(57)【要約】  回転子の上方に設けられ同期回転する遠心羽根車を有し、下側空間に流入した冷媒が回転子風穴を上昇して上側空間へ流入して吐出管から流出する密閉形圧縮機であって、遠心羽根車は、回転子の上側に設けられた油分離板と、油分離板の下面に立設された複数の羽根とを備え、隣接する２枚の羽根の間に形成された羽根間流路と、回転子風穴から流出した冷媒を羽根間流路の内側入口に導く羽根内側流路を形成し、羽根間流路の外側出口を全周方向に配置し、羽根間流路通過時に昇圧した冷媒を外周出口から上側空間に流出させるものであり、油分離板を羽根間流路の上面側と羽根内側流路の上方側に配置し、羽根間流路を通過しないで羽根内側流路から直接吐出管へ流出する短絡経路を塞いだ。
2013157281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に潤滑油を貯蔵する密閉容器と、
前記密閉容器の内部に設けられ固定子及び回転子を有する電動機と、
前記回転子に取り付けられた駆動軸と、
前記密閉容器の内部に設けられ、前記駆動軸の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記回転子の上方に設けられ前記回転子と同期して回転する遠心羽根車と、
前記電動機の上側空間に連通し該上側空間から冷媒を前記密閉容器の外部回路に流出させる吐出管と、
を備え、
前記回転子には、上下方向に貫通する回転子風穴が形成され、
前記電動機の下側空間に流入した前記冷媒が、前記回転子風穴を上昇して前記電動機の上側空間へ流入し、前記吐出管から流出する密閉形圧縮機であって、
前記遠心羽根車は、
前記回転子の上端から上側に所定間隔をおいて設けられた油分離板と、
前記油分離板の下面から下方に立設され、内周側から外周側へ向かって設けられた複数の羽根と、
隣接する２枚の前記羽根の間に羽根間流路と、前記回転子風穴の上端口から流出した前記冷媒を前記羽根間流路の内周側入口に導く羽根内側流路とを形成し、
前記羽根間流路は内周側入口から外周側出口へ導くように全周方向に配置され、
前記羽根間流路を通過時に昇圧した冷媒を外周側出口から前記上側空間に流出させるものであり、
前記油分離板は、前記羽根間流路の上部側と前記羽根内側流路の上端側とを塞いで、前記羽根間流路を通過しないで、直接前記吐出管へ流出する短絡経路を塞いだことを特徴とする密閉形圧縮機。
【請求項２】
前記羽根間流路の上面側は全て、前記油分離板で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の密閉形圧縮機。
【請求項３】
前記羽根間流路の下面側を覆う下面仕切板は、前記回転子風穴の上端口から距離を一定に保つように設置されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の密閉形圧縮機。
【請求項４】
前記回転子の上端には、該回転子に固定するための支持平板と、前記支持平板から一部が上側に張り出して錘の働きをする凸部とで形成された上側バランスウエイトを備え、前記下面仕切板、前記上側バランスウエイトの前記支持平板、及び、前記上側バランスウエイトの前記凸部の上面側のうちの少なくとも１つで、前記羽根間流路の下面側を覆ったことを特徴とする請求項３に記載の密閉形圧縮機。
【請求項５】
少なくとも、前記上側バランスウエイトの前記凸部と対向する範囲の前記羽根の下部には、前記羽根間流路の下面を内周側入口から外周側出口まで閉塞する前記下面仕切板を備え、
下部に前記下面仕切板が配置されていない前記羽根は、前記上側バランスウエイトの前記支持平板の上端近傍まで延設されていることを特徴とする請求項４に記載の密閉形圧縮機。
【請求項６】
上端部が前記下面仕切板の内周側端部と接続され、下端部が前記回転子風穴の外周側において前記回転子風穴の上端開口部が形成された部材の上端に当接し、前記回転子風穴から流出した前記冷媒を前記羽根間流路に導く流れガイドを備えたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項７】
前記下面仕切板は、複数の前記羽根の下部全面に配置され、
前記羽根の上下方向長さが均一となっていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の密閉形圧縮機。
【請求項８】
上端部が前記下面仕切板の内周側端部と接続され、下端部が前記回転子風穴の外周側において前記回転子風穴の上端開口部が形成された部材の上端に当接し、前記回転子風穴から流出した前記冷媒を前記羽根間流路に導く中空筒状の流れガイドを備えたことを特徴とする請求項７に記載の密閉形圧縮機。
【請求項９】
複数の前記羽根は、前記駆動軸に対して軸対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１０】
前記回転子に形成された前記回転子風穴の流路面積は、前記回転子の外周と前記固定子の内周との間に形成される流路の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１１】
平面視において、
前記回転子風穴は、前記駆動軸を中心として前記羽根の内周側端部を接続した円である短径円周よりも内周側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１２】
前記油分離板は、駆動軸に対して対称な円板であることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１３】
前記下面仕切板は、
駆動軸に対して対称な円板であり、
前記駆動軸を中心として前記羽根の内周側端部を接続した円である短径円周よりも内側に、前記回転子風穴から流出した前記冷媒が前記羽根間流路に流入する流路穴が形成されていることを特徴とする請求項７、又は、請求項７に従属する請求項８〜請求項１２のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１４】
平面視において、前記羽根はそれぞれ、前記駆動軸を中心として前記羽根の内周側端部を接続した円である短径円周に対して±５度以内の範囲で接するように入口角が定められたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１５】
前記羽根は直線羽根であることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１６】
複数の前記羽根は、１枚の板から複数の前記羽根を直角に曲げて起こすことで形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１７】
前記回転子の上端には、該回転子に固定するための支持平板と前記支持平板から一部が上側に張り出して錘の働きをする凸部とで形成された上側バランスウエイトを備え、
前記上側バランスウエイトの前記凸部と前記遠心羽根車の前記羽根間流路の外周側出口との周囲を全領域、あるいは、周囲の一部領域を囲んで、前記羽根間流路の前記外周側出口から径方向の流れを妨げる覆い壁を前記固定子側に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１８】
前記覆い壁は、少なくとも前記上側バランスウエイトの前記凸部の周囲の全領域に渡って完全に覆うものであるこことを特徴とする請求項１７に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１９】
前記固定子は、コアに巻かれたコイルが該固定子の上側に突出した部分である電動機上部コイル渡り線部が複数形成され、
隣接する前記電動機上部コイル渡り線部には、前記羽根間流路の外周側出口から径方向の流出した冷媒を、前記密閉容器の側壁方向に導くラジアル方向流路が、全周に渡って複数配置され、
前記ラジアル方向流路は、ディフューザ形状であって、上方から平面視すると前記駆動軸の回転前進方向に傾けて配置したことを特徴とする請求項１７に記載の密閉形圧縮機。
【請求項２０】
前記回転子の上端には、該回転子に固定するための支持平板と前記支持平板から一部が上側に張り出して錘の働きをする凸部とで形成された上側バランスウエイトを備え、
前記回転子の上端に設けられた上側バランスウエイトの前記凸部の周囲を全領域に渡って囲み、前記回転子に同期回転する円筒側壁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項２１】
前記円筒側壁は、
前記羽根間流路の前記外周側出口から径方向の流れを妨げて、前記遠心羽根車の出口の一部を構成することを特徴とする請求項２０に記載の密閉形圧縮機。
【請求項２２】
請求項１〜請求項２１のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機と、
該密閉形圧縮機で圧縮された前記冷媒から放熱させる放熱器と、
該放熱器から流出した前記冷媒を膨張させる膨張機構と、
該膨張機構から流出した前記冷媒に吸熱させる蒸発器と、
を備えたことを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉形圧縮機及びこの密閉形圧縮機を備えた蒸気圧縮式冷凍サイクル装置に関し、特に、油分離効果の高い密閉形圧縮機及びこの密閉形圧縮機を備えた蒸気圧縮式冷凍サイクル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、蒸気圧縮式冷凍サイクル装置（ヒートポンプ機器や冷凍サイクル機器）に使用される冷媒圧縮機では、電動機による回転力が駆動軸によって圧縮機構に伝達され、冷媒ガスを圧縮する冷媒圧縮機が用いられている。このような冷媒圧縮機は、圧縮機構で圧縮された冷媒ガスが密閉容器内に吐出され、電動機部ガス流路を通って電動機に対して下側の空間から上側の空間に移動した後、密閉容器外の冷媒回路へ吐出される。このとき、圧縮機構に供給された潤滑油が、冷媒ガスに混ざって、密閉容器外に吐出される。従来から、冷媒回路へ持ち出す油吐出量が増加すると熱交換器の性能が低下、あるいは、密閉容器内の貯油量が減少すると圧縮ガス漏れ増加による圧縮機効率低下、さらには、圧縮機潤滑不良による信頼性低下を生じることが問題点であった。【０００３】
