JP4992496B2 - 回転圧縮機 - Google Patents

Description

この発明は、冷凍冷蔵空調用機器や給湯用機器等のヒートポンプを利用した冷凍サイクルに使用される回転圧縮機に関し、特に回転圧縮機から高圧冷媒とともに吐出される冷凍機油量の減少に係わるものである。

従来の密閉型回転圧縮機は、固定子と回転子から成る電動機が上部に、そしてこの電動機に連結された回転軸により駆動される圧縮機構部が電動機の下方に位置するように密閉容器内に収納されていて、冷凍サイクルの低圧（吸入圧）冷媒を圧縮機構部に吸入し、圧縮機構部で高圧（吐出圧）まで圧縮し、密閉容器に固定された吐出管から密閉容器の外部の冷凍サイクルに高圧冷媒を吐出する。圧縮機構部で圧縮された高圧冷媒は、電動機と圧縮機構部の間の一次空間に圧縮機構部より吐出され、固定子と回転子の径方向すきまであるエアギャップを通って電動機上部と密閉容器上蓋の間の二次空間に流入し、この二次空間に連通する吐出管から密閉容器の外部の冷凍サイクルに吐出される。エアギャップは通常、電動機効率を低下させないために１ｍｍ以下の狭い間隙としているので、二次空間に向けてここを通過する高圧冷媒の流速は速くなる。特に電動機が可変速対応で、圧縮機の運転回転数が６０ｒｐｓを超える高速運転となると、高圧冷媒がエアギャップを通過する単位時間あたりの流量が回転数に応じて増加し、流速もそれに応じて速くなる。

密閉容器の底部は油溜めとなっており、圧縮機構部の摺動箇所の潤滑や圧縮室のシールを行う冷凍機油が貯留されている。回転軸の下部はこの油溜めの冷凍機油に浸っていて、回転軸の回転による遠心ポンプ作用により、冷凍機油が回転軸の内部に形成された油通路に汲み上げられ、圧縮機構部の摺動箇所などに供給される。回転軸は、圧縮室の上下を閉塞する圧縮機構部の上軸受体と下軸受体とによって径方向に支持される。このうち回転子に向けて伸長する上軸受体の円筒状の上軸受と回転軸の摺動箇所の潤滑に供給された冷凍機油は、潤滑後に上軸受の上端である上軸受と回転軸のすきま上端から排出される。冷凍機油は遠心ポンプ作用により供給されるため、特に電動機が可変速対応で、圧縮機の運転回転数が６０ｒｐｓを超える高速運転時には、上軸受に供給される単位時間あたりの冷凍機油量は回転数に応じて増加するので、上軸受の上端から排出される冷凍機油の量もそれに応じて増加する。

上軸受への冷凍機油の供給は、上軸受の下方に回転軸を介して冷凍機油が供給され、それらが連続的に上方に搬送され、上軸受の全高に渡って潤滑油が供給されるようになっている。運転回転数が６０ｒｐｓを超える高速運転時での上軸受の上端から排出される冷凍機油は、供給量が多くかつ高速回転する回転軸により高速で上方に搬送されてくるので、上軸受から略上側に向けて噴出するように排出される。

従来の回転圧縮機は、特に高速運転時に、上軸受の上端から略上側に向けて排出された冷凍機油が、エアギャップを通過する流速の速い高圧冷媒の流れに引き込まれて、そのまま高圧冷媒とともにエアギャップを通過し二次空間まで運ばれ、吐出管より高圧冷媒とともに密閉容器外部へ吐出されてしまうため、油溜めの冷凍機油が次第に減少して圧縮機構部の各摺動箇所が潤滑不良を起こすなどの問題があった。

一次空間から二次空間への高圧冷媒の流路としては、エアギャップ以外にも電動機の回転子に一次空間と二次空間を連通する縦穴である風穴を設け、この風穴をエアギャップに加えて高圧冷媒が一次空間から二次空間に向かう流路とするものがある。（例えば、特許文献１参照）。

上軸受の上端から排出された冷凍機油が密閉容器外部へ吐出される量を減少させるために、密閉容器の内壁と電動機の固定子の外周との間に、一次空間と二次空間を軸方向に連通する複数の通路が形成された固定具を設置し、高圧冷媒が一次空間から二次空間に向かう流路の面積を増加し、一次空間から二次空間に向かう高圧冷媒の流速を下げることで、二次空間へ向かう高圧冷媒の流れが、上軸受から排出された冷凍機油を引き込まずに、二次空間まで運ばないようにするものがある。（例えば、特許文献２参照）。

また上軸受の上端部に空間部と、この空間部と上軸受の外周部とを連通する連通孔を設け、上軸受を潤滑した後の冷凍機油を、空間部を経て連通孔から排出することで、回転軸の遠心力で飛散させずミスト状としないで、一次空間から二次空間に向かう高圧冷媒の流れが、上軸受から排出された冷凍機油を引き込まずに、二次空間まで運ばないようにするものがある。（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−２１３４８３号公報（請求項３、図２、００１８欄〜００２０欄） 実開昭６０−８７３９０号公報（第３図、第４図、９５０頁〜９５２頁） 特開昭６１−１９２８８９号公報（第１図、第２図、５５６頁）

上記の特許文献２に開示される従来の回転圧縮機は、上軸受から排出された冷凍機油の密閉容器外部への吐出量を減少させるべく、高圧冷媒が一次空間から二次空間に向かう流路の面積を増加させるために、密閉容器と固定子の間に複数の通路が形成された固定具を設置するので、圧縮機の外径が拡大化してしまうという問題が生じる。

特に電動機が可変速対応で、運転回転数が６０ｒｐｓより大きい高速運転を行う回転圧縮機であれば、高速運転時の高圧冷媒の流速が、上軸受から排出された冷凍機油を引き込まないようにするためには、相当な流路面積を有する通路を確保しなければならず、流路面積を増加させるためには、固定具の幅を増加するしかない。固定子の外径は必要な電動機の出力から決定されているものであるから縮小することはできず、固定具の幅を増加させるには、密閉容器の内径を拡大するしか方法がない。そのため運転回転数が６０ｒｐｓを超える高速運転を行う回転圧縮機であれば、圧縮機の外径はさらに拡大するという問題が生じる。

また特許文献３に開示される従来の回転圧縮機は、連通孔の上軸受外周の開口が回転子の下部に囲まれているので、上軸受上端部の連通孔から排出された冷凍機油は、連通孔の開口を囲っている回転子に衝突してその回転子の内側表面を下方に向けて落下するが、その回転子の内側表面の径方向近傍にはエアギャップが存在するので、運転回転数が６０ｒｐｓを超えるような高速運転時には、このエアギャップを二次空間に向けて通過する流速の速い高圧冷媒の流れに、回転子に衝突して径方向の流速を失った冷凍機油が引き込まれて二次空間まで運ばれ、密閉容器外部に吐出される冷凍機油の量が減少できず、油溜めの冷凍機油の量が次第に減少していき、次のような問題が生じる。

