側かつ、前記圧縮機構のシリンダ部材と前記電動機との間に配置され、前記密閉容器から作動流体を吐出する第２の吐出孔と、
前記第１の吐出孔と前記第２の吐出孔の間に配置された仕切り板と、
を備えている圧縮機。
【請求項２】
前記第２の吐出孔は、前記第１の吐出孔より前記電動機の回転中心側に配置された、請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記第１の吐出孔は、開口部が前記電動機の回転方向下流側に向けて配置された、請求項１または２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記第２の吐出孔は、開口部が前記電動機の回転方向下流側に向けて配置された、請求項１〜３のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項５】
前記第１の吐出孔および前記第２の吐出孔は、前記電動機側に突出して配置された、請求項１〜４のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項６】
前記第２の吐出孔は、前記第１の吐出孔より前記電動機側に配置された、請求項１〜５のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項７】
密閉容器と、
前記密閉容器内に設けられた電動機と、
前記密閉容器内における前記電動機の下方に配置され、前記密閉容器外から吸入した作動流体を膨張させる膨張機構と、
前記膨張機構と前記電動機との間に、前記膨張機構により膨張した作動流体を吐出する第１の吐出孔と、
前記第１の吐出孔に対して前記電動機の回転方向上流側かつ、前記圧縮機構のシリンダ部材と前記電動機とに配置され、前記密閉容器から作動流体を吐出する第２の吐出孔と、
前記第１の吐出孔と前記第２の吐出孔の間に配置された仕切り板と、
を備えている膨張機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機および膨張機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロータリ型圧縮機等の圧縮機は、構造が簡単でコンパクトなことから、冷凍サイクル用の圧縮機として多く用いられている。一般に、圧縮機等の流体機械では、ピストン、シリンダ、ベーン等の摺動損失を低減させるために、各部の機械的摺動部に潤滑油を供給している。その後、潤滑油は各部の微小隙間より吸入室に流入し、各部を通過する作動流体に微量ずつ混入して、作動流体とともに冷凍サイクル内に流出してしまう。作動流体とともに流出した潤滑油は、凝縮器や蒸発器に流入し、凝縮器や蒸発器の性能低下を引き起こす。また、圧縮機等の流体機械では、潤滑油が流出することによる潤滑油不足が生じ、効率の低下や焼き付きが起こる。そこで、圧縮機が備えられた密閉容器内において、効率よく作動流体と潤滑油を分離できる技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
図１２は、従来のロータリ型圧縮機１２０の縦断面図である。図１３は、従来のスクロール型圧縮機１３０の縦断面図である。なお、同一又は相当する構成要素には同一の参照符号を付している。
【０００４】
図１２に示すように、従来のロータリ型圧縮機１２０は、密閉容器１の内部に、ロータ１６とステータ１７からなる電動機２、第１の圧縮機構部３と第２の圧縮機構部４からなる多段ロータリ型圧縮機構部７、および、シャフト２３を備えている。電動機２と多段ロータリ型圧縮機構部７とは、シャフト２３により一軸に連結されている。密閉容器１の底部には、油溜まり３８が設けられている。
【０００５】
多段ロータリ型圧縮機構部７の上部には、中間吐出管５と冷媒導入管６とが備えられている。圧縮機構部７の側部には、吐出管１３と、第１の吸入管１８と、第２の吸入管１９とが、密閉容器１を貫通して接続されている。
【０００６】
第１の吸入管１８より第１の圧縮機構部３に吸入された作動流体は、圧縮されて、中間吐出管５より密閉容器１の内部空間１２に吐出される。密閉容器１の内部空間１２に吐出された作動流体は、冷媒導入管６より流出し、第２の吸入管１９より密閉容器１の外部を経て、第２の圧縮機構部４に吸入される。第２の圧縮機構部４に吸入された作動流体は、圧縮されて、吐出管１３より密閉容器１の外部に吐出される。
