JPH04175492A - 圧縮機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、例えば自動車用空調装置に用いられる圧縮
機に関する。

（従来の技術） 自動車の空調装置に用いられる、走行用エンジンを動力
源とした圧縮機は、吸込口部および吐出口部を有する本
体に、各種の形式の圧縮要素を組合わせて構成される。

これは、蒸発器からの冷媒を本体の吸込口部から圧縮要
素の吸込部を経て圧縮室に吸込み、これを圧縮して圧縮
要素の吐出部から本体の吐出口部を経て凝縮器へ吐出さ
せる仕事をなしている。

この圧縮機では冷媒に潤滑油を含ませ、潤滑油を含んだ
吸込冷媒を用いて低圧部分のシールを行い、また冷媒か
ら分離した潤滑油で圧縮要素の中間圧（吸込圧と吐出圧
との中間の圧力）が作用する摺動部品や摺動面の潤滑を
行っている。

従来、こうした圧縮機の潤滑構造には、構造が簡単など
の理由から、圧縮要素の吐出部と本体の吐出口部とを連
通する吐出流路に衝突分離型のセパレータ（物体に対す
る吐出流の衝突により冷媒から潤滑油を分離）を設けた
構造が用いられる。

これにより・吐出冷媒に含まれた潤滑油を分離して回収
し、この回収した潤滑油を圧縮要素の中間圧となる部分
に供給して、圧縮要素の軸受、オイルシール部材、圧縮
室のシール面を潤滑する一方で、低圧となる圧縮室の摺
動面、シャフトのシール面などは、蒸発器（冷凍サイク
ル）から圧縮要素へ帰還する冷媒ガス中の潤滑油で潤滑
している。

（発明が解決しようとする課ＩＩ） ところが、上記潤滑構造によると、圧縮機が、高速低負
荷運転のように冷媒循環量が多く、冷凍サイクル中を十
分に潤滑油が循環する運転条件で運転されるときには良
好な潤滑性能が得られるものの、低速高負荷運転の条件
で運転されると、冷媒循環量の減少から、シール性や潤
滑の不良が発生するおそれがある。

すなわち、冷媒循環量が減少すると、潤滑油が冷凍サイ
クル中に停滞し、圧縮要素へ帰還する潤滑油の油量が極
度に減少する。このため、場還する潤滑油では必要な油
量が賄えなくなり、潤滑油が圧縮室の摺動面、シャフト
のシール面に十分にいき渡らなくなる。と同時に、セパ
レータで得られる油量の減少により、十分な量の潤滑油
を圧縮要素の各部に供給できなくなる。

このため、従来の圧縮機は運転条件によっては性能、信
頼性が損なわれる問題があった。

この発明はこのような事情に着目してなされたもので、
その目的とするところは、どのような運、転条件でも、
圧縮要素の各部に十分な潤滑油の供給を供給することが
できる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） 上記目的を達成するためにこの発明は、本体に形成され
た圧縮要素の吐出流路に、衝突分離型のセパレータ部の
下流側に位置して、当該セパレータ部を通過した吐出流
体から同吐出流体に残る潤滑油を分離する衝突分離型の
セパレータ部より高い分離機能をもつ油分離部を設け、
本体に前記分離された潤滑油を溜める貯油室を設け、さ
らに本体に前記貯油室の潤滑油を前記圧縮要素の吸込側
に導く流路を設けたことにある。

（作用） この発明の圧縮機によると、圧縮要素から吐出された冷
媒（吐出流体）に含まれる潤滑油は、本体の吐出口部か
ら外部に吐出されるまでに、衝突分離型のセパレータで
冷媒から分離回収され、続いて下流の油分離部によって
同セパレータを通過した冷媒から同冷媒に残る潤滑油を
分離していく。

上流側で分離回収された潤滑油は、従来と同様、圧縮要
素の摺動部に導かれていく。また下流側の油分離部で分
離された潤滑油は貯油室に溜り、同貯油室の潤滑油が圧
力差により圧縮要素の吸込側に流出していく。