圧縮機構部の摺動部への冷凍機油の供給量が減って摺動部が潤滑不良を起こし、摺動損失の増加により圧縮機効率が低下したり、摺動部が摩耗、損傷したりする。そして最悪の場合には摺動部が焼き付いて回転軸がロックし、圧縮機の運転が不能となる。

圧縮機構部の圧縮室のシール性が低下し、漏れ損失の増加により圧縮機効率が低下する。

回転圧縮機より吐出された冷凍機油が冷凍サイクルの熱交換器において、伝熱効率を低下させ、圧縮機効率の低下と併せて冷凍サイクル装置全体の効率が低下する。

なお特許文献３に開示される従来の回転圧縮機の回転子に風穴を設けた場合では、高速運転時に、風穴を二次空間に向けて通過する流速の速い高圧冷媒が、連通孔から排出され回転子の内側表面に衝突した冷凍機油を風穴に引き込んで二次空間まで運んでしまうので、密閉容器外部に吐出される冷凍機油の量は減少されず、上記と同じ問題が生じる。

また特許文献３に開示される従来の回転圧縮機では、上軸受上端部の連通孔から排出された冷凍機油は、連通孔の上軸受外周の開口を囲っている回転子に衝突するので、回転子の回転抵抗となって圧縮機入力（電動機入力）が増加し、圧縮機効率が低下するという問題も生じる。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、圧縮機の外径を小型化するとともに、上軸受から排出される冷凍機油が高圧冷媒とともに密閉容器外部へ吐出される量を減少させることができ、高速運転時においても油溜めの冷凍機油を適量に維持できて、圧縮機構部の圧縮室のシール性を高め、圧縮機入力を低減し、そして圧縮機構部の各摺動箇所が潤滑不良を起こさない高効率で信頼性の高い回転圧縮機を提供するものである。

この発明に係わる回転圧縮機は、固定子と回転子から成る電動機とこの電動機に連結された回転軸にて駆動されるとともに前記電動機側に前記回転軸を径方向に支持する軸受体を設けた圧縮機構部とを収納する密閉容器と、この密閉容器の底部に設けられ圧縮機構部の潤滑やシールに使用される冷凍機油を貯留する油溜めと、回転軸に形成され、軸受体と回転軸が摺動する箇所を潤滑するための冷凍機油を油溜めから軸受体に供給する給油通路と、軸受体の電動機側の端面に設けられ、軸受体の回転軸と摺動する箇所の内径よりも大きい内径で回転軸の外周面との間に環状空間を形成する環状溝と、軸受体の内周面もしくは回転軸の外周面に形成され、軸受体に給油通路より供給された冷凍機油を環状空間へと搬送する搬送溝と、軸受体に設けられ、環状空間と電動機と圧縮機構部の間の空間を径方向に連通する油排出孔であって、一方が環状溝の内面に開口し、他方が電動機の回転子と軸方向に重なることのない位置で軸受体の外面に開口して、環状空間へ搬送された冷凍機油を電動機と圧縮機構部の間の空間に排出する油排出孔と、を備え、前記環状空間の径方向の幅よりも前記油排出孔の直径を大きくし、前記環状空間の前記電動機側への排出通路より前記油排出孔の通路抵抗を小さくしたものである。

この発明によれば、圧縮機外径の小型化が図れるとともに、軸受体に供給された冷凍機油が高圧冷媒とともに密閉容器外部へ吐出される量を減少させ、油溜めの冷凍機油を適量に貯留し油面高さを安定的に維持することができるので、圧縮機構部のシール性が高まり、圧縮機入力も低減され、また圧縮機構部の各摺動箇所が潤滑不良を起こすことがなくなり、高効率で信頼性の高い回転圧縮機が得られる効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１における密閉型の回転圧縮機を示す縦断面図であり、図２は図１に示す回転型圧縮機の要部断面図である。また図３は図１に示す回転圧縮機の上軸受体１０の断面図であり、図４は図１に示す回転圧縮機の圧縮機構部１の圧縮機構を説明するための説明用横断面図である。

図１に示すように回転圧縮機は、密閉容器７０の内部に圧縮機構部１と、この圧縮機構部１を回転軸２を介して回転駆動させる固定子５１と回転子５２から成る電動機５０を収納し、また密閉容器１０の外面に保持される気液分離器９０を備える。電動機５０の下方に圧縮機構部１が配置され、電動機５０と圧縮機構部１の間の空間が一次空間８０となっている。密閉容器７０の底部には、圧縮機構部１に供給され圧縮機構部１の各摺動箇所の潤滑や圧縮室のシールなどに使われる冷凍機油が貯留される油溜め７５が設けられている。

密閉容器７０は上下を開口した円筒容器７１に、上蓋７２および底蓋７３が溶接等で接合されることで密閉がなされる。底蓋７３の底面にはこの回転圧縮機が自立するための脚体７４が接合されている。なお密閉容器７０は絞り加工等で形成した有底の円筒容器に上蓋７２を接合する２分割構成としてもよい。この回転圧縮機が圧縮する冷媒としては二酸化炭素またはＨＦＣ冷媒が使用されている。油溜め７５の冷凍機油は、冷媒が二酸化炭素の場合にはＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）油がよく使用され、ＨＦＣ冷媒の場合にはエーテル油もしくはエステル油またはアルキルベンゼン油がよく使用される。

電動機５０は、固定子５１と回転子５２から構成される。電動機５０は可変速対応であり、この回転圧縮機を使用する冷凍サイクル装置の負荷に応じて回転数を変化させるものである。そして冷凍サイクル装置の運転環境によっては回転数が６０ｒｐｓを超えるような高速運転も行うものである。回転子５２の外周と固定子５１内周の間には、エアギャップと呼ばれる径方向のすきまが全周に渡ってほぼ均一に設けられる。このエアギャップ５８が広いと電動機効率が低下するため、エアギャップ５８は通常、幅が０．３〜１．０ｍｍ程度の狭い幅に設定されている。ここでエアギャップ５８の幅とは、固定子５１内径と回転子５２外径の差の半分であり、半径すきまを表す。このエアギャップ５８は圧縮機構部１で圧縮された高圧冷媒の流路となる。

固定子５１は、積層され互いにかしめ固定された略円環状の電磁鋼板の内側歯部にコイルが集中巻き方式で巻かれており、その積層された電磁鋼板の外周が密閉容器７０の円筒容器７１内壁に直接焼嵌めにより固定される。

回転子５２は、円環状の電磁鋼板が積層され互いにかしめ固定された回転子コア５３と、この回転子コア５３の上下端面にそれぞれ固定される上バランサ５４と下バランサ５５を備える。上バランサ５４と下バランサ５５は、圧縮機構部１での偏心回転に伴う力の不釣合いを静的にそして動的にバランシングするために取り付けられるものであり、図示しないかしめピンにより回転子コア５３にかしめられて固定されている。回転子コア５３の内部には希土類磁石やフェライト磁石等の永久磁石が埋設される。

