(57)【要約】【課題】密閉型回転圧縮機では、圧縮機の信頼性及び冷凍サイクルの高効率化の観点から、油分離効率を向上して密閉容器外への冷凍機油の吐出を極力抑える必要がある。【解決手段】回転電動機部の回転子１２の下端面１２ａ近傍に遮蔽部材５１を設けて、圧縮機構部の上軸受部材７の吐出孔７ａから吐出管１５に至る密閉容器１内部での作動流体の主たる流れ場を、回転電動機部の下側空間１７において、回転子１２の下端面１２ａから隔離することにより、回転子１２の回転運動に起因する撹拌を抑制し、作動流体に混入している冷凍機油の油滴が撹拌により微細化するのを防止し、下側空間１７で油滴を重力で下方に落として作動流体から分離することを促進する。【選択図】        図１
2006336463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機構部と、固定子及び回転子から構成された回転電動機部と、前記圧縮機構部及び前記回転電動機部を内包する密閉容器とを備えた圧縮機において、前記圧縮機構部で圧縮され前記密閉容器から吐出するまでの作動流体の主たる流れ場を、前記回転子の少なくとも一方の端面から隔離したことを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
少なくとも一方の前記端面に相対して、当該端面を覆う遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記遮蔽部材を前記回転子を除く箇所に取付けたことを特徴とする請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記遮蔽部材を前記固定子に取付けたことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記固定子は積層された鋼板とコイルとから構成され、前記遮蔽部材は鋼板から構成され、前記遮蔽部材を前記固定子に積層したことを特徴とする請求項４に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記遮蔽部材を前記圧縮機構部に取付けたことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと前記シャフトを支持する軸受部材とを備え、前記遮蔽部材を前記軸受部材に取付けたことを特徴とする請求項６に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記軸受部材は前記回転電動機部側に突出部を有し、前記遮蔽部材を前記突出部の外周面に設けた溝に装着したことを特徴とする請求項７に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記固定子はコイルエンドを有し、前記遮蔽部材が前記コイルエンドの内側に位置する構成としたことを特徴とする請求項１から請求項４、あるいは請求項６から請求項８のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記遮蔽部材を前記密閉容器の内壁に取付けたことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトを支持する軸受部材と、前記回転子に関して前記軸受部材の反対側にて前記軸受部材とともに前記シャフトを両持ち支持する副軸受部材とを備え、前記遮蔽部材を前記副軸受部材に取付けたことを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。
【請求項１２】
前記遮蔽部材を非磁性体としたことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１３】
前記遮蔽部材を絶縁体としたことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトを支持する軸受部材とを備え、前記軸受部材が前記回転子の一方の端面を覆う構成としたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項１５】
前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトを支持する軸受部材と、前記回転子に関して前記軸受部材の反対側にて前記軸受部材とともに前記シャフトを両持ち支持する副軸受部材とを備え、前記副軸受部材が前記回転子の一方の端面を覆う構成としたことを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
【請求項１６】
前記作動流体として二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１７】
前記圧縮機構部の形式をロータリ式としたことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の圧縮機。
【請求項１８】
前記圧縮機構部の形式をスクロール式としたことを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれかに記載の圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構部と回転電動機部を密閉容器内に備えた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
密閉型回転圧縮機は、そのコンパクト性や構造が簡単なことから、冷凍冷蔵庫や空調機等に多く用いられている。ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機等の密閉型回転圧縮機の構成については、非特許文献１に記載されている。以下に、密閉型回転圧縮機の構成を、ロータリ圧縮機とスクロール圧縮機を例に図８から図１０を用いて説明する。図８は、従来のロータリ圧縮機の縦断面図である。
図に示すロータリ圧縮機は、密閉容器１と、偏心部２ａを有するシャフト２と、シリンダ３と、ローラ４と、ベーン５と、バネ６と、吐出孔７ａを有する上軸受部材７と、下軸受部材８と、上下端面１１ａ，１１ｂからそれぞれ突出したコイルエンド１１ｃ，１１ｄを有する固定子１１と、シャフト２に嵌合する回転子１２とを含み構成される。
上記構成のうち、固定子１１と回転子１２から構成される部分を回転電動機部と、シリンダ３の内部に吸入室及び圧縮室（図示せず）を形成し回転子１２の回転運動に伴い作動流体を圧縮する部分を圧縮機構部と呼称する。
また、固定子１１の外周側には、作動流体の流路とするための複数の切欠き１１ｅが設けられ、固定子１１と回転子１２の間に、隙間１８が設けられている。密閉容器１の上部に、密閉容器１の外部から回転電動機部に通電するための導入端子１３と作動流体を密閉容器１の内部から冷凍サイクルに吐出する吐出管１５とが設けられ、密閉容器１の側面に、作動流体を冷凍サイクルから圧縮機構部に導く吸入管１４が設けられている。そして、密閉容器１の底部の油溜り１６に冷凍機油が貯留される構成となっている。
【０００３】
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
導入端子１３を介して固定子１１に通電して回転子１２を回転させると、偏心部２ａによりローラ４は偏心回転運動を行い、吸入室と圧縮室の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管１４から吸入室に吸入され、圧縮室にて圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り１６から供給されて圧縮機構部を潤滑した冷凍機油の油滴を混合した状態で、吐出孔７ａを経て回転電動機部の下側空間１７に噴出する。
この噴出した作動流体は、回転子１２の下端面１２ａに対して衝突した後、回転子１２の回転運動により強い旋回流となる。作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が下側空間１７に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で密閉容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され油溜り１６に戻る。
