WO2021245750A1 - スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2021245750A1
WO2021245750A1 PCT/JP2020/021613 JP2020021613W WO2021245750A1 WO 2021245750 A1 WO2021245750 A1 WO 2021245750A1 JP 2020021613 W JP2020021613 W JP 2020021613W WO 2021245750 A1 WO2021245750 A1 WO 2021245750A1
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WO
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rotor
spiral groove
scroll compressor
magnet
iron core
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Application number
PCT/JP2020/021613
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English (en)
French (fr)
Inventor
啓介 加藤
Original Assignee
三菱電機株式会社
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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
    • 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
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • 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

Definitions

  • the present disclosure mainly relates to a scroll compressor and a refrigerating cycle device mounted on a refrigerator, an air conditioner or a water heater.
  • the scroll compressor has a configuration in which a compression mechanism unit for compressing the refrigerant and a motor unit for driving the compression mechanism unit are provided in the container.
  • the electric motor unit includes an annular stator and a rotor rotatably arranged with a slight gap on the inner peripheral side of the stator.
  • the refrigerant sucked into the container is passed through the gap formed in the motor part to cool the motor part (see, for example, Patent Document 1).
  • the scroll compressor of Patent Document 1 is a horizontal type in which the container is placed sideways, and the refrigerant sucked into the container is allowed to pass horizontally through the gap between the rotor and the stator. After that, it is supplied to the compression mechanism section.
  • a spiral groove is provided on the outer peripheral surface of the rotor, and by increasing the flow path cross-sectional area of the refrigerant by the amount of the spiral groove, the pressure of the refrigerant when passing through the gap between the rotor and the stator I try to reduce the loss. That is, in Patent Document 1, the pressure loss of the refrigerant is reduced by increasing the cross-sectional area of the flow path of the flow path of the refrigerant that cools the motor portion.
  • the compression mechanism unit is arranged in the upper part of the container, the electric motor part is arranged in the lower part of the container, and the compression mechanism part and the electric motor part are arranged in the container.
  • a suction tube is connected to the part between them.
  • Patent Document 1 does not consider this problem at all.
  • Patent Document 1 since the scroll compressor of Patent Document 1 is a horizontal type, the lower side of the motor unit itself is immersed in the oil reservoir in the container. Therefore, depending on the amount of oil accumulated in the oil reservoir, the oil may be caught in the spiral groove provided on the outer peripheral surface of the rotor of the motor unit, and the amount of oil supplied to the compression mechanism unit may increase. That is, in Patent Document 1, since the spiral groove is provided on the outer peripheral surface of the rotor, there is a possibility that the problem of taking out the oil accumulated in the oil reservoir to the outside of the compressor may occur.
  • the present disclosure has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a vertical scroll compressor capable of suppressing oil from being taken out of the compressor.
  • the scroll compressor according to the present disclosure has a compression mechanism unit that compresses a refrigerant, an electric motor unit that is arranged below the compression mechanism unit and drives the compression mechanism unit, and a motor unit that connects the compression mechanism unit and the electric motor unit.
  • Rotating shaft that transmits the rotational force of the It is a vertical scroll compressor in which the rotation axis is arranged in the vertical direction, and the motor unit is provided with an annular stator and a rotor arranged on the inner peripheral side of the stator.
  • a spiral groove for drawing the refrigerant sucked into the container from the suction pipe is formed from the upper end surface to the lower end surface of the rotor, and the traveling direction of the spiral of the spiral groove is the rotor.
  • the direction is opposite to the rotation direction of the rotor.
  • the refrigerant sucked into the container is drawn into the spiral groove provided on the outer peripheral surface of the rotor, and the oil can be separated from the refrigerant in the process of passing through the spiral groove. .. Therefore, the refrigerant separated from the oil is taken into the compression mechanism unit, and it is possible to suppress the oil from being taken out of the compressor.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view of a state in which the rotor 32 according to the first embodiment is turned upside down and viewed from above. It is a schematic side view which saw the rotor 32 which concerns on Embodiment 1 from the side.
  • FIG. 3 is a schematic top view of the rotor 32 according to the first embodiment as viewed from above.
  • FIG. 3 is a schematic bottom view of the rotor 32 according to the first embodiment as viewed from below. It is a figure which shows the flow of the refrigerant in the scroll compressor of the comparative example. It is a figure which shows the flow of the refrigerant in the scroll compressor 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a schematic side view of the rotary shaft assembly 36A which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 3 is a schematic top view of the rotary shaft assembly 36A according to the second embodiment as viewed from above. It is a figure which looked at the rotary shaft assembly 36A which concerns on Embodiment 2 from the bottom.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the rotor 32A according to the second embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 3 is a schematic top view of the rotor 32A according to the second embodiment as viewed from above.
  • FIG. 3 is a schematic side view of the rotor 32B according to the third embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 3 is a schematic top view of the rotor 32B according to the third embodiment as viewed from above.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the rotor 32C according to the fourth embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the rotor 32D according to the fifth embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the rotor 32E according to the sixth embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 3 is a schematic top view of the rotor 32E according to the sixth embodiment as viewed from above. It is an operation explanatory view of the rising part 52Ea in the rotor 32E which concerns on Embodiment 6. It is a comparative example, and is an operation explanatory diagram of the rising portion where the rising angle ⁇ exceeds 90 °. It is a comparative example, and is an operation explanatory diagram of the rising portion where the rising angle ⁇ is close to 0 °. It is a schematic side view which looked at the rotor 32F which concerns on Embodiment 7 from the side. FIG. 3 is a schematic top view of the rotor 32F according to the seventh embodiment as viewed from above.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigerating cycle apparatus 200 provided with a scroll compressor 100 according to the first embodiment.
  • the configuration of the refrigeration cycle apparatus 200 will be described with reference to FIG.
  • the refrigerating cycle device 200 includes a scroll compressor 100 that compresses the refrigerant, a condenser 101 that liquefies the refrigerant, a throttle device 102 that depressurizes the refrigerant, and an evaporator 103 that vaporizes the refrigerant.
  • the refrigerating cycle device 200 includes a blower 101A that supplies air to the condenser 101 and a blower 103A that supplies air to the evaporator 103.
  • the refrigeration cycle device 200 includes a bypass pipe 106 that branches from between the condenser 101 and the throttle device 102 and reaches the suction side of the scroll compressor 100 via the throttle device 105.
  • the refrigeration cycle device 200 further includes a heat exchanger 104 that exchanges heat between the refrigerant between the condenser 101 and the throttle device 102 and the refrigerant after passing through the throttle device 105 in the bypass pipe 106.
  • the refrigerating cycle device 200 includes a control device Cnt that controls the rotation speed of the scroll compressor 100, the opening degree of the throttle device 102 and the throttle device 105, and the rotation speed of the blower 101A and the blower 103A.
  • FIG. 2 is a vertical sectional view showing a schematic configuration of the scroll compressor 100 according to the first embodiment.
  • the scroll compressor 100 according to the first embodiment is one of the components of a refrigerating cycle device used in, for example, an air conditioner, a refrigerator, a refrigerator, a vending machine, a water heater, and the like.
  • the scroll compressor 100 is a fluid machine that sucks in the refrigerant that circulates in the refrigeration cycle, compresses the sucked refrigerant, and discharges it.
  • the dimensional relationship and shape of each constituent member may differ from the actual ones.
  • the Z direction in FIG. 2 indicates a vertical direction.
  • the scroll compressor 100 is a low-pressure shell type in which the internal space of the container 40, which will be described later, is the suction pressure. Further, the scroll compressor 100 is a so-called vertical compressor that is used in a state where the rotation shaft 33 described later is in the vertical direction.
  • the direction in which the rotating shaft 33 extends is referred to as a vertical direction or an axial direction
  • a direction perpendicular to the axial direction is referred to as a radial direction
  • a direction around the rotating shaft is referred to as a circumferential direction.
  • the scroll compressor 100 includes a compression mechanism unit 10 having a compression chamber 11 for compressing the refrigerant, and an electric motor unit 30 for driving the compression mechanism unit 10.
  • the scroll compressor 100 further includes a rotating shaft 33 that connects the compression mechanism unit 10 and the electric motor unit 30 and transmits the rotational force of the electric motor unit 30 to the compression mechanism unit 10.
  • the scroll compressor 100 includes a container 40 for accommodating a compression mechanism unit 10, an electric motor unit 30, and a rotating shaft 33.
  • the container 40 is composed of, for example, a cylindrical body portion 42, an upper container 41 press-fitted into the opening above the body portion 42, and a lower container 43 press-fitted into the lower opening of the body portion 42. ..
  • a suction pipe 44 for sucking an external refrigerant into the container 40 and a discharge pipe 45 for discharging the compressed refrigerant to the outside of the container 40 are connected to the container 40.
  • the suction pipe 44 is connected to the body portion 42 at a height position between the compression mechanism portion 10 and the electric motor portion 30.
  • the discharge pipe 45 is connected to the upper container 41.
  • the lower part of the container 40 is an oil reservoir 40a in which oil for lubricating the sliding portion of the compression mechanism portion 10 is stored.
  • the compression mechanism unit 10 has a function of compressing the gas refrigerant sucked from the suction pipe 44 in the compression chamber 11 by being driven by the motor unit 30.
  • the compression mechanism unit 10 has a fixed scroll 21 and a swing scroll 22.
  • the fixed scroll 21 is fixed to the first frame 46, which is fixedly supported in the container 40, by bolts or the like.
  • the fixed scroll 21 has a base plate portion 23 and spiral teeth 25 which are involute curved protrusions formed on one surface of the base plate portion 23 (lower surface in the first embodiment). ..
  • a discharge port 3 for discharging a gas refrigerant compressed in the compression chamber 11 and having a high pressure is formed.
  • a discharge valve mechanism 20 is provided that opens and closes the discharge port 3 according to the discharge pressure of the refrigerant and prevents the backflow of the refrigerant.
  • the discharge valve mechanism 20 includes a discharge valve 5, a valve retainer 6, and a fixing member 8. A portion of the discharge valve 5 and the valve retainer 6 on one end side is fixed on the chamber 4 by a fixing member 8 composed of, for example, a bolt. Since each of the discharge valve 5, the valve retainer 6 and the fixing member 8 is a component of the discharge valve mechanism 20, in FIG. 2, the reference numerals of the discharge valve 5, the valve retainer 6 and the fixing member 8 are lateral to each other. The reference numeral of the discharge valve mechanism 20 is indicated by ().
  • the swing scroll 22 is rotatably supported by the first frame 46.
  • the swing scroll 22 is configured to perform a revolution turning motion (swing motion) without rotating with respect to the fixed scroll 21 by means of an Oldham joint (not shown).
