WO2024257528A1 - 圧縮機及び冷凍装置 - Google Patents

Abstract

圧縮機（１００）は、ケーシング（１０）と、モータ（２０）と、圧縮機構（４０）と、油溜まり（１４）と、クランクシャフト（３０）と、回転部材（６０）と、第１空間（Ｓ１）と、第２空間（Ｓ２）と、吐出管（１７）と、を備える。モータ（２０）は、ステータ（２１）、ロータ（２５）、冷媒下降通路（５４）、及び冷媒上昇通路（５０）を有する。回転部材（６０）は、ロータ（２５）とともに回転し、ステータ（２１）の内径（Ｙ）よりも大きい外径（Ｘ）を有する。クランクシャフト（３０）は、ロータ（２５）の回転を圧縮機構（４０）へ伝達する。第１空間（Ｓ１）は、圧縮機構（４０）とモータ（２０）の間に形成される。第２空間（Ｓ２）は、モータ（２０）と油溜まり（１４）の間に形成される。吐出管（１７）は、第１空間（Ｓ１）に配置される。冷媒下降通路（５４）は、冷媒（Ｒ）を第１空間（Ｓ１）から第２空間（Ｓ２）へ通過させる。冷媒上昇通路（５０）は、冷媒（Ｒ）を第２空間（Ｓ２）から第１空間（Ｓ１）へ通過させる。

Description

圧縮機及び冷凍装置

　本開示は、圧縮機及び冷凍装置に関する。

　圧縮機の外部へ排出される潤滑油の量を低減するために、特許文献１（特開２０２１－０１７８４９号公報）に開示されている圧縮機では、モータのロータの下面に取り付けられているバランスウェイトの寸法、及び、そのバランスウェイトの他の部品に対する相対的な位置を調節している。

　モータの下方に位置する冷媒は潤滑油を含んでいる。このような状態の冷媒が圧縮機の吐出管へ到達してしまうと、潤滑油が圧縮機の外部へ排出されてしまう。潤滑油の排出を低減するためには、バランスウェイトのみならず、モータの下部付近に配置されている部品群の構造を最適化し、それによって、冷媒に含まれる潤滑油を冷媒から分離されやすくすることが望ましい。

　第１観点の圧縮機は、ケーシングと、モータと、圧縮機構と、油溜まりと、クランクシャフトと、回転部材と、第１空間と、第２空間と、吐出管と、を備える。ケーシングは、内部空間を有する。モータは、円筒状のステータ、ステータの中に配置されるロータ、冷媒下降通路、及び冷媒上昇通路を有する。モータは、内部空間の中に配置される。圧縮機構は、内部空間の中かつモータの上方に配置される。圧縮機構は、モータとの間に第１空間を形成する。圧縮機構は、冷媒を圧縮する。油溜まりは、内部空間の中かつモータの下方に配置される。油溜まりは、モータとの間に第２空間を形成する。クランクシャフトは、ロータの回転を圧縮機構へ伝達する。回転部材は、ロータとともに回転する。回転部材は、第２空間に配置される。回転部材は、ステータの内径よりも大きい外径を有する。吐出管は、第１空間に配置される。冷媒下降通路は、冷媒を第１空間から第２空間へ通過させる。冷媒上昇通路は、冷媒を第２空間から第１空間へ通過させる。

　この構成によれば、吐出管と油溜まりの間に回転部材が位置する。したがって、油溜まりから冷媒上昇通路を経て吐出管へ上昇する冷媒は、冷媒に対する障害物として機能する回転部材に衝突するので、冷媒に含まれる潤滑油が分離され、ひいては圧縮機からの潤滑油の排出が抑制される。

　第２観点の圧縮機は、第１観点の圧縮機であって、ステータが、ステータコア、及び、コイルを有する。コイルは、ステータコアに導線を巻き付けることによって形成される。冷媒下降通路は、ステータコアの外周に形成されたコアカットである。回転部材は、コイルの下端よりも低く配置される。

　この構成によれば、冷媒は、第１空間においてサイクロン分離を受けることにより所定量の潤滑油を分離されたのち、外周側のコアカットを経て第２空間へ下降することができる。次いで、油溜まりに隣接する第２空間からモータのコイル隙間へ上昇しようとする冷媒は、モータのコイル隙間へ到達するよりも先に、モータのコイルの下方に配置されている回転部材に衝突するので、冷媒からの潤滑油の分離がさらに促進される。上昇する冷媒流が通過する面積のうち、コイル隙間の断面積が占める割合は大きいので、潤滑油の分離は効率的になる。

　第３観点の圧縮機は、第２観点の圧縮機であって、回転部材とコイルの下端の高低差は、２０ｍｍ以下である。

　この構成によれば、回転部材はコイル下端に近接して配置されている。したがって、回転部材が冷媒に対する障害物として機能できる。

　第４観点の圧縮機は、第２観点又は第３観点の圧縮機であって、ステータが、円環状の下部インシュレータ、をさらに有する。下部インシュレータは、ステータコアの下面に配置される。下部インシュレータは、下部インシュレータの外周の付近から下方へ延びる外周壁を有する。回転部材は、外周壁の下端よりも高く配置される。

