(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器内に設けられた固定子および回転子からなる電動機と、上記回転子に嵌挿されるクランク軸により駆動される圧縮機構と、上記圧縮機構を潤滑する潤滑油を上記密閉容器で貯蔵する下部油溜りと、上記回転子の上端には上側バランスウエイトを備え、上記圧縮機構で圧縮された冷媒ガスを上記密閉容器内に吐出するとともに、吐出した冷媒ガスを上記電動機に形成したガス流路を通って上記電動機に対して下側の空間から上側の空間へ移動させた後に上記密閉容器外へ吐出する冷媒圧縮機において、
上記回転子は、上端の上記上側バランスウエイトの回転方向の先端部付近で動作圧に対して正圧になる領域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油を上記油戻し用流路へ導いて冷媒ガスと合流させることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項２】
密閉容器内に設けられた固定子および回転子からなる電動機と、上記回転子に嵌挿されるクランク軸により駆動される圧縮機構と、上記圧縮機構を潤滑する潤滑油を上記密閉容器で貯蔵する下部油溜りと、上記回転子の下端には下側バランスウエイトを備え、上記圧縮機構で圧縮された冷媒ガスを上記密閉容器内に吐出するとともに、吐出した冷媒ガスを上記電動機に形成したガス流路を通って上記電動機に対して下側の空間から上側の空間へ移動させた後に上記密閉容器外へ吐出する冷媒圧縮機において、
上記回転子は、下端の上記下側バランスウエイトの回転方向後端部付近で動作圧に対して負圧になる領域から上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油を上記油戻し用流路へ導いて冷媒ガスと合流させることを特徴とする冷媒圧縮機。
【請求項３】
上記回転子の上下両端間を軸方向に貫通する回転子風穴を複数個有し、上記回転子風穴のうちで少なくとも１個は上記油戻し流路を兼ね、上記密閉容器の下部の油溜まりから油を吸い上げて上記クランク軸のガス抜き穴から径方向外側に向かって噴出す油を導く流路と合流することを特徴とする請求項１または２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項４】
上記油戻し用流路は、上記回転子の外周側面のうちで、上記上側バランスウエイトの回転方向先端部付近の一部分を上端から下方向に切り欠いて、電動機に対して上側空間と、上記上側空間より下流側の空間を連通した流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項５】
上記油戻し用流路で冷媒ガスと合流された油は、上記回転子より下側の空間にある固定子側面に導かれることを特徴とする請求項２に記載の冷媒圧縮機。
【請求項６】
上記上側バランスウエイトの回転方向の先端部を位相基準に、上記上側バランスウエイトの回転方向の後端部に達するまでの回転方向角度の半分の範囲の領域に、上記の油戻し用流路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の冷媒圧縮機。
【請求項７】
上記油戻し用流路は、半円リング形状の上記下側バランスウエイトの内周より内側の領域の上記回転子の下端に開口されることを特徴とする請求項２に記載の冷媒圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートポンプ機器や冷凍サイクル機器に使用される電動機駆動型冷媒圧縮機について、油分離効果の高い構造への改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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クランク軸によって圧縮機構に伝達され、冷媒ガスを圧縮機構により圧縮している。圧縮機構で圧縮された冷媒ガスを密閉容器内に吐出し、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するが、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し、さらには、密閉容器内の貯油量が減少すると潤滑不良による信頼性低下を生じることが問題であった。
【０００３】
