密閉型壓縮機及具有該密閉型壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及密閉型壓縮機及具有該密閉型壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置，特別涉及油分離效果高的密閉型壓縮機及具有該密閉型壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，在使用于蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置(熱泵設(shè)備、制冷循環(huán)設(shè)備)的制冷劑壓縮機中，使用了電動機的旋轉(zhuǎn)力通過驅(qū)動軸傳遞給壓縮機構(gòu)來壓縮制冷劑氣體的制冷劑壓縮機。這種制冷劑壓縮機中，由壓縮機構(gòu)壓縮的制冷劑氣體被排出到密閉容器內(nèi)，并通過電動機部氣體流路而從電動機下側(cè)的空間向電動機上側(cè)的空間移動后，被向密閉容器外的制冷劑回路排出。此時，供給至壓縮機構(gòu)的潤滑油與制冷劑氣體混合并被排出到密閉容器外。一直以來，存在如下問題，當(dāng)進入制冷劑回路的油排出量增加時，熱交換器的性能下降，進一步地，當(dāng)密閉容器內(nèi)的儲油量減少時，由于潤滑不良而使制冷劑壓縮機的可靠性下降。
[0003]近年來，加速了制冷劑壓縮機的小型化開發(fā)、將使用制冷劑向環(huán)境負擔(dān)小的代替制冷劑(包含自然制冷劑)的轉(zhuǎn)變，并要求在密閉容器內(nèi)的油分離技術(shù)的高度化。另一方面，由于在密閉容器內(nèi)，電動機高速旋轉(zhuǎn)時的制冷劑、潤滑油的流動狀態(tài)與油分離的機理非常復(fù)雜，且高壓的密閉容器內(nèi)的觀察實驗也不容易，所以未弄清楚的部分較多，未解決的技術(shù)問題也較多。
[0004]專利文獻I記載的高壓外殼型渦旋壓縮機由配置在密閉容器內(nèi)的上側(cè)的壓縮機構(gòu)壓縮吸入的制冷劑，暫時使之下降到密閉容器底的儲油部后，使之通過電動機氣體流路而從電動機下側(cè)空間上升到上側(cè)空間，并從壓縮機排出管排出高壓氣體。該專利文獻I記載的高壓外殼型渦旋壓縮機具有:設(shè)置在電動機轉(zhuǎn)子的上部的風(fēng)扇、以及在風(fēng)扇上方分隔電動機定子側(cè)和電動機轉(zhuǎn)子側(cè)的分隔壁。而且，利用由風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的離心力、流經(jīng)分隔壁的間隙的壓力阻力，將制冷劑與潤滑油分離，防止未與制冷劑分離的潤滑油直接流入排出管，也就是說，防止?jié)櫥蛷拿荛]容器流出。
[0005]另外，在專利文獻2中，公開了一種密閉型電動壓縮機的油分離裝置，其特征在于，所述密閉型電動壓縮機具有:電動元件，所述電動元件被容納在密閉容器內(nèi)的上部；壓縮元件，所述壓縮元件由電動元件驅(qū)動；油分離板，所述油分離板隔開規(guī)定間隔地與電動元件的轉(zhuǎn)子的上部端環(huán)相對設(shè)置；以及攪拌葉片，所述攪拌葉片直立設(shè)置在油分離板上，使攪拌葉片僅直立設(shè)置在油分離板的下表面上。
[0006]一般已確認:利用專利文獻I中的風(fēng)扇及分隔壁、專利文獻2中的油分離板及攪拌葉片來改善壓縮機密閉容器內(nèi)的油分離狀態(tài)的效果。
[0007]并且，最近，活用進步顯著的三維流體模擬技術(shù)，能夠?qū)嚎s機密閉容器內(nèi)的制冷劑和潤滑油的流動狀態(tài)可視化，能夠得到新的見解。例如，在專利文獻3中，公開了一種制冷劑壓縮機，利用在設(shè)置于密閉容器內(nèi)的電動機轉(zhuǎn)子的上端的上側(cè)平衡錘的旋轉(zhuǎn)方向前端附近產(chǎn)生的排出壓力上升，從前端部附近朝向下端形成油返回用流路，使在上述轉(zhuǎn)子的周圍出現(xiàn)的高濃度潤滑油向電動機下側(cè)返回而防止冒油。
[0008]在先技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本專利第3925392號公報
[0011]專利文獻2:日本實開平5-61487號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2009-264175號公報
