(57)【要約】【課題】  中間圧冷媒ガスに伴われて高段側圧縮機構に吸入される潤滑油量を低減することにより油循環率を低減し、システム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる多段圧縮機を提供することを目的とする。【解決手段】  電動モータ４を挟んでその下部および上部に低段側圧縮機構２および高段側圧縮機構３を設置するとともに、低段側圧縮機構２で圧縮された中間圧冷媒ガスを密閉ハウジング１０内に吐き出し、該中間圧冷媒ガスを高段側圧縮機構３により吸入して２段圧縮する多段圧縮機において、電動モータ４内を流通後に高段側圧縮機構３へと吸入される中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油を遠心分離する油分離板４５を、電動モータ４のロータ６の一端側に回転軸７を貫通させて設けた。【選択図】      図２
2009047039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉ハウジング内のほぼ中央部に電動モータを設置し、該電動モータにより回転軸を介して駆動される低段側圧縮機構および高段側圧縮機構を、前記電動モータを挟んでその下部および上部に設置するとともに、前記低段側圧縮機構で圧縮された中間圧冷媒ガスを前記密閉ハウジング内に吐き出し、該中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構により吸入して２段圧縮する多段圧縮機において、
前記電動モータ内を流通後に前記高段側圧縮機構へと吸入される前記中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油を遠心分離する油分離板を、前記電動モータのロータの一端側に前記回転軸を貫通させて設けたことを特徴とする多段圧縮機。
【請求項２】
前記油分離板に設けられる前記回転軸が貫通する貫通孔を、その内周端が前記ロータに設けられているガス通路孔よりも中心側に位置されるように設けたことを特徴とする請求項１に記載の多段圧縮機。
【請求項３】
前記貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間を、シール部材によりシールしたことを特徴とする請求項２に記載の多段圧縮機。
【請求項４】
前記電動モータ内を流通して該電動モータと前記高段側圧縮機構との間に流動された前記中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構の吸入口に導くガス通路の入口を、前記電動モータのステータコイルエンドよりも内周側に設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の多段圧縮機。
【請求項５】
前記ガス通路の一部を、前記高段側圧縮機構の支持部材の外周面と前記密閉ハウジングの内周面との間に形成したことを特徴とする請求項４に記載の多段圧縮機。
【請求項６】
前記支持部材の外周面と前記密閉ハウジングの内周面との間に形成した前記ガス通路の一部を、その下方隙間に対してシール部材によりシールしたことを特徴とする請求項５に記載の多段圧縮機。
【請求項７】
前記ガス通路の一部を、前記高段側圧縮機構の支持部材の下面と該支持部材を前記密閉ハウジング内部に固定設置するブラケットの上面との間に形成したことを特徴とする請求項４に記載の多段圧縮機。
【請求項８】
前記ブラケットの内周端を、前記電動モータのステータコイルエンドよりも内周側まで伸張したことを特徴とする請求項７に記載の多段圧縮機。
【請求項９】
前記ブラケットの外周側下面を、下向きの傾斜面としたことを特徴とする請求項７または８に記載の多段圧縮機。
【請求項１０】
前記ブラケットに、その内周端を前記電動モータのステータコイルエンドよりも内周側まで伸張したプレートを設けたことを特徴とする請求項７に記載の多段圧縮機。
【請求項１１】
前記プレートの外周端を、下向きに曲げ形成し、傾斜面を構成したことを特徴とする請求項１０に記載の多段圧縮機。
【請求項１２】
前記電動モータ内を流通して該電動モータと前記高段側圧縮機構との間に流動された前記中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構の吸入口に導くガス通路を、前記高段側圧縮機構の支持部材の外周面と前記密閉ハウジングの内周面との間に形成するとともに、該ガス通路の入口付近に下向きに曲げ形成された邪魔板を設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の多段圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉ハウジング内に、電動モータにより駆動される低段側圧縮機構および高段側圧縮機構を設けた多段圧縮機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
密閉ハウジング内に、電動モータにより駆動される低段側圧縮機構および高段側圧縮機構を設けた多段圧縮機の１例として、密閉ハウジング内のほぼ中央部に電動モータを設置し、この電動モータを挟んでその下部に低段側ロータリ圧縮機構、上部に高段側スクロール圧縮機構を設置するとともに、この低段側ロータリ圧縮機構および高段側スクロール圧縮機構を電動モータにより回転軸を介して駆動するように構成した多段圧縮機が特許文献１に示されている。
【０００３】
