圧縮機
【課題】電動機部の高効率化、体積効率の向上、および低オイル循環を実現する圧縮機を提供すること。
【解決手段】圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部４０を設け、オイル分離機構部４０が、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間４１と、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスを円筒状空間４１に流入させる流入部４２と、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する送出口４３と、円筒状空間４１から他方の容器内空間３２に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する排出口４４と、を有し、円筒状空間４１は、少なくとも２つの異なる断面積の円筒状空間４１ｅと円筒状空間４１ｆを有するものである。
【解決手段】圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部４０を設け、オイル分離機構部４０が、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間４１と、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスを円筒状空間４１に流入させる流入部４２と、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する送出口４３と、円筒状空間４１から他方の容器内空間３２に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する排出口４４と、を有し、円筒状空間４１は、少なくとも２つの異なる断面積の円筒状空間４１ｅと円筒状空間４１ｆを有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機構部から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設けた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調装置や冷却装置などに用いられる圧縮機は、一般に、ケーシング内に圧縮機構部とその圧縮機後部を駆動する電動機部を備えており、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスを圧縮機構部で圧縮し、冷凍サイクルへと送り込む役割を果たしている。一般的に、圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスは、一旦電動機の周囲を流れることによって、電動機部を冷却し、その後、ケーシングに設けられた吐出配管から冷凍サイクルへと送り込まれる（例えば、特許文献１参照）。すなわち、圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスは、吐出口から吐出空間へ吐出される。その後、冷媒ガスは、フレームの外周に設けられた通路を通り、圧縮機構部と電動機部との間の電動機空間の上部に吐出される。一部の冷媒ガスは、電動機部を冷却した後、吐出配管より吐出される。また、他の冷媒ガスは、電動機部とケーシングの内壁との間に形成されている通路によって、電動機部の上部と下部の電動機空間を連通し、電動機部を冷却した後、電動機部の回転子と固定子の隙間を通って、電動機部の上部の電動機空間に入り、吐出配管から吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−４４６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、圧縮機構部で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが、電動機部を流れるため、電動機部が冷媒ガスによって加熱され、電動機部の効率低下を引き起こしてしまうという課題を有していた。
【０００５】
また、フレームの外周に設けられた通路を通って、圧縮機構部の下部を高温の吐出ガスが流れるため圧縮機構部が加熱され、特に、冷凍サイクルから戻ってきた低温状態である冷媒ガスが、吸入経路を経て圧縮室へと送り込まれる過程で熱を受ける。そのため実際に圧縮室にとじ込む時点では、冷媒ガスは膨張し、循環量の低下を引き起こしてしまう課題を有していた。
【０００６】
さらには、吐出管から吐出される冷媒にオイルが多く含まれると、サイクル性能の悪化を招くという課題を有していた。
【０００７】
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あり、その目的は、電動機部の高効率化、体積効率の向上、および低オイル循環を実現す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】
【０００８】
本発明の圧縮機は、オイル分離機構部が、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスを円筒状空間に流入させる流入部と、円筒状空間から一方の容器内空間に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する送出口と、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを円筒状空間から排出する排出口とを有する圧縮機であって、円筒状空間は、少なくとも２つの異なる断面積を有するものである。これによって、電動機部の高効率化
、体積効率の向上、および低オイル循環を実現する圧縮機を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧縮機構部で圧縮されてオイル分離機構部から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間に導かれて吐出管から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部を通過しないため、電動機部が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部の高効率化が図れる。
【００１０】
また、本発明によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導くことで、他方の容器内空間に接する圧縮機構部の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間に排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間内で吹き上げられ、送出口から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間内にオイルを滞留させないため、円筒状空間を小さく構成できる。
【００１２】
また、本発明によれは、円筒状空間が、少なくとも２つの異なる断面積を有しているため、円筒状空間内の広範囲に渡って旋回させることができ、オイル分離効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１による圧縮機の縦断面図
【図２】図１における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態２による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態３による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態４による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図６】本発明の実施の形態５による圧縮機の縦断面図
【図７】本発明の実施の形態６による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図８】本発明の実施の形態７による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、圧縮機構部によって、密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、一方の容器内空間から密閉容器の外部に冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、他方の容器内空間に電動機部を配置した圧縮機であって、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、オイル分離機構部が、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスを円筒状空間に流入させる流入部と、円筒状空間から一方の容器内空間に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する送出口と、送出口と対向して配置され、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを円筒状空間から排出する排出口と、を有する圧縮機であって、前記円筒状空間は、少なくとも２つの異なる断面積を有するものである。
【００１５】
この構成によれば、圧縮機構部で圧縮されてオイル分離機構部から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間に導かれて吐出管から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部を通過しないため、電動機部が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部の高効率化が図れる。
【００１６】
また、この構成によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導く
ことで、他方の容器内空間に接する圧縮機構部の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【００１７】
また、この構成によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに送出口と対向した位置にある排出口から排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間内で吹き上げられ、送出口から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間内にオイルを滞留させないため、円筒状空間を小さく構成できる。
【００１８】
また、この構成によれは、円筒状空間が、少なくとも２つの異なる断面積を有しているため、円筒状空間内の広範囲に渡って旋回させることができ、オイル分離効果を高めることができる。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、円筒状空間の流入部側の断面積を、排出口側の断面積よりも大きくしたものである。
【００２０】
この構成によれば、冷媒ガスを円筒状空間の流入部側から排出口側までの広範囲に渡って、遠心力をさらに増大させることができるため、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。
【００２１】
第３の発明は、第２の発明において、流入部側の円筒状空間と排出口側の円筒状空間の連結部を円錐状にしたものである。
【００２２】
この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間を円錐状に滑らかに連結しているため、流入部側から排出口側までの広範囲に渡って、流れを乱すことなく、冷媒ガスを旋回させることができ、冷媒ガスからさらに効率よくオイルを分離することができる。
【００２３】
第４の発明は、第２、３の発明において、圧縮機構部が、固定スクロールと、固定スクロールと対向配置された旋回スクロールと、旋回スクロールを駆動するシャフトを軸支する主軸受部材とを備え、円筒状空間を、固定スクロールと主軸受部材とに形成したものである。
【００２４】
この構成によれば、オイル分離機構部を圧縮機構部に形成することで、吐出口から吐出管までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器を小型化できる。
【００２５】