また、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、下側空間１７から切欠き１１ｅや、隙間１８を通過し、回転電動機部の上側空間１９に噴出する。この噴出した作動流体は、吐出管１５へと向かうが、その際に一部の作動流体が回転子１２の上端面１２ｂの近傍を通過し、その回転運動の影響で旋回流となる。作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が上側空間１９に滞留している間に、遠心力で密閉容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、密閉容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り１６に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管１５から吐出する。
【０００４】
一方、図９は、従来のスクロール圧縮機の縦断面図である。図に示すスクロール圧縮機は、密閉容器３１と、偏心部３２ａを有するシャフト３２と、渦巻き形状のラップ３３ａ及び吐出孔３３ｂを有する固定スクロール３３と、渦巻き形状のラップ３４ａを有して偏心部３２ａの偏心回転運動に伴い旋回運動する可動スクロール３４と、吐出孔３６ｃを有してシャフト３２の一方を支える上軸受部材３６と、右左端面３９ａ，３９ｂからそれぞれ突出したコイルエンド３９ｃ，３９ｄを有して密閉容器３１の内部に焼嵌めされた固定子３９と、シャフト３２に焼嵌めされた回転子４０と、シャフト３２の他方を支える副軸受部材４１とを含み構成される。
そして、ラップ３３ａ及びラップ３４ａが噛み合って固定スクロール３３と可動スクロール３４の内部には複数の吸入室３７、圧縮室３８が形成されている。上記構成のうち、固定子３９と回転子４０から構成される部分を回転電動機部と、吸入室３７と圧縮室３８を形成して回転電動機部の回転運動に伴い作動流体を圧縮する部分を圧縮機構部と呼称する。
また、固定子３９の外周側には、作動流体の流路とするための複数の切欠き３９ｅが設けられ、固定子３９と回転子４０の間に、隙間４８が設けられている。密閉容器３１には、密閉容器３１の外部から回転電動機部に通電するための導入端子４２と、作動流体を冷凍サイクルから吸入室３７に導く吸入管４３と、作動流体を密閉容器３１の内部から冷凍サイクルに吐出する吐出管４４とが設けられている。そして、密閉容器３１の下部の油溜り４５に冷凍機油を貯留し、この油溜り４５から冷凍機油を給油ポンプ４６で汲み上げ、圧縮機構部に給油する構成となっている。
【０００５】
上記構成のスクロール圧縮機の動作について説明する。
導入端子４２を介して固定子３９に通電して回転子４０を回転させると、可動スクロール３４は旋回運動を行い、吸入室３７と圧縮室３８の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管４３から吸入室３７に吸入され、圧縮室３８にて圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り４５から供給されて圧縮機構部の摺動面を潤滑した冷凍機油の油滴を混合した状態で、吐出孔３３ｂ，３６ｃを経て回転電動機部の右側空間４７に噴出する。
この噴出した作動流体は、回転子３９の右端面４０ａの回転運動により旋回流となる。作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が右側空間４７に旋回流れとして滞留している間に、遠心力で密閉容器１の内壁に付着、あるいは、重力で落下し、作動流体から分離されて油溜り４５に戻る。
また、作動流体は、分離されずにいる油滴を含んだ状態で、右側空間４７から切欠き３９ｅや、隙間４８を通過し、回転電動機部の左側空間４９に噴出する。この噴出した作動流体は、吐出管４４へと向かうが、その際に一部の作動流体が回転子４０の左端面４０ｂの近傍を通過し、その回転の影響で旋回流となる。ここでも、作動流体に含まれる油滴の一部は、作動流体が左側空間４９に滞留している間に、遠心力で密閉容器１の内壁に付着、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、油溜り４５に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管４４から吐出する。
【０００６】
以上のようなロータリ圧縮機やスクロール圧縮機等の密閉型圧縮機では、圧縮機構部の摺動面を潤滑して隙間をシールするために、油溜りに貯留されている冷凍機油の一部は、圧縮機の運転の過程で圧縮機の密閉容器１，３１の外部に吐出されているが、冷凍機油の吐出が多い圧縮機では、油溜り１６，４５における冷凍機油の油面が低下するため、供給油量が不足し、圧縮機構部の潤滑が不十分となり信頼性が低下したり、圧縮機構部のシールが不十分となり効率が低下したりする。また、圧縮機から吐出された冷凍機油は、熱交換器の伝熱管の内壁に付着して作動流体と伝熱管内の壁面との間の熱伝達率を低下させるので、冷凍サイクルの性能が低下する。従って、圧縮機の密閉容器１，３１の内部における作動流体からの油分離効率を向上し、冷凍機油の吐出量を削減している。
【０００７】
この作動流体から冷凍機油を分離する構成としては、例えば特許文献１に示されているように、ロータリ圧縮機の回転子１２の上部に設けた油分離板を用いる方法がある。図１０に油分離板の周辺の詳細断面図を示す。回転子１２には永久磁石２０の挿入孔を閉塞する上側端板２１ａ及び下側端板２１ｂが具備されるとともに、回転子１２に上下方向に貫通形成された複数の貫通孔１２ｃと、貫通孔１２ｃの出口の上方に配されて回転子１２の上端面との間に油分離空間２２を形成する油分離板２３とが、固定部材２４によって回転子１２に固定されている。
このように構成された圧縮機では、圧縮機構部から回転電動機の下側空間１７に吐出され  た油滴を含む作動流体の一部は、回転子１２に設けられた貫通孔１２ｃを通って油分離空間２２に流入する。そして、ここで遠心力により油分離板２３の外周出口から作動流体が放射状に吐出し、固定子１１のコイルエンド１１ｄに吹き付けられて作動流体に含まれた冷凍機油を分離する。そして、冷凍機油を分離した作動流体だけが上昇して、密閉容器１内の上部に設けられた吐出管１５から外部に吐出する。一方、固定子１１のコイルエンド１１ｄに付着した冷凍機油は下方へ伝わって落ち、密閉容器１の底部の油溜り１６に戻る。
【非特許文献１】「冷凍空調便覧、新版第５版、ＩＩ巻  機器編」、日本冷凍協会、平成５年、第３０項〜第４３項
【特許文献１】特開平８−２８４７６号公報（第６項、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述のように、従来のロータリ圧縮機では、圧縮機構部の吐出孔７ａから回転電動機部の下側空間１７に噴出した作動流体は、回転子１２の回転運動により強い旋回流となる。また、上側空間１９に噴出した作動流体も、回転子１２の回転運動の影響で旋回流となる。同様に、スクロール圧縮機の右側空間４７及び左側空間４９に噴出した作動流体は、回転子４０の回転運動の影響で旋回流となる。
このとき作動流体に含まれる冷凍機油の油滴は、旋回流により撹拌されて微細化されるため、下側空間１７及び上側空間１９や右側空間４７及び左側空間４９での旋回流による遠心力と重力による分離方法では、完全な分離が困難であった。
また、回転子１２の下端面１２ａ及び上端面１２ｂには、シャフト２の偏心部２ａ及びローラ４のアンバランスを打ち消すためのバランサ１２ｄが設けられている。同様に、回転子４０の右端面４０ａ及び左端面４０ｂにバランサ４０ｃが設けられている。また、ＤＣブラシレスモータの場合、回転子を形成する積層鋼板やマグネット等を固定するためのボルトやリベット（図示せず）が突出している。
その結果、回転子の端面には多数の凹凸が形成されており、これらの凹凸が回転することにより、作動流体を撹拌する効果を増大させるので、作動流体に含まれる冷凍機油の油滴は、より微細化されて作動流体からの分離が困難となっていた。
【０００９】
一方、撹拌されて微細化された油滴を作動流体から分離する方法として、図１０に示す構成が用いられるが、この場合、回転電動機部の下側空間１７から上側空間１９へ流れる作動流体のうち、回転子１２に設けられた貫通孔１２ｃを通過する作動流体に対してしか機能せず、固定子１１の切欠き１１ｅや、固定子１１と回転子１２の間の隙間１８を通過する作動流体から油滴を分離することは不可能である。また、油分離板２３を回転子の上端面１２ｂに設けることにより、油分離板２３の回転運動により回転電動機部の上側空間１９での作動流体の撹拌を促進してしまい、上側空間１９での冷凍機油の分離をかえって困難にしてしまうという課題もあった。