近年、冷媒圧縮機の小型化開発や、環境負荷の小さい代替冷媒（自然冷媒を含む）へ使用冷媒を転換することが加速され、密閉容器内での油分離技術の高度化が求められている。一方、密閉容器内で電動機が高速回転する際の冷媒・潤滑油の流動状態と油分離のメカニズムは非常に複雑であり、かつ、高圧の密閉容器内の観察実験も容易でないため、未解明な部分が多く、解決されていない技術課題も多かった。【０００４】
特許文献１に記載の高圧シェル型スクロール圧縮機は、密閉容器内の上側に配置した圧縮機構で吸入した冷媒を圧縮して、一旦、密閉容器底の油溜りまで下降させたのち、電動機ガス流路を通って電動機下側空間から上側空間に上昇させ、圧縮機吐出管から高圧ガスを吐出する。この特許文献１に記載の高圧シェル型スクロール圧縮機は、電動機回転子の上部に設けられたファンと、電動機固定子側と電動機回転子側に取り付けられた仕切り壁とを備えている。そして、ファンの回転による遠心力と、仕切り壁の隙間を流れる圧力抵抗とによって冷媒と潤滑油とを分離し、冷媒と分離されていない潤滑油が吐出管へ直接流入すること、つまり、潤滑油が密閉容器から流出することを防止している。【０００５】
また、特許文献２には、密閉容器内の上部に収納された電動要素と、電動要素によって駆動される圧縮要素と、電動要素の回転子の上部エンドリングに所定間隔をおいて対設された油分離板と、油分離板に植立された撹拌羽根とを備えた密閉型電動圧縮機おいて、油分離板の下面のみに撹拌羽根を植立させるようにしたことを特徴とする密閉型電動圧縮機の油分離装置が開示されている。【０００６】
特許文献１及び特許文献２に開示された油分離装置（特許文献１におけるファン及び仕切壁、特許文献２における油分離板及び攪拌羽根）による圧縮機密閉容器内での油分離状態を改善する効果は一般的に確認されている。【０００７】
さらに、最近では進歩の著しい３次元流体シミュレーション技術を活用して、圧縮機密閉容器内の冷媒と潤滑油の流動状態を可視化することが可能となり、新たな知見が得られるようになった。例えば、特許文献３には、密閉容器内に設けられた電動機の回転子の上端に固定された上側バランスウエイトの回転方向先端付近で発生するヘッド圧上昇を利用して、先端部付近から下端に向かって油戻し用流路を形成し、上記回転子の周囲に表出する高濃度な潤滑油を電動機下側へ戻して油上がりを防止する冷媒圧縮機が開示されている。
通常、現行圧縮機に用いられるＤＣブラシレスモータの回転子では、円形の鋼板を積層し上面と下面を金属平板で挟み込んで一体化した円筒形状の構造であり、この回転子の上端の上側には上側バランスウエイト、下端には下側バランスウエイトが付設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９２５３９２号公報
【特許文献２】実開平５−６１４８７号公報
【特許文献３】特開２００９−２６４１７５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】「ターボ送風機と圧縮機」コロナ社（昭和６３年）
【非特許文献２】「流体機械工学」コロナ社（昭和５８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的に、高性能な遠心送風機を構成するためには、非特許文献１に記載されるように、羽根車自体の形状、羽根車に流入前の流路形状、羽根車から流出後の流路形状等について理論計算に基づく設計が行われる。【００１１】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２には、それぞれに開示された電動機回転子（ロータ）の上部に取り付けたファン及び羽根について理論的な設計方法は開示されておらず、油分離状態を改善するために最適なファン及び羽根を構成するまでには至っていない。従来の密閉形圧縮機では、遠心ファンをより適切に用いることで、油分離性能をさらに向上させる余地が残っている。【００１２】
例えば、特許文献１に記載の高圧シェル型スクロール圧縮機は、電動機回転子の上部に設けられたファンは、上側バランスウエイトの無い片側にのみ配置するので、不均一なファンの回転により、電動機上側空間内の圧力分布と流速分布に大きく変動を生じる。これをロータリ圧縮機にそのまま適用すると、電動機上部空間内に浮遊する油滴が重力で沈降するのを妨げたり、あるいは、ステータの上部に溜まった油の油面をかき乱すので、かえって油滴を巻き上げて密閉容器外への流出量を増加させる可能性がある。【００１３】
また、特許文献２に記載のロータリ圧縮機は、電動機回転子の上部に設けられた油分離板には攪拌羽根の内周側の中心付近に大きな円形穴が空けられており、この円形穴に密閉容器外へ冷媒を導く吐出管が挿入されている。この円形穴と吐出管の間には冷媒ガスが流通するのに十分な隙間があるため、回転子を上下方向に貫通する回転子風穴を上昇した冷媒ガスが攪拌羽根の間に形成された羽根間流路を通過しないで、吐出管に直接流れ込む流路構成となっている。【００１４】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、容器内で電動機回転子上部に取り付けられた羽根の回転を利用して潤滑油を分離する密閉形圧縮機であって、容器内の底部に貯蔵される潤滑油量が低下することを防止し、潤滑不良による信頼性低下と省エネ性能の低下とを抑制することができる密閉形圧縮機を得ることを第１の目的とする。また、この密閉形圧縮機を備えた蒸気圧縮式冷凍サイクル装置を得ることを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る密閉形圧縮機は、底部に潤滑油を貯蔵する密閉容器と、前記密閉容器の内部に設けられ固定子及び回転子を有する電動機と、前記回転子に取り付けられた駆動軸と、前記密閉容器の内部に設けられ、前記駆動軸の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記回転子の上方に設けられ前記回転子と同期して回転する遠心羽根車と、前記電動機の上側空間に連通し該上側空間から冷媒を前記密閉容器の外部回路に流出させる吐出管と、を備え、前記回転子には、上下方向に貫通する回転子風穴が形成され、前記電動機の下側空間に流入した前記冷媒が、前記回転子風穴を上昇して前記電動機の上側空間へ流入し、前記吐出管から流出する密閉形圧縮機であって、
前記遠心羽根車は、前記回転子の上端から上側に所定間隔をおいて設けられた油分離板と、前記油分離板の下面から下方に立設され、内周側から外周側へ向かって設けられた複数の羽根と、隣接する２枚の前記羽根の間に羽根間流路と、前記回転子風穴の上端口から流出した前記冷媒を前記羽根間流路の内周側入口に導く羽根内側流路とを形成し、前記羽根間流路は内周側入口から外周側出口へ導くように全周方向に配置され、前記羽根間流路を通過時に昇圧した冷媒を外周側出口から前記上側空間に流出させるものであり、
前記油分離板は、前記羽根間流路の上部側と前記羽根内側流路の上端側とを塞いで、前記羽根間流路を通過しないで、直接前記吐出管へ流出する短絡経路を塞いだものである。【００１６】
また、本発明に係る蒸気圧縮式冷凍サイクル装置は、本発明に係る密閉形圧縮機と、該密閉形圧縮機で圧縮された前記冷媒から放熱させる放熱器と、該放熱器から流出した前記冷媒を膨張させる膨張機構と、該膨張機構から流出した前記冷媒に吸熱させる蒸発器と、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、容器内での潤滑油貯蔵量の低下を防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と省エネ性能を向上させる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１による密閉形圧縮機の横断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図３】本発明の実施の形態１による遠心羽根車の羽根（８枚の場合）の展開図である。
【図４】本発明の実施の形態１による切り起こし後の羽根（８枚の場合）の構成を示す上側からの投影図である。
【図５】図４のＰ部拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態１による遠心羽根車による油上がり改善効果を比較した棒グラフである。
【図７】本実施の形態１による密閉形圧縮機の密閉容器内における静的な力の釣合い関係を示す特性図（縦断面図）である。
【図８】本実施の形態１に係る密閉形圧縮機を搭載した蒸気圧縮式冷凍サイクル装置の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態２による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２による密閉形圧縮機の横断面図（図９のＡ−Ａ断面図）である。
【図１１】本発明の実施の形態３による密閉形圧縮機の横断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態４による回転子上部の構成を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態５による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１による密閉形圧縮機の横断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。まず、これら図１及び図２を用いて、本実施の形態１に係る密閉形圧縮機１００の基本構造及び動作を説明する。
