WO2022153482A1

WO2022153482A1 - 圧縮機

Info

Publication number: WO2022153482A1
Application number: PCT/JP2021/001250
Authority: WO
Inventors: 智美川西
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2021-01-15
Filing date: 2021-01-15
Publication date: 2022-07-21
Also published as: JPWO2022153482A1

Abstract

圧縮機は、密閉容器と、固定子と回転子とを有する電動機構部と、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、冷媒を吐出する吐出管と、回転子に固定された駆動軸と、駆動軸に固定され、回転子と吐出管との間の空間に配置されており、駆動軸と共に回転することによって冷媒と冷凍機油とを分離させる油分離器と、を備え、油分離器は、駆動軸に取付けられる環状の平坦部と、平坦部の外縁部から放射状に広がるように設けられた複数の翼と、を有し、複数の翼のそれぞれは、油分離器の回転方向において前進側の縁部となる第１辺部を有し、板状に形成された前方部と、回転方向の反対側の縁部となる第２辺部を有し、板状に形成された後方部と、回転方向において、前方部と後方部との間の部分であり、翼板が折り曲げられた状態に形成された部分である曲折部と、を有し、駆動軸の軸方向において、第２辺部は、第１辺部よりも回転子の配置側に位置するように形成されている。

Description

圧縮機

　本開示は、空気調和機などに用いられる圧縮機に関するものである。

　従来技術のロータリー型の密閉型圧縮機では、圧縮冷媒に混在した冷凍機油が冷媒ガスと共に圧縮機外の冷媒系統へと吐出される、油上がりという現象が発生する場合がある。圧縮機は、油上がりが発生すると潤滑のための油が減少して故障に至ることがある。そのため、従来の圧縮機には、油上がりを防止するために、吐出配管の直下、かつ、駆動軸の上端に油分離器と呼ばれる油と冷媒とを遠心分離し、冷凍機油を圧縮機の内部へ戻すための機構を備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６１－１７８０９０号公報

　特許文献１の圧縮機は、冷媒ガスに含まれた冷凍機油を分離する油分離器として、電動機構部の回転子の上部に円板を設け、当該円板に切り込みを入れて上下に折り曲げられた突起形状を有している。しかし、特許文献１の圧縮機のように、従来の圧縮機に備えられた円盤形状の油分離器は、遠心分離効果のみによって冷媒ガスに含まれる冷凍機油を分離している。そのため、従来の圧縮機は、高速運転時など冷媒の流量が多い状態の場合、あるいは、大容量の圧縮機で油の分離を行う場合などにおいて、遠心分離だけでは効率よく冷媒ガスと冷凍機油とを分離できない場合がある。

　本開示は、このような課題を解決するためのものであり、冷媒ガスと冷凍機油とを効率よく分離できる圧縮機を提供することを目的とする。

　本開示に係る圧縮機は、外郭を構成する密閉容器と、密閉容器の内部に配置され、固定子と回転子とを有する電動機構部と、密閉容器の内部に配置され、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、密閉容器から圧縮された冷媒を吐出する吐出管と、回転子に固定され、電動機構部に発生した回転駆動力を圧縮機構部に伝達する駆動軸と、駆動軸に固定され、回転子と吐出管との間の空間に配置されており、駆動軸と共に回転することによって冷媒と冷凍機油とを分離させる油分離器と、を備え、油分離器は、駆動軸に取付けられる環状の平坦部と、平坦部の外縁部から放射状に広がるように設けられた複数の翼と、を有し、複数の翼のそれぞれは、油分離器の回転方向において前進側の縁部となる第１辺部を有し、板状に形成された前方部と、回転方向の反対側の縁部となる第２辺部を有し、板状に形成された後方部と、回転方向において、前方部と後方部との間の部分であり、翼板が折り曲げられた状態に形成された部分である曲折部と、を有し、駆動軸の軸方向において、第２辺部は、第１辺部よりも回転子の配置側に位置するように形成されている。

　本開示によれば、油分離器を構成する翼のそれぞれは、周方向において、一方の縁部となる第２辺部が、他方の縁部となる第１辺部に対して下側に位置するように形成されている。当該構成によって、油分離器は、油分離器の回転時に、油分離器の周辺空間に含まれる冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油に乱流を発生させてレイノルズ数を増加させ、油分離器の外周上において、冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油に流速分布の急勾配を生じさせる。このような状態において、冷媒ガス及び冷凍機油は、翼による攪拌によって熱伝達率がそれぞれ増加する。そして、冷媒ガス及び冷凍機油は、温度による密度の変化の勾配が異なるため、冷媒ガス及び冷凍機油の温度の上昇に伴い、冷媒ガスと冷凍機油との密度差が大きくなる。油分離器は、この密度差によって冷媒ガスと冷凍機油との遠心分離の効果を高めることができ、冷媒ガスと冷凍機油とを効率よく分離できる。

実施の形態１に係る圧縮機の全体構造を概略的に示した縦断面図である。実施の形態１に係る圧縮機の油分離器の概略上面図である。実施の形態１に係る圧縮機の油分離器の概略側面図である。実施の形態１に係る圧縮機の駆動軸と油分離器との関係を説明する概略側面図である。実施の形態１に係る圧縮機の油分離器の翼の断面において翼面に沿って流れる流体の流れを示した概念図である。

　以下、本開示の実施の形態に係る圧縮機について図面等を参照しながら説明する。ここで、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさ及び配置等は、適宜変更することができる。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。

