(57)【要約】  圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、圧縮機構部に動力を伝達するように回転する回転軸と、回転軸を回転駆動する電動機と、回転軸に設けられた羽根車と、冷媒が流通する流路と、を備え、流路には、羽根車に冷媒を吹き付ける吹付口が形成される。
2020157842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、
前記圧縮機構部に動力を伝達するように回転する回転軸と、
前記回転軸を回転駆動する電動機と、
前記回転軸に設けられた羽根車と、
前記冷媒が流通する流路と、
を備え、
前記流路には、前記羽根車に前記冷媒を吹き付ける吹付口が形成される圧縮機。
【請求項２】
前記回転軸は、上下方向に沿って軸方向を伸ばし、
前記回転軸の下端部の周辺部には、油溜め部が形成され、
前記圧縮機構部は、前記回転軸の上端部側に設けられ、
前記電動機は、前記圧縮機構部の下方に設けられ、
前記羽根車は、前記電動機と前記油溜め部との間に設けられる請求項１に記載の圧縮機。
【請求項３】
前記吹付口は、前記羽根車を前記回転軸の回転方向と同一方向に回転させるように前記冷媒を吹き付ける請求項１又は請求項２に記載の圧縮機。
【請求項４】
前記吹付口は、１つである請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項５】
前記羽根車は、前記回転軸に固定される請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項６】
前記羽根車は、前記回転軸に対して回転自在である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項７】
前記回転軸には、前記羽根車の近傍に逆転羽根車が設けられ、
前記逆転羽根車に当該逆転羽根車を前記回転軸の回転方向と逆方向に回転させるように前記冷媒を吹き付ける逆転吹付口が形成される請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項８】
前記逆転吹付口は、１つである請求項７に記載の圧縮機。
【請求項９】
前記逆転吹付口と前記吹付口とは、前記回転軸の中心軸線に直交した第１直交線に対して線対称に配置され、
前記逆転吹付口と前記吹付口とのそれぞれの前記冷媒の吹付方向は、前記回転軸の中心軸線及び前記第１直交線に直交した第２直交線上に向けられる請求項８に記載の圧縮機。
【請求項１０】
前記逆転羽根車は、前記回転軸に対して回転自在である請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１１】
前記吹付口は、前記圧縮機構部から吐出された前記冷媒を流通させた吐出流路の先端部に形成される請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１２】
前記逆転吹付口は、前記吹付口に流通する前記冷媒の前記吐出流路を分岐した分岐流路の前記冷媒を吹き付ける請求項７又は請求項７に従属する請求項８〜請求項１１のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１３】
前記圧縮機構部によって前記冷媒が圧縮された後の冷媒雰囲気である高圧側を２つに仕切った密閉容器を備え、
前記吐出流路は、前記密閉容器の１つ目の前記高圧側から一旦前記密閉容器の外に吐出された前記冷媒を前記密閉容器の２つ目の前記高圧側に再度流入させる吹付管である請求項１１又は請求項１２に記載の圧縮機。
【請求項１４】
前記圧縮機構部に流入する前の冷媒雰囲気である低圧側と前記圧縮機構部によって前記冷媒が圧縮された後の冷媒雰囲気である高圧側とに仕切った密閉容器を備え、
前記吹付口は、冷凍サイクル装置の冷媒回路から前記密閉容器の前記低圧側に流入する流入管の先端部に形成される請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
【請求項１５】
前記逆転吹付口は、前記吹付口に流通する前記冷媒の前記流入管を分岐した分岐流路の前記冷媒を吹き付ける請求項６又は請求項７に従属する請求項１４に記載の圧縮機。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の圧縮機を備える冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機構部と回転軸と電動機とを備える圧縮機及び冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるように、冷媒回路内に設置したタービンによってユニットに設置したファンを駆動し、冷媒流路を冷却することによって凝縮能力を稼ぐ方法が知られている。【０００３】