また、他の方法として、回転電動機部の下側空間１７や上側空間１９の容積を拡大して作動流体がこれらの空間に滞留する時間を延ばし、重力により冷凍機油の油滴の分離を促進させる場合もあるが、この場合でも撹拌の影響をなくすことは困難であり、また、圧縮機が大型化してしまうという弊害を生じる。
【００１０】
また、以上の課題は、縦型のロータリ圧縮機や横型のスクロール圧縮機を例に説明したが、縦型と横型の違いや、圧縮方式の違いに関らず、圧縮機構部から吐出された冷媒が密閉容器に設けられた吐出管から吐出されるまでの間に、作動流体が回転子の端面の近傍を通過する場合には、同様の課題が生じる。
また、以上の課題は作動流体の種類に関らず生じるが、特に、二酸化炭素を主成分とした作動流体を用いる冷凍サイクルの場合、圧縮室から吐出される作動流体の圧力が臨界圧力を越えるため、密閉容器の内部の作動流体は超臨界状態となり、作動流体に対する冷凍機油の溶解量が増し、特に密閉容器の内部での油分離が一層困難になるという課題が生じる。
【００１１】
従って本発明は、上記問題を解決するためのものであり、回転電動機部の効率を低下させることなく、簡易かつ低コストに油分離効率を高めて、密閉容器の外部に持ち出される冷凍機油の量を低減し、圧縮機の信頼性を向上させ、かつ高効率の冷凍サイクルを得ることができる圧縮機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１記載の本発明の圧縮機は、圧縮機構部と、固定子及び回転子から構成された回転電動機部と、前記圧縮機構部及び前記回転電動機部を内包する密閉容器とを備えた圧縮機において、前記圧縮機構部で圧縮され前記密閉容器から吐出するまでの作動流体の主たる流れ場を、前記回転子の少なくとも一方の端面から隔離したことを特徴とする。
請求項２記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、少なくとも一方の前記端面に相対して、当該端面を覆う遮蔽部材を設けたことを特徴とする。
請求項３記載の本発明は、請求項２に記載の圧縮機において、前記遮蔽部材を前記回転子を除く箇所に取付けたことを特徴とする。
請求項４記載の本発明は、請求項３に記載の圧縮機において、前記遮蔽部材を前記固定子に取付けたことを特徴とする。
請求項５記載の本発明は、請求項４に記載の圧縮機において、前記固定子は積層された鋼板とコイルとから構成され、前記遮蔽部材は鋼板から構成され、前記遮蔽部材を前記固定子に積層したことを特徴とする。
請求項６記載の本発明は、請求項３に記載の圧縮機において、前記遮蔽部材を前記圧縮機構部に取付けたことを特徴とする。
請求項７記載の本発明は、請求項６に記載の圧縮機において、前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと前記シャフトを支持する軸受部材とを備え、前記遮蔽部材を前記軸受部材に取付けたことを特徴とする。
請求項８記載の本発明は、請求項７に記載の圧縮機において、前記軸受部材は前記回転電動機部側に突出部を有し、前記遮蔽部材を前記突出部の外周面に設けた溝に装着したことを特徴とする。
請求項９記載の本発明は、請求項１から請求項４、あるいは請求項６から請求項８のいずれかに記載の圧縮機において、前記固定子はコイルエンドを有し、前記遮蔽部材が前記コイルエンドの内側に位置する構成としたことを特徴とする。
請求項１０記載の本発明は、請求項３に記載の圧縮機において、前記遮蔽部材を前記密閉容器の内壁に取付けたことを特徴とする。
請求項１１記載の本発明は、請求項３に記載の圧縮機において、前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトを支持する軸受部材と、前記回転子に関して前記軸受部材の反対側にて前記軸受部材とともに前記シャフトを両持ち支持する副軸受部材とを備え、前記遮蔽部材を前記副軸受部材に取付けたことを特徴とする。
請求項１２記載の本発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧縮機において、前記遮蔽部材を非磁性体としたことを特徴とする。
請求項１３記載の本発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の圧縮機において、前記遮蔽部材を絶縁体としたことを特徴とする。
請求項１４記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトを支持する軸受部材とを備え、前記軸受部材が前記回転子の一方の端面を覆う構成としたことを特徴とする。
請求項１５記載の本発明は、請求項１に記載の圧縮機において、前記圧縮機構部は、前記回転子が固定されたシャフトと、前記シャフトを支持する軸受部材と、前記回転子に関して前記軸受部材の反対側にて前記軸受部材とともに前記シャフトを両持ち支持する副軸受部材とを備え、前記副軸受部材が前記回転子の一方の端面を覆う構成としたことを特徴とする。
請求項１６記載の本発明は、請求項１から請求項１５のいずれかに記載の圧縮機において、前記作動流体として二酸化炭素を用いたことを特徴とする。
請求項１７記載の本発明は、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の圧縮機において、前記圧縮機構部の形式をロータリ式としたことを特徴とする。
請求項１８記載の本発明は、請求項１から請求項１６のいずれかに記載の圧縮機において、前記圧縮機構部の形式をスクロール式としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上述べてきたように、本発明によれば、回転電動機部の回転子の端面近傍に遮蔽部材を設けて、圧縮機構部から吐出されて吐出管に至る密閉容器内部での作動流体の主たる流れ場を、縦型圧縮機の場合は回転電動機部の下側空間と上側空間、横型圧縮機の場合は電動機部の右側空間と左側空間において、回転子の両端面から隔離することにより、回転子の回転運動に起因する旋回流による撹拌や、回転子の端面に設けられたバランサ等の凹凸が回転することによる撹拌を抑制し、作動流体に混入している冷凍機油の油滴が撹拌により微細化するのを防止する。
これによって、作動流体が回転電動機部の下側空間と上側空間、あるいは、右側空間と左側空間に滞留している間に、油滴が重力で下方に落ちて作動流体から分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることが可能となり、圧縮機やそれを用いた冷凍サイクルの信頼性と効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施の形態による圧縮機は、圧縮機構部で圧縮され密閉容器から吐出するまでの作動流体の主たる流れ場を、回転子の少なくとも一方の端面から隔離したものである。本実施の形態によれば、端面を隔離することにより、作動流体の主たる流れ場において、回転子の回転運動に起因する旋回流が発生しない。従って、旋回流の撹拌による油滴の微細化が防止されて、作動流体からの油滴の重力落下が促進され、油分離性を向上することができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、少なくとも一方の端面に相対して、当該端面を覆う遮蔽部材を設けたものである。本実施の形態によれば、遮蔽部材が端面を隔離するので、主たる流れ場における作動流体の旋回流による撹拌を防止することができる。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態による圧縮機において、遮蔽部材を回転子を除く箇所に取付けたものである。本実施の形態によれば、回転子を除く箇所は回転しないので遮蔽部材も回転しない。従って、主たる流れ場における作動流体に対して旋回流を発生させないという利点がある。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態による圧縮機において、遮蔽部材を固定子に取付けたものである。本実施の形態によれば、回転子を除く箇所である固定子に遮蔽部材を取付けることにより、旋回流の発生がなく、且つ簡単な構成で完全に回転子の端面を覆うことができる。