上記の多段圧縮機は、冷凍サイクル側から吸入管を介して低圧冷媒ガスを低段側ロータリ圧縮機構に吸入して中間圧まで圧縮した後、この中間圧冷媒ガスをいったん密閉ハウジング内に吐き出し、その中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構により吸い込み、高温高圧状態に２段圧縮し、吐出管を経て外部に吐き出すように構成されており、密閉ハウジング内は中間圧冷媒ガス雰囲気とされるものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−８７０７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記多段圧縮機において、密閉ハウジング内に吐き出された中間圧冷媒ガスには、低段側ロータリ圧縮機構の潤滑に供された後、冷媒ガスと共に密閉ハウジング内に吐き出された潤滑油や、高段側スクロール圧縮機構を潤滑した後、高段側スクロール圧縮機構から密閉ハウジング内に沿って落下される潤滑油等が多量に溶け込んでおり、油リッチの状態となっている。この中間圧冷媒ガスは、電動モータの内部通路を流通してその上部空間に流動された後、高段側スクロール圧縮機構の吸入口へと導かれるが、その間に各部に衝突する等によって相当量の潤滑油は分離される。
【０００６】
しかしながら、密閉ハウジング内の中間圧冷媒ガスには、上記の如く多量の潤滑油が溶け込んでおり、その潤滑油が十分に分離されないまま冷媒ガスと共に高段側スクロール圧縮機構に吸い込まれる。この潤滑油は高段側スクロール圧縮機構から圧縮冷媒ガスに伴われて吐き出され、冷凍サイクル側に循環されることになる。この結果、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ）［全質量流量（冷媒流量＋潤滑油流量）に対する潤滑油の質量流量の比］が増加し、冷凍サイクル側での熱交換を阻害することによりシステム効率を低下させるとともに、圧縮機側において潤滑油不足に陥るおそれがある等の問題が発生する。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低段側圧縮機構から吐き出された中間圧冷媒ガスに伴われて高段側圧縮機構に吸入される潤滑油量を低減することにより油循環率を低減し、システム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる多段圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の多段圧縮機は、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる多段圧縮機は、密閉ハウジング内のほぼ中央部に電動モータを設置し、該電動モータにより回転軸を介して駆動される低段側圧縮機構および高段側圧縮機構を、前記電動モータを挟んでその下部および上部に設置するとともに、前記低段側圧縮機構で圧縮された中間圧冷媒ガスを前記密閉ハウジング内に吐き出し、該中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構により吸入して２段圧縮する多段圧縮機において、前記電動モータ内を流通後に前記高段側圧縮機構へと吸入される前記中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油を遠心分離する油分離板を、前記電動モータのロータの一端側に前記回転軸を貫通させて設けたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、低段側圧縮機構から吐き出され、電動モータ内を流通後に高段側圧縮機構へと吸い込まれる中間圧冷媒ガス中に溶け込んでいる潤滑油を、電動モータのロータの一端側に回転軸を貫通させて設けられ、ロータと共に回転する油分離板により遠心分離し、中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油量を低減した後、高段側圧縮機構へと吸入させることができる。これにより、中間圧冷媒ガスに伴われて高段側圧縮機構に吸入され、高圧圧縮ガスと共に外部に吐き出される潤滑油の量を低減することができる。従って、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ）［全質量流量（冷媒流量＋潤滑油流量）に対する潤滑油の質量流量の比］を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、圧縮機における潤滑油不足の発生を解消することができる。
【００１０】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記油分離板に設けられる前記回転軸が貫通する貫通孔を、その内周端が前記ロータに設けられているガス通路孔よりも中心側に位置されるように設けたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、油分離板に設けられる回転軸が貫通する貫通孔の内周端が、ロータに設けられているガス通路孔よりも中心側に位置されるため、ロータのガス通路孔を流通した潤滑油を含む中間圧冷媒ガスのすべてを回転している油分離板に衝突させ、その遠心分離作用により中間圧冷媒ガス中に含まれている潤滑油を分離することができる。これにより、中間圧冷媒ガスからの潤滑油の分離効率を高め、油循環率を低減してシステム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる。