  • the swing scroll 22 has a base plate portion 24 and spiral teeth 26 which are involute curved protrusions formed on one surface of the base plate portion 24 (upper surface in the first embodiment).
  • a hollow cylindrical swing scroll boss portion 27 is formed at a substantially central portion of the other surface (thrust surface) of the base plate portion 24.
  • An eccentric shaft portion 33a provided at the upper end of the rotating shaft 33 is fitted into the swing scroll boss portion 27.
  • the fixed scroll 21 and the swing scroll 22 are mounted in the container 40 in a state where the spiral teeth 25 and the spiral teeth 26 are fitted to each other so as to mesh with each other.
  • a compression chamber 11 is formed between the spiral tooth 25 and the spiral tooth 26. The volume of the compression chamber 11 changes because the relative positional relationship between the spiral teeth 25 and the spiral teeth 26 changes due to the swinging motion of the swing scroll 22.
  • the first frame 46 supports the swing scroll 22 so that the swing scroll 22 can slide on a thrust plate (not shown) provided in the first frame 46.
  • the upper part of the first frame 46 is closed by the fixed scroll 21.
  • a bearing that rotatably holds the rotating shaft 33 is provided in the lower portion of the first frame 46.
  • the first frame 46 is made of an iron-based magnetic material.
  • the scroll compressor 100 is provided in the container 40 and includes a chamber 4 arranged on the fixed scroll 21.
  • the chamber 4 is formed with a concave portion 4A in which the refrigerant discharged from the discharge port 3 of the compression mechanism portion 10 is stored.
  • the concave portion 4A is formed so as to be recessed from the lower side to the upper side in the Z direction.
  • a discharge port 4B extending in the Z direction and penetrating the chamber 4 is formed in the central portion of the concave portion 4A.
  • the discharge port 3 of the compression mechanism portion 10 and the concave portion 4A of the chamber 4 communicate with each other, and the concave portion 4A and the discharge port 4B communicate with each other. Therefore, the refrigerant compressed in the compression chamber 11 is discharged to the discharge muffler 7A described later through the discharge port 3, the concave portion 4A, and the discharge port 4B.
  • the scroll compressor 100 includes a discharge muffler 7A and a discharge muffler 7B arranged in the container 40 and arranged on the chamber 4.
  • the discharge muffler 7A and the discharge muffler 7B are arranged on the chamber 4 so that the discharge muffler 7B covers the upper side of the discharge muffler 7A.
  • the discharge muffler 7A forms a space between the upper surface of the chamber 4 and the like to receive the refrigerant discharged from the discharge port 4B.
  • a plurality of holes are formed in the discharge muffler 7A, and the refrigerant flows out from the discharge muffler 7A side to the discharge muffler 7B side through the plurality of holes (not shown).
  • the discharge muffler 7B forms a space for receiving the refrigerant discharged from the discharge muffler 7A between the discharge muffler 7B and the upper surface of the discharge muffler 7A. Further, a hole (not shown) is also formed in the discharge muffler 7B, and the refrigerant flows out into the space inside the container 40 through the hole (not shown). The refrigerant flowing out of the discharge muffler 7B is discharged from the scroll compressor 100 via the discharge pipe 45.
  • the motor unit 30 has an annular stator 31 fixed to the container 40 and a rotor 32 arranged on the inner peripheral side of the stator 31.
  • the rotor 32 is rotatably attached to the stator 31 and is rotationally driven by energizing the stator 31.
  • a rotating shaft 33 is attached to the center of the rotor 32.
  • An eccentric shaft portion 33a that rotatably fits with the swing scroll boss portion 27 is formed at the upper end of the rotary shaft 33.
  • the electric motor unit 30 drives the swing scroll 22 via the rotating shaft 33, so that the gas refrigerant is compressed by the compression mechanism unit 10.
  • the first balancer 34 is attached to the rotating shaft 33, and the second balancer 35 is attached to the rotor 32.
  • the first balancer 34 and the second balancer 35 are arranged so as to be symmetrical with respect to the rotation axis 33.
  • the rotor 32, the rotating shaft 33, the first balancer 34, and the second balancer 35 are integrally fixed to form the rotating shaft assembly 36.
  • a second frame 47 is fixed below the motor unit 30 in the container 40.
  • the second frame 47 has a function of supporting the ball bearing 48 for rotatably supporting the lower end of the rotating shaft 33 in the container 40.
  • the outer ring of the ball bearing 48 is press-fitted and fixed to the center of the second frame 47.
  • the scroll compressor 100 having the above configuration, when the stator 31 of the motor unit 30 is energized, the rotor 32 and the rotating shaft 33 attached to the rotor 32 rotate. As the rotation shaft 33 rotates, the swing scroll 22 swings with respect to the fixed scroll 21. As a result, the volume of the compression chamber 11 formed between the spiral teeth 25 of the fixed scroll 21 and the spiral teeth 26 of the swing scroll 22 continuously fluctuates. At this time, when the volume of the compression chamber 11 increases, the pressure in the compression chamber 11 becomes lower than the pressure in the container 40, that is, the suction pressure which is the pressure of the refrigerant sucked into the container 40 from the suction pipe 44, and the container The refrigerant in 40 is sucked into the compression chamber 11.
  • the refrigerant sucked into the compression chamber 11 is compressed, and the pressure in the compression chamber 11 rises.
  • the pressure in the compression chamber 11 becomes higher than the preset pressure
  • the refrigerant compressed in the compression chamber 11 pushes up the discharge valve 5 of the discharge valve mechanism 20 and is discharged into the space in the discharge muffler 7A.
  • the refrigerant discharged into the space in the discharge muffler 7A flows out into the space in the container 40 through the hole formed in the discharge muffler 7A, and is discharged from the scroll compressor 100 through the discharge pipe 45.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the rotor 32 according to the first embodiment in the vertical direction.
  • FIG. 4 is a schematic perspective view of a state in which the rotor 32 according to the first embodiment is turned upside down and viewed from above.
  • FIG. 5 is a schematic side view of the rotor 32 according to the first embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 6 is a schematic top view of the rotor 32 according to the first embodiment as viewed from above.
  • FIG. 7 is a schematic bottom view of the rotor 32 according to the first embodiment as viewed from below.
  • the rotor 32 is attached to the iron core 50, the upper end plate 52, the lower end plate 53, the magnet 54, and the lower part of the iron core 50. It is equipped with a second balancer 35 that has been removed. As shown in FIG. 3, the iron core 50, the upper end plate 52, the lower end plate 53, and the second balancer 35 are fastened with rivets 57. Since the central axis J of the rotor 32 and the central axis of the iron core 50 are the same, the central axis of the iron core 50 will also be referred to as the central axis J below.
  • the iron core 50 is configured by laminating a plurality of steel plates 58 (see FIG. 4).
  • the iron core 50 has a circular cross section in the horizontal direction.
  • a plurality of rectangular parallelepiped magnets 54 are embedded in the iron core 50 at equal intervals in the circumferential direction.
  • Six magnets 54 are embedded in the iron core 50 here.
  • a magnet slot 55 is formed in the iron core 50, and the magnet 54 is fitted in the magnet slot 55 so that the magnet 54 is embedded in the iron core 50.
  • upper end plates 52 are arranged above and below the iron core 50 so that the magnet 54 does not pop out from the magnet slot 55 when the rotor 32 is rotated, and the iron core 52 is arranged above the iron core 50.
  • a lower end plate 53 is arranged at the lower part of the 50.
  • a rotary shaft fixing hole 56 for fixing the rotor 32 to the rotary shaft 33 is formed in the center of the iron core 50, the upper end plate 52, and the lower end plate 53. There is.
  • each spiral groove 51 has the same inclination angle with respect to the central axis J of the rotor 32, and is formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the spiral groove 51 is formed in a spiral shape with respect to the integral body of the iron core 50, the upper end plate 52, and the lower end plate 53. Therefore, the upper end plate 52 and the lower end plate 53 are formed with notches extending the spiral groove 51 formed in the iron core 50, and a spiral groove is formed as a whole.
  • the spiral groove 51 is formed from the upper end surface 32a to the lower end surface 32b of the rotor 32, and is open at both upper and lower end surfaces of the rotor 32.
  • the traveling direction of the spiral of the spiral groove 51 is opposite to the rotation direction of the rotor 32.
  • the dotted arrow in FIG. 5 will be described later.
  • the portion of the spiral groove 51 is indicated by dots in order to make the position of the spiral groove 51 easy to understand. This also applies to the side view described later.
  • spiral grooves 51 which are the same number as the magnets 54, and one magnet 54 corresponds to one spiral groove 51. Then, as shown in FIG. 6, when viewed from the vertical direction, the upper end opening 51a of the spiral groove 51 faces the corresponding magnet 54 in the radial direction with the same central axis L extending in the radial direction.
  • the steel plate grooves 58a provided in each steel plate 58 are smoothly connected to each other in the stacking direction to form a spiral groove 51.
  • the bottom surface 58b of the steel plate groove 58a has an arc shape.
  • the bottom surface 51c of the spiral groove 51 is also arcuate. Since the spiral groove 51 extends in an oblique direction when viewed from the side surface of the rotor 32, when the steel plates 58 are laminated, the steel plates 58 are laminated while being displaced in the circumferential direction.
  • the bottom surface 58b of the steel plate groove 58a formed in the steel plate 58 is linear, the bottom surfaces 58b of the layers adjacent to each other in the stacking direction are not smoothly connected to each other and become rattling. Therefore, here, the bottom surface 58b of the steel plate groove 58a is arcuate. In this way, the steel plate grooves 58a are smoothly connected to each other in the stacking direction to form the spiral groove 51, so that the flow rate can be secured without causing turbulence of the refrigerant flowing through the spiral groove 51.
  • the second balancer 35 is formed in a semicircular shape, the central portion is cut out so as not to interfere with the rotating shaft 33, and the lower end so that the central axis is the same as the iron core 50. It is attached to the plate 53.
  • FIG. 8 is a diagram showing the flow of the refrigerant in the scroll compressor of the comparative example.
  • the refrigerant flowing into the container 400 from the suction pipe 440 is a gap between the stator 310 and the body portion 420 of the container 400 as shown by the arrow in FIG. Flows downward. After that, the refrigerant turns back and flows upward through the gap between the stator 310 and the rotor 320.
  • the refrigerant that has flowed into the gap between the stator 310 and the rotor 320 is likely to be wound up by the rotation of the rotor 320.
  • the refrigerant that has flowed into the container 400 contains oil, it is wound up in the gap between the stator 310 and the rotor 320 while containing the oil, and flows toward the compression mechanism portion 10. Therefore, a large amount of oil is taken out of the scroll compressor 100.