　この構成によれば、コアカットを通過する冷媒の下降流は、回転部材よりも低く配置されている外周壁よりもさらに下方に移動したのち、上昇流に変わる。したがって、冷媒の上昇流が回転部材に衝突しやすい。

　第５観点の圧縮機は、第１観点から第４観点のいずれか１つの圧縮機であって、回転部材が、中心から周縁に向かって径方向に延びる溝を有する。

　この構成によれば、冷媒が回転部材の付近を移動するとき、冷媒の一部は溝の中を流れて溝の壁に衝突する。この衝突により、冷媒に含まれている潤滑油が、既に溝の内面に付着している油膜に吸収される。したがって、冷媒に含まれる潤滑油が効率的に冷媒から分離される。

　第６観点の圧縮機は、第１観点から第４観点のいずれか１つの圧縮機であって、回転部材が、中心から周縁に向かって径方向に放射状に延びる複数の溝を有する。

　この構成によれば、潤滑油を冷媒から分離する作用を奏する溝が、回転部材に複数形成されている。したがって、冷媒に含まれる潤滑油がより効率的に冷媒から分離される。

　第７観点の圧縮機は、第１観点から第６観点のいずれか１つの圧縮機であって、ロータが、ロータ冷媒通路を有する。ロータ冷媒通路は、ロータを軸方向に貫通する。ロータ冷媒通路は、冷媒を第２空間から第１空間へ通過させる。ステータとロータの間には、冷媒を第２空間から第１空間へ通過させるエアギャップが形成されている。ステータは、隣接する２つのコイル間に位置するコイル隙間を有する。コイル隙間は、冷媒を第２空間から第１空間へ通過させる。

　この構成によれば、冷媒の上昇流は、ロータ冷媒通路、エアギャップ、及び、コイル隙間を通過する。回転部材は、平面視において、ロータ冷媒通路の全部、エアギャップの全部、及びコイル隙間の少なくとも一部をさえぎる。したがって、冷媒の上昇流のうちの多くの割合が回転部材と衝突する。

　第８観点の圧縮機は、第１観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機であって、ロータが、ロータ本体、及び、ロータ本体の下面に設けられた下部バランスウェイトを有する。回転部材は、下部バランスウェイトに固定される。

　この構成によれば、ロータは下部バランスウェイトを有する。したがって、ロータの回転時の振動を抑制できる。

　第９観点の圧縮機は、第１観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機であって、ロータが、ロータ本体、及び、ロータ本体の下面に設けられた下部バランスウェイト、を有する。回転部材は、ロータ本体に固定される。

　この構成によれば、回転部材は、ロータ本体に固定される。したがって、冷媒上昇流の中心部を回転部材はさえぎることができる。

　第１０観点の圧縮機は、第１観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機であって、回転部材が、クランクシャフトに固定される。

　この構成によれば、回転部材は、クランクシャフトに固定される。したがって、クランクシャフト近傍の冷媒上昇流を回転部材はさえぎることができる。

　第１１観点の圧縮機は、第１観点から第１０観点のいずれか１つの圧縮機であって、回転部材が、ロータ冷媒通路に連通する第１開口、及び、エアギャップに連通する第２開口、のうちの少なくとも１つを有する。

　この構成によれば、回転部材は第１開口又は第２開口を有する。したがって、冷媒の上昇流の一部は第１開口又は第２開口を通過したのちにロータ冷媒通路、エアギャップ、及び、コイル隙間のいずれかを通過できるので、冷媒の上昇流の必要量を確保できる。

　第１２観点の冷凍装置は、第１観点から第１１観点のいずれか１つの圧縮機を備える。

　この構成によれば、圧縮機は、冷媒に対する障害物として機能する回転部材を有する。したがって、冷凍装置の冷媒回路において、圧縮機から潤滑油が排出されることが抑制される。

図１は、第１実施形態に係る冷凍装置１０１の構成を示す回路図である。 図２は、第１実施形態に係る圧縮機１００の構成を示す断面図である。 図３は、図２の要部を拡大した模式図である。 図４は、ステータコア２２の平面図である。 図５は、圧縮機１００の要部の上面又は断面を示す模式図である。 図６は、回転部材６０の下面を示す模式図である。 図７は、図３の要部を拡大した模式図である。 図８は、回転部材６０の断面図である。 図９は、圧縮機１００の要部の下面又は断面を示す模式図である。 図１０は、第２実施形態に係る圧縮機１００の要部を拡大した模式図である。 図１１は、第２実施形態に係る回転部材６０の下面を示す模式図である。

　＜第１実施形態＞
　（１）冷凍装置１０１の構成
　図１は、第１実施形態に係る冷凍装置１０１の構成を示す。冷凍装置１０１は、熱源ユニット９０、利用ユニット８０、及び連絡配管群８５を有する。