また、この構成によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間に排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。
【００２６】
また、この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間を、固定スクロールと主軸受部材で形成することが容易である。
【００２７】
また、この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間の連結部を円錐状にすることが容易である。
【００２８】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による圧縮機の縦断面図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態による圧縮機は、密閉容器１内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機部２０とを備えている。
【００３１】
密閉容器１内は、圧縮機構部１０によって、一方の容器内空間３１と他方の容器内空間３２に分割している。そして、他方の容器内空間３２には、電動機部２０を配置している。
【００３２】
また、他方の容器内空間３２は、電動機部２０によって、圧縮機構側空間３３と貯オイル側空間３４に分割している。そして、貯オイル側空間３４には、貯オイル部２を配置している。
【００３３】
密閉容器１には、吸接管３と吐出管４とが溶接によって固定されている。吸接管３と吐出管４とは密閉容器１の外部に通じ、冷凍サイクルを構成する部材と接続されている。吸接管３は密閉容器１の外部から冷媒ガスを導入し、吐出管４は一方の容器内空間３１から密閉容器１の外部に冷媒ガスを導出する。
【００３４】
主軸受部材１１は、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどで固定され、シャフト５を軸支している。この主軸受部材１１には、固定スクロール１２がボルト止めされている。固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３は、主軸受部材１１と固定スクロール１２とで挟み込まれている。主軸受部材１１、固定スクロール１２、及び旋回スクロール１３は、スクロール式の圧縮機構部１０を構成している。
【００３５】
旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間には、オルダムリングなどによる自転拘束機構１４を設けている。自転拘束機構１４は、旋回スクロール１３の自転を防止し、旋回スクロール１３が円軌道運動するように案内する。旋回スクロール１３は、シャフト５の上端に設けている偏心軸部５ａにて偏心駆動される。この偏心駆動により、固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５は、外周から中央部に向かって移動し、容積を小さくして圧縮を行う。
【００３６】
吸接管３と圧縮室１５との間には、吸入経路１６が形成されている。吸入経路１６は、固定スクロール１２に設けられている。
【００３７】
固定スクロール１２の中央部には、圧縮機構部１０の吐出口１７が形成されている。吐出口１７には、リード弁１８が設けられている。
【００３８】
固定スクロール１２の一方の容器内空間３１側には、吐出口１７及びリード弁１８を覆うマフラー１９が設けられている。マフラー１９は、吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離している。
【００３９】
冷媒ガスは、吸接管３から、吸入経路１６を経て圧縮室１５に吸入される。圧縮室１５で圧縮された冷媒ガスは、吐出口１７からマフラー１９内に吐出される。リード弁１８は、冷媒ガスが吐出口１７から吐出するときに押し開けられる。
【００４０】
シャフト５の下端にはポンプ６が設けられている。ポンプ６の吸い込み口は、密閉容器１の底部に設けられた貯オイル部２内に配置している。ポンプ６は、シャフト５によって駆動される。従って、貯オイル部２にあるオイルを、圧力条件や運転速度に関係なく、確実に吸い上げることができ、摺動部でのオイル切れは発生しない。ポンプ６で吸い上げたオイルは、シャフト５内に形成しているオイル供給穴７を通じて圧縮機構部１０に供給さ
れる。なお、オイルをポンプ６で吸い上げる前、又は吸い上げた後に、オイルフィルタを用いてオイルから異物を除去すると、圧縮機構部１０への異物混入が防止でき、更なる信頼性向上を図ることができる。
【００４１】
圧縮機構部１０に導かれたオイルの圧力は、吐出口１７から吐出される冷媒ガスの吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は、固定スクロール１２から離れたり、片当たりすることなく、安定して動作する。さらにオイルの一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部５ａと旋回スクロール１３との嵌合部、及びシャフト５と主軸受部材１１との間の軸受部８に進入して潤滑し、その後に落下し、貯オイル部２に戻る。
【００４２】
旋回スクロール１３には経路７ａが形成され、経路７ａの一端は高圧領域３５に開口し、経路７ａの他端は背圧室３６に開口している。自転拘束機構１４は、背圧室３６に配置されている。
【００４３】
従って、高圧領域３５に供給されたオイルの一部は、経路７ａを通って、背圧室３６に進入する。背圧室３６に進入したオイルは、スラスト摺動部及び自転拘束機構１４の摺動部を潤滑し、背圧室３６にて旋回スクロール１３に背圧を与えている。
【００４４】
次に、図１及び図２を用いて、実施の形態１による圧縮機のオイル分離機構部について説明する。
【００４５】
図２は図１における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００４６】
本実施の形態による圧縮機は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部４０を設けている。
【００４７】
オイル分離機構部４０は、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間４１と、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通する流入部４２と、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通する送出口４３と、円筒状空間４１と他方の容器内空間３２とを連通する排出口４４とを有する。
【００４８】
円筒状空間４１は、固定スクロール１２に形成した第１の円筒状空間４１ａと主軸受部材に形成した第２の円筒状空間４１ｂとで構成される。
【００４９】
流入部４２は、第１の円筒状空間４１ａに連通し、好ましくは流入部４２の開口を第１の円筒状空間４１ａの上端内周面に形成する。そして、流入部４２は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から円筒状空間４１に流入させる。流入部４２は、円筒状空間４１に対し、接線方向に開口している。送出口４３は、円筒状空間４１の上端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成する。送出口４３は、第１の円筒状空間４１ａの上端面に形成することが好ましい。そして、送出口４３は、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。
【００５０】
排出口４４は、円筒状空間４１の下端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも他方の容器内空間３２側に形成する。排出口４４は、第２の円筒状空間４１ｂの下端面に形成することが好ましい。そして、排出口４４は、円筒状空間４１から圧縮機構側空間３３に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。
【００５１】
ここで、送出口４３の開口部の断面積Ａは、円筒状空間４１の断面積Ｃよりも小さく、
排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きい方が好ましい。送出口４３の開口部の断面積Ａが、円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４の方向に導かれることなく、送出口４３から吹き出してしまう。また、排出口４４の開口部の断面積Ｂが円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４から吹き出してしまう。
【００５２】
また、送出口４３の開口部の断面積Ａを、排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きくすることで、送出口４３における流路抵抗が減る。これにより、冷媒ガスは排出口４４よりも送出口４３に流れやすくなる。一例として、Ａ／Ｂは９程度に設定することができる。
【００５３】
本実施の形態では、固定スクロール１２の外周部に孔加工を施すことで第１の円筒状空間４１ａを形成し、主軸受部材１１の外周部に孔加工を施すことで第２の円筒状空間４１ｂを形成する。また、固定スクロール１２の反ラップ側端面には、第１の円筒状空間４１ａに対し、接線方向に開口する溝を形成し、第１の円筒状空間４１ａ側の溝の一部をマフラー１９で覆うことで流入部４２を構成している。また、送出口４３は、マフラー１９に形成した孔で構成し、この孔を第１の円筒状空間４１ａの開口に配置している。また、排出口４４は、軸受けカバー４５に形成した孔で構成し、この孔を第２の円筒状空間４１ｂの開口に配置している。
【００５４】
以下に本実施の形態によるオイル分離機構部４０の作用を説明する。
【００５５】
マフラー１９内に吐出された冷媒ガスは、固定スクロール１２に形成された流入部４２を経て、円筒状空間４１に導かれる。流入部４２は円筒状空間４１に対し、接線方向に開口しているため、流入部４２から送出される冷媒ガスは、円筒状空間４１の内壁面に沿って流れ、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口４４に向かった流れとなる。
【００５６】
冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間４１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。
【００５７】
円筒状空間４１の内周面で発生した旋回流は、排出口４４に到達後、又は排出口４４近傍で折り返し、円筒状空間４１の中心を通る上昇流に変わる。
【００５８】
遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、上昇流により送出口４３に到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
【００５９】
また円筒状空間４１で分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口４４から圧縮機構側空間３３に送り出される。圧縮機構側空間３３に送り出されたオイルは、自重により密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。
【００６０】
圧縮機構側空間３３に送り出された冷媒ガスは、圧縮機構部１０の隙間を通過して一方の容器内空間３１に至り、吐出管４から密閉容器１の外部に送り出される。
【００６１】
本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、送出口４３を流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成し、排出口４４を流入部４２よりも他方の容器内空間３２側に形成することで、流入部４２から排出口４４までの間では、円筒状空間４１の内周面で旋回流
が発生し、排出口４４から送出口４３までの間では、円筒状空間４１の中心部で旋回流と逆方向の流れが発生する。従って、排出口４４が流入部４２から離れるに従い、冷媒ガスの旋回回数が増え、オイルの分離効果が高まる。また旋回後の冷媒ガスは、旋回流の中心部を通過するため、送出口４３は、流入部４２よりも反排出口側にあればよい。すなわち、流入部４２と排出口４４との距離を可能な限り大きくすることで、オイル旋回分離の効果を高めることができる。
【００６２】