  • FIG. 9 is a diagram showing the flow of the refrigerant in the scroll compressor 100 according to the first embodiment.
  • the operation of the spiral groove 51 will be described with reference to FIGS. 9 and 5.
  • the spiral groove 51 extends on the outer peripheral surface of the rotor 32 from the upper end surface 32a of the rotor 32 toward the lower end surface 32b in the direction opposite to the rotation direction of the rotor 32.
  • the refrigerant in the spiral groove 51 flows from top to bottom as shown by the dotted arrow in FIG.
  • the refrigerant sucked into the container 40 from the suction pipe 44 is fixed to the rotor 32 as shown in FIG. It is drawn into the gap with the child 31. That is, by providing the spiral groove 51 on the outer peripheral surface of the rotor 32, the action of drawing the refrigerant sucked into the container 40 from the suction pipe 44 into the gap between the rotor 32 and the stator 31 can be obtained.
  • the direction of the spiral groove 51 is the same as the direction of rotation of the rotating shaft 33, the flow of the refrigerant in the spiral groove 51 flows from the bottom to the top, so that the refrigerant is sucked from the suction pipe 44 into the container 40. It is not possible to obtain the action of drawing the generated refrigerant into the spiral groove 51.
  • the refrigerant drawn into the gap between the rotor 32 and the stator 31 flows from top to bottom in the spiral groove 51, is discharged from the spiral groove 51, and then is folded back to form the stator 31 and the body portion 42 of the container 40. It rises in the gap with and is taken into the compression mechanism unit 10.
  • the oil contained in the refrigerant drawn into the gap between the rotor 32 and the stator 31 is centrifuged in the process of passing through the spiral groove 51, and falls toward the oil reservoir 40a at the bottom of the container 40.
  • the oil can be centrifugally separated from the refrigerant by the spiral groove 51 until the refrigerant sucked into the container 40 is taken into the compression mechanism portion 10. Therefore, the oil taken out of the scroll compressor 100 can be suppressed.
  • the oil content in the refrigerant flowing into the condenser 101 arranged downstream of the refrigerant of the scroll compressor 100 can be reduced, and the heat exchange efficiency of the condenser 101 can be reduced. Can be improved.
  • the motor unit 30 can be sufficiently cooled and the reliability is improved.
  • the number of spiral grooves 51 is 6, but the number of spiral grooves 51 is arbitrary, and the same effect as described above can be obtained regardless of the number of spiral grooves 51.
  • the iron core 50 may be an integral type instead of the laminated steel plate.
  • the scroll compressor 100 of the first embodiment includes a compression mechanism unit 10 that compresses the refrigerant, a motor unit 30 that is arranged below the compression mechanism unit 10 and drives the compression mechanism unit 10. It has a rotating shaft 33 that connects the compression mechanism unit 10 and the electric motor unit 30 and transmits the rotational force of the electric motor unit 30 to the compression mechanism unit 10.
  • the scroll compressor 100 is a vertical scroll compressor in which the rotating shaft 33 is arranged in the vertical direction, and further, in a container 40 accommodating a compression mechanism unit 10, a motor unit 30, and a rotating shaft 33, and a container 40.
  • a suction pipe 44 connected to a height position between the compression mechanism portion 10 and the electric motor portion 30 is provided.
  • the electric motor unit 30 includes an annular stator 31 and a rotor 32 arranged on the inner peripheral side of the stator 31.
  • a spiral groove 51 for drawing the refrigerant sucked into the container 40 from the suction pipe 44 is formed from the upper end surface 32a to the lower end surface 32b of the rotor 32.
  • the traveling direction of the spiral of the spiral groove 51 is opposite to the rotation direction of the rotor 32 when the rotor 32 is viewed from the upper end surface 32a side.
  • the refrigerant sucked into the container 40 is drawn into the spiral groove 51 provided on the outer peripheral surface of the rotor 32, and the oil can be separated from the refrigerant in the process of passing through the spiral groove 51. Therefore, the refrigerant separated from the oil is taken into the compression mechanism unit 10, and it is possible to suppress the oil from being taken out of the compressor.
  • a plurality of spiral grooves 51 are formed at equal intervals on the outer peripheral surface of the rotor 32.
  • the spiral groove 51 is arranged in the rotor 32 in a well-balanced manner, and the rotor 32 rotates stably.
  • the iron core 50 of the rotor 32 is formed by laminating a plurality of steel plates 58, and the steel plate grooves 58a formed in each steel plate 58 are continuous in the laminating direction.
  • a spiral groove 51 is formed.
  • the bottom surface 58b of the steel plate groove 58a has an arc shape.
  • the steel plate grooves 58a provided in each steel plate 58 can be smoothly connected to each other in the stacking direction, and the turbulent flow of the refrigerant flowing through the spiral groove 51 can be achieved.
  • the flow rate can be secured without inviting.
  • the number of spiral grooves 51 is the same as that of the magnet, and the spiral groove 51 is formed in the iron core 50 corresponding to the magnet 54.
  • the upper end opening 51a of the spiral groove 51 faces the corresponding magnet 54 in the radial direction with the same central axis extending in the radial direction.
  • the spiral groove 51 is arranged in the iron core 50 in a well-balanced manner, and the rotor 32 rotates stably.
  • FIG. 10 is a schematic side view of the rotary shaft assembly 36A according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic top view of the rotary shaft assembly 36A according to the second embodiment as viewed from above.
  • FIG. 12 is a bottom view of the rotary shaft assembly 36A according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a schematic side view of the rotor 32A according to the second embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 14 is a schematic top view of the rotor 32A according to the second embodiment as viewed from above.
  • the configuration in which the second embodiment is different from that of the first embodiment will be mainly described.
  • the configuration not described in the second embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the rotary shaft assembly 36A of the second embodiment has a configuration in which the second balancer 35 is removed from the rotary shaft assembly 36 of the first embodiment.
  • the spiral groove 51 is formed over the entire outer peripheral surface of the rotor 32.
  • the rotor 32A of the second embodiment is narrowed down within the same phase range as the first balancer 34 of the outer peripheral surfaces of the rotor 32A when viewed from the vertical direction as shown in FIG. 51A is formed.
  • the spiral groove 51A is formed unevenly.
  • the weight of the rotor 32A becomes unbalanced, and the same effect as that of the second balancer 35 can be obtained.
  • the number of spiral grooves 51A is arbitrary.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the spiral groove 51A is formed only in the same phase range as the first balancer 34, so that the following effects are further obtained.
  • the weight of the rotor 32A becomes unbalanced, the same operation as that of the second balancer 35 can be obtained, the second balancer 35 becomes unnecessary, and the number of parts can be reduced.
  • FIG. 15 is a schematic side view of the rotor 32B according to the third embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 16 is a schematic top view of the rotor 32B according to the third embodiment as viewed from above.
  • the configuration in which the third embodiment is different from that of the first embodiment will be mainly described.
  • the configuration not described in the third embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the rotor 32B according to the third embodiment has a configuration in which the groove width of the spiral groove 51B changes on the way from the upper end opening 51a to the lower end opening 51b.
  • the spiral groove 51B is formed from the upper end opening 51a with a constant groove width, and the groove width becomes wider from the middle, and the spiral groove 51B is formed so as to reach the lower end opening 51b while the groove width is widened. That is, in the spiral groove 51B, the groove width is narrow on the upstream side of the flow of the refrigerant, and the groove width is widened from the middle to the downstream side.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the following effects can be further obtained. That is, when the refrigerant is discharged from the spiral groove 51B in a decelerated state, the collision force of the refrigerant discharged from the spiral groove 51 with the oil reservoir 40a is alleviated, and the oil in the oil reservoir 40a is suppressed from being rolled up. can. As a result, the amount of oil taken out of the compressor can be reduced.
  • the groove width of the spiral groove 51B is configured to be sharply widened from the middle, but the groove width may be gradually widened from the upper end opening 51a to the lower end opening 51b. .. The same effect as described above can be obtained with this configuration as well.
  • FIG. 17 is a schematic side view of the rotor 32C according to the fourth embodiment as viewed from the side.
  • the configuration in which the fourth embodiment is different from the first embodiment will be mainly described.
  • the configuration not described in the fourth embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the inclination angle of the spiral groove 51C with respect to the central axis J changes on the way from the upper end opening 51a to the lower end opening 51b.
  • the spiral groove 51C of the fourth embodiment is formed from the upper end opening 51a at a constant inclination angle, and the inclination angle becomes 0 from the middle and descends in the vertical direction.
  • the oil is centrifugally separated from the refrigerant drawn into the spiral groove 51C at a certain angle in the spiral groove 51C. Then, where the angle changes in the spiral groove 51C, the flow velocity of the refrigerant is decelerated, and the refrigerant is discharged from the spiral groove 51C in a decelerated state.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the oil in the oil reservoir 40a is suppressed from being rolled up by the refrigerant discharged from the spiral groove 51C as in the third embodiment. can. As a result, the amount of oil taken out of the compressor can be reduced.
  • the spiral groove 51C is configured to descend in the vertical direction from the middle, but the present invention is not limited to the vertical direction.
  • the spiral groove before the change may be extended as it is and may be in the direction between the vertical direction.
  • FIG. 18 is a schematic side view of the rotor 32D according to the fifth embodiment as viewed from the side surface.
  • the configuration in which the fifth embodiment is different from that of the first embodiment will be mainly described.
  • the configuration not described in the fifth embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • both the groove width and the angle of the spiral groove 51D change on the way from the upper end opening 51a to the lower end opening 51b. That is, it has a configuration in which the above-described third embodiment and the fourth embodiment are combined.
  • the spiral groove 51C is formed from the upper end opening 51a at a constant inclination angle, extends in the vertical direction from the middle toward the lower end opening 51b, and the groove width is widened.
  • FIG. 19 is a schematic side view of the rotor 32E according to the sixth embodiment as viewed from the side.
  • FIG. 20 is a schematic top view of the rotor 32E according to the sixth embodiment as viewed from above.
  • the configuration in which the sixth embodiment is different from that of the first embodiment will be mainly described.
  • the configuration not described in the sixth embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the rotor 32E according to the sixth embodiment has an upper end plate 52E instead of the upper end plate 52 of the first embodiment.
  • the upper end plate 52E has a disk shape arranged on the upper end surface 50a of the iron core 50, and has a rising portion 52Ea extending diagonally upward to open the upper end opening 51a of the spiral groove 51.
  • the rising portion 52Ea is formed by cutting up a portion of the upper end plate 52E facing the upper end opening 51a.
  • the rising angle ⁇ from the upper end surface 50a of the rising portion 52Ea is set to 10 ° to 80 °.
  • the rising portion 52Ea promotes the drawing of the refrigerant sucked into the container 40 into the spiral groove 51.