また回転子５２には、回転子５２の上下を連通するように複数の風穴５６（図１では１つのみ図示）が圧縮機構部１で圧縮された高圧冷媒の流路として設けられている。回転子コア５３は積層された電磁鋼板の内周が回転軸２と焼嵌められており、固定子５１に電力が供給されると、回転軸２は回転子５２と一体となって回転する。密閉容器７０の上蓋７２には、ガラスターミナル５７が溶接固定されていて、このガラスターミナル５７と固定子５１がリード線で接続され、外部から供給される電力がガラスターミナル５７を中継して電動機５０に付与される。

電動機５０の上部（圧縮機構部１との反対側）で密閉容器７０と電動機５０の間の空間は、二次空間８１となっている。そしてこの二次空間８１に一方が開口し、他方が密閉容器７０の外部に開口して圧縮機構部１で圧縮された高圧冷媒を密閉容器７０内部から外部へ吐出する吐出管７６が上蓋７２に接合固定されている。吐出管７６の他方は、この回転圧縮機を使用する冷凍サイクルの高圧領域の接続配管に接続される。

この回転圧縮機は、固定子５１が円筒容器７１内壁に直接固定されていて、固定子５１外周と円筒容器７１内周との間に、特許文献２に開示されるような一次空間８０と二次空間８１を軸方向に連通する通路が形成された固定具が設置されず、圧縮機の外径の小型化が図られている。

図４に示すように圧縮機構部１は、回転軸２の偏心軸部２ａに嵌められたローラー３がシリンダ４の内側空間であるシリンダ室に収納され、このローラー３外周に接触する板状のベーン５がシリンダ４のシリンダ室を吸入室６と圧縮室７に仕切り、ローラー３の偏心回転により圧縮室７の容積を減じて圧縮を行うロータリ圧縮機構を備えている。ベーン５はシリンダ４に形成されたベーン溝４ａに嵌り、回転軸２の回転によるローラー３の偏心回転に伴い、ベーン溝４ａ内を往復動する。

シリンダ４の上面には、吸入室６と圧縮室７の上側を閉塞する上軸受体１０がシリンダ４にボルト固定されている。上軸受体１０は回転子５２の方向に伸長し、回転軸２を径方向に支持する円筒状の上軸受１１を有する。またシリンダ４の下面には、吸入室６と圧縮室７の下側を閉塞する下軸受体１２がシリンダ４にボルト固定されている。下軸受体１２は、密閉容器７０底部の方向に伸びて、上軸受１１とともに回転軸２を径方向に支持する円筒状の下軸受１３を有する。回転軸２はシリンダ４を挟んで上下で軸受により径方向に支持される。下軸受体１２は外周側がシリンダ４の下面と接触する上端面で、偏心軸部２ａの下端面を支持することで回転子５２が固定された回転軸２の軸方向の支持を行うとともに、ローラー３とベーン５も軸方向に支える。上軸受体１０と下軸受体１２も圧縮機構部１を構成する部品である。

上軸受体１０には、上軸受体１０の上面の一部を覆うように板金で形成されたマフラー８が固定されており、上軸受体１０上面との間に小容量の消音空間が形成されており、この消音空間は上軸受体１０に設置される図示しない吐出弁を介して圧縮室７と連通している。圧縮機構部１は、上軸受体１０のもしくはシリンダ４の最外周面が、密閉容器７０の円筒容器７１に溶接やかしめにより接合されることで固定される。

気液分離器９０は、過渡的な運転状態時等に圧縮機構部１の圧縮室に液冷媒が直接吸入されないように、液冷媒を一時的に貯留するともので、同時に円筒状の容器９１の容積で低圧冷媒の脈動を消音するもので、円筒容器７１に固着された受け具に一体的に保持される。
気液分離器９０は容器９１の上部に、この回転圧縮機を使用する冷凍サイクルの低圧領域の接続配管に接続される低圧接続管９２が接合される。また容器９１の底面には、容器９１内部のガス冷媒が流入し、そのガス冷媒を圧縮機構部１の吸入室６に吸入させる吸入管９３が接合される。過渡的な運転状態時等で低圧接続管９２から容器９１に流入した低圧冷媒が液とガスの二相状態であった場合に、液冷媒は容器９１内部に一時的に貯留され、ガス冷媒のみが吸入管９３から圧縮機構部１に吸入される。容器９１に一時的に貯留された液冷媒は、その後蒸発してガス冷媒となって、吸入管９３から圧縮機構部１に吸入される。

回転軸２は回転軸２の略中央に下端（油溜め７５側の端面）から軸方向（回転軸２の長手方向）に形成され、遠心ポンプ作用により油溜め７５の冷凍機油を汲み上げる長穴１４を有する。長穴１４は回転軸２の途中で止まりとなっているが、上端まで貫通していてもよい。また回転軸２には上軸受１１の下方の位置で、一方が長穴１４に連通し、他方が回転軸２の外周に開口して上軸受１１と回転軸２との摺動箇所を潤滑する冷凍機油を上軸受１１に供給する給油孔１５が設けられている。給油孔１５は回転軸２の軸方向と略直交する方向に形成される。同様に下軸受１３の上方位置には、下軸受１３と回転軸２との摺動箇所を潤滑する冷凍機油を下軸受１３に供給する給油孔１６が設けられている。給油孔１５、１６の直径はいずれも長穴１４の直径よりも小さい。回転軸２に形成された長穴１４と給油孔１５により上軸受１１への給油通路が、また同じく長穴１４と給油孔１６により下軸受１３への給油通路が形成される。

ここで本発明の特徴である上軸受体１０の構成について図２と図３を参照して説明する。一般的に軸受クリアランスと呼ばれる、嵌め合う上軸受１１と回転軸２の間の摺動箇所における径方向すきま（直径すきま）は、上軸受１１に嵌まる回転軸２の外径の３／１００００〜２５／１００００程度と小さいものであり、上軸受１１の回転軸２と摺動する箇所の内径は、この上軸受１１に嵌まる回転軸２の外径よりこの小さい直径すきま分だけ大きい径となっている。

上軸受体１０の電動機５０側の端部となる上部には、上軸受体１０の電動機５０側の端面である上端面１０ａから回転軸２と摺動する箇所の内径より大きい内径の環状溝２１が上軸受１１と同心状に凹状に設けられており、この凹状の環状溝２１の内面である内周と回転軸２の外周面の間に環状空間２０が形成されている。そして一方が凹状の環状溝２１の内面に、他方が上軸受体１０の外面に開口し、環状空間２０と一次空間８０を上軸受１１の略径方向に連通する油排出孔２２が、上軸受体１０に設けられている。油排出孔２２の上軸受体１０外面の開口は、回転子５２の圧縮機構部１側の端面である回転子５２の下端（下バランサ５５の下端）よりも圧縮機構部１側、すなわち下方に位置し、部分的にも回転子５２と軸方向（回転軸２の長手方向）に重なることはない。