【００１２】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記貫通孔の内周面と前記回転軸の外周面との間を、シール部材によりシールしたことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、油分離板の貫通孔と回転軸との間がシール部材によりシールされるため、潤滑油を含んだ中間圧冷媒ガスが貫通孔の隙間を通過して下流側に流通されることがなく、油分離板による潤滑油の分離効率を高めることができる。これにより、油循環率を一段と低減し、システム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる。
【００１４】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上述のいずれかの多段圧縮機において、前記電動モータ内を流通して該電動モータと前記高段側圧縮機構との間に流動された前記中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構の吸入口に導くガス通路の入口を、前記電動モータのステータコイルエンドよりも内周側に設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、中間圧冷媒ガスを高段側圧縮機構の吸入口に導くガス通路の入口が電動モータのステータコイルエンドよりも内周側に設けられるため、油分離板により遠心分離されて潤滑油がステータコイルエンドの外周側に流動され、潤滑油が少なくなっているステータコイルエンドの内周側領域からガス通路を介して中間圧冷媒ガスを高段側圧縮機構の吸入口に導くことができる。これにより、高段側圧縮機構に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を更に低減することができる。従って、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣ％）を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、圧縮機における潤滑油不足の発生を解消することができる。
【００１６】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記ガス通路の一部を、前記高段側圧縮機構の支持部材の外周面と前記密閉ハウジングの内周面との間に形成したことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、高段側圧縮機構に中間圧冷媒ガスを導くガス通路の一部が、高段側圧縮機構の支持部材の外周面と密閉ハウジングの内周面との間に形成されるため、ガス通路の一部を支持部材の外周面に鋳造時の型成形によって一体成形する等により、容易に形成することができる。これにより、ガス通路を形成する際の加工工数を低減し、製造コストを抑制することができる。
【００１８】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記支持部材の外周面と前記密閉ハウジングの内周面との間に形成した前記ガス通路の一部を、その下方隙間に対してシール部材によりシールしたことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、ガス通路の一部を下方隙間に対してシール部材によりシールしているため、支持部材の外周面と密閉ハウジングの内周面との間の隙間からガス通路への潤滑油を多量に含む中間圧冷媒ガスの流入を防止し、高段側圧縮機構に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を低減することができる。これにより、油循環率を低減し、システム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる。
【００２０】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記ガス通路の一部を、前記高段側圧縮機構の支持部材の下面と該支持部材を前記密閉ハウジング内部に固定設置するブラケットの上面との間に形成したことを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、高段側圧縮機構に中間圧冷媒ガスを導くガス通路の一部が高段側圧縮機構の支持部材の下面と該支持部材を密閉ハウジング内部に固定設置するブラケットの上面との間に形成されるため、ガス通路の加工を容易化することができる。これにより、ガス通路を形成する際の加工工数を低減し、製造コストを抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記ブラケットの内周端を、前記電動モータのステータコイルエンドよりも内周側まで伸張したことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、ブラケットの内周端が電動モータのステータコイルエンドよりも内周側まで伸張されているため、支持部材下面とブラケット上面との間に形成されるガス通路の入口を潤滑油が少なくなっているステータコイルエンドの内周側領域に開口させ、中間圧冷媒ガスを高段側圧縮機構の吸入口に導くことができる。これにより、高段側圧縮機構に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を低減し、油循環率を低減することができる。