  • the lower end plate 53 is formed with a notch extending the spiral groove 51 provided in the iron core 50 as in the first embodiment.
  • FIG. 21 is an explanatory diagram of the operation of the rising portion 52Ea in the rotor 32E according to the sixth embodiment.
  • FIG. 22 is a comparative example, and is an operation explanatory view of a rising portion having a rising angle ⁇ exceeding 90 °.
  • FIG. 23 is a comparative example, and is an operation explanatory diagram of a rising portion whose rising angle ⁇ is close to 0 °. As shown in FIG. 22, when the rising angle ⁇ of the rising portion 52Ea exceeds 90 °, the refrigerant flows over the rising portion 52Ea as shown by the arrow, and the effect of drawing in the refrigerant cannot be obtained. As shown in FIG.
  • the refrigerant even when the rising angle ⁇ of the rising portion 52Ea is close to 0 °, the refrigerant also flows over the rising portion 52Ea.
  • the rising angle ⁇ of the rising portion 52Ea is set to 10 ° to 80 ° as shown in FIG. 21, the refrigerant can be drawn into the spiral groove 51.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the following effect can be obtained by setting the rising angle ⁇ of the rising portion 52Ea to 10 ° to 80 °. That is, the refrigerant sucked into the container 40 is more likely to be drawn into the spiral groove 51, and the amount of oil to be centrifuged can be increased. Further, by increasing the amount of the refrigerant drawn into the spiral groove 51, the stator 31 and the rotor 32 can be further cooled. As a result, the reliability of the scroll compressor 100 is further improved, and the operating range can be expanded.
  • FIG. 24 is a schematic side view of the rotor 32F according to the seventh embodiment as viewed from the side surface.
  • FIG. 25 is a schematic top view of the rotor 32F according to the seventh embodiment as viewed from above.
  • FIG. 26 is an explanatory view of the magnet 54 in the rotor 32F according to the seventh embodiment as seen through from the side surface.
  • the rotor 32F according to the seventh embodiment is designed so that the magnet 54 is as close as possible to the outer peripheral surface side of the rotor 32 while avoiding contact with the spiral groove 51. That is, as shown in FIG. 25, when viewed from the vertical direction, the distances between both ends of the magnet 54 in the circumferential direction and the central axis J of the iron core 50 are different from each other. Specifically, the distance A between one end portion 54a in the circumferential direction of the magnet 54 and the central axis J of the iron core 50 and the distance B between the other end portion 54b in the circumferential direction of the magnet 54 and the central axis J of the iron core 50 are. , A ⁇ B.
  • the other end 54b is the first end.
  • one end portion 54a is used as the second end portion. The first end portion is located between the spiral grooves 51 when viewed from the vertical direction.
  • the distance B is made larger than the distance A, so that the magnet 54 is placed on the outer periphery of the rotor 32F as compared with the configuration in which the distance B is the same as the distance A. You can get closer. This makes it possible to improve the efficiency of the motor unit 30. Further, since the first end portion is located between the spiral grooves 51 when viewed from the vertical direction, the magnet 54 can be brought closer to the outer circumference of the rotor 32F.
  • the magnet 54 is inclined by an angle C with respect to the vertical direction so as not to come into contact with the spiral groove 51.
  • the lower end side of the magnet 54 is inclined toward the second end side in the circumferential direction when viewed from the vertical direction with respect to the upper end side.
  • the magnet 54 can be brought closer to the outer circumference of the rotor 32F while avoiding contact with the spiral groove 51 of the magnet 54, and the efficiency of the motor unit 30 can be improved. Further, since the magnet 54 is tilted with respect to the vertical direction, the torque unevenness when the rotor 32F rotates can be suppressed, so that the vibration generated by the torque unevenness can be reduced.
  • the configuration may be as follows.
  • FIG. 27 is a schematic side view of a modified example of the rotor 32F according to the seventh embodiment as viewed from the side.
  • FIG. 28 is an explanatory view of the magnet 54 in the modified example of the rotor 32F according to the seventh embodiment as seen through from the side surface.
  • the magnet 54 is tilted by an angle C with respect to the vertical direction.
  • the one end portion 54a of the magnet 54 is the first end portion, and the other end portion 54b is the second end portion. Therefore, the direction of inclination of the magnet 54 is such that the lower end side of the magnet 54 is inclined toward the second end side in the circumferential direction when viewed from the vertical direction with respect to the upper end side.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the magnet 54 can be brought closer to the outer periphery of the rotor 32F while avoiding the contact of the magnet 54 with the spiral groove 51.
  • the efficiency of the unit 30 can be improved.
  • the magnet 54 is tilted with respect to the vertical direction, the torque unevenness when the rotor 32F rotates can be suppressed, so that the vibration generated by the torque unevenness can be reduced.