【００２０】
＜密閉形圧縮機１００の基本構造及び動作＞
本実施の形態１に係る密閉形圧縮機１００は、高圧シェル型の密閉形ロータリ圧縮機であり、図１に示すように、下部に潤滑油を貯留する密閉容器底部油溜り２ａが形成された密閉容器１と、該密閉容器１の内部に収容された電動機８、駆動軸３及び圧縮機構１０と、を備えている。
【００２１】
電動機８は、内周部に上下方向に貫通する貫通孔が形成された略円筒形状の固定子７と、該固定子７の内周側に所定のエアギャップ２７ａを介して配置された略円筒形状の回転子６と、を備えている。本実施の形態１に係る電動機８は、例えばＤＣブラシレスモータである。この固定子７は、鋼板を積層して構成されており、コア７ｄに高密度にコイルが巻きつけられコイル巻き線ブロック７ｃが形成されている。固定子７は、密閉容器１の内周面に圧入や溶接等によって取り付けられている。また、回転子６は、鋼板を積層し、これら積層鋼板の上端と下端を回転子上部固定基板３３と回転子下部固定基板３４によって挟持したものである。そして、回転子６は、その内部に磁石が配置されている。また、回転子上部固定基板３３の上面と回転子下部固定基板３４の下面には、それぞれ逆位相に凸部出っ張りを有する上側バランスウエイト３１と下側バランスウエイト３２が配置されている。また、本実施の形態１に係る回転子６には、上下方向に貫通する４本の回転子風穴２６が形成されている。なお、回転子風穴２６の数は、少なくとも１本あればよい。
【００２２】
駆動軸３は、上端部が電動機８の回転子６に取り付けられ、下端部が圧縮機構１０に取り付けられるものである。つまり、駆動軸３は、電動機８の駆動力を圧縮機構１０に伝達するものである。この駆動軸３は、電動機８の下方に配置された上側軸受部１１及び下側軸受部１２によって回転自在に保持されている。
【００２３】
圧縮機構１０は、駆動軸３を介して伝達された電動機８の駆動力によって冷媒を圧縮するものである。本発明は圧縮機構の構成を限定するものではないが、本実施の形態１ではロータリ式の圧縮機構を採用している。この圧縮機構１０は、シリンダ１４及び回転ピストン１６等を備えている。シリンダ１４は、上下方向に貫通する貫通穴が形成され、該貫通穴の上下開口部を上側軸受部１１及び下側軸受部１２で閉塞されている。そして、シリンダ１４の上記貫通穴がシリンダ室１４ａとなっている。回転ピストン１６は、このシリンダ室１４ａに配置されている。この回転ピストン１６は、略円筒形状をしており、駆動軸３に偏心して設けられた偏心ピン軸部１５の外周に取り付けられている。つまり、本実施の形態１に係る圧縮機構１０は、駆動軸３の回転に伴って偏心ピン軸部１５が公転し、偏心ピン軸部１５と共に回転ピストン１６がシリンダ室１４ａ内を公転することにより、吸入管２１から吸入された冷媒ガスがシリンダ室１４ａ内部で圧縮される構成となっている。なお、この圧縮された冷媒ガスは、所定の圧力になると、上側軸受部１１の上面に形成された吐出ポート１８を開閉する吐出弁１９を押し上げて吐出ポート１８を通り、シリンダ室１４ａから吐出マフラ１７の内部空間に吐出される。
【００２４】
＜吐出ガス流出経路＞
圧縮されて吐出マフラ１７の内部空間に吐出された冷媒ガスは、さらに、電動機下側空間５、及び電動機を上下方向に貫く流路を通って電動機上側空間９（固定子上側空間９ａ及び回転子上側空間９ｂ）に流入する。そして、電動機上側空間９に流入した冷媒は、密閉容器の上部に設けられた吐出管２２、つまり、電動機上側空間９に連通する吐出管２２から密閉容器１外に吐出され、放熱器側冷媒回路に送られる。
【００２５】
電動機を上下方向に貫く主なガス流路としては、以下に示す４つの流路がある。
（１）回転子風穴２６：回転子６を上下方向（つまり、駆動軸３の軸方向）に貫通する流路、
（２）固定子内周流路２７：回転子６の外周と固定子７の内周との間に形成されたエアギャップ２７ａと、固定子７のコア内周部切欠き流路２７ｂとで構成する流路、
（３）固定子外周流路２５：固定子７のコア７ｄの外周を切欠き、密閉容器１の円筒側壁内周と固定子７との隙間に形成した流路、
（４）コイル隙間流路２４：固定子のコア７ｄに高密度にコイルが巻きつけられコイル巻き線ブロック７ｃの間に生じる上下方向に貫く隙間流路、
【００２６】
なお、本実施の形態１の電動機８として、分布巻きコイルの固定子７を備えたＤＣブラシレスモータと想定すると、（４）のコイル隙間流路２４の流路面積（流路を流れ方向と垂直に切断した場合の面積）は十分小さくなるので、無視してよい。また、（１）の回転子風穴２６は、磁石と緩衝しなければ大きな穴を開けて効率に影響がなく、十分大きな流路面積をとることが可能である。一方、（２）の固定子内周流路２７及び（３）の固定子外周流路２５は、流路面積を大きくするほど電動機８の効率が低下するため、流路面積の大きさは制約される。
【００２７】
＜油流動と油流出経路＞
圧縮機構１０の各部には、密閉容器底部油溜り２ａに貯蔵された潤滑油が供給される。詳しくは、駆動軸３が回転することにより、密閉容器底部油溜り２ａに貯蔵された潤滑油を駆動軸３の下端の油吸込み穴４ａから吸い上げて、駆動軸３の軸心を貫通する中空穴４ｂに流入させる。そして、給油穴４ｃ，４ｄ，４ｅからそれぞれ、偏心ピン軸部１５外周と回転ピストン１６内周との間、駆動軸３外周と上側軸受部１１内周との隙間、駆動軸３外周と下側軸受部１２内周との隙間に潤滑油を供給し、圧縮機構１０の潤滑と圧縮ガスのシールに寄与させる。なお、中空穴４ｂに流入した潤滑油のうち、給油穴４ｃ，４ｄ，４ｅに流れ込まなかった潤滑油は、中空穴４ｂの上端部近傍（上側軸受部１１の上方）に連通するガス抜き穴４ｆから、電動機下側空間５に流出する。
【００２８】
密閉容器底部油溜り２ａの高圧の潤滑油は、駆動軸３の給油穴４ｃやその他隙間を経由して、回転ピストン１６の上下面の隙間を通って差圧でシリンダ室１４ａに供給され、その潤滑油の一部は、圧縮されて吐出ポート１８から冷媒ガスに混ざって電動機下側空間５に吐出される。また、中空穴４ｂに流入した潤滑油のうち、給油穴４ｃ，４ｄ，４ｅに流れ込まなかった潤滑油は、中空穴４ｂの上端部近傍（上側軸受部１１の上方）に連通するガス抜き穴４ｆから、電動機下側空間５に流出する。また、回転子６が回転することで、密閉容器底部油溜り２ａの油面は攪拌されて波立って、シリンダ室１４ａから吐出された冷媒ガスによって潤滑油が巻き上げられる。以上のように、電動機下側空間５で冷媒ガスに混入した潤滑油の粒子（油滴）のうちで油分離されないものは、冷媒ガスとともに、電動機下側空間５から、電動機を上下方向に貫くガス流路（１），（２），（３），（４）を通って、電動機上側空間９まで上昇する。さらに、電動機上側空間９で油分離されない油滴は冷媒ガスといっしょに吐出管２２から密閉容器１外へ流出する。油流出率は［油流出量／（油流出量＋冷媒循環量）］で定義され、油流出率が小さいほど、油分離状態が良好であるといえる。
【００２９】
＜固定子上部油溜り２ｂと課題＞
電動機上側空間９で油分離された油滴は、回転子６の回転作用により遠心力が働いて、固定子上側空間９ａで密閉容器１の側壁側に集まりやすく、ちょうど固定子７の外周部上側に油滴が沈降しやすい。この油滴は固定子外周流路２５を通って、電動機上側空間９から電動機下側空間５へ落下しながら戻ってくる。
【００３０】
このとき、
・固定子外周流路２５の流路面積が固定子７の外周上部上側に落下する油滴に対して相対的に大きい場合、固定子外周流路２５内は、上昇する冷媒ガスと重力で下降する油滴とが共存する状態で、潤滑油が落下する。
・ガス冷媒の流量が増加して固定子７の外周上部上側に落下する油滴が増えると、固定子外周流路２５内は、固定子外周流路２５を油滴が塞いだ状態で、潤滑油が流れ落ちる。
・さらに、ガス冷媒の流量が増加すると、圧力損失による電動機上側空間９の圧力低下が大きくなって、固定子７の外周部上側にさらに潤滑油が溜まる状態となる。つまり、図１に示すような固定子上部油溜り２ｂが生じる状態となる。このため、固定子７の外周部上側に溜まった油量分だけ、密閉容器底部油溜り２ａに貯蔵される油量が減少し、密閉容器底部油溜り２ａの油面高さも低下する。あるいは、固定子上部油溜り２ｂから巻き上げられて、冷媒ガスといっしょに吐出管２２から密閉容器外へ流出する油量が増加する。その結果、圧縮機構１０への給油量が低下し、潤滑信頼性の低下や圧縮ガス漏れ量増加を招く原因となる。
【００３１】
そこで、本発明の実施の形態１では回転子６の上方に次のような遠心羽根車４０を設け、密閉容器１外へ流出する油量の増加、つまり、密閉容器底部油溜り２ａに貯留する油量の減少を防止している。具体的には、当該遠心羽根車４０によって電動機上側空間９の圧力を高めることにより、電動機上側空間９の圧力を電動機下側空間５に比べて高くするか、あるいは、電動機上側空間９の圧力低下を従来よりも抑止し、密閉容器１外へ流出する油量の増加（つまり、密閉容器底部油溜り２ａに貯留する油量の減少）を防止している。
以下、本実施の形態１に係る遠心羽根車４０を構成する構成要素を、当該構成要素が有する効果と共に説明する。
【００３２】
＜遠心羽根車４０の構成と特徴＞
図１に示すように、積層鋼板からなる回転子６は上端と下端を回転子上部固定基板３３と回転子下部固定基板３４とによって挟まれており、それぞれ逆位相に配置された上側バランスウエイト３１の凸部３１ａと下側バランスウエイト３２の凸部３２ａが、回転子の外周縁に沿って所定の厚さを有して設けられている。さらに、上側バランスウエイト３１より上側となる駆動軸３の先端には、遠心羽根車４０が固定ボルト４５で取り付けられている。後述のように、本実施の形態１に係る遠心羽根車４０は、羽根上側円板４３と、羽根上側円板４３の下面部から下方に立設された複数（本実施の形態１では８枚）の羽根４１と、を備えた構成となっている。そして、回転子６に形成された回転子風穴２６から回転子６の上方に流出した冷媒ガスは、羽根内側流路４６を通って、遠心羽根車４０に流入する構成となっている。このため、本実施の形態１では、回転子風穴２６から回転子６の上方に流出した冷媒ガスが遠心羽根車４０に流入しやすいように、回転子風穴２６を上側バランスウエイト３１の凸部３１ａより内周側に配置した。