それ故、潤滑油は圧縮要素の吐出側と吸込側とを循環す
るので、たとえ圧縮機が低速高負荷で運転されたとして
も、冷凍サイクル中に潤滑油が停滞するようなことはな
いｄ よって、低速高負荷のような運転条件でも、圧縮要素の
各部に十分な潤滑油を供給することができ、シール性お
よび潤滑性の低下を防ぐことができる。しかも、圧縮機
から冷凍サイクルに流出していた潤滑油が衝突分離型の
セパレータにおいて回収されるので、衝突分離型のセパ
レータを介して回収される油量は大幅に増加し、増量分
、圧縮要素の各部におけるシール性、潤滑性を向上させ
ることができる。

（実施例） 以下、この発明を第１図ないし第５図に示す一実施例に
もとづいて説明する。第２図はこの発明を適用した例え
ば自動車用空調装置に用いられるベーン型圧縮機の正面
を示し、第１図は同圧縮機の断面を示し、１は本体であ
る。本体１は、吸込口部２を有したフロントハウジング
３、フロントサイドプレート４、バルブハウジング５を
有した環状のライナ６、リアサイドプレート７、第１セ
パレータハウジング９、吐出口部１０を有した第２セパ
レータハウジング１１を軸心方向に連結して構成される
。

またライナ６にはベーンタイプの圧縮要素１３が組込ま
れている。すなわち、圧縮要素１３は、第４図に示され
るようにロータ１４の外周面に複数のベーン１５を半径
方向に沿いに摺動自在に嵌を設けたロータ組立−一を有
している。そして１．−節４図に示されるようにロータ
１４はライナ６内に偏心した状態に組込まれ、各ベーン
１５の先端部はライナ６の内周面に接触している。円板
部１６．１７は、各サイドフレーム４，７に形成された
シール用の円板状の凹部４ａ、７ａに嵌挿されている。

また円板部１６．１７の外側面中央には、それぞれシャ
フト１８．１９が突設されている。これらシャフト１８
．１９は、それぞれフロントサイドプレート４．リアサ
イドプレート７に設けた軸受２０．２１で回転自在に支
持されている。なお、フロント側のシャフト１８の端部
はフロントハウジング３から外部に突出していて、同突
出部分１８Ｍから自動車の走行用エンジン（図示しない
）の回転を受けることができるようになっている。但し
、２２はシャフト１８の、端部とフロントハウジング３
との間をシールする軸封装置である。

またフロントサイドプレート４には、第４図に示される
ように吸込口２３（吸込部に相当）が形成されている。

吸込口２３は、第１図に示されるようにフロントハウジ
ング３に形成された環状の吸込室２４を介して上記吸込
口部２に連通している。またバルブハウジング５に露出
するライナ６の周壁部分には、第４図に示されるように
吐出孔２５および同吐出孔２５を開閉する吐出弁２６（
いずれも吐出部に相当）が設けられている。そして、吐
出孔２５はバルブハウジング５内、リアサイドプレート
７に設けた通孔７　ａ　ｓ第１および第２セパレータハ
ウジング９，１１内を介して上記吐出口部１０に連通し
ている。しかして、走行用エンジンの回転をシャフト１
８に伝えてロータ４を回転させれば、同ロータ４の回転
にしたがって変位するベーン１５により、同ベーン１５
゜１５、ライナ６およびサイドプレート４．７で囲まれ
てなる圧縮室２７の容積を可変できるようになっている
。つまり、吸込口部２から冷媒を吸込み、これを圧縮し
て吐出口部２から外部へ吐出させることができるように
なっている。