【０００７】
潤滑油は、電動機２が回転することにより、油溜まり３８よりシャフト２３の内部を通って、多段ロータリ型圧縮機構部７の各摺動部に供給される。各摺動部に供給された潤滑油の一部は、作動流体に混入して、作動流体とともに吐出管１３より密閉容器１の外部に吐出されるか、もしくは、密閉容器１の内部空間１２に流出した後、重力により油溜まり３８へ戻る。
【０００８】
密閉容器１の内部空間１２では、ロータ１６が回転することにより、旋回流が発生し、ロータ１６の回転による遠心力の影響を受けて、作動流体と潤滑油とが分離される。具体的には、作動流体より密度の大きい潤滑油は、作動流体と分離されて、回転中心部より径方向外側に移動し、密閉容器１の内面に付着する。一方、潤滑油と分離された作動流体は、回転中心部に集中する。
【０００９】
従来のロータリ型圧縮機１２０では、ロータ１６の回転を阻害することなく円滑に分離させるため、中間吐出管５の開口部を、ロータ１６の回転方向、かつ、密閉容器１と浅く交わる方向に向ける構成としている。また、密閉容器１の内面に付着した潤滑油が、冷媒導入管６より密閉容器１の外部へ流出することを防止するため、冷媒導入管６の開口部を密閉容器１の内部空間１２に突出させている。
【００１０】
図１３に示すように、従来のスクロール型圧縮機１３０は、密閉容器１の内部に、ロータ１６とステータ１７からなる電動機２と、スクロール型圧縮機構部９と、シャフト２３とを備えている。電動機２とスクロール型圧縮機構部９とは、シャフト２３により一軸に連結されている。
【００１１】
密閉容器１の底部には、油溜まり３８が設けられ、密閉容器１の側部には、吸入管８と吐出管１３とが、密閉容器１を貫通して設けられている。吐出管１３の開口部１３ａは、密閉容器１の内部空間１２と連通している。
【００１２】
スクロール型圧縮機構部９の上部には中間吐出管１０、および、その外縁近傍部には連通管１１が、それぞれ設けられている。スクロール型圧縮機構部９の側部には、吸入管８が接続されている。
【００１３】
吸入管８よりスクロール型圧縮機構部９に吸入された作動流体は、圧縮されて、中間吐出管１０より吐出され、連通管１１を経て、密閉容器１の内部空間１２に流出する。密閉容器１の内部空間１２に流出した作動流体は、吐出管１３より密閉容器１の外部に吐出される。
【００１４】
潤滑油は、上記ロータリ型圧縮機１２０と同様に、スクロール型圧縮機構部９の各摺動部に供給される。各摺動部に供給された潤滑油の一部は、作動流体に混入して、作動流体とともに吐出管１３より密閉容器１の外部に吐出されるか、もしくは、密閉容器１の内部空間１２に流出した後、重力により油溜まり３８へ戻る。
【００１５】
従来のスクロール型圧縮機１３０では、遠心力の影響を受けて作動流体と分離した潤滑油が、吐出管１３より作動流体とともに流出することを低減させるため、吐出管１３の開口部１３ａを電動機２のステータ１７の内径よりも内側に配置している。
【特許文献１】特開２００３−２８６９８３号公報
【特許文献２】特開２００２−３１７７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来のロータリ型圧縮機１２０では、作動流体を密閉容器１の外部へ導く冷媒導入管６が、中間吐出管５よりもロータ１６の回転方向下流側、かつ、中間吐出管５に近接して配置されている場合、中間吐出管５より吐出された作動流体は、密閉容器１の内部空間１２に流入後、直ちに冷媒導入管６より密閉容器１の外部に吐出されやすくなる。この結果、潤滑油が混入した作動流体が、密閉容器１の内部空間１２に滞留する時間、すなわち、作動流体と潤滑油とが分離する時間を確保することができないため、作動流体と潤滑油とが充分分離されないまま、密閉容器１の外部に吐出されることになる。
【００１７】
このように、従来のロータリ型圧縮機１２０では、密閉容器１の内部空間１２で、ロータ１６の回転による遠心分離効果を得るためには、密閉容器１の内部空間１２に潤滑油と作動流体とが滞留する時間も重要な因子である。
【００１８】