また、特許文献２に記載されるように、ユニット回路において膨張タービンを用いることによってユニットとしてのエネルギー回収効率を高めることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−７９９５５号公報
【特許文献２】特開２００９−２１６０９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、冷却効果が得られるが、冷却効果をユニットとして制御するためには複雑なシステムが必要になる課題があった。【０００６】
また、特許文献２の技術では、膨張タービンはいわゆる発電機である。膨張タービンのシステムを搭載することによるユニットのコストアップの課題があった。また、発電されたエネルギーの取り扱いに関して制御が複雑化する課題があった。【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、単純かつ安価な構成で冷却効果が制御できる圧縮機及び冷凍サイクル装置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】
本発明に係る圧縮機は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部と、前記圧縮機構部に動力を伝達するように回転する回転軸と、前記回転軸を回転駆動する電動機と、前記回転軸に設けられた羽根車と、前記冷媒が流通する流路と、を備え、前記流路には、前記羽根車に前記冷媒を吹き付ける吹付口が形成されるものである。【０００９】
本発明に係る冷凍サイクル装置は、上記の圧縮機を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る圧縮機及び冷凍サイクル装置によれば、回転軸には、羽根車が設けられるとともに、流路には、羽根車に冷媒を吹き付ける吹付口が形成されている。これによれば、吹付口から冷媒が吹き付けられた羽根車が吹き付けられた冷媒を整流させて圧縮機内に冷却効果が得られる。したがって、単純かつ安価な構成で冷却効果が制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る圧縮機の縦断面を示す説明図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る圧縮機での冷媒ガスの流れを示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る圧縮機の羽根車の動作状態を図２のＡ−Ａ線の横断面にて示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１の変形例１に係る圧縮機での冷媒ガスの流れを示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係る圧縮機の下半体の縦断面を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る圧縮機の逆転羽根車の動作状態を図５のＢ−Ｂ線の横断面にて示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態４に係る圧縮機の縦断面を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態５に係る圧縮機の縦断面を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態６に係る圧縮機を適用した冷凍サイクル装置を示す冷媒回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングを省略している。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
＜圧縮機１００の構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の縦断面を示す説明図である。図１に示す圧縮機１００は、高圧シェルタイプのスクロール圧縮機である。圧縮機１００は、圧縮機構部５０と回転軸６０と電動機７とを備える。圧縮機構部５０と回転軸６０と電動機７とは、密閉容器１０内に収容されている。圧縮機構部５０は、固定スクロール１及び揺動スクロール２を有し、冷媒を圧縮して吐出する。回転軸６０は、圧縮機構部５０に動力を伝達して揺動スクロール２を揺動させるように回転する。電動機７は、回転軸６０を回転駆動する。ここでは、回転軸６０が鉛直方向に伸びる例を示すが、これに限られず、回転軸６０が傾斜して上下方向に伸びても良い。
【００１４】
