專利名稱：壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種壓縮機(jī)，其壓縮冷媒，用于汽車用空調(diào)裝置等。
背景技術(shù)：
在壓縮流體的壓縮機(jī)中潤滑壓縮機(jī)的滑動(dòng)部件的潤滑油的一部分與被壓縮的流體一起從壓縮機(jī)排出，在冷凍·空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)。與流體一起排到循環(huán)系統(tǒng)中的潤滑油量越多，循環(huán)系統(tǒng)的效率(熱效率)就越低，因此，為提高系統(tǒng)效率，要從壓縮機(jī)構(gòu)壓縮的流體中盡量分離其中含有的潤滑油。并且把分離后的該流體排向循環(huán)系統(tǒng)中。這樣的例子發(fā)表在特開平11-82352號公報(bào)(圖1、圖3、圖4)和特開2001-295767號公報(bào)(圖1、圖2)中。在設(shè)置這種離心分離式分離室的現(xiàn)有的壓縮機(jī)中，由壓縮機(jī)構(gòu)壓縮含有潤滑油的高壓冷媒氣被導(dǎo)入離心分離式分離室內(nèi)。并且冷媒氣在大致圓柱形的分離室內(nèi)回旋。通過該回旋產(chǎn)生的離心力使包含在冷媒氣中的霧狀的潤滑油接觸分離室的內(nèi)壁。結(jié)果，霧狀的潤滑油從冷媒氣中分離。在具有離心分離式分離室的現(xiàn)有的壓縮機(jī)中在其分離室內(nèi)皆設(shè)置分離管。被導(dǎo)入分離室的冷媒氣在該分離管外周面和分離室內(nèi)周面之間形成截面為圓環(huán)形的圓筒空間內(nèi)回旋。一般認(rèn)為在這種離心分離式潤滑油分離方式中，分離管是必要構(gòu)件。即，為提高潤滑油的分離效率，必須可靠地使冷媒氣在分離室內(nèi)回旋。為此，必須在分離室內(nèi)設(shè)置分離管，使冷媒氣在其周圍回旋。這種在分離室內(nèi)設(shè)置分離管的方式必然導(dǎo)致分離室大型化。進(jìn)而，造成增加部件數(shù)、增加制作分離管的成本、增加分離管組裝工時(shí)等，降低壓縮機(jī)制造成本就成為大問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為解決上述問題，提供一種潤滑油分離效率高并且可實(shí)現(xiàn)分離室小型化能夠降低制造成本的壓縮機(jī)。
本發(fā)明的壓縮機(jī)具有壓縮含有潤滑油的流體的壓縮機(jī)構(gòu)；導(dǎo)入并回旋由上述壓縮機(jī)構(gòu)壓縮的流體并由該回旋產(chǎn)生的離心力分離在上述流體內(nèi)所含的潤滑油的至少一部分的分離室；在上述分離室內(nèi)只存有被導(dǎo)入其內(nèi)的流體。


圖1是表示本實(shí)施方式的壓縮機(jī)的一例的縱剖面圖；圖2是圖1所示壓縮機(jī)的A-A剖面圖(工作室剖面圖)；圖3是圖1所示壓縮機(jī)的B-B剖面圖(從工作室側(cè)觀察高壓箱的圖)；圖4是圖1所示壓縮機(jī)的分離室附近的C-C剖面圖；圖5是表示導(dǎo)入孔相對分離室的偏心度(L/R)與油循環(huán)率(OCR)的關(guān)系圖；圖6是表示圖1所示本實(shí)施方式的高壓箱的另一例的縱剖面圖；圖7是表示圖1所示本實(shí)施方式的細(xì)長通路部的另一例的分離室附近的橫剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式的一例。另外，附圖是模式圖，表示各部位置關(guān)系的尺寸不正確。
(實(shí)施方式)圖1～圖3所示的壓縮機(jī)是稱作葉片旋轉(zhuǎn)型的壓縮機(jī)，在具有圓筒形內(nèi)壁的汽缸1內(nèi)配置大致圓柱形的轉(zhuǎn)子2。轉(zhuǎn)子2其外周的一部分配置在與汽缸1的內(nèi)壁形成微小間隙的位置。
