密閉式壓縮機和具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置制造方法
【專利摘要】一種密閉式壓縮機，具有設(shè)在轉(zhuǎn)子的上方并同步旋轉(zhuǎn)的離心葉輪，流入下側(cè)空間的制冷劑通過轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔上升流入上側(cè)空間并從排出管流出。離心葉輪具有設(shè)在轉(zhuǎn)子的上側(cè)的油分離板和立設(shè)在油分離板下表面的多個葉片，并形成將從轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔流出的制冷劑引導(dǎo)至葉片間流路的內(nèi)側(cè)入口的葉片內(nèi)側(cè)流路，并在整個圓周方向配置葉片間流路的外側(cè)出口，使在通過葉片間流路時升壓了的制冷劑從外周出口向上側(cè)空間流出。將油分離板配置在葉片間流路的上表面?zhèn)群腿~片內(nèi)流路的上方側(cè)，堵塞不通過葉片間流路而直接從葉片內(nèi)側(cè)流路向排出管流出的短路路徑。
【專利說明】密閉式壓縮機和具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循 環(huán)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及密閉式壓縮機和具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置，尤 其涉及油分離效果好的密閉式壓縮機和具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 以往，在用于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置（熱泵設(shè)備或制冷循環(huán)設(shè)備）的制冷劑壓 縮機中，使用了將由電動機產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力通過驅(qū)動軸傳遞給壓縮機構(gòu)來壓縮制冷劑氣體的 制冷劑壓縮機。在這樣的制冷劑壓縮機中，由壓縮機構(gòu)壓縮的制冷劑氣體在被排出至密閉 容器內(nèi)，并通過電動機部氣體流路相對于電動機從下側(cè)的空間向上側(cè)的空間移動后，向密 閉容器外的制冷劑回路排出。此時，供給至壓縮機構(gòu)的潤滑油與制冷劑氣體混合，被排出到 密閉容器外。以往，存在如下問題，即：當(dāng)向制冷劑回路帶出的油排出量增加時，熱交換器 的性能下降，或者，當(dāng)密閉容器內(nèi)的儲油量減少時，由壓縮氣體泄漏增加造成壓縮機效率下 降，并且由于壓縮機潤滑不良造成可靠性下降。
[0003] 近年來，制冷劑壓縮機的小型化開發(fā)和將使用制冷劑轉(zhuǎn)換為環(huán)境負擔(dān)小的替代制 冷劑（包括自然制冷劑）的過程加快，需要實現(xiàn)在密閉容器內(nèi)的油分離技術(shù)的高度化。另 一方面，在密閉容器內(nèi)，電動機高速旋轉(zhuǎn)時的制冷劑?潤滑油的流動狀態(tài)和油分離的機制非 常復(fù)雜，且高壓的密閉容器內(nèi)的觀察實驗不易進行，因此，尚未弄清楚的部分多，沒有解決 的技術(shù)課題也很多。
[0004] 專利文獻1中記載的高壓腔式渦旋壓縮機將由配置在密閉容器內(nèi)的上側(cè)的壓縮 機構(gòu)吸入的制冷劑壓縮，使其暫時下降到密閉容器底的儲油部后，通過電動機氣體流路從 電動機下側(cè)空間上升到上側(cè)空間，從壓縮機排出管排出高壓氣體。該專利文獻1中記載的 高壓腔式渦旋壓縮機具有設(shè)置在電動機轉(zhuǎn)子的上部的風(fēng)扇和安裝在電動機定子側(cè)和電動 機轉(zhuǎn)子側(cè)的分隔壁。并且，通過由風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和流過分隔壁的間隙的壓力阻 力將制冷劑和潤滑油分離，防止未與制冷劑分離的潤滑油直接流入排出管，即防止?jié)櫥?從密閉容器流出。
[0005] 另外，在專利文獻2中，公開了一種密閉式電動壓縮機的油分離裝置，該密閉式電 動壓縮機具有收納于密閉容器內(nèi)的上部的電動機構(gòu)、由電動機構(gòu)驅(qū)動的壓縮機構(gòu)、在電動 機構(gòu)的轉(zhuǎn)子的上部端環(huán)以規(guī)定間隔相對設(shè)置的油分離板和立設(shè)在油分離板上的攪拌葉片， 其特征在于，只在油分離板的下表面立設(shè)攪拌葉片。
[0006] 專利文獻1和專利文獻2中公開的油分離裝置（專利文獻1中的風(fēng)扇和分隔壁、 專利文獻2中的油分離板和攪拌葉片）所實現(xiàn)的改善壓縮機密閉容器內(nèi)的油分離狀態(tài)的效 果被普遍確認。
[0007] 并且，充分利用在最近進步顯著的三維流體模擬技術(shù)，能夠?qū)嚎s機密閉容器內(nèi) 的制冷劑和潤滑油的流動狀態(tài)可視化，能夠得到新的認識。例如，在專利文獻3中，公開了 如下的制冷劑壓縮機，其利用固定在設(shè)置于密閉容器內(nèi)的電動機轉(zhuǎn)子上端的上側(cè)平衡塊的 旋轉(zhuǎn)方向前端附近產(chǎn)生的壓頭上升，從前端部附近向下端形成回油用流路，使在上述轉(zhuǎn)子 的周圍露出的高濃度潤滑油回到電動機下側(cè)，防止油上升。
[0008] 通常，在作為當(dāng)前壓縮機使用的交流無刷電動機的轉(zhuǎn)子中，層疊圓形的鋼板，用金 屬平板夾入上表面和下表面而成為一體化的圓筒形狀，在該轉(zhuǎn)子的上端的上側(cè)附設(shè)有上側(cè) 平衡塊，在下端附設(shè)有下側(cè)平衡塊。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1:日本專利第3925392號公報