　熱源ユニット９０は、冷媒Ｒに対する温熱源（heat source）又は冷熱源（cold source）として機能する。熱源ユニット９０は、圧縮機１００、四路切換弁９２、熱源熱交換器９３、熱源ファン９４、膨張弁９５、アキュムレータ９６、液閉鎖弁９７、及びガス閉鎖弁９８を有する。

　利用ユニット８０は、冷媒Ｒから受け取った温熱（heat）又は冷熱（cold）をユーザに提供する。利用ユニット８０は、利用熱交換器８１、及び利用ファン８２を有する。

　連絡配管群８５は、熱源ユニット９０と利用ユニット８０を接続する。連絡配管群８５は、液管８６、及びガス管８７を有する。液管８６は、液閉鎖弁９７と利用熱交換器８１を接続する。ガス管８７は、ガス閉鎖弁９８と利用熱交換器８１を接続する。

　熱源ユニット９０の構成部品、利用ユニット８０の構成部品、及び連絡配管群８５は、冷媒回路を構成する。冷媒回路は、冷媒Ｒを循環させる。

　熱源ユニット９０に搭載されている圧縮機１００は、低圧ガス冷媒（つまり、低い圧力を有し、ガス状態にある冷媒Ｒ）を圧縮することによって、高圧ガス冷媒（つまり、高い圧力を有し、ガス状態にある冷媒Ｒ）を生成する。

　四路切換弁９２が実線で示す接続を実現する場合、冷凍装置１０１は冷熱利用運転を行う。このとき、利用熱交換器８１は蒸発器（evaporator）又は吸熱器（heat absorber）として機能し、冷媒Ｒから得た冷熱をユーザに提供する。四路切換弁９２が破線で示す接続を実現する場合、冷凍装置１０１は温熱利用運転を行う。このとき、利用熱交換器８１は凝縮器（condenser）又は放熱器（heat radiator）として機能し、冷媒Ｒから得た温熱をユーザに提供する。

　（２）圧縮機１００の構成
　図２は、圧縮機１００の構成を示す。圧縮機１００はスクロール圧縮機であり、ケーシング１０、モータ２０、クランクシャフト３０、圧縮機構４０、仕切部材７０、支持部材７７、を有する。

　（２－１）ケーシング１０
　ケーシング１０は、互いに気密的に接合された胴部１１、上蓋部１２、及び下蓋部１３を有する。

　ケーシング１０の中には内部空間Ｓが存在する。内部空間Ｓには、圧縮機１００の部品と、冷媒Ｒと、潤滑油Ｌとが存在する。

　下蓋部１３の付近には、潤滑油Ｌを貯留するための油溜まり１４が設けられている。油溜まり１４は、内部空間Ｓの中かつモータ２０の下方に配置される。

　内部空間Ｓは、圧縮機１００の部品によって第１空間Ｓ１、第２空間Ｓ２、及び第３空間Ｓ３に分割されている。第１空間Ｓ１は、圧縮機構４０とモータ２０の間に形成されている。第２空間Ｓ２は、モータ２０と油溜まり１４の間に形成されている。第３空間Ｓ３は、圧縮機構４０の上側に形成されている。

　上蓋部１２には、低圧ガス冷媒を吸入するための吸入管１５が取り付けられている。胴部１１には、高圧ガス冷媒を吐出するための吐出管１７が取り付けられている。吐出管１７は、第１空間Ｓ１に配置されている。

　（２－２）モータ２０
　モータ２０は、内部空間Ｓの中に配置される。モータ２０は、圧縮機１００の外部から供給される電力を利用して、圧縮機構４０を駆動するための動力を生成する。モータ２０は、ステータ２１及びロータ２５を有する。ステータ２１及びロータ２５は、共通の中心軸Ｃを有する円柱状又は円筒状である。ステータ２１は胴部１１に固定されている。ロータ２５は、ステータ２１の中心部の空洞に配置され、回転可能に支持されている。

　（２－３）クランクシャフト３０
　クランクシャフト３０は、モータ２０が生成した動力を圧縮機構４０へ伝達する。クランクシャフト３０は、主軸部３１と、主軸部３１に対して偏心した偏心部３２と、上部バランスウェイト３７とを有する。主軸部３１は、ステータ２１及びロータ２５と中心軸Ｃを共有する。

　主軸部３１の一部はロータ２５の中心部の空洞を通過しており、ロータ２５と固定されている。これにより、クランクシャフト３０は、ロータ２５とともに回転する。上部バランスウェイト３７は、クランクシャフト３０のバランスをとるためのものである。上部バランスウェイト３７は、本実施形態の構成とは異なり、クランクシャフト３０とは別の部材として構成されてロータ２５の上面に固定されていてもよい。

