WO2020157842A1 - 圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2020157842A1
WO2020157842A1 PCT/JP2019/003080 JP2019003080W WO2020157842A1 WO 2020157842 A1 WO2020157842 A1 WO 2020157842A1 JP 2019003080 W JP2019003080 W JP 2019003080W WO 2020157842 A1 WO2020157842 A1 WO 2020157842A1
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refrigerant
impeller
rotating shaft
compressor
compressor according
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PCT/JP2019/003080
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English (en)
French (fr)
Inventor
令 三坂
池田　清春
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00—Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
    • F04B39/04—Measures to avoid lubricant contaminating the pumped fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/02—Lubrication; Lubricant separation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type

Definitions

  • the present invention relates to a compressor and a refrigeration cycle device including a compression mechanism section, a rotary shaft, and an electric motor.
  • Patent Document 1 a method is known in which a turbine installed in a refrigerant circuit drives a fan installed in a unit to cool a refrigerant flow path to obtain a condensing capacity.
  • Patent Document 2 it is known to improve the energy recovery efficiency as a unit by using an expansion turbine in the unit circuit.
  • Patent Document 1 can obtain the cooling effect, there is a problem that a complicated system is required to control the cooling effect as a unit.
  • the expansion turbine is a so-called generator.
  • the expansion turbine system There was a problem of increasing the cost of the unit by installing the expansion turbine system.
  • control is complicated regarding handling of generated energy.
  • the present invention is to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a compressor and a refrigeration cycle device that can control the cooling effect with a simple and inexpensive structure.
  • a compressor according to the present invention includes a compression mechanism portion that compresses and discharges a refrigerant, a rotating shaft that rotates to transmit power to the compression mechanism portion, an electric motor that rotationally drives the rotating shaft, and the rotating shaft. And an air flow passage through which the refrigerant flows, and a blowing port for blowing the refrigerant to the impeller is formed in the flow passage.
  • the refrigeration cycle apparatus includes the above compressor.
  • the impeller is provided on the rotating shaft, and the blowing port for blowing the refrigerant to the impeller is formed in the flow path.
  • the impeller in which the refrigerant is sprayed from the spray port rectifies the sprayed refrigerant and a cooling effect is obtained in the compressor. Therefore, the cooling effect can be controlled with a simple and inexpensive structure.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing a flow of a refrigerant gas in the compressor according to the first modification of the first embodiment of the present invention. It is explanatory drawing which shows the longitudinal cross section of the lower half of the compressor which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operating state of a reverse rotation impeller of the compressor according to the second embodiment of the present invention, in a cross section taken along line BB of FIG. 5. It is explanatory drawing which shows the longitudinal cross section of the compressor which concerns on Embodiment 4 of this invention. It is explanatory drawing which shows the longitudinal cross section of the compressor which concerns on Embodiment 5 of this invention. It is a refrigerant circuit diagram which shows the refrigerating-cycle apparatus to which the compressor which concerns on Embodiment 6 of this invention is applied.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a vertical cross section of a compressor 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the compressor 100 shown in FIG. 1 is a high pressure shell type scroll compressor.
  • the compressor 100 includes a compression mechanism section 50, a rotating shaft 60, and an electric motor 7.
  • the compression mechanism unit 50, the rotating shaft 60, and the electric motor 7 are housed in the closed container 10.
  • the compression mechanism section 50 has a fixed scroll 1 and an orbiting scroll 2, and compresses and discharges the refrigerant.
  • the rotating shaft 60 rotates so as to transmit power to the compression mechanism section 50 and swing the swing scroll 2.
  • the electric motor 7 rotationally drives the rotating shaft 60.
  • the rotary shaft 60 extends in the vertical direction is shown, but the present invention is not limited to this, and the rotary shaft 60 may be inclined and extend in the vertical direction.
  • the rotary shaft 60 extends in the vertical direction of the upper U and the lower D.