回転軸６０は、上方Ｕと下方Ｄとの上下方向に沿って軸が伸びている。回転軸６０は、上方Ｕに揺動軸６１を有する。回転軸６０は、下方Ｄに主軸６２を有する。回転軸６０の下端部の周辺部には、回転軸６０の下端部に構成された給油ポンプ６３から回転軸６０の中心部を上方Ｕに上昇して各種摺動部を潤滑させる冷凍機油を給油する油溜め部７０が形成されている。圧縮機構部５０は、回転軸６０の上端部側に設けられている。
【００１５】
電動機７は、圧縮機構部５０の下方Ｄに設けられている。電動機７は、油溜め部７０の上方Ｕに位置している。電動機７は、密閉容器１０の内壁面に固定された固定子と、固定子の中心側に配置されて永久磁石を含んで通電された固定子によって回転する回転子とを有する。回転子は、主軸６２に取り付けられている。回転子には、上下方向に貫通した冷媒流路７ａが形成されている。
【００１６】
密閉容器１０内には、圧縮機構部５０に流入する前の冷媒雰囲気である低圧側から、圧縮機構部５０によって冷媒ガスが圧縮された後の冷媒雰囲気である上部空間１０ａの高圧側を仕切った固定スクロール１近傍の仕切板２１が配置されている。圧縮機構部５０に流入する前の冷媒雰囲気である低圧側は、流入管１１から吸入室１４ａにわたって形成されている。このため、仕切板２１は、密閉容器１０内にて上部空間１０ａと下部空間１０ｂとを仕切っている。圧縮機構部５０によって冷媒ガスが圧縮された後の冷媒雰囲気である１つ目の高圧側は、密閉容器１０内の上部空間１０ａに形成されている。圧縮機構部５０によって冷媒ガスが圧縮された後の冷媒雰囲気、かつ、圧縮機１００から吐出される前の冷媒雰囲気である２つ目の高圧側は、圧縮機構部５０の下方Ｄの密閉容器１０内の下部空間１０ｂに形成されている。つまり、密閉容器１０内は、圧縮機構部５０によって２つの高圧側の冷媒雰囲気に仕切られている。
【００１７】
固定スクロール１の外周部は、固定フレーム４にボルト１６によって締結されている。固定スクロール１の台板部１ａの下方Ｄの下面には、板状渦巻歯１ｂが形成されている。また、固定スクロール１の台板部１ａの下方Ｄの下面における外周部には、２個で１対のオルダム案内溝１ｃがほぼ一直線上に形成されている。１対のオルダム案内溝１ｃには、オルダム機構５の２個で１対の固定側キー５ａが往復摺動自在に係合されている。
【００１８】
揺動スクロール２の台板部２ａの上方Ｕの上面には、板状渦巻歯２ｂが形成されている。固定スクロール１の板状渦巻歯１ｂと揺動スクロール２の板状渦巻歯２ｂとは、互いに噛み合うように組み合わされている。組み合わされた板状渦巻歯１ｂと板状渦巻歯２ｂとの間には、双方によって吸入室１４ａからの冷媒ガスを圧縮する複数の圧縮室１４ｂが形成される。複数の圧縮室１４ｂは、外周に存在する吸入室１４ａから圧縮室１４ｂに冷媒ガスを吸入する。圧縮室１４ｂに吸入された冷媒ガスは、中心部へ移行するに従って冷媒ガスの圧力を高めていく。そして、高圧の冷媒ガスは、圧縮機構部５０の中心部に形成される最内室１４ｃから密閉容器１０内の上部空間１０ａに吐出される。
【００１９】
台板部２ａにて板状渦巻歯２ｂが形成された上面とは反対側の下方Ｄの下面の中心部には、中空円筒状のボス部２ｃが形成されている。ボス部２ｃの内側面には、揺動軸受２ｄが形成されている。揺動軸受２ｄには、回転軸６０の揺動軸６１が揺動自在に嵌め込まれている。また、台板部２ａにて板状渦巻歯２ｂが形成された上面とは反対側のボス部２ｃと同じ下方Ｄの下面における外周部には、可動フレーム３のスラスト受３ａと圧接摺動可能なスラスト面２ｅとが形成されている。
【００２０】
揺動スクロール２の台板部２ａの外周部には、固定スクロール１のオルダム案内溝１ｃとほぼ９０度の位相差を持つ２個で１対のオルダム案内溝２ｆがほぼ一直線上に形成されている。１対のオルダム案内溝２ｆには、オルダム機構５の２個で１対の揺動側キー５ｂが往復摺動自在に係合されている。
【００２１】
可動フレーム３のスラスト受３ａの外側には、オルダム機構５の環状部５ｃが往復摺動運動した際に摺動する摺動面３ｂが形成されている。可動フレーム３の中心部には、電動機７によって回転駆動される主軸６２を半径方向に支持する主軸受３ｃが形成されている。
【００２２】
密閉容器１０内の上部空間１０ａと下部空間１０ｂとは、固定スクロール１近傍に設置されている仕切板２１によって分断されている。上部空間１０ａと下部空間１０ｂとは、吹付管２２によって接続されている。吹付管２２は、主たる冷媒ガスの流路として使用される。圧縮機構部５０にて圧縮された冷媒ガスは、吹付管２２によって上部空間１０ａから下部空間１０ｂに送られる。下部空間１０ｂに送られた冷媒ガスは、吐出管１２から冷媒回路に流れていく。ここで、吐出管１２は、固定フレーム４と電動機７との間の上下方向高さにて、固定フレーム４に入口部を差し込まれて固定されて配置されている。
【００２３】
＜羽根車３０ａの構成＞