実施の形態１．
［圧縮機１００の構成］
　図１は、実施の形態１に係る圧縮機１００の全体構造を概略的に示した縦断面図である。本実施の形態１に係る圧縮機１００は、ロータリー型の密閉型圧縮機である。圧縮機１００は、電動機構部４と、電動機構部４に固定された駆動軸５の回転によって冷媒を吸入して圧縮する圧縮機構部１０とを備え、これらが密閉容器６０の内部に配置された構成を有する。

　また、圧縮機１００は、密閉容器６０の内部において、電動機構部４に発生した回転駆動力を圧縮機構部１０に伝達する駆動軸５と、駆動軸５に設けられ、冷媒ガスに含まれた冷凍機油を冷媒から分離する油分離器７とを備えている。さらに、圧縮機１００の密閉容器６０の側壁部には、冷媒を吸入するための吸入管６２及び吸入管６３が接続されており、密閉容器６０の上壁部には、圧縮した冷媒を吐出するための吐出管６４が設けられている。吐出管６４は、駆動軸５の上方に設けられている。吐出管６４は、圧縮機１００の上壁部に対して垂直に延びるように立てられているが、上壁部に対する角度は垂直に限らない。

（密閉容器６０）
　密閉容器６０は、圧縮機１００の外郭を構成し、密閉容器６０の内部に密閉空間を形成する。密閉容器６０は、例えば、鋼板から形成されており、密閉容器６０の側壁部は、略円筒形状に形成されている。

（電動機構部４）
　電動機構部４は、密閉容器６０に固定された円環状の固定子２と、固定子２の内側に固定子２の内周面と所定の隙間を空けて配置された回転子３とを備えている。回転子３は、固定子２に対して回転自在に配置されている。回転子３は、円柱状に形成されており、回転子３の中心部には、駆動軸５が固定されている。回転子３には、回転子３の上方の空間と、回転子３の下方の空間とを連通させる貫通孔３ａが形成されている。電動機構部４は、密閉容器６０内の上部空間に配置されており、圧縮機構部１０の上方に配置されている。

　電動機構部４は、外部から図示省略の気密端子を介して電力が供給されて駆動する。電動機部３０は、固定子２に電流が流れると磁界が発生し、固定子２に発生した磁界により回転子３が回転駆動する。圧縮機１００は、電動機構部４が駆動すると、固定子２に発生した磁界によって回転子３が回転すると共に、回転子３の回転に伴って回転子３に固定されている駆動軸５が回転する。駆動軸５は、電動機構部４の回転子３に発生した駆動力を圧縮機構部１０に伝達する。

（圧縮機構部１０）
　圧縮機構部１０は、駆動軸５の回転により駆動する。圧縮機構部１０は、第１圧縮機構部１０Ａと、第２圧縮機構部１０Ｂと、第１圧縮機構部１０Ａの上端面に配置された軸受１１と、第２圧縮機構部１０Ｂの下端面に配置された軸受１２と、を備えている。軸受１１及び軸受１２のそれぞれは、駆動軸５を回転自在に支持する中空円筒状の軸受ボス部１３と、後述のシリンダ２１及びシリンダ３１の端面を閉塞する平板環状の端板部１４とを備えている。端板部１４には吐出口１４ａが形成されている。また、第１圧縮機構部１０Ａと第２圧縮機構部１０Ｂとの間には、中間仕切板１５が配置されている。圧縮機構部１０は、密閉容器６０内の下部空間に配置されており、電動機構部４の下方に配置されている。

　第１圧縮機構部１０Ａは、円筒状のシリンダ２１と、駆動軸５の第１偏心軸部５ａに摺動自在に嵌合するローリングピストン２２と、シリンダ２１に設けられたベーン溝（図示せず）に摺動自在に配置されたベーン（図示せず）と、等を備えている。シリンダ２１は柱状に構成され、その略中心には、略円筒状の貫通孔が上下方向に貫通形成されている。この貫通孔が軸受１１の端板部１４と中間仕切板１５とによって閉塞されることで、シリンダ２１内にシリンダ室が形成される。シリンダ室は、ベーンによって吸入室と圧縮室とに区画されている。

　第２圧縮機構部１０Ｂは、円筒状のシリンダ３１と、駆動軸５の第２偏心軸部５ｂに摺動自在に嵌合するローリングピストン３２と、シリンダ３１に設けられたベーン溝（図示せず）に摺動自在に配置されたベーン（図示せず）と、等を備えている。シリンダ３１は柱状に構成され、その略中心には、略円筒状の貫通孔が上下方向に貫通形成されている。この貫通孔が軸受１２の端板部１４と中間仕切板１５とによって閉塞されることで、シリンダ３１内にシリンダ室が形成される。シリンダ室は、ベーンによって吸入室と圧縮室とに区画されている。

（駆動軸５）
　駆動軸５は、柱状に形成されており、圧縮機１００の上下方向に延びるように形成されている。なお、圧縮機１００の上下方向とは、電動機構部４が圧縮機構部１０の上方に位置するような状態に圧縮機１００を立たせて配置した場合における圧縮機１００の高さ方向である。

　駆動軸５は、第１主軸部５ｄと、第１偏心軸部５ａと、中間軸部５ｃと、第２偏心軸部５ｂと、第２主軸部５ｅとを有する。駆動軸５は、第１主軸部５ｄと、第１偏心軸部５ａと、中間軸部５ｃと、第２偏心軸部５ｂと、第２主軸部５ｅと、が圧縮機１００の上方から下方に向かって、この順で駆動軸５の軸方向に並んで形成されている。第１主軸部５ｄと、第１偏心軸部５ａと、中間軸部５ｃと、第２偏心軸部５ｂと、第２主軸部５ｅと、は同一材料により一体に構成されている。