在轉(zhuǎn)子2上設(shè)置多個(gè)葉片槽3，在各個(gè)葉片槽3內(nèi)可自由滑動(dòng)地插入葉片4。
轉(zhuǎn)子2與可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地被支承的驅(qū)動(dòng)軸5形成一體。汽缸1和轉(zhuǎn)子2在轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向夾入前部側(cè)板6和后部側(cè)板7之間。
汽缸1的兩端這些封閉，并且在汽缸內(nèi)形成用于壓縮流體的工作室8。
吸入口9和排出口10連通在工作室8。冷媒氣等流體由吸入口9吸入工作室8壓縮后從排出口10排出。在排出口10的出口上配設(shè)有由例如針簧片閥構(gòu)成的排出閥11。
在后部側(cè)板7的后部側(cè)安裝高壓箱12。
在高壓箱12內(nèi)設(shè)置分離室51，其用子分離、收集在工作室8內(nèi)被壓縮的冷媒氣中所含的霧狀的潤滑油。在工作室8內(nèi)被壓縮并從排出口10排出的流體導(dǎo)入連接在汽缸1、后部側(cè)板7和高壓箱12而設(shè)置的導(dǎo)向通路13，其次，流體流經(jīng)在分離室51的側(cè)壁上形成的導(dǎo)入孔53，導(dǎo)入分離室51內(nèi)。
在分離室51的上部排氣孔58具有開口部，排氣孔58排出在分離室與潤滑油分離的冷媒氣。
在分離室51的下部排油孔54具有開口部，排油孔54排出在分離室從冷媒氣中分離、收集的潤滑油。
從分離室51介由排氣孔58排出的冷媒氣在冷凍·空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)，然后，冷媒氣返回吸氣口9，再被壓縮，之后再在冷凍·空調(diào)循環(huán)系統(tǒng)中循環(huán)。
在分離室51下部有開口部的排油孔54連通高壓箱12和后部側(cè)板7之間形成的儲油室52，因而，在分離室從冷媒氣中分離、收集的潤滑油流經(jīng)排油孔54儲存在儲油室52內(nèi)。
儲存在儲油室52內(nèi)的潤滑油介由送油路18供給構(gòu)成壓縮機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)子2、葉片4、汽缸1內(nèi)壁等，潤滑各部。潤滑油還供給葉片背壓室17，具有通過其壓力向轉(zhuǎn)子2的外側(cè)靠壓葉片4的作用。
介由從儲油室52向壓縮機(jī)構(gòu)供給潤滑油的送油路18供給潤滑油；介由葉片背壓調(diào)節(jié)裝置16向送油路18供給儲存在儲油室內(nèi)的潤滑油。葉片背壓調(diào)節(jié)裝置16對應(yīng)壓縮機(jī)構(gòu)周邊的冷媒氣壓力控制供給壓縮機(jī)構(gòu)的潤滑油的送油壓力和送油量。
以下，說明上述本實(shí)施方式的壓縮機(jī)的動(dòng)作。
如圖2所示，驅(qū)動(dòng)軸5和轉(zhuǎn)子2受到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等驅(qū)動(dòng)源傳遞的動(dòng)力在順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。通過該轉(zhuǎn)動(dòng)，低壓的冷媒氣從吸入口9流入工作室8。