[0013]非專利文獻
[0014]非專利文獻I 渦輪送風(fēng)機和壓縮機” corona出版社(昭和63年)
[0015]非專利文獻2 流體機械工程學(xué)” corona出版社(昭和58年)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]發(fā)明要解決的問題
[0017]一般來說，為了構(gòu)成高性能的離心送風(fēng)機，像非專利文獻I記載的那樣，需要針對葉輪本身的形狀、流入葉輪的流路形狀、從葉輪流出的流路形狀等進行理論設(shè)計。
[0018]然而，專利文獻I和專利文獻2未針對分別公開的安裝在電動機轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)子)的上部的風(fēng)扇及葉片公開理論設(shè)計方法，未研宄到用于改善油分離狀態(tài)的最佳的風(fēng)扇及葉片的結(jié)構(gòu)。
[0019]例如，在專利文獻I記載的高壓外殼型渦旋壓縮機中，存在如下問題:若對安裝在電動機轉(zhuǎn)子的上部的風(fēng)扇和分隔壁未適當(dāng)?shù)卦O(shè)計配置的話，由于無法利用風(fēng)扇及分隔壁來防止從壓縮機構(gòu)流入電動機上側(cè)空間的制冷劑(混有油微粒的制冷劑)從電動機定子一側(cè)直接流入電動機轉(zhuǎn)子一側(cè)，從而不能充分發(fā)揮油分離效果。
[0020]本發(fā)明為解決上述問題而做出，其目的在于，得到一種密閉型壓縮機及具有該密閉型壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置，所述密閉型壓縮機利用設(shè)置在密閉容器內(nèi)的電動機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，能夠使向密閉容器外的油流出量比以往的低。
[0021]用于解決問題的手段
[0022]本發(fā)明的密閉型壓縮機具有:密閉容器，所述密閉容器在底部儲存潤滑油；電動機，所述電動機設(shè)置在所述密閉容器的內(nèi)部，并具有定子及形成有在上下方向上貫通的轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔的轉(zhuǎn)子；驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸安裝在所述轉(zhuǎn)子上；壓縮機構(gòu)，所述壓縮機構(gòu)設(shè)置在所述密閉容器的內(nèi)部，并通過所述驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)來壓縮制冷劑；旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子的上方，一邊繞所述驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)一邊使制冷劑氣體通過而將其升壓；圓筒側(cè)壁，所述圓筒側(cè)壁將所述電動機的上側(cè)空間分隔為作為定子一側(cè)的外側(cè)空間和作為轉(zhuǎn)子一側(cè)的內(nèi)側(cè)空間，從而包圍所述旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)；以及排出管，所述排出管與所述內(nèi)側(cè)空間連通，使制冷劑從該空間向所述密閉容器的外部回路流出，由所述壓縮機構(gòu)壓縮并向所述密閉容器內(nèi)排出的制冷劑氣體從所述電動機的下側(cè)空間起，通過所述轉(zhuǎn)子通風(fēng)孔移動到所述轉(zhuǎn)子的上端，流入所述旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)而被升壓，之后，向所述內(nèi)側(cè)空間流動而將該內(nèi)側(cè)空間升壓，在抑制制冷劑氣體從所述外側(cè)空間流入所述內(nèi)側(cè)空間的同時將制冷劑氣體從所述排出管向外部排出。