　クランクシャフト３０の内部には、油溜まり１４の潤滑油Ｌを吸い上げるための主通路３５が設けられている。主通路３５の上端にまで吸い上げられた潤滑油Ｌは、圧縮機構４０を潤滑するために利用される。さらに、主通路３５は、クランクシャフト３０の径方向に延びる複数の分岐通路３６と連通している。分岐通路３６は、主軸部３１又は偏心部３２の側面に潤滑油Ｌを供給する。これにより、クランクシャフト３０は、圧縮機構４０、仕切部材７０、及び支持部材７７と接触する箇所において、多くの場合には潤滑油Ｌを供給されるすべり軸受に支持された状態で、滑らかに回転することができる。

　（２－４）圧縮機構４０
　圧縮機構４０は、内部空間Ｓの中かつモータ２０の上方に配置される。圧縮機構４０は、クランクシャフト３０の回転によって伝達された動力を利用して、低圧ガス冷媒を圧縮することによって高圧ガス冷媒を生成する。圧縮機構４０は、固定スクロール４１と可動スクロール４２を有する。固定スクロール４１は、仕切部材７０に支持されている。可動スクロール４２は、ボス４６を有する。ボス４６の凹部には、クランクシャフト３０の偏心部３２がはめ込まれている。偏心部３２は、多くの場合にはすべり軸受を介してボス４６の凹部の内面と接触する。クランクシャフト３０の回転はボス４６に伝達され、それによって可動スクロール４２が固定スクロール４１に対して公転する。

　固定スクロール４１と可動スクロール４２の間には、複数の圧縮室４３が形成される。クランクシャフト３０が可動スクロール４２を公転させることによって、圧縮室４３の容積が変動し、これによって冷媒Ｒが圧縮される。生成された高圧ガス冷媒は、固定スクロール４１に設けられた吐出孔４５から第３空間Ｓ３へ吐出される。

　（２－５）仕切部材７０、支持部材７７
　仕切部材７０は、胴部１１に取り付けられている。仕切部材７０は、第３空間Ｓ３と第１空間Ｓ１を隔てている。仕切部材７０は、主軸部３１の上部を、多くの場合にはすべり軸受を介して支持する。

　仕切部材７０には、冷媒通路７１が設けられている。冷媒通路７１は、第３空間Ｓ３から第１空間Ｓ１へ冷媒Ｒを通過させるためのものである。

　仕切部材７０は、収容部７２をさらに有する。収容部７２は、可動スクロール４２のボス４６を収容する。収容部７２は、圧縮機構４０を潤滑し終えた潤滑油Ｌを集めるための一時貯留部としても機能する。収容部７２に貯留された潤滑油Ｌは、図示しない経路を移動して第１空間Ｓ１に到達し、その後油溜まり１４へ戻る。

　支持部材７７は、胴部１１に取り付けられている。支持部材７７は、クランクシャフト３０の主軸部３１の下部を、多くの場合にはすべり軸受を介して支持する。

　（３）冷媒Ｒと潤滑油Ｌの移動
　引き続き図２を参照して、冷媒Ｒと潤滑油Ｌの移動を説明する。

　圧縮機構４０で圧縮を受けて高圧状態になった冷媒Ｒは、吐出孔４５から第３空間Ｓ３へ吐出される。冷媒Ｒは、第３空間Ｓ３を囲んでいるケーシング１０の上蓋部１２に衝突し、又は上蓋部１２の内面に沿って移動する。その後、冷媒Ｒは冷媒通路７１を通過して第１空間Ｓ１へ移動する。

　通常、冷媒Ｒは相溶性を有している。したがって、第３空間Ｓ３に充満する冷媒Ｒの中には一定の潤滑油Ｌが含まれている。その潤滑油Ｌの一部も、冷媒Ｒとともに冷媒通路７１を通過して、第１空間Ｓ１へ移動する。

　第１空間Ｓ１にも冷媒Ｒと潤滑油Ｌの混合物が充満している。ロータ２５の回転は、この混合物に対し、クランクシャフト３０の主軸部３１を中心とする回転運動を与える。これにより、とりわけ仕切部材７０とモータ２０の間に位置する混合物において、潤滑油Ｌは遠心力によって冷媒Ｒから分離され、胴部１１の内壁へ叩きつけられる。この現象はサイクロン分離と呼ばれる。胴部１１の内壁の潤滑油Ｌは、最後に油溜まり１４へ落下する。潤滑油Ｌを除去された冷媒Ｒは、吐出管１７を通過して、圧縮機１００の外部へ吐出される。

　（４）モータ２０の詳細構造
　図３は、図２の要部を拡大した模式図である。上部バランスウェイト３７は、モータ２０とともに、吐出管１７の高さと支持部材７７の高さの間に配置されている。

　モータ２０のステータ２１は、ステータコア２２、上部インシュレータ２３ａ、下部インシュレータ２３ｂ、複数のコイル２４を有する。ステータコア２２は、多数の積層鋼板から形成されている。上部インシュレータ２３ａ及び下部インシュレータ２３ｂはいずれも樹脂製の部品である。上部インシュレータ２３ａはステータコア２２の上面に配置されている。下部インシュレータ２３ｂはステータコア２２の下面に配置されている。複数のコイル２４は、ステータコア２２に導線を巻き付けることによって形成されている。複数のコイル２４は、受け取った電力を用いて、ロータ２５と相互作用するための磁界を発生させる。

