JP6652154B2 - 圧縮機 - Google Patents

Description

本開示の技術は、圧縮機に関する。

圧縮機部とモータ部とが密閉容器の内部に格納される密閉型の圧縮機が知られている。モータ部（電動機部）は、ステータ（固定子）とロータ（回転子）とを備えている。ステータは、回転磁界を生成することにより、ロータを回転させる。圧縮機部は、ロータが回転することにより冷媒を圧縮する。ロータには、圧縮機部により圧縮された冷媒が通過する複数の貫通孔が形成されている。圧縮機部を潤滑する冷凍機油は、密閉容器の内部に貯留され、圧縮機部により圧縮された冷媒とともに複数の貫通孔を通過し、冷媒とともに後段の装置に吐出される。このような圧縮機は、冷凍機油が複数の貫通孔を通過することを抑制することにより、密閉容器内に貯留される冷凍機油の減少を防止し、圧縮機部を適切に潤滑することができる。

このような圧縮機の技術として、回転子コアに貫通して形成され回転軸の軸方向に延びるガス流路を備え、回転子コアの端板と境界板にガス流路に突出する突出部を設けて、冷媒から冷凍機油を分離する従来技術がある。また、冷媒流通孔が形成された回転子及び回転子の軸方向両端側に端板を有し、端板の開口部がロータコアの端面の冷媒流通孔よりも回転軸側の領域を露出させるように形成された圧縮機が提案されている。（特許文献１、２参照）

特開２００８−２２８３９５号公報 特開２０１７−２５３６６０号公報

しかしながら、このような圧縮機は、冷凍機油が複数の貫通孔を通過して冷媒とともに後段の装置に突出されると、システムの効率が低下するという問題がある。一方、本願の発明者は、特許文献１のように、単に端板に突出部を設けると冷媒流通路の流路抵抗が大きくなって冷媒の流量が少なくなり、圧縮機が設けられた冷凍サイクル装置の効率が低下するという問題を認識した。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、ロータに形成される貫通孔を冷媒が通過するときの流路抵抗を抑制しつつ、吐油量を低減する圧縮機を提供することを目的とする。

開示の態様では、圧縮機は、ロータ及び回転軸を中心に前記ロータを回転させるステータを有するモータ部と、前記ロータが回転することにより冷媒を圧縮する圧縮機部と、前記ロータと前記ステータと前記圧縮機部とが格納される内部空間を形成し、圧縮された冷媒を外部へ排出する吐出部が前記圧縮基部に対して前記モータ部を挟んで対向する位置に設けられた密閉容器とを備える。前記ロータは、前記冷媒が通過する前記回転軸に向かって屈曲部分が突出するＶ字形状の断面を有する複数の孔が形成されるロータコアと、前記ロータコアのうちの複数の前記孔の両端部のうち前記圧縮機部に近い側の一端が形成される第１端面を覆う第１端板と、前記ロータコアのうちの前記複数の孔の他端が形成される第２端面を覆う第２端板とを有する。前記第１端板は、前記複数の孔を前記内部空間に連通させる第１開口部が形成される。前記第２端板は、前記複数の孔を前記内部空間に連通させる第２開口部が形成される。前記第２開口部は、複数の前記孔より前記回転軸に近い側の領域を前記内部空間に露出させ、且つ、前記孔の他端に形成された前記Ｖ字形状の両端の先端部を覆う突出部が形成される。

開示の圧縮機は、流路抵抗を抑制しつつ、吐油量を低減することができる。

図１は、実施例１の圧縮機を示す縦断面図である。 図２は、実施例１の圧縮機のロータを示す断面図である。 図３Ａは、実施例１の圧縮機のロータを示す下面図である。 図３Ｂは、実施例１の圧縮機のロータを示す上面図である。 図４は、貫通孔３６−１の下端が形成する開口の二股の先端部の近傍を示す拡大断面図である。 図５は、貫通孔３６−１の上端が形成する開口の二股の先端部の近傍を示す拡大断面図である。 図６Ａは、比較例１の圧縮機のロータを示す下面図である。 図６Ｂは、比較例１の圧縮機のロータを示す上面図である。 図７は、冷媒としてＲ３２を用いて暖房運転を行った場合に、高回転条件での実施例１の圧縮機の吐油量と比較例１の圧縮機の吐油量とを示す棒グラフである。 図８は、冷媒としてＲ４１０Ａを用いて暖房運転を行った場合に、高回転条件での実施例１の圧縮機の吐油量と比較例１の圧縮機の吐油量とを示す棒グラフである。

以下に、本願が開示する実施形態にかかる圧縮機について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

図１は、実施例１の圧縮機１を示す縦断面図である。圧縮機１は、図１に示されているように、容器２とシャフト３と圧縮機部５とモータ部６とを備えている。容器２は、密閉された内部空間７を形成している。内部空間７は、概ね円柱状に形成されている。圧縮機１は、容器２が水平面に縦置きされたときに、内部空間７の円柱の軸が鉛直方向に平行になるように、形成されている。容器２には、内部空間７の下部に油溜め８が形成されている。油溜め８には、圧縮機部５を潤滑させる冷凍機油が貯留される。容器２には、吸入管１１と吐出管１２とが接続されている。シャフト３は、棒状に形成され、一端が油溜め８に配置されるように、容器２の内部空間７に配置されている。シャフト３は、内部空間７が形成する円柱の軸に平行である回転軸を中心に回転可能に容器２に支持されている。シャフト３は、回転することにより、油溜め８に貯留される冷凍機油を圧縮機部５に供給する。

