JP2004239192A - Double-cylinder rotary compressor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下に近接して第1及び第2シリンダを配設し、そのシリンダの少なくとも一方から高圧の吐出ガスを密閉容器内に吐出する高圧容器形2シリンダロータリ圧縮機に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な2シリンダロータリ圧縮機の一例として図9によってその構成を説明する。2シリンダロータリ圧縮機(以下、圧縮機)21の密閉容器22は、円筒状のケース2aの上、下に、蓋チャンバ22bと底チャンバ22cを圧入した後、円周溶接し形成されている。密閉容器22内部に、上部に電動機部23、下部に圧縮機構部24が収納配設されている。
【0003】
電動機部23は、ステータ23aが密閉容器22の内周面に、焼嵌めなどで嵌合して取り付けられている。ステータ23aの内側にはロータ23bが回転自在に配設され、ロータ23bはクランクシャフト26に、圧入などにより固接されている。
【0004】
一方、圧縮機構部24は以下のように構成されている。まず、フレーム25は、密閉容器22の円筒状のケース2aの内径寸法と近似した最外径寸法のフランジ部25aと、ベアリング25bとを有している。クランクシャフト26は、そのベアリング25bに貫通して支持されており、このフレーム25の下側に突き出したクランクシャフト26には2つの偏心部26a、26bが設けられている。この偏心部26a、26bに対応する位置には第1シリンダ27、第2シリンダ28が仕切り板29を介して配設されている。そして、これらシリンダ27、28内に位置する偏心部26a、26bには第1ローラ30、第2ローラ31が設けられている。第2シリンダ28の下には下部ベアリング34が設けられている。
【0005】
ローラ30、31には、シリンダ27、28の夫々の内面から弾性的に突設されたブレード(図示せず)が当接している。このブレードで、偏心して回転するローラ30、31とシリンダ27、28と仕切り板29、下部ベアリング34で形成される空間を仕切ることで圧縮室35を形成する。
【0006】
以上の部材を主構成要素として備えるこの圧縮機構部24は、電動機部23のステータ23aとロータ23bとの間のエアギャップと、シリンダ27、28の吸込み穴27a、28aと密閉容器22の横穴22dとの位置とがそれぞれ適切な位置で、フレーム25の外径25bと密閉容器22とがスポット溶接(図示せず)され、密閉容器22に固定される。
【0007】
この圧縮機構部24で圧縮された冷媒は、図示されていない各シリンダ27、28の吐出口より密閉容器22内に吐き出され、密閉容器22内を高圧(吐出圧力)にして吐出パイプ37から圧縮機外部の冷凍サイクルへ吐き出される。
【0008】
上下夫々に位置するシリンダ27、28の吸込み穴27a、28aと、アキュームレータ32の吸入管32a、32bの接続方法について、図10を用いて説明する。密閉容器22のケース2aには、シリンダ27、28の吸込み穴27a、28aに対応する部分に、2個の横穴22dが、例えばその中心間距離Aを横穴22dの直径Dの2倍を最大寸法として、夫々独立して近接した位置に設けられている。この横穴22d内には継パイプ22eが予めロウ付けされている。
【0009】
密閉容器22と圧縮機構部24をスポット溶接により接合した後、段付形状のシールサクションパイプ33はその先端33aを継パイプ22eに圧入される。この圧入は、シールサクションパイプ33の後端面33bと継パイプ22eの後端面との関係が、各シリンダに対して同等位置になるように行う。
【0010】
次に、シリンダ27、28に圧入したシールサクションパイプ33の拡管部33cに、アキュームレータ32の吸入管32a、32bが挿入された後、継パイプ22eとシールサクションパイプ33とアキュームレータ32の吸入管32a、32bとが、気密性を備えるようにロウ付けされる。これによって密閉容器22内部の圧縮機構部24と密閉容器22外部のアキュームレータ32が機能的に連係、即ちアキュームレータ32からの冷媒ガスは外気が混入されること無く圧縮機構部24に導かれることになる。
【0011】
他の圧縮機の例として、特開平7−243382号公報(特許文献1と称す。)がある。
【0012】
【特許文献1】
特開平7−243382号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、以上述べた従来公知の圧縮機は、図11に示すように、密閉容器22内部に負荷される高圧ガスによって、矢印のように密閉容器22が膨張し、これによって生じる引張応力が、円筒状のケース2aの側面に設けた2個の横穴22dに白抜き矢印のように集中し、その結果、図12に示すように強度的に脆弱な横穴22d間の円筒状のケース2aに割れ36が発生し、高圧容器としてその強度が低下する課題を有していた。