  • the rotary shaft 60 has a swing shaft 61 on the upper side U.
  • the rotary shaft 60 has a main shaft 62 on the lower side D.
  • the periphery of the lower end portion of the rotating shaft 60 is supplied with refrigerating machine oil that raises the central portion of the rotating shaft 60 upward U from an oil supply pump 63 configured at the lower end portion of the rotating shaft 60 to lubricate various sliding parts.
  • An oil sump portion 70 is formed.
  • the compression mechanism section 50 is provided on the upper end side of the rotating shaft 60.
  • the electric motor 7 is provided below the compression mechanism unit 50.
  • the electric motor 7 is located above the oil sump 70.
  • the electric motor 7 has a stator fixed to the inner wall surface of the closed casing 10, and a rotor arranged on the center side of the stator and rotated by a stator including a permanent magnet and energized.
  • the rotor is attached to the main shaft 62.
  • a coolant passage 7a is formed in the rotor so as to penetrate therethrough in the vertical direction.
  • the high pressure side of the upper space 10a which is the refrigerant atmosphere after the refrigerant gas is compressed by the compression mechanism section 50 is partitioned from the low pressure side which is the refrigerant atmosphere before flowing into the compression mechanism section 50.
  • a partition plate 21 near the fixed scroll 1 is arranged.
  • the low-pressure side, which is the refrigerant atmosphere before flowing into the compression mechanism section 50, is formed from the inflow pipe 11 to the suction chamber 14a. Therefore, the partition plate 21 separates the upper space 10a and the lower space 10b in the closed container 10.
  • the first high-pressure side, which is the refrigerant atmosphere after the refrigerant gas has been compressed by the compression mechanism section 50, is formed in the upper space 10 a in the closed container 10.
  • the second high-pressure side which is the refrigerant atmosphere after the refrigerant gas is compressed by the compression mechanism section 50 and the refrigerant atmosphere before being discharged from the compressor 100, is the closed container 10 below the compression mechanism section 50. It is formed in the inner lower space 10b. That is, the inside of the closed container 10 is divided into two refrigerant atmospheres on the high pressure side by the compression mechanism section 50.
  • the outer periphery of the fixed scroll 1 is fastened to the fixed frame 4 with bolts 16.
  • Plate-like spiral teeth 1b are formed on the lower surface of the fixed scroll 1 below the base plate 1a.
  • a pair of Oldham guide grooves 1c which are two in number, are formed on the outer peripheral portion of the lower surface D of the base plate portion 1a of the fixed scroll 1 in a substantially straight line.
  • a pair of fixed-side keys 5a of two Oldham mechanisms 5 are reciprocally slidably engaged with the pair of Oldham guide grooves 1c.
  • the plate-shaped spiral teeth 2b are formed on the upper surface of the upper part U of the base plate portion 2a of the orbiting scroll 2.
  • the plate-like spiral teeth 1b of the fixed scroll 1 and the plate-like spiral teeth 2b of the orbiting scroll 2 are combined so as to mesh with each other.
  • a plurality of compression chambers 14b for compressing the refrigerant gas from the suction chamber 14a are formed between the combined plate-shaped spiral teeth 1b and plate-shaped spiral teeth 2b.
  • the plurality of compression chambers 14b suck the refrigerant gas into the compression chambers 14b from the suction chambers 14a existing on the outer circumference.
  • the refrigerant gas sucked into the compression chamber 14b increases in pressure of the refrigerant gas as it moves to the central portion. Then, the high-pressure refrigerant gas is discharged from the innermost chamber 14c formed in the central portion of the compression mechanism portion 50 into the upper space 10a in the closed container 10.
  • a hollow cylindrical boss portion 2c is formed in the center of the lower surface on the lower side D opposite to the upper surface on which the plate-shaped spiral teeth 2b are formed on the base plate portion 2a.
  • a swing bearing 2d is formed on the inner surface of the boss portion 2c.