【００２４】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上述のいずれかの多段圧縮機において、前記ブラケットの外周側下面を、下向きの傾斜面としたことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、高段側圧縮機構の支持部材を固定設置するブラケットの外周側下面が下向きの傾斜面とされているため、この傾斜面の邪魔板効果により中間圧冷媒ガス中からの潤滑油の分離を促進することができる。これによって、高段側圧縮機構に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を低減することができる。また、ブラケットの強度をアップし、高段側圧縮機構を密閉ハウジング内に強固に固定設置することができる。
【００２６】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記ブラケットに、その内周端を前記電動モータのステータコイルエンドよりも内周側まで伸張したプレートを設けたことを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、ブラケットに設けたプレートの内周端が電動モータのステータコイルエンドよりも内周側まで伸張されているため、支持部材の下面とブラケットの上面との間に形成されるガス通路の入口を潤滑油が少なくなっているステータコイルエンドの内周側領域に開口させ、中間圧冷媒ガスを高段側圧縮機構の吸入口に導くことができる。これにより、高段側圧縮機構に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を低減し、油循環率を低減することができる。
【００２８】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上記の多段圧縮機において、前記プレートの外周端を、下向きに曲げ形成し、傾斜面を構成したことを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、ブラケットに設けられるプレートの外周端が下向きに曲げ形成され、傾斜面が構成されるため、この傾斜面の邪魔板効果により中間圧冷媒ガス中からの潤滑油の分離を促進することができる。これにより、高段側圧縮機構に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を低減し、油循環率を低減することができる。
【００３０】
さらに、本発明の多段圧縮機は、上述のいずれかの多段圧縮機において、前記電動モータ内を流通して該電動モータと前記高段側圧縮機構との間に流動された前記中間圧冷媒ガスを前記高段側圧縮機構の吸入口に導くガス通路を、前記高段側圧縮機構の支持部材の外周面と前記密閉ハウジングの内周面との間に形成するとともに、該ガス通路の入口付近に下向きに曲げ形成された邪魔板を設けたことを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、中間圧冷媒ガスを高段側圧縮機構の吸入口に導くガス通路が支持部材の外周面と密閉ハウジングの内周面との間に形成され、その入口付近に下向きに曲げ形成された邪魔板が設けられるため、外周側に形成されるガス通路に向かう中間圧冷媒ガスの流れを下向きに曲げ形成された邪魔板によって下向きに方向転換することができる。その際に、中間圧冷媒ガスに含まれる潤滑油は慣性によりそのまま下向きに流動し、中間圧冷媒ガス中から分離される。これによって、中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量を低減し、その中間圧冷媒ガスを、ガス通路を介して高段側圧縮機構の吸入口へと導くことができる。従って、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ）を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、圧縮機における潤滑油不足の発生を解消することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によると、中間圧冷媒ガスに伴われて高段側圧縮機構に吸入され、高圧圧縮ガスと共に外部に吐き出される潤滑油の量を低減することができるため、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ）を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、圧縮機における潤滑油不足の発生を解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
図１には、低段側圧縮機構２と高段側圧縮機構３とを備えた冷凍空調用の多段圧縮機１の縦断面図が示されている。本実施形態では、便宜上、低段側圧縮機構２にロータリ圧縮機構、高段側圧縮機構３にスクロール圧縮機構を用いて構成した多段圧縮機１を例に説明するが、低段側圧縮機構２および高段側圧縮機構３は、上記圧縮機構に限定されるものでないことはもちろんである。
【００３４】
多段圧縮機１は、密閉ハウジング１０を備えている。密閉ハウジング１０内のほぼ中央部には、ステータ５とロータ６とから構成される電動モータ４が固定設置されている。ロータ６には、回転軸（クランク軸）７が一体に結合されている。この電動モータ４の下部には、低段側ロータリ圧縮機構２が設置されている。低段側ロータリ圧縮機構２は、シリンダ室２０を備え、密閉ハウジング１０に固定設置されるシリンダ本体２１と、シリンダ本体２１の上下に固定設置され、シリンダ室２０の上部および下部を密閉する上部軸受２２および下部軸受２３と、回転軸７のクランク部７Ａに嵌合され、シリンダ室２０の内周面を回動するロータ２４と、シリンダ室２０内を吸入側と吐出側とに仕切る図示省略のブレードおよびブレード押えバネ等とを備えた公知のロータリ圧縮機構により構成される。