【0014】
密閉容器22の耐圧強度の増加を図るために、例えば従来は、密閉容器22を形成するケース2aの板厚を厚くすることが試みられた。その結果、ケース2aの塑性成形性が低下し、鉄板からの丸め成形機の大型化による加工費の増加や、材料費の増加などの不具合が生じることとなった。また、特許文献1のように、横穴の配置を工夫したものもあるが、根本的な応力の発生要因は残ったままである。
【0015】
本発明の目的は、上述の課題を解決して、高圧ガスに対する強度を備えた2シリンダ圧縮機を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明の2シリンダロータリ圧縮機は、クランクシャフトの軸方向に沿って順次配設された第1及び第2のシリンダを備えた圧縮機構部と、クランクシャフトと接続する電動機部とが、円筒状の密閉容器内に設けられ、圧縮機構部の第1及び第2シリンダのガス吸入穴と密閉容器の外部とを連係するパイプを貫通する2個の横穴が前記クランクシャフトの軸方向に設けられ、密閉容器の円筒部であって横穴間の表面部に対して周方向の両側に他の円筒部とは円筒部中心からの距離が異なる張出し部を備えた。
【0017】
密閉容器の密閉容器の内径に全体的に負荷され、ケースが膨張することによって横穴間に生じる引張応力に対して、本発明の張出し部は円筒部中心からの距離が異なる塑性変形をしているためケースの膨張をそのまま横穴間の円筒部に伝えず、横穴間にかかる引張応力を小さくする。密閉容器の円筒部に設けられた横穴は、本発明の張出し部に設けられてもよい。
【0018】
また、張出し部は外郭を規定する縁部とその縁部の間の表面部とを備え、表面部は平面であってもよい。また、その表面部は密閉容器の円筒部の内側に凹状であってもよい。
【0019】
また、張出し部の縁部は横穴間の容器表面を挟んでその距離を変えてもよく、特に、その距離を短く設けるとさらによい。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施例の2シリンダロータリ圧縮機の全体構造を示す。この圧縮機1の密閉容器2は、円筒状のケース2aの上、下に、圧入した後で円周溶接された蓋チャンバ2bと底チャンバ2cを備える。
【0021】
密閉容器2の内部には、上部に電動機部3、下部に圧縮機構部4が収納配設されている。電動機部3は、ステータ3aが密閉容器2の内周面に焼嵌めなどで嵌合して取り付けられており、ステータ3aの内側にロータ3bが回転自在に配設されている。ステータ3aには、クランクシャフト5が圧入などによって固定されている。
【0022】
一方、圧縮機構部4は以下のように構成されている。まずフレーム6は、密閉容器2の内径寸法と近似した最外径寸法を持つフランジ部6aと、ベアリング6bとを有する。クランクシャフト5はそのベアリング6bに貫通して支持されており、このフレーム6の下側に突き出たクランクシャフト5には2つの偏心部5a、5bが形成されている。
【0023】
この偏心部5a、5bに対応する位置に、第1シリンダ7、第2シリンダ8が仕切り板9を介して配設している。これらシリンダ7、8内に位置するクランクシャフト5の偏心部5a、5bには、第1ローラ10、第2ローラ11が設けられている。第2シリンダ8の下部には下部ベアリング12が配設されている。
【0024】
前記のローラ10、11には、シリンダ7、8の夫々の内面から弾性的に突設されたブレード(図示せず)が当接している。このブレードで偏心して回転するローラ10、11とシリンダ7、8と仕切り板9とベアリング12で形成される空間を仕切ることで圧縮室13をが形成される。
【0025】
以上の部材を主構成要素とするこの圧縮機構部4は、電動機部3のステータ3aとロータ3b間のエアギャップと、シリンダ7,8の吸込み穴7a、8aと密閉容器2の横穴2dの位置とがそれぞれ適切な位置で、フレーム6のフランジ部6aの外径と密閉容器2とがスポット溶接(図示せず)され、密閉容器2に固定される。
【0026】
この圧縮機構部4で圧縮された冷媒は、図示されていない各シリンダ7、8の吐出口より密閉容器2内に吐き出され、密閉容器2内を高圧(吐出圧力)にして吐出パイプ16から圧縮機外部の冷凍サイクルへ吐き出される。
【0027】
次に前述のように上下に位置するシリンダ7、8の吸込み穴7a、8aと、アキュームレータ15の吸入管15a、15bの接続部とその接続方法について、図2で説明する。
【0028】
密閉容器2のケース2aには、シリンダ7、8の吸込み穴7a、8aに対応する部分に、2個の横穴2dが、その中心間距離Aを横穴2dの直径Dの2倍を最大寸法として夫々独立して近接した位置に設けられており、この横穴2d内には予め継パイプ2eがロウ付けされている。
【0029】