【００３３】
（Ａ）遠心羽根車４０のコスト低減効果
図３は、本発明の実施の形態１による遠心羽根車の羽根（８枚の場合）の展開図である。また、図４は、本発明の実施の形態１による切り起こし後の羽根（８枚の場合）の構成を示す上側からの投影図である。また、図５は、図４のＰ部拡大図である。
本実施の形態１では、遠心羽根車４０のコスト低減を図るため、図３の展開図に示すような１枚の金属薄板から８枚の直線羽根を直角に切り起こし、図４に示すような軸対称な８枚羽根を作製した。
【００３４】
図５に示すように、駆動軸３を中心として各羽根４１の内周側端部を接続した円を短径円周４１ｂとし、駆動軸３を中心として各羽根４１の外周側端部を接続した円を長径円周４１ｃとすると、各羽根４１は、短径円周４１ｂから長径円周４１ｃまで直線状に伸びる直線羽根となっている。また、各羽根４１は、短径円周４１ｂの接線となす入口角β１  がほぼ０度となっている。なお、図５に示すように、長径円周４１ｃの接線と各羽根４１とがなす角度β２  は出口角β２  である。また、各羽根４１の間に形成される流路である羽根間流路４７のうちで２枚の羽根４１が重なり合う領域が有効流路領域４７ａで、その有効流路領域４７ａにある羽根４１の有効長さは４７ｂである。本実施の形態１では、羽根４１の全長４１ｅのうち１／４以上の有効長さ４７ｂを確保した。
【００３５】
（Ｂ）遠心羽根車４０の漏れ低減効果
ところが、図３〜図５に示した軸対称な８枚羽根だけを駆動軸３の上端に取り付けると、羽根間流路４７の下側全面と、羽根間流路４７の上側一部分が開口されて塞がれないため、羽根間流路４７の途中から流出入する流れが発生する。特に、羽根間流路４７の有効流路領域４７ａの上下面を塞がれていないとファン効率が著しく低下する。そこで、本実施の形態１では、以下の対策を実施している。
・羽根間流路４７の上面部を隙間なく塞ぐ羽根上側円板４３を取り付ける。特に、羽根間流路４７の有効流路領域４７ａの上面を塞ぐ。
・また、羽根間流路４７の下面部を隙間なく塞ぐ羽根下側円板４４を取り付ける。特に、羽根間流路４７の有効流路領域４７ａの下面を塞ぐ。この羽根下側円板４４には、回転子風穴２６から回転子６の上方に流出した冷媒ガスが羽根間流路４７に流入するように、短径円周４１ｂの内周側に流路穴が形成されている。
【００３６】
ここで、羽根上側円板４３が本発明における油分離板に相当し、羽根下側円板４４が本発明における下面仕切板に相当する。なお、油分離板及び下面仕切板は必ずしも円板形状である必要はなく、上記の範囲を閉塞できるものであればよい。また、油分離板及び下面仕切板は１枚の板でなく、複数の板を組合せたものであってもよい。本実施の形態１では、油分離板及び下面仕切板が回転した際に駆動軸３に偏心加重がかかることを防止するため、油分離板及び下面仕切板を、駆動軸３に対して軸対称な円板形状としている。
【００３７】
また、羽根間流路４７の出口側から遠心羽根車４０を流出した冷媒ガスが羽根間流路４７の入口側に再度吸引されること（短絡すること）を防止することにより、羽根間流路４７の入口側と出口側との差圧が大きくなり、遠心羽根車４０の昇圧効果を高めることができる。そこで、本実施の形態１では、回転子風穴２６の上端から羽根間流路４７の入口側に冷媒ガスを導く羽根内側流路４６と、羽根間流路４７の出口側と、を仕切る以下の流れガイドを設ける。
・下端部が回転子風穴２６より外周側となる回転子６の上端に当接し、上端部が羽根下側円板４４の流路穴に接続され、内部が羽根内側流路４６となる中空筒形状（例えば中空円筒形状）の内周側流れガイド４２を設ける。なお、本実施の形態１では、上側バランスウエイト３１は、凸部３１ａを回転子６に固定するための支持平板３１ｃを備えている。そして、この支持平板３１ｃに、回転子風穴２６の上端開口部が形成されている。このような場合、内周側流れガイド４２の下端は、支持平板３１ｃ（つまり、回転子風穴２６の上端開口部が形成された部材）の上端に当接させてもよい。
・回転子風穴２６から回転子６の上方に流出した冷媒ガスが羽根間流路４７に流入せずに電動機上側空間９へ流出すること（例えば、羽根上側円板４３の略中心部に形成された孔等がある場合に発生）を防止するため、短径円周４１ｂの内周側も羽根上側円板４３で閉塞している。
【００３８】
（Ｃ）遠心羽根車４０の流動損失低減効果
本実施の形態１では、遠心羽根車４０で生じる圧力損失を低減するために、以下のように構成した。
・羽根内側流路４６を通って羽根内側流路４６の入口側に導きやすいように、回転子風穴２６は短径円周４１ｂより内周側に配置した。
・遠心羽根車４０を構成する羽根４１は、入口角β１  が±５度以内の範囲とした。非特許文献１（ｐ２１６）によれば、羽根車入口における相対流入角と羽根入口角との差である入射角ｉｂが５ｄｅｇ以上では衝突損失が発生し、圧縮機損失の原因となる。空調条件のような高速回転においては、羽根４１の内周側端部での回転移動速度のほうが、冷媒流速に比べて大きいので、羽根４１を遠心羽根車４０の内周側開口部（羽根下側円板４４の流路穴）とほぼ接するように配置するのがよい。
【００３９】
（Ｄ）固定子外周流路２５上側への静圧伝達方法
固定子７の上端には、コイル巻き線ブロック７ｃから固定子７の上方へ突出したコイル部分である電動機上部コイル渡り線部７ａが複数形成されている。本実施の形態１では、固定子７上端から突出した複数の電動機上部コイル渡り線部７ａの形状と、上側バランスウエイト３１の凸部３１ａと遠心羽根車４０の高さを工夫している。上側バランスウエイト３１の凸部３１ａはコイル巻き線ブロック７ｃとほぼ同じ高さとし、電動機上部コイル渡り線部７ａは遠心羽根車４０の羽根４１上端とほぼ同じ高さに配置した。回転する上側バランスウエイト３１の凸部３１ａは、ヘッド先端側から回転進行方向に向かって大きな圧力（全圧）上昇を発生し、この圧力（全圧）上昇は電動機上側空間９全体に広がる。とくに、同一の水平断面内で激しい圧力変動と圧力分布を発生し（特許文献３参照）、回転子６が回転する一周期ごとに、圧力と流速が大きく変動するため、固定子外周流路２５の上側の固定子上側空間９ａを浮遊する油滴と固定子上部油溜り２ｂの油面をかき乱す要因となる。そこで、本実施の形態１では、上側バランスウエイト３１の凸部３１ａの高さまでをコイル巻き線ブロック７ｃで覆い隠して油滴の巻き上げを防止する。また、上側バランスウエイト３１の凸部３１ａに比べると影響は小さいが、遠心羽根車４０も固定子上部油溜り２ｂをかき乱す小さな要因となりうるので、電動機上部コイル渡り線部７ａで周囲を覆うが、一方、遠心羽根車４０で昇圧された全圧が、固定子外周部上側に伝わりやすくするため、隣接する電動機上部コイル渡り線部７ａの間にラジアル方向流路２８を形成している。また、固定子外周流路２５の上側には、密閉容器１の側壁とコイル巻き線ブロック７ｃに挟まれた空間に、固定子上部油溜り２ｂを確保する。
【００４０】
＜昇圧効果の検証＞
図６は、本発明の実施の形態１による遠心羽根車による油上がり改善効果を比較した棒グラフである。左縦軸は、固定子外周流路２５の下側圧力（電動機下側空間５側圧力）Ｐ１と、固定子外周流路２５の上側圧力（電動機上側空間９側圧力）Ｐ２と、の差を示している。また、右縦軸は、固定子外周流路２５の上端から上側に溜まった潤滑油の油面高さ（固定子上部油溜り２ｂの油面高さであり、図６には固定子外周部上油面高さと記す）ΔＨを示している。
【００４１】
電動機下側空間５から電動機上側空間９へ移動する油流速が比較的緩やかだと仮定し、固定子外周流路２５の長さＨ０（Ｈ０  ＝８０ｍｍ）とすると、固定子上部油面高さΔＨは、静的な力の釣合い（圧力と重力の釣合い）の関係から以下の式（１）で求められる。
【００４２】
【数１】
2013157281.tif 000003
【００４３】
なお、式１において、ρは潤滑油の密度であり、ｇは重力加速度である。
【００４４】
また、図７に、本実施の形態１による密閉形圧縮機の密閉容器内における静的な力の釣合い関係を縦断面図において示す。計算条件は冷媒種：Ｒ２２、ＡＳＨＲＡＥ条件の吐出圧：２．１５ＭＰａで、冷媒ガス流量１６０ｋｇ／ｈ、電動機８の回転数：５０ｒｐｓを仮定した。遠心羽根車４０の羽根４１の高さは１０ｍｍ、羽根４１の入口端部を接続した円周径は４４ｍｍ、羽根４１の出口端部を接続した円周径は６４ｍｍである。電動機は、回転子は磁石内蔵形ＤＣブラシレスモータ形式で回転子風穴を２個設けて、固定子は分布巻きコイルで、固定子外周流路２５が油で塞がった状態を仮定する。３次元汎用熱流体解析ツール（特許文献３参照）を用いて密閉容器内の静圧分布を計算し、固定子外周流路２５上部付近と下端付近の圧力Ｐ１とＰ２を求めて、固定子外周部上下差圧（Ｐ１−Ｐ２）を式（１）代入して固定子外周部上油面高さを算出した。
【００４５】
図６からわかるように、例１）の場合、つまり、遠心羽根車４０が無い場合、上下差圧（Ｐ１−Ｐ２）は１４２０Ｐａとなり、固定子外周部上部油面高さ（ΔＨ）は５０ｍｍと予測される。
また、例２）の場合、つまり、羽根上側円板４３と８枚の羽根４１で遠心羽根車４０を構成した場合、上下差圧（Ｐ１−Ｐ２）は１０２０Ｐａとなり固定子上部油面高さ（ΔＨ）は２２ｍｍと予測される。遠心ファンの昇圧効果により上下差圧（Ｐ１−Ｐ２）が４００Ｐａ低減された。
さらに、例３）の場合、つまり、羽根上側円板４３、８枚の羽根４１及び羽根下側円板４４で遠心羽根車４０を構成した場合、固定子上部油面高さ（ΔＨ）は−３ｍｍと予測され、昇圧効果により上下差圧（Ｐ１−Ｐ２）が８００Ｐａとなった。つまり、固定子外周部の上は潤滑油が全く溜まらない状態である。
【００４６】
ここで、回転子６と回転体（駆動軸３や遠心羽根車４０）による仕事量を算出すると、例１）の場合は９Ｗとなり、例２）の場合は１１Ｗとなり、例３）の場合は１３Ｗとなった。また、例３）の場合、遠心羽根車の仕事量は６Ｗであった。これらの仕事量は電動機８の入力２．５ｋＷに対して１％以下である。
