[發明專利]密閉式壓縮機和具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環裝置

有效

• 申請號: 201380028116.X
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN104334884B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發明（設計）人: 橫山哲英;諸江將吾;白藤好范;西木照彥;加藤太郎;前山英明;長澤宏樹;新宮啟介
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: F04C29/02
• 分類號: F04C29/02;F04B39/04;F04C29/00;F25B1/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 朱龍

技術領域

本發明涉及密閉式壓縮機和具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環裝置，尤其涉及油分離效果好的密閉式壓縮機和具有該密閉式壓縮機的蒸汽壓縮式制冷循環裝置。

背景技術

以往，在用于蒸汽壓縮式制冷循環裝置(熱泵設備或制冷循環設備)的制冷劑壓縮機中，使用了將由電動機產生的旋轉力通過驅動軸傳遞給壓縮機構來壓縮制冷劑氣體的制冷劑壓縮機。在這樣的制冷劑壓縮機中，由壓縮機構壓縮的制冷劑氣體在被排出至密閉容器內，并通過電動機部氣體流路相對于電動機從下側的空間向上側的空間移動后，向密閉容器外的制冷劑回路排出。此時，供給至壓縮機構的潤滑油與制冷劑氣體混合，被排出到密閉容器外。以往，存在如下問題，即：當向制冷劑回路帶出的油排出量增加時，熱交換器的性能下降，或者，當密閉容器內的儲油量減少時，由壓縮氣體泄漏增加造成壓縮機效率下降，并且由于壓縮機潤滑不良造成可靠性下降。

近年來，制冷劑壓縮機的小型化開發和將使用制冷劑轉換為環境負擔小的替代制冷劑(包括自然制冷劑)的過程加快，需要實現在密閉容器內的油分離技術的高度化。另一方面，在密閉容器內，電動機高速旋轉時的制冷劑·潤滑油的流動狀態和油分離的機制非常復雜，且高壓的密閉容器內的觀察實驗不易進行，因此，尚未弄清楚的部分多，沒有解決的技術課題也很多。

專利文獻1中記載的高壓腔式渦旋壓縮機將由配置在密閉容器內的上側的壓縮機構吸入的制冷劑壓縮，使其暫時下降到密閉容器底的儲油部后，通過電動機氣體流路從電動機下側空間上升到上側空間，從壓縮機排出管排出高壓氣體。該專利文獻1中記載的高壓腔式渦旋壓縮機具有設置在電動機轉子的上部的風扇和安裝在電動機定子側和電動機轉子側的分隔壁。并且，通過由風扇的旋轉產生的離心力和流過分隔壁的間隙的壓力阻力將制冷劑和潤滑油分離，防止未與制冷劑分離的潤滑油直接流入排出管，即防止潤滑油從密閉容器流出。

另外，在專利文獻2中，公開了一種密閉式電動壓縮機的油分離裝置，該密閉式電動壓縮機具有收納于密閉容器內的上部的電動機構、由電動機構驅動的壓縮機構、在電動機構的轉子的上部端環以規定間隔相對設置的油分離板和立設在油分離板上的攪拌葉片，其特征在于，只在油分離板的下表面立設攪拌葉片。

專利文獻1和專利文獻2中公開的油分離裝置(專利文獻1中的風扇和分隔壁、專利文獻2中的油分離板和攪拌葉片)所實現的改善壓縮機密閉容器內的油分離狀態的效果被普遍確認。

并且，充分利用在最近進步顯著的三維流體模擬技術，能夠將壓縮機密閉容器內的制冷劑和潤滑油的流動狀態可視化，能夠得到新的認識。例如，在專利文獻3中，公開了如下的制冷劑壓縮機，其利用固定在設置于密閉容器內的電動機轉子上端的上側平衡塊的旋轉方向前端附近產生的壓頭上升，從前端部附近向下端形成回油用流路，使在上述轉子的周圍露出的高濃度潤滑油回到電動機下側，防止油上升。

通常，在作為當前壓縮機使用的交流無刷電動機的轉子中，層疊圓形的鋼板，用金屬平板夾入上表面和下表面而成為一體化的圓筒形狀，在該轉子的上端的上側附設有上側平衡塊，在下端附設有下側平衡塊。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本專利第3925392號公報

專利文獻2:日本實開平5-61487號公報

專利文獻3:日本特開2009-264175號公報

非專利文獻

非專利文獻1:《渦輪鼓風機和壓縮機》コロナ社(昭和63年)

非專利文獻2:《流體機械工學》コロナ社(昭和58年)

一般來講，為了構成高性能的離心鼓風機，如非專利文獻1記載的那樣，對于葉輪自身的形狀、流入葉輪前的流路形狀、從葉輪流出后的流路形狀等都根據理論計算來進行設計。

但是，在專利文獻1和專利文獻2中，對于分別公開的安裝在電動機轉子的上部的風扇和葉片沒有公開理論的設計方法，沒有達到用于改善油分離狀態的最佳的風扇和葉片的結構。在以往的密閉式壓縮機中，留有通過適當地利用離心風扇而進一步提高油分離性能的余地。

例如，在專利文獻1中記載的高壓腔式渦旋壓縮機中，設置在電動機轉子的上部的風扇只配置在沒有上側平衡塊的一側，因此由于不均勻的風扇旋轉，電動機上側空間內的壓力分布和流速分布產生大幅度變動。如果將該結構保持這種狀態應用在旋轉式壓縮機上，會妨礙浮游在電動機上部空間內的油滴靠重力沉降，或者由于擾亂堆積在定子的上部的油的油面，反而將油滴卷起而可能增加向密閉容器外的流出量。