[0012] 專利文獻2:日本實開平5-61487號公報
[0013] 專利文獻3:日本特開2009-264175號公報
[0014] 非專利文獻
[0015] 非專利文獻1:《渦輪鼓風(fēng)機和壓縮機》=σ于社（昭和63年）
[0016] 非專利文獻2:《流體機械工學(xué)》=π于社（昭和58年）
[0017] 一般來講，為了構(gòu)成高性能的離心鼓風(fēng)機，如非專利文獻1記載的那樣，對于葉輪 自身的形狀、流入葉輪前的流路形狀、從葉輪流出后的流路形狀等都根據(jù)理論計算來進行 設(shè)計。
[0018] 但是，在專利文獻1和專利文獻2中，對于分別公開的安裝在電動機轉(zhuǎn)子的上部的 風(fēng)扇和葉片沒有公開理論的設(shè)計方法，沒有達到用于改善油分離狀態(tài)的最佳的風(fēng)扇和葉片 的結(jié)構(gòu)。在以往的密閉式壓縮機中，留有通過適當(dāng)?shù)乩秒x心風(fēng)扇而進一步提高油分離性 能的余地。
[0019] 例如，在專利文獻1中記載的高壓腔式渦旋壓縮機中，設(shè)置在電動機轉(zhuǎn)子的上部 的風(fēng)扇只配置在沒有上側(cè)平衡塊的一側(cè)，因此由于不均勻的風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，電動機上側(cè)空間內(nèi) 的壓力分布和流速分布產(chǎn)生大幅度變動。如果將該結(jié)構(gòu)保持這種狀態(tài)應(yīng)用在旋轉(zhuǎn)式壓縮機 上，會妨礙浮游在電動機上部空間內(nèi)的油滴靠重力沉降，或者由于擾亂堆積在定子的上部 的油的油面，反而將油滴卷起而可能增加向密閉容器外的流出量。
[0020] 另外，在專利文獻2中記載的旋轉(zhuǎn)式壓縮機中，在設(shè)置于電動機轉(zhuǎn)子的上部的油 分離板上，在攪拌葉片的內(nèi)周側(cè)的中心附近開設(shè)有大的圓形孔，在該圓形孔中插入有向密 閉容器外引導(dǎo)制冷劑的排出管。由于在該圓形孔和排出管之間存在供制冷劑氣體流通的足 夠的間隙，經(jīng)由沿上下方向貫通轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔而上升的制冷劑氣體不通過形成于攪拌 葉片之間的葉片間流路，而直接流入排出管，形成為這樣的流路結(jié)構(gòu)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 本發(fā)明是為了解決上述問題而做成的，其第一個目的是得到一種密閉式壓縮機， 所述密閉式壓縮機在容器內(nèi)利用安裝于電動機轉(zhuǎn)子上部的葉片的旋轉(zhuǎn)來分離潤滑油，能夠 防止容器內(nèi)的底部儲存的潤滑油量下降，能夠抑制由潤滑不良而導(dǎo)致的可靠性降低和節(jié)能 性能降低。另外，其第二個目的是得到具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置。
[0022] 本發(fā)明的密閉式壓縮機具有：在底部儲存潤滑油的密閉容器、設(shè)置在所述密閉容 器的內(nèi)部并具有定子和轉(zhuǎn)子的電動機、安裝在所述轉(zhuǎn)子上的驅(qū)動軸、設(shè)置在所述密閉容器 的內(nèi)部并通過所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)來壓縮制冷劑的壓縮機構(gòu)、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的上方并與所 述轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的離心葉輪和連通所述電動機的上側(cè)空間并使制冷劑從該上側(cè)空間向所 述密閉容器的外部回路流出的排出管，在所述轉(zhuǎn)子上形成有沿上下方向貫通的轉(zhuǎn)子通風(fēng) 孔，流入所述電動機的下側(cè)空間的所述制冷劑通過所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔上升，向所述電動機的 上側(cè)空間流入，并從所述排出管流出。
[0023] 所述離心葉輪形成有從所述轉(zhuǎn)子的上端向上側(cè)以規(guī)定間隔設(shè)置的油分離板、從所 述油分離板的下表面向下方立設(shè)并從內(nèi)周側(cè)向外周側(cè)設(shè)置的多個葉片、在相鄰的兩片所述 葉片之間的葉片間流路、將從所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的上端口流出的所述制冷劑引導(dǎo)至所述葉片 間流路的內(nèi)周側(cè)入口的葉片內(nèi)側(cè)流路，所述葉片間流路在整個圓周方向上配置成從內(nèi)周側(cè) 入口向外周側(cè)出口引導(dǎo)，使在通過所述葉片間流路時升壓了的制冷劑從外周側(cè)出口向所述 上側(cè)空間流出，
[0024] 所述油分離板將所述葉片間流路的上部側(cè)和所述葉片內(nèi)側(cè)流路的上端側(cè)堵塞，將 不通過所述葉片間流路而直接向所述排出管流出的短路流路堵塞。