本発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態による圧縮機において、固定子は積層された鋼板とコイルとから構成され、遮蔽部材は鋼板から構成され、遮蔽部材を固定子に積層したものである。本実施の形態によれば、遮蔽部材を固定子に、例えば圧着あるいは溶接して取付けられるので、安価に製造することができる。
本発明の第６の実施の形態は、第３の実施の形態による圧縮機において、遮蔽部材を圧縮機構部に取付けたものである。本実施の形態によれば、回転子を除く箇所である圧縮機構部に遮蔽部材を取付けることにより、旋回流の発生がなく、且つ回転電動機部を変えることなくそのまま利用することができる。
本発明の第７の実施の形態は、第６の実施の形態による圧縮機において、圧縮機構部は、回転子が固定されたシャフトと、シャフトを支持する軸受部材とを備え、遮蔽部材を軸受部材に取付けたものである。本実施の形態によれば、軸受部材を利用して取付けることにより、遮蔽部材を支持する支柱などが不要となるので、簡単な構成で回転子の端面を覆うことができる。
本発明の第８の実施の形態は、第７の実施の形態による圧縮機において、軸受部材は回転電動機部側に突出部を有し、遮蔽部材を突出部の外周面に設けた溝に装着したものである。本実施の形態によれば、溝に遮蔽部材を装着することにより、例えばボルトなしの組立てが可能となり、安価に製造することができる。
本発明の第９の実施の形態は、第１から第４の実施の形態、あるいは第６から第８の実施の形態による圧縮機において、固定子はコイルエンドを有し、遮蔽部材がコイルエンドの内側に位置する構成としたものである。本実施の形態によれば、遮蔽部材をコイルエンドの内側に位置させると、遮蔽部材と回転子の端面との間の側面（径方向）の隙間をコイルエンドで覆うことができ、作動流体の主たる流れ場に対する回転子の回転運動による撹拌の影響を低減するので、さらに油分離効率を高めることができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第３の実施の形態による圧縮機において、遮蔽部材を密閉容器の内壁に取付けたものである。本実施の形態によれば、回転子を除く箇所である密閉容器の内壁に遮蔽部材を取付けることにより、旋回流の発生がなく、且つ回転電動機部及び圧縮機構部を作り変えることなくそのまま利用することができる。
本発明の第１１の実施の形態は、第３の実施の形態による圧縮機において、圧縮機構部は、回転子が固定されたシャフトと、シャフトを支持する軸受部材と、回転子に関して軸受部材の反対側にて軸受部材とともにシャフトを両持ち支持する副軸受部材とを備え、遮蔽部材を副軸受部材に取付けたものである。本実施の形態によれば、回転子を除く箇所である副軸受部材に遮蔽部材を取付けることにより、旋回流の発生がなく、且つ回転電動機部を作り変えることなくそのまま利用することができる。
本発明の第１２の実施の形態は、第１から第１１の実施の形態による圧縮機において、遮蔽部材を非磁性体としたものである。本実施の形態によれば、遮蔽部材が非磁性体であれば、回転電動機部の磁気回路に与える影響が少なく、回転電動機部の効率を低下させることなく、油分離効率を向上させることができる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１から第１１の実施の形態による圧縮機において、遮蔽部材を絶縁体としたものである。本実施の形態によれば、遮蔽部材が絶縁体であれば、電気絶縁性を考慮する必要がないので、例えば遮蔽部材を固定子やコイルエンドに接して取付け、隙間のない構成とすることが可能となる。この隙間のない構成によって、旋回流の影響が作動流体の主たる流れ場に及ぶのを防止し、さらに撹拌の影響を低減し、油分離効率を向上させることができる。
本発明の第１４の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、圧縮機構部は、回転子が固定されたシャフトとシャフトを支持する軸受部材とを備え、軸受部材が回転子の一方の端面を覆う構成としたものである。本実施の形態によれば、軸受部材を回転子の端面を覆う部材として利用することにより、簡単かつ低コストの構成で端面を隔離することが可能となり、主たる流れ場における作動流体からの油滴の重力落下を促進して、油分離性を向上することができる。
本発明の第１５の実施の形態は、第１の実施の形態による圧縮機において、圧縮機構部は、回転子が固定されたシャフトと、シャフトを支持する軸受部材と、回転子に関して軸受部材の反対側にて軸受部材とともにシャフトを両持ち支持する副軸受部材とを備え、副軸受部材が回転子の一方の端面を覆う構成としたものである。本実施の形態によれば、副軸受部材を回転子の端面を覆う部材として利用することにより、簡単かつ低コストの構成で端面を隔離することが可能となり、主たる流れ場における作動流体からの油滴の重力落下を促進して、油分離性を向上することができる。
本発明の第１６の実施の形態は、第１から第１５の実施の形態による圧縮機において、作動流体として二酸化炭素を用いたものである。本実施の形態によれば、作動流体として環境に優しい二酸化炭素を用いることができる。
本発明の第１７の実施の形態は、第１から第１６の実施の形態による圧縮機において、圧縮機構部の形式をロータリ式としたものである。本実施の形態によれば、作動流体が回転子端面に直接衝突する流れ場を有する構成のロータリ式圧縮機に対して、流れ場における作動流体の旋回流による撹拌を、より顕著に防止し、油分離性を向上することができる。
本発明の第１８の実施の形態は、第１から第１６の実施の形態による圧縮機において、圧縮機構部の形式をスクロール式としたものである。本実施の形態によれば、スクロール式圧縮機に対して、旋回流による撹拌を防止し、油分離性を向上することができる。
【実施例１】
【００１５】
本発明の第１の実施例の圧縮機は、ロータリ圧縮機であり、図８で説明した従来のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。
図１は、本発明の第１の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図であり、図２は、図１に示すロータリ圧縮機のＺ―Ｚ矢視の横断面図である。
図に示すロータリ圧縮機は、密閉容器１と、この密閉容器１内部の下方に配置された圧縮機構部と、その上部に配置された回転電動機部とから構成される。圧縮機構部は、中心軸Ｌを中心に回転可能なシャフト２と、シリンダ３と、シャフト２の偏心部２ａに嵌合されてシャフト２の回転に伴いシリンダ３の内側で偏心回転運動を行うローラ４と、ローラ４に先端を接しながらシリンダ３のベーン溝３ａの内部を往復運動するベーン５と、ベーン５をローラ４に押し付けるバネ６と、吐出孔７ａを有しシリンダ３の上側でシャフト２を支える上軸受部材７と、シリンダ３の下側でシャフト２を支える下軸受部材８とを含み構成される。そして、上軸受部材７及び下軸受部材８に挟まれたシリンダ３とローラ４との間の空間には、ベーン５により分割されて吸入室９と圧縮室１０とが形成されている。
【００１６】
回転電動機部は、密閉容器１の内部に焼嵌めされた固定子１１と、シャフト２に焼嵌めされた回転子とを含み構成される。この固定子１１には、固定子１１の下端面１１ａから突出したコイルエンド１１ｃと、上端面１１ｂから突出したコイルエンド１１ｄとが設けられている。また、固定子１１は、その下端面１１ａから上端面１１ｂまで鋼板を積層して形成されている。一方、回転子１２の下端面１２ａや上端面１２ｂには、必要に応じてバランサ１２ｄが設けられている。そして、固定子１１の下端面１１ａには、回転子１２の下端面１２ａを覆うように遮蔽部材５１が取付けられている。
また、固定子１１の外周側と密閉容器１の内壁の間には、作動流体の流路とするための複数の切欠き１１ｅが設けられ、固定子１１と回転子１２の間に、隙間１８が設けられている。密閉容器１の上部には、密閉容器１の外部から固定子１１に通電するための導入端子１３と、作動流体を冷凍サイクルから吸入室９に導く吸入管１４と、作動流体を密閉容器１の内部から冷凍サイクルに吐出する吐出管１５とが設けられている。そして、密閉容器１の底部の油溜り１６に、冷凍機油が貯留される構成となっている。
【００１７】
