CN101936292B - 压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够增加对电动机进行冷却的气体并且能够抑制气体的离心分离效果降低的压缩机。压缩机(1)，包括下部引导部(72)。下部引导部(72)，配置在本体机壳(10)的内部的电动机(16)的下方，将通过气体流路(55)下降的气体的方向改变为沿着本体机壳(10)的内表面的圆周方向(D2)。

Description

压缩机

技术领域

本发明涉及在机壳内部内设有压缩机构和电动机的压缩机。

背景技术

以往，有各种关于收纳在密闭的机壳内部压缩制冷剂等工作流体的压缩机构和驱动该压缩机构的电动机的密闭型压缩机的提案。在这样的密闭型压缩机中，如专利文献1(日本专利382369公报)记载的压缩机那样，在电动机的上部设置有向铅直方向和周向分流排出气体的引导板。在该压缩机中，从压缩机排出的排出气体，在电动机上部空间由引导板分配在电动机上部空间的回旋方向和电动机下部空间方向。

该引导板，兼顾进行油分离和电动机冷却，从分配在圆周方向的排出气体中利用气体在圆周方向回旋时的离心分离作用分离油。另一方面，分配在轴方向的排出气体，暂时导入电动机下部空间，经由定子芯切口和空气隙再次返回电动机上部空间时进行电动机冷却，其后，与分配到圆周方向的气体合流，从排出管排出。

[专利文献1]日本专利3832369号公报

发明内容

但是，近年来，由于压缩机的高速化和气缸容量增大的要求，有电动机的负荷变大的倾向，因此，为了电动机冷却，必须增加流向轴方向的排出气体的流量。

但是，像专利文献1中公开的、在电动机上方将排出气体分配在2个方向的引导板，如果增加在轴方向流动的排出气体的流量，就要相对的减少在圆周方向流动的排出气体。由此，在电动机上部空间的离心分离效果减弱，其结果，油从排出管向压缩机外部流出的比例即油上扬率有增加的可能。

本发明的课题在与提供一种压缩机，能够使冷却电动机的气体增加，并且抑制气体的离心分离效果的降低。

第一发明的压缩机，包括作为密闭容器的本体机壳、电动机、压缩机构、气体流路和下部引导部。电动机，具有固定在本体机壳内表面的定子和在定子内部可自由旋转地配置的转子。压缩机构，配置在本体机壳内部的电动机的上方，通过电动机的旋转驱动力压缩工作流体。气体流路，在定子和本体机壳之间形成，是由压缩机构压缩并排出的气体能够下降的流路。下部引导部，配置在本体机壳内部的电动机的下方，将通过气体流路下降的气体的方向改变为沿着本体机壳的内表面的规定方向。

在此，在本体机壳内部的电动机的下方，具有将通过气体流路下降的气体的方向改变为沿着本体机壳内表面的规定方向的下部引导部，因此，能够使所有气体向电动机的下方流动从而由下部引导部进行离心分离，能够使冷却电动机的气体增加。并且，能够抑制气体的离心分离的效果的降低。

第二发明的压缩机，是第一发明的压缩机，还包括油分离板。油分离板，配置在本体机壳内部的电动机的下方，从下降的气体中分离油。下部引导部设置在油分离板上。

在此，下部引导部设置在油分离板上，因此，能够与油分离板的安装作业同时进行下部引导部的安装，因此下部引导部的安装和定位很容易。

第三发明的压缩机，是在第一发明的压缩机中还包括下主轴承部件。下主轴承部件配置在本体机壳内部的电动机的下方，支承固定在转子上的驱动轴使其能自由旋转。下部引导部设置在下主轴承部件上。

在此，下部引导部设置在下主轴承部件上，因此，能够在下主轴承部件的安装作业的同时进行下部引导部的安装，因此下部引导部的安装和定位很容易。

第四发明的压缩机，是在第一发明的压缩机中还包括上部引导部。上部引导部，在本体机壳内部配置在压缩机和上述电动机之间。上部引导部具有将由压缩机构压缩并排出的气体引导向气体流路的第一气体流路。