  • each embodiment of the scroll compressor 100 has been described above, the present disclosure is not limited to each of these embodiments, and each embodiment can be appropriately combined.
  • each of embodiments 1 to 5 and one or both of embodiments 6 and 7 can be combined.
  • the second embodiment and the third to fifth embodiments can be combined.
  • Discharge port 4 chamber, 4A concave part, 4B discharge port, 5 discharge valve, 6 valve retainer, 7A discharge muffler, 7B discharge muffler, 8 fixing member, 10 compression mechanism part, 11 compression chamber, 20 discharge valve mechanism, 21 Fixed scroll, 22 swing scroll, 23 base plate part, 24 base plate part, 25 swirl teeth, 26 swirl teeth, 27 swing scroll boss part, 30 motor part, 31 stator, 32 rotor, 32A rotor, 32B Rotor, 32C rotor, 32D rotor, 32E rotor, 32F rotor, 32a upper end surface, 32b lower end surface, 33 rotation shaft, 33a eccentric shaft part, 34 first balancer, 35 second balancer, 36 rotations Shaft assembly, 36A rotary shaft assembly, 40 container, 40a oil reservoir, 41 upper container, 42 body, 43 lower container, 44 suction pipe, 45 discharge pipe, 46 first frame, 47 second frame, 48 ball bearing , 50 iron core, 50a upper end surface, 51 spiral groove, 51A spiral groove, 51B spiral groove, 51

Landscapes

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Abstract

回転軸が鉛直方向に配置された縦置き型のスクロール圧縮機であって、電動機部は、円環状の固定子と、固定子の内周側に配置された回転子とを備える。回転子の外周面には、吸入管から容器内に吸入された冷媒を引き込む螺旋溝が回転子の上端面から下端面にかけて形成されている。螺旋溝の螺旋の進行方向は、回転子を上端面側から見て、回転子の回転方向とは逆方向となっている。

Description

スクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置
　本開示は、主に冷凍機、空気調和機又は給湯機に搭載されるスクロール圧縮機及び冷凍サイクル装置に関するものである。
　スクロール圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部を駆動する電動機部とを容器内に備えた構成を有する。電動機部は、円環状の固定子と、固定子の内周側にわずかに隙間を開けて回転自在に配置された回転子とを備えている。
　この種のスクロール圧縮機では、容器内に吸入された冷媒を、電動機部内に形成された隙間を通過させることで電動機部を冷却するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１のスクロール圧縮機は、容器を横に倒して配置した横置き型のものであり、容器内に吸入された冷媒を、回転子と固定子との間の隙間に水平方向に通過させた後、圧縮機構部に供給するようにしている。回転子の外周面には螺旋溝が設けられており、螺旋溝の分だけ冷媒の流路断面積を増加させることで、回転子と固定子との間の隙間を通過する際の冷媒の圧力損失を低減するようにしている。つまり、特許文献１では、電動機部を冷却する冷媒の通過流路の流路断面積を増加させることで、冷媒の圧力損失を低減するようにしている。
特開２００６－２８３６９４号公報
　ところで、容器を立てて配置した縦置き型のスクロール圧縮機では、容器内の上部に圧縮機構部が配置され、容器内の下部に電動機部が配置され、容器において圧縮機構部と電動機部との間の部分に吸入管が接続されている。この構成のスクロール圧縮機では、電動機部の回転子の回転によって回転子と固定子との間に上昇気流が発生し、その上昇気流によって、吸入管から容器内に吸入された冷媒中の油が冷媒から分離されないまま上昇して圧縮機構部に取り込まれる。この場合、圧縮機構部で圧縮された冷媒と共に油が圧縮機外に多量に持ち出され、容器内の圧縮機内の油量が減少して信頼性が低下するという問題があった。
　このような、吸入管から容器内に吸入された冷媒中の油が圧縮機外に持ち出される問題は、縦置きのスクロール圧縮機で生じるものであり、特許文献１のような横置きのスクロール圧縮機では生じない。このため、特許文献１では、この問題について何ら検討されていない。
　また、特許文献１のスクロール圧縮機は横置き型であるため、電動機部自身の下部側が容器内の油溜めに浸かっている。このため、油溜めに溜まった油の量によっては、電動機部の回転子の外周面に設けた螺旋溝に油が巻き込まれ、圧縮機構部に供給される油量が増える可能性がある。つまり、特許文献１では、回転子の外周面に螺旋溝が設けられていることで、油溜めに溜まった油の圧縮機外への持ち出しの問題が生じる可能性がある。
　本開示はこのような点を鑑みなされたもので、油の圧縮機外への持ち出しを抑制することが可能な縦置き型のスクロール圧縮機を提供することを目的とする。
　本開示に係るスクロール圧縮機は、冷媒を圧縮する圧縮機構部と、圧縮機構部の下方に配置され、圧縮機構部を駆動する電動機部と、圧縮機構部と電動機部とを連結し、電動機部の回転力を圧縮機構部に伝達する回転軸と、圧縮機構部、電動機部及び回転軸を収容する容器と、容器において圧縮機構部と電動機部との間の高さ位置に接続された吸入管とを備え、回転軸が鉛直方向に配置された縦置き型のスクロール圧縮機であって、電動機部は、円環状の固定子と、固定子の内周側に配置された回転子とを備え、回転子の外周面には、吸入管から容器内に吸入された冷媒を引き込む螺旋溝が回転子の上端面から下端面にかけて形成されており、螺旋溝の螺旋の進行方向が、回転子を上端面側から見て、回転子の回転方向とは逆方向となっているものである。
　本開示に係るスクロール圧縮機によれば、容器内に吸入された冷媒が、回転子の外周面に設けた螺旋溝に引き込まれ、螺旋溝を通過する過程で冷媒から油を分離することができる。このため、油を分離された冷媒が圧縮機構部に取り込まれることとなり、油の圧縮機外への持ち出しを抑制することができる。
実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００を備えた冷凍サイクル装置２００の概要構成図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００の概略構成を示す縦断面図である。 実施の形態１に係る回転子３２の鉛直方向の概略断面図である。 実施の形態１に係る回転子３２を上下逆さまにした状態を上から見た概略斜視図である。 実施の形態１に係る回転子３２を側面から見た概略側面図である。 実施の形態１に係る回転子３２を上から見た概略上面図である。 実施の形態１に係る回転子３２を下から見た概略下面図である。 比較例のスクロール圧縮機における冷媒の流れを示す図である。 実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００における冷媒の流れを示す図である。 実施の形態２に係る回転軸組立３６Ａの概略側面図である。 実施の形態２に係る回転軸組立３６Ａを上から見た概略上面図である。 実施の形態２に係る回転軸組立３６Ａを下から見た図である。 実施の形態２に係る回転子３２Ａを側面から見た概略側面図である。 実施の形態２に係る回転子３２Ａを上から見た概略上面図である。 実施の形態３に係る回転子３２Ｂを側面から見た概略側面図である。 実施の形態３に係る回転子３２Ｂを上から見た概略上面図である。 実施の形態４に係る回転子３２Ｃを側面から見た概略側面図である。 実施の形態５に係る回転子３２Ｄを側面から見た概略側面図である。 実施の形態６に係る回転子３２Ｅを側面から見た概略側面図である。 実施の形態６に係る回転子３２Ｅを上から見た概略上面図である。 実施の形態６に係る回転子３２Ｅにおける立ち上がり部５２Ｅａの作用説明図である。 比較例であって、立ち上がり角度θが９０°を超える立ち上がり部の作用説明図である。 比較例であって、立ち上がり角度θが０°に近い立ち上がり部の作用説明図である。 実施の形態７に係る回転子３２Ｆを側面から見た概略側面図である。 実施の形態７に係る回転子３２Ｆを上から見た概略上面図である。 実施の形態７に係る回転子３２Ｆにおける磁石５４を側面から透視した説明図である。 実施の形態７に係る回転子３２Ｆの変形例を側面から見た概略側面図である。 実施の形態７に係る回転子３２Ｆの変形例における磁石５４を側面から透視した説明図である。
　以下、実施の形態に係るスクロール圧縮機について図面を参照しながら説明する。ここで、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。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．
　図１は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００を備えた冷凍サイクル装置２００の概要構成図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置２００の構成について説明する。冷凍サイクル装置２００は、冷媒を圧縮するスクロール圧縮機１００と、冷媒を液化する凝縮器１０１と、冷媒を減圧させる絞り装置１０２と、冷媒を気化する蒸発器１０３とを備えている。また、冷凍サイクル装置２００は、凝縮器１０１へ空気を供給する送風機１０１Ａと、蒸発器１０３へ空気を供給する送風機１０３Ａとを備えている。また、冷凍サイクル装置２００は、凝縮器１０１と絞り装置１０２との間から分岐して絞り装置１０５を介してスクロール圧縮機１００の吸入側に至るバイパス配管１０６を備える。冷凍サイクル装置２００は更に、凝縮器１０１と絞り装置１０２との間の冷媒とバイパス配管１０６において絞り装置１０５を通過後の冷媒との熱交換を行う熱交換器１０４と、を備えている。また、冷凍サイクル装置２００はスクロール圧縮機１００の回転数、絞り装置１０２及び絞り装置１０５の開度、送風機１０１Ａ及び送風機１０３Ａの回転数を制御する制御装置Ｃｎｔを備えている。
　図２は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００の概略構成を示す縦断面図である。
　本実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００は、たとえば、空気調和装置、冷蔵庫、冷凍機、自動販売機又は給湯器などに用いられる冷凍サイクル装置の構成要素の一つとなるものである。スクロール圧縮機１００は、冷凍サイクルを循環する冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して吐出する流体機械である。なお、図２を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係及び形状などが実際のものとは異なる場合がある。なお、図２におけるＺ方向は鉛直方向を示している。