さらに、本実施例のロータリ圧縮機の特徴は、図８に示す従来のロータリ圧縮機と比較すると、固定子１１の下端面１１ａを、回転子１２の下端面１２ａよりも下側に位置させ、固定子１１の下端面１１ａに遮蔽部材５１を積み重ねており、遮蔽部材５１が回転子１２の下端面１２ａを覆う構成である。また、遮蔽部材５１は、シャフト２が貫通する穴５１ａと、コイルエンド１１ｃが貫通する切欠き（図示せず）とを有した円板形状であり、遮蔽部材５１の周縁部には、密閉容器１内壁との隙間５１ｂが設けられた構成である。
【００１８】
上記構成のロータリ圧縮機の動作について説明する。
導入端子１３を介して固定子１１に通電して回転子１２を回転させると、シャフト２の偏心部２ａにより、ローラ４は偏心回転運動を行い、吸入室９と圧縮室１０の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管１４から吸入室９に吸入され、圧縮室１０にて圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り１６から供給されて圧縮機構部の摺動面を潤滑し、且つ隙間をシールする冷凍機油の油滴を混合した状態で、上軸受部材７に設けた吐出孔７ａから、回転電動機部の下側空間１７に噴出する。
下側空間１７に噴出した作動流体は、遮蔽部材５１によって回転子１２の下端面１２ａから隔離されて下側空間１７に滞留する。そして、作動流体が下側空間１７に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り１６に戻る。その後、分離されない油滴を含んだ状態の作動流体は、下側空間１７から、隙間５１ｂと切欠き１１ｅを通過し、また穴５１ａと隙間１８を通過して、回転電動機部の上側空間１９に流入する。切欠き１１ｅから上側空間１９に流入した作動流体は、吐出管１５へ向かう流れとなるが、その際に一部の作動流体が回転子１２の上端面１２ｂの近傍を通過して、その回転運動の影響で旋回流となる。また、隙間１８から上側空間１９に流入した作動流体も、吐出管１５へ向かう流れとなるが、その際に回転子１２の回転運動の影響で旋回流となる。
一方、作動流体に含まれる油滴の一部は、旋回流の遠心力で密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で落下し、作動流体から分離されて密閉容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り１６に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されない油滴を含んだ状態で吐出管１５から吐出する。
【００１９】
以上のような構成にしたことにより、回転子１２の下端面１２ａが回転電動機部の下側空間１７から分離され、吐出孔７ａから吐出されて吐出管１５に至るまでの作動流体の主たる流れ場を、回転子１２の下端面１２ａから隔離することができ、且つ遮蔽部材５１は回転子１２以外の箇所に固定されて回転運動を行わないので、作動流体の主たる流れ場としての下側空間１７では旋回流が生じなくなる。
従って、本実施例のロータリ圧縮機では、下側空間１７において、旋回流そのものによる撹拌や、回転子１２の下端面１２ａのバランサ１２ｄ等の凹凸が回転することによる撹拌を防止することができ、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止することができるので、作動流体が下側空間１７に滞留している間に油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。
また、本実施例では、固定子１１の下端面１１ａに遮蔽部材５１を設置するので、固定子１１の内面と遮蔽部材５１により、簡単な構成で、完全に回転子１２の下端面１２ａ側を覆うことができるという利点がある。
【００２０】
なお、遮蔽部材５１は回転子１２の下端面１２ａを完全に覆う必要はなく、一部に穴や切欠きを設けた形状や、下端面１２ａの一部分だけを覆う形状の遮蔽部材であっても良く、撹拌の影響を低減し、油分離効率を向上させることができることは言うまでもない。
また、遮蔽部材５１を鋼板で形成する場合、固定子１１の積層鋼板の下端面１１ａに積み重ねて、固定子１１の積層鋼板とともに圧着あるいは溶接させて遮蔽部材５１を固定することができ、安価に製造することができる。
また、遮蔽部材５１を非磁性体で形成すれば、回転電動機部の磁気回路に与える影響が少なく、回転電動機部の効率を低下させることなく油分離効率を向上させることができる。
また、遮蔽部材５１を絶縁性のある樹脂あるいはセラミックス等の絶縁体で構成することにより、固定子１１のコイルエンド１１ｃに接して遮蔽部材５１を設置することができるので、電気絶縁性を考慮してコイルエンド１１ｃとの間に隙間を設ける必要性がない。従って、コイルエンド１１ｃとの間に設けた僅かな隙間から、回転子１２の下端面１２ａの回転運動の影響が下側空間１７に及ぶのを防止することができ、さらに撹拌の影響を低減し、油分離効率を向上させることができる。
また、本実施例では遮蔽部材５１を固定子１１の下端面１１ａに設けたが、固定子１１において、下端面１１ａ以外の例えばコイルエンド１１ｃの下端面などの箇所に設ける構成でも良く、回転子１２の下端面１２ａを覆えば同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
以上、本実施例では縦型のロータリ圧縮機を例に説明したが、縦型と横型の違いや、圧縮方式の違いに関らず、圧縮機構部から吐出された冷媒が密閉容器１に設けられた吐出管１５から吐出されるまでの間の主たる流れ場が、回転子１２の近傍を通過する場合には同様の効果を得ることができるのは言うまでもない。
また、従来のロータリ圧縮機のように、吐出孔７ａから噴出する作動流体が回転子１２の下端面１２ａに直接的に衝突する構成の圧縮機では、遮蔽部材５１により回転子１２の下端面１２ａを覆い撹拌を防止する効果がより顕著であることは言うまでもない。
【実施例２】
【００２１】
本発明の第２の実施例の圧縮機は、図１で説明した第１の実施例のロータリ圧縮機、及び図８で説明した従来のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図３は、本発明の第２の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、図８に示す従来のロータリ圧縮機と異なる点は、回転電動機部の固定子１１の上端面１１ｂを、回転子１２の上端面１２ｂよりも上側に位置させており、固定子１１の上端面１１ｂに遮蔽部材５２を積み重ね、遮蔽部材５２が回転子１２の上端面１２ｂを覆っている。また、遮蔽部材５２は、シャフト２が貫通するための穴５２ａと、コイルエンド１１ｄが貫通する切欠き（図示せず）とを有した円板形状であり、遮蔽部材５２の周縁部には、密閉容器１内壁との隙間５２ｂが設けられている。
【００２２】
上記構成のロータリ圧縮機の動作について、作動流体や油の流れから説明する。
圧縮機構部で圧縮された作動流体は、吐出孔７ａから下側空間１７に噴出する。この噴出した作動流体は、回転子１２の回転運動の影響で旋回流となり、一方、作動流体に含まれる油滴の一部は、旋回流の遠心力で密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で落下し、作動流体から分離されて密閉容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り１６に戻る。
その後、作動流体は、下側空間１７から、切欠き１１ｅと隙間５２ｂを通過し、また隙間１８と穴５２ａを通過して、上側空間１９に流入する。この流入した作動流体は、遮蔽部材５２によって回転子１２の上端面１２ｂから隔離されて上側空間１９に滞留する。作動流体が上側空間１９に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り１６に戻る。そして、作動流体は、吐出管１５へ向かって流れる。
【００２３】
以上のような構成にしたことにより、回転子１２の上端面１２ｂが回転電動機部の上側空間１９から分離され、吐出孔７ａから吐出されて吐出管１５に至るまでの作動流体の主たる流れ場を、回転子１２の上端面１２ｂから隔離することができ、且つ遮蔽部材５２は回転子１２以外の箇所に固定されて回転運動を行わないので、作動流体の主たる流れ場としての上側空間１９では旋回流が生じなくなる。