  • the swing shaft 61 of the rotary shaft 60 is swingably fitted into the swing bearing 2d.
  • the thrust receiver 3a of the movable frame 3 can be pressed and slid on the outer peripheral portion of the lower surface of the lower D, which is the same as the boss portion 2c on the side opposite to the upper surface on which the plate-shaped spiral teeth 2b are formed on the base plate portion 2a.
  • the thrust surface 2e is formed.
  • a pair of Oldham guide grooves 2f having a phase difference of approximately 90 degrees with the Oldham guide groove 1c of the fixed scroll 1 are formed in a substantially straight line.
  • a pair of swing-side keys 5b of two Oldham mechanisms 5 are reciprocally slidably engaged with the pair of Oldham guide grooves 2f.
  • a sliding surface 3b that slides when the annular portion 5c of the Oldham mechanism 5 reciprocates.
  • a main bearing 3c that radially supports a main shaft 62 that is rotationally driven by the electric motor 7 is formed.
  • the upper space 10a and the lower space 10b in the closed container 10 are divided by a partition plate 21 installed near the fixed scroll 1.
  • the upper space 10a and the lower space 10b are connected by a spray pipe 22.
  • the spray pipe 22 is used as a main refrigerant gas flow path.
  • the refrigerant gas compressed by the compression mechanism unit 50 is sent from the upper space 10a to the lower space 10b by the blowing pipe 22.
  • the refrigerant gas sent to the lower space 10b flows from the discharge pipe 12 to the refrigerant circuit.
  • the discharge pipe 12 is arranged at a height between the fixed frame 4 and the electric motor 7 in the vertical direction by inserting the inlet portion into the fixed frame 4 and fixing it.
  • the impeller 30a is provided on the main shaft 62 of the rotating shaft 60.
  • the impeller 30a is provided between the electric motor 7 on the upper side U and the oil sump 70 on the lower side D.
  • the impeller 30a sprays the refrigerant gas from the outer peripheral side onto the blades, thereby dispersing the sprayed refrigerant gas in the vertical direction while rotating the impeller 30a itself.
  • the configuration of the impeller 30a is, for example, one in which a plurality of plate-shaped blades that receive wind are scattered on the outer peripheral portion, and is well known in the art.
  • the impeller 30a is completely fixed to the rotating shaft 60.
  • the impeller 30a rotates by receiving the refrigerant gas on the plurality of blades of the impeller 30a itself when the refrigerant gas is blown from the outer peripheral side, and auxiliaryly drives the main shaft 62 of the rotating shaft 60.
  • the impeller 30a may be provided above the electric motor 7 so as to be completely fixed to the main shaft 62.
  • the blowing pipe 22 causes the refrigerant gas once discharged outside the closed container 10 from the upper space 10a on the first high pressure side of the closed container 10 to flow into the lower space 10b on the second high pressure side of the closed container 10 again.
  • a discharge flow path for allowing the refrigerant gas to flow therethrough is configured.
  • a spray port 22a for spraying the refrigerant gas to the impeller 30a is formed. That is, the spray port 22a is formed at the tip of the spray pipe 22, which is a discharge flow path through which the refrigerant gas discharged from the compression mechanism section 50 flows.
  • the number of the spray pipe 22 and the spray port 22a is one.
  • the spray port 22a is installed at a position displaced from the center of the lower space 10b and at the height of the impeller 30a in the vertical direction.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the flow of refrigerant gas in the compressor 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operating state of the impeller 30a of the compressor 100 according to the first embodiment of the present invention, in a cross section taken along the line AA of FIG.
  • the refrigerant gas compressed by the compression mechanism section 50 is sent to the lower space 10b by the blowing pipe 22.
  • the blowing port 22a of the blowing pipe 22 blows the refrigerant gas so as to rotate the impeller 30a in the same direction as the rotation direction 80c of the rotating shaft 60.