油排出孔２２の直径は環状空間２０の径方向の幅より大きいものである。ここで環状空間２０の径方向の幅とは、環状溝２１内径（すなわち環状空間２０の外径）と上軸受１１に嵌まる回転軸２外径の差の半分であり、環状溝２１内径と上軸受１１に嵌まる回転軸２外径との半径すきまを表す。以降、この環状空間２０の径方向の幅を、環状空間２０の幅と表すこととする。この上軸受体１０には油排出孔２２は９０°間隔で４個形成されている。

また上軸受１１の内周面には、上軸受１１の下方（シリンダ４の側）から始まり環状空間２０に連通して終わる螺旋状の搬送溝２３が、回転軸２の回転方向に傾斜して設けられる。搬送溝２３の深さは環状空間２０の幅より小さいか等しいもので、搬送溝２３は環状空間２０の底面となる凹状の環状溝２１の底面に開口する。

これよりこの回転圧縮機の動作について説明する。ガラスターミナル５７を介して電動機５０に電力が供給され、回転軸２が電動機５０により回転駆動すると、冷凍サイクルの低圧領域の接続配管に接続した低圧接続管９２から気液分離器９０と吸入管９３を経由して圧縮機構部１に低圧冷媒（吸入圧の冷媒）が吸入される。低圧冷媒は圧縮機構部１のシリンダ４の吸入口４ｂを通って吸入室６に吸入され、吸入室６が圧縮室７へとローラー３の偏心回転により移行して、一般的によく知られるロータリ圧縮機構の圧縮工程で、圧縮室７にて高圧（吐出圧）まで圧縮される。

圧縮室７にて所定の高圧まで圧縮された高圧冷媒は、上軸受体１０に設置される図示しない吐出弁を開いてマフラー８内側の消音空間に流入し、マフラー８の出口から一次空間８０へと吐出される。それにより密閉容器１０の内部は高圧雰囲気となる。一次空間８０の高圧冷媒は、高圧冷媒の流路となるエアギャップ５８や回転子５２の風穴５６を通って、電動機５０上部の空間である二次空間８１に至り、二次空間８１に一方が開口する吐出管７６から、密閉容器１０の外部にあって吐出管７６の他方と接続する冷凍サイクルの高圧領域の接続配管に吐出される。

この回転圧縮機には圧縮機の外径を小型化するために、特許文献２に開示されるような一次空間８０と二次空間８１を軸方向に連通する通路が形成された固定具が設置されておらず、またエアギャップ５８の幅は狭く、風穴５６も電動機５０の効率を低下させないために大きさや個数が制限されるため、エアギャップ５８や風穴５６を通って一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流速は速い。高圧冷媒は単位時間あたりの流量が回転軸２の回転数に応じて増加するので、回転軸２の回転数が増加するほど一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流速は速くなる。

油溜め７５には油面高さがシリンダ４上面となる程度に通常は冷凍機油が貯留されている。このためベーン５とシリンダ４のベーン溝４ａの往復動による摺動箇所には、油溜め７５の冷凍機油がベーン５の背面側（ローラー３と接触する面と反対側）から供給され、この往復動による摺動箇所を潤滑するとともに、ベーン５とベーン溝４ａとの側面すきま、ベーン５の上下端面と上軸受体１０および下軸受体１２との端面すきまをシールし、圧縮室７の機密性を高め漏れ損失低減による圧縮機効率の向上を図っている。

ここで密閉容器１０の外部へ高圧冷媒とともに吐出される冷凍機油の量が多く、油溜め７５の冷凍機油を適量に維持できない、すなわち油溜め７５の油面がシリンダ４の下面より低い位置まで低下してしまうと、ベーン５とシリンダ４のベーン溝４ａの間にベーン５の背面側から油溜め７５の冷凍機油が供給されず、ベーン５とベーン溝４ａとの側面すきま、ベーン５の上下端面と上軸受体１０および下軸受体１２との端面すきまのシール性が悪くなり、圧縮機効率が低下してしまう。

特に冷媒が二酸化炭素の場合には、動作圧力が極めて高く、高圧（吐出圧）と低圧（吸入圧）の差圧が大きいので、圧縮室７のシール性が損なわれると漏れ損失増加により効率が大きく低下してしまう。そのため圧縮室７のシール性を高め、漏れ損失を低減して圧縮機効率を向上させるためには、密閉容器１０の外部へ高圧冷媒とともに吐出される冷凍機油の量を減少させ、油溜め７５の冷凍機油を適量に維持して、ベーン５とシリンダベーン溝４ａ間にベーン５の背面側から冷凍機油が供給できるレベルの油溜め７５の油面高さを確保していなければならない。

回転軸２が回転駆動すると、回転軸２の下端が油溜め７５の冷凍機油に浸っているので、長穴１４の開口から遠心ポンプ作用により長穴１４内に冷凍機油が汲み上げられる。長穴１４内に汲み上げられた冷凍機油は、回転軸２の回転により回転軸２の外側に向かう遠心力が作用するので、長穴１４と略直交する給油孔１６から長穴１４内に汲み上げられた冷凍機油の一部が下軸受１３の上方の位置（シリンダ４寄りの位置）に供給され、この冷凍機油が下軸受１３と回転軸２の摺動個所を潤滑する。潤滑後には下軸受１３の下端から排出され油溜め７５に帰還する。

同様にして、長穴１４と略直交し上軸受１１に面して開口する給油孔１５からも長穴１４内に汲み上げられた冷凍機油の一部が遠心力で流出し、上軸受１１の下方の位置（シリンダ４寄りの位置）に冷凍機油が供給される。給油孔１５から上軸受１１に供給された冷凍機油は、回転軸２の回転に引きずられ、回転方向に傾斜している螺旋状の搬送溝２３内をねじポンプ作用により上軸受１１の上方に向けて搬送され、搬送されながら途中で軸方向に長い上軸受１１と回転軸２の摺動箇所の全域を潤滑する。搬送溝２３は上軸受１１内で摺動箇所全域に給油孔１５より供給された冷凍機油を搬送して給油する給油溝でもある。

上軸受１１と回転軸２の摺動個所の潤滑を終えた冷凍機油は、搬送溝２３が上軸受体１０の上部に設けられた凹状の環状溝２１によって形成された環状空間２０に連通しているので、搬送溝２３から環状空間２０に流入し、環状空間２０に一時的に滞留する。このように一時的に滞留できる環状空間２０を設けているので、上軸受１１の下方から搬送溝２３を上方に圧送されてきた冷凍機油の動圧を緩和することができる。このため回転軸２が電動機５０により６０ｒｐｓを超える回転数で回転する高速運転が行われても、上方に搬送されてくる動圧が緩和されないまま上軸受体上端から排出されていた従来の圧縮機のように、上軸受体１０の上端から略上側（回転子５２の下端）に向けて潤滑後の冷凍機油が噴出することはない。