圧縮機部５は、内部空間７の下部に配置され、油溜め８の上方に配置されている。圧縮機１は、さらに、上マフラーカバー１４と下マフラーカバー１５とを備えている。上マフラーカバー１４は、内部空間７のうちの圧縮機部５の上部に配置されている。上マフラーカバー１４は、内部に上マフラー室１６を形成している。下マフラーカバー１５は、内部空間７のうちの圧縮機部５の下部に配置され、油溜め８の上部に配置されている。下マフラーカバー１５は、内部に下マフラー室１７を形成している。下マフラー室１７は、圧縮機部５に形成されている連通路（図示されていない）を介して上マフラー室１６に連通している。上マフラーカバー１４とシャフト３との間には、圧縮冷媒吐出孔１８が形成され、上マフラー室１６は、圧縮冷媒吐出孔１８を介して内部空間７に連通している。

圧縮機部５は、いわゆるロータリー型の圧縮機であり、シャフト３が回転することにより吸入管１１から供給される冷媒を圧縮し、その圧縮された冷媒を上マフラー室１６と下マフラー室１７とに供給する。その冷媒は、冷凍機油と相溶性を有している。

モータ部６は、内部空間７のうちの圧縮機部５の上部に配置されている。モータ部６は、ロータ２１とステータ２２とを備えている。ロータ２１は、シャフト３に固定されている。ステータ２２は、概ね円筒形に形成され、ロータ２１を囲むように配置され、容器２に固定されている。ステータ２２は、巻き線２６を備えている。ステータ２２は、巻き線２６に単相又は三相電圧が適切に印加されることにより、回転磁界を生成し、ロータ２１を回転させる。

［ロータ２１］
図２は、実施例１の圧縮機１のロータ２１を示す断面図である。ロータ２１は、図２に示したように、ロータコア３１と下側ロータ端板３２と上側ロータ端板３３とを備える。ロータコア３１は、概ね円柱状に形成され、例えば、ケイ素鋼板のような軟磁性体で形成された複数の鋼板が積層されて形成される。ロータコア３１は、ロータコア３１が形成する円柱の軸がシャフト３の回転軸に重なるように、シャフト３に固定される。また、ロータコア３１は、下側ロータ端面３４と上側ロータ端面３５と複数の貫通孔３６−１〜３６−６とが形成されている。

下側ロータ端面３４は、ロータコア３１が形成する円柱の一方の底面に対応する部位に形成され、ロータコア３１のうちの圧縮機部５に対向する部位に形成される。上側ロータ端面３５は、ロータコア３１が形成する円柱の他方の底面に対応する部位に形成され、ロータコア３１のうちの下側ロータ端面３４が形成された側の反対側に形成される。複数の貫通孔３６−１〜３６−６は、シャフト３の回転軸に平行に形成され、シャフト３の周りに等間隔に配置されている。複数の貫通孔３６−１〜３６−６は、下側ロータ端面３４と上側ロータ端面３５とを貫通するように、形成される。

下側ロータ端板３２は、概ね円板状に形成される。下側ロータ端板３２は、ロータコア３１の下側ロータ端面３４を覆うように、下側ロータ端面３４に密着し、ロータコア３１に固定される。上側ロータ端板３３は、概ね円板状に形成される。上側ロータ端板３３は、ロータコア３１の上側ロータ端面３５を覆うように、上側ロータ端面３５に密着し、ロータコア３１に固定される。

ロータ２１は、永久磁石３７−１〜３７−６及び図示しないバランサをさらに備える。永久磁石３７−１〜３７−６及びバランサは、下側ロータ端板３２と上側ロータ端板３３とがロータコア３１に固定されることにより、ロータコア３１に固定される。永久磁石３７−１〜３７−６は、ステータ２２により生成される回転磁界によりロータ２１が回転するように設けられている。バランサは、ロータ２１が回転軸を中心に回転するように、すなわち、ロータ２１の重心がシャフト３の回転軸に重なるように、設けられている。

図３Ａは、実施例１の圧縮機１のロータ２１を示す下面図であり、図３Ｂは、実施例１の圧縮機１のロータ２１を示す上面図である。図３Ａ及び３Ｂでは、分かり易いように下側ロータ端板３２及び上側ロータ端面３５に覆われた部材を透視可能に破線により図示した。

ロータ２１に備えられた永久磁石３７−１〜３７−６は、図３Ａ及び３Ｂ示すように、Ｖ字型の形状を有する。さらに、永久磁石３７−１〜３７−６は、Ｖ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の中央、すなわち回転軸方向に向くように配置される。永久磁石３７−１〜３７−６は、シャフト３を中心にしてその週方向に機械角６０°毎の等間隔で配置される。永久磁石３７−１〜３７−６は、隣り合うものの端部同士が隣接するように並べられ、永久磁石全体としてみると星形を形成するように配置される。星形（Ｖ字型）に配置されることで、Ｖ字形状でなく板状の場合に比べて、より大きい永久磁石３７−１〜３７−６をロータ２１内に配置することができ、より強い磁力を確保することができる。