[0025] 另外，本發(fā)明的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置具有：本發(fā)明的密閉式壓縮機、使由該密 閉式壓縮機壓縮了的所述制冷劑散熱的散熱器、使從該散熱器流出的所述制冷劑膨脹的膨 脹機構(gòu)、使從該膨脹機構(gòu)流出的所述制冷劑吸熱的蒸發(fā)器。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，能夠防止容器內(nèi)的潤滑油儲存量的下降，能夠得到抑制由潤滑不良 導(dǎo)致的可靠性下降的效果和提高節(jié)能性能的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的密閉式壓縮機的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0028] 圖2是本發(fā)明的實施方式1的密閉式壓縮機的橫剖視圖（圖1的A-A剖視圖）。
[0029] 圖3是本發(fā)明的實施方式1的離心葉輪的葉片（8片的情況）的展開圖。
[0030] 圖4是表示本發(fā)明的實施方式1的切起后的葉片（8片的情況）的結(jié)構(gòu)的從上方 看的投影圖。
[0031] 圖5是圖4的P部分放大圖。
[0032] 圖6是比較本發(fā)明的實施方式1的離心葉輪所產(chǎn)生的對油的上升的改善效果的柱 形圖。
[0033] 圖7是表示本實施方式1的密閉式壓縮機的密閉容器內(nèi)的靜力平衡關(guān)系的特性圖 (縱剖視圖）。
[0034] 圖8是搭載了本實施方式1的密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置的結(jié)構(gòu) 圖。
[0035] 圖9是表示本發(fā)明的實施方式2的密閉式壓縮機的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0036] 圖10是本發(fā)明的實施方式2的密閉式壓縮機的橫剖視圖（圖9的A-A剖視圖）。
[0037] 圖11是本發(fā)明的實施方式3的密閉式壓縮機的橫剖視圖。
[0038] 圖12是表示本發(fā)明的實施方式4的密閉式壓縮機的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0039] 圖13是表示本發(fā)明的實施方式4的轉(zhuǎn)子上部的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0040] 圖14是表示本發(fā)明的實施方式5的密閉式壓縮機的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。

【具體實施方式】
[0041] 實施方式I
[0042] 圖1是表示本發(fā)明的實施方式1的密閉式壓縮機的結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。另外，圖2 是本發(fā)明的實施方式1的密閉式壓縮機的橫剖視圖（圖1的A-A剖視圖）。首先，用該圖1 和圖2說明本實施方式1的密閉式壓縮機100的基本結(jié)構(gòu)和動作。
[0043] 〈密閉式壓縮機100的基本機構(gòu)和動作〉
[0044] 本實施方式1的密閉式壓縮機100是高壓腔式的密閉式旋轉(zhuǎn)壓縮機，如圖1所示， 具有在下部形成有儲存潤滑油的密閉容器底部儲油部2a的密閉容器1、收容在該密閉容器 1的內(nèi)部的電動機8、驅(qū)動軸3和壓縮機構(gòu)10。
[0045] 電動機8具有在內(nèi)周部形成沿上下方向貫通的貫通孔的大致圓筒形狀的定子7和 在該定子7的內(nèi)周側(cè)經(jīng)由規(guī)定的氣隙27a配置的大致圓筒形狀的轉(zhuǎn)子6。本實施方式1的 電動機8例如是交流無刷電動機。該定子7通過層疊鋼板而構(gòu)成，在鐵心7d上高密度地纏 繞線圈而形成線圈繞線塊7c。定子7通過壓入或焊接等安裝在密閉容器1的內(nèi)周面上。另 夕卜，轉(zhuǎn)子6是將鋼板層疊并將該層疊鋼板的上端和下端通過轉(zhuǎn)子上部固定基板33和轉(zhuǎn)子下 部固定基板34夾持而成。并且，轉(zhuǎn)子6的內(nèi)部配置有磁鐵。另外，在轉(zhuǎn)子上部固定基板33 的上表面和轉(zhuǎn)子下部固定基板34的下表面分別相反相位地配置有具有凸部突出的上側(cè)平 衡塊31和下側(cè)平衡塊32。另外，本實施方式1的轉(zhuǎn)子6形成有沿上下方向貫通的4條轉(zhuǎn)子 通風(fēng)孔26。此外，轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26的數(shù)量是至少1條即可。
[0046] 驅(qū)動軸3的上端部安裝在電動機8的轉(zhuǎn)子6上，下端部安裝在壓縮機構(gòu)10上。即， 驅(qū)動軸3將電動機8的驅(qū)動力傳遞給壓縮機構(gòu)10。該驅(qū)動軸3由配置在電動機8下方的上 側(cè)軸承部11和下側(cè)軸承部12以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支承。
[0047] 壓縮機構(gòu)10利用經(jīng)由驅(qū)動軸3傳遞來的電動機8的驅(qū)動力來壓縮制冷劑。本發(fā) 明不限定壓縮機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，但在本實施方式1中采用旋轉(zhuǎn)式的壓縮機構(gòu)。該壓縮機構(gòu)10具 有汽缸14和旋轉(zhuǎn)活塞16等。汽缸14形成有沿上下方向貫通的貫通孔，該貫通孔的上下開 口部由上側(cè)軸承部11和下側(cè)軸承部12堵塞。并且，汽缸14的上述貫通孔成為汽缸室14a。 旋轉(zhuǎn)活塞16配置在該汽缸室14a。該旋轉(zhuǎn)活塞16形成為大致的圓筒形狀，安裝在相對于 驅(qū)動軸3偏心地設(shè)置的偏心銷軸部15的外周。即，本實施方式1的壓縮機構(gòu)10形成為如 下結(jié)構(gòu)，即伴隨著驅(qū)動軸3的旋轉(zhuǎn)，偏心銷軸部15公轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)活塞16與偏心銷軸部15共同 地在汽缸室14a內(nèi)公轉(zhuǎn)，從而將由吸入管21吸入的制冷劑氣體在汽缸室14a內(nèi)部壓縮。此 夕卜，該被壓縮了的制冷劑氣體在達到規(guī)定的壓力時，將形成于上側(cè)軸承部11的上表面的開 閉排出口 18的排出閥19推起，通過排出口 18從汽缸室14a向排氣消音器17的內(nèi)部空間 排出。〈排出氣體的流出路徑〉