環状空間２０にて搬送溝２３のねじポンプ作用による搬送の動圧が緩和され、この環状空間２０に一次的に滞留している潤滑後の冷凍機油には、この環状空間２０において、回転軸２の回転により上軸受１１の外側に向けて回転軸２の軸方向に直交する方向に働く遠心力が作用する。この遠心力の作用が新たな動圧となって、環状空間２０に一時的に滞留する冷凍機油の多くは、上軸受体１０に上軸受１１の径方向に形成された油排出孔２２を通って環状空間２０から一次空間８０へ排出される。

このとき油排出孔２２から排出される冷凍機油は、上軸受１１の径方向に排出されるが、油排出孔２２の一次空間８０に面した開口が、回転子５２の下端より下方に位置しているので、油排出孔２２から排出された冷凍機油が回転子５２に衝突することはない。そのため特許文献３の圧縮機のように、回転子５２との衝突により径方向に排出された冷凍機油が、その径方向への流速を失ってしまうことはなく、一次空間８０へと放出できる。

このように油排出孔２２から排出される冷凍機油は、上軸受体１０の外面から上軸受１１の外側に向かって径方向に排出されるので、排出される方向がエアギャップ５８や風穴５６を通過して一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流れ方向とほぼ直交する。従来の圧縮機では上軸受体の上端から略上側すなわち回転子に向けて冷凍機油が排出されていたため、冷凍機油が排出される方向が高圧冷媒の流れ方向とほぼ同じか近い向きとなってしまい、高圧冷媒に引き込まれて、高圧冷媒とともに二次空間へと運ばれていたが、この回転圧縮機では、上軸受１１を潤滑した冷凍機油が排出される方向が高圧冷媒の流れ方向にほぼ直交するので、油排出孔２２から排出された冷凍機油の多くは高圧冷媒の流れに引き込まれることはなく、一次空間８０から密閉容器７０底部の油溜め７５へと流下することができる。

そのため上軸受１１に供給された冷凍機油のうち、潤滑後に高圧冷媒とともに二次空間８１へと運ばれてしまう冷凍機油を少なくすることができ、吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができる。これにより本回転圧縮機は油溜め７５の冷凍機油を適量に維持でき、圧縮機構部１の圧縮室７のシール性が高まり、圧縮機効率が上昇する。また油排出孔２２から排出された冷凍機油が回転子５２に衝突することがないので、回転子５２に冷凍機油の衝突による回転抵抗が発生することがない。この衝突による回転子５２の回転抵抗の発生によって増加していた損失である圧縮機入力（電動機５０の入力）分が回避できるので、圧縮機入力が低減され、圧縮機効率を高めることができる。そして油溜め７５の冷凍機油を適量に維持できるので、圧縮機構部１の各摺動箇所が潤滑不良を起こさないため、高効率で信頼性の高い回転圧縮機とすることができる。

この回転軸２の回転による遠心力が作用することで環状空間２０の冷凍機油が得られる上軸受１１の外側方向への動圧は、回転軸２の回転数が大きいほど大きくなるものである。ここで動圧とは、その流体の運動エネルギーに相当し、流体の速度の二乗に比例するものであるので、この動圧が大きいほど、すなわち回転軸２の回転数が大きいほど油排出孔２２から排出される冷凍機油は、一次空間８０の上軸受１１から遠く離れるところまで流出できることになる。そして油排出孔２２の上軸受体１０外面の開口が回転子５２と軸方向に全く重なっていない位置にあるので、油排出孔２２から径方向に排出される冷凍機油は、上軸受体１０外面の開口から放出された後の流れを遮られることがなく、一次空間８０の上軸受１１から遠く離れたところへと流出できる。

よって本回転圧縮機が回転軸２の回転数が６０ｒｐｓを超えるような高速運転を実施して、一次空間８０からエアギャップ５８や風穴５６を通って二次空間８１へと向かう高圧冷媒の流速が速くなっても、油排出孔２２から径方向に排出される冷凍機油はその高速な高圧冷媒の流れを横切るように、その高圧冷媒の流れより外方へと流出されることになるので、上軸受１１潤滑後に高圧冷媒とともに二次空間８１へと運ばれてしまう冷凍機油を少量とし、吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができる。そのため油溜め７５の冷凍機油を適量に維持できるので、圧縮室７のシール性が高まり、また回転子５２の回転抵抗が発生しないので、圧縮機入力が低減されて圧縮機効率を向上できるとともに、油溜め７５の冷凍機油を適量に維持できるので、圧縮機構部１の各摺動箇所が潤滑不良を起こすことのない高い信頼性を得ることができる。従来の圧縮機において特に高圧冷媒とともに密閉容器外部へ吐出される冷凍機油の量が多く問題となっていた高速運転時にあっても、高圧冷媒とともに密閉容器外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができるので、本発明は特に回転圧縮機の高速運転時に有効であると言える。

搬送溝２３を通って環状空間２０に流入する冷凍機油の単位時間あたりの量は、回転軸２の回転数が大きいほど増加するが、この回転圧縮機が許容している最大の回転数の時に環状空間２０に流入する冷凍機油を、その流入量と同量が油排出孔２２から排出できるように、油排出孔２２の直径や設置個数を調整すればよい。

ただし必ずしも環状空間２０に流入する冷凍機油をすべて油排出孔２２から排出させる必要はない。環状空間２０の上部から排出されてしまう冷凍機油があっても、一度環状空間２０で、搬送溝２３を上昇してくる動圧が緩和されているため、回転子５２の方向に冷凍機油が噴出するように排出されることはなく、環状空間２０からこぼれ落ちるように排出され、上軸受１１の外壁に沿って流れ落ちていくので、一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流れに引き込まれ難い。

回転圧縮機が高速運転している場合では、二次空間８１へ向かう高圧冷媒の流速が速いために、環状空間２０の上部から排出されてしまう冷凍機油のうち、高圧冷媒の流れに引き込まれて二次空間８１へと運ばれてしまう冷凍機油が多少は存在する。しかし上軸受１１へ供給された冷凍機油の多くが油排出孔２２から径方向に排出されるので、環状空間２０の上部から排出され、更に二次空間８１へと運ばれてしまう冷凍機油の量は、従来の圧縮機における二次空間へ運ばれてしまう冷凍機油の量に比べれば大幅に少なく、その量が回転圧縮機の油溜め７５の油面を、圧縮室７のシールや各摺動箇所への給油に支障をきたさないレベルに維持できるものであれば回転圧縮機の効率面においても信頼性の面においても問題ない。