在此，在本体机壳内部还具有在压缩机构和电动机之间配置的、具有将压缩机构压缩并排出的气体引导向气体流路的第一气体流路的上部引导部，因此，能够将由压缩机压缩的全部气体引导向气体流路，气体能够高效流向电动机的下部空间。其结果，能够使全部制冷剂气体通过下部引导部来进行油的离心分离，其后，能够由上升的制冷剂气体高效进行电动机的冷却。

第五发明的压缩机，是在第四发明的压缩机中，上部引导部还具有第二气体流路。第二气体流路从第一气体流路分支，将气体引导在沿着本体机壳的内表面的规定方向。

在此，上部引导部还具有从第一气体流路分支的、将气体引导在沿着本体机壳的内表面的规定方向的第二气体流路，因此，即使在电动机上方，也能够辅助的对气体中所含的油进行离心分离，因此能够进一步抑制油上扬率的增加。

第六发明的压缩机，是在第五发明的压缩机中，第一气体流路的流路面积大于第二气体流路的流路面积。

在此，第一气体流路的流路面积大于第二气体流路的流路面积，因此，即使在上部引导部设置2个方向的气体流路，也能够充分确保用于电动机冷却的铅直方向流动的气体的流量，能够由下部引导部使大部分制冷剂气体回旋来进行油的离心分离。并且，由上部引导部的第二气体流路还能够辅助进行油的离心分离。其结果，能够进一步抑制气体的离心分离效果的降低。

附图说明

图1为本发明实施方式的压缩机的纵截面图。

图2为表示图1的压缩机的机壳内部的下降的气体的路径的立体图。

图3为表示图1的上部引导部和下部引导部的配置的扩大立体图。

图4为表示本发明实施方式的变形例的压缩机的机壳内部的下降的气体的路径的立体图。

附图标记说明

1压缩机

10机壳

15涡旋压缩机构

16驱动电动机

17驱动轴

51定子

52转子

55电动机冷却通路(气体流路)

60下部主轴承

71上部引导部

72下部引导部

73油分离板

74第一气体流路

79第二气体流路

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明压缩机的实施方式。

[实施方式]

图1表示的涡旋压缩机1是高低压圆顶型压缩机，由蒸发器、凝缩器、膨胀机构等共同构成制冷剂回路，起到压缩其制冷剂回路中的制冷剂的作用，主要由纵长圆筒状的密闭圆顶型机壳10、涡旋压缩机构15、Oldham环39、驱动电动机16、下部主轴承60、吸入管19、排出管20、上部引导部71、下部引导部72和油分离板73构成。以下，对该涡旋压缩机1的构成部件分别详述。

[涡旋压缩机1的构成部件的详细]

(1)机壳

机壳10包括：略圆筒状的机体机壳部11、与机体机壳部11的上端部气密状熔接的碗状上壁部12、与机体机壳部11的下端部气密状熔接的碗状的底壁部13。该机壳10中，主要收容压缩制冷剂气体的涡旋压缩机构15、配置在涡旋压缩机构15的下方的驱动电动机16。该涡旋压缩机构15和驱动电动机16，由配置在机壳10内在上下方向延伸的驱动轴17连结。该结果，在涡旋压缩机构15和驱动电动机16之间产生间隙空间18。

(2)涡旋压缩机构

涡旋压缩机构15，如图1所示，主要由壳体23、紧密连接在壳体23上方配置的固定涡旋盘24、与固定涡旋盘24啮合的可动涡旋盘26构成。

a)固定涡旋盘

固定涡旋盘24，如图1所示，主要由平板状的镜板24a、和在镜板24a的下表面形成的漩涡状(渐开线状)的漩涡部分24b构成。

镜板24a上，与后述的压缩机40连通的排出口41在镜板24a的大约中心贯通而形成。排出口41，以在镜板24a的中央部分在上下方向延伸的方式形成。

在镜板24a的上表面，形成有连通到排出口41的扩大凹部42(参照图1)。扩大凹部42由在镜板24a的上表面凹设的在水平方向上扩展的凹部构成。在固定涡旋盘24的上表面，以塞住该扩大凹部42的方式由螺栓44a连接固定盖体44。通过在扩大凹部42覆盖盖体44，形成使涡旋压缩机构15的运转音消音的膨胀室构成的消音空间45。固定涡旋盘24和盖体44，通过隔着未图示的衬垫紧贴而被密封。

b)可动涡旋盘

可动涡旋盘26，如图1所示，主要由镜板26a、在镜板26a的上表面形成的漩涡状(渐开线状)的漩涡部分26b、在镜板26a的下表面形成的轴承部26c、在镜板26a的两端部形成的槽部26d构成。