[0048] 被壓縮并向排氣消音器17的內(nèi)部空間排出的制冷劑氣體又通過電動機下側(cè)空間 5和沿上下方向貫穿電動機的流路流入電動機上側(cè)空間9 (定子上側(cè)空間9a和轉(zhuǎn)子上側(cè)空 間9b)。然后，流入電動機上側(cè)空間9的制冷劑從設(shè)置在密閉容器的上部的排出管22,即連 通電動機上側(cè)空間9的排出管22向密閉容器1外排出，被送到散熱器側(cè)制冷劑回路。
[0049] 作為沿上下方向貫穿電動機的主要的氣體流路，有以下所示的4個流路。
[0050] (1)轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26 :沿上下方向（即驅(qū)動軸3的軸向）貫通轉(zhuǎn)子6的流路；
[0051] (2)定子內(nèi)周流路27 :由形成于轉(zhuǎn)子6的外周和定子7的內(nèi)周之間的氣隙27a和 定子7的鐵心內(nèi)周部切口流路27b構(gòu)成的流路；
[0052] (3)定子外周流路25 :在定子7的鐵心7d的外周形成切口，在密閉容器1的圓筒 側(cè)壁內(nèi)周和定子7之間的間隙形成的流路；和
[0053] (4)線圈間隙流路24 :在定子的鐵心7d上高密度地纏繞線圈，生成于線圈繞線塊 7c之間的沿上下方向貫穿的間隙流路。
[0054] 此外，作為本實施方式1的電動機8,如果假定為具有分布纏繞線圈的定子7的交 流無刷電動機，則由于（4)的線圈間隙流路24的流路面積（與流動方向垂直地切斷流路的 情況下的面積）變得足夠小，可以忽略。另外，（1)的轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26如果不與磁鐵互相干 擾則能夠打開大的孔，對效率沒有影響，能夠形成足夠大的流路面積。另一方面，（2)的定 子內(nèi)周流路27和（3)的定子外周流路25的流路面積越大，電動機8的效率越下降，因此流 路面積的大小是被限制的。〈油的流動和油流出路徑〉
[0055] 儲存在密閉容器底部的儲油部2a的潤滑油向壓縮機構(gòu)10的各部分供給。詳細地 說，驅(qū)動軸3通過旋轉(zhuǎn)，將儲存在密閉容器底部的儲油部2a的潤滑油從驅(qū)動軸3的下端的 油吸入孔4a吸起，流入貫通驅(qū)動軸3的軸心的中空孔4b。然后，通過供油孔4c、4d、4e分別 向偏心銷軸部15外周和旋轉(zhuǎn)活塞16內(nèi)周之間、驅(qū)動軸3外周和上側(cè)軸承部11內(nèi)周之間的 間隙、驅(qū)動軸3外周和下側(cè)軸承部12內(nèi)周之間的間隙供給潤滑油，有助于壓縮機構(gòu)10的潤 滑和壓縮氣體的密封。此外，在流入中空孔4b的潤滑油中，沒有流入供油孔4c、4d、4e的潤 滑油從連通中空孔4b的上端部附近（上側(cè)軸承部11的上方）的排氣孔4f向電動機下側(cè) 空間5流出。
[0056] 密閉容器底部儲油部2a的高壓潤滑油經(jīng)由驅(qū)動軸3的供油孔4c或其它間隙，通 過旋轉(zhuǎn)活塞16的上下表面的間隙，依靠差壓供給至汽缸室14a，其潤滑油的一部分被壓縮 并從排出口 18與制冷劑氣體混合向電動機下側(cè)空間5排出。另外，在流入中空孔4b的潤 滑油中，沒有流入供油孔4c、4d、4e的潤滑油從連通中空孔4b的上端部附近（上側(cè)軸承部 11的上方）的排氣孔4f向電動機下側(cè)空間5流出。另外，通過轉(zhuǎn)子6旋轉(zhuǎn)，密閉容器底部 儲油部2a的油面被攪拌而激起波浪，潤滑油被從汽缸室14a排出的制冷劑氣體卷起。如上 述那樣，在電動機下側(cè)空間5中混入制冷劑氣體的潤滑油的粒子（油滴）中沒有進行油分 離的部分與制冷劑氣體一起，從電動機下側(cè)空間5通過沿上下方向貫穿電動機的氣體流路 (1)、（2)、（3)、（4)，上升至電動機上側(cè)空間9。并且，在電動機上側(cè)空間9沒有進行油分離 的油滴與制冷劑氣體一起從排出管22向密閉容器1外流出。油流出率用[油流出量八油 流出量+制冷劑循環(huán)量）]來定義，可以說，油流出率越小，油分離狀態(tài)越好。
[0057] 〈定子上部儲油部2b和課題〉
[0058] 在電動機上側(cè)空間9中進行油分離的油滴通過轉(zhuǎn)子6的旋轉(zhuǎn)作用產(chǎn)生離心力，在 定子上側(cè)空間9a中容易集中在密閉容器1的側(cè)壁側(cè)，油滴正好容易沉降在定子7的外周部 上側(cè)。該油滴通過定子外周流路25, 一邊從電動機上側(cè)空間9向電動機下側(cè)空間5落下一 邊返回。
[0059] 此時，
[0060] ?在定子外周流路25的流路面積相對于落下至定子7的外周上部上側(cè)的油滴相對 較大的情況下，潤滑油在定子外周流路25內(nèi)以上升的制冷劑氣體和依靠重力下降的油滴 共存的狀態(tài)落下。
[0061] ?當(dāng)氣體制冷劑的流量增加，落下至定子7的外周上部上側(cè)的油滴增加時，潤滑油 在定子外周流路25內(nèi)以油滴堵塞定子外周流路25的狀態(tài)流動下落。