伴隨轉(zhuǎn)子2的轉(zhuǎn)動(dòng)被壓縮高壓冷媒氣從排出口10向上推開排出閥11流入導(dǎo)向通路13內(nèi)。進(jìn)而，高壓的冷媒氣流經(jīng)導(dǎo)入孔53導(dǎo)入分離室51，然后，在冷媒氣內(nèi)所含的潤滑油在分離室內(nèi)被分離、收集。圖1所示的分離室51是所謂離心分離式油分離器，其由圓柱形空間部49和倒圓錐形的空間部互相接合而構(gòu)成。
在分離室內(nèi)不設(shè)置現(xiàn)有的離心分離式壓縮機(jī)中使用的分離管等。分離室內(nèi)形成空間，只存有導(dǎo)入的冷媒氣體(其中混有壓縮機(jī)中含有的潤滑油的一部分)。另外，在分離室內(nèi)不設(shè)置妨礙導(dǎo)入分離室內(nèi)的冷媒氣回旋的凸部和凹部。偏離分離室51的圓柱形空間部49的中心軸設(shè)置導(dǎo)入孔53。導(dǎo)入分離室51內(nèi)的冷媒氣向圓柱形空間部49的切線方向引導(dǎo)。即，冷媒氣沿圓柱形空間部49的內(nèi)周面導(dǎo)入分離室51內(nèi)。因而，導(dǎo)入分離室51內(nèi)的冷媒氣在分離室內(nèi)在圓周方向回旋，通過回旋產(chǎn)生的離心力使比重大的潤滑油接觸在分離室內(nèi)壁從冷媒氣中分離。
分離出的潤滑油沿內(nèi)周面49流下，通過倒圓錐形空間部凝集在中央部。
另外，在儲油室52的上部和分離室51之間設(shè)置相互連通它們的連通路57。連通路57和導(dǎo)入孔53一樣，從分離室51的中心軸偏心設(shè)置。
從而，介由連通路57導(dǎo)入分離室的流體向圓柱形空間部49的切線方向引導(dǎo)。即，流體沿圓柱形空間部49的內(nèi)周面導(dǎo)入分離室51內(nèi)。由此，從儲油室52流經(jīng)連通路57流入分離室51內(nèi)的流體與分離室內(nèi)的冷媒氣的回旋流平穩(wěn)地匯合。即，能夠抑制妨礙冷媒氣回旋。如果因某種原因儲油室52內(nèi)的潤滑油達(dá)到連通路57，潤滑油也能夠介由連通路57導(dǎo)入分離室51內(nèi)。但是，潤滑油流入分離室51的方向如前所述是與分離室內(nèi)的回旋流匯合的方向，因而不妨礙分離室內(nèi)的冷媒氣的回旋。
在本實(shí)施方式的壓縮機(jī)中，排油孔54的儲油室側(cè)的開口部位于從儲油室52的油面垂直向下的位置。
因此，由壓縮機(jī)構(gòu)排出的高壓冷媒氣壓低在分離室51下部收集的潤滑油的油面，而壓高儲油室52內(nèi)的潤滑油的油面的。
但是可以想象，壓高儲油室52內(nèi)的潤滑油時(shí)，滯留在儲油室52上部的流體(主要是冷媒氣)阻礙儲油室52內(nèi)的潤滑油面上升。
因此，在本實(shí)施方式，在儲油室52內(nèi)上部和分離室51之間設(shè)置容許這些相互間流體流動(dòng)的連通路57。連通路57起到排放滯留在儲油室52上部的冷媒氣等流體的通氣孔的作用。結(jié)果，能夠平穩(wěn)地提升儲油室52內(nèi)的潤滑油面。
另外，只要連通路57設(shè)置得從儲油室52流入分離室51的流體不妨礙分離室內(nèi)的冷媒氣的回旋就可以。因此，如果從儲油室流入分離室的流體的流入方向只要不具有和連通路的出口附近的回旋流正面沖突的方向的分量就可以。因而，連通路也可沿與分離室的中心軸垂直相交的方向設(shè)置。
另外，在本實(shí)施方式中，排油孔54的儲油室52側(cè)開口部位于從儲油室的油面垂直向下的位置。然而，也可以在從儲油面向上的位置設(shè)置開口部。
這時(shí)，不能期待高壓冷媒氣引起油面上升的效果。但是，因?yàn)樵O(shè)有連通路57，抑制伴隨冷媒氣波動(dòng)從排油孔54反吹。因而，也可抑制分離室51內(nèi)下部收集的油由反吹在分離室內(nèi)飛散。