近年、圧縮機の小型化開発と、環境負荷を小さい代替冷媒（自然冷媒を含む）へ転換が加速され、密閉容器内での油分離技術を高度化することが求められている。一方、密閉容器内の油分離のメカニズムは複雑であり、かつ、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い。
【０００４】
例えば、電動機部ガス流路として、回転子の上下両端を軸方向に連通する複数の貫通穴からなる第１のガス流路（回転子風穴と略す）と、回転子外周面と固定子内周面との間に確保されるエアギャップと固定子における巻線収容スロットの開口から固定子の内周面にかけて形成される溝部からなる第２のガス流路と、固定子の巻線よりも外周側で密閉容器内壁より内側に形成されモータの上下両端を軸方向に連通する複数の貫通穴からなる第３のガス流路とが設けられ、第１のガス流路である回転子風穴の流路断面積が最も大きい冷媒圧縮機に、円板状の油分離板をクランク軸に締まり嵌めにて嵌挿し、油分離板を回転子風穴上端から所定の間隔を隔てて保持することが開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、バランスウエイトを利用してガス抜き穴から噴出する油を衝突部に衝突させて大きな固まりにして還流するロータリ圧縮機が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
また、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し、電動機回転子の上部に取り付けたファンの回転によって、冷媒ガス流れを制御するとともに、油分離を促進する高圧シェル型スクロール圧縮機が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２５４２１４０号公報
【特許文献２】特開２０００−２１３４８３号公報
【特許文献３】特許３９２５３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１に開示される冷媒圧縮機では、電動機上側空間の油分離用回転円板で分離した油は、回転子や固定子の上側に溜り易く且つ密閉容器外に吐出され易いため、その結果、潤滑に有効な貯油量が減少し易いという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に開示されるロータリ圧縮機では、ガス抜き穴から噴出する油は通常小さい（粒子径１０μｍ以上５０μｍ以下）ので、外周に３ｍ／秒で噴出しても１０ｍｍも進まず、冷媒ガス流れに支配されてしまうため、結局大部分の油は回転子風穴へ流れ込む冷媒ガス流れに巻き上げられて、期待される効果を得ることは難しい。
また、特許文献３に開示されるスクロール圧縮機においても、回転子や固定子の上側に溜り易いため、特許文献１に開示される冷媒圧縮機と同様の問題がある。
【００１０】
この発明の目的は、圧縮機構に供給する潤滑油を冷媒回路に持ち出す吐出量が少ない冷媒圧縮機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る冷媒圧縮機は、密閉容器内に設けられた固定子および回転子からなる電動機と、上記回転子に嵌挿されるクランク軸により駆動される圧縮機構と、上記圧縮機構を潤滑する潤滑油を上記密閉容器で貯蔵する下部油溜りと、上記回転子の上端には上側バランスウエイトを備え、上記圧縮機構で圧縮された冷媒ガスを上記密閉容器内に吐出するとともに、吐出した冷媒ガスを上記電動機に形成したガス流路を通って上記電動機に対して下側の空間から上側の空間へ移動させた後に上記密閉容器外へ吐出する冷媒圧縮機において、上記回転子は、上端の上記上側バランスウエイトの回転方向の先端部付近で動作圧に対して正圧になる領域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油を上記油戻し用流路へ導いて冷媒ガスと合流させる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る冷媒圧縮機の効果は、ガス抜き穴から噴出する油が、上昇流の上昇ガス流路に流れ込む冷媒ガスの流れに巻き上げられないで、密閉容器内の下部油溜りに還流されやすくなり、圧縮機から冷媒回路へ持ち出す油吐出量を低減でき、熱交換器の性能低下を抑えることができるとともに、密閉容器内の貯油量が減少し潤滑不良による信頼性低下を抑えることができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機の構造を示す縦断面図である。図２は、図１のＡ横断面における配置図である。図３は、図１のＢ横断面における配置図である。