　スクロール圧縮機１００は、後述の容器４０の内部空間が吸入圧となる低圧シェル型である。また、スクロール圧縮機１００は、後述の回転軸３３が鉛直方向となる状態で使用される、いわゆる縦置き型の圧縮機である。なお、以下の説明において、回転軸３３が延びる方向を鉛直方向又は軸方向、軸方向に垂直な方向を径方向、回転軸周りの方向を周方向という。
［スクロール圧縮機１００について］
　図２に示すように、スクロール圧縮機１００は、冷媒を圧縮する圧縮室１１を有する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０を駆動する電動機部３０とを備えている。スクロール圧縮機１００は更に、圧縮機構部１０と電動機部３０とを連結し、電動機部３０の回転力を圧縮機構部１０に伝達する回転軸３３を備えている。また、スクロール圧縮機１００は、圧縮機構部１０、電動機部３０及び回転軸３３を収容する容器４０を備えている。容器４０は、たとえば、円筒状の胴部４２、胴部４２の上側に開口に圧入される上部容器４１、及び、胴部４２の下側の開口に圧入される下部容器４３によって構成されている。容器４０には、外部の冷媒を容器４０内に吸入する吸入管４４と、圧縮された冷媒を容器４０外に吐出する吐出管４５と、が接続されている。吸入管４４は、胴部４２において圧縮機構部１０と電動機部３０の間の高さ位置に接続されている。吐出管４５は、上部容器４１に接続されている。容器４０の下部は、圧縮機構部１０の摺動部を潤滑する油が溜まる油溜め４０ａとなっている。
　圧縮機構部１０は、電動機部３０により駆動されることで、吸入管４４から吸入したガス冷媒を圧縮室１１内で圧縮する機能を有している。圧縮機構部１０は、固定スクロール２１と、揺動スクロール２２とを有している。
　固定スクロール２１は、容器４０内に固定支持されている第１のフレーム４６にボルトなどによって固定されている。固定スクロール２１は、台板部２３と、台板部２３の一方の面（本実施の形態１では、下面）に形成されたインボリュート曲線形状の突起である渦巻歯２５と、を有している。また、固定スクロール２１の中央部には、圧縮室１１内で圧縮されて高圧となったガス冷媒を吐出する吐出口３が形成されている。吐出口３の出口側（台板部２３の他方の面側）には、冷媒の吐出圧力に応じて吐出口３を開閉すると共に冷媒の逆流を防ぐ吐出弁機構２０が設けられている。
　吐出弁機構２０は、吐出弁５、弁押さえ６及び固定部材８を備えている。吐出弁５及び弁押さえ６は、その一端側の部分が、たとえばボルトなどで構成される固定部材８によってチャンバー４上に固定されている。このように吐出弁５、弁押さえ６及び固定部材８のそれぞれは吐出弁機構２０の構成要素であることから、図２では、吐出弁５、弁押さえ６及び固定部材８のそれぞれの符号の横に、吐出弁機構２０の符号を（）付きで示している。
　揺動スクロール２２は、第１のフレーム４６によって回転自在に支持されている。揺動スクロール２２は、図示省略のオルダム継手により、固定スクロール２１に対して自転運動することなく公転旋回運動（揺動運動）を行うようになっている。揺動スクロール２２は、台板部２４と、台板部２４の一方の面（本実施の形態１では、上面）に形成されたインボリュート曲線形状の突起である渦巻歯２６と、を有している。また、台板部２４の他方の面（スラスト面）の略中心部には、中空円筒形状の揺動スクロールボス部２７が形成されている。揺動スクロールボス部２７には、回転軸３３の上端に設けられた偏心軸部３３ａが嵌め入れられる。
　固定スクロール２１と揺動スクロール２２とは、渦巻歯２５と渦巻歯２６とを互いに噛み合わせるようにして嵌め合わせた状態で、容器４０内に装着される。渦巻歯２５と渦巻歯２６との間には、圧縮室１１が形成される。圧縮室１１は、揺動スクロール２２の揺動運動により渦巻歯２５と渦巻歯２６との相対的な位置関係が変わることで、容積が変化する。
　第１のフレーム４６は、第１のフレーム４６内に設けられた図示省略のスラストプレート上で、揺動スクロール２２が摺動可能なように、揺動スクロール２２を支持するものである。第１のフレーム４６の上部は、固定スクロール２１により閉じられている。第１のフレーム４６の下部には、回転軸３３を回転自在に保持する軸受が設けられている。第１のフレーム４６は、鉄系の磁性材料で構成されている。
　スクロール圧縮機１００は、容器４０内に設けられ、固定スクロール２１上に配置されたチャンバー４を備えている。チャンバー４には、圧縮機構部１０の吐出口３から吐出された冷媒が溜められる凹状部４Ａが形成されている。凹状部４Ａは、Ｚ方向における下側から上側に向かって凹むように形成されている。凹状部４Ａの中央部には、Ｚ方向に延びてチャンバー４を貫通する吐出口４Ｂが形成されている。ここで、圧縮機構部１０の吐出口３とチャンバー４の凹状部４Ａとは連通し、凹状部４Ａと吐出口４Ｂとは連通している。このため、圧縮室１１で圧縮された冷媒は、吐出口３、凹状部４Ａ及び吐出口４Ｂを介して後述する吐出マフラー７Ａに吐出される。
　スクロール圧縮機１００は、容器４０内に配置され、チャンバー４上に配置された吐出マフラー７Ａ及び吐出マフラー７Ｂを備えている。吐出マフラー７Ａ及び吐出マフラー７Ｂは、吐出マフラー７Ａの上側に、吐出マフラー７Ｂがかぶさるようにしてチャンバー４上に配置されている。吐出マフラー７Ａはチャンバー４の上面などとの間に、吐出口４Ｂから吐出された冷媒を受け入れる空間を形成している。吐出マフラー７Ａには、たとえば複数の穴（図示省略）が形成されており、この複数の穴を介して吐出マフラー７Ａ側から吐出マフラー７Ｂ側に冷媒が流出する。吐出マフラー７Ｂは吐出マフラー７Ａの上面などとの間に、吐出マフラー７Ａから流出された冷媒を受け入れる空間を形成している。また、吐出マフラー７Ｂにも、穴（図示省略）が形成されており、この穴を介して冷媒が容器４０内の空間に流出する。吐出マフラー７Ｂから流出した冷媒は、吐出管４５を介してスクロール圧縮機１００から吐出される。
　電動機部３０は、容器４０に固定された円環状の固定子３１と、固定子３１の内周側に配置された回転子３２と、を有している。回転子３２は、固定子３１に対して回転自在に取り付けられ、固定子３１に通電されることにより回転駆動される。回転子３２の中心には、回転軸３３が取り付けられている。回転軸３３の上端には、揺動スクロールボス部２７と回転自在に嵌合する偏心軸部３３ａが形成されている。電動機部３０が回転軸３３を介して揺動スクロール２２を駆動することにより、圧縮機構部１０でガス冷媒が圧縮されるようになっている。揺動スクロール２２の揺動運動のバランスを取るため、回転軸３３に第１のバランサ３４が取り付けられ、回転子３２に第２のバランサ３５が取り付けられている。第１のバランサ３４と第２のバランサ３５とは回転軸３３を中心に対称となるように配置されている。回転子３２、回転軸３３、第１のバランサ３４及び第２のバランサ３５は、一体的に固定され、回転軸組立３６を構成している。
　容器４０内における電動機部３０の下方には、第２のフレーム４７が固定されている。第２のフレーム４７は、回転軸３３の下端を回転自在に支持するためのボールベアリング４８を容器４０内で支える機能を有している。第２のフレーム４７の中心部には、ボールベアリング４８の外輪が圧入固定されている。
　上記の構成を有するスクロール圧縮機１００において、電動機部３０の固定子３１に通電されると、回転子３２と回転子３２に取り付けられた回転軸３３とが回転する。回転軸３３が回転することによって、揺動スクロール２２が固定スクロール２１に対して揺動運動する。これにより、固定スクロール２１の渦巻歯２５と揺動スクロール２２の渦巻歯２６との間に形成された圧縮室１１の容積が連続的に変動する。この際、圧縮室１１の容積が増大すると、圧縮室１１内の圧力が容器４０内の圧力、つまり吸入管４４から容器４０内に吸入された冷媒の圧力である吸入圧よりも低下し、容器４０内の冷媒が圧縮室１１に吸入される。その後、揺動スクロール２２の揺動運動によって圧縮室１１の容積が縮小していくと、圧縮室１１内に吸入された冷媒が圧縮され、圧縮室１１内の圧力が上昇する。圧縮室１１内の圧力が予め設定された圧力より高くなると、圧縮室１１内で圧縮された冷媒は、吐出弁機構２０の吐出弁５を押し上げ、吐出マフラー７Ａ内の空間に吐出される。吐出マフラー７Ａ内の空間に吐出された冷媒は、吐出マフラー７Ａに形成された穴を介して容器４０内の空間に流出し、吐出管４５を介してスクロール圧縮機１００から吐出される。
[回転子３２の概略構成]
　以下、回転子３２の中心軸ＪをＺ方向（鉛直方向）とした状態で説明する。
　図３は、実施の形態１に係る回転子３２の鉛直方向の概略断面図である。
　図４は、実施の形態１に係る回転子３２を上下逆さまにした状態を上から見た概略斜視図である。
　図５は、実施の形態１に係る回転子３２を側面から見た概略側面図である。
　図６は、実施の形態１に係る回転子３２を上から見た概略上面図である。
　図７は、実施の形態１に係る回転子３２を下から見た概略下面図である。
　図３、図４、図５、図６及び図７に示すように、回転子３２は、鉄心５０と、上部端板５２と、下部端板５３と、磁石５４と、鉄心５０の下部に取り付けられた第２のバランサ３５とを備えている。図３に示すように鉄心５０、上部端板５２、下部端板５３及び第２のバランサ３５は、リベット５７で締結されている。なお、回転子３２の中心軸Ｊと鉄心５０の中心軸とは同じのため、以下では、鉄心５０の中心軸についても中心軸Ｊという。
　鉄心５０は、複数枚の鋼板５８（図４参照）を積層して構成されている。鉄心５０は、水平方向の断面が円形をしている。鉄心５０には、直方体状の複数の磁石５４が周方向に等間隔に埋め込まれている。磁石５４は、ここでは６個、鉄心５０に埋め込まれている。鉄心５０には磁石スロット５５が形成されており、磁石スロット５５内に磁石５４が嵌め入れられることで、磁石５４が鉄心５０に埋め込まれた構成となっている。
　各磁石５４のそれぞれは、図６に示すように鉛直方向から見て、磁石５４の周方向の両端部のそれぞれと鉄心５０の中心軸Ｊとの距離が等しくなっている。具体的には、磁石５４の周方向の一端部５４ａと鉄心５０の中心軸Ｊとの距離Ａと、磁石５４の周方向の他端部５４ｂと鉄心５０の中心軸Ｊとの距離Ｂとが、Ａ＝Ｂの関係となっている。
　図５に示すように鉄心５０の上下には、回転子３２を回転させた時に磁石５４が磁石スロット５５から飛び出さないように、鉄心５０の上部に上部端板５２が配置されると共に、鉄心５０の下部に下部端板５３が配置されている。また、図６及び図７に示すように、鉄心５０、上部端板５２及び下部端板５３の中央には、回転子３２を回転軸３３に固定するための回転軸固定穴５６が形成されている。
　回転子３２の外周面には、螺旋溝５１が６本形成されている。各螺旋溝５１は、図５に示すように回転子３２の中心軸Ｊに対して傾斜角が同じであり、周方向に等間隔に形成されている。螺旋溝５１は、具体的には鉄心５０、上部端板５２及び下部端板５３の一体物に対して螺旋状に形成されている。よって、上部端板５２及び下部端板５３には、鉄心５０に形成された螺旋溝５１を延長する切り欠きが形成され、全体として螺旋状の溝が形成されている。螺旋溝５１は、回転子３２の上端面３２ａから下端面３２ｂにかけて形成されており、回転子３２の上下両端面で開口している。螺旋溝５１の螺旋の進行方向は、回転子３２の回転方向とは逆方向となっている。図５の点線矢印については後述する。なお、図５では、螺旋溝５１の位置をわかりやすくするため、螺旋溝５１の部分をドットで示している。これは、後述の側面図においても同様である。
　螺旋溝５１は上述したように６本であって、ここでは磁石５４と同数であり、一つの螺旋溝５１に対して一つの磁石５４が対応している。そして、図６に示すように鉛直方向から見て、螺旋溝５１の上端開口５１ａは、対応している磁石５４と径方向に延びる中心軸Ｌを同じとして径方向に対向している。
　また、複数枚の鋼板５８（図４参照）を積層して鉄心５０を構成した際に、各鋼板５８に設けた鋼板溝５８ａ同士が積層方向に滑らかに繋がって螺旋溝５１が形成されるように、鋼板溝５８ａの底面５８ｂは円弧状となっている。これにより、図６及び図７に示すように、螺旋溝５１の底面５１ｃも円弧状となっている。螺旋溝５１は回転子３２の側面から見て斜め方向に延びているため、鋼板５８を積層する際には、各鋼板５８を周方向にずらしつつ積層することになる。したがって、鋼板５８に形成された鋼板溝５８ａの底面５８ｂが仮に直線状であると、積層方向に隣接する各層の底面５８ｂ同士が滑らかに繋がらずにガタガタになる。このため、ここでは、鋼板溝５８ａの底面５８ｂを円弧状としている。このように、鋼板溝５８ａ同士が積層方向に滑らかに繋がって螺旋溝５１が形成されることで、螺旋溝５１を流れる冷媒の乱流を招くことなく、流量を確保できる。