[0062] ?當(dāng)氣體制冷劑的流量進一步增加時，由于壓力損失而造成的電動機上側(cè)空間9 的壓力下降變大，成為潤滑油在定子7的外周部上側(cè)進一步積存的狀態(tài)。即，成為如圖1所 示的產(chǎn)生定子上部儲油部2b的狀態(tài)。因此，與定子7的外周部上側(cè)積存的油量相應(yīng)地，密 閉容器底部儲油部2a中儲存的油量減少，密閉容器底部儲油部2a的油面高度也下降?；?者，從定子上部儲油部2b被卷起并與制冷劑氣體一起從排出管22向密閉容器外流出的油 量增加。其結(jié)果是，向壓縮機構(gòu)10的供油量下降，成為導(dǎo)致潤滑可靠性下降或壓縮氣體泄 漏量增加的原因。
[0063] 因此，在本發(fā)明的實施方式1中，在轉(zhuǎn)子6的上方設(shè)置如下的離心葉輪40,防止向 密閉容器1外流出的油量的增加，即防止儲存在密閉容器底部儲油部2a的油量的減少。具 體地說，通過用該離心葉輪40提高電動機上側(cè)空間9的壓力，從而使電動機上側(cè)空間9的 壓力比電動機下側(cè)空間5高，或比以往更加抑制電動機上側(cè)空間9的壓力下降，防止向密閉 容器1外流出的油量的增加（即儲存在密閉容器底部儲油部2a的油量的減少）。
[0064] 以下，對構(gòu)成本實施方式1的離心葉輪40的構(gòu)成要素，與該構(gòu)成要素具有的效果 共同進行說明。
[0065] 〈離心葉輪40的結(jié)構(gòu)和特征〉
[0066] 如圖1所示，由層疊鋼板構(gòu)成的轉(zhuǎn)子6的上端和下端被轉(zhuǎn)子上部固定基板33和轉(zhuǎn) 子下部固定基板34夾住，分別相反相位地配置的上側(cè)平衡塊31的凸部31a和下側(cè)平衡塊 32的凸部32a沿轉(zhuǎn)子的外周邊緣具有規(guī)定的厚度地設(shè)置。并且，在比上側(cè)平衡塊31靠上側(cè) 的驅(qū)動軸3的前端，通過固定螺栓45安裝有離心葉輪40。如后所述，本實施方式1的離心 葉輪40形成為如下結(jié)構(gòu)，即具有葉片上側(cè)圓板43和從葉片上側(cè)圓板43的下表面部向下方 立設(shè)的多個（在本實施方式1中是8片）葉片41。并且，形成為如下結(jié)構(gòu)，即從形成于轉(zhuǎn)子 6的轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26流出至轉(zhuǎn)子6的上方的制冷劑氣體通過葉片內(nèi)側(cè)流路46,流入離心葉輪 40。因此，在本實施方式1中，將轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26配置在比上側(cè)平衡塊31的凸部31a靠內(nèi)周 側(cè)的位置，以使從轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26流出至轉(zhuǎn)子6的上方的制冷劑氣體容易流入離心葉輪40。
[0067] ⑷離心葉輪40的成本降低效果
[0068] 圖3是本發(fā)明的實施方式1的離心葉輪的葉片（8片的情況）的展開圖。另外，圖 4是表示本發(fā)明的實施方式1的切起后的葉片（8片的情況）的結(jié)構(gòu)的從上側(cè)看的投影圖。 另外，圖5是圖4的P部分的放大圖。
[0069] 在本實施方式1中，為了實現(xiàn)離心葉輪40的成本降低，如圖3的展開圖那樣，從1 片金屬薄板按直角切起8片直線葉片，做成如圖4所示的軸對稱的8片葉片。
[0070] 如圖5所示，以將驅(qū)動軸3為中心并連接各葉片41的內(nèi)周側(cè)端部的圓作為短徑圓 周41b，以將驅(qū)動軸3為中心并連接各葉片41的外周側(cè)端部的圓作為長徑圓周41c，則各葉 片41形成為從短徑圓周41b以直線狀延伸至長徑圓周41c的直線葉片。另外，各葉片41 與短徑圓周41b的切線所形成的入口角P 1大致為0度。此外，如圖5所示，長徑圓周41c 的切線與各葉片41所形成的角度β2為出口角β2。另外，在形成于各葉片41間的流路即 葉片間流路47中，2片葉片41重合的區(qū)域是有效流路區(qū)域47a，在該有效流路區(qū)域47a的 葉片41的有效長度是47b。在本實施方式1中，確保葉片41的全長41e中1/4以上為有效 長度47b。
[0071] ⑶離心葉輪40的泄漏減少效果
[0072] 但是，如果只將圖3?圖5所示的軸對稱的8片葉片安裝在驅(qū)動軸3的上端，則葉 片間流路47的整個下側(cè)面、葉片間流路47的上側(cè)的一部分是開口的，沒有被堵住，因此會 產(chǎn)生從葉片間流路47的中途流出和流入的氣流。尤其是，如果不堵住葉片間流路47的有 效流路區(qū)域47a的上下表面則效率會顯著下降。因此在本實施方式1中，實施以下對策。
[0073] ?安裝將葉片間流路47的上表面部不留間隙地堵塞的葉片上側(cè)圓板43。尤其是 將葉片間流路47的有效流路區(qū)域47a的上表面堵塞。
[0074] ?另外，安裝將葉片間流路47的下表面部不留間隙地堵塞的葉片下側(cè)圓板44。尤 其是將葉片間流路47的有效流路區(qū)域47a的下表面堵塞。該葉片下側(cè)圓板44上，在短徑 圓周41b的內(nèi)周側(cè)形成有流路孔，以使從轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26流出至轉(zhuǎn)子6的上方的制冷劑氣體 流入葉片間流路47。
[0075] 在此，葉片上側(cè)圓板43相當(dāng)于本發(fā)明的油分離板，葉片下側(cè)圓板44相當(dāng)于本發(fā)明 的下表面分隔板。此外，油分離板和下表面分隔板不需要一定是圓板形狀，只要能夠?qū)⑸鲜?范圍堵住即可。另外，油分離板和下表面分隔板可以不是一塊板，也可以是多個板的組合。 在本實施方式1中，為了防止在油分離板和下表面分隔板旋轉(zhuǎn)時施加在驅(qū)動軸3上的偏心 載荷，將油分離板和下表面分隔板做成為相對于驅(qū)動軸3軸對稱的圓板形狀。