従って、本実施例のロータリ圧縮機では、上側空間１９において、旋回流そのものによる撹拌や、回転子１２の上端面１２ｂのバランサ１２ｄ等の凹凸が回転することによる撹拌を防止することができ、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止することができるので、作動流体が上側空間１９に滞留している間に油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。
また、本実施例では、第１の実施例との相違が、遮蔽部材５１，５２の取り付け位置が固定子１１の下端面１１ａか上端面１１ｂかという点だけであり、第１の実施例で得られた効果と同様の効果が固定子１１の上端面１１ｂ側で得られることは言うまでもない。
なお、本実施例の固定子１１の上端面１１ｂ側の遮蔽部材５２と、第１の実施例の下端面１１ａ側の遮蔽部材５１とを組み合わせる構成の圧縮機により、さらに油分離効率が向上することは言うまでもない。
【実施例３】
【００２４】
本発明の第３の実施例の圧縮機は、第１の実施例及び従来のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図４は、本発明の第３の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、図８に示す従来のロータリ圧縮機と異なる点は、回転子１２の下端面１２ａの近傍まで突出した上軸受部材７の突出部７ｂの先端付近に遮蔽部材５３を設置し、回転子１２の下端面１２ａを覆っている。また、遮蔽部材５３は、樹脂製の円板形状であり、中央に上軸受部材７の突出部７ｂが貫通する孔（図示せず）が設けてあり、突出部７ｂに設けた溝７ｃに装着されて固定されている。また、遮蔽部材５３の外径は、回転子１２の外径と略同一であり、コイルエンド１１ｃの内側空間に配置されている。
【００２５】
上記構成のロータリ圧縮機の動作について、作動流体や油の流れから説明する。
圧縮機構部で圧縮された作動流体は、吐出孔７ａから下側空間１７に噴出する。この噴出した作動流体は、遮蔽部材５３によって回転子１２の下端面１２ａから隔離されて下側空間１７に滞留する。作動流体が下側空間１７に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り１６に戻る。
その後、作動流体は、下側空間１７から、切欠き１１ｅや隙間１８を経て、上側空間１９に流入する。この流入した作動流体は、回転子１２の回転運動の影響で旋回流となり、一方、作動流体に含まれる油滴の一部は、旋回流の遠心力で密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で落下し、作動流体から分離されて密閉容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り１６に戻る。そして、作動流体は、吐出管１５へ向かって流れる。
【００２６】
以上のような構成にしたことにより、第１の実施例の場合と同様に、回転子１２の下端面１２ａが回転電動機部の下側空間１７から分離され、吐出孔７ａから吐出されて吐出管１５に至るまでの主たる流れ場を、回転子１２の下端面１２ａから隔離することができ、且つ遮蔽部材５３は回転子１２以外の箇所に固定されて回転運動を行わないので、下側空間１７では旋回流が生じない。
【００２７】
従って、本実施例のロータリ圧縮機では、下側空間１７に対して、旋回流そのものによる撹拌や、回転子１２の下端面１２ａのバランサ１２ｄ等の凹凸が回転することによる撹拌の影響を低減することができるので、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止し、作動流体が下側空間１７に滞留している間に、油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。
また、本実施例では、遮蔽部材５３を圧縮機構部に取付けたことにより、従来の圧縮機に使用していた回転電動機部をそのまま利用することができるという利点がある。
また、遮蔽部材５３を圧縮機構部の突出部７ｂに取付けたことにより、支柱などの新たな支持部を構成することなく、簡単な構成で、回転子１２の下端面１２ａの近傍に遮蔽部材５３を設置することができる。
また、突出部７ｂの外周に設けた溝７ｃに遮蔽部材５３を装着する構成としたことにより、ボルト等の固定部品なしに組立てが可能となり、安価に構成することができる。
また、遮蔽部材５３をコイルエンド１１ｃの内側に設置したことにより、遮蔽部材５３と回転子１２の下端面１２ａとの間の側面の隙間を、コイルエンド１１ｃで覆うことができ、下側空間１７に対する回転子１２の回転運動による撹拌の影響を低減し、さらに油分離効率を高めることができる。
なお、本第３の実施例では遮蔽部材を樹脂製としたが、いかなる材料を用いても油分離効率を低減する効果は同じである。ただし、コイルエンド１１ｃの近傍に設けるので、漏電に対する信頼性の向上の観点から、遮蔽部材は絶縁体であることが望ましく、また、回転電動機部の効率の観点から、磁気回路に影響しない非磁性体が遮蔽部材として望ましい。
【実施例４】
【００２８】
本発明の第４の実施例の圧縮機は、第１の実施例及び従来のロータリ圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図５は、本発明の第４の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図である。
本実施例のロータリ圧縮機において、図８に示す従来のロータリ圧縮機と異なる点は、固定子１１の下端側のコイルエンド１１ｃの下側に、回転子１２の下端面１２ａを覆う遮蔽部材５４を設け、この遮蔽部材５４によって作動流体の主たる流れ場としての下側空間１７を下端面１２ａから隔離している。また、固定子１１の上端側のコイルエンド１１ｄの上側に、回転子１２の上端面１２ｂを覆う遮蔽部材５５を設け、この遮蔽部材５５によって作動流体の主たる流れ場としての上側空間１９を上端面１２ｂから隔離している。
また、遮蔽部材５４，５５は、密閉容器１の内壁に固定されている。また、遮蔽部材５４の中央部に、上軸受部材７の突出部７ｂが貫通する穴５４ａが設けられ、周縁部に、下側空間１７と固定子１１の切欠き１１ｅとを連通する切欠き部５４ｂが設けられている。また、遮蔽部材５５の周縁部に、固定子１１の切欠き１１ｅと上側空間１９とを連通する切欠き部５５ａが設けられている。
【００２９】
上記構成のロータリ圧縮機の動作について、作動流体や油の流れから説明する。
圧縮機構部で圧縮された作動流体は、吐出孔７ａから下側空間１７に噴出する。この噴出した作動流体は、遮蔽部材５４によって回転子１２の下端面１２ａから隔離されて下側空間１７に滞留する。作動流体が下側空間１７に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り１６に戻る。
その後、作動流体は、下側空間１７から、切欠き部５４ｂ、穴５４ａ、切欠き１１ｅ、隙間１８、切欠き部５５ａ等を経て、上側空間１９に流入する。この流入した作動流体は、遮蔽部材５５によって回転子１２の上端面１２ｂから隔離されて上側空間１９に滞留する。作動流体が上側空間１９に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離され、密閉容器１の内壁や固定子１１の壁面を伝って油溜り１６に戻る。そして、作動流体は、吐出管１５へ向かって流れる。
【００３０】
以上のような構成にしたことにより、第１の実施例の場合と同様に、回転子１２の下端面１２ａが回転電動機部の下側空間１７から分離され、吐出孔７ａから吐出されて吐出管１５に至るまでの主たる流れ場を、回転子１２の下端面１２ａから隔離することができ、且つ遮蔽部材５４は回転子１２以外の箇所に固定されて回転運動を行わないので、下側空間１７では旋回流が生じない。
また、第２の実施例と同様に、回転子１２の上端面１２ｂが回転電動機部の上側空間１９から分離され、吐出孔７ａから吐出されて吐出管１５に至るまでの主たる流れ場を、回転子１２の上端面１２ｂから隔離することができ、且つ遮蔽部材５５は回転子１２以外の箇所には回転しないので、上側空間１９では旋回流が生じない。