　図７に示すように第２のバランサ３５は、半円状に形成され、回転軸３３と干渉しないように中心部が切り欠かれており、鉄心５０と中心軸が同じとなるように下部端板５３に取り付けられている。
　次に、螺旋溝５１の作用について説明する。
　まず、回転子３２の外周面に螺旋溝５１を形成していない比較例について説明する。
　図８は、比較例のスクロール圧縮機における冷媒の流れを示す図である。
　回転子３２０の外周面に螺旋溝が形成されていない場合、吸入管４４０から容器４００内に流れ込んだ冷媒は、図８の矢印に示すように固定子３１０と容器４００の胴部４２０との隙間を下方に流れる。その後、冷媒は、折り返して固定子３１０と回転子３２０との隙間を上方に流れる。固定子３１０と回転子３２０との隙間に流れ込んだ冷媒は、回転子３２０の回転により巻き上げられやすい。容器４００内に流れ込んだ冷媒は油を含んでいるため、油を含んだまま固定子３１０と回転子３２０との隙間内で巻き上げられ、圧縮機構部１０に向かって流れる。このため、スクロール圧縮機１００外に持ち出される油が多くなる。
　図９は、実施の形態１に係るスクロール圧縮機１００における冷媒の流れを示す図である。図９及び図５を参照して螺旋溝５１の作用を説明する。
　図５に示したように、螺旋溝５１は、回転子３２の外周面に、回転子３２の上端面３２ａから下端面３２ｂに向けて回転子３２の回転方向とは逆方向に延びている。これにより、回転子３２が回転すると、螺旋溝５１内の冷媒が、図５の点線矢印に示すように上から下へ向かって流れる。このように螺旋溝５１内において、上から下へと向かう冷媒の流れが形成されることにより、図９に示すように吸入管４４から容器４０内に吸入された冷媒が、回転子３２と固定子３１との隙間に引き込まれる。つまり、回転子３２の外周面に螺旋溝５１を設けたことで、吸入管４４から容器４０内に吸入された冷媒を、回転子３２と固定子３１との隙間に引き込む作用が得られる。なお、螺旋溝５１の向きを回転軸３３の回転方向と同じ方向とした場合には、螺旋溝５１における冷媒の流れが下から上へ向かう流れとなるため、吸入管４４から容器４０内に吸入された冷媒を螺旋溝５１内に引き込む作用を得ることはできない。
　回転子３２と固定子３１との隙間に引き込まれた冷媒は、螺旋溝５１内を上から下へと流れて螺旋溝５１から排出された後、折り返して固定子３１と容器４０の胴部４２との隙間を上昇し、圧縮機構部１０に取り込まれる。ここで、回転子３２と固定子３１との隙間に引き込まれた冷媒に含まれる油は、螺旋溝５１を通過する過程で遠心分離され、容器４０下部の油溜め４０ａに向けて落下する。
　このように、容器４０内に吸入された冷媒が圧縮機構部１０に取り込まれるまでの間に、螺旋溝５１によって、冷媒から油を遠心分離することができる。したがって、スクロール圧縮機１００外に持ち出される油を抑制できる。このようにスクロール圧縮機１００から持ち出される油を少なくできることで、スクロール圧縮機１００の冷媒下流に配置された凝縮器１０１に流入する冷媒における油の含有量を低減でき、凝縮器１０１の熱交換効率を向上することができる。
　また、容器４０内に吸入された低温の冷媒が螺旋溝５１内に引き込まれ、積極的に電動機部３０に流れるため、電動機部３０を十分に冷却することができ、信頼性が向上する。
　なお、本実施の形態１では、螺旋溝５１の数を６本としているが、螺旋溝５１の数は任意であり、螺旋溝５１の数によらず、上記と同様の効果が得られる。また、鉄心５０は積層鋼板ではなく、一体型でもよい。
　以上説明したように、本実施の形態１のスクロール圧縮機１００は、冷媒を圧縮する圧縮機構部１０と、圧縮機構部１０の下方に配置され、圧縮機構部１０を駆動する電動機部３０と、圧縮機構部１０と電動機部３０とを連結し、電動機部３０の回転力を圧縮機構部１０に伝達する回転軸３３とを有する。スクロール圧縮機１００は回転軸３３が鉛直方向に配置された縦置き型のスクロール圧縮機であって、更に、圧縮機構部１０、電動機部３０及び回転軸３３を収容する容器４０と、容器４０において圧縮機構部１０と電動機部３０との間の高さ位置に接続された吸入管４４とを備える。電動機部３０は、円環状の固定子３１と、固定子３１の内周側に配置された回転子３２とを備える。回転子３２の外周面には、吸入管４４から容器４０内に吸入された冷媒を引き込む螺旋溝５１が回転子３２の上端面３２ａから下端面３２ｂにかけて形成されている。螺旋溝５１の螺旋の進行方向は、回転子３２を上端面３２ａ側から見て、回転子３２の回転方向とは逆方向となっている。
　これにより、容器４０内に吸入された冷媒が回転子３２の外周面に設けた螺旋溝５１に引き込まれ、螺旋溝５１を通過する過程で冷媒から油を分離することができる。このため、油を分離された冷媒が圧縮機構部１０に取り込まれることとなり、油の圧縮機外への持ち出しを抑制することができる。
　本実施の形態１のスクロール圧縮機１００において、螺旋溝５１は、回転子３２の外周面に等間隔に複数形成されている。
　これにより、螺旋溝５１がバランス良く回転子３２に配置され、回転子３２が安定して回転する。
　本実施の形態１のスクロール圧縮機１００において、回転子３２の鉄心５０は、複数枚の鋼板５８を積層して構成されており、各鋼板５８に形成された鋼板溝５８ａが積層方向に連なって螺旋溝５１が形成されている。鋼板溝５８ａの底面５８ｂは円弧状となっている。
　これにより、複数枚の鋼板５８を積層して鉄心５０を構成した際に、各鋼板５８に設けた鋼板溝５８ａ同士を積層方向に滑らかに繋げることができ、螺旋溝５１を流れる冷媒の乱流を招くことなく、流量を確保できる。
　本実施の形態１のスクロール圧縮機１００において、螺旋溝５１は、磁石と同数であり、磁石５４に対応して鉄心５０に形成されている。そして、鉛直方向から見て、螺旋溝５１の上端開口５１ａは、対応している磁石５４と回転子３２の径方向に延びる中心軸を同じとして径方向に対向している。
　これにより、螺旋溝５１がバランス良く鉄心５０に配置され、回転子３２が安定して回転する。
実施の形態２．
　図１０は、実施の形態２に係る回転軸組立３６Ａの概略側面図である。
　図１１は、実施の形態２に係る回転軸組立３６Ａを上から見た概略上面図である。
　図１２は、実施の形態２に係る回転軸組立３６Ａを下から見た図である。
　図１３は、実施の形態２に係る回転子３２Ａを側面から見た概略側面図である。
　図１４は、実施の形態２に係る回転子３２Ａを上から見た概略上面図である。
　以下、本実施の形態２が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。本実施の形態２で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
　本実施の形態２の回転軸組立３６Ａは、上記実施の形態１の回転軸組立３６から第２のバランサ３５が取り除かれた構成を有する。上記実施の形態１の回転子３２は、回転子３２の外周面の全体に渡って螺旋溝５１が形成されていた。これに対し、本実施の形態２の回転子３２Ａは、図１１に示すように鉛直方向から見て、回転子３２Ａの外周面のうち第１のバランサ３４と同じ位相範囲内に絞って螺旋溝５１Ａが形成されている。言い換えれば、螺旋溝５１Ａが偏って形成されている。これにより、回転子３２Ａの重量がアンバランスになり、第２のバランサ３５と同じ作用が得られる。なお、ここでは螺旋溝５１Ａが１本の例を示しているが螺旋溝５１Ａの本数は任意である。
　本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、第１のバランサ３４と同じ位相範囲内にのみ螺旋溝５１Ａが形成されていることで、更に以下の効果が得られる。すなわち、回転子３２Ａの重量がアンバランスになり、第２のバランサ３５と同じ作用が得られ、第２のバランサ３５が不要となり、部品点数を削減できる。
実施の形態３．
　図１５は、実施の形態３に係る回転子３２Ｂを側面から見た概略側面図である。
　図１６は、実施の形態３に係る回転子３２Ｂを上から見た概略上面図である。
　以下、本実施の形態３が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。本実施の形態３で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
　本実施の形態３に係る回転子３２Ｂは、螺旋溝５１Ｂの溝幅が、上端開口５１ａから下端開口５１ｂに至る途中で変化した構成を有する。螺旋溝５１Ｂは、上端開口５１ａから一定の溝幅で形成され、途中から溝幅が広くなり、溝幅が広くなったまま下端開口５１ｂに至るように形成されている。つまり、螺旋溝５１Ｂにおいて冷媒の流れの上流側で溝幅が狭く、途中から下流側にかけて溝幅が広くなっている。
　この構成により、螺旋溝５１Ｂの溝幅が狭いところでは、螺旋溝５１Ｂ内に引き込まれた冷媒の流速が速くなり、冷媒から油が遠心分離される。そして、螺旋溝５１Ｂの溝幅が広くなるところでは、冷媒の流速が減速し、冷媒は、減速した状態で螺旋溝５１Ｂから排出される。
　本実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、更に以下の効果が得られる。すなわち、冷媒が螺旋溝５１Ｂから減速した状態で排出されることで、螺旋溝５１から排出された冷媒の油溜め４０ａへの衝突力が緩和され、油溜め４０ａ内の油が巻き上がることを抑制できる。これにより、圧縮機外への油の持ち出し量を低減できる。
　なお、本実施の形態３では、螺旋溝５１Ｂの溝幅が途中から急激に広くなるように構成したが、上端開口５１ａから下端開口５１ｂにかけて徐々に溝幅が広くなるように構成してもよい。この構成としても上記と同様の効果が得られる。
実施の形態４．
　図１７は、実施の形態４に係る回転子３２Ｃを側面から見た概略側面図である。
　以下、本実施の形態４が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。本実施の形態４で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
　本実施の形態４に係る回転子３２Ｃは、螺旋溝５１Ｃの回転子３２Ｃの中心軸Ｊに対する傾斜角度が、上端開口５１ａから下端開口５１ｂに至る途中で変化している。本実施の形態４の螺旋溝５１Ｃは、上端開口５１ａから一定の傾斜角度で形成され、途中から傾斜角度が０となって鉛直方向に下降して形成されている。
　この構成により、螺旋溝５１Ｃにおいて一定の角度のところでは、螺旋溝５１Ｃ内に引き込まれた冷媒から油が遠心分離される。そして、螺旋溝５１Ｃにおいて角度が変化するところでは、冷媒の流速が減速し、冷媒は、減速した状態で螺旋溝５１Ｃから排出される。
　本実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、実施の形態３と同様に螺旋溝５１Ｃから排出された冷媒によって油溜め４０ａ内の油が巻き上がることを抑制できる。これにより、圧縮機外への油の持ち出し量を低減できる。
　なお、本実施の形態４では、螺旋溝５１Ｃが途中から鉛直方向に下降するように構成したが、鉛直方向に限られない。たとえば、図１７において点線で示したように、変化前の螺旋溝をそのまま延長した方向と鉛直方向との間の方向になるようにしてもよい。
実施の形態５．
　図１８は、実施の形態５に係る回転子３２Ｄを側面から見た概略側面図である。
　以下、本実施の形態５が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。本実施の形態５で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
　本実施の形態５に係る回転子３２Ｄは、螺旋溝５１Ｄの溝幅と角度との両方が、上端開口５１ａから下端開口５１ｂに至る途中で変化している。つまり、上記実施の形態３と実施の形態４とを組み合わせた構成を有する。螺旋溝５１Ｃは、上端開口５１ａから一定の傾斜角度で形成され、途中から下端開口５１ｂに向かって鉛直方向に延びると共に溝幅が広がって形成されている。
　本実施の形態５によれば、実施の形態３及び実施の形態４と同様の効果を得ることができる。
実施の形態６．
　図１９は、実施の形態６に係る回転子３２Ｅを側面から見た概略側面図である。
　図２０は、実施の形態６に係る回転子３２Ｅを上から見た概略上面図である。
　以下、本実施の形態６が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。本実施の形態６で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