[0076] 另外，通過防止從葉片間流路47的出口側(cè)流出離心葉輪40的制冷劑氣體再次被 葉片間流路47的入口側(cè)吸引（短路的情況），從而葉片間流路47的入口側(cè)和出口側(cè)的差 壓變大，能夠提高離心葉輪40的升壓效果。因此，在本實施方式1中，設(shè)置如下的流動引導(dǎo) 部：將把制冷劑氣體從轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26的上端引導(dǎo)至葉片間流路47的入口側(cè)的葉片內(nèi)側(cè)流 路46和葉片間流路47的出口側(cè)分隔開。
[0077] ?設(shè)置中空筒形狀（例如中空圓筒形狀）的內(nèi)周側(cè)流動引導(dǎo)部42,其下端部與比 轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26靠外周側(cè)的轉(zhuǎn)子6的上端抵接，其上端部與葉片下側(cè)的圓板44的流路孔連 接，其內(nèi)部成為葉片內(nèi)側(cè)流路46。此外，在本實施方式1中，上側(cè)平衡塊31具有用于將凸部 31a固定在轉(zhuǎn)子6的支持平板31c。并且，在該支持平板31c上形成有轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26的上 端開口部。在該情況下，內(nèi)周側(cè)流動引導(dǎo)部42的下端也可以與支持平板31c(即形成轉(zhuǎn)子 通風(fēng)孔26的上端開口部的部件）的上端抵接。
[0078] ?為了防止從轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26流出至轉(zhuǎn)子6的上方的制冷劑氣體不流入葉片間流路 47而向電動機上側(cè)空間9流出（例如在有葉片上側(cè)圓板43的大致中心部形成的孔等的情 況下發(fā)生），也將短徑圓周41b的內(nèi)周側(cè)用葉片上側(cè)圓板43堵住。
[0079] (C)離心葉輪40的流動損失減少效果
[0080] 在本實施方式1中，為了降低由離心葉輪40產(chǎn)生的壓力損失，按照以下方式構(gòu)成。
[0081] ?轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔26配置在比短徑圓周41b靠內(nèi)周側(cè)的位置，以使氣流容易通過葉片 內(nèi)側(cè)流路46導(dǎo)入葉片內(nèi)側(cè)流路46的入口側(cè)。
[0082] ?構(gòu)成離心葉輪40的葉片41的入口角β i設(shè)為±5度以內(nèi)的范圍。根據(jù)非專利 文獻I (p216)，若葉輪入口的相對流入角和葉片入口角的差即入射角ib在5deg以上則發(fā)生 碰撞損失，成為壓縮機損失的原因。在空氣調(diào)節(jié)條件下那樣的高速旋轉(zhuǎn)中，葉片41的內(nèi)周 側(cè)端部處的旋轉(zhuǎn)移動速度比制冷劑流速大，因此優(yōu)選將葉片41配置成與離心葉輪40的內(nèi) 周側(cè)開口部（葉片下側(cè)圓板44的流路孔）基本相切。
[0083] (D)向定子外周流路25上側(cè)的靜壓力傳遞方法
[0084] 在定子7的上端形成有多個從線圈繞線塊7c向定子7的上方突出的線圈部分，即 電動機上部線圈跨線部7a。在本實施方式1中，仔細研究了從定子7上端突出的多個電動 機上部線圈跨線部7a的形狀、上側(cè)平衡塊31的凸部31a和離心葉輪40的高度。將上側(cè)平 衡塊31的凸部31a做成與線圈繞線塊7c大致相同的高度，將電動機上部線圈跨線部7a配 置成與離心葉輪40的葉片41上端大致相同的高度。旋轉(zhuǎn)的上側(cè)平衡塊31的凸部31a從 頭部前端側(cè)向旋轉(zhuǎn)進行方向產(chǎn)生大的壓力（全壓）上升，該壓力（全壓）上升擴展到整個 電動機上側(cè)空間9。尤其是，在同一水平截面內(nèi)產(chǎn)生劇烈的壓力變動和壓力分布（參照專利 文獻3)，轉(zhuǎn)子6每旋轉(zhuǎn)一個周期，壓力和流速大幅度變動，因此成為擾亂浮游在定子外周流 路25的上側(cè)的定子上側(cè)空間9a的油滴和定子上部儲油部2b的油面的要因。因此，在本實 施方式1中，用線圈繞線塊7c將到上側(cè)平衡塊31的凸部31a的高度為止的部分覆蓋隱藏， 防止油滴的卷起。另外，雖與上側(cè)平衡塊31的凸部31a相比影響小，但離心葉輪40也可能 成為擾亂定子上部儲油部2b的微小的要因，因此用電動機上部線圈跨線部覆蓋周圍，另一 方面，為了使由離心葉輪40升壓的全壓容易傳遞至定子外周部上側(cè)，在相鄰的電動機上部 線圈跨線部7a之間形成徑向流路28。另外，在定子外周流路25的上側(cè)，在由密閉容器1的 側(cè)壁和線圈繞線塊7c夾著的空間中，確保定子上部儲油部2b。
[0085] 〈升壓效果的驗證〉
[0086] 圖6是比較本發(fā)明的實施方式1的離心葉輪的對油的上升的改善效果的柱形圖。 左縱軸表示定子外周流路25的下側(cè)壓力（電動機下側(cè)空間5側(cè)壓力W 1和定子外周流路 25的上側(cè)壓力（電動機上側(cè)空間9側(cè)壓力）P2的差。另外，右縱軸表示從定子外周流路25 的上端積存在上側(cè)的潤滑油的油面高度（是定子上部儲油部2b的油面高度，在圖6中記為 定子外周部上油面高度）ΛΗ。
[0087] 假設(shè)從電動機下側(cè)空間5向電動機上側(cè)空間9移動的油的流速比較緩慢，設(shè)定子 外周流路25的長度Htl (Hci = 80mm)，則定子上部油面高度Λ H根據(jù)靜力平衡（壓力和重力 的平衡）的關(guān)系由下式（1)求出。
[0088][式 1]

【權(quán)利要求】