一方、第１セパレータハウジング９は凹状に形成されて
いて、リアサイドプレート７の外面と対−向する下部側
の空間部に第１セパレータ用の貯油室２８を構成してい
る。また第１セバレータノ＼ウジング９の上記通孔７ａ
と対応した部分には、同通孔７ａの開口と対向する例え
ば傾斜した壁部２９が形成されていて、吐出孔２５と吐
出口部１０とを連通する吐出流路３５の途中に衝突分離
型のセパレータ３１を構成している。つまり、吐出孔２
５から吐出した吐出流が壁部２９に衝突することにより
、冷媒中に含まれる潤滑油３０を分離（冷媒はガス状で
、同冷媒に含まれる潤滑油３０が液状であるから）し、
貯油室２８に溜めて回収するようにしである。また貯油
室２８の底部側に対応するリアサイドプレート７の部位
には、第３図および第５図に示されるように筒状のプラ
グ３２が下向きの状態で突設されている。このプラグ３
２の基端部は孔部３３を介して、円板部１７の外周面と
凹部７ａの内周面との隙間３２ａに連通している。ここ
で、隙間３２ａは、円板部１７の外側面と凹部７ａの底
面との間の吐出圧と吸込圧との双方が作用する隙間３３
ａ（熱膨張を考慮して形成されているもの）に連通して
いる。

また孔部３３は、各サイドプレート４，７およびライナ
６に設けた通路３４を介してシャフト１８側の同じ部位
に連通している。そして、通路３４には圧縮室２７に連
通ずる分岐通路３４ａが設けられていて、中間圧（吐出
圧と吸込圧との中間の圧力）が作用する部分、すなわち
軸受２０，２１の潤滑部、円板部１６．１７と凹部４ａ
、７ａとの摺動面、さらには圧縮室２７のシール面へ貯
油室２８の潤滑油３０を流出させるようにしている（吐
出圧と中間圧との差圧による）。

他方、第２セパレータハウジング１１は凹状に形成され
ている。また第２セパレータハウジング１１の内面の中
段部分には、周辺側に例えばスリット３６を有する壁部
３７（巻上げ防止用）が第１セパレータハウジング９の
外面に向って突設されている。この壁部３７にて、第１
セパレータハウジング９と第２セパレータハウジング１
１との間に形成されている空間を上下二つに仕切り、吐
出口部２と連通する上方側の空間に円形断面の遠心分離
室３８を形成し、下方側の空間に第２セパレータ用の貯
油室３９を形成している。

遠心分離室３８の上壁部分の中央には、吐出口部２と連
通する筒部４０ａが下方に向って突設されている。また
筒部４０ａと隣接する第１セパレータハウジング９の壁
部分には、一端が第１セパレータハウジング９内に形成
されている吐出流路部分に開口し、他端が筒部４０ａの
接線方向に沿って開口する通路部４０が設けられている
。これにより、衝突分離型のセパレータ３１の下流側と
なる吐出流路３５の部位に、遠心分離型のセパレータ４
１（油分離部に相当）を構成している。すなわち、吐出
冷媒の運動エネルギーを利用して、遠心分離室３８内に
旋回流を生じさせて、このときの遠心力により、重い液
状の潤滑油３０を外方へ、ガス状の軽い冷媒を中心部か
ら吐出口部２側へ分離させるようにしている。なお、こ
の遠心分離型のセパレータ４１は上記衝突分離型のセパ
レータ３１よりも、分離機能は格段に高い。

また第１セパレータハウジング９の底壁には、一端が貯
油室３９の底部側に開口し、他端がリアサイドプレート
７と第１セパレータハウジング９との間に介装されたガ
スケット４２に対して開口する第１の流路４３が設けら
れている。さらにこの第１の流路４３は、第３図に示さ
れるようにガスケット４２とこれに密接するリアサイド
プレート７、第１セパレータハウジング９の周縁部との
間に形成した周側流路４４、さらにはリアサイドプレー
ト７、ライナ６、フロントサイドプレート４、フロンハ
ウジング３の各周壁部分に渡って形成された第２の流路
４５に連通している。そして、この第２の流路４５の端
部は上記吸込口部２の内腔に開口していて、圧縮要素１
３の吸込側へ貯油室３９の潤滑油３０を流出させるよう
にしている（吐出圧よりは低くなる貯油室３９内の圧力
と吸込圧との差圧による）。つまり、積極的に吸込冷媒
に潤滑油３０を含ませて、同冷媒により圧縮室２７の摺
動部、シール部を潤滑できるようになっている。