ロータ２１に備えられた複数の貫通孔３６−１〜３６−６の開口部分は、Ｖ字形状の形状を有する。言い換えれば、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の開口部分は、２股に分かれた形状を有する。また、貫通孔３６−１〜３６−６は、Ｖ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の中央、すなわち回転軸方向に向くように配置される。

すなわち、永久磁石３７−１と貫通孔３６−１とは、いずれもＶ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の回転軸方向に向く。そして、永久磁石３７−１と貫通孔３６−１とは、回転軸が伸びる方向、すなわち回転軸の軸方向に平行で且つ径の方向に外周に向かって永久磁石３７−１と貫通孔３６−１とが重なるように配置される。永久磁石３７−２と貫通孔３６−２とは、いずれもＶ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の回転軸方向に向く。そして、永久磁石３７−２と貫通孔３６−２とは、回転軸の軸方向に平行で且つ径の方向に外周に向かって永久磁石３７−２と貫通孔３６−２とが重なるように配置される。永久磁石３７−３と貫通孔３６−３とは、いずれもＶ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の回転軸方向に向く。そして、永久磁石３７−３と貫通孔３６−３とは、回転軸の軸方向に平行で且つ径の方向に外周に向かって永久磁石３７−３と貫通孔３６−３とが重なるように配置される。永久磁石３７−４と貫通孔３６−４とは、いずれもＶ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の回転軸方向に向く。そして、永久磁石３７−４と貫通孔３６−４とは、回転軸の軸方向に平行で且つ径の方向に外周に向かって永久磁石３７−４と貫通孔３６−４とが重なるように配置される。永久磁石３７−５と貫通孔３６−５とは、いずれもＶ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の回転軸方向に向く。そして、永久磁石３７−５と貫通孔３６−５とは、回転軸の軸方向に平行で且つ径の方向に外周に向かって永久磁石３７−５と貫通孔３６−５とが重なるように配置される。永久磁石３７−６と貫通孔３６−６とは、いずれもＶ字の屈曲部分の突出方向がロータ２１の回転軸方向に向く。そして、永久磁石３７−６と貫通孔３６−６とは、回転軸の軸方向に平行で且つ径の方向に外周に向かって永久磁石３７−６と貫通孔３６−６とが重なるように配置される。

下側ロータ端板３２は、図３Ａに示されているように、下側開口部４１が形成される。下側開口部４１は、円形に形成されている。下側開口部４１は、ロータ２１がシャフト３に固定されるときに、シャフト３が貫通する。下側開口部４１は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６のうちの下側ロータ端面３４の側の下端の全てを内部空間７に開放し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６をそれぞれ内部空間７に連通させている。

下側ロータ端面３４は、複数の下側内周側隣接領域４２−１〜４２−６を含む。複数の下側内周側隣接領域４２−１〜４２−６は、それぞれ、複数の貫通孔３６−１〜３６−６より内周側に配置され、複数の貫通孔３６−１〜３６−６にそれぞれ隣接する。

すなわち、下側内周側隣接領域４２−１は、貫通孔３６−１より内周側に配置され、貫通孔３６−１に隣接する。下側内周側隣接領域４２−２は、貫通孔３６−２より内周側に配置され、貫通孔３６−２に隣接する。下側内周側隣接領域４２−３は、貫通孔３６−３より内周側に配置され、貫通孔３６−３に隣接する。下側内周側隣接領域４２−４は、貫通孔３６−４より内周側に配置され、貫通孔３６−４に隣接する。下側内周側隣接領域４２−５は、貫通孔３６−５より内周側に配置され、貫通孔３６−５に隣接する。下側内周側隣接領域４２−６は、貫通孔３６−６より内周側に配置され、貫通孔３６−６に隣接する。下側開口部４１は、複数の下側内周側隣接領域４２−１〜４２−６の全てを内部空間７に露出させる。

下側ロータ端板３２は、下側開口部４１が１つの孔から形成されていることにより、複数の孔を有する構造に比較して容易に製作されることができる。このような圧縮機１は、下側ロータ端板３２が容易に製作されることにより、全体として容易に製作されることができる。

下側ロータ端板３２は、さらに、下側ロータ端面３４のうちの下側開口部４１により内部空間７に露出された領域以外の、複数の貫通孔３６−１〜３６−６に隣接する領域の全てを覆っている。例えば、下側ロータ端板３２は、永久磁石３７−１〜３７−６を覆い、永久磁石３７−１〜３７−６がロータ２１から抜けることを防ぐ。

上側ロータ端板３３は、図３Ｂに示されているように、上側開口部４３が形成される。上側開口部４３は、円形に形成される。上側開口部４３は、ロータ２１がシャフト３に固定されるときに、シャフト３の上端を内部空間７に露出させる。

上側ロータ端板３３は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上側ロータ端面３５の側の上端のＶ字形状の二股に分かれたそれぞれの先端部３６−１１〜３６−６２を覆う。ここで、二股に分かれた先端部とは、孔が形作るＶ字の両端部分を表す。以下では、二股に分かれた先端部を単に「二股の先端部」という場合がある。上側ロータ端板３３がこの二股の先端部３６−１１〜３６−６２を覆う部分を突出部と呼ぶ。つまり、上側ロータ端板３３は、複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６を備える。