【００３５】
この低段側ロータリ圧縮機構２は、吸入管２５を介してシリンダ室２０内に低圧の冷媒ガス（作動ガス）を吸入し、この冷媒ガスをロータ２４の回動により中間圧まで圧縮した後、吐出チャンバ２６を介して密閉ハウジング２内に吐き出すように構成されている。この中間圧冷媒ガスは、電動モータ４のロータ６に設けられているガス通路孔６Ａ等を流通して電動モータ４の上部空間に流動し、さらに高段側スクロール圧縮機構３へと吸入されて２段圧縮されるようになっている。
【００３６】
高段側スクロール圧縮機構３は、回転軸（クランク軸）７を支持する軸受３０が設けられ、密閉ハウジング２に固定設置される支持部材３１（フレーム部材または軸受部材とも云う。）と、それぞれ端板３２Ａ，３３Ａ上に立設される渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂを備え、渦巻き状ラップ３２Ｂ，３３Ｂ同士を互いに噛み合わせて支持部材３１上に組み付けることにより一対の圧縮室３４を構成する固定スクロール部材３２および旋回スクロール部材３３と、旋回スクロール部材３３と回転軸７の軸端に設けられる偏心ピン７Ｂとを結合し、旋回スクロール部材３３を公転旋回駆動する旋回ボス部３５と、旋回スクロール部材３３と支持部材３１との間に設けられ、旋回スクロール部材３３をその自転を阻止しつつ公転旋回させるオルダムリング等の自転阻止機構３６と、固定スクロール部材３２の背面に設けられる吐出弁４０と、固定スクロール部材３２の背面に固定設置され、固定スクロール部材３２との間に吐出チャンバ４１を形成する吐出カバー４２等とを備えた公知のスクロール圧縮機構により構成される。
【００３７】
上記の高段側スクロール圧縮機構３は、低段側ロータリ圧縮機構２により圧縮されて密閉ハウジング１０に吐き出された中間圧の冷媒ガスを圧縮室３４内に吸入し、この中間圧冷媒ガスを旋回スクロール部材３３の公転旋回駆動により高温高圧状態に圧縮した後、吐出弁４０を経て吐出チャンバ４１に吐き出すように構成されている。この高温高圧冷媒ガスは、吐出チャンバ４１から吐出管４３を経て圧縮機外部、すなわち冷凍サイクル側に導出されるようになっている。また、高段側スクロール圧縮機構３を構成する上記支持部材３１は、密閉ハウジング１０内に設けられたブラケット４４にネジによって固定設置されている。
【００３８】
また、回転軸（クランク軸）７の最下端部と低段側ロータリ圧縮機構２の下部軸受２３との間には、公知の容積形給油ポンプ１１が組み込まれている。この給油ポンプ１１は、密閉ハウジング１０の底部に充填されている潤滑油１２を汲み上げ、回転軸７内に設けられている給油孔１３を介して低段側ロータリ圧縮機構２および高段側スクロール圧縮機構３の軸受部等の所要潤滑箇所に潤滑油１２を強制給油できるように構成されている。
【００３９】
さらに、電動モータ４を構成するロータ６の上端側には、図２に示されるように、ロータ６と一体に回転される油分離板４５が設けられている。この油分離板４５は、ロータ６の上端に設けられたバランスウェイト４６に設置（バランスウェイトがない場合は、間座等を介して設置）される円板により構成され、その外径は、電動モータ４のステータコイルエンド５Ａの内周と僅かな隙間を保つ程度の大きさとされている。油分離板４５には、中心部に回転軸７が貫通する貫通孔４７が設けられている。この貫通孔４７は、その内周端がロータ６に設けられているガス通路孔６Ａよりも中心側に位置される大きさで、かつ回転軸７の外周面との間に形成される隙間が出来る限り小さくなるように設けられる。
【００４０】
以上説明の構成により、本実施形態によると、以下の作用効果を奏する。
吸入管２５を介して低段側ロータリ圧縮機構２のシリンダ室２０に吸入された低温低圧の冷媒ガスは、ロータ２４の回動により中間圧まで圧縮された後、吐出チャンバ２６に吐き出される。この中間圧冷媒ガスは、吐出チャンバ２６から電動モータ４の下部空間内に吐き出された後、電動モータ４のロータ６に設けられているガス通路孔６Ａ等を流通して電動モータ４の上部空間に流動される。
【００４１】
電動モータ４の上部空間に流動した中間圧冷媒ガスは、高段側スクロール圧縮機構３を構成する支持部材３１と密閉ハウジング２との間の隙間等を通り固定スクロール部材３２に設けられている高段側スクロール圧縮機構３の吸入口に導かれ、圧縮室３４内に吸入される。この中間圧冷媒ガスは、高段側スクロール圧縮機構３により高温高圧状態に２段圧縮された後、吐出弁４０から吐出チャンバ４１内に吐き出され、吐出管４３を介して圧縮機外部、すなわち冷凍サイクル側に導出される。
【００４２】
上記の２段圧縮過程において、低段側ロータリ圧縮機構２の潤滑に供された潤滑油１２の一部は、冷媒ガス中に溶け込み、中間圧冷媒ガスと共に密閉ハウジング１０内に吐き出される。さらに、この中間圧冷媒ガスには、高段側スクロール圧縮機構３に給油孔１３を介して給油され、高段側スクロール圧縮機構３を潤滑した後、密閉ハウジング１０内の底部に流下される潤滑油１２の一部が巻き込まれて溶け込む。潤滑油１２が溶け込んだ中間圧冷媒ガスは、ロータ６のガス通路孔６Ａ内を流通して電動モータ４の上部空間に流動する際に、ロータ６と共に回転している油分離板４５に衝突し、その遠心分離作用によって中間圧冷媒ガス中から潤滑油１２が分離される。
【００４３】