つぎに、このように構成されたベーン型圧縮機の作用に
ついて説明する。

走行用エンジンの回転がクラッチ機構（図示しない）を
介して、シャフト１８へ伝達されると、・　　ロータ１
４が回転していく。ここで、ロータ１４はライナ６に対
して偏心した位置に配置されているから、ベーン１５は
ロータ１４の外周面を出入りしながら回転していく。こ
れにより、圧縮室２７の容積がロータ１４の回転にした
がって変化し、同容積の変化にしたがって冷凍サイクル
の蒸発器（いずれも図示しない）からの冷媒ガスを吸込
み、これを圧縮していく。この圧縮された冷媒ガスは、
吐出孔２５からバルブハウジング５、通孔７ａを通り、
壁部３７に向って進行する。そして、冷媒ガスの壁部３
７に対する衝突に伴い、冷媒ガスに含まれる質量の大き
い液状の潤滑油３゜が分離されていく。分けられた潤滑
油３ｏは下方へ飛ばされ、貯油室２８に集溜される。

セパレータ３１を通過した冷媒ガスは、続いて通路部４
０から遠心分離室３８に同接線方向に向って吹出されて
いく。これによって、冷媒ガスが遠心分離室３８の周壁
に沿って流れる際、冷媒ガスに含まれる質量の大きい潤
滑油３０のみが周壁上で露結し、冷媒ガス中から潤滑油
３ｏが分離されていく。

ここで、遠心分離室３８は圧縮要素１３から吐出された
冷媒の吐出圧になり、また貯油室３９は圧縮要素１３の
吸込側の圧力（流路４３，４４゜４５を介して圧縮要素
１３の吸込側に連通しているため）になる。

このため、上記分離された潤滑油３ｏは、壁部３７を境
として両室に生じる差圧により、スリット３６を通って
貯油室３９に導かれ、同貯油室３９に集溜される。この
貯油室３９内の潤滑油３０が各流路４３，４４．４５を
通じて圧縮要素１３の吸込口部２内に流出される。これ
により、潤滑油３０が圧縮要素１３へ吸込まれる冷媒に
含まれる。つまり、吸込冷媒には、冷凍サイクルから帰
還する潤滑油３０と、セパレータ４１て分離回収された
潤滑油３０との双方が混じる。そして、この潤滑油３０
を含んだ冷媒がベーン１５の圧縮工程を進む間に、圧縮
室２７の摺動面、シール部（いずれも低圧部分）を潤滑
したリシールしたりする。

一方、セパレータ４１で通過した冷媒ガスは吐出口部１
０から冷凍サイクルの凝縮器（図示しない）へ吐出され
、減圧装置（図示しない）および上記蒸発器を順に循環
していく。

ここで、上記ベーン型圧縮機が低速高負荷の条件で運転
されると、冷媒循環量の減少から、圧縮要素１３に帰還
する潤滑油３０の量が減少して、潤滑不良、シール性不
良をきたすことが懸念されるが、この発明によると、そ
のようなことはない。

すなわち、上記したように冷凍サイクルに流出されてい
た潤滑油３０をセパレータ４１で圧縮機内部において分
離して、これを強制的にベーン型圧縮機の吸込側に流出
させるようにしたので、たとえ低速高負荷条件の運転に
したがって冷凍サイクルの冷媒循環量が減少しても、圧
縮要素１３の吸込口２３には十分な量の潤滑油３０が帰
還する。

しかるに、必要な潤滑油３０は圧縮要素１３の吐出側と
吸込側とを循環するので、たとえベーン型圧縮機が低速
高負荷で運転されたとしても、冷凍サイクル中に潤滑油
３０が停滞するようなことはない。したがって、ベーン
型圧縮機は、いかなる運転条件でも圧縮要素１３の各部
に十分に潤滑油３０を供給することができる。