本実施例では、図３Ｂに示すように、上側ロータ端板３３は、貫通孔３６−１〜３６−６の上端のＶ字形状の屈曲箇所の窪み側の頂点と、屈曲箇所の突出側の頂点と二股の先端部との間の点とを結ぶ位置から二股の先端部までの領域を覆う。そして、上側開口部４３は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上側ロータ端面３５の側の上端のうちのＶ字の屈曲箇所を含む一部をそれぞれ内部空間７に開放し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６をそれぞれ内部空間７に連通させる。上側開口部４３は、さらに、複数の上側内周側隣接領域４６−１〜４６−６の全てを内部空間７に露出させる。

複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６は、それぞれ、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端の二股の先端部をそれぞれ覆う。すなわち、突出部４４−１は、貫通孔３６−１の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て左側の先端部３６−１１を覆う。突出部４４−２は、貫通孔３６−２の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て左側の先端部３６−２１を覆う。突出部４４−３は、貫通孔３６−３の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て左側の先端部３６−３１を覆う。突出部４４−４は、貫通孔３６−４の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て左側の先端部３６−４１を覆う。突出部４４−５は、貫通孔３６−５の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て左側の先端部３６−５１を覆う。突出部４４−６は、貫通孔３６−６上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て左側の先端部３６−６１を覆う。

また、突出部４５−１は、貫通孔３６−１の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て右側の先端部３６−１２を覆う。突出部４５−２は、貫通孔３６−２の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て右側の先端部３６−２２を覆う。突出部４５−３は、貫通孔３６−３の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て右側の先端部３６−３２を覆う。突出部４５−４は、貫通孔３６−４の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て右側の先端部３６−４２を覆う。突出部４５−５は、貫通孔３６−５の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て右側の先端部３６−５２を覆う。突出部４５−６は、貫通孔３６−６の上端が形成する開口の二股のうちの、上面ロータ端面３５を回転軸の軸方向から見て右側の先端部３６−６２を覆う。

［圧縮機１の動作］
圧縮機１は、図示しない冷凍サイクル装置に設けられ、冷媒を圧縮して、冷凍サイクル装置に冷媒を循環させることに利用される。圧縮機１のモータ部６は、ステータ２２の巻き線２６に単相又は三相電圧が印加されることにより、回転磁界を発生させる。ロータ２１は、ステータ２２により生成された回転磁界により回転し、それに伴いシャフト３を回転させる。

圧縮機部５は、シャフト３が回転すると、吸入管１１を介して低圧冷媒ガスを吸入し、その吸入された低圧冷媒ガスを圧縮することにより高圧冷媒ガスを生成し、その高圧冷媒ガスを上マフラー室１６と下マフラー室１７とに供給する。下マフラーカバー１５は、下マフラー室１７に供給された高圧冷媒ガスの圧力の脈動を低減し、圧力脈動が低減された高圧冷媒ガスを上マフラー室１６に供給する。上マフラーカバー１４は、上マフラー室１６に供給された高圧冷媒ガスの圧力の脈動を低減し、圧力脈動が低減された高圧冷媒ガスを内部空間７のうちの圧縮機部５とモータ部６との間の空間に圧縮冷媒吐出孔１８を介して供給する。内部空間７のうちの圧縮機部５とモータ部６との間の空間に供給された高圧冷媒ガスは、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を通過することにより、内部空間７のうちのモータ部６より上の空間に供給される。内部空間７のうちのモータ部６より上の空間に供給された冷媒は、吐出管１２を介して冷凍サイクル装置の後段の装置に吐出される。

図４は、貫通孔３６−１の下端が形成する開口の二股の先端部の近傍を示す拡大断面図である。圧縮冷媒吐出孔１８から流れ出た高圧冷媒ガスは、シャフト３に沿って上昇することより、図４に示されているように、シャフト３の側から外周側に向かって斜めに進行して、貫通孔３６−１の内部に進入する。下側ロータ端板３２は、複数の下側内周側隣接領域４２−１〜４２−６を内部空間７に露出させていることにより、シャフト３の側から貫通孔３６−１の内部に斜めに進入する高圧冷媒ガスと干渉しにくい。このため、圧縮機１のモータ部６は、高圧冷媒ガスが内部空間７のうちのモータ部６の下部から貫通孔３６−１の内部に進入するときに受ける抵抗を低減することができ、高圧冷媒ガスが貫通孔３６−１の内部に進入するときの圧力損失を低減することができる。圧縮機１は、複数の下側内周側隣接領域４２−１〜４２−６が露出していることにより、さらに、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を介してモータ部６の下部と上部とを接続する流路の長さを、下側ロータ端板３２の厚さの分、短縮することができる。圧縮機１は、その流路の長さが短いことにより、高圧冷媒ガスがその流路を通過する流路抵抗を低減することができ、高圧冷媒ガスがその流路を通過するときの圧力損失を低減することができる。圧縮機１は、高圧冷媒ガスがその流路を通過するときの圧力損失を低減することにより、後段の装置に吐出される冷媒の圧力の低下を抑制し、冷媒を高効率に圧縮することができる。