　モータ２０のロータ２５は、中心軸Ｃを中心として回転する。ロータ２５は、ロータ本体２６、及び下部バランスウェイト２７を有している。

　ロータ本体２６は、ロータコア２６ａ、永久磁石２６ｂ、端板２６ｃを有する。ロータコア２６ａは、複数の積層鋼板からなる。永久磁石２６ｂは、ロータコア２６ａの内部に設けられた空間に設置される。端板２６ｃは、ロータコア２６ａの上面と下面に設けられる。端板２６ｃは、ロータコア２６ａの空間から永久磁石が外れることを防ぐ。

　下部バランスウェイト２７は、ロータ本体２６の下面に設置されている。下部バランスウェイト２７は、上部バランスウェイト３７と同様に、クランクシャフト３０のバランスをとるためのものである。下部バランスウェイト２７は、端板２６ｃに接触している。

　回転部材６０は、ロータ２５とともに回転するものである。回転部材６０は、下部バランスウェイト２７に固定されている。

　ロータ２５には、圧縮機１００の軸方向にロータ２５を貫通するロータ冷媒通路５１が形成されている。ロータ冷媒通路５１は「風穴」と呼ばれることもある。ロータ冷媒通路５１は、冷媒Ｒを第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へ通過させる。

　図４は、ステータコア２２の平面図である。ステータコア２２は、円環部２２ａを有する。円環部２２ａは、中心軸Ｃを中心とする円環形状を有する。円環部２２ａの外周Ｅには、複数の凹部が形成されている。この凹部は、コアカット５４と呼ばれる。コアカット５４は、冷媒Ｒを第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ通過させる。円環部２２ａの内周には、円環部２２ａの中心に向かって突出する複数のティース２２ｂが形成されている。

　図５は、圧縮機１００の要部の上面又は断面を示す模式図である。本図において、モータ２０は平面図として描かれている。一方、ケーシング１０及びクランクシャフト３０は断面図として描かれている。

　ステータコア２２が有する各々のティース２２ｂは、それぞれのティース２２ｂを覆うインシュレータ２３の部位とともに巻線が巻き付けられることによって、１つのコイル２４を形成している。

　ステータコア２２が有する複数のコアカット５４は、ケーシング１０の胴部１１の内周面とともに、圧縮機１００の軸方向に延びる冷媒Ｒの通路を形成する。

　隣接するコイル２４の間には、コイル隙間５３が形成される。コイル隙間５３もまた、圧縮機１００の軸方向に延びる冷媒Ｒの通路として機能する。コイル隙間５３は、冷媒Ｒを第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へ通過させる。

　ステータ２１とロータ２５の間には、エアギャップ５２と呼ばれる隙間が形成されている。エアギャップ５２もまた、圧縮機１００の軸方向に延びる冷媒Ｒの通路として機能する。ステータとロータの間には、エアギャップが形成されている。エアギャップ５２は、冷媒Ｒを第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１へ通過させる。

　ロータ２５が有するロータ冷媒通路５１もまた、圧縮機１００の軸方向に延びる冷媒Ｒの通路として機能する。

　図６は、回転部材６０の下面を示している。回転部材６０は、下部バランスウェイト２７と固定される。回転部材６０は、３つの取付開口６７を有している。取付開口６７は、回転部材６０を下部バランスウェイト２７に固定するための締結具が通過するためのものである。回転部材６０は、複数の溝６７を有している。複数の溝６７は、中心軸Ｃから周縁Ｐに向かって径方向に放射状に延びている。

　図３に戻り、太い矢印で示されている通り、ロータ冷媒通路５１、エアギャップ５２、及びコイル隙間５３は、いずれも、圧縮機１００が冷媒Ｒの圧縮を行う際に、冷媒Ｒを下方から上方へと通過させる。ロータ冷媒通路５１、エアギャップ５２、及びコイル隙間５３は、いずれも冷媒Ｒをモータ２０の下方から上方へ通過させるので、冷媒上昇通路５０と総称される。一方、コアカット５４は、太い矢印で示されている通り、冷媒Ｒを上方から下方へと通過させるので、冷媒下降通路と別称することができる。

　（５）回転部材６０の周辺の構造
　図７は、図３の要部を拡大した模式図である。下部インシュレータ２３ｂは、基部Ｐ１、外周壁Ｐ２、内周壁Ｐ３を有する。基部Ｐ１はステータコア２２と接触する円環状の部位である。外周壁Ｐ２は、基部Ｐ１の外周の付近から下方へ延びる。内周壁Ｐ３は、基部Ｐ１の内周の付近から下方へ延びる。

　回転部材６０は、前述した通り、下部バランスウェイト２７に固定されている。回転部材６０は、下部バランスウェイト２７を介してロータ本体２６に間接的に固定されている。下部バランスウェイト２７は、ロータ本体２６の端板２６ｃに固定されている。回転部材６０は、クランクシャフト３０、ロータ本体２６、及び下部バランスウェイト２７とともに回転する。