従って、本実施例のロータリ圧縮機では、旋回流そのものによる撹拌や、回転子１２の下端面１２ａのバランサ１２ｄ等の凹凸が回転することによる撹拌を防止することができ、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止することができる。これにより作動流体が下側空間１７に滞留している間に、油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。
また、旋回流そのものによる攪拌や、回転子１２の上端面１２ｂのバランサ１２ｄ等の凹凸による攪拌を防止することができ、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止することができる。これにより作動流体が上側空間１９に滞留している間に、油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。
また、本実施例では、遮蔽部材５４，５５を密閉容器１の内壁に取付けたことにより、従来の圧縮機に使用していた回転電動機部及び圧縮機構部をそのまま利用することができるという利点がある。
【００３１】
なお、遮蔽部材５４または遮蔽部材５５のいずれか一方を設ける構成の圧縮機でも良く、回転電動機部の遮蔽部材を設けた側において、油分離効率が向上することは言うまでもない。
また、固定子１２の下端面１２ａを覆う第１の実施例の遮蔽部材５１や第３の実施例の遮蔽部材５３と、固定子１２の上端面１２ｂを覆う本第４の実施例の遮蔽部材５５とを組み合わせる構成により、第１の実施例あるいは第３の実施例のロータリ圧縮機の油分離効率を、さらに向上させることができる。
【実施例５】
【００３２】
本発明の第５の実施例の圧縮機は、スクロール圧縮機の実施例であり、図９で説明した従来のスクロール圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。
図６は、本発明の第５の実施例におけるスクロール圧縮機の縦断面図である。
図に示すスクロール圧縮機は、密閉容器３１と、この密閉容器３１内部の右方に配置された圧縮機構部と、その左方に配置された回転電動機部とから構成される。圧縮機構部は、中心軸Ｌを中心に回転可能で偏心部３２ａを備えたシャフト３２と、インボリュート等の渦巻き形状のラップ３３ａ及び吐出孔３３ｂを備えた固定スクロール３３と、渦巻き形状のラップ３４ａを備え固定スクロール３３と相対してラップ３３ａ，３４ａが噛み合うように配置されて偏心部３２ａの偏心回転運動に伴い旋回運動する可動スクロール３４と、可動スクロール３４の回転を防止するオルダムリング３５と、突出部３６ａ及び吐出孔３６ｃを備えシャフト３２を支える軸受部材３６とを含み構成される。そして、固定スクロール３３と可動スクロール３４の間には複数の吸入室３７、圧縮室３８が形成されている。
【００３３】
回転電動機部は、密閉容器３１の内部に焼嵌めされた固定子３９と、シャフト３２に焼嵌めされた回転子４０とを含み構成される。この固定子３９には、固定子３９の右端面３９ａから突出したコイルエンド３９ｃと、左端面３９ｂから突出したコイルエンド３９ｄとが設けられている。また、固定子３９は、その右端面３９ａから左端面３９ｂまで鋼板を積層して形成されている。そして、回転子４０の右端面４０ａや左端面４０ｂには、必要に応じてバランサ４０ｃが設けられている。
一方、軸受部材３６の突出部３６ａには、回転子４０の右端面４０ａを覆うように遮蔽部材５６が装着されている。また、回転電動機部の左方には、回転子４０に関して軸受部材３６の反対側にあってシャフト３２を支える副軸受部材４１が配設され、この副軸受部材４１の突出部４１ａには、回転子４０の左端面４０ｂを覆うように遮蔽部材５７が装着されている。
また、固定子３９の外周側と密閉容器３１の内壁の間には、作動流体の流路とするための複数の切欠き３９ｅが設けられ、固定子３９と回転子４０の間に、隙間４８が設けられている。また、副軸受部材４１には、穴４１ｃが設けられている。
また、密閉容器３１の壁部には、密閉容器１の外部から固定子３９に通電するための導入端子４２と、作動流体を冷凍サイクルから吸入室３７に導く吸入管４３と、作動流体を密閉容器３１の内部から冷凍サイクルに吐出する吐出管４４とが設けられている。そして、密閉容器３１の底部の油溜り４５に、冷凍機油が貯留され、給油ポンプ４６で油溜り４５から冷凍機油を汲み上げてシャフト３２の給油孔（図示せず）を介して圧縮機構部に給油する構成となっている。
【００３４】
さらに、本実施例のスクロール圧縮機の特徴は、図９に示す従来のスクロール圧縮機と比較すると、回転子４０の右端面４０ａの近傍まで突出した軸受部材３６の突出部３６ａの先端付近に、遮蔽部材５６を設置することにより、遮蔽部材５６が回転子４０の右端面４０ａを覆う構成である。また、回転子４０の左端面４０ｂの近傍まで突出した副軸受部材４１の突出部４１ａの先端付近に、遮蔽部材５７を設置することにより、遮蔽部材５７が回転子４０の左端面４０ｂを覆う構成である。
また、遮蔽部材５６は、樹脂製の円板形状であり、中央に軸受部材３６の突出部３６ａが貫通する穴（図示せず）が設けてあり、突出部３６ａの外周面に設けた溝３６ｂに遮蔽部材５６が装着されて固定されている。遮蔽部材５６の外径は、回転子４０の外径と略同一であり、コイルエンド３９ｃの内側空間に配置されている構成にある。また、遮蔽部材５７は、樹脂製の円板形状であり、中央に副軸受部材４１の突出部４１ａが貫通する穴（図示せず）が設けてあり、突出部４１ａの外周面に設けた溝４１ｂに遮蔽部材５７が装着されて固定されている。遮蔽部材５７の外径は、回転子４０の外径と略同一であり、コイルエンド３９ｃの内側空間に配置されている構成である。
【００３５】
上記構成のスクロール圧縮機の動作について説明する。
導入端子４２を介して固定子３９に通電し回転子４０を回転させると、可動スクロール３４は旋回運動を行い、固定スクロール３３と可動スクロール３４のラップ３３ａ，３４ａの間に形成された吸入室３７と圧縮室３８の容積が変化する。これに伴い作動流体は、吸入管４３から吸入室３７に吸入され、圧縮室３８にて圧縮される。圧縮された作動流体は、油溜り４５から給油されて圧縮機構部の摺動面を潤滑し、且つ隙間をシールする冷凍機油の油滴を混合した状態で、吐出孔３３ｂ，３６ｃから回転電動機部の右側空間４７に噴出する。
右側空間４７に噴出した作動流体は、遮蔽部材５６によって回転子４０の右端面４０ａから隔離され右側空間４７に滞留する。そして、作動流体が右側空間４７に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り４５に戻る。
その後、分離されない油滴を含んだ状態の作動流体は、右側空間４７から、切欠き３９ｅや隙間４８、穴４１ｃを通過し、回転電動機部の左側空間４９に流入する。左側空間４９に流入した作動流体は、遮蔽部材５７によって回転子４０の左端面４０ｂから隔離されて左側空間４９に滞留する。
作動流体が左側空間４９に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り４５に戻る。そして、作動流体は、なおも分離されずにいる油滴を含んだ状態で吐出管４４から吐出する。
【００３６】
以上のような構成にしたことにより、回転子４０の右端面４０ａが右側空間４７から分離され、吐出孔３６ｃから吐出されて吐出管４４に至るまでの作動流体の主たる流れ場を、回転子４０の右端面４０ａから隔離することができ、且つ遮蔽部材５６は回転子４０以外の箇所に固定されて回転運動を行わないので、右側空間４７では旋回流が生じない。
また、本実施例では、従来のスクロール圧縮機に特有の構成である副軸受部材４１を用いて遮蔽部材５７を回転子４０の左端面４０ｂの近傍に設置することにより、回転子４０の左端面４０ｂが左側空間４９から分離され、吐出孔３６ｃから吐出されて吐出管４４に至るまでの作動流体の主たる流れ場を、回転子４０の左端面４０ｂから隔離することができ、且つ遮蔽部材５７は回転子４０以外の箇所に固定されて回転運動を行わないので、左側空間４９では旋回流が生じない。
【００３７】