前述したように、密閉容器2と圧縮機構部4をスポット溶接で接合した後、段付形状のシールサクションパイプ14は、その先端4aを継パイプ2eに圧入させる。この圧入は、シールサクションパイプ14の後端面14bと継パイプ2eの端面とが同位置となるように行う。
【0030】
更に、シリンダ7、8に圧入したシールサクションパイプ14の拡管部14cにアキュームレータ15の吸入管15a、15bを挿入した後、継パイプ2eとシールサクションパイプ14とアキュームレータ15の吸入管15a、15bとが、気密性を備えるようにロウ付けされる。これによって密閉容器2内部の圧縮機構部4と密閉容器2の外部のアキュームレータ15が機能的に連係、すなわちアキュームレータ15からの冷媒が外気に触れることなく圧縮機構部4に導かれることになる。
【0031】
ここで、本発明の一実施例では、第1シリンダ7と第2シリンダ8の吸込み穴7a、8aと対応するケース2aの2個の横穴2dの開口部を結ぶケース2aの表面部の周囲に、塑性加工によって他の円筒部とは円筒部中心からの距離が異なる張出し部2fを設けた。
【0032】
張出し部2fの大きさ或いは形状は、塑性加工によるケース2a全体へ及ぼす変形の範囲を極力小さくすること、また、横穴2dをプレス抜きで形成するに充分なものとし、以下に述べる範囲が好ましい。
【0033】
すなわち、図3に示すようにこの張出し部2fの外周に沿って設けられる周辺部である縁部2gの高さHが、ケース2aの板厚Tの30〜100%の範囲内にあるのが好ましい。また、張出し部2fの大きさは、図4(a)に示すように夫々の横穴2dの中心から、横穴2dの直径D寸法を最大寸法とする半径Rの半円の範囲と、半円の接線を結ぶトラック形状をその範囲とするのが好ましい。
【0034】
図5に示すように、横穴2dが張出し部2fに設けられることにより、張出し部2fと縁部2gとからなる塑性成形部が補強構造となって、高圧ガスによる白抜き矢印で表した引張応力が縁部2gの部分で区切られるため、横穴2d間の円筒状ケース部の内側表面部にかかる引張応力が低減される。この引張応力は、ケースの内側表面に全体的に負荷される膨張圧力で生じる。この実施例では引張圧力による横穴2d間の円筒状ケース部の内側表面部における変形を小さくすることが可能になり、よって、横穴間の円筒状ケース2aの割れを防止することが可能になる。
【0035】
図5に示す張出し部2fは、ケース2aの内径と同心円の円弧形状をなしていることから、従来公知の圧縮機同様、密閉容器の内部圧力はケース2aの中心から放射状に張出し部2f面に負荷され、太線矢印に示すように小さいながらも引張応力が横穴2d間のケース2a表面部に集中することが考えられる。
【0036】
そこで、更なる強度アップを図る改善案を呈示する。
【0037】
図6に示す他の実施例は、張出し部2fの張出し面の形状を平面とした。すなわち、ケース2aの円筒面に対して張出し面を異なる表面形状とした。
【0038】
その結果、密閉容器2への高圧ガスによる変形応力は張出し面に垂直に負荷されることから、図5に示す円弧形状の張出し面に比較し、横穴2d間にかかる引張応力は小さくなる。
【0039】
図7に示す他の実施例では、張出し部2fの張出し面の形状をケース2a内側から見て凸レンズ状とした。言い換えると、張出し面の断面形状を、円筒状のケース2aの内径側に凹んだ形状とした。
【0040】
その結果、張出し部2fに掛る変形応力は白抜き矢印に示すように、張出し面の長さを縮める方向、即ち、圧縮応力となって張出し部2fに加わることとなる。したがって、二つの横穴2d間のケース2a部分に、従来の課題で説明した割れ36(図12参照)を引起す力とは異なる方向に変形応力を作用させることができ、最も強度的に弱い横穴間のケース割れの発生を防止することができる。
【0041】
凹んだ形状は横穴2dを中心として凹ませるが、横穴2d間の張出し面は平らにしても凹ませてもよい。
【0042】
更に、図8に他の実施例を示す。ここでは縁部2gの形状を改良して、高圧のガス圧力による変形応力が作用する張出し部2fの幅を小さくした。具体的には、図8に示された張出し部2fの平面形状を、夫々の横穴2dの同心円の交点を結んだ、言うなればトラック状の外縁における直線部が絞られ接近した形とした。図8には、夫々の横穴2dと同心円の交点を、任意の小さな円弧で結んだ略8の字状の縁部2gが示されている。図8は密閉容器2のケース2aの内径側から見た形状を示している。横穴2dの同心円の直径Cは、横穴2dの直径Dの2倍を最大寸法とするのが好ましい。また、その縁部2gの高さHは、ケース2aの板厚Tの30〜100%の範囲内にあるのが望ましい。
【0043】
従って、内部から負荷される応力が二つの横穴2d間に作用しても、張出し部2fの幅が狭くなっていて縁部2g間の距離が狭くなっていることから、結果的に剛性が向上して割れが発生しにくくなる。
【0044】