また油排出孔２２の直径が環状空間２０の幅より大きく設定しているので、環状空間２０の上部からの（電動機５０側への）排出通路は油排出孔２２の直径より幅の狭い環状の通路、すなわち細長い通路となり、その幅より大きい直径の円形である油排出孔２２からの排出通路よりも流体への通路抵抗が大きいため、例えば回転軸２の回転数が６０ｒｐｓより小さい回転圧縮機の低速運転のように、環状空間２０に一時的に滞留する冷凍機油に作用する遠心力が小さくても、通路抵抗の小さい油排出孔２２から排出される量の方が多くなる。

況してや回転圧縮機の高速運転時には、回転軸２の回転により環状空間２０に一時的に滞留する冷凍機油に作用する遠心力が大きいので、通路抵抗の差に加えてその径方向外側への遠心力が動圧として付与されるので、環状空間２０に一時的に滞留する冷凍機油の多くは、環状空間２０の上部からではなく油排出孔２２から排出されることになる。

ただし環状空間２０の幅が油排出孔２２の直径より大きくても、回転軸２の回転により環状空間２０に一時的に滞留する冷凍機油に作用する遠心力のために、油排出孔２２から排出される量の方が多くでき、かつ環状空間２０の上部から排出され、更に二次空間８１へと運ばれてしまう冷凍機油の量が回転圧縮機の油溜め７５の油面を、圧縮室７のシールや各摺動箇所への給油に支障をきたさないレベルに維持できるものであれば問題ない。油排出孔２２の直径を環状空間２０の幅より大きくしておけば、回転軸２の回転数に関わらず、環状空間２０に一時的に滞留する冷凍機油の多くが、環状空間２０の上部からではなく油排出孔２２から排出でき、吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができるものである。

ここで環状空間２０の幅は、搬送溝２３の深さと等しいかそれより大きく設定しているが、それは搬送溝２３の深さの方が大きいと、搬送溝２３を上昇してきた冷凍機油が環状空間２０に流入する際に通路が狭まってしまうため、それが流体（ここでは冷凍機油）への抵抗となり、回転軸２の給油孔１５から供給される冷凍機油の量が減少することになってしまうからである。環状空間２０の幅を搬送溝２３の深さと等しいかそれより大きくすることで、冷凍機油に不要な通路抵抗を与えず、給油孔１５から供給される給油量を適正に確保することができる。搬送溝２３の深さは、０．３〜２．０ｍｍ程度である。

油排出孔２２の直径が大きい方が通路抵抗を小さくでき、環状空間２０の上部から排出される量を少なくできるが、その油排出孔２２は環状空間２０に開口する孔であるから、環状空間２０の長さ、すなわち環状溝２１の軸方向の長さ（幅）は、油排出孔２２の直径より大きく、その直径を大きくするほど長くしなければならない。環状溝２１の長さを長くすれば上軸受１１の軸受長さが減少し、軸受負荷容量が減少する。そのため上軸受１１が回転軸２を支持できる負荷容量を有する軸受長さを確保した上で、形成可能な長さの環状溝２１を設け、その環状溝２１により形成された環状空間２０に開口できるような油排出孔２２の径とすればよい。そしてその可能な範囲（環状溝２１の長さ）の中でより大きな直径の油排出孔２２を形成すればよい。

上軸受１１が回転軸２を支持できる負荷容量を有する軸受長さを確保した上で環状空間２０および油排出孔２２を形成しても、なお環状空間２０の上部から排出される冷凍機油の量が少なくない場合には、油排出孔２２の個数を増やせばよい。油排出孔２２の個数を増やすことで油排出孔２２からの排出通路の抵抗を小さくし、油排出孔２２からの排出量を増し、環状空間２０の上部から排出される冷凍機油の量を減らすことができる。複数の油排出孔２２を設ける場合には、通路抵抗を均一化し、各油排出孔２２から安定的に冷凍機油が排出できるために、各排出孔２２の直径や軸方向位置は等しくし、周方向には略等間隔で配置するのがよい。

この回転圧縮機では、環状空間２０の幅より大きい同一径の油排出孔２２を９０°間隔で同一の高さに４個設置していて、回転圧縮機が回転数６０ｒｐｓを超える高速運転している時でも、あるいは逆の低速運転している時でも、上軸受１１に供給された冷凍機油の多くを油排出孔２２から排出し、環状空間２０の上部から排出する量を少量としている。

以上のように、この実施の形態１に示す回転圧縮機によれば、上軸受１１に供給された冷凍機油が、上軸受体に設けられ、回転子５２の圧縮機構部１側端面より圧縮機構部１側に開口して環状空間２０と一次空間８０を径方向に連通する油排出孔２２から、上軸受１１の外側に向かって径方向に一次空間８０へと排出されるので、排出される方向がエアギャップ５８や風穴５６を通過して一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流れ方向とほぼ直交し、かつ油排出孔２２から排出された冷凍機油の流れが回転子５２に遮られることがないので、油排出孔２２から排出された冷凍機油の多くは高圧冷媒の流れに引き込まれることはなく一次空間８０から密閉容器７０底部の油溜め７５へと流下することができ、吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができる。よって本回転圧縮機は油溜め７５の冷凍機油を適量に貯留し油面高さを安定的に維持できるので、圧縮機構部１の圧縮室７のシール性が高まり、また回転子５２の回転抵抗が発生しないので、圧縮機入力が低減されて圧縮機効率を向上でき、そして油溜め７５の冷凍機油の油面高さを安定的に維持できるので、圧縮機構部１の各摺動箇所が潤滑不良を起こすことがなくなり、高効率で信頼性の高い回転圧縮機とすることができる。

また回転圧縮機は、一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流速を、通路面積を増加してまで低下させる必要がない、すなわち高圧冷媒の流速を低下させなくても吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができるため、高圧冷媒の流速を低下させるための通路を有する固定具を、電動機５０の固定子５１外周と密閉容器７０内壁との間に設置しなくてよいので、圧縮機外径を小型化することができる。

次にこの実施の形態１における別の実施例を図５にて説明する。図５はこの発明の実施の形態１による別の実施例となる回転圧縮機の要部縦断面図である。図５において図１〜図４と同一の符号で示すものは、図１〜図４と同一もしくは同様な部品である。また図５に図示されていない他の部分は図１に図示される回転圧縮機と同じである。図２では、環状空間２０を上軸受体１０の電動機５０側の端面１０ａから凹状の環状溝２１を設けることで形成したが、図５においては、上軸受体１０の電動機５０側の端部となる上部に、上軸受体１０の電動機５０側の端面である上端面１０ａから所定の距離の間隔を置いて、上軸受体１０の内周を回転軸２と摺動する箇所の内径より大きい内径となるように削られた環状溝２４を設けることで環状空間２０を形成するものである。