また、本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、容器内空間３２に分離したオイルを貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出するため、円筒状空間４１の内周面で発生する旋回流を、排出口４４の方向に導く作用を備えている。
【００６３】
仮に、円筒状空間４１に排出口４４を形成せず、円筒状空間４１内にオイルを貯留すると、排出口４４から外部に引っ張る流れが発生しないため、オイル面に到達する前に旋回流が消滅してしまうか、オイル面に到達するとオイルを巻き上げてしまう。また円筒状空間４１に排出口４４を形成せずに、オイル分離機能を発揮させるためには、オイルを貯留するに十分な空間を形成する必要がある。
【００６４】
しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部４０のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出することで、旋回流を排出口４４に導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。
【００６５】
本実施の形態によれば、圧縮機構部１０で圧縮されてオイル分離機構部４０から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に導かれて吐出管４から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部２０を通過しないため、電動機部２０が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部２０の高効率化が図れる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、他方の容器内空間３２に接する圧縮機構部１０の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、オイル分離機構部４０で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間３２に排出するため、円筒状空間４１内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間４１内で吹き上げられ、送出口４３から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間４１内にオイルを滞留させないため、円筒状空間４１を小さく構成できる。
【００６８】
また、本実施の形態によれば、貯オイル部２を貯オイル側空間３４に配置し、圧縮機構側空間３３ではオイルを貯留しないため、密閉容器１を小型化できる。
【００６９】
また、本実施の形態によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、流入部４２によって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出されたほとんどの高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、円筒状空間４１を、固定スクロール１２と主軸受部材１１に形成したことで、吐出口１７から吐出管４までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器１を小型化できる。
【００７１】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００７２】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【００７３】
本実施の形態では、固定スクロール１２の外周部に段付き孔加工を施すことで第１の円筒状空間４１ｃと送出口４３ａを形成する。第１の円筒状空間４１ｃは、主軸受部材１１との締結面側端面（ラップ側端面）から貫通させない穴を加工して形成する。送出口４３ａは、主軸受部材１１との締結面側端面（ラップ側端面）から、又は主軸受部材１１との反締結面側端面（反ラップ側端面）から、第１の円筒状空間４１ｃの断面よりも小さな孔を貫通させて形成する。
【００７４】
また、主軸受部材１１の外周部に段付き孔加工を施すことで第２の円筒状空間４１ｄと排出口４４ａを形成する。第２の円筒状空間４１ｄは、固定スクロール１２との締結面（スラスト受面）から貫通させない穴を加工して形成する。排出口４４ａは、固定スクロール１２との締結面（スラスト面）から、又は固定スクロール１２との反締結面（反スラスト面）から、第２の円筒状空間４１ｄの断面よりも小さな孔を貫通させて形成する。
【００７５】
また、流入部４２ａは、固定スクロール１２の主軸受部材１１との反締結面側端面（反ラップ側端面）から、第１の円筒状空間４１ｃに対し、接線方向に開口する貫通孔を形成することで構成している。
【００７６】
本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の作用は実施の形態１と同じであり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。
【００７７】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００７８】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【００７９】
本実施の形態では、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けている。
【００８０】
送出パイプ４６の一端４６ａは、送出口を形成し、送出パイプ４６の他端４６ｂは円筒状空間４１内に配置されている。なお、本実施の形態では、送出パイプ４６の他端４６ｂは第２の円筒状空間４１ｂ内に延出させている。
【００８１】
送出パイプ４６の外周には筒状空間４６ｃが形成され、流入部４２が筒状空間４６ｃに開口している。送出パイプ４６の一端４６ａには、外方に延出させたフランジ４６ｄを形成している。
【００８２】
流入部４２から流入した冷媒ガスは、旋回流となって、筒状空間４６ｃを通り、円筒状
空間４１の内周面に沿って排出口４４に至り、その後円筒状空間４１の中心を逆流する。そして、送出パイプ４６の他端４６ｂから送出パイプ４６内に流入し、送出パイプ４６の一端４６ａから流出する。
【００８３】
本実施の形態では、第１の円筒状空間４１ｅは、固定スクロール１２の外周部に段付き孔加工を施すことで形成している。すなわち、固定スクロール１２の反ラップ側端面には、第１の円筒状空間４１ｅの内周断面よりも大きな孔が形成され、この孔に送出パイプ４６のフランジ４６ｄが収められる。
【００８４】
本実施の形態に示すように、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けてもよい。
【００８５】
送出パイプ４６を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。
【００８６】
なお、送出パイプ４６を設ける場合には、円筒状空間４１の軸心と送出パイプ４６の軸心とを一致させることが重要である。
【００８７】
また、送出パイプ４６を設ける場合には、送出パイプ４６にフランジ４６ｄを設け、このフランジ４６ｄを円筒状空間４１に形成した孔内に配置し、マフラー１９で送出パイプ４６を円筒状空間４１に固定することが重要である。
【００８８】
また、送出パイプ４６の内径断面積Ｄは、排出口４４の断面積Ｂよりも大きくする。これにより、冷媒ガスは排出口４４よりも送出口４３に流れやすくなる。一例として、Ｄ／Ｂは９程度に設定することができる。
【００８９】
本実施の形態によれば、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けることで、円筒状空間４１内でのオイル分離効果を高めることができる。
【００９０】
送出パイプ４６を設けた本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の基本的な作用は実施の形態１と同様であり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。
【００９１】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００９２】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【００９３】
本実施の形態では、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けている。本実施の形態における送出パイプ４７は、マフラー１９と一体に形成されている。
【００９４】
送出パイプ４７の一端４７ａは、送出口を形成し、送出パイプ４７の他端４７ｂは円筒状空間４１内に配置されている。なお、本実施の形態では、送出パイプ４７の他端４７ｂは第２の円筒状空間４１ｂ内に延出させている。
【００９５】
送出パイプ４７の外周には筒状空間４７ｃが形成され、流入部４２が筒状空間４７ｃに開口している。
【００９６】
流入部４２から流入した冷媒ガスは、旋回流となって、筒状空間４７ｃを通り、円筒状空間４１の内周面に沿って排出口４４に至り、その後円筒状空間４１の中心を逆流する。そして、送出パイプ４７の他端４７ｂから送出パイプ４７内に流入し、送出パイプ４７の一端４７ａから流出する。
【００９７】
本実施の形態に示すように、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けてもよい。
【００９８】
送出パイプ４７を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。
【００９９】
なお、送出パイプ４７を設ける場合には、円筒状空間４１の軸心と送出パイプ４７の軸心とを一致させることが重要である。
【０１００】
また、送出パイプ４７を設ける場合には、送出パイプ４７をマフラー１９と一体に形成することで、送出パイプ４７を円筒状空間４１に固定することができる。
【０１０１】
また、送出パイプ４７の内径断面積Ｄは、排出口４４の断面積Ｂよりも大きくする。
【０１０２】
本実施の形態によれば、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けることで、円筒状空間４１内でのオイル分離効果を高めることができる。
【０１０３】
送出パイプ４７を設けた本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の基本的な作用は実施の形態１と同様であり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。
【０１０４】
（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５による圧縮機の縦断面図である。
【０１０５】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。本実施の形態では、円筒状空間４１を構成する冷媒ガス旋回部材４８を一方の容器内空間３１に配置している。
【０１０６】
冷媒ガス旋回部材４８は、マフラー１９の外周面に設置している。冷媒ガス旋回部材４８には、流入部４２ｂ、送出口４３ｂ、排出口４４ｂが形成されている。
【０１０７】
流入部４２ｂは、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通し、送出口４３ｂは、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通し 排出口４４ｂは、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通している。
【０１０８】
流入部４２ｂの開口は、円筒状空間４１の一端側内周面に形成する。そして、流入部４２ｂは、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から円筒状空間４１に流入させる。流入部４２ｂは、円筒状空間４１に対し、接線方向に開口している。
【０１０９】
送出口４３ｂは、円筒状空間４１の一端側に形成し、少なくとも流入部４２ｂよりも一端側に形成する。送出口４３ｂは、円筒状空間４１の一端側の端面に形成することが好ましい。そして、送出口４３ｂは、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。
【０１１０】
排出口４４ｂは、円筒状空間４１の他端側に形成し、少なくとも流入部４２ｂよりも他