それ故、ベーン型圧縮機のシール性および潤滑性の低下
を防ぐことができ、同圧縮機の性能および信頼性の向上
を図ることができる。

しかも、ベーン型圧縮機から冷凍サイクルに流出してい
た潤滑油３０をセパレータ４１により回収するので、衝
突分離型のセパレータ３１を介して回収される油量を大
幅に増加させることができ、増量分、圧縮要素１３の各
部におけるシール性、潤滑性が向上する効果をもたらす
。

そのうえ、セパレータ３１に遠心分離型を用いたことで
、多量の潤滑油３０を分離でき（高分離性）るうえ、圧
力の異なる二つの貯油室２８゜３９を設けることにより
、圧力の異なる給油箇所（吸込口部内および中間圧部内
）への潤滑油３０ｂの供給量の調整、を各々独立させて
容易に行うことが可能になり、圧縮機本体の潤滑性の制
御　′性が向上する。特に冷媒に含まれる油量を所定の
量に規制したい圧縮機においては有効である。　　　。

但し、上記潤滑工程において、吐出口部１０の位置を基
準とした回転角度θ（第４図に図示）が「１５５〜１６
０°」の位置にプラグ３２を配置し、さらに孔部３３の
出口径ｄ１をｒ４＋ｍ■」にし、かつプラグ３２の入口
径ｄ２をｒ　３　ｖｓｉＪにしたときに目的に適した潤
滑油３０の戻しがなされ、良好な潤滑性能が得られたこ
とが確認されている。

なお、上記一実施例ではセパレータに遠心分離型を採用
したが、衝突分離型のセパレータの分離機能より高い性
能のもつセパレータであればよく、セパレータの構造に
は限定されるものではない。

また上記一実施例ではベーン型圧縮機にこの発明を適用
したが、むろん、他の異なる型の圧縮機に適用してもよ
いことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、どのような運転
条件でも、圧縮要素の各部に十分な潤滑油の供給を供給
することができ、圧縮機の性能および信頼性の向上を図
ることができる。

しかも、圧縮機から外部に流出していた潤滑油を油分離
部により回収するので、衝突分離型のセパレータで回収
される油量を大幅に増加させることができ、増量分、圧
縮要素の各部におけるシール性、潤滑性の向上を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示し、第１
図はこの発明を適用したベーン型圧縮機を示す断面図、
第２図はその一部断面した正面図、第３図は第２図中、
■−■線に沿う側面図、１４図は第１図中、ＩＶ−ＩＶ
線に沿う一部断面した側面図、第５図はプラグ回りの構
造を拡大して示す断面図である。 １・・・本体、２・・・吸込部、３・・・フロントＩ＼
ウジング、４・・・フロントサイドプレート、６・・・
ライナ、７・・・リアサイドプレート、１０・・・吐出
口部、１３・・・圧縮要素、１５・・・ベーン、２３・
・・吸込口（吸込部）、２５・・・吐出孔、２７・・・
圧縮室、３０・・・潤滑油、３１・・・衝突分離型の七
ノでレータ（セパレータ部）、３５・・・吐出流路、３
９・・・貯油室、４１・・・遠心分離型の七ノくレータ
（分離部）、４３・・・第１の流路、４４・・・周側流
路、４５・・・第２の流路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　本体に圧縮要素を設けてなり、前記本体に形成された
   前記圧縮要素の吐出流路に、物体に対する吐出流の衝突
   により、吐出流体に含まれた潤滑油を分離するセパレー
   タ部を設け、このセパレータ部で分離された潤滑油を回
   収して前記圧縮要素の摺動部に導くようにした圧縮機に
   おいて、前記吐出流路に、前記セパレータ部の下流側に
   位置して、当該セパレータ部を通過した吐出流体から同
   吐出流体に残る潤滑油を分離する前記セパレータ部より
   高い分離機能をもつ油分離部を設け、前記本体に前記分
   離された潤滑油を溜める貯油室を設け、さらに前記本体
   に前記貯油室の潤滑油を前記圧縮要素の吸込側に導く流
   路を設けたことを特徴とする圧縮機。