図５は、貫通孔３６−１の上端が形成する開口の二股の先端部の近傍を示す拡大断面図である。高圧冷媒ガスは、貫通孔３６−１を通過するときに、図５に示されているように、突出部４４−１に衝突することにより、貫通孔３６−１の上端開口部からシャフト３の回転軸に向かって斜めに流れ出る。上側ロータ端板３３は、上側内周側隣接領域４６−１を内部空間７に露出させていることにより、貫通孔３６−１の上端開口部からシャフト３の回転軸に向かって斜めに流れ出る高圧冷媒ガスと干渉しにくい。このため、モータ部６は、高圧冷媒ガスが貫通孔３６−１の上端開口部からシャフト３の回転軸に向かって斜めに流れ出るときに受ける抵抗を低減することができ、高圧冷媒ガスが貫通孔３６−１から流れ出るときの圧力損失を低減することができる。モータ部６は、上側内周側隣接領域４６−１が内部空間７に露出していることにより、さらに、貫通孔３６−１を介してモータ部６の下部と上部とを接続する流路の長さを、上側ロータ端板３３の厚さの分、短縮することができる。モータ部６は、その流路の長さが短いことにより、高圧冷媒ガスがその流路を通過する流路抵抗を低減することができ、高圧冷媒ガスがその流路を通過するときの圧力損失を低減することができる。貫通孔３６−２〜３６−６に関しても、貫通孔３６−１と同様にして、モータ部６の下部と上部とを接続する流路を高圧冷媒ガスが通過するときの圧力損失を低減することができる。圧縮機１は、高圧冷媒ガスがその流路を通過するときの圧力損失を低減することにより、後段の装置に吐出される冷媒の圧力の低下を抑制し、冷媒を高効率に圧縮することができる。

油溜め８に貯留される冷凍機油は、シャフト３が回転することにより、圧縮機部５に供給され、圧縮機部５を構成する機械要素間に働く摩擦を軽減する潤滑油として利用される。冷凍機油は、圧縮機部５が低圧冷媒ガスを圧縮して高圧冷媒ガスを生成するときに、高圧冷媒ガスと混合されて、内部空間７のうちのモータ部６と圧縮機部５との間の空間に供給される。また、冷凍機油は、シャフト３が回転することにより、さらに、内部空間７のうちのモータ部６と圧縮機部５との間の空間に排出され、高圧冷媒ガスと混合される。内部空間７のうちのモータ部６と圧縮機部５との間の空間に供給された冷凍機油の一部は、高圧冷媒ガスとともに、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を通過することにより、内部空間７のうちのモータ部６より上の空間に供給される。内部空間７のうちのモータ部６より上の空間に供給された冷媒は、高圧冷媒ガスとともに、吐出管１２を介して冷凍サイクル装置の後段の装置に吐出される。

冷凍機油は、高圧冷媒ガスとともに複数の貫通孔３６−１〜３６−６を通過するときに、複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６に衝突し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６内で冷媒から分離される。複数の貫通孔３６−１〜３６−６内で冷媒から分離された冷凍機油は、ロータ２１が回転していることにより、遠心力により複数の貫通孔３６−１〜３６−６の外周側に移動し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の外周側に溜まる。ここで、貫通孔３６−１〜３６−６は外周に向かって開くＶ字形状であるので、冷凍機油は、Ｖ字の二股の先端部３６−１１〜３６−６２の双方に溜まる。複数の貫通孔３６−１〜３６−６のＶ字の先端部３６−１１〜３６−６２に溜まった冷凍機油の一部は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の下端の全てが開放されていることにより、内部空間７のうちのモータ部６と圧縮機部５との間の空間に供給される。また、複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成するＶ字形状の開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２を覆うことにより、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成するＶ字形状の開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２に溜まった冷凍機油が、内部空間７のうちのモータ部６より上の空間に供給されることを抑制する。圧縮機１は、冷凍機油が内部空間７のうちのモータ部６より上の空間に供給されることが抑制されることにより、冷媒とともに冷凍機油が吐出管１２を介して後段の装置に吐出される吐油量を低減する。圧縮機１は、後段の装置に吐出される冷凍機油の吐油量が低減することにより、容器２の内部に貯留される冷凍機油が減少することを防止することができる。圧縮機１は、容器２の内部に貯留される冷凍機油が減少することを防止することにより、圧縮機部５に潤滑油を適切に供給することができ、圧縮機部５を適切に潤滑することができる。また、圧縮機１は、吐油量を減少させることで、熱交換に寄与しない冷凍機油が冷凍サイクル装置の熱交換器に供給されにくくなり、冷凍サイクルの熱交換器の熱交換効率を向上することができる。