端側に形成する。排出口４４ｂは、円筒状空間４１の他端側の端面の下部に形成することが好ましい。そして、排出口４４ｂは、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。
【０１１１】
ここで、送出口４３ｂの開口部の断面積Ａは、円筒状空間４１の断面積よりも小さく、排出口４４ｂの開口部の断面積Ｂよりも大きくしている。
【０１１２】
以下に本実施の形態によるオイル分離機構部４０の作用を説明する。
【０１１３】
マフラー１９内に吐出された冷媒ガスは、マフラー１９の上面に形成された流入部４２ｂを経て、円筒状空間４１に導かれる。流入部４２ｂは円筒状空間４１に対し、接線方向に開口しているため、流入部４２ｂから送出される冷媒ガスは、円筒状空間４１の内壁面に沿って流れ、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口４４ｂに向かった流れとなる。
【０１１４】
冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間４１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。
【０１１５】
円筒状空間４１の内周面で発生した旋回流は、排出口４４ｂに到達後、又は排出口４４ｂ近傍で折り返し、円筒状空間４１の中心を通る逆流に変わる。
【０１１６】
遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、円筒状空間４１の中心を通る流れにより送出口４３ｂに到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
【０１１７】
また円筒状空間４１で分離されたオイルは、自重により一方に偏って溜まり、排出口４４ｂが他端側の端面の下部又は円筒状空間４１の下部に形成しているので、オイルを容易に排出できる。
【０１１８】
分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口４４ｂからマフラー１９上面に送り出される。マフラー１９上面に送り出されたオイルは、自重により圧縮機構部１０の隙間を通って一方の容器内空間３１から圧縮機構側空間３３に至り、更に密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。
【０１１９】
排出口４４ｂから送り出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
【０１２０】
本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、送出口４３ｂを流入部４２ｂよりも円筒状空間４１の一端側に形成し、排出口４４ｂを流入部４２ｂよりも円筒状空間４１の他端側に形成することで、流入部４２ｂから排出口４４ｂまでの間では、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生し、排出口４４ｂから送出口４３ｂまでの間では、円筒状空間４１の中心部で旋回流と逆方向の流れが発生する。従って、排出口４４ｂが流入部４２ｂから離れるに従い、冷媒ガスの旋回回数が増え、オイルの分離効果が高まる。また旋回後の冷媒ガスは、旋回流の中心部を通過するため、送出口４３ｂは、流入部４２ｂよりも反排出口側にあればよい。すなわち、流入部４２ｂと排出口４４ｂとの距離を可能な限り大きくすることで、オイル旋回分離の効果を高めることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、円筒状空間４１に分離したオイル
を貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４ｂから排出するため、円筒状空間４１の内周面で発生する旋回流を、排出口４４ｂの方向に導く作用を備えている。
【０１２２】
仮に、円筒状空間４１に排出口４４ｂを形成せず、円筒状空間４１内にオイルを貯留すると、排出口４４ｂから外部に引っ張る流れが発生しないため、旋回流がオイルを巻き上げてしまう。また円筒状空間４１に排出口４４ｂを形成せずに、オイル分離機能を発揮させるためには、オイルを貯留するに十分な空間を形成する必要がある。
【０１２３】
しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部４０のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４ｂから排出することで、旋回流を排出口４４ｂに導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。
【０１２４】
本実施の形態によれば、圧縮機の軸方向寸法を変えることなく、旋回分離を行うことが可能となる。また冷媒ガスの旋回回数を多くするため、円筒状空間４１、さらに詳しくは流入部４２ｂと排出口４４ｂとの距離を大きくすることも可能となる。これにより圧縮機自体の寸法を維持したまま、オイル分離機構部４０を密閉容器１の内部に備えることができ、さらにはオイル旋回分離の効果も高めることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態によれば、円筒状空間４１を構成する冷媒ガス旋回部材４８を一方の容器内空間３１に配置することで、吐出口１７から吐出管４までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器１を小型化できる。
【０１２６】
本実施の形態によれば、圧縮機構部１０で圧縮され、オイル分離機構部４０から送出される高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に導かれて吐出管４から吐出される。従って、高温高圧の冷媒ガスは、電動機部２０を通過しないため、電動機部２０が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部２０の高効率化が図れる。
【０１２７】
また、本実施の形態によれば、高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、他方の容器内空間３２に接する圧縮機構部１０の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【０１２８】
また、本実施の形態によれば、オイル分離機構部４０で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに一方の容器内空間３１に排出するため、円筒状空間４１内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間４１内で吹き上げられ、送出口４３ｂから冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間４１内にオイルを滞留させないため、円筒状空間４１を小さく構成できる。
【０１２９】
また、本実施の形態によれば、貯オイル部２を貯オイル側空間３４に配置し、圧縮機構側空間３３ではオイルを貯留しないため、密閉容器１を小型化できる。
【０１３０】
また、本実施の形態によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、流入部４２ｂによって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出された高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。
【０１３１】
上記各実施の形態における圧縮機においては、円筒状空間４１を２つ以上設けてもよい。
【０１３２】
また、上記各実施の形態における圧縮機においては、冷媒として二酸化炭素を用いることができる。二酸化炭素は高温冷媒であり、このような高温冷媒を用いる場合には、本発明は更に有効である。
【０１３３】
また、冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、オイルとしてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いる。二酸化炭素とポリアルキレングリコールとは相溶性が低いため、オイル分離効果が高い。
【０１３４】
（実施の形態６）
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【０１３５】
図７は本発明の実施の形態６による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態では、円筒状空間４１は、少なくとも２つの異なる断面積を有している。本実施の形態における円筒状空間４１は、固定スクロール１２に形成した断面積Ｅを有する第１の円筒状空間４１ｅと主軸受部材１１に形成した断面積Ｆを持つ第２の円筒状空間４１ｆとで構成されている。
【０１３６】
本実施の形態によれば、流入部４２から送出される冷媒ガスは、まず第１の円筒状空間４１ｅの内壁面に沿って流れ、第１の円筒状空間４１ｅの内周面で旋回流が発生する。冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは断面積Ｅによる遠心力により第１の円筒状空間４１ｅの内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。
【０１３７】
第１の円筒状空間４１ｅの内周面で発生した旋回流は、排出口４４に向かうにつれて、第１の円筒状空間４１ｅの断面積Ｅよりも小さな断面積Ｆを持った第２の円筒状空間４１ｆに流入することにより、遠心力がさらに増大し、排出口４４近傍までオイル旋回分離の効果を高めることができる。
【０１３８】
また、本実施の形態のように、互いに異なった断面積を持つ円筒状空間４１を、固定スクロール１２と主軸受部材１１の別部品で形成することができるため、加工が容易にできる。
【０１３９】
なお、本実施の形態を説明するにあたり、実施の形態１をもとにしたが、実施の形態２〜５についても本実施の形態は適用可能である。
【０１４０】
（実施の形態７）
本実施の形態の基本的な構成は、図７と同一であるので説明を省略する。また、図７で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【０１４１】
図８は本発明の実施の形態７による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【０１４２】
本実施の形態では、固定スクロール１２に形成した断面積Ｅを有する第１の円筒状空間４１ｅと、主軸受部材１１に形成した断面積Ｆを持つ第２の円筒状空間４１ｆとの連結部４９を円錐状にしている。
【０１４３】
この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間４１ｅ、４１ｆの連結部４９を円錐状
に滑らかにしているため、流入部側から排出口側までの広範囲に渡って、流れを乱すことなく、冷媒ガスを旋回させることができ、冷媒ガスからさらに効率よくオイルを分離することができる。
【０１４４】
また、本実施の形態のように、固定スクロール１２と主軸受部材１１が別部品で形成することができるため、断面積の異なった円筒状空間４１ｅ、４１ｆの連結部４９を、主軸受部材１１に設け、円錐状に加工することが容易である。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、スクロール圧縮機やロータリー圧縮機など、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を有する圧縮機に適用でき、特に高温冷媒を用いる圧縮機に適している。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 密閉容器
２ 貯オイル部
４ 吐出管
１０ 圧縮機構部
１１ 主軸受部材
１２ 固定スクロール
１７ 吐出口
１９ マフラー
２０ 電動機部
３１ 容器内空間
３２ 容器内空間
３３ 圧縮機構側空間
３４ 貯オイル側空間
４０ オイル分離機構部
４１ 円筒状空間
４２ 流入部
４３ 送出口
４４ 排出口
４６ 送出パイプ
４７ 送出パイプ
４８ 冷媒ガス旋回部材
４９ 連結部