  • the refrigerant gas blown to the impeller 30a collides with a plurality of blades of the impeller 30a, rotates the impeller 30a itself, and is dispersed in the vertical direction.
  • the refrigerant gas dispersed from the impeller 30a to the upper U flows through the refrigerant flow passage 7a of the electric motor 7 to the upper U and is discharged from the discharge pipe 12 to the outside of the compressor. Since the refrigerant gas is drawn into the discharge pipe 12 in the vicinity of the discharge pipe 12 in the lower space 10b, the pressure is lower than that on the lower U side of the lower space 10b. Therefore, the refrigerant gas in the lower space 10b smoothly flows upward U so as to be drawn into the discharge pipe 12. At this time, the refrigerant gas flowing through the refrigerant passage 7a of the electric motor 7 to the upper side U cools the electric motor 7 that has generated heat.
  • the temperature of the high-pressure refrigerant gas compressed by the compression mechanism section 50 is about 120°C.
  • the temperature of the electric motor 7 that has generated heat is approximately 130°C. Therefore, the cooling effect of the electric motor 7 can be obtained by the refrigerant gas flowing through the refrigerant passage 7 a of the electric motor 7.
  • the refrigerant gas dispersed from the impeller 30a to the lower side D circulates toward the upper side U on the low pressure side of the lower space 10b so as to be drawn into the discharge pipe 12 and flows. Then, it flows through the refrigerant flow path 7 a of the electric motor 7 to the upper side U and joins the refrigerant gas discharged from the discharge pipe 12.
  • the refrigerant gas dispersed downward from the impeller 30a is dispersed by the impeller 30a, the flow rate of the refrigerant gas that stirs or stirs the refrigerating machine oil decreases, and the oil rises out of the compressor. Is suppressed.
  • the refrigerant gas sent from the upper space 10a to the lower space 10b by the spray pipe 22 flows out from the spray port 22a, so that the main shaft 62 rotates in the same rotation direction 80c as the compressor operates.
  • the impeller 30a fixed to the main shaft 62 is rotated in the direction 80a.
  • the impeller 30a is rotated by the flow of the refrigerant gas, the rotation of the main shaft 62 is assisted in addition to the electric motor 7, the amount of input electric power to the electric motor 7 of the compressor 100 is reduced, and the compressor 100 having high performance is provided. can get.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the flow of the refrigerant gas in the compressor 100 according to the first modification of the first embodiment of the present invention.
  • the description of the same matters as those in the above-described embodiment will be omitted, and only the characteristic parts thereof will be described.
  • the spray port 22a is formed at the downstream end of the discharge flow path 22c through which the refrigerant gas discharged from the compression mechanism section 50 is made to flow.
  • the discharge flow path 22c is formed in one flow path that connects the upper space 10a and the lower space 10b by using a pipe member, a space portion, and the like in the closed container 10.
  • the compressor 100 includes the compression mechanism unit 50 that compresses and discharges the refrigerant.
  • the compressor 100 includes a rotating shaft 60 that rotates so as to transmit power to the compression mechanism section 50.
  • the compressor 100 includes an electric motor 7 that rotationally drives a rotating shaft 60.
  • the compressor 100 includes an impeller 30 a provided on the rotating shaft 60.
  • the compressor 100 includes a spray pipe 22 as a discharge flow path for circulating the refrigerant.
  • the spray pipe 22 has a spray port 22a for spraying the refrigerant gas onto the impeller 30a.
  • the impeller 30a blown with the refrigerant gas from the blowing port 22a rectifies the blown refrigerant gas to obtain a cooling effect in the compressor 100. Therefore, the cooling effect can be controlled with a simple and inexpensive structure.
  • the rotary shaft 60 extends in the axial direction along the vertical direction.
  • An oil sump portion 70 is formed around the lower end of the rotating shaft 60.
  • the compression mechanism section 50 is provided on the upper end side of the rotating shaft 60.
  • the electric motor 7 is provided below the compression mechanism section 50.