　回転部材６０は、コイル２４の下端Ｂよりも低く配置されている。回転部材６０とコイル２４の下端との高低差は、例えば２０ｍｍ以下であり、好ましくは１５ｍｍ以下である。回転部材６０の外径Ｘは、ステータ２１の内径Ｙよりも大きい。これにより、回転部材６０は、冷媒上昇通路５０の下方における冷媒入口を覆っている。なお、図７において、外径Ｘと内径Ｙはその半分だけが示されており、それぞれ（Ｘ／２）、（Ｙ／２）として示されている。回転部材６０は、下部インシュレータ２３ｂの外周壁Ｐ２の下端Ｔよりも高く配置される。

　下方から上昇してくる冷媒Ｒは、回転部材６０に衝突したのち進行方向を変える。このとき、冷媒Ｒの中に油ミストの微小な粒の状態で含まれる潤滑油Ｌは、回転部材６０の下面に既に存在する油膜に吸収される。

　図８は、回転部材６０の断面図である。回転部材６０の下面に設けられる溝６７は、内壁６８を有している。回転部材６０の下方では、冷媒Ｒが回転部材６０の周方向に流れつつ、全体としては回転部材６０の径方向外向きに移動している。冷媒Ｒの一部は溝６７の中に回り込んで渦を作り、冷媒Ｒの中の油ミストは冷媒Ｒの進行方向とは反端側に位置する内壁６８やその他の箇所に衝突する。溝６７の内壁６８においても、冷媒Ｒに含まれる潤滑油Ｌは油膜に吸収される。

　回転部材６０の下面の油膜を構成する潤滑油Ｌは、自身の粘性と遠心力の作用により、回転部材６０の中心から径方向外側に向かって、螺旋を描くように回転部材６０の表面を移動する。内壁６８の油膜を構成する潤滑油Ｌは、溝６７に沿って径方向外側へ移動する。その後、潤滑油Ｌは回転部材６０の外周から径方向に飛び出す。次いで潤滑油Ｌは、ケーシング１０その他の構成部品に衝突し、油溜まり１４へ落下する。

　（６）特徴
　（６－１）
　吐出管１７と油溜まり１４の間に回転部材６０が位置する。したがって、油溜まり１４から吐出管１７へ上昇する冷媒Ｒは、冷媒Ｒに対する障害物として機能する回転部材６０に衝突するので、冷媒Ｒに含まれる潤滑油Ｌが分離され、ひいては圧縮機１００からの潤滑油Ｌの排出が抑制される。

　（６－２）
　回転部材６０がコイル２４の下方に配置される。したがって、油溜まり１４からコイル隙間５３へ上昇しようとする冷媒Ｒは、回転部材６０に衝突するので、冷媒Ｒに含まれる潤滑油Ｌが分離される。上昇する冷媒流が通過する面積のうち、コイル隙間５３の断面積が占める割合は大きいので、潤滑油Ｌの分離は効率的になる。

　（６－３）
　回転部材６０はコイル２４の下端に近接して配置されており、その結果、回転部材６０とコイル２４の下端との高低差は２０ｍｍ以下、又は好ましくは１５ｍｍ以下である。したがって、回転部材６０が冷媒Ｒに対する障害物として機能できる。

　（６－４）
　コアカット５４を通過する冷媒Ｒの下降流は、回転部材６０よりも低く配置されている外周壁Ｐ２よりもさらに下方に移動したのち、上昇流に変わる。したがって、冷媒Ｒの上昇流が回転部材６０に衝突しやすい。

　（６－５）
　冷媒Ｒが回転部材６０の付近を移動するとき、冷媒Ｒの一部は溝６９の中を流れて溝６９の内壁６８に衝突する。この衝突により、冷媒Ｒに含まれている潤滑油Ｌが、既に溝６９の内壁６８に付着している油膜に吸収される場合がある。したがって、冷媒Ｒに含まれる潤滑油Ｌが効率的に冷媒Ｒから分離される。

　（６－６）
　冷媒Ｒの上昇流は、ロータ冷媒通路５１、エアギャップ５２、及び、コイル隙間５３を通過する。回転部材６０は、平面視において、ロータ冷媒通路５１の全部、エアギャップ５２の全部、及びコイル隙間５３の少なくとも一部をさえぎる。したがって、冷媒Ｒの上昇流のうちの多くの割合が回転部材６０と衝突する。

　（６－７）
　回転部材６０は、ロータ本体２６に間接的に固定される。したがって、冷媒上昇流の中心部を回転部材６０はさえぎることができる。

　（６－８）
　ロータ２５は下部バランスウェイト２７を有する。したがって、ロータ２５の回転時の振動を抑制できる。

　（６－９）
　回転部材６０が、下部バランスウェイト２７に固定される。したがって、回転部材６０は下部バランスウェイト２７を介してロータ本体２６に固定される。

　（６－１０）
　圧縮機１００が、冷媒Ｒに対する障害物として機能する回転部材６０を有する。したがって、冷凍装置１０１の冷媒回路において、圧縮機１００から潤滑油Ｌが排出されることが抑制される。