【００４７】
非特許文献２（ｐ１３２）には、各種ファンの全圧効率が示されており、遠心送風機（遠心羽根車）のターボファン（出口角＜９０度）、ラジアルファン（出口角＝９０度）、多翼ファン（出口角＞９０度）で比較すると、一般的にターボファンが最も高効率である。通常、羽根の入口角β１  が０度前後で最も高効率である。また、出口角β２  が大きいほど羽根サイズに対する比昇圧量が大きいことが知られている。
【００４８】
そこで、本実施の形態１では、油分離を改善するために得たい昇圧効果は１ｋＰａ程度であるから、ファン効率を重視して、入口角β１  が０度前後のターボファンとして遠心羽根車４０を設計した。圧縮機構１０を駆動する軸回転を利用するためファン動作のための機械損失増加はないとすると、ファン効率（昇圧仕事量／軸出力）は約５０％である。
【００４９】
なお、ラジアル方向流路２８がない場合、固定子外周流路２５上部の昇圧効果は、遠心羽根車４０出口の昇圧効果の約２０％であった。次に、本実施の形態１のようにラジアル方向流路２８の流路面積を羽根間流路４７の流路面積の半分程度確保すると、固定子外周流路２５上部の昇圧効果は、遠心羽根車４０で得られた昇圧効果の４０％程度であった。
【００５０】
＜蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１と油流出率＞
図８は、本実施の形態１に係る密閉形圧縮機を搭載した蒸気圧縮式冷凍サイクル装置の構成図である。
蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１は、密閉形圧縮機１００と、放熱器１０４（ＣＯ２  冷媒の場合はガスクーラ、フロン冷媒の場合は凝縮器に相当）と、膨張機構１０３と、蒸発器１０２とを順次配管で接続し、冷媒回路を構成している。本実施の形態１では、冷媒としてＣＯ２  冷媒を用いている。また、放熱器１０４として、冷媒が放出した熱によって給湯タンク１０５から循環してきた水を加熱する水熱交換器を採用している。また、蒸発器１０２として、冷媒が外気から熱を吸収する空気熱交換器を採用している。
【００５１】
このように構成された蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１において、１５℃から９０℃まで水を沸き上げる運転に相当する給湯定格運転を行い、密閉形圧縮機１００から吐出された冷媒中に含まれる潤滑油の流出率（油流出率）と給湯ＣＯＰを計測した。なお、密閉形圧縮機１００から吐出された冷媒中に含まれる潤滑油の流出は、密閉形圧縮機１００と放熱器１０４との間に設けた油分離計測器によって計測した。
【００５２】
その結果、例１）の場合、油流出率は１．４％となり、給湯ＣＯＰは４．４５となった。また、例２）の場合、油流出率は１．０％となり、給湯ＣＯＰは４．４８となった。また、例３）の場合、油流出率は０．５％となり、給湯ＣＯＰは４．５２となった。つまり、例３）の場合、給湯ＣＯＰが例１）の場合よりも１．５％改善した。このことより、本実施の形態１に係る密閉形圧縮機１００を蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１に用いることによって、油流出率が低下できるので、熱交換器（詳しくは放熱器１０４）内に潤滑油が付着することによる性能低下を防止でき、蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１の省エネ効率の改善や信頼性向上を図れることがわかる。
【００５３】
なお、本実施の形態１で示した蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１は、あくまでも一例である。冷媒としてＣＯ２  冷媒を使用してもよいし、放熱器１０４として空気熱交換器を採用しても勿論よい。冷媒の種類や熱交換器の種類に限定されることなく、本実施の形態１に係る密閉形圧縮機１００を蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１に用いることによって、油流出率が低下し、蒸気圧縮式冷凍サイクル装置１０１の省エネ効率の改善や信頼性向上を図ることができる。
【００５４】
＜効果＞
以上、本実施の形態１のように構成された密閉形圧縮機１００は、羽根上側円板４３によって、羽根４１の上部で短径円周４１ｂより内周側、及び、羽根間流路４７を閉塞して、吐出管２２への短絡流路を塞いでいるので、密閉容器１内における潤滑油貯蔵量の低下を防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と、省エネ性能が向上するという効果を得ることができる。
【００５５】
また、羽根間流路４７の下部を閉塞する羽根下側円板４４を設けることにより、（Ｂ）の遠心羽根車４０の漏れ低減効果がより向上する。このため、密閉容器１内における潤滑油貯蔵量の低下をより防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と、省エネ性能が向上するという効果をより得ることができる。
【００５６】
また、内周側流れガイド４２を設けることにより、（Ｂ）の遠心羽根車４０の漏れ低減効果がさらに向上する。このため、密閉容器１内における潤滑油貯蔵量の低下をさらに防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と、省エネ性能が向上するという効果をさらに得ることができる。
【００５７】
また、回転子風穴２６を短径円周４１ｂより内周側に配置することにより、（Ｃ）の遠心羽根車４０の流動損失低減効果がより向上する。このため、密閉容器１内における潤滑油貯蔵量の低下をより防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と、省エネ性能が向上するという効果をより得ることができる。
【００５８】
また、遠心羽根車４０は、羽根４１の入口角β１  が±５度以内となっているので、（Ｃ）の遠心羽根車４０の流動損失低減効果がさらに向上する。このため、密閉容器１内における潤滑油貯蔵量の低下をさらに防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と、省エネ性能が向上するという効果をさらに得ることができる。
【００５９】
また、遠心羽根車４０の各羽根４１を、一枚の板から折り曲げて形成しているので、遠心羽根車４０の製造コストを低減できる。
【００６０】
また、隣接する電動機上部コイル渡り線部７ａの間にラジアル方向流路２８を形成することにより、（Ｄ）の固定子外周流路２５上側への静圧上昇伝達効果がより向上する。このため、密閉容器１内における潤滑油貯蔵量の低下をより防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と、省エネ性能が向上するという効果をより得ることができる。
【００６１】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。また、図１０は、本発明の実施の形態２による密閉形圧縮機の横断面図（図９のＡ−Ａ断面図）である。
本実施の形態２に係る密閉形圧縮機１００と実施の形態１で示した密閉形圧縮機１００との間で異なる点は、遠心羽根車４０の形状と、遠心羽根車４０近傍の構成である。なお、本実施の形態２の密閉形圧縮機１００のその他の構成と動作は上記実施の形態１と同様であるので説明は省略する。
【００６２】
詳しくは、実施の形態１では、遠心羽根車４０を構成する８枚の羽根４１は駆動軸３に対して軸対称に配置されていた。また、各羽根４１は、羽根の角度、全長４１ｅ（図３参照）及び高さ４１ｄ（図３参照）が等しかった。一方、本実施の形態２では、遠心羽根車４０を構成する８枚の羽根４１のうち、上側バランスウエイト３１の凸部３１ａの上側に配置される羽根のほうが、凸部３１ａ以外の平坦部３１ｂ（つまり、支持平板３１ｃの上側平坦面）に配置された羽根４１よりも高さが短くなっている。また、本実施の形態２では、支持平板３１ｃを固定する固定ボルト４５が羽根間流路４７に入り込んだ部分の羽根４１間隔を広めに配置しているので、遠心羽根車４０を構成する８枚の羽根４１は駆動軸３に対して軸対称でない構成となっている。
【００６３】
このような不均一な８枚羽根４１であっても、実施の形態１の（Ｂ）遠心羽根車４０の漏れ低減効果、及び、（Ｃ）遠心羽根車４０の流動損失低減効果、で説明したように設計すれば、実施の形態１に準じた効果が得られる。但し、各羽根４１の高さが不均一な場合には、羽根間流路４７の下側を隙間なく覆うのが難しいので注意を要する。例えば、上側バランスウエイト３１は張り出した凸部３１ａと支持平板３１ｃとを一体の鋳物でつくる場合が多く、上側バランスウエイト３１の凸部３１ａの上面側は湾曲している場合が多い。このため、少なくとも上側バランスウエイト３１の凸部３１ａと対向する位置に配置された羽根間流路４７の下側を、平面視円弧状のバランサカバー３０（実施の形態１で示した羽根下側円板４４に相当）で覆って隙間を無くすことが好ましい。このとき、バランサカバー３０の上部に配置される羽根４１は、高さ４１ｄの低いものとなる。また、その他の羽根４１は、支持平板３１ｃの上面側の平坦部３１ｂ近傍まで（つまり、回転子６の上端側と隙間を埋めるように）延設された、高さ４１ｄの高いものとなる。本実施の形態２では、回転子６の回転子風穴２６から流出した冷媒がさらに羽根間流路４７に流入しやすくするため、バランサカバー３０と支持平板３１ｃ（つまり、回転子６の上端）との間に、バランサカバー３０の形状に対応した平面視略円弧状の内周側流れガイド４２も設けている。
【００６４】