  • the impeller 30a is provided between the electric motor 7 and the oil sump 70.
  • the impeller 30a to which the refrigerant gas is blown from the blowing port 22a vertically disperses and straightens the refrigerant gas, and the rising refrigerant gas cools the electric motor 7 in the compressor 100.
  • a cooling effect can be obtained.
  • the impeller 30a can vertically disperse the refrigerant gas sprayed to suppress the generation of a turbulent swirling flow in the closed container 10, promote the separation of the refrigerant gas and the refrigerating machine oil, and the refrigerating machine oil At the same time, it is possible to prevent oil from being taken out of the compressor.
  • the spray port 22a sprays the refrigerant so as to rotate the impeller 30a in the same rotation direction 80a as the rotation direction 80c of the rotary shaft 60.
  • the impeller 30a since the impeller 30a does not oppose the rotation direction 80c of the rotating shaft 60, the impeller 30a can smoothly rotate together with the rotating shaft 60.
  • the impeller 30a is fixed to the rotating shaft 60.
  • the impeller 30a fixed to the rotary shaft 60 while being blown with the refrigerant gas from the spray port 22a can apply the auxiliary driving force to the rotary shaft 60 in addition to the electric motor 7, and the driving force of the electric motor 7 can be increased.
  • the auxiliary effect of is obtained.
  • the blowing port 22a blows the refrigerant so as to rotate the impeller 30a in the same rotation direction 80a as the rotation direction 80c of the rotary shaft 60
  • the auxiliary effect of the driving force of the electric motor 7 can be more preferably obtained.
  • the spray port 22a is formed at the tip of the spray pipe 22 or the discharge flow path 22c in which the refrigerant gas discharged from the compression mechanism section 50 is circulated.
  • the high-pressure refrigerant gas discharged from the compression mechanism unit 50 is blown to the impeller 30a from the blowing port 22a, and the force of the refrigerant gas blown to the impeller 30a becomes strong.
  • the compressor 100 includes the closed container 10 that divides the high pressure side, which is the refrigerant atmosphere after the refrigerant gas is compressed by the compression mechanism unit 50, into two.
  • the spray pipe 22 as the discharge flow path is a pipe for allowing the refrigerant gas once discharged from the first high pressure side of the closed container 10 to the outside of the closed container 10 to flow into the second high pressure side of the closed container 10 again. is there.
  • the high-pressure refrigerant gas discharged from the compression mechanism unit 50 is sprayed from the spray port 22a to the impeller 30a via the spray pipe 22.
  • FIG. 5 is explanatory drawing which shows the longitudinal cross section of the lower half of the compressor 100 which concerns on Embodiment 2 of this invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operating state of the reverse rotation impeller 30b of the compressor 100 according to the second embodiment of the present invention, in a cross section taken along the line BB of FIG.
  • description of the same matters as those in the above-described embodiments and the like will be omitted, and only the characteristic portions will be described.
  • the impeller 30 a is rotatable with respect to the rotating shaft 60.
  • the rotating shaft 60 is provided with a reverse rotation impeller 30b on the lower side D near the impeller 30a.
  • the reverse rotation impeller 30b is rotatable with respect to the rotating shaft 60.
  • the configuration of the reversing impeller 30b is such that a plurality of plate-shaped blades that receive wind are scattered on the outer peripheral portion, and are well known in the art.
  • a conventionally known method such as via a bearing is used as a bearing.
  • the compressor 100 is provided with a branch spray pipe 23 that is a branch flow path that is a branch of the spray pipe 22 that is the discharge flow path of the refrigerant gas flowing through the spray port 22a.
  • the branch spray pipe 23 is branched from the middle of the spray pipe 22 outside the closed container 10.
  • the reverse rotation impeller 30b is provided with a reverse rotation spray port 22b for spraying a refrigerant so as to rotate the reverse rotation impeller 30b in a rotation direction 80b opposite to the rotation direction 80c of the rotation shaft 60. ing.