可动涡旋盘26，为外部驱动的可动涡旋盘。即，可动涡旋盘26，具有在驱动轴17的外侧嵌合的轴承部26c。

可动涡旋盘26，通过在槽部26d嵌入Oldham环39而被支承于壳体23上。此外，在轴承部26c上嵌入驱动轴17的上端。可动涡旋盘26像这样组装在涡旋压缩机构15中，由此通过驱动轴17的旋转不自转而在壳体23内公转。可动涡旋盘26的漩涡部分26b与固定涡旋盘24的漩涡部分24b啮合，两个漩涡部分24b、26b的接触部之间形成有压缩室40。该压缩室40，伴随着可动涡旋盘26的公转，两个漩涡部分24b、26b之间的容积向中心收缩。实施方式的涡旋压缩机1如此对制冷剂进行压缩。

c)壳体

壳体23，在其外周面的整个周方向上压入固定于机体机壳部11。即，机体机壳部11和壳体23在整个周面气密状紧贴。因此，机壳10的内部，被划分为壳体23下方的高压空间28和壳体23上方的低压空间29。此外，该壳体23上，以上端面与固定涡旋盘24的下端面紧贴的方式，通过螺栓等紧固固定涡旋盘24。此外，该壳体23上形成有在上表面中央凹设的壳体凹部31和从下表面中央向下方延设的轴承部32。该轴承部32上形成有在上下方向贯通的轴承孔33，该轴承孔33中嵌入有借助轴承34而自由旋转的驱动轴17。

d)其他

此外，在该涡旋压缩机构15上，借助固定涡旋盘24和壳体23形成有联络通路46。该联络通路46以与切开固定涡旋盘24和壳体23形成的壳体侧通路48连通的方式形成。联络通路46的上端在扩大凹部42开口，联络通路46的下端，即壳体侧通路48的下端在壳体23的下端面开口。即，通过该壳体侧通路48的下端开口，构成使联络通路46的制冷剂流出到间隙空间18的排出口49。

(3)Oldham环(オルダムリンゲ)

Oldham环39，如上所述，是用于防止可动涡旋盘26的自转运动的部件，嵌入形成于壳体23的槽部26d。该槽部26d为椭圆形状的槽，在壳体23配设在相互对置的位置。

(4)驱动电动机

驱动电动机16，在实施方式中为无刷DC电动机，主要由固定在机壳10的内壁面的环状的定子51、和在定子51内侧隔着微小间隙(空气隙通路)以可自由旋转的方式被收容的转子52构成。该驱动电动机16被配置成使得在定子51的上侧形成的线圈端53的上端与壳体23的轴承部32的下端几乎处于同一高度位置。

在定子51上，在齿部卷绕铜线，在上方和下方形成有线圈端53。此外，在定子51的外周面上，设有从定子51的上端面至下端面、且在圆周方向上隔开规定间隔在多处形成有缺口的芯切割部。通过该芯切割部，在机体机壳部11与定子51之间形成有在上下方向延伸的电动机冷却通路55。电动机冷却通路55与由涡旋压缩机构15压缩并排出的制冷剂气体能够下降的本发明的气体流路对应。

转子52，通过在上下方向延伸地配置在机体机壳部11的轴心的驱动轴17与涡旋压缩机构15的可动涡旋盘26驱动连结。

(5)下部主轴承

下部主轴承60配设在驱动电动机16的下方的下部空间。该下部主轴承60固定在机体机壳部11上并且构成驱动轴17的下端侧轴承，支承驱动轴17。

(6)吸入管

吸入管19，用于将制冷剂回路的制冷剂导向涡旋压缩机构15，气密状嵌入机壳10的上壁部12。吸入管19，在上下方向贯通低压空间29，内端部嵌入固定涡旋盘24。

(7)排出管

排出管20，用于将机壳10内的制冷剂排出到机壳10外，气密状嵌入机壳10的机体机壳部11内部的高压空间28的位置。

(8)上部引导部

上部引导部71是用金属薄板等制造的引导气体的部件，在机壳10的内部配置于涡旋压缩机构15和驱动电动机16之间。具体来说，上部引导部71配置在涡旋压缩机构15和驱动电动机16之间的间隙空间18。