なお、本実施の形態２のような不均一な羽根４１も、実施の形態１と同様に、一枚の金属板から製作することができる。つまり、図３の実施の形態１による遠心羽根車４０の８枚羽根の展開面のうちで、例えば４枚の羽根の高さ４１ｄを長く設計すれば、１枚の金属板を曲げて製作することが可能である。
【００６５】
＜効果＞
以上、本実施の形態２のように構成された密閉形圧縮機１００においても、電動機上側空間９で分離された潤滑油は固定子７の上側に溜ることがなくなり、電動機下側空間５へ、さらには、密閉容器底部油溜り２ａへ潤滑油を還流することが可能となる。このため、密閉形圧縮機１００外への油吐出量を低減でき、かつ、密閉容器１内に封入した潤滑油を有効活用できるため、熱交換器の性能低下を抑える効果（省エネ性能の向上）や、密閉容器１内の貯油量が減少することによって生じる潤滑不良による信頼性低下を抑える効果が得られる。
つまり、本実施の形態２のように構成された密閉形圧縮機１００においても、実施の形態１に準じた効果を得ることができる。
【００６６】
なお、８枚の羽根４１が不均一であると、遠心羽根車４０で昇圧した圧力の変動が大きくなり、流体振動騒音の原因や駆動軸３のトルク変動増加の原因となり、しいては、ファン効率と圧縮機効率を低下させる要因になりうる。このため、本実施の形態２で示した遠心羽根車４０を密閉形圧縮機１００に採用しても実施の形態１に準じた効果を得られるが、実施の形態１で示した遠心羽根車４０を密閉形圧縮機１００に採用した方が好ましい。
【００６７】
実施の形態３．
図１１は、本発明の実施の形態３による密閉形圧縮機の横断面図である。
本実施の形態３に係る密閉形圧縮機１００と実施の形態１で示した密閉形圧縮機１００との間で異なる点は、ラジアル方向流路２８の構成である。なお、本実施の形態３の密閉形圧縮機１００のその他の構成と動作は上記実施の形態１と同様であるので説明は省略する。なお、本実施の形態３で示すラジアル方向流路２８の構成を実施の形態２で示した密閉形圧縮機１００に採用しても勿論よい。
【００６８】
実施の形態１では、遠心羽根車４０が回転することで回転子風穴２６から羽根間流路４７に流入した冷媒は、昇圧されてラジアル方向に流出し、大部分は電動機上部コイル渡り線部７ａに衝突後、円筒形状の羽根外側流路４８（遠心羽根車４０の外周と電動機上部コイル渡り線部７ａとの間に形成された流路、図１を参照）を通って上昇する。また、羽根間流路４７からラジアル方向に流出した冷媒の一部は、ラジアル方向流路２８を通って広がろうとする。このとき、ラジアル方向流路２８の流路面積が小さいと、遠心羽根車４０出口の圧力が固定子外周流路２５まで伝わりにくくなる。また、ラジアル方向流路２８の流路面積が大きいと、固定子外周流路２５上部の油溜まりを攪拌して潤滑油を巻き上げやすくなり、かえって油流出量が増加する。さらに、遠心羽根車４０で昇圧された冷媒ガスの運動エネルギーが固定子外周流路２５の上側の空間で効率よく静圧に変換されないと、圧力損失になる。
【００６９】
上述のように、ラジアル方向流路２８がない場合、固定子外周流路２５上部の昇圧効果は、遠心羽根車４０出口の昇圧効果の約２０％であった。また、実施の形態１のようにラジアル方向流路２８の流路面積を羽根間流路４７の流路面積の半分程度確保すると、固定子外周流路２５上部の昇圧効果は、遠心羽根車４０で得られた昇圧効果の４０％程度であった。
【００７０】
そこで、本実施の形態３では、電動機上部コイル渡り線部７ａの形状と配置を工夫して、隣接する電動機上部コイル渡り線部７ａの間に形成されたラジアル方向流路２８をディフューザ形状（上流側から下流側にかけて流路断面積が次第に大きくなる形状）に構成することで、遠心羽根車４０で昇圧された冷媒ガスの運動エネルギーを効率よく静圧に変換し、固定子外周流路２５の上側で静圧を高める効果を狙ったものである。また、本実施の形態３では、遠心羽根車４０から流出した冷媒ガスの流れ方向に沿うように、平面視においてラジアル方向流路２８を駆動軸３の回転前進方向（図１１における時計回り方向）に傾けている。このようにラジアル方向流路２８をディフューザ流路形状に構成することにより、固定子外周流路２５上部の昇圧効果は遠心羽根車４０出口の昇圧効果の約６０％まで向上した。
【００７１】
＜効果＞
このような構成であれば、電動機上側空間９での流動損失を低減し、実施の形態１と同等以上に固定子外周流路２５の上側で静圧を高める効果を得られる。このため、電動機上側空間９で分離された潤滑油は、固定子７の上側に溜ることがよりなくなり、電動機下側空間５へ、さらには、密閉容器底部油溜り２ａへ潤滑油を還流することが可能となる。このため、密閉形圧縮機１００外への油吐出量を低減でき、かつ、密閉容器１内に封入した潤滑油を有効活用できるため、熱交換器の性能低下を抑える効果（省エネ性能の向上）や、密閉容器１内の貯油量が減少することによって生じる潤滑不良による信頼性低下を抑える効果が得られる。
つまり、本実施の形態３のように構成された密閉形圧縮機１００においては、実施の形態１と同等以上に、密閉容器１内における潤滑油貯蔵量の低下を防ぐことができ、潤滑不良による信頼性低下を抑える効果と、省エネ性能が向上するという効果を得ることができる。
【００７２】
実施の形態４．
図１２は、本発明の実施の形態４による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。また、図１３は、本発明の実施の形態４による回転子上部の構成を示す斜視図である。本実施の形態４に係る密閉形圧縮機１００と実施の形態１で示した密閉形圧縮機１００との間で異なる点について説明する。
【００７３】
実施の形態１では、固定子外周流路２５の上側の固定子上側空間９ａに対する固定子上部油溜り２ｂの油面をかき乱す要因となる上側バランスウエイト３１の凸部３１ａの回転の影響を打ち消すため、凸部３１ａの周囲をコイル巻き線ブロック７ｃで覆っていた。これに対して、本実施の形態４では、円筒側壁３７を上側バランスウエイト３１の支持平板３１ｃの上側の平坦部３１ｂから立ち上げて、上側バランスウエイト３１の凸部３１ａの高さまで覆っている。本実施の形態４に係る密閉形圧縮機１００は、固定子７が集中巻きコイルの電動機８を用いているため、コイル巻き線ブロック７ｃと電動機上部コイル渡り線部７ａが小さくなった。このため、本実施の形態４では、上側バランスウエイト３１の凸部３１ａと遠心羽根車４０の一部を覆う手段として円筒側壁３７を用いる。この際、羽根間流路４７の出口４７ｃと円筒側壁３７との間に十分な隙間を設けて、羽根外側流路４８を確保する。また、円筒側壁３７は、羽根間流路４７の外周側出口（出口４７ｃ）から径方向の流れを妨げて、遠心羽根車４０の出口の一部を構成する。遠心羽根車４０で昇圧された冷媒ガスは、羽根外側流路４８を通過して、固定子上側空間９ａに流出され昇圧し、さらに、電動機上側空間９に広がる。
【００７４】
なお、本実施の形態４の円筒側壁３７の底面は支持平板３１ｃを用いて形成したが、円筒側壁３７と底面とをカップ形状に一体成型したものであってもよい。さらに、カップの底面側に油抜き孔３９を設ければ、カップに溜まった油を抜くことも可能である。
【００７５】
以上、本実施の形態４のように構成された密閉形圧縮機１００においても、密閉容器１内の貯油量が減少することによって生じる潤滑不良による信頼性低下を抑える効果が得られ、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【００７６】
実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５による密閉形圧縮機の構造を示す縦断面図である。
本実施の形態５に係る密閉形圧縮機２００は、図１４に示すように高圧シェル型の密閉形スクロール圧縮機となっている。つまり、本実施の形態５に係る密閉形圧縮機２００は、圧縮機構がスクロール型である点（以下、スクロール型の圧縮機構を圧縮機構２１０と称する）、及び、圧縮機構２１０を電動機８よりも上側に配置した点が実施の形態１と異なっている。また、本実施の形態５に係る密閉形圧縮機２００は、密閉容器１内において吐出管２２より上側となる空間に吐出ポート１８から圧縮した冷媒を一端吐出する点が、実施の形態１とは異なる。なお、本発明の特徴である回転子６上部の構成と遠心羽根車４０の構成は実施の形態１と全く同じであり説明は省略する。
【００７７】
＜密閉形圧縮機２００の基本構造及び動作＞
本実施の形態５の密閉形圧縮機２００の基本構造及び動作について簡単に説明する。
【００７８】
上述のように、本実施の形態５に係る圧縮機構２１０は、固定スクロール５１及び揺動スクロール５２を備えている。固定スクロール５１は、下面に板状渦巻歯が形成されたものであり、圧縮機構筐体５０に固定されている。揺動スクロール５２は、上面に固定スクロール５１の板状渦巻歯を噛み合う板状渦巻歯が形成され、駆動軸３の上端部に摺動自在に設けられている。固定スクロール５１の板状渦巻歯と揺動スクロール５２の板状渦巻歯とが噛み合うことにより、両板状渦巻歯の間に圧縮室５３が形成される。また、揺動スクロール５２が固定スクロール５１に対して偏芯旋回運動することにより、圧縮室５３の体積が徐々に減少し、シリンダ室１４ａの冷媒を圧縮する。
【００７９】
なお、圧縮機構筐体５０は、密閉容器１の内周面に圧入や溶接により固定されており、駆動軸３を回転自在に支持する上側軸受部５４が形成されている。上側軸受部５４は、電動機８の下方に設けられた下側軸受部５５と共に駆動軸３を回転自在に支持する。また、圧縮機構筐体５０は、その外周部と密閉容器１との間に冷媒流路５７が形成されている。また、圧縮機構筐体５０の下方には、電動機８の固定子７の上端から圧縮機構筐体５０の下面まで延設され、密閉容器１と所定の間隔を介して配置された電動機上側空間外周カバー５９が設けられている。つまり、この電動機上側空間外周カバー５９と密閉容器１との間には、冷媒流路５７と連通する電動機上側空間外周流路５８が形成されている。
【００８０】
＜吐出ガス流出経路＞