  • the number of the branch spray pipe 23 and the number of the reverse rotation spray ports 22b is one.
  • the reverse rotation spray port 22b and the spray port 22a are arranged in line symmetry with respect to a first orthogonal line C1 orthogonal to the central axis of the rotating shaft 60.
  • the directions of spraying the refrigerant gas from the reverse rotation spray port 22b and the spray port 22a are directed to the central axis of the rotating shaft 60 and the second orthogonal line C2 orthogonal to the first orthogonal line C1.
  • two impellers 30a and a reversing impeller 30b are provided.
  • One or more similar impellers similar to the impeller 30a and the reversing impeller 30b may be further provided.
  • the impeller 30a is blown with the refrigerant gas from the blowing port 22a and rotates in the counterclockwise rotation direction 80a when viewed from above.
  • the reverse rotation impeller 30b is blown with the refrigerant gas from the branch blowing pipe 23 and rotates in the clockwise rotation direction 80b when viewed from above.
  • the impeller 30a and the reversing impeller 30b are configured as so-called double reversing blades, the refrigerant gas passing through the impeller 30a and the reversing impeller 30b is rectified, and the refrigerant flow path provided in the electric motor 7 is provided.
  • the flow loss at the time of passing 7a can be suppressed.
  • the cooling effect of suppressing the heat generation of the electric motor 7 is further obtained.
  • the refrigerant gas and the refrigerating machine oil can be easily separated.
  • the impeller 30a is rotatable with respect to the rotating shaft 60.
  • the impeller 30a sprayed with the refrigerant from the spray port 22a rectifies the sprayed refrigerant gas to obtain a cooling effect in the compressor 100.
  • the rotating shaft 60 is provided with the reversing impeller 30b in the vicinity of the impeller 30a.
  • the reverse rotation impeller 30b is formed with a reverse rotation spray port 22b for spraying a refrigerant so as to rotate the reverse rotation impeller 30b in a rotation direction 80c opposite to the rotation direction 80c of the rotation shaft 60.
  • the impeller 30a and the reversing impeller 30b form a set of so-called double reversing blades, and the flows of the refrigerant gas dispersed by being opposed to each other can be offset. Then, the twist of the flow of the blown refrigerant gas in the impeller 30a and the reverse rotation impeller 30b is eliminated, and the effect that the blown refrigerant gas is linearly dispersed in the vertical direction and rectified can be improved.
  • the refrigerant gas having a strong momentum is blown from the reverse rotation spray port 22b to the reverse rotation impeller 30b, and the rectification effect of the refrigerant gas can be improved.
  • the reverse rotation spray port 22b and the spray port 22a are arranged line-symmetrically with respect to the first orthogonal line C1 which is orthogonal to the central axis of the rotating shaft 60.
  • the directions of the refrigerant gas sprayed from the reverse rotation spray port 22b and the spray port 22a are directed to the central axis of the rotating shaft 60 and the second orthogonal line C2 orthogonal to the first orthogonal line C1.
  • the directions of the refrigerant gas sprayed from the reverse rotation spray port 22b and the spray port 22a are separated in the compressor 100, and both refrigerant gases are separately and vigorously sprayed.
  • the impeller 30a and the reversing impeller 30b form a set of so-called double reversing blades, and the flow of the refrigerant gas dispersed by being opposed to each other can be more vigorously offset, and the impeller 30a and the reversing impeller 30b are sprayed.
  • the twisting of the flow of the generated refrigerant gas is eliminated, and the effect that the sprayed refrigerant gas is linearly dispersed in the vertical direction and rectified can be further improved.
  • the reverse rotation impeller 30b is rotatable with respect to the rotating shaft 60.