最初に、この発明の実施の形態１に係る冷媒圧縮機としてのロータリ圧縮機の基本構造および動作を説明する。
この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機は、図１に示すように、固定子７および回転子６を有する電動機と、電動機による回転力がクランク軸３によって伝達されるとともにシリンダ室４内で冷媒ガスを圧縮する圧縮機構と、を備えている。
【００１４】
圧縮機構は、上側軸受け部材１１、下側軸受け部材１２、および上側軸受け部材１１と下側軸受け部材１２とに挟まれたシリンダ１３、上側軸受け部材１１、下側軸受け部材１２、およびシリンダ１３により形成されるシリンダ室４、クランク軸３に偏心して設けられ且つクランク軸３の回転に伴って回転する円柱状の偏心ピン部１５、シリンダ室４内を偏心ピン部１５の回転により偏心ピン部１５の外周に接しながら公転する円筒状の回転ピストン１６を備えている。
【００１５】
そして、圧縮機構では、冷媒ガス吸入管２１から吸入された冷媒ガスは、回転ピストン１６の公転により、シリンダ室４内部で圧縮される。圧縮された冷媒ガスは、所定の圧力になると上側軸受け部材１１の上面に設けられた図示しない弁を押し上げて、吐出ポートを開くことにより、吐出マフラ１７で囲まれた空間から電動機下側空間５および固定子外周部切り欠き２７ｂを通って、電動機上側空間９および図示しない吐出管を順次通過し、凝縮器に送られる。
【００１６】
クランク軸３には、軸方向に回転ポンプ作用で下部油溜り２より油２０を吸い上げる中空穴３ａが開けられている。また、クランク軸３には、各給油箇所に中空穴３ａから連なる径方向に向かって給油穴３ｂ、３ｃが開いられている。また、クランク軸３には、中空穴３ａの頂部付近に外周に吹き出すガス抜き穴３ｄが開けられている。
【００１７】
積層鋼板からなる回転子６は、上端側から回転子上部固定基板３３で、下端側から回転子下部固定基板３４で挟まれている。そして、回転子上部固定基板３３の上側には、図２に示すように、半円環状の上側バランスウエイト３１が回転子上部固定基板３３の外周縁に沿って半周に亘って配置される。また、回転子下部固定基板３４の下側には、図３に示すように、半円環状の下側バランスウエイト３２が上側バランスウエイト３１の配置に対して逆位相になるよう回転子下部固定基板３４の外周縁に沿って半周に亘って配置されている。すなわち、逆位相とは回転子６の中心軸を中心線として上側バランスウエイト３１を１８０度回転した位置の中心軸方向に投影した位置に下側バランスウエイト３２が重なるよう配置されていることを意味する。そして、上側バランスウエイト３１および下側バランスウエイト３２は、クランク軸３と一体に回転して動的な質量バランスをとる。
【００１８】
また、回転子６、回転子上部固定基板３３および回転子下部固定基板３４には上下両端を軸方向に貫通する９個の穴からなるガス流路、すなわち回転子風穴２６が９本設けられている。なお、上側バランスウエイト３１の回転方向に向かった先頭から回転方向に位相が９０度前に進んだ回転子上部固定基板３３の位置までに設けられた回転子風穴２６を下降ガス流路２６ａとし、それ以外の回転子風穴２６を上昇ガス流路２６ｂで区別して表示する。そして、下降ガス流路２６ａの１つを油戻し用流路２８ａとして採用する。
なお、上側バランスウエイト３１および下側バランスウエイト３２の径方向に対して中心側に回転子上部固定基板３３および回転子下部固定基板３４に設けられた回転子風穴２６が開口している。
【００１９】
回転子下部固定基板３４には、クランク軸３に開けられたガス抜き穴３ｄから噴出する高濃度の油を外周方向に導く流路２３ａと、回転子６に開けられた下降ガス流路２６ａの１つに連なり且つ流路２３ａに連なる流路２３ｂとが設けられる。
流路２３ｂは、上端が下降ガス流路２６ａの下側出口に連なり、下端が下側バランスウエイト３２の側壁のガイド溝３２ｃの近傍に開口している。
そして、流路２３ｂ、流路２３ａおよび流路２３ｂに連なる下降ガス流路２６ａにより油戻し流路が構成される。
【００２０】
中空穴３ａの下端から回転ポンプ作用で下部油溜まり２より吸い上げられた油は、各給油箇所に開けられた給油穴３ｂ、３ｃから給油して潤滑する。