回転子６及び駆動軸３が回転することにより、揺動スクロール５２が固定スクロール５１に対して偏芯旋回運動を行う。これにより、低圧の吸入冷媒は、吸入管２１（図１４中の（１））から、固定スクロール５１及び揺動スクロール５２の板状渦巻歯で形成される圧縮室５３に吸入される。上側軸受部５４と下側軸受部５５で支持される駆動軸３により駆動される揺動スクロール５２が偏芯旋回運動するに伴って、圧縮室５３の容積を減少させる。この圧縮行程により吸入冷媒は高圧となり、固定スクロール５１の吐出ポート１８より密閉容器１内の上部シェル吐出空間（図１４中の（２））に吐出される。
【００８１】
吐出ポート１８から吐出された冷媒は、圧縮機構筐体５０の外周側と密閉容器１との隙間で形成される冷媒流路５７を下方向に流れる。そして、この冷媒は、電動機上側空間外周カバー５９と密閉容器１との隙間で形成される電動機上側空間外周流路５８（図１４中の（３））を通って固定子外周流路２５に導かれる。固定子外周流路２５に流入した冷媒は、固定子外周流路２５を下方向に流れて電動機下側空間５（図１４中の（４））に流入し、下側軸受部５５が形成された下側軸受部１２まで到達する。この過程で冷媒は噴霧状態で混入する潤滑油を分離し、分離した潤滑油は下側軸受部１２に開けられた油戻し穴１２ａから密閉容器底部油溜り２ａに還流される。
【００８２】
一方、電動機下側空間５に到達した冷媒は、電動機下側空間５から回転子６の回転子風穴２６に通って上昇し、回転子６の上部に取り付けた遠心羽根車４０の羽根内側流路４６（図１４中の（５））に流入する。この冷媒は、遠心羽根車４０の羽根間流路４７に吸い込まれ、遠心羽根車４０の回転速度により昇圧されながら外周側に流れて、羽根外側流路４８を通って上昇し、電動機上側空間９（図１４中の（６））に一旦開放されたのち、密閉容器１の吐出管２２から外部回路に吐出される（図１４中の（７））。
【００８３】
＜油流動と油流出経路＞
圧縮機構２１０の各部には、密閉容器底部油溜り２ａに貯蔵された潤滑油が供給される。詳しくは、駆動軸３が回転することにより、密閉容器底部油溜り２ａに貯蔵された潤滑油を駆動軸３の下端の油吸込み穴４ａから吸い上げて、駆動軸３の軸心を貫通する中空穴４ｂに流入させる。そして、給油穴４ｄ，４ｅからそれぞれ、駆動軸３外周と上側軸受部５４内周との隙間、駆動軸３外周と下側軸受部５５内周との隙間に潤滑油を供給し、圧縮機構２１０の潤滑と圧縮ガスのシールに寄与させる。なお、給油穴４ｃとその他の給油隙間を経由して、圧縮室５３にも潤滑油の一部が供給される。この潤滑油は、圧縮室５３で圧縮され、吐出ポート１８から冷媒ガスに混ざって上部シェル吐出空間（図１４中の（２））に吐出される。
【００８４】
電動機上側空間外周流路５８と固定子外周流路２５とを通って下降し電動機下側空間５（図１４中の（４））に達した冷媒ガスは、下側軸受部１２等の壁に衝突することで油分離する。しかしながら、一部の潤滑油は回転子６の回転により巻き上げられて、冷媒ガスといっしょに回転子風穴２６を通って上昇し、羽根内側流路４６（図１４中の（５））に流入する。そして、この潤滑油は、羽根内側流路４６から遠心羽根車４０の羽根間流路４７に流入し、遠心羽根車４０の羽根間流路４７で昇圧された冷媒ガスといっしょに遠心羽根車４０の外周側に流出し、羽根外側流路４８を通って電動機上側空間９（図１４中の（６））に達する。また、駆動軸３の給油穴４ｄから上側軸受部５４に供給された潤滑油の一部も、駆動軸３外周と上側軸受部５４内周との隙間を下向きに流れ、電動機上側空間９（図１４中の（６））に放出される。以上の電動機上側空間９（図１４中の（６））に達した潤滑油（油滴）のうちで、油分離されなかった油滴は冷媒ガスといっしょに吐出管２２から密閉容器外へ放出される。
【００８５】
＜固定子上部油溜り２ｂと課題＞
電動機上側空間９で油分離された油滴は、回転子６の回転作用により遠心力が働いて、固定子上側空間９ａで密閉容器１の側壁側に集まりやすく、ちょうど固定子７の外周上側に油滴が沈降し、固定子上部油溜り２ｂを形成しやすい。固定子上部油溜り２ｂの油は、コイル巻き線ブロック７ｃのコイル隙間流路２４や固定子内周流路２７を通って、電動機上側空間９から電動機下側空間５へ重力落下するが、電動機上側空間９の圧力低下が大きいと、固定子上部油面高さ（ΔＨ）が高くなり、密閉容器底部油溜り２ａに貯蔵される油量が減少し、油面高さも低下する。あるいは、固定子上部油溜り２ｂから巻き上げられて、冷媒ガスといっしょに吐出管２２から密閉容器外へ流出する油量が増加する。その結果、圧縮機構２１０への給油量が低下し潤滑信頼性の低下や圧縮ガス漏れ量増加を招く原因となる。
【００８６】
そこで、本実施の形態５では、本発明の実施の形態１と同様に回転子６の上方に配置された遠心羽根車４０を適切に設計配置することで、電動機上側空間９の圧力を高めることにより、電動機上側空間９の圧力を電動機下側空間５に比べて高くするか、あるいは、電動機上側空間９の圧力低下を従来よりも抑止し、密閉容器１外へ流出する油量の増加（つまり、密閉容器底部油溜り２ａに貯留する油量の減少）を防止している。遠心羽根車を適切に設計配置する手段については、実施の形態１から３と同様にして、（Ａ）遠心羽根車４０のコスト低減効果、（Ｂ）遠心羽根車４０の漏れ低減効果、（Ｃ）遠心羽根車４０の流動損失低減効果、（Ｄ）固定子外周流路２５上側への静圧上昇伝達効果、について注意を払うことが重要である。
【００８７】
＜効果＞
このような構成によれば、密閉容器１内で回転子６の回転を利用して、電動機上側空間９を昇圧する効果（例えば数ｋＰａレベル）が得られる。その結果、密閉形圧縮機２００の外部回路への油流出を低減することができ、かつ、密閉容器１内に封入した潤滑油を有効活用できるため、熱交換器の性能低下を抑える効果（省エネ性能の向上）や、密閉容器１内の貯油量が減少することによって生じる潤滑不良による信頼性低下を抑える効果が得られる。
つまり、本実施の形態５のように構成された密閉形圧縮機２００においても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
以上、実施の形態１から実施の形態３では高圧シェル型の密閉形ローリングピストン式ロータリ圧縮機について、実施の形態５では、高圧シェル型の密閉形スクロール圧縮機について説明した。圧縮機構と電動機が同じ密閉容器内に共存する密閉形圧縮機において、電動機８の回転子６と固定子７の配置が同様で、冷媒が電動機下側空間５から電動機上側空間９へ流れが同様であれば、その他のシェル形式やその他の圧縮形式においても実施の形態１から実施の形態５と同様の手段を用いて同様の効果が得られる。例えば、半密閉式の場合も同様の効果が得られる。あるいは、中間圧シェル形式の場合や、低圧シェル形式の場合にも同様の効果が得られる。また、その他の回転形圧縮方式（スライディングベーン式、スイング式等）についても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００８９】
１  密閉容器、２ａ  密閉容器底部油溜り、２ｂ  固定子上部油溜り、３  駆動軸、４ａ  油吸込み穴、４ｂ  中空穴、４ｃ，４ｄ，４ｅ  給油穴、４ｆ  ガス抜き穴、５  電動機下側空間、６  回転子、７  固定子、７ａ  電動機上部コイル渡り線部、７ｃ  コイル巻き線ブロック、７ｄ  コア、８  電動機、９  電動機上側空間、９ａ  固定子上側空間、９ｂ  回転子上側空間、１０  圧縮機構、１１  上側軸受部、１２  下側軸受部、１２ａ  油戻し穴、１４  シリンダ、１４ａ  シリンダ室、１５  偏心ピン軸部、１６  回転ピストン、１７  吐出マフラ、１８  吐出ポート、１９  吐出弁、２１  吸入管、２２  吐出管、２４  コイル隙間流路、２５  固定子外周流路、２６  回転子風穴、２７  固定子内周流路、２７ａ  エアギャップ、２７ｂ  コア内周部切欠き流路、２８  ラジアル方向流路、３０  バランサカバー、３１  上側バランスウエイト、３１ａ  凸部、３１ｂ  平坦部、３１ｃ  支持平板、３２  下側バランスウエイト、３２ａ  凸部、３３  回転子上部固定基板、３４  回転子下部固定基板、３７  円筒側壁、３９  油抜き孔、４０  遠心羽根車、４１  羽根、４１ｂ  短径円周、４１ｃ  長径円周、４１ｄ  高さ、４１ｅ  全長、４２  内周側流れガイド、４３  羽根上側円板、４４  羽根下側円板、４５  固定ボルト、４６  羽根内側流路、４７  羽根間流路、４７ａ  有効流路領域、４７ｂ  有効長さ、４７ｃ  出口、４８  羽根外側流路、５０  圧縮機構筐体、５１  固定スクロール、５２  揺動スクロール、５３  圧縮室、５４  上側軸受部、５５  下側軸受部、５７  冷媒流路、５８  電動機上側空間外周流路、５９  電動機上側空間外周カバー、１００  密閉形圧縮機、１０１  蒸気圧縮式冷凍サイクル装置、１０２  蒸発器、１０３  膨張機構、１０４  放熱器、１０５  給湯タンク、１０６  油分離計測器、２００  密閉形圧縮機、２１０  圧縮機構。
【図１】
2013157281.tif 000004
【図２】
2013157281.tif 000005
【図３】
2013157281.tif 000006
【図４】
2013157281.tif 000007
【図５】
2013157281.tif 000008
【図６】
2013157281.tif 000009
【図７】
2013157281.tif 000010
【図８】
2013157281.tif 000011
【図９】
2013157281.tif 000012
【図１０】
2013157281.tif 000013
【図１１】
2013157281.tif 000014
【図１２】
2013157281.tif 000015
【図１３】
2013157281.tif 000016
【図１４】
