(57)【要約】【課題】モータのロータを効果的に低減できる高効率な圧縮機を提供する。【解決手段】密閉容器４０と、密閉容器４０内に配置された圧縮部と、密閉容器４０内に配置され、圧縮部を駆動するアウターロータモータとを備える。上記アウターロータモータは、ステータ４と、ステータ４の外周側に配置された略円筒形状のロータ６とを有する。そして、上記密閉容器４０の内周面の少なくともロータ６の外周面に対向する領域に親油性を持たせる表面処理が施されている。また、上記回転子(６)の外周面に撥油性を持たせる表面処理が施されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器(４０)と、
上記密閉容器(４０)内に配置された圧縮部(１０)と、
上記密閉容器(４０)内に配置され、上記圧縮部(１０)を駆動するアウターロータ型モータ(Ｍ)と
を備え、
上記アウターロータ型モータ(Ｍ)は、固定子(４)と、上記固定子(４)の外周側に配置された略円筒形状の回転子(６)とを有し、
上記密閉容器(４０)の内周面の少なくとも上記回転子(６)の外周面に対向する領域が親油性を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項２】
請求項１に記載の圧縮機において、
上記密閉容器(４０)の内周面の少なくとも上記回転子(６)の外周面に対向する領域に、親油性を持たせる表面処理が施されているか、または、親油性を有する材料を少なくとも含む親油性部材が形成されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項３】
請求項１に記載の圧縮機において、
上記密閉容器(４０)の内周面の少なくとも上記回転子(６)の外周面に対向する領域が、親油性を有する材料からなることを特徴とする圧縮機。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記密閉容器(４０)内の上側に上記圧縮部(１０)が配置され、
上記密閉容器(４０)内の上記圧縮部(１０)の下側かつ上記圧縮部(１０)に吸入されるべき低圧冷媒が満たされた低圧領域に上記アウターロータ型モータ(Ｍ)が配置されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項５】
密閉容器(４０)と、
上記密閉容器(４０)内に配置された圧縮部(１０)と、
上記密閉容器(４０)内に配置され、上記圧縮部(１０)を駆動するアウターロータ型モータ(Ｍ)と
を備え、
上記アウターロータ型モータ(Ｍ)は、固定子(４)と、上記固定子(４)の外周側に配置された略円筒形状の回転子(６)とを有し、
上記回転子(６)の外周面が撥油性を有することを特徴とする圧縮機。
【請求項６】
請求項５に記載の圧縮機において、
上記回転子(６)の外周面に、撥油性を持たせる表面処理が施されていることを特徴とする圧縮機。
【請求項７】
請求項５に記載の圧縮機において、
上記回転子(６)の外周部が撥油性を有する材料からなることを特徴とする圧縮機。
【請求項８】
請求項５乃至７のいずれか１つに記載の圧縮機において、
上記密閉容器(４０)内の上側に上記圧縮部(１０)が配置され、
上記密閉容器(４０)内の上記圧縮部(１０)の下側かつ上記圧縮部(１０)に吸入されるべき低圧冷媒が満たされた低圧領域に上記アウターロータ型モータ(Ｍ)が配置されていることを特徴とする圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機に関し、詳しくは、アウターロータ型モータを用いた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮機としては、密閉容器内に圧縮部を駆動するアウターロータ型モータを配置したものがある(例えば、実開昭６０−３１１７２号公報(特許文献１)、特開２００４−８４６５３号公報(特許文献２)、特開２００４−３０１０３８号公報(特許文献３)参照)。この圧縮機のアウターロータ型モータは、圧縮部の構成部品で支持されたステータと、そのステータの外側に配置された円筒形状のロータを備えている。
【０００３】