また、中空穴３ａの頂部付近に開けられたガス抜き穴３ｄから外周に吹き出された油は、下降ガス流路２６ａを下降してきた冷媒ガスと流路２３ａを経由して流路２３ｂで合流する。合流した油と冷媒ガスは、下側バランスウエイト３２の側壁のガイド溝３２ｃを伝って、密閉容器内下部油溜り２の方向に向かって噴出させられ、油を還流させる。
なお、下側バランスウエイト３２の側壁に衝突するように流出すれば、冷媒ガスと油とを分離し易い。
【００２１】
上述したように、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機では、回転子６に開けられた回転子風穴２６のうち冷媒ガスが下降する下降ガス流路２６ａを油を下部油溜まり２より吸い上げて外周に吹き出すガス抜き穴３ｄと流路２３ａ、２３ｂで連通し、冷媒ガスと油とを合流しているが、下降ガス流路２６ａを決める手法について説明する。
図４は、下降ガス流路２６ａを求める数値計算の項目および条件を示す表である。図５は、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機のＡ横断面における静圧分布を示す図である。図６は、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機のＢ横断面における静圧分布を示す図である。
【００２２】
数値計算は、計算機速度２２．４ＧＦＬＯＰＳの電子計算機を用いて、３次元汎用熱流体解析ツール（ＳＴＡＲ−ＣＤ（ｖ３．２））で計算した。計算では、電動機の回転部（回転子６、回転子上部固定基板３３、回転子下部固定基板３４、上側バランスウエイト３１、下側バランスウエイト３２）を移動境界させて、非定常解析手法で計算した。
冷媒種は二酸化炭素、動作圧は１０ＭＰａ、冷媒流入量は９０ｋｇ／ｈである。
【００２３】
上部の回転部（回転子上部固定基板３３、上側バランスウエイト３１）に関しては、図５に示すように、上側バランスウエイト３１の回転方向の先端部３１ａ付近には、動作圧に対して正圧になる、すなわち６００Ｐａ以上になる領域４１ａを生じる。領域４１ａでの圧力の最大値は４１６０Ｐａである。
また、上側バランスウエイト３１の回転方向の後端部３１ｂ付近および上側バランスウエイト３１の内側の空間には、動作圧に対して負圧になる、すなわち負の圧力の絶対値が６００Ｐａ以上になる領域４１ｂを生じる。領域４１ｂでの負の圧力の絶対値の最大は４１６０Ｐａである。
【００２４】
下部の回転部（回転子下部固定基板３４、下側バランスウエイト３２）に関しては、図６に示すように、下側バランスウエイト３２の回転方向の先端部３２ａ付近には、動作圧に対して正圧になる、すなわち７４０Ｐａ以上になる領域４２ａを生じる。領域４２ａでの圧力の最大値は５１２０Ｐａである。
また、下側バランスウエイト３２の回転方向の後端部３２ｂ付近および下側バランスウエイト３２の内側の空間には、動作圧に対して負圧になる、すなわち負の圧力の絶対値が６９０Ｐａ以上になる領域４２ｂを生じる。領域４２ｂでの負の圧力の絶対値の最大は４９６０Ｐａである。
【００２５】
そして、９本の回転子風穴２６のうち、上側バランスウエイト３１の回転方向の先端部３１ａから回転方向に向かって９０度前方の位置までに回転子上部固定基板３３に開けられた回転子風穴２６は、付近に動作圧に対して正圧になる領域４１ａが生じる。一方、回転子下部固定基板３４の回転子風穴２６の他端が開口している付近に動作圧に対して負圧になる領域４２ｂが生じるので、回転子風穴２６の両端には大きな圧力差が生じ、回転子６の上側から下側に下降流が生じる。
そして、下降流の生じる回転子風穴２６ａに中空穴３ａの頂部から連なる流路２３ｂが連なるので、中空穴３ａからの油は下降流により下部油溜まり２に戻される。
【００２６】
この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機では、ガス抜き穴３ｄから噴出する油は、上昇流の上昇ガス流路２６ｂへ流れ込む冷媒ガスの流れに巻き上げられないで、密閉容器内の下部油溜り２に還流されやすくなり、圧縮機から冷媒回路へ持ち出す油吐出量を低減でき、熱交換器の性能低下を抑えることができるとともに、密閉容器内の貯油量が減少し潤滑不良による信頼性低下を抑えることができる。
【００２７】
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２に係るよるロータリ圧縮機の構造を示す縦断面図である。図８は、図７のＡ横断面における配置図である。図９は、図７のＢ横断面における配置図である。