　第１主軸部５ｄの軸心と第２主軸部５ｅの軸心とは一致している。第１主軸部５ｄの直径と第２主軸部５ｅの直径とは同じである。第１主軸部５ｄは第２主軸部５ｅよりも軸方向の長さが長い。

　第１主軸部５ｄは、突出部５１ｄを有する。突出部５１ｄは、回転子３から上方に突出した部分であり、回転子３から吐出管６４に向かって延びている部分である。突出部５１ｄの先端部は、吐出管６４の端部と対向するように形成されている。ただし、当該構成は限定されるものではなく、突出部５１ｄの先端部と吐出管６４の端部とは、対向していなくてもよい。第１主軸部５ｄは、突出部５１ｄよりも下の部分が電動機構部４の回転子３と固定されている。

　突出部５１ｄは、上部突出部５１ｄ１と、テーパ部５１ｄ２と、下部突出部５１ｄ３とを有する。上部突出部５１ｄ１と、テーパ部５１ｄ２と、下部突出部５１ｄ３とは、圧縮機１００の上方から下方に向かって、この順で駆動軸５の軸方向に並んで形成されている。上部突出部５１ｄ１と、テーパ部５１ｄ２と、下部突出部５１ｄ３とは軸心が一致している。

　上部突出部５１ｄ１の軸径は、下部突出部５１ｄ３の軸径と比較して細く形成されている。駆動軸５は、回転子３から突出した部分にテーパ形状に形成されたテーパ部５１ｄ２を有している。テーパ部５１ｄ２は、テーパを付けた状態に形成されており、下部突出部５１ｄ３の形成側から上部突出部５１ｄ１の形成側に向かって軸径が徐々に細くなるように形成されている。

　第１偏心軸部５ａは、第１圧縮機構部１０Ａにおいて、ローリングピストン２２と摺動自在に嵌合され、シリンダ２１内に配置されている。第２偏心軸部５ｂは、第２圧縮機構部１０Ｂにおいて、ローリングピストン３２と摺動自在に嵌合され、シリンダ３１内に配置されている。第１偏心軸部５ａの軸心及び第２偏心軸部５ｂの軸心は、第１主軸部５ｄの軸心から偏心している。第１偏心軸部５ａ及び第２偏心軸部５ｂは、位相がずれて設けられており、偏心方向が異なるように形成されている。中間軸部５ｃは、第１偏心軸部５ａと第２偏心軸部５ｂとの間の軸部を形成し、圧縮機構部１０において、中間仕切板１５に形成された貫通孔に配置されている。

（油分離器７）
　油分離器７は、圧縮機１００の運転時に、駆動軸５と共に回転することによって、圧縮機１００の内部の冷媒ガスと冷媒ガスに含まれる冷凍機油とを攪拌し、冷媒と冷凍機油とを分離する。油分離器７は、回転子３の上部に突出した駆動軸５の部分である突出部５１ｄに設けられている。油分離器７は、円盤形状に形成されており、回転子３と吐出管６４との間の空間に配置されている。

　油分離器７は、吐出管６４の吸入口６４ａと離れた位置に配置されている。油分離器７の最も上部の部分と、駆動軸５の上方に設けられた吐出管６４の吸入口６４ａとの間の距離は３０ｍｍ以下であり、油分離器７は、吐出管６４と接触しない位置に配置されている。なお、油分離器７の最も上部の部分は、例えば、後述する平坦部７１（図２参照）である。また、吸入口６４ａは、圧縮機１００の内部に位置する吐出管６４の先端部分である。

　油分離器７を構成する主たる材料は、金属又は樹脂であるが、当該材料に限定されるものではない。油分離器７は、パドル翼形状に形成されており、平坦部７１と翼７２（図２参照）とを有する。

　図２は、実施の形態１に係る圧縮機１００の油分離器７の概略上面図である。図３は、実施の形態１に係る圧縮機１００の油分離器７の概略側面図である。図４は、実施の形態１に係る圧縮機１００の駆動軸５と油分離器７との関係を説明する概略側面図である。図２の矢印及び図３白抜矢印で示す回転方向ＤＲは、駆動軸５の回転方向であり、油分離器７の回転方向である。また、図２及び図３の矢印で示す周方向ＣＤは、油分離器７の周方向である。また、中心部Ｃは、後述する円板７ａの中心部である。図２～図４を用いて油分離器７の構成について詳細に説明する。

（平坦部７１）
　油分離器７の平坦部７１は、駆動軸５に取り付けられる部分であり、円板状かつ環状に形成されている。なお、平坦部７１は、環状に形成されていればよく、円板形状に限定されるものではない。例えば、平坦部７１は、平面視で多角形状に形成されてもよい。

　平坦部７１は、平板状に形成されているが、平板状に限定されるものではない。例えば、環状に形成された平坦部７１は、外縁部側に対して内縁部側が先細りとなるように形成されてもよく、すなわち、テーパを付けた状態に形成されてもよい。平坦部７１は、駆動軸５の軸方向Ｓに見た場合に円形状に形成されており、平坦部７１の中央部には、開口部７３が形成されている。

　開口部７３は、平坦部７１の貫通孔であり、平坦部７１の内周壁によって形成されている。開口部７３は、円形状に形成されているが、当該形状に限定されるものではなく、駆動軸５の外周壁に沿った形状に形成されていればよい。