回転軸６０の主軸６２には、羽根車３０ａが設けられている。羽根車３０ａは、上方Ｕの電動機７と下方Ｄの油溜め部７０との間に設けられている。羽根車３０ａは、外周側から冷媒ガスが羽根に吹き付けられることにより、羽根車３０ａ自体を回転させながら吹き付けられた冷媒ガスを上下方向に分散させる。羽根車３０ａの構成は、風を受ける板状の複数の羽根を外周部に点在させたものなどであり、従来周知である。羽根車３０ａは、回転軸６０に完全に固定されている。このため、羽根車３０ａは、外周側から冷媒ガスが吹き付けられることにより、羽根車３０ａ自体の複数の羽根に冷媒ガスを受けて回転し、回転軸６０の主軸６２を補助的に回転駆動する。
【００２４】
なお、羽根車３０ａは、電動機７の上方Ｕに主軸６２に完全に固定されて設けられても良い。
【００２５】
＜吹付口２２ａの構成＞
吹付管２２は、密閉容器１０の１つ目の高圧側の上部空間１０ａから一旦密閉容器１０の外に吐出された冷媒ガスを密閉容器１０の２つ目の高圧側の下部空間１０ｂに再度流入させるように冷媒ガスを流通させる吐出流路を構成している。吹付管２２の下部空間１０ｂに挿入された下流端部には、羽根車３０ａに冷媒ガスを吹き付ける吹付口２２ａが形成されている。つまり、吹付口２２ａは、圧縮機構部５０から吐出された冷媒ガスを流通させた吐出流路である吹付管２２の先端部に形成されている。吹付管２２及び吹付口２２ａは、１つである。吹付口２２ａは、下部空間１０ｂにおける中心部からずれた位置、かつ、羽根車３０ａの上下方向高さに設置されている。
【００２６】
＜羽根車３０ａの動作＞
図２は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００での冷媒ガスの流れを示す説明図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機１００の羽根車３０ａの動作状態を図２のＡ−Ａ線の横断面にて示す説明図である。
【００２７】
図２及び図３に示すように、圧縮機構部５０にて圧縮された冷媒ガスは、吹付管２２によって下部空間１０ｂに送られる。吹付管２２の吹付口２２ａは、羽根車３０ａを回転軸６０の回転方向８０ｃと同一方向に回転させるように冷媒ガスを吹き付ける。羽根車３０ａに吹き付けられた冷媒ガスは、羽根車３０ａの複数の羽根に衝突し、羽根車３０ａ自体を回転させるとともに上下方向に分散される。
【００２８】
羽根車３０ａから上方Ｕに分散された冷媒ガスは、電動機７の冷媒流路７ａを上方Ｕに流通して吐出管１２から圧縮機外に吐出される。下部空間１０ｂにおける吐出管１２の近傍では、冷媒ガスが吐出管１２に引き込まれるため、下部空間１０ｂの下方Ｕ側に比して低圧状態である。このため、下部空間１０ｂの冷媒ガスは、吐出管１２に引き込まれるように上方Ｕにスムーズに流通する。このとき、電動機７の冷媒流路７ａを上方Ｕに流通する冷媒ガスは、発熱した電動機７を冷却する。ここで、圧縮機構部５０にて圧縮された高圧の冷媒ガスの温度は、およそ１２０℃である。一方、発熱した電動機７の温度は、およそ１３０℃である。このため、電動機７の冷媒流路７ａを流通する冷媒ガスによって、電動機７の冷却効果が得られる。
【００２９】
一方、羽根車３０ａから下方Ｄに分散された冷媒ガスは、上記の吐出管１２に引き込まれるように下部空間１０ｂの低圧側の上方Ｕに向けて回り込んで流通する。そして、電動機７の冷媒流路７ａを上方Ｕに流通して吐出管１２から吐出される冷媒ガスに合流する。これにより、羽根車３０ａから下方Ｄに分散された冷媒ガスは、羽根車３０ａによって冷媒ガスが分散され、冷凍機油を撹拌又は舞い上がらせる冷媒ガスの流量が減少し、圧縮機外に流出する油上がりが抑制される。
【００３０】
図３に示すように、上部空間１０ａから下部空間１０ｂに吹付管２２によって送られた冷媒ガスは、吹付口２２ａから流出することにより、圧縮機運転によって主軸６２が回転する回転方向８０ｃと同じ回転方向８０ａに主軸６２に固定された羽根車３０ａを回転させる。これにより、冷媒ガスの流れによって羽根車３０ａが回転し、主軸６２の回転が電動機７に加えて助力され、圧縮機１００の電動機７への入力電力量が低減し、性能の高い圧縮機１００が得られる。
【００３１】
＜変形例１＞
図４は、本発明の実施の形態１の変形例１に係る圧縮機１００での冷媒ガスの流れを示す説明図である。変形例１では、上記実施の形態と同様の事項の説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。
【００３２】
図４に示すように、吹付口２２ａは、圧縮機構部５０から吐出された冷媒ガスを流通させた吐出流路２２ｃの下流側先端部に形成されている。ここで、吐出流路２２ｃは、密閉容器１０内に管部材及び空間部などを用い、上部空間１０ａと下部空間１０ｂとを繋ぐ１つの流路に形成されている。
【００３３】
＜実施の形態１の効果＞