上記アウターロータ型モータは、小型で高出力を出せるが、ステータとロータ間のすきま以外の移動面(ロータの外周面)がインナーロータ型モータに比べてアウターロータ型モータでは大幅に増える。このようなアウターロータ型モータを、大気中に比べ雰囲気ガスの密度が大きい冷媒と冷凍機油が存在する密閉容器内で用いる場合、ロータの回転に伴う風損が大きくなる。
【０００４】
また、上記アウターロータ型モータを用いた圧縮機では、潤滑のための冷凍機油が油滴となって密閉容器内、特にモータの回転による遠心力によって密閉容器の内壁付近に飛散する。このロータの外壁付近の油滴は、他の油滴と互いに衝突を繰返して油滴径が成長し、密閉容器の内壁とロータの外周面との間では、大きくなった油滴のせん断破壊を伴う粘性損失が生じる。
【０００５】
このように、上記従来のアウターロータ型モータを用いた圧縮機では、ロータの風損や撹拌損が増大するため、圧縮機の効率を低下させるという問題がある。
【特許文献１】実開昭６０−３１１７２号公報
【特許文献２】特開２００４−８４６５３号公報
【特許文献３】特開２００４−３０１０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、モータのロータの風損や撹拌損を効果的に低減できる高効率な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】
【０００７】
上記課題を解決するため、第１の発明の圧縮機は、
密閉容器と、
上記密閉容器内に配置された圧縮部と、
上記密閉容器内に配置され、上記圧縮部を駆動するアウターロータ型モータと
を備え、
上記アウターロータ型モータは、固定子と、上記固定子の外周側に配置された略円筒形状の回転子とを有し、
上記密閉容器の内周面の少なくとも上記回転子の外周面に対向する領域が親油性を有することを特徴とする。
【０００８】
上記構成の圧縮機によれば、潤滑のための冷凍機油が油滴となって回転子の回転による遠心力によって密閉容器の内壁付近に飛散する。このとき、密閉容器の内周面の少なくとも回転子の外周面に対向する領域が親油性を有することによって、その親油性を有する密閉容器の内周面に油膜が形成され、この油膜に油滴が吸収されて下方に流れる。これによって、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴が渡るのが抑えられ、この間における油滴のせん断破壊による粘性損失も低減される。したがって、密閉容器内の油滴が多量に存在する最外周部での油戻し特性を高めて、アウターロータ型モータの上部での油溜りを防止し、油滴に起因するロータの風損や撹拌損を効果的に低減でき、効率を向上できる。
【０００９】
また、一実施形態の圧縮機は、上記密閉容器の内周面の少なくとも上記回転子の外周面に対向する領域に、親油性を持たせる表面処理が施されている。
【００１０】
また、一実施形態の圧縮機は、上記密閉容器の内周面の少なくとも上記回転子の外周面に対向する領域が親油性を有する材料からなる。
【００１１】
また、一実施形態の圧縮機は、
上記密閉容器内の上側に上記圧縮部が配置され、
上記密閉容器内の上記圧縮部の下側かつ上記圧縮部に吸入されるべき低圧冷媒が満たされた低圧領域に上記アウターロータ型モータが配置されている。
【００１２】
上記実施形態の圧縮機によれば、上記アウターロータ型モータが配置された低圧領域から上側の圧縮部に低圧冷媒が吸い込まれる構成において、例えば固定子内に軸方向に設けられた流路に下側から上側に冷媒流れが生じて、アウターロータ型モータの上部から密閉容器内の最外周部に油滴が多量に飛散しても、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴を上側から下側に容易に戻るようになる。
【００１３】
また、第２の発明の圧縮機は、
密閉容器と、
上記密閉容器内に配置された圧縮部と、
上記密閉容器内に配置され、上記圧縮部を駆動するアウターロータ型モータと
を備え、
上記アウターロータ型モータは、固定子と、上記固定子の外周側に配置された略円筒形状の回転子とを有し、
上記回転子の外周面が撥油性を有することを特徴とする。
【００１４】