また、従来のスクロール型圧縮機１３０では、吐出管１３の開口部１３ａをステータ１７の内径よりも内側に配置すると、吐出管１３の開口部１３ａと連通管１１との距離が確保しにくいため、潤滑油が混入した作動流体が、密閉容器１の内部空間１２に流入後、直ちに吐出管１３より密閉容器１の外部に吐出されやすくなる。この結果、作動流体と潤滑油とが分離する時間を確保することができず、作動流体と潤滑油とが充分分離されないまま、密閉容器１の外部に吐出されることになる。
【００１９】
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、圧縮機より吐出される作動流体中の潤滑油濃度を低減させ、蒸発器および凝縮器の性能低下を抑制するとともに、密閉容器内の潤滑油量の低減および機械的摺動部の焼き付きを防止し、圧縮機の高効率化および耐久性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の圧縮機は、密閉容器と、前記密閉容器内に設けられた電動機と、前記密閉容器内における前記電動機の下方に配置され、前記密閉容器外から吸入した作動流体を圧縮する圧縮機構と、前記圧縮機構と前記電動機との間に、前記圧縮機構により圧縮された作動流体を吐出する第１の吐出孔と、前記第１の吐出孔に対して前記電動機の回転方向上流側かつ、前記圧縮機構のシリンダ部材と前記電動機との間に配置され、前記密閉容器から作動流体を吐出する第２の吐出孔と、前記第１の吐出孔と前記第２の吐出孔の間に配置された仕切り板とを、備えている。
【００２１】
また、本発明の膨張機は、密閉容器と、前記密閉容器内に設けられた電動機と、前記密閉容器内における前記電動機の下方に配置され、前記密閉容器外から吸入した作動流体を膨張させる膨張機構と、前記膨張機構と前記電動機との間に、前記膨張機構により膨張した作動流体を吐出する第１の吐出孔と、前記第１の吐出孔に対して前記電動機の回転方向上流側かつ、前記圧縮機構のシリンダ部材と前記電動機との間に配置され、前記密閉容器から作動流体を吐出する第２の吐出孔と、前記第１の吐出孔と前記第２の吐出孔の間に配置された仕切り板とを、備えている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の圧縮機によれば、作動流体を圧縮機構より密閉容器内部に吐出する第１の吐出孔に対し、密閉容器内より密閉容器外部に吐出する第２の吐出孔を、電動機のロータの回転方向上流側に配置し、その間に仕切り板を設置したことにより、第１の吐出孔から吐出される作動流体が直ちに第２の吐出孔に流入することを防ぎ、作動流体の密閉容器内部での滞留時間を長くすることができ、電動機のロータの回転により発生する旋回流による作動流体と潤滑油の遠心分離を促進することができる。これにより、密閉容器より吐出される作動流体中の潤滑油濃度を低減させ、蒸発器および凝縮器の性能低下を抑制するとともに、密閉容器内部の潤滑油量の低減および機械的摺動部の焼き付きを防止し、圧縮機の高効率化および耐久性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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、同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複説明を省略する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるロータリ型圧縮機１００の縦断面図、図２は、図１における圧縮機構部２１の拡大詳細図である。図３は、図１のＡ−Ａ線における圧縮機構部２１の横断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ線におけるロータリ型圧縮機１００の横断面図である。図５は、図４のＹ１−Ｙ１線における第１の吐出孔３２の横断面図、図６は、図４のＹ２−Ｙ２線における第２の吐出孔３３の横断面図である。なお、従来のロータリ型圧縮機１２０と同一又は相当する構成要素には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２５】
＜ロータリ型圧縮機１００の構成＞