本發(fā)明的壓縮機(jī)的特征在于具有離心分離式分離室并且在分離室內(nèi)未設(shè)置分離管。像這樣不設(shè)置分離管的技術(shù)因素可舉出以下四個(gè)首先，因素一向分離室導(dǎo)入壓縮的冷媒氣的導(dǎo)入孔和分離室的相對的位置關(guān)系。這里所說的相對的位置關(guān)系是指導(dǎo)入孔對分離室中心軸的偏心度。下面詳細(xì)說明該偏心度。
如圖4所示，設(shè)從分離室51中心軸M到柱形空間部49的內(nèi)周壁的距離為R。另外，設(shè)從中心軸M到把導(dǎo)入孔53的開口部投影在柱形空間部49的切線方向(與導(dǎo)入孔的中心軸線平行的方向)的投影線的最短距離為L。則，L/R的比值(L/R)表示偏心度。假設(shè)L值范圍為0～R，則該偏心度(L/R)的范圍為0～1。
該值越大導(dǎo)入孔越偏離分離室。關(guān)于該偏心度和油循環(huán)率(以下稱為OCR)的關(guān)系，比較在分離室內(nèi)有分離管和沒有分離管的情況。兩者關(guān)系在圖5定性表示。
OCR在日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS B8606)中定義。即，OCR表示在循環(huán)系統(tǒng)中潤滑油的量與循環(huán)的冷媒液和潤滑油的混合液總量的比，其單位為百分比。并且，OCR的值越小表示油分離效率越高。圖5中，曲線A表示有分離管的情況，曲線B表示沒有分離管的情況。如圖5所示，在偏心度小的范圍，有分離管的OCR小。偏心度越大兩者OCR差越小直至曲線A和曲線B相交。偏心度再大，則曲線A的OCR值大于曲線B的OCR值。因而，不設(shè)分離管而提供高效率的冷凍·空調(diào)系統(tǒng)，選用的偏心度最好大于等于圖5所示兩曲線交點(diǎn)的偏心度。本發(fā)明人通過模擬實(shí)驗(yàn)選拔確定了理想的偏心度(L/R)值大于等于0.4。另外，L也可是從分離室的中心軸M到導(dǎo)入孔的剖面重心軸的距離。這時(shí)雖然也受到導(dǎo)入孔形狀影響，但偏心度大于等于0.7即可。這樣，就能夠提供沒有分離管比有分離管效率高(OCR低)的冷凍·空調(diào)系統(tǒng)。
因素二排出從分離室油分離后的冷媒氣的排氣孔58和分離室51的開口部的位置關(guān)系。在圖1所示本實(shí)施方式中，排氣孔58的開口部設(shè)置在分離室的圓柱形空間部49的上端側(cè)中心部。
并且，排氣孔58的開口部截面積形成小于圓柱形空間部49的截面積。排氣孔58的開口部不達(dá)到圓柱形空間部49的外周部。在圓柱形空間部49的上端面形成縮徑部56，其把圓柱形空間部的內(nèi)徑縮小至排氣孔開口部的內(nèi)徑。即，排氣孔58的開口部介由該縮徑部56接合在圓柱形空間部49的上端側(cè)外周上。由此來抑制大量含有潤滑油霧沫導(dǎo)入分離室的高密度高速度的冷媒氣在分離室51內(nèi)幾乎不回旋就排出分離室。即，當(dāng)假設(shè)導(dǎo)入分離室的冷媒氣的流速在回旋中不降速，則大量含有比重大的潤滑油霧沫的(高密度)的冷媒氣在回旋流的外周部沿圓柱形空間部49的內(nèi)壁回旋。并且，隨著潤滑油逐漸分離，分離后的冷媒氣，被高密度的冷媒氣壓推，慢慢向回旋中心部移動(dòng)，并且最終從排氣孔排出。
實(shí)際上剛剛流入分離室內(nèi)的冷媒氣流速最快，在旋轉(zhuǎn)中流速慢慢下降，隨著流速下降。作用在冷媒氣上的離心力也變小。由此，含有潤滑油霧沫的高密度、高速度的冷媒氣在旋轉(zhuǎn)流的外周部沿分離室圓柱形空間部49的內(nèi)壁回旋。逐漸分離出潤滑油，密度、速度降低的冷媒氣向回旋中心部移動(dòng)，從排氣孔排出。結(jié)果，能夠抑制導(dǎo)入分離室的大量含有潤滑油霧沫高密度、高速度的冷媒氣在分離室內(nèi)幾乎不回旋就從分離室排出。另外，在圖1和圖4所示的實(shí)施方式中，縮徑部56形成為與圓柱形空間部49的中心軸垂直的上端面。但是，并不限于此?？s徑部也可以形成為相對圓柱形空間部的中心軸傾斜的斜面。另外，也可以形成為連接圓柱形空間部外周的平緩的曲線。另外，如果縮徑部遍及排氣孔58的開口部的整個(gè)周邊存在，則排氣孔的中心軸和分離室的中心也可以偏心。