上記構成の圧縮機によれば、潤滑のための冷凍機油が油滴となって回転子の回転による遠心力によって密閉容器の内壁付近に飛散する。このとき、回転子の外周面が撥油性を有することによって、その撥油性を有する回転子の外周面に油滴が付着しない。これによって、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴が渡るのが抑えられ、この間における油滴のせん断破壊による粘性損失も低減される。したがって、密閉容器内の油滴が多量に存在する最外周部での油戻し特性を高めて、アウターロータ型モータの上部での油溜りを防止し、油滴に起因するロータの風損や撹拌損を効果的に低減でき、効率を向上できる。
【００１５】
また、一実施形態の圧縮機は、上記回転子の外周面に、撥油性を持たせる表面処理が施されている。
【００１６】
また、一実施形態の圧縮機は、上記回転子の外周部が撥油性を有する材料からなる。
【００１７】
また、一実施形態の圧縮機は、
上記密閉容器内の上側に上記圧縮部が配置され、
上記密閉容器内の上記圧縮部の下側かつ上記圧縮部に吸入されるべき低圧冷媒が満たされた低圧領域に上記アウターロータ型モータが配置されている。
【００１８】
上記実施形態の圧縮機によれば、上記アウターロータ型モータが配置された低圧領域から上側の圧縮部に低圧冷媒が吸い込まれる構成において、例えば固定子内に軸方向に設けられた流路に下側から上側に冷媒流れが生じて、アウターロータ型モータの上部から密閉容器内の最外周部に油滴が多量に飛散しても、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴を上側から下側に容易に戻るようになる。
【００１９】
なお、この発明の圧縮機は、
密閉容器と、
上記密閉容器内に配置された圧縮部と、
上記密閉容器内に配置され、上記圧縮部を駆動するアウターロータ型モータと
を備え、
上記アウターロータ型モータは、固定子と、上記固定子の外周側に配置された略円筒形状の回転子とを有し、
上記密閉容器の内周面の少なくとも上記回転子の外周面に対向する領域が親油性を有すると共に、
上記回転子の外周面が撥油性を有するものであってもよい。
【００２０】
上記構成の圧縮機によれば、潤滑のための冷凍機油が油滴となって回転子の回転による遠心力によって密閉容器の内壁付近に飛散する。このとき、密閉容器の内周面の少なくとも回転子の外周面に対向する領域が親油性を有すると共に、回転子の外周面が撥油性を有することによって、その親油性を有する密閉容器の内周面に油膜が形成され、この油膜に油滴が吸収されて下方に流れる一方、撥油性を有する回転子の外周面に油滴が付着しない。これによって、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴が渡るのが効果的に抑えられ、この間における油滴のせん断破壊による粘性損失が大幅に低減される。したがって、密閉容器内の油滴が多量に存在する最外周部での油戻し特性を高めて、アウターロータ型モータの上部での油溜りを防止し、油滴に起因するロータの風損や撹拌損をより効果的に低減でき、効率を向上できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上より明らかなように、第１,第２の発明の圧縮機によれば、モータのロータの風損や撹拌損を効果的に低減できる高効率な圧縮機を実現することができる。
【００２２】
また、一実施形態の圧縮機によれば、密閉容器の内周面の少なくとも回転子の外周面に対向する領域に、親油性を持たせる表面処理を施すという簡単な工程により、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴が渡るのを容易に抑えることができる。
【００２３】
また、一実施形態の圧縮機によれば、密閉容器の内周面の少なくとも回転子の外周面に対向する領域が親油性を有する材料からなることにより、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴が渡るのを容易に抑えることができる。
【００２４】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記回転子の外周面に、撥油性を持たせる表面処理を施すという簡単な工程により、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴が渡るのを容易に抑えることができる。
【００２５】