図１〜図４に示すように、本実施の形態１におけるロータリ型圧縮機１００は、密閉容器１の内部に、電動機２、圧縮機構部２１を上から順に配置し、シャフト２３により一軸に連結することで構成されている。密閉容器１の上部には、電動機２に通電するための導入端子３５、密閉容器１の底部には、潤滑油を貯留する油溜まり３８がそれぞれ設けられている。密閉容器１の側部には、作動流体を圧縮機構部２１に導く吸入管３６と、作動流体を密閉容器１の外部に導く吐出管３７とが貫通して設けられている。
【００２６】
電動機２は、密閉容器１の内部に固定されたステータ１７と、シャフト２３に固定されてシャフト２３とともに回転するロータ１６とにより構成されている。
【００２７】
圧縮機構部２１は、偏心部２３ａを有するシャフト２３と、シリンダ２４と、ピストン２５と、ベーン２６と、バネ２７と、上軸受部材２８と、下軸受部材２９と、マフラー３０とにより構成されている。
【００２８】
シリンダ２４の内部空間には、ピストン２５が配置され、シャフト２３の偏心部２３ａと嵌合している。また、シリンダ２４には、ベーン溝２０と背部空間４１とが一体形成され、その内部にはベーン２６とバネ２７とが配置されている。ベーン２６の先端部は、ベーン２６の背面に配置されたバネ２７により、ピストン２５の外周面と接している。シリンダ２４とピストン２５の上面には上軸受部材２８、また下面には下軸受部材２９がそれぞれ配置されている。シリンダ２４と、ピストン２５と、上軸受部材２８と、下軸受部材２９とにより、作動流体が吸入・圧縮される空間が形成され、ベーン２６により、吸入室３１と圧縮室５０とに仕切られている。圧縮室５０は、シリンダ２４および下軸受部材２９を貫通して形成された連通路４１と連通している。
【００２９】
上軸受部材２８の外縁部近傍には、潤滑油流路４６が形成されている。下軸受部材２９の下端外縁部には、マフラー３０が設置されている。これにより、下軸受部材２９の下部には、マフラー空間４２が形成される。マフラー３０の中心部には、シャフト２３が貫通して配置され、シャフト２３の下端部は、油溜まり３８に浸漬している。
【００３０】
シャフト２３の内部には、油経路２３ｃが形成され、一端は油溜まり３８に、他端は偏心部２３ａとピストン２５との摺動面にそれぞれ開口している。シャフト２３の側面には、油溝２３ｂが形成されている。これにより、偏心部２３ａとピストン２５との摺動面を潤滑したオイルが、シャフト２３の回転とともに上昇して、シャフト２３と上軸受部材２８との摺動面を潤滑する。
【００３１】
図５、図６に示すように、本実施の形態１においては、第１の吐出孔３２および第２の吐出孔３３が、上軸受部材２８を貫通して、ロータ１６の回転方向下流側に向かって開口するように、それぞれ傾斜して配置されている。また、第１の吐出孔３２は、シリンダ２４および下軸受部材２９を貫通して形成された連通路４３と、第２の吐出孔３３は、シリンダ２４に形成された連通路４５と、それぞれ連通している。
【００３２】
さらに、本実施の形態１において、第２の吐出孔３３は、第１の吐出孔３２に対して、ロータ１６の回転中心側、かつ、ロータ１６の回転方向上流側に配置されている。また、第１の吐出孔３２と第２の吐出孔３３との間の、上軸受部材２８の上面には、仕切り板３９が設置されている。仕切り板３９は、第１吐出孔３２の中心とロータ３４の回転中心を結ぶ線分と基線ｘとがなす角をθ１、第２吐出孔３３と基線ｘとがなす角をθ２とすると、θ１からθ２までの間に配置されている。
【００３３】
＜ロータリ型圧縮機１００の動作＞
導入端子３５を介してステータ１７に通電し、ロータ１６を回転させると、シャフト２３の偏心部２３ａに嵌合したピストン２５が偏心回転運動を行う。これにより、吸入室３１と圧縮室５０の容積が変化する。すなわち、吸入室３１は、ピストン２５の偏心回転とともに容積が増加し、吸入管３６から作動流体を吸入する。一方、圧縮室５０は、ピストン２５の偏心回転運動とともに容積が減少し、作動流体を圧縮する。
【００３４】
また、ピストン２５の偏心回転運動とともに、油溜まり３８の潤滑油が、シャフト２３内部の油経路２３ｃを経て、シャフト２３の偏心部２３ａとピストン２５との微少隙間に供給される。シャフト２３の偏心部２３ａとピストン２５との微少隙間に供給された潤滑油は、ピストン２５の上端面と上軸受部材２８、および、ピストン２５の下端面と下軸受部材２９との微少隙間を経て、吸入室３１および圧縮室５０へと流入する。また、吸入室３１および圧縮室５０へ流入した潤滑油は、ベーン２６とシリンダ２４の微少隙間を経て、背部空間４０へと流入する。