この発明の実施の形態２に係るロータリ圧縮機は、この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機に油分離板３５が追加され、回転子６Ｂ、上側バランスウエイト３１Ｂ、下側バランスウエイト３２Ｂ、回転子上部固定基板３３Ｂ、回転子下部固定基板３４Ｂが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００２８】
リング状の油分離板３５は、クランク軸３の上端側に締まり嵌めにて嵌挿され、上側バランスウエイト３１Ｂの回転子風穴２６の上端から所定の間隔を隔てて保持されている。
この発明の実施の形態２に係る上側バランスウエイト３１Ｂは、この発明の実施の形態１に係る上側バランスウエイト３１と半円環状の幅が異なり、回転子６Ｂの上端面のほぼ半分を覆う面積である。そして、上側バランスウエイト３１Ｂを回転子上部固定基板３３Ｂに固定したとき回転子風穴２６に重畳する位置に貫通穴が開けられている。ゆえに、上側バランスウエイト３１Ｂの内側の領域がない。
この発明の実施の形態２に係る回転子上部固定基板３３Ｂは、この発明の実施の形態１に係る回転子上部固定基板３３の周側面にクランク軸３の軸方向に、回転子６Ｂを挟持したとき油戻し用流路２８ｂに重畳する位置に切り欠きが設けられている。
【００２９】
この発明の実施の形態２に係る下側バランスウエイト３２Ｂは、この発明の実施の形態１に係る下側バランスウエイト３２と半円環状の幅が異なり、回転子６Ｂの下端面のほぼ半分を覆う面積である。そして、下側バランスウエイト３２Ｂを回転子下部固定基板３４Ｂに固定したとき回転子風穴２６に重畳する位置に貫通穴が開けられている。ゆえに、下側バランスウエイト３２Ｂの内側の領域がない。
この発明の実施の形態２に係る回転子下部固定基板３４Ｂは、この発明の実施の形態１に係る回転子下部固定基板３４の周側面にクランク軸３の軸方向に、回転子６Ｂを挟持したとき油戻し用流路２８ｂに重畳する位置に切り欠きが設けられている。また、油戻し用流路２８ｂに連なる流路２３Ｂｂの一端が電動機下部コイル部７ｂに対向する側面に開口する。
【００３０】
この発明の実施の形態２に係る回転子６Ｂは、この発明の実施の形態１に係る回転子６の周側面にクランク軸３に水平な油戻し流路２８ｂとしての切り欠きが設けられている。回転子上部固定基板３３Ｂに油戻し用流路２８ｂの一端が現れる箇所は、上側バランスウエイト３１Ｂの回転方向の先端部３１ａから回転方向に位相が少し進んだ位置である。
【００３１】
ガス抜き穴３ｄから噴出する高濃度の油を漏らさないように流路２３ｂに導く流路２３ａを、回転子下部固定基板３４Ｂ内に形成し、さらに、油戻し用流路２８ａに合流したのち、固定子下部コイル７ｂまで導く流路２３ｂを下側バランスウエイト３２内に形成し、電動機下部コイル部７ｂに向かって斜め下向きに噴出させる。
このように、電動機下部コイル部７ｂに油を付着させることにより、冷媒ガスと油が分離し易くなる。
リング状の油分離板３５をクランク軸３の上端側に締まり嵌めにて嵌挿し、油分離板３５を回転子風穴２６の上端から所定の間隔を隔てて保持した。
【００３２】
電動機上側空間９の油分離板３５で分離した油は、回転子６Ｂや固定子７の上側に溜りやすい。特に、回転子６Ｂの外周上部の固定子７との間に油溜り２０ｂを発生しやすい。通常、エアギャップのような狭い隙間に溜まる油は、重力に比べて流路上下差圧による押し上げ力が大きくなると、粘度の高い油は溜まりやい。そこで、上側バランスウエイト３１Ｂの回転方向の先端部３１ａ付近に、回転子６Ｂの外周面を軸方向に一部切欠いた切り欠き溝で、固定子７の上下端を貫通するように油戻し流路２８ｂを形成した。
上側バランスウエイト３１Ｂの回転方向の先端部３１ａ付近の正圧を利用することで、固定子７の上部に発生する油溜り２０ｂに溜まる油を、上流側の電動機下側空間５へ積極的に戻すことができる。
このように電動機下部コイル部７ｂまで油を導けば、油は電動機下部コイル部７ｂに付着し、冷媒ガスと油との分離を促進することができる。
【００３３】
このような構成によれば、電動機上側空間で分離された油は、固定子の上側に溜ることなくなり、電動機下側空間へ、さらには、下部油溜りへ還流することが可能となり、圧縮機外への油吐出量を低減し、かつ、封入した潤滑油を有効活用するため、熱交換器の性能低下を抑える効果と、密閉容器内の貯油量が減少し潤滑不良による信頼性低下を抑える効果が得られる。