実施の形態１によれば、圧縮機１００は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機構部５０を備える。圧縮機１００は、圧縮機構部５０に動力を伝達するように回転する回転軸６０を備える。圧縮機１００は、回転軸６０を回転駆動する電動機７を備える。圧縮機１００は、回転軸６０に設けられた羽根車３０ａを備える。圧縮機１００は、冷媒を流通させる吐出流路としての吹付管２２を備える。吹付管２２には、羽根車３０ａに冷媒ガスを吹き付ける吹付口２２ａが形成されている。
【００３４】
この構成によれば、吹付口２２ａから冷媒ガスが吹き付けられた羽根車３０ａが吹き付けられた冷媒ガスを整流させて圧縮機１００内に冷却効果が得られる。したがって、単純かつ安価な構成で冷却効果が制御できる。
【００３５】
実施の形態１によれば、回転軸６０は、上下方向に沿って軸方向を伸ばしている。回転軸６０の下端部の周辺部には、油溜め部７０が形成されている。圧縮機構部５０は、回転軸６０の上端部側に設けられている。電動機７は、圧縮機構部５０の下方Ｄに設けられている。羽根車３０ａは、電動機７と油溜め部７０との間に設けられている。
【００３６】
この構成によれば、吹付口２２ａから冷媒ガスが吹き付けられた羽根車３０ａが吹き付けられた冷媒ガスを上下に分散かつ整流させ、上昇する冷媒ガスにて圧縮機１００内の電動機７を冷却して冷却効果が得られる。また、羽根車３０ａが吹き付けられた冷媒ガスを上下方向に分散させて密閉容器１０内の乱れた旋回流の発生が抑制でき、冷媒ガスと冷凍機油との分離を促進し、冷凍機油が冷媒ガスとともに圧縮機外に持ち出される油上がりが抑制できる。
【００３７】
実施の形態１によれば、吹付口２２ａは、羽根車３０ａを回転軸６０の回転方向８０ｃと同一の回転方向８０ａに回転させるように冷媒を吹き付ける。
【００３８】
この構成によれば、羽根車３０ａが回転軸６０の回転方向８０ｃに逆らわないので、羽根車３０ａが回転軸６０とともにスムーズに回転できる。
【００３９】
実施の形態１によれば、吹付口２２ａは、１つである。
【００４０】
この構成によれば、吹付口２２ａから羽根車３０ａに勢いの強い冷媒ガスが吹き付けられ、冷媒ガスの整流効果が向上できる。
【００４１】
実施の形態１によれば、羽根車３０ａは、回転軸６０に固定されている。
【００４２】
この構成によれば、吹付口２２ａから冷媒ガスが吹き付けられるとともに回転軸６０に固定された羽根車３０ａが回転軸６０に電動機７に加えて補助的な駆動力を付与でき、電動機７の駆動力の補助効果が得られる。特に、吹付口２２ａが羽根車３０ａを回転軸６０の回転方向８０ｃと同一の回転方向８０ａに回転させるように冷媒を吹き付けると、より好適に電動機７の駆動力の補助効果が得られる。
【００４３】
実施の形態１によれば、吹付口２２ａは、圧縮機構部５０から吐出された冷媒ガスを流通させた吹付管２２又は吐出流路２２ｃの先端部に形成されている。
【００４４】
この構成によれば、圧縮機構部５０から吐出された高圧の冷媒ガスが吹付口２２ａから羽根車３０ａに吹き付けられ、羽根車３０ａに吹き付けられる冷媒ガスの勢いが強くなる。
【００４５】
実施の形態１によれば、圧縮機１００は、圧縮機構部５０によって冷媒ガスが圧縮された後の冷媒雰囲気である高圧側を２つに仕切った密閉容器１０を備える。吐出流路としての吹付管２２は、密閉容器１０の１つ目の高圧側から一旦密閉容器１０の外に吐出された冷媒ガスを密閉容器１０の２つ目の高圧側に再度流入させる配管である。
【００４６】
この構成によれば、高圧シェルタイプのスクロール圧縮機にて、圧縮機構部５０から吐出された高圧の冷媒ガスが吹付管２２を介して吹付口２２ａから羽根車３０ａに吹き付けられる。
【００４７】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機１００の下半体の縦断面を示す説明図である。図６は、本発明の実施の形態２に係る圧縮機１００の逆転羽根車３０ｂの動作状態を図５のＢ−Ｂ線の横断面にて示す説明図である。実施の形態２では、上記実施の形態などと同様の事項の説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。
【００４８】
図５及び図６に示すように、羽根車３０ａは、回転軸６０に対して回転自在である。さらに、回転軸６０には、羽根車３０ａの近傍の下方Ｄ側に逆転羽根車３０ｂが設けられている。逆転羽根車３０ｂは、回転軸６０に対して回転自在である。逆転羽根車３０ｂの構成は、風を受ける板状の複数の羽根を外周部に点在させたものなどであり、従来周知である。羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂを回転軸６０に回転自在に取り付ける手法は、たとえば軸受を介するなど従来周知の手法が用いられる。
【００４９】