  • the refrigerant gas blown by the reverse rotation impeller 30b to which the refrigerant gas is blown from the reverse rotation blowing port 22b is rectified to obtain a cooling effect in the compressor 100. Further, since the reverse rotation impeller 30b rotates in the rotation direction 80b opposite to the rotation direction 80c of the rotation shaft 60, the reverse rotation impeller 30b does not hinder the rotation of the rotation shaft 60.
  • the reverse blow port 22b blows the refrigerant gas in the branch blow pipe 23 as a branch flow channel that branches the blow pipe 22 as the discharge flow channel of the refrigerant gas flowing through the blow port 22a.
  • Embodiment 3 In the third embodiment, description of the same matters as those in the above-described embodiments and the like will be omitted, and only the characteristic portions will be described.
  • the impeller 30a of the second embodiment is completely fixed to the main shaft 62.
  • Refrigerant gas is sprayed from the spray port 22a so that the fixed impeller 30a rotates in the same rotation direction 80a as the rotation direction 80c of the main shaft 62 during compressor operation.
  • the reverse rotation impeller 30b is rotatably attached to the main shaft 62.
  • the reverse rotation impeller 30b is sprayed with a refrigerant gas from the reverse rotation spray port 22b so as to rotate in a rotation direction 80b opposite to the rotation direction of the impeller 30a.
  • the rotating shaft 60 is provided with the reverse rotation impeller 30b near the impeller 30a.
  • the reverse rotation impeller 30b is provided with a reverse rotation spray port 22b for spraying the refrigerant so as to rotate the reverse rotation impeller 30b in a rotation direction 80b opposite to the rotation direction 80c of the rotation shaft 60.
  • the impeller 30a is fixed to the rotating shaft 60.
  • the reverse rotation impeller 30b is rotatable with respect to the rotating shaft 60.
  • the impeller 30a and the reversing impeller 30b form a set of so-called double reversing blades, and the flows of the refrigerant that both disperse and disperse can be canceled out, and the impeller 30a and the reversing impeller 30b are blown.
  • the twist of the flow of the generated refrigerant gas is eliminated, and the effect that the sprayed refrigerant gas is linearly dispersed in the vertical direction and rectified can be improved.
  • the impeller 30a fixed to the rotating shaft 60 can apply the auxiliary driving force to the rotating shaft 60 while the refrigerant gas is being blown from the blowing port 22a, and the auxiliary effect of the driving force of the electric motor 7 can be obtained.
  • the rotatable reverse rotation impeller 30b does not hinder the rotation of the rotating shaft 60.
  • FIG. 7 is explanatory drawing which shows the longitudinal cross section of the compressor 100 which concerns on Embodiment 4 of this invention.
  • description of the same items as those in the above-described embodiments and the like will be omitted, and only the characteristic portions will be described.
  • the compressor 100 shown in FIG. 7 is a low pressure shell type scroll compressor.
  • the low pressure side which is the refrigerant atmosphere before flowing into the compression mechanism section 50 is formed in the lower space 10b.
  • the high pressure side which is the refrigerant atmosphere after the refrigerant gas is compressed by the compression mechanism section 50, is formed in the upper space 10a.
  • the lower space 10b and the upper space 10a partition the inside of the closed container 10 by the fixed scroll 1.
  • the refrigerant gas in the lower space 10b is sucked into the suction chamber 14a through the suction passage 4a formed in the fixed frame 4.
  • the spray port 22a formed in the inflow pipe 11 is formed at the tip of the inflow pipe 11 that flows from the refrigerant circuit of the refrigeration cycle device 101 into the lower space 10b on the low-pressure side of the closed container 10.
  • the impeller 30a is fixed to the rotating shaft 60.
  • a spray port 22a for spraying the refrigerant gas is formed on the impeller 30a.
  • the compressor 100 is partitioned into a low pressure side which is a refrigerant atmosphere before flowing into the compression mechanism section 50 and a high pressure side which is a refrigerant atmosphere after the refrigerant has been compressed by the compression mechanism section 50.
  • a closed container 10 is provided.