【００３４】
実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の構造を示す縦断面図である。図１１は、図１０のＡ横断面における配置図である。図１２は、この発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の回転子上部の斜視図である。
この発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機は、スクロール圧縮機構および電動機を備え、スクロール圧縮機は一般的なものなので構成を簡単に説明する。また、電動機は油戻し流路を追加したことが異なり、それ以外は一般的なものなので構成を簡単に説明する。
【００３５】
スクロール圧縮機構は、固定スクロール５１、主軸受け５４および副軸受け５５で回転自由に支持されるクランク軸３、クランク軸３の一端に嵌挿されて駆動されるとともに固定スクロール５１との間に圧縮室を形成する揺動スクロール５２を備える。
電動機は、クランク軸３に嵌挿された回転子６および固定子７を備える。回転子６にはクランク軸３の軸方向に貫通する回転子風穴２６が設けられ、回転子６の上端に上側バランスウエイト３１および油分離用ファンを構成するはね３６、下端に下側バランスウエイト３２が固定されている。また、回転子６の外周面には、上側バランスウエイト３１が固定されている上端面からクランク軸３の軸方向に所定の長さの回転子切り欠き２８ｃが設けられている。
【００３６】
また、回転子風穴２６の回転子６の上端面に開口している開口から所定の距離離間した油分離用カップ３７がクランク軸３に嵌挿されている。そして、油分離用カップ３７には油抜き孔３７ａが開けられている。
固定子７の外周面には、クランク軸３の軸方向に連なる固定子外周部切り欠き２７ｂが設けられている。また、固定子７には、固定子７を径方向に貫通する固定子径方向貫通孔２７ｃが、一端が回転子切り欠き２８ｃの下端に対向し、他端で固定子外周部切り欠き２７ｂに連なるように設けられている。
【００３７】
次に、冷媒および潤滑油の流れを説明する。
冷媒ガス吸入管２１から吸入される低圧の冷媒が圧縮室に導かれ、揺動スクロール５２の偏心旋回運動にともなう圧縮室の容積の減少により冷媒が圧縮されて高圧となる。高圧になった冷媒は固定スクロール５１の吐出ポート１８から密閉容器１内の吐出空間９１に吐き出される。高圧になった冷媒が吐出空間９１に吐出されるとき一緒に潤滑油も吐出される。
【００３８】
吐出空間９１に吐出された冷媒および潤滑油は、圧縮機構と密閉容器１で形成される冷媒流路５７、固定子周部切り欠き２７ｂを、下方向に流れて、一旦、密閉容器１の下部空間へ下降し、折り返して電動機下側空間５に達する。そして、電動機下側空間５に達した冷媒および潤滑油は、回転子風穴２６を通って電動機上側空間９に達する。この行程で分離された潤滑油は密閉容器１の下部の油溜り２に還流される。
また、冷媒流路５７を流れてきた冷媒および潤滑油は、電動機上部コイル部７ａと圧縮機構との隙間を通って電動機上側空間９に達する分もある。なお、この隙間は、電動機上部コイル部７ａが圧縮機構と接触し電気的短絡をしないために設けられたものである。
【００３９】
電動機上側空間９に達した冷媒と潤滑油は油分離用カップ３７により分離され、分離された冷媒は圧縮機吐出ガイド５６の内側を通って圧縮機吐出管２２に達する。一方、分離された潤滑油は油分離用カップ３７の油抜き孔３７ａから径方向に吹き出されて一旦電動機上部コイル部７ａと回転子６との隙間の油溜まり２０に溜まる。油溜まり２０に溜まった潤滑油は、上側バランスウエイト３１の回転方向の先端部３１ａの付近が正圧になることから、回転子外周部切り欠き２８ｂを通って固定子外周部切り欠き２７ｂに押し出され、押し出された潤滑油は回転子外周部切り欠き２７ｂを通って密閉容器１の下部空間に流され、油溜まり２に戻される。
【００４０】
この発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機では、電動機上側空間９で分離された油は、固定子７の上側に溜ることなくなり、電動機より上流側の空間へ、さらには、油溜り２へ還流することができ、圧縮機外への油吐出量を低減し、かつ、封入した潤滑油を有効活用するため、熱交換器の性能低下を抑えることができるとともに、密閉容器１内の貯油量が減少し潤滑不良による信頼性低下を抑えることができる。