圧縮機１００には、吹付口２２ａに流通する冷媒ガスの吐出流路である吹付管２２を分岐した分岐流路である分岐吹付管２３が設けられている。分岐吹付管２３は、密閉容器１０の外部にて吹付管２２の途中から分岐している。分岐吹付管２３の下流端部には、逆転羽根車３０ｂに当該逆転羽根車３０ｂを回転軸６０の回転方向８０ｃと逆の回転方向８０ｂに回転させるように冷媒を吹き付ける逆転吹付口２２ｂが形成されている。分岐吹付管２３と逆転吹付口２２ｂとは、１つである。
【００５０】
図６に示すように、逆転吹付口２２ｂと吹付口２２ａとは、回転軸６０の中心軸線に直交した第１直交線Ｃ１に対して線対称に配置されている。逆転吹付口２２ｂと吹付口２２ａとのそれぞれの冷媒ガスの吹付方向は、回転軸６０の中心軸線及び第１直交線Ｃ１に直交した第２直交線Ｃ２上に向けられる。
【００５１】
ここで、実施の形態２では、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂの２つが設けられている。しかし、これに限られない。羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂに類する類似の羽根車を更に１以上設けても良い。
【００５２】
羽根車３０ａは、図３に示すように吹付口２２ａから冷媒ガスが吹き付けられて上から見て反時計回りの回転方向８０ａに回転する。逆転羽根車３０ｂは、図６に示すように分岐吹付管２３から冷媒ガスが吹き付けられて上から見て時計回りの回転方向８０ｂに回転する。これにより、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂは、いわゆる２重反転羽根の構成となり、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂを通過する冷媒ガスが整流され、電動機７内に設けられている冷媒流路７ａを通過する際の流動損失が抑制できる。このように、流路抵抗の影響が受け難くなると、電動機７内を通過する冷媒ガスの流通量が増加し、結果として電動機７の発熱を抑制する冷却効果がより得られる。
【００５３】
また、冷媒ガスの流れが整流され、密閉容器１０内での乱れた旋回流の発生が抑制できるので、冷媒ガスと冷凍機油との分離が容易になる。加えて、分離した冷媒ガスと冷凍機油との再度の攪拌が防止でき、冷凍機油が圧縮機外に持ち出される油上がりが低減できる。
【００５４】
＜実施の形態２の効果＞
実施の形態２によれば、羽根車３０ａは、回転軸６０に対して回転自在である。
【００５５】
この構成によれば、吹付口２２ａから冷媒が吹き付けられた羽根車３０ａが吹き付けられた冷媒ガスを整流させて圧縮機１００内に冷却効果が得られる。
【００５６】
実施の形態２によれば、回転軸６０には、羽根車３０ａの近傍に逆転羽根車３０ｂが設けられている。逆転羽根車３０ｂに当該逆転羽根車３０ｂを回転軸６０の回転方向８０ｃと逆の回転方向８０ｂに回転させるように冷媒を吹き付ける逆転吹付口２２ｂが形成されている。
【００５７】
この構成によれば、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂは、いわゆる２重反転羽根の組となり、双方が相反させて分散させる冷媒ガスの流れが相殺できる。そして、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂでの吹き付けられた冷媒ガスの流れのねじれが無くなり、吹き付けられた冷媒ガスが上下方向に直線的に分散されて整流される効果が向上できる。
【００５８】
実施の形態２によれば、逆転吹付口２２ｂは、１つである。
【００５９】
この構成によれば、逆転吹付口２２ｂから逆転羽根車３０ｂに勢いの強い冷媒ガスが吹き付けられ、冷媒ガスの整流効果が向上できる。
【００６０】
実施の形態２によれば、逆転吹付口２２ｂと吹付口２２ａとは、回転軸６０の中心軸線に直交した第１直交線Ｃ１に対して線対称に配置されている。逆転吹付口２２ｂと吹付口２２ａとのそれぞれの冷媒ガスの吹付方向は、回転軸６０の中心軸線及び第１直交線Ｃ１に直交した第２直交線Ｃ２上に向けられている。
【００６１】
この構成によれば、逆転吹付口２２ｂと吹付口２２ａとのそれぞれの冷媒ガスの吹付方向が圧縮機１００内にて離間し、双方の冷媒ガスが別々に勢い良く吹き付けられる。これにより、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂがいわゆる２重反転羽根の組となり、双方が相反させて分散させる冷媒ガスの流れがより勢い良く相殺でき、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂでの吹き付けられた冷媒ガスの流れのねじれが無くなり、吹き付けられた冷媒ガスが上下方向に直線的に分散されて整流される効果がより向上できる。
【００６２】
実施の形態２によれば、逆転羽根車３０ｂは、回転軸６０に対して回転自在である。
【００６３】