【００３５】
圧縮室５０において、圧縮された作動流体と微少隙間より流入した潤滑油とが混合され、連通路４１を経て、マフラー空間４２に吐出される。マフラー空間４２に吐出された作動流体と潤滑油とは、連通路４３から第１の吐出孔３２を経て、電動機２の下の下部空間４４に吐出される。このとき、作動流体と潤滑油とは、第１の吐出孔３２の傾斜により、ロータ１６の回転方向下流側に向けて吐出される。
【００３６】
下部空間４４に吐出された作動流体と潤滑油とは、電動機２の下部に衝突した後、ロータ１６の回転運動と、第１の吐出孔３２から順次吐出される作動流体と潤滑油との流れにより、旋回流となる。旋回流となった作動流体と潤滑油とは、遠心力で分離される。
【００３７】
分離した潤滑油の一部は、密閉容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて上軸受部材２８上面に溜まり、その後、潤滑油流路４６を経て、油溜まり３８に戻る。一方、分離した作動流体は、旋回流となって下部空間４４に滞留した後、分離されなかった潤滑油を含んだ状態で、第２の吐出孔３３より連通路４５を経て、吐出管３７より密閉容器１の外部に吐出される。このとき、作動流体は、第２の吐出孔３３の傾斜により、第２の吐出孔３３にスムーズに流入し、吐出管３７より吐出される。
【００３８】
このように、本実施の形態１のロータリ型圧縮機１００によれば、ロータ１６の回転方向下流側に向かって開口するように、傾斜して設置された第１の吐出孔３２から下部空間４４に吐出された作動流体および潤滑油が、ロータ１６の回転により発生する旋回流に、更に加わることで、遠心力による作動流体と潤滑油との分離を促進することができる。
【００３９】
また、第２の吐出孔３３を、第１の吐出孔３２に対して、ロータ１６の回転方向上流側、かつ、第１の吐出孔３２に近接して配置することにより、密閉容器１の周方向に沿って作動流体が流れる距離、および、作動流体が下部空間４４に滞留する時間をより長くすることができる。このため、旋回流による作動流体と潤滑油との遠心分離をより効果的に行うことができる。
【００４０】
さらに、第１の吐出孔３２と第２の吐出孔３３との間に、仕切り板３９を設置することにより、第１の吐出孔３２より吐出された作動流体および潤滑油が、下部空間４４に流入後直ちに第２の吐出孔３３より密閉容器１の外部に吐出されることを防ぐことができる。このため、より多くの作動流体および潤滑油を下部空間４４に滞留させて、旋回流による遠心分離を行うことができる。
【００４１】
また、下部空間４４で旋回する密度の大きい潤滑油は、遠心力により、ロータ１６の回転中心部から径方向にかけて、すなわち、密閉容器１の内周面に近づくにつれて、徐々に多く存在するようになる。したがって、第２の吐出孔３３を第１の吐出孔３２に対して、ロータ１６の回転中心側、かつ、ロータ１６の回転方向上流側に設置することで、より潤滑油濃度の低い作動流体を第２の吐出孔３３より吐出させることができる。
【００４２】
さらに、第２の吐出孔３３の開口部を、ロータ１６の回転方向下流側に向かって傾斜をつけて配置することにより、作動流体は、第２の吐出孔３３に流入する際、急激に方向転換を強いられることになる。この急激な方向転換により、さらなる作動流体と潤滑油との遠心分離効果を得ることができる。
【００４３】
したがって、本実施の形態１におけるロータリ型圧縮機１００によれば、作動流体と潤滑油とをより効果的に分離することができるため、吐出管３７より吐出される潤滑油をより低減させることができる。
【００４４】
なお、本実施の形態において、第１吐出孔３２および第２吐出孔３３の両方がロータ３４の回転方向に向けて傾斜して設置されているが、両方もしくはどちらか一方を傾斜させず上方に向けて設置した場合においても、仕切り板３９による効果、すなわち、第１吐出孔３２より吐出された作動流体が、下部空間４４に流入後直ちに第２吐出孔３３より密閉容器２０の外部に吐出されることを防ぐ効果を得ることができ、第１吐出孔３２より下部空間４４に流入した多くの作動流体を下部空間４４に滞留させることができ、旋回流による潤滑油と作動流体の遠心分離を確実に行うことができる。
