密闭型压缩机及具有该密闭型压缩机的蒸汽压缩式制冷循环装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及密闭型压缩机及具有该密闭型压缩机的蒸汽压缩式制冷循环装置，特别涉及油分离效果高的密闭型压缩机及具有该密闭型压缩机的蒸汽压缩式制冷循环装置。
【背景技术】
[0002]一直以来，在使用于蒸汽压缩式制冷循环装置(热泵设备、制冷循环设备)的制冷剂压缩机中，使用了电动机的旋转力通过驱动轴传递给压缩机构来压缩制冷剂气体的制冷剂压缩机。这种制冷剂压缩机中，由压缩机构压缩的制冷剂气体被排出到密闭容器内，并通过电动机部气体流路而从电动机下侧的空间向电动机上侧的空间移动后，被向密闭容器外的制冷剂回路排出。此时，供给至压缩机构的润滑油与制冷剂气体混合并被排出到密闭容器外。一直以来，存在如下问题，当进入制冷剂回路的油排出量增加时，热交换器的性能下降，进一步地，当密闭容器内的储油量减少时，由于润滑不良而使制冷剂压缩机的可靠性下降。
[0003]近年来，加速了制冷剂压缩机的小型化开发、将使用制冷剂向环境负担小的代替制冷剂(包含自然制冷剂)的转变，并要求在密闭容器内的油分离技术的高度化。另一方面，由于在密闭容器内，电动机高速旋转时的制冷剂、润滑油的流动状态与油分离的机理非常复杂，且高压的密闭容器内的观察实验也不容易，所以未弄清楚的部分较多，未解决的技术问题也较多。
[0004]专利文献I记载的高压外壳型涡旋压缩机由配置在密闭容器内的上侧的压缩机构压缩吸入的制冷剂，暂时使之下降到密闭容器底的储油部后，使之通过电动机气体流路而从电动机下侧空间上升到上侧空间，并从压缩机排出管排出高压气体。该专利文献I记载的高压外壳型涡旋压缩机具有:设置在电动机转子的上部的风扇、以及在风扇上方分隔电动机定子侧和电动机转子侧的分隔壁。而且，利用由风扇的旋转导致的离心力、流经分隔壁的间隙的压力阻力，将制冷剂与润滑油分离，防止未与制冷剂分离的润滑油直接流入排出管，也就是说，防止润滑油从密闭容器流出。
[0005]另外，在专利文献2中，公开了一种密闭型电动压缩机的油分离装置，其特征在于，所述密闭型电动压缩机具有:电动元件，所述电动元件被容纳在密闭容器内的上部；压缩元件，所述压缩元件由电动元件驱动；油分离板，所述油分离板隔开规定间隔地与电动元件的转子的上部端环相对设置；以及搅拌叶片，所述搅拌叶片直立设置在油分离板上，使搅拌叶片仅直立设置在油分离板的下表面上。
[0006]一般已确认:利用专利文献I中的风扇及分隔壁、专利文献2中的油分离板及搅拌叶片来改善压缩机密闭容器内的油分离状态的效果。
[0007]并且，最近，活用进步显著的三维流体模拟技术，能够将压缩机密闭容器内的制冷剂和润滑油的流动状态可视化，能够得到新的见解。例如，在专利文献3中，公开了一种制冷剂压缩机，利用在设置于密闭容器内的电动机转子的上端的上侧平衡锤的旋转方向前端附近产生的排出压力上升，从前端部附近朝向下端形成油返回用流路，使在上述转子的周围出现的高浓度润滑油向电动机下侧返回而防止冒油。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利第3925392号公报
[0011]专利文献2:日本实开平5-61487号公报
[0012]专利文献3:日本特开2009-264175号公报
[0013]非专利文献
[0014]非专利文献I 涡轮送风机和压缩机” corona出版社(昭和63年)
[0015]非专利文献2 流体机械工程学” corona出版社(昭和58年)
【发明内容】
[0016]发明要解决的问题
[0017]一般来说，为了构成高性能的离心送风机，像非专利文献I记载的那样，需要针对叶轮本身的形状、流入叶轮的流路形状、从叶轮流出的流路形状等进行理论设计。
[0018]然而，专利文献I和专利文献2未针对分别公开的安装在电动机转子(转子)的上部的风扇及叶片公开理论设计方法，未研宄到用于改善油分离状态的最佳的风扇及叶片的结构。
[0019]例如，在专利文献I记载的高压外壳型涡旋压缩机中，存在如下问题:若对安装在电动机转子的上部的风扇和分隔壁未适当地设计配置的话，由于无法利用风扇及分隔壁来防止从压缩机构流入电动机上侧空间的制冷剂(混有油微粒的制冷剂)从电动机定子一侧直接流入电动机转子一侧，从而不能充分发挥油分离效果。