2013157281.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月2日(2014.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明に係る密閉形圧縮機は、底部に潤滑油を貯蔵する密閉容器と、前記密閉容器の内部に設けられ固定子及び回転子を有する電動機と、前記回転子に取り付けられた駆動軸と、前記密閉容器の内部に設けられ、前記駆動軸の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構と、前記回転子の上方に設けられ前記回転子と同期して回転する遠心羽根車と、前記回転子を上下方向に貫通する回転子風穴と、前記電動機の下側空間に流入した前記冷媒が、前記回転子風穴を上昇して前記電動機の上側空間へ流入し、該上側空間から冷媒を前記密閉容器の外部回路に流出させる吐出管と、を備えた密閉形圧縮機であって、
前記遠心羽根車は、前記回転子の上端から上側に距離をおいて設けられた油分離板及び下面仕切板と、前記油分離板の下面から下方に立設され、内周側から外周側へ向かって設けられた複数の羽根と、隣接する２枚の前記羽根の間に羽根間流路と、前記回転子風穴から流出した前記冷媒を前記羽根間流路の内周側入口に導く羽根内側流路とを形成し、前記羽根間流路を内周側入口から外周側出口へ導くように全周方向に配置し、前記羽根間流路を通過時に昇圧した冷媒を外周側出口から前記上側空間に流出させるものであり、前記油分離板が前記羽根間流路の上面側を覆って前記羽根内側流路の上端側を塞ぐ、さらに、前記下面仕切板が前記羽根間流路の下面側を覆うことによって、前記回転子風穴を上昇した前記冷媒が前記羽根間流路を通過しないで、前記吐出管へ直接流出する短絡経路を塞ぐものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に潤滑油を貯蔵する密閉容器と、
前記密閉容器の内部に設けられ固定子及び回転子を有する電動機と、
前記回転子に取り付けられた駆動軸と、
前記密閉容器の内部に設けられ、前記駆動軸の回転によって冷媒を圧縮する圧縮機構と、
前記回転子の上方に設けられ前記回転子と同期して回転する遠心羽根車と、
前記回転子を上下方向に貫通する回転子風穴と、
前記電動機の下側空間に流入した前記冷媒が、前記回転子風穴を上昇して前記電動機の上側空間へ流入し、該上側空間から冷媒を前記密閉容器の外部回路に流出させる吐出管と、
を備えた密閉形圧縮機であって、
前記遠心羽根車は、
前記回転子の上端から上側に距離をおいて設けられた油分離板及び下面仕切板と、
前記油分離板の下面から下方に立設され、内周側から外周側へ向かって設けられた複数の羽根と、
隣接する２枚の前記羽根の間に羽根間流路と、前記回転子風穴から流出した前記冷媒を前記羽根間流路の内周側入口に導く羽根内側流路とを形成し、
前記羽根間流路を内周側入口から外周側出口へ導くように全周方向に配置し、
前記羽根間流路を通過時に昇圧した冷媒を外周側出口から前記上側空間に流出させるものであり、
前記油分離板が前記羽根間流路の上面側を覆って前記羽根内側流路の上端側を塞ぐ、さらに、前記下面仕切板が前記羽根間流路の下面側を覆うことによって、前記回転子風穴を上昇した前記冷媒が前記羽根間流路を通過しないで、前記吐出管へ直接流出する短絡経路を塞ぐことを特徴とする密閉形圧縮機。
【請求項２】
前記羽根間流路の上面側は全て前記油分離板で覆われおり、前記羽根間流路の下面側は全て前記下面仕切板で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の密閉形圧縮機。
【請求項３】
前記下面仕切板は、前記駆動軸の方向に前記油分離板と一定距離を離して平行に取り付けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の密閉形圧縮機。
【請求項４】
前記回転子の上端には、該回転子に固定するための支持平板と、前記支持平板から一部が上側に張り出して錘の働きをする凸部とで形成された上側バランスウエイトを備え、前記下面仕切板、前記上側バランスウエイトの前記支持平板、及び、前記上側バランスウエイトの前記凸部の上面側のうちの少なくとも１つで、前記羽根間流路の下面側を覆ったことを特徴とする請求項３に記載の密閉形圧縮機。
【請求項５】
少なくとも、前記上側バランスウエイトの前記凸部と対向する範囲の前記羽根の下部には、前記羽根間流路の下面を内周側入口から外周側出口まで閉塞する前記下面仕切板を備え、
下部に前記下面仕切板が配置されていない前記羽根は、前記上側バランスウエイトの前記支持平板の上端近傍まで延設されていることを特徴とする請求項４に記載の密閉形圧縮機。
【請求項６】
上端部が前記下面仕切板の内周側端部と接続され、下端部が前記回転子風穴の外周側において前記回転子風穴の上端開口部が形成された部材の上端に当接し、前記回転子風穴から流出した前記冷媒を前記羽根間流路に導く流れガイドを備えたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項７】
前記下面仕切板は、複数の前記羽根の下部全面に配置され、
前記羽根の上下方向長さが均一となっていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の密閉形圧縮機。
【請求項８】
上端部が前記下面仕切板の内周側端部と接続され、下端部が前記回転子風穴の外周側において前記回転子風穴の上端開口部が形成された部材の上端に当接し、前記回転子風穴から流出した前記冷媒を前記羽根間流路に導く中空筒状の流れガイドを備えたことを特徴とする請求項７に記載の密閉形圧縮機。
【請求項９】
複数の前記羽根は、前記駆動軸に対して軸対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１０】
前記回転子に形成された前記回転子風穴の流路面積は、前記回転子の外周と前記固定子の内周との間に形成される流路の面積よりも大きいことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１１】
平面視において、
前記回転子風穴は、前記駆動軸を中心として前記羽根の内周側端部を接続した円である短径円周よりも内周側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１２】
前記油分離板は、前記駆動軸に対して対称な円板であることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１３】
前記下面仕切板は、
前記駆動軸に対して対称な円板であり、
前記駆動軸を中心として前記羽根の内周側端部を接続した円である短径円周よりも内側に、前記回転子風穴から流出した前記冷媒が前記羽根間流路に流入する流路穴が形成されていることを特徴とする請求項７、又は、請求項７に従属する請求項８〜請求項１２のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１４】
平面視において、前記羽根はそれぞれ、前記駆動軸を中心として前記羽根の内周側端部を接続した円である短径円周に対して±５度以内の範囲で接するように入口角が定められたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１５】
前記羽根は直線羽根であることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１６】
複数の前記羽根は、１枚の板から複数の前記羽根を直角に曲げて起こすことで形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１７】
前記回転子の上端には、該回転子に固定するための支持平板と前記支持平板から一部が上側に張り出して錘の働きをする凸部とで形成された上側バランスウエイトを備え、
前記上側バランスウエイトの前記凸部と前記遠心羽根車の前記羽根間流路の外周側出口との周囲を全領域、あるいは、周囲の一部領域を囲んで、前記羽根間流路の前記外周側出口から径方向の流れを妨げる覆い壁を前記固定子側に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１８】
前記覆い壁は、少なくとも前記上側バランスウエイトの前記凸部の周囲の全領域に渡って完全に覆うものであることを特徴とする請求項１７に記載の密閉形圧縮機。
【請求項１９】
前記固定子は、コアに巻かれたコイルが該固定子の上側に突出した部分である電動機上部コイル渡り線部が複数形成され、
隣接する前記電動機上部コイル渡り線部には、前記羽根間流路の外周側出口から径方向の流出した冷媒を、前記密閉容器の側壁方向に導くラジアル方向流路が、全周に渡って複数配置され、
前記ラジアル方向流路は、ディフューザ形状であって、上方から平面視すると前記駆動軸の回転前進方向に傾けて配置したことを特徴とする請求項１７に記載の密閉形圧縮機。
【請求項２０】
前記回転子の上端には、該回転子に固定するための支持平板と前記支持平板から一部が上側に張り出して錘の働きをする凸部とで形成された上側バランスウエイトを備え、
前記回転子の上端に設けられた上側バランスウエイトの前記凸部の周囲を全領域に渡って囲み、前記回転子に同期回転する円筒側壁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機。
【請求項２１】
前記円筒側壁は、
前記羽根間流路の前記外周側出口から径方向の流れを妨げて、前記遠心羽根車の出口の一部を構成することを特徴とする請求項２０に記載の密閉形圧縮機。
【請求項２２】
請求項１〜請求項２１のいずれか一項に記載の密閉形圧縮機と、
該密閉形圧縮機で圧縮された前記冷媒から放熱させる放熱器と、
該放熱器から流出した前記冷媒を膨張させる膨張機構と、
該膨張機構から流出した前記冷媒に吸熱させる蒸発器と、
を備えたことを特徴とする蒸気圧縮式冷凍サイクル装置。
【国際調査報告】
2013157281.tif 000018
2013157281.tif 000019