また、一実施形態の圧縮機によれば、上記回転子の外周部が撥油性を有する材料からなることにより、密閉容器の内周面と回転子の外周面との間で油滴が渡るのを容易に抑えることができる。
【００２６】
また、一実施形態の圧縮機によれば、アウターロータ型モータが配置された低圧領域から上側の圧縮部に低圧冷媒が吸い込まれる構成において、特にこの発明の効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の圧縮機を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２８】
図１はこの発明の実施の一形態のスクロール圧縮機の要部の縦断面図を示している。
【００２９】
このスクロール圧縮機は、図１に示すように、本体部１と、上記本体部１から延びる円筒形状の支持部２と、上記支持部２内に嵌合された主軸３と、上記支持部２の外周に固定された固定子としてのステータ４と、上記支持部２から突出した主軸３の先端側に回転子用支持部材の一例としてのロータ支持部５を介して固定され、ステータ４の外周側を囲うように配置された回転子としての円筒形状のロータ６とを密閉容器４０内に備えている。このスクロール圧縮機では、本体部１と支持部２を一体に形成している。上記支持部２の内側かつ本体部１側から所定の間隔をあけて設けられた主軸受(図示せず)と副軸受(図示せず)によって、主軸３を回転自在に支持している。
【００３０】
上記主軸３とステータ４およびロータ６でアウターロータ型モータＭを構成している。また、上記ロータ６には、鉄等の高透磁率材からなるロータコア内部に周方向に所定の間隔をあけて複数の板状の永久磁石１４が埋め込まれている。
【００３１】
上記密閉容器４０内かつ本体部１の上側に圧縮部１０を配置している。この圧縮部１０は、本体部１の上側に固定された固定スクロール１１と、上記固定スクロール１１に重ね合わされ、本体部１により公転可能に支持された旋回スクロール１２とを有する。上記旋回スクロール１２は、鏡板１２aと、その鏡板１２aに設けられた渦巻き状のラップ(図示せず)とを有している。上記旋回スクロール１２の渦巻き状のラップは、固定スクロール１１に設けられた渦巻き状のラップと互いにかみ合わされて、固定スクロール１１と旋回スクロール１２との間に複数の圧縮室を形成する。また、上記旋回スクロール１２の鏡板１２aの下側にボス１３を立設し、そのボス１３に内嵌する偏心軸(図示せず)を主軸３の上端側に設けている。
【００３２】
また、上記圧縮部１０の下側の密閉容器４０の側壁に低圧冷媒を吸い込むための吸込口(図示せず)を設けると共に、圧縮部１０の上側の密閉容器４０の天板に高圧冷媒を吐出する吐出口(図示せず)を設けている。
【００３３】
図２は上記スクロール圧縮機の要部の拡大断面図を示している。
【００３４】
図２に示すように、上記支持部２に外嵌されたステータ４の内側かつ支持部２近傍に軸方向に沿って複数の第１流路２１を形成している。また、上記ステータ４の外周とロータ６の内周との間に形成される第２流路２２(エアギャップ部)を形成し、ロータ６の外周と密閉容器４０の内壁との間の第３流路２３を形成している。
【００３５】
また、上記密閉容器４０の内壁に親油性を持たせる表面処理をすると共に、ロータ６の外周面に撥油性を持たせる表面処理をしている。
【００３６】
ここで、親油性を持たせる表面処理に用いるコーティング剤の例としては、メチルペンテンコポリマーを用いたＴＰＸ(登録商標；三井化学製)やオレフィンなどのようにメチル基やエチル基を末端や側鎖にもつ材料等が挙げられる。
【００３７】
また、撥油性を持たせる表面処理に用いるコーティング剤の例としては、ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)などを用いたテフロン(登録商標；米国デュポン社)系やシリコン系材料等が挙げられる。
【００３８】
次に、図３は比較例としての圧縮機の要部の運転時の拡大断面図を示している。この比較例の圧縮機は、本発明の実施の形態の圧縮機と比較するためのものであって、本発明ではない。図３に示す比較例としての圧縮機は、密閉容器の内壁およびロータの外周面に表面処理が施されていない以外は、この発明の図１,図２に示す圧縮機と同一の構成をしている。
【００３９】