環状空間２０の幅は環状溝２４の径方向の深さに相当する。油排出孔２２は、環状空間２０の幅より大きく、環状溝２４の幅（軸方向の長さ）は、油排出孔２２の直径より大きい。図２では環状空間２０の上部が、環状空間２０の幅で上軸受体１０の上方空間に開口していたが、図５においては、環状空間２０の上方には所定の距離の軸方向長さを有する上軸受体１０の一部が覆う。この環状空間２０を覆っている上軸受体１０の部分を上部通路壁２５と呼ぶこととする。上部通路壁２５の内径は、環状溝２４の溝内径（環状空間２０の外径）より小さいが、上軸受１１の内径（上軸受１１に嵌まる回転軸２と摺動する箇所の内径）より大きくし、この上部通壁２５の内周面が回転軸２と摺動や接触をしないようにしている。すなわち上部通路壁２５内周は回転軸２を径方向に支持する軸受面としては機能させないようにしている。

このように構成することで、冷凍機油が環状空間２０の上部から排出される通路は、上部通路壁２５内周と上軸受１１に嵌まる回転軸２の外周との間のすきまとなるので、環状空間２０がそのまま環状空間２０の上部から排出される通路となっていた図２の構成に比べてその通路の幅が狭くできるので、そこを通過しようとする流体への通路抵抗を大きくすることができる。このため環状空間２０の上部から排出される冷凍機油の量をさらに減少させることができ、上軸受１１に供給された冷凍機油の大部分を油排出孔２２から径方向に一次空間８０へと排出することができる。

これにより排出される方向がエアギャップ５８や風穴５６を通過して一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流れ方向とほぼ直交し、かつ油排出孔２２から排出された冷凍機油の流れが回転子５２に遮られることがないので、油排出孔２２から排出された冷凍機油の多くは高圧冷媒の流れに引き込まれることはなく、一次空間８０から密閉容器７０底部の油溜め７５へと流下することができ、吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができる。よって油溜め７５の冷凍機油の油面高さを安定的に維持できるので、圧縮室７のシール性が高まり、また回転子５２の回転抵抗が発生しないので、圧縮機入力が低減されて圧縮機効率を向上でき、そして圧縮機構部１の各摺動箇所が潤滑不良を起こすことがなくなり、高効率で信頼性の高い回転圧縮機とすることができる。

次にこの実施の形態１におけるまた別の実施例を図６にて説明する。図６はこの発明の実施の形態１によるまた別の実施例となる回転圧縮機の要部縦断面図である。図６において図１〜図５と同一の符号で示すものは、図１〜図５と同一もしくは同様な部品である。また図６に図示されていない他の部分は図１に図示される回転圧縮機と同じである。図２では、上軸受体１０に設けられ環状空間２０と一次空間８０を連通する油排出孔２２を上軸受１１の略径方向（回転軸２の軸方向に略直交する方向）に形成したが、図６においては、上軸体１０を略径方向には連通しているが、油排出孔２６が環状空間２０から一次空間８０に向けて油溜め７５がある下方に傾斜するように形成するものである。

油排出孔２６は環状空間２０と一次空間８０を連通するように、上軸受体１０に少なくとも一つ設けられるが、一次空間８０への開口が環状空間２０への開口よりも下方（油溜め７５側）に位置するように、環状空間２０から一次空間８０に向けて上軸受１１の径方向から所定の角度で下方に傾斜して形成されている。

このように油排出孔２６を形成することで、油排出孔２６から下方に冷凍機油が排出されるので、エアギャップ５８や風穴５６を通過して一次空間８０から二次空間８１に向かう高圧冷媒の流れ方向に所定の角度だけ逆らう方向に排出することができる。そのため油排出孔２６から排出された冷凍機油が高圧冷媒の流れに引き込まれることなく油溜め７５へと流下することができ、吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができる。よって油溜め７５の冷凍機油の油面高さを安定的に維持できるので、圧縮室７のシール性が高まり、また回転子５２の回転抵抗が発生しないので、圧縮機入力が低減されて圧縮機効率を向上でき、そして圧縮機構部１の各摺動箇所が潤滑不良を起こすことがなくなり、高効率で信頼性の高い回転圧縮機とすることができる。

本発明の実施の形態１において、搬送溝２３が環状空間２０に連通する位相（周方向位置）と略同位相に油排出孔２２、２６を配置することで、油排出孔２２、２６からの冷凍機油の排出をより早く円滑にすることができる効果が得られる。なお油排出孔２２、２６を複数配置する場合では、そのうちの一つを搬送溝２３の環状空間２０に連通する終端の位相と略同位相に配置すればよい。

また油排出孔２２、２６は上軸受１１の内径より径の大きい環状空間２０に開口させているので、油排出孔２２、２６の形成（加工）により上軸受１１の内径が歪んで真円度が悪化し軸受負荷容量を低下させることはない。

環状空間２０を上軸受体１０に環状溝２１、２４を設けて形成せずに、回転軸２の剛性が確保できるものであれば、回転軸２の該当する位置に必要な長さだけ回転軸２の外周を切削することで形成してもよい。ただしその際には油排出孔が上軸受１１の摺動面である内周面に開口することになるので、上軸受１１の内周面の真円度確保に留意しなければならない。

また搬送溝２３も上軸受１１内周面に形成したが、回転軸２の外周面に形成してもよい。ただしその際には螺旋状の傾斜方向は、上軸受１１内周面に形成する場合とは逆で、回転軸２の回転方向と逆の方向に傾斜させなければならない。なお搬送溝は上軸受１１内周面、回転軸２の外周面のどちらに形成する場合でも螺旋状に限定されるものではなく、直線状であってもよく、上軸受体１０の上軸受１１に供給された冷凍機油を環状空間２０に搬送できるものであればどのような形状の溝であっても構わない。

この実施の形態１に示す回転圧縮機の回転子５２には風穴５６を設けていたが、風穴５６を設けなくても吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量を減少させることができる。しかし高速運転を考慮すると一次空間８０から二次空間８１へと向かう高圧冷媒の流速を少しでも遅くした方が冷凍機油を引き込む力が弱まるので、本発明に加えて回転子に風穴を設けることで、特に高速運転時に吐出管７６から高圧冷媒とともに密閉容器７０外部へ吐出される冷凍機油の量をより減少させることができる。

近年回転圧縮機が圧縮して吐出する冷媒の作動圧力が高圧化している。作動圧力が高い冷媒として、空調機用では、ＨＦＣ３２やＨＦＣ３２の重量割合が半分以上のＨＦＣ混合冷媒があり、また最近では主に給湯機用に、それらＨＦＣ冷媒よりさらに作動圧力が高い二酸化炭素が使用されている。これら作動圧力が高い冷媒は高低圧の差圧が大きいため、亜圧縮機の圧縮機構がロータリ式あるいは、ロータリ式の一種であるがベーンとローラーが一体に形成されているスイング式においては、油溜め７５の油面が低下すると、ベーン５周面のシール性が悪化して漏れ損失の増大により性能が大きく低下する問題がある。本発明は、密閉容器７０の外部に高圧冷媒とともに吐出されてしまう冷凍機油を減少させることにより、油溜め７５の油面高さを安定的に維持して、ベーン５の周面には安定して冷凍機油が供給されるようにしているので、このような作動圧力が高い冷媒において特に有効であり、漏れ損失を低減させて圧縮機効率の向上が達成できる。