従って、本実施例のスクロール圧縮機では、右側空間４７において、旋回流そのものによる撹拌や、回転子４０の右端面４０ａのバランサ４０ｃ等の凹凸が回転することによる撹拌を防止することができ、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止することができるので、作動流体が右側空間４７に滞留している間に油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。また、左側空間４９においても、旋回流そのものによる撹拌や、回転子４０の左端面４０ｂのバランサ４０ｃ等の凹凸が回転することによる撹拌を防止することができ、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止することができるので、作動流体が左側空間４９に滞留している間に油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。
また、本実施例では、遮蔽部材５６，５７を圧縮機構部の一部である軸受部材３６あるいは副軸受部材４１に取付けたことにより、従来の圧縮機に使用していた回転電動機部をそのまま利用することができるという利点がある。
また、遮蔽部材５６を軸受部材３６の突出部３６ａに、遮蔽部材５７を副軸受部材４１の突出部４１ａに取付けたことにより、支柱などの新たな支持部を構成することなく、簡単な構成で、回転子４０の右端面４０ａ及び左端面４０ｂの近傍に、遮蔽部材５６及び遮蔽部材５７を設置することができる。
また、突出部３６ａ，４１ａの外周に設けた溝３６ｂ，４１ｂに遮蔽部材５６，５７を装着する構成としたことにより、ボルト等の固定部品なしに組立てが可能となり、安価に構成することができる。
また、遮蔽部材５６，５７をコイルエンド３９ｃ，３９ｄの内側に設置させたことにより、遮蔽部材５６，５７と回転子４０の端面４０ａ，４０ｂとの間の側面の隙間を、コイルエンド３９ｃ，３９ｄで覆うことができ、右側空間４７及び左側空間４９に対する回転子４０の回転運動による撹拌の影響を低減し、さらに油分離効率を高めることができる。
なお、遮蔽部材５６または遮蔽部材５７のいずれか一方を設ける構成の圧縮機でも良く、回転電動機部の遮蔽部材を設けた側において、油分離効率が向上することは言うまでもない。
【実施例６】
【００３８】
本発明の第６の実施例の圧縮機は、図６で説明した第１の実施例のスクロール圧縮機、及び図９で説明した従来のスクロール圧縮機とほぼ同様な構成であり、同一機能部品については同一の符号を適用する。そして、同様な構成及びその動作についての説明を省略する。
図７は、本発明の第６の実施例におけるスクロール圧縮機の縦断面図である。
本実施例のスクロール圧縮機において、図９に示す従来のスクロール圧縮機と異なる点は、軸受部材３６の突出部３６ｄを、回転子４０の外径とほぼ同等の径を有して回転子４０の右端面４０ａの近傍まで突出する形状にすることにより、回転子４０の右端面４０ａを覆う遮蔽部材としている。また、副軸受部材４１の突出部４１ｄを、回転子４０の外径とほぼ同等の径を有して回転子４０の左端面４０ｂの近傍まで突出する形状にすることにより、回転子４０の左端面４０ｂを覆う遮蔽部材としている。
【００３９】
上記構成のロータリ圧縮機の動作について、作動流体や油の流れから説明する。
圧縮機構部で圧縮された作動流体は、吐出孔３３ｂ，３６ｃから右側空間４７に噴出する。この噴出した作動流体は、遮蔽部材としての軸受部材３６の突出部３６ｄによって回転子４０の右端面４０ａから隔離されて右側空間４７に滞留する。そして、作動流体が右側空間４７に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り４５に戻る。
その後、作動流体は、右側空間４７から、切欠き３９ｅや隙間４８、副軸受部材４１に設けた穴４１ｃを経て、左側空間４９に流入する。この流入した作動流体は、遮蔽部材としての副軸受部材４１の突出部４１ｄによって回転子４０の左端面４０ｂから隔離されて左側空間４９に滞留する。
作動流体が左側空間４９に滞留している間に、作動流体に含まれる油滴の一部は、密閉容器１の内壁に付着し、あるいは、重力で下方に落ちて分離されて油溜り４５に戻る。そして、作動流体は、吐出管４４へ向かって流れる。
【００４０】
以上のような構成にしたことにより、第５の実施例の場合と同様に、回転子４０の右端面４０ａが右側空間４７から分離され、吐出孔３６ｃから吐出されて吐出管４４に至るまでの主たる流れ場を、回転子４０の右端面４０ａから隔離することができ、右側空間４７では旋回流が生じない。
また、回転子４０の左端面４０ｂが左側空間４９から分離され、吐出孔３６ｃから吐出されて吐出管４４に至るまでの主たる流れ場を、回転子４０の左端面４０ｂから隔離することができ、左側空間４９では旋回流が生じない。
【００４１】
従って、本実施例のスクロール圧縮機では、右側空間４７及び左側空間４９において、旋回流そのものによる撹拌、回転子４０の右端面４０ａのバランサ４０ｃ等の凹凸が回転することによる撹拌、及び回転子４０の左端面４０ｂのバランサ４０ｃ等の凹凸が回転することによる撹拌を防止することができ、冷凍機油の油滴が微細化されるのを防止することができる。
これにより作動流体が右側空間４７及び左側空間４９に滞留している間に、油滴が重力で下方に落ちて分離される効果を促進し、油分離効率を向上させることができる。
また、本実施例のスクロール圧縮機は、遮蔽部材を追設せずに、軸受部材３６の突出部３６ｄと副軸受部材４１の突出部４１ｄの形状を変更するだけで、回転子４０の端面４０ａ，４０ｂを覆う構成であるため、簡単かつ低コストである。
【００４２】
なお、本実施例の軸受部材３６の突出部３６ｄまたは副軸受部材４１の突出部４１ｄのいずれか一方を遮蔽部材として用いる構成の圧縮機でも、回転電動機部の遮蔽部材を用いた側において、油分離効率が向上することは言うまでもない。
また、作動流体を二酸化炭素とした場合には、作動流体に溶け込む冷凍機油が多くなるが、この二酸化炭素と本発明の第１の実施例から第６の実施例の圧縮機とを組み合わせて用いる構成により、回転子の端面を覆い撹拌を防止することができるため、冷凍機油の油分離効率を高めることが可能となる。これによって、圧縮機の信頼性、及び圧縮機を用いた冷凍サイクルの効率を高めることができるとともに、環境に優しい冷媒としての二酸化炭素が使用できるという利点がある。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明は、潤滑油を有する圧縮機に適用され、例えば、冷凍冷蔵庫、空調機、給湯機などの冷凍サイクルに用いられる圧縮機として適している。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図
【図２】図１に示すロータリ圧縮機のＺ―Ｚ矢視の横断面図
【図３】本発明の第２の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図
【図４】本発明の第３の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図
【図５】本発明の第４の実施例におけるロータリ圧縮機の縦断面図
【図６】本発明の第５の実施例におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図７】本発明の第６の実施例におけるスクロール圧縮機の縦断面図
【図８】従来のロータリ圧縮機の縦断面図
【図９】従来のスクロール圧縮機の縦断面図
【図１０】従来の圧縮機の油分離板の周辺の詳細断面図
【符号の説明】
【００４５】
１，３１  密閉容器
２，３２  シャフト
７        上軸受部材
７ａ      吐出孔
７ｂ，３６ａ，３６ｄ，４１ａ，４１ｄ  突出部
７ｃ，３６ｂ，４１ｂ  溝
１１，３９  固定子
１２，４０  回転子
１２ａ    回転子の下端面
１２ｂ    回転子の上端面
１７      下側空間
１９      上側空間
３６      軸受部材
４０ａ    回転子の右端面
４０ｂ    回転子の左端面
４１      副軸受部材
４７      右側空間
４９      左側空間
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７  遮蔽部材
【図１】
2006336463.tif 000003
【図２】
2006336463.tif 000004
【図３】
2006336463.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006336463.tif 000009
【図８】
2006336463.tif 000010
【図９】
2006336463.tif 000011
【図１０】
2006336463.tif 000012