　油分離器７は、平坦部７１に形成された開口部７３内に駆動軸５が挿入され、平坦部７１と駆動軸５とが嵌合する。平坦部７１は、駆動軸５のテーパ部５１ｄ２に固定される。例えば、油分離器７は、平坦部７１に駆動軸５の上部に設けられたテーパ部５１ｄ２を圧入させることによって、駆動軸５に簡便に取り付けることができる。

（翼７２）
　図２及び図３に示すように、平坦部７１の外縁部７１ａには、開口部７３を中心として放射状に広がるように配置された複数の翼７２が設けられている。複数の翼７２は、パドル翼形状に形成されている。複数の翼７２は、平坦部７１の外縁部７１ａからそれぞれ突出するように設けられており、平坦部７１の周方向に連続して設けられている。

　翼７２のそれぞれは、例えば、次のような手段によって形成されている。まず、平坦部７１を中心に含む円板７ａにおいて、円板７ａの外周縁７ａ１と平坦部７１との間に、複数の切り込み７ｂを形成する。

　切り込み７ｂのそれぞれは、頂点の１つが平坦部７１の外周縁に位置するように略三角形状に形成されている。複数の切り込み７ｂは、円板７ａの周方向において、等間隔に形成されている。図２では、切り込み７ｂの数は８であるが、当該数は一例であり、切り込み７ｂの数は７以下でもよく、９以上でもよい。円板７ａの径方向における切り込み７ｂの深さとなる距離Ｎは、円板７ａの半径Ｒの半分以上の距離となるように形成されている（距離Ｎ≧（半径Ｒ×（１／２）））。ただし、切り込み７ｂの深さとなる距離Ｎは、当該距離に限定されるものではない。

　図３に示すように、円板７ａを側面視した場合に、切り込み７ｂにより分割された翼７２が、平坦部７１の上面７１ｂの延長面Ｈに対して、鋭角な角度αとなるように形成される。翼７２のそれぞれは、翼７２の外周側に位置する先端部が、駆動軸５の軸方向Ｓにおいて、内周側よりも回転子３の配置側（図３の下側）に位置するように設けられている。すなわち、翼７２のそれぞれは、平坦部７１に対して傾斜するように設けられている。なお、翼７２の外周側に位置する先端部は、翼７２の外縁部を構成する後述する第３辺部７６である。

　図１及び図４に示すように、翼７２のそれぞれは、切り込み７ｂにより分割された翼７２が、駆動軸５の軸方向Ｓに対して垂直な状態から圧縮機１００の下向きに鋭角に傾けられた状態となるように、折り曲げられた状態に形成される。なお、上述した円板７ａから翼７２を形成する手段は、油分離器７の形成手段の一例であり、油分離器７の形成手段は当該手段に限定されるものではない。例えば、油分離器７は、射出成形等、他の手段によって形成されてもよい。

　図２に示すように、翼７２は、平坦部７１の外周に形成されており、平坦部７１から径方向外側に向かって延びるように形成されている。複数の翼７２は、平坦部７１から径方向外側に向かって放射状に配置されている。複数の翼７２は、平坦部７１の周方向ＣＤにおいて、それぞれ相互に離隔して設けられている。なお、実施の形態１においては、８枚の翼７２を有する油分離器７が例示されているが、翼７２の枚数は８枚に限定されるものではなく、７枚以下でもよく、９枚以上でもよい。

　複数の翼７２のそれぞれは、板状に形成されており、図４に示すように、駆動軸５の軸方向Ｓに対して垂直な仮想面Ｉに対して鋭角な角度βとなるように駆動軸５の軸方向Ｓに対して傾斜するように形成されている。また、複数の翼７２のそれぞれは、外周側に位置する先端部が回転子３の配置側に位置するように駆動軸５の軸方向Ｓに対して傾斜している。なお、油分離器７の平坦部７１が平板である場合、上述した平坦部７１の延長面Ｈと翼７２との間の角度である角度αと、駆動軸５の軸方向Ｓに対して垂直な仮想面Ｉと翼７２との間の角度である角度βとは等しい角度となる。

　図２に示すように、翼７２は、平面視で４辺を有する略矩形状に形成されており、より詳細には扇型環形状に形成されている。翼７２は、第１辺部７４と、第２辺部７５と、第３辺部７６と、第４辺部７７とを有している。第１辺部７４は、油分離器７の回転方向ＤＲにおいて、翼７２の前進側の縁部となる前縁部を形成する。すなわち、第１辺部７４は、回転方向ＤＲにおいて、第２辺部７５に対して前方に位置している。図４に示すように、第１辺部７４は、駆動軸５の軸方向Ｓにおいて、第２辺部７５よりも吐出管６４側、すなわち、上側に位置するように形成されている。

　第２辺部７５は、翼７２において、油分離器７の回転方向ＤＲに対して反対側の縁部となる後縁部を形成する。すなわち、第２辺部７５は、回転方向ＤＲにおいて、第１辺部７４に対して後方に位置している。油分離器７は、油分離器７の回転方向ＤＲを向く翼端部として前縁部となる第１辺部７４を有し、回転方向ＤＲにおいて第１辺部７４に対して反対側の翼端部として後縁部となる第２辺部７５を有している。

　第３辺部７６は、翼７２の外周側の縁部となる外縁部を形成する。第３辺部７６は、第１辺部７４の最外周部と第２辺部７５の最外周部とを接続するように回転方向ＤＲにおいて前後に延びる部分である。第３辺部７６は、油分離器７において、径方向の外周側の端部を構成している。