【００４１】
上述の実施の形態１と２では、高圧密閉シェル形、回転ピストン式ロータリ圧縮形の圧縮機について、上述の実施の形態３では、高圧密閉シェル形、スクロール圧縮形の圧縮機について説明したが、電動機の回転子６と固定子７の配置が同様であって、冷媒が電動機下側空間５から電動機上側空間９へ流れる圧縮機であれば、その他のシェル形式やその他の圧縮形式に拘わらずに、実施の形態１〜３と同様の手段を用いることにより同様の効果が得られる。例えば、半密閉式や中間圧シェル形式の圧縮機に実施の形態１〜３と同様の手段を用いることにより同様の効果が得られる。
また、例えば、スライデイングベーン式、スイング式などその他のロータリ圧縮方式の圧縮機に実施の形態１〜３と同様の手段を用いることにより同様の効果が得られる。
【００４２】
上述の実施の形態１と２では、回転子の上端と下端とにそれぞれに逆位相で取り付けられた上側バランスウエイトおよび下側バランスウエイトとを備えた場合で説明したが、
バランサウエイトが、回転子の上端もしくは下端のどちらか一方にしかない場合も（通常は、圧縮機構に近い側のバランスウエイトが必須であるが）、バランスウエイト回転方向先端部付近が正圧、バランスウエイト回転方向後端部付近が負圧である特性、また、バランスウエイト内周より内側の領域が負圧になりやすい特性を利用すれば、同様の手段を用いて同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機の構造を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ横断面における配置図である。
【図３】図１のＢ横断面における配置図である。
【図４】下降ガス流路を求める数値計算の項目および条件を示す表である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機のＡ横断面における静圧分布を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るロータリ圧縮機のＢ横断面における静圧分布を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係るよるロータリ圧縮機の構造を示す縦断面図である。
【図８】図７のＡ横断面における配置図である。
【図９】図７のＢ横断面における配置図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の構造を示す縦断面図である。
【図１１】図１０のＡ横断面における配置図である。
【図１２】この発明の実施の形態３に係るスクロール圧縮機の回転子上部の斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  密閉容器、２  油溜まり、３  クランク軸、３ａ  中空穴、３ｂ、３ｃ  給油穴、３ｄ  ガス抜き穴、４  シリンダ室、５  電動機下側空間、６、６Ｂ  回転子、７  固定子、７ａ  電動機上部コイル部、７ｂ  電動機下部コイル部、９  電動機上側空間、１１  上側軸受け部材、１２  下側軸受け部材、１３  シリンダ、１５  偏心ピン部、１６  回転ピストン、１７  吐出マフラ、１８  吐出ポート、２０  油、２１  冷媒ガス吸入管、２２  圧縮機吐出管、２３ａ、２３ｂ、２３Ｂｂ  流路、２６  回転子風穴、２６ａ  下降ガス流路、２６ｂ  上昇ガス流路、２７ｂ  固定子外周部切り欠き、２７ｃ  固定子径方向貫通孔、２８ａ、２８ｂ  流路、２８ｃ  回転子切り欠き、３１、３１Ｂ  上側バランスウエイト、３１ａ  先端部、３１ｂ  後端部、３２、３２Ｂ  下側バランスウエイト、３２ａ  先端部、３２ｂ  後端部、３２ｃ  ガイド溝、３３、３３Ｂ  回転子上部固定基板、３４、３４Ｂ  回転子下部固定基板、３５  油分離板、３７  油分離用カップ、３７ａ  油抜き孔、４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ  領域、５１  固定スクロール、５２  揺動スクロール、５４  主軸受け、５５  副軸受け、５６  圧縮機吐出ガイド、５７  冷媒流路、９１  吐出空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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