[0020]本发明为解决上述问题而做出，其目的在于，得到一种密闭型压缩机及具有该密闭型压缩机的蒸汽压缩式制冷循环装置，所述密闭型压缩机利用设置在密闭容器内的电动机转子的旋转，能够使向密闭容器外的油流出量比以往的低。
[0021]用于解决问题的手段
[0022]本发明的密闭型压缩机具有:密闭容器，所述密闭容器在底部储存润滑油；电动机，所述电动机设置在所述密闭容器的内部，并具有定子及形成有在上下方向上贯通的转子通风孔的转子；驱动轴，所述驱动轴安装在所述转子上；压缩机构，所述压缩机构设置在所述密闭容器的内部，并通过所述驱动轴的旋转来压缩制冷剂；旋转升压机构，所述旋转升压机构设置在所述转子的上方，一边绕所述驱动轴旋转一边使制冷剂气体通过而将其升压；圆筒侧壁，所述圆筒侧壁将所述电动机的上侧空间分隔为作为定子一侧的外侧空间和作为转子一侧的内侧空间，从而包围所述旋转升压机构；以及排出管，所述排出管与所述内侧空间连通，使制冷剂从该空间向所述密闭容器的外部回路流出，由所述压缩机构压缩并向所述密闭容器内排出的制冷剂气体从所述电动机的下侧空间起，通过所述转子通风孔移动到所述转子的上端，流入所述旋转升压机构而被升压，之后，向所述内侧空间流动而将该内侧空间升压，在抑制制冷剂气体从所述外侧空间流入所述内侧空间的同时将制冷剂气体从所述排出管向外部排出。
[0023]另外，本发明的蒸汽压缩式制冷循环装置具有:本发明的密闭型压缩机；使由该压缩机压缩的制冷剂散热的散热器；使从该散热器流出的制冷剂膨胀的膨胀机构；以及使从该膨胀机构流出的制冷剂吸热的蒸发器。
[0024]发明的效果
[0025]根据本发明，能够得到能防止在密闭容器内的润滑油储存量的下降从而抑制由润滑不良导致的可靠性下降的效果、使节能性能提高的效果。
【附图说明】
[0026]图1是表示本发明实施方式I的密闭型压缩机的构造的纵剖视图。
[0027]图2是表示本发明实施方式I的密闭型压缩机的构造的横剖视图(图1的A-A剖视图)。
[0028]图3是表示设置在本发明实施方式I的密闭型压缩机的转子的上方的旋转升压机构的立体图。
[0029]图4是表示本发明实施方式2的密闭型压缩机的构造的纵剖视图。
[0030]图5是表示本发明实施方式2的密闭型压缩机的构造的横剖视图(图4的A-A剖视图)。
[0031]图6是表示设置在本发明实施方式2的密闭型压缩机的转子的上方的旋转升压机构的立体图。
[0032]图7是表示本发明实施方式3的密闭型压缩机的构造的纵剖视图。
[0033]图8是表示本发明实施方式3的密闭型压缩机的构造的横剖视图(图7的A-A剖视图)。
[0034]图9是表示本发明实施方式4的密闭型压缩机的构造的纵剖视图。
[0035]图10是表示本发明实施方式4的密闭型压缩机的构造的横剖视图(图9的A-A剖视图)。
[0036]图11是表示设置在本发明实施方式4的密闭型压缩机的转子的上方的旋转升压机构的立体图。
[0037]图12是表示本实施方式5的蒸汽压缩式制冷循环装置101的结构图。
【具体实施方式】
[0038]实施方式I
[0039]图1是表示本发明实施方式I的密闭型压缩机的构造的纵剖视图。图2是表示本发明实施方式I的密闭型压缩机的构造的横剖视图(图1的A-A剖视图)。另外，图3是表示设置在本发明实施方式I的密闭型压缩机的转子的上方的旋转升压机构的立体图。此夕卜，图2所示的涂黑箭头表示旋转升压机构的旋转方向。另外，图3表示从图2图示的立体箭头的方向观察到的旋转升压机构。
[0040]首先，使用这些图1?图3，说明本实施方式I的密闭型压缩机100的基本构造及动作。
[0041]<密闭型压缩机100的基本构造和动作>
[0042]本实施方式I的密闭型压缩机100是高压外壳密闭型涡旋压缩机，具有:在底部形成有储存润滑油的下部储油部2的密闭容器1、容纳在该密闭容器I的内部的电动机8、驱动轴3、压缩机构60及旋转升压机构49等。
[0043]电动机8具有:在内周部形成有在上下方向上贯通的贯通孔的大致圆筒状的定子7、经由规定的气隙27a配置在该定子7的内周侧的大致圆筒状的转子6。本实施方式I的电动机8例如是直流无刷电机。层叠钢板而构成该定子7，在芯7c上高密度地卷绕线圈而形成有线圈绕组块。另外，在定子7的上端，形成有多个电动机上部线圈搭接部7a，所述电动机上部线圈搭接部7a是从线圈绕组