　第３辺部７６は、駆動軸５の軸方向Ｓと平行な方向に見た場合に、弧状に形成されている。しかし、第３辺部７６は、軸方向Ｓと平行な方向に見た場合に、弧状に形成されている構成に限定されるものではない。駆動軸５の軸方向Ｓと平行な方向に見た場合に、周方向ＣＤにおける第３辺部７６の長さは、周方向ＣＤにおける第４辺部７７の長さよりも長い。ただし、周方向ＣＤにおける第３辺部７６と第４辺部７７との長さの関係は、当該構成に限定されるものではない。例えば、第３辺部７６の長さと第４辺部７７の長さとは同じ長さでもよく、第４辺部７７の長さが第３辺部７６の長さよりも長く形成されてもよい。

　第４辺部７７は、翼７２の最外周よりも内周側の縁部となる内周縁部を形成する。第４辺部７７は、第１辺部７４の最内周部と第２辺部７５の最内周部とを接続するように回転方向ＤＲにおいて前後に延びる部分である。第４辺部７７は、油分離器７において、径方向の内周側の端部を構成している。

　第４辺部７７は、駆動軸５の軸方向Ｓと平行な方向に見た場合に、弧状に形成されている。しかし、第４辺部７７は、軸方向Ｓと平行な方向に見た場合に、弧状に形成されている構成に限定されるものではない。第４辺部７７は、平坦部７１と一体に形成されている。

　翼７２のそれぞれは、周方向ＣＤにおいて、第１辺部７４と第２辺部７５との間に前方部７２ａと、曲折部７２ｂと、後方部７２ｃとを有する。前方部７２ａは、第１辺部７４を有し板状に形成された部分であり、後方部７２ｃは、第２辺部７５を有し板状に形成された部分である。前方部７２ａは、板状に形成されており、回転方向ＤＲに対して角度をつけて設けられていない。前方部７２ａは、上面及び下面の一方又は双方が軸方向に平行な断面で見たときに回転方向ＤＲに対して平行に設けられている。曲折部７２ｂは、前方部７２ａと後方部７２ｃとの間の部分であり、翼板が折り曲げられた状態に形成された部分である。曲折部７２ｂは、吐出管６４の配置側が凸となり、回転子３の配置側が凹んだ状態となるように湾曲している。

　後方部７２ｃは、曲折部７２ｂが存在することによって、前方部７２ａに対して傾斜するように設けられており、軸方向に平行な断面で見たときに回転方向ＤＲに対して角度をつけて設けられている。後方部７２ｃと前方部７２ａとの間の角度は、鈍角となるように形成されている。後方部７２ｃは、前方部７２ａに対して回転子３側（図１参照）に位置するように形成されている。すなわち、後方部７２ｃは、前方部７２ａよりも下側に位置するように形成されている。したがって、翼７２のそれぞれは、曲折部７２ｂを有することによって、第１辺部７４よりも第２辺部７５が圧縮機１００の回転子３の配置側、すなわち、下側に位置するように形成されている。

　図３に示すように、複数の翼７２は、翼７２のそれぞれの第１辺部７４が、回転方向ＤＲに対して１つ前の隣り合う翼７２の第２辺部７５よりも上側、すなわち、吐出管６４の配置側（図４参照）に位置するように形成されている。換言すれば、複数の翼７２は、翼７２のそれぞれの第２辺部７５が、回転方向ＤＲに対して１つ後の隣り合う翼７２の第１辺部７４よりも下側、すなわち、回転子３の配置側（図４参照）に位置するように形成されている。

　図３に示すように、複数の翼７２は、駆動軸５の軸方向Ｓとなる上下方向において、翼７２の第１辺部７４の位置と、隣り合う翼７２の第２辺部７５の位置とが、２ｍｍ～５ｍｍの隙間Ｗを形成するように設けられている。すなわち、隣接する翼７２同士は、周方向ＣＤにおいて向かい合う側に位置するそれぞれの翼端の位置が、駆動軸５の軸方向Ｓとなる上下方向において２ｍｍ～５ｍｍの隙間Ｗを形成するように設けられている。

（突起７８）
　図２及び図３に示すように、翼７２のそれぞれは、突起７８を有している。突起７８は、翼７２の上側の翼面から立ち上がるように設けられており、密閉容器６０の内部において翼７２の翼面から吐出管６４の配置側に突出するように形成されている。突起７８は、翼７２の前方部７２ａに設けられている。突起７８の翼面からの高さは、０．５ｍｍ～２ｍｍの大きさに形成されている。

　突起７８は、例えば、図２に示すように、翼７２を構成する部材からの切り起こしにより形成されている。突起７８は、翼７２を構成する部材に切り込みを入れ、上方に折り返して形成されている。なお、突起７８は、切り起こしにより形成される構成に限定されるものではなく、例えば、あらかじめ翼面から突出するように形成されてもよく、切り起こし以外の他の構成で形成されてもよい。

　図２及び図３に示すように、切り起こしにより形成された突起７８は、略三角形の板状に形成されているが、当該形状に限定されるものではない。突起７８が、切り起こしにより形成される場合は、翼７２には貫通孔である開口部７８ａが形成される。図３に示すように、回転方向ＤＲにおいて、突起７８は、開口部７８ａに対して前側に位置するように形成されている。