【００４５】
また、本実施の形態において、仕切り板３９はθ１からθ２の間に配置されているが、θ１からθ２を含み、それより大きな角度で配置することで、第１吐出孔３２から吐出された作動流体が、下部空間４４に流入後直ちに第２吐出孔３３に流入することを防ぐ効果をより大きく得ることができ、より多くの作動流体を下部空間４４に滞留させることができる。これにより、より低潤滑油濃度の作動流体を得ることができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態では、仕切り板３９は、第１吐出孔３２と第２吐出孔３３の半径方向の中間位置に配したが、第１吐出孔３２、または、第２吐出孔３３のどちらかに近接して配置するか、もしくは、第１吐出孔３２、または、第２吐出孔３３と一体化しても同様の効果を有する。
【００４７】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２におけるロータリ型圧縮機１１０の縦断面図である。図８は、図７のＣ−Ｃ線におけるロータリ型圧縮機１１０の横断面図、図９は、図８のＤ−Ｄ線における圧縮機構部６０の縦断面図である。図１０は、図８のＷ１−Ｗ１線における第１の吐出孔６１の横断面図、図１１は、図８のＷ２−Ｗ２線における第２の吐出孔６２の横断面図である。なお、本実施の形態２におけるロータリ型圧縮機１１０は、第１の吐出孔６１と第２の吐出孔６２を除いて、実施の形態１におけるロータリ型圧縮機１００と同一構成である。よって、実施の形態１と同一又は相当する構成要素には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
＜ロータリ型圧縮機１１０の構成＞
図７〜図１１に示すように、本実施の形態２における第１の吐出孔６１および第２の吐出孔６２は、ともにロータ１６の回転方向下流側に向かって開口するように、それぞれ傾斜して配置されている。第１の吐出孔６１は、シリンダ２４および下軸受部材２９を貫通して形成された連通路４３と、第２の吐出孔６２は、シリンダ２４に形成された連通路４５と、それぞれ連通している。
【００４９】
また、第２の吐出孔６２は、第１の吐出孔６１よりロータ１６の回転中心側、かつ、ロータ１６の回転方向上流側に配置されている。第１の吐出孔６１と第２の吐出孔６２との間の、上軸受部材２８の上面には、仕切り板３９が設置されている。
【００５０】
本実施の形態２においては、第１の吐出孔６１および第２の吐出孔６２は、ともに上軸受部材２８の上面より突出して配置されている。また、第２の吐出孔６２は、第１の吐出孔６１より、上方の電動機２側に近づけて設置されている。
【００５１】
また、仕切り板３９は、第２吐出孔６２側の一端は、ロータ３４の回転中心側に入り込むように設置されている。
【００５２】
＜ロータリ型圧縮機１１０の動作＞
導入端子３５を介してステータ１７に通電し、ロータ１６を回転させると、シャフト２３の偏心部２３ａに嵌合したピストン２５が偏心回転運動を行う。これにより、吸入室３１と圧縮室５０の容積が変化する。すなわち、吸入室３１は、ピストン２５の偏心回転運動とともに容積が増加し、吸入管３６から作動流体を吸入する。一方、圧縮室５０は、ピストン２５の偏心回転運動とともに容積が減少し、作動流体を圧縮する。
【００５３】
また、ピストン２５の偏心回転運動とともに、油溜まり３８の潤滑油が、シャフト２３内部の油経路２３ｃを経て、シャフト２３の偏心部２３ａとピストン２５との微少隙間に供給される。シャフト２３の偏心部２３ａとピストン２５との微少隙間に供給された潤滑油は、ピストン２５の上端面と上軸受部材２８、および、ピストン２５の下端面と下軸受部材２９との微少隙間を経て、吸入室３１および圧縮室５０へと流入する。また、吸入室３１および圧縮室５０へ流入した潤滑油は、ベーン２６とシリンダ２４の微少隙間を経て、背部空間４０へと流入する。
【００５４】