また、この略8の字の張出し部2fの上面の状態を、前述のように平面状或いは凹状とすることにより、更に張出し部の剛性が向上し、益々、横穴2d間に割れが発生しにくくなり、密閉容器2の耐圧強度が向上し、2シリンダロータリ圧縮機の信頼性の向上が図れる。
【0045】
上述のように、本発明の実施例の縁部2gや張出し部2fを、ケース2aの円筒面に設けた横穴2dの周囲に適宜形成することで、ケース2aの横穴2d間の割れが発生しにくくなる。また、本発明の実施例の張出し部2fと共に縁部2gを含む形状が横穴2d間の剛性向上に効果がある。そのためケース2aの板厚を薄くすることが可能となり、材料費の低減と塑性加工効率が上がり、比較的小型の成形機によるケースの丸め加工も可能になり、加工費の低減も図れる。
【0046】
また、圧縮機の全体重量の相当範囲を占める密閉容器の重量を軽減することが可能であり、圧縮機の取扱い性の向上も出来、本発明の各実施例の効果はきわめて大きい。
【0047】
【発明の効果】
本発明によれば、密閉容器の二つの横穴間の強度が上がり耐圧強度が向上した2シリンダロータリ圧縮機を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の2シリンダロータリ圧縮機の構造の一例を示す側断面図。
【図2】図1のシリンダ吸込み穴とアキュームレータの連繋部の構造の一例を示す即断面図。
【図3】本発明の一実施例のケースの張出し形状の一例を示す側断面図。
【図4】(a)は図3のA矢視図。(b)は図4(a)のB−B線に沿う断面図。
【図5】本発明の一実施例のケースの円弧状張出し部に掛る応力の一例を示す平断面図。
【図6】本発明の一実施例のケースの平面状張出し部に掛る応力の一例を示す平断面図。
【図7】本発明の一実施例のケースのレンズ状張出し部に掛る応力の一例を示す平断面図。
【図8】本発明の一実施例のケースの8の字状張出し部の形状の一例を示す側面図。
【図9】従来公知2シリンダロータリ圧縮機の構造の一例を示す側断面図。
【図10】図9のシリンダ吸込み穴とアキュームレータの連繋部の構造の一例を示す側断面図。
【図11】従来のケースに掛る高圧ガスによる内部応力の一例を示す平断面図。
【図12】従来の圧縮機でケースの横穴間に発生する割れの一例を示す斜視図。
【符号の説明】
1…2シリンダロータリ圧縮機、2…密閉容器、2a…ケース、2b…蓋チャンバ、2c…底チャンバ、2d…横穴、2e…継パイプ、2f…張出し部、2g…縁部、3…電動機部、3a…ステータ、3b…ロータ、4…圧縮機構部、5…クランクシャフト、5a…偏心部、5b…偏心部、6…フレーム、6a…フランジ部、6b…ベアリング、7…第1シリンダ、7a……吸込み穴、8…第2シリンダ、8a…吸込み穴、9…仕切り板、10…第1ローラ、11…第2ローラ、12…下部ベアリング、13…圧縮室、14…シールサクションパイプ、14a…先端、14b…後端、14c…拡管部、15…アキュームレータ、15a…吸入管、15b…吸入管。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-pressure container type two-cylinder rotary compressor in which first and second cylinders are arranged vertically close to each other, and high-pressure discharge gas is discharged from at least one of the cylinders into a closed container.
[0002]
[Prior art]
The configuration of an example of a general two-cylinder rotary compressor will be described with reference to FIG. The sealed
[0003]
The
[0004]
On the other hand, the
[0005]
Blades (not shown) elastically projecting from the inner surfaces of the
[0006]
The
[0007]
The refrigerant compressed by the
[0008]
A method of connecting the
[0009]
After joining the hermetically sealed
[0010]
Next, after the
[0011]
As another example of the compressor, there is JP-A-7-243382 (referred to as Patent Document 1).