この構成によれば、逆転吹付口２２ｂから冷媒ガスが吹き付けられた逆転羽根車３０ｂが吹き付けられた冷媒ガスを整流させて圧縮機１００内に冷却効果が得られる。また、逆転羽根車３０ｂが回転軸６０の回転方向８０ｃと逆の回転方向８０ｂに回転するので、逆転羽根車３０ｂが回転軸６０の回転を阻害することが無い。
【００６４】
実施の形態２によれば、逆転吹付口２２ｂは、吹付口２２ａに流通する冷媒ガスの吐出流路としての吹付管２２を分岐した分岐流路としての分岐吹付管２３の冷媒ガスを吹き付ける。
【００６５】
この構成によれば、部品点数を最小限に付加して逆転吹付口２２ｂが単純かつ安価に構成できる。
【００６６】
実施の形態３．
実施の形態３では、上記実施の形態などと同様の事項の説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。
【００６７】
実施の形態３では、実施の形態２の羽根車３０ａが主軸６２に完全に固定されている。固定された羽根車３０ａは、圧縮機運転時の主軸６２の回転方向８０ｃと同一の回転方向８０ａに回転するように冷媒ガスが吹付口２２ａから吹き付けられる。逆転羽根車３０ｂは、主軸６２に対し回転自在に取り付けられている。逆転羽根車３０ｂは、羽根車３０ａとは逆向きの回転方向８０ｂに回転するように逆転吹付口２２ｂから冷媒ガスが吹き付けられる。
【００６８】
これにより、実施の形態１及び実施の形態２の特性を併せ持った性能が高く、また油上がりの低減された圧縮機１００が得られる。
【００６９】
＜実施の形態３の効果＞
実施の形態３によれば、回転軸６０には、羽根車３０ａの近傍に逆転羽根車３０ｂが設けられている。圧縮機１００には、逆転羽根車３０ｂに当該逆転羽根車３０ｂを回転軸６０の回転方向８０ｃと逆の回転方向８０ｂに回転させるように冷媒を吹き付ける逆転吹付口２２ｂが形成されている。羽根車３０ａは、回転軸６０に固定されている。逆転羽根車３０ｂは、回転軸６０に対して回転自在である。
【００７０】
この構成によれば、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂは、いわゆる２重反転羽根の組となり、双方が相反して分散させる冷媒の流れが相殺でき、羽根車３０ａ及び逆転羽根車３０ｂでの吹き付けられた冷媒ガスの流れのねじれが無くなり、吹き付けられた冷媒ガスが上下方向に直線的に分散されて整流される効果が向上できる。また、吹付口２２ａから冷媒ガスが吹き付けられるとともに回転軸６０に固定された羽根車３０ａが回転軸６０に補助的な駆動力を付与でき、電動機７の駆動力の補助効果が得られる。また、回転自在な逆転羽根車３０ｂが回転軸６０の回転を阻害することが無い。
【００７１】
実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４に係る圧縮機１００の縦断面を示す説明図である。実施の形態４では、上記実施の形態などと同様の事項の説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。
【００７２】
図７に示す圧縮機１００は、低圧シェルタイプのスクロール圧縮機である。密閉容器１０では、圧縮機構部５０に流入する前の冷媒雰囲気である低圧側が下部空間１０ｂに形成されている。密閉容器１０では、圧縮機構部５０によって冷媒ガスが圧縮された後の冷媒雰囲気である高圧側が上部空間１０ａに形成されている。下部空間１０ｂと上部空間１０ａとは、固定スクロール１によって密閉容器１０内を仕切っている。吸入室１４ａには、固定フレーム４内に形成された吸入流路４ａを介して下部空間１０ｂの冷媒ガスが吸入される。
【００７３】
流入管１１に形成された吹付口２２ａは、冷凍サイクル装置１０１の冷媒回路から密閉容器１０の低圧側の下部空間１０ｂに流入する流入管１１の先端部に形成されている。羽根車３０ａは、回転軸６０に固定されている。低圧シェルタイプのスクロール圧縮機では、圧縮機構部５０によって圧縮された冷媒ガスを下部空間１０ｂに誘導できないため、冷媒回路からの冷媒ガスを密閉容器１０内に吸入する流入管１１の先端部に、羽根車３０ａに冷媒ガスを吹き付ける吹付口２２ａが形成されている。
【００７４】
＜実施の形態４の効果＞
実施の形態４によれば、圧縮機１００は、圧縮機構部５０に流入する前の冷媒雰囲気である低圧側と圧縮機構部５０によって冷媒が圧縮された後の冷媒雰囲気である高圧側とに仕切った密閉容器１０を備える。吹付口２２ａは、冷凍サイクル装置１０１の冷媒回路から密閉容器１０の低圧側に流入する流入管１１の先端部に形成されている。
【００７５】