圧縮室５０において、圧縮された作動流体と流入した潤滑油とが混合され、連通路４１を経て、マフラー空間４２に吐出される。マフラー空間４２に吐出された作動流体と潤滑油は、連通路４３から第１の吐出孔６１を経て、電動機２の下の下部空間４４に吐出される。このとき、作動流体と潤滑油は、第１の吐出孔６１の傾斜により、ロータ１６の回転方向下流側に向けて吐出される。
【００５５】
下部空間４４に吐出された作動流体と潤滑油とは、電動機２の下部に衝突した後、ロータ１６の回転運動と、第１の吐出孔６１から順次吐出される作動流体と潤滑油との流れにより、旋回流となる。旋回流となった作動流体と潤滑油とは、遠心力で分離される。
【００５６】
分離した潤滑油の一部は、密閉容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて上軸受部材２８上面に溜まり、その後、潤滑油流路４６を経て、油溜まり３８に戻る。一方、分離した作動流体は、旋回流となって下部空間４４に滞留した後、分離されなかった潤滑油を含んだ状態で、第２の吐出孔６２より連通路４５を経て、吐出管３７より密閉容器１の外部に吐出される。このとき、作動流体は、第２の吐出孔６２の傾斜により、第２の吐出孔６２にスムーズに流入し、吐出管３７より吐出される。
【００５７】
このように、本実施の形態２のロータリ型圧縮機１１０によれば、ロータ１６の回転方向下流側に向かって開口するように、傾斜して設置された第１の吐出孔６１から下部空間４４に吐出された作動流体および潤滑油が、ロータ１６の回転により発生する旋回流に、更に加わることで、遠心力による作動流体と潤滑油との分離を促進することができる。
【００５８】
また、第２の吐出孔６２を第１の吐出孔６１に対して、ロータ１６の回転方向上流側、かつ、第１の吐出孔６１に近接して配置することにより、密閉容器１の周方向に沿って作動流体が流れる距離、および、作動流体が下部空間４４に滞留する時間をより長くすることができる。このため、旋回流による作動流体と潤滑油との遠心分離をより効果的に行うことができる。
【００５９】
さらに、第１の吐出孔６１と第２の吐出孔６２との間に、仕切り板３９を設置することにより、第１の吐出孔６１より吐出された作動流体および潤滑油が、下部空間４４に流入後直ちに第２の吐出孔６２より密閉容器１の外部に吐出されることを防ぐことができる。このため、より多くの作動流体および潤滑油を下部空間４４に滞留させて、旋回流による遠心分離を行うことができる。
【００６０】
また、下部空間４４で旋回する密度の大きい潤滑油は、遠心力により、ロータ１６の回転中心部から径方向にかけて、すなわち、密閉容器１の内周面に近づくにつれて、徐々に多く存在するようになる。したがって、第２の吐出孔６２を第１の吐出孔６１に対して、ロータ１６の回転中心側、かつ、ロータ１６の回転方向上流側に設置することで、より潤滑油濃度の低い作動流体を第２の吐出孔６２より吐出させることができる。
【００６１】
さらに、第２の吐出孔６２の開口部を、ロータ１６の回転方向下流側に向かって傾斜をつけて配置することにより、作動流体は、第２の吐出孔６２に流入する際、急激に方向転換を強いられることになる。この急激な方向転換により、さらなる作動流体と潤滑油との遠心分離効果を得ることができる。
【００６２】
また、本実施の形態２においては、第１の吐出孔６１および第２の吐出孔６２を、上軸受部材２８より上方に突出させて配置することにより、第１の吐出孔６１より下部空間４４へ作動流体が吐出される時に、上軸受部材２８の上面に一時的に溜まった潤滑油の巻き上げを防止することができる。また、第２の吐出孔６２より密閉容器１の外部へ作動流体が流出する際に、上軸受部材２８の上面に溜まった潤滑油を巻き込んで流出することを防ぐことができるので、密閉容器１の外部に吐出される潤滑油を低減させることができる。
【００６３】
さらに、下部空間４４で旋回する密度の大きい潤滑油は、重力により、下部空間４４の上方ほど少なくなる。すなわち、下部空間４４の上方は、潤滑油濃度の低い作動流体が滞留し、下方は潤滑油濃度の高い作動流体が滞留するようになる。このように、第２の吐出孔６２を第１の吐出孔６１よりも上方に配置することにより、下部空間４４に滞留する潤滑油濃度の比較的低い作動流体を、第２の吐出孔６２に導入することができるので、密閉容器１の外部に吐出される潤滑油を低減させることができる。
【００６４】