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧縮機構部から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設けた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空調装置や冷却装置などに用いられる圧縮機は、一般に、ケーシング内に圧縮機構部とその圧縮機後部を駆動する電動機部を備えており、冷凍サイクルから戻ってきた冷媒ガスを圧縮機構部で圧縮し、冷凍サイクルへと送り込む役割を果たしている。一般的に、圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスは、一旦電動機の周囲を流れることによって、電動機部を冷却し、その後、ケーシングに設けられた吐出配管から冷凍サイクルへと送り込まれる（例えば、特許文献１参照）。すなわち、圧縮機構部で圧縮した冷媒ガスは、吐出口から吐出空間へ吐出される。その後、冷媒ガスは、フレームの外周に設けられた通路を通り、圧縮機構部と電動機部との間の電動機空間の上部に吐出される。一部の冷媒ガスは、電動機部を冷却した後、吐出配管より吐出される。また、他の冷媒ガスは、電動機部とケーシングの内壁との間に形成されている通路によって、電動機部の上部と下部の電動機空間を連通し、電動機部を冷却した後、電動機部の回転子と固定子の隙間を通って、電動機部の上部の電動機空間に入り、吐出配管から吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−４４６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の構成では、圧縮機構部で圧縮された高温高圧の冷媒ガスが、電動機部を流れるため、電動機部が冷媒ガスによって加熱され、電動機部の効率低下を引き起こしてしまうという課題を有していた。
【０００５】
また、フレームの外周に設けられた通路を通って、圧縮機構部の下部を高温の吐出ガスが流れるため圧縮機構部が加熱され、特に、冷凍サイクルから戻ってきた低温状態である冷媒ガスが、吸入経路を経て圧縮室へと送り込まれる過程で熱を受ける。そのため実際に圧縮室にとじ込む時点では、冷媒ガスは膨張し、循環量の低下を引き起こしてしまう課題を有していた。
【０００６】
さらには、吐出管から吐出される冷媒にオイルが多く含まれると、サイクル性能の悪化を招くという課題を有していた。
【０００７】
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あり、その目的は、電動機部の高効率化、体積効率の向上、および低オイル循環を実現す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】
【０００８】
本発明の圧縮機は、オイル分離機構部が、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスを円筒状空間に流入させる流入部と、円筒状空間から一方の容器内空間に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する送出口と、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを円筒状空間から排出する排出口とを有する圧縮機であって、円筒状空間は、少なくとも２つの異なる断面積を有するものである。これによって、電動機部の高効率化
、体積効率の向上、および低オイル循環を実現する圧縮機を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧縮機構部で圧縮されてオイル分離機構部から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間に導かれて吐出管から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部を通過しないため、電動機部が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部の高効率化が図れる。
【００１０】
また、本発明によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導くことで、他方の容器内空間に接する圧縮機構部の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【００１１】
また、本発明によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間に排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間内で吹き上げられ、送出口から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間内にオイルを滞留させないため、円筒状空間を小さく構成できる。
【００１２】
また、本発明によれは、円筒状空間が、少なくとも２つの異なる断面積を有しているため、円筒状空間内の広範囲に渡って旋回させることができ、オイル分離効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１による圧縮機の縦断面図
【図２】図１における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図３】本発明の実施の形態２による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図４】本発明の実施の形態３による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図５】本発明の実施の形態４による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図６】本発明の実施の形態５による圧縮機の縦断面図
【図７】本発明の実施の形態６による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【図８】本発明の実施の形態７による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
第１の発明は、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、圧縮機構部によって、密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、一方の容器内空間から密閉容器の外部に冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、他方の容器内空間に電動機部を配置した圧縮機であって、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、オイル分離機構部が、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、圧縮機構部から吐出される冷媒ガスを円筒状空間に流入させる流入部と、円筒状空間から一方の容器内空間に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する送出口と、送出口と対向して配置され、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを円筒状空間から排出する排出口と、を有する圧縮機であって、前記円筒状空間は、少なくとも２つの異なる断面積を有するものである。
【００１５】
この構成によれば、圧縮機構部で圧縮されてオイル分離機構部から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間に導かれて吐出管から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部を通過しないため、電動機部が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部の高効率化が図れる。
【００１６】
また、この構成によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間に導く
ことで、他方の容器内空間に接する圧縮機構部の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【００１７】
また、この構成によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに送出口と対向した位置にある排出口から排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間内で吹き上げられ、送出口から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間内にオイルを滞留させないため、円筒状空間を小さく構成できる。
【００１８】
また、この構成によれは、円筒状空間が、少なくとも２つの異なる断面積を有しているため、円筒状空間内の広範囲に渡って旋回させることができ、オイル分離効果を高めることができる。
【００１９】
第２の発明は、第１の発明において、円筒状空間の流入部側の断面積を、排出口側の断面積よりも大きくしたものである。
【００２０】
この構成によれば、冷媒ガスを円筒状空間の流入部側から排出口側までの広範囲に渡って、遠心力をさらに増大させることができるため、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。
【００２１】
第３の発明は、第２の発明において、流入部側の円筒状空間と排出口側の円筒状空間の連結部を円錐状にしたものである。
【００２２】
この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間を円錐状に滑らかに連結しているため、流入部側から排出口側までの広範囲に渡って、流れを乱すことなく、冷媒ガスを旋回させることができ、冷媒ガスからさらに効率よくオイルを分離することができる。
【００２３】
第４の発明は、第２、３の発明において、圧縮機構部が、固定スクロールと、固定スクロールと対向配置された旋回スクロールと、旋回スクロールを駆動するシャフトを軸支する主軸受部材とを備え、円筒状空間を、固定スクロールと主軸受部材とに形成したものである。
【００２４】
この構成によれば、オイル分離機構部を圧縮機構部に形成することで、吐出口から吐出管までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器を小型化できる。
【００２５】
また、この構成によれば、オイル分離機構部で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間に排出するため、円筒状空間内にはオイルが滞留することがほとんど無い。
【００２６】
また、この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間を、固定スクロールと主軸受部材で形成することが容易である。
【００２７】
また、この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間の連結部を円錐状にすることが容易である。
【００２８】
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、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による圧縮機の縦断面図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態による圧縮機は、密閉容器１内に、冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機部２０とを備えている。
【００３１】
密閉容器１内は、圧縮機構部１０によって、一方の容器内空間３１と他方の容器内空間３２に分割している。そして、他方の容器内空間３２には、電動機部２０を配置している。
【００３２】
また、他方の容器内空間３２は、電動機部２０によって、圧縮機構側空間３３と貯オイル側空間３４に分割している。そして、貯オイル側空間３４には、貯オイル部２を配置している。
【００３３】
密閉容器１には、吸接管３と吐出管４とが溶接によって固定されている。吸接管３と吐出管４とは密閉容器１の外部に通じ、冷凍サイクルを構成する部材と接続されている。吸接管３は密閉容器１の外部から冷媒ガスを導入し、吐出管４は一方の容器内空間３１から密閉容器１の外部に冷媒ガスを導出する。
【００３４】
主軸受部材１１は、密閉容器１内に溶接や焼き嵌めなどで固定され、シャフト５を軸支している。この主軸受部材１１には、固定スクロール１２がボルト止めされている。固定スクロール１２と噛み合う旋回スクロール１３は、主軸受部材１１と固定スクロール１２とで挟み込まれている。主軸受部材１１、固定スクロール１２、及び旋回スクロール１３は、スクロール式の圧縮機構部１０を構成している。
【００３５】