［実施例１の圧縮機１の効果］
実施例１の圧縮機１は、ロータ２１と、回転軸を中心にロータ２１を回転させるステータ２２と、ロータ２１が回転することにより冷媒を圧縮する圧縮機部５と、ロータ２１とステータ２２と圧縮機部５とが格納される内部空間７を形成する容器２とを備える。ロータ２１は、回転軸方向に屈曲部分が突出するＶ字形状の断面を有する冷媒が通過する複数の貫通孔３６−１〜３６−６が形成されるロータコア３１と、ロータコア３１のうちの貫通孔３６−１〜の３６−６両端部のうち圧縮機部５に近い側の一端が形成される下側ロータ端面３４（第１端面）を覆う下側ロータ端板３２（第１端板）と、ロータコア３１のうちの貫通孔３６−１〜３６−６の他端が形成される上側ロータ端面３５（第２端面）を覆う上側ロータ端板３３（第２端板）とを備える。下側ロータ端板３２は、貫通孔３６−１〜３６−６を内部空間７に連通させる下側開口部４１（第１開口部）が形成される。上側ロータ端板３３は、貫通孔３６−１〜３６−６を内部空間７に連通させる上側開口部４３（第２開口部）が形成される。上側開口部４３は、貫通孔３６−１〜３６−６より回転軸に近い側の領域を内部空間７に露出させ、且つ、他端のＶ字形状の二股の先端部３６−１１〜３６−６２を覆う突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６が形成される。

このような圧縮機１は、複数の上側内周側隣接領域４３−１〜４３−６が内部空間７に露出していることにより、上側ロータ端板３３の厚さの分、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を介してモータ部６の下部と上部とを接続する流路の長さを短縮することができる。このため、圧縮機１は、複数の上側内周側隣接領域４３−１〜４３−６が内部空間７に露出していることにより、高圧冷媒ガスがその流路を通過する流路抵抗を低減し、高圧冷媒ガスがモータ部６を通過するときの圧力損失を低減することができる。圧縮機１は、高圧冷媒ガスがモータ部６を通過するときの圧力損失が低減されることにより、冷媒を高効率に圧縮することができる。圧縮機１は、冷媒を高効率に圧縮することにより、圧縮機１が設けられる冷凍サイクルの効率を向上させることができる。

また、実施例１の圧縮機１の上側ロータ端板３３は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上側ロータ端面３５の側の上端の外周に向けて開くＶ字形状の二股の先端部３６−１１〜３６−６２をそれぞれ覆う複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６が形成される。冷凍機油は、冷媒と混合された状態で複数の貫通孔３６−１〜３６−６を通過するときに、複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６に衝突し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６内で冷媒から分離される。複数の貫通孔３６−１〜３６−６内で冷媒から分離された冷凍機油は、ロータ２１が回転していることにより、遠心力で複数の貫通孔３６−１〜３６−６の外周側に移動し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端のＶ字形状の二股の先端部３６−１１〜３６−６２に溜まる。このような圧縮機１は、複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６が形成されていることにより、複数の貫通孔３６−１〜３６−６が有するＶ字形状の二股の先端部３６−１１〜３６−６２に溜まった冷凍機油が内部空間７のうちのモータ部６の上部に流れ出ることを抑制する。このため、圧縮機１は、内部空間７のうちのモータ部６の上部に供給される冷凍機油の量を低減し、冷媒とともに冷凍機油が後段の装置に吐出される吐油量を低減することができる。圧縮機１は、複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６が形成された場合でも、上側ロータ端面３５の複数の上側内周側隣接領域４３−１〜４３−６が内部空間７に露出していることにより、高圧冷媒ガスがモータ部６を通過する際の圧力損失の増加を抑制することができる。

このように、複数の貫通孔３６−１〜３６−６内の冷凍機油は、貫通孔３６−１〜３６−６の側面を伝わりロータ２１の下側開口部４１から圧縮機部５側の内部空間７に排出されやすくなる。その結果、ロータ２１の吐出管１２側の内部空間７に導かれる冷凍機油が少なくなる。そして、この効果は、冷媒ガスの種類に依らない。

また、実施例１の圧縮機１は、下側ロータ端面３４の複数の下側内周側隣接領域４２−１〜４２−６が内部空間７に露出している。このような圧縮機は、複数の下側内周側隣接領域４２−１〜４２−６が内部空間７に露出していることにより、下側ロータ端板３２の厚さの分、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を介してモータ部６の下部と上部とを接続する流路の長さを短縮することができる。このため、圧縮機１は、高圧冷媒ガスがその流路を通過する際の流路抵抗を低減することができ、高圧冷媒ガスがその流路を通過するときの圧力損失をさらに低減することができる。圧縮機１は、高圧冷媒ガスがその流路を通過するときの圧力損失がさらに低減することにより、高圧冷媒ガスをさらに高効率に吐出することができ、圧縮機１が設けられる冷凍サイクルの効率をさらに向上させることができる。

さらに、下側は貫通孔３６−１〜３６−６よりシャフト３に近い側の領域を内部空間７に解放した構造としたことにより、上述した貫通孔３６−１〜３６−６の側面を伝わり落ちてきた冷凍機油を、より効率的に下側開口部４１から圧縮機部５側の内部空間７に排出することができる。

また、圧縮機１の上側ロータ端板３３及び下側ロータ端板３２は、それぞれ１つの上側開口部４３と下側開口部４１とが形成されている。上側開口部４３及び下側開口部４１は、１つの孔から形成されていることにより、容易に製作されることができる。このような圧縮機１は、上側ロータ端板３３及び下側ロータ端板３２が容易に製作されることにより、全体として容易に製作されることができる。