  • the spray port 22a is formed at the tip of the inflow pipe 11 that flows from the refrigerant circuit of the refrigeration cycle device 101 into the low-pressure side of the closed container 10.
  • the low pressure shell type scroll compressor blows the refrigerant gas to the impeller 30a from the blowing port 22a connected to the inflow pipe 11. Then, the refrigerant gas blown to the impeller 30a is rectified to obtain a cooling effect in the compressor 100. Therefore, the cooling effect can be controlled with a simple and inexpensive structure. Further, when the blowing port 22a blows the refrigerant gas to the impeller 30a and the impeller 30a is fixed to the rotating shaft 60, an auxiliary driving force can be applied from the impeller 30a to the rotating shaft 60, and the driving force of the electric motor 7 can be provided. The auxiliary effect of is obtained.
  • FIG. 8 is explanatory drawing which shows the longitudinal cross section of the compressor 100 which concerns on Embodiment 5 of this invention.
  • description of the same items as those in the above-described embodiments and the like will be omitted, and only the characteristic portions will be described.
  • the compressor 100 is a low pressure shell type scroll compressor.
  • the reverse rotation blower port 22b for blowing the refrigerant gas to the reverse rotation impeller 30b is formed at the tip of the branch inflow pipe 13 which is a branch flow path branched from the inflow pipe 11 of the refrigerant flowing through the blowout port 22a.
  • the impeller 30a may be fixed to the rotating shaft 60 or may be rotatable with respect to the rotating shaft 60. Further, the reverse rotation impeller 30b is rotatable with respect to the rotating shaft 60.
  • the reverse blow port 22b blows the refrigerant gas in the branch inflow pipe 13 as a branch flow path that branches the inflow pipe 11 for the refrigerant gas flowing in the blow port 22a.
  • the first to fifth embodiments of the present invention may be combined or applied to other parts.
  • the high pressure shell type and the low pressure shell type scroll compressors are given as examples. However, it is not limited to this.
  • the compressor 100 is not limited to the scroll compressor as long as the compressor 100 has the electric motor 7 in the closed container 10 and has the rotating shaft 60 to which the impeller 30a can be attached.
  • FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigeration cycle device 101 to which the compressor 100 according to the sixth embodiment of the present invention is applied.
  • the refrigeration cycle device 101 includes a compressor 100, a condenser 102, an expansion valve 103, and an evaporator 104.
  • the compressor 100, the condenser 102, the expansion valve 103, and the evaporator 104 are connected by a refrigerant pipe to form a refrigeration cycle circuit. Then, the refrigerant flowing out of the evaporator 104 is sucked into the compressor 100 and becomes high temperature and high pressure.
  • the high-temperature and high-pressure refrigerant is condensed in the condenser 102 to become a liquid.
  • the liquid refrigerant is decompressed and expanded by the expansion valve 103 to become a low temperature and low pressure gas-liquid two-phase, and the gas-liquid two-phase refrigerant is heat-exchanged in the evaporator 104.
  • the compressor 100 of Embodiments 1 to 5 can be applied to such a refrigeration cycle device 101.
  • the refrigeration cycle device 101 include an air conditioner, a refrigeration device, a water heater, and the like.
  • the refrigeration cycle device 101 includes the compressor 100 described above.
  • the refrigeration cycle apparatus 101 including the compressor 100 can control the cooling effect with a simple and inexpensive configuration.

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Abstract

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。

Description

圧縮機及び冷凍サイクル装置
　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。
　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。
　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。
特開昭６１－７９９５５号公報 特開２００９－２１６０９０号公報
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。
　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。
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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
＜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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　実施の形態１によれば、吹付口２２ａは、１つである。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
　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。
　実施の形態２によれば、逆転吹付口２２ｂは、１つである。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
　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。
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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。
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。
　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。
　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。
＜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。
　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。
　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。

Claims (16)

  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
  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。
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