この構成によれば、低圧シェルタイプのスクロール圧縮機にて、流入管１１に繋がった吹付口２２ａから冷媒ガスが羽根車３０ａに吹き付けられる。そして、羽根車３０ａに吹き付けられた冷媒ガスを整流させて圧縮機１００内に冷却効果が得られる。したがって、単純かつ安価な構成で冷却効果が制御できる。また、吹付口２２ａが羽根車３０ａに冷媒ガスを吹き付けるとともに羽根車３０ａが回転軸６０に固定されると、羽根車３０ａから回転軸６０に補助的な駆動力を付与でき、電動機７の駆動力の補助効果が得られる。
【００７６】
実施の形態５．
図８は、本発明の実施の形態５に係る圧縮機１００の縦断面を示す説明図である。実施の形態５では、上記実施の形態などと同様の事項の説明を省略し、その特徴部分のみを説明する。
【００７７】
図８に示すように圧縮機１００は、低圧シェルタイプのスクロール圧縮機である。逆転羽根車３０ｂに冷媒ガスを吹き付ける逆転吹付口２２ｂは、吹付口２２ａに流通する冷媒の流入管１１を分岐した分岐流路である分岐流入管１３の先端部に形成されている。
【００７８】
なお、羽根車３０ａは、回転軸６０に固定されても良いし、回転軸６０に対して回転自在でも良い。また、逆転羽根車３０ｂは、回転軸６０に対して回転自在である。
【００７９】
＜実施の形態５の効果＞
実施の形態５によれば、逆転吹付口２２ｂは、吹付口２２ａに流通する冷媒ガスの流入管１１を分岐した分岐流路としての分岐流入管１３の冷媒ガスを吹き付ける。
【００８０】
この構成によれば、部品点数を最小限に付加して逆転吹付口２２ｂが単純かつ安価に構成できる。
【００８１】
なお、本発明の実施の形態１〜５を組み合わせてもよいし、他の部分に適用してもよい。ここでは、高圧シェルタイプ及び低圧シェルタイプのスクロール圧縮機を例に挙げた。しかし、これに限られない。たとえば、電動機７を密閉容器１０内に保有し、羽根車３０ａを取り付け可能な回転軸６０を有する圧縮機１００であればスクロール圧縮機に限定されない。
【００８２】
実施の形態６．
＜冷凍サイクル装置１０１＞
図９は、本発明の実施の形態６に係る圧縮機１００を適用した冷凍サイクル装置１０１を示す冷媒回路図である。
【００８３】
図９に示すように、冷凍サイクル装置１０１は、圧縮機１００、凝縮器１０２、膨張弁１０３及び蒸発器１０４を備える。これら圧縮機１００、凝縮器１０２、膨張弁１０３及び蒸発器１０４が冷媒配管で接続されて冷凍サイクル回路を形成している。そして、蒸発器１０４から流出した冷媒は、圧縮機１００に吸入されて高温高圧となる。高温高圧となった冷媒は、凝縮器１０２において凝縮されて液体になる。液体となった冷媒は、膨張弁１０３で減圧膨張されて低温低圧の気液二相となり、気液二相の冷媒が蒸発器１０４において熱交換される。
【００８４】
実施の形態１〜５の圧縮機１００は、このような冷凍サイクル装置１０１に適用できる。なお、冷凍サイクル装置１０１としては、たとえば空気調和装置、冷凍装置又は給湯器等が挙げられる。
【００８５】
＜実施の形態６の効果＞
実施の形態６によれば、冷凍サイクル装置１０１は、上記の圧縮機１００を備える。
【００８６】
この構成によれば、圧縮機１００を備える冷凍サイクル装置１０１では、単純かつ安価な構成で冷却効果が制御できる。
【符号の説明】
【００８７】
１  固定スクロール、１ａ  台板部、１ｂ  板状渦巻歯、１ｃ  オルダム案内溝、２  揺動スクロール、２ａ  台板部、２ｂ  板状渦巻歯、２ｃ  ボス部、２ｄ  揺動軸受、２ｅ  スラスト面、２ｆ  オルダム案内溝、３  可動フレーム、３ａ  スラスト受、３ｂ  摺動面、３ｃ  主軸受、４  固定フレーム、４ａ  吸入流路、５  オルダム機構、５ａ  固定側キー、５ｂ  揺動側キー、５ｃ  環状部、７  電動機、７ａ  冷媒流路、１０  密閉容器、１０ａ  上部空間、１０ｂ  下部空間、１１  流入管、１２  吐出管、１３  分岐流入管、１４ａ  吸入室、１４ｂ  圧縮室、１４ｃ  最内室、１６  ボルト、２１  仕切板、２２  吹付管、２２ａ  吹付口、２２ｂ  逆転吹付口、２２ｃ  吐出流路、２３  分岐吹付管、３０ａ  羽根車、３０ｂ  逆転羽根車、５０  圧縮機構部、６０  回転軸、６１  揺動軸、６２  主軸、６３  給油ポンプ、７０  油溜め部、８０ａ  回転方向、８０ｂ  回転方向、８０ｃ  回転方向、１００  圧縮機、１０１  冷凍サイクル装置、１０２  凝縮器、１０３  膨張弁、１０４  蒸発器。
【図１】
2020157842.tif 000003
【図２】
2020157842.tif 000004
【図３】
2020157842.tif 000005
【図４】
2020157842.tif 000006
【図５】
2020157842.tif 000007
【図６】
2020157842.tif 000008
【図７】
2020157842.tif 000009
【図８】
2020157842.tif 000010
【図９】
2020157842.tif 000011
【国際調査報告】
2020157842.tif 000012
2020157842.tif 000013