1. 一種密閉式壓縮機，具有： 密閉容器，該密閉容器在底部儲存潤滑油； 電動機，該電動機設(shè)在所述密閉容器的內(nèi)部并具有定子和轉(zhuǎn)子； 驅(qū)動軸，該驅(qū)動軸安裝在所述轉(zhuǎn)子上； 壓縮機構(gòu)，該壓縮機構(gòu)設(shè)在所述密閉容器的內(nèi)部，并通過所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)壓縮制冷 劑； 離心葉輪，該離心葉輪設(shè)在所述轉(zhuǎn)子的上方，并與所述轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)； 排出管，該排出管連通所述電動機的上側(cè)空間，并使制冷劑從該上側(cè)空間向所述密閉 容器的外部回路流出， 在所述轉(zhuǎn)子上形成有沿上下方向貫通的轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔， 流入所述電動機的下側(cè)空間的所述制冷劑通過所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔上升，向所述電動機的 上側(cè)空間流入，并從所述排出管流出， 所述密閉式壓縮機的特征在于， 所述離心葉輪形成有： 油分離板，該油分離板從所述轉(zhuǎn)子的上端向上側(cè)以規(guī)定間隔設(shè)置； 多個葉片，所述多個葉片從所述油分離板的下表面向下方立設(shè)，并從內(nèi)周側(cè)朝向外周 側(cè)地設(shè)置； 葉片間流路，該葉片間流路是相鄰的兩片所述葉片之間的葉片間流路； 葉片內(nèi)側(cè)流路，該葉片內(nèi)側(cè)流路將從所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的上端口流出的所述制冷劑引導(dǎo) 至所述葉片間流路的內(nèi)周側(cè)入口， 所述葉片間流路在整個圓周方向上配置成從內(nèi)周側(cè)入口向外周側(cè)出口引導(dǎo)， 使在通過所述葉片間流路時升壓了的制冷劑從外周側(cè)出口流出至所述上側(cè)空間， 所述油分離板堵塞所述葉片間流路的上部側(cè)和所述葉片內(nèi)側(cè)流路的上端側(cè)，并堵塞不 通過所述葉片間流路而直接向所述排出管流出的短路路徑。
2. 如權(quán)利要求1所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述葉片間流路的上表面?zhèn)热?被所述油分離板覆蓋。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的密閉式壓縮機，其特征在于，覆蓋所述葉片間流路的下表面 側(cè)的下表面分隔板設(shè)置成與所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的上端口保持一定的距離。
4. 如權(quán)利要求3所述的密閉式壓縮機，其特征在于，在所述轉(zhuǎn)子的上端具有上側(cè)平衡 塊，所述上側(cè)平衡塊由用于固定于該轉(zhuǎn)子的支持平板和從所述支持平板起一部分向上側(cè)突 出并起到配重的作用的凸部形成，由所述下表面分隔板、所述上側(cè)平衡塊的所述支持平板 以及所述上側(cè)平衡塊的所述凸部的上表面?zhèn)戎械闹辽僖环礁采w所述葉片間流路的下表面 側(cè)。
5. 如權(quán)利要求4所述的密閉式壓縮機，其特征在于，至少在與所述上側(cè)平衡塊的所述 凸部對向的范圍內(nèi)的所述葉片的下部，具有將所述葉片間流路的下表面從內(nèi)周側(cè)入口到外 周側(cè)出口為止堵塞的所述下表面分隔板， 在下部沒有配置所述下表面分隔板的所述葉片延伸設(shè)置到所述上側(cè)平衡塊的所述支 持平板的上端附近。
6. 如權(quán)利要求3?5中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，具有流動引導(dǎo)部，該 流動引導(dǎo)部的上端部與所述下表面分隔板的內(nèi)周側(cè)端部連接，下端部在所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的 外周側(cè)與形成有所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的上端開口部的部件的上端抵接，并將從所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔 流出的所述制冷劑引導(dǎo)至所述葉片間流路。
7. 如權(quán)利要求3或4所述的密閉式壓縮機，其特征在于， 所述下表面分隔板配置在多個所述葉片的下部整個表面， 所述葉片的上下方向長度是均等的。
8. 如權(quán)利要求7所述的密閉式壓縮機，其特征在于，具有中空筒狀的流動引導(dǎo)部，該流 動引導(dǎo)部的上端部與所述下表面分隔板的內(nèi)周側(cè)端部連接，下端部在所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的外 周側(cè)與形成有所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的上端開口部的部件的上端抵接，并將從所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔流 出的所述制冷劑引導(dǎo)至所述葉片間流路。
9. 如權(quán)利要求1?8中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，多個所述葉片相對于 所述驅(qū)動軸軸對稱地配置。