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-7-243382
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional compressor described above, as shown in FIG. 11, the closed
[0014]
In order to increase the pressure resistance of the sealed
[0015]
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a two-cylinder compressor having high pressure gas strength.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a two-cylinder rotary compressor according to the present invention includes a compression mechanism having first and second cylinders sequentially arranged along an axial direction of a crankshaft, and a compression mechanism connected to the crankshaft. An electric motor section is provided in a cylindrical hermetic container, and two lateral holes penetrating a pipe that connects gas suction holes of first and second cylinders of a compression mechanism section and the outside of the hermetic container are formed by the crank. An overhang provided in the axial direction of the shaft and having a distance from the center of the cylindrical portion different from that of the other cylindrical portions is provided on both sides in the circumferential direction with respect to the surface portion between the horizontal holes.
[0017]
The overhang of the present invention is plastically deformed at different distances from the center of the cylindrical portion, against the tensile stress generated between the lateral holes due to the overall load applied to the inner diameter of the closed container and the expansion of the case. Therefore, the expansion of the case is not directly transmitted to the cylindrical portion between the side holes, and the tensile stress applied between the side holes is reduced. The lateral hole provided in the cylindrical portion of the closed container may be provided in the overhang portion of the present invention.
[0018]
Further, the overhang portion may include an edge defining an outer shell and a surface portion between the edges, and the surface portion may be flat. Further, the surface portion may be concave inside the cylindrical portion of the closed container.