　図５は、実施の形態１に係る圧縮機１００の油分離器７の翼７２の断面において翼面に沿って流れる流体の流れを示した概念図である。図５に示す白抜矢印は、翼７２の回転方向ＤＲであり、小さい矢印ＬＲは、流体の流れを示している。圧縮機１００が駆動し、駆動軸５が回転駆動すると、駆動軸５と共に油分離器７も回転する。この際、図５に示すように、冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油からなる流体は、翼７２の上面及び下面に沿って流れる。
［圧縮機１００の動作］

　このように構成された圧縮機１００では、回転子３が回転することで駆動軸５が回転し、駆動軸５の回転に伴って圧縮機構部１０にて冷媒の圧縮が行われる。具体的には、第１圧縮機構部１０Ａにおいて、駆動軸５の回転により第１偏心軸部５ａが回転する。第１偏心軸部５ａが回転することで、シリンダ２１の内部でローリングピストン２２がシリンダ２１の内周面に沿って偏心回転する。シリンダ２１内の吸入室には、吸入管６２から冷媒ガスが吸入されるとともに、シリンダ２１内の圧縮室では冷媒ガスが圧縮される。圧縮室で圧縮された高圧の冷媒ガスは吐出口１４ａから密閉容器６０内に吐出され、回転子３に形成された貫通孔３ａを通り回転子３の上方に向かい、油分離器７で冷凍機油が分離され、吐出管６４から密閉容器６０の外部に吐出される。

　第２圧縮機構部１０Ｂにおいても同様の動作が行われる。すなわち、駆動軸５の回転により第２偏心軸部５ｂが回転する。第２偏心軸部５ｂが回転することで、シリンダ３１の内部でローリングピストン３２がシリンダ３１の内周面に沿って偏心回転する。シリンダ３１内の吸入室には、吸入管６３から冷媒ガスが吸入されるとともに、シリンダ３１内の圧縮室では冷媒ガスが圧縮される。圧縮室で圧縮された高圧の冷媒ガスは吐出口１４ａから密閉容器６０内に吐出され、回転子３に形成された貫通孔３ａを通り回転子３の上方に向かい、油分離器７で冷凍機油が分離され、吐出管６４から密閉容器６０の外部に吐出される。

［圧縮機１００及び油分離器７の作用効果］
　次に、図３及び図４に基づいて、圧縮機１００及び油分離器７の作用効果について説明する。圧縮機１００は、上述したように圧縮機構部１０の圧縮室で圧縮された高圧の冷媒ガスは吐出口１４ａから密閉容器６０の内部に吐出される。密閉容器６０の内部に吐出され、回転子３に形成された貫通孔３ａを通って上昇してきた冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油は、回転子３の近くであって駆動軸５に備えられた円盤形状の油分離器７の表面に下方から接触する。

　油分離器７に接触した冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油は、油分離器７の平坦部７１によって圧縮機１００の中心から外周に向かう方向に流れが変更される。油分離器７は、回転子３が連結されている駆動軸５と共に回転するため、平坦部７１の外縁部から放射状に広がるように設けられたパドル形状の翼７２によって、冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油に遠心力が加えられる。このとき、冷凍機油は、冷媒ガスよりも比重が大きいため遠心力によって冷媒ガスから分離される。

　さらに、油分離器７は、平坦部７１の外周部において、周方向ＣＤに連続的に設けられ、開口部７３を中心として放射状に広がるパドル形状の複数の翼７２を有している。この翼７２のそれぞれは、周方向ＣＤにおいて、一方の縁部となる第２辺部７５が、他方の縁部となる第１辺部７４に対して下側に位置するように形成されており、後方部７２ｃが、前方部７２ａに対して傾斜するように形成されている。そのため、油分離器７は、油分離器７の回転時に、油分離器７の周辺空間に含まれる冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油に乱流を発生させ、レイノルズ数を増加させることができる。このような作用により、油分離器７は、油分離器７の外周上において、冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油に流速分布の急勾配を生じさせる。

　冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油に流速分布の急勾配が生じた状態において、冷媒ガス及び冷凍機油は、翼７２による攪拌によって熱伝達率がそれぞれ増加する。このため、翼７２により攪拌された冷媒ガス及び冷凍機油の温度はそれぞれ上昇する。

　冷媒ガス及び冷凍機油の温度の上昇に伴い、冷媒ガス及び冷凍機油の密度はそれぞれ減少する。しかし、冷媒ガス及び冷凍機油の温度による密度の変化の勾配が異なるため、冷媒ガス及び冷凍機油の温度の上昇に伴い、冷媒ガスと冷凍機油との密度差が大きくなる。油分離器７は、この密度差によって冷媒ガスと冷凍機油との遠心分離の効果を高めることができ、冷媒ガスと冷凍機油とを効率よく分離できる。油分離器７は、このようにして遠心分離効果とともに流速分布の勾配によって冷媒ガスから冷凍機油の分離を行う。

　冷媒ガスに対して比重の大きい冷凍機油は、翼７２の回転運動によって生ずる遠心力により圧縮機１００の下方に向かって冷媒ガスから分離される。圧縮機１００は、平坦部７１に対して傾斜し、駆動軸５の軸方向Ｓに対して垂直な仮想面Ｉに対して下向きに傾斜する翼７２によって、冷媒ガスから分離された冷凍機油を、圧縮機１００の下方に還流させる。圧縮機１００は、流速分布の急勾配の及ぶ範囲に吐出管６４の吸入口６４ａが存在しており、圧縮機１００の下方に還流させられた冷凍機油は、吐出管６４に送られにくくなる。そのため、圧縮機１００は、圧縮機１００の内部からの冷凍機油の流出を防ぐことができ、圧縮機１００の外部に吐出される冷媒ガスに含まれる冷凍機油の濃度を低下させることができる。さらに、圧縮機１００は、油分離器７の周辺空間に含まれる冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油のレイノルズ数を増加させることにより吐出される冷媒ガスの密度を減少させることによって冷媒ガスと冷凍機油との分離を促進する。