　（７）変形例
　（７－１）
　上述の第１実施形態に係る圧縮機１００において、回転部材６０は、下部バランスウェイト２７を介してロータ本体２６に間接的に固定されている。これに代えて、回転部材６０は、クランクシャフト３０に固定されていてもよい。

　この構成によれば、回転部材６０は、クランクシャフト３０に固定される。したがって、クランクシャフト３０の近傍の冷媒上昇流を回転部材６０はさえぎることができる。

　（７－２）
　上述の第１実施形態に係る圧縮機１００は、スクロール圧縮機である。これに代えて、圧縮機１００は、スクロール圧縮機以外の圧縮機であってよい。例えば、圧縮機１００は、ロータリー圧縮機、又はスクリュー圧縮機であってよい。

　（７－３）
　上述の第１実施形態に係る圧縮機１００において、回転部材６０には、複数の溝６７が設けられている。これに代えて、回転部材６０には中心軸Ｃから周縁Ｐに向かって径方向に延びる１本の溝６７のみが設けられていてもよい。あるいは、回転部材６０には溝６７が設けられていなくともよい。

　（７－４）
　上述の第１実施形態に係る圧縮機１００において、下部バランスウェイト２７は、図６に示すように円弧形状を有している。これに代えて、下部バランスウェイト２７は、図９に示すように、半円形状を有していてもよい。図９はロータ２５の下面を示している。下側バランスウェイト２７は、半円状のウェイト部２７ａと、径方向に延びる２つの脚部２７ｂと、ウェイト部２７及び脚部２７ｂを接続する環状部２７ｃを有している。

　この構成によれば、ウェイト部２７によって支持されていない回転部材８０の領域は、脚部２７ｂによって支持される。したがって、回転部材８０の変形が生じるおそれが脚部２７ｂによって低減されるので、回転部材８０は冷媒Ｒに含まれる潤滑油Ｌを安定的に分離することができる。

　＜第２実施形態＞
　（１）構成
　図１０は、第２実施形態に係る圧縮機１００を拡大した模式図である。本実施形態に係る圧縮機１００は、回転部材６０の構造が第１実施形態とは異なる。本実施形態に係る回転部材６０は、第１開口６１及び第２開口６２を有する点において、第１実施形態の回転部材６０とは相違している。

　図１１は、本実施形態に係る回転部材６０の平面図である。本図には、回転部材６０と固定される下部バランスウェイト２７の位置も示されている。回転バランスウェイト２７の形状は、図７に示す第１実施形態の変形例のものと同じである。回転部材６０は、複数の溝６７に加え、４つの第１開口６１、８つの第２開口６２、及び、５つの取付開口６７を有している。取付開口６７は、回転部材６０を下部バランスウェイト２７に固定するための締結具が通過するためのものである。回転部材６０の外側領域Ｑは、周縁Ｐと第２開口６２に挟まれている。

　図１０に戻り、第１開口６１は、ロータ冷媒通路５１に連通するように構成されている。第２開口６２は、エアギャップ５２に連通するように構成されている。外側領域Ｑは、コイル隙間５３を通過しようとする冷媒の上昇流を、少なくとも部分的にさえぎる機能を有する。

　（２）特徴
　回転部材６０は第１開口６１又は第２開口６２を有する。したがって、冷媒Ｒの上昇流の一部は第１開口６１又は第２開口６２を通過したのちにロータ冷媒通路５１、エアギャップ５２、及び、コイル隙間５３のいずれかを通過できるので、冷媒Ｒの上昇流の必要量を確保できる。

　（３）変形例
　（３－１）
　第１開口６１、第２開口６２、及び取付開口６７の個数は、図１１に示されている構成に限定される必要はない。回転部材６０は、第１開口６１及び第２開口６２のうちのいずれか一方のみを有していてもよい。

　（３－２）
　上述の第２実施形態に係る圧縮機１００において、回転部材６０は、下部バランスウェイト２７を介してロータ本体２６に間接的に固定されている。これに代えて、回転部材６０は、ロータ本体２６に直接的に固定されていてもよい。回転部材６０が第１開口６１又は第２開口６２を通過することによって、冷媒上昇流はロータ冷媒通路５１又はエアギャップ５２へ到達することができる。