[0019]
Further, the distance between the edges of the overhanging portion may be changed with the container surface between the lateral holes interposed therebetween. In particular, it is more preferable that the distance be short.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows the overall structure of a two-cylinder rotary compressor according to one embodiment of the present invention. The sealed
[0021]
Inside the
[0022]
On the other hand, the compression mechanism 4 is configured as follows. First, the
[0023]
A first cylinder 7 and a second cylinder 8 are disposed at positions corresponding to the
[0024]
Blades (not shown) elastically projecting from the respective inner surfaces of the cylinders 7 and 8 are in contact with the
[0025]
The compression mechanism 4 having the above-mentioned members as main components is provided with an air gap between the
[0026]
The refrigerant compressed by the compression mechanism 4 is discharged from the discharge ports of the cylinders 7 and 8 (not shown) into the
[0027]
Next, the connection between the suction holes 7a and 8a of the upper and lower cylinders 7 and 8 and the
[0028]
In the
[0029]
As described above, after the hermetically sealed
[0030]
Further, after the
[0031]
Here, in one embodiment of the present invention, around the surface of the
[0032]
The size or shape of the
[0033]
That is, as shown in FIG. 3, the height H of the
[0034]
As shown in FIG. 5, by providing the
[0035]
Since the
[0036]
Therefore, an improvement plan for further increasing the strength is presented.
[0037]
In another embodiment shown in FIG. 6, the shape of the overhang surface of the
[0038]
As a result, the deformation stress due to the high-pressure gas applied to the
[0039]
In another embodiment shown in FIG. 7, the shape of the overhang surface of the
[0040]
As a result, the deformation stress applied to the
[0041]
The concave shape is recessed around the
[0042]
FIG. 8 shows another embodiment. Here, the shape of the
[0043]
Therefore, even if a stress applied from the inside acts between the two
[0044]
Also, by making the state of the upper surface of the
[0045]
As described above, by appropriately forming the
[0046]
Further, it is possible to reduce the weight of the closed container, which occupies a considerable range of the entire weight of the compressor, and it is possible to improve the handleability of the compressor, and the effects of each embodiment of the present invention are extremely large.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a two-cylinder rotary compressor in which the strength between two side holes of a closed container is increased and the pressure resistance is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view showing an example of the structure of a two-cylinder rotary compressor according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an immediate sectional view showing an example of a structure of a connecting portion between a cylinder suction hole and an accumulator in FIG. 1;
FIG. 3 is a side sectional view showing an example of an overhang shape of a case according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4A is a view taken in the direction of arrow A in FIG. (B) is sectional drawing which follows the BB line | wire of FIG.4 (a).
FIG. 5 is a plan sectional view showing an example of a stress applied to an arc-shaped overhang portion of the case according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan sectional view showing an example of a stress applied to a planar overhang portion of the case according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan sectional view showing an example of a stress applied to a lens-shaped overhang portion of the case according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view showing an example of the shape of the figure-eight protruding portion of the case according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side sectional view showing an example of the structure of a conventionally known two-cylinder rotary compressor.
FIG. 10 is a side sectional view showing an example of the structure of a connecting portion between the cylinder suction hole and the accumulator in FIG. 9;
FIG. 11 is a cross-sectional plan view showing an example of internal stress caused by high-pressure gas applied to a conventional case.
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a crack generated between side holes of a case in a conventional compressor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 2 cylinder rotary compressor, 2 ... airtight container, 2a ... case, 2b ... lid chamber, 2c ... bottom chamber, 2d ... side hole, 2e ... joint pipe, 2f ... overhang part, 2g ... edge part, 3 ... electric motor part , 3a ... stator, 3b ... rotor, 4 ... compression mechanism, 5 ... crankshaft, 5a ... eccentric part, 5b ... eccentric part, 6 ... frame, 6a ... flange part, 6b ... bearing, 7 ... first cylinder, 7a ... suction hole, 8 ... second cylinder, 8a ... suction hole, 9 ... partition plate, 10 ... first roller, 11 ... second roller, 12 ... lower bearing, 13 ... compression chamber, 14 ... seal suction pipe, 14a ... Top end, 14b Back end, 14c Expanding section, 15 Accumulator, 15a Suction pipe, 15b Suction pipe.
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