したがって、本実施の形態１におけるロータリ型圧縮機１００によれば、作動流体と潤滑油とをより効果的に分離することができるため、吐出管３７より密閉容器１の外部に吐出される潤滑油をより低減させることができる。
【００６５】
また、仕切り板３９の端部をロータ３４の回転中心側に配置することで、ロータ３４の回転中心側に存在する潤滑油濃度のより低い作動流体を第２吐出孔６２に導入することができ、さらに潤滑油濃度の低減された作動流体を密閉容器２０の外部に吐出することができる。
【００６６】
なお、上記実施の形態１、２においては、第１の吐出孔および第２の吐出孔の各開口部を、ロータ１６の回転方向下流側に向けて傾斜させて配置しているが、第１の吐出孔と第２の吐出孔の両方もしくはどちらか一方を傾斜させずに、上方に向けて配置した場合でも、仕切り板３９により、第１の吐出孔より吐出された作動流体が、下部空間４４に流入後直ちに第２の吐出孔より密閉容器１の外部に吐出されることを防ぐ効果を得ることができる。これによって、第１の吐出孔より下部空間４４に流入したより多くの作動流体を、下部空間４４に滞留させることができ、旋回流による作動流体と潤滑油との遠心分離をより効果的に行うことができる。
【００６７】
また、上記実施の形態１、２では、圧縮機構部をロータリ型圧縮機としたが、これに限られることはなく、スクロール型、レシプロ型でも同様に、作動流体と潤滑油とを効果的に分離することができるため、吐出管３７より吐出される潤滑油を低減させることができる。また、圧縮機ではなく、膨張機であっても、同様の効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の流体機械は、潤滑油を有する圧縮機や膨張機に適用され、例えば、冷凍冷蔵庫、空調機、給湯機、カーエアコンなどの冷凍サイクルに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるロータリ型圧縮機の縦断面図
【図２】図１における圧縮機構部の拡大図
【図３】図１のＡ−Ａ線における圧縮機構部の横断面図
【図４】図１のＢ−Ｂ線におけるロータリ型圧縮機の横断面図
【図５】図４のＹ１−Ｙ１線における第１の吐出孔の横断面図
【図６】図４のＹ２−Ｙ２線における第２の吐出孔の横断面図
【図７】本発明の実施の形態２におけるロータリ型圧縮機の縦断面図
【図８】図７のＣ−Ｃ線におけるロータリ型圧縮機の横断面図
【図９】図８のＤ−Ｄ線における圧縮機構部の縦断面図
【図１０】図８のＷ１−Ｗ１線における第１の吐出孔の横断面図
【図１１】図８のＷ２−Ｗ２線における第２の吐出孔の横断面図
【図１２】従来のロータリ型圧縮機の縦断面図
【図１３】従来のスクロール型圧縮機の縦断面図
【符号の説明】
【００７０】
１    密閉容器
２    電動機
３    第１の圧縮機構部
４    第２の圧縮機構部
５，１０    中間吐出管
６    冷媒導入管
７    多段ロータリ型圧縮機構部
８，３６    吸入管
９    スクロール型圧縮機構部
１１    連通管
１２    内部空間
１３，３７    吐出管
１３ａ    開口部
１６    ロータ
１７    ステータ
１８    第１の吸入管
１９    第２の吸入管
２０    ベーン溝
２１，６０    圧縮機構部
２３    シャフト
２３ａ    偏心部
２３ｂ    油溝
２３ｃ    油経路
２４    シリンダ
２５    ピストン
２６    ベーン
２７    バネ
２８    上軸受部材
２９    下軸受部材
３０    マフラー
３１    吸入室
３２，６１    第１の吐出孔
３３，６２    第２の吐出孔
３５    導入端子
３８    油溜まり
３９，７０    仕切り板
４０    背部空間
４１，４３，４５    連通路
４２    マフラー空間
４４    下部空間
４６    潤滑油流路
５０    圧縮室
１００，１１０，１２０    ロータリ型圧縮機
１３０    スクロール型圧縮機
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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