旋回スクロール１３と主軸受部材１１との間には、オルダムリングなどによる自転拘束機構１４を設けている。自転拘束機構１４は、旋回スクロール１３の自転を防止し、旋回スクロール１３が円軌道運動するように案内する。旋回スクロール１３は、シャフト５の上端に設けている偏心軸部５ａにて偏心駆動される。この偏心駆動により、固定スクロール１２と旋回スクロール１３との間に形成している圧縮室１５は、外周から中央部に向かって移動し、容積を小さくして圧縮を行う。
【００３６】
吸接管３と圧縮室１５との間には、吸入経路１６が形成されている。吸入経路１６は、固定スクロール１２に設けられている。
【００３７】
固定スクロール１２の中央部には、圧縮機構部１０の吐出口１７が形成されている。吐出口１７には、リード弁１８が設けられている。
【００３８】
固定スクロール１２の一方の容器内空間３１側には、吐出口１７及びリード弁１８を覆うマフラー１９が設けられている。マフラー１９は、吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離している。
【００３９】
冷媒ガスは、吸接管３から、吸入経路１６を経て圧縮室１５に吸入される。圧縮室１５で圧縮された冷媒ガスは、吐出口１７からマフラー１９内に吐出される。リード弁１８は、冷媒ガスが吐出口１７から吐出するときに押し開けられる。
【００４０】
シャフト５の下端にはポンプ６が設けられている。ポンプ６の吸い込み口は、密閉容器１の底部に設けられた貯オイル部２内に配置している。ポンプ６は、シャフト５によって駆動される。従って、貯オイル部２にあるオイルを、圧力条件や運転速度に関係なく、確実に吸い上げることができ、摺動部でのオイル切れは発生しない。ポンプ６で吸い上げたオイルは、シャフト５内に形成しているオイル供給穴７を通じて圧縮機構部１０に供給さ
れる。なお、オイルをポンプ６で吸い上げる前、又は吸い上げた後に、オイルフィルタを用いてオイルから異物を除去すると、圧縮機構部１０への異物混入が防止でき、更なる信頼性向上を図ることができる。
【００４１】
圧縮機構部１０に導かれたオイルの圧力は、吐出口１７から吐出される冷媒ガスの吐出圧力とほぼ同等であり、旋回スクロール１３に対する背圧源ともなる。これにより、旋回スクロール１３は、固定スクロール１２から離れたり、片当たりすることなく、安定して動作する。さらにオイルの一部は、供給圧や自重によって、逃げ場を求めるようにして偏心軸部５ａと旋回スクロール１３との嵌合部、及びシャフト５と主軸受部材１１との間の軸受部８に進入して潤滑し、その後に落下し、貯オイル部２に戻る。
【００４２】
旋回スクロール１３には経路７ａが形成され、経路７ａの一端は高圧領域３５に開口し、経路７ａの他端は背圧室３６に開口している。自転拘束機構１４は、背圧室３６に配置されている。
【００４３】
従って、高圧領域３５に供給されたオイルの一部は、経路７ａを通って、背圧室３６に進入する。背圧室３６に進入したオイルは、スラスト摺動部及び自転拘束機構１４の摺動部を潤滑し、背圧室３６にて旋回スクロール１３に背圧を与えている。
【００４４】
次に、図１及び図２を用いて、実施の形態１による圧縮機のオイル分離機構部について説明する。
【００４５】
図２は図１における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００４６】
本実施の形態による圧縮機は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部４０を設けている。
【００４７】
オイル分離機構部４０は、冷媒ガスを旋回させる円筒状空間４１と、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通する流入部４２と、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通する送出口４３と、円筒状空間４１と他方の容器内空間３２とを連通する排出口４４とを有する。
【００４８】
円筒状空間４１は、固定スクロール１２に形成した第１の円筒状空間４１ａと主軸受部材に形成した第２の円筒状空間４１ｂとで構成される。
【００４９】
流入部４２は、第１の円筒状空間４１ａに連通し、好ましくは流入部４２の開口を第１の円筒状空間４１ａの上端内周面に形成する。そして、流入部４２は、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から円筒状空間４１に流入させる。流入部４２は、円筒状空間４１に対し、接線方向に開口している。送出口４３は、円筒状空間４１の上端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成する。送出口４３は、第１の円筒状空間４１ａの上端面に形成することが好ましい。そして、送出口４３は、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。
【００５０】
排出口４４は、円筒状空間４１の下端側に形成し、少なくとも流入部４２よりも他方の容器内空間３２側に形成する。排出口４４は、第２の円筒状空間４１ｂの下端面に形成することが好ましい。そして、排出口４４は、円筒状空間４１から圧縮機構側空間３３に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。
【００５１】
ここで、送出口４３の開口部の断面積Ａは、円筒状空間４１の断面積Ｃよりも小さく、
排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きい方が好ましい。送出口４３の開口部の断面積Ａが、円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４の方向に導かれることなく、送出口４３から吹き出してしまう。また、排出口４４の開口部の断面積Ｂが円筒状空間４１の断面積Ｃと同じ場合には、冷媒ガスの旋回流が排出口４４から吹き出してしまう。
【００５２】
また、送出口４３の開口部の断面積Ａを、排出口４４の開口部の断面積Ｂよりも大きくすることで、送出口４３における流路抵抗が減る。これにより、冷媒ガスは排出口４４よりも送出口４３に流れやすくなる。一例として、Ａ／Ｂは９程度に設定することができる。
【００５３】
本実施の形態では、固定スクロール１２の外周部に孔加工を施すことで第１の円筒状空間４１ａを形成し、主軸受部材１１の外周部に孔加工を施すことで第２の円筒状空間４１ｂを形成する。また、固定スクロール１２の反ラップ側端面には、第１の円筒状空間４１ａに対し、接線方向に開口する溝を形成し、第１の円筒状空間４１ａ側の溝の一部をマフラー１９で覆うことで流入部４２を構成している。また、送出口４３は、マフラー１９に形成した孔で構成し、この孔を第１の円筒状空間４１ａの開口に配置している。また、排出口４４は、軸受けカバー４５に形成した孔で構成し、この孔を第２の円筒状空間４１ｂの開口に配置している。
【００５４】
以下に本実施の形態によるオイル分離機構部４０の作用を説明する。
【００５５】
マフラー１９内に吐出された冷媒ガスは、固定スクロール１２に形成された流入部４２を経て、円筒状空間４１に導かれる。流入部４２は円筒状空間４１に対し、接線方向に開口しているため、流入部４２から送出される冷媒ガスは、円筒状空間４１の内壁面に沿って流れ、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口４４に向かった流れとなる。
【００５６】
冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間４１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。
【００５７】
円筒状空間４１の内周面で発生した旋回流は、排出口４４に到達後、又は排出口４４近傍で折り返し、円筒状空間４１の中心を通る上昇流に変わる。
【００５８】
遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、上昇流により送出口４３に到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
【００５９】
また円筒状空間４１で分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口４４から圧縮機構側空間３３に送り出される。圧縮機構側空間３３に送り出されたオイルは、自重により密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。
【００６０】
圧縮機構側空間３３に送り出された冷媒ガスは、圧縮機構部１０の隙間を通過して一方の容器内空間３１に至り、吐出管４から密閉容器１の外部に送り出される。
【００６１】
本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、送出口４３を流入部４２よりも一方の容器内空間３１側に形成し、排出口４４を流入部４２よりも他方の容器内空間３２側に形成することで、流入部４２から排出口４４までの間では、円筒状空間４１の内周面で旋回流
が発生し、排出口４４から送出口４３までの間では、円筒状空間４１の中心部で旋回流と逆方向の流れが発生する。従って、排出口４４が流入部４２から離れるに従い、冷媒ガスの旋回回数が増え、オイルの分離効果が高まる。また旋回後の冷媒ガスは、旋回流の中心部を通過するため、送出口４３は、流入部４２よりも反排出口側にあればよい。すなわち、流入部４２と排出口４４との距離を可能な限り大きくすることで、オイル旋回分離の効果を高めることができる。
【００６２】
また、本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、容器内空間３２に分離したオイルを貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出するため、円筒状空間４１の内周面で発生する旋回流を、排出口４４の方向に導く作用を備えている。
【００６３】
仮に、円筒状空間４１に排出口４４を形成せず、円筒状空間４１内にオイルを貯留すると、排出口４４から外部に引っ張る流れが発生しないため、オイル面に到達する前に旋回流が消滅してしまうか、オイル面に到達するとオイルを巻き上げてしまう。また円筒状空間４１に排出口４４を形成せずに、オイル分離機能を発揮させるためには、オイルを貯留するに十分な空間を形成する必要がある。
【００６４】
しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部４０のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４から排出することで、旋回流を排出口４４に導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。
【００６５】
本実施の形態によれば、圧縮機構部１０で圧縮されてオイル分離機構部４０から送出される、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に導かれて吐出管４から吐出される。従って、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスは、電動機部２０を通過しないため、電動機部２０が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部２０の高効率化が図れる。
【００６６】
また、本実施の形態によれば、ほとんどの高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、他方の容器内空間３２に接する圧縮機構部１０の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【００６７】
また、本実施の形態によれば、オイル分離機構部４０で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに他方の容器内空間３２に排出するため、円筒状空間４１内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間４１内で吹き上げられ、送出口４３から冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間４１内にオイルを滞留させないため、円筒状空間４１を小さく構成できる。
【００６８】
また、本実施の形態によれば、貯オイル部２を貯オイル側空間３４に配置し、圧縮機構側空間３３ではオイルを貯留しないため、密閉容器１を小型化できる。
【００６９】