10. 如權(quán)利要求1?9中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，形成于所述轉(zhuǎn)子的 所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的流路面積比形成于所述轉(zhuǎn)子的外周和所述定子的內(nèi)周之間的流路的面 積大。
11. 如權(quán)利要求1?10中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，在俯視時，所述轉(zhuǎn) 子通風(fēng)孔配置在比短徑圓周靠內(nèi)周側(cè)的位置，所述短徑圓周是以所述驅(qū)動軸為中心連接所 述葉片的內(nèi)周側(cè)端部的圓。
12. 如權(quán)利要求1?11中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述油分離板是相 對于驅(qū)動軸對稱的圓板。
13. 如權(quán)利要求7或如從屬于權(quán)利要求7的8?12中任一項所述的密閉式壓縮機，其 特征在于，所述下表面分隔板是相對于驅(qū)動軸對稱的圓板，在比短徑圓周靠內(nèi)側(cè)的位置形 成有供從所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔流出的所述制冷劑流入所述葉片間流路的流路孔，所述短徑圓周 是以所述驅(qū)動軸為中心連接所述葉片的內(nèi)周側(cè)端部的圓。
14. 如權(quán)利要求1?13中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，以俯視時所述葉片 分別相對于短徑圓周在±5度以內(nèi)的范圍相接的方式確定入口角，所述短徑圓周是以所述 驅(qū)動軸為中心連接所述葉片的內(nèi)周側(cè)端部的圓。
15. 如權(quán)利要求1?14中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述葉片是直線葉 片。
16. 如權(quán)利要求1?15中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，多個所述葉片通過 從一塊板以直角折起多個所述葉片而形成。
17. 如權(quán)利要求1?16中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的上端具 有上側(cè)平衡塊，該上側(cè)平衡塊由用于固定于該轉(zhuǎn)子的支持平板和從所述支持平板起一部分 向上側(cè)突出并起到配重的作用的凸部形成； 在所述定子側(cè)設(shè)有覆蓋壁，該覆蓋壁包圍所述上側(cè)平衡塊的所述凸部與所述離心葉輪 的所述葉片間流路的外周側(cè)出口的周圍的全部區(qū)域或周圍的一部分區(qū)域，并阻礙從所述葉 片間流路的所述外周側(cè)出口沿徑向的流動。
18. 如權(quán)利要求17所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述覆蓋壁至少遍及所述上側(cè) 平衡塊的所述凸部的周圍的全部區(qū)域地進行完全覆蓋。
19. 如權(quán)利要求17所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述定子形成有多個電動機上 部線圈跨線部，所述電動機上部線圈跨線部是纏繞在鐵心上的線圈向該定子的上側(cè)突出的 部分， 在相鄰的所述電動機上部線圈跨線部上，遍布整個圓周地配置有多個徑向流路，所述 徑向流路將從所述葉片間流路的外周側(cè)出口朝徑向流出的制冷劑向所述密閉容器的側(cè)壁 方向引導(dǎo)， 所述徑向流路為擴散器形狀，從上方俯視時，向所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)前進方向傾斜地配 置。
20. 如權(quán)利要求1?16中任一項所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子的上端具 有上側(cè)平衡塊，該上側(cè)平衡塊由用于固定于所述轉(zhuǎn)子的支持平板和從所述支持平板起一部 分向上側(cè)突出并起到配重的作用的凸部形成； 設(shè)有圓筒側(cè)壁，該圓筒側(cè)壁將設(shè)在所述轉(zhuǎn)子的上端的上側(cè)平衡塊的所述凸部的周圍遍 布整個區(qū)域地包圍，并與所述轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。
21. 如權(quán)利要求20所述的密閉式壓縮機，其特征在于，所述圓筒側(cè)壁阻礙從所述葉片 間流路的所述外周側(cè)出口沿著徑向的流動，并構(gòu)成所述離心葉輪的出口的一部分。
22. -種蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置，其特征在于，具有： 如權(quán)利要求1?21中任一項所述的密閉式壓縮機； 散熱器，該散熱器使由該密閉式壓縮機壓縮了的所述制冷劑放熱； 膨脹機構(gòu)，該膨脹機構(gòu)使從該散熱器流出的所述制冷劑膨脹； 蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器使從該膨脹機構(gòu)流出的所述制冷劑吸熱。
【文檔編號】F04C29/02GK104334884SQ201380028116
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月19日
【發(fā)明者】橫山哲英, 諸江將吾, 白藤好范, 西木照彥, 加藤太郎, 前山英明, 長澤宏樹, 新宮啟介 申請人:三菱電機株式會社