上部引导部71具有将由涡旋压缩机构15压缩并排出的制冷剂气体引导向电动机冷却通路55的第一气体流路74.，将流出联络通路46的排出口49的制冷剂气体引导到电动机冷却通路55。

(9)下部引导部

下部引导部72是用金属薄板等制造的引导气体的部件，配置在机壳10内部的驱动电动机16的下方。具体来说，下部引导部72沿着机壳10内表面设置在油分离板73的上表面侧。下部引导部72具有几乎达到从油分离板73到定子51的下端的高度，使得不会产生气体外泄地连通电动机冷却通路55。

下部引导部72，如图2～3所示，具有铅直方向侧开口75、旋风流路76和圆周方向侧开口77。铅直方向侧开口75向着铅直方向开口。旋风流路76在机壳10的圆周方向延伸，通过连通电动机冷却通路55的铅直方向侧开口75与电动机冷却通路55呈略L字状连通。圆周方向侧开口77，在旋风流路76的终端在机壳10的圆周方向开口。

因此，下部引导部72将通过电动机冷却通路55下降的被压缩的制冷剂气体的方向从铅直方向D1改变为沿着旋风流路76并沿着机壳10的内表面的圆周方向D2，其结果，被压缩并排出的制冷剂气体沿着机壳10的内表面旋转，能够进行制冷剂气体中所含的油的离心分离。

(10)油分离板

油分离板73配置在机壳10的内部的驱动电动机16的下方，为分离下降的被压缩的制冷剂气体中所含的油的板状的部件。油分离板73固定在下部主轴承60的上表面侧。

油分离板73，如图3所示，在本体机壳10的整个内周面的约2/3的范围关闭。即，油分离板73由安装有下部引导部72的1/3的范围A、与下部引导部72的圆周方向侧开口77相邻的1/3范围B、和形成有缺口78的1/3范围C构成。

因此，通过电动机冷却通路55向驱动电动机16的下部下降的被压缩的制冷剂气体通过在油分离板73的上表面侧设置的下部引导部72引导到机壳10的圆周方向而旋转，此时，制冷剂气体中所含的被离心分离出的油能够通过缺口78向机壳10底面的储油槽P(参照图1)落下。

此外，油分离板73的缺口78，配置在从电动机冷却通路55的正下方在机壳10的圆周方向上错开的位置，因此通过电动机冷却通路55下降的制冷剂气体直接落入缺口78的下方的储油槽P，不会引起油的上扬。

[涡旋压缩机1的运转动作]

接着，参照图1简单说明涡旋压缩机1的运转动作。首先，当驱动电动机16被驱动时，驱动轴17旋转，可动涡旋盘26不自转而进行公转运转。如此，低压的制冷剂，通过吸入管19，从压缩室40的周缘侧被吸引到压缩室40，伴随着压缩室40的容积变化被压缩，成为高压的制冷剂气体。该高压的制冷剂气体，从压缩室40的中央部通过排出口41向消音空间45排出，其后，通过联络通路46、壳体侧通路48、排出口49流出到间隙空间18，在上部引导部71和机体机壳部11的内表面之间向着下侧流动。制冷剂气体，向下侧在电动机冷却通路55中流动，流到电动机下部空间。

通过电动机冷却通路55向驱动电动机16的下部下降的被压缩制冷剂气体，到达油分离板73而分离制冷剂气体中所含的油，并且由油分离板73的上表面侧设置的下部引导部72引导向机壳10的圆周方向D2而旋转。由此，制冷剂气体中所含的油雾，被离心分离而在机壳10的内表面成为液滴附着后，通过缺口78落到机壳10底面的储油槽P(参照图1)。