上記により遠心分離された潤滑油１２は、電動モータ４のステータコイルエンド５Ａの隙間を通ってその外周側に導かれ、密閉ハウジング１０の内周面に沿って底部へと流下される。一方、潤滑油１２が分離された中間圧冷媒ガスは、油分離板４５の外周隙間から電動モータ４の上部空間に流動され、そこから高段側スクロール圧縮機構３の吸入口へと導かれ、圧縮室３４内に吸入されて２段圧縮される。
【００４４】
このように、潤滑油１２を分離した中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３へと吸入させることができるため、中間圧冷媒ガスに伴われて高段側スクロール圧縮機構３に吸入され、高圧圧縮ガスと共に外部に吐き出される潤滑油１２の量を低減することができる。これにより、冷凍サイクル側に循環される潤滑油１２の油循環率（ＯＣＲ）［全質量流量（冷媒流量＋潤滑油流量）に対する潤滑油の質量流量の比］を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、圧縮機における潤滑油不足の発生を解消することができる。
【００４５】
また、油分離板４５には、貫通孔４７が設けられ、回転軸７が貫通されているが、この貫通孔４７は、その内周端がロータ６に設けられているガス通路孔６Ａよりも中心側に位置され、回転軸７との間に形成される隙間が出来るだけ小さくされている。このため、ロータ６のガス通路孔６Ａを流通した潤滑油１２を含む中間圧冷媒ガスは必ず油分離板４５に衝突され、その遠心分離作用により中間圧冷媒ガス中に含まれている潤滑油１２を分離することができる。従って、中間圧冷媒ガスからの潤滑油１２の分離効率を高め、油循環率をより低減してシステム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる。
【００４６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、油分離板５０の構成が異なる。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態の油分離板５０は、上記第１実施形態の油分離板４５に比べて板厚が厚くされている。そして、油分離板５０の中心部に設けられる回転軸７が貫通する貫通孔５１の内周面に、回転軸７の外周面との間の隙間をシールするＯリング等のシール部材５２を設けている。
【００４７】
上記のように、油分離板５０に設けられる貫通孔５１と回転軸７との間の隙間をシール部材５２によってシールすることにより、潤滑油１２を含んでいる中間圧冷媒ガスが貫通孔５１の隙間を通過して下流側に流通されることがなく、油分離板５０による潤滑油１２の分離効率を高めることができる。このため、高段側スクロール圧縮機構３に吸入される中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油１２の量をより低減することができる。従って、油循環率を一段と低減し、システム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる。
【００４８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１実施形態に対して、電動モータ４の上部空間から中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に導くガス通路５６の構成が異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に中間圧冷媒ガスを導くガス通路５６を支持部材３１内に穿設し、その入口５７を支持部材３１の下面３１Ａにおいて電動モータ４のステータコイルエンド５Ａよりも内周側に設けた構成としている。
【００４９】
上記のように、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に導くガス通路５６を支持部材３１内に設け、その入口５７を電動モータ４のステータコイルエンド５Ａよりも内周側に設けることによって、油分離板４５により遠心分離された潤滑油１２がステータコイルエンド５Ａの外周側に流動され、潤滑油１２が少なくなっているステータコイルエンド５Ａの内周側領域からガス通路５６を介して中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に導くことができる。このため、高段側スクロール圧縮機構３に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油１２の量を可及的に低減することができる。従って、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ）を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、圧縮機における潤滑油不足の発生を解消することができる。
【００５０】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１および第３実施形態に対して、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に導くガス通路５６の構成が一部異なる。その他の点については、第１および第３実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ガス通路５６の一部５８を、支持部材３１の外周面３１Ｂと密閉ハウジング１０の内周面１０Ａとの間に形成している。つまり、支持部材３１の外周面３１Ｂに鋳造時の型成形により溝５８Ａを一体成形し、この溝５８Ａと密閉ハウジング１０の内周面１０Ａとによってガス通路５６の一部５８を形成している。また、このガス通路５６の一部５８を、その下方の支持部材３１の外周面３１Ｂと密閉ハウジング１０の内周面１０Ａとの間の隙間に対してシールするため、ガス通路５６の下方にＯリング等のシール部材５９を設けている。