　また、油分離器７の翼７２は、突起７８を有している。翼７２の表面に設けた凹凸は、乱流発生を促す効果がある。そのため、油分離器７は、翼７２の突起７８によって、油分離器７の周辺空間に含まれる冷媒ガス及びそれに含まれる冷凍機油に乱流を発生させ、レイノルズ数を増加させることができる。そして、油分離器７は、上述した流速分布の勾配によって冷媒ガスと冷凍機油との分離を行うことができる。そのため、油分離器７は、翼７２に突起７８を有しない油分離器と比較して、冷媒ガスと冷凍機油との分離を強化できる。

　また、油分離器７の翼７２は、油分離器７の回転方向ＤＲに対して角度をつけて設けられていない前方部７２ａを有している。油分離器７は、前方部７２ａを有することによって、例えばプロペラ軸と羽根とを有して翼全体がプロペラ形状に形成された油分離器と比較して、流れに対して翼全体が垂直方向に角度がついていない。そのため、油分離器７は、プロペラ形状に形成された油分離器と比較して、回転方向ＤＲの流れに対する油分離器７の翼７２による抵抗を抑える構造となっている。そのため、油分離器７は、翼全体がプロペラ形状に形成された油分離器と比較して、翼７２において流動抵抗を少なくすることができ、圧縮機１００の駆動に必要な電力を削減できる。その結果、圧縮機１００は、圧縮機１００の動作効率を向上させ省エネ効率を高めることができる。圧縮機１００は、油分離器７によって、圧縮機１００の信頼性を向上させ、冷媒回路に設けられた熱交換器の効率を高めることができる。

　また、複数の翼７２のそれぞれは、駆動軸５の軸方向Ｓに対して垂直な面に対して鋭角な角度βとなるように、かつ、外周側に位置する先端部が回転子３の配置側に位置するように駆動軸５の軸方向Ｓに対して傾斜している。そのため、翼７２は、回転子３から吐出管６４の吸入口６４ａに向かう冷凍機油を含んだ冷媒ガスの流れに対して翼７２が垂直面を構成しておらず、冷凍機油を含んだ冷媒ガスの流れに対して抵抗を小さくすることができる。その結果、圧縮機１００は、圧縮機１００の動作効率を向上させ省エネ効率を高めることができる。圧縮機１００は、油分離器７によって、圧縮機１００の信頼性を向上させ、冷媒回路に設けられた熱交換器の効率を高めることができる。

　また比較例の圧縮機として、上述したように駆動軸にプロペラ形状の回転翼をもつ油分離器を有する場合が考えられる。しかしながら、このような比較例の圧縮機は、圧縮機の立ち上がりの時など、プロペラ形状の回転翼が低速回転の場合では、圧縮機の下部方向への冷凍機油の流れを発生させる力が不十分な場合がある。

　油分離器７は、平坦部７１を有しており、圧縮機１００の回転子３が低速回転の時には、冷媒ガスと共に上がってくる冷凍機油を平坦部７１で抑えることができる。また、油分離器７は、曲折部７２ｂを有する翼７２を有しており、翼７２のそれぞれは、第１辺部７４よりも第２辺部７５が圧縮機１００の回転子３側、すなわち、下側に位置するように形成されている。そして、複数の翼７２は、翼７２のそれぞれの第１辺部７４が、回転方向ＤＲに対して１つ前の隣り合う翼７２の第２辺部７５よりも上側、すなわち、吐出管６４側（図４参照）に位置するように形成されている。油分離器７は、圧縮機１００の回転子３が高速回転の時には、当該構成の複数の翼７２により冷凍機油を含んだ冷媒ガスを攪拌することによって、冷凍機油と冷媒ガスとの遠心分離を行い、冷凍機油と冷媒ガスとを分離できる。

　翼７２の前方部７２ａの部分が、回転方向ＤＲに対して傾斜する角度を有していないことによって、回転に対する抵抗を抑えている。また、油分離器７は、翼７２の前方部７２ａが回転に対する抵抗を抑えていると共に、後方部７２ｃが傾斜していることによって、プロペラ形状の回転翼を有する油分離器よりも分離された冷凍機油を圧縮機１００の下方に還流させられる。油分離器は７、このような特徴をもつので、圧縮機１００の信頼性及び性能を向上させることができる。

　さらに、油分離器７は、駆動軸５の上部に形成されたテーパ部５１ｄ２に圧入されて固定されている。そして、油分離器７は、密閉容器６０内において、駆動軸５の上方に設けられた吐出管６４の吸入口６４ａと、油分離器７の最上部の部分との間の距離が３０ｍｍ以下の距離であって、吐出管６４と接触しない範囲に配置されている。一般的に、油分離器は、油分離器と吐出管との間の距離が３０ｍｍより大きくなってしまうと冷媒ガスと冷凍機油との分離機能の効力が弱まり、十分に冷媒ガスから冷凍機油を分離することができない。油分離器７は、油分離器７と吐出管６４との間の距離が３０ｍｍ以下であり冷媒ガスと冷凍機油との分離機能を十分に発揮させることができる。