其后，制冷剂气体在定子51和转子52之间的空气隙通路、或者与联络通路46相对侧(图1的左侧)的芯缺口(电动机冷却通路55)向上方流动。其后，制冷剂气体从间隙空间18通过排出管20排出到机壳10外。排出到机壳10外的制冷剂气体，在制冷剂回路循环后，再次通过吸入管19被吸入到涡旋压缩机构15压缩。

<特征>

(1)

实施方式的压缩机1，配置在机壳10内部的驱动电动机16的下方，包括下部引导部72，其将通过电动机冷却通路55下降的制冷剂气体的方向从铅直方向D1改变为沿着旋风流路76并沿着机壳10的内表面的圆周方向D2。

由此，在驱动电动机16的下方，能够进行制冷剂气体的离心分离，能够使全部的制冷剂气体流向驱动电动机16的下方，能够增加对驱动电动机16进行冷却的制冷剂气体。

并且，流向驱动电动机16的下方的全部制冷剂气体通过下部引导部72进行了离心分离，因此，与现有的引导板那样的在电动机上方将气体分配为铅直方向和圆周方向进行离心分离的情况相比较，能够抑制制冷剂气体的离心分离效果的降低。

(2)

即，实施方式的压缩机1，能够利用上部引导部71增加铅直方向的制冷剂气体的流量，能够促进驱动电动机16的冷却。

并且，在从排出管20离开的驱动电动机16的下部空间，使离心分离作用增加，所以能够降低油上扬率。

特别是，驱动电动机16的定子51集中卷绕的情况下，分布卷绕的情况下不存在的定子线圈间的间隙大幅度增加，因此，其成为气体通路，流向上方的气体的流通的流路面积的合计增加，因此从电动机下部空间向上部空间的气体流速大幅度降低，但实施方式的压缩机1能够暂时将全部制冷剂气体导入电动机下部空间，因此更容易受到气体流速的降低的影响，能够进一步降低油上扬率。

如上所述，能够不降低电动机的冷却效果，并且抑制油上扬率的增加。

(3)

实施方式的压缩机1，下部引导部72设置在分离机壳10内部的驱动电动机16下方的下降的制冷剂气体中所含的油的油分离板73，因此，能够在进行油分离板73的安装作业的同时安装下部引导部72，因此下部引导部72的安装、定位容易。

(4)

实施方式的压缩机1，包括上部引导部71，在机壳10内部配置于涡旋压缩机构15和驱动电动机16之间，具有将由涡旋压缩机构15压缩的制冷剂气体引导向电动机冷却通路55的第一气体流路74。

由此，能够将由涡旋压缩机构15压缩的全部制冷剂气体引导向电动机冷却通路55，能够使制冷剂气体高效地流向电动机下部空间。

其结果，能够使所有的制冷剂气体通过下部引导部72进行油的离心分离，其后，能够通过上升的制冷剂气体高效进行驱动电动机的冷却。

<变形例>

(A)

实施方式的压缩机1，下部引导部72改变为沿着旋风流路76并沿着机壳10内表面的圆周方向D2，但是本发明不限于此。即，下部引导部72，只要能将通过电动机冷却通路55下降的压缩气体的方向改变为沿着机壳10的内表面的规定方向进行离心分离即可，例如，改变为圆周方向D2以外的、沿着机壳10的内表面向着相对于圆周方向D2倾斜的上方或下方的方向也可以。这种情况下，压缩气体螺旋状流动，能够在长的路径长度之间得到离心分离效果。

(B)

实施方式的压缩机1，下部引导部72设置在机壳10内部的驱动电动机16下方的油分离板73上，但本发明并不限于此。

作为本发明的变形例，将下部引导部72设置在下部主轴承60上也可以。下部主轴承60，如图1所示，配置在机壳10内部的驱动电动机16的下方，支承固定在转子52上的驱动轴17使其可自由旋转。

这种情况下，下部引导部72设置在下部主轴承60上，因此，能够在下部主轴承60的安装作业的同时进行下部引导部72的安装，因此下部引导部72的安装、定位容易。

并且，不会受到油分离板73和缺口78的安装位置的影响，因此下部引导部72的安装自由度提高。

(C)