【００５１】
上記のように、支持部材３１の外周面３１Ｂに鋳造時の型成形によって溝５８Ａを成形し、この溝５８Ａと密閉ハウジング１０の内周面１０Ａとによってガス通路５６の一部５８を構成することにより、ガス通路５６の形成を容易化することができる。このため、ガス通路５６を形成する際の孔加工等の加工工数を低減し、製造コストを抑制することができる。また、ガス通路５６の一部５８をその下方隙間に対してシール部材５９によりシールしているため、支持部材３１と密閉ハウジング１０との間の隙間から潤滑油１２を含む中間圧冷媒ガスがガス通路５６に流入するのを防止し、高段側スクロール圧縮機構３に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油１２の量を可及的に低減することができる。これにより、油循環率を低減し、システム効率の向上と潤滑油不足の解消を図ることができる。
【００５２】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１、第３および第４実施形態に対して、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に導くガス通路５６の構成が一部異なる。その他の点については、第１、第３および第４実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ガス通路５６の一部６０を、支持部材３１の下面３１Ａとブラケット４４の上面４４Ａとの間に形成している。つまり、支持部材３１の下面３１Ａに鋳造時の型成形により溝６０Ａを一体形成し、この溝６０Ａとブラケット４４の上面４４Ａとによってガス通路５６の一部６０を構成している。
【００５３】
上記のように、支持部材３１の下面３１Ａに鋳造時の型成形により溝６０Ａを一体成形し、この溝６０Ａとブラケット４４の上面４４Ａとによってガス通路５６の一部６０を構成することにより、ガス通路５６の形成を容易化することができる。このため、ガス通路５６を形成する際の孔加工等の加工工数を低減し、製造コストを抑制することができる。
【００５４】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１、第３ないし第５実施形態に対して、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に導くガス通路５６の構成が一部異なる。その他の点については、第１、第３ないし第５実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ガス通路５６の入口５７を電動モータ４のステータコイルエンド５Ａよりも内周側に設けるに当たり、ブラケット４４の下面に内周端が電動モータ４のステータコイルエンド５Ａよりも内周側まで伸張されたプレート６１を設けている。
【００５５】
上記のように、ブラケット４４に設けたプレート６１の内周端が電動モータ４のステータコイルエンド５Ａよりも内周側まで伸張されているため、支持部材３１の下面３１Ａとブラケット４４の上面４４Ａとの間に形成されるガス通路５６の入口５７を、潤滑油１２が少なくなっているステータコイルエンド５Ａの内周側領域に開口させ、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口へと導くことができる。これにより、高段側スクロール圧縮機構３に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油１２の量を低減し、油循環率を低減することができる。この実施形態は、ブラケット４４の半径方向への突出量が短い場合に有効である。
【００５６】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第６実施形態に対して、プレート６１の構成が一部異なる。その他の点については、第１、第３ないし第６実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、上記した第６実施形態におけるプレート６１の外周端を、下向きに曲げ形成し、傾斜面６１Ａを構成している。
【００５７】
上記のように、ブラケット４４に設けられるプレート６１の外周端を下向きに曲げ形成し、傾斜面６１Ａを構成することにより、電動モータ４の上部空間において図中矢印の如く流動する潤滑油１２を含む中間圧冷媒ガスに対して、傾斜面６１Ａの邪魔板効果により中間圧冷媒ガス中からの潤滑油１２の分離を促進することができる。これによって、高段側スクロール圧縮機構３に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油１２の量を低減し、油循環率を低減することができる。
【００５８】
［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態について、図９を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第３ないし第７実施形態に対して、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口に導くガス通路６６の構成が異なっている。その他の点については、第１ないし第７実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口に導くガス通路６６を、支持部材３１の外周面３１Ｂと密閉ハウジング１０の内周面１０Ａとの間に形成するとともに、その入口６７付近に下向きに曲げ形成された邪魔板６８をブラケット４４に固定して設置している。