　実施の形態６に係る回転子３２Ｅは、実施の形態１の上部端板５２に代えて上部端板５２Ｅを有する。上部端板５２Ｅは、鉄心５０の上端面５０ａに配置された円板状であって、螺旋溝５１の上端開口５１ａを開放する斜め上方に延びた立ち上がり部５２Ｅａを有する。立ち上がり部５２Ｅａは、上部端板５２Ｅにおいて上端開口５１ａに対向する部分を切り起こして形成されている。立ち上がり部５２Ｅａの上端面５０ａからの立ち上がり角度θは、１０°～８０°に設定されている。立ち上がり部５２Ｅａは、容器４０内に吸入された冷媒の螺旋溝５１への引き込みを促進するものである。下部端板５３については、実施の形態１と同様に鉄心５０に設けられた螺旋溝５１を延長する切り欠きが形成されている。
　以下、立ち上がり部５２Ｅａの立ち上がり角度θと冷媒引き込みの促進効果との関係について説明する。
　図２１は、実施の形態６に係る回転子３２Ｅにおける立ち上がり部５２Ｅａの作用説明図である。図２２は、比較例であって、立ち上がり角度θが９０°を超える立ち上がり部の作用説明図である。図２３は、比較例であって、立ち上がり角度θが０°に近い立ち上がり部の作用説明図である。
　図２２に示すように立ち上がり部５２Ｅａの立ち上がり角度θが９０°を超える場合、矢印に示すように冷媒は立ち上がり部５２Ｅａの上を流れていってしまい、冷媒を引き込む効果が得られない。図２３に示すように立ち上がり部５２Ｅａの立ち上がり角度θが０°に近い状態でも同様に、冷媒は立ち上がり部５２Ｅａの上を流れていってしまう。これに対し、図２１に示すように立ち上がり部５２Ｅａの立ち上がり角度θを１０°～８０°にした場合、冷媒を螺旋溝５１内へ引き込むことができる。
　本実施の形態６によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、立ち上がり部５２Ｅａの立ち上がり角度θを１０°～８０°にしたことにより、以下の効果が得られる。すなわち、容器４０内に吸入された冷媒がより螺旋溝５１に引き込まれやすくなり、より遠心分離される油の量を多くできる。また、螺旋溝５１に引き込まれる冷媒量が多くなることで、固定子３１と回転子３２とを、より冷却することができる。その結果、スクロール圧縮機１００の信頼性がより向上し、運転範囲の拡大が可能となる。
実施の形態７．
　図２４は、実施の形態７に係る回転子３２Ｆを側面から見た概略側面図である。
　図２５は、実施の形態７に係る回転子３２Ｆを上から見た概略上面図である。
　図２６は、実施の形態７に係る回転子３２Ｆにおける磁石５４を側面から透視した説明図である。
　以下、本実施の形態７が実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。本実施の形態７で説明されていない構成は実施の形態１と同様である。
　本実施の形態７に係る回転子３２Ｆは、磁石５４を、螺旋溝５１との接触を避けつつ、できるだけ回転子３２の外周面側に近づけるようにしたものである。すなわち、図２５に示すように鉛直方向から見て、磁石５４の周方向の両端部のそれぞれと鉄心５０の中心軸Ｊとの距離が互いに異なっている。具体的には、磁石５４の周方向の一端部５４ａと鉄心５０の中心軸Ｊとの距離Ａと、磁石５４の周方向の他端部５４ｂと鉄心５０の中心軸Ｊとの距離Ｂとが、Ａ＜Ｂの関係を有する。ここで、磁石５４の周方向の両端部のうち、鉄心５０の中心軸Ｊとの距離が長い方、この例では他端部５４ｂを第１端部とする。また、鉄心５０の中心軸Ｊとの距離が短い方、この例では一端部５４ａを第２端部とする。そして、第１端部は、鉛直方向から見て螺旋溝５１同士の間に位置している。
　この構成により、距離Ａを固定として考えたとき、距離Ｂを距離Ａより大きくする構成とすることで、距離Ｂを距離Ａと同じとする構成に比べて、磁石５４を回転子３２Ｆの外周に近づけることができる。これにより、電動機部３０の効率を向上することができる。また、第１端部が、鉛直方向から見て螺旋溝５１同士の間に位置していることで、磁石５４を、回転子３２Ｆの外周により近づけることができる。
　更に、図２６に示すように磁石５４は、螺旋溝５１と接触しないように、鉛直方向に対して角度Ｃだけ傾斜している。傾斜の方向は、磁石５４の下端部側が上端部側に対して、鉛直方向から見て周方向で第２端部側に傾斜している。
　以上の構成により、磁石５４の螺旋溝５１への接触を避けつつ、磁石５４を回転子３２Ｆの外周に近づけることができ、電動機部３０の効率を向上することができる。また、磁石５４が鉛直方向に対して傾斜していることで、回転子３２Ｆが回転するときのトルクむらを抑えられるため、トルクむらによって発生する振動を低減することができる。
　なお、ここでは、Ａ＜Ｂの関係を有する構成例を示したが、次のように構成してもよい。
　図２７は、実施の形態７に係る回転子３２Ｆの変形例を側面から見た概略側面図である。
　図２８は、実施の形態７に係る回転子３２Ｆの変形例における磁石５４を側面から透視した説明図である。
　この変形例では、図２７に示すようにＡ＞Ｂの関係を有する。この変形例でも上記と同様に、図２８に示すように磁石５４は、鉛直方向に対して角度Ｃだけ傾斜している。ここで、この変形例では、磁石５４の一端部５４ａが第１端部、他端部５４ｂが第２端部となる。よって、磁石５４の傾斜の方向は、磁石５４の下端部側が上端部側に対して、鉛直方向から見て周方向で第２端部側に傾斜している。
　このように構成した場合も、上記と同様の効果が得られる。
　本実施の形態７によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、磁石５４の螺旋溝５１への接触を避けつつ、磁石５４を回転子３２Ｆの外周に近づけることができ、電動機部３０の効率を向上することができる。また、磁石５４が鉛直方向に対して傾いていることで、回転子３２Ｆが回転するときのトルクむらを抑えられるため、トルクむらによって発生する振動を低減することができる。
　以上、スクロール圧縮機１００の各実施の形態について説明したが、本開示は、これらの各実施の形態には限られず、各実施の形態を適宜組み合わせることもできる。たとえば、実施の形態１～実施の形態５のそれぞれと、実施の形態６及び実施の形態７の一方又は両方と、を組み合わせることができる。また、実施の形態２と、実施の形態３～実施の形態５とを組み合わせることもできる。
　３　吐出口、４　チャンバー、４Ａ　凹状部、４Ｂ　吐出口、５　吐出弁、６　弁押さえ、７Ａ　吐出マフラー、７Ｂ　吐出マフラー、８　固定部材、１０　圧縮機構部、１１　圧縮室、２０　吐出弁機構、２１　固定スクロール、２２　揺動スクロール、２３　台板部、２４　台板部、２５　渦巻歯、２６　渦巻歯、２７　揺動スクロールボス部、３０　電動機部、３１　固定子、３２　回転子、３２Ａ　回転子、３２Ｂ　回転子、３２Ｃ　回転子、３２Ｄ　回転子、３２Ｅ　回転子、３２Ｆ　回転子、３２ａ　上端面、３２ｂ　下端面、３３　回転軸、３３ａ　偏心軸部、３４　第１のバランサ、３５　第２のバランサ、３６　回転軸組立、３６Ａ　回転軸組立、４０　容器、４０ａ　油溜め、４１　上部容器、４２　胴部、４３　下部容器、４４　吸入管、４５　吐出管、４６　第１のフレーム、４７　第２のフレーム、４８　ボールベアリング、５０　鉄心、５０ａ　上端面、５１　螺旋溝、５１Ａ　螺旋溝、５１Ｂ　螺旋溝、５１Ｃ　螺旋溝、５１Ｄ　螺旋溝、５１ａ　上端開口、５１ｂ　下端開口、５１ｃ　底面、５２　上部端板、５２Ｅ　上部端板、５２Ｅａ　立ち上がり部、５３　下部端板、５４　磁石、５４ａ　一端部、５４ｂ　他端部、５５　磁石スロット、５６　回転軸固定穴、５７　リベット、５８　鋼板、５８ａ　鋼板溝、５８ｂ　底面、１００　スクロール圧縮機、１０１　凝縮器、１０１Ａ　送風機、１０２　絞り装置、１０３　蒸発器、１０３Ａ　送風機、１０４　熱交換器、１０５　絞り装置、１０６　バイパス配管。

Claims (16)

  1. 　冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
    　前記圧縮機構部の下方に配置され、前記圧縮機構部を駆動する電動機部と、
    　前記圧縮機構部と前記電動機部とを連結し、前記電動機部の回転力を前記圧縮機構部に伝達する回転軸と、
    　前記圧縮機構部、前記電動機部及び前記回転軸を収容する容器と、
    　前記容器において前記圧縮機構部と前記電動機部との間の高さ位置に接続された吸入管とを備え、
    　前記回転軸が鉛直方向に配置された縦置き型のスクロール圧縮機であって、
    　前記電動機部は、円環状の固定子と、前記固定子の内周側に配置された回転子とを備え、前記回転子の外周面には、前記吸入管から前記容器内に吸入された冷媒を引き込む螺旋溝が前記回転子の上端面から下端面にかけて形成されており、前記螺旋溝の螺旋の進行方向が、前記回転子を前記上端面側から見て、前記回転子の回転方向とは逆方向となっているスクロール圧縮機。
  2. 　前記螺旋溝は、前記回転子の外周面に等間隔に複数形成されている請求項１に記載のスクロール圧縮機。
  3. 　前記回転軸に取り付けられた第１のバランサを備え、
    　前記螺旋溝は、鉛直方向から見て、前記第１のバランサと同じ位相範囲内にのみ形成されている請求項１又は請求項２に記載のスクロール圧縮機。
  4. 　前記螺旋溝は、前記螺旋溝の上端開口から下端開口に至る途中から溝幅が拡大している請求項１～請求項３の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
  5. 　前記螺旋溝は、前記螺旋溝の上端開口から下端開口に至る途中から、前記回転子の中心軸に対する傾斜角度が変化している請求項１～請求項４の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
  6. 　前記螺旋溝は、前記傾斜角度が前記途中から０になって鉛直方向に下降する請求項５に記載のスクロール圧縮機。
  7. 　前記回転子は、鉄心と、前記鉄心に埋め込まれた複数の磁石と、前記鉄心の上部に配置された上部端板と、前記鉄心の下部に配置された下部端板とを有し、前記鉄心、前記上部端板及び前記下部端板の一体物に対して前記螺旋溝が形成されている請求項１～請求項６の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
  8. 　前記回転子の前記鉄心は、複数枚の鋼板を積層して構成されており、各鋼板に形成された鋼板溝が積層方向に連なって前記螺旋溝が形成されており、
    　前記鋼板溝の底面は円弧状となっている請求項７に記載のスクロール圧縮機。
  9. 　前記上部端板は、前記螺旋溝の上端開口を開放する斜め上方に延びた立ち上がり部を有する請求項７又は請求項８に記載のスクロール圧縮機。
  10. 　前記立ち上がり部の前記鉄心の上端面からの立ち上がり角度は、１０°～８０°に設定されている請求項９に記載のスクロール圧縮機。
  11. 　前記磁石は直方体状であって、鉛直方向から見て、前記磁石における前記回転子の周方向の両端部のそれぞれと前記鉄心の中心軸との距離が等しい請求項７～請求項１０の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
  12. 　前記磁石は、前記鉄心に鉛直方向に埋め込まれている請求項７～請求項１１の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
  13. 　前記螺旋溝は、前記磁石と同数であり、前記磁石に対応して前記鉄心に形成されており、鉛直方向から見て、前記螺旋溝の上端開口は、対応している前記磁石と前記回転子の径方向に延びる中心軸を同じとして前記径方向に対向している請求項７～請求項１２の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
  14. 　前記磁石は、鉛直方向から見て、前記磁石における前記回転子の周方向の両端部のそれぞれと前記鉄心の中心軸との距離が互いに異なっている請求項７～請求項１０の何れか一項に記載のスクロール圧縮機。
  15. 　前記磁石の前記両端部のうち、前記鉄心の中心軸との距離が長い方を第１端部、前記鉄心の中心軸との距離が短い方を第２端部とするとき、前記第１端部は、鉛直方向から見て前記螺旋溝同士の間に位置しており、
    　前記磁石は、鉛直方向に対して傾斜しており、前記磁石の傾斜の方向は、前記磁石の下端部側が上端部側に対して、鉛直方向から見て前記周方向で前記第２端部側に傾いている請求項１４に記載のスクロール圧縮機。
  16. 　請求項１～請求項１５の何れか一項に記載のスクロール圧縮機を備えた冷凍サイクル装置。
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