此外，作为本发明的压缩机的其他的变形例，也可以如图4所示，驱动电动机16的上侧的上部引导部71除了具有在铅直方向延伸的第一气体流路74之外，还具有辅助实现离心分离效果的第二气体流路79。

即，图4的上部引导部71，具有在铅直方向延伸的第一气体流路74、和从第一气体流路74分支并将被压缩的制冷剂气体引导到沿着机壳10的内表面的圆周方向D3的第二气体流路79。这种情况下，即使在电动机上方也能够辅助进行制冷剂气体中所含的油的离心分离，能够进一步抑制油上扬率的增加。

此外，上部引导部71的第二气体流路79，只要是将压缩气体的方向改变为沿着机壳10内表面的规定方向即可，例如，改变到圆周方向D2以外的、沿着机壳10内表面向着相对于圆周方向D2倾斜的上方或下方的方向。这种情况下，压缩气体螺旋状流动，能够在长的路径长度之间得到离心分离效果。

(D)

再者，如图4所示，上部引导部71设置2个方向的气体流路的情况下，为了充分确保用于电动机冷却的制冷剂气体的流量，制冷剂气体下降的第一气体流路74的流路面积优选设定得比离心分离用的第二气体流路79的流路面积大。

通过这样设定，即使在上部引导部71上设置2个方向的气体流路，也能够充分确保用于电动机冷却的铅直方向流动的制冷剂气体的流量，大部分的制冷剂气体能够由下部引导部72旋转，进行离心分离。并且，能够辅助地由上部引导部71的第二气体流路79进行油的离心分离。其结果，能够进一步抑制气体的离心分离效果降低。

(E)

作为由本发明的压缩机压缩的制冷剂，优选采用HFC(氢化氟碳)、分子式C₃H_mF_n(其中，m和n为1以上5以下的整数，m+n＝6的关系成立)表示且分子结构中具有1个双键结合的制冷剂、或含有该制冷剂的混合制冷剂。此外，也能够采用其他制冷剂。

Claims (6)

1.一种压缩机(1)，其包括：

作为密闭容器的本体机壳(10)；

电动机(16)，具有固定在所述本体机壳(10)的内表面上的定子(51)、和可自由旋转地设置在所述定子(51)内部的转子(52)；

压缩机构(15)，配置在所述本体机壳(10)的内部的所述电动机(16)的上方，通过所述电动机(16)的旋转驱动力压缩气体；

气体流路(55)，在所述定子(51)和所述本体机壳(10)之间形成，由所述压缩机构(15)压缩的气体能够在所述气体流路中下降；和

下部引导部(72)，配置在所述本体机壳(10)内部的所述电动机(16)的下方，将通过所述气体流路(55)下降的所述气体的方向改变为沿着所述本体机壳(10)的内表面向圆周方向(D2)或者由圆周方向(D2)向斜上方或斜下方的规定方向。

2.如权利要求1所述的压缩机(1)，其特征在于：

还包括油分离板(73)，配置在所述本体机壳(10)内部的所述电动机(16)的下方，从下降的所述气体中分离油，

所述下部引导部(72)设置在所述油分离板(73)上。

3.如权利要求1所述的压缩机(1)，其特征在于：

还包括下主轴承部件(60)，配置在所述本体机壳(10)内部的所述电动机(16)的下方，支承固定在所述转子(52)上的驱动轴(17)使所述驱动轴能够自由旋转，

所述下部引导部(72)设置在所述下主轴承部件(60)上。

4.如权利要求1所述的压缩机(1)，其特征在于：

还包括上部引导部(71)，配置在所述本体机壳(10)内部且在所述压缩机构(15)和所述电动机(16)之间，具有将由所述压缩机构(15)压缩的所述气体引导向所述气体流路(55)的第一气体流路(74)。

5.如权利要求4所述的压缩机(1)，其特征在于：

所述上部引导部(71)还具有第二气体流路(79)，从所述第一气体流路(74)分支，将所述气体引导在沿着所述本体机壳(10)的内表面的规定方向上。

6.如权利要求5所述的压缩机(1)，其特征在于：

所述第一气体流路(74)的流路面积大于所述第二气体流路(79)的流路面积。

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