また、本実施の形態によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、流入部４２によって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出されたほとんどの高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。
【００７０】
また、本実施の形態によれば、円筒状空間４１を、固定スクロール１２と主軸受部材１１に形成したことで、吐出口１７から吐出管４までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器１を小型化できる。
【００７１】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００７２】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【００７３】
本実施の形態では、固定スクロール１２の外周部に段付き孔加工を施すことで第１の円筒状空間４１ｃと送出口４３ａを形成する。第１の円筒状空間４１ｃは、主軸受部材１１との締結面側端面（ラップ側端面）から貫通させない穴を加工して形成する。送出口４３ａは、主軸受部材１１との締結面側端面（ラップ側端面）から、又は主軸受部材１１との反締結面側端面（反ラップ側端面）から、第１の円筒状空間４１ｃの断面よりも小さな孔を貫通させて形成する。
【００７４】
また、主軸受部材１１の外周部に段付き孔加工を施すことで第２の円筒状空間４１ｄと排出口４４ａを形成する。第２の円筒状空間４１ｄは、固定スクロール１２との締結面（スラスト受面）から貫通させない穴を加工して形成する。排出口４４ａは、固定スクロール１２との締結面（スラスト面）から、又は固定スクロール１２との反締結面（反スラスト面）から、第２の円筒状空間４１ｄの断面よりも小さな孔を貫通させて形成する。
【００７５】
また、流入部４２ａは、固定スクロール１２の主軸受部材１１との反締結面側端面（反ラップ側端面）から、第１の円筒状空間４１ｃに対し、接線方向に開口する貫通孔を形成することで構成している。
【００７６】
本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の作用は実施の形態１と同じであり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。
【００７７】
（実施の形態３）
図４は本発明の実施の形態３による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００７８】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【００７９】
本実施の形態では、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けている。
【００８０】
送出パイプ４６の一端４６ａは、送出口を形成し、送出パイプ４６の他端４６ｂは円筒状空間４１内に配置されている。なお、本実施の形態では、送出パイプ４６の他端４６ｂは第２の円筒状空間４１ｂ内に延出させている。
【００８１】
送出パイプ４６の外周には筒状空間４６ｃが形成され、流入部４２が筒状空間４６ｃに開口している。送出パイプ４６の一端４６ａには、外方に延出させたフランジ４６ｄを形成している。
【００８２】
流入部４２から流入した冷媒ガスは、旋回流となって、筒状空間４６ｃを通り、円筒状
空間４１の内周面に沿って排出口４４に至り、その後円筒状空間４１の中心を逆流する。そして、送出パイプ４６の他端４６ｂから送出パイプ４６内に流入し、送出パイプ４６の一端４６ａから流出する。
【００８３】
本実施の形態では、第１の円筒状空間４１ｅは、固定スクロール１２の外周部に段付き孔加工を施すことで形成している。すなわち、固定スクロール１２の反ラップ側端面には、第１の円筒状空間４１ｅの内周断面よりも大きな孔が形成され、この孔に送出パイプ４６のフランジ４６ｄが収められる。
【００８４】
本実施の形態に示すように、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けてもよい。
【００８５】
送出パイプ４６を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。
【００８６】
なお、送出パイプ４６を設ける場合には、円筒状空間４１の軸心と送出パイプ４６の軸心とを一致させることが重要である。
【００８７】
また、送出パイプ４６を設ける場合には、送出パイプ４６にフランジ４６ｄを設け、このフランジ４６ｄを円筒状空間４１に形成した孔内に配置し、マフラー１９で送出パイプ４６を円筒状空間４１に固定することが重要である。
【００８８】
また、送出パイプ４６の内径断面積Ｄは、排出口４４の断面積Ｂよりも大きくする。これにより、冷媒ガスは排出口４４よりも送出口４３に流れやすくなる。一例として、Ｄ／Ｂは９程度に設定することができる。
【００８９】
本実施の形態によれば、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４６を設けることで、円筒状空間４１内でのオイル分離効果を高めることができる。
【００９０】
送出パイプ４６を設けた本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の基本的な作用は実施の形態１と同様であり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。
【００９１】
（実施の形態４）
図５は本発明の実施の形態４による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【００９２】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【００９３】
本実施の形態では、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けている。本実施の形態における送出パイプ４７は、マフラー１９と一体に形成されている。
【００９４】
送出パイプ４７の一端４７ａは、送出口を形成し、送出パイプ４７の他端４７ｂは円筒状空間４１内に配置されている。なお、本実施の形態では、送出パイプ４７の他端４７ｂは第２の円筒状空間４１ｂ内に延出させている。
【００９５】
送出パイプ４７の外周には筒状空間４７ｃが形成され、流入部４２が筒状空間４７ｃに開口している。
【００９６】
流入部４２から流入した冷媒ガスは、旋回流となって、筒状空間４７ｃを通り、円筒状空間４１の内周面に沿って排出口４４に至り、その後円筒状空間４１の中心を逆流する。そして、送出パイプ４７の他端４７ｂから送出パイプ４７内に流入し、送出パイプ４７の一端４７ａから流出する。
【００９７】
本実施の形態に示すように、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けてもよい。
【００９８】
送出パイプ４７を設けることで、例えば、周波数を高くして圧縮機を運転する場合でも、オイル分離効果を確実に得ることができる。
【００９９】
なお、送出パイプ４７を設ける場合には、円筒状空間４１の軸心と送出パイプ４７の軸心とを一致させることが重要である。
【０１００】
また、送出パイプ４７を設ける場合には、送出パイプ４７をマフラー１９と一体に形成することで、送出パイプ４７を円筒状空間４１に固定することができる。
【０１０１】
また、送出パイプ４７の内径断面積Ｄは、排出口４４の断面積Ｂよりも大きくする。
【０１０２】
本実施の形態によれば、円筒状空間４１内に筒状の送出パイプ４７を設けることで、円筒状空間４１内でのオイル分離効果を高めることができる。
【０１０３】
送出パイプ４７を設けた本実施の形態においても、オイル分離機構部４０の基本的な作用は実施の形態１と同様であり、実施の形態１における作用、効果も同じであるので説明を省略する。
【０１０４】
（実施の形態５）
図６は本発明の実施の形態５による圧縮機の縦断面図である。
【０１０５】
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。本実施の形態では、円筒状空間４１を構成する冷媒ガス旋回部材４８を一方の容器内空間３１に配置している。
【０１０６】
冷媒ガス旋回部材４８は、マフラー１９の外周面に設置している。冷媒ガス旋回部材４８には、流入部４２ｂ、送出口４３ｂ、排出口４４ｂが形成されている。
【０１０７】
流入部４２ｂは、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通し、送出口４３ｂは、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通し 排出口４４ｂは、円筒状空間４１と一方の容器内空間３１とを連通している。
【０１０８】
流入部４２ｂの開口は、円筒状空間４１の一端側内周面に形成する。そして、流入部４２ｂは、圧縮機構部１０から吐出される冷媒ガスをマフラー１９内から円筒状空間４１に流入させる。流入部４２ｂは、円筒状空間４１に対し、接線方向に開口している。
【０１０９】
送出口４３ｂは、円筒状空間４１の一端側に形成し、少なくとも流入部４２ｂよりも一端側に形成する。送出口４３ｂは、円筒状空間４１の一端側の端面に形成することが好ましい。そして、送出口４３ｂは、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、オイルを分離した冷媒ガスを送出する。
【０１１０】
排出口４４ｂは、円筒状空間４１の他端側に形成し、少なくとも流入部４２ｂよりも他
端側に形成する。排出口４４ｂは、円筒状空間４１の他端側の端面の下部に形成することが好ましい。そして、排出口４４ｂは、円筒状空間４１から一方の容器内空間３１に、分離したオイルと冷媒ガスの一部とを排出する。
【０１１１】
ここで、送出口４３ｂの開口部の断面積Ａは、円筒状空間４１の断面積よりも小さく、排出口４４ｂの開口部の断面積Ｂよりも大きくしている。
【０１１２】
以下に本実施の形態によるオイル分離機構部４０の作用を説明する。
【０１１３】
マフラー１９内に吐出された冷媒ガスは、マフラー１９の上面に形成された流入部４２ｂを経て、円筒状空間４１に導かれる。流入部４２ｂは円筒状空間４１に対し、接線方向に開口しているため、流入部４２ｂから送出される冷媒ガスは、円筒状空間４１の内壁面に沿って流れ、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生する。この旋回流は、排出口４４ｂに向かった流れとなる。
【０１１４】
冷媒ガスには圧縮機構部１０に給油されたオイルが含まれており、冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは遠心力により円筒状空間４１の内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。
【０１１５】
円筒状空間４１の内周面で発生した旋回流は、排出口４４ｂに到達後、又は排出口４４ｂ近傍で折り返し、円筒状空間４１の中心を通る逆流に変わる。
【０１１６】
遠心力によりオイルを分離した冷媒ガスは、円筒状空間４１の中心を通る流れにより送出口４３ｂに到達し、一方の容器内空間３１に送出される。一方の容器内空間３１に送出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
【０１１７】
また円筒状空間４１で分離されたオイルは、自重により一方に偏って溜まり、排出口４４ｂが他端側の端面の下部又は円筒状空間４１の下部に形成しているので、オイルを容易に排出できる。
【０１１８】
分離されたオイルは、少量の冷媒ガスとともに排出口４４ｂからマフラー１９上面に送り出される。マフラー１９上面に送り出されたオイルは、自重により圧縮機構部１０の隙間を通って一方の容器内空間３１から圧縮機構側空間３３に至り、更に密閉容器１の壁面や電動機部２０の連通路を経て、貯オイル部２に至る。
【０１１９】
排出口４４ｂから送り出された冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に設けられた吐出管４から密閉容器１の外部に送り出され、冷凍サイクルに供給される。
【０１２０】