　また、油分離器７は、駆動軸５の上部に形成されたテーパ部５１ｄ２に圧入されて固定されている。このような構造により、圧縮機１００は、駆動軸に取り付けられたプロペラ形状の翼を有する油分離器と比較して、部品点数を減らすことができ、プロペラ軸を取付けるために、プロペラ軸の長さ分駆動軸の軸長を伸ばす必要がない。圧縮機１００は、このような特徴を持つので、駆動軸５の軸長による振動を抑えることができ、また、駆動軸５を回転させるためのエネルギー消費を抑えることができ、圧縮機１００の信頼性及び性能を向上させることができる。

　さらに、油分離器７の平坦部７１は、テーパ部５１ｄ２に固定されている。圧縮機１００は、駆動軸５のテーパ部５１ｄ２が油分離器７の平坦部７１に圧入されて固定されるので、複数の柱状のピンによって油分離器を回転子３に固定するような構成と比べて、部品の点数を少なく抑えることができる。また、圧縮機１００は、複数の柱状のピンによってパドル形状の翼７２を回転子３に固定する必要がないため、翼７２に応力が集中する部分が発生せず、油分離器７の変形が抑えられるため、圧縮機１００の信頼性が向上する。

　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　２　固定子、３　回転子、３ａ　貫通孔、４　電動機構部、５　駆動軸、５ａ　第１偏心軸部、５ｂ　第２偏心軸部、５ｃ　中間軸部、５ｄ　第１主軸部、５ｅ　第２主軸部、７　油分離器、７ａ　円板、７ａ１　外周縁、７ｂ　切り込み、１０　圧縮機構部、１０Ａ　第１圧縮機構部、１０Ｂ　第２圧縮機構部、１１　軸受、１２　軸受、１３　軸受ボス部、１４　端板部、１４ａ　吐出口、１５　中間仕切板、２１　シリンダ、２２　ローリングピストン、３０　電動機部、３１　シリンダ、３２　ローリングピストン、５１ｄ　突出部、５１ｄ１　上部突出部、５１ｄ２　テーパ部、５１ｄ３　下部突出部、６０　密閉容器、６２　吸入管、６３　吸入管、６４　吐出管、６４ａ　吸入口、７１　平坦部、７１ａ　外縁部、７１ｂ　上面、７２　翼、７２ａ　前方部、７２ｂ　曲折部、７２ｃ　後方部、７３　開口部、７４　第１辺部、７５　第２辺部、７６　第３辺部、７７　第４辺部、７８　突起、７８ａ　開口部、１００　圧縮機、Ｃ　中心部、ＣＤ　周方向、ＤＲ　回転方向、Ｈ　延長面、Ｉ　仮想面、ＬＲ　矢印、Ｎ　距離、Ｒ　半径、Ｓ　軸方向、Ｗ　隙間、α　角度、β　角度。

Claims

　外郭を構成する密閉容器と、
　前記密閉容器の内部に配置され、固定子と回転子とを有する電動機構部と、
　前記密閉容器の内部に配置され、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
　前記密閉容器から圧縮された冷媒を吐出する吐出管と、
　前記回転子に固定され、前記電動機構部に発生した回転駆動力を前記圧縮機構部に伝達する駆動軸と、
　前記駆動軸に固定され、前記回転子と前記吐出管との間の空間に配置されており、前記駆動軸と共に回転することによって冷媒と冷凍機油とを分離させる油分離器と、
を備え、
　前記油分離器は、
　前記駆動軸に取付けられる環状の平坦部と、
　前記平坦部の外縁部から放射状に広がるように設けられた複数の翼と、
を有し、
　前記複数の翼のそれぞれは、
　前記油分離器の回転方向において前進側の縁部となる第１辺部を有し、板状に形成された前方部と、
　前記回転方向の反対側の縁部となる第２辺部を有し、板状に形成された後方部と、
　前記回転方向において、前記前方部と前記後方部との間の部分であり、翼板が折り曲げられた状態に形成された部分である曲折部と、
を有し、
　前記駆動軸の軸方向において、前記第２辺部は、前記第１辺部よりも前記回転子の配置側に位置するように形成されている圧縮機。
　前記複数の翼のそれぞれは、
　前記軸方向において、外周側に位置する先端部が内周側より前記回転子の配置側に位置するように、前記平坦部に対して傾斜するように設けられている請求項１に記載の圧縮機。
　前記複数の翼のそれぞれは、
　前記軸方向に垂直な面に対して鋭角な角度となるように、かつ、外周側に位置する先端部が内周側より前記回転子の配置側に位置するように前記軸方向に対して傾斜している請求項１に記載の圧縮機。
　前記複数の翼は、
　前記複数の翼のそれぞれの前記第１辺部が、前記回転方向に対して１つ前の隣り合う前記翼の前記第２辺部よりも前記吐出管の配置側に位置するように形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載の圧縮機。
　前記駆動軸は、
　前記回転子から突出した部分にテーパ形状に形成されたテーパ部を有し、
　前記平坦部は、
　前記テーパ部に固定されている請求項１～４のいずれか１項に記載の圧縮機。
　前記複数の翼のそれぞれは、
　前記翼の翼面から前記吐出管の配置側に突出する突起を有する請求項１～５のいずれか１項に記載の圧縮機。
　前記吐出管は、
　前記密閉容器の上壁部に設けられていると共に、前記駆動軸の上方に設けられており、
　前記油分離器は、
　前記吐出管の吸入口と離れた位置に配置されている請求項１～６のいずれか１項に記載の圧縮機。