【００５９】
上記のように、中間圧冷媒ガスを高段側スクロール圧縮機構３の吸入口に導くガス通路６６を、支持部材３１の外周面３１Ａと密閉ハウジング１０の内周面１０Ａとの間に形成し、その入口６７付近に下向きに曲げ形成された邪魔板６８を設けることにより、ガス通路６６の入口６７に向って流動する中間圧冷媒ガスの流れを下向きに曲げ形成された邪魔板６８により図中矢印の如く下向きに転換することができる。その際、中間圧冷媒ガスに含まれる潤滑油１２は、慣性によりそのまま下向きに流動し、中間圧冷媒ガス中から分離される。
【００６０】
こうして潤滑油１２を分離することにより、中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油の量が低減することができる。このため、潤滑油の溶け込み量を低減した中間圧冷媒ガスをガス通路６６を介して高段側スクロール圧縮機構３の吸入口へと導くことができる。これによって、冷凍サイクル側に循環される潤滑油の油循環率（ＯＣＲ）を低減し、システム効率を向上させることができるとともに、圧縮機における潤滑油不足の発生を解消することができる。
【００６１】
［第９実施形態］
次に、本発明の第９実施形態について、図１０を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第１ないし第７実施形態に対して、支持部材３１を固定設置するブラケット４４の構成が一部異なっている。その他の点については、第１ないし第７実施形態と同様であるので説明は省略する。
本実施形態では、ブラケット４４の外周側下面を、下向きにして傾斜面４４Ｂを構成している。
【００６２】
上記のように、支持部材３１を固定設置するブラケット４４の外周側下面を下向きの傾斜面４４Ｂを構成することにより、傾斜面４４Ｂの邪魔板効果により中間圧冷媒ガス中からの潤滑油１２の分離を促進することができる。これによって、高段側スクロール圧縮機構３に吸入させる中間圧冷媒ガス中に含まれる潤滑油１２の量を低減することができる。また、ブラケット４４の強度をアップすることができるため、高段側スクロール圧縮機構３を密閉ハウジング１０内に強固に固定設置することができる。
【００６３】
なお、本発明は、上記実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。例えば、多段圧縮機１を構成する低段側圧縮機構２および高段側圧縮機構３は、上記したロータリ圧縮機構およびスクロール圧縮機構に限定されず、他形式の圧縮機構であってもよい。また、高段側スクロール圧縮機構３の吸入口５５に中間圧冷媒ガスを導くガス通路を１系統設けた実施形態について説明したが、スクロール圧縮機構３では、スクロール中心に対して１８０度対称位置に２つの圧縮室３４が形成されるので、各圧縮室３４の吸入締め切り位置に対応するようにガス通路を２系統設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる多段圧縮機の縦断面図である。
【図２】図１に示す多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第３実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図７】本発明の第６実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図８】本発明の第７実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図９】本発明の第８実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【図１０】本発明の第９実施形態にかかる多段圧縮機の要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  多段圧縮機
２  低段側圧縮機構（低段側ロータリ圧縮機構）
３  高段側圧縮機構（高段側スクロール圧縮機構）
４  電動モータ
５Ａ  ステータコイルエンド
６  ロータ
６Ａ  ガス通路孔
７  回転軸
１０  密閉ハウジング
１０Ａ  密閉ハウジングの内周面
３１  支持部材
３１Ａ  支持部材の下面
３１Ｂ  支持部材の外周面
４４  ブラケット
４４Ａ  ブラケットの上面
４４Ｂ  ブラケットの傾斜面
４５，５０  油分離板
４７，５１  貫通孔
５２  シール部材
５５  高段側スクロール圧縮機の吸入口
５６  ガス通路
５７  ガス通路の入口
５８，６０  ガス通路の一部
５９  シール部材
６１  プレート
６１Ａ  プレートの傾斜面
６６  ガス通路
６７  ガス通路の入口
６８  邪魔板
【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】
2009047039.tif 000008
【図７】
2009047039.tif 000009
【図８】
2009047039.tif 000010
【図９】
2009047039.tif 000011
【図１０】
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