另外，因素三如圖6所示，調(diào)節(jié)連接在導(dǎo)入孔53的細(xì)長通路部21的朝向。即，要把導(dǎo)入分離室51內(nèi)的冷媒氣朝向遠(yuǎn)離排氣孔58的開口部的方向?qū)敕蛛x室51。由此，至少能夠使大量含有潤滑油霧沫剛剛導(dǎo)入分離室51內(nèi)不久的冷媒氣遠(yuǎn)離排氣孔58的開口部。并且，能夠限制剛導(dǎo)入的大量含有潤滑油霧沫的冷媒氣從排氣孔58供給冷凍·空調(diào)系統(tǒng)。
另外，當(dāng)細(xì)長通路部21的中心軸N和分離室中心軸M之間的傾斜角α過小時(shí)，就不能把導(dǎo)入分離室51內(nèi)的冷媒氣的流速充分運(yùn)用于在分離室內(nèi)的回旋中。結(jié)果，造成OCR下降。為得到高OCR，理想的傾斜角的范圍是60℃～90℃。
另外，形成柱形空間部的內(nèi)周壁，以使圓柱形空間部的內(nèi)周離排氣孔越遠(yuǎn)越寬。由此，導(dǎo)入分離室的高密度、高速度的冷媒氣受離心力作用被導(dǎo)至最寬的內(nèi)周部。結(jié)果，即便細(xì)長通路部21不與分離室中心軸M傾斜，也能夠使大量含有潤滑油霧沫被導(dǎo)入分離室的冷媒氣遠(yuǎn)離排氣孔58的開口部，因此是理想的。
另外，因素四在從壓縮機(jī)構(gòu)的排出口10到向分離室51導(dǎo)入的導(dǎo)入孔53的引導(dǎo)冷媒氣的導(dǎo)向通路13中，設(shè)置連接導(dǎo)入孔53形成的細(xì)長通路部13A(參照圖1)和21(參照圖7)。
由此，這些細(xì)長通路部(13A和21)具有整流導(dǎo)入分離室51的冷媒氣流的作用。即，抑制流入分離室51的流體的紊流和擴(kuò)散。并且，把從壓縮機(jī)構(gòu)排出的高壓冷媒氣具有的靜壓和動(dòng)壓等都充分運(yùn)用在分離室51內(nèi)的冷媒氣的回旋中。
以上舉出四點(diǎn)說明了能夠免設(shè)分離管的技術(shù)因素，也可以把多個(gè)這些技術(shù)要素相互組合，這時(shí)，可望得到各個(gè)技術(shù)因素的疊加效果。另外，也可將本實(shí)施方式所述的各個(gè)技術(shù)因素和其它的某個(gè)技術(shù)要素組合。
在本實(shí)施方式中，分離室的柱形空間部以圓柱形空間部為例說明。但是，只要不妨礙導(dǎo)入的冷媒氣的回旋，任何一種截面形狀的柱形空間部皆可。例如，截面是橢圓形、具有圓角的四邊形都能得到同樣的效果。本發(fā)明的具有離心分離式油分離室的壓縮機(jī)能夠不設(shè)置油分離室的分離管。并且，因?yàn)椴恍枰蛛x管，也不必在分離室內(nèi)留有用于設(shè)置分離管的空間，結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)分離室小型化。另外，可降低伴隨分離管制作和組裝等產(chǎn)生的壓縮機(jī)制造成本。另外，本發(fā)明的壓縮機(jī)內(nèi)的流體是指含有霧狀液體的氣體。
本發(fā)有不限于滑動(dòng)葉片型轉(zhuǎn)動(dòng)壓縮機(jī)，也可適用于往復(fù)式活塞型、渦旋型等其它壓縮機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)，其具有壓縮含有潤滑油的流體的壓縮機(jī)構(gòu)和導(dǎo)入并回旋由所述壓縮機(jī)構(gòu)壓縮的流體且由該回旋產(chǎn)生的離心力分離在所述流體中所含的潤滑油的至少一部分的分離室，其中，在所述分離室內(nèi)僅存有被導(dǎo)入其中的流體。