　（３－３）
　第１実施形態又はその変形例として開示されている構成の一部を、本実施形態に適用してもよい。

　＜むすび＞
　以上、本開示の実施形態を説明したが、請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１０　　：ケーシング
１４　　：油溜まり
１５　　：吸入管
１７　　：吐出管
２０　　：モータ
２１　　：ステータ
２２　　：ステータコア
２３ａ　：上部インシュレータ
２３ｂ　：下部インシュレータ
２４　　：コイル
２５　　：ロータ
２６　　：ロータ本体
２６ａ　：ロータコア
２６ｂ　：永久磁石
２６ｃ　：端板
２７　　：下部バランスウェイト
３０　　：クランクシャフト
３７　　：上部バランスウェイト
４０　　：圧縮機構
５０　　：冷媒上昇通路
５１　　：ロータ冷媒通路
５２　　：エアギャップ
５３　　：コイル隙間
５４　　：コアカット（冷媒下降通路）
６０　　：回転部材
６１　　：第１開口
６２　　：第２開口
６９　　：溝
８０　　：利用ユニット
９０　　：熱源ユニット
１００　：圧縮機
１０１　：冷凍装置
Ｂ　　　：コイル下端（下端）
Ｅ　　　：ステータコア外周（外周）
Ｌ　　　：潤滑油
Ｐ１　　：基部
Ｐ２　　：外周壁
Ｐ３　　：内周壁
Ｒ　　　：冷媒
Ｓ　　　：内部空間
Ｓ１　　：第１空間
Ｓ２　　：第２空間
Ｓ３　　：第３空間
Ｔ　　　：外周壁下端（下端）
Ｘ　　　：回転部材外径（外径）
Ｙ　　　：ステータ内径（内径）

特開２０２１－０１７８４９号公報

Claims (12)

1. 　内部空間（Ｓ）を有するケーシング（１０）と、
   　円筒状のステータ（２１）、前記ステータの中に配置されるロータ（２５）、冷媒下降通路（５４）、及び冷媒上昇通路（５０）を有し、前記内部空間の中に配置されるモータ（２０）と、
   　前記内部空間の中かつ前記モータの上方に配置され、前記モータとの間に第１空間（Ｓ１）を形成し、かつ、冷媒（Ｒ）を圧縮する圧縮機構（４０）と、
   　前記内部空間の中かつ前記モータの下方に配置され、かつ、前記モータとの間に第２空間（Ｓ２）を形成する油溜まり（１４）と、
   　前記ロータの回転を前記圧縮機構へ伝達するクランクシャフト（３０）と、
   　前記第２空間に配置され、前記ロータとともに回転し、かつ、前記ステータの内径（Ｙ）よりも大きい外径（Ｘ）を有する回転部材（６０）と、
   　前記第１空間に配置される吐出管（１７）と、
   を備え、
   　前記冷媒下降通路は、前記冷媒を前記第１空間から前記第２空間へ通過させ、
   　前記冷媒上昇通路は、前記冷媒を前記第２空間から前記第１空間へ通過させる、
   圧縮機（１００）。
2. 　前記ステータは、ステータコア（２２）、及び、前記ステータコアに導線を巻き付けることによって形成されるコイル（２４）、を有し、
   　前記冷媒下降通路は、前記ステータコアの外周（Ｅ）に形成されたコアカット（５４）であり、
   　前記回転部材は、前記コイルの下端（Ｂ）よりも低く配置される、
   請求項１に記載の圧縮機。
3. 　前記回転部材と前記コイルの前記下端（Ｂ）の高低差は、２０ｍｍ以下である、
   請求項２に記載の圧縮機。
4. 　前記ステータは、前記ステータコアの下面に配置される円環状の下部インシュレータ（２３ｂ）、をさらに有し、
   　前記下部インシュレータは、前記下部インシュレータの外周の付近から下方へ延びる外周壁（Ｐ２）を有し、
   　前記回転部材は、前記外周壁の下端（Ｔ）よりも高く配置される。
   請求項２又は請求項３に記載の圧縮機。
5. 　前記回転部材は、中心から周縁に向かって径方向に延びる溝（６７）を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。
6. 　前記回転部材は、中心から周縁に向かって径方向に放射状に延びる複数の溝（６７）を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機。
7. 　前記ロータは、前記ロータを軸方向に貫通するロータ冷媒通路（５１）を有し、
   　前記ステータと前記ロータの間には、エアギャップ（５２）が形成されており、
   　前記ステータは、隣接する２つの前記コイル間に位置するコイル隙間（５３）を有し、
   　前記冷媒上昇通路（５０）は、前記ロータ冷媒通路（５１）、前記エアギャップ（５２）、及びコイル隙間（５３）を含む、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の圧縮機。
8. 　前記ロータは、ロータ本体、及び、前記ロータ本体の下面に設けられた下部バランスウェイト（２７）を有し、
   　前記回転部材は、前記下部バランスウェイトに固定される、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
9. 　前記ロータは、ロータ本体、及び、前記ロータ本体の下面に設けられた下部バランスウェイト（２７）、を有し、
   　前記回転部材は、前記ロータ本体に固定される、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
10. 　前記回転部材は、前記クランクシャフトに固定される、
    請求項１から７のいずれか１項に記載の圧縮機。
11. 　前記回転部材は、前記ロータ冷媒通路に連通する第１開口（６１）、及び、前記エアギャップに連通する第２開口（６２）、のうちの少なくとも１つを有する、
    請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧縮機。
12. 　請求項１から１１のいずれか１項に記載の圧縮機、
    を備える、冷凍装置（１０１）。

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