［比較例１の圧縮機］
図６Ａは、比較例１の圧縮機のロータを示す下面図であり、図６Ｂは、比較例１の圧縮機のロータを示す上面図である。比較例１の圧縮機は、図６Ａに示すように、ロータ７０に貫通孔７１−１〜７１−６を有する。貫通孔７１−１〜７１−６は、楕円形に近い形を有する。そして、下側ロータ端板７２が、ロータコアの下側ロータ端面を覆うように、下側ロータ端面に密着し、ロータコアに固定される。そして、下側ロータ端板７２は、下側中央孔７３と複数の下側開口部７４−１〜７４−６とが形成される。下側中央孔７３は、下側ロータ端板７２の中央に形成される。

複数の下側開口部７４−１〜７４−６は、下側中央孔７３の周りに形成される。複数の下側開口部７４−１〜７４−６は、シャフト３の回転軸と直交する平面に複数の貫通孔７１−１〜７１−６が交差する断面と同じ形状に形成される。複数の下側開口部７４−１〜７４−６は、複数の貫通孔７１−１〜７１−６の下端をそれぞれ内部空間７に開放し、複数の貫通孔７１−１〜７１−６をそれぞれ内部空間７に連通させる。下側ロータ端板７２は、さらに、下側ロータ端面のうちの複数の貫通孔７１−１〜７１−６に隣接する領域の全てを覆う。

また、比較例１の圧縮機の上側ロータ端板７５は、図６Ｂに示すように、ロータコアの上側ロータ端面を覆うように、上側ロータ端面に密着し、ロータコアに固定される。そして、上側ロータ端板７５は、上側中央孔７６と複数の上側開口部７７−１〜７７−６とが形成される。上側中央孔７６は、上側ロータ端板７５の中央に形成される。

複数の上側開口部７７−１〜７７−６は、上側中央孔７６の周りに形成される。複数の上側開口部７７−１〜７７−６は、シャフト３の回転軸と直交する平面に複数の貫通孔７１−１〜７１−６が交差する断面と同じ形状に形成される。複数の上側開口部７７−１〜７７−６は、複数の貫通孔７１−１〜７１−６の上端をそれぞれ内部空間７に開放し、複数の貫通孔７１−１〜７１−６をそれぞれ内部空間７に連通させる。上側ロータ端板７５は、さらに、上側ロータ端面のうちの複数の貫通孔７１−１〜７１−６に隣接する領域の全てを覆う。そして、比較例１の圧縮機は、図６で示したロータ７０以外の構成については、実施例１の圧縮機１と同様の構成を有する。

図７は、冷媒としてＲ３２を用いて暖房運転を行った場合に、高回転条件での実施例１の圧縮機の吐油量と比較例１の圧縮機の吐油量とを示す棒グラフである。吐油量は、吐出管１２を介して吐出される冷媒に冷凍機油が含まれる濃度を示している。図７の棒グラフの棒８１の高さは、実施例１の圧縮機１の吐油量を示している。棒８２の高さは、比較例１の圧縮機の吐油量を示している。

これは、シャフト３が暖房運転時に高回転条件で回転するときに、実施例１の圧縮機１は、比較例１の圧縮機よりも吐油量が小さいことを示している。具体的には、実施例１の圧縮機１の吐油量は、比較例１の圧縮機の吐油量に比べておよそ５割少なくなっている。

実施例１の圧縮機１は、下側ロータ端板３２及び上側ロータ端面３３を有する。すなわち、実施例１の圧縮機１が備える上側ロータ端板３３は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成する開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２を覆う複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６が形成されている。これに対して、比較例１の圧縮機が備える上側ロータ端板７５は、複数の突出部が形成されておらず、複数の貫通孔７１−１〜７１−６の近傍を全て覆った状態で、貫通孔７１−１〜７１−６を内部空間７に開放している。このため、棒グラフの棒８１は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成する開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２が覆われることにより、圧縮機１の吐油量が低減されることを示し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を介してモータ部６の下部から上部に冷凍機油が通過する量が低減することを示している。

要するに、棒グラフの棒８１及び棒８２は、暖房運転時、高回転条件における実施例１の圧縮機１の吐油量が、比較例１の圧縮機の吐油量より小さいことを示している。すなわち、棒グラフの棒８１は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成する開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２が覆われることにより、圧縮機１の吐油量が低減することを示し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を介してモータ部６の下部から上部に冷凍機油が通過する量が低減することを示している。

図８は、冷媒としてＲ４１０Ａを用いて暖房運転を行った場合に、高回転条件での実施例１の圧縮機の吐油量と比較例１の圧縮機の吐油量とを示す棒グラフである。吐油量は、吐出管１２を介して吐出される冷媒に冷凍機油が含まれる濃度を示している。図７の棒グラフの棒８３の高さは、実施例１の圧縮機１の吐油量を示している。棒８４の高さは、比較例１の圧縮機の吐油量を示している。

これは、シャフト３が暖房運転時に高回転条件で回転するときに、実施例１の圧縮機１は、比較例１の圧縮機よりも吐油量が小さいことを示している。具体的には、実施例１の圧縮機１の吐油量は、比較例１の圧縮機の吐油量に比べておよそ６割少なくなっている。