図３に示すように、アウターロータ型モータＭが密閉容器４０内かつ圧縮部１０(図１に示す)の下側の低圧領域に配置されているので、圧縮部１０に低圧冷媒が吸入されることによって、第１,第２流路２１,２２に下側から上側に冷媒流れが生じる。なお、上記圧縮部１０の吸入口(図示せず)は、アウターロータ型モータＭが配置されている低圧領域に開口するように本体部１の下側に設けられている。また、圧縮部１０の吐出口(図示せず)は、圧縮部１０の高圧領域に開口するように固定スクロール１１の上側に設けられている。
【００４０】
図３に示すように、ロータ６の回転による遠心力によって、油滴が半径方向外向に密閉容器４０の内壁付近に飛散する。この圧縮機では、密閉容器４０の内壁とロータ６の外周面との間の第３流路２３内の油滴は、他の油滴と互いに衝突を繰返して油滴径が成長し、密閉容器４０の内壁とロータ６の外周面との間に渡る油滴３１となる。これら油滴３１のせん断破壊を伴う粘性損失が圧縮機の効率を低下させる。
【００４１】
これに対して、この発明の実施の形態の図１,図２に示す圧縮機では、上記密閉容器４０の内壁に親油性を有することによって、図４に示すように、密閉容器４０の親油性を持たせる表面処理が施された内壁に油膜２０が形成され、この油膜３２に油滴が吸収されて下方に流れる。一方、ロータ６の撥油性を持たせる表面処理が施された外周面には、油滴が付着しない。これにより、密閉容器４０の内壁とロータ６の外周面との間で油滴が渡るのが抑えられ、この間における油滴のせん断破壊による粘性損失も低減される。
【００４２】
したがって、密閉容器４０内の油滴が多量に存在する最外周部での油戻し特性を高めて、アウターロータ型モータＭの上部での油溜りを防止し、油滴に起因するモータのロータの風損や撹拌損を効果的に低減でき、効率を向上できる。
【００４３】
上記実施の形態では、スクロール圧縮機に用いられるアウターロータ型モータについて説明したが、ロータリ圧縮機などの他の構成の圧縮機にこの発明を適用してもよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、密閉容器４０の内壁に親油性を持たせる表面処理を施した圧縮機について説明したが、密閉容器の内壁を覆う親油性を有する材料からなるカバーを別に設けてもよいし、密閉容器の内周面の少なくとも回転子の外周面に対向する領域が親油性を有する材料からなるものであってもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態では、ロータ６の外周面に撥油性を持たせる表面処理を施した圧縮機について説明したが、回転子の外周面に撥油性を有する部材からなるカバーを別に設けてもよいし、回転子の外周部が撥油性を有する部材からなるものであってもよい。
【００４６】
さらに、上記実施の形態では、密閉容器４０の内壁に親油性を持たせる表面処理を施すと共に、ロータ６の外周面に撥油性を持たせる表面処理を施したが、密閉容器の内壁に親油性を持たせる表面処理、または、回転子の外周面に撥油性を持たせる表面処理のいずれか一方のみを行ったものであってもよい。また、表面処理の代わりに、親油性を有する材料からなるカバーを密閉容器の内壁を覆うように設けてもよいし、撥油性を有する部材からなるカバーのみを回転子の外周面を覆うように設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態の圧縮機の縦断面図である。
【図２】図２は上記圧縮機の要部の拡大断面図である。
【図３】図３は比較例としての圧縮機の要部の運転時の拡大断面図である。
【図４】図４は上記実施の形態の圧縮機の要部の運転時の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…本体部
２…支持部
３…主軸
４…ステータ
５…ロータ支持部
６…ロータ
７…ボス
１０…圧縮部
１１…固定スクロール
１２…旋回スクロール
１２a…鏡板
１３…ボス
１４…永久磁石
２１…第１流路
２２…第２流路
２３…第３流路
３１…油滴
３２…油膜
４０…密閉容器
Ｍ…アウターロータ型モータ
【図１】
2007211674.tif 000003
【図２】
2007211674.tif 000004
【図３】
2007211674.tif 000005
【図４】
2007211674.tif 000006