本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、送出口４３ｂを流入部４２ｂよりも円筒状空間４１の一端側に形成し、排出口４４ｂを流入部４２ｂよりも円筒状空間４１の他端側に形成することで、流入部４２ｂから排出口４４ｂまでの間では、円筒状空間４１の内周面で旋回流が発生し、排出口４４ｂから送出口４３ｂまでの間では、円筒状空間４１の中心部で旋回流と逆方向の流れが発生する。従って、排出口４４ｂが流入部４２ｂから離れるに従い、冷媒ガスの旋回回数が増え、オイルの分離効果が高まる。また旋回後の冷媒ガスは、旋回流の中心部を通過するため、送出口４３ｂは、流入部４２ｂよりも反排出口側にあればよい。すなわち、流入部４２ｂと排出口４４ｂとの距離を可能な限り大きくすることで、オイル旋回分離の効果を高めることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態によるオイル分離機構部４０は、円筒状空間４１に分離したオイル
を貯留することなく、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４ｂから排出するため、円筒状空間４１の内周面で発生する旋回流を、排出口４４ｂの方向に導く作用を備えている。
【０１２２】
仮に、円筒状空間４１に排出口４４ｂを形成せず、円筒状空間４１内にオイルを貯留すると、排出口４４ｂから外部に引っ張る流れが発生しないため、旋回流がオイルを巻き上げてしまう。また円筒状空間４１に排出口４４ｂを形成せずに、オイル分離機能を発揮させるためには、オイルを貯留するに十分な空間を形成する必要がある。
【０１２３】
しかし、本実施の形態によるオイル分離機構部４０のように、オイルを冷媒ガスとともに排出口４４ｂから排出することで、旋回流を排出口４４ｂに導くことができるとともに、オイルの巻き上げもない。
【０１２４】
本実施の形態によれば、圧縮機の軸方向寸法を変えることなく、旋回分離を行うことが可能となる。また冷媒ガスの旋回回数を多くするため、円筒状空間４１、さらに詳しくは流入部４２ｂと排出口４４ｂとの距離を大きくすることも可能となる。これにより圧縮機自体の寸法を維持したまま、オイル分離機構部４０を密閉容器１の内部に備えることができ、さらにはオイル旋回分離の効果も高めることができる。
【０１２５】
また、本実施の形態によれば、円筒状空間４１を構成する冷媒ガス旋回部材４８を一方の容器内空間３１に配置することで、吐出口１７から吐出管４までの冷媒ガスが流れる経路を短く構成でき、密閉容器１を小型化できる。
【０１２６】
本実施の形態によれば、圧縮機構部１０で圧縮され、オイル分離機構部４０から送出される高温高圧の冷媒ガスは、一方の容器内空間３１に導かれて吐出管４から吐出される。従って、高温高圧の冷媒ガスは、電動機部２０を通過しないため、電動機部２０が冷媒ガスにより加熱されることがなく、電動機部２０の高効率化が図れる。
【０１２７】
また、本実施の形態によれば、高温高圧の冷媒ガスを、一方の容器内空間３１に導くことで、他方の容器内空間３２に接する圧縮機構部１０の加熱を抑えることができるため、吸入冷媒ガスの加熱を抑制し、圧縮室内での高い体積効率を得ることができる。
【０１２８】
また、本実施の形態によれば、オイル分離機構部４０で分離されたオイルを、冷媒ガスとともに一方の容器内空間３１に排出するため、円筒状空間４１内にはオイルが滞留することがほとんど無い。従って、分離したオイルが、旋回する冷媒ガスによって円筒状空間４１内で吹き上げられ、送出口４３ｂから冷媒ガスとともに送出することがなく、安定したオイル分離を行える。更に、円筒状空間４１内にオイルを滞留させないため、円筒状空間４１を小さく構成できる。
【０１２９】
また、本実施の形態によれば、貯オイル部２を貯オイル側空間３４に配置し、圧縮機構側空間３３ではオイルを貯留しないため、密閉容器１を小型化できる。
【０１３０】
また、本実施の形態によれば、圧縮機構部１０の吐出口１７を一方の容器内空間３１から隔離するマフラー１９を配設し、流入部４２ｂによって、マフラー１９内と円筒状空間４１とを連通することで、圧縮機構部１０で圧縮された冷媒ガスを確実にオイル分離機構部４０に導くことができる。すなわち、全ての冷媒ガスがオイル分離機構部４０を通過することになるので、冷媒ガスから効率よくオイルを分離することができる。また、吐出口１７から吐出された高温の冷媒ガスは、他方の容器内空間３２を通過することなく、吐出管４から密閉容器１の外部に吐出されるため、電動機部２０や圧縮機構部１０の加熱を抑えることができる。
【０１３１】
上記各実施の形態における圧縮機においては、円筒状空間４１を２つ以上設けてもよい。
【０１３２】
また、上記各実施の形態における圧縮機においては、冷媒として二酸化炭素を用いることができる。二酸化炭素は高温冷媒であり、このような高温冷媒を用いる場合には、本発明は更に有効である。
【０１３３】
また、冷媒として二酸化炭素を用いる場合には、オイルとしてポリアルキレングリコールを主成分とするオイルを用いる。二酸化炭素とポリアルキレングリコールとは相溶性が低いため、オイル分離効果が高い。
【０１３４】
（実施の形態６）
本実施の形態の基本的な構成は、図１と同一であるので説明を省略する。また、図１及び図２で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【０１３５】
図７は本発明の実施の形態６による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。本実施の形態では、円筒状空間４１は、少なくとも２つの異なる断面積を有している。本実施の形態における円筒状空間４１は、固定スクロール１２に形成した断面積Ｅを有する第１の円筒状空間４１ｅと主軸受部材１１に形成した断面積Ｆを持つ第２の円筒状空間４１ｆとで構成されている。
【０１３６】
本実施の形態によれば、流入部４２から送出される冷媒ガスは、まず第１の円筒状空間４１ｅの内壁面に沿って流れ、第１の円筒状空間４１ｅの内周面で旋回流が発生する。冷媒ガスが旋回している間に、比重の高いオイルは断面積Ｅによる遠心力により第１の円筒状空間４１ｅの内壁に付着し、冷媒ガスと分離する。
【０１３７】
第１の円筒状空間４１ｅの内周面で発生した旋回流は、排出口４４に向かうにつれて、第１の円筒状空間４１ｅの断面積Ｅよりも小さな断面積Ｆを持った第２の円筒状空間４１ｆに流入することにより、遠心力がさらに増大し、排出口４４近傍までオイル旋回分離の効果を高めることができる。
【０１３８】
また、本実施の形態のように、互いに異なった断面積を持つ円筒状空間４１を、固定スクロール１２と主軸受部材１１の別部品で形成することができるため、加工が容易にできる。
【０１３９】
なお、本実施の形態を説明するにあたり、実施の形態１をもとにしたが、実施の形態２〜５についても本実施の形態は適用可能である。
【０１４０】
（実施の形態７）
本実施の形態の基本的な構成は、図７と同一であるので説明を省略する。また、図７で説明した構成と同一構成には同一符号を付して説明を一部省略する。
【０１４１】
図８は本発明の実施の形態７による圧縮機における圧縮機構部の要部拡大断面図である。
【０１４２】
本実施の形態では、固定スクロール１２に形成した断面積Ｅを有する第１の円筒状空間４１ｅと、主軸受部材１１に形成した断面積Ｆを持つ第２の円筒状空間４１ｆとの連結部４９を円錐状にしている。
【０１４３】
この構成によれば、断面積の異なった円筒状空間４１ｅ、４１ｆの連結部４９を円錐状
に滑らかにしているため、流入部側から排出口側までの広範囲に渡って、流れを乱すことなく、冷媒ガスを旋回させることができ、冷媒ガスからさらに効率よくオイルを分離することができる。
【０１４４】
また、本実施の形態のように、固定スクロール１２と主軸受部材１１が別部品で形成することができるため、断面積の異なった円筒状空間４１ｅ、４１ｆの連結部４９を、主軸受部材１１に設け、円錐状に加工することが容易である。
【産業上の利用可能性】
【０１４５】
本発明は、スクロール圧縮機やロータリー圧縮機など、密閉容器内に圧縮機構部と電動機部を有する圧縮機に適用でき、特に高温冷媒を用いる圧縮機に適している。
【符号の説明】
【０１４６】
１ 密閉容器
２ 貯オイル部
４ 吐出管
１０ 圧縮機構部
１１ 主軸受部材
１２ 固定スクロール
１７ 吐出口
１９ マフラー
２０ 電動機部
３１ 容器内空間
３２ 容器内空間
３３ 圧縮機構側空間
３４ 貯オイル側空間
４０ オイル分離機構部
４１ 円筒状空間
４２ 流入部
４３ 送出口
４４ 排出口
４６ 送出パイプ
４７ 送出パイプ
４８ 冷媒ガス旋回部材
４９ 連結部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、
前記圧縮機構部によって、前記密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、
前記一方の容器内空間から前記密閉容器の外部に前記冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、前記他方の容器内空間に前記電動機部を配置し、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、
前記オイル分離機構部が、
前記冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスを前記円筒状空間に流入させる流入部と、
前記円筒状空間から前記一方の容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する送出口と、
前記送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと前記冷媒ガスの一部とを前記円筒状空間から排出する排出口とを有する圧縮機であって、
前記円筒状空間は、少なくとも２つの異なる断面積を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記円筒状空間の流入部側の断面積を、前記排出口側の断面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記流入部側の円筒状空間と前記排出口側の円筒状空間の連結部を円錐状にしたことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮機構部が、
固定スクロールと、
前記固定スクロールと対向配置された旋回スクロールと、
前記旋回スクロールを駆動するシャフトを軸支する主軸受部材とを備え、
前記円筒状空間を、前記固定スクロールと前記主軸受部材とに形成したことを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機。
【請求項１】
冷媒ガスを圧縮する圧縮機構部と、前記圧縮機構部を駆動する電動機部とを密閉容器内に備え、
前記圧縮機構部によって、前記密閉容器内を、一方の容器内空間と他方の容器内空間に分割し、
前記一方の容器内空間から前記密閉容器の外部に前記冷媒ガスを吐出する吐出管を設け、前記他方の容器内空間に前記電動機部を配置し、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスからオイルを分離するオイル分離機構部を設け、
前記オイル分離機構部が、
前記冷媒ガスを旋回させる円筒状空間と、
前記圧縮機構部から吐出される前記冷媒ガスを前記円筒状空間に流入させる流入部と、
前記円筒状空間から前記一方の容器内空間に、前記オイルを分離した前記冷媒ガスを送出する送出口と、
前記送出口と対向して配置され、分離した前記オイルと前記冷媒ガスの一部とを前記円筒状空間から排出する排出口とを有する圧縮機であって、
前記円筒状空間は、少なくとも２つの異なる断面積を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
前記円筒状空間の流入部側の断面積を、前記排出口側の断面積よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記流入部側の円筒状空間と前記排出口側の円筒状空間の連結部を円錐状にしたことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記圧縮機構部が、
固定スクロールと、
前記固定スクロールと対向配置された旋回スクロールと、
前記旋回スクロールを駆動するシャフトを軸支する主軸受部材とを備え、
前記円筒状空間を、前記固定スクロールと前記主軸受部材とに形成したことを特徴とする請求項２または３に記載の圧縮機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−９６３５２（Ｐ２０１３−９６３５２Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４１８９６（Ｐ２０１１−２４１８９６）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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