[0023]另外，本發(fā)明的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置具有:本發(fā)明的密閉型壓縮機；使由該壓縮機壓縮的制冷劑散熱的散熱器；使從該散熱器流出的制冷劑膨脹的膨脹機構(gòu)；以及使從該膨脹機構(gòu)流出的制冷劑吸熱的蒸發(fā)器。
[0024]發(fā)明的效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能夠得到能防止在密閉容器內(nèi)的潤滑油儲存量的下降從而抑制由潤滑不良導(dǎo)致的可靠性下降的效果、使節(jié)能性能提高的效果。
【附圖說明】
[0026]圖1是表示本發(fā)明實施方式I的密閉型壓縮機的構(gòu)造的縱剖視圖。
[0027]圖2是表示本發(fā)明實施方式I的密閉型壓縮機的構(gòu)造的橫剖視圖(圖1的A-A剖視圖)。
[0028]圖3是表示設(shè)置在本發(fā)明實施方式I的密閉型壓縮機的轉(zhuǎn)子的上方的旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)的立體圖。
[0029]圖4是表示本發(fā)明實施方式2的密閉型壓縮機的構(gòu)造的縱剖視圖。
[0030]圖5是表示本發(fā)明實施方式2的密閉型壓縮機的構(gòu)造的橫剖視圖(圖4的A-A剖視圖)。
[0031]圖6是表示設(shè)置在本發(fā)明實施方式2的密閉型壓縮機的轉(zhuǎn)子的上方的旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)的立體圖。
[0032]圖7是表示本發(fā)明實施方式3的密閉型壓縮機的構(gòu)造的縱剖視圖。
[0033]圖8是表示本發(fā)明實施方式3的密閉型壓縮機的構(gòu)造的橫剖視圖(圖7的A-A剖視圖)。
[0034]圖9是表示本發(fā)明實施方式4的密閉型壓縮機的構(gòu)造的縱剖視圖。
[0035]圖10是表示本發(fā)明實施方式4的密閉型壓縮機的構(gòu)造的橫剖視圖(圖9的A-A剖視圖)。
[0036]圖11是表示設(shè)置在本發(fā)明實施方式4的密閉型壓縮機的轉(zhuǎn)子的上方的旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)的立體圖。
[0037]圖12是表示本實施方式5的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)裝置101的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0038]實施方式I
[0039]圖1是表示本發(fā)明實施方式I的密閉型壓縮機的構(gòu)造的縱剖視圖。圖2是表示本發(fā)明實施方式I的密閉型壓縮機的構(gòu)造的橫剖視圖(圖1的A-A剖視圖)。另外，圖3是表示設(shè)置在本發(fā)明實施方式I的密閉型壓縮機的轉(zhuǎn)子的上方的旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)的立體圖。此夕卜，圖2所示的涂黑箭頭表示旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向。另外，圖3表示從圖2圖示的立體箭頭的方向觀察到的旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)。
[0040]首先，使用這些圖1?圖3，說明本實施方式I的密閉型壓縮機100的基本構(gòu)造及動作。
[0041]<密閉型壓縮機100的基本構(gòu)造和動作>
[0042]本實施方式I的密閉型壓縮機100是高壓外殼密閉型渦旋壓縮機，具有:在底部形成有儲存潤滑油的下部儲油部2的密閉容器1、容納在該密閉容器I的內(nèi)部的電動機8、驅(qū)動軸3、壓縮機構(gòu)60及旋轉(zhuǎn)升壓機構(gòu)49等。
[0043]電動機8具有:在內(nèi)周部形成有在上下方向上貫通的貫通孔的大致圓筒狀的定子7、經(jīng)由規(guī)定的氣隙27a配置在該定子7的內(nèi)周側(cè)的大致圓筒狀的轉(zhuǎn)子6。本實施方式I的電動機8例如是直流無刷電機。層疊鋼板而構(gòu)成該定子7，在芯7c上高密度地卷繞線圈而形成有線圈繞組塊。另外，在定子7的上端，形成有多個電動機上部線圈搭接部7a，所述電動機上部線圈搭接部7a是從線圈繞組