また作動圧力が高い冷媒では圧縮負荷が大きいため、軸受負荷も大きい。軸受負荷が大きいということは、わずかな冷凍機油の供給切れでも軸受あるいは回転軸の摺動箇所が損傷してしまうことになる。本発明は、密閉容器７０の外部に高圧冷媒とともに吐出されてしまう冷凍機油を減少させることにより、油溜め７５の油面高さすなわち貯留量を安定的に維持して、油溜め７５の冷凍機油の枯渇を招くことなく安定的に圧縮機構部１の摺動箇所に冷凍機油を供給できるので、このような作動圧力が高い冷媒において特に有効であり、各摺動箇所を確実に潤滑して信頼性の向上が達成できる。

本発明は、作動圧力の高い冷媒に特に有効であるが、ＨＦＣ３２の割合が半分未満あるいはＨＦＣ３２を含まないＨＦＣ冷媒やＨＣ冷媒など上記した作動圧力が高い冷媒以外の冷媒を使用する場合においても、密閉容器７０の外部に高圧冷媒とともに吐出されてしまう冷凍機油を減少させることにより、油溜め７５の冷凍機油を適量に貯留し油面高さを安定的に維持できるので、圧縮機構部１の圧縮室７のシール性が高まり、また圧縮機構部１の各摺動箇所が潤滑不良を起こすことがなくなり、高効率で信頼性の高い回転圧縮機とすることができる。なお冷凍機油として、冷媒がＨＦＣ３２の割合が半分未満あるいはＨＦＣ３２を含まないＨＦＣ冷媒の場合にはエーテル油もしくはエステル油またはアルキルベンゼン油がよく使用され、冷媒がＨＣ冷媒の場合には鉱油がよく使用される。

また電動機５０が可変速対応である場合、高圧冷媒の流速が速くなり、上軸受１１に供給される冷凍機油の量も増加する回転圧縮機の回転数が６０ｒｐｓを超えるような高速運転時に本発明は特に有効であるが、電動機が一定速の圧縮機においても適用でき同様の効果を奏することができる。

実施の形態１に示した回転圧縮機は内部高圧で圧縮機構部が一つの密閉型シングルロータリ圧縮機あったが、この形態に限定されるものではなく、圧縮機構部を複数備える形態や複数の圧縮機構部で順に圧縮する多段圧縮機構を有する形態に対しても適用できる。また多段圧縮機構の圧縮機では内部が高圧でなく中間圧や低圧であってもよい。圧縮機構もロータリ式に限るものではなく、レシプロ式やスクロール式等の他の圧縮機構であってもよい。また回転軸の軸方向が水平方向となる横置きの回転圧縮機にも適用でき、同様な効果を奏することができる。ただし横置きの回転圧縮機に本発明を適用する場合には、油排出孔から排出される冷凍機油の排出方向が重力に逆らう方向とならないように、一次空間側の開口を下方側とした方がよい。

この発明の実施の形態１を示す回転圧縮機の縦断面図である。 図１に示す回転圧縮機の要部断面図である。 図１に示す回転圧縮機の上軸受体１０の断面図である。 図１に示す回転圧縮機の圧縮機構を説明するための説明用横断面図である。 この発明の実施の形態１による別の実施例となる回転圧縮機の要部縦断面図である。 この発明の実施の形態１によるまた別の実施例となる回転圧縮機の要部縦断面図である。

符号の説明

１ 圧縮機構部、２ 回転軸、２ａ 偏心軸部、３ ローラー、４ シリンダ、４ａ ベーン溝、４ｂ 吸入口、５ ベーン、６ 吸入室、７ 圧縮室、８ マフラー、１０ 上軸受体、１０ａ 上端面、１１ 上軸受、１２ 下軸受体、１３ 下軸受、１４ 長穴、１５、１６ 給油孔、２０ 環状空間、２１ 凹部、２２、２６ 油排出孔、２３ 螺旋溝、２４ 環状溝、２５ 上部通路壁、５０ 電動機、５１ 固定子、５２ 回転子、５３ 回転子コア、５４ 上バランサ、５５ 下バランサ、５６ 風穴、５７ ガラスターミナル、５８ エアギャップ、７０ 密閉容器、７１ 円筒容器、７２ 上蓋、７３ 底蓋、７４ 脚体、７５ 油溜め、７６ 吐出管、８０ 一次空間、８１ 二次空間、９０ 気液分離器、９１ 容器、９２ 低圧接続管、９３ 吸入管。

Claims (3)

1. 固定子と回転子から成る電動機とこの電動機に連結された回転軸にて駆動されるとともに前記回転軸を径方向に支持する軸受体を前記電動機側に設けた圧縮機構部とを収納する密閉容器と、
   この密閉容器の底部に設けられ前記圧縮機構部の潤滑やシールに使用される冷凍機油を貯留する油溜めと、
   前記回転軸に形成され、前記軸受体と前記回転軸が摺動する箇所を潤滑するための冷凍機油を前記油溜めから前記軸受体に供給する給油通路と、
   前記軸受体の前記電動機側の端面に設けられ、前記軸受体の前記回転軸と摺動する内周面の内径よりも大きい内径で前記回転軸の外周面との間に環状空間を形成する環状溝と、
   前記軸受体の前記内周面もしくは前記回転軸の外周面に形成され、前記軸受体に前記給油通路より供給された冷凍機油を前記環状空間へと搬送する搬送溝と、
   前記軸受体に設けられ、前記環状空間から前記電動機と前記圧縮機構部の間の空間へ径方向に連通する油排出孔であって、一方が前記環状溝の内面に開口し、他方が前記電動機の前記回転子と軸方向に重なることのない位置で前記軸受体の外面に開口して、前記環状空間へ搬送された冷凍機油を前記電動機と前記圧縮機構部の間の空間に排出する油排出孔と、
   を備え、前記環状空間の径方向の幅よりも前記油排出孔の直径を大きくし、前記環状空間の前記電動機側への排出通路より前記油排出孔の通路抵抗を小さくしたことを特徴とする回転圧縮機。
2. 前記搬送溝を前記軸受体の前記内周面に形成し、前記搬送溝を前記環状空間へ連通させるとともに、この搬送溝が前記環状空間へ連通する位相と略同位相に前記油排出孔を配置したことを特徴とする請求項１に記載の回転圧縮機。
3. 前記回転子に前記回転子の両端を連通する風穴を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転圧縮機。

Images