2.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，所述分離室具有導(dǎo)入的流體旋轉(zhuǎn)的柱形空間部，同時(shí)具有向所述分離室導(dǎo)入由所述壓縮機(jī)構(gòu)壓縮的流體的導(dǎo)入孔，從所述柱形空間部的中心軸到把所述導(dǎo)入孔的開口部和所述導(dǎo)入孔的中心軸線平行投影的投影線的最短距離L與從所述柱形空間部的中心軸到所述柱形空間部內(nèi)周壁的距離R之比(L/R)大于等于規(guī)定值。
3.如權(quán)利要求2所述的壓縮機(jī)，其中，所述規(guī)定值是表示設(shè)有分離管時(shí)的所述比(L/R)與油循環(huán)率的函數(shù)關(guān)系曲線和表示不設(shè)分離管時(shí)的所述比(L/R)與油循環(huán)率的函數(shù)關(guān)系曲線的交點(diǎn)對應(yīng)的值。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，所述分離室具有導(dǎo)入的流體回旋的柱形空間部，同時(shí)具有排出導(dǎo)入的流體的排氣孔，所述排氣孔的分離室側(cè)開口部介由縮徑部接合在所述柱形空間部的一端側(cè)外周部上。
5.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，具有向所述分離室導(dǎo)入所述壓縮機(jī)構(gòu)壓縮的流體的導(dǎo)入孔，同時(shí)，在所述分離室中排出導(dǎo)入的流體的排氣孔具有開口部，從所述導(dǎo)入孔導(dǎo)入所述分離室內(nèi)的流體向遠(yuǎn)離所述排氣孔的開口部的方向?qū)胨龇蛛x室內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，具有從所述壓縮機(jī)構(gòu)排出被壓縮的流體的排出口、把從所述排出口排出的流體導(dǎo)入所述分離室的導(dǎo)入孔和從所述排出口到所述導(dǎo)入孔引導(dǎo)流體的導(dǎo)向通路，所述導(dǎo)向通路具有連通所述導(dǎo)入孔而形成的細(xì)長通路部。
7.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)，其中，具有儲存在所述分離室從流體分離出的潤滑油的儲油室和設(shè)置在所述儲油室內(nèi)上部和所述分離室之間的連通路，所述連通路的所述分離室側(cè)開口部朝向使從所述儲油室內(nèi)上部流入所述分離室內(nèi)的流體不妨礙所述分離室內(nèi)的流體的回旋的方向設(shè)有開口部。
全文摘要
一種壓縮機(jī)。其油分離室內(nèi)免設(shè)分離管，使分離室小型化，且能夠低成本制造。其具有壓縮含有潤滑油的流體的壓縮機(jī)構(gòu)(1、2、4)和導(dǎo)入回旋由所述壓縮機(jī)構(gòu)(1、2、4)壓縮的流體且由該回旋產(chǎn)生的離心力分離在所述流體中所含的潤滑油的至少一部分的分離室(51)。在所述分離室內(nèi)僅存有導(dǎo)入其中的流體。
文檔編號F04C29/02GK1643255SQ0380593
公開日2005年7月20日 申請日期2003年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月12日
發(fā)明者北村武男, 渡邊健司, 川男武史, 奧園賢治, 土田信直 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社