実施例１の圧縮機１は、下側ロータ端板３２及び上側ロータ端面３３を有する。すなわち、実施例１の圧縮機１が備える上側ロータ端板３３は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成する開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２を覆う複数の突出部４４−１〜４４−６及び４５−１〜４５−６が形成されている。これに対して、比較例１の圧縮機が備える上側ロータ端板７５は、複数の突出部が形成されておらず、複数の貫通孔７１−１〜７１−６の近傍を全て覆った状態で、貫通孔７１−１〜７１−６を内部空間７に開放している。このため、棒グラフの棒８１は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成する開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２が覆われることにより、圧縮機１の吐油量が低減されることを示し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を介してモータ部６の下部から上部に冷凍機油が通過する量が低減することを示している。

要するに、棒グラフの棒８１及び棒８２は、暖房運転時、高回転条件における実施例１の圧縮機１の吐油量が、比較例１の圧縮機の吐油量より小さいことを示している。すなわち、棒グラフの棒８１は、複数の貫通孔３６−１〜３６−６の上端が形成する開口の二股の先端部３６−１１〜３６−６２が覆われることにより、圧縮機の吐油量が低減することを示し、複数の貫通孔３６−１〜３６−６を介してモータ部６の下部から上部に冷凍機油が通過する量が低減することを示している。このように、冷媒としてＲ３２又はＲ４１０Ａのいずれを用いた場合にも、吐油量を低減することができる。すなわち、実施例１に係る圧縮機１は、冷媒の種類に依らず、吐油量を低減することができる。

ここで、以上に説明した実施例では、複数の貫通孔３６−１〜３６−６が二股に分かれるＶ字形状を有する場合で説明したが、股の数に特に制限は無い。そして、その場合、各股に分かれた先端部が上側ロータ端板３３の突出部により覆われていれば、その突出部により冷凍機油が内部空間７のうちのモータ部６の上部に流れ出ることを抑制することができる。また、貫通孔はＶ字形状に限られない。例えば円形状に形成された貫通孔の外周の一部を、外径側に突き出すようにして複数の先端部を有するようにしてもよい。また、貫通孔は外周に向かう方向に先端部を有していなくてもよい。この場合には、例えば貫通孔を円形状に形成して、ロータ端板の開口部の一部をシャフト側に向かって延ばすようにして突出部を形成してもよい。

１ ：圧縮機
２ ：容器
５ ：圧縮機部
６ ：モータ部
７ ：内部空間
２１ ：ロータ
２２ ：ステータ
３１ ：ロータコア
３２ ：下側ロータ端板
３３ ：上側ロータ端板
３４ ：下側ロータ端面
３５ ：上側ロータ端面
３６−１〜３６−６：複数の貫通孔
３７−１〜３７−６：複数の永久磁石
４１ ：下側開口部
４２−１〜４２−６：複数の下側内周側隣接領域
４３：上側開口部
４４−１〜４４−６，４５−１〜４５−６：複数の突出部
４６−１〜４６−６：複数の上側内周側隣接領域
５０ ：下側ロータ端板
５１ ：下側中央孔
５２−１〜５２−６：複数の下側開口部
７０ ：ロータ
７１−１〜７１−６：複数の貫通孔
７２ ：下側ロータ端板
７３ ：下側中央孔
７４−１〜７４−６：複数の下側開口部
７５ ：上側ロータ端板
７６ ：上側中央孔
７７−１〜７７−６：複数の上側開口部

Claims (4)

1. ロータ及び回転軸を中心に前記ロータを回転させるステータを有するモータ部と、
   前記ロータが回転することにより冷媒を圧縮する圧縮機部と、
   前記ロータと前記ステータと前記圧縮機部とが格納される内部空間を形成し、圧縮された冷媒を外部へ排出する吐出部が前記圧縮機部に対して前記モータ部を挟んで対向する位置に設けられた密閉容器とを備え、
   前記ロータは、
   前記冷媒が通過する前記回転軸に向かって屈曲部分が突出するＶ字形状の断面を有する複数の孔が形成されるロータコアと、
   前記ロータコアのうちの複数の前記孔の両端部のうち前記圧縮機部に近い側の一端が形成される第１端面を覆う第１端板と、
   前記ロータコアのうちの前記複数の孔の他端が形成される第２端面を覆う第２端板とを有し、
   前記第１端板は、前記複数の孔を前記内部空間に連通させる第１開口部が形成され、
   前記第２端板は、前記複数の孔を前記内部空間に連通させる第２開口部が形成され、
   前記第２開口部は、複数の前記孔より前記回転軸に近い側の領域を前記内部空間に露出させ、且つ、前記孔の他端に形成された前記Ｖ字形状の両端の先端部を覆う突出部が形成される
   ことを特徴とする圧縮機。
2. 前記第２開口部は、複数の前記孔の全てを前記内部空間に連通する１つの孔から形成されることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機。
3. 前記第１開口部は、複数の前記孔の全てを前記内部空間に連通する１つの孔から形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の圧縮機。
4. 前記第１開口部は、前記孔と、前記孔と周方向に隣接する前記ロータコアの一部領域とを前記内部空間に露出させることを特徴とする請求項３に記載の圧縮機。

Images